JPH0419456Y2 - - Google Patents
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- JPH0419456Y2 JPH0419456Y2 JP5342686U JP5342686U JPH0419456Y2 JP H0419456 Y2 JPH0419456 Y2 JP H0419456Y2 JP 5342686 U JP5342686 U JP 5342686U JP 5342686 U JP5342686 U JP 5342686U JP H0419456 Y2 JPH0419456 Y2 JP H0419456Y2
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- sheet
- light
- film
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- irradiation
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- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 230000005250 beta ray Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
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- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本考案は、白色光源からの白色光を透明シート
状物体に照射し、その透過光による干渉縞の波長
から、前記シート状物体の厚さを求める装置に関
する。
状物体に照射し、その透過光による干渉縞の波長
から、前記シート状物体の厚さを求める装置に関
する。
〈従来の技術〉
プラスチツクフイルム等の透明或は半透明のシ
ート状物体の厚さ測定はこの物体の製造プロセス
をコントロールする上で重要であるばかりか、省
資源、品質向上、コスト低減等の観点から重要で
ある。
ート状物体の厚さ測定はこの物体の製造プロセス
をコントロールする上で重要であるばかりか、省
資源、品質向上、コスト低減等の観点から重要で
ある。
従来から、このようなシート状物体の厚さ測定
装置として、第４図に示すような構成のものが知
られている。図中、１及び２は垂直フレーム、３
及び４は水平フレーム、これらでＯ形フレームが
構成されている。６は例えばフイルム等のシート
状物体、７は照射部、８は検出部である。
装置として、第４図に示すような構成のものが知
られている。図中、１及び２は垂直フレーム、３
及び４は水平フレーム、これらでＯ形フレームが
構成されている。６は例えばフイルム等のシート
状物体、７は照射部、８は検出部である。
照射部７及び検出部８は、適度の間隔をもつて
水平フレーム３及び４に設置され、水平フレーム
３，４上のL1とL2の間を互いの対向位置関係を
保持したまま往復走行し、前記間隔を流れるフイ
ルム６の厚さに関連した信号を検出し、演算部
（図示せず）で所定の演算を行い、フイルムの厚
さ信号を得ている。
水平フレーム３及び４に設置され、水平フレーム
３，４上のL1とL2の間を互いの対向位置関係を
保持したまま往復走行し、前記間隔を流れるフイ
ルム６の厚さに関連した信号を検出し、演算部
（図示せず）で所定の演算を行い、フイルムの厚
さ信号を得ている。
シート状物体の厚さ測定センサとして、β線厚
さ測定センサ、赤外線厚さ測定センサ、光学的厚
さ測定センサ用いられている。このうち、β線厚
さ測定センサの場合、線源の統計的ゆらぎの問題
があり、また空間層による減衰の影響を補償する
必要があつた。更には、放射線源を扱うため種々
の法的規制を受け管理が面倒であつた。赤外線厚
さ測定センサの場合、近赤外線が被測定体に固有
の吸収帯を有することを測定原理としているた
め、被測定体の性質、例えばフイルムの重合度が
異なると、照射する波長をその都度選択する必要
があり、面倒であつた。
さ測定センサ、赤外線厚さ測定センサ、光学的厚
さ測定センサ用いられている。このうち、β線厚
さ測定センサの場合、線源の統計的ゆらぎの問題
があり、また空間層による減衰の影響を補償する
必要があつた。更には、放射線源を扱うため種々
の法的規制を受け管理が面倒であつた。赤外線厚
さ測定センサの場合、近赤外線が被測定体に固有
の吸収帯を有することを測定原理としているた
め、被測定体の性質、例えばフイルムの重合度が
異なると、照射する波長をその都度選択する必要
があり、面倒であつた。
これに対し、光学式厚さ測定センサの場合、上
記した欠点は存在しない。第５図は特開昭58−
206905号において示される光学式厚さセンサの従
来例である。図において、照射部７及び検出部８
は、互いに対向位置関係を保持したままフイルム
６の幅方向に往復走行する。１１は連続した波長
スペクトル分布を持つ白色光を発生する光源、１
２はレンズ、１３はプリズム、１４はスリツト、
１５は駆動部である。
記した欠点は存在しない。第５図は特開昭58−
206905号において示される光学式厚さセンサの従
来例である。図において、照射部７及び検出部８
は、互いに対向位置関係を保持したままフイルム
６の幅方向に往復走行する。１１は連続した波長
スペクトル分布を持つ白色光を発生する光源、１
２はレンズ、１３はプリズム、１４はスリツト、
１５は駆動部である。
光源１１からの光はレンズ１２により平行光線
にされプリズム１３に導かれて分光され単色光を
発生する。この単色光はスリツト１４を介してフ
イルム６に照射される。
にされプリズム１３に導かれて分光され単色光を
発生する。この単色光はスリツト１４を介してフ
イルム６に照射される。
駆動部１５は、プリズム１３を回転させると共
に、プリズム１３の回転角度に対応する角度信号
E1を発生する。この信号はスリツト１４を介し
てフイルム６に照射される単色光の波長信号に対
応している。
に、プリズム１３の回転角度に対応する角度信号
E1を発生する。この信号はスリツト１４を介し
てフイルム６に照射される単色光の波長信号に対
応している。
１６は集光レンズ、１７は光センサ、１８は増
幅部、１９は演算部である。フイルム６を透過し
た光はレンズ１６で集光されて光センサ１７に導
かれ、その検出信号e2は増幅部１８で増幅され、
信号E2となつて検出部８から出力される。演算
部１９には、信号E1とE2が入力され、後出の演
算が施され、フイルム６の厚さに対応した信号
E3が出力される。
幅部、１９は演算部である。フイルム６を透過し
た光はレンズ１６で集光されて光センサ１７に導
かれ、その検出信号e2は増幅部１８で増幅され、
信号E2となつて検出部８から出力される。演算
部１９には、信号E1とE2が入力され、後出の演
算が施され、フイルム６の厚さに対応した信号
E3が出力される。
このような構成において、プリズム１３が連続
的に回転すると、フイルム６にはスリツト１４を
介し連続的に波長が異なる単色光が照射される。
単色光がフイルム６を透過する時、フイルム６の
前面、後面で一部が反射され、反射光と直進光と
で以下の式で表される干渉が起こる。
的に回転すると、フイルム６にはスリツト１４を
介し連続的に波長が異なる単色光が照射される。
単色光がフイルム６を透過する時、フイルム６の
前面、後面で一部が反射され、反射光と直進光と
で以下の式で表される干渉が起こる。
2nlCosθ＝mλ ……(1)
但し、ｎ：フイルムの屈折率、ｌ：フイルムの
厚さ、θ：光の入射角、ｍ：整数、λ：波長。
厚さ、θ：光の入射角、ｍ：整数、λ：波長。
隣り合う干渉縞の山と山を形成する波長をλ1、
λ2とすると、 2nlCosθ＝mλ1＝（ｍ＋１）λ2 ……(2) で表され、更にこの式は、 ｌ＝｛１／（2nCosθ）｝・ ［１／｛（１／λ1）−（１／λ2）｝］ ……(3) と変形出来る。
λ2とすると、 2nlCosθ＝mλ1＝（ｍ＋１）λ2 ……(2) で表され、更にこの式は、 ｌ＝｛１／（2nCosθ）｝・ ［１／｛（１／λ1）−（１／λ2）｝］ ……(3) と変形出来る。
従つて、フイルム６の屈折率ｎ及び光の入射角
θを予め求めておき、信号E2の強弱から、信号
E1に基づきλ1、λ2を求め、演算部１９において
(3)式の演算を行えば、フイルム６の厚さｌが求め
られる。
θを予め求めておき、信号E2の強弱から、信号
E1に基づきλ1、λ2を求め、演算部１９において
(3)式の演算を行えば、フイルム６の厚さｌが求め
られる。
しかしながら、このような構成の光学式厚さ測
定装置の場合、照射部７と検出部８を互いの対向
位置関係を保持して、フイルム６の幅方向に往復
走行させており、この際、照射部７等と水平フレ
ーム３，４との間で摩耗により微小なゴミが発生
する。このゴミはフイルムの製造ライン等では、
フイルムの品質を劣化させる原因となり、大きな
問題となつていた。
定装置の場合、照射部７と検出部８を互いの対向
位置関係を保持して、フイルム６の幅方向に往復
走行させており、この際、照射部７等と水平フレ
ーム３，４との間で摩耗により微小なゴミが発生
する。このゴミはフイルムの製造ライン等では、
フイルムの品質を劣化させる原因となり、大きな
問題となつていた。
〈考案が解決しようとする問題点〉
本考案の解決しようとする技術的課題は、前記
照射部及び前記検出部を前記フイルムの幅方向に
往復走行させることなく、全幅に亘つて前記フイ
ルムの厚さを測定することが出来る光学式厚さ測
定層を実現することにある。
照射部及び前記検出部を前記フイルムの幅方向に
往復走行させることなく、全幅に亘つて前記フイ
ルムの厚さを測定することが出来る光学式厚さ測
定層を実現することにある。
〈問題点を解決するための手段〉
本考案の構成は、透明シート状物体を挾んで、
一方側に配置され、このシート状物体と略等しい
鏡径を有する凹面反射鏡と、前記シート状物体の
他方側に配置され、白色光を前記シート状物体に
照射する照射部と、この照射部と一体に形成さ
れ、分光手段並びにこの分光手段で分光された波
長スペクトルを検出するリニアアレイセンサを有
する検出部とを設け、前記照射部及び前記検出部
を前記凹面反射鏡の球心部分に配置し、これらを
首振り回転させ前記照射部からの照射光を前記シ
ート状物体の全幅に亘つて走査するようにした。
一方側に配置され、このシート状物体と略等しい
鏡径を有する凹面反射鏡と、前記シート状物体の
他方側に配置され、白色光を前記シート状物体に
照射する照射部と、この照射部と一体に形成さ
れ、分光手段並びにこの分光手段で分光された波
長スペクトルを検出するリニアアレイセンサを有
する検出部とを設け、前記照射部及び前記検出部
を前記凹面反射鏡の球心部分に配置し、これらを
首振り回転させ前記照射部からの照射光を前記シ
ート状物体の全幅に亘つて走査するようにした。
〈作用〉
前記の技術手段は次のように作用する。即ち、
前記照射光は前記シート状物体を透過し、前記凹
面反射鏡で反射され、再度前記シート状物体を透
過した反射光が前記凹面反射鏡の球心部に位置す
る前記検出部に導かれる。この光は内部に設けら
れた前記分光手段で分光され、前記リニアアレイ
センサに結像される。前記照射部からの照射光が
前記シート状物体を透過する際、並びにこの透過
光が前記反射鏡で反射され再度前記シート状物体
を透過する際、このシート状物体の厚さに関連し
た特定波長において前記(1)式に従つた干渉が起こ
る。この干渉縞の波長は前記リニアアレイセンサ
で検出され、この波長信号に基づき前記(3)式の演
算が行われ、前記シート状物体の厚さに関連した
信号を得ている。
前記照射光は前記シート状物体を透過し、前記凹
面反射鏡で反射され、再度前記シート状物体を透
過した反射光が前記凹面反射鏡の球心部に位置す
る前記検出部に導かれる。この光は内部に設けら
れた前記分光手段で分光され、前記リニアアレイ
センサに結像される。前記照射部からの照射光が
前記シート状物体を透過する際、並びにこの透過
光が前記反射鏡で反射され再度前記シート状物体
を透過する際、このシート状物体の厚さに関連し
た特定波長において前記(1)式に従つた干渉が起こ
る。この干渉縞の波長は前記リニアアレイセンサ
で検出され、この波長信号に基づき前記(3)式の演
算が行われ、前記シート状物体の厚さに関連した
信号を得ている。
このような構成によれば、前記照射部及び前記
検出部は首振り回転させられるだけであるから、
フイルム等前記シート状物体の品質を劣化させる
ゴミは全く発生しない。更に、前記照射光は前記
シート状物体を２回透過して前記検出部に導かれ
るものである為、干渉縞のＳ／Ｎが向上する。
検出部は首振り回転させられるだけであるから、
フイルム等前記シート状物体の品質を劣化させる
ゴミは全く発生しない。更に、前記照射光は前記
シート状物体を２回透過して前記検出部に導かれ
るものである為、干渉縞のＳ／Ｎが向上する。
〈実施例〉
以下図面に従い本考案の実施例を説明する。第
１図は本考案実施例装置を示す斜視図、第２図は
第１図の本考案実施例装置の部分構成図である。
これらの図において、第４図及び第５図における
要素と同じ要素には同一符号が付されている。２
０は照射部、２１は検出部で、これらは一体に形
成され、駆動部２２によつて駆動され首振り回転
する。２３は、フイルム６を挾んで照射部２０及
び検出部２１と反対側に配置された、フイルム６
の幅と略等しい鏡径を有する凹面反射鏡である。
照射部２０及び検出部２１とはこの凹面反射鏡の
球心部分に配置されている。
１図は本考案実施例装置を示す斜視図、第２図は
第１図の本考案実施例装置の部分構成図である。
これらの図において、第４図及び第５図における
要素と同じ要素には同一符号が付されている。２
０は照射部、２１は検出部で、これらは一体に形
成され、駆動部２２によつて駆動され首振り回転
する。２３は、フイルム６を挾んで照射部２０及
び検出部２１と反対側に配置された、フイルム６
の幅と略等しい鏡径を有する凹面反射鏡である。
照射部２０及び検出部２１とはこの凹面反射鏡の
球心部分に配置されている。
第２図に示すように、照射部２０の内部は白色
光を発生する光源１１とレンズ１２とで構成さ
れ、検出部２１の内部は集光レンズ１６、分光器
２３、この分光器の焦点面に設けられたリニアア
レイセンサ２４、及びデータ処理部２５とで構成
されている。
光を発生する光源１１とレンズ１２とで構成さ
れ、検出部２１の内部は集光レンズ１６、分光器
２３、この分光器の焦点面に設けられたリニアア
レイセンサ２４、及びデータ処理部２５とで構成
されている。
このような構成で、照射部２０及び検出部２１
が駆動部２２によつて駆動され矢印ａ方向に首振
り回転すると、照射部２０からの照射光はフイル
ム６の全幅に亘つて走査される。フイルム６を通
過した照射光は凹面反射鏡２３で反射され、再度
フイルム６を透過し、凹面反射鏡２３の球心部に
位置する検出部２１に導かれる。前記照射光がフ
イルム６を透過される度に、フイルム６の厚さに
関連した特定波長において(1)式に従つた干渉が起
こる。
が駆動部２２によつて駆動され矢印ａ方向に首振
り回転すると、照射部２０からの照射光はフイル
ム６の全幅に亘つて走査される。フイルム６を通
過した照射光は凹面反射鏡２３で反射され、再度
フイルム６を透過し、凹面反射鏡２３の球心部に
位置する検出部２１に導かれる。前記照射光がフ
イルム６を透過される度に、フイルム６の厚さに
関連した特定波長において(1)式に従つた干渉が起
こる。
検出部２１内部に導かれた光は分光器２３で分
光され、分光スペクトルはリニアアレイセンサ２
４に結像される。第３図はリニアアレイセンサ２
４で干渉縞を検出する状況を示す説明図である。
リニアアレイセンサ２４は、例えば1024個のフオ
トダイオードD1〜Doをスペクトル波長分布方向
に配列した構造になつており、分光された光W1
がこの部分に当ると干渉縞の山の部分P1，P2で
出力が大きくなる。本考案の場合、照射光がフイ
ルム６を２回透過した後で検出される構成となつ
ている為、干渉光のＳ／Ｎは向上する。
光され、分光スペクトルはリニアアレイセンサ２
４に結像される。第３図はリニアアレイセンサ２
４で干渉縞を検出する状況を示す説明図である。
リニアアレイセンサ２４は、例えば1024個のフオ
トダイオードD1〜Doをスペクトル波長分布方向
に配列した構造になつており、分光された光W1
がこの部分に当ると干渉縞の山の部分P1，P2で
出力が大きくなる。本考案の場合、照射光がフイ
ルム６を２回透過した後で検出される構成となつ
ている為、干渉光のＳ／Ｎは向上する。
これら干渉縞の山の部分を検出したダイオード
D1〜Doの番地から波長信号を求め、これをデー
タ処理装置２５に与え、(3)式の演算を行い、フイ
ルム６の厚さｌを求めている。
D1〜Doの番地から波長信号を求め、これをデー
タ処理装置２５に与え、(3)式の演算を行い、フイ
ルム６の厚さｌを求めている。
〈考案の効果〉
本考案によれば、前記照射部及び前記検出部は
首振り回転させられるだけであるから、フイルム
等前記シート状物体の品質を劣化させるゴミは全
く発生しない。更に、前記照射光は前記シート状
物体を２回透過して前記検出部に導かれるもので
ある為、良好なＳ／Ｎで干渉縞を検出することが
出来る。更にまた、フレーム等が要らなくなり、
全体構成が簡単になる。
首振り回転させられるだけであるから、フイルム
等前記シート状物体の品質を劣化させるゴミは全
く発生しない。更に、前記照射光は前記シート状
物体を２回透過して前記検出部に導かれるもので
ある為、良好なＳ／Ｎで干渉縞を検出することが
出来る。更にまた、フレーム等が要らなくなり、
全体構成が簡単になる。
第１図は本考案実施例装置を示す斜視図、第２
図は第１図の本考案実施例装置の部分構成図、第
３図は本考案実施例装置の動作を説明する説明
図、第４図は従来装置の基本構成を示す説明図、
第５図は従来装置の構成図である。 ６……フイルム、１１……光源、１２，１６…
…レンズ、２０……照射部、２１……検出部、２
２……駆動部、２３……分光器、２４……リニア
アレイセンサ、２５……データ処理部。
図は第１図の本考案実施例装置の部分構成図、第
３図は本考案実施例装置の動作を説明する説明
図、第４図は従来装置の基本構成を示す説明図、
第５図は従来装置の構成図である。 ６……フイルム、１１……光源、１２，１６…
…レンズ、２０……照射部、２１……検出部、２
２……駆動部、２３……分光器、２４……リニア
アレイセンサ、２５……データ処理部。
Claims (1)
- 透明シート状物体を挾んで、一方側に配置さ
れ、このシート状物体と略等しい鏡径を有する凹
面反射鏡と、前記シート状物体の他方側に配置さ
れ、白色光を前記シート状物体に照射する照射部
と、この照射部と一体に形成され、分光手段並び
にこの分光手段で分光された波長スペクトルを検
出するリニアアレイセンサを有する検出部とを設
け、前記照射部及び前記検出部を前記凹面反射鏡
の球心部分に配置し、これらを首振り回転させ前
記照射部からの照射光を前記シート状物体の全幅
に亘つて走査し、この照射光に基づき、前記シー
ト状物体を透過した前記照射光を前記凹面反射鏡
で反射させ、再び前記シート状物体を透過した反
射光を前記検出部に導き、前記分光手段で分光
し、前記リニアアレイセンサに結像された干渉縞
の波長から前記シート状物体の厚さを求めるよう
にしたシート状物体の厚さ測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5342686U JPH0419456Y2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5342686U JPH0419456Y2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62163709U JPS62163709U (ja) | 1987-10-17 |
| JPH0419456Y2 true JPH0419456Y2 (ja) | 1992-05-01 |
Family
ID=30879478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5342686U Expired JPH0419456Y2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0419456Y2 (ja) |
-
1986
- 1986-04-09 JP JP5342686U patent/JPH0419456Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62163709U (ja) | 1987-10-17 |
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