JPH06281418A - 凹凸を有する板状透明体の光学的厚さ測定方法 - Google Patents
凹凸を有する板状透明体の光学的厚さ測定方法Info
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- JPH06281418A JPH06281418A JP5089286A JP8928693A JPH06281418A JP H06281418 A JPH06281418 A JP H06281418A JP 5089286 A JP5089286 A JP 5089286A JP 8928693 A JP8928693 A JP 8928693A JP H06281418 A JPH06281418 A JP H06281418A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】凹凸を有する板状透明体の厚さを光学的に測定
する。 【構成】被測定体にレーザー光を照射し、反射光の位置
を測定することにより入射角を求め、かつ表面および裏
面からの反射光の距離を測定し、前記入射角と距離とか
ら被測定体の厚さを得る。
する。 【構成】被測定体にレーザー光を照射し、反射光の位置
を測定することにより入射角を求め、かつ表面および裏
面からの反射光の距離を測定し、前記入射角と距離とか
ら被測定体の厚さを得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は凹凸を有する板状透明体
の光学的厚さ測定方法に関する。
の光学的厚さ測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガラス板等の板状透明体にレーザ
ー光を照射し、その表面反射光と裏面反射光との距離を
計測することにより、その板厚を非接触的に測定する方
法が開発され実用に供されている。このとき表面反射光
と裏面反射光との距離と被測定体の厚さは比例し、その
比例係数は（ｎ2 −ｓｉｎ2 θ）1/2 ／ｓｉｎ２θで示
され、被測定体の屈折率ｎと被測定体表面への照射光の
入射角θにより定まるが、これらは装置の設計段階で装
置定数として設定されるために被測定体表面が凹凸を有
すると被測定体の測定位置により照射光の被測定体への
入射角が変わるため測定値に誤差を生じたり、その反射
光の方向が偏位するために受光器に反射光が到達しなく
なるため、凹凸を有する板状透明体は厚さ測定の対象と
なり得なかった。
ー光を照射し、その表面反射光と裏面反射光との距離を
計測することにより、その板厚を非接触的に測定する方
法が開発され実用に供されている。このとき表面反射光
と裏面反射光との距離と被測定体の厚さは比例し、その
比例係数は（ｎ2 −ｓｉｎ2 θ）1/2 ／ｓｉｎ２θで示
され、被測定体の屈折率ｎと被測定体表面への照射光の
入射角θにより定まるが、これらは装置の設計段階で装
置定数として設定されるために被測定体表面が凹凸を有
すると被測定体の測定位置により照射光の被測定体への
入射角が変わるため測定値に誤差を生じたり、その反射
光の方向が偏位するために受光器に反射光が到達しなく
なるため、凹凸を有する板状透明体は厚さ測定の対象と
なり得なかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近時、製造プロセスの
生産性向上のため、板ガラス等の連続成形工程における
端部の厚さ測定が必要とされるが、この部分は成形工程
において支持されるために凹凸を生じており、オンライ
ン測定が困難であるので切断後の重量を測定するなどし
ていた。
生産性向上のため、板ガラス等の連続成形工程における
端部の厚さ測定が必要とされるが、この部分は成形工程
において支持されるために凹凸を生じており、オンライ
ン測定が困難であるので切断後の重量を測定するなどし
ていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題点を
解決すべくなされたものであり、被測定体である凹凸を
有する板状透明体にレーザー光を照射し、その反射光の
光軸に直交する面内における被測定体の表面反射光と裏
面反射光との距離を計測することにより被測定板の厚さ
を測定する方法において、被測定体への照射光の入射角
を被測定体表面からの反射光の位置により測定し、同時
に測定される被測定体の両表面反射光の距離とから被測
定体の厚さを算出することを特徴とする凹凸を有する板
状透明体の光学的厚さ測定方法を提供するものである。
解決すべくなされたものであり、被測定体である凹凸を
有する板状透明体にレーザー光を照射し、その反射光の
光軸に直交する面内における被測定体の表面反射光と裏
面反射光との距離を計測することにより被測定板の厚さ
を測定する方法において、被測定体への照射光の入射角
を被測定体表面からの反射光の位置により測定し、同時
に測定される被測定体の両表面反射光の距離とから被測
定体の厚さを算出することを特徴とする凹凸を有する板
状透明体の光学的厚さ測定方法を提供するものである。
【０００５】本発明の骨子を図１によって説明する。レ
ーザー光源ＬＳを出たレーザー光は照射集光レンズＬ１
により被測定体表面に集光する光となって被測定体Ｇに
照射される。その表面反射光と裏面反射光は受光レンズ
Ｌ２およびビームスプリッターＢＳを通過してリニアー
イメージセンサーＳ１およびＳ２に到達する。リニアー
イメージセンサーＳ１を受光レンズＬ２の後方焦点位置
に置き、リニアーイメージセンサーＳ２を被測定板Ｇ上
の照射点の共役点（焦点）に置くことにより、被測定体
の凹凸による反射光の方向はリニアーイメージセンサー
Ｓ１上の受光スポットの位置として得られ、反射光の光
軸に直角な方向の両表面反射光の距離はリニアーイメー
ジセンサーＳ２上の２個の光点の間隔として得られる。
ーザー光源ＬＳを出たレーザー光は照射集光レンズＬ１
により被測定体表面に集光する光となって被測定体Ｇに
照射される。その表面反射光と裏面反射光は受光レンズ
Ｌ２およびビームスプリッターＢＳを通過してリニアー
イメージセンサーＳ１およびＳ２に到達する。リニアー
イメージセンサーＳ１を受光レンズＬ２の後方焦点位置
に置き、リニアーイメージセンサーＳ２を被測定板Ｇ上
の照射点の共役点（焦点）に置くことにより、被測定体
の凹凸による反射光の方向はリニアーイメージセンサー
Ｓ１上の受光スポットの位置として得られ、反射光の光
軸に直角な方向の両表面反射光の距離はリニアーイメー
ジセンサーＳ２上の２個の光点の間隔として得られる。
【０００６】屈折率ｎを有する被測定体Ｇの厚さＴは、
照射光の入射角θおよび両表面反射光の距離Ｄから次の
（１）式および（２）式により計算されるが、これらは
上述のセンサーＳ１およびＳ２の値を入力値としてマイ
クロコンピューターで容易に算出できる。 Ｔ＝ｋ×Ｄ （１） ｋ＝（ｎ2 −ｓｉｎ2 θ）1/2 ／ｓｉｎ２θ（２）
照射光の入射角θおよび両表面反射光の距離Ｄから次の
（１）式および（２）式により計算されるが、これらは
上述のセンサーＳ１およびＳ２の値を入力値としてマイ
クロコンピューターで容易に算出できる。 Ｔ＝ｋ×Ｄ （１） ｋ＝（ｎ2 −ｓｉｎ2 θ）1/2 ／ｓｉｎ２θ（２）
【０００７】図２は回転鏡による機械的光走査により両
表面反射光の距離を時間間隔に変換して計測してなる本
発明の実施態様を示し、同図において受光素子Ｄ１に反
射光が検出される時刻における回転鏡Ｒの角度が入射角
θに、受光素子Ｄ２に検出される両反射光の時間差が両
表面反射光の距離Ｄに対応し、これらを入力値としてマ
イクロコンピューターで同様に算出できる。
表面反射光の距離を時間間隔に変換して計測してなる本
発明の実施態様を示し、同図において受光素子Ｄ１に反
射光が検出される時刻における回転鏡Ｒの角度が入射角
θに、受光素子Ｄ２に検出される両反射光の時間差が両
表面反射光の距離Ｄに対応し、これらを入力値としてマ
イクロコンピューターで同様に算出できる。
【０００８】受光側の大きな偏位許容角は受光レンズを
初めとする受光側の光学素子に大きなものを必要とし、
また作動距離が短くなるので、反射光の基準光軸からの
偏位許容角は被測定体の有する凹凸の程度および必要と
する作動距離に応じて最小限に設定されることが望まし
い。従来のレーザー光を照射し、その表面反射光と裏面
反射光との距離を計測することにより、その板厚を非接
触的に測定する方法では製品となるべき被測定体部分を
測定の対象としていたために、被測定体からの反射光の
基準光軸からの偏位は被測定体の反り等によるもので、
実際的に高々２度の範囲に留っていた。本発明の提供す
る方法によれば製品となるべき被測定体部分を含んで製
造過程で必要とされる端部も測定が可能となるが、上述
の反射光の基準光軸からの偏位角が３０度を越える状態
では測定誤差が増大するため、実用性が低下する。以上
の特性から本発明の提供する方法が有効に実用性を発揮
する反射光の許容偏位角は最大３０度とすることができ
る。
初めとする受光側の光学素子に大きなものを必要とし、
また作動距離が短くなるので、反射光の基準光軸からの
偏位許容角は被測定体の有する凹凸の程度および必要と
する作動距離に応じて最小限に設定されることが望まし
い。従来のレーザー光を照射し、その表面反射光と裏面
反射光との距離を計測することにより、その板厚を非接
触的に測定する方法では製品となるべき被測定体部分を
測定の対象としていたために、被測定体からの反射光の
基準光軸からの偏位は被測定体の反り等によるもので、
実際的に高々２度の範囲に留っていた。本発明の提供す
る方法によれば製品となるべき被測定体部分を含んで製
造過程で必要とされる端部も測定が可能となるが、上述
の反射光の基準光軸からの偏位角が３０度を越える状態
では測定誤差が増大するため、実用性が低下する。以上
の特性から本発明の提供する方法が有効に実用性を発揮
する反射光の許容偏位角は最大３０度とすることができ
る。
【０００９】
【実施例】図２においてレーザー光源ＬＳに３ｍＷヘリ
ウムネオンガスレーザー、集光レンズＬ１に口径１０ｍ
ｍ、焦点距離５０ｍｍの平凸レンズを用い、口径５０ｍ
ｍ、焦点距離７５ｍｍの受光レンズＬ２を被測定板上の
照射点から７５ｍｍの距離に設置し、さらに５０ｍｍ角
の反射面を有する回転鏡ＲＭ、口径５０ｍｍ焦点距離２
００ｍｍの第２受光レンズＬ３、受光素子Ｄ１およびＤ
２に１ｍｍ×５ｍｍの受光面を有するシリコンフォトダ
イオードを用い、端部厚さ２．４ｍｍのガラスリボン端
部２１０ｍｍ部分の厚さを測定した結果は図３に示すよ
うになり、この結果をリボン端部から積分し比重量を乗
じて得られた単位巾当たりの重量は０．８％の精度を有
することが示された。なお、この凹凸を有する被測定体
の反射光の方向の偏位角は最大１６度であった。
ウムネオンガスレーザー、集光レンズＬ１に口径１０ｍ
ｍ、焦点距離５０ｍｍの平凸レンズを用い、口径５０ｍ
ｍ、焦点距離７５ｍｍの受光レンズＬ２を被測定板上の
照射点から７５ｍｍの距離に設置し、さらに５０ｍｍ角
の反射面を有する回転鏡ＲＭ、口径５０ｍｍ焦点距離２
００ｍｍの第２受光レンズＬ３、受光素子Ｄ１およびＤ
２に１ｍｍ×５ｍｍの受光面を有するシリコンフォトダ
イオードを用い、端部厚さ２．４ｍｍのガラスリボン端
部２１０ｍｍ部分の厚さを測定した結果は図３に示すよ
うになり、この結果をリボン端部から積分し比重量を乗
じて得られた単位巾当たりの重量は０．８％の精度を有
することが示された。なお、この凹凸を有する被測定体
の反射光の方向の偏位角は最大１６度であった。
【００１０】
【発明の効果】本発明の実施により、凹凸を有する板状
透明体の光学的厚さ測定が可能となり、特にガラス製造
プロセスにおける全巾に亘る厚さデータがオンラインで
得られるため、製造装置からのガラス引き出し量が迅速
に得られるようになり、製造装置への原料供給量の精度
向上が可能となり、製品の品質向上と製造装置の安定操
業に大きな効果がある。
透明体の光学的厚さ測定が可能となり、特にガラス製造
プロセスにおける全巾に亘る厚さデータがオンラインで
得られるため、製造装置からのガラス引き出し量が迅速
に得られるようになり、製造装置への原料供給量の精度
向上が可能となり、製品の品質向上と製造装置の安定操
業に大きな効果がある。
【図１】本発明の光学系の構成を示す図。
【図２】本発明の別の光学系の構成を示す図。
【図３】横軸を被測定ガラス板の端部からの位置、縦軸
を測定された厚さとしたときの実施例に係る実測図。
を測定された厚さとしたときの実施例に係る実測図。
ＬＳ：レーザー光源 Ｌ１：集光レンズ Ｌ２，Ｌ３：受光レンズ ＢＳ：ビームスプリッター Ｓ１，Ｓ２：リニアーイメージセンサー Ｇ：被測定板 ＲＭ：回転鏡 Ｄ１，Ｄ２：シリコンフォトダイオード受光素子
Claims (5)
- 【請求項１】被測定体である凹凸を有する板状透明体に
レーザー光を照射し、その反射光の光軸に直交する面内
における被測定体の表面および裏面からの反射光の距離
を計測することにより該板状透明体の厚さを測定する方
法において、被測定体への照射光の入射角を被測定体表
面からの反射光の位置により測定し、同時に測定された
被測定体の両表面反射光の距離とから被測定体の厚さを
算出することを特徴とする凹凸を有する板状透明体の光
学的厚さ測定方法。 - 【請求項２】被測定体表面に集光されたヘリウムネオン
ガスレーザー光または半導体レーザー光を光源として用
いることを特徴とする請求項１の測定方法。 - 【請求項３】被測定体からの反射光の光軸に直角な面内
における両表面反射光の距離を１次元または２次元ＣＣ
Ｄセンサーにより計測するか、または該反射光を回転鏡
による機械的光走査手段により時間間隔に変換して計測
することを特徴とする請求項１の測定方法。 - 【請求項４】請求項３の測定方法において、被測定体の
表面反射光の受光側に被測定体に近接して集光レンズを
配置することにより、被測定体の表面反射光の基準方向
からの偏角を最大３０度の範囲で許容することを特徴と
する板状透明体の反射式光学的厚さ測定方法。 - 【請求項５】請求項１の板状透明体の光学的厚さ測定方
法を用いたことを特徴とする板ガラス連続成形工程にお
けるガラス板端部のオンライン厚さ測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5089286A JPH06281418A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 凹凸を有する板状透明体の光学的厚さ測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5089286A JPH06281418A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 凹凸を有する板状透明体の光学的厚さ測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281418A true JPH06281418A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=13966464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5089286A Pending JPH06281418A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 凹凸を有する板状透明体の光学的厚さ測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06281418A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004005902A1 (ja) * | 2002-07-08 | 2004-01-15 | Toray Engineering Co., Ltd. | 光学的測定方法およびその装置 |
| JP2011242292A (ja) * | 2010-05-19 | 2011-12-01 | Katsura Opto Systems Co Ltd | 厚さチルトセンサ |
| JP4874341B2 (ja) * | 2005-12-20 | 2012-02-15 | コーニング インコーポレイテッド | 帯状ガラスの特徴付けを行う方法及び装置 |
| JP2012181151A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Pulstec Industrial Co Ltd | 透光性板状物体の厚さ測定装置 |
-
1993
- 1993-03-24 JP JP5089286A patent/JPH06281418A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004005902A1 (ja) * | 2002-07-08 | 2004-01-15 | Toray Engineering Co., Ltd. | 光学的測定方法およびその装置 |
| JP4874341B2 (ja) * | 2005-12-20 | 2012-02-15 | コーニング インコーポレイテッド | 帯状ガラスの特徴付けを行う方法及び装置 |
| JP2011242292A (ja) * | 2010-05-19 | 2011-12-01 | Katsura Opto Systems Co Ltd | 厚さチルトセンサ |
| JP2012181151A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Pulstec Industrial Co Ltd | 透光性板状物体の厚さ測定装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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