JP7411648B2 - テラヘルツ測定装置およびテラヘルツ測定装置の作動方法 - Google Patents
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Claims (17)
- 測定対象物(10)にテラヘルツ(THz)信号(TS)を放射するように構成されたTHz送信機(110)と、前記測定対象物(10)によって反射された前記THz信号(TS)の反射部分(TSR)を受信するように構成されたTHz受信機(120)とを備え、前記THz送信機(110)および前記THz受信機(120)が測定装置(100)の測定ヘッド(130)に配置された測定装置(100)の作動方法であって、
前記測定ヘッド(130)と既知の幾何学的形状を有する基準測定対象物(10’a)との間の距離(d)を変化させるステップ(200)と、
前記THz送信機(110)により、前記THz信号(TS)を前記基準測定対象物(10’a)に放射するステップ(202)と、
前記THz信号(TS)の前記反射部分(TSR)を受信するステップ(204)と、
前記THz信号(TS)の前記反射部分(TSR)に比例および/または関連する検出信号を特徴付ける第1のパラメータ(P1)を決定するステップ(206)と
を含み、
さらに、以下のA)および/またはB)をさらに含む作動方法であって、
A)予め設定された第1の範囲内の、前記測定ヘッド(130)と前記基準測定対象物(10’a)との間の前記距離(d)の複数の距離値(dv)について、
前記複数の距離値(dv)を決定するステップ(220)および/または記憶するステップ(222)と、
前記複数の距離値(dv)に関連する前記THz信号(TS)の受信された反射部分(TSR)を特徴付ける第1の参照測定情報(rmi1)を決定して記憶するステップ(224)と、をさらに含み、
B)測定される前記基準測定対象物(10’a)に対する前記測定ヘッド(130)の相対角度位置(a1)を変化させるステップ(210)と、
前記THz送信機(110)により、前記THz信号(TS)を前記基準測定対象物(10’a)に放射するステップ(212)と、
前記THz信号(TS)の前記反射部分(TSR)を受信するステップ(214)と、
前記THz信号(TS)の前記受信された反射部分(TSR)に比例および/または関連する検出信号を特徴付ける第2のパラメータ(P2)を決定するステップ(216)とをさらに含み、
予め設定された第2の範囲内の、前記測定ヘッド(130)と前記基準測定対象物(10’a)との間の前記相対角度位置の複数の相対角度位置値(apv)について、
前記複数の相対角度位置値(apv)を決定するステップ(230)および/または記憶するステップ(232)と、
前記複数の相対角度位置値(apv)に関連する前記THz信号(TS)の受信された反射部分(TSR)を特徴付ける第2の参照測定情報(rmi2)を決定および記憶するステップ(234)と、をさらに含み、
前記測定装置(100)に対して最適測定距離(оmd)及び/又は最適測定角度(оma)に位置決めされていない、前記基準測定対象物(10’a)とは異なる試験測定対象物(10’b)を測定して測定結果(mr)を得るステップ(242)と、
前記試験測定対象物(10’b)の前記測定結果(mr)を、前記複数の距離値(dv)と前記第1の参照測定情報(rmi1)、及び前記複数の相対角度位置値(apv)と前記第2の参照測定情報(rmi2)を使用して補正するステップ(244)を含み、
それにより補正された測定結果(mr’)を取得する、測定装置(100)の作動方法。 - 前記距離(d)は、予め設定された第1の範囲内で変化し(200)、
前記測定ヘッド(130)と前記基準測定対象物(10’a)との間の距離(d)を変化させるステップ(200)、前記THz送信機(110)により、前記THz信号(TS)を前記基準測定対象物(10’a)に放射するステップ(202)、前記THz信号(TS)の前記反射部分(TSR)を受信するステップ(204)、および、前記THz信号(TS)の前記反射部分(TSR)に比例および/または関連する検出信号を特徴付ける前記第1のパラメータ(P1)を決定するステップ(206)を、
前記第1のパラメータ(P1)が予め設定された第1の閾値(T1)を超えるまで、および/または、前記予め設定された第1の範囲の最大値に達するまで繰り返すステップ(208)をさらに含み、
前記第1のパラメータ(P1)の前記最大値に関連する前記距離(d)の値は、最適測定距離(omd)であり、
前記最適測定距離(omd)は、少なくとも一時的に保存される(206d)
請求項1に記載の測定装置(100)の作動方法。 - 前記相対角度位置を変化させるステップ(210)は、前記相対角度位置を2つ以上の空間方向(a1)に互いに変化させるステップを含む
請求項1または2に記載の測定装置(100)の作動方法。 - 前記相対角度位置は、予め設定された第2の範囲内で変化し(210)、
前記相対角度位置を変化させるステップ(210)、前記THz送信機(110)により、前記THz信号(TS)を前記基準測定対象物(10’a)に放射するステップ(212)、前記THz信号(TS)の前記反射部分(TSR)を受信するステップ(214)、および、前記THz信号(TS)の前記反射部分(TSR)に比例および/または関連する前記検出信号を特徴付ける前記第2のパラメータ(P2)を決定する(216)ステップを、
前記第2のパラメータ(P2)が予め設定された第2の閾値(T2)を超えるまで、および/または、前記予め設定された第2の範囲の最大値に達するまで繰り返すステップ(218)をさらに含み、
前記第2のパラメータ(P2)の前記最大値に関連する前記相対角度位置(a1)の値は、最適測定角度(oma)であり、
前記最適測定角度(oma)は、少なくとも一時的に保存される(216d)である、
請求項1から3のいずれか1項に記載の測定装置(100)の作動方法。 - 前記第1のパラメータ(P1)を決定する前記ステップ(206)、および/または、前記第2のパラメータ(P2)を決定する前記ステップ(216)、および/または、第1の参照測定情報(rmi1)を決定および記憶する前記ステップ(224)、および/または、第2の参照測定情報(rmi2)を決定および記憶する前記ステップ(234)は、
前記THz信号(TS)の前記反射部分(TSR)にフィルタリング処理を適用するステップ(206a、216a)を含む、
請求項1から4のいずれか1項に記載の測定装置(100)の作動方法。 - a)少なくとも1つの距離センサ(132)によって、前記距離(d)を決定するステップ(220)、
および/または、
b)少なくとも1つの角度位置センサ(134)によって、前記相対角度位置を決定するステップ(230)
をさらに含む
請求項1から5のいずれか1項に記載の測定装置(100)の作動方法。 - 前記測定ヘッド(130)と前記基準測定対象物(10’a)との間の前記距離(d)を変化させる前記ステップ(200)は、
並進運動で、第1のドライブ(140)により、前記測定ヘッド(130)を前記基準測定対象物(10’a)に対して移動するステップ(200a)、
および/または、
並進運動で、第2のドライブ(142)により、前記基準測定対象物(10’a)を前記測定ヘッド(130)に対して移動するステップ(200b)
を含む
請求項1から6のいずれか1項に記載の測定装置(100)の作動方法。 - 前記基準測定対象物(10’a)に対する前記測定ヘッド(130)の前記相対角度位置を変化させる前記ステップ(210)は、
第1のドライブ(140)または前記第1のドライブ(140)によって、前記測定ヘッド(130)を前記基準測定対象物(10’a)に対して回転するステップ(210a)、
および/または、
第2のドライブ(140)または前記第2のドライブ(140)によって、前記基準測定対象物(10’a)を前記測定ヘッド(130)に対して回転するステップ(210b)
を含み、
前記回転するステップ(210a、210b)におけるピボット点(PP)は、前記基準測定対象物(10’a)の表面領域(10a’)内に配置され、
前記THz信号(TS)の焦点(FP)もまた、前記表面領域(10a’)内に配置される
請求項1から7のいずれか1項に記載の測定装置(100)の作動方法。 - a)請求項1から8のいずれか1項の方法を実行することにより、最適測定距離(omd)または前記最適測定距離(omd)を決定するステップ、
および/または、
b)請求項1から8のいずれか1項の方法を実行することにより、最適測定角度(oma)または前記最適測定角度(oma)を決定するステップ
を含む
請求項1から8のいずれか1項に記載の測定装置(100)の作動方法。 - 複数の距離値(dv)、および/または、複数の相対角度位置値(apv)、および、
前記複数の距離値(dv)に関連する第1の参照測定情報(rmi1)、および/または、前記複数の相対角度位置値(apv)に関連する第2の参照測定情報(rmi2)を含むデータベース(DB)を構築するステップ(240)をさらに含む、
請求項1から9のいずれか1項に記載の測定装置(100)の作動方法。 - 測定結果(mr)を取得するために、前記THz信号(TS)を使用して試験測定対象物(10’b)の層厚測定、を実行するステップ(242)をさらに含み、
前記データベース(DB)からの情報(dv、apv、rmi1、rmi2)に基づいて前記測定結果(mr)を補正(244)することにより、補正された測定結果(mr’)が取得される
請求項10に記載の測定装置(100)の作動方法。 - さらなる測定を実行する前記ステップ(242)において、第3のドライブ(144)は、前記試験測定対象物(10’b)に対して測定ヘッド(130)を配置するために使用され、
前記第3のドライブ(144)は、第1のドライブ(140)または前記第1のドライブ(140)、および/または、第2のドライブまたは前記第2のドライブとは異なる
請求項11に記載の測定装置(100)の作動方法。 - 3Dスキャナ(134)により、測定ヘッド(130)と対象物(10; 10’)又はサンプル(10; 10’b)、との間の距離(d)、および、測定ヘッド(130)とサンプル(10; 10’b)との間の、2つの角度範囲に沿った、相対角度位置(a1)を決定するステップ(280)と、
データベース(DB)または前記データベース(DB)が、決定された距離(d)および/または決定された相対角度位置(a1)の参照測定値(RM)を特徴付けるデータセットを含むかどうか決定するステップ(282)と
をさらに含み、
前記データベース(DB)が、決定された距離(d)および/または決定された相対角度位置(a1)の参照測定値(RM)を特徴付けるデータセットを含む場合に、
少なくとも1つの将来の層厚測定(284)のためであって、距離誤差および/または相対角度位置誤差を補正(286)するための、さらなる処理(286)のために、前記参照測定値(RM)を使用し、
前記データベース(DB)が、決定された距離(d)および/または決定された相対角度位置(a1)の参照測定値(RM)を含まない場合に、
a)距離(d)および/または相対角度位置(a1)の決定値が、データベース(DB)の参照測定値(RM)で対応される範囲内にある場合に、距離および/または角度位置の異なる組み合わせについての既存の参照測定値間を補間し(283a)、補間された参照測定値(iRM)を取得する、
または
b)決定された距離および/または決定された相対角度位置の測定値が、データベース(DB)の参照測定値(RM)で対応される範囲内でない場合に、サンプル(10’b)に対して測定ヘッド(130)を再配置(283b)する、
請求項1から12のいずれか1項に記載の測定装置(100)の作動方法。 - 前記再配置(283b)の後、測定ヘッド(130)と対象物又はサンプル(10; 10’b)との間の距離(d)、および相対角度位置(a1)を決定し(280)、データベース(DB)または前記データベース(DB)が、決定された距離(d)および/または決定された相対角度位置(a1)の参照測定値(RM)を特徴付けるデータセットを含むかどうか決定する(282)ステップを繰り返し、
1つまたは複数の層厚測定を実行する(284)、および/または、1つまたは複数の層厚測定を実行(284)している間に存在し得る、距離誤差および/または相対角度位置誤差を補正および/または補正するため、保存された参照測定値(RM)または補間された参照測定値(iRM)を使用する、
請求項13に記載の測定装置(100)の作動方法。 - 本体(10; 10’a; 10’b)上に配置された複数の層(11、12)の層厚を決定するステップ(250; 284)を含む
請求項1から14のいずれか1項に記載の測定装置(100)の作動方法。 - 測定対象物(10)にテラヘルツ(THz)信号(TS)を放射するように構成されたTHz送信機(110)と、前記測定対象物(10)によって反射された前記THz信号(TS)の反射部分(TSR)を受信するように構成されたTHz受信機(120)と、制御装置(150)とを備え、前記THz送信機(110)および前記THz受信機(120)は、測定装置(100)の測定ヘッド(130)に配置された測定装置(100)であって、
前記制御装置(150)は、請求項1から15のいずれか1項に記載の測定装置の作動方法を実行するように構成されている測定装置(100)。 - 本体(10’b)上に配置された複数の層(11、12)であって、
a)まだ乾燥していない濡れたペイント層(11、12)、および/または、
b)乾燥中のペイント層(11、12)、および/または、
c)乾燥したペイント層(11、12)、
の層厚測定(250)を実行および/または準備するための、請求項1から15のいずれか1項に記載の測定装置(100)の作動方法、および/または、請求項16に記載の測定装置(100)の使用方法であって、
ロボット(144)とともに、A)静止構成、および/または、B)非静止構成により、前記測定装置(100)の作動方法および/または前記測定装置(100)が使用される
測定装置(100)の作動方法および/または測定装置(100)の使用方法。
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