JP2629351B2 - 光電式エッジ検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光電式に被検体のエッジを検出する装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種装置は第４図に示す様な構成をなしてい
る。第４図において被検体１のエッジは対物レンズ２で
振動スリット板13に結像し、スリット板13の振動スリッ
ト13′を通り光電素子７に入射する。振動スリット板13
は振動子14で、対物レンズ２の光軸に垂直な面内で一定
の周波数にて加振されている。上記の如く構成された装
置においては第5A図のような被検体拡大像15が振動スリ
ット13′上を通過すると光電素子７から第5B図のような
出力信号が得られる。

第5A図、第5B図において、被検体拡大像15のエッジに
対して、振動スリット13′がａ位置にある場合にはその
振幅量がエッジ端に及ばないので、ａの時間経過に対す
る光電素子７からの出力信号は一定の値を示す。振動ス
リット13′がｂ位置の関係にある時はスリット13′が若
干被検体拡大像15のエッジにかかる状態となりｂの時間
経過によって信号出力は周期的に若干の低下をする。同
様にｃ位置にある時はスリット13′が被検体拡大像15の
エッジを中心に振動するのでｃの時間経過によって信号
出力が最大〜０に変化する。以下ｄ位置ではｂ位置とは
逆に若干の信号出力が周期的に得られｅ位置では信号出
力が０となる。

ここで振動スリット13′の幅を狭くすれば第5C図に示
す如く振動周波数ｆ、2f成分はそれぞれエッジ光強度分
布の一次微分値、二次微分値に近似比例出来るため、
ｆ、2f成分を求め2fのゼロクロス点ｃがエッジの位置と
して求まる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の如き構成でのエッジ検出技術に於ては、スリッ
トの振動方向のみの二次微分（2f成分）しか求められな
いので、スリット振動方向に対して直角方向のエッジは
全く計測出来ないという問題点があった。

本発明の目的は、被検体のエッジがどの方向から通過
しても検出が出来る光電式エッジ検出装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決する為の手段〕

上記目的のために本発明では円状の開口部を有する開
口部材と、該開口部材に被検体の被検面のエッジを結像
させる結像光学系と、該結像光学系と前記開口部材との
間に配置され、前記開口部材の開口部周辺で前記被検面
のエッジ像を円運動させる像駆動手段と、前記開口部を
通過した光を光電変換して前記被検面のエンジを検出す
る検出手段と、を有することを課題解決の手段とするも
のである。

〔作用〕

本発明においては、従来の振動スリットと光電素子と
によりエッジ信号を取り込む構成に替えて、光学的に被
検体拡大エッジ像を開口部材上で円運動させ円状の開口
部（例えばピンホール６′）を透光した光を検出手段
（例えば光電素子７）で受光してエッジ信号を得られる
ように構成している。

上記の構成により、例えば被検体拡大エッジ像は第３
図に示す如く平行平面板の回転により、その厚さ及び傾
き量に応じて結像光学系の光軸は円形の軌跡８を描く。

しかるが故に、被検体拡大エッジ像のエッジ端の一点
は円形の軌跡８に沿って開口部材上で１′ａ、１′ｂ、
１′ｃ、１′ｄの如く回転してあたかも上下、左右に振
動したようになり、エッジの移動方向には全方向の対応
が出来る。

上記のようになした像は円状の開口部を透光して検出
手段に受光されエッジ信号に変換される。

以上のように被検体拡大エッジ像の二次微分値（2f成
分）検出を光学的な手段で生成された像の円運動と円状
の開口部との組合せによって行なうようにしたので、従
来のようにスリットの振動方向だけの二次微分値しか検
出出来ないという不都合はない。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１の実施例であって、被検体１は
結像光学系２によって開口部材６に結像される。開口部
材６に結合された像は開口部材６により光路後方に配置
された光電素子７に検出される。

また、結像光学系２と開口部材６との間には像駆動手
段である平行平面ガラス4aが斜めに且つ、結像光学系２
の光軸を回転中心として回転可能に設置され、平行平面
ガラス4aの回転によって光軸は円形の軌跡を描き開口部
材上に結像される。

第３図は前記像駆動手段の回転による作用の説明であ
る。

平行平面ガラスはガラスの厚さと傾き角に応じて第１
図に示すように実線、点線の如く光軸のシフトを起させ
るので、これを回転させるとシフトされた光軸は開口部
材６上で円形の軌跡８を描く。上記の如く構成されてい
る第１の実施例においては、被検体拡大エッジ像の一点
は円形の軌跡８に沿って１′ａ−１′ｂ−１′ｃ−１′
ｄの様に円運動を起し、開口部材６のピンホール６′を
通してその動きを見ると被検体拡大エッジ像はあたかも
左右に振動して見え、被検体拡大エッジ像は光電素子７
に検出される。

また、この構成によれば被検体拡大エッジ像の前記振
動は被検体１の移動方向と同方向に見えると共に、どの
方向から移動してもピンホール６′を通して入力される
光強度は同じになる。さらに、従来の振動スリットをあ
る周波数ｆで振動させている状態に対して、本発明にお
いては周波数ｆと同じ回転数を平行平面ガラス4aに与え
ることにより、周波数ｆを与えて振動させたことと同じ
結果が得られる。換言すれば振動スリットの駆動部とモ
ーターとを置き換えたことになるので、エッジ検出に係
る信号処理技術は特公昭58−36281の従来技術に記載さ
れている内容をそのまま使用出来ることにより、信号処
理技術についての開示はここでは省略する。

第2A図は本発明の第２の実施例であって、像の円運動
をさせるために平行平面ガラス4aに替えて偏角プリズム
4bを使用して回転させたものである。

第2B図は本発明の第３の実施例であって、上記第２の
実施例の改良実施例である。

平行平面ガラス4a及び偏角プリズム4bを回転させた
時、わずかに起る回転ブレによる像の円運動のふらつき
を防ぐために結像光学系２よりの光を凹レンズ３にて一
度平行光になし、偏角プリズム4bを通過した後に凸レン
ズ５によって再度開口部材上に結像させるようになし、
回転ブレによる影響を受けない、像の円運動のふらつき
のない構成としたものである。

〔発明の効果〕

以上の様に本発明によれば、光学部材の回転により被
検体拡大エッジ像を円運動させ、その光強度信号をピン
ホールにて制約して光電素子に取り込んだ後に被検体拡
大エッジ像を検出するので、エッジ検出方向に方向性が
ないという効果がある。また従来のエッジ検出方法はス
リットに往復運動を与えるため、機器本体が振動するな
どして諸々な問題を残していたが、本発明の方式では回
転運動を採っているので振動に対する処理は格段と楽に
なり性能向上につながる効果もある。更に第2B図に示す
改良実施例によれば、その回転時にたとえ回転ブレがあ
ったとしても像の円運動のふらつきが生じないという利
点もある。

尚、光強度信号の取り込み及び処理回路の構成は従来
と同じなので、従来の処理回路がそのまま使用出来るの
で極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す図、 第2A図は本発明の第２実施例を示す図、 第2B図は本発明の第２実施例の改良実施例を示す図、 第３図は本発明による光学デバイス回路における像の円
運動の説明図、 第４図は従来装置におけるデバイス配置図、 第5A図はスリットと被検体拡大像との位置関係説明図、 第5B図は第5A図の各点における出力信号図、 第5C図は第5B図の出力信号を処理した時の処理信号でス
リットとエッジ位置との相対関係を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……被検体、 １′ａ、１′ｂ、１′ｃ、１′ｄ……被検体端の像、 ２……結像光学系、 ３……凹レンズ、 4a……平行平面ガラス、 4b……偏角プリズム、 ５……凸レンズ、 ６……開口部材、 ６′……ピンホール、 ７……光電素子、 ８……円形の軌跡、 13……振動スリット板、 13′……振動スリット、 14……振動子、 15……被検体拡大像。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円状の開口部を有する開口部材と、該開口
   部材に被検体の被検面のエッジ像を結像させる結像光学
   系と、該結像光学系と前記開口部材との間に配置され、
   前記開口部材の開口部周辺で前記被検面のエッジ像を円
   運動させる像駆動手段と、前記開口部を通過した光を光
   電変換して前記被検面のエッジを検出する検出手段とを
   有することを特徴とする光電式エッジ検出装置。