确定层厚度的装置和装置的操作方法与流程

技术特征：
1.用于确定布置在主体(10)上的多个层(11，12，13)的层厚度(t1，t2，t3)的装置(100；100a；100b)，其中，所述装置(100；100a；100b)包括thz发射器(110)和thz接收器(120)，所述thz发射器(110)被配置为向所述多个层(11，12，13)发射thz信号(ts)，所述thz接收器(120)被配置为接收所述thz信号(ts)的已由所述多个层(11，12，13)中的至少一层(11，12，13)反射的反射部分(tsr)，其中，所述装置(100；100a；100b)被配置为基于所述thz信号(ts)的所述反射部分(tsr)确定(210)所述多个层(11，12，13)中的至少一层的层厚度(t1，t2，t3)，其中，所述装置(100；100a；100b))还包括距离测量设备(130)，所述距离测量设备(130)用于确定(200)表征所述装置(100；100a；100b)和所述主体(10)之间的距离(d)的至少一个参数(p1；p2)，其中，所述距离测量设备(130)包括至少一个光学三角测量传感器(132；132a，132b；132c；132d)。2.根据权利要求1所述装置(100；100a；100b)，其中，所述距离测量设备(130)包括两个或更多个光学三角测量传感器(132a，132b)。3.根据前述权利要求中至少一项所述的装置(100；100a；100b)，其中，所述thz辐射(tr)包括在0.3thz和100thz范围内、优选在0.5thz和10thz范围内的至少一个频率分量。4.根据前述权利要求中至少一项所述的装置(100；100a；100b)，其中，所述至少一个光学三角测量传感器(132a；132b)包括一个光源(1320)和一个光检测器(1321)，所述光源(1320)用于利用光学测量辐射(mr)照射所述主体(10)的表面区域(10a’)，其中，所述光学测量辐射(mr)特别地包括激光辐射，并且所述光检测器(1321)用于接收所述光学测量辐射(mr)的已由所述表面区域(10a’)反射的相应反射部分(rmr)。5.根据前述权利要求中至少一项所述的装置(100；100a；100b)，其中，所述至少一个光学三角测量传感器(132c)包括一个光源(1320)和至少两个光检测器(1321a，1321b)，所述光源(1320)用于利用光学测量辐射(mr)照射所述主体(10)的表面区域(10a’)，其中，所述光学测量辐射(mr)特别地包括激光辐射，所述至少两个光检测器(1321a，1321b)用于接收所述光学测量辐射(mr)的已由所述表面区域(10a’)反射的相应反射部分(rmr1，rmr2)。6.根据前述权利要求中至少一项所述的装置(100；100a；100b)，其中，所述至少一个光学三角测量传感器(132d)包括用于利用第一光学测量辐射(mr1)照射所述主体(10)的表面区域(10a’)的第一光源(1320a)和用于利用第二光学测量辐射(mr2)照射所述主体(10)的所述表面区域(10a’)的第二光源(1320b)，其中，所述第一光学测量辐射(mr1)和/或所述第二光学测量辐射(mr2)特别地包括激光辐射，其中，所述至少一个光学三角测量传感器(132d)还包括至少一个光检测器(1321)，所述至少一个光检测器(1321)用于接收所述第一光学测量辐射(mr1)和/或所述第二光学测量辐射(mr2)的已由所述表面区域(10a’)反射的反射部分(rmr)。7.根据前述权利要求中至少一项所述的装置(100；100a；100b)，其中，所述至少一个光学三角测量传感器(132；132a；132b；132c；132d)相对于所述装置(100；100a；100b)的光轴(oa)布置为，使得所述至少一个光学三角测量传感器(132；132a；132b；132c；132d)能够：至少检测a)由所述至少一个光学三角测量传感器(132；132a；132b；132c；132d)的至少一个光源(1320)发射并由所述主体(10)的表面区域(10a’)反射的光学测量辐射(mr；mr1，mr2)的漫反射，优选仅检测光学测量辐射(mr；mr1，mr2)的漫反射，和/或至少检测b)由所述至少一个光学三角传感器(132；132a；132b；132c；132d)的至少一个光源(1320)发射并由所述主体
(10)的表面区域(10a’)或所述表面区域(10a’)反射的光学测量辐射(mr；mr1，mr2)的直接反射，优选仅检测光学测量辐射(mr；mr1，mr2)的直接反射。8.根据前述权利要求中至少一项所述的装置(100；100a；100b)，其中，所述至少一个光学三角测量传感器(132；132a；132b；132c；132d)相对于所述装置(100；100a；100b)的光轴(oa)配置和布置为，使得所述至少一个光学三角测量传感器(132；132a；132b；132c；132d)能够：选择性地检测a)由所述至少一个光学三角测量传感器(132；132a；132b；132c；132d)的至少一个光源(1320)发射并由所述主体(10)的表面区域(10a’)反射的光学测量辐射(mr；mr1，mr2)的漫反射，由此限定第一三角测量路径，和/或选择性地检测b)由所述至少一个光学三角测量传感器(132；132a；132b；132c；132d)的至少一个光源(1320)发射并由所述主体(10)的表面区域(10a’)或所述表面区域(10a’)反射的光学测量辐射(mr；mr1，mr2)的直接反射，由此限定第二三角测量路径。9.根据权利要求8所述的装置(100；100a；100b)，其中，所述装置(100；100a；100b)被配置为：确定(220)所述第一三角测量路径和所述第二三角测量路径的质量度量(qm)，以及根据所述质量度量(qm)选择(222)所述第一三角测量路径和所述第二三角测量路径中的一个，其中，所述质量度量(qm)表征与所述第一三角测量路径和所述第二三角测量路径中的相应一个相关联的多个距离测量的方差和/或噪声。10.根据前述权利要求中至少一项所述的装置(100；100a；100b)，其中，所述装置(100；100a；100b)包括激光源(1002)、分束器(1004)和光学延迟台(1006)，其中，所述thz发射器(110)包括thz源(112)，其中，所述thz接收器(120)包括thz检测器(122)，其中，所述激光源(1002)被配置为向所述分束器(1004)提供激光信号(s0)，其中，所述分束器(1004)被配置为：a)将所述激光信号(s0)分成第一信号(s1)和第二信号(s2)；b)向所述thz发射器(110)的所述thz源(112)提供所述第一信号(s1)；c)向所述光学延迟台(1006)提供所述第二信号(s2)，其中，所述光学延迟台(1006)被配置为对所述第二信号(s2)应用预定的时变延迟、优选周期性的延迟，其中，获得延迟信号(s2’)，并向所述thz接收器(120)的所述thz检测器(122)提供所述延迟信号(s2’)。11.根据权利要求10所述的装置(100；100a；100b)，其中，所述装置(100；100a；100b)被配置为确定延迟参数(c8)，在将由所述光学延迟台(1006)提供的所述预定的时变延迟、优选周期性的延迟以及所述装置(100；100a；100b)与所述主体(10)之间的所述距离(d)的变化考虑在内的条件下，所述延迟参数(c8)表征所述延迟信号(s2’)的有效延迟，其中，优选地，所述装置(100；100a；100b)被配置为根据所述延迟参数(c8)确定(210)所述层厚度(t1，t2，t3)。12.一种操作用于确定布置在主体(10)上的多个层(11，12，13)的层厚度(t1，t2，t3)的装置(100；100a；100b)的方法，其中，所述装置(100；100a；100b)包括thz发射器(110)和thz接收器(120)，所述thz发射器(110)被配置为向所述多个层(11，12，13)发射thz信号(ts)，所述thz接收器(120)被配置为接收所述thz信号(ts)的已由所述多个层(11，12，13)中的至少一层(11，12，13)反射的反射部分(tsr)，其中，所述装置(100；100a；100b)被配置为基于所述thz信号(ts)的所述反射部分(tsr)确定(210)所述多个层(11，12，13)中的至少一层的层厚度(t1，t2，t3)，其中，所述装置(100；100a；100b)还包括距离测量设备(130)，所述距离测量设备(130)用于确定表征所述装置(100；100a；100b)和所述主体(10)之间的距离(d)的
至少一个参数(p1；p2)，其中，所述距离测量设备(130)包括至少一个光学三角测量传感器(132；132a，132b；132c；132d)，其中，所述方法包括：确定(200)表征所述装置(100；100a；100b)和所述主体(10)之间的所述距离(d)的所述至少一个参数(p1)，根据所述至少一个参数(p1；p2)确定(210)所述多个层(11，12，13)中的所述至少一层的所述层厚度(t1，t2，t3)。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述距离测量设备(130)包括两个或更多个光学三角测量传感器(132a，132b)。14.根据权利要求12至13中至少一项所述的方法，其中，所述至少一个光学三角测量传感器(132c)包括一个光源(1320)和至少两个光检测器(1321a，1321b)，所述光源(1320)用于利用光学测量辐射(mr)照射所述主体(10)的表面区域(10a’)，其中，所述光学测量辐射(mr)特别地包括激光辐射，所述至少两个光检测器(1321a，1321b)用于接收所述光学测量辐射(mr)的已由所述表面区域(10a’)反射的相应反射部分(rmr1，rmr2)，其中，所述方法还包括：选择所述至少两个光检测器(1321a，1321b)中的一个或多个用于执行距离测量。15.根据权利要求12至14中至少一项所述的方法，其中，所述至少一个光学三角测量传感器(132d)包括用于利用第一光学测量辐射(mr1)照射所述主体(10)的表面区域(10a’)的第一光源(1320a)和用于利用第二光学测量辐射(mr2)照射所述主体(10)的所述表面区域(10a’)的第二光源(1320b)，其中，所述第一光学测量辐射(mr1)和/或所述第二光学测量辐射(mr2)特别地包括激光辐射，其中，所述至少一个光学三角测量传感器(132d)还包括至少一个光检测器(1321)，所述至少一个光检测器(1321)用于接收所述第一光学测量辐射(mr1)和/或所述第二光学测量辐射(mr2)的已由所述表面区域(10a’)反射的反射部分(rmr)，其中，所述方法还包括：选择所述至少两个光源(1320a，1320b)中的一个或多个用于执行距离测量。16.根据权利要求12至15中至少一项所述的方法，其中，所述至少一个光学三角测量传感器(132；132a；132b；132c；132d)相对于所述装置(100；100a；100b)的光轴(oa)配置和布置为，使得所述至少一个光学三角测量传感器(132；132a；132b；132c；132d)能够：选择性地检测a)由所述至少一个光学三角测量传感器(132；132a；132b；132c；132d)的至少一个光源(1320)发射并由所述主体(10)的表面区域(10a’)反射的光学测量辐射(mr；mr1，mr2)的漫反射，由此限定第一三角测量路径，和/或选择性地检测b)由所述至少一个光学三角测量传感器(132；132a；132b；132c；132d)的至少一个光源(1320)发射并由所述主体(10)的表面区域(10a’)或所述表面区域(10a’)反射的光学测量辐射(mr；mr1，mr2)的直接反射，由此限定第二三角测量路径，其中，所述方法还包括：选择性地使用所述第一三角测量路径或所述第二三角测量路径或者使用所述第一三角测量路径和所述第二三角测量路径，其中，优选地，所述装置(100；100a；100b)确定所述第一三角测量路径和所述第二三角测量路径的质量度量(qm)，并根据所述质量度量(qm)选择所述第一三角测量路径和所述第二三角测量路径中的一个，其中，优选地，所述质量度量(qm)表征与所述第一三角测量路径和所述第二三角测量路径中的相应一个相关联的多个距离测量的方差和/或噪声。17.根据权利要求12至16中至少一项所述的方法，其中，所述装置(100；100a；100b)包括激光源(1002)、分束器(1004)和光学延迟台(1006)，其中，所述thz发射器(110)包括thz源(112)，其中，所述thz接收器(120)包括thz检测器(122)，其中，所述激光源(1002)向所述分束器(1004)提供激光信号(s0)，其中，所述分束器(1004)：a)将所述激光信号(s0)分成第
一信号(s1)和第二信号(s2)；b)向所述thz发射器(110)的所述thz源(112)提供所述第一信号(s1)；c)向所述光学延迟台(1006)提供所述第二信号(s2)，其中，所述光学延迟台(1006)对所述第二信号(s2)应用预定的时变延迟、优选周期性的延迟，其中，获得延迟信号(s2’)，并向所述thz接收器(120)的所述thz检测器(122)提供所述延迟信号(s2’)。18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述装置(100；100a；100b)确定延迟参数，在将由所述光学延迟台(1006)提供的所述预定的时变延迟、优选周期性的延迟以及所述装置(100；100a；100b)与所述主体(10)之间的所述距离(d)的变化考虑在内的条件下，所述延迟参数表征所述延迟信号(s2’)的有效延迟，其中，优选地，所述装置(100；100a；100b)根据所述延迟参数确定(210)所述层厚度(t1，t2，t3)。19.根据权利要求1至11中至少一项所述的装置(100；100a；100b)和/或根据权利要求12至18中至少一项所述的方法用于确定布置在主体(10)的表面(10a)上的多个层(11，12，13)的层厚度的用途，其中，优选地，所述主体(10)和/或所述主体(20)的所述表面(10a)是导电的，其中，优选地，所述多个层(11，12，13)的顶层(13)包括透明涂层，并且其中，优选地，与所述顶层(13)相邻的第二层(12)包括底涂层。

技术总结
用于确定布置在主体上的多个层的层厚度的装置，其中，所述装置包括THz发射器和THz接收器，所述THz发射器被配置为向所述多个层发射THz信号，所述THz接收器被配置为接收THz信号的已由所述多个层中的至少一层反射的反射部分，其中，所述装置被配置为基于所述THz信号的所述反射部分确定所述多个层中的至少一层的层厚度，其中，所述装置还包括用于确定表征所述装置和所述主体之间的距离的至少一个参数的距离测量设备，其中，所述距离测量设备包括至少一个光学三角测量传感器。括至少一个光学三角测量传感器。括至少一个光学三角测量传感器。


技术研发人员：吕迪格
受保护的技术使用者：赫尔穆特费舍尔股份有限公司电子及测量技术研究所
技术研发日：2020.05.08
技术公布日：2021/11/17