JPH0566114A - 透明物体の厚み測定装置 - Google Patents

透明物体の厚み測定装置

Info

Publication number
JPH0566114A
JPH0566114A JP22688591A JP22688591A JPH0566114A JP H0566114 A JPH0566114 A JP H0566114A JP 22688591 A JP22688591 A JP 22688591A JP 22688591 A JP22688591 A JP 22688591A JP H0566114 A JPH0566114 A JP H0566114A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mirror
rotating
measured
light
measuring device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP22688591A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoru Takahashi
悟 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Akita Electronics Systems Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Akita Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Akita Electronics Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP22688591A priority Critical patent/JPH0566114A/ja
Publication of JPH0566114A publication Critical patent/JPH0566114A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転鏡及び光学系によって光ビームが被測定
物の表面を移動するように走査し、この走査によって得
られた表面反射光及び底面反射光の各々を前記回転鏡を
介してイメージセンサ上に結像させることで、透明シー
トの一次元的な厚み分布の測定を高速に行うことができ
るようにする。 【構成】 半導体レーザ7と、この半導体レーザ7から
のレーザビームを入射し、これを回転に応じて出射する
回転平面鏡9と、この回転平面鏡9からの光ビームを透
明シートの被測定物6へ照射する投光レンズ10及び反
射鏡11と、この反射鏡11からのレーザビームに対す
る被測定物6の表面反射光15及び底面反射光16を再
び回転平面鏡9へ導く反射鏡12及び集光レンズ13
と、この集光レンズ13からの光ビームに対する回転平
面鏡9からの2つの反射光の各々を受光するイメージセ
ンサ14とを設けて透明物体の厚み測定装置を構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は透明シートなどの透明な
物の厚みを測定する技術、特に、レーザビームを被測定
物の表面に照射して得られる反射レーザ光のスポットの
移動から厚みを測定するために用いて効果のある技術に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、スペーサとして用いる透明シー
ト、光学系に用いる透明ガラスなどは、その厚みが厳重
に管理されなければならない。この種の製品の厚みを測
定するための装置は、現在市販されているもののすべて
がスポット測定を行っている。
【0003】そのために、一次元または二次元的な表面
状態すなわち厚み分布を測定するためには、機械的なス
ライド機構を必要としている。
【0004】図3は従来の厚み測定装置の概略構成を示
す斜視図である。
【0005】厚み測定装置1はL字型をなしたアーム2
の一端に取り付けられ、その他端はX−Yステージ3に
固定されている。このX−Yステージ3は、モータ4,
5によって駆動され、直交する2方向に厚み測定装置1
を移動させることができる。
【0006】厚み測定装置1の直下には、被測定物であ
る被測定物6(透明シート)が配設されている。
【0007】測定に際しては、被測定物6を固定してお
き、モータ4,5によってX−Yステージ3を駆動し、
被測定物6の測定開始点上に厚み測定装置1を位置決め
する。ここで厚み測定装置1から光ビームを発して被測
定物6の表面に照射し、その反射レーザ光を厚み測定装
置1の光検出器(例えば、CCDセンサ)に入射させ
る。光検出器には、透明シートの表面で反射した光と透
明シートの底面で反射した光とが同時に検出され、その
2つの結像点のセンサ上の距離から透明シートの厚みを
測定することができる。
【0008】この状態で厚み測定装置1をX−Yステー
ジ3によって一方向(例えば、X方向)へ連続的に移動
させることにより、一次元の走査が行われる。被測定物
6の一端から他端への走査が終了したら、厚み測定装置
1を所定ピッチだけY方向へ移動し、再び厚み測定装置
1をX方向へ移動させる。以下、同様にして被測定物6
の全面を走査することにより、一次元的な厚み分布が測
定できる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明者の検討によれ
ば、厚み測定装置を機械的に移動して変位測定を行う表
面変位測定技術は、スライド機構を必要とするために、
測定に時間を要し(すなわち、高速化が図れない)、イ
ンラインでは使えず、また、装置が大型化ならびに大重
量化するという問題がある。
【0010】そこで、本発明の目的は、透明シートの一
次元的な厚み分布の測定を高速に行うことのできる技術
を提供することにある。
【0011】本発明の前記ならびに他の目的と新規な特
徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【0013】すなわち、回転可能に設置されると共にそ
の回転に応じて入射された光ビームを出射する回転鏡
と、該回転鏡からの光ビームをシート状の被測定物へ照
射する第1の光学系と、前記被測定物からの表面反射光
及び底面反射光を前記回転鏡へ導く第2の光学系と、該
第2の光学系からの光ビームに対する前記回転鏡からの
2つの反射光の各々を受光するイメージセンサとを設け
るようにしている。
【0014】
【作用】上記した手段によれば、回転鏡を介して光ビー
ムが被測定物へ回転鏡の回転速度に応じて走査するよう
に照射され、この走査に伴う被測定物表面からの表面反
射光及び底面反射光が同一の回転鏡の鏡面に入射し、こ
れがイメージセンサ上に2点のスポットとして各々が結
像される。したがって、一次元的な厚み分布測定を高速
に行うことができる。しかも、装置の小型化及びローコ
スト化も図ることができる。
【0015】
【実施例】図1は本発明による透明物体の厚み測定装置
の一実施例の概略構成を示す斜視図である。
【0016】測定用光源である半導体レーザ7のレーザ
ビームの出射光路上には、コリメートレンズ8及び回転
平面鏡9(回転鏡)が順次配設されている。回転平面鏡
9は、横長の平面鏡の中心に回転軸9aが平行に固定さ
れ、回転できるように構成されている。この回転平面鏡
9の反射光路上には、被測定物6(例えば、透明シー
ト)にレーザビームを結像させる投光レンズ10が配設
されている。この出射光路上には、投光レンズ10から
のレーザビームを被測定物6上に斜め方向(その角度
は、被測定物6に対して臨界角以上にする)から照射す
るための反射鏡11(平面鏡)が配設されている。この
反射鏡11と投光レンズ10とにより第1の光学系を形
成している。
【0017】反射鏡11から照射されたレーザビーム
は、被測定物6上で反射するが、その反射レーザ光の光
路上には該反射レーザ光を垂直方向へ反射させるための
反射鏡12(平面鏡)が配設されている。この出射光路
上には、検出位置上に結像させるための集光レンズ13
が配設され(この集光レンズ13と反射鏡12により第
2の光学系を形成)、その出射光は回転平面鏡9上へ導
かれ、さらにイメージセンサ14上に結像される。
【0018】以上の構成において、そのレーザビームの
経路の形成について、図2を参照して説明する。なお、
図2においては、説明の便宜上、回転平面鏡9の図示を
省いている。
【0019】半導体レーザ7から発したレーザビーム
は、投光レンズ10を介して反射鏡11に垂直方向から
入射される。反射鏡11の出射光は、被測定物6の表面
に対して臨界角以上の角度θ(例えば、被測定物6がガ
ラス材である場合は、41.5°>θ)で投光される。
この投光に対して生じる反射レーザ光は、被測定物6の
表面の表面反射レーザ光15と底面の底面反射レーザ光
16の2つであり、底面では全反射をする。表面反射レ
ーザ光15及び底面反射レーザ光16の各々の反射レー
ザ光は、反射鏡12及び集光レンズ13を介して独自の
光路を経てイメージセンサ14の異なる位置へスポット
として結像される。したがって、2つのスポット間の距
離から被測定物6の厚みを測定することができる。
【0020】以上の説明では、説明の便宜上、回転平面
鏡9が回転しないものとしたが、実際には矢印方向へ回
転しており、半導体レーザ7からのレーザビームに対す
る回転平面鏡9の出射角度は、この回転平面鏡9の回転
に応じて変化する。その出射光は反射鏡11によって、
被測定物6に対してθの角度で入射するように反射す
る。したがって、反射鏡11の出射光は、回転平面鏡9
の回転に応じて被測定物6の表面上を矢印方向へ連続に
移動、すなわち一元的な走査が行われる。これに伴っ
て、反射鏡11の出射光の移動と共に反射レーザ光(表
面反射レーザ光15及び底面反射レーザ光16)も同一
方向へ移動し、その反射レーザ光は反射鏡12及び集光
レンズ13を介して回転平面鏡9へ入射し、さらに回転
平面鏡9の出射光が表面反射レーザ光15及び底面反射
レーザ光16のスポットとしてイメージセンサ14上の
離間した位置へ結像する。この結像位置間隔は、厚みの
変化に応じて変化するものの、回転平面鏡9の回転状態
には無関係であり、回転平面鏡9が回転することによ
り、常にイメージセンサ14へ向けて出射される。
【0021】以上のように、上記実施例によれば、厚み
測定装置を機械的に移動させる必要がなく、走査速度は
回転平面鏡9の回転速度で決まるので、厚み測定を高速
に行うことが可能になる。また、駆動の対象になる部分
は回転平面鏡9のみであり、他は光学素子を固定できる
ので、装置の小型化を図ることができると共に移動テー
ブルなどのスライド機構が不要になるのでローコスト化
も可能になる。
【0022】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、
走査スピードを更に高速化するために、回転平面鏡9に
代えて回転多面鏡を用いることもできる。
【0023】また、図1の構成において、反射鏡12を
除去した構成にすることもできる。
【0024】この場合、被測定物6からの反射レーザ光
の光路に対し一直線上に集光レンズ13及びイメージセ
ンサ14を配設することになる。
【0025】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその利用分野である半導体装置のシー
ト状部品に適用した場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、透明な物体の全てに適用するこ
とができ、また、シート状の物体に限定されるものでも
ない。
【0026】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
【0027】すなわち、回転可能に設置されると共にそ
の回転に応じて入射された光ビームを出射する回転鏡
と、該回転鏡からの光ビームをシート状の被測定物へ照
射する第1の光学系と、前記被測定物からの表面反射光
及び底面反射光を前記回転鏡へ導く第2の光学系と、該
第2の光学系からの光ビームに対する前記回転鏡からの
2つの反射光の各々を受光するイメージセンサとを設け
るようにしたので、一次元的な厚み分布測定を高速に行
うことができる。しかも、装置の小型化及びローコスト
化も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による透明物体の厚み測定装置の一実施
例の概略構成を示す斜視図である。
【図2】本発明による透明物体の厚み測定装置の測定原
理を示す説明図である。
【図3】従来の厚み測定装置の概略構成を示す斜視図で
ある。
【符号の説明】
1 厚み測定装置 2 アーム 3 X−Yステージ 4 モータ 5 モータ 6 被測定物(透明シート) 7 半導体レーザ 8 コリメートレンズ 9 回転平面鏡 9a 回転軸 10 投光レンズ 11 反射鏡(平面鏡) 12 反射鏡(平面鏡) 13 集光レンズ 14 イメージセンサ 15 表面反射レーザ光 16 底面反射レーザ光

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転可能に設置されると共にその回転に
    応じて入射された光ビームを出射する回転鏡と、該回転
    鏡からの光ビームを透明な被測定物へ照射する第1の光
    学系と、前記被測定物からの表面反射光及び底面反射光
    を前記回転鏡へ導く第2の光学系と、該第2の光学系か
    らの光ビームに対する前記回転鏡からの2つの反射光の
    各々を受光するイメージセンサとを具備することを特徴
    とする透明物体の厚み測定装置。
  2. 【請求項2】 前記回転鏡は、回転する平面鏡または多
    面鏡であることを特徴とする請求項1記載の透明物体の
    厚み測定装置。
  3. 【請求項3】 前記被測定物へ照射する光ビームの入射
    角度は、前記被測定物の臨界角度以上にすることを特徴
    とする透明物体の厚み測定装置。
JP22688591A 1991-09-06 1991-09-06 透明物体の厚み測定装置 Pending JPH0566114A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22688591A JPH0566114A (ja) 1991-09-06 1991-09-06 透明物体の厚み測定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22688591A JPH0566114A (ja) 1991-09-06 1991-09-06 透明物体の厚み測定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0566114A true JPH0566114A (ja) 1993-03-19

Family

ID=16852110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22688591A Pending JPH0566114A (ja) 1991-09-06 1991-09-06 透明物体の厚み測定装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0566114A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012083428A1 (en) * 2010-12-20 2012-06-28 Honeywell Acsa Lnc. Single-sided infrared sensor for thickness or weight measurement of products containing a reflective layer
CN103528528A (zh) * 2013-10-18 2014-01-22 苏州精创光学仪器有限公司 紧凑型精密激光三角测距仪
CN104316022A (zh) * 2014-11-04 2015-01-28 苏州精创光学仪器有限公司 改进的紧凑型精密激光三角测距仪
CN106643528A (zh) * 2016-09-28 2017-05-10 铜陵市铜创电子科技有限公司 一种金属化薄膜膜厚观察装置
CN108398102A (zh) * 2018-01-22 2018-08-14 江苏珩图智能科技有限公司 一种曲面屏检测时图像采集装置及采集方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012083428A1 (en) * 2010-12-20 2012-06-28 Honeywell Acsa Lnc. Single-sided infrared sensor for thickness or weight measurement of products containing a reflective layer
US8314388B2 (en) 2010-12-20 2012-11-20 Honeywell Asca Inc. Single-sided infrared sensor for thickness or weight measurement of products containing a reflective layer
CN103415757A (zh) * 2010-12-20 2013-11-27 霍尼韦尔阿斯卡公司 用于测量包含反射层的产品的厚度或重量的单侧红外传感器
CN103415757B (zh) * 2010-12-20 2016-01-20 霍尼韦尔阿斯卡公司 用于测量包含反射层的产品的厚度或重量的单侧红外传感器
CN103528528A (zh) * 2013-10-18 2014-01-22 苏州精创光学仪器有限公司 紧凑型精密激光三角测距仪
CN104316022A (zh) * 2014-11-04 2015-01-28 苏州精创光学仪器有限公司 改进的紧凑型精密激光三角测距仪
CN106643528A (zh) * 2016-09-28 2017-05-10 铜陵市铜创电子科技有限公司 一种金属化薄膜膜厚观察装置
CN108398102A (zh) * 2018-01-22 2018-08-14 江苏珩图智能科技有限公司 一种曲面屏检测时图像采集装置及采集方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3866038A (en) Apparatus for measuring surface flatness
US6862097B2 (en) Three-dimensional shape measuring method, and three-dimensional shape measuring apparatus
JPH0566114A (ja) 透明物体の厚み測定装置
JP2701639B2 (ja) 高さ測定装置
JPH0626842A (ja) 一次元走査型表面変位計
JPH0626841A (ja) 一次元走査型表面変位計
JPH04356010A (ja) テレセントリック光線を発生する装置
KR20070015267A (ko) 변위 측정 장치
JPH07190735A (ja) 光学式測定装置およびその測定方法
JPH05215526A (ja) 表面形状測定装置
JP2597711B2 (ja) 3次元位置測定装置
JP2000258144A (ja) ウェーハの平坦度および厚み測定装置
JPH0861927A (ja) 形状計測方法およびその装置
JP2001201331A (ja) 傾斜角度測定方法および装置
JPH06102020A (ja) 表面形状測定装置
JPH03111707A (ja) 物体形状検出方法
JPH0661115A (ja) ギャップ検出設定装置
JPH05322529A (ja) 表面形状測定装置
JPH0344504A (ja) 表面三次元形状測定方法及びその装置
JP2536821Y2 (ja) 三次元位置測定装置
JPH08219733A (ja) 三次元スキャナ
JPH02276908A (ja) 三次元位置認識装置
JPH10318883A (ja) レンズの測定装置及び測定方法
JPH05264236A (ja) 外形測定装置
JPH10281721A (ja) 変位測定装置