JPS63100309A - 平坦度測定装置 - Google Patents
平坦度測定装置Info
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- JPS63100309A JPS63100309A JP24614786A JP24614786A JPS63100309A JP S63100309 A JPS63100309 A JP S63100309A JP 24614786 A JP24614786 A JP 24614786A JP 24614786 A JP24614786 A JP 24614786A JP S63100309 A JPS63100309 A JP S63100309A
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Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、平坦度測定装置に係り、特に、塗膜または塗
装面その他の被測定物表面のうねりあるいはゆず肌等の
平坦度を測定する装置に関する。
装面その他の被測定物表面のうねりあるいはゆず肌等の
平坦度を測定する装置に関する。
塗膜または塗装面の平坦度を測定する装置としては、例
えば、特開昭５６−７６００４号が知られている。この
装置は、光源と、明暗パターンと、結像レンズと、光電
変換素子等とからなり、歪み率から平坦度を測定してい
る。
えば、特開昭５６−７６００４号が知られている。この
装置は、光源と、明暗パターンと、結像レンズと、光電
変換素子等とからなり、歪み率から平坦度を測定してい
る。
上記従来技術は、試料面の微少部分の局部的平坦度しか
測定できないため、試料面全体の平坦度を測定するには
、測定装置を試料面に多数回配置しなおして測定しなけ
ればならず、操作が繁雑であり、測定に長時間を要し、
自動化した生産ライン等には適用しにくかった。
測定できないため、試料面全体の平坦度を測定するには
、測定装置を試料面に多数回配置しなおして測定しなけ
ればならず、操作が繁雑であり、測定に長時間を要し、
自動化した生産ライン等には適用しにくかった。
本発明の目的は、試料面の比較的広い範囲の平坦度を一
度に測定可能な平坦度測定装置を提供することである。
度に測定可能な平坦度測定装置を提供することである。
本発明は、上記目的を達成するために、光源と、光源に
近接して設置され明暗が交互に多数繰り返される格子と
、格子を透過した光を被測定試料面に反射させた後に格
子の実像を結像させるレンズと、レンズによる格子像の
結像面に設置され格子像の光強度分布を光電変換する光
電変換ユニットと、格子像を格子と平行方向にＮ分割し
て明暗境界線上にＮ個の異なる点を定め各点を通って明
暗境界線に直交する直線上の明暗を光電変換ユニットの
変換信号から摘出し、摘出した変換信号に基づき格子像
のピッチを検出し、各直線上のピッチの標準偏差σｉ およびＮ個の標準偏差σｉの平均値σ 斜面の平坦度として表示する表示ユニットとからなる平
坦度測定装置を提供するものである。
近接して設置され明暗が交互に多数繰り返される格子と
、格子を透過した光を被測定試料面に反射させた後に格
子の実像を結像させるレンズと、レンズによる格子像の
結像面に設置され格子像の光強度分布を光電変換する光
電変換ユニットと、格子像を格子と平行方向にＮ分割し
て明暗境界線上にＮ個の異なる点を定め各点を通って明
暗境界線に直交する直線上の明暗を光電変換ユニットの
変換信号から摘出し、摘出した変換信号に基づき格子像
のピッチを検出し、各直線上のピッチの標準偏差σｉ およびＮ個の標準偏差σｉの平均値σ 斜面の平坦度として表示する表示ユニットとからなる平
坦度測定装置を提供するものである。
本発明においては、光電変換ユニットとして、リニア形
イメージセンサと送り機構との組合せまたはエリア形イ
メージセンサを用いているので、比較的広い範囲の平坦
度を一度に測定でき、測定の効率が良い。
イメージセンサと送り機構との組合せまたはエリア形イ
メージセンサを用いているので、比較的広い範囲の平坦
度を一度に測定でき、測定の効率が良い。
イメージセンサとしては、リニア形ＣＯＤ （固体撮像
素子）またはエリア形ＣＣＤを用いる。
素子）またはエリア形ＣＣＤを用いる。
以下、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。
第１図は、本発明による平坦度測定装置の一実施例の構
成を示すブロック図である。図において、１は光源ホル
ダで、タングステンランプまたはハロゲンランプ等の光
源２を保持している。投光ホルダ３には、２枚１組のコ
ンデンサレンズ４と、すりガラスまたはオパールガラス
等の拡散板５と、明暗が交互に多数繰り返される格子６
とが内蔵されている。格子６は、第２図に示すように、
ガラス基板１００にクロム蒸着またはアルミ蒸着したＷ
１ ＝ ０ 、１ ｍの暗格子１０１と、蒸着してい
ないＷ ２ ＝ ０ 、１ ｍの明格子１０２とが、同
一ピッチで約１０ｍｍの長さに互って交互に繰り返され
ている格子である。レンズホルダ７にマウントされた投
像レンズ８は、光路折曲げミラー９，１０および試料面
１１を介して、リニア形ＣＣＤ１２上に格子像を結像さ
せるレンズである。リニア形ＣＣＤ１２は、送り機構１
３に固定され、格子像面上を格子と平行に走査し、所定
移動量毎に格子像を光電変換する。
成を示すブロック図である。図において、１は光源ホル
ダで、タングステンランプまたはハロゲンランプ等の光
源２を保持している。投光ホルダ３には、２枚１組のコ
ンデンサレンズ４と、すりガラスまたはオパールガラス
等の拡散板５と、明暗が交互に多数繰り返される格子６
とが内蔵されている。格子６は、第２図に示すように、
ガラス基板１００にクロム蒸着またはアルミ蒸着したＷ
１ ＝ ０ 、１ ｍの暗格子１０１と、蒸着してい
ないＷ ２ ＝ ０ 、１ ｍの明格子１０２とが、同
一ピッチで約１０ｍｍの長さに互って交互に繰り返され
ている格子である。レンズホルダ７にマウントされた投
像レンズ８は、光路折曲げミラー９，１０および試料面
１１を介して、リニア形ＣＣＤ１２上に格子像を結像さ
せるレンズである。リニア形ＣＣＤ１２は、送り機構１
３に固定され、格子像面上を格子と平行に走査し、所定
移動量毎に格子像を光電変換する。
リニア形ＣＣＤ１２に生じたアナログ信号は、バイパス
フィルタ１４とアンプ１５を介して、Ａ／Ｄコンバータ
１６に入力される。Ａ／Ｄコンバータ１６は、アンプ１
５の出力信号を、ＣＣＤ制御回路１８からのＡ／Ｄ変換
スタート信号に応じて、逐次アナログ／ディジタル変換
し、メモリ回路１７に格子像の光電変換波形を記憶させ
る。
フィルタ１４とアンプ１５を介して、Ａ／Ｄコンバータ
１６に入力される。Ａ／Ｄコンバータ１６は、アンプ１
５の出力信号を、ＣＣＤ制御回路１８からのＡ／Ｄ変換
スタート信号に応じて、逐次アナログ／ディジタル変換
し、メモリ回路１７に格子像の光電変換波形を記憶させ
る。
１８は、リニア形ＣＣＤ１２を駆動するＣＯＤ制御回路
であり、１９は送り機構１３に固定されたリニア形Ｃ，
ＣＤＩ２を走査するためのモータの駆動回路である。２
０は本測定装置全体を制御する中央処理袋＠（ＣＰＵ）
、２１はＣＰＵ２０で演算処理された平坦度の結果を表
示する表示器、２２は測定の操作に必要なスイッチ、２
３は試料吸着用永久磁石である。
であり、１９は送り機構１３に固定されたリニア形Ｃ，
ＣＤＩ２を走査するためのモータの駆動回路である。２
０は本測定装置全体を制御する中央処理袋＠（ＣＰＵ）
、２１はＣＰＵ２０で演算処理された平坦度の結果を表
示する表示器、２２は測定の操作に必要なスイッチ、２
３は試料吸着用永久磁石である。
以上のように構成した本発明平坦度測定装置の動作を次
に説明する。ここでは、投影レンズ８の焦点距離を５０
ｍｏ＋、格子６から投影レンズ８までの距離を６０ｍｎ
、投影レンズ８からリニア形ＣＣＤ１２までの距離を３
００Ｉとし、投影倍率を５倍と仮定する。
に説明する。ここでは、投影レンズ８の焦点距離を５０
ｍｏ＋、格子６から投影レンズ８までの距離を６０ｍｎ
、投影レンズ８からリニア形ＣＣＤ１２までの距離を３
００Ｉとし、投影倍率を５倍と仮定する。
光源２からの光線は、２枚のコンデンサレンズにより集
光される。集光された光束は、拡散板５により均一な強
度分布となり、格子６を照明する。
光される。集光された光束は、拡散板５により均一な強
度分布となり、格子６を照明する。
そこで、投影レンズ８は、格子６を透過してきた光を光
路折曲げミラー９，１０および試料表面１１を介して、
リニア形ＣＣＤ１２上に結像させ、格子６の実像を作る
。
路折曲げミラー９，１０および試料表面１１を介して、
リニア形ＣＣＤ１２上に結像させ、格子６の実像を作る
。
試料が平面鏡の場合、平面鏡を試料吸着用永久磁石２３
に保持させると、格子像は、第３図に示すように、５倍
に拡大投影され、Ｗ１１＝０．５閣、Ｗ ２２ ＝ ０
、５ ｍの明暗の歪みのない連続した像がリニア形Ｃ
ＣＤ１２上に結像される。ＣＣＤ１２の感光部１０３に
より光電変換された出力信号は、第４図のようになり、
次段のバイパスフィルタ１４に送られる。バイパスフィ
ルタ１４では、太陽光や室内の照明光なとの外乱光がリ
ニア形ＣＣＤ１２に入光したとき、リニア形ＣＣＤ１２
の出力信号に重畳した低周波信号を除去する。
に保持させると、格子像は、第３図に示すように、５倍
に拡大投影され、Ｗ１１＝０．５閣、Ｗ ２２ ＝ ０
、５ ｍの明暗の歪みのない連続した像がリニア形Ｃ
ＣＤ１２上に結像される。ＣＣＤ１２の感光部１０３に
より光電変換された出力信号は、第４図のようになり、
次段のバイパスフィルタ１４に送られる。バイパスフィ
ルタ１４では、太陽光や室内の照明光なとの外乱光がリ
ニア形ＣＣＤ１２に入光したとき、リニア形ＣＣＤ１２
の出力信号に重畳した低周波信号を除去する。
バイパスフィルタ１４の出力信号はアンプ１５で増幅さ
れ、Ａ／Ｄコンバータ１６に入力される。
れ、Ａ／Ｄコンバータ１６に入力される。
Ａ／Ｄコンバータ１６では、リニア形ＣＣＤ１２により
光電変換された格子像の信号が、ＣＣＤ制御回路１８で
作成されたタイミング信号に同期して、アナログ量から
ディジタル量に逐次変換される。変換されたディジタル
値はメモリ回路１７に記憶される。
光電変換された格子像の信号が、ＣＣＤ制御回路１８で
作成されたタイミング信号に同期して、アナログ量から
ディジタル量に逐次変換される。変換されたディジタル
値はメモリ回路１７に記憶される。
以上が第３図に示した格子像とリニア形ＣＣＤ１２の位
置での格子像の光電変換処理の１直線分である。これだ
けでは、格子像の一部すなわち試料面の局部的な位置で
の評価しかできない。
置での格子像の光電変換処理の１直線分である。これだ
けでは、格子像の一部すなわち試料面の局部的な位置で
の評価しかできない。
そこで、本発明では、リニア形ＣＣＤ１２を送り機構１
３により、第３図のｄずつ矢印の方向に走査し、ＣＰＵ
２０の制御のもとに、上記光電変換処理をＮ回内動的に
繰り返し、格子像全体の光電変換処理を行う。
３により、第３図のｄずつ矢印の方向に走査し、ＣＰＵ
２０の制御のもとに、上記光電変換処理をＮ回内動的に
繰り返し、格子像全体の光電変換処理を行う。
メモリ回路１７に記憶したＮ直線骨のディジタル値から
は、ＣＰＵ２０の制御下に、第５図の０１〜Ｃｎ（ｎは
リニア形ＣＣＤ１２の感光部１０３に結像された格子像
の数）のごとく、明部または暗部の中央もしくは頂点を
摘出する。次に、Ｃ１〜Ｃｎから、第６図に示すように
、ピッチＰ１〜Ｐｎを摘出する。このピッチデータから
標準偏差σ１を演算する。
は、ＣＰＵ２０の制御下に、第５図の０１〜Ｃｎ（ｎは
リニア形ＣＣＤ１２の感光部１０３に結像された格子像
の数）のごとく、明部または暗部の中央もしくは頂点を
摘出する。次に、Ｃ１〜Ｃｎから、第６図に示すように
、ピッチＰ１〜Ｐｎを摘出する。このピッチデータから
標準偏差σ１を演算する。
演算された標準偏差σ１は、第１直線上の平坦度の値で
ある。
ある。
以下、順次２〜Ｎ番目の直線について演算処理し、それ
ぞれの平坦度を求め、それらの平均値σ平坦度として表
示器２１に表示する。
ぞれの平坦度を求め、それらの平均値σ平坦度として表
示器２１に表示する。
上記説明では、試料を平面鏡としたが、塗膜面の場合も
同様である。塗膜面での反射により、リニア形ＣＣＤ１
２上に結像した格子像を第７図に、またリニア形ＣＣＤ
１２からの出力信号を第８図に示す。
同様である。塗膜面での反射により、リニア形ＣＣＤ１
２上に結像した格子像を第７図に、またリニア形ＣＣＤ
１２からの出力信号を第８図に示す。
本実施例によれば、比較的広い範囲の試料面の平坦度が
容易に得られる。
容易に得られる。
上記実施例は、リニア形ＣＣＤと送り機構との組合せの
場合であるが、これらに代えて、エリア形ＣＣＤを用い
ることもできる。そのときは、第１回の送り機構１３用
のモータ駆動回路１９が不要となり、機械的走査がなく
なり、ＣＣＤ制御回路１８が純電子的に、第９図に示す
エリア形Ｃ０Ｄ２４を走査することになる。
場合であるが、これらに代えて、エリア形ＣＣＤを用い
ることもできる。そのときは、第１回の送り機構１３用
のモータ駆動回路１９が不要となり、機械的走査がなく
なり、ＣＣＤ制御回路１８が純電子的に、第９図に示す
エリア形Ｃ０Ｄ２４を走査することになる。
ＣＰＵ２０は、上記実施例と同様に、各線１〜Ｎ上の標
準偏差σｉを演算し、次にそれらの平均値σを求め、被
測定試料面の平坦度として表示器２１に表示する。
準偏差σｉを演算し、次にそれらの平均値σを求め、被
測定試料面の平坦度として表示器２１に表示する。
エリア形ＣＯＤを用いる実施例は、機械的慴動部分を含
まない点で、メンテナンスが楽である。
まない点で、メンテナンスが楽である。
本発明は、塗膜または塗装面のうねりあるいはゆず肌の
平坦度の測定のみならず、板材や樹脂材等の表面のうね
りなどの測定にも適用でき、その応用範囲は広い。
平坦度の測定のみならず、板材や樹脂材等の表面のうね
りなどの測定にも適用でき、その応用範囲は広い。
本発明によれば、試料を所定の位置に配置するだけで、
試料面の比較的広い範囲の平坦度を、官能値と一致する
値で、一度に測定可能な平坦度測定装置が得られる。
試料面の比較的広い範囲の平坦度を、官能値と一致する
値で、一度に測定可能な平坦度測定装置が得られる。
したがって、操作が単純で、測定時間が短く、自動化し
た生産ライン等に適用するにも有利である。
た生産ライン等に適用するにも有利である。
第１図はリニア形ＣＯＤを用いた本発明による平坦度測
定装置の一実施例の構成を示すブロック図、第２図は第
１図装置の格子の構成を示す図、第３図は試料面が平面
鏡の場合のリニア形ＣＯＤと格子像との関係を示す図、
第４図は第３図リニア形ＣＣＤの出力波形を示す図、第
５図はＣＣＤ出力波形の中央値の摘出過程を示す図、第
６図は出力波形のピッチの摘出過程を示す図、第７図は
試料面が塗装面の場合のリニア形ＣＯＤと格子像との関
係を示す図、第８図は第７図リニア形ＣＣＤの出力波形
を示す図、第９図はエリア形ＣＣＤと格子像との関係を
示す図である。 ２・・・光源、 ４・・・コンデンサレンズ
、５・・・拡散板、 ６・・・格子、８・・・投
俄レンズ、 ９，１０・・・折曲げミラー、１１・
・・試料、 １２・・・リニア形ＣＯＤ、１３
・・・送り機構、 １４・・・バイパスフィルタ、
１５・・・アンプ、 １６・・・Ａ／Ｄコンバー
タ、１７・・・メモリ回路、 １８・・・ＣＣＤ制御回
路、１９・・・モータ駆動回路、 ２０・・・ＣＰＵ、 ２１・・・表示器、２２・・
・スイッチ、 ２３・・・試料吸着用永久磁石、 ２４・・・エリア形ＣＣＤ。
定装置の一実施例の構成を示すブロック図、第２図は第
１図装置の格子の構成を示す図、第３図は試料面が平面
鏡の場合のリニア形ＣＯＤと格子像との関係を示す図、
第４図は第３図リニア形ＣＣＤの出力波形を示す図、第
５図はＣＣＤ出力波形の中央値の摘出過程を示す図、第
６図は出力波形のピッチの摘出過程を示す図、第７図は
試料面が塗装面の場合のリニア形ＣＯＤと格子像との関
係を示す図、第８図は第７図リニア形ＣＣＤの出力波形
を示す図、第９図はエリア形ＣＣＤと格子像との関係を
示す図である。 ２・・・光源、 ４・・・コンデンサレンズ
、５・・・拡散板、 ６・・・格子、８・・・投
俄レンズ、 ９，１０・・・折曲げミラー、１１・
・・試料、 １２・・・リニア形ＣＯＤ、１３
・・・送り機構、 １４・・・バイパスフィルタ、
１５・・・アンプ、 １６・・・Ａ／Ｄコンバー
タ、１７・・・メモリ回路、 １８・・・ＣＣＤ制御回
路、１９・・・モータ駆動回路、 ２０・・・ＣＰＵ、 ２１・・・表示器、２２・・
・スイッチ、 ２３・・・試料吸着用永久磁石、 ２４・・・エリア形ＣＣＤ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光源と、 前記光源に近接して設置され明暗が交互に多数繰り返さ
れる格子と、 前記格子を透過した光を被測定試料面に反射させた後に
前記格子の実像を結像させるレンズと、前記レンズによ
る前記格子像の結像面に設置され格子像の光強度分布を
光電変換する光電変換ユニットと、 前記格子像を格子と平行方向にＮ分割して明暗境界線上
にＮ個の異なる点を定め格点を通って明暗境界線に直交
する直線上の明暗を前記光電変換ユニットの変換信号か
ら摘出し、摘出した変換信号に基づき格子像のピッチを
検出し、前記各直線上のピッチの標準偏差σｉ ▲数式、化学式、表等があります▼ およびＮ個の前記標準偏差σｉの平均値σ ▲数式、化学式、表等があります▼ を演算する信号処理回路と、 前記平均値σを前記被測定試料面の平坦度として表示す
る表示ユニットと からなる平坦度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61246147A JP2521729B2 (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 平坦度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61246147A JP2521729B2 (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 平坦度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63100309A true JPS63100309A (ja) | 1988-05-02 |
| JP2521729B2 JP2521729B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=17144183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61246147A Expired - Lifetime JP2521729B2 (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 平坦度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2521729B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5568258A (en) * | 1992-08-25 | 1996-10-22 | Asahi Glass Company Ltd. | Method and device for measuring distortion of a transmitting beam or a surface shape of a three-dimensional object |
| JP2002202115A (ja) * | 2000-11-09 | 2002-07-19 | Samsung Electronics Co Ltd | 測定装置の自動測定エラー検出方法 |
| CN110646171A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-03 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种测量光源平行性的方法 |
| CN113884016A (zh) * | 2021-06-16 | 2022-01-04 | 成都新锐科技发展有限责任公司 | 一种电池片翘曲度检测方法 |
Families Citing this family (2)
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-
1986
- 1986-10-16 JP JP61246147A patent/JP2521729B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2521729B2 (ja) | 1996-08-07 |
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