JPH0538510U - 光学式寸法測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定部と表示部を分離して両者の間をケーブ
ルで接続する走査型の光学式位置測定装置において、特
別な治具等を必要とせず、容易に補正データ用不揮発性
メモリの装着または交換を可能にする。 【構成】 所定の測定領域を平行走査ビームで走査する
と共に、この測定領域を通過した前記走査ビームを受光
素子で受光する測定部と、この測定部との間がケーブル
で接続され、前記受光素子から出力されるスキャン信号
を所定のスレッショルドレベルで２値化して前記測定領
域に含まれるワークの寸法を測定する表示部とを備えた
光学式寸法測定装置において、前記測定部の走査方向の
光学的誤差を補正するデータを格納した不揮発性メモリ
と、このメモリを前記表示部の表面から着脱自在に取り
付け可能とするメモリ取り付け部とを備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、平行ビームを走査してワーク寸法を測定する走査型の光学式寸法測 定装置に関し、特に走査方向の光学的誤差補正用の不揮発性メモリを使用する光 学式寸法測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

レーザビームを平行に走査して測定対象物（ワーク）に照射し、このワークの 後側で検出した走査方向の明暗パターンからワークの寸法を測定する走査型の光 学式寸法測定装置がある。

【０００３】 図２はこの種の光学式寸法測定装置の一例を示す外観図である。この装置は、 光学系を中心とした測定部１００と、処理系を中心とした表示部２００とからな る。表示部２００は任意の測定部１００と組み合わせることができるので、両者 の間は多芯ケーブル３００で接続される。このケーブル３００を利用して、表示 部２００から測定部１００へは電源や後述するモータ同期信号が伝送され、逆に 測定部１００から表示部２００へは後述するスキャン信号やリセット信号が伝送 される。

【０００４】 図３は上記測定装置全体の内部構成図である。図中、１０はレーザ光源であり 、このレーザ光源１０から出力されたレーザビーム１２はポリゴンミラー１４で 回転走査ビーム１６に変換され、更にｆ−θレンズ１８でビーム径を絞った等速 度の平行走査ビーム２０に変換される。この平行走査ビーム２０はポリゴンミラ ー１４の回転に伴いワーク２２を含む測定領域を走査するように照射され、集光 レンズ２４を通して測定用受光素子２６に入射する。２８はレーザビーム１２を 反射させてポリゴンミラー１４に入射するミラー、３０はポリゴンミラー１４を 回転させるモータ、３２は回転走査ビーム１６の有効走査範囲外に配置され、１ 走査の開始又は終了を検出するリセット用受光素子である。

【０００５】 測定用受光素子２６の出力はアンプ４８で増幅された後、エッジ検出回路５０ に入力する。このエッジ検出回路５０は、アンプ４８の出力を波形成形してエッ ジ検出を行う。一方、リセット用受光素子３２の出力はリセット回路５２に入力 する。このリセット回路５２はリセット用受光素子３２の出力タイミングを基に リセット信号を発生する。

【０００６】 ゲート回路５６はエッジ検出回路５０から出力されるエッジ信号やリセット回 路５２から出力されるリセット信号のタイミングでオン、オフし、カウンタ５８ はゲート回路５６のオン期間に入力されるクロックを計数して信号間の時間を計 測する。このクロックはクロック発生器５４で発生され、モータ３０の回転同期 にも使用される。６０はこのための同期信号発生器であり、また６２はモータ駆 動回路である。レーザ出力調整回路６４はレーザ光源１０の出力を一定に保つ。 ４０は各種の処理及び制御を行うＣＰＵ、４２はキーボード表示回路、４４は入 出力装置、４６はリードオンリメモリ（ＲＯＭ）やランダムアクセスメモリ（Ｒ ＡＭ）を含む記憶装置である。

【０００７】 アンプ４８の出力（スキャン信号）は図４に示すように、走査範囲の全体がレ ベルの高い明部となり、その中のワーク部分がレベルの低い暗部となる。但し、 これはワーク２２が遮光体の場合で、これがスリットのように透光体の場合は明 暗関係は逆になる。いずれにしても、この暗部（または明部）の幅からワークの 寸法を計測できる。この原理を実現するため、エッジ検出回路５０はこのスキャ ン信号を所定のスレッショルドレベルで２値化し、エッジ信号に変換する。

【０００８】 ところで、図３の測定部１００はポリゴンミラー１４やｆ−θレンズ１８の精 度に応じて上下方向、即ち走査方向Ｚに誤差をもつ。図５はこの誤差分布の一例 を示している。この誤差は同じワーク２２を測定する場合、ワークの上下方向の 位置が異なると測定値に差が生じることを意味する。 この種の光学系の精度を上げればこのような測定誤差を軽減することはできる が、このためにはミラーやレンズが極めて高価になる。それだけでなく、例えば レンズ１８を高精度にするには組み合わせるレンズ数が増加して厚みが増し、測 定部の小型化、軽量化を妨害する。

【０００９】 上述した誤差は測定部固有のものであるので、各測定部毎に補正しなければな らない。一般には、図５に示すように誤差特性を走査方向に細分化して直線近似 し、その逆特性の補正データをＲＯＭに格納して測定データを補正するという、 安価にして確実な方法を利用することが多い。 このＲＯＭは図３のメモリ４６に含まれ、例えば、図６のように１個のＲＯＭ を補正データ用のＲＯＭ４６Ａとプログラム用のＲＯＭ４６Ｂに共用する方法や 、図７のように２個のＲＯＭをそれぞれ補正データ用のＲＯＭ４６Ａとプログラ ム用のＲＯＭ４６Ｂに分けて使用する場合がある。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

図６の１ＲＯＭ方式はコスト及びスペース面で有利であるが、プログラムのバ ージョンアップに際し、同時に補正データを書き込まなければならない欠点があ る。 この点に関しては図７の２ＲＯＭ方式が有利である。しかしながら、従来の装 置ではこの種のＲＯＭは全て装置内部の基板上に搭載されているので、装着、交 換等に際しては、その都度装置のカバーを開け、多数のＩＣの中から該当する補 正データＲＯＭを見つける必要があり、通常のユーザには非常に困難な作業にな る欠点がある。

【００１１】 本考案は、測定部と表示部を分離して両者の間をケーブルで接続する走査型の 光学式位置測定装置において、特別な治具等を必要とせず、容易に補正データ用 不揮発性メモリの装着または交換を可能にすることを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため本考案では、所定の測定領域を平行走査ビームで走査 すると共に、この測定領域を通過した前記走査ビームを受光素子で受光する測定 部と、この測定部との間がケーブルで接続され、前記受光素子から出力されるス キャン信号を所定のスレッショルドレベルで２値化して前記測定領域に含まれる ワークの寸法を測定する表示部とを備えた光学式寸法測定装置において、前記測 定部の走査方向の光学的誤差を補正するデータを格納した不揮発性メモリと、こ のメモリを前記表示部の表面から着脱自在に取り付け可能とするメモリ取り付け 部とを備えることを特徴としている。

【００１３】

【作用】

測定部と表示部を分離して両者の間をケーブルで接続する走査型の光学式位置 測定装置では、測定部固有の補正データを格納した不揮発性メモリ（半導体ＲＯ Ｍ、ＩＣカード等）は測定部に添付して販売されるものの、その装着は表示部側 で行われる。これはケーブルの芯線数を増加させないためである。 そこで、本考案では表示部側に装置表面から不揮発性メモリを着脱自在に装着 または交換できるメモリ取り付け部を設け、これにより面倒なカバーの開け閉め や、多数のＩＣの中から該当素子または位置を探す手間を不要にする。

【００１４】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。 図１は本考案の一実施例を示す図で、（ａ）は表示部２００の底面図、（ｂ） は補正データ用ＲＯＭ４６Ａの平面図、（ｃ）は表示部２００の底面に付ける簡 単な保護蓋の平面図である。 表示部２００は図２に示すように、前面に数値表示部２０８やキーボード４２ を有する。この表示部２００の底面には図１（ａ）に示すようにゴム足２０１を ４隅に有する底板２０２があり、この面は通常は外部から接触しにくい部分とな っている。そこで、この実施例では、表示部２００が有する６面の内、この底面 に窓２０３を開け、その中にＩＣソケット２０４を設置してある。このソケット ２０４には、同図（ｂ）に示す補正データを格納した１チップのＲＯＭ４６Ａを 装着する。更に、その表面を保護するため、必要であれば同図（ｃ）の蓋２０５ を１本のネジで取り付ける。２０６及び２０７はこのためのネジ孔である。

【００１５】 ソケット２０４は、図示せぬ表示部内部の回路基板に対し内部配線で接続され ている。従って、このソケット２０４にＲＯＭ４６Ａを装着すれば、このＲＯＭ ４６Ａ内の補正データを表示部２００における測定データ補正に使用することが できる。 この様に、ソケット２０４に対しＲＯＭ４６Ａを装着する構成にすると、ユー ザは表示部本体のカバーを開閉する必要はなく、またどのＩＣが補正データ用で あるかを探す必要もない。従って、ＲＯＭ４６Ａの装着または交換作業はきわめ て簡単になる。

【００１６】 ＲＯＭ４６Ａは装着が容易な８ピンのＥＥＰＲＯＭを想定して図示してあるが 、ＥＰＲＯＭ等、他の不揮発性半導体メモリ、或いはＩＣカード等でも構わない 。また、ソケット２０４を取り付ける面は、底面に限らず、側面や背面等でも良 い。

【００１７】

【考案の効果】

以上述べたように本考案によれば、測定部と表示部を分離して両者の間をケー ブルで接続する走査型の光学式位置測定装置において、特別な治具等を必要とせ ず、容易に補正データ用不揮発性メモリの装着または交換が可能になる利点を有 する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例を示す図である。

【図２】 走査型の光学式寸法測定装置の外観図であ
る。

【図３】 走査型の光学式寸法測定装置の内部構成図で
ある。

【図４】 スキャン信号の波形図である。

【図５】 走査方向の測定誤差の説明図である。

【図６】 従来の補正データＲＯＭの説明図である。

【図７】 他の補正データＲＯＭの説明図である。

【符号の説明】

１０…レーザ源、１２…レーザビーム、１４…ポリゴン
ミラー、１８…ｆ−θレンズ、２０…平行走査ビーム、
２２…ワーク、２４…受光レンズ、２６…受光素子、４
０…ＣＰＵ、４６…メモリ、４６Ａ…補正データ用ＲＯ
Ｍ（不揮発性メモリ）、５０…エッジ検出部、１００…
測定部、２００…表示部、２０４…ソケット（メモリ取
り付け部）、３００…ケーブル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の測定領域を平行走査ビームで走査
   すると共に、この測定領域を通過した前記走査ビームを
   受光素子で受光する測定部と、この測定部との間がケー
   ブルで接続され、前記受光素子から出力されるスキャン
   信号を所定のスレッショルドレベルで２値化して前記測
   定領域に含まれるワークの寸法を測定する表示部とを備
   えた光学式寸法測定装置において、 前記測定部の走査方向の光学的誤差を補正するデータを
   格納した不揮発性メモリと、 このメモリを前記表示部の表面から着脱自在に取り付け
   可能とするメモリ取り付け部とを備えることを特徴とす
   る光学式寸法測定装置。