JPH0743117A - 光学式寸法測定装置 - Google Patents
光学式寸法測定装置Info
- Publication number
- JPH0743117A JPH0743117A JP20465393A JP20465393A JPH0743117A JP H0743117 A JPH0743117 A JP H0743117A JP 20465393 A JP20465393 A JP 20465393A JP 20465393 A JP20465393 A JP 20465393A JP H0743117 A JPH0743117 A JP H0743117A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- light receiving
- measurement
- gate
- measurement zone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 微小ノイズに起因する誤動作を確実に防止す
ることを可能とした光学式寸法測定装置を提供する。 【構成】 測定対象物４が配置される測定領域を平行走
査レーザビーム５で走査するレーザビームスキャナ１
と、測定領域の透過光ビームを受光する受光素子８と、
この受光素子８の出力信号を所定の閾値で二値化信号に
変換する二値化回路１０と、二値化信号を処理して測定
対象物４の寸法を求めるデータ処理回路１１を有し、二
値化回路１０とデータ処理回路１１の間には二値化信号
のうち測定有効区間の信号のみを取り出すゲート回路２
５が設けられている。
ることを可能とした光学式寸法測定装置を提供する。 【構成】 測定対象物４が配置される測定領域を平行走
査レーザビーム５で走査するレーザビームスキャナ１
と、測定領域の透過光ビームを受光する受光素子８と、
この受光素子８の出力信号を所定の閾値で二値化信号に
変換する二値化回路１０と、二値化信号を処理して測定
対象物４の寸法を求めるデータ処理回路１１を有し、二
値化回路１０とデータ処理回路１１の間には二値化信号
のうち測定有効区間の信号のみを取り出すゲート回路２
５が設けられている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ビームを走査して物
体の寸法を測定する光学式寸法測定装置に関する。
体の寸法を測定する光学式寸法測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光ビームを一次元走査して物体の
寸法を精密測定する装置として、レーザ・スキャン・マ
イクロメータ（ＬＳＭ）が知られている。図３は、ＬＳ
Ｍの基本構成である。レーザビームスキャナ１は例えば
ポリゴンミラー等によりレーザ光ビームを走査するもの
で、そのレーザ光ビームはｆ−θレンズ２により平行走
査ビーム５に変換されて測定対象物４が配置された測定
領域に照射される。測定領域を透過した光ビームは集光
レンズ７により受光素子８上に集光される。レンズ２の
直後及びレンズ７の直前にはそれぞれ、出射窓３及び受
光窓６が設けられている。
寸法を精密測定する装置として、レーザ・スキャン・マ
イクロメータ（ＬＳＭ）が知られている。図３は、ＬＳ
Ｍの基本構成である。レーザビームスキャナ１は例えば
ポリゴンミラー等によりレーザ光ビームを走査するもの
で、そのレーザ光ビームはｆ−θレンズ２により平行走
査ビーム５に変換されて測定対象物４が配置された測定
領域に照射される。測定領域を透過した光ビームは集光
レンズ７により受光素子８上に集光される。レンズ２の
直後及びレンズ７の直前にはそれぞれ、出射窓３及び受
光窓６が設けられている。
【０００３】受光素子８の出力信号はアンプ９により増
幅された後、二値化回路１０によりエッジ検出と波形整
形がなされる。この二値化信号はデータ処理回路１１に
送られて、基準信号をもとにエッジ間隔を求めるカウン
ト等の処理がなされ、測定対象物の寸法が求められる。
幅された後、二値化回路１０によりエッジ検出と波形整
形がなされる。この二値化信号はデータ処理回路１１に
送られて、基準信号をもとにエッジ間隔を求めるカウン
ト等の処理がなされ、測定対象物の寸法が求められる。
【０００４】このようなＬＳＭにおいて、出射窓３のエ
ッジ付近及び受光窓６のエッジ付近は焦点位置と比べて
レーザ光ビーム径が太い状態にある。そのため、受光素
子出力信号の立上がり及び立下がり部では、図４（ａ）
に示すように微小ノイズの影響が大きい。この受光素子
出力信号を所定の閾値で二値化すると、その閾値付近の
ノイズに起因して、二値化信号にもその測定有効区間の
すぐ外側に、図４（ｂ）に示すように二値化ノイズが乗
り易い。このノイズは、寸法測定誤差の原因となる。
ッジ付近及び受光窓６のエッジ付近は焦点位置と比べて
レーザ光ビーム径が太い状態にある。そのため、受光素
子出力信号の立上がり及び立下がり部では、図４（ａ）
に示すように微小ノイズの影響が大きい。この受光素子
出力信号を所定の閾値で二値化すると、その閾値付近の
ノイズに起因して、二値化信号にもその測定有効区間の
すぐ外側に、図４（ｂ）に示すように二値化ノイズが乗
り易い。このノイズは、寸法測定誤差の原因となる。
【０００５】即ち、測定領域に測定対象物が置かれる
と、図４に破線で示すように、受光素子出力信号の明暗
パターンの測定有効区間内に測定対象物による暗部出力
が得られ、この暗部出力幅により物体寸法が求められ
る。従って物体寸法測定に当たっては、測定有効区間が
正確に求められることが前提となるが、上述のような有
効区間の外側にあるノイズがこの有効区間を決定する際
の妨げとなるのである。
と、図４に破線で示すように、受光素子出力信号の明暗
パターンの測定有効区間内に測定対象物による暗部出力
が得られ、この暗部出力幅により物体寸法が求められ
る。従って物体寸法測定に当たっては、測定有効区間が
正確に求められることが前提となるが、上述のような有
効区間の外側にあるノイズがこの有効区間を決定する際
の妨げとなるのである。
【０００６】透明体の寸法測定を行う場合には、上述の
微小ノイズの影響はより大きな問題になる。透明体測定
においては、複雑な反射や屈折の結果として、レーザ光
ビーム走査による受光素子出力は図５（ａ）のようにな
り、二値化出力は同図（ｂ）のようになって、透明体の
有効データ区間にも多くのノイズが乗る。透明体の測定
においては、図６（ａ）（ｂ）に示すように、測定有効
区間の最初の立下がりエッジと最後の立上がりエッジを
用いて透明体寸法とし、その間に生じる他のエッジは無
視する方法が用いられる。ところが、測定開始側のノイ
ズによるエッジが最初の立下がりエッジとして扱われる
と、図５（ｂ）に示すように実際の寸法より大きい値が
測定値として誤って出力される。図５では測定開始側で
ノイズの影響が出ている場合を示したが、測定終了側で
ノイズの影響が出た場合も同様である。測定開始側，終
了側両方でノイズの影響が出た場合には、測定値は実際
の寸法から大きくずれたものとなる可能性がある。
微小ノイズの影響はより大きな問題になる。透明体測定
においては、複雑な反射や屈折の結果として、レーザ光
ビーム走査による受光素子出力は図５（ａ）のようにな
り、二値化出力は同図（ｂ）のようになって、透明体の
有効データ区間にも多くのノイズが乗る。透明体の測定
においては、図６（ａ）（ｂ）に示すように、測定有効
区間の最初の立下がりエッジと最後の立上がりエッジを
用いて透明体寸法とし、その間に生じる他のエッジは無
視する方法が用いられる。ところが、測定開始側のノイ
ズによるエッジが最初の立下がりエッジとして扱われる
と、図５（ｂ）に示すように実際の寸法より大きい値が
測定値として誤って出力される。図５では測定開始側で
ノイズの影響が出ている場合を示したが、測定終了側で
ノイズの影響が出た場合も同様である。測定開始側，終
了側両方でノイズの影響が出た場合には、測定値は実際
の寸法から大きくずれたものとなる可能性がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のＬ
ＳＭにおいては、測定有効区間を決定する受光素子出力
の立上がり及び立下がりに乗る微小ノイズが誤動作の原
因になるという問題があった。本発明は、上述した微小
ノイズに起因する誤動作を確実に防止することを可能と
した光学式寸法測定装置を提供することを目的としてい
る。
ＳＭにおいては、測定有効区間を決定する受光素子出力
の立上がり及び立下がりに乗る微小ノイズが誤動作の原
因になるという問題があった。本発明は、上述した微小
ノイズに起因する誤動作を確実に防止することを可能と
した光学式寸法測定装置を提供することを目的としてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光学式寸法
測定装置は、測定対象物が配置される所定の測定領域を
光ビームで走査する光ビーム走査手段と、前記測定領域
の透過光ビームを受光する受光手段と、この受光手段の
出力信号を所定の閾値で二値化信号に変換する信号変換
手段と、この信号変換手段により得られる二値化信号の
うち測定有効区間のみを取り出すゲート手段と、このゲ
ート手段により取り出された二値化信号を処理して前記
測定対象物の寸法を求めるデータ処理手段とを有するこ
とを特徴としている。
測定装置は、測定対象物が配置される所定の測定領域を
光ビームで走査する光ビーム走査手段と、前記測定領域
の透過光ビームを受光する受光手段と、この受光手段の
出力信号を所定の閾値で二値化信号に変換する信号変換
手段と、この信号変換手段により得られる二値化信号の
うち測定有効区間のみを取り出すゲート手段と、このゲ
ート手段により取り出された二値化信号を処理して前記
測定対象物の寸法を求めるデータ処理手段とを有するこ
とを特徴としている。
【０００９】
【作用】本発明によると、二値化信号のうち測定有効区
間のみを取り出すゲート手段を設けることにより、測定
有効区間の直前，直後に乗るノイズの影響を除去するこ
とができる。受光素子出力の時間軸上での測定有効区間
と測定無効区間とは、光ビームの走査範囲と光出射窓及
び受光窓により決まる走査領域幅、及び走査速度等によ
り一義的に決まる。従って適当な基準信号とタイマの組
み合わせにより、受光素子出力のうち測定有効区間のみ
を取り出すゲート信号を作ることは容易である。即ち電
気的に簡単な回路を付加することにより、ノイズによる
誤動作を防止した寸法測定装置を得ることができる。
間のみを取り出すゲート手段を設けることにより、測定
有効区間の直前，直後に乗るノイズの影響を除去するこ
とができる。受光素子出力の時間軸上での測定有効区間
と測定無効区間とは、光ビームの走査範囲と光出射窓及
び受光窓により決まる走査領域幅、及び走査速度等によ
り一義的に決まる。従って適当な基準信号とタイマの組
み合わせにより、受光素子出力のうち測定有効区間のみ
を取り出すゲート信号を作ることは容易である。即ち電
気的に簡単な回路を付加することにより、ノイズによる
誤動作を防止した寸法測定装置を得ることができる。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。図１は、本発明の一実施例のＬＳＭの構成を示
す。なお、ＬＳＭの基本構成は図３の従来例と同様であ
り、従って図３と対応する部分には同一符号を付して詳
細な説明は省略する。この実施例では、二値化回路１０
の出力信号がゲート回路２５を通り、必要な時間帯の信
号部分のみ取り出されてデータ処理回路１１に送られる
ようになっている。
明する。図１は、本発明の一実施例のＬＳＭの構成を示
す。なお、ＬＳＭの基本構成は図３の従来例と同様であ
り、従って図３と対応する部分には同一符号を付して詳
細な説明は省略する。この実施例では、二値化回路１０
の出力信号がゲート回路２５を通り、必要な時間帯の信
号部分のみ取り出されてデータ処理回路１１に送られる
ようになっている。
【００１１】レーザスキャナ１の出力部には、データ処
理回路１１でエッジ間隔をカウントする際の基準信号を
得るための受光素子２１が、走査範囲の外側近くの測定
動作に影響のない無効領域に配置されている。この受光
素子２１の出力は波形整形回路２２で波形整形されて基
準信号が得られることになる。ゲート回路２５を制御す
るゲート信号は、この波形整形回路２２の出力から二つ
のタイマ２３，２４を用いて生成される。
理回路１１でエッジ間隔をカウントする際の基準信号を
得るための受光素子２１が、走査範囲の外側近くの測定
動作に影響のない無効領域に配置されている。この受光
素子２１の出力は波形整形回路２２で波形整形されて基
準信号が得られることになる。ゲート回路２５を制御す
るゲート信号は、この波形整形回路２２の出力から二つ
のタイマ２３，２４を用いて生成される。
【００１２】図２を参照してこの実施例でのノイズ除去
の動作を説明する。レーザビームを繰り返し走査するこ
とにより、図２に示すように受光素子８の出力及びこれ
の二値化出力が得られる。一方、受光素子２１の出力信
号が波形整形回路２２で波形整形されて、測定無効区間
に位置する基準信号が得られる。測定有効区間と測定無
効区間の時間関係、及びこれに対する基準信号発生のタ
イミングは一定である。
の動作を説明する。レーザビームを繰り返し走査するこ
とにより、図２に示すように受光素子８の出力及びこれ
の二値化出力が得られる。一方、受光素子２１の出力信
号が波形整形回路２２で波形整形されて、測定無効区間
に位置する基準信号が得られる。測定有効区間と測定無
効区間の時間関係、及びこれに対する基準信号発生のタ
イミングは一定である。
【００１３】初段のタイマ２３からは、基準信号の立下
りで立上り、測定無効区間が終わる時点で立ち下がるよ
うに時間幅Ｔ1 が設定されたパルスが発生される。２段
目のタイマ２４からは、初段タイマ２３の出力の立下が
りで立上がり、措定有効区間の終わる時点で立ち下がる
ように時間幅Ｔ2 が設定されたパルス、即ちゲート信号
が発生される。このゲート信号がゲート回路２５に入る
ことにより、二値化回路１０の出力信号のうち、測定有
効区間の信号みが選択的に取り出されてデータ処理回路
１１に転送されることになる。
りで立上り、測定無効区間が終わる時点で立ち下がるよ
うに時間幅Ｔ1 が設定されたパルスが発生される。２段
目のタイマ２４からは、初段タイマ２３の出力の立下が
りで立上がり、措定有効区間の終わる時点で立ち下がる
ように時間幅Ｔ2 が設定されたパルス、即ちゲート信号
が発生される。このゲート信号がゲート回路２５に入る
ことにより、二値化回路１０の出力信号のうち、測定有
効区間の信号みが選択的に取り出されてデータ処理回路
１１に転送されることになる。
【００１４】従ってこの実施例によれば、出射窓付近及
び受光窓付近で発生するノイズの影響が除去されて、正
確な寸法測定ができる。特に透明体の寸法測定に当たっ
ては、前述のように測定有効区間内と測定無効区間内と
に互いに判別できないノイズが乗るが、この実施例では
測定有効区間を、予め時間幅とタイミングが設定された
ゲート信号で制御されるゲート回路を用いて絞るため、
誤動作が確実に防止される。また、ノイズ除去のための
回路構成は簡単である。
び受光窓付近で発生するノイズの影響が除去されて、正
確な寸法測定ができる。特に透明体の寸法測定に当たっ
ては、前述のように測定有効区間内と測定無効区間内と
に互いに判別できないノイズが乗るが、この実施例では
測定有効区間を、予め時間幅とタイミングが設定された
ゲート信号で制御されるゲート回路を用いて絞るため、
誤動作が確実に防止される。また、ノイズ除去のための
回路構成は簡単である。
【００１５】本発明は上記実施例に限られない。例えば
実施例では、走査されるレーザ光ビームの走査範囲の一
点で検出される受光信号により、ゲート信号生成のため
の基準信号を得ているが、他の基準信号を用いることが
できる。例えば、レーザビームスキャナ１の駆動回路に
は同期信号発生部が含まれるので、その同期信号を基準
信号として利用することも可能である。
実施例では、走査されるレーザ光ビームの走査範囲の一
点で検出される受光信号により、ゲート信号生成のため
の基準信号を得ているが、他の基準信号を用いることが
できる。例えば、レーザビームスキャナ１の駆動回路に
は同期信号発生部が含まれるので、その同期信号を基準
信号として利用することも可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、簡単
な電気回路処理でノイズの影響を軽減した光学式寸法測
定装置を提供することができる。
な電気回路処理でノイズの影響を軽減した光学式寸法測
定装置を提供することができる。
【図１】 本発明の一実施例のＬＳＭの構成を示す。
【図２】 同実施例の動作波形を示す。
【図３】 従来例のＬＳＭの構成を示す。
【図４】 同従来例の動作波形を示す。
【図５】 同従来例の動作波形を示す。
【図６】 透明体寸法の測定法を示す。
１…レーザビームスキャナ、２…ｆ−θレンズ、３…出
射窓、４…測定対象物、５…平行走査ビーム、６…受光
窓、７…集光レンズ、８…受光素子、９…アンプ、１０
…二値化回路、１１…データ処理回路、２１…受光素
子、２２…基準信号発生回路、２３，２４…タイマ、２
５…ゲート回路。
射窓、４…測定対象物、５…平行走査ビーム、６…受光
窓、７…集光レンズ、８…受光素子、９…アンプ、１０
…二値化回路、１１…データ処理回路、２１…受光素
子、２２…基準信号発生回路、２３，２４…タイマ、２
５…ゲート回路。
Claims (1)
- 【請求項１】 測定対象物が配置される所定の測定領域
を光ビームで走査する光ビーム走査手段と、 前記測定領域の透過光ビームを受光する受光手段と、 この受光手段の出力信号を所定の閾値で二値化信号に変
換する信号変換手段と、 この信号変換手段により得られる二値化信号のうち測定
有効区間のみを取り出すゲート手段と、 このゲート手段により取り出された二値化信号を処理し
て前記測定対象物の寸法を求めるデータ処理手段と、を
有することを特徴とする光学式寸法測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20465393A JPH0743117A (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 光学式寸法測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20465393A JPH0743117A (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 光学式寸法測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0743117A true JPH0743117A (ja) | 1995-02-10 |
Family
ID=16494062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20465393A Pending JPH0743117A (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 光学式寸法測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743117A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7014172B2 (en) | 2002-12-19 | 2006-03-21 | Hhh Manufacturing Co. | Electric hoist |
| JP2011106817A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Mitsutoyo Corp | 光学式寸法測定装置 |
-
1993
- 1993-07-27 JP JP20465393A patent/JPH0743117A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7014172B2 (en) | 2002-12-19 | 2006-03-21 | Hhh Manufacturing Co. | Electric hoist |
| JP2011106817A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Mitsutoyo Corp | 光学式寸法測定装置 |
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