JP2944183B2 - Dimension measuring device - Google Patents
Dimension measuring deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は被測定物体のエッジ部分の寸法を測定する光
学系を利用した寸法測定装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a dimension measuring apparatus using an optical system for measuring a dimension of an edge portion of an object to be measured.
（従来の技術） 従来この種寸法測定装置として、第４図に示すよう
に、一定のパスライン位置にある薄板状の被測定物体１
を絞り２を介してレンズ３の焦点位置に設置された光電
センサ４に結像させる縮小結像光学系が用いられる。(Prior Art) Conventionally, as this kind of dimension measuring device, as shown in FIG. 4, a thin plate-like measured object 1 at a certain pass line position is used.
Is formed on the photoelectric sensor 4 installed at the focal position of the lens 3 via the aperture 2.
（発明が解決しようとする課題） この結像光学系を固定した場合、被測定物体の検出視
野を広くとればとるほど、結像面の光電センサの単位素
子当りの分解能が大きくなり、被測定物体のエッジ検出
精度は悪くなる。(Problems to be Solved by the Invention) When this imaging optical system is fixed, the wider the detection field of the object to be measured, the larger the resolution per unit element of the photoelectric sensor on the imaging surface, and The edge detection accuracy of the object deteriorates.
従来は、一定の設定レベルで、弁別分離し、弁別した
ポイントＰに相当する光電センサ上でのビット位置Ｌを
求めていたので、検出精度は単位素子当りの分解能を越
すことない。Conventionally, the detection accuracy does not exceed the resolution per unit element because the bit position L on the photoelectric sensor corresponding to the discriminated point P is determined at a fixed set level.
例えば、光電センサとして5000ビットの固体撮像素子
（CCD素子）、焦点距離50mmのレンズを用いて、視野を1
000mm確保したい場合、CCD素子の単位素子当りの分解能
は、パスライン位置換算で約0.2mmとなってしまう。For example, using a 5000-bit solid-state imaging device (CCD device) as a photoelectric sensor and a lens with a focal length of 50 mm,
When it is desired to secure 000 mm, the resolution per unit element of the CCD element is about 0.2 mm in terms of the pass line position.
本発明は、単位光電素子当りの分解能以上の精度で被
測定物体のエッジ位置を検出できる寸法測定装置を提供
することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a dimension measuring device capable of detecting an edge position of an object to be measured with an accuracy higher than a resolution per unit photoelectric element.
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は前記目的を達成するため、ビデオカメラ本体
内に直線上に配置された複数の光電素子上に被測定物体
を結像させ、これらの光電素子を順々に走査して得られ
たビデオ出力により、前記被測定物体の寸法を測定する
寸法測定装置において、 前記ビデオ出力をデジタルビデオ信号に変換するA/D
変換器と、 このA/D変換器で変換されたビデオ信号のエッジ部分
を積分する積分器と、 この積分器の出力を、前記ビデオ信号がほぼ一定とな
ったビデオ信号レベルで除算する除算器と、 を具備したものである。[Constitution of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention forms an image of an object to be measured on a plurality of photoelectric elements arranged linearly in a video camera body. By a video output obtained by sequentially scanning the photoelectric element of the, in a dimension measuring device for measuring the dimensions of the object to be measured, A / D to convert the video output to a digital video signal
A converter; an integrator for integrating an edge portion of the video signal converted by the A / D converter; and a divider for dividing an output of the integrator by a video signal level at which the video signal is substantially constant. And.
（作用） 本発明によれば、光電素子のビデオ出力をデジタルビ
デオ信号に変換後、ビデオ信号のエッジ部分の積分値を
求め、前記ビデオ信号がほぼ一定となったビデオ信号で
前記積分値を除算することにより、単位光電素子当りの
分解能以上の精度で被測定物体のエッジ位置を検出でき
る。(Operation) According to the present invention, after converting the video output of the photoelectric element into a digital video signal, an integral value of an edge portion of the video signal is obtained, and the integral value is divided by a video signal in which the video signal is substantially constant. By doing so, the edge position of the measured object can be detected with an accuracy higher than the resolution per unit photoelectric element.
（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図であ
り、パスライン上に被測定物体１が配設され、ビデオカ
メラ本体内には撮像する範囲を決める絞り２、レンズ
３、このレンズ３の焦点位置に一直線上に配設された複
数の光電センサ４を具備している。そして、ビデオカメ
ラを走査することにより光電センサ４で結像されるビデ
オ出力をデジタルに変換するA/D変換器５と、このA/D変
換器５で変換されたビデオ信号が後述する設定レベルを
こえたかどうかを判断する比較器６と、この比較器６の
出力を積分する積分器８と、この積分器８の出力と比較
器６の出力をそれぞれ記憶するメモリ（RAM）７と、こ
のメモリ７で記憶された積分値Ｓを波高値VM（ビデオ信
号レベル）で除算してＬを求める除算器９と、この除算
器９で求めたＬと後述するL0から求めるエッジ位置を算
出するエッジ位置算出器10を備えている。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of the present invention. An object 1 to be measured is disposed on a pass line, and an aperture 2, a lens 3, and a lens 3 for determining an imaging range in a video camera body. A plurality of photoelectric sensors 4 are arranged in a straight line at three focal positions. Then, an A / D converter 5 for converting a video output formed by the photoelectric sensor 4 into a digital image by scanning the video camera, and a video signal converted by the A / D converter 5 are set at a set level described later. A comparator 6 for determining whether or not the output of the comparator 6 has been exceeded; an integrator 8 for integrating the output of the comparator 6; a memory (RAM) 7 for storing the output of the integrator 8 and the output of the comparator 6; A divider 9 for dividing the integrated value S stored in the memory 7 by a peak value V M (video signal level) to obtain L, and calculating an edge position to be obtained from L obtained by the divider 9 and L 0 described later. An edge position calculator 10 is provided.
ここで、前記設定レベルについて、第３図を参照して
説明する。第３図（ａ）はビデオカメラで撮像された光
電センサのビデ波形（ビデオ出力原波形）であり、第３
図（ｂ）は第３図（ａ）のエッジ部を拡大した波形であ
り、第３図（ｃ）はエッジ部算出内容を説明するための
図である。第３図（ｂ）のビデオ波形において、設定レ
ベルは、エッジ位置算出のために予め設定されたレベル
で、波高値VMの約1/5に設定されている。Here, the setting level will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows a video waveform (original video output waveform) of the photoelectric sensor captured by the video camera.
FIG. 3B is a waveform obtained by enlarging the edge portion in FIG. 3A, and FIG. 3C is a diagram for explaining the content of calculating the edge portion. In video waveform of FIG. 3 (b), the set level is a predetermined level for edge position calculation is set to about 1/5 of the peak value V M.
以下、このように構成された寸法測定装置の動作につ
いて、第２図のフローチャートおよび第３図を参照して
説明する。ビデオカメラからビデオ出力が、A/D変換器
５によって８ビットのスケールを有するビデオデータ
（ビデオ波形）に変換される。このビデオ波形の各ビッ
トのスタート位置より、前述の設定レベルを越えていな
いか順次チェックする（ステップS1）。そして、比較器
６において、設定レベルを越えたかどうかが判断され
（ステップS2）、設定レベルを越えたと判断された場合
には、メモリ７に前４ビット、後12ビットの計16ビット
のビデオデータを格納する（ステップS3）。そして、積
分器８において、比較器６の出力である設定レベルで検
出されたポイントの前後16ビット分に対応するビデオ波
形の面積Ｓを算出する（ステップS4）。Hereinafter, the operation of the dimension measuring apparatus thus configured will be described with reference to the flowchart of FIG. 2 and FIG. The video output from the video camera is converted by the A / D converter 5 into video data (video waveform) having an 8-bit scale. From the start position of each bit of this video waveform, it is sequentially checked whether the above-mentioned set level has been exceeded (step S1). The comparator 6 determines whether the set level has been exceeded (step S2). If it is determined that the set level has been exceeded, the memory 7 stores 4 bits before and 12 bits after the video data of a total of 16 bits. Is stored (step S3). Then, the integrator 8 calculates the area S of the video waveform corresponding to 16 bits before and after the point detected at the set level, which is the output of the comparator 6 (step S4).
この面積Ｓの求め方は、第３図（ｂ）に示すように、
エッジ部分の前後16ビット分のビデオデータの値を積分
器８で積分すれば良い。The method for obtaining the area S is as shown in FIG.
The value of the video data of 16 bits before and after the edge portion may be integrated by the integrator 8.
次に16ビット分のビデオデータの最後の４ビット分の
データよりビデオデータの波高値VMを求める（ステップ
S5）。Then determine the peak value V M of the video data from the last four bits of data of 16 bits of video data (step
S5).
そして、除算器９において、Ｌ＝S/VMを求める（ステ
ップS6）。ここで、横軸の単位１ビットの16倍の演算精
度でＬを演算しておけば、Ｌは計算上では１ビットの分
解能の16倍の精度を有することになる。Then, the divider 9 calculates the L = S / V M (step S6). Here, if L is calculated with 16 times the calculation precision of 1 bit on the horizontal axis, L has 16 times the precision of 1 bit resolution in calculation.
最後に、エッジ位置算出器10において、求めるエッジ
位置を算出する（ステップS7）。Finally, the edge position calculator 10 calculates an edge position to be obtained (step S7).
以上述べた方法が有効となるためには、次の条件が必
要である。In order for the above-described method to be effective, the following conditions are required.
（１）レンズ３の解像度が、CCD素子の単位素子当りの
分解能よりも良いこと。すなわち、レンズ３の解像度が
悪いと、エッジ部分のビデオ波形がエッジ位置の微小な
動きに対応して変化しないので、いくらＬを演算上の精
度を向上させても無意味であるからである。(1) The resolution of the lens 3 is better than the resolution per unit element of the CCD element. That is, if the resolution of the lens 3 is poor, the video waveform at the edge portion does not change in response to the slight movement of the edge position, so it is meaningless to improve the calculation accuracy of L no matter how much.
（２）前述のエッジ部のビデオ波形の演算対象範囲は、
前後16ビットとしたが、考えられるエッジ部のボケの大
きさがこの範囲を越えないこと。ボケの量が子の範囲を
越えると、波高値VMが、この対象範囲外となってしまう
からである。(2) The calculation range of the video waveform at the edge portion is
16 bits before and after, but the size of the possible blur of the edge part should not exceed this range. If the amount of blurring exceeds the range of the child, the peak value V M is, because becomes the target range.
前述の実施例のA/D変換器５、積分器６、メモリ７、
比較器８、除算器９、エッジ位置算出器10はマイクロコ
ンピュータで構成しても良い。The A / D converter 5, integrator 6, memory 7,
The comparator 8, the divider 9, and the edge position calculator 10 may be constituted by a microcomputer.
［発明の効果］ 以上述べた本発明によれば、単位光電素子当りの分解
能以上の精度で被測定物体のエッジ位置を検出できる寸
法測定装置を提供することができる。[Effects of the Invention] According to the present invention described above, it is possible to provide a dimension measuring device capable of detecting an edge position of an object to be measured with an accuracy higher than the resolution per unit photoelectric element.
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による寸法測定装置の一実施例を示す概
略構成図、第２図は同実施例の動作を説明するためのフ
ローチャート、第３図は同実施例のビデオ出力波形の説
明図、第４図は従来の寸法測定装置の一例を示す概略構
成図である。 １……被測定物体、２……絞り、３……レンズ、４……
光電センサ、５……A/D変換器、６……比較器、７……
メモリ、８……積分器、９……除算器、10……エッジ位
置算出器。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a dimension measuring apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment, and FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a conventional dimension measuring device. 1 ... object to be measured, 2 ... stop, 3 ... lens, 4 ...
Photoelectric sensor, 5 A / D converter, 6 Comparator, 7
Memory, 8 integrator, 9 divider, 10 edge position calculator.
Claims (1)
複数の光電素子上に被測定物体を結像させ、これらの光
電素子を順々に走査して得られたビデオ出力により、前
記被測定物体の寸法を測定する寸法測定装置において、 前記ビデオ出力をデジタルビデオ信号に変換するA/D変
換器と、 このA/D変換器で変換されたビデオ信号のエッジ部分を
積分する積分器と、 この積分器の出力を、前記ビデオ信号がほぼ一定となっ
たビデオ信号レベルで除算する除算器と、 を具備した寸法測定装置。An image of an object to be measured is formed on a plurality of photoelectric elements arranged in a straight line in a video camera body, and a video output obtained by sequentially scanning these photoelectric elements is used to generate an image of the object. In a dimension measuring device for measuring a dimension of a measurement object, an A / D converter for converting the video output into a digital video signal, and an integrator for integrating an edge portion of the video signal converted by the A / D converter. A divider for dividing the output of the integrator by a video signal level at which the video signal is substantially constant.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26382490A JP2944183B2 (en) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | Dimension measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26382490A JP2944183B2 (en) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | Dimension measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04142406A JPH04142406A (en) | 1992-05-15 |
| JP2944183B2 true JP2944183B2 (en) | 1999-08-30 |
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Family Applications (1)
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4834244B2 (en) * | 2000-06-21 | 2011-12-14 | 株式会社東芝 | Dimensional inspection method and apparatus, and mask manufacturing method |
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1990
- 1990-10-03 JP JP26382490A patent/JP2944183B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH04142406A (en) | 1992-05-15 |
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