JPH02184715A - 距離測定装置および方法 - Google Patents
距離測定装置および方法Info
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- JPH02184715A JPH02184715A JP30454989A JP30454989A JPH02184715A JP H02184715 A JPH02184715 A JP H02184715A JP 30454989 A JP30454989 A JP 30454989A JP 30454989 A JP30454989 A JP 30454989A JP H02184715 A JPH02184715 A JP H02184715A
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- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 abstract description 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/46—Indirect determination of position data
- G01S17/48—Active triangulation systems, i.e. using the transmission and reflection of electromagnetic waves other than radio waves
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は検査対象から基準面までの距離（ｒａｎｇｅ
）を測定するための方法および装置に関する。本発明に
かかる改良されたレンジング・システムは、例えば電子
部品基板上に組み付けられたＩＣを検査するために使用
することができる正確かつ高信頼性であり対費用効果の
良好なロボット視覚機器を構成することができるもので
ある。
）を測定するための方法および装置に関する。本発明に
かかる改良されたレンジング・システムは、例えば電子
部品基板上に組み付けられたＩＣを検査するために使用
することができる正確かつ高信頼性であり対費用効果の
良好なロボット視覚機器を構成することができるもので
ある。
電子回路基板がますます高集積化されまた複雑になって
いくにつれて、製造業者はこれら製品の組立、検査、お
よび試験を自動化する方法を見出すことに一層の関心を
抱くようになってきている。
いくにつれて、製造業者はこれら製品の組立、検査、お
よび試験を自動化する方法を見出すことに一層の関心を
抱くようになってきている。
部品を掴んで装着するロボットのアームには、機械基部
の動作を誘導することのできる視覚および制御システム
を必要とする。ＩＣを基板上に取りつけるプロセスでは
、傷つきやすいパッケージを注意深く整列し位置決めす
ることが要求される。
の動作を誘導することのできる視覚および制御システム
を必要とする。ＩＣを基板上に取りつけるプロセスでは
、傷つきやすいパッケージを注意深く整列し位置決めす
ることが要求される。
ロボットの動作を制御する視覚システムは、基板とその
上に置く部品との距離を正確に測定することができなけ
ればならない。
上に置く部品との距離を正確に測定することができなけ
ればならない。
距離測定の基本的な方法は、幾何光学技術に熟練した者
にはよく知られている。土地測量や航海術に用いる最も
古くかつ広範に使用される手法の一つは三角測量である
。第６図および第２図に、Ｐ、 Ｃ１ｅｌｏ著の０ｐｔ
ｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒＩｎｄｕｓｔ
ｒｉａｌ Ｉｎ５ｐｅｃｔｉｏｎ″で詳述されている三
角測量を図示する。第６図は被検査面までの距離を測定
するために使用する光源イメージヤＰＩおよび集光イメ
ージヤＰ２を示す。Ａ点がＡ′点に位置を変えると、カ
メラＰ２上に結像される像はは０点から０”点に移動す
る。三角測量法の幾何学的説明は第２図に示されている
。距離ＡＣは正弦法則により以下のように与えられる： ＡＣ＝ＢＣ（ｓ ｉ ｎβ／ ｓ ｉ ｎ ａ ）＝Ｄ
ｓｉｎβ／５ｉｎ（π−β−γ） ・・・（式１） ここで、ＢおよびＣはイメージヤＰ１およびＰ２中の２
つのレンズ・システムの物体節点（ｏｂｊｅｃｔｎｏｄ
ａｌ ｐｏｉｎｔ） ； ＤはカメラＰＩと２２間の既知の固定距離；βは三角法
により測定した角度； γは既知の角度。
にはよく知られている。土地測量や航海術に用いる最も
古くかつ広範に使用される手法の一つは三角測量である
。第６図および第２図に、Ｐ、 Ｃ１ｅｌｏ著の０ｐｔ
ｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒＩｎｄｕｓｔ
ｒｉａｌ Ｉｎ５ｐｅｃｔｉｏｎ″で詳述されている三
角測量を図示する。第６図は被検査面までの距離を測定
するために使用する光源イメージヤＰＩおよび集光イメ
ージヤＰ２を示す。Ａ点がＡ′点に位置を変えると、カ
メラＰ２上に結像される像はは０点から０”点に移動す
る。三角測量法の幾何学的説明は第２図に示されている
。距離ＡＣは正弦法則により以下のように与えられる： ＡＣ＝ＢＣ（ｓ ｉ ｎβ／ ｓ ｉ ｎ ａ ）＝Ｄ
ｓｉｎβ／５ｉｎ（π−β−γ） ・・・（式１） ここで、ＢおよびＣはイメージヤＰ１およびＰ２中の２
つのレンズ・システムの物体節点（ｏｂｊｅｃｔｎｏｄ
ａｌ ｐｏｉｎｔ） ； ＤはカメラＰＩと２２間の既知の固定距離；βは三角法
により測定した角度； γは既知の角度。
しかしながら、この従来方法はい（っかの重大な制約を
受けている。この方法は２つの全く別個の光学および信
号処理シ・ステムを必要とするので、ロボット視覚アプ
リケーションにとっては魅力的ではない。
受けている。この方法は２つの全く別個の光学および信
号処理シ・ステムを必要とするので、ロボット視覚アプ
リケーションにとっては魅力的ではない。
対費用効果がもっと良好な構成が１９８６年のＪｏｕｒ
ｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐ目ｃａｌ ５ｏｃｉｅｔｙ
ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａに掲載されたＭａｒｅ Ｒｉｏ
ｕｘとＦｒａｎｃｏｉｓ Ｂｌａｉｓ共著の論文”Ｃｏ
ｏｉｐａｃｔ Ｔｈｒｅｅ−Ｄｌｍｅｎｓｉｏｎａｌ
Ｃａｍｅｒａ ｆｏｒＲｏｂｏｔｉｃ Ａｐｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎｓ”に述べられている。第３図にこの論文の電
荷結合素子（ＣＣＤ）イメージング・センサを示す。こ
のセンサは１組のレンズおよび環状開口部を有するマス
クを通して目標の表面から反射された光を集める。旧ａ
ｉｓと旧ＯＵＸの方法では、センサのプレート上に作ら
れた２つのスポット・イメージｂ°の間の距離を検出す
ることにより、目標物の後ろの基準プレート上のＡ点か
ら目標表面上のＢ点までの奥行きの測定ができる。第４
図は、センサ上でのこれらの点の間隙に基づいて距離を
計算する幾何学的な解析を示している。奥行きの測定値
２は以下の関係式から得られる： ｚ＝ｌ／（ＬＨ＋Ｋｂ） ・・・（式２）Ｋ−（Ｌ−ｆ
）／ （ｆ ｄｔ） ・・・（式３）ただし、Ｌ＝基
準面までの２軸方向の距離；ｂ＝センサ上の２点り°間
の距離 ｆ＝使用するレンズの焦点距離 ｄ＝マスクの環状開口を横切る距離 更に代数的処理を行うことにより、Ｘ座標とＸ座標につ
いて以下の式が得られる： ｘ＝ ＸＯｚ （Ｌ ｆ ） ／ ｆ Ｌ（式４） ％式％） ・・・（式５） ここで、ｘｏとｙｏはセンサ上の点ｂ°の間の直線の両
端点を定義する座標である。
ｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐ目ｃａｌ ５ｏｃｉｅｔｙ
ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａに掲載されたＭａｒｅ Ｒｉｏ
ｕｘとＦｒａｎｃｏｉｓ Ｂｌａｉｓ共著の論文”Ｃｏ
ｏｉｐａｃｔ Ｔｈｒｅｅ−Ｄｌｍｅｎｓｉｏｎａｌ
Ｃａｍｅｒａ ｆｏｒＲｏｂｏｔｉｃ Ａｐｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎｓ”に述べられている。第３図にこの論文の電
荷結合素子（ＣＣＤ）イメージング・センサを示す。こ
のセンサは１組のレンズおよび環状開口部を有するマス
クを通して目標の表面から反射された光を集める。旧ａ
ｉｓと旧ＯＵＸの方法では、センサのプレート上に作ら
れた２つのスポット・イメージｂ°の間の距離を検出す
ることにより、目標物の後ろの基準プレート上のＡ点か
ら目標表面上のＢ点までの奥行きの測定ができる。第４
図は、センサ上でのこれらの点の間隙に基づいて距離を
計算する幾何学的な解析を示している。奥行きの測定値
２は以下の関係式から得られる： ｚ＝ｌ／（ＬＨ＋Ｋｂ） ・・・（式２）Ｋ−（Ｌ−ｆ
）／ （ｆ ｄｔ） ・・・（式３）ただし、Ｌ＝基
準面までの２軸方向の距離；ｂ＝センサ上の２点り°間
の距離 ｆ＝使用するレンズの焦点距離 ｄ＝マスクの環状開口を横切る距離 更に代数的処理を行うことにより、Ｘ座標とＸ座標につ
いて以下の式が得られる： ｘ＝ ＸＯｚ （Ｌ ｆ ） ／ ｆ Ｌ（式４） ％式％） ・・・（式５） ここで、ｘｏとｙｏはセンサ上の点ｂ°の間の直線の両
端点を定義する座標である。
ＢｌａｉｓとＲｉｏｕｘの方法は、問題としているある
対象の奥行きを見出すためのもっと以前の三角測量によ
る方法よりも改良されたものにはなっているのだが、こ
の方法もまた複雑なロボット視覚環境では使用不能とな
ることが比較的よくあるような事態をもたらす欠点を免
れてはいない。本願発明者が問題としているその問題点
とは、旧ａｌｓとＲｉｏｕｘのコンパクト３次元カメラ
のような従来のシステムではあらゆる条件下で正確な距
離測定を行うということができないということである。
対象の奥行きを見出すためのもっと以前の三角測量によ
る方法よりも改良されたものにはなっているのだが、こ
の方法もまた複雑なロボット視覚環境では使用不能とな
ることが比較的よくあるような事態をもたらす欠点を免
れてはいない。本願発明者が問題としているその問題点
とは、旧ａｌｓとＲｉｏｕｘのコンパクト３次元カメラ
のような従来のシステムではあらゆる条件下で正確な距
離測定を行うということができないということである。
その距離を測定すべき対象の一部分が、シャドウィング
（ｓｈａｄｏｗｌｎｇ ）と呼ばれる現象によって覆い
隠されてしまうことが時々ある。第５ａ図および第５ｂ
図には、図の左側に、−様な平面上に小さな突起が出て
いる対象物が示しである。両図とも、イメージング・シ
ステムは、レンズと２つの開口とを有するマスクとして
簡略に示されている。光はマスクを通ってセンサに達す
る。第５ａ図では、光は対象物に焦点が合わせられてい
るので、距離の測定は難なくできる。しかし、第５ｂ図
では対象物の突起が光を一部遮っている。センサは、対
象物の迫り出し形状のためにセンサに対して突き出した
角部のまわりを見ることができない。遮られた光は第５
ｂ図では破線で示しである。
（ｓｈａｄｏｗｌｎｇ ）と呼ばれる現象によって覆い
隠されてしまうことが時々ある。第５ａ図および第５ｂ
図には、図の左側に、−様な平面上に小さな突起が出て
いる対象物が示しである。両図とも、イメージング・シ
ステムは、レンズと２つの開口とを有するマスクとして
簡略に示されている。光はマスクを通ってセンサに達す
る。第５ａ図では、光は対象物に焦点が合わせられてい
るので、距離の測定は難なくできる。しかし、第５ｂ図
では対象物の突起が光を一部遮っている。センサは、対
象物の迫り出し形状のためにセンサに対して突き出した
角部のまわりを見ることができない。遮られた光は第５
ｂ図では破線で示しである。
面体であることがほとんど常であるＩＣパッケージが植
設されているプリント回路基板を検査するように設計さ
れているロボット視覚システムでは重大な難点である。
設されているプリント回路基板を検査するように設計さ
れているロボット視覚システムでは重大な難点である。
このシャドウィング現象を回避する、正確かつ高信頼度
のレンジング・システムを実現することは、自動検査や
組立分野の設計者にとって大きな課題である。シャドウ
ィングの障害を受けない比較的低コストのレンジ・ファ
インダを開発することは、ロボット視覚環境における主
要な技術革新となるであろう。そのような斬新な装置を
用いて達成することのできる高度の性能は、この分野で
長いあいだ望まれてきたニーズを満たし、電子機器製造
業者にとってはかなりの時間と費用の消費の節約となる
であろう。
のレンジング・システムを実現することは、自動検査や
組立分野の設計者にとって大きな課題である。シャドウ
ィングの障害を受けない比較的低コストのレンジ・ファ
インダを開発することは、ロボット視覚環境における主
要な技術革新となるであろう。そのような斬新な装置を
用いて達成することのできる高度の性能は、この分野で
長いあいだ望まれてきたニーズを満たし、電子機器製造
業者にとってはかなりの時間と費用の消費の節約となる
であろう。
本発明は上述の従来技術の問題点を解消し、シャドウィ
ングの問題を軽減する距離測定方法および装置を提供す
ることを目的とする。
ングの問題を軽減する距離測定方法および装置を提供す
ることを目的とする。
本発明の一実施例によれば、従来の三角測量システムで
見られたシャドウィングの問題が克服される。ここで達
成された性能向上の鍵は、４つの開口付きのマスクによ
ってシステムに組み込まれを検査するように設計された
検査システムで用いれば、互いに直交する２組の光線対
の中の一方の光線対は常に遮られないので、正確な奥行
きの測定に使用することができる。このレンジング・シ
ステムが上述の従来装置よりも好ましいのは、距離測定
が行えるようにするために必要な、遮られていない視野
角（口ｅｌｄ ａｎｇｌｅ ）が従来のシステムよりも
小さいからである。本発明の別の利点は、測定しようと
している対象物へ向けられた入射光の最小限の部分だけ
がセンサに達するということである。この光の制限とい
う更なる有益な特徴によって、迷光の予期しない反射を
極めて良好に抑えることができる。迷光の反射を抑制し
ないでおくと、それが検出器に入射して距離測定の精度
を劣化させるかもしれないのである。
見られたシャドウィングの問題が克服される。ここで達
成された性能向上の鍵は、４つの開口付きのマスクによ
ってシステムに組み込まれを検査するように設計された
検査システムで用いれば、互いに直交する２組の光線対
の中の一方の光線対は常に遮られないので、正確な奥行
きの測定に使用することができる。このレンジング・シ
ステムが上述の従来装置よりも好ましいのは、距離測定
が行えるようにするために必要な、遮られていない視野
角（口ｅｌｄ ａｎｇｌｅ ）が従来のシステムよりも
小さいからである。本発明の別の利点は、測定しようと
している対象物へ向けられた入射光の最小限の部分だけ
がセンサに達するということである。この光の制限とい
う更なる有益な特徴によって、迷光の予期しない反射を
極めて良好に抑えることができる。迷光の反射を抑制し
ないでおくと、それが検出器に入射して距離測定の精度
を劣化させるかもしれないのである。
本発明によれば、シャドウィングと言う深刻な問題のな
い測定装置を提供することができる。この革新的な方法
および装置により、効率的で使いやすく強力なツールが
もたらされ、これにより電子機器産業の技術者は高い信
頼度をもつロボット視覚システムを使用してはるかに簡
単かつ正確にプリント回路基板を製造することができる
。
い測定装置を提供することができる。この革新的な方法
および装置により、効率的で使いやすく強力なツールが
もたらされ、これにより電子機器産業の技術者は高い信
頼度をもつロボット視覚システムを使用してはるかに簡
単かつ正確にプリント回路基板を製造することができる
。
以下の実施例の説明を学び添付図面を参照することによ
り、本願発明の他の意図や目的を正しく理解し、本願発
明を更に完全かつ包括的に理解することができるだろう
。
り、本願発明の他の意図や目的を正しく理解し、本願発
明を更に完全かつ包括的に理解することができるだろう
。
第１ａ図は４ｍＷ赤色ヘリウム・ネオン・レーザ１２を
含む改良されたレンジング・システム１０を概略的に示
す図である。レーザ１２から出力された光線１４は操向
ミラー（ｓｔｅｅｒｉｎｇｆｆｌｉｒｒｏｒ ） １６
に向けられ、そこで操向ミラー１６によりキュービック
・ビーム・スプリッタ１８へ導かれる。ビーム・スプリ
ッタ１８で再び９０度向きを変えた後、光線１４は４８
ｍｍレンズ２０に入る。このレンズはフォーカシング・
レンズおよび対物レンズの両方の機能を持つ。レーザ１
２からの光線１４はレンズ２０により対象物２２に集束
する。ここで測定しなければならないのは基準面２３か
ら対象物２２までの距離である。対象物２２で反射され
た光線２４は再びレンズ２０、ビーム・スプリッタ１８
を通り、円形マスク２６に当たる。円形マスク２６上に
は４つの開口２７が菱形形状に形成されている。円形マ
スク２６の正面図を第１ｂ図に示す。開口２７を通る４
本の光線２４の結像状況および分離を改善するため、−
組のプリズム（図示せず）を用いることができる。赤フ
ィルタ２８と赤外フィルタ３０を円形マスク２６の後に
置いて、光線２４中の望ましくない成分が位置感知検出
器３２に当たることを防いでいる。第６ｂ図に示す４つ
の開口２７により、２対のスポット・イメージが位置感
知検出器３２の受光面上に形成される。位置感知検出器
３２は収集した光学的情報を電子信号に変換することが
でき、その信号は従来のアンプ３４を介してコンピュー
タ３６に送られる。円形マスク２６と位置感知検出器３
２はレンズ２０の焦点面と一致しない位置にある。位置
感知検出器３２は伝送されてきたスポット・イメージの
２つの対３３ａおよび３３ｂの位置を検出する。位置感
知検出器３２はフォトダイオード・アレイで構成しても
よいし、あるいは４個の側面効果（ｌａｔｅｒａｌ ｅ
ｆｆｅｃｔ）フォトダイオードを用いてもよい。
含む改良されたレンジング・システム１０を概略的に示
す図である。レーザ１２から出力された光線１４は操向
ミラー（ｓｔｅｅｒｉｎｇｆｆｌｉｒｒｏｒ ） １６
に向けられ、そこで操向ミラー１６によりキュービック
・ビーム・スプリッタ１８へ導かれる。ビーム・スプリ
ッタ１８で再び９０度向きを変えた後、光線１４は４８
ｍｍレンズ２０に入る。このレンズはフォーカシング・
レンズおよび対物レンズの両方の機能を持つ。レーザ１
２からの光線１４はレンズ２０により対象物２２に集束
する。ここで測定しなければならないのは基準面２３か
ら対象物２２までの距離である。対象物２２で反射され
た光線２４は再びレンズ２０、ビーム・スプリッタ１８
を通り、円形マスク２６に当たる。円形マスク２６上に
は４つの開口２７が菱形形状に形成されている。円形マ
スク２６の正面図を第１ｂ図に示す。開口２７を通る４
本の光線２４の結像状況および分離を改善するため、−
組のプリズム（図示せず）を用いることができる。赤フ
ィルタ２８と赤外フィルタ３０を円形マスク２６の後に
置いて、光線２４中の望ましくない成分が位置感知検出
器３２に当たることを防いでいる。第６ｂ図に示す４つ
の開口２７により、２対のスポット・イメージが位置感
知検出器３２の受光面上に形成される。位置感知検出器
３２は収集した光学的情報を電子信号に変換することが
でき、その信号は従来のアンプ３４を介してコンピュー
タ３６に送られる。円形マスク２６と位置感知検出器３
２はレンズ２０の焦点面と一致しない位置にある。位置
感知検出器３２は伝送されてきたスポット・イメージの
２つの対３３ａおよび３３ｂの位置を検出する。位置感
知検出器３２はフォトダイオード・アレイで構成しても
よいし、あるいは４個の側面効果（ｌａｔｅｒａｌ ｅ
ｆｆｅｃｔ）フォトダイオードを用いてもよい。
対象物２２から基準面２３までの距離測定は、対をなす
スポット・イメージ３３ａまたは３３ｂの中心同士がど
れだけ離間しているかを検知し、式２ないし式５で既に
説明した数学的関係を組み込んだコンピュータ・プログ
ラムを用いて計算する。レンジング・システムＩＯが対
象物２２を見るときは、通常は２つのスポット・イメー
ジ対３３ａおよび３３ｂが位置感知検出器あるいはカメ
ラ３２の面に形成される。対象物２２の形状により、そ
の入射光１４あるいは反射光２４の一部が遮られると、
既に第５ｂ図で説明しまた図示したように、スポット・
イメージ対の内の一方が弱まるか消えてしまう。ここで
の距離測定では、完全であって遮られていないスポット
・イメージ対は一つしか必要としない。これらスポット
・イメージ対の一方が消失したり損なわれた場合、距離
計算は残りのスポット・イメージ対における離間量に基
づいて行われる。レンジング・システムｌＯがこのよう
な固有の冗長性を持つということが、従来の装置につき
まといこれらの装置をほとんどいつも直線で囲まれてい
るＩＣパッケージが係わる検査作業に使えなくしていた
シャドウィングを、このレンジング・システムｌＯが免
れている理由である。本願発明者は今のところ、本発明
の最良の形態は第６ｂ図に示すように菱形または正方形
パターンに配置された４個の開口２７を有するマスク２
６を使うものであると考えている。開ロバターンは検査
して距離測定すべき対象物の幾何学的特徴に合わせて変
えることができる。異なる対称性を有する対象物に対し
ては、何か別の個数の穴の開いたマスクが必要となるだ
ろう。特定の用途に適するマスクの開口の配置を最適化
する特定のアルゴリズムを開発してもよい。
スポット・イメージ３３ａまたは３３ｂの中心同士がど
れだけ離間しているかを検知し、式２ないし式５で既に
説明した数学的関係を組み込んだコンピュータ・プログ
ラムを用いて計算する。レンジング・システムＩＯが対
象物２２を見るときは、通常は２つのスポット・イメー
ジ対３３ａおよび３３ｂが位置感知検出器あるいはカメ
ラ３２の面に形成される。対象物２２の形状により、そ
の入射光１４あるいは反射光２４の一部が遮られると、
既に第５ｂ図で説明しまた図示したように、スポット・
イメージ対の内の一方が弱まるか消えてしまう。ここで
の距離測定では、完全であって遮られていないスポット
・イメージ対は一つしか必要としない。これらスポット
・イメージ対の一方が消失したり損なわれた場合、距離
計算は残りのスポット・イメージ対における離間量に基
づいて行われる。レンジング・システムｌＯがこのよう
な固有の冗長性を持つということが、従来の装置につき
まといこれらの装置をほとんどいつも直線で囲まれてい
るＩＣパッケージが係わる検査作業に使えなくしていた
シャドウィングを、このレンジング・システムｌＯが免
れている理由である。本願発明者は今のところ、本発明
の最良の形態は第６ｂ図に示すように菱形または正方形
パターンに配置された４個の開口２７を有するマスク２
６を使うものであると考えている。開ロバターンは検査
して距離測定すべき対象物の幾何学的特徴に合わせて変
えることができる。異なる対称性を有する対象物に対し
ては、何か別の個数の穴の開いたマスクが必要となるだ
ろう。特定の用途に適するマスクの開口の配置を最適化
する特定のアルゴリズムを開発してもよい。
本発明の距離測定システムは、ロボットを使った検査、
試験、組立のための正確で信頼性の高い距離計を提供す
るが、航法や衛星調査等の他の多くの分野においても非
常に効果的に利用することができる。本発明は絶えず進
展している人工視覚や制御の分野における大きな前進で
ある。
試験、組立のための正確で信頼性の高い距離計を提供す
るが、航法や衛星調査等の他の多くの分野においても非
常に効果的に利用することができる。本発明は絶えず進
展している人工視覚や制御の分野における大きな前進で
ある。
以上、本発明を特定の好ましい実施例に関して詳細に述
べてきたが、本発明の換気する技術において通常の知識
を有する者は、本願特許請求の範囲の趣旨を逸脱するこ
となく各種の改変や拡張をすることができるということ
が判るであろう。
べてきたが、本発明の換気する技術において通常の知識
を有する者は、本願特許請求の範囲の趣旨を逸脱するこ
となく各種の改変や拡張をすることができるということ
が判るであろう。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、表面がか
なり込み入った立体構造をなしている対象物であっても
その距離を正確に測定することができる。
なり込み入った立体構造をなしている対象物であっても
その距離を正確に測定することができる。
第１ａ図ないし第１ｃ図は本発明の一実施例を説明する
図、 第２図ないし第４図、第５ａ図、第５ｂ図、第６図は従
来技術を説明する図である。 １０：レンジング・システム １２：レーザ １４．２４：光線 １６：操向ミラー １８：ビーム・スプリッタ ２０：レンズ ２２二対象物 ２３：基準面 ２６二円形マスク ２７：開口 ２８：赤フィルタ ３０：赤外フィルタ ３２：位置感知検出器 ３３ａ、３３ｂニスポツト・イメージ対３４：アンプ
図、 第２図ないし第４図、第５ａ図、第５ｂ図、第６図は従
来技術を説明する図である。 １０：レンジング・システム １２：レーザ １４．２４：光線 １６：操向ミラー １８：ビーム・スプリッタ ２０：レンズ ２２二対象物 ２３：基準面 ２６二円形マスク ２７：開口 ２８：赤フィルタ ３０：赤外フィルタ ３２：位置感知検出器 ３３ａ、３３ｂニスポツト・イメージ対３４：アンプ
Claims (4)
- （１）コリメートされた放射エネルギーの発生源を与え
、 対象物を前記コリメートされた放射エネル ギーでレンズを通して照射し、 複数の反射ビームを前記レンズを通して集 め、 前記レンズによって集められた前記反射ビ ームを、少なくとも４個の開口を有し、これら開口によ
り前記反射ビームの一部分を通すようにするマスクに当
て、 前記開口を通過した前記反射ビームを検出 器上に集めることによって前記放射エネルギーの複数の
スポット・イメージを前記検出器上に形成し、 前記検出器上に形成された互いに向き合う 前記スポット・イメージの中心間の離間距離の計算に基
づいて前記対象物から基準面への距離を算定する ステップを含む距離測定方法。 - （２）入射光線を生成する光源手段と、 前記入射光線を基準面から未知の距離にあ る３次元の対象物へ向ける導波手段と、 前記対象物からの複数の反射光線を集めて、これらを４
グループの反射光線を残して取り除くブロック手段へ伝
達する対物手段と、 前記４グループの反射光線が当たることに より前記物体から前記基準面までの未知の距離を測定す
るセンサ手段 とを有してなるレンジ・ファインダ。 - （３）コリメートされた放射エネルギーをフォーカシン
グ・レンズを通して対象物に照射する発生源を設けた距
離測定装置であって、 前記フォーカシング・レンズは前記対象物 からの放射エネルギーの複数の反射ビームをマスクに集
める対物レンズとしても働き、 前記マスクは少なくとも４個の開口を有し て前記反射ビームの一部をセンサに伝達し、前記センサ
は前記物体から基準面までの距 離を計算するために用いられる複数のスポット・イメー
ジを受け取る ことを特徴とする距離測定装置。 - （４）可視的な光を放射するレーザと、 前記光を反射する操向ミラーと、 前記光を基準面から未知の距離にある対象 物に集束するフォーカシング・レンズ兼対物レンズとし
て働くレンズに運ぶビーム・スプリッタと、対向する開
口の対を２組有し、これらの対 は互いに直交する対称パターンになっているマスクと を設け、 前記開口の対は、冗長な反射光線が赤フィ ルタと赤外遮断フィルタを通って最終的に位置感知光検
出器に当たり、プロセッサが前記位置感知光検出器上に
形成されたスポットのパターンを前記対称物から前記基
準面までの距離の測定値を表すものと解釈できるように
配置されていることを特徴とする 自動奥行きセンサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US27524788A | 1988-11-22 | 1988-11-22 | |
| US275,247 | 1988-11-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02184715A true JPH02184715A (ja) | 1990-07-19 |
Family
ID=23051473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30454989A Pending JPH02184715A (ja) | 1988-11-22 | 1989-11-22 | 距離測定装置および方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0370770A1 (ja) |
| JP (1) | JPH02184715A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10222199B2 (en) | 2014-12-02 | 2019-03-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Displacement sensor, displacement detection apparatus, and displacement detection method |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5270795A (en) * | 1992-08-11 | 1993-12-14 | National Research Council Of Canada/Conseil National De Rechereches Du Canada | Validation of optical ranging of a target surface in a cluttered environment |
| US7050177B2 (en) | 2002-05-22 | 2006-05-23 | Canesta, Inc. | Method and apparatus for approximating depth of an object's placement onto a monitored region with applications to virtual interface devices |
| US7006236B2 (en) | 2002-05-22 | 2006-02-28 | Canesta, Inc. | Method and apparatus for approximating depth of an object's placement onto a monitored region with applications to virtual interface devices |
| US7340077B2 (en) | 2002-02-15 | 2008-03-04 | Canesta, Inc. | Gesture recognition system using depth perceptive sensors |
| US10242255B2 (en) | 2002-02-15 | 2019-03-26 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Gesture recognition system using depth perceptive sensors |
| US7310431B2 (en) | 2002-04-10 | 2007-12-18 | Canesta, Inc. | Optical methods for remotely measuring objects |
| US7203356B2 (en) | 2002-04-11 | 2007-04-10 | Canesta, Inc. | Subject segmentation and tracking using 3D sensing technology for video compression in multimedia applications |
| WO2003100593A1 (en) * | 2002-05-22 | 2003-12-04 | Canesta, Inc. | Method and apparatus for approximating depth of an object's placement onto a monitored region |
| US8009871B2 (en) | 2005-02-08 | 2011-08-30 | Microsoft Corporation | Method and system to segment depth images and to detect shapes in three-dimensionally acquired data |
| CN105806240B (zh) * | 2016-05-25 | 2018-03-30 | 北京理工大学 | 基于光学传递函数的同时测量多个绝对距离的方法 |
| AT520307B1 (de) * | 2017-11-27 | 2019-03-15 | Riegl Laser Measurement Systems Gmbh | Optische Vorrichtung zum Detektieren eines an einem Fernziel reflektierten Lichtstrahls |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3864030A (en) * | 1972-07-11 | 1975-02-04 | Acuity Syst | Eye position measuring technique |
| EP0070141B1 (en) * | 1981-07-07 | 1989-05-31 | Renishaw plc | Device for measuring dimensions |
| ATE69876T1 (de) * | 1986-06-04 | 1991-12-15 | Philips Nv | Optische messanordnung des abstands zwischen einer oberflaeche und einer bezugsebene. |
-
1989
- 1989-11-21 EP EP89312083A patent/EP0370770A1/en not_active Withdrawn
- 1989-11-22 JP JP30454989A patent/JPH02184715A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10222199B2 (en) | 2014-12-02 | 2019-03-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Displacement sensor, displacement detection apparatus, and displacement detection method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0370770A1 (en) | 1990-05-30 |
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