[发明专利]用于观察样本表面的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于观察半透明材料样本的表面的外观的设备。

背景技术

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。

WO2007/072403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。

发明内容

本发明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。本发明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发明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。