JPH0733963B2 - 拡大投影機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、測定対象物からの反射光又は透過光を、拡
大投影レンズを介してスクリーン上に投影して、前記測
定対象物の投影画像を形成し、該投影画像から前記測定
対象物の寸法等を測定するための拡大投影機の改良に関
する。

【従来の技術】

従来の拡大投影機は、載物台上の測定対象物を平行な光
線により照射して、その透過光又は反射光に基づきスク
リーン上に該測定対象物の投影像を結像させ、この結像
から測定対象物の寸法形状等を測定するものであるが、
スクリーンに投影された測定対象物の像のエツジ（端
部）は一般的にいわゆるにじみがあり、従つて、載物台
上の測定対象物を移動させ、そのスクリーン上の結像と
ヘアラインとの一致から測定値を正確に読み込むことは
困難である。 かかる問題点を解消するために、従来は、結像のエツジ
を光電素子受光センサーと相対移動させることにより、
受光センサーの受光面に投影された像の明部と暗部との
面積の割合の変化から受光センサーから出力する電気信
号の大きさの変化を、参照電圧と比較して、投影画像の
端部を検出するものがある。 しかしながら、この方法は、前記受光センサーがスクリ
ーン上に配置されていることから、作業者が該スクリー
ン上の投影画像を観察するような場合に、受光センサー
が邪魔になるという問題点があつた。 又、上記のような光電素子を用いた方法は、外乱光等の
ノイズの影響が大きいとともに、光電素子から得られる
信号又は参照電圧の変動による測定精度の低下が大きい
という問題点がある。 更に、スクリーン上の投影画像の境界（エツジ）に対し
て受光素子を相対移動させ、その時の出力信号を２階微
分して波形信号を得、これと参照電圧との比較によつて
エツジを検出するものがあるが、受光素子と投影画像と
の相対移動速度の大小によつて、検出されるエツジの位
置が異なることがあり、更に、前記と同様に参照電圧の
変動による測定精度の低下が大きいという問題点があ
る。 更に、受光素子を２個配置して、これを投影画像のエツ
ジに対して相対移動させ、これにより得られた複数の出
力信号から波形の信号を得、これと参照電圧との比較に
よつてエツジを検出するものがあるが、前記と同様に受
光素子から得られた出力信号と参照電圧との相対変化、
レベル変動等から測定が非常に不安定となり、更に、照
射光線の照度に対する適用範囲が狭く、又、測定態様が
限定されかつ、センサー部あるいは回路部分が複雑にな
るという問題点がある。 特に、投影機においては、照射用の光源ランプの疲労、
投影系のレンズ特性、外乱光によりスクリーン上の投影
画像の明るさが変化し、又、投影倍率の切替により投影
画像の明るさが変化したり、更には測定者側の条件とし
て、例えば測定者の瞳の色（人種により異なる）により
作業に好適な明るさが異なるため、これを適宜に選択し
なければならないが、前記のように照射光線の照度に対
する適用範囲が狭いと、結果として投影機の能力を低下
させてしまうことになる。 又、従来のエツジ検出方法では、投影画像のフオーカス
がずれていた場合は、受光素子による出力波形がなだら
かになつてしまうので、正確なエツジ検出ができないと
いう問題点があつた。 この問題点は、投影機のみならず、一般的に透過光又は
反射光を検出して、直接的又は間接的に測定対象物の寸
法測定等をするための光電式測定機器におけるエツジ検
出に共通の問題である。 これに対して例えば特開昭58-173408号に開示されるよ
うに、透過光又は反射光を検出して、直接的又は間接的
に測定対象物の寸法測定をするための光学式測定機器に
おけるエツジ検出装置において、前記測定対象物との相
対移動時に生ずる明暗に基づき、少なくとも２組の位相
ずれ信号を発生するような移動面と略平行な面内に配設
された４個の受光素子からなるセンサーと、前記各組の
位相ずれ信号の差を演算する第１及び第２の演算手段
と、これら第１及び第２の演算手段の出力信号の差を演
算する第３の演算手段及び和を演算する第４の演算手段
と、この第４の演算手段の出力信号が所定レベルにある
間に生じる、前記第３の演算手段の出力信号と基準レベ
ルのクロス信号を出力する検知手段を設けたものが提案
されている。 このエツジ検出装置は、測定対象物を照射する光強度、
測定中の外乱光等のノイズ、受光素子の出力信号あるい
は参照電圧の変動による影響を伴なうことなく、しかも
簡単な構成で、測定対象物のエツジを検出することがで
き、又投影機において、投影画像の焦点ずれがあつて
も、正確にエツジを検出することができ、更に、受光素
子からのアナログ信号を直接処理することにより、測定
対象物のエツジを検出することができるという利点があ
る。 しかしながら、上記特開昭58-173408号公報に開示され
るエツジ検出装置は、そのセンサーが田型に配置された
４個の受光素子から形成されているために、例えば投影
機におけるスクリーン上の投影画像に対する相対移動時
に、受光素子の境界線と移動方向が一致したとき、投影
画像のエツジを検出できない場合があり、従つて、投影
画像に対するセンサーの移動方向の制限が生じるという
問題点がある。 これに対して、本出願人は、特開昭59-199876号によ
り、中央の第１受光素子及びこれを囲む環状の第２受光
素子の同心型２要素受光素子からなる受光センサーを提
案した。 この受光センサーは、センサー移動方向の違いによる感
度のばらつきがなく、従つて、投影画像に対するセンサ
ーの移動方向に制限がないという利点がある。 しかしながら、このような同心型２要素受光素子のセン
サーは、取出される電気信号のS/N比が小さく、且つ、
センサー自体が大型となり、更には、測定対象物の曲率
が大きい場合は、これを検出できないことがあるという
問題点がある。 即ち、第８図に示されるように、同心型２要素受光素子
からなる受光センサー１は、中央の第１受光素子２の信
号引出線３を、該第１受光素子２に接続することを許容
するために、第１受光素子２の外周と第２受光素子４と
の間の環状の隙間５のセンサー径方向の距離が、200μ
ｍ程度とされているので、受光センサー１のサイズが大
型となる。 このため、測定できる測定対象物の最小寸法が、大きく
なつてしまう。 これに対して第１受光素子２及び第２受光素子４の受光
面積を小さくすることにより受光センサー１自体の小型
化を図ることも考えられるが、このようにすると、S/N
比が低下するので一定の測定精度を維持するためには、
受光面積の縮小は不可能である。 従つて、受光面積が、要求測定精度から定まると、前記
隙間５の最小幅を加えて、受光センサーのチツプ６の大
きさが決定してしまう。 従つて、従来の構造では一定以上の小型化は困難であつ
た。 これに加えて、前述の如く、隙間５の距離が大きいの
で、第１受光素子２及び第２受光素子４の受光面積を必
要最小限度とした場合に、受光面積に対して該隙間５の
距離が過大となり、このため、測定すべき画像の輪郭に
おける曲率が大きいと、測定精度が低下することにな
る。 即ち、第９図（Ａ）に示されるように、画像７の曲率が
小さい場合は、第１受光素子２及び第２受光素子４にお
ける受光面積の差ΔＳは僅かなものであり、従つて両受
光素子における受光量はほとんど同一である。 これに対して、第９図（Ｂ）に示されるように、画像７
の曲率が大きいと、第１受光素子２の受光面積と第２受
光素子４の受光面積の差ΔＳ＝ΔS₂−ΔS₁が大きくな
り、これら第１受光素子２及び第２受光素子４の出力に
基づく差動信号が異常となり、測定精度が低下してしま
う。

【発明が解決しようとする問題点】

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであつ
て、エツジ検出用の受光センサーが、スクリーン上の投
影画像観察の妨げとならないようにした拡大投影機を提
供することを目的とする。 又、この発明は、投影画像に対するセンサーの相対移動
方向に制限がなく、どの方向でも確実にエツジを検出す
ることができるようにすると共に、受光センサーのより
小型化、S/N比の向上を図り、且つ、曲率が小さい測定
対象物のエツジを検出することができる光電式測定機器
における受光センサー構造を提供することを目的とす
る。

【問題点を解決するための手段】

この発明は、測定対象物からの反射光又は透過光を、拡
大投影レンズを介してスクリーン上に投影して、前記測
定対象物の投影画像を形成し、該投影画像から前記測定
対象物の寸法等を測定するための拡大投影機において、
前記拡大投影レンズから前記スクリーンに至る間の光路
上に配置され、該拡大投影レンズ方向からの光束全体を
前記スクリーン方向に反射する全反射鏡の反射面の一部
に形成され、光束の一部を透過光とする半透過反射膜か
らなるビームスプリッタと、前記反射鏡の裏面側の前記
ビームスプリッタ背面位置に取付けられ、前記ビームス
プリッタを透過した光線を、前記反射鏡と略平行に反射
させる反射プリズムと、前記ビームスプリッタによる透
過光の光路上の、前記スクリーンと光学的等価の位置に
設けられ、受光量に応じて電気信号を出力する光電素子
を備えた受光センサーと、を備えることにより上記目的
を達成するものである。 又、この発明は、前記半透過反射膜からなるビームスプ
リッタは、前記スクリーン中心にある十字線の交点から
ずれた位置に対応する位置に形成することにより上記目
的を達成するものである。 又、この発明は、前記透過光の光路上の前記スクリーン
と光学的等価の位置を、該透過光の光路上に配置された
レンズにより短縮することにより上記目的を達成するも
のである。 又、この発明は、前記受光センサーを、中央の第１受光
素子及びこれを囲む環状の第２受光素子の同心型２要素
受光素子から構成し、且つ、前記第１受光素子の、外周
に隣接する一部を第１の不感帯とし、且つ、前記第２受
光素子の、前記第１の不感帯の径方向外側に隣接する一
部を内周から外周に亘つて第２の不感帯とし、前記第１
受光素子の信号引出線を、前記第１の不感帯において該
第１受光素子に接続すると共に、前記第２の不感帯を通
つて前記第２受光素子の外側に導出するように配置する
ことにより上記目的を達成するものである。

【作用】

この発明において、測定対象物のエツジを検出するため
の受光センサーは、投影機本体内の投影光学系における
光路を分岐して形成された透過光の光路上に配置される
ことにより、該受光センサーがスクリーン上の投影画像
の観察の妨げとならないようになされている。 又、前記ビームスプリッタは、前記拡大投影レンズから
前記スクリーンに至る光路上に配置され、該拡大投影レ
ンズからの全光束を、前記スクリーン方向に反射する全
反射鏡の反射面の一部に形成された半透過反射膜からな
るので、光の一部を透過しても、スクリーン上の投影画
像の全体の明るさが大幅に低下したり、あるいはビーム
スプリッタによる全暗の影が生じたりすることがない。 又、前記反射プリズムはビームスプリッタからの透過光
を反射鏡に沿つて、これと平行に反射しているので拡大
投影機本体内のスペースを有効に利用することができ
る。 更に、前記受光センサーは、第１受光素子の信号導出線
が、該第１受光素子に形成された第１の不感帯で第１受
光素子に接続されていて、第１受光素子と第２受光素子
間の隙間が小さくされて、受光センサー全体の小型化が
図られ、これによつて、容積に余裕の少ない拡大投影機
本体内に配置可能となり、且つ、曲率の小さい測定対象
物の測定を可能とし、更には、測定可能な最小寸法を更
に小さくして、測定対応範囲を拡大できる。 更には信号引出線が第２素子の受光面を覆つていないの
で、該第２素子の受光面に影が生じることがなく、この
ため、センサー出力信号のS/N比を増大させることがで
きる。 更に、この発明においては、センサーを構成する一対の
受光素子は、同心円状に配置され、従つて、受光素子の
境界線と移動方向が一致することがなく、該センサーの
測定対象物に対する相対移動方向の如何にかかわらず、
確実にエツジを検出するものである。

【実施例】

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。 この実施例は、第１図乃至第３図に示されるように、光
源ランプ10からの光をコンデンサレンズ11を介して載物
台13の下方から、あるいは他の光路を介して載物台13の
上方から、該載物台13上の測定対象物14を照射して、そ
の透過光又は反射光に基づき、拡大投影レンズ15を介し
てスクリーン16上に、測定対象物14の投影画像を結像さ
せ、この投影画像により、間接的に測定対象物14の寸法
測定等をするための拡大投影機12において、前記拡大投
影レンズ15から前記スクリーン16に至る間の光路15Aの
途中に配置されたビームスプリッタ18と、該ビームスプ
リッタ18による透過光の光路18A上の、前記スクリーン1
6と光学的等価の位置に、受光量に応じて電気信号を出
力する光電素子を備えた受光センサー24を設け、且つ、
この受光センサー24の出力信号に基づき、前記測定対象
物14のエツジ位置を検出するエツジ検出装置19と、を備
えたものである。 前記ビームスプリッタ18は、前記拡大投影レンズ15とス
クリーン16の間の位置にあつて、光路15A上に設けら
れ、拡大投影レンズ15から射出され且つ、第１の反射鏡
７により反射された光線をスクリーン16方向に反射させ
る反射鏡20の一部に形成された半透過反射膜から構成さ
れている。 この半透過反射膜は、入射した光線の約70％をその背後
に透過させると共に、残りの30％を前記スクリーン16方
向に反射させるものである。 又、該半透過反射膜よりなるビームスプリッタ18の、反
射鏡20上における形成位置は、前記スクリーン16の中心
に通常形成されている十字線の交点16Aを外した位置と
されている。 又、前記反射鏡20の裏面側には、ビームスプリッタ18の
背面位置に断面直角三角形の反射プリズム21が取付けら
れ、ビームスプリッタ18を透過した光線を、反射鏡20と
略平行方向に反射するようにされている。 即ち、ビームスプリッタ18による透過光の光路18Aは、
反射プリズム21によつて略直角に折曲げられ、その前方
に前記受光センサー24が配置されている。 この受光センサー24は、前記透過光の光路18Aとの相対
移動時に生ずる明暗に基づき、位相ずれ信号を発生する
よう該透過光の光路18Aと直交する面内に同芯状に配設
された第１及び第２受光素子22A、22Bを含み、両受光素
子22A、22Bの出力に基づくセンサー出力信号のセンサー
出力端子23A、23Bにおけるレベルが、前記相対移動時に
生ずる明及び暗のそれぞれの時に等値となるよう形成さ
れている。 又、この受光センサー24において、第４図及び第５図に
拡大して示されるように、前記第１受光素子22Aの、外
周に隣接する一部が第１の不感帯26Aとされ、且つ、前
記第２受光素子22Bの、前記第１の不感帯26Aの径方向外
側に隣接する一部が内周から外周に亘つて第２の不感帯
26Bとされると共に、前記第１受光素子22Aの信号引出線
28Aが、前記第１の不感帯26Aにおいて前記第１受光素子
22Aに接続されると共に、前記第２の不感帯26Bに通つて
前記第２受光素子22Bの外側に導出するように配置され
ている。 ここで、前記第１の不感帯26A及び第２の不感帯26Bは、
前記第１受光素子22Aの中心から一定角度で放射方向に
拡がる同一の扇形領域の一部として、第１受光素子22A
及び第２受光素子22Bを切欠いて、その空間部に形成さ
れたものである。 前記信号引出線28Aは、第１の不感帯26A内において受光
素子22Aに接続されると共に、凹部となつた第２の不感
帯26B内を通り、第２の受光素子22Bの外側に至るように
配線されている。 ここで、前記信号引出線28Aの第１受光素子22A側の接続
端部29は、第５図に示されるように、扇形の第１の不感
帯26Aを埋める扇形の接続先端部29Aと、この接続先端部
29Aの基端側から延在し、前記第２の不感帯26B内を第２
受光素子22Bの端部に接触しないように貫通する細径の
引出部29Bからなり、この引出部29Bの外端に信号引出線
28Aの本体が接続されている。 図の符号30は第１受光素子22A及び第２受光素子22Bが取
付けられているチツプ、28Bは第２受光素子22Bの信号引
出線をそれぞれ示す。 ここで、前記第１受光素子22Aと第２受光素子22Bの間の
隙間32は、絶縁材を充填しない状態で、10μｍ程度あれ
ばよい。 又、この実施例において、前記第１受光素子22A、22B
の、受光面35A、35Bは受光センサー24の中心軸に対して
直交する同一平面上にあるように面一に形成されてい
る。 更に、これら受光面35A、35Bは、その有効受光面積が同
一となるようにされている。 ここで、前記信号引出線28Aの一部である接続端部29
は、前記第１受光素子22A及び第２受光素子22Bの受光面
35A、35Bよりも引込んだ位置に配置されている。 前記エツジ検出装置19は、前記受光センサー24における
前記センサー出力端子23A、23Bに接続され、前記位相ず
れ信号の差を演算する差演算器36と、前記差演算器36の
差動出力信号と高位及び低位レベルの参照信号と比較し
て、該差動出力信号が高位及び低位レベル間にあるとき
ホールド信号を形成して、前記センサー出力信号のうち
一個のセンサー信号をホールドし、このホールドされた
高位ホールド信号と低位ホールド信号間に該出力信号が
あることをもつて、前記位相ずれ信号の基準レベル信号
とのクロスポイトンを含む特定領域で信号を出力する領
域信号発生器38と、この領域信号発生器38から信号が出
力されている間に、前記差演算器36の差動出力信号と予
め設定された基準レベル信号とのクロス信号を出力する
検知手段40とから構成されている。 ここで、前記センサー24は、前記第１及び第２受光素子
22A、22Bの他に、第１受光素子22A及び受光素子22Bの出
力を変換するための電流−電圧変換器43A、43B及びこれ
らの出力電圧を増幅するためのアンプ46A、46Bを備えて
いる。 これらのアンプ46A及び46Bは、全暗で、前記第１及び第
２受光素子22A、22Bの暗電圧をキヤンセルするようにオ
フセツト調整されるとともに、全明で、センサー出力端
子23A、23Bでの出力が同一レベルとなるようにゲインの
調整がなされている。 前記領域信号発生器38は、前記差演算器36の差動出力信
号と高位レベル参照信号とを比較し、該差動出力信号が
高位レベルより低いときホールド信号を出力する第１の
比較器44Aと、低位レベルの参照信号と比較し、該差動
出力信号が低位レベルよりも高いときホールド信号を出
力する第２の比較器44Bと、前記第１の及び第２比較器4
4A、44Bから入力される前記ホールド信号に基づき前記
センサー24の一方のセンサー出力信号ｂをホールドし、
且つ、ホールド信号が入力されないとき該センサー出力
信号ｂをサンプリングする第１及び第２のサンプルホー
ルド回路46A、46Bと、これら第１及び第２のサンプルホ
ールド回路46A、46Bの出力信号と前記センサー出力信号
ｂとを比較し、該出力信号がセンサー出力信号ｂよりも
小さいとき信号を出力する第３の比較器48Aと、前記出
力信号と前記センサー出力信号ｂとを比較し、該出力信
号がセンサー出力信号ｂよりも大きいとき信号を出力す
る第４の比較器48Bと、前記第３及び第４の比較器48A、
48Bの一方のみが信号を出力するとき領域信号を発生す
るエクスクルーシブORゲート50と、を備えて形成されて
いる。 又、前記検知手段40は、前記差動演算器36の出力信号と
基準レベルの信号とを比較して、両者が一致するとき、
即ちクロスポイントにおいて信号を出力する比較器52
と、この比較器52から信号が出力されたとき、これに基
づいてエツジパルス信号を発生するパルス信号発生器54
と、このパルス信号発生器54及び前記領域信号発生器38
の両者から信号が出力されているときのみエツジ検出信
号を出力するANDゲート56と、を備えている。このANDゲ
ート56からの出力信号は、載物台13に連動する変位検出
装置58のカウンタ60にエツジ検出信号を出力するように
されている。 この変位検出装置58は、前記載物台14に連動してその移
動量に応じてパルス信号を発生するエンコーダ62と、こ
のエンコーダ62から出力されるパルス信号を読取る前記
カウンタ60とから構成されている。 このカウンタ60は、前記ANDゲート56からエツジ検出信
号が入力されるときに、その読取り値を記憶装置64に出
力するようにされている。 次に上記実施例の作用を説明する。 載物台13上の測定対象物14を光源ランプ10から射出され
る光線によつてコンデンサレンズ11を介して照射する
と、拡大投影レンズ15から射出される光線は、測定対象
物14の輪郭形状に対応した影の部分と明部とを含んでい
る。 従つて、光路15A上に配置された反射鏡20の一部に形成
されるビームスプリッタ18は、受光した光の一部をスク
リーン16方向に反射すると共に、残部を透過し、透過光
の光路18A上の反射プリズム21を介して、反射鏡20と略
平行方向に光線を射出することになる。 この光線も、前述の光路15Aにおけると同様に、測定対
象物14の輪郭形状に合致した暗部と、明部とを含んでい
ることになる。 ここで、前記載物台13を移動させて、測定対象物14の暗
部と明部の境界線が、前記反射鏡20におけるビームスプ
リッタ18位置を横切るようにする。 光路15Aにおける明部と暗部の境界線がビームスプリッ
タ18部分を横切ると、透過光の光路18A上にも、該境界
線14Aが現われることになり、この境界線14Aが、センサ
ー24に相対的に接近しかつこれを通過した場合は、第１
及び第２受光素子22A及び22Bにより得られ、且つ、電流
−電圧変換器43A、43Bを経てアンプ46A、46Bにより調整
されて、センサー出力端子23A、23Bから発生する出力信
号は、第６図（Ａ）に符号ａ及びｂによつて示されるよ
うに、振幅の等しい位相ずれ信号となる。これらの出力
信号は、第６図（Ｂ）に示されるように、差演算器36に
よりｃ＝ａ−ｂに演算され、前記領域信号発生器38の第
１及び第２の比較器44A及び44Bにそれぞれ入力される。 一方、前記センサー出力端子23Bからの出力信号ｂも、
前記領域信号発生器18の第１及び第２のサンプルホール
ド回路46A、46Bにそれぞれ入力される。 第６図（Ｃ）に示されるように、前記第１の比較器44A
は、参照電圧Vref＋と入力信号ｃとを比較して信号ｃが
Vref＋よりも小さいときサンプリング信号ｂを前記第１
のサンプルホールド回路46Aに出力する。又、第６図
（Ｄ）に示されるように、前記第２の比較器44Bは、入
力された信号ｃと参照電圧Vref−とを比較して、信号ｃ
がVref−よりも小さい時サンプリング信号ｅを第２のサ
ンプルホールド回路46Bに出力する。なお、前記第１及
び第２の比較器44A、44Bは、チヤタリング防止のため第
６図（Ｂ）に示される如く、ヒステリシス特性を持たせ
てある。 前記第１及び第２のサンプルホールド回路46A、46Bは、
第１の比較器44Aからサンプリング信号ｄが出力されて
いるとき及び第２の比較器44Bからサンプリング信号ｅ
が出力されるときセンサー出力信号ｂのサンプリングを
行うと共に、これらサンプリング信号ｄ及びｅが出力さ
れていないときは、各々サンプリングの最終時点での信
号値をホールドするようにされている。 従つて、これらサンプルホールド回路46A、46Bは、第６
図（Ｅ）において破線及び一点鎖線で示されるようにハ
イホールド信号ｆ及びローホールド信号ｇをそれぞれ第
３の比較器48A及び第４の比較器48Bに出力するようにさ
れている。 これら第３の比較器48A及び第４の比較器48Bは、第６図
（Ｆ）、（Ｇ）に示されるように、入力されたハイホー
ルド信号ｆ及びローホールド信号ｇを前記センサー出力
信号ａと比較して、これらハイホールド信号ｆ及びロー
ホールド信号ｇがセンサー出力信号ｂよりも大きいとき
にそれぞれ信号をｈ及びｉをエクスクルシープORゲート
50に出力する。 このエクスクルーシブORゲート50は、第３の比較器48A
及び第４の比較器48Bの一方のみから信号が出力されて
いる時に、第６図（Ｈ）に示されるように「１」のデジ
タル信号ｊを出力する。 一方、前記差演算器36によつて出力される差動出力信号
ｃは検知手段40の比較器52に入力され、この比較器52
は、第６図（Ｉ）に示されるように、差動出力信号ｃが
０の基準レベル信号とクロスする時に「１」のデジタル
信号ｋを出力する。 比較器52の出力に基づき、パルス信号発生器54は、第６
図（Ｊ）に示されるようなパルイ信号ｅをANDゲート56
に出力する。 前記パルス信号発生器54からのパルス信号ｌと、エクス
クルーシブORゲート50からのデジタル信号ｊは、ANDゲ
ート56に入力され、このANDゲートは、該入力信号が共
に「１」の時に、第６図（Ｋ）で示されるように、例え
ば、10μSecのパルス信号ｍを出力し、この時点で、境
界線14Aの位置即ち測定対象物14のエツジを検出するも
のである。 エツジ信号ｍは、変位検出装置58におけるカウンタ60に
入力され、カウンタ60はこのエツジ信号ｍが入力された
時点における読取り値を記憶装置64に出力して、載物台
14上の測定対象物16のエツジの位置を検出することにな
る。 記憶装置64に記憶された信号は、他の演算装置に出力さ
れたり、プリントアウトされたり、あるいは、デイスプ
レイに表示されることになる。 この実施例においては、エツジを検出するための受光セ
ンサー24が、拡大投影機12の本体内に配置され、且つ、
拡大投影レンズ15からスクリーン16に至る光路15Aから
分岐された透過光の光路18A上にあることから、該受光
センサー24によつて、スクリーン16上の投影画像に影が
生じたりすることなく、従つて、スクリーン16上の投影
画像の観察の妨げとならないことになる。 又、この実施例において、第１受光素子22Aの信号引出
線28Aは、該第１受光素子22Aに形成された第１の不感帯
26Aにおいて第１受光素子22Aに接続されているので、第
１受光素子22Aと第２受光素子22Bとの間に、信号引出線
28Aを接続するためのスペースが不要となる。 このため、第２受光素子22Bの外径を、その受光面積を
縮小することなく、小さくすることができ、受光センサ
ー24全体の小型化を図ることができる。 従つて、これら第１受光素子22A及び第２受光素子22Bが
取付けられているチツプ30の大きさは、一辺が1mmの正
方形とすることができる。 このため、スペースに余裕のない拡大投影機12本体内側
に配置することが容易となると共に、その取付け位置も
比較的自由に選択することができる。 又、上記実施例において、ビームスプリッタ18は反射鏡
20の一部に形成された半透過反射膜であるので、該反射
鏡20によつて反射され、スクリーン16上に投影された投
影画像は、光の透過による全体の明るさの低下がなく、
僅かにビームスプリッタ18に該当する部分が、その周囲
と比較して30％程度の明るさ像となる。 即ち、スクリーン16上には、ビームスプリッタ18に対応
する部分が薄い影となつた投影画像が形成されることに
なる。 このため、作業者は、スクリーン16上で、常にビームス
プリッタ18に対応する位置を確認でき、全体の投影画像
のどの部分をエツジ検出すべきか容易に判断でき、且つ
操作できる。 又、この実施例においては、反射鏡20の一部をビームス
プリッタ18としているので、部品点数の低減を図ること
もできる。 更には、反射鏡20の裏面に一体的に取付けられた反射プ
リズム21によつて、反射鏡20と略平行方向に透過光の光
路18Aを形成することができ、拡大投影機本体17内のス
ペースを有効に利用することができる。 又、第１及び第２受光素子22A、22Bの全体の外径を小さ
くすることができるので、測定対象物の測定可能な最小
外形寸法を小さくすることができ、測定対象物の曲率が
小さい場合においても、そのエツジ等の検出が可能とな
る。 又、上記実施例において、第１受光素子22Aの信号引出
線28Aは、第２受光素子22Bを切欠いて形成された第２の
不感帯26B内を通る引出部29Bを介して外部に導出されて
いるので、該信号引出線28Aによつて第２受光素子22Bの
受光面35Bに影が生じることがなく、従つて、センサー
出力のS/N比の改善を図ることができる。 更には、前記信号引出線28Aを、第２受光素子22Bの受光
面35Bから浮かせて配線する必要がないために、第２受
光素子22Bの受光量を増大させて、S/N比の改善を図るこ
とができる。 ここで、上記実施例において、測定対象物14が、例えば
半透明硝子製品からなる、光を完全に遮断できない材質
の場合、第６図（Ａ）に示されるように、暗部における
センサー出力信号ａ及びｂは該センサー出力信号を明に
おいて「１」、全暗において「０」とした場合に、０よ
りも大きく、「１」に接近した値となる。 この場合、これらセンサー出力信号ａ又ｂは自体を参照
電圧Vref−と比較すると該参照信号Vref−との交点を得
ることができず、このために、領域信号を得ることがで
きない場合がある。 この実施例においては、領域信号を差演算器36の差動出
力信号即ちｃ＝ａ−ｂに基づいて形成するようにしてい
るので、測定対象物14が半透明素材の場合であつても、
確実に領域信号を得ることができる。 又、この実施例においては、センサー24を構成する第１
及び第２受光素子22A、22Bが、同芯円状に形成され、且
つこれらによつて発生するセンサー出力端子23A、23Bに
おける信号の出力レベルが等しくされているので、第１
及び第２受光素子22Aと22Bの境界線と移動方向が一致す
ることなく、センサー24の投影画像16Aに対する相対的
移動方向の如何にかかわらず、均一の出力の信号を得る
ことができ、従つてセンサーの、被測定物に対する相対
移動方向の制限がなく、高精度にエツジ検出を行うこと
ができる。 ここで、前記第１不感帯26A及び第２不感帯26Bの方向
と、センサー24の移動方向とが一致した場合、センサー
出力の低下があるが、これら第１の不感帯26A及び第２
の不感帯26Bは、第１受光素子22Aの中心から一方にのみ
放射方向に形成されているので、第１及び第２の不感帯
26A、26Bの反対側部分では受光が可能であり、従つて、
センサー24の移動方向と第１及び第２の不感帯26A、26B
の方向とが一致しても、エツジの検出を行うことができ
る。 次に、第７図に示される本発明の第２実施例につき説明
する。 この第２実施例は、前記第１実施例におけると同様の一
部にビームスプリッタ18を備えた反射鏡20の裏面側に、
レンズ68を配置し、このレンズ68によつて、ビームスプ
リッタ18による透過光の光路18Aの光路長を短縮するよ
うにしたものである。 この第２実施例の場合は、反射鏡20から見て、スクリー
ン16と等距離の位置に受光センサー24を配置する必要が
なく、従つて、投影機12本体の狭いスペース内にも容易
に配置することができるという利点がある。 特に第２実施例においては、レンズ68によつて透過光の
光路18Aの光路長を短くすることにより、受光センサー2
4位置で結像される投影画像の面積が、スクリーン16上
における投影画像の面積よりも小さくなり、例えば、測
定対象物14のエツジが円弧形状の場合、その円弧の半径
は、スクリーン16上における投影画像と比較して小さく
なる。 しかしながら、本実施例の場合は、前述の如く、受光セ
ンサー24を構成する第１及び第２受光素子22A、22Bを従
来と比較して大幅に小型化されているので、該受光セン
サー24位置の投影画像の面積が小さくても、エツジを容
易に検出することができるという利点がある。 更に、前記第１実施例においても、第２実施例における
ようなレンズを配置して、透過光の光路18Aの光路長を
短縮するようにしてもよい。 又、前記実施例において、第１及び第２受光素子22A、2
2は、その受光面積が等しくされることによつて、セン
サー出力端子23A、23Bが等しくなるようにされている
が、これは、センサー出力端子23Aと23Bにおける出力信
号が同一レベレルとなるものであればよく、従つて、受
光素子22A、22Bとセンサー出力端子23A、23Bとの間にア
ンプを配置したり、又は、アンプを設けることなく、両
センサー出力端子23A、23Bの出力レベルを等しくするよ
うにしてもよい。 更に前記実施例は、載物台13を移動させることにより投
影画像14Aをセンサー24に対して移動させるものである
が、これは、投影画像14Aに対してセンサー24を移動さ
せるようにしてもよい。 又、上記実施例は、エツジ検出装置19と変位検出装置58
を連動させるエツジ検出位置を自動的にカウントできる
ようにしたものであるが、これはエツジ検出装置19をモ
ニタとして利用し、読取りはマニユアルで行うようにし
てもよい。更に、前記ビームスプリッタ18の反射率と透
過率は30:60に限定されず任意でよい。 又、上記実施例において、第１及び第２の不感帯26A、2
6Bは、第１受光素子22Aの中心から一定角度で放射方向
に拡がる同一の扇形領域の一部とされたものであるが、
本発明はこれに限定されるものでなく、第１不感帯26A
と第２不感帯26Bが径方向に隣接するものであればよ
く、従つて、第１の不感帯26Aは信号引出線28Aを第１受
光素子22Aに接続するための最小の面積及び形状であれ
ばよく、更には、第２の不感帯26Bは、該信号引出線28
を外部に導出するために必要な最小限の面積及び形状で
あればよい。 更に、上記実施例において、第１受光素子22A及び第２
受光素子22Bの間は、隙間34が形成され、両者が接触し
ないようにされているが、これは、例えばフイルム状の
絶縁体を介して両者を接触して配置するようにしてもよ
い。 この場合は両者間の隙間は不要となる。

【発明の効果】

本発明は上記のように構成したので、測定対象物のエツ
ジを検出するための受光センサーが、スクリーン上の投
影画像の観察の妨げとならないと共に、拡大投影機本体
内のスペースを有効に利用することができるという優れ
た効果を有する。 又、投影機に使用される同芯型２要素受光素子からなる
受光センサーの小型化により、該受光センサーの投影機
本体内への配置を容易とし、且つS/N比の向上を図るこ
とができると共に、測定対象物の、測定可能最小寸法を
小さくし、更には、曲率の小さな測定対象物の検出も可
能とすることができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る拡大投影機の実施例を示す光学系
統図、第２図は同実施例におけるビームスプリッタ部分
を拡大して示す断面図、第３図は同実施例のエツジ検出
系の構成を示すブロツク図、第４図は同実施例における
第１及び第２受光素子と信号引出線の関係を示す拡大平
面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿う断面図、第６図
は同実施例における信号処理の過程を示す線図、第７図
は本発明の第２実施例を示す第１図と同様の光学系統
図、第８図は本出願人による先行出願における受光素子
と信号引出線の関係を示す平面図、第９図は同受光素子
と測定対象物との関係を示す平面図である。 12……投影機、14……測定対象物、14A……境界線、15
……拡大投影レンズ、15A……光路、16……スクリー
ン、16A……交点、18……ビームスプリッタ、18A……透
過光の光路、19……エツジ検出装置、20、20A……反射
鏡、21……反射プリズム、22A……第１受光素子、22B…
…第２受光素子、23A、23B……センサー出力端子、24…
…受光センサー、26A……第１の不感帯、26B……第２の
不感帯、28A……信号引出線、68……レンズ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定対象物からの反射光又は透過光を、拡
   大投影レンズを介してスクリーン上に投影して、前記測
   定対象物の投影画像を形成し、該投影画像から前記測定
   対象物の寸法等を測定するための拡大投影機において、
   前記拡大投影レンズから前記スクリーンに至る間の光路
   上に配置され、該拡大投影レンズ方向からの光束全体を
   前記スクリーン方向に反射する全反射鏡の反射面の一部
   に形成され、光束の一部を透過光とする半透過反射膜か
   らなるビームスプリッタと、前記反射鏡の裏面側の前記
   ビームスプリッタ背面位置に取付けられ、前記ビームス
   プリッタを透過した光線を、前記反射鏡と略平行に反射
   させる反射プリズムと、前記ビームスプリッタによる透
   過光の光路上の、前記スクリーンと光学的等価の位置に
   設けられ、受光量に応じて電気信号を出力する光電素子
   を備えた受光センサーと、を備えてなる拡大投影機。
2. 【請求項２】前記半透過反射膜からなるビームスプリッ
   タは、前記スクリーン中心にある十字線の交点からずれ
   た位置に対応する位置に形成されたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の拡大投影機。
3. 【請求項３】前記透過光の光路上の前記スクリーンと光
   学的等価の位置は、該透過光の光路上に配置されたレン
   ズにより短縮されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項に記載の拡大投影機。
4. 【請求項４】前記受光センサーは、中央の第１受光素子
   及びこれを囲む環状の第２受光素子の同心型２要素受光
   素子からなり、前記第１受光素子の、外周に隣接する一
   部が第１の不感帯とされ、且つ、前記第２受光素子の、
   前記第１の不感帯の径方向外側に隣接する一部が内周か
   ら外周に亘つて第２の不感帯とされ、前記第１受光素子
   の信号引出線が、前記第１の不感帯において該第１受光
   素子に接続されると共に、前記第２の不感帯を通つて前
   記第２受光素子の外側に導出するように配置されてなる
   特許請求の範囲第１項乃至第３項のうちいずれかに記載
   の拡大投影機。