JPH0518072B2 - - Google Patents

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JPH0518072B2
JPH0518072B2 JP60099929A JP9992985A JPH0518072B2 JP H0518072 B2 JPH0518072 B2 JP H0518072B2 JP 60099929 A JP60099929 A JP 60099929A JP 9992985 A JP9992985 A JP 9992985A JP H0518072 B2 JPH0518072 B2 JP H0518072B2
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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) 本発明は、端面検出対象物の光学像を、互いに
略直交する2本の分割線によつて受光面が4個の
領域に画成されて4個の受光部が形成された受光
素子の受光面に結像させ、その各受光部からの各
出力を加減演算して端面検出信号を生成し、その
端面検出信号に基づいて端面検出対象物の端面を
検出するようにした端面検出装置の改良に関する
ものである。 (従来の技術) 従来から、端面検出装置には、第1図に示すよ
うに、端面検出用の光学系1の平行光束光路2を
横切るようにして、端面検出対象物3を移動さ
せ、その光学像を受光素子5の受光面6に結像さ
せるようにしたものが知られている(特開昭58−
173408号公報参照)。この受光素子5の受光面6
は、第2図に示すように互いに略直交する2本の
分割線7,8によつて4個の領域に画成されて4
個の受光部9,10,11,12が形成されてい
る。この各受光部9,10,11,12は端面検
出信号生成回路13に接続されており、端面検出
信号生成回路13は、その各受光部9,10,1
1,12からの各出力を減算器14,15,16
により加減演算して、第3図イ,ロに示すような
端面検出信号を生成するものとされている。な
お、第1図において、17,18は照明光源、1
9,20は集光レンズ、21はハーフミラー、2
2は結像レンズである。 (発明が解決しようとする問題点) ところで、この従来の端面検出装置では、第2
図に示すように光学像23が矢印A1,B1,C1
D1方向から受光面6に進行してきた場合に端面
検出信号の出力が小さくなり、受光素子5には端
面検出不能の不感帯があるという不具合がある。 たとえば、矢印A1方向から光学像23が受光
面6に向かつて進行する場合には、まず受光部
9,11が略同面積ずつ遮光され、次に受光部1
0,12が略同面積ずつ遮光される。そこで、受
光部9〜12の出力をP,Q,R,Xとすると、
受光部9,11の出力P,Rが略同等に減少し、
次に受光部10,12の出力Q,Xが同等に減少
することになる。出力P,Qは減算器14に入力
され、その減算器14からはその差P−Qが出力
され、出力R,Xは減算器15に入力され、その
減算器15からはその差R−Xが出力されて、そ
の出力P−Q,R−Xが減算器16に入力され
て、減算器16から(P−Q)−(R−X)の出力
が出ることになるが、出力P,Rが略同等、出力
Q,Xが略同等であると、その減算器16から出
力される端面検出信号の振幅が小さくなり、端面
検出信号を実質的に得ることができない不具合が
ある。これは、矢印B1,C1,D1方向から受光面
6に光学像23が進行してきた場合にも同様であ
り、4分割型の受光素子5を使用した端面検出装
置では、端面検出対象物3の進入角度によつて端
面検出を行うことができない不感帯を有する。 そこで、第4図に示すように、5個の受光素子
24〜28を有するセンサ29により端面検出対
象物3の端面3aを検出するようにした端面検出
装置が知られている(特公昭52−30866号公報参
照)。このセンサ29を使用したものは、前記の
ものに較べて不感帯を有しないという長所を有す
るが、前記のものに較べて以下に説明する不具合
を有する。 受光素子の受光性能は、その受光面積に比例す
るため、比較を行うにあたつて、センサ29の各
受光素子24〜28の受光面積Yと受光素子5の
受光部9〜12の受光面積Zとが等しいとする。 そのとき、受光素子5の直径をΦ(第5図参
照)、センサ29の各受光素子24〜28の直径
をφとすると、 受光素子5の全面積Sは、S=πΦ2/4、 各受光部9〜12の面積Zは、Z=πΦ2/16、 各受光素子24〜28の面積Yは、Y=πφ2
4 である。 センサ29の場合、各受光素子24〜28の外
縁を第4図に示すように各接線に接するように幾
何学的に配置しないと、端面検出の精度が劣化す
るので、そのように配置したと仮定すると、中央
の受光素子24の中心O1からその横に配置され
た受光素子の中心O2までの中心間距離l1は、幾何
学的な計算により、 l1=√2φである。そこで、中心O1から中心線
m1と接線m2との交点O3までの間隔lは、 l=√2φ+φ/2 となる。 であるから、中央の受光素子24の両側に配置さ
れている受光素子の最大離間間隔2lは、 2l=2√2φ+φとなる。 φ=Φ/2 であるから、略 2l=1.96Φとなり、 端面検出対象物3の検出幅m3は、少なくとも
受光素子5の場合が第5図に示すようにm3=Φ
であるのに較べて略2倍となる。また、その端面
検出対象物3の最小検出長さm(第5図参照)は、
受光素子5の場合には、m=0.5Φで、これが分
解能となるのであるが、センサ29の場合にはm
=l=0.96Φとなり、第6図に示すように全体と
して縦、横合わせて、センサ29の場合には約4
倍の大きさとなり、それ以下の端面検出対象物3
の端面検出は精度が劣化することになる。 (発明の目的) そこで、本発明の目的とするところは、たと
え、不感帯を有するとしても、4分割型の受光素
子により端面検出を正確に行うことができる端面
検出装置を提供することにある。 (問題点を解決するための手段) 本発明の構成は、端面検出対象物の光学像を受
光する受光面を互いに略直交する2本の分割線に
よつて4つの領域に画成して各領域毎に受光部を
形成した第1受光素子と、 前記分割線の交点を通る第1光軸を有し、該第
1受光素子の受光面に前記端面検出対象物の光学
像を形成させる第1光学系と、 前記第1受光素子の各受光部からの出力が入力
されて、各出力を加減演算して端面検出信号を生
成する第1端面検出信号生成回路とを備えている
端面検出装置において、 前記端面検出対象物の光学像を受光する受光面
に互いに略直交する2本の分割線によつて4つの
領域に画成して各領域毎に、前記第1受光素子の
受光部にそれぞれ対応した受光部を形成した第2
受光素子を設け、かつ、第2受光素子の各受光部
を、それぞれ対応した第1受光素子の各受光部に
対して第1受光素子の分割線の交点を中心に所定
角度回転した位置に光学的に位置させ、 前記第2受光素子の分割線の交点を通るととも
に前記第1光軸の一部を共通とする第2光軸を有
し、該受光素子の受光面に前記端面検出対象物の
光学像を形成させる第2光学系と、 前記第2受光素子の各受光部からの出力が入力
されて、各出力を加減演算して端面検出信号を生
成する第2端面検出信号生成回路と、 前記第1、第2受光素子の各受光部の出力に基
づいて前記第1端面検出信号生成回路と第2端面
検出信号生成回路のいずれかが検出信号発生不能
状態にあるか否かを判別し、その判別結果に基づ
いて前記第1端面検出信号生成回路と第2端面検
出信号生成回路とのうち端面検出信号発生可能状
態にある方から端面検出信号を出力させる判別回
路とを設けたことにある。 (作用) このものよれば、第1、第2受光素子のいずれ
か一方が光学像に対して不感帯領域にあるとき第
1、第2受光素子の他方の受光素子が不感帯領域
にないので、四分割型の受光素子を使用した場合
であつても正確に端面検出を行うことができる。 (実施例) 以下に本発明に係る端面検出装置の実施例を図
面を参照しつつ説明する。 第7図は、本発明に係る端面検出装置の光学系
30を示すもので、この第7図において、31,
32は照明光源、33,34は集光レンズ、35
は結像レンズ、36はハーフミラー、37はビー
ムスプリツタを示しており、ビームスプリツタ3
7は、端面検出対象物38の光学像を一対の受光
素子39(第1受光素子),40(第2受光素子)
に振り分けて結像させる機能を有する。照明光源
32及びハーフミラー36は、端面検出対象物3
8の表面をわずかに照明し、フアインダー(図示
略)により黒レチクル線との重なり状態を見易く
する場合に設けられるものであり、光電検出のみ
を行い、フアインダーでもつて観察しない端面検
出装置においては、必ずしも、必要としないもの
である。この一対の受光素子39,40は、第8
図、第9図に示すように互いに略直交する2本の
分割線41,42によつてその受光面43,44
が4個の領域に画成され、各受光素子39,40
には各々4個の受光部45〜48、49〜52が
それぞれ領域毎に形成されている。この一対の受
光素子39〜40は端面検出対象物38の光学像
53に対する相対位置関係が互いに分割線の交点
54を中心に45度回転させた状態で設けてある。
この角度は必ずしも45度である必要はない。光学
系30は、ここでは、受光素子39の分割線の交
点54を通る光軸(第1光軸)l2を有してその受
光素子39の受光面43に端面検出対象物38の
光学像53を形成させる第一光学系と、受光素子
40の分割線の交点54を通る光軸(第2光軸)
l3を有してその受光素子40の受光面44に端面
検出対象物38の光学像53を形成させる第二光
学系とに共用されている。すなわち、第1光学系
の光軸の一部が第2光学系の光軸と共通とされて
いる。 第8図、第9図に示すように受光部45は、減
算器55と減算器57とに接続され、その出力を
Aとする。受光部46は、減算器55と減算器5
8とに接続され、その出力をBとする。受光部4
7は、減算器56と減算器57とに接続され、そ
の出力をCとする。受光部48は、減算器56と
減算器58とに接続され、その出力をDとする。
減算器55は出力A−Bを出力し、減算器56は
出力C−Dを出力し、減算器57は出力A−Cを
出力し、減算器58は出力B−Dを出力する機能
を有する。減算器55の出力A−Bは、減算器5
9と加算器60とに入力さている。減算器56の
出力C−Dは、減算器59と加算器60とに入力
され、減算器57,58の出力A−C、B−Dは
加算器61に入力されている。減算器59は、出
力A−Bと出力C−Dとの差(A−B)−(C−
D)を判定回路62及び後述する指針制御回路に
向かつて出力する機能を有し、その出力をαとす
る。判定回路62は、減算器59と共に受光素子
39の各受光部45〜48の出力が入力されてそ
の各出力を加減演算し、端面検出信号を生成する
第一端面信号生成回路63を大略構成する。加算
器60は出力A−Bと出力C−Dとの和(A−
B)+(C−D)を判定回路64に向かつて出力す
る機能を有し、加算器61は出力A−Cと出力B
−Cとの和(A−C)+(B−D)を判定回路65
に向かつて出力する機能を有する。なお、判定回
路62,64,65の機能は後述する。判定回路
64,65の出力は、アンド回路66に入力さ
れ、アンド回路66の出力はアンド回路67とイ
ンバータ回路68とに入力されていると共に指針
制御回路に入力されており、この出力をγとす
る。加算器60、加算器61、判定回路64,6
5、アンド回路66,67は第一端面検出信号生
成回路63が端面検出不能であるときに、その出
力を禁止する機能を有すると共に、インバータ回
路68と協力して後述する第二端面検出信号生成
回路から端面検出信号を出力させる機能を有す
る。 受光部49は減算器70と減算器72とに接続
され、その出力をAとする。受光部50は減算器
69と減算器72とに接続され、その出力をBと
する。受光部51は減算器70と減算器71とに
接続され、その出力をCとする。受光部52は減
算器69と減算器71とに接続され、その出力を
Dとする。減算器72は出力A−Bを出力し、減
算器71は出力C−Dを出力し、減算器70は出
力A−Cを出力し、減算器69は出力B−Dを出
力する機能を有する。減算器72の出力A−Bは
減算器73と加算器74とに入力されている。減
算器71の出力C−Dは、減算器73と加算器7
4とに入力され、減算器70,69の出力A−
C、出力B−Dは加算器75に入力されている。
減算器73は、出力A−Bと出力C−Dとの差
(A−B)−(C−D)を判定回路76及び後述す
る指針制御回路に向かつて出力する機能を有し、
その出力をβとする。判定回路76は、減算器7
3と共に受光素子40の各受光部49〜52の出
力が入力されてその各出力を加減演算し、端面検
出信号を生成する第二端面信号生成回路77を大
略構成する。加算器74は出力A−Bと出力C−
Dとの和(A−B)+(C−D)を判定回路78に
向かつて出力する機能を有し、加算器75は出力
A−Cと出力B−Dとの和(A−C)+(B−D)
を判定回路79に向かつて出力する機能を有す
る。判定回路78,79の出力は、アンド回路8
0に入力され、アンド回路80の出力はアンド回
路81にインバータ回路68の出力と共に入力さ
れている。アンド回路81の出力は、判定回路7
6の出力と共にアンド回路82に入力され、か
つ、指針制御回路に向かつて出力δを出力する。
加算器74,75、判定回路78,79、アンド
回路80,81は第二端面検出信号生成回路77
が端面検出不能であるときに、アンド回路82と
共にその出力を禁止する機能を有する。 光学像53が、第8図に示すような姿勢で矢印
A1方向から受光素子39,40に向かつて進行
してきた場合には、受光素子39の各受光部45
〜48の出力A〜Dの波形は、第10図に示すよ
うなものとなり、受光素子40の各受光部49〜
52の出力A〜Dの波形は第14図に示すような
ものとなる。 まず、受光素子39では、光学像53の端縁5
3aが受光部45,47にさしかかり、受光部4
5,47の出力A,Cが減少し始める〔時刻t1)。
この出力A,Cの減少の仕方は、受光部45,4
7が対称的に遮光される場合、大略同一である
が、受光素子39に対する光学像53の姿勢が多
少傾いている場合には、この出力A,Cのいずれ
かがさきに減少し始めることになる。次に、端縁
53aが、交点54にかかると受光部45,47
の出力A,Cは零となる(時刻t2)。その後、端
縁53aが、受光部46,48にさしかかること
になるから、受光部46,48の出力B,Dが減
少し始め、受光部46,48が光学像53によつ
て完全に覆われるとその出力B,Dが零となる
(時刻t3)。この受光部46,48の出力B,Dの
減少の仕方も受光部46,48が対称的に遮光さ
れることになるから、大略同一である。 これに対して受光素子40では、まず、光学像
53の端縁53aが受光部51にかかり、受光部
51の出力Cが減少し始める(時刻t1)。その後、
しばらくして受光部49,52が光学像43によ
つて遮光され始める。であるから、受光部51の
出力Cが減少し始めてからその出力Cが零となる
前に受光部49,52の出力A,Dが減少し始め
る。光学像53の端縁53aが交点54にさしか
かると受光部51の出力Cは零となる(時刻t2)。
そのとき、受光部49,52は略半分ほど遮光さ
れることになるから、その出力A,Dは初期の略
2分の1になる。その後、受光部50が遮光され
始めてその出力Bが減少し始め、その出力Bが零
となる前に受光部49,52が完全に遮光され
て、その出力A,Dが零となる(時刻t3)。なお、
受光部49,52は対称的に遮光されることにな
るので、その出力A,Dの減少の仕方も大略同一
である。 減算器55〜58の出力は第11図に示すよう
なものとなり、減算器69〜72の出力は第15
図に示すようなものとなる。すなわち、受光素子
39では、出力A,Cが略同一に減少し、出力
B,Dが略同一に減少するから、減算器57,5
8の出力は略零となり、減算器55,56の出力
A−B、C−Dは一定振幅を有する略同一の波形
となる。であるから、この出力A−B、C−Dを
減算して出力する減算器59の出力(A−B)−
(C−D)の波形は、第12図に示すように略零
となる。また、出力A−C、B−Dを加算して出
力する加算器61の出力(A−C)+(B−D)の
波形も略零となる。これに対して、出力A−Bと
出力C−Dとを加算して出力する加算器60の出
力(A−B)+(C−D)は、出力A−B、C−D
の略2倍の振幅を有する負の波形となる。判定回
路64,65はこの加算器60,61の出力が基
準振幅値K1を超えたか否かを判別し、基準振幅
値K1を超えた場合にHとなる。判定回路64の
出力Mは、加算器60の出力が基準振幅値K1
超えているので、第13図に示すようにHとなる
が、判定回路65の出力Nは、加算器61の出力
が基準振幅値K1を超えていないのでLとなる。 判定回路62は、減算器59の出力の振幅が基
準振幅値K2以下のときにその出力FがHとなる。
ここでは、減算器59の出力が零の近傍にあるの
で、その出力はHを維持する。アンド回路66
は、判定回路64の出力がH、判定回路65の出
力がLであるので、その出力がLとなる。このた
め、アンド回路67の出力はLとなり、端面検出
信号が端面検出信号生成回路63から出力されな
いことになり、出力が禁止される。なお、基準振
幅値K1、基準振幅値K2の大きさは、調節するこ
とができるようにされている。 減算器69〜72の出力の波形は、第15図に
示すようなものとなる。すなわち、減算器69の
出力は、出力Bが減少し始めるよりも前に出力D
がさきに減少するから第15図に示すように時刻
t3側で正の振幅を有する波形となり、減算器70
の出力は、出力Aが略2分の1ほど減少したとき
に出力Cが零となるから、時刻t2を境に対称的な
正の波形となり、減算器71の出力はその減算器
70の出力の波形と対称的な負の波形となる。 減算器72の出力は、出力Bが減少し始めるよ
りも前に出力Aが初期値の略2分の1に減少する
から、時刻t3側で負の振幅を有する波形となり、
減算器69の出力と対称的となる。であるから、
加算器74から出力される出力(A−C)+(B−
D)は、第16図に示すように基準振幅値K1
超える正の波形となり、加算器75から出力され
る出力(A−B)+(C−D)は、第16図に示す
ように基準振幅値K1を超える負の波形となり、
減算器73から出力される出力(A−B)−(C−
D)は第16図に示すように基準振幅値K2を超
える部分を有する疑似正弦波となる。判定回路7
8,79の出力M,Nはそれに伴つて第17図に
示すようにHとなり、判定回路76の出力Fは、
それに伴つてHからLとなり、時刻t2近傍におい
てHとなり、再びLとなつてその後Hとなる。ア
ンド回路80は、判定回路78,79がHのとき
Hとなり、アンド回路81にインバータ回路68
を介して出力Hが入力されているから、時刻t2
傍においてHを出力し、であるから、第二端面検
出信号生成回路77が端面検出信号εを出力する
ことになる。この端面検出信号εは指針制御回路
に入力されている。 光学像53が、第9図に示すような姿勢で矢印
A1方向から受光素子39,40に向かつて進行
してきた場合には、受光素子39の各受光部45
〜48の出力A〜Dの波形は、第18図に示すよ
うなものとなり、受光素子40の各受光部49〜
52の出力A〜Dの波形は第22図に示すような
ものとなる。 まず、受光素子40では、光学像53の端縁5
3aが受光部49,51にさしかかり、受光部4
9,51の出力A,Cが減少し始める(時刻t1)。
この出力A,Cの減少の仕方は、受光部49,5
1が対称的に遮光される場合、大略同一である
が、受光素子40に対する光学像53の姿勢が多
少傾いている場合には、この出力A,Cのいずれ
かがさきに減少し始めることになる。次に、端縁
53aが、交点54にかかると受光部49,51
の出力A,Cは零となる(時刻t2)。その後、端
縁53aが、受光部50,52にさしかかること
になるから、受光部50,52の出力B,Dが減
少し始め、受光部50,52が光学像53によつ
て完全に覆われるとその出力B,Dが零となる
(時刻t3)。この受光部50,52の出力B,Dの
減少の仕方も受光部50,52が対称的に遮光さ
れることになるから、大略同一である。 これに対して受光素子39では、まず、光学像
53の端縁53aが受光部45にかかり、受光部
45の出力Aが減少し始める(時刻t1)。その後、
しばらくして受光部46,47が光学像53によ
つて遮光され始める。であるから、受光部45の
出力Aが減少し始めてからその出力Aが零となる
前に受光部46,47の出力B,Cが減少し始め
る。光学像53の端縁53aが交点54にさしか
かると受光部45の出力Aは零となる(時刻t2)。
そのとき、受光部46,47は略半分ほど遮光さ
れることになるから、その出力B,Cは初期の略
2分の1になる。その後、受光部48が遮光され
始めてその出力Dが減少し始め、その出力Dが零
となる前に受光部46,47が完全に遮光され
て、その出力B,Cが零となる(時刻t3)。なお、
受光部46,47は対称的に遮光されることにな
るので、その出力B,Cの減少の仕方も大略同一
である。 減算器55〜58の出力は第19図に示すよう
なものとなり、減算器69〜72の出力は第23
図に示すようなものとなる。すなわち、受光素子
40では、出力A,Cが略同一に減少し、出力
B,Dが略同一に減少するから、減算器69,7
0の出力A−C、B−Dは略零となり、減算器7
1,72の出力A−B、C−Dは一定振幅を有す
る略同一の負の波形となる。であるから、この出
力A−B、C−Dを減算して出力する減算器73
の出力(A−B)−(C−D)の波形は、第24図
に示すように略零となる。また、出力A−C、B
−Dを加算して出力する加算器75の出力(A−
C)+(B−D)の波形も略零となる。これに対し
て、出力A−Bと出力C−Dとを加算して出力す
る加算器74の出力(A−B)+(C−D)は、出
力A−B、C−Dの略2倍の振幅を有する負の波
形を出力することになる。判定回路78,79は
この加算器74,75の出力が基準振幅値K1
超えたか否かを判別し、基準振幅値K1を超えた
場合にHとなる。判定回路78の出力Mは、加算
器74の出力が基準振幅値K1を超えているので、
第25図に示すようにHとなるが、判定回路79
の出力は、加算器75の出力が基準振幅値K1
超えていないのでLとなる。 判定回路76は、減算器73の出力の振幅が基
準振幅値K2以下のときにその出力がHとなる。
ここでは、減算器73の出力が零の近傍にあるの
で、その出力FはHを維持する。アンド回路80
は、判定回路78の出力がH、判定回路79の出
力がLであるので、その出力がLとなる。このた
め、アンド回路81の出力はLとなり、アンド回
路82の出力はLとなり、端面検出信号が端面検
出信号生成回路77から出力されないことにな
り、出力が禁止される。 減算器55〜58の出力の波形は、第19図に
示すようなものとなる。すなわち、減算器55の
出力は、出力Bが略2分の1減少したときに出力
Aが零となるから第19図に示すように時刻t3
で負の振幅を有する波形となり、減算器56の出
力は、出力Cが略2分の1ほど減少したときに出
力Dが減少し始めるから、時刻t1側で負の振幅を
有する波形となり、減算器57の出力はその減算
器55の出力と略同一の負の波形となる。減算器
58の出力は、出力Bが略2分の1減少し始めた
ときに出力Dが減少し始めるから、減算器56の
出力と略同一の負の波形となる。であるから、加
算器61から出力される出力(A−C)+(B−
D)は、第20図に示すように基準振幅値K1
超える負の波形となり、加算器60から出力され
る出力(A−B)+(C−D)も、第20図に示す
ように基準振幅値K1を超える負の波形となり、
減算器59から出力される出力(A−B)−(C−
D)は第20図に示すように基準振幅値K2を超
える部分を有する疑似正弦波となる。判定回路6
4,65の出力M,Nはそれに伴つて第21図に
示すようにHとなり、判定回路62の出力Fは、
それに伴つてHからLとなり、時刻t2近傍におい
てHとなり、再びLとなつてその後Hとなる。ア
ンド回路66は、判定回路64,65がHのとき
Hとなり、インバータ回路68を介してアンド回
路66の出力Hが反転入力されているから、アン
ド回路81の出力は禁止され、かつ、アンド回路
67にアンド回路66の出力Hが入力されている
から、アンド回路67は、時刻t2近傍においてH
を出力し、第一端面検出信号生成回路63が端面
検出信号εを出力することになる。 なお、受光素子39,40の四分割形状は、四
円形のものに限らず、第26図に示すように正方
形状のものを小正方形に分割するもの、第27図
に示すように正方形状の受光素子39,40を二
等辺三角形に四分割する構成のものその他外形が
任意のものを四等分に分割する構成とすることも
できる。 また、この端面検出装置は、第28図〜第30
図に示すように投影装置83、工具顕微鏡84、
ベルトコンベア型搬送装置85その他のもの任意
のものに応用できる。 次に、指針制御回路について第31図〜第35
図を参照しつつ説明する。 この第31図において、86は指針制御回路で
ある。この指針制御回路86は、メータ87と、
赤色表示灯89と、緑色表示灯88と、リレー9
0,91,93と、オア回路92とを有してい
る。赤色表示灯89と緑色表示灯88とを指針8
7a以外に設けたのは、次のような理由からであ
る。 指針制御回路86は、端面検出対象物38の端
面38aを検出したときには、指針87aが、
「0」を表示するように構成されているが、指針
87aは、光学像53が受光部51にさしかかつ
ていない、完全に受光部49〜52を覆つた
の状態(第32図参照)のときにも「0」を示
し、光学像53の端縁53aがととの間にあ
るときには、第33図のハに示すようにわずかに
振れ、ととの間にあるときには第33図のニ
に示すように大きく振れ、光学像53の端縁53
aがからに向かつて進行するに伴つて第34
図に示すように「0」の近傍に向かつて振れ、受
光素子40の交点54を通過する際にその指針の
振れが「0」となる。そして、光学像53の端縁
53aがの位置に向かつて進行するに伴つて、
指針87aは第34図のホに示すように反対側に
わずかに振れ、の位置を通過しての位置に向
かうに伴つて、その振れが第35図のヘに示すよ
うに大きくなり、を通過しての位置に向かう
に伴つて指針87aの振れが第5図のトに示すよ
うに徐々に小さくなり、の位置を通り超すと
「0」となる。であるから、端面検出時と端面が
受光素子にわずかにさしかかつた状態とで、指針
87aが「0」の近傍をさすことになつて、端面
検出時の確認が困難であり、そこで、赤色表示灯
89と緑色表示灯88とを設けたのである。 リレー90は、固定接点94,95と可動接点
96とから構成され、リレー91は、固定接点9
7,98と可動接点99とから構成され、リレー
93は、固定接点100,101と可動接点10
2とから構成されている。固定接点94は、減算
器55に接続され、可動接点96はアンド回路6
6の出力γがHのときに閉成するようにされてい
る。固定接点97は減算器72に接続され、可動
接点99はアンド回路81の出力δがHのときに
閉成するようにされている。固定接点100はオ
ア回路92に接続されており、オア回路92はア
ンド回路66,81に接続されており、可動接点
102はアンド回路67,82の出力εがHのと
きに閉成される。固定接点100,101は抵抗
器103を介して接続され、赤色表示灯89は固
定接点101、抵抗器103に接続され、緑色表
示灯88はインバータ回路104を介してオア回
路92に接続されている。 次に、この指針制御回路の作用を説明する。 ここでは、光学像53に対して受光素子39,
40が第8図に示すような相対関係にある場合に
ついて説明する。 光学像53の端縁53aが第32図のに示す
位置より前にあるときは、減算器55の出力α
(A−B)、減算器72の出力β(A−B)は、第
11図、第15図に示すように零である(時刻t1
よりも以前)。そのとき、アンド回路66の出力
γとアンド回路81の出力δとは、双方ともLと
なるので、オア回路92の出力がLであり、イン
バータ回路104の出力はHとなるので、赤色表
示灯89は点灯している。光学像53が第32図
のの位置にあるとき、すなわち、受光面44が
完全に覆われているときも同様に赤色表示灯89
は点灯している(時刻t3以降)。アンド回路66
の出力γは光学像53が受光面43を覆つても零
のままであるが、アンド回路81の出力δは、判
定回路78,79の出力M,NがHのときにHと
なる(第32図のからまで)。また、アンド
回路81の出力δがHとなると、リレー91の可
動接点99が閉成されて、指針87aが振れ始め
る。この指針87aの振れは第32図のの位置
で略最大となる。同時に、アンド回路81の出力
δがHとなると、抵抗器103を介して緑色表示
灯88が弱灯する(第32図のからの間、
からの間)。そして、時刻t2近傍において、出
力εによりリレー93の可動接点102が閉成さ
れて緑色表示灯88が強灯する。以降は、この逆
の順序で点灯、消灯を繰り返すので、その詳細な
説明は省略し、表を使用してまとめることにす
る。
(Industrial Application Field) The present invention forms an optical image of an object to be detected at an end face by dividing the light-receiving surface into four areas by two dividing lines substantially orthogonal to each other, and forming four light-receiving parts. An image is formed on the light-receiving surface of the formed light-receiving element, an edge detection signal is generated by adding and subtracting each output from each light-receiving part, and the edge surface of the object to be detected is detected based on the edge detection signal. This invention relates to an improvement of an end face detection device. (Prior Art) Conventionally, as shown in FIG. 1, an end face detection device has been equipped with a method in which an object 3 to be detected for an end face is moved so as to cross a parallel beam optical path 2 of an optical system 1 for end face detection. A device is known in which an optical image is formed on the light-receiving surface 6 of the light-receiving element 5 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 1986-
(See Publication No. 173408). The light receiving surface 6 of this light receiving element 5
is defined into four areas by two dividing lines 7 and 8 that are substantially perpendicular to each other as shown in
Light receiving sections 9, 10, 11, and 12 are formed. Each of the light receiving sections 9, 10, 11, 12 is connected to an edge detection signal generation circuit 13, and the edge detection signal generation circuit 13 is connected to each of the light receiving sections 9, 10, 1.
Subtractors 14, 15, 16 each output from 1, 12
By performing addition/subtraction calculations, end face detection signals as shown in FIG. 3 (a) and (b) are generated. In addition, in FIG. 1, 17 and 18 are illumination light sources;
9 and 20 are condensing lenses, 21 is a half mirror, 2
2 is an imaging lens. (Problems to be Solved by the Invention) By the way, in this conventional end face detection device, the second
As shown in the figure, the optical image 23 corresponds to arrows A 1 , B 1 , C 1 ,
When the light approaches the light receiving surface 6 from the D1 direction, the output of the end face detection signal becomes small, and the light receiving element 5 has a problem that there is a dead zone in which the end face cannot be detected. For example, when the optical image 23 advances toward the light receiving surface 6 from the direction of arrow A1 , the light receiving portions 9 and 11 are first blocked by approximately the same area, and then the light receiving portion 1
0 and 12 are shielded from light by approximately the same area. Therefore, if the outputs of the light receiving sections 9 to 12 are P, Q, R, and X,
The outputs P and R of the light receiving sections 9 and 11 decrease approximately equally,
Next, the outputs Q and X of the light receiving sections 10 and 12 decrease equally. The outputs P and Q are input to a subtracter 14, and the subtracter 14 outputs the difference P-Q, and the outputs R and X are input to the subtracter 15, and the subtracter 15 outputs the difference R-X. is output, the outputs P-Q and R-X are input to the subtracter 16, and the subtracter 16 outputs (P-Q)-(R-X), but the outputs P, If R is substantially the same and the outputs Q and X are substantially the same, the amplitude of the end face detection signal output from the subtracter 16 will be small, resulting in a problem that it is virtually impossible to obtain the end face detection signal. This is also the case when the optical image 23 advances to the light receiving surface 6 from the directions of arrows B 1 , C 1 , and D 1 . There is a dead zone in which end face detection cannot be performed depending on the approach angle of the object 3. Therefore, as shown in FIG. 4, an end face detection device is known in which the end face 3a of the end face detection object 3 is detected by a sensor 29 having five light receiving elements 24 to 28. (See Publication No. 30866). A sensor using this sensor 29 has the advantage of not having a dead zone compared to the above-mentioned sensor, but has the following disadvantages compared to the above-mentioned sensor. The light-receiving performance of a light-receiving element is proportional to its light-receiving area, so when making a comparison, the light-receiving area Y of each of the light-receiving elements 24 to 28 of the sensor 29 and the light-receiving area Z of the light-receiving parts 9 to 12 of the light-receiving element 5 are Suppose that they are equal. At that time, if the diameter of the light receiving element 5 is Φ (see FIG. 5) and the diameter of each of the light receiving elements 24 to 28 of the sensor 29 is φ, the total area S of the light receiving element 5 is S=πΦ 2 /4, each The area Z of the light receiving sections 9 to 12 is Z=πΦ 2 /16, and the area Y of each light receiving element 24 to 28 is Y=πφ 2 /
It is 4. In the case of the sensor 29, if the outer edges of the light-receiving elements 24 to 28 are not geometrically arranged so as to be in contact with each tangent line as shown in FIG. 4, the accuracy of end face detection will deteriorate. Assuming that, the center-to-center distance l 1 from the center O 1 of the central light-receiving element 24 to the center O 2 of the light-receiving elements disposed beside it is l 1 =√2φ by geometric calculation. So, from center O 1 to center line
The distance l between m 1 and tangent m 2 to the intersection O 3 is: l=√2φ+φ/2. Therefore, the maximum spacing 2l between the light receiving elements arranged on both sides of the central light receiving element 24 is 2l=2√2φ+φ. Since φ=φ/2, approximately 2l=1.96φ, and the detection width m 3 of the end face detection object 3 is m 3 =φ as shown in FIG. 5, at least in the case of the light receiving element 5.
This is approximately twice as large as that of . In addition, the minimum detection length m (see Fig. 5) of the end face detection target object 3 is:
In the case of the light receiving element 5, m = 0.5Φ, which is the resolution, but in the case of the sensor 29, m
= l = 0.96Φ, and as shown in Fig. 6, the length and width of the whole are approximately 4 in the case of sensor 29.
The end face detection target 3 is twice as large and smaller than that.
The accuracy of end face detection will deteriorate. (Object of the Invention) Therefore, an object of the present invention is to provide an end face detection device that can accurately detect an end face using a four-segment light receiving element even if it has a dead zone. (Means for Solving the Problems) The configuration of the present invention is such that the light receiving surface that receives the optical image of the end face detection target is divided into four regions by two dividing lines that are substantially perpendicular to each other. a first light-receiving element having a light-receiving portion formed in each region; and a first light-receiving element having a first optical axis passing through the intersection of the dividing lines and forming an optical image of the end face detection target on the light-receiving surface of the first light-receiving element. 1 optical system; and a first edge detection signal generation circuit that receives outputs from each light receiving section of the first light receiving element and generates an edge detection signal by adding and subtracting each output. In this step, a light-receiving surface that receives the optical image of the end face detection object is divided into four regions by two dividing lines substantially perpendicular to each other, and each region is divided into four regions by a light-receiving portion of the first light-receiving element. A second light-receiving section formed with a corresponding one, respectively.
A light receiving element is provided, and each light receiving part of the second light receiving element is optically rotated by a predetermined angle about the intersection of the dividing line of the first light receiving element with respect to each light receiving part of the corresponding first light receiving element. a second optical axis passing through the intersection of the dividing lines of the second light receiving element and having a part of the first optical axis in common; a second optical system that forms an optical image; and a second end face detection signal generation circuit that receives outputs from each light receiving portion of the second light receiving element and performs addition/subtraction operations on each output to generate an end face detection signal. , determining whether either the first end face detection signal generation circuit or the second end face detection signal generation circuit is in a state in which it is unable to generate a detection signal, based on the output of each light receiving portion of the first and second light receiving elements; and a discrimination circuit for outputting an edge detection signal from one of the first edge detection signal generation circuit and the second edge detection signal generation circuit which is in a state capable of generating an edge detection signal based on the discrimination result. It is in. (Function) According to this, when either one of the first and second light receiving elements is in the dead zone area with respect to the optical image, the other one of the first and second light receiving elements is not in the dead zone area. Even when a split type light receiving element is used, end face detection can be performed accurately. (Example) Examples of the end face detection device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 7 shows an optical system 30 of the end face detection device according to the present invention.
32 is an illumination light source, 33 and 34 are condensing lenses, and 35
3 is an imaging lens, 36 is a half mirror, and 37 is a beam splitter.
7 is a pair of light receiving elements 39 (first light receiving element) and 40 (second light receiving element) for transmitting an optical image of the end face detection target 38.
It has the function of distributing and forming images. The illumination light source 32 and the half mirror 36
This is provided when the surface of the reticle 8 is slightly illuminated to make it easier to see the overlapping state with the black reticle line using a finder (not shown). It is not necessarily necessary. This pair of light receiving elements 39, 40 is the eighth
As shown in FIG.
is defined into four areas, and each light receiving element 39, 40
Four light receiving sections 45 to 48 and 49 to 52 are formed in each region. The pair of light receiving elements 39 to 40 are arranged such that the relative positional relationship with respect to the optical image 53 of the end face detection object 38 is rotated by 45 degrees about the intersection 54 of the dividing line.
This angle does not necessarily have to be 45 degrees. Here, the optical system 30 has an optical axis (first optical axis) l 2 passing through the intersection 54 of the dividing line of the light receiving element 39, and displays an optical image of the end face detection target 38 on the light receiving surface 43 of the light receiving element 39. An optical axis (second optical axis) passing through the intersection 54 of the first optical system that forms 53 and the dividing line of the light receiving element 40
l 3 and forms an optical image 53 of the end face detection object 38 on the light receiving surface 44 of the light receiving element 40. That is, a part of the optical axis of the first optical system is common to the optical axis of the second optical system. As shown in FIGS. 8 and 9, the light receiving section 45 is connected to a subtracter 55 and a subtracter 57, and the output is A. The light receiving section 46 includes a subtracter 55 and a subtracter 5.
8, and its output is designated as B. Light receiving part 4
7 is connected to a subtracter 56 and a subtracter 57, and its output is designated as C. The light receiving section 48 is connected to a subtracter 56 and a subtracter 58, and its output is designated as D.
The subtracter 55 has a function of outputting an output A-B, the subtracter 56 outputs an output CD, the subtracter 57 outputs an output A-C, and the subtracter 58 has a function of outputting an output B-D. . The output A-B of the subtracter 55 is
9 and an adder 60. The output CD of the subtracter 56 is input to a subtracter 59 and an adder 60, and the outputs A-C and BD of the subtracters 57 and 58 are input to an adder 61. The subtracter 59 calculates the difference (A-B)-(C-
It has a function of outputting D) to a determination circuit 62 and a later-described pointer control circuit, and its output is denoted by α. The determination circuit 62, together with the subtractor 59, roughly constitutes a first end face signal generation circuit 63 which receives the outputs of the light receiving sections 45 to 48 of the light receiving element 39, adds and subtracts the respective outputs, and generates an end face detection signal. . The adder 60 calculates the sum (A-
B)+(C-D) to the determination circuit 64, and the adder 61 outputs the output A-C and the output B.
The circuit 65 determines the sum (A-C) + (B-D) with -C.
It has the function of outputting to the destination. Note that the functions of the determination circuits 62, 64, and 65 will be described later. The outputs of the determination circuits 64 and 65 are input to an AND circuit 66, and the output of the AND circuit 66 is input to an AND circuit 67 and an inverter circuit 68, as well as to a pointer control circuit. do. Adder 60, adder 61, determination circuits 64, 6
5. The AND circuits 66 and 67 have a function of inhibiting the output of the first edge detection signal generation circuit 63 when the edge cannot be detected, and cooperate with the inverter circuit 68 to generate a second edge detection signal, which will be described later. It has the function of outputting an edge detection signal from the circuit. The light receiving section 49 is connected to a subtracter 70 and a subtracter 72, and its output is designated as A. The light receiving section 50 is connected to a subtracter 69 and a subtracter 72, and the output thereof is designated as B. The light receiving section 51 is connected to a subtracter 70 and a subtracter 71, and the output thereof is designated as C. The light receiving section 52 is connected to a subtracter 69 and a subtracter 71, and the output thereof is designated as D. The subtracter 72 has a function of outputting an output A-B, the subtracter 71 outputs an output CD, the subtracter 70 outputs an output A-C, and the subtracter 69 has a function of outputting an output B-D. . The output A-B of the subtracter 72 is input to a subtracter 73 and an adder 74. The output CD of the subtracter 71 is output from the subtracter 73 and the adder 7.
4, and the output A- of the subtracters 70 and 69
C and output B-D are input to an adder 75.
The subtracter 73 has a function of outputting the difference (A-B)-(CD) between the output A-B and the output CD to the determination circuit 76 and a pointer control circuit to be described later.
Let the output be β. The determination circuit 76 includes a subtracter 7
3 as well as the outputs of the light receiving sections 49 to 52 of the light receiving element 40 are input, and the second end face signal generating circuit 77 is configured to add and subtract the respective outputs and generate an end face detection signal. The adder 74 has an output A-B and an output C-
The adder 75 has a function of outputting the sum (A-B)+(C-D) of the output A-C and the output B-D to the determination circuit 78. +(B-D)
It has a function of outputting to the determination circuit 79. The outputs of the determination circuits 78 and 79 are sent to the AND circuit 8.
0, and the output of the AND circuit 80 is input to the AND circuit 81 together with the output of the inverter circuit 68. The output of the AND circuit 81 is
6 is input to the AND circuit 82, and outputs an output δ to the pointer control circuit.
The adders 74 and 75, the determination circuits 78 and 79, and the AND circuits 80 and 81 are the second end face detection signal generation circuit 77.
It has a function of inhibiting the output together with the AND circuit 82 when the end face cannot be detected. The optical image 53 is arranged as shown in FIG.
A If the light-receiving elements 39 and 40 are traveling from one direction, each light-receiving part 45 of the light-receiving element 39
The waveforms of the outputs A to D of ~48 are as shown in FIG.
The waveforms of outputs A to D of 52 are as shown in FIG. First, in the light receiving element 39, the edge 5 of the optical image 53
3a approaches the light receiving parts 45 and 47, and the light receiving part 4
The outputs A and C of 5 and 47 begin to decrease [time t 1 ].
The way the outputs A and C decrease is determined by the light receiving portions 45 and 4.
7 are symmetrically shielded, they are almost the same, but if the attitude of the optical image 53 with respect to the light receiving element 39 is somewhat tilted, either of these outputs A or C will begin to decrease first. Become. Next, when the edge 53a touches the intersection 54, the light receiving parts 45, 47
The outputs A and C become zero (time t 2 ). After that, the edge 53a approaches the light receiving sections 46, 48, so the outputs B, D of the light receiving sections 46, 48 begin to decrease, and the light receiving sections 46, 48 are completely covered by the optical image 53. and its outputs B and D become zero (time t 3 ). The manner in which the outputs B and D of the light receiving sections 46 and 48 are reduced is also approximately the same since the light receiving sections 46 and 48 are symmetrically shielded from light. On the other hand, in the light receiving element 40, the edge 53a of the optical image 53 first hits the light receiving section 51, and the output C of the light receiving section 51 begins to decrease (time t1 ). after that,
After a while, the light receiving sections 49 and 52 begin to be blocked by the optical image 43. Therefore, after the output C of the light receiving section 51 begins to decrease and before the output C becomes zero, the outputs A and D of the light receiving sections 49 and 52 begin to decrease. When the edge 53a of the optical image 53 reaches the intersection 54, the output C of the light receiving section 51 becomes zero (time t2 ).
At this time, approximately half of the light receiving sections 49 and 52 are blocked, so the outputs A and D thereof become approximately half of the initial values. Thereafter, the light receiving section 50 begins to be shielded and its output B begins to decrease, and before its output B reaches zero, the light receiving sections 49 and 52 are completely shielded and their outputs A and D become zero (at time t 3 ). In addition,
Since the light receiving sections 49 and 52 are symmetrically shielded from light, their outputs A and D are reduced in approximately the same manner. The outputs of the subtractors 55-58 are as shown in FIG. 11, and the outputs of the subtracters 69-72 are as shown in FIG.
The result will be as shown in the figure. That is, in the light-receiving element 39, the outputs A and C decrease approximately equally, and the outputs B and D decrease approximately equally; therefore, the subtracters 57 and 5
The output of subtractor 8 becomes approximately zero, and the outputs AB and CD of subtracters 55 and 56 have approximately the same waveform with constant amplitude. Therefore, the output (A-B)- of the subtracter 59 that subtracts and outputs the outputs A-B and CD is
The waveform (CD) becomes approximately zero as shown in FIG. Further, the waveform of the output (A-C)+(B-D) of the adder 61 which adds and outputs the outputs A-C and BD also becomes approximately zero. On the other hand, the output (A-B) + (C-D) of the adder 60 which adds and outputs the output A-B and the output CD
It becomes a negative waveform with an amplitude approximately twice that of . The determination circuits 64 and 65 determine whether the outputs of the adders 60 and 61 exceed the reference amplitude value K1 , and become H if they exceed the reference amplitude value K1 . Since the output of the adder 60 exceeds the reference amplitude value K1 , the output M of the determination circuit 64 becomes H as shown in FIG. does not exceed the reference amplitude value K1 , so it becomes L. The output F of the determination circuit 62 becomes H when the amplitude of the output of the subtracter 59 is less than or equal to the reference amplitude value K2 .
Here, since the output of the subtracter 59 is near zero, the output maintains H. AND circuit 66
Since the output of the determination circuit 64 is H and the output of the determination circuit 65 is L, the output becomes L. Therefore, the output of the AND circuit 67 becomes L, and the end face detection signal is not output from the end face detection signal generation circuit 63, and output is prohibited. Note that the magnitudes of the reference amplitude value K 1 and the reference amplitude value K 2 can be adjusted. The waveforms of the outputs of the subtracters 69-72 are as shown in FIG. That is, the output of the subtracter 69 becomes the output D before the output B starts to decrease.
As shown in Figure 15, the time decreases rapidly.
The waveform has a positive amplitude on the t3 side, and the subtracter 70
Since the output C becomes zero when the output A decreases by about half, the output of the subtracter 71 becomes a symmetrical positive waveform with time t2 as the boundary, and the output of the subtracter 71 becomes the same as that of the subtracter 70. It becomes a negative waveform that is symmetrical to the output waveform. Since the output A of the subtracter 72 decreases to approximately half of its initial value before the output B begins to decrease, the output of the subtracter 72 becomes a waveform having a negative amplitude at time t3 .
This is symmetrical to the output of the subtractor 69. Because it is,
Output (A-C) + (B-) output from adder 74
D) becomes a positive waveform exceeding the reference amplitude value K1 as shown in FIG. 16, and the output (A-B)+(C-D) output from the adder 75 becomes becomes a negative waveform exceeding the reference amplitude value K 1 ,
Output (A-B)-(C-) output from the subtracter 73
D) becomes a pseudo sine wave having a portion exceeding the reference amplitude value K 2 as shown in FIG. Judgment circuit 7
The outputs M and N of the circuits 8 and 79 become H as shown in FIG. 17, and the output F of the determination circuit 76 becomes
Along with this, the signal changes from H to L, becomes H near time t2 , becomes L again, and then becomes H. The AND circuit 80 becomes H when the determination circuits 78 and 79 are H, and the AND circuit 81 outputs the inverter circuit 68.
Since the output H is input through the circuit, the second end face detection signal generation circuit 77 outputs the end face detection signal ε near time t2 . This end face detection signal ε is input to the pointer control circuit. The optical image 53 is shown as an arrow in a posture as shown in FIG.
A If the light-receiving elements 39 and 40 are traveling from one direction, each light-receiving part 45 of the light-receiving element 39
The waveforms of outputs A to D of ~48 are as shown in FIG.
The waveforms of outputs A to D of 52 are as shown in FIG. First, in the light receiving element 40, the edge 5 of the optical image 53
3a approaches the light receiving parts 49 and 51, and the light receiving part 4
The outputs A and C of 9 and 51 begin to decrease (time t 1 ).
The manner in which the outputs A and C decrease is determined by
1 is symmetrically shielded, they are almost the same, but if the attitude of the optical image 53 with respect to the light receiving element 40 is somewhat tilted, either of these outputs A or C will begin to decrease first. Become. Next, when the edge 53a touches the intersection 54, the light receiving parts 49, 51
The outputs A and C become zero (time t 2 ). After that, the edge 53a approaches the light receiving sections 50, 52, so the outputs B, D of the light receiving sections 50, 52 begin to decrease, and the light receiving sections 50, 52 are completely covered by the optical image 53. and its outputs B and D become zero (time t 3 ). The manner in which the outputs B and D of the light receiving sections 50 and 52 are reduced is also approximately the same since the light receiving sections 50 and 52 are symmetrically shielded from light. On the other hand, in the light receiving element 39, the edge 53a of the optical image 53 first hits the light receiving section 45, and the output A of the light receiving section 45 begins to decrease (time t1 ). after that,
After a while, the light receiving sections 46 and 47 begin to be shielded from light by the optical image 53. Therefore, after the output A of the light receiving section 45 begins to decrease and before the output A becomes zero, the outputs B and C of the light receiving sections 46 and 47 begin to decrease. When the edge 53a of the optical image 53 reaches the intersection 54, the output A of the light receiving section 45 becomes zero (time t2 ).
At that time, approximately half of the light receiving sections 46 and 47 will be blocked, so the outputs B and C will be approximately half of the initial values. Thereafter, the light receiving section 48 begins to be shielded and its output D begins to decrease, and before the output D becomes zero, the light receiving sections 46 and 47 are completely shielded and their outputs B and C become zero (at time t 3 ). In addition,
Since the light receiving sections 46 and 47 are symmetrically shielded from light, the manner in which their outputs B and C are reduced is also approximately the same. The outputs of the subtractors 55 to 58 are as shown in FIG. 19, and the outputs of the subtractors 69 to 72 are as shown in FIG.
The result will be as shown in the figure. That is, in the light-receiving element 40, the outputs A and C decrease to approximately the same amount, and the outputs B and D decrease to approximately the same amount, so the subtracters 69 and 7
The outputs A-C and B-D of 0 are approximately zero, and the subtracter 7
The outputs A-B and CD of Nos. 1 and 72 have substantially the same negative waveforms with constant amplitude. Therefore, the subtracter 73 subtracts and outputs the outputs A-B and C-D.
The waveform of the output (A-B)-(C-D) becomes approximately zero as shown in FIG. Also, outputs A-C, B
-D is added and output from the adder 75 (A-
The waveform of C)+(B−D) also becomes approximately zero. On the other hand, the output (A-B) + (C-D) of the adder 74 which adds and outputs the output A-B and the output CD is approximately 2 of the outputs A-B and CD. A negative waveform with twice the amplitude will be output. The determination circuits 78 and 79 determine whether the outputs of the adders 74 and 75 exceed the reference amplitude value K1 , and become H if they exceed the reference amplitude value K1 . Since the output of the adder 74 exceeds the reference amplitude value K1 , the output M of the determination circuit 78 is
As shown in FIG. 25, it becomes H, but the determination circuit 79
The output of the adder 75 is L because the output of the adder 75 does not exceed the reference amplitude value K1 . The output of the determination circuit 76 becomes H when the amplitude of the output of the subtracter 73 is less than or equal to the reference amplitude value K2 .
Here, since the output of the subtracter 73 is near zero, its output F maintains H. AND circuit 80
Since the output of the determination circuit 78 is H and the output of the determination circuit 79 is L, the output becomes L. Therefore, the output of the AND circuit 81 becomes L, the output of the AND circuit 82 becomes L, and the end face detection signal is not output from the end face detection signal generation circuit 77, so that output is prohibited. The waveforms of the outputs of the subtracters 55 to 58 are as shown in FIG. That is, the output of the subtracter 55 becomes a waveform having a negative amplitude on the time t3 side as shown in FIG. 19 because the output A becomes zero when the output B decreases by approximately half. Since the output D starts to decrease when the output C decreases by about half, the output of the subtracter 56 becomes a waveform with a negative amplitude on the time t1 side, and the output of the subtracter 57 becomes the same as that of the subtracter 55. It becomes a negative waveform that is almost the same as the output. The output of the subtracter 58 has a negative waveform that is substantially the same as the output of the subtractor 56, since the output D starts to decrease when the output B starts to decrease by about half. Therefore, the output output from the adder 61 (A-C) + (B-
D) becomes a negative waveform exceeding the reference amplitude value K 1 as shown in FIG. becomes a negative waveform exceeding the reference amplitude value K 1 ,
Output (A-B)-(C-) output from the subtracter 59
D) becomes a pseudo sine wave having a portion exceeding the reference amplitude value K 2 as shown in FIG. Judgment circuit 6
The outputs M and N of the circuits 4 and 65 become H as shown in FIG. 21, and the output F of the determination circuit 62 is
Along with this, the signal changes from H to L, becomes H near time t2 , becomes L again, and then becomes H. The AND circuit 66 becomes H when the determination circuits 64 and 65 are H, and the output H of the AND circuit 66 is inverted and inputted via the inverter circuit 68, so the output of the AND circuit 81 is prohibited, and the AND circuit Since the output H of the AND circuit 66 is input to 67, the AND circuit 67 inputs the H output near time t2 .
, and the first end face detection signal generation circuit 63 outputs an end face detection signal ε. Note that the four-division shape of the light receiving elements 39 and 40 is not limited to a four-circle shape, but also a square shape divided into small squares as shown in FIG. 26, and a square shape divided into small squares as shown in FIG. The light-receiving elements 39 and 40 may be divided into four isosceles triangles, or any other shape having an arbitrary outer shape may be divided into four equal parts. Moreover, this end face detection device is shown in FIGS. 28 to 30.
As shown in the figure, a projection device 83, a tool microscope 84,
It can be applied to the belt conveyor type conveyance device 85 and other arbitrary devices. Next, regarding the pointer control circuit, see Figures 31 to 35.
This will be explained with reference to the figures. In this FIG. 31, 86 is a pointer control circuit. This pointer control circuit 86 includes a meter 87,
Red indicator light 89, green indicator light 88, and relay 9
0, 91, 93, and an OR circuit 92. The red indicator light 89 and the green indicator light 88 are connected to the pointer 8.
The reason why it is provided at a location other than 7a is as follows. When the pointer control circuit 86 detects the end face 38a of the end face detection target 38, the pointer 87a
Although the pointer 87a is configured to display "0", the pointer 87a is in a state where the optical image 53 is located only at the light receiving section 51 and completely covers the light receiving sections 49 to 52 (see FIG. 32). When the edge 53a of the optical image 53 is between and, it swings slightly as shown in C of FIG. 33, and when it is between and, it shows "0". As shown, there is a large shake, and the edge 53 of the optical image 53
As a progresses towards empty, the 34th
As shown in the figure, the pointer oscillates toward the vicinity of "0", and when passing the intersection 54 of the light receiving element 40, the oscillation of the pointer becomes "0". Then, as the edge 53a of the optical image 53 advances toward the position,
The pointer 87a swings slightly to the opposite side as shown in E of FIG. The deflection of the pointer 87a gradually decreases as the pointer 87a moves toward the position , as shown in FIG. Therefore, when the end face is detected and when the end face is slightly approaching the light receiving element, the pointer 87a points near “0”, making it difficult to confirm when the end face is detected. A red indicator light 89 and a green indicator light 88 are provided. The relay 90 is composed of fixed contacts 94 and 95 and a movable contact 96, and the relay 91 is composed of fixed contacts 94 and 95 and a movable contact 96.
7, 98 and a movable contact 99, the relay 93 includes fixed contacts 100, 101 and a movable contact 10.
It is composed of 2. The fixed contact 94 is connected to the subtracter 55, and the movable contact 96 is connected to the AND circuit 6.
When the output γ of No. 6 is H, the circuit is closed. The fixed contact 97 is connected to the subtracter 72, and the movable contact 99 is closed when the output δ of the AND circuit 81 is H. The fixed contact 100 is connected to an OR circuit 92, the OR circuit 92 is connected to AND circuits 66, 81, and the movable contact 102 is closed when the output ε of the AND circuits 67, 82 is H. The fixed contacts 100 and 101 are connected via a resistor 103, the red indicator light 89 is connected to the fixed contact 101 and the resistor 103, and the green indicator light 88 is connected to the OR circuit 92 via an inverter circuit 104. . Next, the operation of this pointer control circuit will be explained. Here, for the optical image 53, the light receiving element 39,
The case where 40 has a relative relationship as shown in FIG. 8 will be explained. When the edge 53a of the optical image 53 is in front of the position shown in FIG.
(A-B), the output β (A-B) of the subtractor 72 is zero as shown in FIGS. 11 and 15 (at time t 1
). At that time, the output γ of the AND circuit 66 and the output δ of the AND circuit 81 are both L, so the output of the OR circuit 92 is L, and the output of the inverter circuit 104 is H, so the red indicator light 89 is lit. Similarly, when the optical image 53 is in the position shown in FIG. 32, that is, when the light receiving surface 44 is completely covered, the red indicator light 89 is turned on.
is lit (after time t 3 ). AND circuit 66
The output γ remains zero even when the optical image 53 covers the light-receiving surface 43, but the output δ of the AND circuit 81 becomes H when the outputs M and N of the determination circuits 78 and 79 are H (the 32). Further, when the output δ of the AND circuit 81 becomes H, the movable contact 99 of the relay 91 is closed and the pointer 87a begins to swing. The deflection of the pointer 87a is approximately at its maximum at the position shown in FIG. At the same time, when the output δ of the AND circuit 81 becomes H, the green indicator light 88 lights up weakly via the resistor 103 (
). Then, near time t2 , the movable contact 102 of the relay 93 is closed by the output ε, and the green indicator lamp 88 is illuminated strongly. From now on, since the lighting and extinguishing will be repeated in the reverse order, a detailed explanation will be omitted and a table will be used to summarize.

【表】 このものによれば、端面検出時に第33図に示
すの位置で緑色表示灯88が強灯するので、端
面検出をわずかに端縁が受光素子にかかつている
場合と区別して容易に確認できるという効果を奏
する。 (発明の効果) 以上、説明したように、本発明は、第1、第2
受光素子のいずれか一方の受光素子が光学像に対
して不感帯領域にあるとき第1、第2受光素子の
他方の受光素子が光学像に対して不感帯領域にな
いように構成したので、たとえ、受光素子が不感
帯を有するとしても端面検出を正確に行うことが
できるという効果を奏する。また、その端面検出
対象物の縦横の長さが小さい場合にあつても検出
でき、その検出精度が5個の受光素子を有するも
のよりも高いという効果を奏する。
[Table] According to this device, the green indicator light 88 lights up strongly at the position shown in Fig. 33 when detecting an edge, so that edge detection can be easily distinguished from the case where the edge is slightly overlapping the light-receiving element. This has the effect of allowing confirmation. (Effect of the invention) As explained above, the present invention provides the first and second
The configuration is such that when one of the light receiving elements is in a dead zone with respect to the optical image, the other of the first and second light receiving elements is not in the dead zone with respect to the optical image. Even if the light receiving element has a dead zone, the end face can be detected accurately. Further, even if the length and width of the object to be detected is small, it can be detected, and the detection accuracy is higher than that of a device having five light-receiving elements.

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

第1図は従来の端面検出装置の光学系を示す
図、第2図は端面検出信号生成回路の構成図、第
3図はその端面検出信号の波形図、第4図〜第6
図は従来の端面検出装置の問題点を説明するため
の説明図、第7図は本発明に係る端面検出装置の
光学系図、第8図、第9図その端面検出信号生成
回路の構成図、第10図〜第25図はその端面検
出信号生成回路の端面検出信号の説明用波形図、
第26図、第27図はその端面検出装置に使用す
る受光素子の他の例を示す図、第28図〜第30
図は本発明に係る端面検出装置の適用例を説明す
るための図、第31図は本発明に係る指針制御回
路の図、第32図〜第35図はその指針制御回路
の説明用図、である。 30……光学系、38……端面検出対象物、3
8a……端面、39,40……受光素子、45〜
52……受光部、l1,l2……光軸、53……光学
像、53a……端縁、55〜59……減算器、6
2,64,65……判定回路、63……第一端面
検出信号生成回路、69〜73……減算器、7
6,78,79……判定回路、77……第二端面
検出信号生成回路。
Figure 1 is a diagram showing the optical system of a conventional edge detection device, Figure 2 is a configuration diagram of an edge detection signal generation circuit, Figure 3 is a waveform diagram of the edge detection signal, and Figures 4 to 6.
The figure is an explanatory diagram for explaining the problems of the conventional edge detection device, FIG. 7 is an optical system diagram of the edge detection device according to the present invention, FIGS. 8 and 9 are configuration diagrams of the edge detection signal generation circuit, 10 to 25 are explanatory waveform diagrams of the edge detection signal of the edge detection signal generation circuit,
26 and 27 are diagrams showing other examples of light receiving elements used in the end face detection device, and FIGS. 28 to 30
The figure is a diagram for explaining an application example of the end face detection device according to the present invention, FIG. 31 is a diagram of a pointer control circuit according to the present invention, and FIGS. 32 to 35 are diagrams for explaining the pointer control circuit, It is. 30...Optical system, 38...End face detection target, 3
8a... end face, 39, 40... light receiving element, 45~
52...Light receiving section, l1 , l2 ...Optical axis, 53...Optical image, 53a...Edge, 55-59...Subtractor, 6
2, 64, 65...determination circuit, 63...first end face detection signal generation circuit, 69-73...subtractor, 7
6, 78, 79...determination circuit, 77...second end face detection signal generation circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 端面検出対象物の光学像を受光する受光面を
互いに略直交する2本の分割線によつて4つの領
域に画成して各領域毎に受光部を形成した第1受
光素子と、 前記分割線の交点を通る第1光軸を有し、該第
1受光素子の受光面に前記端面検出対象物の光学
像を形成させる第1光学系と、 前記第1受光素子の各受光部からの出力が入力
されて、各出力を加減演算して端面検出信号を生
成する第1端面検出信号生成回路とを備えている
端面検出装置において、 前記端面検出対象物の光学像を受光する受光面
に互いに略直交する2本の分割線によつて4つの
領域に画成して各領域毎に、前記第1受光素子の
受光部にそれぞれ対応した受光部を形成した第2
受光素子を設け、かつ、第2受光素子の各受光部
を、それぞれ対応した第1受光素子の各受光部に
対して第1受光素子の分割線の交点を中心に所定
角度回転した位置に光学的に位置させ、 前記第2受光素子の分割線の交点を通るととも
に前記第1光軸の一部を共通とする第2光軸を有
し、該受光素子の受光面に前記端面検出対象物の
光学像を形成させる第2光学系と、 前記第2受光素子の各受光部からの出力が入力
されて、各出力を加減演算して端面検出信号を生
成する第2端面検出信号生成回路と、 前記第1、第2受光素子の各受光部の出力に基
づいて前記第1端面検出信号生成回路と第2端面
検出信号生成回路のいずれかが検出信号発生不能
状態にあるか否かを判別し、その判別結果に基づ
いて前記第1端面検出信号生成回路と第2端面検
出信号生成回路とのうち端面検出信号発生可能状
態にある方から端面検出信号を出力させる判別回
路とを設けたことを特徴とする端面検出装置。
[Scope of Claims] 1. A light-receiving surface that receives an optical image of an end face detection object is divided into four regions by two dividing lines substantially orthogonal to each other, and a light-receiving portion is formed in each region. 1 light receiving element; a first optical system having a first optical axis passing through the intersection of the dividing lines and forming an optical image of the end face detection target on the light receiving surface of the first light receiving element; An end face detection device comprising: a first end face detection signal generation circuit which receives outputs from each light receiving portion of the element and generates an end face detection signal by adding and subtracting each output; A light-receiving surface for receiving an image is defined into four regions by two dividing lines substantially orthogonal to each other, and each region has a light-receiving portion corresponding to the light-receiving portion of the first light-receiving element. 2
A light receiving element is provided, and each light receiving part of the second light receiving element is optically rotated by a predetermined angle about the intersection of the dividing line of the first light receiving element with respect to each light receiving part of the corresponding first light receiving element. a second optical axis passing through the intersection of the dividing lines of the second light receiving element and having a part of the first optical axis in common; a second optical system that forms an optical image; and a second end face detection signal generation circuit that receives outputs from each light receiving portion of the second light receiving element and performs addition/subtraction operations on each output to generate an end face detection signal. , determining whether either the first end face detection signal generation circuit or the second end face detection signal generation circuit is in a state in which it is unable to generate a detection signal, based on the output of each light receiving portion of the first and second light receiving elements; and a discrimination circuit for outputting an edge detection signal from one of the first edge detection signal generation circuit and the second edge detection signal generation circuit which is in a state capable of generating an edge detection signal based on the discrimination result. An edge detection device featuring:
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