JPS62247202A - Measuring method of relative height of body surface and apparatus therefor - Google Patents

Measuring method of relative height of body surface and apparatus therefor

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JPS62247202A
JPS62247202A JP7382286A JP7382286A JPS62247202A JP S62247202 A JPS62247202 A JP S62247202A JP 7382286 A JP7382286 A JP 7382286A JP 7382286 A JP7382286 A JP 7382286A JP S62247202 A JPS62247202 A JP S62247202A
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JP
Japan
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lens
measurement
signal
circuit
pulse
Prior art date
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Application number
JP7382286A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Suzuki
浩 鈴木
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NIPPON KEISOKU KOGYO KK
Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Original Assignee
NIPPON KEISOKU KOGYO KK
Toyo Seikan Kaisha Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62247202A publication Critical patent/JPS62247202A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enable non-contacting measurement of a relative height between different points of measurement on a body surface, by differentiating an image signal available from a TV-camera and comparing it with a specified threshold level. CONSTITUTION:An image signal picked up by a TV-camera from a measured point is differentiated by a differentiating circuit 22 and an element of high frequency only is taken out and binarized pulses of white level or black level are obtained by comparing the output of the circuit 22 with the specified threshold level and consequently, the number of binarized pulses of the image signal of the measured points takes a maximum value when a focus of a lens coincides with the measured point. Consequently, calculation is made covering a field 1 or 1 frame on the binarized value of the specified inspection range including the measured point per displacement of a single distance of the lens as above relative to a body and the distance of displacement from the reference position of the lens at the time when the measured value reached the maximum value is obtained. And, a relative height (A height of one measured point relative to the other one) between different measuring points is obtained by calculating respectively a position of a measuring point relative to the reference point and difference of both points.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、物体表面の異なる測定点間の相対的な高さを
測定する方法及びこの方法を実fMする装置に関り゛る
6のである。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for measuring the relative height between different measurement points on the surface of an object and an apparatus for implementing this method. be.

[従来の技術] 工場の製造ラインにおける製品検査等においては、物体
の表面に形成された凹凸の高さや、物体の表面に形成さ
れた溝の深さ、あるいは物体の表面の傾斜等を測定する
ことが必要になることがしばしばある。これらの測定は
、いずれも物体の表面の異なる測定点間の相対的な高さ
く一方の測定点に対する他方の測定点の高さ)を測定J
ることに帰結する。
[Prior art] In product inspection on a factory production line, etc., the height of unevenness formed on the surface of an object, the depth of a groove formed on the surface of an object, the slope of the surface of an object, etc. are measured. It is often necessary. Both of these measurements measure the relative height between different measurement points on the surface of an object (the height of one measurement point relative to the other measurement point).
It comes down to this.

物体表面の2点間の相対的高さを自動的に測定Jる方法
として、物体表面の凹凸を探る触針を用いる方法が提案
されている。この方法においては、触釧を物体表面の上
方に設定した基準位置から物体の表面の各測定点に向け
て移動さけて該融層が測定点に接触するまでの移動距離
を11測し、この移動距離から異なる測定点間の相対的
高さを演算していた。
As a method for automatically measuring the relative height between two points on the surface of an object, a method using a stylus to detect irregularities on the surface of the object has been proposed. In this method, the touch tip is moved from a reference position set above the surface of the object toward each measurement point on the surface of the object, and the distance traveled until the melt layer contacts the measurement point is measured 11 times. The relative height between different measurement points was calculated from the distance traveled.

[発明が解決しようとする問題点] 上記の触81法では、触針を物体の表面に接触させる必
要があるため、触針の接触により損傷のおそれがある物
体に対しては適用することができなかった。また触針が
物体との接触により破倦するおそれがあり、信頼性が低
いため、オンラインでの製品の自動検査簀のように、反
復して測定を行う必要がある場合には適用することが困
難であった。特に開口面積が非常に小さな溝の深さを測
定する場合には、非常に径が小さい階別を用いる必要が
あるため、触釧がぎわめて破nし易く、実用的でなかっ
た。
[Problems to be Solved by the Invention] The above-mentioned 81 method requires the stylus to come into contact with the surface of the object, so it cannot be applied to objects that may be damaged by contact with the stylus. could not. In addition, there is a risk that the stylus may rupture if it comes into contact with an object, making it unreliable, so it cannot be used in cases where repeated measurements are required, such as in automatic online product inspection cages. It was difficult. In particular, when measuring the depth of a groove with a very small opening area, it is necessary to use a step with a very small diameter, which makes the contact piece very easy to break, making it impractical.

本発明の目的は、非接触で物体表面の異なる測定点間の
相対的な高さを測定することができるようにした物体表
面の相対的高さ測定方法及びこの方法を実施する装置を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for measuring the relative height of an object surface, which enables non-contact measurement of the relative height between different measurement points on the surface of an object, and an apparatus for implementing this method. There is a particular thing.

[問題点を解決するための手段] 本願第1の発明は、物体の表面の異なる測定点間の相ス
・1的高さを非接触で測定する方法であって、本発明の
方法においては、顕微鏡レンズを備えたテレビジョンカ
メラのレンズを物体の各測定点に指向さ[て各測定点に
レンズのピントが合う位置をピント位置として該ビンi
・位置を含む一定の距離の置局レンズを物体に対して相
対的に移動させ、テレビジ三−ンカメラから得られる映
像信号を微分してその微分値を所定のスレショールドレ
ベルと比較することににり白レベルまたは黒レベルの2
値化パルスを得る。そしてレンズが物体に対して単位距
離移動する毎に測定点を含む所定の検査領域の映像信号
の2Vi化パルスを1フィールドまたは1フレームに亘
って工1数して該パルスの計数値の最大値が得られた時
のレンズの物体に対する位置をピント位置として該ピン
ト位置の基準位置からの距離を求める。このようにして
異なる測定点についてそれぞれ求めたピント位置の基準
位置からの距11JIの差をとることにより異なる測定
点間の相対的高さを求める。
[Means for Solving the Problems] The first invention of the present application is a method for non-contact measuring the relative height between different measurement points on the surface of an object, and the method of the present invention , the lens of a television camera equipped with a microscope lens is directed at each measurement point on the object, and the position where the lens focuses on each measurement point is set as the focus position for the bin i.
・Moving a stationary lens at a certain distance including the position relative to the object, differentiating the video signal obtained from the television camera, and comparing the differential value with a predetermined threshold level. White level or black level 2
Obtain the value pulse. Then, each time the lens moves a unit distance with respect to the object, the 2Vi conversion pulse of the video signal of a predetermined inspection area including the measurement point is processed over one field or one frame, and the maximum value of the counted value of the pulse is calculated. The distance of the focus position from the reference position is determined by determining the position of the lens relative to the object when the value is obtained as the focus position. The relative height between the different measurement points is determined by calculating the difference in distance 11JI from the reference position between the focus position determined for each of the different measurement points in this way.

本願第2の発明は、上記第1の発明の方法を実施する測
定装置であって、この第2の発明の装置は、その実施例
を示1第1図及び第2図に見られるように、テレビジョ
ンカメラ9と、レンズを物体に対して相対的に移動さL
′る移動機構15と、微分回路22と、211i化回路
23と、測定指令信号発生回路20と、測定指令信号計
数器30と、パルス計数器29と、記憶手段31と、演
c1手段33とを晶えている。
A second invention of the present application is a measuring device for carrying out the method of the first invention, and an embodiment of the device of the second invention is shown in FIGS. 1 and 2. , the television camera 9 and the lens are moved relative to the object L
' moving mechanism 15, differentiating circuit 22, 211i conversion circuit 23, measurement command signal generation circuit 20, measurement command signal counter 30, pulse counter 29, storage means 31, calculation c1 means 33, It is crystallizing.

テレビジョンカメラ9は顕微鏡レンズ8を備えていて該
レンズが物体2に指向される。移動は横15はレンズ8
の光軸の位置を物体2の各測定点pi 、p2に一致さ
せた状態でレンズを物体に対して相対的に前記光軸の方
向に移動させる。微分回路22は各測定点でテレビジョ
ンカメラ9から1!′7られる映像信号■aを微分し、
2値化回路23はこの微分回路の出力を所定のスレショ
ールドレベルVtと比較して該微分回路の出力が該スレ
ショールドレベルを超える毎にパルスVWp−を発生さ
せる。測定指令イ8号発生回路20は、各測定点でレン
ズが物体にヌ・1して111位距tldZ移り」する毎
に測定指令信号を発生し、測定指令信号計数器30はこ
の測定指令信号Mtを二1数する。パルス計数器29は
測定指令信号Mtが発生する10に1111定点を含む
所定の検査領域の映像信号の2値化パルスを1フィール
ドまたは1フレームに亘って語数し、記憶手段は各測定
点毎にパルス計数器29の計数値を測定指令信号ムl数
器30の引数ゼ1とどもに記憶する。演口手段33は記
憶手段31に記憶されたパルス計数器の計数値の1d大
値に対応する測定指令信号計数器の計数値をピント位置
を示すfit rl!1ifTとして貨なる測定点にお
けるピント位置を示す翳1数圃の差と前記単位距離とか
ら該異なる測定点間の相対的高さを求める。
The television camera 9 is equipped with a microscope lens 8 which is directed towards the object 2 . Movement is horizontal 15 is lens 8
The lens is moved in the direction of the optical axis relative to the object with the position of the optical axis coincident with each measurement point pi, p2 of the object 2. The differentiating circuit 22 connects the television camera 9 to 1! at each measurement point. Differentiate the video signal ■a given by '7,
The binarization circuit 23 compares the output of the differentiating circuit with a predetermined threshold level Vt, and generates a pulse VWp- every time the output of the differentiating circuit exceeds the threshold level. The measurement command No. 8 generation circuit 20 generates a measurement command signal every time the lens moves to the object by 111 distance tldZ at each measurement point, and the measurement command signal counter 30 receives this measurement command signal. Multiply Mt by 21. The pulse counter 29 counts the number of binary pulses of the video signal of a predetermined inspection area including 10 to 1111 fixed points where the measurement command signal Mt is generated over one field or one frame, and the storage means counts the number of words for each measurement point. The count value of the pulse counter 29 is stored together with the argument ze1 of the measurement command signal multimeter 30. The performance means 33 converts the count value of the measurement command signal counter corresponding to the 1d maximum value of the count value of the pulse counter stored in the storage means 31 into the fit rl! which indicates the focus position. The relative height between the different measurement points is calculated from the unit distance and the difference of one or more fields indicating the focus position at the measurement point as 1ifT.

[発明の作用] 物体表面の凹凸の映像はレンズのピントが合うに従って
コントラストが強いシャープな像となって空間周波数の
高い成分が多くなり、ピントが合った時に空間周波数の
高い成分が最も多くなる。
[Operation of the invention] As the lens focuses, the image of the irregularities on the surface of an object becomes a sharp image with strong contrast, and the components with high spatial frequencies increase, and when the lens is in focus, the components with high spatial frequencies become the most abundant. .

従って上記のように測定点をテレビジョンカメラにより
m像して得た映像信号を微分回路により微分して高い周
波数成分のみを取出し、該微分回路の出力を所定のスレ
ショールドレベルと比較して白レベルまたは黒レベルの
2値化パルスを得ると、測定点の映像信号の2値化パル
スの数はレンズのピントが測定点に合った時に最大にな
る。従って上記のようにレンズが物体に対して単位距離
移動する毎に測定点を含む所定の検査領域の映像信号の
2値化パルスを1フィールドまたは1フレームに亘って
計数して、該計数値が最大になった時のレンズの基準位
置からの移動距離を求めると、物体表面の各測定点のり
tv位置に対する位tを求めることができる。従ってこ
の様な方法で異なる測定点の基準位置に対する位置をそ
れぞれ求めて両者の差を演算することにより異なる測定
点間の相対的高さく一方の測定点に対する他方の測定点
の高さ)を求めることができる。
Therefore, as mentioned above, the video signal obtained by m-images of the measurement point with a television camera is differentiated by a differentiating circuit to extract only high frequency components, and the output of the differentiating circuit is compared with a predetermined threshold level. When the white level or black level binary pulses are obtained, the number of binary pulses of the video signal at the measurement point is maximized when the lens is focused on the measurement point. Therefore, as described above, each time the lens moves a unit distance with respect to the object, the binarized pulses of the video signal in a predetermined inspection area including the measurement point are counted over one field or one frame, and the counted value is By determining the moving distance of the lens from the reference position when the maximum value is reached, the position t relative to the tv position of each measurement point on the object surface can be determined. Therefore, by using this method to find the positions of different measurement points relative to the reference position and calculating the difference between the two, the relative height between the different measurement points (the height of one measurement point relative to the other measurement point) can be calculated. be able to.

この様に本発明によれば、物体表面の異なる測定点間の
相対的高さを触21を用いろこと無く非接触で測定する
ことができるため、物体を損(セすることなく物体表面
の凹凸や溝の深さ等を測定することができる。また測定
点を顕微鏡レンズで拡大して測定するので、微小な溝や
凹凸をも測定することができる。更に、触針を用いない
ため、破損Jるおイれがなく、信頼性が高いため、オン
ラインでの製品検査笠にも支障無く用いることができる
As described above, according to the present invention, the relative height between different measurement points on the surface of an object can be measured in a non-contact manner without using the touch 21. It is possible to measure the depth of irregularities and grooves.Also, since the measurement point is magnified with a microscope lens, it is possible to measure minute grooves and irregularities.Furthermore, since no stylus is used, Since there is no damage or leakage, and the reliability is high, it can be used for online product inspection without any problems.

[実施例1 以下添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。[Example 1 The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

第1図及び第2図は本発明の方法を実施する装置の実[
の構成を示したもので、第1図において1は被測定物体
を支持するX−Yテーブルであり、本実施例では測定を
行うべき物体としてプルトップ式の缶容器の晶(以下被
測定物体ども呼ぶ。
FIGS. 1 and 2 show an actual apparatus for carrying out the method of the present invention.
In Fig. 1, 1 is an X-Y table that supports the object to be measured, and in this example, the object to be measured is a crystal of a pull-top can (hereinafter referred to as the object to be measured). call.

)2がX−Yテーブル1の上に載せられている。) 2 is placed on the X-Y table 1.

プルトップ式の缶容器の′F12は円盤状のパネル部2
00と、このパネル部200の外周部を全周に亘って缶
の内側に凹ませるように変形さゼることにより形成され
た環状のリブ201と、このリブの外側に形成されたカ
ール部202と、パネル部200の中央部を外側に押出
すことにより形成されたリベット部203と、リベット
部203によりパネル部200に対して固定されたつま
み部204とからなっている。パネル部200には所定
形状の溝206が形成されており、つまみ部204を起
して引張ることにより溝206の内側の部分を切離して
蓋に開口部を形成し得るようになっている。この蓋2は
そのカール部202の内側に缶本体の開口部周縁を嵌合
さIた状態でカール部202を全周に亘ってカーリング
加工することにより缶本体に取イ]けられる。
'F12 of the pull-top can container is a disc-shaped panel part 2
00, an annular rib 201 formed by deforming the outer peripheral part of this panel part 200 so as to be recessed inside the can over the entire circumference, and a curled part 202 formed on the outside of this rib. , a rivet part 203 formed by pushing the center part of the panel part 200 outward, and a knob part 204 fixed to the panel part 200 by the rivet part 203 . A groove 206 of a predetermined shape is formed in the panel part 200, and by raising and pulling the knob part 204, the inner part of the groove 206 can be cut off to form an opening in the lid. The lid 2 is attached to the can body by fitting the periphery of the opening of the can body inside the curled portion 202 and curling the entire circumference of the curled portion 202.

」上記の42において、溝206の部分を拡大して示す
と第3図に示す通りであるが、この満206の深さh2
−hlが規定の深さより浅く、溝の底部の厚さhlが規
定より厚いとつまみ部204により溝206の内側の部
分を切取ることができなくなり、また満206の深さh
2−hlが規定より深<、tM206の底部の厚さhl
が規定より薄くなると、蓋2を缶’ff器の内圧に耐え
させることができなくムリ危険である。従ってプルトッ
プ式の缶容器の各2については、満206の深さh2−
hlの管理を厳密に行う必要があるが、従来は満206
の深さをオンラインで自動的に測定する適当な方法がな
かったため、l!l造ラインから一定の割合いで蓋2を
扱取って、前述の触側法により満206の深さを測定し
ていた。
” In the above 42, the groove 206 is shown in an enlarged view as shown in FIG.
- If hl is shallower than the specified depth, and the thickness hl at the bottom of the groove is thicker than the specified value, the inner part of the groove 206 cannot be cut by the knob 204,
2-hl is deeper than specified, tM206 bottom thickness hl
If it becomes thinner than specified, the lid 2 will not be able to withstand the internal pressure of the canister, which is dangerous. Therefore, for each two pull-top can containers, the depth h2-
It is necessary to strictly manage hl, but conventionally it was less than 206
Since there was no suitable method to automatically measure the depth of l! The lids 2 were removed from the manufacturing line at a constant rate, and the depth of 206 times was measured using the above-mentioned side-to-side method.

本発明の方法は、この様な測定を非接触で自動的に行う
ことをhl能にしたものである。本発明の方法により上
記のtM 206の深さを測定する場合には、第3図に
示すようにtivi206の底面及び溝206を外れた
部分の表面にそれぞれ測定点P1及びP2を設定し、こ
れらの測定点P1及び220間の相対的高さく測定点P
1にス・1する測定点P2の高さ=h2−411 )を
測定する。
The method of the present invention makes it possible to perform such measurements automatically and without contact. When measuring the depth of the above tM 206 by the method of the present invention, measurement points P1 and P2 are set on the bottom surface of the tivi 206 and the surface of the portion outside the groove 206, respectively, as shown in FIG. The relative height between measurement points P1 and 220 of measurement point P
Measure the height of measurement point P2 = h2-411).

被測定物体としてのM2を載せたX−Yテーブル1の上
方には可動フレーム3が配置され、この可動フレーム3
は図示しない固定フレームに上下方向にのみ移動し得る
ように支持されている。可動フレーム3の一端には上下
方向に伸びる雌ネジ部が設けられていて、この雌ネジ部
にネジ棒4が螺合されている。ネジ棒4は歯車伝達機構
5を介してパルスモータ6に連結されている。パルモー
タ6にはパルス電源7から一定の周波数のパルス電圧V
pが与えられていて、パルス電源7がパルス電圧を発生
する毎にパルスモータ6が駆動されてネジ棒4が微小角
度ずつ回転し、これににり可動フレーム3が上下方向に
所定の微小距離ずつ変位するようになっている。
A movable frame 3 is arranged above the X-Y table 1 on which M2 as the object to be measured is placed.
is supported by a fixed frame (not shown) so that it can move only in the vertical direction. A female threaded portion extending in the vertical direction is provided at one end of the movable frame 3, and a threaded rod 4 is screwed into this female threaded portion. The threaded rod 4 is connected to a pulse motor 6 via a gear transmission mechanism 5. The pulse motor 6 is supplied with a pulse voltage V of a constant frequency from a pulse power source 7.
p is given, and each time the pulse power supply 7 generates a pulse voltage, the pulse motor 6 is driven and the threaded rod 4 rotates by a minute angle, thereby moving the movable frame 3 a predetermined minute distance in the vertical direction. It is designed to be displaced gradually.

可動フレーム3には顕微鏡レンズ8を備えたテレビジョ
ンカメラ9が取付tJられ、このテレビジョンカメラの
レンズ8はその光軸を蓋(被測定物体)2のパネル部2
00の表面と直交させた状態で蓋2に指向されている。
A television camera 9 equipped with a microscope lens 8 is attached to the movable frame 3, and the lens 8 of this television camera has its optical axis aligned with the panel section 2 of the lid (object to be measured) 2.
It is oriented toward the lid 2 in a state perpendicular to the surface of the 00.

そしてレンズ8はその先端と被写体との間の距離が設定
値fOに等しい時にテレビジョンカメラの受光面に被測
定物体の表面の測定点のピントが合った像が結ばれるよ
うに(被写体にビン1−が合うように)調整されている
The lens 8 is arranged so that when the distance between its tip and the subject is equal to the set value fO, a focused image of the measurement point on the surface of the object to be measured is formed on the light-receiving surface of the television camera. 1- is adjusted).

レンズ8とテレビジョンカメラ9の受光面との間にはハ
ーフミラ−10が配置され、可動フレーム3の他端側に
はランプハウジング11が配設されている。ランプハウ
ジング11内にはランプ12と集光用レンズ系13とが
配置され、ランプ12からレンズ系13を通してハーフ
ミラ−10に平行光線りが照射される。光源11とハー
フミラ−10とにより公知の落射照明装置が構成され、
光r!11から照射された光はハーフミラ−10により
レンズ8側に反射されてレンズ8の光軸と平行に被測定
物体2側に進行する。この光はレンズ8を通して落射照
明光LSとして被測定物体2の表面に照射される。この
光は被測定物体の表面で反射され、その反射光1rはレ
ンズ8及びハーフミラ−10を通してテレビジョンカメ
ラ9の受光面に達する。
A half mirror 10 is arranged between the lens 8 and the light receiving surface of the television camera 9, and a lamp housing 11 is arranged at the other end of the movable frame 3. A lamp 12 and a condensing lens system 13 are disposed within the lamp housing 11, and a parallel beam of light is irradiated from the lamp 12 to the half mirror 10 through the lens system 13. A known epi-illumination device is configured by the light source 11 and the half mirror 10,
Light r! The light emitted from the half mirror 10 is reflected toward the lens 8 and travels parallel to the optical axis of the lens 8 toward the object to be measured 2. This light passes through the lens 8 and is irradiated onto the surface of the object to be measured 2 as epi-illumination light LS. This light is reflected by the surface of the object to be measured, and the reflected light 1r reaches the light receiving surface of the television camera 9 through the lens 8 and the half mirror 10.

本実施例では、ネジ棒4と歯車伝達機構5とパルスモー
タ6とによりレンズ8をデレビジョンカメラつとともに
レンズの光軸と平行な方向に移動さける移動例横15が
構成されている。この移動機構15は、被測定物体2の
表面にレンズ8のピントが合う位置(ピント位置)を含
む一定の距離Zo  (第3図参照)の区間、レンズ8
をテレビジョンカメラ9とともに移動させる。第3図に
おいて01及びQ2はそれぞれ測定点P1及びP2から
設定圧ll!1fO1lllれたピント位置であり、レ
ンズ8が測定点P1を搬像する場合にはレンズ8がピン
ト位置Q1にある時に測定点P1のピントが合い、レン
ズ8が測定点P2を搬像する場合にはレンズ8がピント
位置Q2にある時に測定点P2にピントが合うようにな
っている。本実施例では、レンズ8をピント位fffi
Q2J:り更に一定の距離離れた位置を上限位置ULと
し、被測定物体2側に近いピント位置Q1より更に被測
定物体2側に寄った位置を下限位置LLとする。そして
各測定点毎にレンズ8を下限位置LLから上限位置LJ
I−までの一定距離ZOの区間を単位距l1ltdZず
つ間欠的に移動させ、レンズ8を上限位置Uしまで移動
さUた後パルス−し一タロを逆転させてレンズ8の先端
イ装置を下限位置LLに復帰さける。
In this embodiment, the threaded rod 4, the gear transmission mechanism 5, and the pulse motor 6 constitute a movement example 15 for moving the lens 8 together with the deviation camera in a direction parallel to the optical axis of the lens. This moving mechanism 15 moves the lens 8 to the surface of the object 2 to be measured in a certain distance Zo (see FIG.
is moved together with the television camera 9. In FIG. 3, 01 and Q2 are the set pressures ll! from measurement points P1 and P2, respectively. When the lens 8 carries an image of the measurement point P1, the measurement point P1 is in focus when the lens 8 is at the focus position Q1, and when the lens 8 carries an image of the measurement point P2. When the lens 8 is at the focus position Q2, the measurement point P2 is in focus. In this embodiment, the lens 8 is set at the focus position fffi.
Q2J: A position further away by a certain distance is defined as the upper limit position UL, and a position further closer to the measured object 2 than the focus position Q1, which is closer to the measured object 2, is defined as the lower limit position LL. Then, the lens 8 is moved from the lower limit position LL to the upper limit position LJ for each measurement point.
After moving the lens 8 to the upper limit position by intermittently moving a certain distance ZO to I- by a unit distance l1ltdZ, the pulse is reversed and the tip of the lens 8 is moved to the lower limit. Avoid returning to position LL.

L2移動機構15にはレンズ8が下限位置LL及び上限
位置Uしにそれぞれ位置したことを検出フるリミットス
イッヂ等の下限位置検出手段及び上限位置検出信号が設
(プられていて、これらの検出手段は、それぞれレンズ
8が下限位置L L及び上限位置tJLに達した時に下
限位置検出信号Nし及び上限位置検出信号NUを出力す
る。
The L2 moving mechanism 15 is equipped with a lower limit position detection means such as a limit switch and an upper limit position detection signal for detecting that the lens 8 is located at the lower limit position LL and the upper limit position U, respectively. The detection means outputs a lower limit position detection signal N and an upper limit position detection signal NU when the lens 8 reaches the lower limit position LL and the upper limit position tJL, respectively.

X−Yテーブル1は被測定物体2を叔Uだチー1ル1Δ
をモータにより水平面」ニで互い直交するX方向及びY
方向に移動させる公知の構造のもので、測定の際には被
測定物体2の測定点P1及びP2の位置を順次レンズ8
の光軸の位置に一致させるように被測定物体2を水平面
上で移動させる。
The X-Y table 1 holds the object 2 to be measured.
The motor moves the X and Y directions perpendicular to each other on the horizontal plane.
The lens 8 has a known structure in which the measurement points P1 and P2 of the object to be measured 2 are sequentially moved during measurement.
The object to be measured 2 is moved on a horizontal plane so as to match the position of the optical axis.

X−Yテーブル1には被測定物の位置決め完了を検出す
る検出手段が設けられていて、この検出手段は、被測定
物2の測定点P1及びP2をそれぞれレンズ8の光軸に
一致さける位置決め動作が完了した時に位置決め完了信
号Npt及びNp2を出力する。
The X-Y table 1 is provided with a detection means for detecting the completion of positioning of the object to be measured, and this detection means detects the completion of positioning of the object to be measured. When the operation is completed, positioning completion signals Npt and Np2 are output.

パルス電源7の出力はパルスモータ6に供給されるとと
5に、測定指令信号発生回路20に供給されている。こ
の測定指令信号発生回路20はプリセットカウンタから
なっていて、パルス電源7がレンズ8を単位距#ldZ
だけ移動さけるために必要な数のパルスを出力する毎に
測定指令信号Mtを出力する。
The output of the pulse power source 7 is supplied to the pulse motor 6 and 5, and is also supplied to the measurement command signal generation circuit 20. This measurement command signal generation circuit 20 consists of a preset counter, and a pulse power source 7 moves the lens 8 by a unit distance #ldZ.
The measurement command signal Mt is output every time the number of pulses required to avoid the movement is output.

テレビジョンカメラ9が出力する映像信号Vaは上記測
定指令信号Mtとともに信号処理装置21に入力されて
いる。この信号処理装置21は測定指令信号Mtを処理
開始信号として映像信号の処理を行い、その処理が終了
した時に信号処理終了信号MSを出力する。
The video signal Va output from the television camera 9 is input to the signal processing device 21 together with the measurement command signal Mt. This signal processing device 21 processes the video signal using the measurement command signal Mt as a processing start signal, and outputs a signal processing end signal MS when the processing is completed.

X−Yテーブル1及び移動別格15を制御するため制御
i置16が設けられている。このa、1Jtll装置は
マイクロコンピュータからなっていて、測定開始信号M
iと、測定指令信号Mtと、信号処理終了信号MSと、
位置決め完了信号N1)1及びNp2と、下限位置検出
信号N(と下限位置検出信号N11とを入力として、所
定のシーケンスで移動機構15を動作させるようにパル
ス電源7を制御する。
A control station 16 is provided for controlling the X-Y table 1 and the moving section 15. This a, 1Jtll device consists of a microcomputer, and a measurement start signal M
i, a measurement command signal Mt, a signal processing end signal MS,
The pulse power source 7 is controlled to operate the moving mechanism 15 in a predetermined sequence by inputting the positioning completion signals N1)1 and Np2, the lower limit position detection signal N (and the lower limit position detection signal N11).

測定開始信号Miは例えばX−Yテーブル1上に被測定
物が搬入されたことがTl12された時に与えられる。
The measurement start signal Mi is given, for example, when it is determined that the object to be measured has been carried onto the X-Y table 1 at Tl12.

この測定開始信号Miが与えられると制御装置16はX
−Yテーブル1に位置決め指令信号を与え、先ず測定点
P1をレンズ8の光軸に一致させる位置決め動作を行わ
せる。この位置決め動作が完了してX−Yテーブル1側
から位置決め完了信号Np1が与えられると、υ制御装
置16はパルス電源7に指令を与えてレンズ8を下降さ
せるためのパルスを出力させる。これによりパルスモー
タ6が駆動され、レンズ8が下限位1iffLLに達す
ると移動機構15に設【プられている下限位置検出手段
が下限位置検出信DN1を出力する。この下限位置検出
信号N[が出力されると、制御装置16Gよパルス電源
7からのパルスの出力を停止さU、次いでパルス電源7
にレンズ8を中位距離だけ上シIさせるために必要な単
位数のパルスを出力させる。レンズ8を単位距離移動さ
けるために必要な数のパルスが出力されると測定指令信
号発生回路20が測定指令信号Mtを出力する。信号処
理装置21は測定指令信号Mtが出力された時に映像信
号の処理を開始し、該信号の処理が終了すると信号処理
終了信号Msを出力する。この信号処理終了信号Msが
出力されると、制御装置16はパルス電源7に指令を与
えて、再びレンズ8を単位距離dZだ(プ移動ざUるた
めに必要な数のパルスを発生さける。制御I装置16は
以後同様の動作を繰返し、信号処理装置21はレンズ8
が単位外1t1d l移fIJする毎に映像信号■aの
処理を行う。レンズ8が下限位置tJLに達すると上限
位置検出手段が下限位置検出信号NUを出力する。この
上限位置検出信号N 11が出力されると、制御11装
置1Gは測定点P2をレンズ8の光軸に一致させるため
の位置決め動作を行わせる指令をX−Yテーブル1に与
える。この位置決め動作が完了して位置決め完了信号N
1)2が出力されると、制御装置16はパルス電源7に
レンズ8を下降させるためのパルスを出力さける指令を
与える。レンズ8が下限11′/ii’i l−l−に
達し、下限位置検出信号N Lが発生り−るど、制御′
2II装百1Gはパルス電源7からのパルスの出力を停
+tさぜ、次いでパルス電源7にレンズ8をF′/1さ
せるだめのパルスを出力させる1旨令を与える。以五制
御装置は測定点P1について行った+h作と同様の動作
を繰返し、レンズ8が単位外−1ずつJ= +f1Jる
毎に13号処理装置21に信号の処理を行わUる。レン
ズ8が上限位置ULに達して」−限(91置検出信弓N
Uが発1するど、制御装置は測定!FJJ 作が完了し
たことを示す信号を出力し、X−Yテーブル1から被測
定物2を搬出することを指示りる指令信号を出力する。
When this measurement start signal Mi is given, the control device 16
- Give a positioning command signal to the Y table 1 to first perform a positioning operation to align the measurement point P1 with the optical axis of the lens 8. When this positioning operation is completed and a positioning completion signal Np1 is given from the X-Y table 1 side, the υ control device 16 gives a command to the pulse power source 7 to output a pulse for lowering the lens 8. This drives the pulse motor 6, and when the lens 8 reaches the lower limit 1iffLL, the lower limit position detection means provided in the moving mechanism 15 outputs the lower limit position detection signal DN1. When this lower limit position detection signal N[ is output, the control device 16G stops the output of pulses from the pulse power supply 7U, and then the pulse power supply 7
The number of pulses required to move the lens 8 upward by an intermediate distance is outputted. When the number of pulses necessary to avoid moving the lens 8 by a unit distance is output, the measurement command signal generation circuit 20 outputs the measurement command signal Mt. The signal processing device 21 starts processing the video signal when the measurement command signal Mt is output, and outputs a signal processing end signal Ms when the signal processing is completed. When this signal processing end signal Ms is output, the control device 16 gives a command to the pulse power source 7 to generate the necessary number of pulses to move the lens 8 a unit distance dZ again. The control I device 16 repeats the same operation thereafter, and the signal processing device 21 controls the lens 8.
Processes the video signal ``a'' every time 1t1dl moves fIJ outside the unit. When the lens 8 reaches the lower limit position tJL, the upper limit position detection means outputs the lower limit position detection signal NU. When this upper limit position detection signal N11 is output, the controller 11G gives a command to the XY table 1 to perform a positioning operation to align the measurement point P2 with the optical axis of the lens 8. When this positioning operation is completed, the positioning completion signal N
1) When 2 is output, the control device 16 gives a command to the pulse power source 7 to avoid outputting a pulse for lowering the lens 8. When the lens 8 reaches the lower limit 11'/ii'i l-l- and the lower limit position detection signal NL is generated, the control '
The 2II unit 1G stops the pulse output from the pulse power source 7, and then gives a command to the pulse power source 7 to output a pulse to set the lens 8 at F'/1. From then on, the control device repeats the same operation as the +h operation performed for the measurement point P1, and sends the signal to the processing device 13 to process the signal every time the lens 8 increases by J=+f1J by -1 outside the unit. When the lens 8 reaches the upper limit position UL, the limit (91 position detection signal bow N)
When U emits 1, the control device measures it! It outputs a signal indicating that the FJJ work is completed, and outputs a command signal instructing to carry out the object 2 to be measured from the X-Y table 1.

尚上記の説明では、レンズ8が下限位置L L及び上限
IQ置ULに達した時にそれぞれ上限(ひ置検出信号N
U及び下限位置検出信@NLを発生さ′Uる検出手段を
5儲けて、これらの位置検出信号ににリレンズ8の下限
(17置及び下限位置を検出1゛るようにしたが、被測
定物が定まればレンズ8の全移動距111I[Z o及
び()1位yi動距離dZは一定であるので、検出信号
NL及びNUを用いること無く、パルス電源7の出力パ
ルスの4数値によりレンズ8の位置を検出して制御動作
を行わせるようにすることもできる。
In the above explanation, when the lens 8 reaches the lower limit position LL and the upper limit IQ position UL, the upper limit (lower position detection signal N
5 detection means are provided to generate U and lower limit position detection signals @NL, and these position detection signals are used to detect the lower limit position and lower limit position of the lens 8. Once the object is determined, the total moving distance of the lens 8 111I [Z o and () 1st position yi moving distance dZ are constant, so it can be calculated by the four numerical values of the output pulse of the pulse power source 7 without using the detection signals NL and NU. It is also possible to perform control operations by detecting the position of the lens 8.

次に第2図を参照して信号処理装置21の構成及び処理
内容を説明する。第2図において22は映像信号Vaを
微分する微分回路、23は微分回路22の出力を所定の
スレショールドレベルど比較して2値化する2値化回路
、24は映像信号Vaから水平同期信号VShと垂直同
期信号Vsvとを分離する同期分離回路である。25は
垂直同期信号Vsvを入力として垂直方向の検査領域を
設定する垂直方向検査領域設定回路、26は水平同期信
号■Shを入力として水平方向の検査領域を設定する水
平方向検査領域設定回路、27は垂直同11信7=、 
V SVと測定指令信号Mtとを入力として検査フィー
ルドを設定する検査フィールド設定回路で、垂直方向検
査領域設定回路25、水平方向検査領II!!設定回路
26及び検査フィールド設定回路27の出力VQ1. 
VQ2及びV「は2値化回路23が出りする2値化パル
ス■Wpどともにアンド回路28に入力されている。ア
ンド回路28は1フィールド内の検査領域で21+fl
化パルスVwpが発生してそのアンドが成立りる毎にパ
ルスVwp”を出力する。
Next, the configuration and processing contents of the signal processing device 21 will be explained with reference to FIG. In FIG. 2, 22 is a differentiation circuit that differentiates the video signal Va, 23 is a binarization circuit that compares the output of the differentiation circuit 22 with a predetermined threshold level and converts it into a binary value, and 24 is a horizontal synchronization circuit from the video signal Va. This is a synchronization separation circuit that separates the signal VSh and the vertical synchronization signal Vsv. 25 is a vertical inspection area setting circuit which sets a vertical inspection area by inputting the vertical synchronization signal Vsv; 26 is a horizontal inspection area setting circuit which sets a horizontal inspection area by inputting the horizontal synchronization signal Sh; 27 is vertical 11th signal 7=,
This is an inspection field setting circuit that sets an inspection field by inputting V SV and measurement command signal Mt, and includes a vertical inspection area setting circuit 25, a horizontal inspection area II! ! Outputs VQ1. of setting circuit 26 and test field setting circuit 27;
Both VQ2 and V' are the binary pulses Wp output by the binary circuit 23 and input to the AND circuit 28.
A pulse Vwp'' is output every time a numeric pulse Vwp is generated and the AND is established.

このパルスVwp−はパルス、71@器29に入力され
て計数される。また測定指令信号Mtは測定指令信¥′
331数m30に入力されてil数される。検査フィー
ルド設定回路27の出力Vfの立ち下がりでF[l!憶
手段31に読込み指令が与えられ、記憶手段31はこの
講込み)h令が与えられた時に晶1数器29の91数値
mとht数器30の計数値「)とを読み込んで1検査フ
イ一ルド分のデータとして記憶する。
This pulse Vwp- is input to the pulse generator 29 and counted. Also, the measurement command signal Mt is the measurement command signal ¥'
331 number is input to m30 and is numbered. At the fall of the output Vf of the inspection field setting circuit 27, F[l! A reading command is given to the memory means 31, and the memory means 31 reads the 91 value m of the crystal 1 numeral 29 and the count value ``) of the h numeral 30 when this instruction)h command is given, and performs one test. Store as data for one field.

♂1数器29【ま測定指令信号Mtの立上りでリセット
され、またg1敗冴30は例えばレンズ8が上限位FI
ULに達したことを検出する上限位l検出信号NUによ
りリセットされる。32はit号処理終了信号発生回路
で、この回路は所定回数のMq定が行われて計数器30
の計数値が設定値に達した時に信り処理終了信号Msを
出力する。
♂1 Counter 29 [It is reset at the rising edge of the measurement command signal Mt, and g1 defeat 30 is, for example, when the lens 8 is at the upper limit FI.
It is reset by the upper limit l detection signal NU that detects that UL has been reached. Reference numeral 32 denotes an it-number processing end signal generation circuit, and this circuit performs Mq determination a predetermined number of times and outputs a signal to the counter 30.
When the count value reaches the set value, a trust processing end signal Ms is output.

また33は演ζ)手段で、この演算手段は、記憶手段3
1に記憶された2値化パルスの工1数値が最大になった
「、1の測定指令信号泪数器30の81数値をビン1〜
位置を示す計数値として、測定点P1及びP2にお()
るピント位置を示すai数1直の差と中位距離d Zと
から該測定点Pi 、P2間の相対的高さを求める。
Further, 33 is a calculation means (ζ), which is a storage means 3.
The 81 value of the measurement command signal numerator 30 of 1 is stored in bin 1~
() at measurement points P1 and P2 as a count value indicating the position.
The relative height between the measurement points Pi and P2 is determined from the difference in the ai number 1, which indicates the focus position, and the median distance dZ.

検査フィールド設定回路27は例えば第4図のようにフ
リップノロツブ回路Fl〜FF3と、微分回路りとによ
り構成される。この回路の各部の信号波形は第5図(a
>ないしくf)に示した通りで、測定指令信号Mtが与
えられるとその立−ヒリで7リツプフ【コツプ回路FF
1がセットされ、測定指令(CiQMtの立上りで該フ
リツブフ1コツプ回路FF1の出力Vflが立上る。フ
リップフロップ回路FF2はフリップフロップ回路FF
1の出力Vf1がtjえられている状態で垂直同期信号
VSVが与えられるとピットされる。従つ−C測定指令
信弓Mtが与えられた後最初に発生した垂直同期信号V
Svの立」ニリでフリップフロップ回路FF2の出力■
[が立上る。またフリップフロップ回路FF3はフリッ
プノロツブ回路FF2の出力Vfが1jえられている状
態で垂直同期信号VSVが!うえられた時にレツ1〜さ
れる。従ってフリップフロップ回路[[:3の出力■[
3は測定指令(、E シコMしがtjえられた1(2番
日の垂直同期信号ysvが与えられた時に9.上る。こ
のフリップフロップ回路「F3の出力は微分回MDによ
り微分され、この微分回路りの出力パルスVdOにより
フリップフロップ回路[[1〜[二E3がリセツ]−さ
れる。従ってフリ・ツブノロツブ回路FF2の出力側に
測定指令信T3. Mしがりえられた後最初に発生した
垂直同期信号\lSVのずL−1−がりから2番目に発
りした垂直同期信号vSvl/)ずl上りまで持続する
矩形波状の検査フィールド設定信号V「が得られる。す
なわら、この例では各測定位置(レンズ8が停止した位
置)にJ′3いて測定指令信号M1が与えられた直後の
1フィールドを検査フィールドとしてこの検査フィール
ドにおいC測定が行われる。
The test field setting circuit 27 is composed of flip knob circuits Fl to FF3 and a differentiator circuit, for example, as shown in FIG. The signal waveforms of each part of this circuit are shown in Figure 5 (a
> or f), when the measurement command signal Mt is given, the 7-trip circuit FF is activated at the rising edge.
1 is set, and the output Vfl of the flip-flop circuit FF1 rises at the rise of the measurement command (CiQMt).
If the vertical synchronizing signal VSV is applied while the output Vf1 of 1 is being held at tj, a pit is generated. -C Vertical synchronization signal V generated first after measurement command signal Mt is given
When Sv rises, the output of flip-flop circuit FF2 is
[ stands up. In addition, the flip-flop circuit FF3 outputs the vertical synchronizing signal VSV in a state where the output Vf of the flip-flop circuit FF2 is maintained at 1j! When you receive it, you will be asked to retweet it. Therefore, the output of the flip-flop circuit [[:3 ■[
3 is the measurement command (, E, and tj is received. 1 (9. rises when the second vertical synchronizing signal ysv is given.The output of this flip-flop circuit "F3" is differentiated by the differentiation circuit MD, The output pulse VdO of this differential circuit resets the flip-flop circuit [[1~[2E3]]. Therefore, the measurement command signal T3.M is sent to the output side of the flip-flop circuit FF2 for the first time. A rectangular wave-like test field setting signal V' is obtained that lasts from the vertical synchronizing signal vSvl/) to the vertical rising edge of the generated vertical synchronizing signal \lSV. In this example, one field immediately after the measurement command signal M1 is applied at J'3 at each measurement position (the position where the lens 8 is stopped) is set as an inspection field, and C measurement is performed in this inspection field.

次に垂直方向検査領域設定回路25は、例えば第6図の
ように鋸歯状波イ5シ1発生回路32と比較回路CP1
及びCR2とインバータINとアンド回路A1とにより
構成される。この垂直方向検査領域設定回路25の各部
の動作波形は第7図(a)ないしくXに示した通りで、
鋸歯状波信号発生回路32は垂直同期信号VSVが与え
られる毎にその立上りから一定の勾配で上界して次の垂
直同期信号の立上りででに戻る鋸歯状波信号3tを出力
する。比較回路CP1は、鋸歯状波信号Stを可変抵抗
P!iR1の両端に得られるスレショールドレベル電圧
v口と比較して鋸歯状波信号3tがスレショールドレベ
ル電圧■t1以上になっている期間論理状態が「1」の
出力信号VC1(第7図C)を出力する。また比較回路
CP2は鋸南状波信O8tを可変抵抗器R2の両端に得
られるスレン1−ルドレベル電圧Vt2と比較して鋸歯
状波信号Stがスレショールドレベル電圧Vt2以上に
な−)でいる期間論理状態が「1」の出力信″;″JV
C2(第7図C)を出力する。インパークINはこの信
号VC2を反転させて信号c2(第7図C)を出力し、
アンド回路A1は信号VC1及びC2の論理状態が同時
に「1」になっている期間論理状態が「1」になる重直
方向検査領賊設定信弓VQI(第7図f)を出力する。
Next, the vertical inspection area setting circuit 25 includes a sawtooth wave I5I generation circuit 32 and a comparison circuit CP1, as shown in FIG.
and CR2, an inverter IN, and an AND circuit A1. The operating waveforms of each part of the vertical inspection area setting circuit 25 are as shown in FIGS.
The sawtooth wave signal generating circuit 32 outputs a sawtooth wave signal 3t which rises at a constant slope from the rising edge of the vertical synchronizing signal VSV every time it is applied, and returns at the rising edge of the next vertical synchronizing signal. The comparison circuit CP1 converts the sawtooth wave signal St into a variable resistor P! The output signal VC1 whose logic state is "1" during the period in which the sawtooth wave signal 3t is equal to or higher than the threshold level voltage ■t1 compared to the threshold level voltage v obtained at both ends of iR1 (see FIG. 7). C) is output. Furthermore, the comparator circuit CP2 compares the sawtooth wave signal O8t with the threshold level voltage Vt2 obtained across the variable resistor R2, and compares the sawtooth wave signal St with the threshold level voltage Vt2. Output signal whose logic state is “1” “;”JV
C2 (C in FIG. 7) is output. Impark IN inverts this signal VC2 and outputs signal c2 (C in Figure 7),
The AND circuit A1 outputs the vertical direction check pirate setting signal bow VQI (FIG. 7f) whose logic state is "1" while the logic states of the signals VC1 and C2 are "1" at the same time.

この垂直1ノ向検査領域設定信号V01は% M+同期
信号Vsvの発生時刻より一定の時間遅れた時刻で立上
がって次の垂直同期信号VSVが立上がる時刻より前に
立下がる(fi号であり、この信号Vqlの信号幅が1
フィールドの画面の内の検査すべき領域(検査領域)の
重心方向の幅に相応している。この信号Vqlの幅(垂
直方向検査領IIIりはスレシコールドレベルv[1及
びVt2を変えることにより1フィールドの範囲内で適
宜に調整することがぐきる。
This vertical one-direction inspection area setting signal V01 rises at a certain time delay from the generation time of %M+ synchronization signal Vsv and falls before the time when the next vertical synchronization signal VSV rises (no. , the signal width of this signal Vql is 1
This corresponds to the width in the direction of the center of gravity of the area to be inspected (inspection area) within the screen of the field. The width of this signal Vql (vertical inspection area III) can be appropriately adjusted within the range of one field by changing the threshold cold level v[1 and Vt2.

水平方向検査領域設定回路26は第6図に示した中心方
向検査領域設定回路25と同様に(14成され、この水
平方向検査領域設定回路26にJ3いては鋸歯状波信号
発生回路32に水平同期信号■Shが入力されて、水平
同期信号VSVの発生時刻より一定の時間νれて立上り
、次の水平同明信号yshが立上る時刻より一定の時間
前の時刻に立下がる水平方向検査領域設定信号Vq2を
出力する。この水平方向検査領1Illi設定信号Vq
2の信号幅は1フイ−ルドの画面の内の検査1べき領域
の水平方向の幅に相応している。
The horizontal inspection area setting circuit 26 is constructed in the same manner as the central inspection area setting circuit 25 shown in FIG. Horizontal direction inspection area where the synchronization signal Sh is input, rises after a fixed time ν from the generation time of the horizontal synchronization signal VSV, and falls at a fixed time before the rise of the next horizontal synchronization signal ysh A setting signal Vq2 is output.This horizontal direction inspection area 1Illi setting signal Vq
The signal width of 2 corresponds to the horizontal width of the inspection area of 1 within the screen of 1 field.

本実施例においては、垂直方向検査領域設定信号Vql
と水平方向検査領域設定信号Vq2とにより定められる
検査領域に入る信号のみを処l!I!するものとし、こ
の検査領域から外れる信号は処理の対象から除外する。
In this embodiment, the vertical inspection area setting signal Vql
Only the signals that fall within the inspection area defined by the horizontal inspection area setting signal Vq2 are processed! I! Signals outside this inspection area are excluded from processing.

このように検査領域を設定するとノイズを除去すること
ができ、測定のvJ度を向上させることができる。
By setting the inspection area in this way, noise can be removed and the vJ degree of measurement can be improved.

次に第8図及び第9図を参照して各測定点・Pl及びP
2についてtlわれる測定動作を説明する。
Next, referring to Fig. 8 and Fig. 9, each measurement point Pl and P
The measurement operation performed for 2 will be explained.

第8図(a)に示すようにパルス澄源7が中位数(この
例では4個)のパルスVE)を発生す°ると、測定指令
信号発生回路20が第8図(b)に示すJ:うな測定指
令信号Mtを出力する。この測定指令信号Mtが発生す
ると、検査フィールド設定回路27が測定指令信号Mt
が発生した直復に発生する垂直同期信号V SV (第
8図C)の立上がりから次の垂直同期信号VSVの立上
がりまで持続する検査フィールド設定信号Vf(第8図
d及び第9図g)を出力Jろ。まに垂直方向検査領域設
定回路25jよ第8図<e>及び第9図(b)に示すよ
うに所定の幅のΦ白方向検査領域設定信号VQ1を出力
し、水平方向検査領域設定信号発生回路26は水平同期
伝>3yshが発生する毎に所定の幅の水平方向検査領
域設定信号VQ2(第9図r)を出力する。
As shown in FIG. 8(a), when the pulse source 7 generates an intermediate number of pulses (4 in this example), the measurement command signal generation circuit 20 changes as shown in FIG. 8(b). Indicated by J: Outputs the measurement command signal Mt. When this measurement command signal Mt is generated, the inspection field setting circuit 27 outputs the measurement command signal Mt.
The test field setting signal Vf (FIG. 8 d and FIG. 9 g) that lasts from the rising edge of the vertical synchronizing signal VSV (FIG. 8 C) generated directly after the occurrence of the vertical synchronizing signal VSV until the next rising edge of the vertical synchronizing signal VSV. Output Jro. As shown in FIG. 8<e> and FIG. 9(b), the vertical inspection area setting circuit 25j outputs the Φ white direction inspection area setting signal VQ1 having a predetermined width, and generates the horizontal inspection area setting signal. The circuit 26 outputs a horizontal inspection area setting signal VQ2 (FIG. 9r) having a predetermined width every time horizontal synchronous transfer>3ysh occurs.

映像信号vaは例えば第9図(C)に示ずような波形゛
C1この映像信号は微分回路22により微分される。微
分回路22の出力信号V a ′f;L第9図(d)に
示す通りで、この信号ya−は2値化回路23によりス
レショールドレベルVtと比較される。2値化回路23
は微分回路22の出力信j3 V a−がスレショール
ドレベルyt以上になった11.1に第9図(e)に示
すように自レベルまたは黒レベル(この例でta白レベ
ル)の211α化パルスVWI)を出力する。
The video signal va has a waveform C1 as shown in FIG. 9(C), for example. This video signal is differentiated by a differentiating circuit 22. The output signal V a 'f;L of the differentiating circuit 22 is as shown in FIG. 9(d), and this signal ya- is compared with the threshold level Vt by the binarization circuit 23. Binarization circuit 23
At 11.1, when the output signal j3Va- of the differentiating circuit 22 becomes equal to or higher than the threshold level yt, as shown in FIG. output pulse (VWI).

アンド回路28は検査ツーイールド設定信号Vrと重両
り向検査領域設定信号VQ1と水平方向検査領域設定値
すVO2とが同時に発生している状態で2値化パルスv
Wpが発生する毎にアンドが成立して、第9図(h)に
示すようにパルスVwp−を出力する。パルスv wp
 ′は計数器29により41数される。 計数器30は
測定指令信号Mtを轟1数する。計数!W30の記数#
inは各測定位置(レンズ8の停止位置)に対応してお
り、このh1敗1inに単位移動距離dzを乗じると下
限位置ししから各測定位置までの移動距#[L (=n
XdZ)が得られる。 記憶手段31には検査フィール
ド設定信@Vfの立下りで読込み指令が与えられ、記憶
手段31はこの読込み指令が与えられるとその時の計数
器29及び30の計数値を読込んで記憶する。
The AND circuit 28 generates a binary pulse v when the inspection two-yield setting signal Vr, the double-direction inspection area setting signal VQ1, and the horizontal inspection area setting value VO2 are generated simultaneously.
Every time Wp occurs, an AND is established and a pulse Vwp- is output as shown in FIG. 9(h). pulse v wp
' is incremented by 41 by the counter 29. The counter 30 counts the measurement command signal Mt by one. Count! W30 number #
in corresponds to each measurement position (stop position of lens 8), and when this h1 loss 1in is multiplied by the unit movement distance dz, the movement distance from the lower limit position to each measurement position #[L (=n
XdZ) is obtained. A reading command is given to the storage means 31 at the falling edge of the test field setting signal @Vf, and when this reading command is given, the storage means 31 reads and stores the counts of the counters 29 and 30 at that time.

各測定点について所定回数の測定が行われて計数器30
のi1数値が所定値に達する(この時レンズ8が下限位
置ULに達する。)と、信号処理終了信号発生回路32
が測定信号処理終了信号MSを出力する。
After a predetermined number of measurements are made for each measurement point, the counter 30
When the i1 value reaches a predetermined value (at this time, the lens 8 reaches the lower limit position UL), the signal processing end signal generation circuit 32
outputs a measurement signal processing end signal MS.

上記のようにして測定点P1及びP2のそれぞれについ
て測定されて記憶手段31に記憶されたデータを、横軸
にレンズ8の移動距MZをとり、縦軸に各測定位置に!
3 GJる2値化パルスの計数値mをとって示すと、測
定点P1については例えば第10図のようになり、測定
点P2については例えば第11図のようになる。尚第1
0図及び第11図の横軸の7は、各測定位置における計
数器30の各晶1a値にレンズの中漬移動距離dZを乗
じることにより求めたしのである。
The data measured at each of the measurement points P1 and P2 as described above and stored in the storage means 31 are plotted on the horizontal axis with the moving distance MZ of the lens 8, and on the vertical axis at each measurement position.
When the count value m of the binarized pulse of 3 GJ is taken and shown, the measurement point P1 is as shown in FIG. 10, and the measurement point P2 is as shown in FIG. 11, for example. Furthermore, the first
The value 7 on the horizontal axis in FIGS. 0 and 11 was obtained by multiplying each crystal 1a value of the counter 30 at each measurement position by the distance dZ of movement of the lens.

物体表面の凹凸の映像はレンズのピントが合うに従って
一1ン1〜ラストが強いシャープな像となって空間周波
数の高い成分が多くなり、ピントが合った時に空間周波
数の高い成分が最も多くなる;従って上記のように各測
定点をテレビジコンカメラ9によりJIi2像し【1ワ
た映像信号を微分回路22により微分して高い周波数成
分のみを取出し、この微分回路の出力を所定のスレショ
ールドレベルVtと比較して白レベルまたは黒レベルの
2値化パルスを1!?ると、測定点の映像信号の2値化
パルスの数Cユレンズのピントが測定点に合った■)に
最大になる。すなわち測定点P1については第10図の
71の位置がレンズのピントが合った位置となり、測定
点P2については第11図の72の位置がレンズ8のピ
ント・が合った位置となる。従ってこの例では演綿手段
33によりZ2どZlとの差(Z2−Zl )をとると
、この差が測定点P1に対する測定点P2の高さく溝2
06の深さ)になる。
The image of unevenness on the surface of an object becomes a sharp image with a strong 1-1-1-last as the lens focuses, and the components with high spatial frequencies increase, and when the lens is in focus, the components with high spatial frequencies become the most abundant. Therefore, as described above, each measuring point is imaged by JIi2 using the TV digital camera 9, and the 1-watt video signal is differentiated by the differentiating circuit 22 to extract only high frequency components, and the output of this differentiating circuit is set to a predetermined threshold. Compared to level Vt, the white level or black level binary pulse is 1! ? Then, the number of binarized pulses of the video signal at the measuring point becomes maximum at (2) when the lens focuses on the measuring point. That is, for the measurement point P1, the position 71 in FIG. 10 is the focused position of the lens, and for the measurement point P2, the position 72 in FIG. 11 is the focused position of the lens 8. Therefore, in this example, when the difference (Z2-Zl) between Z2 and Zl is taken by the cotton drawing means 33, this difference will increase the height of the groove 2 at the measuring point P2 with respect to the measuring point P1.
06 depth).

上記のように、本発明においては、被測定物体に接触す
ることなく、テレビジョンカメラから得られる映像信号
を処理するだけで被測定物体の表面の相対的高さを自動
的に測定ザることができ、オンラインでの製品検査に適
用することができる。
As described above, in the present invention, the relative height of the surface of the object to be measured can be automatically measured simply by processing the video signal obtained from the television camera without contacting the object to be measured. can be applied to online product inspection.

上記の例では、1フィールド内に設定された検査りよい
きの2値化パルスをム[数しているが、テレビジョンカ
メラで飛越走査が行われている場合には1フレームに亘
って検査領域の2値化パルスをSI数することもできる
In the above example, the number of binarized pulses set in one field is counted, but if interlaced scanning is performed with a television camera, the inspection area will be counted over one frame. It is also possible to convert the binarized pulses into SI numbers.

上記の説明では、被測定物体の表面の溝の深さを測定し
たが、本発明の方法により被測定物体の表面の凹凸の高
さや表面の傾斜等を測定することも可能である。
In the above description, the depth of the grooves on the surface of the object to be measured is measured, but the method of the present invention can also measure the height of the irregularities on the surface of the object to be measured, the slope of the surface, etc.

本発明の方法GEL、(f意の被測定物体の表面の異な
る測定点[〕1及び22間の相対的高さを測定する場合
に広く適用することができるが、相対的高さを求める異
なる測定点P1及びP2の材?1Gよ同一であることが
好ましい。
The method GEL of the present invention, which can be widely applied in measuring the relative height between different measurement points [1 and 22] on the surface of the measured object of interest, can be used to determine the relative height of different It is preferable that the materials of measurement points P1 and P2 are the same as 1G.

[発明の効采1 以上のよ・)に、本発明ににれば、物体表面の異なる測
定貞間の相対的高さを駆引を用いること無く非接触で測
定することができるため、物体を損傷することなく物体
表面の凹凸や溝の深さ等を測定することができる。また
測定点を顕微鏡レンズで拡大して測定するので、微小な
溝や凹凸をも測定することができる。更に、融層を用い
ないため、破損するJ3それがなく、信頼性が高いため
、オンラインでの製品検査等にも支障無く用いることが
できる利点がある。
[Effects of the Invention 1] According to the present invention, the relative heights of different measurement points on the surface of an object can be measured in a non-contact manner without using any force. It is possible to measure irregularities on the surface of an object, the depth of grooves, etc. without damaging the surface of the object. Furthermore, since the measurement point is magnified using a microscope lens, even minute grooves and irregularities can be measured. Furthermore, since no melt layer is used, there is no risk of breakage, and the reliability is high, so there is an advantage that it can be used for online product inspection etc. without any problems.

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

第1図は本発明の実施例の全体的構成を概略的に示した
構成図、第2図は同実施例で用いる信号処理回路の構成
例を示したブロック図、第3図は被測定物体の被測定部
の拡大所面図、第4図は同実施例で用いる検査フィール
ド設定回路の構成例を示したブロック図、第5図は第4
図の各部の信号波形図、第6図は同実施例で用いる垂直
方向検査領す、、1設定回路の構成例を示したブロック
図、第7図は第6図の各部の信号波形図、第8図及び第
9図は同実施例の各部の動作波形を示す波形図、第10
図及び第11図はそれぞれ同実施例における異なる測定
点の測定データを示リーグラフである。 1・・・X−Yテーブル、2・・・被測定物体(缶容器
の蓋)、3・・・回向フレーム、4・・・ネジ棒、5・
・・歯車伝達機構、7・・・パルス電源、8・・・顕微
鏡レンズ、9・・・テレビジジンカメラ、10・・・ハ
ーフミラ−115・・・移vJ41構、20・・・測定
指令信号発生回路、21・・・信り処理装置、22・・
・微分回路、23・・・2値化回路、24・・・同期分
離回路、25・・・垂i方向検査領域設定回路、26・
・・水平方向検査領iii!設定回路、27・・・検査
フィールド設定回路、28・・・アンド回路、29・・
・計数器、30・・・記数器、31・・・配憶手段、3
2・・・演C)手段。 (外1名)−゛ 第4図 第6図 第7図 第10図 第11図 」°1λ仇Xz□ ・−T”  fh’c  ン市 丁F −−月 (自発
)昭和62年 5月151] 1)晶1庁長官  黒  口1  明  雄  殿1、
’1jflの表示 1)願昭61−73822号2、発
明の名称 物体表面の相対的^さ測定ZJ法及び装置3、補正をり
る名 °11件との関係 特許出願人 1−1木J1測工業株式会社 (37G)東洋製罐株式会ンI 4、代理人 東京W ru 区新槓4−31−6  文III ヒル
6 Fl’i5、補正の対象 明lit ;!fの「発明の詳細な説明」の(1116
、補正の内容
Fig. 1 is a block diagram schematically showing the overall structure of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing an example of the structure of a signal processing circuit used in the embodiment, and Fig. 3 is an object to be measured. FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the inspection field setting circuit used in this embodiment, and FIG.
6 is a block diagram showing a configuration example of the vertical direction inspection area used in the same embodiment, 1 setting circuit, FIG. 7 is a signal waveform diagram of each part in FIG. 6, 8 and 9 are waveform diagrams showing the operation waveforms of each part of the same embodiment, and FIG.
The figure and FIG. 11 are graphs showing measurement data at different measurement points in the same example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... X-Y table, 2... Object to be measured (can lid), 3... Rotation frame, 4... Threaded rod, 5...
...Gear transmission mechanism, 7.Pulse power source, 8.Microscope lens, 9.TV camera, 10.Half mirror 115.VJ41 structure, 20.Measurement command signal generation. Circuit, 21... Faith processing device, 22...
- Differentiation circuit, 23... Binarization circuit, 24... Synchronization separation circuit, 25... Vertical i-direction inspection area setting circuit, 26.
...Horizontal inspection area iii! Setting circuit, 27... Inspection field setting circuit, 28... AND circuit, 29...
・Counter, 30... Recording device, 31... Storage means, 3
2... Performance C) Means. (1 other person) -゛Figure 4Figure 6Figure 7Figure 10Figure 11   〇〇〇 151] 1) Akira 1 Director General Kuroguchi 1 Akio Tono 1,
'1jfl Display 1) Application No. 61-73822 2, Title of the invention ZJ method and apparatus for measuring the relative height of the surface of an object 3, Name for correction Relationship with 11 cases Patent applicant 1-1 Tree J1 Sakuko Kogyo Co., Ltd. (37G) Toyo Seikan Co., Ltd. I 4, Agent Tokyo W ru Ward Shinkaku 4-31-6 Bun III Hill 6 Fl'i5, Subject of amendment light lit;! f “Detailed Description of the Invention” (1116
, content of correction

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)物体の表面の異なる測定点間の相対的高さを測定
する方法において、顕微鏡レンズを備えたテレビジョン
カメラのレンズを前記物体の各測定点に指向させて各測
定点に前記レンズのピントが合う位置をピント位置とし
て該ピント位置を含む一定の距離の区間前記レンズを物
体に対して相対的に移動させ、前記テレビジョンカメラ
から得られる映像信号を微分してその微分値を所定のス
レショールドレベルと比較することにより白レベルまた
は黒レベルの2値化パルスを得、前記レンズが物体に対
して単位距離移動する毎に前記測定点を含む所定の検査
領域の映像信号の2値化パルスを1フィールドまたは1
フレームに亘つて計数して該パルスの計数値の最大値が
得られた時の前記レンズの物体に対する位置を前記ピン
ト位置として該ピント位置の基準位置からの距離を求め
、異なる測定点についてそれぞれ求めたピント位置の基
準位置からの距離の差をとることにより異なる測定点間
の相対的高さを求めることを特徴とする物体表面の相対
的高さ測定方法。
(1) In a method of measuring the relative height between different measurement points on the surface of an object, a lens of a television camera equipped with a microscope lens is directed at each measurement point of the object, and the lens is attached to each measurement point. The lens is moved relative to the object in a certain distance section including the focus position, and the video signal obtained from the television camera is differentiated, and the differential value is set to a predetermined value. A binary pulse of the white level or black level is obtained by comparing it with a threshold level, and each time the lens moves a unit distance with respect to the object, the binary value of the video signal of a predetermined inspection area including the measurement point is obtained. 1 field or 1
The position of the lens relative to the object when the maximum value of the count value of the pulse is obtained by counting over the frame is determined as the focus position, and the distance of the focus position from the reference position is determined, and the distance is determined for each different measurement point. A method for measuring the relative height of an object surface, characterized in that the relative height between different measurement points is determined by calculating the difference in the distance between the focused position and the reference position.
(2)物体の表面の異なる測定点の間の相対的高さを測
定する装置において、顕微鏡レンズを備えて該レンズが
前記物体に指向されたテレビジョンカメラと、前記レン
ズの光軸の位置を前記物体の各測定点に一致させた状態
で前記レンズを前記物体に対して相対的に前記光軸の方
向に移動させる移動機構と、各測定点で前記テレビジョ
ンカメラから得られる映像信号を微分する微分回路と、
前記微分回路の出力を所定のスレシヨールドレベルと比
較して該微分回路の出力が該スレショールドレベルを超
える毎に2値化パルスを発生させる2値化回路と、各測
定点で前記レンズが前記物体に対して単位距離移動する
毎に測定位置指示信号を発生する測定位置指示信号発生
回路と、前記測定指令信号の数を計数する測定指令信号
計数器と、前記測定指令信号が発生する毎に前記測定点
を含む所定の検査領域の映像信号の2値化パルスを1フ
ィールドまたは1フレームに亘って計数するパルス計数
器と、各測定点毎に前記パルス計数器の計数値を前記測
定指令信号計数器の計数値とともに記憶する記憶手段と
、前記記憶手段に記憶された前記パルス計数器の計数値
が最大になった時の前記測定指令信号計数器の計数値を
ピント位置を示す計数値として、異なる測定点における
ピント位置を示す計数値の差と前記単位距離とから該異
なる測定点間の相対的高さを求める演算手段とを具備し
たことを特徴とする物体表面の相対的高さ測定装置。
(2) A device for measuring the relative height between different measurement points on the surface of an object, which includes a television camera that includes a microscope lens and the lens is directed toward the object, and the position of the optical axis of the lens. a moving mechanism that moves the lens in the direction of the optical axis relative to the object while being aligned with each measurement point of the object; and a movement mechanism that differentiates the video signal obtained from the television camera at each measurement point. A differentiating circuit that
a binarization circuit that compares the output of the differentiation circuit with a predetermined threshold level and generates a binarization pulse every time the output of the differentiation circuit exceeds the threshold level; and a binarization circuit that generates a binarization pulse each time the output of the differentiation circuit exceeds the threshold level; a measurement position instruction signal generation circuit that generates a measurement position instruction signal every time the object moves a unit distance with respect to the object; a measurement instruction signal counter that counts the number of measurement instruction signals; and a measurement instruction signal counter that generates the measurement instruction signal. a pulse counter that counts binarized pulses of a video signal in a predetermined inspection area including the measurement point over one field or one frame; a memory means for storing the count value of the command signal counter together with the count value of the pulse counter; and a counter indicating the focus position of the count value of the measurement command signal counter when the count value of the pulse counter stored in the memory means reaches a maximum. A relative height on the surface of an object, characterized in that it is equipped with a calculation means for calculating the relative height between the different measurement points from the difference in numerical value indicating the focus position at the different measurement points and the unit distance. Measuring device.
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