JP3104161B2 - Multi-layer sheet thickness measuring device - Google Patents

Multi-layer sheet thickness measuring device

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JP3104161B2
JP3104161B2 JP07323748A JP32374895A JP3104161B2 JP 3104161 B2 JP3104161 B2 JP 3104161B2 JP 07323748 A JP07323748 A JP 07323748A JP 32374895 A JP32374895 A JP 32374895A JP 3104161 B2 JP3104161 B2 JP 3104161B2
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multilayer sheet
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善浩 村川
憲一 西
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、改良された多層シ
ート状プラスチックの厚さ測定装置に関し、特に多層に
形成されているシート状プラスチックの各層の厚さを非
連続的又は連続的(インライン)に測定するための有効
な装置を提供する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improved apparatus for measuring the thickness of a multi-layer sheet plastic, and more particularly, to a method for measuring the thickness of each layer of a multi-layer sheet plastic discontinuously or continuously (in-line). To provide an effective device for measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、合成シートは、その高機能化のた
め機能の異なる各種シートを多層に積層したものが多
い。このような多層積層シートにおいては、各層間の接
着強度、ガスバリヤ性やガス選択透過性などのシートの
種々の機能が、各層の形成状態により大きく左右され
る。このため、このような多層シートの製造に際して
は、シートの強度や全体の厚さのみならず、各層の厚さ
を個々に正確に知り、適正な品質管理を行うことが必要
となっている。
2. Description of the Related Art Today, many synthetic sheets are formed by laminating various sheets having different functions in multiple layers in order to enhance their functions. In such a multilayer laminated sheet, various functions of the sheet, such as the adhesive strength between the layers, gas barrier properties and gas selective permeability, largely depend on the state of formation of each layer. For this reason, when manufacturing such a multilayer sheet, it is necessary to know not only the strength and the overall thickness of the sheet but also the thickness of each layer individually and to perform appropriate quality control.

【0003】一般に多層シートの各層の厚さを測定する
装置としては、インコヒーレントな光源による干渉を利
用する厚さ測定装置と、赤外線吸収を利用する厚さ測定
装置の2つが知られている。
[0003] In general, as a device for measuring the thickness of each layer of a multilayer sheet, there are known a thickness measuring device utilizing interference by an incoherent light source and a thickness measuring device utilizing infrared absorption.

【0004】ここでインコヒーレントな光源による干渉
を利用する厚さ測定装置には、インコヒーレントな光源
を使って、該光源からの光を、ビームスプリッタで第1
と第2の分岐光に振幅分割し、測定光と参照光として再
び合成し干渉光を発生させる手段と、前記分割された第
1の分岐光を測定光として多層フィルムへ入射せしめ、
反射した光を測定する測定光手段と、前記第2の分岐光
を参照光としてミラーに入射し反射せしめる参照光手段
と、前記干渉光が発生するときのミラーの位置を検出す
ることにより、多層フィルムの各層の厚さを検出する厚
さ検出手段等によって構成されているものが見受けられ
る。
Here, in a thickness measuring apparatus utilizing interference by an incoherent light source, an incoherent light source is used, and light from the light source is firstly split by a beam splitter.
Means for splitting the amplitude into the second split light and the second split light, combining the measurement light and the reference light again to generate interference light, and allowing the split first split light to enter the multilayer film as the measurement light,
Measuring light means for measuring reflected light, reference light means for making the second branched light incident on a mirror as reference light and reflecting the same, and detecting the position of the mirror when the interference light is generated, thereby forming a multilayer. It can be seen that the film is constituted by a thickness detecting means for detecting the thickness of each layer of the film.

【0005】他方、赤外線吸収を利用する厚さ測定装置
は、Lambertbeer’sの法則を利用したもの
で、多層シートを構成する各樹脂成分の違いにより、
0.8μm〜数10μmにわたる赤外線吸収領域に基準
振幅あるいはそれらの結合振幅などに対する吸収波長帯
の違いを利用して、ある特定樹脂の吸収波長帯の赤外線
を多層シートに透過させ、特定樹脂に吸収される吸収波
長帯の赤外線量が、特定樹脂の厚さに比例する関係にあ
ることを応用する装置である。そして該装置は、走行中
の多層シートの各層の厚さを測定することも可能であ
る。
[0005] On the other hand, a thickness measuring device utilizing infrared absorption utilizes Lambertbeer's law.
By utilizing the difference in the absorption wavelength band with respect to the reference amplitude or their combined amplitude in the infrared absorption region ranging from 0.8 μm to several tens of μm, infrared rays in the absorption wavelength band of a specific resin are transmitted through the multilayer sheet and absorbed by the specific resin. This is an apparatus that applies the fact that the amount of infrared rays in the absorption wavelength band to be applied is in a relationship proportional to the thickness of the specific resin. The apparatus can also measure the thickness of each layer of the running multilayer sheet.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記インコ
ヒーレントな光源による干渉を利用する厚さ測定装置で
は、次のような欠点があり充分満足されている状況にな
い。その一つは、波長範囲が極めて広いインコヒーレン
トな光源を使うため、測定光は多層シートの中で波長に
よる屈折率分散を生じ、多層シートの厚さを増せば増す
ほどその分散が大きくなり、厚みの大きい多層シートで
は測定光の分散のために参照光との干渉が不明瞭にな
り、各層の厚さを正確に測定できないことがある。そし
てまた、特に走行中の多層シートの各層の厚さを連続的
に測定する場合には、測定装置に対して多層シートが走
行しているので振動したり、傾いたりした状態であり、
いくらミラーを往復動作させても、測定光はインコヒー
レントな光源のコヒーレンス長の範囲内では参照光と干
渉することができない。たとえ干渉できたとしても、干
渉光による信号は小さいものとなり、走行中の多層シー
トの表面の凹凸により、測定光が散乱されて発生する散
乱光ノイズと干渉光による信号とが混在することになる
ので、干渉光による信号を検出することは極めて難し
い。従って、走行中の多層シートの各層の厚さを測定す
ることは極めて困難である。該測定装置は、厚さの薄い
多層シートを実験室等でバッチ的(オフライン)に静止
固定された状態での測定には適しているが、インライン
方式には適用できない装置である。
By the way, the thickness measuring apparatus utilizing the interference by the incoherent light source has the following drawbacks and is not in a sufficiently satisfactory state. One is that an incoherent light source with a very wide wavelength range is used, so that the measurement light causes a refractive index dispersion in the multilayer sheet according to the wavelength, and the dispersion increases as the thickness of the multilayer sheet increases. In a multilayer sheet having a large thickness, interference with reference light becomes unclear due to dispersion of measurement light, and the thickness of each layer may not be measured accurately. And, especially when continuously measuring the thickness of each layer of the running multi-layer sheet, the multi-layer sheet is running with respect to the measuring device, so that it is vibrated or tilted,
No matter how much the mirror is reciprocated, the measurement light cannot interfere with the reference light within the coherence length of the incoherent light source. Even if interference occurs, the signal due to the interference light will be small, and the unevenness of the surface of the running multilayer sheet will cause a mixture of the scattered light noise generated by scattering of the measurement light and the signal due to the interference light. Therefore, it is extremely difficult to detect a signal due to the interference light. Therefore, it is extremely difficult to measure the thickness of each layer of the running multilayer sheet. The measurement apparatus is suitable for measurement in a state in which a thin multilayer sheet is stationary and fixed in a laboratory or the like in a batch (off-line) manner, but cannot be applied to an inline method.

【0007】また前記赤外線吸収を利用する装置は、前
記する如く各層の厚さを測定することはできるが、次の
ような場合には、各々の層厚を測定することはできない
という欠点がある。それは一般的に広く汎用されてい
る、例えば5層シートの場合、まず3種の樹脂成分を使
って5層に積層することが多いが、その構成は図5に示
す。つまり中心層(第3層34)を1つの樹脂成分とし
て、第1層32と第5層36を同一で他の第二の樹脂成
分とし、第2層33と第4層35を同一で他の第三の樹
脂成分として5層を構成している。かかる場合を該装置
によって各層厚を測定する場合は、3層としてしか測定
されない結果になる。つまり(第1層32+第5層3
6)と(中心層34)と(第2層33+第4層35)の
3層の各層厚の測定にとどまる。結局該測定装置では、
交互に積層されていても、その層の中に同一樹脂成分が
あれば、それらは全て和となって1層の厚さとして測定
されるので、各層の厚さを各々個別に測定することはで
きない。
[0007] The apparatus utilizing infrared absorption can measure the thickness of each layer as described above, but has the drawback that the thickness of each layer cannot be measured in the following cases. . It is generally and widely used. For example, in the case of a five-layer sheet, first, it is often the case that three kinds of resin components are used to laminate five layers, and the structure is shown in FIG. That is, the first layer 32 and the fifth layer 36 are the same and another second resin component is used as the central layer (the third layer 34) as one resin component, and the second layer 33 and the fourth layer 35 are the same as the other resin components. And five layers as the third resin component. In such a case, when each layer thickness is measured by the apparatus, the result is that only three layers are measured. That is, (first layer 32 + fifth layer 3
6), (central layer 34), and (second layer 33 + fourth layer 35) three layer thickness measurement. After all, in the measuring device,
Even if they are alternately laminated, if the same resin component is present in that layer, they are all summed and measured as one layer thickness, so it is not possible to measure the thickness of each layer individually. Can not.

【0008】本発明は、前記従来技術の有するこのよう
な欠点に鑑み、見い出されたものであり、その主たる目
的とするところは多層シート状プラスチックにあって、
より薄いフィルム状から、より厚い積層体にわたって、
各層の厚さを個別に、しかも連続的に走行(インライ
ン)している状態で、高精度で瞬時に測定することので
きる多層シート状プラスチックの厚さ測定装置を提供し
ようとするものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned disadvantages of the prior art, and its main object is to provide a multilayer sheet-like plastic.
From thinner films to thicker laminates,
It is an object of the present invention to provide a multi-layer sheet-like plastic thickness measuring device capable of measuring the thickness of each layer individually and continuously (inline) with high accuracy and instantaneously.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】即ち、前記目的は次の手
段によって容易に達成することができる。まず前記請求
項1に記載する発明は、光源と該光源からの光をビーム
スプリッタで第1と第2の分岐光に振幅分割し、測定光
と参照光とし再び合成して干渉光を発生させるための干
渉光発生手段(A)と、前記分割された第1の分岐光を
測定光として多層シート状プラスチック(以下多層シー
トと呼ぶ)へ入射し、反射せしめるための測定光手段
(B)と、前記分割された第2の分岐光を参照光として
ミラーへ入射し、反射せしめるための参照光手段(C)
と、前記干渉光が発生するときのミラーの位置を検出す
ることによって、多層シートの厚さを検出するための厚
さ検出手段(D)とを備える多層シートの厚さ測定装置
において、前記光源に、特に低コヒーレントな光源を使
用すると共に、前記測定光手段(B)に、多層シート状
プラスチックの振動及び傾きを抑制するための圧縮空気
による非接触抑制手段(E)が添設されていることを特
徴とする。
That is, the above object can be easily achieved by the following means. First, according to the first aspect of the present invention, a light source and light from the light source are amplitude-divided into first and second branch lights by a beam splitter, and are combined as measurement light and reference light again to generate interference light. Light generating means (A) for inputting the divided first branched light as measuring light into a multi-layer sheet-like plastic (hereinafter referred to as a multi-layer sheet) and reflecting the same. Reference light means (C) for causing the split second branched light to enter a mirror as reference light and to reflect the same.
And a thickness detecting means (D) for detecting the thickness of the multilayer sheet by detecting the position of the mirror when the interference light is generated. the, especially both with low coherent light source, the measurement light unit (B), like the multilayer sheet
Compressed air to suppress vibration and tilt of plastic
Contactless suppression means according to (E) is characterized that you are additionally provided.

【0010】請求項2に記載する発明は、更にその光源
のコヒーレンス長が10μm〜40μmになるような中
心波長及びスペクトル半値幅を有する光源であることを
特徴とする。
The invention according to a second aspect is characterized in that the light source has a center wavelength and a spectral half width such that the coherence length of the light source is 10 μm to 40 μm.

【0011】請求項3に記載する発明は、前記請求項1
及び請求項2に記載する多層シートの厚さ測定装置にお
いて、前記厚さ検出手段(D)に、前記測定光手段
(B)によりもたらされる多層シート面からの散乱光に
基づくノイズは、減衰されるが、前記干渉光発生手段
(A)によりもたらされる干渉による信号は、減衰させ
ないためのバンドパスフィルタ(F)が添設されること
を特徴とする。走行中の多層シートの表面に、微細凹凸
がある場合に、測定光の散乱の発生が考えられるが、層
厚測定精度への影響をなくすための対策として有効であ
る。
[0011] The invention described in claim 3 is the first invention.
And the thickness detecting device (D) according to claim 2 , wherein the thickness detecting means (D) attenuates noise caused by the scattered light from the multilayer sheet surface caused by the measuring light means (B). However, it is characterized in that a signal caused by the interference caused by the interference light generating means (A) is provided with a band-pass filter (F) for preventing attenuation. Scattering of the measurement light may occur when the surface of the running multilayer sheet has fine irregularities, but this is effective as a measure to eliminate the influence on the layer thickness measurement accuracy.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に前記各発明を詳細に説明す
る。測定の対象になる多層シート状プラスチック(以下
多層シート)は、同一又は異種の樹脂成分からなる2層
以上のシート状積層体であり、各層の厚さ、積層数は、
シート状と呼ばれる範囲内で適宜決められるので制限さ
れるものではない。シート状とは厚さの薄いフィルム状
の積層体から、より厚い積層体を含めてシート状と総称
しているが、数値的に例示すると約20μm〜2mm程
度である。積層数は、一般に10層程度までである。ま
た積層する樹脂成分と積層構成は特に制限されないが、
同一樹脂成分が続いて積層されないかぎり、例えば、2
種の樹脂成分を使って、交互に積層さえすれば、幾層で
も各層の厚さを瞬時に測定することが可能である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Each of the above inventions will be described below in detail. The multilayer sheet-like plastic to be measured (hereinafter, multilayer sheet) is a sheet-like laminate of two or more layers composed of the same or different resin components.
There is no limitation as it is appropriately determined within a range called a sheet shape. The sheet shape is generally referred to as a sheet shape from a thin film-like laminate to a thicker laminate, but it is approximately 20 μm to 2 mm when numerically exemplified. The number of layers is generally up to about 10 layers. Further, the resin component to be laminated and the lamination structure are not particularly limited,
Unless the same resin component is subsequently laminated, for example, 2
The thickness of each layer can be instantaneously measured for any number of layers as long as the layers are alternately laminated using various kinds of resin components.

【0013】積層する樹脂成分は、一般に知られている
熱可塑性の樹脂であるが、これが熱硬化性樹脂であって
もよい。従って、両成分による各々のシートが複合され
る複合多層シートである場合もある。また本発明は特定
の波長を持つ光の透過と反射にもとずく測定であるの
で、全くその光を透過しないような不透明なものは測定
できないが、一般に肉眼で全く透視できなくても測定で
きる場合もある。つまり本発明にいう低コヒーレント光
源が発する低コヒーレント光が多層シートを透過すれば
測定できるので、透明性には特にこだわらない。
The resin component to be laminated is a generally known thermoplastic resin, but it may be a thermosetting resin. Therefore, the composite sheet may be a composite multilayer sheet in which each sheet of both components is composited. In addition, since the present invention is based on the transmission and reflection of light having a specific wavelength, it is not possible to measure an opaque material that does not transmit the light at all, but it can be measured even if the light cannot be seen at all with the naked eye. In some cases. In other words, since low coherent light emitted from the low coherent light source according to the present invention can be measured when transmitted through the multilayer sheet, transparency is not particularly limited.

【0014】一般にインコヒーレントな光源による多層
シートの測定装置は、ハロゲンランプ等のインコヒーレ
ントな光源と、前記する干渉光発生手段(A)と、測定
光手段(B)と、参照光手段(C)と各層の厚さ検出手
段(D)とから構成されている。
In general, an apparatus for measuring a multilayer sheet using an incoherent light source includes an incoherent light source such as a halogen lamp, the above-described interference light generating means (A), measuring light means (B), and reference light means (C). ) And thickness detecting means (D) for each layer.

【0015】本発明では、前記請求項1に記載する如
く、特に光源として、従来のハロゲンランプ等に見られ
るインコヒーレントな光源を使うのではなく、低コヒー
レントな光源を使うものである。つまり該光源を使うこ
とによって、走行中の多層シートがその厚さに関係な
く、広い範囲で、しかも多少の振動とか傾きがあって
も、該プラスチック面に反射された測定光は、低コヒー
レントな光源が持つコヒーレンス長の範囲内で、参照光
と干渉することができるので、各層の厚さが正確に測定
できるのである。
In the present invention, a low coherent light source is used as the light source instead of using an incoherent light source found in a conventional halogen lamp or the like. In other words, by using the light source, the measuring light reflected on the plastic surface has low coherence regardless of the thickness of the running multi-layer sheet regardless of its thickness, even in a wide range, and even if there is some vibration or inclination. Since it can interfere with the reference light within the range of the coherence length of the light source, the thickness of each layer can be measured accurately.

【0016】ここで低コヒーレントな光源とは、低いコ
ヒーレント光を発する光源を意味するが、具体的にはハ
ロゲンランプ等のインコヒーレントな光源よりは狭いス
ペクトル幅と、半導体レーザ等のコヒーレントな光源な
みの光出力と指向性を有する光源ということになる。こ
のような性質を有する光源には、スーパルミネッセント
ダイオード(以下SLDと呼ぶ)、端面反射型発光ダイ
オード等がある。このような中でも、コヒーレンス長が
10μm〜40μmになるような中心波長及びスペクト
ル半値幅にある光源が好ましい。
Here, the low coherent light source means a light source that emits low coherent light. More specifically, the light source has a narrower spectral width than an incoherent light source such as a halogen lamp and a light source such as a coherent light source such as a semiconductor laser. This means that the light source has a light output and directivity. Light sources having such properties include superluminescent diodes (hereinafter referred to as SLDs), edge-reflection light-emitting diodes, and the like. Among these, a light source having a center wavelength and a spectral half width so that the coherence length is 10 μm to 40 μm is preferable.

【0017】また、低コヒーレントな光源では、インコ
ヒーレントな光源より狭いスペクトル幅の低コヒーレン
ト光を発するので、測定光自身が多層シートの中でほと
んど分散せず、従ってより厚い積層体になっても、測定
光の分散により参照光との干渉が不明瞭になることもな
いので、各層の厚さを正確に測定することができるとい
うことである。
In addition, since the low coherent light source emits low coherent light having a narrower spectral width than the incoherent light source, the measuring light itself hardly disperses in the multilayer sheet, and therefore, even if it becomes a thicker laminate. In addition, since the interference with the reference light does not become unclear due to the dispersion of the measurement light, the thickness of each layer can be accurately measured.

【0018】特に走行中の多層シートの振動とか傾きが
大きく現れる場合には、測定精度に影響をもたらす危険
性があるので、この危険性をなくし、より安定した状態
で測定するために、前記請求項1における測定光手段
(B)と共に、圧空による非接触抑制手段(E)を添設
したものである。これは少なくとも第1分岐光の入射位
置にある多層シート面に圧空を噴射して、振動とか傾き
の発生を抑制しようとするものであり、その手段には種
々考えられる。しかし中でも次のような手段が好ましく
用いられる。
[0018] If the particular vibration Toka inclination of the multilayer sheet in the traveling appears large, because there is a risk to bring an influence on the measurement accuracy, eliminates this risk, in order to measure in a more stable state, the billing Item 1 Measurement light means
Along with (B), non-contact suppression means (E) by compressed air is added.
It was done . This is intended to suppress the occurrence of vibration or tilt by injecting compressed air at least to the multilayer sheet surface at the incident position of the first branch light, and various means are conceivable. However, among them, the following means are preferably used.

【0019】それは円周状に方向性を持つ圧空噴出用ノ
ズルと、該ノズルから噴出させた圧空を多層シートとの
間に導く平面と、該ノズルから噴出させる圧空による空
気流速を一定にする空気溜まりと、該空気溜まりに、圧
空を供給する空気入り口とを備えた圧空式非接触抑制具
である。該抑制具によれば、該ノズルから噴出させた圧
空が多層シートと平面の間隙を通る際、流体のベルヌー
イの効果による負圧作用により、多層シートを平面に吸
引し、多層シートと平面の間隙が小さくなるので空気の
クッション効果により、多層シートと平面とが接触する
ことが妨げられることにより、平面から略一定の距離で
多層シートを非接触で把持可能となり、走行中の多層シ
ートが測定装置に対して、振動したり、傾いたりするの
を抑制することができ、多層シートに反射された測定光
が参照光と干渉することが更に容易になり、多層シート
の各層の厚さを測定することができる。
It is a nozzle for ejecting compressed air having a circumferential direction, a plane for guiding the compressed air ejected from the nozzle between the nozzle and the multilayer sheet, and an air for maintaining a constant air flow rate by the compressed air ejected from the nozzle. A pneumatic non-contact suppressing device including a reservoir and an air inlet for supplying compressed air to the air reservoir. According to the suppressor, when the compressed air ejected from the nozzle passes through the gap between the multilayer sheet and the plane, the multilayer sheet is sucked into the plane by the negative pressure effect of the Bernoulli effect of the fluid, and the gap between the multilayer sheet and the plane Since the air cushion effect of air prevents the contact between the multilayer sheet and the plane, the multilayer sheet can be gripped at a substantially constant distance from the plane in a non-contact manner. In contrast, vibration or tilting can be suppressed, and it becomes easier for the measurement light reflected on the multilayer sheet to interfere with the reference light, and the thickness of each layer of the multilayer sheet is measured. be able to.

【0020】前記請求項3における発明では、バンドパ
スフィルタ(F)が、前記厚さ検出手段(D)に添設さ
れたことにより、静止状態の多層シートは勿論、走行中
の多層シートにとって有効な対策となる。つまり、散乱
光によるノイズの周波数は多層シートの製造工程の走行
スピードによって決まり、一方、干渉光による信号の周
波数はミラーを往復動作させるスピードによって決まる
ので、散乱光によるノイズの周波数に対して干渉光によ
る信号の周波数を充分大きいか、あるいは小さくなるよ
うに、ミラーを往復動作させるスピードを調整しておけ
ば、散乱光によるノイズは、バンドパスフィルタ(F)
によって減衰され、一方、干渉光による信号は、該バン
ドパスフィルタ(F)によって、減衰されないので、干
渉光による信号が散乱光によるノイズより充分大きくな
り、干渉光による信号を検出することができるので、多
層シートの各層の厚さを測定することが更に有利にな
る。
According to the third aspect of the present invention, since the band-pass filter (F) is added to the thickness detecting means (D), the band-pass filter (F) is effective not only for a stationary multilayer sheet but also for a traveling multilayer sheet. Measures. That is, the frequency of the noise due to the scattered light is determined by the traveling speed in the manufacturing process of the multilayer sheet, while the frequency of the signal due to the interference light is determined by the speed at which the mirror is reciprocated. If the speed of the reciprocating operation of the mirror is adjusted so that the frequency of the signal due to the light is sufficiently large or small, the noise due to the scattered light can be reduced by the band-pass filter (F).
On the other hand, since the signal due to the interference light is not attenuated by the bandpass filter (F), the signal due to the interference light becomes sufficiently larger than the noise due to the scattered light, and the signal due to the interference light can be detected. It is further advantageous to measure the thickness of each layer of the multilayer sheet.

【0021】更にまた前記請求項3に記載の発明では、
非接触抑制手段(E)とバンドパスフィルタ(F)とが
同時に配設されているので、前述する各作用が同時に行
われ、静止状態の多層シートは勿論、走行中の該多層シ
ートにとっては、より高い精度で各層の厚さを安定して
測定することができるので、更に安定した多層シートの
厚さ測定装置を得ることができる。
Further, according to the third aspect of the present invention,
Since the non-contact suppressing means (E) and the band-pass filter (F) are provided at the same time, the above-described operations are simultaneously performed, and the moving multi-layer sheet as well as the stationary multi-layer sheet is used. Since the thickness of each layer can be stably measured with higher accuracy, a more stable multilayer sheet thickness measuring device can be obtained.

【0022】[0022]

【実施例】以下に実施例によって、図面に基づいて更に
詳述するが、本発明が該例に制約を受けるものではな
い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments.

【0023】前記多層シートの厚さ測定装置において、
本発明の低コヒーレントな光源による測定原理を図1の
光路図によって説明する。該光源には低コヒーレント光
源2を用い、ここから発せられた低コヒーレント光は、
集光レンズでコリメートされて平行光になり、ビームス
プリッタ4によって2つの平行光に振幅分割される。分
割された第1の分岐光は、第1焦点レンズを通って、多
層シート7に導かれるが、その際各層の境界面で反射が
起こり、それは測定光8となって反射する。他の分割さ
れた第2の分岐光は、第2焦点レンズによって、可動鏡
面11に入射し反射する。これは参照光12となる。各
々反射した測定光8と参照光12とは、再びビームスプ
リッタ4に戻り合成光13となって、受光レンズを通っ
て受光素子15に導かれ光電変換される。更にこれは受
光回路により干渉光による信号が検出され、更に包絡線
検波等の処理を得て演算部に導かれ、ここで多層シート
の各層厚に換算される。
In the apparatus for measuring a thickness of a multilayer sheet,
The principle of measurement by the low coherent light source of the present invention will be described with reference to the optical path diagram of FIG. As the light source, a low coherent light source 2 is used.
The light is collimated by the condenser lens to become parallel light, and is amplitude-divided into two parallel lights by the beam splitter 4. The split first branched light passes through the first focusing lens and is guided to the multilayer sheet 7. At that time, reflection occurs at the interface between the layers, which is reflected as measurement light 8. The other split second branched light is incident on the movable mirror surface 11 and reflected by the second focus lens. This becomes the reference light 12. The reflected measurement light 8 and reference light 12 return to the beam splitter 4 again, become combined light 13, and are guided to the light receiving element 15 through the light receiving lens, where they are photoelectrically converted. Further, the light receiving circuit detects a signal due to the interference light, further obtains a process such as an envelope detection and the like, guides the signal to an arithmetic unit, where it is converted into each layer thickness of the multilayer sheet.

【0024】ここで低コヒーレント光として使用される
低コヒーレント光源2は、特に中心波長及びスペクトル
半値幅に制限を受けるものではないが、次のような問題
が発生する場合があるので、コヒーレンス長が10μm
〜40μmとなるような中心波長及びスペクトル半値幅
を有する低コヒーレント光源であることが望ましい。つ
まりその問題というのは、中心波長をλ、スペクトル半
値幅を△λとすれば、コヒーレンス長lは、数1で示さ
れる。
Here, the low coherent light source 2 used as the low coherent light is not particularly limited by the center wavelength and the half width of the spectrum. However, since the following problem may occur, the coherence length is reduced. 10 μm
It is desirable that the light source be a low-coherent light source having a center wavelength and a spectral half-width of about 40 μm. That is, the problem is that if the center wavelength is λ and the spectral half-value width is △ λ, the coherence length 1 is expressed by Equation 1.

【0025】[0025]

【数1】 l=λ/Δλ1 = λ 2 / Δλ

【0026】コヒーレンス長を長くすれば、多層シート
7の各境界面で反射された測定光8が参照光12と干渉
する際、コヒーレンス長より薄い厚みの層があれば、そ
の層を挟む2つの境界面による干渉が重複することにな
るので、2つの干渉を分離することが難しくなり、分離
することができる最小の厚みがかなり大きくなる問題点
が発生する。また、逆にコヒーレンス長を短くすれば、
インコヒーレントな光源に近づくことになり、走行中の
多層シート7が振動したり傾いたりすると、多層シート
7に反射された測定光8の光軸と参照光12の光軸が略
垂直にならないので、測定光8はインコヒーレントな光
源に近づいたコヒーレンス長の範囲内では、参照光12
と干渉することは難しいということである。
By increasing the coherence length, when the measurement light 8 reflected at each boundary surface of the multilayer sheet 7 interferes with the reference light 12, if there is a layer having a thickness smaller than the coherence length, two layers sandwiching that layer Since the interference due to the boundary surface overlaps, it becomes difficult to separate the two interferences, and a problem arises in that the minimum thickness that can be separated is considerably large. Conversely, if the coherence length is shortened,
When approaching the incoherent light source and the traveling multilayer sheet 7 vibrates or tilts, the optical axis of the measurement light 8 reflected by the multilayer sheet 7 and the optical axis of the reference light 12 do not become substantially perpendicular. , The measurement light 8 is within the range of the coherence length approaching the incoherent light source.
It is difficult to interfere with.

【0027】前記する低コヒーレント光源として、より
具体的には、例えば中心波長780nmでスペクトル半
値幅17nmのコヒーレンス長35μmのSLD、中心
波長840nmでスペクトル半値幅20nmのコヒーレ
ンス長35μmのSLD、あるいは中心波長840nm
でスペクトル半値幅30μmのコヒーレンス長23μm
のSLDなどが挙げられる。なお中心波長、スペクトル
半値幅は上記例に制限されるものでなく、コヒーレンス
長が10μm〜40μmとなるような中心波長及びスペ
クトル半値幅であれば良い。
More specifically, as the low coherent light source described above, for example, an SLD having a central wavelength of 780 nm and a coherence length of 35 nm having a spectral half width of 17 nm, a central wavelength of 840 nm and a coherence length of 35 μm having a spectral half width of 20 nm, or a central wavelength 840 nm
And a coherence length of 23 μm with a spectrum half width of 30 μm
SLD and the like. The center wavelength and the spectrum half width are not limited to the above examples, and may be any center wavelength and spectrum half width so that the coherence length is 10 μm to 40 μm.

【0028】また図1の測定原理を取り入れて、これを
装置化した場合の主要部をとって、これを断面図で示し
たものが図2である。ここで、1は筐体、3は低コヒー
レント光源2から発せられるコヒーレント光をコリメー
トする集光レンズ、5はビームスプリッタ4による第1
分岐光を集光させる第1焦点レンズである。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the apparatus in which the measurement principle shown in FIG. Here, 1 is a housing, 3 is a condensing lens for collimating coherent light emitted from the low coherent light source 2, and 5 is a first beam splitter 4
This is a first focus lens that collects the branched light.

【0029】そして6は、前記圧空による非接触抑制手
段(E)の一例を取り入れた圧空式非接触抑制具であ
る。該抑制具6は円周状に方向性を持つ圧空噴出用ノズ
ル20と、ノズル20からの圧空を多層シート7(工程
を走行している)との間に導く平面21と、ノズル20
からの圧空の空気流速を一定にする空気溜まり22と、
空気溜まり22に圧空を供給する空気入り口23とから
なっている。ノズル20から噴出させた圧空が多層シー
ト7と、平面21の間隙を通る際、圧空のベルヌーイの
効果による負圧作用により、多層シート7を平面21に
吸引し、多層シート7と平面21の間隙が小さくなる
と、圧空のクッション効果により、多層シート7と平面
21が接触するのを防止することにより、平面21から
略一定の距離で多層シート7を非接触で把持することが
できる。また、圧空式非接触抑制具6の中に測定光8を
通過させて、多層シート7に導くために貫通穴24を設
けている。この貫通穴24は測定光8を通過させること
は勿論であるが、部分的にベルヌーイ効果による負圧作
用が大きくなるのを防止するために、負圧作用の大きい
部分に空気を補充させる役目も併せもっている。なお、
多層シート7は、該抑制具6の上で(図2の上下反対の
位置関係)、非接触把持するように配置してもよい。
[0029] Then 6 is a pressure type non-contact inhibition device incorporating an example of a non-contact suppression means by the compressed air (E). The suppressor 6 includes a pressurized air jet nozzle 20 having a circumferential directionality, a flat surface 21 for guiding the pressurized air from the nozzle 20 between the multilayer sheet 7 (running the process), and a nozzle 20.
An air reservoir 22 for making the air flow velocity of the compressed air from the air constant,
An air inlet 23 for supplying compressed air to the air reservoir 22 is provided. When the compressed air ejected from the nozzle 20 passes through the gap between the multilayer sheet 7 and the plane 21, the multilayer sheet 7 is suctioned to the plane 21 by the negative pressure effect of Bernoulli effect of the compressed air and the gap between the multilayer sheet 7 and the plane 21. Is smaller, the multilayer sheet 7 can be held in a substantially constant distance from the plane 21 in a non-contact manner by preventing the multilayer sheet 7 from coming into contact with the plane 21 by the cushioning effect of compressed air. Further, a through hole 24 is provided to allow the measurement light 8 to pass through the pneumatic non-contact suppressing device 6 and to guide the measurement light 8 to the multilayer sheet 7. The through hole 24 not only allows the measurement light 8 to pass therethrough, but also serves to replenish the air with a large negative pressure effect in order to partially prevent the negative pressure effect due to the Bernoulli effect from increasing. I also have it. In addition,
The multilayer sheet 7 may be disposed on the restraining device 6 (upside down positional relationship in FIG. 2) so as to be gripped in a non-contact manner.

【0030】被測定物である多層シート7には、適度な
滑り性と平滑性をもたせるために、表面に微細な凹凸が
あり走行中の多層シート7を測定すれば、微細凹凸によ
り測定光8が散乱されて散乱光によるノイズが発生す
る。ここで、散乱光によるノイズの周波数は、微細凹凸
の空間的な周波数と、走行スピードによって決まるが、
実用上は、微細凹凸による周波数は限られた範囲の周波
数とみなせるすると、散乱光によるノイズの周波数は走
行スピードによって決まる。
The multilayer sheet 7, which is the object to be measured, has fine irregularities on its surface in order to provide appropriate slipperiness and smoothness. If the running multilayer sheet 7 is measured, the measuring light 8 Are scattered and noise is generated by the scattered light. Here, the frequency of the noise due to the scattered light is determined by the spatial frequency of the fine irregularities and the traveling speed,
In practice, if the frequency due to the fine irregularities can be regarded as a frequency in a limited range, the frequency of the noise due to the scattered light is determined by the traveling speed.

【0031】9はビームスプリッタ4による第2分岐光
を集光させる第2焦点レンズ、10は可動鏡面11を作
動させるための可動鏡面駆動部であり、この可動鏡面1
1を取り付けて平行移動を案内する精密クロスローラガ
イド等を使ったステージ25およびステージ25に連結
して取り付けられた駆動モータ26からなる。駆動モー
タ26にはリニア超音波モータ、リニアステッピングモ
ータ等のリニアモータがよい。駆動モータ26を駆動さ
せると、可動鏡面11は図1の矢印に示すように、往復
動作するので参照光12の光路長を変化させることがで
きる。よって、参照光12の光路長変化のスピードは駆
動モータ26を駆動させるスピードによって変化させる
ことができるので、参照光12と測定光8が干渉したと
きの干渉光による信号の周波数は、可動鏡面11を往復
動作させる駆動モータ26のスピードによって決まる。
Reference numeral 9 denotes a second focusing lens for condensing the second split light by the beam splitter 4, and reference numeral 10 denotes a movable mirror driving unit for operating the movable mirror 11;
1 comprises a stage 25 using a precision cross roller guide or the like for guiding parallel movement and a drive motor 26 connected to and attached to the stage 25. The drive motor 26 is preferably a linear motor such as a linear ultrasonic motor or a linear stepping motor. When the drive motor 26 is driven, the movable mirror surface 11 reciprocates as shown by the arrow in FIG. 1, so that the optical path length of the reference light 12 can be changed. Therefore, the speed of the change of the optical path length of the reference light 12 can be changed by the speed at which the drive motor 26 is driven. Therefore, when the reference light 12 and the measurement light 8 interfere with each other, the frequency of the signal due to the interference light is changed to the movable mirror surface 11 Is determined by the speed of the drive motor 26 for reciprocating.

【0032】尚、可動鏡面11の位置を検出する図示し
ない可動鏡面位置検出素子は、ポテンショメータ、マイ
クロメータ、PSD等の素子、または駆動モータ26が
パルスで動作させるモータである場合はその発振パルス
数で代用できる。この可動鏡面位置検出素子はステージ
25に設けられ、可動鏡面11が往復動作するときの位
置を検出する。この検出された位置の情報を、図示しな
いA/D変換器によりディジタル信号に変換して、図示
しないコンピュータに導かれる。また、駆動モータ26
がパルスで動作させるモータである場合は、その発振パ
ルス数を直接コンピュータに導いて、位置に関する情報
としてもよい。また、可動鏡面11の往復動作するスピ
ードが一定であるとみなせば、可動鏡面11が動いた時
間にスピードを掛ければ移動距離が求められるので、可
動鏡面11の位置に関する情報は図示しないコンピュー
タ内の演算だけで得ることも可能である。14は合成光
13を受光して、受光素子に導くための受光レンズであ
る。
The movable mirror position detecting element (not shown) for detecting the position of the movable mirror surface 11 is an element such as a potentiometer, a micrometer, a PSD, or the number of oscillation pulses when the drive motor 26 is a motor operated by a pulse. Can be substituted. The movable mirror surface position detecting element is provided on the stage 25, and detects a position when the movable mirror surface 11 reciprocates. The information of the detected position is converted into a digital signal by an A / D converter (not shown), and is guided to a computer (not shown). The drive motor 26
Is a motor operated by a pulse, the number of oscillation pulses may be directly led to a computer and used as information on the position. Further, if it is assumed that the speed of the reciprocating movement of the movable mirror surface 11 is constant, the moving distance can be obtained by multiplying the speed by which the movable mirror surface 11 moves, so that information on the position of the movable mirror surface 11 is stored in a computer (not shown). It is also possible to obtain only by operation. Reference numeral 14 denotes a light receiving lens that receives the combined light 13 and guides the combined light 13 to a light receiving element.

【0033】ここで受光素子15は、低コヒーレント光
源2の中心波長と同様な波長域で分光感度にすぐれるも
のが好ましい。よって、例えば、低コヒーレント光源2
を上記例の中心波長780nm或いは840nmとすれ
ば、同じ様な波長域に分光感度のピークを持つシリコン
フォトダイオード、PINシリコンフォトダイオード等
のフォトダイオードがより好ましい。
Here, it is preferable that the light receiving element 15 has excellent spectral sensitivity in a wavelength range similar to the center wavelength of the low coherent light source 2. Therefore, for example, the low coherent light source 2
If the center wavelength is 780 nm or 840 nm in the above example, a photodiode such as a silicon photodiode or a PIN silicon photodiode having a spectral sensitivity peak in a similar wavelength range is more preferable.

【0034】16は受光回路で、ここで干渉光による信
号が処理される。19は低コヒーレント光源2を固定す
るホルダーであり、これには低コヒーレント光源2が温
度上昇により劣化することおよび光出力が不安定になる
ことを防止するために、図示しないペルチェ素子を取り
付けて低コヒーレント光源2を冷却し、図示しないドラ
イバにより自動温度制御(ATC)、自動出力制御(A
PC)などの制御がなされている。
Reference numeral 16 denotes a light receiving circuit for processing a signal based on the interference light. Reference numeral 19 denotes a holder for fixing the low coherent light source 2, which is provided with a Peltier element (not shown) in order to prevent the low coherent light source 2 from deteriorating due to a rise in temperature and from unstable light output. The coherent light source 2 is cooled, and automatic temperature control (ATC) and automatic output control (A
(PC).

【0035】尚、前記する集光レンズ3、第1焦点レン
ズ5、第2焦点レンズ9、受光レンズ14およびビーム
スプリッタ4は、ごく一般的なものでよいが、集光レン
ズ3、第1焦点レンズ5、第2焦点レンズ9および受光
レンズ14をビームスプリッタ4にはりつけて一体化す
ることにより、部品点数を少なくして装置の簡略化を図
り、調整箇所をできるだけ少なくしている。また、この
一体化により、各部品で反射される反射損失が大きく減
少される。
The condensing lens 3, the first focusing lens 5, the second focusing lens 9, the light receiving lens 14 and the beam splitter 4 may be very ordinary ones. By integrating the lens 5, the second focus lens 9 and the light receiving lens 14 with the beam splitter 4, the number of parts is reduced, the apparatus is simplified, and the number of adjustment points is reduced as much as possible. In addition, the integration greatly reduces the reflection loss reflected by each component.

【0036】図3は図2の装置、つまり筐体1を搭載し
たトラバース装置を正面からみた図である。これによっ
て、図示しない多層シート7の幅方向に、該筐体1をト
ラバースして測定することが可能となる。図示していな
いが、サーボモータ、リニアモータ等を駆動源にもっ
て、ボールネジ18を回転させて、リニアガイド17を
介して、筐体1が幅方向にトラバースする。
FIG. 3 is a front view of the apparatus shown in FIG. 2, that is, the traverse apparatus having the housing 1 mounted thereon. This makes it possible to traverse the housing 1 in the width direction of the multilayer sheet 7 (not shown) and perform measurement. Although not shown, the housing 1 is traversed in the width direction via the linear guide 17 by rotating the ball screw 18 using a servo motor, a linear motor, or the like as a drive source.

【0037】前記請求項3における厚さ検出手段(D)
に添設するバンドパスフィルタ(F)は、受光回路16
の中に入れられているが、この作用を図4のブロック図
で詳述すると次のとおりである。入光した光は受光素子
15で光電変換され、増幅器27で電流電圧変換され、
バンドパスフィルタ28に入る。バンドパスフィルタ2
8は、多層シート7面の微細凹凸に基づく散乱光による
ノイズを減衰し、干渉光による信号を減衰しないように
するために、通過帯域幅が狭くかつ通過帯域以外は急に
減衰するようなフィルタが要求される。すなわち、フィ
ルタ段数が少なくとも4次以上の高次のフィルタで構成
され、フィルタ特性としては、チェビシェフあるいはバ
タワースとなるようなバンドパスフィルタがよい。多層
シート7の走行スピードが一定であれば、前記理由によ
り、散乱光によるノイズの周波数はある限られた範囲の
周波数で一定する。そして、散乱光によるノイズの周波
数に対して、干渉光による信号の周波数を充分大きくす
るように、可動鏡面11を往復動作させるスピードを調
整しておけば、散乱光によるノイズはバンドパスフィル
タ28によって減衰され、一方、干渉光による信号はバ
ンドパスフィルタ28によって減衰されないので、干渉
光による信号が散乱光によるノイズより充分大きくな
り、干渉光による信号を検出することができる。その
後、バンドパスフィルタ28により処理された干渉光に
よる信号は、交流増幅器29で増幅され、整流器30で
整流され、ローパスフィルタ31で包絡線検波される。
この包絡線信号は図示しないA/D変換器によりディジ
タル信号に変換され、図示しないコンピュータに導かれ
る。
The thickness detecting means (D) according to the third aspect .
The band pass filter (F) attached to the light receiving circuit 16
The operation is described below in detail with reference to the block diagram of FIG. The incident light is photoelectrically converted by the light receiving element 15 and is subjected to current-voltage conversion by the amplifier 27.
The band pass filter 28 is entered. Bandpass filter 2
Reference numeral 8 denotes a filter having a narrow passband and abruptly attenuating outside the passband in order to attenuate noise due to scattered light based on fine irregularities on the surface of the multilayer sheet 7 and not to attenuate signals due to interference light. Is required. That is, a band-pass filter that is configured by a high-order filter having at least a fourth or higher filter stage and has a Chebyshev or Butterworth filter characteristic is preferable. If the traveling speed of the multilayer sheet 7 is constant, the frequency of the noise due to the scattered light is constant within a limited range of frequencies for the above-described reason. If the speed at which the movable mirror surface 11 is reciprocated is adjusted so that the frequency of the signal due to the interference light is sufficiently increased with respect to the frequency of the noise due to the scattered light, the noise due to the scattered light is reduced by the bandpass filter 28. Since the signal due to the interference light is not attenuated by the bandpass filter 28, the signal due to the interference light is sufficiently larger than the noise due to the scattered light, and the signal due to the interference light can be detected. Thereafter, the signal based on the interference light processed by the band-pass filter 28 is amplified by the AC amplifier 29, rectified by the rectifier 30, and envelope-detected by the low-pass filter 31.
This envelope signal is converted into a digital signal by an A / D converter (not shown) and is guided to a computer (not shown).

【0038】多層シート7の各層の厚さは、最終的には
コンピュータによって算出されることになる。つまり、
前記受光回路16から導かれた干渉光の包絡線信号をA
/D変換したディジタル信号と上記可動鏡面位置検出素
子から導かれた可動鏡面11の位置に関する情報から、
干渉発生時における、可動鏡面11の位置を特定し、こ
の結果に基づいて多層シート7の各層の厚さが算出され
る。
The thickness of each layer of the multilayer sheet 7 is finally calculated by a computer. That is,
The envelope signal of the interference light guided from the light receiving circuit 16 is represented by A
From the digital signal obtained by the / D conversion and information on the position of the movable mirror surface 11 derived from the movable mirror surface position detection element,
The position of the movable mirror surface 11 at the time of occurrence of interference is specified, and the thickness of each layer of the multilayer sheet 7 is calculated based on the result.

【0039】最後に、以上のようにして構成された本発
明の多層シート状プラスチックの厚さ測定装置によっ
て、実際に各層の厚さがどのようにして測定されるか
を、具体例で説明する。図5は、本発明装置が測定対象
とする多層シート7の一例で、これは3種5層からなる
全厚300μmの多層シート7aである。具体的には、
第1層32と第5層36がナイロン、第2層33と第4
層35が接着剤、第3層34がポバールで構成されてい
る。このような多層シート7aが走行中に、その第1層
32の側を圧空式非接触抑制具6によって非接触で把持
されて、測定光8が入射されると、測定光8は多層シー
ト7aの各境界面37、38、39、40、41および
42で反射されビームスプリッタ4に戻る。一方、参照
光12は可動鏡面11で反射されてビームスプリッタ4
に戻る。このとき、多層シート7aの各境界面に対応す
る参照光12の光路長は可動鏡面11により変化するこ
とができる。図6に、図5の多層シートを測定したとき
の、受光回路16による干渉光による包絡線信号のピー
クと多層シート7aの各境界面との関連を示す。図6の
横軸は可動鏡面11の位置、縦軸は各境界面における干
渉光による包絡線信号の大きさを表す。ここで、各ピー
ク43、44、45、46、47および48を示す可動
鏡面11の位置をL1,L2,L3,L4,L5,L6
とし、第1層32と第5層36の屈折率をn1、第2層
33と第4層35の屈折率をn2、第3層34の屈折率
をn3とし、空気の屈折率を1とすれば、第1層32の
厚さd1、第2層33の厚さd2、第3層34の厚さd
3、第4層35の厚さd4、第5層36の厚さd5は、
各式数2〜数6で求めることができる。
Finally, how the thickness of each layer is actually measured by the apparatus for measuring the thickness of the multilayer sheet-like plastic of the present invention constituted as described above will be described with a concrete example. . FIG. 5 shows an example of the multilayer sheet 7 to be measured by the apparatus of the present invention, which is a multilayer sheet 7a having three layers and five layers and a total thickness of 300 μm. In particular,
The first layer 32 and the fifth layer 36 are made of nylon, and the second layer 33 and the fourth layer
The layer 35 is made of an adhesive, and the third layer 34 is made of poval. While the multilayer sheet 7a is running, the side of the first layer 32 is gripped in a non-contact manner by the pneumatic non-contact suppressing device 6 and the measuring light 8 is incident. Are reflected by the respective boundary surfaces 37, 38, 39, 40, 41 and 42 and return to the beam splitter 4. On the other hand, the reference light 12 is reflected by the movable mirror surface 11 and is reflected by the beam splitter 4.
Return to At this time, the optical path length of the reference light 12 corresponding to each boundary surface of the multilayer sheet 7a can be changed by the movable mirror surface 11. FIG. 6 shows the relationship between the peak of the envelope signal due to the interference light from the light receiving circuit 16 and each boundary surface of the multilayer sheet 7a when measuring the multilayer sheet of FIG. 6, the horizontal axis represents the position of the movable mirror surface 11, and the vertical axis represents the magnitude of the envelope signal due to the interference light at each boundary surface. Here, the positions of the movable mirror surface 11 indicating the peaks 43, 44, 45, 46, 47, and 48 are represented by L1, L2, L3, L4, L5, L6.
The refractive index of the first layer 32 and the fifth layer 36 is n1, the refractive index of the second layer 33 and the fourth layer 35 is n2, the refractive index of the third layer 34 is n3, and the refractive index of air is 1. Then, the thickness d1 of the first layer 32, the thickness d2 of the second layer 33, and the thickness d of the third layer 34
3. The thickness d4 of the fourth layer 35 and the thickness d5 of the fifth layer 36 are
Equations (2) to (6) can be used.

【0040】[0040]

【数2】 d1=(L2−L1)/n1## EQU2 ## d1 = (L2-L1) / n1

【数3】 d2=(L3−L2)/n2## EQU00003 ## d2 = (L3-L2) / n2

【数4】 d3=(L4−L3)/n3D3 = (L4-L3) / n3

【数5】 d4=(L5−L4)/n2D4 = (L5-L4) / n2

【数6】 d5=(L6−L5)/n1D5 = (L6-L5) / n1

【0041】尚、図4におけるバンドパスフィルタ28
の作用を、走行中の図5の多層シート7aにおいて調べ
た。すなわち、受光回路16による干渉光の包絡線信号
において、バンドパスフィルタ28の有無によって、散
乱光によるノイズと干渉光による信号の変化を調べ、そ
の結果をバンドパスフィルタ28無しの時は図8に、バ
ンドパスフィルタ28有りの時は図9に示した。明らか
に図8における散乱光によるノイズは、バンドパスフィ
ルタ28によって図9では減衰され、干渉光による信号
の検出ができていることを示している。つまり前記請求
項3におけるバンドパスフィルタ(F)の添設は、より
有効であることが理解できる。
The band pass filter 28 shown in FIG.
Was examined in the running multi-layer sheet 7a of FIG. That is, in the envelope signal of the interference light by the light receiving circuit 16, the noise due to the scattered light and the change in the signal due to the interference light are examined depending on the presence or absence of the bandpass filter 28, and the result is shown in FIG. FIG. 9 shows a case where the band-pass filter 28 is provided. Obviously, the noise due to the scattered light in FIG. 8 is attenuated in FIG. 9 by the bandpass filter 28, indicating that the signal due to the interference light has been detected. That is, it can be understood that the addition of the band pass filter (F) in the third aspect is more effective.

【0042】[0042]

【比較例】本発明の低コヒーレント光源2の一例として
SLDによる干渉と、従来からのインコヒーレントな光
源であるハロゲンランプによる干渉とを比較するため
に、オフラインにおいて被測定物を傾けたときの干渉光
による信号の変化を調べた。すなわち、被測定物をスラ
イドグラスとし、スライドグラスを把持するサンプル台
を設け、サンプル台をゴニオステージに取り付けて、サ
ンプル台を徐々に傾かせたとき、干渉光による信号の大
きさの変化を測定し、図7に示した。横軸はサンプル台
の傾き角度、縦軸は干渉光による信号の大きさが最大の
ときを1としたときの正規化干渉値を表す。これを見れ
ば、明らかに、低コヒーレント光源2のほうが、サンプ
ル台を傾けても正規化干渉値が低下していないのがわか
る。よって、低コヒーレント光源2によれば、フィルム
製造工程で走行中の多層シート7が振動したり、傾いた
りしても、干渉光による信号が得られ、多層シート7の
各層の厚さが測定できるのがわかる。
COMPARATIVE EXAMPLE As an example of the low coherent light source 2 according to the present invention, in order to compare interference by an SLD with interference by a halogen lamp, which is a conventional incoherent light source, interference when an object to be measured is tilted off-line. The change in signal due to light was examined. That is, when the object to be measured is a slide glass, a sample table for gripping the slide glass is provided, and the sample table is mounted on the gonio stage, and when the sample table is gradually tilted, the change in signal magnitude due to interference light is measured. And shown in FIG. The horizontal axis represents the inclination angle of the sample table, and the vertical axis represents the normalized interference value when the maximum signal intensity due to the interference light is set to 1. From this, it is apparent that the normalized coherence value of the low coherent light source 2 does not decrease even when the sample stage is tilted. Therefore, according to the low coherent light source 2, even if the multilayer sheet 7 running in the film manufacturing process vibrates or tilts, a signal due to interference light is obtained, and the thickness of each layer of the multilayer sheet 7 can be measured. I understand.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成して
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.

【0044】静止状態では勿論、走行中(インライン、
オンライン)の多層シートにおいて、各層の厚さを破壊
することなく、非接触で瞬時に高精度で測定することが
できる。
In the stationary state, of course, during running (inline,
In a multi-layer sheet (on-line), non-contact and instantaneous high-precision measurement can be performed without destroying the thickness of each layer.

【0045】また多層シート自身、目測では不透明であ
っても、また全厚が2mm程度と、より厚くても各層を
高精度で測定することが可能である。
Even if the multilayer sheet itself is opaque by eye measurement, and even if the total thickness is as thick as about 2 mm, it is possible to measure each layer with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明装置にかかる測定原理を示す光路図であ
る。
FIG. 1 is an optical path diagram showing a measurement principle according to the apparatus of the present invention.

【図2】本発明装置の主要部の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a main part of the device of the present invention.

【図3】本発明の主要部を搭載したトラバース装置の正
面図である。
FIG. 3 is a front view of a traverse device equipped with a main part of the present invention.

【図4】本発明装置における受光回路を示すブロック図
である。
FIG. 4 is a block diagram showing a light receiving circuit in the device of the present invention.

【図5】本発明装置における多層シートの断面を示す図
である。
FIG. 5 is a view showing a cross section of a multilayer sheet in the apparatus of the present invention.

【図6】本発明装置における多層シートの測定例であ
る。
FIG. 6 is a measurement example of a multilayer sheet in the apparatus of the present invention.

【図7】本発明装置と従来装置におけるサンプル台の傾
き角度対正規化干渉値のグラフである。
FIG. 7 is a graph of the tilt angle of the sample table versus the normalized interference value in the apparatus of the present invention and the conventional apparatus.

【図8】バンドパスフィルタ(F)が無いときの測定例
である。
FIG. 8 is a measurement example when there is no band pass filter (F).

【図9】バンドパスフィルタ(F)が有るときの測定例
である。
FIG. 9 is a measurement example when there is a bandpass filter (F).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 筐体 2 低コヒーレント光源 3 集光レンズ 4 ビームスプリッタ 5 第1焦点レンズ 6 圧空式非接触抑制具 7 多層シート 7a 多層シート 8 測定光 9 第2焦点レンズ 10 可動鏡面駆動部 11 可動鏡面 12 参照光 13 合成された光 14 受光レンズ 15 受光素子 16 受光回路 17 リニアガイド 18 ボールネジ 19 低コヒーレント光源のホルダ 20 ノズル 21 平面 22 空気溜まり 23 空気入り口 24 貫通穴 25 ステージ 26 駆動モータ 27 増幅器 28 バンドパスフィルタ 29 交流増幅器 30 整流器 31 ローパスフィルタ 32 第1層 33 第2層 34 第3層 35 第4層 36 第5層 37 空気と第1層の境界面 38 第1層と第2層の境界面 39 第2層と第3層の境界面 40 第3層と第4層の境界面 41 第4層と第5層の境界面 42 第5層と空気の境界面 43 境界面35の干渉ピーク 44 境界面36の干渉ピーク 45 境界面37の干渉ピーク 46 境界面38の干渉ピーク 47 境界面39の干渉ピーク 48 境界面40の干渉ピーク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2 Low coherent light source 3 Condensing lens 4 Beam splitter 5 First focus lens 6 Pneumatic non-contact suppressor 7 Multilayer sheet 7a Multilayer sheet 8 Measurement light 9 Second focus lens 10 Movable mirror surface drive unit 11 Movable mirror surface 12 See Light 13 Synthesized light 14 Light receiving lens 15 Light receiving element 16 Light receiving circuit 17 Linear guide 18 Ball screw 19 Low coherent light source holder 20 Nozzle 21 Flat surface 22 Air pool 23 Air inlet 24 Through hole 25 Stage 26 Drive motor 27 Amplifier 28 Band pass filter 29 AC amplifier 30 Rectifier 31 Low-pass filter 32 First layer 33 Second layer 34 Third layer 35 Fourth layer 36 Fifth layer 37 Interface between air and first layer 38 Interface between first layer and second layer 39 Interface between two layers and third layer 40 Interface between third layer and fourth layer 41 Interface between the fourth layer and the fifth layer 42 Interface between the fifth layer and the air 43 Interference peak at the interface 35 44 Interference peak at the interface 36 45 Interference peak at the interface 37 46 Interference peak at the interface 38 47 Interface 39 48 interference peak of interface 40

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 - 11/30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01B 11/00-11/30

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光源と該光源からの光をビームスプリッ
タによって第1と第2の分岐光に振幅分割し、測定光と
参照光とし、再び合成して干渉を発生させるための干渉
光発生手段(A)と、前記分割された第1の分岐光を測
定光として多層シート状プラスチックへ入射し、反射せ
しめるための測定光手段(B)と、前記分割された第2
の分岐光を参照光としてミラーへ入射し、反射せしめる
ための参照光手段(C)と、前記干渉光が発生するとき
のミラーの位置によって多層シート状プラスチックの各
層の厚さを検出するための厚さ検出手段(D)とを備え
る多層シート状プラスチックの厚さ測定装置において、
前記光源が低コヒーレントな光源であり、前記測定光手
段(B)に、多層シート状プラスチックの振動及び傾き
を抑制するための圧縮空気による非接触抑制手段(E)
が添設されていることを特徴とする多層シート状プラス
チックの厚さ測定装置。
1. A light source and interference light generating means for amplitude-dividing light from the light source into first and second split lights by a beam splitter, forming measurement light and reference light, and combining them again to generate interference. (A), measuring light means (B) for making the divided first branched light enter the multilayer sheet-like plastic as measuring light and reflecting the same, and the second divided light.
Reference light means (C) for making the reflected light incident on the mirror as reference light and reflecting the same, and detecting the thickness of each layer of the multilayer sheet-like plastic by the position of the mirror when the interference light is generated. A multilayer sheet-like plastic thickness measuring device comprising: a thickness detecting means (D);
The light source is a low coherent light source, and the measurement light source
Step (B) shows the vibration and tilt of the multi-layer sheet plastic
Non-contact suppression means (E) using compressed air for suppressing air pollution
A thickness measuring apparatus for a multi-layer sheet-like plastic, characterized in that a thickness is added .
【請求項2】 前記低コヒーレントな光源のコヒーレン
ス長が、10μm〜40μmになるような中心波長及び
スペクトル半値幅を有する光源である請求項1に記載の
多層シート状プラスチックの厚さ測定装置。
2. The thickness measuring apparatus according to claim 1, wherein the low coherence light source has a center wavelength and a spectral half width such that a coherence length of the light source is 10 μm to 40 μm.
【請求項3】 前記厚さ検出手段(D)に、測定光手段
(B)によりもたらされる多層シート状プラスチック面
からの散乱光に基づくノイズを減衰し、前記干渉光発生
手段(A)によりもたらされる干渉光による信号は減衰
させないためのバンドパスフィルタ(F)が添設されて
なる請求項1及び請求項2に記載の多層シート状プラス
チックの厚さ測定装置。
3. The thickness detecting means (D) attenuates noise based on scattered light from the multilayer sheet-like plastic surface provided by the measuring light means (B) and provided by the interference light generating means (A). 3. The thickness measuring apparatus according to claim 1, further comprising a band pass filter (F) for preventing a signal caused by the interference light from being attenuated.
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