(57)【要約】【課題】  フィルムシート等の膜厚分布を測定する場合、プローブを固定してフィルムシートを移動させるか、フィルムシートを固定して手でプローブを移動させ、測定位置を入力していたが、前者ではフィルムシートを移動させる装置が大がかりになり、後者では測定の度に位置を入力しなければならず、測定が煩雑になるという課題を解決する。【解決手段】  センサと移動量を検出する移動量測定部を固定台に固定し、この固定台を移動させてセンサを測定位置にセットし、測定する操作を繰り返すようにした。また、移動量測定部としてマウスを用いた。フィルムシート等の被測定物を移動させる必要がないので、装置が大幅に簡単になる。また、移動量から測定位置を算出できるので、測定位置を入力する手間が省ける。【選択図】図１
2010169605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量を測定するセンサと、
その移動量に関連する信号を出力する移動量測定部と、
前記センサと前記移動量測定部を固定する固定台と、
を具備したことを特徴とする移動量測定機能付きセンサ。
【請求項２】
前記移動量測定部は、Ｘ方向とＹ横方向の両方の移動量に関連する信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項１記載の移動量測定機能付きセンサ。
【請求項３】
前記移動量測定部としてマウスを用いたことを特徴とする請求項１若しくは請求項２記載の移動量測定機能付きセンサ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３いずれかに記載の移動量測定機能付きセンサと、
前記移動量測定機能付きセンサの出力が入力され、前記移動量測定部の出力から測定位置を算出し、この測定位置と前記物理量を測定するセンサの出力から算出した測定値とを保存する測定部と、
を具備したことを特徴とする測定装置。
【請求項５】
前記測定値および測定位置を表示する表示部を具備したことを特徴とする請求項４記載の測定装置。
【請求項６】
前記移動量測定部としてマウスを用い、測定部としてパソコンを用いたことを特徴とする請求項４若しくは請求項５記載の測定装置。
【請求項７】
前記測定部は、前記物理量を測定するセンサの位置が測定すべき領域を越えたときに、アラームを出力するようにしたことを特徴とする請求項４乃至請求項６いずれかに記載の測定装置。
【請求項８】
前記測定装置は、フィルムシートの膜厚を測定する測定装置であることを特徴とする請求項４乃至請求項７いずれかに記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量と移動量の両方を同時に測定することができるセンサおよび測定装置に関し、特にフィルムシートの膜厚分布等物理量の分布を測定する測定装置に用いて好適な移動量測定機能付きセンサとこれを用いた測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５に、フィルムシートの膜厚分布を測定する測定装置の構成を示す。図５において、１０は膜厚分布を測定するフィルムシート、１１はフィルムシート１０を左右方向に移動させるためのモータである。モータ１１を回転させるとローラ１２が回転し、フィルムシート１０を左右方向に移動させることができる。
【０００３】
１３はエンコーダ、１４はローラである。フィルムシート１０が移動するとローラ１４が回転し、エンコーダ１３が回転する。エンコーダ１３は回転数に応じたパルス信号を出力するセンサであり、このパルス信号はカウンタ１５で積算される。従って、カウンタ１５の積算値はフィルムシート１０の移動距離を表す。この積算値は測定部１８に出力される。
【０００４】
１６はフィルムシート１０の膜厚を測定するプローブであり、光源・分光部１７から供給される測定光をフィルムシート１０に照射し、反射光を検出する。この反射光信号は光源・分光部１７に出力される。
【０００５】
光源・分光部１７は、プローブ１６から送られてきた反射光信号から干渉スペクトルを演算し、測定部１８に出力する。測定部１８は干渉スペクトルからフィルムシート１０の膜厚を演算し、カウンタ１５のカウント値から測定位置を算出して、この測定位置を膜厚測定値に関連づける。
【０００６】
このような構成において、モータ１１を駆動してフィルムシート１０を移動させ、膜厚を測定する。この操作を繰り返すことにより、フィルムシート１０の膜厚分布を測定することができる。
【０００７】
図６に他の膜厚分布測定装置の構成を示す。なお、図５と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。この膜厚分布測定装置では、測定者は手動でプローブ１６を測定位置に移動させ、その位置を位置入力部１９に入力する。測定部１８は、光源・分光部１７が出力する干渉スペクトルからフィルムシート１０の膜厚を演算し、この膜厚を位置入力部１９が出力する位置情報に関連づける。
【０００８】
なお、概略値のみ必要なときは、膜厚測定装置を用いないで、マイクロゲージを用いて数カ所の膜厚を測定する場合もある。
【０００９】
特許文献１には、膜厚を再計算するための計算範囲を容易に設定することができる膜厚測定装置の発明が記載されている。この発明では、干渉スペクトルと計算範囲の設定バーを同じ画面に表示し、この設定バーをマウスで操作することによって、計算範囲を設定・変更する。
【００１０】
特許文献２には、画面対応で測定位置を設定できる、画面表示を利用した測定方法の発明が記載されている。この発明では、被測定物の画像とＸ軸、Ｙ軸方向に移動できる測定用スケールラインを表示し、マウスを用いてこのスケールラインを移動させて、測定位置を設定するものである。
【特許文献１】特開平０９−３２５０１５号公報
【特許文献２】特開平０９−３３２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、このような測定装置および測定手法には次のような課題があった。図５の膜厚測定装置は自動で膜厚分布を測定できるという利点はあるが、フィルムシート１０を移動させる装置が必要なので、装置が大がかりになり、高価になってしまうという課題があった。
【００１２】
図６の膜厚測定装置は図５の装置に比べると構成を簡略化できるが、プローブを測定位置にセットしてその位置を入力する操作を繰り返さなければならないので、操作が煩雑になるという課題があった。また、手でセンサを測定位置に設置して、その位置を読み取る方式であるので、測定位置の精度、および再現性が悪くなるという課題もあった。
【００１３】
位置情報を入力せず、紙ベースで管理すると位置入力の手間は軽減されるが、データの共有ができないという課題もあった。
【００１４】
マイクロゲージを用いて簡易測定を行う方法は最も簡単であるが、測定精度を出し難く、かつデータの共有ができないという課題があった。また、測定に技術、訓練を要し、かつ測定精度が技術や経験で左右されるという課題もあった。
【００１５】
特許文献１、および特許文献２の発明は画面上で範囲を特定する点では共通しているが、測定値と測定位置を対応付ける発明ではない。
【００１６】
従って本発明の目的は、構成が簡単であり、かつ自動的に測定値と測定位置の対応をとることができる移動量測定機能付きセンサ、および測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
このような課題を解決するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
物理量を測定するセンサと、
その移動量に関連する信号を出力する移動量測定部と、
前記センサと前記移動量測定部を固定する固定台と、
を具備したものである。測定位置を自動的に取得することができる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
前記移動量測定部は、Ｘ方向とＹ方向の両方の移動量に関連する信号を出力するようにしたものである。２次元位置を取得できる。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１若しくは請求項２記載の発明において、
前記移動量測定部としてマウスを用いたものである。安価な汎用品を使用できる。
【００２０】
請求項４記載の発明は、
請求項１乃至請求項３いずれかに記載の移動量測定機能付きセンサと、
前記移動量測定機能付きセンサの出力が入力され、前記移動量測定部の出力から測定位置を算出し、この測定位置と前記物理量を測定するセンサの出力から算出した測定値とを保存する測定部と、
を具備したものである。測定値と測定位置の両方を自動的に取得できる。
【００２１】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、
前記測定値および測定位置を表示する表示部を具備したものである。測定値の分布を即座に把握できる。
【００２２】
請求項６記載の発明は、請求項４若しくは請求項５記載の発明において、
前記移動量測定部としてマウスを用い、測定部としてパソコンを用いたものである。汎用品を使用できるので、安価になる。
【００２３】
請求項７記載の発明は、請求項４乃至請求項６いずれかに記載の発明において、
前記測定部は、前記物理量を測定するセンサの位置が測定すべき領域を越えたときに、アラームを出力するようにしたものである。不要な測定を削減できるので、効率化が図れる。
【００２４】
請求項８記載の発明は、請求項４乃至請求項７いずれかに記載の発明において、
前記測定装置を、フィルムシートの膜厚を測定する測定装置に適用したものである。平面的な分布が必要なフィルムシートの膜厚を測定する測定装置に用いて好適である。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
請求項１，２、３、４、５、６、７および８の発明によれば、物理量を測定するセンサと移動量を測定する移動量測定部を固定台に固定した。また、このセンサを用い、測定値と測定位置を同時に自動的に取得できるようにした。
【００２６】
物理量を測定したい部分をなぞるだけで、測定値と測定位置を自動的に取得できるという効果がある。そのため、いちいち測定位置を入力する必要がないので、効率的な測定を行うことができるという効果もある。特に、測定位置の精度をあまり要求されない用途に用いて好適である。
【００２７】
また、被測定物を移動させる必要がないので、大がかりな移動装置が不要になるという効果もある。さらに、移動量は簡便な装置で検出することができるので、センサの構成を簡単化でき、コストを大幅に削減することができるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係る移動量測定機能付きセンサの実施例１を示す構成図である。図１において、（Ａ）は移動量測定機能付きセンサの側面図、（Ｂ）は上面図である。
【実施例１】
【００２９】
２０は物理量を測定するセンサであり、フィルムシートの膜厚を測定する測定装置ではプローブ１６が該当する。２１は移動量測定部であり、ボール２１ａ、このボール２１ａの回転量と回転方向を検出する回転検出部２１ｂ、２１ｃで構成される。２２は原点を指示する原点指示ボタン、２３は測定を指示する測定ボタンである。センサ２０、移動量測定部２１、ボタン２２、２３は固定台２４に固定されている。
【００３０】
この位置測定機能付きセンサを板などに置き、固定台２４を移動させると、それに伴ってボール２１ａが回転する。センサ２０と移動量測定部２１の位置関係は固定されているので、ボール２１ａの回転量および回転方向を検出することにより、センサ２０の移動量を測定することができる。回転検出部２１ｂはボール２１ａのＸ方向（左右方向）の回転量および回転方向を検出し、回転検出部２１ｃはボール２１ａのＹ方向（上下方向）の回転量および回転方向を検出する。
【００３１】
回転検出部２１ｂ、２１ｃにはボール２１ａと接するローラが内蔵されており、このローラはボール２１ａの回転に伴って回転する。回転検出部２１ｂ、２１ｃは内蔵されたローラの回転量と回転方向を検出して、それぞれＸ方向、Ｙ方向の移動量を測定する。回転検出部２１ｂ、２１ｃの測定値を合成することにより、センサ２０の２次元平面における移動量を測定することができる。なお、直線に沿った分布を測定するときは、位置測定機能付きセンサを板などに沿わせて動かせばよい。
【００３２】
次に、図２フローチャートに基づいてこの移動量測定機能付きセンサの操作手順を説明する。なお、センサ２０、移動量測定部２１、原点指示ボタン２２、測定ボタン２３の出力は、図示しない測定部に入力される。また、この移動量測定機能付きセンサは、測定者が手動で移動させる。
【００３３】
図２において、最初に工程（Ｐ２−１）でセンサ２０が原点位置になるように移動量測定機能付きセンサを移動させ、工程（Ｐ２−２）で原点指示ボタン２２を押下する。図示しない測定部は、この原点指示ボタン２２の押下によって測定が開始されたことを知る。以降、測定点の位置はこの原点を基準にする。
【００３４】
次に、工程（Ｐ２−３）でセンサ２０が測定点に位置するように、移動量測定機能付きセンサを移動させ、工程（Ｐ２−４）で測定ボタン２３を押下する。測定部はセンサ２０および移動量測定部２１の出力を取り込み、移動量測定部２１の出力である移動量と前回の測定位置から今回の測定位置を算出して、センサ２０の出力にこの算出した測定位置を関連させて保存する。なお、最初の測定では、移動量が測定位置になる。
【００３５】
次に、工程（Ｐ２−５）で全測定点の測定が終了したかどうかを判断し、終了していない（ＮＯ）と工程（Ｐ２−３）に戻る。測定が終了する（ＹＥＳ）と、測定部は保存した測定値と測定位置を外部に送信し、また必要に応じて測定値と測定位置を表示する。
【００３６】
移動量測定機能付きセンサを手で動かし、被測定物を動かさないので、大がかりな装置が不要になる。また、移動量測定部２１でセンサ２０の移動量を測定し、この移動量からセンサ２０の位置を算出するようにしたので、測定毎にセンサ２０の位置を入力するという煩わしさがなくなる。移動量測定部２１は、図１に示すように簡易な構成で実現することができるので、安価に製作することができる。
【００３７】
オフライン測定では、サンプルを切り出して適当な台に固定し、移動量測定機能付きセンサをこの台に乗せて移動させることにより、簡便にサンプルの物理量の分布を測定することができる。
【００３８】
なお、実施例１では移動量測定部２１で移動量を算出して測定部に出力するようにしたが、移動量を算出する量、例えばローラの回転量と回転方向を測定部に出力し、測定部で移動量を算出する構成であってもよい。
【００３９】
また、実施例１では移動量測定部２１をボール２１ａと回転検出部２１ｂ、２１ｃで構成したが、他の構成とすることもできる。例えば、光センサで移動する台の凹凸や模様を検出して移動量を測定する構成であってもよい。また、原点指示ボタン２２、測定ボタン２３は固定台２４上でなく、他の場所にあってもよい。
【００４０】
また、実施例１ではＸ方向とＹ方向の移動量を検出するようにしたが、測定が長さ方向あるいは幅方向のみでよい場合には、Ｘ方向あるいはＹ方向の移動量のみを検出するようにしてもよい。
【００４１】
さらに、実施例１では測定の度に測定ボタン２３を押下するようにしたが、一定の周期でセンサ２０および移動量測定部２１の出力を取り込むようにしてもよい。このようにすると、移動量測定機能付きセンサを動かすだけで、その軌跡の物理量を測定することができる。
【００４２】
図１からわかるように、移動量測定部２１の構造および機能はパソコン（パーソナルコンピュータ）などのポインティングデバイスとして使用するマウスとほぼ同じである。従って、このマウスを移動量測定部２１として用いることもできる。マウスにはいくつかの押しボタンが付属しているので、この押しボタンを原点指示ボタン２２、測定ボタン２３として使用することができる。
【００４３】
図３に、本発明の実施例２の構成を示す。実施例２は、実施例１の移動量測定機能付きセンサを用いた、フィルムシートの膜厚を測定する測定装置である。なお、図１および図５と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。
【実施例２】
【００４４】
図３において、３０は移動量測定機能付きセンサであり、固定台２４にセンサ２０と移動量測定部２１が取り付けられている。センサ２０は図５のプローブ１６と同じものであり、光源・分光部１７から供給された測定光をフィルムシート１０に照射し、その反射光を検出して光源・分光部１７に出力する。光源・分光部１７は、センサ２０から送られてきた反射光の干渉スペクトルを演算する。
【００４５】
３１は測定部であり、移動量測定部２１から移動量が、光源・分光部１７から干渉スペクトルが入力される。測定部３１は光源・分光部１７が出力する干渉スペクトルからフィルムシート１０の膜厚を演算し、移動量測定部２１が出力する移動量から測定点の位置を算出し、この膜厚と位置を保存する。
【００４６】
測定者は、図２フローチャートに基づいて測定を行う。すなわち、原点を決め、移動量測定機能付きセンサ３０を移動させてセンサ２０を測定点に位置付けて測定する作業を繰り返す。
【００４７】
３２は表示部である。測定が終了すると、測定部３１は膜厚と測定位置のデータを表示部３２に出力する。表示部３２は膜厚測定値と測定位置を見易い形で表示する。また、測定中にリアルタイムで測定値と測定位置をグラフィック表示するようにしてもよい。
【００４８】
なお、センサの動きをＸ方向とＹ方向に分けることにより、Ｘ方向、Ｙ方向の分布を独立して取り出すことができる。
【００４９】
パソコンには接続されているマウスの出力からその移動量を算出する機能が備わっている。実施例３は移動量測定部としてこのマウスを用い、測定部としてパソコンを用いたものである。なお、図１、図３と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。
【実施例３】
【００５０】
図４において、４０は移動量測定機能付きセンサ、４１はマウスである。移動量測定機能付きセンサ４０は、固定台２４にセンサ２０とマウス４１を固定した構成を有している。４２はパソコンであり、マウス４１が接続され、また光源・分光部１７から干渉スペクトルのデータが入力される。
【００５１】
操作は実施例２と同じである。測定者は図２フローチャートに基づいて原点を決定し、センサ２０を測定点に位置付けて膜厚測定を行う操作を繰り返す。パソコン４２は、光源・分光部１７から入力された干渉スペクトルデータから膜厚を演算し、マウス４１から移動量を取得して測定位置を算出する。
【００５２】
この膜厚と測定位置はパソコン４２内のメモリに格納される。測定が終了すると、パソコンは格納された膜厚測定値と測定位置を整理し、内蔵あるいは接続されている表示部に見易い形で表示する。
【００５３】
パソコン４２は接続されているマウスの移動量を取得する機能を有している。また、高度な演算機能をも有している。さらに、パソコンやマウスは汎用品であり、その機能に比して低価格である。このようなパソコン、マウスを用いることにより、低価格な測定装置を構築することができる。
【００５４】
なお、パソコン４２が取得する移動量とセンサ２０の移動量が異なる場合は、適切な補正係数をマウスの移動量に乗算することにより、実際の移動量を得ることができる。
【００５５】
実施例２、実施例３はフィルムシートの膜厚を測定するセンサについて説明したが、この実施例に限定されることはない。他の物理量を測定するセンサに適用することもできる。特に、物理量の分布を測定する場合に有効である。
【００５６】
また、センサ２０の位置が表示範囲から外れたときに、アラームを出力するようにしてもよい。このようにすると、測定が必要な部分のみ測定を行うことができるので、測定時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施例１を示す構成図である。
【図２】実施例１の操作手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例２を示す構成図である。
【図４】本発明の実施例３を示す構成図である。
【図５】従来の膜厚測定装置の構成図である。
【図６】従来の膜厚測定装置の構成図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０  被測定物
１７  光源・分光部
２０  センサ
２１  移動量測定部
２１ａ  ボール
２１ｂ、２１ｃ  回転検出部
２２  原点指示ボタン
２３  測定ボタン
２４  固定台
３０、４０  移動量測定機能付きセンサ
３１  測定部
３２  表示部
４１  マウス
４２  パソコン
【図１】
2010169605.tif 000003
【図２】
2010169605.tif 000004
【図３】
2010169605.tif 000005
【図４】
2010169605.tif 000006
【図５】
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【図６】
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