JP2002286422A - Displacement sensor - Google Patents

Displacement sensor

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JP2002286422A
JP2002286422A JP2001133387A JP2001133387A JP2002286422A JP 2002286422 A JP2002286422 A JP 2002286422A JP 2001133387 A JP2001133387 A JP 2001133387A JP 2001133387 A JP2001133387 A JP 2001133387A JP 2002286422 A JP2002286422 A JP 2002286422A
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JP
Japan
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height
image
displacement sensor
video signal
sensor according
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Application number
JP2001133387A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Kawachi
雅弘 河内
Tatsuya Matsunaga
達也 松永
Michitoshi Okada
道俊 岡田
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus that is suited for allowing a measurement executer to instantly grasping a measurement result at a measurement point regarding a universal displacement sensor for measuring height, displacement, shape, and the like. SOLUTION: The displacement sensor is provided with a head section for generating an image signal by applying a line beam to the surface of an object to be measured at a specific angle and at the same time shooting a region including the illumination position from another angle by a two-dimensional image pickup element, a height data row acquisition means for acquiring a height data row corresponding to the height of a series of points on the illumination light image in a line beam by processing an image signal that is generated by the head section, a color data row acquisition means for acquiring color data row from height data row by converting the height data to color data according to a specific conversion rule, and an imaging means for generating image data corresponding to an image including a height distribution image by adjacently arranging a pixel row straight line corresponding to the color data row in time series, or an image signal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、断面直線状のビ
ーム(以下、『ラインビーム』と称する)と二次元撮像
素子(例えば、二次元CCD等)とを用い、光切断法の
原理で計測対象物体の変位(例えば、高さ等)を計測す
る変位センサに係り、特に、計測対象物体表面の微細な
凹凸等の性状を鮮明な画像として映し出すことにより、
予定の計測条件にしたがって正しく計測が行われている
か等の確認を容易になし得るようにした変位センサに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a linear beam (hereinafter, referred to as "line beam") and a two-dimensional image pickup device (for example, a two-dimensional CCD) to perform measurement based on the principle of a light cutting method. The present invention relates to a displacement sensor for measuring a displacement (for example, height, etc.) of a target object, and in particular, by projecting properties such as minute irregularities on the surface of the target object as a clear image,
The present invention relates to a displacement sensor capable of easily confirming whether or not measurement is correctly performed according to a predetermined measurement condition.

【0002】[0002]

【従来の技術】本出願人は先に、断面直線状のビーム
(以下、『ラインビーム』と称する)と二次元撮像素子
(例えば、二次元CCD等)とを用い、光切断法の原理
で計測対象物体の変位(例えば、高さ等)を計測する新
規な変位センサを提案している。
2. Description of the Related Art The applicant of the present invention has previously used a beam having a linear cross section (hereinafter, referred to as a "line beam") and a two-dimensional image pickup device (for example, a two-dimensional CCD or the like) by the principle of a light cutting method. A novel displacement sensor that measures the displacement (for example, height) of a measurement target object has been proposed.

【0003】この種の変位センサにあっては、外乱光の
存在などに起因して、予定の計測条件に従って正しく計
測が行われない場合が想定される。そのため、計測対象
物体表面の微細な凹凸等の性状を鮮明な画像として映し
出すことが要望される。
In this type of displacement sensor, it is assumed that measurement is not performed correctly according to predetermined measurement conditions due to the presence of disturbance light or the like. Therefore, it is demanded to project the properties such as minute irregularities on the surface of the measurement target object as a clear image.

【0004】特開平5−81459号公報には、記録媒
体に形成されているエンボスを読み取って、イメージ出
力する際、実際のエンボスの見え方とほぼ同様に表示で
きるようにしたエンボス像読取装置が開示されている。
Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 5-81459 discloses an embossed image reading apparatus which can read an emboss formed on a recording medium and output the image in almost the same way as the actual appearance of the emboss. It has been disclosed.

【0005】すなわち、このエンボス像読取装置にあっ
ては、記録媒体(カード)表面に斜め方向から一定の入
射角でスリット光を投影し、記録媒体の地表面に投影さ
れたスリット光パターンに対する、エンボス部分に投影
されたスリット光パターンのずれ量からスリット光投影
位置の高さを検出する。この検出した高さデータを濃度
データとして多値画像データを作成する。
That is, in this embossed image reading apparatus, a slit light is projected onto the surface of a recording medium (card) from a diagonal direction at a constant angle of incidence, and a slit light pattern projected on the ground surface of the recording medium is projected. The height of the slit light projection position is detected from the shift amount of the slit light pattern projected on the embossed portion. Multilevel image data is created using the detected height data as density data.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、同公報
に記載された『エンボス像読取装置』にあっては、カー
ドに形成されたエンボスを高さに従い濃淡表示すること
で実際のエンボスに近い見え方の表示を提供するもので
あるが、高さの計測時点で表示するというよりも、カー
ドを用いた取引を記録する目的からしてエンボスが記録
されてから時間が経過した後に表示を見ることが想定さ
れていると理解することができる。実施例が伝票へのプ
リントを中心に記載されていることはその表れである。
However, in the "embossed image reading device" described in the publication, the emboss formed on the card is displayed in a shaded manner according to the height, so that the appearance closer to the actual emboss is obtained. Although it is intended to record the transaction using the card, rather than displaying at the time of measuring the height, it is possible to see the display after the time has elapsed since the emboss was recorded for the purpose of recording the transaction using the card It can be understood that it is assumed. The fact that the embodiment is described mainly on printing on a slip is a manifestation of this fact.

【0007】一方、高さ、変位、形状等を計測する汎用
的な変位センサにおいては、計測実施者の意図通りの計
測が実施できるようにするために、一般に計測結果を直
ちに表示し、対象物と変位センサとの位置関係や変位セ
ンサ自体の設定を含む計測条件を容易に調整し得ること
が重要である。
On the other hand, a general-purpose displacement sensor that measures height, displacement, shape, etc., generally displays the measurement result immediately to enable the measurement to be performed as intended by the person performing the measurement. It is important that the measurement conditions including the positional relationship between the sensor and the displacement sensor and the setting of the displacement sensor itself can be easily adjusted.

【0008】斯かる観点から、汎用的な変位センサにお
ける表示技術として利用しようとするときには、この
『エンボス像読取装置』に記載された技術では尚も不十
分であって更なる工夫を要するとの結論に達した。
[0008] From this point of view, when it is intended to use it as a display technology in a general-purpose displacement sensor, the technology described in this "embossed image reading device" is still insufficient and requires further contrivance. The conclusion has been reached.

【0009】この発明は、上述の問題点に着目してなさ
れたものであり、その目的とするところは、高さ、変
位、形状等を計測する汎用的な変位センサに関し、計測
時点において計測実施者が計測結果を即時把握するのに
適した装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a general-purpose displacement sensor for measuring height, displacement, shape, and the like. It is an object of the present invention to provide a device suitable for a user to immediately grasp a measurement result.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の変位センサは概
念的には、次のように理解することができる。すなわ
ち、先ず、対象物体上に投射された線状の投光ビーム光
像に沿った一連の高さを計測することを繰り返し行う。
このような繰り返し計測を行いながら、計測結果を順次
表示する。その表示態様は、表示画面上で、一回の計測
で得た一連の高さ値を、高さ値の配列順に従って直線状
に並べた微小領域の集合として表すものである。一回の
計測で得た一連の高さ値に含まれる各高さ値は、対応す
る微小領域に、高さに対応付けた色彩によって表され
る。その次の計測で得た一連の高さ値は、先に表示した
領域に隣接して表示される。これを繰り返し行うことに
より、面状の表示が得られる。
The displacement sensor of the present invention can be conceptually understood as follows. That is, first, measurement of a series of heights along the linear projected light beam light image projected on the target object is repeatedly performed.
The measurement results are sequentially displayed while performing such repeated measurements. In the display mode, a series of height values obtained by one measurement is displayed on a display screen as a set of minute regions which are linearly arranged in accordance with the arrangement order of the height values. Each height value included in a series of height values obtained by one measurement is represented by a color corresponding to the height in a corresponding minute area. A series of height values obtained in the next measurement are displayed adjacent to the previously displayed area. By repeating this, a planar display is obtained.

【0011】ここで、一回の計測で得た一連の高さ値の
色彩による『表示』は、その計測後であって次の計測が
行われるまでに実行してもよいし、次回以降の計測と平
行して行ってもよい。表示画面上の微小領域は、色彩を
表現できる最小単位としての1画素でもよいし、複数画
素の集合した領域でもよい。高さに対応付けた色彩は、
明るさの異なる無彩色の系列を含む。
The "display" of a series of height values obtained by one measurement may be performed after the measurement and before the next measurement, or may be performed after the next measurement. The measurement may be performed in parallel with the measurement. The minute area on the display screen may be one pixel as a minimum unit capable of expressing a color, or may be an area where a plurality of pixels are aggregated. The color corresponding to the height is
Includes achromatic series with different brightness.

【0012】このような本発明の構成によれば、計測装
置の投受光光学系と対象物とを投光ビーム光像の長手方
向に対して垂直な方向に相対移動させつつ計測及びその
結果の表示を繰り返せば、対象物の各場所の高さを色彩
をもって表した地図状の表示が得られる。計測装置の投
受光光学系と対象物とを積極的に相対移動(走査など)
させることなく計測及びその結果の表示を繰り返せば、
対象物の経時的な移動又は変形に基づく、投光ビーム光
像の高さ変化の履歴の表示が得られる。
According to such a configuration of the present invention, measurement is performed while the light projecting / receiving optical system of the measuring device and the object are relatively moved in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the light beam image, and the result of the measurement is obtained. If the display is repeated, a map-like display in which the height of each location of the object is represented in color can be obtained. Positive relative movement of the light emitting / receiving optical system of the measuring device and the object
If you repeat the measurement and display the result without causing
The display of the history of the change in height of the light beam image based on the temporal movement or deformation of the object can be obtained.

【0013】そのため、対象物上に投射された線状の投
光ビーム光像に沿った一連の高さを計測することを繰り
返し行う場合に、繰り返し計測を続行しつつ、得られた
高さ値から順に表示するので、計測実施者は表示を開始
して間もなくすれば意図した計測が正しく行われている
のかどうかを判断することができ、計測条件を修正する
必要があれば、繰り返し計測の途中であっても計測条件
の修正を行うことができ、その修正の結果もまた表示に
よってすぐに確認できるので、計測装置としての使い勝
手が良好なものとなる。
Therefore, when repeatedly measuring a series of heights along a linear projected light beam image projected on a target object, the height value obtained while repeating the measurement is repeated. The measurement operator can determine whether the intended measurement has been performed correctly shortly after starting the display.If the measurement conditions need to be corrected, the measurement In this case, the measurement condition can be corrected, and the result of the correction can also be immediately confirmed by the display, so that the usability as the measuring device is improved.

【0014】別の一面から見た本発明の変位センサは、
ヘッド部と、高さデータ列取得手段と、色データ列取得
手段と、画像化手段とを備えている。
According to another aspect of the present invention, there is provided a displacement sensor comprising:
A head unit, a height data sequence acquiring unit, a color data sequence acquiring unit, and an imaging unit are provided.

【0015】ヘッド部は信号処理部と一体又は別体に構
成され、計測対象物体の表面に所定角度でラインビーム
を照射すると共に、その照射位置を含む領域を別の角度
から二次元撮像素子にて撮影することにより映像信号を
生成する。
The head section is formed integrally with or separate from the signal processing section, irradiates the surface of the object to be measured with a line beam at a predetermined angle, and changes the area including the irradiation position from another angle to the two-dimensional image sensor. To generate a video signal.

【0016】高さデータ列取得手段は、ヘッド部で生成
された映像信号を処理することにより、ラインビームの
照射光像上の一連の点の高さに対応する高さデータ列を
取得する。高さデータ列を取得するためのアルゴリズム
には、一般的には三角測量の原理が採用される。又、一
般的には、ラインビームの照射光像のなす直線の向き
は、二次元撮像素子の水平走査線と直交する向きとされ
る。そのため、計測対象物体の表面の高さ方向の変位
は、二次元撮像素子の受光面上における水平走査線方向
の光像位置のずれとして現れる。
The height data string acquiring means acquires a height data string corresponding to the height of a series of points on the irradiation light image of the line beam by processing the video signal generated by the head unit. An algorithm for obtaining a height data sequence generally employs the principle of triangulation. In general, the direction of a straight line formed by the irradiation light image of the line beam is a direction orthogonal to the horizontal scanning line of the two-dimensional image sensor. Therefore, the displacement in the height direction of the surface of the measurement target object appears as a shift of the light image position in the horizontal scanning line direction on the light receiving surface of the two-dimensional image sensor.

【0017】尚、二次元撮像素子としては、本出願人に
より先に提案されているように、変位計測方向へ細長い
視野を有する特別な二次元撮像素子(例えば、二次元C
CDなど)を採用することが好ましい。このような細長
い視野を有する二次元撮像素子を安価に製造する方法と
しては、既存のデジタルカメラやビデオカメラ等の素子
配列を有する撮像装置を流用し、その受光面上に細長い
窓を残してオプティカルブラック画素により周囲画素を
取り囲むことで実現することができる。オプティカルブ
ラック画素の形成方法としては、アルミ等の遮光性マス
クを貼り付けるもの、オプティカルブラック画素に相当
する画素が受光しないように素子構造を改変するもの、
素子自体は受光するものの、垂直シフトレジスタへの転
送経路を切断することによって、電荷の転送を遮断する
もの等を挙げることができる。
As the two-dimensional image sensor, as previously proposed by the present applicant, a special two-dimensional image sensor (for example, two-dimensional C
CD, etc.). As a method of inexpensively manufacturing a two-dimensional imaging device having such an elongated visual field, an existing imaging device having an element array such as a digital camera or a video camera is diverted, and an optical window is left on the light receiving surface of the optical device. This can be realized by surrounding surrounding pixels with black pixels. As a method of forming an optical black pixel, a method of attaching a light-shielding mask such as aluminum, a method of modifying an element structure so that a pixel corresponding to an optical black pixel does not receive light,
Although the element itself receives light, an element that cuts off a transfer path to a vertical shift register to block transfer of electric charge can be used.

【0018】色データ取得手段は、所定の変換規則に従
って、高さデータを色データに変換することにより、高
さデータ列から色データ列を取得する。画像化手段は、
色データ列に対応する画素列直線を時系列的に隣接配置
してなる高さ分布画像を含む画像に相当する画像データ
若しくは映像信号を生成する。
The color data acquisition means acquires a color data string from the height data string by converting the height data into color data according to a predetermined conversion rule. The imaging means,
Image data or a video signal corresponding to an image including a height distribution image in which pixel line straight lines corresponding to the color data lines are arranged adjacent to each other in time series are generated.

【0019】ここで、『画素列直線』とは、先に一般的
に説明したように、表示画面上の1表示単位となる画素
(任意の大きさを有する)を画面の例えば垂直方向へ向
けて1列に並べたものに相当する。この画素列の大きさ
は、繰り返し説明するように任意であって、必ずしも1
本の水平走査線に限定したり、当該表示装置の分解能に
より規定される最小表示単位幅にこだわるものではな
い。
Here, the "pixel line" refers to a pixel (having an arbitrary size) which is one display unit on a display screen, for example, oriented in a vertical direction of the screen, as generally described above. Corresponds to those arranged in a line. The size of this pixel row is arbitrary as described repeatedly, and is not necessarily 1
The present invention is not limited to the horizontal scanning lines of the book, nor is it limited to the minimum display unit width defined by the resolution of the display device.

【0020】又、画像データ若しくは映像信号としたの
は、いわゆるNTCSやその他の一般映像規格に合わせ
た映像信号のみならず、単に画像データを同期信号等を
付すことなく並列又は直列に出力する場合も含む主旨で
ある。
The image data or the video signal is not only a video signal conforming to the so-called NTCS or other general video standards, but also a case where the image data is simply output in parallel or in series without adding a synchronization signal or the like. The main purpose is to include

【0021】本発明変位センサの好ましい実施の形態に
おいては、生成された画像データ若しくは映像信号に基
づいて予定された高さ分布画像を映し出す画像モニタが
さらに追加される。
In a preferred embodiment of the displacement sensor of the present invention, an image monitor for displaying a predetermined height distribution image based on the generated image data or video signal is further added.

【0022】又、本発明の変位センサの好ましい実施の
形態においては、生成された画像データ若しくは映像信
号に基づいて、所定の画像処理を行う画像処理装置がさ
らに追加される。
Further, in a preferred embodiment of the displacement sensor of the present invention, an image processing device for performing a predetermined image processing based on the generated image data or video signal is further added.

【0023】ここで、『画像処理装置』とあるのは、本
発明の変位センサから得られる画像データ若しくは映像
信号は三次元情報を有するため、これに基づき様々な特
徴抽出処理並びに計測処理等を別途画像処理装置を設け
て外部で実現できることを意味している。
Here, the term "image processing apparatus" means that since image data or video signals obtained from the displacement sensor of the present invention have three-dimensional information, various feature extraction processing and measurement processing are performed based on the three-dimensional information. This means that it can be realized externally by providing a separate image processing device.

【0024】次に、本発明の変位センサにおける各種の
実施形態について説明すれば、次のようになる。
Next, various embodiments of the displacement sensor according to the present invention will be described as follows.

【0025】すなわち、上述の本発明における『所定の
変換規則』については、高さを濃度に変換するものであ
ってもよいし、高さを色彩に変換するものであってもよ
い。
That is, the "predetermined conversion rule" in the present invention described above may be a method for converting a height into a density or a method for converting a height into a color.

【0026】ここで、高さを濃度に変換する場合には、
一般的には高い部分の濃度が明るく、低い部分の濃度が
暗くなるように設定することができる。一方、高さを色
彩に変換するものにあっては、濃度の場合とは異なり、
任意の色彩を当てはめることにより、微細な高度差であ
っても視覚から見た明確な差異を表現することが可能と
なる。
Here, when converting the height into the density,
Generally, it can be set so that the density of a high portion is bright and the density of a low portion is dark. On the other hand, when converting height to color, unlike density,
By applying an arbitrary color, it is possible to express a clear difference visually ascertained even with a minute altitude difference.

【0027】又、上述の本発明における『所定の変換規
則』においては、高さ範囲とそれに対応する色範囲との
関係を変更可能とすることもできる。この場合、高さ範
囲が狭い場合であっても、色範囲を広く設定することに
より、高さの違いを鮮明に表す画像を生成することがで
きる。
In the "predetermined conversion rule" of the present invention, the relationship between the height range and the corresponding color range can be changed. In this case, even if the height range is narrow, an image that clearly shows the difference in height can be generated by setting the color range wide.

【0028】このとき、高さ範囲とそれに対応する色範
囲との関係をユーザが任意に変更可能とすれば、計測対
象となる高さレンジに応じて最適な色分布を得ることが
できる。
At this time, if the user can arbitrarily change the relationship between the height range and the corresponding color range, an optimum color distribution can be obtained according to the height range to be measured.

【0029】上述した本発明における『所定の変換規
則』においては、所定の上限高さ以上の高さ領域は規定
の上限色に、及び/又は、所定の下限高さ以下の高さ領
域は規定の下限色にクリッピングするようにしてもよ
い。
In the above-mentioned "predetermined conversion rule" of the present invention, a height region that is equal to or higher than a predetermined upper limit height has a specified upper limit color, and / or a height region that is equal to or lower than a predetermined lower limit height is specified. May be clipped to the lower limit color.

【0030】このような構成によれば、対象となる高さ
範囲の中で、必要な高さ範囲のみを明瞭に色分けした鮮
明な画像を得ることができる。
According to such a configuration, it is possible to obtain a clear image in which only the necessary height range is clearly color-coded in the target height range.

【0031】このとき、クリッピングすべき領域を変更
可能とすれば、ユーザの要求に的確に応え、使い勝手の
良好な装置を実現することができる。
At this time, if the region to be clipped can be changed, a user-friendly device can be realized that accurately responds to the user's request.

【0032】先にも述べたように、本発明の変位センサ
における画像データ又は映像信号に含まれる高さ分布画
像は、予め決められた1画面分の本数の画素列直線が全
て揃った状態に対応するようにしてもよいし、それらの
画素列直線が揃う経過状態に対応するように構成しても
よい。
As described above, the height distribution image included in the image data or the video signal in the displacement sensor of the present invention is in a state where all the pixel line straight lines of a predetermined number of one screen are aligned. It may be configured to correspond, or may be configured to correspond to a transitional state in which the pixel line straight lines are aligned.

【0033】ここで、全て揃った状態に対応するように
構成すれば、画面上には一定の高さ並びに幅を有する規
定サイズの長方形状高さ分布画像を得ることができる。
この画像は、そのまま画像モニタで確認できるし、更に
は画像処理装置に送り出すことによって、様々な分析に
供することができる。
Here, if the arrangement is made so as to correspond to the state where all are aligned, it is possible to obtain a rectangular height distribution image of a prescribed size having a certain height and width on the screen.
This image can be confirmed on an image monitor as it is, and can be subjected to various analyzes by sending it to an image processing device.

【0034】一方、画素列直線が揃う経過状態に対応す
るものとすれば、計測乃至撮影の初期の段階から、取得
される一連の画素列を直ちに画像化して、画像モニタを
介してオペレータに提供することができ、計測対象物の
性状をいち早くオペレータに伝えることができる。
On the other hand, if it corresponds to the elapse of the state in which the pixel line straight lines are aligned, a series of obtained pixel lines are immediately formed into an image from the initial stage of measurement or photographing and provided to the operator via the image monitor. It is possible to quickly inform the operator of the properties of the measurement object.

【0035】上述の変位センサにおける『画像化手段』
としては、特定の水平走査線上における高さ分布曲線、
及び/又は、特定の時間軸上における高さ分布曲線と
を、それぞれ高さ分布画像の該当する基準軸に沿って更
に含む画像に相当する画像データ若しくは映像信号を生
成するように構成してもよい。
"Imaging means" in the above displacement sensor
As a height distribution curve on a specific horizontal scanning line,
And / or may be configured to generate image data or a video signal corresponding to an image further including a height distribution curve on a specific time axis along a corresponding reference axis of the height distribution image. Good.

【0036】ここで、より具体的な一例とすれば、モニ
タ画面の水平方向には時間軸を、垂直方向にはビームラ
インをとることにより、高さ分布画像を構成する。この
高さ分布画像の上縁部又は下縁部には時間軸方向に沿っ
て、特定の水平ライン上の高さ分布曲線が描かれる。同
様にして、高さ分布画像の右側縁部又は左側縁部には、
ビームライン軸方向に沿って、特定の時間又は計測回数
における高さ分布曲線が描かれる。
Here, as a more specific example, a height distribution image is formed by taking a time axis in the horizontal direction and a beam line in the vertical direction of the monitor screen. A height distribution curve on a specific horizontal line is drawn on the upper edge or the lower edge of the height distribution image along the time axis direction. Similarly, on the right edge or left edge of the height distribution image,
A height distribution curve at a specific time or a specific number of measurements is drawn along the beam line axis direction.

【0037】このような構成によれば、計測対象物体上
面の平面的、又は計測対象物体の特定位置における時系
列的な高さ分布全体を観察しつつも、特定の部位におけ
るそれぞれの基準軸に沿った高さ分布を確認することが
でき、装置の使い勝手が格段に向上する。
According to such a configuration, while observing the entire height distribution in a time series at a specific position of the object to be measured or on the upper surface of the object to be measured, the reference axis at each of the specific parts is The height distribution along the height can be confirmed, and the usability of the device is significantly improved.

【0038】このとき、特定の水平走査線、及び/又
は、特定の時間軸が変更可能とすれば、任意の水平走査
線及び/又は時間軸を選択することによって、オペレー
タの使い勝手を格段に向上できる。
At this time, if a specific horizontal scanning line and / or a specific time axis can be changed, an operator can greatly improve the usability by selecting an arbitrary horizontal scanning line and / or a time axis. it can.

【0039】更に、特定の水平走査線、及び/又は、特
定の時間軸が常にピーク又はボトム高さ位置を横切るよ
うに自動追従するように構成すれば、一層の使い勝手を
向上することができる。尚、ピーク又はボトムの他に、
任意の特徴点を自在に設定可能とすれば、より一層の使
い勝手を向上できることは明らかである。
Further, if the specific horizontal scanning line and / or the specific time axis is configured to automatically follow the peak or bottom height position, the usability can be further improved. In addition to the peak or bottom,
Obviously, if the arbitrary feature points can be set freely, the usability can be further improved.

【0040】上述のピーク又はボトム高さ位置並びに任
意の特徴点の計測は、高さ分布画像の特定領域内にて行
われるように構成することもできる。
The measurement of the above-mentioned peak or bottom height position and any characteristic point may be performed in a specific area of the height distribution image.

【0041】このとき、ピーク高さ位置を計測するため
の特定領域が変更可能であれば、一層の使い勝手を向上
できることは明らかである。
At this time, if the specific area for measuring the peak height position can be changed, it is obvious that the usability can be further improved.

【0042】上述の本発明の変位センサにおける『画像
化手段』は、経過時間又は計測回数により表示位置が時
間軸方向へとシフトされる高さ分布画像を含む画像に相
当する画像データ又は映像信号を生成するものとしても
よい。
The "imaging means" in the above-described displacement sensor of the present invention is provided with an image data or video signal corresponding to an image including a height distribution image whose display position is shifted in the time axis direction according to the elapsed time or the number of measurements. May be generated.

【0043】上述の本発明の変位センサにおける『画像
化手段』としては、表示範囲が常に一定となるように自
動修正された高さ分布画像を含む画像に相当する画像デ
ータ又は映像信号を生成するように構成してもよい。こ
のような構成によれば、センサと計測対象物体との距離
等が変動しても、画面上の色分布が変動しないという利
点が得られる。
The "imaging means" in the above-described displacement sensor of the present invention generates image data or a video signal corresponding to an image including a height distribution image automatically corrected so that the display range is always constant. It may be configured as follows. According to such a configuration, there is an advantage that the color distribution on the screen does not change even if the distance between the sensor and the measurement target object changes.

【0044】上述した本発明の変位センサにおける『画
像化手段』は、ピーク又はボトム高さ位置表示を有する
高さ分布画像を含む画像に相当する画像データ又は映像
信号を生成するものとしてもよい。
The "imaging means" in the above-described displacement sensor of the present invention may generate image data or a video signal corresponding to an image including a height distribution image having a peak or bottom height position display.

【0045】更に、上述した本発明の変位センサにおけ
る『画像化手段』は、トリガ入力により規定された時間
範囲の高さ分布画像を含む画像に相当する画像データ又
は映像信号を生成するものであってもよい。
Further, the "imaging means" in the above-described displacement sensor of the present invention generates image data or a video signal corresponding to an image including a height distribution image in a time range specified by a trigger input. You may.

【0046】[0046]

【発明の実施の形態】以下に、この発明の好適な実施の
一形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0047】本発明が適用された変位センサシステムの
一例を示す構成図(その1)が図1に示されている。
FIG. 1 shows a configuration diagram (part 1) showing an example of a displacement sensor system to which the present invention is applied.

【0048】同図に示されるように、この変位センサシ
ステムは、ヘッド部1と、信号処理部2と、画像モニタ
3と、三次元画像処理が可能な画像処理装置4とを備え
ている。
As shown in the figure, the displacement sensor system includes a head unit 1, a signal processing unit 2, an image monitor 3, and an image processing device 4 capable of performing three-dimensional image processing.

【0049】ヘッド部1は、計測対象物体5の表面に所
定角度でラインビームを照射すると共に、その照射位置
を含む領域を別の角度から二次元撮像素子にて撮影する
ことにより映像信号を生成する機能を有する。
The head unit 1 irradiates a line beam onto the surface of the object 5 to be measured at a predetermined angle, and generates a video signal by photographing an area including the irradiation position from another angle with a two-dimensional image sensor. It has a function to do.

【0050】尚、図では、計測対象物体5の表面には断
面台形状の突部5aが形成されている。又、符号6で示
されるのはラインビームに相当する高さ計測用の投光、
符号7で示されるのは高さ計測用の受光である。
In the figure, a projection 5a having a trapezoidal cross section is formed on the surface of the object 5 to be measured. Reference numeral 6 denotes a projection for height measurement corresponding to a line beam,
Reference numeral 7 denotes a light reception for height measurement.

【0051】ヘッド部の内部構成を示す構成図が図2に
示されている。同図に示されるように、このヘッド部1
内には、レーザダイオードから発せられた光をスリット
板を介して外部へ送出するスリット光源101と、スリ
ット光源101から放射される光を適宜集束並びに整形
してラインビームを生成し、これを計測対象物体5の表
面にほぼ真上から照射するための投光用レンズ系102
と、計測対象物体5の上のラインビーム照射位置を含む
所定領域を、受光用レンズ系103を介して撮影する二
次元CCD104とが含まれている。この例では、投光
用レンズ系102としては球面レンズが採用され、受光
用レンズ系103としてはシリンドリカルレンズが採用
されている。尚、図において、5aは突部、6は投光、
7は受光である。又、図1に示されるように、計測対象
物体5は図中矢印方向へと適宜な搬送機構で移動される
ように仕組まれている。
FIG. 2 is a configuration diagram showing the internal configuration of the head unit. As shown in FIG.
Inside, a slit light source 101 for transmitting light emitted from a laser diode to the outside through a slit plate, and a light beam emitted from the slit light source 101 are appropriately focused and shaped to generate a line beam, which is measured. Light projecting lens system 102 for irradiating the surface of target object 5 from almost directly above
And a two-dimensional CCD 104 for photographing, via the light receiving lens system 103, a predetermined area including the line beam irradiation position on the measurement target object 5. In this example, a spherical lens is employed as the light projecting lens system 102, and a cylindrical lens is employed as the light receiving lens system 103. In the figure, 5a is a projection, 6 is light emission,
Reference numeral 7 denotes light reception. Further, as shown in FIG. 1, the object 5 to be measured is designed to be moved by an appropriate transport mechanism in the direction of the arrow in the figure.

【0052】次に、ヘッド部1並びに信号処理部2の電
気的な構成について説明する。ヘッド部並びに信号処理
部のハードウェア構成図が図3に示されている。
Next, the electrical configuration of the head unit 1 and the signal processing unit 2 will be described. FIG. 3 shows a hardware configuration diagram of the head unit and the signal processing unit.

【0053】同図に示されるように、ヘッド部1内に
は、スリット光源101と、投光レンズ102と、受光
レンズ103と、二次元CCD104と、CCDドライ
ブ105と、発振回路106と、同期信号発生回路10
7と、サンプルホールド回路108とが含まれている。
As shown in FIG. 1, a slit light source 101, a light projecting lens 102, a light receiving lens 103, a two-dimensional CCD 104, a CCD drive 105, an oscillation circuit 106 Signal generation circuit 10
7 and a sample and hold circuit 108 are included.

【0054】スリット光源101は、先に説明したよう
に、レーザダイオードから発せられた光をスリット板に
通過させることによってスリット光を生成し、これを出
射する。スリット光源101から発せられたスリット光
は投光レンズ102を経由してラインビームに成形され
た後、計測対象物体5に照射される。この照射点を含む
一定の領域は、受光レンズ103を介して二次元撮像素
子104で撮影され、個々の画素に対応する離散的な映
像信号に変換される。このCCD104から出力される
離散的な映像信号は、サンプルホールド回路108によ
って滑らかに成形され、信号処理部1から外部へと出力
される。
As described above, the slit light source 101 generates slit light by passing the light emitted from the laser diode through the slit plate, and emits the slit light. The slit light emitted from the slit light source 101 is formed into a line beam via the light projecting lens 102, and then applied to the object 5 to be measured. A certain area including the irradiation point is photographed by the two-dimensional image sensor 104 via the light receiving lens 103, and is converted into a discrete video signal corresponding to each pixel. The discrete video signals output from the CCD 104 are smoothly shaped by the sample and hold circuit 108 and output from the signal processing unit 1 to the outside.

【0055】同期信号発生回路107は、スリット光源
101の投光タイミング、CCDドライブ104の駆動
タイミング、サンプルホールド回路108の駆動タイミ
ングを規定する各種の同期信号を発生する。この同期信
号の発生は、発振回路106から出力されるクロック信
号を基準として行われる。
The synchronizing signal generating circuit 107 generates various synchronizing signals for defining the light emitting timing of the slit light source 101, the driving timing of the CCD drive 104, and the driving timing of the sample and hold circuit 108. The generation of the synchronization signal is performed with reference to the clock signal output from the oscillation circuit 106.

【0056】次に、信号処理部2の構成について説明す
る。信号処理部2内には、CPU201と、演算部20
2と、表示用LED203と、コンソール204と、I
/O205と、メモリ制御部206と、フレームバッフ
ァ207と、画像メモリ208と、D/A変換器109
と、キャラクタディスプレイメモリ210と、グラフィ
ックディスプレイメモリ211と、A/D変換器212
と、同期信号発生部213と、発信回路214とを含ん
でいる。CPU201はマイクロプロセッサの他にRO
MやRAMなどから構成されており、信号処理部の全体
を統括制御するものである。
Next, the configuration of the signal processing unit 2 will be described. The signal processing unit 2 includes a CPU 201 and an operation unit 20.
2, display LED 203, console 204, and I
/ O 205, memory control unit 206, frame buffer 207, image memory 208, D / A converter 109
, Character display memory 210, graphic display memory 211, A / D converter 212
And a synchronizing signal generator 213 and a transmitting circuit 214. The CPU 201 has an RO as well as a microprocessor.
It is composed of M, RAM, etc., and controls the entire signal processing unit.

【0057】より具体的に説明すれば、CPU201
は、表示制御、入出力制御、PIX→mm変換処理、設
定内容に従った各種演算処理等を実現するものである。
More specifically, the CPU 201
Implements display control, input / output control, PIX → mm conversion processing, various arithmetic processing in accordance with setting contents, and the like.

【0058】演算部202は、専用のハードウェア回路
で構成され、画像処理に必要な各種の演算機能を内蔵し
ている。その詳細については、後に図4を参照して説明
する。表示用LED203は、各種の動作表示等に使用
される様々な色のLEDである。
The arithmetic unit 202 is composed of a dedicated hardware circuit and has various arithmetic functions necessary for image processing. The details will be described later with reference to FIG. The display LED 203 is an LED of various colors used for various operation displays and the like.

【0059】コンソール204は、図示しないハンディ
タイプのコンソールユニットを信号処理部2に接続する
際のインタフェースとして機能するものである。
The console 204 functions as an interface for connecting a handy type console unit (not shown) to the signal processing unit 2.

【0060】I/O205は、信号処理部に対して外部
から各種の信号を入力したり、あるいは外部装置に対し
て各種の信号を出力するためのインタフェースとして機
能するものである。このI/O205は、センサ出力
(計測値を表すデジタルデータ、及び/又は、スイッチ
ング信号)を外部へと出力する。
The I / O 205 functions as an interface for inputting various signals from the outside to the signal processing unit or outputting various signals to the external device. The I / O 205 outputs a sensor output (digital data representing a measured value and / or a switching signal) to the outside.

【0061】メモリ制御部206は、入力信号を画像メ
モリ208に格納したり、CPU201からメモリ20
7〜211へのアクセス制御を行ったり、各メモリ20
7〜211と映像信号を重ね合わせてフレームバッファ
207に出力したり、フレームバッファ207を制御し
てD/A変換器から映像信号を生成させる処理等を司る
ものである。
The memory control unit 206 stores an input signal in the image memory 208,
7 to 211, and each memory 20
7 to 211 are superimposed on the video signal and output to the frame buffer 207, and control of the frame buffer 207 to generate a video signal from the D / A converter is performed.

【0062】尚、フレームバッファ207とは、映像信
号のタイミング調整用のメモリであり、また画像メモリ
208とは入力画像信号格納用のメモリあるいはプロフ
ァイル画像生成用メモリ等として機能するものである。
The frame buffer 207 is a memory for adjusting the timing of a video signal, and the image memory 208 functions as a memory for storing an input image signal or a memory for generating a profile image.

【0063】同期信号発生部213は、ヘッド部1から
の同期信号に従い、信号処理部2の内部の各種の同期信
号を生成するものである。
The synchronizing signal generating section 213 generates various synchronizing signals inside the signal processing section 2 in accordance with the synchronizing signal from the head section 1.

【0064】次に、演算部202の構成について説明す
る。演算部202は、映像信号から高さデータを取得す
るための演算を主として実行するものである。
Next, the configuration of the arithmetic unit 202 will be described. The calculation unit 202 mainly executes a calculation for acquiring height data from a video signal.

【0065】演算部のハードウェア構成図が図4に示さ
れている。同図に示されるように、演算部202は、イ
ンタフェース(I/F)202aと、第1の演算部20
2bと、第2の演算部202cと、レジスタ202dと
を含んでいる。
FIG. 4 shows a hardware configuration diagram of the arithmetic unit. As shown in the figure, the arithmetic unit 202 includes an interface (I / F) 202a and the first arithmetic unit 20.
2b, a second arithmetic unit 202c, and a register 202d.

【0066】そして、第1の演算部202bでは、イン
タフェース(T/F)202aを介して取り込まれた映
像信号に基づいて、CCD上のスリット位置算出のため
の濃淡重心Xを求める演算を実行する。又、第2の演算
部202cは、同様にインタフェース(I/F)202
aを介して取り込まれた映像信号に基づいて、CCD上
の光パワーPを求める演算を実行する。こうして求めら
れた濃淡重心X並びに光パワーPは、レジスタ202d
に格納され、CPUバスを介する外部からのアクセスに
供せられる。
Then, the first arithmetic unit 202b executes an arithmetic operation for obtaining the gray-scale center of gravity X for calculating the slit position on the CCD, based on the video signal captured via the interface (T / F) 202a. . Similarly, the second arithmetic unit 202c is provided with an interface (I / F) 202
An operation for obtaining the light power P on the CCD is executed based on the video signal taken in through a. The density G and the optical power P thus obtained are stored in the register 202d.
And provided for external access via the CPU bus.

【0067】次に、以上述べたハードウェア構成を前提
として、本発明に係る表示処理について説明する。
Next, the display processing according to the present invention will be described based on the hardware configuration described above.

【0068】本発明に係る表示処理を示すフローチャー
ト(その1)が図5に示されている。この処理は、高さ
データ取得処理(ステップ501)と1ラインの高さの
表示処理(ステップ502)とを繰り返し実行するよう
に構成されている。
FIG. 5 is a flowchart (1) showing the display processing according to the present invention. This processing is configured to repeatedly execute the height data acquisition processing (step 501) and the display processing of one line height (step 502).

【0069】高さデータ取得処理(ステップ501)で
は、取得した映像の各水平ラインの濃淡重心を算出し、
濃淡重心位置の画素データを実際の高さ(mm)に変換
するといった処理を実行する。
In the height data acquisition process (step 501), the density centroid of each horizontal line of the acquired video is calculated.
Processing such as conversion of the pixel data at the position of the density center of gravity into an actual height (mm) is executed.

【0070】1ラインの高さの表示処理(ステップ50
2)では、所定の変換規則に従って、高さデータを色デ
ータに変換することにより、高さデータ列から色データ
列を取得する色データ列取得手段と、色データ列に対応
する画素列直線を時系列的に隣接配置してなる高さ分布
画像を含む画像に相当する画像データを画像メモリ上に
生成する処理を実行する。
Display processing of the height of one line (step 50)
In 2), by converting height data into color data according to a predetermined conversion rule, a color data string acquiring means for acquiring a color data string from the height data string, and a pixel string straight line corresponding to the color data string are formed. A process of generating image data corresponding to an image including a height distribution image arranged adjacently in time series on an image memory is executed.

【0071】所定の変換規則としては、高さを濃度に変
換するものと、高さを色彩に変換するものとが含まれて
いる。図5のフローチャートには、高さを濃度に変換す
る場合が示されている。
The predetermined conversion rules include those for converting height to density and those for converting height to color. The flowchart of FIG. 5 shows a case where the height is converted into the density.

【0072】この場合、まず、高さ結果に対し、表示範
囲内の場合、クリッピング処理を実施する。このクリッ
ピング処理によって、一定の上下限値を超える高さ範囲
については、上限濃度(例えば白)並びに下限濃度(例
えば黒)にクリッピングされる。次いで、表示範囲内の
高さ情報(mm)を濃淡の明るさ情報(階調)に変換す
る。次いで、時間情報より、濃淡画像メモリ上表示位置
座標を算出する。最後に、今回の計測結果を濃淡画像メ
モリ上に表示する。このとき、過去の結果に上書きされ
るため、過去の結果の消去は不要である。
In this case, first, if the height result is within the display range, clipping processing is performed. By this clipping process, a height range exceeding a certain upper and lower limit value is clipped to an upper limit density (for example, white) and a lower limit density (for example, black). Next, the height information (mm) in the display range is converted to lightness information (gradation) of light and shade. Next, the display position coordinates on the grayscale image memory are calculated from the time information. Finally, the current measurement result is displayed on the grayscale image memory. At this time, since the past result is overwritten, it is not necessary to delete the past result.

【0073】高さデータ取得処理の説明図(その1)が
図6に示されている。同図に示されるように、映像信号
中には突部の断面に対応して台形状の輝線が描かれてい
る。この映像信号に対して、各水平ラインの濃淡重心算
出処理を実行することによって、各水平ラインの濃淡ピ
ークに相当する画素(112.54,111.36,1
12.13,112.04,130.23,160.5
1,160.98,132.22…)が求められる。次
いで、上述した一連の画素は、高さ(12.54,1
1.36,12.13,12.04,30.23,6
0.51,60.98,32.22…)に所定の変換式
を用いて変換される。
FIG. 6 is an explanatory view (part 1) of the height data acquisition processing. As shown in the figure, trapezoidal bright lines are drawn in the video signal corresponding to the cross sections of the protrusions. By executing the gray-scale center-of-gravity calculation processing of each horizontal line on this video signal, the pixels (112.54, 111.36, 1
12.13, 112.04, 130.23, 160.5
1,160.98,132.22...). Next, the above-described series of pixels is height (12.54, 1).
1.36, 12.13, 12.04, 30.23, 6
0.51, 60.98, 32.22...) Using a predetermined conversion formula.

【0074】次に、画像モニタへの表示例を示す説明図
(その1)が図7に示されている。同図(a)は白黒濃
淡表示の場合であり、同図(b)はカラー表示の場合で
ある。
Next, FIG. 7 shows an explanatory diagram (part 1) showing a display example on the image monitor. FIG. 7A shows the case of black and white display, and FIG. 7B shows the case of color display.

【0075】同図(a)に示される白黒濃淡表示では、
横軸に計測回数をまた縦軸にライン方向位置をとった高
さ分布画像が描かれている。2.5mm〜32.5mm
からなる表示範囲は、2.5〜7.5,7.5〜12.
5,12.5〜17.5,17.5〜22.5,22.
5〜27.5,27.5〜32.5からなる6段階に濃
淡分けが行われている。濃淡の割り付けは、高さが高い
ほど明るく高さが低いほど暗くなるように濃淡設定が行
われている。
In the monochrome gray scale display shown in FIG.
A height distribution image with the number of measurements taken along the horizontal axis and the position in the line direction taken along the vertical axis is drawn. 2.5mm-32.5mm
Are displayed in the range of 2.5 to 7.5, 7.5 to 12.
5,12.5-17.5,17.5-22.5,22.
Shading is performed in six steps of 5-27.5, 27.5-32.5. The shading is set so that the higher the height, the brighter and the lower the height, the darker.

【0076】同図(b)に示されるカラー表示について
は、同様に2.5mm〜32.5mmの表示範囲を6段
階の色彩により色分けしている。説明の都合上、各色は
白〜黒の無彩色で表されているが、実際には2.5〜
7.5については水色、7.5〜12.5についてはピ
ンク色、12.5〜17.5については白色、17.5
〜22.5については薄いグレー、22.5〜27.5
については赤色、27.5〜32.5についてはオレン
ジ色等のような色分けが行われている。
In the color display shown in FIG. 7B, a display range of 2.5 mm to 32.5 mm is similarly classified by six colors. For the sake of explanation, each color is represented by an achromatic color of white to black.
Light blue for 7.5, pink for 7.5 to 12.5, white for 12.5 to 17.5, 17.5
Light gray for 22.5 to 22.5
Are color-coded such as red, and 27.5-32.5 are colored orange.

【0077】白黒で256階調の場合、カラーではRG
B(256×256×256)の表示が可能となり、微
妙な高さ違いについても鮮明な表示が可能となる。
In the case of 256 gradations in black and white, RG in color
B (256 × 256 × 256) can be displayed, and a clear display can be made even for a slight difference in height.

【0078】次に、本発明が適用された変位センサシス
テムの一例を示す構成図(その2)が図8に示されてい
る。この例にあっては、濃淡の明るさ表示とグラフ表示
とが組み合わされた画像を表示するようにしている。す
なわち、図8に示されるように、高さ分布画像10の下
側縁部周辺には、時間軸に沿うようにして、特定の水平
走査線上における高さ分布曲線8が描かれている。この
高さ分布曲線8は、水平線カーソルC1が存在する水平
走査線上の高さ分布を表している。
Next, FIG. 8 shows a configuration diagram (part 2) showing an example of a displacement sensor system to which the present invention is applied. In this example, an image is displayed in which the brightness display of light and shade and the graph display are combined. That is, as shown in FIG. 8, a height distribution curve 8 on a specific horizontal scanning line is drawn around the lower edge of the height distribution image 10 along the time axis. This height distribution curve 8 represents the height distribution on the horizontal scanning line where the horizontal line cursor C1 exists.

【0079】一方、高さ分布画像10の右側縁部の周辺
には、ビームライン(ラインビームの照射光像のなす直
線の延在方向)に沿うようにして、特定の時間軸上にお
ける高さ分布曲線9が描かれている。この高さ分布曲線
9は、高さ分布画像10上に描かれた垂直線カーソルC
2が存在する時間軸上の高さ分布に対応している。
On the other hand, in the vicinity of the right edge of the height distribution image 10, the height on a specific time axis is set along the beam line (the extending direction of the straight line formed by the irradiation image of the line beam). A distribution curve 9 is drawn. This height distribution curve 9 is represented by a vertical line cursor C drawn on the height distribution image 10.
2 corresponds to the height distribution on the time axis where 2 exists.

【0080】水平線カーソルC1並びに垂直線カーソル
C2は、図示しないハンディタイプのコンソールユニッ
トの操作によって、上下左右にそれぞれ移動可能となさ
れている。
The horizontal line cursor C1 and the vertical line cursor C2 can be moved up, down, left, and right by operating a handy console unit (not shown).

【0081】そのため、オペレータは、これらのカーソ
ルC1,C2を操作して、任意の水平操作線上並びに任
意の時間上における高さ分布を確認しつつ、高さ分布画
像全体に基づき高さ分布の傾向を総括的に確認すること
もできる。
Therefore, the operator operates these cursors C1 and C2 to check the height distribution on an arbitrary horizontal operation line and at an arbitrary time, and to determine the tendency of the height distribution based on the entire height distribution image. Can be checked comprehensively.

【0082】次に、本発明に係る表示処理を示すフロー
チャート(その2)が図9に示されている。この表示処
理は、先に説明したように、高さ分布画像10と、水平
並びに垂直方向の高さ分布曲線8,9とを同時に画像モ
ニタ3の画面3a上に表示させるためのものである。
Next, FIG. 9 is a flowchart (part 2) showing the display processing according to the present invention. This display processing is for simultaneously displaying the height distribution image 10 and the horizontal and vertical height distribution curves 8 and 9 on the screen 3a of the image monitor 3 as described above.

【0083】同図において処理が開始されると、まず最
初のステップでは、画像モニタ3の画面3a上におけ
る、ラインブライト表示位置(XL,YL)の取得が行
われる。これらの表示位置は、予めシステムに設定して
おいてもよいし、購入後にユーザが指定するようにして
もよい。
When the process is started in the figure, in the first step, the line bright display position (XL, YL) on the screen 3a of the image monitor 3 is obtained. These display positions may be set in the system in advance, or may be specified by the user after purchase.

【0084】続いて、表示位置初期化処理(ステップ9
02)並びにライン番号初期化処理(ステップ903)
が行われた後、先ほどの場合と同様にして、高さデータ
の取得処理(ステップ904)並びにラインの高さの表
示処理(ステップ905)が実行される。
Subsequently, a display position initialization process (step 9)
02) and line number initialization processing (step 903)
Is performed, the process of acquiring height data (step 904) and the process of displaying the height of the line (step 905) are performed in the same manner as in the previous case.

【0085】すなわち、高さデータの取得処理(ステッ
プ904)では、取得した映像の各水平ラインの濃淡重
心を算出した後(図10の説明図参照)、濃淡重心位置
の画素データ(pix)を実際の高さZ(mm)に変換
する処理を実行する(図10の説明図参照)。
That is, in the height data acquisition processing (step 904), after calculating the density centroid of each horizontal line of the acquired video (see the explanatory diagram of FIG. 10), the pixel data (pix) at the density centroid position is calculated. A process for converting to the actual height Z (mm) is executed (see the explanatory diagram of FIG. 10).

【0086】1ラインの高さの表示処理では、まず高さ
結果に対し、表示範囲内の場合、クリッピング処理を実
施し、次いで高さ情報Z(mm)を濃淡の明るさ情報P
(階調)に変換し、最後に画像メモリ上の座標(X,
N)に階調Pを書き込んで表示させる処理を実行する。
尚、この場合、過去の結果に上書きされるため、過去の
結果の消去は不要であり、処理の高速化が実現できる。
In the display processing of the height of one line, first, if the height result is within the display range, clipping processing is performed, and then the height information Z (mm) is converted to the brightness information P
(Gradation), and finally the coordinates (X,
A process for writing and displaying the gradation P in N) is executed.
In this case, since the past result is overwritten, erasing of the past result is unnecessary, and the processing can be speeded up.

【0087】このようにして、高さデータの取得処理
(ステップ904)並びに1ラインの高さの表示処理
(ステップ905)が完了したならば、以上の処理をラ
イン番号を更新しつつ126ラインになるまで繰り返
し、その間にライン番号がラインブライト表示位置YL
に達する度に(ステップ906YES)、X方向断面ラ
インブライトに座標(X,P/4)を表示する処理を実
行する(ステップ907)。
When the height data acquisition processing (step 904) and the one-line height display processing (step 905) are completed in this way, the above processing is performed on 126 lines while updating the line number. Until the line number changes to the line bright display position YL.
(Step 906 YES), a process of displaying the coordinates (X, P / 4) on the X-direction section line bright is executed (Step 907).

【0088】又、ライン番号が126に達する度に(ス
テップ910NO)、表示位置Xの更新を行い表示位置
XがXLに達するごとに(ステップ908YES)、Y
方向断面ラインブライトに座標(N,P/4)を表示す
る処理を実行する(ステップ909)。
Each time the line number reaches 126 (step 910 NO), the display position X is updated, and whenever the display position X reaches XL (step 908 YES), Y is updated.
A process of displaying the coordinates (N, P / 4) on the directional section line bright is executed (step 909).

【0089】その後、表示位置が512に達するごと
に、最初に戻って以上の処理が繰り返し実行される(ス
テップ911NO)。
Thereafter, each time the display position reaches 512, the process returns to the beginning and the above processing is repeatedly executed (step 911 NO).

【0090】このようにして得られたモニタへの表示例
を示す説明図(その2)が図11に示されている。
FIG. 11 is an explanatory diagram (part 2) showing a display example on the monitor obtained in this way.

【0091】先に説明したように、高さ分布画像10の
上には水平線カーソルC1と垂直線カーソルC2とが描
かれ、また高さ分布画像10の下側にはX方向断面ライ
ンブライト波形8が、また右側にはY方向断面ラインブ
ライト波形9が描かれている。そして、これら2つのラ
インブライト波形8,9は、カーソルC1,C2の移動
に応じて、適宜変化することとなる。
As described above, the horizontal line cursor C1 and the vertical line cursor C2 are drawn on the height distribution image 10, and the X-sectional line bright waveform 8 is displayed below the height distribution image 10. On the right side, a line bright waveform 9 in the Y-direction section is drawn. These two line bright waveforms 8 and 9 change appropriately according to the movement of the cursors C1 and C2.

【0092】次に、本発明が適用された変位センサシス
テムの一例を示す構成図(その3)が図12に示されて
いる。この処理は、図15に示されるように、時間の経
過と共に、画面上における最新表示位置を時間軸方向へ
とシフトさせながら、高さ分布画像を表示させる場合に
対応したものである。
Next, FIG. 12 shows a configuration diagram (part 3) showing an example of the displacement sensor system to which the present invention is applied. This processing corresponds to a case where the height distribution image is displayed while shifting the latest display position on the screen in the time axis direction with the passage of time, as shown in FIG.

【0093】同図において処理が開始されると、まず表
示位置X並びにライン番号Nの初期化が行われた後(ス
テップ1301,1302)、先ほどと同様にして、高
さデータの取得処理(ステップ1303)並びに1ライ
ンの高さの表示処理(ステップ1304)が実行され
る。
When the processing is started in the figure, first, the display position X and the line number N are initialized (steps 1301 and 1302), and the height data acquisition processing (step 1301) is performed in the same manner as described above. 1303) and display processing of the height of one line (step 1304).

【0094】すなわち、先に説明したように、高さデー
タの取得処理(ステップ1303)では、取得した映像
の各水平ラインの濃淡重心を算出した後、濃淡重心位置
の画素データ(pix)を実際の高さZ(mm)に変換
する。
That is, as described above, in the height data acquisition processing (step 1303), after calculating the gray-scale centroid of each horizontal line of the obtained video, the pixel data (pix) at the gray-scale centroid position is actually calculated. To a height Z (mm).

【0095】又、1ラインの高さの表示処理(ステップ
1304)では、高さ結果に対し、表示範囲外の場合、
クリッピング処理を実施した後、高さ情報Z(mm)を
濃淡の明るさ情報P(階調)に変換し、最後に画像メモ
リ上の座標(X,N)に階調Pを書き込み表示する処理
を実行する。このとき過去の結果に上書きされるため、
過去の結果の消去は不要である。
In the display processing of the height of one line (step 1304), if the height result is out of the display range,
After the clipping process is performed, the height information Z (mm) is converted into light and shade brightness information P (gradation), and finally the gradation P is written and displayed at the coordinates (X, N) on the image memory. Execute At this time, it will overwrite the past results,
There is no need to erase past results.

【0096】以上の処理は、ライン番号Nの値が126
に達するごとに(ステップ1305NO)、表示位置X
の値を+1ずつ更新しつつ行われ、表示位置Xの値が5
12に達すると共に、最初に戻って以上の処理が繰り返
される。
In the above processing, when the value of the line number N is 126
(Step 1305 NO), the display position X
Is updated while the value of the display position X is 5 at a time.
Upon reaching 12, the process returns to the beginning and the above processing is repeated.

【0097】以上の構成によれば、図15に示されるよ
うに、高さ分布画像10は、予め決められた1画面分の
本数の画素列直線が揃う経過状態につれて表示される。
具体的には、最初に計測されたデータは、画面3aの左
端に表示され、以後続く計測回の画素列直線は順次隣接
してその右側へ並べて表示される。その結果、最新表示
位置は画面3aの左端から順次右方向へとシフトされ、
最後に画面3aの右端に達する。その後、新たな画素列
直線については、同図(d)に示されるように、再度左
端から前回の画素列に上書きされるようにして表示され
る。このような表示結果によれば、オペレータは、順次
計測により取得されるデータを即座に画面3a上で確認
することができると共に、1画面分の計測に続いて次の
画面の画素列直線はその上に上書きされるため、前回の
画面と今回の画面とに相違がある場合には、上書きされ
るものと上書きされる前のものとの相違に基づき、この
ことを簡単に把握することができる。
According to the above configuration, as shown in FIG. 15, the height distribution image 10 is displayed as the predetermined number of pixel line straight lines for one screen are aligned.
Specifically, the data measured first is displayed on the left end of the screen 3a, and the pixel line straight lines of the subsequent measurement are sequentially adjacently displayed on the right side. As a result, the latest display position is sequentially shifted rightward from the left end of the screen 3a,
Finally, it reaches the right end of the screen 3a. Thereafter, the new pixel line straight line is displayed again from the left end so as to overwrite the previous pixel line, as shown in FIG. According to such a display result, the operator can immediately confirm the data acquired by the sequential measurement on the screen 3a, and after the measurement of one screen, the pixel line straight line of the next screen is displayed. Since there is a difference between the previous screen and the current screen, this can be easily grasped based on the difference between the overwritten one and the one before the overwritten. .

【0098】次に、本発明が適用された変位センサシス
テムの一例を示す構成図(その4)が図16に示されて
いる。この例にあっては、表示範囲を自動的に変更可能
とすることにより、モニタ画面上における画像の不用意
な変動を抑制するようにしている。
Next, FIG. 16 shows a configuration diagram (part 4) showing an example of the displacement sensor system to which the present invention is applied. In this example, the display range can be automatically changed, so that careless fluctuation of the image on the monitor screen is suppressed.

【0099】すなわち、図16に示されるように、この
例にあっては、2種類のワークA,Bが計測予定されて
いる。ワークAはワークBよりも高い位置に存在し、
又、それぞれワークA,Bは水平方向へも移動可能に構
成されている。
That is, as shown in FIG. 16, in this example, two types of works A and B are scheduled to be measured. Work A exists at a higher position than Work B,
Each of the works A and B is configured to be movable in the horizontal direction.

【0100】このような状況に関し、この表示方式にお
いては、モニタ画面上の高さ表示範囲は、全画面データ
のピークデータからの一定の範囲として設定される。そ
のため、図16に示されるワークA,ワークBのように
Z方向へ位置が変動したとしても、段部の高さが一定で
ある限り、画面3a上の表示には何ら変動が存在しな
い。すなわち、図17(a)と図17(b)とを比較し
て明らかなように、それぞれの高さ分布曲線8,9にお
いては、明らかに高さ変動の影響が表れているのに対
し、画面3a上に表示された高さ分布画像については、
その位置並びに濃度に関して何ら変動が見られない。こ
のことから、計測対象物体表面の微細な凹凸を監視する
ような場合、計測対象物体全体が上下に変動したとして
も、変動を安定的に表示させることができる。尚、この
高さ補正乃至は基準位置追従処理については、全画面デ
ータのピークデータから所定の表示範囲に相当するデー
タ範囲に存在するデータのみを有効データと見なして、
画像メモリの書き込む処理によって実現することが可能
である。
Regarding such a situation, in this display method, the height display range on the monitor screen is set as a fixed range from the peak data of the entire screen data. Therefore, even if the position fluctuates in the Z direction as in the case of the work A and the work B shown in FIG. 16, there is no change in the display on the screen 3a as long as the height of the step is constant. That is, as is apparent from a comparison between FIG. 17A and FIG. 17B, in each of the height distribution curves 8 and 9, the influence of the height fluctuation is clearly shown. For the height distribution image displayed on the screen 3a,
No variation is seen with respect to its position and concentration. For this reason, when monitoring fine irregularities on the surface of the measurement target object, the fluctuation can be stably displayed even if the entire measurement target object moves up and down. In this height correction or reference position following process, only data existing in a data range corresponding to a predetermined display range from peak data of all screen data is regarded as valid data,
This can be realized by the writing process of the image memory.

【0101】本発明が適用された変位センサシステムの
一例を示す構成図(その5)が図18に示されている。
この例にあっては、クリッピング領域11,12,13
を任意にライン方向へ位置及び幅設定可能とすることに
よって、必要な高さ領域だけを鮮明に表示させるように
したものである。
FIG. 18 shows a configuration diagram (part 5) showing an example of the displacement sensor system to which the present invention is applied.
In this example, the clipping areas 11, 12, 13
Can be arbitrarily set in the line direction in position and width so that only the necessary height region is clearly displayed.

【0102】クリッピング処理の説明図が図19に示さ
れている。同図において、14は目的とする計測レン
ジ、15は表示レンジ、16は計測エラー領域、17は
計測エラー領域である。それらの中で計測エラー領域1
6,17については規定の下限色にクリッピングされ
る。そのため、図17のモニタ画面に示されるように、
図12に示される表示レンジ以上の部分についてはクリ
ッピング処理され、同時に12並びに13に示される計
測エラー領域又は表示レンジ以下の領域についても下限
色レベルにクリッピング処理される。
An explanatory diagram of the clipping processing is shown in FIG. In the figure, 14 is a target measurement range, 15 is a display range, 16 is a measurement error area, and 17 is a measurement error area. Measurement error area 1 in them
6 and 17 are clipped to the specified lower limit color. Therefore, as shown in the monitor screen of FIG.
The portion above the display range shown in FIG. 12 is clipped, and at the same time, the measurement error regions 12 and 13 shown below are clipped to the lower limit color level.

【0103】本発明が適用された変位センサシステムの
一例を示す構成図(その6)が図20に示されている。
この例にあっては、例えば円錐体18を有するような計
測対象物体の場合において、円錐の頂点に相当するピー
ク位置を、自動的にサーチし、その点にピークマーク2
0を表示するようにしている。
FIG. 20 is a configuration diagram (part 6) showing an example of the displacement sensor system to which the present invention is applied.
In this example, for example, in the case of a measurement target object having a cone 18, a peak position corresponding to the vertex of the cone is automatically searched, and a peak mark 2
0 is displayed.

【0104】本発明が適用された変位センサシステムの
一例を示す構成図(その7)が図21に示されている。
FIG. 21 shows a configuration diagram (part 7) showing an example of the displacement sensor system to which the present invention is applied.

【0105】この例にあっては、先ほど説明した水平線
カーソルC1並びに垂直線カーソルC2がそれぞれオペ
レータによる所定操作で水平並びに垂直方向へと移動設
定可能に構成され、それらの設定カーソルに従って高さ
分布画像10の下側並びに右側に該当する方向の高さ分
布曲線が自動的に表示されるようにしている。円錐体1
8の例で示すと特に明らかなように、カーソルC1,C
2の位置を様々に変化させつつ、その下側並びに右側の
ラインブライト波形を観察することによって、当該計測
対象物体の特徴を明確に把握することが可能となる。
In this example, the horizontal line cursor C1 and the vertical line cursor C2 described above can be moved and set in the horizontal and vertical directions by a predetermined operation by the operator, respectively. The height distribution curves in the directions corresponding to the lower side and the right side of 10 are automatically displayed. Cone 1
8, the cursors C1, C
By observing the line bright waveforms on the lower side and the right side while variously changing the position of No. 2, it becomes possible to clearly grasp the characteristics of the measurement target object.

【0106】本発明が適用される変位センサシステムの
一例を示す構成図(その8)が図22に示されている。
FIG. 22 is a block diagram (8) showing an example of the displacement sensor system to which the present invention is applied.

【0107】この例にあっては、高さ分布画像に基づき
計測対象物体のピーク点を自動的にサーチする機能を有
すると共に、サーチされたピーク位置を水平線カーソル
C1並びに垂直線カーソルC2が必ず横切るように自動
追従機能を付加したものである。
In this example, a function of automatically searching for the peak point of the object to be measured based on the height distribution image is provided, and the horizontal line cursor C1 and the vertical line cursor C2 always cross the searched peak position. Thus, the automatic tracking function is added.

【0108】このような構成によれば、円錐体18を有
するような計測対象物体の場合、その頂点を横切る直線
による断面形状を容易に把握することができる。
According to such a configuration, in the case of an object to be measured having a conical body 18, the cross-sectional shape of a straight line crossing the vertex can be easily grasped.

【0109】本発明が適用された変位センサシステムの
構成図(その9)が図23に示されている。この例にあ
っては、外部から到来するトリガ入力に従って計測動作
又は画像取込動作が一定期間行われるようにしたもので
ある。このような構成によれば、光電スイッチ21を設
けて計測対象物体の到来タイミングを検出し、その出力
えトリガ入力を発生するようにすれば、任意の計測対象
物体についても、これをベルトコンベア等に搬送しつ
つ、それが到来するのを待って自動的に表面の高さ分布
を自動的に計測し、画像モニタ上に濃淡画像や色彩画像
をもって明瞭に映し出させることができる。そのため、
この種の変位センサの計測に際し、計測象物体の表面性
状等を予め確認するときには極めて好適なものとなるで
あろう。加えて、得られた高さ分布画像に相当する画像
データは例えばNTSC方式等の標準映像信号に変換し
て画像処理装置4に与えることができるため、画像処理
装置4側では様々な公知の三次元画像処理ソフト、ある
いは適宜製作された最適な画像処理ソフトによって、計
測対象物体の表面性状を様々に分析することが可能とな
る。
FIG. 23 shows a configuration diagram (No. 9) of the displacement sensor system to which the present invention is applied. In this example, a measuring operation or an image capturing operation is performed for a certain period in accordance with a trigger input coming from outside. According to such a configuration, if the photoelectric switch 21 is provided to detect the arrival timing of the object to be measured, and to generate an output trigger input thereof, any of the object to be measured can be transferred to a belt conveyor or the like. The height distribution of the surface is automatically measured while waiting for it to arrive, and the image can be clearly displayed as a grayscale image or a color image on an image monitor. for that reason,
It would be very suitable to check the surface properties and the like of the object to be measured in advance when measuring this type of displacement sensor. In addition, the image data corresponding to the obtained height distribution image can be converted into a standard video signal of, for example, the NTSC system and provided to the image processing device 4, so that the image processing device 4 side can use various known tertiary images. The original image processing software or the optimally produced image processing software can appropriately analyze the surface properties of the measurement target object.

【0110】本発明が適用された変位センサシステムの
構成図(その10)が図24に示されている。
FIG. 24 shows a configuration diagram (No. 10) of the displacement sensor system to which the present invention is applied.

【0111】この例にあっては、濃淡高さ表示画面に対
して、ライン方向計測領域を設定することにより、設定
領域内において、特徴点の抽出を可能としている。この
特徴点の抽出には、ピーク点、ボトム点、その他任意の
特徴点が含まれることは言うまでもない。
In this example, a feature point can be extracted from the set area by setting a line direction measurement area on the gray level display screen. It goes without saying that the extraction of the feature points includes a peak point, a bottom point, and any other feature points.

【0112】本発明が適用された変位センサシステムの
構成図(その11)が図25に示されている。
FIG. 25 shows a configuration diagram (No. 11) of the displacement sensor system to which the present invention is applied.

【0113】この例にあっては、高さ分布画像10の上
に計測エリア23を設定し、この計測エリア内におい
て、各ラインのピーク高さを検出可能としたものであ
る。このような構成によれば、任意の凹凸形状を表面に
有する計測物体に対し、特定の領域内における特徴点を
効率よく計測することが可能となるであろう。
In this example, a measurement area 23 is set on the height distribution image 10, and within this measurement area, the peak height of each line can be detected. According to such a configuration, it will be possible to efficiently measure a feature point in a specific region for a measurement object having an arbitrary uneven shape on the surface.

【0114】最後に、モニタへの表示例を示す説明図
(その5)が図26に示されている。
Finally, FIG. 26 shows an explanatory diagram (part 5) of a display example on the monitor.

【0115】この例にあっては、表示範囲と色範囲との
関係を任意に変更可能としている。すなわち、同図
(a)の表示例にあっては、表示範囲7.5〜32.5
を5段階の濃度乃至色に割り当てているのに対し、同図
(b)に示される表示例にあってあ、表示範囲20〜3
2.5を5段階の濃度乃至色範囲に割り当てている。
In this example, the relationship between the display range and the color range can be arbitrarily changed. That is, in the display example of FIG.
Are assigned to five levels of densities or colors, whereas in the display example shown in FIG.
2.5 is assigned to five levels of density or color.

【0116】このような表示範囲の変更を行えば、計測
対象物体の凹凸性状に応じ、最適な表示画像を得ること
が可能となる。尚、この表示範囲の変更処理について
は、図示しないハンディタイプのコンソールユニットの
操作でオペレータが任意に行うことができる。
By changing the display range as described above, it is possible to obtain an optimum display image according to the unevenness of the object to be measured. Note that the operator can arbitrarily perform the display range changing process by operating a handy console unit (not shown).

【0117】モニタへの表示例を示す説明図(その6)
が図27に示されている。この例にあっては、画像モニ
タ3の表示画面3a上には、画面を4分割する形で、イ
メージモニタ24、デジタルモニタ25、トレンドモニ
タ26並びにプロファイルモニタ27に相当する画像が
それぞれ表示される。尚、以上説明した本発明の高さ分
布画像は、濃淡3d画像27に相当する。それら4つの
画像24〜27は、上下左右に互いに相関のとりやすい
ように、データの関連付け乃至位置合わせ整合が行われ
ている。その結果、オペレータはこの1枚の画面を見る
だけで、イメージモニタとデジタルモニタの比較、イメ
ージモニタとプロファイルモニタの比較、デジタルモニ
タとトレンドモニタとの比較、プロファイルモニタとト
レンドモニタとの比較等を通じ、計測対象物体の特徴並
びに出力信号と計測対象物体との関係等を任意にかつ容
易に把握することが可能となるのである。
Description of the display example on the monitor (No. 6)
Is shown in FIG. In this example, images corresponding to the image monitor 24, the digital monitor 25, the trend monitor 26, and the profile monitor 27 are displayed on the display screen 3a of the image monitor 3 in such a manner that the screen is divided into four. . The height distribution image of the present invention described above corresponds to the 3d image 27. The four images 24 to 27 are subjected to data association or alignment matching so that the four images 24 to 27 are easily correlated vertically and horizontally. As a result, the operator only needs to look at this one screen, and through the comparison between the image monitor and the digital monitor, the comparison between the image monitor and the profile monitor, the comparison between the digital monitor and the trend monitor, the comparison between the profile monitor and the trend monitor, etc. This makes it possible to arbitrarily and easily grasp the characteristics of the object to be measured and the relationship between the output signal and the object to be measured.

【0118】[0118]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、対象物体上に投射された線状の投光ビーム光像
に沿った一連の高さを計測することを繰り返し行う場合
に、繰り返し計測を続行しつつ、得られた高さ値から順
に表示するので、計測実施者は表示を開示して間もなく
すれば意図した計測が正しく行われているのかどうかを
的確に判断することができ、計測条件を修正する必要が
あれば、繰り返し計測の途中であっても計測条件の修正
を行うことができ、その修正の結果もまた表示によって
すぐに確認できるので、計測装置としての使い勝手が格
段に向上するという効果を有する。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to repeatedly measure a series of heights along a linear projected light beam image projected on a target object. In addition, as the measurement is repeated and displayed in order from the obtained height value, the measurement implementer should disclose the display and soon determine whether the intended measurement is being performed correctly if it is shortly after If it is necessary to correct the measurement conditions, the measurement conditions can be corrected even during repeated measurement, and the result of the correction can also be confirmed immediately on the display. Is significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明が適用された変位センサシステムの一例
を示す構成図(その1)である。
FIG. 1 is a configuration diagram (part 1) illustrating an example of a displacement sensor system to which the present invention is applied.

【図2】ヘッド部の内部構成を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an internal configuration of a head unit.

【図3】ヘッド部並びに信号処理部のハードウェア構成
図である。
FIG. 3 is a hardware configuration diagram of a head unit and a signal processing unit.

【図4】演算部のハードウェア構成図である。FIG. 4 is a hardware configuration diagram of a calculation unit.

【図5】本発明に係る表示処理を示すフローチャート
(その1)である。
FIG. 5 is a flowchart (1) showing a display process according to the present invention.

【図6】高さデータ取得処理の説明図(その1)であ
る。
FIG. 6 is an explanatory view (No. 1) of a height data acquisition process.

【図7】モニタへの表示例を示す説明図(その1)であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram (part 1) illustrating a display example on a monitor.

【図8】本発明が適用された変位センサシステムの一例
を示す構成図(その2)である。
FIG. 8 is a configuration diagram (part 2) illustrating an example of a displacement sensor system to which the present invention is applied.

【図9】本発明に係る表示処理を示すフローチャート
(その2)である。
FIG. 9 is a flowchart (part 2) showing a display process according to the present invention.

【図10】高さデータ取得処理の説明図(その2)であ
る。
FIG. 10 is an explanatory diagram (part 2) of the height data acquisition process.

【図11】モニタへの表示例を示す説明図(その2)で
ある。
FIG. 11 is an explanatory diagram (part 2) illustrating a display example on a monitor.

【図12】本発明が適用された変位センサシステムの一
例を示す構成図(その3)である。
FIG. 12 is a configuration diagram (part 3) illustrating an example of a displacement sensor system to which the present invention is applied.

【図13】本発明に係る表示処理を示すフローチャート
(その3)である。
FIG. 13 is a flowchart (part 3) showing a display process according to the present invention.

【図14】高さデータ取得処理並びに表示処理を示す説
明図(その3)である。
FIG. 14 is an explanatory diagram (part 3) illustrating a height data acquisition process and a display process.

【図15】モニタへの表示例を時系列的に示す説明図
(その3)である。
FIG. 15 is an explanatory diagram (part 3) illustrating a display example on a monitor in chronological order.

【図16】本発明が適用された変位センサシステムの一
例を示す構成図(その4)である。
FIG. 16 is a configuration diagram (part 4) illustrating an example of a displacement sensor system to which the present invention is applied.

【図17】モニタへの表示例を示す説明図(その4)で
ある。
FIG. 17 is an explanatory diagram (part 4) of a display example on the monitor.

【図18】本発明が適用された変位センサシステムの一
例を示す構成図(その5)である。
FIG. 18 is a configuration diagram (part 5) illustrating an example of a displacement sensor system to which the present invention is applied.

【図19】クリッピング処理の説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram of a clipping process.

【図20】本発明が適用された変位センサシステムの一
例を示す構成図(その6)である。
FIG. 20 is a configuration diagram (part 6) illustrating an example of a displacement sensor system to which the present invention is applied.

【図21】本発明が適用された変位センサシステムの一
例を示す構成図(その7)である。
FIG. 21 is a configuration diagram (part 7) illustrating an example of a displacement sensor system to which the present invention is applied.

【図22】本発明が適用された変位センサシステムの一
例を示す構成図(その8)である。
FIG. 22 is a configuration diagram (part 8) illustrating an example of a displacement sensor system to which the present invention is applied.

【図23】本発明が適用された変位センサシステムの構
成図(その9)である。
FIG. 23 is a configuration diagram (No. 9) of the displacement sensor system to which the present invention is applied.

【図24】本発明が適用された変位センサシステムの構
成図(その10)である。
FIG. 24 is a configuration diagram (No. 10) of the displacement sensor system to which the present invention is applied.

【図25】本発明が適用された変位センサシステムの構
成図(その11)である。
FIG. 25 is a configuration diagram (11) of a displacement sensor system to which the present invention is applied.

【図26】モニタへの表示例を示す説明図(その5)で
ある。
FIG. 26 is an explanatory diagram (part 5) of a display example on the monitor.

【図27】モニタへの表示例を示す説明図(その6)で
ある。
FIG. 27 is an explanatory diagram (part 6) of a display example on the monitor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヘッド部 2 信号処理部 3 画像モニタ 4 画像処理装置 5 計測対象物体 5a 段部 6 高さ計測用の投光 7 高さ計測用の受光 101 スリット光源 102 投光用レンズ系 103 受光用レンズ系 104 二次元CCD TH 濃淡重心算出用しきい値 C1 水平線カーソル C2 垂直線カーソル 8 特定の水平走査線上における高さ分布曲線 9 特定の時間軸上における高さ分布曲線 10 高さ分布画像 3a 画像モニタの画面 11,12,13 クリッピング領域 14 計測レンジ 15 表示レンジ 16,17 計測エラー領域 20 ピークマーク 18 円錐体 21 光電スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head part 2 Signal processing part 3 Image monitor 4 Image processing device 5 Object to be measured 5a Step part 6 Light for height measurement 7 Light reception for height measurement 101 Slit light source 102 Lens system for light emission 103 Lens system for light reception 104 Two-dimensional CCD TH Threshold for calculating gray-scale center of gravity C1 Horizontal line cursor C2 Vertical line cursor 8 Height distribution curve on specific horizontal scanning line 9 Height distribution curve on specific time axis 10 Height distribution image 3a Image monitor Screen 11, 12, 13 Clipping area 14 Measurement range 15 Display range 16, 17 Measurement error area 20 Peak mark 18 Conical body 21 Photoelectric switch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 道俊 京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町 801番地 オムロン株式会社内 Fターム(参考) 2F065 AA04 AA24 AA53 BB05 DD00 DD06 FF02 FF04 FF09 GG06 HH05 HH12 JJ03 JJ08 JJ26 LL08 LL28 MM03 PP12 QQ01 QQ06 QQ24 QQ42 SS13 UU05 5B057 AA01 BA02 BA11 BA19 BA29 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB02 CB08 CB12 CE11 CE16 DA08 DA16 DA17 DB01 DB05 DB09 DC06 DC22  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Michitoshi Okada 801 Minamifudo-cho, Higashiriori, Horikawa, Shiokoji-dori, Shimogyo-ku, Kyoto F-term in OMRON Corporation (reference) 2F065 AA04 AA24 AA53 BB05 DD00 DD06 FF02 FF04 FF09 GG06 HH05 HH12 JJ03 JJ08 JJ26 LL08 LL28 MM03 PP12 QQ01 QQ06 QQ24 QQ42 SS13 UU05 5B057 AA01 BA02 BA11 BA19 BA29 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB02 CB08 CB12 CE11 CE16 DA08 DA16 DA17 DB01 DB05 DB09 DC06 DC22

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 計測対象物体の表面に所定角度でライン
ビームを照射すると共に、その照射位置を含む領域を別
の角度から二次元撮像素子にて撮影することにより映像
信号を生成するヘッド部と、 ヘッド部で生成された映像信号を処理することにより、
ラインビームの照射光像上の一連の点の高さに対応する
高さデータ列を取得する高さデータ列取得手段と、 所定の変換規則にしたがって、高さデータを色データに
変換することにより、高さデータ列から色データ列を取
得する色データ列取得手段と、 色データ列に対応する画素列直線を時系列的に隣接配置
してなる高さ分布画像を含む画像に相当する画像データ
若しくは映像信号を生成する画像化手段と、 を具備することを特徴とする変位センサ。
A head unit for irradiating a line beam at a predetermined angle to a surface of a measurement target object and generating a video signal by photographing a region including the irradiation position from another angle with a two-dimensional image sensor; By processing the video signal generated by the head,
Height data string acquisition means for acquiring a height data string corresponding to the height of a series of points on the irradiation light image of the line beam; and by converting the height data into color data according to a predetermined conversion rule. A color data string acquiring means for acquiring a color data string from the height data string; and image data corresponding to an image including a height distribution image in which pixel line straight lines corresponding to the color data string are arranged adjacent to each other in time series. Alternatively, a displacement sensor comprising: an imaging unit that generates a video signal.
【請求項2】 生成された画像データ若しくは映像信号
に基づいて予定された高さ分布画像を映し出す画像モニ
タをさらに有する請求項1に記載の変位センサ。
2. The displacement sensor according to claim 1, further comprising an image monitor for displaying a predetermined height distribution image based on the generated image data or the video signal.
【請求項3】 生成された画像データ若しくは映像信号
に基づいて、所定の画像処理を行う画像処理装置をさら
に有する請求項1に記載の変位センサ。
3. The displacement sensor according to claim 1, further comprising an image processing device that performs predetermined image processing based on the generated image data or video signal.
【請求項4】 所定の変換規則が、高さを濃度に変換す
るものである、請求項1〜3のいずれかに記載の変位セ
ンサ。
4. The displacement sensor according to claim 1, wherein the predetermined conversion rule is to convert a height into a density.
【請求項5】 所定の変換規則が、高さを色彩に変換す
るものである、請求項1〜3のいずれかに記載の変位セ
ンサ。
5. The displacement sensor according to claim 1, wherein the predetermined conversion rule is to convert a height into a color.
【請求項6】 所定の変換規則が、高さ範囲とそれに対
応する色範囲との関係が変更可能である、請求項1〜3
のいずれかに記載の変位センサ。
6. The predetermined conversion rule is capable of changing the relationship between the height range and the corresponding color range.
The displacement sensor according to any one of the above.
【請求項7】 所定の変換規則が、所定の上限高さ以上
の高さ領域は規定の上限色に、および/または、所定の
下限高さ以下の高さ領域は規定の下限色にクリッピング
するものである、請求項1〜3のいずれかに記載の変位
センサ。
7. A predetermined conversion rule is such that a region of height higher than a predetermined upper limit height is clipped to a specified upper limit color and / or a region of height lower than a predetermined lower limit height is clipped to a specified lower limit color. The displacement sensor according to claim 1, wherein:
【請求項8】 クリッピングすべき領域が変更可能であ
る、請求項7に記載の変位センサ。
8. The displacement sensor according to claim 7, wherein a region to be clipped can be changed.
【請求項9】 画像データ又は映像信号に含まれる高さ
分布画像が、予め決められた一画面分の本数の画素列直
線が全て揃った状態に対応する、請求項1〜3のいずれ
かに記載の変位センサ。
9. The method according to claim 1, wherein the height distribution image included in the image data or the video signal corresponds to a state in which all pixel line straight lines for a predetermined number of screens are aligned. The displacement sensor as described.
【請求項10】 画像データ又は映像信号に含まれる高
さ分布画像が、予め決められた一画面分の本数の画素列
直線が揃う経過状態に対応する、請求項1〜3のいずれ
かに記載の変位センサ。
10. The apparatus according to claim 1, wherein the height distribution image included in the image data or the video signal corresponds to a progress state in which a predetermined number of pixel line straight lines for one screen are aligned. Displacement sensor.
【請求項11】 画像化手段が、特定の水平走査線上に
おける高さ分布曲線、および/または、特定の時間軸上
における高さ分布曲線とを、それぞれ高さ分布画像の該
当する基準軸に沿ってさらに含む画像に相当する画像デ
ータ若しくは映像信号を生成するものである、請求項1
に記載の変位センサ。
11. The image forming means converts a height distribution curve on a specific horizontal scanning line and / or a height distribution curve on a specific time axis along a corresponding reference axis of the height distribution image. And generating image data or a video signal corresponding to an image further included.
The displacement sensor according to 1.
【請求項12】 特定の水平走査線、および/または、
特定の時間軸が変更可能とされている、請求項11に記
載の変位センサ。
12. A specific horizontal scan line and / or
The displacement sensor according to claim 11, wherein a specific time axis is changeable.
【請求項13】 特定の水平走査線、および/または、
特定の時間軸が常にピーク又はボトム高さ位置を横切る
ように自動追従される、請求項11に記載の変位セン
サ。
13. A specific horizontal scan line and / or
The displacement sensor according to claim 11, wherein a specific time axis is automatically followed so as to always cross the peak or bottom height position.
【請求項14】 ピーク又はボトム高さ位置の計測は高
さ分布画像の特定領域内にて行われる、請求項13に記
載の変位センサ。
14. The displacement sensor according to claim 13, wherein the measurement of the peak or bottom height position is performed in a specific area of the height distribution image.
【請求項15】 ピーク高さ位置を計測するための特定
領域が変更可能である、請求項14に記載の変位セン
サ。
15. The displacement sensor according to claim 14, wherein a specific area for measuring the peak height position can be changed.
【請求項16】 画像化手段が、経過時間又は計測回数
により表示位置が時間軸方向へとシフトされる高さ分布
画像を含む画像に相当する画像データ又は映像信号を生
成するものである、請求項1〜3のいずれかに記載の変
位センサ。
16. The imaging means for generating image data or a video signal corresponding to an image including a height distribution image whose display position is shifted in a time axis direction according to an elapsed time or the number of measurements. Item 4. The displacement sensor according to any one of Items 1 to 3.
【請求項17】 画像化手段が、表示範囲が常に一定と
なるように自動修正された高さ分布画像を含む画像に相
当する画像データ又は映像信号を生成するものである、
請求項1又は3に記載の変位センサ。
17. The image forming means generates image data or a video signal corresponding to an image including a height distribution image automatically corrected so that a display range is always constant.
The displacement sensor according to claim 1.
【請求項18】 画像化手段が、ピーク又はボトム高さ
位置表示を有する高さ分布画像を含む画像に相当する画
像データ又は映像信号を生成するものである、請求項1
〜3のいずれかに記載の変位センサ。
18. The apparatus according to claim 1, wherein the imaging means generates image data or a video signal corresponding to an image including a height distribution image having a peak or bottom height position display.
4. The displacement sensor according to any one of claims 1 to 3.
【請求項19】 画像化手段が、トリガ入力により規定
された時間範囲の高さ分布画像を含む画像に相当する画
像データ又は映像信号を生成するものてある、請求項1
〜3のいずれかに記載の変位センサ。
19. The imaging device according to claim 1, wherein the imaging unit generates image data or a video signal corresponding to an image including a height distribution image in a time range defined by a trigger input.
4. The displacement sensor according to any one of claims 1 to 3.
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