JPS6140502A

JPS6140502A - 寸法測定方法

Info

Publication number: JPS6140502A
Application number: JP16258984A
Authority: JP
Inventors: Isamu Tanaka; 勇田中; Mamoru Koga; 古賀　守; Yoshio Tanaka; 田中　淑夫; Hideo Koyanagi; 小柳　英夫; Shinichiro Takayama; 高山　慎一郎
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1984-07-31
Filing date: 1984-07-31
Publication date: 1986-02-26

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】（イ）産業上の利用分野この発明は、撮像手段から出力される被検査材のアナロ
グ撮像信号を２値化することにより、被検査材の寸法測
定を行う寸法測定方法に関する。

（ロ）従来技術この種の寸法測定方法は、撮像手段として、例えば分解
能（画素長）１３μｍ、周波数帯域２０ＭＨｚ（ＭＡＸ
）の撮像素子を用いて投影された被検査材の影を検出し
ている。撮像素子から出力された撮像信号は比較器に与
えられて２値化信号に変換される。この２値化信号と撮
像素子の走査クロックパルスとの論理積出力（以下、計
測データと呼ぶ）に含まれるパルスの数を計数すること
により、被検査材の径を算出している。

しかしながら、被検査材の断面の形状をも検出するため
に、光学系及び撮像素子を被検査材のまわりに回転させ
ながら計測する場合、計測データはスリップリングを介
して、演算処理部に転送される。しかし、この場合、計
測データに含まれるクロックパルスの周波数が余り高い
と、接触抵抗、伝送路のインピーダンス等により誤動作
が起こりやすくなるので、伝送されるクロックパルスの
周波数は低い方が望ましい。そのため、従来の寸法測定
方法では、使用可能なりロックパルスの最大周波数より
も低い周波数（例えば、４　ＭＨ２）のクロックパルス
で撮像素子から信号を取り出している。

その結果、計測時間が長くなるという問題がある。

また、２値化信号のパルス幅に含まれるクロックパルス
の周波数は高い程、被検査材の径を近似的にではあるが
精度よく計測できる。しかし、従来の寸法測定方法は、
前述した理由より、クロックパルスの周波数を余り高く
出来ないので、寸法測定精度を充分向上させることが出
来ないという問題がある。

（ハ）目的この発明に係る寸法測定方法は、寸法測定の高速化、及
び測定精度の向上を図ることができる寸法測定方法を提
供することを目的としている。

（ニ）構成この発明に係る寸法測定方法は、検査材の撮像信号の端
縁を検出し、その検出信号を演算処理部に伝送し、伝送
された検出信号に基づいて得られた２値化信号と基準パ
ルスとの論理出力から被検査材の径を算出することによ
って、スリップリングを介して伝送される信号の周波数
帯域が問題とならないようにしている。

（ポ）実施例第１図はこの発明に係る寸法測定方法の一実施例を用い
た寸法測定装置の構成を略示したブロック図である。

この寸法測定装置は被検査材に関連して設けられる検出
部１０と、スリプリング３０、伝送ケーブルを介して前
記検出部１０に接続される演算処理部４０とから構成さ
れる。

まず、検出部１０の構成を説明しよう。

１１は撮像手段としての電荷結合素子（ＣＣＤ）である
。ＣＧＤＩＩの前面には、図示していない光学系および
被検査材が配置される。しかして、前記光学系およびＣ
ＣＤ１１を含む検出部１０は、被検査材の廻りを回転駆
動される。

１２はＣＣＤＬＬの出力である撮像信号の変化を検出す
る手段としての微分回路である。

１３は前記微分波形を増幅する増幅回路である。

１４．１５は増幅された微分波形を一方入力として与え
られる比較回路である。比較回路１４はしきい値ｖ１を
、比較回路１５はしきい値ｖ２をそれぞれ設定されてい
る。

１６．１７は前記しきい値ｖ１、ｖ２を設定するしきい
■ 値設定器である。

１８はクロックパルス発生回路である。

１つはクロックパルスを与えられて、走査同期パルスａ
、消去パルスｆを発生ずる同期パルス発生回路である。

２０．２１は比較回路１４．１５の出力ｄ、ｅ及び消去
パルスｆを与えられるＡＮＤゲートである。

２２〜２４は、ＡＮＤゲート２ｏ、２１ノ出カ及び走査
パルスをスリップリング３ｏを介して演算処理部４゜に
伝送するために、これらを増幅する１゛ライハである。

次に演算処理部４０の構成を説明しよう。

４１〜４３ハ伝送された信号を受信するためのレシーバ
である。

４４は伝送されたＡＮＤゲート２ｏ、２１の出力を与え
られて、被検査材の影部分に相当した２値化信号を合成
するフリップフロップである。

４５は前記２値化信号と基準パルスを与えられるＡＮＤ
ゲートである。

４６は基準パルスを発生する基準パルス発生回路である
。測定精度をあげるため、ＣＣＤ１１のクロックパルス
よりも高い周波数のパルスが用いられる。

４７はＡＮＤゲート４５から与えられた論理出力に含ま
れる基準パルスの数を計数するカウンタである。

４８は前記計数値に基準パルス−個に相当する長さを乗
算して、被検査材の径を算出する演算処理回路である。

４９はカウンタ４７にリセット信号を、演算処理回路４
８にデータ転送信号を与える制御回路である。

次に、上述した構成の寸法測定装置の動作説明を通して
、この実施例に係る寸法測定方法の説明をする。第２図
は第１図に示した寸法測定装置の各部の動作波形図であ
る。

クロックパルスを与えられた同期パルス発生回路１９は
、ＣＣＤ１１に同図＋ａ）に示すような走査同期パルス
ａを与える。

しかして、被検査材が投影されたＣＣＤＩＩは同図（ｂ
）に示すような撮像信号すを出力する。同図において、
Ｓ２は被検査材の影による信号、Ｓｌ、Ｓ３はダミーパ
ルスである。

撮像信号すが微分回路１２に与えられる結果、同ｉ　ｔ
ｃ）に示すような微分出力Ｃが出力される。この微分出
力Ｃは増幅された後、比較回路１４．１５に与えられる
。微分出力Ｃは、各比較回路で、ＴＴＬレベルのパルス
に変換される。各比較出力ｄ、ｅはＡＮＤゲート２０．
２１に与えられ、ここでｃｃＤｌｌの投影領域に対応し
た消去パルスｆとの論理積をとられる。これにより、ダ
ミーパルスＳ１、Ｓ３に基づくパルスが消去される。前
記パルスが消去された比較出力ｄ、ｅは、被検査材の影
によるパルスＳ２の前縁及び後縁をそれぞれ示している
。それ故、以下、ＡＮＤゲート２０の出力を前縁パルス
、ＡＮＤゲート２１の出力を後縁パルスと呼ぶ。

ドライバ２２．２３で増幅された前縁パルス、後縁パル
ス、及びドライバ２４で増幅された走査同期パルスａは
、スリップリング３０を介して演算処理部４０に伝送さ
れる。

演算処理部４０のレシーバ４１受信された前縁パルスは
、フリップフロップ４４のセット端子に与えられる。一
方、レシーバ４２で受信された後縁パルスは、フリップ
フロップ４４のリセット端子に与えられる。これにより
、フリップフロップ４４は、同図（幻に示すような、被
検査材の影によるパルスＳ２の２値化信号ｇを合成する
。

前記２値化信号ｇと基準パルスｈとがＡＮＤゲート４５
に入力される結果、同図（１１に示すような計測データ
ｉが出力される。カウンタ４７は、前記計測データｉに
含まれる基準パルスの数を計数し、その結果を演算処理
回路４８に与える。演算処理回路４８は、この計数値に
基準パルスの１個に対応した長さを乗算して、被検査材
Ｓの径を算出する。

しかして、前記算出された演算結果は走査終了ごとに、
制御回路４９のデータ転送指令によって、図示しない次
段のデータ処理手段としてマイクロコンピータ等に伝送
される。データが転送されたのち、カウンタ４７の計数
値は、制御回路４９からのリセット信号によって消去さ
れる。

なお、上述の実施例では、被検査材の影部分に　　　　
　　　　、。

対応したパルスの変化を検出した検出信号は、撮像信号
すを微分等して得られた前縁パルス、後縁パルスである
として説明した。撮像信号を微分したのは、撮像信号に
含まれる直流レベルの変動の影響を除去することも企図
したからである。しかし、この発明はこれに限られるも
のではない。例えば、撮像信号を適宜のしきい値と比較
することによって２値化し、得られた２値化信号を演算
処理部に伝送するものであってもよい。前記２値化信号
の立ち上がり及び立ち下がり部分は、被検査材の影部分
に対応したパルスの変化部分に対応するものだからであ
る。

また、実施例として回転すること゛によってスリップリ
ングを介して計測データの転送を誤動作を少なくして行
う方法を示したが、固定した状態においても伝送路上問
題が生じた場合、同様の処理によって解決できる。

（へ）効果この発明に係る寸法測定方法は、検出部がら演算処理部
への信号の伝送を、クロックパルスを含んだ計測データ
の状態で行わず、被検査材の撮像信号の変化部分を示す
パルスで行っている。

したがって、伝送される信号はクロックパルスの周波数
とは無関係となる。それゆえ、撮像手段を走査するクロ
ックパルスの周波数を上げることができるので、寸法測
定の作業の能率を向上させることができる。

また、演算処理部で合成した２値化信号と論理積をとら
れる基準パルスは、検出部から伝送されるものでないか
ら、クロックパルスよりも高い周波数のパルスを使用で
きる。これにより、２値化信号とクロックパル、スとの
論理出力から被検査材の径を算出していた従来の寸法測
定方法に比較して、２値化信号のパルス幅、即ち、被検
査材の径を精度よく検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る寸法測定方法の一実施例を用い
た寸法測定装置の構成を略示したブロック図、第２図は
第１図に示した寸法測定装置の各部の動作波形図である
。１０・・・検出部、１１・・・ＣＣＤ、１２・・・微分
回路、１４．１５・・・比較回路、３０・・・スリ、。プリング、４０・・・演算処理部、４４・・・フリ、。プフロソプ、４５・・・ＡＮＤゲート、４６・・・基準
パルス発生回路、４７・・・カウンタ、４８・・・演算
処理部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検査材を投影することにより撮像信号の端縁を
検出し、その検出信号を演算処理部へ伝送し、伝送され
た検出信号に基づいて得られた２値化信号と、撮像素子
の駆動クロックとは別の高周波クロックとの論理出力か
ら被検査材の径を算出することを特徴とする寸法測定方
法。