(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体表面の反射特性測定装置であって、
ハウジングと、
少なくとも一つのセンサ手段によって反射放射線を検出する少なくとも一つの測定手段を備えた光学測定ベースユニットと、
前記ハウジング内に前記光学測定ベースユニットを弾性保持する少なくとも一つの保持手段と、
を備え、
前記光学測定ベースユニットは、測定対象となる物体表面上に前記光学測定ベースユニットを下ろしてセットするために、前記光学測定ベースユニットに組み込まれた少なくとも一つのタッチダウン手段を備え、
該タッチダウン手段は、前記測定対象となる物体表面に対して平行とされる一の平面を形成しており、
前記光学測定ベースユニットの前記物体表面と対向されるベース面は、位置決めされていない状態で、前記ハウジングに対して弾性的に所定位置に支持され、
前記光学測定ベースユニットの前記タッチダウン手段は、前記位置決めされていない状態で、前記測定対象となる物体表面に向かう方向に、前記ハウジングから少なくとも部分的に出没自在に突出可能な可動部を備え、
前記光学測定ベースユニットが、前記物体表面に対して平行に位置合わせされた少なくとも一つの旋回軸に対して前記ハウジング内で旋回可能に配置された、
反射特性測定装置。
【請求項２】
前記光学測定ベースユニットは、前記物体表面の少なくとも一つの特性パラメータを測定するために備えられ、かつ、
前記の少なくとも一つの特性パラメータのうちの一つは、光沢、くもり、蛍光、像の鮮明度を含むパラメータ群の中から選択され、
前記反射特性測定装置は更に、
所定の波長間隔で前記物体表面の凹凸の典型的な波長及び振幅の代表値を求める手段と、
前記代表値及び前記物体表面の色を決定するときに、測定された前記特性パラメータを、二又は三以上の波長範囲で評価する手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の反射特性測定装置。
【請求項３】
前記物体表面の二、三又は四以上の特性パラメータを求めることができることを特徴とする請求項２に記載の反射特性測定装置。
【請求項４】
前記光学測定ベースユニットの前記ベース面は、前記物体表面に接触する前記タッチダウン手段の少なくとも一つの接触面を包含することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の反射特性測定装置。
【請求項５】
少なくとも一つの保持手段はガイド手段を備え、前記光学測定ベースユニットは、前記ガイド手段において少なくとも一つの方向で変位可能に配置されたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の反射特性測定装置。
【請求項６】
前記物体表面へのタッチダウンによって生じた光学測定ベースユニットの状態の少なくとも一つの変化を検出するための検出手段を備え、状態の前記変化は、前記ハウジングに対する前記光学測定ベースユニットの位置変化とタッチダウン手段上の圧力変化とを含む条件の変化を含むグループの中から選択されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の反射特性測定装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記物体表面に対して垂直な少なくとも一つの点で前記光学測定ベースユニットの少なくとも一つの変位からの位置変化を検出することを特徴とする請求項６に記載の反射特性測定装置。
【請求項８】
前記ベース面と前記物体表面とを位置合わせする際に測定手段を起動する起動手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の反射特性測定装置。
【請求項９】
前記ハウジングに対する前記光学測定ベースユニットの位置の少なくとも一つの変化を検出する少なくとも一つの検出手段は、容量手段のキャパシタンスの変化を導く容量測定手段、インダクタンスの変化を導く誘導測定手段、抵抗の変化を導く抵抗測定手段、及び前記保持手段に付与される力の変化を導く力測定手段のいずれかを少なくとも含むことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の反射特性測定装置。
【請求項１０】
前記検出手段は少なくとも一つのフォトリフレクタ手段を備え、該フォトリフレクタ手段は、前記光学測定ベースユニットの少なくとも一部が位置の所定の変化を受けるとき信号を発することを特徴とする請求項７に記載の反射特性測定装置。
【請求項１１】
前記光学測定ベースユニットの少なくとも一つの保持手段は前記ハウジングの内面へ少なくとも一つの圧縮手段によって押圧され、前記圧縮手段はバネ手段、泡あるいはデュロ泡、ゴムあるいは硬いゴム手段、及び螺旋バネ手段のいずれかを少なくとも含むことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の反射特性測定装置。
【請求項１２】
前記ハウジングはバネ手段を有する少なくとも一つの部分的に凹んだ突起物を備えた内部横方向キャリヤ手段を備え、前記バネ手段は前記光学測定ベースユニットの一部を押圧することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の反射特性測定装置。
【請求項１３】
前記横方向キャリヤ手段は開口を備え、光学測定ベースユニット上の突起物はその開口を介してハウジングの内部に延伸し、前記検出手段の少なくとも一つのフォトリフレクタ手段は、前記突起物の端部に固定されたディスク手段によって起動されることを特徴とする請求項１２に記載の反射特性測定装置。
【請求項１４】
前記ハウジング及び／又は前記光学測定ベースユニット上に車輪を備えたことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の反射特性測定装置。
【請求項１５】
前記光学測定ベースユニットはさらに少なくとも一つの放射線源を備え、放射された放射線は少なくともその一部は前記物体表面に対して所定の角度を指向していることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の反射特性測定装置。
【請求項１６】
前記ハウジングは、該ハウジングの少なくとも一部が前記物体表面に直接接触するように測定を行うため、前記物体表面上にセットすることができることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の反射特性測定装置。
【請求項１７】
前記光学測定ベースユニットの少なくとも一部は、位置決めされていない状態で前記ハウジングから突出していることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の反射特性測定装置。
【請求項１８】
前記物体表面上に下げて前記ハウジングを触れさせることが、前記ハウジング内での前記光学測定ベースユニットの変位を引き起こすことを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の反射特性測定装置。
【請求項１９】
前記ハウジングは少なくとも一つのハウジング支持手段を包含し、前記ハウジング支持手段が位置決めされたタッチダウン状態で前記物体表面に直接接触することを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載の反射特性測定装置。
【請求項２０】
前記旋回軸が前記光学測定ベースユニットの２つの支持手段の間の連結部に対して垂直に位置合わせされ、
前記物体表面に対する前記旋回軸のクリアランス距離は、前記連結部の長さより短いことを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか一項に記載の反射特性測定装置。
【請求項２１】
前記少なくとも一つの保持手段はガイド手段を備え、前記光学測定ベースユニットは、前記ガイド手段において少なくとも一つの方向で変位可能に配置されており、
前記旋回軸は前記ガイド手段上に変位可能に保持されたことを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれか一項に記載の反射特性測定装置。
【請求項２２】
前記物体表面に対する少なくとも一つのクリアランス距離を、前記ハウジング及び／又は光学測定ベースユニットの少なくとも二点で決定する決定手段であって、
前記クリアランス距離は、少なくとも一つの伝送手段が発し、かつ少なくとも一つの受信手段が受ける信号の評価を介して決定され、前記伝送手段の少なくとも一つは電磁波及び／又は音波を包含するグループから選択された信号を発する、決定手段と、
前記評価を、走行時間測定、三角法、又は干渉評価法を包含する方法を利用して行い、前記物体表面の曲率の代表値を、前記クリアランスから導く手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１から請求項２１のいずれか一項に記載の反射特性測定装置。
【請求項２３】
前記物体表面上の光パターンを投影するためにパターン投影手段を備え、
前記センサ手段は前記物体表面で反射された光を受け、
前記物体表面についての前記曲率の代表値を、少なくとも一方向において光強度プロファイルの評価から導く手段を備えていることを特徴とする請求項２２に記載の反射特性測定装置。
【請求項２４】
前記光学測定ベースユニットの前記物体表面に対する傾きを測定する手段を更に備え、それによって測定値が補正可能であることを特徴とする請求項１から請求項２３のいずれか一項に記載の反射特性測定装置。
【請求項２５】
前記光学測定ベースユニットは、光沢、くもり、蛍光、像の鮮明度を含むパラメータ群の中の少なくとも一つの前記物体表面の特性パラメータを測定するために設けられていることを特徴とする請求項１から請求項２４のいずれか一項に記載の反射特性測定装置。
【請求項２６】
請求項１から請求項２５のいずれか一項に記載の装置を駆動する方法であって、
ｉ）前記物体表面上に下げて装置を設定する段階と；
ｉｉ）前記物体表面上に下げてタッチダウン手段を設定することによって生ずる、ハウジングに対する前記光学測定ベースユニットの条件の変化を検出する段階と；
ｉｉｉ）前記条件の変化が前記ベース面及び前記物体表面の許容範囲での位置合わせが達成されているか否かを決定する段階と；
ｉｖ）前記条件の変化が前記ベース面及び前記物体表面の位置合わせに対する許容範囲を示すときに測定を起動させる段階と；
を備えた方法。
【請求項２７】
条件の変化が前記ベース面及び前記物体表面の許容位置合わせから所定の許容されるぶれを超えるときに測定を中止することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
条件の変化が前記ベース面及び前記物体表面の許容位置合わせから所定の許容されるぶれを超えるときに警告信号を発することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体及び表面の外観特性、特に反射特性を測定する装置及び前記装置を作動する方法に関するものである。本発明は特に表面の外観特性を測定する装置及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
以下の記載は表面の外観特性の測定に関するが、本発明は全てのタイプの放射線、特に全種類の電磁放射線に対してであって、反射の全測定に対して適している。
【０００３】
表面の外観特性の測定装置は通常、光学ユニット、あるいはベース本体（以下では光学測定ベースユニットと称する）を配置したハウジングを有する。
【０００４】
光学測定ベースユニットは照明手段を備えている。照明手段の光は測定される表面（以下では単に測定面とも称する）に対して所定の角度で方向付けられている。さらに、光学ユニットは測定面からの反射光を受けかつ記憶する検出手段を有する。
【０００５】
照明手段及び検出手段は通常、光学ユニット、あるいはベース本体の対応する受け手段に配置されている。
【０００６】
測定を実行するとき、ハウジングは測定面の上に配置されかつ測定角は面に対してハウジングのアライメントによって規定される。さらに、ハウジング構造は通常、測定データと、例えば、ハウジングの外側に配備したディスプレイ手段上のディスプレイデータとを受ける制御及び評価エレクトロニクスも備える。
【０００７】
測定面の照明された領域はタッチダウン面内の所定のセクションの領域であり、それによってタッチダウン面と測定面とが互いに接触する実質的に同一平面になる。
【０００８】
このような装置は、例えば、光沢がある表面、高光沢の表面、角度色彩的な面、及び他の同様な面を有する製品を含む面を特徴付けるために使用する。表面の特徴的な光学測定パラメータ、例えば、その明度又は反射特性は前記表面の放射線測定の間の照明及び測定の角度に依存するならば、表面は角度色彩的である。
【０００９】
ここで重要な点は、例えば、自動車の仕上げの分析である。仕上げ面は、所定の標準に対する品質を評価するために製造又は修理の間に特徴付けられる。
【００１０】
表面の光学特性、特に外観特性を特定する様々な装置は対応する方法と共に従来技術で周知である。これらの方法のいくつかは、例えば、光度の測定（強度の測定）、色及び偏光の測定、他の関連結合測定を含んでいる。
【００１１】
周知の装置及び方法に共通なことは、測定手段及び測定面が、信頼できかつ再現可能な測定結果を提供するために互いに精密なアラインメント（位置合わせ）をしなければならないことである。言い換えると、照明手段からの照明角と測定面に対する検出手段の角度とは常に同じでなければならない。
【００１２】
従来技術によると、測定面に対する測定手段のアラインメントは、ハウジングの外側に弾性的に固定される接触ピンによって行われる。
【００１３】
典型的な構成は、面を規定する３つの接触ピンから成る構成である。光学測定ベースユニットは測定面に平行に下がった位置にセットされるとき、３つの接触ピンは内側に押圧されかつ対応する電気的接触が閉じられる。それに対して、一又は二以上の接触ピンが内側に押圧されず又は不十分なだけしか内側に押圧されないときは、測定は非起動状態となる。
【００１４】
モニタリングするにも関わらず、測定の失敗が生じうる。
【００１５】
本発明の課題は、物体及び表面の反射特性、特に表面の外観特性を測定する改良された装置及び前記装置を作動する方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項１の対象によって、本発明に従って解決される。
【００１７】
本発明による方法は請求項３５の対象である。
【００１８】
本発明の好適な実施形態は従属項の主要な内容を備えている。
【００１９】
弾性保持手段は不正確なアラインメントの許容範囲を提供し、かつ、要求されたタッチダウン（着地）圧力の値を低減することを可能にする。
【００２０】
本発明による装置は、測定面に対する光学測定ベースユニットのアラインメントの一般的な信頼できるモニタリングを保証する。
【００２１】
本発明の装置は、少なくとも一つのセンサ手段によって反射放射線を検出する少なくとも一つの測定手段を有する少なくとも一つの光学測定ベースユニットを有するハウジング又はフレーム手段を備える。このセンサ手段は、例えば、ＣＣＤの場合のように、行及び列の感光性面を有する従来型の光センサ又はセンサ手段として理解されうる。
【００２２】
保持手段は、ハウジングに光学測定ベースユニットの弾性保持のために備えている。光学測定ベースユニットは、測定ベースユニットを測定する面上に位置決めする少なくとも一つのタッチダウン手段を備える。
【００２３】
前記光学測定ベースユニットのベース面は、位置決めされていない状態で、ハウジングに対して予め決められているが弾性的に調整可能な位置を保証する。このベース面は、例えば、測定中に測定面に近接しかつ例えば測定面に対して実質的に平行にアラインメントされた測定ベースユニットの下側として特定される。同様に、測定ベースユニットの全ての他の面もベース面として特定してもよい。好ましくは、この面を含む部分は、測定ベースユニットに対して堅く結合され、前記測定ベースユニットに対して動くことができない。
【００２４】
本発明による装置は多くの利点を有する。
【００２５】
測定ベースユニットは本発明に従ってハウジングに弾性的に保持するので、測定される面の上の測定手段の不適切な位置決めに起因する多くの欠陥測定を排除することができる。
【００２６】
本発明の好適な実施形態によれば、本発明の装置は測定面の少なくとも一つの特徴的なパラメータでかつ好適には外観特性を調べる。本発明の装置によって測定可能な関連特性パラメータには、光沢、くもり、蛍光、像の鮮明度（ＤＯＩ：distinction of image）、測定面色等が含まれる。さらに、代表的な尺度は、典型的な波長と所定の波長幅で測定面の表面トポロジーの振幅とに対して決定することができ、それによって、一又は二以上の代表尺度を決定するために、二又は三以上の波長範囲で評価を行う。
【００２７】
測定面の１つの特性パラメータだけでなく、２つ、３つ又は４以上の特性パラメータを測定することができることがさらに可能であり、これによって、一又は二以上の特性が関心の全パラメータに対して決定することも可能である。
【００２８】
本発明による装置によって、一又は複数の特性外観パラメータを決定することは非常に好都合である。というのは、多くの光学測定では、表面及び物体測定の際に入射角及び反射角が測定結果に決定的な意義を有するからである。特に表面へ浅い角度で照射するとき、反射線の量は入射角に大きく依存する。というのは、非常にわずかの角度の変化でさえ測定結果に大きな効果を有しうるからである。
【００２９】
測定中に光学測定ベースユニットの角度不正確が低減された本発明による装置の使用は非常に有利である。というのは、これが測定精度及び再現性を向上するからである。
【００３０】
光学測定ベースユニットのベース面は、測定中に位置決めされた着地状態で測定される面に少なくとも部分的に接触する接触面を有する。
【００３１】
本発明の好適な実施形態では、測定される面に装置を置くタッチダウン手段は、少なくとも一つのベース、接触又は支持手段を有する。支持手段のデザインに依存して、２つ、３つ又は４つ以上の支持手段を備えることが好適であり、実質的に測定中は各支持手段が測定される面に部分的に接触する。ベース面は、この場合、一又は二以上の支持手段が測定される面に接触する面として定義される。
【００３２】
支持手段は、各支持手段の長さが弾性的に調整することができる長さ調整手段を有する。
【００３３】
この実施形態は特に好適である。というのは、少なくとも２つの弾性手段、すなわち、測定ベースユニットの弾性保持のための保持手段として１つと一あるいは二以上の支持手段としての他の１つとを備えているからである。ここで支持手段の長さも同様に弾性的に調整可能である。このような構成は非常に好都合である。というのは、ユーザーによって付与された圧力の特別に弾性分布が測定される面に付与され、それによって、圧力あるいは様々な弾性手段の間の圧力の補償及び分布がその結果起こり、測定中に正確なアラインメントが達成され、測定精度が向上する。
【００３４】
保持手段は１つのガイド手段を備える；２つのガイド手段は特に好適である。前記ガイド手段は、測定ベースユニットが少なくとも一つの方向で変位可能なハウジングに構成されるように、特に好適には、測定ベースユニットが測定面に垂直に変位可能なハウジングに構成されるように実現されることと好適である。特に好適には、少なくとも一つのガイド手段がリセット手段を備え、それによって、装置が測定面上に適当にセットされる状態では、リセット力は測定ベースユニットあるいはハウジング上に付与される。
【００３５】
本発明の別の好適な実施形態では、タッチダウン手段における位置又は圧力の変化を記憶する検出手段を備えている。これは特に好都合である。というのは、それが測定ベースユニット上の位置及び／又は圧力の決定を可能にし、測定中及び測定の評価中にその位置及び／又は圧力の決定を考慮することができるからである。
【００３６】
測定面のベース面のアラインメントは、ターゲット参照面からの測定面のずれを検出し、必要ならばそのずれを補償するように決定可能であり、それによって、アラインメントのこのような誤差は、正確な特性あるいは特性パラメータを得るために測定中に測定値から割り引くことができる。
【００３７】
この目的のためには、検出手段は、測定面に対して実質的に垂直な少なくとも１つの点で測定ベースユニットの位置の変化を検出することができる。
【００３８】
好適な実施形態では、検出手段は、例えば、容量検出手段におけるキャパシタンスの変化、誘導手段におけるインダクタンスの変化、抵抗手段における抵抗の変化、又は、例えば、保持手段における力の変化を介して位置の変化を決定し及び／又は導くことができる。
【００３９】
これによって、例えば、キャパシタのキャパシタンスはそのキャパシタ板間に誘電媒体を導入することによって変化し、あるいは、液浸ピン（immersion pin）がコイル手段に浸されかつ前記コイル手段のインダクタンスを変更することが可能である。センサ又はこのような複数のセンサを光学測定ベースユニットの位置あるいは位置の変化を決定するために使用すれば、前記測定ベースユニットの位置及び測定面に対する光学要素のアラインメントを決定することができる。このようにして、測定の信頼性及び精度は向上し、それによって、一方で製造プロセスが最適化され、他方で要素のさらなる精密な分類が与えられる。
【００４０】
検出手段は、タッチダウン手段と測定される面との間の接触面における圧力の変化を検出し、それによって、検出手段が容量検出手段及び／又は局所的分解能検出手段として機能しうることも可能である。
【００４１】
他の好適な実施形態では、光学測定ベースユニットが例えば測定面に対するベース面のアラインメントのずれに対する許容範囲を超える又はそれに届かないように、位置の所定の変化を受けるときに、信号を発信するために少なくとも一つの遮光手段を備える。このような実施形態は非常に好都合である。というのは、ユーザーはこのような測定条件を知ることになるので、測定誤差が実質的に確実に抑制することができる。
【００４２】
別の実施形態によれば、前記の少なくとも一つの保持手段の一圧力手段はハウジングあるいはハウジングフレームの内面へ光学測定ベースユニットを押圧することができる。この圧力手段は、例えば、バネ手段例えば螺旋バネあるいはゴム手段で特に硬いゴム手段あるいは他のこのような手段として実現することができる。ここで、重ね板バネ及びカップバネ圧力手段も可能である。
【００４３】
本発明の好適な実施形態に関連して、ハウジングは内部のキャリヤ手段を備える。
【００４４】
別な好適な実施形態は、測定面に対するベース面の適当なアラインメントが明らかなとき、測定を起動状態にする起動手段を備え、ここで、特に、起動手段は測定プロセスの障害を解除する。それによってユーザーは、測定面に対するベース面のアラインメントが許容でかつ所定の範囲内であるときにトリガー手段の駆動によって測定を開始できるだけである。
【００４５】
本発明のこのような構成は非常に好都合である。というのは、測定される面に対してベース面の適当なアラインメント、従って光学測定手段の適当なアラインメントの下で、測定が開始できるだけである。多くのミス測定及び誤差測定の背後の最も決定的な理由の一つは基本的に排除される。
【００４６】
本発明の別な実施形態では、少なくとも一つの保持手段は、圧力手段によってハウジングの内面の方向で光学測定ベースユニットを押圧する。前記圧力手段は圧力を生成するいかなる手段であってもよい。バネ手段、ゴム手段又は例えば泡（フォーム）あるいはデュロ泡（durofoam）のような弾性材料から成る手段であることが好ましい。特に螺旋バネあるいは硬いゴム手段が好ましい。このような圧力手段はハウジングに対して測定ベースユニットの張力が発生する。
【００４７】
本発明の好適な実施形態では、キャリヤ手段はハウジング内に配備する。それには一又は二以上の部分的に凹んだ突起物が備えられ、それぞれは少なくとも一つのバネ要素を備え、ハウジングで測定ベースユニットの弾性支持を達成するために、前記の少なくとも一つのバネ要素は、一の側で前記キャリヤ手段に対して突っ張り、かつ他の側で測定ベースユニットに対して突っ張るように構成されている。バネ要素が測定ベースユニットに対して突っ張る部分はプレート状に形成され、特に回路板手段でもあり得る。
【００４８】
後で記載する実施形態では、キャリヤ手段と測定手段との間に実質的に泡あるいはデュロ泡から成る弾性媒体を配置することも可能である。さらに、キャリヤ手段が対応するバネ要素を有する突起物をさらに備える一方、キャリヤ手段と測定ベースユニットとの間の平坦領域にこのようなデュロフォーム手段を配置することが可能である。
【００４９】
このような実施形態は特に好都合である。というのは、測定ベースユニットの弾性位置決めが可能になるからである。本発明の好適な実施形態では、車輪をハウジング及び／又は測定ベースユニットに配置することができ、そのため、本発明の装置は、面測定を腰囲にするために測定中に測定される面全面にわたって動くことが可能である。
【００５０】
前述の一又は二の実施形態の別の好適な実施形態では、測定ベースユニットは少なくとも一つの放射線源をさらに備え、放射される放射線は測定される面に対して所定の角度に少なくとも部分的に方向付けられる。放射線源は電磁波特に光を放射することが好ましい。
【００５１】
本発明の装置が放射線源を備えることは特に好都合である。というのは、これが外部の光源あるいは放射線源の必要性をなくし、表面の外観特性の測定を実施可能にするからである。単に測定すべき面上に装置を位置づけることによって、測定が始動される。それに対して、放射線源のない装置は、測定を実施するために、外部の放射線源を必要とする。他方、一体の放射線源がない場合には、例えば、電池又は蓄電池のような電源はセンサ及び評価エレクトロニクスにエネルギーを供給するだけのために必要となる。
【００５２】
前述の一又は二の実施形態の別の好適な実施形態では、ハウジングは、測定中に前記ハウジングの少なくとも一部が好適には直接測定される面に接触するように測定される面にセットすることができる。例えば平坦な面の場合に、装置の下端が測定される面に完全に位置するように、例えばハウジングをフレーム手段又は同様な手段と共に表面上にセットすることが可能である。しかしながら、平坦な面の場合に、前記装置の２つの端部だけを測定される面に位置づけられるように、ハウジングの下側は曲がった形状（凹型、凸型等）であってもよい。
【００５３】
このような構成は非常に好都合である。というのは、ハウジングは測定中に測定される面上に堅く位置付けられ、かつ、弾性保持手段によって行われる測定される面に対する光学測定ベースユニットのアラインメントが実質的に自動で行われる。
【００５４】
この好適な実施形態では、光学測定ベースユニットはハウジングによって全ての側（測定側を除いて）上で実質的に囲繞されるとさらに好ましい。測定を実施するとき、ユーザーはハウジングによって装置を保持し、基本的には、光学測定ベースユニットに全く接触できない。これは、光学測定ベースユニットが少なくとも一つの方向で測定面に自動的にアラインメントすることができるときに特に好ましい。ユーザーが測定ユニットに直接接触することに起因する測定に対する偽造の可能性を排除することができる。
【００５５】
ハウジングのどの部分も測定中に測定される面に接触しない他の実施形態では、ユーザーはハウジングによって装置を保持し、測定される面上に光学測定ベースユニットのタッチダウン手段を有する前記装置を置く。ユーザーは装置を下の面に押し、それによって、光学測定ベースユニットは測定面に適当なアラインメントを行う。このような構成は非常に好都合である。というのは、表面上で装置を位置決めの結果としてかつユーザーが付与する圧力の方向及び大きさをもとに、測定中の装置のアラインメント及び測定結果に影響を与えるのに様々な機会が認められる。これは、装置の不適当な設定、表面非平坦さ、ダスト粒子等が測定結果の偽造、ユーザーが回避できる偶然性につながりうる剛性の測定装置に比べて好都合である。
【００５６】
他方、装置のハウジングの少なくとも一部が測定面に接触するままである後に記載した実施形態による構成は好都合である。というのは、ユーザーはハウジングによって測定面上に装置を位置決めし、それによってハウジングが測定面に接触するように圧力を付与するからである。同様に、弾性的に保持された光学測定ベースユニットは、測定面に接触し、それが弾性保持なので、測定面に自動的に位置合わせできる。基本的に同一の位置決め及び想定条件である複数の測定が後に続く。
【００５７】
本発明の別な好適な実施形態では、ハウジングは少なくとも一つのハウジング支持手段を囲繞する；ここで、２つのハウジング支持手段であれば好適であり、３つのハウジング支持手段であれば特に好適である。位置決めされたタッチダウン状態では、ハウジング支持手段は少なくとも部分的には測定面に直接接触する。２つのハウジング支持手段だけを備えれば、それらは細長に構成されることが好適であり、そのため、測定面上にハウジングのタッチダウンの際に確かな基礎が確立される。３つあるいは４つ以上のハウジング支持手段を備えれば、それらは同様の構成でもよく、また、例えば、円錐形状あるいは先細り形状でもよく、それによって、該測定面の頂上でハウジングを下げてセットする際に引っ掻きが生ずる測定面の例を根本的に排除するために、測定面に方向付けられた端部が丸く大きな半径を有することが好ましい。
【００５８】
特に、例えば円筒型構成の３つのハウジング支持手段を利用するときに、特別に高い測定再現性が得られる。というのは、３つのタッチダウン点が測定面上のハウジングの位置の正確な規定を可能にする。
【００５９】
本発明の他の好適な実施形態では、光学測定ベースユニットの少なくとも一部は位置決めされていない状態で前記ハウジングから突出し、それによってタッチダウン手段の少なくとも一部が前記ハウジングから延伸することが特に好ましい。
【００６０】
ハウジングが測定中の測定面に少なくとも部分的に接触する本発明の別の好適な実施形態では、測定面上にハウジングを当てることはハウジング内で光学測定ベースユニットの変位を含むことが好ましい。
【００６１】
本発明の他の好適な実施形態では、光学測定ベースユニットはハウジングにおいて自在に据え付け、又は少なくとも一つの回動軸に対して少なくとも一つの角度範囲を介して回動可能に配置し、前記回動軸が測定面に対して実質的に平行に位置合わせされることが特に好ましい。
【００６２】
別の好適な実施形態では、光学測定ベースユニットは２軸に関して回転可能であり、双方の軸は測定面に実質的に平行に位置合わせされる。前記２つの回動軸は互いに実質的に垂直であることが好ましい。
【００６３】
光学測定ベースユニットに対して、ハウジングにおいて１軸に対して回転可能であることが非常に好都合である。というのは、光学測定ベースユニットは測定面に対して少なくとも一方向に位置合わせすることができるからである。これは、ユーザーにとってはかなりの容易化になる。というのは、そのユーザーがタッチダウン位置決めの間注意を払わなければならないのは、装置が例えば縦に傾いていないことである。
【００６４】
他方、光学測定ベースユニットが２軸について回転可能に配置するとき、ユーザーは単に少なくとも一つの上に装置を下方にセットしなければならない。しかしながら、多くの可動部は失敗の可能性を高める。機械的出費及び装置のコストもそれに対応して同様に増加する。
【００６５】
本発明の他の好適な実施形態では、少なくとも一つの回動軸は前記光学測定ベースユニットの前記２つの支持手段の間の結合セグメントに実質的に垂直に位置合わせされる。回動軸が２つの支持手段の間の実質的に中心に配置し、それによって光学測定ベースユニットが、一端で前記支持手段の一方をかつ他端で前記支持手段の他方を有するシーソーのようなものとしてみなすこともできる。
【００６６】
本発明では、回動軸が測定面に近接して配置することが好ましい。この構成の主要な利点の一つは、横方向の力が小さいままに保たれることである。測定面からの回動軸の距離は支持手段間の結合セグメントの長さより小さいことが特に好ましい；前記距離は前記支持手段の間の結合セグメントの長さの１／２又は１／３であることが特別に好ましい。このような構成は、一の支持手段が他の支持手段より遠くに延伸しているときに、特に大きなトルクがシーソー（光学測定ベースユニット）上に付与されることを可能にする。
【００６７】
本発明の他の好適な実施形態では、前記回動軸の少なくとも一つは前記ハウジングの支持手段に位置決めされる；前記支持手段のガイド手段上に回動軸を回転可能に位置決めすることは特に好ましい。
【００６８】
全光学測定ベースユニットはガイド手段、回動軸を介してハウジングの支持手段に結合されることが好ましい。それによって、光学測定ベースユニットは一方で回動軸について回動可能であり、他方で保持手段のガイドにおいてフレキシブルに変位可能に配置することができる。
【００６９】
このような配置は、特に光学測定ベースユニットの一部が位置決めされていない状態でハウジングから突出している構成において、非常に好都合である。というのは、装置を下げて測定面上に当てる際に、ハウジングにおいて少なくとも一の回動軸について回動する状態で、光学測定ベースユニットがガイド手段に沿ってハウジングに押される。ハウジングを測定面上に堅固に位置決めする際、前記光学測定ベースユニットのアラインメントは、例えば、光学測定ベースユニットの弾性的に保持される支持手段及びハウジングにおける弾性保持手段のような弾性要素の力の平衡を介して実質的に自動で行われる。
【００７０】
本発明の他の好適な実施形態では、測定面からの少なくとも一つのクリアランス距離はハウジング及び／又はベース測定ユニット上の少なくとも２点に対して規定することができる。前記少なくとも２点は、前記ハウジング及び／又はベース測定ユニットの点に対面する際に配置されることが好ましい。
【００７１】
測定面に対するクリアランスの測定は、信号を発する伝送手段によって行われるのが好ましく、それによって、表面から反射された信号は受け手段によって受けられかつ評価エレクトロニクスによって縦に並んで評価され、その結果、測定面からの距離に対する少なくとも一つのクリアランス特性が導かれる。
【００７２】
伝送手段は電磁波及び／又は音波を利用するのが好適であり、クリアランスの評価は例えば走行時間、三角測量あるいは干渉評価のような手順を利用するにより行う。
【００７３】
クリアランス測定点でのクリアランスは理想的な平坦面に対して周知であり、それによって、測定面のいかなる曲率の代表的量を測定されたクリアランス特性から決定することができる。距離が平坦な面に対する距離より大きい場合には、これは外側に曲がった表面を示している；より小さい距離は表面が内側に曲がった表面を示している。
【００７４】
測定面に対して曲率の値を決定することは非常に好都合である。というのは、曲がった面は特に外観測定結果に影響を与える可能性を有する。外観測定結果とは、例えば、光学的放射線の焦点合わせあるいは焦点外しが、光センサが結果として受けた光の信号強度上にかなりの効果を有しうることである。表面曲率の代表的量が決まれば、それらは測定結果に関して考慮可能でありかつ曲率も割り引くことができる。
【００７５】
本発明の他の好適な実施形態では、測定される面上に光のパターンを投影するために、センサ手段が測定面で反射した光を受けるパターン投影手段を備える。行列に配置した感光要素を備えた光センサを備えるならば、この実施形態では、センサとして例えばＣＣＤアレイセンセが好ましい。この好適な実施形態では、測定面に対して特徴的な曲率は、前記光センサの光強度プロファイルの評価すること及びパターンにおいて明線及び／又は明／暗エッジの前進を決定することによって計算する。前記光パターンは、明／暗エッジ及び例えば平行線、同心円あるいはクロスグリッドパターン等を含むことが好ましい。
【００７６】
この実施形態では、前記光パターン像を受ける目的で光学測定ベースユニットにおいて少なくとも一つの第２のセンサを備えることが好ましい。一つのセンサ手段だけを備えるならば、光パターンは例えば周期的にあるいはボタンを押すことによって投影され、同様に測定値は例えば周期的に得ることができる。
【００７７】
本発明の別な好適な実施形態では、測定面に対する光学測定ベースユニットの傾斜が測定値を得る間に決定されるならば、受けた測定値は補正することができ、決定された特性パラメータは補正測定値を使って定義される。
【００７８】
このような実施形態は、例えば、ベース測定ユニットが測定面に対して基本的に自動的に位置合わせするときでさえ、非常に好都合である。というのは、パラメータを導くとき又は前記パラメータを評価するとき、傾斜の決定が非常にわずかの角度の不正確さも考慮することを可能にするからである。
【００７９】
本発明の別な好適な実施形態では、一つの光学測定ベースユニットの支持手段又は好適には各々の支持手段において長さ制御手段を備える。それによって、少なくとも一つの支持手段の少なくとも一つの長さを調整してもよい。
【００８０】
測定面に対する前記光学測定ベースユニットの少なくとも一つの傾斜を決定できるように少なくとも４つのクリアランスセンサを光学測定ベースユニット上に配備することが好ましい。さらに、例えば、ホイートストン・ブリッジ回路手段を備えることも可能である；それからの信号は、許容範囲内にある測定面に対するベース面のアラインメントを得るために、支持手段の長さ制御手段を制御するために使用できるものである。
【００８１】
このような実施形態では、測定面に対して放射線の光学経路の有効なアラインメントを得ることが可能なので特に好都合である。
【００８２】
本発明の装置及び本発明の方法は、例えば、以下の周知の装置及び方法で得られた測定結果を修正するために使用できる：
【００８３】
面の反射の性質を測定する装置は独国特許第４４３４２０３号公開公報から周知ある。この発明では、測定面に対して所定の角度で、前記光源で発した光を方向付けるために光源を備える第１の光学手段を有する。
【００８４】
同様に第１の光学手段に対して所定の角度で位置決めされ、かつ、前記表面から反射される光を受ける第２の光学手段を備える。この周知の装置の前記第２の光学手段は、様々な異なる反射角に対応する範囲の反射光の強度を測定するために配置した少なくとも３つの光センサを備える。
【００８５】
装置を制御しかつ前記少なくとも３つの光センサによって発せられる信号を記憶する制御手段を備える。ここに、これらの感光面は実質的に一つの面において配置する。前記光センサは集積要素を形成する。これによって、感光層を配置されかつ実質的に他から独立に入射光の量から検出する共通の基板を備える。感光層は、観光面のそれぞれが所定の角度範囲内で反射された光量を検出するように配置される。
【００８６】
反射面の生理学的印象を定量的に評価する方法及び装置は、点光源を有する独国特許第４１２７２１５号公開公報から周知であり、そこで放射された光は測定面に反射され光検出器で検出される。
【００８７】
複数の表面測定値は、他からの規定された距離で多くの様々な測定点に対してこれらの明るさ（輝度）の値から導かれる。ここで、多くの先行明るさ値及び引き続く明るさ値のそれぞれを考慮する。これによって、表面の凹凸の波長を決定し分析することができる。各表面の評価の質的なパラメータは確認された表面測定値から導かれる。
【００８８】
本装置は、表面に接触するようになる際に回転する測定される車輪を備えることができ、その回転の動きは個々の測定点を確立するのに利用される。
【００８９】
独国特許第４４３４２０３号公開公報は表面の外観の性質を測定する装置であって、その装置における検出手段が、様々な異なる反射角に対応する範囲の反射光の強度を測定するために配置した少なくとも３つの光センサを有するものを開示している。
【００９０】
【発明の実施の形態】
本発明の他の利点、特徴及び応用の可能性は、図面を参照して実施形態の以下の詳細な記載において示す。
【００９１】
図で同じ符号は同様な部材を示している。
【００９２】
図１及び図２は本発明の装置１の第１の実施形態を示し、ここで、手持測定装置として形成されている。
【００９３】
図１は、図２のＡ−Ａ線に沿った縦断面図を示し、図２は図１のＢ−Ｂ線に沿った縦断面図を示している。
【００９４】
測定装置１は、光学測定ベースユニットあるいは光学ユニット２を備え、そのユニットは多くのドリル穴３１，３２，３３，３４及び３５を配備している。前記穴３１−３５のそれぞれは、測定面に対する直交軸に対して精密に規定された角１１，１２，１３，１４で方向付けられている。
【００９５】
光学照明手段６は各穴３１，３２に配置し、ここでは、前記照明手段７の各々は、例えば、レーザー、発光ダイオードあるいはハロゲン電球のような熱エミッタの光源７を備える。前記光学照射手段はさらに、例えば、光源７から発せられた光を平行にするためかつ規定された収束光あるいは発散光を放射するために、レンズ８及びアパーチャ１７を備えてもよい。このとき、光源７からのレンズ８の距離も調整してもよい。
【００９６】
照明手段６で発せられた光は、所定の角度１１あるいは１２で測定面１９に当たり、ここで、光は反射の法則に従って反射する。
【００９７】
角度１１で放射し反射する光は測定手段３で受光し、角度１３で配置され、光センサ４で検出される。測定手段３は、例えば、受光した光を平行にし、又はそれをセンサに合焦するために、レンズ５とアパーチャ１５とを備えてもよい。このために、レンズ５と光センサとの間の距離は測定装置を異なる測定条件及び必要性に適合するように調整してもよい。
【００９８】
第２の測定手段９はある角度１４で配備された別の受け穴３４に配置している。前記測定手段９は測定手段３と同等に構成してもよい。
【００９９】
この実施形態では、照明手段６と測定手段３及び９とが互いに対称に配置されている。
【０１００】
光学ユニット２は、例えば表面の色を測定するように作用する測定手段１６が配置する表面に垂直にドリル穴を備える。測定手段１６は、異なる波長の放射線を検出できかつ表面の色を検出する異なるスペクトル感度の３つのセンサを備えるように設計される。
【０１０１】
他の測定手段は、光沢、くもり、表面リップルあるいはみかん膚、又は他の外観特性パラメータを決定するように指定することができる。
【０１０２】
この実施形態では、光学ユニットは、該光学ユニット２が測定中に測定すべき面上に設置される２つの吊りベース２１を備える。
【０１０３】
前記ベース２１の各々は光学ユニット２に弾性的に取付ける。ここで、各螺旋バネ２２はそれぞれホームポジションに光学ユニット２から前記ベースのスタッド領域を後退させる。
【０１０４】
固体材料から成る３つの固定ベースを測定装置１のハウジング１０上に備え、これらのうちの２つは固定長であるが調整可能な距離を有するように構成される。この結果、例えばネジを測定装置のハウジング１０にねじ込むためにベース上に備えるのが可能になる。頭なしネジ（図示せず）は測定装置の較正後に、例えば、設定ベース１８として作用可能である。
【０１０５】
光学ユニット２はハウジング１０において回動軸２５について回転可能に支持され、それによって光学ユニット２はハウジング１０において少なくともある程度回動可能になる。
【０１０６】
光学ユニット２の回転可能支持のための回動軸２５は、測定装置１のハウジング１０において２つのガイド手段２６によって支持される。各ガイドは回動軸２５と光学ユニット２とにプレストレスをかけるバネ２７を備える。ガイド２６におけるバネ２７は光学ユニット２を測定装置１のハウジング１０から押し、そのため、光学ユニット２のベース２１は測定装置がストレスをかけられていない状態すなわち測定面上に位置しないときにハウジング１０から下方に突出する。
【０１０７】
ホームポジションでは、光学ユニット２の前記吊りベース２１はハウジング１０のベース１８を越すクリアランス２８でハウジング１０の下側から突出する。
【０１０８】
測定装置１は平坦な測定面に水平に位置すれば、吊りベース２１の接触面２３はまず測定面に接触するようになる。これが吊りベース２１のバネ２２に圧力を付与し、それによってベース２１はいくらか光学ユニット２に移動する。
【０１０９】
回動軸２５を介してガイド２６上に移動されかつバネ２７に圧力を付与する光学ユニット２上に力が付与される。
【０１１０】
結果として、光学ユニットはガイド２６に沿って測定面のハウジング１０にシフトし、それによって、タッチダウンの際に圧力が付与され、光学ユニット２の接触面２３がクリアランス２８の量によってハウジング１０に導入される。そして、ハウジング１０の固定ベース１８は測定面に接触するようになる。
【０１１１】
測定中にユーザーが付与する必要がある圧力は、ユーザーが固体抵抗を知覚するまで圧力を増加するだけなので、低下する。このような固体抵抗が知覚されないならば、ユーザーは圧力を増加しつづけ、すぐに不必要に疲労し、又は、大きな力を付与することによって測定面に損傷を与えることが考えられる。さらに、正確に規定されかつ再現可能な条件が確立される。
【０１１２】
図３及び図４は、本発明による装置の第２及び第３の好適な実施形態の断面を示している。
【０１１３】
図３及び図４における符号１０１は、光学測定ベースユニット１０２が配備するハウジングを示している。３つの照明手段１０３，１０４（前記照明手段のうちの一つはこの断面図において認識できない）と検出手段１０５とは、対応する円筒型受け穴１３０，１４０，１５０における前記光学測定ベースユニット１０２において所定の位置づけた角度で収容される。他の構成は、６個、１２個又は１３個以上の対称に分布した照明手段を提供する。前記３個の照明手段から発した光ビームは、開口１０６を介して光学測定ベースユニット１０２を出て、前記光学測定ベースユニット１０２の外の測定面（図示しない）上の点Ｓで交差する。検出手段１０５は前記点Ｓ上に正確に位置付けられ、その方向に反射する光ビームを検出する。
【０１１４】
前記３個の照明手段１０３，１０４及び前記検出手段とは、ハウジング１０１内の回路板上に位置したコネクションを介して制御及び評価エレクトロニクスに結合される。ここで、前記回路板１１４は取付手段１１７，１１８によって前記ハウジング１０１に結合する。
【０１１５】
照明手段１０３，１０４双方は好適にはＬＥＤであることが好ましく、検出手段１０５は例えば光検出器である。
【０１１６】
さらに、符号１０７は、光学測定ベースユニット１０２の下部外側面であり、かつ、上述したように測定手順中測定面に平行に位置合わせしなければならないタッチダウン面を指示している。
【０１１７】
タッチダウン面１０７はそれ自体測定面上に直接位置付けることができ、位置決めのときに測定面に損傷を与えることを回避するために、例えば、テフロン（登録商標）のような適当な材料の被覆を備えてもよい。ハウジング１０１上の車輪、及び／又は測定面からある距離でタッチダウン面１０７を保持し同時に装置に対する測定面の相対的移動を検出可能にする光学測定ベースユニット１０２を備えることも可能である。
【０１１８】
図５は光学測定ベースユニット１０２のタッチダウン面１０７の下側（拡大）図を示している。
【０１１９】
図３及び図４を再度参照すると、光学測定ベースユニット１０２はハウジング１０１の部分であるプロファイル１１０によって部分的に囲繞される。プロファイル１１０は、装置が測定面上に位置付けられないときに、光学測定ベースユニット１０２の対応する突出が静止するベッド領域１１００を備える内側指向リップを有する。
【０１２０】
弾性手段はベッド領域１１００に対して光学測定ベースユニット１０２を押圧するバネ要素１０９の形で備える。
【０１２１】
前記バネ要素１０９は、ハウジング１０１の内部のキャリヤ手段１１１上に配備する部分的中空突起１０８に収容されることが好ましい。バネ要素１０９の数と対応する部分的中空突起１０８とは光学測定ベースユニット１０２のサイズ及び形状次第である。
【０１２２】
タッチダウン面に実質的に平行な近似円に配置することが好ましい、少なくとも３つの部分的中空突起１０８と３つのバネ要素１０９とが備える。タッチダウン面の中心は実質的に測定点上で実質的に垂直である。
【０１２３】
回路板すなわちプレート状領域１１２上に配備した薄いフィンガー１１３は、キャリヤ手段１の開口１１３０を介して、同様に回路板を収容するハウジング１０１の内部へ延伸する。
【０１２４】
遮光手段１１５はハウジング内、好ましくは回路板１１４上に配置する；薄いフィンガー１１３に固定したディスク１１６は、前記薄いフィンガー１１３が測定面上にセットするときのバネ要素１０９の圧力に反して、光学測定ベースユニット１０２の移動に対応して垂直上方に動くときに、それを妨げる。遮光手段１１５は回路板１１４上に配置した制御及び評価エレクトロニクスに結合されかつ測定手順を制御しかつそれを起動しあるいは非起動とする。
【０１２５】
以下に装置の作動を説明する：
【０１２６】
組み立てるときに厚いペーパーバックのおおよその寸法を有するハウジング１０１はユーザーの手に保持され、測定面上に位置する。タッチダウン圧力は、光学測定ベースユニット１０２がバネ要素１０９の圧力に反して位置付けられていない状態でその位置から動くことを誘導し、そこで、プレート状領域１１２上への前記バネ要素１０９の圧力は同時に前記バネ要素１０９の押圧によって変化する。
【０１２７】
位置及び圧力の変化は、光学測定ベースユニット１０２を測定面上にセットするやり方に依存し、従って、正確な測定位置の規定、検出、モニタリングを可能にする。
【０１２８】
表面タッチダウンを正確な測定位置が推定されるように行うならば；例えば、タッチダウン面及び測定面がほぼ平行な状態であれば、光学測定ベースユニット１０２は、遮光手段１１５が薄いフィンガー１１３上にディスク１１６によって起動されるようにガイドに沿ってシフトされる。これは、測定を起動する制御及び評価エレクトロニクスによって行われる。
【０１２９】
好適な実施形態では、光学測定ベースユニットが下方に傾斜した状態でタッチダウンする（当たる）ときを検出することが可能である。遮光手段１１５は閉じず、制御及び評価エレクトロニクスによって起動する測定はない。というのは、光学測定ベースユニット１０２がガイドに対応して動かないからである。
【０１３０】
光学測定ベースユニット１０２の正確な初期タッチダウンの後に、ユーザーが対応する光学測定ユニット１０２を傾けるトルクを付与する。所定の位置では、遮光手段１１５は、測定が再び制御及び評価手段によって遮断される結果として再度開く。
【０１３１】
それによって、一度光学測定ベースユニットが正確な測定位置をとると、タッチダウン圧力の方向及び／又は大きさのわずかな変化が位置変化を正しくない位置に誘導しないことを、光学測定ベースユニットの弾性保持が保証する。
【０１３２】
言い換えると、弾性保持はタッチダウン圧力の方向及び／又は大きさの変化を補償することができる。この補償機能は、装置の駆動時に誤り測定の回数をかなり減少することができる。
【０１３３】
アラーム手段は、補償範囲からの逸脱を意味する、正確な測定位置からの逸脱をユーザーに示すことが好ましい。
【０１３４】
位置決めのときは、まず、タッチダウンの面は測定面に接触するようになる。
【０１３５】
図３に対応する実施形態では、規定したタッチダウン圧力でハウジングのベース１２００が測定面に触れ、それによってユーザーは付与される圧力が十分であるように抵抗から判断する。
【０１３６】
図４による例では、ユーザー自身が付与される力が十分であるか否かをきめなければならない。
【０１３７】
図６は、本発明による装置の第３の実施形態から上記の好適な遮光手段からの見た図である。
【０１３８】
図６が示すように、第１の遮光手段１２０，１２１、第２の遮光手段１２２，１２３及び第３の遮光１２４，１２５が回路板１１４上に三角上に備える。符号１１６ａ，１１６ｂ及び１１６ｃはそれぞれ前記第１、第２及び第３の遮光手段の代表的な区切り点（breakpoint）を示す。遮光手段は、光学測定ベースユニット１０２のプレート形状領域１１２での第１、第２及び第３の薄いフィンガー上に備えた第１、第２及び第３のディスクによって行われる。
【０１３９】
３つの遮光手段は、（図６の点円で示した）３つの部分的凹んだ突起部に収容されたバネ要素に対応する連結ラインに配置する。ここで、関連するディスクの区切り点は前記連結ラインの各中心に位置する。
【０１４０】
この構成は、全方向におけるハウジング１０１に対する光学測定ベースユニット１０２の傾きを決定することを可能にし、タッチダウン面と測定面との類似を保証するために精密なモニタリングを提供する。
【０１４１】
しかしながら、原理的に、弾性保持手段及び遮光手段の別の幾何学的配置の可能である；例えば、矩形、六角等。同様に、一つの遮光手段は一つの方向だけの傾きを検出してもよい。あるいは、互いに実質的に垂直に配置するのが好適な２つの遮光手段が２つの次元における角度ぶれを決定することができる。
【０１４２】
ハウジング１０１に対する光学測定ベースユニット１０２の位置を決定する遮光手段を用いる代わりに、この手順も例えば、誘導、容量あるいは抵抗検出手段をしようしてもよい。例として、光学測定ベースユニットの移動を連続的に測定することも可能である。これは、測定の始動（例えば、補償又は精度クラスの相異）のためにタッチダウン面１０７と測定面との間の類似からのずれを一または二以上の許容範囲を前もって設定することができるという利点を有する。
【０１４３】
図７は、位置の決定を誘導手段によって行う本発明による装置の第４の好適な実施形態の断面を示す。
【０１４４】
図７に対応する実施形態はまず、測定面を保護する目的でタッチダウン面１０７がテフロン（登録商標）コーティング１７０を備える図４による第３の実施形態とは異なっている。また、部分的凹み突起部１０８のバネ要素１０９は弾性的に硬いゴムシリンダー１９０によって置換している。
【０１４５】
しかしながら、実質的な相異は、光学測定ベースユニット１０２の位置の検出を誘導検出手段１５０，１６０によって実施することである。
【０１４６】
誘導検出手段は、光学測定ベースユニット１０２のプレート状領域１１２上に所定の位置に配備し上方に突出する強磁性ピン１５２と、強磁性ピン１５２のそう入深さの変化をもとに下方に開口した開口コイルに生ずるインダクタンスの変化を検出するコイル検出器１６２と、から成る。しかしながら、各そう入深さは、正確な測定位置を確立できる方法によって、ハウジング１０１に対する光学測定ベースユニット１０２の位置をちょうど反映する。
【０１４７】
コイル検出器１６２の測定信号はキャリヤ手段１１１における開口１２３０を介して回路板１１４へ導かれ、同じ処理が続く。
【０１４８】
第２の別の実施形態の詳細は前の実施形態と同様である。
【０１４９】
図８は、本発明による装置の第５の好適な実施形態の断面図である。
【０１５０】
第４の実施形態では、本発明による実施形態は同様にタッチダウン面１０７上にテフロン（登録商標）コーティング１７０を備える。
【０１５１】
第３の実施形態では、光学測定ベースユニット１０２の位置の検出は容量検出手段１１２０及び１１２３によって行われる。
【０１５２】
容量検出手段１１２０，１１２３は、光学測定ベースユニット１０２のプレート状領域１１２とキャリヤ手段１１１との間に堅く固定された容量手段から成る。前記容量手段は、それらの容量板間に配置した弾性誘電媒体１１２３を有する単一のキャパシタを多く囲繞する。前記キャパシタ１１２０の出力信号はさらなる処理のためにブッシング１３３０を介して回路板１１４に送信される。
【０１５３】
装置が駆動のために測定面にセットされると、容量板間の弾性媒体１１２３は変形し、個々のキャパシタ１１２０のキャパシタンスは変化する。ハウジング１０１に対する光学測定ベースユニット１０２の位置変化を決定することも可能である。
【０１５４】
キャパシタ１１２０の容量板と検出手段との間に弾性媒体１１２３の形での弾性手段の組合せはこの実施形態では特に好適である。
【０１５５】
この実施形態の他の詳細は前に説明した実施形態と同様である。
【０１５６】
正確な測定位置の決定は、ハウジング１０１に対する光学測定ベースユニット１０２の位置変化の決定から可能であるばかりでなく、対応する圧力変化の決定によっても実施することができる。
【０１５７】
図９は、このような圧力の変化を検出する本発明による装置の他の好適な実施形態の断面図である。
【０１５８】
図９による実施形態では、弾性媒体１８０の層として形成された弾性保持手段は光学測定ベースユニット１０２のプレート状領域１１２とキャリヤ手段１１１との間に配置している。この層は例えば、弾性デュロ泡材料から成ってもよい。
【０１５９】
他の実施形態に対して、前記ハウジング１０１内でハウジング１０１に対する光学測定ベースユニット１０２の位置の変化を検出するより、前記光学測定ベースユニット１０２のタッチダウン面１０７上の前記ハウジング１０１の外側に配置したタッチダウン圧力検出器１１７０によって圧力変化を検出する。
【０１６０】
例えば、容量手段として機能してもよい前記タッチダウン圧力検出器１１７０の出力信号は、さらなる処理のために（図示しない）結合部を介して回路板１１４に供給される。
【０１６１】
特に、前記タッチダウン圧力検出器１１７０は、タッチダウン面１０７内の局所的タッチダウン差を識別するためにこのような設計でありうる。
【０１６２】
弾性保持手段の弾性を知ると、ハウジング１０１に対する光学測定ベースユニット１０２の位置変化がタッチダウン圧力検出器１１７０で検出されるそのときのタッチダウン差から直接計算可能である。従って、このやり方で正確な測定位置についての所望の情報も受ける。
【０１６３】
本発明の他の詳細は第３の実施形態のものと同様である。
【０１６４】
この第６の実施形態の認知可能な変動として、タッチダウン圧力検出器は弾性保持手段に収容されてもよい。
【０１６５】
第３から第５の実施形態による位置変化の検出は、モニタリングの精度をさらに向上するために第６の実施形態によって圧力変化の検出を組み合わせてもよい。
【０１６６】
ユーザーの代わりにロボット手段を用いた本発明の装置を駆動ことも究極的には可能であり、それによって前記ロボット手段の制御が検出された位置及び／又は圧力変化を介して行う。
【０１６７】
以上、明らかにしたように、本発明は外観特性、特に表面の外観特性を測定する装置及び表面の外観の特徴付けに寄与する前記装置を駆動する方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による装置の第１の実施形態の縦側面図である。
【図２】  図１による実施形態の側断面図である。
【図３】  本発明の装置の第２の好適な実施形態である。
【図４】  本発明による装置の第３の好適な実施形態の断面図である。
【図５】  図４の光学測定ベースユニットのタッチダウン表面の下側（拡大）図である。
【図６】  本発明による装置の第３の実施形態から好適な遮光手段の平面図である。
【図７】  本発明による装置の第４の好適な実施形態の断面図である。
【図８】  本発明による装置の第５の好適な実施形態の断面図である。
【図９】  本発明による装置の第６の好適な実施形態の断面図である。
【符号の説明】
１  測定装置
２  測定ベースユニット、光学ユニット
３  測定手段
４  光センサ
５  レンズ
６  照明手段
７  光源
８  レンズ
９  測定手段
１０  ハウジング
１１，１２，１３，１４  角度
１５  アパーチャ
１６  測定手段
１７  アパーチャ
１８  固定ベース
１９  測定面
２１  支持手段、吊り手段
２２  螺旋バネ
２３  接触面
２５  旋回軸
２６  ガイド手段
２７  バネ
２８  クリアランス
３１，３２，３３，３４，３５  穴
【図１】
0004824189.tif 000002
【図２】
0004824189.tif 000003
【図３】
0004824189.tif 000004
【図４】
0004824189.tif 000005
【図５】
0004824189.tif 000006
【図６】
0004824189.tif 000007
【図７】
0004824189.tif 000008
【図８】
0004824189.tif 000009
【図９】
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