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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024146265
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】検出器検知装置および測定機
(51)【国際特許分類】
G01R 31/68 20200101AFI20241004BHJP
G01B 5/28 20060101ALI20241004BHJP
G01R 31/54 20200101ALI20241004BHJP
【ＦＩ】
G01R31/68
G01B5/28 102
G01R31/54
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023059059
(22)【出願日】2023-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000137694
【氏名又は名称】株式会社ミツトヨ
(74)【代理人】
【識別番号】110000637
【氏名又は名称】弁理士法人樹之下知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】下地 孝幸
(72)【発明者】
【氏名】藤原 秀彰
(72)【発明者】
【氏名】金松 敏裕
【テーマコード（参考）】
2F062
2G014
【Ｆターム（参考）】
2F062AA66
2F062CC22
2F062CC23
2F062EE01
2F062EE62
2F062FF03
2F062GG51
2F062HH04
2G014AA13
2G014AB59
2G014AB60
2G014AC08
(57)【要約】
【課題】コネクタに対する検出器の接続有無を検知できる検出器検知装置を提供する。
【解決手段】検出器検知装置は、測定機のコネクタ３４を介して、コネクタ３４に接続された検出器２５から検出信号Ｖｄが入力される検知回路５３と、コネクタ３４に対する検出器２５の接続有無を判定する判定部６２２と、備え、検知回路５３は、検出器２５の基準電位よりも低い第１電位を有する第１グランドＧＮＤ１と、第１グランドＧＮＤ１に電気的に接続されると共にコネクタ３４から検出信号Ｖｄが入力され、入力電圧Ｖｃと所定の閾値電圧Ｖｔｈとを比較するコンパレータ５３３と、を有し、判定部６２２は、コンパレータ５３３から出力される二値化信号Ｖｂに基づいて、コネクタ３４に対する検出器２５の接続有無を判定する。
【選択図】図２
【解決手段】検出器検知装置は、測定機のコネクタ３４を介して、コネクタ３４に接続された検出器２５から検出信号Ｖｄが入力される検知回路５３と、コネクタ３４に対する検出器２５の接続有無を判定する判定部６２２と、備え、検知回路５３は、検出器２５の基準電位よりも低い第１電位を有する第１グランドＧＮＤ１と、第１グランドＧＮＤ１に電気的に接続されると共にコネクタ３４から検出信号Ｖｄが入力され、入力電圧Ｖｃと所定の閾値電圧Ｖｔｈとを比較するコンパレータ５３３と、を有し、判定部６２２は、コンパレータ５３３から出力される二値化信号Ｖｂに基づいて、コネクタ３４に対する検出器２５の接続有無を判定する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
測定機のコネクタを介して、前記コネクタに接続された検出器から検出信号が入力される検知回路と、
前記コネクタに対する前記検出器の接続有無を判定する判定部と、備え、
前記検知回路は、
前記検出器の基準電位よりも低い第１電位を有する第１グランドと、
前記第１グランドに電気的に接続されると共に前記コネクタから前記検出信号が入力され、入力電圧と所定の閾値電圧とを比較するコンパレータと、を有し、
前記判定部は、前記コンパレータから出力される二値化信号に基づいて、前記コネクタに対する前記検出器の接続有無を判定する、検出器検知装置。
前記コネクタに対する前記検出器の接続有無を判定する判定部と、備え、
前記検知回路は、
前記検出器の基準電位よりも低い第１電位を有する第１グランドと、
前記第１グランドに電気的に接続されると共に前記コネクタから前記検出信号が入力され、入力電圧と所定の閾値電圧とを比較するコンパレータと、を有し、
前記判定部は、前記コンパレータから出力される二値化信号に基づいて、前記コネクタに対する前記検出器の接続有無を判定する、検出器検知装置。
【請求項2】
前記検知回路は、
前記検出器の基準電位と等しい第２電位を有する第２グランドと、
前記第１グランドまたは前記第２グランドのいずれか一方に選択的に接続され、前記コンパレータの基準電位を前記第１電位と前記第２電位との間で切り替える切替部と、をさらに有し、
前記切替部の切り替え動作を制御する切替制御部をさらに備える、請求項１に記載の検出器検知装置。
前記検出器の基準電位と等しい第２電位を有する第２グランドと、
前記第１グランドまたは前記第２グランドのいずれか一方に選択的に接続され、前記コンパレータの基準電位を前記第１電位と前記第２電位との間で切り替える切替部と、をさらに有し、
前記切替部の切り替え動作を制御する切替制御部をさらに備える、請求項１に記載の検出器検知装置。
【請求項3】
前記検知回路は、前記検出信号の交流成分を減衰させることで前記コンパレータに入力される前記入力電圧を形成するフィルタをさらに有する、請求項１に記載の検出器検知装置。
【請求項4】
前記第１グランドは、接地電位を有する、請求項１に記載の検出器検知装置。
【請求項5】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の検出器検知装置と、
前記コネクタと、
前記コネクタに着脱可能に接続され、測定対象の表面の変位に応じた前記検出信号を出力する前記検出器と、
前記検出器から出力される前記検出信号に基づいて、前記測定対象の表面性状を測定する測定部と、を備える、測定機。
前記コネクタと、
前記コネクタに着脱可能に接続され、測定対象の表面の変位に応じた前記検出信号を出力する前記検出器と、
前記検出器から出力される前記検出信号に基づいて、前記測定対象の表面性状を測定する測定部と、を備える、測定機。
【請求項6】
請求項２に記載の検出器検知装置を備え、
前記切替部は、前記切替制御部の制御により、前記判定部による判定時に前記第１グランドに接続され、前記測定部による測定時に前記第２グランドに接続される、請求項５に記載の測定機。
前記切替部は、前記切替制御部の制御により、前記判定部による判定時に前記第１グランドに接続され、前記測定部による測定時に前記第２グランドに接続される、請求項５に記載の測定機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、検出器検知装置および測定機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、測定対象に接触するスタイラスと、スタイラスの変位に応じて振幅が変化する検出信号を出力する検出器と、検出信号に基づいて測定対象の表面性状などを測定する制御部とを備える測定機が知られている（例えば特許文献１参照）。このような測定機では、測定に適したスタイラスを使用できるように、スタイラスおよび検出器を含む検出ユニットが交換可能に構成されることが一般的である。検出ユニットの交換時には、検出ユニットのプラグが測定機本体のコネクタに差し込まれることで、検出器がコネクタを介して制御部に電気的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－４２９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、上述したような測定機では、検出ユニットのプラグがコネクタに十分に差し込まれなかったり、コネクタから意図せずに抜けかけたり等、検出器がコネクタに電気的に接続されない場合がある。このような場合、ユーザは、測定機が測定不能になる原因をすぐに把握することができず、原因の特定に時間を要する。また、測定機のメーカーは、測定機が測定不能になる原因についてユーザから問い合わせを受けるため、問い合わせ対応のための負担がかかる。
【0005】
本発明は、コネクタに対する検出器の接続有無を検知できる検出器検知装置および測定機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】
本発明の一形態に係る検出器検知装置は、測定機のコネクタを介して、前記コネクタに接続された検出器から検出信号が入力される検知回路と、前記コネクタに対する前記検出器の接続有無を判定する判定部と、備え、前記検知回路は、前記検出器の基準電位よりも低い第１電位を有する第１グランドと、前記第１グランドに接続されると共に前記コネクタから前記検出信号が入力され、入力電圧と所定の閾値電圧とを比較するコンパレータと、を有し、前記判定部は、前記コンパレータから出力される二値化信号に基づいて、前記コネクタに対する前記検出器の接続有無を判定する。
このような構成によれば、コネクタに対する検出器の電気的な接続有無に応じて、コンパレータには、検出信号または第１グランドが入力される。すなわち、コネクタに対する検出器の電気的な接続有無に応じて、コンパレータに対する入力電圧に差異が生じるため、コンパレータは、コネクタに対する検出器の接続有無に応じた二値化信号を出力できる。このため、判定部は、二値化信号に基づいてコネクタに対する検出器の電気的な接続有無を判定できる。
このような検出器検知装置が測定機に搭載されることにより、測定機のコネクタに対する検出器の接続不良に起因する測定不能について、その原因を把握することが容易になる。また、測定機メーカーにおける問い合わせ対応のための負担を軽減できる。
このような構成によれば、コネクタに対する検出器の電気的な接続有無に応じて、コンパレータには、検出信号または第１グランドが入力される。すなわち、コネクタに対する検出器の電気的な接続有無に応じて、コンパレータに対する入力電圧に差異が生じるため、コンパレータは、コネクタに対する検出器の接続有無に応じた二値化信号を出力できる。このため、判定部は、二値化信号に基づいてコネクタに対する検出器の電気的な接続有無を判定できる。
このような検出器検知装置が測定機に搭載されることにより、測定機のコネクタに対する検出器の接続不良に起因する測定不能について、その原因を把握することが容易になる。また、測定機メーカーにおける問い合わせ対応のための負担を軽減できる。
【0007】
本発明の一形態に係る検出器検知装置において、前記検知回路は、前記検出器の基準電位と等しい第２電位を有する第２グランドと、前記第１グランドまたは前記第２グランドのいずれか一方に選択的に接続され、前記コンパレータの基準電位を前記第１電位と前記第２電位との間で切り替える切替部と、をさらに有し、前記切替部の切り替え動作を制御する切替制御部をさらに備えることが好ましい。
このような構成によれば、検知回路の接続先を第１グランドと第２グランドとの間で切り替えることにより、検知機能をＯＮ／ＯＦＦできる。検出器検知装置が搭載された測定機では、測定時に切替部を第２グランドに接続することで検知機能がＯＦＦされ、測定に対するノイズ等の影響を抑制できる。
このような構成によれば、検知回路の接続先を第１グランドと第２グランドとの間で切り替えることにより、検知機能をＯＮ／ＯＦＦできる。検出器検知装置が搭載された測定機では、測定時に切替部を第２グランドに接続することで検知機能がＯＦＦされ、測定に対するノイズ等の影響を抑制できる。
【0008】
本発明の一形態に係る検出器検知装置において、前記検知回路は、前記検出信号の交流成分を減衰させることで前記コンパレータに入力される前記入力電圧を形成するフィルタをさらに有することが好ましい。
このような構成によれば、検出器の接続有無による入力電圧の差が明確になるため、コンパレータに入力する閾値電圧の設定が容易となる。また、検出器の電気的な接続有無をより正確に判定できる。
このような構成によれば、検出器の接続有無による入力電圧の差が明確になるため、コンパレータに入力する閾値電圧の設定が容易となる。また、検出器の電気的な接続有無をより正確に判定できる。
【0009】
本発明の一形態に係る検出器検知装置において、前記第１グランドは、接地電位を有することが好ましい。
このような構成によれば、検出器の接続有無に応じたコンパレータの入力電圧の差異を発生可能にしつつ、検知回路において消費される電力を抑制できる。
このような構成によれば、検出器の接続有無に応じたコンパレータの入力電圧の差異を発生可能にしつつ、検知回路において消費される電力を抑制できる。
【0010】
本発明の一形態に係る測定機は、上述のいずれかの検出器検知装置と、前記コネクタと、前記コネクタに着脱可能に接続され、測定対象の変位に応じた前記検出信号を出力する前記検出器と、前記検出器から出力される前記検出信号に基づいて、前記測定対象の表面性状を測定する測定部と、を備える。
このような構成によれば、上述した検出器検知装置の効果と同様の効果を奏する。
このような構成によれば、上述した検出器検知装置の効果と同様の効果を奏する。
【0011】
本発明の一形態に係る測定機において、前記切替部は、前記切替制御部の制御により、前記判定部による判定時に前記第１グランドに接続され、前記測定部による測定時に前記第２グランドに接続されることが好ましい。
このような構成では、必要に応じて検知機能がＯＮ／ＯＦＦされることにより、検出器の有無を問題なく判定しつつ、測定に対するノイズの影響を抑制できる。
このような構成では、必要に応じて検知機能がＯＮ／ＯＦＦされることにより、検出器の有無を問題なく判定しつつ、測定に対するノイズの影響を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第１実施形態の検出器検知装置を含む表面性状測定機を示す模式図である。
【図2】第１実施形態の検知回路および制御部を示す模式図である。
【図3】第１実施形態の検出器検知方法を説明するフローチャートである。
【図4】第１実施形態の検知回路を示す模式図であって、検出器がコネクタに接続されている場合を説明する図である。
【図6】第１実施形態の検知回路を示す模式図であって、検出器がコネクタに接続されていない場合を説明する図である。
【図9】第２実施形態の表面性状測定機を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
［第１実施形態］
本発明の一実施形態に係る検出器検知装置１について図１～図７を参照して説明する。本実施形態の検出器検知装置１は、表面性状測定機１０に搭載されて使用されるものであり、表面性状測定機１０における検出器２５の電気的な接続有無を判定する。
本発明の一実施形態に係る検出器検知装置１について図１～図７を参照して説明する。本実施形態の検出器検知装置１は、表面性状測定機１０に搭載されて使用されるものであり、表面性状測定機１０における検出器２５の電気的な接続有無を判定する。
【0014】
［表面性状測定機］
まず、本実施形態の表面性状測定機１０の全体構成について簡単に説明する。表面性状測定機１０は、図１に示すように、測定対象の表面の変位を検出する検出ユニット２と、検出ユニット２を移動させる駆動ユニット３と、ユーザインタフェイス４と、各種制御を行う制御ユニット５と、を備える。この表面性状測定機１０は、測定対象の表面に沿って当該表面の上下方向（Ｚ方向）の変位を測定することで、測定対象の表面性状を測定することができる。
まず、本実施形態の表面性状測定機１０の全体構成について簡単に説明する。表面性状測定機１０は、図１に示すように、測定対象の表面の変位を検出する検出ユニット２と、検出ユニット２を移動させる駆動ユニット３と、ユーザインタフェイス４と、各種制御を行う制御ユニット５と、を備える。この表面性状測定機１０は、測定対象の表面に沿って当該表面の上下方向（Ｚ方向）の変位を測定することで、測定対象の表面性状を測定することができる。
【0015】
検出ユニット２は、支点を中心に揺動可能なアーム２１と、アーム２１の先端に突設されたスタイラス２３（触針）と、アーム２１の後端に設けられたコア２４と、コア２４のＺ方向の変位量を検出する検出器２５と、検出器２５に電気的に接続されたプラグ２６とを備える。
【0016】
本実施形態の検出器２５は、図２に示すように、差動コイルとして構成され、Ｚ方向に並んで和動接続された２つのコイル２５１，２５２を備える。２つのコイル２５１，２５２の間の中点２５ｃには、信号出力線Ｌｄが接続されている。
コア２４がＺ方向に移動すると、コア中心２４ｃと２つのコイル２５１，２５２の間の中点２５ｃとの間のＺ方向のギャップＤが変化する。後述する発振回路５１から発生する交流電圧が２つのコイル２５１，２５２の両端に印加されると、このギャップＤに対応して、２つのコイル２５１，２５２のインピーダンス（インダクタンス）がそれぞれ変化し、２つのコイル２５１，２５２の誘導電圧に電圧差が生じる。検出器２５は、ギャップＤに応じて振幅が変化する交流電圧を検出信号Ｖｄとして信号出力線Ｌｄに出力する。
コア２４がＺ方向に移動すると、コア中心２４ｃと２つのコイル２５１，２５２の間の中点２５ｃとの間のＺ方向のギャップＤが変化する。後述する発振回路５１から発生する交流電圧が２つのコイル２５１，２５２の両端に印加されると、このギャップＤに対応して、２つのコイル２５１，２５２のインピーダンス（インダクタンス）がそれぞれ変化し、２つのコイル２５１，２５２の誘導電圧に電圧差が生じる。検出器２５は、ギャップＤに応じて振幅が変化する交流電圧を検出信号Ｖｄとして信号出力線Ｌｄに出力する。
【0017】
プラグ２６は、図２では省略されるが、検出器２５のコイル２５１，２５２および中点２５ｃのそれぞれに接続される複数の端子を含む。図１に示すように、プラグ２６がコネクタ３４に十分に差し込まれた状態では、プラグ２６の各端子は、コネクタ３４を介して、制御ユニット５に電気的に接続される。
なお、本実施形態のプラグ２６は、コネクタ３４に対する脱着が可能である。このため、本実施形態の表面性状測定機１０では、検出ユニット２を交換することができる。
なお、本実施形態のプラグ２６は、コネクタ３４に対する脱着が可能である。このため、本実施形態の表面性状測定機１０では、検出ユニット２を交換することができる。
【0018】
駆動ユニット３は、モータ３１と、モータ３１に連結された送りねじ機構３２と、送りねじ機構３２によってＺ方向に直交する測定方向（Ｘ方向）に移動するスライド部３３と、スライド部３３に支持されたコネクタ３４と、駆動ユニット３を収容するケース３５とを備える。
送りねじ機構３２は、公知の構成を有するものであり、モータ３１の動力によってコネクタ３４をＸ方向に移動させる。また、送りねじ機構３２には、Ｘ方向におけるスライド部３３の移動量を検出するためのエンコーダが設けられている。
送りねじ機構３２は、公知の構成を有するものであり、モータ３１の動力によってコネクタ３４をＸ方向に移動させる。また、送りねじ機構３２には、Ｘ方向におけるスライド部３３の移動量を検出するためのエンコーダが設けられている。
【0019】
コネクタ３４は、検出ユニット２を保持可能に構成される。送りねじ機構３２により、スライド部３３がＸ方向に移動する際、コネクタ３４および検出ユニット２はスライド部３３と一体にＸ方向に移動する。また、コネクタ３４は、制御ユニット５から延びる各配線群Ｌｃに接続されている。
【0020】
ユーザインタフェイス４は、各種情報を表示する表示部４１と、ユーザによる入力操作を受け付ける操作部４２とを有する。操作部４２は、操作ボタンであってもよいし、表示部４１と共に構成されるタッチディスプレイでもよい。
【0021】
［制御ユニット］
制御ユニット５は、図２に示すように、回路部５０および制御部６０を備える。回路部５０は、発振回路５１、平衡トランス５２、検知回路５３、信号処理回路５４を備える。なお、図示を省略するが、制御ユニット５は、回路部５０が搭載された基板を有し、この基板には、フレームに接地された第１グランドＧＮＤ１と、各種回路の基準電位となるアナロググランドである第２グランドＧＮＤ２とが形成されている。本実施形態において、第１グランドＧＮＤ１の電位（第１電位）は０Ｖであり、第２グランドＧＮＤ２の電位（第２電位）は、０Ｖよりも大きい所定電位（例えば＋２．５Ｖ）である。
制御ユニット５は、図２に示すように、回路部５０および制御部６０を備える。回路部５０は、発振回路５１、平衡トランス５２、検知回路５３、信号処理回路５４を備える。なお、図示を省略するが、制御ユニット５は、回路部５０が搭載された基板を有し、この基板には、フレームに接地された第１グランドＧＮＤ１と、各種回路の基準電位となるアナロググランドである第２グランドＧＮＤ２とが形成されている。本実施形態において、第１グランドＧＮＤ１の電位（第１電位）は０Ｖであり、第２グランドＧＮＤ２の電位（第２電位）は、０Ｖよりも大きい所定電位（例えば＋２．５Ｖ）である。
【0022】
発振回路５１は、互いに逆相の正弦波である交流電圧を発生する。発振回路５１により発生された交流電圧は、平衡トランス５２およびコネクタ３４を介して検出器２５の両端に印加される。平衡トランス５２は第２グランドＧＮＤ２に接続されており、検出器２５の基準電位は、第２グランドＧＮＤ２の電位となる。
【0023】
検知回路５３は、検出器２５と信号処理回路５４との間を接続する信号出力線Ｌｄに接続される。この検知回路５３は、交流増幅器５３１、フィルタ５３２、コンパレータ５３３、および、切替部５３４を有する。
【0024】
交流増幅器５３１は、検出信号Ｖｄの振幅を増幅する。なお、交流増幅器５３１は、検知回路５３および信号処理回路５４に共有される。換言すると、信号出力線Ｌｄは、交流増幅器５３１の下流側において、信号処理回路５４に向かう主配線と、フィルタ５３２に向かう分岐配線とに分かれる。
【0025】
フィルタ５３２は、交流増幅器５３１の下流側の分岐配線に接続され、交流増幅器５３１で増幅された検出信号Ｖｄの交流成分を減衰させる。このフィルタ５３２としては、高周波成分を取り除くローパスフィルタなどを利用できる。
【0026】
コンパレータ５３３は、フィルタ５３２から入力される入力電圧Ｖｃと所定の閾値電圧Ｖｔｈとを比較し、比較結果を二値化信号Ｖｂとして出力する。例えば、コンパレータ５３３は、入力電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｔｈ以上である場合、二値化信号ＶｂとしてＨＩＧＨ信号（以下Ｈ信号）を出力する。また、コンパレータ５３３は、入力電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｔｈよりも小さな場合、二値化信号ＶｂとしてＬＯＷ信号（以下Ｌ信号）を出力する。
なお、閾値電圧Ｖｔｈは、図示が省略された閾値電圧発生器によりコンパレータ５３３に入力される。この閾値電圧Ｖｔｈは、例えば、第１グランドＧＮＤ１の電位（０Ｖ）と、第２グランドＧＮＤ２の電位（＋２．５Ｖ）との間に設定されればよく、第２グランドＧＮＤ２の電位の半分程度であることが好ましい。
なお、閾値電圧Ｖｔｈは、図示が省略された閾値電圧発生器によりコンパレータ５３３に入力される。この閾値電圧Ｖｔｈは、例えば、第１グランドＧＮＤ１の電位（０Ｖ）と、第２グランドＧＮＤ２の電位（＋２．５Ｖ）との間に設定されればよく、第２グランドＧＮＤ２の電位の半分程度であることが好ましい。
【0027】
切替部５３４は、２入力１出力のマルチプレクサとして構成される。切替部５３４は、第１グランドＧＮＤ１に接続された第１入力端子５３４Ａと、第２グランドＧＮＤ２に接続された第２入力端子５３４Ｂと、コネクタ３４と交流増幅器５３１との間の配線に接続された出力端子５３４Ｃとを備える。切替部５３４は、後述の制御部６０から入力される制御信号Ｓに基づいて、第１入力端子５３４Ａまたは第２入力端子５３４Ｂの一方を出力端子５３４Ｃに接続する。これにより、切替部５３４は、検知回路５３の基準電位を、第１グランドＧＮＤ１の電位と、第２グランドＧＮＤ２の電位との間で切り替えることができる。
【0028】
信号処理回路５４は、交流増幅器５３１の下流側の本配線に接続され、公知の表面性状測定機の信号処理回路と同様の構成を有する。例えば、信号処理回路５４は、検出信号Ｖｄから直流信号である変位信号Ｖｏｕｔを形成する回路、ノイズフィルタおよびアナログデジタル変換回路などを含み、信号処理後の変位信号Ｖｏｕｔを制御部６０に出力する。
【0029】
制御部６０は、メモリ等により構成される記憶部６１と、マイクロプロセッサ等により構成される演算処理部６２と、を有する。演算処理部６２は、記憶部６１に記憶されたプログラムを読み込み実行することで、切替制御部６２１、判定部６２２、通知部６２３および測定部６２４として機能する。
切替制御部６２１は、切替部５３４の切り替え動作を制御する。
判定部６２２は、検知回路５３から入力される二値化信号Ｖｂに基づいて、コネクタ３４に対する検出器２５の電気的な接続有無を判定する。
通知部６２３は、判定部６２２による判定結果を表示部４１などに出力する。
測定部６２４は、信号処理回路５４から入力される変位信号Ｖｏｕｔと、駆動ユニット３のエンコーダから入力されるＸ方向の移動量とに基づいて、測定対象の表面性状を算出する。
なお、上述した構成のうち、検知回路５３および判定部６２２は、検出器検知装置１を構成している。
切替制御部６２１は、切替部５３４の切り替え動作を制御する。
判定部６２２は、検知回路５３から入力される二値化信号Ｖｂに基づいて、コネクタ３４に対する検出器２５の電気的な接続有無を判定する。
通知部６２３は、判定部６２２による判定結果を表示部４１などに出力する。
測定部６２４は、信号処理回路５４から入力される変位信号Ｖｏｕｔと、駆動ユニット３のエンコーダから入力されるＸ方向の移動量とに基づいて、測定対象の表面性状を算出する。
なお、上述した構成のうち、検知回路５３および判定部６２２は、検出器検知装置１を構成している。
【0030】
［検出器検知方法］
本実施形態の表面性状測定機１０における検出器検知方法について、図３のフローチャートを参照して説明する。例えば、表面性状測定機１０は、電源が入力されたとき（または、ユーザの操作によって測定処理を行う旨の指示を受け付けたとき）、図３のフローチャートを開始する。
本実施形態の表面性状測定機１０における検出器検知方法について、図３のフローチャートを参照して説明する。例えば、表面性状測定機１０は、電源が入力されたとき（または、ユーザの操作によって測定処理を行う旨の指示を受け付けたとき）、図３のフローチャートを開始する。
【0031】
まず、切替制御部６２１は、切替部５３４に対して制御信号Ｓを出力し、切替部５３４の出力端子５３４Ｃを第１入力端子５３４Ａに接続させる（図４参照）。これにより、切替部５３４が第１グランドＧＮＤ１に接続され、検知回路５３の基準電位は、第１グランドＧＮＤ１の電位（０Ｖ）となる（ステップＳ１）。これにより検知機能がＯＮになる。
【0032】
次に、判定部６２２は、検知回路５３から入力される二値化信号Ｖｂに基づいて、検出器２５がコネクタ３４に電気的に接続されているか否かを判定する（ステップＳ２）。
【0033】
例えば、図４は、検出器２５がコネクタ３４に電気的に接続されている状態を示す。図４では、説明のために、検知回路５３内に計測点Ａ～Ｄが設定される。図５（Ａ）～図５（Ｅ）の各グラフは、電源入力時点からの検出信号Ｖｄの電圧（例えば図４中の検出信号と記載された計測点の電圧）、および、図４中の計測点Ａ～Ｄにおける電圧を示す。
検出器２５がコネクタ３４に電気的に接続されている場合、検出器２５は、第２グランドＧＮＤ２を基準電位とする交流成分を含んだ検出信号Ｖｄを出力する（図５（Ａ）参照）。検知回路５３には、検出器２５から検出信号Ｖｄが入力され（図５（Ｂ）参照）、この検出信号Ｖｄは、交流増幅器５３１により振幅を増幅された後（図５（Ｃ）参照）、フィルタ５３２により交流成分を減衰される（図５（Ｄ）参照）。ここで、コンパレータ５３３には、交流成分を減衰された検出信号Ｖｄの電圧が入力電圧Ｖｃとして入力される。この入力電圧Ｖｃは、検出信号Ｖｄの基準電位、すなわち第２グランドＧＮＤ２にほぼ等しいため、閾値電圧Ｖｔｈよりも高くなる（図５（Ｄ）参照）。コンパレータ５３３は、入力電圧Ｖｃと閾値電圧Ｖｔｈとを比較することで、二値化信号ＶｂとしてＨ信号を出力する（図５（Ｅ）参照）。判定部６２２は、Ｈ信号に基づいて、検出器２５がコネクタ３４に電気的に接続されていると判定する（ステップＳ２；ＹＥＳ）。
検出器２５がコネクタ３４に電気的に接続されている場合、検出器２５は、第２グランドＧＮＤ２を基準電位とする交流成分を含んだ検出信号Ｖｄを出力する（図５（Ａ）参照）。検知回路５３には、検出器２５から検出信号Ｖｄが入力され（図５（Ｂ）参照）、この検出信号Ｖｄは、交流増幅器５３１により振幅を増幅された後（図５（Ｃ）参照）、フィルタ５３２により交流成分を減衰される（図５（Ｄ）参照）。ここで、コンパレータ５３３には、交流成分を減衰された検出信号Ｖｄの電圧が入力電圧Ｖｃとして入力される。この入力電圧Ｖｃは、検出信号Ｖｄの基準電位、すなわち第２グランドＧＮＤ２にほぼ等しいため、閾値電圧Ｖｔｈよりも高くなる（図５（Ｄ）参照）。コンパレータ５３３は、入力電圧Ｖｃと閾値電圧Ｖｔｈとを比較することで、二値化信号ＶｂとしてＨ信号を出力する（図５（Ｅ）参照）。判定部６２２は、Ｈ信号に基づいて、検出器２５がコネクタ３４に電気的に接続されていると判定する（ステップＳ２；ＹＥＳ）。
【0034】
ステップＳ２でＹＥＳと判定された場合、切替制御部６２１は、切替部５３４に対して制御信号Ｓを出力し、切替部５３４の出力端子５３４Ｃを第２入力端子５３４Ｂに接続させる（図２参照、ステップＳ３）。これにより、切替部５３４が第２グランドＧＮＤ２に接続され、検知回路５３の基準電位は、第２グランドＧＮＤ２の電位（＋２．５Ｖ）となる。これにより検知機能がＯＦＦされることになる。
その後、測定部６２４は、ユーザからの指示に従って測定処理を行う（ステップＳ４）。以上により、図３のフローチャートが終了する。
その後、測定部６２４は、ユーザからの指示に従って測定処理を行う（ステップＳ４）。以上により、図３のフローチャートが終了する。
【0035】
一方、図６は、プラグ２６がコネクタ３４に十分に差し込まれていない等の何等かの原因により、検出器２５がコネクタ３４に電気的に接続されていない場合を示す。図６では、図４と同様、説明のために、検知回路５３内に計測点Ａ～Ｄが設定される。図７（Ａ）～図７（Ｄ）の各グラフは、計測点Ａ～Ｄにおける電圧を示す。
検出器２５がコネクタ３４に電気的に接続されていない場合、検知回路５３に入力される検出信号Ｖｄが存在しない。このため、検知回路５３内の計測点Ａ～測定点Ｃにおける電圧は、検知回路５３の基準電位、すなわち第１グランドＧＮＤ１の電位（０Ｖ）となる（図７（Ａ）～（Ｃ）参照）。ここで、コンパレータ５３３には、第１グランドＧＮＤ１の電位（０Ｖ）が入力電圧Ｖｃとして入力される。この入力電圧Ｖｃは、閾値電圧Ｖｔｈよりも小さい（図７（Ｃ）参照）。よって、コンパレータ５３３は、入力電圧Ｖｃと閾値電圧Ｖｔｈとを比較することで、二値化信号ＶｂとしてＬ信号を出力する（図７（Ｄ）参照）。判定部６２２は、Ｌ信号に基づいて、検出器２５がコネクタ３４に電気的に接続されていないと判定する（ステップＳ２；ＮＯ）。
検出器２５がコネクタ３４に電気的に接続されていない場合、検知回路５３に入力される検出信号Ｖｄが存在しない。このため、検知回路５３内の計測点Ａ～測定点Ｃにおける電圧は、検知回路５３の基準電位、すなわち第１グランドＧＮＤ１の電位（０Ｖ）となる（図７（Ａ）～（Ｃ）参照）。ここで、コンパレータ５３３には、第１グランドＧＮＤ１の電位（０Ｖ）が入力電圧Ｖｃとして入力される。この入力電圧Ｖｃは、閾値電圧Ｖｔｈよりも小さい（図７（Ｃ）参照）。よって、コンパレータ５３３は、入力電圧Ｖｃと閾値電圧Ｖｔｈとを比較することで、二値化信号ＶｂとしてＬ信号を出力する（図７（Ｄ）参照）。判定部６２２は、Ｌ信号に基づいて、検出器２５がコネクタ３４に電気的に接続されていないと判定する（ステップＳ２；ＮＯ）。
【0036】
ステップＳ２でＮＯと判定された場合、切替制御部６２１は、切替部５３４に対して制御信号Ｓを出力し、切替部５３４の出力端子５３４Ｃを第２入力端子５３４Ｂに接続させる（図２参照、ステップＳ５）。これにより、切替部５３４が第２グランドＧＮＤ２に接続され、検知回路５３の基準電位は、第２グランドＧＮＤ２の電位（＋２．５Ｖ）となる。これにより検知機能がＯＦＦされることになる。
【0037】
その後、通知部６２３は、検出器２５がコネクタ３４に電気的に接続されていない旨の通知を表示部４１などに出力する（ステップＳ５）。これにより、ユーザは、検出器２５が接続不良状態であることを知ることができる。以上により、図３のフローチャートが終了する。
【0038】
［第１実施形態の効果］
本実施形態の検出器検知装置１は、上述したように、表面性状測定機１０のコネクタ３４を介して、コネクタ３４に接続された検出器２５から検出信号Ｖｄが入力される検知回路５３と、コネクタ３４に対する検出器２５の接続有無を判定する判定部６２２と、備え、検知回路５３は、検出器２５の基準電位よりも低い第１電位を有する第１グランドＧＮＤ１と、第１グランドＧＮＤ１に接続されると共にコネクタ３４から検出信号Ｖｄが入力され、入力電圧Ｖｃと所定の閾値電圧Ｖｔｈとを比較するコンパレータ５３３と、を有し、判定部６２２は、コンパレータ５３３から出力される二値化信号Ｖｂに基づいて、コネクタ３４に対する検出器２５の接続有無を判定する。
このような構成によれば、複雑なアルゴリズムを必要としない簡単な構成により、コネクタ３４に対する検出器２５の電気的接続の有無を判定することができる。
本実施形態の検出器検知装置１は、上述したように、表面性状測定機１０のコネクタ３４を介して、コネクタ３４に接続された検出器２５から検出信号Ｖｄが入力される検知回路５３と、コネクタ３４に対する検出器２５の接続有無を判定する判定部６２２と、備え、検知回路５３は、検出器２５の基準電位よりも低い第１電位を有する第１グランドＧＮＤ１と、第１グランドＧＮＤ１に接続されると共にコネクタ３４から検出信号Ｖｄが入力され、入力電圧Ｖｃと所定の閾値電圧Ｖｔｈとを比較するコンパレータ５３３と、を有し、判定部６２２は、コンパレータ５３３から出力される二値化信号Ｖｂに基づいて、コネクタ３４に対する検出器２５の接続有無を判定する。
このような構成によれば、複雑なアルゴリズムを必要としない簡単な構成により、コネクタ３４に対する検出器２５の電気的接続の有無を判定することができる。
【0039】
ここで、検知回路５３の基準電位が第２グランドＧＮＤ２の電位に等しい場合を比較例とする。このような比較例は、本実施形態の検知機能がＯＦＦされた状態に相当し、検出器２５の接続有無によっては、コンパレータ５３３に入力される入力電圧Ｖｃがほぼ変化しない。例えば、検出器２５がコネクタ３４に電気的に接続されている場合、検知回路５３内の計測点Ａ～測定点Ｃにおける電圧は、図５と同様であるが、検出器２５がコネクタ３４に電気的に接続されていない場合、検知回路５３内の計測点Ａ～測定点Ｃにおける電圧は、図８に示すようになる。特に、図８（Ｃ）に示すように、コンパレータ５３３に入力される入力電圧Ｖｃは、第２グランドＧＮＤ２の電位に等しくなるため、閾値電圧Ｖｔｈよりも高くなる。よって、コンパレータ５３３は、検出器２５がコネクタ３４に電気的に接続されている場合と同様にＨ信号を出力する（図８（Ｄ）参照）。よって、比較例において、判定部６２２は、検出器２５がコネクタ３４に電気的に接続されていないことを判定できない。
【0040】
一方、本実施形態では、検知機能がＯＮされた状態において、検知回路５３の基準電位が第１グランドＧＮＤ１の電位である。これにより、コネクタ３４に対する検出器２５の電気的な接続有無に応じてコンパレータ５３３に対する入力電圧Ｖｃに差異が生じるため、コンパレータ５３３は、コネクタ３４に対する検出器２５の電気的な接続有無に応じた二値化信号Ｖｂを出力できる。このため、判定部６２２は、二値化信号Ｖｂに基づいてコネクタ３４に対する検出器２５の電気的な接続有無を判定できる。
【0041】
また、本実施形態の検出器検知装置１を組み込んだ表面性状測定機１０では、コネクタ３４に対する検出器２５の接続不良に起因する測定不能について、その原因を把握することが容易になる。また、測定機メーカーにおける問い合わせ対応のための負担を軽減できる。
さらに、本実施形態の検出器検知装置１は、上述したように、複雑なアルゴリズムを必要としないため、少ない部品点数によって実現される。このため、小型化された表面性状測定機１０に対して検出器検知装置１を容易に組み込むことができる。
さらに、本実施形態の検出器検知装置１は、上述したように、複雑なアルゴリズムを必要としないため、少ない部品点数によって実現される。このため、小型化された表面性状測定機１０に対して検出器検知装置１を容易に組み込むことができる。
【0042】
本実施形態において、検知回路５３は、検知回路５３の基準電位として検出信号Ｖｄの基準電位と等しい第２電位を供給する第２グランドＧＮＤ２と、第１グランドＧＮＤ１または第２グランドＧＮＤ２のいずれか一方に選択的に接続され、検知回路５３の基準電位を第１電位と第２電位との間で切り替える切替部５３４と、を備え、演算処理部６２は、切替部５３４の切り替える動作を制御する切替制御部６２１をさらに備える。すなわち、本実施形態の検出器検知装置１は、検知回路５３の接続先を第１グランドＧＮＤ１と第２グランドＧＮＤ２との間で切り替えることにより、検知機能をＯＮ／ＯＦＦできるように構成されている。
例えば、検出器２５の接続有無の判定時、切替部５３４が第１グランドＧＮＤ１に接続されることで、検知機能がＯＮされる。これにより、信号出力線Ｌｄを流れる検出信号Ｖｄを利用して検出器２５の接続を検知できる。
また、測定時、切替部５３４が第２グランドＧＮＤ２に接続されることで、検知機能がＯＦＦされる。これにより、測定精度への影響を抑えることができる。具体的には、信号出力線Ｌｄに接続される検知回路５３の基準電位が検出器２５の基準電位（＝第２グランドＧＮＤ２）と等しくなることにより、信号出力線Ｌｄを流れる検出信号Ｖｄに対するノイズの影響を低減することができる。
したがって、本実施形態では、必要に応じて検知機能をＯＮ／ＯＦＦすることにより、判定および測定の各処理を問題なく行うことができる。
例えば、検出器２５の接続有無の判定時、切替部５３４が第１グランドＧＮＤ１に接続されることで、検知機能がＯＮされる。これにより、信号出力線Ｌｄを流れる検出信号Ｖｄを利用して検出器２５の接続を検知できる。
また、測定時、切替部５３４が第２グランドＧＮＤ２に接続されることで、検知機能がＯＦＦされる。これにより、測定精度への影響を抑えることができる。具体的には、信号出力線Ｌｄに接続される検知回路５３の基準電位が検出器２５の基準電位（＝第２グランドＧＮＤ２）と等しくなることにより、信号出力線Ｌｄを流れる検出信号Ｖｄに対するノイズの影響を低減することができる。
したがって、本実施形態では、必要に応じて検知機能をＯＮ／ＯＦＦすることにより、判定および測定の各処理を問題なく行うことができる。
【0043】
本実施形態の検知回路５３は、検出信号Ｖｄの交流成分を減衰させることでコンパレータ５３３に入力される入力電圧Ｖｃを形成するフィルタ５３２をさらに有する。
このような構成によれば、検出器２５の接続有無による入力電圧Ｖｃの差が明確になるため、コンパレータ５３３に入力する閾値電圧Ｖｔｈの設定が容易となる。また、検出器２５の電気的な接続有無をより正確に判定できる。
このような構成によれば、検出器２５の接続有無による入力電圧Ｖｃの差が明確になるため、コンパレータ５３３に入力する閾値電圧Ｖｔｈの設定が容易となる。また、検出器２５の電気的な接続有無をより正確に判定できる。
【0044】
本実施形態において、第１グランドＧＮＤ１は、接地されている。このような構成によれば、検出器２５の接続有無に応じた入力電圧Ｖｃの差異を発生可能にしつつ、検知回路５３において消費される電力を抑制できる。このような構成は、特に、表面性状測定機１０がハンディタイプの電池式である場合に有効である。
【0045】
本実施形態において、検知回路５３は、交流増幅器５３１の下流側に接続されている。仮に、検知回路５３が交流増幅器５３１の上流側に接続された場合、検知回路５３から信号出力線Ｌｄに加わるノイズなどの影響が交流増幅器５３１によって増幅されてしまう。一方、本実施形態では、検知回路５３が交流増幅器５３１の下流側に接続されていることで、検知回路５３から信号出力線Ｌｄに加わるノイズ等の影響が増幅されないため、当該影響を最小限に抑えることができる。
【0046】
以上の第１実施形態では、インダクタンス方式の検出器２５に本発明を適用する場合を説明したが、本発明はＬＶＤＴ方式の検出器にも適用可能であり、その一例を以下の第２実施形態で説明する。
【0047】
［第２実施形態］
第２実施形態の表面性状測定機１０について説明する。第２実施形態の表面性状測定機１０は、制御ユニット５Ａの構成以外、第１実施形態とほぼ同様の構成を備える。以下では、第１実施形態と同様の構成には同一符号を利用し、その説明を省略または簡略化する。
第２実施形態の表面性状測定機１０について説明する。第２実施形態の表面性状測定機１０は、制御ユニット５Ａの構成以外、第１実施形態とほぼ同様の構成を備える。以下では、第１実施形態と同様の構成には同一符号を利用し、その説明を省略または簡略化する。
【0048】
図９に示すように、第２実施形態に係る制御ユニット５Ａは、差動トランスとして構成された検出器２５Ａを有する。この検出器２５Ａは、Ｚ方向に並んで差動接続された２つの２次コイル２５３，２５４を備える。また、２次コイル２５３，２５４には、信号出力線Ｌｄ１，Ｌｄ２が接続されている。
【0049】
発振回路５１から発生する交流電圧が１次コイル５５に印加されると、コア２４のＺ方向の変位に応じて、２次コイル２５３，２５４の誘導電圧に電圧差（差動電圧）が生じる。検出器２５Ａは、コア２４の変位に応じて振幅が変化する検出信号Ｖｄ１，Ｖｄ２を信号出力線Ｌｄ１，Ｌｄ２に出力する。
【0050】
第２実施形態において、第１実施形態で説明した検知回路５３は、信号出力線Ｌｄ１，Ｌｄ２のいずれか一方に接続されればよい。例えば、図９は、信号出力線Ｌｄ２に接続された検知回路５３を例示している。また、第２実施形態における検出器２５の検知方法は、第１実施形態と同様である。
【0051】
このような第２実施形態においても、第１実施形態と同様、複雑なアルゴリズムを必要としない簡単な構成により、コネクタ３４に対する検出器２５Ａの電気的な接続有無を判定することができる。
【0052】
［変形例］
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形および改良等によって得られる構成は本発明に含まれるものである。
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形および改良等によって得られる構成は本発明に含まれるものである。
【0053】
上記各実施形態において、第１グランドＧＮＤ１は、接地電位（０Ｖ）であることに限定されず、第２グランドＧＮＤ２の電位よりも低い任意の電位を有してもよい。
【0054】
上記各実施形態において、検知回路５３は、交流増幅器５３１を有さなくてもよい。例えば、検知回路５３に入力される検出信号Ｖｄが増幅されずに、フィルタ５３２に入力されてもよい。
また、上記各実施形態において、検知回路５３は、フィルタ５３２を有さなくてもよい。このような場合、検出信号Ｖｄに由来する入力電圧Ｖｃの振幅の下限と、第１グランドＧＮＤ１の電位との間に閾値電圧Ｖｔｈが設定されていれば、コンパレータ５３３は、二値化信号Ｖｂを問題なく出力できる。
また、上記各実施形態において、検知回路５３は、フィルタ５３２を有さなくてもよい。このような場合、検出信号Ｖｄに由来する入力電圧Ｖｃの振幅の下限と、第１グランドＧＮＤ１の電位との間に閾値電圧Ｖｔｈが設定されていれば、コンパレータ５３３は、二値化信号Ｖｂを問題なく出力できる。
【0055】
上記各実施形態において、切替部５３４は、測定部６２４による測定時、接続先を第２グランドＧＮＤ２に切り替えず、第１グランドＧＮＤ１に接続されたままでもよい。換言すると、検知回路５３は、切替部５３４を含まず、第１グランドＧＮＤ１に接続されるものであってもよい。このような変形例では、測定部６２４による測定時、検出器２５の基準電位と第１グランドＧＮＤ１との電位差によるノイズが生じるが、高度な精度を要求しない測定であれば測定可能である。
【0056】
上記各実施形態では、検出器検知装置１を表面性状測定機１０に利用する場合について説明しているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明の検出器検知装置は、検出器が脱着されるような任意の測定機に利用可能である。
【符号の説明】
【0057】
１…検出器検知装置、１０…表面性状測定機、２…検出ユニット、２１…アーム、２３…スタイラス、２４…コア、２４ｃ…コア中心、２５，２５Ａ…検出器、２５ｃ…中点、２５１…コイル、２５２…コイル、２５３…２次コイル、２５４…２次コイル、２６…プラグ、３…駆動ユニット、３１…モータ、３２…送りねじ機構、３３…スライド部、３４…コネクタ、３５…ケース、４…ユーザインタフェイス、４１…表示部、４２…操作部、５，５Ａ…制御ユニット、５０…回路部、５１…発振回路、５２…平衡トランス、５３…検知回路、５３１…交流増幅器、５３２…フィルタ、５３３…コンパレータ、５３４…切替部、５３４Ａ…第１入力端子、５３４Ｂ…第２入力端子、５３４Ｃ…出力端子、５４…信号処理回路、５５…１次コイル、６０…制御部、６１…記憶部、６２…演算処理部、６２１…切替制御部、６２２…判定部、６２３…通知部、６２４…測定部、ＧＮＤ１…第１グランド、ＧＮＤ２…第２グランド、Ｌｄ，Ｌｄ１，Ｌｄ２…信号出力線、Ｓ…制御信号、Ｖｂ…二値化信号、Ｖｃ…入力電圧、Ｖｄ，Ｖｄ１，Ｖｄ２…検出信号、Ｖｏｕｔ…変位信号、Ｖｔｈ…閾値電圧。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】