JPH01219503A - 物体計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、物体計測装置に関し、特に投光装置によって
発生されたのち被計測物体で反射された光の収束によっ
てその光の反射点の像か光センサ装置の各光センサ上に
結像される時刻を計測し計測結果からその光の反射点の
位置を算出してなる物体計測装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来この種の物体計測装置としては、投光装置によって
発生されたのち被計測物体で反射された光の収束に伴な
って動作せしめられる受光装置すなわち光センサ装置の
各光センサに対して共通に計数回路を配設し、被計測物
体で反射された光が各光センサ上に結像されたときに計
数回路から与えられている計数内容を記憶装置に記憶し
、被計測物体における光の反射点の位置を算出するもの
が提案されていた（出生等　「高速３次元物体計測装置
の試作」　電子情報通信学会技術研究報告社団法人電子
情報通信学会　ＰＲＯ−８７−４１１９８７年ＩＯ月　
１日）。

［解決すべき問題点］ しかしながらこの種の物体計測装置においては、被計測
物体で反射された光が光センサ上に結像されたときに、
計数回路から与えられているその計数内容を記憶装置に
保持するものであり、したがって記憶装置の記憶内容か
死角に対応しているか否かを判別することかできなかっ
た。換言すれば、第５図（ａ）（ｂ）において凸形の被
計測物休廷を用いて示したごとく、記憶装置の記憶内容
が、受光装置四によっては受光可能であるが、投光装置
ｔｉｏによって発生された光か到達できず、ひいては受
光装置凹によって反射光を受光できない被計測物休廷の
領域２０Ａ（受光装置四における被計測物休廷の像を廷
°としかつ領域２０＾の像を２０Ａ“として第５図（ｂ
）に示す）に対応しているか否かを判別することができ
なかった。

そこて本発明は、光センサに付設された記憶装δに対し
計測動作の開始に際して特定コードを記憶せしめておき
後続のデータ処理動作に際して記憶装６の記憶内容かそ
の特定コードに一致するか否かを判断することにより死
角を判別してなる物体計測装置を提供せんとするもので
ある。

（２）発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明により提供される問題点の解決手段は、「（ａ）
被計測領域を走査するための光を発生する投光装置と、 （ｂ）前記投光装置によって発生された光か被計測領域
に配置された被計測物体に よって反射されることにより得られた 反射光を収束して前記被計測物体にお ける光の反射点の像を結像せしめる結 像装置と、 （ｃ）前記結像装置によって結像された反射点の像によ
って動作せしめられるよう 配設された複数の光センサからなる第 １の光センサ装置と、 （ｄ）前記投光装置で被計測領域を走査するために発生
された光によって動作せし められる第２の光センサ装置と、 （ｅ）前記第２の光センサ装置に対してリセット端が接
続されており、前記第２ の光センサ装置の光検知によって発生 された走査基準信号によってリセット されたのちに入力端に与えられるク ロックパルスの数を計数する計数回路 と、 （ｆ）前記第２の光センサ装置に対して入力端が接続さ
れた特定コード設定装置 と、 （ｇ）前記第１の光センサ装置に属する光センサに対し
てｌ対ｌで付設されかつ前 記特定コード設定装置の出力端に接続 されており、前記走査基準信号が与え られたときに前記特定コード設定装置 によって特定コードか設定記憶せしめ られかつ前記第１の光センサ装置に属 する光センサが動作されたときに前記 計数回路の計数内容が入力され前記特 定コードに代えて記憶せしめられる複 数の記憶装置と、 （ｈ）前記複数の記憶装置から記憶内容を受け取り、前
記記憶内容が前記特定コー ドと一致するか否かを判断し、死角で ないと判別されたとき前記投光装置に よる反射点の走査角を算出したのち算 出された走査角から前記反射点の位置 を算出するデータ処理装置と　　　　　′を備えてなる
ことを特徴とする物体計測装置」 である。

［作用］ 本発明にかかる物体計測装置は、投光装置によって発生
されかつ被計測領域の被計測物体で反射された光を結像
装置により収束せしめて結像されたその反射点の像によ
って動作せしめられる第１の光センサ装置に属する複数
の光センサに対しｌ対ｌで配設された記憶装置に対し特
定コード設定装置により計測動作の開始に際して特定コ
ードを記憶せしめておき被計測領域の走査終了ののちに
データ処理装置により記憶装置の記憶内容かその特定コ
ードと一致しているか否かを判断し、これにより死角を
判別しているので、死角の判別を確保する作用をなす。

［実施例］ 次に本発明について、添付図面を参照しつつ具体的に説
明する。

第１図は、本発明にかかる物体計測装置の一実施例を示
す斜視図である。

第２図は、第１図実施例の一部を拡大して示す拡大部分
斜視図である。

第３図は、第１図実施例の一部を拡大して示す拡大部分
回路図である。

第４図は、第１図実施例の動作を説明するための動作説
明図である。

まず本発明にかかる物体計測装置の一実施例について、
その構成を詳細に説明する。

艮は、本発明にかかる物体計測装置の投光装置てあって
、被計測領域を走査するための光を発生しており、−次
元すなわち線状に拡張されたスリット光を発生するスリ
ット光発生装置１２と、前記スリット光の進行方向をそ
の拡張方向に直交する方向（以下、“走査方向”という
）に向けて時間的に一定割合（すなわち一定角速度ω）
で変化せしめつつ被計測領域を走査する走査装置１４と
を包有している。

スリット光発生装置１２は、たとえば気体レーザ光源、
半導体レーザ光源２発光ダイオード光源あるいはタング
ステンランプ光源などの適宜の光源１２１と、光源１２
１によって発生されたビーム光を一次元すなわち線状の
スリット光とする適宜の手段たとえば円筒レンズ１２２
とを包有している。

光源１２１か気体レーザ光源である場合には、その発生
するレーザ光かビーム光となっているので、円筒レンズ
１２２に対してそのまま与えればよい、これに対し光源
１２１か半導体レーザ光源である場合には、その発生す
るレーザ光が二次元すなわち面状に拡散されているので
、適宜の手段たとえば球面レンズ（図示せず）を用いて
ビーム光に収束せしめたのち１円筒レンズ１２２に対し
て与えればよい、また光源１２１か発光ダイオード光源
あるいはタングステンランプ光源などである場合には、
その発生する光かビーム光となっていないので、適宜の
手段によりビーム光に変えたのち１円筒レンズ１２２に
対して与えればよい。

走査装置ｉ１４は、たとえばスリット光を反射するため
のミラー１４１とスリット光の拡張方向に平行する回転
軸についてミラー１４１を一定角速度ωで回転せしめる
ための回転駆動装置１４２とを包有する回転ミラー装置
によって構成されている。走査装置１４は、また所望に
より、スリウド光発生装置１２を載置するためのテーブ
ル（図示せず）と、前記テーブルを一定角速度ωで回転
せしめるための回転駆動装置（図示せず）とによって構
成されていてもよい。

神は、本発明にかかる物体計測装置の被計測領域に配置
された被計測物体であって、投光装置すによって与えら
れたスリット光が照射されている。

耳は、本発明にかかる物体計測装置の受光装置であって
、被計測物体２０によって反射されたスリット光すなわ
ち反射スリット光を収束し被計測物休廷の像すなわちス
リット光の反射点Ｐの像を結像せしめるための結像装Ｍ
３１と、結像装置３１によって結像された被計測物休廷
の像すなわちスリット光の反射点Ｐの像を撮像するため
の撮像装置３２と、投光装置用に含まれた走査装置１４
の近傍に配設されておりスリット光によって被計測領域
が走査されていることを検出する走査検出装置３３とを
包有している。

結像装置３１は、被計測領域すなわちスリット光による
走査領域を見込んでおり、反射スリット光を収束せしめ
る収束レンズによって形成されている。

撮像装置３２は、結像装置３１によって反射スリット光
を収束せしめることにより結像された被計測物体跋の像
すなわちスリット光の反射点Ｐの像を撮像するために適
宜にマトリックス状に配列された複数の光センサたとえ
ば光トランジスタ（以下この場合について主として説明
するが、これに限定する意図はない）３２１ｍ＋、３２
１＋ｔ、・・・、：１２１ｔｎ；３２１ｔ＋、３２１ｚ
ｚ、・・・、３２１□、；−−−；３２１．、．３２１
−、、−−−．３２１−、からなる第１の光センサ装置
３２１と、第１の光センサ装置３２１に属する光トタン
ジスタ３２１□、、３２１．□。

・・・、３２１１．、；３２１ｚ＋、：１２ｂ□、・・
・、：１２１２ア；・・・、：１２１−１゜：１２１−
ｔ、・・・、３２１．ｎの出力端に対してそれぞれｌ対
ｌに接続された複数の比較増幅回路３２２．、．３２２
，２゜・・・、３２２□。；３２２□１，３２２□２．
・・・、３２２□１１：３２２．ｌ、３２２．２゜・・
・、３２２□と、複数の比較増幅回路３２２１□、３２
２．、。

・・・、３２２ｉｆｉ；３２２ｔ＋　、：１２２２２．
・・・、３２２□ｌｌ；３２２−＋、３２２−ａ。

・・・、３２２□の出力端に対して一方の入力端がそれ
ぞれｌ対ｌに接続された複数のオア回路３２３＋＋。

３２３ｒｔ、・争φ、３２：Ｉｔ−；３２３ｔｔ　、３
２３ｔｔ、・・・、３２コ、ｆｌ；：１２３．１　。

３２３−ｘ、・・・、３２３□と、複数のオア回路３２
３．、。

３２３□２．・・・、３２３１１１；３２３ｇ＋、３２
３゜、・・−，３２３，，１；３２３−、。

３２３−ｔ、・・・、３２３−ｎの出力端がそれぞれｌ
対ｌに接続されておりトリガ端に対してトリガ信号か与
えられたとき入力端に与えられている入力信号の内容を
記憶して保持するための複数の記憶装置３２４＋＋、３
２４ｇｇ、・・・、３２４．、；３２４□、、３２４□
２．・・・、３２４ｉｎ；３２４−、．３２４．、、・
・・、３２４□と、複数の記憶装置３２４１１．３２４
１２．・・・、３２４．、．３２４□、　、３２４．□
、・・・、３２４．、；３２４、、．３２４□、・・・
、３２４□の入力端に対して出力端が接続された計数回
路３２５と、計数回路３２５の入力端に対して出力端が
接続されており一定周期のクロックパルスＣＬＰを発生
するクロックパルス発生回路３２６と、複数のオア回路
３２３．１，３２３□、・・・。

３２３、。：３２３□、、３２３□、・・・、３２３ｇ
−：３２３−ｔ　、３２３．、ｔ、・・・。

３２３−、の他方の入力端に対して出力端が接続された
パルス発生回路３２７と、複数の記憶装置１３２４１１
゜３２４□、・・・、３２４１，１：３２４□、、３２
４゜、・・・、３２４．、；３２４．、。

３２４□、・・−，３２４，、ａの制御端に対して複数
の出力端がそれぞれｌ対ｌに接続（便宜上、単一の線で
図示されている）されたデコーダ回路３２８とを包有し
ている。ここで複数のオア回路３２３＋＋、３２３＋ｉ
。

・・・、３２：ｌ＋ｎ；３２３＊ｔ、３２３□、・・・
、３２３ｔｎ；３２：ｌ　＋＋ｅｌ　、３２３−ｔ。

・・・、３２３−、とパルス発生回路３２７とは、特定
コード設定装置を形成しており、被計測領域の計測開始
に際して複数の記憶装置３２４．、．３２４□、・・・
。

３２４１イ：３２４□１３２４゜、・・・、３２４２ｎ
：３２４−ｓ　、３２４□、・・・。

３２４□に対し特定コード（たとえば“０”：以下この
場合について説明するが、これに限定する意図はない）
を設定する機能をなす。

走査検出装置３３は、ミラー１４１に対して対向されて
おりミラー１４１によって反射されたスリット光を検出
するための光センサたとえば光トランジスタ（以下この
場合について説明するが、これに限定する意図はない）
３３１からなる第２の光センサ装置と、光トランジスタ
３３１の出力端と撮像装置３２の計数回路３２５のリセ
ット端およびパルス発生回路３２７の入力端との間に配
置された比較増幅回路３３２とを包有している。

赳は、本発明にかかる物体計測装置のデータ処理装置で
あって、受光装置η中の複数の記憶装置：１２４Ｉ１．
３２もｔ、””、３２４＋−：３２４２ｍ、３２４ｔ２
．””、３２４ｔ−；３２４、、．３２４．□・・・、
３２４工のうちから１つずつ選択して指定するための読
込信号ＳＥＬを発生して受光装置回申のデコーダ回路３
２８に与えるための読込信号発生回路４１と、読込信号
発生回路４１の出力端および受光装置３０中の複数の記
憶装置３２４＋＋。

３２４＋２．・・・、３２４．。：３２４ｚｌ、３２４
ｘｘ、・・・、３２４□、：３２４−、。

３２４−ｔ、・・・、３２４□の出力端に対して接続さ
れており、複数の記憶装２ｔ３２４．．．：１２４１２
．・・・、３２４．ｎ。

３２４□、、３２４□２．・・・、３２４ｔｎ：３２４
−＋、３２４−ａ、・・・、３２４□からそこに保持さ
れた記憶内容すなわち結像データ！紅を読込信号ＳＥＬ
の内容に応じて受け取り記憶するための記憶装置４２と
、記憶装置４２に記憶された結像データＩ肛の内容から
被測定物体神におけるスリット光の反射点Ｐの位置を算
出する演算回路４コとを包有している。データ第理装置
個は、更に所望により、演算回路４３に接続されており
その演算結果すなわち被測定物休廷に３けるスリット光
の反射点Ｐの位置を記憶するための他の記憶装置４４と
、他の記憶装置４４に接続されておりその記憶内容を視
認可能に表示するためのブラウン管などの表示装置４５
と、他の記憶装置４４に接続されておりその記憶内容を
記録するためのフロッピーディスクなどの記録装置４６
とを包有している。

次に本発明にかかる物体計測装置の一実施例について、
その作用を詳細に説明する。

以下の説明を簡潔とし、かつ十分な理解をなすために、
最初に三次元座標系を導入する。

すなわち結像装置３１の中心を原点Ｏとし、結像袋δ３
１すなわち原点０を通りかつスリット光の拡張方向すな
わちミラー１４１の回転軸Ｍに平行するようにＺ軸をと
り、結像袋２２３１すなわち原点Ｏとミラー１４１の回
転軸Ｍとを結ぶ線分ＯＭすなわち基線（その長さをａと
する）上にのりかつＺ軸に直交するようにＸ軸をとり、
かつ結像装置３１すなわち原点Ｏを通りかつＸ軸および
Ｚ軸に直交するようにＹ軸をとる。更にスリット光とＸ
軸とのなす角すなわち走査角をαとし、スリット光を反
射した被計測物休廷上の点すなわち反射点Ｐを座標（ｘ
、ｙ、ｚ）とする、加えて原点Ｏを通る反射スリット光
が、ＸＹ乎面においてＹ軸となす角をβ８とし、かつＹ
Ｚ平面においてＹ軸となす角をβ２とする０反射点ｐ　
（ｘ、ｙ、ｚ）において反射され結像装置１３１の中心
すなわち原点Ｏを通過した反射スリット光が、結像装置
３１から距離ｆだけ離間された撮像面すなわち光トラン
ジスタ３２１．、。

３２１１□、・・・、３２１．。；３２１□１，３２１
２２．・・・、：１２１．、、、・・・：：１２１１，
３２１．２．・・・、３２１□上に結像された点（すな
わち反射点Ｐの像）Ｑの座標を（ｘ、ｙ、ｚ）とする。

反射点Ｐ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）　のＸ、Ｙ、Ｚ輌Ｅにおける投
影点をそれぞれＲ（Ｘ、０．０）　、Ｓ　（０，Ｙ、０
）　、Ｔ　（０，０，Ｚ）とする。

このとき第１図から明らかなように ＯＭ＝ＯＲ＋ＲＭ の関係か成立するので、 ａ＝Ｙｔａｎβ、　＋Ｙ　ｃｏｔａ か成立し、これを整理して Ｙ＝ａ［ｔａｎβｘ　＋　ｃｏｔｃｘ］　−’の関係を
求め得る。ここでｔａｎβ、＝ｘｆ−’であるので、 Ｙ＝ａ　ｆ　［ｘ＋ｆ　ｃｏｔα］　−’　−−−−（
１）と表現できる。

また Ｏ　Ｒ＝　ＯＳ　ｔａｎβ８ の関係か成立するので、 Ｘ＝ＹｔａｎβＸ の関係を求め得る。ここでｔａｎβ、＝ｘｆ−’である
のて。

Ｘ＝ａｘ　［ｘ＋ｆ　　ｃｏｔａ］　−’−−−−（２
）と表現できる。

同様に ＯＴ　＝　ＯＳ　ｔａｎβ２ の関係か成立するので。

Ｚ＝Ｙｔａｎβ２ の関係を求め得る。ここでｔａｎβ、＝ｚｆ−’である
ので、 Ｚ＝ａｚ　［ｘ＋ｆ　ｃｏｔα］　−’　−−−−（３
）と表現できる。

加えて走査角αが、ＸＹｉｉＬ面における走査検出装置
３コとミラー１４１とを結ぶ線分とＸ軸とのなす角度す
なわち基準走査角α。とミラー１４１の一定角速度ωと
時間ｔとによって α＝ωｔ＋α。　　−−一一一一一−〜−−−−−−（
４）と表現できる。

ここで時間ｔは、ミラー１４１によって反射されたスリ
ット光か走査検出装置３３によって検出された時刻すな
わち基準時刻（たとえば“０“）から、光トランジスタ
３２１．、．３２１．２．・・・、１２１＋ｎ；３２１
２□、３２１□２．・・・、３２１２１．；・・・：３
２１＝、、３２ル２．・・・。

３２１□の各列に対して反射スリット光か結像装置３１
により結像される時刻まてに所要の時間である。

被計測物休廷の計測に際して、まず受光装置邦に含まれ
た複数の記憶袋Ｎ３２４１１，３２４．□、・・・。

３２４、ｆｉ：３２４□、、：１２４２２．・・・、３
２４□。：・・・：３２４□、３２４−２゜・・・、３
２４．。の記憶内容が、特定コード設定装置すなわち複
数のオア回路：１２３．、．３２３．□、・・・、３２
３．、。

３２３□、　、３２３２□、・・・、３２３□□；３２
３□、３２３−ｔ、・・・、３２３□およびパルス発生
回路３２７によって、特定コード（ここでは“０”）と
される。

投光装置艮のスリット光発生装置１２によってスリット
光か作成されている。すなわち光源１２１の発生したビ
ーム光を円筒レンズ１２２によってスリット光に変えて
いる。スリット光は、走査装置１４のミラー１４１に照
射されている。このとき、ミラー１４１か回転駆動装置
１４２により一定角速度ωて回転されているので、スリ
ット光は、ミラー１４１によって反射されたのち、被計
測領域に向けそこを一定の回転速度すなわち一定の回転
角速度ωで走査するように送出される。

ここで走査検出装置３３の光トランジスタ３］１は、走
査装置１４のミラー１４１によって反射されたスリット
光が照射されたとき、導通されてそのスリット光の光量
に応じた電流Ｉを発生する。電流Ｉは、光トランジスタ
３３１に付設された比較増幅回路３３２により所望に応
じて増幅されかつ基準値と比較されたのち、走査基準信
号Ｓｌとして撮像装置３２の計数回路３２５およびパル
ス発生回路３２７に与えられる。

計数回路３２５は、走査検出装置３３の比較増幅回路３
３２から与えられた走査基準信号Ｓｌをリセット信号と
しており、その走査基準信号Ｓ１か与えられたときに計
数内容がリセットされ計数開始時刻が調節されたのち、
再びクロックパルス発生回路３２６から与えられたクロ
ックパルスＣＬＰの数を計数し始める。計数回路３２５
の計数内容は、リセット信号すなわち走査基準信号Ｓｌ
によってリセットされたときに最小値（ここでは特定コ
ードの関係上“０”）とされており、クロックパルスＣ
ＬＰか到来するごとにｌずっ増加せしめられる。計数回
路３２５の計数内容は、それぞれ記憶袋！　３２４１１
　。

３２４．２．・・・、３２４．、；：１２４２１．３２
４．、・・・、３２４２ｎ；３２４　ｍｌ　。

３２４−、　、・・・、３２４工に与えられている。

これに並行してパルス発生回路コ２７は、スリット光に
よる被計測領域の走査に応じ走査基準信号Ｓｌを受け取
ったとき、一定時間だけ高レベル状態を維持する特定コ
ード設定信号ＳＣＤをその走査基準信号Ｓｌか高レベル
状態に維持されている間すなわち計数回路３２５かリセ
ットされ最小値（ここでは“θ″）とされている間に発
生し、複数のオア回路３２］１１，３２３１２．・・・
、３２３．、：３２３．．３２３２２．・・・。

３２３、、、；］２３．．．３２３＝２．・・・、３２
３□を介しトリガ信号として複数の記憶装置１３２４１
８．３２４１２．・・・、３２４．。；３２４、、．３
２４□２．・・・、３２４ｚｎ；３２４　ｍｌ　、３２
４−ｔ、・・・、３２４□に与える（第４図参照）。こ
れにより複数の記憶装置ｉ！ｔ３２Ｌ＋　、：１２４＋
ｚ、””、３２４＋ｎ；３２４□＋、：１２４２□、”
”。

３２４２ｎ；３２’Ｌ＋　、３２４□、・・・、３２４
□には、計数回路３２５から特定コード（ここでは“０
”）が書き込まれる。すなわち複数の記憶袋Ｍ　３２４
　、□、３２４．□。

・・・、３２４１１．；３２４ｚ＋　、３２４□２．◆
・・、３２４□イ；３２４．１．３２４□。

・・・、３２−〇は、特定コード設定信号ＳＣＤかトリ
ガ信号として与えられたとき、その記憶内容か特定コー
ド（ここではＯｎ）に一致せしめられ、新たなトリガ信
号か与えられるまで維持される。

またスリット光は、被計測領域にある被計測物休廷を線
状に照射している。このときスリット光の進行方向が走
査装置１４によって一定角速度ωで変化せしめられてい
るので、スリット光の照射されている被計測物体廷の領
域は、それに応じて移動している。したかって被計測物
体２０によるスリット光の反射点Ｐ　（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の
位ｔが、変化している。

波計０物体翻によって反射されたスリット光すなわち反
射スリット光は、受光装置２！！の結像装は３１によっ
て収束され、撮像装置３２の撞像面すなわち複数の光ト
ランジスタ３２１．、．３２１．□、・・・、：１２１
．ｎ；３２１２、．３２１２．、・・・、３２１２ｎ；
・・・：３２１１，１２１１１．、・・・。

３２１□上て結像されている０反射スリット光の結像位
ＭＱ（ｘ、ｙ、ｚ）は、スリット光による被計測領域の
走査に応して複数の光トランジスタ３２１＋＋。

３２１、、、−−−、：１２１．ｆｉ；コ２１ｚ＋、３
２１ｚｚ、”・ｊ２１２ｎ；”・：３２１１、：１２１
．、・・・、３２１□のたとえば列方向に序々に移動し
ている０反射スリット光か結像されるとき、光トランジ
スタ１２１１１　、：１２１１□、・・・、３２１．、
。

３２１Ｈ，３２１Ｂ、・・・、３２１□。；・・・；１
２Ｌ、ｊ２１−ｆｆｉ、・・・。

３２１工は、それぞれ導通し、その結像された反射スリ
ット光の光量に応した電流１１１＋Ｉ１２＋・・・、Ｉ
ｌｎ；’２１＋’２２＋””＋Ｌｎ；””；Ｌ＋＋ル２
．””＋Ｌａを発生する。電流１＋＋＋Ｉ＋ｔ＋・・・
、ｌｌ、１；Ｉｔ＋、Ｌ□、・・・、１２１１：・・・
：Ｌｌ、Ｌ２＋・・・、１１、は、それぞれ比較増幅回
路コ２２１１．：１２２１２．・・・、１２２＋ｎ；：
１２２ｚ＋　、：１２２□２．・・・、３２２□。：・
・・；：１２２．、　、：１２２．２，３２２□によっ
て所望に応じて増幅されかつ基準値と比較されたのち、
トリガ信号ＳＩ＋＋、５ｌｌｔ、””、５１１−；！ｌ
１ｌｓｌ、５ｌｚｚ、””、Ｓｌｉ、１；”’；Ｓ！□
、Ｓ１．．．・・・、ＳＩ−、％としてそれぞれオア回
路３２］＋＋、３２３ｔｔ、・・・、３２３．ｌｌ：３
２３．□、３２３゜、・・・１３２３□ゎ；３２３１．
３２コ、２．・・・、３２３．ｎを介して記憶装置ｉ１
：１２４　＋　＋　。

：１２４１ｔ　、・・・、３２４．、、．３２４□＋、
３２４ｔ２．・・・、３２４□、１．３２４□。

３２４．２．・・・、３２４．ｎに与えられる。

記憶袋２１：１２４１＋、３２４＋ｔ、・争・、３２４
ｔ１１；３２４□、３２４□２゜・・・、３２４２．：
３２４＝、　、３２４．、、・・・、：１２４．Ｍは、
トリガ信号Ｓ１．　、　、Ｓｌ□２．・・・、Ｓ１１．
；５１２１．５Ｉｔｚ、・・・、３１２１．；・・・：
Ｓｌ−、、Ｓｌ、、、・・・、Ｓｌ、、か与えられたと
きに、計数回路３２５から与えられているそのときの計
数内容を特定コード（ここでは“０”）に代え記憶し保
持する。このとき記憶装置３２４Ｉ１．３２４□、・・
・、３２４．ｎ：３２４□１．コ２４□２．・・・、３
２４．、：３２４−、．３２４□、・・・、３２４−。

の記憶内容を、光トランジスタ：１２１．、、：１２１
．、、・・・。

３２１１ｎ；：１２１２＋　、３２１２ｔ、・・−，３
ｚｔ、、；−−−；３ｚｘ−＋、３２１−ｍ。

・・・、３２１．、に対応して時間ｊｌｌ＋ｔ１２＋・
・・＋ｔ＋ｎ；ｊ＊＋＋ｔｔ２　＋・・・、ｔ２．％；
・・・；Ｌｌ、Ｌｔ＋・・・、ｔ□とする。すなわち記
憶装置３２４．、．３２４．、、・・・、３２４１ｆｉ
；３２４２１゜３２４□２．・・・、３２４ａｎ；３２
４ｍ１．３２４□、・・・、３２４工のうちいずれかの
記憶装置が、死角すなわち受光装Ｎ２！！によっては反
射スリット光を受光可能であるか投光装置Ｆによって発
生されたスリット光か到達できない領域に対応する場合
、被計測物体廷による反射スリット光に伴なう新たなト
リガ信号か与えられないので、その記憶内容は特定コー
ド（ここては“０”）のままである。

データ処理装置赳は、読込信号発生回路４１から読込信
号ＳＥＬを発生し、受光？ｔｇｌ川中の用コーダ回路３
２８に与えている。デコーダ回路３２８は、読込信号Ｓ
ＥＬに応じて複数の記憶袋ｆ１３２４．．，３２４．．
。

・・・、３２４．ｎ、３２４□、　、３２４□２．・・
・、３２４□、、３２４□、３２４−２゜・・・、３２
４□から、その記憶内容すなわち時間’−１！　＋ＬＬ
２．””＋Ｌｌｎ＋ｔ２１＋Ｌ２ｔ＋・・・＋　Ｌ　２
　ｎ　；・・・；Ｌｌ＋Ｌ！＋・・・。

Ｌｎを結像データＩＭＧとして順次、データ処理装ｆｉ
４０の記憶装置４２に向けて出力する。

記憶袋Ｎ４２は、受光装Ｍ２！！から与えられた結像デ
ータＩＭＧすなわち記憶内容ｊ＋ｔ、ｔ＋□、・・・、
ｔａｎ；ｔ２１＋ｊ２２＋・・・、シ、。；・・・；Ｌ
Ｉ＋Ｌ＠１２＋・・・、ｔ□を記憶し保持する。記憶装
置４２に記憶された結像データＩＭＧは、演算回路４３
に与えられており、そこで被測定物休廷におけるスリッ
ト光の反射点Ｐの位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を算出し、併せて
死角を判別するために供される。

すなわち演算回路４３は、光トランジスタ１２１　ｒ　
１゜：１２１，２．”’、３２１＋ｆｉ；３２１２＋　
、３２１＊ｔ、””、：１２ｈｎ；”’；３２１□、３
２１−ｔ、・・・、３２１□について、それぞれ上記（
４）式により αＩＩ：ωｔｌｌ＋α０ α１２”ωｔ１２＋α０ α１ｒ＋：ωｔａｎ＋αＯ α２＋”ωｔ２１＋α０ α２２：ωｔ２２＋α０ α２１１；ωｔ２ｎ＋α。

α、ｌ＝ωｔ１＋α。

α１ｌ１２＝ωｔ、２＋α。

α、ｎ＝ωｔ、、１＋α。

の如く、走査角αを算出する。この走査角αすなわちα
１１．α１２＋・争・、αｌｆｉ：　α２！＋α２２．
・・・。

α２，１；番・・：α１．α１１１２＋・・・、α、ｎ
を上記（１）〜（３）式に代入することにより、光トラ
ンジスタ３２１、、．３２１．□、・・・、３２１．．
１；３２１．、、：１２１．２．・・・、３２１．ア：
・・・、３２１．、．３２１−、、・・・、３２１□に
結像された反射点Ｐ（７）位置（ｘ、ｙ、ｚ）すなわち
反射点ｐ、ｌ、ｐ、２．＋＊＊＋　Ｐ　＋ｎ　；Ｐ　２
１１　Ｐ　２２＋・・・、ｐ、ｎ；＊＊−；　ｐ、、、
ｐ、。

、＋＋＋、ｐ、、の位置（ｘｌｌ、ＹＩｌ、ｚｌｌ）、
（ｘｌｌ、Ｙ１２．ｚ１２）、””、（Ｘ、ｎ、Ｙ、、
、Ｚ＋−）；（Ｘｔ＋、Ｙ２ｘ、Ｚ＊ｓ）、（Ｘ＊ｚ、
Ｙｚｚ。

Ｚｔａ）、””、（Ｘ２ｎ、Ｙ２ｎ、Ｚｔａ）；””；
（Ｘ−ｔ、Ｙ、ｘ、Ｚ−＋）。

（Ｘ−２，Ｙ＝２．Ｚ−２）、−−−、（Ｘ、、、Ｙ、
、、Ｚ＝、）を算出スル。

また演算回路４３は、光トランジスタ３２１．□。

３２１＋ｚ、・・・、３２１１ｒｌ：３２ｂ＋、３２１
□２．ｏ・、３２１．．１．・・・：：１２Ｌ、、３２
１．、、・・・、３２１−、について結像データＩＭＧ
すなわち記憶内容ｊｌｌ＋Ｌ１２＋・・・、ｔ＋ｎ；ｔ
ｔ＋、ｔｔ□、・・・。

Ｌ２ｎ；・・・；ｔａ＋＋ｔａ２＋・・・、ｔ□がそれ
ぞれ特定コード（ここでは“０”）と一致するか否かを
判断し、特定コードである場合には“死角”と判断する
。

演算回路４３の演算結果すなわち被測定物休廷における
スリット光の反射点Ｐの位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の算出結果
および死角は、他の記憶装置４４に与えられて記憶され
保持される。記憶袋Ｍ４４の記憶内容は、所望により、
表示装Ｍ４Ｓにより視認回走に表示され、また記録装置
４６により記録される。

なお上述においては、第１の光センサ装置３２に属する
光センサの列に関して被計測領域を走査しているが、本
発明は、これに限定されるものではなく、第１の光セン
サ装置に属する光センサの行に関して被計測領域を走査
する場合も包摂している。被計測領域を第１の光センサ
装置３２に属する光センサの列に関して走査するか行に
関して走査するかは、投光装置による被計測領域の走査
方向との関連において決定されるものであるが、行に対
する場合の構成および作用は、列に対する上記の説明か
ら殆ど明らかであるので、その詳細な説明を省略する。

また上述においては、撮像装置３２がマトリックス状に
配列された複数の光センサによって形成される場合につ
いて主として説明したが、本発明は、これに限定される
ものではなく、所望の形状（たとえば曲線状）に複数の
光センサを配列して撮像装置を形成する場合も包摂して
いる。

更に投光装置すがスリッ′ト光を発生しているが、本発
明は、これに限定されるものではなく、たとえば投光装
置によって発生される光の強度を確保したい場合などの
ために、投光装置がビーム光を発生する場合も包摂して
いる。この場合には、撮像装置の光センサを１行に配列
してもよい。

加えて撮像装Ｍ３２がデコーダ回路３２８を包有してい
るが、本発明は、これに限定されるものではなく、デコ
ーダ回路３２８を除去し記憶装置３２Ｌ＋。

３２４ｉｔ、・・・、３２４．、；３２４２□、３２４
２２．・・・、３２４２．；・・・：３２４−ｕ、３２
４−ｔ、・・・、３２４−ｆｌをデータ処理装置赳に対
し直接接続してなる場合も包摂している。この場合には
、記憶装置３２４．、．３２４．□、・・・、３２４．
Ｉ、：３２４□１゜３２４２２、・・・、３２４２．；
・・・；３２４−、、：１２４＝、、・・・、３２４−
１１に計数回路３２５の計数内容が記憶されるごとに、
直ちにその記憶内容がデータ処理装Ｍ並に対して転送さ
れる。その他の作用ないし効果は、上述より殆ど自明で
あるので、省略する。

（３）発明の効果 上述より明らかなように本発明にかかる物体計測装置は
、 （ａ）被計測領域を走査するための光を発生する投光装
置と、 （ｂ）前記投光装置によって発生された光か被計測領域
に配置された被計測物体に よって反射されることにより得られた 反射光を収束して前記被計測物体にお ける光の反射点の像を結像せしめる結 像装置と、 （ｃ）前記結像装置によって結像された反射点の像によ
って動作せしめられるよう 配設された複数の光センサからなる第 １の光センサ装置と、 （ｄ）前記投光装置で被計測領域を走査するために発生
された光によって動作せし められる第２の光センサ装こと、 （ｅ）前記第２の光センサ装置に対してリセット端が接
続されており、前記第２ の光センサ装置の光検知によって発生 された走査基準信号によっ′Ｃリセットされたのちに入
力端に与えられるク ロックパルスの数を計数する計数回路 と、 （［）前記第２の光センサ装置に対して入力端が接続さ
れた特定コード設定装置 と、 （ｇ）前記第１の光センサ装置に属する光センサに対し
てｌ対ｌて付設されかつ前 記特定コード設定装置の出力端に接続 されており、前記走査基準信号か与え られたときに前記特定コード設定装置 によって特定コードか設定記憶せしめ られかつ前記第１の光センサ装置に属 する光センサか動作されたときに前記 計数回路の計数内容か入力され前記特 定コードに代えて記憶せしめられる複 数の記憶装置と、 （ｈ）前記複数の記憶装とから記憶内容を受け取り、前
記記憶内容か前記特定コー トと一致するか否かを判断して死角を 判別し、死角でないと判別されたとき 前記投光装置による反射点の走査角を 算出したのち算出された走査角から重 犯反射点の位置を算出するデータ処理 装置と を備えてなるので、 （ｉ）死角を容易かつ確実に判別でき る効果 を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる物体計測装置の一実施例を示す
斜視図、第２図は第１図実施例の一部を拡大して示す拡
大部分回路図、第３図は第１図実施例の一部を拡大して
示す拡大部分回路図、第４図は第１図実施例の動作を説
明するための動作説明図、第５図（ａ）、（ｂ）は“死
角”を説明するための説明図である。 ｌＯ・・・・・・・・−・・・・・・・・・・・投光装
置１２・・・・・・・・・・・・・・・・・・スリット
光発生装置１２１・・・・・・・・・・・・・・光源１
２２・・・・・　　・・・・・円筒レンズ１４・・・・
・・・・・・・・・・・・・・走査装置１４１・・・・
・・・・・・・・・・くツー＋４２・・・・・・・・−
・・・・・回転駆動装置２０・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・被計測物体３０・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・受光装置３１・・・・・・・・・
・・・・・・・・・結像装置３２・・・・・・・・・・
・・・・・・・・撮像装置３２１１、〜３２１工・・・
・光トランジスタ３２２、、〜３２２工・・・・比較増
幅回路３２３、、〜３２３．□・・・・オア回路３２４
、、〜１２’Ｌ、・・・・記憶装置３２５　　・・・・
・・・・・・・・計数回路３２６・・・・・・・・・・
・・・・クロックパルス発生回路 ３２７・・・・・・・・・・・・・・パルス発生回路３
３・・・・・・・・・・・・・・・・・・走査検出装置
３３１・・・・・・・・・・・・・・光トランジスタ３
３２・・・・・・・・・・・・・・比較増幅回路並・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・データ処理装置
４１・・・・・・・・・・・・・・・・・・読込信号発
生回路４２・・・・・・・・・・・・・・・・・・記憶
装置４３・・・・・・・・・・・・・・・・・・演算回
路４４・・・・・・・・・・・−・・−・・・記憶装置
４５・・・・・・・・・・・・・・・・・・表示装置４
６・・・・・・・・・・・・・・・・・・記録装置特許
出願人　財団法人　熊木テクノポリス財団代理人　　　
弁理士　　工　藤　　　隆　失策３図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）被計測領域を走査するための光を発生する
   投光装置と、 （ｂ）前記投光装置によって発生された光が被計測領域
   に配置された被計測物体によっ て反射されることにより得られた反射光を収束して前記
   被計測物体における光の反射点の像を結像せしめる結像
   装置と、 （ｃ）前記結像装置によって結像された反射点の像によ
   って動作せしめられるよう配設された複数の光センサか
   らなる第１の光センサ装置と、 （ｄ）前記投光装置で被計測領域を走査するために発生
   された光によって動作せしめられる第２の光センサ装置
   と、 （ｅ）前記第２の光センサ装置に対してリセット端が接
   続されており、前記第２の光センサ装置の光検知によっ
   て発生された走査基準信号によってリセットされたのち
   に入力端に与えられるクロックパルスの数を計数する計
   数回路と、 （ｆ）前記第２の光センサ装置に対して入力端が接続さ
   れた特定コード設定装置と、 （ｇ）前記第１の光センサ装置に属する光センサに対し
   て１対１で付設されかつ前記特定コード設定装置の出力
   端に接続されており、前記走査基準信号が与えられたと
   きに前記特定コード設定装置によって特定コードが設定
   記憶せしめられかつ前記第１の光センサ装置に属する光
   センサが動作されたときに前記計数回路の計数内容が入
   力され前記特定コードに代えて記憶せしめられる複数の
   記憶装置と、 （ｈ）前記複数の記憶装置から記憶内容を受け取り、前
   記記憶内容が前記特定コードと一致するか否かを判断し
   て死角を判別し、死角でないと判別されたとき前記投光
   装置による反射点の走査角を算出したのち算出された走
   査角から前記反射点の位置を算出するデータ処理装置と を備えてなることを特徴とする物体計測装置。
2. （２）特定コード設定装置が、第２の光センサ装置に対
   して入力端が接続されかつ出力端が複数の記憶装置のト
   リガ端に接続されており前記第２の光センサ装置から走
   査基準信号が与えられたときに前記複数の記憶装置に対
   してトリガ信号を与え特定コードを記憶せしめるパルス
   発生回路でなることを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）記載の物体計測装置。
3. （３）投光装置によって発生される光が、ビーム光でな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項もしくは
   第（２）項記載の物体計測装置。
4. （４）投光装置によって発生される光が、スリット光で
   なることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項もしく
   は第（２）項記載の物体計測装置。
5. （５）投光装置が、スリット光を発生するスリット光発
   生装置と、前記スリット光の進行方向を一定速度で変化
   せしめて被計測領域を走査する走査装置とを包有してな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（４）項記載の物
   体計測装置。
6. （６）走査装置が、スリット光発生装置の発生したスリ
   ット光を反射するためのミラーと、前記ミラーを回転せ
   しめる回転装置とを包有してなることを特徴とする特許
   請求の範囲第（５）項記載の物体計測装置。
7. （７）スリット光発生装置が、気体レーザ光源と前記気
   体レーザ光源によって発生されたレーザ光からスリット
   光を生成するための円筒レンズとによって形成されてな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（５）項もしくは
   第（６）項記載の物体計測装置。
8. （８）スリット光発生装置が、半導体レーザ光源と、前
   記半導体レーザ光源によって発生されたレーザ光を収束
   してビーム光を生成するための球面レンズと、前記ビー
   ム光からスリット光を生成するための円筒レンズとによ
   って形成されてなることを特徴とする特許請求の範囲第
   （５）項もしくは第（６）項記載の物体計測装置。
9. （９）第１、第２の光センサ装置が、光トランジスタで
   形成されてなることを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項ないし第（８）項のいずれか一項記載の物体計測装
   置。