DE3435059A1

DE3435059A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen bestimmung der anisotropiezustaende von optisch aktiven materialien

Info

Publication number: DE3435059A1
Application number: DE19843435059
Authority: DE
Inventors: Helmut 6239 Eppstein Czepl; Wolfgang Dipl.-Phys. Dr. 6501 Gau-Bischofsheim Gawrisch; Walter Dipl.-Ing. 6209 Hohenstein Valentin
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1984-09-25
Filing date: 1984-09-25
Publication date: 1986-03-27
Also published as: DE3435059C2; US4692026A

Description

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG

84/K 073 --T- 24. September 1984

ζ WLJ-DI.Z.-is

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Bestimmung der Anisotropiezustände von optisch aktiven Materialien

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Bestimmung der Anisotropiezustände von optisch aktiven Materialien über ihre Doppelbrechungen in einer oder mehreren Hauptrichtungen, bei dem der Gangunterschied von interferierenden Wellenzügen mit Hilfe eines optischen Kompensators erzeugt wird, gleichzeitig eine Dickenmessung des optisch aktiven Materials erfolgt und ein vom Kompensator erhaltenes Interferenzbild positionsabhängig fotoelektrisch ausgewertet wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Aus der DE-OS 24 49 475 ist ein derartiges Verfahren zum Bestimmen des Anisotropiezustandes von transparenten oder translucenten Polymeren durch Messen der Orientierungsdoppelbrechung unter Verwendung eines Kompensators bekannt, der den zum Bestimmen der Doppelbrechung notwendigen Gangunterschied liefert, wobei zum Messen des Gangunterschieds eine fotoelektronische Analyse des Interferenzfarbbildes vorgenommen wird, das hinter einem dem Kompensator, der ein Keilkompensator ist, nachgeschalteten Analysator erhalten wird. Der als optisch sichtbares Signal erscheinende Gangunterschied wird mit Hilfe fotoempfindlicher Bauteile, wie beispielsweise Fotozellen, in ein elektrisches Signal umgewandelt. Zum Bestimmen des Anisotropiegra-

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-JT-

des werden zumindest zwei Strahlengänge ausgewertet, von denen einer bevorzugt senkrecht und ein anderer schräg die zu untersuchende Probe durchdringt. Das dem optischen Gangunterschied entsprechende elektrische Signal kann zur Steuerung des Herstellungsprozesses oder zur halbkontinuierlichen Qualitätskontrolle mit Rechnersteuerung verwendet werden. Die Vorrichtung zur Messung der Orientierungsdoppelbrechung weist einen positionsempfindlichen Streifendetektor auf, der die gesamte auf ihn einfallende Lichtintensität bei gleichzeitiger Angabe des Ortes maximaler Helligkeit mißt und der das vom Kompensator erhaltene Interferenzbild aufnimmt. Anstelle eines Streifendetektors kann auch ein Vielfachdetektor vorgesehen werden, bei dem die einzelnen Detektoren über eine Ansteuerlogik einzeln nach den vom Interferenzfarbbild empfangenen Lichtintensitäten abgefragt werden und der Detektor, der die maximale Intensität empfängt, den Gangunterschied bzw. die Phasenverschiebung durch das durchstrahlte optisch aktive Material wiedergibt. Ebenso können zum Messen des optischen Gangunterschiedes eine oder mehrere lichtempfindliche Elemente vorgesehen werden, die das Interferenzfarbbild empfangen und die zum Ermitteln des Ortes maximaler Helligkeit bei parallelen Polarisatoren bzw. maximaler Dunkelheit bei gekreuzten Polarisatoren elektromechanisch über den Kompensator bewegt werden.

Der in diesem Verfahren als Kompensator verwendete, an sich bekannte Kompensationskeil deckt einen bestimmten

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Bereich des Gangunterschieds ab und liefert bei seiner Durchstrahlung mit Licht bei gekreuzten Polarisatoren eine schwarze Linie und bei parallelen Polarisatoren eine weiße Linie, die weiterhin als Interferenzstreifen 0-ter Ordnung bezeichnet wird. Links und rechts schließen an diese Linie Interferenzfarbstreifen 0-ter bis n-ter Ordnung an. Die Lage der einzelnen Interferenzstreifen kann beispielsweise anhand einer Skalenteilung in Nanometer, die an den marktgängigen Kompensationskeilen angebracht ist, abgelesen werden. Werden der Kompensationskeil· und das optisch aktive Material, das gleichfalls doppelbrechende Eigenschaften besitzt, zusammengefügt, so addieren sich die Gangunterschiede von Kompensationskeil und Material, was zur Folge hat, daß sich der Interferenzstreifen 0-ter Ordnung auf dem Kompensationskeil verlagert. Diese örtliche Verlagerung ist ein direktes Maß für den Gangunterschied im Material. Dabei ergibt sich für eine fortlaufende Messung der Anisotropieeigenschaften die Schwierigkeit, daß im optisch aktiven Material wie biaxial verstreckten Folien im allgemeinen Inhomogenitäten auftreten, die u.a. auch den Beginn eines Abreißens des Folienmaterials anzeigen können. Diese Inhomogenitäten bewirken dann häufig einen so großen Gangunterschied, daß durch die Addition dieses Gangunterschieds mit dem Gangunterschied des Kompensationskeils der Interferenzstreifen 0-ter Ordnung aus dem Meßbereich des Kompensationskeils hinauswandert, d.h. in der Praxis das Interferenzbild auf dem Kompensatinskeil keinen Interferenzstreifen 0-ter Ordnung enthält. Der Streifende-

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-Jr-

tektor, der Vielfachdetektor oder ein elektromechanisch über den Kompensationskeil bewegtes lichtempfindliches Element erfassen dann nur, wenn überhaupt, einen wesentlich lichtschwächeren Interferenzfarbstreifen bestimmter Ordnung, der keine Aussage über die Doppelbrechung des Materials zuläßt. Es liegt somit auf der Hand, daß mit dem bekannten Verfahren die Abrißgefahr für eine Folienbahn, die sich durch stärkere Änderungen in der Doppelbrechung bzw. im Gangunterschied anzeigt, nicht kontinuierlich gemessen und nur in sehr engen Grenzen erfaßt werden kann, um rechtzeitig dagegensteuern zu können. Wird der Bereich des Kompensationskeils zum Messen des Gangunterschieds, um diesen Nachteil zu vermeiden, vergrößert, so verschlechtert sich die Auflösung der einzelnen Interferenzstreifen erheblich, so daß die fotoempfindlichen Detektoren häufig nicht in der Lage sind, den Ort maximaler Helligkeit bzw. stärkster Dunkelheit innerhalb des Interferenzfarbbildes auf dem Kompensationskeil zu lokalisieren und daher der Gangunterschied bzw. die Doppelbrechung nicht berechnet werden können.

Aus der DE-PS 23 38 305 ist ein Verfahren zum Ermitteln der linearen Doppelbrechung eines optisch aktiven Materials bekannt, bei dem das Material mit linear polarisiertem Licht durchstrahlt und das austretende Licht in einer zur Polarisationsebene des einfallenden Lichts senkrechten Polarisationsebene erfaßt wird, wobei zumindest eine Wellenlänge ermittelt wird, bei der das erfaßte Licht ausgelöscht wird. Die dazu verwen-

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dete Meßeinrichtung umfaßt eine Lichtquelle, deren Strahl einen Polarisator durchstrahlt, in dem die erforderliche linear polarisierte Welle gebildet wird, welche die zu messende Folie durchdringt und in einen Analysator gelangt und von dort aus in ein Detektorsystem. Das Detektorsystem kann als Prisma bzw. Gitter oder als optischer Vielkanal-Analysator mit einer Vielzahl von Detektoren ausgebildet sein. Die Lichtquelle sendet monochromatisches oder weißes Licht aus. Ein Kompensationskeil zum Bestimmen des Gangunterschieds, der durch die Folie bewirkt wird, ist nicht vorhanden.

Aus der DE-OS 31 06 818 ist schließlich ein Verfahren zur kontinuierlichen Bestimmung mehrachsiger Orientierungszustände von verstreckten Folien oder Platten über ihre Hauptdoppeibrechungswerte bekannt, bei dem drei Laserstrahlengänge, erzeugt durch drei Laser oder durch Aufteilung eines Laserstrahls, verwendet werden, von denen der eine die Folie senkrecht und die beiden anderen sie so geneigt durchlaufen, daß die Neigungsebenen senkrecht auf der Folienebene stehen und die beiden Orientierungshauptrichtungen enthalten. Die Phasendifferenzen der Laserstrahl-Intensitäten werden nach Durchlaufen der Folie, eines λ/4-Plättchens und eines rotierenden Analysators fortlaufend gemessen. Aus den drei Phasendifferenzen werden unter Berücksichtigung der beiden Neigungswinkel der geneigten Laserstrahlen und der auf andere Weise gemessenen Foliendicke die drei Hauptdoppelbrechungswerte der Folie

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laufend bestimmt. Die Meßvorrichtung umfaßt drei Laser, die durch eine geeignete Linsen- oder Spiegelanordnung nach dem Durchstrahlen der Folie parallel gerichtet werden. Der Lichtstrahl des einen Lasers trifft senkrecht auf die Folienebene, während die Lichtstrahlen der beiden übrigen Laser \xnter einem Winkel Φ zur Foliennormalen auf die Folie auftreffen, wobei der Lichtstrahl des einen Lasers in einer Ebene verläuft, die die Foliennormale und die Hauptreckrichtung der Folie enthält, während der Lichtstrahl des anderen Lasers in einer Ebene liegt, die durch die Foliennormale und Transversalreckrichtung der Folie festgelegt ist. Durch die optische Anisotropie der verstreckten Folie werden die von den Lasern ausgehenden, zunächst linear polarisierten Lichtstrahlen elliptisch polarisiert. Ein λ/4-Plättchen unterhalb der Folie wandelt die elliptische Polarisation der drei Laserstrahlen in eine lineare Polarisation um. Ein rotierendes Polarisationsfilter unterhalb des λ/4-Plättchens bewirkt eine Auslöschung der Strahlen, wenn ihre Polarisationsrichtungen senkrecht auf die Polarisationsrichtung des Polarisationsfilters stehen. Die Intensitäten der Laserstrahlen werden durch fotoempfindliche Detektoren in periodische elektrische Signale umgewandelt, die gegeneinander phasenverschoben sind. Diese Phasenverschiebungen können mit Hilfe von zwei Phasenmetern bestimmt werden, wobei die dritte Phasenverschiebung die beiden anderen zu 0 ergänzt. Aus den gemessenen Phasenverschiebungen lassen sich die Doppelbrechungswerte in einem Rechner ermit-

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teln und als Meßgrößen für die biaxiale Folienorientierung . direkt zur Steuerung einer Folienreckanlage verwenden.

Diese bekannte Meßvorrichtung ist apparativ durch den Einsatz von drei Lasern bzw. eines optischen Systems zum Aufteilen eines einzigen Laserstrahls in drei Strahlen aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Meßverfahren und eine Meßvorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der es möglich ist, die Doppelbrechungswerte eines optisch aktiven Materials wie einer mono- oder biaxial verstreckten Folie kontinuierlich zu bestimmen und die Gefahr des bevorstehenden Abrisses der Folie frühzeitig zu erkennen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach der Erfindung in der Weise gelöst, daß das Interferenzbild des optisch aktiven Materials in jeder Hauptrichtung auf eine fotoempfindliche zweidimensionale Matrix abgebildet wird und daß die von der Matrix in elektrische Signale umgewandelten optischen Signale einer Pegeldiskriminierung derart unterzogen werden, daß für jede Stelle der Matrix das elektrische Signal ausgewertet wird, das dem Interferenzstreifen 0-ter Ordnung des Interferenzbildes entspricht.

In Weiterbildung der Erfindung werden von jeder zu untersuchenden Hauptrichtung des optisch aktiven Materials mehrere Interferenzbilder, die durch Kompensati-

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-JS-

onskeile mit unterschiedlichen optischen Gangunterschiedsbereichen erzeugt werden, auf die fotoempfindliche zweidimensionale Matrix abgebildet und wird das Interferenzbild desjenigen Kompensationskeils ausgewertet, der in seinem Gangunterschiedsbereich die größte Auflösung für den einzelnen Interferenzstreifen aufweist. Dabei sind die Gangunterschiedsbereiche der Kompensationskeile dem Absolutbetrag nach gleichgroß und die optischen Gangunterschiedsbereiche der Kompensationskeite schließen mit einer Überlappung bis zu 12,5 % des einzelnen Gangunterschiedsbereichs aneinander an.

In Ausgestaltung des Verfahrens werden die von den Kompensationskeilen erzeugten Interferenzbilder nebeneinander und/oder untereinander auf einem Bildschirm abgebildet und bei der Abtastung wird auf die einzelnen Interferenzbilder solange umgeschaltet, bis das Interferenzbild mit einem einzigen Interferenzstreifen 0-ter Ordnung aufgefunden ist.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß eine Festkörperkamera mit einer fotoempfindlichen x-y Diodenmatrix die Interferenzbilder von Kompensationskeilen abtastet» die im Strahlengang einer Lichtquelle oberhalb des optisch aktiven Materials und einem Analysator angeordnet sind und daß die Festkörperkamera mit einem Rechner und einem Monitor verbunden ist, der an den Rechner angeschlossen ist und auf dessen Bildschirm die Interfe-

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renzbilder entsprechend ihrer punktuellen Helligkeit in Abhängigkeit von der x-y Lage der Interferenzstreifen 0-ter Ordnung abgebildet sind.

In Ausgestaltung der Vorrichtung ist im Rechner ein Diskriminator vorhanden, der die von den Dioden der x-y Diodenmatrix der Festkörρerkamera gelieferten elektrischen Analogsignale zur punktuellen Helligkeit des auf die betreffende Diode auffallenden Lichtes erst ab einem bestimmten Pegel hindurchläßt und alle darunter liegenden Analogsignale diskriminiert, so daß das Analogbild des Interferenzverlaufs für den vorgegebenen Pegel in ein Binärbild umgesetzt wird, während alle Analogsignale und somit Grauwerte, die eine bestimmte Helligkeit nicht überschreiten, unterdrückt sind. Unter Binärbild wird im folgenden stets ein Helligkeitsbild ohne Grauwerte verstanden, das maximal zwei Helligkeitsniveaus, beispielsweise weiß/schwarz, enthält. Des weiteren ist in unmittelbarer Nähe der optischen Meßvorrichtung aus Lichtquelle, Kompensationskeilen und Polarisatoren ein an sich bekanntes Dickenmeßgerät angeordnet, das mit dem Rechner verbunden ist und in diesen die gemessene Dicke des Materials eingibt.

Mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung können gleichzeitig und kontinuierlich mehrachsige Orientierungszustände von optisch aktiven transparenten Materialien durch Messung der Doppelbrechungen aus dem jeweiligen Gangunterschied, der mit Hilfe von

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Kompensationskeilen bestimmt wird, und der örtlichen Dicke des optisch aktiven Materials bestimmt werden. Durch eine Rechnerunterstützte, sich selbst stabilisierende Auswertung der durch die Kompensation auf den Gangunterschied Ü erzeugten Interferenz Streifenbilder des optisch aktiven Materials im weißen Licht werden Aussagen über aktuelle verfahrenstechnische Parameter und zu erwartende physikalische Eigenschaften des zu untersuchenden Materials möglich, sofern die Korrelationen zwischen diesen Eigenschaften und den Doppelbrechungswerten bekannt sind. Das Verfahren und die Vorrichtung werden vorteilhafterweise an mehreren Stellen des Produktionsprozesses gleichzeitig eingesetzt, so daß der Zusammenhang zwischen den gemessenen Doppelbrechungswerten und den Prozeßparametern und weiterer Materialeigenschaften örtlich eindeutig lokalisierbar ist, wodurch dann eine kontinuierliche Qualitätskontrolle des laufenden Materials bzw. der Materialbahn und eine Prozeßsteuerung möglich sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht der Meßvorrichtung,

Fig. 2a den Intensitätsverlauf eines Interferenzbildes, das beim Durchstrahlen des optisch akti-

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-/fS.

ven Materials auf dem Kompensationskeil der Meßvorrichtung nach Fig. 1 abgebildet wird,

Fig. 2b bis 2d die aus dem Interferenzbild nach Fig. 2a durch unterschiedliche Pegeldiskrimi-

nierung der elektrischen Analogsignale abgeleiteten Bilder des Intensitätsverlaufs des Interferenzbildes,

Fig. 3a bis 3c die untereinanderliegenden Abbildungen der Interferenzbilder mehrerer Kompensationskeile auf eine fotoempfindliche x-y Diodenmatrix einer Festkörperkamera der Meßvorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4a bis 4c den schematischen Aufbau der Meßvorrichtungen für den Gangunterschied, der durch das optisch aktive Material hervorgerufen wird und die Dickenmessung des optisch aktiven Materials während des Herstellungspro

zesses ,

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das im Rechner der Meßvorrichtung nach Fig. 4 für die Bildanalyse durchlaufen wird, und

Fig. 6 eine schematische Abbildung eines infolge von Inhomogenitäten unterbrochenen Interferenzstreifens O-ter Ordnung auf einem Monitor der Meßvorrichtung nach Fig. 4.

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Bei der Kompensationskeilmethode, die anhand des schematischen Aufbaus nach Fig. 1 erläutert wird, passiert das Licht einer monochromen oder weißen Lichtquelle 1 einen Polarisator 2, das zu untersuchende doppelbrechende Medium, beispielsweise eine monoaxial· oder biaxial verstreckte Folie 3 aus einem Plastomeren, einen Kompensationskeil 4 und einen Analysator 5, der zweckmäßigerweise mit seiner Polarisationsebene um 90 zu dem Polarisator 2 gedreht ist, und trifft dann auf eine elektronische Kamera, wie eine Festkörperkamera 6, die als Empfängerfläche eine x-y Matrix aus fotoempfindlichen Dioden besitzt. Diese Diodenmatrix wird von einer speziellen, nicht dargestellten Elektronik so ausgewertet, daß das optisch sichtbare Interferenzbild auf dem Kompensationskeil 6 nach seiner punktuellen Helligkeit in Abhängigkeit des Ortes bzw. der x-y Lage der einzelnen Diode abgefragt und auf einem Monitor sichtbar gemacht werden kann.

Das Zustandekommen der Doppelbrechung ist an sich bekannt und wird hier nur kurz erläutert.

Ein optisch aktives Material zerlegt linear polarisiertes Licht in zwei zueinander senkrechte Richtungen, in denen unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeiten für die beiden Lichtwellenkomponenten bestehen. Dadurch treten diese zeitlich versetzt aus dem doppelbrechenden Material aus und haben somit eine Phasendifferenz in einer bestimmten Größenordnung. Beim Austritt aus dem optisch aktiven Material addieren sich die beiden Lichtwellenkomponenten zu

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einer Welle, die je nach der Größe der Phasenverschiebung unterschiedlich polarisiert sein kann. Entspricht der Gangunterschied einem ganzzahligen Vielfachen der Wellenlänge der Lichtwelle, so ist die Ausgangswelle gleichfalls linear polarisiert und schwingt in der gleichen Ebene wie die linear polarisierte Eingangswelle. Handelt es sich um polychromatisches Licht, so dringt durch einen hinter dem doppelbrechenden Material aufgestellten Analysator, dessen Polarisationsebene um 90 zu derjenigen des Polarisators gedreht ist, kein Licht durch, d.h. mit anderen Worten: es erfolgt eine Lichtauslöschung und es erscheint ein schwarzer Interferenzstreifen. Bei nichtgekreuztem Polarisator und Analysator, d.h. die Polarisationsebenen der beiden sind zueinander parallel, erfolgt keine Lichtauslöschung, vielmehr eine Verstärkung und es tritt ein Interferenzstreifen großer Helligkeit auf.

Wird weißes, d.h. polychromatisches Licht verwendet, so erscheint die Komplementärfarbe zur ausgelöschten Farbe. Der Gangunterschied und die Phasenverschiebung hängen linear zusammen und sind eine Linearfunktion des von den Lichtwellen zurückgelegten Weges im doppelbrechenden Material. Wird der Gangunterschied Γ auf die Dicke D des gemessenen Materials bezogen, so ergibt sich die Doppelbrechung Δη

Δη = L .
D

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Die Doppelbrechung Δη ist die Differenz der Lichtbrechungsindizes in Richtung der Anisotropie bzw. senkrecht dazu.

Der in der Kompensationsmethode verwendete Kompensationskeil ist ein doppelbrechendes Medium, dessen Anisotropierichtungen gekreuzt sind. Die eintretende linear polarisierte Lichtwelle wird doppelt gebrochen, d.h. in eine Welle in Anisotropierichtung und eine dazu senkrechte Welle zerlegt. An der Austrittsstelle aus dem Keil, an der die beiden Geschwindigkeitsdifferenzen der beiden Wellen gleich sind, ergibt sich ein summarischer Gangunterschied Q, und somit erscheint bei gekreuzten Polarisatoren eine schwarze Linie und bei parallelen Polarisatoren eine weiße Linie. Auf der übrigen Keilfläche erscheinen Interferenzfarbstreifen 0-ter bis n-ter Ordnung, die jedoch nicht schwarz bzw. weiß sind. Wirkt der doppelbrechende Kompensationskeil mit einem doppelbrechenden anisotropen Material zusammen, addieren sich die Gangunterschiede des Kompensationskeils und des Materials, d.h. die schwarze bzw. weiße Linie, weiterhin als Interferenzstreifen 0-ter Ordnung bezeichnet, verlagert sich auf dem Kompensationskeil. Die örtliche Verlagerung des schwarzen bzw. weißen Interferenzstreifens 0-ter Ordnung ist ein direktes Maß für den Gangunterschied im anisotropen Material.

Fig. 2a zeigt den Intensitätsverlauf einer Interferenzkurve auf dem Kompensationskeil 4 in Fig. 1, der

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unterhalb der Interferenzkurve mit den Interferenzstreifen schematisch angedeutet ist. Bei zueinander parallelen Polarisatoren in der Meßvorrichtung nach Fig. 1 ist der Ort der maximalen Helligkeit auf dem Kompensationskeil 4 ein Maß für den Gangunterschied bzw. gilt bei gekreuzten Polarisatoren, daß dies der Ort maximaler Dunkelheit ist, wie in Fig. 2a dargestellt ist. Der Interferenzstreifen maximaler Dunkelheit, weiterhin als Interferenzstreifen 0-ter Ordnung bezeichnet, liegt symmetrisch zu der Ordinatenachse J und rechts und links von diesem Streifen erstrecken sich Interferenzfarbstreifen 0-ter bis n-ter Ordnung mit abnehmender Intensität, je weiter weg sie sich von der Ordinatenachse befinden. Das optische Ortssignal des Interferenzverlaufs auf dem Kompensationskeil wird durch die fotoempfindlichen Dioden der x-y Diodenmatrix der Festkörperkamera 6 in ein elektrisches Analogsignal umgewandelt, das von einer mit dem Rechner verbundenen Elektronik über einen zwischengeschalteten Diskriminator in ein Binärbild, dargestellt auf einem mit dem Rechner verbundenen Monitor, umgesetzt wird. Der Diskriminator führt eine Pegeländerung durch, die anhand der Fig.2b bis 2d noch näher beschrieben werden wird.

Ab einem von dem Diskriminator eingestellten Helligkeitspegel wird nur der Zustand "hell" dargestellt. Wird von der Interferenzkurve nach Einstellung des Pegels eine bestimmte Helligkeit nicht überschritten, so ergibt sich die Intensität 0, gleichbedeutend mit

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- +6 --lo Zustand "dunkel", anderenfalls die Intensität 1, gleichbedeutend mit dem Zustand "hell", so daß alle Grauwerte verschwinden.

Wegen der Unterscheidung einzig und allein zwischen den beiden Zuständen bei der Weiterverarbeitung des elektrischen Analogsignals durch die Diskriminatorpegelveränderung wird das auf diese Weise erzeugte Bild als Binärbild bezeichnet.

Die Fig. 2b bis 2d zeigen die Auswirkungen unterschiedlich hoher Schwellenwerte des Diskriminators beim Übergang vom Schwarz/Weißbild zum Binärbild. Das Schwarz/Weißbild umfaßt neben den Niveaus hell/dunkel auch Grauwerte. Bei einem Pegel I ergeben sich vier eng begrenzte Hellbereiche auf dem Bildschirm des Monitors, wie Fig. 2b erkennen laßt. Wird beispielsweise der Hintergrund des Bildschirms des Monitors hell gehalten, so sind diese Hellbereiche visuell nicht zu erkennen, sondern nur die dazwischen liegenden Dunkelbereiche. Wird der Schwellenwert auf den Pegel II abgesenkt, so werden die vier Hellbereiche breiter, wobei die beiden äußeren Hellbereiche nach außen hin nicht begrenzt sind (Fig. 2c). Wird der Schwellenwert noch weiter auf den Pegel III abgesenkt, so bleibt in der Mitte der Interferenzkurve ein einziger Dunkelbereich, nämlich der Interferenzstreifen 0-ter Ordnung übrig, während sich rechts und links davon nach außen hin je ein offener Hellbereich erstreckt. Nach der Erfindung wird der Interferenzstrei-

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- tT -

fen 0-ter Ordnung allein zur Auswertung herangezogen, da er gegen den hellen Hintergrund des Bildschirms des Monitors gut erkennbar ist. Selbstverständlich kann auch in umgekehrter Weise die Schwellenwertänderung des Diskriminators vorgenommen werden, d.h. der Schwellenwert schrittweise angehoben werden, wenn die Interferenzkurve mit zueinander parallelen Polarisatoren aufgenommen wird, d.h. der Ort der maximalen Helligkeit auf dem Kompensationskeil ein Maß für den Gangunterschied ist und der Bildschirmhintergrund des Monitors im Vergleich zu der Signaldarstellung dunkel ist.

In den Fig. 3a bis 3c ist jeweils die x-y Diodenmatrix 9 der Festkörperkamera schematisch angedeutet sowie die Geometrie von untereinanderliegenden auf die Diodenmatrix abgebildeten Kompensationskeilen mit Interferenzstreifen 0-ter Ordnung in einem bestimmten x-Streifenbereich der Diodenmatrix 9. Der Lage des einzelnen InterferenzStreifens 0-ter Ordnung auf dem Kompensationskeil entspricht ein bestimmter Gangunterschied Γ, dem eine zugehörige Wellenlänge λ, beispielsweise in Nanometern, zugeordnet ist, da bekannterweise der Gangunterschied Γ = Ax ist, mit der 2-ir

Phasenverschiebung ψ.

Die Diodenmatrix 9 nimmt somit in einem bestimmten x-Streifenbereich den Interferenzstreifen 0-ter Ordnung

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- II.

auf. Gemäß der Erfindung können räumlich dicht nebeneinander liegende Kompensationskeile in der Meßvorrichtung verwendet werden, die auf die Diodenmatrix 9 nebeneinander und/oder untereinander abgebildet werden. Fig. 3a zeigt beispielsweise drei untereinander liegende Kompensationskeile, die unterschiedlich große Gangunterschiedsbereiche abdecken, die aneinander mit einer bestimmten Überlappung anschließen. Wird die Anisotropie des optisch aktiven Materials jeweils an der gleichen Stelle mit jedem dieser Kompensationskeile gemessen, so ergibt sich jeweils der gleiche Gangunterschied ri = rj = rk für den Interferenzstreifen 0-ter Ordnung. Die Lage des Interferenzstreifens 0-ter Ordnung im Interferenzbild hat eine feste Beziehung zum Gangunterschied, der Phasenverschiebung bzw. zur Geometrie des Kompensationskeils, so daß über die x-Position auf der Diodenmatrix 9 der Festkörperkamera die besagten Gangunterschiede Ti, rj oder Tk resultieren. In Fig. 3a deckt beispielsweise der obere Keil mit dem Gangunterschied ri = 4300 nm des Interferenzstreifens 0-ter Ordnung einen Gangunterschiedsbereich von 0 bis 8000 nm ab, der mittlere Kompensationskeil mit dem Gangunterschied rj = ri deckt einen Gangunterschiedsbereich von 0 bis 4500 nm ab, und der untere Kompensationskeil mit dem Gangunterschied rk = rj = ri einen Gangunterschiedsbereich von 0 bis 16000 nm. Es liegt auf der Hand, daß der mittlere Kompensationskeil die größte Auflösung für den Gangunterschied rj des Interferenzstreifens 0-ter Ordnung besitzt, da er von den drei Kompensationskeilen vom Absolutwert her ge-

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sehen den kleinsten Gangunterschiedsbereich abdeckt. Es bedarf keiner Begründung, daß ein Kompensationskeil, der beispielsweise einen Gangunterschiedsbereich von 6000 bis 10000 nm abdeckt, diesen Interferenzstreifen 0-ter Ordnung nicht erfassen kann.

In der Praxis werden die Kompensationskeile so ausgewählt, daß ihre Gangunterschieds- bzw. Wellenlängenbereiche aneinander mit geringer Überlappung anschliessen, beispielsweise in der Art, daß ein erster Kompensationskeil einen Wellenlängenbereich von 0 bis 4500 nm, ein zweiter einen Wellenlängenbereich von 4000 bis 8500 nm und ein dritter einen Wellenlängenbereich von 8000 bis 12500 nm abdeckt. Wird bei dieser Auswahl der Keile, deren Gangunterschiedsbereiche dem Absolutbetrag nach gleichgroß sind, der Überlappungsbereich von 500 nm zwischen zwei aneinander angrenzenden Keilen jeweils in Beziehung zu dem nichtüberlappten Absolutbereich von 4000 nm des einzelnen Keils gesetzt, so ergibt sich eine Überlappung von 12,5 %.

Diese Überlappung wird aus Sicherheitsgründen gewählt, um sicherzustellen, daß auch Interferenzstreifen 0-ter Ordnung mit einem Gangunterschied, der nahe den Grenzbereichen benachbarter Kompensationskeile liegt, gut aufgelöst werden.

Fig. 3b zeigt drei auf die Diodenmatrix 9 abgebildete Interferenzmuster von Kompensationskeilen mit unterschiedlichen Gangunterschieden Γι φ rj Φ rk. Sie sind Interferenzstreifen 0-ter Ordnung, wobei jeweils das

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gleiche doppelbrechende Material an einer anderen Stelle gemessen wurde. Die Kompensationskeile decken dabei wieder Gangunterschieds- bzw. Wellenlängenbereiche ab, die mit geringer Überlappung aneinander anschließen.

Fig. 3c zeigt eine zur Fig. 3b ähnliche Darstellung von drei auf die Diodenmatrix 9 abgebildeten Interferenzmustern mit unterschiedlichen Gangunterschieden Γι φ rj φ rk der Interferenzstreifen 0-ter Ordnung. Es handelt sich dabei um Interferenzmuster, die bei unterschiedlichen, doppelbrechenden Materialien an ein- und derselben oder auch an jeweils einer anderen Stelle gemessen wurden.

Pro Meßstelle werden in der Praxis mehrere Kompensationskeile bzw. Interferenzstreifenmuster und pro Festkörperkamera mehrere Meßstellen gleichzeitig neben- und/oder untereinander abgebildet. Da mehrere, räumlieh dicht nebeneinander liegende Kompensationskeile verwendet werden, kann je nach der Größe des Gangunterschieds der Kompensationskeil mit der maximalen Auflösung über ein entsprechendes Rechenprogramm bestimmt und für die Steuerung des Prozeßvorganges herangezogen werden. Im Falle der Fig. 3a, wie schon zuvor erwähnt wurde, wäre es der mittlere Kompensationskeil mit dem Gangunterschied Γj, der die größte Auflösung für die Weiterverarbeitung ergibt.

Fig. 4a zeigt schematisch den Aufbau einer Meßvorrich-

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- .A4 --1$.

tung mit einem Kompensationskeil 4 und einem Dickenmeßgerät 7. Das zu untersuchende Material, hier als laufende verstreckte Polymerfolie 3 in einem Ausschnitt aus einem Produktionsprozeß dargestellt, durchläuft die aus den Polarisatoren 2 und 5 und dem Keil 4 dargestellte Meßstrecke, die von der Lichtquelle 1 durchstrahlt wird. Die Festkörperkamera 6 mit der x-y Diodenmatrix als Empfangsfläche, wie in Fig. dargestellt, ist einmal direkt und das andere Mal über den Rechner 8 an den Monitor 9 angeschlossen. Direkt neben der optischen Meßvorriehtung ist das geeignete, an sich bekannte Dickenmeßgerät 7 angeordnet, welches ebenfalls an den Rechner 8 angeschlossen ist. Das Dickenmeßgerät 7 kann eine Infrarot-, Isotopen-, Meßfühler- oder dgl. Anlage sein.

Der Rechner ermittelt aus dem Gangunterschied Γ aufgrund des Interferenzbildes und der Dicke D des zu untersuchenden Materials die Doppelbrechung 20

Δη = Γ/D.

Fig. 4b zeigt schematisch eine Anordnung von drei Kompensationskeilen 4',4",4'" oberhalb der Folie 3.

Unterhalb der Folie befindet sich ein gemeinsamer Polarisator 2a für die drei Kompensationskeile. Ein gemeinsamer Flächenstrahler 1a durchstrahlt den Polarisator 2a, die Kompensationskeile und einen gemeinsamen Analysator 5a und bildet die Interferenzbilder der Kompensationskeile auf die x-y Diodenmatrix der

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Kamera 6 (vgl. Fig. 3a - 3c) ab. Die Kompensationskeile haben bei geometrisch gleicher Länge unterschiedliche Gangunterschiedsbereiche.

In Fig. 4c ist schematisch die Einblendung bzw. die Abbildung von räumlich auseinanderliegenden Meßstellen mit Hilfe von Spiegelsystemen 11^f,11" und 11"',11^IV auf die x-y Diodenmatrix einer gemeinsamen Kamera 6 dargestellt. Jede Meßstelle ist in der gleichen Weise wie in Fig. 4a aufgebaut und das einzelne Spiegelsystem mit zwei zueinander parallelen Spiegeln, die schwenkbar sind, bildet das Interferenzbild des Kompensationskeils auf die Kamera 6 ab. An jeder einzelnen Meßstelle wiederum können mehrere Kompensationskeile, obgleich nicht dargestellt, in einer Anordnung gemäß Fig. 4b vorhanden sein.

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm für die Steuerung des Rechners 8. Nach Eingabe bestimmter Daten, wie Folienart, Datum der Herstellung und insbesondere der Lage der Kompensationskeile 4 in bezug auf die Empfangsfläche der Diodenmatrix mit Angaben über minimalen und maximalen Kompensationsweg der verschiedenen Kompensationskeile erfolgt die Bilderstellung und BiIdüberprüfung für jedes einzelne Interferenzbild solange über den Diskriminator als entsprechendes Schwarz/Weißbild, das in der Endstufe das Binärbild, bei geeignetem Helligkeitspegel mit nur einem Interferenzstreifen ergibt. Ist die Anzahl der Interferenzstreifen größer als 1, dabei werden auf dem Monitor

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in Fig. 4 Interferenzstreifenmuster ähnlich den Fig. 2b und 2c empfangen, wird der Pegel um einen Schritt abgesenkt und das Programm kehrt wieder an den Anfang der Bilderstellung und Bildüberprüfung zurück. Ist von dem ersten Kompensationskeil überhaupt kein Interferenz streifen von der Festkörperkamera zu empfangen, so erfolgt eine Pegelanhebung in zwei Schritten von unten her. Dieser Pegel wird mit einem Maximalpegel verglichen, um zu vermeiden, daß der Pegel zu hoch angehoben wird, da es dann zu einer Überstrahlung kommt, bei der die einzelnen Interferenzstreifen des Interferenzbildes nicht erkennbar sind (vgl. hierzu Fig. 2a). Ist der angehobene Pegel kleiner als der Maximalpegel, wird mit der Bilderstellung und Bildüberprüfung des aufgrund des angehobenen Pegels erstellten Schwarz/Weißbildes neu begonnen. Ist andererseits der angehobene Pegel gleich dem Maximalpegel bzw. überschreitet er diesen, so schaltet der Rechner auf das darunterliegende, mit einem anderen Kompensationskeil 4 erzeugte Interferenzbild um, d.h. es wird eine neue y-Position auf der Diodenmatrix der Festkörperkamera ausgewählt. Danach beginnt wieder eine neue Bildersteilung und Bildüberprüfung.

Die Bilderstellung und Bildüberprüfung erfolgt in der beschriebenen Weise, wenn mehrere oder ein einziger Interferenzstreifen von der Festkörperkamera empfangen werden. Über einen vorgegebenen Gangunterschiedsbereich wird der Helligkeitspegel solange verändert, bis ein einzelner Interferenzstreifen im Binärbild vor-

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liegt. Da die Kompensationskeile so ausgewählt sind, daß auf jeden Fall eines der Interferenzbilder den Interferenzstreifen 0-ter Ordnung liefert, ist stets eine Auswertemöglichkeit bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gegeben. Sobald dieser einzelne Interferenzstreifen 0-ter Ordnung erscheint, führt der Rechner die Berechnung der Gangunterschiedsdifferenz aus, und es werden die Dickenwerte des doppelbrechenden Materials eingelesen. Im allgemeinen wird eine laufende Anzahl von N-Dickenwerten eingelesen, bis eine fest programmierte Anzahl N_max von beispielsweise 50 Dickenwerten erreicht ist. Sobald dies eintritt, erfolgt die Berechnung der Dicke, nämlich des arithmetischen Mittelwertes der N_1113x-Dickenwerte, und mit diesem arithmetischen Mittelwert der Dicke wird die Berechnung der Doppelbrechung ausgeführt. Es wird eine Anzahl ND von Doppelbrechungen bis zum Erreichen einer fest einprogrammierten Anzahl ND_max von Doppelbrechungen berechnet. Solange die fest einprogrammierte Anzahl ND_max nicht erreicht ist, wird stets an den Anfang des Programms zurückgekehrt und für ein neuerstelltes Bild und die anschließende Bildüberprüfung werden die einzelnen Programmschritte durchlaufen. Sobald die Anzahl ND von Doppelbrechungen die fest einprogrammierte Anzahl ND_max erreicht hat, erfolgt eine Mittelwertbildung der Doppelbrechung und als nächstes die Korrelation zwischen der berechneten Doppelbrechung und den in den Rechner fest eingegebenen Prozeß- und Materialparametern. Die Korrelation wird vom Rechner ausgedruckt und auf Datenträger zur Kontrolle, Auswertung

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und Analyse abgespeichert. Des weiteren werden diese erhaltenen Meßdaten zur Prozeßsteuerung und Herstellung des doppelbrechenden Materials, insbesondere bei der Folienherstellung, verwendet. 5

In analoger Weise wird die Messung ausgeführt, wenn anstelle eines einzigen Kompensationskeils mehrere Kompensationskeile für verschiedene Hauptrichtungen des anisotropen, doppelbrechenden Materials oder mehrere Meßvorrichtungen an verschiedenen Stellen innerhalb der Produktionsanlage eingesetzt werden.

Das Verfahren kann außerdem zur Ermittlung der Doppelbrechung in Abhängigkeit von dem Einfallswinkel angewendet werden, was bei Extrapolation des Einfallswinkels auf 90 zur Ermittlung der Hauptdoppelbrechung in der Folienebene dienen kann. Ein bei der Schwenkung der Durchstrahlungsrichtung mitgeführtes Spiegelsystem 11 ', 11" oder H"\11^IV (vgl. Fig. 4c) bildet dabei den oder die Kompensationskeile stets in der gleichen Position auf der Diodenmatrix ab. Statt der relativ aufwendigen Führungen für das Spiegelsystem 11 ' , 1 1 " kann auch ein eigenes schwenkbares Kamerasystem angebaut werden.

Die Berechnung der Hauptdoppelbrechung in der Folienebene kann ohne Schwierigkeiten von dem vorhandenen Rechner übernommen werden.

In der Praxis ergeben sich bei der Auswertung von Meß-

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daten, die über die Bestimmung der Doppelbrechung nach bekannten Verfahren gewonnen werden, wie in den DE-OSen 24 49 475 und 31 06 818 beschrieben, erhebliche Schwierigkeiten, da dort stets von dem theoretisehen Intensitätsverlauf innerhalb des Interferenzbildes ausgegangen wird. Die Praxis zeigt jedoch, daß durch Unregelmäßigkeiten, die die verschiedensten Ursachen haben können, wie starke Schwankungen im Folienmaterial durch unterschiedliche Orientierungszustände, hervorgerufen z.B. durch ungünstige Temperaturführungen während des Produktionsprozesses, der Intensitätsverlauf keineswegs an jedem Ort der Folie dem theoretischen Verlauf entspricht, so daß örtlich die zu analysierenden In^erferenzstreifen starken und sehr unregelmäßigen Intensitätsschwankungen unterworfen sind. Die bekannten Verfahren bieten keine Möglichkeiten zur Kompensation dieser Schwankungen, so daß sie, insbesondere in kritischen Produktionsstufen angewandt, keine brauchbaren Ergebnisse für die Prozeßsteuerung liefern. Gerade kritische Prozeßstufen bedürfen jedoch der eingehenden Analyse und der Steuerung, um unerwünschten Materialeigenschaften entgegenwirken zu können.

in Fig. 6 ist schematisch für einen Kompensationskeil der Verlauf eines Interferenzstreifens 0-ter Ordnung, wie er auf die Diodenmatrix in der Praxis abgebildet wird, dargestellt. Es kommt dabei immer wieder vor, daß entgegen dem theoretischen durchgehenden Verlauf des Interferenzstreifens über mehrere Diodenzeilen

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hinweg, Unterbrechungen in einer oder in mehreren Diodenzeilen, bedingt durch Überstrahlungen oder starke Schwankungen der Materialeigenschaften, auftreten. Wird im binären Digitalbild im Bereich der Diodenzeile Y_n der Diodenmatrix kein Helligkeitsübergang Hell/Dunkel festgestellt, so wird auf die Zeilen Y_n+^ oder Y_n_£ umgeschaltet, falls Änderungen des Diskriminatorpegels zu keiner Abbildung durch die Diodenzeile Y_n führen.

Mit den an sich zeilenfesten Systemen für die Bilderzeugung und Auswertung nach dem Stand der Technik ist dies nicht möglich. Das Fehlen des InterferenzStreifens 0-ter Ordnung im Bereich der Diodenzeile Y_n würde somit kein oder ein falsches Ausgangssignal liefern.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung bieten demgegenüber die Gewähr, daß auch bei raschen und örtlich starken Intensitätsschwankungen Messungen des Gangunterschiedes des doppelbrechenden Materials möglich sind. Dies wird mit zwei Schritten erreicht, nämlich

a) durch das Verschieben des Helligkeitsniveaus für das Schwarz/Weißbild solange nach oben oder unten, bis im Interferenzbild nur noch ein Interferenzstreifen sichtbar ist, der sich zumindest über zwei Spalten der fotoempfindlichen Diodenmatrix der Festkörperkamera erstreckt, beispielsweise über zwei Spalten einer 512 χ

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,11..

256er Diodenmatrix. Zwei Streifen sind das Minimum, da das Bild nach einem Übergang Hell-Dunkel und Dunkel-Hell zu den benachbarten Spalten bei Horizontalabtastung abgefragt wird.

b) Sollte diese Minimalbreite der abgebildeten Interferenzstreifen unterschritten werden, der einzelne Streifen also zu schmal werden oder gar verschwinden, so kann auf eine andere y-Diodenzeile der gleichen Abbildung des Interferenzbildes auf der Diodenmatrix umgeschaltet werden und dort ein neuer Abtastvorgang zum Bestimmen des Gangunterschiedes ausgeführt werden. Das Verfahren bietet somit die Möglichkeit, auch bei negativem Ergebnis vieler Diodenzeilen der fotoempfindlichen Diodenmatrix aufgrund ungünstiger optischer Verhältnisse sowie von Inhomogenitäten des zu untersuchenden Materials, stets die Intensitätsverläufe mit maximaler Auflösung zu bestimmen, d.h. zu optimieren und somit den durch das doppelbrechende Material verursachten Gangunterschied meßtechnisch zu erfassen.

Im folgenden werden zwei Zahlenbeispiele zu Messungen der Doppelbrechung eines Folienmaterials und zu dem Zusammenhang zwischen der Doppelbrechung und der Dicke und Festigkeit bzw. der Dicke allein angeführt.

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Beispiel 1

Während eines Streckprozesses bei der Folienproduktion wurde die Temperatur im Streckaggregat in fünf Stufen verändert. In unmittelbarer Nähe des Ortes der Messung des Gangunterschiedes wurde auch die Dicke der Folie bestimmt und dem Rechner über einen A/D-Wandler eingegelesen. Die aufgetretenen KontrastSchwankungen der über die Festkörperkamera und den Rechner erzeugten binären Interferenzbilder, hervorgerufen durch die raschen Änderungen des Verfahrensparameters Temperatur, konnten ohne Schwierigkeiten erfaßt und zur Analyse herangezogen werden. Da die Korrelation zwischen Doppelbrechungs- und Festigkeitswerten in den Rechner fest eingegeben war, konnte die zu erwartende Festigkeit aufgrund der gemessenen Doppelbrechung unter diesen speziellen Produktionsbedingungen berechnet werden. Die angegebenen Mittelwerte der Dicke und Doppelbrechung beziehen sich auf jeweils fünf Einzelmessungen. Die Nachmessungen der Festigkeitswerte ergaben sehr gute Übereinstimmungen mit den in der Tabelle angegebenen, vorausberechneten Festigkeitswerten.

Nummer der Mes sung	Dicke (pm)	Temperatur (⁰C)	Doppel brechung x10³	Festigkeit (N/mm2)
1	11,1	128,0	11,5	102
2	10,8	122,0	17,7	123
3	10,9	117,0	29,1	162
4	11,7	114,6	33,6	178
5	12,1	112,0	39,0	196

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Beispiel 2

Während eines Produktionsprozesses einer refraktiven Folie wurde das Längs streckverhältnis Lambda = 3,4 auf Lambda =3,6 erhöht. Das Längsstreckverhältnis Lambda gibt das Längenverhältnis verstreckter Folie zu unverstreckter Folie an. Um für das Fertigprodukt eine konstante Dicke zu erhalten, wurde gleichzeitig die Rohstofförderleistung um den Faktor 3,6/3,4 = 1,05 erhöht. 10

Nummer der der Messung	Zeit (min)	Dicke (um)	Doppelbrechung x10³
1	0	60,7	106
2	1	60,7	107
3	2	60,5	107
4	3	61 ,1	106
5	4	60,7	112
6	5	60,2	116
7	6	60,2	115
8	7	60,3	116
9	8	60,2	116
10	9	60,3	115

Die Übergangsphase von Lambda gleich 3,4 zu 3,6 begann nach der Messung Nr. 4 und endete nach der Messung Nr. 6.

Die Auswertung der während der Übergangsphase aufgetretenen Unregelmäßigkeiten in der Struktur der Interferenzstreifen konnte nach dem Auswerteverfahren ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden.

Claims

3435053 HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG 84/K 073 - /fC- 24. September 1984 WLJ-DI.Z.-is Patentansprüche

1. Verfahren zur kontinuierlichen Bestimmung der Anisotropiezustände von optisch aktiven Materialien über ihre Doppelbrechungen in einer oder mehreren Hauptrichtungen, bei dem der Gangunterschied vcn interferierenden Wellenzügen mit Hilfe eines optischen !Compensators erzeugt, gleichzeitig eine Dickenmessung des optisch aktiven Materials erfolgt und ein vom Kompensator erhaltenes Interferenzbild positionsabhängig fotoelektrisch ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Interferenzbild des optisch aktiven Materials in jeder Hauptrichtung auf eine fotoempfindliche zweidimensionale Matrix abgebildet wird und daß die von der Matrix in elektrische Signale umgewandelten optischen Signale einer Pegeldiskriminierung derart unterzogen werden, daß für jede Stelle der Matrix das elektrische Signal ausgewertet wird, das dem Interferenzstreifen 0-ter Ordnung des Interferenzbildes entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von jeder zu untersuchenden Hauptrichtung des optisch aktiven Materials mehrere Interferenzbilder, die durch Kompensationskeile mit unterschiedlichen optischen Gangunterschiedsbereichen erzeugt werden, auf die fotoempfindliche zweidimensionale Matrix abgebildet werden und daß das Interferenzbild desjenigen Kompensationskeils ausgewertet wird, der in seinem Gangunterschiedsbereich die größte Auflösung für den einzelnen Interferenzstreifen aufweist.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gangunterschiedsbereiche der Kompensationskeile dem Absolutbetrag nach gleich groß sind und daß die optischen Gangunterschiedsbereiche der Kompensationskeile mit einer Überlappung bis zu 12,5 % des einzelnen Gangunterschiedsbereichs aneinanderschliess en.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Kompensationskeilen erzeugten Interferenzbilder nebeneinander und/oder untereinander auf einem Bildschirm abgebildet werden und daß bei der Abtastung auf die einzelnen Interferenzbilder solange umgeschaltet wird, bis das Interferenzbild mit einem einzigen Interferenzstreifen O-ter Ordnung aufgefunden ist.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Festkörperkamera (6) mit einer fotoempfindlichen x-y Diodenmatrix (9) die Interferenzbilder von Kompensationskeilen (4) abtastet, die im Strahlengang einer Lichtquelle (1) oberhalb des optisch aktiven Materials (3) und einem Analysator (5) angeordnet sind und daß die Festkörperkamera (6) mit einem Rechner (8) und einem Monitor (10) verbunden ist, der an den Rechner (8) angeschlossen ist und auf dessen Bildschirm die Interferenzbilder als Digitalbilder entsprechend ihrer punktuellen Helligkeit in Abhängigkeit von der x-y Lage der Interferenzstreifen O-ter Ordnung abgebildet sind.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Rechner (8) ein Diskriminator vorhanden
ist, der die von den Dioden der x-y Diodenmatrix (9) der Festkörperkamera (6) gelieferten elektrischen Analogsignale zur punktuellen Helligkeit des auf die betreffende Diode auffallenden Lichtes erst ab einem bestimmten Pegel hindurchläßt und alle darunter liegenden Analogsignale diskriminiert, so daß das Analogbild des Interferenzverlaufs für den vorgegebenen Pegel in ein Schwarz/Weiß- bzw. Binärbild umgesetzt wird, während alle Analogsignale und somit Grauwerte, die eine bestimmte Helligkeit nicht überschreiten, als Dunkelstreifen im Bild erscheinen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekanntes Dickenmeßgerät (7) nahe der optischen Meßvorrichtung aus Lichtquelle (1 ), Kompensationskeilen (4) und Polarisatoren (2,5) angeordnet sowie mit dem Rechner (8) verbunden ist und in

diesen die gemessene Dicke des Materials (3) über
einen A/D-Wandler eingibt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein optisches Abbildungssystem (11) die in
den Hauptrichtungen des optisch aktiven Materials (3) erzeugten Interferenzbilder auf die x-y Diodenmatrix (9) der Festkörperkamera (6) gemeinsam nebeneinander und/oder untereinander abbildet.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel des Diskriminators so eingestellt ist, daß jedes von einem Kompensationskeil (4) gelieferte Interferenzbild in ein Binärbild mit einem einzigen Interferenzstreifen 0-ter Ordnung umgesetzt ist, der sich zumindest über zwei Spalten der x-y Diodenmatrix (9) erstreckt und daß das Bild der x-y Diodenmatrix zeilenweise abtastbar ist.