JPH05209717A - 半導***置検出素子信号処理回路 - Google Patents
半導***置検出素子信号処理回路Info
- Publication number
- JPH05209717A JPH05209717A JP963792A JP963792A JPH05209717A JP H05209717 A JPH05209717 A JP H05209717A JP 963792 A JP963792 A JP 963792A JP 963792 A JP963792 A JP 963792A JP H05209717 A JPH05209717 A JP H05209717A
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- Japan
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- amplification
- circuit
- circuits
- outputs
- output
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】半導***置検出素子１０の出力電流を電圧に変
換する一組のＩ／Ｖ変換回路２０ａ，２０ｂと、これら
の出力を異なる増幅度で増幅する３組の増幅回路３１，
３２，３３と、各増幅回路を構成する増幅器３１ａ〜３
３ｂの出力Ａ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，Ａ３，Ｂ３のうち
飽和電圧に達しない範囲で最大となる増幅器を含む一組
の増幅回路を選択する比較選択回路４０と、選択された
一組の増幅回路の出力Ａ，Ｂを（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）
で正規化する正規化回路５０とを備えている。 【効果】増幅度の異なる複数組の増幅回路のうち出力が
飽和電圧に達しない範囲で最大となる一組を選択使用す
るので、測定対象物の反射率変動に対してレーザ光の照
射強度を変更することなく測定レンジを大きくできる。
換する一組のＩ／Ｖ変換回路２０ａ，２０ｂと、これら
の出力を異なる増幅度で増幅する３組の増幅回路３１，
３２，３３と、各増幅回路を構成する増幅器３１ａ〜３
３ｂの出力Ａ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，Ａ３，Ｂ３のうち
飽和電圧に達しない範囲で最大となる増幅器を含む一組
の増幅回路を選択する比較選択回路４０と、選択された
一組の増幅回路の出力Ａ，Ｂを（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）
で正規化する正規化回路５０とを備えている。 【効果】増幅度の異なる複数組の増幅回路のうち出力が
飽和電圧に達しない範囲で最大となる一組を選択使用す
るので、測定対象物の反射率変動に対してレーザ光の照
射強度を変更することなく測定レンジを大きくできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導***置検出素子信号
処理回路に関し、特に光量変動が大きい場合の半導***
置検出素子信号処理回路に関する。
処理回路に関し、特に光量変動が大きい場合の半導***
置検出素子信号処理回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、半導***置検出素子を用いて三
角測量により測定対象物の高さを測定する一般的なレー
ザ変位計の説明図である。
角測量により測定対象物の高さを測定する一般的なレー
ザ変位計の説明図である。
【０００３】レーザ光１１を測定対象物１２に照射し、
θ方向への反射光を集光レンズ１３で半導***置検出素
子１０上に結像させる。このとき、基準面からの測定対
象物１２の高さｈと半導***置検出素子１０上の受光位
置変位ｄとは、ほぼ正比例の関係にある。半導***置検
出素子１０の両端の二つの電極からは、受光位置までの
距離に反比例した出力電流が得られるので、その出力を
Ｉａ，Ｉｂとすれば、受光位置変位ｄは（Ｉａ−Ｉｂ）
／（Ｉａ＋Ｉｂ）から求めることができる。この演算処
理を信号処理回路１４で行うことにより、測定対象物１
２の高さｈが求められる。
θ方向への反射光を集光レンズ１３で半導***置検出素
子１０上に結像させる。このとき、基準面からの測定対
象物１２の高さｈと半導***置検出素子１０上の受光位
置変位ｄとは、ほぼ正比例の関係にある。半導***置検
出素子１０の両端の二つの電極からは、受光位置までの
距離に反比例した出力電流が得られるので、その出力を
Ｉａ，Ｉｂとすれば、受光位置変位ｄは（Ｉａ−Ｉｂ）
／（Ｉａ＋Ｉｂ）から求めることができる。この演算処
理を信号処理回路１４で行うことにより、測定対象物１
２の高さｈが求められる。
【０００４】上述の演算処理を行う従来の信号処理回路
１４は、図５に示すように、半導***置検出素子１０の
両端の二つの電極から得られる出力電流を電圧に変換す
る一組のＩ／Ｖ変換回路２０ａ，２０ｂと、Ｉ／Ｖ変換
回路２０ａ，２０ｂの出力電圧を増幅する２台の増幅器
３０ａ，３０ｂから成る増幅回路３０と、２台の増幅器
３０ａ，３０ｂの出力電圧Ａ，Ｂを（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋
Ｂ）で正規化する正規化回路５０とで構成されている。
１４は、図５に示すように、半導***置検出素子１０の
両端の二つの電極から得られる出力電流を電圧に変換す
る一組のＩ／Ｖ変換回路２０ａ，２０ｂと、Ｉ／Ｖ変換
回路２０ａ，２０ｂの出力電圧を増幅する２台の増幅器
３０ａ，３０ｂから成る増幅回路３０と、２台の増幅器
３０ａ，３０ｂの出力電圧Ａ，Ｂを（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋
Ｂ）で正規化する正規化回路５０とで構成されている。
【０００５】実際の測定においては、測定対象物の反射
率が変動すると半導***置検出素子の出力が変動するた
め、各増幅器の利得は、測定対象物からの反射光量の変
動範囲内で出力電圧が飽和しないように設定する必要が
ある。
率が変動すると半導***置検出素子の出力が変動するた
め、各増幅器の利得は、測定対象物からの反射光量の変
動範囲内で出力電圧が飽和しないように設定する必要が
ある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の信号処
理回路は、利得の固定された２台の増幅器で構成されて
いるため、反射率の変動が大きい測定対象物に対して
は、反射率の大きいところでどちらかの増幅器が飽和
し、後段の正規化回路で正確な位置（高さ）を求めるこ
とができなくなったり、逆に反射率の小さいところでは
十分な出力電圧が得られないため、後段の正規化回路の
動作が不確実となり精度よい測定ができなくなるという
問題点があった。
理回路は、利得の固定された２台の増幅器で構成されて
いるため、反射率の変動が大きい測定対象物に対して
は、反射率の大きいところでどちらかの増幅器が飽和
し、後段の正規化回路で正確な位置（高さ）を求めるこ
とができなくなったり、逆に反射率の小さいところでは
十分な出力電圧が得られないため、後段の正規化回路の
動作が不確実となり精度よい測定ができなくなるという
問題点があった。
【０００７】この問題を解決するためには、測定対象物
に照射するレーザ光の強度を反射率に応じて変更する必
要があった。
に照射するレーザ光の強度を反射率に応じて変更する必
要があった。
【０００８】本発明の目的は、上述の問題点を除去し、
広い範囲の反射率に対してレーザ光の照射強度を変更せ
ず正確な高さ測定ができる半導***置検出素子信号処理
回路を提供することである。
広い範囲の反射率に対してレーザ光の照射強度を変更せ
ず正確な高さ測定ができる半導***置検出素子信号処理
回路を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の半導***置検出
素子信号処理回路は、半導***置検出素子の二つの出力
電流をそれぞれ電圧に変換する一組のＩ／Ｖ変換回路
と、前記一組のＩ／Ｖ変換回路の出力をそれぞれ同じ増
幅度で増幅する二つの増幅器から成る複数組の飽和電圧
が同じで増幅度の異なる増幅回路と、前記複数組の増幅
回路の中から出力が飽和電圧に達しない範囲で最大とな
る増幅器を含む一組の増幅回路を選択する比較選択回路
と、前記比較選択回路で選択された一組の増幅回路の出
力Ａ，Ｂを（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）で正規化する正規化
回路とを備えて構成されている。
素子信号処理回路は、半導***置検出素子の二つの出力
電流をそれぞれ電圧に変換する一組のＩ／Ｖ変換回路
と、前記一組のＩ／Ｖ変換回路の出力をそれぞれ同じ増
幅度で増幅する二つの増幅器から成る複数組の飽和電圧
が同じで増幅度の異なる増幅回路と、前記複数組の増幅
回路の中から出力が飽和電圧に達しない範囲で最大とな
る増幅器を含む一組の増幅回路を選択する比較選択回路
と、前記比較選択回路で選択された一組の増幅回路の出
力Ａ，Ｂを（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）で正規化する正規化
回路とを備えて構成されている。
【００１０】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１１】図１は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【００１２】本実施例の半導***置検出素子信号処理回
路は、図１に示すように、半導***置検出素子１０から
の出力電流をそれぞれ電圧に変換する一組のＩ／Ｖ変換
回路２０ａ，２０ｂと、Ｉ／Ｖ変換回路２０ａ，２０ｂ
の出力を異なる増幅度で増幅する３組の増幅回路３１，
３２，３３と、各増幅回路を構成する増幅器３１ａ〜３
３ｂの出力Ａ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，Ａ３，Ｂ３のうち
飽和電圧に達しない範囲で最大となるものを含む一組の
増幅回路を選択する比較選択回路４０と、選択された一
組の増幅回路の出力Ａ，Ｂを（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）で
正規化する正規化回路５０とを備えている。
路は、図１に示すように、半導***置検出素子１０から
の出力電流をそれぞれ電圧に変換する一組のＩ／Ｖ変換
回路２０ａ，２０ｂと、Ｉ／Ｖ変換回路２０ａ，２０ｂ
の出力を異なる増幅度で増幅する３組の増幅回路３１，
３２，３３と、各増幅回路を構成する増幅器３１ａ〜３
３ｂの出力Ａ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，Ａ３，Ｂ３のうち
飽和電圧に達しない範囲で最大となるものを含む一組の
増幅回路を選択する比較選択回路４０と、選択された一
組の増幅回路の出力Ａ，Ｂを（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）で
正規化する正規化回路５０とを備えている。
【００１３】ここで、各増幅器３１ａ〜３３ｂの飽和電
圧は同一で、正規化回路５０の飽和電圧と同じに設定さ
れており、又、一組の増幅回路（例えば３１）内の２台
の増幅器（３１ａ，３１ｂ）は同じ増幅度を有するよう
に構成されている。
圧は同一で、正規化回路５０の飽和電圧と同じに設定さ
れており、又、一組の増幅回路（例えば３１）内の２台
の増幅器（３１ａ，３１ｂ）は同じ増幅度を有するよう
に構成されている。
【００１４】次に、図１に示した半導***置検出素子信
号処理回路を実際のレーザ変位計に応用した場合の動作
について説明する。図２は、レーザ変位計により測定さ
れるＩＣのリード接合部を示す平面図である。ＩＣ６０
のリード接合部には、反射光量の大きいはんだメッキの
リード７０と、反射光量の小さい金メッキ等のパッド８
０がある。ＩＣの外観検査の一つに、リード７０とパッ
ド８０の位置ずれを調べる項目があり、この場合、走査
位置９０に沿ってレーザ光の照射位置を移動させ、リー
ド７０とパッド８０の双方の高さを精度よく測定する必
要がある。
号処理回路を実際のレーザ変位計に応用した場合の動作
について説明する。図２は、レーザ変位計により測定さ
れるＩＣのリード接合部を示す平面図である。ＩＣ６０
のリード接合部には、反射光量の大きいはんだメッキの
リード７０と、反射光量の小さい金メッキ等のパッド８
０がある。ＩＣの外観検査の一つに、リード７０とパッ
ド８０の位置ずれを調べる項目があり、この場合、走査
位置９０に沿ってレーザ光の照射位置を移動させ、リー
ド７０とパッド８０の双方の高さを精度よく測定する必
要がある。
【００１５】図３は、この場合の測定対象物からの反射
光量および増幅度の異なる二つの増幅回路の出力電圧の
変化を図２と対応させて示した出力波形図で、（ａ）は
反射光量の変化を、（ｂ）は利得の低い増幅回路の出力
電圧の変化を、（ｃ）は利得の高い増幅回路の出力電圧
の変化をそれぞれ示している。なお、（ｂ）と（ｃ）に
おける実線と破線は、各増幅回路を構成する２台の増幅
器に対応している。
光量および増幅度の異なる二つの増幅回路の出力電圧の
変化を図２と対応させて示した出力波形図で、（ａ）は
反射光量の変化を、（ｂ）は利得の低い増幅回路の出力
電圧の変化を、（ｃ）は利得の高い増幅回路の出力電圧
の変化をそれぞれ示している。なお、（ｂ）と（ｃ）に
おける実線と破線は、各増幅回路を構成する２台の増幅
器に対応している。
【００１６】反射光量の大きいリード７０の測定のとき
は、図３（ｃ）の増幅度の高い増幅回路の出力電圧は飽
和電圧を超すため、図３（ｂ）に示す増幅度の小さい増
幅回路の出力を、逆に反射光量の小さいパッド８０の測
定の際は、図３（ｂ）に示す増幅度の小さい増幅回路の
出力電圧は小さ過ぎるため、図３（ｃ）に示す増幅度の
大きい増幅回路の出力を選択して用いる。これにより、
後段の正規化回路における正規化演算のためのＡ／Ｄ変
換処理を、双方とも誤差の少ないほぼ同様の動作範囲で
実行することができるため、レーザ光の照射強度を一定
にしたままで広い反射率の範囲で正確な測定を行うこと
ができる。
は、図３（ｃ）の増幅度の高い増幅回路の出力電圧は飽
和電圧を超すため、図３（ｂ）に示す増幅度の小さい増
幅回路の出力を、逆に反射光量の小さいパッド８０の測
定の際は、図３（ｂ）に示す増幅度の小さい増幅回路の
出力電圧は小さ過ぎるため、図３（ｃ）に示す増幅度の
大きい増幅回路の出力を選択して用いる。これにより、
後段の正規化回路における正規化演算のためのＡ／Ｄ変
換処理を、双方とも誤差の少ないほぼ同様の動作範囲で
実行することができるため、レーザ光の照射強度を一定
にしたままで広い反射率の範囲で正確な測定を行うこと
ができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導***
置検出素子信号処理回路は、増幅度の異なる複数組の増
幅回路を備え、反射光量が変動した場合に、出力が飽和
電圧に達しない範囲で最大となる増幅回路を選択して使
用するので、測定対象物の反射率変動に対するレーザ変
位計の測定レンジを、レーザ光の照射強度を変更するこ
となく大きくできる効果がある。
置検出素子信号処理回路は、増幅度の異なる複数組の増
幅回路を備え、反射光量が変動した場合に、出力が飽和
電圧に達しない範囲で最大となる増幅回路を選択して使
用するので、測定対象物の反射率変動に対するレーザ変
位計の測定レンジを、レーザ光の照射強度を変更するこ
となく大きくできる効果がある。
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】本実施例の効果を説明するために用いるＩＣリ
ード接合部の平面図である。
ード接合部の平面図である。
【図３】図２のリード接合部をレーザ光で走査した場合
の出力波形図である。
の出力波形図である。
【図４】三角測量によるレーザ変位計の説明図である。
【図５】従来の半導***置検出素子信号処理回路の一例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
１０ 半導***置検出素子 １１ レーザ光 １２ 測定対象物 １３ 集光レンズ １４ 信号処理回路 ２０ａ，２０ｂ Ｉ／Ｖ変換回路 ３０〜３３ 増幅回路 ３０ａ〜３３ａ，３０ｂ〜３３ｂ 増幅器 ４０ 比較選択回路 ５０ 正規化回路 ６０ ＩＣ ７０ リード ８０ パッド ９０ 走査位置
Claims (1)
- 【請求項１】 半導***置検出素子の二つの出力電流を
それぞれ電圧に変換する一組のＩ／Ｖ変換回路と、前記
一組のＩ／Ｖ変換回路の出力をそれぞれ同じ増幅度で増
幅する二つの増幅器から成る複数組の飽和電圧が同じで
増幅度の異なる増幅回路と、前記複数組の増幅回路の中
から出力が飽和電圧に達しない範囲で最大となる増幅器
を含む一組の増幅回路を選択する比較選択回路と、前記
比較選択回路で選択された一組の増幅回路の出力Ａ，Ｂ
を（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）で正規化する正規化回路とを
備えたことを特徴とする半導***置検出素子信号処理回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP963792A JPH05209717A (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 半導***置検出素子信号処理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP963792A JPH05209717A (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 半導***置検出素子信号処理回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05209717A true JPH05209717A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=11725748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP963792A Withdrawn JPH05209717A (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 半導***置検出素子信号処理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05209717A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06109465A (ja) * | 1992-09-29 | 1994-04-19 | Anritsu Corp | 変位測定装置 |
| JP2003139513A (ja) * | 2001-11-01 | 2003-05-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学計測装置、及び光学計測方法 |
| JP2018151209A (ja) * | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 株式会社ミツトヨ | 光学式変位計、光学式変位計の調整方法および光学式変位測定方法 |
-
1992
- 1992-01-23 JP JP963792A patent/JPH05209717A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06109465A (ja) * | 1992-09-29 | 1994-04-19 | Anritsu Corp | 変位測定装置 |
| JP2003139513A (ja) * | 2001-11-01 | 2003-05-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学計測装置、及び光学計測方法 |
| JP2018151209A (ja) * | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 株式会社ミツトヨ | 光学式変位計、光学式変位計の調整方法および光学式変位測定方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |