JPH05302818A - Object shape detector - Google Patents

Object shape detector

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JPH05302818A
JPH05302818A JP10782592A JP10782592A JPH05302818A JP H05302818 A JPH05302818 A JP H05302818A JP 10782592 A JP10782592 A JP 10782592A JP 10782592 A JP10782592 A JP 10782592A JP H05302818 A JPH05302818 A JP H05302818A
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JP
Japan
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output
circuit
light
outputs
points
Prior art date
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Pending
Application number
JP10782592A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Shimokawa
勝千 下川
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH05302818A publication Critical patent/JPH05302818A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable ensuring quick responsibility and detecting the correct object position even in the case light points cover a plurality of output points, by separating a semiconductor position detector element into a plurality and making each separation region output the detection signals. CONSTITUTION:For a detection circuit 11, a plurality (n) of separation regions are provided in a semiconductor position detector element and output points T0 to Tn are provided for each separation region. For each output signal from the output points T0 to Tn, a current to voltage converter amplifiers A0 to An are provided and the outputs V0 to Vn from the amplifiers A0 to An are input to a judgment circuit 12 for judging rough incident position of light. Also, a switching circuit 13 to switch among outputs V0 to Vn to be sent with selection signal from the judgment circuit 12 is provided. And the output from the switching circuit 13 is sent to an arithmetic circuit 14, the light incidence position is calculated and the detailed position output D is output.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、物体の形状を非接触
で計測する光学式の物体形状検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical object shape detecting device for measuring the shape of an object in a non-contact manner.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、プリント基板の外観検査装置の
ような検査装置に採用されている光学式の物体形状検出
装置は、対象物体の検査面に光を照射して形成される光
点の位置を測定することにより形状を検出するものであ
り、一般に、図1に示すように三角測量法によって対象
物体の形状を計測する構成のものが広く用いられてい
る。すなわち、レーザ光源1からのレーザ光Lはレンズ
2によって絞られ、モータ3の駆動によって振動するガ
ルバノミラー4により走査され、ステージ5上の対象物
体6に照射される。そして、対象物体6からの反射光は
ガルバノミラー4により反射され、その後、結像レンズ
7で集光されて光の入射位置検出素子8に結像する構成
としている。そして、ステージ5は直交する水平の2軸
X,Y方向のいずれへも自由に移動できるようにするこ
とにより、対象物体6の上部から見えるどの部分にもレ
ーザ光Lを照射できるようにしている。
2. Description of the Related Art Generally, an optical object shape detecting device used in an inspection device such as a visual inspection device for a printed circuit board is designed to detect the position of a light spot formed by irradiating the inspection surface of a target object with light. Is used to detect the shape, and generally, a configuration in which the shape of the target object is measured by the triangulation method as shown in FIG. 1 is widely used. That is, the laser light L from the laser light source 1 is narrowed down by the lens 2, scanned by the galvanometer mirror 4 that vibrates by the drive of the motor 3, and is irradiated onto the target object 6 on the stage 5. Then, the reflected light from the target object 6 is reflected by the galvanometer mirror 4, and then is condensed by the imaging lens 7 to form an image on the incident position detection element 8 of the light. Then, the stage 5 is allowed to freely move in both of the two orthogonal horizontal X and Y directions so that the laser light L can be irradiated to any portion visible from the upper portion of the target object 6. ..

【0003】なお、図1の構成の物体形状検出装置は一
例であって、この変形として、ガルバノミラーをもう1
個、互いに直交するように設け、ステージ上を水平に任
意に高速で走査できるようにしたり、ガルバノミラーを
無くしてステージの移動のみとしたり、あいるはこれと
は反対に、上部の光学系を移動できるようにしたりする
場合もあるが、いずれも基本的には、図2に示すように
照射光Lを対象物体6に照射し、その反射光を結像レン
ズ7で集光して光の入射位置検出素子8へ結像させ、こ
の場合の結像点が対象物体6の高さに応じて変化するこ
とを利用した三角測量法に基づいた位置検出を行なうの
である。
The object shape detecting device having the configuration shown in FIG. 1 is an example, and as a modification, another galvanometer mirror is used.
Individually installed so as to be orthogonal to each other so that the stage can be horizontally scanned at an arbitrary high speed, or only the stage can be moved without the galvano mirror. In some cases, the target object 6 is basically irradiated with the irradiation light L as shown in FIG. 2, and the reflected light is condensed by the imaging lens 7 to be moved. An image is formed on the incident position detection element 8, and position detection is performed based on the triangulation method utilizing the fact that the image formation point in this case changes according to the height of the target object 6.

【0004】そしてこのよう一般的な物体形状検出装置
には、光の入射位置検出素子8として、光電層上に抵抗
層を形成し、光電層上の光の入射部で生成される光電流
が抵抗層上に形成された各出力電極と光入射位置との間
の抵抗層の抵抗値に応じて各出力電極より検出できる性
質を利用して、各出力電極からの出力電流を演算するこ
とによって光の入射位置を算出する、いわゆる半導体位
置検出素子(PSD)が広く用いられている。
In such a general object shape detecting device, a resistance layer is formed on the photoelectric layer as the light incident position detecting element 8, and a photocurrent generated at the light incident portion on the photoelectric layer is generated. By calculating the output current from each output electrode using the property that can be detected by each output electrode according to the resistance value of the resistance layer between each output electrode formed on the resistance layer and the light incident position. A so-called semiconductor position detecting element (PSD) that calculates the incident position of light is widely used.

【0005】図9は、従来広く用いられている半導体位
置検出素子PSDの断面構造を示しており、光Lが入射
すると、光電層Pで光電子が生成され、抵抗層Rを通っ
て出力電極TaおよびTbに達し、それぞれ出力電流I
aおよびIbが検出される。Cb端子はバイアスであ
る。
FIG. 9 shows a cross-sectional structure of a semiconductor position detecting element PSD which has been widely used in the past. When light L is incident, photoelectrons are generated in the photoelectric layer P and pass through the resistance layer R to output electrode Ta. And Tb, and the output current I
a and Ib are detected. The Cb terminal is bias.

【0006】そこで、出力電流IaおよびIbは光電流
が光入射位置と出力電極TaおよびTbとの間の抵抗層
Rの抵抗比に応じて分割された値となり、抵抗層Rの抵
抗が一様とすると、出力電流の差(Ia−Ib)を出力
電流の和(Ia+Ib)で除したものは、出力電極Ta
とTbの中心位置からの距離Xを用いて、次の数1式で
表わされる。ここで、全長はDとする。
Therefore, the output currents Ia and Ib have a value obtained by dividing the photocurrent according to the resistance ratio of the resistance layer R between the light incident position and the output electrodes Ta and Tb, and the resistance of the resistance layer R is uniform. Then, the difference between the output currents (Ia-Ib) divided by the sum of the output currents (Ia + Ib) is the output electrode Ta.
And the distance X from the center position of Tb are used, the following equation 1 is used. Here, the total length is D.

【0007】[0007]

【数1】 となり、光入射位置Xが求められる。[Equation 1] Therefore, the light incident position X is obtained.

【0008】したがって、図10に示す信号演算回路に
出力電流Ia,Ibを入力し、バッファ増幅器B1,B
2によりいったん増幅し、演算増幅器A1,A2および
除算器DIVにより数1式の(Ia−Ib)/(Ia+
Ib)の演算を行ない、さらにこの値をアナログディジ
タル変換器A/Dによりディジタル値に変換することに
より、光入射位置Xdが得られる。
Therefore, the output currents Ia and Ib are input to the signal arithmetic circuit shown in FIG.
2 is temporarily amplified, and the operational amplifiers A1 and A2 and the divider DIV are used to calculate (Ia-Ib) / (Ia +) in the equation (1).
Ib) is calculated, and this value is converted into a digital value by the analog-digital converter A / D, whereby the light incident position Xd is obtained.

【0009】そして近年では、広い検出範囲と高い分解
能を実現するために、図11に示すように半導体位置検
出素子PSDの両端の出力端子T0 ,Tn との間に、さ
らに出力端子T1 ,T2 ,…,Tn-1 を設ける構成とし
たり、あるいは図12に示すように複数の半導体位置検
出素子PSD1 ,PSD2 ,…を隣接して配置し、図1
1と同じ効果を得る構成としたものが提案されている。
In recent years, in order to realize a wide detection range and high resolution, as shown in FIG. 11, between the output terminals T0 and Tn at both ends of the semiconductor position detecting element PSD, output terminals T1 and T2, , Tn-1 are provided, or a plurality of semiconductor position detecting elements PSD1, PSD2, ... Are arranged adjacent to each other as shown in FIG.
A configuration having the same effect as that of No. 1 has been proposed.

【0010】そこで、図11に示す構成の半導体位置検
出素子の場合、まず両端出力端子、例えばTi ,Ti+1
に対応するスイッチSai ,Sbi+1 を閉じて選び、そ
の2点間での位置を上記数1式に当てはめて計算し、光
入射位置を測定する。つまり、この図11の出力電流I
a,Ibを従来の図10の信号演算回路に接続すること
により、計測するのである。このようにすれば、PSD
がN区分されているとすれば、PSDの1区分の分解能
が図9の従来のPSDと同じであれば、N倍の精度が期
待できることになる。
Therefore, in the case of the semiconductor position detecting element having the structure shown in FIG. 11, first, output terminals at both ends, for example, Ti and Ti + 1 are provided.
The switches Sai and Sbi + 1 corresponding to are selected by closing them, and the position between the two points is calculated by applying it to the above equation 1 to measure the light incident position. That is, the output current I of FIG.
The measurement is performed by connecting a and Ib to the conventional signal arithmetic circuit of FIG. By doing this, the PSD
If N is divided into N sections, if the resolution of one section of PSD is the same as that of the conventional PSD in FIG. 9, then N times accuracy can be expected.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の物体形状検出装置では、次のような問題点があっ
た。すなわち、PSDの受光する光パワーと所要のバン
ド幅が同じ場合、抵抗が大きいほど熱雑音が小さくな
り、PSDの分解能が良くなる。したがって、N個の区
分を持つPSDの1区分の分解能を、区分を持たない普
通のPSDと同じにするためには、1区分の抵抗を、区
分を持たない1個のPSDと同じにする必要がある。つ
まり、N区分を持つPSDは全体として、N倍の抵抗値
を持つことになる。一方、PSDの応答速度は、PSD
の持つ容量と抵抗で決まる時定数によって左右される。
そこで、最初に光点の位置を決定するとき、出力端子T
a,Tbを選び、測定する場合には、区分を持たないP
SDに比べて、N区分を持つPSDでは非常に遅い応答
特性となる。例えば、プリント基板の検査のような場
合、300×300mmのプリント基板を30μm刻み
で検査するとすれば、1×108 ポイントを測定する必
要があり、1Mポイント/秒の測定速度をもってしても
100秒必要となり、高速性の改善が要求される。この
ように、従来の物体形状検出装置の第1の問題点は、P
SDをN区分として高分解能を求めたときに、応答性が
悪くなることであった。
However, such a conventional object shape detecting device has the following problems. That is, when the optical power received by the PSD and the required bandwidth are the same, the larger the resistance, the smaller the thermal noise and the better the resolution of the PSD. Therefore, in order to make the resolution of one section of a PSD with N sections the same as that of a normal PSD without sections, it is necessary to make the resistance of one section the same as that of one PSD without sections. There is. That is, a PSD having N sections as a whole has N times the resistance value. On the other hand, the response speed of PSD is
It depends on the time constant determined by the capacity and resistance of the.
Therefore, when first determining the position of the light spot, the output terminal T
When selecting a or Tb and measuring it, P
Compared to SD, PSD having N sections has a very slow response characteristic. For example, in the case of inspecting a printed circuit board, if a 300 × 300 mm printed circuit board is inspected in steps of 30 μm, it is necessary to measure 1 × 10 8 points, and even if a measurement speed of 1 M points / second is 100. Seconds are required, and improvement in high speed is required. As described above, the first problem of the conventional object shape detecting device is that P
The response was poor when high resolution was sought with SD as N divisions.

【0012】従来の物体形状検出装置の第2の問題点
は、分解能を上げるために区分数を増やすと、図13に
示すように光点が隣合う2点間、例えばTi とTi+1 の
間に入らず、3点以上の複数の出力点、例えばTi-1 ,
Ti ,Ti+1 から電流を発生することになり、単純な2
点間の電流の測定だけでは誤差が大きくなることであっ
た。このような場合に、中間の点Ti の電流を間引いて
両端Ti-1 ,Ti+1 で測定するようにすることが考えら
れるが、前記の第1の問題点である速度の低下を招くと
共に、分解能も落ちてしまうことになる問題点があっ
た。
A second problem of the conventional object shape detecting apparatus is that if the number of sections is increased in order to improve the resolution, as shown in FIG. 13, between two adjacent light points, for example Ti and Ti + 1. Multiple output points, such as Ti-1,
A current is generated from Ti and Ti + 1, and a simple 2
The error was large only by measuring the current between the points. In such a case, it is conceivable to thin out the current at the intermediate point Ti and measure at both ends Ti-1 and Ti + 1. However, the above-mentioned first problem is that the speed is lowered and However, there was a problem that the resolution was also reduced.

【0013】さらに第3の問題点は、対象物体に反射し
た光が再度、他の物体あるいは対象物体の他の部分に反
射してからPSDへ集光されることがあり、この二重反
射により誤測定が起きる点であった。つまり、図14に
示すように入射光LがA点で対象物体6にぶつかり、そ
の反射光の一部が拡散光として光の入射位置検出素子8
を構成するPSDのPa点に集光レンズ7により集光さ
れると共に、反射光の他の一部が対象物体6のB点を照
射して、B点からの光がPSDのPb点に集光レンズ7
により集光されることがある。そして、このような場合
には、図15に示すようにPSD上で2点Pa,Pbに
光の山を作る。このため、PSDの両端の出力端子T
a,Tbを選択し、1個のPSDとみて光点位置を算出
するとき、光の重心位置はPcとなり、真の位置を必ず
しも示さないことがある。したがって、N区分の持つP
SDであっても、詳細な区分の決定が正しく行なわれ
ず、正確な位置を決めることができない場合があり、P
SDとしては不要な光であるPb点の光を排除するため
の対策が必要とされていた。
A third problem is that the light reflected by the target object may be reflected by another object or another part of the target object and then condensed on the PSD. This was the point where erroneous measurements occurred. That is, as shown in FIG. 14, the incident light L strikes the target object 6 at the point A, and a part of the reflected light is diffused light and the incident position detection element 8 of the light is detected.
Is condensed by the condensing lens 7 to the PSD Pa point, and another part of the reflected light irradiates the B point of the target object 6, and the light from the B point is collected at the PSD Pb point. Light lens 7
May be condensed by. Then, in such a case, as shown in FIG. 15, light peaks are created at two points Pa and Pb on the PSD. Therefore, the output terminals T at both ends of the PSD
When a and Tb are selected and the light spot position is calculated as one PSD, the light barycentric position is Pc, and the true position may not always be indicated. Therefore, P of N division
Even with SD, there are cases where the detailed division is not correctly determined and the accurate position cannot be determined.
A measure for eliminating light at the point Pb, which is unnecessary light for SD, is required.

【0014】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みなされたもので、多数個の出力を持つ位置検出素子を
用いた物体形状検出装置において、高速の応答性を有
し、光点が複数の出力点をカバーする場合でも正しく物
体の位置を検出することができ、多重反射があっても正
確な位置検出ができる物体形状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 conventional problems. In an object shape detecting device using a position detecting element having a large number of outputs, the object shape detecting device has a high-speed response and a light spot It is an object of the present invention to provide an object shape detecting device capable of correctly detecting the position of an object even when covering a plurality of output points and capable of accurately detecting the position even when there are multiple reflections.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】この発明は、光源より発
生した光を集束して物体に照射し、対象物体表面からの
反射光を結像して受光し、受光した位置に応じて電気信
号を出力する物体形状検出装置において、1つの半導体
位置検出素子を複数に分割し、各分割区分から検出信号
を出力する検出部と、前記検出部の複数の分割区分から
の複数の出力を同時に入力して対象物体のおおよその位
置を示す出力点を判定する判定部と、前記判定部が判定
した対象物体のおおよその位置とそれに隣接する複数の
出力点の信号を選択して切り換える切換部と、前記切換
部が選択した出力点の信号より詳細位置を割り出す計算
を行なう演算部とを備えたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, light generated from a light source is focused and applied to an object, reflected light from the surface of a target object is imaged and received, and an electric signal is received according to the position of the received light. In the object shape detection device for outputting, a semiconductor position detection element is divided into a plurality of parts, and a detection part for outputting a detection signal from each division and a plurality of outputs from the plurality of divisions of the detection part are simultaneously input. Then, a determination unit that determines an output point indicating an approximate position of the target object, a switching unit that selects and switches the approximate position of the target object determined by the determination unit and a plurality of output point signals adjacent thereto. And a calculation unit for calculating a detailed position from the signal of the output point selected by the switching unit.

【0016】またこの発明の物体形状検出装置は、上記
の検出部に代えて、複数の半導体位置検出素子を隣接し
て1次元配置したものを用い、この検出部の複数の半導
体位置検出素子からの複数の出力を同時に前記判定部に
入力するようにしたものとすることができる。
Further, the object shape detecting apparatus of the present invention uses, instead of the above-mentioned detecting section, a plurality of semiconductor position detecting elements arranged one-dimensionally adjacent to each other. It is possible to simultaneously input a plurality of outputs of the above to the determination unit.

【0017】[0017]

【作用】この発明の物体形状検出装置では、半導体位置
検出素子を複数に分割して各分割区分から出力するよう
にした検出部または複数の半導体位置検出素子を1次元
配置した検出部により、対象物体表面からの反射光の受
光位置に応じて半導体位置検出素子の該当する位置の複
数の分割区分から、または該当する位置の複数の半導体
位置検出素子からの複数の出力を出して判定部に同時に
入力する。
In the object shape detecting apparatus of the present invention, the semiconductor position detecting element is divided into a plurality of parts, and the detecting part arranged to output from each divided section, or the detecting part in which a plurality of semiconductor position detecting elements are one-dimensionally arranged, Depending on the light receiving position of the reflected light from the surface of the object, the semiconductor position detecting element outputs a plurality of outputs from a plurality of divided sections of the corresponding position, or a plurality of semiconductor position detecting elements of the corresponding position, and outputs the determination section simultaneously. input.

【0018】判定部では、この複数の分割区分からの複
数の入力または複数の半導体位置検出素子からの複数の
入力に対して、対象物体のおおよその位置を示す出力点
を判定し、切換部によって、この判定部が判定した対象
物体のおおよその位置とそれに隣接する複数の出力点の
信号を選択して切り換え、この切換部が選択した出力点
の信号に基づいて、演算部が対象物体の詳細位置を割り
出す計算を行なう。
The determination section determines an output point indicating an approximate position of the target object with respect to a plurality of inputs from the plurality of divided sections or a plurality of inputs from the plurality of semiconductor position detecting elements, and the switching section determines the output point. , Selecting and switching between the approximate position of the target object determined by this determination unit and the signals of a plurality of output points adjacent thereto, and based on the signals of the output points selected by this switching unit, the calculation unit details the target object. Calculate the position.

【0019】こうして、まず対象物体のおおよその位置
を特定し、さらにそのおおよその位置に隣接する位置に
ついて、半導体位置検出素子の分割区分の出力または複
数の半導体位置検出素子の出力を参照して対象物体の詳
細位置を割り出す。
Thus, first, the approximate position of the target object is specified, and the position adjacent to the approximate position is referred to by referring to the output of the divided section of the semiconductor position detecting device or the output of the plurality of semiconductor position detecting devices. Determine the detailed position of the object.

【0020】[0020]

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0021】図3はこの発明の一実施例の回路図であ
り、物体形状検出装置として一般的なハードウェア構成
である図1および図2の配置における光の入射位置検出
素子8を構成する半導体位置検出素子(PSD)の出力
に対する信号処理を行なう回路の構成を示している。
FIG. 3 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, which is a semiconductor constituting the light incident position detecting element 8 in the arrangement shown in FIGS. 1 and 2 which is a general hardware configuration as an object shape detecting device. 1 shows the configuration of a circuit that performs signal processing on the output of a position detection element (PSD).

【0022】この図3に示すように、図1および図2に
おける光の入射位置検出素子8に相当する検出回路11
として、1つのPSDに複数nの分割区分を設け、各分
割区分に出力点T0 〜Tn を設けたものが使用され、こ
れらの出力点T0 〜Tn それぞれの出力信号に対する電
流電圧変換増幅器A0 〜An が設けられ、これらの増幅
器A0 〜An それぞれから出力V0 〜Vn が光の入射位
置のおおよその位置を判定する判定回路12に入力され
るようになっている。また、この判定回路12による選
択信号により出力V0 〜Vn のうちのいずれを出力する
かを切り換える切換回路13が設けられ、さらにこの切
換回路13からの出力に基づいて光の入射位置の詳細位
置を計算する演算回路14が設けられ、この演算回路1
4から光の入射位置の詳細位置出力D0 が出力されるよ
うになっている。
As shown in FIG. 3, a detection circuit 11 corresponding to the light incident position detection element 8 in FIGS. 1 and 2.
As one PSD, a plurality of n divided sections are provided, and output points T0 to Tn are provided in each divided section. Current-voltage conversion amplifiers A0 to An for output signals of these output points T0 to Tn are used. Are provided, and the outputs V0 to Vn from these amplifiers A0 to An are input to the determination circuit 12 which determines the approximate position of the incident position of light. Further, a switching circuit 13 is provided for switching which of the outputs V0 to Vn is to be output according to the selection signal from the judging circuit 12, and further, based on the output from this switching circuit 13, the detailed position of the incident position of the light is determined. An arithmetic circuit 14 for calculating is provided, and the arithmetic circuit 1
The detailed position output D0 of the incident position of the light is output from 4.

【0023】上記の構成の物体位置検出装置では、検出
回路11に入射する反射光Lの位置に応じてその近隣の
出力端子Ti ,Ti+1 ,Ti-1 などから出力電流Ii ,
Ii-1 ,Ii+1 が出力され、これが電流電圧変換増幅器
A0 〜An のうちの該当する部分によって電圧に変換さ
れると共に増幅され、出力電圧Vi ,Vi-1 ,Vi+1な
どとして判定回路12と切換回路13に入力される。
In the object position detecting device having the above structure, the output currents Ii, Ii, etc. are output from the output terminals Ti, Ti + 1, Ti-1 and the like in the vicinity thereof according to the position of the reflected light L entering the detection circuit 11.
Ii-1 and Ii + 1 are output, which are converted into voltages by the corresponding portions of the current-voltage conversion amplifiers A0 to An and amplified, and are output as output voltages Vi, Vi-1, Vi + 1, etc. 12 and the switching circuit 13.

【0024】判定回路12は、光の入射位置のおおよそ
の位置を判定するもので、入射光の中心位置を示す出力
点を決定し、この判定結果D1 を出力すると共に切換回
路13に与える。
The judgment circuit 12 judges the approximate position of the incident position of the light, determines the output point indicating the center position of the incident light, and outputs the judgment result D1 to the switching circuit 13.

【0025】切換回路13では、判定回路12からの中
心位置を示す出力点D1 とそれに隣接するいくつかの出
力点、例えば5点からの電圧入力Vi-2 ,Vi-1 ,Vi
,Vi+1 ,Vi+2 などを選択し、これを出力U-2,U-
1,U0 ,U1 ,U2 として出力して演算回路14に入
力する。
In the switching circuit 13, the output point D1 indicating the center position from the determination circuit 12 and several output points adjacent to it, for example, voltage inputs Vi-2, Vi-1, Vi from five points.
, Vi + 1, Vi + 2, etc. are selected and output as U-2, U-
It is output as 1, U0, U1, and U2 and input to the arithmetic circuit 14.

【0026】演算回路14では、これらの入力U-2,U
-1,U0 ,U1 ,U2 に対して後述する演算式に基づい
て詳細位置D0 を計算し、出力する。
In the arithmetic circuit 14, these inputs U-2, U
The detailed position D0 is calculated based on an arithmetic expression to be described later with respect to -1, U0, U1 and U2 and output.

【0027】前記判定回路12におけるおおよその中心
位置の判定方法の一例は、入力される電圧信号V0 〜V
n のうち最大値を示す信号を検出し、出力点D1 とする
ものである。また切換回路13では、判定回路12が中
心位置D1 として信号Viを選択したとすれば、この信
号Vi とそれに隣接するVi-2 ,Vi-1 ,Vi+1 ,Vi+
2 の5点、あるいは信号Vi とそれに隣接するVi-1 ,
Vi+1 の3点、あるいはその他の数の信号を選択するこ
とができるが、ここでは5点を選択するものとする。
An example of the method of determining the approximate center position in the determining circuit 12 is as follows: Input voltage signals V0 to V
The signal showing the maximum value of n is detected and set as the output point D1. Further, in the switching circuit 13, if the decision circuit 12 selects the signal Vi as the center position D1, this signal Vi and its adjacent signals Vi-2, Vi-1, Vi + 1, Vi +.
5 points of 2 or signal Vi and adjacent to it Vi-1,
Three points of Vi + 1 or other number of signals can be selected, but here, five points are selected.

【0028】そして、この切換回路13で選択した5点
の信号U-2,U-1,U0 ,U1 ,U2 に対して、演算回
路14は次の式に基づいて詳細位置の計算を行なう。こ
の計算方法としては、加重平均により重心位置を求める
方法や、関数に近似して、その近似した関数の中心位置
を求める方法などがあるが、ここでは加重平均による方
法が用いられている。
Then, with respect to the signals U-2, U-1, U0, U1 and U2 at the five points selected by the switching circuit 13, the arithmetic circuit 14 calculates the detailed position based on the following equation. As the calculation method, there are a method of obtaining the position of the center of gravity by weighted average, a method of approximating a function and obtaining the center position of the approximated function, and the method of weighted average is used here.

【0029】そこで、検出回路11に対する光の入射位
置Dは、
Therefore, the incident position D of the light on the detection circuit 11 is

【数2】 である。[Equation 2] Is.

【0030】ここで、dは各出力点の間隔であり、D1
は中心点となる出力点の位置であって、判定回路12が
求めたものである。
Here, d is the interval between the output points, and D1
Is the position of the output point which is the center point, and is obtained by the determination circuit 12.

【0031】そして、演算回路14では、数2式の第2
項であるD0 を次の数3式によって求める。
Then, in the arithmetic circuit 14, the second equation of the equation 2 is used.
The term D0 is calculated by the following equation (3).

【0032】[0032]

【数3】 ここでもし、光点の広がりが隣接する3点でも十分に計
測できるのであれば、
[Equation 3] Here, if the spread of the light spots can be measured sufficiently even at three adjacent points,

【数4】 によってD0 を求めることもできる。[Equation 4] It is also possible to obtain D0.

【0033】図4は上記の判定回路12の詳しい回路構
成を示している。いま、1つの半導体位置検出素子PS
Dが7区分され、8つの出力端子を持つものとすれば、
判定回路12および切換回路13にはV0 〜V7 の8つ
の入力が与えられることになる。
FIG. 4 shows a detailed circuit configuration of the judgment circuit 12 described above. Now, one semiconductor position detection element PS
If D is divided into 7 and has 8 output terminals,
Eight inputs V0 to V7 are applied to the decision circuit 12 and the switching circuit 13.

【0034】そこで、判定回路12はこれらの信号V0
〜V7 のうちからもっとも大きい電圧を示す入力を選択
する回路とするために、コンパレータ15a,15b,
15cを設け、それぞれ(V0 ,V1 ,V2 ,V3 );
(V4 ,V5 ,V6 ,V7 )、(V0 ,V1 ,V4 ,V
5 );(V2 ,V3 ,V6 ,V7 )、(V0 ,V2 ,V
4 ,V6 );(V1 ,V3 ,V5 ,V7 )の入力グルー
プに分けて各コンパレータ15a,15b,15cのマ
イナス、プラス端子各々に接続し、それぞれの出力をD
12,D11,D10とした構成である。なおダイオード16
は、各入力グループにおける最大値を求めるためのもの
である。この構成により、入力信号V0〜V7 のうちか
ら最も大きい電圧を探し出し、探し出したポイントを2
進数によりD12では22 、D11では21 、D10では20
を示すものとなる。
Therefore, the decision circuit 12 outputs these signals V0.
To V7, the comparators 15a, 15b,
15c are provided, respectively (V0, V1, V2, V3);
(V4, V5, V6, V7), (V0, V1, V4, V
5); (V2, V3, V6, V7), (V0, V2, V
4, V6); (V1, V3, V5, V7) are divided into input groups and connected to the negative and positive terminals of the comparators 15a, 15b, 15c respectively, and the respective outputs are D
The configuration is 12, D11, and D10. The diode 16
Is for obtaining the maximum value in each input group. With this configuration, the maximum voltage is searched from the input signals V0 to V7, and the searched point is set to 2
It is 2 2 for D12, 2 1 for D11 and 2 0 for D10 according to the base number.
Will be shown.

【0035】そこで、D12を求めるために、V7 〜V4
の最大値とV3 〜V0 の最大値とをコンパレータ15a
で比較し、最大値が出力T7 〜T4 になるかT3 〜T0
になるかを決定する。同様にD11は21 を決定するため
に、21 が真であるV7 ,V6 ,V3 ,V2 と、偽であ
るV5 ,V4 ,V1 ,V0 の最大値をコンパレータ15
bによって比較する。そしてD10は20 を決定するため
に、V7 ,V5 ,V3,V1 の奇数出力と、V6 ,V4
,V2 ,V0 の偶数出力のどちらに最大値があるか
を、コンパレータ15cによって奇数出力の最大値と偶
数出力の最大値を比較する。
Therefore, in order to obtain D12, V7 to V4
The maximum value of V3 and the maximum value of V3 to V0.
, And the maximum value becomes the output T7 to T4 or T3 to T0
Decide what to do. Similarly, D11 determines the maximum value of V7, V6, V3, V2 where 2 1 is true and the maximum value of V5, V4, V1, V0 which is false in order to determine 2 1.
Compare by b. And D10 in order to determine the 2 0, and odd outputs of V7, V5, V3, V1, V6, V4
, V2, V0, whichever has the maximum value, the comparator 15c compares the maximum value of the odd output with the maximum value of the even output.

【0036】以上によって最大値が出力端子T7 〜T0
のいずれにあるかを決定することができ、D12,D11,
D10を合わせてD1 信号として出力すると共に、切換回
路13に与えて切換信号として用いる。
By the above, the maximum value is output terminals T7 to T0.
It is possible to determine which of D12, D11,
D10 is combined and output as a D1 signal, and is also supplied to the switching circuit 13 to be used as a switching signal.

【0037】切換回路13は図5に示す構成とすること
ができる。この図5の切換回路13は、入力V0 〜V7
の8つを切り換えて3つの信号U-1,U0 ,U1 を求め
る回路であり、判定回路12からの出力D12,D11,D
10を入力とするデコーダ17と、アナログスイッチのス
イッチ回路18によって構成され、入力信号D12,D1
1,D10がデコーダ17によってデコードされて出力U-
1,U0 ,U1 それぞれのために1つの信号を選択する
スイッチ回路18の選択信号に使われ、出力U-1,U0
,U1 が取り出されるようになっている。なお、現在
では集積化が進み、アナログ信号8つから1つの信号を
選択するアナログスイッチ回路は1個のICで提供され
ており、図5に示す回路は容易に実現することができる
ものである。
The switching circuit 13 can be configured as shown in FIG. The switching circuit 13 of FIG. 5 has inputs V0 to V7.
Is a circuit for determining three signals U-1, U0, U1 by switching eight of the above, and outputs D12, D11, D from the decision circuit 12.
The input signal D12, D1 is composed of a decoder 17 which receives 10 and an analog switch circuit 18.
1, D10 are decoded by the decoder 17 and output U-
It is used as a selection signal of a switch circuit 18 which selects one signal for each of U1, U0, and outputs U-1, U0.
, U1 are to be taken out. At present, with the progress of integration, an analog switch circuit for selecting one signal from eight analog signals is provided by one IC, and the circuit shown in FIG. 5 can be easily realized. ..

【0038】そこで、いま出力T4 に選択したとすれ
ば、デコーダ17によって「4」が真となり、U-1,U
0 ,U1 にV3 ,V4 ,V5 を選択するようにアナログ
スイッチ回路18が閉じる。すなわち中心値であるV4
とこれに隣合うV3 ,V5 が選択されるのである。
Therefore, assuming that the output T4 is selected, "4" becomes true by the decoder 17, and U-1, U
The analog switch circuit 18 is closed so as to select V3, V4, and V5 for 0 and U1. That is, the central value V4
And V3 and V5 adjacent to this are selected.

【0039】このようにして選択された出力U-1,U0
,U1 信号は演算回路14に入力され、ここで詳細な
位置計算が実行される。図6は前述の数4式を実現する
ための回路構成であり、2つの演算器19,20と、こ
れらの演算器19,20の入力を除算する除算器21
と、A/D変換器22から構成されている。
The outputs U-1, U0 selected in this way
, U1 signals are input to the arithmetic circuit 14, where detailed position calculation is executed. FIG. 6 shows a circuit configuration for realizing the above-described equation (4). Two arithmetic units 19 and 20 and a divider 21 that divides the inputs of these arithmetic units 19 and 20 are shown.
And an A / D converter 22.

【0040】そしてこの演算回路14では、演算器19
によって(U1 −U-1)が計算され、演算器20によっ
て(U1 +U0 +U-1)が計算され、これらの結果とし
て、除算器21が (U1 −U-1)/(U1 +U0 +U-1) を計算し、A/D変換器22によってディジタル変換し
て信号D0 が出力される。なおこの場合、D0 は正負の
数であるので、必要によって負であればD1 の値を−1
し、D1 ,D0 を合わせて2進数でディジタル値を示す
ようにすることができる。
In the arithmetic circuit 14, the arithmetic unit 19
(U 1 −U −1 ) is calculated by the arithmetic unit 20 and (U 1 + U 0 + U −1 ) is calculated by the arithmetic unit 20. As a result, the divider 21 calculates (U 1 −U −1 ) / (U 1 + U 0 + U -1 ) is calculated and digitally converted by the A / D converter 22 to output the signal D 0. In this case, D0 is a positive or negative number, so if necessary, the value of D1 is -1.
However, D1 and D0 can be combined to show a digital value in a binary number.

【0041】演算回路14の他の具体的な構成として
は、図7に示す回路構成とすることもできる。この図7
の回路は、前述の5個の信号で数3式を実行する回路例
であり、U-2,U-1,U0 ,U1 ,U2 の信号をA/D
変換器A/D1 〜A/D5 それぞれでA/D変換し、得
られたディジタル信号を数3式に対応するように加減算
するための減算器23,24、加算器25〜28を備
え、さらに減算器23の出力を2倍する2倍化回路2
9、減算器24の出力とこの2倍化回路29の出力との
加算器30、および分子出力となる加算器30の出力と
分母出力となる加算器28の出力との除算を実行するデ
ィジタル除算器31から構成されている。
As another specific configuration of the arithmetic circuit 14, the circuit configuration shown in FIG. 7 may be used. This Figure 7
Is an example of a circuit that executes the equation (3) with the above-mentioned five signals, and the signals of U-2, U-1, U0, U1, and U2 are A / D.
The converters A / D1 to A / D5 are respectively A / D converted, and the subtracters 23 and 24 and the adders 25 to 28 for adding / subtracting the obtained digital signal to correspond to the equation 3 are provided. A doubling circuit 2 for doubling the output of the subtractor 23
9, an adder 30 of the output of the subtractor 24 and the output of the doubling circuit 29, and a digital division for executing the division of the output of the adder 30 that is the numerator output and the output of the adder 28 that is the denominator output It is composed of a container 31.

【0042】したがって、減算器23によって(U2
-2)が得られ、減算器24によって(U1 −U-1)が
得られ、2倍化回路29によって2(U2 −U-2)が得
られ、加算器30によって最終的に、分子を構成する
(2U2 +U1 −U-1−2U-2)が得られる。また、加
算器25〜28により分母を構成する(U-2+U-1+U
0 +U1 +U2 )が得られる。そこで、除算器31で
は、(2U2 +U1 −U-1−2U-2)/(U-2+U-1
0 +U1 +U2 )が実行され、出力D0 が得られるの
である。なおこの回路例でも、必要によって負の場合、
D1 のボローの計算を行なうことになる。
Therefore, the subtracter 23 (U 2
U −2 ) is obtained, the subtractor 24 obtains (U 1 −U −1 ), the doubling circuit 29 obtains 2 (U 2 −U −2 ), and the adder 30 finally obtains , (2U 2 + U 1 −U −1 −2U −2 ) constituting the molecule is obtained. The adders 25 to 28 form a denominator (U -2 + U -1 + U).
0 + U 1 + U 2 ) is obtained. Therefore, in the divider 31, (2U 2 + U 1 -U -1 -2U -2 ) / (U -2 + U -1 +)
U 0 + U 1 + U 2 ) is executed and the output D 0 is obtained. Even in this circuit example, if negative if necessary,
We will calculate the borrow of D1.

【0043】このようにしてディジタル回路によって回
路を組むことにより、アナログ回路に比べて精度の良い
計算が速く実行できることになる。特に、アナログ除算
器の場合には精度と速度の点で良い性能のものが得にく
いため、ディジタル計算することのメリットは大きい。
加えて、図7の回路に用いる加減算器はプログラマブル
デバイスやゲートアレイを使うことによって1チップで
構成することができ、A/D変換器もIC化されていて
安価に入手できる。このために、全体として安価で高精
度、高速度の回路が組めるのである。
By assembling the circuit with the digital circuit in this way, it is possible to perform accurate calculations faster than with the analog circuit. In particular, in the case of an analog divider, it is difficult to obtain a good performance in terms of accuracy and speed, so the merit of digital calculation is great.
In addition, the adder / subtractor used in the circuit of FIG. 7 can be configured in one chip by using a programmable device or a gate array, and the A / D converter is also integrated into an IC and can be obtained at low cost. For this reason, an inexpensive circuit with high accuracy and high speed can be assembled as a whole.

【0044】また、上記回路はディジタルデバイスによ
って構成したが、計算時間が許されるのであれば、1チ
ップマイクロコンピュータやDSP、マイクロプロセッ
サにより構成することもできる。
Although the above circuit is composed of a digital device, it may be composed of a one-chip microcomputer, DSP, or microprocessor if the calculation time is allowed.

【0045】さらに、上記実施例では判定回路として、
最大値の信号を出力する点を選択するものについて説明
したが、他の最大値を求める方法として、隣合う2点の
どちらが大きいかをコンパレータで比べ、大きい方をア
ナログスイッチで選択し、次に、選択して1/2に減っ
た信号の大きい方を同様な方法で選択し、最終的に1個
の出力点を求めるようにすることもできる。
Further, in the above embodiment, the decision circuit is
The method of selecting the point that outputs the maximum value signal has been described, but as a method of obtaining other maximum values, which of the two adjacent points is larger is compared with the comparator, and the larger one is selected with the analog switch, then It is also possible to select the larger one of the selected and reduced signals by half in the same manner, and finally obtain one output point.

【0046】また、単純に最大値を求めるのではなく、
最大値を示すピークを持つ位置と、2番目のピークを持
つ位置とを求め、前回求めた位置からどちらが真の位置
であるかを求めることもできる。この場合、測定は連続
して行なうので、前回と今回との位置の変化は一定値以
下となるはずであり、前回求めた第1ピークの位置、第
2ピークの位置およびそれから選択した真の位置と、今
回の第1ピークの位置、第2ピークの位置より今回の真
の位置を判定することができる。図8はこのような判定
を実行する判定回路、さらに上述の実施例のような信号
の切換回路、詳細な位置を計算する演算回路をA/D変
換器付きの1チップマイクロコンピュータに組み込んだ
場合の回路構成を示しており、n区分の分割区分を持つ
PSDで構成される検出回路11と、各区分の出力電流
Ti を電圧変換して増幅する電流電圧変換増幅器Ai
と、各電流電圧変換増幅器Ai の出力電圧信号Vi に対
して、対象物体のおおよその位置D1 を示す出力点を判
定する判定回路と、この判定回路が判定した対象物体の
おおよその位置D1 とそれに隣接する複数の出力点の信
号を選択して切り換える切換回路と、この切換回路が選
択した出力点の信号より詳細位置D0 を割り出す計算を
行なう演算回路をソフトウェアプログラムとして組み込
んだマイクロコンピュータ32とから構成することがで
きる。
Further, instead of simply obtaining the maximum value,
It is also possible to find the position having the peak showing the maximum value and the position having the second peak, and find out which is the true position from the previously found positions. In this case, since the measurement is performed continuously, the change in position between the previous time and this time should be less than a certain value, and the position of the first peak obtained last time, the position of the second peak, and the true position selected from them. Then, the true position of this time can be determined from the position of the first peak and the position of the second peak of this time. FIG. 8 shows a case where a decision circuit for performing such a decision, a signal switching circuit as in the above-described embodiment, and an arithmetic circuit for calculating a detailed position are incorporated in a one-chip microcomputer equipped with an A / D converter. 2 shows a circuit configuration of a detection circuit 11 composed of a PSD having n divisions, and a current-voltage conversion amplifier Ai for converting and amplifying the output current Ti of each division.
And a determination circuit that determines an output point indicating an approximate position D1 of the target object with respect to the output voltage signal Vi of each current-voltage conversion amplifier Ai, and an approximate position D1 of the target object determined by this determination circuit and It is composed of a switching circuit for selecting and switching the signals of a plurality of adjacent output points, and a microcomputer 32 in which an arithmetic circuit for calculating the detailed position D0 from the signals of the output points selected by the switching circuit is incorporated as a software program. can do.

【0047】この発明のさらに他の実施例としては、演
算回路による詳細位置の計算方法として、重心計算を行
なうのではなく、二次関数、ガウス分布曲線などの適宜
の関数に近似し、近似式の中心を詳細位置として求める
方法を採用することができる。そしてこの場合の近似
は、広く知られている最小2乗法によって計算すること
ができる。
As still another embodiment of the present invention, as a method of calculating a detailed position by an arithmetic circuit, instead of performing the center of gravity calculation, an approximate function such as a quadratic function or a Gaussian distribution curve is approximated to obtain an approximate expression. It is possible to adopt a method of obtaining the center of the as a detailed position. The approximation in this case can be calculated by the well-known least squares method.

【0048】なお、上記のいずれの実施例においても、
検出部を構成する光の入射位置検出素子として1つのP
SDに複数の区分を設け、各分割区分の両端の出力電流
信号から光の入射位置を割り出すようにしたが、これに
限らず、光の入射位置検出素子として、図12に示した
ように複数のPSDを隣接して1次元配置した構成と
し、各PSDの両端の出力電流信号に対しておおよその
位置の判定回路、この判定回路の判定結果に基づき入力
信号の切り換え選択を行なう切換回路、詳細位置を計算
する演算回路を接続することにより、この発明の物体形
状検出装置を構成することもできる。
In any of the above embodiments,
One P is used as a light incident position detection element that constitutes the detection unit.
The SD is provided with a plurality of sections, and the light incident position is determined from the output current signals at both ends of each divided section. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of light incident position detection elements may be provided as shown in FIG. Of the PSDs adjacently arranged one-dimensionally, a determination circuit at an approximate position with respect to the output current signals at both ends of each PSD, a switching circuit for performing switching selection of the input signal based on the determination result of the determination circuit, The object shape detection device of the present invention can also be configured by connecting an arithmetic circuit for calculating the position.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、半導体
位置検出素子を複数に分割して各分割区分から出力する
ようにした検出部または複数の半導体位置検出素子を1
次元配置した検出部により、対象物体表面からの反射光
の受光位置に応じて半導体位置検出素子の該当する位置
の複数の分割区分から、または該当する位置の複数の半
導体位置検出素子から複数の出力を出して判定部に同時
に入力し、判定部では、この複数の分割区分からの複数
の入力、または複数の半導体位置検出素子からの複数の
入力に対して、対象物体のおおよその位置を示す出力点
を判定し、切換部によって、この判定部が判定した対象
物体のおおよその位置とそれに隣接する複数の出力点の
信号を選択して切り換え、この切換部が選択した出力点
の信号に基づいて、演算部が対象物体の詳細位置を割り
出す計算を行なうようにしているので、まず対象物体の
おおよその位置を特定し、さらにそのおおよその位置に
隣接する位置について半導体位置検出素子の分割区分の
複数の出力または複数の半導体位置検出素子の出力を参
照し、対象物体の詳細位置を割り出すことができ、次の
ような効果がある。
As described above, according to the present invention, the semiconductor position detecting element is divided into a plurality of parts, and the detecting portion or the plurality of semiconductor position detecting elements which are output from the respective divided sections are provided.
Multiple output from the multiple divisions of the corresponding position of the semiconductor position detection element or from the plurality of semiconductor position detection elements of the corresponding position according to the light receiving position of the reflected light from the surface of the object Is output to the determination unit at the same time, and the determination unit outputs an output indicating the approximate position of the target object with respect to the plurality of inputs from the plurality of divided sections or the plurality of inputs from the plurality of semiconductor position detecting elements. A point is determined, and the switching unit selects and switches the approximate position of the target object determined by this determination unit and signals at a plurality of output points adjacent thereto, and based on the signal at the output point selected by this switching unit. , The calculation unit is designed to calculate the detailed position of the target object, so first specify the approximate position of the target object, and then determine the position adjacent to the approximate position. Te with reference to the outputs of the plurality of output or a plurality of semiconductor position detecting elements of the split segment of the semiconductor position detecting element, it is possible to determine the detailed position of the target object, the following effects.

【0050】すなわち、おおよその位置は同時に各出力
点の出力から判断するので、多重反射によってできる誤
った光点を削除し、単純に1つのPSDとしてみて重心
位置を計算する演算部で誤測定が行なわれるのを防止す
ることができる。
That is, since the approximate position is judged from the output of each output point at the same time, an erroneous light spot formed by multiple reflections is deleted, and an erroneous measurement is made by the arithmetic unit for simply calculating the PSD as a single PSD. Can be prevented.

【0051】また、おおよその位置を求めるときに、1
つのPSDとしてみて両端の出力点の信号より重心位置
を求めるのであれば、区分数倍だけPSDの抵抗が大き
くなり、容量との時定数による遅れで大幅に測定時間が
長くなるが、この発明によれば、各区分が1つのPSD
として働き、抵抗が大きくなることにより時定数の増加
がなく、高速性が確保できる。
When obtaining the approximate position, 1
If the barycentric position is obtained from the signals at the output points at both ends in terms of two PSDs, the resistance of the PSD will increase by the number of divisions, and the delay due to the time constant with the capacitance will significantly increase the measurement time. According to this, each section has one PSD
As the resistance increases, the time constant does not increase and high speed can be secured.

【0052】加えて、PSDの区分数が多くなったり、
光学系の光点が隣接する複数の区分に広がりを持つ場
合、単純に隣接する2出力点から位置を計算したり、中
間点を使わないで光点の両端に相当する出力点を使って
計算すると、正しい位置の測定ができないケースや分解
能の低下、速度の低下などが起こるが、この発明によれ
ば、常に3ヶ所以上の出力に基づいて重心計算または関
数近似を行なうようにしているので、精度の高い位置検
出が可能である。
In addition, the number of PSD categories increases,
If the light spots of the optical system have spread over multiple adjacent sections, simply calculate the position from the two adjacent output points, or use the output points corresponding to both ends of the light point without using the intermediate points. Then, the case where the correct position cannot be measured, the resolution is reduced, the speed is reduced, etc. According to the present invention, the centroid calculation or the function approximation is always performed based on the outputs of three or more places. Highly accurate position detection is possible.

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

【図1】一般的な物体位置検出装置の光学系のハードウ
ェア構成を示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a hardware configuration of an optical system of a general object position detecting device.

【図2】一般的な物体位置検出装置の三角測量法に基づ
く物体位置検出原理を説明する光学図。
FIG. 2 is an optical diagram illustrating an object position detection principle based on a triangulation method of a general object position detection device.

【図3】この発明の一実施例の回路ブロック図。FIG. 3 is a circuit block diagram of an embodiment of the present invention.

【図4】上記実施例における判定回路の詳しい内部構成
を示す回路ブロック図。
FIG. 4 is a circuit block diagram showing a detailed internal configuration of a determination circuit in the above embodiment.

【図5】上記実施例における切換回路の詳しい内部構成
を示す回路ブロック図。
FIG. 5 is a circuit block diagram showing a detailed internal configuration of a switching circuit in the above embodiment.

【図6】上記実施例における演算回路の詳しい内部構成
例を示す回路ブロック図。
FIG. 6 is a circuit block diagram showing a detailed internal configuration example of an arithmetic circuit in the above embodiment.

【図7】上記実施例における演算回路の他の内部構成例
を示す回路ブロック図。
FIG. 7 is a circuit block diagram showing another example of the internal configuration of the arithmetic circuit in the above embodiment.

【図8】この発明の他の実施例の回路ブロック図。FIG. 8 is a circuit block diagram of another embodiment of the present invention.

【図9】従来の半導体位置検出素子の説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional semiconductor position detecting element.

【図10】従来例の位置計算回路の回路ブロック図。FIG. 10 is a circuit block diagram of a conventional position calculation circuit.

【図11】一般的な1つのPSDに複数の分割区分を設
けた構成の光の入射位置検出素子の説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a light incident position detection element having a configuration in which a plurality of divided sections are provided in one general PSD.

【図12】一般的な複数のPSDにより構成される光の
入射位置検出素子の説明図。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a light incident position detection element configured by a plurality of general PSDs.

【図13】従来例における誤検出の原因となる3ヶ所以
上の出力点に光点が広がるケースを示す説明図。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a case in which a light spot spreads to three or more output points that cause erroneous detection in the conventional example.

【図14】従来例における誤検出の原因となる二重反射
の例を示す説明図。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of double reflection that causes erroneous detection in the conventional example.

【図15】上記のに重版者の場合のPSD上の出力状態
を示す説明図。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an output state on the PSD in the case of the above-mentioned reprinter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光源 2 レンズ 3 モータ 4 ガルバノミラー 5 ステージ 6 対象物体 7 結像レンズ 8 光の入射位置検出素子 11 検出回路 12 判定回路 13 切換回路 14 演算回路 A0 〜An 電流電圧変換増幅器 L レーザ光 1 Laser Light Source 2 Lens 3 Motor 4 Galvano Mirror 5 Stage 6 Target Object 7 Imaging Lens 8 Light Incident Position Detection Element 11 Detection Circuit 12 Judgment Circuit 13 Switching Circuit 14 Arithmetic Circuit A0-An Current-Voltage Conversion Amplifier L Laser Light

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源より発生した光を集束して物体に照
射し、対象物体表面からの反射光を結像して受光し、受
光した位置に応じて電気信号を出力する物体形状検出装
置において、 1つの半導体位置検出素子を複数に分割し、各分割区分
から検出信号を出力する検出部と、 前記検出部の複数の分割区分からの複数の出力を同時に
入力して対象物体のおおよその位置を示す出力点を判定
する判定部と、 前記判定部が判定した対象物体のおおよその位置とそれ
に隣接する複数の出力点の信号を選択して切り換える切
換部と、 前記切換部が選択した出力点の信号より詳細位置を割り
出す計算を行なう演算部とを備えて成る物体形状検出装
置。
1. An object shape detecting device for focusing light emitted from a light source to irradiate an object, forming an image of reflected light from the surface of a target object, receiving the image, and outputting an electric signal according to the received position. , A semiconductor position detecting element is divided into a plurality of, and a detection unit that outputs a detection signal from each division, and a plurality of outputs from the plurality of divisions of the detection unit are input at the same time to obtain the approximate position of the target object. A determination unit that determines the output point, a switching unit that selects and switches the approximate position of the target object determined by the determination unit and signals of a plurality of output points adjacent thereto, and the output point selected by the switching unit. Object shape detecting device comprising a calculation unit for calculating a detailed position from the signal of.
【請求項2】 請求項1に記載の物体形状検出装置にお
いて、前記検出部に代えて、複数の半導体位置検出素子
を隣接して1次元配置したものを用い、この検出部の複
数の半導体位置検出素子からの複数の出力を同時に前記
判定部に入力するようにしたことを特徴とする物体形状
検出装置。
2. The object shape detecting apparatus according to claim 1, wherein a plurality of semiconductor position detecting elements adjacent to each other in a one-dimensional arrangement are used instead of the detecting unit, and the plurality of semiconductor positions of the detecting unit are used. An object shape detection device, wherein a plurality of outputs from a detection element are input to the determination unit at the same time.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006038820A (en) * 2004-07-22 2006-02-09 Kawamura Gishi Kk Instrument for measuring plaster mold shape

Cited By (2)

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JP2006038820A (en) * 2004-07-22 2006-02-09 Kawamura Gishi Kk Instrument for measuring plaster mold shape
JP4560715B2 (en) * 2004-07-22 2010-10-13 川村義肢株式会社 Gypsum shape measuring instrument

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