JPS6230565B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は寸法測定方式に関し、特に赤外線や可
視光線を使用して物体の寸法を測定する場合に、
物体の一部分に欠損箇所が存在し、そのため物体
の一部に低温度分あるいは穴の如き空隙部分が存
在した場合でも、これによる悪影響を受けずに正
確にその寸法を測定することができる寸法測定方
式に関するものである。

例えば第１図に示すように、熱せられている物
体１を矢印方向に寸法を測定する場合、例えばカ
メラにより物体１を矢印方向に走査して、その物
体１の表面より発生する赤外線を検出し、その赤
外線発生範囲を物体１の矢印方向の寸法と定め
る。しかし何等かの理由により物体１の表面に欠
損部分２（例えば凹面部分）が存在してその欠損
部分２における温度が低い場合には、そこから発
生される赤外線量は減少するので、これを矢印方
向に走査したとき赤外線検出器により検出される
出力は、第１図ロの如くなり、双頭状になる。そ
れ故、これをそのまま閾値H₀で２値化したとき
は２つの矩形波が生じ、寸法は勿論のこと、あた
かも物体が２個存在するかのような誤測定を生ず
ることになる。それ故、これを防止するために、
第１図ロの出力をフイルタ回路に導き、その欠損
部分２の影響を除去した第１図ハの如きフイルタ
回路の出力を得、これを閾値H₀で２値化して１
ケの矩形波を得、これにより物体１の寸法を決定
している。

しかしこのようなフイルタ回路を使用する測定
方法では、フイルタ回路に対して充電する場合の
波形と放電する場合の波形が同一でないために、
このフイルタ回路の出力を閾値H₀で２値化する
方式では、ある程度の測定誤差が存在する。

したがつて本発明はこのような測定誤差がほと
んど存在しないように正確にその寸法を測定する
ことができる寸法測定方式を提供するものであ
る。そしてこのために本発明による寸法測定方式
では、物体の輻射光線、反射光線あるいは透過光
線を検出する光検出手段の出力信号にもとづき物
体の寸法を測定する測定装置において、光検出手
段が走査できる走査範囲を示す視野信号に同期ク
ロツクの計数を開始するクロツク計数手段と、上
記視野信号が存在しているときに光検出手段の視
野における最初の物体の存在を示す物体信号を検
出する始点検出手段と最後の物体信号を検出する
終点検出手段と、上記始点検出手段にもとづき始
点検出時の上記クロツク計数手段の計数値を始点
値としてセツトされる始点値検出手段と、上記終
点検出手段にもとづき終点検出時の上記クロツク
計数手段の計数値としてセツトされる終点値検出
手段と、上記視野信号の終了したとき上記始点値
検出手段および終点値検出手段からの始点値およ
び終点値をそれぞれ保持する始点値保持手段およ
び終点値保持手段と、上記終点値保持手段および
始点値保持手段に保持された終点値から始点値を
減算する減算手段と、上記光検出手段において次
の走査を行なう際に上記クロツク計数手段の計数
値が上記始点値保持手段に保持された前回の始点
値と一致してから上記終点値保持手段に保持され
た前回の終点値と一致するまでを示す実寸法信号
を再生する実寸法信号再生手段とを設け、上記減
算手段により物体の寸法を得るとともに、実寸法
信号再生手段により次走査時に実寸法を示す信号
を得られるようにしたことを特徴とする。

次に本発明の詳細を説明するに先立ち、一例と
して第３図の動作説明図にもとづきその概略を説
明する。

第３図において、熱せられた物体３に何等かの
理由により低温部４が存在するとき、この物体３
を矢印方向に赤外線検出器を走査して物体３から
の輻射線を検出する場合、低温部４の部分では輻
射線が非常に弱い。それ故、赤外線検出器の出力
は第３図ロに示す如く双頭の山状となり、これを
閾値THで識別することにより第３図ニに示す如
き矩形出力が得られる。したがつて、時刻t₁およ
びt₄で後述するクロツクカウンタの値を読出して
おき、その差を求めることにより物体３の寸法を
正確に測定することができる。

以下本発明の一実施例を第２図および第３図に
もとづき詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例構成を示し、第３図
はその動作説明図である。

図中、５は第１比較回路、６はフリツプ・フロ
ツプ、７はインバータ、８はクロツク・カウン
タ、９は始点レジスタ、１０は終点レジスタ、１
１はインバータ、１２は始点メモリ、１３は終点
メモリ、１４は減算器、１５は乗算器、１６は第
２比較回路、１７は第３比較回路、１８はエクス
クルシーブ・オア（EOR）回路である。

第１比較回路５は、図示省略した赤外線検出器
から伝達された、第３図ロに示す寸法信号Ａが印
加されており、これを別途印加される閾値THと
比較することにより、第３図ニに示す比較出力Ｃ
を出力する。

クロツク・カウンタ８は、クロツクを計数する
カウンタであつて、物体３の寸法を測定するため
に使用されるものである。このクロツク・カウン
タ８は後述する第３図ハに示す視野信号が「１」
になつたときに動作し、「０」になつたときにリ
セツトされるものである。

始点レジスタ９は物体３の最初の検出信号が第
１比較回路５から出力されたときのクロツク・カ
ウンタ８の計数値X1をセツトするレジスタであ
り、終点レジスタ１０は物体３の存在を示す最後
の信号が第１比較回路５から出力されたときのク
ロツク・カウンタ８の計数値Y2をセツトするた
めのレジスタである。

始点メモリ１２は上記計数値X1を保持するメ
モリであり、また終点メモリ１３は上記計数値
Y2を保持するメモリである。

減算器１４は上記計数値Y2とX1の差Y2―X1を
求めるものであり、乗算器１５は上記減算器１４
の出力Y2―X1に係数を乗じて物体３の寸法の測
定値を出力するものである。この係数は、クロツ
ク・カウンタ８の計算する計数パルスの周期と、
被測定物である物体３と図示省略した赤外線検出
器の走査との相対関係により定まるものであつ
て、１計数パルスあたりの長さに相当する係数が
乗算される。

第３図ハに示す視野信号Ｈは赤外線検出器が走
査できる範囲ｈを示すものであつて、例えば第３
図イに示す如く、この視野ｈの最初に検出点d₁を
設定し、終りに検出点d₂を設定する。そして走査
が矢印方向に行なわれる場合には、検出点d₁から
検出点d₂の間を走査している時間「１」を出力
し、これを視野信号Ｈとすることができる。

次に第２図の動作について説明する。

いま第３図において図示省略した視野信号発生
部から第３図ハに示す視野信号Ｈの「１」が時刻
t₀で出力され、第２図におけるクロツク・カウン
タ８、フリツプ・フロツプ６、インバータ１１に
伝達される。これによりクロツク・カウンタ８は
クロツクの計数を開始し、フリツプ・フロツプ６
のデータ端子Ｄに「１」が印加されることにな
る。そして図示省略した赤外線検出器の走査によ
り、時刻t₁で物体３の端部が検出され、第３図ロ
に示す寸法信号Ａが第２図における第１比較回路
５に入力されると、この第１比較回路５は、第３
図ニに示す如く、比較出力Ｃを発生する。この時
刻t₁における比較出力Ｃの立上りがフリツプ・フ
ロツプ６のクロツク端子CKに入力されたとき、
このフリツプ・フロツプ６はすでにデータ端子Ｄ
に上記の如く視野信号Ｈの「１」が印加されてい
るので出力端子Ｑから「１」を出力する。そして
この出力端子Ｑからの「１」が始点レジスタ９の
クロツク端子CKに印加されたとき、始点レジス
タ９にはそのときのクロツク・カウンタ８の計数
値X1が記入される。そしてこの出力端子Ｑの出
力「１」は、このフリツプ・フロツプ６がリセツ
トされるまで持続される。

次に時刻t₂にて赤外線検出器が物体３の低温部
４を走査するので、寸法信号Ａはこのとき低い値
になり、そのため、時刻t₂では第１比較回路５は
比較出力Ｃとして「０」を出力することになる。
そしてこの「０」がインバータ７により「１」と
して出力され、終点レジスタ１０のクロツク端子
CKに印加されたとき、終点レジスタ１０はその
ときのクロツク・カウンタ８の計数値Y1が記入
される。

続いて時刻t₃にて低温部４の走査が終ると第１
比較回路５は再び比較出力Ｃとして「１」を出力
することになるが、上記t₂〜t₃の間もフリツプ・
フロツプ６は「１」を出力しているので、始点レ
ジスタ９の記入データは変化しない。

そして時刻t₄にて物体３の走査が終り第１比較
回路５が再び「０」を出力すると、これによりイ
ンバータ７が「１」を出力し、この結果終点レジ
スタ１０には時刻t₄においてクロツク・カウンタ
８の計数値Y2が記入されることになる。

かくして時刻t₅にて視野信号Ｈが「０」になる
とき始点レジスタ９には上記時刻t₁におけるクロ
ツク・カウンタ８の計数値X1が記入され、終点
レジスタ１０には時刻t₄におけるクロツク・カウ
ンタ８の計数値Y2が記入されている。そしてこ
の時刻t₅において視野信号Ｈが「０」になるとき
インバータ１１が「１」を出力し、この「１」が
始点メモリ１２および終点メモリ１３に印加さ
れ、始点レジスタ９の出力端子D₀から出力され
た上記計数値X1が始点メモリ１２に記憶され、
かつ終点レジスタ１０の出力端子D₀から出力さ
れた上記計数値Y2が終点メモリ１３に記憶され
る。一方この時刻t₅にて上記視野信号Ｈが「０」
になるとき、フリツプ・フロツプ６、クロツク・
カウンタ８、始点レジスタ９および終点レジスタ
１０はリセツトされ、次の物体の寸法測定に備え
る。

上記始点メモリ１２および終点メモリ１３に記
憶された計数値X1およびY2は減算器１４に伝達
され、Y2―X1という減算が行なわれ、この結果
得られた値Ｗが乗算器１５に出力され、係数ｋが
乗算され、かくして物体３の正確な寸法W₀が得
られることになる。

その後、次の物体が送出されると、時刻t₆にて
視野信号Ｈが「１」となりクロツク・カウンタ８
が計数動作を開始し、上記と同様にしてその寸法
を測定することができる。

そしてこのクロツク・カウンタ８が計数動作を
行つているとき、その出力は第２比較回路１６お
よび第３比較回路１７にも伝達されている。それ
故、このクロツク・カウンタ８の計数値が始点メ
モリ１２に記憶している計数値X1と一致すると
き第２比較回路１６が「１」を出力しこれを保持
するのでその結果EOR回路１８も「１」を出力
し続ける。しかし終点メモリ１３に記憶している
計数値Y2と一致するとき第３比較回路１７が
「１」を出力するのでEOR回路１８は「０」を出
力することになる。よつて、比較回路１６，１７
およびEOR回路１８からなる部分は、時刻t₀から
t₅までの走査における寸法測定で認識された、欠
損等による誤測定のない正しい寸法信号（実寸法
信号）を、次走査時に視野信号を基準として再生
する。この実寸法信号は数値ではなく量（時間
幅）としての物体の寸法の認識、視野信号を基準
とする次走査時の物体位置ずれの検出、次走査時
の物体位置の予測など、種々の用途に利用でき
る。

なお上記説明は物体から発生される赤外線輻射
により寸法信号を得る場合について説明したが、
本発明は勿論これのみに限定されるものではな
く、例えば透過光線を利用してその一部に穴部の
如き欠損の存在する物体の外径寸法を測定するよ
うな場合にも適用できるものである。

以上説明の如く本発明によれば、その一部に欠
損のある物体の寸法を、フイルタ回路を使用する
ことなくデイジタル的手法により測定可能にした
ので、非常に正確にこれを測定することができ
る。しかも視野信号の有無により始点レジスタの
如き始点検出手段にデータをセツトしたり、ある
いは始点メモリ、終点メモリにデータをセツトし
て終点値と始点値を減算制御するので、物体の寸
法を自動的に、連続的に正しく測定することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の寸法測定方式の説明図、第２図
は本発明の一実施例構成図、第３図はその動作説
明図である。 図中、３は物体、４は低温部、５は第１比較回
路、６はフリツプ・フロツプ、７はインバータ、
８はクロツク・カウンタ、９は始点レジスタ、１
０は終点レジスタ、１１はインバータ、１２は始
点メモリ、１３は終点メモリ、１４は減算器、１
５は乗算器、１６は第２比較回路、１７は第３比
較回路、１８はEOR回路をそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 物体の輻射光線、反射光線あるいは透過光線
   を検出する光検出手段の出力信号にもとづき物体
   の寸法を測定する測定装置において、光検出手段
   が走査できる走査範囲を示す視野信号に同期クロ
   ツクの計数を開始するクロツク計数手段と、上記
   視野信号が存在しているときに光検出手段の視野
   における最初の物体の存在を示す物体信号を検出
   する始点検出手段と最後の物体信号を検出する終
   点検出手段と、上記始点検出手段にもとづき始点
   検出時の上記クロツク計数手段の計数値を始点値
   としてセツトされる始点値検出手段と、上記終点
   検出手段にもとづき終点検出時の上記クロツク計
   数手段の計数値を終点値としてセツトされる終点
   値検出手段と、上記視野信号の終了したとき上記
   始点値検出手段および終点値検出手段からの始点
   値および終点値をそれぞれ保持する始点値保持手
   段および終点値保持手段と、上記終点値保持手段
   および始点値保持手段に保持された終点値から始
   点値を減算する減算手段と、上記光検出手段にお
   いて次の走査を行なう際に上記クロツク計数手段
   の計数値が上記始点値保持手段に保持された前回
   の始点値と一致してから上記終点値保持手段に保
   持された前回の終点値と一致するまでを示す実寸
   法信号を再生する実寸法信号再生手段とを設け、 上記減算手段により物体の寸法を得るととも
   に、実寸法信号再生手段により次走査時に実寸法
   を示す信号を得られるようにしたことを特徴とす
   る寸法測定方式。