JP2001289614A - 変位センサ - Google Patents

変位センサ

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JP2001289614A
JP2001289614A JP2000382665A JP2000382665A JP2001289614A JP 2001289614 A JP2001289614 A JP 2001289614A JP 2000382665 A JP2000382665 A JP 2000382665A JP 2000382665 A JP2000382665 A JP 2000382665A JP 2001289614 A JP2001289614 A JP 2001289614A
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Tatsuya Matsunaga
達也 松永
Masahiro Kawachi
雅弘 河内
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/024—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of diode-array scanning

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像取得から変位量算出に至る過程で使用さ
れたデータを容易に確認可能とした変位センサを提供す
る。 【解決手段】 撮像素子から取得した画像から、所定の
計測アルゴリズムを用いて測定点座標を自動抽出し、該
自動抽出された測定点座標から目的とする変位量を算出
する変位センサであって、前記画像取得から変位量算出
に至る過程で使用されたデータを画像モニタ用の表示デ
ータに編集する表示データ編集手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、光切断
画像に基づいて物品の寸法等の変位を測定する変位セン
サに関する。
【０００２】
【従来の技術】光切断画像（光切断法で得られる画像）
に基づいて物品の寸法等の変位を測定する変位センサは
公知である。この種の変位センサにあっては、センサヘ
ッド内蔵の撮像素子から取得した画像から、所定の測定
点抽出アルゴリズムを用いて測定点座標を自動抽出し、
この自動抽出された測定点座標から目的とする変位量を
算出する。
【０００３】センサヘッドには、切断光となるスポット
ビーム（断面微小円形ビーム）やラインビーム（断面直
線状ビーム）を出力するレーザダイオードと、それらの
ビーム照射点を含む領域を別の角度から撮影して、検出
対象変位に相当する変動分を含む画像を生成出力する撮
像素子（一次元ＣＣＤ、二次元ＣＣＤ等）とが内蔵され
る。
【０００４】本体装置の側では、１若しくは２台以上の
センサヘッドのそれぞれから取得する画像から、ユーザ
指定の計測アルゴリズムを用いて測定点座標を自動的に
抽出する。その後、この自動的に抽出された測定点座標
から、例えば三角測量演算によって実際の変位量が算出
される。変位量の変動許容値（しきい値）が設定されて
いる場合には、さらに、許容値判定処理が行われ、対象
製品の良否判定結果である二値信号が出力される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の変位
センサは、予め測定点抽出アルゴリズム等を指定してお
けば、取得された画像から自動的に測定点が抽出され
て、最終的に対応する変位量が算出されるから、ユーザ
にとっては手間が掛からない。
【０００６】しかし、画像取得から変位量算出に至る過
程で使用されたデータ（撮像素子からの生画像、自動抽
出された測定点座標、自動設定された各種のしきい値
等）については一切確認するすべがない。
【０００７】そのため、測定された変位量が異常値を示
したり、判定値が不良とされた場合、計測対象物に真に
異常があるのか、それとも外乱光等を原因としてセンサ
が誤作動した結果なのか判別することができない。
【０００８】加えて、従来の変位センサにあっては、撮
像素子の視野を任意に限定して測定点の抽出等を行うこ
とができない。この問題は、特に、二次元撮像素子（二
次元ＣＣＤ等）を使用した変位センサでは顕著である。
すなわち、二次元撮像素子を使用する変位センサでは、
変位方向に延びるピクセル列が平行に多数列（数十列以
上）存在するのが普通であるから、常にその全てのピク
セル列の中から、ピーク点やボトム点を抽出せねばなら
ないとすれば、著しく使い勝手が悪い製品となってしま
う。
【０００９】この発明は、上述の従来問題に着目してな
されたものであり、その目的とするところは、この種の
変位センサの使い勝手を向上させることにある。
【００１０】この発明のより具体的な目的とするところ
は、画像取得から変位量算出に至る過程で使用されたデ
ータを容易に確認可能とした変位センサを提供すること
にある。
【００１１】この発明のより具体的な他の目的とすると
ころは、撮像素子の視野を任意に限定して測定点の抽出
等を行うことが可能な変位センサを提供することにあ
る。
【００１２】この発明のさらに他の目的乃至効果につい
ては、明細書の以下の記述を参照することにより、当業
者であれば容易に理解される筈である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の変位センサは、
撮像素子から取得した画像から、所定の測定点抽出アル
ゴリズムを用いて測定点座標を自動抽出し、該自動抽出
された測定点座標から目的とする変位量を算出する変位
センサである。
【００１４】ここで、『撮像素子』とは、変位測定方向
へと複数のピクセルを配列することにより、変位に対応
する受光位置のアドレスを特定可能な撮像素子を意図し
ている。そのため、ＰＳＤのような受光位置のアドレス
を特定できない撮像素子は除外される。ここで言う撮像
素子には、少なくとも、一次元ＣＣＤ並びに二次元ＣＣ
Ｄが含まれる。
【００１５】『測定点抽出アルゴリズム』には、従来公
知の種々のアルゴリズムが含まれる。例えば、ピーク値
サーチアルゴリズム、ボトム値サーチアルゴリズム、平
均値サーチアルゴリズム、センサからの最接近値サーチ
アルゴリズム等は少なくともこれに含まれるであろう。
【００１６】『測定点座標』とは、変位量算出の基礎と
なる座標データである。この座標データの精度は、ピク
セル単位やサブピクセル単位で規定することができる。
撮像素子として、二次元撮像素子が使用される場合に
は、測定点座標は二次元の値を持つことができるであろ
う。もっとも、その内で変位算出の基礎とされるのは、
一般的には、変位方向の座標値とされるであろう。
【００１７】『自動抽出』とは、人手を介さずにの意味
である。もっとも、測定点座標の抽出過程でユーザに対
して、モードの選択を問い合わせる等の対話処理までを
も排除する意図ではない。
【００１８】『測定点座標からの算出式』は、センサヘ
ッドの光学的な配置により様々であろう。一般には、三
角測量の原理で、測定点座標から対応する変位量を求め
ることができるであろう。
【００１９】なお、変位センサから出力されるデータ
は、算出された変位量データだけではないことは言うま
でもない。例えば、ユーザの指定した許容範囲しきい値
に変位量データをあてはめて、良品又は不良品に相当す
る判定結果を出力したりすることができる。
【００２０】以上の構成に加えて、本発明の変位センサ
にあっては、画像取得から変位量算出に至る過程で使用
されたデータを画像モニタ用の表示データに編集する表
示情報編集手段を有する。
【００２１】ここで、『画像取得から変位量算出に至る
過程で使用されたデータ』には、撮像素子から取得され
る生画像、自動抽出される測定点座標、自動設定される
各種のしきい値等のほか、その自動設定アルゴリズムの
性質から、外乱光等により誤って自動設定される虞のあ
るあらゆるデータが含まれる。
【００２２】また、『表示データ編集手段』とあること
から、本発明の変位センサにおける画像モニタは、必須
の要件ではない。すなわち、本発明の変位センサにあっ
ては、少なくとも、表示データ編集手段を具備していれ
ば足り、画像モニタについては当初から一体に具備して
もよく、また、必要により市販の画像モニタを備え付け
てもよい。
【００２３】そして、このような本発明の構成によれ
ば、画像取得から変位量算出に至る過程で使用されたデ
ータを画像モニタ上の表示を介して容易に確認可能とな
り、これにより、測定された変位量が異常値を示す場
合、計測対象物に真に異常があるのか、それとも外乱光
等を原因としてセンサが誤作動した結果なのか判別する
ことが可能となる。
【００２４】好ましい実施の形態では、画像モニタ用の
表示データが、撮像素子から取得される生画像に相当す
るようにしてもよい。
【００２５】尚、ここで『生画像』とは、撮像素子から
得られる計測対象物の映像のことを意味している。
【００２６】このような構成によれば、計測対象物の表
面のどこに計測光（切断光）が照射されているか、計測
対象物の表面に外乱光が照射されているか、計測光の照
射光像の輝度がどれくらいであるか等を容易に確認でき
る。
【００２７】好ましい実施の形態では、画像モニタ用の
表示データが、撮像素子から取得される生画像の上に測
定点座標を示す図形を重ねた画像に相当するようにして
もよい。
【００２８】このような構成によれば、自動抽出された
測定点を示すマーク等の図形と計測対象物表面の映像と
を重ねて照らし合わせることにより、測定点が計測光照
射位置に正しく設定されたか、あるいは外乱光照射位置
に誤って設定されたか等を容易に確認できる。
【００２９】好ましい実施の形態では、画像モニタ用の
表示データが、撮像素子から取得される生画像の上に変
位測定方向の測定値許容範囲を示す図形を重ねた画像に
相当するようにしてもよい。
【００３０】このような構成によれば、計測値許容範囲
を示す境界線等の図形と計測対象物表面の映像とを重ね
て照らし合わせることにより、計測光の照射光像の位置
と測定値許容範囲との関係を容易に確認できる。
【００３１】好ましい実施の形態では、画像モニタ用の
表示データが、撮像素子から取得される生画像の上に、
測定点座標を示す図形及び変位測定方向の測定値許容範
囲を示す図形を重ねて示す画像に相当するようにしても
よい。
【００３２】このような構成によれば、自動抽出された
測定点を示すマーク等の図形と、測定値許容範囲を示す
境界線等の図形と、計測対象物表面の映像とを照らし合
わせることにより、自動抽出された測定点座標と計測光
の照射光像の位置と測定値許容範囲との関係を容易に確
認できる。
【００３３】好ましい実施の形態では、表示データに基
づいて画像モニタ上に表示される画像が、変位測定方向
へと拡大可能とされようにしてもよい。
【００３４】このような構成によれば、自動抽出された
測定点座標や測定値許容範囲と計測対象物表面の映像と
の位置関係をより詳細に確認できる。
【００３５】好ましい実施の形態では、画像モニタ用の
表示データが、ラインブライト波形の画像に相当するよ
うにしてもよい。
【００３６】尚、ここで『ラインブライト波形』とは、
ピクセル列方向における受光輝度分布を示す曲線を意味
している。例えば、横軸には変位方向をとり、縦軸には
受光輝度（階調）をとることで、ラインブライト波形を
構成することができる。
【００３７】このような構成によれば、計測対象物表面
の変位測定方向に沿った輝度分布を明確に把握すること
ができる。
【００３８】好ましい実施の形態では、画像モニタ用の
表示データが、ラインブライト波形上に測定点座標を示
す図形を重ねた画像に相当するようにしてもよい。
【００３９】このような構成によれば、ラインブライト
波形と測定点座標とを照らし合わせることで、測定点が
計測光照射位置に正しく設定されたか、あるいは外乱光
照射位置に誤って設定されたか等を容易に確認できる。
【００４０】好ましい実施の形態では、画像モニタ用の
表示データが、ラインブライト波形上に測定点座標抽出
用しきい値を示す図形を重ねた画像に相当するようにし
てもよい。
【００４１】このような構成によれば、ラインブライト
波形のピーク部分としきい値を示す直線等の図形とを重
ねて照らし合わせることにより、測定点自動抽出の経過
を検証できる。尚、このとき、自動抽出した測定点座標
を同時に表示すれば、測定点抽出アルゴリズムが正常に
動作したか否かを検証できる。
【００４２】好ましい実施の形態では、画像モニタ用の
表示データが、ラインブライト波形上に変位測定方向の
測定値許容範囲を示す図形を重ねた画像に相当するよう
にしてもよい。
【００４３】このような構成によれば、ラインブライト
波形のピーク部分と測定値許容範囲を示す境界線等の図
形とを照らし合わせることにより、製品良否判定の経過
を検証できる。
【００４４】好ましい実施の形態では、画像モニタ用の
表示データが、ラインブライト波形の上に、測定点座標
を示す図形及び変位測定方向の測定値許容範囲を示す図
形を重ねて示す画像に相当するようにしてもよい。
【００４５】このような構成によれば、自動抽出された
測定点を示すマーク等の図形と、測定値許容範囲を示す
境界線等の図形と、ラインブライト波形とを照らし合わ
せることにより、ラインブライト波形のピーク部分と自
動抽出された測定点座標と測定値許容範囲との関係を容
易に確認できる。
【００４６】好ましい実施の形態では、表示データに基
づいて画像モニタ上に表示される画像が、変位測定方向
へと拡大可能としてもよい。
【００４７】このような構成によれば、自動抽出された
測定点座標や測定値許容範囲と計測対象物表面のライン
ブライトとの位置関係をより詳細に確認できる。
【００４８】好ましい実施の形態では、画像モニタ用の
表示データが、撮像素子から取得される生画像とライン
ブライト波形とを並べて又は重ねて示す画像に相当する
ようにしてもよい。
【００４９】このような構成によれば、映像的に見た計
測対象物表面の輝度分布とラインブライト波形上のピー
ク部分として見た計測対象物表面の輝度分布との関係を
容易に確認することができる。
【００５０】好ましい実施の形態では、画像モニタ用の
表示データが、撮像素子から取得される生画像とライン
ブライト波形とを並べて又は重ねて示し、かつ生画像及
び／又はラインブライト波形の上に測定点座標を示す図
形を重ねた画像に相当するようにしてもよい。
【００５１】このような構成によれば、計測対象物表面
の映像並びにラインブライト波形の双方を使用しつつ、
測定点自動抽出処理の経過を検証できる。
【００５２】好ましい実施の形態では、画像モニタ用の
表示データが、撮像素子から取得される生画像とライン
ブライト波形とを並べて又は重ねて示し、かつ生画像及
び／又はラインブライト波形の上に変位測定方向の測定
値許容範囲を示す図形を重ねた画像に相当するようにし
てもよい。
【００５３】このような構成によれば、計測対象物表面
の映像並びにラインブライト波形の双方を使用しつつ、
製品良否判定処理の経過を検証できる。
【００５４】好ましい実施の形態では、画像モニタ用の
表示データが、撮像素子から取得される生画像とライン
ブライト波形とを並べて又は重ねて示し、かつ生画像及
び／又はラインブライト波形の上に、測定点座標及び変
位測定方向の測定値許容範囲を示す図形を重ねた画像に
相当するようにしてもよい。
【００５５】このような構成によれば、計測対象物表面
の映像並びにラインブライト波形の双方を使用しつつ、
測定点自動抽出処理の経過及び製品良否判定処理の経過
を検証できる。
【００５６】好ましい実施の形態では、表示データに基
づいて画像モニタ上に表示される画像が変位測定方向へ
と拡大可能としてもよい。
【００５７】このような構成によれば、計測対象物表面
の映像並びにラインブライト波形の双方を使用しつつ、
測定点自動抽出処理の経過や製品良否判定処理の経過を
より詳細に検証できる。
【００５８】好ましい実施の形態では、画像モニタ用の
表示データが、撮像素子から取得される生画像の上に変
位測定方向と直交する方向における測定点抽出範囲を示
す図形を重ねた画像に相当するようにしてもよい。
【００５９】このような構成によれば、計測対象物表面
の映像とその上に重ねられた測定点抽出範囲の境界線等
の図形とを照らし合わせることにより、測定点自動抽出
アルゴリズムの内容を確認できる。
【００６０】好ましい実施の形態では、画像モニタ用の
表示データが、撮像素子から取得される生画像の上に変
位測定方向と直交する方向における測定点抽出範囲を示
す図形並びに自動抽出された測定点座標を示す図形を重
ねたものに相当するようにしてもよい。
【００６１】このような構成によれば、計測対象物表面
の映像とその上に重ねられた測定点抽出範囲の境界線等
の図形並びに自動抽出された測定点座標とを照らし合わ
せることにより、測定点抽出アルゴリズムが正常に動作
したかを検証できる。
【００６２】好ましい実施の形態では、画像モニタ用の
表示データが、算出された変位量を時系列的に並べて示
すトレンドグラフの画像に相当するようにしてもよい。
【００６３】このような構成によれば、トレンドグラフ
に含まれる過去一連の測定値と比較しつつ、現在の測定
変化量の増減傾向を確認することができる。
【００６４】別の一面から見た本発明の変位センサは、
撮像素子から取得した画像から、所定の測定点抽出アル
ゴリズムを用いて測定点座標を自動抽出し、該自動抽出
された測定点座標から目的とする変位量を算出する変位
センサであって、前記撮像素子から取得した画像上に測
定点抽出範囲を設定する手段と、前記測定点抽出範囲内
における画像上から所定の測定点抽出アルゴリズムを用
いて測定点座標を自動抽出する手段と、とを具備するも
のである。
【００６５】好ましい実施の形態においては、測定点抽
出範囲が変位測定方向へ設定されるようにしてもよい。
【００６６】好ましい実施の形態においては、撮像素子
が二次元撮像素子であり、かつ測定点抽出範囲が変位測
定方向と直交する方向へ設定するようにしてもよい。
【００６７】上述の構成によれば、撮像素子から取得さ
れる画像上に測定点抽出範囲を設定できるので、外乱光
による誤抽出を防止できる。加えて、２次元撮像素子が
使用される場合には、測定に使用されるピクセル列帯を
必要最小限に狭めることで、測定点抽出処理の所要時間
を短縮できる。
【００６８】このような構成によれば、この種の二次元
撮像素子を使用する変位センサの使い勝手を著しく向上
できる。すなわち、二次元撮像素子を使用する変位セン
サでは、変位方向に延びるピクセル列が平行に多数列
（数十列以上）存在するのが普通であるから、常にその
全てのピクセル列の中から、ピーク点やボトム点を抽出
せねばならないとすれば、著しく使い勝手が悪い製品と
なってしまう。
【００６９】別の一面から見た本発明の変位センサは、
光切断用ビームを生成する光源と、光切断用ビームが照
射された測定対象物を撮影する撮像素子とを内蔵する１
もしくは２以上のセンサヘッドと、１又は２以上のセン
サヘッドが接続可能な本体装置と、本体装置と一体又は
別体に設けられ、本体装置に対して各種の指令を与える
ための操作器と、本体装置からの表示データに対応した
画像を表示する画像モニタと、を有し、本体装置にあっ
ては、センサヘッドを介して取得した画像から、所定の
測定点抽出アルゴリズムを用いて測定点座標を自動抽出
し、該自動抽出された測定点座標に基づいて目的とする
変位量を算出する、変位センサであって、
【００７０】本体装置には、画像取得から変位量算出に
至る過程で使用されたデータを画像モニタ用の表示デー
タに編集する表示データ編集手段が設けられていること
を特徴とするものである。
【００７１】好ましい実施の形態では、光切断用ビーム
がラインビームであり、かつ撮像素子が二次元撮像素子
であるようにしてもよい。
【００７２】好ましい実施の形態では、本体装置には、
操作量の所定操作に応じて、センサヘッドから取得され
た画像上に測定領域を設定する手段と、測定領域内にお
ける画像上から所定の測定点抽出アルゴリズムを用いて
測定点座標を自動抽出する手段とが設けられるようにし
てもよい。
【００７３】上述の構成によれば、外乱光の影響や各種
設定不良による誤動作を防止して、使い勝手のよい変位
センサを実現することができる。
【００７４】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の好適な実施の
一形態を添付図面に従って説明する。
【００７５】先に説明したように、本発明の変位センサ
は、撮像素子から取得した画像から、所定の計測アルゴ
リズムを用いて測定点座標を自動抽出し、該自動抽出さ
れた測定点座標から目的とする変位量を算出する変位セ
ンサであって、前記画像取得から変位量算出に至る過程
で使用されたデータを画像モニタ用の表示データに編集
する表示データ編集手段を有するものである。
【００７６】かかる本発明が適用された変位センサのシ
ステム構成の一例を示すブロック図が図１に示されてい
る。
【００７７】同図に示されるように、この変位センサ１
は、本体装置１０と、２台のセンサヘッド２０Ａ，２０
Ｂと、画像モニタ３０と、操作器４０とを含んでいる。
尚、符号５０で示されるのは、ＰＬＣ等の外部機器であ
る。本体装置１０は、本変位センサの中枢をなすもので
あり、マイクロプロセッサを主体として構成されてい
る。この本体装置１０の内部には、後に図３を参照して
説明するように、各種の処理機能がソフトウエア的に実
現されている。
【００７８】センサヘッド２０Ａ，２０Ｂは、対象とな
る変位量を受光画面上の位置情報に変換して検出する装
置である。センサヘッド２０Ａ，２０Ｂの一例が図２に
示されている。同図に示されるように、センサヘッド２
０Ａ，２０Ｂは、レーザ光を発するレーザダイオード２
０１と、レーザダイオード２０１の前面側に配置された
スリット板２０２と、スリット板２０２を通ったレーザ
光を検出物体６０上に集束して照射するレンズ系２０３
と、検出物体６０からの光を集束するレンズ系２０４
と、レンズ系２０４を介して得られた光像が受光面に結
ばれるように配置した撮像素子２０５とを含んでいる。
【００７９】スリット板２０２のスリットは、直線状と
なっているため、検出物体６０上に照射される光線は、
ラインビーム（断面が直線状のビーム）とされている。
この例では、ラインビームの軸方向（ラインビームの断
面の長手方向）は紙面と直交する方向とされている。
【００８０】一方、撮像素子２０５は、この例では二次
元ＣＣＤ素子が採用されている。特にこの二次元ＣＣＤ
素子は、細長い長方形状の視野を有する。一例として
は、このＣＣＤ素子の受光面上には、長辺方向１０７７
個及びそれに直交する短辺方向６８個のピクセルが配列
されている。又、受光面上に結像されるラインビームの
方向はＣＣＤ素子の受光面の長手方向と直交する方向と
なっている。
【００８１】図１に戻って、操作器４０はハンディタイ
プのもので、その表面にはテンキー、各種ファンクショ
ンキーの他に、カーソル移動用のアップキーやダウンキ
ー（図示せず）が配置されている。この操作器４０は、
所定の電気コードを介して本体装置１０に接続される。
【００８２】画像モニタ３０は、本体装置１０から出力
されるモニタ出力（表示データ）を受けて、対応する画
像を画面上に表示するものである。この画像モニタ３０
としては、ＣＲＴ表示器、液晶表示器等の任意の市販の
表示器が採用可能となっている。
【００８３】外部機器５０は、本体装置１０から出力さ
れる変位量データ出力Ｄ１や判定出力Ｄ２を受け取るも
のであり、例えばプログラマブルコントローラ（ＰＬ
Ｃ）等がこれに相当する。本体装置１０は、本発明の要
部をなすものであり、２台のセンサヘッド２０Ａ，２０
Ｂから取得した画像に対して、ユーザ指定の測定点抽出
アルゴリズムを用いて測定点座標を自動的に抽出し、こ
の自動的に抽出された測定点座標から、例えば三角測量
演算によって実際の変位量を算出し、また変位量の変動
許容値（しきい値）が設定されている場合には、更に、
許容値判定処理を行い、対象製品の良否判定結果である
二値信号を生成する。そして、これら生成された変位量
データ出力Ｄ１並びに二値信号である判定出力Ｄ２を外
部機器５０に送出する。
【００８４】本体装置の内部機能構成を示すブロック図
が図３に示されている。同図に示されるように、この本
体装置は、計測部１１０と制御部１２０とから概略構成
されている。計測部１１０内には、センサヘッド用のイ
ンタフェース部１１１と、インタフェース部１１１を介
してセンサヘッド２０Ａ，２０Ｂから取り込まれた画像
データを処理する画像演算部１１２とが含まれている。
【００８５】一方、制御部１２０内には、画像モニタ３
０並びに操作器４０とのインタフェースとして機能する
ＧＵＩ部１２１と、計測部１１０から送られてくる画像
データに対して適当な処理を加えてＧＵＩ部１２１へと
送り出す画像処理部１２２と、先ほど説明した変位量デ
ータ出力Ｄ１並びに判定出力Ｄ２を外部機器へと送り出
すための外部出力インタフェース部１２４と、装置全体
を統括制御するための制御処理部１２３とを含んでい
る。
【００８６】次に、同装置におけるデータの流れについ
て説明する。インタフェース部１１１に含まれるセンサ
ヘッド制御部１１１Ｂは、センサヘッド２０Ａ，２０Ｂ
に内蔵されたＣＣＤの受光量が適切となるようにレーザ
ダイオード２０１（図２参照）の光量制御を行う。この
状態で、センサヘッド２０Ａ，２０Ｂ内のＣＣＤが撮影
した画像データＤ３は、画像取込部１１１Ａの作用で、
計測部１１０内に取り込まれる。
【００８７】こうして計測部１１０に取り込まれた画像
データは、画像演算部１１２内の画像転送部１１２Ａ並
びに計測処理部１１２Ｂへと送られる。画像転送部１１
２Ａは、画像取込部１１１Ａから到来する画像データＤ
３を、制御部１２０内の画像処理部１２２へと送出す
る。又、計測処理部１１２Ｂでは、画像データＤ３に基
づいて計測処理を行い、変位量データＤ１や判定出力Ｄ
２を求め、これらのデータＤ７を制御部１２０内の制御
処理部１２３へと送出する。
【００８８】本発明の要部である測定点座標の自動抽出
処理や変位量測定処理は、主として、この計測処理部１
１２Ｂにて実現される。
【００８９】制御部１２０内の制御処理部１２３は、計
測処理部１１２Ｂから送られてきたデータＤ７に基づ
き、ラインビーム方向測定点座標データＤ８を求め、こ
れを画像処理部１２２へと送出する。画像処理部１２２
は、画像データ並びにラインブライトを含むデータＤ４
をＧＵＩ部１２１へ送出する。ＧＵＩ部１２１は操作器
４０からの各種指令を受け付けると共に、表示用データ
を編集し、これをモニタ出力Ｄ５として画像モニタ３０
へと送出する。
【００９０】本発明の要部である表示データ編集処理
は、主として、これら画像処理部１２２及びＧＵＩ（グ
ラフィック・ユーザ・インタフェース）部１２１にて実
現される。
【００９１】次に、以上説明した変位センサの変位量測
定動作を図４のフローチャートを参照しながら詳細に説
明する。同図において、まず最初のステップでは、セン
サヘッド内のＣＣＤで撮影された画像を装置本体へと取
り込む（ステップ４０１）。
【００９２】センサヘッド内のＣＣＤで撮像された画像
の説明図が図５に示されている。同図に示されるよう
に、センサヘッドに内蔵されたＣＣＤは、細長い長方形
状の視野７１を有する。この視野の長辺に沿うＸ方向は
変位方向とされており、また短辺に沿うＹ方向はライン
ビーム方向（以下、単にライン方向とも言う）とされて
いる。又、センサの視野７１内には、この例ではジグザ
グ状の直線としてラインビームの像（照射光像）７２が
描かれている。又、変位方向において、図中左側がセン
サヘッドに近い方向、逆に右側がセンサヘッドに遠い方
向とされている。
【００９３】図４に戻って、次のステップとして、測定
範囲内の特徴点抽出処理を実行する（ステップ４０
２）。測定範囲内における測定点抽出処理の説明図が図
６に示されている。同図に示されるように、センサの視
野７１内には、図中左右方向へ延びる２本の互いに平行
な点線７４，７５によって測定範囲７３が示されてい
る。そしてこの測定点抽出処理では、この測定範囲（測
定点抽出範囲）７３内において、所定の特徴点抽出アル
ゴリズムを使用することにより、ピーク位置（Ｐｘ，Ｐ
ｙ）並びにボトム位置（Ｂｘ，Ｂｙ）が抽出される。
尚、後述するように、測定範囲（測定点抽出範囲）７３
を特定する始点直線７４及び終点直線７５は予めユーザ
により設定されたものである。
【００９４】図４に戻って、次のステップでは特徴点を
含むラインのラインブライトを抽出する（ステップ４０
３）。ＣＣＤによる撮像画像とラインブライト波形との
関係を示す説明図が図７に示されている。同図に示され
るように、このラインブライト抽出処理では、図中一点
鎖線で示されるピーク位置を含むライン上において、各
ピクセルの受光輝度が抽出され、これが変位方向に配列
されることによって、図に示されるラインブライト波形
７６が生成される。図７に示されるように、このライン
ブライト波形７６は、横軸を変位方向及び縦軸を階調と
する直交座標上において描かれている。
【００９５】図４に戻って、次のステップでは、所定の
抽出アルゴリズムに従って、ラインブライト上の測定点
座標が抽出される（ステップ４０４）。この測定点座標
の抽出は、しきい値決定処理と測定点座標抽出処理を経
て行われる。しきい値決定方法の一例を示す説明図が図
８に示されている。同図に示されるように、しきい値Ｔ
Ｈの決定はピーク値を示すピクセルＰＰの輝度Ｖｐに対
してａ％として決定される。すなわち、ＴＨ＝Ｖｐ×ａ
％として自動的に決定される。又、測定点座標抽出処理
の説明図が図９に示されている。測定点座標抽出方法に
は、この例では重心モードとエッジ中心モードと片側エ
ッジモードとの３種類のモードが用意されている。重心
モードにおいては、図９（ａ）に示されるように、図中
ハッチングで示されるしきい値ＴＨを越える部分の濃淡
重心として測定点が求められる。又、エッジ中心モード
においては、ラインブライト波形としきい値ＴＨとの交
点である２つのエッジの中心として測定点が求められ
る。更に、片側エッジモードにおいては、ラインブライ
ト波形としきい値ＴＨとの片側エッジとして測定点が求
められる。
【００９６】図４に戻って、次のステップでは、測定点
座標から変位量が算出される（ステップ４０５）。この
変位量算出処理は例えば光学系が三角測距である場合、
変位量Ｚ＝Ａ×Ｂ／（Ｃ×Ｘ）として求められる。ここ
で、Ｘは変位方向座標、Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ光学系に
より決定される定数である。
【００９７】図４に戻って、次のステップでは、得られ
た変位量（必要であれば判定出力）を画像モニタ３０並
びに外部機器５０へと出力する（ステップ４０６）。
尚、ユーザの指定する判定値に基づく判定結果の算出は
例えば次のようにして行う。 判定結果ＨＩＧＨ：ＨＩＧＨ判定値より変位量が大であ
る場合 判定結果ＰＡＳＳ：ＬＯＷ判定値≦変位量≦ＨＩＧＨ判
定値の場合（良品） 判定結果ＬＯＷ：ＬＯＷ判定より変位量が小である場合 判定結果ＥＲＲＯＲ：センサが計測不能となった場合
【００９８】モニタ画面上に画像を生成する方法の説明
図が図１０に示されている。同図に示されるように、こ
の実施の形態においては、４枚（層）の画像メモリ
（０）〜（３）が使用される。それらのうちで、画像メ
モリ（０）はセンサヘッドから取り込まれた生画像が、
画像メモリ（１）には画面枠判定値や固定描画部品など
が、画像メモリ（２）にはラインブライト並びに測定点
が、画像メモリ（３）には変位量並びに判定基準などが
それぞれ格納される。そして、これらの画面メモリ
（０）〜（３）上のデータは、ＧＵＩ部１２１及び画像
処理部１２２の作用により、互いに重ねて読み出され、
モニタ出力（表示データ）Ｄ５として画像モニタ３０へ
と送られる。
【００９９】次に、画像モニタ３０における具体的ない
くつかの表示例について図１１〜図１５を参照しながら
説明する。
【０１００】正常な計測値が得られた状態におけるモニ
タ画面の一例を示す図が図１１に示されている。尚、同
図（ｂ）に示されるように、この例にあっては、センサ
ヘッドと測定対象物との基準距離を１００ｍｍと設定
し、その前後２０ｍｍの範囲内において変位量を測定す
るものと想定する。同図（ａ）に示されるように、画像
モニタの画面は上下方向４段に分割されている。それら
の領域は上から順に画像表示領域７７、グラフ表示領域
７８、数値表示領域７９、ガイド表示領域８０とされて
いる。
【０１０１】画像表示領域７７には、撮像素子である二
次元ＣＣＤから取得された生画像（階調画像）が表示さ
れる。図において符号８１で示されるのはラインビーム
の像であり、符号８２で示されるのは生画像上における
測定点座標を示す十字記号である。
【０１０２】グラフ表示領域７８には、ラインブライト
波形が縦横の罫線と共に表示される。符号８３で示され
るのがラインブライト波形であり、符号８４で示される
のが縦横の罫線である。又、符号８５で示されるのがラ
インブライト波形上における測定点座標を示す十字記号
である。さらに、図中上下方向に延びる２本の点線８
６，８７は、ＬＯＷならびにＨＩＧＨの判定基準値であ
る。
【０１０３】数値表示領域７９には変位量を表す数値並
びに判定結果を表す記号が表示される。図中符号８８で
示されるものが測定値を示す数値（＋１０１．５３４
５）であり、符号８９で示されるのが判定結果を示す記
号（ＰＡＳＳ）である。
【０１０４】画像及びラインブライト波形を変位軸方向
に拡大した状態におけるモニタ画面の一例を示す説明図
が図１２に示されている。尚、同図において、図１１と
同一構成部分には同符号を付して説明を省略する。同図
に示されるように、この例にあっては、画像表示領域７
７上の生画像並びにグラフ表示領域７８上のラインブラ
イト波形８３はいずれも変位測定方向へと大きく拡大さ
れている。尚、符号８１で示されるラインビームの像が
線状ではなく円形状に太って描かれているのはそのため
である。このように生画像並びにラインブライト波形を
拡大して表示すれば、測定点座標と生画像並びにライン
ブライト波形との関係をより明確なものとすることがで
き、両者の関係を精密に確認することができる。
【０１０５】外乱による誤計測が発生した状態における
モニタ画面の一例を示す説明図が図１３に示されてい
る。尚、同図において図１１と同一構成部分については
同符号を付して説明を省略する。この例では、正常なラ
インビームに基づく光像８１は許容範囲内に収まってい
るにもかかわらず、符号８９で示されるように、判定結
果は不良品であるＬＯＷとされている。一方、画像表示
領域７７の生画像を見ると、符号９０で示されるように
下限値よりも下方へはずれた位置に外乱光に基づく光像
が現れており、符号８２に示されるように測定点座標を
示す十字記号８２はこの誤った光像９０に位置している
ことがわかる。同様にして、グラフ表示領域７８を見る
と、ラインブライト曲線８３上の真のピークは許容範囲
内に収まっているにもかかわらず、外乱に基づくピーク
は下限値よりも下方へ位置している。符号８５に示され
る測定点座標を示す十字記号は、この外乱光によるピー
ク値に位置していることがわかる。これらの表示によっ
て、ユーザは、実際の製品の変位量が異常なのではなく
て、外乱光による誤った光像９０によって誤作動したこ
とが理解される。
【０１０６】２つのセンサヘッドを同時に使用して段差
計測を行なう状態におけるモニタ画面の一例を示す説明
図が図１４に示されている。尚、同図において、図１１
と同一構成部分については同符号を付して説明を省略す
る。図１４（ｂ）に示されるように、この例にあって
は、２個のセンサヘッド（０），（１）をそれぞれ測定
対象物と対向配置し、それぞれからの距離を測定すると
共に、それらの距離の偏差（段差）を自動的に演算出力
するようにしたものである。すなわち、同図（ａ）に示
されるように、この例にあっては、数値表示領域７９に
は符号８８で示されるように、段差を示す数値（＋４．
５３４５）が表示される。又、画像表示領域７７は上下
２列に分割されており、そのうち上段にはセンサヘッド
（０）に関する生画像が、下段にはセンサヘッド（１）
に関する生画像が表示される。又、それぞれの生画像上
にはラインビームに相当する光像８１ａ，８２ａと測定
点座標を示す十字記号８１ｂ，８２ｂが表示される。
又、グラフ表示領域７８には、センサヘッド（０），
（１）にそれぞれ対応するラインブライト波形８３ａ，
８３ｂと測定点座標を示す十字記号８５ａ，８５ｂが表
示される。従って、以上の画像表示によれば、何らかの
異常が発生した場合、センサヘッド（０），（１）のい
ずれに異常が生じたかを確認することができる。尚、こ
の場合、符号８９で示される判定結果を示す記号（ＰＡ
ＳＳ）は段差に対する許容幅に対応している。
【０１０７】変位量データを時系列的に表示する状態に
おけるモニタ画面の一例を示す図が図１５に示されてい
る。尚、図１１と同一構成部分については同符号を付し
て説明を省略する。図１５（ａ）に示されるように、こ
の例にあっては、ベルトコンベア上を順次搬送されてく
る部品Ａ，Ｂとセンサヘッドとの距離を順次測定し、そ
の結果を図１５（ａ）に示されるように、グラフ表示領
域７８上に時系列波形（トレンドグラフ）９１として表
示させるものである。尚、このとき、画像表示領域７７
には、その時点におけるラインビームの光像８１並びに
測定点を示す十字記号８２が表示される。このような表
示内容によれば、順次送られてくる部品Ａ，Ｂの公差乃
至ばらつきを明確に把握しつつ、計測処理を円滑に行う
ことができる。
【０１０８】次に、先の測定において説明した測定範囲
７３の設定処理などについて説明する。先に説明したよ
うに、この実施形態の変位センサにあっては、２個のセ
ンサヘッド２０Ａ，２０Ｂを接続可能とされている。
又、図１４に示されるように、それらセンサヘッドを同
時に作動させつつ段差測定などを可能としている。当然
に、これら２台のセンサヘッドに対しては別々に選択設
定操作が可能とされている。
【０１０９】センサヘッド選択操作時のモニタ画面を示
す説明図が図１６に示されている。尚、同図において図
１１と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略す
る。装置本体に接続された操作器４０で所定操作を行う
ことによりダイアログボックス９２を開き、その状態で
所定の選択操作によりセンサヘッド２０Ａ，２０Ｂのい
ずれかを指定することができる。
【０１１０】ビームライン方向の測定領域の始点決定操
作中のモニタ画面を示す説明図が図１７に示されてい
る。尚、図１１と同一構成部分には同符号を付して説明
を省略する。測定領域選択中にあっては、画像表示領域
７７には、図中左右方向へ延びる点線で示されるように
始点ライン９２と終点ライン９３とが描かれる。これら
のライン９２，９３は所定操作により画面上において上
下方向へ平行移動可能となされている。始点ライン９２
を決定する場合、所定操作によってカーソル９４を始点
ライン（Ａ）９２側に設定する。この状態において始点
ライン９２を所望の画素位置（ｐｉｘｅｌ）に合わせ、
所定の確定操作を行うことによって始点ライン９２を希
望の位置に合わせることができる。図では、始点ライン
９２は１６ｐｉｘｅｌ目に位置合わせされている。
【０１１１】ビームライン方向の測定領域の終点決定操
作中のモニタ画面を示す説明図が図１８に示されてい
る。尚、図１１と同一構成部分には同符号を付して説明
を省略する。終点ライン９３を所望の位置に設定する場
合、まずカーソル９４を終点ライン（Ｂ）９３側へと合
わせ、その状態で終点ライン９３を上下方向へ移動して
希望の位置に移動したのち、所定の確定操作を行うこと
によって終点ライン９３の決定を完了する。この例で
は、終点ライン９３は４０ｐｉｘｅｌ目に設定されてい
る。尚、以上の設定操作中、始点ライン９２並びに終点
ライン９３の移動位置は、数値表示領域７９に表示され
る。これにより、測定領域（測定点抽出範囲）９５を１
６ｐｉｘｅｌと４０ｐｉｘｅｌの間に特定できる。
【０１１２】次に、測定領域を決定したのち、その測定
領域内において３つのモード（ノーマルモード、ピーク
モード、ボトムモード）にて特徴点（測定点）を抽出す
る処理について説明する。
【０１１３】測定領域内におけるライン方向測定点抽出
操作中のモニタ画面を示す説明図（ノーマルモード）が
図１９に示されている。尚、図１１と同一構成部分には
同符号を付して説明を省略する。同図に示されるよう
に、画像表示領域７７には、それぞれ平坦なピークとボ
トムとを有するラインビームの像９６が表示されてい
る。そしてノーマルモードの場合、測定点はこれらピー
ク位置とボトム位置との中間に自動設定される。符号９
７で示される十字記号（カーソル）が測定点の位置を示
している。このようにノーマルモードにおいては、１６
ｐｉｘｅｌと４０ｐｉｘｅｌとで挟まれる測定範囲内に
おいて、ピーク位置とボトム位置との中間に測定点が自
動設定される。
【０１１４】測定領域内におけるライン方向測定点抽出
操作中のモニタ画面を示す説明図（ピークモード）が図
２０に示されている。尚、図１１と同一構成部分には同
符号を付して説明を省略する。同図に示されるように、
画像表示領域７７には、それぞれ平坦なピークとボトム
とを有するラインビームの像９６が表示されている。そ
してピークモードの場合、測定点はこれらピーク位置に
設定される。符号９７で示される十字記号（カーソル）
が測定点の位置を示している。このようにピークモード
においては、１６ｐｉｘｅｌと４０ｐｉｘｅｌとで挟ま
れる測定範囲内において、ピーク位置に測定点が自動設
定される。
【０１１５】測定領域内におけるライン方向測定点抽出
操作中のモニタ画面を示す説明図（ボトムモード）が図
２１に示されている。尚、図１１と同一構成部分には同
符号を付して説明を省略する。同図に示されるように、
画像表示領域７７には、それぞれ平坦なピークとボトム
とを有するラインビームの像９６が表示されている。そ
してボトムモードの場合、測定点はこれらピーク位置に
設定される。符号９７で示される十字記号（カーソル）
が測定点の位置を示している。このようにボトムモード
においては、１６ｐｉｘｅｌと４０ｐｉｘｅｌとで挟ま
れる測定範囲内において、ボトム位置に測定点が自動設
定される。
【０１１６】ラインブライト上の測定点抽出操作中のモ
ニタ画面を示す説明図が図２２に示されている。尚、図
１１と同一構成部分には同符号を付して説明を省略す
る。同図に示されるように、グラフ表示領域７８にはラ
インブライト波形が描かれ、そのピーク位置近傍には測
定点座標を示すカーソル９８が表示される。尚、カーソ
ル９７とカーソル９８とは上下方向へ延びる直線状に整
合させてもよい。そうすれば、画像表示領域７７とグラ
フ表示領域７８とを照らし合わせることにより測定点座
標をより精密に確認することができる。
【０１１７】ラインブライト上の測定点抽出中のモニタ
画面を示す説明図が図２３に示されている。尚、図１１
と同一構成部分には同符号を付して説明を省略する。グ
ラフ表示領域（通常サイズ）７８とグラフ表示領域（拡
大サイズ）７８′とを比較して明らかなように、この例
にあっては、ラインブライト波形が変位測定方向へと拡
大されている。その結果、グラフ表示領域（拡大サイ
ズ）７８′に示されたラインブライト波形によれば、測
定点座標とラインブライト波形との関係をより一層精度
よく確認することができる。この操作は、例えばグラフ
表示領域（通常サイズ）７８にて測定点座標を確認した
のち、所定の操作で拡大モードを選択することによって
行うことができる。
【０１１８】以上、各実施形態の説明でも明らかなよう
に、この変位センサによれば、単に変位測定結果を確認
するのみならず、生画像取得から変位量測定に至る過程
で用いられた種々のデータ（生画像、ラインブライト波
形、各種しきい値）をモニタ画面上に表示させることが
できるため、測定結果に異常が現れたような場合その原
因が測定対象そのものの異常なのか外乱光による誤動作
なのかを容易に判別することができ、例えば生産ライン
に適用した場合トラブル発生時の対策を迅速にとること
が可能となる。
【０１１９】特にモニタ画面上には生画像とラインブラ
イト波形とを平行に並べて表示させるため、計測結果に
異常が生じたような場合、その原因が外乱光にあるよう
な場合には生画像とラインブライト波形とを照らし合わ
せつつその原因を精密に把握することができる。
【０１２０】又、測定範囲については変位測定方向のみ
ならず、これと直交する方向についても設定可能とした
ため、二次元ＣＣＤの視野内にラインビームの像が片寄
って位置していたり、あるいは測定対象物上の測定点が
ＣＣＤの視野内において同様に片寄って位置しているよ
うな場合、それらの偏りを考慮して測定点を絞り込むこ
とにより、より精密な計測が可能となる。
【０１２１】さらに、モニタ画面上には同時に作動する
２台のセンサヘッドからの情報を並列にあるいは重ねて
表示させることもできるため、２台のセンサヘッドを用
いて段差計測を行うような場合、何らかのエラーが発生
した場合いずれのセンサヘッドに原因があるかを迅速か
つ的確に把握することができる。
【０１２２】加えて、コンベア上を次々と物品が搬送さ
れてくるような場合、逐次検出される変位量をモニタ画
面上に時系列的に表示させることもできるため、生産ラ
インにおける検査工程などにおいてはより使い勝手の良
いものとなる。
【０１２３】
【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、画像取得から変位量算出に至る過程で使用され
たデータを容易に確認可能となり、これにより、測定さ
れた変位量が異常値を示す場合、計測対象物に真に異常
があるのか、それとも外乱光等を原因としてセンサが誤
作動した結果なのか判別することが可能となる。また、
本発明によれば、画像素子の視野を任意に限定して測定
点の抽出等を行うことが可能となる。その結果、本発明
によれば、この種の変位センサの使い勝手を著しく向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された変位センサのシステム構成
の一例を示すブロック図である。
【図２】センサヘッドの内部構成を概略的に示す説明図
である。
【図３】本体装置の内部機能構成を示すブロック図であ
る。
【図４】変位センサの変位量測定動作を概略的に示すゼ
ネラルフローチャートである。
【図５】センサヘッド内のＣＣＤで撮像された画像の説
明図である。
【図６】測定範囲内における測定点抽出処理の説明図で
ある。
【図７】ＣＣＤによる撮像画像とラインブライト波形と
の関係を示す説明図である。
【図８】しきい値決定方法の説明図である。
【図９】測定点座標抽出処理の説明図である。
【図１０】モニタ画面生成方法の説明図である。
【図１１】正常な計測値が得られた状態におけるモニタ
画面の一例を示す図である。
【図１２】画像及びラインブライト波形を変位軸方向に
拡大した状態におけるモニタ画面の一例を示す説明図で
ある。
【図１３】外乱による誤計測が発生した状態におけるモ
ニタ画面の一例を示す説明図である。
【図１４】２つのセンサヘッドを同時に使用して段差計
測を行なう状態におけるモニタ画面の一例を示す説明図
である。
【図１５】変位量データを時系列的に表示する状態にお
けるモニタ画面の一例を示す図である。
【図１６】センサヘッド選択操作時のモニタ画面を示す
説明図である。
【図１７】ビームライン方向の測定領域の始点決定操作
中のモニタ画面を示す説明図である。
【図１８】ビームライン方向の測定領域の終点決定操作
中のモニタ画面を示す説明図である。
【図１９】測定領域内におけるライン方向測定点抽出操
作中のモニタ画面を示す説明図（ノーマルモード）であ
る。
【図２０】測定領域内におけるライン方向測定点抽出操
作中のモニタ画面を示す説明図（ピークモード）であ
る。
【図２１】測定領域内におけるライン方向測定点抽出操
作中のモニタ画面を示す説明図（ボトムモード）であ
る。
【図２２】ラインブライト上の測定点抽出操作中のモニ
タ画面を示す説明図である。
【図２３】ラインブライト上の測定点抽出操作中のモニ
タ画面を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 変位センサ １０ 本体装置 ２０Ａ，２０Ｂ センサヘッド ３０ 画像モニタ ４０ 操作器 ５０ 外部機器 ６０ 検出対象物体 ７１ センサの視野 ７２ ラインビームの像 ７３ 測定範囲 ７４ 測定範囲の始点 ７５ 測定範囲の終点 ７６ ラインブライト波形 ７７ 画像表示領域 ７８ グラフ表示領域 ７９ 数値表示領域 ８０ ガイド表示領域 ８１ ラインビームの光像 ８２ 測定点座標を示す十字記号 ８３ ラインブライト波形 ８４ 罫線 ８５ 測定点座標を示す十字記号 ８６ 許容範囲の下限値 ８７ 許容範囲の上限値 ８８ 測定結果を示す数値 ８９ 判定結果を示す記号 ９０ 外乱に基づく光像 ９２ 始点ライン ９３ 終点ライン ９４ 選択ラインを示すカーソル ９６ ラインビームの像 ９７ 測定点座標を示すカーソル ９８ 測定点座標を示すカーソル １１０ 計測部 １１１ センサヘッド用インタフェース １１１Ａ 画像取込部 １１１Ｂ センサヘッド制御部 １１２ 画像演算処理部 １１２Ａ 画像転送部 １１２Ｂ 計測処理部 １２０ 制御部 １２１ ＧＵＩ部 １２２ 画像処理部 １２３ 制御処理部 １２４ 外部出力インタフェース部 ２０１ レーザダイオード ２０２ スリット板 ２０３ 投光レンズ系 ２０４ 受光レンズ系 ２０５ 撮像素子（二次元ＣＣＤ） Ｄ１ 変位量データ出力 Ｄ２ 判定出力
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 7/60 １５０ Ｇ０１Ｂ 11/24 Ｅ Ｆターム(参考） 2F065 AA07 AA09 AA18 AA25 AA52 AA65 BB05 BB15 DD00 FF01 FF04 FF09 GG06 HH05 HH12 JJ02 JJ03 JJ05 JJ08 JJ25 JJ26 MM03 QQ24 QQ25 QQ35 QQ40 QQ45 SS04 SS13 UU05 UU07 5B057 AA01 BA02 BA11 BA30 CA12 CA16 CB12 CB16 CC03 CE08 CE18 CH11 DA01 DA08 DA16 DC16 5L096 BA03 CA14 EA27 FA06 FA44 FA64 GA51 LA05

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 撮像素子から取得した画像から、所定の
    測定点抽出アルゴリズムを用いて測定点座標を自動抽出
    し、該自動抽出された測定点座標に基づいて目的とする
    変位量を算出する変位センサであって、 前記画像取得から変位量算出に至る過程で使用されたデ
    ータを画像モニタ用の表示データに編集する表示データ
    編集手段を有する変位センサ。
  2. 【請求項２】 撮像素子が二次元撮像素子である請求項
    １に記載の変位センサ。
  3. 【請求項３】 画像モニタ用の表示データが、撮像素子
    から取得される生画像に相当する請求項１又は２に記載
    の変位センサ。
  4. 【請求項４】 画像モニタ用の表示データが、撮像素子
    から取得される生画像の上に測定点座標を示す図形を重
    ねた画像に相当する請求項１又は２に記載の変位セン
    サ。
  5. 【請求項５】 画像モニタ用の表示データが、撮像素子
    から取得される生画像の上に変位測定方向の測定値許容
    範囲を示す図形を重ねた画像に相当する請求項１又は２
    に記載の変位センサ。
  6. 【請求項６】 画像モニタ用の表示データが、撮像素子
    から取得される生画像の上に、測定点座標を示す図形及
    び変位測定方向の測定値許容範囲を示す図形を重ねて示
    す画像に相当する請求項１又は２に記載の変位センサ。
  7. 【請求項７】 表示データに基づいて画像モニタ上に表
    示される画像が、変位測定方向へと拡大可能とされてい
    る請求項３〜６のいずれかに記載の変位センサ。
  8. 【請求項８】 画像モニタ用の表示データが、ラインブ
    ライト波形の画像に相当する請求項１又は２に記載の変
    位センサ。
  9. 【請求項９】 画像モニタ用の表示データが、ラインブ
    ライト波形上に測定点座標を示す図形を重ねた画像に相
    当する請求項１又は２に記載の変位センサ。
  10. 【請求項１０】 画像モニタ用の表示データが、ライン
    ブライト波形上に測定点座標抽出用しきい値を示す図形
    を重ねた画像に相当する請求項１又は２に記載の変位セ
    ンサ。
  11. 【請求項１１】 画像モニタ用の表示データが、ライン
    ブライト波形上に変位測定方向の測定値許容範囲を示す
    図形を重ねた画像に相当する請求項１又は２に記載の変
    位センサ。
  12. 【請求項１２】 画像モニタ用の表示データが、ライン
    ブライト波形の上に、測定点座標を示す図形及び変位測
    定方向の測定値許容範囲を示す図形を重ねて示す画像に
    相当する請求項１又は２に記載の変位センサ。
  13. 【請求項１３】 表示データに基づいて画像モニタ上に
    表示される画像が、変位測定方向へと拡大可能とされて
    いる請求項８〜１２のいずれかに記載の変位センサ。
  14. 【請求項１４】 画像モニタ用の表示データが、撮像素
    子から取得される生画像とラインブライト波形とを並べ
    て又は重ねて示す画像に相当する請求項１又は２に記載
    の変位センサ。
  15. 【請求項１５】 画像モニタ用の表示データが、撮像素
    子から取得される生画像とラインブライト波形とを並べ
    て又は重ねて示し、かつ生画像及び／又はラインブライ
    ト波形の上に測定点座標を示す図形を重ねた画像に相当
    する請求項１又は２に記載の変位センサ。
  16. 【請求項１６】 画像モニタ用の表示データが、撮像素
    子から取得される生画像とラインブライト波形とを並べ
    て又は重ねて示し、かつ生画像及び／又はラインブライ
    ト波形の上に変位測定方向の測定値許容範囲を示す図形
    を重ねた画像に相当する請求項１又は２に記載の変位セ
    ンサ。
  17. 【請求項１７】 画像モニタ用の表示データが、撮像素
    子から取得される生画像とラインブライト波形とを並べ
    て又は重ねて示し、かつ生画像及び／又はラインブライ
    ト波形の上に、測定点座標及び変位測定方向の測定値許
    容範囲を示す図形を重ねた画像に相当する請求項１又は
    ２に記載の変位センサ。
  18. 【請求項１８】 表示データに基づいて画像モニタ上に
    表示される画像が変位測定方向へと拡大可能とされてい
    る請求項１４〜１７のいずれかに記載の変位センサ。
  19. 【請求項１９】 画像モニタ用の表示データが、撮像素
    子から取得される生画像の上に変位測定方向と直交する
    方向における測定点抽出範囲を示す図形を重ねた画像に
    相当する請求項２に記載の変位センサ。
  20. 【請求項２０】 画像モニタ用の表示データが、撮像素
    子から取得される生画像の上に変位測定方向と直交する
    方向における測定点抽出範囲を示す図形並びに自動抽出
    された測定点座標を示す図形を重ねたものに相当する請
    求項２に記載の変位センサ。
  21. 【請求項２１】 画像モニタ用の表示データが、算出さ
    れた変位量を時系列的に並べて示すトレンドグラフの画
    像に相当する請求項１又は２に記載の変位センサ。
  22. 【請求項２２】 撮像素子から取得した画像から、所定
    の測定点抽出アルゴリズムを用いて測定点座標を自動抽
    出し、該自動抽出された測定点座標から目的とする変位
    量を算出する変位センサであって、 前記撮像素子から取得した画像上に測定点抽出範囲を設
    定する手段と、 前記測定点抽出範囲内における画像上から所定の測定点
    抽出アルゴリズムを用いて測定点座標を自動抽出する手
    段と、 を具備する変位センサ。
  23. 【請求項２３】 測定点抽出範囲が変位測定方向へ設定
    される請求項２２に記載の変位センサ。
  24. 【請求項２４】 撮像素子が二次元撮像素子であり、か
    つ測定点抽出範囲が変位測定方向と直交する方向に設定
    される、請求項２２に記載の変位センサ。
  25. 【請求項２５】 光切断用ビームを生成する光源と、光
    切断用ビームが照射された測定対象物を撮影する撮像素
    子とを内蔵する１もしくは２以上のセンサヘッドと、 １又は２以上のセンサヘッドが接続可能な本体装置と、 本体装置と一体又は別体に設けられ、本体装置に対して
    各種の指令を与えるための操作器と、 本体装置からの表示データに対応した画像を表示する画
    像モニタと、を有し、 本体装置にあっては、センサヘッドを介して取得した画
    像から、所定の測定点抽出アルゴリズムを用いて測定点
    座標を自動抽出し、該自動抽出された測定点座標に基づ
    いて目的とする変位量を算出する、変位センサであっ
    て、 本体装置には、画像取得から変位量算出に至る過程で使
    用されたデータを画像モニタ用の表示データに編集する
    表示データ編集手段が設けられていることを特徴とする
    変位センサ。
  26. 【請求項２６】 光切断用ビームがラインビームであ
    り、かつ撮像素子が二次元撮像素子である請求項２５に
    記載の変位センサ。
  27. 【請求項２７】 本体装置には、操作量の所定操作に応
    じて、センサヘッドから取得された画像上に測定領域を
    設定する手段と、測定領域内における画像上から所定の
    測定点抽出アルゴリズムを用いて測定点座標を自動抽出
    する手段とが設けられている請求項２５又は２６に記載
    の変位センサ。
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