JPH02226005A - 厚さ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、被測定物の厚さを光学的に測定する厚さ測
定ｇＡ訂に関するものである。

［従来の技術］ フィルム等の被測定物の厚さを測定するには、通常、そ
の物質特有の吸収波長と非吸収波長の光を投光し、その
透過光または反射光からその比を演算して厚さを測定し
ている。

［発明が解決しようとする課題］ このような厚さ測定では、１１！！測定物の表面および
裏面で反射を生じ、この多重反射光が干渉現象を起こし
て本来の測定光に対し誤差要素となる。

また、外乱光が測定光に重曇し測定精度の低下をＩＧい
ていた。

この発明の目的は、以上の点に鑑み、測定精度の向上を
図った厚さ測定Ｉｆｆｆを提供することである。

［課題を解決するための手段］ この発明は、投光手段で被測定物に少くとも異る２波長
の光をｗ２測定物のほぼブリユースクー角で投光し、被
測定物を透過または反射した光のうちＰ偏光成分を偏光
手段で通過させて検出器で検出し、２波長の光について
の出力の比から被測定物の厚さを測定手段で測定するよ
うにしたものである。

〔作用］ 被測定物にブリュースター角（ＷＡ光角）で投光すると
、被測定物の表面及び裏面での多重反射光はＳ偏光（入
射面に垂直な成分の偏光）のみとなる。被測定物を透過
した光は、偏光手段でＰ偏光（入射面に平行な成分の偏
光）のみ取り出されＳ偏光は除去され、Ｐａ！光につい
ての光につき、検出器で検出され、２波長についての出
力の比がとられ、被測定物での多重反射光、その他外乱
光の影響が除去され、厚みが測定できる。

［実施例］ 第１図は、この発明の一実施例を示す構成説明図である
。

図において、１は光源で、この光ＩＡＩの光りは、モー
タＭで回転する回転セクタ２のそれぞれ被測定物に特有
の吸収波長く測定波長）と吸収されない非吸収波長（参
照波長）のみを通過するフィルタ２ａ　、２ｂを介して
フィルム等の被測定物３に異なった２波長の光として交
互に投光される。この光は、被測定物３についてのほぼ
ブリュースター角く偏光角）で投光される。この光源１
、回転セクタ２等で投光手段を構成している。なお、図
示しないミラー等で投光角度を調整するようにしてもよ
い。

被測定物３を透過した光は、反射板４で反射され、再び
被測定物３を透過し、Ｐｌａ光成分のみを透過する偏光
手段５を通り検出器６に入射する。

測定手段７は、検出器６の出力から２波艮の光の出力を
回転セクタ２のフィルタ２ａ　、　２ｂの位置を検出す
る同期検出器８等の信号を用いて分離し、その比を演算
し、被測定物３の厚さを測定する。

なお、反射板４を省略し、偏光手段５、検出器６等を被
測定物３を中心として投光手段の反対側に設は透過光の
みを検出してもよい。また、投受光用のレンズ系は省略
した。

つまり、第２図でやや概念的に示すように、入射光りに
はＰ偏光成分（矢印で表示）とＳＩＩ光成分く黒丸で表
示）が含まれているが、被測定物３に対し、ｔａｎθ−
ｎ　、＋／’ｎ　Ｉ　　（ｒｌ　＋空気の屈折率、ｎ２
被測定物の屈折率）から求まるブリュースター角（偏光
角）θで入射させると表面３ａでの反射は、ＳＩ！光成
分のみとなる。また被測定物３の裏面３ｂで生じる反射
もＳ偏光成分のみとなる。

そこで、被測定物３を透過した光のうらＰ偏光成分のみ
を透過する偏光手段５を設けることにより、反射による
外乱成分としてのＳ偏光成分は除去され、Ｐ偏光成分の
みが検出器６に入射することになる。そして、反射光が
含まれないＰｇ光成分についての２波長の比率演ｉがな
されることになる。

なお、偏光手段５は、例えば５０％の透過率なので、こ
れにより、被測定物３での反射以外の外部からの外乱光
も合わせて減資され、偏光手段５を投光側に置くよりも
感度が向上する。

つまり、ブリュースター角θで入射し、被測定物３を透
過した２波長の光は、偏光手段５で、Ｐ偏光のみ検出器
６に入射され、２波長についての出力の比がとられ、厚
さ測定がされる。このとき、被測定物３の表面及び裏面
での多重反射によるＳ偏光成分の干渉の影響はなく、外
乱光も減衰され、いっそうａ精度の測定ができる。

第３図は、この発明の他の一実施例を示す構成説明図で
、第１図と同−ｒ：ｆ号は同等の構成要素を示す。

図において、光′ＪＲ１の光しは、モータ〜１により回
転する回転セクタ２のフィルタ２ａ　、２ｂを透過し、
投光ミラー９１を介し、被測定物３にブリュースター角
θで２波長の光として投光される。

被測定物３を透過して反射板４で反射した光は、再び被
測定物３を介して投光方向と反対方向に進み、回内１１
９２で集光され、凸面鏡９３反射され、側面５Ｒ９２の
中央開口を通り、Ｐ偏光のみを通す偏光手段５を透過し
、検出器６に入射する。そして測定手段７で、２つの波
長の光についての比をとり、被測定物３の厚さを測定す
る。

この第３図の例は、第１図の例に対し、反射板４を反射
した光は、被測定物３のほぼ同一位置を透過しているの
で、被測定物３の各位置の厚さが測定できる。被測定物
３の表面、裏面での反射光のＳ偏光成分は、外からの外
乱光とともに偏光手段５で除去され、測定＃ｔｒ！Ｉが
向上する作用効果は同一である。

なお、偏光手段５の位置は、被測定物３を透過した後の
適当な位置に置けばよい。また、フィルタ２ａ　、２ｂ
は被測定物の特性により近赤外及び中赤外を透過するも
のを用いることが多く、偏光手段５も可視光をカットす
るものを用いるとよい。

また、非吸収波長等は、２つ以上とし、全体として３波
長以上の測光としてもよい。

Ｅ発明の効果］ 以上述べたように、この発明は、２波長の光をブリュー
スター角で被測定物に投光し、透過光等を偏光手段でＰ
Ｉ光成分のみを取り出し検出するようにしているので、
被測定物で多重反射するＳ偏光成分は除去され、測定精
度が向上する。また、外乱光も、偏光手段で同様に、減
衰、除去されるので、いっそう高緒度のものとなる。ま
た、偏光手段は、光源から離れた位置に置くことができ
、光源の光熱の影響が少く、小型化も可能となる。

また、フィルムの製造ラインにおいて、フィルムの流れ
方向と直角の巾方向に、厚さ測定装置を移動可能として
、オンライン測定も容易に可能となる。また、１ｉ１１
！で生じやすい、多重反射等の干渉現象の影響が少く、
薄膜フィルムの測定に好適で

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は、この発明の一実施例を示す
構成説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被測定物に少くとも異る２波長の光を被測定物のほ
   ぼブリュースター角で投光する投光手段と、この投光手
   段の光が被測定物で透過または反射した光のうちのＰ偏
   光成分を透過させる偏光手段と、この偏光手段からの光
   を検出する検出器と、この検出器の前記２波長の光につ
   いての出力の比から被測定物の厚さを測定する測定手段
   とを備えた厚さ測定装置。