Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers mit einer optisch wirksamen ersten Oberfläche und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche in Reflexionsgeometrie sowie die Verwendung eines reflexionsmindernden hochviskosen Fluids in einem solchen Verfahren.

Verfahren zum Vermessen eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers sind in der Literatur bekannt. So kann eine Oberfläche eines Probekörper mittels eines Pfeilhöhenmessgeräts abgetastet werden, um ein Profil der Oberfläche zu erstellen. Ein Nachteil dieser taktilen Messung liegt jedoch darin, dass sie das Risiko birgt, die Oberfläche zu verkratzen.

Als Alternative zu diesen kontaktbehafteten Messverfahren sind kontaktlose, optische Verfahren bekannt. Diese Verfahren umfassen das Einstrahlen von Licht auf den Probekörper und das Detektieren des durch eine optisch wirksame Oberfläche des Probekörpers veränderte Licht in Reflexions- und/oder Transmissionsgeometrie.

Insbesondere bei Messungen in Reflexionsgeometrie kann das Messergebnis durch Rückseitenreflexionen, also Reflexionen an einer Oberfläche des Probekörpers, die der mit Licht bestrahlten Oberfläche gegenüberliegt, verfälscht oder beeinträchtigt werden.

In der Praxis haben sich verschiedene Verfahren etabliert, wie eine solche Rückseitenreflexion vermindert werden kann. So ist es bekannt, die Rückseite mechanisch oder chemisch aufzurauen bzw. zu mattieren, um einen gerichteten Reflex durch Streuung zu verhindern. Bei Bedarf kann die mattierte Oberfläche mit einem Farbstoff beschichtet werden, um das gestreute Licht weiter abzuschwächen. Die Mattierung und gegebenenfalls die Färbung werden in einem anschließenden Schleif- und Polierprozess von der Rückseite entfernt. Somit ist dieses Verfahren lediglich für das optische Vermessen von Vorprodukten geeignet, bei denen zumindest die Rückseite des Probekörpers einer weiteren Behandlung unterzogen wird.

Eine weitere Möglichkeit, eine Rückseitenreflexion zu vermindern ist die Beschichtung der Rückseite des Probekörpers mit einem Siegellack. Das Ablösen des Lacks nach der Messung ist jedoch zeitaufwendig und erfordert die Verwendung von Lösungsmitteln, die gesundheits- und/oder umweltschädlich sein können.

Schließlich ist es möglich die Rückseite des Probekörpers mit einem Klebeband zu kaschieren. Hierbei ist jedoch auf spezifische Eigenschaften des Klebebandes, wie beispielsweise die Haftkraft, zu achten. Außerdem ist es wichtig, dass das Klebeband flächig auf der Rückseite haftet, da es bei der Bildung von Luftblasen gegebenenfalls zu Reflexionen an den nicht kaschierten Stellen kommen kann. Dieses Verfahren erfordert somit einige Übung und ist dennoch nicht immer verlässlich.

Zusammenfassend weisen die derzeit verwendeten Verfahren, einen Rückseitenreflex bei der optischen Vermessung transparenter Probekörper zu vermindern, die folgenden Nachteile auf:

Eignung nur für Vorprodukte, da die Rückseite irreversibel beschädigt wird, Aufwendig in der Aufbringung und unverlässlich, und/oder Aufwendig in der Entfernung.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung für die Verminderung eines Rückseitenreflexes bei der optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers mit einer optisch wirksamen ersten Oberfläche und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche in Reflexionsgeometrie bereitzustellen, welches die Nachteile der bekannten Verfahren nicht aufweist. Insbesondere soll das Verfahren einfach in der Anwendung und zerstörungsfrei sein.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Ausführungsformen gelöst.

Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers mit einer optisch wirksamen ersten Oberfläche und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche bereitgestellt, wobei das Verfahren in Reflexionsgeometrie durchgeführt wird und die folgenden Schritte umfasst: i) Aufträgen eines reflexionsmindernden hochviskosen Fluids auf die zweite Oberfläche des Probekörpers; ii) Durchführen der optischen Vermessung; und iii) Ablösen des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem optischen Vermessen eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers mit einer optisch wirksamen ersten Oberfläche. Das bedeutet, dass der zu vermessende Probekörper nicht über die gesamte Erstreckung der ersten Oberfläche transparent sein muss, sondern beispielsweise einen nicht-transparenten Randbereich aufweisen kann. Um für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet zu sein, muss der Probekörper somit nur im für die Vermessung relevanten Bereich transparent sein.

Die erste Oberfläche des Probekörpers ist optisch wirksam. Das bedeutet, dass einfallende Lichtstrahlen an der ersten Oberfläche gebrochen werden. Beispiele für Probekörper, für die das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist, umfassen Halbfertigprodukte und Fertigprodukten von optischen Linsen sowie aus (Mineral-)Glas gefertigte Gussformen, insbesondere für optische Linsen oder deren (Halb-)Fertigprodukte.

Bei halbfertigen Linsen hat nur die erste Oberfläche den gewünschten optischen Schliff erhalten und die zweite Oberfläche wurde noch nicht wesentlich bearbeitet. Durch die Vermessung von Halbfertigprodukten kann bereits während der Fertigung eine Qualitätskontrolle durchgeführt werden und der Schliff der ersten Oberfläche bei Bedarf korrigiert werden.

Fertige Linsen unterscheiden sich von den halbfertigen Linsen dadurch, dass auch eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, einen Schliff erhalten hat und dadurch ebenfalls optisch wirksam ist. Für diese Art von Proben dient das erfindungsgemäße Verfahren als Endkontrolle für die Qualität der Linse. Da, wie nachstehend detailliert ausgeführt, das erfindungsgemäße Verfahren beschädigungsfrei durchgeführt und das hochviskose Fluid mit einfachen Mitteln wieder von dem Probekörper entfernt werden kann, ist das erfindungsgemäße Verfahren für die Vermessung von Fertigprodukten von optischen Linsen besonders geeignet.

Das Material des Probekörpers ist nicht sonderlich beschränkt, solange es zumindest teilweise transparent ist und zumindest eine Oberfläche des Probekörpers in einen optisch wirksamen Zustand gebracht werden kann. Insbesondere kann der Probekörper aus Kunststoff oder Mineralglas bestehen. Hierbei tritt bei Probekörpern aus Mineralglas, beispielsweise Silikatglas, beim optischen Vermessen in Reflexionsgeometrie verstärkt ein Rückseitenreflex auf, der es unmöglich macht, einen Probekörper ohne vorhergehende Behandlung der Rückseite zu vermessen. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere für Probekörper aus Mineralglas geeignet.

Für die optische Vermessung des Probekörpers in Reflexionsgeometrie wird Licht auf die erste, optisch wirksame, Oberfläche eingestrahlt. Das eingestrahlte Licht wird an der ersten Oberfläche reflektiert und anhand der Abweichung des reflektierten Lichts zum eingestrahlten Licht die optische Wirksamkeit der ersten Oberfläche bestimmt. Ein Teil des eingestrahlten Lichts wird jedoch nicht an der ersten Oberfläche reflektiert, sondern tritt durch diese hindurch und trifft auf die zweite Oberfläche des Probekörpers und kann an dieser reflektiert werden.

Das zur Messung verwendete Licht kann beispielsweise weißes bzw. sichtbares Licht sein oder eine bestimmte Wellenlänge bzw. Wellenlängenbereich aufweisen. Beispielsweise kann das Licht in einem Wellenlängenbereich von 380nm bis 800nm oder von 400nm bis 780nm liegen. Es können aber auch lediglich Wellenlängenbereiche verwendet werden, beispielsweise ultraviolettes Licht (UV- C: 100 bis 280 nm, UV-B: 280 bis 315 nm und/oder UV-A: 315 bis 380 nm), violettes Licht mit 380-450 nm, blaues Licht mit 450-495 nm, grünes Licht mit 495-570 nm, gelbes Licht mit 570-590 nm, oranges Licht mit 590-620 nm, rotes Licht 620-750 nm, infrarotes Licht (IR-A: 780 bis 1400 nm und/oder IR-B: 1400 bis 3000 nm) oder Mischungen davon.

Das reflexionsmindernde hochviskose Fluid der vorliegenden Erfindung dient der Unterdrückung dieser Sekundärreflexion. Im Sinne der vorliegenden Erfindung gilt ein Fluid als reflexionsmindernd, wenn es die Sekundärreflexion, insbesondere in dem zur Messung verwendeten Wellenlängenbereich, um mindestens 50%, bevorzugt 75%, mehr bevorzugt 90% und besonders bevorzugt 99% unterdrückt.

Das im Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendete Fluid ist hochviskos. Das bedeutet, dass das Fluid so eingestellt ist, dass es flüssig genug ist, um blasenfrei und zerstörungsfrei auf die zweite Oberfläche des Probekörpers aufgebracht zu werden und gleichzeitig viskos genug ist, um nicht von dem Probekörper abzutropfen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das reflexionsmindernde Fluid eine Viskosität im Bereich von etwa 10000 mPas bis etwa 100000 mPas, bevorzugt etwa 20000 mPas bis etwa 50000 mPas, auf. Die Viskosität kann mittels eines Rotationsviskosimeters (z.B. Ametek DV2T Viskosimeter mit Spindel RV-5 bei einer Temperatur von 23°C und einer Rotationsfrequenz von 20 U/min bestimmt werden. Die vorgenannten mit „etwa“ gekennzeichneten Viskositätswerte können um bis zu 10%, bevorzugt bis zu 5%, nach oben oder unten abweichen, insbesondere jedoch den genauen Wert darstellen.

Das Entstehen von Sekundärreflexionen an der zweiten Oberfläche des Probekörpers kann beispielsweise dadurch unterdrückt werden, dass der Brechungsindex des hochviskosen Fluids an den Brechungsindex des Probekörpers angepasst wird. Reflexionen entstehen generell an Grenzflächen, an denen sich der Brechungsindex des Ausbreitungsmediums ändert. Aus diesem Grund weicht der Brechungsindex des hochviskosen Fluids vorzugsweise um 10% oder weniger vom Brechungsindex des Probekörpers ab. In einer bevorzugten Ausführungsform weicht der Brechungsindex des hochviskosen Fluids um 5% oder weniger, mehr bevorzugt 1 % oder weniger vom Brechungsindex des Probekörpers ab.

Alternativ oder ergänzend kann das hochviskose Fluid so eingestellt werden, dass es das eingestrahlte und durch den transparenten Probekörper durchtretende Licht absorbiert. Hierfür können dem hochviskosen Fluid Pigmente beigemischt werden, die im Wellenlängenbereich des eingestrahlten Lichts absorbieren. Beispielhaft können schwarze Pigmente, wie Metalloxide, insbesondere Eisenoxid, (Holz-)Kohle, Graphit oder Ruß, beigemischt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform absorbiert das hochviskose Fluid das durch den Probekörper durchtretende Licht zu mindestens 75%, mehr bevorzugt mindestens 90% und besonders bevorzugt mindestens 99%.

Im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das reflexionsmindernde, hochviskose Fluid auf die zweite Oberfläche des Probeköpers aufgetragen. Das zum Aufträgen verwendete Verfahren ist hierbei nicht weiter beschränkt und schließt unter anderem ein Tauchbeschichtungsverfahren, ein Rotationsbeschichtungsverfahren, ein Transferbeschichtungsverfahren und ein Rakelbeschichtungsverfahren ein.

Die Viskosität und die Benetzungseigenschaften des reflexionsmindernden Fluids können so eingestellt werden, dass eine gute Haftung an den Probekörper erzielt wird. Beispielsweise kann die Oberflächenspannung des Fluids mittels grenzflächenaktiver Substanzen, beispielsweise Tenside, reduziert werden, um eine verbesserte Benetzungseigenschaft zu erzielen.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das hochviskose, reflexionsmindernde Fluid eine Oberflächenspannung von kleiner als 62,5 mN/m auf. Besonders bevorzugt liegt die Oberflächenspannung zwischen etwa 29 mN/m und etwa 60 mN/m, insbesondere zwischen etwa 45 mN/m und etwa 60 mN/m. Die vorgenannten mit „etwa“ gekennzeichneten Oberflächenspannungswerte können um bis zu 5%, bevorzugt bis zu 1 %, nach oben oder unten abweichen, insbesondere jedoch den genauen Wert darstellen. Die Oberflächenspannung kann dabei mittels der an sich bekannten Bügel- bzw. Abreissmethode bestimmt werden.

Nach dem Aufträgen des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids auf die zweite Oberfläche des Probekörpers wird die optische Vermessung der ersten, optisch wirksamen Oberfläche des Probekörpers in Reflexionsgeometrie durchgeführt. Entsprechende Verfahren sind, wie vorstehend ausgeführt, einem Fachmann bekannt.

Nach der optischen Vermessung wird das reflexionsmindernde hochviskose Fluid wieder von dem Probekörper abgelöst. Im einfachsten Fall kann das Fluid als Ganzes rückstandsfrei vom Probekörper abgezogen werden. In diesem Fall kann das Fluid für weitere Messungen wiederverwendet werden. Alternativ kann das Fluid mit einem geeigneten Lösungsmittel abgelöst werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Lösungsmittel Wasser und das Fluid wasserlöslich. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung bedeutet wasserlöslich, dass sich bei einer Temperatur von 20 °C mindestens 50 g, bevorzugt 100 g, des Fluids vollständig in einem Liter Wasser lösen.

Bevorzugt kann das Verfahren automatisiert durchgeführt werden. Dabei kann der Probekörper mittels eines Manipulators oder einer Transporteinrichtung, beispielsweise einer Rollenbahn, zu einem Spender verlagert werden, weicher eine vorbestimmte Menge des hochviskosen, reflexionsmindernden Fluids auf die zweite Oberfläche des Probekörpers aufträgt bzw. dispensiert. Optional kann das Fluid durch Rotation des Probekörpers oder durch ein Verstreichen mittels eines Werkzeugs verteilt werden, so dass das Fluid im Wesentlichen die gesamte zweite Oberfläche des Probekörpers bedeckt.

Das Durchführen der optischen Vermessung kann ebenfalls automatisiert erfolgen, insbesondere nachdem der Probekörper mittels des Manipulators bzw. der Transporteinrichtung zu einer Messeinrichtung verlagert wurde. Das Ergebnis der Vermessung kann von der Messeinrichtung mittels einer Datenleitung zu einem Speicher oder einem externen Rechner übertragen werden.

Das Ablösen des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids vom Probekörper kann auch automatisiert erfolgen, insbesondere nachdem der Probekörper mittels des Manipulators bzw. der Transporteinrichtung zu einer Reinigungseinrichtung verlagert wurde. Bei einem wasserlöslichen reflexionsmindernden, hochviskosen Fluid kann das Ablösen vorteilhafterweise durch ein Abspülen mit einem Strahl eines Reinigungsfluid oder durch Eintauchen in ein Reinigungsfluid erfolgen, wobei das Reinigungsfluid insbesondere Wasser sein kann.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein reflexionsminderndes hochviskoses Fluid aufweisend:

- einen Massenanteil von 49% bis 61 % einer Polymerdispersion,

- einen Massenanteil von 23% bis 30% eines Schaums,

- einen Massenanteil von 9% bis 11 % eines Verdünnungsmittels, und

- einen Massenanteil von 8% bis 10% einer Farbe, wobei die Summe aller Massenanteile 100% ergibt.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids in einem erfindungsgemäßen Verfahren.

Vorzugsweise enthält das reflexionsmindernde hochviskose Fluid, insbesondere der Schaum, Saccaride, insbesondere Mucopolysaccharid und/oder Glykosamino- glykane wie Aloverose bzw. Acemannan und/oder D-Glucose bzw. D-Mannose welche in Aloe Vera Saft enthalten sind. Dazu kann der Schaum bzw. das Fluid Aloe Vera Saft enthalten bzw. aufweisen, wobei bevorzugt der Schaum einen Massenanteil von etwa 0,5% bis etwa 40%, bevorzugt etwa 1 % bis etwa 30%, insbesondere etwa 1 % bis etwa 5% Aloe-Vera-Saft, bevorzugt aus den Blättern der Aloe Barbadensis. Vorteilhafterweise ermöglicht die Zugabe von Aloe-Vera-Saft die Herstellung eines besonders geschmeidigen und in seiner Viskosität beständiges Fluid. Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers mit einer optisch wirksamen ersten Oberfläche und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche in Reflexionsgeometrie vorgeschlagen, wobei das Verfahren durch die vorstehend beschriebenen Merkmale definiert wird.

Die Vorrichtung weist auf: eine Aufnahme für den zu messenden Probekörper; einen Manipulator; eine Vorbehandlungseinheit zum Aufträgen eines hochviskosen, reflexionsmindernden Fluids auf einer, der ersten des zu messenden Probekörpers, gegenüberliegenden, zweiten Oberfläche; eine Messeinheit zur Aufnahme einer Reflexionsmessung mittels Bestrahlung einer Messposition auf der Oberfläche des zu messenden Probekörpers mit Licht und Detektion zumindest eines Teils des von dem Probekörper während der Bestrahlung reflektierten Lichts; eine Nachbehandlungseinheit zum Ablösen des auf der zweiten Oberfläche des zu messenden Probekörpers befindlichen hochviskosen, reflexionsmindernden Fluids.

Weiterhin gelten auch hinsichtlich dieser Vorrichtung die vorgenannten bevorzugten Ausführungsvarianten und/oder die vorgenannten Vorteile in sinngemäßer Weise.

Die Aufnahme für den zu messenden Probekörper kann eine beliebige Aufnahme sein, die ausgebildet ist, den zu messenden Probekörper aufzunehmen. Die Aufnahme kann zum Beispiel aus einer Grund- bzw. Trägerplatte bestehen oder eine Grund- bzw. Trägerplatte umfassen. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Aufnahme eine Halterung für den zu messenden Probekörperenthalten.

Der Manipulator, auch als Transporteinrichtung bezeichnet, ist dabei nicht weiter eingeschränkt, solange dieser ausgelegt ist, die Aufnahme mit dem zu messenden Probekörper relativ zur Vorbehandlungseinheit, relativ zur Messeinheit und relativ zur Nachbehandlungseinheit zu verlagern. Hierunter kann sowohl eine Bewegung der Aufnahme zu den als unbeweglich realisierten Einheiten verstanden werden als auch eine Bewegung der jeweiligen Einheiten zu einer unbeweglich realisierten Aufnahme für den zu messenden Probekörper, sowie Kombinationen hieraus. Im Fall von unbeweglich realisierten Einheiten kann zumindest ein Aktuator als bevorzugter Manipulator eingesetzt werden, welcher erhaltene Steuerbefehle von einer Steuerungsvorrichtung in eine Bewegung umsetzt und so die Aufnahme für den zu messenden Probekörper zu den einzelnen Einheiten verlagert. Kostengünstig kann dies zum Beispiel derart realisiert werden, dass die Aufnahme auf einer Rollenbahn gelagert ist. Die Rollenbahn kann eine, insbesondere lineare, Bewegung durchführen, wobei die Einheiten entlang der Bewegungsrichtung der Rollenbahn angeordnet sind. Im Fall einer unbeweglichen Aufnahme für den zu messenden Probekörper kann ein Aktuator bzw. können mehrere Aktuatoren als bevorzugte(r) Manipulator(en) eingesetzt werden, welche(r) die jeweiligen Einheiten zur Aufnahme verlagern. Vorteilhafterweise kann (zum Beispiel aus Kostengründen) auch nur ein Aktuator eingesetzt werden, welcher eine Verlagerung einer Halterung bewirkt, wobei an dieser Halterung die Einheiten Vorbehandlungseinheit, Messeinheit und Nachbehandlungseinheit angeordnet sind. Beispielsweise können Vorbehandlungseinheit, Messeinheit und Nachbehandlungseinheit wie in einem Karussell auf einer drehbaren Halterung angeordnet sein, wobei durch Ausführen einer Drehbewegung der Halterung jeweils einer der Einheiten in direkte Nähe zur Aufnahme für den zu messenden Probekörper verlagert wird, um dort die für die jeweilige Einheit bestimmungsgemäßen Schritte durchzuführen.

Die Vorbehandlungseinheit, auch als Vorbehandlungsstation bezeichnet, ist ausgebildet, ein hochviskoses, reflexminderndes Fluid gemäß einem Aspekt der vorliegenden Anmeldung, auf einer zweiten, der zu messenden ersten, gegenüberliegenden, Oberfläche des zu messenden Probekörpers aufzutragen. Die Vorbehandlungseinheit kann zum Beispiel als ein Spender oder Dispenser realisiert sein, welcher verbunden mit einem Reservoir enthaltend das hochviskose, reflexmindernde Fluid, das Fluid auf der zweiten Oberfläche des zu vermessenden Probekörpers aufträgt bzw. dispensiert. Alternativ oder zusätzlich kann das Fluid durch Rotation des Probekörpers oder durch ein Verstreichen mittels eines Werkzeugs verteilt werden, so dass beispielsweise das Fluid im Wesentlichen die gesamte zweite Oberfläche des Probekörpers bedeckt. Ferner ist eine Tauch- oder Transferbeschichtung der zweiten Oberfläche des zu vermessenden Probekörpers mit dem Fluid möglich. Zusätzlich kann die Vorbehandlungseinheit auch ausgelegt sein, den zu messenden Probekörper vor Aufträgen des Fluids zu reinigen.

Die Messeinheit, auch als Messeinrichtung oder Reflexionserfassungseinheit bezeichnet, kann zumindest eine Lichtquelle zur Bestrahlung des Probekörpers mit Licht (Messlicht) und zumindest einen Detektor zur Detektion zumindest eines Teils des von dem Probekörper während der Bestrahlung reflektierten Lichts umfassen. Die Lichtquelle kann eine geeignete Lichtquelle sein und kann einen oder mehreren LEDs, Lampen (zum Beispiel Weißlichtlampen), Laser (wie zum Beispiel durchstimmbare Laser oder Laser mit Frequenzverdopplung), etc. umfassen. Eine solche Messeinheit kann ein dem Fachmann geläufiges Spektrometer, aufweisend eine geeignete Lichtquelle und einen Detektor, sein.

Die Nachbehandlungseinheit, auch als Nachbehandlungsstation oder Reinigungseinrichtung bezeichnet, ist ausgebildet, das hochviskose, reflexmindernde Fluid von der zweiten Oberfläche des Probekörpers abzulösen bzw. zu entfernen. Die Nachbehandlungseinheit ist dabei nicht weiter eingeschränkt und kann auf unterschiedliche Weise realisiert sein, solange sie ausgelegt ist, das Fluid von dem Probekörper, insbesondere rückstandsfrei, zu entfernen.

Bei einem wasserlöslichen reflexionsmindernden, hochviskosen Fluid kann das Ablösen vorteilhafterweise durch ein Abspülen mit einem Strahl eines Reinigungsfluid oder durch Eintauchen in ein Reinigungsfluid erfolgen, wobei das Reinigungsfluid insbesondere Wasser sein kann. Alternativ, insbesondere bei Vorliegen bzw. Verwendung eines wiederverwendbaren Fluids, kann das Fluid auch mittels eines Werkzeugs von der Oberfläche abgezogen bzw. abgetragen werden. Vorteilhafterweise kann die Vorbehandlungseinheit auch eine gemeinsame Einheit mit der Nachbehandlungseinheit bilden. Bei einer beispielhaften kombinierten Vor- und Nachbehandlungseinheit kann das nach erfolgter Messung abgetragene Fluid innerhalb der gemeinsamen Vor- und Nachbehandlungseinheit verbleiben und, ohne Transportweg, von dort bei einer anschließenden, weiteren Messung wiederverwendet und erneut aufgetragen werden. Zusätzlich kann die Nachbehandlungseinheit auch ausgelegt sein, den zu messenden Probekörper nach Abtragen des Fluids zu reinigen.

Die Vorrichtung kann ferner eine Steuerungsvorrichtung umfassen. Die Steuerungsvorrichtung kann zum Steuern und/oder Regeln des Manipulators und/oder der Vorbehandlungs- und/oder Nachbehandlungseinheit und/oder der Messeinheit ausgebildet sein. Die Steuerungsvorrichtung kann ferner weitere Einheiten umfassen, wie zum Beispiel eine Speichereinheit (zum Beispiel zum zumindest temporären Speichern der aufgenommenen Daten der optischen Vermessung), eine Eingabeeinheit zur Eingabe von Daten, eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe von Daten (wie zum Beispiel Informationen und/oder Befehle), eine Kommunikationseinheit zur Kommunikation von Daten sowohl von als auch zu der Steuerungseinheit und/oder zu den einzelnen Einheiten der Steuerungsvorrichtung, und/oder zu anderen Einheiten umfassen. Die Kommunikation zwischen den einzelnen Einheiten der Steuerungseinheit und/oder externer Einheiten kann über geeigneten Schnittstellen, sowohl drahtlos als auch kabelgebunden, erfolgen.

Die Eingabeeinheit kann zum Beispiel eine Computermaus und/oder eine Computertastatur und/oder einen berührungsempfindlichen Bildschirm und/oder eine andere geeignete Eingabeeinheit umfassen. Die Eingabeeinheit kann Bestandteil der Steuerungsvorrichtung sein oder mittels einer geeigneten Datenverbindung mit der Steuerungsvorrichtung verbunden sein.

Die Ausgabeeinheit kann zum Beispiel zumindest einen Computerbildschirm zur Ausgabe bzw. zur Darstellung von Text und/oder Bildern und/oder Grafiken, und/oder zumindest ein Lautsprecher zur Ausgabe von Audiodaten umfassen. Die Ausgabeeinheit kann Bestandteil der Steuerungsvorrichtung sein oder mittels geeigneter Datenverbindung mit der Steuerungsvorrichtung verbunden sein.

Die Vorrichtung ist insbesondere geeignet, in eine Fertigungsstraße integriert zu werden.

Ferner kann die Vorrichtung zumindest teilweise automatisiert werden. Der Ablauf einzelner oder aller Schritte des von der Vorrichtung durchgeführten Verfahrens zur optischen Vermessung des zumindest teilweise transparenten Probekörpers kann beispielsweise mittels der Steuerungsvorrichtung gesteuert und/oder geregelt werden.

Insbesondere kann die Vorrichtung automatisch mit einem zu messenden Probekörper beladen werden. Dies kann mittels eines geeigneten Manipulators erfolgen. Ebenfalls kann die Durchführung der optischen Vermessung(en) automatisiert stattfinden und/oder nach erfolgter Vermessung kann der zu messende Probekörper wieder automatisiert aus der Vorrichtung entladen werden. Die Vorrichtung kann dementsprechend eine Beladungseinheit aufweisen, welche ausgebildet ist, den zu messenden Probekörper in der Aufnahme zu positionieren, und/oder eine Entladungseinheit, welche ausgebildet ist, den zu messenden Probekörper aus der Aufnahme zu entnehmen. Die Beladungseinheit und/oder die Entladungseinheit können auch als separate Einheiten (zum Beispiel in einer Fertigungsstraße) implementiert werden. Die Beladungseinheit und/oder Entladungseinheit kann mittels einer geeigneten Datenverbindung mit der Steuerungsvorrichtung verbunden sein und von der Steuerungsvorrichtung entsprechend gesteuert und/oder geregelt werden.

Ferner kann die Vorrichtung derart ausgelegt sein, dass innerhalb der Vorrichtung beide Oberflächen eines Probekörpers vermessen werden können. Insbesondere kann die Vorrichtung ausgebildet sein, den Probekörper derart zu verlagern, dass innerhalb der Vorrichtung sowohl dessen erste als auch dessen zweite Oberfläche vermessen werden können. Die Verlagerung des Probekörpers kann zum Beispiel mittels einer geeigneten Verlagerungsvorrichtung erfolgen, die Bestanteil des Manipulators sein kann. Vorteilhafterweise wird der zu vermessende Probekörper fest in der Aufnahme gehaltert, wobei innerhalb der Vorrichtung, nach erfolgter Vermessung der ersten Oberfläche des Probekörpers eine Verkippung oder Drehung oder eine anderweitig gelagerte Bewegung der Aufnahme mit dem Probekörper stattfinden kann. Die Bewegung (zum Beispiel Verkippung oder Drehung) der Aufnahme kann derart erfolgen, dass anschließend die zweite Oberfläche des Probekörpers die Orientierung der ersten Oberfläche einnimmt, so dass nun eine Vorbehandlung der vormals ersten Oberfläche mit einem hochviskosen, reflexmindernden Fluid stattfinden kann. Zusammenfassend stellt die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren zur optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens bereit, bei dem das Auftreten von störenden Sekundärreflexionen vermindert werden kann.

Nachfolgend werden Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung zur optischen Reflexionsmessung anhand begleitender Figuren beispielhaft beschrieben. Einzelelemente der beschriebenen Ausführungsformen sind nicht auf die jeweilige Ausführungsform beschränkt. Vielmehr können Elemente der Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden und neue Ausführungsformen dadurch erstellt werden. Die Figuren zeigen:

Figur 1 : Schematische Zeichnung einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung eines hochviskosen Fluids als reflexionsminderndes Mittel in einer Reflexionsmessung,

Figur 2: Schematische Zeichnung einer Vorrichtung zur Durchführung einer optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers.

Fig. 1 stellt eine Ausführungsbeispiel zur Verwendung des erfindungsgemäßen reflexionsmindernden hochviskosen Fluids dar. Zur Charakterisierung eines transparenten Probekörpers 10 mittels einer in Reflexion stattfindenden Vermessung kann die in Figur 1 gezeigte Anordnung verwendet werden. Diese weist eine Lichtquelle 30 auf, welche den zu untersuchenden Probekörper 10 mit Licht 40 bestrahlt. Des Weiteren weist die Anordnung eine Detektionseinheit 20 (insbesondere als Bestandteil einer Messeinheit) auf, welche geeignet ist, von dem Probekörper 10 reflektiertes Licht 41 zu detektieren. Insbesondere kann die Detektionseinheit 20 Mittel zur Reduktion von Streulicht, beispielsweise eine Streulichtblende bzw. einen Tubus aufweisen. Der zu vermessende Probekörper 10 wird derart in der Anordnung positioniert, dass eine erste Oberfläche mittel der Reflexionsmessung vermessbar ist. Dazu ist die erste Oberfläche der Lichtquelle 30 bzw. der Detektionseinheit 20 während der Messung zugewandt. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde der Probekörper 10 vor der Vermessung bzw. Charakterisierung seiner ersten Oberfläche, auf seiner zweiten, der Lichtquelle abgewandten Oberfläche mit einem erfindungsgemäßen reflexionsmindernden hochviskosen Fluid 1 versehen. Das Fluid 1 absorbiert Licht 42, welches von der Lichtquelle 30 emittiert wird und an der ersten Oberfläche transmittiert. Vorteilhafterweise wird dadurch eine Vermessung bzw. Charakterisierung der ersten Oberfläche ermöglicht, ohne dass störende Reflexe der zweiten Oberfläche das Resultat der Messung bzw. Charakterisierung beeinträchtigen könnte. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann selbstverständlich auch die zweite Oberfläche vermessen bzw. charakterisiert werden. Hierfür wird der Probekörper 10 umgekehrt positioniert und mit seiner zweiten Oberfläche zur Lichtquelle 30 hin positioniert, wobei dann die erste Oberfläche vorher mit dem erfindungsgemäßen reflexionsmindernden hochviskosen Fluid versehen wurde.

Fig. 2 zeigt eine schematische Zeichnung einer Vorrichtung 8 zur Durchführung einer optischen Vermessung eines zumindest teilweise transparenten Probekörpers 10. Die optische Vermessung erfolgt nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur optischen Vermessung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Anmeldung.

Innerhalb der Vorrichtung ist eine Rollenbahn als bevorzugter Manipulator 82 angeordnet, auf welchem eine Aufnahme 81 für den zu messenden Probekörper 10, hier dargestellt als Brillenglas, angeordnet ist. Die Vorrichtung weist ferner eine Vorbehandlungseinheit 83 auf. Die Vorbehandlungseinheit 83 ist bevorzugt als ein Spender realisiert, welcher ein hochviskoses, reflexminderndes Fluid auf einer Oberfläche des Probekörpers aufbringt. Zusätzlich weist die Vorrichtung eine Messeinheit 84 auf. Die Messeinheit kann ein dem Fachmann geläufiges Spektrometer sein, das zur Aufnahme einer Reflexionsmessung der zu messenden Oberfläche des Probekörpers ausgebildet ist. Die Vorrichtung weist ferner eine Nachbehandlungseinheit 85 auf, welcher ausgelegt ist, das von der Vorbehandlungseinheit 83 aufgebrachten Fluid nach erfolgter Vermessung des Probekörpers wieder von diesem zu entfernen.

Die Vorrichtung weist ferner eine Steuerungsvorrichtung 80 auf, welche einen Prozessor als bevorzugte Recheneinheit, eine Festplatte als bevorzugte Speichereinheit, einen Monitor als bevorzugte Ausgabeeinheit und eine Tastatur als bevorzugte Eingabeeinheit aufweist. Zusätzlich weist die Steuerungsvorrichtung noch eine Kommunikationseinheit auf. Die Steuerungsvorrichtung 80 ist zum Steuern und/oder Regeln des Manipulators 82 und/oder der Vorbehandlungseinheit 83 und/oder der Nachbehandlungseinheit 85 und/oder der Messeinheit 84 ausgebildet.

Die vorliegende Erfindung wird ferner durch die nachstehenden, nicht einschränkenden Beispiele, insbesondere mit Hinblick auf die Herstellung des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids, weiter beschrieben.

Für die Herstellung des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids werden die folgenden Bestandteile verwendet:

1 . Einen Massenanteil von etwa 55% einer Polymerdispersion, bevorzugt einen wässrigen oder lösemittelhaltigen Dispersionsklebstoff, beispielsweise eine Ethylacetat-Dispersion oder eine Polyvinylacetat-Dispersion. Die Dispersion kann in Wasser, Ethanol, Aceton oder einem Gemisch davon erfolgen. Vorzugsweise wird jedoch ausschließlich Wasser verwendet, da Ethanol bzw. Aceton brennbar sind und Gefahrenstoffe darstellen, welche zu dem schnell verdunsten und die Eigenschaften des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids dadurch ändern und zudem die Umgebung belasten.

Die Polymerdispersion kann zu einem Masseanteil von weniger als einem Prozent ein Benzisothiazolinon aus der Verbindungsklasse der Isothiazolinone enthalten oder mit diesem vermischt werden, beispielsweise 1 ,2-Benzisothiazol-3(2H)-on (CAS-Nr. 2634-33-5), welches als Biozid wirkt und daher konservierende Eigenschaften aufweist.

Die Polymerdispersion kann auch zu einem Masseanteil von weniger als einem Prozent 2-(2-Butoxyethoxy)ethylacetat (CAS-Nr. 124-17-4) enthalten oder damit vermischt werden, um die Streichfähigkeit reflexionsmindernden hochviskosen Fluids einzustellen, da es bei 20°C eine Viskosität von 1 ,79 mPas und eine Oberflächenspannung von 28,5 mN/m aufweist. Die Polymerdispersion kann eine Viskosität von etwa 4000 mPas bis etwa 20000 mPas, bevorzugt etwa 8000 mPas bis etwa 15000 mPas aufweisen. Die oben genannte Viskosität wird mittels der Brookfield-Methode ermittelt, bevorzugt mit einem Rotationsviskosimeter (z.B. Ametek DV2T Viskosimeter mit Spindel RV-5) bei einer Temperatur von 23°C und einer Rotationsfrequenz von 20 U/rnin.

Die Polymerdispersion kann eine Dichte von etwa 0,95 g/m ³ bis etwa 1 ,1 g/m ³ aufweisen. Einen Massenanteil von etwa 26% eines Schaums umfassend Wasser, zumindest einen Emulgator, zumindest ein Tensid und zumindest ein Saccarid, insbesondere ein Monosaccarid und/oder ein Polysaccarid.

Bevorzugt kann der Emulgator Stearinsäure, ein Polyethylenglykol-Derivat (PEG-Derivat) bzw. ein Polypropylenglykol-Derivat (PPG-Derivat) wie beispielsweise Ceteareth-50, Methyl Gluceth-20 und/oder Laureth-23 enthalten.

Bevorzugt kann das Tensid Natriumdodecylpolyoxyethylensulfat (Sodium Laureth Sulfate), Natriumpolynaphthalinsulfonat und/oder Kaliumstearat enthalten.

Bevorzugt kann das Saccarid ein Monosaccarid, beispielsweise Galaktose, Glucose, Xylose, Mannose, Mucopolysaccharid und/oder Glykosamino- glykane wie Aloverose bzw. Acemannan, welche in Aloe Vera Saft enthalten sind, aufweisen. Bevorzugt kann das Saccarid ein Polysaccarid, beispielsweise D-Glucose und/oder D-Mannose, welche ebenfalls in Aloe Vera Saft enthalten sind, aufweisen. Es versteht sich, dass das Saccarid auch eine Mischung aus den oben genannten Monosaccariden und/oder Polysaccariden aufweisen kann. Bevorzugt kann der Schaum weiter zumindest einen der folgenden Inhaltsstoffe aufweisen: einen Feuchtigkeitsspender, einen pH-Wert-Regler, eine Puffersubstanz, ein Verdickungsmittel, ein Konservierungsmittel.

Bevorzugt kann der Feuchtigkeitsspender Glycerin, Palmitinsäure und/oder Kokos-Caprate oder eine Mischung davon enthalten.

Bevorzugt kann ein Triethanolamin als pH-Wert-Regler im Schaum enthalten sein. Weiter bevorzugt kann Kaliumhydroxid als Puffersubstanz im Schaum enthalten sein. Weiter bevorzugt kann Xanthan und/oder wasserlösliche Zellulose bzw. Hydroxypropyl-Methylcellulose als Verdickungsmittel im Schaum enthalten sein. Einen Massenanteil von etwa 10% eines Verdünnungsmittels, insbesondere einer wässrigen Lösung bzw. Wasser. Bevorzugt kann die wässrige Lösung eine Lösung von Natriumchlorid, insbesondere mit einem Massenanteil von etwa 9g pro Liter Wasser oder eine Ringerlösung (Solutio Ringeri). Das Verdünnungsmittel kann zumindest einen Konservierungsstoff enthalten. Beispielsweise kann die wässriger Lösung Natriumedetat (EDTA) und/oder Polyhexanid bzw. Polisametilenbiguanide bzw. Poliesametilenbiguanide (PHMB), insbesondere mit einer Konzentration von etwa 0,0001 % bis 0,001 % enthalten. Das Verdünnungsmittel kann zumindest einen Gelbildner enthalten, wie beispielsweise Hyaluronsäure, bevorzugt in einer Konzentration von etwa 0,2% bis etwa 2%. Einen Massenanteil von etwa 9% einer Farbe, insbesondere einer Acrylfarbe, welche neben zumindest einem Copolymer und Wasser als Trägersubstanz zumindest ein Pigment enthält. Die Farbe kann eine Dichte von etwa 1 ,05 bis etwa 1 ,35 g/cm ³ aufweisen. Das zumindest eine Pigment bzw. die Pigmentmischung ist ausgelegt, Licht in einer bestimmten Wellenlänge bevorzugt zu einem Anteil von mehr 50%, besonders bevorzugt zu einem Teil von mehr als 75% und insbesondere zu einem Teil von mehr als 90% oder mehr als 95% zu absorbieren. Die bestimmte Wellenlänge kann beispielsweise das sichtbare Licht in einem Wellenlängenbereich von 380nm bis 800nm oder von 400nm bis 780nm sein. Es können aber auch lediglich die Wellenlängenbereiche absorbiert werden, welche für eine Messung eines durchsichtigen Körpers verwendet wird, beispielsweise ultraviolettes Licht (UV-C: 100 bis 280 nm, UV-B: 280 bis 315 nm und/oder UV-A: 315 bis 380 nm), violettes Licht mit 380-450 nm, blaues Licht mit 450-495 nm, grünes Licht mit 495-570 nm, gelbes Licht mit 570-590 nm, oranges Licht mit 590- 620 nm, rotes Licht 620-750 nm, infrarotes Licht (IR-A: 780 bis 1400 nm und/oder IR-B: 1400 bis 3000 nm) oder Mischungen davon. Bevorzugt kann das zumindest eine Pigment Eisenoxidschwarz oder Ruß sein bzw. die Pigmentmischung zumindest eines oder beide der vorgenannten Pigmente aufweisen.

Die vorgenannten Massenanteile sind in geringem Umfang variabel, beispielsweise um die Viskosität des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids einzustellen, ohne jedoch die reflexmindernde Wirkung zu beeinträchtigen. So können die angegebenen Massenanteile um etwa 5 bis 10% des genannten Massenanteils variieren, so dass die Summe aller Massenanteile wieder 100% ergibt.

Eine bevorzugte Zusammensetzung des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids kann aus einfach zu beschaffenden und ökologisch und gesundheitlich unbedenklichen Zutaten hergestellt werden. Dabei kann (1.) als Polymerdispersion bevorzugt ein Weißleim, der als handelsüblicher Bastelleim oder Holzleim beispielsweise unter dem Markennamen „PONAL“ von Henkel erhältlich ist, (2.) als Schaum ein Rasierschaum, der beispielweise unter dem Markennamen „Isana“ als „Rasierschaum Sensitiv mit Aloe Vera“ von dm erhältlich ist, (3.) als Verdünnungsmittel eine Kontaktlinsen-Kombilösung, die beispielsweise unter dem Markennamen „visiomax“ Kontaktlinsen-Pflegemittel Kombilösung für weiche Kontaktlinsen von dm erhältlich ist, und (4.) eine schwarze Acrylfarbe, die beispielsweise unter dem Markennamen „AKADEMIE“ als „Acryl color - 23000 - Feine Künstler-Acrylfarbe“ von Schmincke erhältlich ist. Zur Herstellung des reflexionsmindernden hochviskosen Fluids werden 17 g des Rasierschaums mit 37 g Bastelleim in einer Glasschüssel vermengt, bis eine zähe Masse entsteht. Zu diesem Gemisch wird ein Teelöffel (entspricht etwa 6 g) Farbe gegeben und gleichmäßig verteilt. Schließlich werden 7 g der Kombilösung langsam zugegeben und untergemischt, bis sich die Masse unter Rühren leicht von der Schüssel löst.

Die so erhaltene Masse wird einen Tag unter gelegentlichem Rühren an der Luft stehen gelassen, um zu trocknen bzw. einzudicken, insbesondere um eine gewünschte Viskosität von etwa 10000 mPas bis 100000 mPas zu erreichen, und anschließend luftdicht aufbewahrt.

Vorstehend wurden bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung anhand von Beispielen beschrieben. Einzelelemente der beschriebenen Ausführungsvananten sind nicht auf die jeweilige Ausführungsvariante beschränkt. Vielmehr können Elemente der Ausführungsvarianten beliebig miteinander kombiniert werden und neue Ausführungsvarianten dadurch erstellt werden. Ferner können einzelne Merkmale abgeändert werden.

Bezugszeichenliste

1 hochviskoses Fluid

8 Vorrichtung zur Durchführung einer optischen Vermessung

10 Probekörper

20 Detektionseinheit

30 Lichtquelle

40 Licht

41 reflektiertes Licht

42 transmittiertes Licht

80 Steuerungsvorrichtung

82 Manipulator

83 Vorbehandlungseinheit

84 Messeinheit

85 Nachbehandlungseinheit