JPH01227003A - 寸法測定装置 - Google Patents
寸法測定装置Info
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- JPH01227003A JPH01227003A JP5220688A JP5220688A JPH01227003A JP H01227003 A JPH01227003 A JP H01227003A JP 5220688 A JP5220688 A JP 5220688A JP 5220688 A JP5220688 A JP 5220688A JP H01227003 A JPH01227003 A JP H01227003A
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- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 10
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 2
- 206010011224 Cough Diseases 0.000 description 1
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、被検対象物体の寸法等を光学的に測定して電
気信号に変換処理する寸法測定装置に関する。
気信号に変換処理する寸法測定装置に関する。
近年、光学的撮像素子の発達によって、板等の被検対象
物体の寸法を光学的に測定することが一般的になってき
た。
物体の寸法を光学的に測定することが一般的になってき
た。
従来の光学的撮像による測定装置においては、カメラの
原理によりレンズの結像面に撮像素子をおいて、被検対
象物体の像の大きさによってその寸法を測定するのが通
常であった。
原理によりレンズの結像面に撮像素子をおいて、被検対
象物体の像の大きさによってその寸法を測定するのが通
常であった。
しかしながら、このような測定装置においては、レンズ
から被検対象物体の距離が変わると撮像の大きさが変わ
り、これによって測定に誤差を生しるという問題点があ
った。
から被検対象物体の距離が変わると撮像の大きさが変わ
り、これによって測定に誤差を生しるという問題点があ
った。
そこで、本発明者は以前に特願昭６１−２１０４８１号
においてこれらの問題点を解決する被検対象物体の撮像
装置を提案し、該装置を応用して第４図に示すような鋼
板の端を測定する寸法測定装置１０を開発した。
においてこれらの問題点を解決する被検対象物体の撮像
装置を提案し、該装置を応用して第４図に示すような鋼
板の端を測定する寸法測定装置１０を開発した。
この図において、１１は下部光源（螢光灯）、１２は光
収束手段の一例である凹面鏡、１３は平面鏡、１４はフ
ィルター、１５は結像レンズ、１６は撮像素子の一例で
あるリニアアレイ、１７は被検対象物体の一例である鋼
板を示す。従って、鋼板１７の端部からの光の内光軸に
平行な光線は凹面鏡１２、平面鏡１３及び結像レンズ１
５を通って、リニアアレイ１６に結像し、電気信号に変
換される。従って、該装置１０によって凹面鏡１２から
鋼板１７までの距離が変わっても結像に要する光線が平
行光線であるので、リニアアレイ１６には同一の大きさ
の像を結像させることができる。
収束手段の一例である凹面鏡、１３は平面鏡、１４はフ
ィルター、１５は結像レンズ、１６は撮像素子の一例で
あるリニアアレイ、１７は被検対象物体の一例である鋼
板を示す。従って、鋼板１７の端部からの光の内光軸に
平行な光線は凹面鏡１２、平面鏡１３及び結像レンズ１
５を通って、リニアアレイ１６に結像し、電気信号に変
換される。従って、該装置１０によって凹面鏡１２から
鋼板１７までの距離が変わっても結像に要する光線が平
行光線であるので、リニアアレイ１６には同一の大きさ
の像を結像させることができる。
ところが、上記リニアアレイ１６は複数の受光素子を直
線状に並べて配置されているので、その出力が第５図に
示すように階段状になり、この為どの位置を鋼板１７の
端部の位置とするのか決定し難いという問題点があった
。
線状に並べて配置されているので、その出力が第５図に
示すように階段状になり、この為どの位置を鋼板１７の
端部の位置とするのか決定し難いという問題点があった
。
特に上記装置１０においては、鋼板１７と凹面鏡１２と
の距離が変わると像がぼける特徴があり、この為第５図
に示す出力値が滑らかになり、より測定物の端面を検出
するのが困難であるという問題点があった。
の距離が変わると像がぼける特徴があり、この為第５図
に示す出力値が滑らかになり、より測定物の端面を検出
するのが困難であるという問題点があった。
そして、上記出力は階段状となっているので、受光素子
の単体長さより小さい検出精度を得ることは困難である
という問題点があった。
の単体長さより小さい検出精度を得ることは困難である
という問題点があった。
更には、上記装置１０においては、第６図にその原理図
を示すように、光収束手段の一例である凹面鏡（放物面
鏡）１２を使用する為に、第７図のグラフの実線ｍに示
すように受光像高さｈ′に対して実際値りとの関係が直
線ｎと一致せず、これによって測定誤差が生じるという
問題点があった。
を示すように、光収束手段の一例である凹面鏡（放物面
鏡）１２を使用する為に、第７図のグラフの実線ｍに示
すように受光像高さｈ′に対して実際値りとの関係が直
線ｎと一致せず、これによって測定誤差が生じるという
問題点があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、上記
問題点を解決する寸法測定装置を提供することを目的と
する。
問題点を解決する寸法測定装置を提供することを目的と
する。
上記目的に沿う第１の発明に係る寸法測定装置は、被検
対象物体から光を、測定長より大きい第１の光収束手段
を用いて小口径の第２の光収束手段に平行光のみ入射さ
せ、上記第１の光収束手段と第２の光収束手段との合成
による上記被検対象物体の結像面に撮像素子を配置し、
該撮像素子の信号によって上記被検対象物体の大きさを
測定する寸法測定装置において、上記撮像素子からの信
号をローパスフィルタを通過させた後、一定値と比較し
て立ち上がり規定時間を決め、該立ち上がり規定時間か
ら一定時間後の上波値を測定し、この上波値を所定按分
した値と、所定時間充分遅延させた上記信号値を比較し
てエツジ値を発生させるようにして構成されている。
対象物体から光を、測定長より大きい第１の光収束手段
を用いて小口径の第２の光収束手段に平行光のみ入射さ
せ、上記第１の光収束手段と第２の光収束手段との合成
による上記被検対象物体の結像面に撮像素子を配置し、
該撮像素子の信号によって上記被検対象物体の大きさを
測定する寸法測定装置において、上記撮像素子からの信
号をローパスフィルタを通過させた後、一定値と比較し
て立ち上がり規定時間を決め、該立ち上がり規定時間か
ら一定時間後の上波値を測定し、この上波値を所定按分
した値と、所定時間充分遅延させた上記信号値を比較し
てエツジ値を発生させるようにして構成されている。
また、上記目的に沿う第２の発明に係る寸法測定装置は
、被検対象物体から光を、測定長より大きい第１の光収
束手段を用いて小口径の第２の光収束手段に平行光のみ
入射させ、上記第１の光収束手段と第２の光収束手段と
の合成による上記被検対象物体の結像面に撮像素子を配
置し、咳撮像素子の信号によって上記被検対象物体の大
きさを測定する寸法測定装置において、上記撮像素子か
らの信号を実際の測定値に対応するリニアライザーを通
し、その出力値が測定値に一次的に比例するようにして
構成されている。
、被検対象物体から光を、測定長より大きい第１の光収
束手段を用いて小口径の第２の光収束手段に平行光のみ
入射させ、上記第１の光収束手段と第２の光収束手段と
の合成による上記被検対象物体の結像面に撮像素子を配
置し、咳撮像素子の信号によって上記被検対象物体の大
きさを測定する寸法測定装置において、上記撮像素子か
らの信号を実際の測定値に対応するリニアライザーを通
し、その出力値が測定値に一次的に比例するようにして
構成されている。
ここに、第１の光収束手段とは凹面鏡あるいは凸レンズ
をいい、第２の光収束手段とはこれらの他生孔も含むも
のである。
をいい、第２の光収束手段とはこれらの他生孔も含むも
のである。
第１の発明に係る寸法測定装置においては、撮像素子か
らの信号をまずローパスフィルタに通して滑らかに立ち
上がる信号にして分解能を向上し、次に該信号を一定値
（例えば信号の５０％程度）と比較して立ち上がり規定
時間を決めている。
らの信号をまずローパスフィルタに通して滑らかに立ち
上がる信号にして分解能を向上し、次に該信号を一定値
（例えば信号の５０％程度）と比較して立ち上がり規定
時間を決めている。
従って、これによって信号の立ち上がりを検出すること
ができ、この基準となる時間から一定時間後の信号の上
波値を測定する。これによって充分に立ち上がった信号
の大きさを測定することができる。
ができ、この基準となる時間から一定時間後の信号の上
波値を測定する。これによって充分に立ち上がった信号
の大きさを測定することができる。
次に、この上波値を所定按分（例えば５０％）にするが
、これと、所定時間充分遅延させた上記信号値と比較し
てエツジ信号となる一致信号を発生させると、この信号
は電源電圧あるいはその他の条件によって変動する信号
値（即ち上波値）の大きさに対応して、その一定の立ち
上がりの距離に対応する時間を測定することができ、こ
れによって正確に被検対象物体の端部を測定することが
できる。
、これと、所定時間充分遅延させた上記信号値と比較し
てエツジ信号となる一致信号を発生させると、この信号
は電源電圧あるいはその他の条件によって変動する信号
値（即ち上波値）の大きさに対応して、その一定の立ち
上がりの距離に対応する時間を測定することができ、こ
れによって正確に被検対象物体の端部を測定することが
できる。
次に、第２の発明に係る寸法測定装置においては、上記
撮像素子からの信号をリニアライザーを通しているので
、測定寸法と出力値が比例することになる。
撮像素子からの信号をリニアライザーを通しているので
、測定寸法と出力値が比例することになる。
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化し
た実施例につき説明して、本発明の理解に供する。
た実施例につき説明して、本発明の理解に供する。
ここに、第１図は本発明の実施例に係る寸法測定装置の
電気回路のブロック図、第２図は上記寸法測定装置の全
体ブロック図、第３図は上記寸法測定装置の波形図であ
る。
電気回路のブロック図、第２図は上記寸法測定装置の全
体ブロック図、第３図は上記寸法測定装置の波形図であ
る。
第４図に示す撮像素子の一例であるリニアアレイ１６か
らの信号は、第３図（ａ）に示すように階段状になって
いるので、まずローパスフィルタ１９を通すことによっ
て滑らかにする。
らの信号は、第３図（ａ）に示すように階段状になって
いるので、まずローパスフィルタ１９を通すことによっ
て滑らかにする。
この信号の一次コンパレータ２０によって基準値２１（
Ｖ、）と比較する。ここで、基準値は上記出力の最大値
の約５０％程度に決めておくが、その他の値であっても
本発明は適用される。
Ｖ、）と比較する。ここで、基準値は上記出力の最大値
の約５０％程度に決めておくが、その他の値であっても
本発明は適用される。
次に、第３図（ｂ）に示すようにこの一次コンパレータ
２０の出力信号を遅延回路（あるいはタイマー回路）２
２を通して所定時間（ｔｌ）遅らせる。この時間（ｔｌ
）としては上記信号が立ち上がるに充分な時間としてお
く。
２０の出力信号を遅延回路（あるいはタイマー回路）２
２を通して所定時間（ｔｌ）遅らせる。この時間（ｔｌ
）としては上記信号が立ち上がるに充分な時間としてお
く。
そして、一定時間（ｔｌ）遅らせた信号によって上記ロ
ーパスフィルタ１９を通過後の信号をサンプルホールド
回路２３によって採集し、そのサンプル値（ｖ２）を闇
値決定回路２４によって所定按分して（ｖ３）を得る。
ーパスフィルタ１９を通過後の信号をサンプルホールド
回路２３によって採集し、そのサンプル値（ｖ２）を闇
値決定回路２４によって所定按分して（ｖ３）を得る。
ここで、闇値は約５０％程度としておく。
次に、上記ローパスフィルタ１９を遅延回路２５によっ
て闇値を決定した時間よりその立ち上がり部を遅らせ、
第３図（Ｃ）に示すように該信号と上記闇値とを二次コ
ンパレータ２６によって比較し、第３図（ｄ）のような
エツジ値となる信号を得る。
て闇値を決定した時間よりその立ち上がり部を遅らせ、
第３図（Ｃ）に示すように該信号と上記闇値とを二次コ
ンパレータ２６によって比較し、第３図（ｄ）のような
エツジ値となる信号を得る。
この信号値の発生時間から上記遅延回路２５の遅延時間
を引くと、上記リニアアレイ１６がスキャンして鋼板１
７の端部となった時間が計算できるので、リニアアレイ
１６の如何なる位置に鋼板１７があるのかが判断できる
ことになって、これらの装置を２台設け、板の両端に光
学装置（第４図示）を置くことによって鋼板の寸法を図
ることができる。
を引くと、上記リニアアレイ１６がスキャンして鋼板１
７の端部となった時間が計算できるので、リニアアレイ
１６の如何なる位置に鋼板１７があるのかが判断できる
ことになって、これらの装置を２台設け、板の両端に光
学装置（第４図示）を置くことによって鋼板の寸法を図
ることができる。
なお、−次コンパレータ２０、遅延回路２２．２４、サ
ンプルホールド回路２３、閾値決定回路２５及び二次コ
ンパレータ２６の組み合わせによる上記回路（以下、エ
ツジ検出回路という）は、立ち上がるパルスの最大値で
ある上波値に対する一定の割合（〈１）値になる時に出
力を発生する装置に使用でき、この場合、電圧変動ある
いは周囲条件等によって変動する最大値に対しても有効
に作動することになる。
ンプルホールド回路２３、閾値決定回路２５及び二次コ
ンパレータ２６の組み合わせによる上記回路（以下、エ
ツジ検出回路という）は、立ち上がるパルスの最大値で
ある上波値に対する一定の割合（〈１）値になる時に出
力を発生する装置に使用でき、この場合、電圧変動ある
いは周囲条件等によって変動する最大値に対しても有効
に作動することになる。
更には、第１図に点線で示すように別のサンプルホール
ド回路２７を用いることによってパルスの基底となる下
波値の電圧（Ｖ、）を決定すれば、闇値回路２４によっ
て（ｖ、−ｖ・）×αとなる時間を計測することもでき
る。
ド回路２７を用いることによってパルスの基底となる下
波値の電圧（Ｖ、）を決定すれば、闇値回路２４によっ
て（ｖ、−ｖ・）×αとなる時間を計測することもでき
る。
上記エツジ検出回路を２個用いて、鋼板の寸法を測定す
る回路を第２図に示すが、これらの測定のおいて、第４
図に示すように光収束手段の一例として凹面鏡１２を使
用している。従って、第６図及び第７図を用いて説明し
たように、凹面鏡の曲がりに対する誤差が生じる。
る回路を第２図に示すが、これらの測定のおいて、第４
図に示すように光収束手段の一例として凹面鏡１２を使
用している。従って、第６図及び第７図を用いて説明し
たように、凹面鏡の曲がりに対する誤差が生じる。
そこで、エツジ検出回路２８の出力を一旦リニアライザ
ー２９に加える。このリニアライザーは第７図に示す曲
線ｍとは逆関数にして置くと、その出力値は、第７図ｎ
に示す如く直線値となって、長さに比例した出力を発生
するようになる。
ー２９に加える。このリニアライザーは第７図に示す曲
線ｍとは逆関数にして置くと、その出力値は、第７図ｎ
に示す如く直線値となって、長さに比例した出力を発生
するようになる。
このリニアライザーは信号を一旦デジタル化してメモリ
によって直線化するものであっても良いし、アナログ信
号のままオペアンプによって処理しても良い。
によって直線化するものであっても良いし、アナログ信
号のままオペアンプによって処理しても良い。
なお、上記信号処理はアナログ信号として処理する場合
について説明したが、必要にリニアアレイからの信号を
ローパスフィルターに通した後、ＡＤ変換して、デジタ
ル信号にて全体を制御することを可能である。
について説明したが、必要にリニアアレイからの信号を
ローパスフィルターに通した後、ＡＤ変換して、デジタ
ル信号にて全体を制御することを可能である。
第１の発明に係る寸法測定装置においては、階段状に信
号を発生する撮像素子を使用しても、その撮像素子の分
解能より優れた分解能を発揮する出力を得ることができ
る。
号を発生する撮像素子を使用しても、その撮像素子の分
解能より優れた分解能を発揮する出力を得ることができ
る。
また、光学形の場合にはピントぼけ等によって撮像素子
の出力が滑らかになるが、このような場合であっても確
実に被検対象物体の寸法全測定することができる。
の出力が滑らかになるが、このような場合であっても確
実に被検対象物体の寸法全測定することができる。
第２の発明においては、凹面鏡あるいは凸レンズ等の光
収束手段を使用する場合に生じる誤差を補正して、測定
寸法に比例する出力を得ることができる。
収束手段を使用する場合に生じる誤差を補正して、測定
寸法に比例する出力を得ることができる。
第１図は本発明の実施例に係る寸法測定装置の電気回路
のブロック図、第２図は上記寸法測定装置の全体ブロッ
ク図、第３図は上記寸法測定装置の波形図、第４図は寸
法測定装置の光学部分の構成図、第５図はりニアアレイ
からの出力状態を示す波形図、第６図は該寸法測定装置
の光学部分の概略説明図、第７図は入射角度と被検対象
物体の寸法との関係を示すグラフである。 〔符号の説明〕 １０−・−・寸法測定装置、１１ −−−−一・・・下
部光源、１２ ・・−・−・−凹面鏡（第１の光収束手
段）、１３−−−−−−−一平面鏡（第２の光収束手段
）、１４ ・・・−フィルター、１５ ・・・−−−−
一結像レンズ、１６ ・−曲・リニアアレイ、エフ ・
・・・・・−綱板（被検対象物体）、１９−−−−−−
−一ローバスフィルター、２０ 山川−一一次コンパレ
ータ、２１−−−−−−一基準値、２２ −−−−−遅
延回路、２３ ・−・−サンプルホールド回路、２４−
・−・閾値決定回路、２５−−−−−−一遅延回路、２
６−−−−−−−二次コンパレータ、２７ −−−−−
−サンプルホールド回路、２ ｇ −一一一一・−エ
ツジ検出回路、２９−−−−一一一 リニアライザー 代理人 弁理士 中前冨士男 第５図
のブロック図、第２図は上記寸法測定装置の全体ブロッ
ク図、第３図は上記寸法測定装置の波形図、第４図は寸
法測定装置の光学部分の構成図、第５図はりニアアレイ
からの出力状態を示す波形図、第６図は該寸法測定装置
の光学部分の概略説明図、第７図は入射角度と被検対象
物体の寸法との関係を示すグラフである。 〔符号の説明〕 １０−・−・寸法測定装置、１１ −−−−一・・・下
部光源、１２ ・・−・−・−凹面鏡（第１の光収束手
段）、１３−−−−−−−一平面鏡（第２の光収束手段
）、１４ ・・・−フィルター、１５ ・・・−−−−
一結像レンズ、１６ ・−曲・リニアアレイ、エフ ・
・・・・・−綱板（被検対象物体）、１９−−−−−−
−一ローバスフィルター、２０ 山川−一一次コンパレ
ータ、２１−−−−−−一基準値、２２ −−−−−遅
延回路、２３ ・−・−サンプルホールド回路、２４−
・−・閾値決定回路、２５−−−−−−一遅延回路、２
６−−−−−−−二次コンパレータ、２７ −−−−−
−サンプルホールド回路、２ ｇ −一一一一・−エ
ツジ検出回路、２９−−−−一一一 リニアライザー 代理人 弁理士 中前冨士男 第５図
Claims (2)
- （１）被検対象物体から光を、測定長より大きい第１の
光収束手段を用いて小口径の第２の光収束手段に平行光
のみ入射させ、上記第１の光収束手段と第２の光収束手
段との合成による上記被検対象物体の結像面に撮像素子
を配置し、該撮像素子の信号によって上記被検対象物体
の大きさを測定する寸法測定装置において、上記撮像素
子からの信号をローパスフィルタを通過させた後、一定
値と比較して立ち上がり規定時間を決め、該立ち上がり
規定時間から一定時間後の上波値を測定し、この上波値
を所定按分した値と、所定時間充分遅延させた上記信号
値を比較してエッジ値を発生させることを特徴とする寸
法測定装置。 - （２）被検対象物体から光を、測定長より大きい第１の
光収束手段を用いて小口径の第２の光収束手段に平行光
のみ入射させ、上記第１の光収束手段と第２の光収束手
段との合成による上記被検対象物体の結像面に撮像素子
を配置し、該撮像素子の信号によって上記被検対象物体
の大きさを測定する寸法測定装置において、上記撮像素
子からの信号を実際の測定値に対応するリニアライザー
を通し、その出力値が測定値に一次的に比例するように
したことを特徴とする寸法測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63052206A JPH0778409B2 (ja) | 1988-03-05 | 1988-03-05 | 寸法測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63052206A JPH0778409B2 (ja) | 1988-03-05 | 1988-03-05 | 寸法測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01227003A true JPH01227003A (ja) | 1989-09-11 |
| JPH0778409B2 JPH0778409B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=12908300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63052206A Expired - Lifetime JPH0778409B2 (ja) | 1988-03-05 | 1988-03-05 | 寸法測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0778409B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5853707A (ja) * | 1981-09-25 | 1983-03-30 | Toshiba Corp | 三次元距離測定装置におけるテレビカメラの画像歪補正方式 |
| JPS58158310U (ja) * | 1982-04-16 | 1983-10-22 | 株式会社マキ製作所 | 大小立体物品の形状撮像装置 |
-
1988
- 1988-03-05 JP JP63052206A patent/JPH0778409B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5853707A (ja) * | 1981-09-25 | 1983-03-30 | Toshiba Corp | 三次元距離測定装置におけるテレビカメラの画像歪補正方式 |
| JPS58158310U (ja) * | 1982-04-16 | 1983-10-22 | 株式会社マキ製作所 | 大小立体物品の形状撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0778409B2 (ja) | 1995-08-23 |
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