JP2010169605A - Sensor with moving amount measuring function, and measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物理量と移動量の両方を同時に測定することができるセンサおよび測定装置に関し、特にフィルムシートの膜厚分布等物理量の分布を測定する測定装置に用いて好適な移動量測定機能付きセンサとこれを用いた測定装置に関するものである。 The present invention relates to a sensor and a measuring apparatus that can simultaneously measure both a physical quantity and a moving quantity, and in particular, a sensor with a moving quantity measuring function suitable for use in a measuring apparatus that measures a physical quantity distribution such as a film thickness distribution of a film sheet. And a measuring apparatus using the same.
図5に、フィルムシートの膜厚分布を測定する測定装置の構成を示す。図5において、10は膜厚分布を測定するフィルムシート、11はフィルムシート10を左右方向に移動させるためのモータである。モータ11を回転させるとローラ12が回転し、フィルムシート10を左右方向に移動させることができる。
In FIG. 5, the structure of the measuring apparatus which measures the film thickness distribution of a film sheet is shown. In FIG. 5, 10 is a film sheet for measuring the film thickness distribution, and 11 is a motor for moving the
13はエンコーダ、14はローラである。フィルムシート10が移動するとローラ14が回転し、エンコーダ13が回転する。エンコーダ13は回転数に応じたパルス信号を出力するセンサであり、このパルス信号はカウンタ15で積算される。従って、カウンタ15の積算値はフィルムシート10の移動距離を表す。この積算値は測定部18に出力される。
13 is an encoder, and 14 is a roller. When the
16はフィルムシート10の膜厚を測定するプローブであり、光源・分光部17から供給される測定光をフィルムシート10に照射し、反射光を検出する。この反射光信号は光源・分光部17に出力される。
光源・分光部17は、プローブ16から送られてきた反射光信号から干渉スペクトルを演算し、測定部18に出力する。測定部18は干渉スペクトルからフィルムシート10の膜厚を演算し、カウンタ15のカウント値から測定位置を算出して、この測定位置を膜厚測定値に関連づける。
The light source /
このような構成において、モータ11を駆動してフィルムシート10を移動させ、膜厚を測定する。この操作を繰り返すことにより、フィルムシート10の膜厚分布を測定することができる。
In such a configuration, the film 11 is moved by driving the motor 11, and the film thickness is measured. By repeating this operation, the film thickness distribution of the
図6に他の膜厚分布測定装置の構成を示す。なお、図5と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。この膜厚分布測定装置では、測定者は手動でプローブ16を測定位置に移動させ、その位置を位置入力部19に入力する。測定部18は、光源・分光部17が出力する干渉スペクトルからフィルムシート10の膜厚を演算し、この膜厚を位置入力部19が出力する位置情報に関連づける。
FIG. 6 shows the configuration of another film thickness distribution measuring apparatus. Note that the same reference numerals are given to the same elements as those in FIG. In this film thickness distribution measuring apparatus, the measurer manually moves the
なお、概略値のみ必要なときは、膜厚測定装置を用いないで、マイクロゲージを用いて数カ所の膜厚を測定する場合もある。 When only approximate values are required, the film thickness may be measured at several locations using a micro gauge without using a film thickness measuring device.
特許文献1には、膜厚を再計算するための計算範囲を容易に設定することができる膜厚測定装置の発明が記載されている。この発明では、干渉スペクトルと計算範囲の設定バーを同じ画面に表示し、この設定バーをマウスで操作することによって、計算範囲を設定・変更する。
特許文献2には、画面対応で測定位置を設定できる、画面表示を利用した測定方法の発明が記載されている。この発明では、被測定物の画像とX軸、Y軸方向に移動できる測定用スケールラインを表示し、マウスを用いてこのスケールラインを移動させて、測定位置を設定するものである。
しかしながら、このような測定装置および測定手法には次のような課題があった。図5の膜厚測定装置は自動で膜厚分布を測定できるという利点はあるが、フィルムシート10を移動させる装置が必要なので、装置が大がかりになり、高価になってしまうという課題があった。
However, such a measuring apparatus and measuring method have the following problems. Although the film thickness measuring apparatus of FIG. 5 has an advantage that the film thickness distribution can be automatically measured, since an apparatus for moving the
図6の膜厚測定装置は図5の装置に比べると構成を簡略化できるが、プローブを測定位置にセットしてその位置を入力する操作を繰り返さなければならないので、操作が煩雑になるという課題があった。また、手でセンサを測定位置に設置して、その位置を読み取る方式であるので、測定位置の精度、および再現性が悪くなるという課題もあった。 The film thickness measurement apparatus of FIG. 6 can be simplified in configuration as compared with the apparatus of FIG. was there. In addition, since the sensor is manually installed at the measurement position and the position is read, there is a problem that the accuracy and reproducibility of the measurement position deteriorates.
位置情報を入力せず、紙ベースで管理すると位置入力の手間は軽減されるが、データの共有ができないという課題もあった。 If paper information is managed without inputting position information, the trouble of position input is reduced, but there is a problem that data cannot be shared.
マイクロゲージを用いて簡易測定を行う方法は最も簡単であるが、測定精度を出し難く、かつデータの共有ができないという課題があった。また、測定に技術、訓練を要し、かつ測定精度が技術や経験で左右されるという課題もあった。 The simple measurement method using a micro gauge is the simplest method, but there are problems that it is difficult to obtain measurement accuracy and data cannot be shared. In addition, there is a problem that the measurement requires skill and training, and the measurement accuracy depends on the skill and experience.
特許文献1、および特許文献2の発明は画面上で範囲を特定する点では共通しているが、測定値と測定位置を対応付ける発明ではない。
The inventions of
従って本発明の目的は、構成が簡単であり、かつ自動的に測定値と測定位置の対応をとることができる移動量測定機能付きセンサ、および測定装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a sensor with a moving amount measuring function and a measuring apparatus that have a simple configuration and can automatically correspond to a measured value and a measuring position.
このような課題を解決するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
物理量を測定するセンサと、
その移動量に関連する信号を出力する移動量測定部と、
前記センサと前記移動量測定部を固定する固定台と、
を具備したものである。測定位置を自動的に取得することができる。
In order to solve such a problem, the invention according to
A sensor for measuring physical quantities;
A movement amount measurement unit that outputs a signal related to the movement amount;
A fixing base for fixing the sensor and the movement amount measuring unit;
Is provided. The measurement position can be acquired automatically.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、
前記移動量測定部は、X方向とY方向の両方の移動量に関連する信号を出力するようにしたものである。2次元位置を取得できる。
The invention according to claim 2 is the invention according to
The movement amount measuring unit outputs a signal related to the movement amount in both the X direction and the Y direction. A two-dimensional position can be acquired.
請求項3記載の発明は、請求項1若しくは請求項2記載の発明において、
前記移動量測定部としてマウスを用いたものである。安価な汎用品を使用できる。
The invention according to claim 3 is the invention according to
A mouse is used as the movement amount measuring unit. Inexpensive general-purpose products can be used.
請求項4記載の発明は、
請求項1乃至請求項3いずれかに記載の移動量測定機能付きセンサと、
前記移動量測定機能付きセンサの出力が入力され、前記移動量測定部の出力から測定位置を算出し、この測定位置と前記物理量を測定するセンサの出力から算出した測定値とを保存する測定部と、
を具備したものである。測定値と測定位置の両方を自動的に取得できる。
The invention according to claim 4
A sensor with a moving amount measuring function according to any one of
A measurement unit that receives the output of the sensor with movement amount measurement function, calculates a measurement position from the output of the movement amount measurement unit, and stores the measurement position and a measurement value calculated from the output of the sensor that measures the physical quantity When,
Is provided. Both measurement values and measurement positions can be acquired automatically.
請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明において、
前記測定値および測定位置を表示する表示部を具備したものである。測定値の分布を即座に把握できる。
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4,
A display unit for displaying the measurement value and the measurement position is provided. The distribution of measured values can be grasped immediately.
請求項6記載の発明は、請求項4若しくは請求項5記載の発明において、
前記移動量測定部としてマウスを用い、測定部としてパソコンを用いたものである。汎用品を使用できるので、安価になる。
The invention according to claim 6 is the invention according to claim 4 or claim 5,
A mouse is used as the movement amount measurement unit, and a personal computer is used as the measurement unit. Since a general-purpose product can be used, it becomes inexpensive.
請求項7記載の発明は、請求項4乃至請求項6いずれかに記載の発明において、
前記測定部は、前記物理量を測定するセンサの位置が測定すべき領域を越えたときに、アラームを出力するようにしたものである。不要な測定を削減できるので、効率化が図れる。
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 4 to 6,
The measurement unit outputs an alarm when the position of the sensor that measures the physical quantity exceeds a region to be measured. Since unnecessary measurements can be reduced, efficiency can be improved.
請求項8記載の発明は、請求項4乃至請求項7いずれかに記載の発明において、
前記測定装置を、フィルムシートの膜厚を測定する測定装置に適用したものである。平面的な分布が必要なフィルムシートの膜厚を測定する測定装置に用いて好適である。
The invention according to
The said measuring apparatus is applied to the measuring apparatus which measures the film thickness of a film sheet. It is suitable for use in a measuring apparatus that measures the film thickness of a film sheet that requires a planar distribution.
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
請求項1,2、3、4、5、6、7および8の発明によれば、物理量を測定するセンサと移動量を測定する移動量測定部を固定台に固定した。また、このセンサを用い、測定値と測定位置を同時に自動的に取得できるようにした。
As is apparent from the above description, the present invention has the following effects.
According to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth inventions, the sensor for measuring the physical quantity and the movement amount measuring unit for measuring the movement amount are fixed to the fixed base. In addition, using this sensor, the measurement value and the measurement position can be automatically acquired simultaneously.
物理量を測定したい部分をなぞるだけで、測定値と測定位置を自動的に取得できるという効果がある。そのため、いちいち測定位置を入力する必要がないので、効率的な測定を行うことができるという効果もある。特に、測定位置の精度をあまり要求されない用途に用いて好適である。 There is an effect that the measurement value and the measurement position can be automatically acquired by simply tracing the part whose physical quantity is to be measured. For this reason, there is no need to input measurement positions one by one, and there is an effect that efficient measurement can be performed. In particular, it is suitable for use where the accuracy of the measurement position is not so required.
また、被測定物を移動させる必要がないので、大がかりな移動装置が不要になるという効果もある。さらに、移動量は簡便な装置で検出することができるので、センサの構成を簡単化でき、コストを大幅に削減することができるという効果もある。 In addition, since there is no need to move the object to be measured, there is an effect that a large-scale moving device is not required. Furthermore, since the amount of movement can be detected with a simple device, the sensor configuration can be simplified and the cost can be greatly reduced.
以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。図1は本発明に係る移動量測定機能付きセンサの実施例1を示す構成図である。図1において、(A)は移動量測定機能付きセンサの側面図、(B)は上面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block
20は物理量を測定するセンサであり、フィルムシートの膜厚を測定する測定装置ではプローブ16が該当する。21は移動量測定部であり、ボール21a、このボール21aの回転量と回転方向を検出する回転検出部21b、21cで構成される。22は原点を指示する原点指示ボタン、23は測定を指示する測定ボタンである。センサ20、移動量測定部21、ボタン22、23は固定台24に固定されている。
この位置測定機能付きセンサを板などに置き、固定台24を移動させると、それに伴ってボール21aが回転する。センサ20と移動量測定部21の位置関係は固定されているので、ボール21aの回転量および回転方向を検出することにより、センサ20の移動量を測定することができる。回転検出部21bはボール21aのX方向(左右方向)の回転量および回転方向を検出し、回転検出部21cはボール21aのY方向(上下方向)の回転量および回転方向を検出する。
When the sensor with the position measuring function is placed on a plate or the like and the fixed
回転検出部21b、21cにはボール21aと接するローラが内蔵されており、このローラはボール21aの回転に伴って回転する。回転検出部21b、21cは内蔵されたローラの回転量と回転方向を検出して、それぞれX方向、Y方向の移動量を測定する。回転検出部21b、21cの測定値を合成することにより、センサ20の2次元平面における移動量を測定することができる。なお、直線に沿った分布を測定するときは、位置測定機能付きセンサを板などに沿わせて動かせばよい。
The
次に、図2フローチャートに基づいてこの移動量測定機能付きセンサの操作手順を説明する。なお、センサ20、移動量測定部21、原点指示ボタン22、測定ボタン23の出力は、図示しない測定部に入力される。また、この移動量測定機能付きセンサは、測定者が手動で移動させる。
Next, the operation procedure of the sensor with the movement amount measuring function will be described based on the flowchart of FIG. The outputs of the
図2において、最初に工程(P2−1)でセンサ20が原点位置になるように移動量測定機能付きセンサを移動させ、工程(P2−2)で原点指示ボタン22を押下する。図示しない測定部は、この原点指示ボタン22の押下によって測定が開始されたことを知る。以降、測定点の位置はこの原点を基準にする。
In FIG. 2, first, the sensor with the movement amount measuring function is moved so that the
次に、工程(P2−3)でセンサ20が測定点に位置するように、移動量測定機能付きセンサを移動させ、工程(P2−4)で測定ボタン23を押下する。測定部はセンサ20および移動量測定部21の出力を取り込み、移動量測定部21の出力である移動量と前回の測定位置から今回の測定位置を算出して、センサ20の出力にこの算出した測定位置を関連させて保存する。なお、最初の測定では、移動量が測定位置になる。
Next, the sensor with the movement amount measuring function is moved so that the
次に、工程(P2−5)で全測定点の測定が終了したかどうかを判断し、終了していない(NO)と工程(P2−3)に戻る。測定が終了する(YES)と、測定部は保存した測定値と測定位置を外部に送信し、また必要に応じて測定値と測定位置を表示する。 Next, it is determined whether or not the measurement of all measurement points is completed in the step (P2-5), and if not completed (NO), the process returns to the step (P2-3). When the measurement is completed (YES), the measurement unit transmits the stored measurement value and measurement position to the outside, and displays the measurement value and measurement position as necessary.
移動量測定機能付きセンサを手で動かし、被測定物を動かさないので、大がかりな装置が不要になる。また、移動量測定部21でセンサ20の移動量を測定し、この移動量からセンサ20の位置を算出するようにしたので、測定毎にセンサ20の位置を入力するという煩わしさがなくなる。移動量測定部21は、図1に示すように簡易な構成で実現することができるので、安価に製作することができる。
Since the sensor with the moving amount measuring function is moved by hand and the object to be measured is not moved, a large-scale device is not required. Moreover, since the movement amount of the
オフライン測定では、サンプルを切り出して適当な台に固定し、移動量測定機能付きセンサをこの台に乗せて移動させることにより、簡便にサンプルの物理量の分布を測定することができる。 In the off-line measurement, the sample physical quantity distribution can be easily measured by cutting out the sample and fixing the sample on an appropriate table, and moving the sensor with a moving amount measuring function on the table.
なお、実施例1では移動量測定部21で移動量を算出して測定部に出力するようにしたが、移動量を算出する量、例えばローラの回転量と回転方向を測定部に出力し、測定部で移動量を算出する構成であってもよい。
In the first embodiment, the movement
また、実施例1では移動量測定部21をボール21aと回転検出部21b、21cで構成したが、他の構成とすることもできる。例えば、光センサで移動する台の凹凸や模様を検出して移動量を測定する構成であってもよい。また、原点指示ボタン22、測定ボタン23は固定台24上でなく、他の場所にあってもよい。
In the first embodiment, the movement
また、実施例1ではX方向とY方向の移動量を検出するようにしたが、測定が長さ方向あるいは幅方向のみでよい場合には、X方向あるいはY方向の移動量のみを検出するようにしてもよい。 In the first embodiment, the movement amount in the X direction and the Y direction is detected. However, when the measurement only needs to be performed in the length direction or the width direction, only the movement amount in the X direction or the Y direction is detected. It may be.
さらに、実施例1では測定の度に測定ボタン23を押下するようにしたが、一定の周期でセンサ20および移動量測定部21の出力を取り込むようにしてもよい。このようにすると、移動量測定機能付きセンサを動かすだけで、その軌跡の物理量を測定することができる。
Further, in the first embodiment, the
図1からわかるように、移動量測定部21の構造および機能はパソコン(パーソナルコンピュータ)などのポインティングデバイスとして使用するマウスとほぼ同じである。従って、このマウスを移動量測定部21として用いることもできる。マウスにはいくつかの押しボタンが付属しているので、この押しボタンを原点指示ボタン22、測定ボタン23として使用することができる。
As can be seen from FIG. 1, the structure and function of the movement
図3に、本発明の実施例2の構成を示す。実施例2は、実施例1の移動量測定機能付きセンサを用いた、フィルムシートの膜厚を測定する測定装置である。なお、図1および図5と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。 FIG. 3 shows the configuration of the second embodiment of the present invention. Example 2 is a measuring apparatus that measures the film thickness of a film sheet using the sensor with the movement amount measuring function of Example 1. The same elements as those in FIGS. 1 and 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図3において、30は移動量測定機能付きセンサであり、固定台24にセンサ20と移動量測定部21が取り付けられている。センサ20は図5のプローブ16と同じものであり、光源・分光部17から供給された測定光をフィルムシート10に照射し、その反射光を検出して光源・分光部17に出力する。光源・分光部17は、センサ20から送られてきた反射光の干渉スペクトルを演算する。
In FIG. 3,
31は測定部であり、移動量測定部21から移動量が、光源・分光部17から干渉スペクトルが入力される。測定部31は光源・分光部17が出力する干渉スペクトルからフィルムシート10の膜厚を演算し、移動量測定部21が出力する移動量から測定点の位置を算出し、この膜厚と位置を保存する。
測定者は、図2フローチャートに基づいて測定を行う。すなわち、原点を決め、移動量測定機能付きセンサ30を移動させてセンサ20を測定点に位置付けて測定する作業を繰り返す。
The measurer performs measurement based on the flowchart of FIG. That is, the operation of determining the origin, moving the
32は表示部である。測定が終了すると、測定部31は膜厚と測定位置のデータを表示部32に出力する。表示部32は膜厚測定値と測定位置を見易い形で表示する。また、測定中にリアルタイムで測定値と測定位置をグラフィック表示するようにしてもよい。
なお、センサの動きをX方向とY方向に分けることにより、X方向、Y方向の分布を独立して取り出すことができる。 In addition, by dividing the movement of the sensor into the X direction and the Y direction, the distribution in the X direction and the Y direction can be taken out independently.
パソコンには接続されているマウスの出力からその移動量を算出する機能が備わっている。実施例3は移動量測定部としてこのマウスを用い、測定部としてパソコンを用いたものである。なお、図1、図3と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。 The personal computer has a function to calculate the amount of movement from the output of the connected mouse. In Example 3, this mouse is used as the movement amount measurement unit, and a personal computer is used as the measurement unit. The same elements as those in FIGS. 1 and 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図4において、40は移動量測定機能付きセンサ、41はマウスである。移動量測定機能付きセンサ40は、固定台24にセンサ20とマウス41を固定した構成を有している。42はパソコンであり、マウス41が接続され、また光源・分光部17から干渉スペクトルのデータが入力される。
In FIG. 4, 40 is a sensor with a movement amount measuring function, and 41 is a mouse. The
操作は実施例2と同じである。測定者は図2フローチャートに基づいて原点を決定し、センサ20を測定点に位置付けて膜厚測定を行う操作を繰り返す。パソコン42は、光源・分光部17から入力された干渉スペクトルデータから膜厚を演算し、マウス41から移動量を取得して測定位置を算出する。
The operation is the same as in Example 2. The measurer determines the origin based on the flowchart of FIG. 2, repeats the operation of measuring the film thickness by positioning the
この膜厚と測定位置はパソコン42内のメモリに格納される。測定が終了すると、パソコンは格納された膜厚測定値と測定位置を整理し、内蔵あるいは接続されている表示部に見易い形で表示する。 The film thickness and measurement position are stored in a memory in the personal computer 42. When the measurement is completed, the personal computer arranges the stored film thickness measurement values and measurement positions, and displays them in an easily viewable manner on a built-in or connected display unit.
パソコン42は接続されているマウスの移動量を取得する機能を有している。また、高度な演算機能をも有している。さらに、パソコンやマウスは汎用品であり、その機能に比して低価格である。このようなパソコン、マウスを用いることにより、低価格な測定装置を構築することができる。 The personal computer 42 has a function of acquiring the amount of movement of the connected mouse. It also has advanced calculation functions. Furthermore, personal computers and mice are general-purpose products and are cheaper than their functions. By using such a personal computer and a mouse, a low-cost measuring device can be constructed.
なお、パソコン42が取得する移動量とセンサ20の移動量が異なる場合は、適切な補正係数をマウスの移動量に乗算することにより、実際の移動量を得ることができる。
When the movement amount acquired by the personal computer 42 and the movement amount of the
実施例2、実施例3はフィルムシートの膜厚を測定するセンサについて説明したが、この実施例に限定されることはない。他の物理量を測定するセンサに適用することもできる。特に、物理量の分布を測定する場合に有効である。 Although Example 2 and Example 3 demonstrated the sensor which measures the film thickness of a film sheet, it is not limited to this Example. It can also be applied to sensors that measure other physical quantities. This is particularly effective when measuring the distribution of physical quantities.
また、センサ20の位置が表示範囲から外れたときに、アラームを出力するようにしてもよい。このようにすると、測定が必要な部分のみ測定を行うことができるので、測定時間を短縮することができる。
An alarm may be output when the position of the
10 被測定物
17 光源・分光部
20 センサ
21 移動量測定部
21a ボール
21b、21c 回転検出部
22 原点指示ボタン
23 測定ボタン
24 固定台
30、40 移動量測定機能付きセンサ
31 測定部
32 表示部
41 マウス
42 パソコン
DESCRIPTION OF
Claims (8)
その移動量に関連する信号を出力する移動量測定部と、
前記センサと前記移動量測定部を固定する固定台と、
を具備したことを特徴とする移動量測定機能付きセンサ。 A sensor for measuring physical quantities;
A movement amount measurement unit that outputs a signal related to the movement amount;
A fixing base for fixing the sensor and the movement amount measuring unit;
A sensor with a moving amount measuring function.
前記移動量測定機能付きセンサの出力が入力され、前記移動量測定部の出力から測定位置を算出し、この測定位置と前記物理量を測定するセンサの出力から算出した測定値とを保存する測定部と、
を具備したことを特徴とする測定装置。 A sensor with a moving amount measuring function according to any one of claims 1 to 3,
A measurement unit that receives the output of the sensor with movement amount measurement function, calculates a measurement position from the output of the movement amount measurement unit, and stores the measurement position and a measurement value calculated from the output of the sensor that measures the physical quantity When,
A measuring apparatus comprising:
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013036767A (en) * | 2011-08-04 | 2013-02-21 | Nissan Motor Co Ltd | Apparatus for inspecting electrode sheet |
CN108278965A (en) * | 2018-02-06 | 2018-07-13 | 东莞市德景五金钮扣有限公司 | Riveted firmness detection device in button riveting equipment and its method |
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