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JP2006030042A - Orientation measuring method and orientation measuring apparatus - Google Patents

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JP2006030042A
JP2006030042A JP2004211017A JP2004211017A JP2006030042A JP 2006030042 A JP2006030042 A JP 2006030042A JP 2004211017 A JP2004211017 A JP 2004211017A JP 2004211017 A JP2004211017 A JP 2004211017A JP 2006030042 A JP2006030042 A JP 2006030042A
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JP
Japan
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light
orientation
light receiving
measured
reflected
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Application number
JP2004211017A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiko Ohigata
祐彦 大日方
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.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Abstract

【課題】 シート状のフィルム等の被測定対象物に対して斜め方向から光線を照射し、その反射光を複数の受光素子で受光して配向測定するようにすることで、信号を処理するA/D変換器等を少なくした構成の配向測定方法及び配向測定装置を提供する。
【解決手段】 配向測定装置は、被測定対象物に対して、該被測定対象物と鉛直方向を外した所定角度を持った位置に設けた発光素子から光線を照射する発光手段と、前記発光手段から照射された光線が前記被測定対象物で反射され、該反射された光線を受光する弧状に沿った位置に設けた受光手段と、を備え、前記受光手段は、前記被測定対象物で反射された光線を受光する複数の受光素子を備えたことである。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To process a signal by irradiating an object to be measured such as a sheet-like film from an oblique direction and receiving the reflected light by a plurality of light receiving elements to measure the orientation. Provided are an orientation measuring method and an orientation measuring apparatus having a configuration with fewer / D converters and the like.
An orientation measuring apparatus includes: a light emitting means for irradiating a light to be measured from a light emitting element provided at a position having a predetermined angle away from the measured object; And a light receiving means provided at a position along an arc shape where the light beam irradiated from the means is reflected by the object to be measured and receives the reflected light beam, and the light receiving means is the object to be measured. A plurality of light receiving elements for receiving the reflected light beam are provided.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、配向測定方法及び配向測定装置に関するもので、詳しくは繊維、フィルム等のシート部材の配向を光の導波効果を用いて測定する配向測定方法及び配向測定装置に関する。   The present invention relates to an orientation measurement method and an orientation measurement device, and more particularly to an orientation measurement method and an orientation measurement device that measure the orientation of a sheet member such as a fiber or a film using a light waveguiding effect.

従来技術における繊維配向計は、図7に示すように、光源111は被測定対象物112となる紙に対してほぼ鉛直に設置されたLEDやレーザー等で、集光レンズ113を用いて光源111から発射される光を紙(被測定対象物112)に集光する。受光素子114は、光源111を中心として、例えば8〜12個の複数個設けられた受光ダイオードで、紙の反射光を受光して電気信号に変換するもので、例えば、光軸となす反射角度θを40〜65度、好ましくは55度に選定すると、配向方向が精度良く測定できる。
受光素子保持部115は、センサ筐体の保護ガラスの装着位置と係合するリング形状の鍔部116と、各受光素子114毎に設けられた受光素子装着穴117と、集光レンズ113を保持するレンズ装着穴118を有する。光源保持部119は、レンズ装着穴118と同心円状に受光素子保持部115に固定されるもので、光源111が所定の姿勢で保持される。
In the fiber orientation meter in the prior art, as shown in FIG. 7, the light source 111 is an LED, a laser, or the like installed substantially perpendicular to the paper to be measured 112, and the light source 111 using the condenser lens 113. The light emitted from is condensed on paper (object to be measured 112). The light receiving element 114 is a plurality of, for example, 8 to 12 light receiving diodes with the light source 111 as the center, and receives the reflected light of the paper and converts it into an electrical signal. For example, the reflection angle formed with the optical axis When θ is selected from 40 to 65 degrees, preferably 55 degrees, the orientation direction can be measured with high accuracy.
The light receiving element holding portion 115 holds a ring-shaped flange 116 that engages with the mounting position of the protective glass of the sensor housing, a light receiving element mounting hole 117 provided for each light receiving element 114, and a condenser lens 113. A lens mounting hole 118 is provided. The light source holding part 119 is fixed to the light receiving element holding part 115 concentrically with the lens mounting hole 118, and holds the light source 111 in a predetermined posture.

図8は、受光素子保持部115の平面図である。ここでは、鍔部116の一部を切り欠いて位置決め部120を形成して、センサ筐体に対する受光素子保持部115の取付け角度を一義的に定めている。
固定穴121は、鍔部116に設けられたもので、ネジ等によって受光素子保持部115をセンサ筐体に固定する。受光素子装着穴117は、ここでは12個設けられており、受光素子固定穴122が一対一に設けられている。受光素子固定穴122は、例えば、受光素子114を搭載するプリント基板を受光素子保持部115に螺着するのに用いる。上部外周部123は、レンズ装着穴118と同心円状に設けられた円筒部で、光源保持部119(図7参照)が固定される。
受光素子保持部115は、樹脂成型や金属鋳造等によって一体にモジュール化される。このように樹脂成型や金属鋳造等によって一体にモジュール化すると、受光素子装着穴117が正確に成型されるので、各受光素子114の光軸に対する配置角度が設計通り正確に装着できる。
FIG. 8 is a plan view of the light receiving element holding unit 115. Here, the positioning part 120 is formed by cutting out a part of the flange part 116 to uniquely determine the mounting angle of the light receiving element holding part 115 with respect to the sensor housing.
The fixing hole 121 is provided in the flange portion 116, and fixes the light receiving element holding portion 115 to the sensor housing with a screw or the like. Here, twelve light receiving element mounting holes 117 are provided, and the light receiving element fixing holes 122 are provided one-on-one. The light receiving element fixing hole 122 is used, for example, for screwing a printed board on which the light receiving element 114 is mounted to the light receiving element holding portion 115. The upper outer peripheral portion 123 is a cylindrical portion provided concentrically with the lens mounting hole 118, and a light source holding portion 119 (see FIG. 7) is fixed to the upper outer peripheral portion 123.
The light receiving element holding portion 115 is integrated into a module by resin molding, metal casting, or the like. When the module is integrally formed by resin molding, metal casting, or the like in this manner, the light receiving element mounting holes 117 are accurately molded, so that the arrangement angle of each light receiving element 114 with respect to the optical axis can be accurately mounted as designed.

このような構成の配向計において、光源111から被測定対象物112の紙面に光を鉛直方向に照射し、紙面での反射光を光源111からの照射光軸に対して沿面に配した受光素子114を用いて反射光の分布を測定する。
反射光の分布は、各受光素子114から得られた信号をA/D変換して演算に用いる。
精度を確保するために受光素子は8個以上が良いとされ、実際には12個の受光素子を備えている
図9はその構成を示したもので、12個の受光素子114で電気信号に変換された信号は素子信号124としてそれぞれの受光素子毎のA/D変換器125に入力され、分布測定手段126により光の分布測定が行われた後、配向演算手段127により配向方向が演算されて測定値が出力される。
特開平3−214202号公報(第7頁 第1図)
In the orientation meter having such a configuration, a light receiving element that irradiates light on the paper surface of the measurement object 112 from the light source 111 in the vertical direction, and reflects light on the paper surface along the optical axis irradiated from the light source 111. 114 is used to measure the distribution of reflected light.
The distribution of reflected light is A / D converted from signals obtained from the respective light receiving elements 114 and used for calculation.
In order to ensure accuracy, eight or more light receiving elements are considered good. Actually, FIG. 9 provided with twelve light receiving elements shows the configuration. The converted signal is input as an element signal 124 to the A / D converter 125 for each light receiving element. After the light distribution is measured by the distribution measuring means 126, the orientation calculating means 127 calculates the orientation direction. Measurement value is output.
JP-A-3-214202 (page 7, Fig. 1)

しかし、従来技術で説明した配向計の構成においては、精度を保つためには受光素子の数が多数必要とされたため、A/D変換器を素子の個数分用意する必要があった。
この場合、A/D変換器のコストが高く、又、部品体積も大きくなることから小型化の要求を満たし難かった。
However, in the configuration of the orientation meter described in the prior art, a large number of light receiving elements are required to maintain accuracy, and thus it is necessary to prepare A / D converters corresponding to the number of elements.
In this case, the cost of the A / D converter is high, and the volume of the parts is increased, so that it is difficult to satisfy the demand for downsizing.

従って、フィルムの分子配向やプラスチック中のフィラー配向等を速やかに測定すること、A/D変換器を含む部品コストの削減、部品体積の削減を図ることができることに解決しなければならない課題を有する。   Therefore, there is a problem to be solved that it is possible to quickly measure the molecular orientation of the film and the filler orientation in the plastic, to reduce the cost of components including the A / D converter, and to reduce the volume of the components. .

上記課題を解決するために、本願発明の配向測定方法及び配向測定装置は、次に示す構成にしたことである。   In order to solve the above problems, the orientation measuring method and orientation measuring apparatus of the present invention are configured as follows.

(1)配向測定方法は、被測定対象物に対して、該被測定対象物との鉛直方向を外した位置に設けた発光素子から光線を照射し、前記被測定対象物に照射された光線が反射した反射光を、前記発光素子と対向して且つ反射する位置に配置してある複数の受光素子で捕捉し、該複数の受光素子で捕捉した反射光の強度から被測定対象物の配向特性を算出するようにしたことである。
(2)前記複数の受光素子は、弧状に沿った位置に設けたことを特徴とする(1)に記載の配向測定方法。
(3)前記複数の受光素子が配置してある反射する位置は、前記発光素子から照射されて前記被測定対象物で正反射される方向に位置することを特徴とする(1)又は(2)に記載の配向測定方法。
(4)前記複数の受光素子は、半円弧状の位置に5個の受光素子を配置したことを特徴とする(1)、(2)又は(3)に記載の配向測定方法。
(5)前記被測定対象物はシート状のフィルムであることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の配向測定方法。
(1) An orientation measurement method is a method in which a light beam is emitted from a light emitting element provided at a position away from a vertical direction with respect to a measurement object, and the measurement object is irradiated with the light beam. The reflected light reflected by the light is captured by a plurality of light receiving elements arranged opposite to the light emitting element and reflected, and the orientation of the object to be measured is determined from the intensity of the reflected light captured by the plurality of light receiving elements. This is to calculate the characteristics.
(2) The orientation measuring method according to (1), wherein the plurality of light receiving elements are provided at positions along an arc.
(3) The reflecting position where the plurality of light receiving elements are arranged is located in a direction irradiated from the light emitting element and regularly reflected by the object to be measured (1) or (2) ) Orientation measuring method.
(4) The orientation measuring method according to (1), (2) or (3), wherein the plurality of light receiving elements are arranged in a semicircular arc shape at five light receiving elements.
(5) The orientation measurement method according to any one of (1) to (4), wherein the object to be measured is a sheet-like film.

(6)配向測定装置は、被測定対象物に対して、該被測定対象物と鉛直方向を外した所定角度を持った位置に設けた発光素子から光線を照射する発光手段と、前記発光手段から照射された光線が前記被測定対象物で反射され、該反射された光線を受光する受光手段と、を備え、前記受光手段は、前記発光素子と対向する位置に配置され、前記被測定対象物で反射された光線を受光する複数の受光素子を備えたことである。
(7)前記複数の受光素子は、弧状に沿った位置に設けたことを特徴とする(6)に記載の配向測定装置。
(8)前記複数の受光素子が配置してある位置は、前記発光素子から照射されて前記被測定対象物で正反射される方向に位置することを特徴とする(6)又は(7)に記載の配向測定装置。
(9)前記複数の受光素子は、半円弧状の位置に5個の受光素子を配置したことを特徴とする(6)、(7)又は(8)に記載の配向測定装置。
(10)前記被測定対象物はシート状のフィルムであることを特徴とする(6)〜(9)のいずれかに記載の配向測定装置。
(6) An orientation measuring apparatus includes: a light emitting unit that irradiates a light beam from a light emitting element provided at a position having a predetermined angle with respect to the object to be measured; And a light receiving means for receiving the reflected light beam. The light receiving means is disposed at a position facing the light emitting element, and the target object to be measured. A plurality of light receiving elements for receiving the light beam reflected by the object.
(7) The orientation measuring apparatus according to (6), wherein the plurality of light receiving elements are provided at positions along an arc.
(8) (6) or (7), wherein the plurality of light receiving elements are arranged in a direction irradiated from the light emitting elements and regularly reflected by the object to be measured. The orientation measuring apparatus described.
(9) The orientation measuring apparatus according to (6), (7), or (8), wherein the plurality of light receiving elements are arranged in a semicircular arc shape at five light receiving elements.
(10) The orientation measuring apparatus according to any one of (6) to (9), wherein the object to be measured is a sheet-like film.

本発明の配向測定方法及び配向測定装置は、被測定対象物に対して、斜め方向から発光させ、その反射した反射光を対向する斜め方向に配置した複数の受光素子で受光するようにしたことで、少なくとも、受光素子の数を従来のごとく発光素子の周囲に配置する必要がなくなるため、絶対的な数を少なくすることができ、その分A/D変換器等の部品を少なくして小型化等を図ることができる。   The orientation measuring method and orientation measuring apparatus of the present invention emit light from an oblique direction with respect to an object to be measured, and receive the reflected light reflected by the plurality of light receiving elements arranged in the opposing oblique directions. Since at least the number of light receiving elements does not need to be arranged around the light emitting elements as in the conventional case, the absolute number can be reduced, and the number of parts such as A / D converters can be reduced correspondingly. Can be achieved.

以下、本発明の配向測定方法及び配向測定装置の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of an orientation measuring method and an orientation measuring apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の配向測定方法を具現化することができる配向測定装置は、図1に示すように、被測定対象物14に対して鉛直方向を外した所定角度を持った位置から光線を照射する発光素子11を有する発光手段と、この発光手段から照射された光線が被測定対象物14で反射され、この反射された光線を受光する受光手段と、を備え、この受光手段は、発光素子11と対向する位置に配置され、被測定対象物14で反射された光線が略正反射する位置に複数の受光素子、実施例において5個の受光素子12a、12b、12c、12d、12eを備えた構成になっている。
発光素子11は、円盤状の基板13に傾斜を持って取付けられ、その基板13の対向する位置に5個の受光素子12a、12b、12c、12d、12eを弧状に等間隔に取付けて形成されている。この取付け状態は、発光素子11が基板13の下部位置に配置する被測定対象物14の所定位置に光線を照射するように傾けた状態で取付けられ、この照射された光線が反射する位置に受光素子12a、12b、12c、12d、12eが取付けられ、それぞれの受光素子12a、12b、12c、12d、12eが反射する位置方向に向けた状態で取付けられている。
As shown in FIG. 1, the orientation measuring apparatus that can embody the orientation measuring method of the present invention emits light from a position having a predetermined angle with respect to the object 14 to be measured. A light emitting means having an element 11 and a light receiving means for reflecting a light beam irradiated from the light emitting means by the measurement object 14 and receiving the reflected light beam. A structure provided with a plurality of light receiving elements, in the embodiment, five light receiving elements 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e, at positions where the light beams reflected by the measurement object 14 are substantially specularly reflected. It has become.
The light emitting element 11 is attached to the disk-like substrate 13 with an inclination, and is formed by attaching five light receiving elements 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e in an arc shape at equal intervals on the opposing position of the substrate 13. ing. In this attachment state, the light-emitting element 11 is attached in a tilted state so as to irradiate a predetermined position of the measurement object 14 arranged at the lower position of the substrate 13 and is received at a position where the irradiated light is reflected. The elements 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e are attached, and the light receiving elements 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e are attached so as to be directed toward the reflecting positions.

ここで、発光素子11からの照射光は、被測定対象物14の試料面の吸光度の特性に応じてp偏光やs偏光を用いても良い。例えば、反射面ではs偏光の吸光度が大きいことからS/N比を高めるのに役立つ場合がある。又、p偏光やs偏光の作成方法は、発光素子に偏向板を付加してもよいし、レーザー等のコヒーレントな光源を用いても構わない。
又、発光源の光強度分布を平均化したり、発光強度を高めるためには、発光素子を受光素子に概ね対向する方向に複数配置したり、適宜拡散板等を適用しても構わない。また、受光素子の並びは、実施例では弧に沿っているが、直線的に配置しても構わない。
また、受光素子はアレイ状のものであっても構わない。受光素子の並びの位置範囲は、配向の度合いや受発光素子の照射/反射角度に応じて適宜変更してもよい。
Here, the irradiation light from the light emitting element 11 may use p-polarized light or s-polarized light according to the absorbance characteristics of the sample surface of the measurement object 14. For example, the reflective surface has a large absorbance for s-polarized light, which may help to increase the S / N ratio. Further, as a method for creating p-polarized light and s-polarized light, a deflecting plate may be added to the light emitting element, or a coherent light source such as a laser may be used.
Further, in order to average the light intensity distribution of the light source or increase the light intensity, a plurality of light emitting elements may be arranged in a direction generally facing the light receiving element, or a diffusion plate or the like may be applied as appropriate. The light receiving elements are arranged along an arc in the embodiment, but may be arranged linearly.
The light receiving element may be in the form of an array. The position range of the arrangement of the light receiving elements may be appropriately changed according to the degree of orientation and the irradiation / reflection angle of the light receiving / emitting elements.

このように、光を照射する際に、被測定対象物14に光線を照射するのに、被測定対象物14に対して傾斜した位置から光線を照射するようにしたことについて、被測定対象物14がフィルムである場合にその分子配向による反射光の概念について、図2を参照して説明する。
先ず、フィルムの分子配向が光導波路の効果を持つことにより、分子の配列方向に反射光の強度分布がシフトする。
これは、分子配列が、一定の間隔で、平行に分子が鎖状に連結されているために、この平行に形成された分子の鎖に沿った状態で光線を照射すれば、その照射された光線が分子の鎖で導波され、少なくとも所定範囲内に拡散された導波光になる。この所定範囲内に拡散された導波光のうち何れかの複数の反射光を測定すれば、被測定対象物の配向特性を測定することができるのである。
As described above, when irradiating light, the object to be measured 14 is irradiated with light from a position inclined with respect to the object 14 to be measured. The concept of reflected light due to molecular orientation when 14 is a film will be described with reference to FIG.
First, since the molecular orientation of the film has the effect of an optical waveguide, the intensity distribution of reflected light is shifted in the molecular arrangement direction.
This is because when the light is irradiated along the molecular chain formed in parallel because the molecules are connected in a chain at a fixed interval in parallel, the molecules are irradiated. A light beam is guided by a chain of molecules and becomes a guided light diffused at least within a predetermined range. By measuring any of a plurality of reflected lights among the guided light diffused within the predetermined range, the orientation characteristic of the object to be measured can be measured.

更に、この反射光の強度シフトについて述べると、図3に示すように、分子の鎖からなる分子配向に対して、略同一方向で所定の角度を持った位置から光線を照射すると、その照射された光線は所定範囲内に拡散して導波する。その拡散された導波光のうち、一番強度の強い反射光は、図3に示すように、入射光に比べて、分子配向により導波されたぶん外れた位置になるから、反射光強度は入射光強度と比べてずれた位置にシフトするはずである。このずれた位置に受光手段を備えておけば、配向特性を測定することができる。   Further, the intensity shift of the reflected light will be described. As shown in FIG. 3, when a light beam is irradiated from a position having a predetermined angle in substantially the same direction with respect to a molecular orientation composed of molecular chains, the irradiation is performed. The light rays are diffused and guided within a predetermined range. As shown in FIG. 3, the reflected light having the strongest intensity among the diffused guided light is far from the position guided by the molecular orientation as compared with the incident light. It should shift to a position shifted compared to the light intensity. If the light receiving means is provided at this shifted position, the orientation characteristics can be measured.

さて、図1に戻って、発光手段から発射された光線の反射光により配向を測定するわけであるが、必要により、予め基準板を反射面に置いて発光素子11から得た各受光素子12a、12b、12c、12d、12eの感度を測定しておき、この感度差を取り除くように測定値を正規化する。個体差を取り除くための測定には反射面に無配向な基準板を用意するのが良い。
正規化した測定値をもとに、例えば、次に示す式(1)に示すような正規分布による近似を行い、図4に示す反射光の強度分布の位置xと分布の高さ又は半値幅を求める。
Now, referring back to FIG. 1, the orientation is measured by the reflected light of the light emitted from the light emitting means. If necessary, each light receiving element 12a obtained from the light emitting element 11 with a reference plate placed on the reflecting surface in advance. , 12b, 12c, 12d, and 12e are measured, and the measured values are normalized so as to eliminate the sensitivity difference. For measurement to remove individual differences, it is preferable to prepare a non-oriented reference plate on the reflecting surface.
Based on the normalized measurement value, for example, approximation by a normal distribution as shown in the following formula (1) is performed, and the position x of the reflected light intensity distribution shown in FIG. 4 and the height or half width of the distribution are shown. Ask for.

Figure 2006030042
Figure 2006030042

被測定対象物がフィルムである場合に、その分子配向がOpticalWaveGuide(光導波路)の効果を持つことにより、上述した図3に示すように、分子の配向方向に反射光の強度分布がシフトする。又、強度分布の高さ又は半値幅は配向の強さ、即ち、配向指数を反映する。
配向の強度は、半値幅が小さいときに大きく、半値幅が大きいときに小さくなる。従って、配向指数は半値幅の逆数として捉えるとわかりやすい。又、配向指数を強度分布の高さの関数として求める場合には強度に対して適切な係数を持った比例関数として捉えると分かり易い。
When the object to be measured is a film, the molecular orientation has an optical wave guide (optical waveguide) effect, so that the intensity distribution of reflected light is shifted in the molecular orientation direction as shown in FIG. The height or half width of the intensity distribution reflects the strength of orientation, that is, the orientation index.
The strength of the orientation is large when the half width is small, and is small when the half width is large. Therefore, it is easy to understand the orientation index as an inverse of the half width. Further, when obtaining the orientation index as a function of the height of the intensity distribution, it is easy to understand if it is understood as a proportional function having an appropriate coefficient for the intensity.

このように、配向強度及び角度の算出は反射光の強度分布から得ることができるが、その方法はガウス曲線による正規化分布近似の他、ローレンツ曲線による近似やその他の方法によるものでも構わない。 Thus, the calculation of the orientation intensity and angle can be obtained from the intensity distribution of the reflected light. However, the method may be an approximation by a Lorentz curve or other methods in addition to a normalized distribution approximation by a Gaussian curve.

上記の発光手段及び受光手段を備えた装置についての動作について、図1を参考にして、図5に示すフローチャートに基づいて、以下説明する。   The operation of the apparatus including the light emitting means and the light receiving means will be described below with reference to FIG. 1 and the flowchart shown in FIG.

先ず、各受光素子12a、12b、12c、12d、12eの個体差を算出するために、校正をする必要がある。この校正は無配向の基準板を利用し、この基準板に発光素子11から光線を発光させ、照射する(ステップST11、ST12)。   First, in order to calculate the individual difference of each light receiving element 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, it is necessary to calibrate. For this calibration, a non-oriented reference plate is used, and light is emitted from the light emitting element 11 to the reference plate and irradiated (steps ST11 and ST12).

次に、夫々の受光素子12a、12b、12c、12d、12eで反射光を受光し、測定する。このときの各受光素子12a、12b、12c、12d、12eの個体差を記憶手段に記憶しておく(ステップST13、ST14)。これで校正は終了する。   Next, the reflected light is received by each of the light receiving elements 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e and measured. Individual differences between the light receiving elements 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e at this time are stored in the storage means (steps ST13 and ST14). This completes the calibration.

さて、実際の測定に入るが、先ず、シート状のフィルム等である被測定対象物14に対して、発光素子11を発光させ、この被測定対象物14に照射する(ステップST21、ST22)。   Now, in actual measurement, first, the light-emitting element 11 is caused to emit light to the measurement target object 14 such as a sheet-like film, and the measurement target object 14 is irradiated (steps ST21 and ST22).

この被測定対象物14に照射された光線の反射光を受光素子12a、12b、12c、12d、12eで受光して測定する(ステップST23)。
受光素子12a、12b、12c、12d、12eは、校正のときに個体差を記憶してあるため、この記憶されている校正値で正規化する(ステップST24)。
The reflected light of the light beam irradiated on the measurement object 14 is received and measured by the light receiving elements 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e (step ST23).
Since the light receiving elements 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e store individual differences at the time of calibration, they are normalized by the stored calibration values (step ST24).

正規化されたデータに基づいて、反射光分布の計算をする(ステップST25)。
そして、反射光の強度分布から分布位置の変化と強度分布の分散の大きさとを計算することで配向測定する(ステップST26)。
Based on the normalized data, the reflected light distribution is calculated (step ST25).
Then, the orientation is measured by calculating the change of the distribution position and the magnitude of dispersion of the intensity distribution from the intensity distribution of the reflected light (step ST26).

次に、上記構成の配向測定手法を備えた装置について説明する。その装置は、例えば、図6に示すような装置の構成を考える。   Next, an apparatus provided with the orientation measurement method having the above-described configuration will be described. As the apparatus, for example, a configuration of an apparatus as shown in FIG. 6 is considered.

発光回路15により発光素子11はパルス点灯を繰り返す。実施例においては、発光素子11のパルス発光出力制御は、発光回路15を持つ基板で行っているが、これに限定されることなく、例えば、CPUモジュール18側で行ってもよい。 The light emitting element 11 repeats pulse lighting by the light emitting circuit 15. In the embodiment, the pulse light emission output control of the light emitting element 11 is performed on the substrate having the light emitting circuit 15, but is not limited thereto, and may be performed on the CPU module 18 side, for example.

この発光素子11から照射された光線の反射光を複数の受光素子12a、12b、12c、12d、12eで捉え、発光回路15ではパルス受光のON/OFF差分から外来光成分を除いてこれをアナログ信号としてA/D変換器17に取り込む。
ここで、発光素子11と受光素子12a、12b、12c、12d、12eを向ける方向は厳密に一致していなくとも良い。被測定対象物14である試料の光導波特性によっては導波経路を増やすために照射される光の照射位置と受光素子が向く反射位置との間に光が導波される程度の距離があっても構わない。
The reflected light of the light emitted from the light emitting element 11 is captured by a plurality of light receiving elements 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e, and the light emitting circuit 15 removes the extraneous light component from the ON / OFF difference of the pulse light reception and analogizes it. The signal is taken into the A / D converter 17 as a signal.
Here, the directions in which the light emitting element 11 and the light receiving elements 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e are directed do not have to be exactly the same. Depending on the optical waveguide characteristics of the sample to be measured 14, there is a distance that allows light to be guided between the irradiation position of the light irradiated to increase the waveguide path and the reflection position to which the light receiving element faces. It does not matter.

そして、A/D変換した値は、各受光素子毎のデータとして記憶する。
予め校正したときの無配向の基準板を用いて取り込んだデータを元にCPUモジュール18においてA/D変換した値を正規化し、各素子信号の正規化値を元に、CPUモジュール18で反射板の分布演算を行う。
The A / D converted value is stored as data for each light receiving element.
The value obtained by A / D conversion in the CPU module 18 is normalized based on the data acquired using the non-oriented reference plate when calibrated in advance, and the reflector is reflected by the CPU module 18 based on the normalized value of each element signal. The distribution calculation is performed.

各受光素子12a、12b、12c、12d、12eの測定値を例えば正規分布に近似し、分布強度の位置シフトから配向角を強度分布の半値幅から配向指数を求める。
得られた配向角と配向指数は必要な機器にデジタルデータやアナログデータ若しくは画面出力等の方法で出力する。
The measured values of the light receiving elements 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e are approximated to, for example, a normal distribution, and the orientation angle is obtained from the position shift of the distribution intensity, and the orientation index is obtained from the half width of the intensity distribution.
The obtained orientation angle and orientation index are output to necessary equipment by a method such as digital data, analog data, or screen output.

このようにして、被測定対象物14の配向測定を行うことができるのであるが、これは従来のフィルムの配向測定のようにオフラインで測定することに対して、本願発明によればオンラインでも測定することができる。これにより、工数や歩留まりとの改善に役立つことになる。   In this way, the orientation of the object 14 to be measured can be measured. This is measured offline, as in the conventional orientation measurement of a film. can do. This will help improve man-hours and yield.

又、発光素子11と受光素子12a、12b、12c、12d、12eが正反射方向に取付けることで、S/N比が改善される。
更に、傾斜した位置から発光された光線の反射光を受光するようにしたことで受光素子自体の数が減少させることが可能で、具体的には従来においては8個或は12個必要であった受光素子が、本願発明の受光素子は5個ですむことになり、その分A/D変換回路が少なくすることができ、又、I/O点数を抑えたことでコストパフォーマンスに優れた製品の製造が可能になる。
被測定対象物14として液晶フィルムの場合には、分子配向が直接その特性を左右するため、配向測定を行うことが必要で、その配向測定に使用することができる。
又、近年電池電極素材に多く用いられる炭素負極へのリチウムの挿入反応等では、不活性皮膜や高配向性熱分解グラファイト等の配向特性を明らかにすることが負極特性の改善に有効と考えられている。この配向特性の測定に役立つ。
また、分子ビームを利用して作成する多層膜等でも基板面に発生する分子の配向の特性を調べることが薄膜そのものの特性を調べることに通じ、この配向測定にも役立つ。
プラスチックの強度を高めるためにプラスチック中に繊維質をはじめとする各種のフィラーを混入させた場合には、このフィラーの絡み具合や方向及び混合具合は強度特性に大きく影響する。絡み具合や方向及び混合具合は配向として測定可能でこの種の特性値を測定する手助けとなる。
Further, the S / N ratio is improved by attaching the light emitting element 11 and the light receiving elements 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e in the regular reflection direction.
Furthermore, by receiving the reflected light of the light emitted from the inclined position, the number of light receiving elements themselves can be reduced. Specifically, conventionally, 8 or 12 is required. The number of light receiving elements of the present invention is five, so A / D conversion circuits can be reduced by that amount, and the number of I / O points is reduced, resulting in excellent cost performance. Can be manufactured.
In the case of a liquid crystal film as the object 14 to be measured, the molecular orientation directly affects the characteristics thereof, so that it is necessary to perform the orientation measurement and can be used for the orientation measurement.
In addition, in the insertion reaction of lithium into the carbon negative electrode, which is often used in battery electrode materials in recent years, it is considered effective to improve the negative electrode characteristics by clarifying the orientation characteristics of inert film and highly oriented pyrolytic graphite. ing. Useful for measuring this orientation characteristic.
In addition, in a multilayer film or the like formed using a molecular beam, investigating the characteristics of the orientation of molecules generated on the substrate surface leads to the examination of the characteristics of the thin film itself, and is useful for this orientation measurement.
When various fillers including fibers are mixed in the plastic in order to increase the strength of the plastic, the entanglement, direction and mixing of the filler greatly affect the strength characteristics. The degree of entanglement, direction, and mixing can be measured as an orientation, which helps to measure this type of characteristic value.

被測定対象物に対して、斜め方向から発光させ、その反射した反射光を対向する斜め方向に配置した複数の受光素子で受光するようにしたことで、少なくとも、受光素子の数を従来のごとく発光素子の周囲に配置する必要がなくなるため、絶対的な数を少なくすることができ、その分A/D変換器等の部品を少なくして小型化等を図った配向測定方法及び配向測定装置を提供する。   By emitting light from the oblique direction to the object to be measured and receiving the reflected light by a plurality of light receiving elements arranged in opposing diagonal directions, at least the number of light receiving elements is as conventional. Since there is no need to arrange it around the light emitting element, the absolute number can be reduced, and the orientation measuring method and orientation measuring apparatus which are reduced in size by reducing the number of parts such as A / D converters accordingly. I will provide a.

本願発明の配向測定装置の測定部分を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the measurement part of the orientation measuring apparatus of this invention. 同、分子配向による反射光の概念を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the concept of the reflected light by molecular orientation similarly. 同、分子配向による反射光シフトの概念を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the concept of the reflected light shift by molecular orientation. 同、正規化分布による近似を行うためのグラフである。It is a graph for performing the approximation by normalization distribution similarly. 同、装置の動作を示したフローチャートである。3 is a flowchart showing the operation of the apparatus. 同、装置の構成例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the example of a structure of the apparatus similarly. 従来技術における配向計の測定部分の断面図である。It is sectional drawing of the measurement part of the orientation meter in a prior art. 従来技術における配向計の測定部分の平面図である。It is a top view of the measurement part of the orientation meter in a prior art. 従来技術における装置の構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the apparatus in a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

11 発光素子
12a 受光素子
12b 受光素子
12c 受光素子
12d 受光素子
12e 受光素子
13 基板
14 被測定対象物
15 発光回路
16 受光回路
17 A/D変換器
18 CPUモジュール。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Light emitting element 12a Light receiving element 12b Light receiving element 12c Light receiving element 12d Light receiving element 12e Light receiving element 13 Substrate 14 Measurement object 15 Light emitting circuit 16 Light receiving circuit 17 A / D converter 18 CPU module.

Claims (10)

被測定対象物に対して、該被測定対象物との鉛直方向を外した位置に設けた発光素子から光線を照射し、
前記被測定対象物に照射された光線が反射した反射光を、前記発光素子と対向して且つ反射する位置に配置してある複数の受光素子で捕捉し、
該複数の受光素子で捕捉した反射光の強度から被測定対象物の配向特性を算出するようにしたことを特徴とする配向測定方法。
Irradiate a light beam from a light emitting element provided at a position where the vertical direction of the object to be measured is removed,
The reflected light reflected by the light beam applied to the object to be measured is captured by a plurality of light receiving elements arranged at positions that face and reflect the light emitting elements,
An orientation measurement method, wherein an orientation characteristic of an object to be measured is calculated from the intensity of reflected light captured by the plurality of light receiving elements.
前記複数の受光素子は、弧状に沿った位置に設けたことを特徴とする請求項1に記載の配向測定方法。   The orientation measurement method according to claim 1, wherein the plurality of light receiving elements are provided at positions along an arc. 前記複数の受光素子が配置してある反射する位置は、前記発光素子から照射されて前記被測定対象物で正反射される方向に位置することを特徴とする請求項1又は2に記載の配向測定方法。   3. The orientation according to claim 1, wherein the reflection position where the plurality of light receiving elements are arranged is located in a direction that is irradiated from the light emitting element and is regularly reflected by the object to be measured. Measuring method. 前記複数の受光素子は、半円弧状の位置に5個の受光素子を配置したことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の配向測定方法。   The orientation measuring method according to claim 1, 2 or 3, wherein the plurality of light receiving elements are arranged in a semicircular arc shape. 前記被測定対象物はシート状のフィルムであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の配向測定方法。   The orientation measurement method according to claim 1, wherein the object to be measured is a sheet-like film. 被測定対象物に対して、該被測定対象物と鉛直方向を外した所定角度を持った位置に設けた発光素子から光線を照射する発光手段と、
前記発光手段から照射された光線が前記被測定対象物で反射され、該反射された光線を受光する受光手段と、を備え、
前記受光手段は、前記発光素子と対向する位置に配置され、前記被測定対象物で反射された光線を受光する複数の受光素子を備えたことを特徴とする配向測定装置。
A light emitting means for irradiating a light beam from a light emitting element provided at a position having a predetermined angle with respect to the object to be measured and deviating from the vertical direction;
A light receiving unit configured to receive a light beam reflected from the object to be measured, and to receive the reflected light beam.
The orientation measuring apparatus according to claim 1, wherein the light receiving means includes a plurality of light receiving elements that are disposed at positions facing the light emitting elements and receive light rays reflected by the measurement object.
前記複数の受光素子は、弧状に沿った位置に設けたことを特徴とする請求項6に記載の配向測定装置。   The orientation measuring apparatus according to claim 6, wherein the plurality of light receiving elements are provided at positions along an arc. 前記複数の受光素子が配置してある位置は、前記発光素子から照射されて前記被測定対象物で正反射される方向に位置することを特徴とする請求項6又は7に記載の配向測定装置。   The orientation measuring device according to claim 6 or 7, wherein the position where the plurality of light receiving elements are arranged is located in a direction irradiated from the light emitting element and regularly reflected by the object to be measured. . 前記複数の受光素子は、半円弧状の位置に5個の受光素子を配置したことを特徴とする請求項6、7又は8に記載の配向測定装置。   The orientation measuring apparatus according to claim 6, 7 or 8, wherein the plurality of light receiving elements are arranged in a semicircular arc-like position. 前記被測定対象物はシート状のフィルムであることを特徴とする請求項6乃至9のいずれかに記載の配向測定装置。
The orientation measuring apparatus according to claim 6, wherein the object to be measured is a sheet-like film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010197323A (en) * 2009-02-27 2010-09-09 Kansai Paint Co Ltd Method and system for quantifying orientation state of scaly material in paint film
JP2018509595A (en) * 2015-01-23 2018-04-05 フォルヴェルク・ウント・ツェーオー、インターホールディング・ゲーエムベーハーVorwerk & Compagnie Interholding Gesellshaft Mit Beschrankter Haftung Equipment for treating surfaces

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