(57)【要約】      （修正有）【課題】測定装置の状態の確認を簡易化させる。【解決手段】信号復元システムは、測定装置と、信号復元装置２とを有し、測定装置は、測定範囲に光線を繰り返し照射する照射部と、照射部が照射した光線を集光する集光レンズと、集光レンズが集光した光線の強度を電気信号に変換する受光部と、照射部が測定範囲全体を走査する時間を単位として、異なる閾値を単位毎に設定する閾値設定部と、設定された閾値に基づいて測定信号を２値化し、測定信号が閾値以上となる領域を閾値と対応付けた２値化データを、単位毎に生成する２値化部と、を備え、信号復元装置２は、２値化データを取得する取得部２３１と、測定装置から測定信号を取得する取得部２３１と、単位毎に生成された２値化データを用いて再構成信号を生成する再構成部２３２と、再構成信号を出力する出力部２３４と、を備える。【選択図】図４
2020038168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物の寸法を測定する測定装置と、前記測定装置が測定した結果を示す電気信号を復元する信号復元装置とを有するシステムであって、
前記測定装置は、
測定対象物が配置される測定範囲に光線を走査しながら、前記測定範囲に前記光線を繰り返し照射する照射部と、
前記照射部が照射した前記光線を集光する集光レンズと、
前記集光レンズが集光した前記光線を受光し、受光した前記光線の強度を前記電気信号に変換する受光部と、
前記照射部が前記測定範囲全体を走査する時間を単位として、異なる閾値を前記単位毎に設定する閾値設定部と、
設定された前記閾値に基づいて、前記受光部が変換した前記電気信号の時間変化を示す測定信号を２値化し、前記測定信号が前記閾値以上となる領域を前記閾値と対応付けた２値化データを、前記単位毎に生成する２値化部と、
を備え、
前記信号復元装置は、
前記２値化データを取得する取得部と、
前記単位毎に生成された前記２値化データを用いて前記測定信号を再構成した再構成信号を生成する再構成部と、
前記再構成信号を出力する出力部と、
を備える信号復元システム。
【請求項２】
前記信号復元装置は、前記再構成信号の強度が、前記集光レンズが前記照射部から照射された前記光線を集光することによって得られる前記光線の最大の強度から変換された電気信号の強度の時間変化を示す最大測定信号の強度を下回るか否かを比較する比較部をさらに有し、
前記出力部は、前記再構成信号を、前記比較部が比較した比較結果とともに出力する、
請求項１に記載の信号復元システム。
【請求項３】
前記出力部は、前記測定範囲を示す画像を出力する場合において、前記比較結果が示す、前記再構成信号の強度が前記最大測定信号の強度を下回る範囲を、前記再構成信号の強度が前記最大測定信号の強度を下回る範囲以外の範囲とは異なる態様で出力する、
請求項２に記載の信号復元システム。
【請求項４】
前記信号復元装置は、前記照射部と前記受光部との位置関係を示す位置関係情報と、前記照射部と前記受光部とが前記位置関係にある場合に再構成される前記再構成信号を示す信号パターンとを関連付けて記憶する記憶部をさらに備え、
前記比較部は、前記再構成信号が、前記記憶部に記憶された複数の前記信号パターンのいずれかに一致するか否かを比較し、
前記出力部は、前記比較結果が示す、前記再構成信号に一致する前記信号パターンに関連付けて前記記憶部に記憶されている前記位置関係情報を出力する、
請求項２又は３に記載の信号復元システム。
【請求項５】
前記測定装置は、前記２値化データを送信する送信部をさらに備え、
前記取得部は、複数の前記測定装置それぞれから、前記送信部が送信した前記２値化データを取得し、
前記出力部は、前記複数の測定装置それぞれに関連付けて前記再構成信号を出力する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の信号復元システム。
【請求項６】
測定対象物が配置される測定範囲に光線を走査しながら、前記測定範囲に前記光線を繰り返し照射する照射部と、
前記照射部が照射した前記光線を集光する集光レンズと、
前記集光レンズが集光した前記光線を受光し、受光した前記光線の強度を電気信号に変換する受光部と、
前記照射部が前記測定範囲全体を走査する時間を単位として、異なる閾値を前記単位毎に設定する閾値設定部と、
設定された前記閾値に基づいて、前記受光部が変換した前記電気信号の時間変化を示す測定信号を２値化し、前記測定信号が前記閾値以上となる領域を前記閾値と対応付けた２値化データを、前記単位毎に生成する２値化部と、
前記単位毎に生成された前記２値化データを用いて前記測定信号を再構成した再構成信号を生成する再構成部と、
前記再構成信号を出力する出力部と、
を備える信号復元装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号を復元する信号復元システム及び信号復元装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定対象物（以下、ワークという）の寸法を測定する測定装置において、照射部から照射された光線を受光する受光部の設置位置の状態、又は受光部のガラス面の汚れの状態（以下、測定装置の状態という）を確認する手段として、オシロスコープが用いられている。特許文献１には、入力信号をデジタル処理して、その波形をラスタ表示するオシロスコープが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１９０９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のようなオシロスコープを用いることにより、表示された波形に基づいて測定装置の状態を確認することができる。しかしながら、オシロスコープは取り扱いが容易ではないため、オシロスコープの取り扱いに慣れていない作業者（以下、ユーザという）にとって、測定装置の状態を確認することは容易ではなかった。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、測定装置の状態の確認を簡易化させることができる信号復元システム及び信号復元装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に係る信号復元システムは、測定対象物の寸法を測定する測定装置と、前記測定装置が測定した結果を示す電気信号を復元する信号復元装置とを有するシステムであって、前記測定装置は、測定対象物が配置される測定範囲に光線を走査しながら、前記測定範囲に前記光線を繰り返し照射する照射部と、前記照射部が照射した前記光線を集光する集光レンズと、前記集光レンズが集光した前記光線を受光し、受光した前記光線の強度を前記電気信号に変換する受光部と、前記照射部が前記測定範囲全体を走査する時間を単位として、異なる閾値を前記単位毎に設定する閾値設定部と、設定された前記閾値に基づいて、前記受光部が変換した前記電気信号の時間変化を示す測定信号を２値化し、前記測定信号が前記閾値以上となる領域を前記閾値と対応付けた２値化データを、前記単位毎に生成する２値化部と、を備え、前記信号復元装置は、前記２値化データを取得する取得部と、前記単位毎に生成された前記２値化データを用いて前記測定信号を再構成した再構成信号を生成する再構成部と、前記再構成信号を出力する出力部と、を備える。
【０００７】
前記信号復元装置は、前記再構成信号の強度が、前記集光レンズが前記照射部から照射された前記光線を集光することによって得られる前記光線の最大の強度から変換された電気信号の強度の時間変化を示す最大測定信号の強度を下回るか否かを比較する比較部をさらに有してもよいし、前記出力部は、前記再構成信号を、前記比較部が比較した比較結果とともに出力してもよい。
【０００８】
前記出力部は、前記測定範囲を示す画像を出力する場合において、前記比較結果が示す、前記再構成信号の強度が前記最大測定信号の強度を下回る範囲を、前記再構成信号の強度が前記最大測定信号の強度を下回る範囲以外の範囲とは異なる態様で出力してもよい。
【０００９】
前記信号復元装置は、前記照射部と前記受光部との位置関係を示す位置関係情報と、前記照射部と前記受光部とが前記位置関係にある場合に再構成される前記再構成信号を示す信号パターンとを関連付けて記憶する記憶部をさらに備えてもよいし、前記比較部は、前記再構成信号が、前記記憶部に記憶された複数の前記信号パターンのいずれかに一致するか否かを比較してもよいし、前記出力部は、前記比較結果が示す、前記再構成信号に一致する前記信号パターンに関連付けて前記記憶部に記憶されている前記位置関係情報を出力してもよい。
【００１０】
前記測定装置は、前記２値化データを送信する送信部をさらに備えてもよいし、前記取得部は、複数の前記測定装置それぞれから、前記送信部が送信した前記２値化データを取得してもよいし、前記出力部は、前記複数の測定装置それぞれに関連付けて前記再構成信号を出力してもよい。
【００１１】
本発明の第２の態様に係る信号復元装置は、測定対象物が配置される測定範囲に光線を走査しながら、前記測定範囲に前記光線を繰り返し照射する照射部と、前記照射部が照射した前記光線を集光する集光レンズと、前記集光レンズが集光した前記光線を受光し、受光した前記光線の強度を電気信号に変換する受光部と、前記照射部が前記測定範囲全体を走査する時間を単位として、異なる閾値を前記単位毎に設定する閾値設定部と、設定された前記閾値に基づいて、前記受光部が変換した前記電気信号の時間変化を示す測定信号を２値化し、前記測定信号が前記閾値以上となる領域を前記閾値と対応付けた２値化データを、前記単位毎に生成する２値化部と、前記単位毎に生成された前記２値化データを用いて前記測定信号を再構成した再構成信号を生成する再構成部と、前記再構成信号を出力する出力部と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、測定装置の状態の確認を簡易化させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】信号復元システムの概要を説明するための図である。
【図２】信号復元システムの概要を説明するための図である。
【図３】測定装置の構成を示す図である。
【図４】信号復元装置の構成を示す図である。
【図５】出力部が出力した画面を模式的に表した図である。
【図６】出力部が出力した画面を模式的に表した図である。
【図７】信号復元システムの処理の流れを示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［信号復元システムＳの概要］
以下、図１及び図２を参照しながら信号復元システムＳの概要について説明する。図１及び図２は、信号復元システムＳの概要を説明するための図である。信号復元システムＳは、測定装置１の状態を示す情報を出力するシステムである。信号復元システムＳは、測定装置１と、信号復元装置２とを有する。
【００１５】
測定装置１は、ワークの寸法を測定する装置である。測定装置１は、照射部１１と、受光部１２と、信号処理部１４を有する。照射部１１は、ワークが配置される測定範囲に光線を走査しながら、測定範囲に光線を繰り返し照射する。測定範囲は、照射部１１及び受光部１２の間において、照射部１１が照射した光線が通過する領域である。本明細書において、照射部１１が照射する光線は、線光線であるとして説明する。照射部１１は、例えば、測定範囲全体に光線を照射する期間を１回の走査とした場合において、１秒間に３２００回の走査を行う。
【００１６】
受光部１２は、集光レンズが集光した光線を受光し、受光した光線の強度を電気信号に変換する。本明細書における測定装置１においては、受光部１２が、照射部１１が照射した光線を受光できる範囲内において、照射部１１及び受光部１２それぞれを任意の場所に設置することができる。
【００１７】
信号処理部１４は、照射部１１及び受光部１２の動作を制御する。また、信号処理部１４は、受光部１２が変換した電気信号に基づいて、測定範囲に配置されたワークの寸法を算出する。また、信号処理部１４は、受光部１２が変換した電気信号を復元するためのデータを生成する。
【００１８】
信号復元装置２は、測定装置１が測定した結果を示す電気信号を復元する装置であり、例えばコンピュータである。信号復元システムＳにおいて、測定装置１及び信号復元装置２は、外部インターフェース（例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus））により接続されている。
【００１９】
信号復元システムＳは、測定範囲にワークを配置していない状態で処理を行う。図１に示す例においては、集光レンズの上部に汚れＧが付着している。この場合において、まず、測定装置１において、照射部１１は、測定範囲に光線を走査しながら、測定範囲に対して上から下に光線を照射する（図１の（１））。
【００２０】
受光部１２は、集光レンズを介して、照射部１１が測定範囲に照射した光線を受光し、受光した光線の強度を、電気信号に変換する（図１の（２））。図２（ａ）は、変換された電気信号の時間変化（以下、測定信号という）を模式的に表した図である。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）においては、縦軸が測定信号の強度を示し、横軸が時間を示す。図２（ａ）に示す測定信号の左側は、集光レンズの上側に対応し、測定信号の右側は、集光レンズの下側に対応する。上述のとおり、図１に示す集光レンズの上部には汚れＧが付着しているため、汚れＧを通過した光線の強度は、汚れＧが付着していない他の領域を通過した光線の強度より低くなる。そのため、図２（ａ）に示す測定信号は、左側の測定信号の強度が、右側の測定信号の強度より低くなる。
【００２１】
図１に戻り、信号処理部１４は、照射部１１が測定範囲全体を走査する時間を走査時間単位として、異なる閾値を走査時間単位毎に設定する（図１の（３））。閾値は、電気信号の強度（大きさ）を示す。信号処理部１４には、値がそれぞれ異なる２００段階の閾値が予め記憶されている。図２（ｂ）は、多段階の閾値を模式的に表した図である。図２（ｂ）に示す実線は、１０段階の閾値を示し、図２（ｂ）に示す破線は、図２（ａ）の電気信号を示す。信号処理部１４は、例えば、走査単位毎に、図２（ｂ）に示すような閾値を、値が低い順に設定する。
【００２２】
図１に戻り、信号処理部１４は、設定した閾値に基づいて、測定信号を２値化し、測定信号が閾値以上となる領域を閾値と対応付けた２値化データを走査時間単位毎に生成する（図１の（４））。図２（ｃ）は、走査時間単位毎に生成された２値化データを模式的に表した図である。図２（ｃ）に示すように、８段階から１０段階に対応する２値化データにおいては、図２（ａ）に示す電気信号のように左側の電気信号の強度が、右側の電気信号の強度より低くなっている。
【００２３】
図１に戻り、信号復元装置２は、信号処理部１４が走査時間単位毎に生成した２値化データを取得すると、取得した２値化データを用いて、測定信号を再構成した再構成信号を生成する（図１の（５））。再構成信号は、光線を照射した位置又は光線を照射した時間と２値化データの値との関係を示す信号である。
【００２４】
図２（ｄ）は、再構成信号を模式的に表した図である。図２（ｄ）に示すように、信号復元装置２は、走査時間単位毎に生成された２値化データを用いて再構成信号を生成することにより、図２（ａ）に示す電気信号を復元する。信号復元装置２は、例えば、測定装置１の照射部１１が１秒間に３２００回の走査を行い、信号処理部１４が２００段階の閾値を設定した場合、１秒間に１６回、すなわち６２．５ミリ秒の間隔おきに再構成信号を生成することになる。
【００２５】
そして、信号復元装置２は、測定装置１の状態を示す情報として、生成した再構成信号を出力する（図１の（６））。信号復元装置２は、例えば、図２（ｄ）に示すような再構成信号を６２．５ミリ秒の間隔おきに出力することによって、オシロスコープが出力する電気信号の波形と同じような態様で再構成信号を出力する。信号復元システムＳは、１秒間に１６の再構成信号を出力するので、測定装置１の状態を確認する用途として十分な性能を発揮することができる。
【００２６】
このようにすることで、信号復元システムＳは、オシロスコープが出力する情報（電気信号の波形）と同じような情報（受光部１２が受光した光線の強度を表した態様の再構成信号）を出力することができる。ユーザは、例えば、測定装置１をメンテナンスする際に、信号復元装置２が出力した再構成信号を参照することにより、集光レンズに汚れが付着していることを確認することができる。その結果、信号復元システムＳは、測定装置１の状態の確認を簡易化させることができる。
以下、測定装置１及び信号復元装置２の構成について説明する。
【００２７】
［測定装置１の構成］
図３は、測定装置１の構成を示す図である。測定装置１は、照射部１１と、受光部１２と、インターフェース１３と、信号処理部１４を有する。照射部１１は、レーザ電源１１１と、レーザ光源１１２と、反射ミラー１１３と、モータ１１４と、ポリゴンミラー１１５と、コリメータレンズ１１６と、第１の受光素子１１７とを有する。
【００２８】
レーザ電源１１１は、後述する信号処理部１４からの制御に基づいて、レーザ光源１１２への電力の供給をオンオフすることにより、レーザ光源１１２の動作を制御する。
レーザ光源１１２は、例えば、半導体レーザ素子である。レーザ光源１１２は、レーザ電源１１１からの制御に基づいて、光線を射出する。
【００２９】
反射ミラー１１３は、レーザ光源１１２から射出された光線を反射させてポリゴンミラー１１５に入射させる。
モータ１１４は、後述する信号処理部１４からの制御に基づいて、モータ１１４と同軸に配置されたポリゴンミラー１１５を回転させる。
【００３０】
ポリゴンミラー１１５は、反射ミラー１１３を介して入射された光線を、回転しながらコリメータレンズ１１６に入射させる。
コリメータレンズ１１６は、ポリゴンミラー１１５から入射された光線を、平行な光線に変換する。
【００３１】
第１の受光素子１１７は、１回の走査が終了した後にコリメータレンズ１１６を通過する光線を受光することができる位置に設置されている。第１の受光素子１１７は、走査の終了後にコリメータレンズ１１６を介して入射された光線を検出すると、走査基準単位の区間を特定するために用いる基準信号を信号処理部１４に入力する。
【００３２】
受光部１２は、集光レンズ１２１と、第２の受光素子１２２と、アンプ１２３とを有する。
集光レンズ１２１は、照射部１１が照射した光線を集光して、第２の受光素子１２２に入射させる。
【００３３】
第２の受光素子１２２は、集光レンズ１２１が集光した光線の強度に基づいて、電気信号を出力する。
アンプ１２３は、第２の受光素子１２２が出力した電気信号を増幅させて信号処理部１４に入力する。
【００３４】
インターフェース１３は、第２の受光素子１２２が出力した電気信号を信号復元装置２に送信するためのハードウェアインターフェースである。インターフェース１３は、例えばＵＳＢである。
【００３５】
信号処理部１４は、閾値設定部１４１と、２値化部１４２とを有する。
閾値設定部１４１は、照射部１１が測定範囲全体を走査する時間を走査時間単位として、異なる閾値を走査時間単位毎に設定する。具体的には、閾値設定部１４１は、第１の受光素子１１７から基準信号が入力されるごとに、異なる閾値を設定する。
【００３６】
閾値設定部１４１は、例えば、走査時間単位毎に、多段階の閾値（例えば２００段階の閾値）から数値が低い順に閾値を設定する。閾値設定部１４１は、例えば、閾値の初期値として、多段階の閾値から１段階目の閾値を設定し、第１の受光素子１１７から基準信号が入力されるごとに、設定した閾値の次の段階の閾値に変更する。閾値設定部１４１が設定する多段階の閾値は、予め測定装置１に記憶されている。
【００３７】
閾値設定部１４１は、設定する閾値の段階数を多くすることにより、信号復元装置２が復元する電気信号の精度を向上させることができる。一方、閾値設定部１４１は、設定する閾値の段階数を少なくすることにより、復元した電気信号を出力するまでの処理時間を短縮させることができる。閾値設定部１４１は、設定した閾値を２値化部１４２に入力する。
【００３８】
２値化部１４２は、コンパレータ１４３と、生成部１４４とを有する。２値化部１４２は、設定された閾値に基づいて測定信号を２値化し、測定信号が閾値以上となる領域を閾値と対応付けた２値化データを、走査時間単位毎に生成する。
【００３９】
具体的には、まず、コンパレータ１４３は、閾値設定部１４１が設定した閾値に基づいて、第２の受光素子１２２が出力した電気信号を２値化する。そして、生成部１４４は、電気信号が閾値以上となる領域を閾値と対応付けた２値化データを、走査時間単位毎に生成する。
【００４０】
より具体的には、コンパレータ１４３は、第２の受光素子１２２が出力した電気信号の強度が、閾値設定部１４１が設定した閾値以上となる場合に「１」に分類し、閾値設定部１４１が設定した閾値を下回る場合に「０」に分類することにより、測定信号を２値化する。そして、生成部１４４は、「１」に分類された電気信号に、閾値設定部１４１が設定した閾値を関連付けた２値化データを、第１の受光素子１１７から基準信号が入力されるごとに生成する。
【００４１】
２値化データは、例えば、生成部１４４が、不図示のクロック回路が送出したクロック信号に同期するタイミングにおいて、コンパレータ１４３が「１」に分類した電気信号を抽出した抽出時刻と、設定された閾値の段階数を示す数値とを関連付けたデータである。抽出時刻は、基準信号が入力された時点から経過した時刻を示す。生成部１４４は、インターフェース１３を介して、生成した２値化データを、走査時間単位毎に信号復元装置２に送信する。
【００４２】
［信号復元装置２の構成］
図４は、信号復元装置２の構成を示す図である。信号復元装置２は、インターフェース２１と、記憶部２２と、制御部２３とを有する。
【００４３】
インターフェース２１は、測定装置１が送信した２値化データを受信するためのハードウェアインターフェースである。
記憶部２２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びハードディスク等の記憶媒体である。記憶部２２は、制御部２３が実行するプログラムを記憶している。
【００４４】
制御部２３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部２３は、記憶部２２に記憶されたプログラムを実行することにより、取得部２３１、再構成部２３２、比較部２３３、及び出力部２３４として機能する。
【００４５】
取得部２３１は、インターフェース２１を介して、測定装置１から２値化データを走査時間単位毎に取得する。取得部２３１は、取得した２値化データを、走査時間単位毎に再構成部２３２に入力する。
【００４６】
再構成部２３２は、走査時間単位毎に生成された２値化データを用いて測定信号を再構成した再構成信号を生成する。再構成部２３２は、例えば、１回の走査に要した時間を横軸とし、閾値の段階数を縦軸とした場合において、各２値化データに含まれる抽出時刻毎に、閾値の段階数が低い順に２値化データを積み上げることにより、再構成信号を生成する。
【００４７】
再構成部２３２が、図１に示すような状態の集光レンズ１２１が集光した光線から変換された測定信号に基づく２値化データを用いて再構成信号を生成した場合、図２（ｄ）に示すような再構成信号が生成される。図２（ｄ）に示す再構成信号の一部（左上）が欠けている領域は、図１に示す集光レンズ１２１に付着した汚れＧに対応する領域である。図４に戻り、信号復元装置２は、例えば、測定装置１の照射部１１が１秒間に３２００回の走査を行い、信号処理部１４が２００段階の閾値を設定した場合、６２．５ミリ秒の間隔おきに再構成信号を生成する。再構成部２３２は、生成した再構成信号を出力部２３４に入力する。
【００４８】
出力部２３４は、測定装置１の状態を示す情報として、再構成部２３２が生成した再構成信号を出力する。具体的には、出力部２３４は、再構成部２３２が生成した再構成信号を、再構成部２３２が再構成信号を入力するごとに出力する。出力部２３４は、例えば、図２（ｄ）に示すような再構成信号を示す画像を、信号復元装置２が備える不図示のディスプレイに表示させる。出力部２３４は、例えば、再構成部２３２が所定の間隔おきに入力した再構成信号を、オシロスコープが出力する波形のように連続させてディスプレイに表示させてもよいし、再構成部２３２が再構成信号を入力するごとに切り替えてディスプレイに表示させてもよい。
【００４９】
出力部２３４は、測定装置１の状態を示すための補足情報を、再構成信号とともに出力してもよい。具合的には、まず、比較部２３３は、再構成信号の強度が、最大測定信号の強度を下回るか否かを比較する。最大測定信号は、集光レンズ１２１が照射部１１から照射された光線を集光することによって得られる光線の最大の強度から変換された電気信号の強度の時間変化を示す測定信号である。最大測定信号は、予め記憶部２２に記憶されている。そして、出力部２３４は、再構成信号を、比較部２３３が比較した比較結果とともに出力する。
【００５０】
出力部２３４は、例えば、補足情報として、比較結果を示すメッセージをディスプレイに表示させてもよいし、比較結果を示す画像をディスプレイに出力させてもよい。出力部２３４は、例えば、再構成信号を示す画像を、最大測定信号を示す画像とともにディスプレイに出力させてもよい。このようにすることで、ユーザは、測定装置１の状態を容易に把握することができる。
【００５１】
出力部２３４は、集光レンズ１２１に付着した汚れの場所を示す情報を出力してもよい。具体的には、出力部２３４は、測定範囲を示す画像を出力する場合において、比較結果が示す、再構成信号の強度が最大測定信号の強度を下回る範囲を、再構成信号の強度が最大測定信号の強度を下回る範囲以外の範囲とは異なる態様で画面に出力してもよい。
【００５２】
図５は、出力部２３４が出力した画面を模式的に表した図である。図５（ａ）は、再構成部２３２が生成した再構成信号を示す。図５（ｂ）は、予め記憶部２２に記憶されている最大測定信号を示す。図５（ｃ）は、集光レンズ１２１の形状を表した画面を示す。
【００５３】
図５（ａ）に示す再構成信号は、図５（ｂ）に示す最大測定信号と比較すると、左側の信号の強度が低い。この場合において、出力部２３４は、図５（ｃ）に示すように、再構成信号の強度が、最大測定信号の強度より低い領域Ｒ１を、再構成信号の強度と最大測定信号の強度とが同程度の領域Ｒ２とは異なる態様で示す画像を画面に出力する。このようにすることで、ユーザは、集光レンズ１２１のどこに汚れが付着しているかを容易に把握することができる。
【００５４】
また、出力部２３４は、受光部１２の設置位置を調整するための情報を出力してもよい。この場合、記憶部２２には、照射部１１と受光部１２との位置関係を示す位置関係情報と、照射部１１と受光部１２とが位置関係にある場合に再構成される再構成信号を示す信号パターンとを関連付けて記憶されているとする。
【００５５】
この場合において、まず、比較部２３３は、再構成信号が、記憶部２２に記憶された複数の信号パターンのいずれかに一致するか否かを比較する。そして、出力部２３４は、比較結果が示す、再構成信号に一致する信号パターンに関連付けて記憶部２２に記憶されている位置関係情報を出力する。
【００５６】
図６は、出力部２３４が出力した画面を模式的に表した図である。図６（ａ）は、照射部１１に対して、受光部１２の設置位置が下側にずれている状態を示す。受光部１２が照射部１１に対して上下いずれかの側にずれている場合、照射部１１と受光部１２とが正対している場合に比べて、１回の走査に要する時間が短くなり、再構成部２３２が生成した再構成信号の幅（時間の長さ）が、最大測定信号の幅より短くなる。また、受光部１２が照射部１１に対して上下いずれかの側にずれている場合、照射部１１と受光部１２とが正対している場合に比べて、１回の走査で受光部１２が光線を受光する量が少なくなり、再構成部２３２が生成した再構成信号の高さ（強度）が、最大測定信号の高さより低くなる。
【００５７】
比較部２３３は、再構成部２３２が生成した再構成信号と、記憶部２２に記憶された複数の信号パターンそれぞれとを比較し、最大測定信号より幅が短く、高さが低い信号パターンを特定する。そして、出力部２３４は、比較部２３３が特定した信号パターンに関連付けて記憶部２２に記憶されている位置関係情報として、図６（ａ）に示すようなメッセージを画面に出力する。また、図６（ａ）に示すように、出力部２３４は、再構成信号の強度が、最大測定信号の強度より低い領域Ｒ３を、再構成信号の強度と最大測定信号の強度とが同程度の領域Ｒ４とは異なる態様で示した画像を、位置関係情報とともに画面に出力してもよい。
【００５８】
図６（ｂ）は、照射部１１に対して、受光部１２が左右いずれかの側にずれている状態を示す。受光部１２が照射部１１に対して左右いずれかの側にずれている場合、照射部１１と受光部１２とが正対している場合に比べて、測定信号（再構成信号）の強度が低くなり、再構成部２３２が生成した再構成信号の高さが、最大測定信号の高さより低くなる。受光部１２が照射部１１に対して左右いずれかの側にずれている場合における再構成信号の幅は、最大測定信号の幅と同じである。
【００５９】
比較部２３３は、再構成部２３２が生成した再構成信号と、記憶部２２に記憶された複数の信号パターンそれぞれとを比較し、最大測定信号より高さが低く、幅が同じである信号パターンを特定する。そして、出力部２３４は、比較部２３３が特定した信号パターンに関連付けて記憶部２２に記憶されている位置関係情報として、図６（ｂ）に示すようなメッセージを画面に出力する。また、図６（ｂ）に示すように、出力部２３４は、再構成信号の強度が、最大測定信号の強度より低い領域Ｒ５を、再構成信号の強度と最大測定信号の強度とが同程度の領域Ｒ６とは異なる態様で示した画像を、位置関係情報とともに画面に出力してもよい。このようにすることで、ユーザは、測定装置１の位置調整を容易に行うことができる。
【００６０】
［信号復元システムＳの処理］
続いて、信号復元システムＳの処理の流れについて説明する。図７は、信号復元システムＳの処理の流れを示すシーケンス図である。信号復元システムＳの処理におけるＳ２の処理は、Ｓ１の処理の前に行ってもよい。本処理において、測定装置１の閾値設定部１４１は、１０段階の閾値を設定するとして説明する。本処理は、照射部１１が、測定範囲に光線を照射したことを契機として開始する（Ｓ１）。具体的には、コリメータレンズ１１６は、反射ミラー１１３及びポリゴンミラー１１５を介して入射された、レーザ光源１１２が射出した光線を、平行な線光線に変換して測定範囲に射出する。
【００６１】
受光部１２は、照射部１１が測定範囲に光線を照射すると、集光レンズ１２１が集光した光線を受光し、受光した光線の強度を電気信号に変換する（Ｓ２）。具体的には、第２の受光素子１２２は、集光レンズ１２１が集光した光線の強度に基づいて、電気信号を出力する。第２の受光素子１２２は、アンプ１２３によって増幅された電気信号を信号処理部１４に入力する。
【００６２】
閾値設定部１４１は、照射部１１が測定範囲全体を走査する時間を走査時間単位として、異なる閾値を走査時間単位毎に設定する（Ｓ３）。具体的には、まず、照射部１１の第１の受光素子１１７は、走査の終了後にコリメータレンズ１１６を介して入射された光線を検出すると、走査基準単位の区間を特定するために用いる基準信号を信号処理部１４に入力する。そして、閾値設定部１４１は、第１の受光素子１１７から基準信号が入力されると、異なる閾値を設定する。閾値設定部１４１は、例えば、閾値の初期値として、多段階の閾値から１段階目の閾値を設定し、第１の受光素子１１７から基準信号が入力されるごとに、設定した閾値を次の段階の閾値に変更する。閾値設定部１４１は、設定した閾値を２値化部１４２に入力する。
【００６３】
信号処理部１４の２値化部１４２は、設定された閾値に基づいて測定信号を２値化し、測定信号が閾値以上となる領域を閾値と対応付けた２値化データを、走査時間単位毎に生成する（Ｓ４）。具体的には、まず、コンパレータ１４３は、第２の受光素子１２２が出力した電気信号の強度が、閾値設定部１４１が設定した閾値以上となる場合に「１」に分類し、閾値設定部１４１が設定した閾値を下回る場合に「０」に分類することにより、測定信号を２値化する。そして、生成部１４４は、「１」に分類された電気信号に、閾値設定部１４１が設定した閾値を関連付けた２値化データを、第１の受光素子１１７から基準信号が入力されるごとに生成する。
【００６４】
生成部１４４は、インターフェース１３を介して、生成した２値化データを信号復元装置２に送信する。生成部１４４は、生成した２値化データを信号復元装置２に送信すると、処理をＳ１に戻す。測定装置１は、Ｓ１からＳ４までの処理を、走査時間単位ごとに繰り返し行う。
【００６５】
信号復元装置２の取得部２３１は、測定装置１から２値化データを取得する（Ｓ５）。取得部２３１は、取得した２値化データを再構成部２３２に入力する。再構成部２３２は、測定装置１の閾値設定部１４１が、多段階の閾値の設定が終了したか否かを判定する（Ｓ６）。具体的には、再構成部２３２は、取得部２３１が１から１０段階までの閾値それぞれに対応する１０の２値化データを取得したか否かを判定する。
【００６６】
再構成部２３２は、多段階の閾値の設定が終了していないと判定した場合（Ｓ６においてＮＯの場合）、処理をＳ５に戻す。一方、再構成部２３２は、多段階の閾値の設定が終了したと判定した場合（Ｓ６においてＹＥＳの場合）、走査時間単位毎に生成された２値化データを用いて再構成信号を生成する（Ｓ７）。再構成部２３２は、生成した再構成信号を出力部２３４に入力する。
【００６７】
そして、出力部２３４は、再構成部２３２が入力した再構成信号を出力する（Ｓ８）。信号復元装置２は、再構成信号を出力すると処理をＳ５に戻し、Ｓ５からＳ８までの処理を繰り返し行う。
【００６８】
［本実施の形態における効果］
以上説明したとおり、測定装置１は、測定範囲全体に照射した光線を、集光レンズ１２１を介して受光し、受光した光線の強度を電気信号に変換する。測定装置１は、走査時間単位毎に設定した閾値に基づいて、変換された電気信号の時間変化を示す測定信号を２値化し、閾値以上となる領域を閾値と対応付けた２値化データを走査時間単位毎に生成する。そして、信号復元装置２は、走査時間単位毎に生成された２値化データを用いて生成した再構成信号を出力する。
【００６９】
このようにすることで、信号復元システムＳは、オシロスコープが出力する情報と同じような情報を出力することができる。ユーザは、例えば、測定装置１をメンテナンスする際に、信号復元装置２が出力した再構成信号を参照することにより、集光レンズに汚れが付着していることを確認することができる。また、ユーザは、例えば、測定装置１を設置する際に、信号復元装置２が出力した再構成信号を参照することにより、照射部１１の設置位置と受光部１２の設置位置とが正対しているかを確認することができる。その結果、信号復元システムＳは、測定装置１の状態の確認を簡易化させることができる。
【００７０】
［変形例］
上記において、信号復元システムＳは、信号復元装置２が、外部インターフェースにより接続された１つの測定装置１から出力された２値化データに基づいて再構成信号を出力する説明をしたが、これに限らない。例えば、信号復元システムＳは、信号復元装置２が、複数の測定装置１それぞれから出力された２値化データに基づいて、複数の再構成信号を出力してもよい。
【００７１】
この場合、測定装置１は、不図示の通信部と送信部をさらに備える。また、信号復元装置２は、不図示の通信部をさらに備える。測定装置１及び信号復元装置２それぞれが備える通信部は、ネットワークに接続するためのインターフェースであり、例えばＬＡＮコントローラを含んで構成されている。測定装置１が備える送信部は、通信部を介して、２値化データを送信する。
【００７２】
この場合において、信号復元装置２の取得部２３１は、複数の測定装置１それぞれから、送信部が送信した２値化データを取得する。そして、出力部は、複数の測定装置１それぞれに関連付けて、再構成部２３２が、複数の２値化データに基づいて生成した複数の再構成信号を出力する。このようにすることで、信号復元システムＳは、複数の測定装置１の状態を一括して確認することができる。また、信号復元システムＳは、信号復元装置２が、ネットワークを介して測定装置１から２値化データを取得することにより、測定装置１を設置した場所に空きスペースがない場合であっても、他の場所から測定装置１の状態を確認することができる。
【００７３】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、測定装置１が、電気信号を復元してもよい。この場合、測定装置１が、信号復元装置２が備える再構成部と、出力部とをさらに備えることにより、測定装置１と信号復元装置２とを統合させてもよい。このようにすることで、ユーザは、測定装置１を設置した場所に空きスペースがない場合であっても、測定装置１の状態を確認することができる。
【００７４】
また、例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
【符号の説明】
【００７５】
１  測定装置
１１  照射部
１１１  レーザ電源
１１２  レーザ光源
１１３  反射ミラー
１１４  モータ
１１５  ポリゴンミラー
１１６  コリメータレンズ
１１７  第１の受光素子
１２  受光部
１２１  集光レンズ
１２２  第２の受光素子
１２３  アンプ
１３  インターフェース
１４  信号処理部
１４１  閾値設定部
１４２  ２値化部
１４３  コンパレータ
１４４  生成部
２  信号復元装置
２１  インターフェース
２２  記憶部
２３  制御部
２３１  取得部
２３２  再構成部
２３３  比較部
２３４  出力部
Ｓ  信号復元システム
【図１】
2020038168.tif 000003
【図２】
2020038168.tif 000004
【図３】
2020038168.tif 000005
【図４】
2020038168.tif 000006
【図５】
2020038168.tif 000007
【図６】
2020038168.tif 000008
【図７】
2020038168.tif 000009