JP2001099629A - 繊維紙の表面凹凸測定方法 - Google Patents
繊維紙の表面凹凸測定方法Info
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- JP2001099629A JP2001099629A JP27961999A JP27961999A JP2001099629A JP 2001099629 A JP2001099629 A JP 2001099629A JP 27961999 A JP27961999 A JP 27961999A JP 27961999 A JP27961999 A JP 27961999A JP 2001099629 A JP2001099629 A JP 2001099629A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ散乱光強度によって繊維紙等の検体
（試料）の表面の凹凸の程度を正確に、リアルタイムで
測定する方法の提供。 【解決手段】 照射面のスポット径φが表面凹凸の平均
的大きさの約半分以下であるレーザ光を、繊維紙検体の
表面に照射し、その反射光を２個の受光素子により、正
反射光強度Ｉｒおよび散乱光強度Ｉｓを測定し、その比
Ｉｓ／Ｉｒの標準偏差Ｒを、該検体の表面凹凸のバラツ
キと見做して繊維紙の表面凹凸を測定する方法で、繊維
紙等の表面凹凸を正確に測定することができる。
（試料）の表面の凹凸の程度を正確に、リアルタイムで
測定する方法の提供。 【解決手段】 照射面のスポット径φが表面凹凸の平均
的大きさの約半分以下であるレーザ光を、繊維紙検体の
表面に照射し、その反射光を２個の受光素子により、正
反射光強度Ｉｒおよび散乱光強度Ｉｓを測定し、その比
Ｉｓ／Ｉｒの標準偏差Ｒを、該検体の表面凹凸のバラツ
キと見做して繊維紙の表面凹凸を測定する方法で、繊維
紙等の表面凹凸を正確に測定することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス繊維等の繊
維紙の表面の凹凸を測定するシステムに関する。さらに
詳しくは、レーザ散乱光強度によって繊維紙等の試料の
表面の凹凸の程度を正確に、リアルタイムで測定する方
法に関する。
維紙の表面の凹凸を測定するシステムに関する。さらに
詳しくは、レーザ散乱光強度によって繊維紙等の試料の
表面の凹凸の程度を正確に、リアルタイムで測定する方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラス繊維紙は、主に断熱、防音、防塵
材として、建材や自動車に使用されている。また、特殊
な用途としては、蓄電池のセパレータ、あるいは硫酸の
含浸紙として用いられている。このガラス繊維紙は、水
中に分散したガラス繊維を、金属あるいはプラスチック
製の網で抄造して（抄き上げて）製造される。従って、
その表面には、ある程度の凹凸が生じるのは必至で、製
品の外観のみならず、その程度によっては製品の特性の
良し悪しが左右される。特に、前記のようにガラス繊維
紙の一用途であるリテーナと呼ばれる鉛蓄電池の特性に
影響を与えることが知られており、従来、目視でその表
面状態の凹凸を観察、分別していた。
材として、建材や自動車に使用されている。また、特殊
な用途としては、蓄電池のセパレータ、あるいは硫酸の
含浸紙として用いられている。このガラス繊維紙は、水
中に分散したガラス繊維を、金属あるいはプラスチック
製の網で抄造して（抄き上げて）製造される。従って、
その表面には、ある程度の凹凸が生じるのは必至で、製
品の外観のみならず、その程度によっては製品の特性の
良し悪しが左右される。特に、前記のようにガラス繊維
紙の一用途であるリテーナと呼ばれる鉛蓄電池の特性に
影響を与えることが知られており、従来、目視でその表
面状態の凹凸を観察、分別していた。
【０００３】しかし、この方法では、観察者の個人差
や、さらには同一人物による観察においても、観察時の
精神状態、肉体的状態によって、その分別が正確になさ
れるとは限らないという問題があった。
や、さらには同一人物による観察においても、観察時の
精神状態、肉体的状態によって、その分別が正確になさ
れるとは限らないという問題があった。
【０００４】従来、ハードディスク、シリコンウエハ、
液晶表示画面等の平板状被検査物の表面の粗さや傷の有
無を非接触で光学的に測定する装置として、例えば特開
平１１−１０８６３６号公報に示されたものがある。こ
の発明はレーザ光を被検査物の表面に照射して、その正
反射光と散乱光とを測定するもので、その際、受光素子
の前面にフィルタを設け、コヒーレント光のみを透過さ
せるようにするとともに、レーザ光源の前方に、光軸方
向に移動可能なレンズを設置したことを構造上の特徴と
するもので、前記のようなシリコンウエハ等の被検査物
の１００オングストローム程度の凹凸を測定することを
目的とするものであり、また、表面粗さを平均自乗平方
根により定量することを特徴とする。従って、ガラス繊
維紙のように０．１〜０．３ｍｍ程度の凹凸の測定には
適用できない。
液晶表示画面等の平板状被検査物の表面の粗さや傷の有
無を非接触で光学的に測定する装置として、例えば特開
平１１−１０８６３６号公報に示されたものがある。こ
の発明はレーザ光を被検査物の表面に照射して、その正
反射光と散乱光とを測定するもので、その際、受光素子
の前面にフィルタを設け、コヒーレント光のみを透過さ
せるようにするとともに、レーザ光源の前方に、光軸方
向に移動可能なレンズを設置したことを構造上の特徴と
するもので、前記のようなシリコンウエハ等の被検査物
の１００オングストローム程度の凹凸を測定することを
目的とするものであり、また、表面粗さを平均自乗平方
根により定量することを特徴とする。従って、ガラス繊
維紙のように０．１〜０．３ｍｍ程度の凹凸の測定には
適用できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するため、レーザ散乱光強度によって、繊維紙
等の試料の凹凸を正確にリアルタイムで測定する方法を
提供するものである。
点を解決するため、レーザ散乱光強度によって、繊維紙
等の試料の凹凸を正確にリアルタイムで測定する方法を
提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の繊維
紙の表面凹凸測定方法は、請求項１記載の通り、照射面
のスポット径φが表面凹凸の平均的大きさの約半分以下
であるレーザ光を、繊維紙検体の表面に照射した際の正
反射光強度Ｉｒおよび散乱光強度Ｉｓの比Ｉｓ／Ｉｒの
標準偏差Ｒを、該繊維紙検体の表面凹凸のバラツキと見
做して測定を行うことを特徴とするものである。
紙の表面凹凸測定方法は、請求項１記載の通り、照射面
のスポット径φが表面凹凸の平均的大きさの約半分以下
であるレーザ光を、繊維紙検体の表面に照射した際の正
反射光強度Ｉｒおよび散乱光強度Ｉｓの比Ｉｓ／Ｉｒの
標準偏差Ｒを、該繊維紙検体の表面凹凸のバラツキと見
做して測定を行うことを特徴とするものである。
【０００７】繊維紙等の検体の表面に、レーザー散乱光
を照射すると、その反射光から検体の表面状態に関する
情報を得ることができる。但し、検体の色が変わると反
射光強度が変化するため、二つの受光素子を用いて、散
乱光強度（Ｉｓ）と正反射光強度（Ｉｒ）を測定し、そ
れらの比（Ｉｓ／Ｉｒ）によって表面の色変化に依存し
ない基礎データを得ることができる。また、前記のＩｓ
とＩｒとは逆に変化する。すなわち、Ｉｓが大きいとき
にはＩｒは小さくなるので、この比を用いることによっ
て測定感度が増幅される。換言すれば、測定の信号対雑
音比が大きくなる。そこで、照射レーザ光のスポット径
を適当な大きさに調節すれば、連続的に測定した上記の
比の標準偏差で検体の表面の凹凸の程度を表すことがで
きる。なお、この方法は、ガラス繊維紙に限らず、その
他の無機繊維紙、有機繊維紙等の繊維紙の表面状態の凹
凸の測定にも適用できることは言うまでもない。
を照射すると、その反射光から検体の表面状態に関する
情報を得ることができる。但し、検体の色が変わると反
射光強度が変化するため、二つの受光素子を用いて、散
乱光強度（Ｉｓ）と正反射光強度（Ｉｒ）を測定し、そ
れらの比（Ｉｓ／Ｉｒ）によって表面の色変化に依存し
ない基礎データを得ることができる。また、前記のＩｓ
とＩｒとは逆に変化する。すなわち、Ｉｓが大きいとき
にはＩｒは小さくなるので、この比を用いることによっ
て測定感度が増幅される。換言すれば、測定の信号対雑
音比が大きくなる。そこで、照射レーザ光のスポット径
を適当な大きさに調節すれば、連続的に測定した上記の
比の標準偏差で検体の表面の凹凸の程度を表すことがで
きる。なお、この方法は、ガラス繊維紙に限らず、その
他の無機繊維紙、有機繊維紙等の繊維紙の表面状態の凹
凸の測定にも適用できることは言うまでもない。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明方法に使用される
測定機構の一例を示す説明図、図２は本発明方法に使用
されるデータ処理部の説明図である。本発明の測定方法
を実施するシステムは、検体３の表面に照射する光の光
源となる半導体レーザ１と、該検体３からの反射光を受
光するシリコンフォトダイオード等の受光素子２、２お
よび前記検体３を移動させるベルトコンベア４とから構
成される測定機構Ａと、前記受光素子２、２に受光され
る反射光の散乱光強度（Ｉｓ）および正反射光強度（Ｉ
ｒ）の信号をそれぞれ増幅する増幅器５、５、該増幅器
５、５とそれぞれ接続するＡ／Ｄ変換器６、該Ａ／Ｄ変
換器６と接続するコンピュータ７および該コンピュータ
７の出力を表示する表示装置８とから構成されるデータ
処理部Ｂとから構成される。従って、前記のように、検
体３の表面から反射される反射光を前記受光素子２、２
に受光し、その受光量を電気信号に変換し、該電気信号
から、その散乱光強度（Ｉｓ）および正反射光強度（Ｉ
ｒ）を測定し、その値（Ｉｓ／Ｉｒ）の比の標準偏差Ｒ
を検体の表面のバラツキと見做してその値をコンピュー
タ７により計算し、表示装置８に表示することにより、
検体の表面の凹凸の状態を測定することができる。
測定機構の一例を示す説明図、図２は本発明方法に使用
されるデータ処理部の説明図である。本発明の測定方法
を実施するシステムは、検体３の表面に照射する光の光
源となる半導体レーザ１と、該検体３からの反射光を受
光するシリコンフォトダイオード等の受光素子２、２お
よび前記検体３を移動させるベルトコンベア４とから構
成される測定機構Ａと、前記受光素子２、２に受光され
る反射光の散乱光強度（Ｉｓ）および正反射光強度（Ｉ
ｒ）の信号をそれぞれ増幅する増幅器５、５、該増幅器
５、５とそれぞれ接続するＡ／Ｄ変換器６、該Ａ／Ｄ変
換器６と接続するコンピュータ７および該コンピュータ
７の出力を表示する表示装置８とから構成されるデータ
処理部Ｂとから構成される。従って、前記のように、検
体３の表面から反射される反射光を前記受光素子２、２
に受光し、その受光量を電気信号に変換し、該電気信号
から、その散乱光強度（Ｉｓ）および正反射光強度（Ｉ
ｒ）を測定し、その値（Ｉｓ／Ｉｒ）の比の標準偏差Ｒ
を検体の表面のバラツキと見做してその値をコンピュー
タ７により計算し、表示装置８に表示することにより、
検体の表面の凹凸の状態を測定することができる。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。先
ず、周囲の雑光を除去するため、測定機構Ａを暗室９で
囲った後、光源として波長６７０ｎｍの赤色半導体レー
ザ１を使用し、さらに、反射光の散乱光強度（Ｉｓ）用
と正反射光強度（Ｉｒ）用として２個のシリコンフォト
ダイオードを受光素子２、２として使用し、図１に示す
ように、散乱光強度（Ｉｓ）測定用の受光素子２はベル
トコンベア４上に載置した検体３の直上に配置し、一
方、正反射光強度（Ｉｒ）測定用の受光素子２は、検体
３に対する前記半導体レーザ１の入射光の照射点に立て
た垂直線に対する入射角と対称の反射角となる位置に配
置した。そこで、ベルトコンベア４を２ｃｍ／秒の速度
で移動させつつ、該ベルトコンベア４上の検体３に向
け、前記赤色半導体レーザ１から照射スポット径（φ）
が３ｍｍのレーザ光を照射した。検体３からの反射光を
受光素子２、２で受光し、散乱光強度（Ｉｓ）および正
反射光強度（Ｉｒ）をそれぞれ増幅器５、５により個々
に増幅し、さらに８ビットのＡ／Ｄコンバータ６で離散
化し、コンピュータ７により（Ｉｓ／Ｉｒ）の比の標準
偏差を計算し、データを求めた。なお、このときのサン
プリング速度を２０Ｈｚ、測定時間を５．５秒にわたっ
て行い、１ｍｍ間隔毎にデータを得て、それらの合計１
１０個に対して下記の式により１つの標準偏差（Ｒ）を
得た。その結果を図３に示す。 Ｒ＝〔｛Σ（ｘ−ａ）２｝／ｎ〕１／２ 但し、ａ＝Σｘ／ｎ ここに、ｘはＩｓ／Ｉｒのサンプリングデータ値、ｎは
データ数、ａは平均値を表す。
ず、周囲の雑光を除去するため、測定機構Ａを暗室９で
囲った後、光源として波長６７０ｎｍの赤色半導体レー
ザ１を使用し、さらに、反射光の散乱光強度（Ｉｓ）用
と正反射光強度（Ｉｒ）用として２個のシリコンフォト
ダイオードを受光素子２、２として使用し、図１に示す
ように、散乱光強度（Ｉｓ）測定用の受光素子２はベル
トコンベア４上に載置した検体３の直上に配置し、一
方、正反射光強度（Ｉｒ）測定用の受光素子２は、検体
３に対する前記半導体レーザ１の入射光の照射点に立て
た垂直線に対する入射角と対称の反射角となる位置に配
置した。そこで、ベルトコンベア４を２ｃｍ／秒の速度
で移動させつつ、該ベルトコンベア４上の検体３に向
け、前記赤色半導体レーザ１から照射スポット径（φ）
が３ｍｍのレーザ光を照射した。検体３からの反射光を
受光素子２、２で受光し、散乱光強度（Ｉｓ）および正
反射光強度（Ｉｒ）をそれぞれ増幅器５、５により個々
に増幅し、さらに８ビットのＡ／Ｄコンバータ６で離散
化し、コンピュータ７により（Ｉｓ／Ｉｒ）の比の標準
偏差を計算し、データを求めた。なお、このときのサン
プリング速度を２０Ｈｚ、測定時間を５．５秒にわたっ
て行い、１ｍｍ間隔毎にデータを得て、それらの合計１
１０個に対して下記の式により１つの標準偏差（Ｒ）を
得た。その結果を図３に示す。 Ｒ＝〔｛Σ（ｘ−ａ）２｝／ｎ〕１／２ 但し、ａ＝Σｘ／ｎ ここに、ｘはＩｓ／Ｉｒのサンプリングデータ値、ｎは
データ数、ａは平均値を表す。
【００１０】一方、表１に、４種類の試料（Ａ、Ｂ、Ｃ
およびＤ）を実測した散乱光強度（Ｉｓ）と正反射光強
度（Ｉｒ）の比（Ｉｓ／Ｉｒ）の標準偏差（Ｒ）を示
す。但し、検体の表面の凹凸の状態は目視ではＡが一番
小さく、次いでＢ、Ｃと大きくなり、Ｄが最も大きいも
のであった。
およびＤ）を実測した散乱光強度（Ｉｓ）と正反射光強
度（Ｉｒ）の比（Ｉｓ／Ｉｒ）の標準偏差（Ｒ）を示
す。但し、検体の表面の凹凸の状態は目視ではＡが一番
小さく、次いでＢ、Ｃと大きくなり、Ｄが最も大きいも
のであった。
【００１１】
【表１】
【００１２】なお、この結果は目視観察結果と良い一致
が得られた。
が得られた。
【００１３】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の繊維紙
表面凹凸測定システムは、 （１）照射したレーザ光の正反射光強度に対する散乱光
強度の比の標準偏差で、ガラス繊維紙表面の凹凸のバラ
ツキを正確にリアルタイムで測定することができる。 （２）正反射光強度に対する散乱光強度の比をとること
によって、表面の色変化に依存しない基礎データを得る
ことができ、測定感度を増幅することができる。 （３）目視による観察結果と良い一致が得られた。
表面凹凸測定システムは、 （１）照射したレーザ光の正反射光強度に対する散乱光
強度の比の標準偏差で、ガラス繊維紙表面の凹凸のバラ
ツキを正確にリアルタイムで測定することができる。 （２）正反射光強度に対する散乱光強度の比をとること
によって、表面の色変化に依存しない基礎データを得る
ことができ、測定感度を増幅することができる。 （３）目視による観察結果と良い一致が得られた。
【図１】本発明方法に使用される測定機構の一例を示す
説明図
説明図
【図２】本発明方法に使用されるデータ処理部の説明図
【図３】本発明方法によるサンプリングデータを示す折
れ線グラフ
れ線グラフ
Ａ 測定機構 Ｂ データ処理部 １ 半導体レーザ ２ 受光素子 ３ 検体 ４ ベルトコンベア ５ 増幅器 ６ Ａ／Ｄコンバータ ７ コンピューター ８ 表示装置 ９ 暗室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA50 BB01 BB15 CC02 DD06 FF44 GG04 HH04 HH12 HH16 HH17 JJ01 JJ05 JJ08 JJ09 JJ18 PP15 QQ03 QQ26 QQ41 QQ42 SS03 2G051 AA34 AB07 BA10 CA02 CA07 CB01 CB05 DA01 DA06 EA02 EA12 EC03 FA10
Claims (1)
- 【請求項１】 照射面のスポット径φが表面凹凸の平均
的大きさの約半分以下であるレーザ光を、繊維紙検体の
表面に照射した際の正反射光強度Ｉｒおよび散乱光強度
Ｉｓの比Ｉｓ／Ｉｒの標準偏差Ｒを、該繊維紙検体の表
面凹凸のバラツキと見做すことを特徴とする繊維紙の表
面凹凸測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27961999A JP2001099629A (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 繊維紙の表面凹凸測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27961999A JP2001099629A (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 繊維紙の表面凹凸測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001099629A true JP2001099629A (ja) | 2001-04-13 |
Family
ID=17613514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27961999A Withdrawn JP2001099629A (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 繊維紙の表面凹凸測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001099629A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006300892A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Dainippon Printing Co Ltd | カラーフィルタ形成基板の異物検査方法およびカラーフィルタ形成基板の異物検査装置 |
| CN100427880C (zh) * | 2006-10-16 | 2008-10-22 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 光学玻璃粗糙度实时检测装置和方法 |
| US7465948B2 (en) | 2003-09-16 | 2008-12-16 | Paper Australia Pty Ltd. | Sheet-surface analyser and method of analysing a sheet-surface |
| WO2013121518A1 (ja) * | 2012-02-14 | 2013-08-22 | 株式会社ニレコ | 測定装置及び測定方法 |
| CN103292747A (zh) * | 2013-05-20 | 2013-09-11 | 北京大学 | 一种测量FinFET器件侧墙表面粗糙度的方法及装置 |
| JP2016535278A (ja) * | 2013-09-10 | 2016-11-10 | ビ−エイイ− システムズ パブリック リミテッド カンパニ−ＢＡＥ ＳＹＳＴＥＭＳ ｐｌｃ | 光学的な表面粗さ測定 |
-
1999
- 1999-09-30 JP JP27961999A patent/JP2001099629A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7465948B2 (en) | 2003-09-16 | 2008-12-16 | Paper Australia Pty Ltd. | Sheet-surface analyser and method of analysing a sheet-surface |
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| CN103292747A (zh) * | 2013-05-20 | 2013-09-11 | 北京大学 | 一种测量FinFET器件侧墙表面粗糙度的方法及装置 |
| CN103292747B (zh) * | 2013-05-20 | 2016-03-02 | 北京大学 | 一种测量FinFET器件侧墙表面粗糙度的方法及装置 |
| JP2016535278A (ja) * | 2013-09-10 | 2016-11-10 | ビ−エイイ− システムズ パブリック リミテッド カンパニ−ＢＡＥ ＳＹＳＴＥＭＳ ｐｌｃ | 光学的な表面粗さ測定 |
| US9976850B2 (en) | 2013-09-10 | 2018-05-22 | Bae Systems Plc | Optical surface roughness measurement |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20041227 |
|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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