JP3018302B2

JP3018302B2 - 画像を用いた長さ測定方法

Info

Publication number: JP3018302B2
Application number: JP3146567A
Authority: JP
Inventors: 忠男戸塚
Original assignee: 忠男戸塚
Priority date: 1991-05-23
Filing date: 1991-05-23
Publication date: 2000-03-13
Anticipated expiration: 2015-03-13
Also published as: JPH04346007A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被測定物の光学像を
ＣＣＤ等の画素上に形成し、その電気的検出出力から被
測定物の長さを測定する測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、受光素子からなる画素を一列に複
数個配列し、光学レンズ系により被測定物光学像を受光
素子上に結像させ、受光素子の受光量に基づいて発生す
る電気信号でこの被測定物を電気的に検出するようなＣ
ＣＤ撮像装置が知られている。この装置を利用して、検
出出力を出している受光素子の数に応じて被測定物の長
さを測定することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の測定方法では、被測定物を検出している受光
素子（画素）の数によって被測定物の長さが決まるた
め、測定精度を上げるためには画素数を多くする必要が
ある。しかしながら、画素数を増加するとそれだけコス
トが上昇すると共に、光学系も大きくなって大形にな
り、かつ重量が増すという問題がある。また、光学系を
大きくしないために画素を小さくしてその数を増加させ
ることも考えられるが、画素の製作が難しくやはりコス
トの上昇をともなうという問題を有していた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、１画素の検出
出力の最大値のほぼ半分の値より大きい値を有する第１
のしきい値および１画素の検出出力の最大値のほぼ半分
の値より小さい値を有する第２のしきい値を定め、光学
像が投射された各画素の検出出力の「Ｈ」，「Ｌ」レベ
ルを第１のしきい値で判定して被測定物の長さを測定
し、次いで、光学像が投射された各画素の検出出力の
「Ｈ」，「Ｌ」レベルを第２のしきい値で判定して被測
定物の長さを測定し、被測定物の端において両測定値に
差がある場合は、第１のしきい値で測定した長さに、１
つの画素に対応する長さの１／２を加えた値を被測定物
の長さにするものである。

【０００５】

【作用】被測定物の端の画素の検出出力が、第１のしき
い値以上であれば両測定とも電気信号出力あり（「Ｈ」
レベル）で問題なく、また、第２のしきい値以下であれ
ば両測定とも電気信号出力なし（「Ｌ」レベル）で問題
ない。そして、画素の検出出力が第１のしきい値と第２
のしきい値との間にあったときは、従来であれば１つの
しきい値で電気信号出力ありかなしかの何れかであった
のに対し、本発明では、これを０．５として検出する。
したがって、画素が半分の大きさになったと等価にな
り、測定精度が向上する。

【０００６】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。図１は、ＣＣＤ撮像装置の概略構成図である。図に
おいて、１は被測定物、２は受光素子からなる画素２ａ
を複数個一列に配列したＣＣＤセンサ、３は被測定物１
の光学像をＣＣＤセンサ２上に投射するための光学系で
あるレンズ、４はレンズ３によってＣＣＤセンサ２上に
結像された被測定物１の光学像である。

【０００７】ＣＣＤセンサ２は、光学像４を受光すると
電気的検出信号を出力し、図２の（ａ）に示すような信
号波形が得られる。この図において横軸は画素配列方向
である。このＣＣＤセンサ２は、物体の輪郭や長さを検
出するためのもので、物体が存在するときはほぼ最大値
まで検出出力Ｖは上昇する。従来では、この値Ｖのほぼ
半分の値をしきい値として受光による検出出力があるか
ないかを判断していた。すなわち、しきい値以上の信号
であれば「Ｈ」が出力され、しきい値以下の信号であれ
ば「Ｌ」が出力される。

【０００８】本発明では、被測定物１をＣＣＤセンサ２
で撮像する際に、最大検出出力Ｖのほぼ半分より大きい
第１のしきい値Ｖ1とＶのほぼ半分より小さい第２のし
きい値Ｖ2とを設定しておく。そして、先ず第１のしき
い値Ｖ1を用いて検出出力を得、次いで第２のしきい値
を用いて同様に検出出力を得る。この実施例では、被測
定物の端が両方ともＣＣＤセンサ２の画素の途中（ほぼ
真ん中）にかかっている。この場合、第１のしきい値Ｖ
1で検出した出力信号の波形は図２の（ｂ）のようにな
る。端以外の４つの画素については「Ｈ」の出力が得ら
れるが、被測定物１の端を撮像している画素は最大出力
のほぼ半分の出力値しか得られないので、第１のしきい
値Ｖ1以下となって「Ｌ」出力となる。

【０００９】次に、第２のしきい値Ｖ2で撮像画像を検
出すると、その検出した出力信号の波形は図２の（ｃ）
のようになる。端以外の４つの画素については上記と同
様に「Ｈ」の出力が得られ、さらに、被測定物１の端を
撮像している画素は最大出力のほぼ半分の出力値しか得
られないが、第２のしきい値Ｖ２以上であるために
「Ｈ」出力となる。このように、被測定物１の端部にお
いて第１のしきい値Ｖ1を用いた出力信号と第２のしき
い値Ｖ２を用いた出力信号との間に差が発生したとき
は、この端部を撮像した画素はその画素の半分の値を検
出したことにする。

【００１０】すなわち、１つの画素に対応した被測定物
１の長さを「１」とすると、第１のしきい値Ｖ1で検出
したときは、被測定物１全体の長さは「４」となり、第
２のしきい値Ｖ2で検出したときは、その長さは「６」
となる。この場合、両検出値に差があるので、「６」の
うちの端部に相当する各「１」はそれぞれ「０．５」と
なる。したがって、被測定物１の長さは「４」に「０．
５」と「０．５」を加えた値、「５」になる。従来では
「被測定物１の視野（長さ）÷画素数」がＣＣＤセンサ
２の分解能であったのに対し、本発明では「被測定物１
の視野（長さ）÷画素数÷０．５」がＣＣＤセンサ２の
分解能になり、あたかも画素が２倍になったのと等価に
なり、センサ分解能が２倍になる。

【００１１】以上の実施例では、１列に画素を配列した
１次元センサの例で説明したが、１列の画素が直交した
形状の２次元配列センサにも同様に適応でき、面積測定
の分解能向上をはかることもできる。なお、面積測定と
しては、１次元センサを用いて各画素を順次走査して１
列分の画像を検出測定し、次に１次元センサの画素配列
方向と直角方向に画素分ずらせて再度１列分の画像を検
出測定し、以後これを繰り返して面積を測定する方法も
ある。

【００１２】

【発明の効果】本発明によると、被測定物の端部を検出
する画素の検出出力が第１のしきい値で検出されず
（「Ｌ」レベル）、第２のしきい値で検出される
（「Ｈ」レベル）ときは、すなわち第１のしきい値と第
２のしきい値との間にあったときは、１画素に対応する
長さの１／２を検出値とすることにより、あたかも画素
の数が２倍になったのと等価になり、測定装置のコスト
を上げることなく、また、形状を大きく、かつ重くする
こともなく、測定分解能を２倍にすることが可能とな
り、簡単な構成により測定精度を向上できるという優れ
た効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を実施するＣＣＤ撮像装置の
概略構成図である。

【図２】画素検出出力の波形図である。

【符号の説明】

１被測定物２ＣＣＤセンサ２ａ画素３レンズ４光学像

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個配列した画素上に被測定物の光学
像を投射し、この光学像が投射された各画素の電気的検
出出力により被測定物の長さを測定する画像を用いた長
さ測定方法において、１画素の検出出力の最大値のほぼ半分の値より大きい値
を有する第１のしきい値および１画素の検出出力の最大
値のほぼ半分の値より小さい値を有する第２のしきい値
を定め、光学像が投射された各画素の検出出力の「Ｈ」，「Ｌ」
レベルを前記第１のしきい値で判定して被測定物の長さ
を測定し、光学像が投射された各画素の検出出力の「Ｈ」，「Ｌ」
レベルを前記第２のしきい値で判定して被測定物の長さ
を測定し、被測定物の端において両測定値に差がある場合は、前記
第１のしきい値で測定した長さに、１つの画素に対応す
る長さの１／２を加えた値を被測定物の長さにすること
を特徴とする画像を用いた長さ測定方法。