JPH09138115A - 走査型光学式寸法測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カウンタをいたずらに増やすことなく簡易な
回路構成で透明な材質でできたワークの寸法および真直
度測定を可能とする光学式寸法測定装置を提供する。 【解決手段】 各走査期間中の検出信号に生じる第２回
目以降且つ偶数回目の立ち上がりエッジから次の立ち上
がりエッジまたは各走査期間の最後まで前記クロックパ
ルスのカウントを行うカウンタＧ１と、第３回目以降且
つ奇数回目の立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッ
ジまたは各走査期間の最後まで前記クロックパルスのカ
ウントを行うカウンタＧ２と、第２回目以降且つ偶数回
目の立ち下がりエッジから次の立ち下がりエッジまたは
各走査期間の最後まで前記クロックパルスのカウントを
行うカウンタＥ１と、第３回目以降且つ奇数回目の立ち
下がりエッジから次の立ち下がりエッジまたは各走査期
間の最後まで前記クロックパルスのカウントを行うカウ
ンタＥ２と、を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平行ビームを繰り
返し走査すると共にワークに照射して得られる各走査期
間中の検出信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエ
ッジを捕えて、ワークの寸法等を測定可能な走査型の光
学式寸法測定装置に関する。

【０００２】

【背景技術】レーザビームを一定速度で平行に繰り返し
走査して測定対象物（ワーク）に照射し、このワークの
後側で検出した明暗パターン（検出信号）からワークの
寸法を測定する走査型の光学式測定装置がある。この種
の測定装置の測定原理は、レーザビームを平行に走査し
てワークによってこのビームがさえぎられ、ワークの後
側に配置されたレーザビームを検出するセンサーにレー
ザビームが到達しなかった時間をカウント、より具体的
にはその間にクロック回路から出力された極めて高速な
周期のクロックパルスの数をカウントして、このカウン
ト値をマイクロコンピュータにより長さに換算してワー
クの寸法を求めている。

【０００３】一般的には図８に示す通り、上記のワーク
の寸法に対応した時間をカウントするために、エッジ検
出回路により検出信号の立ち上がりエッジと立ち下がり
エッジの両方を検出する。次に検出した夫々のエッジ位
置から別々のカウンタ、つまりａの位置からカウンタＣ
１、ｂの位置からカウンタＣ２、ｉの位置からカウンタ
Ｃ３、ｊの位置からカウンタＣ４のカウント動作を開始
させる。ここで夫々のカウンタがカウントするのはクロ
ック回路から出力される一定周期で極めて高速なクロッ
クパルスの数である。このクロックパルスの数を夫々の
エッジ位置から、レーザビームの走査１回毎に走査の最
後に検出されるリセット信号、すなわち図８のｒの位置
までカウントする。この後、カウンタＣ２のカウント値
からカウンタＣ３のカウント値を減ずれば、ワークの寸
法に対応したカウント値を得ることができる。このカウ
ント値を長さに換算することでワークの寸法を求めるこ
とができる。以降説明の便宜上、図８に示す通り検出信
号を３つの部分に分け、それぞれセグメント１、セグメ
ント２、セグメント３とする。セグメント１とセグメン
ト３はワークが存在しない部分であり、セグメント２は
ワークが存在する部分である。

【０００４】この光学式寸法測定装置は上記のセグメン
ト２を測定対象とする単なるワークの寸法測定以外に、
比較的細長いワークについてその長手方向に複数箇所を
測定することで真直度も測定可能である。例えば前記セ
グメント１とセグメント３の計測を図７に示すような細
長いパイプ状のワーク８０について行えば真直度を容易
に計測可能である。すなわち図７においてワークの長手
方向に沿って適当な間隔で測定位置をずらし、少なくと
も３箇所以上で測定を行い、上記のセグメント１とセグ
メント３に対応する７０ａ，７１ａ，７０ｂ，７１ｂ，
７０ｃ，７１ｃの寸法を測定する。このセグメント１ま
たはセグメント３の測定結果からワークの真直度を容易
に計測可能である。この真直度計測には１台の光学式寸
法測定装置でも当然測定できるが、また複数台ある場合
は、それぞれを適当な間隔で配置してワークの複数箇所
におけるセグメント１とセグメント３が同時に測定可能
であり、真直度を瞬時に計測することが可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図６（ａ）に示すよう
にワークが通常の金属等の不透明体であれば４９ａのよ
うな明瞭な検出信号の波形が得られ、前記に示した通り
寸法測定または真直度測定が可能である。ここで、受光
素子２６が検出した信号はアンプ４８において増幅され
ると共に予め設定された適当な閾値をもとにして２値化
されて出力されている。

【０００６】しかしながらワークがガラスやシリコン樹
脂等の透明または半透明な材質でできている場合は、レ
ーザビームがワークを通過したり、あるいはワークがレ
ンズとして機能してレーザビームを屈折させて予想外の
場所に集光することがしばしば発生する。そのため検出
される検出信号は不規則な波形を示すことがある。

【０００７】例えば、図６（ｂ）に示すような円柱状の
透明な材質でできたワーク２２ａにレーザビームを走査
させると、４９ｂに示すような検出信号の波形が得られ
ることがある。また、図６（ｃ）に示すような角柱状の
透明な材質でできたワーク２２ｂにレーザビームを走査
させると、４９ｃに示すような検出信号の波形が得られ
ることがある。つまりワークにレーザビームが当たって
いる部分でもワークが透明な材質でできている場合は受
光素子２６に規則的あるいは不規則的な信号が発生する
ことがある。このスキャン信号の波形はワークの光の透
過率や形状、レーザビームの進行方向に対する厚み、ワ
ーク表面の曲率等により微妙に変化するため個別のワー
ク毎にどのような波形のスキャン信号が得られるのか、
また、検出信号における立ち上がりエッジの本数、立ち
下がりエッジの本数を予測することも不可能である。従
って透明な材質でできたワークの寸法等を測定するため
には、検出信号中の全ての立ち上がりエッジと全ての立
ち下がりエッジを捕えるため多くのカウンタを用意し
て、夫々のエッジに対応させて別々のカウンタでカウン
トするように回路を構成しなくてはならなかった。

【０００８】しかしこれではカウンタ回路やカウンタ回
路を制御するゲート回路が多数必要になり、回路規模が
大きくなるという問題があった。

【０００９】この問題の対策としてポリゴンミラーの回
転方向を逆転して、平行ビームの走査方向を逆にする光
学式寸法測定装置が提案されている。つまり最初に順方
向にポリゴンミラーを回転させてセグメント１を計測し
て、次に逆方向にポリゴンミラーを回転させてセグメン
ト３側を計測することでセグメント１とセグメント３と
を両方計測可能とする。しかしこの場合、モータを逆転
させることにより精度の劣化、モータを逆回転させるた
めに装置が複雑化する、測定に時間が掛かるなどの問題
があり実用的ではなかった。

【００１０】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は簡易な構成で透明な材質ででき
たワークの寸法および真直度測定を可能とする光学式寸
法測定装置を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、ワークが配置された所定の測定領域を平
行ビームで繰り返し走査すると共に、この測定領域を通
過したビームを受光素子で受光して得られる各走査期間
中の検出信号における立ち上がりエッジまたは立ち下が
りエッジを検出するエッジ検出回路と、一定周期のクロ
ックパルスを出力するクロック回路と、を備えたワーク
の寸法等を測定する走査型光学式寸法測定装置におい
て、前記各走査期間中の検出信号に生じる第２回目以降
且つ偶数回目の立ち上がりエッジから次の立ち上がりエ
ッジまたは各走査期間の最後まで前記クロックパルスの
カウントを行うカウンタＧ１と、前記各走査期間中の検
出信号に生じる第３回目以降且つ奇数回目の立ち上がり
エッジから次の立ち上がりエッジまたは各走査期間の最
後まで前記クロックパルスのカウントを行うカウンタＧ
２と、前記各走査期間中の検出信号に生じる第２回目以
降且つ偶数回目の立ち下がりエッジから次の立ち下がり
エッジまたは各走査期間の最後まで前記クロックパルス
のカウントを行うカウンタＥ１と、前記各走査期間中の
検出信号に生じる第３回目以降且つ奇数回目の立ち下が
りエッジから次の立ち下がりエッジまたは各走査期間の
最後まで前記クロックパルスのカウントを行うカウンタ
Ｅ２と、を備えたことを特徴とする。

【００１２】また、本発明は上記手段に加え、前記各走
査期間中の検出信号に生じる第２回目以降の立ち上がり
エッジから次の立ち上がりエッジまたは各走査期間の最
後まで前記クロックパルスのカウントを行うカウンタＧ
３と、前記各走査期間中の検出信号に生じる第２回目以
降の立ち下がりエッジから次の立ち下がりエッジまたは
各走査期間の最後まで前記クロックパルスのカウントを
行うカウンタＥ３と、を備えることで走査型光学式寸法
測定装置を構成することも可能である。

【００１３】また、本発明は上記手段に加え、前記各走
査期間中の検出信号に生じる第２回目以降且つ偶数回目
の立ち上がりエッジから立ち下がりエッジまで、クロッ
クパルスのカウントを行うカウンタＬ１と、前記検出信
号の第３回目以降で奇数回目の立ち上がりエッジから立
ち下がりエッジまで前記クロックパルスのカウントを行
うカウンタＬ２と、を備えることで走査型光学式寸法測
定装置を構成することも可能である。

【００１４】また、本発明は上記手段に加え、前記各走
査期間中の検出信号に生じる第２回目以降の立ち上がり
エッジから立ち下がりエッジまで前記クロックパルスの
カウントを行うカウンタＬ３を備えることで走査型光学
式寸法測定装置を構成することも可能である。

【００１５】発明者はどのような透明な材質でできたワ
ークでも、レーザビームの走査方向に対してワークの両
端に当たる部分では必ず検出信号の波形は暗を示すこと
を見い出した。この性質を利用して、最初と最後の暗を
示す部分さえ正確に捕えることができれば確実にセグメ
ント１，２，３の寸法測定が可能であると言える。すな
わち、立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを捕え
る度に夫々に対応するカウンタの値をゼロにリセットし
て、その位置から再度カウントを開始すれば最後の立ち
上がりエッジ、立ち下がりエッジを捕えることができる
ようになり、セグメント２およびセグメント３を正確に
カウントできるようになる。従って本発明は従来ほどカ
ウンタの数を増やすことなく、限られた少ないカウンタ
で透明な材質でできたワークについてセグメント１，
２，３，それぞれの寸法を全て測定することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を用いた好適な実施
の形態について図面を用いて説明する。なお、全図中に
おいて同一符号を付したものは同一構成要素を表わして
いる。図５に本発明に係る好適な実施の形態に基づく光
学式寸法測定装置の機能ブロック図を示す。クロック回
路５４から出力される極めて高い周波数のクロックパル
スはモータ同期回路６０とゲート回路５６へ入力されて
いる。クロックパルスに同期した駆動信号がモータ同期
回路６０から出力されてモータドライバ６２へ入力さ
れ、モータドライバ６２によりモータ３０を駆動させて
このモータ３０上のポリゴンミラー１４を回転させる。
一方レーザ電源回路６４からの電源を入力してレーザ光
発生装置１０からレーザ光１２が出力され、ミラー２８
で反射されてポリゴンミラー１４に照射される。レーザ
光１２は回転するポリゴンミラー１４により反射される
とともにレンズ１８を通過して平行な走査光２０とな
る。この走査光２０はワーク２２を含む空間を通過した
後、レンズ２４により集光され受光素子２６に入射され
る。受光素子２６が走査光を受光すると検出信号が出力
され、この検出信号はアンプ４８に入力される。検出信
号はここで増幅されると共に予め設定された信号レベル
で２値化されて矩型波形の検出信号に整形されて出力さ
れる。

【００１７】次にこの検出信号はエッジ検出回路５０へ
入力されて立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジの両方
のエッジが検出される。この立ち上がりエッジ、立ち下
がりエッジの検出信号がゲート回路５６へ入力される
と、このゲート回路５６に入力されているクロックパル
スを多数のカウンタにより構成されているカウンタ回路
５８へ出力すると共にカウンタ回路５８内のどのカウン
タを始動させてクロックパルスをカウントさせるか、あ
るいはどのカウンタのクロックパルスのカウント動作を
停止させるか、あるいはどのカウンタのカウント値をゼ
ロにリセットさせるかを制御する。このようにカウンタ
回路５８内のカウンタがカウントするのはクロック回路
５４から出力されるクロックパルスである。

【００１８】前記ポリゴンミラー１４の回転によりレー
ザ光が走査され、この走査の最後にレーザ光が受光素子
３２へ照射されると、この受光素子３２から出力された
検出信号がリセット回路５２へ入力され、このリセット
回路５２で矩型波形のリセット信号が形成されてゲート
回路５６へ入力される。ゲート回路５６はこのリセット
信号が入力されるとカウンタ回路５８内の全てのカウン
ト動作を停止させると共に前記リセット信号はＣＰＵ４
０にも入力される。ＣＰＵ４０にこのリセット信号が入
力されるとカウンタ回路５８からそれぞれのカウンタ内
の計数値を読み取りワークの寸法値へ換算計算する。求
められた寸法値は入出力回路４４を経て外部の表示装置
あるいは印刷装置等へ出力される。また、このＣＰＵ４
０には換算プログラム等が記憶された記憶装置４６と換
算に必要な定数入力等を行うためのキーボード４２が接
続されている。

【００１９】図１に前記光学式寸法測定装置で透明な材
質のワークを計測したときの各走査期間中の検出信号と
夫々のカウンタの動作を示したチャート図を示す。セグ
メント１とセグメント３はワークが存在しない部分であ
るが、透明な材質のワークが存在する部分のセグメント
２には実際の測定において何本の立ち上がりエッジと立
ち下がりエッジが現われるか分からない。図１乃至図４
では説明の便宜上セグメント２には３本の立ち上がりエ
ッジと立ち下がりエッジがあるものとしているが本発明
はこれに限られるものではない。図１に示す実施の形態
ではカウンタは６個用意されていて、それぞれ説明の便
宜上Ｃ１，Ｃ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｅ１，Ｅ２のラベルを付
して説明する。

【００２０】まず、第１回目の立ち上がりエッジａが検
出されたらカウンタＣ１のカウントを開始させる。次に
第１回目のの立ち下がりエッジｂが検出されたらカウン
タＣ２のカウントを開始させる。次に第２回目の立ち上
がりエッジｃが検出されたらカウンタＧ１のカウントを
開始させる。次に第２回目の立ち下がりエッジｄが検出
されたらカウンタＥ１のカウントを開始させる。次に第
３回目の立ち上がりエッジｅが検出されたらカウンタＧ
１のカウントを停止させて一旦ゼロにリセットすると共
にカウンタＧ２のカウントを開始させる。次に第３回目
の立ち下がりエッジｆが検出されたらカウンタＥ１のカ
ウントを停止させて一旦ゼロにリセットすると共にカウ
ンタＥ２のカウントを開始させる。次に第４回目の立ち
上がりエッジｇが検出されたらカウンタＧ２のカウント
を停止させて一旦ゼロにリセットすると共にカウンタＧ
１のカウントを開始させる。次に第４回目の立ち下がり
エッジｈが検出されたらカウンタＥ２のカウントを停止
させて一旦ゼロにリセットすると共にカウンタＥ１のカ
ウントを開始させる。次に第５回目の立ち上がりエッジ
ｉが検出されたらカウンタＧ１のカウントを停止させて
一旦ゼロにリセットすると共にカウンタＧ２のカウント
を開始させる。次に第５回目の立ち下がりエッジｊが検
出されたらカウンタＥ１のカウントを停止させて一旦ゼ
ロにリセットすると共にカウンタＥ２のカウントを開始
させる。

【００２１】次にリセット信号の立ち上がりエッジｒが
検出されたらカウンタＣ１，Ｃ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｅ１，
Ｅ２全てのカウントを停止させる。そして夫々のカウン
タのカウント値がＣＰＵへ入力されると共にリセット信
号の立ち上がりエッジが検出される直前までカウント動
作していたカウンタがどれであったか、つまり有効なカ
ウンタがどれであるかという情報もゲート回路５６から
ＣＰＵへ読み込まれる。ＣＰＵでは各セグメントの幅に
対応するカウント値を次のように計算する。

【００２２】（セグメント１）＝（カウンタＣ１）ー
（カウンタＣ２） （セグメント２）＝（カウンタＣ２）ー（カウンタＧ１
とカウンタＧ２のうち有効な方） （セグメント３）＝（カウンタＧ１とカウンタＧ２のう
ち有効な方）ー（カウンタＥ１とカウンタＥ２のうち有
効な方） また、図１の場合に限るとセグメント２とセグメント３
は夫々、 （セグメント２）＝（カウンタＣ２）ー（カウンタＧ
２） （セグメント３）＝（カウンタＧ２）ー（カウンタＥ
２） となる。このようにして各セグメントのカウント値が求
められたら、予め設定されている１カウントに対応する
寸法値と掛け算して各セグメントの寸法値を求めること
が可能である。また、前記実施の形態においては検出信
号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの本数をそれ
ぞれ５本に限って説明しているが、それぞれ２本以上で
同数のエッジが存在する場合にも動作可能である。

【００２３】次に図２を用いて前記好適な実施の形態を
改良して４個のカウンタで実施した場合について説明す
る。なおカウンタにはそれぞれ説明の便宜上Ｃ１，Ｃ
２，Ｇ３，Ｅ３のラベルを付して説明する。まず、第１
回目の立ち上がりエッジａが検出されたらカウンタＣ１
のカウントを開始させる。次に第１回目のの立ち下がり
エッジｂが検出されたらカウンタＣ２のカウントを開始
させる。次に第２回目の立ち上がりエッジｃが検出され
たらカウンタＧ３のカウントを開始させる。次に第２回
目の立ち下がりエッジｄが検出されたらカウンタＥ３の
カウントを開始させる。次に第３回目の立ち上がりエッ
ジｅが検出されたらカウンタＧ３を一旦ゼロにリセット
すると共に再度カウンタＧ３のカウントを開始させる。
次に第３回目の立ち下がりエッジｆが検出されたらカウ
ンタＥ３を一旦ゼロにリセットすると共に再度カウンタ
Ｅ３のカウントを開始させる。次に第４回目の立ち上が
りエッジｇが検出されたらカウンタＧ３を一旦ゼロにリ
セットすると共に再度カウンタＧ３のカウントを開始さ
せる。次に第４回目の立ち下がりエッジｈが検出された
らカウンタＥ３を一旦ゼロにリセットすると共に再度カ
ウンタＥ３のカウントを開始させる。次に第５回目の立
ち上がりエッジｉが検出されたらカウンタＧ３を一旦ゼ
ロにリセットすると共に再度カウンタＧ３のカウントを
開始させる。次に第５回目の立ち下がりエッジｊが検出
されたらカウンタＥ３を一旦ゼロにリセットすると共に
再度カウンタＥ３のカウントを開始させる。

【００２４】リセット信号の立ち上がりエッジｒが検出
されたらカウンタＣ１，Ｃ２，Ｇ３，Ｅ３全てのカウン
トを停止させる。そして夫々のカウンタのカウント値と
がＣＰＵへ入力される。ＣＰＵでは各セグメントの幅に
対応するカウント値を次のように計算する。

【００２５】（セグメント１）＝（カウンタＣ１）ー
（カウンタＣ２） （セグメント２）＝（カウンタＣ２）ー（カウンタＧ
３） （セグメント３）＝（カウンタＧ３）ー（カウンタＥ
３） このようにして各セグメントのカウント値が求められた
ら、予め設定されている１カウントに対応する寸法値と
掛け算して各セグメントの寸法値を求めることが可能で
ある。また、前記実施の形態においては検出信号の立ち
上がりエッジと立ち下がりエッジの本数をそれぞれ５本
に限って説明しているが、それぞれ２本以上で同数のエ
ッジが存在する場合にも動作可能である。

【００２６】次に図３を用いて別の好適な実施の形態に
ついて説明する。なおカウンタにはそれぞれ説明の便宜
上Ｌ０１，Ｌ０２，Ｔ，Ｌ１，Ｌ２のラベルを付して説
明する。まず、第１回目の立ち上がりエッジａが検出さ
れたらカウンタＬ０１のカウントを開始させる。次に第
１回目の立ち下がりエッジｂが検出されたらカウンタＬ
０１のカウントを停止させると共にカウンタＴ（図示せ
ず）のカウントを開始させる。次に第２回目の立ち上が
りエッジｃが検出されたらそれまでのカウンタＴのカウ
ント値をカウンタＬ０２に取り込ませカウンタＴのカウ
ントは引き続き行わせると共にカウンタＬ１のカウント
を開始させる。これ以降立ち上がりエッジが検出される
度にそれまでのカウンタＴの値をカウンタＬ０２に取り
込ませる。次に第２回目の立ち下がりエッジｄが検出さ
れたらカウンタＬ１のカウントを停止させる。次に第３
回目の立ち上がりエッジｅが検出されたらそれまでのカ
ウンタＴのカウント値をカウンタＬ０２に取り込ませカ
ウンタＴのカウントは引き続き行わせると共にカウンタ
Ｌ２のカウントを開始させる。次に第３回目の立ち下が
りエッジｆが検出されたらカウンタＬ２のカウントを停
止させる。次に第４回目の立ち上がりエッジｇが検出さ
れたらそれまでのカウンタＴのカウント値をカウンタＬ
０２に取り込ませカウンタＴのカウントは引き続き行わ
せると共にカウンタＬ１を一旦ゼロにリセットしてから
再度カウンタＬ１のカウントを開始させる。次に第４回
目の立ち下がりエッジｈが検出されたらカウンタＬ１の
カウントを停止させる。次に第５回目の立ち上がりエッ
ジｉが検出されたらそれまでのカウンタＴの値をカウン
タＬ０２に取り込ませカウンタＴのカウントは引き続き
行わせると共にカウンタＬ２を一旦ゼロにリセットして
から再度カウンタＬ２のカウントを開始させる。次に第
５回目の立ち下がりエッジｊが検出されたらカウンタＬ
２のカウントを停止させる。

【００２７】リセット信号の立ち上がりエッジｒが検出
されたらカウンタＴのカウントを停止させる。そしてカ
ウンタＬ０１，Ｌ０２，Ｌ１，Ｌ２夫々のカウンタのカ
ウント値がＣＰＵへ入力される。さらにゲート回路５６
からカウンタＬ１とカウンタＬ２のどちらが最後に有効
であったかの情報もＣＰＵへ入力される。次にセグメン
ト１，２，３の幅に対応するカウント値を次のように計
算する。

【００２８】（セグメント１）＝（カウンタＬ０１） （セグメント２）＝（カウンタＬ０２） （セグメント３）＝（カウンタＬ１とカウンタＬ２の有
効な方） このようにして各セグメントのカウント値が求められた
ら、予め設定されている１カウントに対応する寸法値と
掛け算して各セグメントの寸法値を求めることが可能で
ある。また、前記実施の形態においては検出信号の立ち
上がりエッジと立ち下がりエッジの本数をそれぞれ５本
に限って説明しているが、それぞれ２本以上で同数のエ
ッジが存在する場合にも動作可能である。

【００２９】次に図４を用いて別の好適な実施の形態に
ついて説明する。なおカウンタにはそれぞれ説明の便宜
上Ｌ０１，Ｌ０２，Ｔ，Ｌ３のラベルを付して説明す
る。まず、第１回目の立ち上がりエッジａが検出された
らカウンタＬ０１のカウントを開始させる。次に第１回
目のの立ち下がりエッジｂが検出されたらカウンタＬ０
１のカウントを停止させると共にカウンタＴ（図示せ
ず）のカウントを開始させる。次に第２回目の立ち上が
りエッジｃが検出されたらそれまでのカウンタＴのカウ
ント値をカウンタＬ０２に取り込ませカウンタＴのカウ
ントは引き続き行わせると共にカウンタＬ３のカウント
を開始させる。次に第２回目の立ち下がりエッジｄが検
出されたらカウンタＬ３のカウントを停止させる。次に
第３回目の立ち上がりエッジｅが検出されたらそれまで
のカウンタＴのカウント値をカウンタＬ０２に取り込ま
せカウンタＴのカウントは引き続き行わせると共にカウ
ンタＬ３を一旦ゼロにリセットしてから再度カウンタＬ
３のカウントを開始させる。次に第３回目の立ち下がり
エッジｆが検出されたらカウンタＬ３のカウントを停止
させる。次に第４回目の立ち上がりエッジｇが検出され
たらそれまでのカウンタＴのカウント値をカウンタＬ０
２に取り込みませカウンタＴのカウントは引き続き行わ
せると共にカウンタＬ３を一旦ゼロにリセットしてから
再度カウンタＬ３のカウントを開始させる。次に第４回
目の立ち下がりエッジｈが検出されたらカウンタＬ３の
カウントを停止させる。次に第５回目の立ち上がりエッ
ジｉが検出されたらそれまでのカウンタＴのカウント値
をカウンタＬ０２に取り込ませカウンタＴのカウントは
引き続き行わせると共にカウンタＬ３を一旦ゼロにリセ
ットしてから再度カウンタＬ３のカウントを開始させ
る。次に第５回目の立ち下がりエッジｊが検出されたら
カウンタＬ３のカウントを停止させる。

【００３０】リセット信号の立ち上がりエッジｒが検出
されたらカウンタＴのカウントを停止する。そしてカウ
ンタＬ０１，Ｌ０２，Ｌ３夫々のカウンタのカウント値
がＣＰＵへ入力される。次にセグメント１，２，３の幅
に対応するカウント値を次のように計算する。

【００３１】（セグメント１）＝（カウンタＬ０１） （セグメント２）＝（カウンタＬ０２） （セグメント３）＝（カウンタＬ３） このようにして各セグメントのカウント値が求められた
ら、予め設定されている１カウントに対応する寸法値と
掛け算して各セグメントの寸法値を求めることが可能で
ある。また、前記実施の形態においては検出信号の立ち
上がりエッジと立ち下がりエッジの本数をそれぞれ５本
に限って説明しているが、それぞれ２本以上で同数のエ
ッジが存在する場合にも動作可能である。

【００３２】以上、本発明について好適な実施例を挙げ
て説明したが、本発明は、この実施例に限られるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更が可能
である。例えば、上記実施例では、ポリゴンミラーを回
転させて平行ビームを走査するタイプの光学式寸法測定
装置に限って説明したが、ガルバノミラーまたは音叉を
使って平行ビームを走査するタイプの光学式寸法測定装
置においても本発明を実施可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
走査型光学式寸法測定装置において、限られた数のカウ
ンタを有効に使って透明な材質でできたワークの寸法お
よび真直度等を測定可能とする。また、従来、ポリゴン
ミラーを逆回転させて透明な材質でできたワークのセグ
メント１およびセグメント３を計測していたが、本発明
によりポリゴンミラーを逆回転させなくとも計測できる
ようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る各走査期間中の検出信号と各カウ
ンタ回路の動作を示すチャート図である。

【図２】本発明に係る各走査期間中の検出信号と各カウ
ンタ回路の動作を示すチャート図である。

【図３】本発明に係る各走査期間中の検出信号と各カウ
ンタ回路の動作を示すチャート図である。

【図４】本発明に係る各走査期間中の検出信号と各カウ
ンタ回路の動作を示すチャート図である。

【図５】本発明に係る走査型光学式寸法測定機の機能ブ
ロック図である。

【図６】本発明に係る走査型光学式寸法測定機における
ワークと各走査期間中の検出信号の関係を示した図であ
る。

【図７】円柱状ワークの真直度測定における測定箇所を
示した図である。

【図８】従来の走査型光学式寸法測定機における各走査
期間中の検出信号と各カウンタ回路の動作を示すチャー
ト図である。

【符号の説明】

10 レーザ光発生装置 12 レーザ光 14 ポリゴンミラー 18,24 レンズ 22 ワーク 26 受光素子 30 モータ 40 ＣＰＵ 48 アンプ 50 エッジ検出回路 54 クロック回路 58 カウンタ回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークが配置された所定の測定領域を平
   行ビームで繰り返し走査すると共に、この測定領域を通
   過したビームを受光素子で受光して得られる各走査期間
   中の検出信号における立ち上がりエッジまたは立ち下が
   りエッジを検出するエッジ検出回路と、一定周期のクロ
   ックパルスを出力するクロック回路と、を備えたワーク
   の寸法等を測定する走査型光学式寸法測定装置におい
   て、 前記各走査期間中の検出信号に生じる第２回目以降且つ
   偶数回目の立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジ
   または各走査期間の最後まで前記クロックパルスのカウ
   ントを行うカウンタＧ１と、 前記各走査期間中の検出信号に生じる第３回目以降且つ
   奇数回目の立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジ
   または各走査期間の最後まで前記クロックパルスのカウ
   ントを行うカウンタＧ２と、 前記各走査期間中の検出信号に生じる第２回目以降且つ
   偶数回目の立ち下がりエッジから次の立ち下がりエッジ
   または各走査期間の最後まで前記クロックパルスのカウ
   ントを行うカウンタＥ１と、 前記各走査期間中の検出信号に生じる第３回目以降且つ
   奇数回目の立ち下がりエッジから次の立ち下がりエッジ
   または各走査期間の最後まで前記クロックパルスのカウ
   ントを行うカウンタＥ２と、を備えたことを特徴とする
   走査型光学式寸法測定装置。
2. 【請求項２】 ワークが配置された所定の測定領域を平
   行ビームで繰り返し走査すると共に、この測定領域を通
   過したビームを受光素子で受光して得られる各走査期間
   中の検出信号における立ち上がりエッジまたは立ち下が
   りエッジを検出するエッジ検出回路と、一定周期のクロ
   ックパルスを出力するクロック回路と、を備えたワーク
   の寸法等を測定する走査型光学式寸法測定装置におい
   て、 前記各走査期間中の検出信号に生じる第２回目以降の立
   ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまたは各走査
   期間の最後まで前記クロックパルスのカウントを行うカ
   ウンタＧ３と、 前記各走査期間中の検出信号に生じる第２回目以降の立
   ち下がりエッジから次の立ち下がりエッジまたは各走査
   期間の最後まで前記クロックパルスのカウントを行うカ
   ウンタＥ３と、を備えたことを特徴とする走査型光学式
   寸法測定装置。
3. 【請求項３】 ワークが配置された所定の測定領域を平
   行ビームで繰り返し走査すると共に、この測定領域を通
   過したビームを受光素子で受光して得られる各走査期間
   中の検出信号における立ち上がりエッジまたは立ち下が
   りエッジを検出するエッジ検出回路と、一定周期のクロ
   ックパルスを出力するクロック回路と、を備えたワーク
   の寸法等を測定する走査型光学式寸法測定装置におい
   て、 前記各走査期間中の検出信号に生じる第２回目以降且つ
   偶数回目の立ち上がりエッジから立ち下がりエッジま
   で、クロックパルスのカウントを行うカウンタＬ１と、 前記検出信号の第３回目以降で奇数回目の立ち上がりエ
   ッジから立ち下がりエッジまで前記クロックパルスのカ
   ウントを行うカウンタＬ２と、を備えたことを特徴とす
   る走査型光学式寸法測定装置。
4. 【請求項４】 ワークが配置された所定の測定領域を平
   行ビームで繰り返し走査すると共に、この測定領域を通
   過したビームを受光素子で受光して得られる各走査期間
   中の検出信号における立ち上がりエッジまたは立ち下が
   りエッジを検出するエッジ検出回路と、一定周期のクロ
   ックパルスを出力するクロック回路と、を備えたワーク
   の寸法等を測定する走査型光学式寸法測定装置におい
   て、 前記各走査期間中の検出信号に生じる第２回目以降の立
   ち上がりエッジから立ち下がりエッジまで前記クロック
   パルスのカウントを行うカウンタＬ３を備えたことを特
   徴とする走査型光学式寸法測定装置。