JP3592113B2 - Method and apparatus for measuring light transmittance of thin metal plate having through holes - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラー受像管用のシャドウマスク、トリニトロン管(ソニー(株)の登録商標)用等のアパーチャグリルなどの金属薄板に多数の微細な透孔が良好に形成されているかどうかを検査するために、金属薄板の光透過率を測定する方法、ならびに、その方法を実施するために使用される金属薄板の光透過率測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
多数の微細な透孔が形成された金属薄板、例えばシャドウマスクは、金属薄板素材に一連のフォトエッチング加工を施すことにより、金属薄板素材に多数のスロット状あるいは円形状の微細透孔を形成して製造される。このシャドウマスクに多数の微細透孔が所望通りの形状および大きさに形成されていないと、シャドウマスクをカラー受像管に装着したときに、そのカラー受像管において電子銃から発射された電子ビームがシャドウマスクを透過するときの透過率が所望する値とならず、この結果、カラー受像管の画面上に画像むらが発生することになる。そこで、シャドウマスクに多数の微細透孔が所望通りに形成されていて所望の透過率が得られるかどうか、といったことを検査する必要がある。
【0003】
この種の目的で使用される透孔検査装置としては、例えば特開平7−192618号公報に開示されたシャドウマスク透過率測定機が知られている。この測定機は、図4に概略断面図を示すように、測定開口部3を有し、多数の微細透孔を有するシャドウマスク1を載置し、シャドウマスク1の複数の微細透孔を測定開口部3に位置させて微細透孔を検査する測定ステージ2と、この測定ステージ2の測定開口部3を介して光を照射し、その測定開口部3に対する傾斜角が変更可能である光源4と、この光源4に対し測定ステージ2の測定開口部3を介して直線上に対向し、光源4の傾斜角の変化に従って位置が同期して変化し、光源4から照射され複数の微細透孔を通過した光を検出する光検出器5とを備えて構成されている。そして、光源4と光検出器5との間にシャドウマスク1を介在させた状態での光検出器5への入射光量を、光源4と光検出器5との間にシャドウマスク1を介在させない状態での光検出器5への入射光量で割った値を、光検出器5に接続された記録計6の演算回路により光透過率として算出するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図4に示したような構成のシャドウマスク透過率測定機を使用し、シャドウマスクの微細透孔が良好に形成されていて所望の透過率が得られるかどうかを検査する方法では、光源4からの光を、シャドウマスク1が載置された測定ステージ2の円孔状の測定開口部3を通すことにより、所定のスポット径に制限された光にし、そのスポット光をシャドウマスク1へ照射するようにしている。このため、次のような問題点があった。
【0005】
シャドウマスクが組み込まれたカラー受像管において、電子銃から発射された電子ビームがシャドウマスクへ入射する角度は、シャドウマスクの位置によって変化し、シャドウマスクの周辺部には、電子ビームがシャドウマスクの表面に対して斜め方向に入射する。したがって、図4に示した透過率測定機により、電子ビームがシャドウマスクを透過するときの実際の透過率に近い値を求めるためには、シャドウマスク1の周辺部には、光源4からの光をシャドウマスク1の表面に対して斜め方向に照射する必要がある。このため、シャドウマスク1の周辺部では、シャドウマスク1を載置した測定ステージ2の測定開口部3へ斜め方向に光源4からの光が入射することになる。光源4からの光が測定ステージ2の測定開口部3へ斜め方向に入射すると、測定ステージ2は円孔状の測定開口部3を有していることから、光が測定開口部3を通過する際に口径食が起こり、円孔状の測定開口部3を通過してシャドウマスク1へ入射する光のスポット形状は、光源4からの光を測定開口部3へ垂直方向に入射させた場合のスポット光よりも面積の小さい楕円になる。このため、光源4から放射された光がシャドウマスク1へ入射するときの角度が変わる度に、シャドウマスク1への入射光量自体が変化することになり、シャドウマスク1に対する光の入射角度ごとに光検出器5での受光量を校正することが必要となって、その校正作業のために余分な工数がかかる、といった問題点がある。
【0006】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、多数の透孔が形成された金属薄板の光透過率を測定する場合において、金属薄板の表面に対して光が入射する角度に影響を受けることなく、金属薄板の複数位置における光透過率を正確に測定することができる方法を提供すること、ならびに、その方法を好適に実施することができる金属薄板の光透過率測定装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、光源から放射された光を、多数の透孔が形成された金属薄板の一面側へ照射し、金属薄板の複数の透孔を通過した光を光検出手段により検出して、前記光源と前記光検出手段との間に前記金属薄板が介在していないときと介在しているときとにおける光検出手段へのそれぞれの入射光量から演算し、金属薄板の光透過率を測定する方法において、保持手段により前記金属薄板の対向する2辺をそれぞれ把持して金属薄板を平坦化させた状態に保持し、前記光源から放射された光を所定の径の平行光とした後に、その平行光を前記金属薄板の一面側へ直接に照射することを特徴とする。
【0008】
請求項2に係る発明は、金属薄板の対向する2辺をそれぞれ把持する一対のクランプを有し金属薄板を平坦化させた状態に保持する保持手段と、多数の透孔が形成された金属薄板の一面側に配設され、光源から放射された光を所定の径の平行光とする平行光形成手段を有し、前記金属薄板の一面側へ直接に所定の径の平行光を照射する平行光照射手段と、前記金属薄板の他面側に配設され、前記平行光照射手段から照射されて金属薄板の複数の透孔を通過した光を検出する光検出手段と、前記平行光照射手段と前記光検出手段との間に前記金属薄板が介在していないときと介在しているときとにおける光検出手段へのそれぞれの入射光量から、金属薄板の光透過率を演算する演算手段と、を備えて、透孔が形成された金属薄板の光透過率測定装置を構成したことを特徴とする。
【0009】
請求項3に係る発明は、請求項2記載の測定装置において、光源から放射された光を集光させる集光レンズと、この集光レンズによって集光された後の光を平行光にするコリメートレンズと、前記集光レンズと前記コリメートレンズとの間の光路上に介挿され、集光レンズによって集光された光が通過する開口を有する絞り機構とにより、前記平行光形成手段を構成したことを特徴とする。
【0010】
請求項4に係る発明は、請求項3記載の測定装置において、前記絞り機構の開口の大きさを調節可能としたことを特徴とする。
【0011】
請求項5に係る発明は、請求項2ないし4のいずれかに記載の測定装置において、前記光源としてLED(発光ダイオード)を用いることを特徴とする。
【0012】
請求項6に係る発明は、請求項2ないし請求項5のいずれかに記載の測定装置において、前記集光レンズと前記コリメートレンズとの相対的な位置を調節するレンズ位置調整機構をさらに備えたことを特徴とする。
【0013】
請求項1に係る発明の光透過率測定方法によると、光源から放射された光は、所定の径の平行光とされた後に、保持手段により2辺が把持されて平坦化した状態に保持された金属薄板の一面側へ直接に照射されるので、金属薄板の表面に対する光の入射角度に関係無く、したがって金属薄板における光透過率の測定位置に関係無く、金属薄板への入射光量が一定になる。このため、金属薄板に対する光の入射角度ごとに光検出器での受光量を校正する、といった必要が無くなる。
【0014】
請求項2に係る発明の光透過率測定装置を使用すると、平行光照射手段において、光源から放射された光が平行光形成手段により所定の径の平行光とされ、平行光照射手段から、保持手段により2辺が一対のクランプで把持されて平坦化した状態に保持された金属薄板の一面側へ直接に所定の径の平行光が照射される。このため、金属薄板の表面に対する光の入射角度に関係無く、したがって金属薄板における光透過率の測定位置に関係無く、金属薄板への入射光量が一定になるので、金属薄板に対する光の入射角度ごとに光検出手段での受光量を校正する、といった必要が無くなる。そして、平行光照射手段から照射されて金属薄板の複数の透孔を通過した光は、光検出手段によって検出され、演算手段により、平行光照射手段と光検出手段との間に金属薄板が介在していないときと介在しているときとにおける光検出手段へのそれぞれの入射光量から、金属薄板の光透過率が演算される。
【0015】
請求項3に係る発明の測定装置では、平行光形成手段において、光源から放射された光が集光レンズによって集光させられ、集光レンズによって集光された光は、絞り機構の開口を通過して、所定のスポット径が得られるように光線束が制限された後、コリメートレンズにより所定の径の平行光とされる。
【0016】
請求項4に係る発明の測定装置では、絞り機構の開口の大きさが調節可能とされていることにより、簡単に所望のスポット径の平行光が得られる。
【0017】
請求項5に係る発明の測定装置では、光源として、単色光もしくは単色に近い光を発するLEDが用いられることにより、光学フィルタの透過率を測定して校正を行う場合に、校正用の光学フィルタの入手が容易であり、また、光源としてレーザダイオードを用いた場合におけるように、周期性透孔パターンでの光干渉によるビート発生といった問題を生じない。
【0018】
請求項6に係る発明の測定装置では、レンズ位置調整機構によって集光レンズとコリメートレンズとの相対的な位置が調節されることにより、金属薄板に照射される平行光の面内分布を調節して最適なものとすることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態について図1および図2を参照しながら説明する。
【0020】
図1は、この発明の1実施形態を示し、多数の微細な透孔が形成された金属薄板、例えばシャドウマスクの光透過率を測定するために使用される光透過率測定装置の基本構成を模式的に示す概略図である。この測定装置は、シャドウマスク10の2辺をそれぞれ把持する一対のクランプ12、12を有し、その一対のクランプ12、12によって把持されたシャドウマスク10の一方の主面側(シャドウマスク10をカラー受像管に組み込んだときに電子銃側となる一面側)に平行光照射装置14が配設され、シャドウマスク10の他方の主面側(シャドウマスク10をカラー受像管に組み込んだときに螢光体側となる一面側)に光センサ16が配設されている。平行光照射装置14と光センサ16とは、一直線上にかつ互いに対向するように配置されていて、平行光照射装置14から照射された平行光20が光センサ16へ入射するようになっている。光センサ16は、パソコン18に接続されていて、パソコン18は、ディスプレイやプリンタを備えている。
【0021】
クランプ12は、上下一対の板状把持具12a、12bによって構成されており、板状把持具12a、12bは、シャドウマスク10の長手側の辺の寸法と同等の長さで、紙面と垂直な方向へ延びる細長い矩形状を有している。上下一対の板状把持具12a、12bは、シャドウマスク10の耳部である不要部(製品となる前に切除される部分)および有効部の一部、例えば有効部の周縁から5mm〜10mm程度の幅の部分を把持する。一対のクランプ12、12は、図示していないが、クランプ台に取着されており、それぞれの上下一対の板状把持具12a、12bは、シリンダによって互いに接近および離間するように一方の板状把持具12aが上下に往復移動させられる。また、一対のクランプ12、12は、互いに接近および離間する方向へシリンダによって往復移動させられ、また、シャドウマスク10の2辺をそれぞれ把持した状態でシリンダによって互いに離間する方向へ微小距離だけ移動させられるようになっている。
【0022】
平行光照射装置14は、図2に模式的に光学系の構成を示すように、光源22、集光レンズ24、絞り機構26およびコリメートレンズ28を、この順番に一列に並べて構成されている。光源22としては、単色光もしくは単色に近い光を発するLEDを用いることが最も好ましい。光源22として白熱ランプを用いることもできるが、シャドウマスクの光透過率の測定では、汎用性のある光学フィルタの透過率を測定して校正を行う必要があり、光源22として白熱ランプを用いる場合には、校正用の光学フィルタの入手が困難である(フィルタは波長ごとに市販されているため)といった不利な事情がある。なお、平行光照射装置として、レーザダイオードを用いたレーザ光発射装置を用いることも考えられるが、レーザ光は波面が揃っているため、レーザ光がシャドウマスクに照射されて複数の透孔を通過するときに、周期性透孔パターンでの光干渉によりビートが発生する、といった問題がある。集光レンズ24およびコリメートレンズ28はそれぞれ、単レンズでもよいし複数枚で構成されたもの、例えば2枚構成のレンズでもよい。
【0023】
上記構成の平行光照射装置14において、光源22から放射された光は、集光レンズ24によって集光させられ、一旦集光された光は、絞り機構26の開口27を通過した後、コリメートレンズ28へ入射し、コリメートレンズ28により所定の径、例えば12mm径の平行光20とされる。そして、平行光照射装置14から平行光20がシャドウマスク10の一方の主面へ照射される。絞り機構26は、その開口27の大きさを調節可能にしておくことにより、簡単に所望のスポット径の平行光20を得ることができる。また、集光レンズ24とコリメートレンズ28との相対的な位置を調節する機構を備えておくことにより、例えば、集光レンズ24の光軸調整および偏芯調整を行う機構を備えておくことにより、シャドウマスク10に照射される平行光20の面内分布を調節して最適なものとすることができる。
【0024】
なお、図示例では、光源22から放射される光を平行光とするのに、集光レンズ24およびコリメートレンズ28を用いるようにしたが、フレネルレンズや凹面鏡などを用いて平行光をつくるようにしてもよい。
【0025】
図3は、光透過率測定装置を正面方向から見た図である。この測定装置では、平行光照射装置14および光センサ16が、一対のクランプ12、12(図3では図示を省略)に把持されるシャドウマスク10の短手側の辺と平行な方向に三対並設されている。そして、中央の平行光照射装置14aおよび光センサ16aは固定され、平行光照射装置14aと光センサ16aとを結ぶ線がシャドウマスク10と直角になるように配置されている。また、左・右それぞれの平行光照射装置14bおよび光センサ16bならびに平行光照射装置14cおよび光センサ16cは、シャドウマスク10の短手側の辺に沿った鉛直面内においてそれぞれ一体的に回動するように、互いに連動する下方可動板30および上方可動板32にそれぞれ支持されている。そして、下方可動板30および上方可動板32は、シャドウマスク10の短手側の辺と平行に配設されたガイドレール34、36に案内されて移動可能にそれぞれ支持されており、検査するシャドウマスク10のサイズに応じて平行光照射装置14b、14cおよび光センサ16b、16cの位置を変更することができるようになっている。なお、平行光照射装置14および光センサ16を、一対のクランプ12、12に把持されるシャドウマスク10の長手側の辺と平行な方向に複数対並設するようにしてもよい。また、平行光照射装置14および光センサ16が、シャドウマスク10の長手側の辺に沿った鉛直面内においてそれぞれ一体的に回動するような構成としてもよい。
【0026】
また、この測定装置には、図3において紙面に対し直交するように水平方向に配設された左右一対のボールねじ38、38、それぞれのボールねじ38を正方向および逆方向に回転させるステッピングモータ40、駆動プーリ42、タイミングベルト44および従動プーリ(図示せず)からなる駆動機構、ボールねじ38と平行に固設された左右一対のガイドレール46、46、ならびに、ボールねじ38と螺合するナット部材48を有しボールねじ38の正・逆回転に伴いガイドレール46に案内させて前後方向へ間欠的に移動する左右一対の可動ブロック50、50が設けられている。そして、一対のクランプ12、12が取着されたクランプ台と左右一対の可動ブロック50、50とが連結されており、可動ブロック50の移動に伴ってクランプ台が前後方向へ間欠的に移動するように構成されている。なお、シャドウマスク10を把持したクランプ12、12が取着されたクランプ台が、シャドウマスク10の短手側の辺に沿った方向へ間欠的に移動するような構成としてもよい。さらに、クランプ台を、それに取着された一対のクランプ12、12で把持されたシャドウマスク10の中心を通る鉛直線を回転中心として水平面内で回動させることができるように、クランプ台の回動機構を備えた構成としてもよい。
【0027】
次に、シャドウマスクの光透過率の測定動作について説明する。なお、以下の説明では、シャドウマスクの9つの位置における光透過率を測定する場合を例にとって、測定動作を説明する。
【0028】
まず、検査しようとするシャドウマスクの種類やサイズに応じて平行光照射装置14b、14cおよび光センサ16b、16cの左右方向における位置および傾きを設定した後、シャドウマスクが平行光照射装置14a、14b、14cと光センサ16a、16b、16cとの間に介在していない状態で、平行光照射装置14a、14b、14cから平行光を照射し、光センサ16a、16b、16cへの入射光量を測定して、その測定値をパソコン18に入力し記憶させておく。次に、検査しようとするシャドウマスク10を図示しないセット用架台上に、カラー受像管に組み込んだときに蛍光体側となる面を上にしてセットし、一対のクランプ12、12によってシャドウマスク10の長手側の2辺の耳部を把持し、その後に、一対のクランプ12、12を互いに反対方向へそれぞれ微小距離だけ移動させてシャドウマスク10に張力を付与し、シャドウマスク10が完全に平坦化された状態にする。
【0029】
以上の動作が終わると、クランプ台を移動させ、シャドウマスク10の1番目の3つの測定位置が、平行光照射装置14a、14b、14cと光センサ16a、16b、16cとを含む鉛直面内に位置したときに、シャドウマスク10を停止させ、平行光照射装置14a、14b、14cから平行光を照射し、平行光照射装置14a、14b、14cから照射されてシャドウマスク10の1番目の3つの測定位置を透過した平行光を光センサ16a、16b、16cで検出して、光センサ16a、16b、16cへの入射光量の測定値をパソコン18に入力する。次に、再びクランプ台を移動させ、シャドウマスク10の2番目の3つの測定位置(シャドウマスク10の長手方向における中央位置)が、平行光照射装置14a、14b、14cと光センサ16a、16b、16cとを含む鉛直面内に位置したときに、再びシャドウマスク10を停止させ、平行光照射装置14a、14b、14cから平行光を照射し、平行光照射装置14a、14b、14cから照射されてシャドウマスク10の2番目の3つの測定位置を透過した平行光を光センサ16a、16b、16cで検出して、光センサ16a、16b、16cへの入射光量の測定値をパソコン18に入力する。続いて、再びクランプ台を移動させ、3番目の3つの測定位置が、平行光照射装置14a、14b、14cと光センサ16a、16b、16cとを含む鉛直面内に位置したときに、再びシャドウマスク10を停止させ、平行光照射装置14a、14b、14cから平行光を照射し、平行光照射装置14a、14b、14cから照射されてシャドウマスク10の3番目の3つの測定位置を透過した平行光を光センサ16a、16b、16cで検出して、光センサ16a、16b、16cへの入射光量の測定値をパソコン18に入力する。このようにして、シャドウマスク10の9つの測定位置における透過光量の測定を行う。そして、シャドウマスク10の各測定位置における光透過率は、平行光照射装置14a、14b、14cと光センサ16a、16b、16cとの間にシャドウマスク10が介在していないときの光センサ16a、16b、16cへの入射光量に対する、各測定位置における光センサ16a、16b、16cへの入射光量の割合を、パソコン18でそれぞれ算出することにより求められる。
【0030】
シャドウマスク10の3番目の測定位置での透過光量の測定が終了すると、シャドウマスク10は元のセット位置へ戻される。そして、シャドウマスク10に対して付与されていた張力を解除した後、クランプ12をシャドウマスク10の耳部から離して、シャドウマスク10を装置外へ排出し、一連の測定動作が終了する。
【0031】
【発明の効果】
請求項1に係る発明の光透過率測定方法によると、多数の透孔が形成された金属薄板の光透過率を測定する場合に、金属薄板の表面に対して光が入射する角度に影響を受けることなく、金属薄板の複数位置における光透過率を正確に測定することができる。
【0032】
請求項2に係る発明の光透過率測定装置を使用すると、請求項1に係る発明の測定方法を好適に実施することができ、多数の透孔が形成された金属薄板の光透過率を測定する場合に、金属薄板の表面に対して光が入射する角度に影響を受けることなく、金属薄板の複数位置における光透過率を正確に測定することができる。
【0033】
請求項3に係る発明の測定装置では、簡単な構成により平行精度の良い平行光をつくり出すことができる。
【0034】
請求項4に係る発明の測定装置では、簡単に所望のスポット径の平行光を得ることができる。
【0035】
請求項5に係る発明の測定装置では、光学フィルタの透過率を測定して校正を行う場合に、校正用の光学フィルタの入手が容易であり、また、光源としてレーザダイオードを用いた場合におけるように、周期性透孔パターンでの光干渉によるビート発生といった問題を生じない。
【0036】
請求項6に係る発明の測定装置では、金属薄板に照射される平行光の面内分布を調節して最適なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の1実施形態を示し、多数の微細な透孔が形成された金属薄板、例えばシャドウマスクの光透過率を測定するために使用される光透過率測定装置の基本構成を模式的に示す概略図である。
【図2】図1に示した光透過率測定装置の構成要素の1つである平行光照射装置の光学系の構成を示す模式図である。
【図3】図1に示した基本構成を備えた光透過率測定装置の全体構成の1例を示し、測定装置を正面方向から見た図である。
【図4】従来のシャドウマスク透過率測定機の基本構成を模式的に示す概略断面図である。
【符号の説明】
10 シャドウマスク
12 クランプ
14、14a、14b、14c 平行光照射装置
16、16a、16b、16c 光センサ
18 パソコン
20 平行光
22 光源(LED)
24 集光レンズ
26 絞り機構
27 絞り機構の開口
28 コリメートレンズ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is to inspect whether a large number of fine through holes are formed well in a thin metal plate such as a shadow mask for a color picture tube and an aperture grill for a trinitron tube (registered trademark of Sony Corporation). More particularly, the present invention relates to a method for measuring the light transmittance of a thin metal plate and an apparatus for measuring the light transmittance of a thin metal plate used for performing the method.
[0002]
[Prior art]
A metal thin plate with a large number of fine holes formed therein, for example, a shadow mask, is formed by performing a series of photo-etching processes on a metal thin plate material to form a large number of slot-shaped or circular fine fine holes in the metal thin plate material. Manufactured. If a number of fine holes are not formed in the shadow mask in a desired shape and size, the electron beam emitted from the electron gun in the color picture tube when the shadow mask is mounted on the color picture tube. The transmittance at the time of transmission through the shadow mask does not become a desired value, and as a result, image unevenness occurs on the screen of the color picture tube. Therefore, it is necessary to inspect whether a large number of fine through holes are formed as desired in the shadow mask and a desired transmittance can be obtained.
[0003]
As a through-hole inspection apparatus used for this kind of purpose, for example, a shadow mask transmittance measurement apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-192618 is known. As shown in the schematic sectional view of FIG. 4, this measuring machine mounts a shadow mask 1 having a measurement opening 3 and a large number of fine holes, and measures a plurality of fine holes of the shadow mask 1. A measuring stage 2 for inspecting the fine through-holes located at the opening 3, and a
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In a method of using a shadow mask transmittance measuring device having a configuration as shown in FIG. 4 to inspect whether or not fine holes of the shadow mask are well formed and a desired transmittance can be obtained, the
[0005]
In a color picture tube with a built-in shadow mask, the angle at which the electron beam emitted from the electron gun is incident on the shadow mask changes depending on the position of the shadow mask. The light enters the surface obliquely. Therefore, in order to obtain a value close to the actual transmittance when the electron beam passes through the shadow mask by the transmittance measuring device shown in FIG. Must be applied to the surface of the shadow mask 1 in an oblique direction. For this reason, in the peripheral portion of the shadow mask 1, light from the
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and when measuring the light transmittance of a metal sheet having a large number of through holes, an angle at which light is incident on the surface of the metal sheet. Provided is a method capable of accurately measuring the light transmittance at a plurality of positions of a metal sheet without being affected by the above, and an apparatus for measuring the light transmittance of a metal sheet capable of suitably implementing the method. The purpose is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1, the light emitted from the light source, shines irradiation to one side of the plurality of metal through holes are formed thin, by the light detecting means light passing through the plurality of through holes of the sheet metal Detected and calculated from the amount of light incident on the light detecting means when the metal thin plate is not interposed between the light source and the light detecting means and when the metal thin plate is interposed between the light source and the light detecting means. In the method of measuring the ratio, the holding means holds each of two opposing sides of the metal sheet and holds the metal sheet in a flat state, and converts the light emitted from the light source into parallel light having a predetermined diameter. After that, the parallel light is directly radiated to one surface side of the metal thin plate.
[0008]
The invention according to claim 2 is a metal sheet having a pair of clamps respectively gripping two opposing sides of the metal sheet and holding the metal sheet in a flattened state, and a metal sheet formed with a large number of through holes. Having parallel light forming means for converting the light emitted from the light source into parallel light having a predetermined diameter, and irradiating the parallel light having a predetermined diameter directly to one surface of the metal thin plate. Light irradiating means, light detecting means disposed on the other surface side of the metal thin plate, detecting light emitted from the parallel light irradiating means and passing through a plurality of through holes of the metal thin plate, and the parallel light irradiating means Calculating means for calculating the light transmittance of the metal sheet from the respective incident light amounts to the light detecting means when the metal sheet is not interposed and when the metal sheet is interposed between the light detecting means, and Light transmittance measurement of a metal sheet with a through hole Characterized by being configured to location.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the measuring apparatus according to the second aspect, a condenser lens for condensing light emitted from the light source and a collimator for collimating the light condensed by the condenser lens. The parallel light forming means is constituted by a lens and a diaphragm mechanism which is interposed on an optical path between the condenser lens and the collimator lens and has an opening through which light collected by the condenser lens passes. It is characterized by the following.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the measuring apparatus according to the third aspect, the size of the aperture of the diaphragm mechanism is adjustable.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, in the measuring device according to any one of the second to fourth aspects, an LED (light emitting diode) is used as the light source.
[0012]
The invention according to claim 6 is the measuring device according to any one of claims 2 to 5, further comprising a lens position adjusting mechanism for adjusting a relative position between the condenser lens and the collimating lens. It is characterized by the following.
[0013]
According to the light transmittance measuring method of the invention according to the first aspect, the light emitted from the light source is converted into parallel light having a predetermined diameter, and then held in a state where two sides are gripped and flattened by the holding means. since direct irradiated to the one surface side of the metal sheet, regardless of the incident angle of light with respect to the surface of the sheet metal, therefore regardless measurement position of the light transmittance in the sheet metal, the amount of light incident on the sheet metal is constant Become. For this reason, it is not necessary to calibrate the amount of light received by the photodetector for each incident angle of light on the metal thin plate.
[0014]
When the light transmittance measuring device of the invention according to claim 2 is used, in the parallel light irradiating means, the light radiated from the light source is converted into parallel light having a predetermined diameter by the parallel light forming means , and is held by the parallel light irradiating means . By means , parallel light having a predetermined diameter is directly radiated to one surface side of the thin metal plate which is held in a flat state by holding two sides by a pair of clamps . For this reason, regardless of the angle of incidence of light on the surface of the metal sheet, and therefore, regardless of the position where the light transmittance is measured on the metal sheet, the amount of light incident on the metal sheet becomes constant. This eliminates the need to calibrate the amount of light received by the light detecting means. The light emitted from the parallel light irradiating means and passing through the plurality of through holes of the metal sheet is detected by the light detecting means, and the calculating means interposes the metal sheet between the parallel light irradiating means and the light detecting means. The light transmittance of the thin metal plate is calculated from the amount of light incident on the light detecting means when it is not interposed and when it is interposed.
[0015]
In the measuring device according to the third aspect of the present invention, in the parallel light forming means, the light emitted from the light source is collected by the condenser lens, and the light collected by the condenser lens passes through the aperture of the aperture mechanism. Then, after the light flux is restricted so as to obtain a predetermined spot diameter, the light is converted into parallel light having a predetermined diameter by a collimating lens.
[0016]
In the measuring device according to the fourth aspect of the present invention, the size of the aperture of the aperture mechanism is adjustable, so that parallel light having a desired spot diameter can be easily obtained.
[0017]
In the measuring device according to the fifth aspect of the present invention, when an LED that emits monochromatic light or light close to monochromatic light is used as a light source, an optical filter for calibration is used when calibration is performed by measuring the transmittance of the optical filter. It is easy to obtain, and there is no problem such as generation of a beat due to light interference in a periodic hole pattern as in the case where a laser diode is used as a light source.
[0018]
In the measuring apparatus according to the sixth aspect of the present invention, the relative position between the condenser lens and the collimating lens is adjusted by the lens position adjusting mechanism, so that the in-plane distribution of the parallel light irradiated on the thin metal plate is adjusted. And it can be optimized.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0020]
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and shows a basic configuration of a light transmittance measuring apparatus used for measuring the light transmittance of a metal thin plate having a large number of fine holes, for example, a shadow mask. It is the schematic diagram which shows typically. This measuring device has a pair of
[0021]
The
[0022]
As shown in FIG. 2, the parallel
[0023]
In the parallel
[0024]
In the illustrated example, the condensing
[0025]
FIG. 3 is a view of the light transmittance measuring device as viewed from the front. In this measuring device, the parallel
[0026]
Further, the measuring device includes a pair of left and right ball screws 38, 38 arranged in the horizontal direction so as to be orthogonal to the paper surface of FIG. 3, and a stepping motor for rotating the respective ball screws 38 in the forward and reverse directions. 40, a driving mechanism including a driving
[0027]
Next, the operation of measuring the light transmittance of the shadow mask will be described. In the following description, the measurement operation will be described by taking as an example a case where the light transmittance at nine positions of the shadow mask is measured.
[0028]
First, the positions and inclinations of the parallel
[0029]
When the above operation is completed, the clamp table is moved so that the first three measurement positions of the
[0030]
When the measurement of the amount of transmitted light at the third measurement position of the
[0031]
【The invention's effect】
According to the light transmittance measuring method of the invention according to claim 1, when measuring the light transmittance of a metal thin plate having a large number of through-holes, the angle of incidence of light on the surface of the metal thin plate is affected. It is possible to accurately measure the light transmittance at a plurality of positions on the thin metal plate without receiving it.
[0032]
The use of the light transmittance measuring device according to the second aspect of the present invention makes it possible to suitably execute the measuring method according to the first aspect of the present invention, and measures the light transmittance of a thin metal plate having a large number of through holes. In this case, the light transmittance at a plurality of positions on the thin metal plate can be accurately measured without being affected by the angle of incidence of light on the surface of the thin metal plate.
[0033]
In the measuring device according to the third aspect of the present invention, parallel light with high parallel accuracy can be created with a simple configuration.
[0034]
In the measuring device according to the fourth aspect of the present invention, parallel light having a desired spot diameter can be easily obtained.
[0035]
In the measuring device according to the fifth aspect of the present invention, when performing calibration by measuring the transmittance of the optical filter, it is easy to obtain an optical filter for calibration, and it is also possible to use a laser diode as a light source. Furthermore, there is no problem such as generation of a beat due to light interference in the periodic through hole pattern.
[0036]
In the measuring apparatus according to the sixth aspect of the present invention, it is possible to adjust the in-plane distribution of the parallel light applied to the thin metal plate to make it optimal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and shows a basic configuration of a light transmittance measuring device used for measuring the light transmittance of a metal thin plate in which a large number of fine holes are formed, for example, a shadow mask. It is the schematic diagram which shows typically.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of an optical system of a parallel light irradiation device which is one of the components of the light transmittance measurement device shown in FIG.
FIG. 3 is a view showing an example of the entire configuration of a light transmittance measurement device having the basic configuration shown in FIG. 1, and is a view of the measurement device as viewed from the front.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view schematically showing a basic configuration of a conventional shadow mask transmittance measuring device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
24
Claims (6)
保持手段により前記金属薄板の対向する2辺をそれぞれ把持して金属薄板を平坦化させた状態に保持し、前記光源から放射された光を所定の径の平行光とした後に、その平行光を前記金属薄板の一面側へ直接に照射することを特徴とする、透孔が形成された金属薄板の光透過率測定方法。 The light emitted from the light source, shines irradiation to one side of the plurality of metal through holes are formed thin, and detected by the light detecting means light passing through the plurality of through holes of the metal sheet, said light source and said In the method of calculating the light transmittance of the metal thin plate, calculating from the respective incident light amounts to the light detecting unit when the metal thin plate is not interposed and between the light detecting unit ,
The holding means holds the two opposite sides of the metal thin plate respectively to hold the metal thin plate in a flattened state, and converts the light emitted from the light source into parallel light having a predetermined diameter, and then converts the parallel light into parallel light. A method for measuring the light transmittance of a metal sheet having a through hole, wherein the light is directly applied to one surface side of the metal sheet.
多数の透孔が形成された金属薄板の一面側に配設され、光源から放射された光を所定の径の平行光とする平行光形成手段を有し、前記金属薄板の一面側へ直接に所定の径の平行光を照射する平行光照射手段と、
前記金属薄板の他面側に配設され、前記平行光照射手段から照射されて金属薄板の複数の透孔を通過した光を検出する光検出手段と、
前記平行光照射手段と前記光検出手段との間に前記金属薄板が介在していないときと介在しているときとにおける光検出手段へのそれぞれの入射光量から、金属薄板の光透過率を演算する演算手段と、
を備えたことを特徴とする、透孔が形成された金属薄板の光透過率測定装置。 Holding means having a pair of clamps respectively gripping two opposite sides of the metal sheet, and holding the metal sheet in a flattened state;
It is provided on one surface side of the metal sheet on which a large number of through holes are formed, and has parallel light forming means for converting light emitted from the light source into parallel light having a predetermined diameter, and directly to the one surface side of the metal sheet. Parallel light irradiation means for irradiating parallel light of a predetermined diameter,
Light detection means disposed on the other surface side of the metal thin plate and detecting light emitted from the parallel light irradiation means and passing through the plurality of through holes of the metal thin plate,
Calculate the light transmittance of the metal sheet from the respective amounts of light incident on the light detection means when the metal sheet is not interposed between the parallel light irradiation means and the light detection means and when the metal sheet is interposed. Computing means for performing
A light transmittance measuring device for a thin metal plate having a through hole, characterized by comprising:
前記光源から放射された光を集光させる集光レンズと、
この集光レンズによって集光された後の光を平行光にするコリメートレンズと、
前記集光レンズと前記コリメートレンズとの間の光路上に介挿され、集光レンズによって集光された光が通過する開口を有する絞り機構と、
で構成された請求項2記載の、透孔が形成された金属薄板の光透過率測定装置。The parallel light forming means,
A condenser lens for condensing light emitted from the light source,
A collimating lens that converts the light condensed by the condensing lens into parallel light,
A diaphragm mechanism that is interposed on an optical path between the condenser lens and the collimator lens and has an opening through which light collected by the condenser lens passes;
3. The light transmittance measuring device for a metal thin plate having a through hole according to claim 2, wherein:
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