EP4533069A1 - Verfahren und vorrichtung zur optischen vermessung einer optisch wirksamen oberfläche eines zumindest teilweise transparenten probekörpers - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur optischen vermessung einer optisch wirksamen oberfläche eines zumindest teilweise transparenten probekörpersInfo
- Publication number
- EP4533069A1 EP4533069A1 EP23729670.2A EP23729670A EP4533069A1 EP 4533069 A1 EP4533069 A1 EP 4533069A1 EP 23729670 A EP23729670 A EP 23729670A EP 4533069 A1 EP4533069 A1 EP 4533069A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- test specimen
- reflection
- fluid
- highly viscous
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/55—Specular reflectivity
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/02—Testing optical properties
- G01M11/0207—Details of measuring devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/02—Testing optical properties
- G01M11/0242—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
- G01M11/025—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations by determining the shape of the object to be tested
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/958—Inspecting transparent materials or objects, e.g. windscreens
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/958—Inspecting transparent materials or objects, e.g. windscreens
- G01N2021/9583—Lenses
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/064—Stray light conditioning
Definitions
- the present invention relates to a method and a device for the optical measurement of an at least partially transparent test specimen with an optically effective first surface and an opposite second surface in reflection geometry, as well as the use of a reflection-reducing, highly viscous fluid in such a method.
- a surface of a test specimen can be scanned using an arrow height measuring device in order to create a profile of the surface.
- a disadvantage of this tactile measurement is that it carries the risk of scratching the surface.
- Contactless, optical methods are known as an alternative to these contact-based measuring methods. These methods include irradiating light onto the test specimen and detecting the light in reflection and/or transmission geometry that is changed by an optically effective surface of the test specimen.
- the measurement result can be falsified or impaired by backside reflections, i.e. reflections on a surface of the test specimen that is opposite the surface irradiated with light.
- Another way to reduce back reflection is to coat the back of the test specimen with a sealing wax.
- removing the paint after measurement is time-consuming and requires the use of solvents that may be harmful to health and/or the environment.
- a method for optically measuring an at least partially transparent test specimen with an optically effective first surface and an opposite second surface comprising the following steps: i) applying a reflection-reducing, highly viscous fluid to the second surface of the test specimen; ii) performing the optical measurement; and iii) detachment of the reflection-reducing, high-viscosity fluid.
- the method according to the invention is used to optically measure an at least partially transparent test specimen with an optically effective first surface.
- the test specimen to be measured does not have to be transparent over the entire extent of the first surface, but can, for example, have a non-transparent edge area.
- the test specimen In order to be suitable for the method according to the invention, the test specimen must therefore only be transparent in the area relevant for the measurement.
- test specimen is optically effective. This means that incident light rays are refracted at the first surface.
- test specimens for which the method according to the invention is suitable include semi-finished products and finished products of optical lenses as well as casting molds made from (mineral) glass, in particular for optical lenses or their (semi-)finished products.
- Finished lenses differ from semi-finished lenses in that a second surface, which is opposite the first surface, has also been ground and is therefore also optically effective.
- the method according to the invention serves as a final check for the quality of the lens. Since, as explained in detail below, the method according to the invention can be carried out without causing damage and the highly viscous fluid can be removed from the test specimen using simple means, the method according to the invention is particularly suitable for measuring finished products of optical lenses.
- the material of the test specimen is not particularly limited as long as it is at least partially transparent and at least one surface of the test specimen can be brought into an optically effective state.
- the test specimen can be made of plastic or mineral glass.
- test specimens made of mineral glass for example silicate glass
- a rear reflection increasingly occurs when optically measured in reflection geometry, which makes it impossible to measure a test specimen without prior treatment of the back.
- the method according to the invention is therefore particularly suitable for test specimens made of mineral glass.
- the irradiated light is reflected on the first surface and the optical effectiveness of the first surface is determined based on the deviation of the reflected light from the irradiated light.
- part of the irradiated light is not reflected on the first surface, but passes through it and hits the second surface of the test specimen and can be reflected on it.
- the light used for measurement can, for example, be white or visible light or have a specific wavelength or wavelength range.
- the light can be in a wavelength range of 380nm to 800nm or from 400nm to 780nm.
- only wavelength ranges can also be used, for example ultraviolet light (UV-C: 100 to 280 nm, UV-B: 280 to 315 nm and / or UV-A: 315 to 380 nm), violet light with 380-450 nm , blue light 450-495 nm, green light 495-570 nm, yellow light 570-590 nm, orange light 590-620 nm, red light 620-750 nm, infrared light (IR-A: 780 to 1400 nm and/or IR-B: 1400 to 3000 nm) or mixtures thereof.
- UV-C 100 to 280 nm
- UV-B 280 to 315 nm
- UV-A 315 to 380 nm
- the reflection-reducing, high-viscosity fluid of the present invention serves to suppress this secondary reflection.
- a fluid is considered to reduce reflection if it suppresses the secondary reflection, particularly in the wavelength range used for measurement, by at least 50%, preferably 75%, more preferably 90% and particularly preferably 99%.
- the fluid used in the process of the present invention is highly viscous. This means that the fluid is adjusted so that it is liquid enough to be applied to the second surface of the test specimen without bubbles and without destruction and at the same time is viscous enough not to drip off the test specimen.
- the reflection-reducing fluid has a viscosity in the range from about 10,000 mPas to about 100,000 mPas, preferably about 20,000 mPas to about 50,000 mPas.
- the viscosity can be determined using a rotational viscometer (e.g. Ametek DV2T viscometer with spindle RV-5 at a temperature of 23°C and a rotation frequency of 20 rpm.
- the aforementioned viscosity values marked “about” can be up to 10%, preferably up to 5%, up or down, but in particular represent the exact value.
- the occurrence of secondary reflections on the second surface of the test specimen can be suppressed, for example, by adapting the refractive index of the highly viscous fluid to the refractive index of the test specimen. Reflections generally occur at interfaces in which the refractive index of the propagation medium changes. For this reason, the refractive index of the highly viscous fluid preferably differs by 10% or less from the refractive index of the test specimen. In a preferred embodiment, the refractive index of the highly viscous fluid deviates from the refractive index of the test specimen by 5% or less, more preferably 1% or less.
- the highly viscous fluid can be adjusted so that it absorbs the light irradiated and passing through the transparent test specimen.
- pigments that absorb in the wavelength range of the irradiated light can be added to the highly viscous fluid.
- black pigments such as metal oxides, in particular iron oxide, (charcoal), graphite or soot, can be added.
- the highly viscous fluid absorbs the light passing through the test specimen to at least 75%, more preferably at least 90% and particularly preferably at least 99%.
- the reflection-reducing, highly viscous fluid is applied to the second surface of the test body.
- the method used for application is not further limited and includes, among others, a dip coating method, a spin coating method, a transfer coating method and a knife coating method.
- the viscosity and wetting properties of the reflection-reducing fluid can be adjusted so that good adhesion to the test specimen is achieved.
- the surface tension of the fluid can be reduced using surface-active substances, such as surfactants, in order to achieve improved wetting properties.
- the highly viscous, reflection-reducing fluid has a surface tension of less than 62.5 mN/m.
- the surface tension is particularly preferably between about 29 mN/m and about 60 mN/m, in particular between about 45 mN/m and about 60 mN/m.
- the aforementioned surface tension values marked “approximately” can deviate upwards or downwards by up to 5%, preferably up to 1%, but in particular represent the exact value.
- the surface tension can be determined using the known ironing or tear-off method.
- the optical measurement of the first, optically effective surface of the test specimen is carried out in reflection geometry.
- corresponding methods are known to a person skilled in the art.
- the reflection-reducing, highly viscous fluid is removed from the test specimen.
- the fluid as a whole can be removed from the test specimen without leaving any residue.
- the fluid can be reused for further measurements.
- the fluid can be removed with a suitable solvent.
- the solvent is water and the fluid is water-soluble.
- water-soluble means that at least 50 g, preferably 100 g, of the fluid dissolve completely in one liter of water at a temperature of 20 ° C.
- the method can preferably be carried out automatically.
- the test specimen can be moved to a dispenser by means of a manipulator or a transport device, for example a roller conveyor, which applies or dispenses a predetermined amount of the highly viscous, reflection-reducing fluid onto the second surface of the test specimen.
- the fluid can be distributed by rotating the test piece or by spreading it using a tool so that the fluid essentially covers the entire second surface of the test piece.
- Carrying out the optical measurement can also be done automatically, in particular after the test specimen has been moved using the manipulator or the Transport device was relocated to a measuring device.
- the result of the measurement can be transmitted from the measuring device to a memory or an external computer using a data line.
- the removal of the reflection-reducing, high-viscosity fluid from the test specimen can also be carried out automatically, in particular after the test specimen has been moved to a cleaning device by means of the manipulator or the transport device.
- the detachment can advantageously be carried out by rinsing with a jet of a cleaning fluid or by immersing it in a cleaning fluid, the cleaning fluid in particular being water.
- One aspect of the present invention relates to a reflection-reducing, high-viscosity fluid comprising:
- a further aspect of the present invention relates to the use of the reflection-reducing, highly viscous fluid in a method according to the invention.
- the reflection-reducing high-viscosity fluid in particular the foam, preferably contains saccharides, in particular mucopolysaccharide and/or glycosaminoglycans such as aloverose or acemannan and/or D-glucose or D-mannose, which are contained in aloe vera juice.
- the foam or fluid can contain or have aloe vera juice, the foam preferably having a mass fraction of about 0.5% to about 40%, preferably about 1% to about 30%, in particular about 1% to about 5% Aloe vera juice, preferably from the leaves of Aloe Barbadensis.
- aloe vera juice advantageously enables the production of a particularly smooth fluid with stable viscosity.
- a device for carrying out a method for optically measuring an at least partially transparent test specimen with an optically effective first surface and an opposite second surface in reflection geometry is proposed, the method being defined by the features described above.
- the device has: a holder for the test specimen to be measured; a manipulator; a pretreatment unit for applying a high-viscosity, reflection-reducing fluid to a second surface opposite the first of the test specimen to be measured; a measuring unit for recording a reflection measurement by irradiating a measuring position on the surface of the test specimen to be measured with light and detecting at least part of the light reflected by the test specimen during the irradiation; a post-treatment unit for removing the highly viscous, reflection-reducing fluid located on the second surface of the test specimen to be measured.
- the receptacle for the test specimen to be measured can be any receptacle that is designed to hold the test specimen to be measured.
- the receptacle can, for example, consist of a base or support plate or include a base or support plate.
- the holder can contain a holder for the test specimen to be measured.
- the manipulator also referred to as a transport device, is not further restricted as long as it is designed to displace the receptacle with the test specimen to be measured relative to the pre-treatment unit, relative to the measuring unit and relative to the post-treatment unit.
- This can be understood as a movement of the recording towards the units that are realized as immobile also a movement of the respective units to an immovably realized holder for the test specimen to be measured, as well as combinations thereof.
- at least one actuator can be used as a preferred manipulator, which converts control commands received from a control device into a movement and thus shifts the holder for the test specimen to be measured to the individual units. This can be realized cost-effectively, for example, by mounting the holder on a roller conveyor.
- the roller conveyor can carry out a movement, in particular a linear one, with the units being arranged along the direction of movement of the roller conveyor.
- one or more actuators can be used as the preferred manipulator(s), which move the respective units to the holder.
- only one actuator can be used (for example for cost reasons), which causes a displacement of a holder, with the units pretreatment unit, measuring unit and post-treatment unit being arranged on this holder.
- the pretreatment unit, measuring unit and post-treatment unit can be arranged on a rotatable holder like in a carousel, with one of the units being moved into direct proximity to the receptacle for the test specimen to be measured by executing a rotary movement of the holder in order to carry out the intended use for the respective unit steps to carry out.
- the pretreatment unit also referred to as a pretreatment station, is designed to apply a highly viscous, reflection-reducing fluid according to one aspect of the present application to a second surface of the test specimen to be measured, which is opposite the first surface to be measured.
- the pretreatment unit can be implemented, for example, as a dispenser or dispenser, which, connected to a reservoir containing the highly viscous, reflection-reducing fluid, applies or dispenses the fluid onto the second surface of the test specimen to be measured.
- the fluid can be distributed by rotating the test specimen or by spreading it using a tool, so that, for example, the fluid essentially covers the entire second surface of the test specimen. There is also a diving or Transfer coating of the second surface of the test specimen to be measured with the fluid is possible.
- the pretreatment unit can also be designed to clean the test specimen to be measured before applying the fluid.
- the measuring unit also referred to as a measuring device or reflection detection unit, can comprise at least one light source for irradiating the test specimen with light (measuring light) and at least one detector for detecting at least part of the light reflected by the test specimen during the irradiation.
- the light source may be any suitable light source and may include one or more LEDs, lamps (e.g., white light lamps), lasers (such as tunable lasers or frequency doubling lasers), etc.
- Such a measuring unit can be a spectrometer familiar to those skilled in the art, having a suitable light source and a detector.
- the after-treatment unit also referred to as an after-treatment station or cleaning device, is designed to detach or remove the highly viscous, reflection-reducing fluid from the second surface of the test specimen.
- the after-treatment unit is not further restricted and can be implemented in different ways, as long as it is designed to remove the fluid from the test specimen, in particular without leaving any residue.
- the detachment can advantageously be carried out by rinsing with a jet of a cleaning fluid or by immersing it in a cleaning fluid, the cleaning fluid in particular being water.
- the fluid can also be removed or removed from the surface using a tool.
- the pretreatment unit can also form a common unit with the aftertreatment unit.
- the fluid removed after the measurement can remain within the common pre- and post-treatment unit and, without a transport route, can be reused and reapplied from there in a subsequent, further measurement.
- the The post-treatment unit can also be designed to clean the test specimen to be measured after the fluid has been removed.
- the device can further comprise a control device.
- the control device can be designed to control and/or regulate the manipulator and/or the pre-treatment and/or post-treatment unit and/or the measuring unit.
- the control device can further comprise further units, such as a storage unit (for example for at least temporarily storing the recorded data of the optical measurement), an input unit for inputting data, an output unit for outputting data (such as information and/or commands ), a communication unit for communicating data both from and to the control unit and / or to the individual units of the control device, and / or to other units.
- the communication between the individual units of the control unit and/or external units can take place via suitable interfaces, both wireless and wired.
- the input unit may include, for example, a computer mouse and/or a computer keyboard and/or a touch-sensitive screen and/or another suitable input unit.
- the input unit can be part of the control device or can be connected to the control device by means of a suitable data connection.
- the output unit can, for example, comprise at least one computer screen for outputting or displaying text and/or images and/or graphics, and/or at least one loudspeaker for outputting audio data.
- the output unit can be part of the control device or can be connected to the control device by means of a suitable data connection.
- the device is particularly suitable for being integrated into a production line.
- the device can be at least partially automated.
- the sequence of individual or all steps of the method carried out by the device Optical measurement of the at least partially transparent test specimen can be controlled and/or regulated, for example, by means of the control device.
- the device can be automatically loaded with a test specimen to be measured. This can be done using a suitable manipulator.
- the optical measurement(s) can also be carried out automatically and/or after the measurement has been carried out, the test specimen to be measured can be automatically unloaded from the device again.
- the device can accordingly have a loading unit, which is designed to position the test specimen to be measured in the receptacle, and/or a discharge unit, which is designed to remove the test specimen to be measured from the receptacle.
- the loading unit and/or the unloading unit can also be implemented as separate units (for example in a production line).
- the loading unit and/or unloading unit can be connected to the control device by means of a suitable data connection and can be controlled and/or regulated accordingly by the control device.
- the present invention provides an improved method for optically measuring an at least partially transparent test specimen and a device for carrying out such a method, in which the occurrence of disturbing secondary reflections can be reduced.
- Figure 1 Schematic drawing of an arrangement for carrying out the method according to the invention using a highly viscous fluid as a reflection-reducing agent in a reflection measurement
- Figure 2 Schematic drawing of a device for carrying out an optical measurement of an at least partially transparent test specimen.
- FIG. 1 shows an exemplary embodiment for the use of the reflection-reducing, high-viscosity fluid according to the invention.
- the arrangement shown in FIG. 1 can be used to characterize a transparent test specimen 10 by means of a measurement taking place in reflection.
- This has a light source 30 which irradiates the test specimen 10 to be examined with light 40.
- the arrangement has a detection unit 20 (in particular as part of a measuring unit), which is suitable for detecting light 41 reflected by the test specimen 10.
- the detection unit 20 can have means for reducing scattered light, for example a lens hood or a tube.
- the test specimen 10 to be measured is positioned in the arrangement such that a first surface can be measured by means of reflection measurement.
- the first surface faces the light source 30 or the detection unit 20 during the measurement.
- the test specimen 10 was measured or Characterization of its first surface, provided on its second surface facing away from the light source with a reflection-reducing, high-viscosity fluid 1 according to the invention.
- the fluid 1 absorbs light 42, which is emitted by the light source 30 and transmitted on the first surface.
- the second surface can of course also be measured or characterized.
- the test specimen 10 is positioned upside down and positioned with its second surface towards the light source 30, the first surface then being previously provided with the reflection-reducing, high-viscosity fluid according to the invention.
- FIG. 2 shows a schematic drawing of a device 8 for carrying out an optical measurement of an at least partially transparent test specimen 10.
- the optical measurement is carried out according to the method for optical measurement described above according to one aspect of the present application.
- the device also has a control device 80, which has a processor as the preferred computing unit and a hard drive as the preferred one Storage unit, a monitor as the preferred output unit and a keyboard as the preferred input unit.
- the control device also has a communication unit.
- the control device 80 is designed to control and/or regulate the manipulator 82 and/or the pre-treatment unit 83 and/or the post-treatment unit 85 and/or the measuring unit 84.
- the present invention is further described by the following non-limiting examples, particularly with regard to the preparation of the antireflective high viscosity fluid.
- the following components are used to produce the reflection-reducing, high-viscosity fluid:
- the dispersion can take place in water, ethanol, acetone or a mixture thereof. However, only water is preferably used, since ethanol or acetone are flammable and represent hazardous substances that evaporate quickly and thereby change the properties of the reflection-reducing, high-viscosity fluid and also pollute the environment.
- the polymer dispersion can contain or be mixed with a benzisothiazolinone from the compound class of isothiazolinones in a mass fraction of less than one percent, for example 1,2-benzisothiazol-3(2H)-one (CAS No. 2634-33-5), which acts as a biocide and therefore has preservative properties.
- a benzisothiazolinone from the compound class of isothiazolinones in a mass fraction of less than one percent, for example 1,2-benzisothiazol-3(2H)-one (CAS No. 2634-33-5), which acts as a biocide and therefore has preservative properties.
- the polymer dispersion can also contain or be mixed with 2-(2-butoxyethoxy)ethyl acetate (CAS No. 124-17-4) in a mass fraction of less than one percent in order to adjust the spreadability of reflection-reducing, highly viscous fluid, since it is at 20 ° C has a viscosity of 1.79 mPas and a surface tension of 28.5 mN/m.
- the polymer dispersion can have a viscosity of about 4,000 mPas to about 20,000 mPas, preferably about 8,000 mPas to about 15,000 mPas.
- the above-mentioned viscosity is determined using the Brookfield method, preferably with a rotational viscometer (e.g. Ametek DV2T viscometer with spindle RV-5) at a temperature of 23 ° C and a rotation frequency of 20 rpm.
- the polymer dispersion can have a density of about 0.95 g/m 3 to about 1.1 g/m 3 .
- a mass fraction of about 26% of a foam comprising water, at least one emulsifier, at least one surfactant and at least one saccharide, in particular a monosaccharide and/or a polysaccharide.
- the emulsifier can preferably contain stearic acid, a polyethylene glycol derivative (PEG derivative) or a polypropylene glycol derivative (PPG derivative) such as Ceteareth-50, Methyl Gluceth-20 and/or Laureth-23.
- PEG derivative polyethylene glycol derivative
- PPG derivative polypropylene glycol derivative
- the surfactant can preferably contain sodium dodecyl polyoxyethylene sulfate (sodium laureth sulfate), sodium polynaphthalene sulfonate and/or potassium stearate.
- the saccharide can preferably have a monosaccharide, for example galactose, glucose, xylose, mannose, mucopolysaccharide and/or glycosaminoglycans such as aloverose or acemannan, which are contained in aloe vera juice.
- the saccharide can preferably have a polysaccharide, for example D-glucose and/or D-mannose, which are also contained in aloe vera juice. It goes without saying that the saccharide can also have a mixture of the above-mentioned monosaccharides and/or polysaccharides.
- the foam can preferably further contain at least one of the following ingredients: a moisturizer, a pH regulator, a buffer substance, a thickener, a preservative.
- the moisturizer can preferably contain glycerin, palmitic acid and/or coconut caprate or a mixture thereof.
- a triethanolamine can preferably be contained in the foam as a pH regulator. More preferably, potassium hydroxide can be contained in the foam as a buffer substance. More preferably, xanthan gum and/or water-soluble cellulose or hydroxypropyl methyl cellulose can be contained in the foam as a thickener.
- the aqueous solution can preferably be a solution of sodium chloride, in particular with a mass fraction of about 9g per liter of water, or a Ringer's solution (Solutio Ringeri).
- the diluent can contain at least one preservative.
- the aqueous solution can contain sodium edetate (EDTA) and/or polyhexanide or polysametilene biguanides or polysametilene biguanides (PHMB), in particular with a concentration of approximately 0.0001% to 0.001%.
- the diluent may contain at least one gelling agent, such as hyaluronic acid, preferably in a concentration of about 0.2% to about 2%.
- the paint can have a density of about 1.05 to about 1.35 g/cm 3 .
- the at least one pigment or the pigment mixture is designed to emit light in a specific wavelength, preferably in a proportion of more than 50%, particularly preferably in a proportion of more than 75% and in particular in a proportion of more than 90% or more than 95% to absorb.
- the specific wavelength can, for example, be visible light in a wavelength range of 380nm up to 800nm or from 400nm to 780nm.
- the wavelength ranges that are used for measuring a transparent body can also be absorbed, for example ultraviolet light (UV-C: 100 to 280 nm, UV-B: 280 to 315 nm and / or UV-A: 315 to 380 nm), violet light at 380-450 nm, blue light at 450-495 nm, green light at 495-570 nm, yellow light at 570-590 nm, orange light at 590-620 nm, red light at 620-750 nm , infrared light (IR-A: 780 to 1400 nm and/or IR-B: 1400 to 3000 nm) or mixtures thereof.
- the at least one pigment can be iron oxide black or carbon black or the pigment mixture can have at least one or both of the aforementioned pigments.
- the aforementioned mass proportions are variable to a small extent, for example in order to adjust the viscosity of the reflection-reducing, high-viscosity fluid, without, however, impairing the reflection-reducing effect.
- the stated mass fractions can vary by approximately 5 to 10% of the stated mass fraction, so that the sum of all mass fractions again amounts to 100%.
- a preferred composition of the reflection-reducing, high-viscosity fluid can be made from ingredients that are easy to obtain and are ecologically and health-friendly.
- the polymer dispersion can preferably be a white glue, which is available as commercially available craft glue or wood glue, for example under the brand name “PONAL” from Henkel, (2.) as the foam, a shaving foam, which is available, for example, under the brand name “Isana” as “shaving foam Sensitive with Aloe Vera” is available from dm, (3.) as a diluent a contact lens combination solution, which is available, for example, under the brand name "visiomax” contact lens care product combination solution for soft contact lenses from dm, and (4.) a black acrylic paint, which is available, for example, under the brand name “AKADEMIE” as “Acryl color - 23000 - Fine artist acrylic color” from Schmincke.
- 17 g of the shaving foam is mixed with 37 g of craft glue in a glass bowl until a viscous mass is formed. A teaspoon (equivalent to about 6 g) of color is added to this mixture and equally distributed. Finally, 7 g of the combination solution are slowly added and mixed in until the mixture easily separates from the bowl while stirring.
- the mass obtained in this way is left to stand in the air for a day with occasional stirring in order to dry or thicken, in particular in order to achieve a desired viscosity of approximately 10,000 mPas to 100,000 mPas, and then stored in an airtight manner.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Beschrieben wird ein Verfahren und eine Vorrichtung (8) zur optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers (10) mit einer optisch wirksamen ersten Oberfläche und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche, wobei das Verfahren in Reflexionsgeometrie durchgeführt wird und die folgenden Schritte umfasst: i) Auftragen eines reflexionsmindernden hochviskosen Fluids (1) auf die zweite Oberfläche des Probekörpers (10); ii) Durchführen der optischen Vermessung; und iii) Ablösen des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids (1).
Description
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR OPTISCHEN VERMESSUNG EINER OPTISCH WIRKSAMEN OBERFLÄCHE EINES ZUMINDEST TEILWEISE TRANSPARENTEN PROBEKÖRPERS
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers mit einer optisch wirksamen ersten Oberfläche und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche in Reflexionsgeometrie sowie die Verwendung eines reflexionsmindernden hochviskosen Fluids in einem solchen Verfahren.
Verfahren zum Vermessen eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers sind in der Literatur bekannt. So kann eine Oberfläche eines Probekörper mittels eines Pfeilhöhenmessgeräts abgetastet werden, um ein Profil der Oberfläche zu erstellen. Ein Nachteil dieser taktilen Messung liegt jedoch darin, dass sie das Risiko birgt, die Oberfläche zu verkratzen.
Als Alternative zu diesen kontaktbehafteten Messverfahren sind kontaktlose, optische Verfahren bekannt. Diese Verfahren umfassen das Einstrahlen von Licht auf den Probekörper und das Detektieren des durch eine optisch wirksame Oberfläche des Probekörpers veränderte Licht in Reflexions- und/oder Transmissionsgeometrie.
Insbesondere bei Messungen in Reflexionsgeometrie kann das Messergebnis durch Rückseitenreflexionen, also Reflexionen an einer Oberfläche des Probekörpers, die der mit Licht bestrahlten Oberfläche gegenüberliegt, verfälscht oder beeinträchtigt werden.
In der Praxis haben sich verschiedene Verfahren etabliert, wie eine solche Rückseitenreflexion vermindert werden kann.
So ist es bekannt, die Rückseite mechanisch oder chemisch aufzurauen bzw. zu mattieren, um einen gerichteten Reflex durch Streuung zu verhindern. Bei Bedarf kann die mattierte Oberfläche mit einem Farbstoff beschichtet werden, um das gestreute Licht weiter abzuschwächen. Die Mattierung und gegebenenfalls die Färbung werden in einem anschließenden Schleif- und Polierprozess von der Rückseite entfernt. Somit ist dieses Verfahren lediglich für das optische Vermessen von Vorprodukten geeignet, bei denen zumindest die Rückseite des Probekörpers einer weiteren Behandlung unterzogen wird.
Eine weitere Möglichkeit, eine Rückseitenreflexion zu vermindern ist die Beschichtung der Rückseite des Probekörpers mit einem Siegellack. Das Ablösen des Lacks nach der Messung ist jedoch zeitaufwendig und erfordert die Verwendung von Lösungsmitteln, die gesundheits- und/oder umweltschädlich sein können.
Schließlich ist es möglich die Rückseite des Probekörpers mit einem Klebeband zu kaschieren. Hierbei ist jedoch auf spezifische Eigenschaften des Klebebandes, wie beispielsweise die Haftkraft, zu achten. Außerdem ist es wichtig, dass das Klebeband flächig auf der Rückseite haftet, da es bei der Bildung von Luftblasen gegebenenfalls zu Reflexionen an den nicht kaschierten Stellen kommen kann. Dieses Verfahren erfordert somit einige Übung und ist dennoch nicht immer verlässlich.
Zusammenfassend weisen die derzeit verwendeten Verfahren, einen Rückseitenreflex bei der optischen Vermessung transparenter Probekörper zu vermindern, die folgenden Nachteile auf:
Eignung nur für Vorprodukte, da die Rückseite irreversibel beschädigt wird, Aufwendig in der Aufbringung und unverlässlich, und/oder Aufwendig in der Entfernung.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung für die Verminderung eines Rückseitenreflexes bei der optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers mit einer optisch wirksamen ersten Oberfläche und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche in Reflexionsgeometrie
bereitzustellen, welches die Nachteile der bekannten Verfahren nicht aufweist. Insbesondere soll das Verfahren einfach in der Anwendung und zerstörungsfrei sein.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Ausführungsformen gelöst.
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers mit einer optisch wirksamen ersten Oberfläche und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche bereitgestellt, wobei das Verfahren in Reflexionsgeometrie durchgeführt wird und die folgenden Schritte umfasst: i) Aufträgen eines reflexionsmindernden hochviskosen Fluids auf die zweite Oberfläche des Probekörpers; ii) Durchführen der optischen Vermessung; und iii) Ablösen des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem optischen Vermessen eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers mit einer optisch wirksamen ersten Oberfläche. Das bedeutet, dass der zu vermessende Probekörper nicht über die gesamte Erstreckung der ersten Oberfläche transparent sein muss, sondern beispielsweise einen nicht-transparenten Randbereich aufweisen kann. Um für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet zu sein, muss der Probekörper somit nur im für die Vermessung relevanten Bereich transparent sein.
Die erste Oberfläche des Probekörpers ist optisch wirksam. Das bedeutet, dass einfallende Lichtstrahlen an der ersten Oberfläche gebrochen werden. Beispiele für Probekörper, für die das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist, umfassen Halbfertigprodukte und Fertigprodukten von optischen Linsen sowie aus (Mineral-)Glas gefertigte Gussformen, insbesondere für optische Linsen oder deren (Halb-)Fertigprodukte.
Bei halbfertigen Linsen hat nur die erste Oberfläche den gewünschten optischen Schliff erhalten und die zweite Oberfläche wurde noch nicht wesentlich bearbeitet. Durch die Vermessung von Halbfertigprodukten kann bereits während der Fertigung
eine Qualitätskontrolle durchgeführt werden und der Schliff der ersten Oberfläche bei Bedarf korrigiert werden.
Fertige Linsen unterscheiden sich von den halbfertigen Linsen dadurch, dass auch eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, einen Schliff erhalten hat und dadurch ebenfalls optisch wirksam ist. Für diese Art von Proben dient das erfindungsgemäße Verfahren als Endkontrolle für die Qualität der Linse. Da, wie nachstehend detailliert ausgeführt, das erfindungsgemäße Verfahren beschädigungsfrei durchgeführt und das hochviskose Fluid mit einfachen Mitteln wieder von dem Probekörper entfernt werden kann, ist das erfindungsgemäße Verfahren für die Vermessung von Fertigprodukten von optischen Linsen besonders geeignet.
Das Material des Probekörpers ist nicht sonderlich beschränkt, solange es zumindest teilweise transparent ist und zumindest eine Oberfläche des Probekörpers in einen optisch wirksamen Zustand gebracht werden kann. Insbesondere kann der Probekörper aus Kunststoff oder Mineralglas bestehen. Hierbei tritt bei Probekörpern aus Mineralglas, beispielsweise Silikatglas, beim optischen Vermessen in Reflexionsgeometrie verstärkt ein Rückseitenreflex auf, der es unmöglich macht, einen Probekörper ohne vorhergehende Behandlung der Rückseite zu vermessen. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere für Probekörper aus Mineralglas geeignet.
Für die optische Vermessung des Probekörpers in Reflexionsgeometrie wird Licht auf die erste, optisch wirksame, Oberfläche eingestrahlt. Das eingestrahlte Licht wird an der ersten Oberfläche reflektiert und anhand der Abweichung des reflektierten Lichts zum eingestrahlten Licht die optische Wirksamkeit der ersten Oberfläche bestimmt. Ein Teil des eingestrahlten Lichts wird jedoch nicht an der ersten Oberfläche reflektiert, sondern tritt durch diese hindurch und trifft auf die zweite Oberfläche des Probekörpers und kann an dieser reflektiert werden.
Das zur Messung verwendete Licht kann beispielsweise weißes bzw. sichtbares Licht sein oder eine bestimmte Wellenlänge bzw. Wellenlängenbereich aufweisen. Beispielsweise kann das Licht in einem Wellenlängenbereich von 380nm bis 800nm
oder von 400nm bis 780nm liegen. Es können aber auch lediglich Wellenlängenbereiche verwendet werden, beispielsweise ultraviolettes Licht (UV- C: 100 bis 280 nm, UV-B: 280 bis 315 nm und/oder UV-A: 315 bis 380 nm), violettes Licht mit 380-450 nm, blaues Licht mit 450-495 nm, grünes Licht mit 495-570 nm, gelbes Licht mit 570-590 nm, oranges Licht mit 590-620 nm, rotes Licht 620-750 nm, infrarotes Licht (IR-A: 780 bis 1400 nm und/oder IR-B: 1400 bis 3000 nm) oder Mischungen davon.
Das reflexionsmindernde hochviskose Fluid der vorliegenden Erfindung dient der Unterdrückung dieser Sekundärreflexion. Im Sinne der vorliegenden Erfindung gilt ein Fluid als reflexionsmindernd, wenn es die Sekundärreflexion, insbesondere in dem zur Messung verwendeten Wellenlängenbereich, um mindestens 50%, bevorzugt 75%, mehr bevorzugt 90% und besonders bevorzugt 99% unterdrückt.
Das im Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendete Fluid ist hochviskos. Das bedeutet, dass das Fluid so eingestellt ist, dass es flüssig genug ist, um blasenfrei und zerstörungsfrei auf die zweite Oberfläche des Probekörpers aufgebracht zu werden und gleichzeitig viskos genug ist, um nicht von dem Probekörper abzutropfen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das reflexionsmindernde Fluid eine Viskosität im Bereich von etwa 10000 mPas bis etwa 100000 mPas, bevorzugt etwa 20000 mPas bis etwa 50000 mPas, auf. Die Viskosität kann mittels eines Rotationsviskosimeters (z.B. Ametek DV2T Viskosimeter mit Spindel RV-5 bei einer Temperatur von 23°C und einer Rotationsfrequenz von 20 U/min bestimmt werden. Die vorgenannten mit „etwa“ gekennzeichneten Viskositätswerte können um bis zu 10%, bevorzugt bis zu 5%, nach oben oder unten abweichen, insbesondere jedoch den genauen Wert darstellen.
Das Entstehen von Sekundärreflexionen an der zweiten Oberfläche des Probekörpers kann beispielsweise dadurch unterdrückt werden, dass der Brechungsindex des hochviskosen Fluids an den Brechungsindex des Probekörpers angepasst wird. Reflexionen entstehen generell an Grenzflächen, an
denen sich der Brechungsindex des Ausbreitungsmediums ändert. Aus diesem Grund weicht der Brechungsindex des hochviskosen Fluids vorzugsweise um 10% oder weniger vom Brechungsindex des Probekörpers ab. In einer bevorzugten Ausführungsform weicht der Brechungsindex des hochviskosen Fluids um 5% oder weniger, mehr bevorzugt 1 % oder weniger vom Brechungsindex des Probekörpers ab.
Alternativ oder ergänzend kann das hochviskose Fluid so eingestellt werden, dass es das eingestrahlte und durch den transparenten Probekörper durchtretende Licht absorbiert. Hierfür können dem hochviskosen Fluid Pigmente beigemischt werden, die im Wellenlängenbereich des eingestrahlten Lichts absorbieren. Beispielhaft können schwarze Pigmente, wie Metalloxide, insbesondere Eisenoxid, (Holz-)Kohle, Graphit oder Ruß, beigemischt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform absorbiert das hochviskose Fluid das durch den Probekörper durchtretende Licht zu mindestens 75%, mehr bevorzugt mindestens 90% und besonders bevorzugt mindestens 99%.
Im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das reflexionsmindernde, hochviskose Fluid auf die zweite Oberfläche des Probeköpers aufgetragen. Das zum Aufträgen verwendete Verfahren ist hierbei nicht weiter beschränkt und schließt unter anderem ein Tauchbeschichtungsverfahren, ein Rotationsbeschichtungsverfahren, ein Transferbeschichtungsverfahren und ein Rakelbeschichtungsverfahren ein.
Die Viskosität und die Benetzungseigenschaften des reflexionsmindernden Fluids können so eingestellt werden, dass eine gute Haftung an den Probekörper erzielt wird. Beispielsweise kann die Oberflächenspannung des Fluids mittels grenzflächenaktiver Substanzen, beispielsweise Tenside, reduziert werden, um eine verbesserte Benetzungseigenschaft zu erzielen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das hochviskose, reflexionsmindernde Fluid eine Oberflächenspannung von kleiner als 62,5 mN/m auf. Besonders bevorzugt liegt die Oberflächenspannung zwischen etwa 29 mN/m und etwa
60 mN/m, insbesondere zwischen etwa 45 mN/m und etwa 60 mN/m. Die vorgenannten mit „etwa“ gekennzeichneten Oberflächenspannungswerte können um bis zu 5%, bevorzugt bis zu 1 %, nach oben oder unten abweichen, insbesondere jedoch den genauen Wert darstellen. Die Oberflächenspannung kann dabei mittels der an sich bekannten Bügel- bzw. Abreissmethode bestimmt werden.
Nach dem Aufträgen des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids auf die zweite Oberfläche des Probekörpers wird die optische Vermessung der ersten, optisch wirksamen Oberfläche des Probekörpers in Reflexionsgeometrie durchgeführt. Entsprechende Verfahren sind, wie vorstehend ausgeführt, einem Fachmann bekannt.
Nach der optischen Vermessung wird das reflexionsmindernde hochviskose Fluid wieder von dem Probekörper abgelöst. Im einfachsten Fall kann das Fluid als Ganzes rückstandsfrei vom Probekörper abgezogen werden. In diesem Fall kann das Fluid für weitere Messungen wiederverwendet werden. Alternativ kann das Fluid mit einem geeigneten Lösungsmittel abgelöst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Lösungsmittel Wasser und das Fluid wasserlöslich. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung bedeutet wasserlöslich, dass sich bei einer Temperatur von 20 °C mindestens 50 g, bevorzugt 100 g, des Fluids vollständig in einem Liter Wasser lösen.
Bevorzugt kann das Verfahren automatisiert durchgeführt werden. Dabei kann der Probekörper mittels eines Manipulators oder einer Transporteinrichtung, beispielsweise einer Rollenbahn, zu einem Spender verlagert werden, weicher eine vorbestimmte Menge des hochviskosen, reflexionsmindernden Fluids auf die zweite Oberfläche des Probekörpers aufträgt bzw. dispensiert. Optional kann das Fluid durch Rotation des Probekörpers oder durch ein Verstreichen mittels eines Werkzeugs verteilt werden, so dass das Fluid im Wesentlichen die gesamte zweite Oberfläche des Probekörpers bedeckt.
Das Durchführen der optischen Vermessung kann ebenfalls automatisiert erfolgen, insbesondere nachdem der Probekörper mittels des Manipulators bzw. der
Transporteinrichtung zu einer Messeinrichtung verlagert wurde. Das Ergebnis der Vermessung kann von der Messeinrichtung mittels einer Datenleitung zu einem Speicher oder einem externen Rechner übertragen werden.
Das Ablösen des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids vom Probekörper kann auch automatisiert erfolgen, insbesondere nachdem der Probekörper mittels des Manipulators bzw. der Transporteinrichtung zu einer Reinigungseinrichtung verlagert wurde. Bei einem wasserlöslichen reflexionsmindernden, hochviskosen Fluid kann das Ablösen vorteilhafterweise durch ein Abspülen mit einem Strahl eines Reinigungsfluid oder durch Eintauchen in ein Reinigungsfluid erfolgen, wobei das Reinigungsfluid insbesondere Wasser sein kann.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein reflexionsminderndes hochviskoses Fluid aufweisend:
- einen Massenanteil von 49% bis 61 % einer Polymerdispersion,
- einen Massenanteil von 23% bis 30% eines Schaums,
- einen Massenanteil von 9% bis 11 % eines Verdünnungsmittels, und
- einen Massenanteil von 8% bis 10% einer Farbe, wobei die Summe aller Massenanteile 100% ergibt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids in einem erfindungsgemäßen Verfahren.
Vorzugsweise enthält das reflexionsmindernde hochviskose Fluid, insbesondere der Schaum, Saccaride, insbesondere Mucopolysaccharid und/oder Glykosamino- glykane wie Aloverose bzw. Acemannan und/oder D-Glucose bzw. D-Mannose welche in Aloe Vera Saft enthalten sind. Dazu kann der Schaum bzw. das Fluid Aloe Vera Saft enthalten bzw. aufweisen, wobei bevorzugt der Schaum einen Massenanteil von etwa 0,5% bis etwa 40%, bevorzugt etwa 1 % bis etwa 30%, insbesondere etwa 1 % bis etwa 5% Aloe-Vera-Saft, bevorzugt aus den Blättern der Aloe Barbadensis. Vorteilhafterweise ermöglicht die Zugabe von Aloe-Vera-Saft die Herstellung eines besonders geschmeidigen und in seiner Viskosität beständiges Fluid.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers mit einer optisch wirksamen ersten Oberfläche und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche in Reflexionsgeometrie vorgeschlagen, wobei das Verfahren durch die vorstehend beschriebenen Merkmale definiert wird.
Die Vorrichtung weist auf: eine Aufnahme für den zu messenden Probekörper; einen Manipulator; eine Vorbehandlungseinheit zum Aufträgen eines hochviskosen, reflexionsmindernden Fluids auf einer, der ersten des zu messenden Probekörpers, gegenüberliegenden, zweiten Oberfläche; eine Messeinheit zur Aufnahme einer Reflexionsmessung mittels Bestrahlung einer Messposition auf der Oberfläche des zu messenden Probekörpers mit Licht und Detektion zumindest eines Teils des von dem Probekörper während der Bestrahlung reflektierten Lichts; eine Nachbehandlungseinheit zum Ablösen des auf der zweiten Oberfläche des zu messenden Probekörpers befindlichen hochviskosen, reflexionsmindernden Fluids.
Weiterhin gelten auch hinsichtlich dieser Vorrichtung die vorgenannten bevorzugten Ausführungsvarianten und/oder die vorgenannten Vorteile in sinngemäßer Weise.
Die Aufnahme für den zu messenden Probekörper kann eine beliebige Aufnahme sein, die ausgebildet ist, den zu messenden Probekörper aufzunehmen. Die Aufnahme kann zum Beispiel aus einer Grund- bzw. Trägerplatte bestehen oder eine Grund- bzw. Trägerplatte umfassen. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Aufnahme eine Halterung für den zu messenden Probekörperenthalten.
Der Manipulator, auch als Transporteinrichtung bezeichnet, ist dabei nicht weiter eingeschränkt, solange dieser ausgelegt ist, die Aufnahme mit dem zu messenden Probekörper relativ zur Vorbehandlungseinheit, relativ zur Messeinheit und relativ zur Nachbehandlungseinheit zu verlagern. Hierunter kann sowohl eine Bewegung der Aufnahme zu den als unbeweglich realisierten Einheiten verstanden werden als
auch eine Bewegung der jeweiligen Einheiten zu einer unbeweglich realisierten Aufnahme für den zu messenden Probekörper, sowie Kombinationen hieraus. Im Fall von unbeweglich realisierten Einheiten kann zumindest ein Aktuator als bevorzugter Manipulator eingesetzt werden, welcher erhaltene Steuerbefehle von einer Steuerungsvorrichtung in eine Bewegung umsetzt und so die Aufnahme für den zu messenden Probekörper zu den einzelnen Einheiten verlagert. Kostengünstig kann dies zum Beispiel derart realisiert werden, dass die Aufnahme auf einer Rollenbahn gelagert ist. Die Rollenbahn kann eine, insbesondere lineare, Bewegung durchführen, wobei die Einheiten entlang der Bewegungsrichtung der Rollenbahn angeordnet sind. Im Fall einer unbeweglichen Aufnahme für den zu messenden Probekörper kann ein Aktuator bzw. können mehrere Aktuatoren als bevorzugte(r) Manipulator(en) eingesetzt werden, welche(r) die jeweiligen Einheiten zur Aufnahme verlagern. Vorteilhafterweise kann (zum Beispiel aus Kostengründen) auch nur ein Aktuator eingesetzt werden, welcher eine Verlagerung einer Halterung bewirkt, wobei an dieser Halterung die Einheiten Vorbehandlungseinheit, Messeinheit und Nachbehandlungseinheit angeordnet sind. Beispielsweise können Vorbehandlungseinheit, Messeinheit und Nachbehandlungseinheit wie in einem Karussell auf einer drehbaren Halterung angeordnet sein, wobei durch Ausführen einer Drehbewegung der Halterung jeweils einer der Einheiten in direkte Nähe zur Aufnahme für den zu messenden Probekörper verlagert wird, um dort die für die jeweilige Einheit bestimmungsgemäßen Schritte durchzuführen.
Die Vorbehandlungseinheit, auch als Vorbehandlungsstation bezeichnet, ist ausgebildet, ein hochviskoses, reflexminderndes Fluid gemäß einem Aspekt der vorliegenden Anmeldung, auf einer zweiten, der zu messenden ersten, gegenüberliegenden, Oberfläche des zu messenden Probekörpers aufzutragen. Die Vorbehandlungseinheit kann zum Beispiel als ein Spender oder Dispenser realisiert sein, welcher verbunden mit einem Reservoir enthaltend das hochviskose, reflexmindernde Fluid, das Fluid auf der zweiten Oberfläche des zu vermessenden Probekörpers aufträgt bzw. dispensiert. Alternativ oder zusätzlich kann das Fluid durch Rotation des Probekörpers oder durch ein Verstreichen mittels eines Werkzeugs verteilt werden, so dass beispielsweise das Fluid im Wesentlichen die gesamte zweite Oberfläche des Probekörpers bedeckt. Ferner ist eine Tauch- oder
Transferbeschichtung der zweiten Oberfläche des zu vermessenden Probekörpers mit dem Fluid möglich. Zusätzlich kann die Vorbehandlungseinheit auch ausgelegt sein, den zu messenden Probekörper vor Aufträgen des Fluids zu reinigen.
Die Messeinheit, auch als Messeinrichtung oder Reflexionserfassungseinheit bezeichnet, kann zumindest eine Lichtquelle zur Bestrahlung des Probekörpers mit Licht (Messlicht) und zumindest einen Detektor zur Detektion zumindest eines Teils des von dem Probekörper während der Bestrahlung reflektierten Lichts umfassen. Die Lichtquelle kann eine geeignete Lichtquelle sein und kann einen oder mehreren LEDs, Lampen (zum Beispiel Weißlichtlampen), Laser (wie zum Beispiel durchstimmbare Laser oder Laser mit Frequenzverdopplung), etc. umfassen. Eine solche Messeinheit kann ein dem Fachmann geläufiges Spektrometer, aufweisend eine geeignete Lichtquelle und einen Detektor, sein.
Die Nachbehandlungseinheit, auch als Nachbehandlungsstation oder Reinigungseinrichtung bezeichnet, ist ausgebildet, das hochviskose, reflexmindernde Fluid von der zweiten Oberfläche des Probekörpers abzulösen bzw. zu entfernen. Die Nachbehandlungseinheit ist dabei nicht weiter eingeschränkt und kann auf unterschiedliche Weise realisiert sein, solange sie ausgelegt ist, das Fluid von dem Probekörper, insbesondere rückstandsfrei, zu entfernen.
Bei einem wasserlöslichen reflexionsmindernden, hochviskosen Fluid kann das Ablösen vorteilhafterweise durch ein Abspülen mit einem Strahl eines Reinigungsfluid oder durch Eintauchen in ein Reinigungsfluid erfolgen, wobei das Reinigungsfluid insbesondere Wasser sein kann. Alternativ, insbesondere bei Vorliegen bzw. Verwendung eines wiederverwendbaren Fluids, kann das Fluid auch mittels eines Werkzeugs von der Oberfläche abgezogen bzw. abgetragen werden. Vorteilhafterweise kann die Vorbehandlungseinheit auch eine gemeinsame Einheit mit der Nachbehandlungseinheit bilden. Bei einer beispielhaften kombinierten Vor- und Nachbehandlungseinheit kann das nach erfolgter Messung abgetragene Fluid innerhalb der gemeinsamen Vor- und Nachbehandlungseinheit verbleiben und, ohne Transportweg, von dort bei einer anschließenden, weiteren Messung wiederverwendet und erneut aufgetragen werden. Zusätzlich kann die
Nachbehandlungseinheit auch ausgelegt sein, den zu messenden Probekörper nach Abtragen des Fluids zu reinigen.
Die Vorrichtung kann ferner eine Steuerungsvorrichtung umfassen. Die Steuerungsvorrichtung kann zum Steuern und/oder Regeln des Manipulators und/oder der Vorbehandlungs- und/oder Nachbehandlungseinheit und/oder der Messeinheit ausgebildet sein. Die Steuerungsvorrichtung kann ferner weitere Einheiten umfassen, wie zum Beispiel eine Speichereinheit (zum Beispiel zum zumindest temporären Speichern der aufgenommenen Daten der optischen Vermessung), eine Eingabeeinheit zur Eingabe von Daten, eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe von Daten (wie zum Beispiel Informationen und/oder Befehle), eine Kommunikationseinheit zur Kommunikation von Daten sowohl von als auch zu der Steuerungseinheit und/oder zu den einzelnen Einheiten der Steuerungsvorrichtung, und/oder zu anderen Einheiten umfassen. Die Kommunikation zwischen den einzelnen Einheiten der Steuerungseinheit und/oder externer Einheiten kann über geeigneten Schnittstellen, sowohl drahtlos als auch kabelgebunden, erfolgen.
Die Eingabeeinheit kann zum Beispiel eine Computermaus und/oder eine Computertastatur und/oder einen berührungsempfindlichen Bildschirm und/oder eine andere geeignete Eingabeeinheit umfassen. Die Eingabeeinheit kann Bestandteil der Steuerungsvorrichtung sein oder mittels einer geeigneten Datenverbindung mit der Steuerungsvorrichtung verbunden sein.
Die Ausgabeeinheit kann zum Beispiel zumindest einen Computerbildschirm zur Ausgabe bzw. zur Darstellung von Text und/oder Bildern und/oder Grafiken, und/oder zumindest ein Lautsprecher zur Ausgabe von Audiodaten umfassen. Die Ausgabeeinheit kann Bestandteil der Steuerungsvorrichtung sein oder mittels geeigneter Datenverbindung mit der Steuerungsvorrichtung verbunden sein.
Die Vorrichtung ist insbesondere geeignet, in eine Fertigungsstraße integriert zu werden.
Ferner kann die Vorrichtung zumindest teilweise automatisiert werden. Der Ablauf einzelner oder aller Schritte des von der Vorrichtung durchgeführten Verfahrens zur
optischen Vermessung des zumindest teilweise transparenten Probekörpers kann beispielsweise mittels der Steuerungsvorrichtung gesteuert und/oder geregelt werden.
Insbesondere kann die Vorrichtung automatisch mit einem zu messenden Probekörper beladen werden. Dies kann mittels eines geeigneten Manipulators erfolgen. Ebenfalls kann die Durchführung der optischen Vermessung(en) automatisiert stattfinden und/oder nach erfolgter Vermessung kann der zu messende Probekörper wieder automatisiert aus der Vorrichtung entladen werden. Die Vorrichtung kann dementsprechend eine Beladungseinheit aufweisen, welche ausgebildet ist, den zu messenden Probekörper in der Aufnahme zu positionieren, und/oder eine Entladungseinheit, welche ausgebildet ist, den zu messenden Probekörper aus der Aufnahme zu entnehmen. Die Beladungseinheit und/oder die Entladungseinheit können auch als separate Einheiten (zum Beispiel in einer Fertigungsstraße) implementiert werden. Die Beladungseinheit und/oder Entladungseinheit kann mittels einer geeigneten Datenverbindung mit der Steuerungsvorrichtung verbunden sein und von der Steuerungsvorrichtung entsprechend gesteuert und/oder geregelt werden.
Ferner kann die Vorrichtung derart ausgelegt sein, dass innerhalb der Vorrichtung beide Oberflächen eines Probekörpers vermessen werden können. Insbesondere kann die Vorrichtung ausgebildet sein, den Probekörper derart zu verlagern, dass innerhalb der Vorrichtung sowohl dessen erste als auch dessen zweite Oberfläche vermessen werden können. Die Verlagerung des Probekörpers kann zum Beispiel mittels einer geeigneten Verlagerungsvorrichtung erfolgen, die Bestanteil des Manipulators sein kann. Vorteilhafterweise wird der zu vermessende Probekörper fest in der Aufnahme gehaltert, wobei innerhalb der Vorrichtung, nach erfolgter Vermessung der ersten Oberfläche des Probekörpers eine Verkippung oder Drehung oder eine anderweitig gelagerte Bewegung der Aufnahme mit dem Probekörper stattfinden kann. Die Bewegung (zum Beispiel Verkippung oder Drehung) der Aufnahme kann derart erfolgen, dass anschließend die zweite Oberfläche des Probekörpers die Orientierung der ersten Oberfläche einnimmt, so dass nun eine Vorbehandlung der vormals ersten Oberfläche mit einem hochviskosen, reflexmindernden Fluid stattfinden kann.
Zusammenfassend stellt die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren zur optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens bereit, bei dem das Auftreten von störenden Sekundärreflexionen vermindert werden kann.
Nachfolgend werden Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung zur optischen Reflexionsmessung anhand begleitender Figuren beispielhaft beschrieben. Einzelelemente der beschriebenen Ausführungsformen sind nicht auf die jeweilige Ausführungsform beschränkt. Vielmehr können Elemente der Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden und neue Ausführungsformen dadurch erstellt werden. Die Figuren zeigen:
Figur 1 : Schematische Zeichnung einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung eines hochviskosen Fluids als reflexionsminderndes Mittel in einer Reflexionsmessung,
Figur 2: Schematische Zeichnung einer Vorrichtung zur Durchführung einer optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers.
Fig. 1 stellt eine Ausführungsbeispiel zur Verwendung des erfindungsgemäßen reflexionsmindernden hochviskosen Fluids dar. Zur Charakterisierung eines transparenten Probekörpers 10 mittels einer in Reflexion stattfindenden Vermessung kann die in Figur 1 gezeigte Anordnung verwendet werden. Diese weist eine Lichtquelle 30 auf, welche den zu untersuchenden Probekörper 10 mit Licht 40 bestrahlt. Des Weiteren weist die Anordnung eine Detektionseinheit 20 (insbesondere als Bestandteil einer Messeinheit) auf, welche geeignet ist, von dem Probekörper 10 reflektiertes Licht 41 zu detektieren. Insbesondere kann die Detektionseinheit 20 Mittel zur Reduktion von Streulicht, beispielsweise eine Streulichtblende bzw. einen Tubus aufweisen. Der zu vermessende Probekörper 10 wird derart in der Anordnung positioniert, dass eine erste Oberfläche mittel der Reflexionsmessung vermessbar ist. Dazu ist die erste Oberfläche der Lichtquelle 30 bzw. der Detektionseinheit 20 während der Messung zugewandt. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde der Probekörper 10 vor der Vermessung bzw.
Charakterisierung seiner ersten Oberfläche, auf seiner zweiten, der Lichtquelle abgewandten Oberfläche mit einem erfindungsgemäßen reflexionsmindernden hochviskosen Fluid 1 versehen. Das Fluid 1 absorbiert Licht 42, welches von der Lichtquelle 30 emittiert wird und an der ersten Oberfläche transmittiert. Vorteilhafterweise wird dadurch eine Vermessung bzw. Charakterisierung der ersten Oberfläche ermöglicht, ohne dass störende Reflexe der zweiten Oberfläche das Resultat der Messung bzw. Charakterisierung beeinträchtigen könnte. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann selbstverständlich auch die zweite Oberfläche vermessen bzw. charakterisiert werden. Hierfür wird der Probekörper 10 umgekehrt positioniert und mit seiner zweiten Oberfläche zur Lichtquelle 30 hin positioniert, wobei dann die erste Oberfläche vorher mit dem erfindungsgemäßen reflexionsmindernden hochviskosen Fluid versehen wurde.
Fig. 2 zeigt eine schematische Zeichnung einer Vorrichtung 8 zur Durchführung einer optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers 10. Die optische Vermessung erfolgt nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur optischen Vermessung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Anmeldung.
Innerhalb der Vorrichtung ist eine Rollenbahn als bevorzugter Manipulator 82 angeordnet, auf welchem eine Aufnahme 81 für den zu messenden Probekörper 10, hier dargestellt als Brillenglas, angeordnet ist. Die Vorrichtung weist ferner eine Vorbehandlungseinheit 83 auf. Die Vorbehandlungseinheit 83 ist bevorzugt als ein Spender realisiert, welcher ein hochviskoses, reflexminderndes Fluid auf einer Oberfläche des Probekörpers aufbringt. Zusätzlich weist die Vorrichtung eine Messeinheit 84 auf. Die Messeinheit kann ein dem Fachmann geläufiges Spektrometer sein, das zur Aufnahme einer Reflexionsmessung der zu messenden Oberfläche des Probekörpers ausgebildet ist. Die Vorrichtung weist ferner eine Nachbehandlungseinheit 85 auf, welcher ausgelegt ist, das von der Vorbehandlungseinheit 83 aufgebrachten Fluid nach erfolgter Vermessung des Probekörpers wieder von diesem zu entfernen.
Die Vorrichtung weist ferner eine Steuerungsvorrichtung 80 auf, welche einen Prozessor als bevorzugte Recheneinheit, eine Festplatte als bevorzugte
Speichereinheit, einen Monitor als bevorzugte Ausgabeeinheit und eine Tastatur als bevorzugte Eingabeeinheit aufweist. Zusätzlich weist die Steuerungsvorrichtung noch eine Kommunikationseinheit auf. Die Steuerungsvorrichtung 80 ist zum Steuern und/oder Regeln des Manipulators 82 und/oder der Vorbehandlungseinheit 83 und/oder der Nachbehandlungseinheit 85 und/oder der Messeinheit 84 ausgebildet.
Die vorliegende Erfindung wird ferner durch die nachstehenden, nicht einschränkenden Beispiele, insbesondere mit Hinblick auf die Herstellung des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids, weiter beschrieben.
Für die Herstellung des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids werden die folgenden Bestandteile verwendet:
1 . Einen Massenanteil von etwa 55% einer Polymerdispersion, bevorzugt einen wässrigen oder lösemittelhaltigen Dispersionsklebstoff, beispielsweise eine Ethylacetat-Dispersion oder eine Polyvinylacetat-Dispersion. Die Dispersion kann in Wasser, Ethanol, Aceton oder einem Gemisch davon erfolgen. Vorzugsweise wird jedoch ausschließlich Wasser verwendet, da Ethanol bzw. Aceton brennbar sind und Gefahrenstoffe darstellen, welche zu dem schnell verdunsten und die Eigenschaften des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids dadurch ändern und zudem die Umgebung belasten.
Die Polymerdispersion kann zu einem Masseanteil von weniger als einem Prozent ein Benzisothiazolinon aus der Verbindungsklasse der Isothiazolinone enthalten oder mit diesem vermischt werden, beispielsweise 1 ,2-Benzisothiazol-3(2H)-on (CAS-Nr. 2634-33-5), welches als Biozid wirkt und daher konservierende Eigenschaften aufweist.
Die Polymerdispersion kann auch zu einem Masseanteil von weniger als einem Prozent 2-(2-Butoxyethoxy)ethylacetat (CAS-Nr. 124-17-4) enthalten oder damit vermischt werden, um die Streichfähigkeit reflexionsmindernden hochviskosen Fluids einzustellen, da es bei 20°C eine Viskosität von 1 ,79 mPas und eine Oberflächenspannung von 28,5 mN/m aufweist.
Die Polymerdispersion kann eine Viskosität von etwa 4000 mPas bis etwa 20000 mPas, bevorzugt etwa 8000 mPas bis etwa 15000 mPas aufweisen. Die oben genannte Viskosität wird mittels der Brookfield-Methode ermittelt, bevorzugt mit einem Rotationsviskosimeter (z.B. Ametek DV2T Viskosimeter mit Spindel RV-5) bei einer Temperatur von 23°C und einer Rotationsfrequenz von 20 U/rnin.
Die Polymerdispersion kann eine Dichte von etwa 0,95 g/m3 bis etwa 1 ,1 g/m3 aufweisen. Einen Massenanteil von etwa 26% eines Schaums umfassend Wasser, zumindest einen Emulgator, zumindest ein Tensid und zumindest ein Saccarid, insbesondere ein Monosaccarid und/oder ein Polysaccarid.
Bevorzugt kann der Emulgator Stearinsäure, ein Polyethylenglykol-Derivat (PEG-Derivat) bzw. ein Polypropylenglykol-Derivat (PPG-Derivat) wie beispielsweise Ceteareth-50, Methyl Gluceth-20 und/oder Laureth-23 enthalten.
Bevorzugt kann das Tensid Natriumdodecylpolyoxyethylensulfat (Sodium Laureth Sulfate), Natriumpolynaphthalinsulfonat und/oder Kaliumstearat enthalten.
Bevorzugt kann das Saccarid ein Monosaccarid, beispielsweise Galaktose, Glucose, Xylose, Mannose, Mucopolysaccharid und/oder Glykosamino- glykane wie Aloverose bzw. Acemannan, welche in Aloe Vera Saft enthalten sind, aufweisen. Bevorzugt kann das Saccarid ein Polysaccarid, beispielsweise D-Glucose und/oder D-Mannose, welche ebenfalls in Aloe Vera Saft enthalten sind, aufweisen. Es versteht sich, dass das Saccarid auch eine Mischung aus den oben genannten Monosaccariden und/oder Polysaccariden aufweisen kann.
Bevorzugt kann der Schaum weiter zumindest einen der folgenden Inhaltsstoffe aufweisen: einen Feuchtigkeitsspender, einen pH-Wert-Regler, eine Puffersubstanz, ein Verdickungsmittel, ein Konservierungsmittel.
Bevorzugt kann der Feuchtigkeitsspender Glycerin, Palmitinsäure und/oder Kokos-Caprate oder eine Mischung davon enthalten.
Bevorzugt kann ein Triethanolamin als pH-Wert-Regler im Schaum enthalten sein. Weiter bevorzugt kann Kaliumhydroxid als Puffersubstanz im Schaum enthalten sein. Weiter bevorzugt kann Xanthan und/oder wasserlösliche Zellulose bzw. Hydroxypropyl-Methylcellulose als Verdickungsmittel im Schaum enthalten sein. Einen Massenanteil von etwa 10% eines Verdünnungsmittels, insbesondere einer wässrigen Lösung bzw. Wasser. Bevorzugt kann die wässrige Lösung eine Lösung von Natriumchlorid, insbesondere mit einem Massenanteil von etwa 9g pro Liter Wasser oder eine Ringerlösung (Solutio Ringeri). Das Verdünnungsmittel kann zumindest einen Konservierungsstoff enthalten. Beispielsweise kann die wässriger Lösung Natriumedetat (EDTA) und/oder Polyhexanid bzw. Polisametilenbiguanide bzw. Poliesametilenbiguanide (PHMB), insbesondere mit einer Konzentration von etwa 0,0001 % bis 0,001 % enthalten. Das Verdünnungsmittel kann zumindest einen Gelbildner enthalten, wie beispielsweise Hyaluronsäure, bevorzugt in einer Konzentration von etwa 0,2% bis etwa 2%. Einen Massenanteil von etwa 9% einer Farbe, insbesondere einer Acrylfarbe, welche neben zumindest einem Copolymer und Wasser als Trägersubstanz zumindest ein Pigment enthält. Die Farbe kann eine Dichte von etwa 1 ,05 bis etwa 1 ,35 g/cm3 aufweisen. Das zumindest eine Pigment bzw. die Pigmentmischung ist ausgelegt, Licht in einer bestimmten Wellenlänge bevorzugt zu einem Anteil von mehr 50%, besonders bevorzugt zu einem Teil von mehr als 75% und insbesondere zu einem Teil von mehr als 90% oder mehr als 95% zu absorbieren. Die bestimmte Wellenlänge kann beispielsweise das sichtbare Licht in einem Wellenlängenbereich von 380nm
bis 800nm oder von 400nm bis 780nm sein. Es können aber auch lediglich die Wellenlängenbereiche absorbiert werden, welche für eine Messung eines durchsichtigen Körpers verwendet wird, beispielsweise ultraviolettes Licht (UV-C: 100 bis 280 nm, UV-B: 280 bis 315 nm und/oder UV-A: 315 bis 380 nm), violettes Licht mit 380-450 nm, blaues Licht mit 450-495 nm, grünes Licht mit 495-570 nm, gelbes Licht mit 570-590 nm, oranges Licht mit 590- 620 nm, rotes Licht 620-750 nm, infrarotes Licht (IR-A: 780 bis 1400 nm und/oder IR-B: 1400 bis 3000 nm) oder Mischungen davon. Bevorzugt kann das zumindest eine Pigment Eisenoxidschwarz oder Ruß sein bzw. die Pigmentmischung zumindest eines oder beide der vorgenannten Pigmente aufweisen.
Die vorgenannten Massenanteile sind in geringem Umfang variabel, beispielsweise um die Viskosität des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids einzustellen, ohne jedoch die reflexmindernde Wirkung zu beeinträchtigen. So können die angegebenen Massenanteile um etwa 5 bis 10% des genannten Massenanteils variieren, so dass die Summe aller Massenanteile wieder 100% ergibt.
Eine bevorzugte Zusammensetzung des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids kann aus einfach zu beschaffenden und ökologisch und gesundheitlich unbedenklichen Zutaten hergestellt werden. Dabei kann (1.) als Polymerdispersion bevorzugt ein Weißleim, der als handelsüblicher Bastelleim oder Holzleim beispielsweise unter dem Markennamen „PONAL“ von Henkel erhältlich ist, (2.) als Schaum ein Rasierschaum, der beispielweise unter dem Markennamen „Isana“ als „Rasierschaum Sensitiv mit Aloe Vera“ von dm erhältlich ist, (3.) als Verdünnungsmittel eine Kontaktlinsen-Kombilösung, die beispielsweise unter dem Markennamen „visiomax“ Kontaktlinsen-Pflegemittel Kombilösung für weiche Kontaktlinsen von dm erhältlich ist, und (4.) eine schwarze Acrylfarbe, die beispielsweise unter dem Markennamen „AKADEMIE“ als „Acryl color - 23000 - Feine Künstler-Acrylfarbe“ von Schmincke erhältlich ist. Zur Herstellung des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids werden 17 g des Rasierschaums mit 37 g Bastelleim in einer Glasschüssel vermengt, bis eine zähe Masse entsteht. Zu diesem Gemisch wird ein Teelöffel (entspricht etwa 6 g) Farbe gegeben und
gleichmäßig verteilt. Schließlich werden 7 g der Kombilösung langsam zugegeben und untergemischt, bis sich die Masse unter Rühren leicht von der Schüssel löst.
Die so erhaltene Masse wird einen Tag unter gelegentlichem Rühren an der Luft stehen gelassen, um zu trocknen bzw. einzudicken, insbesondere um eine gewünschte Viskosität von etwa 10000 mPas bis 100000 mPas zu erreichen, und anschließend luftdicht aufbewahrt.
Vorstehend wurden bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung anhand von Beispielen beschrieben. Einzelelemente der beschriebenen Ausführungsvananten sind nicht auf die jeweilige Ausführungsvariante beschränkt. Vielmehr können Elemente der Ausführungsvarianten beliebig miteinander kombiniert werden und neue Ausführungsvarianten dadurch erstellt werden. Ferner können einzelne Merkmale abgeändert werden.
Bezugszeichenliste
1 hochviskoses Fluid
8 Vorrichtung zur Durchführung einer optischen Vermessung
10 Probekörper
20 Detektionseinheit
30 Lichtquelle
40 Licht
41 reflektiertes Licht
42 transmittiertes Licht
80 Steuerungsvorrichtung
82 Manipulator
83 Vorbehandlungseinheit
84 Messeinheit
85 Nachbehandlungseinheit
Claims
Patentansprüche Verfahren zur optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers (10) mit einer optisch wirksamen ersten Oberfläche und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche, wobei das Verfahren in Reflexionsgeometrie, insbesondere automatisiert, durchgeführt wird und die folgenden Schritte umfasst: i) Aufträgen eines hochviskosen, reflexionsmindernden Fluids auf die zweite Oberfläche des Probekörpers (10); ii) Durchführen der optischen Vermessung; und iii) Ablösen des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das hochviskose Fluid eine Viskosität im Bereich von 10000 mPas bis 100000 mPas aufweist. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das hochviskose Fluid einen Brechungsindex, der um weniger als 10% vom Brechungsindex des Probekörpers (10) abweicht, aufweist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zur optischen Vermessung des Probekörpers (10) in Reflexionsgeometrie Licht auf die erste Oberflächenseite des Probekörpers (10) eingestrahlt wird und das hochviskose Fluid das durch den Probekörper (10) durchtretende Licht zu mindestens 75% absorbiert. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das hochviskose Fluid eine Oberflächenspannung kleiner als 62,5 mN/m aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das hochviskose Fluid wasserlöslich ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Probekörper (10) aus Mineralglas besteht. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei es sich bei dem Probekörper (10) um ein Halbfertigprodukt oder ein Fertigprodukt einer optischen Linse, insbesondere um ein Brillenglas, handelt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die zweite Oberfläche des Probekörpers (10) auch optisch wirksam ist. Verwendung eines reflexionsmindernden hochviskosen Fluids aufweisend: einen Massenanteil von 49% bis 61 % einer Polymerdispersion, einen Massenanteil von 23% bis 30% eines Schaums, einen Massenanteil von 9% bis 11 % eines Verdünnungsmittels, und einen Massenanteil von 8% bis 10% einer Farbe, wobei die Summe aller Massenanteile 100% ergibt, in einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9. Vorrichtung (8) zur Durchführung eines Verfahrens zur optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers (10) mit einer optisch wirksamen ersten Oberfläche und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche in Reflexionsgeometrie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Aufnahme für den zu messenden Probekörper (10); einen Manipulator (82); eine Vorbehandlungseinheit (83), welche ausgebildet ist, das hochviskose, reflexionsmindernde Fluid auf einer, der ersten des zu messenden Probekörpers (10), gegenüberliegenden, zweiten Oberfläche aufzutragen; eine Messeinheit (20, 84), welche ausgebildet ist, eine
Reflexionsmessung mittels Bestrahlung einer Messposition auf der Oberfläche
des zu messenden Probekörpers (10) mit Licht (40) und Detektion zumindest eines Teils des von dem Probekörper (10) während der Bestrahlung reflektierten Lichts (41 ) aufzunehmen; eine Nachbehandlungseinheit (85), welche ausgebildet ist, das auf der zweiten Oberfläche des zu messenden Probekörpers befindliche hochviskose, reflexionsmindernde Fluid abzulösen. Vorrichtung (8) nach Anspruch 11 , wobei die Vorrichtung ferner eine Steuerungsvorrichtung (80) aufweist, welche zum Steuern und/oder Regeln des Manipulators (82) und/oder der Vorbehandlungseinheit (83) und/oder der Nachbehandlungseinheit (85) und/oder der Messeinheit (84) ausgebildet ist. Vorrichtung (8) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Vorrichtung ferner eine Beladungseinheit aufweist, welche ausgebildet ist, den zu messenden Probekörper (10) in der Aufnahme zu positionieren. Vorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Vorrichtung ferner eine Entladungseinheit aufweist, welche ausgebildet ist, den zu messenden Probekörper (10) aus der Aufnahme zu entnehmen. Vorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, den Probekörper (10) derart zu verlagern, dass innerhalb der Vorrichtung (8) sowohl dessen erste als auch dessen zweite Oberfläche vermessen werden können.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102022113090.8A DE102022113090B4 (de) | 2022-05-24 | 2022-05-24 | Verfahren zur optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers |
| PCT/EP2023/063894 WO2023227651A1 (de) | 2022-05-24 | 2023-05-24 | Verfahren und vorrichtung zur optischen vermessung einer optisch wirksamen oberfläche eines zumindest teilweise transparenten probekörpers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP4533069A1 true EP4533069A1 (de) | 2025-04-09 |
Family
ID=86732487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP23729670.2A Pending EP4533069A1 (de) | 2022-05-24 | 2023-05-24 | Verfahren und vorrichtung zur optischen vermessung einer optisch wirksamen oberfläche eines zumindest teilweise transparenten probekörpers |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4533069A1 (de) |
| DE (1) | DE102022113090B4 (de) |
| WO (1) | WO2023227651A1 (de) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005116617A1 (en) * | 2004-05-21 | 2005-12-08 | Corning Incorporated | Apparatus and process for detecting inclusions |
| US8976250B2 (en) * | 2012-05-01 | 2015-03-10 | Apple Inc. | Lens inspection system |
| WO2016055866A1 (en) * | 2014-10-07 | 2016-04-14 | Shamir Optical Industry Ltd. | Methods and apparatus for cleaning blocked ophthalmic lenses |
| EP3582183B1 (de) | 2018-06-11 | 2020-12-30 | FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Deflektometrische techniken |
| KR20230004553A (ko) * | 2020-04-30 | 2023-01-06 | 루머스 리미티드 | 광학 샘플 특성화 |
| CN112964456B (zh) * | 2021-02-08 | 2022-10-11 | 上海天马微电子有限公司 | 用于测试薄膜反射率的装置及薄膜反射率的测试方法 |
| CN114935447B (zh) | 2022-05-17 | 2026-04-17 | 深圳盛达同泽科技有限公司 | 眼镜片表面微透镜阵列的屈光测量装置及方法 |
-
2022
- 2022-05-24 DE DE102022113090.8A patent/DE102022113090B4/de active Active
-
2023
- 2023-05-24 EP EP23729670.2A patent/EP4533069A1/de active Pending
- 2023-05-24 WO PCT/EP2023/063894 patent/WO2023227651A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102022113090A1 (de) | 2023-11-30 |
| DE102022113090B4 (de) | 2024-03-21 |
| WO2023227651A1 (de) | 2023-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE112015001461B4 (de) | Mikroskopbetrachtungsbehälter und dessen Verwendung | |
| DE69831721T2 (de) | Verfahren zum untersuchen einer ungleichmässigkeit eines transparenten materials | |
| DE2515869C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von vorbeschichteten Objektträgern | |
| DE102019001209A1 (de) | Lichtdurchlässige struktur | |
| DE602004000552T2 (de) | Anti-Streu-Beschichtung für Fenster von Polierkissen | |
| DE19612195A1 (de) | Vorrichtung zur optischen Prüfung von Wafern beim Polieren | |
| DE102008059756A1 (de) | Verfahren zum Markieren oder Beschriften eines Werkstücks | |
| DE202008018535U1 (de) | Vorrichtung zum Prüfen von Dickenabmessungen eines Elements während seiner Bearbeitung | |
| DE69833835T2 (de) | Verfahren zur Bestimmung der Dicke eines optischen Prüfkörpers | |
| DE112019004954T5 (de) | Laserverarbeitungsverfahren, Halbleiterbauelement-Herstellungsverfahren und Prüfvorrichtung | |
| DE2826363C2 (de) | Deckfolie zur Verwendung in mikroskopischen Färbeverfahren und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| DE102022113090B4 (de) | Verfahren zur optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers | |
| DE102017010280B4 (de) | Verwendung eines Mittels zur reversiblen flüchtigen Mattierung oder Beweißung von optisch schwer oder nicht messbaren Objekten | |
| DE202016007328U1 (de) | Vorrichtung zur temporären Beschichtung und optischen Messung von Objekten | |
| DE2635449C3 (de) | Verfahren zum gleichzeitigen Anfärben und Versiegeln einer biologischen Probe und flüssige Formulierung zur Durchführung des Verfahrens | |
| DE1772105B1 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung der photometrischen Transmission geschliffener Diamanten | |
| EP4479236B1 (de) | 3d-druckvorrichtung und 3d-druckverfahren zur fertigung eines werkstücks | |
| DE19743590C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Proben zur Analyse von Restaurierungsobjekten | |
| EP4253947A1 (de) | Verfahren zum prüfen eines bauteils | |
| EP4026628A1 (de) | Verfahren zur überwachung der bedeckung einer formoberfläche eines formwerkzeugs mit einem prozesshilfsstoff in einem giessprozess | |
| WO2005017508A1 (de) | Verfahren zur charakterisierung von oberflächenstrukturen und seine verwendung bei der modifizierung, neuentwicklung und herstellung von werkstoffen | |
| DE102018008669A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Brillenglases | |
| DE19813744A1 (de) | Prüfung eines Defektes auf einem transparenten Film, insbesondere eines Halbleiterchips | |
| EP0498005A1 (de) | Antibeschlagmittel | |
| DE102015213147A1 (de) | Verfahren zur Bestimmung und Messkopf zur Erfassung einer Oberflächeneigenschaft genau einer Seite einer lichtdurchlässigen Probe |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: UNKNOWN |
|
| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE |
|
| PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE |
|
| 17P | Request for examination filed |
Effective date: 20241128 |
|
| AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
| DAV | Request for validation of the european patent (deleted) | ||
| DAX | Request for extension of the european patent (deleted) |