JPH0378561B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0378561B2
JPH0378561B2 JP5653686A JP5653686A JPH0378561B2 JP H0378561 B2 JPH0378561 B2 JP H0378561B2 JP 5653686 A JP5653686 A JP 5653686A JP 5653686 A JP5653686 A JP 5653686A JP H0378561 B2 JPH0378561 B2 JP H0378561B2
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JP
Japan
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signal
output signal
sensor
level
output
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Expired
Application number
JP5653686A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62212502A (en
Inventor
Hiromasa Doi
Sadamitsu Nishihara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitutoyo Corp
Original Assignee
Mitutoyo Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitutoyo Corp filed Critical Mitutoyo Corp
Priority to JP5653686A priority Critical patent/JPS62212502A/en
Publication of JPS62212502A publication Critical patent/JPS62212502A/en
Publication of JPH0378561B2 publication Critical patent/JPH0378561B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

この発明は、物体の寸法、変位量等を測定する
ための光学式測定機器におけるエツジ検出装置に
係り、特に、透明でない測定対象物に、直接光線
を照射し、これにより生じる透過光又は反射光、
あるいはこれら透過光又は反射光による測定対象
物の投影像を、光電素子に受光させて電気信号を
取り出し、この信号に基づき該測定物の寸法測
定、位置判別、形状判断等を行うための光学式測
定機器におけるエツジ検出装置に関する。
The present invention relates to an edge detection device in an optical measuring instrument for measuring the dimensions, displacement, etc. of an object, and in particular, it irradiates a non-transparent measurement object with a direct beam of light, and the transmitted light or reflected light generated thereby. ,
Alternatively, an optical method is used to make a photoelectric element receive the projected image of the object to be measured using transmitted light or reflected light, extract an electrical signal, and measure the dimensions, position, shape, etc. of the object based on this signal. This invention relates to an edge detection device in a measuring instrument.

【従来の技術】[Conventional technology]

従来この種光学式測定機器、例えば、投影機
は、載物台上の測定対象物を平行な光線により照
射して、その透過光又は反射光に基づきスクリー
ン上に該測定対象物の投影像を結像させ、この結
像から測定対象物の寸法形状等を測定するもので
あるが、スクリーンに投影された測定対象物の像
のエツジ(端部)は一般的にいわゆるにじみがあ
り、従つて、載物台上の測定対象物を移動させ、
そのスクリーン上の結像とヘアラインとの一致か
ら測定値を正確に読み込むことは困難である。 かかる問題点及びその他の問題点を解消するた
めに、本出願人は、特願昭59−249278により、第
4図に示されるように、透過光又は反射光を検出
して、直接的又は間接的に測定対象物の寸法測定
をするための光学式測定機器におけるエツジ検出
装置において、前記測定対象物の投影画像4Aと
の相対移動時に生ずる明暗に基づき、位相ずれ信
号を発生するよう移動面と略平行な面内に同心状
に配設された2個の受光素子12A,12Bを含
み、両受光素子12A,12Bの出力に基づくセ
ンサ出力信号のセンサ出力端子14A,14Bに
おけるレベルが、前記相対移動時に生ずる明及び
暗のそれぞれのときに等値となるよう形成された
センサー12と、このセンサー12における前記
センサ出力端子14A,14Bに接続され、前記
位相ずれ信号の差を演算する差演算器16と、前
記差演算器16の差動出力信号と高位及び低位レ
ベルの参照信号とを比較して、該差動出力信号が
高位及び低位レベル間にあるときホールド信号を
形成して、前記センサ出力信号のうち一個のセン
サ信号をホールドし、このホールドされた高位ホ
ールド信号と低位ホールド信号間に該出力信号が
あることをもつて、前記位相ずれ信号の基準レベ
ル信号とのクロスポイントを含む特定領域で信号
を出力する領域信号発生器18と、この領域信号
発生器18から信号が出力されている間に、前記
差演算器16の差動出力信号と予め設定された基
準レベル信号とのクロス信号を出力する検知手段
20とを設けたものを提案した。 ここで、前記センサー12は、前記受光素子1
2A,12Bの他に、受光素子12A及び受光素
子12Bの出力を電圧交換するための電流−電圧
変換器12C,12D及びこれらの出力電圧を増
幅するためのアンプ12E,12Fを備えてい
る。 前記領域信号発生器18は、前記差演算器16
の差動出力信号と高位レベル参照信号とを比較
し、該差動出力信号が高位レベルより低いときホ
ールド信号を出力する第1の比較器24Aと、低
位レベルの参照信号と比較し、該差動出力信号が
低位レベルよりも高いときホールド信号を出力す
る第2の比較器24Bと、前記第1の及び第2比
較器24A,24Bから入力される前記ホールド
信号にもとずき前記センサー12の一方のセンサ
出力信号aをホールドし、且つ、ホールド信号が
入力されないとき該センサ出力信号aをサンプリ
ングする第1及び第2のサンプルホールド回路2
6A,26Bと、これら第1及び第2のサンプル
ホールド回路26A,26Bの出力信号と前記セ
ンサ出力信号aとを比較し、該出力信号がセンサ
出力信号aよりも小さいとき信号を出力する第3
の比較器28Aと、前記出力信号と前記センサ出
力信号aとを比較し、該出力信号がセンサ出力信
号aよりも大きいとき信号を出力する第4の比較
器28Bと、前記第3及び第4の比較器28A,
28Bの一方のみが信号を出力するとき領域信号
を発生するエクスクルーシブORゲート30と、
を備えて形成されている。 又、前記検知手段20は、前記差演算器16の
出力信号と基準レベルの信号とを比較して、両者
が一致するとき、即ちクロスポイントにおいて信
号を出力する比較器32と、この比較器32から
信号が出力されたとき、これに基づいてエツジパ
ルス信号を発生するパルス信号発生器34と、こ
のパルス信号発生器34及び前記領域信号発生器
18の両者から信号が出力されているときのみエ
ツジ検出信号を出力するANDゲート36と、を
備えている。このANDゲート36からの出力信
号は、測定対象物4のための載物台3に連動する
変位検出装置38のカウンタ40にエツジ検出信
号を出力するようにされている。 この変位検出装置38は、前記載物台3に連動
してその移動量に応じてパルス信号を発生するエ
ンコーダ42と、このエンコーダ42から出力さ
れるパルス信号を読取る前記カウンタ40とから
構成されている。 このカウンタ40は、前記ANDゲート36か
らエツジ検出信号が入力されるときに、その読取
り値を記憶装置44に出力するようにされてい
る。 スクリーン6上に結像された測定対象物の投影
画像4Aに、センサー12を接近し且つ投影画像
4Aのエツジを通過した場合のセンサ出力信号
は、第5図Aに符号a及びbによつて示されるよ
うに、振幅の等しい位相ずれ信号となる。これら
の出力信号は、第5図Bに示されるように、差演
算器16によりc=b−aに演算され、出力され
る。 前記センサ出力信号14Aからの出力信号a
は、前記領域信号発生器18の第1及び第2の比
較器24A,24Bにそれぞれ入力される。 第5図Cに示されるように、前記第1の比較器
24Aは、参照電圧Vref+と入力信号cとを比
較して信号cがVref+よりも大きいときサンプ
リング信号dを前記第1のサンプルホールド回路
26Aに出力する。又、第5図Dに示されるよう
に、前記第2の比較器24Bは、入力された信号
cと参照電圧Vref−とを比較して、信号cが
Vref−よりも小さいときサンプリング信号eを
第2のサンプルホールド回路26Bに出力する。 前記第1及び第2のサンプルホールド回路26
A,26Bは、第1の比較器24Aからサンプリ
ング信号dが出力されているとき及び第2の比較
器24Bからサンプリング信号eが出力されると
きセンサ出力信号aのサンプリングを行うと共
に、これらサンプリング信号d及びeが出力され
ていないときは、各々サンプリングの最終時点で
の信号値をホールドするようにされている。 従つて、これらサンプルホールド回路26A,
26Bは、第5図Eにおいて破線及び一点鎖線で
示されるようにハイホールド信号f及びローホー
ルド信号gをそれぞれ第3の比較器28A及び第
4の比較器28Bに出力する。 これら第3の比較器28A及び第4の比較器2
8Bは、第5図F,Gに示されるように、入力さ
れたハイホールド信号f及びローホールド信号g
を前記センサ出力信号aと比較して、これらハイ
ホールド信号f及びローホールド信号gがセンサ
出力信号aよりも大きいときのそれぞれ信号h及
びiをエクスクルシーブORゲート30に出力す
る。 このエクスクルーシブORゲート30は、第3
の比較器28A及び第4の比較器28Bの一方の
みから信号が出力されているときに、第5図Hに
示されるように「1」のデジタル信号jを出力す
る。 一方、前記差演算器16によつて出力される差
動出力信号cは検知手段20の比較器32に入力
され、この比較器32は、第5図Iに示されるよ
うに、差動出力信号cが0の基準レベル信号とク
ロスする時に「1」のデジタル信号kを出力す
る。 比較器32の出力に基づき、パルス信号発生器
34は、第5図Jに示されるようなパルス信号l
をANDゲート36に出力する。 前記パルス信号発生器34からのパルス信号l
と、エクスクルシーブORゲート30からのデジ
タル信号jは、ANDゲート36に入力され、こ
のANDゲートは、該入力信号が共に「1」の時
に、第5図Kで示されるように、例えば、10μsec
のパルス信号mを出力し、この時点で、投影画像
4Aのエツジを検出するものである。 上記特願昭59−249278におけるエツジ検出装置
は、測定対象物が例えば半透明硝子製品等の、光
を完全に遮断することができない材質の場合であ
つても、即ち、測定対象物の投影画像における暗
部と明部の差が小さく、所定レベル以上の信号を
得ることができない場合であつても、該測定対象
物のエツジを検出することができるものである。
Conventionally, this type of optical measuring instrument, for example, a projector, irradiates an object to be measured on a stage with parallel light beams and projects a projected image of the object on a screen based on the transmitted or reflected light. This method uses the formed image to measure the dimensions and shape of the object to be measured, but the edges of the image of the object to be measured that are projected onto the screen generally have so-called smudges, and therefore , move the object to be measured on the stage,
It is difficult to accurately read measurement values from the coincidence of the image formed on the screen and the hairline. In order to solve this problem and other problems, the present applicant has proposed, in Japanese Patent Application No. 59-249278, as shown in FIG. In an edge detection device in an optical measuring instrument for visually measuring the dimensions of an object to be measured, the moving surface and It includes two light receiving elements 12A, 12B arranged concentrically in substantially parallel planes, and the level of the sensor output signal at the sensor output terminals 14A, 14B based on the outputs of both the light receiving elements 12A, 12B is A sensor 12 formed to have an equal value in each of brightness and darkness that occurs during movement, and a difference calculator connected to the sensor output terminals 14A and 14B of this sensor 12 to calculate the difference between the phase shift signals. 16, compares the differential output signal of the difference calculator 16 with high and low level reference signals, and forms a hold signal when the differential output signal is between the high and low levels, and One sensor signal among the output signals is held, and if the output signal exists between the held high-level hold signal and the low-level hold signal, the identification including the cross point of the phase shift signal with the reference level signal is determined. A region signal generator 18 outputs a signal in the region, and while the region signal generator 18 is outputting a signal, a cross between the differential output signal of the difference calculator 16 and a preset reference level signal is generated. We have proposed a sensor equipped with a detection means 20 that outputs a signal. Here, the sensor 12 includes the light receiving element 1
In addition to 2A and 12B, it is provided with current-voltage converters 12C and 12D for voltage-exchanging the outputs of the light-receiving element 12A and the light-receiving element 12B, and amplifiers 12E and 12F for amplifying these output voltages. The area signal generator 18 is connected to the difference calculator 16.
A first comparator 24A compares the differential output signal with a high level reference signal and outputs a hold signal when the differential output signal is lower than the high level; a second comparator 24B that outputs a hold signal when the dynamic output signal is higher than a low level; and a second comparator 24B that outputs a hold signal when the dynamic output signal is higher than a low level; first and second sample and hold circuits 2 that hold one sensor output signal a and sample the sensor output signal a when no hold signal is input;
6A, 26B, and a third sample and hold circuit that compares the output signals of these first and second sample hold circuits 26A and 26B with the sensor output signal a, and outputs a signal when the output signal is smaller than the sensor output signal a.
a fourth comparator 28B that compares the output signal with the sensor output signal a and outputs a signal when the output signal is larger than the sensor output signal a; comparator 28A,
an exclusive OR gate 30 that generates a region signal when only one of the gates 28B outputs a signal;
It is formed with The detection means 20 also includes a comparator 32 that compares the output signal of the difference calculator 16 with a reference level signal and outputs a signal when the two match, that is, at a cross point; Edge detection is performed only when a pulse signal generator 34 generates an edge pulse signal based on the signal output from the pulse signal generator 34, and a signal is output from both this pulse signal generator 34 and the area signal generator 18. It includes an AND gate 36 that outputs a signal. The output signal from this AND gate 36 is adapted to output an edge detection signal to a counter 40 of a displacement detection device 38 interlocked with the stage 3 for the object 4 to be measured. This displacement detection device 38 is composed of an encoder 42 that is linked to the document table 3 and generates a pulse signal according to the amount of movement thereof, and the counter 40 that reads the pulse signal output from the encoder 42. There is. This counter 40 is configured to output its read value to a storage device 44 when an edge detection signal is input from the AND gate 36. The sensor output signals when the sensor 12 approaches the projected image 4A of the measurement object formed on the screen 6 and passes through the edge of the projected image 4A are shown in FIG. 5A by symbols a and b. As shown, the result is a phase-shifted signal with equal amplitude. As shown in FIG. 5B, these output signals are calculated by the difference calculator 16 so that c=ba-a and are output. Output signal a from the sensor output signal 14A
are input to the first and second comparators 24A and 24B of the area signal generator 18, respectively. As shown in FIG. 5C, the first comparator 24A compares the reference voltage Vref+ and the input signal c, and when the signal c is greater than Vref+, the first comparator 24A transfers the sampling signal d to the first sample hold circuit. Output to 26A. Further, as shown in FIG. 5D, the second comparator 24B compares the input signal c with the reference voltage Vref-, and determines whether the signal c is
When it is smaller than Vref-, the sampling signal e is output to the second sample and hold circuit 26B. The first and second sample and hold circuits 26
A, 26B samples the sensor output signal a when the first comparator 24A outputs the sampling signal d and when the second comparator 24B outputs the sampling signal e, and also samples these sampling signals. When d and e are not output, the signal values at the final sampling time are held. Therefore, these sample and hold circuits 26A,
26B outputs a high hold signal f and a low hold signal g to the third comparator 28A and the fourth comparator 28B, respectively, as shown by the broken line and the dashed line in FIG. 5E. These third comparator 28A and fourth comparator 2
8B indicates the input high hold signal f and low hold signal g as shown in FIG. 5F and G.
is compared with the sensor output signal a, and when these high hold signal f and low hold signal g are larger than the sensor output signal a, signals h and i are outputted to the exclusive OR gate 30, respectively. This exclusive OR gate 30 is the third
When a signal is output from only one of the comparator 28A and the fourth comparator 28B, a digital signal j of "1" is output as shown in FIG. 5H. On the other hand, the differential output signal c output by the difference calculator 16 is input to the comparator 32 of the detection means 20, and this comparator 32 receives the differential output signal c as shown in FIG. When c crosses the reference level signal of 0, a digital signal k of "1" is output. Based on the output of comparator 32, pulse signal generator 34 generates a pulse signal l as shown in FIG. 5J.
is output to the AND gate 36. Pulse signal l from the pulse signal generator 34
and the digital signal j from the exclusive OR gate 30 are input to an AND gate 36, which when both input signals are "1", as shown in FIG. 5K, for example, 10μsec
A pulse signal m is outputted, and at this point, an edge of the projected image 4A is detected. The edge detection device in the above Japanese Patent Application No. 59-249278 can be used even when the object to be measured is made of a material that cannot completely block light, such as a translucent glass product. Even if the difference between the dark and bright areas is small and it is not possible to obtain a signal above a predetermined level, edges of the object to be measured can be detected.

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、上記特願昭59−249278のエツジ
検出装置においては、測定作業の能率を向上させ
るために、センサ12を投影画像に対してある速
度以上の高速度で移動させた場合エツジを検出す
ることができない場合があるという問題点を有す
る。 即ち、センサ12を投影画像4Aに対して高速
で移動すると、前記第4図Bにおける波形cが、
その時間軸方向に縮まるが、これに対して、第1
の比較器24の時間遅れにより第4図Cで示され
るように信号dの立上がり及び立下がりが遅れ、
更には、これに対応するサンプルホールド回路2
6Aの時間遅れも加わつて、第4図Eに示される
信号fのハイホールド開始時点が、クロスポイン
ト即ちエツジの位置よりも時間遅れを生じるため
である。
However, in the edge detection device of the above-mentioned patent application No. 59-249278, in order to improve the efficiency of measurement work, edges are detected when the sensor 12 is moved at a high speed higher than a certain speed with respect to the projected image. The problem is that there are cases where it is not possible to do so. That is, when the sensor 12 is moved at high speed relative to the projected image 4A, the waveform c in FIG. 4B becomes
It shrinks in the time axis direction, but on the other hand, the first
Due to the time delay of the comparator 24, the rise and fall of the signal d are delayed as shown in FIG. 4C,
Furthermore, a sample hold circuit 2 corresponding to this
This is because, in addition to the time delay of 6A, the high hold start point of the signal f shown in FIG. 4E is delayed from the position of the cross point, that is, the edge.

【発明の目的】[Purpose of the invention]

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもの
であつて、第1の比較器における出力信号の時間
遅れが生じても、確実にエツジを検出することが
できるようにした光学式測定機器におけるエツジ
検出装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is an optical measuring instrument that is capable of reliably detecting an edge even if there is a time delay in the output signal of the first comparator. An object of the present invention is to provide an edge detection device.

【問題点を解決するための手段】[Means to solve the problem]

この発明は、透過光又は反射光を検出して、直
接的又は間接的に測定対象物の寸法測定をするた
めの光学式測定機器におけるエツジ検出装置にお
いて、前記測定対象物との相対移動時に生ずる明
暗に基づき、位相ずれ信号を発生するよう移動面
と略平行な面内に配設された複数個の受光素子を
含み、これら受光素子の出力に基づくセンサ出力
信号のセンサ出力端子におけるレベルが、前記相
対移動時に生ずる明及び暗のそれぞれのときに等
値となるよう形成されたセンサーと、このセンサ
ーにおける前記センサ出力端子に接続され、前記
位相ずれ信号の差を演算する差演算器と、前記差
演算器の差動出力信号が高位及び低位レベルの参
照信号とを比較して、該差動出力信号が高位及び
低位レベル間にあるときホールド信号を形成し
て、前記センサ出力信号のうち一個のセンサ信号
をホールドし、このホールドされた高位ホールド
信号と低位ホールド信号間に該出力信号があるこ
とをもつて、前記位相ずれ信号の基準レベル信号
とのクロスポイントを含む特定領域で信号を出力
する領域信号発生器と、この領域信号発生器から
信号が出力されている間に、前記差演算器の差動
出力信号と予め設定された基準レベル信号とのク
ロス信号を出力する検知手段と、を有し、前記領
域信号発生器は、前記差動出力信号が前記高位レ
ベルの参照信号よりも高位となるとき出力される
ワンシヨツトパルスの立下がり、及び、前記差動
出力信号が前記低位レベルの参照信号より低位と
なるとき出力されるワンシヨツトパルスの立下が
り、をそれぞれ開始点として前記ホールド信号を
出力するようにして上記目的を達成するものであ
る。 又、この発明は、前記領域信号発生器を、前記
差演算器の差動出力信号と高位レベル参照信号と
を比較し、該差動出力信号が高位レベルより高い
とき高レベル信号を出力する第1の比較器と、低
位レベルの参照信号と比較し、該差動出力信号が
低位レベルよりも低いとき低レベル信号を出力す
る第2の比較器と、前記第1の及び第2比較器か
ら前記高レベル及び低レベル信号が入力されると
き、ワンシヨツトパルスをそれぞれ発生する第1
及び第2のワンシヨツトパルス発生器と、前記セ
ンサーの一個のセンサ出力信号をホールドし、且
つ前記第1及び第2のワンシヨツトパルス発生器
からのワンシヨツトパルスが入力されたとき該セ
ンサ出力信号をサンプリングする第1及び第2の
サンプルホールド回路と、これら第1及び第2の
サンプルホールド回路の出力信号と前記センサ出
力信号とを比較し、該出力信号がセンサ出力信号
よりも小さいとき信号を出力する第3の比較器
と、前記出力信号と前記センサ出力信号とを比較
し、該出力信号がセンサ出力信号よりも大きいと
き信号を出力する第4の比較器と、前記第3及び
第4の比較器の一方のみが信号を出力するとき領
域信号を発生するエクスクルシーブORゲート
と、を有してなるようにして上記目的を達成する
ものである。
The present invention relates to an edge detection device in an optical measuring instrument for directly or indirectly measuring the dimensions of a measurement object by detecting transmitted light or reflected light. It includes a plurality of light-receiving elements arranged in a plane substantially parallel to the moving surface to generate a phase shift signal based on brightness and darkness, and the level of the sensor output signal at the sensor output terminal based on the output of these light-receiving elements is a sensor formed to have an equal value in each of brightness and darkness that occurs during the relative movement; a difference calculator connected to the sensor output terminal of this sensor to calculate the difference between the phase shift signals; Compare the differential output signal of the difference calculator with reference signals of high and low levels, form a hold signal when the differential output signal is between the high and low levels, and select one of the sensor output signals. holds the sensor signal, and when the output signal exists between the held high-level hold signal and the low-level hold signal, a signal is output in a specific area including the cross point of the phase shift signal with the reference level signal. a detection means for outputting a cross signal between the differential output signal of the difference calculator and a preset reference level signal while the signal is being output from the area signal generator; The region signal generator has a falling edge of a one-shot pulse that is output when the differential output signal becomes higher than the reference signal at the higher level, and when the differential output signal becomes higher than the reference signal at the lower level. The above object is achieved by outputting the hold signal using the falling edge of the one-shot pulse, which is output when the signal becomes lower than the reference signal, as a starting point. Further, the present invention includes a region signal generator that compares the differential output signal of the difference calculator with a high-level reference signal, and outputs a high-level signal when the differential output signal is higher than the high-level level. a second comparator that compares the differential output signal with a low level reference signal and outputs a low level signal when the differential output signal is lower than the low level; a first pulse that generates a one-shot pulse when the high-level and low-level signals are input;
and a second one-shot pulse generator, which holds the sensor output signal of one of the sensors and generates the sensor output signal when the one-shot pulse from the first and second one-shot pulse generators is input. The output signals of the first and second sample and hold circuits are compared with the sensor output signal, and when the output signal is smaller than the sensor output signal, the signal is detected. a third comparator that outputs an output; a fourth comparator that compares the output signal and the sensor output signal and outputs a signal when the output signal is larger than the sensor output signal; The above object is achieved by comprising an exclusive OR gate that generates a region signal when only one of the comparators outputs a signal.

【作用】[Effect]

この発明において、領域信号発生器におけるサ
ンプルホールド回路は、第1の比較器の出力信号
の立上がり時にワンシヨツトパルス発生器から出
力されるパルス信号によつて作動されるので、セ
ンサ出力信号のサンプルホールド開始時期がクロ
スポイントよりも時間遅れを生じることがない。 従つて、センサを高速度で移動させても測定対
象物のエツジを確実に検出することができる。
In this invention, the sample and hold circuit in the area signal generator is activated by the pulse signal output from the one-shot pulse generator at the rising edge of the output signal of the first comparator, so that it can sample and hold the sensor output signal. The start time does not lag behind the cross point. Therefore, even if the sensor is moved at high speed, the edge of the object to be measured can be reliably detected.

【実施例】【Example】

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。 ここで、この実施例において、前記第4図及び
第5図に示される、特願昭59−249278におけるエ
ツジ検出装置と同一部分には同一の符号を附する
ものとする。 この実施例は、本発明を、投影機に適用したも
のであり、第1図乃至第3図に示されるように、
光源ランプ1からの光をコンデンサレンズ2を介
して載物台3の下方から、あるいは他の光路を介
して載物台3の上方から、該載物台3上の測定対
象物4を照射して、その透過光又は反射光に基づ
き、投影レンズ5を介してスクリーン6上に、測
定対象物4の投影画像を結像させ、この投影画像
により、間接的に測定対象物4の寸法測定等をす
るための投影機10におけるエツジ検出装置にお
いて、前記測定対象物4との相対移動時に生ずる
明暗に基づき、位相ずれ信号を発生するよう移動
面と略平行な面内に同心状に配設された2個の受
光素子12A,12Bを含み、両受光素子14
A,12Bの出力に基づくセンサ出力信号のセン
サ出力端子14A,14Bにおけるレベルが、前
記相対移動時に生ずる明及び暗のぞれぞれのとき
に等値となるよう形成されたセンサー12と、こ
のセンサー12における前記センサ出力端子14
A,14Bに接続され、前記位相ずれ信号の差を
演算する差演算器16と、前記差演算器16の差
動出力信号と高位及び低位レベルの参照信号とを
比較して、該差動出力信号が高位及び低位レベル
間にあるときホールド信号を形成して、前記セン
サ出力信号のうち一個のセンサ信号をホールド
し、このホールドされた高位ホールド信号と低位
ホールド信号間に該出力信号があることをもつ
て、前記位相ずれ信号の基準レベル信号とのクロ
スポイントを含む特定領域で信号を出力する領域
信号発生器18と、この領域信号発生器18から
信号が出力されている間に、前記差演算器16の
差動出力信号と予め設定された基準レベル信号と
のクロス信号を出力する検知手段20とを設けた
ものである。 前記センサー12は、第1図に示されるよう
に、投影機10のスクリーン6の上面にこれと平
行に且つ摺動可能に載置された透明板22と一体
的に設けられ、前記透明板22と共に、移動でき
るようにされている。 前記センサー12を構成する受光素子12B
は、断面円形状に形成され、又、受光素子12A
は、受光素子12Aの周囲に、半径方向の間隔を
おいて受光素子12Aと同心の輪状に形成されて
いる。 ここで、前記センサー12は、前記受光素子1
2A,12Bの他に、受光素子12A及び受光素
子12Bの出力を電圧交換するための電流−電圧
変換器12C,12D及びこれらの出力電圧を増
幅するためのアンプ12E,12Fを備えてい
る。 これらのアンプ12E及び12Fは、全暗で、
前記受光素子12A,12Bの暗電圧をキヤンセ
ルするようにオフセツト調整されると共に、全明
で、センサ出力端子14A,14Bでの出力が同
一レベルとなるようにゲインの調整がなされてい
る。 前記領域信号発生器18は、前記差演算器16
の差動出力信号と高位レベル参照信号とを比較
し、該差動出力信号が高位レベルより高いとき高
レベル信号を出力する第1の比較器24Aと、低
位レベルの参照信号と比較し、該差動出力信号が
低位レベルよりも低いとき低レベル信号を出力す
る第2の比較器24Bと、前記第1の及び第2比
較器24A,24Bから前記高レベル及び低レベ
ル信号の入力時に、ワンシヨツトパルスを発生す
る第1及び第2のワンシヨツトパルス発生器25
A,25Bと、前記センサー12の一方のセンサ
出力信号aをホールドし、且つ、前記第1及び第
2のワンシヨツトパルス発生器25A,25Bか
らのパルス信号が入力されるとき該センサ出力信
号aをサンプリングする第1及び第2のサンプル
ホールド回路26A,26Bと、これら第1及び
第2のサンプルホールド回路26A,26Bの出
力信号と前記センサ出力信号aとを比較し、該出
力信号がセンサ出力信号aよりも小さいとき信号
を出力する第3の比較器28Aと、前記出力信号
と前記センサ出力信号aとを比較し、該出力信号
がセンサ出力信号aよりも大きいとき信号を出力
する第4の比較器28Bと、前記第3及び第4の
比較器28A,28Bの一方のみが信号を出力す
るとき領域信号を発生するエクスクルーシブOR
ゲート30と、を備えて形成されている。 又、前記検知手段20は、前記差演算器16の
出力信号と基準レベルの信号とを比較して、両者
が一致するとき、即ちクロスポイントにおいて信
号を出力する比較器32と、この比較器32から
信号が出力されたとき、これに基づいてエツジパ
ルス信号を発生するパルス信号発生器34と、こ
のパルス信号発生器34及び前記領域信号発生器
18の両者から信号が出力されているときのみエ
ツジ検出信号を出力するANDゲート36と、を
備えている。このANDゲート36からの出力信
号は、載物台3に連動する変位検出装置38のカ
ウンタ40にエツジ検出信号を出力するようにさ
れている。 この変位検出装置38は、前記載物台3に連動
してその移動量に応じてパルス信号を発生するエ
ンコーダ42と、このエンコーダ42から出力さ
れるパルス信号を読取る前記カウンタ40とから
構成されている。 このカウンタ40は、前記ANDゲート36か
らエツジ検出信号が入力されるときに、その読取
り値を記憶装置44に出力するようにされてい
る。 次に上記実施例の作用を説明する。 スクリーン6上に結像された測定対象物4の投
影画像4Aを、センサー12に対して一方向に相
対的に移動させ、投影画像4Aのエツジがセンサ
ー12を横切るようにする。 投影画像4Aが、センサー12に相対的に接近
し且つこれを通過した場合は、受光素子12A及
び12Bにより得られ、且つ、電流−電圧変換器
12C,12Dを経てアンプ12E,12Fによ
り調整されて、センサ出力端子14A,14Bか
ら発生する出力信号は、第3図Aに符号a及びb
によつて示されるように、振幅の等しい位相ずれ
信号となる。これらの出力信号は、第3図Bに示
されるように、差演算器16によりc=b−aに
演算され、出力される。 前記センサ出力端子14Aからの出力信号a
は、前記領域信号発生器18の第1及び第2の比
較器24A,24Bにそれぞれ入力される。 第3図Cに示されるように、前記第1の比較器
24Aは、参照電圧Vref+と入力信号cとを比
較して信号cがVref+よりも大きいとき高レベ
ル信号dを前記第1のワンシヨツトパルス発生器
25Aに出力する。又、第3図Dに示されるよう
に、前記第2の比較器24Bは、入力された信号
cと参照電圧Vref−とを比較して、信号cが
Vref−よりも小さいとき低レベル信号eを第2
のワンシヨツトパルス発生器25Bに出力する。
なお、前記第1及び第2の比較器24A,24B
は、チヤタリング防止のため第3図C,Dに示さ
れる如く、ヒステリシス特性を持たせてある。 前記第1のワンシヨツトパルス発生器25Aは
高レベル信号dが入力されたとき、その時点で1
個のパルスd′を第1のサンプルホールド回路26
Aに出力する。 又、第2のワンシヨツトパルス発生器25B
は、低レベル信号eが入力されたとき、その時点
で1個のパルスe′を第2のサンプルホールド回路
26Bに出力する。 前記第1及び第2のサンプルホールド回路26
A,26Bは、パルス信号d′及びパルス信号e′が
入力される間、センサ出力信号aのサンプリング
を行うと共に、これらパルス信号d′及びe′が出力
されていないときは、各々サンプリングの最終時
点での信号値をホールドするようにされている。
即ち、パルス信号d′及びe′の立下がりの時点での
信号値をホールドするものである。 従つて、これらサンプルホールド回路26A,
26Bは、第3図G,Hにおいて破線及び一点鎖
線で示されるようにハイホールド信号f及びロー
ホールド信号gをそれぞれ第3の比較器28A及
び第4の比較器28Bに出力するようにされてい
る。 これら第3の比較器28A及び第4の比較器2
8Bは、第3図G,Hに示されるように、入力さ
れたハイホールド信号f及びローホールド信号g
を前記センサ出力信号aと比較して、これらハイ
ホールド信号f及びローホールド信号gがセンサ
出力信号aよりも大きいときにそれぞれ信号をh
及びiをエクスクルシーブORゲート30に出力
する。 このエクスクルシーブORゲート30は、第3
の比較器28A及び第4の比較器28Bの一方の
みから信号が出力されているときに、第3図K及
び第4図に示されるように「1」のデジタル信号
jを出力する。 一方、前記差演算器16によつて出力される差
動出力信号cは検知手段20の比較器32に入力
され、この比較器32は、第3図Lに示されるよ
うに、差動出力信号cが0の基準レベル信号とク
ロスするときに「1」のデジタル信号kを出力す
る。 比較器32の出力に基づき、パルス信号発生器
34は、第3図Mに示されるようなパルス信号l
をANDゲート36に出力する。 前記パルス信号発生器34からのパルス信号1
と、エクスクルシーブORゲート30からのデジ
タル信号jは、ANDゲート36に入力され、こ
のANDゲートは、該入力信号が共に「1」のと
きに、第3図Nで示されるように、例えば、
10μsecのパルス信号mを出力し、この時点で、投
影画像4Aのエツジを検出するされる。 パルスであるエツジ信号mは、変位検出装置3
8におけるカウンタ40に入力され、カウンタ4
0はこのエツジ信号mが入力された時点における
読取り値を記憶装置44に出力して、載物台3状
の測定対象物4のエツジの位置を検出することに
なる。 記憶装置44に記憶された信号は、他の演算装
置に出力されたり、プリントアウトされたり、あ
るいは、デイスプレイに表示されることになる。 上記実施例において、センサ12の投影画像4
Aに対する相対的移動速度を高速にした場合、第
3図Bにおける差動出力信号cの波形は時間軸方
向に縮まる。 この場合、第1及び第2の比較器24A,24
Bの出力信号の時間遅れがあるために、特に第1
の比較器24Aの出力信号dの立下がりの時点が
差動出力信号cにおけるクロスポイント、即ち測
定対象物のエツジの位置よりも後方にずれ込むこ
とがある。 しかしながら、サンプルホールド回路26Aに
おける信号ホールドの開始時点は、第1の比較器
24Aの出力信号dの立上がりを基準として、第
1のワンシヨツトパルス発生器25Aから出力さ
れる1個のパルス信号d′の立下がり時点としてい
るので、サンプルホールド回路26Aにおけるホ
ールド開始時点がクロスポイント即ち測定対象物
のエツジの位置よりも遅れることがない。 このため、センサ12と測定対象物4の投影画
像4Aとの相対移動速度を高速にしても確実に測
定対象物4のエツジを検出することができる。 ここで、上記実施例において、測定対象物4
が、例えば半透明硝子製品からなる、光を完全に
遮断できない材質の場合、第3図A及び第5図A
にそれぞれ示されるように、暗部におけるセンサ
出力信号a及びbは該センサ出力信号を明におい
て「1」、全暗において「0」とした場合に、0
よりも大きく、「1」に接近した値となる。 この場合、これらセンサ出力信号a又はbは自
体を参照電圧Vref−と比較すると該参照信号
Vref−との交点を得ることができず、このため
に、領域信号を得ることができない場合がある。 この実施例においては、領域信号を差演算器1
6の差動出力信号即ちc=a−bに基づいて形成
するようにしているので、測定対象物4が半透明
素材の場合であつても、確実に領域信号を得るこ
とができる。 又、この実施例においては、センサー12を構
成する受光素子12A,12Bが、同心円状に形
成され、且つこれらによつて発生するセンサ出力
端子14A,14Bにおける信号の出力レベルが
等しくされているので、受光素子14Aと14B
の境界線と移動方向が一致することなく、センサ
ー12の投影画像4Aに対する相対的移動方向の
如何にかかわらず、均一の出力の信号を得ること
ができ、従つてセンサーの、被測定物に対する相
対移動方向の制限がなく、高精度にエツジ検出を
行うことができる。 又、上記のように、センサー12を構成する受
光素子12A,12Bを同心円状に構成している
ので、受光素子12A,12Bの受光面の、被測
定物に対する対面面積を小さくすることができ、
従つて、小型の測定機器にも適用できるのみなら
ず、その支持手段の簡素化、又、投影機において
はスクリーンの目視有効範囲を増大させることが
できる。 又、センサー12が小型であるので、複雑な形
状の被測定対象物のエツジ検出にも適用できる。 なお、上記実施例は、受光素子12Aを円形状
に、受光素子12Bを円形の受光素子12Aの周
囲を間隔をおいて囲む同心輪状に形成したもので
あるが、本発明はこれに限定されるものでなく、
センサーを構成する受光素子が、複数であつて位
相ずれ信号を得られるものであればよい。 従つて、例えば、内側の円形の受光素子に対し
て半径方向の間隔を設けることなく、輪状の受光
素子を配置するようにしてもよく、又、2個の受
光素子を同心リング状の受光素子から構成するよ
うにしてもよい。 更に、例えば4個の受光素子をブロツク状に配
設して構成するようにしてもよい。 又、前記実施例において、受光素子12A,1
2Bは、その受光面積が等しくされることによつ
て、センサ出力端子14A,14Bが等しくなる
ようにされているが、これは、センサ出力端子1
4Aと14Bにおける出力信号が同一レベルとな
るものであればよく、従つて、受光素子12A,
12Bとセンサ出力端子14A,14Bとの間に
アンプを配置したり、又は、アンプを設けること
なく、両センサ出力端子14A,14Bの出力レ
ベルを等しくするようにしてもよい。 更に前記実施例は、載物台3を移動させること
により投影画像4Aをセンサー12に対して移動
させるものであるが、これは、投影画像4Aに対
してセンサー12を移動させるようにしてもよ
い。 又、上記実施例は、投影機においてそのスクリ
ーン上の投影画像のエツジを測定する場合のもの
であるが、本発明はこれに限定されるものでな
く、透過光又は反射光を検出して、直接的又は間
接的に測定対象物の寸法測定をするための光学式
測定機器におけるエツジ検出装置に一般的に適用
されるものである。 従つて、例えば、光学格子を形成したメインス
ケース及びインデツクススケールの相対移動か
ら、光電的に寸法等を測定するための光電式測長
器、あるいはレーザー光等により測定対象物を平
行走査して、その明部と暗部から該測定対象物の
寸法等を測定する測定機器等におけるエツジ検出
装置にも適用されるものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, the same parts as those of the edge detection device in Japanese Patent Application No. 59-249278 shown in FIGS. 4 and 5 are given the same reference numerals. In this embodiment, the present invention is applied to a projector, and as shown in FIGS. 1 to 3,
The light from the light source lamp 1 is irradiated onto the measuring object 4 on the stage 3 from below the stage 3 through the condenser lens 2 or from above the stage 3 through another optical path. Based on the transmitted light or reflected light, a projected image of the object to be measured 4 is formed on the screen 6 via the projection lens 5, and this projected image can be used to indirectly measure the dimensions of the object to be measured 4, etc. In the edge detection device in the projector 10 for performing the measurement, the edge detection device is arranged concentrically in a plane substantially parallel to the movement plane so as to generate a phase shift signal based on the brightness and darkness that occurs when moving relative to the measurement object 4. Both light receiving elements 14 include two light receiving elements 12A and 12B.
The sensor 12 is formed so that the level of the sensor output signal at the sensor output terminals 14A and 14B based on the outputs of the sensors A and 12B is equal to each other in brightness and darkness that occur during the relative movement. The sensor output terminal 14 in the sensor 12
A difference calculator 16 is connected to A and 14B and calculates the difference between the phase shift signals, and compares the differential output signal of the difference calculator 16 with high-level and low-level reference signals, and calculates the differential output. forming a hold signal to hold one sensor signal among the sensor output signals when the signal is between a high level and a low level, and the output signal is between the held high level hold signal and the low level hold signal; A region signal generator 18 outputs a signal in a specific region including the cross point of the phase-shifted signal with the reference level signal, and while the region signal generator 18 outputs a signal, A detection means 20 is provided for outputting a cross signal between the differential output signal of the arithmetic unit 16 and a preset reference level signal. As shown in FIG. 1, the sensor 12 is provided integrally with a transparent plate 22 that is slidably placed on the upper surface of the screen 6 of the projector 10 in parallel thereto. It is also movable. Light receiving element 12B that constitutes the sensor 12
is formed to have a circular cross section, and the light receiving element 12A
is formed in a ring shape concentrically with the light receiving element 12A at intervals in the radial direction around the light receiving element 12A. Here, the sensor 12 includes the light receiving element 1
In addition to 2A and 12B, it is provided with current-voltage converters 12C and 12D for voltage-exchanging the outputs of the light-receiving element 12A and the light-receiving element 12B, and amplifiers 12E and 12F for amplifying these output voltages. These amplifiers 12E and 12F are completely dark,
The offset is adjusted to cancel the dark voltage of the light receiving elements 12A, 12B, and the gain is adjusted so that the outputs at the sensor output terminals 14A, 14B are at the same level in full brightness. The area signal generator 18 is connected to the difference calculator 16.
A first comparator 24A compares the differential output signal of the differential output signal with a high level reference signal and outputs a high level signal when the differential output signal is higher than the high level; a second comparator 24B that outputs a low level signal when the differential output signal is lower than the low level; First and second one shot pulse generators 25 that generate shot pulses
A, 25B, and the sensor output signal a of one of the sensors 12 is held, and when the pulse signals from the first and second one-shot pulse generators 25A and 25B are input, the sensor output signal a is The output signals of the first and second sample and hold circuits 26A and 26B are compared with the sensor output signal a, and the output signal is determined as the sensor output. a third comparator 28A that outputs a signal when it is smaller than the sensor output signal a; and a fourth comparator 28A that compares the output signal with the sensor output signal a and outputs a signal when the output signal is larger than the sensor output signal a. an exclusive OR that generates a region signal when only one of the third and fourth comparators 28A and 28B outputs a signal.
A gate 30 is formed. The detection means 20 also includes a comparator 32 that compares the output signal of the difference calculator 16 with a reference level signal and outputs a signal when the two match, that is, at a cross point; Edge detection is performed only when a pulse signal generator 34 generates an edge pulse signal based on the signal output from the pulse signal generator 34, and a signal is output from both this pulse signal generator 34 and the area signal generator 18. It includes an AND gate 36 that outputs a signal. The output signal from this AND gate 36 is adapted to output an edge detection signal to a counter 40 of a displacement detection device 38 interlocked with the stage 3. This displacement detection device 38 is composed of an encoder 42 that is linked to the document table 3 and generates a pulse signal according to the amount of movement thereof, and the counter 40 that reads the pulse signal output from the encoder 42. There is. This counter 40 is configured to output its read value to a storage device 44 when an edge detection signal is input from the AND gate 36. Next, the operation of the above embodiment will be explained. The projected image 4A of the measurement object 4 formed on the screen 6 is moved in one direction relative to the sensor 12 so that the edge of the projected image 4A crosses the sensor 12. When the projected image 4A approaches and passes through the sensor 12, it is obtained by the light receiving elements 12A and 12B, and is adjusted by the amplifiers 12E and 12F via the current-voltage converters 12C and 12D. , the output signals generated from the sensor output terminals 14A and 14B are indicated by symbols a and b in FIG. 3A.
As shown by , the result is a phase-shifted signal with equal amplitude. As shown in FIG. 3B, these output signals are calculated by the difference calculator 16 so that c=ba-a and are output. Output signal a from the sensor output terminal 14A
are input to the first and second comparators 24A and 24B of the area signal generator 18, respectively. As shown in FIG. 3C, the first comparator 24A compares the reference voltage Vref+ and the input signal c, and when the signal c is greater than Vref+, the first comparator 24A outputs a high level signal d to the first one shot. Output to pulse generator 25A. Further, as shown in FIG. 3D, the second comparator 24B compares the input signal c and the reference voltage Vref-, and determines whether the signal c is
When it is smaller than Vref-, the low level signal e is
output to the one-shot pulse generator 25B.
Note that the first and second comparators 24A and 24B
is provided with hysteresis characteristics as shown in FIGS. 3C and 3D to prevent chattering. When the first one-shot pulse generator 25A receives the high-level signal d, the first one-shot pulse generator 25A outputs 1 at that point.
The first sample and hold circuit 26
Output to A. Also, a second one-shot pulse generator 25B
outputs one pulse e' to the second sample and hold circuit 26B when the low level signal e is input. The first and second sample and hold circuits 26
A and 26B sample the sensor output signal a while the pulse signal d' and the pulse signal e' are input, and when the pulse signals d' and e' are not output, they respectively sample the final sampling signal. The signal value at that point in time is held.
That is, the signal values at the falling edges of the pulse signals d' and e' are held. Therefore, these sample and hold circuits 26A,
26B is configured to output a high hold signal f and a low hold signal g to the third comparator 28A and the fourth comparator 28B, respectively, as shown by the broken line and the dashed line in FIGS. 3G and 3H. There is. These third comparator 28A and fourth comparator 2
8B indicates the input high hold signal f and low hold signal g as shown in FIG. 3G and H.
is compared with the sensor output signal a, and when these high hold signal f and low hold signal g are larger than the sensor output signal a, the signal h is
and i to the exclusive OR gate 30. This exclusive sieve OR gate 30 is the third
When a signal is output from only one of the comparator 28A and the fourth comparator 28B, a digital signal j of "1" is output as shown in FIGS. 3K and 4. On the other hand, the differential output signal c output by the difference calculator 16 is input to the comparator 32 of the detection means 20, and this comparator 32 receives the differential output signal c as shown in FIG. 3L. When c crosses the reference level signal of 0, a digital signal k of "1" is output. Based on the output of comparator 32, pulse signal generator 34 generates a pulse signal l as shown in FIG.
is output to the AND gate 36. Pulse signal 1 from the pulse signal generator 34
and the digital signal j from the exclusive OR gate 30 are input to the AND gate 36, which when both input signals are "1", as shown in FIG. 3N, e.g. ,
A pulse signal m of 10 μsec is output, and at this point, the edges of the projected image 4A are detected. The edge signal m, which is a pulse, is transmitted to the displacement detection device 3.
8 and is input to the counter 40 at counter 4.
0 outputs the read value at the time when this edge signal m is input to the storage device 44, and detects the position of the edge of the measuring object 4 on the stage 3. The signals stored in the storage device 44 will be output to another computing device, printed out, or displayed on a display. In the above embodiment, the projected image 4 of the sensor 12
When the relative moving speed with respect to A is increased, the waveform of the differential output signal c in FIG. 3B shrinks in the time axis direction. In this case, the first and second comparators 24A, 24
Since there is a time delay in the output signal of
The falling point of the output signal d of the comparator 24A may be behind the cross point of the differential output signal c, that is, the position of the edge of the object to be measured. However, the starting point of signal hold in the sample and hold circuit 26A is based on the rising edge of the output signal d of the first comparator 24A, and one pulse signal d' output from the first one-shot pulse generator 25A. Since the hold start point in the sample-and-hold circuit 26A does not lag behind the cross point, that is, the edge position of the object to be measured. Therefore, even if the relative movement speed between the sensor 12 and the projected image 4A of the measurement object 4 is made high, the edge of the measurement object 4 can be reliably detected. Here, in the above embodiment, the measurement object 4
However, in the case of a material that cannot completely block light, such as a translucent glass product, Figure 3A and Figure 5A
As shown in the following, the sensor output signals a and b in the dark area are 0 when the sensor output signal is set to "1" in bright light and "0" in complete darkness.
The value is larger than 1 and close to 1. In this case, when these sensor output signals a or b compare themselves with the reference voltage Vref-, the reference voltage Vref-
It may not be possible to obtain the intersection point with Vref-, and therefore it may not be possible to obtain the area signal. In this embodiment, the region signal is converted to the difference calculator 1.
6 differential output signals, that is, c=a−b, even if the object 4 to be measured is a translucent material, the area signal can be reliably obtained. Furthermore, in this embodiment, the light receiving elements 12A and 12B constituting the sensor 12 are formed in a concentric circle shape, and the output levels of the signals generated by these elements at the sensor output terminals 14A and 14B are made equal. , light receiving elements 14A and 14B
Since the moving direction does not coincide with the boundary line of There is no restriction on the direction of movement, and edge detection can be performed with high precision. Further, as described above, since the light receiving elements 12A and 12B constituting the sensor 12 are configured in a concentric circle, the area of the light receiving surfaces of the light receiving elements 12A and 12B facing the object to be measured can be reduced.
Therefore, it is not only possible to apply the present invention to small-sized measuring instruments, but also to simplify the supporting means thereof, and to increase the effective viewing range of the screen in a projector. Furthermore, since the sensor 12 is small, it can also be applied to edge detection of a complexly shaped object. In the above embodiment, the light receiving element 12A is formed in a circular shape, and the light receiving element 12B is formed in a concentric ring shape surrounding the circular light receiving element 12A at intervals, but the present invention is not limited to this. Not a thing,
It is sufficient that the sensor includes a plurality of light receiving elements and can obtain a phase shift signal. Therefore, for example, a ring-shaped light-receiving element may be arranged without providing a radial interval from the inner circular light-receiving element, or two light-receiving elements may be arranged in a concentric ring-shaped light-receiving element. It may be configured from the following. Further, for example, four light receiving elements may be arranged in a block shape. Further, in the embodiment, the light receiving elements 12A, 1
2B, the sensor output terminals 14A and 14B are made equal by making the light receiving area equal, but this is different from the sensor output terminal 1.
It is sufficient that the output signals at 4A and 14B are at the same level, and therefore the light receiving elements 12A,
12B and the sensor output terminals 14A, 14B, or the output levels of both the sensor output terminals 14A, 14B may be made equal without providing an amplifier. Further, in the above embodiment, the projection image 4A is moved relative to the sensor 12 by moving the stage 3, but this may be done by moving the sensor 12 relative to the projection image 4A. . Further, although the above embodiment is for measuring the edge of a projected image on a screen of a projector, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this, but can be performed by detecting transmitted light or reflected light, It is generally applied to an edge detection device in an optical measuring instrument for directly or indirectly measuring the dimensions of an object to be measured. Therefore, for example, from the relative movement of the main scale and index scale that form an optical grating, the object to be measured can be scanned in parallel using a photoelectric length measuring device for photoelectrically measuring dimensions, etc., or a laser beam, etc. The present invention is also applied to an edge detection device in a measuring instrument, etc., which measures the dimensions of the object to be measured from its bright and dark areas.

【発明の効果】【Effect of the invention】

本発明は上記のように構成したので、受光素子
を利用した光学式測定機器におけるエツジ検出装
置において、測定対象物に対するセンサの相対移
動速度を高速にしても、これに影響されることな
く、精度高くエツジを確実に検出することができ
るという優れた効果を有する。
Since the present invention is configured as described above, in an edge detection device in an optical measuring instrument using a light receiving element, even if the relative movement speed of the sensor with respect to the object to be measured is increased, the accuracy is not affected by this. This has an excellent effect of being able to reliably detect high edges.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る光学式測定機器における
エツジ検出装置を投影機に実施した場合の実施例
を示す光学系統図、第2図は同実施例の構成を示
すブロツク図、第3図は同実施例における信号処
理の過程を示す線図、第4図は本出願人による先
行出願におけるエツジ検出装置を示すブロツク
図、第5図は同エツジ検出装置における信号処理
の過程を示す線図である。 4……測定対象物、4A……投影画像、12…
…センサー、12A,12B……受光素子、16
……差演算器、18……領域信号発生器、20…
…検知手段、24A……第1の比較器、24B…
…第2の比較器、25A……第1のワンシヨツト
パルス発生器、25B……第2のワンシヨツトパ
ルス発生器、26A……第1のサンプルホールド
回路、26B……第2のサンプルホールド回路、
28A……第3の比較器、28B……第4の比較
器、30……エクスクルーシブORゲート、32
……比較器、34……パルス信号発生器、36…
…ANDゲート。
Fig. 1 is an optical system diagram showing an embodiment in which the edge detection device in the optical measuring instrument according to the present invention is implemented in a projector, Fig. 2 is a block diagram showing the configuration of the embodiment, and Fig. 3 is FIG. 4 is a diagram showing the process of signal processing in the same embodiment. FIG. 4 is a block diagram showing the edge detection device in the earlier application filed by the present applicant. FIG. 5 is a diagram showing the process of signal processing in the edge detection device. be. 4...Measurement object, 4A...Projected image, 12...
...sensor, 12A, 12B...light receiving element, 16
...Difference calculator, 18... Area signal generator, 20...
...Detection means, 24A...First comparator, 24B...
...Second comparator, 25A...First one shot pulse generator, 25B...Second one shot pulse generator, 26A...First sample hold circuit, 26B...Second sample hold circuit ,
28A...Third comparator, 28B...Fourth comparator, 30...Exclusive OR gate, 32
...Comparator, 34...Pulse signal generator, 36...
...AND gate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 透過光又は反射光を検出して、直接的又は間
接的に測定対象物の寸法測定をするための光学式
測定機器におけるエツジ検出装置において、前記
測定対象物との相対移動時に生ずる明暗に基づ
き、位相ずれ信号を発生するよう移動面と略平行
な面内に配設された複数個の受光素子を含み、こ
れら受光素子の出力に基づくセンサ出力信号のセ
ンサ出力端子におけるレベルが、前記相対移動時
に生ずる明及び暗のそれぞれのときに等値となる
よう形成されたセンサーと、このセンサーにおけ
る前記センサ出力端子に接続され、前記位相ずれ
信号の差を演算する差演算器と、前記差演算器の
差動出力信号と高位及び低位レベルの参照信号と
を比較して、該差動出力信号が高位及び低位レベ
ル間にあるときホールド信号を形成して、前記セ
ンサ出力信号のうち一個のセンサ信号をホールド
し、このホールドされた高位ホールド信号と低位
ホールド信号間に該出力信号があることをもつ
て、前記位相ずれ信号の基準レベル信号とのクロ
スポイントを含む特定領域で信号を出力する領域
信号発生器と、この領域信号発生器から信号が出
力されている間に、前記差演算器の差動出力信号
と予め設定された基準レベル信号とのクロス信号
を出力する検知手段と、を有し、前記領域信号発
生器は、前記差動出力信号が前記高位レベルの参
照信号よりも高位となるとき出力されるワンシヨ
ツトパルスの立下がり、及び、前記差動出力信号
が前記低位レベルの参照信号より低位となるとき
出力されるワンシヨツトパルスの立下がり、をそ
れぞれ開始点として前記ホールド信号を出力する
ようにされた光学式測定機器におけるエツジ検出
装置。 2 前記領域信号発生器は、前記差演算器の差動
出力信号と高位レベル参照信号とを比較し、該差
動出力信号が高位レベルより高いとき高レベル信
号を出力する第1の比較器と、低位レベルの参照
信号と比較し、該差動出力信号が低位レベルより
も低いとき低レベル信号を出力する第2の比較器
と、前記第1及び第2の比較器から前記高レベル
及び低レベル信号が入力されるとき、ワンシヨツ
トパルスをそれぞれ発生する第1及び第2のワン
シヨツトパルス発生器と、前記センサーの一個の
センサ出力信号をホールドし、且つ前記第1及び
第2のワンシヨツトパルス発生器からのワンシヨ
ツトパルスが入力されたとき該センサ出力信号を
サンプリングする第1及び第2のサンプルホール
ド回路と、これら第1及び第2のサンプルホール
ド回路の出力信号と前記センサ出力信号とを比較
し、該出力信号がセンサ出力信号よりも大きいと
き信号を出力する第3の比較器と、前記出力信号
と前記センサ出力信号とを比較し、該出力信号が
センサ出力信号よりも大きいとき信号を出力する
第4の比較器と、前記第3及び第4の比較器の一
方のみが信号を出力するとき領域信号を発生する
エクスクルーシブORゲートと、を有してなる特
許請求の範囲第1項記載の光学式測定機器におけ
るエツジ検出装置。
[Scope of Claims] 1. In an edge detection device in an optical measuring instrument for directly or indirectly measuring the dimensions of an object to be measured by detecting transmitted light or reflected light, It includes a plurality of light-receiving elements arranged in a plane substantially parallel to the moving surface to generate a phase shift signal based on the brightness and darkness that occurs during movement, and a sensor output signal based on the output of these light-receiving elements is transmitted to the sensor output terminal. A sensor formed so that the level is equal to the brightness and darkness that occur during the relative movement, and a difference calculator connected to the sensor output terminal of this sensor and calculating the difference between the phase shift signals. and compares the differential output signal of the difference calculator with reference signals of high and low levels, and forms a hold signal when the differential output signal is between the high and low levels, and controls the sensor output signal. One of the sensor signals is held, and if the output signal exists between the held high-level hold signal and the low-level hold signal, it is possible to detect a specific area including the cross point of the phase shift signal with the reference level signal. A region signal generator that outputs a signal, and a detection device that outputs a cross signal between the differential output signal of the difference calculator and a preset reference level signal while the signal is output from the region signal generator. and a falling edge of a one-shot pulse that is output when the differential output signal becomes higher than the high-level reference signal; An edge detection device for an optical measuring instrument, wherein the hold signal is output with the falling edge of a one-shot pulse outputted when the level becomes lower than the low-level reference signal as a starting point. 2. The area signal generator includes a first comparator that compares the differential output signal of the difference calculator and a high level reference signal, and outputs a high level signal when the differential output signal is higher than the high level. , a second comparator that compares the differential output signal with a low level reference signal and outputs a low level signal when the differential output signal is lower than the low level; When a level signal is input, first and second one-shot pulse generators each generate a one-shot pulse, and one sensor output signal of the sensor is held, and the first and second one-shot pulse generators each generate a one-shot pulse. first and second sample-and-hold circuits that sample the sensor output signal when a one-shot pulse from the pulse generator is input; and output signals of the first and second sample-and-hold circuits and the sensor output signal. a third comparator that compares the output signal with the sensor output signal and outputs a signal when the output signal is larger than the sensor output signal; and a third comparator that compares the output signal with the sensor output signal and outputs a signal when the output signal is larger than the sensor output signal. Claim 1, comprising: a fourth comparator that outputs a signal; and an exclusive OR gate that generates a region signal when only one of the third and fourth comparators outputs a signal. An edge detection device in the optical measuring instrument described in 2.
JP5653686A 1986-03-14 1986-03-14 Edge detector in optical measuring machinery Granted JPS62212502A (en)

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