JPH0541407Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は紙等の物質表面の平滑度、光沢度、或
は平面度を測定する装置に関する。

〈従来の技術〉 第５図は紙の表面を測定する従来装置の構成図
である。図中、１は被測定対象である紙、２は例
えばLEDを用いた光源、３は光源２からの光を
平行光とするためのコリメートレンズ、４は法線
L₁に対し所定の入射角度（通常75°）θ₁で紙１に
光を照射するミラー、５は紙１で散乱された散乱
光を拾うミラー、６は集光レンズ、７は集光レン
ズ６の焦点距離f₁の位置に配置された例えばCCD
を用いた検出器である。このような構成で、紙の
平滑度は紙１からの散乱光の分散の広がりを検出
器７で測定し、広がりが小さい場合には平滑度が
高く、広がりが大きい場合には平滑度が低いと判
定している。

〈考案が解決しようとする問題点〉 ところで、紙の繊維（セルロース）は抄紙プロ
セスのワイヤ上で引張られて特定方向に並んでし
まう。このため、従来装置のように一つの方向か
ら紙に光を照射したのでは、照射方向によつて散
乱光の分散の度合が変り、測定結果が大きく変つ
てしまう。

更に、従来装置ではミラー５を無制限に大きく
できないため、散乱光受光角θ₂が制限され、低平
滑度の紙の場合に分解能が劣化する欠点があつ
た。

本考案の解決しようとする技術的課題は、前記
照射光の向きの影響が測定結果に現れないように
すること、並びに前記散乱光を拾うミラーに大き
なものを使用することなく散乱光受光角を大きく
出来、低平滑度の紙も高分解能で測定出来るよう
にすることにある。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案の構成は、被測定対象上に一定距離を置
いて配置され、平行光を発生する光源と、この光
源からの光を所定方向に向ける第１のミラーと、
この第１のミラーからの光が与えられたハーフミ
ラーと、このハーフミラーからの透過光及び反射
光を前記被測定対象の法線に対し所定角度で入射
させると共に、この被測定対象からの散乱光を拾
うように、前記法線に対し対称に且つ前記被測定
対象表面に対し垂直に設けられた第２、第３のミ
ラーと、前記ハーフミラーで透過、或は反射さ
れ、前記第２、第３のミラーで拾われた散乱光が
与えられ、この光を所定方向に向ける第４のミラ
ーと、この第４のミラーから与えられた光を検出
する光検出手段とより構成される。

〈作用〉 前記の技術手段は次のように作用する。即ち、
前記光源からの平行光は前記ハーフミラーで二つ
の光に分割される。このハーフミラーは、前記被
測定対象表面に対し垂直に設けられた前記第２、
第３のミラーとの間に、同じように垂直に設けら
れており、前記ハーフミラーからの透過光と反射
光は前記第２、第３のミラーで反射され、前記被
測定対象表面の同一測定点に照射される。照射光
の方向が異なるため、前記被測定対象表面からの
反射光は異なつた散乱分布を示す。この反射光は
前記第２、第３のミラーで再度反射され、更に前
記ハーフミラーによつて再度透過、反射され、前
記光検出器に導かれる。この光検出手段には二方
向からの測定光が与えられこれらが平均化される
ため、前記測定点の表面の状態をより正確に表わ
した測定信号が得られる。更に、前記第２、第３
のミラーは前記被測定対象表面に対し垂直に配置
されている為、ミラーに大きなものを使用しなく
ても散乱光受光角を大きくとることが出来る。

〈実施例〉 以下図面に従い本考案の実施例を説明する。第
１図は本考案の第１の実施例装置を示す構成図で
ある。図中、第５図における要素と同じ要素には
同一符号を付し、これらについての説明は省略す
る。２′は例えば半導体レーザを用いた光源で、
被測定対象である紙１上に一定距離置いて配置さ
れている。８は、コリメートレンズ３を経て与え
られた光源２′からの光を所定方向に向ける第１
のミラー、９は第１のミラー８からの光が入射す
るハーフミラー、１０はこのハーフミラーから透
過光が入射する第２のミラー、１１はハーフミラ
ー９から反射光が入射する第３のミラーである。
ハーフミラー９、第２のミラー１０及び第３のミ
ラー１１はいずれも、紙１に対し垂直に且つ互い
に平行に配置されており、ハーフミラー９は第２
のミラー１０と第３のミラー１１との中間に配置
されている。１２はハーフミラー９からの光を所
定方向に向ける第４のミラーで、第４のミラー１
２で反射された光は集光レンズ６を経て検出器７
に与えられている。

このような構成で、ハーフミラー９からの透過
光は黒矢印の経路を辿り、第２のミラー１０で反
射され、所定の入射角（75°）θ₁で測定点Ａに照
射される。一方、ハーフミラー９からの反射光は
白矢印の経路を辿り、第３のミラー１１で反射さ
れ、紙１に照射される。この場合、第３のミラー
１１は法線L₁に対し第２のミラー１０と対称に
設けられている為、光は先の透過光の場合と反対
の方向から同じ入射角θ₁で且つ同じＡ点に照射さ
れる。Ａ点で反射された散乱光のうち、一方の散
乱光は第３のミラー１１で拾われ、他方の散乱光
は第２のミラー１０で拾われ、再度、ハーフミラ
ー９によつて透過、反射された後、第４のミラー
１２、集光レンズ６を経て検出器７に導かれる。

Ａ点からの二種の散乱光は異なつた散乱分布を
示し、これら散乱光が同時に与えられる検出器７
では、測定光が平均化され、Ａ点の表面状態をよ
り正確に表わした測定信号が得られる。更に、第
２、第３のミラー１０，１１は紙１に対し垂直に
配置されている為、これらミラーに大きなものを
使用しなくても散乱光受光角θ₂大きくとることが
出来る。

以下、本考案の他の実施例装置について説明す
る。第２図は本考案の第２の実施例装置を示す構
成図である。図中、第１図及び第５図における要
素と同じ要素には同一符号を付しこれらについて
の説明は省略する。図中、１３は偏光子で、レー
ザ光源２′からのランダム偏光のレーザ光から直
線偏光成分を分離する。１４は検光子で、紙１か
らの反射光から鏡面反射成分を除去する為、反射
光の直線偏光の振動面に対し垂直になるように配
置されている。このような構成により、紙１から
の反射光のうち散乱光成分のみが分離、検出され
るため、平滑度の測定をより正確に行うことが出
来る。

第３図は本考案の第３の実施例装置を示す構成
図である。本実施例装置では、第４のミラー１２
の代りにハーフミラー１５が使用され、これによ
つて散乱光を二つに分け、反射光を平滑度計の測
定光として使用し、透過光を光沢度計の測定光と
して使用している。即ち、ハーフミラー１５の透
過光は集光レンズ１６によつてスリツト１７上に
集光され、絞りにより規定された光を検出器１８
で受光し、そのピーク光量より紙１の光沢度を測
定している。

第４図は本考案の第４の実施例装置を示す構成
図である。本実施例装置は、フーコーの原理を利
用してガラス表面等、高平面の被測定対象１′の
平面度を測定する平面度計の場合である。集光レ
ンズ６には収差のないレンズが使用される。集光
レンズ６の焦点面にはナイフエツジ１９が配置さ
れ、その背後には検出器２０が配置されている。
このような構成で、ナイフエツジ１９を焦点に切
込ませて行く。焦点に達したとき、検出器２０に
入射光がなければ被測定対象１′は平面であると
判断する。

〈考案の効果〉 本考案によれば、前記被測定対象の測定点に対
し異なる方向から光を照射し、測定点からの反射
光を複数のミラーで拾つて一つの検出器に導き検
出するようにしたため、測定光が平均化され前記
測定点の表面状態を正確に表わした測定信号が得
られる。更に、前記第２、第３のミラーは前記被
測定対象に垂直に配置されているため、散乱光受
光角を大きくとることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本考案の実施例装置を表わ
す構成図、第５図は従来装置を表わす構成図であ
る。 １，１′……被測定対象、２′……光源、３……
コリメートレンズ、６……集光レンズ、７……検
出器、８……第１のミラー、９……ハーフミラ
ー、１０……第２のミラー、１１……第３のミラ
ー、１２……第４のミラー、１３……偏光子、１
４……検光子、１５……ハーフミラー、１６……
集光レンズ、１７……スリツト、１８……検出
器、１９……ナイフエツジ、２０……検出器、
L₁……法線、θ₁……入射角、θ₂……散乱光受光
角。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被測定対象上に一定距離を置いて配置され、平
   行光を発生する光源と、この光源からの光を所定
   方向に向ける第１のミラーと、この第１のミラー
   からの光が与えられたハーフミラーと、このハー
   フミラーからの透過光及び反射光を前記被測定対
   象の法線に対し所定角度で入射させると共に、こ
   の被測定対象からの散乱光を拾うように、前記法
   線に対し対称に且つ前記被測定対象表面に対し垂
   直に設けられた第２、第３のミラーと、前記ハー
   フミラーで透過、或は反射され、前記第２、第３
   のミラーで拾われた散乱光が与えられ、この光を
   所定方向に向ける第４のミラーと、この第４のミ
   ラーから与えられた光を検出する光検出手段とを
   具備し、この光検出手段で検出された光の分散、
   或はピーク光量より物質表面の状態を測定する物
   質表面の状態測定装置。