JPH02173512A - センサの直線性検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、距離２位置又は変位などを測定するセンサの
直線性を検査する装置に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、投光式オートフォーカスカメラの測距ユニット
に使用されている位置センサ（ＰＳＤ）等の受光体は、
被写体からの反射光の受光位置によってこれに応じた検
出信号を出力するものである。

このようなセンサにおいては、被写体からの反射光の入
射位置と検出信号の相関が十分に保たれていなくてはな
らず、センサの精度向上を図る上で直線性が非常に重要
な要素となる。

しかし、従来においては、特開昭６１−４１９１４号公
報に示されているように、被測定物の側縁などの機械的
な直線性を検査する装置はあったが、上記のようなセン
サから出力される検出信号の直線性を検査する装置はな
かった。そこで、現在においても、作業員の手作業によ
ってセンサの直線性の検査を行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、手作業で直線性の検査を行った場合には、検査
精度に問題があった。

また、センサの直線性の検査は容易に行い得るものでは
ないため、抜き取り検査を行わざるを得す、不良品の発
生を一定率以下に下げることは非常に困難であった。

そして、このような問題は、最終的には生産工程の歩留
りの原因につながっていた。

〔発明の目的〕

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、検査の
自動化により、検査速度及び精度の向上を図ることので
きるセンサの直線性検査装置を従供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段］ 本発明上記目的を達成するために、センサと被測定物を
相対的に移動させる駆動手段と、該駆動手段によって被
測定物と相対的に移動するセンサの出力を複数取り込み
、これらの出力値の回帰直線を求めるとともに、この回
帰直線と実際の出力値との偏差に基づいて直線性を検査
する演算手段とを備えている。

〔作用〕 本発明は以上のように、演算手段においてセンサ出力の
回帰直線を求め、この回帰直線と個々の出力値との偏差
から直線性を検査しているため、人手によらずして容易
に直線性の検査を行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を添付図面を参照しつつ詳細に
説明する。本実施例においては、センサとしてオートフ
ォーカス装置などに使用される位置センサ（以下、ｒＰ
ＳＤＪと称する）１０、被測定物としてこのＰＳＤＩＯ
に入射する光を例にとって説明する。

ＰＳＤＩＯは上述したように、コンパクトカメラの測距
ユニットなどに使用されているものであり、光の入射位
置に対応した電圧値で検出信号を出力するものである。

ＰＳＤ　Ｉ　Ｏの構成が示された第２図において、１２
は検出用の光を受光する受光面であり、入射する光の位
置に対応した電圧をコモン電極１４（陰極）及びアノー
ド１６（陽極）に印加し、これによって受光した光の位
置が検出できるようになっている。ＰＳＤＩＯは、横（
Ｘ）方向の位置を検出するものであり、Ｘ方向の入射位
置に対して直線的な出力変化を示すが、縦（Ｙ）方向の
変位に対しては出力の変化はない。１８及び２０は固定
用リードであり、端部に各々通し孔１８ａと円形の切欠
き２０ａが形成され、後述する固定ピン３０．３２が挿
通するようになっている。

次に、ＰＳＤ　１０の直線性検査装置の機械的構成につ
いて説明する。

ＰＳＤＩＯの直線性検査装置の機械的構成が示された第
１図において、Ｘ−Ｙステージ２２は、パルスモータ２
４，２６によってＸ、Ｙ方向に移動可能に設置されてい
る。この際、Ｘ方向の駆動は最小分解能５μｍ／パルス
で制御できるようになっている。パルスモータ２４，２
６には、回転を検出するエンコーダ２８．２９が各々接
続されている。

Ｘ−Ｙステージ１２上には、前記ＰＳＤＩＯが載置され
、固定用リード１８．２０の通し孔１８ａと円形の切欠
き２０ａに固定ビン３０．３２を各々挿通させて固定さ
れている。

光源３４は、ＰＳＤ　１０の受光面１２に対してΦ０．
５ｒｎｒｎ程度の検査用の光を照射するものであり、固
定アーム３６によってＰＳＤ　Ｉ　Ｏの上方に配置され
ている。

ＰＳＤＩＯの出力信号を取り出すブローバ３８゜４０は
、支持板４２に挿通した状態で取りイ」けられ、支持板
４２に伴って上下に移動する。そして、検査を行わない
時にはＰＳＤ　１０の上方に離れて配置され、検査時に
はＰＳＤＩＯのコモン電極１４及びアノード１６と接触
するようになる。

支持板４２は、周囲にスプリングが配置された摺動バー
４４．４６によって°上下に移動するようになっている
。また、支持板４２には、光源３４からの光を遮らない
ように光路に相当する箇所に切欠き４８が形成されてい
る。摺動パー４４，４６は、支持板４２に取り付けられ
たプローバ３８４０がＸ−Ｙステージ２２に伴って移動
するように、下端がステージ２２に挿通した状態で固定
されている。

このように構成された検査装置は、光源３４が点灯した
状態でＸ−Ｙステージ２２をＸ方向に移動させ、光源３
４から放射された光をＰＳＤＩＯの受光面１２でスキャ
ンし、コモン電極１４．アノード１６から構成される装
置での検出信号をブローパ３Ｂ、４０によって取り出す
ようになる。

なお、このようなスキャン動作は、Ｙ軸の位置を任意と
した１回のみと、Ｙ軸位置を変えた複数回とを選択でき
るようになっている。この際、複数回の検査を選択した
場合には、１スキヤン毎にＸ−Ｙステージ２２をＹ軸方
向に一定距離ずつ移動させて同様の動作を繰り返す。

次に、第３図のブロック図を基に、上記実施例の制御装
置の構成及び検査時の信号処理につい説明する。

Ｘ−Ｙステージ２２の移動位置を制御するＸ−Ｙステー
ジコントローラ５６は、パソコン５４に制御されつつ、
エンコーダ２８．２９からの回転位置検出信号に基づい
てパルスモータ２４．２６の駆動制御を行うようになっ
ている。

これにより、Ｘ−Ｙステージ２２の才り密な馬区動制御
を行うことが可能となる。

パソコン５４はその他、光源３４０点灯制御及びプリン
タ５８へのプリントアウト指令信号の出力を行う。

プローバ３８．４０において取り出されたＰＳＤＩＯの
検出信号は、アンプ５０で増幅された後Ａ／Ｄ変換器５
２でデジタル信号に変換されてパソコン５４に供給され
る。この信号は、Ｘ−Ｙステージ２２のＸ方向の１スキ
ヤン毎にパソコン５４に記憶され、これに基づいてＰ　
Ｓ　ｌ）　ｌ　Ｏの直線性を検査する。

すなわち、パソコン５４においては、第４図に示されて
いるように、入力されたＰＳＤＩＯの検出信号を各検出
位置毎にプロットし、これから周知の最小２乗法によっ
て任意に設定したＥ、　　Ｆ間のデータを基に回帰直線
りを求める。次に、この回帰直線りとプロットした実際
の出力カーブＧとの偏差が予め設定された許容範囲（約
０．５％）Ａ内にある直線性補償範囲Ｂを求める。そし
て、この補償範囲Ｂが基準範囲り以上であれば直線性良
好と判断する。逆に、補償範囲Ｂが基＄範囲り以下の場
合には直線性不良と判断することは言うまでもない。

なお、本実施例においては、この直線性の検査と同時に
回帰直線の傾きθ及び、所定の基準位置（例えば、固定
用リード１８の挿通孔１８ａの中心）から直線性補償範
囲Ｂの始点までの距離を求めるようになっている。これ
により、受光面１２の検出可能範囲及び出力値の変化率
を求めることができ、直線性の検査とは違った角度から
ＰＳＤｌｏの検査を行うことが可能となる。

次に、以上説明してきた実施例の動作及び作用について
説明する。

まず、Ｘ−Ｙステージ２２上にＰＳＤＩＯを載置し、固
定ピン３０．３２により固定する。そして、Ｘ−Ｙステ
ージ２２を初期位置に位置決めした後、支持板４２を下
降させてブローバ３８，４０をＰＳＤｌ　０のコモン１
４．アノード１６に各々接触させた状態で固定してセツ
ティングを行う。

その後、光源３４を点灯させるとともに、Ｘ−Ｙステー
ジ２２を所定速度でＸ方向に駆動して、ＰＳＤＩＯの受
光面１２で光源３４からの光をスキャンする。そして、
この時のＰＳＤＩＯの出力信号をプローバ３８．４０で
取り出し、アンプ５０、Ａ／Ｉ）変換器５２により増幅
、Ａ／Ｄ変換してパソコン５４に供給する。

次に、パソコン５４において、入力された１スキャン分
の信号を記憶し、これに基づいて第４図に示すような出
力曲線Ｇを作成した後、最小２乗法によって回帰直線り
を算出する。そして、この回帰直線１５と出力カーブＧ
との偏差を求め、この偏差が許容範囲Ａ内にある直線性
補償範囲Ｂを求める。そして、この補償範囲Ｂが基準範
囲り以上であれば直線性良好と判断し、基準範囲り以下
の場合には不良と判断する。

他方、算出した回帰直線りから、この回帰直線の頭きθ
を求めるとともに、基準位置から直線性補償範囲Ｂの始
点までの距離Ｃを算出して、受光面１２の検出可能範囲
及び出力値の変化率の検査も行う。

以上のように、すべての検査が終了したら、これらのデ
ータをパソコン５４内のフロッピーディスクに記録する
と同時に良、不良の判定結果及び各測定値（直線性補償
範囲Ｂ、傾きθ、検出可能範囲）をプリンタ５８からプ
リントアウトする。

また、任意呻第４図に示す出力曲線Ｇのグラフや生デー
タをプリントアウトすることも可能である。

一方、Ｙ軸方向の複数回の検査を行う場合には、パルス
モータ２４，２６を駆動してＸ−Ｙステージ２２をＹ軸
方向に一定距離ずつ移動させて、前回と同様な動作によ
り直線性の良５不良を判別する。

このような、一連の動作によりＰＳＤＩＯの直線性が検
査されることとなる。

なお、上記実施例においては、検出信号の回帰直線りと
実際の出力カーブＧとの偏差が許容範囲Ａ内にある直線
性補償範囲Ｂが基準範囲り以上である場合を直線性良好
と判断しているが、これに代えて予め設定した基準範囲
内に存在する出力カーブが許容１・ｎ囲から逸脱しない
場合を良好と判断して、直線性を検査することも可能で
ある。

また、パルスモータ２４，２６に代えてサーボモータを
、パソコン５４に代えてシーケンサやハードロジックを
使用できることは言うまでもない。

さらに、本発明は上述したＰＳＤＩＯの検査のみならず
、第５図に示されているような被測定物６０との距離！
を測定するレーザ変位計６２や、第６図に示されている
ような被測定物６４の変位１ｆｆｉを測定する接触式の
変位計６６の直線性の検査にも適用できるものである。

（発明の効果〕 以上説明したように本発明は、センサと被測定物を相対
的に移動させ、この際のセンサ出力の回帰直線を算出し
、この回帰直線と個々の検出信号との偏差から直線性を
検査する構成であるため、従来に比べて検査速度及び精
度が著しく向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の構成を示す斜視図である
。 第２図は、実施例に使用する被測定物を示す平面回であ
る。 第３図は、実施例の制御構成を示すブロック図である。 第４図は、実施例の作用を説明するためのグラフである
。 第５図は、本発明の他の実施例を示す正面図である。 第６図は、本発明の他の実施例を示す正面図である。 ｌ　Ｏ・ ２２　・ ２４゜ ３４　・ ３８゜ ５４　・ ５６　・ ＰＳＤ受光体 Ｘ−Ｙステージ ２６・・・パルスモータ ・・光源 ４０・・・プローパ゛ ・・パソコン ・・Ｘ−Ｙステージコントローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被測定物の変位や位置を検出するセンサの出力の直線性
   を検査する装置であって、 当該センサと被測定物を相対的に移動させる駆動手段と
   、 該駆動手段によって被測定物と相対的に移動するセンサ
   の出力を複数取り込み、これらの出力値の回帰直線を求
   めるとともに、この回帰直線と実際の出力値との偏差に
   基づいて直線性を検査する演算手段とを備えたことを特
   徴とするセンサの直線性検査装置。