JPS626482Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、主としてプラスチツクの原反フイル
ムのような長尺のフイルム単体の厚みを、その製
造工程の途中において、透過光の干渉現象を利用
して測定する厚み測定装置に関する。

例えば、光源部から白色光線をフイルムに対し
て垂直に照射すると、そのフイルムからの透過光
には、フイルム内部で反射したために、2nD（た
だし、ｎはフイルムの光屈折率、Ｄはフイルムの
厚み）だけ位相のずれた光が含まれている。とこ
ろで、このような透過光のスペクトルを測定する
と、位相ずれ光による光学的干渉現象によつて、
縦軸を透過光の受光強度に、また横軸を波長にと
るグラフであらわされる各波長における受光強度
は、λ＝2nD／ｋ（ただし、ｋは光の干渉次数）
の式を満足する波長のところで極大（または極
小）となることが示される。この極大（または極
小）となる波長を２つ求めることによつて、前記
ｋの値を求め、既知である屈折率ｎの値を代入す
れば、フイルムの厚みＤを求めることができる。

このような透過光の干渉現象を利用してフイル
ムの厚みを測定するには、フイルムに対する光の
照射部と、透過光の受光部とをフイルムを介して
互いに対向する位置に配置する必要があるが、厚
みを測定すべきフイルムは、通常、その移送経路
が既に設定されており、移送経路の各部にはロー
ラ等の移送手段が設けられていて、フイルムの周
囲に充分なスペースが存在しないのが普通であ
る。敢えて、フイルムの周囲に、照射部および受
光部のために、移送手段がないスペースを形成し
ようとすれば、フイルムが長い距離にわたつて支
持されないことになり、厚みを測定すべき位置で
フイルムがばたつく、等の不都合が生じる。

これに対しては、光源部および検出部にそれぞ
れ光フアイバーを接続し、その先端部をフイルム
側に導き、各光フアイバーの先端部により光の照
射部と受光部とを構成することが考えられる。

このようにすれば、照射部と受光部とがコンパ
クトにまとまり、照射部と受光部とのために、フ
イルムの周囲に大きなスペースを確保する必要が
なくなり、照射部と受光部とをフイルム移送経路
の任意の位置に設けることができる。また、照射
部と受光部とをフイルムを横切る方向に移動させ
て、フイルムの幅方向各部の厚みを測定すること
ができる。

しかしながら、このように光フアイバーにより
フイルムに対する照射部と受光部とを構成した場
合、次のような問題が新たに生じる。

第１の問題は、照射部もしくは受光部である光
フアイバーの先端部を、フイルムを横切る方向に
移動させた場合に生じる問題である。光フアイバ
ーの先端部を移動させた場合、光フアイバーの中
途部の湾曲形状が変化するが、このように光フア
イバーの湾曲形状が変化すると、光フアイバーを
通る光信号が、この光フアイバーの形状変化の影
響を受け、光強度分布曲線が変化してしまう。

第２の問題は、フイルム面上の一点に絞つた光
干渉情報が得られないという問題である。すなわ
ち、照射光はフイルムの面上の一点にスポツト的
に照射し、また、フイルム面上の一点を透過する
透過光のみを受光することが望ましいが、光フア
イバーからの照射光は少なからず拡散し、フイル
ム上の広い面積部分を照射し、また、光フアイバ
ーからなる受光部では、この広い面積に対応する
透過光を取り込むことになる。要するに、受光用
光フアイバーに入射する光は、広い範囲の光干渉
情報を含むことになり、正確な厚み測定が困難に
なる。

本考案は、フイルムへの光の照射部と透過光の
受光部とを光フアイバーで構成した場合の上記問
題点を解消するものであつて、光フアイバーの湾
曲形状の変化に起因する光干渉情報の変化をなく
すとともに、フイルム面上の一点に絞つた光干渉
情報を取り込んで正確な厚み測定を行なえるよう
にすることを目的とする。

そこで、本考案は、上記の目的を達成するため
に、白色光線の光源部およびフイルムを透過した
光の波長に対する強度分布の検出部を一体的にフ
イルムを横切る方向に移動させる移動手段と、前
記の光源部および検出部にそれぞれ一端が接続さ
れ、他端がフイルムを介して互いに対向する位置
に導出された照射用光フアイバーおよび受光用光
フアイバーと、光源部および検出部の移動中に前
記両光フアイバーの湾曲状態が一定に保たれるよ
う両光フアイバーを保持する保持手段と、各光フ
アイバーの先端にそれぞれ取り付けられた集束レ
ンズおよびスリツトからなる一対の集束手段とを
備えてフイルムの厚み測定装置を構成した。

第１図は、本考案の一実施例に係る装置の模式
図である。光源部１は、キセノンランプ等を収納
したボツクスで構成される。キセノンランプは、
白色光線を発する光源として使用されるが、他の
白色光源であつてもよい。光フアイバー２は、一
方の端部を光源部１に接続されており、この接続
を介して光源部１からの光線は、光フアイバー２
の内部へと案内される。

検出部３は、後述のフイルム５を透過した光の
スペクトルを測定するためのものであつて、プリ
ズムや回折格子のような分光器と、スペクトル測
定のためのイメージセンサとを含む。イメージセ
ンサは、受光素子をリニア状に配列させて構成さ
れるが、光のスペクトルに対応して光強度を短時
間で測定することのできるものであればよい。検
出部３に、光フアイバー４の一端が接続されてお
り、この接続を介して光フアイバー４から検出部
３内の分光器へ、フイルム５を透過した光は、案
内される。厚みを測定されるフイルムとしては、
通常、透明なフイルムが使用されるが、着色され
ていても光を透過させることができるものであれ
ばよい。

フイルム５は、紙面を垂直方向に、所定の速度
で、図示しない公知のフイルム給送装置によつ
て、走行をさせられ、光源部１と検出部３は、平
担な移動台６上に設置される。移動台６は、矢符
方向に、ローラ等の適当な公知の移動装置によつ
て、移動されることができる。光源部１にその一
端を接続されている光フアイバー２の他端は、移
動台６の下方を介してフイルム５の下方の適切な
ところにまで延びており、また、光フアイバー４
の他端は、光フアイバー２の他端から発する集束
光線７を受光することができるように、フイルム
５の上方の適当なところにまで延びている。

移動台６の下面には、保持棒８の一端が取付け
られる、保持棒８の他端には、掴持部９が形成さ
れる。下方の光フアイバー２は、保持棒８の掴持
部９によつて掴持されており、この掴持によつ
て、光フアイバー２は、移動台６が矢符方向に繰
返し往復動しても、図面に示されている湾曲状態
を保つことができる。また、移動台６の右側面に
は、もう１つの保持棒１０の一端が取付けられ
る。保持棒１０の他端には、掴持部１１が形成さ
れており、上方の光フアイバー４は、この掴持部
１１によつて掴持されることによつて、上述と同
様にして湾曲状態を保持されることができる。

検出部３で検出された光のスペクトルに関する
電気信号は、検出部３に接続された電線１２を介
して、電子計算機１３に入力される。電子計算機
１３は、設置面に固定されており、電線１２を介
して入力されてくる検出部３からの電気信号に基
づいてフイルム５の厚みの計算処理動作を行う。

固定支柱１４は、設置面に固定されており、鉛
直棒１４１と、水平棒１４２とから成り、水平棒
１４２の右端は、鉛直棒１４１の上端に剛接合さ
れる。

次に、本考案の特徴とする部分について説明す
る。即ち、下方の光フアイバー２の他端部と、上
方の光フアイバー４の他端部との間には、図上、
下方から上方へ向つて順に、凸レンズ１５、スリ
ツト１６および１７、ならびに凸レンズ１８が設
置されている。これらの凸レンズ１５および１８
と、スリツト１６および１７は、図示しない取付
手段によつて、移動台６の矢符方向への移動に伴
なつて、光フアイバー２および４と共に移動する
ことができるように、取付けられる。

第２図は、上記した本考案の特徴とする部分に
ついて、更に詳細に説明するためのものであつ
て、第１図の鎖線で囲む部分の拡大模式図であ
る。下方の光フアイバー２からの白色光線７を、
第２図において参照符号７１および７２で示す。
一方の白色光線７１は、下方の光フアイバー２の
上方にある第１の凸レンズ１５によつて、フイル
ム５の厚み被測定点１９に集束させられた後、上
方の光フアイバー４の下方にある第２の凸レンズ
１８によつて、上方の光フアイバー４のところで
集束させられる。したがつて、上方の光フアイバ
ー４で受光されたフイルム５の透過光は、フイル
ムの厚みに関する情報を充分に含むものとなり、
これによつて、光フアイバー４を介して検出部３
に入力される透過光は、この検出部３において、
容易に、フイルムの厚み測定処理のために必要と
されるスペクトル測定をされることができる。な
お、スリツト１６および１７は、下方の光フアイ
バー２から出た他方の光線７２がフイルム５に照
射されないようにするために、該光線７２を遮光
する。これは、凸レンズ１５等が、その端部付近
において、色収差を生じさせるという光学的性質
を有しているので、その色収差を生じる凸レンズ
の部分からの光線を除去するためのものである。

以上説明したように、本考案によれば、光フア
イバーによりフイルムへの光の照射部と透過光の
受光部とがそれぞれ構成されているので、照射部
や受光部のために大きなスペースを必要とせず、
フイルムの移送経路の任意の位置でフイルムの厚
みを測定することができる。

しかも、光フアイバーは光源部および検出部と
一体に移動し、その湾曲形状は保持手段によつて
一定に保持されるので、湾曲形状の変化に起因す
る光強度分布曲線の変化が発生しない。したがつ
て、必要に応じてフイルムの幅方向各部の厚みを
測定することができる。

さらに、各光フアイバーの先端部には、集束レ
ンズとスリツトからなる集束手段が取り付けられ
ているので、照射光はフイルム上の一点にスポツ
ト状に照射されて拡散せず、また、受光用光フア
イバーでは、フイルム上の一点を透過する透過光
のみを受光することになり、これによつて、フイ
ルム上の一点の光干渉情報を検出部に供給し、厚
み測定を正確に行なうことができる。

この場合、集束レンズで生じる色収差はスリツ
トで除去されるから、受光用光フアイバーに色収
差による不要な光情報が入射せず、この点から
も、正確な厚み測定が可能となる。

このほか、光フアイバーには保持手段が設けら
れているから、この保持手段を利用して、集束手
段を光フアイバーの先端に設定することが可能で
あり、そのため、集束手段を有するにもかかわら
ず、光フアイバー先端部の構造を比較的単純化す
ることができ、その結果、光フアイバーと集束手
段とからなる照射部と受光部とを、フイルムの面
上の狭いスペースに支障なく配置することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例に係る装置の模式
図、第２図は、その要部の拡大模式図である。 １……光源部、２，４……光フアイバー、３…
…検出部、５……フイルム、１５，１８……凸レ
ンズ、１６，１７……スリツト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 白色光線の光源部およびフイルムを透過した光
   の波長に対する強度分布の検出部を一体的にフイ
   ルムを横切る方向に移動させる移動手段と、 前記の光源部および検出部にそれぞれ一端が接
   続され、他端がフイルムを介して互いに対向する
   位置に導出された照射用光フアイバーおよび受光
   用光フアイバーと、 光源部および検出部の移動中に前記両光フアイ
   バーの湾曲状態が一定に保たれるように両光フア
   イバーを保持する保持手段と、 各光フアイバーの先端にそれぞれ取り付けられ
   た集束レンズおよびスリツトからなる一対の集束
   手段と、 を備えたことを特徴とするフイルムの厚み測定
   装置。