JPH02310404A - 外径測定方法およびその装置 - Google Patents
外径測定方法およびその装置Info
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- JPH02310404A JPH02310404A JP13163189A JP13163189A JPH02310404A JP H02310404 A JPH02310404 A JP H02310404A JP 13163189 A JP13163189 A JP 13163189A JP 13163189 A JP13163189 A JP 13163189A JP H02310404 A JPH02310404 A JP H02310404A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 35
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- 241000218645 Cedrus Species 0.000 description 1
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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。
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、レーザーを用いた非接触の外径測定方法およ
び装置に係わり、特に、レーザーをフラットビームにし
、受光素子にＣＣＤラインセンサーを用い、かつ、前記
ＣＣＤラインセンサーの１画素サイズ以上の精度を有す
る測定を可能としたレーザーによる外径測定方法および
装置に関するものである。
び装置に係わり、特に、レーザーをフラットビームにし
、受光素子にＣＣＤラインセンサーを用い、かつ、前記
ＣＣＤラインセンサーの１画素サイズ以上の精度を有す
る測定を可能としたレーザーによる外径測定方法および
装置に関するものである。
レーザーを用いてピン、線材等の外径を測定する方法に
関する従来技術としては、例えば「電子展望１９８０年
２月号」の「図説レーザーの応用・測定」に記載されて
いる技術が知られている。この従来の技術の１つはレー
ザー光源を細線に照射して生ずるフラウンホーファー回
折現象を利用し、この現象で得られたフラウンホーファ
ー回折像のうち特定の２Ｉ＠の次数の間隔により細線の
線径を測定するものであり、他の１つはレーザーの平行
ビームにより、ピン、線材等の物体をスキャニングし、
物体により遮断されたレーザービームの時間を測定する
ことにより物体の外径を求める方法である。
関する従来技術としては、例えば「電子展望１９８０年
２月号」の「図説レーザーの応用・測定」に記載されて
いる技術が知られている。この従来の技術の１つはレー
ザー光源を細線に照射して生ずるフラウンホーファー回
折現象を利用し、この現象で得られたフラウンホーファ
ー回折像のうち特定の２Ｉ＠の次数の間隔により細線の
線径を測定するものであり、他の１つはレーザーの平行
ビームにより、ピン、線材等の物体をスキャニングし、
物体により遮断されたレーザービームの時間を測定する
ことにより物体の外径を求める方法である。
フラウンホーファー回折現象を利用する方法については
例えば特開昭５５−１４１６０６号公報に詳しく述べら
れており、スキャニングによる方法については特開昭６
４−２９７０１号公報に詳しく述べられている。
例えば特開昭５５−１４１６０６号公報に詳しく述べら
れており、スキャニングによる方法については特開昭６
４−２９７０１号公報に詳しく述べられている。
またレーザーのフラットビームを使うのであれば、それ
をＣＣＤラインセンサーで受ければ、物体により遮断さ
れた影の部分の画素数を数えることにより、物体の外径
を測定出来ることは容易に推測出来る。
をＣＣＤラインセンサーで受ければ、物体により遮断さ
れた影の部分の画素数を数えることにより、物体の外径
を測定出来ることは容易に推測出来る。
〔発明が解決しよ５とする課題〕
前述のフラウンホーファー回折現象を利用する方法は細
線測定に向いており、数十βｍ〜数ｍｍの径のピン、線
材等の外径測定は出来ない。また、レーザーの平行ビー
ムで物体をスキャニングする方法について、第５図（ａ
）でその装置の概略を示すと、レーザー光源１から出た
レーザービーム２は回転ミラー１７で反射される。回転
ミラー１７が矢印の方向に回転することによりレーザー
ビーム２も矢印の方向にスキャニングされ、投光凸レン
ズ１８を通って平行レーザービーム２−１となり、受光
凸レンズ１９を通って受光素子２０で受けられる。投光
凸レンズ１８と受光凸レンズ１９との間にワーク１５が
あると、そこで平行レーザービーム２−１は遮断され、
彰１６が出来る。影１６の部分はそのまま受光凸レンズ
１９を通って受光素子２０にも影として現われる。よっ
て受光素子２０の出力は横軸に時間、縦軸に出力をとり
、グラフ化することが出来る。受光素子２０の出力が第
５図（ｂ）に示すように矩形波をしていれば、正確に時
間ｔを測ることにより、ワーク１５の径ｄを求めること
が出来るが、実際にはビームに太さがあるため、第５図
（Ｃ）のよ５に台形に近（なる。この場合は出力のどの
レベルで線を引くか、すなわち閾値Ｗｔをどこにするか
によって時間が変わり、ひいては径も変ってくる。また
、ビーム径より小さい物体の測定は出来ず、その場合は
特開昭６４−２９７０１号公報に示すように径が既知の
ピンと抱き合わせて測定する方法もあるが、その場合、
二つの物体の合わせ方が難かしく、誤差を生む原因とな
る。また、レーザーのフラットビームと、ＣＣＤライン
センサーを用いる方法では、中間的な出力では比例で位
置を求めるしかなく、その場合各画素のゲインが異なる
と比例定数が異なり、正しい位置が得られない。かつ、
画素の不感帯に入った場合は、その中での位置を決める
ことは不可能である。よって、画素サイズ以下の精度を
得ることは困難であるなどの課題があった。
線測定に向いており、数十βｍ〜数ｍｍの径のピン、線
材等の外径測定は出来ない。また、レーザーの平行ビー
ムで物体をスキャニングする方法について、第５図（ａ
）でその装置の概略を示すと、レーザー光源１から出た
レーザービーム２は回転ミラー１７で反射される。回転
ミラー１７が矢印の方向に回転することによりレーザー
ビーム２も矢印の方向にスキャニングされ、投光凸レン
ズ１８を通って平行レーザービーム２−１となり、受光
凸レンズ１９を通って受光素子２０で受けられる。投光
凸レンズ１８と受光凸レンズ１９との間にワーク１５が
あると、そこで平行レーザービーム２−１は遮断され、
彰１６が出来る。影１６の部分はそのまま受光凸レンズ
１９を通って受光素子２０にも影として現われる。よっ
て受光素子２０の出力は横軸に時間、縦軸に出力をとり
、グラフ化することが出来る。受光素子２０の出力が第
５図（ｂ）に示すように矩形波をしていれば、正確に時
間ｔを測ることにより、ワーク１５の径ｄを求めること
が出来るが、実際にはビームに太さがあるため、第５図
（Ｃ）のよ５に台形に近（なる。この場合は出力のどの
レベルで線を引くか、すなわち閾値Ｗｔをどこにするか
によって時間が変わり、ひいては径も変ってくる。また
、ビーム径より小さい物体の測定は出来ず、その場合は
特開昭６４−２９７０１号公報に示すように径が既知の
ピンと抱き合わせて測定する方法もあるが、その場合、
二つの物体の合わせ方が難かしく、誤差を生む原因とな
る。また、レーザーのフラットビームと、ＣＣＤライン
センサーを用いる方法では、中間的な出力では比例で位
置を求めるしかなく、その場合各画素のゲインが異なる
と比例定数が異なり、正しい位置が得られない。かつ、
画素の不感帯に入った場合は、その中での位置を決める
ことは不可能である。よって、画素サイズ以下の精度を
得ることは困難であるなどの課題があった。
本発明の目的は上述の欠点を無くし、ＣＣＤラインセン
サーの画素サイズ以下の精度を得ることが可能なレーザ
ーによる外径測定方法および装置を提供するものである
。
サーの画素サイズ以下の精度を得ることが可能なレーザ
ーによる外径測定方法および装置を提供するものである
。
本発明の特徴は、ＣＣＤラインセンサーあるいはワーク
ホルダーに微小変位駆動装置を設げ、フラットビームの
長手方向に少なくとも前記ＣＣＤラインセンサーの±１
１画素の間を微少ステップ駆動させ、そのときの出力を
知ることにより画素サイズ以下の精度が得られるよりに
したものである。
ホルダーに微小変位駆動装置を設げ、フラットビームの
長手方向に少なくとも前記ＣＣＤラインセンサーの±１
１画素の間を微少ステップ駆動させ、そのときの出力を
知ることにより画素サイズ以下の精度が得られるよりに
したものである。
ＣＣＤラインセンサーの各画素の５ち、フラ。
トピームと影の部分の境が丁度歯っている画素に注目す
ると、その画素は中間的な出力Ｗが得られる。今、全体
が影のときの出力をＷｏ、全体が明るいときをＷ、とし
、ＣＣＤラインセンサーを微小変位駆動装置にて、フラ
ットビームの長手方向に１画素分下げて、そこから微小
ステップ駆動させながら２画素分だけ上げてやると、画
素の出力はＷｏからＷ、まで（又はＷ２からＷｏまで）
変化する。その出力グラフから、１画素分動いた所の出
力値（これはＷと一致する）と、ＷｏからＷデまでの値
、及びＷｏからＷ、になるまでの動かした長さ、出力が
出始める所（又は出力が減じ始める所）を知ることによ
り、出力Ｗが得られた場所は、注目している画素のどの
部分かを知ることが出来、ひいてはその画素の杉の部分
の長さを知ることが出来る。影のエッヂに相当する上下
の画素で上記の方法で長さを知れば、（その間の画素数
）×（１画素の長さ）にそれらを加えることにより、ワ
ークの径を知ることが出来る。
ると、その画素は中間的な出力Ｗが得られる。今、全体
が影のときの出力をＷｏ、全体が明るいときをＷ、とし
、ＣＣＤラインセンサーを微小変位駆動装置にて、フラ
ットビームの長手方向に１画素分下げて、そこから微小
ステップ駆動させながら２画素分だけ上げてやると、画
素の出力はＷｏからＷ、まで（又はＷ２からＷｏまで）
変化する。その出力グラフから、１画素分動いた所の出
力値（これはＷと一致する）と、ＷｏからＷデまでの値
、及びＷｏからＷ、になるまでの動かした長さ、出力が
出始める所（又は出力が減じ始める所）を知ることによ
り、出力Ｗが得られた場所は、注目している画素のどの
部分かを知ることが出来、ひいてはその画素の杉の部分
の長さを知ることが出来る。影のエッヂに相当する上下
の画素で上記の方法で長さを知れば、（その間の画素数
）×（１画素の長さ）にそれらを加えることにより、ワ
ークの径を知ることが出来る。
以下、本発明によるレーザーによる外径測定装置の一実
施例を図面により詳細に説明する。
施例を図面により詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例を説明する説明図、１２ 図
（ａ）はＣＣＤラインセンサーにフラットビームと影が
当っているときの説明図、第２図（ｂ）、（Ｃ）はその
ときの注目すべき画素及びその前後の画素の出力波形図
、第３図、第４図は微小変位駆動装置として用いたピエ
ゾ素子で１画素分下ろした後、微小ステップ駆動したと
きの注目すべき画素の出力波形図を示している。
（ａ）はＣＣＤラインセンサーにフラットビームと影が
当っているときの説明図、第２図（ｂ）、（Ｃ）はその
ときの注目すべき画素及びその前後の画素の出力波形図
、第３図、第４図は微小変位駆動装置として用いたピエ
ゾ素子で１画素分下ろした後、微小ステップ駆動したと
きの注目すべき画素の出力波形図を示している。
第１図に於いて、レーザー光源１から出たレーザービー
ム２は拡大レンズ３を通って円錐形となり、スリット４
、投光レンズ５を通ってフラットビーム６となる。フラ
ットビームを得るためには、上記のような光学系でなく
、シリンドリカルレンズ等を使って作ってもよい。フラ
ットビーム６はＣＣＤラインセンサー７で受けられ、Ｃ
ＣＤラインセンサー７の各画素の出力は、並−直変換器
８により直列に変換され、Ａ／Ｄ変換器９でデジタル化
された後、メモリー１０に格納される。メモリー１０に
格納されたデータはデータ処理装置１１で処理され、ワ
ークの径が算出されるが、データ処理装置１１は並−直
変換器８、Ａ／Ｄ変換器９、メモリー１０のタイミング
をとるためのクロック１２の制御も行なう。又、データ
処理装置１１は、ピエゾ素子コントローラ１３にピエゾ
素子１４を微小ステップ駆動させるための信号を出し、
ピエゾ素子１４はその信号により微小ステップ駆動を行
な５゜ 第２図（ａ）はピエゾ素子１４を動かしていない初めの
段階に於けるＣＣＤラインセンサー７に、フラットビー
ム６と、ワーク１５による杉１６の関係を示したもので
、上部の明暗ライン１６−１がＣＣＤラインセンサー７
の第ｎ番目の画素の有効部７−１に、下部の明暗ライン
１６−２が、第ｍ番目の画素の不感帯部７−２に当った
ときの例を示している。ｎ番目の画素の出力は半分が明
、半分が暗のため、その出力は中間的なものとなり、ｎ
番目の画素の前後の画素の出力も加えてグラフ化すると
、第２図（ｂ）のようになり、ｎ −１番目以前は暗部
の出力Ｗ０に、ｎ ＋ １番目以後は明部の出力Ｗ、と
なり、ｎ番目の出力はその中間的な出力Ｗｎとなる。ｍ
番目の画素は下部明暗ライン１６−２が不感帯７−２に
当っているため、有効部７−１は暗部となり、その出力
Ｗ、ｎは暗部出力Ｗ０となる。よって、ｍ番目の前後の
画素の出力も加えてグラフ化すると、第２図（Ｃ）のよ
うに、ｍ−１番目以前の出力は明部の出力Ｗ、に、ｍ番
゛目以後の出力は暗部の出力Ｗ０となる。
ム２は拡大レンズ３を通って円錐形となり、スリット４
、投光レンズ５を通ってフラットビーム６となる。フラ
ットビームを得るためには、上記のような光学系でなく
、シリンドリカルレンズ等を使って作ってもよい。フラ
ットビーム６はＣＣＤラインセンサー７で受けられ、Ｃ
ＣＤラインセンサー７の各画素の出力は、並−直変換器
８により直列に変換され、Ａ／Ｄ変換器９でデジタル化
された後、メモリー１０に格納される。メモリー１０に
格納されたデータはデータ処理装置１１で処理され、ワ
ークの径が算出されるが、データ処理装置１１は並−直
変換器８、Ａ／Ｄ変換器９、メモリー１０のタイミング
をとるためのクロック１２の制御も行なう。又、データ
処理装置１１は、ピエゾ素子コントローラ１３にピエゾ
素子１４を微小ステップ駆動させるための信号を出し、
ピエゾ素子１４はその信号により微小ステップ駆動を行
な５゜ 第２図（ａ）はピエゾ素子１４を動かしていない初めの
段階に於けるＣＣＤラインセンサー７に、フラットビー
ム６と、ワーク１５による杉１６の関係を示したもので
、上部の明暗ライン１６−１がＣＣＤラインセンサー７
の第ｎ番目の画素の有効部７−１に、下部の明暗ライン
１６−２が、第ｍ番目の画素の不感帯部７−２に当った
ときの例を示している。ｎ番目の画素の出力は半分が明
、半分が暗のため、その出力は中間的なものとなり、ｎ
番目の画素の前後の画素の出力も加えてグラフ化すると
、第２図（ｂ）のようになり、ｎ −１番目以前は暗部
の出力Ｗ０に、ｎ ＋ １番目以後は明部の出力Ｗ、と
なり、ｎ番目の出力はその中間的な出力Ｗｎとなる。ｍ
番目の画素は下部明暗ライン１６−２が不感帯７−２に
当っているため、有効部７−１は暗部となり、その出力
Ｗ、ｎは暗部出力Ｗ０となる。よって、ｍ番目の前後の
画素の出力も加えてグラフ化すると、第２図（Ｃ）のよ
うに、ｍ−１番目以前の出力は明部の出力Ｗ、に、ｍ番
゛目以後の出力は暗部の出力Ｗ０となる。
このままでも、画素単位の精度の測定なら、充分使用に
耐え得るが、本発明はＣＣＤラインセンサー７にピエゾ
素子１４を付け、それを微小ステップ駆動させることに
より、より高精度測定が出来るようにしたものである。
耐え得るが、本発明はＣＣＤラインセンサー７にピエゾ
素子１４を付け、それを微小ステップ駆動させることに
より、より高精度測定が出来るようにしたものである。
第３図（ａ）は明暗部が半分ずつのｎ番目の画素の場合
（第２図（ｂ））について説明したもので、ｎ番目の画
素の出力に注目し、まずピエゾ素子１４で１画素分下げ
る。それから１画素の大きさを複数等分（第３図（ａ）
の例では１５等分；有効部が１０ピツチ、不感帯が５ピ
ツチに相当）したピッチ（Ｐとする）で２画素分をステ
ップ駆動させ、そのときのｎ番目の画素の出力を測定す
ると、第３図（ａ）のよ５な出力特性グラフが得られる
。更に詳細に説明すると、まず１画素分下げると、上部
明暗ライン１６−１はｎ ＋ １番目の画素にあるので
、ｎ番目の画素の出力はＷ。である。その後、１画素分
の長さをピッチＰでピッチ送りをすると、上部明暗ライ
ン１６−１がｎ番目の素子に当り出して（例では１１ピ
ツチ目）、出力が出始める。それから１ピツチ毎に出力
が増す。１画素分動かしたとき（例では１５ピツチ目）
の出力ＷＩ、を記憶しておく。更に１画素分ピッチ送り
をすると、上部明暗ライン１６−１が不感帯７−２に入
るまでは１ピツチ毎に出力が増し、それ以後は（例では
２画素目の５ピツチ目）明部の出力Ｗアが得られる。出
力が得られ始めてから１画素分動くまでのピッチ数（例
では１１ピツチ目から１５ピツチ目までの５ピツチ分）
が分かれば、これがｎ画素目の明の部分であるから、１
画素の大きさからその分を引けばｎ画素目の影の範囲（
例では１５−５＝１０ピツチ分）を知ることが出来る。
（第２図（ｂ））について説明したもので、ｎ番目の画
素の出力に注目し、まずピエゾ素子１４で１画素分下げ
る。それから１画素の大きさを複数等分（第３図（ａ）
の例では１５等分；有効部が１０ピツチ、不感帯が５ピ
ツチに相当）したピッチ（Ｐとする）で２画素分をステ
ップ駆動させ、そのときのｎ番目の画素の出力を測定す
ると、第３図（ａ）のよ５な出力特性グラフが得られる
。更に詳細に説明すると、まず１画素分下げると、上部
明暗ライン１６−１はｎ ＋ １番目の画素にあるので
、ｎ番目の画素の出力はＷ。である。その後、１画素分
の長さをピッチＰでピッチ送りをすると、上部明暗ライ
ン１６−１がｎ番目の素子に当り出して（例では１１ピ
ツチ目）、出力が出始める。それから１ピツチ毎に出力
が増す。１画素分動かしたとき（例では１５ピツチ目）
の出力ＷＩ、を記憶しておく。更に１画素分ピッチ送り
をすると、上部明暗ライン１６−１が不感帯７−２に入
るまでは１ピツチ毎に出力が増し、それ以後は（例では
２画素目の５ピツチ目）明部の出力Ｗアが得られる。出
力が得られ始めてから１画素分動くまでのピッチ数（例
では１１ピツチ目から１５ピツチ目までの５ピツチ分）
が分かれば、これがｎ画素目の明の部分であるから、１
画素の大きさからその分を引けばｎ画素目の影の範囲（
例では１５−５＝１０ピツチ分）を知ることが出来る。
以上動作が解かりやすいように明暗部の境界が１画素を
等分する境界上にぎた場合について説明したが、実際は
、境界と境界との間に（る場合の方が多い。この場合に
ついて第３図（ｂ）により説明する。今、明暗ライン１
６−１がｎ番目の画素を１５等分した１１番目の箇所に
あるとする。ここで、上述説明による動作と同じ動作を
させると、ｎ番目の画素の出力は、１１ピツチ目より得
られる。しかしながら、等分する境界上にないために１
ピツチ分の出力は得られない。その後、ピッーチ送りに
従って出力が増し１５ピツチ目に１画素分動かした出力
Ｗｎが得られる。そして、出力が得られたのが１１ピツ
チ目から１５ピツチ目までの５ピツチであるといつこと
がらｎ画素目の影の範囲を知ることができる。ただし、
最初の出力が１ピツチ分の出力に不足するということで
、その分が誤差になる。この誤差の影響をなくすために
次のよ５な方法をとれば良い。すなわち、画素の有効部
７−１の最初を示す出力Ｗ。、終わりを示す出力Ｗ２、
明暗ライン１６−１を示す出力Ｗｎが得られるのである
から、 を計算してｎ番目の画素の影の部分の長さを得る。
等分する境界上にぎた場合について説明したが、実際は
、境界と境界との間に（る場合の方が多い。この場合に
ついて第３図（ｂ）により説明する。今、明暗ライン１
６−１がｎ番目の画素を１５等分した１１番目の箇所に
あるとする。ここで、上述説明による動作と同じ動作を
させると、ｎ番目の画素の出力は、１１ピツチ目より得
られる。しかしながら、等分する境界上にないために１
ピツチ分の出力は得られない。その後、ピッーチ送りに
従って出力が増し１５ピツチ目に１画素分動かした出力
Ｗｎが得られる。そして、出力が得られたのが１１ピツ
チ目から１５ピツチ目までの５ピツチであるといつこと
がらｎ画素目の影の範囲を知ることができる。ただし、
最初の出力が１ピツチ分の出力に不足するということで
、その分が誤差になる。この誤差の影響をなくすために
次のよ５な方法をとれば良い。すなわち、画素の有効部
７−１の最初を示す出力Ｗ。、終わりを示す出力Ｗ２、
明暗ライン１６−１を示す出力Ｗｎが得られるのである
から、 を計算してｎ番目の画素の影の部分の長さを得る。
この計算により求めることで、より高精度の結果が得ら
れる。
れる。
第４図は、明暗ラインが不感帯７−２に肖った場合（第
２図（Ｃ））について説明したもので、ｍ番目の画素の
出力に注目し、まずピエゾ素子１４で１画素分下げる。
２図（Ｃ））について説明したもので、ｍ番目の画素の
出力に注目し、まずピエゾ素子１４で１画素分下げる。
それからピッチＰで２画素分上にステップ駆動させ、そ
のときのｍ番目の画素の出力を測定すると、第４図のよ
うな出力特性グラフが得られる。更に詳細に説明すると
、まず１画素分下げると、下部明暗ライン１６−２はｍ
＋１番目の画素にあるので、ｍ番目の画素の出力はＷ２
である。その後、１画素分の長さをピッチＰでピッチ送
りをすると、下部明暗ライン１６−２がｍ番目の素子に
当り出して（例では５ピツチ目）、出力が減じ始めるっ
それから１ピツチ毎に出力が減じ、下部明暗ライン１６
−２がｍ番目の画素の不感帯に入ったとき、出力はＷｏ
となる。１画素分動かしたとき、出力ＷＩＴ＋は下部明
暗ライン１６−２が不感帯７−２に入っており、Ｗｏと
なっている。更に１画素動かしても、出力はＷｏのまま
である。１画素下げてから、ピッチ送りをして、出力が
減じ始めるまでのピッチ数（例では１ピツチ目から４ピ
ツチ目までの４ピツチ分）がｍ＋ｉ番目の画素の範囲で
あり、これを１画素の大きさから引けばｍ番目の画素の
影の範囲（例では１５−４＝１１ピツチ分）を知ること
が出来る。
のときのｍ番目の画素の出力を測定すると、第４図のよ
うな出力特性グラフが得られる。更に詳細に説明すると
、まず１画素分下げると、下部明暗ライン１６−２はｍ
＋１番目の画素にあるので、ｍ番目の画素の出力はＷ２
である。その後、１画素分の長さをピッチＰでピッチ送
りをすると、下部明暗ライン１６−２がｍ番目の素子に
当り出して（例では５ピツチ目）、出力が減じ始めるっ
それから１ピツチ毎に出力が減じ、下部明暗ライン１６
−２がｍ番目の画素の不感帯に入ったとき、出力はＷｏ
となる。１画素分動かしたとき、出力ＷＩＴ＋は下部明
暗ライン１６−２が不感帯７−２に入っており、Ｗｏと
なっている。更に１画素動かしても、出力はＷｏのまま
である。１画素下げてから、ピッチ送りをして、出力が
減じ始めるまでのピッチ数（例では１ピツチ目から４ピ
ツチ目までの４ピツチ分）がｍ＋ｉ番目の画素の範囲で
あり、これを１画素の大きさから引けばｍ番目の画素の
影の範囲（例では１５−４＝１１ピツチ分）を知ること
が出来る。
更にピッチ以下の精度で知りたい場合は、Ｗ、とＷｏの
値、及びＷ、からＷ。になるまでのピッチ数を知ること
により、より正確に出力の減じ始める位置を前述説明と
同様に比例針゛算で求めることが出来る。
値、及びＷ、からＷ。になるまでのピッチ数を知ること
により、より正確に出力の減じ始める位置を前述説明と
同様に比例針゛算で求めることが出来る。
また本発明の実施例としてＣＣＤラインセンサーにピエ
ゾ素子を設けて微小ステップ駆動させるよう説明したが
、被測定物であるワーク又はこのワークを保持している
ワークホールダーにピエゾ素子を設け、これを微小ステ
ップ駆動させても同様の効果が得られるのは言うまでも
ない。
ゾ素子を設けて微小ステップ駆動させるよう説明したが
、被測定物であるワーク又はこのワークを保持している
ワークホールダーにピエゾ素子を設け、これを微小ステ
ップ駆動させても同様の効果が得られるのは言うまでも
ない。
以上説明したように、本発明によれば、レーザーによる
フラットビームとＣＣＤラインセンサーを使って外径を
測定する方法および装置に於いて、ＣＣＤラインセンサ
ーに微小変位駆動装置を設けて画素以下の微小ステップ
駆動させ、その出力を知ることにより、ビン、線材等の
外径を非接触で、かつＣＣＤラインセンサーの画素の大
きさ以下の精度で測定することが可能となる。
フラットビームとＣＣＤラインセンサーを使って外径を
測定する方法および装置に於いて、ＣＣＤラインセンサ
ーに微小変位駆動装置を設けて画素以下の微小ステップ
駆動させ、その出力を知ることにより、ビン、線材等の
外径を非接触で、かつＣＣＤラインセンサーの画素の大
きさ以下の精度で測定することが可能となる。
さらに、画素を等分した長さでステップ駆動させたり、
１画素分下げて元の位置を通過させ、もつ１画素進める
（すなわち±１１画素移動）ことでより正確な測定がで
きる。
１画素分下げて元の位置を通過させ、もつ１画素進める
（すなわち±１１画素移動）ことでより正確な測定がで
きる。
第１図〜第４図は本発明の一実施例に係り、第１図は本
発明の一実施例？説明する説明図、第２図（ａ）はＣＣ
Ｄラインセンサーとフラットビーム及びワークによる影
の関係の説明図、第２図（ｂ）、（Ｃ）は画素の出力波
形図、第３図（ａ）、（ｂ）、第４図はピエゾ素子で微
少ステップ駆動させたとぎの画素の出力波形図を示して
おり、第５図は従来例に係り、第５図（ａ）は装置の説
明図及び第５図（ｂ）、（Ｃ）はその出力波形図である
。 １・・・・・・レーザー光源、 ２・・・・・・レーザービーム、 ６・・・・・・フラットビーム、 ７・・・・・・ＣＣＤラインセンサー、１４・・・・・
・ピエゾ素子、 １５・・・・・・ワーク。 日
発明の一実施例？説明する説明図、第２図（ａ）はＣＣ
Ｄラインセンサーとフラットビーム及びワークによる影
の関係の説明図、第２図（ｂ）、（Ｃ）は画素の出力波
形図、第３図（ａ）、（ｂ）、第４図はピエゾ素子で微
少ステップ駆動させたとぎの画素の出力波形図を示して
おり、第５図は従来例に係り、第５図（ａ）は装置の説
明図及び第５図（ｂ）、（Ｃ）はその出力波形図である
。 １・・・・・・レーザー光源、 ２・・・・・・レーザービーム、 ６・・・・・・フラットビーム、 ７・・・・・・ＣＣＤラインセンサー、１４・・・・・
・ピエゾ素子、 １５・・・・・・ワーク。 日
Claims (5)
- （１）レーザービームをフラットビームに変換し、この
フラットビームにより被測定物をＣＣＤラインセンサー
に投影し、この投影情報より前記被測定物の外径を求め
る外径測定方法において、前記被測定物およびＣＣＤラ
インセンサーのラち一方を、前記フラットビームの長手
方向に、前記ＣＣＤラインセンサーの画素以下の変位で
微小変位駆動させて、前記投影情報を得ることを特徴と
する外径測定方法。 - （２）微小変位駆動は、ＣＣＤラインセンサーの画素を
等分した長さでステップ駆動にて行なうことを特徴とす
る請求項１記載の外径測定方法。 - （３）微小変位駆動は、±１画素分移動させて行なうこ
とを特徴とする請求項１記載の外径測定方法。 - （４）レーザー光源と、このレーザー光源からのレーザ
ービームをフラットビームに変換する光学系と、前記フ
ラットビームを受けるＣＣＤラインセンサーと、このＣ
ＣＤラインセンサーの出力を処理して被測定物の外径を
求めるデータ処理装置とよりなる外径測定装置において
、 前記ＣＣＤラインセンサーに、前記フラットビームの長
手方向に前記ＣＣＤラインセンサーの画素以下の変位で
駆動する微小変位駆動装置を設けたことを特徴とする外
径測定装置。 - （５）レーザー光源と、このレーザー光源からのレーザ
ービームをフラットビームに変換する光学系と、前記フ
ラットビームを受けるＣＣＤラインセンサーと、被測定
物を支持するワークホルダーと、前記ＣＣＤラインセン
サーの出力を処理して被測定物の外径を求めるデータ処
理装置とよりなる外径測定装置において、 前記ワークホルダーに、前記フラットビームの長手方向
に前記ＣＣＤラインセンサーの画素以下の変位で駆動す
る微小変位駆動装置を設けたことを特徴とする外径測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13163189A JPH02310404A (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | 外径測定方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13163189A JPH02310404A (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | 外径測定方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02310404A true JPH02310404A (ja) | 1990-12-26 |
Family
ID=15062567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13163189A Pending JPH02310404A (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | 外径測定方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02310404A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012518800A (ja) * | 2009-02-24 | 2012-08-16 | レオナルド インターナショナル ゼットアールティー． | 光センサ |
| WO2024128236A1 (ja) * | 2022-12-15 | 2024-06-20 | 住友電工オプティフロンティア株式会社 | 融着接続機および融着接続方法 |
-
1989
- 1989-05-26 JP JP13163189A patent/JPH02310404A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012518800A (ja) * | 2009-02-24 | 2012-08-16 | レオナルド インターナショナル ゼットアールティー． | 光センサ |
| WO2024128236A1 (ja) * | 2022-12-15 | 2024-06-20 | 住友電工オプティフロンティア株式会社 | 融着接続機および融着接続方法 |
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