JPH041507A - 被験体の厚さ及び表面歪み測定方法並びに混入異物検出方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野） 本発明は合成樹脂製フィルムや合成樹脂製板体、ガラス
板等の光透過性を有する被験体の厚さを測定する方法と
、これら被験体の表面歪みを測定する方法並びに被験体
中の混入異物を検出する方法に関し、更に詳しくは、被
験体が柔軟性を有するものであっても、又、柔軟性を有
しないものであっても共に測定することができる方法に
関する。

〔従来の技術〕

従来、合成樹脂製フィルムや合成樹脂製板体等の厚さを
測定する方法としては、例えば、被験体表面からβ線、
γ線、Ｘ線等の放射線を照射させて被験体を透過する放
射線量を測定し、その減衰量を算出することで被験体の
厚さを測定する［放射線透過方式」や前記方法において
放射線の代わりに紫外線や赤外線を用いる方法等がある
が、放射線を用いる方法では放射性元素を用いることか
ら取扱が煩雑であり、しかも演算処理も複雑である為、
装置コストが高価となる問題がある。又、紫外線や赤外
線を用いる場合は放射線を用いる場合に比べて取扱は容
易であるものの、紫外線や赤外線に対して吸収能を有す
る被験体しか測定できないという問題があった。

これらの問題を解決する方法としては同出願人は特願平
１−１１８１４５号を出願している。これは第１５図に
示す如く、被験体Ｓを突出した湾曲体ａの表面に位置づ
け、湾曲体ａと被験体Ｓとの接触部すに向けて照明光を
照射するとともに、前記接触部すにおける湾曲体ａの略
接線方向から被験体を観測し、被験体の測定対象断面Ｃ
において発生する散乱発光現象を観測することで被験体
Ｓの厚さＤを測定するものであった。そしてこの方法に
よれば、光輝いている測定対象断面Ｃの厚さを測定する
ことにより、被験体Ｓの厚さＤを直読することができる
ので、被験体の厚さ測定を簡単な装置で行うことが可能
となった。しかも、該方法は放射性元素等を用いるもの
ではないから取扱も容易であり、更に被験体も散乱発光
現象が発生するものであれば適応できるから、被験体の
制限もほとんどなくすことができた。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この方法は被験体を湾曲体の表面に沿わ
ず必要があることから、柔軟性を有しない素材に対して
は適用することはできず、従って、剛性を有する合成樹
脂板等に対しては適用することはできないという問題が
残されていた。本発明はかかる現況に鑑みてなされたも
のであり、被験体が柔軟性を有するか否かに関わらず、
照明光が透過する材質であればほとんど全ての被験体に
対して適用できる厚さ測定方法を提供せんとするもので
あり、加えて前記厚さ測定方法の基本原理を応用した被
験体の表面歪み測定方法並びに被験体中の混入異物の検
出方法をも同時に開示せんとするものである。

〔課題を解決する為の手段コ 上記課題を解決すべく本発明者は鋭意研究を重ねた結果
、平行光が異媒質に入射したときに異媒質との入射境界
部で発生する散乱発光現象を利用すれば、被験体の厚さ
及び表面歪みの測定並びに被験体中の混入異物が検出で
きることを着想した。

そしてこの着想を具体化させることにより本発明を完成
させたものである。

かかる着想に基づいて完成させた第１発明は、厚さを測
定しようとする被験体の表面に対し、帯状の平行光を照
射して被験体内部を透過横断させるとともに、平行光が
被験体表面に入射する際に入射境界部において生ずる線
状の散乱発光現象と、平行光が被験体から被験体外部に
出射する際に出射境界部において生ずる線状の散乱発光
現象を被験体の上部若しくは下部から観測し、散乱発光
している入射境界線と出射境界線間の距離を測定するこ
とで被験体の厚さを間接的に測定してなることを特徴と
する。

又、第２発明である被験体の厚さ測定方法は、被験体を
反射性素材の上に位置づけ、該被験体の表面に対し帯状
の平行光を照射して被験体内部を透過横断させ、前記反
射性素材表面で反射させて被験体内部を適数回往復させ
るとともに、平行光が被験体表面に入射する際に入射境
界部において生ずる線状の散乱発光現象と、平行光が被
験体内部で反射する際に反射境界部において生ずる線状
の散乱発光現象若しくは平行光が被験体外部に出射する
際に出射境界部において生ずる線状の散乱発光現象を被
験体の上部から観測し、散乱発光している入射境界線と
反射境界線若しくは出射境界線間の距離を測定してなる
ことを特徴としている。

又、第３発明である被験体の表面歪みの測定は、上記被
験体の厚さ測定方法において、入射境界線と出射境界線
の直線性を測定することによってｊテう。

又、第４発明である被験体の混入異物検出方法は被験体
表面から入射させた帯状の平行光の光路に異物が存在し
た場合、平行光が異媒質である異物との境界部を散乱発
光させたり、該異物との境界部でその光路が屈折する現
象を観測することにより行うものである。

上記厚さ測定方法及び表面歪み測定方法並びに被験体の
混入異物検出方法において、帯状の平行光は等間隔で複
数本設けて、これら平行光群を同時に被験体に照射する
ことも可能であり、更に、平行光を縦横に設けて格子状
の平行光群を作り、これら平行光群を同時に被験体に照
射することも可能である。　又、透過性の低い被験体を
測定対象とした第５発明は、被験体の厚さ方向中間位置
に仮想基準面を設定し、被験体を除外したときにその光
路が前記仮想基準面上に設定した仮想基準線を通過する
ようにその傾斜角度を設定した平行光を被験体の斜め上
方及び斜め下方から被験体表面に照射して被験体上面及
び下面に散乱発光した入射境界線を生じさせるとともに
、該入射境界線の仮想基準線からの逸脱距離をそれぞれ
測定して両逸脱距離の合計値を算出し、該合計値に基づ
いて被験体の厚さを測定してなることを特徴とする。

〔作用〕

第１発明の方法により被験体に平行光を照射すれば、被
験体に入射した平行光は屈折して被験体媒質中を拡散す
ることなく進行し、被験体を斜めに横断して再度屈折し
た後、被験体外部に射出する。平行光の被験体表面への
入射部分（以下、入射境界部と称す）及び平行光の被験
体内部から被験体外部への出射部分（以下、出射境界部
と称す）における屈折は、同時に反射散乱現象を伴う結
果、入射境界部及び出射境界部では散乱発光現象が発生
してこれら境界部が線状に輝き、入射境界線と出射境界
線が浮かび上がる。この境界線の輝度は周囲と明確なコ
ントラストを有しているので境界線の存在位置及び態様
は観測容易である。

そして散乱発光している入射境界線と出射境界綿との間
の距離を測定し、この測定値を基にして演算処理すれば
被験体の厚さが測定される。

被験体の下部に反射性素材を位置づけた第２発明では、
被験体に入射した平行光は反射性素材表面で反射して被
験体内部を適宜回数往復し、入射境界線、反射境界線及
び出射境界線が散乱発光するので、これら境界線を観測
する。そして、これり境界線のうち通数本離間した位置
に存在する境界線相互の離間距離を測定すれば、境界線
間の反射の回数に応じて被験体の厚さが整数倍に倍加さ
れて測定される。

又、散乱発光している入射境界線と出射境界線のそれぞ
れの直線性を検査すれば、被験体表面の歪みを測定する
ことができる。

又、被験体に入射した平行光の光路に異物が存在すれば
、異物との境界部で平行光が屈折しまたり境界部が散乱
発光するので、これら現象を観測すれば被験体内部に存
在する異物が検出される。

又、等間隔で配した平行光を同時に被験体表面に照射し
た場合は、各平行光の入射境界部及び出射境界部がそれ
ぞれ線状に散乱光・光するので、被験体には複数本の線
状発光部が形成される。これら線状発光部を同時に観測
すれば被験体長さ方向における厚さ変化と被験体の表面
歪みの連続的変化を把握することができる。

又、等間隔で縦横に配した格子状の平行光を用いたとき
には被験体長さ方向と幅方向の厚さ変化や表面歪みの変
化を同時に測定することが可能となり、被験体の厚さや
表面歪みに関する連続情報を得ることができる。

第５発明は、透過性が低く出射境界部が被験体）力から
観測できない被験体を測定することを目的とε、ている
。第５発明方法によれば、被験体上方及び下方から照射
された平行光は、それぞれ被験体上占及び下面に入射し
て、上面及び下面に散乱発光状態にある入射境界線を浮
かび上がらせる。

、＝〇斂乱発光したそれぞれの入射境界線は、それが例
えば被験体上面上の入射境界線であれば、被験体上面が
仮想基準面からどれだけ上方へ変位しているかと１こよ
ってその存在位置が決まり、仮想基準線からの逸脱距離
が決まることになる。又、同様に被験体下面における入
射境界線は被験体下面の仮想基準面からの下方への変位
量に対応して仮想基準線から逸脱する。したがって被験
体上面における入射境界線の仮想基準線からの変位量、
即ち逸脱距離をそれぞれ観測して合計し、この合計値に
基づいて演算処理すれば被験体の厚さを求めることがで
きる。

〔実施例〕

次に本発明の詳細を図示した実施例に基づき説明する。

第１回は本発明の１実施例であり、第１発明である厚さ
測定方法と第３発明である表面歪み測定方法に共通する
概念を示している。

図中Ｓは合成樹脂製フィルムや板体、ガラス板等の光透
過性を存する被験体である。尚、ここでいう光とは可視
光線は勿論のこと、赤外線や紫外線、史にはγ線等の短
波長の電磁波も含まれ、又、光透過性の概念も、透明若
しくは半透明として表現される肉眼上の透過性に限定さ
れず、前記各波長の光が透過し得るものであれば本発明
の対象と成しえる。。

図中りは前記被験体Ｓに入射する帯状の平行光である。

帯状の平行光としてはレーザー光を用いることが好まし
く、その波長域としては赤外線、可視光線、紫外線、γ
線等を用いることができ、又、測定精度を高める観点か
ら帯の厚みは測定可能な範囲内で可能な限り狭くするこ
とが好ましい。

平行光りは斜め上方から入射角αを有して被験体上面ｊ
！二人射するとともに、入射後は屈折角βで屈折して被
験体媒質内を直進した後、被験体下面ｋから屈折角αを
有して被験体外部へ出射する。

前記光路において、平行光りが被験体上面ｊに入射する
境界部である入射境界部ｍと、平行光りが被験体内部か
ら被験体外部へ出射する境界部である出射境界部ｎでは
平行光りは屈折するが、この屈折には同時に反射散乱現
象も伴う為、これら入射境界部ｆｆ＋と出射境界部ｎは
線状に発光して、それぞれ入射境界線Ｍと出射境界線Ｎ
が浮かび上がることになる。この散乱発光は極めて限定
された部分で行われる為に、入射境界線Ｍは被験体Ｓの
上面位置を示し、他方、出射境界線Ｎは被験体Ｓの下面
位置を示していると見做せる。したがって、平行光りの
透過断面Ｑの上端縁である入射境界線Ｍと下端縁である
出射境界線Ｎとの存在位置を測定し、被験体厚さ方向に
おける両者間の距離を演算により算出すれば、被験体Ｓ
の厚さを測定することができる。そしてこの方法によれ
ば、透過断面Ｑ中に異物が存在していても、その異物が
平行光の光路に影響を与えない限り異物が厚さ測定にお
ける誤差原因となることはない。又、逆に光路に影響を
与える程度の大きさの異物であれば、異物との境界部で
平行光は屈折してその光路Ｓこ変更を来すこととなり、
この結果、出射境界ｉＮに部分的に非直線部分が発生す
ることとなるので、この非直線部分を検出すれば被験体
内の混入異物を検出することが可能となる。又、平行光
が異媒質である異物に入射する際に異物との境界部で発
生する散乱発光現象を観測することで異物の存在を検出
してもよい。又、出射境界線Ｎの輝度若しくは被験体を
透過した光の強度を測定することでその光透過量を算出
し、予め測定しておいた良品である被験体の光透過量と
比較したり、若しくは出射境界線Ｎの長さ方向における
強度分布を分析することとすれば、被験体の色ムラや透
明度のムラ等の不良部分を検出することもできる。

又、散乱発光している入射境界線Ｍの長さ方向各部はそ
れぞれの位置における被験体上面位置を示しているから
、入射境界線Ｍが直線であれば、被験体上面は平坦であ
ると理解される。又、同様に散乱発光している出射境界
線Ｎが直線であれば被験体下面も平坦であることを示し
ていると判断されるのである。尚、前記混入異物の検出
方法も本表面歪み測定方法も共に出射境界線Ｎの直線性
を検査することによって行うものであるから、出射境界
線Ｎに現れた非直線部分が異物の存在によるものか、表
面歪みによるものかを峻別する必要があるが、表面歪み
による場合は非直線部分の変化は連続的であるのに対し
、異物による場合は不連続な非直線部分となることから
、両者の峻別は容易である。

ところで、入射境界線Ｍと出射境界線Ｎとに挾まれた透
過断面Ｑを通過する際に、平行光は内部散乱しないこと
が測定環境としては理想的であるが、実際は被験体中に
存在する不純物粒子の存在の程度に応じて散乱発光する
。しかしながらこの場合であっても入射境界線Ｍと出射
境界線Ｎは他の部分に対して格段に高輝度に輝く為、そ
の存在位置の観測が不可能となることはない。透過断面
で内部散乱が発生した結果、出射境界線Ｎの観測がやや
困難となった場合でも、二値化処理等の画像処理を行う
ことにより出射境界線Ｎを観測可能にすることができる
のである。

平行光の波長選定は被験体の各波長に対する透過性を考
慮して選択されるものであるが、特に可視光線を用いた
ときには、測定部位を肉眼でも確認することが可能とな
り、検査作業が容易となる９第２図は同実施例において
入射境界線Ｍと出射境界線Ｎの存在位置を測定する為に
用いる視覚手段の配置位置を示す説明図であり、第３図
は被験体内部を透過する平行光の光路を示す要部拡大説
明図である。図中Ｃが視覚手段としての撮像装置を示し
、該撮像装置Ｃには映像出力を演算処理する画像処理装
置Ｋが接続されている。

撮像装置Ｃは、被験体Ｓの上方に配することも、又、被
験体Ｓの下方に配することも可能であり、例えば被験体
上方に配した場合は入射境界線Ｍを直接観測するととも
に出射境界線Ｎは被験体Ｓを通して観測し、他方撮像装
置Ｃを被験体下方に配した場合は入射境界線Ｍを被験体
Ｓを通して観測するとともに出射境界線Ｎを直接観測す
るものである。尚、被験体Ｓの透明度が低く出射境界線
Ｎの輝度が入射境界″ｇＭの輝度に比べて著しく低い場
合には輝度の低い出射境界線Ｎを直接観測すべく撮像装
置Ｃは被験体下方に配置することが好ましい。

又、図中想像線で示すように入射境界線Ｍ　を挟んで平
行光が入射する側と反対側の斜め上方に撮像装置Ｃを配
置することも可能である。、シかシー、なから、この場
合は出射境界線Ｎと撮像装置Ｃを結ぶ線分の途中に測定
対象部位以外の部分Ｐが存在する為、該部分Ｐの表面状
態が出射境界線１りの観。

測結果に影響を与えることが懸念される。この意味では
、撮像装置Ｃは入射境界線Ｍの垂直上刃若しくは垂直下
方に配置することが好ましい。

入射境界線Ｍの垂直上方から撮像した画像は第４図で示
され、撮像画像において入射境界線Ｍば上部発光線分Ｍ
′として現れ、出射境界ｖＡＮは下部発光線分Ｎ′とし
て現れる。上部発光線分Ｍ′と下部発光線分Ｎ′との離
間距＃ｄは第３図において透過断面の被験体長さ方向成
分に相当するから、被験体の厚さＤはｄＸｃｏｔβの演
算式によって算出することができる。ところで第１媒質
である空気の絶対屈折率を０１、第２媒質である被験体
の絶対屈折率を０２としたとき、（ｓｉｎα／ｓｉｎβ
）＝（ｎ２／ｎｌ）の関係式が成立するから、屈折角β
は入射角αを一定にすることで一定となすことができる
。したがって上記演算式においてｃｏｔβは定数となす
ことができるから、離間距離ｄを測定すれば被験体の厚
さＤは容易に算出することができる。

尚、上記演算式は入射境界線Ｍの垂直上方位置に撮像装
置Ｃを位置づけた場合であり、撮像装置Ｃを入射境界線
Ｍに対して斜め上方に位置づけたときには、その場合の
角度を演算式中で考慮するものとする。

又、被験体上面及び下面の歪みは第４図（ロ）に示す如
く、上部発光線分Ｍ′及び下部発光線分Ｎ′における非
直線部分Ｗとして現れる。したがって、上部発光線分Ｍ
′及び下部発光線分Ｎ′の直線性を検査することで被験
体の上面及び下面における歪みを検出することができる
のである。

平行光りの入射角度並びに撮像装置Ｃの配置位置として
は他の態様を採用することも可能であり、例えば第５図
に示す如く、平行光りを被験体Ｓの垂直上方から照射し
、入射境界線Ｍ及び出射境界線Ｎを被験体Ｓの斜め上方
から観測することもできる。この場合、平行光りは被験
体Ｓに入射するときも被験体外部に出射するときも屈折
しないが、撮像装置Ｃによる観測は、被験体斜め上方か
ら行っているから、入射境界線Ｍ及び出射境界線Ｎは重
なることはない。

第６図（イ）、（ロ）は被験体Ｓを移動させながらその
厚さ若しくは表面歪みを測定する具体的方法の１例であ
る。出射境界線Ｎを被験体上方から観測する為には、被
験体下部には反射性素材を配置することは避ける必要が
ある。第６図（イ）では被験体Ｓ下部に光吸収性の素材
を配置して光の反射を防ぎ、又第６図（ロ）では被験体
を移送するローラーＲの間に光が通過する空間を設けて
（Ａる。

第７図は被験体に対して照射する平行光として、等間隔
に配置した平行光群を用いた場合である。

この場合、被験体の長さ方向における所定間隔毎の厚さ
情報並びに表面歪みの情報を同時に得ることができるか
ら、検査作業の効率化がはかれるとともに、被験体長さ
方向における厚さ変化や表面歪みの変化を容易に把握で
きる。

第８図は、平行光を縦横に等間隔で配して格子状の平行
光群を作成し、これを被験体表面に同時に照射した場合
である。この場合、被験体の長さ方向における所定間隔
毎の情報に加えて幅方向における所定間隔毎の情報も得
ることができるから、被験体の厚さ変化及び表面歪み状
態をより詳細に調べることができる。

又、本発明方法は被験体が積層体である場合にも適用可
能であり、第９図として示したものがこの方法を示す説
明図である。上層Ｅと下層Ｆの二層からなる被験体Ｓの
上面から入射した平行光りは、大気と上層Ｅとの境界部
及び下層Ｆと大気との境界部で線状に散乱発光すること
に加えて、上層Ｅと下層Ｆとの接合境界部でも線状に散
乱発光し、被験体Ｓを入射境界線Ｍ上方から撮像したと
きには第９図（ロ）に示すように３本の発光線分が確認
される。したがってそれぞれの発光線分間の距離を測定
して演算処理すれば各層の厚さとともに被験体全体の厚
さも測定することができる。

又、上層Ｅ及び下層Ｆの絶対屈折率が近似している場合
などで、両層の境界部における発光線分が不鮮明な場合
は、平行光の入射角度を大きくして両層接合境界部での
屈折角を大きくすることで発光線分の輝度を高めること
が好ましい。

以上説明したものは、被験体表面から平行光を入射させ
て被験体内部を透過横断させ入射面と反対側の表面から
平行光を出射させ、入射境界線と出射境界線を観測する
ことで被験体の厚みを測定するものであったが、被験体
内に入射した千行光をそのまま出射させるのではなく、
被験体内部で適宜回数、反射往復させ、反射境界部で発
生する散乱発光現象を観測することで被験体の厚みを測
定することも可能である。第１０図（イ）はこの発明の
実施例である。即ち、被験体Ｓの下には金属等の反射性
素材Ｈが配置され、被験体表面から入射させた平行光り
は被験体内部を透過横断した後、反射性素材Ｈ表面で反
射して被験体内部を上方へ向けて帰還し、被験体上面か
ら被験体外部へ出射する。前記光路においては散乱発光
した入射境界ｉＭ、反射境界線Ｔ及び出射境界線Ｎがそ
れぞれ観測されるので、これら境界線のうち入射境界線
Ｍと反射境界線Ｔ間の距離を測定すれば第１発明と同様
の測定値が得られ、又、入射境界線Ｍと出射境界線Ｎの
距離を測定すれば、前記測定値の２倍の大きさの測定値
が得られることになる。この方法によれば、被験体が極
めて薄い場合であっても被験体の厚みを高精度に測定す
ることが可能となる。被験体内部での反射の回数は１回
に限定されず、第１０図（ロ）に示す如く複数回とする
ことも可能であり、この回数は測定対象である被験体の
厚みに応じて適宜設定される。尚、この場合に得られる
測定値は入射境界線と出射境界線との間に存在する被験
体の平均厚さとなる。又、本方法によれば複数本の境界
線を同時に撮像できるので、撮像した複数本の境界線を
画像処理することにより隣接する境界線間の距離をそれ
ぞれ測定することも可能となり、この結果、被験体上の
複数箇所の厚さ情報を一回の測定で得ることが可能とな
って、測定時間の大幅な短縮が可能となる。

又、回倒のものでは反射性素材Ｈに被験体Ｓを直接載置
しているが、反射性素材Ｈと被験体Ｓとは離間配置する
こともできる。

ところで、第１発明及び第２発明として開示した被験体
の厚さ測定方法では、被験体入射後しくは下方に撮像装
置を配置して散乱発光現象を観測することとしたが、被
験体の側部位置であって被験体の移動に障害とならない
位置、例えば被験体の移送方向と直交する側部位置に撮
像装置を配置し、この撮像装置で被験体内部を透過横断
する平行光の光路を直接観測し、この観測結果に基づい
て被験体の厚さを測定することもできる。

第１１図〜第１４図は第５発明の各種態様を示す実施例
である。前述した第１発明及び第２発明は光透過性が比
較的高い被験体を対象としたものであったが、第５発明
は白濁した合成樹脂板等であって、光透過性が比較的低
い被験体の厚さ測定を目的“とじている。即ち、光透過
性が低い被験体に対して平行光を上面から入射させた場
合には、入射境界線の発光状態は観測できるものの、被
験体入射後の平行光は透過断面で内部散乱する為、出射
境界線の発光状態を観測することは容易ではない。

第５発明はこのような光透過性の低い被験体の厚さ測定
を可能にするものである。

第１１図に示す如く本発明は、被験体の厚み方向中間に
おける所定高さ位置に仮想基準面Ｇを設定し、この仮想
基準面Ｇ上に設けた仮想基準線Ｈに向かって該仮想基準
面の斜め上方及び斜め下方からそれぞれ平行光Ｌｌ　、
　Ｌ２を照射するとともに、平行光Ｌｌ、Ｌ２の入射角
度を、被験体を除外したときに両手行光Ｌｌ、Ｌ２の光
路がほぼ一致するように設定する。そしてこのように設
定した両手行光Ｌｌ、Ｌ２の間に第１２図に示す如く被
験体Ｓを位置づけ、被験体上面において散乱発光してい
る入射境界線引と、被験体下面において散乱発光してい
る入射境界線Ｍ２を、被験体上方及び下方に設けた撮像
装置Ｃ１、Ｃ２でそれぞれ観測する。そして、それぞれ
の入射境界線Ｍ１．Ｍ２の仮想基準線Ｈからの逸脱距離
ｄｉ、　ｄ２を測定するとともに両逸脱距離ｄｉ、　ｄ
２の合計値に基づいて被験体Ｓの厚さＤを測定するもの
である。入射角の設定は被験体表面での反射態様や測定
精度を考慮して適宜採用されるが、特に４５°に設定し
たときには両逸脱距離ｄｉ、　ｄ２の合計値と被験体Ｓ
の厚さＤとが一致する為、演算処理が容易となる。

被験体Ｓの上方及び下方から照射させる平行光Ｌ１．Ｌ
２は、それぞれの平行光が仮想基準線を通過するもので
あれば入射方向や入射角度は適宜設定され、例えば第１
３図に示す如く被験体上方からの平行光の入射方向を被
験体長さ方向における同じ方向となすこともでき、更に
、図示しないが仮想基準面上に設定する仮想基準線も、
上方からの平行光Ｌ１を通過させる為の仮想基準線と、
下方からの平行光Ｌ２を通過させる為の仮想基準線を別
々に設定することも可能である。

仮想基準線Ｈの設定方法も適宜採用され、例えば撮像装
置Ｃからの映像出力を画像処理するメモリ上に仮想基準
線をソフトウェア的に設定することや、又、第１４図に
示す如く被験体Ｓの垂直上方及び垂直下方から別途、平
行光を照射して被験体上面及び下面に線状発光部を作成
し、該線状発光部を仮想基準線として用いることも可能
である。

〔発明の効果〕

第１発明である被験体の厚さ測定方法は、被験体の表面
に対し帯状の平行光を照射して被験体内部を透過横断さ
せ、入射境界部と出射境界部をそれぞれ線状に散乱発光
させて入射境界線と出射境界線を形成し、画境界線間の
距離を被験体上方若しくは下方から測定するとともに、
入射境界線と出射境界線との間の距離に基づいて被験体
の厚みを測定することとしたから、測定に際して被験体
を曲げる必要がなく、被験体が柔軟性を有しない場合で
あっても被験体の厚みを高精度に測定することができる
。しかも入射境界線と出射境界線の存在位置をそれぞれ
観測し、画境界線間の距離に基づいて厚さを測定するか
ら、被験体が上下振動している場合であっても測定結果
に影響はない。

したがって、被験体を移送しながら厚み測定を行うこと
が可能であり、測定作業の効率化が可能である。

又、第２発明である被験体の厚さ測定方法は、被験体を
反射性素材の上に位置づけ、被験体内部に入射した平行
光を被験体内部で反射往復させ、入射境界線と反射境界
線若しくは出射境界線間の距離を測定することとしたか
ら、被験体の厚さ測定値を反射の回数に応じて倍加させ
ることが可能となり、被験体が極めて薄い場合でも被験
体の厚さを高精度に測定することが可能となる。特に、
被験体内部で複数回反射往復させた場合は、観測対象と
なした境界線間の平均厚さ情報を得ることができる。又
、複数本の境界線を同時に撮像することができるので、
撮像した複数本の境界線の位置情報に基づいて、隣接す
る境界線間の距離をそれぞれ算出することが可能であり
、被験体上における複数箇所の厚さ情報を一回の撮像で
得ることができるので測定時間の大幅な短縮がはかれる
。

又、第３発明である被験体の表面歪みの測定方法は、第
１発明の構成において、散乱発光した入射境界線と出射
境界線の直線性をそれぞれ観測することで被験体の厚さ
測定方法の表面歪みを測定することとしたから、被験体
の表面歪みの測定を被験体の厚さ測定を実施する装置と
同じ装置で行うことが可能である。又、被験体の上面と
下面の表面歪みを同時に検査することができるから、被
験体の裏返す必要もなく、検査作業の飛躍的な効率化が
はかれる。

又、第４発明である被験体の混入異物検出方法は、被験
体に入射した平行光が異物に当たったときに異物との境
界で生ずる屈折現象を観測するか若しくは異物との境界
部での散乱発光現象を観測することによって混入異物の
存在を検出することとしたから、前記厚さ測定や表面歪
み測定に使用した装置をそのまま用いることができ、又
、その検出作業も厚さ測定や表面歪み測定作業と同時に
行うことができる。

又、照射光として平行光を等間隔で配した平行光群用い
たときには、被験体上の複数箇所を同時に検査対象とす
ることができ、更に、照明光として平行光を縦横に配し
て格子状の平行光群を用いたときには、被験体長さ方向
と幅方向における複数箇所を同時に検査対象とすること
ができる。

第５発明である被験体の厚さ測定方法は、仮想基準面を
設定するとともに、該仮想基準面上に設定した仮想基準
線に対し被験体上方及び被験体下方から同時に平行光を
照射し、被験体上面及び被験体下面において散乱発光す
る入射境界線を形成し、それぞれの入射境界線の前記仮
想基準線からの逸脱距離の合計値を算出するとともに、
該合計値に基づいて被験体の厚さを測定することとした
から、透過性の劣る被験体の厚さを測定することが可能
となる。しかも本方法では、被験体の絶対屈折率を考慮
する必要はないから、被験体の絶対屈折率を予め測定し
ておく必要もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明と第２発明に共通する実施例であって
、両発明の基本的な考え方を示す説明図、第２図は同実
施例における撮像装置の配置の態様を示す説明図、第３
図は同実施例における平行光の光路を示す要部拡大説明
図、第４図（イ）は同実施例において撮像装置によって
得られた映像の１例を示す説明図、第４図（ロ）は同撮
像装置によって得られた他の映像を示す説明図、第５図
は平行光の照射方向及び撮像装置の他の実施例を示す説
明図、第６図（イ）、（ロ）は被験体の支持方法を示す
実施例、第７図（イ）、（ロ）及び第８図（イ）、（ロ
）は平行光の他の態様を示す説明図、第９図は（イ）は
積層体である被験体に本方法を適用した実施例であり、
被験体を透過する平行光の光路を示す説明図、第９図（
ロ）は同実施例において撮像装置によって得られた映像
の１例を示す説明図、第１０図（イ）、（ロ）は第２発
明である反射性素材を用いた被験体の厚さ測定方法の実
施例を示す説明図、第１１図は第５発明における平行光
の照射角度の設定方法を示す説明図、第１２図は第５発
明の基本的態様を示すｌ実施例、第１３図及び第１４図
は第５発明の他の実施例を示す説明図、第１５図は従来
例である。 Ｃ：撮像装置、 Ｌ二手行光、 Ｍ：入射境界線、 Ｑ：透過断面、 Ｓ：被験体、 ｊ：被験体上面、 ｍ：入射境界部、 Ｋ：画像処理装置、 Ｈ：反射性素材、 Ｎ：出射境界線、 Ｒ：ローラー Ｔ：反射境界線、 ｋ：被験体下面、 ｎ：出射境界部、 特許出願人　　ダックエンジニアリング株式会社第２図 第１図 第 図 （イ） （ロ） −，１１，。 第 因 （イ） （ロ） 第１０ 図 （イ） （ロ） 第 図 （イ） （ロ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）厚さを測定しようとする被験体の表面に対し帯状の
   平行光を照射して被験体内部を透過横断させるとともに
   、平行光が被験体表面に入射する際に入射境界部におい
   て生ずる線状の散乱発光現象と、平行光が被験体から被
   験体外部に出射する際に出射境界部において生ずる線状
   の散乱発光現象を被験体の上部若しくは下部から観測し
   、散乱発光している入射境界線と出射境界線間の距離を
   測定することで被験体の厚さを間接的に測定してなる被
   験体の厚さ測定方法。 ２）反射性素材の上に位置づけられた被験体の表面に対
   し帯状の平行光を照射して被験体内部を透過横断させ、
   前記反射性素材表面で反射させて被験体内部を適数回往
   復させるとともに、平行光が被験体表面に入射する際に
   入射境界部において生ずる線状の散乱発光現象と、平行
   光が被験体内部で反射する際に反射境界部において生ず
   る線状の散乱発光現象若しくは平行光が被験体外部に出
   射する際に出射境界部において生ずる線状の散乱発光現
   象を被験体の上部から観測し、散乱発光している入射境
   界線と反射境界線若しくは出射境界線間の距離を測定す
   ることで被験体の厚さを間接的に測定してなる被験体の
   厚さ測定方法。 ３）表面歪みを測定しようとする被験体の表面に対し帯
   状の平行光を照射して被験体内部を透過横断させるとと
   もに、平行光が被験体表面に入射する際に入射境界部に
   おいて生ずる線状の散乱発光現象と、平行光が被験体か
   ら被験体外部に出射する際に出射境界部において生ずる
   線状の散乱発光現象を被験体の上部若しくは下部から観
   測し、散乱発光している入射境界線と出射境界線の直線
   性をそれぞれ測定することで被験体表面の歪みを測定し
   てなる被験体の表面歪み測定方法。 ４）被験体の表面に対し帯状の平行光を照射して被験体
   内部を透過横断させるとともに、被験体内部を進行する
   平行光が被験体内部に存在する異物との境界部で、散乱
   発光若しくは屈折する現象を観測することで被験体中の
   異物を検出してなる被験体の混入異物検出方法。 ５）帯状の平行光を等間隔で複数本設け、該平行光群を
   同時に被験体に照射してなる前記特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の被験体の厚さ測定方法又は第３項記載
   の被験体の表面歪み測定方法又は第４項記載の被験体の
   混入異物検出方法。 ６）帯状の平行光を等間隔で縦横に複数本設けて格子状
   の平行光群を作成し、該平行光群を同時に被験体に照射
   してなる前記特許請求の範囲第１項又は第２項記載の被
   験体の厚さ測定方法又は第３項記載の被験体の表面歪み
   測定方法又は第４項記載の被験体の混入異物検出方法。 ７）被験体の厚さ方向中間位置に仮想基準面を設定し、
   被験体を除外したときにその光路が前記仮想基準面上に
   設定した仮想基準線を通過するようにその傾斜角度を設
   定した平行光を被験体の斜め上方及び斜め下方から被験
   体表面に照射して被験体上面及び下面に散乱発光した入
   射境界線を生じさせるとともに、該入射境界線の仮想基
   準線からの逸脱距離をそれぞれ測定して両逸脱距離の合
   計値を算出し、該合計値に基づいて被験体の厚さを測定
   してなる被験体の厚さ測定方法。