JPS63250552A - 光学式傷変位計測装置 - Google Patents
光学式傷変位計測装置Info
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- JPS63250552A JPS63250552A JP8462387A JP8462387A JPS63250552A JP S63250552 A JPS63250552 A JP S63250552A JP 8462387 A JP8462387 A JP 8462387A JP 8462387 A JP8462387 A JP 8462387A JP S63250552 A JPS63250552 A JP S63250552A
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- Japan
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- Pending
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 9
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、被計測物の仕上がり状態を検査する光学式傷
変位計測装置に関する。ここでは仕上がり状態の検査と
は、被計測物の表面の寸法精度、例えば回転軸の表面の
凹凸および心の振れ、および板の表面の凹凸および厚さ
、すなわち被計測物と測定素子の間の距離の検査と、被
計測物の表面の傷の検査とを表している。
変位計測装置に関する。ここでは仕上がり状態の検査と
は、被計測物の表面の寸法精度、例えば回転軸の表面の
凹凸および心の振れ、および板の表面の凹凸および厚さ
、すなわち被計測物と測定素子の間の距離の検査と、被
計測物の表面の傷の検査とを表している。
従来の技術
被計測物と測定素子との間の距離は、従来位置検出素子
によって測定されている。その際位置検出素子は、２つ
の出力端子を有し、光源から放出され被計測物により反
射された光ビームが位置検出素子に入射する位置に応じ
て、これら２つの出力端子から異なった出力を発生する
。光源と位置検出素子は所定の距離だけ離して配置され
ており、光源は、波計ｎ物が基準距離の所にある場合に
、位置検出素子の中心に反射光が達する方向に向けて光
ビームを送出する。従って被計測物までの距離が変化す
ると、反射光ビームは、位１検出素子の中心から外れ、
それにより前記２つの出力端子の出力が変化する。これ
ら出力をデータ処理技術により適当に処理すれば、被計
測物と測定素子の間の距離が検出できる。
によって測定されている。その際位置検出素子は、２つ
の出力端子を有し、光源から放出され被計測物により反
射された光ビームが位置検出素子に入射する位置に応じ
て、これら２つの出力端子から異なった出力を発生する
。光源と位置検出素子は所定の距離だけ離して配置され
ており、光源は、波計ｎ物が基準距離の所にある場合に
、位置検出素子の中心に反射光が達する方向に向けて光
ビームを送出する。従って被計測物までの距離が変化す
ると、反射光ビームは、位１検出素子の中心から外れ、
それにより前記２つの出力端子の出力が変化する。これ
ら出力をデータ処理技術により適当に処理すれば、被計
測物と測定素子の間の距離が検出できる。
一方被計測物の傷は、被計測物に光を当て、反射光を光
電素子により走査することによって検出することができ
る。
電素子により走査することによって検出することができ
る。
発明が解決しようとする問題点
例えば研磨加工を行った後には、寸法と傷の検査が必要
である。これら２つの検査を自動的に行う場合、それぞ
れ独立の機能を有する２つの装置が必要である。それぞ
れの装置は、所定の所要場所を要し、かつそれぞれかな
り高酒なものである、また計測には所定の時間を要する
。
である。これら２つの検査を自動的に行う場合、それぞ
れ独立の機能を有する２つの装置が必要である。それぞ
れの装置は、所定の所要場所を要し、かつそれぞれかな
り高酒なものである、また計測には所定の時間を要する
。
本発明の目的は、寸法の計λＩと傷の検査の２つの機能
を有しかつこれら機能を同時にまたは選択的に実行可能
な計測装置を提供することにある。
を有しかつこれら機能を同時にまたは選択的に実行可能
な計測装置を提供することにある。
問題点を解決するための手段
本発明は次のようにしてこの目的を達成する。
すなわち被計測物を走査する位置検出素子の２つの出力
端子が演算回路に接続されており、この演算回路は、２
つの出力端子から生じる出力の和を形成する加算器、差
を形成する引き算器およびこの差を和で割って商を形成
する割り算器がらなり、割り算器の出力端子と加算器の
出力端子が、データ処理回路を介して傷出力装置に接続
されている。
端子が演算回路に接続されており、この演算回路は、２
つの出力端子から生じる出力の和を形成する加算器、差
を形成する引き算器およびこの差を和で割って商を形成
する割り算器がらなり、割り算器の出力端子と加算器の
出力端子が、データ処理回路を介して傷出力装置に接続
されている。
本発明の別の構成によれば、演算回路の割り算器の出力
端子と加算器の出方端子は、データ処理回路を介して距
離出力装置に接続されている。
端子と加算器の出方端子は、データ処理回路を介して距
離出力装置に接続されている。
さらに本発明の別の構成によれば、演算回路の割り算器
の出力端子が、データ処理回路を介して傷出力装置に接
続されている。
の出力端子が、データ処理回路を介して傷出力装置に接
続されている。
作用
初めに述べたように、被計測物の表面の傷は被計測物の
表面から反射された光量を測定することにより検出でき
る。すなわち位置検出素子の２つの出力をＩ １．およ
びＩ２とすれば、Ｉｌ＋Ｉ２は反射光量を表し、この反
射光■の低下が傷の存在することを表している。一方位
置検出素子の２つの出力の差を和で割った商、すなわち
（ＩＩ−Ｉ２＞／（Ｔ １＋Ｉ２）は、被計測物と計測
装置の間の距離を表す。
表面から反射された光量を測定することにより検出でき
る。すなわち位置検出素子の２つの出力をＩ １．およ
びＩ２とすれば、Ｉｌ＋Ｉ２は反射光量を表し、この反
射光■の低下が傷の存在することを表している。一方位
置検出素子の２つの出力の差を和で割った商、すなわち
（ＩＩ−Ｉ２＞／（Ｔ １＋Ｉ２）は、被計測物と計測
装置の間の距離を表す。
その他に本発明は次の点に着目する。すなわち反射率の
大幅に変化する被計測物の場合、距離測定の際にも反射
光量１１＋Ｉ２を常に監視し、距離データの誤認を予防
する。さらに光量データは、被計測物の存在を表すので
、計測装置の起動および停止のため利用できる。また距
離データの細かい変動は、表面の傷を表すので、この距
離データは、単独でまたは光量データと組合わせて、傷
の判定に利用できる。
大幅に変化する被計測物の場合、距離測定の際にも反射
光量１１＋Ｉ２を常に監視し、距離データの誤認を予防
する。さらに光量データは、被計測物の存在を表すので
、計測装置の起動および停止のため利用できる。また距
離データの細かい変動は、表面の傷を表すので、この距
離データは、単独でまたは光量データと組合わせて、傷
の判定に利用できる。
前記の演Ｔ１．操作は、Ａ／Ｄ変換器を介して位置検出
素子の出力をデジタル値に変換した後に、マイクロプロ
セッサを用いて行うことができる。しかしながら位置検
出素子の出力をアナログ値のままで、演算増幅器に供給
し、アナログ演算を行ってもよい。
素子の出力をデジタル値に変換した後に、マイクロプロ
セッサを用いて行うことができる。しかしながら位置検
出素子の出力をアナログ値のままで、演算増幅器に供給
し、アナログ演算を行ってもよい。
演算の結果得られた距離検査データ（距離データと光量
データからなる）と傷検査データ（距Ｍデータ単独また
は゛距離データと光量データからなる）は、適当なデー
タ処理を行った後、例えば陰極線管ディスプレイに表示
することができ、またはプリンタからプリントアウトす
ることができる実施例 本発明の実施例を以下図面により説明する。
データからなる）と傷検査データ（距Ｍデータ単独また
は゛距離データと光量データからなる）は、適当なデー
タ処理を行った後、例えば陰極線管ディスプレイに表示
することができ、またはプリンタからプリントアウトす
ることができる実施例 本発明の実施例を以下図面により説明する。
警１図は、本発明による計測装置の第１の実施例を概略
ブロック図で示している。計測装置１内に設けられた光
源、ここではレーザーダイオード３は、レンズを通して
被計測物２に光ビーム念送出する。この光ビームは、被
計量物２の被計測位置で反射され、別のレンズを通って
位置検出素子４に入射する０位置検出素子４は、入射光
が入射面の中心に入射した場合、２つの出力端子５と６
から同じ大きさの出力信号■１と１２を生じる。
ブロック図で示している。計測装置１内に設けられた光
源、ここではレーザーダイオード３は、レンズを通して
被計測物２に光ビーム念送出する。この光ビームは、被
計量物２の被計測位置で反射され、別のレンズを通って
位置検出素子４に入射する０位置検出素子４は、入射光
が入射面の中心に入射した場合、２つの出力端子５と６
から同じ大きさの出力信号■１と１２を生じる。
入射光が面子面上で一方の方向にずれると、Ｉ１がＩ２
より大きくなり、他方の方向にずれると、Ｉ２が１１よ
り大きくなる。入射光のずれ量と出力信号の大きさの変
化量の間には、所定の関係が成り立っている。
より大きくなり、他方の方向にずれると、Ｉ２が１１よ
り大きくなる。入射光のずれ量と出力信号の大きさの変
化量の間には、所定の関係が成り立っている。
出力信号１１と１２は、Ａ／Ｄ変換器７に供給され、こ
こでそれぞれデジタル信号に変換される、これらデジタ
ル信号は、続いて引き算器８と加算器９に供給され、こ
こでそれぞれ差信号１１−１２と和信号１１＋１２が形
成される。この差信号と和信号は割り算器１０に供給さ
れ、ここで商信号（１１−１２）／（１１＋Ｉ２）が形
成される。
こでそれぞれデジタル信号に変換される、これらデジタ
ル信号は、続いて引き算器８と加算器９に供給され、こ
こでそれぞれ差信号１１−１２と和信号１１＋１２が形
成される。この差信号と和信号は割り算器１０に供給さ
れ、ここで商信号（１１−１２）／（１１＋Ｉ２）が形
成される。
被計測物２が例えば回転軸である場合、この回転軸は、
計測中に所定の速度で回転させられ、かつ軸方向に所定
の速度で動かされる。その際被計測物には、図示されて
いない瞬時位置信号発生器が結合されている。それによ
り波計ｉｌｌ物２は、ラスタ状に走査され、瞬時位置信
号発生器はラスク位置情報を発生する。
計測中に所定の速度で回転させられ、かつ軸方向に所定
の速度で動かされる。その際被計測物には、図示されて
いない瞬時位置信号発生器が結合されている。それによ
り波計ｉｌｌ物２は、ラスタ状に走査され、瞬時位置信
号発生器はラスク位置情報を発生する。
第１図の実施例においてデータ処理装ｆｉｌｌおよび１
２は、加算器９から供給される和信号および割り算器ｌ
Ｏから供給される商信号とラスク位置情報を組合せ、テ
レビジョン方式の画像信号を形成する。これら距離画像
信号と偽画像信号は、ディスプレイ１３の距離出力装置
１４および傷出力装置１５によって視覚表示される。
２は、加算器９から供給される和信号および割り算器ｌ
Ｏから供給される商信号とラスク位置情報を組合せ、テ
レビジョン方式の画像信号を形成する。これら距離画像
信号と偽画像信号は、ディスプレイ１３の距離出力装置
１４および傷出力装置１５によって視覚表示される。
ここでは距離の判定も傷の判定も光量データと距離デー
タの両方に基づいて行っている。その際距離の判定は、
主として商（１１−１２）／（１１＋１２）の値から行
われるが、同時に和１１＋Ｉ２を監視し、この和が大き
く変動した場合には、適当な修正が行われる。−古傷の
判定は、それぞれ商の値および和の値から独自に行うこ
とができるが、いずれか一方が傷と判定した場合に傷出
力を出すか、または両方が傷と判定した場合に傷出力を
出すかは、そのつと必要に応じて選択できる。
タの両方に基づいて行っている。その際距離の判定は、
主として商（１１−１２）／（１１＋１２）の値から行
われるが、同時に和１１＋Ｉ２を監視し、この和が大き
く変動した場合には、適当な修正が行われる。−古傷の
判定は、それぞれ商の値および和の値から独自に行うこ
とができるが、いずれか一方が傷と判定した場合に傷出
力を出すか、または両方が傷と判定した場合に傷出力を
出すかは、そのつと必要に応じて選択できる。
第２図は、本発明の第２の実施例を示している、ここで
は距離の判定は第１の実施例と同じに行われるが、傷の
判定は、商の値だけから行われる、その場合商の値はそ
のままでも傷の判定に利用できるが、小さな傷を確実に
検出するなめ、次のようにすると有利である。すなわち
現在走査中の位置の前の所定の数の走査データを加算し
、この加算したデータの変化を見て、傷の判定を行う。
は距離の判定は第１の実施例と同じに行われるが、傷の
判定は、商の値だけから行われる、その場合商の値はそ
のままでも傷の判定に利用できるが、小さな傷を確実に
検出するなめ、次のようにすると有利である。すなわち
現在走査中の位置の前の所定の数の走査データを加算し
、この加算したデータの変化を見て、傷の判定を行う。
このようにすれば傷による変化は常に加算データ内に存
在するが、ランダムな表面の変化による変化は一部相殺
され、その結果傷による変化が強調される。
在するが、ランダムな表面の変化による変化は一部相殺
され、その結果傷による変化が強調される。
発明の効果
本発明による計測装置によれば、センサとして使用する
光電素子およびそれに付随する周辺素子が、従来のもの
の半分ですむので、経済的であり、かつ装置の所要場所
も大幅に減少する。さらに寸法の計測と傷の検査は、−
回の手続で同時に行われるので、計測時間も大幅に短縮
される。
光電素子およびそれに付随する周辺素子が、従来のもの
の半分ですむので、経済的であり、かつ装置の所要場所
も大幅に減少する。さらに寸法の計測と傷の検査は、−
回の手続で同時に行われるので、計測時間も大幅に短縮
される。
また傷の判定および距離の測定は、それぞれ距離データ
と光量データの両方を利用して行うことができるので、
結果は確実であり、表面状態の悪い被計測物（色むら等
のあるもの）であっても、正確な判定を行うことができ
る。
と光量データの両方を利用して行うことができるので、
結果は確実であり、表面状態の悪い被計測物（色むら等
のあるもの）であっても、正確な判定を行うことができ
る。
第１図は、本発明による計測装置の第１の実施例を示す
ブロック図、第２図は、第２の実施例を示すブロック図
である。 １−計測装置、２−被計測物、３−光源、４−位置検出
素子、７−Ａ／Ｄ変換器、８−引き算器、９−加算器、
１〇−割り算器、１１．１２−データ処理回路、１３−
ディスプレイ、１４−距離出力装置、１５−傷出力装置
ブロック図、第２図は、第２の実施例を示すブロック図
である。 １−計測装置、２−被計測物、３−光源、４−位置検出
素子、７−Ａ／Ｄ変換器、８−引き算器、９−加算器、
１〇−割り算器、１１．１２−データ処理回路、１３−
ディスプレイ、１４−距離出力装置、１５−傷出力装置
Claims (3)
- （１）位置検出素子の２つの出力端子が演算回路に接続
されており、この演算回路は、２つの出力端子から生じ
る出力の和を形成する加算器、差を形成する引き算器お
よびこの差を和で割つて商を形成する割り算器からなり
、割り算器の出力端子と加算器の出力端子が、データ処
理回路を介して傷出力装置に接続されていることを特徴
とする、光学式傷変位計測装置。 - （２）位置検出素子の２つの出力端子が演算回路に接続
されており、この演算回路は、２つの出力端子から生じ
る出力の和を形成する加算器、差を形成する引き算器お
よびこの差を和で割つて商を形成する割り算器からなり
、割り算器の出力端子と加算器の出力端子が、データ処
理回路を介して距離出力装置に接続されていることを特
徴とする、光学式傷変位計測装置。 - （３）位置検出素子の２つの出力端子が演算回路に接続
されており、この演算回路は、２つの出力端子から生じ
る出力の和を形成する加算器、差を形成する引き算器お
よびこの差を和で割つて商を形成する割り算器からなり
、割り算器の出力端子が、データ処理回路を介して傷出
力装置に接続されていることを特徴とする、光学式傷変
位計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8462387A JPS63250552A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 光学式傷変位計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8462387A JPS63250552A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 光学式傷変位計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63250552A true JPS63250552A (ja) | 1988-10-18 |
Family
ID=13835805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8462387A Pending JPS63250552A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 光学式傷変位計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63250552A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57105831A (en) * | 1980-12-19 | 1982-07-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Detector for optical position |
| JPS5990007A (ja) * | 1982-11-16 | 1984-05-24 | Olympus Optical Co Ltd | 光学式寸度測定装置 |
| JPS60169706A (ja) * | 1984-02-14 | 1985-09-03 | Olympus Optical Co Ltd | 表面形状測定装置 |
| JPS60186705A (ja) * | 1984-03-06 | 1985-09-24 | Agency Of Ind Science & Technol | 光学式粗さ計 |
-
1987
- 1987-04-08 JP JP8462387A patent/JPS63250552A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57105831A (en) * | 1980-12-19 | 1982-07-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Detector for optical position |
| JPS5990007A (ja) * | 1982-11-16 | 1984-05-24 | Olympus Optical Co Ltd | 光学式寸度測定装置 |
| JPS60169706A (ja) * | 1984-02-14 | 1985-09-03 | Olympus Optical Co Ltd | 表面形状測定装置 |
| JPS60186705A (ja) * | 1984-03-06 | 1985-09-24 | Agency Of Ind Science & Technol | 光学式粗さ計 |
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