FI124299B - Mittalaite ja menetelmä kohteen ja kohteen pinnan ominaisuuksien mittaamiseksi - Google Patents

Mittalaite ja menetelmä kohteen ja kohteen pinnan ominaisuuksien mittaamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI124299B
FI124299B FI20096035A FI20096035A FI124299B FI 124299 B FI124299 B FI 124299B FI 20096035 A FI20096035 A FI 20096035A FI 20096035 A FI20096035 A FI 20096035A FI 124299 B FI124299 B FI 124299B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
measuring
optical
radiation
intensity
measuring device
Prior art date
Application number
FI20096035A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20096035A (fi
FI20096035A0 (fi
Inventor
Karri Niemelä
Heimo Keränen
Original Assignee
Focalspec Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=41263452&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI124299(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Focalspec Oy filed Critical Focalspec Oy
Priority to FI20096035A priority Critical patent/FI124299B/fi
Publication of FI20096035A0 publication Critical patent/FI20096035A0/fi
Priority to US13/500,073 priority patent/US8786836B2/en
Priority to PL10821623T priority patent/PL2486392T3/pl
Priority to PCT/FI2010/050778 priority patent/WO2011042606A1/en
Priority to ES10821623T priority patent/ES2743461T3/es
Priority to EP10821623.5A priority patent/EP2486392B1/en
Priority to CN201080045557.7A priority patent/CN102575985B/zh
Priority to JP2012532637A priority patent/JP2013507608A/ja
Publication of FI20096035A publication Critical patent/FI20096035A/fi
Publication of FI124299B publication Critical patent/FI124299B/fi
Application granted granted Critical

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G01B11/0625—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of absorption or reflection
    • G01B11/0633—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of absorption or reflection using one or more discrete wavelengths
    • 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
    • G01B11/0608—Height gauges
    • 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
    • G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G01B11/0625—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of absorption or reflection
    • 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
    • G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G01B11/0641—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of polarization
    • G01B11/065—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of polarization using one or more discrete wavelengths
    • 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
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

MITTALAITE JA MENETELMÄ KOHTEEN JA KOHTEEN PINNAN OMINAISUUKSIEN MITTAAMISEKSI
KEKSINNÖN TEKNIIKAN ALA
5 Keksintö koskee mittalaitetta ja menetelmää kohteen ja erityisesti kohteen pinnan ominaisuuksien, kuten kiillon, taitekertoimen ja/tai paksuuden määrittämiseksi.
KEKSINNÖN TAUSTAA
10 Kohteen pinnan ominaisuuksien tarkkailu, kuten esimerkiksi paperin, metallin ja erilaisten kalvojen pinnan laadun tai paksuuden tarkkailu on varsin keskeinen osa mm. prosessin kontrollointia ja tuotteen laadunvalvontaa. Eräs tunnettu ja yleisesti käytetty suure pinnan laadun karakterisoinnissa on pinnan kiiltoaste. Pinnan kiiltoasteen optinen mittaus 15 on yleisesti tunnettua ja dokumentoitu esim. ISO-standardissa 2813 "Paints and Varnishes — Determination of specular gloss if non-metallic paint films at 20° 60° and 80°". Tällä hetkellä esimerkiksi terästeollisuudessa pinnan kiiltoaste määritetään pääosin ns. offline-tyyppisesti laboratoriossa erillistä pistemäistä mitta-anturia käyttäen. Kiiltoparametrien määritys on pistemäistä 20 mitta-anturia käyttäen tehtynä hidasta, eikä mahdollista esimerkiksi reaaliaikaista prosessin säätöä.
^ Tekniikan tasosta tunnetaan myös eräitä muita järjestelyjä kohteen pinnan o kiillon määrittämiseksi. Esimerkiksi julkaisu WO 01/20308 esittää ratkaisun, A missä mitattavaa pintaa kohden suunnataan valolähteen emittoimaa valoa ^ 25 siten, että valo heijastuu pinnasta detektorille. Detektori puolestaan mittaa ° heijastuneen valon intensiteettiä ja määrittää mitattavan pinnan kiillon £ heijastuneen valon intensiteettiin perustuen. Ratkaisussa detektorin
Lo herkkyyttä voidaan muuttaa. Laite puolestaan kalibroidaan ohjelmallisella § vakiolla siten, että mittaustulokseksi saadaan tiettyjä kiiltoyksikköjä.
o o ^ 30 Lisäksi julkaisu EP 1 407 248 B1 esittää ratkaisun pinnan kiillon määrittämiseksi, missä valolähteen emittoima valo kollimoidaan ja jaetaan kahdeksi eri säteeksi, joista ensimmäinen ohjataan ensimmäisen peilin 2 kautta mitattavaan pintaan ja toinen prisman kautta ensimmäisen peiliin ja edelleen toiseen peiliin. Myös ensimmäinen säde heijastuu mitattavasta pinnasta toiseen peiliin ja siitä edelleen detektorille. Toinen säde heijastuu puolestaan toiselle detektorille prisman kautta. Lisäksi ratkaisussa käytetään 5 kolmatta detektoria referenssisignaalin muodostamiseksi.
Vielä lisäksi yleisenä tekniikan tasona kohteen pinnan ominaisuuksien tutkimiseksi tunnetaan julkaisu Fl 119259 B, jonka esittämässä ratkaisussa pintaan kohden emittoitu valo hajautetaan spektriksi siten, että spektrin eri aallonpituudet fokusoituvat eri korkeuksille pinnan normaalin suunnassa. io Ratkaisussa määritetään detektorin tuottaman signaalin perusteella detektoidusta säteilystä aallonpituus, jolla säteilyn voimakkuus on suurin, ja määritetään pinnan sijainnin määritetyn aallonpituuden avulla. Lisäksi ratkaisun mukaisesti kohteen paksuus on määritettävissä mittaamalla kohteen ylä- ja alapintojen sijainti.
15 Tunnettuihin ratkaisuihin liittyy kuitenkin tiettyjä ongelmia. Esimerkiksi jos mitattava pinta liikkuu tai värähtelee, pinnasta heijastuvan valon intensiteetti vaihtelee siitäkin huolimatta, että pinnan kiiltoaste pysyisi vakiona. Voi myös käydä niin, että fokusoitu valolähteen valo ei osu mitattavaan pintaan oikeaan kohtaan, jolloin heijastuneen valon intensiteetti voi muuttua. Nämä 20 edellä mainitut voivat johtua mm. siitä, että värähtelevän pinnan etäisyys ja/tai kulma suhteessa mm. detektoriin nähden vaihtelee. Myös pinnan muoto voi vaihdella, jolloin myös siitä heijastuneen säteilyn intensiteetti voi vaihdella, vaikka kiiltoaste pysyisikin muuttumattomana. Siten tunnetun tekniikan mukaiset ratkaisut eivät välttämättä anna luotettavia 25 mittaustuloksia esimerkiksi liikkuvan pinnan ominaisuuksien mittaamisessa.
δ c\j
^ KEKSINNÖN YHTEENVETO
o | Keksinnön tavoitteena onkin luoda sellainen ratkaisu, että edellä mainittuja ^ tekniikan tasoon liittyviä epäkohtia voidaan vähentää. Erityisesti keksintö o 30 pyrkii ratkaisemaan sen, kuinka myös liikkuvan tai värähtelevän pinnan tai o kohteen ominaisuuksia, ainakin mitattavan pinnan kiiltoa, voitaisiin o ^ tarkastella luotettavasti.
Keksinnön tavoitteet saavutetaan itsenäisten patenttivaatimusten mukaisilla piirteillä.
3
Keksinnön mukaiselle mittalaitteelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty itsenäistä mittalaitevaatimusta kuvaavan patenttivaatimuksen tunnusmerkkiosassa.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty 5 itsenäistä menetelmävaatimusta kuvaavan patenttivaatimuksen tunnusmerkkiosassa.
Keksinnön mukaiselle tietokoneohjelmatuotteelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty itsenäistä tietokoneohjelmavaatimusta kuvaavan patenttivaatimuksen tunnusmerkkiosassa.
10 Keksinnön mukaan mitattavan kohteen ja mitattavan pinnan ominaisuuksia kuten ainakin kiiltoaste määritetään optisen säteilyn avulla siten, että emittoidaan optista säteilyä mitattavaan kohteeseen ainakin yhden optisen säteilyn lähteen avulla ja havainnoidaan mitattavasta kohteesta heijastuneen säteilyn intensiteettiä ainakin yhdellä detektorilla, joka 15 muodostaa intensiteettiin verrannollisen sähköisen signaalin. Keksinnön mukaisesti optisen lähteen emittoima optinen säteily, esimerkiksi valkoinen tai muu edullisesti spektriltään jatkuva valo, jaetaan eri aallonpituuksiksi. Aallonpituudet kohdistetaan sitten mitattavaan kohteeseen mitattavan kohteen pinnan normaalista poikkeavasta suunnasta siten, että ainakin lyhin 20 ja pisin aallonpituus mainituista aallonpituuksista fokusoituvat mitattavan kohteen mitattavan pinnan eripuolille ja eri korkeuksille mitattavan pinnan normaalin suunnassa. Esimerkiksi punaisen spektrin aallonpituudet voivat fokusoitua pinnan yläpuolelle ja sinisen spektrin aallonpituudet fokusoitua pinnan alapuolella.
o 25 Keksinnön mukaisesti voidaan siis aina varmistua siitä, että ainakin joku A lyhimmän ja pisimmän spektrin väliin jäävistä aallonpituuksista fokusoituu ^ oleellisesti mitattavan kohteen pintaan, vaikka pinnan muoto ja siten paikka ° tai etäisyys detektorista ei olisikaan vakio, vaan muuttuisi esimerkiksi pinnan £ liikkumisen tai värähtelyn takia. Edelleen keksinnön mukaisesti voidaan £ 30 kuitenkin aina määritellä voimakkain intensiteetti, joka siis vastaa kohteen § pinnasta heijastunutta optista sädettä, koska muualle fokusoituneiden § säteiden intensiteetit ovat huomattavasti pienempiä verrattuna pinnasta w heijastuneeseen. Lisäksi keksinnön mukaisesti voidaan määrittää myös voimakkaimman intensiteetin tuottaman optisen säteen aallonpituus.
4
Pinnan kiiltävyys vaikuttaa pinnasta heijastuneen optisen säteen intensiteettiin siten, että mitä kiiltävämpi pinta on, sitä suurempi on pinnasta heijastuneen säteen intensiteetti ja vastaavasti mitä sameampi pinta on, sitä huonommin pinta kiiltää ja sitä heikompi on pinnasta heijastuneen säteen 5 intensiteetti. Lisäksi myös eri optisen lähteen emittoimien optisten säteiden aallonpituuksilla voi olla erilaiset ominaisintensiteetit, jolloin keksinnön erään suoritusmuodon mukaan kunkin aallonpituuden tai ainakin joitakin aallonpituuksia käsittävän aallonpituuskaistan ominaisintensiteetti tiedetään. Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan pinnan kiiltoaste saadaan 10 määritettyä määrittämällä detektorille heijastunut voimakkain intensiteetti (vastaten pintaan fokusoitunutta ja siitä heijastunutta sädettä) ja kyseisen säteen aallonpituus ja vertaamalla esimerkiksi kyseisen aallonpituuden ominaisintensiteettiin.
Keksinnön mukaisesti mitattavan kohteen pinnasta oleellisesti 15 peiliheijastuksen suuntaan heijastunut optinen säteily vastaanotetaan detektorilla, missä peiliheijastuksen suunta poikkeaa mitattavan pinnan normaalin suunnasta. Heijastunut säteily edustaa oleellisesti sitä aallonpituutta, jonka fokuspiste osui mitattavan kohteen pintaan. Detektorin tuottamasta, siihen kohdistetun säteilyn intensiteettiin verrannollisesta 20 sähköisestä signaalista, määritetään sitten mitattavan kohteen pinnan kiiltoa kuvaava ominaisuus, kiiltoaste, perustuen sen aallonpituuden intensiteettiin, jonka aallonpituuden fokuspiste sijaitsi mitattavassa pinnassa ja heijastui siitä siten voimakkaimpana aallonpituutena peiligeometriassa detektoriin.
Detektori on edullisesti järjestetty siten, että sillä voidaan erottaa ainakin 25 siihen kohdistetun optisen säteilyn intensiteetti ja ainakin tietyt 5 aallonpituuskaistat. Intensiteetti voidaan määrittää esimerkiksi detektorin ™ tuottaman jännitteen avulla ja aallonpituus määrittää perustuen siihen, mihin 9 kohtaan detektoria (esimerkiksi monikanavainen rividetektori) kyseistä o aallonpituutta vastaava optinen säde osui. Detektori voi olla esimerkiksi | 30 CCD- tai CMOS-tekniikkaan perustuva detektori.
g Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan mitattavasta pinnasta o) heijastuneen optisen säteilyn havainnointivälineenä voidaan käyttää myös ° kahta erillistä detektoria siten, että jaetaan pinnasta heijastunut valo kahdelle eri detektorille käyttäen esimerkiksi optista suodatinta, jonka 35 läpäisy muuttuu, esimerkiksi kasvaa tai pienenee, aallonpituuden funktiona. Tällöin ainakin kaksi eri aallonpituutta tai aallonpituuskaistaa saadaan 5 erotettua kahdelle eri detektorille ja intensiteettipiikin painopiste on verrannollinen suhteeseen:
Sl ^2 λ -- P ^1+^2 missä S-ι ja S2 ovat detektoreiden 1 ja 2 signaalit.
5 Mitattavan kohteen pinnan kiiltoa kuvaava kiiltoaste G0 määritetään keksinnön mukaisesti seuraavasti
GB — Ga GΑφΒ — GB(pA
G0 = -φ0 + - Ψβ ~ Ψα Ψβ Ψα missä φ0 on detektorin mittaama intensiteetti (pikselin harmaasävyarvo), GA ja Gb ovat ensimmäisen ja toisen referenssin kiiltoaste ja cpA ja <pB näitä vastaavat intensiteettiarvot.
io Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti esillä olevan keksinnön mukaisella järjestelyllä voidaan kiiltoasteen lisäksi määrittää myös mitattavan kohteen pinnan paikka kiiltoasteen mittaamisen yhteydessä samalla kertaa. Tällöin aallonpituuksien fokuspisteiden etäisyys tai paikka tiedetään esimerkiksi suhteessa johonkin referenssipisteeseen, esimerkiksi 15 kohtusuorana etäisyytenä detektorin päästä mitattuna. Keksinnön mukaisesti mitattavan kohteen pinnan paikka määritetään silloin määrittämällä pinnasta heijastuneen voimakkaimman intensiteetin aallonpituus. Kun aallonpituus saadaan määritettyä, voidaan pinnan paikka '«t määrittää, kun tiedetään kunkin aallonpituuden fokuspisteen etäisyys ° 20 esimerkiksi referenssipisteestä.
^ Erään esimerkin mukaisesti esimerkiksi ihmissilmälle näkyvät aallonpituudet ° 450 - 650 nm voidaan jakaa esimerkiksi 1 mm z-alueelle eli pinnan £ normaalin suunnassa. Käytettäessä mittausjärjestelyssä esimerkiksi
Lo 1000x1000 pikselin CCD-kennoa, vastaa yksi detektorin pikseli 0,2 nm, kun § 25 mainittu 200 nm jaetaan 1000 pikselin alueelle ja pikseliresoluutioksi § saadaan 1 mikrometri 1 mm:n z-alueelle. Tällöin määrittämällä detektorille ^ kohdistuneen optisen säteenpaikka esimerkiksi painopistelaskennalla, on mahdollista päästä eräissä ratkaisuissa jopa 0.1 pikselin tarkkuuteen, joka vastaa 0.1 pm:n korkeustarkkuutta pinnan normaalin suunnassa.
6
Toisin sanoen kohteen pinnan paikka määritetään pinnasta heijastuneen voimakkaimman intensiteetin aallonpituuden avulla vertaamalla sitä mainitun aallonpituuden fokuspisteen etäisyyteen mainitusta referenssipisteestä. Keksinnön mukaisesti mitattavan pinnan paikka voidaan 5 edellä kuvatulla konstruktiolla määrittää jopa 0.1 pm:n tarkkuudella jostain referenssipisteestä. On kuitenkin huomattava, että edellä olevat lukuarvot ovat vain esimerkinomaisia ja antavat käsityksen keksinnön mukaisen idean soveltamisesta keskiverto alan ammattilaiselle, mutta että myös muita arvoja ja kaistanleveyksiä voidaan soveltaa patenttivaatimusten suoja-alan 10 puitteissa, kuten esimerkiksi paljon lyhyempiä tai pidempiä aallonpituuksia, esimerkiksi UV-ja infrapuna-alueita.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti keksinnön ideaa voidaan soveltaa kiiltoasteen ja pinnan paikan määrittämisen lisäksi myös sellaisten kohteiden paksuuksien mittaamiseen, missä kohde on ainakin osittain 15 läpinäkyvä käytetylle optiselle säteilylle. Kohde voi olla esimerkiksi kalvo, joka käsittää ainakin kaksi oleellisesti samansuuntaista pintaa, ylä- ja alapinnan. Suoritusmuodon mukaisesti voidaan esimerkiksi ainakin lyhin ja pisin aallonpituus jaettujen aallonpituuksien spektristä fokusoida niin, että kohteen ylä- ja alapinnat jäävät mainittujen aallonpituuksien fokuspisteiden 20 (esimerkiksi spektrin sinisen ja punaisen pään) väliin.
Kohteen paksuus voidaan erään suoritusmuodon mukaan määrittää sitten niin, että vastaanotetaan molemmista pinnoista heijastuneet aallonpituudet. Kohteen, esimerkiksi kalvon, ollessa ohut, ylä- ja alapinnasta heijastuneet aallonpituudet ovat niin lähekkäin, että niitä ei välttämättä voida erottaa 25 kahtena erillisenä intensiteettipiikkinä (riippuen detektorin erottelukyvystä) 5 vaan ne havaitaan yhtenä leventyneenä piikkinä. Tällöin kohteen paksuus ^ saadaan määritettyä intensiteettipiikin tai -signaalin puoliarvoleveyden 9 avulla esimerkiksi laskemalla signaalin varianssi.
o o x Signaalilla on ns. ’’ominaisleveys”, joka on ominainen optiikan mitoitukselle.
“ 30 Ominaisleveys on suoraan verrannollinen siihen, kuinka laajalle z-alueelle g spektri levitetään, sekä suoraan verrannollinen siihen, kuinka suuri on o) optiikan tulorako ja lisäksi kääntäen verrannollinen valaisun numeeriseen o g aukkoon (NA). Signaalin ominaisleveys voidaan mitata esimerkiksi määrittämällä täysin kiiltävästä heijastavasta (esimerkiksi optimaalinen peili) 35 pinnasta heijastuneen säteen signaalin puoliarvoleveys. Kun optinen säde tunkeutuu läpinäkyvässä kalvossa myös kalvon sisään, saadaan detektorille 7 ainakin periaatteessa kaksi signaalia, joista toinen aiheutuu kohteen yläpinnasta heijastuneesta säteestä ja toinen alapinnasta heijastuneesta säteestä. Kun kalvo on tarpeeksi ohut, sekoittuvat näiden säteiden aiheuttaman intensiteettipiikit toisiinsa aiheuttaen leventymän syntyneen 5 signaalin puoliarvoleveyteen, missä signaalin puoliarvoleveys on suoraan verrannollinen kalvon paksuuteen.
Erään toisen suoritusmuodon mukaan, mikäli kohde on tarpeeksi paksu tai vaihtoehtoisesti käytettävän detektorin erotuskyky riittävä, voidaan sekä kohteen ylä- että alapinnasta heijastuneet voimakkaat intensiteettipiikit 10 erottaa erillisinä, jolloin voidaan määrittää myös mainittuja intensiteettejä vastaavat aallonpituudet ja edelleen mainittujen aallonpituuksien avulla niiden pintojen paikat, joista mainitut aallonpituudet heijastuivat. Pintojen paikkojen perusteella voidaan määrittää sitten kohteen paksuus.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan, erityisesti käytettäessä tarpeeksi 15 erotuskykyistä detektoria, voidaan määrittää myös useampikerroksisen käytetylle säteilylle läpinäkyvän tai ainakin osittain läpinäkyvän kohteen kerrosten paksuudet ja kerrosten välit. Tällöin optisen säteilyn lähteen säteilyn spektri jaetaan niin, että koko kohde ja siten kaikki sen kerrokset jäävät spektrin ääripäiden väliin, kuten edellisissäkin suoritusmuodoissa. 20 Tällöin on oletettavaa, että ainakin joku aallonpituus on fokusoitu kuhunkin kohteen kerroksen pintaan ja heijastuu siitä detektoriin. Tällöin kohteen ensimmäisen kerroksen paksuus voidaan määrittää kahden ensimmäisen intensiteettipiikin avulla edellisten suoritusmuotojen mukaisesti, toisen kerroksen paksuus kolmannen ja neljännen intensiteettipiikin avulla, jne. 25 Vastaavasti kerrosten välit saadaan määritettyä siten, että esimerkiksi 5 ensimmäisen välin paksuus voidaan määrittää toisen ja kolmannen ^ intensiteettipiikin avulla eli toisin sanoen ensimmäisen kerroksen 9 alapinnasta ja toisen kerroksen yläpinnasta heijastuneiden aallonpituuksien 0 avulla.
CC
“ 30 Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan eri kerroksien paksuus voidaan g määrittää sopivissa olosuhteissa myös erottelukyvyltään karkeammalla S detektorilla intensiteettipiikkien leventymiseen perustuen, kuten edellä § mainittiin. Tällöin kuitenkin kohteen kerrosten välinen etäisyys tulee olla sellainen, että ensimmäisen kerroksen aiheuttama intensiteettipiikin 35 leventyminen ei liikaa häiritse toisesta kerroksesta heijastunutta säteilyä ja sen aiheuttamaan intensiteettipiikkiä.
8
Lisäksi keksinnön erään suoritusmuodon mukaan esillä olevaa ideaa voidaan soveltaa mittavan kohteen pinnan kiiltoasteen mittaamisen lisäksi myös pinnan profiilin määrittämiseen esimerkiksi liikutettaessa mitattavaa kohdetta ja mittalaitetta toistensa suhteessa. Edellä kuvattuja 5 suoritusmuotoja soveltamalla voidaan määrittää myös käytetylle säteilylle ainakin osittain läpinäkyvän kohteen useammankin pinnan profiili, mikäli joko kohteen pintojen välinen etäisyys on riittävä tai vaihtoehtoisesti käytetyn detektorin resoluutio on tarpeeksi suuri.
Vielä lisäksi keksinnön erään suoritusmuodon mukaan mitattavan kohteen 10 ympärille voidaan järjestää useampia keksinnön mukaisia mittausjärjestelyjä, esimerkiksi ensimmäinen mittausjärjestely kohteen yläpinnan yläpuolella ja toinen mittausjärjestely kohteen alapinnan alapuolelle, jolloin ensimmäinen mittausjärjestely voi määrittää esimerkiksi ensimmäisen pinnan (yläpinnan) paikan ja toinen mittausjärjestely toisen 15 pinnan (alapinnan) paikan suhteessa esimerkiksi johonkin referenssipisteeseen. Tällöin kohteen paksuus kyseisessä kohtaa saadaan laskettua määritettyjen pintojen paikkojen perusteella. Mainittua suoritusmuotoa voidaan soveltaa myös kohteen profiilin määrittämiseksi, ei siis pelkästään pinnan profiilin määrittämiseksi, yhdistämällä mainitun 20 ensimmäisen ja toisen mittausjärjestelyn tuottamaa mittaustietoa sopivalla tavalla.
Keksinnön suoritusmuodot perustuvat siis optisen säteilyn kromaattiseen aberraatioon ja mitattavan kohteen spektrivalaisuun, eli toisin sanoen ilmiöön, missä valon eri aallonpituudet saadaan taittumaan ja myös 25 fokusoitumaan eri kohtiin avaruutta. Esimerkiksi spektrin pienemmät 5 aallonpituudet taittuvat linssissä enemmän kuin spektrin suuremmat ™ aallonpituudet. Valon taittuminen riippuu linssin tai muun taittavan esineen 9 taitekertoimesta. Taitekerroin riippuu taas valon aallonpituudesta, tästä o seuraa se, että eri aallonpituudet taittuvat eri kulmissa, jolloin havaitaan | 30 kromaattinen aberraatio. Karkeasti yleistäen voidaan sanoa, että sininen ^ valo taittuu enemmän kuin punainen.
CO
o o Keksintö tarjoaakin huomattavia etuja suhteessa tunnettuihin tekniikan ^ tason ratkaisuihin, etenkin pinnan kiiltoasteen mittaamisen riippumatta mitattavan pinnan liikkumisesta tai värähtelemisestä tai pinnan kulman 35 muutoksista. Lisäksi keksintö mahdollistaa pinnan kiiltoasteen ja pinnan paksuuden ja/tai profiilin yhtäaikaiseen mittaukseen samalla mittapäällä, 9 mikä ei aikaisemmin ole ollut mahdollista. Keksintö ei rajoitu pistemäiseen kiiltoasteen mittaukseen, vaan mahdollistaa myös kiiltoprofiilin mittauksen eli ts. kuvantavan kiiltomittauksen.
Keksintöä voidaan soveltaa hyvinkin laajasti esimerkiksi paperi-, teräs-, ja 5 muoviteollisuuden alueilla, missä pinnan kiiltoparametrien monitorointi on oleellinen osa prosessin kontrollointia ja tuotteen laadunvalvontaa. Erityisenä etuna on se, että mittavan kohteen kiiltoaste ja paksuus voidaan mitatta reaaliajassa esimerkiksi tuotantoprosessin yhteydessä, eikä erillisiä aikaa vieviä laboratoriomittauksia tarvita. Lisäksi keksinnön avulla saatavia 10 tuloksia voidaan käyttää esimerkiksi tuotantolaitteen reaaliaikaiseen säätämiseen, jolloin lopputuotteen laatuun voidaan vaikuttaa välittömästi eikä vasta tuotantoprosessista erillään suoritettujen mittausten jälkeen. Tällä on selkeä vaikutus niin tuotantoprosessin laadun varmistuksessa, että huonolaatuisen tuotteen minimoinnissa ja tarvittavien toimenpiteiden 15 käyttöönoton nopeudessa, koska tuotteen valmistuksen ohjausparametreja voidaan säätää reaaliajassa.
Keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.
20 KUVIEN YKSITYISKOHTAINEN SELITYS
Seuraavassa osiossa selostetaan keksinnön edullisia suoritusmuotoja hieman tarkemmin viitaten oheisiin kuviin, joissa ^ kuva 1 esittää erästä ISO standardin mukaista kiiltomittauksen ° geometriaa, δ ^ 25 kuva 2a esittää erästä esimerkinomaista mittausjärjestelyä esillä olevan ° keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti,
CC
CL
^ kuva 2b esittää erästä esimerkinomaista mittauslaitetta esillä olevan o keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti, o
O
^ kuva 2c esittää erästä toista esimerkinomaista mittauslaitetta esillä 30 olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti, 10 kuva 2d esittää erästä kolmatta esimerkinomaista mittauslaitetta esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti, kuva 3a esittää erästä esimerkinomaista optisen säteilyn käsittelyosaa esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti, 5 kuva 3b esittää erästä toista esimerkinomaista optisen säteilyn käsittelyosaa esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti, kuva 4 esittää kahta esimerkinomaista signaalia ohuen kalvon paksuusmittaukselle esillä olevan keksinnön erään ίο suoritusmuodon mukaisesti, kuva 5 esittää erästä esimerkinomaista signaalia läpinäkyvän monikerrosrakenteen paksuusmittaukselle esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti, kuva 6a esittää erästä kiiltoasteen mittausta suoritettuna sekä eräällä 15 keksinnön mukaisella mittalaitteella että kaupallisella mittalaitteella, ja kuva 6b esittää erästä toista kiiltoasteen mittausta suoritettuna sekä eräällä keksinnön mukaisella mittalaitteella että kaupallisella mittalaitteella.
20
KUVIEN TARKEMPI KUVAUS
w Kuva 1 esittää kiiltostandardin ISO 2813 mukaista kiiltomittauksen 5 geometriaa 10, missä optisella lähteellä 11 tuotettu optinen säde 12 g kohdistetaan kohdistusvälineillä 18a, esimerkiksi linssillä, mitattavaan x 25 pintaan 19. Optinen säde heijastuu pinnasta 19 peiligeometrian suuntaan 16, jolloin se kootaan kohdistusvälineillä 18b, esimerkiksi linssillä, optisen g säteilyn havainnointilaitteelle 17. Havainnointilaite 17 mittaa heijastuneen o) optisen säteen 16 intensiteetin ja määrittää mitattavan pinnan 19 kiillon g heijastuneen säteen 16 intensiteettiin perustuen.
30 Kuva 2a esittää erästä esimerkinomaista mittausjärjestelyä 100 esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti, missä järjestely käsittää 11 optisen säteilyn lähteen 101 optisen säteilyn 102, esimerkiksi valkoisen tai muun edullisesti spektriltään jatkuvan valon emittoimiseksi kohden optisen säteilyn käsittelyosaa 108a. Optisen säteilyn käsittelyosa 108a on sovitettu jakamaan siihen emittoitu valo spektriksi 103 siten, että esimerkiksi lyhin 5 aallonpituus (sininen pää) taittuu eniten, jolloin sen fokuskohdaksi mitattavan pinnan normaalin suunnassa 110 muodostuu esimerkiksi kohta 104a, hieman pidemmän aallonpituuden fokuskohdaksi esimerkiksi kohta 104b ja jolloin pisin (punainen pää) taittuu vähiten, jolloin sen fokuskohdaksi mitattavan pinnan normaalin suunnassa 110 muodostuu esimerkiksi kohta ίο 104c.
Mitattavan kohteen pinnasta 109 peiligeometriaan heijastunut optinen säteily 105 kerätään optisen säteilyn käsittelyosalla 108b ja kohdistetaan 106 edelleen optisen säteilyn havainnointiyksikölle 107, joka puolestaan voi olla sovitettu antamaan ulostulona esimerkiksi siihen osuneen optisen 15 säteilyn intensiteettiin verrannollisen sähköisen signaali. Detektori 107 voi myös määrittää kyseisen intensiteetin aallonpituuden esimerkiksi jollakin tässä dokumentissa kuvatulla tavalla.
Mittausjärjestely käsittää lisäksi välineet 111 mitattavan kohteen pinnan kiiltoasteen määrittämiseksi pinnasta heijastuneen säteen intensiteetin 20 perusteella. Välineet 111 voivat esimerkiksi tietää etukäteen sädettä vastaavan aallonpituuden ominaisintensiteetin ja sen suhteen, miten eri pinnat, pintamateriaalit, käytetyt geometriat ja/tai pinnan kiiltoaste vaikuttavat intensiteettiin. Edellä mainittujen tietojen perusteella mittausjärjestely on edullisesti sovitettu määrittämään mitattavan kohteen 25 pinnan kiiltoaste.
w Kuva 2b esittää erästä esimerkinomaista mittauslaitetta 100 esillä olevan 5 keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti, missä optisen lähteen 101 g tuottama optinen säteily jaetaan spektriksi ja fokusoidaan optisen säteilyn x käsittelyosalla 108a siten, että ainakin osa aallonpituuksista fokusoituu 104 30 mittalaitetta 100 lähempänä olevan mitattavan kohteen pinnan 109a g yläpuolelle ja osa pinnan 109b alapuolelle.
CD
O) § Kuvan 2b esittämässä tapauksessa mitattava kohde voi olla esimerkiksi
C\J
käytetylle optiselle säteilylle oleellisesti läpinäkyvää materiaalia, jolloin keksinnön erään edullisen mittausperiaatteen mukaan ainakin yksi 35 aallonpituus fokusoituu oleellisesti kohteen yläpinnan 109a kohdalle 12 heijastuen siitä kohden optisen säteilyn käsittelyosaa 108b ja ainakin yksi toinen aallonpituus tunkeutuu läpi pintojen 109a, 109b väliin jäävän läpinäkyvän kerroksen ja fokusoituu alapinnalle 109b heijastuen siitä kohden optisen säteilyn käsittelyosaa 108b.
5 Optisen säteilyn käsittelyosan 108b avulla eri aallonpituudet voidaan ohjata osumaan eri kohtiin optisen säteilyn havainnointiyksikköä 107a. Optisen säteilyn havainnointiyksikkö 107a on edullisesti sovitettu havaitsemaan suurimmat intensiteetit, jotka aiheutuvat kuvan 2b esittämässä tapauksessa siis pinnoista 109a ja 109b heijastuneista säteistä. Kahden voimakkaimman 10 intensiteetin perusteella voidaan siis määrittää, mitkä säteet osuivat pintoihin 109a ja 109b ja näiden säteiden avulla määrittää vastaavat aallonpituudet sen perusteella, mihin kohtaa havainnointiyksikköä 107a kyseiset säteet osuivat. Vastaavasti aallonpituuksien perusteella voidaan määrittää pintojen 109a ja 109b etäisyydet tietystä referenssipisteestä, 15 koska mainittujen aallonpituuksien fokuspisteiden paikka tai etäisyys suhteessa referenssipisteeseen tiedetään tai ainakin voidaan laskea matemaattisesti. Edelleen pintojen paikkatietojen perusteella voidaan määrittää pintojen väliin jäävän kerroksen eli kohteen paksuus. Ohuiden kohteiden, kuten esimerkiksi läpinäkyvien kalvojen tapauksessa pinnoista 20 109a, 109b heijastuneet säteet fokusoituvat niin lähelle toisiaan detektorissa 107a, että signaalipiikin sekoittuvat toisiinsa, jolloin kalvon paksuus saadaan määritetty signaalin puoliarvoleveydestä, esimerkiksi kuten on kerrottu muualla tässä dokumentissa.
Kuva 2c esittää erästä toista esimerkinomaista mittauslaitetta 150 esillä 25 olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti, jonka mittausperiaate 5 on muuten kuvan 2b mittauslaitetta 100 vastaava, mutta mittauslaitteessa ^ 150 optisen säteilyn havainnointivälineenä 107b käytetään kahta erillistä 9 detektoria 107b1 ja 107b2 siten, että pinnasta heijastunut valo jaetaan o kahdelle eri detektorille esimerkiksi puoliläpäisevän peilin avulla ja käyttäen | 30 esimerkiksi optista suodatinta, joiden läpäisy muuttuu (esimerkiksi kasvaa ^ tai pienenee) lineaarisesti aallonpituuden funktiona, kuten on esitetty o kuvaajassa 152, missä esimerkiksi detektorille 107b1 tulleen säteen § suodatusta kuvaa käyrä 152a aallonpituuden funktiona ja detektorille 107b2 o w tulleen säteen suodatusta kuvaa käyrä 152b aallonpituuden funktiona.
35 Tällöin ainakin kaksi eri aallonpituutta tai aallonpituuskaistaa saadaan erotettua kahdelle eri detektorille.
13
Kun kullakin aallonpituudella kummankin detektorin detektoima optinen teho (tai intensiteetti) summataan yhteen ja jaetaan detektoitujen optisten tehojen erotuksella, on näin muodostetuista suhteellisista intensiteeteistä 5 suurimman suhteellisen intensiteetin kohdalla se aallonpituus, joka heijastui mitattavan kohteen pinnasta. Tällöin intensiteettipiikin painopiste on siis verrannollinen suhteeseen:
Sl ^2 h~2--±-£ P S± + S2 missä h on pinnan etäisyys jostain referenssipisteestä, λρ on pinnasta heijastuneen säteen aallonpituus, ja Si ja S2 ovat detektoreiden 107b1 io ja107b2 tuottamat signaalit. Kuvaajasta 154 nähdään että fokuspistettä 104a vastaava aallonpituus tuotti suurimman arvon, jolloin pinnan 109 paikka voidaan määrittää ko. aallonpituuden avulla esimerkiksi jollakin tässä dokumentissa kuvatulla tavalla.
Kuva 2d esittää erästä kolmatta esimerkinomaista mittauslaitetta 180 esillä 15 olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti, missä optisen säteilyn lähde 101 koostuu kahdesta tai useammasta valolähteestä 101a, 101b, jotka kukin muodostavat mittauskohteeseen erillisen spektrin 181, 182 samaan pinnan kohteeseen mutta eri korkeuksille. Mainitut valolähteet voidaan muodostaa useammasta erillisestä valolähteestä tai ne voidaan 20 muodostaa esimerkiksi yhden optisen säteilijän säteilystä säteenjakajalla 183, kuten on esitetty kuvassa 2d.
^ Lisäksi kuvan 2d mittauslaite 180 käsittää optisen säteilyn w havainnointivälineen 107, joka voi koostua useasta erillisestä o spektrografista 187a, 187b kustakin säteilylähteestä emittoituneiden ja § 25 mitattavan kohteen pinnasta heijastuneiden säteiden havainnoimiseksi, tai x vaihtoehtoisesti useaan eri paikkaan fokusoidut säteet voidaan yhdistää säteenjakajalla samaan detektoriin 107.Kuvan 2d mittauslaitteessa 180 m g säteilyn havainnointivälineet 107a, 107b on edullisesti järjestetty siten, että g ne mittaavan oleellisesti vain ns. oman säteilylähteensä säteilyn S 30 intensiteettiä toisistaan riippumatta. Tällöin samasta pinnan kohteesta heijastunut optinen säteily on vastaanotettavissa vain sillä detektorilla, joka on fokuksessa samalla aallonpituudella oman lähettimensä kanssa. Kullakin detektorilla voi olla esimerkiksi oma erillinen aallonpituus, jolla lähetin on 14 fokuksessa mitattavissa pinnassa, jolloin vain yksi lähetin- ja vastaanotinpari on fokuksessa keskenään samalla aallonpituudella.
On myös mahdollista, että lähetin- vastaanotinpareilla on keskenään erilaiset polarisaatiotasot tai -suunnat (polarisaatiotasoa muuttavat 5 komponentit 184a, 184b voidaan järjestää esimerkiksi kuvan 2d esittämällä tavalla), jolloin mittauslaite 180 voidaan järjestää mittaamaan täsmälleen samasta paikasta kaksi heijastussignaalia, joilla voi olla erilainen lähettimen ja vastaanottimen välinen polarisaatiosuhde. Esimerkiksi: - lähetin 101a ja vastaanotin 107a, missä lähtevä optinen säteily on io esimerkiksi S- polarisoitu ja vastaanotto on myös S-polarisoitu; ja - ja lähetin 101b ja vastaanotin 107b, missä lähtevä optinen säteily on esimerkiksi P-polarisoitu ja vastaanotto on myös P-polarisoitu.
On myös mahdollista käyttää muunlaisia variaatioita, kuten esimerkiksi: - lähetin 101a ja vastaanotin 107a: lähtevä optinen säteily on S- 15 polarisoitu ja vastaanotto P-polarisoitu (tai esimerkiksi ympyräpolarisoitu jne.).
Näitä erilaisia kombinaatiota hyödyntäen voidaan mitata pinnan ominaisuuksia, kuten esimerkiksi kalvon paksuus, kiiltoaste ja/tai kalvon taitekerroin, ellipsometrisesti. Erityisesti on huomattava, että kuvan 2d 20 mittauslaite on edullisesti järjestetty mittaamaan kohteen pinnan ominaisuuksia kahdella tai useammalla aallonpituusalueella, jolloin detektorin ja detektorien ulostulona saadaan kuvaajan 190 mukainen käyrä. Siinä ensimmäiset kaksi piikkiä 191, 192 ovat ensimmäisen optisen lähteen emittoiman säteilyn aiheuttamia, missä piikki 191 on kohteen yläpinnasta 25 heijastuneen säteen piikki ja piikki 192 on kohteen alapinnasta heijastuneen 5 säteen piikki. Edelleen kaksi toista piikkiä 193, 194 ovat toisen optisen ™ lähteen emittoiman säteilyn aiheuttamia, missä piikki 193 on kohteen 9 yläpinnasta heijastuneen säteen piikki ja piikki 194 on kohteen alapinnasta o heijastuneen säteen piikki. Tällöin voidaan määrittää samanaikaisesti | 30 kohteen rajapintojen (ylä ja alapinnan) korkeus kahdella eri aallonpituudella ^ ja tarvittaessa myös eri polarisaatiolla. Pintojen välinen etäisyys ja siten o myös kohteen paksuus saadaan määritettyä piikkien välisestä etäisyydestä § 195, 196.
o C\1
Kuva 3a esittää erästä esimerkinomaista optisen säteilyn käsittelyosaa 300a 35 esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti optisesta lähteestä 101 tulevan optisen säteilyn eri aallonpituuksien kohdistamiseksi 15 eri tavalla mitattavaan kohteeseen. Optisen säteilyn käsittelyosa 300a voi käsittää kromaattisesti dispersiivisen komponentin 302, joka on sovitettu dispersoimaan mitattavaan kohteeseen suunnattu optinen säteily epäaksiaalisesti. Siten optinen säteily dispersoidaan dispersiivisellä 5 komponentilla 302 optisen säteilyn käsittelyosan 300a optisesta akselista 301 poikkeavassa suunnassa, jolloin dispersio eli aallonpituuksien jakauma on ainakin osittain suuntautunut mitattavan pinnan normaalin suuntaan.
On kuitenkin huomattava, että fokuspisteiden suunnan ei välttämättä tarvitse olla yhdensuuntainen pinnan normaalin kanssa, mutta yhteinen 10 vektorikomponentti suunnilla on (eli fokuspisteet eivät ole vaakasuorassa eivätkä optisella akselilla).
Kuvion 3a mukaisessa ratkaisussa dispersiivinen komponentti 302 sijaitsee kahden fokusoivan linssin 304, 306 välissä. Linssit 304, 306 muodostavat fokusointikomponentin 308.
15 Linssien välissä optisesta lähteestä tuleva säteily voi olla kollimoitu.
Dispersiivinen komponentti 302 yhdessä fokusointikomponentin 308 kanssa voi fokusoida optisen lahteen optisen säteilyn eri aallonpituudet eri korkeuksille mitattavan pinnan normaalin suunnassa. Dispersoivana komponenttina 302 voi olla prisma tai hila ja linssien sijaan tai lisäksi 20 voidaan käyttää fokusoivia peilejä. Kumpikin linssi 304, 306 voidaan korvata myös linssiyhdistelmällä, peilillä, peilien yhdistelmällä tai näiden yhdistelmällä.
Kuva 3b esittää erästä toista esimerkinomaista optisen säteilyn ^ käsittelyosaa 300b esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon o 25 mukaisesti mitattavasta kohteesta heijastuneen optisen säteilyn voidaan .A fokusoimiseksi detektorille fokusointikomponentilla 308, joka käsittää linssit o ^ 304 ja 306. Talloin optisen säteilyn käsittelyosan 300b fokuspiste voi olla ° mitattavalla pinnalla tai sen lähellä. Ilman dispersiivistä komponenttia 302 £ syvyysterävyyden tulee olla riittävän hyvä fokuspisteen ympäristössä.
n o 30 Optisen säteilyn käsittelyosa 300b voi käsittää myös dispersiivisen o komponentin 302, joka poistaa dispersion ja mahdollistaa eri optisia polkuja w kulkeneiden aallonpituuksien yhdistämisen samaan fokukseen. Tällöin optisen säteilyn käsittelyosan 300b edessä olevat fokuspisteet voivat olla samoissa kohdissa, joihin optisen säteilyn käsittelyosa 300a fokusoi eri 16 aallonpituudet (ks. esim. kuvio 3a). Tällöin heijastuminen mitattavalta pinnalta tapahtuu tehokkaasti. Dispersiivistä komponenttia 302 käytettäessä erilleen dispersoidut aallonpituudet fokusoituvat optisen säteilyn käsittelyosan 300b taakse samaan polttopisteeseen esimerkiksi detektorille 5 ja detektointi voidaan suorittaa esimerkiksi yhdellä detektorielementillä.
On huomattava, että optisen säteilyn käsittelyosat 300a, 300b voivat olla samanlaisia, mutta niiden käsittämien linssien voimakkuusarvot ja dispersiivinen komponentti voivat olla myös erilaisia.
Kuva 4 esittää kahta esimerkinomaista signaalia ohuen kalvon ίο paksuusmittaukselle esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti, missä signaali 401 esittää yhden aallonpituuden aiheuttamaa mittalaitteelle ominaista signaalinleveyttä esimerkiksi peilipinnasta heijastunutta optista sädettä mitattaessa. Toinen signaali 402 esittää kahden eri aallonpituuden aiheuttamaa signaalien leventymää, joka siis 15 aiheutuu kohteen ylä- ja alapinnasta heijastuneista kahdesta eri optisesta säteestä, joilla on eri aallonpituudet. Kohteen paksuus (ts. ylä- ja alapintojen välinen etäisyys) voidaan keksinnön erään suoritusmuodon mukaan määritellä suoraan verrannollisesti signaalin 402 puoliarvoleveydestä, kuten on esitetty muualla tässä dokumentissa.
20 Kuva 5 esittää erästä esimerkinomaista signaalia 500 läpinäkyvän monikerrosrakenteen paksuusmittaukselle esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti. Tässä kerrosten välinen etäisyys on sellainen, että jokaisesta optisesta rajapinnasta tai ainakin kerrosten välisestä pinnasta heijastuneet säteet näkyvät signaalipiikkeinä 501, 502, 503, jolloin 25 kerrosten paikka ja/tai paksuus voidaan määrittää tässä dokumentissa w muualla kuvatuilla keksinnön mukaisilla tavoilla.
δ ^ Kuva 6a esittää erästä kiiltoasteen mittausta maalatulle teräsnäytteelle ° suoritettuna sekä eräällä keksinnön mukaisella kromaattiseen aberraatioon £ perustuvalla mittalaitteella (kuvaaja 601) että kaupallisella mittalaitteella S 30 (kuvaaja 602). Lisäksi kuva 6b esittää erästä toista kiiltoasteen mittausta § jaloteräsnäytteelle suoritettuna sekä eräällä keksinnön mukaisella § kromaattiseen aberraatioon perustuvalla mittalaitteella (kuvaaja 603) että
C\J
kaupallisella mittalaitteella (kuvaaja 604). Kuvaajista nähdään, että molemmat menetelmät antavat hyvin samankaltaisia tuloksia.
17
Edellä on esitetty vain eräitä keksinnön mukaisen ratkaisun suoritusmuotoja. Keksinnön mukaista periaatetta voidaan luonnollisesti muunnella patenttivaatimusten määrittelemän suoja-alueen puitteissa esimerkiksi toteutuksen yksityiskohtien sekä käyttöalueiden osalta.
5 't δ c\j δ
CD
O
X
CC
CL
m co o
CD
O) o o c\j

Claims (11)

18
1. Mittalaite (100, 150, 180) mitattavan kohteen ominaisuuksien määrittämiseksi optisen säteilyn avulla, missä mittalaite käsittää 5 - ainakin yhden optisen säteilyn lähteen (101) optisen säteilyn (102) emittoimiseksi mitattavaan kohteeseen, ja - ainakin yhden detektorin (107) mitattavasta kohteesta heijastuneen säteilyn vastaanottamiseksi ja sen intensiteettiin verrannollisen sähköisen signaalin muodostamiseksi, ίο tunnettu siitä, että mittalaite lisäksi käsittää - (emittoidun) optisen säteilyn käsittely-yksikön (108a), joka on sovitettu jakamaan optisen lähteen emittoima optinen säteily eri aallonpituuksiksi ja kohdistamaan mainitut eri aallonpituudet 15 mitattavaan kohteeseen mitattavan pinnan normaalista poikkeavasta suunnasta siten, että ainakin lyhin ja pisin aallonpituus mainituista aallonpituuksista fokusoituu mitattavan kohteen pinnan eripuolille ja eri korkeuksille mitattavan pinnan normaalin suunnassa, - (heijastuneen) optisen säteilyn käsittely-yksikön (108b), joka on 20 sovitettu vastaanottamaan mitattavasta kohteesta heijastunutta optista säteilyä ainakin peiliheijastuksen suunnasta, joka poikkeaa mitattavan pinnan normaalin suunnasta, ja kohdistamaan vastaanottamaansa optista säteilyä mainittuun detektoriin, ja mittalaite on sovitettu analysoimaan detektorin tuottamaa, siihen 25 kohdistettuun säteilyn intensiteettiin verrannollista sähköistä signaalia, ja C\J 5 edelleen määrittämään ainakin mitattavan kohteen pinnan kiiltoa kuvaavan ™ ominaisuuden kuten kiiltoasteen perustuen sen aallonpituuden 9 intensiteettiin, jonka aallonpituuden fokuspiste sijaitsi mitattavassa pinnassa o ja heijastui siitä siten voimakkaimpana aallonpituutena peiligeometriassa 3. detektoriin, missä mittalaite on sovitettu määrittämään mitattavan pinnan ^ kiiltoa kuvaavan kiiltoasteen G0 olennaisesti seuraavasti: CO S „GB — GA GA(pB — GB(pA o G0= -φ0+ - o Ψβ — Ψα Ψβ — Ψα 19 missä cpo on detektorin mittaama intensiteetti kuten pikselin harmaasävyarvo, GA ja GB ovat ensimmäisen ja toisen referenssin kiiltoaste ja (pA ja (pB näitä vastaavat intensiteettiarvot.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittalaite, missä - optisen säteilyn lähde koostuu kahdesta tai useammasta valolähteestä (101a, 101b), jotka kukin muodostavat mittauskohteeseen erillisen spektrin (181, 182) samaan pinnan kohteeseen, mutta eri korkeuksille ja missä mainitut valolähteet ίο muodostetaan joko useammasta erillisestä valolähteestä tai optisen säteilijän säteilystä säteenjakajalla, ja/tai - optisen säteilyn havainnointiväline on sovitettu havainnoimaan pinnasta heijastuneita useita eri paikkaan fokusoituneita säteitä siten, että mainitut useaan eri paikkaan fokusoituneet säteet yhdistetään 15 säteenjakajalla mainittuun havainnointivälineeseen tai missä optisen säteilyn havainnointiväline koostuu kahdesta tai useammasta havainnointivälineestä kustakin säteilylähteestä emittoituneiden ja mitattavan kohteen pinnasta heijastuneiden säteiden havainnoimiseksi.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen mittalaite, missä kaksi tai useampi säteilyn lähde ja säteilyn havainnointiväline on järjestetty lähde-vastaanotinpareiksi siten, että havainnointivälineet on järjestetty mittaamaan oleellisesti vain oman säteilylähteensä säteilyn intensiteettiä muista pareista riippumatta, jolloin lähetin-vastaanotinpareilla voi olla keskenään erilaiset £! 25 polarisaatiotasot tai -suunnat, jolloin mittauslaite voidaan järjestää ° mittaamaan täsmälleen samasta paikasta kaksi tai useampia § heijastussignaalia, joilla voi olla erilainen lähettimen ja vastaanottimen g välinen polarisaatiosuhde. X
£ 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen mittalaite, missä S 30 mitattavaa kohdetta kuvaava eräs määritettävä ominaisuus on taitekerroin § ja/tai paksuus. o o
™ 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen mittalaite, missä aallonpituuksien fokuspisteiden etäisyys suhteessa referenssipisteeseen tiedetään, jolloin mittalaite on sovitettu määrittämään kohteen pinnan paikka 20 määrittämällä pinnasta heijastuneen voimakkaimman intensiteetin aallonpituus ja vertaamalla sitä mainitun aallonpituuden fokuspisteen etäisyyteen mainitusta referenssipisteestä.
6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen mittalaite, missä 5 mitattava kohde on ainakin osittain läpinäkyvää käytetylle optiselle säteilylle ja missä kohde käsittää ainakin kaksi oleellisesti samansuuntaista pintaa, nimittäin ylä- ja alapinnan, ja missä ainakin lyhin ja pisin aallonpituus mainituista aallonpituuksista on sovitettu fokusoituvaksi niin, että mainitut kohteen pinnat jäävät mainittujen aallonpituuksien fokuspisteiden väliin, 10 jolloin mittalaite on sovitettu vastaanottamaan molemmista pinnoista heijastuneet aallonpituudet ja määrittämään näiden voimakkaimpaan intensiteettipiikkiin aiheuttaman piikin leveyden muutoksen perusteella kohteen paksuus.
7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-5 mukainen mittalaite, missä 15 mitattava kohde on ainakin osittain läpinäkyvää käytetylle optiselle säteilylle ja missä kohde käsittää ainakin kaksi oleellisesti samansuuntaista pintaa, nimittäin ylä- ja alapinnan, ja missä ainakin lyhin ja pisin aallonpituus mainituista aallonpituuksista on sovitettu fokusoituvaksi niin, että mainitut kohteen pinnat jäävät mainittujen aallonpituuksien fokuspisteiden väliin, 20 jolloin mittalaite on sovitettu määrittämään kaksi voimakkainta intensiteettiä vastaavaa aallonpituutta ja niiden fokuspisteiden paikkatietojen perusteella määrittämään mainitun ylä- ja alapinnan välinen etäisyys ja siten kohteen paksuus.
8. Patenttivaatimuksen 5 tai 7 mukainen mittalaite, missä mittalaite on ^ 25 sovitettu määrittämään kohteen ainakin yhden pinnan profiili liikutettaessa ° mitattavaa kohdetta ja mittalaitetta toistensa suhteessa. CO o
^ 9. Jonkin patenttivaatimuksen 5-8 mukainen mittalaite, missä mittalaite ° käsittää kaksi mittausvälineistöä sisältäen ainakin patenttivaatimuksen 1 £ mukaisen optisen säteilyn lähteen, detektorin sekä optisen säteilyn käsittely kö 3o yksikön, missä ensimmäinen mittausvälineistö on järjestetty kohteen § ensimmäiselle puolelle ja toinen mittausvälineistö on järjestetty kohteen O) § toiselle puolelle, ja jolloin mittalaite on sovitettu määrittämään mitattavan ™ kohteen paksuus perustuen ensimmäisen mittausvälineistön mittaaman ensimmäisen pinnan ja toisen mittausvälineistön mittaaman toisen pinnan 35 paikkatietoihin. 21
10. Menetelmä mitattavan kohteen pinnan ominaisuuksien määrittämiseksi optisen säteilyn avulla, missä - emittoidaan (101, 102) optista säteilyä ainakin yhdellä optisen säteilyn lähteellä mitattavaan kohteeseen, ja 5. vastaanotetaan (107) ainakin yhdellä detektorilla mitattavasta kohteesta heijastunutta säteilyä ja muodostetaan säteilyn intensiteettiin verrannollinen sähköinen signaali, tunnettu siitä, että menetelmässä lisäksi ίο - jaetaan optisen lähteen emittoima optinen säteily eri aallonpituuksiksi (108a) ja kohdistetaan mainitut eri aallonpituudet mitattavaan kohteeseen mitattavan pinnan normaalista poikkeavasta suunnasta siten, että ainakin lyhin ja pisin aallonpituus mainituista aallonpituuksista fokusoituu mitattavan kohteen pinnan eripuolille ja 15 eri korkeuksille mitattavan pinnan normaalin suunnassa, - vastaanotetaan mitattavasta kohteesta heijastunutta optista säteilyä (108b) ainakin peiliheijastuksen suunnasta, joka poikkeaa mitattavan pinnan normaalin suunnasta, ja kohdistetaan mainittu optinen säteily mainittuun detektoriin, ja 20 analysoidaan (111) detektorin tuottamaa, siihen kohdistettuun säteilyn intensiteettiin verrannollista sähköistä signaalia, ja edelleen määritetään mitattavaa kohdetta kuvaava yksi tai useampi ominaisuus, ainakin pinnan kiiltoa kuvaava ominaisuus, perustuen sen aallonpituuden intensiteettiin, jonka aallonpituuden fokuspiste sijaitsi mitattavassa pinnassa ja heijastui 25 siitä siten voimakkaimpana aallonpituutena peiligeometriassa detektoriin, missä menetelmässä mitattavan pinnan kiiltoa kuvaava kiiltoaste G0 ^ määritetään olennaisesti seuraavasti: o ^ _ gb ~ ga ga<Pb ~ &βΨα o Go = -<Po + - ' Ψβ Ψα Ψβ Ψα CM O χ missä φ0 on detektorin mittaama intensiteetti kuten pikselin harmaasävyarvo, GA ja GB ovat ensimmäisen ja toisen referenssin kiiltoaste m g 30 ja φΑ ja φΒ näitä vastaavat intensiteettiarvot. CD O) O O CM 22
11. Tietokoneohjelmatuote mitattavan kohteen pinnan ominaisuuksien määrittämiseksi optisen säteilyn avulla, missä tietokoneohjelmatuote on sovitettu vastaanottamaan mittaustietoa mittalaitteelta, joka käsittää - ainakin yhden optisen säteilyn lähteen optisen säteily emittoimiseksi 5 mitattavaan kohteeseen, ja - ainakin yhden detektorin mitattavasta kohteesta heijastuneen säteilyn vastaanottamiseksi ja sen intensiteettiin verrannollisen sähköisen signaalin muodostamiseksi, tunnettu siitä, että ίο mittalaite lisäksi käsittää - (emittoidun) optisen säteilyn käsittely-yksikön, joka on sovitettu jakamaan optisen lähteen emittoima optinen säteily eri aallonpituuksiksi ja kohdistamaan mainitut eri aallonpituudet mitattavaan kohteeseen mitattavan pinnan normaalista poikkeavasta 15 suunnasta siten, että ainakin lyhin ja pisin aallonpituus mainituista aallonpituuksista fokusoituu mitattavan kohteen pinnan eripuolille ja eri korkeuksille mitattavan pinnan normaalin suunnassa, - (heijastuneen) optisen säteilyn käsittely-yksikön, joka on sovitettu vastaanottamaan mitattavasta kohteesta heijastunutta optista säteilyä 20 ainakin peiliheijastuksen suunnasta, joka poikkeaa mitattavan pinnan normaalin suunnasta, ja kohdistamaan vastaanottamaansa optista säteilyä mainittuun detektoriin, ja tietokoneohjelmatuote on sovitettu analysoimaan detektorin tuottamaa, siihen kohdistettuun säteilyn intensiteettiin verrannollista sähköistä 25 signaalia, ja edelleen määrittämään mitattavaa kohdetta kuvaava yksi tai useampi ominaisuus, ainakin pinnan kiiltoa kuvaava ominaisuus, perustuen ^ sen aallonpituuden intensiteettiin, jonka aallonpituuden fokuspiste sijaitsi ° mitattavassa pinnassa ja heijastui siitä siten voimakkaimpana g aallonpituutena peiligeometriassa detektoriin, ja joka tietokoneohjelmatuote g 30 on sovitettu määrittämään mitattavan pinnan kiiltoa kuvaavan kiiltoasteen G0 x olennaisesti seuraavasti: CC CL Lo „ gb~ ga GA<Pb ~ Gb<Pa co o0 - -φ0 H-- § Ψβ-Ψα <Pb~ <Pa O) o missä <po on detektorin mittaama intensiteetti kuten pikselin harmaasävyarvo, GÄ ja GB ovat ensimmäisen ja toisen referenssin kiiltoaste ja <pA ja cpB näitä vastaavat intensiteettiarvot. 23 kun mainittu tietokoneohjelmatuote ajetaan tietojenkäsittelylaitteessa. C\J δ c\j i oo o CVJ o X cc CL m oo o CD O) o o CVJ 24
FI20096035A 2009-10-08 2009-10-08 Mittalaite ja menetelmä kohteen ja kohteen pinnan ominaisuuksien mittaamiseksi FI124299B (fi)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20096035A FI124299B (fi) 2009-10-08 2009-10-08 Mittalaite ja menetelmä kohteen ja kohteen pinnan ominaisuuksien mittaamiseksi
JP2012532637A JP2013507608A (ja) 2009-10-08 2010-10-07 物品及びその表面の特性を決定するための測定機器及び方法
PCT/FI2010/050778 WO2011042606A1 (en) 2009-10-08 2010-10-07 Measuring instrument and method for determination of the properties of an item and its surface
PL10821623T PL2486392T3 (pl) 2009-10-08 2010-10-07 Przyrząd pomiarowy i sposób określania właściwości przedmiotu i jego powierzchni
US13/500,073 US8786836B2 (en) 2009-10-08 2010-10-07 Measuring instrument and method for determination of the properties of an item and its surface
ES10821623T ES2743461T3 (es) 2009-10-08 2010-10-07 Instrumento de medida y método para determinación de las propiedades de un artículo y su superficie
EP10821623.5A EP2486392B1 (en) 2009-10-08 2010-10-07 Measuring instrument and method for determination of the properties of an item and its surface
CN201080045557.7A CN102575985B (zh) 2009-10-08 2010-10-07 用于确定物品及其表面的特性的测量仪器和方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20096035A FI124299B (fi) 2009-10-08 2009-10-08 Mittalaite ja menetelmä kohteen ja kohteen pinnan ominaisuuksien mittaamiseksi
FI20096035 2009-10-08

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20096035A0 FI20096035A0 (fi) 2009-10-08
FI20096035A FI20096035A (fi) 2011-04-09
FI124299B true FI124299B (fi) 2014-06-13

Family

ID=41263452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20096035A FI124299B (fi) 2009-10-08 2009-10-08 Mittalaite ja menetelmä kohteen ja kohteen pinnan ominaisuuksien mittaamiseksi

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8786836B2 (fi)
EP (1) EP2486392B1 (fi)
JP (1) JP2013507608A (fi)
CN (1) CN102575985B (fi)
ES (1) ES2743461T3 (fi)
FI (1) FI124299B (fi)
PL (1) PL2486392T3 (fi)
WO (1) WO2011042606A1 (fi)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102739952B (zh) * 2011-03-29 2015-06-03 财团法人工业技术研究院 多视角取像方法及其应用***
US9234843B2 (en) 2011-08-25 2016-01-12 Alliance For Sustainable Energy, Llc On-line, continuous monitoring in solar cell and fuel cell manufacturing using spectral reflectance imaging
US8643830B2 (en) * 2011-11-01 2014-02-04 Axalta Coating Systems Ip Co., Llc Process for predicting metallic gloss of coating resulting from coating compositions by wet color measurement
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
CN103063615B (zh) * 2012-12-28 2014-12-31 天威（成都）太阳能热发电开发有限公司 基于抛物面反射镜的光洁度测量仪及其测量方法
EP3044568B1 (en) * 2013-09-12 2020-09-09 SiO2 Medical Products, Inc. Rapid, non-destructive, selective infrared spectrometry analysis of organic coatings on molded articles
JP5907364B2 (ja) * 2015-02-17 2016-04-26 横河電機株式会社 分光特性測定装置、分光特性測定方法、面状測定対象物品質監視装置
US10502552B2 (en) * 2015-08-27 2019-12-10 Illinois Tool Works Inc. Field splitter for three-dimensional strain measurement
FI127908B (fi) * 2015-09-22 2019-05-15 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Menetelmä ja laitteisto pinnan korkeuden mittaamiseksi
US9863842B2 (en) 2015-09-24 2018-01-09 Novartis Ag Method for characterizing an ophthalmic lens
FI126900B (fi) * 2015-12-29 2017-07-31 Optiweld Oy Menetelmä ja järjestelmä hitsaussauman ominaisuuksien analysoimiseksi
DE102016122528A1 (de) * 2016-11-22 2018-05-24 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Verfahren zum Steuern oder Regeln einer Mikroskopbeleuchtung
US10480935B2 (en) 2016-12-02 2019-11-19 Alliance For Sustainable Energy, Llc Thickness mapping using multispectral imaging
EP3346229B1 (en) * 2017-01-09 2022-03-30 Unity Semiconductor GmbH Method and assembly for determining the thickness of layers in a sample stack
JP2018147579A (ja) * 2017-03-01 2018-09-20 オムロン株式会社 光電センサ
DE102017126310A1 (de) 2017-11-09 2019-05-09 Precitec Optronik Gmbh Abstandsmessvorrichtung
TW201940860A (zh) * 2018-02-05 2019-10-16 以色列商肯提克有限公司 檢測包含感光性聚醯亞胺層之物件的技術
CN108550080A (zh) 2018-03-16 2018-09-18 阿里巴巴集团控股有限公司 物品定损方法及装置
US11473901B2 (en) * 2018-05-29 2022-10-18 Hitachi High-Tech Corporation Height measurement device in which optical paths projected on the sample at different incidence angles
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
CN108827172B (zh) * 2018-10-11 2019-01-08 中国人民解放军国防科技大学 基于固态变焦透镜的非接触式激光测厚装置及方法
DE102018130901A1 (de) * 2018-12-04 2020-06-04 Precitec Optronik Gmbh Optische Messeinrichtung
JP2020148463A (ja) * 2019-03-11 2020-09-17 株式会社日立ハイテク 高さ測定装置及びビーム照射装置
AU2020271090A1 (en) * 2019-04-11 2021-09-02 Cryovac, LLC. System for in-line inspection of seal integrity
US10876882B1 (en) * 2019-06-26 2020-12-29 Honeywell International Inc. Online grade selection for weight measurements of composite sheets
CN110425983B (zh) * 2019-07-26 2021-04-06 杭州电子科技大学 一种基于偏振多光谱的单目视觉三维重建测距方法
CN110398447A (zh) * 2019-08-15 2019-11-01 华帝股份有限公司 一种高灵敏度油烟浓度测量装置
SE543645C2 (en) * 2019-09-02 2021-05-11 Odinwell Ab Optical device and method for monitoring a measurement object
CN111750786B (zh) * 2020-07-06 2022-03-01 上海新昇半导体科技有限公司 厚度量测设备、抛光***及抛光物料管理方法
FI130557B (fi) * 2020-09-29 2023-11-17 Lmi Tech Inc Laite kohteen etäisyyden, pinnan paksuuden ja optisten ominaisuuksien määrittämiseksi ja liittyvät menetelmät
US11346790B1 (en) * 2020-12-02 2022-05-31 Onto Innovation Inc. Focus system for oblique optical metrology device
FI20215460A1 (fi) 2021-04-19 2022-10-20 Lmi Tech Oy Valaistuskokoonpano ja menetelmä mittausvalon tuottamiseen ja optinen mittalaite
CN113959349B (zh) * 2021-10-25 2022-04-19 湖南捷力泰科技有限公司 一种膜片质量检测装置及其方法
CN114839165B (zh) * 2022-04-12 2023-06-23 征图新视(江苏)科技股份有限公司 基于相机的表面光泽度检测方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5747813A (en) * 1992-06-16 1998-05-05 Kla-Tencop. Corporation Broadband microspectro-reflectometer
US5785651A (en) * 1995-06-07 1998-07-28 Keravision, Inc. Distance measuring confocal microscope
JPH09222361A (ja) * 1995-12-12 1997-08-26 Omron Corp 物体の色等の検出装置及びそれを用いた検査装置
US6031620A (en) * 1997-05-01 2000-02-29 Impact Systems, Inc. Gloss sensor resistant to tilting and shifting paper and with improved calibration
JP2001305057A (ja) * 2000-04-19 2001-10-31 Nichicon Corp 光沢センサ
FR2848664B1 (fr) * 2002-12-11 2005-03-11 Micro Module Detecteur de position, forme et reflectivite d'une surface
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
JP3980608B2 (ja) * 2004-10-29 2007-09-26 シャープ株式会社 鏡面光沢予測装置、鏡面光沢予測方法、鏡面光沢予測装置の制御プログラム、および、記録媒体
DE102005023351A1 (de) * 2005-05-17 2006-11-30 Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co Kg Vorrichtung und Verfahren zum Vermessen von Oberflächen
US7460233B2 (en) * 2005-11-08 2008-12-02 Honeywell International Inc. Pass-line and tilt insensitive sensor
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
JP4674577B2 (ja) * 2006-09-05 2011-04-20 ソニー株式会社 膜厚判定装置、膜厚判定方法
FR2907029B1 (fr) * 2006-10-16 2009-12-04 Clextral Procede et installation de production en continu d'un produit poreux en poudre.
FI119259B (fi) * 2006-10-18 2008-09-15 Valtion Teknillinen Pinnan ja paksuuden määrittäminen
DE112008002244B4 (de) * 2007-08-31 2013-07-25 Abb Ltd. Bahndickenmessgerät

Also Published As

Publication number Publication date
US8786836B2 (en) 2014-07-22
EP2486392A1 (en) 2012-08-15
CN102575985A (zh) 2012-07-11
EP2486392B1 (en) 2019-06-05
US20120206710A1 (en) 2012-08-16
CN102575985B (zh) 2015-10-14
EP2486392A4 (en) 2017-01-04
WO2011042606A1 (en) 2011-04-14
FI20096035A (fi) 2011-04-09
JP2013507608A (ja) 2013-03-04
FI20096035A0 (fi) 2009-10-08
PL2486392T3 (pl) 2020-01-31
ES2743461T3 (es) 2020-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI124299B (fi) Mittalaite ja menetelmä kohteen ja kohteen pinnan ominaisuuksien mittaamiseksi
KR102567597B1 (ko) 광학 측정 장치
EP2076733B1 (en) Determining surface and thickness
US9476707B2 (en) Method and measuring device for measuring the distance of a surface, thickness and optical properties of an object
US20140347660A1 (en) Metrological apparatus
US9194799B2 (en) Imaging based refractometers
KR20210013017A (ko) 순시 엘립소미터 또는 스케터로미터 및 이와 관련된 측정 방법
CN107710046A (zh) 用于使用宽场显微镜确定样本的空间分辨高度信息的方法和宽场显微镜
JP2008039750A (ja) 高さ測定装置
KR101987402B1 (ko) 편광픽셀어레이를 이용한 박막과 후막의 두께 및 삼차원 표면 형상 측정 광학 장치
KR20230014710A (ko) 매립된 계측 타겟을 위한 이미징 시스템
WO2019176938A1 (ja) 波長検出装置及び共焦点計測装置
FI124263B (fi) Mittalaite ja menetelmä kohteen ja kohteen pinnan ominaisuuksien mittaamiseksi
US9383191B2 (en) Outer dimension measuring apparatus and outer dimension measuring method
US10928307B2 (en) Configurable retro-reflective sensor system for the improved characterization of the properties of a sample
KR20130021425A (ko) 박막 두께 측정장치 및 방법
KR100465878B1 (ko) 이광편광법을 이용한 분무측정방법
CN112539705A (zh) 一种发光装置及其聚焦方法、检测设备
TW202003295A (zh) 偵測特定物質之多波長雷射雷達系統
JP2007304038A (ja) レーザ発光源の不良品判別方法および不良品判別装置

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: FOCALSPEC OY

FG Patent granted

Ref document number: 124299

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B