JPH0778413B2 - 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

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ｂに向けて照明光を照射す
るとともに、前記接触部ｂ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
す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〕

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行う。

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に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
と出射境界線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、これら境界線のうち適数本離間した位置
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
ぞれ線状に散乱発光するので、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上方から
観測できない被験体を測定することを目的としている。
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、それぞれ被験体上面及び下面に入射し
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。この散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
ているかに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図は本発明の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
過性を有する被験体である。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、更には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Ｌ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Ｌは斜め上方から入射角αを有し
て被験体上面ｊに入射するとともに、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Ｌ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Ｌ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Ｌ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ｍ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Ｌ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
してその光路に変更を来すこととなり、この結果、出射
境界線Ｎ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とに挟まれた透
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、実際は非験体中に
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。

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の輝度が入射境界線Ｍ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
ることも可能である。しかしながら、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Ｎ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の垂直上方若し
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は上部発光線分
Ｍ′として現れ、出射境界線Ｎ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
間距離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ｄ×cot β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n1、第２媒質である被験体の絶
対屈折率をn2としたとき、（sinα/sinβ）＝（n2/n1）
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cot β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Ｌ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Ｌ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Ｌ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
いる。

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Ｌ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
内に入射した平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Ｌ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
た入射境界線Ｍ、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、本方法によれば負数本の境界線を
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、図例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、被験体上方若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している。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L1,L2を照
射するとともに、平行光L1,L2の入射角度を、被験体を
除外したときに両平行光L1,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平行光L1,L
2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M1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d1,d2を測定するとともに両逸脱距離d
1,d2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d1,d2の合計値と被験体Ｓの厚さ
Ｄとが一致すつ為、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,L2
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13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、両境界線間の
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、両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、照射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１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、K:画像処理装置、 L:平行光、H:反射性素材、 M:入射境界線、N:出射境界線、 Q:透過断面、R:ローラー、 S:被験体、T:反射境界線、 j:被験体上面、k:被験体下面、 m:入射境界部、n:出射境界部、

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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。