JPH0735516A - エッジ検出回路 - Google Patents
エッジ検出回路Info
- Publication number
- JPH0735516A JPH0735516A JP5200384A JP20038493A JPH0735516A JP H0735516 A JPH0735516 A JP H0735516A JP 5200384 A JP5200384 A JP 5200384A JP 20038493 A JP20038493 A JP 20038493A JP H0735516 A JPH0735516 A JP H0735516A
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- circuit
- output
- comparator circuit
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- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザー外径測定器等に使用されるエッジ検
出回路を誤差が少なく、簡単且つ安価な構成で提供す
る。 【構成】 受光信号S1を微分処理して微分信号S3を得
る微分回路3と、この微分信号S3を一定時間遅延させ
遅延信号S5を形成する遅延回路5とを含む。微分信号
S3と遅延信号S5はコンパレータ回路6により比較され
該回路6から2値化された信号S6が出力される。ウイ
ンドコンパレータ回路4は微分信号が一定範囲にあるか
どうかを判定し、その出力に従いデータセルクタ回路7
がコンパレータ回路6の出力S6を有効としてエッジ出
力する。
出回路を誤差が少なく、簡単且つ安価な構成で提供す
る。 【構成】 受光信号S1を微分処理して微分信号S3を得
る微分回路3と、この微分信号S3を一定時間遅延させ
遅延信号S5を形成する遅延回路5とを含む。微分信号
S3と遅延信号S5はコンパレータ回路6により比較され
該回路6から2値化された信号S6が出力される。ウイ
ンドコンパレータ回路4は微分信号が一定範囲にあるか
どうかを判定し、その出力に従いデータセルクタ回路7
がコンパレータ回路6の出力S6を有効としてエッジ出
力する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザー外径測定器等に
好適に使用されるエッジ検出回路に関する。
好適に使用されるエッジ検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来知られるレーザー外径測定器
の一例を示す。レーザ光源100から発振されたレーザ
光線101はポリゴンミラー102、ミラー103、投
光レンズ(Fθレンズ)104により平行走査光線10
5に変換される。平行走査光線105内には、計測すべ
き測定物106が配置され、測定物106により一部を
遮られた通過光線が受光レンズ107により集光され、
光センサー等の受光器108により受光される。受光器
108に連結された受光回路109およびエッジ検出回
路110は、受光信号に応じた(即ち、測定物106に
より遮光された光の明暗に応じた)エッジ出力を形成す
る。エッジ出力がLの区間、即ち影の生じている時間の
長さを測定する事により測定物106の外径が測定され
る。
の一例を示す。レーザ光源100から発振されたレーザ
光線101はポリゴンミラー102、ミラー103、投
光レンズ(Fθレンズ)104により平行走査光線10
5に変換される。平行走査光線105内には、計測すべ
き測定物106が配置され、測定物106により一部を
遮られた通過光線が受光レンズ107により集光され、
光センサー等の受光器108により受光される。受光器
108に連結された受光回路109およびエッジ検出回
路110は、受光信号に応じた(即ち、測定物106に
より遮光された光の明暗に応じた)エッジ出力を形成す
る。エッジ出力がLの区間、即ち影の生じている時間の
長さを測定する事により測定物106の外径が測定され
る。
【0003】従来、エッジ出力を得る方法として、(1)
受光信号をピークホールドする事により参照信号を生成
しこれと受光信号を比較する事によりエッジ信号を得る
方法、(2) 受光信号の変化が最大になる所すなわち信号
の立ち上がりと立ち下がりの中心の位置でエッジ信号を
得る方法、が知られている。
受光信号をピークホールドする事により参照信号を生成
しこれと受光信号を比較する事によりエッジ信号を得る
方法、(2) 受光信号の変化が最大になる所すなわち信号
の立ち上がりと立ち下がりの中心の位置でエッジ信号を
得る方法、が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記(1)の方法によれ
ば、図4に示すように受光信号の波形が不均一である
と、Aで測定した場合とBで測定した場合に、参照信号
はピーク値より生成される為、誤差を生じる。その為あ
らかじめ投受光の位置を受光信号を見ながら不均一にな
らない様に調整しなければならない。同様に、レンズ等
が汚れたりした場合においても同様な誤差が発生する。
ば、図4に示すように受光信号の波形が不均一である
と、Aで測定した場合とBで測定した場合に、参照信号
はピーク値より生成される為、誤差を生じる。その為あ
らかじめ投受光の位置を受光信号を見ながら不均一にな
らない様に調整しなければならない。同様に、レンズ等
が汚れたりした場合においても同様な誤差が発生する。
【0005】また、測定物としてシート材のピンホール
の様な物を測定する場合、図5に示すように充分にピー
クホールドする事ができず、またホールド時間が長くな
る為に理想参照レベルを生成する事ができず、誤差が生
じる。
の様な物を測定する場合、図5に示すように充分にピー
クホールドする事ができず、またホールド時間が長くな
る為に理想参照レベルを生成する事ができず、誤差が生
じる。
【0006】一方、上記(2)の方法においては、受光信
号を2次微分すれば変化が最大となる位置が求まるがハ
ードで構成した場合、得られる2次微分の出力が微小信
号の為、S/N比が取れない事と、測定物が傾いたりし
て変化量が小さくなった場合、エッジ信号が得られずに
その存在を認識する事ができない。また、A/D変換器
で受光信号をサンプリングし、変化の最大点を演算で求
める場合、受光信号の立ち上がり立ち下がり時間は数μ
sであり極めて高速の処理回路を必要とし、実現するの
が困難であり、また高価なものとなってしまう。
号を2次微分すれば変化が最大となる位置が求まるがハ
ードで構成した場合、得られる2次微分の出力が微小信
号の為、S/N比が取れない事と、測定物が傾いたりし
て変化量が小さくなった場合、エッジ信号が得られずに
その存在を認識する事ができない。また、A/D変換器
で受光信号をサンプリングし、変化の最大点を演算で求
める場合、受光信号の立ち上がり立ち下がり時間は数μ
sであり極めて高速の処理回路を必要とし、実現するの
が困難であり、また高価なものとなってしまう。
【0007】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
測定誤差が少なく、簡単且つ安価な構成のエッジ検出回
路を提供する。
測定誤差が少なく、簡単且つ安価な構成のエッジ検出回
路を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】このため、本発明による
エッジ検出回路は、受光信号から微分信号を得る微分回
路と、微分信号を一定時間遅延させ遅延信号を形成する
遅延回路と、微分信号と遅延信号とを比較して2値化さ
れた信号を出力するコンパレータ回路と、微分信号が一
定範囲にあるかどうかを判定するウインドコンパレータ
回路と、ウインドコンパレータ回路の出力により前記コ
ンパレータ回路の出力を有効として出力するデータセレ
クタ回路とを有することを特徴とする。
エッジ検出回路は、受光信号から微分信号を得る微分回
路と、微分信号を一定時間遅延させ遅延信号を形成する
遅延回路と、微分信号と遅延信号とを比較して2値化さ
れた信号を出力するコンパレータ回路と、微分信号が一
定範囲にあるかどうかを判定するウインドコンパレータ
回路と、ウインドコンパレータ回路の出力により前記コ
ンパレータ回路の出力を有効として出力するデータセレ
クタ回路とを有することを特徴とする。
【0009】また更には、上記構成に加え、受光信号と
一定のレベルとを比較する第2のコンパレータ回路を設
け、前記ウインドコンパレータ回路の出力により第2の
コンパレータ回路の出力を有効として出力させる。
一定のレベルとを比較する第2のコンパレータ回路を設
け、前記ウインドコンパレータ回路の出力により第2の
コンパレータ回路の出力を有効として出力させる。
【0010】
【作用】上記構成により微分回路により微分化された微
分信号は遅延回路により形成された遅延信号と比較さ
れ、微分信号が一定範囲内にある場合、その比較出力を
基準としてエッジ出力が形成される。
分信号は遅延回路により形成された遅延信号と比較さ
れ、微分信号が一定範囲内にある場合、その比較出力を
基準としてエッジ出力が形成される。
【0011】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面を参照と
して説明する。図1は本発明によるエッジ検出回路11
0の一例を示し、基本的にコンパレータ回路2、微分回
路3、ウインドコンパレータ回路4、遅延回路5、コン
パレータ回路6、データセレクタ回路7を含む。図示の
ように受光回路109から出力された受光信号S1はコ
ンパレータ回路2および微分回路3に入力される。
して説明する。図1は本発明によるエッジ検出回路11
0の一例を示し、基本的にコンパレータ回路2、微分回
路3、ウインドコンパレータ回路4、遅延回路5、コン
パレータ回路6、データセレクタ回路7を含む。図示の
ように受光回路109から出力された受光信号S1はコ
ンパレータ回路2および微分回路3に入力される。
【0012】微分回路3は受光信号S1を微分して図2
に示すように微分信号S3に変換し、これを出力する。
微分回路3は例えばハイパスフィルタで構成することが
できる。微分回路3からの微分信号S3はウインドコン
パレータ回路4、遅延回路5、コンパレータ回路6のそ
れぞれの入力端に送られる。
に示すように微分信号S3に変換し、これを出力する。
微分回路3は例えばハイパスフィルタで構成することが
できる。微分回路3からの微分信号S3はウインドコン
パレータ回路4、遅延回路5、コンパレータ回路6のそ
れぞれの入力端に送られる。
【0013】遅延回路5は微分回路3から出力された微
分信号S3を一定時間遅延させて遅延信号S5を出力す
る。遅延回路5は例えばローパスフィルタあるいはディ
レイラインで構成されており、遅延量としては受光信号
S1の立ち上がり立ち下がり時間に対して、充分小さい
(約1/10以下)時間となるように設計される。
分信号S3を一定時間遅延させて遅延信号S5を出力す
る。遅延回路5は例えばローパスフィルタあるいはディ
レイラインで構成されており、遅延量としては受光信号
S1の立ち上がり立ち下がり時間に対して、充分小さい
(約1/10以下)時間となるように設計される。
【0014】このようにして形成された遅延信号S5と
前述の微分信号S3とをコンパレータ回路6に送り、こ
こにおいて2つの信号S3とS5を比較して信号S6を出
力する。コンパレータ回路6の出力S6は受光信号S1の
変化がない場合には出力不定となり、受光信号S1の変
化があった場合には、微分信号S3と遅延信号S5のクロ
スする点が、コンパレータ回路6の検出点となる。
前述の微分信号S3とをコンパレータ回路6に送り、こ
こにおいて2つの信号S3とS5を比較して信号S6を出
力する。コンパレータ回路6の出力S6は受光信号S1の
変化がない場合には出力不定となり、受光信号S1の変
化があった場合には、微分信号S3と遅延信号S5のクロ
スする点が、コンパレータ回路6の検出点となる。
【0015】受光信号S1に変化がないとき、ウインド
コンパレータ回路4の出力S4によりデータセレクタ回
路7は信号S2を選択する。また、受光信号S1に変化が
ありその時の微分信号S3が基準信号VB以上またはVC
以下(VB>VC)の一定範囲内であれば、信号S6を選
択する。これにより受光信号S1のエッジ出力として、
微分信号S3と遅延信号S5のクロス点が出力される(S
7)。上記したように遅延回路5による遅延量は受光信
号S1の立ち上がり立ち下がり時間に対して充分に小さ
いので微分信号S3のピーク点が出力される事になる。
すなわち、受光器108への投光光線の1/2が遮光あ
るいは入光した時に、エッジ出力が得られる。正確には
1/2の点から遅れが生じているが、遮光あるいは入光
時共に一定の遅れとなり、エッジからエッジの時間を計
測するので誤差は生じない。
コンパレータ回路4の出力S4によりデータセレクタ回
路7は信号S2を選択する。また、受光信号S1に変化が
ありその時の微分信号S3が基準信号VB以上またはVC
以下(VB>VC)の一定範囲内であれば、信号S6を選
択する。これにより受光信号S1のエッジ出力として、
微分信号S3と遅延信号S5のクロス点が出力される(S
7)。上記したように遅延回路5による遅延量は受光信
号S1の立ち上がり立ち下がり時間に対して充分に小さ
いので微分信号S3のピーク点が出力される事になる。
すなわち、受光器108への投光光線の1/2が遮光あ
るいは入光した時に、エッジ出力が得られる。正確には
1/2の点から遅れが生じているが、遮光あるいは入光
時共に一定の遅れとなり、エッジからエッジの時間を計
測するので誤差は生じない。
【0016】図2に示すように受光信号S1が「なまっ
た」場合(測定物が傾いたり、あるいは斜めの物体を測
定すると受光信号S1の立ち上がり立ち下がりは「なま
って」しまう)、微分信号S3が得られなくなり測定物
が存在するにもかかわらずエッジ出力がされないという
不都合を生じる。そこで、受光信号S1をコンパレータ
回路2により、予め設定されている基準信号VAと比較
し、S2の出力を得る。VAのレベルは概略受光レベルの
1/2に設定されている。先に述べたように、微分信号
S3が得られない時にはコンパレータ回路2の信号S2が
選択されるので、エッジ出力としてS2が出力される。
なお、信号S2は正確にエッジの位置を検出していない
が、測定原理的に傾いた測定物は正確に測定できないの
で、問題とはならない。
た」場合(測定物が傾いたり、あるいは斜めの物体を測
定すると受光信号S1の立ち上がり立ち下がりは「なま
って」しまう)、微分信号S3が得られなくなり測定物
が存在するにもかかわらずエッジ出力がされないという
不都合を生じる。そこで、受光信号S1をコンパレータ
回路2により、予め設定されている基準信号VAと比較
し、S2の出力を得る。VAのレベルは概略受光レベルの
1/2に設定されている。先に述べたように、微分信号
S3が得られない時にはコンパレータ回路2の信号S2が
選択されるので、エッジ出力としてS2が出力される。
なお、信号S2は正確にエッジの位置を検出していない
が、測定原理的に傾いた測定物は正確に測定できないの
で、問題とはならない。
【0017】また、VBとVCのレベルを調整する事によ
り信号S2と信号S6を切り換える時の測定物の傾き量を
制御する事ができる。
り信号S2と信号S6を切り換える時の測定物の傾き量を
制御する事ができる。
【0018】コンパレータ2、6およbウインドコンパ
レータ4としてオープンコレクタ出力を、またデータセ
レクタ回路7としてロジックによるデータセレクタを図
示しているが、他のタイプのコンパレータや、個別の部
品を組み合わせて構成したものであっても良い。また図
示のデータセレクタ回路7では、受光信号S1に対し、
反転されたエッジ信号が得られるが同相のエッジ信号が
得られるように構成しても良い。
レータ4としてオープンコレクタ出力を、またデータセ
レクタ回路7としてロジックによるデータセレクタを図
示しているが、他のタイプのコンパレータや、個別の部
品を組み合わせて構成したものであっても良い。また図
示のデータセレクタ回路7では、受光信号S1に対し、
反転されたエッジ信号が得られるが同相のエッジ信号が
得られるように構成しても良い。
【0019】上記実施例では、より安全性を高めた場合
のものを例示したが、測定物が傾いたり斜めのものを測
定する恐れがない場合はコンパレータ2やデータセレク
タ7を省略し、ウインドコンパレータ4の出力S4によ
りコンパレータ6の出力S6を有効とするゲートを設け
るかコンパレータ6にストローブ機能付の物を使用しウ
インドコンパレータ4の出力によりストローブする構成
としてもよい。
のものを例示したが、測定物が傾いたり斜めのものを測
定する恐れがない場合はコンパレータ2やデータセレク
タ7を省略し、ウインドコンパレータ4の出力S4によ
りコンパレータ6の出力S6を有効とするゲートを設け
るかコンパレータ6にストローブ機能付の物を使用しウ
インドコンパレータ4の出力によりストローブする構成
としてもよい。
【発明の効果】以上、本発明によれば以下の効果を有す
る。 (1) 走査される光線の1/2が遮光あるいは入光した時
にエッジ出力が得られる為安定した測定が可能となる。 (2) 受光波形が不均一であってもこの影響を受けない
為、投受光間の位置合わせが容易でありまたレンズ等の
汚れに対して強くなる。 (3) 受光波形の変化が最大となる点を検出するのに、1
次微分しか行わない為にS/N比が良好である。 (4) 回路構成がシンプルでありローコストに製作する事
ができる。 (5) 測定物の状態にかかわらずその存在を認識する事が
可能となり安全性が向上する。
る。 (1) 走査される光線の1/2が遮光あるいは入光した時
にエッジ出力が得られる為安定した測定が可能となる。 (2) 受光波形が不均一であってもこの影響を受けない
為、投受光間の位置合わせが容易でありまたレンズ等の
汚れに対して強くなる。 (3) 受光波形の変化が最大となる点を検出するのに、1
次微分しか行わない為にS/N比が良好である。 (4) 回路構成がシンプルでありローコストに製作する事
ができる。 (5) 測定物の状態にかかわらずその存在を認識する事が
可能となり安全性が向上する。
【図1】 本発明によるエッジ検出回路の一例を示す電
気回路図。
気回路図。
【図2】 図1の回路における各信号のタイムチャー
ト。
ト。
【図3】 本発明を適用可能なレーザー外径測定器の一
例を示す図。
例を示す図。
【図4】 従来回路のエッジ出力を説明する図
【図5】 従来回路のエッジ出力を説明する図。
2 コンパレータ回路 3 微分回路 4 ウインドコンパレータ回路 5 遅延回路 6 コンパレータ回路 7 データセレクタ回路 109 受光回路 110 エッジ検出回路 S1 受光信号 S3 微分信号 S5 遅延信号
Claims (2)
- 【請求項1】 受光信号から微分信号を得る微分回路
と、微分信号を一定時間遅延させ遅延信号を形成する遅
延回路と、微分信号と遅延信号とを比較して2値化され
た信号を出力するコンパレータ回路と、微分信号が一定
範囲にあるかどうかを判定するウインドコンパレータ回
路と、ウインドコンパレータ回路の出力により前記コン
パレータ回路の出力を有効として出力する回路とを有す
ることを特徴とするエッジ検出回路。 - 【請求項2】 受光信号と一定のレベルとを比較する第
2のコンパレータ回路を更に有し、前記ウインドコンパ
レータ回路の出力により第2のコンパレータ回路の出力
を有効として出力することを特徴とする請求項1記載の
エッジ検出回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5200384A JPH0735516A (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | エッジ検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5200384A JPH0735516A (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | エッジ検出回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0735516A true JPH0735516A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16423429
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5200384A Pending JPH0735516A (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | エッジ検出回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0735516A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103542813A (zh) * | 2013-07-05 | 2014-01-29 | 中国计量学院 | 一种基于边界微分和环境光自校准的激光测径仪 |
CN104121861A (zh) * | 2014-08-05 | 2014-10-29 | 中国计量学院 | 一种基于平晶扫描的环境光自适应激光测径装置 |
JP2020169934A (ja) * | 2019-04-05 | 2020-10-15 | 株式会社ミツトヨ | 光学式測定装置および光学式測定方法 |
-
1993
- 1993-07-20 JP JP5200384A patent/JPH0735516A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103542813A (zh) * | 2013-07-05 | 2014-01-29 | 中国计量学院 | 一种基于边界微分和环境光自校准的激光测径仪 |
CN103542813B (zh) * | 2013-07-05 | 2017-10-10 | 中国计量学院 | 一种基于边界微分和环境光自校准的激光测径仪 |
CN104121861A (zh) * | 2014-08-05 | 2014-10-29 | 中国计量学院 | 一种基于平晶扫描的环境光自适应激光测径装置 |
JP2020169934A (ja) * | 2019-04-05 | 2020-10-15 | 株式会社ミツトヨ | 光学式測定装置および光学式測定方法 |
CN111795642A (zh) * | 2019-04-05 | 2020-10-20 | 株式会社三丰 | 光学测量装置和光学测量方法 |
US11530911B2 (en) | 2019-04-05 | 2022-12-20 | Mitutoyo Corporation | Optical measuring device and optical measuring method |
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