JPS6337323B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、写真フイルム支持体のように光反射
性を有する帯状物ないしシート（以下これをウエ
ブと称する）の表面形状を、光学的方法により無
接触で観測する表面形状観測方法に関するもので
ある。

写真フイルム支持体としては、トリアセテート
セルローズ、あるいはポリエチレン・テレフタレ
ート等の高分子材料からなり、光反射性の表面を
有するウエブが使用される。この写真フイルム支
持体は、表面が平担で膜厚が均一であることが要
求されるが、その製造過程において、例えば流延
条件、あるいは乾燥条件等の諸条件により、ウエ
ブの厚みムラ、カーリング、あるいはベコと呼ば
れる部分的な凹凸等が生じることがある。そこ
で、写真フイルム支持体の製造過程においては、
以降の工程でトラブルが生じるのを未然に防止す
るためにウエブ表面の異常形状を観測している。

従来、ウエブの表面形状を観測する方法は種々
提案されているが、そのうち無接触で観測する方
法としては、例えば特公昭45−29889号、特公昭
46−19296号、特開昭48−59858号等の明細書に開
示されているように、ウエブの上方からウエブの
幅方向に細長いスリツト光を照射し、この照射像
を直接または特定波長の光を選択透過するフイル
ターを通してテレビカメラで撮像して観測する方
法が知られている。しかしこの方法はウエブ表面
での散乱光を利用した観測方法であるため、 (i) ウエブが光反射性を有する場合には全く適用
することができないこと、 (ii) ウエブ表面が完全な散乱面であることが望ま
しいが、このようなウエブは実際上ほとんどな
いため、照射像に光ムラを生じ、ウエブ表面の
正確な形状を観測することができないことと、 (iii) 撮像する場合は、ウエブ表面の凹凸量がその
まま観測出力信号として取り出されてしまうか
ら、信号増幅ができず感度が悪いこと、 等の欠点があつた。

また、実開昭49−68956号に示されているよう
に被検査面にスポツト光を照射し、この被検査面
において反射する際の光の散乱、回折等のパター
ン形状の変化を見て被検査面の状態を知る方法も
知られているが、この方法ではスポツト光の径の
大きさに比して同程度あるいは小さい表面欠陥は
検出できるが、表面のゆるやかな凹凸あるいは厚
さの変化等を検出するのは困難もしくは不可能で
ある。

本発明は上記欠点に鑑み、光反射性を有するウ
エブの表面形状のうち特に緩かな変化を正確に観
測することができるようにした表面形状観測方法
を提供することを目的とするものである。

本発明は、光反射性を有する観測すべきウエブ
の斜め上方から、このウエブ表面をスリツト状に
照射する楔状の集束光束を、集束点の手前で光束
がウエブ表面を照射するように照射させ、この集
束光束のウエブ表面からの集束反射光を光散乱板
上に集束させてウエブの表面形状のうち特にゆる
やかな変化を観察するようにしたことを特徴とる
ものである。光源としては横方向に長く、かつで
きるだけ細いフイラメントを有するものが使用さ
れ、この光源の前に細長いスリツトとレンズとが
配置される。この細長いスリツトから出た楔状の
集束光束は、レンズを通り、ウエブの表面で反射
されて光軸乱板に結像される。ウエブの表面に凹
凸がある場合は、スリツト像が歪曲し、また厚み
が変化した場合は、スリツト像の幅が広くなるた
め、ウエブの表面形状のうちスリツト特に緩かな
変化を観察することができる。また、スリツト光
の代わりに光ビームをウエブの幅方向に走査する
こともできる。

光散乱板上に結像されたスリツト像（走査ビー
ムも含む）は、直接目で観測するか、あるいはテ
レビカメラ、スチールカメラで撮影して観測す
る。

以下、図面を参照して本発明の実施例の作用に
ついて詳細に説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例を示す
ものである。図において、光反射性を有するウエ
ブ１例えば写真フイルム支持体は、適当な移送手
段によつて矢線方向へ連続的に移送される。この
ウエブ１の上方でかつ移送方向と直角な方向、す
なわちウエブ１の幅方向に、これとほぼ同程度の
長さを有する細長の光源２が配置されている。こ
の光源２としては、平行光束を得るため、できる
だけ太さの細いフイラメントを有するものが望ま
しい。なお、点光源の前に発散レンズを配置して
後述するスリツト３を包含するように発散させて
もよい。前記光源２の前方に、ウエブ１の幅方向
に細長く延びたスリツト３が配置されており、こ
のスリツト３を通つた光束がシリンドリカルレン
ズ４に入射する。このシリンドリカルレンズ４に
よつてスリツト３を通つた光束がウエブ１の表面
で反射した後、光散乱板５に結像される。光散乱
板５としては、スリガラスあるいは映写幕等が使
用される。いずれの場合でも、背後からスリツト
像を観察する関係上、透過形の光散乱板が選ばれ
る。

この光散乱板５上に結像されたスリツト像の形
状および位置から、ウエブ１の表面形状を観測す
る。この観測は、肉眼でもよいが、一般にはテレ
ビカメラ６を使用し、光散乱板５の背後から撮像
してモニターテレビ（図示せず）で観測する。

第２図に示すように、光束のウエブ１への照射
角θはＯ＜θ＜90゜の範囲で任意であるが、光散
乱板５およびテレビカメラ６等を設置する関係上
10゜＜θ＜80゜程度が好ましい。スリツト３、シリ
ンドリカルレンズ４および光散乱板５の設定に際
しては、スリツト３から出た光束を光散乱板５に
結像させるため、スリツト３からシリンドリカル
レンズ４までの距離をａ、シリンドリカルレンズ
４からウエブ１の表面上の点ｐまでの距離をｂ、
このｐ点から光散乱板５までの距離をｃ、シリン
ドリカルレンズ４の焦点距離をｆとすると、 １／ａ＋１／ｂ＋ｃ＝１／ｆ ……(1) なる関係を満足するように各部材が配置される。

ウエブ１に照射される光束の幅ｄは観測すべき
ウエブ１の表面状態にもよるが、一般的にこの幅
ｄはウエブ１の観測不要な凹凸面の長さ２〜３倍
に選ばれる。これは幅ｄを小さく設定すると観測
不要な凹凸面によるノイズのために、ウエブ１の
表面形状を正確に観測することが困難となるため
である。

本発明は上記のような構成であるため、ウエブ
１を矢線方向に移送させたまま、光束をウエブ１
に照射すれば、ウエブ１に凹凸がある場合には、
反射方向が変えられるため、正規の位置からずれ
た位置にスリツト像が結像される。またウエブ１
の表面の厚みが変化した場合は、上記(1)式が満足
されないため、スリツト像がぼやけて太くなる。

つぎに第３図を参照して本発明の観測方法の原
理について説明する。第３図に示すように、ウエ
ブ１の平面となす角がαの隆起部１ａがウエブ１
の表面に形成されている場合について考察する。
この場合は、照射点Ｐから反射する光束と、隆起
部１ａの照射点P′から反射する光束とのなす角が
２ａとなる。ここで、照射点Ｐから光散乱板５上
の結像点Ｈまでの距離をとし、照射点P′から
光散乱板５上の結像点H′までの距離を′′とす
る。本発明者の実験によれば、角αは−5゜＜α＜
5゜の範囲の極めて小さい傾（1a）であるので、 ＝′＝Ｃ ……(2) が成立する。したがつて、光散乱板５上の長さｈ
＝′はつぎのように表わされる。

ｈ＝Ctan2α ……(3) ここでαが極めて小さい値であるから、 ｈ＝2αC ……(4) と近似することができる。上記(4)式において、ｈ
はウエブ１の光照射点の傾きを表わすものである
から、このｈを測定することによつてウエブ１の
隆起状態、すなわち表面形状を知ることができ
る。

以上の原理からして光散乱板５は、反射光に対
して垂直であることが望ましい。すなわち第４図
において、光散乱板５を光束に対して角度だけ
傾けた場合には、ウエブ１の表面から同じ傾きβ
をもつて反射してくる光束の結像は、光散乱板
５′上では図示のようにh、h′となる。このh、
h′はh＞h′となるため、正規の光軸の反対側
では、同じ角度だけ傾いて反射されても、その振
れの量が変わることになる。

上記の実施例では、水平に移送しているウエブ
に光速を照射して、その表面形状を観測するよう
になつているが、静止しているウエブあるいは彎
曲した状態で移送されているウエブに対しても本
発明を利用することができる。

第５図はローラー上のウエブに光束を照射する
実施例を示すものである。ウエブ１はローラー７
にほぼ半分程度巻かれ、反転して戻るようになつ
ている。シリンドリカルレンズ４によつてクサビ
状にしぼられた光束は、ローラー７上のウエブ１
の表面で反射され、光散乱板５に結像される。ロ
ーラー７上のウエブ１は、凸面鏡として作用する
から、これを加味して光散乱板５に結像するよう
に、シリンドリカルレンズ４を配置する。

第６図は回転鏡と光ビームを組み合わせて光走
査する実施例を示したものである。光源８から放
射された光束は、レンズ９によつて回転多面鏡１
０の反射面に入射され、この回転多面鏡１０によ
り、ウエブ１の幅方向に光走査される。回転多面
鏡１０から反射された光ビームはシリンドリカル
レンズ１１を通り、ウエブ１の表面で反射された
後、光散乱板１２に結像される。なお光源として
レーザー光源を使用してもよい。また回転多面鏡
の代わりに、ミラーを固定したガルバノメーター
を使用し、このガルバノメーターをノコギリ歯信
号で往復回転させるようにしてもよい。

本発明の方法によれば、ウエブの表面で反射し
た集束光束を結像させて光散乱板上にスリツト状
の像を結像させるようになつているから、光反射
性を有するウエブの表面形状を観測することがで
きる。また光散乱板上にシヤープなスリツト像を
結像するようになつているから、観測が容易にな
るとともに、信号の取り出し、および増幅を簡単
に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２
図はその側断面図、第３図および第４図は本発明
の原理を示す説明図、第５図はローラー上のウエ
ブを観測する実施例を示す側面図、第６図は本発
明の別の実施例を示す斜視図である。 １……ウエブ、１ａ……ウエブの隆起部、２…
…光源、３……スリツト、４……シリンドリカル
レンズ、５……光散乱板、６……テレビカメラ、
７……ローラー、１０……回転多面鏡、１１……
シリンドリカルレンズ、１２……光散乱板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光反射性を有する観測すべきウエブの斜め上
   方から、該ウエブ表面を幅方向に円錐状集束光ビ
   ームを走査することにより得られる楔状の集束光
   束を、この光束の集束点の手前で光束が前記ウエ
   ブ表面を照射するように照射させ、この集束光束
   の前記ウエブ表面からの集束反射光を光散乱板上
   に集束させて該ウエブ表面に照射されたスリツト
   状の集束光束のウエブの長さ方向に測つた幅に比
   して充分大きなひろがりを有するウエブ表面上の
   異常形状を観察するようにしたことを特徴とする
   表面形状観測方法。 ２ 前記光散乱板上に結像したスリツト状の像を
   テレビカメラで撮像して観測するようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の表面形
   状観測方法。