JP2020038168A - Signal restoration system and signal restoration device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気信号を復元する信号復元システム及び信号復元装置に関する。 The present invention relates to a signal restoration system and a signal restoration device for restoring an electric signal.
従来、測定対象物(以下、ワークという)の寸法を測定する測定装置において、照射部から照射された光線を受光する受光部の設置位置の状態、又は受光部のガラス面の汚れの状態(以下、測定装置の状態という)を確認する手段として、オシロスコープが用いられている。特許文献1には、入力信号をデジタル処理して、その波形をラスタ表示するオシロスコープが記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a measuring device for measuring a dimension of a measurement object (hereinafter, referred to as a work), a state of an installation position of a light receiving unit that receives a light beam emitted from an irradiation unit, or a state of dirt on a glass surface of the light receiving unit (hereinafter, a state of contamination) An oscilloscope is used as a means for confirming the state of the measurement device).
特許文献1のようなオシロスコープを用いることにより、表示された波形に基づいて測定装置の状態を確認することができる。しかしながら、オシロスコープは取り扱いが容易ではないため、オシロスコープの取り扱いに慣れていない作業者(以下、ユーザという)にとって、測定装置の状態を確認することは容易ではなかった。
By using an oscilloscope as in
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、測定装置の状態の確認を簡易化させることができる信号復元システム及び信号復元装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a signal restoration system and a signal restoration device that can simplify confirmation of a state of a measurement device.
本発明の第1の態様に係る信号復元システムは、測定対象物の寸法を測定する測定装置と、前記測定装置が測定した結果を示す電気信号を復元する信号復元装置とを有するシステムであって、前記測定装置は、測定対象物が配置される測定範囲に光線を走査しながら、前記測定範囲に前記光線を繰り返し照射する照射部と、前記照射部が照射した前記光線を集光する集光レンズと、前記集光レンズが集光した前記光線を受光し、受光した前記光線の強度を前記電気信号に変換する受光部と、前記照射部が前記測定範囲全体を走査する時間を単位として、異なる閾値を前記単位毎に設定する閾値設定部と、設定された前記閾値に基づいて、前記受光部が変換した前記電気信号の時間変化を示す測定信号を2値化し、前記測定信号が前記閾値以上となる領域を前記閾値と対応付けた2値化データを、前記単位毎に生成する2値化部と、を備え、前記信号復元装置は、前記2値化データを取得する取得部と、前記単位毎に生成された前記2値化データを用いて前記測定信号を再構成した再構成信号を生成する再構成部と、前記再構成信号を出力する出力部と、を備える。 A signal restoration system according to a first aspect of the present invention is a system including a measurement device that measures a dimension of an object to be measured and a signal restoration device that restores an electric signal indicating a result measured by the measurement device. An irradiation unit that repeatedly irradiates the measurement area with the light beam while scanning the measurement area in which the measurement target is arranged, and a light condensing unit that condenses the light beam emitted by the irradiation unit. A lens, a light receiving unit that receives the light beam condensed by the condenser lens, and converts the intensity of the received light beam into the electric signal, and a unit in which the irradiation unit scans the entire measurement range. A threshold setting unit that sets a different threshold for each unit, based on the set threshold, binarizes a measurement signal indicating a time change of the electric signal converted by the light receiving unit, and the measurement signal is the threshold. that's all A binarizing unit that generates binarized data in which the region is associated with the threshold, for each of the units, wherein the signal restoring unit obtains the binarized data, A reconstructing unit configured to generate a reconstructed signal obtained by reconstructing the measurement signal by using the binarized data generated for each case; and an output unit outputting the reconstructed signal.
前記信号復元装置は、前記再構成信号の強度が、前記集光レンズが前記照射部から照射された前記光線を集光することによって得られる前記光線の最大の強度から変換された電気信号の強度の時間変化を示す最大測定信号の強度を下回るか否かを比較する比較部をさらに有してもよいし、前記出力部は、前記再構成信号を、前記比較部が比較した比較結果とともに出力してもよい。 The signal restoration device may be configured such that an intensity of the reconstructed signal is an intensity of an electric signal converted from a maximum intensity of the light beam obtained by condensing the light beam emitted from the irradiation unit by the condenser lens. It may further include a comparison unit for comparing whether or not the intensity of the maximum measurement signal indicating a time change is less than or equal to, or the output unit outputs the reconstructed signal together with a comparison result compared by the comparison unit. May be.
前記出力部は、前記測定範囲を示す画像を出力する場合において、前記比較結果が示す、前記再構成信号の強度が前記最大測定信号の強度を下回る範囲を、前記再構成信号の強度が前記最大測定信号の強度を下回る範囲以外の範囲とは異なる態様で出力してもよい。 The output unit, when outputting an image indicating the measurement range, the comparison result indicates, the range of the intensity of the reconstructed signal is less than the intensity of the maximum measurement signal, the intensity of the reconstructed signal is the maximum The signal may be output in a mode different from the range other than the range below the intensity of the measurement signal.
前記信号復元装置は、前記照射部と前記受光部との位置関係を示す位置関係情報と、前記照射部と前記受光部とが前記位置関係にある場合に再構成される前記再構成信号を示す信号パターンとを関連付けて記憶する記憶部をさらに備えてもよいし、前記比較部は、前記再構成信号が、前記記憶部に記憶された複数の前記信号パターンのいずれかに一致するか否かを比較してもよいし、前記出力部は、前記比較結果が示す、前記再構成信号に一致する前記信号パターンに関連付けて前記記憶部に記憶されている前記位置関係情報を出力してもよい。 The signal restoration device indicates positional relationship information indicating a positional relationship between the irradiation unit and the light receiving unit, and indicates the reconstructed signal to be reconfigured when the irradiation unit and the light receiving unit are in the positional relationship. The storage unit may further include a storage unit that stores the signal pattern in association with the signal pattern, the comparison unit determines whether the reconstructed signal matches any of the plurality of signal patterns stored in the storage unit May be compared, or the output unit may output the positional relationship information stored in the storage unit in association with the signal pattern corresponding to the reconstructed signal, which is indicated by the comparison result. .
前記測定装置は、前記2値化データを送信する送信部をさらに備えてもよいし、前記取得部は、複数の前記測定装置それぞれから、前記送信部が送信した前記2値化データを取得してもよいし、前記出力部は、前記複数の測定装置それぞれに関連付けて前記再構成信号を出力してもよい。 The measuring device may further include a transmitting unit that transmits the binarized data, and the acquiring unit acquires the binarized data transmitted by the transmitting unit from each of the plurality of measuring devices. The output unit may output the reconstructed signal in association with each of the plurality of measurement devices.
本発明の第2の態様に係る信号復元装置は、測定対象物が配置される測定範囲に光線を走査しながら、前記測定範囲に前記光線を繰り返し照射する照射部と、前記照射部が照射した前記光線を集光する集光レンズと、前記集光レンズが集光した前記光線を受光し、受光した前記光線の強度を電気信号に変換する受光部と、前記照射部が前記測定範囲全体を走査する時間を単位として、異なる閾値を前記単位毎に設定する閾値設定部と、設定された前記閾値に基づいて、前記受光部が変換した前記電気信号の時間変化を示す測定信号を2値化し、前記測定信号が前記閾値以上となる領域を前記閾値と対応付けた2値化データを、前記単位毎に生成する2値化部と、前記単位毎に生成された前記2値化データを用いて前記測定信号を再構成した再構成信号を生成する再構成部と、前記再構成信号を出力する出力部と、を備える。 The signal restoration device according to the second aspect of the present invention is an irradiation unit that repeatedly irradiates the measurement range with the light beam while scanning the measurement range in which the measurement target is arranged, and the irradiation unit irradiates the measurement unit. A condensing lens that condenses the light beam, a light receiving unit that receives the light beam condensed by the condensing lens and converts the intensity of the received light beam into an electric signal, and the irradiation unit covers the entire measurement range. Using a scanning time as a unit, a threshold setting unit for setting a different threshold for each unit, and binarizing a measurement signal indicating a time change of the electric signal converted by the light receiving unit based on the set threshold. A binarization unit that generates binarized data in which the area where the measurement signal is equal to or larger than the threshold is associated with the threshold, for each unit, and the binarized data generated for each unit. Reconstructed the measurement signal Comprising a reconstruction unit for generating a formed signal, and an output unit which outputs the reconstructed signal.
本発明によれば、測定装置の状態の確認を簡易化させることができるという効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exists an effect that confirmation of the state of a measuring device can be simplified.
[信号復元システムSの概要]
以下、図1及び図2を参照しながら信号復元システムSの概要について説明する。図1及び図2は、信号復元システムSの概要を説明するための図である。信号復元システムSは、測定装置1の状態を示す情報を出力するシステムである。信号復元システムSは、測定装置1と、信号復元装置2とを有する。
[Overview of Signal Restoration System S]
Hereinafter, an outline of the signal restoration system S will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1 and 2 are diagrams for explaining an outline of the signal restoration system S. The signal restoration system S is a system that outputs information indicating the state of the
測定装置1は、ワークの寸法を測定する装置である。測定装置1は、照射部11と、受光部12と、信号処理部14を有する。照射部11は、ワークが配置される測定範囲に光線を走査しながら、測定範囲に光線を繰り返し照射する。測定範囲は、照射部11及び受光部12の間において、照射部11が照射した光線が通過する領域である。本明細書において、照射部11が照射する光線は、線光線であるとして説明する。照射部11は、例えば、測定範囲全体に光線を照射する期間を1回の走査とした場合において、1秒間に3200回の走査を行う。
The
受光部12は、集光レンズが集光した光線を受光し、受光した光線の強度を電気信号に変換する。本明細書における測定装置1においては、受光部12が、照射部11が照射した光線を受光できる範囲内において、照射部11及び受光部12それぞれを任意の場所に設置することができる。
The
信号処理部14は、照射部11及び受光部12の動作を制御する。また、信号処理部14は、受光部12が変換した電気信号に基づいて、測定範囲に配置されたワークの寸法を算出する。また、信号処理部14は、受光部12が変換した電気信号を復元するためのデータを生成する。
The
信号復元装置2は、測定装置1が測定した結果を示す電気信号を復元する装置であり、例えばコンピュータである。信号復元システムSにおいて、測定装置1及び信号復元装置2は、外部インターフェース(例えばUSB(Universal Serial Bus))により接続されている。
The
信号復元システムSは、測定範囲にワークを配置していない状態で処理を行う。図1に示す例においては、集光レンズの上部に汚れGが付着している。この場合において、まず、測定装置1において、照射部11は、測定範囲に光線を走査しながら、測定範囲に対して上から下に光線を照射する(図1の(1))。
The signal restoration system S performs processing in a state where no work is arranged in the measurement range. In the example shown in FIG. 1, dirt G adheres to the upper part of the condenser lens. In this case, first, in the
受光部12は、集光レンズを介して、照射部11が測定範囲に照射した光線を受光し、受光した光線の強度を、電気信号に変換する(図1の(2))。図2(a)は、変換された電気信号の時間変化(以下、測定信号という)を模式的に表した図である。図2(a)、(b)、(c)、及び(d)においては、縦軸が測定信号の強度を示し、横軸が時間を示す。図2(a)に示す測定信号の左側は、集光レンズの上側に対応し、測定信号の右側は、集光レンズの下側に対応する。上述のとおり、図1に示す集光レンズの上部には汚れGが付着しているため、汚れGを通過した光線の強度は、汚れGが付着していない他の領域を通過した光線の強度より低くなる。そのため、図2(a)に示す測定信号は、左側の測定信号の強度が、右側の測定信号の強度より低くなる。
The
図1に戻り、信号処理部14は、照射部11が測定範囲全体を走査する時間を走査時間単位として、異なる閾値を走査時間単位毎に設定する(図1の(3))。閾値は、電気信号の強度(大きさ)を示す。信号処理部14には、値がそれぞれ異なる200段階の閾値が予め記憶されている。図2(b)は、多段階の閾値を模式的に表した図である。図2(b)に示す実線は、10段階の閾値を示し、図2(b)に示す破線は、図2(a)の電気信号を示す。信号処理部14は、例えば、走査単位毎に、図2(b)に示すような閾値を、値が低い順に設定する。
Returning to FIG. 1, the
図1に戻り、信号処理部14は、設定した閾値に基づいて、測定信号を2値化し、測定信号が閾値以上となる領域を閾値と対応付けた2値化データを走査時間単位毎に生成する(図1の(4))。図2(c)は、走査時間単位毎に生成された2値化データを模式的に表した図である。図2(c)に示すように、8段階から10段階に対応する2値化データにおいては、図2(a)に示す電気信号のように左側の電気信号の強度が、右側の電気信号の強度より低くなっている。
Returning to FIG. 1, the
図1に戻り、信号復元装置2は、信号処理部14が走査時間単位毎に生成した2値化データを取得すると、取得した2値化データを用いて、測定信号を再構成した再構成信号を生成する(図1の(5))。再構成信号は、光線を照射した位置又は光線を照射した時間と2値化データの値との関係を示す信号である。
Returning to FIG. 1, when the
図2(d)は、再構成信号を模式的に表した図である。図2(d)に示すように、信号復元装置2は、走査時間単位毎に生成された2値化データを用いて再構成信号を生成することにより、図2(a)に示す電気信号を復元する。信号復元装置2は、例えば、測定装置1の照射部11が1秒間に3200回の走査を行い、信号処理部14が200段階の閾値を設定した場合、1秒間に16回、すなわち62.5ミリ秒の間隔おきに再構成信号を生成することになる。
FIG. 2D is a diagram schematically illustrating the reconstructed signal. As illustrated in FIG. 2D, the
そして、信号復元装置2は、測定装置1の状態を示す情報として、生成した再構成信号を出力する(図1の(6))。信号復元装置2は、例えば、図2(d)に示すような再構成信号を62.5ミリ秒の間隔おきに出力することによって、オシロスコープが出力する電気信号の波形と同じような態様で再構成信号を出力する。信号復元システムSは、1秒間に16の再構成信号を出力するので、測定装置1の状態を確認する用途として十分な性能を発揮することができる。
Then, the
このようにすることで、信号復元システムSは、オシロスコープが出力する情報(電気信号の波形)と同じような情報(受光部12が受光した光線の強度を表した態様の再構成信号)を出力することができる。ユーザは、例えば、測定装置1をメンテナンスする際に、信号復元装置2が出力した再構成信号を参照することにより、集光レンズに汚れが付着していることを確認することができる。その結果、信号復元システムSは、測定装置1の状態の確認を簡易化させることができる。
以下、測定装置1及び信号復元装置2の構成について説明する。
By doing so, the signal restoration system S outputs information (a reconstructed signal in a form representing the intensity of the light beam received by the light receiving unit 12) similar to the information (waveform of the electric signal) output by the oscilloscope. can do. For example, when performing maintenance on the measuring
Hereinafter, the configurations of the
[測定装置1の構成]
図3は、測定装置1の構成を示す図である。測定装置1は、照射部11と、受光部12と、インターフェース13と、信号処理部14を有する。照射部11は、レーザ電源111と、レーザ光源112と、反射ミラー113と、モータ114と、ポリゴンミラー115と、コリメータレンズ116と、第1の受光素子117とを有する。
[Configuration of Measurement Apparatus 1]
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the measuring
レーザ電源111は、後述する信号処理部14からの制御に基づいて、レーザ光源112への電力の供給をオンオフすることにより、レーザ光源112の動作を制御する。
レーザ光源112は、例えば、半導体レーザ素子である。レーザ光源112は、レーザ電源111からの制御に基づいて、光線を射出する。
The
The
反射ミラー113は、レーザ光源112から射出された光線を反射させてポリゴンミラー115に入射させる。
モータ114は、後述する信号処理部14からの制御に基づいて、モータ114と同軸に配置されたポリゴンミラー115を回転させる。
The
The
ポリゴンミラー115は、反射ミラー113を介して入射された光線を、回転しながらコリメータレンズ116に入射させる。
コリメータレンズ116は、ポリゴンミラー115から入射された光線を、平行な光線に変換する。
The
The
第1の受光素子117は、1回の走査が終了した後にコリメータレンズ116を通過する光線を受光することができる位置に設置されている。第1の受光素子117は、走査の終了後にコリメータレンズ116を介して入射された光線を検出すると、走査基準単位の区間を特定するために用いる基準信号を信号処理部14に入力する。
The first light receiving element 117 is installed at a position capable of receiving a light beam that passes through the
受光部12は、集光レンズ121と、第2の受光素子122と、アンプ123とを有する。
集光レンズ121は、照射部11が照射した光線を集光して、第2の受光素子122に入射させる。
The
The
第2の受光素子122は、集光レンズ121が集光した光線の強度に基づいて、電気信号を出力する。
アンプ123は、第2の受光素子122が出力した電気信号を増幅させて信号処理部14に入力する。
The second
The
インターフェース13は、第2の受光素子122が出力した電気信号を信号復元装置2に送信するためのハードウェアインターフェースである。インターフェース13は、例えばUSBである。
The
信号処理部14は、閾値設定部141と、2値化部142とを有する。
閾値設定部141は、照射部11が測定範囲全体を走査する時間を走査時間単位として、異なる閾値を走査時間単位毎に設定する。具体的には、閾値設定部141は、第1の受光素子117から基準信号が入力されるごとに、異なる閾値を設定する。
The
The threshold
閾値設定部141は、例えば、走査時間単位毎に、多段階の閾値(例えば200段階の閾値)から数値が低い順に閾値を設定する。閾値設定部141は、例えば、閾値の初期値として、多段階の閾値から1段階目の閾値を設定し、第1の受光素子117から基準信号が入力されるごとに、設定した閾値の次の段階の閾値に変更する。閾値設定部141が設定する多段階の閾値は、予め測定装置1に記憶されている。
For example, the threshold
閾値設定部141は、設定する閾値の段階数を多くすることにより、信号復元装置2が復元する電気信号の精度を向上させることができる。一方、閾値設定部141は、設定する閾値の段階数を少なくすることにより、復元した電気信号を出力するまでの処理時間を短縮させることができる。閾値設定部141は、設定した閾値を2値化部142に入力する。
The
2値化部142は、コンパレータ143と、生成部144とを有する。2値化部142は、設定された閾値に基づいて測定信号を2値化し、測定信号が閾値以上となる領域を閾値と対応付けた2値化データを、走査時間単位毎に生成する。
The
具体的には、まず、コンパレータ143は、閾値設定部141が設定した閾値に基づいて、第2の受光素子122が出力した電気信号を2値化する。そして、生成部144は、電気信号が閾値以上となる領域を閾値と対応付けた2値化データを、走査時間単位毎に生成する。
Specifically, first, the
より具体的には、コンパレータ143は、第2の受光素子122が出力した電気信号の強度が、閾値設定部141が設定した閾値以上となる場合に「1」に分類し、閾値設定部141が設定した閾値を下回る場合に「0」に分類することにより、測定信号を2値化する。そして、生成部144は、「1」に分類された電気信号に、閾値設定部141が設定した閾値を関連付けた2値化データを、第1の受光素子117から基準信号が入力されるごとに生成する。
More specifically, the
2値化データは、例えば、生成部144が、不図示のクロック回路が送出したクロック信号に同期するタイミングにおいて、コンパレータ143が「1」に分類した電気信号を抽出した抽出時刻と、設定された閾値の段階数を示す数値とを関連付けたデータである。抽出時刻は、基準信号が入力された時点から経過した時刻を示す。生成部144は、インターフェース13を介して、生成した2値化データを、走査時間単位毎に信号復元装置2に送信する。
The binarized data is set, for example, at an extraction time at which the
[信号復元装置2の構成]
図4は、信号復元装置2の構成を示す図である。信号復元装置2は、インターフェース21と、記憶部22と、制御部23とを有する。
[Configuration of signal restoration device 2]
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the
インターフェース21は、測定装置1が送信した2値化データを受信するためのハードウェアインターフェースである。
記憶部22は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びハードディスク等の記憶媒体である。記憶部22は、制御部23が実行するプログラムを記憶している。
The
The
制御部23は、例えばCPU(Central Processing Unit)である。制御部23は、記憶部22に記憶されたプログラムを実行することにより、取得部231、再構成部232、比較部233、及び出力部234として機能する。
The
取得部231は、インターフェース21を介して、測定装置1から2値化データを走査時間単位毎に取得する。取得部231は、取得した2値化データを、走査時間単位毎に再構成部232に入力する。
The
再構成部232は、走査時間単位毎に生成された2値化データを用いて測定信号を再構成した再構成信号を生成する。再構成部232は、例えば、1回の走査に要した時間を横軸とし、閾値の段階数を縦軸とした場合において、各2値化データに含まれる抽出時刻毎に、閾値の段階数が低い順に2値化データを積み上げることにより、再構成信号を生成する。
The reconstructing
再構成部232が、図1に示すような状態の集光レンズ121が集光した光線から変換された測定信号に基づく2値化データを用いて再構成信号を生成した場合、図2(d)に示すような再構成信号が生成される。図2(d)に示す再構成信号の一部(左上)が欠けている領域は、図1に示す集光レンズ121に付着した汚れGに対応する領域である。図4に戻り、信号復元装置2は、例えば、測定装置1の照射部11が1秒間に3200回の走査を行い、信号処理部14が200段階の閾値を設定した場合、62.5ミリ秒の間隔おきに再構成信号を生成する。再構成部232は、生成した再構成信号を出力部234に入力する。
When the reconstructing
出力部234は、測定装置1の状態を示す情報として、再構成部232が生成した再構成信号を出力する。具体的には、出力部234は、再構成部232が生成した再構成信号を、再構成部232が再構成信号を入力するごとに出力する。出力部234は、例えば、図2(d)に示すような再構成信号を示す画像を、信号復元装置2が備える不図示のディスプレイに表示させる。出力部234は、例えば、再構成部232が所定の間隔おきに入力した再構成信号を、オシロスコープが出力する波形のように連続させてディスプレイに表示させてもよいし、再構成部232が再構成信号を入力するごとに切り替えてディスプレイに表示させてもよい。
The
出力部234は、測定装置1の状態を示すための補足情報を、再構成信号とともに出力してもよい。具合的には、まず、比較部233は、再構成信号の強度が、最大測定信号の強度を下回るか否かを比較する。最大測定信号は、集光レンズ121が照射部11から照射された光線を集光することによって得られる光線の最大の強度から変換された電気信号の強度の時間変化を示す測定信号である。最大測定信号は、予め記憶部22に記憶されている。そして、出力部234は、再構成信号を、比較部233が比較した比較結果とともに出力する。
The
出力部234は、例えば、補足情報として、比較結果を示すメッセージをディスプレイに表示させてもよいし、比較結果を示す画像をディスプレイに出力させてもよい。出力部234は、例えば、再構成信号を示す画像を、最大測定信号を示す画像とともにディスプレイに出力させてもよい。このようにすることで、ユーザは、測定装置1の状態を容易に把握することができる。
The
出力部234は、集光レンズ121に付着した汚れの場所を示す情報を出力してもよい。具体的には、出力部234は、測定範囲を示す画像を出力する場合において、比較結果が示す、再構成信号の強度が最大測定信号の強度を下回る範囲を、再構成信号の強度が最大測定信号の強度を下回る範囲以外の範囲とは異なる態様で画面に出力してもよい。
The
図5は、出力部234が出力した画面を模式的に表した図である。図5(a)は、再構成部232が生成した再構成信号を示す。図5(b)は、予め記憶部22に記憶されている最大測定信号を示す。図5(c)は、集光レンズ121の形状を表した画面を示す。
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the screen output by the
図5(a)に示す再構成信号は、図5(b)に示す最大測定信号と比較すると、左側の信号の強度が低い。この場合において、出力部234は、図5(c)に示すように、再構成信号の強度が、最大測定信号の強度より低い領域R1を、再構成信号の強度と最大測定信号の強度とが同程度の領域R2とは異なる態様で示す画像を画面に出力する。このようにすることで、ユーザは、集光レンズ121のどこに汚れが付着しているかを容易に把握することができる。
The reconstructed signal shown in FIG. 5A has a lower left signal intensity than the maximum measurement signal shown in FIG. 5B. In this case, as shown in FIG. 5C, the
また、出力部234は、受光部12の設置位置を調整するための情報を出力してもよい。この場合、記憶部22には、照射部11と受光部12との位置関係を示す位置関係情報と、照射部11と受光部12とが位置関係にある場合に再構成される再構成信号を示す信号パターンとを関連付けて記憶されているとする。
The
この場合において、まず、比較部233は、再構成信号が、記憶部22に記憶された複数の信号パターンのいずれかに一致するか否かを比較する。そして、出力部234は、比較結果が示す、再構成信号に一致する信号パターンに関連付けて記憶部22に記憶されている位置関係情報を出力する。
In this case, first, the comparing
図6は、出力部234が出力した画面を模式的に表した図である。図6(a)は、照射部11に対して、受光部12の設置位置が下側にずれている状態を示す。受光部12が照射部11に対して上下いずれかの側にずれている場合、照射部11と受光部12とが正対している場合に比べて、1回の走査に要する時間が短くなり、再構成部232が生成した再構成信号の幅(時間の長さ)が、最大測定信号の幅より短くなる。また、受光部12が照射部11に対して上下いずれかの側にずれている場合、照射部11と受光部12とが正対している場合に比べて、1回の走査で受光部12が光線を受光する量が少なくなり、再構成部232が生成した再構成信号の高さ(強度)が、最大測定信号の高さより低くなる。
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a screen output by the
比較部233は、再構成部232が生成した再構成信号と、記憶部22に記憶された複数の信号パターンそれぞれとを比較し、最大測定信号より幅が短く、高さが低い信号パターンを特定する。そして、出力部234は、比較部233が特定した信号パターンに関連付けて記憶部22に記憶されている位置関係情報として、図6(a)に示すようなメッセージを画面に出力する。また、図6(a)に示すように、出力部234は、再構成信号の強度が、最大測定信号の強度より低い領域R3を、再構成信号の強度と最大測定信号の強度とが同程度の領域R4とは異なる態様で示した画像を、位置関係情報とともに画面に出力してもよい。
The comparing
図6(b)は、照射部11に対して、受光部12が左右いずれかの側にずれている状態を示す。受光部12が照射部11に対して左右いずれかの側にずれている場合、照射部11と受光部12とが正対している場合に比べて、測定信号(再構成信号)の強度が低くなり、再構成部232が生成した再構成信号の高さが、最大測定信号の高さより低くなる。受光部12が照射部11に対して左右いずれかの側にずれている場合における再構成信号の幅は、最大測定信号の幅と同じである。
FIG. 6B illustrates a state in which the
比較部233は、再構成部232が生成した再構成信号と、記憶部22に記憶された複数の信号パターンそれぞれとを比較し、最大測定信号より高さが低く、幅が同じである信号パターンを特定する。そして、出力部234は、比較部233が特定した信号パターンに関連付けて記憶部22に記憶されている位置関係情報として、図6(b)に示すようなメッセージを画面に出力する。また、図6(b)に示すように、出力部234は、再構成信号の強度が、最大測定信号の強度より低い領域R5を、再構成信号の強度と最大測定信号の強度とが同程度の領域R6とは異なる態様で示した画像を、位置関係情報とともに画面に出力してもよい。このようにすることで、ユーザは、測定装置1の位置調整を容易に行うことができる。
The comparing
[信号復元システムSの処理]
続いて、信号復元システムSの処理の流れについて説明する。図7は、信号復元システムSの処理の流れを示すシーケンス図である。信号復元システムSの処理におけるS2の処理は、S1の処理の前に行ってもよい。本処理において、測定装置1の閾値設定部141は、10段階の閾値を設定するとして説明する。本処理は、照射部11が、測定範囲に光線を照射したことを契機として開始する(S1)。具体的には、コリメータレンズ116は、反射ミラー113及びポリゴンミラー115を介して入射された、レーザ光源112が射出した光線を、平行な線光線に変換して測定範囲に射出する。
[Process of signal restoration system S]
Subsequently, the flow of processing of the signal restoration system S will be described. FIG. 7 is a sequence diagram illustrating a flow of processing of the signal restoration system S. The processing of S2 in the processing of the signal restoration system S may be performed before the processing of S1. In this processing, the
受光部12は、照射部11が測定範囲に光線を照射すると、集光レンズ121が集光した光線を受光し、受光した光線の強度を電気信号に変換する(S2)。具体的には、第2の受光素子122は、集光レンズ121が集光した光線の強度に基づいて、電気信号を出力する。第2の受光素子122は、アンプ123によって増幅された電気信号を信号処理部14に入力する。
When the irradiating
閾値設定部141は、照射部11が測定範囲全体を走査する時間を走査時間単位として、異なる閾値を走査時間単位毎に設定する(S3)。具体的には、まず、照射部11の第1の受光素子117は、走査の終了後にコリメータレンズ116を介して入射された光線を検出すると、走査基準単位の区間を特定するために用いる基準信号を信号処理部14に入力する。そして、閾値設定部141は、第1の受光素子117から基準信号が入力されると、異なる閾値を設定する。閾値設定部141は、例えば、閾値の初期値として、多段階の閾値から1段階目の閾値を設定し、第1の受光素子117から基準信号が入力されるごとに、設定した閾値を次の段階の閾値に変更する。閾値設定部141は、設定した閾値を2値化部142に入力する。
The threshold
信号処理部14の2値化部142は、設定された閾値に基づいて測定信号を2値化し、測定信号が閾値以上となる領域を閾値と対応付けた2値化データを、走査時間単位毎に生成する(S4)。具体的には、まず、コンパレータ143は、第2の受光素子122が出力した電気信号の強度が、閾値設定部141が設定した閾値以上となる場合に「1」に分類し、閾値設定部141が設定した閾値を下回る場合に「0」に分類することにより、測定信号を2値化する。そして、生成部144は、「1」に分類された電気信号に、閾値設定部141が設定した閾値を関連付けた2値化データを、第1の受光素子117から基準信号が入力されるごとに生成する。
The
生成部144は、インターフェース13を介して、生成した2値化データを信号復元装置2に送信する。生成部144は、生成した2値化データを信号復元装置2に送信すると、処理をS1に戻す。測定装置1は、S1からS4までの処理を、走査時間単位ごとに繰り返し行う。
The
信号復元装置2の取得部231は、測定装置1から2値化データを取得する(S5)。取得部231は、取得した2値化データを再構成部232に入力する。再構成部232は、測定装置1の閾値設定部141が、多段階の閾値の設定が終了したか否かを判定する(S6)。具体的には、再構成部232は、取得部231が1から10段階までの閾値それぞれに対応する10の2値化データを取得したか否かを判定する。
The
再構成部232は、多段階の閾値の設定が終了していないと判定した場合(S6においてNOの場合)、処理をS5に戻す。一方、再構成部232は、多段階の閾値の設定が終了したと判定した場合(S6においてYESの場合)、走査時間単位毎に生成された2値化データを用いて再構成信号を生成する(S7)。再構成部232は、生成した再構成信号を出力部234に入力する。
If the
そして、出力部234は、再構成部232が入力した再構成信号を出力する(S8)。信号復元装置2は、再構成信号を出力すると処理をS5に戻し、S5からS8までの処理を繰り返し行う。
Then, the
[本実施の形態における効果]
以上説明したとおり、測定装置1は、測定範囲全体に照射した光線を、集光レンズ121を介して受光し、受光した光線の強度を電気信号に変換する。測定装置1は、走査時間単位毎に設定した閾値に基づいて、変換された電気信号の時間変化を示す測定信号を2値化し、閾値以上となる領域を閾値と対応付けた2値化データを走査時間単位毎に生成する。そして、信号復元装置2は、走査時間単位毎に生成された2値化データを用いて生成した再構成信号を出力する。
[Effects in the present embodiment]
As described above, the measuring
このようにすることで、信号復元システムSは、オシロスコープが出力する情報と同じような情報を出力することができる。ユーザは、例えば、測定装置1をメンテナンスする際に、信号復元装置2が出力した再構成信号を参照することにより、集光レンズに汚れが付着していることを確認することができる。また、ユーザは、例えば、測定装置1を設置する際に、信号復元装置2が出力した再構成信号を参照することにより、照射部11の設置位置と受光部12の設置位置とが正対しているかを確認することができる。その結果、信号復元システムSは、測定装置1の状態の確認を簡易化させることができる。
By doing so, the signal restoration system S can output information similar to the information output by the oscilloscope. For example, when performing maintenance on the measuring
[変形例]
上記において、信号復元システムSは、信号復元装置2が、外部インターフェースにより接続された1つの測定装置1から出力された2値化データに基づいて再構成信号を出力する説明をしたが、これに限らない。例えば、信号復元システムSは、信号復元装置2が、複数の測定装置1それぞれから出力された2値化データに基づいて、複数の再構成信号を出力してもよい。
[Modification]
In the above description, the signal restoration system S has been described in which the
この場合、測定装置1は、不図示の通信部と送信部をさらに備える。また、信号復元装置2は、不図示の通信部をさらに備える。測定装置1及び信号復元装置2それぞれが備える通信部は、ネットワークに接続するためのインターフェースであり、例えばLANコントローラを含んで構成されている。測定装置1が備える送信部は、通信部を介して、2値化データを送信する。
In this case, the
この場合において、信号復元装置2の取得部231は、複数の測定装置1それぞれから、送信部が送信した2値化データを取得する。そして、出力部は、複数の測定装置1それぞれに関連付けて、再構成部232が、複数の2値化データに基づいて生成した複数の再構成信号を出力する。このようにすることで、信号復元システムSは、複数の測定装置1の状態を一括して確認することができる。また、信号復元システムSは、信号復元装置2が、ネットワークを介して測定装置1から2値化データを取得することにより、測定装置1を設置した場所に空きスペースがない場合であっても、他の場所から測定装置1の状態を確認することができる。
In this case, the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、測定装置1が、電気信号を復元してもよい。この場合、測定装置1が、信号復元装置2が備える再構成部と、出力部とをさらに備えることにより、測定装置1と信号復元装置2とを統合させてもよい。このようにすることで、ユーザは、測定装置1を設置した場所に空きスペースがない場合であっても、測定装置1の状態を確認することができる。
As described above, the present invention has been described using the embodiment, but the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiment, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist. is there. For example, the measuring
また、例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。 Further, for example, the specific embodiment of the distribution / integration of the apparatus is not limited to the above-described embodiment, and all or a part of the apparatus is functionally or physically distributed / integrated in an arbitrary unit. can do. Further, new embodiments that are generated by arbitrary combinations of the plurality of embodiments are also included in the embodiments of the present invention. The effect of the new embodiment caused by the combination has the effect of the original embodiment.
1 測定装置
11 照射部
111 レーザ電源
112 レーザ光源
113 反射ミラー
114 モータ
115 ポリゴンミラー
116 コリメータレンズ
117 第1の受光素子
12 受光部
121 集光レンズ
122 第2の受光素子
123 アンプ
13 インターフェース
14 信号処理部
141 閾値設定部
142 2値化部
143 コンパレータ
144 生成部
2 信号復元装置
21 インターフェース
22 記憶部
23 制御部
231 取得部
232 再構成部
233 比較部
234 出力部
S 信号復元システム
Claims (6)
前記測定装置は、
測定対象物が配置される測定範囲に光線を走査しながら、前記測定範囲に前記光線を繰り返し照射する照射部と、
前記照射部が照射した前記光線を集光する集光レンズと、
前記集光レンズが集光した前記光線を受光し、受光した前記光線の強度を前記電気信号に変換する受光部と、
前記照射部が前記測定範囲全体を走査する時間を単位として、異なる閾値を前記単位毎に設定する閾値設定部と、
設定された前記閾値に基づいて、前記受光部が変換した前記電気信号の時間変化を示す測定信号を2値化し、前記測定信号が前記閾値以上となる領域を前記閾値と対応付けた2値化データを、前記単位毎に生成する2値化部と、
を備え、
前記信号復元装置は、
前記2値化データを取得する取得部と、
前記単位毎に生成された前記2値化データを用いて前記測定信号を再構成した再構成信号を生成する再構成部と、
前記再構成信号を出力する出力部と、
を備える信号復元システム。 A measurement device for measuring the dimensions of the measurement object, a system having a signal restoration device for restoring an electric signal indicating the result measured by the measurement device,
The measuring device comprises:
An irradiation unit that repeatedly irradiates the measurement range with the light beam while scanning the measurement range in which the measurement target is arranged,
A condenser lens for condensing the light beam emitted by the irradiation unit,
A light receiving unit that receives the light beam condensed by the condenser lens and converts the intensity of the received light beam into the electric signal;
A threshold setting unit that sets a different threshold value for each unit, with the irradiation unit as a unit for scanning the entire measurement range,
Based on the set threshold value, a measurement signal indicating a time change of the electric signal converted by the light receiving unit is binarized, and a region where the measurement signal is equal to or larger than the threshold value is binarized in association with the threshold value. A binarizing unit that generates data for each unit;
With
The signal restoration device,
An acquisition unit that acquires the binarized data;
A reconstruction unit configured to generate a reconstructed signal obtained by reconstructing the measurement signal using the binarized data generated for each unit;
An output unit that outputs the reconstructed signal;
Signal restoration system comprising:
前記出力部は、前記再構成信号を、前記比較部が比較した比較結果とともに出力する、
請求項1に記載の信号復元システム。 The signal restoration device may be configured such that an intensity of the reconstructed signal is an intensity of an electric signal converted from a maximum intensity of the light beam obtained by condensing the light beam emitted from the irradiation unit by the condenser lens. Further comprising a comparing unit for comparing whether the intensity is lower than the intensity of the maximum measurement signal indicating a time change,
The output unit outputs the reconstructed signal together with a comparison result compared by the comparison unit.
The signal restoration system according to claim 1.
請求項2に記載の信号復元システム。 The output unit, when outputting an image indicating the measurement range, the comparison result indicates, the range of the intensity of the reconstructed signal is less than the intensity of the maximum measurement signal, the intensity of the reconstructed signal is the maximum Output in a manner different from the range other than the range below the intensity of the measurement signal,
The signal restoration system according to claim 2.
前記比較部は、前記再構成信号が、前記記憶部に記憶された複数の前記信号パターンのいずれかに一致するか否かを比較し、
前記出力部は、前記比較結果が示す、前記再構成信号に一致する前記信号パターンに関連付けて前記記憶部に記憶されている前記位置関係情報を出力する、
請求項2又は3に記載の信号復元システム。 The signal restoration device indicates positional relationship information indicating a positional relationship between the irradiation unit and the light receiving unit, and indicates the reconstructed signal to be reconfigured when the irradiation unit and the light receiving unit are in the positional relationship. A storage unit that stores the signal pattern in association with the signal pattern;
The comparing unit compares the reconstructed signal to determine whether it matches any of the plurality of signal patterns stored in the storage unit,
The output unit indicates the comparison result, and outputs the positional relationship information stored in the storage unit in association with the signal pattern that matches the reconstructed signal,
The signal restoration system according to claim 2.
前記取得部は、複数の前記測定装置それぞれから、前記送信部が送信した前記2値化データを取得し、
前記出力部は、前記複数の測定装置それぞれに関連付けて前記再構成信号を出力する、
請求項1から4のいずれか一項に記載の信号復元システム。 The measurement device further includes a transmission unit that transmits the binary data,
The acquisition unit acquires the binary data transmitted by the transmission unit from each of the plurality of measurement devices,
The output unit outputs the reconstructed signal in association with each of the plurality of measurement devices,
The signal restoration system according to claim 1.
前記照射部が照射した前記光線を集光する集光レンズと、
前記集光レンズが集光した前記光線を受光し、受光した前記光線の強度を電気信号に変換する受光部と、
前記照射部が前記測定範囲全体を走査する時間を単位として、異なる閾値を前記単位毎に設定する閾値設定部と、
設定された前記閾値に基づいて、前記受光部が変換した前記電気信号の時間変化を示す測定信号を2値化し、前記測定信号が前記閾値以上となる領域を前記閾値と対応付けた2値化データを、前記単位毎に生成する2値化部と、
前記単位毎に生成された前記2値化データを用いて前記測定信号を再構成した再構成信号を生成する再構成部と、
前記再構成信号を出力する出力部と、
を備える信号復元装置。
An irradiation unit that repeatedly irradiates the measurement range with the light beam while scanning the measurement range in which the measurement target is arranged,
A condenser lens for condensing the light beam emitted by the irradiation unit,
A light receiving unit that receives the light beam condensed by the condenser lens and converts the intensity of the received light beam into an electric signal,
A threshold setting unit that sets a different threshold value for each unit, with the irradiation unit as a unit for scanning the entire measurement range,
Based on the set threshold value, a measurement signal indicating a time change of the electric signal converted by the light receiving unit is binarized, and a region where the measurement signal is equal to or larger than the threshold value is binarized in association with the threshold value. A binarizing unit that generates data for each unit;
A reconstruction unit configured to generate a reconstructed signal obtained by reconstructing the measurement signal using the binarized data generated for each unit;
An output unit that outputs the reconstructed signal;
A signal restoration device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018166276A JP2020038168A (en) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | Signal restoration system and signal restoration device |
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---|---|---|---|---|
WO2021176986A1 (en) | 2020-03-05 | 2021-09-10 | 株式会社日立ハイテク | Mass spectrometer |
-
2018
- 2018-09-05 JP JP2018166276A patent/JP2020038168A/en active Pending
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