Brevet FR2596509A1 — publié le 19871002

La présente invention concerne un appareil pour mesurer l'épaisseur d'une couche superficielle de matière absorbant Les ondes électromagnétiques, par exemple d'une pellicule d'eau, d'un feuil ou d'une couche de peinture ou d'une préparation assi5 milable appliqué ou attaché à un subjectile ou à la surface d'une substance de support quelconque, surface par laquelle les ondes électromagnétiques, des rayons lumineux par exemple, sont réfléchies vers l'appareil à travers la couche. Différents appareils ont déjà été proposés pour 10 mesurer l'épaisseur de films ou de couches sur la surface d'un support. On peut citer, par exemple, la demande de brevet japonais publiée (non examinée) n 58115306 au nom de Tokkaisho. Cependant, cet appareil demande l'utilisation de deux systèmes de mesure à l'infrarouge et implique la correction d'erreurs résultant de la température de la couche à mesurer. Le prix de cet appareil devient ainsi plus élevé et d'autres corrections sont nécessaires parce que les caractéristiques des deux systèmes de mesure diffèrent. De plus, la correction automatique de l'erreur de l'appareil doit tenir compte non seulement de la variation des caractéristiques d'une source de 20 rayonnement infrarouge de référence, mais aussi de variations dans les temps de retard du système électrique et du système optique. En outre, bien que différents dispositifs soient proposés pour effectuer la correction automatique des variations dans les temps de retard, ces dispositifs n'assurent pas toutes les corrections nécessaires 25 dans le système électrique, ni dans le système optique. L'un des buts de la présente invention est de procurer un appareil pour mesurer l'épaisseur de couches superficielles, qui soit capable de mesurer convenablement l'épaisseur d'une couche superficielle sur une substance de support, quelles que soient les influences 30 pouvant résulter de variations dans la température de la matière dont l'épaisseur est mesurée, dans les caractéristiques de la source lumineuse de référence et dans les temps de retard des parties électrique et optique de l'appareil, lequel doit seulement employer un système de mesure faisant appel à un rayonnement lumineux. Selon l'invention, un tel appareil comporte, en combinaison, une source lumineuse de référence destinée à émettre un rayonnement lumineux d'un niveau d'intensité donné, un miroir pour réfléchir le rayonnement lumineux venant de la source lumineuse de référence vers la surface d'une couche de matière appliquée sur la surface d'une substance de support, un obturateur situé entre ce 5 miroir et la source lumineuse de référence pour laisser passer et interrompre le rayonnement entre eux, un miroir plan à réflexion totale situé entre le miroir précité et la couche superficielle à mesurer, miroir plan qui est également utilisé à la façon d'un obturateur entre le miroir précité et la couche à mesurer, un capteur de 10 rayonnement lumineux destiné à détecter l'intensité du rayonnement lumineux venant du miroir plan à réflexion totale ou l'intensité de la partie du rayonnement lumineux réfléchie par la surface de la subtance de support et qui n'est pas absorbée par la couche superficielle à mesurer, un discriminateur de mode pour détecter chaque fois 15 l'un de plusieurs modes de fonctionnement résultant de différentes combinaisons des positions de l'obturateur et du miroir plan à réflexion totale, un dispositif de traitement de signaux, destiné à délivrer des signaux représentant seulement la quantité de rayonnement lumineux absorbée par la couche superficielle à mesurer ou la quantité 20 de rayonnement lumineux réfléchie par la substance de support et qui n'est pas absorbée par la couche superficielle, à partir de signaux de sortie délivrés par le capteur de rayonnement lumineux, ainsi qu'un convertisseur d'épaisseur de couche pour convertir les signaux du dispositif de traitement de signaux en l'épaisseur de couche 25 superficielle recherchée. Les buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique d'un appareil de mesure selon l'invention, montrant la couche dont il s'agit de mesurer l'épaisseur et les deux miroirs de l'appareil par une vue de côté; - les figures 2 et 3 sont les vues frontales d'un 35 obturateur rotatif à secteurs et d'un disque rotatif portant des filtres; - la figure 4 est le schéma électrique du dispositif de traitement de signaux employé dans l'appareil de figure 1; et - les figures 5(a) et 5(b) sont des graphiques montrant les résultats de mesures d'épaisseurs de couches de peinture obtenus avec un appareil selon l'invention et avec un appareil de mesure classique. L'invention sera décrite ci-après en référence à un mode de réalisation dans lequel on utilise un rayonnement infrarouge pour mesurer l'épaisseur d'un film appliqué sur la surface d'une 10 substance de support. En bas de la figure 1, on voit une substance de support 1 qui n'absorbe pas mais réfléchit les rayons lumineux, une feuille métallique par exemple ou un support semblable, sur le dessus duquel est appliqué un film 2 dont il s'agit de mesurer l'épaisseur. Le support 1 avec te film 2 se déplacent dans une direction, par exemple perpendiculairement au plan du dessin. Un miroir 3, de forme sphérique dans cet exemple, est monté fixe au-dessus du support I pour réfléchir vers lui, de façon stable, une quantité donnée de rayons infrarouges émis par une source de rayonnement infrarouge de référence 5, cons20 tituée par un corps noir par exemple et qui sera décrite plus en détail par la suite. Le rayonnement infrarouge de la source tombe sur le côté inférieur du miroir sphérique 3 et arrive de l'extérieur par une ouverture définie par l'inclinaison du miroir 3. Ce dernier présente un orifice 4 situé au foyer d'un condenseur 11, pouvant être formé par une lentille convergente, qui est destiné à focatiser des rayons infraouges. Le miroir 3 renvoie les rayons infrarouges venant de la source 5 en direction du film 2 à mesurer; le miroir 3 peut être constitué également par un miroir non sphérique, sous forme d'une plaque plane par exemple. La source de référence 5 est située, du côté de l'ouverture définie par le miroir 3, au-delà d'un obturateur rotatif 6 formé par un disque à secteurs, présentant des découpes 7. L'obturateur 6 laisse seulement passer les rayons infrarouges de la source 5 vers le miroir 3 lorsque l'une des découpes 7 est située 35 devant la source 5; dans les autres cas, l'obturateur 6 interrompt le rayonnement infrarouge de référence. L'obturateur 6 est entraîné en rotation par un moteur M1 qui fait alternativement passer les découpes 7 et les parties opaques en forme de secteurs de l'obturateur devant la source 5. Un détecteur de position T1 sert à détecter chaque fois la présence d'une découpe 7 ou d'un secteur opaque devant la source 5. En cas de passage des rayons infrarouges, c'est-à-dire lorsqu'une découpe 7 est située devant la source 5, le détecteur de position T1 produit sur sa sortie un signal appliqué à un discriminateur de mode 14 décrit par la suite. Un miroir plan 8 à réflexion totale est prévu au-dessus 10 du support 1 et est déplaçable horizontalement, en va-et-vient, par un moteur M2, parallèlement au support 2, entre une position sous la source de rayonnement infrarouge 5 et une position au-dessus du support 1 et du film 2. A cette dernière position, le miroir plan 8 intercepte et renvoie les rayons infrarouges venant de la source 5 15 et coupe en même temps les rayons lumineux venant de la matière mesurée. A cette position au- dessus du film 2, les rayons venant de la source 5 et renvoyés par le miroir sphérique 3 sont réfLéchis par le miroir 8 vers le condenseur 11, à travers l'orifice 4 dans le miroir sphérique 3. Simultanément, le miroir plan 8 coupe les 20 rayons lumineux venant de la matière dont il s'agit de mesurer l'épaisseur et qui sont des signaux rayonnés par cette matière en fonction de sa température, de même que les rayons lumineux parasitaires venant de l'extérieur, pouvant provenir de dispositifs et de matériaux se trouvant dans l'environnement de l'appareil de mesure 25 et de la couche à mesurer. La position du miroir plan 8 à réflexion totale, sous la source de rayonnement de référence 5 ou sous le miroir sphérique 3, est déterminée par un détecteur de position T2. Celui-ci délivre un signal au discriminateur de mode 14 quand le miroir plan 8 se trouve sous le miroir sphérique 3. Au-dessus de 30 l'orifice 4 du miroir 3 se trouve un disque rotatif 9 avec au moins une partie filtrante 10 qui laisse uniquement passer les rayons lumineux de la longueur d'onde correspondant à un domaine de longueur d'onde donné. Le disque 9 est entraîné en rotation de façon sélective par un moteur M3 pour changer les positions des différents filtres 35 portés par lui, par rapport à l'orifice 4 du miroir sphérique 3. Un détecteur de position T3 détecte chaque fois quel filtre, c'est-à- dire quel domaine de longueur d'onde est utilisé pour la mesure, et il délivre en sortie un signal correspondant appliqué au dispositif de traitement de signaux 13, comme décrit dans ce qui va suivre. Le condenseur 11 et un capteur de rayonnement infrarouge 12, lequel 5 transforme les rayons infrarouges reçus en signaux électriques, sont installés au-dessus du disque rotatif 9. Il est à noter que le disque rotatif 9 peut être installé aussi entre le condenseur 11 et le capteur 12. De même, s'il n'est pas nécessaire d'effectuer des mesures en différents 10 domaines de longueurs d'onde, on peut se contenter d'un filtre 10 fixe et le disque rotatif 9 peut être supprimé. Le discriminateur de mode 14 reçoit les signaux de sortie des détecteurs de position T1 et T2, détermine à chaque fois celui des quatre modes de fonctionnement possibles qui est utilisé et délivre à sa sortie des signaux corres15 pondants, lesquels sont appliqués au dispositif de traitement de texte 13, comme décrit plus en détail dans ce qui va suivre. Le dispositif 13 traite les signaux entrants, c'est-a-dire les signaux de mode de fonctionnement venant du discriminateur de mode 14, les signaux venant du détecteur de position T3 et correspondant au domaine de longueurs d'onde utilisé, de même que les signaux électriques du capteur de rayonnement infrarouge 12, et délivre à sa sortie un signal d'épaisseur réelle de film, lequel est appliqué au convertisseur 15, comme décrit ci-après. Le convertisseur 15 transforme les signaux venant du dispositif de traitement 13 en une valeur corres25 pondant à l'épaisseur du film, en une valeur correspondant au poids du film, ou en une valeur correspondant à l'épaisseur ou au poids d'une couche d'apprêt, par exemple, pour le film. Comme représenté plus en détail sur la figure 4, le dispositif de traitement de signaux 13 comporte un amplificateur 30 de signaux 16 pour amplifier les signaux délivrés à la sortie du capteur de rayonnement infrarouge 12, plusieurs circuits 17 à 20 de maintien d'échantillon, coordonné chacun à un signal de mode de fonctionnement, des soustracteurs 21 et 22 délivrant chacun un signal de sortie correspondant au résultat de la soustraction entre les 35 signaux de sortie de deux des circuits de maintien d'échantillon, un soustracteur 23 délivrant un signal de sortie correspondant à la C soustraction opérée entre les signaux de sortie des soustracteurs 21 et 22, un diviseur 24 délivrant un signal de sortie correspondant à la division opérée entre les signaux de sortie des deux soustracteurs 22, 23, ainsi qu'un formateur de signal 25 pour transformer le signal 5 de sortie du diviseur 24 en un signal susceptible d'être traité dans le convertisseur d'épaisseur de film 15 et pour appliquer ce signal depuis sa sortie au convertisseur 15. La figure 4 montre, à titre d'exemple, un cas o l'épaisseur est mesurée dans un seul domaine de longueurs d'onde, comme indiqué ci-après. Les moteurs M1 et M2 sont pourvus des circuits de commande nécessaires (non représentés) pour l'établissement des modes de fonctionnement respectifs. Les différentes parties composant l'appareil de mesure selon l'invention ayant ainsi été décrites, le fonctionnement de 15 l'appareil va être expliqué dans ce qui suit. Comme déjà mentionné, l'appareil de mesure selon l'invention a plusieurs modes opératoires corrélés à différentes positions de certaines parties de l'appareil. Ces modes de travail et positions sont résumés dans le tableau suivant. 25 mode mode mode mode mode opératoire mesure mesure zéro recouvrement épaisseur temp.matière obturateur laisse passe coupe - coupe- laisse passer rayons IR rayons IR rayons IR rayons IR position sous source sous source sous miroir sous miroir miroir plan IR IR sphérique sphérique Il ressort de ce tableau que les quatre modes de fonctionnement de l'appareil: mode mesure épaisseur, mode mesure température matière, mode zéro et mode recouvrement, résultent de différentes combinaisons de positions de l'obturateur 6 et du miroir plan 8. Les signaux reçus par le capteur de rayonnement infrarouge 12 dans chacun de ces modes seront décrits ci-après. Mode de mesure de l'épaisseur Ce mode correspond à la situation o L'obturateur 6 et Le miroir plan 8 à réfLexion totale seraient tous deux absents. Si l'on désigne par E1 Le signal d'énergie reçu par te capteur de rayonnement infrarouge 12 dans ce mode, ce signal correspond à: E1 =e1' + e2' + e3 + e4 + e5 o E1 représente La quantité d'énergie reçue par Le 10 capteur 12 dans le mode mesure épaisseur e1' L'énergie de rayonnement infrarouge reçue de La source 5 par le film et non absorbée par Lui e2' l'énergie de rayonnement infrarouge reçue sous L'effet de l'énergie thermique du miroir 3 par 15 le film et non absorbée par celui-ci e3 l'énergie thermique de la matière à mesurer e4 l'énergie des rayons Lumineux parasitaires venant de l'extérieur e5 l'énergie thermique contenue dans l'appareil de 20 mesure Mode de mesure de la température de la matière Dans ce mode, la situation correspond au cas o la source de rayonnement infrarouge de référence 5 n'existerait pas, du fait que l'obturateur 6 coupe le rayonnement émis par cette source. Par conséquent, le signal d'énergie E2 reçu par le capteur 12 correspond à: E = e2' + e + e + e e6' 2 2 +3+ 4 5 6 o E2 représente la quantité d'énergie reçue par le capteur 12 dans ce mode e6' l'énergie de rayonnement infrarouge reçue sous 5 l'effet de l'énergie thermique de l'.obturateur par le film et non absorbée par celui-ci Mode zéro Dans ce mode, l'obturateur 6 coupe le rayonnement infrarouge de référence émis par la source 5 et Le miroir plan 8 se trouve en même temps sous le miroir 3 pour interrompre les rayons lumineux dus à la température de la matière et les rayons lumineux parasitaires qui sont originaires de l'extérieur et qui viennent de la direction de la matière mesurée. Par conséquent, le signal d'énergie E3 reçu par le capteur 12 correspond à: E3 =e2+ e5 + e6 + e7 o: - E3 représente la quantité d'énergie reçue par Le capteur de rayonnement infrarouge dans le mode zéro e2 l'énergie thermique du miroir 3 20 e6 L'énergie thermique de l'obturateur e7 l'énergie thermique du miroir plan 8 Mode recouvrement Dans ce mode, le capteur 12 reçoit le rayonnement infrarouge émis par la source 5. Cela provient de ce que le miroir 25 plan 8 coupe les rayons lumineux dus à la température de la matière, de même que les rayons lumineux parasitaires venant de L'extérieur, et renvoie en direction du condenseur 11 les rayons infrarouges de référence émis par la source 5 et renvoyés par le miroir 3, mais dont aucune partie n'est absorbée par le film. Par conséquent, le 30 signal d'énergie reçu par le capteur 12 correspond à: E4 =e e = e2 + e5 e7 o: E4 représente la quantité d'énergie reçue par le capteur 12 dans le mode de recouvrement e1 l'énergie rayonnée par la source 5 Le capteur 12 transforme les signaux d'énergie respectifs reçus en signaux électriques correspondants et les transmet au dispositif de traitement de signaux 13. Le dispositif 13 détermine à quel mode appartient le 10 signal reçu du capteur 12 sur la base du signal reçu du discriminateur de mode 14 et calcule le signal "S" décrit par la suite. Ce signal est ensuite appliqué au convertisseur d'épaisseur de film 15. La relation entre les différents modes est comme suit: E4 - E3 = e1 e6 et, d'autre part, E1 - E2 = e e6 En déduisant la quantité d'énergie E absorbée par le film de E4 - E5, on obtient: (E4 - E3) - E1 - E2 Donc, E = (E4 - E3) (E1 E2) = (e1 -e6) - (e1' -e6') Cette valeur E peut être transformée en l'épaisseur du film 2 par un calcul effectué par le convertisseur d'épaisseur de film 15. Cependant, comme les valeurs e1 et e6 sont affectées par des variations dans Lestemps de retard et qu'il en va de même pour les valeurs e ' et e6', les variations des caractéristiques des systèmes optique et électrique dues aux variations dans les temps de retard sont éliminées. Par conséquent, Le traitement électrique des signaux dans le dispositif 13 s'effectue de manière que e1 - e6, c'est-à-dire E4 - E3, puisse correspondre à la valeur maximale du signal de sortie du dispositif de traitement de signaux 13. Par conséquent, E E1 E2 S = x 100 = (1 E E) x 100 = (1 - e6) x 100 (%) e -e6 Ce "S" peut être converti en épaisseur du film 2 par un calcul effectué par le convertisseur 15. Le processus qui se déroule à l'intérieur du dispositif de traitement de signaux 13, calculant ledit signal "S", sera décrit dans ce qui va suivre. Le discriminateur de mode 14, après avoir détecté le mode mesure épaisseur, délivre par sa sortie un signal à un premier circuit de maintien d'échantillon 17. Celui-ci a reçu préalablement un signal de sortie de l'amplificateur 16 et, au moment de recevoir le signal du discriminateur 14, il délivre ce signal de l'amplifica25 teur - maintenu jusqu'alors par le circuit 17 - comme un signal de sortie à un premier soustracteur 21. De façon analogue, le discriminateur de mode 14 après avoir détecté le mode de mesure de la température de la matière, le mode zéro respectivement le mode recouvrement, délivre un signal 30 correspondant chaque fois à l'un de ces modes à un second 18, un troisième 19 respectivement un quatrième circuit de maintien d'échantillon 20. A chaque fois, le circuit concerné a préalablement reçu un signal de sortie de l'amplificateur 16, signal qu'il a maintenu et qu'il délivre à l'un des soustracteurs à la réception du signal 35 du discriminateur de mode 14. ll Ainsi, des échantillons des signaux délivrés dans chaque mode de fonctionnement par le capteur 12, et amplifiés par l'amplificateur 16, sont maintenus le temps nécessaire par les circuits 17 et 20 puis envoyés à travers les soustracteurs 21 à 23 au diviseur 24. Le signal de sortie "th" de ce dernier correspond à la formule suivante: zs - tm tm th = rt/zs = zs = 1 - zs tt - tmp = -I spn - zr o tt, tmp, spn, zr sont des signaux de sortie des circuits de maintien de signal 17 à 20 respectivement et zs, tm, rt sont des signaux de sortie des soustracteurs, comme indiqué sur la figure 4. Le signal de sortie "th" du diviseur 24 correspond au signal "S" dont il a été question dans ce qui précède. De façon analogue, tt, tmp, zr et spn correspondent respectivement à E1, E2, E3 et E4. Le formateur de signaux 25 transforme ensuite le signal "th" en un signal "sig" pouvant être traité dans le convertisseur d'épaisseur de film 15. Bien que le mode de réalisation qui vient d'être décrit du dispositif de traitement de signaux 13 s'applique à un exemple 25 de mesure d'épaisseur dans un seul domaine de longueurs d'onde, il est possible également d'effectuer la mesure désirée en plusieurs domaines de longueurs d'onde en équipant le dispositif de traitement de signaux 13 des composants mentionnés pour chaque domaine de longueurs d'onde. Dans ce cas, la distinction entre les différents 30 domaines de longueurs d'onde est faite au moyen d'un signal de sortie du détecteur de position T3, comme déjà mentionné dans ce qui précède. De plus, le mode de réalisation décrit ici s'applique à la mesure de l'épaisseur d'un film appliqué à la surface d'une substance de support à l'aide de rayons infrarouges, mais l'invention est utilisable aussi pour mesurer l'épaisseur ou le poids d'une 15 20 30 35 couche, d'un feuil ou similaire sur un subjectile ou une autre surface de support à l'aide d'autres rayons lumineux, de rayons ultraviolets ou de rayons de lumière visible par exemple. De même, les moteurs Ml, M2 et M3 peuvent être réunis en un seul moteur et des partioedu dispositif de traitement de signaux 13 et du convertisseur 15 peuvent être remplacées par un seul processeur. Le miroir plan 8 à réflexion totale du mode de réalisation décrit est mobile, mais il est possible aussi de 'disposer ce miroir fixe et de monter une partie de l'appareil mobile par rapport à lui. Il ressort clairement de ce qui précède que l'appareil de mesure selon l'invention peut avoir un prix plus bas puisqu'il n'utilise qu'un seul système de mesure à rayonnement lumineux. De plus, l'appareil selon l'invention permet de mesurer convenablement l'épaisseur d'une couche superficielle quelles que soient les variations de température de la matière mesurée, indépendamment de la présence de rayons lumineux parasitaires venant de l'extérieur, de l'énergie rayonnée par la source infrarouge de référence, de la température de l'obturateur et d'influences éventueLles de l'énergie thermique de L'appareil de mesure lui-même, grâce à l'étabLissement de plusieurs modes de fonctionnement par la combinaison de positions de L'obturateur et du miroir plan. Les avantages apportés par l'appareil de mesure selon l'invention peuvent être énumérés comme suit: 1. absence d'influences par la variation de la température de la matière mesurée; 2. absence d'influences par des rayons lumineux parasitaires venant de l'extérieur; 3. absence d'influences par l'énergie thermique emmagasinée dans l'appareil de mesure lui-même; 4. absence d'influences par la variation de la température (intensité du rayonnement infrarouge de référence) de la source infrarouge; 5. absence d'influences par la variation de La température de l'obturateur; et 6. possibilité de correction de la dérive du point zéro et de l'étendue de mesure, de sorte que les variations des temps de retard du système optique et du système électrique de l'appareil de mesure n'ont pas d'influences. Comparativement aux appareils classiques, l'appareil de mesure selon l'invention a en outre les avantages suivants: 1. l'utilisation de l'appareil est facilitée en raison de la correction automatique du point zéro et de 10 l'étendue de mesure; et 2. le prix de l'appareil est inférieur. A titre d'exemple, les figures 5(a) et 5(b) montrent la comparaison entre la mesure de l'épaisseur d'un film au moyen d'un appareil selon l'invention et la mesure de l'épaisseur de ce film selon la méthode de détermination de son poids, sur La figure 5(a) et entre la mesure de L'épaisseur de ce film au moyen d'un appareil de mesure classique comme celui décrit dans la demande de brevet japonais publiée (non examinée) 58-115306 au nom de Tokkaisho et cette même méthode pondérale, sur la figure 5(b). On voit qu'avec 20 l'appareil selon l'invention, figure 5(a), il existe un écart moyen a de 0,31 pim entre l'épaisseur de film obtenue par l'appareil de mesure et l'épaisseur obtenue par la méthode pondérale, tandis qu'avec l'appareil de mesure classique, selon la figure 5(b), il existe un écart moyen a de 0,62 pm entre l'épaisseur de film obtenue 25 par l'appareil classique et l'épaisseur obtenue selon la méthode pondérale. La comparaison des diagrammes des figures 5(a) et 5(b) fait clairement ressortir que l'appareil de mesure selon l'invention est supérieur à l'appareil classique puisque l'écart moyen des valeurs mesurées est réduit de moitié. L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications, sans pour autant sortir de son cadre. R E V E N D I CA T I 0 N S 1. Appareil pour mesurer l'épaisseur d'une couche disposée sur la surface d'une substance de support, la matière de la couche ayant des propriétés d'absorption des rayons électromagnétiques et la surface de la substance de support ayant des propriétés de réflexion des rayonnements électromagnétiques, caractérisé en ce qu'il comprend une source lumineuse de référence (5) destinée à émettre un rayonnement lumineux de référence, un miroir (3) pour réfléchir les rayons lumineux venant de la source lumineuse (5) en 10 direction de la surface de la couche (2) dont il s'agit de mesurer l'épaisseur, un obturateur (6) placé entre le miroir (3) et La source lumineuse (5) pour laisser passer et intercepter les rayons lumineux entre eux, un miroir plan (8) à réflexion totale, placé entre le miroir précité (3) et la couche (2) à mesurer, miroir plan (8) qui 15 est utilisé à la façon d'un obturateur entre le miroir précité (3) et la couche (2) à mesurer, un capteur (12) de rayonnement lumineux pour détecter l'intensité du rayonnement lumineux venant du miroir plan (8) à réflexion totale ou l'intensité de la partie du rayonnement lumineux réfléchie par la surface de la substance de support (1) et 20 qui n'est pas absorbée par la couche (2) à mesurer, un discriminateur de mode (14) pour détecter chaque fois l'une de différentes combinaisons possibles de la position de l'obturateur (6) et de la position du miroir plan (8) à réflexion totale, un dispositif de traitement de signaux (13) pour traiter des signaux reçus, notamment 25 du capteur de rayonnement (12) et pour produire à sa sortie des signaux qui correspondent uniquement, soit à la quantité de rayonnement lumineux absorbée par la couche (2) à mesurer, soit à la quantité de rayonnement lumineux réfléchie par la substance de support (1) et qui n'est pas absorbée par la couche (2) à mesurer, 30 ainsi qu'un convertisseur d'épaisseur de couche (15) pour convertir les signaux reçus du dispositif de traitement de signaux (13) en l'épaisseur de la couche (2). 2. Appareil de mesure selon la revendication 1, dans lequeL le miroir (3) mentionné en premier est un miroir sphérique. 3. Appareil de mesure selon la revendication 1, dans lequel le miroir (3) mentionné en premier est un miroir non sphérique.