JPS638403B2 - - Google Patents
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- JPS638403B2 JPS638403B2 JP52157291A JP15729177A JPS638403B2 JP S638403 B2 JPS638403 B2 JP S638403B2 JP 52157291 A JP52157291 A JP 52157291A JP 15729177 A JP15729177 A JP 15729177A JP S638403 B2 JPS638403 B2 JP S638403B2
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- JP
- Japan
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- signal
- pulse
- circuit
- set value
- measured
- Prior art date
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光学系を利用した寸法測定装置に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a dimension measuring device using an optical system.
この種装置には、第1図に示すような光軸上の
点Pに位置する物体1を点P′位置に結像させる対
物レンズ2と、このレンズ2の点P′側の焦点位置
に設置された絞り3とから構成されるテレセント
リツク光学系が用いられている。この光学系によ
れば、物体1が点Pから点mに移動して結像点
P′の像1′がぼけた場合に、そのぼけ量の1/2を取
ることにより正しい寸法を求めることが可能とな
る。したがつて、点P′の像の走査信号出力が第2
図aに示すような連続量であれば、その波高値
VPの1/2の点を比較回路で求めれば正しい寸法
(同図b)を得ることができる。 This type of device includes an objective lens 2 that images an object 1 located at a point P on the optical axis at a point P' as shown in Fig. 1, and a focal position of this lens 2 on the point P' side. A telecentric optical system consisting of an aperture 3 installed is used. According to this optical system, the object 1 moves from point P to point m and the image forming point
When the image 1' of P' is blurred, the correct size can be determined by taking 1/2 of the amount of blur. Therefore, the scanning signal output of the image of point P' is the second
If it is a continuous quantity as shown in figure a, its peak value
By finding the 1/2 point of V P using a comparison circuit, the correct dimensions (b in the same figure) can be obtained.
ところで、第3図に示すように複数の光電素子
から成るアレイ形光電検出器31,32を用いて
被測定物体33の両端位置を検出して被測定物体
33の寸法lを測定する装置は、既に知られてい
る。すなわち、この装置は、各検出器31,32
のパルス出力信号(第4図a)を計数することに
より行なわれている。しかしながら、実際には、
被測定物体33の発光エネルギのむら、パスライ
ンの変動あるいは光電変換素子の特性上から例え
ば第4図bに示すようなパルス出力信号が出力さ
れる。したがつて、比較レベルVLの値によつて
はカウントされるパルス数が大きく異なり誤差と
なる。この比較レベルVLを常に正しい値に設定
することは、上述の如き各素子の感度むら、入射
光量のむら等を適正に捕えることが不可能に近い
ので実現性は少ない。 By the way, as shown in FIG. 3, an apparatus for measuring the dimension l of the object to be measured 33 by detecting the positions of both ends of the object to be measured 33 using array type photoelectric detectors 31 and 32 consisting of a plurality of photoelectric elements is as follows. Already known. That is, in this device, each detector 31, 32
This is done by counting the pulse output signals (Fig. 4a). However, in reality,
For example, a pulse output signal as shown in FIG. 4B is output due to unevenness in the light emission energy of the object to be measured 33, fluctuations in the path line, or characteristics of the photoelectric conversion element. Therefore, depending on the value of the comparison level V L , the number of pulses counted varies greatly, resulting in an error. It is hardly practical to always set this comparison level V L to a correct value because it is almost impossible to properly capture the above-mentioned unevenness in sensitivity of each element, unevenness in the amount of incident light, etc.
また、各光電素子の出力の有無のみによつてそ
の寸法を判定する方法においては、各素子の形状
および検出器31,32内の素子のビツト数によ
りその分解能が制限される。この素子形状による
分解能の制限に対しては特開昭51−9864号に見ら
れるように、各素子を不飽和領域で使用し、個々
の出力をA−D変換して計数することにより各素
子の形状に影響されない測定方法がある。しか
し、この方法は像のぼけ、各光電素子の感度むら
あるいは各光電素子間の間隙についての配慮が成
されておらず、これら要因により測定誤差が生じ
る可能性がある。 Furthermore, in the method of determining the dimensions of each photoelectric element based only on the presence or absence of output, its resolution is limited by the shape of each element and the number of bits of the elements in the detectors 31, 32. To deal with this limitation in resolution due to element shape, as seen in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-9864, each element is used in an unsaturated region, and each element is There is a measurement method that is not affected by the shape of the However, this method does not take into account blurred images, uneven sensitivity of each photoelectric element, or gaps between each photoelectric element, and measurement errors may occur due to these factors.
本発明はこのような点に対処して成されたもの
で、一設定値レベルで光電変換素子群から出力さ
れるパルス出力信号を弁別し、その設定値を越え
た出力信号と、設定値以下の出力信号とを分離し
夫々に対応したデジタル量に変換し加算すること
により測定誤差の少ない適正な寸法値を測定する
ことができる寸法測定装置を提供するものであ
る。 The present invention has been made to address the above-mentioned problems, and it distinguishes between pulse output signals output from a group of photoelectric conversion elements at a set value level, and output signals exceeding the set value and those below the set value. The purpose of the present invention is to provide a dimension measuring device that can measure appropriate dimension values with few measurement errors by separating the output signals of the two, converting them into corresponding digital quantities, and adding them.
以下、本発明の一実施例を第5図及び第6図を
参照して説明する。50は、複数の光電変換素子
を直線上に並べて構成されたアレイ形光電検出器
51を走査する駆動回路である。この検出器51
は対物レンズ52からの被測定物体53の光学像
を受光し、前記駆動回路50の走査信号により第
6図aに示すようなパルス信号S51を出力する。
この信号S51の両端部A,Bは被測定物体53の
両端部の光学像で以下この部分をぼけ部分を称
す。このぼけ部分A,Bを有する信号S51は、増
幅器54で増幅された後、サンプルホールド回路
55に供給され、第6図bに示すような階段状の
信号S52に変換される。すなわちこの信号S52は、
前記パルスS51のピーク値をホールドすることに
よりぼけ部分A,Bで段階状の信号成分となる。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 5 and 6. 50 is a drive circuit that scans an array type photoelectric detector 51 configured by arranging a plurality of photoelectric conversion elements in a straight line. This detector 51
receives an optical image of the object to be measured 53 from the objective lens 52, and outputs a pulse signal S51 as shown in FIG. 6a based on the scanning signal of the drive circuit 50.
Both ends A and B of this signal S51 are optical images of both ends of the object to be measured 53, and hereinafter these parts will be referred to as blurred parts. The signal S 51 having the blurred portions A and B is amplified by the amplifier 54 and then supplied to the sample-and-hold circuit 55, where it is converted into a step-like signal S 52 as shown in FIG. 6b. That is, this signal S 52 is
By holding the peak value of the pulse S51 , the blurred portions A and B become stepwise signal components.
この信号S52は、AGC回路56及び2つの比較
回路57,58に供給されている。AGC回路5
6は、前記信号S52を受けて前記駆動回路50の
例えば走査周波数を調整し、各光電変換素子での
光エネルギ蓄積時間等を調整するものである。ま
た、一方の比較回路57は、前記信号S52と、設
定回路60の設定値レベルS53とを比較し、設定
値を越えた部分に相当する第6図cに示す矩形状
の信号S54を出力するものである。この設定値レ
ベルS53は、各光電変換素子の感度むら以上の高
さに設定する。言換えれば各素子の全面でぼけの
ない像を検出したときの出力ピーク値を各素子の
感度むらを考慮した上で弁別できる値に設定す
る。また、他方の比較回路58は、前記信号S52
と、時間関数発生回路61の比較信号S55とを比
較し、各光電変換素子の波高値に比例したパルス
幅の信号S56を出力するものである。この比較信
号S55は、光電変換素子の走査周期に一致した信
号である。 This signal S 52 is supplied to an AGC circuit 56 and two comparison circuits 57 and 58. AGC circuit 5
6 adjusts, for example, the scanning frequency of the drive circuit 50 in response to the signal S52 , and adjusts the optical energy accumulation time in each photoelectric conversion element. Further, one comparison circuit 57 compares the signal S 52 with a set value level S 53 of the setting circuit 60, and outputs a rectangular signal S 54 shown in FIG. 6c corresponding to the portion exceeding the set value. This outputs the following. This set value level S53 is set to a level higher than the sensitivity unevenness of each photoelectric conversion element. In other words, the output peak value when an unblurred image is detected over the entire surface of each element is set to a value that allows discrimination, taking into consideration the sensitivity unevenness of each element. Further, the other comparison circuit 58 receives the signal S 52
and a comparison signal S55 from the time function generation circuit 61, and outputs a signal S56 with a pulse width proportional to the peak value of each photoelectric conversion element. This comparison signal S55 is a signal that matches the scanning period of the photoelectric conversion element.
この一方の比較回路57の出力信号S54は、否
定回路62を介してアンド回路63の一入力端
へ、また他方の比較回路58の出力信号S56は、
前記アンド回路63の他入力端に夫々供給されて
いる。すなわち、このアンド回路63は、第6図
eで示す信号S54′と同図dで示す信号S56とのア
ンドを取り、同図fで示す信号S57を出力する。
したがつて、この信号S57は、前記信号S51のぼけ
部分A,Bに相当する信号となる。そして、この
信号S57は、前記一方の比較回路57の信号S54と
ともにオア回路64に供給されている。 The output signal S 54 of one comparison circuit 57 is sent to one input terminal of the AND circuit 63 via the NOT circuit 62, and the output signal S 56 of the other comparison circuit 58 is
The signals are respectively supplied to the other input terminals of the AND circuit 63. That is, this AND circuit 63 performs an AND operation on the signal S 54 ' shown in FIG. 6e and the signal S 56 shown in FIG. 6 d, and outputs the signal S 57 shown in FIG.
Therefore, this signal S57 corresponds to the blurred portions A and B of the signal S51 . This signal S 57 is supplied to the OR circuit 64 together with the signal S 54 from the one comparison circuit 57.
すなわち、ぼけのない像を受光した光電変換素
子部分の信号を比較回路57で、またぼけのある
像を受光した光電変換素子部分の信号を比較回路
58及びアンド回路63で夫々分離して取出す。
そして、この分離された信号S54と信号S57とをオ
ア回路64に供給し、第6図gに示す合成信号
S58を後続のアンド回路65に供給している。 That is, the comparison circuit 57 separates and extracts the signal of the photoelectric conversion element portion that received the unblurred image, and the signal of the photoelectric conversion element portion that received the blurred image is separated and extracted by the comparison circuit 58 and the AND circuit 63, respectively.
Then, the separated signal S 54 and signal S 57 are supplied to the OR circuit 64, and a combined signal shown in FIG.
S58 is supplied to the subsequent AND circuit 65.
そして、このアンド回路65で、その合成信号
に相当するカウントクロツク発生回路66からの
単位あたりのパルスに変換してその信号S60をカ
ウンタ67で計数し、被測定物体33の寸法を検
出する。 Then, the AND circuit 65 converts the composite signal into pulses per unit from the count clock generation circuit 66, and the signal S60 is counted by the counter 67 to detect the dimensions of the object to be measured 33. .
ところで前記合成信号S58は、前記他方の比較
回路58の出力信号S56と同様となるが、次の理
由により敢えてこの出力信号S56を使用せず、信
号S54と信号S57とを合成した出力を使用する。つ
まり、ぼけのない像を検知した各光電変換素子に
感度むらあるいは素子間にデツドスペース等があ
ると他方の比較回路58の該当出力部分は、一方
の比較回路57の信号S54と同一とはならず、ぼ
け部分と同様パルス状の信号となる。したがつ
て、この信号をそのまま被測定物体33の信号と
して、前記アンド回路65で直接パルス信号に変
換すると、デツドスペース等の部分は被測定物体
33像がないものとみなされ、必然的に誤差とな
る。これに対し、信号S54を使用する本発明によ
れば、各光電変換素子の感度むらあるいは素子間
のデツドスペース等に影響されない信号を取り出
すことができる。また、本発明は第3図に示すよ
うに2つの検出器31,32を用いて被測定物体
33の両端を夫々で検出する寸法測定装置におい
ても利用できる。さらに、被測定物体の幅を測定
するものに限ることなく太さ、長さ等の寸法測定
装置に利用できる。 By the way, the composite signal S 58 is similar to the output signal S 56 of the other comparison circuit 58, but for the following reason, this output signal S 56 is not used, and the signal S 54 and the signal S 57 are combined. output. In other words, if each photoelectric conversion element that detects a non-blurred image has uneven sensitivity or a dead space between the elements, the corresponding output portion of the other comparison circuit 58 will not be the same as the signal S54 of one comparison circuit 57. First, it becomes a pulse-like signal similar to the blurred portion. Therefore, if this signal is directly converted into a pulse signal by the AND circuit 65 as the signal of the object to be measured 33, it will be assumed that there is no image of the object to be measured 33 in areas such as dead space, and an error will inevitably occur. Become. On the other hand, according to the present invention which uses the signal S54 , it is possible to extract a signal that is not affected by uneven sensitivity of each photoelectric conversion element or dead space between elements. Furthermore, the present invention can also be used in a dimension measuring apparatus that uses two detectors 31 and 32 to detect both ends of an object to be measured 33, respectively, as shown in FIG. Further, the present invention is not limited to measuring the width of an object to be measured, and can be used for measuring dimensions such as thickness and length.
本発明は、このようにして光電変換器からのパ
ルス信号出力を設定値レベルで弁別して分離して
夫々デイジタル量に変換するようにしたので、
夫々最適条件でデイジタル量に変換することがで
きしたがつて誤差のない正確な寸法を測定するこ
とができる。また、設定値を越えたパルス出力信
号を矩形状信号に、設定値以下のパルス出力信号
をその各素子の出力に応じた幅のパルス信号に
夫々変換した後、両信号を合成してデイジタル量
に変換するようにしたので、各素子の感度むらあ
るいは素子間のデツドスペース等の影響を受ける
ことのない正確な寸法測定を行なうことが可能と
なる。 In the present invention, in this way, the pulse signal output from the photoelectric converter is discriminated and separated at the set value level, and each is converted into a digital quantity.
Each can be converted into digital quantities under optimal conditions, making it possible to measure accurate dimensions without errors. In addition, after converting the pulse output signal exceeding the set value into a rectangular signal and the pulse output signal below the set value into a pulse signal with a width corresponding to the output of each element, both signals are combined and converted into a digital quantity. Therefore, it is possible to perform accurate dimension measurements without being affected by uneven sensitivity of each element or dead space between elements.
第1図、第2図は光学的寸法測定の原理を説明
する為の概略図及び波形図、第3図及び第4図は
実際の寸法測定装置を説明する為の概略構成図、
及び波形図、第5図、第6図は本発明の一実施例
を説明する為の回路構成図及び波形図である。な
お、図中51は光電検出器、55はサンプルホー
ルド回路、57,58は比較回路、60は設定回
路、61は時間関数発生回路、62は否定回路、
63,65はアンド回路、64はオア回路、66
はカウントクロツク発生回路、67はカウンタで
ある。
Figures 1 and 2 are schematic diagrams and waveform diagrams for explaining the principle of optical dimension measurement, Figures 3 and 4 are schematic configuration diagrams for explaining the actual dimension measurement device,
5 and 6 are a circuit configuration diagram and a waveform diagram for explaining an embodiment of the present invention. In the figure, 51 is a photoelectric detector, 55 is a sample and hold circuit, 57 and 58 are comparison circuits, 60 is a setting circuit, 61 is a time function generation circuit, 62 is a negative circuit,
63 and 65 are AND circuits, 64 is an OR circuit, 66
is a count clock generation circuit, and 67 is a counter.
Claims (1)
変換素子上に結像させ、これら素子を順々に走査
して得られたパルス出力により前記被測定物体の
寸法を測定する装置において、前記素子のパルス
出力を設定値レベルで弁別して分離し、その設定
値レベルを越えた前記パルス出力を連続した矩形
波信号とするとともに全ての前記パルス出力を
夫々その波高値に応じたパルス幅信号とし、その
パルス幅信号から前記矩形波信号分を減算して、
設定値レベルを越えたパルス出力と越えないパル
ス出力とを矩形波信号とパルス幅信号とに一旦分
離した後、両信号を合成し、この合成信号をデイ
ジタル量に変換しそのデイジタル量を加算するこ
とにより被測定物体の寸法を測定することを特徴
とする寸法測定装置。1. In an apparatus for measuring the dimensions of the object to be measured by forming an image of the object to be measured on a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a straight line and scanning these elements one after another using pulse outputs obtained, The pulse output of the element is discriminated and separated by a set value level, and the pulse output exceeding the set value level is made into a continuous rectangular wave signal, and all the pulse outputs are made into pulse width signals corresponding to their respective peak values. , by subtracting the square wave signal from the pulse width signal,
After once separating the pulse output that exceeds the set value level and the pulse output that does not exceed the set value level into a rectangular wave signal and a pulse width signal, both signals are combined, this combined signal is converted to a digital quantity, and the digital quantities are added. A dimension measuring device characterized by measuring the dimensions of an object to be measured.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15729177A JPS5491262A (en) | 1977-12-28 | 1977-12-28 | Dimension measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15729177A JPS5491262A (en) | 1977-12-28 | 1977-12-28 | Dimension measuring apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5491262A JPS5491262A (en) | 1979-07-19 |
| JPS638403B2 true JPS638403B2 (en) | 1988-02-23 |
Family
ID=15646438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15729177A Granted JPS5491262A (en) | 1977-12-28 | 1977-12-28 | Dimension measuring apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5491262A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5961704A (en) * | 1982-09-30 | 1984-04-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dimension measuring apparatus |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5263360A (en) * | 1975-11-20 | 1977-05-25 | Tokyo Optical | Optical length measuring device |
-
1977
- 1977-12-28 JP JP15729177A patent/JPS5491262A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5491262A (en) | 1979-07-19 |
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