JPH0160765B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、受光素子に照射する光束中に被測
定物を配置させ、被測定物の光束遮蔽量によつて
被測定物の寸法を測定する光学式外寸測定方法に
関する。

光学式外寸測定方法には、通常、平行光束を受
光する受光部の受光素子として電荷結合素子（以
下、CCDという。）が用いられ、このCCDの感光
領域が被測定物測定範囲となる。したがつて、従
来、この感光領域を越える被測定物の外寸を測定
する場合には、第１図に示すように直線状の感光
領域１ａ，２ａを延長する方向に同一のCCD１，
２を直線的に配置して測定していた。ところが第
２図に示すようにCCD１，２のそれぞれの感光
領域１ａ，２ａの長さｌ１は、CCDのパツケー
ジの全長ｌ２よりも短いため、CCD１，２の互
いの端面を接触させて接合させても平行光束φを
感知できない不感領域１ｂ，２ｂが存在する。第
１図に示すように大径の被測定物３が不感領域１
ｂ，２ｂを覆うように配置されたときは、平行光
束φを不感領域１ｂ，２ｂで感知する必要が生じ
ないため大径の被測定物３の外径は演算処理によ
つて測定可能であるが、第３図の一点鎖線で示す
ような小径の被測定物３ａが不感領域１ｂ，２ｂ
中に配置されたときは測定不能となる。このとき
は一点鎖線で示す被測定物３ａをCCD１，２の
いずれか一方の感光領域に移動してやらなければ
ならず、第３図ではCCD１の感光領域１ａの範
囲内である位置に実線で示す被測定物３ａのよう
に移動して配置し、CCD１のみの測定方式にレ
ンジを切換えて測定していた。

しかしながら以上のように複数のCCDの互い
の端面を単に接合させて感光領域を延長させた従
来の測定方法では、不感領域が存在するため、被
測定物（ケーブル、ホース等）が振動を伴つて押
し出されてくる状態から被測定物を配置する場合
には被測定物の測定端縁が不感領域に位置するお
それがあつたり、小径の被測定物は両方のCCD
を使用する測定レンジで測定できない不都合があ
つた。

この発明は上記の欠点に鑑みなされたもので、
被測定物の測定長さ方向に連続した感光領域を構
成して、その範囲内であれば小径の被測定物から
大径の被測定物まで配置位置を移動することなく
直接測定できるようにした光学式外寸測定方法の
提供を目的とする。

この発明は要約すれば、複数の電荷結合素子を
それぞれの直線状感光領域が被測定物の測定長さ
方向に略平行な面上で連続するように被測定物の
幅方向にずらせた位置に配置し、平行光束を複数
方向から照射して被測定物の測定点で交差させた
ことを特徴とする。

以下、図面を参照してこの発明の実施例につい
て説明する。

第４図はこの発明の光学式外寸測定方法を実施
する測定装置の模式図、第５図はその上面図、第
６図はその側面図を示す。

受光部４は、一平面上の二個所に直線状の感光
領域を有する同一のCCD１，２を、互いに平行
配置となるように被測定物３の幅方向にずらせた
位置で底面を固着して構成されている。

第６図の側面図から明らかなように、被測定物
３の測定長さ方向には、CCD１の不感領域１ｂ
はCCDの感光領域２ａの一部に、CCD２の不感
領域２ｂはCCD１の感光領域１ａの一部によつ
てカバーできるように配置されている。すなわ
ち、直線状の二つの感光領域１ａ，２ａが被測定
物３の測定長さ方向に平行な面上で連続するよう
に、CCD１，２は配置されている。したがつて、
CCD1個のときと比べて略２倍に延長された感光
領域は、被測定物３を任意に配置できる許容範囲
であり、測定できる被測定物３の最大径である。

この実施例では二つの光路系を有しており、
CCD１，２のそれぞれの感光領域１ａ，２ａに
向けて照射される平行光束φ１，φ２は、被測定
物３の測定長さ方向に光束を有し、被測定物３の
寸法測定点で角度θで交差するように照射され
る。すなわち、２つの平行光束φ１，φ２は、第
５図、第６図の上面図および側面図で示すよう
に、被測定物３の測定長さの投影方向から見た場
合互いに平行となり、且つ、被測定物３の測定点
でθの角度（0゜＜θ＜180゜）を有して交差するよ
うに設定されている。

以上のようにして構成された装置において、第
４図で示すような円柱形状の被測定物３が配置さ
れた場合、第５図に示すように平行光束φ１，φ
２の測定長さ方向の感光領域の長さをｌ３とすれ
ば、CCD１，２に計測される受光長さはｌ４，
ｌ５となり、結局被測定物３の直径Ｌは、 Ｌ＝l3−l4−l5 として求められる。そして、被測定物３はCCD1
個の単独の場合と比べて略２倍の大きさまで測定
できるとともに、第１図で示した従来の測定方法
と異なつて不感領域がカバーされているので、被
測定物３は測定長さ方向に連続する両感光領域１
ａ，２ａの範囲内であればどこでも任意に配置し
て測定できる。また、従来の測定方法では、不感
領域１ｂ，２ｂが大径の被測定物３の測定長さの
一部として演算処理されるようにセツトしてある
ので、第３図に示したように小径の被測定物３ａ
を測定するときは測定器のレンジを切換えて
CCD１のみを応当させて測定する必要があつた
が、この装置では小径の被測定物３ａでも不感領
域がないため同一レンジで直接測定できる。しか
も、この装置では寸法測定点でθの角度を有して
交差する二系の平行光束φ１，φ２を用いている
ため、被測定物が測定長さ方向に傾いてもその光
束の交差する部分の測定長さの変動は少ないた
め、測定誤差を減少させることができる。

なお、以上の装置では受光部４に配置する２個
のCCD１，２を一平面上に配置したが、CCD１，
２の受光感度を向上させるため、第７図に示すよ
うに平行光束φ１，φ２を垂直に受光する角度に
傾けても良い。また、測定点で交差する平行光束
を二方向から２個のCCDに向けて照射したが、
CCDを増設して第８図、第９図に示すように３
方向から寸法測定点で交差する平行光束を照射し
てやれば、被測定物の傾きや捩れに起因する測定
誤差をより一層減少させることができる。すなわ
ち第８図に示すように３個のCCD１０〜１２を
交互にずらせた状態で平行配置し、まずCCD１
０，１１の受光長さを測定してその平均値を求
め、次にその平均値とCCD１２の受光長さとか
ら被測定物３の外寸を測定するようにすれば、上
記平均値がCCD１２に連続する仮想CCD１３に
よつて測定した受光長さに略等しくなるため、被
測定物３が傾いているときには２個のCCD１０，
１２または１１，１２によつて測定するよりも外
寸測定精度はさらに向上する。

以上のようにこの発明によれば、複数のCCD
をそれぞれの直線状の感光領域が被測定物の測定
長さ方向に略平行な面上で連続するように被測定
物の幅方向にずらせた位置に配置し、平行光束を
複数方向から照射して被測定物の寸法測定点で交
差させたので、連続した感光領域内であれば小径
の被測定物から大径の被測定物まで配置位置を移
動することなく同一の測定レンジで直接測定でき
るため、絶対値比較は一目瞭然となるとともに測
定器本体の演算回路を大幅に簡略化できる利点を
有する。また平行光束を被測定物の寸法測定点で
交差させた状態で測定するようにしたため、被測
定物が傾いていてもあるいは捩れていても測定誤
差を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図はそれぞれ従来の光学式外寸測
定方法を説明する図、第２図はCCDの上面図を
示す。第４図はこの発明の測定方法を実施した装
置の概略斜視図、第５図はその上面図、第６図は
その側面図を示す。第７図は受光感度を向上する
ためのCCDの配置例を示す図である。また第８
図、第９図は測定精度を向上するためのCCDの
配置例を示し、第８図は正面配置図、第９図は上
面配置図である。 １，２…CCD（電荷結合素子）、１ａ，２ａ…
感光領域、１ｂ，２ｂ…不感領域、３，３ａ…被
測定物、４…受光部、φ，φ１，φ２…平行光
束。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直線状の感光領域を有する複数の電荷結合素
   子を併設した受光部の前方に被測定物を配置した
   状態で、その前方から被測定物に対して平行光束
   を照射して前記複数の電荷結合素子の受光長さか
   ら被測定物の寸法を測定する光学式外寸測定方法
   において、前記複数の電荷結合素子をそれぞれの
   直線状の感光領域が被測定物の測定長さ方向に略
   平行な面上で連続するように被測定物の幅方向に
   ずらせた位置に配置し、前記被測定物の測定長さ
   方向に光束を有する複数の平行光束を各々前記複
   数の電荷結合素子の感光領域に向けて前記被測定
   物の寸法測定点で交差するように複数方向から照
   射し、前記複数の電荷結合素子の受光長さに基づ
   いて被測定物の寸法を測定することを特徴とする
   光学式外寸測定方法。 ２ 前記複数の電荷結合素子を、複数方向から照
   射される前記平行光束を垂直に受光する角度に傾
   けた特許請求の範囲第１項記載の光学式外寸測定
   方法。