JPS61218905A - Gap measuring instrument - Google Patents

Gap measuring instrument

Info

Publication number
JPS61218905A
JPS61218905A JP6116785A JP6116785A JPS61218905A JP S61218905 A JPS61218905 A JP S61218905A JP 6116785 A JP6116785 A JP 6116785A JP 6116785 A JP6116785 A JP 6116785A JP S61218905 A JPS61218905 A JP S61218905A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
video signal
bits
element group
processing unit
optical element
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
Application number
JP6116785A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroo Fujita
宏夫 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Citizen Watch Co Ltd filed Critical Citizen Watch Co Ltd
Priority to JP6116785A priority Critical patent/JPS61218905A/en
Publication of JPS61218905A publication Critical patent/JPS61218905A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/024Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of diode-array scanning

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To measure a gap with good accuracy by sampling and binarizing a stored video signal every bit and calculating a gap from a difference between the number of bits included in a prescribed period and the number of bits of the next prescribed period. CONSTITUTION:The shape of an optical beam from a light source 30 is converted with the 1st optical element group 31. The optical beam from this element group 31 is irradiated on a word 32 to be measured and for instance, the magnification or the like of optical information on the light and darkness corresponding to the shape of the transmitted work 32 is converted and photodetected with for instance, a CCD type image sensor 34 of an unidimensional line sensor with 4096 bits via the 2nd optical element group 33. The photoelectric conversion of photodetected optical information is performed with a video signal making circuit 35 to obtain the analog voltage. The A/D conversion is performed with a conversion circuit 36 and the analog voltage is converted into the digital voltage with the resolving power of about 10 bits and the output of the A/D conversion circuit 36 is stored with a memory circuit 37 and this video signal is sampled and binarized every integral number (n) bits (n>=2) and a leading edge and a trailing edge are calculated 40 accurately after the correction processing 39 of the noise is performed to calculate 41 the dimensions.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は時計の針の如き複数の微小な部材の間の微小な
すき間を高精度に検出する装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a device for detecting minute gaps between a plurality of minute members, such as the hands of a clock, with high precision.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

近年になり各種の自動組立技術が進歩し、時計製造にお
いても、時計の針付けの自動化の必要性が高まってきた
が、それに伴い自動組立された時計の文字板、時針、分
針、秒針の各々の間のすき間が適正量であるか否かの自
動測定、も重要な要素となる。
In recent years, various automatic assembly technologies have advanced, and the need to automate the setting of hands on watches has increased in watch manufacturing. Automatic measurement of whether the gap between the two is the appropriate amount is also an important element.

〔従来技術と問題点〕[Prior art and problems]

近年電子技術の進歩に伴い、固体イメージセンサ−が光
計測の分野で多く用いられている。
With recent advances in electronic technology, solid-state image sensors are increasingly used in the field of optical measurement.

特に寸法計測の分野においても、被測定物の像をレンズ
系により拡大して固体イメージセンサ−上に結像させ、
センサー上の各素子ビットの光量を測定して、明暗の2
値化を行なって寸法を求めている。
Particularly in the field of dimension measurement, the image of the object to be measured is magnified using a lens system and formed on a solid-state image sensor.
The light intensity of each element bit on the sensor is measured and the brightness and darkness are determined.
Dimensions are obtained by converting into values.

第2図はイメージセンサ−を用いた従来のすき間の測定
方法を示す原理図である。
FIG. 2 is a principle diagram showing a conventional gap measurement method using an image sensor.

10は光源、11は被測定物で110が測定すべきすき
間である。12はレンズ系、13は1次元配置されたイ
メージセンサ−である。
10 is a light source, 11 is an object to be measured, and 110 is a gap to be measured. 12 is a lens system, and 13 is a one-dimensionally arranged image sensor.

被測定物11が微小ですき間110も微小であれば、す
き間の測定精度を高めるためK、レンズ系12により被
測定物の像を拡大する必要がある。
If the object to be measured 11 is minute and the gap 110 is also minute, it is necessary to enlarge the image of the object using the lens system 12 in order to improve the measurement accuracy of the gap.

このときレンズ系12とイメージセンサ−13との間の
距離すが固定されていて、余り長くないときは被測定物
11とレンズ系120間の距離aはできるだけ短くする
必要がある。そのようなとき距離aの許容誤差は小さく
なり、被測定物11の設置場所が変ると、像の倍率が変
化して測定誤差が生じる。また被測定物11を照射、す
る光は球面的な広がりを持つインコヒーレント光が多く
用いられ℃おり、光強度分布が不均一のために、すき間
が小さくなるに従ってイメージセンサ−13での光電変
換された電圧データのs / n比が悪(なり、微小な
すき間は測定できない。
At this time, the distance a between the lens system 12 and the image sensor 13 is fixed, and if it is not very long, the distance a between the object to be measured 11 and the lens system 120 needs to be as short as possible. In such a case, the tolerance for the distance a becomes small, and if the installation location of the object to be measured 11 changes, the magnification of the image changes and a measurement error occurs. In addition, the light that irradiates the object to be measured 11 is often incoherent light with a spherical spread, and because the light intensity distribution is uneven, the photoelectric conversion at the image sensor 13 decreases as the gap becomes smaller. The S/N ratio of the voltage data obtained is poor, and minute gaps cannot be measured.

さらに第3図の波形図に示すようにイメージセンサ−1
3での光電変換された電圧データ20のすき間に対応す
る部分21からすき間を求めるとき、22及び23に示
す如くスレッショールドレベルの値によってすき間量が
異なり、一義的に寸法が算出できないという種々の欠点
を有している。
Furthermore, as shown in the waveform diagram of Fig. 3, the image sensor 1
When calculating the gap from the portion 21 corresponding to the gap in the photoelectrically converted voltage data 20 in step 3, the amount of gap varies depending on the threshold level value as shown in 22 and 23, and there are various cases in which the dimension cannot be calculated uniquely. It has the following disadvantages.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明はこのような欠点を解消させて、像の倍率変動が
起こらな(、ダイナミックレンヂが広(て、s/n比が
良(、スレッショールドレベルの値に依存しないで精度
良く微小すき間が測定できることを可能とすることを目
的とする。
The present invention solves these drawbacks, and has a wide dynamic range (with no image magnification fluctuations), a good S/N ratio (and a fine gap that can be accurately detected without depending on the threshold level value). The purpose is to make it possible to measure

本発明の構成は光源と、該光源からの光ビームの形状を
変換する第1の光学素子群と、該第1の光学素子群から
の光ビームを被測定ワークに照射し、得られた光学情報
を変換する第2の光学素子群と、該第2の光学素子群か
らの光学情−を受光するイメージセンサ−と、該イメー
ジセン誉−の光情報の光電変換を行なうビデオ信号作成
回路と、該ビデオ信号のA/D変換回路と、該A / 
D変換回路出力信号のメモリー回路と、該メモリー回路
に保持された前記ビデオ信号”をn≧2なるnビット毎
にサンプリングして2値化し、該2値化されたデータの
明暗の変化のビット番号を演算する第1の2値化処理部
と、該第1の2値化処理部のデータに基すき、前記メモ
リーされているビデオ信号のデータ島内容を変更するノ
イズ補正地理部と、前記第1の2値化処理部と前記ノイ
ズ補正処理部とから前記メモリーされているビデオ信号
を1ビット毎にサンプリングして2値化し、該2値化さ
れたデータの明暗の変化する立ち上がり及び立ち下がり
のビット番号を演算する第2の2値化処理部と、該第2
′の2値化処理部で演算された2値化データの立ち上が
りから次の立ち上がり又は立ち下がりから次の立ち下が
りまでの第1の期間にふくまれるビット□数′と、前記
第1の期間にふくまれる立ち下がりから立ち上がりまで
の第2の期間にふくまれるビット数との差からすき間を
演算する寸法演算処理部とから成る。
The configuration of the present invention includes a light source, a first optical element group that converts the shape of a light beam from the light source, and a workpiece to be measured is irradiated with the light beam from the first optical element group. a second optical element group for converting information; an image sensor for receiving optical information from the second optical element group; and a video signal generation circuit for photoelectrically converting optical information from the image sensor. , an A/D conversion circuit for the video signal, and the A/D conversion circuit for the video signal.
A memory circuit for the D conversion circuit output signal and the video signal held in the memory circuit are sampled and binarized every n bits where n≧2, and the bits of the change in brightness of the binarized data are a first binarization processing unit that calculates a number; a noise correction geography unit that changes the data island content of the stored video signal based on the data of the first binarization processing unit; The first binarization processing unit and the noise correction processing unit sample the stored video signal bit by bit and binarize it, and the rising and falling edges of the binarized data change in brightness and darkness. a second binarization processing unit that calculates a falling bit number;
The number of bits included in the first period from the rising edge to the next rising edge or from the falling edge to the next falling edge of the binarized data computed by the binarization processing unit of ', and the bits included in the first period. and a dimension calculation processing section that calculates the gap from the difference between the number of bits included in the second period from the falling edge to the rising edge.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下に本発明の実施例を図面に基ずいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図に本発明のシステムブロック図ヲ示ス。FIG. 1 shows a system block diagram of the present invention.

60は光源、61は光源6oから発せられる光ビームの
形状を変換する第1の光学素子群である。
60 is a light source, and 61 is a first optical element group that converts the shape of the light beam emitted from the light source 6o.

32は被測定□ワ□−ク、66は第2の光学素子群で、
第1の光学素子群31から発せられた光ビームが被測定
ワーク32に照射されて、例えば透過されたワークの形
状に応じた明暗の光学情報の倍率等を変換するものであ
る。34はイメージセンサ−で、例えばCCD型の40
96ピツトの1次元ラインセンサーで第2の光学素子群
63からの光情報を受光する。65はビデオ信号作成回
路で、イメージセンサー64で受光した光学情報の光電
変換を行ないアナログ電圧を得る。36はアナログ−デ
ィジタル変換を行なうA/D変換回路で前述のアナログ
電圧を10ビット程度の分解能でディジタルに変換する
。37はA/D変換回路36の出力のメモリーを行なう
メモリー回路である。
32 is a workpiece to be measured, 66 is a second optical element group,
The light beam emitted from the first optical element group 31 is irradiated onto the workpiece 32 to be measured, and the magnification of bright and dark optical information according to the shape of the transmitted workpiece is converted, for example. 34 is an image sensor, for example, CCD type 40
A one-dimensional line sensor with 96 pits receives optical information from the second optical element group 63. 65 is a video signal generation circuit that photoelectrically converts optical information received by the image sensor 64 to obtain an analog voltage. Reference numeral 36 denotes an A/D conversion circuit that performs analog-to-digital conversion, and converts the aforementioned analog voltage into digital data with a resolution of about 10 bits. A memory circuit 37 stores the output of the A/D conversion circuit 36.

このメモリー回路67に記憶されたビデオ信号を処理し
てすき間食を計算する。以後の説明を容易にするために
第4回圧被測定ワークの模型図を、第5図にビデオ信号
の波形図の一例を示し、第4図及び第5図に従ってどの
様な処理を行なう事が必要かを述べる。
The video signal stored in this memory circuit 67 is processed to calculate a snack. In order to facilitate the subsequent explanation, a model diagram of the work to be measured in the fourth time is shown, an example of a waveform diagram of the video signal is shown in Fig. 5, and the processing to be performed according to Figs. 4 and 5 is shown. State whether it is necessary.

第4図(1)は針付き時計の断面を示す模型図で、40
1は時計駆動部、402は文字板、403は時針、40
4は分針、405は秒針である。
Figure 4 (1) is a model diagram showing the cross section of a watch with hands,
1 is the clock drive unit, 402 is the dial, 403 is the hour hand, 40
4 is a minute hand, and 405 is a second hand.

一般的な時計の針の厚みは時針、分針が150μm、秒
針が120μm程度で、文字板402と時針403のす
き間をA、時針406と分針404のすき間をB1分針
404と秒針405のすき間なCとしたとき前述のA、
B、Cはおよそ100〜300μm程度に設定する必要
がある。
The thickness of a typical watch's hands is approximately 150 μm for the hour and minute hands, and 120 μm for the second hand.The gap between the dial 402 and the hour hand 403 is A, the gap between the hour hand 406 and minute hand 404 is B1, the gap between the minute hand 404 and second hand 405 is C. When the above A,
B and C need to be set to approximately 100 to 300 μm.

針が回転するとき互いにすれ合わないことが絶対に必要
で、すき間A、B、Cが適正な範囲であるか否かを自動
測定する。
It is absolutely necessary that the needles do not rub against each other as they rotate, and it is automatically measured whether the gaps A, B, and C are within appropriate ranges.

第4図(2)は後述する光学系を用いたときの時計体へ
の光ビームの照射を示したもので、406は、はぼ1次
元的に広がった楕円形状のビームである。
FIG. 4(2) shows the irradiation of a light beam onto the watch body when using an optical system to be described later, and 406 is an elliptical beam that spreads almost one-dimensionally.

円形状に広がったビームに比して楕円形状のビームはエ
ネルギー密度が高くなり、S/N比の良い光情報を得る
ことができる。
An elliptical beam has a higher energy density than a circularly spread beam, and optical information with a good S/N ratio can be obtained.

第5図(1)は第4図で示した時計体に楕円状の光ビー
ムが照射されたとき得られるビデオ信号の一例の波形図
である。501は第4図の時計の駆動体401及び文字
板402による暗部で、503.505.507は各々
時針403、分針404、秒針405による暗部で、5
02.504.506は前述のすき間A、B、Cによる
明部である。第5図(2)は第5図(1)の明部504
の部分を拡大したときのビデオ信号を示す波形図である
FIG. 5(1) is a waveform diagram of an example of a video signal obtained when the watch body shown in FIG. 4 is irradiated with an elliptical light beam. 501 is a dark area caused by the driving body 401 and dial 402 of the clock in FIG.
02.504.506 is a bright area due to the gaps A, B, and C mentioned above. FIG. 5(2) is the bright part 504 of FIG. 5(1).
FIG. 2 is a waveform diagram showing a video signal when a portion thereof is enlarged.

実際に得られるビデオ信号はある程度ノイズ成分を含ん
だ信号で、スレッシコールドレベル508を決めて2値
化するとき、特にスレッシコールド電圧の場所でクロス
ポイント509に示すようなノイズがあると、第5図(
3)に示したように、そのまま2値化したのでは後で寸
法を算出するときの処理が非常に複雑になってしまうた
め、ノイズの影響を受けない処理方式にする必要がある
The video signal that is actually obtained is a signal that contains some noise components, and when the threshold cold level 508 is determined and binarized, especially if there is noise as shown at the cross point 509 at the threshold cold voltage, Figure 5 (
As shown in 3), if the image is binarized as it is, the processing when calculating the dimensions later becomes very complicated, so it is necessary to use a processing method that is not affected by noise.

再び第1図にもどってビデオ信号の処理方式について説
明する。
Returning to FIG. 1 again, the video signal processing method will be explained.

68はメモリー回路67に保持されたビデオ信号を整数
nピッ)(n≧2)毎にサンプリングして2値化し、そ
の2値化されたデータの明暗(1,0)の変化する場所
(ビット番号)を演算する第1の2値化処理部である。
68 samples the video signal held in the memory circuit 67 every integer n bits (n≧2) and binarizes it, and stores the bits where the brightness (1, 0) of the binarized data changes. This is the first binarization processing unit that calculates the number).

前述の整数nはワーク32の大きさ、光学系の倍率、イ
メージセンサ−640ビット数等によって決められるが
、数10ビット程度とするのが好ましい。第6図はビデ
オ信号の2値化の補正を行う時の波形図を示す。第6図
(1)にビデオ信号の拡大図を示し、第6図(2)にn
ビット毎にサンプリングしたときの2値化データを示す
The above-mentioned integer n is determined by the size of the workpiece 32, the magnification of the optical system, the number of bits of the image sensor, etc., but is preferably about several tens of bits. FIG. 6 shows a waveform diagram when correcting the binarization of a video signal. Figure 6 (1) shows an enlarged view of the video signal, and Figure 6 (2) shows the n
It shows binary data when sampled bit by bit.

第6図(1)において黒丸は前述のサンプリングされる
ビット番号を示す。ビデオ信号601に示すようなノイ
ズがあり、その場所がサンプリングされるビットであれ
ば第6図(2)の602に示すように2値化したときの
データは0になり誤差となる。またノイズ601のビッ
ト位置がサンプリングされるタイミングでないときは2
値化データは何ら影響を受けない。
In FIG. 6(1), the black circles indicate the sampled bit numbers mentioned above. If there is noise as shown in the video signal 601, and that location is a sampled bit, the data when binarized becomes 0, resulting in an error, as shown in 602 in FIG. 6(2). Also, if the bit position of noise 601 is not the timing to be sampled, 2
Valued data is not affected in any way.

また第5図(2)に示したようなスレッショールドレベ
ル位置での細かいノイズがある場合にも2値化データは
何ら影響を受けない。
Furthermore, even if there is fine noise at the threshold level position as shown in FIG. 5(2), the binarized data is not affected at all.

このようにnビット毎にサンプリングしながら2値化処
理を行なうことは、1ビット毎にサンプリングする方式
に比べて、処理時間を太き(短縮するだけでなく、ノイ
ズの影響を受けにく(する効果がある。
In this way, performing binarization processing while sampling every n bits not only increases (shortens) the processing time, but also makes it less susceptible to noise (than the method of sampling every 1 bit). It has the effect of

ここでビデオ信号に乗るノイズについて述べると、第4
図(2)K示した非常に細長い楕円ビームを作成するた
めの光源としてはレーザ光を使うと都合がよいが、レー
ザ光の持つ可干渉性のために回折現象が現われて前述の
ようなノイズが発生したり、光強度分布の変動、被測定
ワークの振動等のためにノイズが発生する。
Now, let's talk about the noise in the video signal.
Although it is convenient to use a laser beam as a light source to create the very long and narrow elliptical beam shown in Figure (2) noise occurs due to fluctuations in light intensity distribution, vibrations of the workpiece to be measured, etc.

第1図62はノイズ補正処理部で、第1の2値化処理部
38でのデータに基すき、メモリー回路37に保持され
ているビデオ信号のデータの内容を変更するものである
。ここでノイズとして処理すべきかどうかの判定を行な
うことが必要となってくる。
62 in FIG. 1 is a noise correction processing section which changes the content of the data of the video signal held in the memory circuit 37 based on the data from the first binarization processing section 38. At this point, it is necessary to determine whether or not it should be treated as noise.

被測定ワーク32の形状等によっては2値化のだけ続(
ことがわかっている場合は第6図(2)明らかにノイズ
であると判定してもよい。従って後の2値化のデータを
第6図(3)K示す。
Depending on the shape of the workpiece 32 to be measured, etc., only the binarization process (
If this is known, it may be determined that it is clearly noise as shown in FIG. 6(2). Therefore, the data after binarization is shown in FIG. 6(3)K.

以上の様にしてノイズ補正された2値化のデータが全体
に渡りて得られるが、この2値化データは大まかなデー
タであり、スレッショールドレベルの点での正確な2値
化の変化の情報は含まないある変化点を再度演算しなく
てはならない。
As described above, noise-corrected binarized data is obtained over the entire area, but this binarized data is rough data, and exact changes in binarization at the threshold level are obtained. A certain change point that does not include the information must be calculated again.

第1図40は第2の2値化処理部で前述の第1の2値化
処理部38とノイズ補正処理部39の演算結果からスレ
ッシ運−ルドレベルの点での2値化の明暗の変化する立
ち上がり及び立ち下がりのビット番号を正確に演算する
ためのもので、1ビット毎にサンプリングする。
FIG. 1 40 shows the second binarization processing unit, and the changes in the brightness and darkness of the binarization in terms of the threshold luck level are based on the calculation results of the first binarization processing unit 38 and the noise correction processing unit 39 described above. This is to accurately calculate the rising and falling bit numbers of the signal, and samples each bit.

第6図(4)に第6図(1)に示したサンプリング点6
06と604の間のビデオ信号の拡大図を示す。ちょう
どスレッショールドレベルの点でノイズが乗っている場
合である。第6図(5)は   ′第6図(4)のビデ
オ信号を1ビット毎にサンプリングしたときの2値化の
デ、−夕である。、2値化のデータにいわゆる数値的な
チャタリングがあるときは寸法を算出するときの処理を
単純化するために補正する必要がある。今、2値化の変
化の立ち上がりのビット番号を求めるとき、その区間内
で複数回の立ち上がり変化、605.606.607が
ある場合は各々の変化の例えば平均点を求めて立ち上が
り変化点とすればよい。あるいは変化の大きさ忙重み付
けを行なって変化点とすることもでき、さらには変化点
を実際のビット番号よりも細かいステップに補間して求
めることもできる。
Sampling point 6 shown in Figure 6 (1) in Figure 6 (4)
6 shows an enlarged view of the video signal between 06 and 604. This is a case where noise is present just at the threshold level. FIG. 6(5) shows the binarization data when the video signal of FIG. 6(4) is sampled bit by bit. When there is so-called numerical chattering in the binarized data, it is necessary to correct it in order to simplify the processing when calculating dimensions. Now, when finding the bit number at the rising edge of a change in binarization, if there are multiple rising changes in that section, such as 605.606.607, calculate the average point of each change and use it as the rising change point. Bye. Alternatively, the change point can be determined by weighting the magnitude of the change, and furthermore, the change point can be determined by interpolating into finer steps than the actual bit number.

以上述べた2値化の処理により、ノイズの影響を含まな
いすき間の演算のための2値化データが得られる。
Through the binarization processing described above, binarized data for calculating gaps that does not include the influence of noise can be obtained.

第1図の41は寸法演算処理部で、実際のすき間食を演
算するものであや。
Reference numeral 41 in FIG. 1 is a dimension calculation processing unit, which calculates actual snacking.

第7図に第4図(1)に示した時計の例の2値化パター
ン例の波形図を示し、すき間演算の説明を行なう。
FIG. 7 shows a waveform diagram of an example of the binarization pattern of the clock example shown in FIG. 4(1), and the gap calculation will be explained.

第7図のXは時針403による暗の部分、Yは時針40
3と分針404のすき間による明の部分、ZはX+Yに
等しい。今、2値化データの立ち下がり701から次の
立ち下がり702までの期間を単位として第1の期間と
する。即ちZは第1の期間のビット数である。
In Fig. 7, X is the dark area due to the hour hand 403, Y is the dark area due to the hour hand 403.
3 and the bright part due to the gap between the minute hand 404, Z is equal to X+Y. Now, the period from the falling edge 701 of the binarized data to the next falling edge 702 is defined as a first period. That is, Z is the number of bits in the first period.

703は呻記、の第1の期間内にふくま紅る立ち上がり
の変化の場所で、立ち下がり701から立ち上がり7?
3までの期間を第2の期間とする。
703 is the place where the rise of Fukuma Kurenai changes within the first period of Moanki, from the fall of 701 to the rise of 7?
The period up to 3 is the second period.

即ちXは第2の期間のビット数である。That is, X is the number of bits in the second period.

第3図で説明したようにスレッショールドレベルを決め
て2値化するとき、2値化の変化点はスレッショールド
レベルの大きさに依存して変化するため、単独で前述の
X及びYを求めても正確な値は得られない。実験結果に
よるとz=x+yの値はスレッシl−ルビレベルの値に
ほとんど依存しないため、すき間演算の基準とすること
ができる。
As explained in Fig. 3, when the threshold level is determined and binarized, the change point of the binarization changes depending on the magnitude of the threshold level. Even if you search for , you will not get an accurate value. According to experimental results, the value of z=x+y hardly depends on the value of the threshold l-ruby level, so it can be used as a reference for calculating the gap.

X、Yは単独に高精度で求めることはできないが、厚み
が既知の試料を2個用い、その間のすき間も既知である
が如き標準試料を用いて、各々のスレッショルドレベル
毎のx、y、zの関係を求めて、その関係式を装置定数
として寸法演算処理部41に記憶させておき、前述の第
1の期間にふくまれるビット数Zと、第2の期間にふく
まれるビット数Xとの差をとり、上記関係式を用いて演
算処理すれば、スレッショールドレベルの値に依存しな
いで、すき間食Yが正確に求められる。
Although X and Y cannot be determined individually with high precision, x, y, and z, the relational expression is stored as a device constant in the dimension calculation processing unit 41, and the number of bits Z included in the first period described above and the number of bits X included in the second period are calculated. By taking the difference between the two and performing arithmetic processing using the above relational expression, the snacking Y can be accurately determined without depending on the value of the threshold level.

なおスレッショールドレベルはビデオ信号の電圧の絶対
値から決定しないで、ビデオ信号の電圧の最大値と最小
値の値をもとにして規格化してからレベルを決めるのが
よい。
Note that it is preferable that the threshold level not be determined from the absolute value of the voltage of the video signal, but after normalization based on the maximum and minimum values of the voltage of the video signal.

以上の様な方式により他の部分のすき間も同様にして求
めることができる。
Using the method described above, gaps in other parts can be found in the same way.

第8図は光学系の実施例を示す装置の原理図である。8
0はHe −N eレーザである。81は焦点距離がf
lのシリンドリカルレンズ、82は焦点距離がf2なる
平凸レンズである。このシリンドリカルレンズ81と平
凸レンズ82の組み合せがレーザ光源80から発せられ
る光ビーム800のビーム形状を変換する第1の光学素
子群31である。平凸レンズ82.から発せられる光ビ
ーム801はその焦点面でほぼ1次元的に広がった細長
い、いわゆる楕円ビームとなる。その焦点面に被測定ワ
ーク32を設置する。
FIG. 8 is a principle diagram of an apparatus showing an embodiment of the optical system. 8
0 is a He-N e laser. 81 has a focal length of f
1 is a cylindrical lens, and 82 is a plano-convex lens with a focal length of f2. The combination of the cylindrical lens 81 and the plano-convex lens 82 is the first optical element group 31 that converts the beam shape of the light beam 800 emitted from the laser light source 80. Plano-convex lens 82. The light beam 801 emitted from the focal plane becomes an elongated, so-called elliptical beam that spreads almost one-dimensionally at its focal plane. A workpiece 32 to be measured is placed on the focal plane.

86及び85は各々焦点距離がf3及びf4の平凸し、
ンズで、84は空間フィルターである。平凸レンズ83
及d85と空間フィルター84で第2の光学素子群66
を構成する。平凸レンズ86と85の組み合せで、光ビ
ーム801に含まれる明暗の光学情報の倍率をf4/f
3だけの比率で変換する。
86 and 85 are plano-convex with focal lengths of f3 and f4, respectively;
84 is a spatial filter. Plano-convex lens 83
and d85 and the spatial filter 84 form the second optical element group 66.
Configure. The combination of plano-convex lenses 86 and 85 increases the magnification of bright and dark optical information contained in the light beam 801 to f4/f.
Convert with a ratio of only 3.

光源にレーザ光を用い、被測定ワークの大きさが小さい
場合光ビーム801は回折の影響を受けて光学的なノイ
ズを含んでいるため、空間フィルター84でその高調波
成分をカットし、基本波に近い成分を通過させる。平凸
レンズ85から発せられる光ビーム802をCCDライ
ンセンサーの如きイメージセンサ−で受光し、前述のよ
うなビデオ信号を得る。
When a laser beam is used as a light source and the size of the work to be measured is small, the light beam 801 contains optical noise due to the influence of diffraction, so the spatial filter 84 cuts the harmonic components and converts the fundamental wave. Allows components close to that to pass through. A light beam 802 emitted from a plano-convex lens 85 is received by an image sensor such as a CCD line sensor to obtain a video signal as described above.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、明
暗のS/N比が太き(とれ、被測定ワークの位置の変動
等の外乱の影響を受けKくい、安定したビデオ信号を得
ることができ、さらに2値化処理を行なうとき高速で、
安定した2値化データが得られ、かつ2値化のスレッシ
ョールドレベルの値に左右されない寸法計測が可能とな
る。実施例で述べたすき量測定のみならず、パターン認
識等への応用も可能で効果が大きい。
As is clear from the above embodiments, according to the present invention, the S/N ratio of brightness and darkness is high (it is less affected by disturbances such as fluctuations in the position of the workpiece to be measured), and stable video signals can be obtained. Furthermore, when performing binarization processing, it is possible to obtain
Stable binarized data can be obtained, and dimension measurement that is not influenced by the binarization threshold level value is possible. The present invention can be applied not only to gap measurement as described in the embodiments, but also to pattern recognition, etc., and is highly effective.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例のシステムブロック図、第2図
は従来のすき量測定の方法を示す原理図、第3図は従来
技術によりすき間を算出するときの方法の波形図、 第4図は被測定ワークの模形図、 第5図は時計の針によるビデオ信号の一例の波形図、 第6図はビデオ信号の2値化の補正を行なうときの一例
の波形図、 第7図は2値化データからすき間を算出するときの説明
をする波形図、 第8図は本発明の光学系の一実施例の装置の原理図であ
る。 61・・・・・・第1の光学素子群、 36・・・・・・第2の光学素子群、 38゛・・・・・・第1の2値化処理部、39・・・・
・・ノイズ補正処理部、 40・・・・・・第2の2値化処理部、41・・・・・
・寸法演算処理部、 80・・・・・・He −N eレーザ、84・・・・
・・空間フィルター。 第2図 第3図 第7c;l 第5図
Fig. 1 is a system block diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a principle diagram showing a conventional method for measuring clearance, Fig. 3 is a waveform diagram of a method for calculating a gap according to the conventional technique, and Fig. 4 The figure is a schematic diagram of the workpiece to be measured. Figure 5 is a waveform diagram of an example of a video signal caused by clock hands. Figure 6 is a waveform diagram of an example when correcting the binarization of a video signal. Figure 7 8 is a waveform diagram illustrating the calculation of a gap from binarized data, and FIG. 8 is a principle diagram of an apparatus of an embodiment of the optical system of the present invention. 61...First optical element group, 36...Second optical element group, 38゛...First binarization processing unit, 39...
...Noise correction processing section, 40...Second binarization processing section, 41...
・Dimension calculation processing unit, 80...He-Ne laser, 84...
...Spatial filter. Figure 2 Figure 3 Figure 7c;l Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 光源と、該光源からの光ビームの形状を変換する第1の
光学素子群と、該第1の光学素子群からの光ビームを被
測定ワークに照射し、得られた光学情報を変換する第2
の光学素子群と、該第2の光学素子群からの光学情報を
受光するイメージセンサーと、該イメージセンサーの光
情報の光電変換を行なうビデオ信号作成回路と、該ビデ
オ信号のA/D変換回路と、該A/D変換回路出力信号
のメモリー回路と、該メモリー回路に保持された前記ビ
デオ信号をn≧2なるnビット毎にサンプリングして2
値化し、該2値化されたデータの明暗の変化のビット番
号を演算する第1の2値化処理部と、該第1の2値化処
理部のデータに基ずき、前記メモリーされているビデオ
信号のデータの内容を変更するノイズ補正処理部と、前
記第1の2値化処理部と前記ノイズ補正処理部とから前
記メモリーされているビデオ信号を1ビット毎にサンプ
リングして2値化し、該2値化されたデータの明暗の変
化する立ち上がり及び立ち下がりのビット番号を演算す
る第2の2値化処理部と、該第2の2値化処理部で演算
された2値化データの立ち上がりから次の立ち上がり又
は立ち下がりから次の立ち下がりまでの第1の期間にふ
くまれるビット数と、前記第1の期間にふくまれる立ち
下がりから立ち上がりまでの第2の期間にふくまれるビ
ット数との差からすき間を演算する寸法演算処理部とか
ら成ることを特徴とするすき間測定装置。
a light source, a first optical element group that converts the shape of a light beam from the light source, and a first optical element group that irradiates the workpiece to be measured with the light beam from the first optical element group and converts the obtained optical information. 2
an image sensor that receives optical information from the second optical element group, a video signal generation circuit that performs photoelectric conversion of the optical information of the image sensor, and an A/D conversion circuit for the video signal. and a memory circuit for the A/D conversion circuit output signal, and the video signal held in the memory circuit is sampled every n bits where n≧2.
a first binarization processing section that converts the data into a value and calculates a bit number of a change in brightness of the binarized data; a noise correction processing unit that changes the data content of the video signal stored in the memory; and a noise correction processing unit that samples the stored video signal bit by bit from the first binarization processing unit and the noise correction processing unit, and converts the stored video signal into binary data. a second binarization processing unit that calculates rising and falling bit numbers of the binarized data whose brightness changes; The number of bits included in the first period from the rising edge of data to the next rising edge or from the falling edge to the next falling edge, and the bits included in the second period from the falling edge to the rising edge included in the first period. 1. A gap measuring device comprising: a dimension calculation processing unit that calculates a gap from a difference between a number and a number.
JP6116785A 1985-03-26 1985-03-26 Gap measuring instrument Pending JPS61218905A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6116785A JPS61218905A (en) 1985-03-26 1985-03-26 Gap measuring instrument

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6116785A JPS61218905A (en) 1985-03-26 1985-03-26 Gap measuring instrument

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61218905A true JPS61218905A (en) 1986-09-29

Family

ID=13163314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6116785A Pending JPS61218905A (en) 1985-03-26 1985-03-26 Gap measuring instrument

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61218905A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6466502A (en) * 1987-09-08 1989-03-13 Konishiroku Photo Ind Length measurement by reflected light
JPH0495704A (en) * 1990-08-07 1992-03-27 Taiyo Denshi Kk Nail-interval measuring apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6466502A (en) * 1987-09-08 1989-03-13 Konishiroku Photo Ind Length measurement by reflected light
JPH0495704A (en) * 1990-08-07 1992-03-27 Taiyo Denshi Kk Nail-interval measuring apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4676647A (en) Film thickness measuring device and method
JPS5963725A (en) Pattern inspector
US4222077A (en) Analog-digital conversion method, and a picture reproduction method using the same
JPS61218905A (en) Gap measuring instrument
KR19990063461A (en) Shape inspection method and device
JPS61225604A (en) Dimension measurement apparatus
JPH041845B2 (en)
JP3262924B2 (en) Binarization method
KR100239868B1 (en) Signal processing method for digital sun sensor using satellite control
JPS61223603A (en) Mark detecting machine
JPS62174606A (en) Dimension measuring instrument
JP2787928B2 (en) Image signal processing method
JPH0378561B2 (en)
JP2003329432A (en) Calibration method of non-contact dimension measuring machine
JPH1038616A (en) Method and device for calculating phase
JPH07229715A (en) Edge position detector
JPS62153703A (en) Method for measuring dimension
JPS59135331A (en) Wavelength calculation of spectrometer
JPS593681B2 (en) Pattern inspection method
JPH0687046B2 (en) Steel plate surface flaw inspection method by neural network
JPH0943056A (en) Instrument for measuring intensity of light
JPH08247723A (en) Dimension measuring instrument
JP2002013950A (en) Absolute type encoder
JPS62175887A (en) Image processing method
JPH10232486A (en) Method and device for discriminating pattern kind