JPH0257643B2 - - Google Patents
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- JPH0257643B2 JPH0257643B2 JP19010884A JP19010884A JPH0257643B2 JP H0257643 B2 JPH0257643 B2 JP H0257643B2 JP 19010884 A JP19010884 A JP 19010884A JP 19010884 A JP19010884 A JP 19010884A JP H0257643 B2 JPH0257643 B2 JP H0257643B2
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- G—PHYSICS
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は光学測定装置、特に被測定物に平行走
査測定光を照射してその両端面における受光量の
明暗変化によつて被測定物の両端面を検出し、こ
の両端面間の走査時間にて被測定物の寸法を測定
する光学測定装置の改良に関するものである。Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to an optical measuring device, particularly an object to be measured by irradiating a parallel scanning measurement light onto the object to be measured and measuring the amount of light received at both end faces of the object. The present invention relates to an improvement of an optical measuring device that detects both end faces and measures the dimensions of a workpiece based on the scanning time between the end faces.
[従来の技術]
平行光線例えばレーザビーム等を用いて所望の
被測定物を走査し、被測定物の形状による光透過
及び光遮断を検知しながら両端面間の前記平行光
線の走査時間を例えばクロツクパルスの計数等に
よつて測定する光学測定装置が周知であり、例え
ばレーザマイクロメータとして実用化されてい
る。[Prior Art] A desired object to be measured is scanned using parallel light beams, such as a laser beam, and while detecting light transmission and light blocking due to the shape of the object, the scanning time of the parallel light beam between both end faces is adjusted, for example. Optical measuring devices that measure by counting clock pulses are well known and have been put into practical use, for example, as laser micrometers.
この種の光学測定装置によれば、被測定物に何
らの測定圧を与えることがなく、変形その他の影
響のない状態で精密な測定を行うことが可能とな
り、特に軟弱なあるいは高温の被測定物に対して
は極めて有効な測定装置を提供可能である。また
この種の装置では被測定物の形状にかかわらず所
望の部位が測定可能となり、複雑な形状の材料測
定等に極めて有用である。 This type of optical measurement device allows precise measurements to be made without applying any measurement pressure to the object to be measured and without deformation or other effects, especially when measuring soft or high temperature objects. It is possible to provide an extremely effective measuring device for objects. Additionally, this type of device can measure a desired part of the object regardless of its shape, and is extremely useful for measuring materials with complex shapes.
従来において、特開昭58−205803にはこの種の
光学測定装置が示されており、測定範囲を所望の
セグメントに分割して各セグメント毎に精密な測
定を迅速に行うことが可能である。 Conventionally, this type of optical measuring device has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-205803, in which the measuring range can be divided into desired segments and precise measurements can be quickly performed for each segment.
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、従来装置においては、被測定物
の端面形状あるいは表面状態によつて平行走査測
定光に予期できない屈折、散乱が生じ、あるいは
透明な被測定物に対してはその走査途中において
各種の不測の透光あるいは散乱が生じ、これによ
つて大きな測定誤差が発生してしまうという欠点
があつた。[Problems to be Solved by the Invention] However, in conventional devices, unexpected refraction or scattering occurs in the parallel scanning measurement light due to the end face shape or surface condition of the object to be measured, or However, there is a drawback in that various types of unexpected light transmission or scattering occur during the scanning process, resulting in large measurement errors.
特に、通常の光学測定装置においては、平行測
定光の走査中にこれと同期するクロツクパルスを
計数し、両端面間のクロツクパルス数にて測定値
を求める構成からなり、このために、従来におい
て、前述した例えば表面に付着した異物によつて
屈折光を受光した場合あるいは透明被測定物にお
ける途中の透過光を受光した場合、測定光が一方
の端面を検出した後に開始されたクロツクパルス
の計数は正しい他方の端面検知より著しく以前に
検出される前記屈折光によつて終了してしまい、
著しく大きな測定エラーが生じる欠点があつた。
このような測定エラーは被測定物の表面状態ある
いは透明な被測定物における規則性のない光透過
によつてほとんど予測不可能なエラーを生じさせ
る欠点があつた。 In particular, a typical optical measuring device is configured to count clock pulses that are synchronized with parallel measurement light while it is scanning, and obtain a measurement value based on the number of clock pulses between both end faces. For example, if refracted light is received due to a foreign object attached to the surface, or if partially transmitted light is received from a transparent object to be measured, the counting of clock pulses started after the measurement light detects one end face is correct. The refraction is terminated by the refracted light detected significantly earlier than the end face detection of the
This method had the disadvantage of causing a significantly large measurement error.
Such measurement errors have the drawback of causing almost unpredictable errors due to the surface condition of the object to be measured or irregular light transmission through the transparent object.
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、被測定物の透明部端面にて発
生し易い屈折光その他によつて生じる測定誤差を
確実に防止して光透過物質からなる被測定物ある
いは油付着等による劣悪な表面状態においても正
確な測定をすることのできる改良された光学測定
装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to reliably prevent measurement errors caused by refracted light and others that are likely to occur at the end face of a transparent part of an object to be measured, and to remove light from a light-transmitting material. An object of the present invention is to provide an improved optical measuring device that can perform accurate measurements even on objects to be measured or in poor surface conditions due to oil adhesion.
[問題点を解決するための手段]
上記目的を達成するために、本発明は、平行走
査測定光が被測定物を通過するときにその両端位
置すなわち開始端と終了端との間に存在する傷等
から疑似検出信号が発生するとき、前記正しい検
出信号と疑似検出信号のいずれに対しても所定の
対応した関係で反転信号を出力する反転回路を設
け、一方、測定光が被測定物を通過するときのク
ロツクパルスを測定するために一対のカウンタを
設け、このカウンタを前記反転信号によつて交互
に駆動し、また前記各カウンタに対応してレジス
タを設け、カウンタの計数内容は前記反転タイミ
ングごとにレジスタにラツチ出力し、これによつ
て、測定光が被測定物を通過するときのクロツク
パルスは必ずいずれかのカウンタにて計数され、
また測定光が被測定物の終了端を通過した後にお
いてはもはや反転信号が出力しないのでその後の
計数値はレジスタにラツチ入力されることなく、
1回の走査終了時には両レジスタの合計値が被測
定物の両端長に対応していることを利用したもの
であり、これによつて、カウンタに計数される不
要な計数値は反転タイミングによるラツチ信号を
供給しないことによつて捨去り、必要な計数値の
みを残し、これを合計することによつて所望の測
定値が得られることを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a parallel scanning measurement light that exists between both end positions, that is, between the start end and the end end, when the parallel scanning measurement light passes through the object to be measured. When a false detection signal is generated from a scratch, etc., an inverting circuit is provided that outputs an inverted signal in a predetermined corresponding relationship to both the correct detection signal and the false detection signal. A pair of counters are provided to measure the clock pulses as they pass, and these counters are driven alternately by the inversion signal, and registers are provided corresponding to each of the counters, and the count contents of the counters are determined based on the inversion timing. By this, the clock pulses when the measurement light passes through the object to be measured are always counted by one of the counters.
In addition, after the measurement light passes through the end of the object to be measured, the inverted signal is no longer output, so subsequent counted values are not latched into the register.
This method takes advantage of the fact that at the end of one scan, the total value of both registers corresponds to the length of both ends of the object to be measured, and as a result, the unnecessary count value counted by the counter is latched by the reversal timing. It is characterized in that a desired measured value can be obtained by discarding the signal by not supplying it, leaving only the necessary counted values, and summing them.
特に、本発明によれば、クロツクパルスは相補
的にいずれかのカウンタにてカウントされてお
り、この結果、一方のカウンタから対応するレジ
スタへのラツチは他方のカウンタでの計数期間中
に行われ、これによつて、カウンタからレジスタ
へのラツチ時への時間的な遅れを何ら問題とする
ことがなく、このような相補型カウンタ及びレジ
スタ構成により、本発明によれば、測定塗中にお
ける疑似信号発生時にも大きな誤差を発生するこ
となく極めて正確な測定作用を行うことが可能と
なる。 In particular, according to the invention, clock pulses are counted in either counter in a complementary manner, so that latching from one counter to the corresponding register occurs during the counting period of the other counter; As a result, there is no problem with the time delay at the time of latching from the counter to the register.According to the present invention, with such a complementary counter and register configuration, it is possible to prevent spurious signals during measurement coating. It becomes possible to carry out extremely accurate measurement operations without generating large errors even when such occurrences occur.
[実施例]
第1図には本発明に係る光学測定装置の好適な
実施例が示されている。[Embodiment] FIG. 1 shows a preferred embodiment of the optical measuring device according to the present invention.
被測定物10は図示していないワークテーブル
に載置されており、測定光の照射範囲に置かれる
が、本発明においては、この被測定物10を移動
体とすることも可能であり、この場合には、所望
の移動タイミングにて被測定物10が測定光の照
射範囲に位置されるよう照射光との関係が制御さ
れる。実施例に示した被測定物10は透明な円筒
として示されている。 The object to be measured 10 is placed on a work table (not shown) and is placed within the irradiation range of the measurement light, but in the present invention, the object to be measured 10 can also be a moving object. In this case, the relationship with the irradiation light is controlled so that the object to be measured 10 is positioned within the irradiation range of the measurement light at a desired movement timing. The object to be measured 10 shown in the example is shown as a transparent cylinder.
前記被測定物10に平行走査測定光100を照
射するために光走査部12が設けられており、該
光走査部12はレーザ発振器14、固定ミラー1
6及び回転ミラー18を含み、レーザ発振器14
から出力されたレーザビーム102は固定ミラー
16及び回転ミラー18にてコリメータレンズ2
0に導かれ、コリメータ20から平行走査測定光
100として被測定物10に向つて照射される。 A light scanning unit 12 is provided to irradiate the object to be measured 10 with parallel scanning measurement light 100, and the light scanning unit 12 includes a laser oscillator 14, a fixed mirror 1
6 and a rotating mirror 18, the laser oscillator 14
The laser beam 102 output from the collimator lens 2 passes through a fixed mirror 16 and a rotating mirror 18.
0, and is irradiated from the collimator 20 toward the object to be measured 10 as parallel scanning measurement light 100.
前記回転ミラー18の回転は同期モータ21に
て制御されており、この回転ミラー18の回転速
度は後述する測定用のクロツクパルスと同期制御
されており、実施例において、クロツクパルス発
生器22の出力であるクロツクパルスは分周回路
24を介して同期モータ21に出力される。従つ
て、平行測定光100の走査タイミングはクロツ
クパルスと同期され、良好な測定精度を維持する
ことが可能となる。 The rotation of the rotating mirror 18 is controlled by a synchronous motor 21, and the rotation speed of the rotating mirror 18 is controlled in synchronization with a clock pulse for measurement to be described later, and in the embodiment, it is the output of a clock pulse generator 22. The clock pulses are output to the synchronous motor 21 via the frequency divider circuit 24. Therefore, the scanning timing of the parallel measurement light 100 is synchronized with the clock pulse, making it possible to maintain good measurement accuracy.
前述した光走査部12の出力である平行走査測
定光100は、実施例において定められた単一の
走査範囲を有するが、本発明において、平行走査
測定光を所定のスリツトを通して複数のセグメン
トに分割し、各セグメント毎に測定を行うことも
可能でる。 The parallel scanning measurement light 100 that is the output of the optical scanning section 12 described above has a single scanning range determined in the embodiment, but in the present invention, the parallel scanning measurement light 100 is divided into a plurality of segments through a predetermined slit. However, it is also possible to perform measurements for each segment.
前述した平行走査測定光100は被測定物10
を照射した後に光検出部26にてその明暗変化が
電気的な信号として検出され、実施例における光
検出部26は集光レンズ28、前記集光レンズ2
8の焦点位置に置かれた受光素子30を含み、平
行走査測定光100が被測定物10によつて遮光
されない状態では受光素子30は明信号を出力し
また被測定物10にて遮光された状態では受光素
子30は暗信号を出力する。 The parallel scanning measurement light 100 described above is applied to the object to be measured 10.
After irradiating the light, the change in brightness is detected as an electrical signal by the light detection unit 26, and the light detection unit 26 in the embodiment includes a condenser lens 28,
8, the light receiving element 30 outputs a bright signal when the parallel scanning measurement light 100 is not blocked by the object to be measured 10, and the light receiving element 30 outputs a bright signal when the parallel scanning measurement light 100 is not blocked by the object to be measured 10. In this state, the light receiving element 30 outputs a dark signal.
従つて、前述した平行走査測定光100が正し
く被測定物10の両端面を検出すれば、光検出部
26からは被測定物10の両端位置に対応した2
個のパルス信号が出力され、これを測定光100
の平行走査と同期したクロツクパルスにてその信
号出力間の走査時間をクロツクパルス計数により
測定すれば端面間距離を正しく測定することがで
きる。 Therefore, if the parallel scanning measurement light 100 described above correctly detects both end surfaces of the object to be measured 10, the light detection unit 26 will output two signals corresponding to the positions of both ends of the object to be measured 10.
A pulse signal of 100 is output, and this is
The distance between the end faces can be accurately measured by measuring the scanning time between signal outputs by clock pulse counting using clock pulses synchronized with parallel scanning.
前記クロツクパルスを測定するためにカウンタ
が設けられ、前述した回転ミラー18の駆動制御
を行うクロツクパルスと同期してクロツクパルス
発生器22の出力が計数されるが、本発明におい
ては、一対の相補的に計数作用を行うカウンタ3
2,34が設けられていることを特徴とし、実施
例においては、これらカウンタ32,34はとも
にプリセツトカウンタから形成されている。 A counter is provided to measure the clock pulses, and the output of the clock pulse generator 22 is counted in synchronization with the clock pulses for controlling the drive of the rotating mirror 18 described above. Counter 3 that performs the action
In the embodiment, both counters 32 and 34 are formed from preset counters.
本発明においては、被測定物10が劣悪な端面
状態を有して該部分で光が屈折あるいは散乱しも
しくは透明な材質からなる被測定物10のために
測定光100が被測定物10の内部を貫通して光
検出部26によつて多数の概似検出信号を生じる
場合にあつてもこれらを取捨選択して正確な測定
を可能とするものであり、このために、所定の光
走査領域間において最初に検出された光検出信号
を被測定物10の一方の端面(開始端)の検出信
号として用い、またその後の検出信号を擬似信号
も含めてすべてラツチ制御して用い最後に検出さ
れた光検出信号を他方の端面の正しい検出信号と
して用いることを特徴とする。すなわち、本発明
によれば、前記正しい検出信号と疑似検出信号の
それぞれに対応して前述した一対のカウンタ3
2,34を相補的に交互に計数動作させこれらそ
れぞれの計数値を対応して設けられたレジスタに
ラツチ入力し、最後のラツチ作用である被測定物
10の終了端以降のカウンタ計数値はレジスタへ
供給することなく、これによつて測定光100が
被測定物10を通過する間のクロツクパルスのみ
をいずれかのレジスタにて記憶し、これら両レジ
スタ信号の内容を加算することによつて所望の測
定値が得られる。 In the present invention, since the object to be measured 10 has a poor end surface condition and light is refracted or scattered at the end surface, or the object to be measured 10 is made of a transparent material, the measurement light 100 is transmitted inside the object to be measured 10. Even when a large number of approximate detection signals are generated by the light detection section 26 through the light detection section 26, accurate measurement is possible by selecting these signals. During this process, the first detected light detection signal is used as the detection signal for one end face (starting end) of the object to be measured 10, and all subsequent detection signals, including pseudo signals, are latch-controlled and used to detect the last detected signal. The present invention is characterized in that the detected light detection signal is used as the correct detection signal for the other end face. That is, according to the present invention, the pair of counters 3 described above correspond to the correct detection signal and the pseudo detection signal, respectively.
2 and 34 are complementary to each other and are alternately counted, and the respective counted values are latched into correspondingly provided registers. As a result, only the clock pulses while the measurement light 100 passes through the object to be measured 10 are stored in one of the registers, and by adding the contents of both register signals, the desired signal can be obtained. Measured values are obtained.
前記走査領域の両端を検出するために、本発明
においては、平行走査測定光の走査範囲内に少な
くとも一対の走査開始センサ36及び走査完了セ
ンサ38が設けられ、これらのセンサは光電変換
素子からなり、平行走査測定光100が両センサ
36,38を通過した時に電気的な信号を検出し
て所望の走査領域の両端を定める。 In order to detect both ends of the scan area, in the present invention, at least a pair of scan start sensor 36 and scan completion sensor 38 are provided within the scan range of the parallel scan measurement light, and these sensors are made of photoelectric conversion elements. , when the parallel scanning measurement light 100 passes through both sensors 36 and 38, electrical signals are detected to define both ends of the desired scanning area.
実施例において、両センサ36,38は一対だ
け設けられているが、これを所望のセグメントに
対応して複数対設けることにより、平行走査測定
光100の走査範囲を複数のセグメント化された
走査領域に分割することも可能である。 In the embodiment, only one pair of both sensors 36 and 38 is provided, but by providing a plurality of pairs corresponding to desired segments, the scanning range of the parallel scanning measurement light 100 can be divided into a plurality of segmented scanning regions. It is also possible to divide the
本発明において、前記カウンタ32,34は被
測定物10の両端検出期間中にクロツクパルス発
生回路22から供給されるクロツクパルスを計数
することによつて所望の測定作用を行うことがで
き、実施例においては、ガラスパイプ等の被測定
物10の外径を正確に測定し得る。しかしなが
ら、前述したように、被測定物10の表面が不整
であつたりあるいは不透明部を含む場合、その両
端のみでなくその他の部分を測定光が走査してい
るときには光検出部26は検出信号を出力してし
まい、これらの擬似検出信号と正しい終了信号と
の区別がつかないとの問題があり、このために、
本発明においては、前述した正しい検出信号と疑
似検出信号のいずれに対しても一日正しい検出信
号としての処理を行い、すなわち、これらの検出
信号に対応してカウンタ32,34は互いにその
計数作用を反転し、これによつて、一方が計数作
用を行つているときに検出信号を受けると計数作
用を他方に交替させ、これを繰返すことによつて
測定光100が被測定物10を通過していると思
われる期間いずれかのカウンタにてクロツクパル
スの計数を行い、この計数値をそれぞれ対応する
レジスタにラツチするときに測定光100が被測
定物10を通過しているか否かによる判断を行
う。すなわち、いずれか一方のカウンタ32ある
いは34は無駄な計数作用を行う場合があるが、
これを対応するレジスタにラツチするか否かによ
つて正しい計数信号と無駄な計数信号との選択を
行うことができる。 In the present invention, the counters 32 and 34 can perform a desired measurement operation by counting the clock pulses supplied from the clock pulse generation circuit 22 during the detection period of both ends of the object to be measured 10. , the outer diameter of the object to be measured 10 such as a glass pipe can be accurately measured. However, as described above, when the surface of the object to be measured 10 is irregular or includes an opaque area, the light detection section 26 does not detect a detection signal when the measurement light scans not only both ends but also other parts. There is a problem that these false detection signals cannot be distinguished from the correct termination signal.
In the present invention, both the above-mentioned correct detection signal and pseudo detection signal are processed as correct detection signals for one day, that is, the counters 32 and 34 mutually perform their counting operations in response to these detection signals. By this, when one side is performing a counting action and a detection signal is received, the counting action is switched to the other one, and by repeating this, the measurement light 100 passes through the object to be measured 10. The clock pulses are counted by one of the counters during the period during which the measurement light 100 is thought to be passing through the object 10. When this count value is latched in the corresponding register, a judgment is made based on whether or not the measurement light 100 is passing through the object 10. . That is, either one of the counters 32 or 34 may perform a useless counting operation;
Depending on whether or not this is latched into the corresponding register, it is possible to select between a correct count signal and a useless count signal.
通常の場合、カウンタからレジスタへのラツチ
には回路上必要な時間を要し、すなわち本発明の
ごとき高精度の測定装置では、クロツクパルス周
波数は50〜100MHzに達し、このような高周波数
のクロツクパルスはカウンタ32,34において
その最上位ビツトまで計数するために所定の所要
時間を必要とし、このために、対応して設けられ
た一対のレジスタ40,42でのラツチ動作をす
るときに無視できないミスカウントを起こす場合
がある。通常の場合、このミスカウントは、レジ
スタ40,42がカウンタ32,34の計数値を
正してラツチする間にカウンタ32,34は次の
クロツクパルスを受付けてしまい、ラツチ動作中
にカウンタ32,34の計数値が順次更新してし
まうことから生じ、従つて、前述したごときカウ
ンタ32,34の内容をレジスタ40,42が適
宜ラツチする構成では計数値の正しい読取りがで
きないという問題がある。 In normal cases, latching from the counter to the register takes the necessary circuit time, i.e., in high-precision measurement equipment such as the present invention, the clock pulse frequency reaches 50-100 MHz; It takes a certain amount of time to count up to the most significant bit in the counters 32 and 34, and for this reason, a non-negligible miscount occurs when performing a latch operation in a pair of correspondingly provided registers 40 and 42. may occur. Normally, this miscount occurs because the counters 32, 34 accept the next clock pulse while the registers 40, 42 correct the count values of the counters 32, 34 and latch them. The problem arises from the fact that the count values of the counters are updated sequentially, and therefore, with the configuration in which the registers 40 and 42 appropriately latch the contents of the counters 32 and 34 as described above, the count values cannot be read correctly.
そこで、本発明においては、前述したカウンタ
を相補的に計数する一方のカウンタ32,34と
し、光検出部26からの検出信号が出力されてい
る間、反転回路、実施例においてはフリツプフロ
ツプ(以下FFという)44からの反転信号によ
つて相補的に各カウンタ32,34の計数作用を
反転切替えし、この反転タイミングにて各カウン
タ32,34の計数値をレジスタ40,42へラ
ツチ出力することとし、これによつて、ラツチ時
間は他方のカウンタが計数している期間と対応す
るので、これによつて十分なラツチ時間を確保す
ることが可能となる。 Therefore, in the present invention, the counters 32 and 34 are used as counters 32 and 34 that count complementary to the above-mentioned counters, and while the detection signal from the photodetector 26 is being output, an inverting circuit, a flip-flop (hereinafter referred to as FF) is used in the embodiment. The counting function of each counter 32, 34 is switched in a complementary manner by an inverted signal from 44 (referred to as 1), and the count value of each counter 32, 34 is latched and outputted to registers 40, 42 at this inversion timing. This makes it possible to ensure a sufficient latch time since the latch time corresponds to the period during which the other counter is counting.
前記カウンタ32,34の計数作用は光検出部
26の出力によつて制御されており、検出素子3
0からの検出信号は増幅器46を介してエツジパ
ルス発生器48に供給され、その微分作用によつ
て光の明暗変化のエツジが検出される。エツジパ
ルス発生器48の出力はFF50をセツトするた
めに用いられ、このFF50は平行走査測定光1
00の各走査毎に被測定物10の開始端を検出す
るたびにセツトされ、その出力によつて各カウン
タ32,34に対応して設けられたアンドゲート
52,54に信号を供給する。 The counting action of the counters 32 and 34 is controlled by the output of the photodetector 26, and the
The detection signal from 0 is supplied to an edge pulse generator 48 via an amplifier 46, and the edge of the change in brightness of the light is detected by its differential action. The output of the edge pulse generator 48 is used to set the FF50, which is used to set the parallel scanning measurement beam 1.
It is set every time the starting end of the object to be measured 10 is detected for each scan of 00, and its output supplies a signal to AND gates 52 and 54 provided corresponding to each counter 32 and 34, respectively.
また、FF50は前述した走査完了センサ38
の出力信号によつてリセツトされ、実施例におい
ては、センサ38の出力はプリアンプ56及び波
形整形回路58を介してFF50のリセツト端子
に接続されている。 Moreover, FF50 is the scan completion sensor 38 mentioned above.
In the embodiment, the output of the sensor 38 is connected to the reset terminal of the FF 50 via a preamplifier 56 and a waveform shaping circuit 58.
前述した反転回路44は増幅器46の出力及び
エツジパルス発生器48のエツジパルスを遅延回
路56にて僅かに遅延した信号の両者によつて制
御されており、相補的な反転信号を前記アンドゲ
ート52,54に供給する。各アンドゲート5
2,54には更に前述したクロツクパルス発生回
路22からのクロツクパルスが供給されており、
また各出力は前述した一対のカウンタ32,34
に供給されているので、このことから、一対のカ
ウンタ32,34は反転回路44の出力によつて
互いに交互に相補的な関係でクロツクパルスを計
数することが理解される。 The aforementioned inversion circuit 44 is controlled by both the output of the amplifier 46 and a signal obtained by slightly delaying the edge pulse of the edge pulse generator 48 in the delay circuit 56, and sends a complementary inversion signal to the AND gates 52, 54. supply to. Each and gate 5
2 and 54 are further supplied with clock pulses from the clock pulse generation circuit 22 mentioned above.
Further, each output is provided by the pair of counters 32 and 34 mentioned above.
From this, it can be seen that the pair of counters 32, 34 count clock pulses alternately and complementary to each other by the output of the inverting circuit 44.
また、反転回路44の出力である反転信号は、
更に前述したレジスタ40,42のラツチ信号と
しても用いられ、このために、反転回路44の出
力はそれぞれ遅延回路58、立ち下がりエツジパ
ルス検出器60そして立ち下がりエツジパルス検
出器62を介して前記各レジスタ40,42のラ
ツチ入力に供給されており、このラツチタイミン
グでそれぞれ対応するカウンタ32,34の計数
値がレジスタ40,42へ記憶される。従つて、
このラツチ作用は測定光100が被測定物10を
通過している間に対応してのみ各レジスタ40,
42へ供給され、測定光100が被測定物10か
ら離脱した後においては発生することがなく、こ
れによつて、各カウンタ32,34が無駄に計数
作用を行つていたとしても、このような余分な計
数出力をレジスタ40,42が受付けることがな
い。 Moreover, the inverted signal that is the output of the inverting circuit 44 is
Furthermore, it is also used as a latch signal for the registers 40 and 42 described above, and for this purpose, the output of the inverting circuit 44 is sent to each register 40 through a delay circuit 58, a falling edge pulse detector 60, and a falling edge pulse detector 62, respectively. , 42, and the count values of the corresponding counters 32, 34 are stored in the registers 40, 42 at this latch timing. Therefore,
This latching effect occurs only while the measuring light 100 is passing through the object 10 to be measured.
42 and after the measurement light 100 leaves the object to be measured 10, this problem will not occur, even if each counter 32, 34 performs a counting operation in vain. The registers 40 and 42 do not receive unnecessary count outputs.
図示した実施例においては、被測定物10の測
定は測定光の複数回の走査によつて行われてお
り、この走査回数を計数するためにプログラマブ
ルカウンタ64が設けられており、前述した走査
開始センサ36の出力がプリアンプ66及び波形
整形回路68を介して供給されており、、測定光
100の走査回数がカウントされる。また、この
走査開始信号は同時に前記カウンタ32,34の
ロード入力に供給されており、各走査の開始時に
レジスタ40,42の内容がそれぞれ対応するカ
ウンタ32,34に読み込まれる。 In the illustrated embodiment, the measurement of the object to be measured 10 is performed by scanning the measurement light multiple times, and a programmable counter 64 is provided to count the number of scans. The output of the sensor 36 is supplied via a preamplifier 66 and a waveform shaping circuit 68, and the number of scans of the measurement light 100 is counted. Further, this scan start signal is simultaneously supplied to the load inputs of the counters 32 and 34, and at the start of each scan, the contents of the registers 40 and 42 are read into the corresponding counters 32 and 34, respectively.
また、本発明においては、被測定物10の長さ
に対応するクロツクパルスはレジスタ40,42
に振分けられて記憶されているので、各光走査完
了後にこれらの測定値を加算する必要があり、こ
のために加算器70が設けられ、各走査完了後に
両レジスタ40,42の内容が加算される。 Further, in the present invention, the clock pulse corresponding to the length of the object to be measured 10 is transmitted to the registers 40 and 42.
Since it is necessary to add these measured values after completing each optical scan, an adder 70 is provided for this purpose, and the contents of both registers 40 and 42 are added after each scan is completed. Ru.
前記カウンタ32,34及びレジスタ40,4
2のその他の作用を制御するためCPU72が設
けられており、該CPU72によつて設定された
所定の走査回数測定光100の走査が完了する
と、CPU72は加算器70の内容を取り込み、
詳細には図示していないが周知の演算回路によつ
て最終ラツチ値の平均化演算その他の測定演算を
行い、これを表示装置に供給する。そして、この
演算作用が完了した後クリアパルス発生器74が
クリア信号を出力して前記カウンタ32,34の
内容をクリアする。 The counters 32, 34 and registers 40, 4
A CPU 72 is provided to control other operations of the adder 70, and when the scanning of the measurement light 100 is completed for a predetermined number of scans set by the CPU 72, the CPU 72 takes in the contents of the adder 70,
Although not shown in detail, a well-known arithmetic circuit performs averaging calculations and other measurement calculations on the final latch value, and supplies the results to a display device. After this operation is completed, the clear pulse generator 74 outputs a clear signal to clear the contents of the counters 32 and 34.
本実施例は以上の構成からなり、以下に第2図
の全体的なタイミングチヤートを参照しながらそ
の作用を詳細に説明する。 The present embodiment has the above-mentioned configuration, and its operation will be explained in detail below with reference to the overall timing chart of FIG. 2.
第2図に示されるように、被測定物10はそれ
自体ガラス等の透明円筒形状からなるが、その表
面の一部に油あるいはごみ等の異物10aが付着
している状態を想定しており、このために、測定
光100は被測定物10を走査する間にその両端
面以外からいくつかの擬似検出信号を発生するこ
ととなる。 As shown in FIG. 2, the object to be measured 10 itself has a transparent cylindrical shape made of glass or the like, but it is assumed that a foreign object 10a such as oil or dust is attached to a part of its surface. Therefore, while the measurement light 100 scans the object to be measured 10, it generates some pseudo detection signals from areas other than both end faces thereof.
図示したタイミングチヤートは複数回の走査に
おける途中の状態が示されており、走査開始セン
サ36のスタート信号300がカウンタ32,3
4のロード入力に供給されることによつて各対応
するレジスタ40,42のラツチ値すなわち前回
までに累積されたラツチ値がカウンタ32,34
ロードされる。また、このスタート信号300は
プログラマブルカウンタ64にて走査回数として
カウントされる。 The illustrated timing chart shows a state in the middle of multiple scans, and the start signal 300 of the scan start sensor 36 is detected by the counters 32 and 3.
4, the latch values of the corresponding registers 40 and 42, that is, the latch values accumulated up to the previous time, are supplied to the counters 32 and 34.
loaded. Further, this start signal 300 is counted by the programmable counter 64 as the number of scans.
測定光100が走査されることによつて、これ
が被測定物10の開始端にさしかかると、光検出
部26からの検出信号により、増幅器46の出力
信号200は被測定物10の遮光作用によつて暗
信号を検出する「H」レベルに変化し、以後被測
定物10による遮光及び透光によつていくつかの
擬似信号を含む光検出信号として出力される。実
施例における検出信号200は被測定物10の両
端に対応する正しい検出信号と、前述した異物1
0aに対応する擬似信号200aとして示されて
いる。 When the measurement light 100 is scanned and reaches the starting end of the object to be measured 10, the output signal 200 of the amplifier 46 is changed due to the light shielding effect of the object to be measured 10 due to the detection signal from the photodetector 26. Then, the signal changes to the "H" level for detecting a dark signal, and is thereafter output as a photodetection signal containing some pseudo signals due to light blocking and light transmission by the object to be measured 10. The detection signal 200 in the embodiment includes correct detection signals corresponding to both ends of the object to be measured 10 and the above-mentioned foreign object 1.
It is shown as a pseudo signal 200a corresponding to 0a.
前記検出信号200はエツジパルス発生器48
によつて微分され。明暗変化の都度エツジパルス
202を出力し、第2図のタイミングチヤートか
ら明らかなごとく。初期の立ち上がりエツジパル
スすなわち被測定物10の開始端に対応するパル
スによつてFF50をセツトし、両アンドゲート
52,54へ信号204を供給し、各アンドゲー
ト52,54の開き待機状態を作る。 The detection signal 200 is generated by the edge pulse generator 48.
differentiated by . An edge pulse 202 is output every time there is a change in brightness, as is clear from the timing chart in FIG. The FF 50 is set by an initial rising edge pulse, that is, a pulse corresponding to the starting edge of the object to be measured 10, and a signal 204 is supplied to both AND gates 52 and 54, thereby creating a waiting state for each AND gate 52 and 54 to open.
本発明において特徴的なことは、前記増幅器4
6の出力である検出信号200と前記エツジパル
ス202を僅かに遅延した信号によつて反転回路
44を反転制御していることであり、その出力で
ある相補的な反転信号206a,206bが各カ
ウンタ32,34の相補的な計数制御を行い、ま
た各レジスタ40,42のラツチ作用を制御して
いる。 The characteristic feature of the present invention is that the amplifier 4
The inverting circuit 44 is controlled to be inverted by the detection signal 200 which is the output of the counter 6 and the signal obtained by slightly delaying the edge pulse 202, and the complementary inverting signals 206a and 206b which are the outputs thereof are sent to each counter 32. , 34, and also controls the latch action of each register 40, 42.
第2図から明らかなように、相補的に反転信号
206a,206bは一方がHレベルのときに他
方がLレベルとなり、これによつて、アンドゲー
ト52,54からの信号を受けるカウンタ32,
34は互いに一方側がクロツクパルスを計数して
いるときは他方側が計数作用を休止し、これによ
つて、カウンタ32,34の相補的な計数作用が
達成される。 As is clear from FIG. 2, when one of the complementary inverted signals 206a and 206b is at an H level, the other becomes an L level, thereby causing the counter 32, which receives signals from the AND gates 52,
When one side is counting clock pulses, the other side stops counting, thereby achieving complementary counting operations of counters 32 and 34.
しかしながら、このようなカウンタ32,34
による相補的な計数のみでは、測定光100が被
測定物10の終了端を通過した後においてもいず
れか一方のカウンタが計数作用を継続することと
なり、正しい測定が不可能となつてしまい、本発
明においてはこのような事態を避けるために各カ
ウンタ32,34の出力を対応するレジスタ4
0,42へラツチするタイミングを前記反転信号
206a,206bから取出し、このラツチパル
ス208a,208bよつてカウンタ32,34
の計数値をレジスタ40,42へ送込み、前記測
定光100が被測定物10の終了端を通過した後
における何らラツチすることなく捨去ることを特
徴とする。 However, such counters 32, 34
If only complementary counting is performed, one of the counters will continue counting even after the measurement light 100 passes the end of the object to be measured 10, making correct measurement impossible. In the invention, in order to avoid such a situation, the output of each counter 32, 34 is stored in the corresponding register 4.
The timing to latch to 0, 42 is extracted from the inverted signals 206a, 206b, and the counters 32, 34 are determined by the latch pulses 208a, 208b.
The measurement light 100 is characterized in that it sends the counted value to the registers 40 and 42 and discards it without any latching after the measurement light 100 passes the end end of the object to be measured 10.
もちろん、本発明においては、相補的に一方の
カウンタが計数作用を行うため、前記各ラツチ作
用は十分な時間が与えられ、これによつて、クロ
ツクパルスが著しく高周波例えば50〜100MHzで
ある場合においてもカウンタの安定した計数値を
レジスタにラツチすることができる。 Of course, in the present invention, since one of the counters performs the counting operation in a complementary manner, each of the above-mentioned latching operations is given sufficient time, so that even when the clock pulse is at a significantly high frequency, e.g. 50-100 MHz, The stable count value of the counter can be latched into a register.
従つて、第2図において、カウンタ32,34
の計数パルスは210a,210bとして示さ
れ、これらは、測定光100が被測定物10を通
過した後においてもクロツクパルスを計数してい
るが、被測定物10通過後における計数値は何ら
レジスタ40,42へラツチされることなく、レ
ジスタの記憶内容は測定光100が被測定物10
を通過している間のクロツクパルス計数値のみと
なることが理解される。 Therefore, in FIG.
The counting pulses are shown as 210a and 210b, and these clock pulses are counted even after the measurement light 100 passes through the object to be measured 10, but the count value after passing through the object to be measured 10 is not stored in the registers 40, 210b. 42, the contents stored in the register indicate that the measurement light 100 is not latched to the object 10.
It is understood that only the clock pulse counts while passing through.
各走査完了直前に前述した走査完了センサ38
からのエンド信号302により前記FF50はリ
セツトされ、次の走査に備える。 The scan completion sensor 38 described above immediately before the completion of each scan
The FF 50 is reset by the end signal 302 from the FF 50 and prepares for the next scan.
そして、この各走査完了時にそれぞれのレジス
タ40,42に記憶された測定値は加算器70に
よつて加算され、相補的な測定値が合算されて1
回の測定値が得られる。 Then, upon completion of each scan, the measured values stored in the respective registers 40, 42 are added by an adder 70, and the complementary measured values are summed and
measurements are obtained.
以上のようにして、複数回走査が完了すると、
CPU72は加算器70にラツチされている累積
測定値を取込み、これに平均化その他所定の演算
を施して正確な測定値として表示することとな
る。 When multiple scans are completed as described above,
The CPU 72 takes in the cumulative measurement value latched in the adder 70, performs averaging and other predetermined operations on it, and displays it as an accurate measurement value.
[発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、被測定
物を測定光が走査する間のクロツクパルスを一対
のカウンタで相補的に計数しながら、この計数内
容を順次レジスタにラツチする方式を採用し、誤
差のない測定を可能とする利点を有する。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a pair of counters complementarily counts the clock pulses while the measurement light scans the object to be measured, and the counted contents are sequentially latched in the register. This method has the advantage of making error-free measurements possible.
第1図は本発明に係る光学測定装置の好適な実
施例を示す概略構成図、第2図は第1図の実施例
における測定作用を説明するための全体的なタイ
ミングチヤート図である。
10……被測定物、12……光走査部、22…
…クロツクパルス発生回路、26……光検出部、
32,34……カウンタ、36……走査開始セン
サ、38……走査完了センサ、40,42……レ
ジスタ、44……切替回路、100……平行走査
測定光、200……検出信号、206a,206
b……クロツクパルス、208a,208b……
ラツチパルス。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a preferred embodiment of the optical measuring device according to the present invention, and FIG. 2 is an overall timing chart for explaining the measurement operation in the embodiment of FIG. 1. 10...Object to be measured, 12...Light scanning unit, 22...
...clock pulse generation circuit, 26...photodetection section,
32, 34... Counter, 36... Scanning start sensor, 38... Scanning completion sensor, 40, 42... Register, 44... Switching circuit, 100... Parallel scanning measurement light, 200... Detection signal, 206a, 206
b...Clock pulse, 208a, 208b...
Latch pulse.
Claims (1)
光走査部と、被測定物を通過した測定光の明暗変
化を検出して光検出信号を出力する光検出部と、
光走査期間中所定のクロツクパルスを計数するカ
ウンタとを含み、平行走査測定光が被測定物を通
過する間のカウンタ計数値によつて被測定物の長
さを求める光学測定装置において、測定光が被測
定物の開始端から終了端まで通過する間に検出す
る開始端及び終了端検出信号と疑似検出信号によ
つてそれぞれ反転信号を出力する反転回路と、前
記反転信号によつて交互にクロツクパルスを計数
する一対のカウンタと測定光が被測定物の両端を
通過する間に前記各カウンタの内容を反転タイミ
ングごとにラツチする一対のレジスタと、測定光
の走査終了ごとに各レジスタの内容を加算する加
算回路と、を含み、正しい検出信号及び疑似検出
信号に応じてクロツクパルスをいずれか一方のカ
ウンタにて交互に計数し、両者の加算によつて被
測定物の長さを測定することを特徴とする光学測
定装置。 2 特許請求の範囲1記載の装置において、測定
光の平行走査は複数回繰返して行われ、所定回数
の走査完了後にその平均値を出力することを特徴
とする光学測定装置。[Scope of Claims] 1. A light scanning section that irradiates parallel scanning measurement light onto the object to be measured, and a light detection section that detects changes in brightness of the measurement light that has passed through the object to be measured and outputs a light detection signal. ,
An optical measuring device that includes a counter that counts predetermined clock pulses during an optical scanning period and determines the length of an object to be measured based on the counter count value while the parallel scanning measurement light passes through the object. an inverting circuit that outputs inverted signals respectively based on the starting edge and ending edge detection signals and pseudo detection signals detected while the object to be measured passes from the starting edge to the ending edge; A pair of counters for counting, a pair of registers for latching the contents of each counter at each reversal timing while the measurement light passes through both ends of the object to be measured, and a pair of registers for adding the contents of each register each time the measurement light finishes scanning. The clock pulse is counted alternately by one of the counters according to the correct detection signal and the pseudo detection signal, and the length of the object to be measured is measured by adding the two. Optical measuring device. 2. An optical measuring device according to claim 1, wherein the parallel scanning of the measurement light is repeated a plurality of times, and the average value is output after a predetermined number of scans are completed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19010884A JPS6166907A (en) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | Optical measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19010884A JPS6166907A (en) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | Optical measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6166907A JPS6166907A (en) | 1986-04-05 |
| JPH0257643B2 true JPH0257643B2 (en) | 1990-12-05 |
Family
ID=16252506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19010884A Granted JPS6166907A (en) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | Optical measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6166907A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4812568B2 (en) * | 2006-09-07 | 2011-11-09 | 株式会社ミツトヨ | Optical measurement apparatus, optical measurement method, and optical measurement processing program |
-
1984
- 1984-09-10 JP JP19010884A patent/JPS6166907A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6166907A (en) | 1986-04-05 |
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