JPH0346042B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、物体の寸法、変位量等を測定する
ための光電式測定機器における受光センサー構造
に係り、特に、中央の第１受光素子及びこれを囲
む環状の第２受光素子の同心型２要素受光素子か
らなる受光センサーにより、測定対象物からの透
過光又は反射光を受光して、その受光量変化に対
応する異なる電気信号に変換し、これら電気信号
に基づき前記測定対象物の寸法を測定する光電式
測定機器における受光センサー構造の改良に関す
る。

【従来の技術】

従来この種光電式測定機器、例えば、投影機
は、載物台上の測定対象物を平行な光線により照
射して、その透過光又は反射光に基づきスクリー
ン上に該測定対象物の投影像を結像させ、この結
像から測定対象物の寸法形状等を測定するもので
あるが、スクリーンに投影された測定対象物の像
のエツジ（端部）は一般的にいわゆるにじみがあ
り、従つて、載物台上の測定対象物を移動させ、
そのスクリーン上の結像とヘアラインとの一致か
ら測定値を正確に読み込むことは困難である。 かかる問題点を解決するために、従来は、結像
のエツジを受光素子と相対移動させることによ
り、受光素子の受光面に投影された像の明部と暗
部との面積の割合の変化から受光素子から出力す
る電気信号の大きさの変化を、参照電圧と比較し
て、投影画像の端部を検出するものがある。 しかしながら、この方法は、外乱光等のノイズ
の影響が大きいとともに、受光素子から得られる
信号又は参照電圧の変動による測定精度の低下が
大きいという問題点がある。 更に、スクリーン上の投影画像の境界（エツ
ジ）に対して受光素子を相体移動させ、その時の
出力信号を２階微分して波形信号を得、これと参
照電圧との比較によつてエツジを検出するものが
あるが、受光素子と投影画像との相対移動速度の
大小によつて、検出されるエツジの位置が異なる
ことがあり、更に、前記と同様に参照電圧の変動
による測定精度の低下が大きいという問題点があ
る。 更に、受光素子を２個配置して、これを投影画
像のエツジに対して相対移動させ、これにより得
られた複数の出力信号から波形の信号を得、これ
と参照電圧との比較によつてエツジを検出するも
のがあるが、前記と同様に受光素子から得られた
出力信号と参照電圧との相対変化、レベル変動等
から測定が非常に不安定となり、更に、照射光線
の照度に対する適用範囲が狭く、又、測定態様が
限定されかつ、センサー部あるいは回路部分が複
雑になるという問題点がある。 特に、投影機においては、照射用の光源ランプ
の疲労、投影系のレンズ特性、外乱光によりスク
リーン上の投影画像の明るさが変化し、又、投影
倍率の切替により投影画像の明るさが変化した
り、更には測定者側の条件として、例えば測定者
の瞳の色（人種により異なる）により作業に好適
な明るさが異なるため、これを適宜に選択しなけ
ればならないが、前記のように照射光線の照度に
対する適用範囲が狭いと、結果として投影機の能
力を低下させてしまうことになる。 又、従来のエツジ検出方法では、投影画像のフ
オーカスがずれていた場合は、受光素子による出
力波形がなだらかになつてしまうので、正確なエ
ツジ検出ができないという問題点があつた。 この問題点は、投影機のみならず、一般的に透
過光又は反射光を検出して、直接的又は間接的に
測定対象物の寸法測定等をするための光電式測定
機器におけるエツジ検出に共通の問題である。 これに対して例えば特開昭58−173408号に開示
されるように、透過光又は反射光を検出して、直
接的又は間接的に測定対象物の寸法測定をするた
めの光学式測定機器におけるエツジ検出装置にお
いて、前記測定対象物との相対移動時に生ずる明
暗に基づき、少なくとも２組の位相ずれ信号を発
生するよう移動面と略平行な面内に配設された４
個の受光素子からなるセンサーと、前記各組の位
相ずれ信号の差を演算する第１及び第２の演算手
段と、これら第１及び第２の演算手段の出力信号
の差を演算する第３の演算手段及び和を演算する
第４の演算手段と、この第４の演算手段の出力信
号が所定レベルにある間に生じる、前記第３の演
算手段の出力信号と基準レベルのクロス信号を出
力する検知手段を設けたものが提案されている。 このエツジ検出装置は、測定対象物を照射する
光強度、測定中の外乱光等のノイズ、受光素子の
出力信号あるいは参照電圧の変動による影響を伴
なうことなく、しかも簡単な構成で、測定対象物
のエツジを検出することができ、又投影機におい
て、投影画像の焦点ずれがあつても、正確にエツ
ジを検出することができ、更に、受光素子からの
アナログ信号を直接処理することにより、測定対
象物のエツジを検出することができるという利点
がある。 しかしながら、上記特開昭58−173408号公報に
開示されるエツジ検出装置は、そのセンサーが田
型に配置された４個の受光素子から形成されてい
るために、例えば投影機におけるスクリーン上の
投影画像に対する相対移動時に、受光素子の境界
線と移動方向が一致したとき、投影画像のエツジ
を検出できない場合があり、従つて、投影画像に
対するセンサーの移動方向の制限が生じるという
問題点がある。 これに対して、本出願人は、特願昭59−199876
号により、中央の第１受光素子及びこれを囲む環
状の第２受光素子の同心型２要素受光素子からな
る受光センサーを提案した。 この受光センサーは、センサー移動方向の違い
による感度のばらつきがなく、従つて、投影画像
に対するセンサーの移動方向に制限がないという
利点がある。 しかしながら、このような同心型２要素受光素
子のセンサーは、取出される電気信号のＳ／Ｎ比
が小さく、且つ、センサー自体が大型となり、更
には、測定対象物の曲率が大きい場合は、これを
検出できないことがあるという問題点がある。 即ち、第７図に示されるように、同心型２要素
受光素子からなる受光センサー１は、中央の第１
受光素子２の信号引出線３を、該第１受光素子２
に接続することを許容するために、第１受光素子
２の外周と第２受光素子４との間の環状の隙間５
のセンサー径方向の距離が、200μm程度とされて
いるので、受光センサー１のサイズが大型とな
る。 このため、測定できる測定対象物の最小寸法
が、大きくなつてしまう。 これに対して第１受光素子２及び第２受光素子
４の受光面積を小さくすることにより受光センサ
ー１自体の小型化を図ることも考えられるが、こ
のようにすると、Ｓ／Ｎ比が低下するので一定の
測定精度を維持するためには、受光面積の縮小は
不可能である。 従つて、受光面積が、要求測定精度から定まる
と、前記隙間５の最小幅を加えて、受光センサー
のチツプの大きさが決定してしまう。 従つて、従来の構造では一定以上の小型化は困
難であつた。 これに加えて、前述の如く、隙間５の距離が大
きいので、第１受光素子２及び第２受光素子４の
受光面積を必要最小限度とした場合に、受光面積
に対して該隙間５の距離が過大となり、このた
め、測定すべき画像の輪郭における曲率が大きい
と、測定精度が低下することになる。 即ち、第８図Ａに示されるように、画像７の曲
率が小さい場合は、第１受光素子２及び第２受光
素子４における受光面積の差△Ｓは僅かなもので
あり、従つて両受光素子における受光量はほとん
ど同一である。 これに対して、第８図Ｂに示されるように、画
像７の曲率が大きいと、第１受光素子２の受光面
積と第２受光素子４の受光面積の差△Ｓ＝△S₂−
△S₁が大きくなり、これら第１受光素子２及び第
２受光素子４の出力に基づく差動信号が異常とな
り、測定精度が低下してしまう。 更に又、前記第１受光素子２及び第２受光素子
４はその受光量に応じて電気信号を出力するもの
であるが、この電気信号は、第１受光素子２及び
第２受光素子４それぞれに接続された信号引出線
３及び８によつて外部に導出されるものである。 ここで、第１受光素子２の信号導出線３は、第
２受光素子４の受光面側を通つて第２受光素子４
の外側に至るように配線される。 このため、該信号引出し線３と第２受光素子４
の受光面及び測定対象面あるいは測定対象物との
干渉を避けるために、これらに対する信号引出線
３の対面クリアランスを大きくしなければなら
ず、受光素子２，４の受光面は測定対象物から大
きく離間される。 従つて、測定対象物あるいは測定対象面の輝度
を一定とした場合、受光センサー１による有効受
光量が減少してセンサー感度が低下するという問
題点が生じる。 更に、前記信号引出線３は第２受光素子４の受
光面を覆つて配線されているために、第２受光素
子４に該信号引出線３による影が生じ、このた
め、受光センサー１の出力におけるＳ／Ｎ比が低
下するという問題点がある。

【発明が解決しようとする問題点】

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもの
であつて、投影画像に対するセンサーの相対移動
方向に制限がなく、どの方向でも確実にエツジを
検出することができるようにすると共に、受光セ
ンサーのより小型化、Ｓ／Ｎ比の向上を図り、且
つ、曲率が小さい測定対象物のエツジを検出する
ことができる光電式測定機器における受光センサ
ー構造を提供することを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

この発明は、中央の第１受光素子及びこれを囲
む環状の第２受光素子の同心型２要素受光素子か
らなる受光センサーにより、測定対象物からの透
過光又は反射光を受光して、その受光量変化に対
応する異なる電気信号に変換し、これら電気信号
に基づき前記測定対象物の寸法を測定する光電式
測定機器における受光センサー構造において、前
記第１受光素子の、中心から一定角度で放射方向
に拡がつて外周に至る扇形領域を第１の不感帯と
し、且つ、前記第２受光素子の、前記第１の不感
帯の径方向外側に隣接し、前記扇形領域の拡張部
分となる一部を内周から外周に亘つて第２の不感
帯とし、前記第１受光素子の信号引出線を、前記
第１の不感帯において該第１受光素子に接続する
と共に、前記第２の不感帯を通つて前記第２受光
素子の外側に導出するように配置することにより
上記目的を達成するものである。 又、この発明は、前記第２の不感帯を、前記第
２受光素子の一部を切欠いて形成した空間部とす
ることにより上記目的を達成するものである。 又、この発明は、前記第１の不感帯を、前記第
１受光素子の一部を切欠いて形成された空間部と
すると共に、前記信号導出線を該空間部内で、該
第１受光素子に接続することにより上記目的を達
成するものである。 又、この発明は、前記信号導出線を、前記第１
受光素子及び第２受光素子の受光面よりも引込ん
だ位置に配線することにより上記目的を達成する
ものである。 又、この発明は、前記第１受光素子と第２受光
素子の受光面を面一とすることにより上記目的を
達成するものである。 更に、この発明は、前記第１受光素子と第２受
光素子の受光面の有効面積を同一とすることによ
り上記目的を達成するものである。

【作 用】

この発明において、第１受光素子の信号導出線
が、該第１受光素子に形成された第１の不感帯で
第１受光素子に接続されているので、第１受光素
子と第２受光素子間の隙間を小さくして、受光セ
ンサー全体の小型化を図ることができると共に、
曲率の小さい測定対象物の測定を可能とし、更に
は、測定可能な最小寸法を更に小さくして、測定
対応範囲を拡大できる。 又、前記不感帯は、第１受光素子の中心から放
射状に拡がる扇形に形成されているので、例えば
測定対象物のエツジが前記中心を通るとき、第１
及び第２受光素子の受光量の比は、受光センサー
の移動方向に拘らず一定に維持される。 更には信号引出線が第２受光素子の受光面を覆
つていないので、第２受光素子の受光面に影が生
じることがなく、このため、センサー出力信号の
Ｓ／Ｎ比を増大させることができる。 更に、この発明においては、センサーを構成す
る一対の受光素子は、同心円状に配置され、従つ
て、受光素子の境界線と移動方向が一致すること
がなく、該センサーの測定対象物に対する相対移
動方向の如何にかかわらず、確実にエツジを検出
するものである。

【実施例】

以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。 この実施例は、本発明を、投影機のエツジ検出
装置に適用したものであり、第１図ないし第４図
に示されるように、光源ランプ１０からの光をコ
ンデンサレンズ１２を介して載物台１４の下方か
ら、あるいは他の光路を介して載物台１４の上方
から、該載物台１４上の測定対象物１６を照射し
て、その透過光又は反射光に基づき、投影レンズ
１８を介してスクリーン１０上に、測定対象物１
６の投影画像１６Ａを結像させ、この投影画像１
６Ａにより、間接的に測定対象物１６の寸法測定
等をするための投影機２０におけるエツジ検出装
置に使用され、前記投影画像１６Ａとの相対移動
時に生ずる明暗に基づき、位相ずれ信号を発生す
るよう移動面と略平行な面内に同芯状に配設され
た第１及び第２受光素子２２Ａ，２２Ｂを含み、
両受光素子２２Ａ，２２Ｂの出力に基づくセンサ
ー出力信号のセンサー出力端子２３Ａ，２３Ｂに
おけるレベルが、前記相対移動時に生ずる明及び
暗のそれぞれの時に等値となるよう形成された受
光センサー２４において、前記第１受光素子２２
Ａの、外周に隣接する一部を第１の不感帯２６Ａ
とし、且つ、前記第２受光素子２２Ｂの、前記第
１の不感帯２６Ａの径方向外側に隣接する一部を
内周から外周に亘つて第２の不感帯２６Ｂとする
と共に、前記第１受光素子２２Ａの信号引出線２
８を、前記第１の不感帯２６Ａにおいて前記第１
受光素子２２Ａに接続すると共に、前記第２の不
感帯２６Ｂを通つて前記第２受光素子２２Ｂの外
側に導出するように配置したものである。 ここで、前記第１の不感帯２６Ａ及び第２の不
感帯２６Ｂは、前記第１受光素子２２Ａの中心か
ら一定角度で放射方向に拡がる同一の扇形領域の
一部として、第１受光素子２２Ａ及び第２受光素
子２２Ｂを切欠いて、その空間部に形成されたも
のである。 前記信号引出線２８は、第１の不感帯２６Ａ内
において受光素子２２Ａに接続されると共に、凹
部となつた第２の不感帯２６Ｂ内を通り、第２の
受光素子２２Ｂの外側に至るように配線されてい
る。 ここで、前記信号引出線２８の第１受光素子２
２Ａ側の接続端部２９は、第４図に示されるよう
に、扇形の第１の不感帯２６Ａを埋める扇形の接
続先端部２９Ａと、この接続先端部２９Ａの基端
側から延在し、前記第２の不感帯２６Ｂ内を第２
受光素子２２Ｂの端部に接触しないように貫通す
る細径の引出部２９Ｂからなり、この引出部２９
Ｂの外端に信号引出線２８の本体が接続されてい
る。 図の符号３０は第１受光素子２２Ａ及び第２受
光素子２２Ｂが取付けられているチツプ、３２は
第２受光素子２２Ｂの信号引出線をそれぞれ示
す。 ここで、前記第１受光素子２２Ａと第２受光素
子２２Ｂの間の隙間３４は、絶縁材を充填しない
状態で、10μm程度あればよい。 又、この実施例において、前記第１受光素子２
２Ａ，２２Ｂの、受光面３５Ａ，３５Ｂは受光セ
ンサー２４の中心軸に対して直交する同一平面上
にあるように面一に形成されている。 更に、これら受光面３５Ａ，３５Ｂは、その有
効受光面積が同一となるようにされている。 ここで、前記信号引出線２８の一部である接続
端部２９は、前記第１受光素子２２Ａ及び第２受
光素子２２Ｂの受光面３５Ａ，３５Ｂよりも引込
んだ位置に配置されている。 前記エツジ検出装置は、前記受光センサー２４
における前記センサー出力端子２３Ａ，２３Ｂに
接続され、前記位相ずれ信号の差を演算する差演
算器３６と、前記差演算器３６の差動出力信号と
高位及び低位レベルの参照信号とを比較して、該
差動出力信号が高位及び低位レベル間にあるとき
ホールド信号を形成して、前記センサー出力信号
のうち一個のセンサー信号をホールドし、このホ
ールドされた高位ホールド信号と低位ホールド信
号間に該出力信号があることをもつて、前記位相
ずれ信号の基準レベル信号とのクロスポイントを
含む特定領域で信号を出力する領域信号発生器３
８と、この領域信号発生器３８から信号が出力さ
れている間に、前記差演算器３６の差動出力信号
と予め設定された基準レベル信号とのクロス信号
を出力する検知手段４０とを設けたものである。 前記センサーは、第１図に示されるように、投
影機２０のスクリーン１０の上面にこれと平行に
かつ摺動可能に載置された透明板４２と一体的に
設けられ、前記透明板４２とともに、移動できる
ようにされている。 ここで、前記センサー２４は、前記第１及び第
２受光素子２２Ａ，２２Ｂの他に、第１受光素子
２２Ａ及び受光素子２２Ｂの出力を変換するため
の電流−電圧変換器４３Ａ，４３Ｂ及びこれらの
出力電圧を増幅するためのアンプ４６Ａ，４６Ｂ
を備えている。 これらのアンプ４６Ａ及び４６Ｂは、全暗で、
前記第１及び第２受光素子２２Ａ，２２Ｂの暗電
圧をキヤンセルするようにオフセツト調整される
とともに、全明で、センサー出力端子２３Ａ，２
３Ｂでの出力が同一レベルとなるようにゲインの
調整がなされている。 前記領域信号発生器３８は、前記差演算器３６
の差動出力信号と高位レベル参照信号とを比較
し、該差動出力信号が高位レベルより低いときホ
ールド信号を出力する第１の比較器４４Ａと、低
位レベルの参照信号と比較し、該差動出力信号が
低位レベルよりも高いときホールド信号を出力す
る第２の比較器４４Ｂと、前記第１の及び第２比
較器４４Ａ，４４Ｂから入力される前記ホールド
信号にもとづき前記センサー２４の一方のセンサ
ー出力信号ｂをホールドし、且つ、ホールド信号
が入力されないとき該センサー出力信号ｂをサン
プリングする第１及び第２のサンプルホールド回
路４６Ａ，４６Ｂと、これら第１及び第２のサン
プルホールド回路４６Ａ，４６Ｂの出力信号と前
記センサー出力信号ｂとを比較し、該出力信号が
センサー出力信号ｂよりも小さいとき信号を出力
する第３の比較器４８Ａと、前記出力信号と前記
センサー出力信号ｂとを比較し、該出力信号がセ
ンサー出力信号ｂよりも大きいとき信号を出力す
る第４の比較器４８Ｂと、前記第３及び第４の比
較器４８Ａ，４８Ｂの一方のみが信号を出力する
とき領域信号を発生するエクスクルーシブORゲ
ート５０と、を備えて形成されている。 又、前記検知手段４０は、前記差演算器３６の
出力信号と基準レベルの信号とを比較して、両者
が一致するとき、即ちクロスポイントにおいて信
号を出力する比較器５２と、この比較器５２から
信号が出力されたとき、これに基づいてエツジパ
ルス信号を発生するパルス信号発生器５４と、こ
のパルス信号発生器５４及び前記領域信号発生器
３８の両者から信号が出力されているときのみエ
ツジ検出信号を出力するANDゲート５６と、を
備えている。このANDゲート５６からの出力信
号は、載物台１４に連動する変位検出装置５８の
カウンタ６０にエツジ検出信号を出力するように
されている。 この変位検出装置５８は、前記載物台１４に連
動してその移動量に応じてパルス信号を発生する
エンコーダ６２と、このエンコーダ６２から出力
されるパルス信号を読取る前記カウンタ６０とか
ら構成されている。 このカウンタ６０は、前記ANDゲート５６か
らエツジ検出信号が入力されるときに、その読取
り値を記憶装置６４に出力するようにされてい
る。 次に上記実施例の作用を説明する。 スクリーン１０上に結像された測定対象物１６
の投影画像１６Ａを、センサー２４に対して一方
向に相対的に移動させ、投影画像１６Ａのエツジ
がセンサー２４を横切るようにする。 投影画像１６Ａが、センサー２４に相対的に接
近しかつこれを通過した場合は、第１及び第２受
光素子２２Ａ及び２２Ｂにより得られ、且つ、電
流−電圧変換器４３Ａ，４３Ｂを経てアンプ４６
Ａ，４６Ｂにより調整されて、センサー出力端子
２３Ａ，２３Ｂから発生する出力信号は、第５図
Ａに符号ａ及びｂによつて示されるように、振幅
の等しい位相ずれ信号となる。これらの出力信号
は、第５図Ｂに示されるように、差演算器３６に
よりｃ＝ａ−ｂに演算され、前記領域信号発生器
３８の第１及び第２の比較器４４Ａ及び４４Ｂに
それぞれ入力される。 一方、前記センサー出力端子２３Ｂからの出力
信号ｂも、前記領域信号発生器１８の第１及び第
２の比較器４４Ａ，４４Ｂにそれぞれ入力され
る。 第５図Ｃに示されるように、前記第１の比較器
４４Ａは、参照電圧Vref＋と入力信号ｃとを比
較して信号ｃがVref＋よりも小さいときサンプ
リング信号ｂを前記第１のサンプルホールド回路
４６Ａに出力する。又、第５図Ｄに示されるよう
に、前記第２の比較器４４Ｂは、入力された信号
ｃと参照電圧Vref−とを比較して、信号ｃが
Vref−よりも小さい時サンプリング信号ｅを第
２のサンプルホールド回路４６Ｂに出力する。な
お、前記第１及び第２の比較器４４Ａ，４４Ｂ
は、チヤタリング防止のため第５図Ｂに示される
如く、ヒステリシス特性を持たせてある。 前記第１及び第２のサンプルホールド回路４６
Ａ，４６Ｂは、第１の比較器４４Ａからサンプリ
ング信号ｄが出力されているとき及び第２の比較
器４４Ｂからサンプリング信号ｅが出力されると
きセンサー出力信号ｂのサンプリングを行うと共
に、これらサンプリング信号ｄ及びｅが出力され
ていないときは、各々サンプリングの最終時点で
の信号値をホールドするようにされている。 従つて、これらサンプルホールド回路４６Ａ，
４６Ｂは、第５図Ｅにおいて破線及び一点鎖線で
示されるようにハイホールド信号ｆ及びローホー
ルド信号ｇをそれぞれ第３の比較器４８Ａ及び第
４の比較器４８Ｂに出力するようにされている。 これら第３の比較器４８Ａ及び第４の比較器４
８Ｂは、第５図Ｆ，Ｇに示されるように、入力さ
れたハイホールド信号ｆ及びローホールド信号ｇ
を前記センサー出力信号ａと比較して、これらハ
イホールド信号ｆ及びローホールド信号ｇがセン
サー出力信号ｂよりも大きいときにそれぞれ信号
をｈ及びｉをエクスクルシーブORゲート５０に
出力する。 このエクスクルーシブORゲート５０は、第５
の比較器４８Ａ及び第４の比較器４８Ｂの一方の
みから信号が出力されている時に、第５図Ｈ及び
第６図に示されるように「１」のデジタル信号ｊ
を出力する。 一方、前記差演算器３６によつて出力される差
動出力信号ｃは検知手段４０の比較器５２に入力
され、この比較器５２は、第５図Ｉに示されるよ
うに、差動出力信号ｃが０の基準レベル信号とク
ロスする時に「１」のデジタル信号ｋを出力す
る。 比較器５２の出力に基づき、パルス信号発生器
５４は、第５図Ｊに示されるようなパルス信号ｅ
をANDゲート５６に出力する。 前記パルス信号発生器５４からのパルス信号ｌ
と、エクスクルーシブORゲート５０からのデジ
タル信号ｊは、ANDゲート５６に入力され、こ
のANDゲートは、該入力信号が共に「１」の時
に、第５図Ｋで示されるように、例えば、
10μSecのパルス信号ｍを出力し、この時点で、
投影画像１６Ａのエツジを検出するものである。 上記は、正常に測定ができた場合のものである
が、測定環境によつては、光学的、電気的ノイズ
や載物台１４の振動等を原因として、前記差動出
力信号ｃが一時的に変動を生じることがある。 この場合、従来のエツジ検出装置においては、
領域信号を発生できなくなつたり、あるいは差動
出力信号と基準信号とのクロスポイント、即ちエ
ツジの位置のでない時点で領域信号が出力された
りするために、エツジの検出が不能となることが
あつた。 上記実施例においては、例えば第６図に示され
るように載物台１４の振動によつてセンサー出力
信号ａ及びｂが振動中心線６６を中心として１回
振動した場合、これらセンサー出力信号ａ及びｂ
は第６図Ａに示されるようになる。 従来のエツジ検出装置の場合は、差動出力信号
等検知すべき信号自体の振動、変動まで配慮され
ていないから、これらセンサー出力信号ａ及びｂ
が振動中心線６６の位置において落込んだときに
誤つて信号が発生されることが多い。この実施例
の場合、第６図Ｅに示されるように前記センサー
２４の振動によつてハイホールド信号ｆが変動
し、これに応じて、第３の比較器４８Ａの出力信
号ｈが出力され、且つ、エクスクルシーブORゲ
ート５０からデジタル信号ｊも出力されるが、こ
のエクスクルシーブORゲート５０から出力され
る領域信号ｊ自体が前記振動によつてシフトされ
ることはない。即ち、差動出力信号の振動等が発
生したとしても、これに影響されず、クロスポイ
ントを含む領域を確実に特定できる。 従つて、比較器５２からの出力信号ｋに基づい
たパルス信号ｌと重なり合う時点で領域信号ｊが
出力されて、これにより、ANDゲート５６から
エツジ信号ｍが出力されることになる。 エツジ信号ｍは、変位検出装置５８におけるカ
ウンタ６０に入力され、カウンタ６０はこのエツ
ジ信号ｍが入力された時点における読取り値を記
憶装置６４に出力して、載物台１４上の測定対象
物１６のエツジの位置を検出することになる。 記憶装置６４に記憶された信号は、他の演算装
置に出力されたり、プリントアウトされたり、あ
るいは、デイスプレイに表示されることになる。 この実施例において、第１受光素子２２Ａの信
号引出線２８は、該第１受光素子２２Ａに形成さ
れた第１の不感帯２６Ａにおいて第１受光素子２
２Ａに接続されているので、第１受光素子２２Ａ
と第２受光素子２２Ｂとの間に、信号引出線２８
を接続するためのスペースが不要となる。 このため、第２受光素子２２Ｂの外径を、その
受光面積を縮小することなく、小さくすることが
でき、受光センサー２４全体の小型化を図ること
ができる。 従つて、これら第１受光素子２２Ａ及び第２受
光素子２２Ｂが取付けられているチツプ３０の大
きさは、一辺が１mmの正方形とすることができ
る。 又、第１及び第２受光素子２２Ａ，２２Ｂの全
体の外径を小さくすることができるので、測定対
象物の測定可能な最小外形寸法を小さくすること
ができ、測定対象物の曲率が小さい場合において
も、そのエツジ等の検出が可能となる。 又、上記実施例において、第１受光素子２２Ａ
の信号引出線２８は、第２受光素子２２Ｂを切欠
いて形成された第２の不感帯２６Ｂ内を通る引出
部２９Ｂを介して外部に導出されているので、該
信号引出線２８によつて第２受光素子２２Ｂの受
光面３５Ｂに影が生じることがなく、従つて、セ
ンサー出力のＳ／Ｎ比の改善を図ることができ
る。 更には、前記信号引出線２８を、第２受光素子
２２Ｂの受光面３５Ｂから浮かせて配線したり、
且つ、スクリーン１０と信号引出線２８との干渉
を避けるために、第１及び第２受光素子２２Ａ，
２２Ｂの受光面３５Ａ，３５Ｂと、スクリーン１
０との間のクリアランスを大きく取つたりする必
要がないために、第１及び第２受光素子２２Ａ，
２２Ｂの受光面３５Ａ，３５Ｂを、スクリーン１
０により接近させて相対移動させることができ、
従つて、受光量を増大させて、Ｓ／Ｎ比の改善を
図ることができる。 ここで、上記実施例において、測定対象物１６
が、例えば半透明硝子製品からなる、光を完全に
遮断できない材質の場合、第５図Ａ及び第６図Ａ
にそれぞれ示されるように、暗部におけるセンサ
ー出力信号ａ及びｂは該センサー出力信号を明に
おいて「１」、全暗において「０」とした場合に、
０よりも大きく、「１」に接近した値となる。 この場合、これらセンサー出力信号ａ又ｂは自
体を参照電圧Vref−と比較すると該参照信号
Vref−との交点を得ることができず、このため
に、領域信号を得ることができない場合がある。 この実施例においては、領域信号を差演算器３
６の差動出力信号即ちｃ＝ａ−ｂに基づいて形成
するようにしているので、測定対象物１６が半透
明素材の場合であつても、確実に領域信号を得る
ことができる。 又、この実施例においては、センサー２４を構
成する第１及び第２受光素子２２Ａ，２２Ｂが、
同芯円状に形成され、且つこれらによつて発生す
るセンサー出力端子２３Ａ，２３Ｂにおける信号
の出力レベルが等しくされているので、第１及び
第２受光素子２２Ａと２２Ｂの境界線と移動方向
が一致することなく、センサー２４の投影画像１
６Ａに対する相対的移動方向の如何にかかわら
ず、均一の出力の信号を得ることができ、従つて
センサーの、被測定物に対する相対移動方向の制
限がなく、高精度にエツジ検出を行うことができ
る。 ここで、前記第１不感帯２６Ａ及び第２不感帯
２６Ｂの方向と、センサー２４の移動方向とが一
致した場合、センサー出力の低下があるが、これ
ら第１の不感帯２６Ａ及び第２の不感帯２６Ｂ
は、第１受光素子２２Ａの中心から一方にのみ放
射方向に形成されているので、第１及び第２の不
感帯２６Ａ，２６Ｂの反対側部分では受光が可能
であり、従つて、センサー２４の移動方向と第１
及び第２の不感帯２６Ａ，２６Ｂの方向とが一致
しても、エツジの検出を行うことができる。 又、不感帯２６Ａ，２６Ｂが前述のように放射
方向に形成されているので、エツジが第１受光素
子２２Ａの中心を通る限り、第１、第２受光素子
２２Ａ，２２Ｂの受光面積の比がセンサー移動方
向によつて変化がない。従つて、センサー移動方
向の制限がない。 又、前記実施例において、第１及び第２受光素
子２２Ａ，２２Ｂは、その受光面積が等しくされ
ることによつて、センサー出力端子２３Ａ，２３
Ｂが等しくなるようにされているが、これは、セ
ンサー出力端子２３Ａと２３Ｂにおける出力信号
が同一レベルとなるものであればよく、従つて、
受光素子２２Ａ，２２Ｂとセンサー出力端子２３
Ａ，２３Ｂとの間にアンプを配置したり、又は、
アンプを設けることなく、両センサー出力端子２
３Ａ，２３Ｂの出力レベルを等しくするようにし
てもよい。 更に前記実施例は、載物台１４を移動させるこ
とにより投影画像１６Ａをセンサー２４に対して
移動させるものであるが、これは、投影画像１６
Ａに対してセンサー２４を移動させるようにして
もよい。 更に、上記実施例において、第１受光素子２２
Ａ及び第２受光素子２２Ｂの間は、隙間３４が形
成され、両者が接触しないようにされているが、
これは、例えばフイルム状の絶縁体を介して両者
を接触して配置するようにしてもよい。 この場合は両者間の隙間は不要となる。 又、上記実施例は、投影機においてそのスクリ
ーン上の投影画像のエツジを測定する場合のもの
であるが、本発明はこれに限定されるものでな
く、透過光又は反射光を検出して、直接的又は間
接的に測定対象物の寸法測定をするための光電式
測定機器におけるセンサー構造に一般的に適用さ
れるものである。

【発明の効果】

本発明は上記のように構成したので、同芯型２
要素受光素子からなる受光センサーにおいて、そ
の小型化、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができると
共に、測定対象物の、測定可能最小寸法を小さく
し、更には、曲率の小さな測定対象物の検出も可
能とすることができるという優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光電式測定機器における
受光センサー構造を投影機に実施した場合の実施
例を示す光学系統図、第２図は同実施例の構成を
示すブロツク図、第３図は同実施例における第１
及び第２受光素子と信号引出線の関係を示す拡大
平面図、第４図は第３図の−線に沿う断面
図、第５図は同実施例における信号処理の過程を
示す線図、第６図は同実施例のセンサー出力変動
時における信号処理の過程を示す線図、第７図は
本出願人による先行出願における受光素子と信号
引出線の関係を示す平面図、第８図は同受光素子
と測定対象物との関係を示す平面図である。 １６…測定対象物、１６Ａ…投影画像、２２Ａ
…第１受光素子、２２Ｂ…第２受光素子、２４…
センサー、２６Ａ…第１の不感帯、２６Ｂ…第２
の不感帯、２８…信号引出線、２９…接続端部、
２９Ａ…接続先端部、２９Ｂ…引出部、３０…チ
ツプ、３５Ａ，３５Ｂ…受光面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中央の第１受光素子及びこれを囲む環状の第
   ２受光素子の同心型２要素受光素子からなる受光
   センサーにより、測定対象物からの透過光又は反
   射光を受光して、その受光量変化に対応する異な
   る電気信号に変換し、これら電気信号に基づき前
   記測定対象物の寸法を測定する光電式測定機器に
   おける受光センサー構造において、前記第１受光
   素子の、中心から一定角度で放射方向に拡がつて
   外周に至る扇形領域を第１の不感帯とし、且つ、
   前記第２受光素子の、前記第１の不感帯の径方向
   外側に隣接し、前記扇形領域の拡張部分となる一
   部を内周から外周に亘つて第２の不感帯とし、前
   記第１受光素子の信号引出線を、前記第１の不感
   帯において該第１受光素子に接続すると共に、前
   記第２の不感帯を通つて前記第２受光素子の外側
   に導出するように配置してなる光電式測定機器に
   おける受光センサー構造。 ２ 前記第２の不感帯は、前記第２受光素子の一
   部を切欠いて形成した空間部とされたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の光電式測定機
   器における受光センサー構造。 ３ 前記第１の不感帯は、前記第１受光素子の一
   部を切欠いて形成された空間部とされると共に、
   前記信号導出線は該空間部内で、該第１受光素子
   に接続されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の光電式測定機器における受
   光センサー構造。 ４ 前記信号導出線は、前記第１受光素子及び第
   ２受光素子の受光面よりも引込んだ位置に配線さ
   れたことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第３項のいずれかに記載の光電式測定機器におけ
   る受光センサー構造。 ５ 前記第１受光素子と第２受光素子の受光面が
   面一とされたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項乃至第４項のうちいずれかに記載の光電式測
   定機器における受光センサー構造。 ６ 前記第１受光素子と第２受光素子の受光面の
   有効面積が同一とされた特許請求の範囲第１項乃
   至第５項のうちいずれかに記載の光電式測定機器
   における受光センサー構造。