JPS633206A - 光学式厚み測定装置 - Google Patents
光学式厚み測定装置Info
- Publication number
- JPS633206A JPS633206A JP14644686A JP14644686A JPS633206A JP S633206 A JPS633206 A JP S633206A JP 14644686 A JP14644686 A JP 14644686A JP 14644686 A JP14644686 A JP 14644686A JP S633206 A JPS633206 A JP S633206A
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- JP
- Japan
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- optical axis
- inspected
- light
- lens
- optical
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- Pending
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- 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】
ａ、技術分野
本発明は、光学式厚み測定装置の改良に関するものであ
る。
る。
ｂ、従来技術及びその問題点
薄板ガラスの肉厚を光学的測定する方法としては、本出
願人が昭和６１年６月２０日に特許出願した発明がある
。この方法は、第３図に示すように、十分小さな光源１
からの光を透明ないしは半透明な被検物５に開口数ＮＡ
ｏを持つ対物レンズ４で集光光束を投射し、集光光束に
よる集光点もしくは被検物を対物レンズの光軸方向に移
動し、被検物の表面及び裏面でのそれぞれの集光光束の
軸上中心強度最大の位置を測定し、演算により肉厚を求
めるものである。尚、第３図の詳細は後述する第１図の
実施例より明らかとなるので省略する。
願人が昭和６１年６月２０日に特許出願した発明がある
。この方法は、第３図に示すように、十分小さな光源１
からの光を透明ないしは半透明な被検物５に開口数ＮＡ
ｏを持つ対物レンズ４で集光光束を投射し、集光光束に
よる集光点もしくは被検物を対物レンズの光軸方向に移
動し、被検物の表面及び裏面でのそれぞれの集光光束の
軸上中心強度最大の位置を測定し、演算により肉厚を求
めるものである。尚、第３図の詳細は後述する第１図の
実施例より明らかとなるので省略する。
ところで、被検物の中には、被検面の特定の場所の肉厚
測定が必要となる場合があるが、従来装置では、次のよ
うな問題があった。即ち、第１に、−般に対物レンズの
開口数ＮＡ０が大きくなると、作動距離が非常に短くな
るため、被検面の特定の場所を対物レンズの光軸に合せ
る作業には著しい困難さが生ずることである。又、第２
に、作動距離を大きく取って位置合せを行う場合は、対
物レンズのピント位置でなくなるため、集光点はぼけて
しまい大きくなり１位置合せは困難となることである。
測定が必要となる場合があるが、従来装置では、次のよ
うな問題があった。即ち、第１に、−般に対物レンズの
開口数ＮＡ０が大きくなると、作動距離が非常に短くな
るため、被検面の特定の場所を対物レンズの光軸に合せ
る作業には著しい困難さが生ずることである。又、第２
に、作動距離を大きく取って位置合せを行う場合は、対
物レンズのピント位置でなくなるため、集光点はぼけて
しまい大きくなり１位置合せは困難となることである。
従って、従来装置で被検面の特定の場所の肉厚測定を行
うには改良の余地があった。
うには改良の余地があった。
Ｃ１目的
そこで、本発明の目的は、肉厚測定を行うための第１の
光学系の光軸とは異なる方向から被検物に光を照射し、
さらに前記第１光学系の光軸と対称な方向に被検面を観
測するための光学系を配することにより、前記対物レン
ズと被検面との間の距離を大きく取った状態で、被検面
の特定な場所を対物レンズの光軸に容易に合せる（以下
、位置合せと呼ぶ）ことを可能とする装置を提供するこ
とにある。
光学系の光軸とは異なる方向から被検物に光を照射し、
さらに前記第１光学系の光軸と対称な方向に被検面を観
測するための光学系を配することにより、前記対物レン
ズと被検面との間の距離を大きく取った状態で、被検面
の特定な場所を対物レンズの光軸に容易に合せる（以下
、位置合せと呼ぶ）ことを可能とする装置を提供するこ
とにある。
ｄ、実施例の構成及び作用
以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。
第１の光学系１３において、直線偏光レーザー１からの
光は、ビームエキスパンダー２により拡大され、１７４
波長板３を経て、円偏光となり、作動距離Ｗ１の対物レ
ンズ４によって、屈折率ｎ、肉厚ｔを持つ被検物５に、
開口数ＮＡ、の集光光束として投射される。被検物５か
らの反射光は、レーザー発振光とは偏光方向が直交した
光となり、偏光ビームスプリッタ−６にて光電変換素子
７に導かれる。光電変換素子７の前には、反射光の軸上
中心強度を選択するための絞り８が設置されている。光
電変換素子７からのアナログ信号は、サンプルホールド
回路９．Ａ／Ｄ変換回路１０を経てデジタル信号となり
マイコン１１に入力される。
光は、ビームエキスパンダー２により拡大され、１７４
波長板３を経て、円偏光となり、作動距離Ｗ１の対物レ
ンズ４によって、屈折率ｎ、肉厚ｔを持つ被検物５に、
開口数ＮＡ、の集光光束として投射される。被検物５か
らの反射光は、レーザー発振光とは偏光方向が直交した
光となり、偏光ビームスプリッタ−６にて光電変換素子
７に導かれる。光電変換素子７の前には、反射光の軸上
中心強度を選択するための絞り８が設置されている。光
電変換素子７からのアナログ信号は、サンプルホールド
回路９．Ａ／Ｄ変換回路１０を経てデジタル信号となり
マイコン１１に入力される。
一方、被検物５を対物レンズ４の光軸方向に図示してい
ない移動手段で動かすと、被検物５の表面及び裏面でピ
ントが合い、光電変換素子７上のイ３号１は最大となる
。この表面及び裏面でのピント位置の差Ｘを測長スケー
ル１２で読み取り、その読み取り信号をマイコン１１に
入力する。マイコン１１は屈折率ｎ、開ロ数ＮＡ、、ピ
ント位置の差Ｘなどの値から、被検物の肉厚ｔを計算し
て求める。
ない移動手段で動かすと、被検物５の表面及び裏面でピ
ントが合い、光電変換素子７上のイ３号１は最大となる
。この表面及び裏面でのピント位置の差Ｘを測長スケー
ル１２で読み取り、その読み取り信号をマイコン１１に
入力する。マイコン１１は屈折率ｎ、開ロ数ＮＡ、、ピ
ント位置の差Ｘなどの値から、被検物の肉厚ｔを計算し
て求める。
以上述べた光学式厚み８１１１定装置において、被検面
の特定の場所の肉厚測定が必要な場合は、その位置決め
を正確に行う必要がある。又、この位置決め作業は、作
業性を考慮すると、前記対物レンズ４の作動距雅Ｗ工に
比べ十分長い作動距離Ｗ２、即ち被検物を５′の位置と
して行う必要がある。
の特定の場所の肉厚測定が必要な場合は、その位置決め
を正確に行う必要がある。又、この位置決め作業は、作
業性を考慮すると、前記対物レンズ４の作動距雅Ｗ工に
比べ十分長い作動距離Ｗ２、即ち被検物を５′の位置と
して行う必要がある。
そこで第１の光学系１３の光源光軸とは異なる方向の第
２の光源１４からの光をコンデンサーレンズ１５により
被検物５′に照射し、被検物５′の被検面の位置決めす
べき点を照明する。そして、被検面より第１の光学系の
光軸に対して対称に反射された光は、倍率Ｍ（＝ｂ／ａ
）なる結像レンズ１６により、観測面であるテレビカメ
ラ１７に導かれ、モニター１８に映し出される。観測者
は、あらかじめモニター１８上に示されていた図示して
いない位置決め指椋に従い容易に位置決めが行える。
２の光源１４からの光をコンデンサーレンズ１５により
被検物５′に照射し、被検物５′の被検面の位置決めす
べき点を照明する。そして、被検面より第１の光学系の
光軸に対して対称に反射された光は、倍率Ｍ（＝ｂ／ａ
）なる結像レンズ１６により、観測面であるテレビカメ
ラ１７に導かれ、モニター１８に映し出される。観測者
は、あらかじめモニター１８上に示されていた図示して
いない位置決め指椋に従い容易に位置決めが行える。
ここで、第２図を用いて結像レンズ１６の光軸に対し被
検面が傾いている場合について説明する。
検面が傾いている場合について説明する。
焦点距離ｆの結像レンズ１６の光ｌ１ｉｌｌＩＺと被検
面５′との交点をＡ、光軸Ｚと観測面１７との交点をＡ
′、光軸Ｚに対する被検面５′の傾き角をα、光軸Ｚに
対するＰｉＡ測面１７の傾き角をβ、光４ｉ１ｉｌＺよ
り角Ｏ傾いた直線Ｙと光軸Ｚとの交点をＯ１直線Ｙと被
検面との交点をＢ、直線Ｙと観測面との交点をＢ′、点
Ｂ及びＢ′より光１ｆｌｌ Ｚに垂線を下した時の光軸
との交点をそれぞれＢ工、Ｂ□′とし、０Ａ＝ａ、ＯＡ
′＝ｂ、ＯＢ、＝ａ ’、ＯＢ、’＝ｂ′とすると
、 ゆえ、 ａ′ｂ’ ａ ｂ ｆである。この式
は、 ｔａｎβ／ｌａｎα＝ ｂ ／ ａ ＝Ｍとも書ける。
面５′との交点をＡ、光軸Ｚと観測面１７との交点をＡ
′、光軸Ｚに対する被検面５′の傾き角をα、光軸Ｚに
対するＰｉＡ測面１７の傾き角をβ、光４ｉ１ｉｌＺよ
り角Ｏ傾いた直線Ｙと光軸Ｚとの交点をＯ１直線Ｙと被
検面との交点をＢ、直線Ｙと観測面との交点をＢ′、点
Ｂ及びＢ′より光１ｆｌｌ Ｚに垂線を下した時の光軸
との交点をそれぞれＢ工、Ｂ□′とし、０Ａ＝ａ、ＯＡ
′＝ｂ、ＯＢ、＝ａ ’、ＯＢ、’＝ｂ′とすると
、 ゆえ、 ａ′ｂ’ ａ ｂ ｆである。この式
は、 ｔａｎβ／ｌａｎα＝ ｂ ／ ａ ＝Ｍとも書ける。
この結果、被検面５′に対し、結像レンズ１６の光軸が
αだけ傾いていても、ａ測面１７をｔａｎβ／ｌａｎα
＝Ｍなる式を満たすβだけ結像レンズの光軸に対して傾
けて配置すると、被検面の像は結像レンズの光軸以外の
点でも鮮鋭なピントが保たれ、被検面の位置合せが向上
する。
αだけ傾いていても、ａ測面１７をｔａｎβ／ｌａｎα
＝Ｍなる式を満たすβだけ結像レンズの光軸に対して傾
けて配置すると、被検面の像は結像レンズの光軸以外の
点でも鮮鋭なピントが保たれ、被検面の位置合せが向上
する。
ｅ、効果
以上説明したように、本発明の装置によれば、被検物の
特定の位置の肉厚測定を行う場合の位置合せが精度よく
容易に行えるという効果を生ずる。
特定の位置の肉厚測定を行う場合の位置合せが精度よく
容易に行えるという効果を生ずる。
第１
第１図は、本発明に用いた装置の一実施例を示す説明図
、 第２図は、結像レンズの光軸に対し被検面が傾いている
場合、観測面に鮮鋭な像を結ばすための様子を示す図。 第３図は、従来の装置を示す図である。 １：レーザ ２：ビームエキスパンダー３ ： １
／４波長板 ４：対物レンズ５ 、５ Ｊ 、被検
物 ６：偏光ビームスプリッタ− ７：光電変換素子 ８：絞り ９：サンプルホールド回路 １０ ： Ａ／Ｄ変換回路 １１：マイコン１２：
測長スケール １３：肉厚測定のための第１の光学系 １４：光源 １５：コンデンサーレンズ１６：結像
レンズ １７：テレビカメラ１８：モニター
１９：観測者 因
、 第２図は、結像レンズの光軸に対し被検面が傾いている
場合、観測面に鮮鋭な像を結ばすための様子を示す図。 第３図は、従来の装置を示す図である。 １：レーザ ２：ビームエキスパンダー３ ： １
／４波長板 ４：対物レンズ５ 、５ Ｊ 、被検
物 ６：偏光ビームスプリッタ− ７：光電変換素子 ８：絞り ９：サンプルホールド回路 １０ ： Ａ／Ｄ変換回路 １１：マイコン１２：
測長スケール １３：肉厚測定のための第１の光学系 １４：光源 １５：コンデンサーレンズ１６：結像
レンズ １７：テレビカメラ１８：モニター
１９：観測者 因
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の光学系である十分小さな光源からの光を、透
明ないしは半透明な被検物に開口数ＮＡ＿０を持つ対物
レンズで集光光束を投射し、集光光束による集光点もし
くは被検物を対物レンズの光軸方向に移動し、被検物の
表面及び裏面でのそれぞれの集光光束の軸上中心強度最
大位置を測定し、演算により被検物の肉厚を求める光学
式厚み測定装置において、前記第１の光学系の光源光軸
とは異なる方向から被検物に光を照射する第２の光源と
、該第２の光源から光を集光するためのコンデンサーレ
ンズと、前記第１の光学系の光軸に対してコンデンサー
レンズの光軸と対称な方向に被検物の被検面を結像させ
るための結像レンズと、該結像レンズの結像面に観測面
を有することを特徴とする光学式厚み測定装置。 ２ 結像レンズの光軸と被検面の法線とのなす角をα、
観測面の法線とのなす角をβ、結像レンズの結像倍率を
Ｍとする時、 Ｍ＝ｔａｎβ／ｔａｎα なる関係を満たす様に被検物、結像レンズ、観測面各々
を配置することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の光学式厚み測定装置。 ３ 観測面がテレビカメラであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の光学式厚み測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14644686A JPS633206A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 光学式厚み測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14644686A JPS633206A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 光学式厚み測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS633206A true JPS633206A (ja) | 1988-01-08 |
Family
ID=15407828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14644686A Pending JPS633206A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 光学式厚み測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS633206A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210039278A (ko) | 2019-10-01 | 2021-04-09 | 쥬가이로 고교 가부시키가이샤 | 액체 연료 연소 장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5880505A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-05-14 | インタ−ナシヨナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−シヨン | 光学装置 |
| JPS60200108A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-09 | Daicel Chem Ind Ltd | 光学式厚み測定法および装置 |
-
1986
- 1986-06-23 JP JP14644686A patent/JPS633206A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5880505A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-05-14 | インタ−ナシヨナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−シヨン | 光学装置 |
| JPS60200108A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-09 | Daicel Chem Ind Ltd | 光学式厚み測定法および装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210039278A (ko) | 2019-10-01 | 2021-04-09 | 쥬가이로 고교 가부시키가이샤 | 액체 연료 연소 장치 |
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