JP2006133050A

JP2006133050A - カウントセンサ

Info

Publication number: JP2006133050A
Application number: JP2004321694A
Authority: JP
Inventors: Kazue Yabunaka; 和重薮中; Osamu Nakada; 治中田
Original assignee: SICK OPTEX KK
Current assignee: SICK OPTEX KK
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2006-05-25

Abstract

【課題】測定対象物の複数並んだ構成物品の個数を、簡単な構成で安定的にカウントできるカウントセンサを提供する。
【解決手段】受光素子からの１回のサンプリングによる測定対象物の複数並んだ構成物品におけるライン状の高さ形状の検出に基づき、測定対象物の構成物品のエッジ情報を抽出し、当該構成物品のエッジの数をカウントして、カウントされたエッジ数と設定されたエッジ数しきい値との比較に基づきその一致度から測定対象物の良否を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、測定対象物を撮像した受光データに基づき、測定対象物の高さ形状の検出により、その構成物品の数量をカウントするカウントセンサに関する。

従来から、光電センサその他のセンサとカウンタとを組み合わせたシステムや、カウンタ機能付き光電センサのような一体化したものにより、複数個の測定対象物について個数カウントを行うことが知られている。一例として、数量カウント機能を有するセンサが挙げられる（例えば、特許文献１）。
特開２００４−１０２５２８号公報

ところで、従来のカウントセンサにおいては、測定対象物自体が複数個である場合の個数カウントを行うものの、１つの測定対象物を構成する物品であって複数並んだ当該構成物品の個数のカウントはできないか、または、１つの測定対象物であることを認識させる何らかの手段が必要となり、構成が複雑になっていた。また、測定対象物の受光量に基づき直接的に個数カウントする場合、測定対象物の色の変化（反射率の大小）の影響を受けやすく安定性に問題があった。すなわち、従来では、１つの測定対象物に含まれた複数並んだ構成物品の個数を、簡単な構成で安定的にカウントできるカウントセンサを実現できなかった。

本発明は、前記の問題点を解決して、測定対象物の複数並んだ構成物品の個数を、簡単な構成で安定的にカウントできるカウントセンサを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明にかかるカウントセンサは、ライン状の投光ビームで照射された測定対象物を受光素子によりライン状で撮像して、その受光データに基づく測定対象物の複数並んだ構成物品のライン状の高さ形状の測定により当該構成物品の数量をカウントするものであって、受光素子からの１回のサンプリングにより、測定対象物の複数並んだ構成物品におけるライン状の高さ形状を検出する高さ形状検出手段と、この測定対象物の構成物品におけるライン状の高さ形状の検出に基づき、測定対象物の構成物品のエッジ情報を抽出し、当該構成物品のエッジの数をカウントするエッジ数判定手段と、カウントされたエッジ数と設定されたエッジ数しきい値との比較に基づきその一致度から測定対象物の良否を判定する判定手段とを備えている。

この構成によれば、受光素子からの１回のサンプリングによる測定対象物の複数並んだ構成物品におけるライン状の高さ形状の検出に基づき、測定対象物の構成物品のエッジ情報を抽出し、当該構成物品のエッジの数をカウントして、カウントされたエッジ数と設定されたエッジ数しきい値との比較に基づきその一致度から測定対象物の良否を判定するので、測定対象物の構成物品におけるライン状の高さ形状を１回のサンプリングで検出して、構成物品のエッジ情報の抽出からエッジ数の検出に基づいて測定対象物の良否を簡単な構成で判定することが可能となる。また、測定対象物の構成物品の高さ形状検出に基づいてエッジ数を検出することで、測定対象物の色の変化（反射率の大小）の影響を受けない安定した検出が可能となる。

好ましくは、判定手段は、構成物品のエッジ数の１／２の数である当該構成物品の数量の比較に基づいて測定対象物の良否を判定する。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るカウントセンサを示す構成図である。本センサは、ライン状の投光ビームを測定対象物Ｍに照射する投光素子１、２次元配列されて測定対象物Mからの反射光をライン状で受光して測定対象物Mを撮像する受光素子（イメージセンサ）２、イメージセンサ２に対してサンプリング制御を行うほかに本センサ全体の制御を行う制御部（例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array））３、および表示部（ＬＣＤ）１０を備えている。本センサは、例えばＩＣチップの足のような測定対象物Mの複数並んだ構成物品Ｐの高さ形状の検出により、そのエッジ数を検出して、測定対象物Ｍの良否を判定するものである。

図２は、本センサのブロック図を示す。イメージセンサ２は例えばＣＭＯＳイメージセンサであり、レンズユニットを有し、Ａ／Ｄ変換器を内蔵している。また投光素子１は例えばレーザーダイオード（ＬＤ）であり、同様にレンズユニットを有し、ＬＤ駆動回路１１により駆動される。この例では、図１のＬＤ１は、紙面に直交する方向にライン状に投光（スポット）し、イメージセンサ２も紙面に直交する方向にライン状に受光する。

図２の制御部３は、ＣＰＵ１７を有し、特徴抽出部１２および高さ変換処理部１３からなる高さ形状検出手段５を備えている。高さ形状検出手段５は、イメージセンサ２からの１回のサンプリングにより、測定対象物Ｍの構成物品Ｐのライン状の高さ形状を検出する。

また、制御部３は、エッジ数判定手段（エッジ判定部）６および判定手段（しきい値判定部）７を備えている。エッジ判定部６は、測定対象物Ｍの構成物品Ｐにおけるライン状の高さ形状の検出に基づき、当該構成物品Ｐのエッジ情報、つまり高さの信号レベルの急激な変化点を抽出し、エッジ判定しきい値との比較により、そのエッジの数をカウントする。しきい値判定部７は、カウントされたエッジ数と設定されたエッジ数しきい値の比較により測定対象物の良否を判定する。

さらに、制御部３は、エッジ数のしきい値やエッジ方向、エッジ判定しきい値などを設定する設定値Ｒ／Ｗ部９、表示データを表示部（ＬＣＤ）１０に転送する表示データ転送部１４などを備えている。この設定値Ｒ／Ｗ部９は、前記した設定値について、これらを記憶する設定値記憶部（ＥＥＰＲＯＭ）１５に対して読み込み、書き込みを行う。これらは、スイッチ操作部１６の操作により、ＣＰＵ１７を介して行われる。

表示部（ＬＣＤ）１０は、測定対象物Ｍの構成物品Ｐにおけるライン状の高さ形状を示す測定結果、測定結果に基づきエッジと検出された箇所、エッジ方向、エッジカウント数、および判定出力を表示する。本センサは表示部１０を内蔵した一体型センサとなっており、小型化を図ることができる。

その他、本センサは、前記しきい値判定部７から判定結果を出力する出力回路１８、本センサに電源を供給する電源回路１９、クロック回路２０、リセット回路２１なども備えている。

以下、上記構成を有する本センサの動作を説明する。
図３は、本センサの動作の一例を示す。（Ａ）は表示部１０の表示画面、（Ｂ）は測定対象物Ｍの構成物品Ｐの測定状態を示す。まず、図３（Ｂ）のように、測定対象物Ｍの構成物品Ｐへライン状に投光（スポット）されて、図２の高さ形状検出手段５によって、イメージセンサ２からの１回のサンプリングによる測定対象物Ｍの構成物品Ｐにおけるライン状の高さ形状が検出される。つぎに、エッジ判定部６により、測定対象物Ｍの構成物品Ｐのエッジ情報が抽出され、構成物品Ｐのエッジの数がカウントされる。そして、しきい値判定部７により、カウントされたエッジ数と設定されたエッジ数しきい値との比較に基づきその一致度から測定対象物Ｍの良否が判定される。

図３（Ａ）の表示画面に、測定対象物Ｍの構成物品Ｐにおけるライン状の検出結果ａ、エッジと検出された箇所ｂ、エッジ方向、エッジカウント数、および判定出力が表示される。この例では、エッジカウント数は６であるので、設定されたエッジ数しきい値６と一致し、判定出力は良（○）である。なお、エッジカウント数は６であるので、構成物品の個数はその１／２の３個であり、その個数の比較に基づいて判定し、その結果を表示するようにしてもよい。

このように、本発明は、従来、測定対象物の構成物品の個数をカウントする場合に構成が複雑になっていたのと異なり、測定対象物Ｍの構成物品Ｐにおけるライン状の高さ形状を１回のサンプリングで検出するので、構成物品Ｐのエッジ情報の抽出からエッジ数の検出に基づいて測定対象物Ｍの良否を簡単な構成で判定することが可能となる。また、従来のような測定対象物の受光量に基づく直接的な個数カウントと異なり、測定対象物Ｍの構成物品Ｐの高さ形状検出に基づいてエッジ数を検出するので、測定対象物の色測定対象物Ｍの色の変化（反射率の大小）の影響を受けない安定した検出が可能となる。

本発明の一実施形態に係るカウントセンサを示す構成図である。図１のカウントセンサを示すブロック図である。図１のカウントセンサの動作を示す図である。

符号の説明

１：投光素子（ＬＤ）
２：受光素子（ＣＭＯＳイメージセンサ）
３：制御部
５：高さ形状検出手段
６：エッジ数判定手段（エッジ判定部）
７：判定手段（しきい値判定部）

Claims

ライン状の投光ビームで照射された測定対象物を受光素子によりライン状で撮像して、その受光データに基づく測定対象物の複数並んだ構成物品のライン状の高さ形状の測定により当該構成物品の数量をカウントするカウントセンサであって、
イメージセンサからの１回のサンプリングにより、測定対象物の複数並んだ構成物品におけるライン状の高さ形状を検出する高さ形状検出手段と、
この測定対象物の構成物品におけるライン状の高さ形状の検出に基づき、測定対象物の構成物品のエッジ情報を抽出し、当該構成物品のエッジの数をカウントするエッジ数判定手段と、
カウントされたエッジ数と設定されたエッジ数しきい値との比較に基づきその一致度から測定対象物の良否を判定する判定手段とを備えたカウントセンサ。
請求項１において、
判定手段は、構成物品のエッジ数の１／２の数である当該構成物品の数量の比較に基づいて測定対象物の良否を判定するカウントセンサ。