JPH0820218B2 - Dimension measuring device - Google Patents

Dimension measuring device

Info

Publication number
JPH0820218B2
JPH0820218B2 JP1020568A JP2056889A JPH0820218B2 JP H0820218 B2 JPH0820218 B2 JP H0820218B2 JP 1020568 A JP1020568 A JP 1020568A JP 2056889 A JP2056889 A JP 2056889A JP H0820218 B2 JPH0820218 B2 JP H0820218B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
sweep
counting
count value
cycle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1020568A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH02201106A (en
Inventor
久夫 原
秀人 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anritsu Corp
Original Assignee
Anritsu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anritsu Corp filed Critical Anritsu Corp
Priority to JP1020568A priority Critical patent/JPH0820218B2/en
Publication of JPH02201106A publication Critical patent/JPH02201106A/en
Publication of JPH0820218B2 publication Critical patent/JPH0820218B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈本発明の産業上の利用分野〉 本発明は、レーザビーム等の光束を掃引して被測定物
の寸法を測定する寸法測定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Field of Use of the Present Invention> The present invention relates to a dimension measuring apparatus for sweeping a light beam such as a laser beam to measure the dimension of an object to be measured.

〈従来技術〉(第6〜8図) 被測定物の外径、エッジ位置等を高精度に測定するた
めに、レーザビーム等の指向性の良い光束を被測定物の
置かれている空間に測定方向に沿って掃引し、被測定物
によって遮られる光束を受光するように構成した寸法測
定装置が従来よりあった。
<Prior Art> (FIGS. 6 to 8) In order to measure the outer diameter, edge position, etc. of the object to be measured with high accuracy, a light beam with good directivity such as a laser beam is placed in the space where the object is placed. Conventionally, there has been a dimension measuring device configured to sweep along a measuring direction and receive a light beam blocked by an object to be measured.

第6図は、この種の装置の基本構成を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing the basic configuration of an apparatus of this type.

図において、1はレーザビーム等を出力する光源、2
は光源1からの光束を被測定物A方向に所定角度φの範
囲で周期的に偏向させる偏向器である。
In the figure, 1 is a light source that outputs a laser beam or the like, 2
Is a deflector for periodically deflecting the light beam from the light source 1 in the direction of the object A to be measured within a range of a predetermined angle φ.

この偏向器2のミラーはレンズ4の前焦点に位置して
おり、偏向器2で反射してレンズ4を経た光束はそのレ
ンズ4の光軸に平行で測定方向Yに沿って周期的に掃引
されることになる。
The mirror of this deflector 2 is located at the front focal point of the lens 4, and the light flux reflected by the deflector 2 and passing through the lens 4 is swept parallel to the optical axis of the lens 4 and periodically along the measuring direction Y. Will be done.

ここで偏向器2が音又偏向器や振動ミラー等の場合に
は、Y方向に掃引する光束の位置変化は第7図(a)に
示すように時間に対してほぼ正弦関数的に変化する。
Here, when the deflector 2 is a sound or deflector or a vibrating mirror, the position change of the light beam swept in the Y direction changes substantially sinusoidally with respect to time as shown in FIG. 7 (a). .

このため、被測定物Aに遮られてレンズ5を介して受
光器6で受光された掃引光束に対応する受光信号は、例
えば第7図(b)のように被測定物Aに遮られた部分で
は“L"レベル、遮られていない部分では“H"レベルとな
る。
Therefore, the light reception signal corresponding to the swept light flux that is blocked by the object to be measured A and received by the light receiver 6 through the lens 5 is blocked by the object to be measured A as shown in FIG. 7B, for example. "L" level in the part and "H" level in the unobstructed part.

したがって、受光信号の例えば立上り時の入力電圧同
士の減算を行なう演算器7に、第7図(c)に示すよう
に光束の位置変化と同一位相の正弦波信号を参照信号発
生器8から入力しておけば、被測定物のY方向の外径Ad
に対応する減算電圧V1−V2が得られる。
Therefore, as shown in FIG. 7C, a sine wave signal having the same phase as the position change of the light beam is input from the reference signal generator 8 to the arithmetic unit 7 which subtracts the input voltages of the received light signals at the rising time. If this is done, the outer diameter Ad of the measured object in the Y direction
A subtraction voltage V 1 −V 2 corresponding to is obtained.

この測定に先だって基準寸法の物体に対する電圧を記
憶しておけば、前記測定結果減算電圧から被測定物Aの
外径Adが求まる。
If the voltage for the object of the standard size is stored prior to this measurement, the outer diameter Ad of the object A to be measured can be obtained from the measurement result subtraction voltage.

しかして、このような構成の装置では、特に光束の実
際の位置変化における位相と参照信号発生器9からの参
照信号の位相が一致していないと高精度な測定を行なう
ことができない。
Therefore, in the apparatus having such a configuration, particularly when the phase in the actual position change of the light flux and the phase of the reference signal from the reference signal generator 9 do not match, highly accurate measurement cannot be performed.

このため、第8図に要部を示すようにレンズ4の前に
設けたハーフミラー11で反射させた第2の掃引光束をレ
ンズ12、13で受光器14に導くように光学系を構成し、こ
の光束の掃引振幅の一部を遮る遮へい板15を設けてお
き、光束の位置変化の1周期毎に受光器14から出力され
る受光信号に同期して実際の光束の位置変化に一致した
位相の参照信号を出力するPLL構成の参照信号発生器16
を用いた寸法測定装置を本願出願人が提案している(特
公昭63−12523)。
Therefore, as shown in the main part of FIG. 8, the optical system is configured so that the second swept light flux reflected by the half mirror 11 provided in front of the lens 4 is guided to the light receiver 14 by the lenses 12 and 13. The shield plate 15 for blocking a part of the sweep amplitude of the light beam is provided, and the position change of the light beam coincides with the actual light beam position change in synchronization with the light receiving signal output from the light receiver 14 for each cycle of the position change of the light beam. PLL reference signal generator 16 that outputs a phase reference signal
The applicant of the present application has proposed a dimension measuring device using the above (Japanese Patent Publication No. 63-12523).

即ち、この参照信号発生器16は、受光信号とカウンタ
20からの出力との位相を位相比較器17で比較し、位相差
に応じた直流電圧を低域フィルタ18から電圧制御発振器
19に与え、その発振パルスをM進のカウンタ20に入力し
て、入力パルスM個毎にカウンタ20から1個出力される
パルスを位相比較器17に戻すようにPLL構成されてお
り、予め参照信号1周期分に相当するM個の電圧データ
を記憶している記憶回路21から、カウンタ20の計数中の
計数値出力(例えば1〜M)で電圧データを順番に読み
出して演算器7に与えるように形成されている。
That is, the reference signal generator 16 is configured to detect the received light signal and the counter.
The phase from the output from 20 is compared by the phase comparator 17, and the DC voltage corresponding to the phase difference is output from the low-pass filter 18 to the voltage controlled oscillator.
The PLL is configured so that the oscillation pulse is input to the M-ary counter 20 and one pulse output from the counter 20 for each M input pulses is returned to the phase comparator 17, and is referred to in advance. The voltage data is sequentially read by the count value output (for example, 1 to M) of the counter 20 during counting from the memory circuit 21 that stores M voltage data corresponding to one signal period, and is given to the arithmetic unit 7. Is formed.

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、第8図に示したような構成の参照信号
発生器16では、測定の分解能を上げようとすると、電圧
制御発振器19の発振周波数およびカウンタ20の分周比を
高くしなければならない。
<Problems to be Solved by the Invention> However, in the reference signal generator 16 configured as shown in FIG. 8, when the measurement resolution is increased, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 19 and the frequency division of the counter 20 are divided. The ratio must be high.

即ち、光束の掃引周期が約2ミリ秒とし、1周期当り
2個(往復)の測定値を掃引振幅に対し1/57000の分解
能で得ようとすれば、電圧制御発振器19の発振周波数は
約110MHz以上、カウンタ20の分周比は2.2×105以上とな
り、このように高速で分周比の大きい場合、良好な位相
追従性を得ることが難しい。
That is, if the sweep period of the light flux is about 2 milliseconds and two (reciprocal) measured values per period are obtained with a resolution of 1/57000 with respect to the sweep amplitude, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 19 is about At a frequency of 110 MHz or more, the frequency division ratio of the counter 20 is 2.2 × 10 5 or more. When the frequency division ratio is high and the frequency division ratio is large, it is difficult to obtain good phase followability.

これは、同一分解能で測定範囲(掃引振幅)を拡大す
る場合についても同様である。
This also applies to the case where the measurement range (sweep amplitude) is expanded with the same resolution.

本発明はこのような課題を解決した寸法測定装置を提
供することを目的としている。
An object of the present invention is to provide a dimension measuring device that solves such problems.

〈課題を解決するための手段〉 前記課題を解決するために、本発明の寸法測定装置
は、 所定方向に往復掃引する掃引光束を、被測定物を横切
る第1の掃引光と、基準物を横切る第2の掃引光に分け
てそれぞれを第1、第2の受光手段で受光し、前記第2
の受光手段から出力される第2の受光信号に基づいて前
記第1の掃引光の位置変化に同期して変化するデータ信
号を生成し、前記第1の受光手段からの第1の受光信号
の状態変化時のデータ信号から被測定物の寸法を測定す
る寸法測定装置において、 前記第2の受光信号の状態変化を検出してエッジパルス
を出力するエッジ検出手段と、 所定のクロックパルスの計数を、該クロックパルスが設
定値数入力される毎に繰返して行ない、計数中の計数値
を前記第1の掃引光の位置変化に同期して変化するデー
タ信号として出力する計数回路と、 前記エッジパルスを受ける毎に前記計数回路の計数値を
一時記憶する計数値記憶手段と、 前記計数値記憶手段に一時記憶される計数値を順次受け
て、前記掃引光の掃引周期とその掃引位相が所定位相に
なるタイミングとを求め、該タイミングに前記計数回路
の計数出力を初期化するとともに、求めた掃引周期に対
応する設定値を前記計数回路に設定して、前記計数回路
の計数繰返し周期を前記掃引光の位置変化に同期させる
引き込み手段と、 前記引き込み手段によって前記計数回路の計数繰返し周
期が前記掃引光の位置変化に同期した以後の前記計数値
記憶手段に一時記憶される計数値に基づいて、前記計数
回路の計数繰返し周期と前記掃引光の位置変化との位相
ずれを求め、該位相ずれに対応した補正データを前記計
数回路に設定して、前記計数回路の計数繰返し周期と前
記掃引光の位置変化との同期を維持させる補正手段とを
備えている。
<Means for Solving the Problems> In order to solve the above problems, the dimension measuring apparatus according to the present invention provides a sweeping light beam that sweeps back and forth in a predetermined direction with a first sweeping light that crosses an object to be measured and a reference object. It is divided into a second sweep light that traverses and is received by the first and second light receiving means, respectively.
Generating a data signal that changes in synchronism with the position change of the first sweep light based on the second light receiving signal output from the first light receiving means of the first light receiving means. A dimension measuring device for measuring the dimension of an object to be measured from a data signal when a state changes, edge detecting means for detecting a state change of the second light receiving signal and outputting an edge pulse, and counting a predetermined clock pulse. A counting circuit that repeatedly performs the clock pulse every time a set number of values are input, and outputs a count value during counting as a data signal that changes in synchronization with the position change of the first sweep light; Each time it receives a count value storage means for temporarily storing the count value of the counting circuit, sequentially receives the count value temporarily stored in the count value storage means, the sweep cycle of the sweep light and its sweep phase are a predetermined phase. To Is obtained, the count output of the counting circuit is initialized at the timing, and a setting value corresponding to the obtained sweep cycle is set in the counting circuit, and the count repetition cycle of the counting circuit is set to the sweep light. A retraction means for synchronizing with the position change of the counter circuit, based on the count value temporarily stored in the count value storage means after the counting repetition cycle of the counting circuit by the retraction means is synchronized with the position change of the sweep light, The phase shift between the counting repetition cycle of the counting circuit and the position change of the sweep light is obtained, and the correction data corresponding to the phase deviation is set in the counting circuit, and the counting repetition cycle of the counting circuit and the position of the sweep light are set. And a correction means for maintaining synchronization with the change.

〈作用〉 このように構成したため、本発明の寸法測定装置で
は、エッジ検出手段から第2の受光器の受光信号の状態
変化に対応するエッジパルスが出力される毎に、計数回
路の計数値が一時記憶され、その一時記憶された計数値
から掃引光の掃引周期とその掃引位相が所定位相になる
タイミングとが求められ、そのタイミングに計数回路の
計数出力が初期化されるとともに、求めらえた掃引周期
に対応する設定値が計数回路に設定され、計数回路の計
数繰返し周期が掃引光の位置変化に同期される。それ以
後の計数値記憶手段に一時記憶される計数値に基づい
て、計数回路の計数繰返し周期と掃引光の位置変化との
位相ずれが求められ、この位相ずれに対応した補正デー
タが計数回路に設定され、計数回路の計数繰返し周期と
掃引光の位置変化との同期が維持される。
<Operation> With this configuration, in the dimension measuring apparatus of the present invention, the count value of the counting circuit is changed every time the edge detecting unit outputs an edge pulse corresponding to the state change of the light receiving signal of the second light receiver. The sweep cycle of the sweep light and the timing at which the sweep phase reaches a predetermined phase are obtained from the temporarily stored count value, and the count output of the counting circuit is initialized at that timing and obtained. The set value corresponding to the sweep cycle is set in the counting circuit, and the counting repetition cycle of the counting circuit is synchronized with the position change of the sweep light. Based on the count value temporarily stored in the count value storage means thereafter, the phase shift between the counting repetition period of the counting circuit and the position change of the sweep light is obtained, and the correction data corresponding to this phase shift is stored in the counting circuit. It is set and the synchronization of the counting repetition period of the counting circuit and the position change of the sweep light is maintained.

〈本発明の実施例〉(第1〜4図) 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。<Embodiment of the present invention> (Figs. 1 to 4) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は一実施例の同期データ出力回路30の構成を示
すブロック図、第2図は、一実施例の全体構成を示す図
であり、前述した従来装置(第6、8図)と同一構成部
分には同一符号を付しその説明を省略する。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a synchronous data output circuit 30 of one embodiment, and FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of one embodiment, which is the same as the above-mentioned conventional device (FIGS. 6 and 8). The same reference numerals are given to the components and the description thereof will be omitted.

第2図において、ハーフミラー11とレンズ12の間に
は、基準寸法の基準物Rが第2の掃引光に横切られるよ
うに置かれている。
In FIG. 2, a reference object R having a reference size is placed between the half mirror 11 and the lens 12 so as to be crossed by the second sweep light.

第2の受光手段としての受光器14からの受光信号は、
同期データ出力回路30に入力されている。
The light reception signal from the light receiver 14 as the second light receiving means is
It is input to the synchronous data output circuit 30.

同期データ出力回路30は、この受光信号に基づいて、
掃引光と同期した同期データを出力するように第1図に
示すように構成されている。
The synchronous data output circuit 30 is based on this received light signal,
It is configured as shown in FIG. 1 so as to output synchronous data synchronized with the sweep light.

第1図において、31は受光器14からの受光信号を受け
てその状態変化時(立上りおよび立下がり時)にエッジ
パルスを出力するエッジ検出回路である。
In FIG. 1, reference numeral 31 is an edge detection circuit that receives a light reception signal from the light receiver 14 and outputs an edge pulse when its state changes (at the time of rising and falling).

32は所定のクロックパルスを4分周する分周器、33は
分周器32の分周パルスとクロックパルスとを切換えるス
イッチ回路である。
Reference numeral 32 is a frequency divider that divides a predetermined clock pulse by 4, and 33 is a switch circuit that switches between the frequency dividing pulse of the frequency divider 32 and the clock pulse.

34はスイッチ回路33からのパルスを計数する計数回路
であり、周期レジスタ35に設定された設定値とカウンタ
36の計数出力とを第1の比較器37で比較して、両者が一
致したとき、位相レジスタ38に設定されている設定値
を、ロードパルスによりカウンタ36の初期計数値として
プリセットするように構成されている。
34 is a counting circuit that counts the pulses from the switch circuit 33, and the set value set in the cycle register 35 and the counter.
The count output of 36 is compared with the first comparator 37, and when they match each other, the set value set in the phase register 38 is preset as an initial count value of the counter 36 by a load pulse. Has been done.

39は、エッジ検出回路31からの最初のエッジパルスを
受けてスイッチ33を分周パルス側に切換えるとともにカ
ウンタ36を1度“0"にリセットする初期化回路である。
An initialization circuit 39 receives the first edge pulse from the edge detection circuit 31, switches the switch 33 to the frequency division pulse side, and resets the counter 36 to "0" once.

40は、カウンタ36の計数出力をエッジパルスを受ける
毎に一時記憶するラッチ回路である。
A latch circuit 40 temporarily stores the count output of the counter 36 each time an edge pulse is received.

41は、この実施例の引き込み手段および補正手段を形
成する同期演算部であり、ラッチ回路40でラッチされた
計数値に基づいて、掃引光の半周期当りの周期データと
位相補正データとを算出し、それぞれを周期レジスタ35
および位相レジスタ38に設定する。
Reference numeral 41 is a synchronous operation unit forming the pull-in means and the correction means of this embodiment, and calculates the cycle data and the phase correction data per half cycle of the sweep light based on the count value latched by the latch circuit 40. And register each with the period register 35
And the phase register 38.

同期演算部41は、ラッチされた計数値から周期データ
を算出する周期演算手段42と、同じく計数値から位相補
正データを算出する位相演算手段43と、同じく計数値か
ら掃引光の掃引方向を検出する方向検知手段44と、エッ
ジパルスとロードパルスとによって同期はずれを検出す
る同期はずれ検出手段45とから構成されている。
The synchronization calculation unit 41 includes a cycle calculation unit 42 that calculates cycle data from the latched count value, a phase calculation unit 43 that also calculates phase correction data from the count value, and also detects a sweep direction of sweep light from the count value. Direction detecting means 44, and out-of-synchronization detecting means 45 for detecting out-of-synchronization by the edge pulse and the load pulse.

周期演算手段42は、カウンタ36がリセットされてから
分周パルスの計数を開始している間に連続してラッチさ
れた4つの計数値C1〜C4に基づいて得られた掃引光の半
周期分および1/4周期分に相当する同期データから、同
期開始時に相当する引込みデータを算出して、周期レジ
スタ35に設定する引込みモードと、同期開始時に初期化
回路39に対して同期モード信号を送ってスイッチ33をク
ロックパルス側に切換え(カウンタ36のリセットはされ
ない)、同期開始以後ラッチ回路40でラッチされた計数
値を所定数受ける毎に、掃引光の半周期分および1/4周
期分の周期データを順次算出して、周期レジスタ35に設
定する同期モードを有している。
The period calculating means 42 is equivalent to a half period of the sweep light obtained based on the four count values C1 to C4 which are continuously latched while the count pulse is started after the counter 36 is reset. And the sync data corresponding to 1/4 cycle, the pull-in data corresponding to the start of synchronization is calculated, and the pull-in mode to be set in the cycle register 35 and the sync mode signal is sent to the initialization circuit 39 at the start of synchronization. Switch 33 to the clock pulse side (the counter 36 is not reset), and every time a predetermined number of count values latched by the latch circuit 40 is received after the start of synchronization, a half cycle and a quarter cycle of the sweep light are received. It has a synchronization mode in which the cycle data is sequentially calculated and set in the cycle register 35.

また、位相演算手段43は、周囲演算手段42が引込みモ
ード中には位相レジスタ38に“0"を設定して、同期モー
ド中には、ラッチされた計数値から、掃引光の折返し点
とカウンタ36の計数の繰返し点との位相差を算出して、
この位相差に相当する位相補正データを位相レジスタ38
に設定する。
Further, the phase calculating means 43 sets “0” in the phase register 38 when the surrounding calculating means 42 is in the pull-in mode, and in the synchronous mode, the turning point of the sweep light and the counter from the latched count value. Calculate the phase difference from the repeating point of 36 counts,
The phase correction data corresponding to this phase difference is stored in the phase register 38.
Set to.

方向検知手段44は、エッジパルスの間隔あるいは計数
値の大小で掃引光の位相とほぼ同相に変化する方向デー
タを出力する。
The direction detecting means 44 outputs direction data that changes in phase substantially with the phase of the sweep light depending on the interval of the edge pulse or the magnitude of the count value.

同期はずれ検出手段45は、第1の比較器37からのロー
ドパルスを2回受ける間に4個を越えるかあるいは4個
未満のエッジパルスが入力されたとき、同期はずれ信号
を周期演算手段42に送出して引込みモードに移行させ
る。
The out-of-synchronization detecting means 45 outputs the out-of-synchronization signal to the period calculating means 42 when more than four edge pulses or less than four edge pulses are input while receiving the load pulse from the first comparator 37 twice. Send it out and shift to the pull-in mode.

46は、方向検知手段44からの方向データを記憶する方
向レジスタであり、この方向データは、フリップフロッ
プ47より第1の比較器37からのロードパルスと同期した
方向信号として出力される。
A direction register 46 stores the direction data from the direction detecting means 44, and the direction data is output from the flip-flop 47 as a direction signal synchronized with the load pulse from the first comparator 37.

48は、周期レジスタ35に半周期分の同期データととも
に順次記憶される1/4周期分の周期データとカウンタ36
の計数出力とが一致したとき一致パルスを出力する第2
の比較器である。
The counter 48 stores the cycle data for 1/4 cycle which is sequentially stored in the cycle register 35 together with the synchronization data for half cycle and the counter 36.
The second which outputs a coincidence pulse when the count output of
Is a comparator.

また、フリップフロップ49は第2の比較器40からの一
致パルスに同期して方向信号のレベルを記憶し、この記
憶レベルを位置信号として出力する。
Further, the flip-flop 49 stores the level of the direction signal in synchronization with the coincidence pulse from the second comparator 40, and outputs this stored level as a position signal.

以上のように構成された同期データ出力回路30からの
カウンタ36出力は、第2図に示すように第1の受光手段
である受光器6の受光信号の立上りを検出する立上り検
出器50からの検出パルスが入力する毎にラッチ回路51で
ラッチされ、そのラッチされた計数値は、受光器6で受
光される掃引光(第2の掃引光)の掃引方向に沿った位
置変化に対応する電圧データの例えば半周期分を予め記
憶している参照データ記憶器52に対する読出しデータと
して出力される。
The counter 36 output from the synchronous data output circuit 30 configured as described above is output from the rising edge detector 50 which detects the rising edge of the light reception signal of the light receiver 6 which is the first light receiving means as shown in FIG. Each time a detection pulse is input, it is latched by the latch circuit 51, and the latched count value is a voltage corresponding to the position change along the sweep direction of the sweep light (second sweep light) received by the light receiver 6. The data is output as read data to the reference data storage unit 52 in which, for example, a half cycle of data is stored in advance.

参照データ記憶器52から読出された参照データは測定
演算部60に入力され、掃引光が被測定物のエッジを通っ
た時の参照データと、その掃引光の走査方向および位置
に対応した方向信号および位置信号に基づいて、被測定
物の例えば外径等が演算される。
The reference data read from the reference data storage unit 52 is input to the measurement / calculation unit 60, the reference data when the sweep light passes through the edge of the DUT, and the direction signal corresponding to the scanning direction and position of the sweep light. And, for example, the outer diameter of the object to be measured is calculated based on the position signal.

〈前記実施例の動作〉 次に前記構成の寸法測定装置の動作について、同期デ
ータ出力回路30の動作を中心に説明する。
<Operation of the Embodiment> Next, the operation of the dimension measuring apparatus having the above configuration will be described focusing on the operation of the synchronous data output circuit 30.

レンズ12を介して出力され、受光器14で受光される第
2の掃引光が第3図(a)に示すように掃引され、基準
物Rによってその掃引幅の一部が遮光されていると、そ
の受光信号は第3図(b)のように基準物Rが掃引光に
当たる位置では“L"レベルに変化する。
If the second sweep light output through the lens 12 and received by the light receiver 14 is swept as shown in FIG. 3 (a), and part of the sweep width is blocked by the reference object R. The received light signal changes to "L" level at the position where the reference object R strikes the sweep light as shown in FIG. 3 (b).

したがって、エッジ検出回路31からは第3図(c)に
示すようなエッジパルスが順次出力されることになる。
Therefore, the edge pulse as shown in FIG. 3C is sequentially output from the edge detection circuit 31.

第1番目のエッジパルスe0が初期化回路39に入力され
ると、カウンタ36はリセットされ、第3図(d)のよう
にカウンタ36に対して分周パルスが入力される。
When the first edge pulse e0 is input to the initialization circuit 39, the counter 36 is reset and the divided pulse is input to the counter 36 as shown in FIG.

この時(t0)からカウンタの計数値は第3図(e)に
示すように増加してゆく。
At this time (t0), the count value of the counter increases as shown in FIG. 3 (e).

この計数中にラッチ回路40で連続してラッチされた4つ
の計数値C1〜C4を受けた周期演算手段42は、掃引光の半
周期分のクロックパルスに対する周期データD1を2・C4
から算出し、掃引光の折返し時点(同期開始時)の分周
パルスに対する引込みデータを次式 {(C3+C4)/2}+C4/2 =C4+C3/2=D0 で算出し、この引込み計数データD0を周期レジスタ35
にセットする。
During this counting, the cycle calculating means 42 receives the four count values C1 to C4 continuously latched by the latch circuit 40, and the cycle data D1 corresponding to the clock pulse for half the cycle of the sweep light is 2.C4.
The pull-in data for the divided pulse at the turn-back point of swept light (at the start of synchronization) is calculated by the following formula {(C3 + C4) / 2} + C4 / 2 = C4 + C3 / 2 = D0, and this pull-in count data D0 is calculated. Cycle register 35
Set to.

したがって、分周パルスを計数しているカウンタの計
数値がD0に一致したt1時に第1の比較器37からロードパ
ルスが出力され、位相レジスタ38に設定されている初期
値“0"がカウンタ36にプリセットされるとともに、スイ
ッチ33がクロックパルス側に切換えられる。
Therefore, at time t1 when the count value of the counter counting the divided pulses coincides with D0, the load pulse is output from the first comparator 37, and the initial value “0” set in the phase register 38 is changed to the counter 36. And the switch 33 is switched to the clock pulse side.

これによって、カウンタ36はスロックパルスの計数を
初期値“0"から開始するとになる。
As a result, the counter 36 starts counting the slock pulse from the initial value “0”.

なお、周期演算手段42で算出された最初の周期データ
D1は、このカウンタ36がクロックパルスの計数を開始し
た直後に周期レジスタ35にセットされる。
The first cycle data calculated by the cycle calculation means 42
D1 is set in the period register 35 immediately after the counter 36 starts counting clock pulses.

このため、カウンタ36はクロックパルスがD1個入力す
るまで計数を続ける。
Therefore, the counter 36 continues counting until D1 clock pulses are input.

一方、方向検知手段44は、最初にラッチされた4つの
計数値C1〜C4に基づき、(C4−C3)と(C2−C1)との大
小を比較し、第3図のように(C4−C3)の方が大きいと
きはt1時に“L"レベルで、それ以後2つのエッジパルス
が入力される毎に反転する方向データをフリップフロッ
プ47に出力する。
On the other hand, the direction detecting means 44 compares the magnitudes of (C4-C3) and (C2-C1) based on the four latched count values C1 to C4 at the beginning, and as shown in FIG. When C3) is larger, at t1, it is at the "L" level, and thereafter, the direction data that is inverted every time two edge pulses are input is output to the flip-flop 47.

このため、方向信号は第3図(f)のようにカウンタ
36の計数サイクルに同期して反転することになる。ま
た、フリップフロップ49からは方向信号とほぼ90度位相
の異なる位置信号が出力される(第3図(g))。
For this reason, the direction signal is displayed on the counter as shown in Fig. 3 (f).
It will be inverted in synchronization with 36 counting cycles. Further, the flip-flop 49 outputs a position signal having a phase difference of approximately 90 degrees from that of the direction signal (FIG. 3 (g)).

この同期モード中に、周期演算手段42は、カウンタ36
のクロックパルスに対する計数サイクルが例えば3サイ
クル目に入って、エッジパルスe10が入力された時点t3
で、1サイクル目のt2時にラッチされた計数値C6と3サ
イクル目の計数値C10との差を調べ、その差が0なら周
期データは変えず、その差が0でないときには、その差
分に相当する補正値Hで前の周期データD1を補正して新
たな周期データD2を周期レジスタ35にセットする。
During this synchronization mode, the cycle calculating means 42 operates the counter 36
Time t3 when the edge pulse e10 is input after the counting cycle for the clock pulse of
Then, check the difference between the count value C6 latched at the time t2 of the first cycle and the count value C10 of the third cycle. If the difference is 0, the cycle data is not changed. If the difference is not 0, it corresponds to the difference. The previous cycle data D1 is corrected with the correction value H to be set, and new cycle data D2 is set in the cycle register 35.

また、位相演算手段43は、同期モード中の計数の折返
し点をはさむ2つのラッチされた計数より、その時間差
を計算しており、掃引光と計数サイクルとの位相が第4
図のAに示すように時間にして(td−td′)/2だけずれ
ると、相当する位相補正データTdを位相レジスタ38に記
憶させ、対の計数サイクルのカウンタ36の計数初期値を
0からTdに変えることにより、Bのように折返し点の位
相追従を行なわせる。
Further, the phase calculating means 43 calculates the time difference from two latched counts sandwiching the turn-around point of the count in the synchronous mode, and the phase of the sweep light and the count cycle is the fourth.
When the time shifts by (td-td ') / 2 as shown in A of the figure, the corresponding phase correction data Td is stored in the phase register 38, and the initial count value of the counter 36 of the pair of counting cycles is changed from 0 to 0. By changing to Td, the phase following of the turning point is performed like B.

このようにして第2の掃引光に同期して変化するカウ
ンタ36の計数値は、立上り検出器50からのパルスでラッ
チされ、このラッチされた計数値に対応する参照データ
同士の演算によって例えばその幅が算出される。
In this way, the count value of the counter 36 that changes in synchronization with the second sweep light is latched by the pulse from the rising detector 50, and the reference data corresponding to the latched count value is calculated, for example, by The width is calculated.

なお、この同期モード中のカウンタ36の2回の計数サ
イクル中に4つのエッジパルスを受けなかった場合は、
同期はずれ検出手段45からの信号によって引込みモード
の動作(第3図のt0〜t1時の動作)にはいる。
If four edge pulses are not received during the two counting cycles of the counter 36 in the synchronous mode,
The signal from the out-of-synchronization detection means 45 enters the pull-in mode operation (operation at t0 to t1 in FIG. 3).

〈本発明の他の実施例〉 なお、前記実施例では、引込み動作中にクロックパル
スを1/4分周した分周パルスをカウンタ36へ入力して、
掃引光の周期と位相とを算出するための所定個数の計数
データを受けるようにしていたが、カウンタ36の桁数
(ビット数)が十分に大きいときはクロックパルスのま
まで引込み動作を行なうようにしてもよいし、分周パル
スを使用する場合、1/4分周に限定されず任意の分周比
を用いることができる。
<Other Embodiments of the Present Invention> In the above embodiment, the divided pulse obtained by dividing the clock pulse by 1/4 during the pull-in operation is input to the counter 36,
Although a predetermined number of count data for calculating the period and phase of the sweep light was received, when the number of digits (bit number) of the counter 36 is sufficiently large, the pulling operation is performed with the clock pulse as it is. However, when the frequency division pulse is used, the frequency division pulse is not limited to 1/4 frequency division and any frequency division ratio can be used.

また、前記実施例では、計数回路34の計数サイクルが
掃引光の半周期分に相当していたが、これは本発明を限
定するものでなく、参照データの記憶状態に対応させて
1/4周期分や1周期分に相当する計数サイクルであって
もよい。また、前記実施例のように、掃引光の折返し毎
に計数回路34をセットしないで、第5図に示すように折
返し毎に計数回路34の計数方向を反転させるようにして
もよい。
Further, in the above-described embodiment, the counting cycle of the counting circuit 34 corresponds to a half cycle of the sweep light, but this does not limit the present invention, and corresponds to the storage state of the reference data.
It may be a counting cycle corresponding to 1/4 cycle or 1 cycle. Further, unlike the above-described embodiment, the counting circuit 34 may not be set for each turn of the sweep light, but the counting direction of the counter circuit 34 may be inverted for each turn as shown in FIG.

また、前記実施例では、計数回路34に対して周期デー
タと位相データの2を変えながら、同期データを得るよ
うにしていたが、いずれか一方を固定して他方側の設定
のみで周期と位相の補正を行なうようにしてもよい。こ
の場合、第1の比較器37を省いたり、プリセット機能の
ないカウンタを用いたりすることもできる。
Further, in the above-described embodiment, the synchronous data is obtained by changing the period data and the phase data 2 for the counting circuit 34, but either one is fixed and the period and the phase are set only by setting the other side. May be corrected. In this case, the first comparator 37 can be omitted or a counter without a preset function can be used.

〈本発明の効果〉 本発明の寸法測定装置は、前記説明のように、基準物
を横切る第2の掃引光の受光信号のエッジパルスに同期
して記憶させた計数回路の計数値に基づいて、掃引光の
周期および位相を算出し、算出された新たな設定データ
を計数回路に順次設定するようにして、掃引光の位置変
化に同期して変化するデータ信号を得るようにしている
ため、多段の分周器を用いてPLLを構成することなく高
速化が容易に行なえ、測定の分解能を格段に上げること
ができる。
<Effects of the Present Invention> As described above, the dimension measuring apparatus of the present invention is based on the count value of the counting circuit stored in synchronization with the edge pulse of the light receiving signal of the second sweep light that crosses the reference object. , The period and phase of the sweep light are calculated, and the calculated new setting data is sequentially set in the counting circuit to obtain the data signal that changes in synchronization with the position change of the sweep light. The speed can be easily increased without constructing a PLL using a multistage frequency divider, and the resolution of measurement can be significantly increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例の要部の構成を示すブロック
図、第2図は一実施例の全体構成を示す図、第3図は一
実施例の動作を説明するためのタイミング図である。 第4図は、要部動作を説明するための図、第5図は本発
明の他の実施例の要部動作を示す図である。 第6図は、従来装置の基本構成を示す図、第7図(a)
から(c)は従来装置の測定原理を示す図、第8図は、
従来装置の要部構成を示す図である。 30……同期データ出力回路、31……エッジ検出回路、34
……計数回路、40……ラッチ回路、41……同期演算部。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of one embodiment, and FIG. 3 is a timing chart for explaining an operation of one embodiment. Is. FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the main part, and FIG. 5 is a diagram showing the operation of the main part of another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing the basic structure of a conventional device, and FIG. 7 (a).
To (c) are diagrams showing the measurement principle of the conventional device, and FIG. 8 is
It is a figure which shows the principal part structure of the conventional apparatus. 30 …… Synchronous data output circuit, 31 …… Edge detection circuit, 34
...... Counter circuit, 40 …… Latch circuit, 41 …… Synchronous operation unit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定方向に往復掃引する掃引光束を、被測
定物を横切る第1の掃引光と、基準物を横切る第2の掃
引光に分けてそれぞれを第1、第2の受光手段で受光
し、前記第2の受光手段から出力される第2の受光信号
に基づいて前記第1の掃引光の位置変化に同期して変化
するデータ信号を生成し、前記第1の受光手段からの第
1の受光信号の状態変化時のデータ信号から被測定物の
寸法を測定する寸法測定装置において、 前記第2の受光信号の状態変化を検出してエッジパルス
を出力するエッジ検出手段と、 所定のクロックパルスの計数を、該クロックパルスが設
定値数入力される毎に繰返して行ない、計数中の計数値
を前記第1の掃引光の位置変化に同期して変化するデー
タ信号として出力する計数回路と、 前記エッジパルスを受ける毎に前記計数回路の計数値を
一時記憶する計数値記憶手段と、 前記計数値記憶手段に一時記憶される計数値を順次受け
て、前記掃引光の掃引周期とその掃引位相が所定位相に
なるタイミングとを求め、該タイミングに前記計数回路
の計数出力を初期化するとともに、求めた掃引周期に対
応する設定値を前記計数回路に設定して、前記計数回路
の計数繰返し周期を前記掃引光の位置変化に同期させる
引き込み手段と、 前記引き込み手段によって前記計数回路の計数繰返し周
期が前記掃引光の位置変化に同期した以後の前記計数値
記憶手段に一時記憶される計数値に基づいて、前記計数
回路の計数繰返し周期と前記掃引光の位置変化との位相
ずれを求め、該位相ずれに対応した補正データを前記計
数回路に設定して、前記計数回路の計数繰返し周期と前
記掃引光の位置変化との同期を維持させる補正手段とを
備えたことを特徴とする寸法測定装置。
1. A swept light beam that sweeps back and forth in a predetermined direction is divided into a first swept light beam that traverses an object to be measured and a second swept light beam that traverses a reference object, and these are respectively separated by first and second light receiving means. A data signal that receives light and changes in synchronization with the position change of the first sweep light is generated based on the second light receiving signal output from the second light receiving means, and the data signal from the first light receiving means is generated. A dimension measuring device for measuring a dimension of an object to be measured from a data signal when a state of a first light receiving signal changes, edge detecting means for detecting a state change of the second light receiving signal, and outputting an edge pulse; The clock pulse counting is repeated every time a set number of clock pulses are input, and the count value being counted is output as a data signal that changes in synchronization with the position change of the first sweep light. Circuit and the edge pulse Count value storage means for temporarily storing the count value of the counting circuit each time, and sequentially receives the count value temporarily stored in the count value storage means, the sweep cycle of the sweep light and its sweep phase become a predetermined phase. Is obtained, the count output of the counting circuit is initialized at the timing, and a setting value corresponding to the obtained sweep cycle is set in the counting circuit to set the counting repetition cycle of the counting circuit to the sweep light. A retraction means for synchronizing with the position change of the counter circuit, based on the count value temporarily stored in the count value storage means after the counting repetition cycle of the counting circuit by the retraction means is synchronized with the position change of the sweep light, A phase shift between the counting repetition period of the counting circuit and the position change of the sweep light is obtained, correction data corresponding to the phase shift is set in the counting circuit, and the counting repetition of the counting circuit is performed. A dimension measuring apparatus comprising: a correction unit that maintains synchronization between a scanning cycle and a position change of the sweep light.
JP1020568A 1989-01-30 1989-01-30 Dimension measuring device Expired - Lifetime JPH0820218B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1020568A JPH0820218B2 (en) 1989-01-30 1989-01-30 Dimension measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1020568A JPH0820218B2 (en) 1989-01-30 1989-01-30 Dimension measuring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02201106A JPH02201106A (en) 1990-08-09
JPH0820218B2 true JPH0820218B2 (en) 1996-03-04

Family

ID=12030788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1020568A Expired - Lifetime JPH0820218B2 (en) 1989-01-30 1989-01-30 Dimension measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0820218B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0820219B2 (en) * 1989-02-22 1996-03-04 アンリツ株式会社 Dimension measuring device
JP2011080854A (en) * 2009-10-07 2011-04-21 Konica Minolta Holdings Inc Fourier transform spectroscope

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62168410U (en) * 1986-03-26 1987-10-26
JPS6312523A (en) * 1986-07-01 1988-01-19 Shinko Electric Co Ltd Pneumatic transport device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02201106A (en) 1990-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2916780B2 (en) High resolution measuring device for time difference
JP2896782B2 (en) Pulse type lightwave distance meter
JP2909742B2 (en) Delay time measuring device
JP4878127B2 (en) Time difference measuring device, distance measuring device, and distance measuring method
US4635000A (en) Temporal pixel clock synchronization system
US4694156A (en) Pixel placement sensing arrangement using split detecting elements
CN102803989B (en) Evaluation device, measuring device and path length measuring method and measuring system as well as method for coordinate measuring device and coordinate measuring device
JP3614818B2 (en) Optical time domain reflectometer
CA2356403C (en) Waveform measuring apparatus
US4663523A (en) Spatial pixel clock synchronization system
EP1808671B1 (en) Time difference measuring device, measuring method, distance measuring device, and distance measuring method
JPWO2001020288A1 (en) Optical Time Domain Reflectometer
EP1184669B1 (en) Waveform measuring method and apparatus
US4912519A (en) Laser speckle velocity-measuring apparatus
JPH0820218B2 (en) Dimension measuring device
JPH05232232A (en) Phase measuring device and distance measuring device
JPH05346305A (en) Method and device for measuring position of moving object and the time of the position measurement
SU977956A2 (en) Device for measuring distances
JP3141119B2 (en) Pulse signal detector and light wave distance meter
JPH05323029A (en) Distance measuring method by light wave range finder
JPH0820219B2 (en) Dimension measuring device
JP3236941B2 (en) Distance measurement method for lightwave distance meter
RU2133451C1 (en) Apparatus for automatically controlled measurement of angular parameters
RU2062981C1 (en) Range finder - techeometer
JPS61223662A (en) Frequency measuring system