JPH0476405A - 位置検出装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、光学的撮像によって位置を検出する位置検
出装置に関するものである。

［従来の技術］ 近年、ＣＣＤに代表される単位受光素子を配列して構成
された撮像素子によって画像を撮像し、寸法また位置を
検出するものが提案されている。

［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ものは例えば、１２８ｍ
１角のエリアを２５６　Ｘ２５６画素のＣＣＤで撮像し
た場合、１画素あたりの寸法は０．５ｍｍとなる。

これは通常、工業的に求められる寸法精度に比べてかな
り大きいという課題があった。

［課題を解決するための手段］ このような課題を解決するためにこの発明は、単位受光
素子の配列方向に対して斜めの方向の像を検査面に投影
する投影装置と、撮影手装置よって得られた画像信号を
２値化した信号の変化に対して所定の演算を行ない位置
信号を発生する演算装置とを備えたものである。

［作用］ 投影像と単位受光素子の配列方向が斜めとなっているの
で、その間で光学的副尺原理が作用し、画素サイズより
十分率さい分解能が得られる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。

図において１は検査対象であり、その検査対象１の検査
対象面に投影像１１を投影するため、検査対象面に対し
て斜め方向にランプ２１とスクリーン２２から構成され
る装置 られている。３はＣＣＤカメラであり、その内部には単
位受光素子を例えば直線状に配列した撮像素子３□が設
けられており、投影像１ｌの特定の辺はＣＣＤの配列方
向に対して斜めの関係に位置するように投影装置の位置
および角度が決められている。第１図において検査面に
点線で示された部分がＣＣＤの単位受光素子の配列方向
であり、この配列方向し対して、直角三角形の斜辺が斜
めの関係となるように設定されている。また、この実施
例ではＣＣＤカメラ３と投影装置２とは第２図に示すよ
うに、３０度の角度を有するように設定されている。

ＣＣＤカメラ３によって撮像された信号は２値化装置４
によって２値化されたうえ、画像メモリ５に記憶される
ようになっている。そして記憶されたデータは適宜読み
出され、演算装置６で演算処理され、その結果が表示器
７で表示される。

２値化処理は単位画素の半分以上の部分に光が当たった
とき「１」レベルの信号を出力し、その他の状態は「０
」レベルの信号を出力するように構成されている。ＣＣ
Ｄカメラ３の画素配列と測定対象面の投影像は前述した
ように斜めに交差するようになっており、ここでは例え
ば１０画素に対して１画素傾けて撮像されるようになっ
てる。

このため、第３図にその詳細を示すように（ＸＯ。

ＹＯ〜Ｙ４）までの画素は半分以上の面積に光が当たっ
ているので、明部として２値化され、（ＸＯ，Ｙ５〜Ｙ
１０）までの画素は暗部として２硫化されるので、暗部
として２値化されるエリアを斜線で示すと第３図のよう
になる。

今、この装置が検査対象の軸方向の位置、すなわち高さ
を検出するものである場合、検査面の高さが正規のもの
とは異なる検査対象は、投影装置２が斜め方向に位置し
ている関係上、投影像１□の大きさが変わる。第４図は
この状態を極端に表現したものであり、正規の検査対象
であれば実線で示す投影像１□が得られるところ、検査
面が低くなると２重線で示す投影像１□が得られる。と
ころが、ＣＣＤカメラ３の撮像範囲は点線で示す３□の
範囲であるため、それぞれの像の交差位置が変わる．こ
のことは像の交差位置の変化から高さ方向の変化が読み
取れることを意味する。

このように高さ変化にともなう交差点の移動が第３図の
場合から左に０．１画素ずれたとすると第５図に示すよ
うに、（ＸＯ，ＹＯ〜Ｙ３）までの画素が明部となり、
（ＸＯ，Ｙ４〜Ｙ９）までの画素が暗部となるすなわち
、交差点が横方向に０、１画素分しか変化していないに
もかかわらず、縦方向には１画素分の変化が現れること
になる。

これはあたかもノギスの副尺のように作用し、実際のメ
モリより小さい寸法が読み取れることになる．従ってこ
の変化を演算装置で演算すれば高さ方向の変化が読み取
れることになる．また、この装置は演算装置の演算処理
を変えることによって第６図に示すような検査対象が傾
斜した場合についても検出することができる。更に、横
方向および縦方向に検査対象が移動した場合でも同様に
変化が検出できるので、演算処理を所定のアルゴリズム
にすれば、上下、左右、前後、高さ、傾斜のいずれの位
置でも測定できる。

今までの説明では投影像は直線としているが、第７図（
ａ）から（ｆ）に示ずようなものでも良い。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明は検査対象面に対して斜め
方向から投影像を投影し、その投影像に対して撮像素子
の配列方向を斜めにしたので、１画素分の精度よりも十
分率さい精度で位置測定が行えるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はカメラと投影装置の位置関係を示す図、第３図は投影
像と撮像素子の画素との関係を示す図、第４図は投影像
の大きさの変化とカメラの撮像範囲を示す図、第５図は
第３図の状態から横方向に０，１画素ずれた状態を示す
図、第６図は検査対象が傾いた時の状態を示す図、第７
図は投影像の変形例を示す図である。 １・・・・検査対象、１１　・・・・投影像、２・・・
・投影装置、２□　・−・・光源、２２・・スクリーン
、３・・・・ＣＣＤカメラ、３□・・・・撮像素子、４
・・　・２値化装置、５・・・・画像メモリ、６・・・
・演算装置、７・・・・表示器。 第２図 絽１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 単位受光素子を所定の基準に従い多数配列することによ
   って検査面を走査する撮像素子と、検査面に対して斜め
   方向上側に設けたスクリーンの投影像が単位受光素子の
   配列方向に対して斜めの方向となるようにそのスクリー
   ンを照射する光源と、 撮像素子によつて得られた画像信号を２値化する２値化
   装置と、 ２値化された画像信号の変化に対して所定の演算を行な
   い位置信号を発生する演算装置とを備えたことを特徴と
   する位置検出装置。