JPS59200907A - 光学式外寸測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、受光素子に照射する光束中に被測定物を配
置させ、被測定物の光束遮蔽量によって被測定物の寸法
を測定する光学式外寸測定方法に関する。

光学式外寸測定方法には、通常、平行光束を受光する受
光部の受光素子として電荷結合素子（以下、ＣＯＤとい
う。）が用いられ、このＣＯＤの感光領域が被測定物測
定範囲となる。したがって、従来、この感光領域を越え
る被測定物の外寸を測定する場合には、第１図に示すよ
うに直線状の感光領域１ａ、２ａを延長する方向に同一
のＣＣＤ１，２を直線的に配置して測定していた。とこ
ろが第２図に示すようにＣＣＤ１．２のそれぞれの感光
領域１ａ、　　２ａの長さρ１は、ＣＣＤのパッケージ
の全長ｐ２よりも短いため、ＣＣＤＩ。

２の互いの端面を接触させて接合させても平行光束φを
感知できない不感領域１ｂ、２ｂが存在する。第１図に
示すように大径の被測定物３が不感領域１ｂ、２ｂを覆
うように配置されたときは、平行光束φを不感領域１ｂ
、２ｂで感知する゛必要が生じないため大径の被測定物
３の外径は演算処理によって測定可能であるが、第３図
の一点鎖線で示すような小径の被測定物３ａが不感領域
１ｂ、２ｂ中に配置されたときは測定不能となる。

このときは一点鎖線で示す被測定物３ａをＣＣＤ１．２
のいずれか一方の感光領域に移動してやらなければなら
ず、第３図ではＣＧＤＩの感光領域ｌａの範囲内である
位置に実線で示す被測定物３ａのように移動して配置し
、ＣＣＤ　１のみの測定５．　方式にレンジを切換えて
測定していた。

しかしながら以上のように複数のＣＯＤの互いの端面を
単に接合させて感光領域を延長させた従来の測定方法で
は、不感領域が存在するため、被測定物（ケーブル、ポ
ース等）が振動を伴って押し出されてくる状態から被測
定物を配置する場合には被測定物の測定端縁が不感領域
に位置するおそれがあったり、小径の被測定物は両方の
ＣＣＤを使用する測定レンジで測定できない不都合があ
った。

この発明は上記の欠点に鑑みなされたもので、被測定物
の測定長さ方向に連続した感光領域を構成して、その範
囲内であれば小径の被測定物から大径の被測定物まで配
置位置を移動することなく直接測定できるようにした光
学式外寸測定方法の提供を目的とする。

この発明は要約すれば、複数の電荷結合素子をそれぞれ
の直線状感光領域が被測定物の測定長さ方向に連続する
ようにずらせた位置に配置し、平行光束を複数方向から
照射して被測定物の測定点で交差させたことを特徴とす
る。

以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。

第４図はこの発明の光学式外寸測定方法を実施する測定
装置の模式図、第５図はその上面図、第６図はその側面
図を示す。

受光部４は、一平面上の二個所に直線状の感光領域を有
する同一のＣＣＤＩ、２を、互いに平行配置となるよう
にずらせた位置で底面を固着して構成されている。

第６図の側面図から明らかなように、被測定物３の測定
長さ方向には、ＣＣＤ’ｌの不感領域１ｂはＣＣＤの感
光領域２ａの一部に、ＣＣＤ２の不感領域２ｂはＣＣＤ
、　１の感光領域１ａの一部によっ°ζカバーできるよ
うに配置されている。すなわち、直線状の二つの感光領
域１ａ、２ａが被測定物３の測定長さ方向に連続するよ
うに、ＣＣＤＩ。

２は配置されている。したがって、ＣｏＤｌ個のときと
比べて略２倍に延長された感光領域は、被測定物３を任
意に配置できる許容範囲であり、測定できる被測定物３
の最大径である。

この実施例では二つの光路系を有しており、ＣＣＤＩ、
’２のそれぞれの感光領域１ａ、２ａに向けて照射され
る平行光束φ１．φ２は、第５図。

第６図の上面図および側面図で示すように、被測定物３
の測定長さの投影方向から見た場合互いに平行となり、
且つ、被測定物３の測定点でθの角度（０°〈θ〈１８
０°）を有して交差するように設定されている。

以上のようにして構成された装置において、第４図で示
すような円柱形状の被測定物３が配置された場合、第５
図に示すように平行光束φｌ、φ２の測定長さ方向の感
光領域の長さをρ３とすれ−ば、ＣＣＤＩ、２に計測さ
れる受光長さはＵ４゜交５となり、結局被測定物３の直
径りは、Ｌ＝９３−９４−、Ｑ５ として求められる。そして、被測定物３はＣｏＤｌ個の
単独の場合と比べて略２倍の大きさまで測定できるとと
もに、第１図で示した従来の測定方法と異なって不感領
域がカバーされているので、被測定物３は測定長さ方向
に連続する両感光領域１ａ、２ａの範囲内であればどこ
でも任意に配置して測定できる。また、従来の測定方法
では、不感領域１ｂ、２ｂが大径の被測定物３の測定長
さの一部として演算処理されるようにセットしであるの
で、第３図に示したように小径の被測定物３ａを測定す
るときは測定器のレンジを切換えてＣＣＤ１のみを応当
させて測定する必要があったが、この装置では小径の被
測定物３ａでも不感領域がないため同一レンジで直接測
定できる。しかも、この装置では測定点でθの角度を有
して交差゛する二基の平行光束φｌ、φ２を用いている
ため、被測定物が測定長さ方向に頭いてもその光束の交
差する部分の測定長さの変動は少ないため、測定誤差を
減少させることができる。

なお、以上の装置では受光部４に配置する２個のＣＣＤ
Ｉ、２を一平面上に配置したが、ＣＣＤ１．２の受光感
度を向上さセるため、第７図に示すように平行光束ψｌ
、φ２を垂直に受光する角度にｉ”Ａけても良い。また
、測定点で交差する平行光束を二方向から２個のＣＣＤ
に向けて照射したが、ＣＯＤを増設して第８図、第９図
に示すように３方向から測定点で交差する平行光束を照
射してやれば、被測定物の傾きや捩れに起因する測定誤
差をより一層減少させることができる。すなわち第８図
に示すように３個のＣ０ＤＩＯ〜１２を交互にずらせた
状態で平行配置し、まずＣＣＤ　１０．１１の受光長さ
を測定してその平均値を求め゛、次にその平均値とＣＣ
Ｄ１２の受光長さとから被測定物３の外寸を測定するよ
うにすれば、上記平均値がＣＣＤ１２に連続する仮想Ｃ
ＣＤ１３によって測定した受光長さに略等しくなるため
、被測定物３が傾いているときには２個のＣＣＤｌ０．
１２または１１．１２によって測定するよりも外寸測定
精度はさらに向上する。

以上のようにこの発明によれば、複数のＣＯＤをそれぞ
れの直線状の感光領域が被測定物の測定長さ方向に連続
するようずらせた位置に配置し、平行光束を複数方向か
ら照射して被測定物の測定点で交差させたので、連続し
た感光領域内であれば小径の被測定物から大径の被測定
物まで配置位置を移動することなく同一の測定レンジで
直接測定できるため、絶対値比較は一目瞭然となるとと
もに測定器本体の演算回路を大幅に簡略化できる利点を
有する。また平行光束を被測定物の測定点で交差させた
状態で測定するようにしたため、被測定物が傾いていて
もあるいは捩れていても測定誤差を小さくすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図はそれぞれ従来の光学式外寸測定方法を
説明する図、第２図はＣＣＤの上面図を示す。第４図は
この発明の測定方法を実施した装置の概略斜視図、第５
図はその上面図、第６図はその側面図を示す。第７図は
受光感度を向上するためのＣＣＤの配置例を示す図であ
る。また第８図、第９図は測定精度を向上するためのＣ
ＣＤの配置例を示し、第８図は正面配置図、第９図は上
面配置図である。 １．２−ＣＣＤ（電荷結合素子）、 ｌａ、２ａ−感光領域、ｌｂ、２ｂ−不感領域、３．３
ａ−被測定物、４〜受素子、 ψ、φｌ、ψ２−平行光束。 出願人　　リード電機株式会社 代理人　　弁理士　小森久夫 杭１図 ′３ 煩２１χ１ ゛−１２１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）直線状の感光領域を有する複数の電荷結合素子を
   併設した受光部の前方に被測定物を配置した状態で、そ
   の前方から被測定物に対して平行光束を照射して前記複
   数の電荷結合素子の受光長さから被測定物の寸法を測定
   する光学式外寸測定方法において、前記複数の電荷結合
   素子をそれぞれの直線状の感光領域が被測定物の測定長
   さ方向に連続するようにずらせた位置に配置し、前記平
   行光束を複数方向から照射して前記被測定物の測定点で
   交差させたことを特徴とする光学式外寸測定方法。
2. （２）前記複数の電荷結合素子を、複数方向から照射さ
   れる前記平行光束を垂直に受光する角度に領番ノた特許
   請求の範囲第１項記載の光学式外寸測定方法。