DE8528346U1 - Vorrichtung zur on-line-Messung von Transmission oder Reflexion an bewegten Objekten im Bereich detektierbarer elektromagnetischer Strahlung - Google Patents

Description

Vorrichtung zur on-line-Messung von
Transmission oder Reflexion an bewegten Objekten im
Bereich detektierbarer elektromagnetischer Strahlung

Die Neuerung betrifft eine Transmissions- und/oder Reflexions-Meßvorrichtung bzw. ein Photometer, insbes. zur automatischen Endkontrolle oder Qualitätsprüfung von vakuumbeschichteten
Scheiben (Flachglas) oder ähnlichen Substraten hinsichtlich der Gleichmäßigkeit aufgetragener dünner Schichten (Beschichtungen) und der Einhaltung vorgegebener Transmissions- und Reflexionstoleranzen für festgelegte Wellenlängen bzw. verschiedene
Farben.

Zur Erzielung vorgegebener optischer Eigenschaften, z.B. der
Vergütung von Glasscheiben, werden auf Grundkörper geeignete
Materialien in dünnen Schichten aufgebracht. Die Kontrolle der erreichten Transmissions- oder Reflexionseigenschaften erfolgt üblicterweise lokal begrenzt und, meist stichprobenweise,
off-line. Dazu werden in der Regel vorbereitete Proben oder
Prüfkörper des zu charakterisierenden oder zu prüfenden Materials in das Meßvolumen von Labor-Photometern gebracht. Diese Photometer bestehen aus optischen Anordnungen mit einer Lichtquelle, die den erforderlichen Wellenlängenbereich abdeckt.
Linsen zur MeßStrahlbündelung und -richtung, einem Chopper,
z.B. einer Chopperscheibe, gegebenenfalls einem Strahlenteiler im Meßstrahlengang hinter der Prüfkörperposition zur Teilung
des Meßstrahls, Filtern oder optischen Gittern zur Ausfilterung

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einer vorbestimmten Meßlichtwellenlänge hinter dem Prüfkörper, Detektoren zur Erzeugung eines der Intensität des Meßstrahls proportionalen Meßsignals, und Detektorverstärkern zur Verstärkung des Meßsignals der Detektoren und aus einer Schaltung zur anschließenden analogen Signalauswertung. Der Einsatz solcher Photometer zur on-line-Kontrolle von Transmissionen oder Reflexionen an bewegten Objekten ist bisher nicht möglich.

Messungen an Randzonen der zu prüfenden Proben oder Prüfkörper sind ausgeschlossen. Die lokalen Auflösungen in ausgedehnten Meßzonen sind nur gering. Die Genauigkeit der Messung wird wegen der üblicherweise verwendeten Wechselspannungsverstärker durch die Stabilität der Chopp-Frequenz festgelegt. Diese Stabilitätsanforderung ist unter industriellen Betriebsbedingungen nur schwer zu erfüllen.

Weitere Einschränkungen für konventionelle Photometer ergeben sich im Produktionsprozeß durch unvermeidliche Verschmutzungen, die die optischen Bauelemente bedroht, durch Drift als Folge äußerer Einflüsse, wie z.B. Temperatur- und Spannungsschwankungen etc., sowie Alterungserscheinungen von Lampen, Detektoren und anderen Bauelementen.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die photometrische Messung der Transmission von oder Reflexion an Prüfkörpern oder Meßobjekten, insbes. beschichteten Gläsern oder Substraten, im Bereich detektierbarer, elektromagnetischer Strahlung, insbes. Licht, zur Bestimmung oder Qualitätskontrolle der zu prüfenden Proben vorrichtungsgemäß so auszugestalten, daß sie unter Produktionsbedingungen im on-line-Betrieb an bewegten Objekten langzeitlich zuverlässig einsetzbar wird.

Eine Vorrichtung (Photometer), die diese Aufgabe löst, ist mit ihren Ausgestaltungen in den Schutzansprüchen gekennzeichnet und anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

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Das Photometer nach der Neuerung ist im on-line-Betrieb in der Lage, die erforderlichen Messungen am bewegten Objekt schnell auszuführen, unabhängig von Schwankungen der Chopper-Frequenz zuverlässig zu detektieren, alle eventuellen Störparameter wie Streustrahlung (Restlicht) , Drift einschließlich Alterung und/oder kontinuierliche Verschmutzung zu eliminieren, am bewegten Objekt die Begrenzungen selbständig zu erkennen, um den Meßvorgang abzugrenzen, sowie auf die Begrenzungen bezoge-iie Meßpositionen automatisch auszuarbeiten.

Die erzeugten Meßsignale werden unmittelbar am Ausgang jedes Detektorverstärkers durch schnelle Analog-Digital-Wandlung numerisch erfaßt und anschließend ausschließlich digital durch Spitzenwerterfassung kombiniert mit Mittelung jeweils innerhalb von wenigstens zwei Chopperperioden zu einem Transmissionsoder Reflexionsmeßwert zweistufig weiterverarbeitet. Als Referenz für die Verhältnisbildung (die Transmission und die Reflexion sind Verhältniszahlen) dient der einer vorhergehenden Chopperperiode gemessene Absolutwert der Lichtintensität am Detektor. Die numerische Mittelung des Meßsignals erfolgt in an sich bekannter Weise, so daß die tatsächlichen Meßwerte J(t.) ersetzt werden durch gemittelte Meßwerte J*(t.) entsprechend

J* (T.) = &Sgr; J (ti+j) (D

^2k+1 j-k

Die Anzahl der bei der Mittelung jeweils einbezogenen Meßpunkte k wird über die Meßfrequenz f aus der minimalen Plateaubreite b so bestimmt, daß die Anzahl k der in die Mittelung einbezogenen Meßwerte weniger oder allenfalls die Hälfte der Plateaubreite b besetzen. Dadurch wird sichergestellt, daß bei trapezförmigen Detektorsignalen (als Folge der üblichen Ausgestaltung der Chopperscheibe) die Höhenlage des Plateaus bei wenigstens einem Wert richtig nachgebildet wird und Störungen gleichzeitig mit

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dem Dämpfungsfaktor D

D = (2)

2k+l

abgeschwächt werden.

Zur angestrebten Spitzenwerterfassung wird diese Methode auf wenigstens eine Chopperperiode l/f_ angewendet, so daß unabnängig vom zeitlichen Startpunkt das Maximum und das Minimum eindeutig erfaßbar werden. Die Differenz aus Maximum und Minimum liefert die gesuchte Intensitätsdifferenz AJ.

Die Meßfrequenz f (Wiederholungsrate der Messungen) wird daher im günstigsten Fall die Chopperfrequenz f erreichen. Dabei sind Schwankungen Af der Chopperfrequenz ohne Einfluß auf das Meßergebnis, solange die tatsächliche Chopperfrequenz (f + Af ) unterhalb der Frequenz bleibt, bei der (2k+l) Meßpunkte gerade die Hälfte der Plateaubreite ausmachen.

Die numerische Bestimmung der Transmission T arbeitert zweistufig. In der ersten Stufe werden im gechoppten, freien Strahlengang (kein Meßobjekt vorhanden) die aktuelle Choppfrequenz f bestimmt, die zugehörige Meßzeit

^T _me_Ss> ^Tchopp ^{+ AT}chopp ^{sowie die Breite der} Hell/Dunkel-Plateaus b gemessen und daraus das Mittelungsintervall als die Anzahl der bei der Mittelung einzubeziehenden Meßpunkte k hergeleitet und anschließend mit der Mittelwertbildung die Spitzenwerterfassung zur Bestimmung der ungeschwächten Intensität I = AJ als Normierungsgröße abgeschlossen.

In der zweiten Stufe befindet sich das Meßobjekt im Strahlengang, so daß nach analoger Durchführung der mittelnden Spitzenwertbestimmung die durch die Probe geschwächte Intensität I = AJ bestimmt wird und mit der aus der ersten Stufe bekannten Normierungsgröße I die gesuchte Transmission T=I/I digital berechnet wird.

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In beiden Stufen wird quasikontinuierlich gemessen. Die automatische Umschaltung von der ersten Stufe in die zweite Stufe kann erfolgen, wenn die aus zwei aufeinanderfolgenden Werten berechnete Transmission T. (oder Reflexion)

I.
T₁ = (3)

einen voreingestellten Schwellwert T unterschreitet. Die in der zweiten Stufe gemessenen Intensitäten I. (n>0) werden danach zur Berechnung der Transmission T. auf eine mit Sicherheit ungestörte Intensität I^ _ (m>0) der ersten Stufe normiert.

Die automatische Rückschaltung von der zweiten Stufe in die erste Stufe kann entsprechend erfolgen, wenn der voreingestellte Schwellwert T überschritten wird.

Die Neuerung erlaubt schnelle Messungen auch in Randzonen der Prüfkörper und erreicht hohe Auflösungen in ausgedehnten Meßzonen, wobei die Chopperperiode keinen besonderen Stabilitätsanforderungen genügen muß. Dabei kann vor jeder Messung eine Kalibrierung vorgenommen werden und können Ränder (oder Höhen) von Prüfkörpern, z.B. zur automatischen Festlegung von Meßpositionen, erkannt werden. Wegen der hohen Meßgeschwindigkeit sind Transportgeschwindigkeiten der Prüfkörper bis zu 40 m/min bei 5 cm Prüfkörperabstand möglich. Es lassen sich platzsparende Doppeldetektoren mit den Standardwellenlängen 550 nm (grün), 660 nm (rot) und 2000 nm (infrarot) verwenden. Eine Streulichtkompensation ist möglich.

Mit der Neuerung läßt sich dip .htdurchlässigkeit (Transmission) für Licht verschiedener Farben (Wellenlängen) an mehreren Stellen einer Scheibe schnell on-line bestimmen, so daß diese Werte auf Einhaltung vorgebbarer Toleranzen überprüft werden können. Die Messung kann mit automatischer Begrenzungs-

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oder Randerkennung auch kontinuierlich an besonders schnell bewegten, aufeinanderfolgenden Scheiben on-line erfolgen.

Die elektrisch gewonnenen Meßergebnisse können auf einem Bildschirm als Zahlwerte innerhalb der schematisierten Scheibenkonturen an den jeweiligen Meßorten (unten, Mitte, oben) dargestellt werden. Die Größenverhältnisse der Scheiben und die zugehörigen Meßpositionen können so reproduziert sein, <^.aß für den Benutzer die Zuordnung der Meßwerte zu den Meßobjekten unmittelbar gegeben ist.

Die gemessenen Werte können kommentiert mit ergänzenden Informationen über Glastyp, Charge, Datum, Uhrzeit, etc., auf einen Protokolldruck ausgegeben werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist mit weiteren Ausgestaltungen anhand einer Zeichnung näher erläutert, in der zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines neuerungsgemäßen Meßgeräts und

Fig. 2 ein Zeit-Intensitäts-Diagramm des an der Detektoreinheit anstehenden Meßsignals.

Das Meßgerät umfaßt eine Lichtquelle 1 und eine Detektoreinheit 5 zur Ausmessung eines zwischen sie in den Meßlichtstrahl 2 eingebrachten Prüfkörpers oder Keßobjekts 3. Gelangt ein Prüfkörper 3, z.B. eine Glasscheibe, in Richtung des Pfeils 6 in den Meßlichtstrahl 2 zwischen Lichtquelle 1 und Detektoreinheit 5 wird die Intensität des Lichts vom Ausgangswert I auf den Wert I geschwächt. Gemessen wird die über T=I/I definierte

Transmission der Glasscheibe für verschiedene Wellenlängen X. Als Lichtquelle dient die 6V, 6W Glühlampe 11. Sie kann in bestimmten Fällen durch eine Laser-Lichtquelle zu ersetzen sein. Sie wird mit 5V+0_#01V Gleichspannung versorgt. Durch den Betrieb mit Unterspannung wird zum einen die Lebensdauer der

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Glühlampe verlängert, zum anderen das Maximum der spektralen Verteilung der Glühlampe 11 weiter zum Infraroten hin verschoben. Das Licht der Glühlampe 11 wird mit einer bikonvexen Sammellinse 12 mit einer Brennweite f.=40 mm parallel auf die Eintrittsöffnung einer Detektoreinheit 5 gerichtet. Dabei wird es durch eine zweiflügelige, rotierende Chopperscheibe 13 periodisch unterbrochen. Diese Chopperscheibe 13 wird durch einen Gleichstrommotor 14 in Rotation versetzt und dreht sich mit ca. 25 s~ . Die Drehzahl wird unter Verwendung eines Motorregler-IC's, z.B. TDAl559, stabilisiert. Der aus der Lichtquelle 1 austretende Meßlichtstrahl 2 wird somit periodisch mit ca. 50 Hz gechoppt.

In der gezeigten Anordnung durchdringt der gechoppte Meßlichtstrahl 2 den Probenkörper 3 und gelangt zur Transmissionsmessung in die Detektoreinheit 5. Zur Reflexionsmessung passiert der MeßlicAtst^ahl 2 vor dem Prüfkörper zunächst einen in den und aus dem ätr hlengang schwenkbaren zusätzlichen Spiegel 4, wird dann am Prüfkörper 3 reflektiert und gelangt dann durch Reflexion am Spiegel 4 zu einer anderen, nicht dargestellten, mit der Detektoreinheit 5 identischen Detektoreinheit.

Zur Reduzierung von Streulichteinflüssen auf den das Meßsignal enthaltenden Durchlichtmeßstrahl 52 ist eingangsseitig ein Lichtschutztubus 51 vorgesehen. Der vom Probenkörper 3 kommende Durchlichtmeßstrahl 52 gelangt nach Durchtritt durch den Lichtschutztubus 51 auf einen weiteren unter 45° zur Strahlrichtung angeordneten Strahlteiler 53. Der abgelenkte Teil des DurchlichtmeBstrahls 56 trifft auf einen weiteren, ebenfalls unter 45° zur Strahlrichtung angeordneten Spiegel 54. Der Strahlteiler 53 ist dabei eine Strahlteilerplatte mit einem Intensitätsteilungsverhältnis von 50:50 zwischen Transmission und Reflexion. Der Spiegel 54 ist ein total reflektierender Vorderflächen-Planspiegel. Die den Strahlenteiler 53 und den Spiegel 54 verlassenden Meßlichtstrahlen 55 und 56 gelangen danach je auf ein Interferenzfilter 57 und 58, die nur gefil-

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terte Durch licht strahlen 59 und 60 der gewünschten Wellenlänge X₁ und X₂ passieren lassen. Diese einfarbigen DurchlichtmeEstrahlen 59 und 6D werden mittels weiteren bikonvexen Sammellinsen 61 und 62 auf die aktiven Flächen von Sensoren bzw. Detektoren 63 und 64 fokussiert. Die Sammellinsen 61 und 62 weisen für die Wellenlängen X₁ und X₂ die Brennweiten £&ldquor; und f_ auf. Den Detektoren 63 und 64 unmittelbar nachgeschaltet sind Strom-Spannungswandler als Detektorverstärker 65 und 66, die auf die Detektoren 63 und 64 eingestrahlten Intensitäten proportionale Ströme in genormte Spannungen U₁ und U₂ (0...+10V) liefern. Sie bestehen aus zweistufigen, gleichspannungsmaBig gekoppelten Verstärkerstufen auf Basis eines Operationsverstärkers, z.B. AD547JH. Durch die Aufteilung des aus dem Prüfkörper 3 austretenden Meßlichtstrahls 52 in zwei monochrome Meßlichtstrahlen 59 und 60 können vom selben Meßort aus zwei Messungen mit unterschiedlicher Wellenlänge durchgeführt werden. Die Aufteilung des Meßstrahls 52 kann auch in &eegr; weitere Meßstrahlen erfolgen, die jeweils durch ein Filter anderer Wellenlänge auf einen Detektor fallen, so daß auch eine räumliche Prüfung der Beschichtung des Prüfkörpers am Meßort erfolgen kann, weil die neobachtungs- und Abbildungspunkte der einzelnen Lichtfrequenzen unterschiedliche Abstände von den Abbildungslinsen 61, 62 haben.

Für die Wellenlängen X₁, ?.₂ im Bereich des sichtbaren Lichtes werden Silicium-Photoöioden als Detektoren 63 und 64 verwendet

(z&ldquor; B. fype OSD 15-5T). Für X₁ im nahen Infrarot (X₁ =2000 mn) wird ein InAs-Detektor (Indium-Arsenid-Photodiode) verwendet (z.B. Type J12-5, 2 mm). Zusätzlich wird eine beidseitig polierte, 3 mm starke Si(111)-Scheibe als Strahlteilerplatte 53 eingesetzt, die für X. =2000 run hohe Transmission, für sichtbares Licht jedoch hohe Reflexion aufweist. Diese Anordnung erlaubt gleichzeitig zur Messung im sichtbaren Lichtbereich eine sehr schnelle Messung im Infrarotlichtbereich.

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Jedem Detektorverstärker 65 und 66 ist ein Analog-Digital-Wandler 70 bzw. 71 unmittelbar nachgeordnet, der das an dessen Ausgang anstehende analoge Meßsignal in ein digitalisiertes Meßsignal umwandelt. An die A/D-Wandler 70 und 71 ist ein Prozeßrechner 75 angeschlossen, der aus den digitalisierten Meßwerten die gesuchte Transmission oder Reflexion nach dem erläuterten Verfahren ermittelt.

Der zeitliche verlauf der HeB- bzw. Ausgangsspannung U₁ des Detektorverstärkers 65, der wegen des Choppers 13 trapezförmig und dessen Amplitude der um den Restlichtanteil korrigierten Intensität entspricht, ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Da sich das Restlicht sowohl während der Dunkel- als auch der Hellphase des Choppers 13 in gleicher Weise zum Meßsignal addiert, wird die Amplitude (d.h. die Differenz zwischen oberem und unterem Plateau) nicht verändert. Die minimale Meßzeit ist somit im wesentlichen durch die Chopperfrequenz vorgegeben und beträgt bei 50 Hz nur 20 ms.

Die gestrichelte Linie 21 in Fig. 2 zeigt den idealisierten Verlauf, wie er sich innerhalb einer Chopperperiode l/f_ darstellt, wenn die öffnungen der Chopperscheibe groß gegenüber der Apertur der bikonvexen Sammellinse 12 sind. Die durchgezogene Linie 22 gibt ein mögliches reales Meßsignal wieder, das gegenüber dem idealisierten Verlauf der Linie 21 zur Verdeutlichung des Verfahrens mit starken Verzerrungen gezeichnet wurde. Die von der Glühlampe 11 herrührende Intensität I(&lgr;,) berechnet sich aus der Differenz der Intensitäten zwischen Hell- und Dunkelphase, also idealisiert aus A-A¹. Um den Werten A und A¹ bei realem Signal möglichst nahezukommen, wird das Meßsignal beginnend zum Zeitpunkt t mit konstanter Abtastfrequenz f digitalisiert (Punkte 23). Dann werden innerhalb der Meßperiode 1/f die größer oder bestenfalls gleich der Chopperperiode 1/f ist, diese Meßwerte Kt.) durch Mittelwerte J*(t.) ersetzt (Kreuze 24, dargestellt für Mittelung über 3 benachbarte Punkte, d.h. k=l). Die Mittelwertbildung erfolgt

Il III

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gemäß Gleichung (1)

1
J* (T.) = &Sgr; J (ti+j) (1)

^2k+1 j-k

d.h. jeweils k Meßpunkte links und rechts des zu bearbeitenden Meßpunktes werden in die Mittelung mit einbezogen, k wird dabei in einer Vorlaufphase aus dem Meßsignal so bestimmt, daß 2k+l Meßpunkte sicher weniger als die Hälfte der Plateaubreiten b und b¹ ausmachen. Dadurch wird gewährleistet, daß unabhängig j von t bei f<f grundsätzlich wenigstens einmal 2k+l Meßpunkte auf dem oberen (hellen) und dem unteren (dunklen) Plateau zu liegen kommen.

Die von der Glühlampe 11 herrührende Intensität I (&lgr;-,) berechnet sich danach näherungsweise durch Spitzenwertbestimmung aus max (I*)-min (I*) = C-C. Durch das geschilderte Mittelungsver- &trade; fahren werden die Störeinflüsse wenigstens mit clem Dämpfungsfaktor D=l/(2k+l) (Gleichung 2) unterdrückt. Die Differenz der realen Spitzenwerte B-B' weicht dagegen wesentlich stärker von dem idealen Wert A-A¹ ab. Schwankungen der Chopperfrequenz f bleiben so lange ohne Wirkung, wie f < f gilt und 2k+l Meßpunkte immer noch auf wenigstens die Hälfte des Plateaus zu liegenkommen.

Die numerische Bestimmung der Transmission T (oder Reflexion) arbeitet zweistufig. In der ersten Stufe wird iin gechoppten, freien Strahlengang (kein Meßobjekt vorhanden) das Meßgerät kalibriert. Es wird dabei die Meßperiode 1/f, das Mittelungsintervall 2k+l sowie die Intensität I entsprechend 100 % Transmission bestimmt. Hierzu wird das Ausgangssignal der Detektorverstärker 65, 66 mit der Abtastfrequenz f über einen

Zeitraum digitalisiert, der mit Sicherheit größer als die Chopperperiode ist. Dann werden aus diesen Meßwerten Maximum J und Minimum J . bestimmt. Daraus wird der Mittelwert

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J= (J +J ·_&eegr;)/2 gebildet. Das Signal schwankt somit periodisch um diesen Mittelwert. Die Chopperfrequenz f wird aus einer Anzahl &eegr; der mit konstanter Abtastfrequenz f digitalisierten Meßpunkte derart bestimmt, daß die Zählung der Punkte zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Mittelwert J&ldquor; erstmalig überschritten wird, und die Zählung dann abgeschlossen wird, wenn

nach Unterschreitung des Mittelwertes eine erneute überschreitung erfolgt ist. Es gilt f <f /n. Entsprechend lassen sich die

fr C CL

iiäteäübreiteii b und b* üfiu uäiäüö k bestimmen. Die Meß frequenz

f wird so gewählt, daß, auch bei zu erwartenden Schwankungen von f , f grundsätzlich kleiner f ist. Analog wird bei der Berechnung von k verfahren. Somit liegen alle Größen zur numerischen Bestimmung des I -Wertes mittels der zuvor beschriebenen Spitzenwertbestiiranung in Verbindung mit der Mittelung

fest und I kann bestimmt werden,
&ogr;

In der zweiten Stufe befindet sich das Meßobjekt 3 im Strahlengang, so daß nach SpitzenwertbeStimmung mit Mittelung nunmehr die geschwächte Intensität I mit f bestimmt werden kann. Zusammen mit der zuvor bestimmten Normierungsgröße I kann daraus die gesuchte Transmission T=I/I digital berechnet werden.

In beiden Stufen wird quasi kontinuierlich gemessen. Die automatische Umschaltung von der ersten Stufe zur zweiten Stufe erfolgt, wenn ein Meßobjekt 3 in den Meßlichtstrahl 2 eingebracht wird. Die Rückschaltung erfolgt, wenn das Meßobjekt den Meßlichtstrahl verläßt. Ohne Meßobjekt im Meßlichtstrahl kalibriert sich das Meßgerät also ständig neu. Mit Meßobjekt im Meßlichtstrahl werden kontinuierlich Transmissionen bestimmt und gespeichert. Bei konstanter Geschwindigkeit des Meßobjektes wird somit die Transmission an äquidistanten Meßpositionen auf diesem, z.B. einer Scheibe, gemessen.

Die Erkennung, ob sich ein Meßobjekt im Strahlengang befindet, erfolgt entweder durch einen kapazitiven Näherungsschalter, der so angebracht ist, daß er zu jenau dem Zeitpunkt das Meßobjekt

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3 meldet, an dem sich dieses im optischen Strahlengang befindet, oder aber durch die Meßanordnung selbst.

Im letzten Fall werden Quotienten ^&tgr;^~¹^¹±^&igr; ^aus aufeinanderfolgenden Intensitäten I., I. . kontinuierlich bestimmt. Unter-

1 1 &mdash; 1

Dchreiten T. einen vorgebbaren Schwellwert T , so befindet sicft

X S

ein Meßobjekt im Strahlengang. Die Transmissionen T. _m^^m>0) werden mit einem Bezugswert I berechnet, der soweit vor I. gemessen wurde, daB er mit Sicherheit noch nicht, uUxCii diö Rinder des Meßobjekts beeinflußt wurde.

Die Rückschaltung erfolgt entsprechend, wenn die Transmission den vorgebbaren Schwellwert T überschreitet. Während sich das Meßobjekt im Strahlengang befindet, können kontinuierlich alle Transmissionbwerte abgespeichert werden. Wenn das Meßobjekt den Strahlengang verlassen hat, kann aus der Geschwindigkeit &ngr; des Meßobjektes und der Anzahl der Transmissionswerte sowie der Abtastfrequenz f eine eindeutige örtliche Zuordnung der Trans-

el

missionswerte zu den Positionen auf dem Meßobjekt vorgenommen werden. Insbesondere lassen sich Transmissionen in vorgebbaren Bereichen (z.B. den Randbereichen) selektieren oder örtliche Mittelwerte berechnen und auf die Einhaltung von Toleranzvorgaben überprüfen.

Für Anwendungen bei denen die Geschwindigkeit &ngr; z.B. chargenabhängig variiert, kann vorgesehen werden, daß &ngr; aus der Zeitdifferenz zwischen dem Ansprechen von zwei im Abstand d angebrachten kapazitiven Näherungsschaltern automatisch bestimmt wird.

Claims (3)

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   Pantuc Ing.-Büro Schweigerstrasse2

   lG-59 762 telefon: (089)662051

   TELEGRAMM: PROTECTPATENT

   10. März 1986 telex: 524070

   telefax: (089) 66 39 36 (in)

   Schutzansprüche

   1. Vorrichtung zur photometrischen Messung von Transmission oder Reflexion im Bereich detektierbarer Strahlung an einem Prüfkörper oder Meßobjekt zur Bestimmung oder Kontrolle dessen optischer Eigenschaft

   mit einem Photometer aus optischen Anordnungen von Lichtquelle, Linsen, Chopperscheibe, Strahlenteiler, Filtern oder Gittern sowie wenigstens einem Detektor und Detektorverstärker und einer an die Detektorverstärker angeschlossenen Prozeßrechnerschal tung,

   bei dem jedem Detektorverstärker (65, 66) ein Analog-Digital-Wandler (70, 71) unmittelbar nachgeordnet ist und die Prozeßrechner schaltung als Prozeßrechner (75) zur Bestimmung der Transmission oder Reflexion aus den digitalisierten Meßsignalen ausgebildet ist, der digital durch numerische Spitzenwerterfassung in Verbindung mit Mittelwertbildung über wenigstens zwei Chopperperioden die zu messende Transmission oder Reflexion zweistufig bestimmt, wobei in der ersten Stufe bei noch nicht in den Meßstrahlengang eingebrachtem Prüfkörper das Mittelungsintervall hergeleitet und anschließend mit der Mittelwertbildung die Spitzenwerterfassung zur Bestimmung der ungeschwächten Intensität als Normierungsgröße abgeschlossen wird, und in der zweiten Stufe bei in den Meßstrahlengang eingebrachtem Prüfkörper aus der ebenso durchgeführten mittelnden Spitzenwerterfassung die geschwächte Intensität bestimmt und mit der in der ersten Stufe gewonnenen Normierungsgröße die zu bestimmende Transmission oder Reflexion durch Verhältnisbildung berechnet wird,

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   1G-59762 10.2.1986

   dadurch gekennzeichnet , daß hinter dem Prüfkörper (3) ein Strahlenteiler (53) zur Aufteilung des Meßstrahl (52) in wenigstens einen weiteren Meßstrahl (50) angeordnet ist, daß im Strahlengang des weiteren Meßstrahl (50) hinter dem Strahlteiler (53) ein weiteres Filter (58) vorbestimmter Wellenlänge (X₂) und ein weiterer Detektor (64) und diesem ein Analog-Digital-Wandler (71) für den Anschluß des der Prozeßrechners (75) unmittelbar nachgeordnet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zur Messung im Infrarotlichtbereich der Detektor (63) als Indium-Arsenid-Photodiode ausgebildet ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der im Meßstrahlengang vor dem Detektor (63) angeordnete Strahlenteiler (53) als Silicium-Scheibe, insb. Si(111)-Scheibe, ausgebildet ist.

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