JPH08247726A - 寸法測定装置 - Google Patents
寸法測定装置Info
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- JPH08247726A JPH08247726A JP5227495A JP5227495A JPH08247726A JP H08247726 A JPH08247726 A JP H08247726A JP 5227495 A JP5227495 A JP 5227495A JP 5227495 A JP5227495 A JP 5227495A JP H08247726 A JPH08247726 A JP H08247726A
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- light source
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- receiving sensor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 測定対象物の寸法のみならず、光路方向の位
置も測定可能な寸法測定装置を提供する。 【構成】 投光素子１からの光をレンズ２で平行光にし
て、測定対象物３に照射し、投影部を含む平行光をＣＣ
Ｄイメージセンサ４で受光して出力し、出力信号の明に
相当するレベルの２５％を閾値Ｔｈ1 とし、後尾エッジ
のピーク値より、若干手前の所定の閾値Ｔｈ2 を設定
し、これら閾値Ｔｈ1 、Ｔｈ2 をコンパレータ７、８で
出力信号に適用し、エッジ生成部９で閾値Ｔｈ1 、Ｔｈ
2 間に相当するゲートを生成し、メモリ１１及びＣＰＵ
１３でこのゲートの長さを求め、この長さと寸法から測
定対象物３の光路方向の位置を求める。
置も測定可能な寸法測定装置を提供する。 【構成】 投光素子１からの光をレンズ２で平行光にし
て、測定対象物３に照射し、投影部を含む平行光をＣＣ
Ｄイメージセンサ４で受光して出力し、出力信号の明に
相当するレベルの２５％を閾値Ｔｈ1 とし、後尾エッジ
のピーク値より、若干手前の所定の閾値Ｔｈ2 を設定
し、これら閾値Ｔｈ1 、Ｔｈ2 をコンパレータ７、８で
出力信号に適用し、エッジ生成部９で閾値Ｔｈ1 、Ｔｈ
2 間に相当するゲートを生成し、メモリ１１及びＣＰＵ
１３でこのゲートの長さを求め、この長さと寸法から測
定対象物３の光路方向の位置を求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＣＣＤイメージセン
サ等の一次元受光センサを用いた寸法測定装置に関す
る。
サ等の一次元受光センサを用いた寸法測定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、よく知られたＣＣＤイメージセ
ンサを用いた寸法測定装置は、図１に示すように、投光
素子１から出た光がレンズ２によって平行光にされ、測
定対象物３に照射され、測定対象物の影がＣＣＤイメー
ジセンサ４に投影される。この投影された影の寸法を計
測することにより、その測定対象物３の外形寸法を測定
するものである。
ンサを用いた寸法測定装置は、図１に示すように、投光
素子１から出た光がレンズ２によって平行光にされ、測
定対象物３に照射され、測定対象物の影がＣＣＤイメー
ジセンサ４に投影される。この投影された影の寸法を計
測することにより、その測定対象物３の外形寸法を測定
するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の寸法測
定装置は、測定対象物の外形寸法のみを測定するもので
あり、また、光路と垂直な方向において、測定対象物が
どの位置を通過しているかの検出可能であるが、光路上
の方向で、どの位置にあるかを測定することができない
という問題があった。
定装置は、測定対象物の外形寸法のみを測定するもので
あり、また、光路と垂直な方向において、測定対象物が
どの位置を通過しているかの検出可能であるが、光路上
の方向で、どの位置にあるかを測定することができない
という問題があった。
【０００４】この発明は、上記問題点に着目してなされ
たものであって、測定対象物の寸法のみならず、光路方
向の位置も測定可能な寸法測定装置を提供することを目
的としている。
たものであって、測定対象物の寸法のみならず、光路方
向の位置も測定可能な寸法測定装置を提供することを目
的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】この出願の特許
請求の範囲の請求項１に係る寸法測定装置は、測定対象
物に平行光を照射する投光部と、測定対象物を経て入光
する前記平行光を受光する一次元受光センサと、この一
次元受光センサの出力信号を２値化して、２値化信号の
変化するエッジ部分より、測定対象物の寸法を測定する
手段と、前記一次元受光センサの出力信号の所定値から
ピークまでの区間長さを検出し、これにより測定対象物
の光路方向の位置を算出手段とを、備えている。
請求の範囲の請求項１に係る寸法測定装置は、測定対象
物に平行光を照射する投光部と、測定対象物を経て入光
する前記平行光を受光する一次元受光センサと、この一
次元受光センサの出力信号を２値化して、２値化信号の
変化するエッジ部分より、測定対象物の寸法を測定する
手段と、前記一次元受光センサの出力信号の所定値から
ピークまでの区間長さを検出し、これにより測定対象物
の光路方向の位置を算出手段とを、備えている。
【０００６】この寸法測定装置では、投光部より平行光
が測定対象物に照射され、これによって生じる測定対象
物の影が、一次元受光センサに投影してできる明と暗の
レベルの相違する一次元受光センサの出力信号を２値化
する。この２値化された出力信号のエッジ検出により測
定対象物の寸法を求めるとともに、光回折による出力信
号のなまりによる波形振動を利用して、出力信号の後尾
のエッジ部分所定値からピーク値までの、区間長さを求
めて、光路方向の位置を求める。
が測定対象物に照射され、これによって生じる測定対象
物の影が、一次元受光センサに投影してできる明と暗の
レベルの相違する一次元受光センサの出力信号を２値化
する。この２値化された出力信号のエッジ検出により測
定対象物の寸法を求めるとともに、光回折による出力信
号のなまりによる波形振動を利用して、出力信号の後尾
のエッジ部分所定値からピーク値までの、区間長さを求
めて、光路方向の位置を求める。
【０００７】また、請求項２に係る寸法測定装置は、点
光源である第１の光源よりの光を平行光にして測定対象
物に照射するか、前記点光源より大きな発光領域を持つ
第２の光源よりの光を平行光にして測定対象物に照射す
る投光部と、測定対象物を経て入光する前記平行光を受
光する一次元受光センサと、前記第１の光源よりの光を
受光した時の一次元受光センサの出力信号を２値化し
て、２値化信号の変化するエッジ部分より、測定対象物
の寸法を測定する手段と、前記第２の光源よりの光を受
光した時の前記一次元受光センサの出力信号の所定の一
定値より暗レベル方向へ変化する点、及び暗レベルから
明レベルへの上昇で、所定の一定値に変化する点を抽出
し、この変化点の区間長さと前記測定対象物の寸法より
測定対象物の光路方向の位置を算出する手段と、を備え
ている。
光源である第１の光源よりの光を平行光にして測定対象
物に照射するか、前記点光源より大きな発光領域を持つ
第２の光源よりの光を平行光にして測定対象物に照射す
る投光部と、測定対象物を経て入光する前記平行光を受
光する一次元受光センサと、前記第１の光源よりの光を
受光した時の一次元受光センサの出力信号を２値化し
て、２値化信号の変化するエッジ部分より、測定対象物
の寸法を測定する手段と、前記第２の光源よりの光を受
光した時の前記一次元受光センサの出力信号の所定の一
定値より暗レベル方向へ変化する点、及び暗レベルから
明レベルへの上昇で、所定の一定値に変化する点を抽出
し、この変化点の区間長さと前記測定対象物の寸法より
測定対象物の光路方向の位置を算出する手段と、を備え
ている。
【０００８】この寸法測定装置では、点光源である第１
の光源、例えばレーザダイオードからの光が平行光とし
て、測定対象物に照射され、これによって生じる測定対
象物の影が一次元受光センサに投影してできる明と暗の
レベルの相違する一次元受光センサの出力信号を２値化
する。この２値化された出力信号のエッジ検出により測
定対象物の寸法を求める。また、第１の光源よりも発光
領域の広い第２の光源、例えば発光ダイオードから光を
平行光として測定対象物に照射する。測定対象物の影の
部分に光回折による回り込みにより、一次元受光センサ
より出力される信号になまりが生じる。なまり具合は、
光路方向の測定対象物の位置に相関するので、エッジと
エッジの区間長さを求めることによって、エッジの区間
長さと測定対象物の寸法とから測定対象物の光路方向の
位置が測定できる。
の光源、例えばレーザダイオードからの光が平行光とし
て、測定対象物に照射され、これによって生じる測定対
象物の影が一次元受光センサに投影してできる明と暗の
レベルの相違する一次元受光センサの出力信号を２値化
する。この２値化された出力信号のエッジ検出により測
定対象物の寸法を求める。また、第１の光源よりも発光
領域の広い第２の光源、例えば発光ダイオードから光を
平行光として測定対象物に照射する。測定対象物の影の
部分に光回折による回り込みにより、一次元受光センサ
より出力される信号になまりが生じる。なまり具合は、
光路方向の測定対象物の位置に相関するので、エッジと
エッジの区間長さを求めることによって、エッジの区間
長さと測定対象物の寸法とから測定対象物の光路方向の
位置が測定できる。
【０００９】また、請求項３に係る寸法測定装置は、点
光源である第１の光源よりの光を平行光にして測定対象
物に照射するか、前記点光源より大きな発光領域を持つ
第２の光源よりの光を平行光にして測定対象物に照射す
る投光部と、測定対象物を経て入光する前記平行光を受
光する一次元受光センサと、前記第１の光源よりの光を
受光した時の一次元受光センサの出力信号を２値化し
て、２値化信号の変化するエッジ部分より、測定対象物
の寸法を測定する手段と、前記第２の光源よりの光を受
光した時の前記一次元受光センサの出力信号に対し、所
定の閾値を適用して、この閾値と出力信号の交叉する点
間の区間長さを検出し、この区間長さと前記測定対象物
の寸法より測定対象物の光路方向の位置する算出手段
と、を備えている。
光源である第１の光源よりの光を平行光にして測定対象
物に照射するか、前記点光源より大きな発光領域を持つ
第２の光源よりの光を平行光にして測定対象物に照射す
る投光部と、測定対象物を経て入光する前記平行光を受
光する一次元受光センサと、前記第１の光源よりの光を
受光した時の一次元受光センサの出力信号を２値化し
て、２値化信号の変化するエッジ部分より、測定対象物
の寸法を測定する手段と、前記第２の光源よりの光を受
光した時の前記一次元受光センサの出力信号に対し、所
定の閾値を適用して、この閾値と出力信号の交叉する点
間の区間長さを検出し、この区間長さと前記測定対象物
の寸法より測定対象物の光路方向の位置する算出手段
と、を備えている。
【００１０】この寸法測定装置も、点光源である第１の
光源（レーザダイオード）からの光を平行光にして測定
対象物に照射され、この平行光が一次元受光センサで受
光され、出力信号を信号処理して、測定対象物の寸法を
測定する。また、第１の光源よりも発光領域の広い第２
の光源（発光ダイオード）からの光を平行光として測定
対象物に照射する。測定対象物の影の部分に光回折によ
る回り込みにより、一次元受光センサより出力される信
号になまりが生じる。なまり具合は、上述のように、光
路方向の測定対象物の位置に相関するので、エッジとエ
ッジの区間長さを求めるが、なまりによりエッジが検出
しにくいので、所定の閾値を設定し、この閾値と出力信
号の交叉する点間の区間長さを検出し、この区間長さと
測定対象物の寸法により、光路方向の測定対象物の位置
を算出している。
光源（レーザダイオード）からの光を平行光にして測定
対象物に照射され、この平行光が一次元受光センサで受
光され、出力信号を信号処理して、測定対象物の寸法を
測定する。また、第１の光源よりも発光領域の広い第２
の光源（発光ダイオード）からの光を平行光として測定
対象物に照射する。測定対象物の影の部分に光回折によ
る回り込みにより、一次元受光センサより出力される信
号になまりが生じる。なまり具合は、上述のように、光
路方向の測定対象物の位置に相関するので、エッジとエ
ッジの区間長さを求めるが、なまりによりエッジが検出
しにくいので、所定の閾値を設定し、この閾値と出力信
号の交叉する点間の区間長さを検出し、この区間長さと
測定対象物の寸法により、光路方向の測定対象物の位置
を算出している。
【００１１】
【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに詳細
に説明する。図１は、この発明が実施される寸法測定装
置の検出部の原理的構成を示す図である。投光素子１か
ら出た光は、レンズ２によって平行光とされ、測定対象
物３に照射され、測定対象物３の影がＣＣＤイメージセ
ンサ４に投影される。ＣＣＤイメージセンサ４より出力
される出力信号は、影により明、暗に応じたレベルを持
つ信号であり、この出力信号を信号処理部で所定の閾値
により２値化し、２値化信号のエッジを検出することに
より、測定対象物３の寸法を測定できる。
に説明する。図１は、この発明が実施される寸法測定装
置の検出部の原理的構成を示す図である。投光素子１か
ら出た光は、レンズ２によって平行光とされ、測定対象
物３に照射され、測定対象物３の影がＣＣＤイメージセ
ンサ４に投影される。ＣＣＤイメージセンサ４より出力
される出力信号は、影により明、暗に応じたレベルを持
つ信号であり、この出力信号を信号処理部で所定の閾値
により２値化し、２値化信号のエッジを検出することに
より、測定対象物３の寸法を測定できる。
【００１２】この実施例寸法測定装置は、上述のよう
に、測定対象物３の寸法を測定するほか、図２に示すよ
うに、ＣＣＤイメージセンサ４から光路方向で測定対象
物までの距離ｌ（例：ｌ1 、ｌ2 、ｌ3 等）を測定でき
る。以下、この距離ｌを測定する方法について説明す
る。図３の（ｂ）に示すように、ＣＣＤイメージセンサ
４の出力は、測定対象物３の影の部分の強度が小さく、
それ以外の部分が光強度が大（１とする）となる。ただ
し、境界（エッジ）では、回折により、光強度が振動形
となり、１より大きくなる部分がある。このエッジの後
尾側を拡大したのが図３の（ａ）であり、この波形にお
いて、光強度が通常の２５％となるところと、光強度が
最大となるピーク点との間隔をｘとすると、このｘは、 ｘ＝ルート（２／λｌ）となる。
に、測定対象物３の寸法を測定するほか、図２に示すよ
うに、ＣＣＤイメージセンサ４から光路方向で測定対象
物までの距離ｌ（例：ｌ1 、ｌ2 、ｌ3 等）を測定でき
る。以下、この距離ｌを測定する方法について説明す
る。図３の（ｂ）に示すように、ＣＣＤイメージセンサ
４の出力は、測定対象物３の影の部分の強度が小さく、
それ以外の部分が光強度が大（１とする）となる。ただ
し、境界（エッジ）では、回折により、光強度が振動形
となり、１より大きくなる部分がある。このエッジの後
尾側を拡大したのが図３の（ａ）であり、この波形にお
いて、光強度が通常の２５％となるところと、光強度が
最大となるピーク点との間隔をｘとすると、このｘは、 ｘ＝ルート（２／λｌ）となる。
【００１３】 ただし、λ：波長、ｌ：測定対象物の位置 ここで、ｘが既知であれば、 ｌ＝Ｃ・ｘ2 ただし、ｃ：定数 で、測定対象物の位置が算出できる。実施例寸法測定装
置は、受光の出力信号より２５％レベルと、ピーク部分
を検出し、距離ｘをカウントして、このｘから、測定対
象物の位置ｌを求めている。
置は、受光の出力信号より２５％レベルと、ピーク部分
を検出し、距離ｘをカウントして、このｘから、測定対
象物の位置ｌを求めている。
【００１４】図４は、回折による受光信号強度のシュミ
レーション結果を示す図である。図中において、実線は
測定対象物の位置がＣＣＤイメージセンサに近い場合、
破線は中間、一点鎖線は遠い位置の場合をそれぞれ示し
ている。実施例寸法測定装置では、先ず、受光信号を閾
値Ｔｈ１（通常光強度の２５％）で２値化し（図７参
照）、また、光強度のピークのアドレスを得るのが困難
なため、ピークより少し下がった点に、閾値Ｔｈ2 を設
定する。閾値Ｔｈ2 での立上がり点ｅ2 と立下がり点ｅ
3 の中央にピークがあると仮定する（図７参照）。この
閾値Ｔｈ1 と受光出力の比較、閾値Ｔｈ2 と受光出力の
比較出力により、図７に示す位置測定用ゲートの幅ｘを
求め、この幅ｘより、ｌ＝Ｃ・ｘ2 を算出し、測定対象
物の位置を求める。
レーション結果を示す図である。図中において、実線は
測定対象物の位置がＣＣＤイメージセンサに近い場合、
破線は中間、一点鎖線は遠い位置の場合をそれぞれ示し
ている。実施例寸法測定装置では、先ず、受光信号を閾
値Ｔｈ１（通常光強度の２５％）で２値化し（図７参
照）、また、光強度のピークのアドレスを得るのが困難
なため、ピークより少し下がった点に、閾値Ｔｈ2 を設
定する。閾値Ｔｈ2 での立上がり点ｅ2 と立下がり点ｅ
3 の中央にピークがあると仮定する（図７参照）。この
閾値Ｔｈ1 と受光出力の比較、閾値Ｔｈ2 と受光出力の
比較出力により、図７に示す位置測定用ゲートの幅ｘを
求め、この幅ｘより、ｌ＝Ｃ・ｘ2 を算出し、測定対象
物の位置を求める。
【００１５】実施例寸法測定装置の信号処理部は、図５
に示すように、ＣＣＤイメージセンサ４を駆動するクロ
ック源６と、ＣＣＤイメージセンサ４からの受光信号と
閾値信号Ｔｈ1 を入力に受けて比較するコンパレータ７
と、受光信号と閾値信号Ｔｈ 2 とを比較するコンパレー
タ８と、コンパレータ７、８からの信号を受けて、エッ
ジを生成するエッジ生成部９と、クロック源６からのク
ロック信号をカウントするカウンタ１０と、コンパレー
タ７、８の出力の変化時をエッジとして、カウンタ１０
のカウント値を記憶するメモリ１１と、アドレスカウン
タ１２と、寸法位置を算出するためのＣＰＵ１３を備え
ている。
に示すように、ＣＣＤイメージセンサ４を駆動するクロ
ック源６と、ＣＣＤイメージセンサ４からの受光信号と
閾値信号Ｔｈ1 を入力に受けて比較するコンパレータ７
と、受光信号と閾値信号Ｔｈ 2 とを比較するコンパレー
タ８と、コンパレータ７、８からの信号を受けて、エッ
ジを生成するエッジ生成部９と、クロック源６からのク
ロック信号をカウントするカウンタ１０と、コンパレー
タ７、８の出力の変化時をエッジとして、カウンタ１０
のカウント値を記憶するメモリ１１と、アドレスカウン
タ１２と、寸法位置を算出するためのＣＰＵ１３を備え
ている。
【００１６】メモリ１１の記憶内容が図６に示すもので
あるとすると、ＣＰＵ１３は、メモリ１１をアクセスし
て、次式よりｘを算出する。 ｘ＝（ｅ2 のエッジアドレス＋ｅ3 のエッジのアドレ
ス）／２−ｅ1 のエッジのアドレス 図８は、この発明が実施される他の寸法測定装置の検出
部の原理的構成を示す図である。この寸法測定装置で
は、図８の（ａ）に示すように、上側から見て、ＬＥＤ
（発光ダイオード）２１と、ＬＤ（レーザダイオード）
２２が並設されている。ここでは、ＬＤ２２を光軸上に
配置しているが、これら２つの素子ＬＥＤ２１、ＬＤ２
２を光軸の近くに配置すればよい。ＬＥＤ２１をＣＣＤ
イメージセンサ２５のスキャンニングに同期して、発光
させる。両素子を同一スキャン内に発光させることはな
い。
あるとすると、ＣＰＵ１３は、メモリ１１をアクセスし
て、次式よりｘを算出する。 ｘ＝（ｅ2 のエッジアドレス＋ｅ3 のエッジのアドレ
ス）／２−ｅ1 のエッジのアドレス 図８は、この発明が実施される他の寸法測定装置の検出
部の原理的構成を示す図である。この寸法測定装置で
は、図８の（ａ）に示すように、上側から見て、ＬＥＤ
（発光ダイオード）２１と、ＬＤ（レーザダイオード）
２２が並設されている。ここでは、ＬＤ２２を光軸上に
配置しているが、これら２つの素子ＬＥＤ２１、ＬＤ２
２を光軸の近くに配置すればよい。ＬＥＤ２１をＣＣＤ
イメージセンサ２５のスキャンニングに同期して、発光
させる。両素子を同一スキャン内に発光させることはな
い。
【００１７】ＬＤ２２を発光させた場合は、図８の
（ｂ）に示すように、ＣＣＤイメージセンサ２５上の測
定対象物２４の影は、コントラストのはっきりした信号
となる。この信号より、信号処理部（図１１参照）で測
定対象物２４の寸法を測定する。また、ＬＥＤ２１を発
光させた場合は、図８の（ｃ）に示すように、ＣＣＤイ
メージセンサ２５上の測定対象物２４の影は、コントラ
ストの悪い信号となる。これはＬＥＤの発光部が大きさ
を持ち、完全な点光源でないため、完全な平行光となら
ず、測定対象物の影がボケるためである。
（ｂ）に示すように、ＣＣＤイメージセンサ２５上の測
定対象物２４の影は、コントラストのはっきりした信号
となる。この信号より、信号処理部（図１１参照）で測
定対象物２４の寸法を測定する。また、ＬＥＤ２１を発
光させた場合は、図８の（ｃ）に示すように、ＣＣＤイ
メージセンサ２５上の測定対象物２４の影は、コントラ
ストの悪い信号となる。これはＬＥＤの発光部が大きさ
を持ち、完全な点光源でないため、完全な平行光となら
ず、測定対象物の影がボケるためである。
【００１８】また、このボケかたは、図９、図１０に示
すように、測定対象物２４とＣＣＤイメージセンサ２５
の距離に依存する。位置（距離）ｌが小さければ、ボケ
の少ない信号となり、ｌが大きくなればボケた受光信号
となる。また、ＬＥＤ２１の発光径ａと、レンズの焦点
距離ｆによって定まる角度θ＝ｔａｎ-1（ａ／２ｆ）を
用いると、影の両端の長さｘは、ｘ＝ｄ＋２ｌ＊ｔａｎ
θで求まる。
すように、測定対象物２４とＣＣＤイメージセンサ２５
の距離に依存する。位置（距離）ｌが小さければ、ボケ
の少ない信号となり、ｌが大きくなればボケた受光信号
となる。また、ＬＥＤ２１の発光径ａと、レンズの焦点
距離ｆによって定まる角度θ＝ｔａｎ-1（ａ／２ｆ）を
用いると、影の両端の長さｘは、ｘ＝ｄ＋２ｌ＊ｔａｎ
θで求まる。
【００１９】したがって、ＬＤ２２を投光した時の影の
長さｄ、ＬＥＤ２１を投光した時の影の長さｘより、Ｃ
ＣＤイメージセンサ２５から測定対象物２４までの距離
（位置）ｌを算出することができる。 ｌ＝（ｘ−ｄ）／ｃ ただし、ｃ：光学系で決まる定数、ｃ＝２×ｔａｎθ この実施例寸法測定装置の信号処理部２６は、図１１に
示すように、ＣＣＤイメージセンサ２５を駆動するクロ
ック源２７と、ＣＣＤイメージセンサ２５の受光出力と
閾値信号Ｔｈ（ＬＥＤ）を受けて比較するコンパレータ
２８と、ＣＣＤイメージセンサ２５の受光信号と閾値信
号Ｔｈ（ＬＤ）を受けて比較するコンパレータ２９と、
コンパレータ２８、２９の出力に応答して、それぞれゲ
ートを生成するゲート生成部３０、３１と、クロック源
２７からのクロック信号を受け、ゲート生成部３０、３
１より出力されるゲート信号のゲート期間だけ、それぞ
れカウントするカウンタ３２、３３と、カウンタ３２、
３３のカウント内容を受けて、測定対象物の位置を算出
するＣＰＵ３４とを備えている。
長さｄ、ＬＥＤ２１を投光した時の影の長さｘより、Ｃ
ＣＤイメージセンサ２５から測定対象物２４までの距離
（位置）ｌを算出することができる。 ｌ＝（ｘ−ｄ）／ｃ ただし、ｃ：光学系で決まる定数、ｃ＝２×ｔａｎθ この実施例寸法測定装置の信号処理部２６は、図１１に
示すように、ＣＣＤイメージセンサ２５を駆動するクロ
ック源２７と、ＣＣＤイメージセンサ２５の受光出力と
閾値信号Ｔｈ（ＬＥＤ）を受けて比較するコンパレータ
２８と、ＣＣＤイメージセンサ２５の受光信号と閾値信
号Ｔｈ（ＬＤ）を受けて比較するコンパレータ２９と、
コンパレータ２８、２９の出力に応答して、それぞれゲ
ートを生成するゲート生成部３０、３１と、クロック源
２７からのクロック信号を受け、ゲート生成部３０、３
１より出力されるゲート信号のゲート期間だけ、それぞ
れカウントするカウンタ３２、３３と、カウンタ３２、
３３のカウント内容を受けて、測定対象物の位置を算出
するＣＰＵ３４とを備えている。
【００２０】この実施例装置において、ＬＥＤ２１を投
光した時は、ＣＣＤイメージセンサ２５の出力を閾値Ｔ
ｈ（ＬＥＤ）とコンパレータ２８により比較する。この
コンパレータ２８の出力でゲートを発生し、影の長さｘ
は、クロック源２７からのクロックをカウンタ３２でカ
ウントすることにより求まる。また、ＬＤ２２を投光し
た時も同様に、ＣＣＤイメージセンサ２５の出力信号を
閾値Ｔｈ（ＬＤ）でコンパレータ２９により比較し、こ
のコンパレータ２９の出力に応答して、ゲート生成部３
１がゲート信号を生成し、カウンタ２３はゲート信号の
ゲート期間にわたり、クロック源２７よりのクロックを
カウントし、影の長さｄを求める。ＣＰＵ３４では、カ
ウンタ３２のカウント値ｘと、カウンタ３３のカウント
値ｄとにより、測定対象物２４の位置ｌを求める。
光した時は、ＣＣＤイメージセンサ２５の出力を閾値Ｔ
ｈ（ＬＥＤ）とコンパレータ２８により比較する。この
コンパレータ２８の出力でゲートを発生し、影の長さｘ
は、クロック源２７からのクロックをカウンタ３２でカ
ウントすることにより求まる。また、ＬＤ２２を投光し
た時も同様に、ＣＣＤイメージセンサ２５の出力信号を
閾値Ｔｈ（ＬＤ）でコンパレータ２９により比較し、こ
のコンパレータ２９の出力に応答して、ゲート生成部３
１がゲート信号を生成し、カウンタ２３はゲート信号の
ゲート期間にわたり、クロック源２７よりのクロックを
カウントし、影の長さｄを求める。ＣＰＵ３４では、カ
ウンタ３２のカウント値ｘと、カウンタ３３のカウント
値ｄとにより、測定対象物２４の位置ｌを求める。
【００２１】図１２は、閾値の設定を示したもので、図
１２の（ａ）はＬＥＤの投影時の閾値であり、光強度Ｒ
（０＜Ｒ＜１）のところにＴｈ（ＬＥＤ）を設定する。
これは、影の両端の長さを求めるのが困難なため、少
し、受光信号が小さくなったところに、閾値をひくため
である。この場合の影の長さは、ｘ’＝ｄ＋Ｒ＊２ｌ×
ｔａｎθとなるが、位置ｌを求める手順は同様である。
１２の（ａ）はＬＥＤの投影時の閾値であり、光強度Ｒ
（０＜Ｒ＜１）のところにＴｈ（ＬＥＤ）を設定する。
これは、影の両端の長さを求めるのが困難なため、少
し、受光信号が小さくなったところに、閾値をひくため
である。この場合の影の長さは、ｘ’＝ｄ＋Ｒ＊２ｌ×
ｔａｎθとなるが、位置ｌを求める手順は同様である。
【００２２】また、図１２の（ｂ）は、ＬＤの投光時の
閾値であり、閾値をＴｈ（ＬＤ）と設定することによ
り、受光信号のエッジを検出し、測定対象物の寸法を測
定する。
閾値であり、閾値をＴｈ（ＬＤ）と設定することによ
り、受光信号のエッジを検出し、測定対象物の寸法を測
定する。
【００２３】
【発明の効果】この発明によれば、光回折による一次元
受光センサへの入光強度が影の部分でボケるのを利用し
ているので、測定対象物の寸法のみならず、光路方向の
位置も同様に測定可能である。そのため、測定対象物を
精度の高い領域へ移動することができ、測定精度が向上
する。位置により、寸法の補正ができるため、精度が向
上するという効果も得られる。
受光センサへの入光強度が影の部分でボケるのを利用し
ているので、測定対象物の寸法のみならず、光路方向の
位置も同様に測定可能である。そのため、測定対象物を
精度の高い領域へ移動することができ、測定精度が向上
する。位置により、寸法の補正ができるため、精度が向
上するという効果も得られる。
【図１】この発明が実施される寸法測定装置の検出部の
原理的構成を示す図である。
原理的構成を示す図である。
【図２】同実施例寸法測定装置で光路方向の測定対象物
の位置の測定を説明する図である。
の位置の測定を説明する図である。
【図３】同実施例寸法測定装置におけるＣＣＤイメージ
センサの出力と、光路方向の測定対象物の位置測定原理
を説明する図である。
センサの出力と、光路方向の測定対象物の位置測定原理
を説明する図である。
【図４】測定面上の位置と光強度との関係を説明する図
である。
である。
【図５】実施例寸法測定装置の信号処理部の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図６】同信号処理部内のメモリの記憶内容を説明する
図である。
図である。
【図７】実施例寸法測定装置における測定動作を説明す
るためのタイムチャートである。
るためのタイムチャートである。
【図８】この発明が実施される他の寸法測定装置の検出
部の原理的構成を説明する図である。
部の原理的構成を説明する図である。
【図９】同実施例寸法測定装置のＬＥＤの発光径、角度
θ、位置ｌの関係を説明する図である。
θ、位置ｌの関係を説明する図である。
【図１０】同実施例装置での測定対象物の位置と、ＣＣ
Ｄイメージセンサ出力信号との関係を説明する図であ
る。
Ｄイメージセンサ出力信号との関係を説明する図であ
る。
【図１１】同実施例寸法測定装置の信号処理部の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図１２】同実施例寸法測定装置の閾値を説明する図で
ある。
ある。
１ 投光素子 ２ レンズ ３ 測定対象物 ４ ＣＣＤイメージセンサ ７、８ コンパレータ ９ エッジ生成部 １１ メモリ １３ ＣＰＵ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 富省 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】測定対象物に平行光を照射する投光部と、 測定対象物を経て入光する前記平行光を受光する一次元
受光センサと、 この一次元受光センサの出力信号を２値化して、２値化
信号の変化するエッジ部分より、測定対象物の寸法を測
定する手段と、 前記一次元受光センサの出力信号の所定値からピークま
での区間長さを検出し、これにより測定対象物の光路方
向の位置を算出する算出手段とを、 備えた寸法測定装置。 - 【請求項２】点光源である第１の光源よりの光を平行光
にして測定対象物に照射するか、前記点光源より大きな
発光領域を持つ第２の光源よりの光を平行光にして測定
対象物に照射する投光部と、 測定対象物を経て入光する前記平行光を受光する一次元
受光センサと、 前記第１の光源よりの光を受光した時の一次元受光セン
サの出力信号を２値化して、２値化信号の変化するエッ
ジ部分より、測定対象物の寸法を測定する手段と、 前記第２の光源よりの光を受光した時の前記一次元受光
センサの出力信号の所定の一定値より暗レベル方向へ変
化する点、及び暗レベルから明レベルへの上昇で、所定
の一定値に変化する点を抽出し、この変化点の区間長さ
と前記測定対象物の寸法より測定対象物の光路方向の位
置を算出する算出手段と、 を備えた寸法測定装置。 - 【請求項３】点光源である第１の光源よりの光を平行光
にして測定対象物に照射するか、前記点光源より大きな
発光領域を持つ第２の光源よりの光を平行光にして測定
対象物に照射する投光部と、 測定対象物を経て入光する前記平行光を受光する一次元
受光センサと、 前記第１の光源よりの光を受光した時の一次元受光セン
サの出力信号を２値化して、２値化信号の変化するエッ
ジ部分より、測定対象物の寸法を測定する手段と、 前記第２の光源よりの光を受光した時の前記一次元受光
センサの出力信号に対し、所定の閾値を適用して、この
閾値と出力信号の交叉する点間の区間長さを検出し、こ
の区間長さと前記測定対象物の寸法より測定対象物の光
路方向の位置を算出する算出手段と、 を備えた寸法測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5227495A JPH08247726A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 寸法測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5227495A JPH08247726A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 寸法測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08247726A true JPH08247726A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12910212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5227495A Pending JPH08247726A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 寸法測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08247726A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007064733A (ja) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Yamatake Corp | エッジ検出装置 |
| CN1308654C (zh) * | 2002-11-28 | 2007-04-04 | 株式会社山武 | 位置检测方法及位置检测装置 |
| JP2007232489A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Kyushu Institute Of Technology | レーザ光を用いた精密工具測定方法及びシステム |
| JP2009150865A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-07-09 | Waida Seisakusho:Kk | エッジ検出方法、エッジ検出装置及びこれを用いた工作機械 |
| JP2014006134A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Keyence Corp | 光学測定装置 |
| EP3421928A1 (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-02 | Mitutoyo Corporation | Optical measuring device |
| EP4147631A1 (en) * | 2011-07-09 | 2023-03-15 | Gauss Surgical, Inc. | System for determining and method for estimating extracorporeal blood volume in a portion of a physical sample |
| CN116358417A (zh) * | 2023-03-01 | 2023-06-30 | 钛玛科（北京）工业科技有限公司 | 一种通过菲涅尔衍射原理判断物体边沿位置的装置及方法 |
| US11783503B2 (en) | 2011-07-09 | 2023-10-10 | Gauss Surgical Inc. | Systems and method for estimating extracorporeal blood volume in a physical sample |
| US11836915B2 (en) | 2012-05-14 | 2023-12-05 | Gauss Surgical Inc. | System and method for estimating a quantity of a blood component in a fluid canister |
-
1995
- 1995-03-13 JP JP5227495A patent/JPH08247726A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10724847B2 (en) | 2017-06-30 | 2020-07-28 | Mitutoyo Corporation | Optical measuring device |
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