DE183226T1 - Randdetektionsvorrichtung in optischem messinstrument. - Google Patents

Claims (6)

EP 2686 Aktenzeichen: 85 114 984.9 -Anmelder: Mitutoyo Mfg. Co.,Ltd. Patentansprüche:

1. Randcletektionsvorrichtung in einem optischen Meßinstrument zum Erfassen wenigstens eines Lichtanteils eines durchgelassenen und eines reflektierten Lichtes, um direkt oder indirekt die Abmessung eines zu vermessenden Objektes (H) zu messen, wobei die Erfassungsvorrichtung aufweist:

Einen Sensor (12), der eine Mehrzahl von lichtempfangenden Elementen (12A.12B) aufweist, die auf einer Ebene angeordnet sind, die im wesentlichen parallel zu einer sich bewegenden Ebene einer Relativbewegung zwischen dem zu vermessenden Objekt (4) und der Mehrzahl von lichtempfangenden Elementen (12A.12B) angeordnet ist, um Phasenverschiebungssignale (a, b) in Abhängigkeit von hellen und dunklen Bereichen während der Relativbewegung zu erzeugen, wobei die Pegel der Sensorausgangssignale (a, b), die auf Sensorausgangsterminals (14A,14B) in Abhängigkeit von Ausgängen der lichtempfangenden Elemente (12A,12B) erscheinen, jedesmal im jeweiligen Wert gleich werden, wenn der helle und dunkle Bereich während der Relativbewegung erzeugt wird;

einen Differenzrechner (16), der mit den Sensorausgangsterminals (1HAjI¹IB) in dem Sensor (12) verbunden ist, um eine Differenz (c = b -a) zwischen den Phasenverschiebungssignalen (a, b) zu berechnen;

einen Bereichsignalgenerator (18) zum Vergleichen eines differentiellen Ausgangssignals (c) des Differenzrechners (16) mit Bezugssignalen von hohem Pegel (Vref+) und

niedrigem Pegel (Vref-), der Haltesignale (d, e) erzeugt, wenn das differentielle Ausgangssignal (c) zwischen dem hohen und dem niedrigen Pegel vorliegt, der ein Sensorsignal (a) von den Sensorausgangssignalen (a, b) hält und der ein Signal (j) in einem bestimmten Bereich ausgibt, der einen Kreuzungspunkt zwischen einem Bezugsniveausignal und den Phasenverschiebungssignalen (a, b) enthält, wenn das Ausgangssignal (a) zwischen dem hohen Haltesignal und dem niedrigen Haltesignal, die so gehalten werden, vorliegt; und

einer Erfassungseinrichtung (20) zum Ausgeben eines Kreuzungssignals zwischen dem differentiellen Ausgangssignal (c) von dem Differenzrechner (16) und einem vorgewählten Bezugsniveausignal während der Bereichssignalgenerator (18) das Signal (j) ausgibt.

2. Randdetektionsvorrichtung in einem optischen Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereichssignalgenerator (18) folgendes aufweist:

Einen ersten Vergleicher (24A) zum Vergleichen des differentiellen Ausgangssignals (c) des Differenzrechners (16) mit dem Hochpegelbezugssignal (Vref+) und zum Ausgeben eines Haltesignals (d) wenn das differentielle Ausgangssignal (c) niedriger ist als der hohe Pegel (Vref+);

einen zweiten Vergleicher (24B) zum Vergleichen des differentiellen Ausgangssignals (c) mit dem Niedrigpegelbezugssignal (Vref-) und zum Ausgeben eines Haltesignals (e), wenn das differentieile Signal (c) höher ist als der niedrige Pegel (Vref-);

einen ersten und einen zweiten Abtasthalteschaltkreis (26A, 26B) zum Halten eines Sensorausgangssignales (a) des Sensors (12) in Abhängigkeit von den Haltesignalen

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(d, e), die von den ersten und zweiten Vergleichern (2UA, 2MB) eingegeben werden und zum Abtasten des Sensorsausgangssignals (a), wenn die Haltesignale (d, e) eingegeben werden;

einen dritten Vergleicher (28A) zum Vergleichen eines Ausgangssignales (f) des ersten Abtasthalteschaltkreises (26A) mit dem Sensorausgangssignal (a) und zum Ausgeben eines Signales (h), wenn das Ausgangssignal (f) niedriger ist als das Sensorausgangssignal (a);

einen vierten Vergleicher (28B) zum Vergleichen des Ausgangssignals (g) von dem zweiten Abtasthalteschaltkreis (26B) mit dem Sensorausgangssignal (a) und Ausgeben eines Signals (i), wenn das Ausgangssignal (g) höher ist als das Sensorausgangssignal (a); und

ein Exklusiv-ODER-Gatter (30) zum Ausgeben des Bereichssignales (j), wenn nur einer der dritten und vierten Vergleicher (28A, 28B) ein Signal ausgibt.

3. Randdetektionsvorrichtung in einem optischen Meßinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (20) folgendes aufweist:

Einen Vergleicher (32) zum Ausgeben eines Signales (k ) , wenn das Ausgangssignal (c) von dem Differenzrechner (16) und das Referenzpegelsignal verglichen werden und wenn die beiden Signale miteinander übereinstimmen;

einen Impulssignalgenerator (3¹O zum Erzeugen eines Flankenimpulssignales (1) in Abhängigkeit von dem Signal (c), das von dem Vergleicher (32) ausgegeben wird; und

ein UND-Gatter (36) zum Ausgeben eines Flankenerfassungssignals (πι), nur wenn die Signale (1, j ) sowohl von dem

Impulssignalgenerator (34) und dem Bereichssignalgenerator (18) ausgegeben werden.

4. Randdetektionsvorrichtung in einem optischen Meßinstrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das UND-Gatter (36) das Flankenerfassungssignal (m) an einen Zähler (40) einer Versehiebungserfassungsvorrichtung (38) ausgibt, die mit einer Lagerung (3) für das zu vermessende Objekt (4) fest verbunden ist, wobei die Verschiebungserfassungsvorrichtung (38) von einer mit der Lagerung (3) verbundenen Kodiereinrichtung (42) zum Erzeugen von Impulssignalen als der Bewegung der Lagerung (3) vergleichbare Werte und dem Zähler (40) gebildet wird, der die Impulssignale abliest, die von der Kodiereinrichtung (42) ausgegeben werden, wobei der Zähler (40) den Wert ausgibt, der so in einem Speicher (44) gespeichert wurde, wenn das Flankenerfassungssignal (m) von dem UND-Gatter (36) eingegeben worden ist.

5. Randdetektionsvorrichtung in einem optischen Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Sensor (12) zwei lichtempfangende Elemente (12A,12B) aufweist, welche in ihrer lichtaufnehmenden Fläche gleich sind und welche konzentrisch zueinander angeordnet sind.

6. Randdetektionsvorrichtung in einem optischen Meßinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (12) einen Vorverstärker (26A oder 26B) aufweist, der zwischen einem der Mehrzahl der lichtaufnehmenden Elemente (12A,12B) und einen; der Sensorausgangsterminals (14A,14B) und gegenüberliegend hierzu angeordnet ist, wobei Ausgangssignal pegel der Mehrzahl von lichtempfangenden Elementen (12A,12B) gegenüber aufgenommenen Lichtmengen, die jeweils gleich sind, an den gegenüberliegend angeordneten Sensorausgangs-

terminals (HlA,1MB) jeweils gleichgemacht werden.