JPH061176B2 - 形状測定装置 - Google Patents
形状測定装置Info
- Publication number
- JPH061176B2 JPH061176B2 JP60008706A JP870685A JPH061176B2 JP H061176 B2 JPH061176 B2 JP H061176B2 JP 60008706 A JP60008706 A JP 60008706A JP 870685 A JP870685 A JP 870685A JP H061176 B2 JPH061176 B2 JP H061176B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- psd
- output
- light
- data
- coordinate
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は被検査物質体に光を走査して、該被検査物体
の形状を測定する形状測定装置に関し、特に形状計測に
不要なデータを予め削除し有効データのみを収集してシ
ステムのハードウェア量の大幅な改善を図るものであ
る。
の形状を測定する形状測定装置に関し、特に形状計測に
不要なデータを予め削除し有効データのみを収集してシ
ステムのハードウェア量の大幅な改善を図るものであ
る。
［従来の技術］ 被検査物の３次元形状を測定する手段として、従来より
光切断法が知られている。これはベルト状の光あるいは
走査光を被検査物体に投射し、光の帯が被測定物体の形
状に沿つて折れ曲るのをITV等のカメラで検出するもの
であるが、最近PSD(POSITION SENSITIVE DEVICE)という
素子が市販され、ITVの代用に利用されている。
光切断法が知られている。これはベルト状の光あるいは
走査光を被検査物体に投射し、光の帯が被測定物体の形
状に沿つて折れ曲るのをITV等のカメラで検出するもの
であるが、最近PSD(POSITION SENSITIVE DEVICE)という
素子が市販され、ITVの代用に利用されている。
このPSDは、素子上のＸ，Ｙ平面に結像された光点の該
素子上の位置をＸ，Ｙアドレスとして出力するもので、
例えば走査光の軌跡を結像すると、その走査に伴う光の
移動がＸ，Ｙアドレスの連続アドレスの変化として出力
され検知することができる。
素子上の位置をＸ，Ｙアドレスとして出力するもので、
例えば走査光の軌跡を結像すると、その走査に伴う光の
移動がＸ，Ｙアドレスの連続アドレスの変化として出力
され検知することができる。
第３図はこのPSDと光走査を利用した３次元形状測定装
置の１例を示す。なお説明の都合上、ここでは切削バイ
トの刃先形状を計測する場合について説明する。同図に
おいて、(1)はバイト刃先、(2)は走査光、(3)は結像レ
ンズ、(4)はPSD素子、(5)はPSD素子(4)上に結像された
走査軌跡であり、上記PSD素子(4)はレンズ(3)によつて
結像された走査軌跡(5)内の光点の移動をアドレス変化
として出力し、該軌跡形状を読出すことができる。しか
し、この読出されたアドレス変化情報は例えば計算機の
メモリ等に一旦収納された後、被測定物体の形状が解析
される。
置の１例を示す。なお説明の都合上、ここでは切削バイ
トの刃先形状を計測する場合について説明する。同図に
おいて、(1)はバイト刃先、(2)は走査光、(3)は結像レ
ンズ、(4)はPSD素子、(5)はPSD素子(4)上に結像された
走査軌跡であり、上記PSD素子(4)はレンズ(3)によつて
結像された走査軌跡(5)内の光点の移動をアドレス変化
として出力し、該軌跡形状を読出すことができる。しか
し、この読出されたアドレス変化情報は例えば計算機の
メモリ等に一旦収納された後、被測定物体の形状が解析
される。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来例において該バイト刃先(1)は
常に検査のために定位置に置かれるという保証は無く、
ある程度の位置誤差を伴うケースが多い。したがつて、
走査光(2)はバイト刃先(1)の寸法よりも幅広く投射さ
れ、その内の１部をバイト刃先(1)が遮ぎる形になる。
このため、このような従来の装置においては、どの位置
からデータがスタートするか不明であり、光走査開始点
Ａのタイミングから光走査終了点Ｂのタイミングまで、
連続でデータを計算機に取り込み、後に有効データ（刃
先プロフィールに関与している）のみを選択して処理す
ることになり、計算機に大規模なメモリを必要とすると
共に、まず有効データを探す必要があるため膨大な処理
時間を必要とする等の問題点があつた。
常に検査のために定位置に置かれるという保証は無く、
ある程度の位置誤差を伴うケースが多い。したがつて、
走査光(2)はバイト刃先(1)の寸法よりも幅広く投射さ
れ、その内の１部をバイト刃先(1)が遮ぎる形になる。
このため、このような従来の装置においては、どの位置
からデータがスタートするか不明であり、光走査開始点
Ａのタイミングから光走査終了点Ｂのタイミングまで、
連続でデータを計算機に取り込み、後に有効データ（刃
先プロフィールに関与している）のみを選択して処理す
ることになり、計算機に大規模なメモリを必要とすると
共に、まず有効データを探す必要があるため膨大な処理
時間を必要とする等の問題点があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、計算機のメモリ容量を必要データ分のみに削
除できると共にデータ処理時間を短縮できる形状測定装
置を得ることを目的とする。
たもので、計算機のメモリ容量を必要データ分のみに削
除できると共にデータ処理時間を短縮できる形状測定装
置を得ることを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ この発明に係る形状測定装置は、PSD素子のＸ，Ｙアド
レスを発生させる以前の光電素子としての出力段階でデ
ータの有効性を確認して有効データのみを計算機に出力
するようにしたものである。
レスを発生させる以前の光電素子としての出力段階でデ
ータの有効性を確認して有効データのみを計算機に出力
するようにしたものである。
［作用］ この発明においては、走査光中で被測定物体に光が照射
されていない部分では、PSDの光電素子としての出力が
０であることを利用して、該当する部分（時間領域）の
データ払出を禁止し、被測定物に走査光が入射した瞬間
からデータ取込みを開始する。
されていない部分では、PSDの光電素子としての出力が
０であることを利用して、該当する部分（時間領域）の
データ払出を禁止し、被測定物に走査光が入射した瞬間
からデータ取込みを開始する。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１，２図に基づいて説明
する。第１図はこの発明にかかる形状測定装置の信号処
理回路を示すブロツク構成図、第２図はPSD素子の動作
を説明する原理図で、図において、(X1)，(X2)，(Y1)，
(Y2)はPSD(4)の電極、(6)はPSD(4)の電極、(6)はPSD(4)
上の光点、IX1，IX2，IY1，IY2は各電極のから取り出さ
れた出力電流、(7)，(8)は電流−電圧変換および信号増
幅のための増幅器、(9)は減算器、(10)は加算器、(11)
は割算器、(12)はA/Dコンバータ、(13)はゲート回路、
(14)は適当なスライスレベルを持つ２値化回路、(13)は
２値化回路(14)の出力信号が“Ｈ”論理の時、計算機
（図示せず）のデータ取込みを許可し、“Ｌ”の時は禁
止するように働くゲート回路である。
する。第１図はこの発明にかかる形状測定装置の信号処
理回路を示すブロツク構成図、第２図はPSD素子の動作
を説明する原理図で、図において、(X1)，(X2)，(Y1)，
(Y2)はPSD(4)の電極、(6)はPSD(4)の電極、(6)はPSD(4)
上の光点、IX1，IX2，IY1，IY2は各電極のから取り出さ
れた出力電流、(7)，(8)は電流−電圧変換および信号増
幅のための増幅器、(9)は減算器、(10)は加算器、(11)
は割算器、(12)はA/Dコンバータ、(13)はゲート回路、
(14)は適当なスライスレベルを持つ２値化回路、(13)は
２値化回路(14)の出力信号が“Ｈ”論理の時、計算機
（図示せず）のデータ取込みを許可し、“Ｌ”の時は禁
止するように働くゲート回路である。
第２図において、PSD(4)からは４本の信号線が出力され
ており、いま光点(6)が素子の中央にあれば、IX1＝
IX2，IY1＝IY2となり、光電の移動に伴つて、その移動
点のＸ座標に対応してIX1とIX2、Ｙ座標に対応してIY1
とIY2のそれぞれの出力が変化する。この時、IX1＋IX2
あるいはIY1＋IY2は光電素子としてのPSDが光点(6)の強
度に対応して発生する出力であり、したがって光点(6)
の強度に依存した値を示し、位置の変動に対しては不変
量となる。この時に(IX1-IX2)/(IX1+IX2)の値が光点(6)
のＸ座標、(IY1-IY2)/(IY1+IY2)の値の光(6)のＹ座標を
示すことが知られている。
ており、いま光点(6)が素子の中央にあれば、IX1＝
IX2，IY1＝IY2となり、光電の移動に伴つて、その移動
点のＸ座標に対応してIX1とIX2、Ｙ座標に対応してIY1
とIY2のそれぞれの出力が変化する。この時、IX1＋IX2
あるいはIY1＋IY2は光電素子としてのPSDが光点(6)の強
度に対応して発生する出力であり、したがって光点(6)
の強度に依存した値を示し、位置の変動に対しては不変
量となる。この時に(IX1-IX2)/(IX1+IX2)の値が光点(6)
のＸ座標、(IY1-IY2)/(IY1+IY2)の値の光(6)のＹ座標を
示すことが知られている。
しかして第１図は、この信号処理をＸ座標の処理で代表
して示したもので、IX1，IX2の電流信号は各々増幅器
(7)，(8)で電圧変換および増幅された後に減算器(9)、
加算器(10)に同時に入力された後、減算器(9)と加算器
(10)の出力を割算器(11)に入力することにより、上記の
位置演算が施される。割算器(11)の出力として得られた
位置情報は、A/Dコンバータ(12)によつてデジタル情報
となり計算機に光点(6)のＸ座標として入力される。こ
の時、加算器(10)の出力をみると、光点(6)がPSD上にあ
る時は一定の出力を示し、光点(6)がPSD上から消失する
と、（光電素子上に光が無くなったことからIX1，IX2共
に０となるため）０となる。
して示したもので、IX1，IX2の電流信号は各々増幅器
(7)，(8)で電圧変換および増幅された後に減算器(9)、
加算器(10)に同時に入力された後、減算器(9)と加算器
(10)の出力を割算器(11)に入力することにより、上記の
位置演算が施される。割算器(11)の出力として得られた
位置情報は、A/Dコンバータ(12)によつてデジタル情報
となり計算機に光点(6)のＸ座標として入力される。こ
の時、加算器(10)の出力をみると、光点(6)がPSD上にあ
る時は一定の出力を示し、光点(6)がPSD上から消失する
と、（光電素子上に光が無くなったことからIX1，IX2共
に０となるため）０となる。
したがって該加算器(10)の出力を、光点(6)がPSD上に存
在している時は“Ｈ”、消失している時は“Ｌ”に弁別
出力できる２値化回路(14)を設けることにより、光点
(6)のPSD上の有無を検知できることは明らかである。ま
たこの２値化回路(14)の出力を制御入力とし、A/Dコン
バータ(12)の出力を信号入力とするゲート回路を設ける
ことにより、光点(6)がPSD上に無い時のデータ払い出し
を禁止することができることはいうまでもなく、したが
って、第３図の構成において、刃先(1)に走査光(2)が照
射されていない時（すなわちPSD上に刃先(1)上の走査光
軌跡が結像されていない時）の計算機へのデータ払い出
しを禁止できることは言うまでもない。また、この結
果、計算機に取込まれるデータは、刃先(1)の形状処理
に必要なデータのみとなり、計算機メモリの削除、これ
まで不要データの処理に要した処理時間の削除が同時に
実現することはいうまでもない。
在している時は“Ｈ”、消失している時は“Ｌ”に弁別
出力できる２値化回路(14)を設けることにより、光点
(6)のPSD上の有無を検知できることは明らかである。ま
たこの２値化回路(14)の出力を制御入力とし、A/Dコン
バータ(12)の出力を信号入力とするゲート回路を設ける
ことにより、光点(6)がPSD上に無い時のデータ払い出し
を禁止することができることはいうまでもなく、したが
って、第３図の構成において、刃先(1)に走査光(2)が照
射されていない時（すなわちPSD上に刃先(1)上の走査光
軌跡が結像されていない時）の計算機へのデータ払い出
しを禁止できることは言うまでもない。また、この結
果、計算機に取込まれるデータは、刃先(1)の形状処理
に必要なデータのみとなり、計算機メモリの削除、これ
まで不要データの処理に要した処理時間の削除が同時に
実現することはいうまでもない。
なお、上記実施例ではＸ座標処理の場合について説明し
たが、Ｙ座標処理の場合にも同様の処理が可能なことは
いうまでもない。また、PSD自身は１つの光電素子であ
り、IX1+IX2=0の時、必ずIY1+IY2=0となるので、Ｘ，Ｙ
座標の処理においてデータの払い出しを禁止するための
２値化回路は、Ｘデータ、Ｙデータのとちらから一方を
観測して、Ｘ，Ｙの両方のデータを禁止することも可能
である。
たが、Ｙ座標処理の場合にも同様の処理が可能なことは
いうまでもない。また、PSD自身は１つの光電素子であ
り、IX1+IX2=0の時、必ずIY1+IY2=0となるので、Ｘ，Ｙ
座標の処理においてデータの払い出しを禁止するための
２値化回路は、Ｘデータ、Ｙデータのとちらから一方を
観測して、Ｘ，Ｙの両方のデータを禁止することも可能
である。
また、第１図ではA/Dコンバータ(12)の出力データにゲ
ートをかけたが、２値化回路(14)の出力をそのまま計算
機に対する制御信号としてデータ読込の動作そのものを
禁止しても同様な効果が得られることは明らかである。
さらには、２値化回路(14)の出力で、A/Dコンバータ(1
2)の動作を禁止することによって同様な効果が得られ
る。
ートをかけたが、２値化回路(14)の出力をそのまま計算
機に対する制御信号としてデータ読込の動作そのものを
禁止しても同様な効果が得られることは明らかである。
さらには、２値化回路(14)の出力で、A/Dコンバータ(1
2)の動作を禁止することによって同様な効果が得られ
る。
［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば被検査物体に走査光を
投射した際の該走査光の軌跡をPSD(POSITION SENSITIVE
DEVICE)素子上に結像することにより該PSD素子から得
られる座標データに基づいて該被検査物体の形状を測定
する形状測定装置において、上記PSD素子からの同一座
標に関する２つの信号の和を、PSD素子上の光点の有無
を示す情報として利用し、該PSD素子から得られる座標
データの内、同一座標に関する２つの信号の和が一定値
以下のときは光が被検査物体上に照射されてなく上記PS
D素子上から光が消失しているとして、PSD素子の座標デ
ータ払出しを禁止して不要データを削除することによ
り、データ蓄積用に必要な計算機メモリの削除および計
算機のデータ処理時間を短縮できる等の利点を得ること
ができる。
投射した際の該走査光の軌跡をPSD(POSITION SENSITIVE
DEVICE)素子上に結像することにより該PSD素子から得
られる座標データに基づいて該被検査物体の形状を測定
する形状測定装置において、上記PSD素子からの同一座
標に関する２つの信号の和を、PSD素子上の光点の有無
を示す情報として利用し、該PSD素子から得られる座標
データの内、同一座標に関する２つの信号の和が一定値
以下のときは光が被検査物体上に照射されてなく上記PS
D素子上から光が消失しているとして、PSD素子の座標デ
ータ払出しを禁止して不要データを削除することによ
り、データ蓄積用に必要な計算機メモリの削除および計
算機のデータ処理時間を短縮できる等の利点を得ること
ができる。
第１図はこの発明の一実施例としての信号処理回路のブ
ロック構成図、第２図はPSDカメラの動作原理を示す概
略図、第３図はこの発明に関する形状測定装置の基本構
成図である。 図において、(2)は走査光、 (3)は結像レンズ、 (4)PSD素子、 (5)はPSD上の走査軌跡、 (6)はPSD上の光点、 (7)，(8)は増幅器、 (10)は加算器、 (11)は割算器、 (12)はA/Dコンバータ、 (13)はゲート回路、 (14)は２値化回路である。 なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
ロック構成図、第２図はPSDカメラの動作原理を示す概
略図、第３図はこの発明に関する形状測定装置の基本構
成図である。 図において、(2)は走査光、 (3)は結像レンズ、 (4)PSD素子、 (5)はPSD上の走査軌跡、 (6)はPSD上の光点、 (7)，(8)は増幅器、 (10)は加算器、 (11)は割算器、 (12)はA/Dコンバータ、 (13)はゲート回路、 (14)は２値化回路である。 なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 利郎 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社応用機器研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−139607（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−2622（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】被検査物体に走査光を投射した際の該走査
光の軌跡をPSD(POSITION SENSITIVE DEVICE)素子上に結
像することにより該PSD素子から得られる座標データに
基づいて該被検査物体の形状を測定する形状測定装置に
おいて、上記PSD素子から出力される同一座標に関する
２つの信号の和をとる加算手段と、該PSD素子から得ら
れる座標データの内、同一座標に関する２つの信号の和
が一定値以下のときは光が被検査物体上に照射されてな
く上記PSD素子上から光が消失しているとして座標デー
タの払出しを禁止する出力を送出すると共に、同一座標
に関する２つの信号の和が一定値を越えるときは上記PS
D素子上に光が存在しているとしてデータを払出す出力
を送出する２値化回路とを備えたことを特徴とする形状
測定装置。 - 【請求項２】光が被検査物体上に照射されていない時の
座標データの払出しを禁止する手段として、該座標デー
タのA/Dコンバータ回路の動作、該A/Dコンバータの出力
を受け付けるゲート回路の動作、あるいは、計算機自身
のデータ取込動作の内いずれかを該２値化回路の出力に
より制御することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60008706A JPH061176B2 (ja) | 1985-01-21 | 1985-01-21 | 形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60008706A JPH061176B2 (ja) | 1985-01-21 | 1985-01-21 | 形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61167805A JPS61167805A (ja) | 1986-07-29 |
| JPH061176B2 true JPH061176B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=11700378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60008706A Expired - Lifetime JPH061176B2 (ja) | 1985-01-21 | 1985-01-21 | 形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061176B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04143608A (ja) * | 1990-10-05 | 1992-05-18 | Nkk Corp | 鋼板の平坦度測定装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57139607A (en) * | 1981-02-23 | 1982-08-28 | Hitachi Ltd | Position measuring equipment |
| JPS6038170Y2 (ja) * | 1981-06-29 | 1985-11-14 | 株式会社 三豊製作所 | 光電型エンコ−ダの異常検出回路 |
-
1985
- 1985-01-21 JP JP60008706A patent/JPH061176B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61167805A (ja) | 1986-07-29 |
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