用于观察样本表面的设备制造技术

一种用于观察半透明材料的样本（１）的表面（２）的外观的设备，设备包括：用于从预定方向至少照射样本（１）的表面的感兴趣区域（１６）的光源（１１）和用于观察对感兴趣区域（１６）照射的响应的装置（１４），其中，被照射的区域（５）包括：感兴趣区域（１６）和感兴趣区域（１６）周围的区域。由此，所发射的散射光（３２）对样本（１）的外观的观察的准确性的影响被最小化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于观察半透明材料样本的表面的外观的设备。
技术介绍
为了观察样本表面的外观，可以从某个方向观看表面，由此，光束从另一个方向 射向表面。从而，可以获得关于表面的多种信息，这依赖于入射光和出射光的方向、强度 和颜色并且依赖于朝向表面的观看方向。所观察的外观可以包括表面的纹理和/或起伏 (relief)或突起或突出物(比如皮肤上的毛发)，并且在表面本身或多或少是半透明的情 况下，可以包括表面下面(即下表面)的纹理和/或颜色和/或形态。观察可以被记录和 /或分析。应当注意，在该描述中，表达外观(expression appearance)用于说明样本表面的 各方面和/或属性的每个组合以及其观察者的感知，其包括表面的起伏、表面的颜色、表面 的光反射和光吸收属性，等等。观察是一般表达，它可以包括对表面外观的检查和/或记录 和/或分析。非接触和非扰动(perturb)监控技术在用于确定表面和/或下表面形态的许多技 术领域中是有用的。而且，可以使用该技术来表征材料缺陷或其他特征(其具有几何形状) 的类型和密度。该技术的另一个用途是分析人类皮肤的特性和状况。特别地，当形态的细节要被分析时，期望从不同方向观察表面的外观，由此，光源 也可以从一个或多个预定方向(相对于表面的平面具有不同的角度)照射表面。特别地，当必需观察相对较大的对象的表面(例如人体的一块皮肤)时，不可能将 样本放置在设备的内部。在这种情况下，设备应当放置在样本或样本的一部分上或靠着样 本或样本的一部分放置，由此，待观察的表面的位置处在设备的外部。W02007/072403中公开了一种用于测量样本表面的光学外观的光学测量装置。所 公开的装置包括用于利用照射光束照射表面的照射装置和用于检测样本对照射光束的响 应的检测装置。在样本属于半透明材料的情况下，来自光源的光不仅在样本的表面上反射，而且 渗透到样本中。渗透光在样本内散射并且将在样本内至少部分地被吸收，这可以由所谓的 消光(extinction)长度来表征，该消光长度是距离的量度，在该距离上所有渗透光将被吸 收。因此，在与渗透光的消光长度相比，被照射区域的尺寸相对较小的情况下，仅仅部分渗 透光将被吸收。如果不是所有渗透光都被吸收，则一部分渗透且散射的光将从样本的表面 发射。于是，对反射光的观察受到从样本表面发射的散射光的干扰。因此，在与渗透光的消 光长度相比，被照射区域的尺寸相对较小的情况下，对样本表面观察的准确性将会相对较 差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于观察半透明材料样本的表面的外观的设备，其中，所发射的散射光对样本表面的观察准确性的影响被最小化。本专利技术由独立权利要求限定。 有利实施例由从属权利要求限定。该目的是通过根据本专利技术的用于观察半透明材料样本的表面的外观的设备实现的，该设备包括用于从预定方向至少照射样本表面的感兴趣区域的光源和用于观察对照 射感兴趣区域的响应的装置，其中，被照射区域包括感兴趣区域和感兴趣区域周围的区 域。由此，与直接从样本的感兴趣区域中的表面和下表面反射的光相比，在半透明材料中被 散射的和在感兴趣区域中被发射的光的量相对较小，这是因为被照射区域大于所观察的感 兴趣区域。而且，通过相对于被照射区域限制感兴趣区域，从样本表面的外观的观察中排除 被照射区域周围的光发射区域和被照射区域的边缘区域，在这些区域中，所发射的光的量 受到干扰样本表面特性的散射光的很大影响。实际上，被照射区域周围的区域(光从中发 出)的尺寸是在半透明材料中散射的光的消光长度的量度。在根据本专利技术的设备的优选实施例中，样本的表面是可变形的并且半透明板被放 置在可变形表面上，该透明板具有与感兴趣区域一致(coincide with)的开口。当板被放 置在样本的可变形表面上时，可变形表面将会由于施加在样本表面上的压力而易于凸起 (bulge)。这导致表面的变形，其降低了样本观察的准确性，例如这是因为感兴趣区域变形 并且具有另一个聚焦点。而且，在人类皮肤的情况下，人类皮肤表面的纹理、颜色和/或外 观在板的机械接触对人类皮肤的影响下发生改变。根据本专利技术的半透明板减少了在其上可 变形表面可能变形的面积，因此也减少了变形的量。在另一个实施例中，半透明板包括发 光和颜色标准以及比例尺(dimension scale)，其允许色点校正和校准。在根据本专利技术的设备的实施例中，被照射区域的尺寸比感兴趣区域的尺寸大于渗 透到样本中的光的消光长度的至少两倍。这最优地最小化了散射光对所观察的反射光的干 扰。在根据本专利技术的设备的实施例中，光源的位置是可调节的，从而使得可以从不同 的预定方向照射样本的表面，即入射光束以不同角度击中样本的表面。由此，相机可以记录 其中表面被不同地照射的表示，从而可以获得表面的更多信息。在根据本专利技术的设备的实施例中，该设备进一步包括光学聚焦装置，用于确定观 察装置是否聚焦在感兴趣区域的至少一部分。这有利地保障(safeguarding)感兴趣区域 的表面与用于观察感兴趣区域的装置(比如相机)对焦(in focus with)，并且由此改进了 样本外观的观察质量。附图说明将参照附图进一步阐明和描述本专利技术的这些和其他方面，在附图中图1示出本领域公知的、用于观察样本表面的外观的设备的横截面示意图；图2示出根据本专利技术的、用于观察样本表面的外观的设备的第一实施例；图3示出根据本专利技术的、用于观察样本表面的外观的设备的第二实施例；这些附图没有按比例绘制。这些附图仅仅是示意性的和概略性的表示，仅仅示出 用于阐明本专利技术而与所述设备相关的一部分。一般地，在附图中，相同的组件用相同的附图 标记表不。具体实施例方式图1以示意性横截面视图示出了本领域公知的设备的原理。它概略性地表示了 具有待观察的表面2的半透明(semitransparent ortranslucent)样本1，以便记录和分 析那个表面2。样本1位于用于观察表面2的设备的基板3的下面。基板3具有中心开口 5。表面2位于开口 5中。借助光源11照射表面2。光源11将其光束12射向开口 5。而 且，存在用于观察响应于光源11的照射而从表面2反射的光的检测器(在该实例中为相机 14)，以观察光束12射向其上的表面2的外观。代替相机14或除了相机14之外，颜色检测 器或光谱计可以应用于观察表面2对光源11照射的响应。如图1所示，开口 5限定了被光 束12照射的表面2的部分和其外观被观察的表面2的部分，也被称为样本1的感兴趣的区 域。光束12的一部分将从表面2反射并且将被相机14检测，并且光束12的一部分穿过表 面2渗透半透明样本1以及如线箭头32所示地将在样本1内散射。渗透且散射的光32的 一部分将在样本1中被吸收，但是该散射光32的一部分将散射成使得它从表面2发射，并 且因此将与在表面2上直接反射的部分光混合。这个来自表面的发射依赖于(除了其他因 素之外)渗透光32的消光长度。消光长度是渗透光在样本1中被全部吸收之前在样本1 中传播的长度或距离的量度。如果消光长度相对于被光束12照射的表面2部分的尺寸较 大，则散射光12的很大部分将从表面2发射。由此，渗透的、散射的且发射的光32干扰对 表面2的外观的观察，这导致了通过相机14对表面2的外观本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于观察半透明材料样本（１）的表面（２）的外观的设备，该设备包括：用于从预定方向至少照射样本（１）的表面（２）的感兴趣区域（１６）的光源（１１）和用于观察对照射感兴趣区域（１６）的响应的装置（１４），其中，被照射区域（５）包括：感兴趣区域（１６）和感兴趣区域（１６）周围的区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S瓦德曼，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]