JPS608704A - ピツチ測定装置 - Google Patents
ピツチ測定装置Info
- Publication number
- JPS608704A JPS608704A JP11726983A JP11726983A JPS608704A JP S608704 A JPS608704 A JP S608704A JP 11726983 A JP11726983 A JP 11726983A JP 11726983 A JP11726983 A JP 11726983A JP S608704 A JPS608704 A JP S608704A
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- Japan
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- image
- light
- tape
- output
- measuring device
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/024—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of diode-array scanning
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/14—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野の説明)
本発明は直線状に配置されたマーク等のピンチを測定す
るピッチ測定装置に関する。
るピッチ測定装置に関する。
(従来技術の説FIJJ)
平面上に形成された連続マークやさん孔のビノヂを測定
する方法とし一ζ、テレヒジヮン技術を応用したものが
ある。
する方法とし一ζ、テレヒジヮン技術を応用したものが
ある。
前記方法では撮像管を受光器として用いヒーム走査等に
よりビソヂ等を測定するのであるが、測定の対象物が高
速で移動する場合にはあまり有効でない。
よりビソヂ等を測定するのであるが、測定の対象物が高
速で移動する場合にはあまり有効でない。
直fM 5 m m位の物体が基準ピッチ長2 (l
m mで配置され、速度V=5m/秒位で移動するとき
に、精度±1%(±0.2mm)位で測定したい場合に
ついて考える。
m mで配置され、速度V=5m/秒位で移動するとき
に、精度±1%(±0.2mm)位で測定したい場合に
ついて考える。
まず、走査周期を物体の移動による測定誤差を無視でき
る時間内に定める必要があるので走査周期を以下のよう
に定める必要がある。
る時間内に定める必要があるので走査周期を以下のよう
に定める必要がある。
走査周期≦精度/速度−0,2mm/ 5 (rn/秒
)=40μs・・・・■ この走査周期を実現するのは困Stであり、テレヒジョ
ン方式では前記測定は困ツtである。
)=40μs・・・・■ この走査周期を実現するのは困Stであり、テレヒジョ
ン方式では前記測定は困ツtである。
(本発明の詳細な説明)
本発明の目的は、光の入射点の位置に関する情報を出力
することができる半導体センサを用いることにより、移
動する物体上に存在するマーク等のピッチを測定するこ
とができるピッチ測定装置を提供することにある。
することができる半導体センサを用いることにより、移
動する物体上に存在するマーク等のピッチを測定するこ
とができるピッチ測定装置を提供することにある。
(構成の説明)
(実施例の説明)
以下図面等を参照して本発明による装置をさらに詳しく
説明する。
説明する。
この実施例に係るピッチ測定装置は、さん孔されたテー
プの孔間のピッチの測定をするものである。
プの孔間のピッチの測定をするものである。
第1図はこの実施例装置によるテープの孔間のピッチの
測定状態を示す略図である。
測定状態を示す略図である。
第2図は受光器の構成を示す略図である。
多数の孔がさん孔されたテープIは第1図において矢印
の示す方向に移動する。
の示す方向に移動する。
このテープ1の一方の面側に投光器2、他方の面側に受
光器3が光軸を一致さ・けられて配置されている。制御
回路4には後述する演算回路が含まれており、演算結果
は出力装置5に出力される。
光器3が光軸を一致さ・けられて配置されている。制御
回路4には後述する演算回路が含まれており、演算結果
は出力装置5に出力される。
制御回路4にはさらに装置全体の順序制御回路が含まれ
ており、起動信号により投光器2の駆動、テープの走行
開始制御等の順序制御を行う。
ており、起動信号により投光器2の駆動、テープの走行
開始制御等の順序制御を行う。
受光器3は、第2図に示すように対物レンズ31とハー
フミラ−32を含んでいる。
フミラ−32を含んでいる。
テープ1からの光は前記ハーフミラ−32で分割されハ
ーフミラ−32を透過した位置と反射した位置の2箇所
に結像させられる。
ーフミラ−32を透過した位置と反射した位置の2箇所
に結像させられる。
ハーフミラ−32を透過した光の結像面に先行する孔へ
の像を受けるように2端子のPsi)(光の入射点の位
置に関する情報を出力することができる半導体センサ、
ポジション・センシイティプ・ディテクタの略称)■、
ハーフミラ−32で反射した光の結像面に次の孔Bの像
を受ける位置に2端子のPSD2が配置されている。
の像を受けるように2端子のPsi)(光の入射点の位
置に関する情報を出力することができる半導体センサ、
ポジション・センシイティプ・ディテクタの略称)■、
ハーフミラ−32で反射した光の結像面に次の孔Bの像
を受ける位置に2端子のPSD2が配置されている。
なおこの実施例では前記PSD iおよびPSD2とし
て、浜松ボトニクス株式会社の(Si545を用いた現
在販売されている製品の型番なと)を使用している。
て、浜松ボトニクス株式会社の(Si545を用いた現
在販売されている製品の型番なと)を使用している。
第2図においてテープ1は上方向に送られるものとし、
toの時点で先行する孔Aは八。の位置にあり、孔Bば
BOの位置にあるとする。
toの時点で先行する孔Aは八。の位置にあり、孔Bば
BOの位置にあるとする。
またtlの時点で孔AはA1の位置にあり、孔BはB1
の位置にあるとする。
の位置にあるとする。
PSDIにはtoの時点で孔への像A。■が形成され、
t、の時点でA、Iが形成される。またPSD2にはt
oの時点で孔BのI象Bolが形成され、tlの時点で
B、Iが形成される。すなわらPSDIに形成される先
行する孔Aの像は矢印への示すように上から下に移動し
、PSD2に形成されるBo)像は矢印Bの示すように
右から左に移動する。
t、の時点でA、Iが形成される。またPSD2にはt
oの時点で孔BのI象Bolが形成され、tlの時点で
B、Iが形成される。すなわらPSDIに形成される先
行する孔Aの像は矢印への示すように上から下に移動し
、PSD2に形成されるBo)像は矢印Bの示すように
右から左に移動する。
次に第3図を参照してPSDIとPSD2の関係を説明
する。
する。
第3図は各PSDの孔の像の移動方向を揃えてりJ比し
たものである。
たものである。
各PSDの外形寸法はW(幅)’ x 1. (長さ)
、受光面長はPI!、である。
、受光面長はPI!、である。
「をPSD結像面上での測定物の対称軸からの区さとす
る。
る。
前述したレンズ31により結像される像の倍率をM(通
常M〈1)とすると前記テープ1の孔の半1¥はr/M
である。
常M〈1)とすると前記テープ1の孔の半1¥はr/M
である。
なお前記孔はテープ1の移動方向に垂直な線に対して対
象な形状、例えば対向する二辺がテープ1の走行方向に
平行な矩形等、であれば円と同様な処理が可能である。
象な形状、例えば対向する二辺がテープ1の走行方向に
平行な矩形等、であれば円と同様な処理が可能である。
この配置におりる最小測定ピッチLMINは測定物の孔
の像がAIとBlに現れるような場合で、247Mに相
当する。
の像がAIとBlに現れるような場合で、247Mに相
当する。
最大測定ピッチI1MAXば、測定物の孔の像がAIと
BMAXIに現れるような場合で ffMAX = (2Pj!−2r) /M−2(Pβ
−r)/M となる。
BMAXIに現れるような場合で ffMAX = (2Pj!−2r) /M−2(Pβ
−r)/M となる。
なお、測定ピッチ長=Pβの時には、M>1として拡大
結像させることにより測定が可能となる。
結像させることにより測定が可能となる。
前述のように各P S D上の像の移動方向をX方向と
し、各I) S Dの中心を原点とする。
し、各I) S Dの中心を原点とする。
今テープ1の孔の連続する孔の関係を孔入と孔Bの間隔
がある標準ピンチであるときには、孔への像AIがPS
DIの原点にあれば孔Bの像BlばPSD2の原点にあ
るとする。
がある標準ピンチであるときには、孔への像AIがPS
DIの原点にあれば孔Bの像BlばPSD2の原点にあ
るとする。
第4図に各P S DとX軸および原点の関係を示しで
ある。
ある。
PSDIの原点の左側にある端子■をPSDIの第1の
端子、右側にある端子■を第2の端子とする。同様にP
SD2の原点の左側にある&lil子■をPSD2の第
1の端子、右側にある端子■を第2の端子とする。
端子、右側にある端子■を第2の端子とする。同様にP
SD2の原点の左側にある&lil子■をPSD2の第
1の端子、右側にある端子■を第2の端子とする。
テープ1の孔Aおよび孔Bの像Δ1.Blが第4図のx
l、およびx2にあるときのP S I) ]の第1の
端子および第2の端子に流れる電流を11゜I2とし、
PSD2の第1の端子および第2の端子に流れる電流を
1.’、12’とする。
l、およびx2にあるときのP S I) ]の第1の
端子および第2の端子に流れる電流を11゜I2とし、
PSD2の第1の端子および第2の端子に流れる電流を
1.’、12’とする。
第5図に前記各P S I)の出力を7.1 Wしてピ
ンチに関するデータを出力する回路、第6図は前記回路
の動作を説明するための波形図である。
ンチに関するデータを出力する回路、第6図は前記回路
の動作を説明するための波形図である。
PSDIの第1の出力端子は減算器51および加算器5
2の一方の入力端子に接続されている。PSDIの第2
の出力端子は前記′/1j、算器51および加算器52
の他の入力端子に接続されている。
2の一方の入力端子に接続されている。PSDIの第2
の出力端子は前記′/1j、算器51および加算器52
の他の入力端子に接続されている。
1) S D 2の第1の出力端子ば減算器53および
加算器54の一方の入力端子に接続されている。PSD
Iの第2の出力端子は前記減算器53および加算器54
の他の入力端子に接続されている。
加算器54の一方の入力端子に接続されている。PSD
Iの第2の出力端子は前記減算器53および加算器54
の他の入力端子に接続されている。
減算器51はI、−12、減算器53は■、L、、−■
2′を演算して出力する。
2′を演算して出力する。
加算器52は11+I2、加算器54はi、l→−■2
′を演算して出力する。
′を演算して出力する。
減算器51の出力および加算器52の出力は割算器55
に接続されており、この割算器55により(1+ I
2 ) / (I + + I 2 )の演算が旬われ
れる。減算器53の出力および加算器54の出力は割算
器56に接続されており、この割算器56により(II
’ 12 ’)/ (11’+I2 ’)の演算が行
われれる。
に接続されており、この割算器55により(1+ I
2 ) / (I + + I 2 )の演算が旬われ
れる。減算器53の出力および加算器54の出力は割算
器56に接続されており、この割算器56により(II
’ 12 ’)/ (11’+I2 ’)の演算が行
われれる。
割算器55の出力電圧をVD、、割算器56の出力電圧
をVD2とするとVD1およびVD2は次の式で惇えら
れる。
をVD2とするとVD1およびVD2は次の式で惇えら
れる。
VD、−
k・ (II I2 )/ (+1 112 )VD2
= l(・ (1,−12’)/ (I、+ 1.’)ただ
しkは定数である。
= l(・ (1,−12’)/ (I、+ 1.’)ただ
しkは定数である。
割算器55の出力電圧VD、、割算器5Gの出力電圧V
D、ば減算器57に接続され、この減算器57によりV
D、−VD2の/1iiW、が行われる。
D、ば減算器57に接続され、この減算器57によりV
D、−VD2の/1iiW、が行われる。
このVD、−VD2と前記各P S I)上の光点の庫
裏XI、X2の間に次の関係が成立する。
裏XI、X2の間に次の関係が成立する。
G (VD7 VDl)= (X2 XI )/Mただ
しGは定数である。
しGは定数である。
1/ (G−M)=にとすると
(■n 2−Vl)、)=K (x2−x、)となり、
減算器57から(x2−xI)に比例する電圧がとりだ
されていることが理解できる。
減算器57から(x2−xI)に比例する電圧がとりだ
されていることが理解できる。
減算器57の出力は加算器58の入力端子に接続され、
この加算器58の他の入力端子に接続されている定電圧
VBが加算され以下に示す電圧V。
この加算器58の他の入力端子に接続されている定電圧
VBが加算され以下に示す電圧V。
が出力される。
Vo=K (x2 XI ) +VB ・・・(11サ
ンプリング信号発生器59の入力端子はPSDlの第1
の出力端子に接続されており、電流■1に同期したサン
プリングパルスφXを発生ずる。
ンプリング信号発生器59の入力端子はPSDlの第1
の出力端子に接続されており、電流■1に同期したサン
プリングパルスφXを発生ずる。
テープ1の孔に原因する光束がPSD Iの測定領域に
入っても電流11は急には立ち上がらない。
入っても電流11は急には立ち上がらない。
VD、、VD2も第6図に示されているように、xI+
X2に対して非直線領域が現れる。測定は直線領域にお
いて行われる必要がある。したがってサンプリングパル
スφXは、電流11の立ち上がり終了時点以降に発生さ
せられるように構成されている。
X2に対して非直線領域が現れる。測定は直線領域にお
いて行われる必要がある。したがってサンプリングパル
スφXは、電流11の立ち上がり終了時点以降に発生さ
せられるように構成されている。
サンプルボールド回路60は前記サンプリングパルスφ
Xに基づいて加算器58の出力をサンプルホールドする
。
Xに基づいて加算器58の出力をサンプルホールドする
。
次に前記回路の動作例を説明する。
今、前記テープlの孔のピンチの最小値をIlMINと
すれば、ピッチeは以下の式で与えられる。
すれば、ピッチeは以下の式で与えられる。
β−β旧N + (X2 XI ) /M・・121し
たがって、前記(1)式のVBを7!MINに対応する
電圧に設定し、前記(1)式の定数Kを1/Mにするこ
とにより、加算器58の出力■0ばピッチeに対応する
電圧となる。
たがって、前記(1)式のVBを7!MINに対応する
電圧に設定し、前記(1)式の定数Kを1/Mにするこ
とにより、加算器58の出力■0ばピッチeに対応する
電圧となる。
なおこの実施例ではX 2 X Hは必ず零または正で
ある。x2−Xl =oはβ−/ Millであること
を意味する。
ある。x2−Xl =oはβ−/ Millであること
を意味する。
このことはまず■1が発生した時点には]、′がずでに
発生していることを意味するものであるから前記サンプ
リングパルスは11のピーク発生以後にして良いことが
理解できる。
発生していることを意味するものであるから前記サンプ
リングパルスは11のピーク発生以後にして良いことが
理解できる。
PSDIの第1の端子側にテープ1のTLAに原因する
光束が現れると第6図に示すように電流11は急激に増
加し、光束がX方向に移動するにしたがって電流■1ば
次第に減少する。
光束が現れると第6図に示すように電流11は急激に増
加し、光束がX方向に移動するにしたがって電流■1ば
次第に減少する。
サンプリング信号発生器59はP S I) 1の信号
の立上がり完了以降に第6図に示すサンプリングパルス
φKを発生する。
の立上がり完了以降に第6図に示すサンプリングパルス
φKを発生する。
このサンプリングパルスφXにより加算器58の出力V
oがサンプルボールド回路6oによりサンプルホールド
される。
oがサンプルボールド回路6oによりサンプルホールド
される。
この電圧Voは次のサンプリングパルスφXが現れるま
で保持される。
で保持される。
次のサンプリングパルスφXの発生を第2図を参照して
説明する。テープ1の孔Bが第2図のAOの示す位置に
達すると、PSD IのAo Iの示す位置、つまりP
SDIの第1の電極の近くに現れる。この近辺で次のサ
ンプリングパルスφXが発生する。このときテープ1の
孔Cがr’sD2に現れており、次のBとC間のピンチ
の測定結果のサンプルホールドが行われる。
説明する。テープ1の孔Bが第2図のAOの示す位置に
達すると、PSD IのAo Iの示す位置、つまりP
SDIの第1の電極の近くに現れる。この近辺で次のサ
ンプリングパルスφXが発生する。このときテープ1の
孔Cがr’sD2に現れており、次のBとC間のピンチ
の測定結果のサンプルホールドが行われる。
このサンプルホールド結果は図示しないΔD変換器によ
りディジタル変換され記憶装置に記憶される。
りディジタル変換され記憶装置に記憶される。
以上詳しく説明した実施例についてこの発明の範囲内で
種々の変形が可能である。
種々の変形が可能である。
前記孔はテープの移動方向に垂直な線に対して対象な形
状であるときはn1述した実施例と全く同し処理で測定
できるが、孔の形状が一定であれば、前記条件は必ずし
も不要である。この場合PSDの出力に基づく演算処理
の結果をその図形の重心の位置であると言うことを配慮
するごとによりピッチの測定が可能となる。
状であるときはn1述した実施例と全く同し処理で測定
できるが、孔の形状が一定であれば、前記条件は必ずし
も不要である。この場合PSDの出力に基づく演算処理
の結果をその図形の重心の位置であると言うことを配慮
するごとによりピッチの測定が可能となる。
(効果の説明)
本発明によるピッチ測定装置は以上のように構成されて
いるので、PSDの応答遅れを無視できる範囲内ではテ
ープ等の移動速度に全く依存しない測定が可能である。
いるので、PSDの応答遅れを無視できる範囲内ではテ
ープ等の移動速度に全く依存しない測定が可能である。
PSDの表面での光束の移動速度が10m/secのと
きに、±1%の精度で測定することができた。
きに、±1%の精度で測定することができた。
またハーフミラ−等の光分割器を用いることにより検出
部を小形にまとめることができる。
部を小形にまとめることができる。
第1図はこの実施例装置によるテープの孔間のピンチの
測定状態を示す略図である。 第2図は受光器の構成を示す略図である。 第3図は第2図に示したPSDIとPSD’2を光束の
移動方向に整列させて示した説明図である。 第4図はPSDIとP S ]) 2と座標の関係を示
す説明図である。 第5図はPSDIとP S l) 2の出力を/111
算してピンチを演算する回路の実施例を示す回路図であ
る。 第6図は前記回路の動作を説明するための波形図である
。 1・・・テープ 2・・・投光器 3・・・受光器 31・・・対物レンズ 32・・・ハーフミラ− PS・DI、PSD2・・・光の入射点の位置に関する
情報を出力することができる半導体センサ4・・・制御
回路 51.53・・・減算器 52.54・・・加算器 55.56・・・割算器 57・・・減算器 58・・・加算器 59・・・ザンプリング信号発生器 60・・・ザンブルボールド回路 特許出願人 浜松ボトニクス株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 壽 (山
測定状態を示す略図である。 第2図は受光器の構成を示す略図である。 第3図は第2図に示したPSDIとPSD’2を光束の
移動方向に整列させて示した説明図である。 第4図はPSDIとP S ]) 2と座標の関係を示
す説明図である。 第5図はPSDIとP S l) 2の出力を/111
算してピンチを演算する回路の実施例を示す回路図であ
る。 第6図は前記回路の動作を説明するための波形図である
。 1・・・テープ 2・・・投光器 3・・・受光器 31・・・対物レンズ 32・・・ハーフミラ− PS・DI、PSD2・・・光の入射点の位置に関する
情報を出力することができる半導体センサ4・・・制御
回路 51.53・・・減算器 52.54・・・加算器 55.56・・・割算器 57・・・減算器 58・・・加算器 59・・・ザンプリング信号発生器 60・・・ザンブルボールド回路 特許出願人 浜松ボトニクス株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 壽 (山
Claims (5)
- (1)移動する物体上に形成された連続する多数のマー
クに含まれる任意の第1のマークおよび続く第2のマー
クから入射する移動する2つの光束を一定の倍率で結像
させる光学系と、前記光学系を透過した光を分割する光
分割器と、前記光舅割器で分割された一方の光が結像す
る面の前記第1のマークから入射する光束の移動域に測
定面が配置されこの光束が入射した位置に関する情報を
出力することができる第1の半導体センナと、前記光分
割器で分割された他方の光が結像する面の前記第1のマ
ークから入射する光束の移動域に測定面が配置されこの
光束が入射した位置に関する情報を出力することができ
る前記第1の半導体センサと同じ特性を持つ第2の半導
体センタと、前記第1の半導体センサの出力から入射位
置を演算する第1の演算回路と、前記第2の半導体セン
サの出力から入射位置を?ji、W、する第2の演算回
路と、前記第1および第2の演算回路の出力を減浣する
減算回路と、前記第1または第2の半導体センサの出力
に同期して減算結果をザンブルポールトするサンプルボ
ール1−回路とから構成したピンチ測定装置。 - (2)前記移動する物体はテープ状であり、前記マーク
は前記テープの移動方向に沿って形成された多数の孔で
ある特許請求の範囲第1項記載のピンチ測定装置。 - (3)前記孔はテープの移りJ方1ii4 tこ垂直な
線に対して対象な形状である特許請求の範囲第2項記載
のピンチ測定装置。 - (4) 前記マークに原因する光束はテープに対して前
記光学系の反対にある投光器か前記テープのrしを照射
することにより形成される特許請求の範囲第2項記載の
ピンチ測定装置。 - (5)前記光分割器はハーフミラ−である特許請求の範
囲第1項記載のピンチ/Jl11定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11726983A JPS608704A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | ピツチ測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11726983A JPS608704A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | ピツチ測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS608704A true JPS608704A (ja) | 1985-01-17 |
Family
ID=14707571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11726983A Pending JPS608704A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | ピツチ測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS608704A (ja) |
-
1983
- 1983-06-29 JP JP11726983A patent/JPS608704A/ja active Pending
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