JPH04369409A - 光学式厚さ測定装置 - Google Patents
光学式厚さ測定装置Info
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- JPH04369409A JPH04369409A JP11509391A JP11509391A JPH04369409A JP H04369409 A JPH04369409 A JP H04369409A JP 11509391 A JP11509391 A JP 11509391A JP 11509391 A JP11509391 A JP 11509391A JP H04369409 A JPH04369409 A JP H04369409A
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学式変位センサを用
いて被測定物の厚さ（板厚等）を非接触式で測定する光
学式厚さ測定装置に関するものである。
いて被測定物の厚さ（板厚等）を非接触式で測定する光
学式厚さ測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は例えば特開平２−１０５００４号
公報に示された従来の光学式厚さ測定装置の構成を示す
ブロック図であり、光学式変位センサを用いた非接触型
の厚さ測定装置を示している。
公報に示された従来の光学式厚さ測定装置の構成を示す
ブロック図であり、光学式変位センサを用いた非接触型
の厚さ測定装置を示している。
【０００３】図４において、１ａ，１ｂは互いに対向配
置された一対の光学式変位センサ、２ａ，２ｂはそれぞ
れ光学式変位センサ１ａ，１ｂからの検出信号を処理す
る信号処理部、３は信号処理部２ａ，２ｂを介し光学式
変位センサ１ａ，１ｂにより検出された検出信号に基づ
いて被測定物１１の厚さｔを演算する厚さ演算部である
。
置された一対の光学式変位センサ、２ａ，２ｂはそれぞ
れ光学式変位センサ１ａ，１ｂからの検出信号を処理す
る信号処理部、３は信号処理部２ａ，２ｂを介し光学式
変位センサ１ａ，１ｂにより検出された検出信号に基づ
いて被測定物１１の厚さｔを演算する厚さ演算部である
。
【０００４】次に動作について説明する。光学式変位セ
ンサ１ａ，１ｂの相互間に、図４に示すように、厚さ測
定対象である被測定物１１を配置して、各光学式変位セ
ンサ１ａ，１ｂにより、被測定物１１の両面の基準位置
からの変位ｄ１，ｄ２を測定する。
ンサ１ａ，１ｂの相互間に、図４に示すように、厚さ測
定対象である被測定物１１を配置して、各光学式変位セ
ンサ１ａ，１ｂにより、被測定物１１の両面の基準位置
からの変位ｄ１，ｄ２を測定する。
【０００５】そして、厚さ演算部３において、予め既知
の両センサ１ａ，１ｂの基準位置間距離ｄ０から、検出
された変位ｄ１，ｄ２を減算することにより、被測定物
１１の厚さｔ＝ｄ０−（ｄ１＋ｄ２）が測定される。
の両センサ１ａ，１ｂの基準位置間距離ｄ０から、検出
された変位ｄ１，ｄ２を減算することにより、被測定物
１１の厚さｔ＝ｄ０−（ｄ１＋ｄ２）が測定される。
【０００６】ところで、上述のように構成された光学式
厚さ測定装置を用いて、被測定物１１の厚さ分布を測定
する場合には、図５に示すように、一対の光学式変位セ
ンサ１ａ，１ｂをＣ字形のフレーム１２に取り付け、被
測定物１１またはフレーム１２を走査機構（図示せず）
により移動させて測定する手段や、図６に示すように、
各センサ１ａ，１ｂを、被測定物１１に対し個々に同期
をとりながら、それぞれ案内レール２１ａ，２１ｂに沿
って移動させる手段がある。
厚さ測定装置を用いて、被測定物１１の厚さ分布を測定
する場合には、図５に示すように、一対の光学式変位セ
ンサ１ａ，１ｂをＣ字形のフレーム１２に取り付け、被
測定物１１またはフレーム１２を走査機構（図示せず）
により移動させて測定する手段や、図６に示すように、
各センサ１ａ，１ｂを、被測定物１１に対し個々に同期
をとりながら、それぞれ案内レール２１ａ，２１ｂに沿
って移動させる手段がある。
【０００７】なお、図６に示す装置では、案内レール２
１ａ，２１ｂとしてボールねじが用いられ、送り機構７
により案内レール２１ａ，２１ｂを回転駆動することに
より、各センサ１ａ，１ｂが案内レール２１ａ，２１ｂ
に沿って移動するようになっている。また、８はセンサ
１ａ，１ｂ，案内レール２１ａ，２１ｂおよび送り機構
７を取り付けられるベースである。
１ａ，２１ｂとしてボールねじが用いられ、送り機構７
により案内レール２１ａ，２１ｂを回転駆動することに
より、各センサ１ａ，１ｂが案内レール２１ａ，２１ｂ
に沿って移動するようになっている。また、８はセンサ
１ａ，１ｂ，案内レール２１ａ，２１ｂおよび送り機構
７を取り付けられるベースである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
厚さ分布測定手段では、フレーム１２の移動に伴うスペ
ースを確保する必要があり、また、後者の厚さ分布測定
手段では、各センサ１ａ，１ｂを移動させるための案内
レール２１ａ，２１ｂに曲がりや撓みがあるために、各
センサ１ａ，１ｂの基準位置間距離ｄ０が変動し誤差が
生じるという課題があった。
厚さ分布測定手段では、フレーム１２の移動に伴うスペ
ースを確保する必要があり、また、後者の厚さ分布測定
手段では、各センサ１ａ，１ｂを移動させるための案内
レール２１ａ，２１ｂに曲がりや撓みがあるために、各
センサ１ａ，１ｂの基準位置間距離ｄ０が変動し誤差が
生じるという課題があった。
【０００９】本発明は、前記のような課題を解消するた
めになされたもので、最小スペースで走査機構の精度に
よることなく、高精度に被測定物の厚さを測定できる光
学式厚さ測定装置を得ることを目的とする。
めになされたもので、最小スペースで走査機構の精度に
よることなく、高精度に被測定物の厚さを測定できる光
学式厚さ測定装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光学式厚さ
測定装置は、被測定物の両面にそれぞれ光を照射しその
反射光を受光して基準位置からの変位を検出する一対の
光学式変位センサと、これらの各光学式変位センサから
の検出信号に基づいて前記被測定物の厚さを演算する厚
さ演算部と、前記一対の光学式変位センサを同期させて
前記被測定物に対して移動させる走査機構とをそなえて
なるものにおいて、■厚さ既知の基準板について前記走
査機構により前記一対の光学式変位センサを移動させな
がら各位置での厚さを予め測定し、その測定結果と前記
基準板の既知の厚さとの偏差データを記憶する記憶部と
、■前記被測定物の厚さ測定時に、前記厚さ演算部によ
り得られた演算結果を、前記記憶部に記憶された前記偏
差データに基づいて補正する補正部とをそなえたもので
ある。
測定装置は、被測定物の両面にそれぞれ光を照射しその
反射光を受光して基準位置からの変位を検出する一対の
光学式変位センサと、これらの各光学式変位センサから
の検出信号に基づいて前記被測定物の厚さを演算する厚
さ演算部と、前記一対の光学式変位センサを同期させて
前記被測定物に対して移動させる走査機構とをそなえて
なるものにおいて、■厚さ既知の基準板について前記走
査機構により前記一対の光学式変位センサを移動させな
がら各位置での厚さを予め測定し、その測定結果と前記
基準板の既知の厚さとの偏差データを記憶する記憶部と
、■前記被測定物の厚さ測定時に、前記厚さ演算部によ
り得られた演算結果を、前記記憶部に記憶された前記偏
差データに基づいて補正する補正部とをそなえたもので
ある。
【００１１】
【作用】本発明における光学式厚さ測定装置では、被測
定物の厚さ測定に先立ち、まず、厚さ既知の基準板を一
対の光学式変位センサの相互間に配置し、走査機構によ
り一対の光学式変位センサを移動させ、各位置における
基準板の厚さを測定し、厚さ演算部から得られた厚さの
測定結果と、基準板の既知の厚さとの偏差を求め、その
偏差データを記憶部に記憶させておく。
定物の厚さ測定に先立ち、まず、厚さ既知の基準板を一
対の光学式変位センサの相互間に配置し、走査機構によ
り一対の光学式変位センサを移動させ、各位置における
基準板の厚さを測定し、厚さ演算部から得られた厚さの
測定結果と、基準板の既知の厚さとの偏差を求め、その
偏差データを記憶部に記憶させておく。
【００１２】そして、実際の被測定物の厚さ測定時には
、測定位置に応じた偏差データを記憶部から読み出し、
その偏差データに基づいて厚さ演算部により得られた演
算結果を補正する。これにより、各位置での走査機構系
に起因する測定誤差を解消することができる。
、測定位置に応じた偏差データを記憶部から読み出し、
その偏差データに基づいて厚さ演算部により得られた演
算結果を補正する。これにより、各位置での走査機構系
に起因する測定誤差を解消することができる。
【００１３】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、１ａ，１ｂは互いに対向配置され
被測定物の両面にそれぞれ光を照射しその反射光を受光
して基準位置からの変位を検出する一対の光学式変位セ
ンサで、被測定物に光を照射すべく光源および光学部品
により構成された投光手段と、被測定物からの反射光ま
たは散乱光を受光すべく受光素子および光学部品により
構成された受光手段とを有して構成されている。
する。図１において、１ａ，１ｂは互いに対向配置され
被測定物の両面にそれぞれ光を照射しその反射光を受光
して基準位置からの変位を検出する一対の光学式変位セ
ンサで、被測定物に光を照射すべく光源および光学部品
により構成された投光手段と、被測定物からの反射光ま
たは散乱光を受光すべく受光素子および光学部品により
構成された受光手段とを有して構成されている。
【００１４】２ａ，２ｂはそれぞれ光学式変位センサ１
ａ，１ｂからの検出信号を処理する信号処理部、３は信
号処理部２ａ，２ｂを介し光学式変位センサ１ａ，１ｂ
により検出された検出信号に基づいて被測定物１１の厚
さｔを演算する厚さ演算部である。
ａ，１ｂからの検出信号を処理する信号処理部、３は信
号処理部２ａ，２ｂを介し光学式変位センサ１ａ，１ｂ
により検出された検出信号に基づいて被測定物１１の厚
さｔを演算する厚さ演算部である。
【００１５】また、図１，図２に示すように、光学式変
位センサ１ａ，１ｂは、それぞれボールねじ状の案内レ
ール２１ａ，２１ｂに取り付けられ、送り機構７により
案内レール２１ａ，２１ｂを回転駆動することで、案内
レール２１ａ，２１ｂに沿って移動できるようになって
おり、これらの送り機構７および案内レール２１ａ，２
１ｂにより、一対の光学式変位センサ１ａ，１ｂを同期
させて被測定物に対して移動させる走査機構が構成され
ている。なお、案内レール２１ａ，２１ｂおよび送り機
構７はベース８に取り付けられている。
位センサ１ａ，１ｂは、それぞれボールねじ状の案内レ
ール２１ａ，２１ｂに取り付けられ、送り機構７により
案内レール２１ａ，２１ｂを回転駆動することで、案内
レール２１ａ，２１ｂに沿って移動できるようになって
おり、これらの送り機構７および案内レール２１ａ，２
１ｂにより、一対の光学式変位センサ１ａ，１ｂを同期
させて被測定物に対して移動させる走査機構が構成され
ている。なお、案内レール２１ａ，２１ｂおよび送り機
構７はベース８に取り付けられている。
【００１６】そして、４は送り機構７からの情報に基づ
いてセンサ１ａ，１ｂの走査位置を検出する位置検出部
、５は位置検出部４からの位置情報に応じて後述する偏
差データを記憶する記憶部、６は実際の被測定物の測定
時に厚さ演算部３により得られた演算結果を記憶部５に
記憶された偏差データに基づいて補正する補正部、９は
基準板、１０は基準板９をセンサ１ｂに一体的に取り付
けるための基準板固定部である。
いてセンサ１ａ，１ｂの走査位置を検出する位置検出部
、５は位置検出部４からの位置情報に応じて後述する偏
差データを記憶する記憶部、６は実際の被測定物の測定
時に厚さ演算部３により得られた演算結果を記憶部５に
記憶された偏差データに基づいて補正する補正部、９は
基準板、１０は基準板９をセンサ１ｂに一体的に取り付
けるための基準板固定部である。
【００１７】次に、本実施例の装置の動作について説明
する。被測定物の厚さ測定に先立ち、まず、被測定物を
配置しない状態で、厚さ既知の基準板９を、センサ１ｂ
に基準板固定部１０により固定して、一対の光学式変位
センサ１ａ，１ｂの相互間に配置した後、この系を、送
り機構７により走査範囲のすべてについて移動・走査さ
せて、基準板９の厚さを測定する。
する。被測定物の厚さ測定に先立ち、まず、被測定物を
配置しない状態で、厚さ既知の基準板９を、センサ１ｂ
に基準板固定部１０により固定して、一対の光学式変位
センサ１ａ，１ｂの相互間に配置した後、この系を、送
り機構７により走査範囲のすべてについて移動・走査さ
せて、基準板９の厚さを測定する。
【００１８】この走査により、厚さ演算部３からは、例
えば図３（ａ）に示すように、基準板９の一定の厚さに
対して変動する厚さ出力が得られる。
えば図３（ａ）に示すように、基準板９の一定の厚さに
対して変動する厚さ出力が得られる。
【００１９】前述したように、一対の光学式変位センサ
１ａ，１ｂと基準板９とからなる系は固定されているた
め、走査位置によらずに常に厚さは一定のはずである。 従って、厚さ演算部３からの出力における厚さ変動は、
走査位置に対する送り機構７，案内レール２１ａ，２１
ｂの精度に起因して生じたものである。
１ａ，１ｂと基準板９とからなる系は固定されているた
め、走査位置によらずに常に厚さは一定のはずである。 従って、厚さ演算部３からの出力における厚さ変動は、
走査位置に対する送り機構７，案内レール２１ａ，２１
ｂの精度に起因して生じたものである。
【００２０】そこで、基準板９の厚さが既知であること
を利用し、位置検出部４により検出される走査位置ごと
に、その走査位置での厚さ演算部３からの出力と基準板
９の厚さとの偏差を求め、その偏差データ（厚さ誤差；
図３（ｂ）参照）を、各走査位置に対する案内レール２
１ａ，２１ｂの曲がりや撓みの補正値として、記憶部５
に記憶させておく。
を利用し、位置検出部４により検出される走査位置ごと
に、その走査位置での厚さ演算部３からの出力と基準板
９の厚さとの偏差を求め、その偏差データ（厚さ誤差；
図３（ｂ）参照）を、各走査位置に対する案内レール２
１ａ，２１ｂの曲がりや撓みの補正値として、記憶部５
に記憶させておく。
【００２１】そして、実際の被測定物の厚さ測定時には
、測定位置に応じた偏差データを記憶部５から読み出し
、その偏差データに基づいて、厚さ演算部３により得ら
れた演算結果（例えば図３（ｃ）参照）を補正する。
、測定位置に応じた偏差データを記憶部５から読み出し
、その偏差データに基づいて、厚さ演算部３により得ら
れた演算結果（例えば図３（ｃ）参照）を補正する。
【００２２】これにより、図３（ｄ）に示すように、各
位置での走査機構系に起因する測定誤差を解消でき、最
小スペースで送り機構７の精度によることなく、高精度
に被測定物の厚さを測定できる。
位置での走査機構系に起因する測定誤差を解消でき、最
小スペースで送り機構７の精度によることなく、高精度
に被測定物の厚さを測定できる。
【００２３】また、本実施例では、基準板９を、センサ
１ｂに一体的に取り付け、センサ１ａ，１ｂの走査と連
動させるようにしたので、一定の厚さの基準板９をセン
サ１ａ，１ｂの走査範囲に配置する必要がなく、容易に
偏差データを得ることができる利点もある。
１ｂに一体的に取り付け、センサ１ａ，１ｂの走査と連
動させるようにしたので、一定の厚さの基準板９をセン
サ１ａ，１ｂの走査範囲に配置する必要がなく、容易に
偏差データを得ることができる利点もある。
【００２４】なお、上記実施例では、光学式変位センサ
１ａ，１ｂを一次元方向へ走査する場合について示した
が、本発明は、二次元方向へ走査する場合にも同様に適
用され、上記実施例と同様の効果を奏する。
１ａ，１ｂを一次元方向へ走査する場合について示した
が、本発明は、二次元方向へ走査する場合にも同様に適
用され、上記実施例と同様の効果を奏する。
【００２５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の光学式厚
さ測定装置によれば、被測定物を配置しない状態で、既
知の厚さをもつ基準板を、一対の光学式変位センサの相
互間に配置し、各走査位置における厚さ演算部からの出
力と基準板の実厚さとを比較することにより、各走査位
置での曲がりや撓みに対する補正を行なえるように構成
したので、最小のスペースで走査機構の精度によらない
高精度のものが得られる効果がある。
さ測定装置によれば、被測定物を配置しない状態で、既
知の厚さをもつ基準板を、一対の光学式変位センサの相
互間に配置し、各走査位置における厚さ演算部からの出
力と基準板の実厚さとを比較することにより、各走査位
置での曲がりや撓みに対する補正を行なえるように構成
したので、最小のスペースで走査機構の精度によらない
高精度のものが得られる効果がある。
【図１】本発明の一実施例による光学式厚さ測定装置を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】本実施例の動作を説明するためのグラフである
。
。
【図４】従来の光学式厚さ測定装置を示す概略構成図で
ある。
ある。
【図５】従来装置による厚さ分布測定手段の一例を示す
正面図である。
正面図である。
【図６】従来装置による厚さ分布測定手段の他例を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
１ａ，１ｂ 光学式変位センサ
３ 厚さ演算部
５ 記憶部
６ 補正部
７ 送り機構（走査機構）
９ 基準板
Claims (1)
- 【請求項１】 被測定物の両面にそれぞれ光を照射し
その反射光を受光して基準位置からの変位を検出する一
対の光学式変位センサと、これらの各光学式変位センサ
からの検出信号に基づいて前記被測定物の厚さを演算す
る厚さ演算部と、前記一対の光学式変位センサを同期さ
せて前記被測定物に対して移動させる走査機構とをそな
えてなる光学式厚さ測定装置において、厚さ既知の基準
板について前記走査機構により前記一対の光学式変位セ
ンサを移動させながら各位置での厚さを予め測定し、そ
の測定結果と前記基準板の既知の厚さとの偏差データを
記憶する記憶部と、前記被測定物の厚さ測定時に、前記
厚さ演算部により得られた演算結果を、前記記憶部に記
憶された前記偏差データに基づいて補正する補正部とが
そなえられたことを特徴とする光学式厚さ測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11509391A JPH04369409A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 光学式厚さ測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11509391A JPH04369409A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 光学式厚さ測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04369409A true JPH04369409A (ja) | 1992-12-22 |
Family
ID=14654034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11509391A Pending JPH04369409A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 光学式厚さ測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04369409A (ja) |
Cited By (9)
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-
1991
- 1991-05-21 JP JP11509391A patent/JPH04369409A/ja active Pending
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