FI119259B - Pinnan ja paksuuden määrittäminen - Google Patents
Pinnan ja paksuuden määrittäminen Download PDFInfo
- Publication number
- FI119259B FI119259B FI20065669A FI20065669A FI119259B FI 119259 B FI119259 B FI 119259B FI 20065669 A FI20065669 A FI 20065669A FI 20065669 A FI20065669 A FI 20065669A FI 119259 B FI119259 B FI 119259B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- optical radiation
- measured
- optical
- detector
- normal
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0691—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of objects while moving
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
- D21F7/00—Other details of machines for making continuous webs of paper
- D21F7/06—Indicating or regulating the thickness of the layer; Signal devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/46—Indirect determination of position data
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/499—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00 using polarisation effects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
- G01B2210/40—Caliper-like sensors
- G01B2210/44—Caliper-like sensors with detectors on both sides of the object to be measured
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
- G01B2210/50—Using chromatic effects to achieve wavelength-dependent depth resolution
-
- 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
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
-
- 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
- G01N21/57—Measuring gloss
Description
119259
Pinnan ja paksuuden määrittäminen
Ala
Keksinnön kohteena ovat menetelmä määrittää mitattavan kohteen pinta ja menetelmä määrittää mitattavan kohteen paksuus. Lisäksi keksinnön 5 kohteena ovat mittalaite määrittää mitattavan kohteen pinta ja mittalaite määrittää mitattavan kohteen paksuus.
Tausta
Esimerkiksi paperin valmistusprosessissa paperin paksuutta pyritään mittaamaan liikkuvasta paperirainasta. Mittaukseen voidaan käyttää ratio kaisuja, joissa mittalaitteen anturi koskettaa paperin pintaa, tai ratkaisuja, joissa anturi ei kosketa pintaa. Pintaa koskettamattomia ratkaisuja ovat esimerkiksi kapasitiiviset mittaukset ja optiset mittaukset. Anturin kosketus mitattavaan pintaan voi aiheuttaa pintavirheitä ja siksi ratkaisuja, joissa anturi koskettaa mitattavan kohteen pintaa, pyritään välttämään.
15 Mitattavan pinnan määrittämiseksi optisissa mittauksissa on käytetty hyväksi kromaattista aberraatiota. Tässä ratkaisussa pintaan fokusoidaan valoa sellaisen optisen elementin läpi, jonka polttoväli on tunnetulla tavalla riippuvainen valon aallonpituudesta. Pinnasta heijastunut valo kerätään koaksiaa-lisesti samalla optisella elementillä detektorille. Detektori, joka voi olla spektri*: 20 rianalysaattori, analysoi heijastuneen valon spektrin. Se aallonpituus, jolla pin- : ta on parhaiten polttopisteessä, heijastuu tehokkaimmin ja se edustaa spekt- • · · . .*. rissä voimakkainta intensiteettiä. Koska mittalaitteen mitoituksen perusteella on tiedossa, missä tämän aallonpituuden polttopiste on, voidaan tämä perus- • · · "V teella määritellä pinnan sijainti. Jos pinnan määrittely suoritetaan paperin mo- 25 lemmille pinnoille, voidaan myös mitattavan kohteen paksuus mitata.
**"* Tunnettuun kromaattista aberraatiota hyväksikäyttävään ratkaisuun liittyy kuitenkin ongelmia. Kun mitattavana kohteena on diffuusi materiaali, va-loa heijastuu pinnan lisäksi myös mitattavan kohteen sisältä. Tämä aiheuttaa • ·φ mittavirhettä. Esimerkiksi mitattaville kohteille, joihin valo tunkeutuu vähemmän . !·. 30 sisälle, mittaus antaa systemaattisesti suuremman paksuuden kuin saman paksuiselle mitattaville kohteille, joihin valo tunkeutuu enemmän. Mittavirhettä • φ on pyritty kolaamaan laskennallisesti muuttamalla mittaustulosta mitattavien φφ · : kohteiden laadun mukaan. Suuret mittaustulosten korjaukset heikentävät kui- tenkin mittaustarkkuutta ja mittausten luotettavuutta eikä ennalta määrittelemä-35 töntä kohdetta voi tarkasti mitata.
2 119259
Lyhyt selostus
Keksinnön tavoitteena on toteuttaa menetelmä mitattavan kohteen pinnan määrittämiseksi ja menetelmä mitattavan kohteen paksuuden mittaamiseksi ja menetelmät toteuttavat mittalaitteet.
5 Tämän saavuttaa mittalaite mitattavan kohteen pinnan määrittämi seksi optisen säteilyn avulla. Mittalaite käsittää optisen lähteen; optisen säteilyn käsittely-yksikön, joka on sovitettu kohdistamaan optisen lähteen optisen säteilyn eri aallonpituudet mitattavaan kohteeseen mitattavan pinnan normaalista poikkeavasta suunnasta siten, että eri aallonpituudet fokusoituvat eri kor-10 keuksille mitattavan pinnan normaalin suunnassa; detektorin, jolle optisen säteilyn käsittely-yksikkö on sovitettu kohdistamaan vastaanottamaansa optista säteilyä, jota optisen säteilyn käsittely-yksikkö on sovitettu ottamaan vastaan mitattavasta kohteesta ainakin peiliheijastuksen suunnasta, joka poikkeaa mitattavan pinnan normaalin suunnasta; signaalinkäsittely-yksikön, joka on sovi-15 tettu määrittämään detektorin tuottaman signaalin perusteella detektoidusta optisesta säteilystä aallonpituus, jolla optisen säteilyn voimakkuus on suurin, ja määrittämään mitattavan pinnan sijainti määritetyn aallonpituuden avulla.
Keksinnön kohteena on myös mittalaite mitattavan kohteen paksuuden mittaamiseksi. Mittalaite käsittää ensimmäisen pinnan mittaamista varten: 20 optisen lähteen; optisen säteilyn käsittely-yksikön, joka on sovitettu kohdista-a...a maan optisen lähteen optisen säteilyn eri aallonpituudet mitattavaan kohtee- · .* seen mitattavan pinnan normaalista poikkeavasta suunnasta siten, että eri aal- • · · *·“* lonpituudet fokusoituvat eri korkeuksille mitattavan pinnan normaalin suunnas- *·ί·* sa; detektorin, jolle optisen säteilyn käsittely-yksikkö on sovitettu kohdistamaan : 25 vastaanottamaansa optista säteilyä, jota optisen säteilyn käsittely-yksikkö on sovitettu ottamaan vastaan mitattavasta kohteesta ainakin peiliheijastuksen :[*]: suunnasta, joka poikkeaa mitattavan pinnan normaalin suunnasta; ja signaa linkäsittely-yksikkö on sovitettu määrittämään detektorin tuottaman signaalin ;y. perusteella detektoidusta optisesta säteilystä aallonpituus, jolla optisen säteilyn • m .··*. 30 voimakkuus on suurin, ja määrittämään mitattavan pinnan sijainti määritetyn *·[ aallonpituuden avulla; ja mittalaite käsittää mitattavan kohteen toisen puolen mittaamista varten: toisen puolen optisen lähteen; toisen puolen optisen sätei- · · lyn käsittely-yksikön, joka on sovitettu kohdistamaan optisen lähteen optisen säteilyn eri aallonpituudet mitattavaan kohteeseen toisen mitattavan pinnan !···. 35 normaalista poikkeavasta suunnasta siten, että eri aallonpituudet fokusoituvat * eri korkeuksille toisen mitattavan pinnan normaalin suunnassa; toisen puolen 3 119259 detektorin, jolle optisen säteilyn käsittely-yksikkö on sovitettu kohdistamaan vastaanottamaansa optista säteilyä, jota optisen säteilyn käsittely-yksikkö on sovitettu ottamaan vastaan mitattavasta kohteesta ainakin peiliheijastuksen suunnasta, joka poikkeaa mitattavan pinnan normaalin suunnasta; ja signaa-5 linkäsittely-yksikkö on sovitettu määrittämään toisen puolen detektorin tuottaman signaalin perusteella detektoidusta optisesta säteilystä aallonpituus, jolla optisen säteilyn voimakkuus on suurin, ja määrittämään toisen mitattavan pinnan sijainti määritetyn aallonpituuden avulla; ja signaalinkäsittely-yksikkö on sovitettu mittaamaan määritettyjen pintojen sijaintien avulla mitattavan kohteen 10 paksuus.
Keksinnön kohteena on myös menetelmä mitattavan kohteen pinnan määrittämiseksi optisen säteilyn avulla. Menetelmässä kohdistetaan optisen säteilyn eri aallonpituudet mitattavaan kohteeseen mitattavan pinnan normaalista poikkeavasta suunnasta siten, että eri aallonpituudet fokusoituvat eri 15 korkeuksille mitattavan pinnan normaalin suunnassa; otetaan vastaan optista säteilyä ainakin peiliheijastuksen suunnasta, joka poikkeaa mitattavan pinnan normaalista; määritetään vastaanotetusta optisesta säteilystä aallonpituus, jolla vastaanotetun optisen säteilyn voimakkuus on suurin; ja määritetään mitattavan kohteen pinnan sijainti määritetyn aallonpituuden avulla.
20 Keksinnön kohteena on vielä menetelmä mitattavan kohteen pak- ... suuden mittaamiseksi optisen säteilyn avulla. Menetelmässä kohdistetaan op- • · « *·* ' tisen säteilyn eri aallonpituudet mitattavaan kohteeseen ensimmäisen mitatta- van pinnan normaalista poikkeavasta suunnasta siten, että eri aallonpituudet kohdistuvat eri korkeuksille ensimmäisen mitattavan pinnan normaalin suun-25 nassa; otetaan vastaan optista säteilyä ainakin peiliheijastuksen suunnasta, : joka poikkeaa ensimmäisen mitattavan pinnan normaalista; määritetään vas- taanotetusta optisesta säteilystä aallonpituus, jolla vastaanotetun optisen « · · säteilyn voimakkuus on suurin; ja määritetään ensimmäisen mitattavan pinnan sijainti määritetyn aallonpituuden avulla; kohdistetaan optisen säteilyn eri aal- · · .M, 30 lonpituudet mitattavaan kohteeseen toisen mitattavan pinnan normaalista poik- • · Ί* keavasta suunnasta siten, että eri aallonpituudet kohdistuvat eri korkeuksille toisen mitattavan pinnan normaalin suunnassa; otetaan vastaan optista sätei- s"*s lyä ainakin peiliheijastuksen suunnasta, joka poikkeaa toisen mitattavan pin- :v. nan normaalista; määritetään vastaanotetusta optisesta säteilystä aallonpituus, ♦ ♦ ‘..1 35 jolla vastaanotetun optisen säteilyn voimakkuus on suurin; ja määritetään toi- • « ··· 4 119259 sen mitattavan pinnan sijainti määritetyn aallonpituuden avulla; ja määritetään mitattavan kohteen paksuus määritettyjen pintojen sijaintien avulla.
Keksinnön edullisia suoritusmuotoja kuvataan epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.
5 Keksinnön mukaisilla menetelmillä ja mittalaitteilla saavutetaan usei ta etuja. Mittausta häiritsevää mitattavan kohteen sisältä tulevaa diffuusia heijastumista voidaan vähentää. Mitattavan kohteen pinnan samoin kuin paksuuden määrittäminen voidaan näin suorittaa tarkasti diffuusista heijastumisesta huolimatta.
10 Kuvioluettelo
Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 esittää mittalaitetta, jonka detektori ottaa vastaan dispersioi-tua optista säteilyä, 15 kuvio 2 esittää mittalaitetta, jonka detektori ottaa vastaan dispersi- oimatonta optista säteilyä, kuvio 3 esittää mittalaitetta, joka käsittää heijastimen, kuvio 4 esittää optisen säteilyn käsittelyosaa, kuvio 5 esittää optisen säteilyn käsittelyosaa, 20 kuvio 6 esittää mittauksen normalisoimista, ··· v : kuvio 7 esittää mitattavan kohteen paksuuden mittausta, :.j,: kuvio 8 esittää spektrin detektointia säteenjakajan, kahden erilaisen : suodattimen ja kahden detektorin avulla, : kuvio 9 esittää suodattimien läpäisyä, ··· i . 25 kuvio 10 esittää detektoitua spektriä, .···, kuvio 11 esittää esimerkkiä optisen säteilyn moduloinnista, kuvio 12 esittää mittausta käyttäen polttopisteviivastoa, . . kuvio 13 esittää pinnan määritysmenetelmän vuokaaviota, ja kuvio 14 esittää paksuuden mittausmenetelmän vuokaaviota.
• ♦ • « • · · . 30 Suoritusmuotojen kuvaus • · · .···. Esitettyä ratkaisua voidaan soveltaa erityisesti diffuusien materiaali- en mittaamiseen, vaikka mittaus toimii myös ei-diffuuseille materiaaleille. Dif- : V fuuseja materiaaleja voivat olla esimerkiksi paperi, tekstiili, diffuusilla materiaa- • · · lilla päällystetty metalli, iho ja erilaisten jauhot, joiden pinta (tai paksuus) halu- 1 taan määrittää.
5 119259
Tarkastellaan nyt esitettyä ratkaisua kuvion 1 avulla, jossa mittalaite käsittää toisistaan erilliset lähetinosan 100 ja vastaanotinosan 102. Lähetinosa 100 käsittää optisen lähteen 104 ja ensimmäisen optisen säteilyn käsittelyosan 106. Optisella säteilyllä tarkoitetaan tässä hakemuksessa sähkömagneettista 5 säteilyä, jonka aallonpituuskaista sijoittuu välille ultravioletista säteilystä (aallonpituus noin 50 nm) infrapunaiseen säteilyyn (aallonpituus noin 1 mm). Vas-taanotinosa 102 käsittää detektorin 108 ja toisen optisen säteilyn käsittelyosan 110. Optisen säteilyn käsittelyosat 106 ja 110 muodostavat optisen säteilyn käsittely-yksikön 112, jossa optisen säteilyn käsittelyosa 106 kohdistaa opti-10 sesta lähteestä 104 tulevan optisen säteilyn eri aallonpituudet mitattavaan kohteeseen 114 mitattavan pinnan 116 normaalista 118 poikkeavasta suunnasta siten, että eri aallonpituudet kohdistetaan (fokusoidaan) eri korkeuksille mitattavan pinnan 116 normaalin 118 suunnassa. Vaikka pinta olisi karhea, kuten se usein voi ollakin, normaalilla tarkoitetaan keskimääräistä normaalin suun-15 taa, joka saadaan esimerkiksi keskiarvoistamalla tai muuten keskimääräistä-mällä suuri joukko edustavia normaaleja. Osa aallonpituuksista voi kohdistua mitattava kohteen 114 yläpuolelle ja osa sen sisään. Optinen säteily voidaan hajottaa erillisiksi aallonpituuksiksi esimerkiksi prisman tai hilan avulla optisen säteilyn käsittelyosassa 106. Kohdistaminen puolestaan voidaan suorittaa yh-20 den tai useamman linssin tai peilin avulla fokusoimalla eri aallonpituudet eri ... fokuspisteisiin 126.
• · · *·*/ Mittalaite käsittää ainakin yhden polarisaattorin 120, 122. Koska *···* vain yhdellä polarisaattorillakin voidaan toimia, ei lähetinosan 100 polarisaatto- ria 122 välttämättä tarvita, vaan voidaan käyttää polarisaattoria 120 polarisoi- • m :.· · 25 maan mitattavasta kohteesta 114 heijastunut optinen säteily mitattavan pinnan !t:[: 116 normaalin 118 suuntaan nähden kohtisuoraan. Tällöin optisen säteilyn sähkökentän värähtelyllä on pinnan 116 normaalin 118 suunnan suhteen koh- t·» tisuora komponentti. Useita polarisaattoreita käytettäessä kaikkien polarisaat-toreiden polarisaatiosuunnat ovat samat. Yksi tai useampi polarisaattori vai- φ · 30 mentaa mitattavan kohteen 114 sisältä tulevaa optista säteilyä, koska mitatta- • m van kohteen 114 sisällä polarisaatio heikkenee tai häviää. Pinnasta heijastuva optinen säteily polarisoituu tai säilyttää polarisaation.
Heijastumisella tarkoitetaan tässä hakemuksessa peiliheijastusta ja :v. hajaheijastusta, joissa heijastuminen voi tapahtua sileästä pinnasta tai karhe- • · 35 asta pinnasta. Lisäksi heijastumisella tarkoitetaan tässä hakemuksessa myös '*·*’ mitattavan kohteen sisältä siroavaa, taittuvaa ja heijastuvaa säteilyä. Optinen 6 119259 säteily voidaan eräässä toimintamuodossa kohdistaa pintaan ja ottaa vastaan Brewsterin kulmassa, jolloin optinen säteily tehokkaimmin polarisoituu pinnasta heijastuessaan.
Optisen säteilyn käsittely-yksikön 112 optisen säteilyn käsittelyosa 5 110 voi fokusoida vastaanottamansa polarisoidun optisen säteilyn yhden tai useamman linssin tai peilin avulla detektorille 118. Optisen säteilyn käsittely-osa 110 ja detektori 108 on suunnattu ja optisen säteilyn käsittelyosan 110 ja detektorin 108 numeerinen aukko on mitoitettu siten, että polarisoitua optista säteilyä voidaan ottaa vastaan ainakin mitattavasta kohteesta 114 tapahtuvan 10 peiliheijastuksen suunnasta. Kuvion 1 mukaisessa ratkaisussa dispersoidun optisen säteilyn eri aallonpituuksien polttopisteet ovat rinnakkain detektorilla 108. Tästä syystä kuvion 1 mukaisessa ratkaisussa voidaan eri aallonpituudet detektoida esimerkiksi rividetektorilla. Näin kukin aallonpituus kohdistuu rivide-tektorin yhdelle detektorielementille.
15 Detektorin 108 optisesta säteilystä muodostama sähköinen signaali voidaan syöttää signaalinkäsittely-yksikköön 124, joka voi määrittää vastaanotetusta optisesta säteilystä aallonpituuden, jolla vastaanotetun optisen säteilyn voimakkuus on suurin. Samoin signaalinkäsittely-yksikkö 124 voi määrittää mitattavan kohteen 114 pinnan 116 sijainnin määritetyn aallonpituuden avulla.
20 Mitattavan pinnan 116 sijainnin määritys perustuu siihen, että ennalta tiede-... tään, mille etäisyydelle kukin aallonpituus fokusoituu, ja oletetaan, että voi- • · φ v/ makkaimmin heijastuu se aallonpituus, joka heijastuu fokuksesta.
4 m m *·:·* Kuvio 2 esittää ratkaisua, jossa myös toinen optisen säteilyn käsitte- lyosa 110 käsittää dispersiivisen komponentin, kuten prisman tai hilan, jolla 4 * :.· · 25 voidaan optisen säteilyn eri teitä kulkevat aallonpituudet koota yhteen. Tällöin eri aallonpituudet tulevat samaan polttopisteeseen detektorille 108 ja detektori: rina 108 voi olla yksikin elementti.
• «t
Kuvio 3 esittää ratkaisua, jossa mittalaite käsittää optisen säteilyn käsittely-yksiköltään 112 yhteisen lähetinosan 100 ja vastaanotinosan 102.
,!·!, 30 Tässä ratkaisussa optisen säteilyn kulku optiselta lähteeltä 104 mitattavalle • 4 T kohteelle 114 ja edelleen optisen säteilyn käsittelyosaan 110 tapahtuu samalla tavalla kuin kuvion 2 tapauksessakin. Kertaalleen mitattavasta kohteesta 114 '·[,['· heijastunut optinen säteily ei nyt kuitenkaan etene suoraan detektorille 108, :v, vaan mittalaite käsittää heijastimen 300, joka heijastaa mitattavasta kohteesta • * 35 114 heijastuneen optisen säteilyn takaisin mitattavalle kohteelle 114 siten, että *"* optinen säteily heijastuu edelleen mitattavasta kohteesta 114 toisen optisen 7 119259 säteilyn käsittelyosan 110 kautta kohti ensimmäistä optisen säteilyn käsittely-osaa 106 ja siitä edelleen kohti optista lähdettä 104. Kuvion 3 mukaisessa ratkaisussa mittalaite käsittää säteenjakajan 302, joka suuntaa ainakin osan kohti optista lähdettä 104 suunnatusta optista säteilystä detektorille 108. Säteenja-5 kaja 302 voi olla polarisoiva säteenjakaja, jolloin säteenjakaja 302 polarisoi myös mitattavaan kohteeseen 114 kohdistuvan optisen säteilyn ja jolloin erillisiä polarisaattoreita 120, 122 ei tarvita. Säteenjakaja 302 voi tällöin myös kohdistaa kaiken vastaanottosuunnassa tulevan polarisoidun optisen säteilyn detektorille 108.
10 Vaihtoehtoisesti säteenjakaja 302 voi perustua pelkästään optisen tehon jakamiseen halutussa suhteessa, jolloin eroaviin optisiin säteisiin pyritään usein saamaan sama teho. Tällöin jompaakumpaa erillistä polarisaattoria 120, 122 tarvitaan.
Kuvio 4 esittää optisen säteilyn käsittelyosaa 106. Optisesta läh- 15 teestä 104 tulevan optisen säteilyn eri aallonpituuksien kohdistamiseksi eri tavalla mitattavaan kohteeseen 114 ensimmäinen optisen säteilyn käsittelyosa 106 voi käsittää kromaattisesti dispersiivisen komponentin 400, joka on sovitettu dispersoimaan mitattavaan kohteeseen 114 suunnattu optinen säteily epä-aksiaalisesti. Siten optinen säteily dispersoidaan dispersiivisellä komponentilla 20 400 ensimmäisen optisen säteilyn käsittelyosan 106 optisesta akselista 402 poikkeavassa suunnassa, jolloin dispersio eli aallonpituuksien jakauma on ai- * * t '·'/ nakin osittain suuntautunut mitattavan pinnan 116 normaalin 118 suuntaan.
Fokuspisteiden suunnan ei tarvitse olla yhdensuuntainen pinnan 116 normaa-\.v Iin 118 kanssa, mutta yhteinen vektorikomponentti suunnilla on (eli fokuspis- j.· : 25 teet eivät ole vaakasuorassa eivätkä optisella akselilla). Kuvion 4 mukaisessa : ratkaisussa dispersiivinen komponentti 400 sijaitsee kahden fokusoivan linssin 404, 406 välissä. Linssit 404, 406 muodostavat fokusointikomponentin 408. Linssien 404, 406 välissä optisesta lähteestä 104 tuleva säteily voi olla kolli-moitu. Dispersiivinen komponentti 400 yhdessä fokusointikomponentin 408 • * · 30 kanssa voi fokusoida optisen lähteen 104 optisen säteilyn eri aallonpituudet eri • · ‘V korkeuksille mitattavan pinnan 116 normaalin 118 suunnassa. Dispersoivana * komponenttina 400 voi olla prisma tai hila ja linssien sijaan tai lisäksi voidaan :"*: käyttää fokusoivia peilejä. Kumpikin linssi 404,406 voidaan korvata linssiyhdis- •v. telmällä, peilillä, peilien yhdistelmällä tai näiden yhdistelmällä.
• · 35 Kuvio 5 esittää optisen säteilyn käsittelyosaa 110. Mitattavasta koh- ***** teestä 114 heijastunut optinen säteily voidaan fokusoida detektorille 108 fo- 8 119259 kusointikomponentilla 508, joka käsittää linssit 504, 506. Tällöin toisen optisen säteilyn käsittelyosan 110 fokuspiste voi olla mitattavalla pinnalla 116 tai sen lähellä. Ilman dispersiivista komponenttia 500 syvyysterävyyden tulee olla riittävän hyvä fokuspisteen ympäristössä.
5 Optisen säteilyn käsittelyosa 110 voi käsittää myös dispersiivisen komponentin 500, joka poistaa dispersion ja mahdollistaa eri optisia polkuja kulkeneiden aallonpituuksien yhdistämisen samaan fokukseen. Tällöin toisen optisen säteilyn käsittelyosan 110 edessä olevat fokuspisteet voivat olla samoissa kohdissa, joihin ensimmäinen optisen säteilyn käsittelyosa 106 fokusoi 10 eri aallonpituudet (ks. esim. kuvio 1). Tällöin heijastuminen mitattavalta pinnalta 116 tapahtuu tehokkaasti. Dispersiivistä komponenttia 500 käytettäessä erilleen dispersoidut aallonpituudet fokusoituvat toisen optisen säteilyn käsittely-osan 110 taakse samaan polttopisteeseen esimerkiksi detektorille 108 ja de-tektointi voidaan suorittaa yhdellä detektorielementillä. Käytettäessä heijastinta 15 300 heijastin 300 voi sijaita toisen optisen säteilyn käsittelyosan 110 fokuksessa tai optinen säteily voidaan heijastaa suoraan takaisin toisen optisen säteilyn käsittelyosan 110 takaosasta (linssistä 506) kohti mitattavaa kohdetta 114. Ensimmäinen optisen säteilyn käsittelyosa 106 ja toinen optisen säteilyn käsittelyosa 110 voivat olla samanlaisia, mutta linssien 404, 406 voimakkuusarvot ja 20 dispersiivinen komponentti 400 voivat olla myös erilaisia.
... Toinen optisen säteilyn käsittelyosa 110 voi käsittää toisen disper- *·*/ siivisen komponentin 500, joka poistaa dispersoinnin mitattavasta kohteesta
« · I
**!·’ 114 heijastuneesta optisesta säteilystä. Toinen optisen säteilyn käsittelyosa 110 voi fokusoida optisen säteilyn dispersoimattomassa muodossa detektorille 25 108.
Siinä toimintamuodossa (ks. kuvio 2), jossa vain optisen säteilyn :"j: käsittelyosassa 106 on dispersiivinen komponentti 400 ja heijastinta 300 ei käytetä, detektorina 108 voi olla rividetektori, jonka kullekin elementille kohdis- tuu dispersoimattoman optisen säteilyn eri aallonpituus. Tässä tapauksessa ,···. 30 kuten yleensäkin yksittäisellä aallonpituudella tarkoitetaan kapeaa aallonpituu- • · *" den kaistaa, joka on vain osa mittauskaistasta. Kapeana kaistana voi pitää esimerkiksi pienempää kuin yksi viidesosa koko mittauskaistasta. Usein kapea ··· kaista on vain nanometrien tai kymmenien nanometrien levyinen. Kapea kaista :·!*, voidaan määritellä halutun mittaustarkkuuden perusteella tai sen voi määrätä 35 mittalaitteiden ja komponenttien mittaustarkkuus.
* · ··· 9 119259
Siinä toimintamuodossa (ks. kuvio 3), jossa käytetään heijastinta 300, heijastin 300 voi heijastaa optisen säteilyn takaisin optisen säteilyn käsittelyosan 110 kautta mitattavaan kohteeseen 114. Tällöin toinen optisen säteilyn käsittelyosa 110 voi fokusoida optisen säteilyn eri aallonpituudet eri korke-5 uksille mitattavan pinnan 116 normaalin 118 suunnassa. Kun molemmat optisen säteilyn käsittelyosat 106 ja 110 käsittävät dispersiiviset komponentit 400 ja 500 detektorille 108 kohdistuu dispersoimatonta optista säteilyä.
Kuvio 6 esittää mittauksen referenssin mittausta. Koska lähteen 104 eri aallonpituuksien intensiteetit eivät ole tasajakautuneet, vaan eri aallonpi-10 tuuksilla voi olla eri intensiteetti, lähteen 104 intensiteettijakauma aallonpituuden funktiona voidaan mitata. Tällöin lähteen 600 ja optisen säteilyn käsittely-osan 106 välissä voi olla referenssisäteenjakaja 600, joka ohjaa osan lähteen 104 lähettämästä optisesta säteilystä referenssidetektorille 602, joka muuntaa vastaanottamansa optisen säteilyn sähköiseksi signaaliksi. Säteenjakaja 600 15 voi myös olla osa optisen säteilyn käsittelyosaa 106. Signaalinkäsittely-yksikkö 124 ottaa vastaan sähköisen signaalin. Koska signaalinkäsittely-yksikkö 124 ottaa vastaan myös detektorilla 108 muodostetun kohteen 114 mittaussignaalin, signaalinkäsittely-yksikkö 124 voi normalisoida detektorilla 108 suoritetun mittauksen referenssidetektorilla 602 suoritetulla mittauksella. Normalisointi voi 20 tarkoittaa esimerkiksi detektorilla 108 saatujen intensiteettien jakamista refe-renssidetektorilla 602 mitatuilla intensiteeteillä. Referenssisäteenjakaja 600 voi *·*/ olla sama kuin kuviossa 3 oleva suuntaava säteenjakaja 302. Suuntaava sä- • · · *·"’ teenjakaja 302 voi toimia myös referenssisäteenjakajana 600.
Kuviossa 6 on myös esitetty eräs toimintamuoto, jolla voidaan kom- ® * 25 pensoida mitattavan kohteen 114 väri tai yleisesti ottaen mitattavan kohteen 114 heijastusvaste. Optisella yksiköllä 604 voidaan kohdistaa lähteen 104 tuot-tamaa optista säteilyä dispersioimattomassa muodossa mitattavaan kohteeseen 114, josta heijastunut optinen säteily voidaan ottaa vastaan toisella opti-sella yksiköllä 606, joka käsittää detektorin. Optinen yksikkö 606 voi muodos- ,*··, 30 taa heijastuneen säteilyn spektrin, jota signaalikäsittely-yksikkö 124 voi mitata.
• * *!* Optinen yksikkö 606 voi syöttää mittauksen mukaisen sähköisen signaalin sig- naalinkäsittely-yksikköön 124, joka voi normalisoida detektorilla 108 saadun ··· mittaustuloksen ainakin yhdellä seuraavista: referenssidetektorin 124 mittaus- I·!·. tuloksella, optisen yksikön 606 mittaustuloksella.
• · 1
Kuvio 7 esittää erästä toimintamuotoa, jossa mitattavan kohteen • · *** molempia pintoja 116, 116B mitataan edellä kuvatulla tavalla. Tällöin optisesta 10 119259 lähteestä kohdistetaan optista säteilyä optisen säteilyn käsittelyosan 106 läpi mitattavaan kohteeseen 114 siten, että eri aallonpituudet fokusoituvat eri etäisyyksille mitattavan pinnan 116 normaalin 118 suunnassa. Optinen säteily heijastuu mitattavasta kohteesta 114 optisen säteilyn käsittelyosaan 110 esimer-5 kiksi polarisaattorin 120 läpi. Myös molempia polarisaattoreita 120, 122 voidaan käyttää. Optisen säteilyn käsittelyosa 110 kohdistaa heijastuneen optisen säteilyn detektorille 108. Detektori 108 syöttää mittaussignaalin signaalinkäsittely-yksikölle 124 pinnan määritystä varten. Optisen lähteen 104 intensiteettija-kauma aallonpituuksien suhteen voidaan mitata käyttäen säteenjakajaa 600, 10 referenssidetektoria 602 ja signaalinkäsittely-yksikköä 124. Yhden tai useamman polarisaattorin 120, 122 sijaan tai lisäksi voi säteenjakaja 600 olla polarisaattori.
Vastaavasti mitattavan kohteen 114 toinen pinta 116B voidaan määrittää kohdistamalla optisen lähteen 104B ja optisen säteilyn käsittely-15 yksikön 106B muodostamat eri aallonpituudet fokukseen eri etäisyyksille mitattavan pinnan 116B normaalin 118B suunnassa. Optinen säteily heijastuu mitattavasta kohteesta 114 optisen säteilyn käsittelyosaan 110B esimerkiksi polarisaattorin 120B läpi. Myös molempia polarisaattoreita 120B, 122B voidaan käyttää. Optisen säteilyn käsittelyosa 110 kohdistaa heijastuneen optisen säteilyn 20 detektorille 108B. Detektori 108 syöttää mittaussignaalin signaalinkäsittely-yksikölle 124 pinnan määritystä varten. Optisen lähteen 104B intensiteettija-*·*/ kauma aallonpituuksien suhteen voidaan mitata käyttäen säteenjakajaa 600B, referenssidetektoria 602B ja signaalinkäsittely-yksikköä 124. Yhden tai use-ämmän polarisaattorin 120B, 122B sijaan tai lisäksi voi säteenjakaja 600B olla • · · 25 polarisaattori 302B. Kukin mitattavan kohteen alapuolella oleva lohko 104B - i.jj: 110B, 120B, 122B, 600B, 602B on samanlainen kuin viitenumeroilla 104 - 110, 120, 122, 600, 602 kuvatut lohkot kuvioissa 1 - 6. Luonnollisesti myös kuvion 7 lohkot 104 - 110, 120, 122, 600, 602 ovat samanlaisia kuin edellä olevissa kuvioissa, mutta kuvion 7 yläpuolisen mittausosan ei tarvitse olla sa-,···. 30 manlainen kuin alapuolisen mittausosan. Esimerkiksi mitattavan kohteen ylä- T puolella voidaan käyttää molempia polarisaattoreita, mutta mitattavan kohteen alapuolella voidaan käyttää vain yhtä polarisaattoria 120B. Kuviossa 7 on esi-
Ml tetty, että sekä mitattavan kohteen yläpuolella että alapuolella on kuviota 2 :v. vastaava mittausperiaate. Luonnollisesti joko yläpuolella tai alapuolella tai mo- ]··*, 35 lemmissa voidaan käyttää myös kuvion 3 mukaista mittausperiaatetta, jossa *** hyödynnetään heijastinta 300.
11 119259
Kun yläpinnan paikka hi on määritetty yläpuolisen mittausosan suhteen ja alapinnan paikka h2 on määritetty alapuolisen mittausosan suhteen ja kun tiedetään pinnan yläpuolisen mittausosan ja pinnan alapuolisen mittaus-osan ennalta määrätty etäisyys H toisistaan, voidaan mitattavan kohteen 114 5 paksuus T määrittää esimerkiksi vähentämällä mittausosien etäisyydestä H pois pintojen paikkojen arvot hi ja h2 eli T = H - (hi + h2).
Kuvio 8 esittää detektointia kahden detektoriosan avulla. Detektori 108 voi käsittää detektorisäteenjakajan 800, joka jakaa tunnetussa suhteessa sille mitattavasta kohteesta 114 tulevan optisen säteilyn kahdelle detektoriosal-10 le 802, 804. Detektoriosien 800, 802 edessä on suodattimet 806, 808, jotka suodattavat detektoreille tulevaa säteilyä kuvion 9 mukaisesti. Ratkaisua voidaan soveltaa myös referenssidetektorilla 602.
Kuvio 9 esittää suodattimien päästökäyriä aallonpituuden suhteen. Pystyakselilla on intensiteetti I ja vaaka-akselilla on aallonpituus λ. Käyrä 900 15 esittää suodattimen 806 vastetta aallonpituuden suhteen ja käyrä 902 esittää suodattimen 808 vastetta aallonpituuden suhteen. Suodatin 806 voi päästää heikommin lävitseen lyhyellä aallonpituudella kuin pitkällä aallonpituudella ja suodatin 808 tälle päinvastaisesti voi päästää heikommin lävitseen pitkällä aallonpituudella kuin lyhyellä aallonpituudella ja käyrät voivat olla lineaarisia. Ylei-20 sesti suodattimen 806 vaste on erilainen kuin suodattimen 808 vaste mittauk- ... sessa käytetyllä kaistalla. Kun kullakin aallonpituudella kummankin detektorin * · *·'/ detektoima optinen teho (tai intensiteetti) summataan yhteen ja jaetaan detek- *·:·* toitujen optisten tehojen erotuksella, on näin muodostetuista suhteellisista in- tensiteeteistä suurimman suhteellisen intensiteetin kohdalla se aallonpituus, • * :.· · 25 joka heijastui mitattavan kohteen 114 pinnasta 116. Matemaattisesti laskenta- kaava voidaan merkitä esimerkiksi seuraavasti: P8Uht = ——, missä PSUht
.·*·. P«tetA + PiletB
tarkoittaa suhteellista intensiteettiä (tai tehoa), PdetA tarkoittaa detektorin 800 detektoimaa tehoa ja PdetB tarkoittaa detektorin 802 detektoimaa tehoa. Yksin- • · · kertaisemmin suhteelliset intensiteetit voidaan muodostaa jakamalla kumman-*·[ 30 kin detektorin detektoimat tehot keskenään eli PSUht = «i» .***: Kuvio 10 esittää mitattua spektriä, jossa näkyy intensiteetti I aallon- ··· ,.*. pituuden λ funktiona. Kun signaalinkäsittely-yksikkö 124 löytää aallonpituuden • · ·
Xmax, jolla intensiteetti on suurin, voidaan mitattavan pinnan 116 (tai 116B) etäisyys mittalaitteen ennalta määrätystä pisteestä määrittää esimerkiksi line-35 aarisella laskentaoperaatiolla hi = k^max, missä k on ennalta määrätty vakio.
12 119259
Riippuvuus suurimman intensiteetin aallonpituudesta Xmax voi olla myös epä-lineaarinen, mutta pinnan sijainnin määrittämiseksi riittää, että riippuvuus on tunnettu.
Kuvio 11 esittää esimerkkiä optisen säteilyn moduloinnista. Lähteen 5 104 lähettämää optista säteilyä voidaan moduloida. Modulointi voidaan suorittaa mekaanisella, elektro-optisella, magneto-optisella tai akusto-optisella katkojalla/modulaattorilla tai modulointi voidaan suorittaa elektronisesti (esimerkiksi diodissa). Modulointi voi olla aikajakoista, jolloin optinen lähde 104 lähettää optisia pulsseja säännön mukaisesti, valesatunnaisesti tai satun-10 naisesti. Säännön mukainen pulssitus voi tarkoittaa ennalta määrätyn pulssikuvion 1100 toistuvaa, säännöllistä lähettämistä tai yksinkertaisimmillaan pulssien lähettämistä halutulla taajuudella. Ennalta määrätyn pulssikuvion pulssien etäisyys toisistaan voi olla säännöllinen tai epäsäännöllinen. Pulssien välissä optinen lähde 104 ei lähetä optista säteilyä ollenkaan tai optisten 15 pulssien välinen optinen teho on pienempi kuin pulssin aikana. Signaalinkäsittely-yksikkö 124 voi ohjata modulointia ja signaalinkäsittely-yksikkö 124 voi vastaavasti ja synkronoidusti demoduloida detektorilta 108 tulevaa signaalia. Käytettäessä modulointia häiriöiden vaikutus mittaukseen vähenee. Hyödyllistä moduloinnin käyttö voi olla mitattaessa mitattavaa 20 kohdetta 114 molemmilta puoliltaan. Tällöin optista säteilyä voidaan kohdistaa ... mitattavan kohteen 114 eri puolille eri aikaan tai käyttäen erilaista modulaatio- • · · vt‘ ta. Näin vastakkaiselta puolelta tuleva optinen säteily ei häiritse mittausta.
Kuvio 12 esittää erästä toimintamuotoa, jossa optisen säteilyn käsit-telyosa 106 fokusoivien optisten komponenttien 404, 406 ja dispersiivisen :.·* · 25 komponentin 400 avulla voi muodostaa polttopisteiden sijaan polttoviivaston 1200, jossa kukin aallonpituus on fokusoitu omalle viivalleen. Tällöin lähde voi olla pistemäinen tai viivamainen lähde. Fokusoivina komponentteina 404, 406 ··· voidaan käyttää esimerkiksi pallopintaisia linssejä tai joissain tapauksissa myös sylinterilinssejä. Vastaavalla tavalla optisen säteilyn käsittelyosa 110 voi 30 käsittää optiset komponentit 504, 506 ja dispersiivisen komponentin 500, joilla • · *!* polttopisteviivasto 1200 on jakautunut mitattavan pinnan 116 normaalin suun- taan.
(j Mittauksessa käytettävää kukin aallonpituus voidaan kohdistaa mi- ♦v, taitavaan kohteeseen 114 samanaikaisesti tai eriaikaisesti. Aallonpituudet voi- • · \.It 35 daan kohdistaa mitattavaan kohteeseen 114 pienissä ryhmissä (tai kaistoissa) tai kukin aallonpituus kerrallaan. Kukin aallonpituus tai aallonpituuksien kaista 13 119259 voidaan muodostaa sopivien, vaihdettavien tai säädettävien suodattimien avulla tai optisen lähteen kaistaa voidaan pyyhkäistä mittauskaistan yli. Esimerkiksi ledin kaista voi olla 20 nm ja sitä voidaan pyyhkäistä mittauskaistan yli, joka voi olla esimerkiksi 500 nm - 650 nm. Myös laserin monokromaattista aallonpituus 5 ta voidaan pyyhkäistä esimerkiksi kymmenien tai satojen nanometrien yli.
Optinen lähde 104 voi käsittää esimerkki hehkulampun, kaasupur-kauslampun, halogeenilampun, ledin, aallonpituudeltaan säädettävän laserin jne. Optinen lähde 104 voi käsittää myös optisen kuidun, jolloin varsinainen optista säteilyä generoiva yksikkö voi olla kaukana optisen säteilyn käsittely-1 o yksiköstä 106 ja mitattavasta kohteesta 114.
Detektori 108 voi puolestaan käsittää esimerkiksi minkä tahansa spektrin muodostavan laitteen, kuten spektrografin. Detektori voi käsittää myös kuvion 8 mukaisessa ratkaisussa esimerkiksi PIN-diodin, APD-diodin (Avalan-ce Photo Diode), LDR:n (Light Dependent Resistor), valomonistinputken, CCD-15 kennon (Charge Coupled Device), CMOS-kennon (Complementary Metal Oxide Semiconductor), pyroilmaisimen tms. Myös detektori 108 voi käsittää kuidun, jolla optinen säteily voidaan siirtää varsinaiseen detektoivaan yksikköön.
Kuvio 13 esittää vuokaaviota menetelmästä määrittää mitattavan kohteen pinta. Askeleessa 1300 optisen säteilyn eri aallonpituudet kohdiste-20 taan mitattavaan kohteeseen 114 mitattavan pinnan 116 normaalista 118 poik-... keavasta suunnasta siten, että eri aallonpituudet fokusoituvat eri korkeuksille • i « ***/ mitattavan pinnan 116 normaalin 118 suunnassa. Askeleessa 1302 mitattavas- *·:·' ta kohteesta 114 heijastunut optinen säteily voidaan polarisoida mitattavan pinnan 116 normaalin 118 suhteen kohtisuoraan suuntaan. Askeleessa 1304 • · :.· · 25 polarisoitua optista säteilyä otetaan vastaan ainakin peiliheijastuksen suunnas- i,:[: ta, joka poikkeaa mitattavan pinnan 116 normaalista 118. Askeleessa 1306 :"*· vastaanotetusta optisesta säteilystä määritetään aallonpituus, jolla vastaanote tun optisen säteilyn voimakkuus on suurin. Askeleessa 1308 mitattavan koh-teen 114 pinnan 116 sijainti määritetään määritetyn aallonpituuden avulla.
,···, 30 Kuvio 14 esittää vuokaaviota menetelmästä määrittää mitattavan · T kohteen paksuus. Askeleessa 1400 optisen säteilyn eri aallonpituudet kohdis- φ tetaan mitattavaan kohteeseen 114 ensimmäisen mitattavan pinnan 116 nor-maalista 118 poikkeavasta suunnasta siten, että eri aallonpituudet kohdistuvat : v, eri korkeuksille ensimmäisen mitattavan pinnan 116 normaalin 118 suunnassa.
t · \.I# 35 Askeleessa 1402 mitattavasta kohteesta 114 heijastunut optinen säteily voi- **··* daan polarisoida ensimmäisen mitattavan pinnan 116 normaalin 118 suhteen 14 119259 kohtisuoraan suuntaan. Askeleessa 1304 polarisoitua optista säteilyä otetaan vastaan ainakin peiliheijastuksen suunnasta, joka poikkeaa ensimmäisen mitattavan pinnan 116 normaalista 118. Askeleessa 1406 vastaanotetusta optisesta säteilystä määritetään aallonpituus, jolla vastaanotetun optisen säteilyn 5 voimakkuus on suurin. Askeleessa 1408 ensimmäisen mitattavan pinnan 116 sijainti määritetään määritetyn aallonpituuden avulla. Askeleessa 1410 optisen säteilyn eri aallonpituudet kohdistetaan mitattavaan kohteeseen 114 toisen mitattavan pinnan 116B normaalista 118B poikkeavasta suunnasta siten, että eri aallonpituudet kohdistuvat eri korkeuksille toisen mitattavan pinnan 116B 10 normaalin 118B suunnassa. Askeleessa 1412 mitattavasta kohteesta 114 heijastunut optinen säteily voidaan polarisoida toisen mitattavan pinnan 116B normaalin 118B suhteen kohtisuoraan suuntaan. Askeleessa 1414 polarisoitua optista säteilyä otetaan vastaan ainakin peiliheijastuksen suunnasta, joka poikkeaa toisen mitattavan pinnan 116B normaalista 118B. Askeleessa 1416 15 vastaanotetusta optisesta säteilystä määritetään aallonpituus, jolla vastaanotetun optisen säteilyn voimakkuus on suurin. Askeleessa 1418 toisen mitattavan pinnan 116B sijainti määritetään määritetyn aallonpituuden avulla. Askeleessa 1420 mitattavan kohteen 114 paksuus määritetään määritettyjen pintojen 116, 116B sijaintien avulla.
20 Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten ... mukaiseen esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut niihin, vaan • · · '**/ sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten puitteissa.
• 9 « 9 9· 999 • 9 9« 9 9 9 ··· • * • * · 9 9 9 • 99 9 ♦ 9 9 9 • 9 9 • 99 999 • · • · 999 • · ♦ · · • 9 9 • · 999 • · • ♦ 999 • · · 9 9 9 • 99 ··· • · • · ·*· • 99 9 • 9 f • · • * 999 • 9 * · 999
Claims (25)
1. Mittalaite mitattavan kohteen pinnan määrittämiseksi optisen säteilyn avulla, tunnettu siitä, että mittalaite käsittää optisen lähteen (104); 5 optisen säteilyn käsittely-yksikön (112), joka on sovitettu kohdista maan optisen lähteen (104) optisen säteilyn eri aallonpituudet mitattavaan kohteeseen (114) mitattavan pinnan (116) normaalista (118) poikkeavasta suunnasta siten, että eri aallonpituudet fokusoituvat eri korkeuksille mitattavan pinnan (116) normaalin (118) suunnassa; 10 detektorin (108), jolle optisen säteilyn käsittely-yksikkö (112) on so vitettu kohdistamaan vastaanottamaansa optista säteilyä, jota optisen säteilyn käsittely-yksikkö (112) on sovitettu ottamaan vastaan mitattavasta kohteesta (114) ainakin peiliheijastuksen suunnasta, joka poikkeaa mitattavan pinnan (116) normaalin (118) suunnasta; 15 signaalinkäsittely-yksikön (124), joka on sovitettu määrittämään de tektorin (112) tuottaman signaalin perusteella detektoidusta optisesta säteilystä aallonpituus, jolla optisen säteilyn voimakkuus on suurin, ja määrittämään mitattavan pinnan (116) sijainti määritetyn aallonpituuden avulla.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittalaite, tunnettu siitä, et- 20 tä mittalaite käsittää ainakin yhden polarisaattorin (120, 122, 302), joista aina- . .·. kin yksi polarisaattori (120, 122, 302) on sovitettu polarisoimaan mitattavasta . kohteesta (114) heijastunut optinen säteily mitattavan pinnan (116) normaalin (118) suhteen kohtisuoraan suuntaan. • · · • M ·
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittalaite, tunnettu siitä, et- y*: 25 tä optisen säteilyn käsittely-yksikkö (112) käsittää ensimmäisen optisen sätei lyn käsittelyosan (106) optisen säteilyn kohdistamiseksi mitattavaan kohtee- •Y: seen (114) ja toisen optisen säteilyn käsittelyosan (110) kohdistaa mitattavasta • · «···. kohteesta (114) heijastunutta optista säteilyä detektorille (108).
··· : 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittalaite, tunnettu siitä, et- ·**’: 30 tä optisen säteilyn käsittely-yksikkö (112) käsittää ensimmäisen optisen sätei- lyn käsittelyosan (106), toisen optisen säteilyn käsittelyosan (110), heijastimen !..f (300) ja suuntaavan säteenjakajan (302); *···* ensimmäinen optisen säteilyn käsittelyosa (106) on sovitettu kohdis tamaan optista säteilyä mitattavaan kohteeseen (114); 16 119259 toinen optisen säteilyn käsittelyosa (110) on sovitettu kohdistamaan mitattavasta kohteesta (114) heijastunut optinen säteily heijastimeen (300), joka on sovitettu heijastamaan mitattavasta kohteesta (114) heijastunut optinen säteily takaisin mitattavaan kohteeseen (114) toisen optisen säteilyn käsit-5 telyosan (110) kautta, joka on sovitettu kohdistamaan optisen säteilyn eri aallonpituudet mitattavaan kohteeseen (114) mitattavan pinnan (116) normaalista (118) poikkeavasta suunnasta siten, että eri aallonpituudet fokusoituvat eri korkeuksille mitattavan pinnan (116) normaalin (118) suunnassa yhden aallonpituuden fokusoituessa mitattavalle pinnalle (116); 10 ensimmäinen optisen säteilyn käsittelyosa (106) on sovitettu kohdis tamaan mitattavasta kohteesta (114) heijastunut optinen säteily kohti optista lähdettä (104); ja suuntaava säteenjakaja (302) on sovitettu suuntaamaan ainakin osan optista lähdettä (104) kohti suunnatusta optista säteilystä detektorille 15 (108).
5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen mittalaite, tunnettu siitä, että säteenjakaja (302) on sovitettu toimimaan polarisaattorina.
6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen mittalaite, tunnettu siitä, että ensimmäinen optisen säteilyn käsittelyosa (106) käsittää dispersiivisen 20 komponentin (400), joka on sovitettu dispersoimaan mitattavaan kohteeseen . .·. (114) suunnattu optinen säteily kromaattisesti epäaksiaaliseen suuntaan; ensimmäinen optisen säteilyn käsittelyosa (106) käsittää ensimmäi- • · · sen fokusointikomponentin (408), joka on sovitettu fokusoimaan epäaksiaali-sesti dispersoidun optisen säteilyn eri aallonpituudet eri korkeudelle mitattavan • · * 25 kohteen (114) pinnan (116) normaalin (118) suunnassa; ja :···: toinen optisen säteilyn käsittelyosa (110) käsittää toisen dispersiivi sen komponentin (500), joka on sovitettu poistamaan dispersointi mitattavasta • · >.·,· kohteesta (114) heijastuneesta optisesta säteilystä; ja toinen optisen säteilyn käsittelyosa (110) käsittää toisen fokusointi-. X 30 komponentin (508), joka on sovitettu fokusoimaan optisen säteilyn dispersoi-mattomassa muodossa detektorille (108).
• · • · · :·!·. 7. Patenttivaatimuksen 3 mukainen mittalaite, tunnettu siitä, et- [···. tä ensimmäinen optisen säteilyn käsittelyosa (106) käsittää dispersiivisen • · • · * 17 119259 komponentin (400), joka on sovitettu dispersoimaan mitattavaan kohteeseen suunnattu optinen säteily kromaattisesti epäaksiaaliseen suuntaan; ensimmäinen optisen säteilyn käsittelyosa (106) käsittää ensimmäisen fokusointikomponentin (408), joka on sovitettu fokusoimaan epäaksiaali-5 sesti dispersoidun optisen säteilyn eri aallonpituudet eri korkeudelle mitattavan kohteen (114) pinnan (116) normaalin (118) suunnassa; ja toinen optisen säteilyn käsittelyosa (110) käsittää toisen fokusointikomponentin (508), joka on sovitettu fokusoimaan optisen säteilyn dispersoi-dussa muodossa detektorille (108).
8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen mittalaite, tunnettu siitä, et tä ensimmäinen optisen säteilyn käsittelyosa (106) käsittää dispersiivisen komponentin (400), joka on sovitettu dispersoimaan mitattavaan kohteeseen suunnattu optinen säteily kromaattisesti epäaksiaaliseen suuntaan; ensimmäinen optisen säteilyn käsittelyosa (106) käsittää ensimmäi-15 sen fokusointikomponentin (408), joka on sovitettu fokusoimaan epäaksiaali-sesti dispersoidun optisen säteilyn eri aallonpituudet eri korkeudelle mitattavan kohteen (114) pinnan (116) normaalin (118) suunnassa; ja toinen optisen säteilyn käsittelyosa (110) käsittää toisen dispersiivisen komponentin (500), joka on sovitettu poistamaan dispersointi mitattavasta 20 kohteesta (114) heijastuneesta optisesta säteilystä ja dispersoimaan heijasti- *·· v : mesta (300) heijastunut säteily kromaattisesti epäaksiaaliseen suuntaan; ·’.·]: toinen optisen säteilyn käsittelyosa (110) käsittää toisen fokusointi- : komponentin (508), joka on sovitettu fokusoimaan heijastimesta (300) heijas- • tuneen, epäaksiaalisesti dispersoidun optisen säteilyn eri aallonpituudet eri ·· » . 25 korkeuksille mitattavan pinnan (116) normaalin (118) suunnassa; .···. ensimmäinen optisen säteilyn käsittelyosa (106) on sovitettu pois- • · tamaan mitattavasta kohteesta (114) heijastuneesta optisesta säteilystä dis- . . persointi; ja • » · suuntaava säteenjakaja (302) on sovitettu kohdistamaan dispersoi-*···* 30 maton optinen säteily detektorille (108). • · » IV.
9. Patenttivaatimuksen 4 mukainen mittalaite, tunnettu siitä, et- • ♦ '*:** tä detektori (108) on rividetektori, jonka kullekin elementeille kohdistuu disper- f V soimattoman optisen säteilyn eri aallonpituus. • · · • · • ♦ ·· 18 119259
10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittalaite, tunnettu siitä, että mittalaite käsittää referenssisäteenjakajan (302, 600) ja referenssidetekto-rin (602); referenssisäteenjakaja (302, 600) on sovitettu ohjaamaan osan op-5 tisen lähteen (104) mitattavaan kohteeseen (114) lähettämästä optisesta säteilystä referenssidetektorille (602), joka on sovitettu syöttämään vastaanottamaansa optista säteilyä vastaavan sähköiseksi signaalin signaalinkäsittely-yksikköön (124); ja signaalinkäsittely-yksikkö (124) on sovitettu normalisoimaan detek- 10 torin (108) detektoimien aallonpituuksien voimakkuudet referenssidetektorin 602 detektoimilla aallonpituuksien voimakkuuksilla.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen mittalaite, tunnettu siitä, että suuntaava säteenjakaja (302) on sovitettu toimimaan referenssisäteenja-kajana.
12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittalaite, tunnettu siitä, että signaalinkäsittely-yksikkö (124) on sovitettu moduloimaan optista lähdettä (104) ja demoduloimaan detektorilta (108) tulevaa signaalia, joka vastaa detek-toitua optista säteilyä.
... 13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittalaite, tunnettu siitä, * · * 20 että detektori (108) käsittää ensimmäisen detektoriosan (802), toisen detekto- • · · riosan (804), detektorisäteenjakajan (800), ensimmäisen suodattimen (806) ja toisen suodattimen (808); • · : ensimmäisen suodattimen (806) vaste on sovitettu olemaan erilai- nen kuin toisen suodattimen (808) vaste mittauskaistalla; 25 detektorisäteenjakaja (800) on sovitettu jakamaan mitattavasta koh teesta (114) heijastuneen optisen säteilyn siten, että osa optisesta säteilystä kohdistuu ensimmäiselle detektoriosalla (802) ensimmäisen suodattimen (806) ,···. kautta ja osa optisesta säteilystä kohdistuu toiselle detektoriosalle (804) toisen *" suodattimen (808) kautta; ja 30 signaalinkäsittely-yksikkö (124) on sovitettu määrittämään ensim- M» mäisen detektoriosan (802) ja toisen detektoriosan (804) detektoimista optisten säteilyjen suhteesta aallonpituus, jolla on suurin voimakkuus.
• · • · * :···: 14. Mittalaite mitattavan kohteen paksuuden mittaamiseksi, tun nettu siitä, että mittalaite käsittää ensimmäisen pinnan mittaamista varten: 19 119259 optisen lähteen (104); optisen säteilyn käsittely-yksikön (112), joka on sovitettu kohdistamaan optisen lähteen (104) optisen säteilyn eri aallonpituudet mitattavaan kohteeseen (114) mitattavan pinnan (116) normaalista (118) poikkeavasta suun-5 nasta siten, että eri aallonpituudet fokusoituvat eri korkeuksille mitattavan pinnan (116) normaalin (118) suunnassa; detektorin (108), jolle optisen säteilyn käsittely-yksikkö (112) on sovitettu kohdistamaan vastaanottamaansa optista säteilyä, jota optisen säteilyn käsittely-yksikkö (112) on sovitettu ottamaan vastaan mitattavasta kohteesta 10 (114) ainakin peiliheijastuksen suunnasta, joka poikkeaa mitattavan pinnan (116) normaalin (118) suunnasta; ja signaalinkäsittely-yksikkö (124) on sovitettu määrittämään detektorin (112) tuottaman signaalin perusteella detektoidusta optisesta säteilystä aallonpituus, jolla optisen säteilyn voimakkuus on suurin, ja määrittämään mitattavan 15 pinnan (116) sijainti määritetyn aallonpituuden avulla; ja mittalaite käsittää mitattavan kohteen (114) toisen puolen mittaamista varten: toisen puolen optisen lähteen (104B); toisen puolen optisen säteilyn käsittely-yksikön (112B), joka on sovi- 20 tettu kohdistamaan optisen lähteen (104B) optisen säteilyn eri aallonpituudet ... mitattavaan kohteeseen (114) toisen mitattavan pinnan (116B) normaalista • · · *·*/ (118B) poikkeavasta suunnasta siten, että eri aallonpituudet fokusoituvat eri korkeuksille toisen mitattavan pinnan (116B) normaalin (118B) suunnassa; toisen puolen detektorin (108B), jolle optisen säteilyn käsittely- * j 25 yksikkö (112B) on sovitettu kohdistamaan vastaanottamaansa optista säteilyä, jota optisen säteilyn käsittely-yksikkö (112B) on sovitettu ottamaan vastaan mitattavasta kohteesta (114) ainakin peiliheijastuksen suunnasta, joka poikke- • · · aa mitattavan pinnan (116B) normaalin (118B) suunnasta; ja .y. signaalinkäsittely-yksikkö (124) on sovitettu määrittämään toisen ,··*. 30 puolen detektorin (112B) tuottaman signaalin perusteella detektoidusta opti- • · T sesta säteilystä aallonpituus, jolla optisen säteilyn voimakkuus on suurin, ja » määrittämään toisen mitattavan pinnan (116B) sijainti määritetyn aallonpituu-C!: den avulla; ja :·!·. signaalinkäsittely-yksikkö (124) on sovitettu mittaamaan määritetty- )··!, 35 jen pintojen (116,116B) sijaintien avulla mitattavan kohteen (114) paksuus. »·· 20 119259
15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen mittalaite, tunnettu siitä, että mittalaite käsittää ainakin yhden polarisaattorin (120, 122, 302), joista ainakin yksi polarisaattori (120, 122, 302) on sovitettu polarisoimaan mitattavasta kohteesta (114) heijastunut optinen säteily mitattavan pinnan (116) normaa-5 Iin (118) suhteen kohtisuoraan suuntaan; ja mittalaite käsittää ainakin yhden toisen puolen polarisaattorin (120B, 122B, 302B), joista ainakin yksi toisen puolen polarisaattori (120, 122, 302) on sovitettu polarisoimaan mitattavasta kohteesta (114) heijastunut optinen säteily toisen mitattavan pinnan (116B) normaalin (118B) suhteen kohtisuoraan suuntaan.
15 119259
16. Menetelmä mitattavan kohteen pinnan määrittämiseksi optisen säteilyn avulla, tunnettu siitä, että kohdistetaan (1300) optisen säteilyn eri aallonpituudet mitattavaan kohteeseen (114) mitattavan pinnan (116) normaalista (118) poikkeavasta suunnasta siten, että eri aallonpituudet fokusoituvat eri korkeuksille mitattavan 15 pinnan (116) normaalin (118) suunnassa; otetaan vastaan (1304) optista säteilyä ainakin peiliheijastuksen suunnasta, joka poikkeaa mitattavan pinnan (116) normaalista (118); määritetään (1306) vastaanotetusta optisesta säteilystä aallonpituus, jolla vastaanotetun optisen säteilyn voimakkuus on suurin; ja 20 määritetään (1308) mitattavan kohteen (114) pinnan (116) sijainti ··· : määritetyn aallonpituuden avulla. • · a · ·
17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu sii- * · · ;*"t tä, että polarisoidaan (1302) mitattavasta kohteesta (114) heijastunut optinen **Y säteily mitattavan pinnan (116) normaalin (118) suhteen kohtisuoraan suun- • · t *·:·* 25 taan. ··» • · • lii
18. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu sii-tä, että dispersoidaan mitattavaan kohteeseen (114) suunnattu optinen säteily • · .···. kromaattisesti epäaksiaaliseen suuntaan; *" fokusoidaan epäaksiaalisesti dispersoidun optisen säteilyn eri aal- 30 lonpituudet eri korkeudelle mitattavan kohteen (114) pinnan (116) normaalin • · « (118) suunnassa yhden aallonpituuden fokusoituessa mitattavalle pinnalle rl·: (116).
· • · · *··* 19. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että poistetaan dispersointi vastaanotetusta optisesta säteilystä; 21 119259 määritetään dispersoimattomasta optisesta säteilystä aallonpituus, jolla vastaanotetun optisen säteilyn voimakkuus on suurin.
20. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään dispersoidusta vastaanotetusta optisesta säteilystä aallon- 5 pituus, jolla vastaanotetun optisen säteilyn voimakkuus on suurin.
21. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että heijastetaan mitattavasta kohteesta (114) heijastunut optinen säteily takaisin mitattavaan kohteeseen (114) siten, että optinen säteily heijastuu mitattavasta kohteesta (114) kohdistuksessa käytettyyn mainittuun mitattavan 10 pinnan (116) normaalista (118) poikkeavaan suuntaan; ja ohjataan mitattavasta kohteesta (114) heijastunut optinen säteily vastaanotettavaksi.
22. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjataan osa optisen lähteen (104) mitattavaan kohteeseen (114) lähettämästä optisesta säteilystä referenssidetektorille (602); 15 syötetään referenssidetektorin (602) vastaanottamaa optista sätei lyä vastaava sähköinen signaali signaalinkäsittely-yksikköön 124; ja normalisoidaan signaalinkäsittely-yksikkössä (124) detektorin (108) detektoimien aallonpituuksien voimakkuudet referenssidetektorin 602 detek-toimilla aallonpituuksien voimakkuuksilla. i « * « · · . 20
23. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu sii- . .·. tä, että moduloidaan optisen lähteen (104) lähettämää optista säteilyä ja de- moduloidaan modulointia vastaavasti detektoitua signaalia. • · · ·»« ·
24. Menetelmä mitattavan kohteen paksuuden mittaamiseksi opti-sen säteilyn avulla, tunnettu siitä, että 25 kohdistetaan (1400) optisen säteilyn eri aallonpituudet mitattavaan kohteeseen (114) ensimmäisen mitattavan pinnan (116) normaalista (118) • · .··*. poikkeavasta suunnasta siten, että eri aallonpituudet kohdistuvat eri '·* korkeuksille ensimmäisen mitattavan pinnan (116) normaalin (118) suunnassa; *·:·* otetaan vastaan (1404) optista säteilyä ainakin peiliheijastuksen *· ·· 30 suunnasta, joka poikkeaa ensimmäisen mitattavan pinnan (116) normaalista :**·*: (118); • · .*··. määritetään (1406) vastaanotetusta optisesta säteilystä aallonpi tuus, jolla vastaanotetun optisen säteilyn voimakkuus on suurin; ja s 22 119259 määritetään (1408) ensimmäisen mitattavan pinnan (116) sijainti määritetyn aallonpituuden avulla; kohdistetaan (1410) optisen säteilyn eri aallonpituudet mitattavaan kohteeseen (114) toisen mitattavan pinnan (116B) normaalista (118B) poik-5 keavasta suunnasta siten, että eri aallonpituudet kohdistuvat eri korkeuksille toisen mitattavan pinnan (116B) normaalin (118B) suunnassa; otetaan vastaan (1414) optista säteilyä ainakin peiliheijastuksen suunnasta, joka poikkeaa toisen mitattavan pinnan (116B) normaalista (118B); määritetään (1416) vastaanotetusta optisesta säteilystä aallonpi-10 tuus, jolla vastaanotetun optisen säteilyn voimakkuus on suurin; ja määritetään (1418) toisen mitattavan pinnan (116B) sijainti määritetyn aallonpituuden avulla; ja määritetään (1420) mitattavan kohteen (114) paksuus määritettyjen pintojen (116,116B) sijaintien avulla.
25. Patenttivaatimuksen 24 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että polarisoidaan (1412) mitattavasta kohteesta (114) heijastunut optinen säteily toisen mitattavan pinnan (116B) normaalin (118B) suhteen kohtisuoraan suuntaan; ja polarisoidaan (1402) mitattavasta kohteesta (114) heijastunut opti-20 nen säteily ensimmäisen mitattavan pinnan (116) normaalin (118) suhteen ·** v : kohtisuoraan suuntaan. • · 1 2 t · · ·1 » • 1 1 • 1 1 • H • t • » f • · t *·· · • · · # · t • · · · · * · • 1 ··« « · • 1 · * · t • · ·· e 1 • · «·· • 1 I · t ··« » · • · • · *** 2 · • · · · t Ψ »·· • • » 119259 23
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20065669A FI119259B (fi) | 2006-10-18 | 2006-10-18 | Pinnan ja paksuuden määrittäminen |
| CN2007800386293A CN101529200B (zh) | 2006-10-18 | 2007-10-17 | 确定表面和厚度 |
| EP07823198A EP2076733B1 (en) | 2006-10-18 | 2007-10-17 | Determining surface and thickness |
| PCT/FI2007/050561 WO2008046966A1 (en) | 2006-10-18 | 2007-10-17 | Determining surface and thickness |
| JP2009532834A JP5155325B2 (ja) | 2006-10-18 | 2007-10-17 | 表面および厚みの決定 |
| US12/446,298 US7936464B2 (en) | 2006-10-18 | 2007-10-17 | Determining surface and thickness |
| ES07823198T ES2400380T3 (es) | 2006-10-18 | 2007-10-17 | Determinación de superficie y de grosor |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20065669A FI119259B (fi) | 2006-10-18 | 2006-10-18 | Pinnan ja paksuuden määrittäminen |
| FI20065669 | 2006-10-18 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20065669A0 FI20065669A0 (fi) | 2006-10-18 |
| FI20065669A FI20065669A (fi) | 2008-04-19 |
| FI119259B true FI119259B (fi) | 2008-09-15 |
Family
ID=37232275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20065669A FI119259B (fi) | 2006-10-18 | 2006-10-18 | Pinnan ja paksuuden määrittäminen |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7936464B2 (fi) |
| EP (1) | EP2076733B1 (fi) |
| JP (1) | JP5155325B2 (fi) |
| CN (1) | CN101529200B (fi) |
| ES (1) | ES2400380T3 (fi) |
| FI (1) | FI119259B (fi) |
| WO (1) | WO2008046966A1 (fi) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011042606A1 (en) | 2009-10-08 | 2011-04-14 | Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus | Measuring instrument and method for determination of the properties of an item and its surface |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI20075975L (fi) * | 2007-12-31 | 2009-07-01 | Metso Automation Oy | Rainan mittaus |
| US8085397B2 (en) * | 2009-07-10 | 2011-12-27 | Honeywell Asca Inc. | Fiber optic sensor utilizing broadband sources |
| JP2011229603A (ja) * | 2010-04-26 | 2011-11-17 | Fujifilm Corp | 内視鏡装置 |
| JP2011229625A (ja) * | 2010-04-26 | 2011-11-17 | Fujifilm Corp | 内視鏡装置 |
| FI124452B (fi) * | 2010-07-09 | 2014-09-15 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt | Menetelmä ja laite pinnan värin ja muiden ominaisuuksien mittaamiseksi |
| US11933899B2 (en) | 2011-06-30 | 2024-03-19 | The Regents Of The University Of Colorado | Remote measurement of shallow depths in semi-transparent media |
| US11313678B2 (en) | 2011-06-30 | 2022-04-26 | The Regents Of The University Of Colorado | Remote measurement of shallow depths in semi-transparent media |
| US10684362B2 (en) | 2011-06-30 | 2020-06-16 | The Regents Of The University Of Colorado | Remote measurement of shallow depths in semi-transparent media |
| US11231502B2 (en) * | 2011-06-30 | 2022-01-25 | The Regents Of The University Of Colorado | Remote measurement of shallow depths in semi-transparent media |
| JP2013096853A (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-20 | Omron Corp | 変位センサ |
| DE102011117523B3 (de) * | 2011-11-03 | 2013-04-18 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zur optischen Bestimmung der Oberflächengeometrie einer dreidimensionalen Probe |
| EP2798207B1 (en) * | 2011-12-29 | 2016-03-09 | Vestas Wind Systems A/S | A wind turbine and a method for determining the presence and/or thickness of an ice layer on a blade body of a wind turbine |
| CN102778202B (zh) * | 2012-03-23 | 2016-01-27 | 北京京东方光电科技有限公司 | 一种膜厚测量装置及方法 |
| FI125408B (fi) * | 2012-09-17 | 2015-09-30 | Focalspec Oy | Menetelmä ja mittalaite pinnan etäisyyden, kohteen paksuuden ja optisten ominaisuuksien mittaamiseksi |
| JP5701837B2 (ja) * | 2012-10-12 | 2015-04-15 | 横河電機株式会社 | 変位センサ、変位測定方法 |
| FI20126126L (fi) * | 2012-10-30 | 2014-05-01 | Metso Automation Oy | Menetelmä ja laite kiillon mittaamiseksi |
| GB2507813B (en) * | 2012-11-13 | 2017-06-21 | Focalspec Oy | Apparatus and method for inspecting seals of items |
| WO2016000764A1 (de) * | 2014-07-01 | 2016-01-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Chromatisch konfokale sensoranordnung |
| CN105303675B (zh) * | 2015-10-15 | 2018-01-19 | 东方通信股份有限公司 | 一种利用光敏传感器检测纸张厚度的装置和方法 |
| US11340343B2 (en) * | 2017-03-23 | 2022-05-24 | Dolphin Measurement Systems, Llc | Apparatus and methods for thickness and velocity measurement of flat moving materials using high frequency radar technologies |
| CN107326717B (zh) * | 2017-07-12 | 2019-05-28 | 东莞福迈包装印刷有限公司 | 一种可以检测纸张厚度的造纸机 |
| DE102017126310A1 (de) | 2017-11-09 | 2019-05-09 | Precitec Optronik Gmbh | Abstandsmessvorrichtung |
| CN108955549A (zh) * | 2018-09-11 | 2018-12-07 | 深圳立仪科技有限公司 | 一种透光材料双面测厚装置 |
| DE102018130901A1 (de) | 2018-12-04 | 2020-06-04 | Precitec Optronik Gmbh | Optische Messeinrichtung |
| KR20220159431A (ko) * | 2020-03-27 | 2022-12-02 | 램 리써치 코포레이션 | 빔 투과형 레이저 센서를 사용한 인-시츄 (in-situ) 웨이퍼 두께 및 갭 모니터링 |
| CN112162296A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-01 | 香港中文大学（深圳） | 一种激光测距系统 |
| FI20215460A1 (fi) | 2021-04-19 | 2022-10-20 | Lmi Tech Oy | Valaistuskokoonpano ja menetelmä mittausvalon tuottamiseen ja optinen mittalaite |
| CN116067435B (zh) * | 2023-03-20 | 2023-06-27 | 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 | 土壤环境多参数监测传感器 |
Family Cites Families (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2906641A1 (de) * | 1979-02-21 | 1980-08-28 | Freudenberg Carl Fa | Verfahren zur optisch-elektrischen messung des abstandes zwischen einer messeinrichtung und einem pruefling |
| US4458152A (en) | 1982-05-10 | 1984-07-03 | Siltec Corporation | Precision specular proximity detector and article handing apparatus employing same |
| CH663466A5 (fr) | 1983-09-12 | 1987-12-15 | Battelle Memorial Institute | Procede et dispositif pour determiner la position d'un objet par rapport a une reference. |
| US4936676A (en) | 1984-11-28 | 1990-06-26 | Honeywell Inc. | Surface position sensor |
| US4656358A (en) * | 1985-03-12 | 1987-04-07 | Optoscan Corporation | Laser-based wafer measuring system |
| DE3643842C2 (de) * | 1986-12-20 | 1995-07-20 | Leuze Electronic Gmbh & Co | Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der räumlichen Lage eines auf der Oberfläche eines Körpers befindlichen Objektpunkts |
| JP2595821B2 (ja) * | 1991-03-12 | 1997-04-02 | 日本電気株式会社 | 三次元形状測定装置 |
| JPH04370708A (ja) * | 1991-06-20 | 1992-12-24 | Meidensha Corp | 小型偏光解析装置 |
| US5162660A (en) | 1991-06-27 | 1992-11-10 | Macmillan Bloedel Limited | Paper roughness or glass sensor using polarized light reflection |
| JPH109827A (ja) * | 1996-06-24 | 1998-01-16 | Omron Corp | 高さ判別装置および方法 |
| US6064517A (en) * | 1996-07-22 | 2000-05-16 | Kla-Tencor Corporation | High NA system for multiple mode imaging |
| IL121267A0 (en) | 1997-07-09 | 1998-01-04 | Yeda Res & Dev | Method and device for determining the profile of an object |
| DE19733297C2 (de) * | 1997-08-01 | 1999-12-09 | Marcus Gut | Berührungslose optische Dickenmessung |
| JPH11201729A (ja) * | 1998-01-12 | 1999-07-30 | Mitsutoyo Corp | 光学式測定装置 |
| FR2779517B1 (fr) | 1998-06-05 | 2000-08-18 | Architecture Traitement D Imag | Procede et dispositif d'acquisition opto-electrique de formes par illumination axiale |
| US6208411B1 (en) * | 1998-09-28 | 2001-03-27 | Kla-Tencor Corporation | Massively parallel inspection and imaging system |
| JP2001070228A (ja) * | 1999-07-02 | 2001-03-21 | Asahi Optical Co Ltd | 内視鏡装置 |
| US6268923B1 (en) * | 1999-10-07 | 2001-07-31 | Integral Vision, Inc. | Optical method and system for measuring three-dimensional surface topography of an object having a surface contour |
| DE10195052B3 (de) | 2000-01-25 | 2015-06-18 | Zygo Corp. | Verfahren und Einrichtungen zur Bestimmung einer geometrischen Eigenschaft eines Versuchsgegenstands sowie optisches Profilmesssystem |
| US6917421B1 (en) * | 2001-10-12 | 2005-07-12 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Systems and methods for multi-dimensional inspection and/or metrology of a specimen |
| DE10242374A1 (de) | 2002-09-12 | 2004-04-01 | Siemens Ag | Konfokaler Abstandssensor |
| DE10325942B4 (de) * | 2003-06-07 | 2010-09-16 | Jurca Optoelektronik Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Dickenmessung transparanter Körper |
| DE102004034693B4 (de) | 2004-07-17 | 2006-05-18 | Schott Ag | Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen optischen Messung der Dicke von heißen Glaskörpern mittels der chromatischen Aberration |
| US7345772B2 (en) * | 2004-08-06 | 2008-03-18 | Voith Paper Patent Gmbh | Optical triangulation device and method of measuring a variable of a web using the device |
| DE102004052205A1 (de) * | 2004-10-20 | 2006-05-04 | Universität Stuttgart | Interferometrischer Multispektral-Sensor und interferometrisches Multispektral-Verfahren zur hochdynamischen Objekt-Tiefenabtastung oder Objekt-Profilerfassung |
| DE102005006724A1 (de) * | 2004-10-20 | 2006-08-10 | Universität Stuttgart | Verfahren und Anordung zur konfokalen Spektral-Interferometrie, insbesondere auch zur optischen Kohärenz-Tomografie (OCT)und/oder optischen Kohärenz-Mikroskopie (OCM)von biologischen und technischen Objekten |
| US7522292B2 (en) | 2005-03-11 | 2009-04-21 | Carl Zeiss Smt Ag | System and method for determining a shape of a surface of an object and method of manufacturing an object having a surface of a predetermined shape |
| US20060232790A1 (en) * | 2005-04-18 | 2006-10-19 | Lee Chase | Confocal measurement method and apparatus in a paper machine |
| JP2007147299A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Kobe Steel Ltd | 変位測定装置及び変位測定方法 |
-
2006
- 2006-10-18 FI FI20065669A patent/FI119259B/fi active IP Right Grant
-
2007
- 2007-10-17 ES ES07823198T patent/ES2400380T3/es active Active
- 2007-10-17 EP EP07823198A patent/EP2076733B1/en active Active
- 2007-10-17 CN CN2007800386293A patent/CN101529200B/zh active Active
- 2007-10-17 WO PCT/FI2007/050561 patent/WO2008046966A1/en active Application Filing
- 2007-10-17 US US12/446,298 patent/US7936464B2/en active Active
- 2007-10-17 JP JP2009532834A patent/JP5155325B2/ja active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011042606A1 (en) | 2009-10-08 | 2011-04-14 | Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus | Measuring instrument and method for determination of the properties of an item and its surface |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101529200A (zh) | 2009-09-09 |
| EP2076733A4 (en) | 2010-01-06 |
| EP2076733B1 (en) | 2012-12-05 |
| US20100296107A1 (en) | 2010-11-25 |
| FI20065669A0 (fi) | 2006-10-18 |
| CN101529200B (zh) | 2012-07-04 |
| EP2076733A1 (en) | 2009-07-08 |
| WO2008046966A1 (en) | 2008-04-24 |
| FI20065669A (fi) | 2008-04-19 |
| ES2400380T3 (es) | 2013-04-09 |
| JP5155325B2 (ja) | 2013-03-06 |
| JP2010507089A (ja) | 2010-03-04 |
| US7936464B2 (en) | 2011-05-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI119259B (fi) | Pinnan ja paksuuden määrittäminen | |
| US8786836B2 (en) | Measuring instrument and method for determination of the properties of an item and its surface | |
| EP3001179B1 (en) | Mid-infrared scanning imaging system | |
| JP2010507089A5 (fi) | ||
| US20060181708A1 (en) | Photothermal conversion measurement apparatus, photothermal conversion measurement method, and sample cell | |
| US20120281221A1 (en) | Process and measuring equipment for improving the signal resolution in gas absorption spectroscopy | |
| KR20130054428A (ko) | 거리 결정을 위한 광학식 측정 시스템 | |
| CN109580541A (zh) | 一种光学外差法腔衰荡光谱测量装置及方法 | |
| JP7012098B2 (ja) | 遠赤外光源、遠赤外分光装置 | |
| US20210181100A1 (en) | Multi-function spectrometer | |
| US11016023B1 (en) | Far-infrared spectroscopic device and far-infrared spectroscopic method | |
| JP2008134076A (ja) | ガス分析装置 | |
| JP2010528309A (ja) | 媒体中の化合物の光学遠隔検出方法 | |
| JP7240528B2 (ja) | 遠赤外分光装置、遠赤外分光方法 | |
| JPH08201278A (ja) | スペクトル測定装置 | |
| KR100961138B1 (ko) | 분광분석기 | |
| US6856395B2 (en) | Reflectometer arrangement and method for determining the reflectance of selected measurement locations of measurement objects reflecting in a spectrally dependent manner | |
| US10928307B2 (en) | Configurable retro-reflective sensor system for the improved characterization of the properties of a sample | |
| WO2018072766A1 (en) | Apparatus for spectrum and intensity profile characterization of a beam, use thereof and method thereof | |
| JP2000206047A (ja) | スペクトル測定装置 | |
| WO2022262880A1 (en) | Device for the measurement of the spectral reflectance, in particular concave spherical mirror surfaces, and method of the measurement on this device | |
| FI124263B (fi) | Mittalaite ja menetelmä kohteen ja kohteen pinnan ominaisuuksien mittaamiseksi | |
| JPH04313005A (ja) | 膜厚測定装置 | |
| PL198299B1 (pl) | Urządzenie do pomiaru chropowatości powierzchni |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 119259 Country of ref document: FI |
|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: FOCALSPEC OY |