JPH08247723A - 寸法測定装置 - Google Patents
寸法測定装置Info
- Publication number
- JPH08247723A JPH08247723A JP7052799A JP5279995A JPH08247723A JP H08247723 A JPH08247723 A JP H08247723A JP 7052799 A JP7052799 A JP 7052799A JP 5279995 A JP5279995 A JP 5279995A JP H08247723 A JPH08247723 A JP H08247723A
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- Japan
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- light
- threshold value
- dimension measuring
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 測定距離に依らずに被測定物の寸法を高精度
に測定できる寸法測定装置を提供することである。 【構成】 平行光を被測定物４に照射する投光部１と、
投光部１からの平行光を受光するＣＣＤイメージセンサ
５（受光部）と、ＣＣＤ５の出力信号を平滑化するロー
パスフィルタ６と、平滑化された信号を所定の閾値で２
値化する２値化部７とを備え、２値化部７は、ローパス
フィルタ６によって平滑化された信号を、測定距離Ｌに
応じて閾値テーブル１１から与えられる閾値により２値
化する。
に測定できる寸法測定装置を提供することである。 【構成】 平行光を被測定物４に照射する投光部１と、
投光部１からの平行光を受光するＣＣＤイメージセンサ
５（受光部）と、ＣＣＤ５の出力信号を平滑化するロー
パスフィルタ６と、平滑化された信号を所定の閾値で２
値化する２値化部７とを備え、２値化部７は、ローパス
フィルタ６によって平滑化された信号を、測定距離Ｌに
応じて閾値テーブル１１から与えられる閾値により２値
化する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、平行光を被測定物に照
射し、被測定物で遮光された平行光をＣＣＤイメージセ
ンサに投影し、その出力信号を処理して物体の寸法を測
定する寸法測定装置に関する。
射し、被測定物で遮光された平行光をＣＣＤイメージセ
ンサに投影し、その出力信号を処理して物体の寸法を測
定する寸法測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のＣＣＤイメージセンサ（以下、
ＣＣＤとも略す）を用いた寸法測定装置として、平行光
を被測定物に照射する投光部と、投光部からの平行光を
ＣＣＤで受光する受光部と、受光部の出力信号を平滑化
するローパスフィルタ（以下、ＬＰＦとも略す）と、平
滑化された信号を所定の閾値で２値化する２値化部とを
備え、２値化信号のエッジ間を高速のクロックカウンタ
で計測することにより、被測定物の寸法を高分解能で測
定するものがある。
ＣＣＤとも略す）を用いた寸法測定装置として、平行光
を被測定物に照射する投光部と、投光部からの平行光を
ＣＣＤで受光する受光部と、受光部の出力信号を平滑化
するローパスフィルタ（以下、ＬＰＦとも略す）と、平
滑化された信号を所定の閾値で２値化する２値化部とを
備え、２値化信号のエッジ間を高速のクロックカウンタ
で計測することにより、被測定物の寸法を高分解能で測
定するものがある。
【０００３】この装置では、ＣＣＤ出力信号には、処理
回路の電気的ノイズ、及び回折や干渉等により生じる光
学的ノイズ成分（リップル）が含まれているので、これ
らのノイズをＬＰＦにより除去した後に、一定の閾値を
用いて明部又は暗部に２値化し、暗部の長さより被測定
物の外形寸法を測定している。
回路の電気的ノイズ、及び回折や干渉等により生じる光
学的ノイズ成分（リップル）が含まれているので、これ
らのノイズをＬＰＦにより除去した後に、一定の閾値を
用いて明部又は暗部に２値化し、暗部の長さより被測定
物の外形寸法を測定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電気的ノイ
ズは被測定物や測定距離（被測定物とＣＣＤとの間隔）
に依存しないノイズ成分であるが、光学的ノイズ成分は
フレネル−キルヒホッフの回折積分で表されるように、
距離依存性を有している。即ち、同一の外形寸法の被測
定物であっても、閾値を一定にしていると、測定結果が
測定距離によって変動するという問題点がある。
ズは被測定物や測定距離（被測定物とＣＣＤとの間隔）
に依存しないノイズ成分であるが、光学的ノイズ成分は
フレネル−キルヒホッフの回折積分で表されるように、
距離依存性を有している。即ち、同一の外形寸法の被測
定物であっても、閾値を一定にしていると、測定結果が
測定距離によって変動するという問題点がある。
【０００５】この問題点を図３及び図４を参照して更に
説明する。図３は、同一の外形寸法の被測定物を異なる
測定距離に設置したときに得られるＣＣＤ出力信号の代
表的な例である。但し、図３の（ａ）の測定距離は図３
の（ｂ）の測定距離よりも短く〔（ａ）＜（ｂ）〕、ま
た被測定物が平行光束内に無いときの振幅値を１とす
る。この場合、測定距離が短いとき（ａ）の方が測定距
離が長いとき（ｂ）に比べて高周波成分を多く含んでい
ることが分かる。
説明する。図３は、同一の外形寸法の被測定物を異なる
測定距離に設置したときに得られるＣＣＤ出力信号の代
表的な例である。但し、図３の（ａ）の測定距離は図３
の（ｂ）の測定距離よりも短く〔（ａ）＜（ｂ）〕、ま
た被測定物が平行光束内に無いときの振幅値を１とす
る。この場合、測定距離が短いとき（ａ）の方が測定距
離が長いとき（ｂ）に比べて高周波成分を多く含んでい
ることが分かる。
【０００６】図４は、図３のＣＣＤ出力信号をＬＰＦを
用いて高周波除去処理した結果の代表例である。図４の
（ａ）において、時間ｔが被測定物の外形寸法に相当す
るものとすると、２値化する際に最も小さな誤差で測定
できる閾値は閾値１であり、図４の（ｂ）においては、
２値化する際に最も小さな誤差で測定できる閾値は閾値
２である。この場合、閾値１＞閾値２になっているの
で、閾値をどちらか一方に固定しておくと、（ａ）に閾
値２を適応し、（ｂ）に閾値１を適応すると、それぞれ
測定誤差が生じることになる。
用いて高周波除去処理した結果の代表例である。図４の
（ａ）において、時間ｔが被測定物の外形寸法に相当す
るものとすると、２値化する際に最も小さな誤差で測定
できる閾値は閾値１であり、図４の（ｂ）においては、
２値化する際に最も小さな誤差で測定できる閾値は閾値
２である。この場合、閾値１＞閾値２になっているの
で、閾値をどちらか一方に固定しておくと、（ａ）に閾
値２を適応し、（ｂ）に閾値１を適応すると、それぞれ
測定誤差が生じることになる。
【０００７】従って、本発明は、そのような問題点に着
目してなされたもので、測定距離に依らずに被測定物の
寸法を高精度に測定できる寸法測定装置を提供すること
を目的とする。
目してなされたもので、測定距離に依らずに被測定物の
寸法を高精度に測定できる寸法測定装置を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の寸法測定装置は、平行光を被測定物に照射
する投光部と、この投光部からの平行光をＣＣＤイメー
ジセンサで受光する受光部と、この受光部の出力信号を
平滑化するローパスフィルタと、平滑化された信号を所
定の閾値で２値化する２値化部とを備え、２値化信号か
ら前記被測定物の寸法を測定するものにおいて、前記２
値化部が、前記ローパスフィルタによって平滑化された
信号を、前記被測定物と受光部との間の測定距離に応じ
た閾値により２値化することを特徴とする。
に、本発明の寸法測定装置は、平行光を被測定物に照射
する投光部と、この投光部からの平行光をＣＣＤイメー
ジセンサで受光する受光部と、この受光部の出力信号を
平滑化するローパスフィルタと、平滑化された信号を所
定の閾値で２値化する２値化部とを備え、２値化信号か
ら前記被測定物の寸法を測定するものにおいて、前記２
値化部が、前記ローパスフィルタによって平滑化された
信号を、前記被測定物と受光部との間の測定距離に応じ
た閾値により２値化することを特徴とする。
【０００９】
【作用】この装置では、被測定物と受光部との間の測定
距離に応じた閾値を予め設定しておき、その閾値を例え
ば閾値テーブルで保持しておき、寸法測定時には例えば
装置外部より測定距離を入力し、その入力値に応じて閾
値テーブルより対応の閾値を読み出し、その閾値を用い
て、ＬＰＦで平滑化されたＣＣＤ出力信号を２値化する
構成としてあるので、測定距離が変動しても被測定物の
寸法を高精度で測定できる。
距離に応じた閾値を予め設定しておき、その閾値を例え
ば閾値テーブルで保持しておき、寸法測定時には例えば
装置外部より測定距離を入力し、その入力値に応じて閾
値テーブルより対応の閾値を読み出し、その閾値を用い
て、ＬＰＦで平滑化されたＣＣＤ出力信号を２値化する
構成としてあるので、測定距離が変動しても被測定物の
寸法を高精度で測定できる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の寸法測定装置を実施例に基づ
いて説明する。その一実施例に係る構成を図１に示す。
この装置は、光源（例えば半導体レーザ、発光ダイオー
ド）２からの光をレンズ３により平行光として出射する
投光部１と、この投光部１に対向配置され、投光部１か
らの平行光を受光するＣＣＤイメージセンサ５（受光
部）とを備える。被測定物４は、投光部１とＣＣＤ５と
の間に配置され、被測定物４とＣＣＤ５との間隔が測定
距離Ｌとなる。
いて説明する。その一実施例に係る構成を図１に示す。
この装置は、光源（例えば半導体レーザ、発光ダイオー
ド）２からの光をレンズ３により平行光として出射する
投光部１と、この投光部１に対向配置され、投光部１か
らの平行光を受光するＣＣＤイメージセンサ５（受光
部）とを備える。被測定物４は、投光部１とＣＣＤ５と
の間に配置され、被測定物４とＣＣＤ５との間隔が測定
距離Ｌとなる。
【００１１】ＣＣＤ５から出力される電圧出力信号は、
次の回路構成により処理されて、被測定物の寸法が出力
される。まず、図２の（ａ）に示すように、ＣＣＤ５か
らの電圧出力信号は、受光量に比例し、振幅値が大きい
ほど明部で、小さいほど暗部となる。又、電圧出力信号
には、回路の電気的なノイズやリップル、及び平行光の
回折や干渉等により生じる光学的なリップルが含まれて
いる。このノイズやリップル成分はＬＰＦ６で除去さ
れ、ＣＣＤ出力信号が平滑化される〔図２の（ｂ）参
照：信号ａ→ｂ〕。
次の回路構成により処理されて、被測定物の寸法が出力
される。まず、図２の（ａ）に示すように、ＣＣＤ５か
らの電圧出力信号は、受光量に比例し、振幅値が大きい
ほど明部で、小さいほど暗部となる。又、電圧出力信号
には、回路の電気的なノイズやリップル、及び平行光の
回折や干渉等により生じる光学的なリップルが含まれて
いる。このノイズやリップル成分はＬＰＦ６で除去さ
れ、ＣＣＤ出力信号が平滑化される〔図２の（ｂ）参
照：信号ａ→ｂ〕。
【００１２】次いで、平滑化された信号は、閾値テーブ
ル１１によって与えられた閾値を用いて、２値化部７に
より２値化される〔図２の（ｃ）参照：信号ｂ→ｃ〕。
ここに前述したように、２値化のための閾値は測定距離
Ｌに応じて予め設定されて、閾値テーブル１１に記憶保
持されており、測定距離Ｌに応じた閾値が設定される。
例えば前記図４の（ａ）の測定距離では、閾値＝閾値１
とし、図４の（ｂ）の測定距離では、閾値＝閾値２とす
る。続いて、２値化信号のエッジ間の間隔（時間ｔ）が
高速クロック１２より与えられるクロックパルス（信号
ｄ）のパルス数でクロックカウンタ８により測定され
〔図２の（ｄ）参照〕、その測定結果が出力部９に出力
される。
ル１１によって与えられた閾値を用いて、２値化部７に
より２値化される〔図２の（ｃ）参照：信号ｂ→ｃ〕。
ここに前述したように、２値化のための閾値は測定距離
Ｌに応じて予め設定されて、閾値テーブル１１に記憶保
持されており、測定距離Ｌに応じた閾値が設定される。
例えば前記図４の（ａ）の測定距離では、閾値＝閾値１
とし、図４の（ｂ）の測定距離では、閾値＝閾値２とす
る。続いて、２値化信号のエッジ間の間隔（時間ｔ）が
高速クロック１２より与えられるクロックパルス（信号
ｄ）のパルス数でクロックカウンタ８により測定され
〔図２の（ｄ）参照〕、その測定結果が出力部９に出力
される。
【００１３】なお、この装置では、測定時には装置外部
より測定距離Ｌを距離入力部１０に入力し、その入力値
に応じて閾値テーブル１１が対応の閾値を２値化部７に
与えるようにしているが、測定距離Ｌは測定者が距離入
力部１０に手動で入力する他に、距離センサ等を用いて
測定距離Ｌを自動的に測定し、その結果を取り込むよう
にしてもよいし、或いは両方を併用し、測定者が任意に
切り替えることができるようにしても構わない。
より測定距離Ｌを距離入力部１０に入力し、その入力値
に応じて閾値テーブル１１が対応の閾値を２値化部７に
与えるようにしているが、測定距離Ｌは測定者が距離入
力部１０に手動で入力する他に、距離センサ等を用いて
測定距離Ｌを自動的に測定し、その結果を取り込むよう
にしてもよいし、或いは両方を併用し、測定者が任意に
切り替えることができるようにしても構わない。
【００１４】
【発明の効果】本発明の寸法測定装置は、以上説明した
ように、２値化部がローパスフィルタによって平滑化さ
れた信号を、被測定物と受光部との間の測定距離に応じ
た閾値により２値化する構成としてあるので、測定距離
が変動しても被測定物の寸法を高精度で測定できる。
ように、２値化部がローパスフィルタによって平滑化さ
れた信号を、被測定物と受光部との間の測定距離に応じ
た閾値により２値化する構成としてあるので、測定距離
が変動しても被測定物の寸法を高精度で測定できる。
【図１】一実施例に係る装置の構成を示す図である。
【図２】同実施例の装置における回路中の各部の信号波
形を示す図である。
形を示す図である。
【図３】測定距離が変動した場合のＣＣＤ出力信号の波
形を示し、（ａ）が測定距離が短い場合、（ｂ）が測定
距離が長い場合である。
形を示し、（ａ）が測定距離が短い場合、（ｂ）が測定
距離が長い場合である。
【図４】図３に示すＣＣＤ出力信号の波形をＬＰＦで平
滑化した後の波形を示し、（ａ）が図３の（ａ）に、
（ｂ）が図３の（ｂ）に対応する。
滑化した後の波形を示し、（ａ）が図３の（ａ）に、
（ｂ）が図３の（ｂ）に対応する。
１ 投光部 ４ 被測定物 ５ ＣＣＤイメージセンサ ６ ＬＰＦ（ローパスフィルタ） ７ ２値化部 Ｌ 測定距離
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝政 宏章 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】平行光を被測定物に照射する投光部と、こ
の投光部からの平行光をＣＣＤイメージセンサで受光す
る受光部と、この受光部の出力信号を平滑化するローパ
スフィルタと、平滑化された信号を所定の閾値で２値化
する２値化部とを備え、２値化信号から前記被測定物の
寸法を測定する寸法測定装置において、 前記２値化部は、前記ローパスフィルタによって平滑化
された信号を、前記被測定物と受光部との間の測定距離
に応じた閾値により２値化することを特徴とする寸法測
定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7052799A JPH08247723A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 寸法測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7052799A JPH08247723A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 寸法測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08247723A true JPH08247723A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12924896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7052799A Pending JPH08247723A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 寸法測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08247723A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277207A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-09-25 | Keyence Corp | 光学測定装置 |
| US8169624B2 (en) | 2009-04-24 | 2012-05-01 | Keyence Corporation | Transmissive dimension measuring device |
-
1995
- 1995-03-13 JP JP7052799A patent/JPH08247723A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277207A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-09-25 | Keyence Corp | 光学測定装置 |
| US8169624B2 (en) | 2009-04-24 | 2012-05-01 | Keyence Corporation | Transmissive dimension measuring device |
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