用于确定物品及其表面的特性的测量仪器和方法

摘要

一种用于通过光辐射来确定物体的表面的特征的测量装置，其中测量装置包括光辐射源以及接收从正在测量的表面反射的辐射的检测器。此外，测量装置包括发射光辐射处理单元，调整该发射光辐射处理单元，以将由光源发射的光辐射分成分离的波长，并在与正在测量的表面的法向不同的方向上将所述分离的波长引导至正在测量的物体，从而使所述波长中的至少最短波长和最长波长在正在测量的表面的法向方向上聚焦在所测量的物体的表面的不同半部和不同高度上。另外，测量装置包括反射光辐射处理单元，调整该反射光辐射处理单元，以至少在镜面反射的方向上接收从所测量的物体反射的光辐射，并将接收的光辐射引导至所述检测器，该镜面反射的方向不同于正在测量的表面的法向。再此外，调整该测量装置，以对由检测器产生的并与聚焦在检测器上的辐射的强度成比例的电信号进行分析，并进一步地以基于其波长的强度来确定所测量的物体的表面光泽(光泽度)和/或厚度特征特性，该波长的焦点位于所测量的表面上，并且该波长是镜面几何体系中的从该点反射至检测器的最强波长。

说明书

技术领域

本发明涉及测量仪器和方法，特别是那些用于测量物品的表面特性(例如光泽、折射率和/或厚度)的测量仪器和方法。

背景技术

对物品表面的特性的控制(例如，监控纸、金属和各种膜的表面的质量)以及对表面的厚度的控制是例如工艺控制和产品质量控制期间的关键部分。一个广为人知且普遍采用的用于表面质量特性描述的参数是光泽度。表面光泽度的光学测量被普遍使用和广泛记载，例如在ISO标准2813“Paints and Varnishes-Determination of specular gloss if nonmetallic paintfilms at 20°60°and 80°”中。目前，例如在钢铁工业中，光泽度主要通过使用分离的点状传感器(point-like sensor)在实验室中以所谓的离线模式确定。通过使用点状传感器确定光泽参数是缓慢的，并且不允许例如工艺的实时调整。

从现有技术中还已知用于确定表面的光泽的其他系统。例如，在WO01/20308中公开了一种解决方案，其中，朝着所测量的表面引导由光源发射的光，以使光从该表面反射至检测器。检测器进而测量反射光的强度并基于反射光的强度确定表面的光泽。在所公开的解决方案中，能改变检测器的灵敏度。进而能通过可编程的恒定值校准仪器，以将某些光泽单位作为测量结果给出。

另外，在EP 1 407 248 B1中，公开了一种用于表面光泽测量的解决方案，其中，由光源发射的光被校准并分成不同的两个光束，在这两个光束中，通过第一反射镜朝着所测量的表面引导第一光束，并且通过棱镜将第二光束引导至第一反射镜，并进一步引导至第二反射镜。使第一光束从所测量的表面反射至第二反射镜并进一步由此反射至检测器。通过棱镜使第二光束反射至第二检测器。另外，一种解决方案意在使用第三反射器以形成参考信号。

作为用于测量表面特性的现有技术，还知道文献FI 119259B，在该文献中公开了一种解决方案，其中，使朝着表面发射的光分散，形成光谱，以使光谱中的不同波长聚焦在正在测量的表面的法向方向上的不同高度上。在所公开的解决方案中，基于来自检测器的信号，确定光辐射的强度最高时的发射波长，并且基于所测得的波长确定表面的位置。另外，根据该解决方案，可通过测量上下表面平面的位置来确定物品的厚度。

然而，已知方案具有一些缺陷。例如，如果正在测量的表面移动或者颤动，从表面反射的光的强度改变，即使事实上表面的光泽度将是恒定的。还可能发生，来自辐射源的聚焦的光不能到达正在测量的表面上的适当位置，因此反射光的强度可能改变。产生这些缺陷的原因可能是例如颤动表面相对于检测器的距离和/或角度改变。而且表面的形状可能改变，因此影响反射辐射的强度，即使事实上光泽度将保持不变。因此现有技术中公开的解决方案在移动表面特性的测量期间例如并不一定带来可靠的结果。

发明内容

本发明的一个目的是实现这样一种解决方案，即，能减少先前提到的现有技术的缺陷。特别地，本发明意在解决如何监控移动或者颤动的表面的特性，例如光泽、反射率和/或厚度。

本发明的目的通过独立专利权利要求中所公开的特征来实现。

根据本发明的测量装置的特征在于描述了测量仪器的独立权利要求的特征部分中所公开的特征。

根据本发明的测量方法的特征在于描述了测量方法的独立权利要求的特征部分中所公开的特征。

根据本发明的计算机程序产品的特征在于描述了计算机程序的独立权利要求的特征部分中所公开的特征。

根据本发明的一个实施例，物体和/或其表面的特性通过光辐射来确定，因此通过至少一个光辐射源朝着正在测量的表面发射光辐射，并且通过至少一个检测器监控从表面发射的辐射的强度，所述检测器产生与辐射强度成比例的电信号。根据本发明，将由光源发射的辐射(例如白光或者其他优选地连续的光谱光)分成不同的波长。然后使波长在与正在测量的表面的法向不同的方向上聚焦在正在测量的物体上，以使所述波长中的最短波长和最长波长将在正在测量的表面的法向方向上聚焦到所测量的物体的表面的不同半部和不同高度上。

例如，可使红色光谱波长聚焦在正在测量的物体的上表面平面上，并且可使蓝色光谱波长聚焦在正在测量的物体的下表面平面上。

根据本发明，总能确保至少一些位于光谱的最长波长与最短波长之间的波长将基本聚焦在正在测量的物体的表面上，即使表面的形状且因此关于检测器的位置和距离将不是恒定的，而将由于表面的移动或者颤动而改变。而且，根据本发明，总能限定与从物体的表面反射的光线对应的最强强度值，因为聚焦到其他地方上的光线的强度值基本小于从物体的表面反射的那些光线的强度值。另外，根据本发明，能确定产生最强强度值的光线的波长。

表面光泽影响从表面反射的光线的强度，因此表面越有光泽，从表面反射的光线的强度值越高，并且，因此，表面越模糊，其发光越少，并且因此从表面反射的光线的强度越弱。另外，从不同的光源发射的光线还可具有不同的特征强度；并且，由此，根据本发明的一个实施例，已知每种波长或者至少一个波带(包括一些波长)的特征强度。根据本发明的一些实施例，通过限定反射至检测器的光的最高强度值(对应于聚焦在表面上并由此反射的光线)和所述光线的波长，并通过进一步与例如所述波长的特征强度值相比较，可确定表面的光泽度。

根据本发明，通过检测器捕获从所测量的表面基本朝着镜面反射的方向反射的光辐射，其中，镜面反射的方向不同于正在测量的表面的法向方向。反射辐射实际上代表了其焦点到达物体的表面的波长。然后从由检测器产生的电信号(该信号与辐射强度成比例)基于该波长的强度值来确定光泽度(光泽度描述了物体表面的光泽的特征)，该波长的焦点位于正在测量的表面上，并且该波长是镜面几何体系中的从该点反射至检测器的最强波长。

检测器优选地组装成通过它能区分朝着它的光辐射的强度值和至少某些带宽。能例如通过由检测器产生的电压来确定强度值，并且能基于与特定波长对应的光线到达检测器(例如，多通道列检测器)的哪一点的数据来确定波长。检测器可以是例如基于CCD或者CMOS技术的检测器。

根据本发明的一个实施例，还能将两个分离的检测器用作用于从表面反射的光辐射的监控装置，以通过滤光器将从表面反射的光分给两个不同的检测器，所述滤光器的穿透性作为波长的函数而改变，例如，增大或者减小。在这种情况下，能将至少两种不同的波长或者带宽分给两个不同的检测器，并且峰值强度的焦点与比率成比例：

$>{\lambda }_P~\frac{S_1-S_2}{S_1+S_2}$>

其中，S₁和S₂是来自检测器1和2的信号。

描述物体表面的光泽的特征的光泽度G₀能从以下公式确定：

其中，是由检测器测得的强度(像素灰度值)；G_A和G_B是第一和第二参考的光泽度；并且和是与第一和第二参考的光泽度对应的强度值。

根据本发明的一个实施例，通过本发明的设备，除了光泽度之外，能连同光泽度的测量一起确定正在测量的物体的表面的位置。在这种情况下，已知波长的焦点的距离或者波长的焦点的位置，例如关于某些参考点的距离，例如从检测器的顶部测得的向下距离。根据本发明，然后通过限定反射光的强度值最强时的波长来确定所测量的物体的表面的位置。当确定波长并且已知每种波长下的焦点关于参考点的距离时，于是能确定表面位置。

根据一些实例，例如，对人眼可见的450nm-650nm的波长能传播至例如1mm z区(即相对于表面的法向方向的方向)。当用作测量装置(例如，具有1000×1000像素矩阵(对应0.2nm的1像素)的电荷耦合装置(CCD))时，并且当上面提及的200nm传播至1000像素的区域时，对于1mm z区，像素分辨率是1微米。然后，通过限定朝着检测器的光辐射的位置(例如，通过峰值强度计算)，通过某些解决方案，可达到甚至0.1像素精度，其对应于相对于表面的法向方向的0.1μm高度精度。

换言之，通过使用从表面反射的最强强度值的波长，通过将它与对于所述波长的焦点距离一些参考点的距离相比较，确定物体的表面位置。根据本发明，通过使用上述装置，可限定正在测量的表面的位置，甚至在某些参考点处具有0.1μm的精度率。然而，应当指出的是，上面提及的那些数值仅是示例性的并意在为本领域技术人员给出发明的一般概念；但是这些值并非意在以任意方式限定本发明，并且本发明能可适于利用其他更短或者更长的波长，例如，紫外光或者红外光。

根据本发明的一些实施例，除了确定光泽度和表面位置之外，本发明还能用于物体的厚度测量，其中，所述物体对于光辐射是至少部分透明的。物体可以是例如包括彼此大致平行的至少两个表面(上下表面)的膜。根据所述实施例，例如，传播的波长的光谱的最短和最长波长能聚焦成使得物体的上下表面保持在对于所述波长的焦点之间(例如在光谱的蓝色端与红色端之间)。

根据本发明的某个实施例，然后能确定物体的厚度，从而接收从两个平面反射的波长。对于非常薄的物体，例如膜，从上下表面平面反射的波长是如此接近以致不必将它们分成两个不同的强度峰值(取决于检测器的分辨率)，而是将它们作为单个宽峰检测出。在这种情况下，能通过强度峰值或者信号的半高宽(FWHM)的函数(例如，通过计算信号变化)来确定物体的厚度。

信号具有所谓的“特征宽度(characteristic width)”，其对于光学测量具有特征性。特征宽度与光谱传播的z区有多宽成正比，并且与光学入口狭缝有多宽成正比，并且还与照明数值孔径(NA)成反比。信号的特征宽度能通过确定例如从理想地发光的反射表面(例如最佳的反射镜)反射的信号的半高宽而测得。当光线穿透透明膜还进入膜中时，原理上，检测器获得两个信号，其中一个是由从上表面平面反射的光引发的，并且另一个是由从下表面平面反射的光引发。当膜足够薄时，由这些光线引发的强度峰值彼此混合，这使得所显现的信号的半高宽值变宽，其中，信号的FWHM值与膜的厚度成正比。

根据本发明的另一个实施例，如果物体足够厚，或者，可替代地，检测器的分辨率足够大，则能将从物体的上下表面反射的高强度峰值分离成单独的，由此还对应于所述强度波长，并且进一步通过所述波长，能确定由此反射波长的物体的表面的位置。基于表面的位置，能确定物体的厚度。

根据本发明的其他实施例，特别是在使用具有足够大的分辨率的检测器的情况下，还能确定多层物体的厚度和多层物体的层之间的距离，其中，多层物体对于辐射光是完全或者至少部分透明的。在这种情况下，与在先前实施例中一样，将光辐射源的辐射光谱分成使得整个物体且因此其所有层保持在光谱的极限之间。于是期望将波长中的至少一种聚焦在物体的层中的每个的表面上并由此反射至检测器。因此，根据本发明的先前实施例，能通过两个第一强度峰值来确定物体的第一层的厚度，通过第三和第四强度峰值来确定第二层的厚度，等等。因此，能测得层之间的间隙，从而例如能通过第二和第三强度峰值来确定第一间隙，或者，换言之，通过从第一层的下表面平面和第二层的上表面平面反射的波长来确定第一间隙。

根据本发明的一个实施例，如先前所公开的，能根据强度峰值的加宽使用具有甚至更低分辨率的检测器在合适的环境中确定不同层的厚度。然而，在这种情况下，层之间的距离应当使得由第一层产生的强度峰值的加宽不会过多地干扰从第二层反射的辐射以及由第二层产生的强度峰值。

而且，根据本发明的某个实施例，除了测量物体的表面的光泽度之外，本构想能用于当正在测量的物体和测量装置相对于彼此移动时确定物体的表面轮廓。通过应用先前所公开的实施例，在表面平面之间的距离足够大或者可替代地所使用的检测器的分辨率足够高的情况下，还能确定物体(该物体是至少部分透明的)的一个以上的表面轮廓。

根据本发明的再一个实施例，能围绕正在测量的物体布置几种与发明相关的测量设备，例如第一测量设备布置在物体的上表面上方，并且第二测量设备布置在物体的下表面下方，在这种情况下，第一测量设备能确定例如第一(上)表面相对于一些参考点的位置，并且第二测量设备能确定第二(下)表面相对于一些参考点的位置。在这种情况下，可基于表面的位置计算物体的厚度。通过以合适的方式组合来自第一和第二测量设备的数据，所述实施例还可适用于物体的轮廓的确定，换言之，不仅用于表面的轮廓的确定。

因此，本发明的实施例基于所测量的物体的色差和光谱照明，或者换言之，基于这样一种现象，即，其中，使不同波长的光进行折射并还聚焦在空间中的不同点上。例如，与光谱的最长波长相比，光谱的最短波长以更大程度在透镜中折射。光折射取决于透镜或者其他折射物体的折射率。另一方面，折射率取决于光的波长；因此不同波长以不同角度折射，在这种情况下观察到色差。一般来说，蓝光比红光折射度更大。

与从现有技术获知的解决方案相比，本发明提供了显著的优点，即，测量表面的光泽度，而不管所测量的表面的移动或者颤动或者表面角的改变。另外，本发明实现了使用相同的探测器同时测量光泽度和厚度和/或表面的轮廓，这在以前是不可能的。本发明并不限于光泽度的斑点测量，而是还实现了测量光泽轮廓，即所谓的基于图像的光泽测量。

本发明能非常广泛地应用在例如纸、钢铁、以及塑料工业领域中，其中，表面的光泽参数的监控是工艺和产品质量控制的必要部分。特别的优点在于以下事实，即，能实时测量物品的光泽度和厚度，例如，连同制造工艺一起测量，而无需额外执行耗时的实验室测量。另外，通过本发明获得的结果能用于生产线仪器的实时调整，因此能直接影响成品的质量，而非在与制造工艺分离地执行的测量之后进行。由于能实时调整产品制造的控制参数，因此其对制造工艺质量保证和低质量产品最少化和引入所需测量的速度均具有显著影响。

在权利要求中公开了本发明的一些优选实施例。

附图说明

接下来，将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例，其中

图1说明了根据某一ISO标准的光泽测量几何体系(geometry)，

图2a说明了根据本发明的一个实施例的示例性测量设备(arrangement)，

图2b说明了根据本发明的一个实施例的示例性测量装置，

图2c说明了根据本发明的一个实施例的另一示例性测量装置，

图2d说明了根据本发明的一个实施例的第三示例性测量装置，

图3a说明了根据本发明的某一实施例的示例性光辐射处理单元，

图3b说明了根据本发明的某一实施例的另一示例性光辐射处理单元，

图4说明了根据本发明的某一实施例的用于薄膜的厚度测量的两个示例性信号，

图5说明了根据本发明的某一实施例的用于透明多层结构的厚度测量的示例性信号，

图6a说明了通过根据本发明的测量装置和通过商业仪器实施的光泽度测量的结果，以及

图6b说明了通过根据本发明的测量装置和通过商业仪器实施的另一光泽度测量的结果。

具体实施方式

图1说明了根据光泽标准ISO 2813的光泽测量几何体系10，其中，通过会聚装置18a(例如透镜)将由光源11产生的光束12引导至正在测量的表面19。使光线从表面19反射至镜面几何体系16的方向，在所述镜面几何体系中，通过会聚装置18b(例如透镜)使光线聚集至光辐射检测器17。检测器17测量反射光线16的强度并基于光线16的强度确定正在测量的表面19的光泽度。

图2a说明了根据本发明的某一实施例的示例性测量设备100，其中，系统包括用于朝着光辐射处理单元108a发射光辐射102(例如白光或其他适度连续的光谱光)的光辐射源101。调整光辐射处理单元108a，以将发射至所述光辐射处理单元的光分成光谱103，从而例如最短波长(蓝色端)折射最多，因此最短波长关于所测量的表面110的法向方向的焦点构成例如点104a；稍长波长的焦点构成点104b；并且因此最长波长(红色)折射最少，在这种情况下，最长波长关于所测量的表面110的法向方向的焦点构成点104c。

通过处理单元108b聚集从所测量的表面109反射至镜面几何体系的光辐射105，并且进一步将光辐射引导106至光辐射检测单元107，进而能调整光辐射检测单元，以产生作为输出的例如与到达光辐射检测单元的光线的强度成比例的电信号。检测器107还能以本文献中公开的方式确定所述强度的波长。

一种测量设备还包括用于基于反射光的强度确定所测量的物品的表面的光泽度的装置111。所述装置可例如事先知道对应光线的波长的特征强度以及与之相关的不同的表面、表面涂层、所使用的几何体系和/或表面光泽度如何影响强度。基于上述数据，优选地调整测量设备，以确定物品的表面的光泽度。

光辐射关于所测量的表面(例如，关于其法向)的入射角可根据测量方案从几度到几十度变化。从另一方面，所公开的设备在测量中能够利用足够大的入射角，因此能够利用足够大的出射角(departure angle)，例如，等于几十度。例如，对于光泽度测量，通常使用很多不同的角度，而且使用所述大角度。测量几何体系优选地是可调的。

图2b说明了根据本发明的某一实施例的一个示例性测量装置100，其中，将由光源101产生的光辐射分离成光谱并通过处理单元108a以这样的方式聚焦，即，使得至少部分波长在所测量的物体的更靠近测量装置100的表面109a上方聚焦104，并且部分在表面109b下方聚焦。

在图2b所描绘的情况中，所测量的表面能够是例如对于光辐射基本透明的材料，其中，根据本发明的一个优选测量原理，至少一种波长大致聚焦至物体的由此朝着处理单元108b反射的上表面109a的点，并且至少一种另一波长穿透位于表面109a与109b之间的透明层并聚焦至由此朝着处理单元108b反射的下表面109b。

通过光辐射处理单元108b能将不同的波长引导至检测器107a的不同点。优选地调整检测器107a，以检测最强的强度，在图2b所描绘的情况中，最强的强度由于从表面109a和109b反射的光线而产生。基于两个最强的强度能确定哪些光线到达表面109a和109b，并且通过这些光线能基于所述光线到达检测器107a上的哪个位置来确定对应的波长。因此，基于波长，能确定表面109a和109b到某一参考点的距离，因为焦点的位置或者所述波长关于参考点的距离是已知的或者至少能通过数学计算出。此外，基于对表面位置的获知，能确定保持在表面之间的中间层，即物体的厚度。在从薄的物体(例如透明膜)的表面109a、109b反射的光线彼此如此接近地聚焦在检测器107a中以致信号彼此混淆的情况下，由此能从信号的半高宽值确定薄膜的厚度，如例如在本文献中先前所描述的。

图2c说明了根据本发明的一个实施例的另一示例性测量装置150，该测量装置的测量原理与图2b中所描绘的装置100的相同，除了使用两个分离的检测器107b1和107b2作为仪器150的光辐射检测单元107b以通过例如半透明反射镜并通过使用例如滤光器将从表面反射的光分给两个分离的检测器之外，所述滤光器的穿透性作为波长的线性函数而改变(例如，增大或者减小)，例如图示152中所描绘的，其中，作为波长函数的到达例如检测器107b1的光线的过滤通过曲线152a示出，并且作为波长函数的到达检测器107b2的光线的过滤通过曲线152b示出。这样能将至少两种不同的波长或者波带分给两个不同的检测器。

当将在每种波长下通过两个检测器检测到的光功率(或者强度)累加在一起并除以检测到的光能之差时，这样从代替最大相对强度的相对强度产生从所测量的物体的表面反射的这种波长。于是峰值强度的焦点与比率成比例：

$>h~{\lambda }_P~\frac{S_1-S_2}{S_1+S_2}$>

其中，h是距离某些参考点的表面距离，λ_P是从所述表面反射的光线的波长；并且S₁和S₂是由检测器107b1和107b2产生的信号。图示154示出了与产生最大值的焦点104a对应的波长，由此能以例如在此文献中先前所描述的方式通过所讨论的波长来确定表面109的位置。

图2d说明了根据本发明的一个实施例的第三示例性测量装置180，其中，光辐射源101包括两个以上的光源101a、101b，这两个光源朝着相同的表面点但以不同的高度形成分离的光谱181、182。所述光源可由几个分离的光源形成，或者例如通过分束器183由来自一个光辐射体的辐射形成，如图2d所示。

另外，图2d的测量装置180包括光辐射检测单元107，该光辐射检测单元可包括几个分离的光谱仪187a、187b，以用于检测由两个辐射源发射且从正在测量的物体的表面反射的光线，或者，可替代地，可通过分束器将聚焦至几个不同地方的光线组合至相同的检测器107。图2d的测量装置180的辐射检测单元107a、107b优选地布置成使得它们基本仅测量来自所述自身辐射源的辐射的强度，而不管其他的。在这种情况下，从表面上的相同位置反射的光辐射仅被该检测器接收，所述检测器与其自身的发射器在相同的波长下聚焦。每个检测器能具有例如自身单独的使发射器聚焦在所测量的表面上的波长，由此仅有一个发射器接收器对在相同的波长下彼此聚焦。

发射器接收器对还可在彼此之间具有不同的偏振水平或者方向(改变偏振水平的部件184a、184b能例如以如图2d中所描绘的方式布置)，在这种情况下，测量装置180能布置成测量来自完全相同的位置的两个反射信号，但这两个反射信号在发射器与接收器之间将具有不同的偏振比。例如：

发射器101a和接收器107a，其中，输出光辐射为例如S偏振，并且接收同样为S偏振；以及

发射器101b和接收器107b，其中，输出光辐射为例如P偏振，并且接收同样为P偏振；

还可使用其他类型的变型，例如：

发射器101a和接收器107a：输出光辐射为S偏振，并且接收为P偏振(或者，例如，圆偏振等)。

通过采用这些多种组合，可通过偏振光椭圆率测量仪测量表面的特性，例如，膜的厚度、光泽度和/或折射率。特别地，应当注意到，图2d的测量装置优选地布置成在两个以上的波长区域内确定物体的表面的特性，在这种情况下，根据图示190，用曲线表示来自该检测器或者多个检测器的输出。由第一光源发射的辐射引起两个第一峰值191、192，其中，峰值191是来自从物体的上表面反射的光线的峰值，并且峰值192是来自从物体的下表面反射的光线的峰值。此外，由第二光源发射的辐射引起两个其他峰值193、194，其中，峰值193是来自从物体的上表面反射的光线的峰值，并且峰值194是来自从物体的下表面反射的光线的峰值。这样可在两种不同的波长下同时确定物体的界面(上下表面)的高度，并且，如果需要，还通过不同的偏振。从峰值195、196之间的距离能确定物体的表面之间的距离且因此还有厚度。

图3a说明了根据本发明的某一实施例的示例性光辐射处理单元300a，以用于以另一方式将来自光源101的光辐射的各种波长聚焦至所测量的物体。光辐射处理单元300a能包括上色色散部件302，调整该色散部件，以使朝着所测量的表面的光辐射非轴向地分散。这样，通过色散部件302使光辐射在偏离光辐射处理单元300a的光轴301的方向上分散；由此色散、或者波长的分布至少部分地朝着所测量的表面的法向。

然而，应当注意到，焦点方向并非必须平行于表面的法向方向，但是，那些方向具有共同的矢量分量(即焦点既不是水平地对准也不是沿着光轴)。

根据图3a的解决方案，色散部件302位于两个聚焦透镜304、306之间。透镜304、306形成聚焦部件308。

能校准来自透镜之间的光源的辐射。色散部件302与聚焦部件308一起能将光源的不同波长的光辐射聚焦至所测量的表面的法向方向上的不同高度。作为色散部件302可以是棱镜或者栅格，或者，取代透镜或者外加透镜，能使用聚焦反射镜。任一透镜304、306同样能够被透镜组合、反射镜、反射镜组合或者这些组合所取代。

图3b说明了根据本发明的一个实施例的另一示例性光辐射处理单元300b，以用于通过包括透镜304和306的聚焦部件308将从所测量的物体反射的光辐射聚焦至检测器。在这种情况中，光辐射处理单元300b的焦点能位于所测量的表面上或者与之接近。无需色散部件302，场深度在焦点环境中将是足够好的。

光辐射处理单元300b还可包括色散部件500，所述色散部件消除色散并能够将通过不同的光路传播的波长合并到相同的焦点中。在这种情况中，位于光辐射处理单元300b前方的焦点可位于相同的位置处，光辐射处理单元300a将不同的波长聚焦于此位置(参见，例如图3a)。在这种情况中，来自所测量的表面的反射集中地发生。通过使用色散部件302使分散开的波长在光辐射处理单元300b之后聚焦至相同的焦点，例如聚焦至检测器，并且能通过例如单个检测器元件执行检测。

应当注意到，光辐射处理单元300a、300b能够是相同的，但是它们所包括的透镜的强度值以及色散部件也能够是不同的。

图4说明了根据本发明的一个实施例的用于薄膜的厚度测量的两个示例性信号，其中，信号401代表例如在测量从反射镜表面反射的光辐射期间由朝着测量装置的单一波长引发的特征信号宽度。另一信号402代表由两种不同的波长引起的波长加宽，该波长加宽因此由从物体的上下表面反射的具有不同波长的两种不同的光线产生。根据本发明的一个实施例，物体的厚度(即其上下表面之间的距离)能与信号402的半高宽值成正比地确定，如在此文献中的其他地方所描述的。

图5说明了根据本发明的一个实施例的用于透明多层结构的厚度测量的示例性信号500。在此，层之间的距离使得从任意光学界面或者至少从层之间的表面反射的光线被示出为信号峰值501、502、503，在这种情况下，层的位置和/或厚度能以根据本发明的方式确定，如在此文献中的其他地方所描述的。

图6a说明了通过根据本发明的基于色差的测量装置实施的用于涂漆钢样本的光泽度测量的结果(图示601)和通过商业仪器实施的用于涂漆钢样本的光泽度测量的结果(图示602)。而且，图6b说明了通过根据本发明的基于色差的测量装置实施的用于不锈钢样本的光泽度测量的结果(图示603)和通过商业仪器实施的用于不锈钢样本的光泽度测量的结果(图示604)。从这些图示中能看出，两种方法给出了非常相似的结果。

以上描述的仅是根据本发明的解决方案的一些实施例。在由专利权利要求限定的范围内，必然能修改本发明的原理，例如，对于实施细节和操作范围。