(57)【要約】  多孔質ポリマー及び紙などの自立するシートの非接触キャリパー測定は、シートの上面と底面からの光の反射によって作られる中赤外の干渉縞を検出する。本手法は、露出された外表面上の単一のスポットにレーザビームを選択された入射角で方向付けるステップであって、前記レーザビームは、３乃至５０ミクロンの範囲の波長を有する放射を含む、ステップと、前記レーザビームが前記露出された外表面に方向付けられる間に前記レーザビームを選択された角度範囲にわたってスキャンするステップと、前記露出された外表面と前記内表面から反射された放射の重ね合わせから形成する干渉パターンの強度を測定するステップとを含む。干渉パターンにおける縞の間隔から厚さが導出されることが可能である。回転及び集束エレメントは、入射角を変化させながらシート上のスポット位置が同じに留まることを確実にする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と第２面を有する織物の厚さを測定する方法であって、
ａ．  前記織物が前記第１面上の露出された外表面と前記第２面上の内表面とを有する自立部分を有するように前記織物を支持するステップと、
ｂ．  前記第１面上の前記露出された外表面の単一のスポットにレーザビームを選択された入射角で方向付けるステップであって、前記レーザビームは、３乃至５０ミクロンの範囲の波長を有する実質的に単色の放射を含む、ステップと、
ｃ．  前記レーザビームが前記露出された外表面の前記スポットに方向付けられる間に前記レーザビームを選択された角度範囲にわたってスキャンするステップと、
ｄ．  前記露出された外表面である前記第１面と前記内表面である前記第２面から反射された放射の重ね合わせから形成する干渉パターンの強度を測定するステップと、
ｅ．  前記レーザビームの入射角、波長、前記織物の屈折率、及び織物の厚さの間の関係を利用することによって前記織物の厚さを導出するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記ステップ（ｅ）は、レーザビーム入射角を持つ前記干渉パターンの強度分布を、フィッティングパラメータとして織物の厚さを用いることによって数学的な関係に最小二乗フィッティングするステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップ（ｅ）は、最小干渉の発生を測定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１面と第２面を有する散乱素材の織物の厚さを測定するための非接触キャリパーセンサであって、
ａ．  ３乃至５０ミクロンの範囲の波長を有する入射する放射のビームを提供する実質的に単色のレーザと、
ｂ．  前記入射する放射を前記シートの前記第１面上の露出された外表面の単一のスポットへ方向付けるための手段であって、前記入射する放射は、前記織物の表面の法線に対して０度から６０度までの入射角で前記露出された表面上の固定位置に到達する、手段と、
ｃ．  前記露出された外表面から反射された第１放射と前記第２面の内表面から反射された第２放射の重ね合わせによって形成する干渉パターンを検出するための手段と、
ｄ．  前記干渉パターンを分析して前記織物の厚さを計算するための手段と、
を備える非接触キャリパーセンサ。
【請求項５】
前記入射する放射を方向付けるための手段は、前記入射角を設定する電気的に駆動される閉ループ回転ミラーシステムを備える、請求項４に記載の非接触キャリパーセンサ。
【請求項６】
前記入射するレーザ放射を方向付けるための手段は、
ａ．  光学フラットな前面傾斜可能ミラー（８）であって、回転軸上に取り付けられ、前記回転軸の中心線が前記光学フラットなミラー（８）の反射面の平面と一致するように調整され、前記回転軸と一致するレーザビーム衝突点を有する、光学フラットな前面傾斜可能ミラー（８）と、
ｂ．  固定凹型前面ミラー（４）であって、前記光学フラットな前面ミラー（４）上に衝突し前記固定凹型前面ミラー（４）上に中継されたレーザビームが前記織物の前記第１面上に集束され結像されるような、回転の形状を持った固定凹型前面ミラー（４）と、
を備え、前記干渉パターンを検出するための手段は、
ｃ．  前記織物からの反射レーザ光から形成された前記干渉パターンが、集束されて光学フラットな前面可動ミラー（１０）へ向けて方向付けられるような、回転の形状を持った固定凹型前面ミラー（６）と、
ｄ．  光学フラットな前面可動ミラー（１０）であって、回転軸上に取り付けられ、前記回転軸の中心線が前記光学フラットなミラー（１０）の前記反射面と一致するように、且つ前記干渉パターンが赤外放射感受性検出器（１４）上へ方向付けられて集束されるように調整される、光学フラットな前面可動ミラー（１０）と、
を備える、請求項５に記載の非接触キャリパーセンサ。
【請求項７】
前記入射するレーザ放射を方向付けるための手段は、
ａ．  第１の光学フラットな前面傾斜可能ミラー（２４）であって、回転軸上に取り付けられ、前記回転軸の中心線が前記第１の光学フラットな前面傾斜可能ミラー（２４）の反射面の平面と一致するように調整され、前記回転軸と一致するレーザビーム衝突点を有する、第１の光学フラットな前面傾斜可能ミラー（２４）と、
ｂ．  第２の光学フラットな前面傾斜可能ミラー（２０）であって、回転軸上に取り付けられ、前記回転軸の中心線が前記第２の光学フラットな前面傾斜可能ミラー（２０）の反射面の平面と一致するように調整される、第２の光学フラットな前面傾斜可能ミラー（２０）と、
を備え、前記検出するための手段は、
ｃ．  第３の光学フラットな前面傾斜可能ミラー（２２）であって、回転軸上に取り付けられ、前記回転軸の中心線が前記第３の光学フラットな前面傾斜可能ミラー（２２）の反射面の平面と一致するように調整され、前記干渉パターンの像を方向付ける、第３の光学フラットな前面傾斜可能ミラー（２２）と、
ｄ．  第４の光学フラットな前面傾斜可能ミラー（２６）であって、回転軸上に取り付けられ、前記回転軸の中心線が前記第２の光学フラットな前面傾斜可能ミラー（２０）の反射面の平面と一致するように調整され、前記第３の光学フラットな前面傾斜可能ミラー（２２）からの前記干渉パターンの前記像を赤外放射感受性検出器（３０）へ中継する、第４の光学フラットな前面傾斜可能ミラー（２６）と、
を備える、請求項５に記載の非接触キャリパーセンサ。
【請求項８】
前記干渉パターンの放射を方向付けるための手段は、前記織物からの前記干渉パターンを形成する軸外の鏡面反射されたレーザ光が赤外放射感受性検出器（６８）へ向かって反射されて導かれ、その一方で、前記干渉パターンを形成する軸上のレーザ光が反射を伴わずに前記赤外放射感受性検出器へ向かって直接的に伝送されるような、回転の形状を持った一対の向かい合った凹型前面ミラー６０、６２を備える、請求項５に記載の非接触キャリパーセンサ。
【請求項９】
前記干渉パターンを検出するための手段は、前記反射された干渉パターンの角度の範囲に及ぶ赤外放射感受性検出器アレイ（５２）によって受け取られる、請求項５に記載の非接触キャリパーセンサ。
【請求項１０】
前記入射するレーザ放射を方向付けるための手段は、前記量子カスケードレーザ（４４）に結合され、電気的に駆動される移動及び回転ステージ上に取り付けられた、前記織物の前記第１面の前記外表面上の照明されたスポット位置などへの調整光学系（４０）であって、前記照明されたスポット位置は、所望の照明角度で位置決めされそれと同時に移動される間に、前記照明されたスポット位置を一定に保持するように固定である、調整光学系（４０）を備え、前記干渉パターンを検出するための手段は、第２の電気的に駆動される移動及び回転ステージ上に取り付けられた第２のセットの調整光学系（４２）であって、前記織物の前記第１面の前記外表面上の前記照明されたスポット位置が前記第２の調整光学系（４２）の軸の上に維持され、出力が赤外放射感受性検出器（４６）へ方向付けられているビーム軸に対して前記軸が平行に維持されるように制御される、第２のセットの調整光学系（４２）を備える、請求項５に記載の非接触キャリパーセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、概略的には、多孔質ポリマー及び紙など移動するシートの非接触厚さ又はキャリパー測定のための干渉法技術に関し、より具体的には、シートの上面と底面からの光の反射によって作られる中赤外の干渉縞を検出し、その後、縞の間隔から厚さを得る方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  キャリパーは、紙製品及び樹脂製品の最も重要な品質仕様の１つである。従来の商用オンラインキャリパー測定は、織物に物理的に触れる測定ヘッドを必要とする。織物への接触は、多くの問題を引き起こす。最も重大なものの２つは、シートに痕が付くことと、測定ヘッドに汚れが蓄積することであり、それは測定のドリフトと不正確さへ通じる。より先進的な手法は、レーザ三角測量又は共焦点顕微鏡の技術を利用するが、それらは依然として、測定ヘッドが織物の一方の側に接触することを必要とする。そのうえ、先行技術の光学手法は、シートの散乱特性に対して非常に敏感であるため、全ての紙製品に適しているわけではない。加えて、これらの手法は２つの別個の距離測定の差分に依拠しているので、１ミクロンよりも良い精度を達成することはチャレンジである。したがって、所望のプロファイル精度を得るために両方の測定が互いに対して安定でなければならない。これは、測定ヘッドが再三にわたる温度変化に晒され紙とヘッドの位置が絶え間のない変動を受ける紙のスキャナの環境においては、達成するのが困難である。当該技術は、織物素材の厚さを製造中に精度良く測定するための信頼できるオンライン手法を開発することを望んでいる。
【発明の概要】
【０００３】
[0003]  本発明は、中赤外干渉法が織物の厚さの測定に特に有効であるという実証に部分的に基づいている。一態様において、本発明は、第１面と第２面を有する織物の厚さを測定する方法を対象とし、前記方法は、以下のステップを含む。
[0004]  前記織物が前記第１面上の露出された外表面と前記第２面上の内表面とを有する自立部分を有するように前記織物を支持するステップ；
[0005]  前記露出された外表面上の単一のスポットにレーザビームを選択された入射角で方向付けるステップであって、前記レーザビームは、典型的には３乃至５０ミクロン、好ましくは８乃至２５ミクロンの範囲の波長を有する放射を含む、ステップ；
[0006]  前記レーザビームが前記露出された外表面上の前記スポットに方向付けられる間に前記レーザビームを選択された角度範囲にわたってスキャンするステップ；
[0007]  前記露出された外表面と前記内表面から反射された放射の重ね合わせから形成する干渉パターンの強度を測定するステップ；及び
[0008]  前記干渉パターンの縞間隔から前記織物の厚さを導出するステップ。好ましい導出手法は、レーザビーム角度を持つ干渉パターンの強度を、可変パラメータとして織物の厚さを用いることによって確立済みの関係に最小二乗フィッティングすることによる回帰分析を含む。別の手法は、最小干渉の発生を測定する。
【０００４】
[0009]  厚さを得る好ましい手法は、干渉パターンを次の関係
[0010]        Ｉ＝Ａｃｏｓ（δ）        （１）
によって与えられる数式にフィッティングすることによる。
【０００５】
[0011]  ここで、Ｉは測定された強度であり、Ａは干渉パターンの振幅であり、δは外表面から反射された放射と内表面から反射された放射の位相差である。位相差δは
【０００６】
【数１】
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【０００７】
[0013]  位相差は、入射角（θ１）、波長（λ０）、空気の屈折率（ｎ１）、織物の屈折率（ｎ２）、及び織物の厚さ（ｄ）に関して表される。ここで、角度、波長、及び屈折率は既知であり、織物の厚さは、厚さである変数を調節することによって最小二乗誤差を見つけることなどによって、可変パラメータとして扱われる。
【０００８】
[0014]  別の態様において、本発明は、第１面と第２面を有する散乱素材のシートの厚さを測定するための非接触キャリパーセンサを対象とし、非接触キャリパーセンサは以下を含む。
[0015]  入射する放射のビームを提供するレーザ；
[0016]  前記入射する放射を前記シートの前記第１面上の露出された外表面の単一のスポットへ方向付けるための手段であって、前記入射する放射は、０度から６０度までの入射角で前記露出された表面に到達する、手段；
[0017]  前記露出された外表面から反射された第１放射と前記第２面の内表面から反射された第２放射との間の干渉によって形成する干渉パターンを検出するための手段；及び
[0018]  前記干渉パターンを分析して前記シートの厚さを計算するための手段。
【０００９】
[0019]  好ましい実施態様では、好適には８乃至２５ミクロンの範囲にある中赤外波長（３乃至５０ミクロン）の放射が紙の織物内へ導かれ、織物の上面と底面における光の反射によって作られる干渉縞が記録される。より短い波長の放射と比較して、中ＩＲ波長は紙の中の散乱によって受ける影響がより少なく、このことは本発明手法を、先行技術の手法には適していない応用に適したものにする。もしキャリパーセンサの波長が（典型的には５０ミクロン乃至１ｍｍの波長を有する）遠ＩＲ又は（典型的には１００ミクロン乃至１ｍｍの波長を有する）テラヘルツ範囲まで拡張されれば、２０ミクロン乃至２−３ｍｍの範囲の織物の厚さが測定されることが可能である。織物は、キャリパーセンサが設けられている測定ヘッドと接触しない。測定は、測定ヘッドを１つだけ必要とする反射配置において実施されることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、織物に導かれたビームと当該織物の上面及び下面によるビームの散乱を示す。
【図２】図２は、キャリパーセンサの異なる実施態様を示す。
【図３】図３は、キャリパーセンサの異なる実施態様を示す。
【図４】図４は、キャリパーセンサの異なる実施態様を示す。
【図５】図５は、キャリパーセンサの異なる実施態様を示す。
【図６】図６は、キャリパーセンサの異なる実施態様を示す。
【図７】図７は、デュアルヘッドスキャナに片面キャリパーセンサを実装したシート製造システムを示す。
【図８】図８は、織物のキャリパーを計算する測定工程を利用するシステムの図である。
【図９】図９は、λ＝１５ミクロンにおける、及び屈折率が１．５であると仮定された、８０ミクロン厚の生産物に対する干渉縞信号を示す角度対強度のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0025]  本発明は、フィルム、織物、又はシートの厚さを測定するための非接触センサデバイスに関する。センサは紙のキャリパーを算出することにおいて説明されるが、センサは、例えば被覆物、樹脂、布地等を含む様々な平らな素材の厚さを測定することが可能である、ということが理解される。センサは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、又はポリビニルクロライドからなる多孔質ポリマー（樹脂）の厚さ検出に特に適している。
【００１２】
[0026]  図１は、波長λ０の入射電磁放射が反射される上側及び下側の面又は平面である平面３及び平面５を有する厚さｄの織物生産物２上において入射し、反射し、屈折する電磁放射ビームの配置を示す。加えて、平面３の異なる側において屈折率が異なるので、織物の中へ伝搬していく入射電磁放射の一部は屈折する。上側（平面３）と下側（平面５）の面間の距離はｄである。織物の周りの空気の屈折率はｎ１であり、織物の内部の屈折率はｎ２である。ビーム７とビーム９の光路長差はΔ＝２ｎ２ｄｃｏｓθ２である。対応する位相差はδ＝ｋ０Δ−πであり、ここでｋ０＝２π／λ０である。最小干渉は、
[0027]        δ＝（２ｍ＋１）π  但しｍ＝０，１，２，…        （３）
において生じる。
【００１３】
[0028]  例えば、平均入射角が４５°であり、使用されるレーザ光の波長が１５μｍであり、織物の厚さが８０μｍであり、屈折率が１．５であると仮定すると、干渉の１周期を測定するのに±７°の入射角の範囲が必要とされる。動作において、一旦干渉パターンが得られると、織物の厚さを特定するための標準的な手法が実施されることが可能である。スペクトルから素材の厚さと屈折率を導出する１つの方法は、上記の式１において与えられる干渉の関係を用いて角度スペクトルをフィッティングすることである。厚さｄと屈折率ｎ２がフィッティングから導出されることが可能である。別の方法は、式３が満たされた場合に生じるゼロクロス即ち最小干渉の角度を記録することである。ｍ２の関数としてゼロクロスにおけるｓｉｎ２θ１の値をプロットすることによって、傾き（λ０／２ｄｎ１）２と切片（ｎ２／ｎ１）２の直線が得られる。織物の厚さｄが計算されることが可能である。典型的には空気（ｎ１＝１）であるｎ１が既知であると仮定すると、素材の屈折率ｎ２が計算されることが可能である。厚さは通常、織物の屈折率を陰に又は陽に計算した後に計算される。
【００１４】
[0029]  本発明のキャリパーセンサは、好ましくは、８−２５ミクロンの範囲の固定波長で動作する量子カスケードレーザ（ＱＣＬ）を用いる。好適なＱＣＬは、デイライトソリューションズ社（カリフォルニア州サンディエゴ）から商業的に入手可能である。レーザビームが好ましくは０乃至６０度の範囲の角度でモニタ中の織物に方向付けられ、反射強度が測定される。図２は、据え置き型ＱＣＬ１２、一対の調整用ミラー８、１０、一対の中継ミラー４、６、及び据え置き型検出器１４を含んだキャリパーセンサを示し、これらはローラ３０、３６によって支持された移動する織物２の同じ側に配置されている。調整用ミラー８及び１０は、回転機構１６及び１８にそれぞれ取り付けられている。動作において、ＱＣＬ１２は、調整用ミラー８へ向かうレーザビーム１Ａを発生させる。調整用ミラー８は第１の配置にあるように示されており、その結果、反射ビーム１Ｂは中継ミラー４によって移動する織物２上の固定位置へと向けられる。織物２からの反射された放射１Ｂは、中継ミラー６と調整用ミラー１０によって検出器１４の中へ方向付けられる。検出器１４は、捕えられた放射の強度を測定するフォトダイオードを備えることが可能である。中継ミラーのそれぞれは、好ましくは、固定式の単一の従来型凹球面ミラーである。引き続いて、調整用ミラー８及び１０は、入射された放射が初めのビーム１Ａとは異なる角度で織物に到達するように、それぞれの第２の配置へ回転される。このスキャンのプロセスは、範囲全体がカバーされるまで続く。好適な検出器は、例えばＨｄＣｄＴｅ（テルル化カドミウム水銀）固体検出器を含む。
【００１５】
[0030]  図３は、移動する織物２の同じ側に配置されたＱＣＬ２８、調整用ミラー２０、２２、２４、及び２６、並びに検出器３０を含むキャリパーセンサの別の構成を示す。各調整用ミラーは、図２に示されているものと同じ構成であることが可能な回転機構に取り付けられる。４つの調整用ミラーの向きは、ＱＣＬ２８からの放射が予め定められた角度範囲にわたって織物２上の固定位置へとスキャンされることを可能とするように連動する。図２に示された好ましい実施態様では、調整用ミラー対２４及び２６は対称に配列され、同様に調整用ミラー対２０及び２２は対称に配列される。このようにして、それぞれの対のミラーは、同一の角度を通じて回転される。
【００１６】
[0031]  図４は、関連する調整光学系４０を備えた量子カスケードレーザ４４と、関連する調整光学系４２を備えた検出器４６とを含むキャリパーセンサの別の構成を表す。調整光学系４０は、集束レンズ３２及びプリズム４８を備えており、エンコーダ信号を発生する回転機構の上に取り付けられて、織物２に対する入射角の変更と決定を可能にする。オプションとして、集束レンズとプリズムは、信号の最適化のために移動ステージ上に取り付けられる。同様に、調整光学系４２は、検出器４６における信号の最適化を可能にする集束レンズ３４及びプリズム５６を有する。動作において、ＱＣＬ４４は、調整光学系４０を通じて初期入射角で織物２上の固定位置へと方向付けられるレーザビームを発生させる。調整光学系４０及び４２の両方のプリズムを同期して動かすことで、織物へのスポット位置を保持し検出器４６における信号を最大化しながら、ＱＣＬ４４からの放射ビームを所望の範囲の入射角にわたってスキャンすることができる。例えば、調整光学系４０及び４２における２インチのポリエチレン立方体と８インチのポリエチレン集束レンズは、織物２上の予め定められた初期入射角に７度の変化を与えるだろう。調整光学系４０及び４２のレンズとプリズムの好適な材質は、１６−２５００μｍの高い透過率範囲の帯域幅のためポリエチレンであるが、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、シリコン（Ｓｉ）、臭化／ヨウ化タリウム（ＫＲＳ−５）、又はヨウ化セシウム（ＣｓＩ）からなってもよく、これらは全て赤外及び遠赤外の範囲において良好である。
【００１７】
[0032]  図５は、検出器アレイ５２、ＱＣＬ５４に伴う（レンズ又はマイクロレンズアレイなどの）関連光学系５３、回転可能な調整用ミラー５６、及び中継ミラー５８を採用したキャリパーセンサの構造を示す。好ましい検出器アレイは、異なる角度で反射された織物２上の固定位置からの反射放射の強度を、当該反射放射を検出器アレイに集束させるように検出器アレイ又は光学系を動かすことなく測定するように構成された個別フォトダイオードのリニアアレイを含む。動作において、ＱＣＬ５４からの放射が初期入射角で織物２上の固定位置へ調整用ミラー５６によって方向付けられ、その結果の反射された放射が検出器アレイ５２によって捕えられる。引き続いて、調整用ミラーを第２の配置へ回転させることによって入射角が変更され、その結果の反射された放射が検出器アレイ５２によって捕えられる。このプロセスによって、ＱＣＬ５４からの放射が所望の範囲の入射角にわたって織物２上にスキャンされることが確実になる。
【００１８】
[0033]  図６は、ＱＣＬ６４、回転可能な調整用ミラー６６、中継ミラー６０、集束光学系６２、及び検出器６８を採用したキャリパーセンサの構造を示す。集束光学系６２は、反射された放射を検出器６８に集束させる。１つよりも多いミラー、レンズ、又は組み合わせが用いられることができる。
【００１９】
[0033]  図７は、連続生産中にシート７６のキャリパーを測定するデュアルヘッドスキャナ７８にセンサが組み込まれたスキャニングセンサシステム７０を示す。スキャナ７８は、上部及び下部スキャニングヘッド８０、８２が取り付けられた２つの横梁７２、７４によって支持される。下部及び上部スキャナヘッド８０、８２の作動面は、シート７６を収容できる測定間隙を規定する。キャリパーセンサのある特定の実装例では、センサのＱＣＬと検出器の両方がスキャナヘッド８０に組み込まれ、スキャナヘッド８０は、シート全体の厚さが測定されるように、流れ方向（ＭＤ）に動くシート７６の幅を横切る横断方向に繰り返し行ったり来たり動く。
【００２０】
[0034]  センサが図２に示されるように反射モードで動作している場合、放射源と受信器の両方が上部スキャナヘッド８０内に収納される。透過モードで動作している場合、放射源が上部スキャニングヘッド８０に配置される一方、放射受信器は下部スキャニングヘッド８２に配置される。
【００２１】
[0035]  デュアルスキャナヘッド８０、８２の動きは、それらが互いに揃うように速さと方向に関して同期される。放射源は、シート全体の厚さがモニタされるように、センサが移動シート７６の幅を横切る横断方向に繰り返し行ったり来たり動く際にシート７６上に照明（スポットサイズ）を生成する。本発明のキャリパーセンサは、放射ビームをシート上の同一スポットに方向付けながら、当該スポット即ち旋回軸の周りに入射ビーム角を変化させる。この点に関して、その角度が変化する時間スケールは、（スキャナヘッドが移動している間に）センサによって見込まれる横断方向における長さが最小化されるように十分高速である必要がある。スキャニング周期は典型的には１００ｍｓ以下であり、好ましくは１０ｍｓ程度である。回転及び集束エレメントは、入射角を変化させながらシート上のスポット位置が同じに留まることを確実にする。
【００２２】
[0036]  図８は、織物のキャリパーを連続的に測定することによって紙、又は他の多孔質膜、又は類似の織物の製造を制御するための工程を示す。入射角の範囲がスキャンされる際に織物から反射された測定放射の強度を表すデジタル化信号が、信号調整デジタル化ステージ９０によって生成され、キャリパー９４信号を計算するべくマイクロプロセッサ９２によって利用される。キャリパー信号は、アクチュエータをスキャナシステム７０（図７）の上流及び／又は下流へ制御して、キャリパー測定に応じて生産機構を統制することが可能である。
【００２３】
[0037]  中赤外放射の格別の特徴は、可視又は近赤外と比べて長い波長が、織物表面の凹凸又は粗さによる散乱に対して感受性をより低くすることである。そのうえ、中赤外波長は、紙及び樹脂フィルムなどの典型的な織物生産物の厚さと同じオーダーの大きさである。この２つの組み合わせは、測定及び分析されるのに十分に高い明瞭度を持った干渉縞をもたらす。水分に対する放射の透過窓は、約２２ミクロンの波長λ０付近に存在する。即ち、この波長において検出される透過放射の総量は、水分への感受性が最も低い。したがって、この波長の放射を用いることは、紙、特に典型的には１０ミクロン乃至２０ミクロンの範囲の厚さを有する紙の厚さを測定するのにとりわけ適している。図９は、本発明のキャリパーセンサを用いて形成される期待された干渉縞を示す。織物は８０ミクロンの厚さであり、波長１５ミクロンの放射を用いると屈折率１．５を有する。
【００２４】
[0038]  上記は本発明の原理、好ましい実施態様、及び動作の態様を説明した。しかしながら、本発明は、論じられた特定の実施態様に限定されるものと解されるべきではない。したがって、上述された実施態様は制限的ではなく例示的とみなされるべきであり、以下のクレームによって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、それらの実施態様において当業者によって改変がなされることができる、ということが認識されるべきである。
【図１】
2016540224.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2016540224.tif 000012
【国際調査報告】
2016540224.tif 000013
2016540224.tif 000014