JP2009216451A - 膜幅測定方法及び膜幅測定装置 - Google Patents

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友厚 辻
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Abstract

【課題】フィルムの膜幅の測定精度を安定させ、なおかつ測定時間を短縮する。
【解決手段】膜幅を測定する膜幅測定方法において、膜幅より長い直線状の光路断面を有するレーザ光Bを、照射位置の光路断面B1がフィルムAを幅方向に横切るように照射し、当該光路断面B1とフィルムAの長手方向が直交する位置を通るようにフィルムAを光路軸周りに回転させ、照射位置の光路断面B1のうちのフィルムAによって遮光された部分の長さの最小値を算出し、当該遮光部分の長さの最小値を膜幅Hとする。
【選択図】図1

Description

本発明は、フィルムなどの膜の膜幅を測定する膜幅測定方法と、膜幅測定装置に関する。
例えば電池のセパレータ、写真のフィルム、テープなどのフィルム製品の完成時には、フィルムの膜幅を測定し、フィルム製品の寸法を検査する必要がある。この膜幅の測定は、従来より例えばフィルムに光を照らしてその影の部分の寸法を測定する光透過型の測定機や、フィルムをCCDカメラなどで撮像しその画像から寸法を測定する測定機を用いて行われている。
上述の膜幅測定機では、一般的に作業員がフィルムの幅方向の一方の端部の1点と他方の端部の2点をポイントし、それらの3点から、フィルムの長手方向に対し直交する直線を求め、その直線の長さを求めて、フィルムの膜幅を測定している。
特開平11−281327号公報 特開2005−300271号公報
しかしながら、上記方法を用いた場合、作業員の測定機の操作により3点の測定点がポイントされ、さらにその測定点に基づいてフィルムの膜幅が算出されるため、作業員の測定機操作の熟練度等により測定精度が左右されることがある。また、作業員による測定器の操作工程が入るので、比較的測定に時間がかかる。特に多数のフィルム製品の膜幅を測定する場合には、長時間を要する。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、フィルムなどの膜の膜幅の測定精度を安定させ、なおかつ測定時間を短縮することをその目的とする。
上記目的を達成するための本発明は、膜幅を測定する膜幅測定方法であって、膜幅より長い直線状の光路断面を有するレーザ光を、照射位置の光路断面が膜を幅方向に横切るように照射し、当該光路断面と膜の長手方向が直交する位置を通るように膜を光路軸周りにレーザ光に対し相対的に回転させ、前記照射位置の光路断面のうちの前記膜によって遮光された部分の長さの最小値を算出し、当該遮光部分の長さの最小値を膜幅とすることを特徴とする。なお、「レーザ光」は、発光時に膜幅より長い直線状の光路断面を有するカーテン状のものの他、多数の線状のレーザ光を一列に並べて、膜幅より長い光路断面を形成するものや、線状のレーザ光を走査した結果、膜幅より長い光路断面を形成するものも含まれる。
かかる膜幅測定方法の測定原理は、レーザ光の直線状の光路断面と膜の長手方向が直交して、レーザ光の膜による遮光部分の長さが最小値になったときに、その最小値が正しい膜幅になることにある。
本発明によれば、直線状の光路断面を有するレーザ光を膜に照射した状態で、膜を回転させ、その際の膜によって遮光された部分の長さの最小値を算出するので、レーザ光の直線状の光路断面と膜の長手方向が直交するときの正しい膜幅を検出できる。したがって、精度の高い膜幅測定を行うことができる。また、従来のように作業員が測定機を操作して測定点をポイントするようなことがないので、測定精度が安定し、測定時間を短縮できる。
前記膜の回転は、膜の初期位置から、90度以下の所定角度ずつ両方向に行うようにしてもよい。かかる場合、レーザ光に対する膜の回転を両方向に行うので、膜の初期位置がいずれの方向にずれていたとしても、レーザ光の光路断面と膜の長手方向が直交したときの正しい膜幅をより確実に検出できる。換言すると、例えば作業員等による膜の初期位置の設定が簡単になり、この点からも測定精度の安定や測定時間の短縮が図られる。さらに、回転角度が90度以下の所定角度に設定されるので、余計な回転をなくし、測定の迅速化を図ることができる。
また、予め膜を、レーザ光の光路断面の直交方向から所定方向に回転させた初期位置に配置し、前記膜の回転は、前記初期位置から前記所定方向の反対方向に向けて行うようにしてもよい。かかる場合、膜幅測定時の膜の回転が一方向で足りるので、測定時間をさらに短縮できる。
別の観点による本発明は、膜幅を測定する膜幅測定装置であって、膜を載置する載置部と、膜幅より長い直線状の光路断面を有するレーザ光を、照射位置の光路断面が前記載置部の膜を幅方向に横切るように照射するレーザ光照射部と、前記載置部の膜を光路軸周りにレーザ光に対し相対的に回転させるための回転駆動部と、前記膜により遮光されなかった部分のレーザ光を受光するレーザ光受光部と、前記レーザ光受光部によるレーザ光の受光結果から、前記照射位置の光路断面のうちの前記膜によって遮光された部分の長さの最小値を算出し、当該遮光部分の長さの最小値を膜幅とする演算部と、を有することを特徴とする。
前記回転駆動部による膜の回転は、膜の初期位置から、90度以下の所定角度ずつ両方向に行うようにしてもよい。
前記載置部には、膜を載置する際の載置部の初期位置においてレーザ光の光路断面に直交するガイド線が形成されていてもよい。かかる場合、ガイド線を頼りに膜を載置できるので、膜の載置位置が光路断面に直交する方向から大幅にずれることがなく、膜を載置する作業が簡単になる。この結果、膜の載置に要する時間や、膜を回転させる時間を短縮でき、測定時間を短縮できる。
前記載置部には、膜を載置する際の載置部の初期位置においてレーザ光の光路断面に平行になるガイド線が形成されていてもよい。かかる場合、レーザ光の光路断面方向が確認できるので、これを頼りに膜を載置することができ、膜を載置する作業が簡単になる。この結果、膜の載置に要する時間や、膜を回転させる時間を短縮でき、測定時間を短縮できる。
前記光路断面に平行なガイド線は、幅のある帯状に形成され、レーザ光が照射される領域を含むように形成されていてもよい。この場合、レーザ光の照射領域を確認しながら、膜を適正な位置に載置できる。
前記光路断面に平行なガイド線は、前記載置部の他の部分と異なる色で形成されていてもよい。この場合、ガイド線が視覚的に分りやすく、より簡単かつ適正に膜を載置できる。
予め膜を、レーザ光の光路断面の直交方向から所定方向に回転させた初期位置に載置し、前記回転駆動部による膜の回転は、前記膜の初期位置から前記所定方向の反対方向に向けて行うようにしてもよい。
前記載置部には、膜を載置する際の載置部の初期位置において前記レーザ光の光路断面の直交方向から前記所定方向に回転させた方向に向くガイド線が形成されていてもよい。
前記載置部には、前記ガイド線に直交し幅のある帯状に形成され、なおかつ前記レーザ光が照射される領域を含む他のガイド線が形成されていてもよい。
前記他のガイド線は、前記載置部の他の部分と異なる色で形成されていてもよい。
上記膜幅測定装置は、前記載置部の膜上に重ねて当該膜を押さえる透明板をさらに有するようにしてもよい。かかる場合、フィルムなどの薄膜を回転させた際に、膜の位置がずれることがなく、膜幅の測定を適正に行うことができる。
互いに対向する前記レーザ光照射部と前記レーザ光受光部の間に、前記載置部が配置され、前記載置部は、前記レーザ光が透過可能に構成されていてもよい。
本発明によれば、膜幅の測定精度を安定させ、なおかつ測定時間を短縮できる。
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態に係る膜幅測定装置1の構成の概略を示す説明図である。
膜幅測定装置1は、例えば測定対象であるフィルムAを載置する載置部としての載置台10と、フィルムAにレーザ光Bを照射するレーザ光照射部11と、当該レーザ光照射部11から発光されたレーザ光Bを受光するレーザ光受光部12と、載置台10を支持し回転させる回転駆動部としての回転駆動台13と、演算部としてのコンピュータ14を有している。
例えば載置台10と、レーザ光照射部11と、レーザ光受光部12及び回転駆動台13は、鉛直方向に立設された支柱20の側面に取り付けられている。レーザ光照射部11とレーザ光受光部12は、上下方向に互いに対向し、それらの間に回転駆動台13が配置されている。載置台10は、回転駆動台13上に取り付けられている。
レーザ光照射部11は、下面に例えば一方向(図1のX方向)に長いスリット状の発光口11aを有している。これにより、レーザ照射部11は、光路断面が直線のレーザ光Bを下方に向けて発光できる。また、レーザ光照射部11の発光口11aは、フィルムAの膜幅Hより長く形成されており、照射位置における光路断面B1がフィルムAを幅方向に横切る(光路断面B1がフィルムAの幅方向の一側部の外方から他側部の外方まで延びる)ようにレーザ光Bを照射できる。なお、レーザ光照射部11の照射速度(単位時間当たりの照射回数)や照射タイミングは、適宜設定できる。
載置台10は、例えば方形の板状に形成されている。載置台10は、例えば全体が透明に形成されている。載置台10の表面には、例えば図2に示すように長手方向に向けた複数本のガイド線10aが形成されている。また、載置台10の表面の中央部には、ガイド線10aと直交し、他の部分と色が異なるレーザ照射領域線10b(光路断面に平行なガイド線)が形成されている。レーザ照射領域線10bは、幅のある帯状に形成され、レーザ光Bの照射領域を含んでいる。本実施の形態では、フィルムAが載置される際の載置台10の初期位置は、ガイド線10aがレーザ光Bの光路断面B1と直交(Y方向)し、レーザ照射領域線10bが光路断面B1に平行(X方向)になるように設定されている。
図1に示す回転駆動台13は、モータ等の駆動源を備え、載置台10を鉛直軸周りに回転できる。したがって、回転駆動台13は、載置台10上のフィルムAをレーザ光Bの光路軸周りに回転させることができる。回転駆動台13による載置台10の回転速度、回転角度及び回転方向等は、適宜設定できる。また、例えば回転駆動台13の中央部付近には、図3に示すようにレーザ光Bが通過する貫通孔13aが形成されている。
レーザ光受光部12は、図1に示すように上面に例えばX方向に長いスリット状の受光口12bを有し、載置台10上のフィルムAに遮光されなかった部分のレーザ光Bを受光できる。つまり、図3に示すようにレーザ光Bは、光路断面B1の中央部がフィルムAにより遮光されるため、レーザ光受光部12は、フィルムAの両側を通過したレーザ光Bを受光できる。
レーザ光受光部12により受光されたレーザ光Bの情報は、コンピュータ14に出力できる。コンピュータ14は、レーザ光受光部12によるレーザ光Bの受光結果から、 光路断面B1のうちのフィルムAによって遮光された部分の長さ(以下、遮光長)Lを算出し、レーザ光Bの照射毎に複数得られた遮光長Lの中から最小値Lmを算出し、当該最小値LmをフィルムAの膜幅Hとする。
なお、コンピュータ14は、内部にCPU,ROM,RAM等を備え、例えばCPUは、測定プログラムに従って所望の演算を実行して、遮光長Lやその最小値Lmの算出など、種々の処理を行う。ROMは、CPUで処理する測定プログラムや受光データを記憶する。RAMは、主として測定処理のための各種作業領域として使用される。
例えば支柱20の側部には、スイッチ21が設けられており、膜幅測定装置1の起動や停止は、このスイッチ21により行うことができる。
次に、以上のように構成された膜幅測定装置1を用いた膜幅測定方法について説明する。先ず、図1に示すように測定対象であるフィルムAが載置台10上に載置される。このとき、図2に示すように載置台10のガイド線10aがレーザ光Bの光路断面B1の直交方向(Y方向)に向いているので、作業員は、ガイド線10aに沿ってフィルムAを載置できる。また、レーザ照射領域線10bは、光路断面B1と平行で、なおかつレーザ光Bの照射領域を示しているので、これもフィルムAの載置位置のガイドとなる。こうして、フィルムAは、照射位置における光路断面B1がフィルムAを幅方向に横切り、なおかつフィルムAの長手方向が光路断面B1に対しおよそ直交する位置(初期位置)に載置される。
次にレーザ光照射部11によるレーザ光Bの照射が開始される。このレーザ光Bの照射は、短時間の発光を短周期で繰り返して行われる。そして、レーザ光Bが照射された状態で、回転駆動台13により載置台10上のフィルムAが回転される。フィルムAは、例えば図4に示すように先ず初期位置C1から時計周り方向に90度以下の所定角度θ1(例えば10度)回転され、その後初期位置C1に戻され、その後反時計回り方向に同じ所定角度θ1回転され、その後初期位置C1に戻される。このように、フィルムAは、光路断面B1とフィルムAの長手方向が直交する位置を必ず通るように、初期位置C1から両方向に所定角度θ1ずつ回転される。このときのフィルムAの回転速度は、例えば1度/秒以上、10度/秒以下で行われる。また、レーザ光Bの照射は、フィルムAの1度回転あたりに例えば50回以上、600回以下の回数で行われる。
フィルムAに遮光されなかったレーザ光Bは、レーザ光受光部11で受光される。この受光情報は、レーザ光Bの照射毎に逐次コンピュータ14に送られる。コンピュータ14では、レーザ光Bの照射毎に、レーザ光Bの光路断面B1のうちのフィルムAにより遮光された遮光長Lが算出される。そして、フィルムAの回転が終了し、レーザ光Bの照射が終了したときに、遮光長Lの最小値Lmが算出され、この最小値LmをフィルムAの幅Hとする。図5に示すように光路断面B1とフィルムAが直交したときに、遮光長Lが最小になり、その最小値がフィルムAの膜幅となるので、かかる膜幅測定により、精度の高い膜幅Hを測定できる。
以上の実施の形態によれば、直線状の光路断面B1を有するレーザ光BをフィルムAに照射した状態で、フィルムAを回転させ、その際のフィルムAによって遮光された遮光長Lの最小値Lmを算出して、フィルムAの正確な膜幅Hを測定している。かかる場合、従来のように作業員が測定機を操作して測定点をポイントするようなことがないので、例えば膜幅測定が自動化され、測定精度が安定し、測定時間を短縮できる。
フィルムAの回転は、フィルムAの初期位置から、90度以下の所定角度θ1ずつ両方向に行うようにしているので、フィルムAの初期位置C1がいずれの方向にずれていたとしても、光路断面B1とフィルムAの長手方向が直交したときの正しい膜幅Hをより確実に検出できる。換言すると、例えば作業員等によるフィルムAの初期位置の設定が簡単になり、この点からも測定精度の安定や測定時間の短縮が図られる。さらに、回転角度が90度以下の所定角度θ1に設定されるので、余計な回転をなくし、測定の迅速化を図ることができる。
載置台10には、フィルムAを載置する際の載置台10の初期位置においてレーザ光Bの光路断面B1に直交するガイド線10aが形成されているので、ガイド線10aを頼りにフィルムAを載置できる。このため、フィルムAの載置位置が光路断面B1に直交する方向から大幅にずれることがなく、フィルムAを載置する作業が簡単になる。この結果、フィルムAの載置に要する時間や、フィルムAを回転させる時間を短縮でき、測定時間を短縮できる。
載置台10には、載置台10の初期位置においてレーザ光Bの光路断面B1に平行になるレーザ照射領域線10bが形成されている。このため、光路断面B1の方向が把握でき、これを頼りにフィルムAを載置することができる。この結果、フィルムAを載置する作業が簡単になり、フィルムAの載置に要する時間や、フィルムAを回転させる時間を短縮でき、測定時間を短縮できる。
レーザ照射領域線10bは、幅のある帯状に形成され、レーザ光Bが照射される領域を含むように形成されていているので、レーザ光Bの照射領域を確認しながら、フィルムAを適正な位置に載置できる。
また、レーザ照射領域線10bは、載置台10の他の部分と異なる色で形成されているので、視覚的に分りやすく、より簡単かつ適正にフィルムAを載置できる。
また、互いに対向するレーザ光照射部11とレーザ光受光部12の間に、載置台10が配置され、載置台10は、レーザ光Bが透過可能に構成されているので、レーザ光受光部12におけるレーザ光Bの受光を好適に行うことができる。
以上の実施の形態では、フィルムAの回転は、フィルムAの初期位置C1から、所定角度θ1ずつの両方向に行うようにしていたが、予めフィルムAを、レーザ光Bの光路断面B1の直交方向から所定方向に回転させた初期位置に載置し、回転駆動台13によるフィルムAの回転は、その初期位置から当該所定方向の反対方向に向けて行うようにしてもよい。
かかる場合、上記載置台10は、フィルムAが載置される際の初期位置において、図6に示すように光路断面B1の直交方向に対し所定方向の時計周り方向R1に予め回転されている。載置台10は、例えば90度以下の所定角度θ2(例えば10度)回転されている。これにより、載置台10には、フィルムAを載置する際の初期位置において光路断面B1の直交方向から所定方向Rに回転させた方向に向くガイド線10aが形成されていることになる。また、載置台10には、ガイド線10aに直交する他のガイド線としてのレーザ照射領域線10bが形成されていることになる。
そして、フィルムAの膜幅測定時には、先ずフィルムAが載置台10上に載置される。このとき、ガイド線10aが光路断面B1の直角方向から時計周り方向R1に回転させた方向に向いているので、作業員は、そのガイド線10aに沿ってフィルムAを載置できる。これにより、フィルムAは、光路断面B1の直交方向から時計周り方向R1側にずらされた初期位置C2に載置される。
次に、レーザ光Bの照射が開始される。レーザ光Bが照射された状態で、回転駆動台13によりフィルムAが回転される。このとき、図7に示すようにフィルムAは、例えば初期位置C2から反時計回り方向R2に少なくとも所定角度θ2以上回転される。これにより、光路断面BとフィルムAの長手方向が直交する位置を通るように、フィルムAが回転される。
このとき、フィルムAに遮光されなかった部分のレーザ光Bは、レーザ光受光部11で受光され、その情報が逐次コンピュータ14に送られる。コンピュータ14では、レーザ光Bの照射毎に、レーザ光Bの光路断面B1のうちのフィルムAにより遮光された遮光長Lが算出される。そして、フィルムAの回転が終了し、レーザ光Bの照射が終了したときに、遮光長Lの最小値Lmが算出され、その最小値LmをフィルムAの膜幅Hとする。
かかる例によれば、フィルムAの回転を一方向に行うだけなので、より測定時間を短縮できる。また、予めフィルムAを時計周り方向R1に回転させておき、測定時に反時計周り方向R2に回転させるので、光路断面B1とフィルムAの方向が直交するときの正しい膜幅Hを確実に検出できる。
以上の実施の形態で記載した膜幅測定装置1は、図8に示すようにフィルムA上に重ねて当該フィルムAを押さえる透明板30をさらに有してもよい。この透明板30は、例えばピン31により載置台10に留めることができる。かかる場合、フィルムAを回転させても、載置台10上のフィルムAの位置がずれることがなく、膜幅Hの測定を適正に行うことができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば以上の実施の形態では、フィルムAを回転させていたが、レーザ光B側を回転させてもよい。また、以上の実施の形態では、レーザ光Bが、発光時に膜幅Hより長い直線状の光路断面B1を有するカーテン状のものであったが、レーザ光Bは、多数の細い線状のレーザ光を一列に並べて、膜幅Hより長い光路断面B1を形成するものや、細い線状のレーザ光Bを走査した結果、膜幅Hより長い光路断面B1を形成するものであってもよい。また、以上の実施の形態は、測定対象がフィルムAの場合の例であったが、他の膜の膜幅測定にも、本発明は適用できる。
膜幅測定装置の構成の概略を示す説明図である。 初期位置における載置台の平面図である。 膜幅測定装置の構成を示す説明図である。 フィルムの回転方向を示す説明図である。 レーザ光の光路断面とフィルムが直交した状態を示す説明図である。 予め回転させた初期位置における載置台の平面図である。 フィルムの回転方向を示す説明図である。 透明板を取り付けた載置台を示す説明図である。
符号の説明
1 膜幅測定装置
10 載置台
10a ガイド線
10b レーザ照射領域線
11 レーザ光照射部
12 レーザ光受光部
13 回転駆動台
14 コンピュータ
A フィルム
B レーザ光
B1 光路断面
C1、C2 初期位置
L 遮光長
Lm 最小値
H 膜幅

Claims (15)

  1. 膜幅を測定する膜幅測定方法であって、
    膜幅より長い直線状の光路断面を有するレーザ光を、照射位置の光路断面が膜を幅方向に横切るように照射し、当該光路断面と膜の長手方向が直交する位置を通るように膜を光路軸周りにレーザ光に対し相対的に回転させ、前記照射位置の光路断面のうちの前記膜によって遮光された部分の長さの最小値を算出し、当該遮光部分の長さの最小値を膜幅とすることを特徴とする、膜幅測定方法。
  2. 前記膜の回転は、膜の初期位置から、90度以下の所定角度ずつ両方向に行うことを特徴とする、請求項1に記載の膜幅測定方法。
  3. 予め膜を、レーザ光の光路断面の直交方向から所定方向に回転させた初期位置に配置し、
    前記膜の回転は、前記初期位置から前記所定方向の反対方向に向けて行うことを特徴とする、請求項1に記載の膜幅測定方法。
  4. 膜幅を測定する膜幅測定装置であって、
    膜を載置する載置部と、
    膜幅より長い直線状の光路断面を有するレーザ光を、照射位置の光路断面が前記載置部の膜を幅方向に横切るように照射するレーザ光照射部と、
    前記載置部の膜を光路軸周りにレーザ光に対し相対的に回転させるための回転駆動部と、
    前記膜により遮光されなかった部分のレーザ光を受光するレーザ光受光部と、
    前記レーザ光受光部によるレーザ光の受光結果から、前記照射位置の光路断面のうちの前記膜によって遮光された部分の長さの最小値を算出し、当該遮光部分の長さの最小値を膜幅とする演算部と、を有することを特徴とする、膜幅測定装置。
  5. 前記回転駆動部による膜の回転は、膜の初期位置から、90度以下の所定角度ずつ両方向に行うことを特徴とする、請求項4に記載の膜幅測定装置。
  6. 前記載置部には、膜を載置する際の載置部の初期位置においてレーザ光の光路断面に直交するガイド線が形成されていることを特徴とする、請求項5に記載の膜幅測定装置。
  7. 前記載置部には、膜を載置する際の載置部の初期位置においてレーザ光の光路断面に平行になるガイド線が形成されていることを特徴とする、請求項5又は6に記載の膜幅測定装置。
  8. 前記光路断面に平行なガイド線は、幅のある帯状に形成され、レーザ光が照射される領域を含むように形成されていることを特徴とする、請求項7に記載の膜幅測定装置。
  9. 前記光路断面に平行なガイド線は、前記載置部の他の部分と異なる色で形成されていることを特徴とする、請求項8に記載の膜幅測定装置。
  10. 予め膜を、レーザ光の光路断面の直交方向から所定方向に回転させた初期位置に載置し、
    前記回転駆動部による膜の回転は、前記膜の初期位置から前記所定方向の反対方向に向けて行うことを特徴とする、請求項4に記載の膜幅測定装置。
  11. 前記載置部には、膜を載置する際の載置部の初期位置において前記レーザ光の光路断面の直交方向から前記所定方向に回転させた方向に向くガイド線が形成されていることを特徴とする、請求項10に記載の膜幅測定装置。
  12. 前記載置部には、前記ガイド線に対し直交し幅のある帯状に形成され、なおかつ前記レーザ光が照射される領域を含む他のガイド線が形成されていることを特徴とする、請求項11に記載の膜幅測定装置。
  13. 前記他のガイド線は、前記載置部の他の部分と異なる色で形成されていることを特徴とする、請求項12に記載の膜幅測定装置。
  14. 前記載置部の膜上に重ねて当該膜を押さえる透明板をさらに有することを特徴とする、請求項4〜13のいずれかに記載の膜幅測定装置。
  15. 互いに対向する前記レーザ光照射部と前記レーザ光受光部の間に、前記載置部が配置され、
    前記載置部は、前記レーザ光が透過可能に構成されていることを特徴とする、請求項4〜14のいずれかに記載の膜幅測定装置。
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