JPH0255906A - 物体計測装置 - Google Patents

物体計測装置

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JPH0255906A
JPH0255906A JP63206572A JP20657288A JPH0255906A JP H0255906 A JPH0255906 A JP H0255906A JP 63206572 A JP63206572 A JP 63206572A JP 20657288 A JP20657288 A JP 20657288A JP H0255906 A JPH0255906 A JP H0255906A
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circuit
pulse
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Shigeru Mitsugi
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KUMAMOTO TECHNO PORISU ZAIDAN
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KUMAMOTO TECHNO PORISU ZAIDAN
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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】 El)発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、物体計測装置に関し、特に投光装置によって
発生されたのち被計測物体で反射された光の収束によっ
てその光の反射点の像が光センサ装置の光センサ上に結
像される時刻を計測し計測結果からその光の反射点の位
置を算出してなる物体計測装置に関するものである。
[従来の技術] 従来この種の物体計測装置としては、投光装置によって
発生されたのち被計測物体で反射された光の収束に伴な
って動作せしめられる光センサ装置の各光センサに対し
て共通の計数回路を配設しておき、被計測物体で反射さ
れた光が結像装置により各光センサ上に結像されたとき
に各光センサによって発生された受光信号に応じて計数
回路の計数内容を各光センサにそれぞれ付設された記憶
装置に記憶せしめ、記憶装置の記憶内容から被計測物体
における光の反射点の位置を算出するものが提案されて
いた(山中等 「高速3次元物体計測装置の試作」 電
子情報通信学会技術研究報告 社団法人電子情報通信学
会 PRO−87−41)987年10月1日)。
[解決すべき問題点] しかしながら従来の物体計測装置においては、(il結
像装置を使用していたので、各光センサ上の像が場所に
よりピントズレを生じたとき分解能を十分に維持できな
い欠点があり、また(iil各光センサなどの部材の感
度がバラツキをもつので、その受光信号のパルス幅が変
化する欠点があり、ひいてはfiiil ピントズレあ
るいは部材感度のバラツキにより物体計測の精度が左右
される欠点があった。
そこで本発明は、これらの欠点を除去するために、光セ
ンサと記憶装置との間にパルス中心検出回路を配設する
ことによりピントズレあるいは部材感度のバラツキによ
る物体計測の精度低下を抑制してなる物体計測装置を提
供せんとするものである。
(2)発明の構成 [問題点の解決手段] 本発明により提供される問題点の解決手段は、「(a)
被計測領域を走査するための光を発生する投光装置と、 (bl投光装置によって発生された光が被計測領域に配
置された被計測物体によって反射されることにより得ら
れた反射光を収束して被計測物体における光の反射点の
像を結像せしめる結像装置と、 (c)結像装置によって結像された反射点の像によって
動作せしめられる複数の光センサからなる第1の光セン
サ装置と、 fd)投光装置で被計測領域を走査するために発生され
た光によって動作せしめられる第2の光センサ装置と、 (e)前記第2の光センサ装置に対してリセット端が接
続され第2の光センサ装置の光検知によって発生された
走査基準信号がリセット信号として与えられており、リ
セットののち入力端に与えられたクロックパルスの数を
計数する計数回路と、 (fl第1の光センサ装置に属する光センサに対して1
対1で付設されており、第1の光センサ装置に属する複
数の光センサが動作されたときにそれぞれ発生される受
光信号に応じて計数回路から入力されている計数内容を
記憶するための複数の記憶装置と。
(g)第1の光センサ装置に属する複数の光センサと複
数の記憶装置との間にそれぞれ配設されており、第1の
光センサ装置に属する複数の光セン号がそれぞれ出力す
る受光信号のパルス中心を検出し検出結果に応じてトリ
ガ信号を記憶装置に与える複数のパルス中心検出回路と
、 fhl記憶装置の記憶内容を受け取り、投光装置による
反射点の走査角を算出し、かつ算出された走査角から反
射点の位置を算出するデータ処理装置と を備えてなる物体計測装置」 である。
[作用] 本発明にかかる物体計測装置は、(a)被計測領域を走
査するための光を発生する投光装置と、(bl投光装置
によって発生された光が被計測領域に配置された被計測
物体によって反射されることにより得られた反射光を収
束して被計測物体における光の反射点の像を結像せしめ
る結像装置と、(c1結像装置によって結像された反射
点の像によって動作せしめられる複数の光センサからな
る第1の光センサ装置と、(d)投光装置で被計測領域
を走査するために発生された光によって動作せしめられ
る第2の光センサ装置と、(e)前記第2の光センサ装
置に対してリセット端が接続され第2の光センサ装置の
光検知によって発生された走査基準信号がリセット信号
として与えられており、リセットののち入力端に与えら
れたクロックパルスの数を計数する計数回路と、(fl
第1の光センサ装置に属する光センサに対してl対lで
付設されており、第1の光センサ装置に属する複数の光
センサが動作されたときにそれぞれ発生される受光信号
に応じて計数回路から入力されている計数内容を記憶す
るための複数の記憶装置と、(gl第1の光センサ装置
に属する複数の光センサと複数の記憶装置との間にそれ
ぞれ配設されており、第1の光センサ装置に属する複数
の光センサがそれぞれ出力する受光信号のパルス中心を
検出し検出結果に応じてトリガ信号を記憶装置に与える
複数のパルス中心検出回路と、(h)記憶装置の記憶内
容を受け取り、投光装置による反射点の走査角を算出し
、かつ算出された走査角から反射点の位置を算出するデ
ータ処理装置とを備えてなるので、(i)第1の光セン
サ装置に属する複数の光センサ上の結像がピントズレを
生じても高分解能を維持する作用をなし、また(ii)
第1の光センサ装置に属する複数の光センサなどの部材
感度にバラツキがあってもその受光信号のパルス幅が変
化することを修復する作用をなし、ひいては(iii)
ピントズレあるいは部材感度のバラツキに伴なう物体計
測の精度低下を回避する作用をなす。
〔実施例j 次に本発明にかかる物体計測装置の実施例について、添
付図面を参照しつつ具体的に説明する。
しかしながら以下に説明する実施例は、本発明の理解を
容易化ないし促進化するために記載されるものであって
、本発明を限定するために記載されるものではない。
第1図は1本発明にかかる物体計測装置の一実施例を示
す斜視図である。
第2図は、第1図実施例の一部を拡大して示す拡大部分
斜視図である。
第3図は、第1図実施例の一部を拡大して示す拡大部回
路図である。
第4図は、第2図の一部を拡大して示すブロック回路図
である。
第5図は、第4図の動作を説明するためのタイムチャー
ト図である。
第6図は、第4図を具体化して示す詳細ブロック回路図
である。
第7図は、第6図の動作を説明するためのタイムチャー
ト図である。
第8図は、第4図を具体化して示す他の詳細ブロック回
路図である。
第9図は、第8図の動作を説明するためのタイムチャー
ト図である。
まず第1図ないし第3図を参照しつつ、本発明にかかる
物体計測装置の一実施例について、その構成を詳細に説
明する。
厘は、本発明にかかる物体計測装置の投光装置であって
、被計測領域を走査するための光を発生しており一次元
すなわち線状に拡張されたスリット光を発生するスリッ
ト光発生装置12と、前記スリット光の進行方向をその
拡張方向に直交する方向に向けて時間的に一定割合(す
なわち一定角速度ω)で変化せしめつつ被計測領域を走
査する走査装置14とを包有している。
スリット光発生装置12は、たとえば気体レーザ光源、
半導体レーザ光源1発光ダイオード光源あるいはタング
ステンランプ光源などの適宜の光源121と、光源12
1によって発生されたビーム光を一次元すなわち綿状の
スリット光とする円筒レンズ122とを包有している。
光源121が気体レーザ光源である場合には、その発生
するレーザ光がビーム光となっているので、円筒レンズ
122に対してそのまま与えればよい、これに対し光源
121が半導体レーザ光源である場合には、その発生す
るレーザ光が二次元すなわち面状に拡散されているので
、球面レンズ(図示せず)を用いてビーム光に収束せし
めたのち、円筒レンズ122に対して与えればよい。ま
た光源121が発光ダイオード光源あるいはタングステ
ンランプ光源などである場合には、その発生する光がビ
ーム光となっていないので、適宜の手段によりビーム光
に変えたのち、円筒レンズ122に対して与^ればよい
走査装置14は、たとえばスリット光を反射するための
ミラー141とスリット光の拡張方向に平行する回転軸
についてミラー141を一定角速度ωで回転せしめるた
めの回転駆動装置142とを包有する回転ミラー装置に
よって構成されている。走査装置14は、また所望によ
り、スリット光発生装置12を載置するためのテーブル
(図示せず)と、前記テーブルを一定角速度ωで回転せ
しめるための回転駆動装置(図示せず)とによって構成
されていてもよい。
20は、本発明にかかる物体計測装置の被計測領域に配
置された被計測物体であって、投光装置用によって与え
られたスリット光が照射されている。
30は、本発明にかかる物体計測装置の受光装置であっ
て、被計測物体裁によって反射されたスリット光すなわ
ち反射スリット光を収束し被計測物体裁の像すなわちス
リット光の反射点Pの像を結像せしめるための結像装置
31と、結像装置31によって結像された被計測物体2
0の像すなわちスリット光の反射点Pの像を撮像するた
めの撮像装置32と、投光装置圧に含まれた走査装置1
4の近傍に配設されておりスリット光によって被計測領
域が走査されていることを検出するための走査構出装置
33とを包有している。
結像装置31は、被計測領域すなわちスリット光による
走査領域を見込んでおり、反射スリット光を収束せしめ
る収束レンズによって形成されている。
撮像装置32は、結像装置31によって反射スリット光
を収束せしめることにより結像された被計測物体社の像
すなわちスリット光の反射点Pの像を撮像するために適
宜(たとえば複数の列)に分割して配設(たとえばマト
リックス状に配列)されており反射スリット光が結像さ
れたときその光量に応じてそれぞれ受光信号すなわちパ
ルス状の受光電流T ll+L!、・”、Iln; I
!l+L2+”・、Iin:・・:Is+、 L(fi
+・・・+L1)を発生し出力する複数の光センサたと
えば光トランジスタ (以下この場合について主として
説明する] 32L、、 321□、・・321+ll
: 321i+、321*g、”’、321in :+
++ ; 321−+。
321、t、・・・、321□からなる第1の光センサ
装置と、第1の光センサ装置に属する複数の光トランジ
スタ321□、321+□、・・・、321)n: 3
21□、321゜。
・・・、321.。:・・・: 321.、.321゜
、・・・、32I□の出力端に対してそれぞれ1対1に
接続されておりそれぞれ受光信号すなわちパルス状の受
光電流Il。
+1)!+”・+Iln: I21+I21.”’、I
ln; ”’ :L+、Lz。
・・・+Iallを所望に応じて増幅し基準値と比較し
てパルス状の増幅電圧SI++、SI+s、・・・、S
I+、、:5Iz1゜Sl、、、−・−、Sl、、、:
 −・−;Sl、、、Sl、、、−・・、Sl、、を出
力する複数の比較増幅回路322.、.322□、・・
・、 322 、 、、:322□、、322゜、・・
・、322.n: ・・・; 322−+、322−□
−=、322.nと、複数の比較増幅回路322.、.
322□、。
・、−,322,ll: 322.、.322.、、・
・・、322.n、・・・:322.1.322゜2.
・・・、322□の出力端に対してそれぞれ1対lに接
続されており増幅電圧5I1).Sl、□・・・、5I
lll:Sl、、、Sl、□、・・・、Sl、、:  
・・・ :Sl、、、Sl、!・・・、 SI=。のパ
ルス中心時間位置に応じてそれぞれパルス中心検出信号
を発生しトリガ信号T1.、。
TL*、・=、TLll:Tl−1,TTag、”’、
TItn: ”’ 汀■1TI−z、・・・汀■□とし
て出力する複数のパルス中心検出回路323.、.32
3□、・・・、323.、l; 323□、3232□
・・・、323□:・・・;323.、.323.1.
 ・・・、323□と、複数のパルス中心検出回路32
3□、323+i、・・・323、、 : 323□、
323゜7・・・、323□7;・・・:323□。
323、、、・・・、323□の出力端に対してトリガ
端がそれぞれ1対1に接続されておりトリガ端に対して
パルス中心検出回路323.、.323□、・・・、 
323 +。
323□、323゜、・・・、323□1)1・・・:
3231.3231)v、・・・323□からパルス中
心検出信号がトリガ信号丁I++、T1)g、 ”’汀
り、、:T1.、、T1.、、 ・−汀I21):・・
・:Tl、汀工、2.・・・汀■□として与えられたと
きその入力端に与えられている入力信号の内容を記憶し
て保持するための複数の記憶装置324++、32’L
□・・・、3241n:324□、324゜、・・・、
324□ll:・・・:324□、324.!、・・・
、 324.、、と、複数の記憶装置324□。
324+z、・・・、 324.。: 32421.3
24゜、・・・、3242n:・・・:324.1.3
24□、・・・、324□の入力端に対して出力端が接
続された計数回路325と、計数回路325の入力端に
対して出力端が接続されており一定周期のクロックパル
スを発生するクロックパルス発生回路326と、複数の
記憶装置32L+、324+t、・・・3243、; 
324.、.324□、・・・、324*−:・・・、
 324(fi、。
324−z、・・・、324□の制御端に対して複数の
出力端がそれぞれl対lに接続(便宜上、単一の線で図
示されている)されたデコーダ回路327とを包有して
いる。
走査検出装置33は、投光装置lOのミラー141に対
して対向されておりミラー141によって反射されたス
リット光を検出するための光センサたとえば光トランジ
スタ(以下この場合について説明する)331からなる
第2の光センサ装置と、光トランジスタ331の出力端
と撮像装置32の計数回路325の入力端との間に配置
された比較増幅回路332とを包有している。
40は、本発明にかかる物体計測装置のデータ処理装置
であって、受光装置並中の複数の記憶装置3241..
324□、・・・、324+l、; 32421.32
4□2.・・・32’bII: ”・:324□、32
4.、、・・・、 324.nのうちから記憶装置を1
つずつ選択して指定するための読込信号SELを発生し
て受光装置30中のデコーダ回路327に与えるための
読込信号発生回路41と、読込信号発生回路41の出力
端および受光装置並中の記憶装置3241..324.
、、−・・、3241. : 324□1,324xa
・・・、324□、:・・・;324□、324.、、
・・、324.Ilの出力端に対して接続されており記
憶装置324324.2.・・・、324,1): 3
24□1.324゜、・・・、324□。
・・・; 324−+、324−x、・・・、 324
.。からそこに保持された記憶内容すなわち結像データ
IMGを読込信号SELの内容に応じて受け取り記憶す
るための記憶装置42と、記憶装置42に記憶された結
像データIMGの内容から被測定物体践におけるスリッ
ト光の反射点Pの位置を算出する演算回路43とを包有
している。データ処理装置並は、更に所望により、演算
回路43に接続されておりその演算結果すなわち被測定
物体裁におけるスリット光の反射点Pの位置を記憶する
ための他の記憶装R44と、他の記憶装置44に接続さ
れておりその記憶内容を視認可能に表示するためのブラ
ウン管などの表示装置45と、他の記憶装置44に接続
されておりその記憶内容を記録するためのフロッピーデ
ィスクなどの記録装置46とを包有している。
次に第1図ないし第3図を参照しつつ、本発明にかかる
物体計測装置の一実施例について、その作用を詳細に説
明する。
以下の説明を簡潔とし、かつ十分な理解をなすために、
最初に三次元座標系を導入する。
すなわち結像装置31の中心を原点o (o、o、o)
とし、結像装置31すなわち原点0 [0,0,01を
通りかつミラー141の回転軸に平行するようにZ軸を
とり、結像装置31すなわち原点o (o、 o、 o
)とミラー141の回転軸Mとを結ぶ線分OMすなわち
基線(その長さをaとする)上にのりかつZ軸に直交す
るようにX軸をとり、かつ結像装置31すなわち原点0
 (0,0,01を通りかっX軸およびZ軸に直交する
ようにY軸をとる。更にスリット光とX軸とのなす角す
なわち走査角をαとし、スリット光を反射した被計測物
体並上の点すなわち反射点Pを座標(X、 Y、 Z)
とする、加エテ原点0 (0,0,01を通る反射スリ
ット光が、XY平面においてY軸となす角をβ8とし、
かっYZ平面においてY軸となす角をβ2とする6反射
点P (X、Y、Zlにおいて反射され結像装置31の
中心すなわち原点0 (0,0,,01通過した反射ス
リット光が、結像装置31から距1i1fだけ離間され
た撮像面すなわち光トランジスタ321t+、321+
*、=・、321+n :321□、321as、・・
・、321al、: ・・・: 321=、、321.
*。
・・・、321.、上に結像された点(すなわち反射点
Pの像)Qの座標を(x、y、zl とする6反射点P
(X、 Y、 Z)のx、y、z軸上における投影点を
そfi(’hR(X、0.0)、S (0、Y、 01
 、 T (0,0,21とし、かつX軸上におけるミ
ラー141の回転軸の位置をM (a、 0. ol 
 とする。
このとき第1図から明らかなように OM=OR+RM の関係が成立するので、 a=Y tanfl x +y cotaが成立し、こ
れを整理して Y= a [tanj3 x + cotal −’の
関係を求め得る。ここでtanBx=xf−’であるの
で、 Y=af  [x+f  cotal −’ −−−−
1))と表現できる。
また 0R=OStanβX の関係が成立するので、 X = Y tanBX の関係を求め得る。ここでtanβx=xf−1である
ので、 X=ax [x+f  cotal−’ −−−−(2
)と表現できる。
同様に 0T=O5tanβ2 の関係が成立するので、 Z = Y tan B z の関係を求め得る。ここでtanβz = z f〜1
であるので、 Z=az  [x+f  cotal −’ −−−−
(31と表現できる。
加えて走査角αが、XY平面における走査検出装置33
とミラー141とを結ぶ線分とX軸とのなす角度すなわ
ち基準走査角α。とミラー141の一定角速度ωと時間
t、t”とによって α=ω(t−t’l+α。−−−−−、−−−−+41
と表現できる。
ここで時間tは、ミラー141によって反射されたスリ
ット光が走査検出装置33によって検出された時刻すな
わち基準時刻(たとえば“0”)から、光トランジスタ
321z、321+*、・・・、321+n;321g
+、321t*、・・・、321□ll:・・・: 3
21.1.321−1゜・・・、321.llの各列に
対して反射スリット光が結像装置31により結像される
時刻までに所要の時間に対しパルス中心検出回路323
.、.323□、・・・、 323 、。
: 323□、、323゜、・・・、323*fi ;
  ・・・ :  323−+、323−x、・・・、
323□における遅延時間t0を加算した時間である。
したがってt−t”は、ミラー141によって反射され
たスリット光が走査検出装置33によって検出された時
刻すなわち基準時刻(たとえば“0“)から、光トラン
ジスタ321)..321.□。
・・・、321.Il: 321!、、321.、、・
・・、321a1); ・・・:321.1.321.
l、・・・、321□の各列に対して反射スリット光が
結像装置31により結像される時刻までに所要の時間で
ある。
被計測物体践の計測に際して、まず受光装置其に含まれ
た複数の記憶装置324.1.324+a。
324、ll :  3242..324゜、・・・、
324.、、  ・・・ :  324.、。
324、、、・・・、324.、、の記憶内容が除去さ
れる。
リット光に変えている。スリット光は、走査装置14の
ミラー141に照射されている。このとき、ミラー14
1が回転駆動装置142により一定角速度ωで回転され
ているので、スリット光は、ミラー141によって反射
されたのち、被計測領域に向けそこを一定の回転速度す
なわち一定の回転角速度ωで走査するように送出される
スリット光は、被計測領域にある被計測物体20を綿状
に照射している。このときスリット光の進行方向が走査
装置14によって一定角速度ωで変化せしめられている
ので、スリット光の照射されている被計測物体紐の領域
は、それに応じて移動している。したがって被計測物体
20によるスリット光の反射点P (X、Y、21の位
置が、変化している。
投光装置比のスリット光発生装置12によってスリット
光が作成されている。すなわち光源121の発生したビ
ーム光を円筒レンズ122によってス被計測物体践によ
って反射されたスリット光すなわち反射スリット光は、
受光装置共の結像装置31によって収束され、擾像装置
32の擾像面すなわち複数の光トランジスタ321)1
.321+t、・・・、321.、。
; 321m1.321!、、−−−,32121):
 ・−: 321.、.321.i。
・・・、321.、、上で結像されている0反射スリッ
ト光の結像位置Q(x、y、z)は、スリット光による
被計測領域の走査に応じて複数の光トランジスタ321
,1.321+、、・・・、32Lll; 321g+
、321゜、・・321in: ”’ ; 321−+
、321−i、=・、321−  のたとえば列方向に
序々に移動している0反射スリット光が結像されると、
光トランジスタ321)..321.□。
・・・、321+n; 321g+、321a*、”・
、321’tll: ”’ :32L1.321.□、
・・・、321□は、それぞれ導通し、その結像された
反射スリット光の光量に応じた受光信号すなわちパルス
状の受光電流1)1.Ln、・・・Ln:L+、Itt
、・・・、1.I、;・・・:Is++Lt、・・・、
■□を発生する。パルス状の受光電流1)1+I+!+
・・・、Ln;Itt、Izt、 ”・+Izn:”・
:L++Lz。”’+Ll’lは、それぞれ光トランジ
スタ321.、.321.□、・・・、321.、、;
321□、321**−・・・、321tn;・・・:
 32L、、32L、、・・・321、、lに対して1
対1に付設された比較増幅回路322++、322+a
、・・・、322+++:322□、322゜、・・・
、322□。
:・・・;322.、.322□、・・・、322□に
よって所望に応じて増幅されかつ基準値と比較されたの
ち、パルス状の増幅電圧S1.1.Sl、□、・・・、
Sl、、1:Sl、、、Sl、、、・・、SI*ll:
・・・:SI−、、Sl、、、・・・、5I−llとし
てそれぞれパルス中心検出回路32:L+、323+□
、・・・、323□:323□1゜323゜、・・・、
323□;・・・;323.、.323□、・・・、3
23□に与えられる。パルス中心検出回路323.、.
323.、。
・・・、3231)1;323□、323!g、・・・
、323□0:・・・;323−+。
323□、・・・、323.、は、それぞれパルス状の
増幅電圧SI++、SI+*、 ”・、SI+n;SI
*+、SIz*、 ・・・、512n:・=:S1).
SI−*、・・・、SI□のパルス中心時間位置を検出
し、そのパルス中心時間位置から遅延時間t°だけ遅延
して立ち上がる(もしくは立ち下がる)パルス中心検出
信号を発生し、パルス状のトリガ信号T1).Tl12
.・・・、T1)1):Tl28.TIo、・・・、T
l2.l;・・・;Tl−+、TI−a、・・・、T1
.6としてそれぞれ記憶装置3241+、3241□、
・・・、324.l、: 324□、324*x、・・
・324in:・・・:324m+、324−v、・・
・、324□に与える。
ここで走査検出装置33の光トランジスタ331は、走
査装置14のミラー141によって反射されたスリット
光が照射されたとき、導通されてそのスリット光の光量
に応じた電流工を発生する。電流Iは、光トランジスタ
331に付設された比較増幅回路332によって所望に
応じて増幅されかつ基準値と比較されたのち、走査基準
信号SIとして撮像装置32の計数回路325に与えら
れる。
計数回路325は、走査基準信号SIが与えられると、
そのときの計数内容がリセットされ計数開始時刻が調節
されたのち、再びクロック°パルス発生回路326から
与えられたクロックパルス信号CLPのパルス数を計数
し始める。計数回路325の計数内容は、走査基準信号
S■によってリセットされたときに、たとえば最小値(
たとえば“0”)とされており、クロックパルス信号C
LPが到来するごとに1ずつ増加せしめられ、最大値(
たとえば“255”)となるまで増加せしめられる。
計数回路325の計数内容は、それぞれ記憶装置324
□、324□、・・・−324+n:324□、、32
4゜、・・・、324*n:・・・:32t、、、32
4.2.・・・、 324.llに与えられている。
記憶装置324++、324+*、・・・、324+l
l;324g+、32’bx。
・・・、324.、l:・・・;324.1,324□
、・・・、324□は、トリガ信号TI++、TI+*
、・・・、T1.ll:TI*t、TI□、・・・、T
1.、。
;・・・、T1.、、T1.、、・・・、TI□が与え
られたときにその立ち上がり(もしくは立ち下がり)に
応じて計数回路325から与えられているその計数内容
を記憶し保持する。このときの記憶装置324++、3
24+x。
・・・、324+n;324t+、324s*、・・・
、 324tll;・・・:324−、。
324□、・・・、324.、の記憶内容を、i l 
l + j l * *・・・tIR;を黛1+jl富
、・・・、t口:・・・;t+a+、t+++*+・・
・、t□とする。
データ処理装置並は、読込信号発生回路41から読込信
号SELを発生し、受光装置並中のデコーダ回路327
に与えている。デコーダ回路327は、読込信号SEL
をデコードすなわち解読したのち、読込選択信号として
複数の記憶装置324□、324□。
・・・、3241n;324g+、324t*、 ”・
、3242n:・・・:324−+。
324□、・・・、324□に与えている。これに応じ
て複数の記憶装置324□、324.□、・・・、32
Ln;32’b1゜324□、・・・、324*a;・
・・:324−1.324□、・・・、324□は、そ
の記憶内容tl I + j l m +・・・+ t
l n : j N l * tl2−・・・jin:
・・・:i+1)1.i@l+・・・、tmllを結(
象データエMGとして順次、データ処理装置並の記憶装
置42に向けて出力する。
記憶装置42は、受光装置並から与えられた結像データ
IMGすなわち記憶内容j l I + i I M 
+・・・+jl、l+t!1l(fil+・・・、tx
n: ・・・* tm+1mg+・・・、t□を記憶し
保持する。記憶装置42に記憶された結像データl14
Gは、演算回路43に与えられており、そこで被測定物
体裁におけるスリット光の反射点Pの位置(x、 y、
 z)を算出するために供される。
すなわち演算回路43は、光トランジスタ321)+。
321+*、 ”・、32Lfi;321*+、321
xi、 ・・・、321i−:・・・;321、、.3
21□、・・・、321□について、それぞれ上記(4
)式により α目=ω(t++−t”)+α。
α直重=ω (1−1)−t ”l+α。
al1)=ω (tlll−tl)+α。
αII”ω (t□−ta)十〇。
α■=ω (t2諺−t”l+α。
α!1)Fω (ta、−t@l+α。
α1=ω(t−1−t”)+α。
α、=ω(t−x−t”)+α。
α□=ω(t□−t”)+α。
の如く、走査角αを算出する。この走査角αすなわちα
目、α1!、・・・、αln:  α21.α23.・
・・α□:・・・: α1.α□、・・・、α、を上記
(1)〜(3)式に代入することにより、光トランジス
タ32Lt、32L*、・・・、32Ln: 321*
+、321i雪、”’321□;・・・: 321.、
.321.!、・・・、321..1に対応する反射点
Pの位置(X、Y、Zlすなわち反射点pH+P+i+
・・・+ P In :  P (f1j+ P 1)
+・・・、P、1):・・・; Pl、 P−s、・・
・、 P−(7)位置(X1).Yll、21))。
(X+i、Ytx、Z+*)、・・・、(X+fi、Y
+、1.ZtIl) ; (Xxr、Y*+。
Zll)、(Xxr、Ytx、Zmsl、・・・、(X
s−、Ytll、Zanl : ・・・:  (X−+
、Y−+、Z−+)、(X−t、Y、*、Z−*1.・
・・、(X−−、Y−fi。
2.ll)を算出する。
演算回路43の演算結果すなわち被測定物体裁における
スリット光の反射点Pの位置(X、Y、2)の算出結果
は、他の記憶装置44に与えられて記憶され保持される
。記憶装置44の記憶内容は、所望により、表示装置4
5により視認可能に表示され、また記録装置46により
記録される。
ここで上述した受光装置並中のパルス中心検出回路32
3.、.323□、・・・、32:Ln:323□、3
23**、・・・323□。:・・・:323++t+
、323ai、・・・、323□について、その構成お
よび作用を詳細に説明する。パルス中心検出回路323
□、323□、・・・、323+−;323*+、32
3゜。
・・・、323.、:・・・;323.、.323□、
・・・、323工は、全て同一の構成を有しているので
5便宜上ここでは、パルス中心検出回路3231 Jに
ついてのみ説明する(i=1−m、j=1〜n)。
パルス中心検出回路3231 Jは、たとえば第4図お
よび第5図に図示したごとく構成すればよい。
以下に、これを詳述する。
第4図および第5図を参照しつつ、パルス中心検出回路
3231 Jの構成について説明する。
パルス中心検出回路3231 Jは、比較増幅回路32
21 Jの出力端に対して入力端が接続されており入力
パルスすなわちパルス状の増幅電圧S1.、 (ここで
は矩形パルスとして図示する。以下同様、)が入力され
たときそのパルス幅Tを計測しパルス幅信号Soとして
出力するパルス幅計測回路Δと、パルス幅計測回路Δの
出力端に対して入力端が接続されておりパルス幅信号8
.2の内容(すなわちパルス幅T)を入力パルスすなわ
ちパルス状の増幅電圧S1.、のパルス中心時間位置に
対応した除数すなわち2で除算し除算信号Sagとして
出力する除算回路旦と、除算回路旦の出力端に対して入
力端が接続されており除算信号S0の内容(すなわち時
間幅T/2)を所望の設定遅延時間Tmzr  (=t
”;以下同様)から減算し遅延指令信号S2として出力
する減算回路Ωと、減算回路Ωの出力端に対して入力端
が接続されかつ出力端が記憶装置324 、 、のトリ
ガ端に接続されており遅延指令信号SFに応じてパルス
中心検出信号を発生しトリガ信号TI、Jとして出力す
ることにより記憶装置3241 Jのトリガ端に与える
出力回路旦とを包有している。
しかして第4図および第5図を参照しつつ、パルス中心
検出回路3231 Jの作用について説明する。
パルス中心検出回路3231 Jのパルス幅計測回路Δ
は、比較増幅回路3221 Jから入力端に入力パルス
すなわちパルス状の増幅電圧S1.Jが与えられたとき
、その時間幅すなわちパルス幅Tを計測し、パルス幅信
号S、とじて出力する。
除算回路旦は、パルス幅計測回路Δの出力すなわちパル
ス幅信号S1.lの内容(すなわちパルス幅T)を入力
パルスすなわちパルス状の増幅電圧S1.、のパルス中
心時間位置に対応した除数すなわち2で除算してT/2
を算出し、除算信号S3゜とじて出力する。
減算回路Ωは、除算回路旦の出力すなわち除算信号Ss
。の内容T/2を所定の設定遅延時間TIETから減算
することにより、所要の遅延時間T SET −T /
 2を算出し、遅延指令信号Srとして出力する。
出力回路旦は、減算回路二の出力すなわち遅延指令信号
Srの内容(すなわちT str −T / 2 )に
応じた時間だけ入力パルスすなわちパルス状の増幅電圧
SII、の後端時間位置(すなわちTo+T/2)から
遅延した時間位置(すなわちTo+T@tt)でパルス
中心検出信号を発生し、パルス状のトリガ信号TI、、
(ここでは矩形パルスとして図示する。以下同様、)と
して記憶装置324 、 Jのトリガ端に向け出力する
上述したパルス中心検出回路323 、 Jは、具体的
には、たとえば第6図および第7図に示したごとく構成
すればよい。以下に、これを詳述する。
第6図および第7図を参照しつつ、パルス中心検出回路
323 、 、の構成について説明する。
パルス幅計測回路Δは、一方の入力端に対して制御回路
旦に包有されたクロックパルス発生回路CLKからクロ
ックパルス信号S C1+が与えられかつ他方の入力端
に対して比較増幅回路322 、 Jから入力パルスす
なわちパルス状の増幅電圧S1.、が与えられており入
力パルスすなわちパルス状の増幅電圧S1.、の到来し
ている時間(すなわちそのパルス幅Tに対応した時間)
内にクロックパルス信号S0を通過せしめ出力端からク
ロックパルス信号S ell”として出力するゲート回
路としてのアンド回路ANDと、クロックパルス入力端
GKに対しアンド回路ANDの出力端が接続されており
入力パルスすなわちパルス状の増幅電圧5IIJの到来
している時間内にクロックパルス信号S CK”が与え
られるカウンタCNTとを包有している。
除算回路旦は、パルス幅計測回路Δに包有されたカウン
タCNTの出力端Qに対しデータ入力端Aが接続されて
おりカウンタCNTの計数内容(すなわちパルス状の増
幅電圧SI、、のパルス幅T)がパルス幅信号S、とし
て入力されたのちそれを入力パルスすなわちパルス状の
増幅電圧5IIJの中心時間位置に対応した除数すなわ
ち2によって除算した結果T/2を出力するシフトレジ
スタSHTを包有している。
減算回路Ωは、除算回路旦に包有されたシフトレジスタ
SHTの出力端Qに対して入力端が接続されたノット回
路NOTと、ノット回路NOTの出力端に対しデータ入
力端Bが接続された全加算器ADDと、全加算器ADD
の他のデータ入力端Aに対し出力端が接続されており所
望の遅延時間Tstrの設定(設定された遅延時間TI
Eアを“設定遅延時間“という)を行なう設定回路SE
Tとを包有している。
出力回路旦は、データ入力端Aが減算回路旦に含まれた
全加算器ADDの出力端Fに対して接続されており全加
算器ADDの出力する遅延指令信号Srに応じてパルス
中心検出信号を発生しトリガ信号TI、、として出力端
Qから記憶装置324 、 、に対するトリガ信号TI
+=とじて出力するダウンカウンタDCNTを包有して
いる。
制御回路旦は、パルス幅計測回路Δ、除算回路旦および
出力回路旦の一部を構成する制御回路であるが、ここで
は説明の都合上、パルス幅計測回路Δ、除算回路旦およ
び出力回路旦から独立して図示されている。すなわち制
御回路旦は、上述したクロックパルス発生回路CIJと
、クロックパルス入力端CKがクロックパルス発生回路
CLにの出力端に対して接続されクリア入力端CLがダ
ウンカウンタDCNTの出力端に接続されており制御入
力端CTが入力パルスすなわちパルス状の増幅電圧S1
.、の供給源たる比較増幅回路3221 Jに対して接
続された制御パルス発生回路CTRを包有している。ま
た制御パルス発生回路CTRは、第1の出力端(すなわ
ちクリア出力端)Qlがパルス幅計測回路Δに包有され
たカウンタCNTのクリア入力端CLに対して接続され
ており、第2.第3の出力端(すなわちロード出力端お
よびシフト出力端)Qa、Q−がそれぞれ除算回路旦に
包有されたシフトレジスタSHTのロード入力端LDお
よびシフト入力端STに接続されており、第4.第5の
出力端(すなわち他のロード出力端およびクロックパル
ス出力端)Q、、Q、がそれぞれ出力回路旦に包有され
たダウンカウンタDCNTのロード入力端LDおよびク
ロックパルス入力端GKに接続されている。
しかして第6図および第7図を参照しつつ、パルス中心
検出回路323 、 、の作用について説明する。
制御回路旦において、クロックパルス発生回路CLKか
らクロックパルス信号5e1)が出力されており、パル
ス幅計測回路Δに包有されたアンド回路ANDの一方の
入力端と、制御パルス発生回路CTRのクロックパルス
入力端GKとに対して与えられている。
この状態でパルス幅計測回路Δに包有されたアンド回路
ANDの他の入力端に対して入力パルスすなわちパルス
状の増幅電圧5IIJが比較増幅回路3221 Jから
到来すると、そのHレベル(以下この場合を例示的に説
明する)の期間すなわち入力パルスすなわちパルス状の
増幅電圧5IIJのパルス幅Tに対応してアンド回路A
NDの出力端からクロックパルス信号ScXが出力され
る。クロックパルス信号Sex”は、カウンタCNTの
クロックパルス入力端CKに与えられているので、カウ
ンタCNTがクロックパルス信号Sc++”に含まれた
パルスの数を計数する。カウンタCNTの計数内容は、
入力パルスすなわちパルス状の増幅電圧5IIJのパル
ス幅Tに対応しており、その出力端Qからパルス幅信号
S、として除算回路旦に包有されたシフトレジスタSH
Tのデータ入力端Aに与えられる。
入力パルスすなわちパルス状の増幅電圧S1.、が比較
増幅回路322 、 、かう到来すると、そのHレベル
が終了したのち制御回路旦に包有された制御パルス発生
回路CTRの出力端Q2からロード信号S whoが出
力され、除算回路旦に包有されたシフトレジスタSHT
のロード入力端LDに与えられる。
これによりシフトレジスタSHTは、データ入力端Aに
与えられているパルス幅信号Soの内容を読み込む。
そののち制御パルス発生回路CTHの出力端Q。
からシフト信号S。Tが発生され、シフトレジスタSH
Tのシフト入力端STに与えられる。これによりシフト
レジスタSHTは、カウンタCNTから入力されたパル
ス幅信号S、の内容を1ビツトだけ下位ビット方向にシ
フトし、かつ空白となった最上位ビットに対しOを設定
する。結果的にカウンタCNTから入力されたパルス幅
信号Soの内容が、入力パルスすなわちパルス状の増幅
電圧SI、Jの中心時間位置に対応した除数すなわち2
によって除算される。これにより、入力パルスすなわち
パルス状の増幅電圧S1.、のうち所望の中心時間位置
■。からその後端時間位置までの時間幅T/2が算出さ
れる。
シフトレジスタSHT iこおける除算結果は、その出
力端Qから除算信号Ssoとして減算回路Ωに包有され
たノット回路NOTに与えられている。ノット回路NO
Tは、除算信号SsQを反転し、反転除算信号Ssoと
して全加算器ADDのデータ入力端Bに与えている。減
算回路立では、設定回路SETに対し所望の設定遅延時
間T、tアが設定されており、出力端からその内容が設
定遅延信号S、とじて全加算器ADDのデータ入力端A
に与えられている。
全加算器ADDでは、データ入力端Aに対し入力された
設定遅延信号S、とデータ入力端Bに対し入力された反
転除算信号S0とがキャリー入力端Cに入力されている
キャリー信号”1”に対して加算され、結果的に設定回
路SETに対して設定された設定遅延時間Tsitから
除算回路旦における除算結果T/2を減算することによ
り実際の遅延時間(すなわちパルス状の増幅電圧SLJ
の後端時間位置からパルス中心検出信号すなわちトリガ
信号TI、Jが発生されるまでの時間幅) T str
 −T / 2が算出される。
その結果は、全加算器ADDの出力端Fから遅延指令信
号S、として出力回路旦に包有されたダウンカウンタ[
1CNTのデータ人力mAに与えられる。
このとき制御パルス発生回路CTRの出力端Q4からロ
ード信号S LDが発生され、ダウンカウンタDCNT
のロード入力端LDに対して与えられているので、デー
タ入力端Aに与えられている遅延指令信号S、の内容が
読み込まれ、その遅延指令信号SFの内容がダウンカウ
ンタDCNTの中に保持される。
そののち制御パルス発生回路CTRの出力端Q6からク
ロックパルス信号S。eKが発生され、ダウンカウンタ
DCNTのクロックパルス入力端CKに対して与えられ
ているので、ダウンカウンタDCNTでは、全加算器A
DDから遅延指令信号Srとして入力された内容(すな
わち実際の遅延時間T−7−T/2)からクロックパル
ス入力端(Jに与えられているクロックパルス信号5I
llcXが到来するごとに1つずつ減算される。遅延指
令信号s1として入力された内容(すなわち実際の遅延
時間Tstア−T/2)に対応する数だけのクロックパ
ルスがクロックパルス信号S0゜によってクロックパル
ス入力端GKに与えられたとき、ダウンカウンタDCN
Tの計数内容は0となるので、パルス中心検出信号が発
生され、その出力端Qからパルス状のトリガ信号TII
Jとして出力され、記憶装置3241 Jのトリガ端に
与えられる。
パルス中心検出信号すなわちトリガ信号T■lJは、制
御パルス発生回路CTRのクリア入力端CLに与えられ
、制御パルス発生回路CTR、の内容をクリアしており
、後続の入力パルスすなわちパルス状の増幅電圧5II
Jの到来に備えられる。
それに先立って制御パルス発生回路CTRは、出力端Q
1からクリア信号S eLを発生してカウンタCNTの
クリア入力端CLに与え、カウンタCNTをクリアして
おり、後続の入力パルスすなわちパルス状の増幅電圧5
IIJの到来に備えられる。
またパルス中心検出回路3231Jは、たとえば第8図
および第9図に示したごとく構成してもよい、以下に、
これを詳述する。
第8図および第9図を参照しつつ、パルス中心検出回路
323 、 Jの構成について説明する。
パルス幅計測回路Aは、一方の入力端に対して制御回路
旦に包有されたクロックパルス発生回路CLKからクロ
ックパルス信号S CKが与えられかつ他方の入力端に
対して比較増幅回路3221 Jから入力パルスすなわ
ちパルス状の増幅電圧S1.、が与えられており入力パ
ルスすなわちパルス状の増幅電圧SI、、の到来してい
る時間(すなわちそのパルス幅Tに対応した時間)内に
クロックパルス信号S ekを通過せしめ出力端からク
ロックパルス信号SCX”として出力するゲート回路と
してのアンド回路ANDと、クロックパルス入力端GK
に対しアンド回路ANDの出力端が接続されており入力
パルスすなわちパルス状の増幅電圧5IIJの到来して
いる時間内にクロックパルス信号S CK”が与えられ
るカウンタACNTとを包有している。
除算回路旦は、パルス幅計測回路Δに包有されたカウン
タACNTの出力端Qに対しデータ入力端Aが接続され
ておりカウンタACNTの計数内容(すなわち増幅電圧
S1.、のパルス幅T)がパルス幅信号SAQとして入
力されたのちそれを入力パルスすなわちパルス状の増幅
電圧5IIJの中心時間位置に対応した除数すなわち2
によって除算した結果T/2を出力するシフトレジスタ
SITを包有している。
減算回路Ωは、除算回路旦に包有されたシフトレジスタ
SHTの出力端Qに対して入力端が接続されたノット回
路NOTと、ノット回路NOTの出力端に対しデータ入
力端Bが接続された全加算器ADDと、全加算器ADD
の他のデータ入力端Aに対し出力端が接続されており所
望の遅延時間T mtrの設定(設定された遅延時間T
mtrを°゛設定遅延時間T met“という)を行な
う設定回路SETとを包有している。
出力回路旦は、データ入力端Aが減算回路Ωに含まれた
全加算器ADDの出力端Fに対して接続されており全加
算器ADDの出力する遅延指令信号SFに応じてパルス
中心検出信号を発生しトリガ信号TI、、として出力端
Qから記憶装置3241 Jに対して出力する比較回路
CMPと、比較回路CMPのデータ入力端Bに対して出
力端Qが接続されかつクリア入力端が比較回路CMPの
出力端Qに接続されたカウンタBCNTを包有している
制御回路旦は、パルス幅計測回路Δ、除算回路旦および
出力回路旦の一部を構成する制御回路であるが、ここで
は説明の都合上、パルス幅計測回路Δ、除算回路旦およ
び出力回路旦から独立して図示されている。すなわち制
御回路旦は、上述したクロックパルス発生回路CLにと
、クロックパルス入力端CKがクロックパルス発生回路
CLKの出力端に対して接続されクリア入力端CLが比
較回路CMPの出力端に接続されており制御入力端CT
が入力パルスすなわちパルス状の増幅電圧の5IIJの
供給源たる比較増幅回路3221 Jに対して接続され
た制御パルス発生回路CTRを包有している。また制御
パルス発生回路CTRは、第1の出力端(すなわちクリ
ア出力端IQ、がパルス幅計測回路Δに包有されたカウ
ンタACNTのクリア入力端CLに対して接続されてお
り、第2.第3の出力端(すなわちロード出力端および
シフト出力端IQ、、Q、がそれぞれ除算回路旦に包有
されたシフトレジスタSITのロード入力端LDおよび
シフト入力端STに接続されており、第4の出力端(す
なわちクロックパルス出力端IQ、が出力回路旦に包有
されたカウンタBCNTのクロックパルス入力端CKに
接続されている。
しかして第8図および第9図を参照しつつ、パルス中心
検出回路323 t Jの作用について説明する。
制御回路旦において、クロックパルス発生回路CLKか
らクロックパルス信号S Ckが出力されており、パル
ス幅計測回路Δに包有されたアンド回路ANDの一方の
入力端と、制御パルス発生回路CTRのクロックパルス
入力端CKとに対して与えられている。
この状態でパルス幅計測回路Δに包有されたアンド回路
ANDの他の入力端に対して入力パルスすなわちパルス
状の増幅電圧Sl、、が比較増幅回路322゜から到来
すると、そのHレベル(以下この場合を例示的に説明す
る)の期間すなわち入力パルスすなわちパルス状の増幅
電圧S1.、のパルス幅Tに対応してアンド回路AND
の出力端からクロックパルス信号S eK”が出力され
る。クロックパルス信号5cIl′は、カウンタACN
Tのクロックパルス入力端CKに与えられているので、
カウンタACNTがクロックパルス信号S cx”に含
まれたパルスの数を計数する。カウンタACNTの計数
内容は、入力パルスすなわちパルス状の増幅電圧SI、
、のパルス幅Tに対応しており、その出力端Qからパル
ス幅信号S AQとして除算回路旦に包有されたシフト
レジスタSHTのデータ入力端Aに与えられる。
入力パルスすなわちパルス状の増幅電圧S1.、が比較
増幅回路3221 Jから到来すると、そのHレベルが
終了したのち制御回路旦に包有された制御パルス発生回
路CTRの出力端Q2からロード信号S ILDが出力
され、除算回路旦に包有されたシフトレジスタSHTの
ロード入力端LDに与久られる。
これによりシフトレジスタSHTは、データ入力端Aに
与えられているパルス幅信号SA、の内容を読み込む。
そののち制御パルス発生回路CTRの出力端Q3からシ
フト信号SSSアが発生され、シフトレジスタSHTの
シフト入力端STに与えられる。これによりシフトレジ
スタSHTは、カウンタACNTから入力されたパルス
幅信号S AOの内容を1ビツトだけ下位ビット方向に
シフトし、かつ空白となった最上位ビットに対し0を設
定する。結果的にカウンタACNTから入力されたパル
ス幅信号S AQの内容が、入力パルスすなわちパルス
状の増幅電圧S1.、の中心時間位置に対応した除数す
なわち2によって除算される。これにより、入力パルス
すなわちパルス状の増幅電圧5IIJのうち所望の中心
時間位置T0からその後端時間位置までの時間幅T/2
が算出される。
シフトレジスタSHTにおける除算結果は、その出力端
Qから除算信号Ssoとして減算回路旦に包有されたノ
ット回路NOTに与えられている。ノット回路NOTは
、除算信号S0を反転し、反転除算信号S0として全加
算器AD[+のデータ入力端Bに与えている。減算回路
Ωでは、設定回路SETに対し所望の設定遅延時間TI
Eアが設定されており、出力端からその内容が設定遅延
信号S3として全加算器ADDのデータ入力端Aに与え
られている。
全加算器ADDでは、データ入力端Aに対し入力された
設定遅延信号S、とデータ入力端Bに対し入力された反
転除算信号S3゜とがキャリー入力端Cに入力されてい
るキャリー信号゛1”に対して加算され、結果的に設定
回路SETに対して設定された設定遅延時間Tsttか
ら除算回路旦における除算結果T/2を減算することに
より実際の遅延時間(すなわちパルス状の増幅電圧5I
IJの後端時間位置からパルス中心検出信号すなわちト
リガ信号TI、Jが発生されるまでの時間幅)T、Eア
ーT/2が算出される。
その結果は、全加算器ADDの出力端Fから遅延指令信
号SFとして出力回路旦に包有された比較回路CMPの
データ入力端Aに与えられる。このとき入力パルスすな
わちパルス状の増幅電圧S1.、の後端時間位置に応じ
て制御パルス発生回路CTRの出力端Q4からクロック
パルス信号S mcxが発生され始め、カウンタBCN
Tのクロックパルス入力端Cにに対して与えられている
ので、カウンタBCNTはクロックパルス信号S sc
gに含まれたパルスの数を計数し始める。カウンタBC
NTの計数値は、計数値信号Smoとして比較回路CM
Pのデータ入力端Bに与えられているので、その計数値
が比較回路CMPのデータ入力端Aに与えられている遅
延指令信号SFの内容すなわち実際の遅延時間TstT
−T/2に一致したとき、比較回路CMPにおいてパル
ス中心検出信号が発生され、その出力端Qからパルス状
のトリガ信号T1.Jとして出力され、記憶装置324
1 Jのトリガ端に与えられる。
パルス中心検出信号すなわちトリガ信号TIIJは、制
御パルス発生回路CTHのクリア入力端CLおよびカウ
ンタBCNTのクリア入力端CLに与えられ、制御パル
ス発生回路CTRおよびカウンタBCNTの内容をクリ
アしており、後続の入力パルスすなわちパルス状の増幅
電圧SI、Jの到来に備えられる。
それに先立って制御パルス発生回路CTRは、出力端Q
、からクリア信号S CLを発生してカウンタACNT
のクリア入力端CLに与え、カウンタACNTをクリア
しており、後続の入力パルスすなわち増幅電圧5IIJ
の到来に備えられる。
なお上述においては、パルス中心検出回路323□、3
23□、・・・、3231.、;323.、.323゜
、・・・、323□。;・・・;323+a+、323
□、・・・、323□が比較増幅回路322.1.32
2+□、・・・、3221n;322□、322gg、
・・・、322□:・・・:322−+、322−*、
・・・、322□と記憶装置324 + + 。
324□、・・・、324+ll;324*+、324
xx、・・・、324□1):・・・:3241゜32
4−i、・・・、324□との間に配設されているが、
本発明は、これに限定されるものではなく、パルス中心
検出回路323.、.323.2.・・・、323.l
l;323□、323gg、・・・、323.、:・・
・;323□、323−x、・・・323、、が第1の
光センサ装置の光トランジスタ321)1,321)*
、・・・、321..1:321□、321**、・・
・、321zn:・・・;321).321−x、・・
・、321.llと比較増幅回路322□、322+z
、・・・、322.ll;322.、.322゜、・・
・。322□:・・・;322.、.322□、・・・
、322□との間に配設される場合を包有する。
また上述においては、比較増幅回路322.、。
322゜、・・・、322+n:322*3,322禦
z、・・・、322!fi=・・・;322=1.32
2□、・・・、322.、が包有される場合について説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
これらが除去された場合を包有する。したがってこの場
合は、パルス中心検出回路323、+ 、 323□、
 ” ’、 323rI、:323xr、 323zx
、 ” ’、 323an:・・・;3231)1).
323□、・・・、323□の入力端が第1の光センサ
装置の光トランジスタ321+8.321+a、・・・
321)、l;321c+、321**、・・・、32
1*n;・・・;321m+、321mg。
・・・、321□の出力端に対して直接に接続される。
加えて上述においては1w4像装置32がマトリックス
状に配列された複数の光センサによって形成される場合
について主として説明したが、本発明は、これに限定さ
れるものではなく、所望の形状(たとえば曲線状)に複
数の光センサを配列して撮像装置を形成する場合も包摂
している。
更に投光装置圧がスリット光を発生しているが、本発明
は、これに限定されるものではなく、たとえば投光装置
によって発生される光の強度を確保したい場合などのた
めに、投光装置がビーム光を発生する場合も包摂してい
る。この場合には、撮像装置の光センサを1行に配列し
てもよかろう。
(3)発明の効果 上述により明らかなように本発明にかかる物体計測装置
は、 (a)被計測領域を走査するための光を発生する投光装
置と、 (bl投光装置によって発生された光が被計測領域に配
置された被計測物体によって反射されることにより得ら
れた反射光を収束して被計測物体における光の反射点の
像を結像せしめる結像装置と、 (e)結像装置によって結像された反射点の像によって
動作せしめられる複数の光センサからなる第1の光セン
サ装置と、 fdl投光装置で被計測領域を走査するために発生され
た光によって動作せしめられる第2の光センサ装置と、 (e+前記第2の光センサ装置に対してリセット端が接
続され第2の光センサ装置の光検知によって発生された
走査基準信号がリセット信号として与えられており、リ
セットののち入力端に与えられたクロックパルスの数を
計数する計数回路と。
(fl第1の光センサ装置に属する光センサに対して1
対lで付設されており、第1の光センサ装置に属する複
数の光センサが動作されたときにそれぞれ発生される受
光信号に応じて計数回路から入力されている計数内容を
記憶するための複数の記憶装置と、 (gl第1の光センサ装置に属する複数の光センサと複
数の記憶装置との間にそれぞれ配設されており、第1の
光センサ装置に属する複数の光センサがそれぞれ出力す
る受光信号のパルス中心を検出し検出結果に応じてトリ
ガ信号を記憶装置に与^る複数のパルス中心検出回路と
(hl記憶装置の記憶内8を受け取り、投光装置による
反射点の走査角を算出し、かつ算出された走査角から反
射点の位置を算出するデータ処理装置と を備えてなるので、 (i) 第1の光センサ装置に属する 複数の光センサ上の結像がピ ントズレを生じても高分解能 を維持できる効果 を有し、また (iil第1の光センサ装置に属する 複数の光センサなどの部材感 度にバラツキがあってもその 受光信号のパルス幅が変化す ることを修復できる効果 を有し、ひいては (iii)ピントズレあるいは部材感度のバラツキに伴
なう物体計測 の精度低下を回避できる効果 を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる物体計測装置の一実施例を示す
斜視図、第2図は第1図実施例の一部を拡大して示す拡
大部分斜視図、第3図は第1図実施例の一部を拡大して
示す拡大部回路図、第4図は第2図の一部を拡大して示
すブロック回路図、第5図は第4図の動作を説明するた
めのタイムチャート図、第6図は第4図を具体化して示
す詳細ブロック回路図、第7図は第6図の動作を説明す
るためのタイムチャート図、第8図は第4図を具体化し
て示す他の詳細ブロック回路図、第9図は第8図の動作
を説明するためのタイムチャート図である。 IO・・・・・・・・・・・・・・・・・・投光装置1
2・・・・・・・・・・・・・・・・スリット光発生装
置121・・・・・・・・・・・・・光源122・・・
・・・・・・・・・・円筒レンズ14・・・・・・・・
・・・・・・・・走査装置141・・・・・・・・・・
・・・くツー142・・・・・・・・・・・・・回転駆
動装置20・・・・・・・・・・・・・・・・・・被計
測物体30・・・・・・・・・・・・・・・・・・受光
装置31・・・・・・・・・・・・・・・・結像装置3
2・・・・・・・・・・・・・・・・撮像装置32L+
〜321.・・・光トランジスタ322+1〜322□
・・・比較増幅回路323、、〜323□・・・パルス
中心検出回路324、、〜324□・・・記憶装置 325・・・・・・・・・・・・・計数回路326・・
・・・・・・・・・・・クロックパルス発生回路 327・・・・・・・・・・・・・デコーダ回路33・
・・・・・・・・・・・・・・・走査検出装置331・
・・・・・・・・・・・・光トランジスタ332・・・
・・・・・・・・・・比較増幅回路40・・・・・・・
・・・・・・・・・・・データ処理装置41・・・・・
・・・・・・・・・・・読込信号発生回路42・・・・
・・・・・・・・・・・・記憶装置43・・・・・・・
・・・・・・・・・演算回路44・・・・・・・・・・
・・・・・・記憶装置45・・・・・・・・・・・・・
・・・表示装置46・・・・・・・・・・・・・・・・
記録装置A・・・・・・・・・・・・・・・・・・パル
ス幅計測回路AND・・・・・・・・・・・・・・・ア
ンド回路CNT・・・・・・・・・・・・・・・カウン
タACNT・・・・・・・・・・・・・・カウンタB・
・・・・・・・・・・・・・・・・・除算回路SHT・
・・・・・・・・・・・・・・シフトレジスタC・・・
・・・・・・・・・・・・・・・減算回路ADD・・・
・・・・・・・・・・・・全加算器NOT・・・・・・
・・・・・・・・・ノット回路SET・・・・・・・・
・・・・・・・設定回路D・・・・・・・・・・・・・
・・・・・出力回路DCNT・・・・・・・・・・・・
・・ダウンカウンタCMP・・・・・・・・・・・・・
・・比較回路BCNT・・・・・・・・・・・・・・カ
ウンタE・・・・・・・・・・・・・・・・・・制御回
路CLK・・・・・・・・・・・・・・・クロックパル
ス発生回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)被計測領域を走査するための光を発生する
    投光装置と、 (b)投光装置によって発生された光が被計測領域に配
    置された被計測物体によって反射されることにより得ら
    れた反射光を収束して被計測物体における光の反射点の
    像を結像せしめる結像装置と、 (c)結像装置によって結像された反射点の像によって
    動作せしめられる複数の光センサからなる第1の光セン
    サ装置と、 (d)投光装置で被計測領域を走査するために発生され
    た光によって動作せしめられる第2の光センサ装置と、 (e)前記第2の光センサ装置に対してリセット端が接
    続され第2の光センサ装置の光検知によって発生された
    走査基準信号がリセット信号として与えられており、リ
    セットののち入力端に与えられたクロックパルスの数を
    計数する計数回路と、 (f)第1の光センサ装置に属する光センサに対して1
    対1で付設されており、第1の光センサ装置に属する複
    数の光センサが動作されたときにそれぞれ発生される受
    光信号に応じて計数回路から入力されている計数内容を
    記憶するための複数の記憶装置と、 (g)第1の光センサ装置に属する複数の光センサと複
    数の記憶装置との間にそれぞれ配設されており、第1の
    光センサ装置に属する複数の光センサがそれぞれ出力す
    る受光信号のパルス中心を検出し検出結果に応じてトリ
    ガ信号を記憶装置に与える複数のパルス中心検出回路と
    、 (h)記憶装置の記憶内容を受け取り、投光装置による
    反射点の走査角を算出し、かつ算出された走査角から反
    射点の位置を算出するデータ処理装置と を備えてなる物体計測装置。
  2. (2)複数のパルス中心検出回路が、それぞれ (a)受光信号のパルス幅を計測し、パルス幅信号とし
    て出力するパルス幅計測回路と、(b)パルス幅計測回
    路からパルス幅信号として入力された受光信号のパルス
    幅を2によって除算することにより、受光信号の中心時
    間位置から後端時間位置までの時間幅を算出し、除算信
    号として出力する除算回路と、 (c)除算回路から除算信号として入力された時間幅を
    所望の遅延時間から減算することにより、受光信号の後
    端時間位置からパルス中心検出信号の出力されるべき時
    間位置までの時間幅を算出し、遅延指令信号として出力
    する減算回路と、 (d)減算回路から遅延指令信号として入力された時間
    幅に応じた時間だけ受光信号の後端時間位置から遅延し
    た時間位置でパルス中心検出信号を発生し記憶装置に向
    けトリガ信号として出力する出力回路と を備えてなる特許請求の範囲第(1)項記載の物体計測
    装置。
  3. (3)複数のパルス中心検出回路が、それぞれ (a)一方の入力端がクロックパルス発生回路の出力端
    に接続されかつ他方の入力端が第1の光センサ装置に属
    する光センサに接続されており、第1の光センサ装置の
    属する光センサから受光信号が到来している期間にクロ
    ックパルス発生回路から与えられたクロックパルス信号
    を通過せしめるゲート回路と、 (b)ゲート回路の出力端に対しクロック入力端が接続
    されており、ゲート回路を通過せしめられたクロックパ
    ルス信号に含まれたパルス数を計数して受光信号のパル
    ス幅を計測し、パルス幅信号として出力するカウンタと
    、 (c)第1の光センサ装置に属する光センサに対し制御
    端が接続されかつクロックパルス入力端がクロックパル
    ス発生回路の出力端に対して接続された制御パルス発生
    回路と、 (d)カウンタの出力端に対しデータ入力端が接続され
    かつロード入力端およびシフト入力端がそれぞれ制御パ
    ルス発生回路のロード出力端およびシフト出力端に接続
    されており、カウンタからパルス幅信号として入力され
    た受光信号の時間幅を2によって除算し、受光信号の中
    心時間位置から後端時間位置までの時間幅を算出し、除
    算信号として出力するシフトレジスタと、 (e)シフトレジスタの出力端に対して接続されており
    、シフトレジスタから除算信号として入力された時間幅
    を所望の遅延時間から減算することにより、受光信号の
    後端時間位置からパルス中心検出信号の出力されるべき
    時間位置までの時間幅を算出し、遅延指令信号として出
    力する減算回路と、 (f)減算回路の出力端に対しデータ入力端が接続され
    かつロード入力端およびクロックパルス入力端がそれぞ
    れ制御パルス発生回路の他のロード出力端およびクロッ
    クパルス出力端に接続されており、減算回路から遅延指
    令信号として入力された時間幅に応じた数のパルスが制
    御パルス発生回路からクロックパルス信号として与えら
    れたとき、パルス中心検出信号を発生し、出力端から記
    憶装置に向けトリガ信号として出力するダウンカウンタ
    と を備えてなる特許請求の範囲第(1)項記載の物体計測
    装置。
  4. (4)複数のパルス中心検出回路が、それぞれ (a)一方の入力端がクロックパルス発生回路の出力端
    に接続されかつ他方の入力端が第1の光センサ装置に属
    する光センサに接続されており、第1の光センサ装置に
    属する光センサから受光信号が到来している期間にクロ
    ックパルス発生回路から与えられたクロックパルス信号
    を通過せしめるゲート回路と、 (b)ゲート回路の出力端に対しクロック入力端が接続
    されており、ゲート回路を通過せしめられたクロックパ
    ルス信号に含まれたパルス数を計数して受光信号のパル
    ス幅を計測し、パルス幅信号として出力するカウンタと
    、 (c)第1の光センサ装置に属する光センサに対し制御
    端が接続されかつクロックパルス入力端がクロックパル
    ス発生回路の出力端に対して接続された制御パルス発生
    回路と、 (d)カウンタの出力端に対しデータ入力端が接続され
    かつロード入力端およびシフト入力端がそれぞれ制御パ
    ルス発生回路のロード出力端およびシフト出力端に接続
    されており、カウンタからパルス幅信号として入力され
    た受光信号の時間幅を2によって除算し、受光信号の中
    心時間位置から後端時間位置までの時間幅を算出し、除
    算信号として出力するシフトレジスタと、 (e)シフトレジスタの出力端に対して接続されており
    、シフトレジスタから除算信号として入力された時間幅
    を所望の遅延時間から減算することにより、受光信号の
    後端時間位置からパルス中心検出信号の出力されるべき
    時間位置までの時間幅を算出し、遅延指令信号として出
    力する減算回路と、 (f)制御パルス発生回路のクロックパルス出力端に対
    しクロックパルス入力端が接続されており、入力パルス
    が除去されたのち制御パルス発生回路のクロックパルス
    出力端から出力されるクロックパルス信号に含まれたパ
    ルス数を計数し、計数値信号として出力する他のカウン
    タと、 (g)減算回路の出力端に対しデータ入力端が接続され
    かつ他のカウンタの出力端に対して他のデータ入力端が
    接続されており、減算回路から遅延指令信号として入力
    された時間幅と他のカウンタから計数値信号として入力
    され計数値とが一致したとき、パルス中心検出信号を発
    生し、出力端から記憶装置に向けトリガ信号として出力
    する比較回路と を備えてなる特許請求の範囲第(1)項記載の物体計測
    装置。
  5. (5)減算回路が、 (a)シフトレジスタの出力端に対し入力端が接続され
    ており、シフトレジスタから与えられた除算信号を反転
    せしめ反転除算信号として出力するノット回路と、 (b)所望の遅延時間が設定されており、設定遅延信号
    として出力する設定回路と、 (c)ノット回路の出力端に対し一方のデータ入力端が
    接続されかつ設定回路の出力端に対し他方のデータ入力
    端が接続されており、ノット回路から入力された反転除
    算信号と設定回路から入力された設定遅延信号と1とを
    互いに加算することにより、受光信号の後端時間位置か
    らパルス中心検出信号の出力されるべき時間位置までの
    時間幅を算出し、遅延指令信号として出力する全加算器
    と を備えてなる特許請求範囲第(3)項もしくは第(4)
    項記載の物体計測装置。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS598086A (ja) * 1982-07-07 1984-01-17 Hitachi Ltd 直方体状部品の平面形状検出装置
JPS62228106A (ja) * 1985-12-03 1987-10-07 Yukio Sato 形状計測方法及び装置

Patent Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS598086A (ja) * 1982-07-07 1984-01-17 Hitachi Ltd 直方体状部品の平面形状検出装置
JPS62228106A (ja) * 1985-12-03 1987-10-07 Yukio Sato 形状計測方法及び装置

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