JPH0670562B2 - 光学式走査型測定装置 - Google Patents
光学式走査型測定装置Info
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- JPH0670562B2 JPH0670562B2 JP25312389A JP25312389A JPH0670562B2 JP H0670562 B2 JPH0670562 B2 JP H0670562B2 JP 25312389 A JP25312389 A JP 25312389A JP 25312389 A JP25312389 A JP 25312389A JP H0670562 B2 JPH0670562 B2 JP H0670562B2
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 44
- 238000012549 training Methods 0.000 claims description 13
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
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- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
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- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 4
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
本発明は、光学式走査型測定装置に係り、特に、レーザ
ビームを利用して測定対象物の寸法等を測定する光学式
走査型測定装置の改良に関するものである。
ビームを利用して測定対象物の寸法等を測定する光学式
走査型測定装置の改良に関するものである。
従来、回転又は振動走査ビーム（レーザビーム）をコリ
メータレンズにより、このコリメータレンズと集光レン
ズ間を通る平行走査ビームに変換し、該コリメータレン
ズと集光レンズの間に配置した測定対象物によって前記
平行走査部分の一部が遮られて生じる暗部又は明部の時
間の長さから測定対象物の走査方向寸法を測定する光学
式走査型測定装置があった。 この光学式走査型測定装置において、平行走査ビームの
有効走査範囲に対する測定対象物の位置を容易に知るこ
とができるようにするため、測定範囲内に測定対象が存
在することを表示する表示素子を設けることが、特公昭
62−8124で提案されている。 この表示素子を利用すれば、測定対象の位置が視覚的に
表示されるため、走査範囲内の最適な位置に測定対象を
設定できる。
メータレンズにより、このコリメータレンズと集光レン
ズ間を通る平行走査ビームに変換し、該コリメータレン
ズと集光レンズの間に配置した測定対象物によって前記
平行走査部分の一部が遮られて生じる暗部又は明部の時
間の長さから測定対象物の走査方向寸法を測定する光学
式走査型測定装置があった。 この光学式走査型測定装置において、平行走査ビームの
有効走査範囲に対する測定対象物の位置を容易に知るこ
とができるようにするため、測定範囲内に測定対象が存
在することを表示する表示素子を設けることが、特公昭
62−8124で提案されている。 この表示素子を利用すれば、測定対象の位置が視覚的に
表示されるため、走査範囲内の最適な位置に測定対象を
設定できる。
しかしながら、従来は、常に走査範囲の全域が表示素子
の全素子数に対応するように、走査範囲と表示素子の関
係が固定され、リードオンリーメモリ（ROM）に格納さ
れていたため、次のような問題点を有していた。 光学式走査型測定装置においては、光学系を含む測定
部と、電気回路を主に含む表示部の組合わせは、通常、
固定されておらず、任意の組合わせが可能とされている
が、測定対象物の位置を細く知らせるために表示素子数
を増やした場合には、測定部のばらつきにより対応する
表示素子を求める計算が狂うため、例えば時間測定の基
準となるリセット信号の位置を調整する必要が生じ、組
立て調整が複雑化する。 新たな測定部が追加された場合には、この測定部に対
応する専用データをROMに追加する必要がある。 又、測定対象物22の挿入位置近傍が焦点位置となるよ
うに最も細く絞られている平行走査ビーム20を、該測定
対象物22の近傍で遮蔽して受光信号の立上がりと立下が
りを鋭くするべく、第５図に示すように、ナイフエッジ
等の治具34を配設した場合、該治具34に対応する部分の
表示素子が消灯したままとなってしまい、表示素子の全
素子数を有効に測定対象物22の位置の表示に生かすこと
ができない。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、リセット信号の位置調整や、新たな測定部に対す
るデータの追加が不要であり、走査範囲内の有効測定範
囲に合わせて、的確な表示を行うことが可能な測定対象
表示素子を備えた光学式走査型測定装置を提供すること
を課題とする。
の全素子数に対応するように、走査範囲と表示素子の関
係が固定され、リードオンリーメモリ（ROM）に格納さ
れていたため、次のような問題点を有していた。 光学式走査型測定装置においては、光学系を含む測定
部と、電気回路を主に含む表示部の組合わせは、通常、
固定されておらず、任意の組合わせが可能とされている
が、測定対象物の位置を細く知らせるために表示素子数
を増やした場合には、測定部のばらつきにより対応する
表示素子を求める計算が狂うため、例えば時間測定の基
準となるリセット信号の位置を調整する必要が生じ、組
立て調整が複雑化する。 新たな測定部が追加された場合には、この測定部に対
応する専用データをROMに追加する必要がある。 又、測定対象物22の挿入位置近傍が焦点位置となるよ
うに最も細く絞られている平行走査ビーム20を、該測定
対象物22の近傍で遮蔽して受光信号の立上がりと立下が
りを鋭くするべく、第５図に示すように、ナイフエッジ
等の治具34を配設した場合、該治具34に対応する部分の
表示素子が消灯したままとなってしまい、表示素子の全
素子数を有効に測定対象物22の位置の表示に生かすこと
ができない。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、リセット信号の位置調整や、新たな測定部に対す
るデータの追加が不要であり、走査範囲内の有効測定範
囲に合わせて、的確な表示を行うことが可能な測定対象
表示素子を備えた光学式走査型測定装置を提供すること
を課題とする。
本発明は、回転又は振動走査ビームを平行走査ビームと
するコリメータレンズと、測定対象を通過した前記平行
走査ビームの明暗を検出する計測用の受光素子と、測定
範囲内に測定対象が存在することを表示するための表示
素子とを有し、測定対象によって前記平行走査ビームの
一部が遮られて生じる暗部又は明部への切替わりを検出
して、測定対象の走査方向寸法を求めるようにした光学
式走査型測定装置において、トレーニング走査時に、走
査範囲内の有効測定範囲を検出する手段と、該有効測定
範囲が前記表示素子の略全素子数に対応するように該表
示素子を駆動する手段とを備えることにより、前記課題
を達成したものである。 本発明は、更に、前記トレーニング時の有効測定範囲の
両端部に、対応する表示素子が存在しない領域を設けた
ものである。
するコリメータレンズと、測定対象を通過した前記平行
走査ビームの明暗を検出する計測用の受光素子と、測定
範囲内に測定対象が存在することを表示するための表示
素子とを有し、測定対象によって前記平行走査ビームの
一部が遮られて生じる暗部又は明部への切替わりを検出
して、測定対象の走査方向寸法を求めるようにした光学
式走査型測定装置において、トレーニング走査時に、走
査範囲内の有効測定範囲を検出する手段と、該有効測定
範囲が前記表示素子の略全素子数に対応するように該表
示素子を駆動する手段とを備えることにより、前記課題
を達成したものである。 本発明は、更に、前記トレーニング時の有効測定範囲の
両端部に、対応する表示素子が存在しない領域を設けた
ものである。
本発明においては、従来のように走査範囲と表示素子の
関係をROM等に記憶して固定するのではなく、例えば測
定開始前にトレーニング走査を行って、走査信号の最初
の立上がりから最後の立下がりまでに基づいて、走査範
囲内の有効走査範囲を検出し、該有効走査範囲が表示素
子のほぼ全素子数に対応するように表示素子を駆動して
いる。従って、表示素子数が増加しても、リセット信号
の位置調整が必要となることはない。又、新たな測定部
が追加された場合でも、専用データを追加する必要がな
い。更に、ナイフエッジ等の治具を設けた場合でも、あ
くまでも有効測定範囲を検出しているため、表示素子の
全素子数を有効に活用して、高精度の位置表示が可能と
なる。 特に、前記トレーニング時の有効測定範囲の両端部に、
対応する表示素子が存在しない領域を設けた場合には、
ノイズや温度ドリフト等による表示のばらつき、変動を
防止することができる。
関係をROM等に記憶して固定するのではなく、例えば測
定開始前にトレーニング走査を行って、走査信号の最初
の立上がりから最後の立下がりまでに基づいて、走査範
囲内の有効走査範囲を検出し、該有効走査範囲が表示素
子のほぼ全素子数に対応するように表示素子を駆動して
いる。従って、表示素子数が増加しても、リセット信号
の位置調整が必要となることはない。又、新たな測定部
が追加された場合でも、専用データを追加する必要がな
い。更に、ナイフエッジ等の治具を設けた場合でも、あ
くまでも有効測定範囲を検出しているため、表示素子の
全素子数を有効に活用して、高精度の位置表示が可能と
なる。 特に、前記トレーニング時の有効測定範囲の両端部に、
対応する表示素子が存在しない領域を設けた場合には、
ノイズや温度ドリフト等による表示のばらつき、変動を
防止することができる。
以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 本実施例の測定部は、第２図に示す如く、レーザ光源10
と、該レーザ光源10で発生されたレーザビーム12を回転
走査ビーム16に変換するポリゴンミラー14と、該回転走
査ビーム16を平行走査ビーム20に変換するためのコリメ
ータレンズ（ｆθレンズ）18と、測定対象物22を通過し
た平行走査ビーム20を集光するための集光レンズ24と、
該集光レンズ24によって集光された光の明暗を検出する
計測用の受光素子26と、該受光素子26の出力を増幅する
アンプ48と、から主に構成されている。 図において、28は、レーザ光源10から照射されたレーザ
ビーム12をポリゴンミラー14の反射面に当てるため、必
要に応じて配置されるミラー、30は、前記ポリゴンミラ
ー14を回転するためのモータ、32は、前記回転走査ビー
ム16又は平行走査ビーム20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ためのリセット用
受光素子である。 又、本実施例の表示部は、同じく第２図に詳細に示した
如く、本発明による処理を含む各種演算処理を行う中央
処理ユニット（CPU）40と、該CPU40に必要な指令を与
え、又は該CPU40による演算結果等を表示するためのキ
ーボード及び表示回路42と、本発明により駆動される表
示素子43と、入出力装置44と、リードオンリーメモリ
（ROM）、ランダムアクセスメモリ（RAM）等の記憶装置
46と、前記アンプ48の出力を波形整形してエッジ検出を
行うためのエッジ検出回路50と、前記リセット用受光素
子32の出力のエッジを検出してリセット信号とするリセ
ット回路52と、クロック信号を発生するクロック54と、
前記エッジ検出回路50で検出された所定エッジとリセッ
ト信号間のクロック信号を通過させるゲート回路56と、
該ゲート回路56を通過したクロック信号を計数して、所
定エッジ間とリセット信号間の時間の長さを検出するた
めのカウンタ58と、前記クロック54出力のクロック信号
と同期してモータ30を駆動するための同期信号を発生す
るモータ同期信号発生器60と、から主に構成されてい
る。 図において、62は、該モータ同期信号発生器60の出力に
応じて前記モータ30を駆動するためのモータ駆動回路、
64は、前記リセツト回路52から入力される波形整形後の
リセツト用受光素子32の出力に応じて前記レーザ光源10
から発生されるレーザビーム12の出力が一定となるよう
に、これを自動調整するレーザ出力調整回路である。 以下、実施例の作用を説明する。 本実施例における本発明に係る処理は、前記CPU40内に
おいて、第１図に示すような手順で行われる。 即ち、まずステップ100で、例えばキーボードや入出力
装置44から自己トレーニングモードが設定されている
か、又は、自己トレーニングが既に終了しているかを判
定する。自己トレーニングモードに入る必要がある場合
には、ステップ102に進み、トレーニング走査時の前記
計測用受光素子26出力をエッジ検出回路50で波形整形す
ることによって得られる、第３図（Ａ）示すような走査
信号の最初の立上がりから、前記リセット用受光素子32
の出力をリセット回路52でエッジ検出することによつて
得られる。第３図（Ｂ）で示すようなリセツト信号の立
上がりまでの時間（カウンタ58により計数値）ａと、同
じく走査信号の最後の立下がりからリセット信号の立上
がりまでの時間（カウンタ58の計数値）ｂを計測する。 次いで、ステップ104に進み、次式を用いて、表示素子4
3の１素子に対応する時間ｃを算出する。 ｃ＝（ａ−ｂ）／（Ｎ＋２） ……（１） ここで、Ｎは、表示素子43の表示素子数である。 この（１）式において、（ａ−ｂ）を表示素子数Ｎで割
るのではなく、（Ｎ＋２）で割っているのは、有効測定
範囲の両端部に、丁度表示素子１個分ずつの、対応する
表示素子が存在しない領域を設けて、ノイズや温度ドリ
フト等により走査信号の立上がり及び立下がりのエッジ
位置が変動しても、直接表示素子の表示位置のばらつき
や変動が生じないようにするためである。勿論、ノイズ
や温度ドリフト等による表示のばらつきや変動が問題と
ならない場合には、（ａ−ｂ）を表示素子数Ｎで割った
ものを１素子分の時間ｃとしてもよい。 次いで、ステツプ106に進み、前記時間ａ又はｂ及びｃ
を記憶装置46の不揮発性RAMに格納し、自己トレーニン
グモードが終了していることを示すフラグをセットし
て、このプログラムを終了する。 一方、自己トレーニング終了フラグが既にセットされて
いるとき、又はキーボードや入出力装置等により自己ト
レーニングが不要とされているときは、通常測定モード
へ移る。 本実施例によれば、第４図や第５図に示すような有効測
定範囲内に測定対象物22が存在する場合、その有効測定
範囲がほぼ表示素子の全素子数となるように表示素子が
駆動される。 なお、前記実施例においては、ポリゴンミラー14を用い
て回転走査ビーム16が発生されていたが、本発明の適用
対象はこれに限定されず、例えば音叉を用いて振動走査
ビームを発生するものにも、同様に適用できることは明
らかである。
る。 本実施例の測定部は、第２図に示す如く、レーザ光源10
と、該レーザ光源10で発生されたレーザビーム12を回転
走査ビーム16に変換するポリゴンミラー14と、該回転走
査ビーム16を平行走査ビーム20に変換するためのコリメ
ータレンズ（ｆθレンズ）18と、測定対象物22を通過し
た平行走査ビーム20を集光するための集光レンズ24と、
該集光レンズ24によって集光された光の明暗を検出する
計測用の受光素子26と、該受光素子26の出力を増幅する
アンプ48と、から主に構成されている。 図において、28は、レーザ光源10から照射されたレーザ
ビーム12をポリゴンミラー14の反射面に当てるため、必
要に応じて配置されるミラー、30は、前記ポリゴンミラ
ー14を回転するためのモータ、32は、前記回転走査ビー
ム16又は平行走査ビーム20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ためのリセット用
受光素子である。 又、本実施例の表示部は、同じく第２図に詳細に示した
如く、本発明による処理を含む各種演算処理を行う中央
処理ユニット（CPU）40と、該CPU40に必要な指令を与
え、又は該CPU40による演算結果等を表示するためのキ
ーボード及び表示回路42と、本発明により駆動される表
示素子43と、入出力装置44と、リードオンリーメモリ
（ROM）、ランダムアクセスメモリ（RAM）等の記憶装置
46と、前記アンプ48の出力を波形整形してエッジ検出を
行うためのエッジ検出回路50と、前記リセット用受光素
子32の出力のエッジを検出してリセット信号とするリセ
ット回路52と、クロック信号を発生するクロック54と、
前記エッジ検出回路50で検出された所定エッジとリセッ
ト信号間のクロック信号を通過させるゲート回路56と、
該ゲート回路56を通過したクロック信号を計数して、所
定エッジ間とリセット信号間の時間の長さを検出するた
めのカウンタ58と、前記クロック54出力のクロック信号
と同期してモータ30を駆動するための同期信号を発生す
るモータ同期信号発生器60と、から主に構成されてい
る。 図において、62は、該モータ同期信号発生器60の出力に
応じて前記モータ30を駆動するためのモータ駆動回路、
64は、前記リセツト回路52から入力される波形整形後の
リセツト用受光素子32の出力に応じて前記レーザ光源10
から発生されるレーザビーム12の出力が一定となるよう
に、これを自動調整するレーザ出力調整回路である。 以下、実施例の作用を説明する。 本実施例における本発明に係る処理は、前記CPU40内に
おいて、第１図に示すような手順で行われる。 即ち、まずステップ100で、例えばキーボードや入出力
装置44から自己トレーニングモードが設定されている
か、又は、自己トレーニングが既に終了しているかを判
定する。自己トレーニングモードに入る必要がある場合
には、ステップ102に進み、トレーニング走査時の前記
計測用受光素子26出力をエッジ検出回路50で波形整形す
ることによって得られる、第３図（Ａ）示すような走査
信号の最初の立上がりから、前記リセット用受光素子32
の出力をリセット回路52でエッジ検出することによつて
得られる。第３図（Ｂ）で示すようなリセツト信号の立
上がりまでの時間（カウンタ58により計数値）ａと、同
じく走査信号の最後の立下がりからリセット信号の立上
がりまでの時間（カウンタ58の計数値）ｂを計測する。 次いで、ステップ104に進み、次式を用いて、表示素子4
3の１素子に対応する時間ｃを算出する。 ｃ＝（ａ−ｂ）／（Ｎ＋２） ……（１） ここで、Ｎは、表示素子43の表示素子数である。 この（１）式において、（ａ−ｂ）を表示素子数Ｎで割
るのではなく、（Ｎ＋２）で割っているのは、有効測定
範囲の両端部に、丁度表示素子１個分ずつの、対応する
表示素子が存在しない領域を設けて、ノイズや温度ドリ
フト等により走査信号の立上がり及び立下がりのエッジ
位置が変動しても、直接表示素子の表示位置のばらつき
や変動が生じないようにするためである。勿論、ノイズ
や温度ドリフト等による表示のばらつきや変動が問題と
ならない場合には、（ａ−ｂ）を表示素子数Ｎで割った
ものを１素子分の時間ｃとしてもよい。 次いで、ステツプ106に進み、前記時間ａ又はｂ及びｃ
を記憶装置46の不揮発性RAMに格納し、自己トレーニン
グモードが終了していることを示すフラグをセットし
て、このプログラムを終了する。 一方、自己トレーニング終了フラグが既にセットされて
いるとき、又はキーボードや入出力装置等により自己ト
レーニングが不要とされているときは、通常測定モード
へ移る。 本実施例によれば、第４図や第５図に示すような有効測
定範囲内に測定対象物22が存在する場合、その有効測定
範囲がほぼ表示素子の全素子数となるように表示素子が
駆動される。 なお、前記実施例においては、ポリゴンミラー14を用い
て回転走査ビーム16が発生されていたが、本発明の適用
対象はこれに限定されず、例えば音叉を用いて振動走査
ビームを発生するものにも、同様に適用できることは明
らかである。
第１図は、本発明に係る光学式走査型測定装置の実施例
で用いられている、本発明による処理手順の例を示す流
れ図、 第２図は、実施例の全体構成を示す、一部ブロック線図
を含む光路図、 第３図は、実施例の作用を説明するための、走査信号及
びリセット信号と表示素子の表示位置の関係の例を示す
線図、 第４図は、同じく有効測定範囲と測定対象物の関係の例
を示す線図、 第５図は、有効測定範囲と測定対象物の関係の他の例を
示す線図である。 10……レーザ光源、 12……レーザビーム、 14……ポリゴンミラー、 16……回転走査ビーム、 18……コリメータレンズ、 20……平行走査ビーム、 22……測定対象物、 26、32……受光素子、 40……中央処理ユニット（CPU）、 42……キーボード及び表示回路、 43……表示素子、 50……エッジ検出回路、 52……リセット回路、 58……カウンタ。
で用いられている、本発明による処理手順の例を示す流
れ図、 第２図は、実施例の全体構成を示す、一部ブロック線図
を含む光路図、 第３図は、実施例の作用を説明するための、走査信号及
びリセット信号と表示素子の表示位置の関係の例を示す
線図、 第４図は、同じく有効測定範囲と測定対象物の関係の例
を示す線図、 第５図は、有効測定範囲と測定対象物の関係の他の例を
示す線図である。 10……レーザ光源、 12……レーザビーム、 14……ポリゴンミラー、 16……回転走査ビーム、 18……コリメータレンズ、 20……平行走査ビーム、 22……測定対象物、 26、32……受光素子、 40……中央処理ユニット（CPU）、 42……キーボード及び表示回路、 43……表示素子、 50……エッジ検出回路、 52……リセット回路、 58……カウンタ。
Claims (2)
- 【請求項１】回転又は振動走査ビームを平行走査ビーム
とするコリメータレンズと、測定対象を通過した前記平
行走査ビームの明暗を検出する計測用の受光素子と、測
定範囲内に測定対象が存在することを表示するための表
示素子とを有し、測定対象によって前記平行走査ビーム
の一部が遮られて生じる暗部又は明部への切替わりを検
出して、測定対象の走査方向寸法を求めるようにした光
学式走査型測定装置において、 トレーニング走査時に、走査範囲内の有効測定範囲を検
出する手段と、 該有効測定範囲が前記表示素子の略全素子数に対応する
ように該表示素子を駆動する手段と、 を備えたことを特徴とする光学式走査型測定装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記トレーニング時の
有効測定範囲の両端部に、対応する表示素子が存在しな
い領域を設けたことを特徴とする光学式走査型測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25312389A JPH0670562B2 (ja) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | 光学式走査型測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25312389A JPH0670562B2 (ja) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | 光学式走査型測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03113303A JPH03113303A (ja) | 1991-05-14 |
| JPH0670562B2 true JPH0670562B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=17246820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25312389A Expired - Fee Related JPH0670562B2 (ja) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | 光学式走査型測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0670562B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011106817A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Mitsutoyo Corp | 光学式寸法測定装置 |
-
1989
- 1989-09-28 JP JP25312389A patent/JPH0670562B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011106817A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Mitsutoyo Corp | 光学式寸法測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03113303A (ja) | 1991-05-14 |
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