KR101954300B1 - 투과 및/또는 반사 특성을 판단하기 위한 측정방법 및 측정기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 바람직하게는 대형 표면을 갖는 반투과 물체(1)의 투과 및/또는 반사 특성을 결정하기 위한 광측정방법에 관한 것이다. 이는 특히 표면 코팅된 기판(1)의 제조시 공정 모니터링 및 품질검사에 이용될 수 있다. 본 발명은 또한 본 발명의 방법을 적용하기 위한 광측정기기에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 투과 및 반사 특성들은
- 물체(1)의 제 1 대형 표면(3)이 제 1 조명 디바이스(9)에 의해 비추어지고, 광검출기(14)는 총 투과율을 측정하며,
- 제 1 대형 표면 맞은편에 나란히 놓인 물체(1)의 제 2 대형 표면(2)이 제 2 조명 디바이스(7)에 의해 비추어지고, 광검출기(4)는 확산 투과율을 측정하며,
선택적으로
- 물체(1)의 제 1 대형 표면(3)이 제 1 조명 디바이스(9)에 의해 비추어지고, 제 2 광검출기(4)가 반사율을 측정하고/하고나,
- 물체(1)의 제 2 대형 표면(2)이 제 2 조명 디바이스(7)에 의해 비추어지고, 광검출기(14)가 반사율을 측정하는 식으로 결정된다.
본 발명에 따르면, 투과 및 반사 특성들은
- 물체(1)의 제 1 대형 표면(3)이 제 1 조명 디바이스(9)에 의해 비추어지고, 광검출기(14)는 총 투과율을 측정하며,
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Description
본 발명은 바람직하게는 대형 표면을 갖는 반투명 물체의 투과 및/또는 반사 특성을 판단하기 위한 광측정방법에 관한 것이다. 이는 특히 표면코팅 기판의 제조시 공정 모니터링 및 품질검사에 적용될 수 있다. 본 발명은 또한 본 발명의 방법을 적용하는데 적합한 광측정기기에 관한 것이다.
태양전지에 이용되는 바와 같이 가령 전기도전성 코팅이 제공된 기판과 같이 코팅된 반투명 재료의 제조시, 주로 태양 복사를 전기로 변환하는데 있어 최적의 효율을 달성하는 것과 관련해 기판의 투과 및 반사 특성 검사가 중요하다.
이 경우 중요한 파라미터는 광의 헤이즈(haze) 광각산란이다. ASTM D 표준 1003에 따르면, 헤이즈는 전파방향으로부터 2.5°보다 더 많이 물체에서 편향된 반투명 물체를 지나는 광의 퍼센트로서 정의되며 이에 따라 물체를 지날 때 가령 물체의 표면 거칠기로 인해 지향된 광선속을 벗어나 산란된다.
ASTM D 1003에 의해, 반투명 물체의 헤이즈(투과 헤이즈)는 적분구의 광입사 포트 앞에 물체를 배치하고 조명광이 물체를 투과하여 적분구에 들어가는 식으로 상기 적분구 맞은편 물체 측으로부터 비춤으로써 결정될 수 있다. 적분구는 투과된 광을 수신하여 측정신호로 변환하는 내장형 광검출기를 특징으로 한다. 이 광센서의 검출방향과 (법선이 측정 축을 구성하는) 물체 표면의 법선은 특정 각을 포함한다.
또한 ASTM D 1003에 명시된 다른 측정방법으로, 적분구 자체가 조명 디바이스로서 이용된다. 적분구에 의해, 상기 적분구의 광출구 포트 앞에 놓인 물체에 확산광이 비추어진다. 이 경우, 광검출기는 물체의 타측에 즉, 적분구 맞은편 측에 배열된다.
광검출기가 물체의 타측에 배열되는 경우 적분구 내에, 활성화될 수 있으며 활성상태에서 광지향부를 차단해 광검출기에 도달하지 못하는 광트랩이 형성된다. 광 트랩을 번갈아 활성 및 불활성시킴으로써, 2개의 다른 투과 파라미터를 결정할 수 있다. 이들 중 한 파라미터는 확산 투과율(T확산), 즉, 광이 물체의 영향으로 인해 2.5°보다 큰 각도로 산란되는 정도를 산출하는 한편, 다른 파라미터는 한다고 해도 광이 2.5°보다 작은 각도로 물체에 의해 산란되는 총 투과율(T총합) 정도를 산출한다. 이들 2개의 데이터로부터, 공식(헤이즈(Haze) = T확산/T총*100%)에 의해 물체의 헤이즈가 결정된다.
DE 100 10 213 B4는 분광학 원리에 의해 동작되는 "특히 연속 과정으로 품질을 모니터하기 위한 측정기기"를 기술하고 있다. 이 측정기기는 측정 물체의 확산 조명용으로 사용되는 적분구를 갖는 측정 헤드를 특징으로 한다. 이런 수단으로, 물체를 통과하는 조명광의 총 투과율과 물체의 표면으로부터 조명광의 반사율이 순차적으로 측정될 수 있다.
DE 10 2009 040 642 B3는 특히 코팅공장에서 투명 코팅이 제공된 판형 또는 스트립형 기판의 다양한 투과 및 반사 데이터의 인라인 측정을 위해 투명한 산란 측정 물체의 광 파라미터를 측정하는 방법 및 이 방법을 적용한 기기를 기술하고 있다.
DE 10 2009 040 642 B3 방법도 역시 적분구에 의해 측정 물체에 확산광이 비추어진다. 측정 물체를 지난 광은 동시에 다른 검출방향을 갖는 2개의 광검출기에 의해 캡쳐된다; 2개의 광출방향 중 한 방향으로 광검출기에 직접 지향된 복사는 광트랩에 의해 억제된다. 이 방법 및 실행을 위한 기기에 의해, 확산 투과율(T확산) 및 총 투과율(T총)를 동시에 결정할 수 있다. 하나는 확산을, 다른 하나는 표면들 중 하나로부터 총 광반사율을 검출하는 2 이상의 광검출기들이 추가로 제공된다.
표면이 큰 코팅기판의 제조시 공정 모니터링과 품질검사와 연계해, 확산 투과율과 총 투과율 모두 및 기판의 양면으로부터 광반사율, 즉, 코팅 기판면 뿐만 아니라 비코팅 기판면으로부터 반사율을 결정하는 것이 종종 요구된다. 종래 기술의 이용가능한 방법 및 기기로는 이 요구를 충족할 수 없다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같이 종래 기술의 결함이 없는 방법 및 적어도 하나의 기기를 발견하는 문제를 기초로 한다.
본 발명에 따르면, 특히 대형 표면을 갖는 코팅기판의 제조시 인라인 공정 모니터링 및 품질검사를 위한 표면이 큰 반투과 물체의 투과 및 반사 특성의 측정은 청구항 1에 명시된 바와 같은 공정단계들에 의해 수행된다.
따라서, 본 발명의 방법의 제 1 태양으로,
- 물체의 제 1 대형 표면이 조명 디바이스들 중 제 1 조명 디바이스로 비추어지고, 상기 물체 맞은편의 제 1 광검출기로 총 투과율 및 이 대형 표면의 측면에 형성된 제 2 광검출기로 이 대형 표면으로부터의 반사율에 대한 측정이 동시에 행해지며, 연이어
- 제 1 대형 표면 맞은편에 놓인 물체의 제 2 대형 표면이 제 2 조명 디바이스로 비추어지고, 제 2 광검출기로 확산 투과율에 대한 측정이 동시에 행해지는 식으로 확산광을 방출하는 단 2개의 조명 디바이스 및 2개의 광검출기로 측정이 행해진다.
본 발명의 다른 태양으로,
- 물체의 제 1 대형 표면이 조명 디바이스들 중 제 1 조명 디바이스로 비추어지고, 제 1 조명 디바이스로 총 투과율이 측정되며,
- 제 1 대형 표면 맞은편 물체의 제 2 대형 표면이 제 2 조명 디바이스로 비추어지고, 제 2 광검출기로 확산 투과율이 측정되는 식으로 확산광을 방출하는 단 2개의 조명 디바이스 및 2개의 광검출기로 측정이 또한 행해진다.
보충적으로,
- 물체의 제 1 대형 표면이 제 1 조명 디바이스로 비추어지고, 이 대형 표면으로부터 반사율은 제 2 광검출기로 측정되며,
- 물체의 제 2 대형 표면이 비추어지고, 이 대형 표면으로부터 반사율은 제 1 광검출기로 측정되는 식으로 광측정이 행해질 수 있다.
양 태양들에서, 연속 2 또는 4개 공정 단계가 한 측정 사이클을 구성하며, 상기 사이클로 대형 표면을 갖는 반투과 물체의 영역에 대한 투과 및 반사 특성이 결정된다. 측정 사이클내 공정 단계들의 순서는 마음대로 또는 필요에 따라 각각의 측정 임무에 의해 변경될 수 있다. 본 발명의 범위내에서 2개의 투과 데이터(T확산 및 T총)의 결정에 따라서만 또는 서로 맞은편에 놓인 물체 표면들의 반사특성의 결정에 따라서만 관계되는 측정 사이클을 형성할 수 있다.
측정 사이클 동안 획득된 측정 데이터는 분석 소프트웨어가 갖추어지고 정보 출력 디바이스에 연결된 컴퓨터로 전송되고, 이는 (2개 물체 표면의 확산 및 총 투과율뿐만 아니라 반사 특성에 대한) 획득된 데이터가 평가 또는 다른 처리, 가령, T확산 /T총*100%의 관계로서 헤이즈 값을 계산하기 위해 이용되게 한다.
본 발명의 방법의 상당한 이점은 종래 기술보다 덜 복잡한 장비 구성으로 투과 및 반사 특성들이 결정되게 하는 것으로, 이런 이점은 본 방법의 양 태양들에 적용된다.
2개 조명 디바이스들과 2개 광센서들이 서로에 대해 고정된 위치에 배열된다. 물체에 대해, 조명 디바이스들 중 하나와 광검출기들 중 하나가 물체의 제 1 대형 표면에 공간상으로 배열되는 반면, 다른 조명원 및 제 2 광검출기는 맞은편 대형 표면에 공간상으로 배열되어, 한 조명 디바이스와 한 광검출기는 물체의 한 측면에 배열되고, 이들에 마주한 다른 조명원 및 제 2 광검출기는 물체의 타측에 배열된다. 바람직하기로, 조명 디바이스는 물체의 대형 표면에 수직인 (본 발명의 목적을 위해 측정축이라고 하는) 공통축에 놓인다.
조명 디바이스들은 번갈아 스위치 온되어, 2개의 대형 표면들 중 단 하나만이 투과율 측정을 위해 투과되거나 반사율 측정을 위해 한번에 비추어진다.
사용된 광검출기는 방향감지 타입이다. 이들 방향감도를 달성하거나 증폭시키기 위해, 방향감지 광학기가 광검출기 앞에 배열될 수 있다.
2개 광검출기의 검출방향은 서로에 대해 그리고 측정축에 대해 경사지게 배향되어 있다. 본 방법의 바람직한 실시예에서, 2개 검출방향 및 측정축은 교차하도록 하는 방식으로 서로에 대해 경사져 있다. 바람직하기로, 교차점이 물체에, 즉, 물체의 2개 대형 표면들 사이에 위치될 수 있다.
광검출기들 중 하나의 검출방향은 반사 측정을 위해 물체의 대형 표면으로 항상 지시되고, 확산 투과의 측정을 위해 물체의 맞은편에 위치된 광트랩으로 지시되는 식으로 지향되며, 상기 광트랩은 입사하여 물체의 맞은편 조명 디바이스로부터 물체를 지나는 조명광의 직사 부분을 차단한다.
또 다른 광검출기의 검출방향은 반사 측정을 위해 물체의 다른 대형 표면으로 항상 지시되고, 총 투과율의 측정을 위해 조명광을 반사하고 조명광의 직사 부분을 차단하지 않는 물체 맞은편 면으로 지시되는 식으로 지향된다.
또한, 제 1 광검출기의 측정축 및 검출방향은 제 1 측정면에 놓여 있는 반면, 제 2 광검출기의 측정축 및 검출방향은 제 2 측정면에 놓여 있다. 본 발명에 따르면, 이들 2개 측정면들은 바람직하게는 α≠180°각도를 포함하거나, 특히 바람직하게는 반사측정시 제 1 광검출기의 검출방향이 광트랩을 가리키고 이에 따라 조명광의 확산 부분의 반사만을 측정하는 것을 방지하기 위해 α=90°각도를 포함하는 식으로 위치되어 있다. 따라서, 확산 부분의 반사율이 관심 대상인 이런 측정 과제에 대해서만 α=180°각도가 선택된다.
조명 디바이스는 바람직하게는 적분구이며, 각각 광원이 내장되어 있다. 적분구는 물체의 일측에 위치해 있고 측정축에 중심을 두고 있다. 2개 광검출기들의 검출방향은 맞은편 적분구를 각각 가리키고 있다.
다양한 종류의 목적을 위한 일반 적용과는 별개로, 본 발명의 방법은 특히 이점적으로 표면 코팅된 기판의 제조시 작업현장 품질검사에 적합하다. 이를 위해, 기판은 2개 조명 디바이스들을 지나 이동된다. 연이은 주기적으로 반복된 측정 사이클에서, 상술한 광학 파라미터들, 즉, 이동방향에서 볼 때 다양한 측정 위상에서 조명 주기의 합에 의해 결정되는 공간 확장, 측정 위상들 간의 시간 간격의 합, 및 기판이 움직이는 속도가 기판 영역에 획득된다. 기판 영역의 이 공간 확장이 가능한 한 작게 측정되도록 하기 위해, 각 측정 사이클내 기판의 조명은 바람직하게는 스트로보스코픽(stroboscopic) 방식으로 행해지므로, 측정 기간 및 기판 이동 속도 간의 최적 비율이 얻어진다.
본 발명의 방법에 의해, 국제표준 ASTM D 1003의 사양에 따라 투과 특성 측정들이 수행될 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명의 방법을 적용하기 위한 광측정기기에 관한 것이다. 이 측정기기는 기본적으로
- 광출구 포트를 통해 물체의 제 1 대형 표면으로 확산광이 지향되는 적분구 형태의 제 1 조명 디바이스와,
- 광출구 포트를 통해 제 1 대형 표면 맞은편에 나란히 놓인 물체의 대형 표면으로 확산광이 지향되는 적분구 형태의 제 2 조명 디바이스와,
- 검출방향이 광출구 포트 모두를 통해 제 2 조명 디바이스의 내벽에 형성된 광트랩으로 지향되는 방향감지 광검출기와,
- 검출방향이 광출구 포트 모두를 통해 제 1 조명 디바이스의 광반사 내벽으로 지향되는 또 다른 방향감지 광검출기를 구비하고, 상기 광트랩은 조명광의 직사 부분을 차단한다.
어느 한 적분구에는 스위치 온오프될 수 있는 광원이 제공되고, 양 광원은 번갈아 스위치 온키시기 위한 컨트롤 회로에 연결되며,
- 확산 투과율 및/또는 대형 표면의 반사율을 측정하기 위해, 제 1 조명 디바이스에서 광원이 스위치 온되고,
- 총 투과율 및/또는 대형 표면의 반사율을 측정하기 위해, 제 2 조명 디바이스에서 광원이 스위치 온되며,
- 광검출기는 광원이 적어도 스위치 온되는 동안 데이터 분석회로에 연결된다.
바람직하기로, 광검출기가 각각에 할당된 적분구의 내벽에 고정된다.
특히 바람직한 실시예에서, 적분구에는 기준 신호를 획득하기 위해 각각의 적분구의 반사 내벽에 검출방향이 지향된 기준 광검출기가 형성된다. 더욱이, 스크리닝 수단이 적분구 내에 형성되며, 상기 스크리닝 수단은 광원에 의해 방출된 광이 측정 데이터의 획득뿐만 아니라 기준 데이터의 획득을 위해 제공된 광검출기들에 직접 부딪히는 것을 방지한다.
또한, 2개 광검출기의 검출방향과 대형 표면의 법선은 바람직하게는 이들이 물체 내에, 즉, 2개 대형 표면들 사이에 위치된 공통 교차점을 갖는 식으로 서로에 대해 경사져 있으며, 법선은 2개 검출방향들에 대한 측정축을 구성한다.
바람직하기로, 2개 광검출기의 검출방향은 ATSM D 1003 표준 사양이 충족하도록 각각 법선, 즉, 측정축과 8°의 각도를 포함한다.
특히, 반사 데이터를 획득하는 것에 대해, 제 1 및 제 2 광센서의 검출방향이 다른 측정면에, 가령, 반사 측정시, 제 1 광검출기의 검출방향이 광트랩으로 지향되는 것을 방지하기 위해 법선에 대해 90°의 각도로 서로 이격된 측정면에 놓이고 이에 따라 예시적인 실시예와 관련해 후술된 바와 같이 조명광의 확산 부분의 반사만을 측정한다.
특히, 물체 및 측정기기 간의 상대 이동이 제공되는 본 발명의 이들 실시예들에 대해, 적분구의 광출구 포트가 방해받지 않는 상대적 이동을 허용하는 물체의 이런 거리들에 배열된다.
본 발명에 따르면, 대형 표면을 갖는 반투명 물체의 투과 및/또는 반사 특성을 효율적으로 판단할 수 있으며, 이는 특히 표면코팅 기판의 제조시 공정 모니터링 및 품질검사에 적용될 수 있다.
하기에서, 예시적인 실시예를 참조로 본 발명을 더 상세히 설명한다. 첨부도면에서,
도 1은 측정 축들, 즉, 2개의 광출기들 중 하나의 검출방향과 일측에 코팅된 대형 기판면의 이동 방향에 있는 면을 지나는 부분에 의해 본 발명의 측정기기의 원리를 나타낸 것으로, 대형 코팅면 및 대형 비코팅면 모두의 헤이즈 및 반사 특징들이 주기적으로 측정된다.
도 2는 도 1에 따르나 측정 축 및 다른 광검출기의 검출방향에 있는 반면 한편, 기판의 이동방향이 도면의 면에 수직한 면을 지나는 부분에 의한 본 발명의 측정기기의 원리를 도시한 것이다.
도 1은 측정 축들, 즉, 2개의 광출기들 중 하나의 검출방향과 일측에 코팅된 대형 기판면의 이동 방향에 있는 면을 지나는 부분에 의해 본 발명의 측정기기의 원리를 나타낸 것으로, 대형 코팅면 및 대형 비코팅면 모두의 헤이즈 및 반사 특징들이 주기적으로 측정된다.
도 2는 도 1에 따르나 측정 축 및 다른 광검출기의 검출방향에 있는 반면 한편, 기판의 이동방향이 도면의 면에 수직한 면을 지나는 부분에 의한 본 발명의 측정기기의 원리를 도시한 것이다.
도 1은 스트립형 반투명 물체(1)를 상징적으로 도시한 것으로, 여기서, 가령 기판에는 인라인 코팅공장에서 기판의 대형 표면(2)에 투명한 전기도전 코팅이 제공될 수 있다. 이 공정에서, 물체(1)는 방향(R)으로 연이어 이동되고, 코팅 공정에 이어, 물체는 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 측정기기를 지난다.
본 명세서에서 선택된 예에서, 품질검사는 코팅 물체의 투과 특성의 측정 및 평가와 물체(1)의 대형 코팅면(2) 및 대형 비코팅면(3) 모두의 반사율 측정을 말한다. 측정은 기판 스트립이 측정기기를 연이어 움직이는 동안 주기적으로 수행된다.
투과 특성을 판단하기 위해, 적용되는 측정방법은 국제 ASTM D 1003 표준에 명시된 것으로, 이에 따라, 측정되는 것은 조명 광의 지향 및 확산 투과 모두를 포함한 총 투과율(T총)과 조명 광의 확산 부분만을 포함한 확산 투과율(T확산)이다. 따라서 함수 T확산 /T총*100%에 의한 헤이즈 값을 얻기 위해 결정된 투과 데이터(T확산 및 T총)가 연이어 처리될 수 있다.
2개의 대형 표면(2,3)에 대한 반사 특성들은 반사된 조명광에 의해 평가될 수 있다.
도 1은 광검출기(4)에 있는 면을 지나는 섹션에 있는 본 발명의 측정기기, 측정기기의 검출방향(D4), 동시에 대형 표면(2,3)에 수직인 측정축(5) 및 물체(1)의 이동방향(R)을 도시한 것이다. 검출방향(D4) 및 측정축(5)은 각 β=8°을 포함하며, 상기 각은 바람직하게는 국제표준 사양을 만족한다. 측정에서 벗어난 각들도 물론 가능하나, 벗어난 측정 결과를 내게 된다.
적분구로서 구성되며 확산광을 방출하고 대형 코팅면(2)의 측면으로부터 물체(1)를 비추도록 되어 있는 조명 디바이스(7)의 광출구 포트(6)는 대형 표면(2)으로부터 거리(a1)에 배열되어 있다. 또한 적분구로서 구성되며 확산광을 방출하고 대형 코팅면(3)의 측면으로부터 물체(1)를 비추도록 되어 있는 또 다른 조명 디바이스(9)의 광출구 포트(8)는 물체(1) 맞은편에 대형 표면(3)으로부터 거리(a2)에 배열되어 있다. 거리(a1, a2)는 가능한 한 작게 유지된다. 이들은 단지 2개의 조명 디바이스(7,9)에 대해 물체(1)의 방해되지 않는 이동을 허용하는 크기이다.
광원(10)이 조명 디바이스(7)에 끼워지며, 광원(11)이 조명 디바이스(9)에 제공된다. 광원(10,11) 모두는 가령 단시간 동안 스위치될 수 있는 고출력 LEDs로 구성된다; 스위치 온을 위해, 이들은 컨트롤 회로에 연결되며, 상기 회로는 도면에 도시되어 있지 않다. 조명 디바이스(7)에는 광검출기(4)의 검출방향(D4)이 지향되는 광트랩(15)이 제공된다.
사용자가 조명 디바이스(7,9)로부터 나와 대형 표면(2 또는 3)에 각각 부딪히는 조명광의 특징의 임의의 왜곡을 평가하고 측정결과에 있어 이런 왜곡들(가령, 거리(a1,a2)로 인해 산란된 주변광의 영향에 의해 야기된 이런 왜곡들)을 고려할 수 있도록, 2개의 조명 디바이스(7,9)에 광검출기(12,13)가 제공되며, 상기 검출기의 검출방향(D12,D13)은 조명 디바이스(7,9)의 반사내벽에 각각 지향되어 있다. 광검출기(4,14)의 신호출구 포트와 같이 이들 기준 광검출기(12,13)의 신호출구 포트는 도면에 미도시된 데이터 분석회로에 연결되어 있다.
광검출기(4) 및 기준 광검출기(12,13)는 광원(10,11)으로부터의 어떠한 직사 광도 부딪힐 수 없게 위치해 있다. 이런 직사광 입사 및 연이은 측정결과의 왜곡을 방지하기 위해, 필요한 경우 스크리닝 수단들이 제공될 수 있다.
도 2는 도 1의 단면 A-A을 도시한 것이다. 도 2에서, 물체(1), 측정축(5), 측정축(5)에 대칭으로 배열된 조명 디바이스(7 및 9), 및 물체(1)와 광출구 포트(6 및 8) 사이의 거리(a1,a2)를 각각 다시 볼 수 있다. 여기서, 물체(1)의 이동 방향은 도면 평면에 수직이다. 명확히 하기 위해, 실제로 조명 디바이스(9)에 속한 광검출기(4)와 광원(11) 및 실제로 조명 디바이스(7)에 속한 기준 검출기(12)는 도면 밖에 있다.
그러나, 도 2에서, 광검출기(14)와 맞은편 조명 디바이스(9)의 내부면을 가리키는 검출기의 방향거리(D4)가 이 면에 있는 조명 디바이스(7)에 맞춰질 수 있다.
도 1 및 도 2를 함께 보면, 도 1에 도시된 면에 측정축(5)과 검출방향(D4)이 놓여있는 반면, 도 2에 도시된 면에 측정축(5)과 검출방향(D14)이 놓여있다. 양 면들은 측정면을 구성하며, 상기 측정면은 측정축(5)에 대해 90°각도로 서로 오프세트되어 있다. 여기서, 기준 검출방향(D12 및 D13)은 단지 예로 도 1의 면에 놓여 있다.
제 1 태양의 본 발명의 측정방법은 선택될 수 있는 2개 공정 단계 순서에 따라 다음과 같은 이 기기로 이용된다:
- 물체(1)의 대형 표면(3)은 제 1 조명 디바이스(9)에 의해 비추어지고, 광검출기(14)가 총 투과율을 측정하고 광검출기(4)가 동시에 대형 표면(3)의 반사율을 측정한다.
- 제 1 면 맞은편에 놓인 물체(1)의 제 2 대형 표면(2)은 제 2 조명 디바이스(7)에 의해 비추어지고, 광검출기(4)가 확산 투과율을 측정하고 광검출기(14)가 동시에 대형 표면(2)의 반사율을 측정한다.
본 발명의 측정방법의 제 2 태양은 선택될 수 있는 4개의 공정 단계들의 순서 및 반사율 측정에 관한 앞서 지명된 2개 공정 단계 순서에 따라 다음과 같은 이 기기로 이용된다:
- 물체(1)는 제 1 조명 디바이스(9)에 의해 투과되고, 제 1 광검출기(14)가 총 투과율을 측정한다.
- 물체(1)는 제 2 조명 디바이스(7)에 의해 투과되고, 제 2 광검출기(4)가 확산 투과율을 측정한다.
- 물체(1)의 제 1 대형 표면(3)이 제 1 조명 디바이스(9)에 의해 비추어지고, 제 2 광검출기(4)가 이 대형 표면(3)의 반사율을 측정한다.
- 물체(1)의 제 2 대형 표면(2)이 제 2 조명 디바이스(7)에 의해 비추어지고, 제 1 광검출기(14)가 이 대형 표면(2)의 반사율을 측정한다.
상술한 바와 같이, 측정 사이클로부터 상기 방법의 어느 일형태로 공정이 진행된다. 측정 사이클 동안 2개 광검출기(4 및 14)에 의해 수집된 측정 데이터는 분석 소프트웨어가 갖추어진 컴퓨터로 전송되고, 상기 컴퓨터에서 확산 및 총 투과율뿐만 아니라 2개 대형 표면(2,3)의 반사 특성에 대해 결정된 데이터는 가령 함수 T확산 /T총*100%를 통해 헤이즈 값에 결합해 처리된다.
1 물체
2 대형 표면
3 대형 표면
4 광검출기
5 측정축
6 광출구 포트
7 조명 디바이스
8 광출구 포트
9 조명 디바이스
10 광원
11 광원
12 기준 광검출기
13 기준 광검출기
14 광검출기
15 광트랩
2 대형 표면
3 대형 표면
4 광검출기
5 측정축
6 광출구 포트
7 조명 디바이스
8 광출구 포트
9 조명 디바이스
10 광원
11 광원
12 기준 광검출기
13 기준 광검출기
14 광검출기
15 광트랩
Claims (16)
- 표면 코팅된 기판의 제조시 공정 모니터링 및 품질검사에 이용될 수 있는 동시 또는 순차적 단계를 포함하는 광측정방법으로서,
(1) 상기 광측정방법은 대형 표면을 갖는 반투명 물체(1)의 투과율 및 반사율을 측정하는 동시적 단계로서,
- 제1 대형 표면(3) 상에 제1 광출구 포트(8)를 통해 확산광을 방출하는 제1 적분구로 구성되는 제1 조명 디바이스(9)로 물체(1)의 제1 대형 표면(3)을 비추고, 동시에 제1 방향 감지 광검출기(14)로 총 투과율을 측정하고, 제2 방향 감지 광검출기(4)로 물체(1)의 제1 대형 표면(3)의 제1 반사율을 측정하는 단계;
- 상기 제1 방향 감지 광검출기(14)에서 감지된 방향으로 광트랩(15)을 위치시키는 단계; 그리고 순차적으로,
- 제2 대형 표면(2) 상에 제2 광출구 포트(6)을 통해 확산광을 방출하는 제2 적분구로 구성되는 제2 조명 디바이스(7)로 상기 제1 대형 표면(3) 맞은편에 놓인 물체(1)의 제2 대형 표면(2)을 비추고, 동시에 제2 방향 감지 광검출기(4)로 확산 투과율을 측정하되, 그 감지 방향은 제1 및 제2 광출구 포트들(8, 6)에 정렬되고 제1 조명 디바이스(9)의 반사 내벽으로 지향하는 방향이며, 제1 방향 감지 광검출기(14)로 제2 대형 표면(2)의 제2 반사율을 측정하고, 제1 및 제2 방향 감지 광검출기들(14, 4)의 각각의 감지 방향들은 서로 다른 측정면들에 놓이거나,
(2) 상기 광측정방법은 대형 표면을 갖는 반투명 물체(1)의 투과율 및 반사율을 측정하는 순차적 단계로서, 하기의 단계를 수행하되, 처음 두 개의 단계는 순서가 무관한 것으로,
- 물체(1)의 제1 대형 표면(3) 상에 제1 광출구 포트(8)를 통해 확산광을 방출하는 제1 적분구로 구성되는 제1 조명 디바이스(9)로 물체(1)의 제1 대형 표면(3)을 비추고, 제1 방향 감지 광검출기(14)로 총 투과율을 측정하는 단계;
- 제2 광출구 포트(6)을 통해 정해지는 방향으로부터 확산광을 방출하는 제2 적분구로 구성되는 제2 조명 디바이스(7)로, 상기 제1 대형 표면(3) 맞은편에 놓인 물체(1)의 제2 대형 표면(2)을 비추는 단계;
- 상기 제1 방향 감지 광검출기(14)에서 감지된 방향으로 광트랩(15)을 위치시키는 단계; 및
- 제2 방향 감지 광검출기(4)로 제2 대형 표면(2)의 확산 투과율을 측정하되, 그 감지 방향은 제1 및 제2 광출구 포트들(8, 6)에 정렬되고 제1 조명 디바이스(9)의 반사 내벽으로 지향하는 방향이며, 제1 및 제2 방향 감지 광검출기들(14, 4)의 각각의 감지 방향들은 서로 다른 측정면들에 놓이는 단계,
를 포함하는 광측정방법. - 제 1 항에 있어서,
순차적 측정의 경우, 추가로,
- 물체(1)의 제 1 대형 표면(3)이 제 1 조명 디바이스(9)로 비추어지고, 제 2 광검출기(4)가 이 대형 표면(3)의 반사율을 측정하며,
- 물체(1)의 제 2 대형 표면(2)이 제 2 조명 디바이스(7)로 비추어지고, 제 1 광검출기(14)가 이 대형 표면(2)의 반사율을 측정하는 광측정방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
- 2개의 조명 디바이스(7,9) 및 2개의 광검출기(4,14)는 서로에 대해 고정된 위치에 배열되어 있고,
- 물체(1)에 대해, 조명 디바이스(9) 및 광검출기(4)는 물체(1)의 제 1 대형 표면(3)에 공간상으로 배열되어 있으며, 다른 조명 디바이스(7) 및 제 2 광검출기(14)는 맞은편 제 2 대형표면(2)에 공간상으로 배열되어 있고,
- 조명 디바이스(7,9)는 항상 번갈아 스위치되어, 2개의 대형 표면(2,3) 중 단 하나만이 한번에 비추어 지는 광측정방법. - 제 1 항에 있어서,
방향감지 광검출기(4,14)가 사용되거나 방향감지 광학기가 광검출기(4,14) 앞에 배열되는 광측정방법. - 제 1 항에 있어서,
이용된 조명 디바이스(7,9)는 적분구이며, 각각 광원(10,11)이 내장되어 있는 광측정방법. - 제 1 항에 있어서,
- 물체(1)는 2개의 조명 디바이스(7,9)를 지나 이동되고,
- 측정 동안 덮여진 물체 영역의 이동방향(R)으로의 공간 확장은
각각의 조명 기간;
측정 간 시간 거리; 및
물체(1)의 이동속도에 의해 결정되고,
매우 많은 수의 물체 영역들을 측정하기 위해 주기적으로 측정이 반복되는 광측정방법. - 제 1 항에 있어서,
국제표준 ASTM D 1003의 사양에 따라 투과 특성의 측정이 행해지는 광측정방법. - 제 1 항에 있어서,
함수(헤이즈 = T확산 /T총*100%)에 따라 총 투과율 및 확산 투과율에 대한 측정 결과로부터 물체(1)의 헤이즈가 결정되는 광측정방법. - 연속적으로 지나가는 코팅된 기판의 형태인, 대형 표면을 갖는 반투과 물체(1)의 투과 및 반사 특성을 결정하는 광측정기기로서,
- 물체(1)의 제 1 대형 표면(3) 상에 제1 광출구 포트(8)를 통해 확산광을 방출하는 적분구로 구성된 제 1 조명 디바이스(9)와,
- 제1 대형 표면(3)의 맞은편에 놓이는 물체(1)의 제2 대형 표면(2) 상에 제2 광출구 포트(6)를 통해 확산광을 방출하는 적분구로 구성된 제2 조명 디바이스(7)와,
- 검출방향(D4)이 제1 및 제2 광출구 포트(8, 6)를 통해 제 2 조명 디바이스(7)의 내벽에 형성된 광트랩(15)으로 지향된 제1 방향 감지 광검출기(4)와,
- 검출방향(D14)이 제1 및 제2 광출구 포트(8, 6)에 정렬되고 제 1 조명 디바이스(9)의 반사 내벽으로 지향된 제2 방향감지 광검출기(14)와,
- 서로 다른 측정면들에 놓이는 검출방향(D4, D14)을 포함한 광측정기기. - 제 9 항에 있어서,
- 각 조명 디바이스(7,9)에 온오프(10,11) 스위치될 수 있고 번갈아 광원을 온 스위치하기 위한 컨트롤 회로에 연결된 광원이 제공되어,
- 확산 투과율 및/또는 대형 표면(3)의 반사율을 측정하기 위해, 제 1 조명 디바이스(9)에서 광원(11)이 스위치 온되고,
- 총 투과율 및/또는 대형 표면(2)의 반사율을 측정하기 위해, 제 2 조명 디바이스(7)에서 광원(10)이 스위치 온되며,
- 광검출기(4,14)는 광원(10,11)이 스위치 온될 경우 적어도 수차례 데이터 분석회로에 연결되는 광측정기기. - 제 10 항에 있어서,
광검출기(4)는 제 1 조명 디바이스(9)의 내벽에 고정되며 광검출기(14)는 제 2 조명 디바이스(7)의 내벽에 고정되는 광측정기기. - 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
- 조명광을 위한 기준 신호를 획득하기 위해 기준 광검출기(12,13)가 각각의 조명 디바이스(7,9)에 제공되고,
- 각각의 광원(10,11)으로부터의 직사광 복사가 광검출기(4,12,13,14)로 입사를 방지하는 스크리닝 수단이 조명 디바이스(7,9)내에 제공되는 광측정기기. - 제 9 항에 있어서,
광검출기(4)의 검출방향(D4), 광검출기(14)의 검출방향(D14), 및 대형 표면(2,3)에 대한 법선이 서로에 대해 경사져 있고 2개 대형 표면들(2,3) 간의 물체(1) 내에 있는 교선의 공통점을 갖는 광측정기기. - 제 13 항에 있어서,
2개 광검출기(4,14)의 검출방향(D4,D14) 각각은 법선과 β=8°의 각도를 포함하는 광측정기기. - 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
검출방향(D4,D14)이 놓인 다른 측정면들이 법선에 대해 α=90°씩 서로 오프세트된 광측정기기. - 제 9 항에 있어서,
조명 디바이스(7.9)의 광출구 포트(6,8)가 물체(1) 및 조명 디바이스(7.9) 간에 방해받지 않고 상대적 이동을 허용하는 물체(1) 거리(a1,a2)들에 배열되는 광측정기기.
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