JPH01280201A - 膜厚測定方法 - Google Patents
膜厚測定方法Info
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- JPH01280201A JPH01280201A JP1001631A JP163189A JPH01280201A JP H01280201 A JPH01280201 A JP H01280201A JP 1001631 A JP1001631 A JP 1001631A JP 163189 A JP163189 A JP 163189A JP H01280201 A JPH01280201 A JP H01280201A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
- G01B7/06—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
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- G—PHYSICS
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- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0691—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of objects while moving
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えば磁気テープなどのようなシートの厚
みを測定する膜厚測定方法に関するものである。
みを測定する膜厚測定方法に関するものである。
第3図は例えば特開昭60−174609号公報に示さ
れた従来の膜厚測定装置を示す構成図である。
れた従来の膜厚測定装置を示す構成図である。
図において、(1)は所定の速度で回転される回転軸。
(2)は回転軸(1)の面から所定の距離をあけて回転
軸(1)と平行に設けられた遮光板、(3)は回転軸(
1)と密着して回転軸(1)の速度と同じ速度で走行す
る被測定シート、 (41(5)は所定の角度をなして
配置され、それぞれレーザ光(41) (51)を発生
するレーザ光発生器、(印は反射ミラーで、レーザ光(
4a)を受けて回転軸(1)の表面の遮光板(2)との
間を走査し、レーザ光(5a)を受けて被測定部材(3
)と遮光板(2)との間を走査するように制御される。
軸(1)と平行に設けられた遮光板、(3)は回転軸(
1)と密着して回転軸(1)の速度と同じ速度で走行す
る被測定シート、 (41(5)は所定の角度をなして
配置され、それぞれレーザ光(41) (51)を発生
するレーザ光発生器、(印は反射ミラーで、レーザ光(
4a)を受けて回転軸(1)の表面の遮光板(2)との
間を走査し、レーザ光(5a)を受けて被測定部材(3
)と遮光板(2)との間を走査するように制御される。
+71 +8)は反射ミラー(6)で、反射した各レー
ザ光(4a) (5a)をそれぞれ集光するレンズ、(
91(11は走査した各レーザ光(48) (5a)を
集光するレンズ、θυθ旧マ受光器、口3α噂はカウン
タ%叩は演算器、(161は表示器である。
ザ光(4a) (5a)をそれぞれ集光するレンズ、(
91(11は走査した各レーザ光(48) (5a)を
集光するレンズ、θυθ旧マ受光器、口3α噂はカウン
タ%叩は演算器、(161は表示器である。
次に動作について説明する。レーザ光発生器(4)(5
)から発射された各レーザ光(4a)(5a) は反射
ミラー(6)に入射され、いずれも同一の角速度で走査
される。反射した各レーザ光(4a)(5a)はそれぞ
れレンズ+71 (81で集光されて、第4図に示すよ
うにそれぞれギャップA、Hの位置でそのビーム径が最
小になって、回転軸(1)に垂直な方向、つまりギャッ
プの方向に一定の速度で走査される。この時各受光器(
11)(12)には各ギャップA、Bを各レーザ光(4
a)、(5a)が通過している間だけ入射される。
)から発射された各レーザ光(4a)(5a) は反射
ミラー(6)に入射され、いずれも同一の角速度で走査
される。反射した各レーザ光(4a)(5a)はそれぞ
れレンズ+71 (81で集光されて、第4図に示すよ
うにそれぞれギャップA、Hの位置でそのビーム径が最
小になって、回転軸(1)に垂直な方向、つまりギャッ
プの方向に一定の速度で走査される。この時各受光器(
11)(12)には各ギャップA、Bを各レーザ光(4
a)、(5a)が通過している間だけ入射される。
したがって、受光器αυ02)の出力信号はギャップA
、Hの大きさに比例した幅のパルス波形となる。
、Hの大きさに比例した幅のパルス波形となる。
これをカウンタ(130荀でパルスカウントして、パル
ス幅に相当したカウント数が得られる。演算機u9では
これらのカウント数から厚みを計算して表示器ublに
表示する。カウンタ口3のカウント数をa、カウンタα
荀のカウント数をbとすると、被測定シート(3)の厚
み1x は(1)式で求められる。
ス幅に相当したカウント数が得られる。演算機u9では
これらのカウント数から厚みを計算して表示器ublに
表示する。カウンタ口3のカウント数をa、カウンタα
荀のカウント数をbとすると、被測定シート(3)の厚
み1x は(1)式で求められる。
tx=to(t−) ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・ +11但し、to はギャッ
プAの大きさ(寸法)である。
・・・・・・・・・・ +11但し、to はギャッ
プAの大きさ(寸法)である。
従来の膜厚測定方法は以とのように構成されているので
、被測定シートの幅方向の膜厚分布を測定する事ができ
ないという欠点があつ1こ。
、被測定シートの幅方向の膜厚分布を測定する事ができ
ないという欠点があつ1こ。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、被測定シートの幅方向、流れ方向の膜厚の分布
を精度よく測定する事のできる膜厚測定方法を得ること
を目的とする。
もので、被測定シートの幅方向、流れ方向の膜厚の分布
を精度よく測定する事のできる膜厚測定方法を得ること
を目的とする。
この発明に係る膜厚測定方法は、膜厚の測定点を回転軸
の回転に同期させて回転軸の軸方向に移動させ1回転軸
のたわみや偏心に起因する遮光板と回転軸の間隔の回転
軸の軸方向の分布を演算補正しながら“膜厚測定を行う
。
の回転に同期させて回転軸の軸方向に移動させ1回転軸
のたわみや偏心に起因する遮光板と回転軸の間隔の回転
軸の軸方向の分布を演算補正しながら“膜厚測定を行う
。
この発明における膜厚測定方法は、回転軸の回転に同期
させて回転軸の軸方向に移動させ1回転軸のたわみや偏
心に起因する遮光板と回転軸の間隔の回転軸の軸方向の
分布を演算補正しながら膜厚測定を行う事によって、被
測定シートの幅方向。
させて回転軸の軸方向に移動させ1回転軸のたわみや偏
心に起因する遮光板と回転軸の間隔の回転軸の軸方向の
分布を演算補正しながら膜厚測定を行う事によって、被
測定シートの幅方向。
流れ方向の膜厚分布を精度よく測定する事ができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図において、(1)〜(4) 、 (4a)、 (
61〜(16)は従来のものと同様である。u力は回転
軸の軸方向に往復移動するヘッド部、a榎はコントロー
ラ簡からの制御信号によって定められる速度で回転軸(
1)を回転させる第1のサーボモータ。09はコントロ
ーラ■の制御信号によって、定められる速度でヘッド部
(1力を駆動する第2のサーボモータ、CI!1Nはサ
ーボモータas (18を動かすための制御信号及び演
算器[51に対してヘッド部a力の回転軸(1)の軸方
向に関する位置情報を与えるコントローラである。
61〜(16)は従来のものと同様である。u力は回転
軸の軸方向に往復移動するヘッド部、a榎はコントロー
ラ簡からの制御信号によって定められる速度で回転軸(
1)を回転させる第1のサーボモータ。09はコントロ
ーラ■の制御信号によって、定められる速度でヘッド部
(1力を駆動する第2のサーボモータ、CI!1Nはサ
ーボモータas (18を動かすための制御信号及び演
算器[51に対してヘッド部a力の回転軸(1)の軸方
向に関する位置情報を与えるコントローラである。
次に動作について説明する。レーザ光源(4)から出射
されたレーザ光(4a)は走査機構の反射ミラー(6)
に入射され、遮光板(2)と被測定シート(3)の間隔
を走査し、この間をレーザ光(4a)が通過している間
だけ、受光器00に光が受光される。しfこがって、受
光器α1)の出力信号はギャップの大きさに比例した幅
のパルス波形となり、これをカウンタ03でパルスカウ
ントしてパルス幅に相当したカウント数が得られる。演
算型置ではこのカウント数から厚みを計算して表示器Q
61に表示する。
されたレーザ光(4a)は走査機構の反射ミラー(6)
に入射され、遮光板(2)と被測定シート(3)の間隔
を走査し、この間をレーザ光(4a)が通過している間
だけ、受光器00に光が受光される。しfこがって、受
光器α1)の出力信号はギャップの大きさに比例した幅
のパルス波形となり、これをカウンタ03でパルスカウ
ントしてパルス幅に相当したカウント数が得られる。演
算型置ではこのカウント数から厚みを計算して表示器Q
61に表示する。
被測定シート(3)の膜厚測定に入る前に、回転軸(1
)トに被測定シート(3)のない状態で、回転軸(1)
の軸方向に関する位置Xにおける遮光板(2)と回転軸
(1)のギャップ幅を表わすカウント数a。(X)を測
定して、演算部−に記憶させる作業を行う。第1のサー
ボモータ08)はコントローラ■により発せられる制御
信号に応じた速度で回転軸(1)を駆動し、まtこ第2
のサーボモータ0aもコントローラー■からの制御信号
を受けて、ヘッド部(17)を駆動する。この時のヘッ
ド部α7)の回転軸(1)の軸方向に関する位1ixは
、コントローラのより演算部(151に送られ、演算部
US+は位置Xとその位置での遮光板(2)と回転軸(
1)の間隔を表わすカウント数を対応づけて、ao(X
)として記憶する。ヘッド部α力を回転軸(1)の軸方
向に関して、回転軸(1)の端部と端部の間を一往復さ
せる間に、演算部(1シには、ao(X)の値が記憶さ
れる。
)トに被測定シート(3)のない状態で、回転軸(1)
の軸方向に関する位置Xにおける遮光板(2)と回転軸
(1)のギャップ幅を表わすカウント数a。(X)を測
定して、演算部−に記憶させる作業を行う。第1のサー
ボモータ08)はコントローラ■により発せられる制御
信号に応じた速度で回転軸(1)を駆動し、まtこ第2
のサーボモータ0aもコントローラー■からの制御信号
を受けて、ヘッド部(17)を駆動する。この時のヘッ
ド部α7)の回転軸(1)の軸方向に関する位1ixは
、コントローラのより演算部(151に送られ、演算部
US+は位置Xとその位置での遮光板(2)と回転軸(
1)の間隔を表わすカウント数を対応づけて、ao(X
)として記憶する。ヘッド部α力を回転軸(1)の軸方
向に関して、回転軸(1)の端部と端部の間を一往復さ
せる間に、演算部(1シには、ao(X)の値が記憶さ
れる。
つづいて、被測定シート(3)を回転軸(1)に密着走
行させ、膜厚測定を行う。ヘッド部α刀を回転軸(1)
の軸方向に往復移動させながら、被測定シート(3)が
回転軸上にない場合と同様に、ヘッド部αηの位置Xに
おける、遮光板(2)と被測定シート(3)のギャップ
幅を表わすカウント数af(x)を演算部(151へ送
る。この時演算部u51であらかじめ記憶されているX
における遮光板と回転軸の間隔を表わすカウント数ao
(X)とar(x)を演算処理する事によってこのポイ
ントでの膜厚値Fを求める事ができる。演算式は(2)
式に示す通りである。
行させ、膜厚測定を行う。ヘッド部α刀を回転軸(1)
の軸方向に往復移動させながら、被測定シート(3)が
回転軸上にない場合と同様に、ヘッド部αηの位置Xに
おける、遮光板(2)と被測定シート(3)のギャップ
幅を表わすカウント数af(x)を演算部(151へ送
る。この時演算部u51であらかじめ記憶されているX
における遮光板と回転軸の間隔を表わすカウント数ao
(X)とar(x)を演算処理する事によってこのポイ
ントでの膜厚値Fを求める事ができる。演算式は(2)
式に示す通りである。
F −K (ao (x ) −af(X) ) ・
・・”−・・”・(2)但しKは、カウント数と膜厚値
の関係を示す比例係数である。
・・”−・・”・(2)但しKは、カウント数と膜厚値
の関係を示す比例係数である。
このようにして回転軸のたわみや偏心の影響を受ける事
なく、被測定シートの幅方向及び流れ方向の膜厚分布を
測定する事ができる。
なく、被測定シートの幅方向及び流れ方向の膜厚分布を
測定する事ができる。
次に他の発明の一実施例を図について説明する。
第1図において、第1のサーボモータα椋はコントロー
ラ■により発せられる制御信号を受けて回転軸(1)を
駆動する。まtこ、第2のサーボモータu!llもコン
トローラ@により発せられる制御信号を受けてヘッド部
q9を駆動する。例えば、第2図に示すように回転軸(
1)トのレーザ光の走査位置の軌跡は、ヘッド部07)
が回転軸(1)の軸方向に何回往復して走査しても一定
の軌跡をとる。即ち、回転軸(1)の軸方向基点Dpか
ら軸方向の所定の位置Xでは右方向に走査しているとき
は軌跡Rの測定ポイントM。
ラ■により発せられる制御信号を受けて回転軸(1)を
駆動する。まtこ、第2のサーボモータu!llもコン
トローラ@により発せられる制御信号を受けてヘッド部
q9を駆動する。例えば、第2図に示すように回転軸(
1)トのレーザ光の走査位置の軌跡は、ヘッド部07)
が回転軸(1)の軸方向に何回往復して走査しても一定
の軌跡をとる。即ち、回転軸(1)の軸方向基点Dpか
ら軸方向の所定の位置Xでは右方向に走査しているとき
は軌跡Rの測定ポイントM。
上を測定し、左方向に走査しているときは軌跡りの測定
ポイントMetを測定することになる。この場合、測定
ポイントM1. M、は軸方向の位置Xにおいて回転軸
(1)の回転角度基点Apから回転方向の所定の角度θ
1.θ2の位置になるように回転軸(1)とヘッド部0
7)がコントローラ(至)により駆動される。
ポイントMetを測定することになる。この場合、測定
ポイントM1. M、は軸方向の位置Xにおいて回転軸
(1)の回転角度基点Apから回転方向の所定の角度θ
1.θ2の位置になるように回転軸(1)とヘッド部0
7)がコントローラ(至)により駆動される。
被測定シート(3)の膜厚を測定する場合は、まず回転
軸(1)に被測定シート(3)がない状態で右方向に走
査するときは1回転軸(1)の軸方向の測定ポイン)M
+における回転軸(1)の面と遮光板(2)とのギャッ
プを表わすカウント数a。(X)を測定して、各測定結
果を演算部09に記憶させる。この時ヘッド部Oηの位
置Xが同一であっても、ヘッド部(17+の移動方向に
よってレーザ光の走査する回転軸上の位置の違いが生ず
るため、ヘッド(171の行きと帰りのカウント数を別
々に記憶し、位置Xにおける行きの測定ポイントM、で
のカウント数をa。(X)、帰りの測定ポイントM、で
のカウント数をa。(X′)として記憶する。(もちろ
ん、ao(X)のみでもよい。)つづいて、被測定シー
ト(3)を回転軸(1)に密着走行させ、膜厚測定を行
う。ヘッド部鼎を回転軸(1)の軸方向に往復移動させ
ながら、被測定シート(3)が回転軸とにない場合と同
様に、ヘッド部0での位置Xにおける遮光板(2)と被
測定シート(3)のギャップ幅を表わすカウント数af
(X)を演算部(151へ送る。
軸(1)に被測定シート(3)がない状態で右方向に走
査するときは1回転軸(1)の軸方向の測定ポイン)M
+における回転軸(1)の面と遮光板(2)とのギャッ
プを表わすカウント数a。(X)を測定して、各測定結
果を演算部09に記憶させる。この時ヘッド部Oηの位
置Xが同一であっても、ヘッド部(17+の移動方向に
よってレーザ光の走査する回転軸上の位置の違いが生ず
るため、ヘッド(171の行きと帰りのカウント数を別
々に記憶し、位置Xにおける行きの測定ポイントM、で
のカウント数をa。(X)、帰りの測定ポイントM、で
のカウント数をa。(X′)として記憶する。(もちろ
ん、ao(X)のみでもよい。)つづいて、被測定シー
ト(3)を回転軸(1)に密着走行させ、膜厚測定を行
う。ヘッド部鼎を回転軸(1)の軸方向に往復移動させ
ながら、被測定シート(3)が回転軸とにない場合と同
様に、ヘッド部0での位置Xにおける遮光板(2)と被
測定シート(3)のギャップ幅を表わすカウント数af
(X)を演算部(151へ送る。
この時演算部α9であらかじめ記憶されているXにおけ
る遮光板と回転軸の間隔を表わすカウント数ao(x)
とaf(x)を演算処理する事によって、このポイント
での膜厚値Fを求める事ができる。演算式は(2)式に
示す通りである。
る遮光板と回転軸の間隔を表わすカウント数ao(x)
とaf(x)を演算処理する事によって、このポイント
での膜厚値Fを求める事ができる。演算式は(2)式に
示す通りである。
F =K (ao(x) −af (x) ) ・・
・・・・・・・・・・・・・・・・(2)但しKは、カ
ウント数と膜厚値の関係を示す比例係数である。
・・・・・・・・・・・・・・・・(2)但しKは、カ
ウント数と膜厚値の関係を示す比例係数である。
このようにして回転軸のたわみや偏心の影響を受ける事
なく、被測定シートの幅方向及び流れ方向の膜厚分布を
測定する事ができる。
なく、被測定シートの幅方向及び流れ方向の膜厚分布を
測定する事ができる。
なお、上記実施例ではヘッド部(171に遮光板(2)
、レーザ光発生器(4)1反射ミラー(6)、レンズ(
7)ズ9)及び受光器0υを搭載して一体になって移動
するものについて説明したが、移動形のヘッド部を構成
しなくても、回転軸(1)の長さ方向に走査できるよう
に構成することによって同様の効果が期待される。
、レーザ光発生器(4)1反射ミラー(6)、レンズ(
7)ズ9)及び受光器0υを搭載して一体になって移動
するものについて説明したが、移動形のヘッド部を構成
しなくても、回転軸(1)の長さ方向に走査できるよう
に構成することによって同様の効果が期待される。
また、レーザ光を光ファイバーで導くことによって、レ
ーザ光発生器(4)を非移動形にすることもできる。
ーザ光発生器(4)を非移動形にすることもできる。
このようにこの発明によれば、回転軸の回転に同期させ
て回転軸の軸方向に移動させ、回転軸のたわみや偏心に
起因する遮光板と回転軸の間隔の回転軸の軸方向の分布
を演算補正しなから膜厚測定を行う事によって、回転軸
のたわみや偏心の影響を受ける事なく、被測定シートの
幅方向及び流れ方向の膜厚分布を精度よく測定する事が
できる。
て回転軸の軸方向に移動させ、回転軸のたわみや偏心に
起因する遮光板と回転軸の間隔の回転軸の軸方向の分布
を演算補正しなから膜厚測定を行う事によって、回転軸
のたわみや偏心の影響を受ける事なく、被測定シートの
幅方向及び流れ方向の膜厚分布を精度よく測定する事が
できる。
第1図はこの発明の一実施例を適用し1こ装置の構成図
、第2図は他の発明の一実施例を示す構成図、第3図は
従来の膜厚測定方法を適用した装置の構成図、第4図は
第3図の要部を示す説明図である。図において、(1)
は回転軸、(2)は遮光板、(3)は被測定シート、(
4a) (5a)はレーザ光、(6)は反射ミラー、’
(71(91はレンズ、(Iりは受光器、Dpは軸方
向基点、Apは回転角度基点、M、、M、は測定ポイン
トである。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
、第2図は他の発明の一実施例を示す構成図、第3図は
従来の膜厚測定方法を適用した装置の構成図、第4図は
第3図の要部を示す説明図である。図において、(1)
は回転軸、(2)は遮光板、(3)は被測定シート、(
4a) (5a)はレーザ光、(6)は反射ミラー、’
(71(91はレンズ、(Iりは受光器、Dpは軸方
向基点、Apは回転角度基点、M、、M、は測定ポイン
トである。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- (1)被測定シートを回転軸で密着支持しながら走行さ
せ、上記回転軸の面から所定の距離をあけて上記回転軸
の回転中心と平行に遮光板を設けて、上記被測定シート
の表面と上記遮光板との間をレーザ光を使って反射ミラ
ーで走査し、上記被測定シートの膜厚を測定する方法に
おいて、上記回転軸の基点から上記回転軸の長さ方向に
上記回転軸の面と上記遮光板との間の距離を上記基点か
らの各位置とを対応させて上記走査の結果を第1の情報
として記憶し、上記被測定シートの走行状態で上記被測
定シートと上記遮光板との間の距離を上記基点からの各
位置と対応させて上記走査の結果から第2の情報とし、
上記第1の情報と上記第2の情報とで演算して上記被測
定シートの膜厚を検出することを特徴とする膜厚測定方
法。 - (2)被測定シートを回転軸で密着支持しながら走行さ
せ、上記回転軸の面から所定の距離をあけて上記回転軸
の回転中心と平行に遮光板を設けて、上記被測定シート
の表面と上記遮光板との間をレーザ光を使って反射ミラ
ーで走査し、上記被測定シートの膜厚を測定する方法に
おいて、上記回転軸の軸方向の軸方向基点から軸方向の
所定の位置で、上記回転軸の回転角度基点から回転方向
の所定の角度の位置に対応した測定ポイントにおける上
記回転軸の面と上記遮光板との間の走査結果を第1の情
報として記憶し、上記被測定シートの走行状態で上記測
定ポイントにおける上記被測定シートと上記遮光板との
間の走査結果を第2の情報として記憶し、上記第1の情
報と上記第2の情報とで演算して上記被測定シートの膜
厚を検出することを特徴とする膜厚測定方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1001631A JPH0674970B2 (ja) | 1988-01-19 | 1989-01-07 | 膜厚測定方法 |
CA000597537A CA1313757C (en) | 1988-04-26 | 1989-04-24 | Method for measuring film thickness |
US07/342,852 US4991969A (en) | 1988-04-26 | 1989-04-25 | Method for measuring film thickness |
KR1019890005520A KR920007628B1 (ko) | 1988-04-26 | 1989-04-26 | 막두께 측정방법 |
EP89304179A EP0339985B1 (en) | 1988-04-26 | 1989-04-26 | Method for measuring film thickness |
DE89304179T DE68907119T2 (de) | 1988-04-26 | 1989-04-26 | Verfahren zum Messen der Dicke eines Films. |
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