JPH0623922Y2 - 厚さ監視装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、プラスチック・フィルムのような透明なシー
ト状物体の厚さを光学的手段によって測定する厚さ監視
装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、光学式厚さ監視装置としてマイケルソン干渉計を
用いたものが公知である。第３図はその原理を示す。光
源１からの光はハーフミラー２で２つに分割され、一方
はハーフミラー２を透過してミラー３に向かい、他方は
被測定物４を透過しミラー５に向かう。ミラー５で反射
された光はハーフミラー２を透過し、ミラー３により反
射された光と混合されて光検出素子６に進む。光検出素
子６では２つの光路の光路差に基づく干渉縞が形成され
る。光路差は被測定物４の厚さによって変化するため干
渉縞から被測定物４の厚さが測定できる。

〈考案が解決しようとする課題〉 しかし、このような従来装置では、被測定物４における
測定領域が小さく固定されているため、測定により得ら
れるデータ量が少なく、異常を検出する確度が劣ってい
た。更に被測定物４の種類によって要求される検出精度
に差があるが、従来装置では被測定物４の最適の検出精
度で測定を行うことができなかった。

本考案の解決しようとする技術的課題は、測定領域が大
きく、かつこの領域を可変できる光学式厚さ監視装置を
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、光源と、この光源からの光を平行光と
するコリメートレンズと、このコリメートレンズからの
平行光を絞る可変絞りと、この可変絞りからの光を二つ
に分割するハーフミラーと、被測定物を透過した前記ハ
ーフミラーからの光が与えられた円錐ミラーと、この円
錐ミラーの周囲に同心円上に配置された内面コーンミラ
ーと、前記被測定物に関し、前記円錐ミラー及び前記内
面コーンミラーと反対側に、これらミラーと同心円上に
配置されたドーナツミラーと、前記ハーフミラーで分割
され、比較光として入射される第１の光と、前記被測定
物を透過し、前記円錐ミラー、内面コーンミラーおよび
ドーナツミラーで反射され、測定光として入射される第
２の光とが混合されて照射される光検出素子とを具備
し、この光検出素子上に形成される干渉縞から前記被測
定物の厚さを監視すると共に、前記被測定物の種類に応
じて前記可変絞りを調整し測定領域を可変できるように
したことにある。

〈作用〉 前記の技術手段は次のように作用する。即ち、前記光源
から出た光束は前記コリメートレンズで平行光とされ前
記ハーフミラーに入射する。このハーフミラーで２分割
された光束のうち第１の光束は前記被測定物を透過せず
前記光検出素子に向かう。第２の光束は前記被測定物を
透過し、被測定物を挟んで前記ハーフミラーと反対側に
配置された前記円錐ミラー及び前記内面コーンミラーで
反射され、再度前記被測定物に入射され、透過光は前記
ハーフミラー側の前記ドーナツミラーで反射され、三度
前記被測定物に入射され、同じ光路を辿って前記ハーフ
ミラーに戻る。前記ハーフミラーを透過した第２の光束
は第１の光束と混合され、前記検出素子上に干渉縞が形
成される。この干渉縞から前記測定物の厚さを求め、前
記可変絞りで前記光束を絞り測定領域を変化させる。

〈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構成図である。図中、Ａは上部検
出ヘッド、Ｂは下部検出ヘッド、Ｃはこれらヘッドに挟
まれた、例えばプラスチック・フィルムのような透明な
シート状物体である。検出ヘッドＡ内において、７は例
えばＨｅ−Ｎｅレーザを用いた光源、８は光源７からの
コーヒレント光を拡大するビーム・エキスパンダー、９
は光を平行光とするコリメートレンズ、１０はコリメー
トレンズ９からの平行光を絞る可変絞り、１１は前記平
行光を二つに分割するハーフミラー、１２はこのハーフ
ミラーを透過した光を反射してハーフミラー１１に戻す
ミラー、１３は光検出素子、１４はハーフミラー１１か
らの光束が中心の開口を通り、シート状物体Ｃ側が鏡面
のドーナツミラーで、後出の円錐ミラー、並びに内面コ
ーンミラーと同心円上に配置されている。

検出ヘッドＢ内において、１５はシート状物体Ｃの透過
光の光軸部分に設けられた４５°円錐ミラー、１６はこ
の円錐ミラーの周囲に同心円上に設けられた内面コーン
ミラーである。

次にこのように構成された装置の動作について説明す
る。検出ヘッドＡ，Ｂはシート状物体Ｃを挟んで対向関
係を保って、本図では図示されていないフレーム上をシ
ート状物体Ｃの幅方向に往復走行する。光源７から出た
コーヒレント光はビーム・エキスパンダー８により拡大
され、コリメートレンズ９で平行光とされ、可変絞り１
０を経てハーフミラー１１に与えられる。ハーフミラー
１１では入射光を二つの光束に分割し、第１の光束Ｌ_１
はミラー１２に向かう。第２の光束Ｌ_２はシート状物体
Ｃに入射し、透過光は円錐ミラー１５で４方に反射さ
れ、内面コーンミラー１６で方向を変えられて、再度シ
ート状物体Ｃに入射する。透過光はドーナツミラー１４
で反射され、三度シート状物体Ｃに入射され、同じ光路
を辿ってハーフミラー１１に戻り、ハーフミラー１１を
透過した光は第１の光束と混合されて光検出素子１３に
入射される。

光検出素子１３上には第２図で示すような干渉縞が形成
される。干渉縞はシート状物体Ｃの厚さに関連してお
り、この干渉縞からシート状物体Ｃの厚さを監視でき
る。また、可変絞り１０で光束を絞ることによって、干
渉縞の直径Ｄが変わり測定領域を変えることができる。

〈考案の効果〉 本考案によれば、測定領域が大きく測定により得られる
データ量が多いため、異常検出の確度を大幅に向上でき
る。更に、前記測定領域は可変できるため前記シート状
物体の種類に応じて任意の検出精度が選べる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例装置を示す構成図、第２図は本考
案実施例装置の動作説明図、第３図は従来装置の原理構
成図である。 ７：光源、８：ビーム・エキスパンダー、９：コリメー
タレンズ、１０：可変絞り、１１：ハーフミラー、１
２：ミラー、１３：光検出素子、１４：ドーナツミラ
ー、１５：円錐ミラー、１６：内面コーンミラー、Ａ：
上部検出ヘッド、Ｂ：下部検出ヘッド、Ｃ……シート状
物体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、この光源からの光を平行光とする
   コリメートレンズと、このコリメートレンズからの平行
   光を絞る可変絞りと、この可変絞りからの光を二つに分
   割するハーフミラーと、被測定物を透過した前記ハーフ
   ミラーからの光が与えられた円錐ミラーと、この円錐ミ
   ラーの周囲に同心円上に配置された内面コーンミラー
   と、前記被測定物に関し、前記円錐ミラー及び前記内面
   コーンミラーと反対側に、これらミラーと同心円上に配
   置されたドーナツミラーと、前記ハーフミラーで分割さ
   れ、比較光として入射される第１の光と、前記被測定物
   を透過し、前記円錐ミラー、内面コーンミラーおよびド
   ーナツミラーで反射され、測定光として入射される第２
   の光とが混合されて照射される光検出素子とを具備し、
   この光検出素子上に形成される干渉縞から前記被測定物
   の厚さを測定すると共に、前記被測定物の種類に応じて
   前記可変絞りを調整し測定領域を可変できるようにした
   ことを特徴とする厚さ監視装置。