JPS62272103A - 光学式測定機器におけるエツジ検出装置 - 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】

３、発明の詳細な説明

【産業上の利用分野】

この発明は、物体の寸法、変位Ｂ等を測定するための光
学式測定機器におけるエツジ検出装置に係り、特に、透
明でない測定対象物に、直接走査光線を照）１し、これ
により生じる透過光または反Ｑ：Ｉ光、あるいはこれら
透過光または反射光による測定対象物の投影像を、光電
素子に受光させて電気信号を取り出し、この信号にυづ
き該測定物の寸法測定、位置判別、形状判１ｇｉ等を行
うための光学式測定機器におけるエツジ検出装置に関す
る。

【従来の技術】

従来この種光学式測定ｍ器、例えば、投影機は、載物台
上の測定対堅物を平行な光線により照射して、その透過
光または反射光に基づきスクリーン上に該測定対象物の
投影像を結像させ、この結像から測定対τξ物の寸法形
状等を測定するものであるが、スクリーンに投影された
測定対染物の像のエツジ（端部）は一般的にいわゆるに
じみがあり、従って、載物台上の測定対象物を８動させ
、そのスクリーン上の結像とヘアラインとの一致から測
定値を正確に読み込むことは困難である。 かｂ＼ろ問題点を解消Ｊるために、従来は、結像のエツ
ジを光電素子を相対移動させることにより、光電素子の
受光面に投影された像の明部と暗部との面積の割合の変
化から光°心素子から出力する電気信号の大きさの変化
を、参照電圧と比較して、投影画像の端部を検出するも
のがある。 しかしながら、この方法は、外乱光等のノイズの影響が
大きいとともに、光電素子から１！ノられる信号または
参照電圧の変動による測定精度の低下が大きいという問
題点があ−る。 さらに、スクリーン上の役彰ｉＩｊ像の境界（エツジ）
に対して光電素子を相対移動させ、そのＯｌｌの出力信
号を２階微分して波形信号をｊｑ、これと参照電圧との
比較によってエツジを検出するものがあるが、光電索子
と投影画像との相対移動速痘の大小によって、検出され
るエツジの位置が責なることがあり、さらに、前記と同
様に参照電圧の変÷１１による測定精度の低下が大きい
という問題点がある。 さらに、光電索子を２藺配冒して、これを投影画像のエ
ツジに対して相対移動させ、これにより１りられた複数
の出力信号から波形の信号を得、これと参照−電圧との
比較によってエツジを検出するものがあるが、前記と同
様に光電素子から１りられた出力信号と参照電圧との相
対変化、レベル変動等から測定が非常に不安定となり、
さらに、照射光線の照１立に対する適用範囲が狭く、ま
た、測定態様が限定されかつ、センサ一部あるいは回路
部分が複雑になるという問題点がある。 特に、投影機においては、照射用の光源ランプの疲労、
投影系のレンズ特性、外乱光によりスクリーン上の投影
両画の明るさが変化し、また、投影倍率の切替により投
影画像の明るさが変化したり、さらには測定者側の条件
として、例えば測定者の瞳の色（人種により異なる）に
より作業に好適な明るさが異なるため、これを適宜に選
択しなければならないが、前記のように照射光線の照１
文に対する適用範囲が狭いと、結果として投影機の能力
を低下させてしまうことになる。 また、従来のエツジ検出方法では、投影画像のフォーカ
スがずれていた場合は、光電素子による出力波形がなだ
らかになってしまうので、正確なエツジ検出ができない
という問題点があった。 この問題点は、投影機のみならず、一般的に透過光また
は反射光を検出して、直接的または間接的に測定対象物
の寸法測定等をするための光学式測定ｎ器におけるエツ
ジ検出に共通の問題である。 これに対して例えば特開昭５８−１７３４０８８に開示
されるにうに、透過光または反射光を検出して、直接的
または間接的に測定対象物の寸法測定をするための光学
式測定機器におけるエツジ検出装Ｕにおいて、１ｉＸｊ
記測定対象物との相対移動時に生ずる明暗にもくづき、
少なくとも２ｔｌＪの位相ずれ信号を発生するよう移動
面と略平行な面内に配設された４個の受光素子からなる
センサーと、前記各組の位相ずれ信号の差を演算する第
１及び第２の波管手段と、これら第１及び第２の演算手
段の出力信号の差を演算する第３の演算手段及び和を油
底する第４の演算手段と、この第４の演算手段の出力信
号が所定レベルにある間に生じる、前記第３の演算手段
の出力信号と基準レベルのクロス信号を出力する検知手
段を設けたものが提案されている。 このエツジ検出装置は、測定対τξ物を照＾・１する光
強度、測定中の外乱光等のノイズ、充電素子の出力信号
あるいは参照電圧の変動による影響を伴なうことな（、
しかも簡単な構成で、測定対染物のエツジを検出するこ
とができ、また投影機において、投影画像の焦点ずれが
あっても、正確にエツジを検出することができ、ざらに
、光電素子からのアナログ信号を直接処理することによ
り、測定対象物のエツジを検出することができるという
利点がある。 しかしながら、上記特開昭５８−１７３４０８乃公報に
開示されるエツジ検出装置は、センサからの出力信号が
基準信号とクロスする点、即ち、ａ（ｑ定対照物のエツ
ジ位置を含む特定領域を、判別づるための手段として、
第４の演算手段の出力信号が所定レベルにある間に領域
信号を出力するようにされているが、前記第４の演算手
段の出力信号のレベルが低い場合は、実際のエツジ位置
で、領域信号を発生することができない場合があるとい
う問題点を有する。 即ち、測定対象物が、例えば半透明硝子製品等の、光を
完全に遮断することができない材料で形成されている場
合は、測定対照物を照明することによって１９られた投
影画像の明部と０８部の比が小さくなり、明部を「１」
、完全暗部を「０」とした場合、半透明硝子製品の投影
画像におけるｌｌｒｊ部は１よりも小さく、且つｒＱＪ
よりも大きい範囲となり、明部と暗部の差が小さいため
に、所定レベル以上の信号をｊｑることができず、従′
）で、領ｂｉ信号を発生することができないことがある
。 更に、前記エツジ検出装置は、そのセンサーが田型に配
置された４個の受光素子から形成されているために、例
えば投影機におけるスクリーン上の投影画像に対する相
対移％ｈ時に、受光素子の境界線と移動方向が一致した
とき、投影画像のエツジ８検出できない場合があり、従
って、投影画像に対するセンサーの移動方向の制限が生
じるという問題点がある。 ［発明が解決しようとする問題点１ この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって
、１ｌｌ１１定対照物が例えば半透明硝子製品等の、光
を完全に遮断することができない材質の場合であってｂ
ｌそのエツジを確実に検出することができるにうにした
光学式測定ｂ％　’？ｓにおけるエツジ検出装置を提供
することを目的とする。 又、投影画像に対するセンサーの相対移動方向に制限が
なく、どの方向でも確実にエツジを検出することができ
るようにした光学式測定機器におけるエツジ検出装置を
提供することを目的とする。 （問題点を解決するための手段］ この発明は、透過光または反制光を検出して、直接的ま
たは間接的に測定対象物の寸法測定なするための光学式
測定機器におけるエツジ検出装置において、前記測定対
象物との相対移動時に生ずる明暗に基づき、位相ずれ信
号を発生ずるよう移動面と略平行な面内にに配設された
複数の受光素子を含み、両受光素子の出力に基づくセン
サ出力信号のセンサ出力端子におけるレベルが、前記相
対移動時に生ずる明及び暗のそれぞれの時に等（直とな
るよう形成されたセンサーと、このセンサーにおける前
記センサ出力端子に接続され、前記位相ずれ信号の差を
演算する差ａｔｉ算器と、前記差演算器の差動出力が信
号と高位及び低位レベルの参照信号とを比較して、該差
動出力信号が高位及び低位レベル間にあるときリーンプ
ル・ホールド信号を形成するナンブル・ホールド信号発
生器と、前記センサ出力信Ｂのうち一個のセン４」・出
力信号をＡ／Ｄ変換すると共に、前記ナンブル・ホール
ド信＠発生器からのボールド信号が入力されるとぎ、前
記一個のセンサ出力信号をディジタル値でホールドし、
このホールドされた高位ホールド信号と低位ホールド信
号間に該出力信号があることをもって、前記位相ずれ信
号の基準レベル信号とのクロスポイントを含む特定領域
で信号を出力する領域信号発生器と、この領域信号発生
器から信号が出力されている間に、前記差演算器の差動
出力信号と予め設定された樋準レベル信号とのクロス信
号を出力する検知手段と、を設けることにより上記目的
を達成するものである。 またこの発明は、前記サンプル・ホールド信号発生；巴
を、前に！差演粋器の差動出力信号と高位レベル参照信
号とを比較し、該差動出力信号が高位レベルより高いと
きサンプリング信号を出力し、低いときホールド信号を
出力する第１の比較器と、低位レベルの参照信号と比較
し、該差動出力信号が低位レベルよりも低いときサンプ
リング信号を出力し、高いときホールド信号を出力する
第２の比較器と、を備えて構成し、前記領域信号発生器
を、前記一方のセンサ出力信号をディジタル信号とする
Ａ　、／　Ｄ変ｌａＩ器と、前記第１及び第２の比較器
から入力される前記ホールド信号にもとづき前記ＡＩＤ
変換されたセンサ出）〕信号をディジタル（直でホール
ドし、且つ１１を記サンプリング信号の立下がりのとき
該ディジタルセンサ出力信号をサンプリングする第１及
び第２のラッチ回路と、前記第１のラッチ回路の出力信
号と前記ディジタルセンサ出力信号とを比較し、該出力
信号がディジタルセンサ出力信号よりも大ぎいとき信号
を出力する第３の比較器と、前記第２のラッチ回路の出
力１３号と前記ディジタルセンサ出力信号とを比較し。 該出力信号がディジタルセンサ出力信号よりも大きいと
き信号を出力する第４の比較器と、前記第３及び第４の
比較器の一方のみが信号を出力するとき領域１８＠を発
生するエクスクル−シブＯＲゲートとから、構成するこ
とにより上記目的を達成するものである。 またこの発明は、前記センサーを、受光面積が等しい同
心状に配置された２個の受光素子からなるようにして上
記目的を達成するものである。 また、この発明は前記センサーを、前記複数個の受光素
子の一方と対応する前記センサ出力端子との間に配置さ
れたプレアンプを含み、これにより、複数個の受光素子
の同−受光量に対する、対応するセンサ出力端子での信
号の出力レベルが等しくなるようにして上記目的を達成
するものである。

【作用］ この発明においては、複数の受光素子の出力信号の差り
ｊ信号を参照信号と比較して領域信号を出力するように
して、明部と暗部における受光素子出力の差が小さい」
１合でも確実にエツジを検出ザるものである。 又、前記差動信号に、電気的、光学的、費械的ノイズに
Ｊ：す′Ｉ！２初を生じたときも、領域信号を発生して
確実にエツジを検出することができるようにしている。 更に又、この発明においては、センサ出力信号がＡ／Ｄ
変換されてディジタル信号とされ、且つ、このディジタ
ルセンサ出力信号を、同じくディジタル信号であるハイ
ホールド信号及び０−ホールド信号と比較することによ
って領域信９を発生するようにしているので、ホールド
値の減貞がなく、正しい波形の領域信号を発生して、確
実にエツジを検出することができる。 更に、この発明においては、センサーを構成する一対の
受光素子は、同心円状に配置され、従って、受光素子の
境界線と移動方向が一致することがなく、該センサーの
測定対象物に対する相対移動方向の如何にかかわらず、
確実にエツジを検出するものである。 【実施例】 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。 この実施例は、本発明を、投影機に適用したものであり
、第１図ないし第４図に示されるように、光源ランプ１
からの光をコンデンサレンズ２を介して載物台３の下方
から、あるいは他の光路を介して載物台３の上方から、
該載物台３上の測定対象物４を照射して、その透過光ま
たは反射光に駐づぎ、投影レンズ５を介してスクリーン
６上に、測定対象物４の投影画像を結保させ、この投影
画象により、間接的に測定対象物４０寸法測定等をする
ための投影機１０におけるエツジ検出装置において、前
記測定対象物４との相対移動時に生ずる明暗に基づき、
位相ずれ信号を発生するよう拶勅面と略平行な面内に同
心状に配設された２個の受光素子１２Ａ、１２Ｂを含み
、両受光素子１２Δ、１２Ｂの出力に基づくセンサ出力
信号ａ’、　ｌＪのセンサ出力端子１４Ａ１１４Ｂにお
けるレベルが、前記相対移動時に生ずる明及び昭のそれ
ぞれの峙に等値となるよう形成されたセンサ−１２と、
このセンサ′−１２における前記センサ出力信号１゜４
Ａ、１４Ｂに接続され、前記位相ずれ信号の差ｃ　−ｂ
−ａを演算する差演算器１６と、前記差’／、ｉ：σ器
１６の差初出力信＠Ｃと高位及び低位レベルの参照信号
Ｖ　ｒｅｆ◆、Ｖｒｅｆ−とを比較して、該起動出力信
号Ｃが高位及び低位レベル聞にあるときサンプル・ホー
ルド信号ｄ％ｅを形成するサンプル・ホールド信号発生
器１７と、前記センサ出力信号のうち一個のセンサ出力
信号ａをＡ／Ｄ変換すると共に、前記サンプル・ホール
ド信？３発生器１７からのホールド値＠ｄ　１ｅが入力
されるとき、前記一個のセンサ出力信＠ａをディジタル
値ａ′でホールドし、このホールドされた高位ホールド
信号ｒ′と低位ホールド信号０′間に該出力信号ａ′が
あることをもって、前記位相ずれ信号の基準レベル信号
とのクロスポイントを含む特定領域で信＠ｊを出力する
領域信号発生器１８と、このｆｉｌｌ域信号発信号発生
器１８号ｊが出力されている間に、前記差波口器１６の
差動出力信号Ｃと予め設定されたり準レベル信号とのク
ロス信号ｍを出力する検知手段２０とを設けたものであ
る。 前記センサー１２は、第１図に示されるように、投影８
１１０のスクリーン６の上面にこれと平行にかつ溜すノ
可能に載置された透明板２２と一体的に設けられ、１１
η記透明板２２とともに、移動できろようにされている
。 前記センサ−１２を構成する受光素子１２Ｂは、断面円
形状に形成され、また、受光素子１２Ａは、受光、（（
子１２Ａの周囲に、半径方向の間隔をおいて受光索子１
２Ａと同心の輪状に形成されている。 ここで、前記センサー１２は、前記受光索子１２Ａ、１
２Ｂの他に、受光素子１２Ａ及び受光素子１２Ｂの出力
するためのプリアンプ１２Ｃ，１２Ｄを備えている。 これらのプリアンプ１２Ｃ及び１２Ｄは、全ＯＲで、］
）な記受光素子１２Ａ、１２Ｂの暗電圧をキャンセル寸
ろようにオフセット調整されるとともに、仝明で、セン
サ出力端子１４Ａ、１４Ｂでの出力が同一レベルとなる
ようにゲインの調整がなされている。 前記ナンブル・ホールド信号発生器１７は、前記矛演弾
１！：ｉ１６の停動出力信号Ｃと高位レベル参照信号＼
１ｒａｒ”とを比較し、該差動出力信号Ｃが高位レベル
より高いときサンプリング信号ｄを出力し、低いときホ
ールド信号を出力する第１の比較器２４Ａと、低位レベ
ルの参照信号ｖｒｃｆ−と比較し、該差動出力信号Ｃが
低位レベルよりも低いときυンブリング信号ｅを出力し
、高いときホールド信号を出力する第２の比較器２４Ｂ
とを有している。 前記領域信号発生器１８は、前記一方のセンサ出力信号
ａをデジタル信号ａ−とするＡ／Ｄ変換器１つと、前記
第１及び第２の比較器２４Ａ、２４Ｂから入力される前
記ホールド信号に５とづき前記Ａ／Ｄ変換されたセンサ
出力信＠ａをディジタル（直ａ−でホールドし、且つ＊
ａ己サンプリング信号の立下がりのとき該ディジタルセ
ンサ出力信号ａ′をサンプリンブザる第１及び第２のラ
ッチ回路２６Ａ、２６Ｂと、前記第１のラッチ回路２６
Ａの出力信号ｆ′と前記ディジタルセンサ出力信号ａ′
とを比較し、該出力信号「−がディジタルセンサ出力信
号ａ−よりも大きいとき信号りを出力する第３の比較ｆ
ｉ９２８Ａと、前記第２のラッチ回路２６Ｂの出力信＠
９′と前記゛ディジタルセンサ出力信号ａ′とを比較し
、該出力信号ｇ′がディジタルセンサ出力信号ａ′Ｊ：
りも大きいとぎｆｓ号ｉを出力する第４の比較ｉ！！７
２８Ｂと、前記第３及び第４の比較器２８Ａ、２８Ｂの
一方のみがイＢ　ｎを出力するとき領域信号ｊを発生す
るエクスクル−シブＯＲゲート３０と、を備えて構成さ
れている。 また、前記検知手段２０は、前記差油障器１６の出力信
号Ｃとυ準しベルの信号とを比較して、両者が一致する
とき、即ちクロスポイン１〜にＪ３いて信＠杭を出力す
る比較３）３２と、この比較２９３２から信号ｋが出力
されたとき、これに暴づいてエツジパルス信号βを発生
するパルス信号発生器３４と、このパルス信号発生器３
４及び前記領域信号発生器１８の両者から信号β、ｊが
出力されているときのみエツジ検出信＠ｌを出力するＡ
ＮＤゲート３６と、を備えている。このＡＮＤゲート３
６からの出力信＠ｍは、載物台３に連動する変位検出装
ｒＩ！Ｉ３８のカウンタ４０にエツジ検出信号として入
力されるようになっている。　この変位検出装置３８は
、前記載物台３に連動してその移動量に応じてパルス信
号を発生するエンコーダ４２と、このエンコーダ４２か
ら出力されるパルス信号を読取る前記カウンタ４０とか
ら構成されている。 このカウンタ４０は、前記ＡＮＤゲート３６からエツジ
検出信号ｍが入力されるときに、その読取り値を配憶装
置４４に出力するようにされている。 次に上記実施例の作用を説明する。 スクリーン６上に結像された測定対条物４の投影画像４
Ａを、センサー１２に対して一方向に相対的（こ移動さ
せ、投影画像４Ａのエツジがセンサー１２を横切るよう
にする。 投影側１粂４　Ａが、センサー１２に相対的に接近しか
つこれを通過した場合は、受光索子１２Ａ及び１２Ｂに
より（９られ、プリアンプ１２Ｃ１１２ＤによりＩｍさ
れて、センサ出力端子１４Ａ、１４Ｂから発生ずる出力
信号は、第３図（Ａ＞に符＠ａ及び１）によって示され
るように、振幅の等しい（Ｏ相ずれ信号となる。これら
の出力信号は、第３図（［３）に示されるように、差演
算器１６によりｃ　−ｈ−ａに演算され、出力される。 １）：Ｊ記しンサ出力喘子１４Ａからの出力信号ａは、
前記サンプル・ホールド信号発生器１７の第１及び第２
の比較器２４Ａ、２４Ｂにそれぞれ入力される。 第３図（Ｃ）に示されるように、前記第１の比較ｍ２４
Ａは、参照電圧Ｖ　ｒｅｒ＋と入力信号Ｃとを比較して
信号ＣがＶｒｅｒ＋よりも小さいとぎサンプリング信＠
（１を前記第１のラッチ回路２６Ａに出力する。また、
第３図（Ｄ）に示されるように、前記第２の比較器２４
１３は、入力された信号Ｃと参照電圧Ｖ　ｒｅｆ−とを
比較して、信号ＣがＶｒｅｆ−よりも小さい時サンプリ
ング信号ｅを第２のラッチ回路２６Ｂに出力する。 一方前記センサ出力喘子１４Ａからの出力信号ａは、領
域信号発生器１８のＡ／Ｄ変換′Ｐｉ１９によってディ
ジタル信＠ａ′とされて前記第１及び第２のラッチ回路
２６Ａ、２６Ｂ及び第３及び第４の比較器２８Ａ、２Ｂ
にそれぞれ入力されろ。 前記第１及び第２のラッチ回ｆｆ５２６Ａ１２６Ｂは、
第１の比較器２４Ａからサンプリング信＠ｄが出力され
ているとき及び第２の比較器２４Ｂからサンプリング信
号ｅが出力されるときディジタルセンサ出力信号ａ−の
ナンブリングを行うと共に、これらサンプリング信号ｄ
及びｅが出力されていむいときは、各々サンプリングの
最終時点即ちサンプリング１８号の立下がりの時点での
ａ−の信号値をホールドするようにされている。 従って、これらラッチ回路２６Ａ、２６Ｂは、第３図（
Ｅ＞において破線及び一点鎖線で示されろようにディジ
タルハイホールド信＠ｆ′及びディジクルローホールド
信号９′をそれぞれ第３の比較器２８Ａ及び第４の比較
器２８Ｂに出力する。 これら第３の比較器２８Ａ及び第４の比較器２８Ｂは、
第３図（Ｆ）、（Ｇ）に示されるように、入力されたデ
ィジタルハイホールド信号ｒ′及びディジタルローホー
ルド信＠Ｑ′を前記ディジタルセンサ出力信号ａ′と比
較して、これらハイホールド信号ｆ−及びローホールド
信号９′が廿ン１す出力１８号ａ′よりも大きいときに
それぞれ信号なｈ及びｉをエクスクルシーブＯＲゲート
３０に出力する。 このエクスクル−シブＯＲゲート３０は、第３の比較器
２８Ａ及び第４の比較器２８Ｂの一方のみからイ８＠が
出力されている藺に、第３図（Ｈ）及び第４図に示され
るようにＮＪのデジタル信号（領域信号）ｊを出力する
。 一方、前記差波締固１６によって出力される差動出力信
号Ｃは検知手段２０の比較器３２に入力され、この比較
器３２は、第３図（１）に示されるように、差動出力信
＠ＣがＯの基準レベル信号とクロスする時に「１」のデ
ジタル信＠ｋを出力する。 比較器３２の出力に基づき・、パルス信号発生器３４は
、第３図（Ｊ）に示されるようなパルス信号（をＡＮＤ
ゲート３６に出ツノする。 前記パルス信号発生お３４からのパルス信号λと、エク
スクル−シブＯＲゲート３０からのデジタルＩＮ　Ｑ　
Ｊは、ＡＮＤゲート３６に入力され、このＡＮＤゲート
は、該入力信号が共に「１」の時に、第３図（Ｋ）で示
されるように、例えば、１０μ３ｅｃのパルス信号ｍを
出力し、この時点で、投影画１ｍ　４　Ａのエツジを検
出するものである。 上記は、正常に測定ができた場合のものであるが、測定
ｉｔ？境によっては、光学的、電気的ノイズや載物台３
の振動等を原因として、前記差動出力信＠Ｃが一時的に
変動を生じることがある。 この場合、従来のエツジ検出装置においては、領域信号
を発生できなくなったり、あるいは着初出力ＩＪ号と基
準信号とのクロスポイント、即ちエツジの（７置のでな
い時点で領域信号が出力されたりするために、エツジの
検出が不能となることがあった。 上記実施例においては、例えば第４図に示されるように
載物台３の振動によってセンサ出力信号ａ及びｂが振動
中心線４６を中心として１口振ｖ１した場合、これらセ
ンサ出力信号ａ及びｂ　Ｇ、を第４図Ａに示されるよう
になる。 従来のエツジ検出装置の場合は、差動出力信号等検知リ
ベき信０自体の振動、変動まで配慮されていないから、
これらセンサ出ツノ信号ａ及びｂが振動中心線４６の位
置において落込んだときに誤って信号が発生されること
が多い。この実施例の場合、第４図＜Ｅ）に示されるよ
うに前記セン曇す１２の振動によってハイホールドに弓
「が変動し、これに応じて、第３の比較ｍ２８Ａの出力
信号１１が出力され、ｎつ、エクスクルシーブＯＲゲー
ト３０からデジタル（Ａ　ｇＪも出力されるが、このエ
クスクルシーブＯＲゲート３０から出力される領域信Ｄ
ｊ自体が前記振動によってシフトされることはむい。即
ら、差動出力信号の振初簀が発生したとしてら、これに
影響されず、クロスポイントを含む領域を確実に特定で
きる。 従って、比較器３２からの出力信＠ｋに基づいたパルス
信号ぶと重なり合う時点で領域信号ｊが出力されて、こ
れにより、ＡＮＤゲート３６からエラ２１３月１１が出
力されることになる。 エツジに’ｒ　Ｆ）　Ｉｌｌは、変位検出装冒３８にお
ける力ウンタ４０に入力され、カウンタ４ｏはこのエツ
ジ信号ｍが入力された時点における読取り値を記憶装置
４４に出力して、載物台３状の測定対象物４のエツジの
位置を検出することになる。 記憶装置４４に記憶された信号は、他の演算装冒に出力
されたり、プリントアウトされたり、あるいは、ディス
プレイに表示されることになる。 ここで、上記実施例において、測定対象物４が、例えば
半透明硝子製品からなる、光を完全に遮断でさ・ない材
質の場合、第３図＜Ａ）及び第４図（Ａ）にそれぞれ示
されるように、暗部におけるセンサ出力信号ａ及びｂ　
１１該センサ出力信号を明において「１」、全日ｎにお
いてｒＯＪとした場合に、Ｏよりも大きく、「１」に接
近した値となる。 この場合、これらセンサ出力信号ａ又すは自体を参照電
圧Ｖｒｅｆ−と比較すると該参照信号■ｒｅｆ−との交
点を１りることができず、このために、ＮＪＩｙｉ信号
ｊを得ることができない場合がある。 この実施例においては、領域化＠ｊを差演算器１６の着
初出力信号即ちｃ　−ａ−ｂにｌづいて形成するように
しているので、測定対象物４が半透明素材の場合であっ
ても、確実に領域（ｇ号ｊを得ることができる。 又十記大滴例においては、領域信号発生器１８が、ディ
ジクル回路より構成されていて、ディジタルセンサ出力
信＠ａ゛をサンプル／ホールドし、更にディジタル値の
ままハイホールド信号ｒ′及びＯ−ホールド信号９′と
比較することによって領域化＠ｊを出力するようにして
いる。 従って、各信号の減衰がなく、領域信号ｊを正しい波形
で出力することができるつ 即ち、例えば領域信号発生器１８をアナログ回路で構成
した場合、前記ラッチ回路に相当するアナログサンプル
ホールド回路は、トランスミッションゲート、コンデン
サ、アンプ等を備え、これらにおいて？１！流がリーク
するため、アナログ信号たるハイホールド信号ｆは一定
の減衰率で、第５図（Ｅ）で破線により示されるように
一定の減衰率で変化することになる。 特に、測定対象物を載置する載物台３の送り速度が非常
に遅い場合や、アナログ信号たるハイホールド信号ｆの
ホールド後にしばらく測定を行わないで、載物台３を停
止した後、再び測定を始める場合等には、第５図（Ａ＞
に示される「停止１時間中にハイホールド１９号ｆが減
衰して、アナログ信号たるセンサ出力信号ａよりも小さ
くなる場合がある。 この場合は、第３の比較器２８Ａの出力信号りが、第５
Ｅ＞（Ｆ）で示されるように、ローレベルになり、ディ
ジタル信号たる領域信号、ｉがローレベルになるため、
本来出力されるはずのエラ２４８号ｍが出力されず、誤
計測が生じる。 これに対し、上記実施例において、領域信号発生器１８
は信号をディジタル処１！Ｉ！するように構成されてい
るので、アナログ信号の減衰に基づく誤計測が発生しむ
い。 又、」−記実施例においては、センサー１２を構成する
受光索子１２Ａ、１２Ｂが、同心円状に形成され、ｎつ
これらによって発生ずるセンサ出力端子１４Ａ、１４Ｂ
における信号の出力レベルが等しくされているので、受
光索子１４Ａと１４８の境界線と移動方向が一致するこ
となく、センサー１２の投影画＆４Ａに対する相対的移
動方向の如何にかかわらず、均一の出力の信号を得るこ
とができ、従ってセンサーの、被測定物に対する相対８
勤方向の制限がなく、高粘度にエツジ検出を行うことが
できる。 また、上記のように、センサー１２を構成する受光索子
１２Ａ１１２Ｂを同心円状に構成しているので、受光索
子１２Ａ、１２Ｂの受光面の、被測定物に対する対面面
積を小さくすることができ、従って、小型の測定機器に
も適用できるのみならず、その支持手段のｌｌｉ！ｉ素
化、また、投影機にＪ３いてはスクリーンの目視有効範
囲を増大ざゼることができる。 また、センサー１２が小型であるので、複雑な形状の被
測定対象物のエツジ検出にも適用できる。 なお、上記実施例は、受光索子１２Ａを円形状に、受光
水子１２Ｂを円形の受光索子１２Ａの周囲を間隔をおい
て囲む同心輪状に形成したものであるが、本発明はこれ
に限定されるものでなく、センサーを構成する受光素子
が、複数であって位相ずれ（ｇ号を得られるものであれ
ばよい。 従って、例えば、内側の円形の受光素子に対して半径方
向の間隔を設けることなく、輪状の受光素子を配置する
ようにしてもよく、また、２個の受光素子を同心リング
状の受光素子から構成するように°してもよい。 更に、例えば４１１１の受光素子をブロック状に配設し
て構成するようにしてもよい。 また、前記実施例にＪ３いて、受光素子１２Ａ１１２Ｂ
は、その受光面積が等しくされることによって、センサ
出力端子１４Ａ、１４Ｂが等しくなるようにされている
が、これは、センサ出力端子１４Ａと１４Ｂにおける出
力信号が同一レベルとなるｂのであればよく、従って、
受光素子１２Ａ１１２Ｂとセンサ出力端子１４△、１４
Ｂとの間にアンプを配置したり、または、アンプを設け
ることなく、両センサ出力喘子１４Ａ１１４Ｂの出力レ
ベルを等しくするようにしてもよい。 さらに前記実施例は、載物台３を移動させることにより
投影画像４Ａをセンサー７に対して移動させるものであ
るが、これは、投影画像４Ａに対してセン１ノー７を移
動させるようにしてもよい。 また、上記実施例は、投影機においてそのスクリーン上
の投影画像のエツジを測定する場合のものであるが、本
発明はこれに限定されるものでなく、透過光または反射
光を検出して、直接的または間接的に測定対↑物の寸法
測定をするための光学式測定機器におけるエツジ検出装
置に一般的に適用されるものである。 従って、例えば、光学格子を形成したメインスケール及
びインデックススケールの相対移動から、光電的に寸法
等を測定するための光電式測長器、あるいはレーザー光
等により測定対象物を平行走査して、その明部と暗部か
ら該測定対象物の寸法等を測定する測定機器等における
エツジ検出装置にも適用されるものである。 【発明の効果］ 本発明は上記のように構成したので、受光素子を利用し
た光学式測定機器におけるエツジ検出装置において、測
定対象物が半透明硝子製品等の、光を完全に遮断できな
い材質の場合であっても、確実にエツジを検出すること
ができ、更には、照明系における照度の変動、スクリー
ン上の輝度むら等の光学的な変動あるいは載物台の振動
等の機械的な変動によって、センサ出クツ信号が一時的
な変動を生じても、これに影響されることなく、精度高
くエツジを検出することができ、更に又、領域信号発生
器における信号処理過程でのホールド信号の減衰がなく
、誤計測が生じないという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光学式測定機器におけるエツジ検
出装置を投影懇に実施した場合の実施例を示す光学系Ｆ
ｃ図、第２図は同実施例の構成を示ずブロック図、第３
図は同実施例における信号処理の過程を示ず線図、第４
図は同実施例のセンサ出力変ｖノ時における信号処理の
過程を示ずね図、第５図は領域信号発生器における信号
処理をアナログ回路で行った場合の第４図と同様のね図
である。 ４・・・測定対象物、　　　４Ａ・・・投影画像、１２
・・・センサー、 １２Ａ、１２Ｂ・・・受光素子、 １６・・・差波拝謝、 １７・・・サンプル・ホールド信号発生器、１８・・・
領域信号発生器、 ２０・・・検知手段、　　　２４Ａ・・・第１の比較器
、２４Ｂ・・・第２の比較器、 ３０・・・エクスクル−シブＯＲゲート、２６Ａ・・・
第１のラッチ回路、 ２６Ｂ・・・第２のラッチ回路、 ２８Ａ・・・第３の比較器、 ２８Ｂ・・・第４の比較器、 ３２・・・比較器、　　　　　３４・・・パルス信号発
生器、３６・・・ＡＮＤゲート。 代１！ｌ！人　　　松　　山　　圭　　缶高　　矢　　
　論 第１図 第　３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）透過光または反射光を検出して、直接的または間
   接的に測定対象物の寸法測定をするための光学式測定機
   器におけるエッジ検出装置において、前記測定対象物と
   の相対移動時に生ずる明暗に基づき、位相ずれ信号を発
   生するよう移動面と略平行な面内に配設された複数個の
   受光素子を含み、これら受光素子の出力に基づくセンサ
   出力信号のセンサ出力端子におけるレベルが、前記相対
   移動時に生ずる明及び暗のそれぞれの時に等値となるよ
   う形成されたセンサーと、このセンサーにおける前記セ
   ンサ出力端子に接続され、前記位相ずれ信号の差を演算
   する差演算器と、前記差演算器の差動出力信号と高位及
   び低位レベルの参照信号とを比較して、該差動出力信号
   が高位及び低位レベル間にあるときサンプル・ホールド
   信号を形成するサンプル・ホールド信号発生器と、前記
   センサ出力信号のうち一個のセンサ出力信号をＡ／Ｄ変
   換すると共に、前記サンプル・ホールド信号発生器から
   のホールド信号が入力されるとき、前記一個のセンサ出
   力信号をディジタル値でホールドし、このホールドされ
   た高位ホールド信号と低位ホールド信号間に該出力信号
   があることをもって、前記位相ずれ信号の基準レベル信
   号とのクロスポイントを含む特定領域で信号を出力する
   領域信号発生器と、この領域信号発生器から信号が出力
   されている間に、前記差演算器の差動出力信号と予め設
   定された基準レベル信号とのクロス信号を出力する検知
   手段と、を設けたことを特徴とする光学式測定機器にお
   けるエッジ検出装置。
2. （２）前記サンプル・ホールド信号発生器は、前記差演
   算器の差動出力信号と高位レベル参照信号とを比較し、
   該差動出力信号が高位レベルより高いときサンプリング
   信号を出力し、低いときホールド信号を出力する第１の
   比較器と、低位レベルの参照信号と比較し、該差動出力
   信号が低位レベルよりも低いときサンプリング信号を出
   力し、高いときホールド信号を出力する第２の比較器と
   、を有し、前記領域信号発生器は、前記一方のセンサ出
   力信号をディジタル信号とするＡ／Ｄ変換器と、前記第
   １及び第２の比較器から入力される前記ホールド信号に
   もとづき前記Ａ／Ｄ変換されたセンサ出力信号をディジ
   タル値でホールドし、且つ前記サンプリング信号の立下
   がりのとき該ディジタルセンサ出力信号をサンプリング
   する第１及び第２のラッチ回路と、前記第１のラッチ回
   路の出力信号と前記ディジタルセンサ出力信号とを比較
   し、該出力信号がディジタルセンサ出力信号よりも大き
   いとき信号を出力する第３の比較器と、前記第２のラッ
   チ回路の出力信号と前記ディジタルセンサ出力信号とを
   比較し、該出力信号がディジタルセンサ出力信号よりも
   大きいとき信号を出力する第４の比較器と、前記第３及
   び第４の比較器の一方のみが信号を出力するとき領域信
   号を発生するエクスクルーシブＯＲゲートと、を有して
   なる特許請求の範囲第１項記載の光学式測定機器におけ
   るエッジ検出装置。
3. （３）前記センサーは受光面積が等しい同心状に配置さ
   れた２個の受光素子からなる特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載の光学式測定機器におけるエッジ検出装置。
4. （４）前記センサーは、前記複数個の受光素子の一方と
   対応する前記センサ出力端子との間に配置されたプレア
   ンプを含み、これにより、複数個の受光素子の同一受光
   量に対する、対応するセンサ出力端子での信号の出力レ
   ベルが等しくなるようされた特許請求の範囲第１項、第
   ２項または第３項記載の光学式測定機器におけるエッジ
   検出装置。