JP3819967B2 - 波形処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時系列に入力されるアナログ信号の波形を処理する波形処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
種々の物体の形状および寸法を測定するために変位計が用いられている。例えば、図１３に示すように、搬送ライン１００の上方に変位計１０２を配置し、搬送ライン１００上を移動する被検出体１０１に光を照射するとともに、その反射光を受光する。変位計１０２の出力信号は、被検出体１０１の外形に対応する波形を有する。したがって、その出力信号の波形に基づいて被検出体１０１の形状および寸法を測定することができる。
【０００３】
図１４（ａ）に変位計１０２の出力信号の波形を示す。図において、横軸は時間を表わし、縦軸は信号レベルを表わす。図１４（ａ）に示す波形は、図１３の被検出体１０１の外形に対応している。この波形における各エッジ（波形の立ち上がり部分または立ち下がり部分）の時間軸上の位置および各部分の信号レベルを検出することにより被検出体１０１の各部分の寸法を測定することができる。例えば、波形の信号レベルを検出することにより被検出体１０１の高さを測定することができ、波形のエッジ間の間隔を検出することにより被検出体１０１の幅を測定することができる。
【０００４】
また図１５（ａ）に示すような波形が得られた場合、即ち線分Ｃ１とＣ３において段差がある場合、その段差の位置つまりエッジに相当する点を演算したい場合がある。図１５の場合、Ｃ１とＣ３の間に有限の傾きを持つ線分Ｃ２があるため、厳密にその段差の位置を演算することができない。
【０００５】
このような段差の位置に変わるものとして従来より線分Ｃ１およびＣ２仮想的な交点の演算がなされている。この交点の位置（この位置は近似的に変曲点と呼ばれている。）の演算には、図１５（ａ）の波形を微分し（図１５（ｂ））、所定のレベルＶと交差する位置Ｐを変曲点として演算する方法や、図１６（ａ）に示すように線分Ｃ１と線分Ｃ２上にＡ１、Ａ２およびＢ１、Ｂ２を通る直線ｌ１、ｌ２をそれぞれ設定し、その交点を変曲点の位置Ｐとする方法が従来より用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１４（ｂ）に破線で示すように、変位計１０２の出力信号を取り込むタイミングが時間軸方向にずれると、被検出体１０１の所定の部分の寸法を正確に測定することができない。そのため、従来は、例えば、タイミング信号ＴＩＭを用いて信号レベルの検出タイミングを制御することにより、波形の部分の信号レベルを検出している。
【０００７】
一方、搬送ライン１００の上面の高さにばらつきがあると、図１４（ｃ）に破線で示すように、出力信号の波形の信号レベルが上下にずれることになる。また、搬送ライン１００の上面が湾曲または傾斜していると、図１４（ｄ）に破線で示すように、出力信号の波形が傾くことになる。このような場合には、被検出体１０１の形状や寸法を正確に測定することができない。そのため、搬送ライン１００を高精度で作製する必要がある。
【０００８】
また、図１５（ａ）に示すような波形の変曲点を算出する際、図１５（ａ）の波形の微分波形は図１５（ｂ）に示すようなものではなく、図１５（ｃ）のようにノイズが重畳したものになり、所定のレベルＶと交差する位置を特定することが困難である。
【０００９】
また、図１６（ａ）に示すような方法で波形の変曲点を算出する際、点Ａ１，Ａ２および、点Ｂ１，Ｂ２の設定により直線ｌ１，ｌ２の傾きが変化するので交点Ｐの位置に誤差を生じやすいという問題がある。この誤差を軽減するためにより正確に直線を決定するためにはデータの処理量が多くなり、高速に波形を処理できないという問題もある。
【００１０】
本発明の目的は、時系列に入力されるアナログ信号の波形の所定部分のレベルまたは時間軸上の位置を容易、高精度かつ高速に検出することができる波形処理装置を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、時系列で入力されるアナログ信号の波形の傾きを容易に補正することができる波形処理装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
（１）第１の発明
第１の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、第１の設定手段、エッジ検出手段、第２の設定手段およびレベル検出手段を備える。
【００１３】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、
外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、
前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、
前記波形データにおける時間軸上の所定測定範囲を設定する第１の設定手段と、
前記第１の設定手段により設定された前記所定測定範囲内において、前記被検出体の段差の位置に対応する前記波形データのエッジの時間軸上の位置を検出するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段により検出された前記エッジの時間軸上の位置を基準として前記波形データにおける所定の測定範囲または測定点を設定する第２の設定手段と、
前記第２の設定手段により設定された前記所定の測定範囲または測定点における前記被検出体の高さに対応した前記波形データのレベルを検出するレベル検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
第１の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける時間軸上の所定範囲が設定され、その範囲内において波形データのエッジの時間軸上の位置が検出される。そして、エッジの時間軸上の位置を基準として波形データにおける所定部分が設定され、その所定部分における波形データのレベルが検出される。
【００１５】
このように、波形データのエッジの位置を基準としてその波形データの所定部分が設定されるので、波形データが時間軸方向にずれても、そのずれが所定範囲内であれば、波形データの所定部分におけるレベルを正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形におけるエッジの時間軸上の位置を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００１６】
（２）第２の発明
第２の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、第１の設定手段、レベル検出手段、第２の設定手段およびエッジ検出手段を備える。
【００１７】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の第１および第２の測定範囲または測定点を設定する第１の設定手段と、前記第１の設定手段により設定された前記第１および第２の測定範囲または測定点における前記被検出体の高さに対応した前記波形データのレベルをそれぞれ第１および第２のレベルとして検出するレベル検出手段と、前記レベル検出手段により検出された前記第１および第２のレベルに基づいて検出レベルを設定する第２の設定手段と、前記第２の設定手段により設定された前記検出レベルに基づいて、前記波形データにおける前記被検出体の段差の位置に対応したエッジの時間軸上の位置を検出するエッジ検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
第２の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける時間軸上の第１および第２の部分が設定され、それらの第１および第２の部分における波形データのレベルがそれぞれ第１および第２のレベルとして検出される。そして、第１および第２のレベルに基づいて検出レベルが設定され、その検出レベルに基づいて波形データにおけるエッジの時間軸上の位置が検出される。
【００１９】
このように、波形データの第１および第２の部分のレベルに基づいて検出レベルが設定されるので、波形データのレベルが上下方向にずれても、その波形データにおけるエッジの時間軸上の位置を正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形におけるエッジの時間軸上の位置を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００２０】
（３）第３の発明
第３の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、第１の設定手段、レベル検出手段、第２の設定手段およびエッジ検出手段を備える。
【００２１】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の所定の測定範囲または測定点を設定する第１の設定手段と、前記第１の設定手段により設定された前記所定の測定範囲または測定点における前記被検出体の高さに対応した前記波形データのレベルを検出するレベル検出手段と、前記レベル検出手段により検出されたレベルに基づいて検出レベルを設定する第２の設定手段と、前記第２の設定手段により設定された前記検出レベルに基づいて、前記被検出体の段差の位置に対応した前記波形データにおけるエッジの時間軸上の位置を検出するエッジ検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
第３の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける時間軸上の所定部分が設定され、その所定部分における波形データのレベルが検出される。そして、検出されたレベルを基準として検出レベルが設定され、その検出レベルに基づいて波形データにおけるエッジの時間軸上の位置が検出される。
【００２３】
このように、波形データの所定部分のレベルを基準として検出レベルが設定されるので、波形データのレベルが上下方向にずれても、その波形データにおけるエッジの時間軸上の位置を正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形におけるエッジの時間軸上の位置を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００２４】
（４）第４の発明
第４の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、設定手段、微分値算出手段および変曲点検出手段を備える。
【００２５】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の所定測定範囲を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された前記所定測定範囲内における前記波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データを算出する差分波形算出手段と、前記差分波形算出手段により算出された前記差分波形データにおける最大レベルとその時間軸上の位置を検出する最大部分検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
第４の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける時間軸上の所定範囲が設定される。そして、所定範囲内において波形データの微分値が算出され、その微分値に基づいて波形データにおける変曲点が検出される。
【００２７】
このように、波形データの微分値に基づいて変曲点が検出されるので、波形データが時間軸方向にずれても、また波形データのレベルが上下方向にずれても、波形データにおける変曲点を正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形における変曲点を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００２８】
（５）第５の発明
第５の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、設定手段、差分波形算出手段および最大部分検出手段を備える。
【００２９】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の所定測定範囲を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された前記所定測定範囲内における前記波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データを算出する差分波形算出手段と、前記差分波形算出手段により算出された前記差分波形データにおける最大レベルとその時間軸上の位置を検出する最大部分検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
第５の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける時間軸上の所定範囲が設定される。そして、その所定範囲内における波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データが算出され、その差分波形データにおける最大部分が検出される。
【００３１】
このように、波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データにおける最大部分が算出されるので、波形データのレベルが上下方向にずれても、その波形データにおける最大部分を正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形における最大部分を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００３２】
（６）第６の発明
第６の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、設定手段、差分波形算出手段および最小部分検出手段を備える。
【００３３】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の所定測定範囲を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された前記所定範囲内における前記波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データを算出する差分波形算出手段と、前記差分波形算出手段により算出された前記差分波形データにおける最小レベルとその時間軸上の位置を検出する最小部分検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００３４】
第６の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける時間軸上の所定範囲が設定される。そして、その所定範囲内における波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データが算出され、その差分波形データにおける最小部分が検出される。
【００３５】
このように、波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データにおける最小部分が算出されるので、波形データのレベルが上下方向にずれても、その波形データにおける最小部分を正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形における最小部分を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００３６】
（７）第７の発明
第７の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、設定手段、差分波形算出手段、最大部分検出手段、最小部分検出手段および差検出手段を備える。
【００３７】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の第１の測定範囲を設定する第１の設定手段と、前記第１の設定手段により設定された前記第１の測定範囲内における前記被検出体の段差の位置に対応する前記波形データのエッジの時間軸上の位置を検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段により検出された前記エッジの時間軸上の位置を基準として前記波形データにおける時間軸上の第２の測定範囲を設定する第２の設定手段と、前記第２の設定手段により設定された前記第２の測定範囲内における前記被検出体の最大高さとその位置に対応する前記波形データの最大レベルおよびその時間軸上の位置を検出する最大部分検出手段とを備えたことを特徴とする
【００３８】
第７の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける時間軸上の所定範囲が設定される。そして、その所定範囲内における波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データが算出され、その差分波形データにおける最大部分および最小部分が検出され、さらに最大部分と最小部分との差が検出される。
【００３９】
このように、波形データと所定の基準波形データとの差分を表す差分波形データにおける最大部分および最小部分が算出されるので、波形データのレベルが上下方向にずれても、その波形データにおける最大部分および最小部分を正確に測定することができ、さらに最大部分と最小部分との差を正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形における最大部分と最小部分との差を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００４０】
（８）第８の発明
第８の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、第１の設定手段、エッジ検出手段、第２の設定手段および最大部分検出手段を備える。
【００４１】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の第１の測定範囲を設定する第１の設定手段と、前記第１の設定手段により設定された前記第１の測定範囲内における前記被検出体の段差の位置に対応する前記波形データのエッジの時間軸上の位置を検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段により検出された前記エッジの時間軸上の位置を基準として前記波形データにおける時間軸上の第２の測定範囲を設定する第２の設定手段と、前記第２の設定手段により設定された前記第２の測定範囲内における前記被検出体の最大高さとその位置に対応する前記波形データの最大レベルおよびその時間軸上の位置を検出する最大部分検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００４２】
第８の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける第１の範囲が設定され、その第１の範囲内におけるエッジの時間軸上の位置が検出される。そして、エッジの時間軸上の位置を基準として波形データにおける時間軸上の第２の範囲が設定され、第２の範囲内における波形データの最大部分が検出される。
【００４３】
このように、エッジの時間軸上の位置を基準として第２の範囲が設定されるので、波形データが時間軸方向にずれても、波形データの最大部分を正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形における最大部分を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００４４】
（９）第９の発明
第９の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、第１の設定手段、エッジ検出手段、第２の設定手段および最小部分検出手段を備える。
【００４５】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の第１の測定範囲を設定する第１の設定手段と、前記第１の設定手段により設定された前記第１の測定範囲内における前記被検出体の段差の位置に対応する前記波形データのエッジの時間軸上の位置を検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段により検出された前記エッジの時間軸上の位置を基準として前記波形データにおける時間軸上の第２の測定範囲を設定する第２の設定手段と、前記第２の設定手段により設定された前記第２の測定範囲内における前記被検出体の最大高さとその位置に対応する前記波形データの最小レベルおよびその時間軸上の位置を検出する最小部分検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００４６】
第９の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける第１の範囲が設定され、その第１の範囲内におけるエッジの時間軸上の位置が検出される。そして、エッジの時間軸上の位置を基準として波形データにおける時間軸上の第２の範囲が設定され、第２の範囲内における波形データの最小部分が検出される。
【００４７】
このように、エッジの時間軸上の位置を基準として第２の範囲が設定されるので、波形データが時間軸方向にずれても、波形データの最小部分を正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形における最小部分を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００４８】
（１０）第１０の発明
第１０の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、設定手段、レベル検出手段、傾き算出手段および傾き補正手段を備える。
【００４９】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の第１および第２の測定範囲を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された前記第１および第２の測定範囲における前記被検出体の高さに対応する前記波形データのレベルをそれぞれ第１および第２のレベルとして検出するレベル検出手段と、前記第１および第２の測定範囲の位置および前記レベル検出手段により検出された前記第１および第２のレベルに基づいて、前記被検出体の傾きに対応する前記波形データの傾きを算出する傾き算出手段と、前記傾き算出手段により算出された前記傾きに基づいて前記記憶手段に記憶される波形データの傾きを補正する傾き補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００５０】
第１０の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける時間軸上の第１および第２の部分が設定され、それらの第１および第２の部分における波形データのレベルがそれぞれ第１および第２のレベルとして検出される。そして、第１および第２の部分ならびに第１および第２のレベルに基づいて波形データの傾きが算出され、算出された傾きに基づいて波形データの傾きが補正される。
【００５１】
したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形が傾いている場合でも、記憶手段に記憶される波形データの傾きを容易に補正することができる。
【００５２】
（１１）第１１の発明
第１１の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、データ演算手段および最大値検出手段を備える。
【００５３】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記波形データにおける第１および第２のデータを設定する設定手段と、前記第１および第２のデータを通る線分データ含むデータを発生するデータ演算手段と、前記第１と第２のデータの間の各々の時間における前記波形データと前記線分データの差が最大となる時間軸上の位置を検出し前記波形データの変曲点とする変曲点検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００５４】
したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形データの特定の範囲内の変曲点を容易に算出することができる。
【００５５】
（１２）第１２の発明
第１２の発明に係る変位計は、被検出体の変位を検出してアナログ信号として出力する変位検出手段と、変位検出手段から出力されるアナログ信号を受ける第１〜第１１のいずれかの発明に係る波形処理装置とを備えるものである。
【００５６】
第１２の発明に係る変位計においては、第１〜第１１のいずれかの発明に係る波形処理装置が設けられているので、変位計から出力されるアナログ信号の波形の所定部分のレベルまたは時間軸上の位置を容易にかつ高精度で検出することができ、または変位計から出力されるアナログ信号の波形の傾きや変曲点を容易に補正することができる。したがって、被検出体の傾きやずれにかかわらず、被検出体の形状および寸法を正確に測定することができる。第１３の発明に係る波形装置においては、請求項１〜１１のいずれかに記載の波形処理装置において、前記設定手段により設定を行うための表示手段を備えたことを特徴とする。
【００５７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例による波形処理装置の構成を示すブロック図である。図１の波形処理装置は、データ処理用ＣＰＵ（中央演算処理装置）１、インタフェース用ＣＰＵ２、アナログ入出力回路３、出力回路４、入力回路５、通信インタフェース６および表示器７を備える。データ処理用ＣＰＵ１は、制御部１１、トリガ処理部１２、データ処理部１３、データ用メモリ１４、設定値用メモリ１５および判定処理部１６を含む。インタフェース用ＣＰＵ２は、表示処理部２１、表示用メモリ２２、タッチスイッチ入力部２３、入力処理部２４および通信処理部２５を含む。
【００５８】
アナログ入出力回路３は、１または複数の変位計等のセンサから出力されるアナログ信号を時系列に入力し、デジタルデータに変換する。制御部１１は、アナログ入出力回路３により得られるデジタルデータに関する演算処理を制御する。例えば、制御部１１は、２つのセンサに対応するデジタルデータの加算処理または減算処理を制御する。
【００５９】
入力回路５は、外部から与えられるトリガ信号および各種操作信号をそれぞれトリガ処理部１２および入力処理部２４に入力する。トリガ処理部１２は、入力回路５により入力されたトリガ信号またはアナログ入出力回路３から出力されるデータのレベルに基づいてアナログ入出力回路３から出力されるデータを波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。
【００６０】
データ処理部１３は、データ用メモリ１４に取り込まれた波形データに後述する各動作モードの処理を行う。判定処理部１６は、後述する各動作モードで得られた測定値が所定範囲内にあるか否かを判定する。出力回路４は、判定処理部１６による判定結果を出力する。
【００６１】
表示器７は、タッチスイッチが装着された画面（タッチパネル）を有し、データ用メモリ１４に取り込まれた波形データおよび測定値を表示する。表示処理部２１は、データ処理用ＣＰＵ１から与えられた波形データおよび制御信号に基づいて表示器７の表示処理を行うとともに、表示用メモリ２２に表示用データを格納する。タッチスイッチ入力部２３は、表示器７のタッチスイッチにより入力された各種操作信号および設定値をそれぞれデータ処理部１３および設定値用メモリ１５に与える。
【００６２】
入力処理部２４は、入力回路５により入力された各種操作信号をデータ処理用ＣＰＵ１に与える。通信処理部２５は、通信インタフェース６を介して通信処理を行う。
【００６３】
本実施例では、アナログ入出力回路３が入力手段を構成し、データ用メモリ１４が記憶手段を構成し、データ処理部１３および設定値用メモリ１５が、設定手段、第１の設定手段、第２の設定手段、エッジ検出手段、レベル検出手段、微分値算出手段、変曲点検出手段、差分波形算出手段、最大部分検出手段、最小部分検出手段、差算出手段、傾き算出手段、傾き補正手段、データ演算手段および最大値検出手段を構成する。
【００６４】
次に、図２〜図９を参照しながら図１の波形処理装置における動作モードを説明する。図２〜図９はデータ用メモリ１４に取り込まれた波形データを示し、横軸は時間を表わし、縦軸は信号レベルを表わす。以下の説明では、変位計等のセンサによる被検出体の測定時に、アナログ入出力回路３にそのセンサの出力信号が時系列に入力されるものとする。
【００６５】
図２は高さ測定モードを示す図である。この高さ測定モードは、波形データのエッジの位置を基準として所定部分のレベルを測定するものである。
【００６６】
作業者は、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第１の計測期間Ｔ１（位置Ｘ１〜）、エッジ検出のための検出レベルＶ１、エッジ位置を基準とした第２の計測期間Ｔ２（位置Ｘ２〜Ｘ３）を予め表示器７のタッチスイッチにより設定する。これらの第１の計測期間Ｔ１、検出レベルＶ１および第２の計測期間Ｔ２は設定値として設定値用メモリ１５に記憶される。
【００６７】
被検出体の測定時には、トリガ処理部１２がアナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間Ｔ１において検出レベルＶ１に一致する波形データの位置をエッジＥ１として検出する。次に、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてエッジＥ１の位置を基準とする第２の計測期間Ｔ２を設定し、第２の計測期間Ｔ２における波形データのレベルの平均値ＡＶ０を測定する。
【００６８】
この高さ測定モードによれば、波形データのエッジＥ１の位置を基準として所定部分（第２の計測期間Ｔ２）が設定されるので、図２に一点鎖線で示すように、波形データが時間軸方向にずれても、ずれが第１の測定期間Ｔ１の範囲内であれば、波形データの所定部分のレベルを正確に測定することができる。
【００６９】
なお、第２の計測期間Ｔ２を設定する代わりにエッジＥ１の位置を基準とする計測点を設定し、その計測点における波形データのレベルを測定してもよい。
【００７０】
図３は第１のエッジ位置測定モードを示す図である。この第１のエッジ位置測定モードは、波形データの２つの測定レベルに基づく検出レベルを用いてエッジの位置を測定するものである。
【００７１】
作業者は、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第１の計測期間Ｔ１（位置Ｘ１〜Ｘ２）、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第２の計測期間Ｔ２（位置Ｘ３〜Ｘ４）、およびデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第３の計測期間Ｔ３（位置Ｘ５〜）を予め表示器７のタッチスイッチにより設定する。これらの第１の計測期間Ｔ１、第２の計測期間Ｔ２および第３の計測期間Ｔ３は設定値として設定値用メモリ１５に記憶される。
【００７２】
被検出体の測定時には、トリガ処理部１２がアナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間Ｔ１における波形データのレベルの平均値ＡＶ１を測定する。次に、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第２の計測期間Ｔ２を設定し、その第２の計測期間Ｔ２における波形データのレベルの平均値ＡＶ２を測定する。そして、２つの平均値ＡＶ１，ＡＶ２の中点を検出レベルＶ２とする。次いで、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第３の計測期間Ｔ３を設定し、その第３の計測期間Ｔ３において検出レベルＶ２に一致する波形データの位置をエッジＥ２の位置として検出する。
【００７３】
この第１のエッジ位置測定モードによれば、第１および第２の計測期間Ｔ１，Ｔ２における波形データのレベルの平均値ＡＶ１，ＡＶ２に基づいて検出レベルＶ２が設定されるので、図３に一点鎖線で示すように、波形データのレベルが上下方向にずれても、波形データのエッジＥ２の位置を正確に測定することができる。
【００７４】
なお、第１の計測期間Ｔ１および第２の計測期間Ｔ２を設定する代わりにデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測点および第２の計測点を設定し、それらの計測点における波形データのレベルを測定してもよい。
【００７５】
図４は第２のエッジ位置測定モードを示す図である。この第２のエッジ位置測定モードは、波形データの１つの測定レベルを基準とする検出レベルを用いてエッジの位置を測定するものである。
【００７６】
作業者は、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第１の計測期間Ｔ１（位置Ｘ１〜Ｘ２）、測定レベルを基準としたレベル差ΔＶ、およびデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第２の計測期間Ｔ２（位置Ｘ３〜）を予め表示器７のタッチスイッチにより設定する。これらの第１の計測期間Ｔ１、レベル差ΔＶおよび第２の計測期間Ｔ２は設定値として設定値用メモリ１５に記憶される。
【００７７】
被検出体の測定時には、トリガ処理部１２がアナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間Ｔ１における波形データのレベルの平均値ＡＶ３を測定する。そして、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいて平均値ＡＶ３を基準とする検出レベルＶ１（平均値からレベル差ΔＶだけ低下したレベル）を設定する。次に、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第２の計測期間Ｔ２を設定し、その第２の計測期間Ｔ２において検出レベルＶ３に一致する波形データの位置をエッジＥ３の位置として検出する。
【００７８】
この第２のエッジ位置測定モードによれば、波形データの１つの測定レベルを基準として検出レベルが設定されるので、図４に一点鎖線で示すように、波形データのレベルが上下方向にずれても、波形データのエッジＥ３の位置を正確に測定することができる。
【００７９】
なお、計測期間Ｔ１を設定する代わりにデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする計測点を設定し、その計測点における波形データのレベルを測定してもよい。
【００８０】
図５は微分測定モードを示す図である。この微分測定モードは、波形データの微分値に基づいて変曲点のレベルおよび位置を測定するものである。
【００８１】
作業者は、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした計測期間Ｔ１（位置Ｘ１〜）、および微分設定値Ｄ１を予め表示器７のタッチスイッチにより設定する。これらの計測期間Ｔ１および微分設定値Ｄ１は設定値として設定値用メモリ１５に記憶される。
【００８２】
被検出体の測定時には、トリガ処理部１２がアナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする計測期間Ｔ１を設定し、その計測期間Ｔ１における波形データの微分値を算出し、微分波形データを求める。そして、微分波形データにおいて微分設定値Ｄ１に一致する位置を変曲点Ｌ１の位置として検出し、変曲点Ｌ１のレベルを測定する。
【００８３】
この微分測定モードによれば、波形データの微分値に基づいて変曲点が検出されるので、図５に一点鎖線で示すように、波形データが時間軸方向にずれても、また波形データのレベルが上下方向にずれても、波形データの変曲点のレベルおよび位置を正確に測定することができる。
【００８４】
この微分測定モードは、例えば、物の圧入を検出する圧力センサの出力信号において変化点を測定する際に用いることができる。
【００８５】
図６は第１のピーク測定モードおよび第１のボトム測定モードを示す図である。第１のピーク測定モードは、波形比較により波形データのピーク（最大部分）のレベルおよび位置を測定するものである。第１のボトム測定モードは、波形比較により波形データのボトム（最小部分）のレベルおよび位置を測定するものである。
【００８６】
作業者は、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした計測期間Ｔ１（位置Ｘ１〜Ｘ２）を予め表示器７のタッチスイッチにより設定する。この計測期間Ｔ１は設定値として設定値用メモリ１５に記憶される。
【００８７】
第１のピーク測定モードでは、被検出体の測定時に、トリガ処理部１２がアナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間Ｔ１において、データ用メモリ１４に記憶された波形データ（以下、入力波形データと呼ぶ。）ＷＩと所定のマスタ波形データ（基準波形データ）ＷＭとの差分を算出し、差分波形データを求める。そして、その差分波形データにおけるピークＰ１を検出し、そのピークＰ１のレベルおよび位置を測定する。
【００８８】
第１のボトム測定モードでは、被検出体の測定時に、トリガ処理部１２がアナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間Ｔ１において、入力波形データＷＩと所定のマスタ波形データ（基準波形データ）ＷＭとの差分を算出し、差分波形データを求める。そして、その差分波形データにおけるボトムＢ１を検出し、そのボトムＢ１のレベルおよび位置を測定する。
【００８９】
第１のピーク測定モードおよび第１のボトム測定モードによれば、入力波形データＷＩとマスタ波形データＷＭとの差分波形データに基づいてピークまたはボトムが検出されるので、入力波形データＷＩのレベルが上下方向にずれても、入力波形データＷＩにおけるピークまたはボトムのレベルおよび位置を正確に測定することができる。
【００９０】
さらに、第１のピーク測定モードにより測定されたピークＰ１のレベルと第１のボトム測定モードにより測定されたボトムＢ１のレベルとの差を算出することにより、被検出体のピーク位置とボトム位置との間の寸法を測定することができる。
【００９１】
図７は第２のピーク測定モードおよび第２のボトム測定モードを示す図である。第２のピーク測定モードは、波形データのエッジの位置を基準としてピークのレベルおよび位置を測定するものである。第２のボトム測定モードは、波形データのエッジの位置を基準としてボトムのレベルおよび位置を測定するものである。
【００９２】
作業者は、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第１の計測期間Ｔ１（位置Ｘ１〜）、エッジ検出のための検出レベルＶ４、およびデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第２の計測期間Ｔ２（位置Ｘ２〜Ｘ３）を予め表示器７のタッチスイッチにより設定する。これらの第１の計測期間Ｔ１、検出レベルＶ１および第２の計測期間Ｔ２は設定値として設定値用メモリ１５に記憶される。
【００９３】
第２のピーク測定モードでは、被検出体の測定時に、トリガ処理部１２がアナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間Ｔ１において検出レベルＶ４に一致する波形データの位置をエッジＥ４の位置として検出する。次に、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてエッジＥ４の位置を基準とする第２の計測期間Ｔ２を設定する。そして、第２の計測期間Ｔ２におけるピークＰ２を検出し、ピークＰ２のレベルおよび位置を測定する。
【００９４】
第２のボトム測定モードでは、被検出体の測定時に、トリガ処理部１２がアナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間Ｔ１において検出レベルＶ４に一致する波形データの位置をエッジＥ４の位置として検出する。次に、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてエッジＥ４の位置を基準とする第２の計測期間Ｔ２を設定する。そして、第２の計測期間Ｔ２におけるボトムＢ２を検出し、ボトムＢ２のレベルおよび位置を測定する。
【００９５】
第２のピーク測定モードおよび第２のボトム測定モードによれば、波形データのエッジＥ４の位置を基準として第２の計測期間Ｔ２が設定されるので、波形データが時間軸方向にずれても、ピークＰ２またはボトムＢ２のレベルおよび位置を正確に測定することができる。
【００９６】
図８は第１の傾き補正モードを示す図である。この第１の傾き補正モードは、波形データの傾きが一定である場合に波形データの２つの位置およびそのレベルに基づいて波形データの傾きを補正するものである。
【００９７】
作業者は、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第１の計測期間Ｔ１（位置Ｘ１〜Ｘ２）、およびデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第２の計測期間Ｔ２（位置Ｘ３〜Ｘ４）を予め表示器７のタッチスイッチにより設定する。これらの第１の計測期間Ｔ１および第２の計測期間Ｔ２は設定値として設定値用メモリ１５に記憶される。
【００９８】
トリガ処理部１２は、被検出体の測定ごとに、アナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。
【００９９】
最初の被検出体の測定時に、データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶され設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間における波形データのレベルの平均値ＡＶ４を測定するとともに、第１の計測期間Ｔ１の中点Ｍ１の位置を算出する。また、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第２の計測期間Ｔ２を設定し、その第２の計測期間Ｔ２における波形データのレベルの平均値ＡＶ５を測定するとともに、第２の計測期間Ｔ２の中点Ｍ２の位置を算出する。そして、中点Ｍ１，Ｍ２の位置および平均値ＡＶ４，ＡＶ５に基づいて波形データの傾きを算出し、算出された傾きに基づいてデータ用メモリ１４に取り込まれた波形データの傾きを補正する。
【０１００】
以後の被検出体の測定時には、最初の測定時に算出された波形データの傾きに基づいてデータ用メモリ１４に取り込まれた波形データの傾きを補正する。
【０１０１】
この第１の傾き補正モードによれば、データ用メモリ１４に取り込まれる波形データの傾きが常に一定の場合に、図８に一点鎖線で示すように波形データの傾きを正確に補正することができる。
【０１０２】
なお、第１の計測期間Ｔ１および第２の計測期間Ｔ２を設定する代わりにデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測点および第２の計測点を設定し、それらの計測点における波形データのレベルに基づいて傾きを算出してもよい。
【０１０３】
図９は第２の傾き補正モードを示す図である。この第２の傾き補正モードは、測定ごとに波形データの傾きが変化する場合に波形データの２つの位置およびそのレベルに基づいて波形データの傾きを補正するものである。
【０１０４】
作業者は、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第１の計測期間Ｔ１（位置Ｘ１〜Ｘ２）、およびデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第２の計測期間Ｔ２（位置Ｘ３〜Ｘ４）を予め表示器７のタッチスイッチにより設定する。これらの第１の計測期間Ｔ１および第２の計測期間Ｔ２は設定値として設定値用メモリ１５に記憶される。
【０１０５】
トリガ処理部１２は、被検出体の測定ごとに、アナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。
【０１０６】
被検出体の測定ごとに、データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶され設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間における波形データのレベルの平均値ＡＶ４を測定するとともに、第１の計測期間Ｔ１の中点Ｍ１の位置を算出する。また、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第２の計測期間Ｔ２を設定し、その第２の計測期間Ｔ２における波形データのレベルの平均値ＡＶ５を測定するとともに、第２の計測期間Ｔ２の中点Ｍ２の位置を算出する。そして、中点Ｍ１，Ｍ２の位置および平均値ＡＶ４，ＡＶ５に基づいて波形データの傾きを算出し、算出された傾きに基づいて波形データの傾きを補正する。
【０１０７】
この第２の傾き補正モードによれば、図９に実線および点線で示すように、データ用メモリ１４に取り込まれる波形データの傾きが測定ごとに異なる場合に、図９に一点鎖線で示すように波形データの傾きを正確に補正することができる。
【０１０８】
なお、第１の計測期間Ｔ１および第２の計測期間Ｔ２を設定する代わりにデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測点および第２の計測点を設定し、それらの計測点における波形データのレベルに基づいて傾きを検出してもよい。
【０１０９】
図１７は、変曲点を演算するモードを説明するための波形である。記憶された波形データにおける線分Ｃ１およびＣ２の変曲点を演算する場合、線分Ｃ１、Ｃ２上に点Ａおよび点Ｂを設定する。続いてこれらの点Ａ、Ｂを通る直線をデータ演算手段より算出する。更に点Ａ、Ｂの間の各時間の波形データにおいて、同じ時間に対応する直線上のデータとの差を算出し、その中の最大値を求める。即ち点Ａと点Ｂの間における直線から線分Ｃ１およびＣ２上のデータの差は図１７（ｂ）のようになり、変曲点Ｐはその最大値として算出される。
【０１１０】
この演算において変曲点は、直線を設定して波形データとの差を演算するだけで求めることができるので、演算量が少なくて済む。ノイズによる影響も受けにくいので安定した演算結果を得ることができる。
【０１１１】
また、この変曲点の演算は、直線データと波形データの大小関係を識別し、又は予め設定することにより常に大きい値から小さい値のデータを減ずる用にしてもよいし、大小関係にかかわらず減算を行いその結果の絶対値を求めるようにしてもよい。
【０１１２】
また、この変曲点を演算する際に設定する２点は、演算しようとする変曲点の位置に応じて任意の位置に設定することができるが、被検出体が上下左右にずれることを考慮して、図３又は図４に示されるエッジの位置を基準にして上記２点を設定することができるようにしてもよい。この設定によれば被検出体が上下左右にずれても、変曲点を安定して演算することができる。
【０１１３】
図１０および図１１は本実施例の波形処理装置における表示器７の画面を示す図である。
【０１１４】
図１０および図１１に示すように、画面上にＸカーソルＣＸおよびＹカーソルＣＹが表示されている。また、画面の上部には、ＸカーソルＣＸの座標値ＰＸおよびＹカーソルＣＹの座標値ＰＹが表示されている。
【０１１５】
図１０に示すように、画面上の任意の位置を指３０で触れると、図１１に示すように、その位置にＸカーソルＣＸおよびＹカーソルＣＹが移動する。この動作を図１２のフローチャートを参照しながら説明する。
【０１１６】
まず、図１の表示処理部２１は、タッチスイッチが押されたか否かを判別する（ステップＳ１）。タッチスイッチが押された場合には、タッチスイッチの押下位置をタッチスイッチ入力部２３からの信号に基づいて読み取り、ＸカーソルＣＸおよびＹカーソルＣＹの位置に換算する（ステップＳ２）。
【０１１７】
そして、表示処理部２１はＸカーソルＣＸおよびＹカーソルＣＹを画面上で換算位置に移動させる（ステップＳ３）。そして、ＸカーソルＣＸおよびＹカーソルＣＹの移動に連動してＸカーソルＣＸの座標値ＰＸ、ＹカーソルＣＹの座標値ＰＹ等の変数値を変化させる（ステップＳ４）。
【０１１８】
従来の表示器では、画面上でカーソルを移動させるためには、カーソルキー、マウス、ジョグダイヤル等のポインティングデバイスを操作する必要がある。この場合、画面上でカーソルが所望の位置まで移動するまでに時間がかかるという問題がある。また、表示器を制御盤等の盤に垂直に取り付けると、カーソルキーやマウスを操作しづらいという問題がある。
【０１１９】
これに対して、本実施例の波形処理装置における表示器７では、画面の所望の位置を指で触れるだけでその位置にカーソルを瞬時に移動させることができる。したがって、画面上でのカーソルの移動を簡単にかつ迅速に行うことができる。
【０１２０】
このような表示器７は、画面に装着されたタッチスイッチと、画面に所定のパターンを表示させるパターン表示手段と、タッチスイッチの押下位置を検出する押下位置検出手段と、パターン表示手段により表示されるパターンを画面上で押下位置検出手段により検出された位置に移動させるパターン移動手段とを備える。
【０１２１】
なお、パターンはカーソルであってもよく、波形やその他の図形、文字等であってもよい。パターンが波形である場合、まず、画面に表示される波形を指で触れ、次に画面の任意の位置を指で触れることにより、画面上で波形を任意の位置に瞬時に移動させるように構成してもよい。
【０１２２】
本実施例の波形処理装置のアナログ入出力回路３に変位センサを接続した場合には、変位センサおよび波形処理装置が全体として変位計を構成する。変位センサとしては、磁気を用いて被検出体の変位を検出する磁気式変位センサ、超音波を用いて被検出体の変位を検出する超音波式変位センサ、光を用いて被検出体の変位を検出する光学式変位センサ等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における波形処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の波形処理装置における高さ測定モードを示す図である。
【図３】図１の波形処理装置における第１のエッジ位置測定モードを示す図である。
【図４】図１の波形処理装置における第２のエッジ位置測定モードを示す図である。
【図５】図１の波形処理装置における変曲点測定モードを示す図である。
【図６】図１の波形処理装置における第１のピーク測定モードおよび第１のボトム測定モードを示す図である。
【図７】図１の波形処理装置における第２のピーク測定モードおよび第２のボトム測定モードを示す図である。
【図８】図１の波形処理装置における第１の傾き補正モードを示す図である。
【図９】図１の波形処理装置における第２の傾き補正モードを示す図である。
【図１０】図１の波形処理装置における表示器の画面を示す図である。
【図１１】図１の波形処理装置における表示器の画面を示す図である。
【図１２】図１の波形処理装置におけるＸカーソルおよびＹカーソルの移動処理を示すフローチャートである。
【図１３】変位計による被検出体の測定を示す図である。
【図１４】図１３の変位計の出力信号の波形図である。
【図１５】従来の変曲点の演算方法を説明する波形である。
【図１６】従来の他の変曲点の演算方法を説明する波形である。
【図１７】本発明の変曲点の演算方法を説明する波形である。
【符号の説明】
１ データ処理用ＣＰＵ
２ インタフェース用ＣＰＵ
３ アナログ入出力回路
４ 出力回路
５ 入力回路
７ 表示器
１２ トリガ処理部
１３ データ処理部
１４ データ用メモリ
１５ 設定値用メモリ
１６ 判定処理部
２１ 表示処理部
２２ 表示用メモリ
２３ タッチスイッチ入力部
２４ 入力処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、時系列に入力されるアナログ信号の波形を処理する波形処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
種々の物体の形状および寸法を測定するために変位計が用いられている。例えば、図１３に示すように、搬送ライン１００の上方に変位計１０２を配置し、搬送ライン１００上を移動する被検出体１０１に光を照射するとともに、その反射光を受光する。変位計１０２の出力信号は、被検出体１０１の外形に対応する波形を有する。したがって、その出力信号の波形に基づいて被検出体１０１の形状および寸法を測定することができる。
【０００３】
図１４（ａ）に変位計１０２の出力信号の波形を示す。図において、横軸は時間を表わし、縦軸は信号レベルを表わす。図１４（ａ）に示す波形は、図１３の被検出体１０１の外形に対応している。この波形における各エッジ（波形の立ち上がり部分または立ち下がり部分）の時間軸上の位置および各部分の信号レベルを検出することにより被検出体１０１の各部分の寸法を測定することができる。例えば、波形の信号レベルを検出することにより被検出体１０１の高さを測定することができ、波形のエッジ間の間隔を検出することにより被検出体１０１の幅を測定することができる。
【０００４】
また図１５（ａ）に示すような波形が得られた場合、即ち線分Ｃ１とＣ３において段差がある場合、その段差の位置つまりエッジに相当する点を演算したい場合がある。図１５の場合、Ｃ１とＣ３の間に有限の傾きを持つ線分Ｃ２があるため、厳密にその段差の位置を演算することができない。
【０００５】
このような段差の位置に変わるものとして従来より線分Ｃ１およびＣ２仮想的な交点の演算がなされている。この交点の位置（この位置は近似的に変曲点と呼ばれている。）の演算には、図１５（ａ）の波形を微分し（図１５（ｂ））、所定のレベルＶと交差する位置Ｐを変曲点として演算する方法や、図１６（ａ）に示すように線分Ｃ１と線分Ｃ２上にＡ１、Ａ２およびＢ１、Ｂ２を通る直線ｌ１、ｌ２をそれぞれ設定し、その交点を変曲点の位置Ｐとする方法が従来より用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１４（ｂ）に破線で示すように、変位計１０２の出力信号を取り込むタイミングが時間軸方向にずれると、被検出体１０１の所定の部分の寸法を正確に測定することができない。そのため、従来は、例えば、タイミング信号ＴＩＭを用いて信号レベルの検出タイミングを制御することにより、波形の部分の信号レベルを検出している。
【０００７】
一方、搬送ライン１００の上面の高さにばらつきがあると、図１４（ｃ）に破線で示すように、出力信号の波形の信号レベルが上下にずれることになる。また、搬送ライン１００の上面が湾曲または傾斜していると、図１４（ｄ）に破線で示すように、出力信号の波形が傾くことになる。このような場合には、被検出体１０１の形状や寸法を正確に測定することができない。そのため、搬送ライン１００を高精度で作製する必要がある。
【０００８】
また、図１５（ａ）に示すような波形の変曲点を算出する際、図１５（ａ）の波形の微分波形は図１５（ｂ）に示すようなものではなく、図１５（ｃ）のようにノイズが重畳したものになり、所定のレベルＶと交差する位置を特定することが困難である。
【０００９】
また、図１６（ａ）に示すような方法で波形の変曲点を算出する際、点Ａ１，Ａ２および、点Ｂ１，Ｂ２の設定により直線ｌ１，ｌ２の傾きが変化するので交点Ｐの位置に誤差を生じやすいという問題がある。この誤差を軽減するためにより正確に直線を決定するためにはデータの処理量が多くなり、高速に波形を処理できないという問題もある。
【００１０】
本発明の目的は、時系列に入力されるアナログ信号の波形の所定部分のレベルまたは時間軸上の位置を容易、高精度かつ高速に検出することができる波形処理装置を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、時系列で入力されるアナログ信号の波形の傾きを容易に補正することができる波形処理装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
（１）第１の発明
第１の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、第１の設定手段、エッジ検出手段、第２の設定手段およびレベル検出手段を備える。
【００１３】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、
外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、
前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、
前記波形データにおける時間軸上の所定測定範囲を設定する第１の設定手段と、
前記第１の設定手段により設定された前記所定測定範囲内において、前記被検出体の段差の位置に対応する前記波形データのエッジの時間軸上の位置を検出するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段により検出された前記エッジの時間軸上の位置を基準として前記波形データにおける所定の測定範囲または測定点を設定する第２の設定手段と、
前記第２の設定手段により設定された前記所定の測定範囲または測定点における前記被検出体の高さに対応した前記波形データのレベルを検出するレベル検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
第１の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける時間軸上の所定範囲が設定され、その範囲内において波形データのエッジの時間軸上の位置が検出される。そして、エッジの時間軸上の位置を基準として波形データにおける所定部分が設定され、その所定部分における波形データのレベルが検出される。
【００１５】
このように、波形データのエッジの位置を基準としてその波形データの所定部分が設定されるので、波形データが時間軸方向にずれても、そのずれが所定範囲内であれば、波形データの所定部分におけるレベルを正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形におけるエッジの時間軸上の位置を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００１６】
（２）第２の発明
第２の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、第１の設定手段、レベル検出手段、第２の設定手段およびエッジ検出手段を備える。
【００１７】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の第１および第２の測定範囲または測定点を設定する第１の設定手段と、前記第１の設定手段により設定された前記第１および第２の測定範囲または測定点における前記被検出体の高さに対応した前記波形データのレベルをそれぞれ第１および第２のレベルとして検出するレベル検出手段と、前記レベル検出手段により検出された前記第１および第２のレベルに基づいて検出レベルを設定する第２の設定手段と、前記第２の設定手段により設定された前記検出レベルに基づいて、前記波形データにおける前記被検出体の段差の位置に対応したエッジの時間軸上の位置を検出するエッジ検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
第２の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける時間軸上の第１および第２の部分が設定され、それらの第１および第２の部分における波形データのレベルがそれぞれ第１および第２のレベルとして検出される。そして、第１および第２のレベルに基づいて検出レベルが設定され、その検出レベルに基づいて波形データにおけるエッジの時間軸上の位置が検出される。
【００１９】
このように、波形データの第１および第２の部分のレベルに基づいて検出レベルが設定されるので、波形データのレベルが上下方向にずれても、その波形データにおけるエッジの時間軸上の位置を正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形におけるエッジの時間軸上の位置を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００２０】
（３）第３の発明
第３の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、第１の設定手段、レベル検出手段、第２の設定手段およびエッジ検出手段を備える。
【００２１】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の所定の測定範囲または測定点を設定する第１の設定手段と、前記第１の設定手段により設定された前記所定の測定範囲または測定点における前記被検出体の高さに対応した前記波形データのレベルを検出するレベル検出手段と、前記レベル検出手段により検出されたレベルに基づいて検出レベルを設定する第２の設定手段と、前記第２の設定手段により設定された前記検出レベルに基づいて、前記被検出体の段差の位置に対応した前記波形データにおけるエッジの時間軸上の位置を検出するエッジ検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
第３の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける時間軸上の所定部分が設定され、その所定部分における波形データのレベルが検出される。そして、検出されたレベルを基準として検出レベルが設定され、その検出レベルに基づいて波形データにおけるエッジの時間軸上の位置が検出される。
【００２３】
このように、波形データの所定部分のレベルを基準として検出レベルが設定されるので、波形データのレベルが上下方向にずれても、その波形データにおけるエッジの時間軸上の位置を正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形におけるエッジの時間軸上の位置を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００２４】
（４）第４の発明
第４の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、設定手段、微分値算出手段および変曲点検出手段を備える。
【００２５】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の所定測定範囲を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された前記所定測定範囲内における前記波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データを算出する差分波形算出手段と、前記差分波形算出手段により算出された前記差分波形データにおける最大レベルとその時間軸上の位置を検出する最大部分検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
第４の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける時間軸上の所定範囲が設定される。そして、所定範囲内において波形データの微分値が算出され、その微分値に基づいて波形データにおける変曲点が検出される。
【００２７】
このように、波形データの微分値に基づいて変曲点が検出されるので、波形データが時間軸方向にずれても、また波形データのレベルが上下方向にずれても、波形データにおける変曲点を正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形における変曲点を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００２８】
（５）第５の発明
第５の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、設定手段、差分波形算出手段および最大部分検出手段を備える。
【００２９】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の所定測定範囲を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された前記所定測定範囲内における前記波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データを算出する差分波形算出手段と、前記差分波形算出手段により算出された前記差分波形データにおける最大レベルとその時間軸上の位置を検出する最大部分検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
第５の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける時間軸上の所定範囲が設定される。そして、その所定範囲内における波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データが算出され、その差分波形データにおける最大部分が検出される。
【００３１】
このように、波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データにおける最大部分が算出されるので、波形データのレベルが上下方向にずれても、その波形データにおける最大部分を正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形における最大部分を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００３２】
（６）第６の発明
第６の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、設定手段、差分波形算出手段および最小部分検出手段を備える。
【００３３】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の所定測定範囲を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された前記所定範囲内における前記波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データを算出する差分波形算出手段と、前記差分波形算出手段により算出された前記差分波形データにおける最小レベルとその時間軸上の位置を検出する最小部分検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００３４】
第６の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける時間軸上の所定範囲が設定される。そして、その所定範囲内における波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データが算出され、その差分波形データにおける最小部分が検出される。
【００３５】
このように、波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データにおける最小部分が算出されるので、波形データのレベルが上下方向にずれても、その波形データにおける最小部分を正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形における最小部分を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００３６】
（７）第７の発明
第７の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、設定手段、差分波形算出手段、最大部分検出手段、最小部分検出手段および差検出手段を備える。
【００３７】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の第１の測定範囲を設定する第１の設定手段と、前記第１の設定手段により設定された前記第１の測定範囲内における前記被検出体の段差の位置に対応する前記波形データのエッジの時間軸上の位置を検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段により検出された前記エッジの時間軸上の位置を基準として前記波形データにおける時間軸上の第２の測定範囲を設定する第２の設定手段と、前記第２の設定手段により設定された前記第２の測定範囲内における前記被検出体の最大高さとその位置に対応する前記波形データの最大レベルおよびその時間軸上の位置を検出する最大部分検出手段とを備えたことを特徴とする
【００３８】
第７の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける時間軸上の所定範囲が設定される。そして、その所定範囲内における波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データが算出され、その差分波形データにおける最大部分および最小部分が検出され、さらに最大部分と最小部分との差が検出される。
【００３９】
このように、波形データと所定の基準波形データとの差分を表す差分波形データにおける最大部分および最小部分が算出されるので、波形データのレベルが上下方向にずれても、その波形データにおける最大部分および最小部分を正確に測定することができ、さらに最大部分と最小部分との差を正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形における最大部分と最小部分との差を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００４０】
（８）第８の発明
第８の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、第１の設定手段、エッジ検出手段、第２の設定手段および最大部分検出手段を備える。
【００４１】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の第１の測定範囲を設定する第１の設定手段と、前記第１の設定手段により設定された前記第１の測定範囲内における前記被検出体の段差の位置に対応する前記波形データのエッジの時間軸上の位置を検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段により検出された前記エッジの時間軸上の位置を基準として前記波形データにおける時間軸上の第２の測定範囲を設定する第２の設定手段と、前記第２の設定手段により設定された前記第２の測定範囲内における前記被検出体の最大高さとその位置に対応する前記波形データの最大レベルおよびその時間軸上の位置を検出する最大部分検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００４２】
第８の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける第１の範囲が設定され、その第１の範囲内におけるエッジの時間軸上の位置が検出される。そして、エッジの時間軸上の位置を基準として波形データにおける時間軸上の第２の範囲が設定され、第２の範囲内における波形データの最大部分が検出される。
【００４３】
このように、エッジの時間軸上の位置を基準として第２の範囲が設定されるので、波形データが時間軸方向にずれても、波形データの最大部分を正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形における最大部分を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００４４】
（９）第９の発明
第９の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、第１の設定手段、エッジ検出手段、第２の設定手段および最小部分検出手段を備える。
【００４５】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の第１の測定範囲を設定する第１の設定手段と、前記第１の設定手段により設定された前記第１の測定範囲内における前記被検出体の段差の位置に対応する前記波形データのエッジの時間軸上の位置を検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段により検出された前記エッジの時間軸上の位置を基準として前記波形データにおける時間軸上の第２の測定範囲を設定する第２の設定手段と、前記第２の設定手段により設定された前記第２の測定範囲内における前記被検出体の最大高さとその位置に対応する前記波形データの最小レベルおよびその時間軸上の位置を検出する最小部分検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００４６】
第９の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける第１の範囲が設定され、その第１の範囲内におけるエッジの時間軸上の位置が検出される。そして、エッジの時間軸上の位置を基準として波形データにおける時間軸上の第２の範囲が設定され、第２の範囲内における波形データの最小部分が検出される。
【００４７】
このように、エッジの時間軸上の位置を基準として第２の範囲が設定されるので、波形データが時間軸方向にずれても、波形データの最小部分を正確に測定することができる。したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形における最小部分を容易にかつ高精度に検出することが可能となる。
【００４８】
（１０）第１０の発明
第１０の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、設定手段、レベル検出手段、傾き算出手段および傾き補正手段を備える。
【００４９】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の第１および第２の測定範囲を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された前記第１および第２の測定範囲における前記被検出体の高さに対応する前記波形データのレベルをそれぞれ第１および第２のレベルとして検出するレベル検出手段と、前記第１および第２の測定範囲の位置および前記レベル検出手段により検出された前記第１および第２のレベルに基づいて、前記被検出体の傾きに対応する前記波形データの傾きを算出する傾き算出手段と、前記傾き算出手段により算出された前記傾きに基づいて前記記憶手段に記憶される波形データの傾きを補正する傾き補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００５０】
第１０の発明に係る波形処理装置においては、入力されたアナログ信号が波形データとして記憶され、その波形データにおける時間軸上の第１および第２の部分が設定され、それらの第１および第２の部分における波形データのレベルがそれぞれ第１および第２のレベルとして検出される。そして、第１および第２の部分ならびに第１および第２のレベルに基づいて波形データの傾きが算出され、算出された傾きに基づいて波形データの傾きが補正される。
【００５１】
したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形が傾いている場合でも、記憶手段に記憶される波形データの傾きを容易に補正することができる。
【００５２】
（１１）第１１の発明
第１１の発明に係る波形処理装置は、入力手段、トリガ処理手段、記憶手段、データ演算手段および最大値検出手段を備える。
【００５３】
詳しくは、搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、前記波形データにおける第１および第２のデータを設定する設定手段と、前記第１および第２のデータを通る線分データ含むデータを発生するデータ演算手段と、前記第１と第２のデータの間の各々の時間における前記波形データと前記線分データの差が最大となる時間軸上の位置を検出し前記波形データの変曲点とする変曲点検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００５４】
したがって、時系列で入力されるアナログ信号の波形データの特定の範囲内の変曲点を容易に算出することができる。
【００５５】
（１２）第１２の発明
第１２の発明に係る変位計は、被検出体の変位を検出してアナログ信号として出力する変位検出手段と、変位検出手段から出力されるアナログ信号を受ける第１〜第１１のいずれかの発明に係る波形処理装置とを備えるものである。
【００５６】
第１２の発明に係る変位計においては、第１〜第１１のいずれかの発明に係る波形処理装置が設けられているので、変位計から出力されるアナログ信号の波形の所定部分のレベルまたは時間軸上の位置を容易にかつ高精度で検出することができ、または変位計から出力されるアナログ信号の波形の傾きや変曲点を容易に補正することができる。したがって、被検出体の傾きやずれにかかわらず、被検出体の形状および寸法を正確に測定することができる。第１３の発明に係る波形装置においては、請求項１〜１１のいずれかに記載の波形処理装置において、前記設定手段により設定を行うための表示手段を備えたことを特徴とする。
【００５７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例による波形処理装置の構成を示すブロック図である。図１の波形処理装置は、データ処理用ＣＰＵ（中央演算処理装置）１、インタフェース用ＣＰＵ２、アナログ入出力回路３、出力回路４、入力回路５、通信インタフェース６および表示器７を備える。データ処理用ＣＰＵ１は、制御部１１、トリガ処理部１２、データ処理部１３、データ用メモリ１４、設定値用メモリ１５および判定処理部１６を含む。インタフェース用ＣＰＵ２は、表示処理部２１、表示用メモリ２２、タッチスイッチ入力部２３、入力処理部２４および通信処理部２５を含む。
【００５８】
アナログ入出力回路３は、１または複数の変位計等のセンサから出力されるアナログ信号を時系列に入力し、デジタルデータに変換する。制御部１１は、アナログ入出力回路３により得られるデジタルデータに関する演算処理を制御する。例えば、制御部１１は、２つのセンサに対応するデジタルデータの加算処理または減算処理を制御する。
【００５９】
入力回路５は、外部から与えられるトリガ信号および各種操作信号をそれぞれトリガ処理部１２および入力処理部２４に入力する。トリガ処理部１２は、入力回路５により入力されたトリガ信号またはアナログ入出力回路３から出力されるデータのレベルに基づいてアナログ入出力回路３から出力されるデータを波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。
【００６０】
データ処理部１３は、データ用メモリ１４に取り込まれた波形データに後述する各動作モードの処理を行う。判定処理部１６は、後述する各動作モードで得られた測定値が所定範囲内にあるか否かを判定する。出力回路４は、判定処理部１６による判定結果を出力する。
【００６１】
表示器７は、タッチスイッチが装着された画面（タッチパネル）を有し、データ用メモリ１４に取り込まれた波形データおよび測定値を表示する。表示処理部２１は、データ処理用ＣＰＵ１から与えられた波形データおよび制御信号に基づいて表示器７の表示処理を行うとともに、表示用メモリ２２に表示用データを格納する。タッチスイッチ入力部２３は、表示器７のタッチスイッチにより入力された各種操作信号および設定値をそれぞれデータ処理部１３および設定値用メモリ１５に与える。
【００６２】
入力処理部２４は、入力回路５により入力された各種操作信号をデータ処理用ＣＰＵ１に与える。通信処理部２５は、通信インタフェース６を介して通信処理を行う。
【００６３】
本実施例では、アナログ入出力回路３が入力手段を構成し、データ用メモリ１４が記憶手段を構成し、データ処理部１３および設定値用メモリ１５が、設定手段、第１の設定手段、第２の設定手段、エッジ検出手段、レベル検出手段、微分値算出手段、変曲点検出手段、差分波形算出手段、最大部分検出手段、最小部分検出手段、差算出手段、傾き算出手段、傾き補正手段、データ演算手段および最大値検出手段を構成する。
【００６４】
次に、図２〜図９を参照しながら図１の波形処理装置における動作モードを説明する。図２〜図９はデータ用メモリ１４に取り込まれた波形データを示し、横軸は時間を表わし、縦軸は信号レベルを表わす。以下の説明では、変位計等のセンサによる被検出体の測定時に、アナログ入出力回路３にそのセンサの出力信号が時系列に入力されるものとする。
【００６５】
図２は高さ測定モードを示す図である。この高さ測定モードは、波形データのエッジの位置を基準として所定部分のレベルを測定するものである。
【００６６】
作業者は、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第１の計測期間Ｔ１（位置Ｘ１〜）、エッジ検出のための検出レベルＶ１、エッジ位置を基準とした第２の計測期間Ｔ２（位置Ｘ２〜Ｘ３）を予め表示器７のタッチスイッチにより設定する。これらの第１の計測期間Ｔ１、検出レベルＶ１および第２の計測期間Ｔ２は設定値として設定値用メモリ１５に記憶される。
【００６７】
被検出体の測定時には、トリガ処理部１２がアナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間Ｔ１において検出レベルＶ１に一致する波形データの位置をエッジＥ１として検出する。次に、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてエッジＥ１の位置を基準とする第２の計測期間Ｔ２を設定し、第２の計測期間Ｔ２における波形データのレベルの平均値ＡＶ０を測定する。
【００６８】
この高さ測定モードによれば、波形データのエッジＥ１の位置を基準として所定部分（第２の計測期間Ｔ２）が設定されるので、図２に一点鎖線で示すように、波形データが時間軸方向にずれても、ずれが第１の測定期間Ｔ１の範囲内であれば、波形データの所定部分のレベルを正確に測定することができる。
【００６９】
なお、第２の計測期間Ｔ２を設定する代わりにエッジＥ１の位置を基準とする計測点を設定し、その計測点における波形データのレベルを測定してもよい。
【００７０】
図３は第１のエッジ位置測定モードを示す図である。この第１のエッジ位置測定モードは、波形データの２つの測定レベルに基づく検出レベルを用いてエッジの位置を測定するものである。
【００７１】
作業者は、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第１の計測期間Ｔ１（位置Ｘ１〜Ｘ２）、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第２の計測期間Ｔ２（位置Ｘ３〜Ｘ４）、およびデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第３の計測期間Ｔ３（位置Ｘ５〜）を予め表示器７のタッチスイッチにより設定する。これらの第１の計測期間Ｔ１、第２の計測期間Ｔ２および第３の計測期間Ｔ３は設定値として設定値用メモリ１５に記憶される。
【００７２】
被検出体の測定時には、トリガ処理部１２がアナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間Ｔ１における波形データのレベルの平均値ＡＶ１を測定する。次に、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第２の計測期間Ｔ２を設定し、その第２の計測期間Ｔ２における波形データのレベルの平均値ＡＶ２を測定する。そして、２つの平均値ＡＶ１，ＡＶ２の中点を検出レベルＶ２とする。次いで、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第３の計測期間Ｔ３を設定し、その第３の計測期間Ｔ３において検出レベルＶ２に一致する波形データの位置をエッジＥ２の位置として検出する。
【００７３】
この第１のエッジ位置測定モードによれば、第１および第２の計測期間Ｔ１，Ｔ２における波形データのレベルの平均値ＡＶ１，ＡＶ２に基づいて検出レベルＶ２が設定されるので、図３に一点鎖線で示すように、波形データのレベルが上下方向にずれても、波形データのエッジＥ２の位置を正確に測定することができる。
【００７４】
なお、第１の計測期間Ｔ１および第２の計測期間Ｔ２を設定する代わりにデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測点および第２の計測点を設定し、それらの計測点における波形データのレベルを測定してもよい。
【００７５】
図４は第２のエッジ位置測定モードを示す図である。この第２のエッジ位置測定モードは、波形データの１つの測定レベルを基準とする検出レベルを用いてエッジの位置を測定するものである。
【００７６】
作業者は、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第１の計測期間Ｔ１（位置Ｘ１〜Ｘ２）、測定レベルを基準としたレベル差ΔＶ、およびデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第２の計測期間Ｔ２（位置Ｘ３〜）を予め表示器７のタッチスイッチにより設定する。これらの第１の計測期間Ｔ１、レベル差ΔＶおよび第２の計測期間Ｔ２は設定値として設定値用メモリ１５に記憶される。
【００７７】
被検出体の測定時には、トリガ処理部１２がアナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間Ｔ１における波形データのレベルの平均値ＡＶ３を測定する。そして、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいて平均値ＡＶ３を基準とする検出レベルＶ１（平均値からレベル差ΔＶだけ低下したレベル）を設定する。次に、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第２の計測期間Ｔ２を設定し、その第２の計測期間Ｔ２において検出レベルＶ３に一致する波形データの位置をエッジＥ３の位置として検出する。
【００７８】
この第２のエッジ位置測定モードによれば、波形データの１つの測定レベルを基準として検出レベルが設定されるので、図４に一点鎖線で示すように、波形データのレベルが上下方向にずれても、波形データのエッジＥ３の位置を正確に測定することができる。
【００７９】
なお、計測期間Ｔ１を設定する代わりにデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする計測点を設定し、その計測点における波形データのレベルを測定してもよい。
【００８０】
図５は微分測定モードを示す図である。この微分測定モードは、波形データの微分値に基づいて変曲点のレベルおよび位置を測定するものである。
【００８１】
作業者は、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした計測期間Ｔ１（位置Ｘ１〜）、および微分設定値Ｄ１を予め表示器７のタッチスイッチにより設定する。これらの計測期間Ｔ１および微分設定値Ｄ１は設定値として設定値用メモリ１５に記憶される。
【００８２】
被検出体の測定時には、トリガ処理部１２がアナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする計測期間Ｔ１を設定し、その計測期間Ｔ１における波形データの微分値を算出し、微分波形データを求める。そして、微分波形データにおいて微分設定値Ｄ１に一致する位置を変曲点Ｌ１の位置として検出し、変曲点Ｌ１のレベルを測定する。
【００８３】
この微分測定モードによれば、波形データの微分値に基づいて変曲点が検出されるので、図５に一点鎖線で示すように、波形データが時間軸方向にずれても、また波形データのレベルが上下方向にずれても、波形データの変曲点のレベルおよび位置を正確に測定することができる。
【００８４】
この微分測定モードは、例えば、物の圧入を検出する圧力センサの出力信号において変化点を測定する際に用いることができる。
【００８５】
図６は第１のピーク測定モードおよび第１のボトム測定モードを示す図である。第１のピーク測定モードは、波形比較により波形データのピーク（最大部分）のレベルおよび位置を測定するものである。第１のボトム測定モードは、波形比較により波形データのボトム（最小部分）のレベルおよび位置を測定するものである。
【００８６】
作業者は、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした計測期間Ｔ１（位置Ｘ１〜Ｘ２）を予め表示器７のタッチスイッチにより設定する。この計測期間Ｔ１は設定値として設定値用メモリ１５に記憶される。
【００８７】
第１のピーク測定モードでは、被検出体の測定時に、トリガ処理部１２がアナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間Ｔ１において、データ用メモリ１４に記憶された波形データ（以下、入力波形データと呼ぶ。）ＷＩと所定のマスタ波形データ（基準波形データ）ＷＭとの差分を算出し、差分波形データを求める。そして、その差分波形データにおけるピークＰ１を検出し、そのピークＰ１のレベルおよび位置を測定する。
【００８８】
第１のボトム測定モードでは、被検出体の測定時に、トリガ処理部１２がアナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間Ｔ１において、入力波形データＷＩと所定のマスタ波形データ（基準波形データ）ＷＭとの差分を算出し、差分波形データを求める。そして、その差分波形データにおけるボトムＢ１を検出し、そのボトムＢ１のレベルおよび位置を測定する。
【００８９】
第１のピーク測定モードおよび第１のボトム測定モードによれば、入力波形データＷＩとマスタ波形データＷＭとの差分波形データに基づいてピークまたはボトムが検出されるので、入力波形データＷＩのレベルが上下方向にずれても、入力波形データＷＩにおけるピークまたはボトムのレベルおよび位置を正確に測定することができる。
【００９０】
さらに、第１のピーク測定モードにより測定されたピークＰ１のレベルと第１のボトム測定モードにより測定されたボトムＢ１のレベルとの差を算出することにより、被検出体のピーク位置とボトム位置との間の寸法を測定することができる。
【００９１】
図７は第２のピーク測定モードおよび第２のボトム測定モードを示す図である。第２のピーク測定モードは、波形データのエッジの位置を基準としてピークのレベルおよび位置を測定するものである。第２のボトム測定モードは、波形データのエッジの位置を基準としてボトムのレベルおよび位置を測定するものである。
【００９２】
作業者は、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第１の計測期間Ｔ１（位置Ｘ１〜）、エッジ検出のための検出レベルＶ４、およびデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第２の計測期間Ｔ２（位置Ｘ２〜Ｘ３）を予め表示器７のタッチスイッチにより設定する。これらの第１の計測期間Ｔ１、検出レベルＶ１および第２の計測期間Ｔ２は設定値として設定値用メモリ１５に記憶される。
【００９３】
第２のピーク測定モードでは、被検出体の測定時に、トリガ処理部１２がアナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間Ｔ１において検出レベルＶ４に一致する波形データの位置をエッジＥ４の位置として検出する。次に、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてエッジＥ４の位置を基準とする第２の計測期間Ｔ２を設定する。そして、第２の計測期間Ｔ２におけるピークＰ２を検出し、ピークＰ２のレベルおよび位置を測定する。
【００９４】
第２のボトム測定モードでは、被検出体の測定時に、トリガ処理部１２がアナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間Ｔ１において検出レベルＶ４に一致する波形データの位置をエッジＥ４の位置として検出する。次に、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてエッジＥ４の位置を基準とする第２の計測期間Ｔ２を設定する。そして、第２の計測期間Ｔ２におけるボトムＢ２を検出し、ボトムＢ２のレベルおよび位置を測定する。
【００９５】
第２のピーク測定モードおよび第２のボトム測定モードによれば、波形データのエッジＥ４の位置を基準として第２の計測期間Ｔ２が設定されるので、波形データが時間軸方向にずれても、ピークＰ２またはボトムＢ２のレベルおよび位置を正確に測定することができる。
【００９６】
図８は第１の傾き補正モードを示す図である。この第１の傾き補正モードは、波形データの傾きが一定である場合に波形データの２つの位置およびそのレベルに基づいて波形データの傾きを補正するものである。
【００９７】
作業者は、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第１の計測期間Ｔ１（位置Ｘ１〜Ｘ２）、およびデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第２の計測期間Ｔ２（位置Ｘ３〜Ｘ４）を予め表示器７のタッチスイッチにより設定する。これらの第１の計測期間Ｔ１および第２の計測期間Ｔ２は設定値として設定値用メモリ１５に記憶される。
【００９８】
トリガ処理部１２は、被検出体の測定ごとに、アナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。
【００９９】
最初の被検出体の測定時に、データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶され設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間における波形データのレベルの平均値ＡＶ４を測定するとともに、第１の計測期間Ｔ１の中点Ｍ１の位置を算出する。また、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第２の計測期間Ｔ２を設定し、その第２の計測期間Ｔ２における波形データのレベルの平均値ＡＶ５を測定するとともに、第２の計測期間Ｔ２の中点Ｍ２の位置を算出する。そして、中点Ｍ１，Ｍ２の位置および平均値ＡＶ４，ＡＶ５に基づいて波形データの傾きを算出し、算出された傾きに基づいてデータ用メモリ１４に取り込まれた波形データの傾きを補正する。
【０１００】
以後の被検出体の測定時には、最初の測定時に算出された波形データの傾きに基づいてデータ用メモリ１４に取り込まれた波形データの傾きを補正する。
【０１０１】
この第１の傾き補正モードによれば、データ用メモリ１４に取り込まれる波形データの傾きが常に一定の場合に、図８に一点鎖線で示すように波形データの傾きを正確に補正することができる。
【０１０２】
なお、第１の計測期間Ｔ１および第２の計測期間Ｔ２を設定する代わりにデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測点および第２の計測点を設定し、それらの計測点における波形データのレベルに基づいて傾きを算出してもよい。
【０１０３】
図９は第２の傾き補正モードを示す図である。この第２の傾き補正モードは、測定ごとに波形データの傾きが変化する場合に波形データの２つの位置およびそのレベルに基づいて波形データの傾きを補正するものである。
【０１０４】
作業者は、データ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第１の計測期間Ｔ１（位置Ｘ１〜Ｘ２）、およびデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とした第２の計測期間Ｔ２（位置Ｘ３〜Ｘ４）を予め表示器７のタッチスイッチにより設定する。これらの第１の計測期間Ｔ１および第２の計測期間Ｔ２は設定値として設定値用メモリ１５に記憶される。
【０１０５】
トリガ処理部１２は、被検出体の測定ごとに、アナログ入出力回路３から出力されるデータを所定のタイミングで波形データとしてデータ用メモリ１４に取り込む。
【０１０６】
被検出体の測定ごとに、データ処理部１３は、設定値用メモリ１５に記憶され設定値に基づいてデータ用メモリ１４におけるデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測期間Ｔ１を設定し、その第１の計測期間における波形データのレベルの平均値ＡＶ４を測定するとともに、第１の計測期間Ｔ１の中点Ｍ１の位置を算出する。また、設定値用メモリ１５に記憶された設定値に基づいてデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第２の計測期間Ｔ２を設定し、その第２の計測期間Ｔ２における波形データのレベルの平均値ＡＶ５を測定するとともに、第２の計測期間Ｔ２の中点Ｍ２の位置を算出する。そして、中点Ｍ１，Ｍ２の位置および平均値ＡＶ４，ＡＶ５に基づいて波形データの傾きを算出し、算出された傾きに基づいて波形データの傾きを補正する。
【０１０７】
この第２の傾き補正モードによれば、図９に実線および点線で示すように、データ用メモリ１４に取り込まれる波形データの傾きが測定ごとに異なる場合に、図９に一点鎖線で示すように波形データの傾きを正確に補正することができる。
【０１０８】
なお、第１の計測期間Ｔ１および第２の計測期間Ｔ２を設定する代わりにデータ範囲の開始点Ｘ０を基準とする第１の計測点および第２の計測点を設定し、それらの計測点における波形データのレベルに基づいて傾きを検出してもよい。
【０１０９】
図１７は、変曲点を演算するモードを説明するための波形である。記憶された波形データにおける線分Ｃ１およびＣ２の変曲点を演算する場合、線分Ｃ１、Ｃ２上に点Ａおよび点Ｂを設定する。続いてこれらの点Ａ、Ｂを通る直線をデータ演算手段より算出する。更に点Ａ、Ｂの間の各時間の波形データにおいて、同じ時間に対応する直線上のデータとの差を算出し、その中の最大値を求める。即ち点Ａと点Ｂの間における直線から線分Ｃ１およびＣ２上のデータの差は図１７（ｂ）のようになり、変曲点Ｐはその最大値として算出される。
【０１１０】
この演算において変曲点は、直線を設定して波形データとの差を演算するだけで求めることができるので、演算量が少なくて済む。ノイズによる影響も受けにくいので安定した演算結果を得ることができる。
【０１１１】
また、この変曲点の演算は、直線データと波形データの大小関係を識別し、又は予め設定することにより常に大きい値から小さい値のデータを減ずる用にしてもよいし、大小関係にかかわらず減算を行いその結果の絶対値を求めるようにしてもよい。
【０１１２】
また、この変曲点を演算する際に設定する２点は、演算しようとする変曲点の位置に応じて任意の位置に設定することができるが、被検出体が上下左右にずれることを考慮して、図３又は図４に示されるエッジの位置を基準にして上記２点を設定することができるようにしてもよい。この設定によれば被検出体が上下左右にずれても、変曲点を安定して演算することができる。
【０１１３】
図１０および図１１は本実施例の波形処理装置における表示器７の画面を示す図である。
【０１１４】
図１０および図１１に示すように、画面上にＸカーソルＣＸおよびＹカーソルＣＹが表示されている。また、画面の上部には、ＸカーソルＣＸの座標値ＰＸおよびＹカーソルＣＹの座標値ＰＹが表示されている。
【０１１５】
図１０に示すように、画面上の任意の位置を指３０で触れると、図１１に示すように、その位置にＸカーソルＣＸおよびＹカーソルＣＹが移動する。この動作を図１２のフローチャートを参照しながら説明する。
【０１１６】
まず、図１の表示処理部２１は、タッチスイッチが押されたか否かを判別する（ステップＳ１）。タッチスイッチが押された場合には、タッチスイッチの押下位置をタッチスイッチ入力部２３からの信号に基づいて読み取り、ＸカーソルＣＸおよびＹカーソルＣＹの位置に換算する（ステップＳ２）。
【０１１７】
そして、表示処理部２１はＸカーソルＣＸおよびＹカーソルＣＹを画面上で換算位置に移動させる（ステップＳ３）。そして、ＸカーソルＣＸおよびＹカーソルＣＹの移動に連動してＸカーソルＣＸの座標値ＰＸ、ＹカーソルＣＹの座標値ＰＹ等の変数値を変化させる（ステップＳ４）。
【０１１８】
従来の表示器では、画面上でカーソルを移動させるためには、カーソルキー、マウス、ジョグダイヤル等のポインティングデバイスを操作する必要がある。この場合、画面上でカーソルが所望の位置まで移動するまでに時間がかかるという問題がある。また、表示器を制御盤等の盤に垂直に取り付けると、カーソルキーやマウスを操作しづらいという問題がある。
【０１１９】
これに対して、本実施例の波形処理装置における表示器７では、画面の所望の位置を指で触れるだけでその位置にカーソルを瞬時に移動させることができる。したがって、画面上でのカーソルの移動を簡単にかつ迅速に行うことができる。
【０１２０】
このような表示器７は、画面に装着されたタッチスイッチと、画面に所定のパターンを表示させるパターン表示手段と、タッチスイッチの押下位置を検出する押下位置検出手段と、パターン表示手段により表示されるパターンを画面上で押下位置検出手段により検出された位置に移動させるパターン移動手段とを備える。
【０１２１】
なお、パターンはカーソルであってもよく、波形やその他の図形、文字等であってもよい。パターンが波形である場合、まず、画面に表示される波形を指で触れ、次に画面の任意の位置を指で触れることにより、画面上で波形を任意の位置に瞬時に移動させるように構成してもよい。
【０１２２】
本実施例の波形処理装置のアナログ入出力回路３に変位センサを接続した場合には、変位センサおよび波形処理装置が全体として変位計を構成する。変位センサとしては、磁気を用いて被検出体の変位を検出する磁気式変位センサ、超音波を用いて被検出体の変位を検出する超音波式変位センサ、光を用いて被検出体の変位を検出する光学式変位センサ等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における波形処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の波形処理装置における高さ測定モードを示す図である。
【図３】図１の波形処理装置における第１のエッジ位置測定モードを示す図である。
【図４】図１の波形処理装置における第２のエッジ位置測定モードを示す図である。
【図５】図１の波形処理装置における変曲点測定モードを示す図である。
【図６】図１の波形処理装置における第１のピーク測定モードおよび第１のボトム測定モードを示す図である。
【図７】図１の波形処理装置における第２のピーク測定モードおよび第２のボトム測定モードを示す図である。
【図８】図１の波形処理装置における第１の傾き補正モードを示す図である。
【図９】図１の波形処理装置における第２の傾き補正モードを示す図である。
【図１０】図１の波形処理装置における表示器の画面を示す図である。
【図１１】図１の波形処理装置における表示器の画面を示す図である。
【図１２】図１の波形処理装置におけるＸカーソルおよびＹカーソルの移動処理を示すフローチャートである。
【図１３】変位計による被検出体の測定を示す図である。
【図１４】図１３の変位計の出力信号の波形図である。
【図１５】従来の変曲点の演算方法を説明する波形である。
【図１６】従来の他の変曲点の演算方法を説明する波形である。
【図１７】本発明の変曲点の演算方法を説明する波形である。
【符号の説明】
１ データ処理用ＣＰＵ
２ インタフェース用ＣＰＵ
３ アナログ入出力回路
４ 出力回路
５ 入力回路
７ 表示器
１２ トリガ処理部
１３ データ処理部
１４ データ用メモリ
１５ 設定値用メモリ
１６ 判定処理部
２１ 表示処理部
２２ 表示用メモリ
２３ タッチスイッチ入力部
２４ 入力処理部
Claims (13)
- 搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、
外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、
前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、
前記波形データにおける時間軸上の所定測定範囲を設定する第１の設定手段と、
前記第１の設定手段により設定された前記所定測定範囲内において、前記被検出体の段差の位置に対応する前記波形データのエッジの時間軸上の位置を検出するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段により検出された前記エッジの時間軸上の位置を基準として前記波形データにおける所定の測定範囲または測定点を設定する第２の設定手段と、
前記第２の設定手段により設定された前記所定の測定範囲または測定点における前記被検出体の高さに対応した前記波形データのレベルを検出するレベル検出手段とを備えたことを特徴とする波形処理装置。 - 搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、
外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、
前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の第１および第２の測定範囲または測定点を設定する第１の設定手段と、
前記第１の設定手段により設定された前記第１および第２の測定範囲または測定点における前記被検出体の高さに対応した前記波形データのレベルをそれぞれ第１および第２のレベルとして検出するレベル検出手段と、
前記レベル検出手段により検出された前記第１および第２のレベルに基づいて検出レベルを設定する第２の設定手段と、
前記第２の設定手段により設定された前記検出レベルに基づいて、前記波形データにおける前記被検出体の段差の位置に対応したエッジの時間軸上の位置を検出するエッジ検出手段とを備えたことを特徴とする波形処理装置。 - 搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、
外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、
前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の所定の測定範囲または測定点を設定する第１の設定手段と、
前記第１の設定手段により設定された前記所定の測定範囲または測定点における前記被検出体の高さに対応した前記波形データのレベルを検出するレベル検出手段と、
前記レベル検出手段により検出されたレベルに基づいて検出レベルを設定する第２の設定手段と、
前記第２の設定手段により設定された前記検出レベルに基づいて、前記被検出体の段差の位置に対応した前記波形データにおけるエッジの時間軸上の位置を検出するエッジ検出手段とを備えたことを特徴とする波形処理装置。 - 搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、
外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、
前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の所定測定範囲を設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された前記所定測定範囲内における前記波形データの微分値を算出する微分値算出手段と、
前記微分値算出手段により算出された前記微分値に基づいて、前記被検出体の段差の位置に対応する前記波形データにおける変曲点を検出する変曲点検出手段とを備えたことを特徴とする波形処理装置。 - 搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、
外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、
前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の所定測定範囲を設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された前記所定測定範囲内における前記波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データを算出する差分波形算出手段と、
前記差分波形算出手段により算出された前記差分波形データにおける最大レベルとその時間軸上の位置を検出する最大部分検出手段とを備えたことを特徴とする波形処理装置。 - 搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、
外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、
前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の所定測定範囲を設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された前記所定範囲内における前記波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データを算出する差分波形算出手段と、
前記差分波形算出手段により算出された前記差分波形データにおける最小レベルとその時間軸上の位置を検出する最小部分検出手段とを備えたことを特徴とする波形処理装置。 - 搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、
外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、
前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の所定測定範囲を設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された前記所定測定範囲内における前記波形データと所定の基準波形データとの差分を表わす差分波形データを算出する差分波形算出手段と、
前記差分波形算出手段により算出された前記差分波形データにおける最大レベルを検出する最大部分検出手段と、
前記差分波形算出手段により算出された前記差分波形データにおける最小レベルを検出する最小部分検出手段と、
前記所定測定範囲での前記被検出体の最大高さと最小高さとの間の寸法を算出するために前記最大部分検出手段により算出された前記最大レベルと前記最小部分検出手段により算出された前記最小レベルとの差を算出する差算出手段とを備えたことを特徴とする波形処理装置。 - 搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、
外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、
前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の第１の測定範囲を設定する第１の設定手段と、
前記第１の設定手段により設定された前記第１の測定範囲内における前記被検出体の段差の位置に対応する前記波形データのエッジの時間軸上の位置を検出するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段により検出された前記エッジの時間軸上の位置を基準として前記波形データにおける時間軸上の第２の測定範囲を設定する第２の設定手段と、
前記第２の設定手段により設定された前記第２の測定範囲内における前記被検出体の最大高さとその位置に対応する前記波形データの最大レベルおよびその時間軸上の位置を検出する最大部分検出手段とを備えたことを特徴とする波形処理装置。 - 搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、
外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、
前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の第１の測定範囲を設定する第１の設定手段と、
前記第１の設定手段により設定された前記第１の測定範囲内における前記被検出体の段差の位置に対応する前記波形データのエッジの時間軸上の位置を検出するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段により検出された前記エッジの時間軸上の位置を基準として前記波形データにおける時間軸上の第２の測定範囲を設定する第２の設定手段と、
前記第２の設定手段により設定された前記第２の測定範囲内における前記被検出体の最大高さとその位置に対応する前記波形データの最小レベルおよびその時間軸上の位置を検出する最小部分検出手段とを備えたことを特徴とする波形処理装置。 - 搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、
外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、
前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された波形データにおける時間軸上の第１および第２の測定範囲を設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された前記第１および第２の測定範囲における前記被検出体の高さに対応する前記波形データのレベルをそれぞれ第１および第２のレベルとして検出するレベル検出手段と、
前記第１および第２の測定範囲の位置および前記レベル検出手段により検出された前記第１および第２のレベルに基づいて、前記被検出体の傾きに対応する前記波形データの傾きを算出する傾き算出手段と、
前記傾き算出手段により算出された前記傾きに基づいて前記記憶手段に記憶される波形データの傾きを補正する傾き補正手段とを備えたことを特徴とする波形処理装置。 - 搬送ライン上を移動する被検出体の高さの変位を検出し前記変位に対応したアナログ信号を出力する変位計から、前記アナログ信号を時系列に入力する入力手段と、
外部から与えられるトリガ信号または前記入力手段から入力される前記アナログ信号のレベルに基づいて、前記入力手段からのアナログ信号を前記被検出体の外形に対応した波形データとして取込むトリガ処理手段と、
前記トリガ手段により取込まれた波形データを記憶する記憶手段と、
前記波形データにおける第１および第２のデータを設定する設定手段と、
前記第１および第２のデータを通る線分データ含むデータを発生するデータ演算手段と、
前記第１と第２のデータの間の各々の時間における前記波形データと前記線分データの差が最大となる時間軸上の位置を検出し前記波形データの変曲点とする変曲点検出手段とを備えたことを特徴とする波形処理装置。 - 前記被検出体の変位を検出してアナログ信号として出力する変位検出手段と、請求項１〜１１のいずれかに記載の波形処理装置とを備えたことを特徴とする変位計。
- 請求項１〜１１のいずれかに記載の波形処理装置において、前記設定手段により設定を行うための表示手段を備えたことを特徴とする波形処理装置。
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