JPH0481729B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0481729B2 JPH0481729B2 JP60177207A JP17720785A JPH0481729B2 JP H0481729 B2 JPH0481729 B2 JP H0481729B2 JP 60177207 A JP60177207 A JP 60177207A JP 17720785 A JP17720785 A JP 17720785A JP H0481729 B2 JPH0481729 B2 JP H0481729B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- line sensor
- pattern
- image line
- optical mask
- directions
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 18
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 101100269850 Caenorhabditis elegans mask-1 gene Proteins 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、イメージラインセンサを利用した２
次元デイジタル変位検出方式に関するものであ
る。
次元デイジタル変位検出方式に関するものであ
る。
従来、イメージラインセンサを利用した２次元
デイジタル変位検出装置においては、第４図及び
第５図に示す如く、光学マスク１上に形成された
互いに直交する直線より形成された鋸歯状のパタ
ーン１ａをイメージラインセンサ２上に投影し、
投影された明部（又は暗部）の総幅の変化よりＸ
方向の変位を、明部（又は暗部）全体の仮想基準
線からの変位よりＹ方向の変位を検出している。
ここで鋸歯状にパターン１ａを多数配列したの
は、各パターン１ａに対する変化量を平均化し分
解能を向上させることにある。
デイジタル変位検出装置においては、第４図及び
第５図に示す如く、光学マスク１上に形成された
互いに直交する直線より形成された鋸歯状のパタ
ーン１ａをイメージラインセンサ２上に投影し、
投影された明部（又は暗部）の総幅の変化よりＸ
方向の変位を、明部（又は暗部）全体の仮想基準
線からの変位よりＹ方向の変位を検出している。
ここで鋸歯状にパターン１ａを多数配列したの
は、各パターン１ａに対する変化量を平均化し分
解能を向上させることにある。
なお、第４図において、２ａはイメージライン
センサ２の素子配列線であり、また、第５図にお
いて、３はパターン１ａをイメージラインセンサ
２の素子配列線２ａ上に投影するための光源であ
る。
センサ２の素子配列線であり、また、第５図にお
いて、３はパターン１ａをイメージラインセンサ
２の素子配列線２ａ上に投影するための光源であ
る。
第６図は上記２次元デイジタル変位検出装置の
Ｘ、Ｙ方向の変位に対する光学マスクの鋸歯状パ
ターン１ａとイメージラインセンサ２の素子配列
線２ａとの関係を詳細に示す図である。同図にお
いて、３１は仮想基準線であり、図示されていな
いイメージラインセンサの出力信号を処理する回
路で仮想されている。
Ｘ、Ｙ方向の変位に対する光学マスクの鋸歯状パ
ターン１ａとイメージラインセンサ２の素子配列
線２ａとの関係を詳細に示す図である。同図にお
いて、３１は仮想基準線であり、図示されていな
いイメージラインセンサの出力信号を処理する回
路で仮想されている。
信号の処理は、ｉ番目の明部（又は暗部）の仮
想基準線３１を基準とした幅Ai、Biの変化量 ΔAi＝Ai1−Ai0 ΔBi＝Bi1−Bi0 ……(1) を得、これにより Ｘ＝１／2no 〓i=1 （ΔAi＋ΔBi） Ｙ＝１／2no 〓i=1 （ΔAi−ΔBi） ……(2) （ｎは光学マスク１の鋸歯状パターン１ａの総数
である）を演算する方法で行なわれる。
想基準線３１を基準とした幅Ai、Biの変化量 ΔAi＝Ai1−Ai0 ΔBi＝Bi1−Bi0 ……(1) を得、これにより Ｘ＝１／2no 〓i=1 （ΔAi＋ΔBi） Ｙ＝１／2no 〓i=1 （ΔAi−ΔBi） ……(2) （ｎは光学マスク１の鋸歯状パターン１ａの総数
である）を演算する方法で行なわれる。
ここで(1)式の過程を経ないで直接的にΔAi、
ΔBiを得る方法を採用してもよい。
ΔBiを得る方法を採用してもよい。
しかしながら上記従来例のように鋸歯状パター
ンを使用した場合、イメージラインセンサの温度
特性、照射光量の変化等により、明暗を判別する
イメージラインセンサの出力が変動し、最終的な
変位検知信号に誤差を生じる欠点があつた。
ンを使用した場合、イメージラインセンサの温度
特性、照射光量の変化等により、明暗を判別する
イメージラインセンサの出力が変動し、最終的な
変位検知信号に誤差を生じる欠点があつた。
このような変動による誤差は第７図に示すα、
βの如く幅Ai、Biに同相的であるため、幅Ai、
Biの和より変化を得るＸ方向に顕著で、その差
より変位を得るＹ方向でほとんど認められない。
βの如く幅Ai、Biに同相的であるため、幅Ai、
Biの和より変化を得るＸ方向に顕著で、その差
より変位を得るＹ方向でほとんど認められない。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、従
来技術の如くＸ方向の検出信号に生じる誤差を除
去した２次元デイジタル変位検出方式を提供する
ことにある。
来技術の如くＸ方向の検出信号に生じる誤差を除
去した２次元デイジタル変位検出方式を提供する
ことにある。
上記問題点を解決するため本発明は、光学マス
ク上に形成されるパターンを、先端が90度の角度
を持つた楔形をその先端の向きを互いに反転させ
て１対とし、これを多数直線状に配列した形状と
すると共に、該パターンの直線がイメージライン
センサの素子配列線に平行になるように配置して
イメージラインセンサに投影されるように構成し
た。
ク上に形成されるパターンを、先端が90度の角度
を持つた楔形をその先端の向きを互いに反転させ
て１対とし、これを多数直線状に配列した形状と
すると共に、該パターンの直線がイメージライン
センサの素子配列線に平行になるように配置して
イメージラインセンサに投影されるように構成し
た。
上記の如く構成することにより、イメージライ
ンセンサの各種要因による受感感度変化で生じる
誤差はＸ、Ｙいづれの方向に対しても同等となる
ので、イメージラインセンサの出力変動に対して
差動的な演算手段により該誤差をキヤンセルする
ことが可能となる。
ンセンサの各種要因による受感感度変化で生じる
誤差はＸ、Ｙいづれの方向に対しても同等となる
ので、イメージラインセンサの出力変動に対して
差動的な演算手段により該誤差をキヤンセルする
ことが可能となる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
第１図は本発明に係る２次元デイジタル変位検
出装置の基本構成を示す図である。２次元デイジ
タル変位検出装置の基本的構成は第４図及び第５
図と同様であるが、光学マスク５１には、図示す
るように先端が90度の角度を持つた楔形のパター
ン５１ａ，５１ｂをその先端の向きを互いに反転
させ１対のパターンとし、これを多数対直線状に
配列して形成したものを使用する。なお、各パタ
ーン５１ａ，５１ｂの大きさ及びパターン間の間
隔は、測定最大値を保証できるように適切に製作
する。
出装置の基本構成を示す図である。２次元デイジ
タル変位検出装置の基本的構成は第４図及び第５
図と同様であるが、光学マスク５１には、図示す
るように先端が90度の角度を持つた楔形のパター
ン５１ａ，５１ｂをその先端の向きを互いに反転
させ１対のパターンとし、これを多数対直線状に
配列して形成したものを使用する。なお、各パタ
ーン５１ａ，５１ｂの大きさ及びパターン間の間
隔は、測定最大値を保証できるように適切に製作
する。
第２図は上記２次元デイジタル変位検出装置に
おける、Ｘ、Ｙ方向の変位に対する１対のパター
ン５１ａ，５１ｂとイメージラインセンサの素子
配列線２ａとの関係を示す図である。同図におい
て、３１ａ，３１ｂは前記第６図の仮想線３１と
同様であり、それぞれパターン５１ａ，５１ｂに
対応している。信号の処理は、ｉ組目のパターン
対の内、パターン５１ａに対しては前記(1)式と同
様の処理により、ΔAi、ΔBiを得、同様にしてパ
ターン５１ｂに対しては仮想基準線３１ｂを基準
とした幅Ci、Diの変化量 ΔCi＝Ci1−Ci0 ΔDi＝Di1−Di0 ……(3) を得る。
おける、Ｘ、Ｙ方向の変位に対する１対のパター
ン５１ａ，５１ｂとイメージラインセンサの素子
配列線２ａとの関係を示す図である。同図におい
て、３１ａ，３１ｂは前記第６図の仮想線３１と
同様であり、それぞれパターン５１ａ，５１ｂに
対応している。信号の処理は、ｉ組目のパターン
対の内、パターン５１ａに対しては前記(1)式と同
様の処理により、ΔAi、ΔBiを得、同様にしてパ
ターン５１ｂに対しては仮想基準線３１ｂを基準
とした幅Ci、Diの変化量 ΔCi＝Ci1−Ci0 ΔDi＝Di1−Di0 ……(3) を得る。
更に変化量ΔAi、ΔBi、ΔCi、ΔDiより
Ｘ＝１／4NN
〓i=1
｛（ΔAi＋ΔBi）−（ΔCi＋ΔDi）｝
Ｙ＝１／4NN
〓i=1
｛（ΔAi−ΔBi）＋（ΔCi−ΔDi）｝
……(4)
（Ｎは、配列されたパターンの対数である）を演
算する。
算する。
上記の点を第８図を用いて更に詳細に説明す
る。第８図ａは光学マスクがＸ方向にのみ変位し
た場合を示す図で、光学マスクがイメージライン
センサ素子線を45°の角度で交差することから、 ΔAi＝ΔBi＝−ΔCi＝−ΔDi＝Ｘ となる。従つて、複数パターン対があれば(4)式の
Ｘが成立する。
る。第８図ａは光学マスクがＸ方向にのみ変位し
た場合を示す図で、光学マスクがイメージライン
センサ素子線を45°の角度で交差することから、 ΔAi＝ΔBi＝−ΔCi＝−ΔDi＝Ｘ となる。従つて、複数パターン対があれば(4)式の
Ｘが成立する。
また、光学マスクがＹ方向にのみ変位した場合
は第８図ｂのようになり、 ΔAi＝−ΔBi＝ΔCi＝−ΔDi＝Ｙ となる。従つて、複数パターン対があれば(4)式の
Ｙが成立する。
は第８図ｂのようになり、 ΔAi＝−ΔBi＝ΔCi＝−ΔDi＝Ｙ となる。従つて、複数パターン対があれば(4)式の
Ｙが成立する。
ここで変化量ΔAi、ΔBi、ΔCi、ΔDiは、上記
(3)式の過程を経ないで、直接的に計数する手段を
利用してもよい。
(3)式の過程を経ないで、直接的に計数する手段を
利用してもよい。
このような、パターン５１ａ，５１ｂを用いて
Ｘ及びＹを検知する場合、第３図のα、β、γ、
δに示すように、イメージラインセンサの感度変
化等による明暗検知境界のシフトは、同相的であ
るから、(4)式に示す如くＸ及びＹのそれぞれの演
算に差動過程を経ることにより互いに打ち消し合
うことが可能になる。
Ｘ及びＹを検知する場合、第３図のα、β、γ、
δに示すように、イメージラインセンサの感度変
化等による明暗検知境界のシフトは、同相的であ
るから、(4)式に示す如くＸ及びＹのそれぞれの演
算に差動過程を経ることにより互いに打ち消し合
うことが可能になる。
また、外乱による変化幅α〜δに対して、誤差
ΔX、ΔYは ΔX＝１／4N 〔N 〓i=1 ｛（α＋β）−（γ＋δ）｝〕 …(5) ΔY＝１／4N 〔N 〓i=1 ｛（α−β）＋（γ−δ）｝〕 …(6) となり、α≒β≒γ≒δならキヤンセルし誤差が
低減される。
ΔX、ΔYは ΔX＝１／4N 〔N 〓i=1 ｛（α＋β）−（γ＋δ）｝〕 …(5) ΔY＝１／4N 〔N 〓i=1 ｛（α−β）＋（γ−δ）｝〕 …(6) となり、α≒β≒γ≒δならキヤンセルし誤差が
低減される。
上記実施例によれば、第１図に示す如く先端が
90度の角度を持つた楔形状のパターン５１ａ，５
１ｂをその先端の向きを互いに反転させて１対と
したパターンを多数対配列したものを用い、上記
(4)式で示される差動的過程を経た演算を行なえ
ば、イメージラインセンサの各種要因による受感
感度変化で生じる誤差はＸ、Ｙいづれの方向に対
しても同等且つ極めて小さいものにすることが可
能となる。
90度の角度を持つた楔形状のパターン５１ａ，５
１ｂをその先端の向きを互いに反転させて１対と
したパターンを多数対配列したものを用い、上記
(4)式で示される差動的過程を経た演算を行なえ
ば、イメージラインセンサの各種要因による受感
感度変化で生じる誤差はＸ、Ｙいづれの方向に対
しても同等且つ極めて小さいものにすることが可
能となる。
以上、説明したように本発明によれば、光学マ
スクのパターンを先端が90度の角度を持つた楔形
をその先端の向きを互いに反転させて１対とし、
これを多数対直線状に配列した形状としたので、
イメージラインセンサの各種要因による受感感度
変化で生じる誤差はＸ、Ｙいづれの方向に対して
も同等で且つ極めて小さくすることができる。従
つて、本発明を変位検出機能を必要とする２次元
振動計、２次元位置決め器等の各種計測器に用い
れば極めて優れた効果を発揮する。
スクのパターンを先端が90度の角度を持つた楔形
をその先端の向きを互いに反転させて１対とし、
これを多数対直線状に配列した形状としたので、
イメージラインセンサの各種要因による受感感度
変化で生じる誤差はＸ、Ｙいづれの方向に対して
も同等で且つ極めて小さくすることができる。従
つて、本発明を変位検出機能を必要とする２次元
振動計、２次元位置決め器等の各種計測器に用い
れば極めて優れた効果を発揮する。
第１図は本発明に係る２次元デイジタル変位検
出装置の基本構成を示す図、第２図は上記２次元
デイジタル変位検出装置におけるＸ、Ｙ方向の変
位に対する１対のパターンとイメージラインセン
サの素子配列線との関係を示す図、第３図はイメ
ージラインセンサの感度変化等による明暗検知境
界のシフトを示す図、第４図及び第５図は従来の
２次元デイジタル変位検出装置の基本構成を示す
図、第６図及び第７図は従来の２次元デイジタル
変位検出装置のＸ、Ｙ方向の変位に対する光学マ
スクの鋸歯状パターンとイメージラインセンサの
素子配列線との関係を示す図、第８図ａは光学マ
スクがＸ方向にのみ変位した場合を示す図、第８
図ｂは光学マスクがＸ方向にのみ変位した場合を
示す図である。 図中、２……イメージラインセンサ、５１……
光学マスク、５１ａ，５１ｂ……パターン。
出装置の基本構成を示す図、第２図は上記２次元
デイジタル変位検出装置におけるＸ、Ｙ方向の変
位に対する１対のパターンとイメージラインセン
サの素子配列線との関係を示す図、第３図はイメ
ージラインセンサの感度変化等による明暗検知境
界のシフトを示す図、第４図及び第５図は従来の
２次元デイジタル変位検出装置の基本構成を示す
図、第６図及び第７図は従来の２次元デイジタル
変位検出装置のＸ、Ｙ方向の変位に対する光学マ
スクの鋸歯状パターンとイメージラインセンサの
素子配列線との関係を示す図、第８図ａは光学マ
スクがＸ方向にのみ変位した場合を示す図、第８
図ｂは光学マスクがＸ方向にのみ変位した場合を
示す図である。 図中、２……イメージラインセンサ、５１……
光学マスク、５１ａ，５１ｂ……パターン。
Claims (1)
- １ イメージラインセンサと、光学マスクと、該
光学マスク上に形成されたパターンをイメージラ
インセンサ上に投影する照明手段とを具備する２
次元デイジタル変位検出装置において、前記光学
マスク上に形成されるパターンを先端が90度の角
度を持つた楔形をその先端の向きを互いに反転さ
せて１対とし、これを多数対直線状に配列した形
状とすると共に、該パターンの直線がイメージラ
インセンサの素子配列線に平行になるように配置
してイメージラインセンサに投影される明暗によ
り互いに直交するＸ、Ｙ方向の変位を検出するこ
とを特徴とする２次元デイジタル変位検出方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17720785A JPS6236517A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | ２次元デイジタル変位検出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17720785A JPS6236517A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | ２次元デイジタル変位検出方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6236517A JPS6236517A (ja) | 1987-02-17 |
| JPH0481729B2 true JPH0481729B2 (ja) | 1992-12-24 |
Family
ID=16027043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17720785A Granted JPS6236517A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | ２次元デイジタル変位検出方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6236517A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4866294B2 (ja) * | 2007-05-30 | 2012-02-01 | 大日本スクリーン製造株式会社 | ラインセンサカメラの相対位置調整方法 |
| CN105371935B (zh) * | 2015-11-13 | 2018-07-03 | 广州市中崎商业机器股份有限公司 | 带打印机的物流运费自动计算装置及其计算方法 |
| CN105466534B (zh) * | 2015-11-13 | 2018-07-03 | 广州市中崎商业机器股份有限公司 | 物流运费自动计算装置及其计算方法 |
-
1985
- 1985-08-12 JP JP17720785A patent/JPS6236517A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6236517A (ja) | 1987-02-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3628026A (en) | Linear encoder immune to scale bending error | |
| US4465373A (en) | Encoder | |
| US4779211A (en) | Position sensor | |
| GB2195020A (en) | System for activating an operating element with respect to a moving substrate | |
| JPH06258102A (ja) | 測定装置 | |
| US4025197A (en) | Novel technique for spot position measurement | |
| GB2195179A (en) | Registration system for a moving substrate | |
| JPH0481729B2 (ja) | ||
| JPH10281811A (ja) | ロータリエンコーダ | |
| JPS61189415A (ja) | 高精度高分解能絶対位置スケール | |
| JPS6051650B2 (ja) | 光電型エンコ−ダの零点検出装置 | |
| JP2000321097A (ja) | 光学式エンコーダ | |
| JPS6244201B2 (ja) | ||
| JP2861804B2 (ja) | 測長装置 | |
| JPS60140119A (ja) | 光学式エンコ−ダ | |
| JP3517764B2 (ja) | リニアスケール | |
| JPH0146001B2 (ja) | ||
| JP2002139353A (ja) | 光学式ロータリエンコーダ | |
| JPS6035709B2 (ja) | 線図形の方向検出眼 | |
| JP4343350B2 (ja) | 光学式エンコーダ | |
| JP3319666B2 (ja) | エッジ検出装置 | |
| JPH0783704A (ja) | 光学式エンコーダ | |
| JPH0422262Y2 (ja) | ||
| RU1793449C (ru) | Оптоэлектронный процессор дл решени уравнений математической физики | |
| JPH06103179B2 (ja) | カメラの測距用受光素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |