JPH0735512A - Optical dimension measuring device - Google Patents
Optical dimension measuring deviceInfo
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- JPH0735512A JPH0735512A JP20281093A JP20281093A JPH0735512A JP H0735512 A JPH0735512 A JP H0735512A JP 20281093 A JP20281093 A JP 20281093A JP 20281093 A JP20281093 A JP 20281093A JP H0735512 A JPH0735512 A JP H0735512A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光ビームを走査して物
体の寸法を測定する光学式寸法測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical size measuring device for measuring the size of an object by scanning a light beam.
【０００２】[0002]
【従来の技術】レーザ光ビームを一次元走査して物体の
寸法を測定する装置として、レーザ・スキャン・マイク
ロメータ（ＬＳＭ）が知られている。レーザ光ビームは
例えば、ポリゴンミラー等を用いたスキャナにより平行
走査ビームとされて、これにより測定領域が走査され
る。測定領域を透過した光ビームは受光素子により検出
され、物体形状に応じた明暗パターン出力が得られる。
その出力信号が増幅，二値化等の処理を受けてデータ処
理回路に送られ、物体寸法が算出される。2. Description of the Related Art A laser scan micrometer (LSM) is known as a device for measuring a dimension of an object by one-dimensionally scanning a laser light beam. The laser light beam is converted into a parallel scanning beam by a scanner using, for example, a polygon mirror, and the measurement area is scanned by this. The light beam transmitted through the measurement area is detected by the light receiving element, and a bright / dark pattern output corresponding to the object shape is obtained.
The output signal is subjected to processing such as amplification and binarization, and is sent to the data processing circuit to calculate the object size.
【０００３】このようなＬＳＭのレーザダイオードには
例えば、ＡｌＧａＩｎＰ等を用いた可視光レーザダイオ
ード（波長６７０nm）が用いられる。しかしこの可視光
レーザダイオードは、不可視光レーザダイオードと比べ
て寿命が１桁以上短い。キャン温度約５０℃の条件で寿
命が１万時間程度である。従って、測定動作の間常時レ
ーザダイオードをオン状態に保つと、長時間の使用に耐
えられない。As such an LSM laser diode, for example, a visible light laser diode (wavelength 670 nm) using AlGaInP or the like is used. However, the visible light laser diode has a life shorter than that of the invisible light laser diode by one digit or more. The life is about 10,000 hours under the condition that the can temperature is about 50 ° C. Therefore, if the laser diode is kept in the ON state at all times during the measurement operation, it cannot withstand long-term use.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のＬ
ＳＭでは、レーザダイオードの寿命が短いという問題が
あった。本発明は、レーザダイオードの長寿命化を可能
とした光学式寸法測定装置を提供することを目的として
いる。As described above, the conventional L
The SM has a problem that the life of the laser diode is short. It is an object of the present invention to provide an optical dimension measuring device that can extend the life of a laser diode.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係る光学式寸法
測定装置は、レーザダイオードと、このレーザダイオー
ドの出力光ビームにより測定対象物が配置される測定領
域を走査する光ビーム走査手段と、前記測定領域を透過
した光ビームを受光する受光手段と、この受光手段の出
力信号を処理して前記測定対象物の寸法を求めるデータ
処理手段と、前記レーザダイオードを走査有効区間でオ
ン、走査無効区間でオフとするレーザダイオード駆動手
段とを有することを特徴としている。An optical size measuring apparatus according to the present invention comprises a laser diode, a light beam scanning means for scanning a measurement region in which an object to be measured is arranged by an output light beam of the laser diode, Light receiving means for receiving the light beam that has passed through the measurement area, data processing means for processing the output signal of the light receiving means to obtain the dimensions of the measurement object, and turning on and off the laser diode in the scan effective section. It is characterized by having a laser diode driving means which is turned off in a section.
【０００６】[0006]
【作用】ＬＳＭにおいては通常、光ビームにより走査さ
れる測定領域は光ビームの全走査領域の中から出射窓等
により限定される。従って繰り返し光ビームを走査した
時の受光素子出力信号を時間軸上で見ると、走査有効区
間（測定領域に対応する）と走査無効区間が交互に現
れ、実際の走査有効区間は全体の２０〜３０％に過ぎな
い。従来は走査無効区間にもレーザダイオードをオン状
態に保っているため、無駄な電力を消費すると同時に寿
命も短縮していた。本発明によれば、走査無効区間では
レーザダイオードがオフになるように制御駆動すること
により、レーザダイオードの長寿命化が図られる。In the LSM, the measurement area scanned by the light beam is usually limited by the exit window or the like from the entire scanning area of the light beam. Therefore, when the output signal of the light receiving element when the light beam is repeatedly scanned is viewed on the time axis, the scanning effective section (corresponding to the measurement area) and the scanning ineffective section alternately appear, and the actual scanning effective section is 20 to Only 30%. Conventionally, since the laser diode is kept in the ON state even in the scan invalid area, wasteful power is consumed and the life is shortened at the same time. According to the present invention, by controlling and driving the laser diode so that it is turned off in the scan invalid section, the life of the laser diode can be extended.
【０００７】[0007]
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。図１は、本発明の一実施例のＬＳＭの構成を示
す。レーザダイオード１の出力光ビームは、ポリゴンミ
ラー等を用いたスキャナ２により走査され、ｆ−θレン
ズ３を介して測定対象物４が配置される測定領域に平行
走査ビームとして照射される。この測定領域を透過した
光ビームは、集光レンズ５を介してフォトダイオード８
により検出される。ｆ−θレンズ３の直後には出射窓６
が設けられ、集光レンズ５の直前には受光窓７が設けら
れている。これらの窓６，７により、スキャナ２による
実際のビーム走査範囲に対して平行走査ビームが照射さ
れる測定領域が限定される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an LSM according to an embodiment of the present invention. The output light beam of the laser diode 1 is scanned by the scanner 2 using a polygon mirror or the like, and is irradiated via the f-θ lens 3 as a parallel scanning beam onto the measurement region where the measurement object 4 is arranged. The light beam that has passed through this measurement area passes through the condenser lens 5 and the photodiode 8
Detected by. Immediately after the f-θ lens 3, an exit window 6 is provided.
Is provided, and a light receiving window 7 is provided immediately in front of the condenser lens 5. These windows 6 and 7 limit the measurement area to which the parallel scanning beam is applied to the actual beam scanning range of the scanner 2.
【０００８】フォトダイオード８の出力信号は、アンプ
９により増幅され、二値化回路１０により二値化データ
に変換されてデータ処理回路１１に送られる。データ処
理回路１１で必要な演算処理が行われて、測定対象物４
の寸法が算出される。The output signal of the photodiode 8 is amplified by the amplifier 9, converted into binarized data by the binarization circuit 10 and sent to the data processing circuit 11. The data processing circuit 11 performs necessary arithmetic processing, and the measured object 4
Is calculated.
【０００９】ｆ−θレンズ３の外周付近には、もう一つ
のフォトダイオード１２が配置されている。このフォト
ダイオード１２は、スキャナ２による走査光ビームのう
ち、測定領域に照射されないで無効となる領域の一点で
光検出を行い、１走査終了の基準位置としている。この
フォトダイオード１２の出力信号は波形整形回路１３に
より波形整形されて、レーザダイオード１の制御を行う
為のタイミング基準信号Ａとされる。レーザダイオード
制御回路１４は、この基準信号Ａが入力されて、レーザ
ダイオード１をオン／オフする制御信号Ｂを出力し、Ｌ
Ｄ駆動回路１５がレーザダイオード１を駆動する。Another photodiode 12 is arranged near the outer circumference of the f-θ lens 3. The photodiode 12 detects light at one point of the scanning light beam from the scanner 2 which is invalidated without being irradiated on the measurement area, and is set as a reference position for one scanning end. The output signal of the photodiode 12 is waveform-shaped by the waveform shaping circuit 13 to be a timing reference signal A for controlling the laser diode 1. The laser diode control circuit 14 receives the reference signal A and outputs a control signal B for turning on / off the laser diode 1,
The D drive circuit 15 drives the laser diode 1.
【００１０】レーザダイオード制御回路１４の具体的な
構成例を図２に示す。図示のようにレーザダイオード制
御回路１４は、単安定マルチバイブレータ２１により構
成される。単安定マルチバイブレータ２１は基準信号Ａ
の立下がりでトリガされ、抵抗Ｒ及びコンデンサＣで決
定される時間τ後に終了する。従って、／Ｑ出力のＨレ
ベルがレーザダイオードをオン、Ｌレベルがレーザダイ
オードをオフにする制御信号Ｂとなる。FIG. 2 shows a specific configuration example of the laser diode control circuit 14. As shown, the laser diode control circuit 14 is composed of a monostable multivibrator 21. The monostable multivibrator 21 has a reference signal A
Is triggered by the falling edge of and ends after a time τ determined by the resistor R and the capacitor C. Therefore, the H level of the / Q output is the control signal B for turning on the laser diode, and the L level is the control signal B for turning off the laser diode.
【００１１】このように構成されたＬＳＭの測定動作
は、基本的に従来のものと変わらない。この実施例で
は、レーザダイオード１が、レーザダイオード制御回路
１４によってスキャナ２によるレーザ光ビーム走査と同
期してオン／オフ制御される。図３は、図２の回路構成
の場合のレーザダイオード制御の様子を示している。図
３に示すように、データ信号となるフォトダイオード８
側のアンプ９の出力信号は、走査有効区間と走査無効区
間が交互に現れる。そしてフォトダイオード１２側の波
形整形回路１３から得られる基準信号Ａは、走査無効区
間に位置するものとなる。この基準信号Ａの立下がりで
単安定マルチバイブレータ２１がトリガされて制御信号
Ｂとなる。The measurement operation of the LSM configured as described above is basically the same as the conventional one. In this embodiment, the laser diode 1 is on / off controlled by the laser diode control circuit 14 in synchronization with the laser light beam scanning by the scanner 2. FIG. 3 shows how the laser diode is controlled in the case of the circuit configuration shown in FIG. As shown in FIG. 3, the photodiode 8 serving as a data signal
In the output signal of the amplifier 9 on the side, the scanning valid section and the scanning invalid section alternately appear. Then, the reference signal A obtained from the waveform shaping circuit 13 on the side of the photodiode 12 is located in the scan invalid section. The falling of the reference signal A triggers the monostable multivibrator 21 to become the control signal B.
【００１２】以上のようにこの実施例によれば、スキャ
ナの光源であるレーザダイオードが走査無効区間ではオ
フとなるようにオン／オフ制御される。この結果レーザ
ダイオードは、連続点灯の場合に比べて２〜３倍の長寿
命化が可能になる。As described above, according to this embodiment, the laser diode, which is the light source of the scanner, is on / off controlled so as to be turned off in the scan invalid section. As a result, the laser diode can have a life that is 2-3 times longer than that of continuous lighting.
【００１３】なお本発明は上記実施例に限られるもので
はない。例えば実施例では、走査の無効領域に配置した
フォトダイオードを利用して、レーザダイオード制御の
ためのタイミング基準信号を生成したが、他の方法で基
準信号を生成することも可能である。またレーザダイオ
ードのオン／オフ制御は、フリップフロップやクロック
をカウントするカウンタ等によっても構成することがで
きる。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the embodiment, the photodiode arranged in the scan invalid area is used to generate the timing reference signal for controlling the laser diode, but the reference signal can be generated by another method. The on / off control of the laser diode can also be configured by a flip-flop, a counter that counts clocks, or the like.
【００１４】[0014]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、レー
ザダイオードをレーザ光ビーム走査と同期してオン／オ
フ制御することにより、その長寿命化を図った光学式寸
法測定装置を提供することができる。As described above, according to the present invention, there is provided an optical size measuring device having a long life by controlling the ON / OFF of the laser diode in synchronization with the laser beam scanning. be able to.
【図１】 本発明の一実施例のＬＳＭを示す。FIG. 1 shows an LSM according to an embodiment of the present invention.
【図２】 同実施例のレーザダイオード駆動回路構成を
示す。FIG. 2 shows a laser diode drive circuit configuration of the same embodiment.
【図３】 同実施例のレーザダイオード駆動の動作波形
を示す。FIG. 3 shows operation waveforms for driving a laser diode according to the same embodiment.
１…レーザダイオード、２…スキャナ、３…ｆ−θレン
ズ、４…測定対象物、５…集光レンズ、６…出射窓、７
…受光窓、８…フォトダイオード、９…波形整形回路、
１０…二値化回路、１１…データ処理回路、１２…フォ
トダイオード、１３…波形整形回路、１４…レーザダイ
オード制御、１５…レーザダイオード駆動回路、２１…
単安定マルチバイブレータ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser diode, 2 ... Scanner, 3 ... f-theta lens, 4 ... Measuring object, 5 ... Condensing lens, 6 ... Exit window, 7
... light receiving window, 8 ... photodiode, 9 ... waveform shaping circuit,
10 ... Binarization circuit, 11 ... Data processing circuit, 12 ... Photodiode, 13 ... Waveform shaping circuit, 14 ... Laser diode control, 15 ... Laser diode drive circuit, 21 ...
Monostable multivibrator.
Claims (1)
が配置される測定領域を走査する光ビーム走査手段と、 前記測定領域を透過した光ビームを受光する受光手段
と、 この受光手段の出力信号を処理して前記測定対象物の寸
法を求めるデータ処理手段と、 前記レーザダイオードを走査有効区間でオン、走査無効
区間でオフとするレーザダイオード駆動手段と、を有す
ることを特徴とする光学式寸法測定装置。1. A laser diode, a light beam scanning means for scanning a measurement region in which an object to be measured is arranged by an output light beam of the laser diode, and a light receiving device for receiving the light beam transmitted through the measurement region, Data processing means for processing the output signal of the light receiving means to obtain the dimensions of the object to be measured, and laser diode driving means for turning on the laser diode in the scanning effective section and turning it off in the scanning ineffective section. Characteristic optical dimension measuring device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5202810A JP2831539B2 (en) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | Optical dimension measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5202810A JP2831539B2 (en) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | Optical dimension measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0735512A true JPH0735512A (en) | 1995-02-07 |
| JP2831539B2 JP2831539B2 (en) | 1998-12-02 |
Family
ID=16463582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5202810A Expired - Lifetime JP2831539B2 (en) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | Optical dimension measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2831539B2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5975760A (en) * | 1982-10-25 | 1984-04-28 | Fujitsu Ltd | Photoscanning system |
| JPS6271511U (en) * | 1985-10-24 | 1987-05-07 |
-
1993
- 1993-07-23 JP JP5202810A patent/JP2831539B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5975760A (en) * | 1982-10-25 | 1984-04-28 | Fujitsu Ltd | Photoscanning system |
| JPS6271511U (en) * | 1985-10-24 | 1987-05-07 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2831539B2 (en) | 1998-12-02 |
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