JPH0778409B2 - 寸法測定装置 - Google Patents
寸法測定装置Info
- Publication number
- JPH0778409B2 JPH0778409B2 JP63052206A JP5220688A JPH0778409B2 JP H0778409 B2 JPH0778409 B2 JP H0778409B2 JP 63052206 A JP63052206 A JP 63052206A JP 5220688 A JP5220688 A JP 5220688A JP H0778409 B2 JPH0778409 B2 JP H0778409B2
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- Japan
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- inspected
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被検対象物体の寸法等を光学的に測定して電
気信号に変換処理する寸法測定装置に関する。
気信号に変換処理する寸法測定装置に関する。
近年、光学的撮像素子の発達によって、板等の被検対象
物体の寸法を光学的に測定することが一般的になってき
た。
物体の寸法を光学的に測定することが一般的になってき
た。
従来の光学的撮像による測定装置においては、カメラの
原理によりレンズの結像面に撮像素子をおいて、被検対
象物体の像の大きさによってその寸法を測定するのが通
常であった。
原理によりレンズの結像面に撮像素子をおいて、被検対
象物体の像の大きさによってその寸法を測定するのが通
常であった。
しかしながら、このような測定装置においては、レンズ
から被検対象物体の距離が変わると撮像の大きさが変わ
り、これによって測定に誤差を生じるという問題点があ
った。
から被検対象物体の距離が変わると撮像の大きさが変わ
り、これによって測定に誤差を生じるという問題点があ
った。
そこで、本発明者は以前に特願昭61−210481号において
これらの問題点を解決する被検対象物体の撮像装置を提
案し、該装置を応用して第４図に示すような鋼板の端を
測定する寸法測定装置10を開発した。
これらの問題点を解決する被検対象物体の撮像装置を提
案し、該装置を応用して第４図に示すような鋼板の端を
測定する寸法測定装置10を開発した。
この図において、11は下部光源（螢光灯）、12は光収束
手段の一例である凹面鏡、13は平面鏡、14はフィルタ
ー、15は結像レンズ、16は撮像素子の一例であるリニア
アレイ、17は被検対象物体の一例である鋼板を示す。従
って、鋼板17の端部からの光の内光軸に平行な光線は凹
面鏡12、平面鏡13及び結像レンズ15を通って、リニアア
レイ16に結像し、電気信号に変換される。従って、該装
置10によって凹面鏡12から鋼板17までの距離が変わって
も結像に要する光線が平行光線であるので、リニアアレ
イ16には同一の大きさの像を結像させることができる。
手段の一例である凹面鏡、13は平面鏡、14はフィルタ
ー、15は結像レンズ、16は撮像素子の一例であるリニア
アレイ、17は被検対象物体の一例である鋼板を示す。従
って、鋼板17の端部からの光の内光軸に平行な光線は凹
面鏡12、平面鏡13及び結像レンズ15を通って、リニアア
レイ16に結像し、電気信号に変換される。従って、該装
置10によって凹面鏡12から鋼板17までの距離が変わって
も結像に要する光線が平行光線であるので、リニアアレ
イ16には同一の大きさの像を結像させることができる。
ところが、前記リニアアレイ16は複数の受光素子を直線
状に並べて配置されているので、その出力が第５図に示
すように階段状になり、この為どの位置を鋼板17の端部
の位置とするのか決定し難いという問題点があった。
状に並べて配置されているので、その出力が第５図に示
すように階段状になり、この為どの位置を鋼板17の端部
の位置とするのか決定し難いという問題点があった。
特に前記装置10においては、鋼板17と凹面鏡12との距離
が変わると像がぼける特徴があり、この為第５図に示す
出力値が滑らかになり、より測定物の端面を検出するの
が困難であるという問題点があった。
が変わると像がぼける特徴があり、この為第５図に示す
出力値が滑らかになり、より測定物の端面を検出するの
が困難であるという問題点があった。
そして、前記出力は階段状となっているので、受光素子
の単体長さより小さい検出精度を得ることは困難である
という問題点があった。
の単体長さより小さい検出精度を得ることは困難である
という問題点があった。
更には、前記装置10においては、第６図にその原理図を
示すように、光収束手段の一例である凹面鏡（放物面
鏡）12を使用する為に、第７図のグラフの実線ｍに示す
ように受光像高さｈ′に対して実際値ｈとの関係が直線
ｎと一致せず、これによって測定誤差が生じるという問
題点があった。
示すように、光収束手段の一例である凹面鏡（放物面
鏡）12を使用する為に、第７図のグラフの実線ｍに示す
ように受光像高さｈ′に対して実際値ｈとの関係が直線
ｎと一致せず、これによって測定誤差が生じるという問
題点があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、前記
問題点を解決する寸法測定装置を提供することを目的と
する。
問題点を解決する寸法測定装置を提供することを目的と
する。
前記目的に沿う請求項１記載の寸法測定装置は、被検対
象物体から光を、測定長より大きい第１の光収束手段を
用いて小口径の第２の光収束手段に平行光のみ入射さ
せ、前記第１の光収束手段と第２の光収束手段との合成
による前記被検対象物体の結像面に撮像素子を配置し、
該撮像素子の信号によって前記被検対象物体の大きさを
測定する寸法測定装置において、前記撮像素子からの信
号をローパスフィルタを通過させた後、一定値と比較し
て立ち上がり規定時間を決め、該立ち上がり規定時間か
ら一定時間後の上波値を測定し、この上波値を所定按分
した値と、所定時間充分遅延させた前記信号値を比較し
てエッジ値を発生させるようにして構成されている。
象物体から光を、測定長より大きい第１の光収束手段を
用いて小口径の第２の光収束手段に平行光のみ入射さ
せ、前記第１の光収束手段と第２の光収束手段との合成
による前記被検対象物体の結像面に撮像素子を配置し、
該撮像素子の信号によって前記被検対象物体の大きさを
測定する寸法測定装置において、前記撮像素子からの信
号をローパスフィルタを通過させた後、一定値と比較し
て立ち上がり規定時間を決め、該立ち上がり規定時間か
ら一定時間後の上波値を測定し、この上波値を所定按分
した値と、所定時間充分遅延させた前記信号値を比較し
てエッジ値を発生させるようにして構成されている。
ここに、第１を光収束手段とは凹面鏡あるいは凸レンズ
をいい、第２の光収束手段とはこれらの他小孔も含むも
のである。
をいい、第２の光収束手段とはこれらの他小孔も含むも
のである。
請求項１記載の寸法測定装置においては、撮像素子から
の信号をまずローパスフィルタに通して滑らかに立ち上
がる信号にして分解能を向上し、次に該信号を一定値
（例えば信号の50％程度）と比較して立ち上がり規定時
間を決めている。従って、これによって信号の立ち上が
りを検出することができ、この基準となる時間から一定
時間後の信号の上波値を測定する。これによって充分に
立ち上がった信号の大きさを測定することができる。
の信号をまずローパスフィルタに通して滑らかに立ち上
がる信号にして分解能を向上し、次に該信号を一定値
（例えば信号の50％程度）と比較して立ち上がり規定時
間を決めている。従って、これによって信号の立ち上が
りを検出することができ、この基準となる時間から一定
時間後の信号の上波値を測定する。これによって充分に
立ち上がった信号の大きさを測定することができる。
次に、この上波値を所定按分（例えば50％）にするが、
これと、所定時間充分遅延させた前記信号値と比較して
エッジ信号となる一致信号を発生させると、この信号は
電源電圧あるいはその他の条件によって変動する信号値
（即ち上波値）の大きさに対応して、その一定の立ち上
がりの距離に対応する時間を測定することができ、これ
によって正確に被検対象物体の端部を測定することがで
きる。
これと、所定時間充分遅延させた前記信号値と比較して
エッジ信号となる一致信号を発生させると、この信号は
電源電圧あるいはその他の条件によって変動する信号値
（即ち上波値）の大きさに対応して、その一定の立ち上
がりの距離に対応する時間を測定することができ、これ
によって正確に被検対象物体の端部を測定することがで
きる。
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化し
た実施例につき説明して、本発明の理解に供する。
た実施例につき説明して、本発明の理解に供する。
ここに、第１図は本発明の実施例に係る寸法測定装置の
電気回路のブロック図、第２図は前記寸法測定装置の全
体ブロック図、第３図は前記寸法測定装置の信号波形
図、第４図は寸法測定装置の光学部分の構成図、第５図
はリニアアレイからの出力状態を示す波形図、第６図は
該寸法測定装置の光学部分の概略説明図、第７図は入射
角度と被検対象物体の寸法との関係を示すグラフであ
る。
電気回路のブロック図、第２図は前記寸法測定装置の全
体ブロック図、第３図は前記寸法測定装置の信号波形
図、第４図は寸法測定装置の光学部分の構成図、第５図
はリニアアレイからの出力状態を示す波形図、第６図は
該寸法測定装置の光学部分の概略説明図、第７図は入射
角度と被検対象物体の寸法との関係を示すグラフであ
る。
第４図に示す撮像素子の一例であるリニアアレイ16から
の信号は、第３図（ａ）に示すように階段状になってい
るので、まずローパスフィルタ19を通すことによって滑
らかにする。
の信号は、第３図（ａ）に示すように階段状になってい
るので、まずローパスフィルタ19を通すことによって滑
らかにする。
この信号の一次コンパレータ20によって基準値21（v1）
と比較する。ここで、基準値は前記出力の最大値の約50
％程度に決めておくが、その他の値であっても本発明は
適用される。
と比較する。ここで、基準値は前記出力の最大値の約50
％程度に決めておくが、その他の値であっても本発明は
適用される。
次に、第３図（ｂ）に示すようにこの一次コンパレータ
20の出力信号を遅延回路（あるいはタイマー回路）22を
通して所定時間（t1）遅らせる。この時間（t1）として
は前記信号が立ち上がるに充分な時間としておく。
20の出力信号を遅延回路（あるいはタイマー回路）22を
通して所定時間（t1）遅らせる。この時間（t1）として
は前記信号が立ち上がるに充分な時間としておく。
そして、一定時間（t1）遅らせた信号によって前記ロー
パスフィルタ19を通過後の信号をサンプルホールド回路
23によって採集し、そのサンプル値（v2）を閾値決定回
路24によって所定按分して（v3）を得る。ここで、閾値
は約50％程度としておく。
パスフィルタ19を通過後の信号をサンプルホールド回路
23によって採集し、そのサンプル値（v2）を閾値決定回
路24によって所定按分して（v3）を得る。ここで、閾値
は約50％程度としておく。
次に、前記ローパスフィルタ19を遅延回路25によって閾
値を決定した時間よりその立ち上がり部を遅らせ、第３
図（ｃ）に示すように該信号と前記閾値とを二次コンパ
レータ26によって比較し、第３図（ｄ）のようなエッジ
値となる信号を得る。
値を決定した時間よりその立ち上がり部を遅らせ、第３
図（ｃ）に示すように該信号と前記閾値とを二次コンパ
レータ26によって比較し、第３図（ｄ）のようなエッジ
値となる信号を得る。
この信号値の発生時間から前記遅延回路25の遅延時間を
引くと、前記リニアアレイ16がスキャンして鋼板17の端
部となった時間が計算できるので、リニアアレイ16の如
何なる位置に鋼板17があるのかが判断できることになっ
て、これらの装置を２台設け、板の両端に光学装置（第
４図示）を置くことによって鋼板の寸法を測ることがで
きる。
引くと、前記リニアアレイ16がスキャンして鋼板17の端
部となった時間が計算できるので、リニアアレイ16の如
何なる位置に鋼板17があるのかが判断できることになっ
て、これらの装置を２台設け、板の両端に光学装置（第
４図示）を置くことによって鋼板の寸法を測ることがで
きる。
なお、一次コンパレータ20、遅延回路22、25、サンプル
ホールド回路23、閾値決定回路24及び二次コンパレータ
26の組み合わせによる前記回路（以下、エッジ検出回路
という）は、立ち上がるパルスの最大値である上波値に
対する一定の割合（＜１）値になる時に出力を発生する
装置に使用でき、この場合、電圧変動あるいは周囲条件
等によって変動する最大値に対しても有効に作動するこ
とになる。
ホールド回路23、閾値決定回路24及び二次コンパレータ
26の組み合わせによる前記回路（以下、エッジ検出回路
という）は、立ち上がるパルスの最大値である上波値に
対する一定の割合（＜１）値になる時に出力を発生する
装置に使用でき、この場合、電圧変動あるいは周囲条件
等によって変動する最大値に対しても有効に作動するこ
とになる。
更には、第１図に点線で示すように別のサンプルホール
ド回路27を用いることによってパルスの基底となる下波
値の電圧（v0）を決定すれば、閾値決定回路24によって
（v2−v0）×αとなる時間を計測することもできる。
ド回路27を用いることによってパルスの基底となる下波
値の電圧（v0）を決定すれば、閾値決定回路24によって
（v2−v0）×αとなる時間を計測することもできる。
前記エッジ検出回路を２個用いて、鋼板の寸法を測定す
る回路を第２図に示すが、これらの測定において、第４
図に示すように光収束手段の一例として凹面鏡12を使用
している。従って、第６図及び第７図を用いて説明した
ように、凹面鏡の曲がりに対する誤差が生じる。
る回路を第２図に示すが、これらの測定において、第４
図に示すように光収束手段の一例として凹面鏡12を使用
している。従って、第６図及び第７図を用いて説明した
ように、凹面鏡の曲がりに対する誤差が生じる。
そこで、エッジ検出回路28の出力を一旦リニアライザー
29に加える。このリニアライザーは第７図に示す曲線ｍ
とは逆関数にして置くと、その出力値は、第７図ｎに示
す如く直線値となって、長さに比例した出力を発生する
ようになる。このリニアライザー29は信号を一旦デジタ
ル化してメモリによって直線化するものであっても良い
し、アナログ信号のままオペアンプによって処理しても
良い。
29に加える。このリニアライザーは第７図に示す曲線ｍ
とは逆関数にして置くと、その出力値は、第７図ｎに示
す如く直線値となって、長さに比例した出力を発生する
ようになる。このリニアライザー29は信号を一旦デジタ
ル化してメモリによって直線化するものであっても良い
し、アナログ信号のままオペアンプによって処理しても
良い。
なお、前記信号処理はアナログ信号として処理する場合
について説明したが、必要にリニアアレイからの信号を
ローパスフィルターに通した後、AD変換して、デジタル
信号にて全体を制御することも可能である。
について説明したが、必要にリニアアレイからの信号を
ローパスフィルターに通した後、AD変換して、デジタル
信号にて全体を制御することも可能である。
請求項１記載の寸法測定装置においては、階段状に信号
を発生する撮像素子を使用しても、その撮像素子の分解
能より優れた分解能を発揮する出力を得ることができ
る。
を発生する撮像素子を使用しても、その撮像素子の分解
能より優れた分解能を発揮する出力を得ることができ
る。
また、光学系の場合にはピントぼけ等によって撮像素子
の出力が滑らかになるが、このような場合であっても確
実に被検対象物体の寸法を測定することができる。
の出力が滑らかになるが、このような場合であっても確
実に被検対象物体の寸法を測定することができる。
第１図は本発明の実施例に係る寸法測定装置の電気回路
のブロック図、第２図は前記寸法測定装置の全体ブロッ
ク図、第３図は前記寸法測定装置の波形図、第４図は寸
法測定装置の光学部分の構成図、第５図はリニアアレイ
からの出力状態を示す波形図、第６図は該寸法測定装置
の光学部分の概略説明図、第７図は入射角度と被検対象
物体の寸法との関係を示すグラフである。 〔符号の説明〕 10……寸法測定装置、11……下部光源、12……凹面鏡
（第１の光収束手段）、13……平面鏡（第２の光収束手
段）、14……フィルター、15……結像レンズ、16……リ
ニアアレイ、17……鋼板（被検対象物体）、19……ロー
パスフィルタ、20……一次コンパレータ、21……基準
値、22……遅延回路、23……サンプルホールド回路、24
……閾値決定回路、25……遅延回路、26……二次コンパ
レータ、27……サンプルホールド回路、28……エッジ検
出回路、29……リニアライザー
のブロック図、第２図は前記寸法測定装置の全体ブロッ
ク図、第３図は前記寸法測定装置の波形図、第４図は寸
法測定装置の光学部分の構成図、第５図はリニアアレイ
からの出力状態を示す波形図、第６図は該寸法測定装置
の光学部分の概略説明図、第７図は入射角度と被検対象
物体の寸法との関係を示すグラフである。 〔符号の説明〕 10……寸法測定装置、11……下部光源、12……凹面鏡
（第１の光収束手段）、13……平面鏡（第２の光収束手
段）、14……フィルター、15……結像レンズ、16……リ
ニアアレイ、17……鋼板（被検対象物体）、19……ロー
パスフィルタ、20……一次コンパレータ、21……基準
値、22……遅延回路、23……サンプルホールド回路、24
……閾値決定回路、25……遅延回路、26……二次コンパ
レータ、27……サンプルホールド回路、28……エッジ検
出回路、29……リニアライザー
Claims (1)
- 【請求項１】被検対象物体から光を、測定長より大きい
第１の光収束手段を用いて小口径の第２の光収束手段に
平行光のみ入射させ、前記第１の光収束手段と第２の光
収束手段との合成による前記被検対象物体の結像面に撮
像素子を配置し、該撮像素子の信号によって前記被検対
象物体の大きさを測定する寸法測定装置において、前記
撮像素子からの信号をローパスフィルタを通過させた
後、一定値と比較して立ち上がり規定時間を決め、該立
ち上がり規定時間から一定時間後の上波値を測定し、こ
の上波値を所定按分した値と、所定時間充分遅延させた
前記信号値を比較してエッジ値を発生させることを特徴
とする寸法測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63052206A JPH0778409B2 (ja) | 1988-03-05 | 1988-03-05 | 寸法測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63052206A JPH0778409B2 (ja) | 1988-03-05 | 1988-03-05 | 寸法測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01227003A JPH01227003A (ja) | 1989-09-11 |
| JPH0778409B2 true JPH0778409B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=12908300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63052206A Expired - Lifetime JPH0778409B2 (ja) | 1988-03-05 | 1988-03-05 | 寸法測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0778409B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5853707A (ja) * | 1981-09-25 | 1983-03-30 | Toshiba Corp | 三次元距離測定装置におけるテレビカメラの画像歪補正方式 |
| JPS58158310U (ja) * | 1982-04-16 | 1983-10-22 | 株式会社マキ製作所 | 大小立体物品の形状撮像装置 |
-
1988
- 1988-03-05 JP JP63052206A patent/JPH0778409B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01227003A (ja) | 1989-09-11 |
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Legal Events
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