JP3599295B2 - Optical dimension measuring device - Google Patents
Optical dimension measuring device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3599295B2 JP3599295B2 JP1815496A JP1815496A JP3599295B2 JP 3599295 B2 JP3599295 B2 JP 3599295B2 JP 1815496 A JP1815496 A JP 1815496A JP 1815496 A JP1815496 A JP 1815496A JP 3599295 B2 JP3599295 B2 JP 3599295B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measurement
- identification number
- unit
- display unit
- storage device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平行ビームを走査してワークの寸法を測定する走査型の光学式寸法測定装置に関する。
【0002】
【背景技術】
レーザービームを一定速度で平行に走査して測定対象物(ワーク)に照射し、このワークの後側で検出した明暗パターン(スキャン信号)からワークの寸法を測定する走査型の光学式測定装置がある。この種の測定装置の測定原理は、レーザービームを平行に走査してワークによってこのビームがさえぎられ、ワークの後側に配置されたレーザービームを検出するセンサーにレーザービームが到達しなかった時間、より具体的にはその間にクロック回路から出力された極めて短い周期のクロックパルスの数をカウントして、このカウント値をマイクロコンピュータにより長さに換算してワークの寸法を求めている。
【0003】
図2にこの走査型光学式寸法測定装置の機能ブロック図を示す。この装置は、光学系を中心とした測定部100と、処理系を中心とした表示部200とからなる。両者の間は多芯ケーブル300で接続される。このケーブル300を利用して、表示部200から測定部100へは電源やモータ同期信号が伝送され、逆に測定部100から表示部200へは後述するスキャン信号が伝送される。
【0004】
図2において、10はレーザ光源であり、このレーザ光源10から出力されたレーザビーム12はポリゴンミラー14で回転走査ビームに変換され、更にf−θレンズ18でビーム径を絞った等速度の平行走査ビーム20に変換される。この平行走査ビーム20はポリゴンミラー14の回転に伴いワーク22を含む測定領域を走査するように照射され、集光レンズ24を通して測定用受光素子26に入射される。28はレーザビーム12を反射させてポリゴンミラー14に入射させるミラー、30はポリゴンミラー14を回転させるモータ、32は走査ビーム16の有効走査範囲外で境界近傍に配置され、1走査の開始または終了を検出するリセット用受光素子である。
【0005】
測定用受光素子26の出力はアンプ48で増幅された後、エッジ検出回路50に入力される。このエッジ検出回路50は、アンプ48の出力を波形整形してエッジ検出を行う。一方、リセット用受光素子32の出力はリセット回路52に入力される。このリセット回路52はリセット用受光素子32の出力タイミングを基にリセット信号を発生する。
【0006】
ゲート回路56はエッジ検出回路50から出力されるエッジ信号やリセット回路52から出力されるリセット信号のタイミングでオン、オフし、カウンタ回路58はゲート回路56のオン周期に入力されるクロックパルスを計数して信号間の時間を計測する。このクロックパルスはクロック回路54で発生出力され、モータ30の回転同期にも使用される。モータ同期回路60はこのための同期信号発生器であり、62はモータ駆動回路である。レーザ出力調整回路64はレーザ光源10の出力を一定に保つように制御する。CPU40は各種の計算処理および制御を行う。計算処理により求められた測定値は表示装置44に表示され、測定モードの設定にキーボード42が使われる。ROM46には各種計算処理プログラムおよび制御プログラムが格納されている。RAM45は計算結果等を一時記憶するために使われる。
【0007】
アンプ48の出力(スキャン信号)は図3に示すように、ワークによりレーザ光がさえぎられることなく受光素子26に入射するとレベルの高い明部となり、逆にワークによりレーザ光がさえぎられるとレベルの低い暗部となる。つまり、図3のグラフ中央のレベルの低い部分がワークの寸法を示している。但し、これはワーク22が遮光体の場合で、これがスリットのように透光体の場合は明暗関係は逆になる。いずれにしても、この暗部(または明部)の幅からワークの寸法を計測できる。この原理を実現するため、エッジ検出回路50はこのスキャン信号を所定のスレッショルドレベルで2値化し、エッジ信号に変換する。
【0008】
ところで、図2の測定部100はポリゴンミラー14やf−θレンズ18の収差や加工精度に起因して走査速度が不均一となり走査方向Zの長さ測定値に誤差を生じる。図4はこの誤差分布の一例を示している。図中、横軸はクロックパルスの計数値を表わし、縦軸は計数値に定数を乗じて得られる距離をゼロ値として実際に測定して得られる距離との誤差を表わしている。この誤差は同じワーク22を測定する場合、ワークの上下方向の誤差位置が異なると測定値に差が生じることを意味する。
【0009】
この種の光学系の加工精度を上げたり、収差を低く設計すればこのような測定誤差を軽減することはできるが、このためにはミラーやレンズが極めて高価になる。それだけでなく、例えばf−θレンズ18を高精度にするには組み合わせるレンズ数が増加して厚みが増し、測定部の小型化、軽量化を妨げる。
【0010】
上述した誤差は測定部固有のものであるので、各測定部毎に補正しなければならない。一般には、図4に示すように誤差特性を走査方向に細分化して直線近似し、その逆特性を補正データとしてROMに格納して、実際の測定の際に測定データに対してこの補正データを加算等の演算を施して補正された測定データを得るという、安価にして確実な方法を利用することが多い。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
通常、前記補正データは表示部側のROMに格納されることが多い。しかしこの場合、測定部と表示部が1対1で対応していて、測定部と表示部を組み替えると誤動作を起こしてしまう。そこで、従来では対応する測定部および表示部の筺体上に同じ識別番号等を標記したプレート等を貼付け、ケーブルの接続時に間違った組み合わせで測定部と表示部を接続しないように作業者がチェックするようにしていた。しかし、これでもまだ間違って接続されることがあり、もしも間違って接続してしまうと測定部と表示部が対応していないことに気付くことなく使用を続け、誤った補正データにより測定データが補正されることになるので、誤差の大きい測定結果が出力されてしまうことがある。
【0012】
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、1対1で対応する測定部と表示部との接続間違いを防いだ走査型の光学式寸法測定装置を提供する。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、ワークが配置された所定の測定領域を平行ビームで走査すると共に、この測定領域を通過したビームを受光素子で受光して得られる前記走査と同期したスキャン信号を出力する測定部と、この測定部との間がケーブルで接続され、前記スキャン信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジの位置を検出してワークの寸法を測定する表示部と、を備えた走査型光学式寸法測定装置において、前記測定部内に設けられた前記測定部の識別番号を格納する記憶装置(5)と、前記表示部に設けられた記憶装置(46)と、この記憶装置(46)に予め読み込まれた識別番号とそれに対応する補正データのうち、識別番号が記憶装置(5)に格納された識別番号と一致しないことを検知して表示する手段と、を備えたことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を用いた好適な実施の形態について図面を用いて説明する。なお、全図中において同一符号を付したものは同一構成要素を表わしている。
図1に本発明に係る走査型光学式寸法測定装置の外観図を示し、図2にはその内部回路の機能ブロック図を示す。従来の走査型光学式寸法測定装置と本発明を用いた走査型光学式寸法測定装置とは基本的な構成は同じである。レーザー光を走査してワークに照射してワークの後側で信号を検出する測定部100と、測定部から出力される検出信号を入力して寸法値を算出表示する表示部200とは、ケーブル300で接続されている。測定部100にはこの測定部に固有の識別番号等が格納されたROM5が内蔵されている。また、表示部200には対応する測定部の識別番号等およびこの測定部のレーザ光走査方向の光学系の特性に基づき求められた補正データが格納されたROM46が内蔵されている。この測定部100に固有の補正データは、ナイフエッジと呼ばれるナイフのように先が鋭い基準器をマイクロメータ等の精密微動送り装置により精度良くある一定量ステップ送りしてスキャン信号を検出して、図4に示すようなグラフを得ることで求められる。このグラフに示された誤差特性を走査方向に細分化して直線近似し、その逆特性を補正データとしてROM46に格納して、実際の測定の際には測定データに対してこの補正データを加算等の演算処理を加えることで測定部固有の光学的誤差を補正することができる。
【0015】
測定部100と表示部200とをケーブル300で接続して、電源を投入すると、まず最初にROM5から識別番号が表示部200側に読み込まれる。次に読み込まれた識別番号と、ROM46に予め格納されている識別番号とが一致するかどうかがチェックされる。この識別番号が一致すれば適合と判断され、以後このROM46に予め格納された補正データにより測定データは逐次補正され、その結果を測定値として表示装置44に表示するようになる。
【0016】
もしも前記識別番号が一致しなかった場合は、測定部と表示部の組み合わせが間違っているとして表示装置44に予め決められているエラー記号、エラーコード番号等を表示、点滅、警告音を発する等により作業者に接続間違いであること知らせ、表示部200に対応する正しい測定部100を接続し直すよう促すことができる。
【0017】
前記識別番号は、製品のシリアル番号または機種コード等、測定部100を識別できるものであれば何でも利用することができる。
【0018】
表示部200側のROM46には測定部100のレーザー光走査方向の光学系の特性に基づき求められた誤差補正データの他、測定データの分解能、測定部のモータ速度等の測定動作に関する多種類のパラメータ群が格納されている。
【0019】
以上、本発明について好適な実施の形態を挙げて説明したが、本発明は、これに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更が可能である。
例えば、測定部100において識別番号を格納する手段をROMとして説明したが、ディップスイッチ等の簡単なスイッチ素子の組み合わせ等により識別番号を表現することも可能である。
【0020】
また、ROM46に複数の測定部100の識別番号とそれに対応した補正データ、測定の分解能、モータの速度等のパラメータ群を格納しておけば、1台の表示部200に複数台の測定部100を繋げて、切り換えて使うことができる。
【0021】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、走査型光学式寸法測定装置において1対1対応の測定部と表示部との接続間違えをなくし、正しい接続を作業者へ促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る走査型光学式寸法測定装置の外観図である。
【図2】従来、および本発明に係る走査型光学式寸法測定装置の機能ブロック図である。
【図3】本発明および従来の走査型光学式寸法測定装置のスキャン信号を示すグラフである。
【図4】走査型光学式寸法測定装置の走査方向の誤差分布を示すグラフである。
【符号の説明】
5 ROM
10 レーザー光源
12 レーザービーム
14 ポリゴンミラー
16 回転走査ビーム
18 f−θレンズ
20 平行走査ビーム
22 ワーク
24 集光レンズ
26 測定用受光素子
28 ミラー
30 モータ
32 リセット用受光素子
40 CPU
42 キーボード
44 表示装置
45 RAM
46 ROM
48 アンプ
50 エッジ検出回路
52 リセット回路
54 クロック回路
56 ゲート回路
58 カウンタ回路
60 モータ同期回路
62 モータ駆動回路
64 レーザー出力調整回路
100 測定部
200 表示部
300 ケーブル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a scanning type optical dimension measuring apparatus that measures a dimension of a workpiece by scanning a parallel beam.
[0002]
[Background Art]
A scanning optical measuring device that scans a laser beam in parallel at a constant speed and irradiates the object to be measured (work), and measures the dimensions of the work from a light / dark pattern (scan signal) detected on the back side of the work. is there. The measurement principle of this type of measuring device is that the laser beam scans in parallel and this work interrupts this beam, and the time when the laser beam does not reach the sensor that detects the laser beam located behind the work, More specifically, the number of clock pulses having a very short period output from the clock circuit during that period is counted, and the count value is converted into a length by a microcomputer to determine the size of the work.
[0003]
FIG. 2 shows a functional block diagram of the scanning optical dimension measuring device. This apparatus includes a
[0004]
In FIG. 2,
[0005]
The output of the measurement
[0006]
The
[0007]
As shown in FIG. 3, the output (scan signal) of the
[0008]
Meanwhile, the
[0009]
If the processing accuracy of this type of optical system is increased or the aberration is designed to be low, such a measurement error can be reduced, but a mirror or a lens becomes extremely expensive. In addition, for example, in order to increase the accuracy of the f-
[0010]
Since the above-described error is specific to the measurement unit, it must be corrected for each measurement unit. In general, as shown in FIG. 4, the error characteristic is subdivided in the scanning direction and linearly approximated, and the inverse characteristic is stored in a ROM as correction data. An inexpensive and reliable method of obtaining corrected measurement data by performing an operation such as addition is often used.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Usually, the correction data is often stored in the ROM on the display unit side. However, in this case, the measuring section and the display section have a one-to-one correspondence, and a malfunction occurs if the measuring section and the display section are rearranged. Therefore, conventionally, a plate or the like marked with the same identification number or the like is stuck on the housing of the corresponding measurement unit and display unit, and an operator checks so as not to connect the measurement unit and the display unit in an incorrect combination when connecting the cable. Was like that. However, the connection may still be incorrect, and if the connection is incorrect, the measurement unit and the display unit will continue to use without noticing that they do not correspond, and the measurement data will be corrected by the incorrect correction data. Therefore, a measurement result having a large error may be output.
[0012]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a scanning-type optical dimension measuring apparatus that prevents an erroneous connection between a measurement unit and a display unit that correspond one-to-one.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention scans a predetermined measurement area on which a workpiece is arranged with a parallel beam, and synchronizes the scan obtained by receiving a beam passing through this measurement area with a light receiving element. A measurement unit that outputs a scan signal, and a display unit that is connected to the measurement unit by a cable, detects a position of a rising edge or a falling edge of the scan signal, and measures a dimension of the work. In the scanning optical dimension measuring device, a storage device (5) provided in the measuring unit for storing the identification number of the measuring unit, a storage device (46) provided in the display unit, and the storage device (46) Means for detecting and displaying that the identification number of the identification number read in advance in 46) and the corresponding correction data does not match the identification number stored in the storage device (5); Characterized by comprising a.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments using the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals denote the same components.
FIG. 1 shows an external view of a scanning optical dimension measuring apparatus according to the present invention, and FIG. 2 shows a functional block diagram of its internal circuit. The basic configuration of a conventional scanning optical dimension measuring apparatus and the scanning optical dimension measuring apparatus using the present invention are the same. A measuring
[0015]
When the measuring
[0016]
If the identification numbers do not match, it is determined that the combination of the measurement unit and the display unit is incorrect, and a predetermined error symbol, an error code number, and the like are displayed on the
[0017]
As the identification number, anything that can identify the measuring
[0018]
In the
[0019]
As described above, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments, and can be modified without departing from the scope of the present invention.
For example, the means for storing the identification number in the
[0020]
If the identification numbers of the plurality of
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to eliminate a mistake in connection between a measurement unit and a display unit corresponding to one-to-one correspondence in a scanning optical dimension measuring apparatus, and to prompt an operator to make a correct connection.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a scanning optical dimension measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram of a conventional scanning optical dimension measuring device according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing scan signals of the present invention and a conventional scanning optical dimension measuring device.
FIG. 4 is a graph showing an error distribution in a scanning direction of the scanning optical dimension measuring device.
[Explanation of symbols]
5 ROM
REFERENCE SIGNS
42
46 ROM
48
Claims (1)
前記測定部内に設けられた前記測定部の識別番号を格納する記憶装置(5)と、
前記表示部に設けられた記憶装置(46)と、
この記憶装置(46)に予め書き込まれた識別番号とそれに対応する補正データのうち、識別番号が記憶装置(5)に格納された識別番号と一致しないことを検知して表示する手段と、を備えたことを特徴とする光学式寸法測定装置。A measuring unit that scans a predetermined measurement area on which a workpiece is arranged with a parallel beam, and outputs a scan signal synchronized with the scan obtained by receiving a beam passing through the measurement area with a light receiving element; and the measurement unit. And a display unit for detecting a position of a rising edge or a falling edge of the scan signal to measure a dimension of a work, and a scanning optical type dimension measuring apparatus,
A storage device (5) for storing an identification number of the measurement unit provided in the measurement unit;
A storage device (46) provided in the display unit;
Means for detecting and displaying that the identification number of the identification number previously written in the storage device (46) and the corresponding correction data does not match the identification number stored in the storage device (5). An optical dimension measuring device, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1815496A JP3599295B2 (en) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | Optical dimension measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1815496A JP3599295B2 (en) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | Optical dimension measuring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09189524A JPH09189524A (en) | 1997-07-22 |
JP3599295B2 true JP3599295B2 (en) | 2004-12-08 |
Family
ID=11963705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1815496A Expired - Fee Related JP3599295B2 (en) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | Optical dimension measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3599295B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006162328A (en) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Mitsubishi Electric Corp | Ultrasonic range finder and ultrasonic clinometer |
JP2015190869A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社ミツトヨ | Tool for correction and correction method of optical measuring apparatus |
-
1996
- 1996-01-08 JP JP1815496A patent/JP3599295B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09189524A (en) | 1997-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7253910B2 (en) | Optical measuring device | |
US4993835A (en) | Apparatus for detecting three-dimensional configuration of object employing optical cutting method | |
JP2015190869A (en) | Tool for correction and correction method of optical measuring apparatus | |
JP6767107B2 (en) | Angle detector and surveying device | |
US6723287B1 (en) | Measuring system for automatic chemical analyzer | |
JP3599295B2 (en) | Optical dimension measuring device | |
JP4215220B2 (en) | Surface inspection method and surface inspection apparatus | |
EP0345984A2 (en) | Non-contact optical gauge | |
US4869110A (en) | Laser strain extensometer for material testing | |
KR0144862B1 (en) | Tool detector | |
JP2011106817A (en) | Optical dimension measuring device | |
JPH0371044B2 (en) | ||
JP3702103B2 (en) | Optical dimension measuring device | |
JPH09210639A (en) | Outer diameter measuring device | |
JP2543485Y2 (en) | Optical dimension measuring device | |
JPH07110222A (en) | Shape measuring instrument | |
JPH1048228A (en) | Method and apparatus for measuring bullet rotation speed | |
JPH06265319A (en) | External shape measuring device and method for laying out object to be measured | |
JPS6128420Y2 (en) | ||
JPS60111906A (en) | Angle measuring method | |
JP4162426B2 (en) | Pass / fail judgment output method and apparatus for measuring machine | |
JPH07198345A (en) | Circular diameter measurement device | |
JPH0443765Y2 (en) | ||
JPH0720564Y2 (en) | Optical dimension measuring device | |
JP2595342B2 (en) | Laser measuring device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040823 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040913 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040913 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100924 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130924 Year of fee payment: 9 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |