專利名稱：測量透明樣品厚度的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于測量透明樣品特別是玻璃條或者玻璃塊的厚度的裝置，該樣品優(yōu)選具有平滑表面，所述裝置具有第一光束，特別是第一激光束，其以第一入射角傾斜地入射到樣品的前表面上，具有第二光束，特別是第二激光束，其以第二入射角傾斜地入射到樣品的前表面上，第一入射角和第二入射角是不同的，并且具有至少一個檢測器，用于檢測第一和第二入射光束被樣品反射的光束，并且用于確定它們的位置。本發(fā)明還涉及一種相應的用于測量厚度的方法，其優(yōu)選地可以借助于本發(fā)明的裝置實現(xiàn)。
背景技術：
在玻璃塊、玻璃條等的制造過程中對玻璃厚度進行標準化。這些標準厚度具有在制造過程中會出現(xiàn)的公差。在大規(guī)模制造中，如果有可能通過對厚度進行連續(xù)測量和穩(wěn)定的工藝以低公差限制制造玻璃，則可以保留大量的玻璃。而且，如果可以基于好的控制能力在預定的機器寬度范圍內(nèi)擴大可出售玻璃的寬度，則可以增加好玻璃的產(chǎn)出。即使當在浮法玻璃工廠中對厚度進行切換的時候，如果可以連續(xù)測量，則可以減小從一個厚度到另一個厚度的時間，并且這同樣增加了可出售玻璃的產(chǎn)出。
用于非接觸地自動測量透明材料厚度的裝置已知用于監(jiān)控透明物質(zhì)的玻璃或材料厚度，在該裝置中激光束以特定的角度射到將被測量的表面。激光束在測量物體的前側(cè)部分反射。光束的另一部分折射進入材料中，在后側(cè)反射，并且再次在前側(cè)折射，從而兩個光束被測量物體回射。兩個反射光束的間距是對測量物體厚度的測量并被相應地估算。
為了即使在測量物體的表面不平行且盡管測量物體和測量裝置之間傾斜情況下獲得可靠的測量值，德國4143186A1提出一種裝置，其分別具有兩個激光源、兩個分束器、以及兩個線傳感器，其被對稱地設置在偏光棱鏡處，以便來自激光源的光束以變化的方向被引導到測量物體上，并且在它的前側(cè)和后側(cè)反射的光束又通過偏光棱鏡和分束器射到直線傳感器上。其缺點是，光束路徑比較復雜并且需要大量的光學元件。此外其不能檢測和校正材料樣品的曲率，并且因此，測量的不準確性會影響測量結果。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提出一種厚度測量的可能性，該測量可以容易地實現(xiàn)并且能夠準確地確定厚度。
在一開始所描述的裝置的情況下可以達到該目的，因為至少一個基本平行于第一或第二光束的入射光束射向樣品的前表面，并且提供至少一個檢測器，用于檢測平行光束的被樣品反射的光束并用于確定它的位置。通過設置平行于從左邊或右邊入射的第一或第二激光束的另一個激光束，并且通過在樣品的例如前表面反射這些平行光束，可以在檢測的表面部分確定樣品可能的曲率半徑。為此，以與玻璃的已知距離測量這兩個反射光束的間距。然后根據(jù)已知的曲率半徑可以獲得對將要測量的樣品厚度的校正。根據(jù)這三個光束的設置，可以以簡單的方式進行傾斜校正、楔角校正和曲率校正，從而根據(jù)本發(fā)明的裝置的厚度傳感器高準確地確定厚度，并且相對簡單、設計緊湊。
由于平行入射的第三光束只用來進行曲率校正，根據(jù)本發(fā)明可以提供該第三光束，將該光束形成為可以被斷開，以避免在進行不需要第三光束的測量中的擾動影響。這特別應用于傾斜校正和楔角校正。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，入射光束和/或反射光束位于共同的光束平面內(nèi)。從而對測量結果的說明和對設計的實施變得非常容易。
根據(jù)本發(fā)明，該裝置和該透明樣品能夠相對于對方順序移動，特別是，還能夠在監(jiān)控玻璃條和玻璃塊正在進行的制造的過程中用于玻璃制造中。這允許對制造過程進行連續(xù)監(jiān)控。為此，該裝置被提供指定的引導裝置，借助于其，可以將樣品例如玻璃塊或玻璃條引導穿過該裝置。引導裝置還用于將透明樣品在用于檢測其厚度的裝置前面對齊，以便樣品能夠在該厚度傳感器的前面以限定的對齊方式設置。特別是，用于樣品表面相對于裝置的光學系統(tǒng)特別是它的測量頭對齊。
由于，通常橫向于玻璃的圖示方向或移動方向的光缺陷比圖示方向上的光擾動大，因此，假設靜止的厚度傳感器，當樣品的相對移動的方向特別是樣品的圖示方向或移動方向位于入射光束和/或反射光束的共同的光束平面內(nèi)，優(yōu)選垂直于樣品法線的時候，這對定位這些缺陷是非常有利的。當然，然而，本發(fā)明也能夠在相對移動方向沒有位于共同的光束平面內(nèi)而是與其橫截時應用。
為了實現(xiàn)厚度傳感器的對稱設計，以有利于說明測量結果，第一入射角和第二入射角可以位于由第一和第二光束所限定的光束平面內(nèi)，并位于入射區(qū)域中關于樣品法線的兩個不同側(cè)上。如果，假設厚度傳感器在樣品前方不是水平地設置，樣品法線沒有位于該共同的光束平面內(nèi)，則將樣品法線在光束平面內(nèi)的投影用作參考。特別是，當位于樣品法線兩側(cè)的入射角的絕對值相等時是有利的。它們具有例如大小為45°的量級。
為了檢測反射光束，根據(jù)本發(fā)明，可以將兩個檢測器設置為彼此相隔一定的間距，并優(yōu)選垂直于樣品的表面，它們的傳感器表面優(yōu)選朝向彼此。通?？梢蕴峁┻@樣的傳感器設置，以在兩個檢測器中以空間分辨的方式檢測所有在樣品反射的入射光束。可以考慮使用CCD芯片，直線攝影機或者其它空間分辨檢測器作為檢測器。
根據(jù)本發(fā)明所推薦的是，在樣品上的第一、第二和第三入射光束的入射區(qū)域比兩個相對的檢測器的間距小，該檢測器優(yōu)選用于檢測所有反射光束。有利地選擇由在樣品前表面入射的所有入射光束的射入點所限定的入射區(qū)域，以便在檢測器上檢測所有反射光束。
為了減少所需要的光源特別是激光的數(shù)量，根據(jù)優(yōu)選實施例，可以提供兩個分束器，以便從一個光束產(chǎn)生三個光束。因此，根據(jù)本發(fā)明的厚度傳感器的制造從而成本效率更高。此外，整個調(diào)節(jié)比較簡單，由于從分束器出射的光束以預定角度出射，從而根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的光束引導是在對原始光束、分束器單元以及(如果適當?shù)脑?限定光束測量頭的兩個反射鏡進行調(diào)節(jié)之后設置。這里，分束器能夠輸出與轉(zhuǎn)換光束成90°角的輸出光束。因此，借助于兩個平行的反射鏡容易產(chǎn)生45°的入射角，這兩個反射鏡垂直于樣品的假想表面法線放置。這里，用于產(chǎn)生第三光束的一個分束器可以被設計為可開關的，以便開啟和關閉第三光束。
為了適當?shù)毓浪銣y量結果，提供連接到至少一個檢測器上的估算裝置，用于確定樣品的厚度，特別是進行傾斜校正、角度校正和/或曲率校正。特別是，隨后描述的本發(fā)明方法在該估算單元中實施，但是，所述方法也可以不應用于上述裝置中。
在本發(fā)明用于測量透明樣品特別是具有平滑表面的樣品的厚度的方法中，提供第一光束，該光束以第一入射角傾斜地入射到樣品的前表面，并且確定在前表面反射的光束和在后表面反射的光束的位置，以及提供第二光束，該光束以與第一入射角不同的第二入射角傾斜地入射到樣品的前表面，并且確定在前表面反射的光束和在后表面反射的光束的位置，根據(jù)第一光束和/或第二光束在前表面和后表面上反射的光束的間距確定透明樣品的厚度，并且通過比較反射光束的至少一部分的位置來進行傾斜和/或楔角校正。
此外，為了進一步檢測樣品可能的曲率，提供至少一個平行于第一或第二光束的第三光束，該光束基本上以已知的間距傾斜地入射到前表面，也即處于可能的調(diào)節(jié)精度之內(nèi)，并且通過確定這些平行光束在前表面和后表面上分別反射的光束的位置來進行曲率校正。
優(yōu)選，第一光束和第二光束從由它們所限定的光束平面內(nèi)在樣品的前表面上的關于入射區(qū)域中的樣品法線的不同側(cè)入射。在這種情況下，入射區(qū)域是入射光束射到樣品的區(qū)域。盡管，在有利的構造中，這些相互接近以便保持測量頭的整個尺寸盡可能地小，它們至少以輕微偏移的方式射到該表面以便避免不同光束路徑的混合，所述混合在測量和估算電子器件上所需要的費用較高。在該方法的應用中，樣品和厚度傳感器優(yōu)選對齊，以便樣品法線位于第一和第二以及(如果合適的話)第三入射和反射光束的共同的光束平面內(nèi)。
為了獲得系統(tǒng)的高對稱度，以便于解釋測量結果，第一和第二入射角的絕對值可以相等，并且優(yōu)選為約45°。
根據(jù)本發(fā)明，為了進行傾斜和/或楔角校正，當從優(yōu)選在前表面上所反射的光束的位置射到檢測器時，確定與樣品的間距，當間距不一致時采取傾斜和/或楔角校正。當比較與樣品的間距時，可以考慮不同的光束路徑，例如通過不同絕對值的入射角。
根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)第一和第二光束的反射光束的不一致間距，可以確定楔角或傾斜角，借助于其，對前述確定的厚度值進行校正。
根據(jù)本發(fā)明，為了確定曲率，可以確定第三光束的反射光束和與其基本平行的第一或第二光束的反射光束之間的間距，并且可以進行曲率校正。為此，有利地是，曲率半徑和/或曲率角度由第三光束和與其基本平行的第一或第二光束的反射光束之間的間距確定。然后對通過傾斜或楔角校正所校正的前述厚度值作進一步校正。
而且，根據(jù)本發(fā)明可以使用關系式D＝2/R來根據(jù)曲率半徑R確定折射光焦度D。


本發(fā)明的其它優(yōu)點、特征和可能的應用也可以從以下對具體實施例的描述以及附圖中體現(xiàn)。在這種情況下，所有描述和/或圖示的特征無論其與權利要求書地結合或者其背景技術，仍只是本發(fā)明的一部分。
在附圖中，圖1示出了本發(fā)明的測量透明樣品厚度的裝置的平面圖；圖2示出了用于確定厚度的光束路徑的示意圖；圖3示出了用于傾斜校正的光束路徑的示意圖；圖4示出了用于楔角校正的光束路徑的示意圖；
圖5示出了用于曲率校正的光束路徑的示意圖；圖6示出了用于確定具有曲率的樣品的厚度的光束路徑的示意圖。
具體實施例方式
圖1示出了厚度傳感器1，其構成用于測量優(yōu)選具有平滑表面的透明樣品的厚度的裝置。該樣品是玻璃條2或者玻璃塊。
厚度傳感器1具有激光器(未示出)，其產(chǎn)生穿過兩個相互前后放置的分束器3、4的聚焦平行光或者激光束L。該激光束L在分束器3、4中分成共三個激光束L1、L2、L3。第一激光束L1沿激光束L的方向橫穿兩個分束器3、4，以近似45°的角度射到第一反射鏡5，并且在那里被反射。在第二分束器4中，第二激光束L2以近似90°的角度從激光束L耦合出射，以近似45°的角度射到第二反射鏡6并且在那里被反射。兩個反射鏡5、6限定光束空間，形成厚度傳感器1的測量頭，并且其被相互平行地放置在分束器3、4的相對邊上，其反射表面彼此面對。放置在這里的反射鏡5、6與玻璃條2的表面垂直。因此使得厚度傳感器1基本上關于激光束L1和L2鏡像對稱。然而，本發(fā)明并不限于該有利的布置。
被反射鏡5、6偏轉(zhuǎn)的激光束L1和L2通過前開口7入射到玻璃條2的前表面8，且以都為45°的入射角α1和α2射向厚度傳感器1的玻璃條2，在光束L1和L2的入射區(qū)域10中入射角α1和α2相對于樣品法線9具有不同的符號，且入射角α1和α2絕對值相同，光束L1和L2從不同的方向，特別是從左邊和右邊入射到玻璃條2的前表面8。
在那里，入射光束L1和L2被部分反射，并且作為反射激光束L1’、L2’入射到適當放置的檢測器11和12上。入射光束L1和L2的另一部分折射到玻璃條2中，然后在后表面13上反射，并且在前表面8上再次折射之后從玻璃條2中出射。這些在后表面13上反射的激光束L1”和L2”基本上平行于在前表面上反射的光束L1’和L2’，并且也入射到檢測器11和12上。
為此，將檢測器11、12分別以平行的方式放置在反射鏡5、6的前面，并且其傳感器表面彼此面對，且基本上垂直于玻璃條的表面8排列。將檢測器11和12布置成能夠分別收集第一和第二入射激光束L1和L2的兩個反射激光束L1’和L1”或者L2’和L2”，并且能夠確定它們的位置。檢測器11、12具有位置分辨?zhèn)鞲衅?，在該傳感器的幫助下，能夠精確地確定入射到其上的光束的位置。CCD芯片、有線攝影機或者這些傳感器都適用于這個目的。
在分束器4上游的分束器3中產(chǎn)生了入射激光束L3，其與第二入射激光束L2平行，并且與激光束L2類似，在反射鏡6上偏轉(zhuǎn)，并在組件精度范圍內(nèi)以間隔s平行于激光束L2。第三激光束L3在入射區(qū)域10射到玻璃條2的前表面8。這里，將入射區(qū)域10定義為入射激光束L1、L2、L3射到前表面的區(qū)域。該入射區(qū)域10比兩個相對的檢測器11、12的間隔小，并且延伸為約超過其間隔一半。將激光束L1、L2、L3和檢測器11、12布置成，第二和第三入射光束L2和L3的反射光束L2’、L2”和L3’入射到檢測器11的傳感器表面上，并且第一入射光束L1的反射光束L1’和L1”入射到檢測器12的傳感器表面上。
可以使用厚度傳感器1中的檢測器11、12的相對于玻璃條2的已知位置、或者它們的最佳測量位置，以確定反射激光束L1’、L1”、L2’、L2”和L3’的相對于玻璃條2的前表面8、和/或相互間的精確位置的絕對項。在估算裝置(未示出)中，使用該信息來確定玻璃條2的厚度d，并且進行傾斜度、楔角和曲率校正。
三個入射光束L1、L2和L3限定了公共的光束平面14，在所述平面中包括樣品法線9。因此，反射光束L1’、L1”、L2’、L2”和L3’也位于該光束平面14上。即使這種布置是優(yōu)選的，在本發(fā)明的厚度傳感器1的情況中，也有可能入射和反射激光束的光束平面不在一個平面。在這種情況下，該樣品法線也不位于一個光束平面內(nèi)。
可以使用前述厚度傳感器1，特別是為了在制造過程中即時測量樣品2、具體是玻璃條或者玻璃塊的厚度d。在這種情況下，接著移動玻璃條2或者玻璃塊經(jīng)過厚度傳感器，并連續(xù)地或者在預定的時間間隔內(nèi)測量樣品2的厚度d。優(yōu)選，玻璃條2的移動方向15也位于該公共的光束平面14內(nèi)。
以下解釋說明了本發(fā)明用于確定厚度d的方法。優(yōu)選借助厚度傳感器1來執(zhí)行本方法，特別是，所述傳感器垂直于玻璃條2放置。
為了確定玻璃條2的厚度d，首先根據(jù)激光束L1在玻璃條2的前和后表面8、13上反射的激光束L1’、L1”的間距d’計算玻璃條2的厚度d。假如，給定平行的前和后表面8、13，玻璃是完全平的，且入射角α1精確知道，則能夠借助簡單的方法確定厚度d，以下借助附圖2說明該簡單的方法。
如圖2所示，以入射角α1從左邊入射的激光束L1在玻璃條的前表面8上部分反射，并且作為反射激光束L1’以相同的出射角α1出射。激光束L1的另一部分折射進入玻璃條2中，在玻璃條2的后表面13上反射，并且作為反射光束L1”以相同的出射角α1出射且平行于在前表面8上反射的激光束L1’偏移。
通過使用已知的入射和出射角α(L1的α1)和檢測器12相對于玻璃條2的布置，由在檢測器12上的光束L1’和L1”的位置數(shù)據(jù)來確定兩個反射激光束L1’、L1”之間的垂直間距d’。
然后，從如下公式中得出玻璃條2的厚度d=d′·n2-sin2αsin2α,]]>d’是反射激光束L1’、L1”之間的垂直間距，n是折射率，α與入射角α1相等。根據(jù)公式d′＝M·sinα，從在檢測器12上的光束L1’和L1”的測量間距M得出間距d’。
以相應的方式，可以使用以入射角α2從右邊入射的激光束12確定玻璃條2的厚度。這導致了兩個第一厚度值d1和d2，其在理想情況下是一致的。
然而，在實際中，不能得到前述所假設的已知不變的入射角α和平坦的且平行的樣品表面。而且，存在橫向于玻璃條2的圖示方向或移動方向15的光擾動。由于在圖示方向15上的光擾動通?；旧陷^小，因此三個光束L1、L1’和L1”位于與玻璃條的圖示方向15相同的光束面14內(nèi)。該擾動對實際應用的影響可以通過該幾何設置來消除。
例如，還可以傾斜玻璃條2的滾輪軌道，以便入射角α＝α1、α2將采用不同的值。使用第二入射激光束L2用于校正，其不是從左邊而是從右邊入射并且位于同一光束平面14內(nèi)。同時，還可以通過該系統(tǒng)確定且校正可能存在的玻璃條2的楔角，以下根據(jù)圖3和4解釋該方法的步驟。
當入射光束L1沒有在與厚度傳感器1垂直對齊的玻璃條2上、且在樣品法線9與厚度傳感器的對稱軸一致的情況下反射，而是在以傾斜角σ傾斜的玻璃條2上放射時，光束平面14內(nèi)的出射角不等于假想的入射角α＝α1，而是等于α＝α1+σ。
不僅對從左邊入射的光束L1而且對從右邊入射的光束L2使用傾斜校正，為了清楚起見，在圖3中未示出所述從右邊入射的光束。取而代之，為了比較，示出以出射角α1在水平的玻璃條2上射出的不帶附圖標記的光束，該光束與圖2中的光束L1’相對應。
第二光束L2的入射角α則為α＝α2-σ。結果，第一和第二光束L1和L2所反射的光束L1’、L1”和L2’、L2”不再如同由于厚度傳感器1的對稱設計將會導致的情況、以相同的到玻璃條2的間距射到檢測器11、12。因此，當在前表面8上所反射的光束L1’射到檢測器12的間距b1與在前表面上所反射的光束L2’射到檢測器11的間距b2不相等時，必須進行楔角校正。這在以下描述為了確定傾斜角σ，在檢測器12中確定在前表面8反射的光束L1’與前表面8的間距b1，沿未傾斜的樣品2的樣品法線9的方向確定間距b1。
已知檢測器12與第一光束L1的入射點之間在沿玻璃條2的表面8的方向、即垂直于樣品法線9的方向的間距a，以下適用于從左邊入射的光束L1tg(α+σ)=αb1]]>相應地以下適用于從右邊入射的光束L2(圖3中未示出)tg(α+2σ)=αb2]]>
b1-b2的差值能夠由所測量的位置或由在前表面8上所反射的光束L1’和L2’來確定。選擇差值用于計算是有利的，因為玻璃條整體升高的常量排出(stand out)。假設α＝α1＝α2，能夠計算傾斜角σ。對從左邊或者從右邊所入射的光束L1或L2的設定入射角α＝α1＝α2精確地增加或者減少該角，并且因此為了確定厚度d而在該等式使用的入射角必須適當?shù)匦Ｕ?，以便準確地確定玻璃條2的厚度d。
而且，玻璃條2本身可能具有楔角δ，如圖4所示。當在前表面和后表面8、13上反射的激光束L1’、L1”和L2’、L2”之間的間距M1和M2不相等時，玻璃條2具有一個楔角。這可以從檢測器上的反射光束L1’、L1”和L2’、L2”的位置來確定。
假設存在楔角δ，根據(jù)圖4可以確定從左邊和右邊入射的光束L1和L2相應的厚度值d1和d2，然后根據(jù)其平均值可以得出樣品2的厚度d。還可以平均反射光束L1’和L1”或L2’和L2”之間的間距M1和M2，并且根據(jù)其確定樣品的厚度。
此外，玻璃條可能是彎曲的。為了確定這種情況，第三激光束L 3平行于前兩個入射光束中的一個(在所示的情況中為激光束L2)射入，并與其相隔從厚度傳感器1的設計已知的間距s。這里，根據(jù)圖5所示的實例，與圖1相比，光束L2、L 3的光束方向反轉(zhuǎn)。然而，這對于功能性原理并不重要。光束L2、L3在前表面上的反射能夠用于確定樣品2的曲率半徑R，這可以借助圖5來解釋。
在彎曲樣品2的前表面8上反射的光束L2’和L3’以間距S’入射到檢測器11上。當間距S’不能通過關系式S’＝s/cosα得出，其中假設入射光束L2和L3的入射角為α，則在玻璃條2下側(cè)存在曲率。反射光束L2’和L3’的位置能夠用于確定曲率半徑R，然后根據(jù)圖6用于計算樣品2的厚度d。
在入射光束L1和L2兩種情況下都確定測量值。然后這些值產(chǎn)生兩個厚度值d1和d2，根據(jù)該值得到平均值。特別是，兩個入射光束的入射角α1和α2以及從而角度β1和β2不同。它們在對玻璃條2的傾斜校正的情況下得出。
最后，可以考慮另一個校正，在以平行方式入射的光束L2和L3不是十分平行的情況下需要該校正。
當應用上述方法時，能夠以0.1％的高精度確定透明樣品的玻璃或材料厚度，在該方法中，可以相繼應用傾斜校正、楔角校正和曲率校正。本發(fā)明裝置優(yōu)選用于該目的。
附圖標記列表1 厚度傳感器2 樣品，玻璃條3、4 分束器5、6 反射鏡7 開口8 前表面9 樣品法線10 入射區(qū)域11、12 檢測器13 后表面14 光束平面15 移動方向L 光束，激光束L1、L2、L3 入射激光束L1’、L2’、L3’在前表面反射的激光束L1”、L2”在后表面反射的激光束a，A 光束入射到玻璃條的入射點到檢測器的與玻璃條平行的間距b，B 激光束在檢測器上的位置到玻璃條的與玻璃條平行的間距d 玻璃條的厚度d’ 在前表面和后表面反射的激光束的垂直間距s 平行入射的激光束的間距M，S’ 在檢測器上的反射激光束的間距R 曲率半徑α入射角σ傾斜角
δ 楔角
權利要求
1.一種用于測量透明樣品(2)特別是玻璃條或者玻璃塊的厚度的裝置，具有第一光束(L1)，特別是第一激光束，其以第一入射角(α1)傾斜地入射到所述樣品(2)的前表面(8)上，具有第二光束(L2)，特別是第二激光束，其以第二入射角(α2)傾斜地入射到所述樣品(2)的前表面(8)上，所述第一入射角(α1)與所述第二入射角(α2)不相同，以及具有至少一個檢測器(11，12)，用于檢測所述第一和第二入射光束(L1，L2)被所述樣品(2)反射的光束(L1’，L1”，L2’，L2”)，并且用于確定它們的位置，其特征在于至少一個基本上平行于所述第一或第二光束(L1，L2)的入射光束(L3)射向所述樣品(2)的前表面(8)，以及至少一個檢測器(11)被提供，用以檢測所述平行光束(L3)被所述樣品(2)所反射的光束(L3’)，并且用于確定其位置。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第三光束(L3)可以被關閉。
3.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述入射光束(L1，L2，L3)和/或反射光束(L1’，L1”，L2’，L2”，L3’)位于共同的光束平面(14)內(nèi)。
4.如前述權利要求中的一項所述的裝置，其特征在于所述裝置(1)和所述透明樣品(2)相對于彼此移動。
5.如權利要求3和4所述的裝置，其特征在于相對移動的方向(15)位于所述入射光束(L1，L2，L3)和/或所述反射光束(L1’，L1”，L2’，L2”，L3’)的共同的光束平面(14)內(nèi)。
6.如前述權利要求中的一項所述的裝置，其特征在于所述第一入射角(α1)和第二入射角(α2)位于由所述第一和第二光束(L1，L2)所限定的光束平面(14)內(nèi)，并位于入射區(qū)域(10)中的關于樣品法線(9)的不同側(cè)上。
7.如前述權利要求中的一項所述的裝置，其特征在于兩個檢測器(11，12)被放置為彼此相隔一個間距、并優(yōu)選垂直于所述樣品(2)的表面(8)。
8.如前述權利要求中的一項所述的裝置，其特征在于在所述樣品(2)上的所述第一、第二和第三入射光束(L1，L2，L3)的所述入射區(qū)域(10)比兩個相對的用于檢測反射光束(L1’，L1”，L2’，L2”，L3’)的檢測器的間距小。
9.如前述權利要求中的一項所述的裝置，其特征在于兩個分束器(3，4)，其用于從一個光束(L)產(chǎn)生三個光束(L1，L2，L3)。
10.如前述權利要求中的一項所述的裝置，其特征在于估算裝置，其被連接到至少一個所述檢測器(11，12)，用于確定所述樣品(2)的厚度，特別是傾斜校正、楔角校正和/或曲率校正被實施。
11.一種用于測量透明樣品(2)的厚度的方法，特別是具有如權利要求1到9所述的裝置(1)，其中第一光束(L1)以第一入射角(α1)傾斜地入射到所述樣品(2)的前表面(8)上，并且確定在所述前表面(8)反射的光束(L1’)和在所述后表面(13)反射的光束(L1”)的位置，其中第二光束(L2)以與所述第一入射角(α1)不同的第二入射角(α2)傾斜地入射到所述樣品(2)的前表面(8)上，并且確定在所述前表面(8)反射的光束(L2’)和在所述后表面(13)反射的光束(L2”)的位置，根據(jù)所述第一光束(L1)和/或第二光束(L2)在所述前表面(8)和后表面(13)上反射的光束(L1’，L1”，L2’，L2”)的間距確定所述透明樣品(2)的厚度，以及通過比較所述反射光束(L1’，L1”，L2’，L2”)的至少一部分的位置，來進行傾斜和/或楔角校正，其特征在于至少第三光束(L3)以已知間距(s)基本平行于所述第一或第二光束(L2)地傾斜地入射到所述前表面(8)，并且通過確定這些平行光束(L2，L3)在所述前表面(8)和后表面(13)上分別反射的光束(L2’，L3’)的位置來進行曲率校正。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于所述第一光束(L1)和第二光束(L2)在由它們所限定的光束平面(14)中、在所述樣品(2)的前表面(8)上、從相對于入射區(qū)域(10)中的樣品法線(9)的不同側(cè)入射。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于所述第一和第二入射角(α1，α2)絕對值相等并且優(yōu)選為45°。
14.如權利要求11到13中的一項所述的方法，其特征在于為了進行傾斜和/或楔角校正，每次根據(jù)優(yōu)選在所述前表面(8)上反射的光束(L1’，L2’)的位置確定與所述樣品(2)的間距，當所述間距不一致時進行楔角或傾斜校正。
15.如權利要求14所述的方法，其特征在于從所述反射光束的不一致的間距來確定楔角或傾斜角(δ，σ)。
16.如權利要求11到15中的一項所述的方法，其特征在于確定所述第三光束(L3)和與其基本平行的第一或第二光束(L2)的反射光束(L3’，L2’)之間的間距，并且如果合適，進行曲率校正。
17.如權利要求16所述的方法，其特征在于從所述第三光束(L3)和與其基本平行的第一或第二光束(L2)的反射光束(L3’，L2’)之間的間距確定曲率半徑(R)和/或曲率角度。
18.如權利要求17所述的方法，其特征在于從所述曲率半徑(R)確定折射光焦度。
全文摘要
一種用于測量透明樣品(2)特別是玻璃條或者玻璃塊的厚度的裝置，包括使用第一光束(L1)，特別是第一激光束，其以第一入射角(α1)射到樣品(2)的前表面(8)；第二光束(L2)，特別是第二激光束，其以第二入射角(α2)射到樣品(2)的前表面(8)，第一入射角(α1)和第二入射角(α2)不相同；以及，至少一個檢測器(11，12)，用于檢測第一和第二入射光束(L1，L2)被樣品反射的光束(L1’，L1”，L2’，L2”)，并且用于確定它們的位置。為了還能夠進行曲率校正，至少一個基本上平行于第一或第二光束(L1，L2)的入射光束(L3)射向樣品(2)的前表面(8)，并且提供至少一個檢測器(11)，用以檢測平行光束(L3)被樣品(2)反射的光束(L3’)，并且用于確定它的位置。本發(fā)明還涉及相應的方法。
文檔編號G01B11/06GK1894554SQ200480037172
公開日2007年1月10日 申請日期2004年12月22日 優(yōu)先權日2004年3月3日
發(fā)明者U·平戈, S·萊塢特, P·魏格特 申請人:伊斯拉表面視覺有限公司