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JPS6133442B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6133442B2
JPS6133442B2 JP15106380A JP15106380A JPS6133442B2 JP S6133442 B2 JPS6133442 B2 JP S6133442B2 JP 15106380 A JP15106380 A JP 15106380A JP 15106380 A JP15106380 A JP 15106380A JP S6133442 B2 JPS6133442 B2 JP S6133442B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
loop
measured
image sensor
photoelectric conversion
feeding
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
Application number
JP15106380A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5774608A (en
Inventor
Yutaka Tomita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd filed Critical Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority to JP15106380A priority Critical patent/JPS5774608A/ja
Publication of JPS5774608A publication Critical patent/JPS5774608A/ja
Publication of JPS6133442B2 publication Critical patent/JPS6133442B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二次元自動輪郭測定方法及び装置、特
に投影機で拡大された被測定物の外形形状を自動
的にデータ化することの可能な二次元自動輪郭測
定方法及び装置に関するものである。
小型精密部品あるいはICパターンなどの観察
測定しあるいは写真撮影するためにこれらの被測
定物を拡大する投影機が用いられており、精密測
定に極めて有効である。そして投影面に拡大され
た被測定物の外形を座標値などとしてデータ化す
るために、従来方式では、載物台の送り情報を手
動操作にて読み取り、これらの情報をコンピユー
タメモリなどに記憶させることが行なわれてお
り、極めて煩雑な作業が必要とされ、特に複雑な
外形形状を有する被測定物に対しては外形のデー
タ化が極めて困難であるという問題があつた。
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、手動操作を必要とすることな
く、自動的に被測定物の外形形状に追従しながら
載物台を相対的に送り駆動し、各送りステツプご
とに被測定物の輪郭形状を正確にデータ化するこ
とのできる二次元自動輪郭測定方法及び装置を提
供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係る方法
は、 閉ループに配置された複数の光電変換素子を有
するループ状イメージセンサのループ内に明暗比
が所定の比率になるように被測定物の一部を投影
し、 ループを横切る被測定物の両端交差位置を検出
し、 前記両端交差位置に基づいてループ内の明暗比
を所定比率に保つような移動方向を演算し、該移
動方向に沿つて被測定物を所定量移動する送りを
繰返し、 前記送り中に、ループを横切る少くとも一方の
検出位置情報と前記送り情報とに基づき前記ルー
プと被測定物との交差位置を表す各素点を演算し
被測定物の輪郭をデータ化することを特徴とす
る。
また、本発明に係る装置は、 被測定物を載置し任意の方向に移動自在な載物
台を有する投影機と、 投影機の投影面に設けられ閉ループに配置され
た複数の光電変換素子を有するループ状イメージ
センサと、 被測定物がループを横切る両端交差位置を各光
電変換素子の電気的出力により検出する位置検出
回路と、 位置検出回路の出力を処理して被測定物の投影
面のループ内での明暗比が所定比率になるように
載物台を送る駆動手段と、該送り量を検出出力す
る送り検出器と、を有する送り制御装置と、 前記位置検出回路の内の一方の検出位置情報
と、前記送り検出器の出力とに基づいてループ状
イメージセンサと被測定物との交差位置を表す各
素点を測定し被測定物の輪郭をデータ化する測定
回路と、を含む。
以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。
第1図は本発明が適用された測定装置の実施例
が示され、投影機10は被測定物12を載置する
載物台14を有し、該載物台14にはXサーボモ
ータ16及びYサーボモータ18が設けられ、両
モータ16,18によつて載物台14がX及びY
方向に任意量移動送りされる。そして両サーボモ
ータ16,18による載物台14の送り情報は各
サーボモータ16,18に設けられたXパルスジ
エネレータ20及びYパルスジエネレータ22か
らなる送り検出器によつて検出される。
投影機10には周知の光学装置が設けられ、被
測定物12の輪郭外形が光学的に拡大されて投影
面に表示される。本実施例における投影面は通常
の目視による観察用の第1投影面24と自動輪郭
測定のための第2投影面26とを有し、被測定物
12からの拡大投影像はハーフミラー28を通つ
て両投影面24,26に輪郭形状を写し出す。
第2投影面26にはループ状イメージセンサ3
0が設けられており、このループ状イメージセン
サ30は第2図に示されるように、閉ループ、実
施例においては円形状のループ100に沿つて配
置された複数の光電変換素子32を有し、各光電
変換素子32がループ100上に近接して配置さ
れ、各光電変換素子32に光入射があつた時に電
気的信号を出力することができる。
前記イメージセンサ30の出力は位置検出回路
34に供給され、被測定物12の投影画像が前記
ループを横切つた時にその横切られた光電変換素
子32の位置を電気的に検出することができる。
そして、位置検出回路34の両端検出位置情報は
送り制御装置36に供給され、該送り制御装置3
6は演算された移動方向に沿つて載物台14を送
り制御するために前記サーボモータ16,18に
送り制御信号を供給する。
前記位置検出回路34の一方の位置検出情報は
測定回路38に供給され、また前述した両パルス
ジエネレータ20,22からの送り情報も同様に
測定回路38へ供給され、これらの情報から測定
回路38は被測定物12の各素点を測定して被測
定物12の輪郭をデータ化することができる。
本発明の好適な実施例は以上の構成からなり、
以下に本発明の作用を説明する。
本発明はかかる輪郭測定は通常の投影作業と同
様に被測定物12を載物台14上に固定し、両投
影面24,26にその投影像を作ることから開始
されるが、本発明において特徴的なことは、測定
開始時において必ずイメージセンサ30のループ
100内に被測定物12の一部を投影することで
あり、すなわち投影面がループ100を横切るよ
うにその初期位置を設定することである。このよ
うな初期位置を設定することによつて、輪郭測定
中イメージセンサ30はそのループ100内に常
に被測定物12の投影面を把え、これを追従する
ことが可能となる。
本発明において、前記初期位置におけるループ
100内での投影像の明暗比は任意の比率に設定
できるが、実施例においては、この明暗比をほぼ
1対1に設定することが好適であり、以降の追従
時に投影像がイメージセンサ30から外れること
を確実に防止することが可能となる。
以上のようにして測定初期位置が定められる
と、次にループ100を横切る被測定物12の両
端位置が検出される。すなわち、第3図に示され
るように、初期位置ではループ100を投影像が
ほぼ半分割した状態となつており、この時にその
両端位置A1,A2が位置検出回路34によつて検
出される。すなわち、ループ100上の光電変換
素子32は両端A1,A2を境として暗部からは電
気的な出力がなく、また明部からは所定の電気的
出力が得られ、これらの電気的出力を処理するこ
とによつて明暗境界部にある光電変換素子32か
ら前記両端の位置情報を検出することが可能とな
る。
次に、前記両端位置A1,A2に基づいてループ
100内の明暗比を所定比率に保つような移動方
向が送り制御装置36によつて演算され、該移動
方向に沿つて被測定物12すなわち載物台14を
所定量移量するための送り制御が行なわれる。送
り制御装置36には前記位置検出回路34からの
両端位置情報A1,A2が供給されており、両信号
から移動方向が演算されるが、第3図の初期状態
においては、予めループ100内の投影像が1対
1の明暗比で位置決めされているため、初期移動
方向としては両端位置A1,A2の延長線上にaな
る移動量が設定される。この時の移動量はループ
100の半径より小さい所定量が設定され、送り
制御装置36は両サーボモータ16,18にこの
ような送り制御信号を供給して載物台14を相対
的に送り移動することができる。前記移動方向は
ループ100内の明暗比を所定比率例えば実施例
における1対1に保つような移動方向として設定
され、第3図の初期位置では明暗比が1対1であ
るためにその移動方向も両端位置の延長に設定さ
れるのである。また移動量がループ100の半径
より小さく設定されることによつて投影像がルー
プ100から外れることが防止されている。
第4図には2回目以降の送り状態を示し、前述
した送り制御装置36による送りが行なわれた後
被測定物12の投影像外形が直線でない場合にル
ープ100内の明暗比が1対1から外れた状態を
示し、第4図では斜線を施した暗部が増加してい
ることが理解される。従つて、第4図の状態から
は明暗比を一定にするために、両端位置A1,A2
の延長線であるaに加えて明暗比を1対1にする
ための補正移動量bを加味しなければならず、こ
の結果、第4図からの送りは両移動量a,bの合
成ベクトルである移動量cに設定しなければなら
ず、送り制御36は前述した演算により移動方向
を求めた後、この移動方向に沿つた信号を両サー
ボモータ16,18に供給して載物台14すなわ
ち被測定物12を所定量送り移動することができ
る。第5図には逆に明部に対して暗部が少なくな
つた状態を示し、この時にも同様に明暗比を1対
1にする方向の移動量cが演算される。
以上のようにして、本発明によれば、載物台の
相対的送りをイメージセンサ30で把えた投影像
を自動的に追従することで行なうことができ、こ
の結果、なんらの手動操作を必要とすることなく
予め定めた任意の初期位置から被測定物12の輪
郭形状に沿つてイメージセンサ30をなぞらせる
ことが可能となる。第6図にはこの状態が示さ
れ、イメージセンサ30のループ100が確実に
投影像の輪郭に追従して相対移動している状態が
明らかとなつている。
以上のようにして本発明の自動送りが明らかと
なるが、このような自動送りでは、イメージセン
サ30の中心Oは被測定物12の輪郭形状に対し
てループ100の半径Rだけ誤差をもつて移動す
ることとなり、この結果、単にパルスジエネレー
タ20,22からなる送り検出器の送り情報から
は輪郭形状を正確に求めることができず、最大R
なる誤差を有するために到底精密な測定を行なう
ことは不可能である。本発明は、送り中に被測定
物12と交差するループ100の交点位置に基づ
き、被測定物12の各素点を測定することを特徴
とするものである。
すなわち、本発明は、ループ100の中心位置
Oを表す送り情報に加えて、ループ100を横切
る少なくとも一方の検出位置情報、実施例におい
てはA2を用い、被測定物12の各素点を測定す
ることを特徴とし、実施例においては、各パルス
ジエネレータ20,22からの送り情報X,Yは
測定回路38において位置検出回路34からの一
方の位置情報A2と演算される。
例えば第3図に示されるように、位置情報A2
は半径Rと角度θとからなり、前記送り情報X,
Yに対する補正量△X,△Yを与えることができ
る。そして、測定回路38は両情報を演算するこ
とにより被測定物12の輪郭(X+△X,Y+△
Y)を正確にデータ化することが可能となる。
以上のように、本発明によれば、自動的に投影
像を追従し、その輪郭を正確にデータ化すること
が可能となる。
第7図には本発明に用いられる他の実施例が示
され、第2図の実施例がループ100上に複数の
光電変換素子32を直接円形に配列したのに対
し、第7図では、光電変換素子32は通常の直線
型リニアアレーを用い、このリニアアレーとルー
プ100との間に複数の光フアイバ40を設けた
ことを特徴とし、光フアイバー40はその一端が
投影面上のループ100に対向して配列され、ま
た他端が光電変換素子32を含むリニアアレーに
対向して配列されている。従つて、この実施例に
よれば、光フアイバー40の可撓性を利用して、
ループ形状を任意に選択しまたその大きさも自由
に変更することが可能であり、単一のリニアアレ
ーを用いて種々の測定に好適なループ状イメージ
センサを構成することが可能となる。
以上説明したように、本発明によれば、複雑な
形状の被測定物であつても、その輪郭形状を自動
的に且つ高精度でデータ化し、その外形寸法測定
その他に極めて有効な測定方式を提供することが
できる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる測定方式が適用された
二次元自動輪郭装置の好適な実施例を示す概略構
成図、第2図は第1図におけるループ状イメージ
センサの好適な実施例を示す説明図、第3,4,
5,6図はそれぞれ本発明の作用を示す説明図、
第7図は本発明に好適なループ状イメージセンサ
の他の実施例を示す概略構成図である。 10…投影機、12…被測定物、14…載物
台、16…Xサーボモータ、18…Yサーボモー
タ、20…Xパルスジエネレータ、22…Yパル
スジエネレータ、26…第2投影面、30…ルー
プ状イメージセンサ、32…光電変換素子、34
…位置検出回路、36…送り制御装置、38…測
定回路、40…光フアイバ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 閉ループに配置された複数の光電変換素子を
    有するループ状イメージセンサのループ内に明暗
    比が所定の比率になるように被測定物の一部を投
    影し、 ループを横切る被測定物の両端交差位置を検出
    し、 前記両端交差位置に基づいてループ内の明暗比
    を所定比率に保つような移動方向を演算し、該移
    動方向に沿つて被測定物を所定量移動する送りを
    繰返し、 前記送り中に、ループを横切る少くとも一方の
    検出位置情報と前記送り情報とに基づき前記ルー
    プと被測定物との交差位置を表す各素点を演算し
    被測定物の輪郭をデータ化することを特徴とする
    二次元自動輪郭測定方法。 2 被測定物を載置し任意の方向に移動自在な載
    物台を有する投影機と、 投影機の投影面に設けられ閉ループに配置され
    た複数の光電変換素子を有するループ状イメージ
    センサと、 被測定物がループを横切る両端交差位置を各光
    電変換素子の電気的出力により検出する位置検出
    回路と、 位置検出回路の出力を処理して被測定物の投影
    面のループ内での明暗比が所定の比率になるよう
    に載物台を送る駆動手段と、該送り量を検出出力
    する送り検出器と、を有する送り制御装置と、 前記位置検出回路の内の一方の検出位置情報
    と、前記送り検出器の出力とに基づいてループ状
    イメージセンサと被測定物との交差位置を表す各
    素点を測定し被測定物の輪郭をデータ化する測定
    回路と、 を含む二次元自動輪郭測定装置。 3 特許請求の範囲2記載の装置において、ルー
    プ状イメージセンサは一端が投影面に他端が光電
    変換素子に対向して設けられた複数の光フアイバ
    を含み、各光フアイバの一端は投影面でループ状
    に配列されていることを特徴とする二次元自動輪
    郭測定装置。
JP15106380A 1980-10-28 1980-10-28 Automatic measuring method and apparatus for planar contour Granted JPS5774608A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15106380A JPS5774608A (en) 1980-10-28 1980-10-28 Automatic measuring method and apparatus for planar contour

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JP15106380A JPS5774608A (en) 1980-10-28 1980-10-28 Automatic measuring method and apparatus for planar contour

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5774608A JPS5774608A (en) 1982-05-10
JPS6133442B2 true JPS6133442B2 (ja) 1986-08-02

Family

ID=15510485

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JP15106380A Granted JPS5774608A (en) 1980-10-28 1980-10-28 Automatic measuring method and apparatus for planar contour

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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5913218A (ja) * 1982-07-15 1984-01-24 Nippon Kogaku Kk <Nikon> 眼鏡フレ−ムの形取器
JPS6015623A (ja) * 1983-07-07 1985-01-26 Tokyo Optical Co Ltd 眼鏡調整装置
JPS6285803A (ja) * 1985-10-11 1987-04-20 Asaka Riken Kogyo Kk 打抜孔が設けられた被検査物の自動検査方法
JPS6285802A (ja) * 1985-10-11 1987-04-20 Asaka Riken Kogyo Kk 打抜孔が設けられた被検査物の自動検査装置
JPS6285804A (ja) * 1985-10-11 1987-04-20 Asaka Riken Kogyo Kk 打抜孔が設けられた被検査物の自動検査装置

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JPS5774608A (en) 1982-05-10

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