JP4128978B2 - 表面特性を特定する装置および方法 - Google Patents
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Description
2・・・第1の光線放射装置
3・・・光源
4・・・絞り(絞り装置)
5・・・レンズ装置(光線偏向装置)
7・・・測定面
8・・・光線検出装置
9・・・レンズ
10・・・絞り
11・・・フィルタ
12・・・光センサ
19・・・第2の光線放射装置
20・・・散乱板(光線散乱装置)
23・・・回転角測定装置(行程測定装置)
24・・・層厚測定装置
Claims (26)
- 表面特性を特定する装置であって、
平行化された光線があらかじめ設定された角度をなして測定面に当たるようにする、少なくとも1つの光源を有する少なくとも1つの第1の光線放射装置と、
前記測定面に非平行化された光線を放射するための、少なくとも1つの光源を有する複数の第2の光線放射装置と、
前記測定面によって反射および/または散乱された光線の少なくとも一部を受容し、反射および/または散乱された光線に関して特徴的な少なくとも1つの測定信号を出力する少なくとも1つの光線検出装置と、を有してなる装置において、
前記表面特性を特定する装置は、前記少なくとも1つの第1の光線放射装置と前記複数の第2の光線放射装置とを支持するケーシングを前記測定面上に有することを特徴とする装置。 - 前記少なくとも1つの光線検出装置と前記測定面の幾何学的中心との間を結ぶ第1の幾何学的結合軸線と該第1の結合軸線の前記測定面への投影とが形成する角度、及び、前記少なくとも1つの第1の光線放射装置と前記測定面の幾何学的中心とを結ぶ第2の幾何学的結合軸線と該第2の結合軸線の前記測定面への投影とが形成する角度は、変更自在とされていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記第1の光線放射装置から前記測定面までの距離が1cmから30cmであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の装置。
- 前記複数の第2の光線放射装置が少なくとも1つの光線散乱装置を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの光線散乱装置が光線散乱板、つや消しガラス板、ディフューザーフィルムを含む一群の光線散乱装置から選択されていることを特徴とする請求項4に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの光線散乱装置の散乱面は、前記光線放射装置と前記測定面の幾何学的中心とを結ぶ幾何学的結合軸線に対してあらかじめ設定された散乱面角度をなして設けられ、この角度が0°から90°とされていることを特徴とする請求項5に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの光線散乱装置の前記散乱面は、前記光線放射装置と前記測定面の幾何学的中心とを結ぶ幾何学的結合軸線に対する空間的な向きおよび位置が変更可能とされていることを特徴とする請求項6に記載の装置。
- 前記ケーシングは光線を通さないように形成され、前記測定面によって散乱および/または反射されなかったいかなる光も前記ケーシング内に進入できないように構成されていることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第2の光線放射装置は、前記測定面の上方の幾何学的球面または回転楕円体の幾何学面に設置されていることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの第1の光線放射装置または前記複数の第2の光線放射装置の少なくとも1つの光源の少なくとも1つの光線パラメータが変更可能とされ、該光線パラメータは、光線強度、光線の波長、光線の偏光方向及び時間的光線強度変調からなる一群から選択されることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の装置。
- 少なくとも2つの前記第1の光線放射装置、前記複数の第2の光線放射装置、または、前記少なくとも1つの第1の光線放射装置及び前記複数の第2の光線放射装置の少なくとも2つの光源の少なくとも1つの光線パラメータが互いに独立に変更可能とされていることを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの第1の光線放射装置または前記複数の第2の光線放射装置の少なくとも1つの光源は、熱光源を有する一群の光源から選択され、前記熱光源は、白熱電球、ハロゲンランプ、コヒーレント半導体光源、非コヒーレント半導体光源、ガス放電光源またはレーザーであることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の装置。
- 少なくとも2つの前記第1の光線放射装置、前記複数の第2の光線放射装置、少なくとも1つの前記第1の光線放射装置及び前記複数の第2の光線放射装置、または、少なくとも2つの前記光線検出装置は、異なるスペクトル光線特性を有していることを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第1の光線放射装置の光線は、少なくとも1つの光線偏向装置によって平行化されることを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの光線偏向装置は、少なくとも1つの光線偏向素子を有し、該光線偏向素子は、レンズ素子、マイクロレンズ素子、マイクロレンズアレイ、回折素子、反射鏡素子、放物面反射鏡、格子素子、体積回折格子及びホログラフィー素子からなる一群から選択されることを特徴とする請求項14に記載の装置。
- 前記第1の光線放射装置は、少なくとも1つの絞り装置を有し、前記絞り装置は、光路上に設けられていることを特徴とする請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の装置。
- 前記光線放射装置と前記測定面との距離が不変に保たれるようにして前記測定面に対して相対的に移動可能とされていることを特徴とする請求項1から請求項16のいずれか1項に記載の装置。
- 前記表面特性を測定する装置と前記測定面との間で相対移動により進んだ行程を特徴づける少なくとも1つの測定信号を出力する少なくとも1つの行程測定装置が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの行程測定装置は、前記ケーシングの内部および/または外部に設けられていることを特徴とする請求項18に記載の装置。
- 検査対象となる前記測定面のコーティング厚を特定するための少なくとも1つの層厚測定装置が設けられ、該層厚測定装置は、特定すべき層厚の特徴を表す測定信号を出力する少なくとも1つの層厚センサを有することを特徴とする請求項1から請求項19のいずれか1項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの層厚測定装置は、前記ケーシングの内部および/または外部に設けられていることを特徴とする請求項20に記載の装置。
- 少なくとも1つの処理装置、記憶装置、前記表面特性を測定する装置と前記測定面との間で相対移動により進んだ行程を特徴づける少なくとも1つの測定信号を出力する少なくとも1つの行程測定装置、及び、検査対象となる前記測定面のコーティング厚を特定するための少なくとも1つの層厚測定装置が設けられ、前記処理装置および前記記憶装置は、前記光線検出装置の測定信号および/または前記行程測定装置および/または前記層厚測定装置の測定信号を特定の場所に対応付けることを可能にするように構成されていることを特徴とする請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の装置。
- 表面特性を特定するための方法であって、請求項1から請求項22のいずれか1項に記載の装置を使用する方法において、
請求項1から請求項22のいずれか1項に記載の前記少なくとも1つの第1の光線放射装置と、請求項1から請求項22のいずれか1項に記載の前記複数の第2の光線放射装置と、によって、これらの装置の少なくとも1つの光源の少なくとも一部を測定面に放射し、
少なくとも1つの光線検出装置を設けて、前記測定面によって反射および/または散乱される光線の少なくとも一部を受容させ、反射される光線を特徴づける少なくとも1つの測定信号を出力させるとともに、
少なくとも1つの制御装置を設けて前記光線検出装置による測定信号の検出を制御し、
少なくとも1つの出力装置を設けて少なくとも1つの測定結果を出力することを特徴とする方法。 - 少なくとも1つの処理装置を設け、該処理装置により測定信号を評価し、それにより前記測定面の特性を表し、かつ前記少なくとも1つの出力装置に出力される少なくとも1つの特性値を導き出すことを特徴とする請求項23に記載の方法。
- 表面特性を特定するための方法であって、請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の装置を使用する方法において、
請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の前記少なくとも1つの第1の光線放射装置と、請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の前記複数の第2の光線放射装置と、によって、これらの装置の少なくとも1つの光源の少なくとも一部を測定面に放射し、
少なくとも1つの光線検出装置を設けて、前記測定面によって反射および/または散乱される光線の少なくとも一部を受容させ、反射される光線を特徴づける少なくとも1つの測定信号を出力させるとともに、
少なくとも1つの制御装置を設けて前記光線検出装置による測定信号の検出を制御し、
少なくとも1つの出力装置を設けて少なくとも1つの測定結果を出力し、
前記表面特性を測定する装置と前記測定面との間で相対移動により進んだ行程を特徴づける少なくとも1つの測定信号を出力する少なくとも1つの行程測定装置、および/または、検査対象となる前記測定面のコーティング厚を特定するための少なくとも1つの層厚測定装置を設け、前記制御装置により前記光線検出装置および/または前記行程測定装置および/または前記層厚測定装置の測定信号の検出を制御し、前記少なくとも1つの記憶装置に記憶させることを特徴とする方法。 - 前記第2の光線放射装置の光線を、前記測定面および/または該測定面に対して平行な面によって一度だけ反射および/または散乱させることを特徴とする請求項23から請求項25のいずれか1項に記載の方法。
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