JPH06109432A - Size measuring apparatus - Google Patents
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- JPH06109432A JPH06109432A JP28518992A JP28518992A JPH06109432A JP H06109432 A JPH06109432 A JP H06109432A JP 28518992 A JP28518992 A JP 28518992A JP 28518992 A JP28518992 A JP 28518992A JP H06109432 A JPH06109432 A JP H06109432A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、投光器から発射された
光ビームを被測定物に照射して、受光した受光器からの
電気信号を処理することにより、非接触で被測定物の外
形、幅、位置等の寸法を測定する寸法測定装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention irradiates a light beam emitted from a light projector onto an object to be measured and processes an electric signal from the light receiver which has received the light beam, thereby non-contacting the outer shape of the object to be measured. The present invention relates to a dimension measuring device that measures dimensions such as width and position.
【０００２】[0002]
【従来の技術】非接触形の寸法測定装置には、レーザ光
を利用したものがある。従来の装置は、図６に示すよう
に互いに対向して配置された投光器１６と受光器１７の
間に被測定物２０が置かれ、投光器１６からは光ビーム
１９が発射され、被測定物２０に照射される。光ビーム
１９は、被測定物２０に遮られた部分と遮られない部分
との明暗像として受光器１７に受光され、電気信号に変
換される。この電気信号は、明暗像、すなわち明暗の空
間的な分布を電気量の強弱の空間的あるいは時間的分布
として表現したものである。2. Description of the Related Art Some non-contact type dimension measuring devices utilize laser light. In the conventional device, an object to be measured 20 is placed between a light projector 16 and a light receiver 17 which are arranged to face each other as shown in FIG. 6, and a light beam 19 is emitted from the light projector 16 to measure the object to be measured 20. Is irradiated. The light beam 19 is received by the light receiver 17 as a light and dark image of a portion shielded by the DUT 20 and a portion not shielded, and is converted into an electric signal. This electric signal represents a bright and dark image, that is, a spatial distribution of light and dark as a spatial or temporal distribution of the amount of electricity.
【０００３】受光器１７において変換された電気信号
は、受光アンプ２１で増幅され、２値化回路２２、およ
び２値化レベル演算器２３に出力される。２値化レベル
演算器２３では、電気信号の強度（以下ピークレベルと
いう）を検出し、この強度をもとに電気信号のレベルの
高い部分と低い部分、つまり明暗像の明るい部分と暗い
部分とに対応する部分に分ける（２値化）ためのしきい
値を演算し、２値化回路２２に出力する。The electric signal converted by the photo detector 17 is amplified by the photo receiver amplifier 21 and output to the binarization circuit 22 and the binarization level calculator 23. The binarization level calculator 23 detects the intensity of the electric signal (hereinafter referred to as the peak level), and based on this intensity, the high and low parts of the electric signal, that is, the bright and dark parts of the bright and dark image are detected. A threshold value for dividing (binarization) into a portion corresponding to is calculated and output to the binarization circuit 22.
【０００４】２値化回路２２では、２値化レベル演算器
２３からのしきい値をもとに受光アンプ２１からの電気
信号を２値化し、明暗の中間の状態のない明暗信号を得
る。この明暗信号が表す明暗の境界は、被測定物５が光
ビーム４を遮る被測定物５のエッジ位置に対応している
から、明暗信号からエッジ位置検出器２５において被測
定物５のエッジの位置を求めることができる。このエッ
ジの位置をもとに外径演算器２６において被測定物２０
の外径寸法等の数値が演算され、表示器２７に出力され
る。The binarization circuit 22 binarizes the electric signal from the light-receiving amplifier 21 based on the threshold value from the binarization level calculator 23 to obtain a bright / dark signal having no intermediate state between bright and dark. The boundary between the light and dark represented by the light and dark signal corresponds to the edge position of the object to be measured 5 where the DUT 5 blocks the light beam 4. Therefore, the edge position detector 25 detects the edge of the object to be measured 5 from the light and dark signal. The position can be calculated. Based on the position of this edge, the object to be measured 20 is measured by the outer diameter calculator 26.
Numerical values such as the outer diameter of the are calculated and output to the display 27.
【０００５】この寸法測定機の受光器１７において変換
される電気信号は、明暗信号の強弱（光の強弱）に比例
するものであり、外乱の影響を受けやすい。特に、投光
器１６や受光器１７のレンズあるいは窓１８の汚れに起
因するものが多く、出力レベルの低下やゆらぎといった
障害が発生すると、正確な寸法の測定が困難となる。The electric signal converted in the light receiver 17 of this size measuring machine is proportional to the intensity of the dark-light signal (intensity of light) and is easily affected by disturbance. In particular, this is often caused by dirt on the lens of the light projector 16 or the light receiver 17 or the window 18, and if a failure such as a decrease in output level or fluctuation occurs, it is difficult to accurately measure the dimensions.
【０００６】従来、レンズや窓１８の汚れによる電気信
号の出力レベルの低下に対して、電気信号のピークレベ
ルに合わせて２値化する際のしきい値を変化させること
により、測定値に対する影響を軽減する方法がある。ま
たアラーム信号を発生させていたものとしては、受光ア
ンプ２１で増幅されたピークレベルを２値化レベル演算
器２３によって検出し、このピークレベルと予め定めて
おいた汚れ監視のためのしきい値とを比較器２４で比較
する方法がある。ピークレベルがしきい値より小さい値
の場合にアラーム信号を発生させ、表示器２７に表示さ
せる。これらの方法によれば、投光器１６、受光器１７
のレンズや窓１８が、例えば油膜のようなものにより膜
状に均一に汚れた場合は、電気信号のピークレベルの変
化から汚れの進行の具合が良く監視できるし、また、２
値化のためのしきい値が電気信号のピークレベルに比例
して設定されるため、測定値に対する影響もほとんどな
い。Conventionally, with respect to a decrease in the output level of an electric signal due to contamination of the lens or the window 18, by changing the threshold value when binarizing according to the peak level of the electric signal, the influence on the measured value is affected. There is a way to reduce. Further, as the alarm signal being generated, the peak level amplified by the light receiving amplifier 21 is detected by the binarization level calculator 23, and this peak level and a predetermined threshold value for contamination monitoring are detected. There is a method of comparing and with the comparator 24. When the peak level is smaller than the threshold value, an alarm signal is generated and displayed on the display 27. According to these methods, the projector 16 and the light receiver 17
When the lens and the window 18 are uniformly soiled with an oil film or the like, the progress of the soiling can be well monitored from the change in the peak level of the electric signal, and
Since the threshold value for setting the value is set in proportion to the peak level of the electric signal, there is almost no influence on the measured value.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は
わずかな汚れによる寸法測定の精度低下を避けるため
に、汚れ監視のためのしきい値をピークレベルに近いき
びしい値に設定していた。例えば図３の警戒レベルをピ
ークレベルの９０％に設定していた。このため、精度に
対する要求がゆるい場合でも、投受光器のレンズや窓の
汚れが少しでも生じるとアラーム信号が発生し、過剰検
出となり、そのたびに測定を停止して点検しなければな
らなかった。また、投受光器のレンズや窓に、粒子の粗
い粉塵や、大きなゴミ等が付着した場合は、図５に示す
ように電気信号のピークレベルが変化しないでゆらぎの
み発生する。この場合は、ピークレベルは変化せず、し
きい値より大きな値となる。従来は、ピークレベルだけ
監視しているため、ゆらぎによるアラーム信号が発生せ
ず、投受光器のレンズや窓の汚れを見逃してしまう恐れ
があった。However, in the past, in order to avoid a decrease in the accuracy of dimensional measurement due to slight dirt, the threshold value for dirt monitoring was set to a severe value close to the peak level. For example, the caution level in FIG. 3 was set to 90% of the peak level. For this reason, even if the requirement for accuracy is low, an alarm signal will be generated if the lens or window of the light emitter / receiver is slightly soiled, resulting in excessive detection, and the measurement must be stopped and inspected each time. . Further, when coarse dust particles or large dust adheres to the lens or window of the light emitter / receiver, the peak level of the electric signal does not change and only fluctuations occur as shown in FIG. In this case, the peak level does not change and becomes a value larger than the threshold value. Conventionally, since only the peak level is monitored, an alarm signal due to fluctuations is not generated, and there is a risk of overlooking dirt on the lens and window of the light emitter / receiver.
【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、投受光器のレンズや窓に、
油膜等の付着した場合に生ずるピークレベルの低下や、
粒子の粗い粉塵や、大きなゴミ等が付着した場合に生ず
る電気信号のゆらぎを検出し、過剰な異常検出を防ぐと
ともに、より信頼性が高く、外乱に対して迅速な対応が
できる寸法測定装置を提供することにある。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a lens and a window of a light emitter / receiver,
The decrease in peak level that occurs when an oil film etc. adheres,
A dimension measuring device that detects fluctuations in electrical signals that occur when coarse particles or large dust adheres to prevent excessive abnormality detection, is more reliable, and can respond quickly to external disturbances. To provide.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の寸法測定装置は被測定物に対して光ビーム
を投射する投光器と、投光器から投射された光ビームを
受け被測定物によってもたらされる光の強弱（明暗）に
対応した強度を有する電気信号を出力する受光器とを備
えられ、この受光器から出力された電気信号を受けて光
ビームの強度を検出する第一の検出器と、電気信号のゆ
らぎの振幅を検出する第二の検出器とが設けられる。さ
らに、これらの第一の検出器および第二の検出器のうち
のすくなくとも一方からの信号を受けて、投光器または
受光器の汚れを監視する監視装置とから構成される。In order to solve the above problems, a dimension measuring apparatus of the present invention is a projector for projecting a light beam onto an object to be measured, and an object to be measured which receives the light beam projected from the projector. A light receiver that outputs an electric signal having an intensity corresponding to the intensity (brightness and darkness) of the light that is caused by the first detection that receives the electric signal output from the light receiver and detects the intensity of the light beam. And a second detector for detecting the amplitude of the fluctuation of the electric signal. Further, it comprises a monitoring device for receiving a signal from at least one of the first detector and the second detector to monitor the contamination of the projector or the receiver.
【００１０】[0010]
【作用】このように構成された寸法測定装置によれば、
第一および第二の検出器を設けることにより、電気信号
のピークレベルとゆらぎの両方を検出することができ、
投光器または受光器の汚れを過剰に検出することなく、
迅速に、もれなく検知できる。According to the dimension measuring device configured as described above,
By providing the first and second detectors, it is possible to detect both the peak level and the fluctuation of the electric signal,
Without excessive detection of dirt on the sender or receiver,
It can be detected quickly and completely.
【００１１】[0011]
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。図１はブロック図、図２は第一の検出器の詳細回路
図、図３は警戒判定レベル、異常判定レベルの設定例を
示す図、図４は第二の検出器の詳細回路図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram, FIG. 2 is a detailed circuit diagram of a first detector, FIG. 3 is a diagram showing an example of setting a warning determination level and an abnormality determination level, and FIG. 4 is a detailed circuit diagram of a second detector. .
【００１２】光源である発光器１と、発光器１と対向し
て受光器２が設けられ、それらの間に被測定物５を配置
した状態で、発光器１からレーザ光の光ビーム４が発射
される。この光ビーム４は図示しない偏向器により平衡
に走査されている。光ビーム４は被測定物５によって遮
られ、時間的にその明暗が変わる像として受光器２に投
影される。受光器２はこの明暗像を電気信号に変換
し、、受光アンプ６に送出する。受光アンプ６は電気信
号を増幅して２値化回路７、２値化レベル演算回路８、
および第二の検出器１０に送出する。A light source 1 serving as a light source, and a light receiver 2 facing the light source 1 are provided, and an object 5 to be measured is placed between them. Is fired. The light beam 4 is scanned in a balanced manner by a deflector (not shown). The light beam 4 is blocked by the object to be measured 5 and projected on the light receiver 2 as an image in which the brightness changes with time. The light receiver 2 converts this bright and dark image into an electric signal and sends it to the light receiving amplifier 6. The light-receiving amplifier 6 amplifies the electric signal to binarize the circuit 7, binarization level operation circuit 8,
And to the second detector 10.
【００１３】２値化回路７では受光アンプ６と２値化レ
ベル演算器８からの電気信号を受けて、明暗像の電気信
号を２値化し明暗信号とする。この明暗信号からエッジ
位置検出器１１は、被測定物５により光ビーム４が遮ら
れるタイミングを検出し、さらに、この時間情報を光ビ
ーム４の走査位相との関係を用いてエッジの位置を読み
取る。このエッジの位置をもとに外径演算器１２におい
て被測定物５の外径寸法等の数値が演算され、外径演算
器１２によって算出された値はＥＬ表示回路１４に送出
され、ＥＬ表示器１５に表示される。The binarization circuit 7 receives the electrical signals from the light receiving amplifier 6 and the binarization level calculator 8 and binarizes the electrical signal of the bright and dark image to obtain the bright and dark signal. From this brightness signal, the edge position detector 11 detects the timing at which the light beam 4 is blocked by the DUT 5, and further reads the edge position by using this time information in relation to the scanning phase of the light beam 4. . Numerical values such as the outer diameter dimension of the DUT 5 are calculated in the outer diameter calculator 12 based on the position of this edge, and the value calculated by the outer diameter calculator 12 is sent to the EL display circuit 14 for EL display. It is displayed on the container 15.
【００１４】一方、２値化レベル演算器８は、受光信号
のピークレベルを検出しており、それを第一の検出器９
および第二の検出器１０に出力する。On the other hand, the binarization level calculator 8 detects the peak level of the received light signal, which is detected by the first detector 9
And to the second detector 10.
【００１５】第一の検出器９について説明すると、図
２、図３に示されるように、２値化レベル演算器８から
出力されたピークレベルは、比較器９ａおよび比較器９
ｂにおいてそれぞれの判定レベルで比較判定され、比較
器９ａからは警戒判定信号、比較器９ｂからは異常判定
信号として出力される。これら２つの判定レベルは汚れ
がないときのピークレベルを基準に設定され、例えば警
戒判定レベルＶL(1)はピークレベルの８０％、異常判定
レベルＶL(2)はピークレベルの５０％に設定される。The first detector 9 will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, the peak level output from the binarization level calculator 8 is the comparator 9a and the comparator 9a.
In b, comparison determination is performed at each determination level, and the comparator 9a outputs a warning determination signal and the comparator 9b outputs an abnormality determination signal. These two determination levels are set on the basis of the peak level when there is no dirt. For example, the warning determination level VL (1) is 80% of the peak level, and the abnormality determination level VL (2) is 50% of the peak level. Is set.
【００１６】このように２段階に判定レベルを設けるこ
とで、汚れの進み具合が判定でき、警戒判定段階におい
て汚れを除去する処置をとることができる。判定レベル
は、使用環境、要求精度により変更することは可能であ
り、外部から変更設定することも可能である。By thus providing the determination levels in two stages, it is possible to determine the degree of progress of the stain, and it is possible to take a measure to remove the stain in the warning determination stage. The determination level can be changed according to the usage environment and the required accuracy, and can be changed and set from the outside.
【００１７】第二の検出器１０は、第４図のように構成
され、受光信号のうち明部信号を取り出すため、比較器
１０ａが設けられている。比較器１０ａには、受光アン
プ６からの信号が入力され、さらに比較の基準レベルと
して、２値化レベル演算器８からピークレベルが取り出
され、例えば、その１／２となるレベルＶS が作られ、
入力される。比較器１０ａの出力は、明部判定信号とな
り、光ビーム４が被測定物５に遮られていない時間を示
す。The second detector 10 is constructed as shown in FIG. 4, and is provided with a comparator 10a for extracting the bright portion signal from the received light signal. To the comparator 10a is supplied with signals from the light receiving amplifier 6, further as a reference level of the comparator, the peak level from the binary level calculator 8 are taken out, for example, the level V S is created to be a half thereof The
Is entered. The output of the comparator 10a becomes a bright part determination signal and indicates the time when the light beam 4 is not blocked by the DUT 5.
【００１８】しかし、この明部判定信号は、光ビーム４
の一部が被測定物５に遮られた状態でも明部として判定
しているため、明部のゆらぎを検出するための制御信号
として用いるには、光ビーム４全体が被測定物５に遮ら
れなくなる時間まで明状態を示さないようにする必要が
ある。このため、図５に示すように、この明部判定信号
と明部判定信号を遅延素子１０ｃによってｄ2 だけ遅延
させたものとの論理積を論理積素子においてとり制御信
号を得る。このように明部判定信号と遅延させたものと
の論理積をとることにより、光ビーム４が被測定物５を
よぎって、ビーム全体が被測定物に遮られなくなる時間
まで明状態を示さない信号となる。However, the bright area determination signal is the light beam 4
Even if a part of the light beam is blocked by the object to be measured 5, it is determined as a bright part. Therefore, in order to use it as a control signal for detecting the fluctuation of the bright part, the entire light beam 4 is blocked by the object to be measured 5. It is necessary not to show a bright state until the time when it cannot be controlled. Therefore, as shown in FIG. 5, a logical product of the bright part determination signal and the bright part determination signal delayed by d 2 by the delay element 10c is obtained in the logical product element to obtain the control signal. By taking the logical product of the bright part determination signal and the delayed one in this way, the light state is not shown until the time when the light beam 4 crosses the DUT 5 and the entire beam is not blocked by the DUT. Become a signal.
【００１９】一方、受光信号を遅延素子１０ｂで遅延時
間ｄ1 だけ遅らせた信号と明状態を示す制御信号とは、
ピークピーク検出器１０ｄへ入力される。このようにす
るとピークピーク検出、つまりゆらぎ幅の検出は、この
ピークピーク検出器１０ｄにおいて、制御信号が明状態
を示しているときだけ行われる。遅延時間ｄ1 は、光ビ
ーム４が被測定物５をよぎるに要する時間、すなわち光
ビーム４のビーム径を、光ビーム４が被測定物５をよぎ
るときの走査速度で除した値に若干の余裕をとって決定
し、遅延時間ｄ2 は遅延時間ｄ1 の約２倍としている。
このような構成にすると、ピークピーク検出器１０ｄが
検出するピークピークレベルは、光ビーム４が被測定物
５に全く遮られないときの受光信号のゆらぎ幅となる。On the other hand, the signal obtained by delaying the received light signal by the delay element 10b by the delay time d 1 and the control signal indicating the bright state are:
The peak is input to the peak detector 10d. In this way, peak-peak detection, that is, fluctuation width detection, is performed only when the control signal indicates a bright state in the peak-peak detector 10d. The delay time d 1 is a time required for the light beam 4 to cross the DUT 5, that is, a value obtained by dividing the beam diameter of the light beam 4 by the scanning speed when the light beam 4 crosses the DUT 5. It is determined with some margin, and the delay time d 2 is about twice the delay time d 1 .
With such a configuration, the peak-peak level detected by the peak-peak detector 10d becomes the fluctuation width of the received light signal when the light beam 4 is not blocked by the DUT 5 at all.
【００２０】こうして得られたゆらぎ検出信号は、第一
の検出器９と同様に比較器１０ｅおよび比較器１０ｆに
より警戒判定レベルＶL(3)と異常判定レベルＶL(4)の２
段階に判定され、それぞれ警戒判定出力および異常判定
出力が得られる。第一の検出器９および第二の検出器１
０により検出されたピークレベルとゆらぎの値は、アラ
ーム信号として表示器あるいは警報器に送出され、さら
にこのアラーム信号を投光器または受光器の汚れを洗浄
する手段に送出してもよく、自動測定ラインとして利用
することもできる。The fluctuation detection signal thus obtained is determined by the comparator 10e and the comparator 10f in the same manner as the first detector 9, and the warning judgment level VL (3) and the abnormality judgment level VL (4) are detected.
The judgment is made in stages, and the warning judgment output and the abnormality judgment output are obtained respectively. First detector 9 and second detector 1
The peak level and the fluctuation value detected by 0 are sent as an alarm signal to a display or an alarm device, and this alarm signal may be sent to a means for cleaning the dirt of the sender or the receiver. It can also be used as.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように第１の検
出器と第２の検出器によって検出されたピークレベルと
ゆらぎの値を利用することで、投光器または受光器の汚
れを過剰に検出することがないので、被測定物のライン
を止める回数を少なくできる。その上、投光器または受
光器の汚れの検出を高い確度で行うことができ、汚れに
よる不良品の数が不必要に増えることを防止できる。As described above, the present invention makes use of the peak level and the fluctuation value detected by the first detector and the second detector to make the sender or the receiver excessively dirty. Since there is no detection, the number of times the line of the object to be measured is stopped can be reduced. In addition, it is possible to detect dirt on the light projector or the light receiver with high accuracy, and it is possible to prevent the number of defective products due to dirt from unnecessarily increasing.
【図１】本発明の装置のブロック図である。1 is a block diagram of an apparatus of the present invention.
【図２】本発明の第一の検出器の詳細回路である。FIG. 2 is a detailed circuit of the first detector of the present invention.
【図３】本発明のピークレベルを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing peak levels of the present invention.
【図４】本発明の第二の検出器の詳細回路である。FIG. 4 is a detailed circuit of the second detector of the present invention.
【図５】本発明のゆらぎを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing fluctuations of the present invention.
【図６】従来の装置のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a conventional device.
１ 投光器。 ２ 受光器。 ３ レンズまたは窓。 ４ 光ビーム。 ５ 被測定物。 ６ 受光アンプ。 ７ ２値化回路。 ８ ２値化レベル演算器。 ９ 第一の検出器。 １０ 第二の検出器。 １１ エッジ位置検出器。 １２ 外径演算器。 １３ 監視装置。 1 Floodlight. 2 Light receiver. 3 lens or window. 4 light beams. 5 DUT. 6 Light receiving amplifier. 7 Binarization circuit. 8 Binary level calculator. 9 First detector. 10 Second detector. 11 Edge position detector. 12 Outer diameter calculator. 13 Monitoring device.
Claims (1)
投射する投光器（１）と、前記投射された光ビームを受
け被測定物によってもたらされる光の強弱に対応した強
度を有する電気信号を出力する受光器（２）と、前記電
気信号を受けて、前記被測定物の寸法または形状を測定
する寸法測定装置であって、 前記電気信号から前記光ビームの強度を検出する第一の
検出器（９）と、前記電気信号のゆらぎの振幅を検出す
る第二の検出器（１０）と、前記第一の検出器および前
記第二の検出器のうちの少なくとも一方からの信号を受
けて、前記投光器または受光器の汚れを監視する監視装
置（１３）とを備えた寸法測定装置。1. A light projector (1) for projecting a light beam (4) onto an object to be measured (5), and an intensity corresponding to the intensity of light received by the object to be measured which receives the projected light beam. A light receiver (2) for outputting an electric signal, and a size measuring device for receiving the electric signal and measuring the size or shape of the object to be measured, wherein the intensity of the light beam is detected from the electric signal. A first detector (9), a second detector (10) for detecting the amplitude of fluctuations of the electric signal, and at least one of the first detector and the second detector. A dimension measuring device comprising a monitoring device (13) which receives a signal and monitors the dirt of the light projector or the light receiver.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4285189A JP2995124B2 (en) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Dimension measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP4285189A JP2995124B2 (en) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Dimension measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06109432A true JPH06109432A (en) | 1994-04-19 |
| JP2995124B2 JP2995124B2 (en) | 1999-12-27 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4285189A Expired - Fee Related JP2995124B2 (en) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Dimension measuring device |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2995124B2 (en) |
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