NO751987L - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til bestemmelse av de

relative tykkelser av filmformet

materiale.

Foreliggende oppfinnelse angår fremgangsmåter til bestemmelse av virkelige og relative tykkelser av områder av gjennomskinnelig film som ligger på en plan,speilreflekterende flate av en bærer.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er man kommet frem til en fremgangsmåte til bestemmelse av de relative tykkelser av deler av transparent film som er avsatt på en plan,speilreflekterende flate av en bærer, der oversiden av filmen belyses gjennom en lysdiffusor slik at så godt som alt lys som faller på filmen har passert diffusoren, hvorved det dannes interferensfrynser ved konstruktiv interferens mellom lys som reflekteres fra den speilreflekterende flate av bæreren og lys som reflekteres fra oversiden av filmen, hvoretter frynsetettheten i området ved hver del bestemmes.

I henhold til ett trekk ved oppfinnelsen skal det ved utførelsen av fremgangsmåten settes opp interferensfrynser ved konstruktiv interferens mellom lys som reflekteres fra den speilreflekterende flate av filmen og det lys som reflekteres fra filmens overside, hvoretter bæreren roteres om en første akse som går gjennom og står perpendikulært på den belyste overside av filmen, slik at ett punkt som ligger innenfor en interferensfrynse vil ligge på en på forhånd bestemt referanselinje som er perpendikulær på den førstnevnte akse, med måling av avstanden fra punktet til den første akse, fulgt av rotasjon av bæreren om en ytterligere akse som løper gjennom bæreren og er perpendikulær på den førstnevnte akse, idet bæreren dreies om den annen akse slik at interferens-frynsen for en på forhånd bestemt bølgelengde av lyset og som inneholder den nevnte område forsvinner og deretter kommer tilbake, idet tilsynekomst av frynsen bestemmes for den på forhånd bestemte bølgelengde og vinkelen bæreren er blit dreiet om den annen akse når frynsen for denne bestemte bølgelengde igjen kommer tilsyne, måles.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvis-ning til tegningene der:

Fig. 1 viser en lysdiffusor plasert for å belyse en

tynn film på en plan bærer,

fig. 2 viser et typisk spektrum for lys fra lysstoffrør og

fig. 3 viser skjematisk en del av utstyret til bestemmelse av filmens tykkelse.

På fig. 1 er en lysdiffusor ført som en trakt av gjennomskinnelig materiale, og er anbrakt med sin store ende hvilende på en transparent film 2 som selv ligger på en plan, speilreflekterende flate av en bærer 3. Et kamera 4 er montert for fotografering av oversiden av filmen 2 gjennom den lille åpning av trakten 1. Et lysstoffrør 5 er montert koaksialt med diffusoren 1.

Når filmen 2 betraktes belyst med lys fra lysstoffrøret og med et spektrum som vist på fig. 2, kan fargebånd, hoved-sakelig grønt og fiolett, sees i filmplanet. Båndene er stort sett tilnærmet sirkulære, og antallet avhenger av forandringer i filmtykkelsen.

Disse bånd er interferensfrynser. Synligheten av frynser, som har form av grønne og fiolette bånd, er et resultat av be-lysningsforholdene, spektret for lys fra lysstoffrør, filmens egenskaper og øyets billeddannende mekanisme. Når øyet betrakter en skive under lys fra lysstoffrør og med en avstand på mer enn 50 cm, vil i det minste en del av det lys som mottas fra et hvilket som helst punkt på flaten.ha blitt speilreflektert, idet lyset sørger for belysning fra alle vinkler.En del av det re-flekterte lys vil ha blitt reflektert ved overflaten av filmen og delvis ved den plane speilreflekterende flate av bæreren.

Et lyssamlesystem med liten vinkel, f.eks. slik pupillen i øyet danner det, er nødvendig for å samle det lys som reflekteres ved bare en vinkel for derved å sikre betraktningsmulighet og/ eller muligheter for påvisning av interferensfrynsene. På denne måte vil alt lys fra det nevnte punkt tilfredsstille en enkel

interferensbetingelse.

Ved observasjon fra tilstrekkelig avstand og med tilstrekkelig tynne filmer vil refleksjonsvinkelen stort sett

være konstant for alle punkter på den speilreflekterende flate av bæreren 3, og interferensfrynsene vil derfor være frynser som angir, lik tykkelse. Således vil for en bestemt bølgelengde av lys en interferensfrynse representere en tykkelse av filmen.

For en bestemt lysbølgelengde, som betraktes fra en

fast observasjonsvinkel, vil det være en serie tykkelser som tilfredsstiller betingelsene for konstruktiv interferens. Rekken av interferensen øker i like trinn der størrelsen.av hvert trinn bestemmes av lysets bølgelengde for en gitt observasjonsvinkel .

Frynsetettheten i et område for en film angir hvor hurtig filmens tykkelse forandrer seg.

Frynsene kan fotograferes med kamera 4 og gi en perma-nent opptegnelse av frynsene. Som et alternativ kan et fjernsyns-kamera eller en fotomultiplikator benyttes for å påvise frynsene. Filteret (ikke vist) kan benyttes til valg av interferens-båndene som skyldes en bestemt bølgelengde åv innfallende lys.

Anvendelse av en lysdiffusor sikrer at når filmflaten 6 fotograferes med kamera 4, vil fotografiet ikke vise reflek-sjoner fra lyskilden 5. Det billeddannende system i kamera 5

må ha en liten blendeåpning og være anbrakt i en rimelig avstand fra bæreren 3, og fortrinnsvis være sentrert over bæreren for å redusere variasjoner over filmen på grunn av varierende reflek-sjonsvinkel over den plane bærer.

Den virkelige tykkelse på filmen i et område og innenfor en frynse kan måles som forklart i det følgende. Den plane bærer er montert som vist på fig. 1. Et område av den tynne film som ligger innenfor en frynse velges ut, og den plane bærer dreies om en akse OC (se fig. 3) inntil det valge område ligger rett overfor en gjennomsiktig skala (ikke vist). Den radielle avstand R blir deretter avlest skalaen og nedtegnet. Bæreren 3 roteres så om en akse AB inntil fargen på frynsen forandrer seg og antar den annen farge (fiolett eller grønt når

det gjelder lys med det spektrum som er vist på fig. 2), og deretter tilbake til den opprinnelige farge. Tippevinkelen for bæreren 3 fra horisontalplanet, i'2(ikke vist) måles hvis

betingelsene for konstruktiv interferens tilfredsstilles for to innfallsvinkler i^og i.^ (ikke vist) og ved ingen vinkel i slik at i < i < i2kan tykkelsen d finnes med følgende formel:

der X er den bølgelengde hvorved konstruktiv interferens finner sted, n er brytningsindeks for filmen og <J)(i^); 4>( i- 2^ er ^or~skjellene mellom faseforandringene ved refleksjon fra den speil-ref lekterende flate av bæreren og oversiden av den gjennomsik-tige film 2.

<j)(i^) og cfi (±2) kan beregnes ut fra et kjennskap til de materialer som foreligger og polarisasjonen av det innfallende lys. Hvis (J>(i) er representativ for verdier av i i det område som skal benyttes, bør en enkel polarisasjon av belysningen som ligger enten i planet for bæreren 3 eller i et plan som er perpendikulært på planet for bæreren 3 velges for observasjonen. D<g>n enkle polarisasjon kan oppnås ved å sette inn et polarisa-sjonsfilter i lysbanen mellom filmen 2 og kamera 4.

I dette tilfelle vil ±2være innfallsvinkelen når skiven tippes en vinkel i'Man nar da:

Man kan da trekke kurver som viser i'2mot d for et-hvert sett av R, L, n og X slik at filmtykkelse for en gitt tippevinkel kan avleses på kurven.

Den beskrevne fremgangsmåte og utstyr kan benyttes til måling av virkelige og relative tykkelser av termoplastfilm som ligger på den ledende bærer som er beskrevet i britisk patent nr. 1.373.511 eller en hvilken som helst film som er avsatt på det apparat som er beskrevet i britisk patentansøkning nr. 25420/74.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til bestemmelse av de relative tykkelser av deler av en transparent film som er avsatt på en plan.speil-ref lekterende flate- av en bærer, karakterisert ved belysning av oversiden av filmen gjennom en lysdiffusor slik at omtrent alt lys som faller på filmen har passert gjennom diffusoren, hvorved det settes opp interferensfrynser ved konstruktiv interferens mellom lys som reflekteres fra den speil-ref lekterende flate av bæreren og lys som reflekteres fra oversiden av filmen med derpå følgende bestemmelse av frynsetettheten i området ved den nevnte del.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at påvisning av frynsetetthet innbefatter fotografering av frynsene.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at belysningen av diffusoren innbefatter belysning av diffusoren med~ lys som har en ujevn spektralintensitet.

4. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at diffusoren "omfatter en trakt av gjennomskinnelig materiale.

5. Fremgangsmåte til bestemmelse av tykkelsen av et område av en gjennomsiktig film som er anbrakt på en speilreflekterende flate av en bærer, karakterisert ved at oversiden av filmen belyses slik at det dannes interferensfrynser ved konstruktiv interferens mellom lys som reflekteres fra den speilreflekterende flate av filmen og det lys som reflekteres av oversiden av filmen, hvoretter bæreren dreies om en første akse som løper gjennom og er perpendikulær på den belyste overside av filmen slik at et punkt som ligger innenfor en interferensfrynse kommer på en på forhånd bestemt referanselinje som er perpendikulær på den nevnte første akse, idet avstanden mellom punktet <p> g den første akse måles, hvoretter bæreren roteres om en annen akse som går gjennom bæreren og er perpendikulær på den første akse, hvilken bærer roteres om den annen akse slik at interf erensf r.ynsen for en på forhånd bestemt bølge-lengde av lys og som inneholder det nevnte område forsvinner og igjen kommer til syne, hvilken tilsynekomst av frynsen for den på forhånd bestemte bølgelengde observeres, mens vinkelen bæreren er blitt dreiet om den annen akse måles når frynsen-for den på forhånd bestemte bølgelengde igjen kommer til syne.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at belysningen av oversiden av filmen foregår ved å føre lys fra en lyskilde med ujevn spektralintensitet gjennom en lysdiffusor i form av en trakt av gjennomskinnelig materiale slik at så godt som alt lys som faller på oversiden av filmen passerer gjennom diffusoren.