DE6902394U

DE6902394U - Vorrichtung zum pruefen von filmen und dergleichen

Info

Publication number: DE6902394U
Application number: DE19696902394
Authority: DE
Original assignee: GAF Corp
Current assignee: GAF Corp
Priority date: 1968-01-24
Filing date: 1969-01-22
Publication date: 1969-05-22
Also published as: GB1252498A; BE727303A; DE1903122A1

Description

PATENTANWALT DIPL.-INQ. QERHARD SCHWAN

8 MÜNCHEN 8 · QOERZER STRASSE 15

c... a-i₉9b §m 22. Jan. 1969

GAF Corporation 140 UJest 51 Street, Neu) York, Neu) York 10020, U.St.A.

Vorrichtung zum Prüfen won Filmen und dergleichen

Die Erfindung betrifft eine Filmprüfvorrichtung und insbesondere eine Vorrichtung zum Prüfen der Beschichtjngsdicke und Dichte von Filmproben<,

Es uiurden bereits verschiedenartige Anordnungen zur Prüfung der Dichte von Filmen und der Schuiärzung von Filmproben vorgeschlagen. Die meisten dieser Anordnungen arbeiten mit einer Fotovervielfacherröhre, die reflektierte oder durchgelassene Strahlung aufnimmt. Fotovervielfacherröhren haben, insbesondere im Bereich größerer Helligkeit, einen verhältnismäßig kleinen Ansprechbereich für die Ermittlung von Lichtpegeländerungen, Bei sehr niedrigen LichLpegeln sind diese Röhren uiäsantlich empfindlichero Außerdem altern Fotovervielfacherröhren und verschlechtert sich deren Betriebsverhalten, ujtmn sie starkem Licht ausgesetzt werden,, Die meisten Fotoverv/ielfacherröhren haben einen ausnutzbaren Arbeitsbereich für die Erkennung von Lichtpegeländerungen, der auf einer logarithmisehen Skala von dem UJert 1 bis zum Wert 3 reicht. Dagegen

FERNSPRECHER 0811/408018 · KABEL: E L E CTR I C P ATE N T MÖNCHEN

uj8ist das zu prüfende Filmmaterial für gewöhnlich einen größeren Bereich auf, im allgemeinen einen Bereich von 1 bis Der ausnutzbare Meßbereich von Fotovervielfacherröhren kann zuiar mit Hilfe von elektronischen Schaltungen erweitert werden, und es wurden schon verschiedene Schaltungen zum Verhindern einer überlastung der Röhren vorgeschlagen, doch sind solche Schaltungen in der Regel kompliziert und teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Filmprüfvorrichtung zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und ohne weiteres für eine unmittelbare Ablesung geeicht werden kann* Es sollen Fotovervielfacherröhren benutzt werden können, ohne daß dabei kostspielige elektronische Regelschaltungen erforderlich sind« Die Dichte von Proben soll unter Anwendung einer Fotovervielfacherröhre ermittelt werden können, die auf oder nahe dem Dunkelstrompegel arbeitet.

Ausgehend von einer Vorrichtung zürn Prüfen von Filmen und dergleichen mit einer Strahlungsquelle, die einen auf den Film gerichteten Strahl erzeugt, wird diese Aufgabe erfindungsgemiiP dadurch gelöst, daß ein Strahlteiler vorgesehen ist, der den Strahl auf zwei Strecken aufteilt, daß in einer dieser Strecken ein verstellbarer Dichtekeil und der Film sowie i: der anderen Strecke ein Filter hoher Dichte angeordnet sind, und daß ein Vergleicher für die über beide Strecken laufenden Strahlungen sowie eine Stelleinrichtung vorhanden sind, die den Dichtekeil verstellt, bis die über beide Strecken über-

_ 3 —
mittelten Strahlungen abgeglichen sind.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsfor"¹ der Erfindung ist eine Lichtquelle vorhanden, die einen Lichtstrahl mit einer Wellenlänge liefert, gegenüber der ein nicht belichteter Film unempfindlich ist« Bei der Prüfung von belichtetem Film kann weißes Licht benutzt werden. Car Strahl wird auf zu/ei Strecken aufgeteilt, von denen die eine eine Bezugsstrecke und die andere eine (Ifleßstrecke darstellt. In der Bezugsstrecke liegt ein Filter hoher Dichte, das das durchgelassene Licht stark dämpft. In der Meßstrecke liegen hintereinander die zu prüfende Filmprobe und ein verstellbarer Dichtekeil, beispielsweise ein kreisförmiges Filter mit einstellbarer Dichte. Das über beide Strecken laufende Licht uiird einer Fotovervielfacherröhre zugeführt, und zuiar entweder wechselweise oder derart, daß die Röhre im UJechsel für das über die beiden Strecken laufende Licht empfindlich ge ir. acht wird. Das Ausgangssignal der Fotovervielfacherröhre steuert dann einen Servoantrieb, dc den verstellbaren Dichtekeil derart einstellt, daß die Gesamtdämpfung der (Tießstrecke glsich der Gesamtdämpfung der Bezugsstracke ist» In beiden Strecken erfolgt also 9inp starke Dämpfung, so daß die Fotovervielfacherröhre mit oder nahezi mit dem Dunke_strompege1 betrieben wird, gleichwohl aber auf Änderungen der Intensität der ursprünglichen Lichtquelle anspricht. Die Stellung des verstellbarer) Dichtekeiles, das heißt die Stellung des Servoantriebes, liefert eine Anzeige für die Dichte des zu prüfenden Materials« Die Stellung des Servoani> Q Π ⁵S ⁶J il /p

- ^ λ-, ο -i 4

triebes kann unmittelbar geeicht werden, wobei eine niedrige Dichte des von dem Servoantrieb gesteuerten Keiles einer hohen Filmdichte entspricht, und umgekehrt,, Da die Messung auf einem Vergleich zwischen einem lYleßstrahl und einem Bezugsstrahl beruht, uierden zugleich Schuiankungen des Lichtpegels der verwendeten Lichtquelle eliminiert.

Weitere Merkmale, V/orteile und Aniuendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.

Es zeicit:

Figur 1

schematisch eine erfindungsgemäß aufgebaute Filmprüfvorrichtung, uiobei herkömmliche Baugruppen in Blockform dargestellt sind,

Figur 2

eine Ansicht ähnlich Figur 1 für eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, und

Figur 3

eine Draufsicht auf eine kombinierte Zerhacksr- und Blendenplatte zur Aufteilung des Lichtstrahles auf zwei Strecken»

Die in Figur 1 veranschaulichte Vorrichtung zum Prüfen von Filmdichten-'besitzt eine Quelle 10 für eine Strahlung oder

Il · ·

I ■ · <

« ft« I ft·*·

ail·*·

Licht, das vorzugsweise gefiltert ist, so daß ein Lichtstrahl im oder nahe dem Infrarotbereich erhalten uiird, das heißt ein Lichtstrahl mit einer Wellenlänge von mehr als 7500 R₀ Für gewisse Anuiendungsfalle eignet sich auch ein Laserstrahl. Der von der Quelle 10 abgegebene, gestrichelt angedeutete Strahl 11 ist auf eine rotierende Blende 12 gerichtet, die im einzelnen in Figur 3 dargestellt ist. Die Blende 12 besitzt zuiei gleich große Segmente, zwischen denen Zwischenräume gleicher Größe freigelassen sind. Die Segmente bestehen aus einem reflektierenden Werkstoff, beispielsweise hochpoliertem Chrom. Der Strahl 11 wird auf diese Weise in zwei Strahlen aufgeteilt, die über die Strecken 21, 31 laufen., Die Strecke 21 kann als Bezugsstrecke, die Strecke 31 als Hfleßstrecke bezeichnet werden. Die Blende 12 wird in herkömmlicher U/eise mittels eines Motors 13 angetrieben.

In der Bezugsstrecke 21 liegt ein festes Filter 24 hoher Dichte, das den Lichtstrahl stark dämpft, der von der Blende 12 reflektiert und auf diese Weise auf die Bezugsstrecke 21 geleitet wird. Herkömmliche Spiegel oder Lichtführungen, die die beiden Strecken bilden und in der einschlägigen Technik bekannt sind, sind der besseren Übersicht halber in den Zeichnungan u'egge lassen» DaG Filter 24 schwächt den über die Bezugsstrecke 21 laufenden Strahl stark ab und läßt nur eine sahr kleine Lichtmenge in Richtung auf die Stirnfläche 15 einer Fotovervielfacherröhre 16 durch-

In der IKleßstrecke 31 ist eine Filmprüf einheit 32 angeordnet. Die Filmprüfeinheit kann verschiedene bekannte Foriren anneh-ί me-,„ UJird ihr Licht zugeleitet, gibt sie Licht ab, das gegen-

über dem zugeführten Licht durch die Dichte der dort zu prüfenden Probe ader deren Reflexionsvermögen geschwächt ist. Der teilweise geschwächte Strahl auf der Hfleßstrecke 31 läuft dann durch einen schematisch bei 33 angedeuteten verstellbaren Dichtekeil hindurch. Der Dichtekeil 33 ist in der durch den Pfeil 34 angedeuteten Weise bewegbar, um den Strahl auf der ITIeßstrecke 31 mehr oder weniger zu dämpfen. Nach dem Durchlaufen der Filmprüfeinheit 32 und des verstellbaren Dichtekeiles 33 gelangt der Strahl schließlich zur Stirnfläche 15 der Fotovervielfacherröhre 16.

Das an der Klemme 17 erscheinende Ausgangssignal der Fotovervielfacherröhre 16 wird an einen Servoverstärker 18 angelegt, der einen Servoantrieb 19 aussteuert, der seinerseits, wie durch die gestrichelte Linie 20 schematisch angedeutet ist, mit dem verstellbaren Dichtekeil 33 mechanisch verbunden isto

Uienn die Strahlungsmenge, die die Stirnfläche 15 der Fotovervielfacherrnhre über die Bezugsstrecke 21 erreicht, nicht gleich derjenigen ist, die auf die Stirnfläche der Fotovervielfacherröhre über die ffleßstrecke 31 auftrifft, liefert die Fotovervielfacherröhre 16 ein Ausgangssignal, das nach Verstärkung durch den Servoverstärker 18 bewirkt, daß der Servoantrieb 19 den Dichtekeil in einer solchen Richtung und um 0

einen derartigen Betrag verstellt, daß das Ausgangssigna3. an der Klemme 17 der Fotovervielfacherröhre zu Null wird« Da das über die Bezugsstrecke 21 laufende Licht stark gedämpft wird, trifft auf die Fotovervielfacherröhre 16 allenfalls dann helles Licht, wenn die Dichte der in der Filmprüfeinheit 32 befindlichen Filmprobe sehr niedrig ist und der Dichtekeil 33, beispielsweise aus einer vorhergehenden Prüfung, eine solche Stellung einnimmt, daß das Licht nur wenig gedämpft wird. Immer dann, wenn die Blende 12 in den Gang des Strahles 11 gelangt, gelangt jedoch nur wenig Licht zu der Fotovervielfacherröhre, so daß die Gesamtstrahlungsmenge noch immer nicht so groß ist, daß eine Beschädigung der Röhre verursacht wird» Das an der Klemme 17 auftretende Ausgangssignal der Fotovervieifacherröhre bewirkt, daß der Servoantrieb 19 den Dichtekeil rasch in eine Gleichgewichtsstellung bringt, das heißt (für eine in der Filmprüfeinheit 32 befindliche Probe niedriger Dichte) einen Teil des Dichtekeiles in die Strecke einschwenkt, der hohe Dichte aufweist« UJenn der Servoantrieb die Nullstellung erreicht, trifft auf die Stirnfläche 15 der Fotovervielf acherröhre nur eine schwache Strahlung, so daß r.' β Fotovervielfacherröhre in dem Bereich höchster Empfindlichkeit arbeitet. Da das Filter 24 ein Festfilter ist, können die das Arbeiten der Fotovervielfacherröhre 16 bestimmenden Parameter so eingestellt werden, daß die Röhre für die von dem Filter 24 durchgelassene Strahlung am empfindlichsten ist„ Das Filter 24 ist vorzugsweise ein Filter mit einem Dichtewert von oder nahezu von 4,0 auf der Standard-Dichteskala.

■ · 11

-B-

Figur 2 zeigt eine andere Ausführungsfarm der vorliegenden Erfindung. Die Strahlungsquelle 10 liefert wiederum einen Strahl 11, der mittels einer von einem Motor 43 angetriebenen Blende 42 zu Impulsen zerhackt wird«, Die Blende bewirkt eine Aufspaltung des Strahles 11 auf die Strecken 41 und 45. Der zu prüfende Film 47, der, luie schematisch angedeutet, von einer Abwickelspule 48 zu einer Auf uiickelspule 49 läuft, befindet sich in der Strecke 41. Ein verstellbarer DichtB-keil, beispielsweise ein kreisförmiger Dichtakeil 50, ist in die Strecke 45 eingefügt. Der Dichtekeil 50 wird mittels eines Servoantriebes 51 angetrieben.

Aus den ..widen Strecken 45> 41 stammende Strahlung u/ird der Fotovervielfacherröhre 16 zugeführt. Das an der Klemme 17 auftretenae Ausgangssignal der Fotovervielfacherröhre 16 wird an den V/erstärker 18 angelegt, um den Servoantrieb 51 auszusteuern.

UJenn die über die Strecke 45 zur Fotovervielfacherröhre 16 gelangende Strahlung gleich der Strahlung ist, die über die Strecke 41 die Röhre erreicht, ist das Ausgangssignal an der Klemme 17 gleich Null und steht der Servoantrieb stillo Dib Winkelstellung des verstellbaren Dichtekei las 50 ist ein (IiIaQ für die Dichte oder Lichtdurchiässigkeit des Filmes 47 und somit ein (THaQ für die Beschichtungsdicke des Filmes. Sind dagegen die Lichteingjngssignaie der Röhre 16 ungleich, wird der Servoantrieb 41 betätigt, um den kreisförmigen Dichtekeil 5D A 9^ Q A

zu verstellen, bis wiederum Gleichgewicht hergestellt ist.

Die Regelung 53 ist v/orgesehen, um die Fotovervielfacherröhre selbsttätig in ihrem Arbeitsbereich zu halten.

Dadurch, daß das von der Quelle 10 stammende Licht zerhackt wird, ist das an der Klemme 17 auftretende Ausgangssignal der Fotovervielfacherröhre 16 ein Wechselstrom, bis die beiden Strahlen aufeinander abgeglichen sind. Die Phase und Amplitude des U/echselstromsignales hängen von dem Ausmaß der gegenseitigen Abweichung des Lichtes in Bezugsstrecke und ITIeßetrecke ab» Dadurch, daß an den Servoantrieb ein zweites Wechselpotential angelegt wird, wird erreicht, daß der Servoantrieb die verstellbaren Dichtekeile 33 bzw. 50 unmittelbar antreiben kann« Stehen die beiden Strahlen im Gleichgewicht, ist das Ausgangssignal der Fotovervielfacherröhre 16 ein Gleichstrom mit einem Wert, der dem Ounkelstrompegel der Röhre entspricht. Dq dann an dem Servoantrieb keine zweite Wechselspannung anliegt, bleibt der Servoantrieb stehen, Servoanordnungen dieser Art sind grundsätzlich bekannt.

Das Ausgangssignal der Prüfvorrichtung ist ein elaktrisches Signal, das dem Drehwinkel des verstellbaran Dichtekeiles 33 oder 50 proportional ist und mittels eines Potentiometers erhalten wird, an dem eine feste Spannung anliegt und das mit der IDalle oder dem Umfang des verstellbaren Dichtekeiles mechanisch ^gekoppelt ist. Dieses Signal kann als Eingangssignal

2394

für ein Meßgerät, einen Schreiber, einen Analog-Digital-Wandler oder ähnliche bekannte Ausleseeinheiten verwendet »erden,

Claims

- 11 Ansprüche

1. Vorrichtung zum Prüfen won Filmen und dergleichen mit einer Strahlungsquelle, die einen auf den Film gerichteten Strahl erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahlteiler (12) vorgesehen ist, der den Strahl auf ztuei Strecken aufteilt, daß in einer dieser Strecksn ein verstellbarer Dichtekeil (33) und der Film sou/ie in der anderen Strecke ein Filter (24) hoher Dichte angeordnet sind, und daß ein Vergleicher (16) für die über beide Strecken laufenden Strahlungen eouiie eine Stelleinrichtung (19) vorhanden sind, die den Dichtekeil verstellt, bis die über beide Strecken übermittelten Strahlungen gegenseitig abgeglichen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlteiler ein Lichtzerhacker (12) vorgesehen und an dan Vergleicher ein Servoantrieb (19) angeschlossen ist, der den Dichtskeil (33) verstellt; bis die Lichtabsorption von Dichtekeil und Film gleich der Lichtabsorption des Filters (24) ist und das Ausgangssignal des Vergleichers im wesentlichen gleich dem Ruheuiert desselben ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtzerhacker eine rotierende Blenda (12) ist, die den

won der Strahlungsquelle erzeugten Lichtstrahl in periodischem Wechselspiel durchläßt und reflektiert,

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergleicher eine im Strahlengang beider Strecken liegende Fotoveruielfacherröhre (16) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Filters (24) so bemessen ist, daß die Fotovervielfacherröhre (16) im wesentlichen nur den Dunkelstrom als von der Intensität der Strahlungsquelle (10) abhängiges Bezugssignal abgibt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dar verstellbare Dichtekeil (33) kreisförmig ausgebildet ist.

7. Vorrichtung zum Prüfen von Filmen und dergleichen mit einer Lichtquelle und einer Fotovervielfacherröhre, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (12), die von der Lichtquelle (10) einen ersten Strahl ableitet, in dessen Strahlengang ein Lichtdämpfungsglied (24) hoher Dichte liegt und der auf die Stirnfläche (15) der Fotoverv .e j.-facherröhre (16) gerichtet ist, eine Einrichtung {Ί2) , die von der Lichtquelle einen zuzeiten Strahl ableitet,

in dessen Strahlengang hintereinander ein Glied (33) mit einstallbarer Dichte und der zu prüfende Film liegen und der ebenfalls auf die Stirnfläche dar Fotovervielfacherrdhre gerichtet ist, souiia durch einen von der Fotovervielfacherröhre gesteuerten Servoantrieb (19), der das Glied mit einstellbarer Dichte verstellt, bis die Lichtdämpfung dieses Gliedes (33) und des Filmes der Dämpfung des Lichtdämpfungsgliedes (24) hoher Dichte entspricht, wobei die Dichte das Lichtdämpfungsgliedes (24) so bemessen ist, daß die Fotovervielfacherröhre nach Herbeiführung das Abgleiches nahe dam Dunkelstrompegel arbei+- -t.