JPH04344408A - 寸法測定器 - Google Patents
寸法測定器Info
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- JPH04344408A JPH04344408A JP11602891A JP11602891A JPH04344408A JP H04344408 A JPH04344408 A JP H04344408A JP 11602891 A JP11602891 A JP 11602891A JP 11602891 A JP11602891 A JP 11602891A JP H04344408 A JPH04344408 A JP H04344408A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光路内に配置された、
もしくは光路内を横切る被測定物の外径寸法等を測定す
る寸法測定器に関する。
もしくは光路内を横切る被測定物の外径寸法等を測定す
る寸法測定器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より被測定物の外径寸法を非接触で
測定する方法として、例えばガルバノメータミラーでス
キャニングして測定する方法等が知られている。またガ
ルバノメータミラーのような可動部を有しない非接触の
測定方法の一つとして、被測定物の陰影をＣＣＤ等の撮
像素子に投影し、この撮像素子上に投影された陰影の寸
法を求めることにより被測定物の寸法を求める方法が考
えられる（特願平２−２００１０３号参照）。
測定する方法として、例えばガルバノメータミラーでス
キャニングして測定する方法等が知られている。またガ
ルバノメータミラーのような可動部を有しない非接触の
測定方法の一つとして、被測定物の陰影をＣＣＤ等の撮
像素子に投影し、この撮像素子上に投影された陰影の寸
法を求めることにより被測定物の寸法を求める方法が考
えられる（特願平２−２００１０３号参照）。
【０００３】図７は、被測定物の陰影を撮像素子上に投
影することにより被測定物の外径寸法を求める寸法測定
器の一例を表わした概略構成図である。光源１１から発
せられた光１２はコリメータレンズ１３により平行光１
２’に変換され、この平行光１２’は受光レンズ１４を
介して一次元ＣＣＤ１５上に導びかれる。またコリメー
タレンス１３と受光レンズ１４とに挾まれた平行光１２
’の光路内を被測定物１０が通過するように構成されて
いる。
影することにより被測定物の外径寸法を求める寸法測定
器の一例を表わした概略構成図である。光源１１から発
せられた光１２はコリメータレンズ１３により平行光１
２’に変換され、この平行光１２’は受光レンズ１４を
介して一次元ＣＣＤ１５上に導びかれる。またコリメー
タレンス１３と受光レンズ１４とに挾まれた平行光１２
’の光路内を被測定物１０が通過するように構成されて
いる。
【０００４】このように構成された寸法測定器において
、図７に示すように被測定物１０が平行光１２’の光路
内に入ったときの、ＣＣＤ１５に投影された陰影のパタ
ーンを演算回路１６に取り込んで陰影の寸法ｄを求め、
この寸法ｄに基づき、受光レンズ１４の焦点距離やＣＣ
Ｄ１５の配置位置等を計算に入れることにより被測定物
１０の外径寸法Ｄが求められる。
、図７に示すように被測定物１０が平行光１２’の光路
内に入ったときの、ＣＣＤ１５に投影された陰影のパタ
ーンを演算回路１６に取り込んで陰影の寸法ｄを求め、
この寸法ｄに基づき、受光レンズ１４の焦点距離やＣＣ
Ｄ１５の配置位置等を計算に入れることにより被測定物
１０の外径寸法Ｄが求められる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図７に示すように構成
された寸法測定器において、被測定物１０はコリメータ
レンズ１３と受光レンズ１４との中間の常に定まった位
置を横切るとは限らず、例えば図７に一点鎖線で示す位
置Ａや位置Ｃを横切ることも考えられ、この場合に被測
定物１０の外径寸法のみでなくその通過位置も合わせて
測定することが要望されている。
された寸法測定器において、被測定物１０はコリメータ
レンズ１３と受光レンズ１４との中間の常に定まった位
置を横切るとは限らず、例えば図７に一点鎖線で示す位
置Ａや位置Ｃを横切ることも考えられ、この場合に被測
定物１０の外径寸法のみでなくその通過位置も合わせて
測定することが要望されている。
【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、図７に示すよ
うな平行光の途中に被測定物が配置され、もしくは平行
光の途中を被測定物が横切り、そのときの被測定物の陰
影を撮像素子に投影することにより被測定物の寸法を求
めるように構成された寸法測定器において、被測定物が
配置された、もしくは被測定物が横切る平行光の光路方
向の位置をも検出することのできる寸法測定器を提供す
ることを目的とする。
うな平行光の途中に被測定物が配置され、もしくは平行
光の途中を被測定物が横切り、そのときの被測定物の陰
影を撮像素子に投影することにより被測定物の寸法を求
めるように構成された寸法測定器において、被測定物が
配置された、もしくは被測定物が横切る平行光の光路方
向の位置をも検出することのできる寸法測定器を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第一の寸法測定器は、光源と、該光源から発
せられた光を平行光に変換するコリメート光学系と、撮
像素子と、前記平行光の光路内に配置された被測定物の
陰影を前記撮像素子上に投影する受光光学系と、前記撮
像素子上に投影された前記陰影の寸法を求めることによ
り前記被測定物の寸法を求める寸法演算手段とを備えた
寸法測定器において、前記被測定物の配置が許容される
、前記平行光の光路に沿う測定範囲の一端に配置された
前記被測定物の陰影が、この測定範囲内の他の位置に配
置された被測定物の陰影よりも良好な結像状態で前記撮
像素子上に投影されるように調整されてなるとともに、
前記撮像素子上に投影された前記陰影の結像状態に基づ
いて、前記被測定物の、前記測定範囲内の配置位置を求
める位置演算手段を備えたことを特徴とするものである
。
の本発明の第一の寸法測定器は、光源と、該光源から発
せられた光を平行光に変換するコリメート光学系と、撮
像素子と、前記平行光の光路内に配置された被測定物の
陰影を前記撮像素子上に投影する受光光学系と、前記撮
像素子上に投影された前記陰影の寸法を求めることによ
り前記被測定物の寸法を求める寸法演算手段とを備えた
寸法測定器において、前記被測定物の配置が許容される
、前記平行光の光路に沿う測定範囲の一端に配置された
前記被測定物の陰影が、この測定範囲内の他の位置に配
置された被測定物の陰影よりも良好な結像状態で前記撮
像素子上に投影されるように調整されてなるとともに、
前記撮像素子上に投影された前記陰影の結像状態に基づ
いて、前記被測定物の、前記測定範囲内の配置位置を求
める位置演算手段を備えたことを特徴とするものである
。
【０００８】また上記目的を達成するための本発明の第
二の寸法測定器は、光源と、該光源から発せられた光を
平行光に変換するコリメート光学系と、撮像素子と、前
記平行光の光路内に配置された被測定物の陰影を前記撮
像素子上に投影する受光光学系と、前記撮像素子上に投
影された前記陰影の寸法を求めることにより前記被測定
物の寸法を求める寸法演算手段とを備えた寸法測定器に
おいて、前記コリメート光学系により前記平行光に対し
斜めに進む第二の平行光が形成されるように配置されて
なる第二の光源と、前記光源から発せられた光により形
成される前記被測定物の前記撮像素子上の陰影の位置と
前記第二の光源から発せられた光により形成される前記
被測定物の前記撮像素子上の陰影の位置との相違に基づ
いて、前記被測定物の、前記平行光の光路に沿う方向の
配置位置を求める位置演算手段とを備えたことを特徴と
するものである。
二の寸法測定器は、光源と、該光源から発せられた光を
平行光に変換するコリメート光学系と、撮像素子と、前
記平行光の光路内に配置された被測定物の陰影を前記撮
像素子上に投影する受光光学系と、前記撮像素子上に投
影された前記陰影の寸法を求めることにより前記被測定
物の寸法を求める寸法演算手段とを備えた寸法測定器に
おいて、前記コリメート光学系により前記平行光に対し
斜めに進む第二の平行光が形成されるように配置されて
なる第二の光源と、前記光源から発せられた光により形
成される前記被測定物の前記撮像素子上の陰影の位置と
前記第二の光源から発せられた光により形成される前記
被測定物の前記撮像素子上の陰影の位置との相違に基づ
いて、前記被測定物の、前記平行光の光路に沿う方向の
配置位置を求める位置演算手段とを備えたことを特徴と
するものである。
【０００９】ここで上記第一および第二の寸法測定器に
おける「被測定物の配置」は、被測定物がその位置に停
止する必要はなく、瞬間的に配置される場合、即ちその
位置を通過する場合を含む概念である。
おける「被測定物の配置」は、被測定物がその位置に停
止する必要はなく、瞬間的に配置される場合、即ちその
位置を通過する場合を含む概念である。
【００１０】
【作用】光源が理想的な点光源でなく、例えば２００μ
ｍ角程度の寸法をもつＬＥＤ等非常に小さな光源であっ
ても、この光源から発せられた光をコリメート光学系に
より平行光に変換した場合この平行光は完全な平行光と
はならない。したがって受光光学系を介して撮像素子上
に投影された被測定物の陰影は、その平行光の光路に沿
う方向の配置位置によりそのボケ方が異なることになる
。
ｍ角程度の寸法をもつＬＥＤ等非常に小さな光源であっ
ても、この光源から発せられた光をコリメート光学系に
より平行光に変換した場合この平行光は完全な平行光と
はならない。したがって受光光学系を介して撮像素子上
に投影された被測定物の陰影は、その平行光の光路に沿
う方向の配置位置によりそのボケ方が異なることになる
。
【００１１】本発明の第一の寸法測定器は、この点に想
到することにより完成されたものであり、被測定物の配
置が許容される前記平行光の光路に沿う測定範囲の一端
に配置された被測定物の陰影が、この測定範囲の他の位
置に配置された被測定物の陰影よりも良好な結像状態で
撮像素子上に投影されるように調整されているため、上
記測定範囲の上記一端から他端に向かうにつれその位置
に配置された被測定物の撮像素子上の陰影が徐々にボケ
ることとなり、したがってこのボケの程度を検出するこ
とにより被測定物の配置位置を知ることができることと
なる。
到することにより完成されたものであり、被測定物の配
置が許容される前記平行光の光路に沿う測定範囲の一端
に配置された被測定物の陰影が、この測定範囲の他の位
置に配置された被測定物の陰影よりも良好な結像状態で
撮像素子上に投影されるように調整されているため、上
記測定範囲の上記一端から他端に向かうにつれその位置
に配置された被測定物の撮像素子上の陰影が徐々にボケ
ることとなり、したがってこのボケの程度を検出するこ
とにより被測定物の配置位置を知ることができることと
なる。
【００１２】また、本発明の第二の寸法測定器は、より
積極的に第二の光源を備え、この第二の光源による第二
の平行光で被測定物を斜めに照射するように構成したた
め、被測定物が上記測定範囲内のどの位置に配置される
かによりこの第二の光源から発せられた光による被測定
物の陰影の撮像素子上の投影位置が異なることとなり、
したがってこの投影位置の相違を検出することにより被
測定物の配置位置を知ることができることとなる。
積極的に第二の光源を備え、この第二の光源による第二
の平行光で被測定物を斜めに照射するように構成したた
め、被測定物が上記測定範囲内のどの位置に配置される
かによりこの第二の光源から発せられた光による被測定
物の陰影の撮像素子上の投影位置が異なることとなり、
したがってこの投影位置の相違を検出することにより被
測定物の配置位置を知ることができることとなる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１は、本発明の第一の寸法測定器の一実施例の光学系の
概略構成図である。図７に示した寸法測定器の各構成要
素に対応する各構成要素には図７において付した番号、
記号と同一の番号、記号を付し説明は省略する。
１は、本発明の第一の寸法測定器の一実施例の光学系の
概略構成図である。図７に示した寸法測定器の各構成要
素に対応する各構成要素には図７において付した番号、
記号と同一の番号、記号を付し説明は省略する。
【００１４】被測定物１０は、図に一点鎖線で示す２つ
の位置Ａ，Ｃに挾まれた測定範囲Ｌ内の任意の位置を横
切るものとする。このとき受光レンズ１４の焦点距離、
および該受光レンズ１４，ＣＣＤ１５の配置位置を、図
１に示すように位置Ａもしくはそれよりも図の左方に被
測定物１０が配置されたと仮定した場合にその被測定物
１０がＣＣＤ１５上に最良のピント状態で結像されるよ
うに選択、調整する。こうすることにより、被測定物１
０が測定範囲Ｌ内で位置Ａ側にあるほどＣＣＤ１５上に
良好なピント状態で結像され、位置Ｃ側にあるほどボケ
た状態に結像されることとなる。
の位置Ａ，Ｃに挾まれた測定範囲Ｌ内の任意の位置を横
切るものとする。このとき受光レンズ１４の焦点距離、
および該受光レンズ１４，ＣＣＤ１５の配置位置を、図
１に示すように位置Ａもしくはそれよりも図の左方に被
測定物１０が配置されたと仮定した場合にその被測定物
１０がＣＣＤ１５上に最良のピント状態で結像されるよ
うに選択、調整する。こうすることにより、被測定物１
０が測定範囲Ｌ内で位置Ａ側にあるほどＣＣＤ１５上に
良好なピント状態で結像され、位置Ｃ側にあるほどボケ
た状態に結像されることとなる。
【００１５】図２は、ＣＣＤ１５上に投影された被測定
物１０の陰影の結像状態を模式的に表わした図であり、
図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、被測定物１０が図１に
示すそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，の各位置に配置されたときの
ＣＣＤ１５の受光信号（ＣＣＤ１５上の各点への照射光
量と比例する）を表わしている。光源１１から発せられ
た光が被測定物１０で遮られずにＣＣＤ１５上に到達し
た最大光量に対応する信号Ｓｍａｘよりもやや下がった
位置にしきい値Ｔｈ１を設定し、光源１１から発せられ
た光が被測定物１０で遮ぎられ、これにより得られた最
小光量に対応する信号Ｓｍｉｎよりもやや大きな信号に
相当するしきい値Ｔｈ２を設定し、これにより被測定物
１０の陰影のエッジ部分が上記２つのしきい値Ｔｈ１，
Ｔｈ２を横切る間の距離Δｘを求める。また、被測定物
１０の陰影の寸法ｄを求めるために、最大信号Ｓｍａｘ
と最小信号Ｓｍｉｎとの中央にしきい値Ｔｈ３を設定す
る。
物１０の陰影の結像状態を模式的に表わした図であり、
図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、被測定物１０が図１に
示すそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，の各位置に配置されたときの
ＣＣＤ１５の受光信号（ＣＣＤ１５上の各点への照射光
量と比例する）を表わしている。光源１１から発せられ
た光が被測定物１０で遮られずにＣＣＤ１５上に到達し
た最大光量に対応する信号Ｓｍａｘよりもやや下がった
位置にしきい値Ｔｈ１を設定し、光源１１から発せられ
た光が被測定物１０で遮ぎられ、これにより得られた最
小光量に対応する信号Ｓｍｉｎよりもやや大きな信号に
相当するしきい値Ｔｈ２を設定し、これにより被測定物
１０の陰影のエッジ部分が上記２つのしきい値Ｔｈ１，
Ｔｈ２を横切る間の距離Δｘを求める。また、被測定物
１０の陰影の寸法ｄを求めるために、最大信号Ｓｍａｘ
と最小信号Ｓｍｉｎとの中央にしきい値Ｔｈ３を設定す
る。
【００１６】図３は、被測定物１０の配置位置と上記距
離Δｘとの関係を表わしたグラフである。被測定物１０
が位置Ａから位置Ｃ側に移動するほど距離Δｘが大きな
値となる。したがってこのグラフをあらかじめ正確に求
めておき、ＣＣＤ１５の受光信号に基づいて距離Δｘを
求めることにより、被測定物１０が測定範囲Ｌ内のどこ
に配置されたかを知ることができる。
離Δｘとの関係を表わしたグラフである。被測定物１０
が位置Ａから位置Ｃ側に移動するほど距離Δｘが大きな
値となる。したがってこのグラフをあらかじめ正確に求
めておき、ＣＣＤ１５の受光信号に基づいて距離Δｘを
求めることにより、被測定物１０が測定範囲Ｌ内のどこ
に配置されたかを知ることができる。
【００１７】図４は、図１に示す光学系を用いて得られ
たＣＣＤ１５の受光信号の処理回路ブロック図である。 クロック発生回路２１では、この回路動作の同期をとる
ための基準クロック信号ＣＬが生成され、各回路はこの
基準クロック信号ＣＬに従って作動する。この基準クロ
ック信号ＣＬに従ってＣＣＤ１５から順次読み出された
受光信号ＳＡ は、Ａ／Ｄ変換器２２でディジタルの受
光信号ＳＤ に変換された後、各比較器２３，２４，２
５に入力される。またＣＰＵ２６では図２に示す３つの
しきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３を表わす信号が生成さ
れ、各比較器２５，２４，２３に入力される。
たＣＣＤ１５の受光信号の処理回路ブロック図である。 クロック発生回路２１では、この回路動作の同期をとる
ための基準クロック信号ＣＬが生成され、各回路はこの
基準クロック信号ＣＬに従って作動する。この基準クロ
ック信号ＣＬに従ってＣＣＤ１５から順次読み出された
受光信号ＳＡ は、Ａ／Ｄ変換器２２でディジタルの受
光信号ＳＤ に変換された後、各比較器２３，２４，２
５に入力される。またＣＰＵ２６では図２に示す３つの
しきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３を表わす信号が生成さ
れ、各比較器２５，２４，２３に入力される。
【００１８】比較器２３では、入力された受光信号ＳＤ
としきい値Ｔｈ３との大小が比較され、ＳＤ ≧Ｔｈ
３かＳＤ ＜Ｔｈ３かを表わす時系列信号がカウンタ／
ラッチ２７に入力される。このカウンタ／ラッチ２７で
はＳＤ ≧Ｔｈ３からＳＤ ＜Ｔｈ３に変化したタイミ
ングで基準クロック信号ＣＫのパルスのカウントが開始
され、ＳＤ ＜Ｔｈ３からＳＤ ≧Ｔｈ３に変化するタ
イミングまでのパルスがカウントされる。このカウント
数はこのカウンタ／ラッチ２７にラッチされた後ＣＰＵ
２６に入力され、ＣＰＵ２６においてこのカウント数に
基づいて被測定物１０の陰影の寸法ｄが求められる。
としきい値Ｔｈ３との大小が比較され、ＳＤ ≧Ｔｈ
３かＳＤ ＜Ｔｈ３かを表わす時系列信号がカウンタ／
ラッチ２７に入力される。このカウンタ／ラッチ２７で
はＳＤ ≧Ｔｈ３からＳＤ ＜Ｔｈ３に変化したタイミ
ングで基準クロック信号ＣＫのパルスのカウントが開始
され、ＳＤ ＜Ｔｈ３からＳＤ ≧Ｔｈ３に変化するタ
イミングまでのパルスがカウントされる。このカウント
数はこのカウンタ／ラッチ２７にラッチされた後ＣＰＵ
２６に入力され、ＣＰＵ２６においてこのカウント数に
基づいて被測定物１０の陰影の寸法ｄが求められる。
【００１９】また比較器２４では入力された受信信号Ｓ
Ｄ としきい値Ｔｈ２の大小が判別され、カウンタ／ラ
ッチ２８において、所定の初期時刻からＳＤ ＜Ｔｈ２
に変化するタイミングまでのパルスがカウントされ、そ
のカウント数がラッチされて引算器３０に入力される。 また比較器２５では、入力された受光信号ＳＤ としき
い値Ｔｈ１の大小が判別され、カウンタ／ラッチ２９に
おいて所定の初期時刻からＳＤ ＜Ｔｈ１に変化するタ
イミングまでのパルスがカウントされ、そのカウント数
がラッチされて引算器３０に入力される。
Ｄ としきい値Ｔｈ２の大小が判別され、カウンタ／ラ
ッチ２８において、所定の初期時刻からＳＤ ＜Ｔｈ２
に変化するタイミングまでのパルスがカウントされ、そ
のカウント数がラッチされて引算器３０に入力される。 また比較器２５では、入力された受光信号ＳＤ としき
い値Ｔｈ１の大小が判別され、カウンタ／ラッチ２９に
おいて所定の初期時刻からＳＤ ＜Ｔｈ１に変化するタ
イミングまでのパルスがカウントされ、そのカウント数
がラッチされて引算器３０に入力される。
【００２０】引算器３０ではカウンタ／ラッチ２８，２
９から入力された２つのカウント値の差が求められる。 この差はＣＰＵ２６に入力される。この差は、図２に示
す距離Δｘに対応する。以上のようにしてＣＰＵ２６に
被測定物１０の陰影の寸法ｄとボケの程度を表わす値Δ
ｘとが入力され、この寸法ｄに基づいて被測定物１０の
寸法Ｄが求められるとともに値Δｘに基づいて被測定物
１０の測定範囲Ｌ内の配置位置が求められる。
９から入力された２つのカウント値の差が求められる。 この差はＣＰＵ２６に入力される。この差は、図２に示
す距離Δｘに対応する。以上のようにしてＣＰＵ２６に
被測定物１０の陰影の寸法ｄとボケの程度を表わす値Δ
ｘとが入力され、この寸法ｄに基づいて被測定物１０の
寸法Ｄが求められるとともに値Δｘに基づいて被測定物
１０の測定範囲Ｌ内の配置位置が求められる。
【００２１】図５は、本発明の第二の寸法測定器の一実
施例の光学系の概略構成図である。この図において、図
１に示した光学系の各構成要素に対応する各構成要素に
は図１に付した番号、記号と同一の番号、記号を付し重
複説明は省略する。ここでは、光源１１の近傍に第二の
光源１７が配設されており、この第二の光源１７から発
せられた光１８は、コリメータレンズ１３により、平行
光１２’の進路に対しやや斜めに進む平行光１８’に変
換され、受光レンズ１４を経由した後、ＣＣＤ１５上の
、光１２の到達位置とはややずれた位置に到達する。
施例の光学系の概略構成図である。この図において、図
１に示した光学系の各構成要素に対応する各構成要素に
は図１に付した番号、記号と同一の番号、記号を付し重
複説明は省略する。ここでは、光源１１の近傍に第二の
光源１７が配設されており、この第二の光源１７から発
せられた光１８は、コリメータレンズ１３により、平行
光１２’の進路に対しやや斜めに進む平行光１８’に変
換され、受光レンズ１４を経由した後、ＣＣＤ１５上の
、光１２の到達位置とはややずれた位置に到達する。
【００２２】ここで光源１１から発せられた光１２によ
る、図５に示す被測定物１０の上端の陰影は、被測定物
１０が測定範囲Ｌ内のどの位置にあってもＣＣＤ１５上
では点ｙ０ に投影される。これに対し、光源１７から
発せられた光１８による、被測定物１０の上端の陰影は
、被測定物１０が測定範囲Ｌ内のどの位置に配置されて
いるかによりそれぞれ異なり、各位置Ａ，Ｂ，Ｃに配置
されているときはそれぞれ点ｙＡ ，ｙＢ ，ｙＣ に
投影される。そこで光源１１を点灯したときの投影位置
ｙ０ と光源１７を点灯したときの投影位置ｙとの間の
距離Δｙ＝ｙ−ｙ０ を求めることにより、被測定物１
０の光軸方向の配置位置を求めることができる。
る、図５に示す被測定物１０の上端の陰影は、被測定物
１０が測定範囲Ｌ内のどの位置にあってもＣＣＤ１５上
では点ｙ０ に投影される。これに対し、光源１７から
発せられた光１８による、被測定物１０の上端の陰影は
、被測定物１０が測定範囲Ｌ内のどの位置に配置されて
いるかによりそれぞれ異なり、各位置Ａ，Ｂ，Ｃに配置
されているときはそれぞれ点ｙＡ ，ｙＢ ，ｙＣ に
投影される。そこで光源１１を点灯したときの投影位置
ｙ０ と光源１７を点灯したときの投影位置ｙとの間の
距離Δｙ＝ｙ−ｙ０ を求めることにより、被測定物１
０の光軸方向の配置位置を求めることができる。
【００２３】図６は、図５に示す光学系を用いて得られ
たＣＣＤ１５の受光信号の処理回路ブロック図である。 タイミング発生回路３１からは各タイミング信号および
基準クロック信号が送信され、各回路はこのタイミング
信号、基準クロック信号に従って動作する。このタイミ
ング発生回路３１からは、光源１１，１７が消灯した状
態において光源１１を点灯させるタイミング信号が光源
１１に入力され、光源１１から光１２が発せられる。こ
の状態でＣＣＤ１５から受光信号ＳＡ が読み出され、
Ａ／Ｄ変換器３２によりディジタルの受光信号ＳＤ に
変換されて比較器３３に入力される。
たＣＣＤ１５の受光信号の処理回路ブロック図である。 タイミング発生回路３１からは各タイミング信号および
基準クロック信号が送信され、各回路はこのタイミング
信号、基準クロック信号に従って動作する。このタイミ
ング発生回路３１からは、光源１１，１７が消灯した状
態において光源１１を点灯させるタイミング信号が光源
１１に入力され、光源１１から光１２が発せられる。こ
の状態でＣＣＤ１５から受光信号ＳＡ が読み出され、
Ａ／Ｄ変換器３２によりディジタルの受光信号ＳＤ に
変換されて比較器３３に入力される。
【００２４】またＣＰＵ３４では、ＣＣＤ１５から読み
出された受光信号を２値化することにより陰影の寸法を
求めるためのしきい値Ｔｈ３（図２参照）が生成されて
比較器３３に入力される。比較器３３では入力された受
光信号ＳＤとしきい値Ｔｈ３との大小が比較されて、そ
の比較結果が２つのカウンタ／ラッチ３５，３６に入力
される。
出された受光信号を２値化することにより陰影の寸法を
求めるためのしきい値Ｔｈ３（図２参照）が生成されて
比較器３３に入力される。比較器３３では入力された受
光信号ＳＤとしきい値Ｔｈ３との大小が比較されて、そ
の比較結果が２つのカウンタ／ラッチ３５，３６に入力
される。
【００２５】カウンタ／ラッチ３５では、ＳＤ ≧Ｔｈ
３からＳＤ ＜Ｔｈ３に転じた瞬間から再度ＳＤ ≧Ｔ
ｈ３に転じる瞬間までの時間が計測され、これにより陰
影の寸法ｄが求められる。また、カウンタ／ラッチ３６
では、点ｙ０ （図５参照）の受光信号が読み出される
時刻から、次に光源１１が消灯されて光源１７が点灯さ
れて点ｙの受光信号が読み出される時刻での時間が計測
される。この時間がＣＰＵ３４に入力され、陰影の位置
の差Δｙ＝ｙ−ｙ０ に変換される。
３からＳＤ ＜Ｔｈ３に転じた瞬間から再度ＳＤ ≧Ｔ
ｈ３に転じる瞬間までの時間が計測され、これにより陰
影の寸法ｄが求められる。また、カウンタ／ラッチ３６
では、点ｙ０ （図５参照）の受光信号が読み出される
時刻から、次に光源１１が消灯されて光源１７が点灯さ
れて点ｙの受光信号が読み出される時刻での時間が計測
される。この時間がＣＰＵ３４に入力され、陰影の位置
の差Δｙ＝ｙ−ｙ０ に変換される。
【００２６】以上のように互いに異なる位置に配置され
た２つの光源１１，１７を順次点灯して被測定物１０の
ＣＣＤ１５上の陰影の寸法ｄを求めるとともに点ｙ０
と点ｙとの差分Δｙを求めることにより、陰影の寸法ｄ
に基づいて被測定物１０の寸法Ｄが求められ、また差分
Δｙに基づいて被測定物１０の測定範囲Ｌ内の配置位置
が求められる。
た２つの光源１１，１７を順次点灯して被測定物１０の
ＣＣＤ１５上の陰影の寸法ｄを求めるとともに点ｙ０
と点ｙとの差分Δｙを求めることにより、陰影の寸法ｄ
に基づいて被測定物１０の寸法Ｄが求められ、また差分
Δｙに基づいて被測定物１０の測定範囲Ｌ内の配置位置
が求められる。
【００２７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の第
一の寸法測定器は、被測定物の配置が許容される、平行
光の光路に沿う測定範囲の一端に配置された被測定物の
陰影がこの測定範囲内の他の位置に配置された被測定物
の陰影よりも良好な結像状態で撮像素子上に投影される
ように調整されているため、撮像素子上に投影された被
測定物の陰影の結像状態に基づいて、被測定物の、測定
範囲内の配置位置を検出することができる。
一の寸法測定器は、被測定物の配置が許容される、平行
光の光路に沿う測定範囲の一端に配置された被測定物の
陰影がこの測定範囲内の他の位置に配置された被測定物
の陰影よりも良好な結像状態で撮像素子上に投影される
ように調整されているため、撮像素子上に投影された被
測定物の陰影の結像状態に基づいて、被測定物の、測定
範囲内の配置位置を検出することができる。
【００２８】また本発明の第二の寸法測定器は、被測定
物の寸法測定のための平行光に対し斜めに進む第二の平
行光が形成されるように配置された第二の光源が備えら
れているため、寸法測定のための光源から発せられた光
により形成される被測定物の撮像素子上の陰影の位置と
上記第二の光源から発せられた光により形成される被測
定物の撮像素子上の陰影の位置との相違に基づいて、被
測定物の、上記平行光の光路に沿う方向の配置位置を求
めることができる。
物の寸法測定のための平行光に対し斜めに進む第二の平
行光が形成されるように配置された第二の光源が備えら
れているため、寸法測定のための光源から発せられた光
により形成される被測定物の撮像素子上の陰影の位置と
上記第二の光源から発せられた光により形成される被測
定物の撮像素子上の陰影の位置との相違に基づいて、被
測定物の、上記平行光の光路に沿う方向の配置位置を求
めることができる。
【図１】本発明の第一の寸法測定器の一実施例の、光学
系の概略構成図である。
系の概略構成図である。
【図２】ＣＣＤ上に投影された被測定物の陰影の結像状
態を模式的に表わした図である。
態を模式的に表わした図である。
【図３】被測定物の配置位置とＣＣＤ上のボケの程度と
の関係を表わしたグラフである。
の関係を表わしたグラフである。
【図４】図１に示す光学系を用いて得られたＣＣＤの受
光信号の処理回路ブロック図である。
光信号の処理回路ブロック図である。
【図５】本発明の第二の寸法測定器の一実施例の、光学
系の概略構成図である。
系の概略構成図である。
【図６】図５に示す光学系を用いて得られたＣＣＤの受
光信号の処理回路ブロック図である。
光信号の処理回路ブロック図である。
【図７】被測定物の陰影を撮像素子上に投影することに
より被測定物の外径寸法を求める寸法測定器の一例を表
わした概略構成図である。
より被測定物の外径寸法を求める寸法測定器の一例を表
わした概略構成図である。
１０ 被測定物
１１ 光源１２ 光
１２’ 平行光１３
コリメータレンズ １４ 受
光レンズ１５ ＣＣＤ
１７ 第二の光源１８’ 第二の
平行光 ２１ クロック
発生回路 ２２，３２ Ａ／Ｄ変換器 ２３，２４，２５，３３ 比較器２６，３４
ＣＰＵ ２７，２８，２９，３５，３６ カウンタ／ラッ
チ３０ 引算器
１１ 光源１２ 光
１２’ 平行光１３
コリメータレンズ １４ 受
光レンズ１５ ＣＣＤ
１７ 第二の光源１８’ 第二の
平行光 ２１ クロック
発生回路 ２２，３２ Ａ／Ｄ変換器 ２３，２４，２５，３３ 比較器２６，３４
ＣＰＵ ２７，２８，２９，３５，３６ カウンタ／ラッ
チ３０ 引算器
Claims (2)
- 【請求項１】 光源と、該光源から発せられた光を平
行光に変換するコリメート光学系と、撮像素子と、前記
平行光の光路内に配置された被測定物の陰影を前記撮像
素子上に投影する受光光学系と、前記撮像素子上に投影
された前記陰影の寸法を求めることにより前記被測定物
の寸法を求める寸法演算手段とを備えた寸法測定器にお
いて、前記被測定物の配置が許容される、前記平行光の
光路に沿う測定範囲の一端に配置された前記被測定物の
陰影が、この測定範囲内の他の位置に配置された被測定
物の陰影よりも良好な結像状態で前記撮像素子上に投影
されるように調整されてなるとともに、前記撮像素子上
に投影された前記陰影の結像状態に基づいて、前記被測
定物の、前記測定範囲内の配置位置を求める位置演算手
段を備えたことを特徴とする寸法測定器。 - 【請求項２】 光源と、該光源から発せられた光を平
行光に変換するコリメート光学系と、撮像素子と、前記
平行光の光路内に配置された被測定物の陰影を前記撮像
素子上に投影する受光光学系と、前記撮像素子上に投影
された前記陰影の寸法を求めることにより前記被測定物
の寸法を求める寸法演算手段とを備えた寸法測定器にお
いて、前記コリメート光学系により前記平行光に対し斜
めに進む第二の平行光が形成されるように配置されてな
る第二の光源と、前記光源から発せられた光により形成
される前記被測定物の前記撮像素子上の陰影の位置と前
記第二の光源から発せられた光により形成される前記被
測定物の前記撮像素子上の陰影の位置との相違に基づい
て、前記被測定物の、前記平行光の光路に沿う方向の配
置位置を求める位置演算手段とを備えたことを特徴とす
る寸法測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11602891A JPH04344408A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 寸法測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11602891A JPH04344408A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 寸法測定器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04344408A true JPH04344408A (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=14676977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11602891A Pending JPH04344408A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 寸法測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04344408A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008045894A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Seiko Epson Corp | 撮像装置及び計測装置 |
| JP2014006134A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Keyence Corp | 光学測定装置 |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP11602891A patent/JPH04344408A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008045894A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Seiko Epson Corp | 撮像装置及び計測装置 |
| JP2014006134A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Keyence Corp | 光学測定装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000208 |