JPS5918404A - 寸法測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は寸法測定装置の中でも、特に光学像の寸法を測
定するものに関する。

従来例の構成とその問題点 従来、光学像の寸法測定はフォトダイオードアレイによ
り構成されたラインセンサ等の光電変換センサにより被
測定物の明又は暗部の寸法を測定している。その構成例
を第１図に示す。センサ部（２）において被測定物の光
学像の情−＃（１）を同期信号（３目こ応じて光電変換
し、その電気信号（４）は比較部（７）によって基準電
圧発生部（６）により発生された基準電圧（５）と比較
され２値化される。そして２値化された時系列の被３ｔ
ｉｌ′ｉＥ物の明暗信号（８）はカウンタ部ＯＱＩこお
いてクロック部Ｑηで発生しｔこクロック信号（９）と
ＡＮＤをとられ、その出力のクロックパルスをカウント
することにより明暗部の寸法が計測される。計測されｔ
こデータ信８′０ｖはＣＰＵ部輪１こ送られ、送られた
寸法データαＶは、ＣＰＵ部ａ４により操作部（６）の
指令信号Ｏりに応じて制御され、メモリ部ａ彎１こ記憶
したり、表示部（２）１こ送られ寸法データを表ボしｔ
こすする。第２図１こ第１１各部のタイムチャートを示
す。（ａ）はセンサ部（２）で光電変換した信号（４）
で、クロック部０ηで発生する（ｂ）の同期信号（３）
（ｄ）はクロック部０ηより出力されるクロック信号で
、カウンタ部ＯＱにおいて、２値化信号（８）とクロッ
ク信号（９）とにまり、（ｅ）のカウント信号がつくら
れこのカウント信号かカウンタ部ＱＯでカウントして寸
法が測定される。

第８図は光ｍ変換した信号（４）と基準電圧（５）の詳
細図を示す。（ｇ）が光学像の暗部をボし、（ｆ）が明
部の光ｍ変換信号である。また（ｆ）が第２図にお４ブ
る寸法計測部である。

同期信号（３）と２値化信号（８）及びクロックパルス
信号（９）との論理回路を笈史することにより容易に（
ｇ）の寸法を測定することも可能である。光学像の明部
から暗部、または陥部から明部への反転部が第８図のよ
うに勾配がゆるやかな場合、上記構成の測定装置におい
ては、被測定物光学像の輝度レベルの増・識により第４
図及び第５図に示すように、第８図での寸法計測部（ｆ
）が、光ｍ変換信号（４）の暗部と基準電圧（５）が接
近して（ｈ）のようになり、まｔこ光電変換信号（４）
の明部と基準電圧（５）が掻近して（ｉ）のようになっ
てしまい正確に測定できないことがわかる。そこで精密
に計測する場合には、第６図に示す（ｊ）〜（ｋ）の間
に基準電圧（５）のＶＲを設定し、２値化して寸法計測
する必要がある。しかし、そのだめには常に光電変換信
号（４）の暗部レベル及び明部レベルを認識し、そのセ
ンターに基準電圧を設定するような回路構成とする必要
があり、複雑な回路構成となってしまう。

発明の目的 本発明は上記従来の火点を解消′ｆＺ・そので、被測定
物の光学像の光ｍ変換信号に４７−１明部から陥部又は
暗部から明部へ反転する勾ｒ１［４のゆるやかな部分に
２値化のための基準電圧かあったとき、急峻な反転部よ
りずれた所で２値化されていることを認識し、明部まｔ
コは暗部の寸法を測定するに際し’Ｕ、１４まつｔこ部
分で測定しているかどうかを判定できる機能をもつｔコ
寸法測定装置を提供することを目的とする。

発明の構成 上記目的を達成するため、本発明の寸法測定装置は、光
学像を２値化する際に、光学像の光電変換繰返し周期１
こ同期して、光学像の光電変換信号をレベルシフトさせ
るかまｔこは２値化の基準となる基準電圧レベルを切換
えて２値化し、この各２値化信号から得られた寸法値を
比較して前記基準レベルの適性を判定する構成である。

実施例の説明 以下、本発明の実施例を第７図〜第１６図に基づいて説
明する。なお、第１図と同様の作用を成すものには同一
符号を付けてその詳細な説明を省く。。

第７図は本発明による寸法測定装置の一実施例を示す。

センサ部（２）において被測定物の光学像情＠（１）が
クロック部（＋力によりつくられた同期信号（３）に応
じて光ｍ変換し、その電気信号（４）は比較部（７）に
より、第１の基準電圧発生部（至）及び第２の基準電圧
発生部０１Ｊからの基で一電圧（ホ）及びＩＩＪをクロ
ック部０７＋からの切侠制御信号（ホ）に従い、切換え
部（ハ）により交互に切換えられた基準電圧信号（５）
で２値化される。２仏化されｔコ時系列の被測雑物の明
暗信号（８）はカウンタ部（ｌＩにおいてクロック部（
１７１で発生されたクロック信号（９］とＡＮＤをとら
れ、その出力のクロックパルスをカウントすることによ
り、明、暗部の寸法が計測される。計測された寸法デー
タはＣＰＵ部Ｑ１に送られ、送られた寸法データは、Ｃ
ＰＵ部α″４を介して、一旦、メモリ部α尋に記憶され
る。ＣＰＵ部（２）の計測寸法データＱυの読み込み、
表示部（１０への出力指令は、操作部（２）により出さ
れる指令信＠Ｈに従う。

次にクロック部ａηからの切換信号に）により、基準電
圧が軸から？υ又はシＶからに）に切換部（イ）におい
て切換えられて、曲の基準電圧と異なる基準電圧で２値
化され、寸法計測される。この状態を第８図１こポす。

それぞれの基準電圧で２値化され寸法が計測される部分
が＜ｌ）及び（ハ）で表わされている。

まず、（Ａ’）が計測されｔことすると、この寸法デー
タがメモリ部Ｑ◆に記憶され、次にｍが計測され、その
寸法データ０υがＣＰＵ（ロ）に送られてくる。そこで
先にメモリ部Ｑ４に蓄えられているデータＣｌ＞と比較
し、殆ど同じである場合にこの（１）又は（ハ）の寸法
データを有効とし、メモリ部Ｑ４１へ蓄積するか又は、
表示部（ト）へ表示する。

このような構成で基準電圧（５）が光電変換信号（４）
に対し第６図に示″ｊ（ｊ）〜（ｋ）の間である場合に
は第８図に示す、（１）及び（ホ）は殆ど等しい値とな
るが、基準電圧（５）が（ｊ）〜（ｋ）の間をはずれ、
勾配のゆるやかな部分１こある場合には、第９図及び第
１０図に示すように（ｅ）及び（ホ）の値か異なり、ｌ
’＞　ｌ　ｒ　ｍ’＜ｍとなっており、このときこの寸
法データを無効とし、再測定又は無効表示がＣＰＵ部ａ
４で行なわれる。

また基１を圧（５）が光電変換信号（４）より高くなっ
た場合には２値化信号が出力されず、Ｉｌ＝ｍではある
が、（１）及び（ホ）とも零となるのでこの状態を判定
できる。またＭ、重電比（５）が光電変換信号（４）よ
り低くなった場合も同様にｌ−ｍであるが測定範囲の最
大と同じ値となるｔコめ、容易に測定データの無効が判
定でき、特に問題とならない。

これまで、第９図のＣＣ）　、　６１１１．第１０図の
（１）　、　（ｍ’）の値を求める貞こ際して、基準電
圧（５）を変化させたものの構成を説明してきたが、基
準重圧（５１を固定とし、光電変換信号（４）をレベル
シフトさせて右同様の効果を得ることができる。その構
成図を第１１図に示し、この場合の光電変換信号（４）
と基準電圧（５）との関連を第１２図〜第１４図にホす
。光電変換信号（４）を、クロック部α力の切換信号に
）に応じてレベルレフト部に）からのレベル・シフト信
号（財）を０Ｎ１０ＦＦしてレベルシフトするようにし
、基準電圧信号（６）により比較部（７）で２値化する
。後の処理は上記同様に行ない、（Ａ’）　、（至）及
び（１！’）　、（ホ）及び（４）。

（ｍ′）の値を判定することにより寸法データの有効。

無効を判定し表示又は記憶が行なわれる。

談な、被測定物の光学像の光電変換信号（４）が、第１
５図１こ一例をホ丁ように被測定物の明暗の境界が明確
で明暗のコントラストが強い場合のように暗部から明部
、または明部から暗部への反転部の勾配がかなり急峻と
なっている場合には、本構成の装置によれば、寸法値（
０）及び（Ｐ）は等しくなる。

３．この状態において焦点をずらせると、反転部はずれ
の度合に応じて勾配がゆるやかになってくる。

第１６図に焦点がずれｔコ場合を示す。このとき寸法値
（０は（９）より大きくなっているので、この（０及び
鉋）を比較することにより焦点のずれ状態を抽出するこ
とも可能である。

発明の効果 以上のように本発明によれば次の効果を得ることができ
る。

（１）被測定物の光学像の明部または暗部の寸法測定に
おいて、明部から暗部または暗部から明部への反転部分
において光電変換信号の立上り、又は立下り部が徐々に
立上り、又は徐々に立下っている場合に簡単な構成で寸
法測定が光電変換信号の明暗反転部の勾配のゆるやかな
部分を計測しているかどうかを容易に判定でき、誤った
部分での測定をなくすことかできる。

（２）また、被測定物の光電変換信号の明部から暗部、
暗部から明部への反転部が急峻なものについては焦点が
合っているか、いないかを判定しつつ、測定することが
できる。

（３）このような被測定物の光学像光電変換信号の測定
状態を認識しつつ、寸法計測することにより、より信頼
性の毘い寸法測定値を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１１は従来装置のブロック図、第２図は第１図装置の
タイムチャート、第８図〜第６図は光電変換信号の２　
（６化説明図、第７図〜第１６図は本発明の実施例を示
し、第７図は本発明の装置の一実施例のブロック図、Ｉ
＠８図〜第１０図および第１６図と第１６図は第７図装
置の光電変換信号２値化説明図、第１１図は本発明の他
の実施例のブロック図、第１２図〜第１４図はその光電
変換信号２値化説明図である。 （１）・・・被測定物の光学像の情報、（２）・・・セ
ンサ部、（５戸・・基準電圧、（７）・・・比較部、（
１０・・・カウンタ部、（２）・・・ＣＰＵ部、Ｑ彎・
・・メモリ部、磐・・・切換部、に）・・・レベルシフ
ト部。 代理人　　　轟　本　義　弘 第１図 第２図 （ｅ）′ 第３図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　被測定物の光学像を明暗ｌこ応じた電気信号に光
   電変換するセンサ部と、このセンサ部の光電変換信号し
   周期に同期して基準電圧レベルを切換える切換部と、こ
   の切換部用力の前記基準電圧レベルで前記センサ部を介
   して充電変換された信号を２値化する比較部と、比較部
   出力の２値化信号より前記光学像の明部、暗部の寸法値
   を抽出する寸法抽出手段と、前記基準電圧レベルを切換
   えて計測さｔｔｔ二前記寸法抽出手段出力の複数個の寸
   法値を記憶するメモリ部と、このメモリの複数個の記憶
   寸法値を比較して前記２　（１１ｉＬ化の際の基準電圧
   が適正であるか否かを判断する処理装置とを設けた寸法
   測定装置。 ２、被測定物の光学像を明暗に応じｔ、：電気信号ｉこ
   光電変換するセンサ部と、このセンサ部の光電変換繰返
   し周期に同期してｆＬｉＬｉ電光電変換信号レベルベル
   シフトさせる切換部と、この切換部用力の光電変換信号
   を固定基準電圧と比較して２値化する比較部と比較部出
   方の２値化信号より前記光学像の明部、暗部の１寸法値
   を抽出する寸法抽出手段と、前記レベルシフトして計測
   された前記寸法抽出手段出力の複数個の寸法値を記憶す
   るメモリ部と、このメモリの複数個の記憶寸法値を比較
   して前記２値化の際の基準電圧が適正であるか否を判断
   する処理・装置とを設けた寸法測定装置。