JP2831539B2 - Optical dimension measuring device - Google Patents
Optical dimension measuring deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光ビームを走査して物
体の寸法を測定する光学式寸法測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical size measuring apparatus for measuring the size of an object by scanning a light beam.
【０００２】[0002]
【従来の技術】レーザ光ビームを一次元走査して物体の
寸法を測定する装置として、レーザ・スキャン・マイク
ロメータ（ＬＳＭ）が知られている。レーザ光ビームは
例えば、ポリゴンミラー等を用いたスキャナにより平行
走査ビームとされて、これにより測定領域が走査され
る。測定領域を透過した光ビームは受光素子により検出
され、物体形状に応じた明暗パターン出力が得られる。
その出力信号が増幅，二値化等の処理を受けてデータ処
理回路に送られ、物体寸法が算出される。2. Description of the Related Art A laser scan micrometer (LSM) is known as a device for measuring the size of an object by one-dimensionally scanning a laser beam. The laser light beam is converted into a parallel scanning beam by, for example, a scanner using a polygon mirror or the like, and thereby the measurement region is scanned. The light beam transmitted through the measurement area is detected by the light receiving element, and a light / dark pattern output corresponding to the shape of the object is obtained.
The output signal is subjected to processing such as amplification and binarization and sent to the data processing circuit, where the object size is calculated.
【０００３】このようなＬＳＭのレーザダイオードには
例えば、ＡｌＧａＩｎＰ等を用いた可視光レーザダイオ
ード（波長６７０nm）が用いられる。しかしこの可視光
レーザダイオードは、不可視光レーザダイオードと比べ
て寿命が１桁以上短い。キャン温度約５０℃の条件で寿
命が１万時間程度である。従って、測定動作の間常時レ
ーザダイオードをオン状態に保つと、長時間の使用に耐
えられない。[0003] For such an LSM laser diode, for example, a visible light laser diode (wavelength 670 nm) using AlGaInP or the like is used. However, this visible light laser diode has a life shorter than that of an invisible light laser diode by one digit or more. The life is about 10,000 hours under the condition of a can temperature of about 50 ° C. Therefore, if the laser diode is kept on during the measurement operation, it cannot be used for a long time.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のＬ
ＳＭでは、レーザダイオードの寿命が短いという問題が
あった。本発明は、レーザダイオードの長寿命化を可能
とした光学式寸法測定装置を提供することを目的として
いる。As described above, the conventional L
SM has a problem that the life of the laser diode is short. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an optical dimension measuring device capable of extending the life of a laser diode.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係る光学式寸法
測定装置は、レーザダイオードと、このレーザダイオー
ドの出力光ビームにより測定対象物が配置される測定領
域を走査するポリゴンミラーを用いた光ビーム走査手段
と、前記測定領域を透過した光ビームを受光する受光手
段と、この受光手段の出力信号を処理して前記測定対象
物の寸法を求めるデータ処理手段と、前記レーザダイオ
ードの出力光ビームの走査範囲のうち走査有効区間の直
ぐ外側に配置されて前記光ビームを検出するフォトダイ
オードと、このフォトダイオードの出力信号から作られ
るタイミング基準信号に基づいて、抵抗とコンデンサで
決定される所定時間前記レーザダイオードをオフにする
レーザダイオード駆動手段とを有することを特徴として
いる。SUMMARY OF THE INVENTION An optical size measuring apparatus according to the present invention comprises a laser diode and an optical beam using a polygon mirror which scans a measurement area where an object to be measured is arranged by an output light beam of the laser diode. Beam scanning means, light receiving means for receiving a light beam transmitted through the measurement area, data processing means for processing an output signal of the light receiving means to determine a size of the object to be measured, and a laser diode.
Of the scanning range of the output light beam of the
A photo-die that is arranged just outside and detects the light beam
Made from the output signal of this photodiode
Based on the timing reference signal
Laser diode driving means for turning off the laser diode for a determined predetermined time .
【０００６】[0006]
【作用】ＬＳＭにおいては通常、光ビームにより走査さ
れる測定領域は光ビームの全走査領域の中から出射窓等
により限定される。従って繰り返し光ビームを走査した
時の受光素子出力信号を時間軸上で見ると、走査有効区
間（測定領域に対応する）と走査無効区間が交互に現
れ、実際の走査有効区間は全体の２０〜３０％に過ぎな
い。従来は走査無効区間にもレーザダイオードをオン状
態に保っているため、無駄な電力を消費すると同時に寿
命も短縮していた。本発明によれば、走査無効区間では
レーザダイオードがオフになるように制御駆動すること
により、レーザダイオードの長寿命化が図られる。In the LSM, the measurement area scanned by the light beam is usually limited by an emission window or the like from the entire scanning area of the light beam. Therefore, when the output signal of the light-receiving element when the light beam is repeatedly scanned is viewed on the time axis, the effective scanning section (corresponding to the measurement area) and the invalid scanning section appear alternately. Only 30%. Conventionally, since the laser diode is kept on even in the scanning invalid section, wasteful power is consumed and the life is shortened. According to the present invention, the life of the laser diode is prolonged by controlling the laser diode to be turned off in the scan invalid section.
【０００７】[0007]
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。図１は、本発明の一実施例のＬＳＭの構成を示
す。レーザダイオード１の出力光ビームは、ポリゴンミ
ラー等を用いたスキャナ２により走査され、ｆ−θレン
ズ３を介して測定対象物４が配置される測定領域に平行
走査ビームとして照射される。この測定領域を透過した
光ビームは、集光レンズ５を介してフォトダイオード８
により検出される。ｆ−θレンズ３の直後には出射窓６
が設けられ、集光レンズ５の直前には受光窓７が設けら
れている。これらの窓６，７により、スキャナ２による
実際のビーム走査範囲に対して平行走査ビームが照射さ
れる測定領域が限定される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of an LSM according to one embodiment of the present invention. The output light beam of the laser diode 1 is scanned by a scanner 2 using a polygon mirror or the like, and is irradiated via a f-θ lens 3 onto a measurement area where a measurement object 4 is arranged as a parallel scanning beam. The light beam transmitted through this measurement area passes through the condenser
Is detected by Immediately after the f-θ lens 3, the exit window 6
Is provided, and a light receiving window 7 is provided immediately before the condenser lens 5. These windows 6 and 7 limit the measurement region where the parallel scanning beam is irradiated on the actual beam scanning range of the scanner 2.
【０００８】フォトダイオード８の出力信号は、アンプ
９により増幅され、二値化回路１０により二値化データ
に変換されてデータ処理回路１１に送られる。データ処
理回路１１で必要な演算処理が行われて、測定対象物４
の寸法が算出される。The output signal of the photodiode 8 is amplified by an amplifier 9, converted into binary data by a binarizing circuit 10, and sent to a data processing circuit 11. Necessary arithmetic processing is performed in the data processing circuit 11, and the measurement object 4
Is calculated.
【０００９】ｆ−θレンズ３の外周付近には、もう一つ
のフォトダイオード１２が配置されている。このフォト
ダイオード１２は、スキャナ２による走査光ビームのう
ち、測定領域に照射されないで無効となる領域の一点で
光検出を行い、１走査終了の基準位置としている。この
フォトダイオード１２の出力信号は波形整形回路１３に
より波形整形されて、レーザダイオード１の制御を行う
為のタイミング基準信号Ａとされる。レーザダイオード
制御回路１４は、この基準信号Ａが入力されて、レーザ
ダイオード１をオン／オフする制御信号Ｂを出力し、Ｌ
Ｄ駆動回路１５がレーザダイオード１を駆動する。Another photodiode 12 is arranged near the outer periphery of the f-θ lens 3. The photodiode 12 performs light detection at one point of a scanning light beam scanned by the scanner 2 which is not irradiated to the measurement region and becomes invalid, and is set as a reference position at the end of one scan. The output signal of the photodiode 12 is subjected to waveform shaping by the waveform shaping circuit 13 and used as a timing reference signal A for controlling the laser diode 1. The laser diode control circuit 14 receives the reference signal A and outputs a control signal B for turning on / off the laser diode 1.
The D drive circuit 15 drives the laser diode 1.
【００１０】レーザダイオード制御回路１４の具体的な
構成例を図２に示す。図示のようにレーザダイオード制
御回路１４は、単安定マルチバイブレータ２１により構
成される。単安定マルチバイブレータ２１は基準信号Ａ
の立下がりでトリガされ、抵抗Ｒ及びコンデンサＣで決
定される時間τ後に終了する。従って、／Ｑ出力のＨレ
ベルがレーザダイオードをオン、Ｌレベルがレーザダイ
オードをオフにする制御信号Ｂとなる。FIG. 2 shows a specific configuration example of the laser diode control circuit 14. As shown in FIG. As shown, the laser diode control circuit 14 is constituted by a monostable multivibrator 21. The monostable multivibrator 21 outputs the reference signal A
And ends after a time τ determined by the resistor R and the capacitor C. Therefore, the H level of the / Q output is the control signal B for turning on the laser diode and the L level is the control signal B for turning off the laser diode.
【００１１】このように構成されたＬＳＭの測定動作
は、基本的に従来のものと変わらない。この実施例で
は、レーザダイオード１が、レーザダイオード制御回路
１４によってスキャナ２によるレーザ光ビーム走査と同
期してオン／オフ制御される。図３は、図２の回路構成
の場合のレーザダイオード制御の様子を示している。図
３に示すように、データ信号となるフォトダイオード８
側のアンプ９の出力信号は、走査有効区間と走査無効区
間が交互に現れる。そしてフォトダイオード１２側の波
形整形回路１３から得られる基準信号Ａは、走査無効区
間に位置するものとなる。この基準信号Ａの立下がりで
単安定マルチバイブレータ２１がトリガされて制御信号
Ｂとなる。The measuring operation of the LSM thus configured is basically the same as the conventional one. In this embodiment, the laser diode 1 is turned on / off by the laser diode control circuit 14 in synchronization with the scanning of the laser beam by the scanner 2. FIG. 3 shows a state of laser diode control in the case of the circuit configuration of FIG. As shown in FIG. 3, a photodiode 8 serving as a data signal
In the output signal of the amplifier 9 on the side, a scanning effective section and a scanning invalid section appear alternately. Then, the reference signal A obtained from the waveform shaping circuit 13 on the photodiode 12 side is located in the scan invalid section. The falling of the reference signal A triggers the monostable multivibrator 21 to become the control signal B.
【００１２】以上のようにこの実施例によれば、スキャ
ナの光源であるレーザダイオードが走査無効区間ではオ
フとなるようにオン／オフ制御される。この結果レーザ
ダイオードは、連続点灯の場合に比べて２〜３倍の長寿
命化が可能になる。As described above, according to this embodiment, on / off control is performed so that the laser diode, which is the light source of the scanner, is turned off in the scanning invalid period. As a result, the life of the laser diode can be extended two to three times as compared with the case of continuous lighting.
【００１３】なお本発明は上記実施例に限られるもので
はない。例えば実施例では、走査の無効領域に配置した
フォトダイオードを利用して、レーザダイオード制御の
ためのタイミング基準信号を生成したが、他の方法で基
準信号を生成することも可能である。またレーザダイオ
ードのオン／オフ制御は、フリップフロップやクロック
をカウントするカウンタ等によっても構成することがで
きる。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the embodiment, the timing reference signal for controlling the laser diode is generated by using the photodiode arranged in the scan invalid area. However, the reference signal can be generated by another method. The on / off control of the laser diode can also be configured by a flip-flop, a counter for counting a clock, or the like.
【００１４】[0014]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、レー
ザダイオードをレーザ光ビーム走査と同期してオン／オ
フ制御することにより、その長寿命化を図った光学式寸
法測定装置を提供することができる。As described above, according to the present invention, there is provided an optical dimension measuring apparatus having a longer life by controlling on / off of a laser diode in synchronization with laser beam scanning. be able to.
【図１】 本発明の一実施例のＬＳＭを示す。FIG. 1 shows an LSM according to one embodiment of the present invention.
【図２】 同実施例のレーザダイオード駆動回路構成を
示す。FIG. 2 shows a configuration of a laser diode drive circuit of the embodiment.
【図３】 同実施例のレーザダイオード駆動の動作波形
を示す。FIG. 3 shows an operation waveform of driving the laser diode of the embodiment.
１…レーザダイオード、２…スキャナ、３…ｆ−θレン
ズ、４…測定対象物、５…集光レンズ、６…出射窓、７
…受光窓、８…フォトダイオード、９…波形整形回路、
１０…二値化回路、１１…データ処理回路、１２…フォ
トダイオード、１３…波形整形回路、１４…レーザダイ
オード制御、１５…レーザダイオード駆動回路、２１…
単安定マルチバイブレータ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser diode, 2 ... Scanner, 3 ... f-theta lens, 4 ... Measurement object, 5 ... Condensing lens, 6 ... Emission window, 7
... light receiving window, 8 ... photodiode, 9 ... waveform shaping circuit,
10: binarization circuit, 11: data processing circuit, 12: photodiode, 13: waveform shaping circuit, 14: laser diode control, 15: laser diode drive circuit, 21 ...
Monostable multivibrator.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01B 11/00-11/30
Claims (1)
が配置される測定領域を走査するポリゴンミラーを用い
た光ビーム走査手段と、 前記測定領域を透過した光ビームを受光する受光手段
と、 この受光手段の出力信号を処理して前記測定対象物の寸
法を求めるデータ処理手段と、前記レーザダイオードの出力光ビームの走査範囲のうち
走査有効区間の直ぐ外側に配置されて前記光ビームを検
出するフォトダイオードと、 このフォトダイオードの出力信号から作られるタイミン
グ基準信号に基づいて、抵抗とコンデンサで決定される
所定時間前記レーザダイオードをオフにする レーザダイ
オード駆動手段と、 を有することを特徴とする光学式寸法測定装置。1. A laser diode, comprising: a polygon mirror that scans a measurement area where an object to be measured is arranged by an output light beam of the laser diode.
A light beam scanning means and a light receiving means for receiving the light beam transmitted through the measuring region, and a data processing means for determining the dimension of the measurement target by processing the output signal of the light receiving means, the output of the laser diode Out of the scanning range of the light beam
The light beam is located just outside the effective scanning area to detect the light beam.
Outgoing photodiode and timing generated from the output signal of this photodiode
Is determined by the resistance and the capacitor based on the reference signal.
And a laser diode driving unit for turning off the laser diode for a predetermined time .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5202810A JP2831539B2 (en) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | Optical dimension measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5202810A JP2831539B2 (en) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | Optical dimension measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0735512A JPH0735512A (en) | 1995-02-07 |
| JP2831539B2 true JP2831539B2 (en) | 1998-12-02 |
Family
ID=16463582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5202810A Expired - Lifetime JP2831539B2 (en) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | Optical dimension measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2831539B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5975760A (en) * | 1982-10-25 | 1984-04-28 | Fujitsu Ltd | Photoscanning system |
| JPS6271511U (en) * | 1985-10-24 | 1987-05-07 |
-
1993
- 1993-07-23 JP JP5202810A patent/JP2831539B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0735512A (en) | 1995-02-07 |
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