JPS58216903A - 厚さ測定装置 - Google Patents
厚さ測定装置Info
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- JPS58216903A JPS58216903A JP9940782A JP9940782A JPS58216903A JP S58216903 A JPS58216903 A JP S58216903A JP 9940782 A JP9940782 A JP 9940782A JP 9940782 A JP9940782 A JP 9940782A JP S58216903 A JPS58216903 A JP S58216903A
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- light
- ccd
- film
- luminous flux
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
この発明は、厚さ測定装置に係り、特に透光性物質等を
対象とする厚さ測定装置に関する。
対象とする厚さ測定装置に関する。
[発明の従来技術及びその問題点]
例えばフィルムの厚さを測定する手段としてはマイクロ
メータが使用されていたが、接触型のため被測定物であ
るフィルムに傷がつきやすく、また金属板等に貼られた
フィルムの場合には金属板の厚さを差し引いて測定しな
ければならず、直接にフィルムのみの厚さを測定するこ
とが出来なかった。
メータが使用されていたが、接触型のため被測定物であ
るフィルムに傷がつきやすく、また金属板等に貼られた
フィルムの場合には金属板の厚さを差し引いて測定しな
ければならず、直接にフィルムのみの厚さを測定するこ
とが出来なかった。
これに対し、特開昭57年4504号公報に示されるよ
うに、被測定物に対する光線の入射角度及び反射角度の
変位により、被測定物の厚さを測定する技術が公知であ
る。この技術によると光を用いており、非接触型なので
、被測定物に傷をつけることはない。しかし、例えば、
王冠のシール材のように金属板に貼られたフィルムの厚
さを測定しようとすると、被測定物と光源との位置設定
を重鐘に行わないと、反射強度が変化してしまい、測定
ができなくなってしまった。被測定物を測定の度毎に正
確に角度設定していると、どうしても検査に時間を要し
てし斗い能率的ではない。又、フィルムに光を照射し、
その透過光の強度から厚さを測定する装置もあるが、透
過率が極めて大きいフィルムや厚さが極めて薄いフィル
ムでは減衰量が少ないため、高精度な測定が困難であ−
た。
うに、被測定物に対する光線の入射角度及び反射角度の
変位により、被測定物の厚さを測定する技術が公知であ
る。この技術によると光を用いており、非接触型なので
、被測定物に傷をつけることはない。しかし、例えば、
王冠のシール材のように金属板に貼られたフィルムの厚
さを測定しようとすると、被測定物と光源との位置設定
を重鐘に行わないと、反射強度が変化してしまい、測定
ができなくなってしまった。被測定物を測定の度毎に正
確に角度設定していると、どうしても検査に時間を要し
てし斗い能率的ではない。又、フィルムに光を照射し、
その透過光の強度から厚さを測定する装置もあるが、透
過率が極めて大きいフィルムや厚さが極めて薄いフィル
ムでは減衰量が少ないため、高精度な測定が困難であ−
た。
[発明の目的]
この発明は、以上の欠点を除去し、非接触の測定で、か
つ、被測定物の設定に関し多少の誤差があっても1F確
に厚さを測定できる厚さ測定装置を提供することを目的
とする。
つ、被測定物の設定に関し多少の誤差があっても1F確
に厚さを測定できる厚さ測定装置を提供することを目的
とする。
[発明の概要]
この発明は第1の反射面及び第2の反射面との距離の測
定に際し、同一の光による第1及び第2の反射面からの
第1及び第2の反射光がもはや同一光路ではなく、第1
及び第2の反射面の距離に応じて異なる光路を取ること
に着目しなされたもので、ラインセンサ上で第1及び第
2の反射光を受光し、ラインセンサ上での第1及び第2
の反射光の検出位置から第1及び第2の反射面の距離を
求めるものである。
定に際し、同一の光による第1及び第2の反射面からの
第1及び第2の反射光がもはや同一光路ではなく、第1
及び第2の反射面の距離に応じて異なる光路を取ること
に着目しなされたもので、ラインセンサ上で第1及び第
2の反射光を受光し、ラインセンサ上での第1及び第2
の反射光の検出位置から第1及び第2の反射面の距離を
求めるものである。
[発明の効果]
この発明によれば、同一の光に起因する第1及び第2の
反射光を同一のラインセンサ上で検出しその受光位置間
の距離さえ求めればよいので光源と第1及び第2の反射
面との位置関係は正確に1〜なくとも測定は正確に行わ
れる。
反射光を同一のラインセンサ上で検出しその受光位置間
の距離さえ求めればよいので光源と第1及び第2の反射
面との位置関係は正確に1〜なくとも測定は正確に行わ
れる。
[発明の第1の実施例]
第1図に従って第1の実施例を説明する。この実施例に
係る装置は、王冠の裏に貼り付けられるシールの厚さを
測定するものである。この実施例に係る装置は、He−
NeL/−ザー0])と、とのHe −Neレーザーα
υからのレーザー光をx、X方向共に拡げる凸レンズ(
81)と、この凸レンズ(81)からのレーザー光を一
方向(X方向と呼ぶ)のみに集束させる円筒状レンズ(
82)と、この円筒状レンズ(82)からのレーザー光
が王冠0■のフィルムα荀に反射された反射光を再びX
方向のみに集束させCCD(Charge −Coup
led Device ) (84)上に結像させる結
像レンズ(8ニー1)と、CCD(84)からの電気信
号を処理する処理部(亜)とから成る。
係る装置は、王冠の裏に貼り付けられるシールの厚さを
測定するものである。この実施例に係る装置は、He−
NeL/−ザー0])と、とのHe −Neレーザーα
υからのレーザー光をx、X方向共に拡げる凸レンズ(
81)と、この凸レンズ(81)からのレーザー光を一
方向(X方向と呼ぶ)のみに集束させる円筒状レンズ(
82)と、この円筒状レンズ(82)からのレーザー光
が王冠0■のフィルムα荀に反射された反射光を再びX
方向のみに集束させCCD(Charge −Coup
led Device ) (84)上に結像させる結
像レンズ(8ニー1)と、CCD(84)からの電気信
号を処理する処理部(亜)とから成る。
円筒状レンズ(82)から出たレーザー光は、X方向に
拡がりX方向には集束された線状の光束となってフィル
ム(■(イ)に反射され結像レンズ(F!;J’)を介
しCOD (84)上に結像される一部 CCD(84
)は、その受光面がレーザー光の進行方向に対しθ″を
なすように設けられる。
拡がりX方向には集束された線状の光束となってフィル
ム(■(イ)に反射され結像レンズ(F!;J’)を介
しCOD (84)上に結像される一部 CCD(84
)は、その受光面がレーザー光の進行方向に対しθ″を
なすように設けられる。
He −Neレーザー0υからのレーザー光は、王冠0
□□□のフィルム04)上に照射される0この時、レー
ザー光は第2図に示されるように一部は、フィルム04
)面上で反射し表面反射光(21)となり、一部は同一
面で屈折し、フィルム(14)内を進行後王冠a濠とフ
ィルムOaとの境界で反射し、再びフィルム(14)の
外に進行し、裏面反射光(2りとなる。ここで、フィル
ム04)の屈折率をn吉l−入射レーザー光の入射角を
θ、屈折角をθ′とすると、 sinθ=nsinθ′・・・(1) という関係を有する。
□□□のフィルム04)上に照射される0この時、レー
ザー光は第2図に示されるように一部は、フィルム04
)面上で反射し表面反射光(21)となり、一部は同一
面で屈折し、フィルム(14)内を進行後王冠a濠とフ
ィルムOaとの境界で反射し、再びフィルム(14)の
外に進行し、裏面反射光(2りとなる。ここで、フィル
ム04)の屈折率をn吉l−入射レーザー光の入射角を
θ、屈折角をθ′とすると、 sinθ=nsinθ′・・・(1) という関係を有する。
次に、レーザー光の入射位置と、このレーザー光が王冠
(■3)及びフィルムα荀との境界で反射し、フィルム
Iと外気との境界に現われてくる位置との距離差を21
としフィルム(141の厚さをdとすると、21= 2
d tanθ’ ・−(2+となる。
(■3)及びフィルムα荀との境界で反射し、フィルム
Iと外気との境界に現われてくる位置との距離差を21
としフィルム(141の厚さをdとすると、21= 2
d tanθ’ ・−(2+となる。
又、表面反射光Oυ及び裏面反射光(22)との距離に
は、 k : 21 Gosθ ・・・・・・(3
)となる。以−Fより 一部 a −d ・・・・・・(4)きなる。
は、 k : 21 Gosθ ・・・・・・(3
)となる。以−Fより 一部 a −d ・・・・・・(4)きなる。
実際の王冠a東のフィルム0荀は、屈折率n−15前後
のものが多い。そこでn = 1.5とし、入射角θを
変数とし、aの変化をみると、第3図に示されるように
、θ中500付近で最大値をとる。従って第1図に示さ
れる実施例ではフィルム04)への入射角θを50°と
設定する。蛇足ながら付は加えると、入射角θは、入射
光線とフィルム(14)面に対する法線とのなす角度で
ある。
のものが多い。そこでn = 1.5とし、入射角θを
変数とし、aの変化をみると、第3図に示されるように
、θ中500付近で最大値をとる。従って第1図に示さ
れる実施例ではフィルム04)への入射角θを50°と
設定する。蛇足ながら付は加えると、入射角θは、入射
光線とフィルム(14)面に対する法線とのなす角度で
ある。
このような反射光は、各々異なる光路で、CODは1発
振器(86)からの駆動パルス信号により、受光径変換
した電気信号を外部に転送する。
振器(86)からの駆動パルス信号により、受光径変換
した電気信号を外部に転送する。
このCCD(84)から転送された電気信号は、処理部
(亜)において処理される。この処理部(2)は、CC
D(84)を駆動させるパルス信号を発生する発振器(
ア)と、COD (84)から転送された電気信号を増
幅する増幅器(87)と、この増幅器(87)からの電
気信号を一定振幅の電気信号に変換する自動利得制御回
路(88)と、この自動利得制御回路(88)からの電
気信号の時間に対する変化率を求める微分回路(89)
と、この微分回路(89)からの電気信号を閾値を基準
にして2値化する2値化回路(90)と、この2値化回
路(90)の信号によってオン・オフされ、オン時に発
振器(86)からのパルス信号を出力し、オフ時には、
零信号を出力するゲート回路(91)と、このゲート回
路(91)からのパルス信号数を計数するカウンタ(9
2)と、このカウンタ(92)で計数されたパルス信号
数に適当な係数を乗じるCPU(93)と、とのCPU
(9:3)で算出された厚さを表示する表示器(94
)とから成る。
(亜)において処理される。この処理部(2)は、CC
D(84)を駆動させるパルス信号を発生する発振器(
ア)と、COD (84)から転送された電気信号を増
幅する増幅器(87)と、この増幅器(87)からの電
気信号を一定振幅の電気信号に変換する自動利得制御回
路(88)と、この自動利得制御回路(88)からの電
気信号の時間に対する変化率を求める微分回路(89)
と、この微分回路(89)からの電気信号を閾値を基準
にして2値化する2値化回路(90)と、この2値化回
路(90)の信号によってオン・オフされ、オン時に発
振器(86)からのパルス信号を出力し、オフ時には、
零信号を出力するゲート回路(91)と、このゲート回
路(91)からのパルス信号数を計数するカウンタ(9
2)と、このカウンタ(92)で計数されたパルス信号
数に適当な係数を乗じるCPU(93)と、とのCPU
(9:3)で算出された厚さを表示する表示器(94
)とから成る。
カウンタ(92)で計数されるパルス信号数は、前述の
実施例と同様に、フィルム(14)の厚さに比例1〜で
いる。この比例係数は、CCD (84)の画素のピッ
チ及びフィルム(14)からの反射光とCCD(84)
の受光面とのなす角θ′によって決定される。CPU(
93)はこれらの因子に基づいてカウンタ(92)での
計数値に比例定数を掛け、フィルム(+aの厚さを得、
表示らの光束を走査させることなく、電荷転送素子とし
てCCD(84)を用い、実質上走査を行なっている点
に特徴がある。又、測定する王冠(13)毎に位置が変
動しても、X方向に拡がり、X方向には集束した線状の
光束を用いているので、CCD(84)に対する光束の
入射位置に多少の変動があっても、必らずCCD(84
)の光電変換面上に光束が照射される。
実施例と同様に、フィルム(14)の厚さに比例1〜で
いる。この比例係数は、CCD (84)の画素のピッ
チ及びフィルム(14)からの反射光とCCD(84)
の受光面とのなす角θ′によって決定される。CPU(
93)はこれらの因子に基づいてカウンタ(92)での
計数値に比例定数を掛け、フィルム(+aの厚さを得、
表示らの光束を走査させることなく、電荷転送素子とし
てCCD(84)を用い、実質上走査を行なっている点
に特徴がある。又、測定する王冠(13)毎に位置が変
動しても、X方向に拡がり、X方向には集束した線状の
光束を用いているので、CCD(84)に対する光束の
入射位置に多少の変動があっても、必らずCCD(84
)の光電変換面上に光束が照射される。
即ち、He −NeレーザーαD及び被測定物である王
冠(l(至)の相対位置関係は、それ程正確に設定しな
くとも、測定は精度よく行われる。
冠(l(至)の相対位置関係は、それ程正確に設定しな
くとも、測定は精度よく行われる。
。。実11p fll、T (7)や置4、第ψ+g+
Kイヶゎ、第汐。
Kイヶゎ、第汐。
実施例とほぼ同様であるが、CCD(84)の電荷を転
送するパルス信号を発生する発振器(86)とゲート回
路(91)を介し、カウンタ(92)で計数されるパル
ス信号を発生する発振器(95)とを独立に設けた薇に
特徴がある。
送するパルス信号を発生する発振器(86)とゲート回
路(91)を介し、カウンタ(92)で計数されるパル
ス信号を発生する発振器(95)とを独立に設けた薇に
特徴がある。
このようにすると、発振i (95)からのパルス信号
の周辣数を、CCD(84)の電荷転送パルスと関係な
く設定できる。従って1発振器(95)からのパルス信
号を任意に設定することにより、カウンタ(92)での
計数が直接厚さに相当するようにすることが可能である
。
の周辣数を、CCD(84)の電荷転送パルスと関係な
く設定できる。従って1発振器(95)からのパルス信
号を任意に設定することにより、カウンタ(92)での
計数が直接厚さに相当するようにすることが可能である
。
[発明の第3の実施例]
次に、ブラウン管のシャドーマスクドカラスパネルとの
間の距1を測定する実施例について説明する。
間の距1を測定する実施例について説明する。
この実施例での装置は、第10図に示されるように、H
e −Ne t/ −(J’ −(100)と、このH
e −Ne レーザー(100)からのレーザー光を集
束させる第1の集束レンズ(101)と、この第1の集
束レンズ(101)からのレーザー光が、シャドーマス
ク(102)及びガラスパネル(103)に反射された
後集束させる第2の集束レンズ(104)と、この第2
の集束l/ンズ(104)からのレーザー光を受光する
C CD (105)とから成る。 。
e −Ne t/ −(J’ −(100)と、このH
e −Ne レーザー(100)からのレーザー光を集
束させる第1の集束レンズ(101)と、この第1の集
束レンズ(101)からのレーザー光が、シャドーマス
ク(102)及びガラスパネル(103)に反射された
後集束させる第2の集束レンズ(104)と、この第2
の集束l/ンズ(104)からのレーザー光を受光する
C CD (105)とから成る。 。
He −Ne v−ザー(100)からのレーザー光は
、シードマスク(102)上で反射する第1の反射光と
ガラスパネル(103)の内表面で反射する第2の反射
光と、ガラスパネル(103)の外表面で反射する第3
の反射光とに分離する。これら3個の反射光は、CCl
5(105)の受光面上の異なった位置に結f象する。
、シードマスク(102)上で反射する第1の反射光と
ガラスパネル(103)の内表面で反射する第2の反射
光と、ガラスパネル(103)の外表面で反射する第3
の反射光とに分離する。これら3個の反射光は、CCl
5(105)の受光面上の異なった位置に結f象する。
従って、COD (105)からの信号によって、シャ
ドーマスク(102)とガラスパネル(103)の内表
面との距離及びガラスパネル(103)の厚さが測定さ
れる。
ドーマスク(102)とガラスパネル(103)の内表
面との距離及びガラスパネル(103)の厚さが測定さ
れる。
従来、ブラウン管内のシャドーマスクとガラスパネルと
の距離の測定は、シャドーマスク七ガラスパネルとを固
定しているバネ等を取りはずし。
の距離の測定は、シャドーマスク七ガラスパネルとを固
定しているバネ等を取りはずし。
エアーマイクロによって行われていた。Lころがこの実
施例では、非接触型の測定であり、しかもガラスパネル
にシャドーマスクが固定されたままで測定が可能である
だめ、高速測定が可能である。
施例では、非接触型の測定であり、しかもガラスパネル
にシャドーマスクが固定されたままで測定が可能である
だめ、高速測定が可能である。
また測定の誤差も少ない。
以上この発明の実施例について詳述しだが、この発明は
、これらの実施例には何ら拘束されない。
、これらの実施例には何ら拘束されない。
光源は、He −Neレーザーばかりでなく、光を発す
るものであれば何でもよく、半導体レーザー。
るものであれば何でもよく、半導体レーザー。
普通の光等でもよい。又、円筒状レンズを用いて線状の
光束とする必要もない。
光束とする必要もない。
被測定物である第1及び第2の反射面は、王冠等のシー
ル、ブラウン管で構成されなくとも良く第1及び第2の
反射面を構成する物質は、第2の反射面からの反射光が
検出できるような透明度又は孔を有するものであればよ
い。
ル、ブラウン管で構成されなくとも良く第1及び第2の
反射面を構成する物質は、第2の反射面からの反射光が
検出できるような透明度又は孔を有するものであればよ
い。
ラインセンサは、CCDには限定されず、光を受光した
位置の情報を出力する検出器であればよい。
位置の情報を出力する検出器であればよい。
Oυ
又、処理部としては、ラインセンサ上の反射光の受光位
置の差を検出できればよく、実施例には限定されない。
置の差を検出できればよく、実施例には限定されない。
このように、この発明の趣旨を逸脱しない限りどのよう
な変形をも、この発明に含まれるのは当然である。
な変形をも、この発明に含まれるのは当然である。
第1図乃至第8図はこの発明に係る実施例を示し、第1
図は、第1の実施例に係る装置の構成を示す図、第2図
、第3図及び第5図は、第1図に示される装置での測定
を説明するだめの図、第4図及び第6図は、測定結果を
示す波形図、第7図及び第8図は第2及び第3の実施例
に係る装置の構成を示す図である。 aυ、 (100)・・・光源、 (84)・・・
ラインセンサ、(部)・・・処理部。 tlり 笛 シ 団 第1図 // 一一一] 何う 〜 剛 第3図 L
Jα 15−
図は、第1の実施例に係る装置の構成を示す図、第2図
、第3図及び第5図は、第1図に示される装置での測定
を説明するだめの図、第4図及び第6図は、測定結果を
示す波形図、第7図及び第8図は第2及び第3の実施例
に係る装置の構成を示す図である。 aυ、 (100)・・・光源、 (84)・・・
ラインセンサ、(部)・・・処理部。 tlり 笛 シ 団 第1図 // 一一一] 何う 〜 剛 第3図 L
Jα 15−
Claims (4)
- (1)光源と、この光源から照射された光が第1の反射
面で反射された第1の反射光及び前記第1の反射面で反
射されず前記第1の反射面と対向する第2の反射面で反
射された第2の反射光とを受光しこの受光位置を情報と
して出力するラインセンサと、このラインセンサからの
出力信号から前記第1及び第2の反射面との距離を算出
する処理部とを備えることを特徴とする厚さ測定装置。 - (2)ラインセンサを電荷転送素子で構成することを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の厚さ測定装置。 - (3)第1及び第2の反射面を透光性物質の表裏面とで
構成することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
厚さ測定装置。 - (4)第1の反射面を孔を有する物体で構成することを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の厚さ測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9940782A JPS58216903A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 厚さ測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9940782A JPS58216903A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 厚さ測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58216903A true JPS58216903A (ja) | 1983-12-16 |
Family
ID=14246628
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9940782A Pending JPS58216903A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 厚さ測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58216903A (ja) |
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---|---|---|---|---|
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KR100673880B1 (ko) * | 2000-07-20 | 2007-01-25 | 주식회사 하이닉스반도체 | 광학적 방법을 이용한 금속막 두께 측정 장치 및 그를이용한 금속막 두께 측정 방법 |
KR100742840B1 (ko) | 2005-12-26 | 2007-07-25 | 주식회사 포스코 | 전기강판 베이스 코팅 두께 측정 방법 |
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KR100942241B1 (ko) | 2008-04-08 | 2010-02-16 | 충북대학교 산학협력단 | 경사면을 갖는 판유리의 형상검사방법 |
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-
1982
- 1982-06-11 JP JP9940782A patent/JPS58216903A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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