JP3814343B2 - フィルム厚の測定方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光学反射率測定に関するものであり、とりわけ、不透明なフィルム、ウェブ、または、シートの厚さを測定するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多くの工業プロセスにおいて、フィルム厚の制御は、極めて重要である。ここで、「フィルム」という用語は、フィルム、ウェブ、または、シートを表すために用いられるものとする。
【０００３】
例えば、写真フィルムの製造には、裏引き層に乳剤の均一な層を形成することが必要になる。プロセス制御の観点に立つと、フィルム製造後の品質管理試験室におけるフィルム厚測定よりも、フィルム製造プロセス中におけるフィルム厚の測定が行えるほうが有利である。サンプルをオフ・ラインで測定する場合、かなりの量の欠陥フィルムの処理が済むまで、機械的動作不良の補正を実施することができない。このため、無駄を生じることになる。
【０００４】
フィルム厚を測定するための先行技術による方法は、接触法と非接触法に分割することができる。接触技法の１つでは、フィルムの両面に物理的に接触することになるマイクロメータが用いられる。こうした技法には、測定中にフィルムを物理的に変形させるという欠点がある。さらに、これらの技法は、高速で移動するフィルムのオン・ライン測定に適用するのが困難である。
【０００５】
当該技術では、原子粒子のビームまたはベータ粒子またはガンマ線のような放射線の減衰に基づく非接触技法も周知のところである。例えば、このタイプの先行技術による方法では、フィルムによる電子ビームの減衰を利用して、フィルム厚が求められる。この方法には、２つの欠点がある。第１に、減衰はフィルムの化学組成及び密度によって左右されるので、フィルムの各タイプ毎に、該システムの較正を実施しなければならない。第２に、該システムは、一般に、放射線源に依存して、粒子ビームを発生する。一般に、コスト、安全性、及び、生理学的理由から、放射性材料の使用を制限するのが望ましい。
【０００６】
先行技術では、光学自己相関器を用いてフィルム厚を測定する方法も周知のところである。ここでの論述のため、光学自己相関器は、可変差分時間遅延を有する干渉計と定義する。光学自己相関器の実施例の１つについては、（書誌的事項につき省略）に記載がある。当該技術の熟練者には、光学自己相関器の動作原理は明らかであるが、本特許に関連するので、ここでいくつかの原理について明らかにしておくことにする。光を２つの異なる光路に分割し、次に、再結合して、フォトダイオードに送る自己相関干渉計の場合、検出された光の強度は、パラメータの関数として測定される。このパラメータは、干渉計の差分光路長△Ｌとすることもできるし、あるいは、干渉計の差分時間遅延△ｔとすることも可能である。これらのパラメータは、△Ｌ＝ｎｃ△ｔによって関連づけられるが、ここで、ｃは真空中における光の速度であり、ｎは差分光路の媒質（通常は空気）の群屈折率である。差分時間遅延の関数として表される検出された光強度は、入力光のコヒーレンス関数と呼ばれる。従って、フィルムの異なる表面から反射した光間における時間遅延を求める受信器は、フィルムの異なる表面から反射した光間における光路遅延を求める受信器と同じ機能を果たすことになる。反射光のコヒーレンス関数におけるピーク間の間隔を求めることは、同じ機能について明らかにするもう１つの方法である。
【０００７】
マイケルソン干渉計は、こうした自己相関器の一例である。グッドマンの「統計光学」の第５章（Joeseph W. Goodman： Statistical Optics、 John Wiley & Sons, 1985、pp.157-170)には、マイケルソン干渉計を利用したフィルム厚の測定装置の一例について教示がある。このシステムにおいて、フィルムは、フィルムの表面に対してある角度をなす平行光によって照射される。フィルムの正面及び背面によって、反射光信号が発生する。その入力として反射光を受けるマイケルソン干渉計において発生する自己相関スペクトルのピークを調べることによって、２つの反射表面間の距離が求められる。あいにく、この方法では、群屈折率とフィルム厚の積だけしか求めることができない。この量に変動が検出されると、フィルム組成に変化が生じたか、あるいは、フィルム厚に変化が生じたかを確かめるため、追加測定が必要になる。群屈折率は、媒質中における光パルスの伝搬速度対真空中における光パルスの伝搬速度の比と定義される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、本発明の目的は、フィルムの厚さを測定するための改良された装置及び方法を提供することにある。
【０００９】
本発明のもう１つの目的は、フィルムと測定装置の接触を必要としないシステムを提供することにある。
【００１０】
本発明のさらにもう１つの目的は、フィルムのはためきに適応可能なシステムを提供することにある。
【００１１】
本発明のさらにもう１つの目的は、透明フィルムの測定時に、群屈折率とフィルム厚の両方を求めることが可能なシステムを提供することにある。
【００１２】
本発明の以上の及びその他の目的については、当該技術の熟練者には、本発明の各種実施例に関する書きの詳細な説明及び添付の図面から明らかになるであろう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上部表面と下部表面を備えたフィルムの厚さを測定するための装置及び方法を備えた。該装置には、低コヒーレンス光源から第１のプローブ光信号及び第２のプローブ光信号を発生するための第１の結合器(即ち光学結合器）が含まれている。第１のプローブ光信号は、フィルムの上部表面に向かって送られ、フィルムの上部表面を出る光が集められる。同様に、第２のプローブ光信号は、フィルムの下部表面に向かって送られ、フィルムの下部表面を出る光も集められる。反射を発生するために、上部及び下部の部分反射基準表面が設けられている。上部基準表面は、上部表面を出る光の一部を反射して、上部表面に向かって戻し、下部基準表面は、フィルムの下部表面を出る光の一部を反射して、フィルムの下部表面に向かって戻す。集められた光を結合して、集光信号が形成され、これが受信器に入力されて、フィルムの上部表面及び上部基準表面から反射する光と、フィルムの下部表面及び下部基準表面から反射する光との間の時間遅延が求められる。本発明の望ましい実施例の場合、受信器は、集められた光信号から測定される周波数領域のスペクトルのフーリエ変換を可能にする回路要素を含む、光学自己相関器または光学スペクトル解析器を備えた。
【００１４】
【実施例】
先行技術に対して本発明を優位に立たせている方法については、本発明に従う厚さ測定装置１０の実施例に関する略図である、図１を参照することによってより容易に理解することが可能になる。装置１０は、低コヒーレンス光源１２を利用して、光信号を発生し、これが、３ｄＢ結合器１６によって２つの光信号に分割され、被測定フィルム１５の両面に加えられる。この光信号は、ファイバ１３及び１４を介して加えられる。フィルム１５の２つの表面から反射される光は、ファイバ１３及び１４によって集められ、結合器１６によって結合されて、ファイバ１７に出力光信号を生じ、これが、自己相関器が望ましい受信器１８に送られる。
【００１５】
光ファイバ１３及び１４の長さは、等しくする必要はない。実際のところ、これらの光ファイバの長さは、さらに詳細に後述する理由から異なるほうが望ましい。
【００１６】
光源１２のコヒーレンス長は、測定を受けるフィルム１５の厚さに比べて短くなければならない。こうした光源は、光学反射率測定技術において一般的なものであり、従って、ここでは詳述しない。ここでは、光源１２にエッジ発光の発光ダイオードを利用することが可能であるという点に特に言及しておけば十分である。
【００１７】
マイケルソン干渉計を備えた典型的な自己相関器が１８で示されている。マイケルソン干渉計に入射する光は、ビーム分割器１９によって２つのビームに分割され、異なる光路を進むことになる。第１の光路は、固定鏡２０の位置によって決まり、第２の光路は、可動鏡２１の位置によって決まる。異なる光路を通り抜けると、２つのビームからの光が、ビーム分割器１９によって再結合されて、フォトダイオード２２に送られ、光の干渉のために鏡２１の位置に応じて変動する光の強度が測定される。
【００１８】
次に図２及び図３を参照する。図２は、フィルムとファイバ端部に関連したさまざまな距離を示す、ファイバ１３及び１４の端部とフィルム１５の拡大図である。フィルムの厚さｔは、（ｄ−ｘ1−ｘ2）に等しい。ｄ、ｘ1、及び、ｘ2の関連値は、自己相関器の出力から求められる。ｄの値は、フィルムがない場合に実施される直接測定から求められる。
【００１９】
図３には、自己相関器１８の出力が示されている。自己相関器に入力される信号パターンは、常にそれ自体と相関されるので、ｘ＝０の場合、３０で示す大信号が常に存在する。フィルムが存在しない場合、ピークは、ｘ＝ｄ、すなわち、ファイバ端部間の距離に生じる。こうしたピークが３３で示されている。この距離は、ファイバ端部間の距離の直接測定によって得られる値に基づく装置の較正時に用いられる。装置１０にフィルムが挿入されると、それぞれ、３１及び３２で示すように、ｘ＝ｘ1及びｘ＝ｘ2に２つの追加ピークが生じる。ｘ1のピークは、表面２６及びファイバ端部２４からの反射に対応する。ｘ2のピークは、表面２５及びファイバ端部２３からの反射に対応する。本発明のこの実施例の場合、ファイバ端部２３、２４は、研磨され、部分的に反射する基準表面を形成している。代わりに、各ファイバ端部と測定を受けるフィルムの対応する表面間に、部分反射基準リフレクタを配置することも可能である。基準リフレクタは、後述するようにレンズ表面とすることもできるし、あるいは、部分反射表面を備えた光学的に透明な材料とすることも可能である。負のｘ値の場合には、対称ピーク・パターンも観測される。
【００２０】
フィルムの透明度が十分であれば、群屈折率ｎを得ることも可能である。図４には、フィルムが透明で、群屈折率ｎを備える場合の、自己相関器の出力が示されている。図面を簡略化するため、負のｘ値に対応するピークは省略されている。もう１度、ピーク３０がｘ＝０に位置することになる。フィルムがなければ、ピーク３３はｘ＝ｄに生じる。フィルム１５が挿入されると、ピーク４２及び４４が、不透明なフィルムの場合のように、ｘ1及びｘ2に対応する位置に生じる。これらのピークは、フィルム境界と最も近いファイバ端部との間における反射によって発生する。さらに、図４３及び４５で示す新たなピークが、距離（ｘ1＋ｎｔ）と（ｘ2＋ｎｔ）に対応して生じる。ここで、ｔはフィルム１５の厚さである。これらのピークは、１つの境界からフィルムに侵入し、その後、第２の境界から反射した光の反射に対応する。ピーク４６は、光がフィルム１５を通過した後、ファイバ端部１３及び１４からの反射によって発生する。ピーク４６は、ｘ＝ｄ＋（ｎ−１）ｔに位置する。最後に、４１に示すようにｘ＝ｎｔに小さなピークが生じる。当該技術の熟練者には明らかなように、自己相関器から得られる出力を用いて、ｔとｎの両方を求めることが可能である。
【００２１】
本発明の上述の実施例は、フィルムに近接して配置された２つのファイバ端部に関して説明された。本発明の望ましい実施例の場合、フィルムからある距離をあけてファイバ端部を配置することによって、はためきに関する余裕、及び、急速な動作中にフィルムにはためきを生じる場合に固有の、フィルムの反射表面における角度変動に関する公差が得られるようにする。距離の追加に適応し、所望の公差が得られるようにするため、レンズ及び反射表面が利用される。この構成の機能の仕方については、ファイバ端部、レンズ、及び、測定を受けるフィルムの断面図である図５を参照することによってより容易に理解することが可能になるであろう。ファイバ５１を出る光は、フィルムの平面に光を集束させるレンズ５５に助けられてフィルム５３上にイメージを形成する。フィルム５３を出る光は、レンズ５６によって集束し、ファイバ５２に戻される。同様に、ファイバ５２を出る光は、レンズ５６によってフィルム５３上に集束し、フィルム平面を出る光は、レンズ５５によって集束し、ファイバ５１に送り込まれる。
【００２２】
本発明の上記実施例の場合、レンズ５５及び５６の表面５８及び５９は、それぞれ、部分反射材料のコーティングが施されている。本発明の望ましい実施例の場合、これらの表面は、それに入射する光の約３３％を反射する。これらの表面によって、上述の較正距離「ｄ」が得られる。フィルムがなければ、これらのレンズ表面間の間隔に等しい距離に、自己相関器の出力のピークが生じることになる。各レンズの正面の曲率は、該正面のポイントとフィルムの中心との距離が一定になるように選択されるのが理想である。
【００２３】
図５から明らかなように、フィルム１５は、レンズの１つに近接して配置するのが望ましい。図５に示す実施例の場合、フィルム１５はレンズ５５に近接して配置される。上述のように、自己相関器のピークは、レンズ表面とフィルムの距離に対応する。フィルムがレンズ間のちょうど中間点に配置されると、ピークが重なることになる。このオーバラップによって、ｘ1とｘ2の距離を判定するのが困難になる。従って、フィルムは、意図的に、ｘ1とｘ2の距離に対応する反射に別個のピークをもたらすのに十分な距離だけ中心からはずして配置される。
【００２４】
本発明の上述の実施例では、自己相関器としてマイケルソン干渉計が利用されているが、他の形態の自己相関器を利用することも可能である。例えば、光学パワーを波長または光周波数の関数として測定する光学スペクトル解析器を利用することも可能である。こうした解析器からの周波数領域のスペクトルに関するフーリエ変換によって、自己相関器の出力と同じ出力が得られる。
【００２５】
用途によっては、シート全域の均一性をテストするため、シートのいくつかの異なる位置における厚さの測定が所望される。本発明によれば、図１に示すファイバ１３及び１４に３ｄＢ結合器を挿入して、信号を分割し、追加プローブ対の構成に利用される追加ファイバに送り込むことによって、こうした複数ポイント測定が可能である。各プローブ対の寸法が、他のプローブ対と十分に異なるように選択され、フィルムから基準表面までの距離が、同様に異なるように選択されると、個々のプローブ測定値を多重化して、同じ自己相関器に送り込むことが可能になる。追加プローブ対によって導入される追加ピークは、十分な差があれば、互いにはっきりと区別される。
【００２６】
本発明の上述の実施例は、受信器に自己相関器を利用しているが、他のタイプの反射率計受信器を利用することも可能である。こうした代替装置が、図６に１００で示されている。低コヒーレンス光源１２からの光は、第１の結合器１６１によって２つの光信号に分割される。ファイバ１６４の信号を２つの信号に分割することによって、これらの信号をフィルム１５に加え、フィルム１５が反射及び透過する光を集めるファイバ１３０及び１４０を備えたプローブ対が形成される。集められた光は、結合器１６１によって発生した第２の光信号が可動鏡１２１を備えた可変基準光路を通り抜けた後、結合器１６１において前記第２の光信号と再結合される。結合器１６１において結合された信号は、基準光路における遅延が、反射率計のファイバ１６４で戻る信号の通過時間と一致すると、構成的干渉を受けることになる。結合器１６１を出る光の強度は、光検出器１２０によって測定される。このタイプの受信器は、市販品として購入可能である（米国ＨＰ社（ヒューレット・パッカード社）のＨＰ８５０４精密反射率計（ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｒ）。鏡位置Ｘの関数としてのフォトダイオード１２０の出力から、上述のようにフィルム厚及び群屈折率を求めることが可能である。
【００２７】
この構成には、フィルムの反射を弁別するのに十分な空間分解能を備えた任意のタイプの反射率計を用いることが可能である。しかし、その結果が個々のファイバの長さの変化に影響されやすいので、この構成は望ましいものではない。こうした変化は、温度の揺動または機械的応力のために生じる可能性がある。これに対し、自己相関受信器で得られる結果は、こうした変化に左右されない。
【００２８】
上記解説では、フィルムの表面を「上部」及び「下部」と表したが、この用語は、フィルムの２つの表面を区別するための単なる表示にすぎない。
【００２９】
本発明の実施例に関する以上の説明は、「フィルム」に言及したものであるが、理解しておくべきは、フィルムという用語は、シートまたはウェブを含めることを意図したものであるという点である。
【００３０】
当該技術の熟練者には、以上の説明及び添付の図面から本発明に対するさまざまな修正が明らかになるであろう。例えば、１６、１６１、及び、１６２で示す光学結合器の代わりにビーム分割器を用いることも可能である。また、光源１２の代わりに、キセノン・ランプまたは他の低コヒーレンス光源を用いることも可能である。以下に実施態様の育束を列挙する。
【００３１】
（実施態様１）
上部表面及び下部表面［２５、２６］を備えたフィルム［１５］の厚さを測定するための装置［１０、１００］において、低コヒーレント光源［１２］から第１のプローブ光信号及び第２のプローブ光信号を発生するための手段［１６、１６２］と、前記上部表面［２５］に向かって前記第１のプローブ光信号を送り、前記上部表面［２５］を出る光を集めるための手段［１３］と、前記上部表面［２５］を出る光を部分的に反射して、前記上部表面［２５］に向かって戻すための上部基準表面［２３、５８］と、前記下部表面［２６］に向かって第２のプローブ光信号を送り、前記下部表面［２６］を出る光を集めるための手段［１４］と、前記下部表面［２６］を出る光を部分的に反射し、前記下部表面［２６］に向かって戻すための下部基準表面［２４、５９］と、前記上部表面及び下部表面［２５、２６］から集めた前記光を結合して、集光信号を形成するための結合手段［１６、１６２］と、前記集光信号を受信して、前記上部表面［２５］及び前記上部基準表面から反射した光と、前記下部表面［２６］及び前記下部基準表面［２４、５９］から反射した光の間における時間遅延を求めるための受信器［１８］を備えた、測定装置。
【００３２】
（実施態様２）
前記受信器［１８］が光学自己相関器を備えたことを特徴とする、実施態様１に記載の測定装置［１０、１００］。
（実施態様３）
前記受信器［１８］が、光学反射率計を備えたことを特徴とする、実施態様１に記載の測定装置［１０、１００］。
（実施態様４）
前記受信器［１８］が、光学スペクトル解析器を備えたことを特徴とする、実施態様１に記載の測定装置［１０、１００］。
【００３３】
（実施態様５）
前記上部表面［２５］に向かって前記第１のプローブ光信号を送るための前記手段が、光ファイバ［５１］と、前記光ファイバを出る光を前記フィルム［１５］に送り、前記上部表面［２５］を出る光を集めて、前記集光を前記第１の光ファイバ［５１］に送り込む第１のレンズ［５５］を備えたことを特徴とする、実施態様１に記載の測定装置［１０、１００］。
（実施態様６）
前記第１のレンズ［５５］が、前記レンズと前記上部表面の間に表面［５８］を含んでいることと、前記表面が、前記表面に向かう方向に前記フィルム［１５］を出る光の一部を反射して、前記フィルム［１５］に戻すことと、前記表面によって前記上部基準表面が得られることを特徴とする、実施態様５に記載の測定装置［１０、１００］。
【００３４】
（実施態様７）
前記上部表面［２５］に向かって前記第１のプローブ光信号を送るための前記手段が、研磨した端部［２３］を備える光ファイバ［１３］を備えたことと、前記研磨した端部が前記上部基準表面を構成することを特徴とする、実施態様１に記載の測定装置［１０、１００］。
（実施態様８）
前記結合手段が、光学結合器［１６、１６２］を備えたことを特徴とする、実施態様１に記載の測定装置［１０、１００］。
（実施態様９）
前記第１と第２のプローブ光信号を発生するための前記手段及び結合手段が、単一の光学結合器［１６］であることを特徴とする、実施態様１に記載の測定装置［１０、１００］。
【００３５】
（実施態様１０）
上部表面と下部表面［２５、２６］を備えたフィルム［１５］の厚さを測定するための方法において、低コヒーレンス光源［１２］から第１のプローブ光信号と第２のプローブ光信号を発生するステップと、前記上部表面［２５］に向けて前記第１のプローブ光信号を送り、前記上部表面［２５］を出る光を集めるステップと、前記上部表面［２５］を出る光を部分的に反射して、前記上部表面［２５］に向かって戻す上部基準表面を設けるステップと、前記下部表面［２６］に向けて前記第２のプローブ光信号を送り、前記下部表面［２６］を出る光を集めるステップと、前記下部表面［２６］を出る光を部分的に反射して、前記下部表面［２６］に向かって戻す下部基準表面［２４、５９］を設けるステップと、前記上部表面と前記下部表面［２６］から集めた前記光を結合して、集光信号を形成するステップと、受信器［１８］において前記集光信号を受信して解析を行い、前記上部表面［２５］及び前記基準表面から反射する光と前記下部表面［２６］及び前記下部基準表面［２４、５９］から反射する光との間における時間遅延を求めるステップとを備えた、測定方法。
【００３６】
（実施態様１１）
前記受信器［１８］が光学自己相関器を備えたことを特徴とする、実施態様１０に記載の測定方法。
（実施態様１２）
前記受信器［１８］が光学反射率計を備えたことを特徴とする、実施態様１０に記載の測定方法。
（実施態様１３）
前記受信器［１８］が光学スペクトル解析器を備えたことを特徴とする、実施態様１０に記載の測定方法。
（実施態様１４）
前記上部表面［２５］に向かって前記第１のプローブ光信号を送る前記ステップが、光ファイバ［５１］と、前記光ファイバを出る光を前記フィルム［１５］に送り、前記上部表面［２５］を出る光を集めて、前記集光を前記第１の光ファイバ［５１］に送り込む第１のレンズ［５５］を設けるステップを備えたことを特徴とする、実施態様１０に記載の測定方法。
【００３７】
（実施態様１５）
前記第１のレンズが、前記レンズと前記上部表面［２５］の間に表面［５８］を含んでいることと、前記表面が、前記表面に向かう方向に前記フィルム［１５］を出る光の一部を反射して、前記フィルム［１５］に戻すことと、前記表面によって前記上記基準表面が得られることを特徴とする、実施態様１４に記載の測定方法。
（実施態様１６）
前記上部表面［２５］に向かって前記第１のプローブ光信号を送る前記ステップが、研磨した端部［２３］を備えた光ファイバ［１３］を設けるステップを備えたことと、前記研磨した端部が前記上部基準表面を構成することを特徴とする、実施態様１０に記載の測定方法。
（実施態様１７）
前記フィルム［１５］の前記第１と第２の表面から集めた前記光を結合する前記ステップが、光学結合器［１６、１６２］を設けるステップを備えたことを特徴とする、実施態様１０に記載の測定方法。
【００３８】
（実施態様１８）
前記第１と第２のプローブ光信号を発生し、前記上部表面と前記下部表面から集めた前記光を結合するステップが、単一光学結合器［１６］を設けるステップを備えたことを特徴とする、実施態様１０に記載の測定方法。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、被接触で不透明なフィルムの厚さや、透明フィルムの厚さと群屈折率がオンライン測定できるので実益がある。フィルムのはためきによる影響を小さくすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による厚さ測定装置の実施例に関する略図である。
【図２】図１に示すファイバ１３及び１４の端部の拡大図である。
【図３】本発明において、不透明なフィルムの測定に用いられた場合に、自己相関受信器によって発生する出力を示す図である。
【図４】群屈折率ｎを有する透明フィルムがプローブ対の間に配置された場合の、自己相関器の出力を示す図である。
【図５】本発明の望ましい実施例において用いられるファイバ端部とレンズの断面図である。
【図６】光学反射率計を受信器に利用した本発明の実施例に関する略図である。
【符号の説明】
１０ 厚さ測定装置
１２ 低コヒーレンス光源
１３ 光ファイバ
１４ 光ファイバ
１５ フィルム
１６ 結合器
１７ 光ファイバ
１８ 自己相関器
１９ ビーム分割器
２０ 固定鏡
２１ 可動鏡
２２ フォトダイオード
２３ 上部基準表面
２４ 下部基準表面
２５ 上部表面
２６ 下部表面
５１ 光ファイバ
５２ 光ファイバ
５３ フィルム
５５ レンズ
５６ レンズ
５８ 上部基準表面
５９ 下部基準表面
１００ 代替装置
１２０ 光検出器
１２１ 可動鏡
１３０ 光ファイバ
１４０ 光ファイバ
１６１ 結合器
１６４ 結合器
【産業上の利用分野】
本発明は、光学反射率測定に関するものであり、とりわけ、不透明なフィルム、ウェブ、または、シートの厚さを測定するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多くの工業プロセスにおいて、フィルム厚の制御は、極めて重要である。ここで、「フィルム」という用語は、フィルム、ウェブ、または、シートを表すために用いられるものとする。
【０００３】
例えば、写真フィルムの製造には、裏引き層に乳剤の均一な層を形成することが必要になる。プロセス制御の観点に立つと、フィルム製造後の品質管理試験室におけるフィルム厚測定よりも、フィルム製造プロセス中におけるフィルム厚の測定が行えるほうが有利である。サンプルをオフ・ラインで測定する場合、かなりの量の欠陥フィルムの処理が済むまで、機械的動作不良の補正を実施することができない。このため、無駄を生じることになる。
【０００４】
フィルム厚を測定するための先行技術による方法は、接触法と非接触法に分割することができる。接触技法の１つでは、フィルムの両面に物理的に接触することになるマイクロメータが用いられる。こうした技法には、測定中にフィルムを物理的に変形させるという欠点がある。さらに、これらの技法は、高速で移動するフィルムのオン・ライン測定に適用するのが困難である。
【０００５】
当該技術では、原子粒子のビームまたはベータ粒子またはガンマ線のような放射線の減衰に基づく非接触技法も周知のところである。例えば、このタイプの先行技術による方法では、フィルムによる電子ビームの減衰を利用して、フィルム厚が求められる。この方法には、２つの欠点がある。第１に、減衰はフィルムの化学組成及び密度によって左右されるので、フィルムの各タイプ毎に、該システムの較正を実施しなければならない。第２に、該システムは、一般に、放射線源に依存して、粒子ビームを発生する。一般に、コスト、安全性、及び、生理学的理由から、放射性材料の使用を制限するのが望ましい。
【０００６】
先行技術では、光学自己相関器を用いてフィルム厚を測定する方法も周知のところである。ここでの論述のため、光学自己相関器は、可変差分時間遅延を有する干渉計と定義する。光学自己相関器の実施例の１つについては、（書誌的事項につき省略）に記載がある。当該技術の熟練者には、光学自己相関器の動作原理は明らかであるが、本特許に関連するので、ここでいくつかの原理について明らかにしておくことにする。光を２つの異なる光路に分割し、次に、再結合して、フォトダイオードに送る自己相関干渉計の場合、検出された光の強度は、パラメータの関数として測定される。このパラメータは、干渉計の差分光路長△Ｌとすることもできるし、あるいは、干渉計の差分時間遅延△ｔとすることも可能である。これらのパラメータは、△Ｌ＝ｎｃ△ｔによって関連づけられるが、ここで、ｃは真空中における光の速度であり、ｎは差分光路の媒質（通常は空気）の群屈折率である。差分時間遅延の関数として表される検出された光強度は、入力光のコヒーレンス関数と呼ばれる。従って、フィルムの異なる表面から反射した光間における時間遅延を求める受信器は、フィルムの異なる表面から反射した光間における光路遅延を求める受信器と同じ機能を果たすことになる。反射光のコヒーレンス関数におけるピーク間の間隔を求めることは、同じ機能について明らかにするもう１つの方法である。
【０００７】
マイケルソン干渉計は、こうした自己相関器の一例である。グッドマンの「統計光学」の第５章（Joeseph W. Goodman： Statistical Optics、 John Wiley & Sons, 1985、pp.157-170)には、マイケルソン干渉計を利用したフィルム厚の測定装置の一例について教示がある。このシステムにおいて、フィルムは、フィルムの表面に対してある角度をなす平行光によって照射される。フィルムの正面及び背面によって、反射光信号が発生する。その入力として反射光を受けるマイケルソン干渉計において発生する自己相関スペクトルのピークを調べることによって、２つの反射表面間の距離が求められる。あいにく、この方法では、群屈折率とフィルム厚の積だけしか求めることができない。この量に変動が検出されると、フィルム組成に変化が生じたか、あるいは、フィルム厚に変化が生じたかを確かめるため、追加測定が必要になる。群屈折率は、媒質中における光パルスの伝搬速度対真空中における光パルスの伝搬速度の比と定義される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、本発明の目的は、フィルムの厚さを測定するための改良された装置及び方法を提供することにある。
【０００９】
本発明のもう１つの目的は、フィルムと測定装置の接触を必要としないシステムを提供することにある。
【００１０】
本発明のさらにもう１つの目的は、フィルムのはためきに適応可能なシステムを提供することにある。
【００１１】
本発明のさらにもう１つの目的は、透明フィルムの測定時に、群屈折率とフィルム厚の両方を求めることが可能なシステムを提供することにある。
【００１２】
本発明の以上の及びその他の目的については、当該技術の熟練者には、本発明の各種実施例に関する書きの詳細な説明及び添付の図面から明らかになるであろう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上部表面と下部表面を備えたフィルムの厚さを測定するための装置及び方法を備えた。該装置には、低コヒーレンス光源から第１のプローブ光信号及び第２のプローブ光信号を発生するための第１の結合器(即ち光学結合器）が含まれている。第１のプローブ光信号は、フィルムの上部表面に向かって送られ、フィルムの上部表面を出る光が集められる。同様に、第２のプローブ光信号は、フィルムの下部表面に向かって送られ、フィルムの下部表面を出る光も集められる。反射を発生するために、上部及び下部の部分反射基準表面が設けられている。上部基準表面は、上部表面を出る光の一部を反射して、上部表面に向かって戻し、下部基準表面は、フィルムの下部表面を出る光の一部を反射して、フィルムの下部表面に向かって戻す。集められた光を結合して、集光信号が形成され、これが受信器に入力されて、フィルムの上部表面及び上部基準表面から反射する光と、フィルムの下部表面及び下部基準表面から反射する光との間の時間遅延が求められる。本発明の望ましい実施例の場合、受信器は、集められた光信号から測定される周波数領域のスペクトルのフーリエ変換を可能にする回路要素を含む、光学自己相関器または光学スペクトル解析器を備えた。
【００１４】
【実施例】
先行技術に対して本発明を優位に立たせている方法については、本発明に従う厚さ測定装置１０の実施例に関する略図である、図１を参照することによってより容易に理解することが可能になる。装置１０は、低コヒーレンス光源１２を利用して、光信号を発生し、これが、３ｄＢ結合器１６によって２つの光信号に分割され、被測定フィルム１５の両面に加えられる。この光信号は、ファイバ１３及び１４を介して加えられる。フィルム１５の２つの表面から反射される光は、ファイバ１３及び１４によって集められ、結合器１６によって結合されて、ファイバ１７に出力光信号を生じ、これが、自己相関器が望ましい受信器１８に送られる。
【００１５】
光ファイバ１３及び１４の長さは、等しくする必要はない。実際のところ、これらの光ファイバの長さは、さらに詳細に後述する理由から異なるほうが望ましい。
【００１６】
光源１２のコヒーレンス長は、測定を受けるフィルム１５の厚さに比べて短くなければならない。こうした光源は、光学反射率測定技術において一般的なものであり、従って、ここでは詳述しない。ここでは、光源１２にエッジ発光の発光ダイオードを利用することが可能であるという点に特に言及しておけば十分である。
【００１７】
マイケルソン干渉計を備えた典型的な自己相関器が１８で示されている。マイケルソン干渉計に入射する光は、ビーム分割器１９によって２つのビームに分割され、異なる光路を進むことになる。第１の光路は、固定鏡２０の位置によって決まり、第２の光路は、可動鏡２１の位置によって決まる。異なる光路を通り抜けると、２つのビームからの光が、ビーム分割器１９によって再結合されて、フォトダイオード２２に送られ、光の干渉のために鏡２１の位置に応じて変動する光の強度が測定される。
【００１８】
次に図２及び図３を参照する。図２は、フィルムとファイバ端部に関連したさまざまな距離を示す、ファイバ１３及び１４の端部とフィルム１５の拡大図である。フィルムの厚さｔは、（ｄ−ｘ1−ｘ2）に等しい。ｄ、ｘ1、及び、ｘ2の関連値は、自己相関器の出力から求められる。ｄの値は、フィルムがない場合に実施される直接測定から求められる。
【００１９】
図３には、自己相関器１８の出力が示されている。自己相関器に入力される信号パターンは、常にそれ自体と相関されるので、ｘ＝０の場合、３０で示す大信号が常に存在する。フィルムが存在しない場合、ピークは、ｘ＝ｄ、すなわち、ファイバ端部間の距離に生じる。こうしたピークが３３で示されている。この距離は、ファイバ端部間の距離の直接測定によって得られる値に基づく装置の較正時に用いられる。装置１０にフィルムが挿入されると、それぞれ、３１及び３２で示すように、ｘ＝ｘ1及びｘ＝ｘ2に２つの追加ピークが生じる。ｘ1のピークは、表面２６及びファイバ端部２４からの反射に対応する。ｘ2のピークは、表面２５及びファイバ端部２３からの反射に対応する。本発明のこの実施例の場合、ファイバ端部２３、２４は、研磨され、部分的に反射する基準表面を形成している。代わりに、各ファイバ端部と測定を受けるフィルムの対応する表面間に、部分反射基準リフレクタを配置することも可能である。基準リフレクタは、後述するようにレンズ表面とすることもできるし、あるいは、部分反射表面を備えた光学的に透明な材料とすることも可能である。負のｘ値の場合には、対称ピーク・パターンも観測される。
【００２０】
フィルムの透明度が十分であれば、群屈折率ｎを得ることも可能である。図４には、フィルムが透明で、群屈折率ｎを備える場合の、自己相関器の出力が示されている。図面を簡略化するため、負のｘ値に対応するピークは省略されている。もう１度、ピーク３０がｘ＝０に位置することになる。フィルムがなければ、ピーク３３はｘ＝ｄに生じる。フィルム１５が挿入されると、ピーク４２及び４４が、不透明なフィルムの場合のように、ｘ1及びｘ2に対応する位置に生じる。これらのピークは、フィルム境界と最も近いファイバ端部との間における反射によって発生する。さらに、図４３及び４５で示す新たなピークが、距離（ｘ1＋ｎｔ）と（ｘ2＋ｎｔ）に対応して生じる。ここで、ｔはフィルム１５の厚さである。これらのピークは、１つの境界からフィルムに侵入し、その後、第２の境界から反射した光の反射に対応する。ピーク４６は、光がフィルム１５を通過した後、ファイバ端部１３及び１４からの反射によって発生する。ピーク４６は、ｘ＝ｄ＋（ｎ−１）ｔに位置する。最後に、４１に示すようにｘ＝ｎｔに小さなピークが生じる。当該技術の熟練者には明らかなように、自己相関器から得られる出力を用いて、ｔとｎの両方を求めることが可能である。
【００２１】
本発明の上述の実施例は、フィルムに近接して配置された２つのファイバ端部に関して説明された。本発明の望ましい実施例の場合、フィルムからある距離をあけてファイバ端部を配置することによって、はためきに関する余裕、及び、急速な動作中にフィルムにはためきを生じる場合に固有の、フィルムの反射表面における角度変動に関する公差が得られるようにする。距離の追加に適応し、所望の公差が得られるようにするため、レンズ及び反射表面が利用される。この構成の機能の仕方については、ファイバ端部、レンズ、及び、測定を受けるフィルムの断面図である図５を参照することによってより容易に理解することが可能になるであろう。ファイバ５１を出る光は、フィルムの平面に光を集束させるレンズ５５に助けられてフィルム５３上にイメージを形成する。フィルム５３を出る光は、レンズ５６によって集束し、ファイバ５２に戻される。同様に、ファイバ５２を出る光は、レンズ５６によってフィルム５３上に集束し、フィルム平面を出る光は、レンズ５５によって集束し、ファイバ５１に送り込まれる。
【００２２】
本発明の上記実施例の場合、レンズ５５及び５６の表面５８及び５９は、それぞれ、部分反射材料のコーティングが施されている。本発明の望ましい実施例の場合、これらの表面は、それに入射する光の約３３％を反射する。これらの表面によって、上述の較正距離「ｄ」が得られる。フィルムがなければ、これらのレンズ表面間の間隔に等しい距離に、自己相関器の出力のピークが生じることになる。各レンズの正面の曲率は、該正面のポイントとフィルムの中心との距離が一定になるように選択されるのが理想である。
【００２３】
図５から明らかなように、フィルム１５は、レンズの１つに近接して配置するのが望ましい。図５に示す実施例の場合、フィルム１５はレンズ５５に近接して配置される。上述のように、自己相関器のピークは、レンズ表面とフィルムの距離に対応する。フィルムがレンズ間のちょうど中間点に配置されると、ピークが重なることになる。このオーバラップによって、ｘ1とｘ2の距離を判定するのが困難になる。従って、フィルムは、意図的に、ｘ1とｘ2の距離に対応する反射に別個のピークをもたらすのに十分な距離だけ中心からはずして配置される。
【００２４】
本発明の上述の実施例では、自己相関器としてマイケルソン干渉計が利用されているが、他の形態の自己相関器を利用することも可能である。例えば、光学パワーを波長または光周波数の関数として測定する光学スペクトル解析器を利用することも可能である。こうした解析器からの周波数領域のスペクトルに関するフーリエ変換によって、自己相関器の出力と同じ出力が得られる。
【００２５】
用途によっては、シート全域の均一性をテストするため、シートのいくつかの異なる位置における厚さの測定が所望される。本発明によれば、図１に示すファイバ１３及び１４に３ｄＢ結合器を挿入して、信号を分割し、追加プローブ対の構成に利用される追加ファイバに送り込むことによって、こうした複数ポイント測定が可能である。各プローブ対の寸法が、他のプローブ対と十分に異なるように選択され、フィルムから基準表面までの距離が、同様に異なるように選択されると、個々のプローブ測定値を多重化して、同じ自己相関器に送り込むことが可能になる。追加プローブ対によって導入される追加ピークは、十分な差があれば、互いにはっきりと区別される。
【００２６】
本発明の上述の実施例は、受信器に自己相関器を利用しているが、他のタイプの反射率計受信器を利用することも可能である。こうした代替装置が、図６に１００で示されている。低コヒーレンス光源１２からの光は、第１の結合器１６１によって２つの光信号に分割される。ファイバ１６４の信号を２つの信号に分割することによって、これらの信号をフィルム１５に加え、フィルム１５が反射及び透過する光を集めるファイバ１３０及び１４０を備えたプローブ対が形成される。集められた光は、結合器１６１によって発生した第２の光信号が可動鏡１２１を備えた可変基準光路を通り抜けた後、結合器１６１において前記第２の光信号と再結合される。結合器１６１において結合された信号は、基準光路における遅延が、反射率計のファイバ１６４で戻る信号の通過時間と一致すると、構成的干渉を受けることになる。結合器１６１を出る光の強度は、光検出器１２０によって測定される。このタイプの受信器は、市販品として購入可能である（米国ＨＰ社（ヒューレット・パッカード社）のＨＰ８５０４精密反射率計（ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｒ）。鏡位置Ｘの関数としてのフォトダイオード１２０の出力から、上述のようにフィルム厚及び群屈折率を求めることが可能である。
【００２７】
この構成には、フィルムの反射を弁別するのに十分な空間分解能を備えた任意のタイプの反射率計を用いることが可能である。しかし、その結果が個々のファイバの長さの変化に影響されやすいので、この構成は望ましいものではない。こうした変化は、温度の揺動または機械的応力のために生じる可能性がある。これに対し、自己相関受信器で得られる結果は、こうした変化に左右されない。
【００２８】
上記解説では、フィルムの表面を「上部」及び「下部」と表したが、この用語は、フィルムの２つの表面を区別するための単なる表示にすぎない。
【００２９】
本発明の実施例に関する以上の説明は、「フィルム」に言及したものであるが、理解しておくべきは、フィルムという用語は、シートまたはウェブを含めることを意図したものであるという点である。
【００３０】
当該技術の熟練者には、以上の説明及び添付の図面から本発明に対するさまざまな修正が明らかになるであろう。例えば、１６、１６１、及び、１６２で示す光学結合器の代わりにビーム分割器を用いることも可能である。また、光源１２の代わりに、キセノン・ランプまたは他の低コヒーレンス光源を用いることも可能である。以下に実施態様の育束を列挙する。
【００３１】
（実施態様１）
上部表面及び下部表面［２５、２６］を備えたフィルム［１５］の厚さを測定するための装置［１０、１００］において、低コヒーレント光源［１２］から第１のプローブ光信号及び第２のプローブ光信号を発生するための手段［１６、１６２］と、前記上部表面［２５］に向かって前記第１のプローブ光信号を送り、前記上部表面［２５］を出る光を集めるための手段［１３］と、前記上部表面［２５］を出る光を部分的に反射して、前記上部表面［２５］に向かって戻すための上部基準表面［２３、５８］と、前記下部表面［２６］に向かって第２のプローブ光信号を送り、前記下部表面［２６］を出る光を集めるための手段［１４］と、前記下部表面［２６］を出る光を部分的に反射し、前記下部表面［２６］に向かって戻すための下部基準表面［２４、５９］と、前記上部表面及び下部表面［２５、２６］から集めた前記光を結合して、集光信号を形成するための結合手段［１６、１６２］と、前記集光信号を受信して、前記上部表面［２５］及び前記上部基準表面から反射した光と、前記下部表面［２６］及び前記下部基準表面［２４、５９］から反射した光の間における時間遅延を求めるための受信器［１８］を備えた、測定装置。
【００３２】
（実施態様２）
前記受信器［１８］が光学自己相関器を備えたことを特徴とする、実施態様１に記載の測定装置［１０、１００］。
（実施態様３）
前記受信器［１８］が、光学反射率計を備えたことを特徴とする、実施態様１に記載の測定装置［１０、１００］。
（実施態様４）
前記受信器［１８］が、光学スペクトル解析器を備えたことを特徴とする、実施態様１に記載の測定装置［１０、１００］。
【００３３】
（実施態様５）
前記上部表面［２５］に向かって前記第１のプローブ光信号を送るための前記手段が、光ファイバ［５１］と、前記光ファイバを出る光を前記フィルム［１５］に送り、前記上部表面［２５］を出る光を集めて、前記集光を前記第１の光ファイバ［５１］に送り込む第１のレンズ［５５］を備えたことを特徴とする、実施態様１に記載の測定装置［１０、１００］。
（実施態様６）
前記第１のレンズ［５５］が、前記レンズと前記上部表面の間に表面［５８］を含んでいることと、前記表面が、前記表面に向かう方向に前記フィルム［１５］を出る光の一部を反射して、前記フィルム［１５］に戻すことと、前記表面によって前記上部基準表面が得られることを特徴とする、実施態様５に記載の測定装置［１０、１００］。
【００３４】
（実施態様７）
前記上部表面［２５］に向かって前記第１のプローブ光信号を送るための前記手段が、研磨した端部［２３］を備える光ファイバ［１３］を備えたことと、前記研磨した端部が前記上部基準表面を構成することを特徴とする、実施態様１に記載の測定装置［１０、１００］。
（実施態様８）
前記結合手段が、光学結合器［１６、１６２］を備えたことを特徴とする、実施態様１に記載の測定装置［１０、１００］。
（実施態様９）
前記第１と第２のプローブ光信号を発生するための前記手段及び結合手段が、単一の光学結合器［１６］であることを特徴とする、実施態様１に記載の測定装置［１０、１００］。
【００３５】
（実施態様１０）
上部表面と下部表面［２５、２６］を備えたフィルム［１５］の厚さを測定するための方法において、低コヒーレンス光源［１２］から第１のプローブ光信号と第２のプローブ光信号を発生するステップと、前記上部表面［２５］に向けて前記第１のプローブ光信号を送り、前記上部表面［２５］を出る光を集めるステップと、前記上部表面［２５］を出る光を部分的に反射して、前記上部表面［２５］に向かって戻す上部基準表面を設けるステップと、前記下部表面［２６］に向けて前記第２のプローブ光信号を送り、前記下部表面［２６］を出る光を集めるステップと、前記下部表面［２６］を出る光を部分的に反射して、前記下部表面［２６］に向かって戻す下部基準表面［２４、５９］を設けるステップと、前記上部表面と前記下部表面［２６］から集めた前記光を結合して、集光信号を形成するステップと、受信器［１８］において前記集光信号を受信して解析を行い、前記上部表面［２５］及び前記基準表面から反射する光と前記下部表面［２６］及び前記下部基準表面［２４、５９］から反射する光との間における時間遅延を求めるステップとを備えた、測定方法。
【００３６】
（実施態様１１）
前記受信器［１８］が光学自己相関器を備えたことを特徴とする、実施態様１０に記載の測定方法。
（実施態様１２）
前記受信器［１８］が光学反射率計を備えたことを特徴とする、実施態様１０に記載の測定方法。
（実施態様１３）
前記受信器［１８］が光学スペクトル解析器を備えたことを特徴とする、実施態様１０に記載の測定方法。
（実施態様１４）
前記上部表面［２５］に向かって前記第１のプローブ光信号を送る前記ステップが、光ファイバ［５１］と、前記光ファイバを出る光を前記フィルム［１５］に送り、前記上部表面［２５］を出る光を集めて、前記集光を前記第１の光ファイバ［５１］に送り込む第１のレンズ［５５］を設けるステップを備えたことを特徴とする、実施態様１０に記載の測定方法。
【００３７】
（実施態様１５）
前記第１のレンズが、前記レンズと前記上部表面［２５］の間に表面［５８］を含んでいることと、前記表面が、前記表面に向かう方向に前記フィルム［１５］を出る光の一部を反射して、前記フィルム［１５］に戻すことと、前記表面によって前記上記基準表面が得られることを特徴とする、実施態様１４に記載の測定方法。
（実施態様１６）
前記上部表面［２５］に向かって前記第１のプローブ光信号を送る前記ステップが、研磨した端部［２３］を備えた光ファイバ［１３］を設けるステップを備えたことと、前記研磨した端部が前記上部基準表面を構成することを特徴とする、実施態様１０に記載の測定方法。
（実施態様１７）
前記フィルム［１５］の前記第１と第２の表面から集めた前記光を結合する前記ステップが、光学結合器［１６、１６２］を設けるステップを備えたことを特徴とする、実施態様１０に記載の測定方法。
【００３８】
（実施態様１８）
前記第１と第２のプローブ光信号を発生し、前記上部表面と前記下部表面から集めた前記光を結合するステップが、単一光学結合器［１６］を設けるステップを備えたことを特徴とする、実施態様１０に記載の測定方法。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、被接触で不透明なフィルムの厚さや、透明フィルムの厚さと群屈折率がオンライン測定できるので実益がある。フィルムのはためきによる影響を小さくすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による厚さ測定装置の実施例に関する略図である。
【図２】図１に示すファイバ１３及び１４の端部の拡大図である。
【図３】本発明において、不透明なフィルムの測定に用いられた場合に、自己相関受信器によって発生する出力を示す図である。
【図４】群屈折率ｎを有する透明フィルムがプローブ対の間に配置された場合の、自己相関器の出力を示す図である。
【図５】本発明の望ましい実施例において用いられるファイバ端部とレンズの断面図である。
【図６】光学反射率計を受信器に利用した本発明の実施例に関する略図である。
【符号の説明】
１０ 厚さ測定装置
１２ 低コヒーレンス光源
１３ 光ファイバ
１４ 光ファイバ
１５ フィルム
１６ 結合器
１７ 光ファイバ
１８ 自己相関器
１９ ビーム分割器
２０ 固定鏡
２１ 可動鏡
２２ フォトダイオード
２３ 上部基準表面
２４ 下部基準表面
２５ 上部表面
２６ 下部表面
５１ 光ファイバ
５２ 光ファイバ
５３ フィルム
５５ レンズ
５６ レンズ
５８ 上部基準表面
５９ 下部基準表面
１００ 代替装置
１２０ 光検出器
１２１ 可動鏡
１３０ 光ファイバ
１４０ 光ファイバ
１６１ 結合器
１６４ 結合器
Claims (4)
- 上部表面及び下部表面を備えたフィルムの厚さを測定するための装置において、低コヒーレント光源から第１のプローブ光信号及び第２のプローブ光信号を発生するための手段と、
前記上部表面に向かって前記第１のプローブ光信号を送り、前記上部表面を出る光を集めるための手段と、
前記上部表面を出る光を部分的に反射して、前記上部表面に向かって戻すための上部基準表面と、
前記下部表面に向かって第２のプローブ光信号を送り、前記下部表面を出る光を集めるための手段と、
前記下部表面を出る光を部分的に反射し、前記下部表面に向かって戻すための下部基準表面と、
前記上部表面及び下部表面から集めた前記光を結合して、集光信号を形成するための結合手段と、
前記集光信号を受信して、前記上部表面及び前記上部基準表面から反射した光と前記下部表面及び前記下部基準表面から反射した光の間における時間遅延を求めるための受信器とを備えた測定装置。 - 前記受信器が、光学スペクトル解析器を備えたことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
- 上部表面と下部表面を備えたフィルムの厚さを測定するための方法において、
低コヒーレンス光源から第１のプローブ光信号と第２のプローブ光信号を発生するステップと、
前記上部表面に向けて前記第１のプローブ光信号を送り、前記上部表面を出る光を集めるステップと、
前記上部表面を出る光を部分的に反射して、前記上部表面に向かって戻す上部基準表面を設けるステップと、
前記下部表面に向けて前記第２のプローブ光信号を送り、前記下部表面を出る光を集めるステップと、
前記下部表面を出る光を部分的に反射して、前記下部表面に向かって戻す下部基準表面を設けるステップと、
前記上部表面と前記下部表面から集めた前記光を結合して、集光信号を形成するステップと、受信器において前記集光信号を受信して解析を行い、前記上部表面及び前記基準表面から反射する光と前記下部表面及び前記下部基準表面から反射する光との間における時間遅延を求めるステップとを備えた測定方法。 - 前記受信器が光学反射率計を備えたことを特徴とする、請求項３に記載の測定方法。
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