JPH0618907U - 画像計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 精度良く測定できる範囲を広くする。 【構成】 画像計測装置は、測定物Ｍを照射した光を受
光し、受光結果の明暗をしきい値により判断して測定を
行う装置である。この装置はＣＣＤラインセンサ５とＣ
ＰＵ９とを備えている。ＣＣＤラインセンサ５は測定物
Ｍからの光を受光する。ＣＰＵ９は、ＣＣＤラインセン
サ５の受光結果の明暗の変化の割合に応じてしきい値を
設定すると共に、設定されたしきい値に基づき受光結果
の明暗を判断して測定物Ｍを計測する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、画像計測装置、特に、測定対象に光を照射して測定対象からの光を 受光し、受光結果の明暗をしきい値により判断して測定を行う画像計測装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

自動化ラインにおいて、製品の検査を自動的に行う場合には、製品の情報を自 動的に取り出すことが不可欠であり、そのため、素子を一次元的に配列したＣＣ Ｄラインセンサ等を用いた画像計測装置が広く用いられている。この種の計測装 置は、ハロゲンランプ、ＬＥＤ等の光源及び光源からの光を平行光にするための 投光レンズを有する投光部と、投光部からの光を受けるＣＣＤラインセンサと、 ＣＣＤラインセンサのアナログ出力を処理して画素毎の受光量に対応するディジ タルデータを得るための信号処理回路と、このディジタルデータを順次しきい値 データと比較して製品の計測を行う演算処理回路とから主に構成されている。な お、演算処理回路は、ディジタルデータを順次しきい値と比較してその明から暗 ，暗から明への変化のエッジを判断し、このエッジの数やエッジ間の寸法を測定 することで、製品の形，位置，寸法，個数等の計測を行う。

【０００３】 この種の計測装置で例えば製品の外径を計測する場合には、投光部からの平行 光線の一部を遮る位置に製品を配置する。このとき、ＣＣＤラインセンサの出力 は、製品により影になった部分の出力が他の部分に比べて低くなる。この影の部 分の幅は製品の外径寸法に相当するので、この幅を測定することにより製品の外 径を知ることができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来の構成では、投光部と受光部との間の測定対象の配置に関して精度良 く測定を行える測定範囲が狭く、測定対象がその範囲から外れた場合には測定誤 差が大きくなり、特に投受光部と測定対象との距離に基づく誤差が大きくなると いう問題がある。

【０００５】 本考案の目的は、精度良く測定できる範囲を広くすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

第１の考案に係る画像計測装置は、測定対象を照射した光を受光し、受光結果 の明暗をしきい値により判断して測定を行う装置である。この装置は照射手段と 受光手段としきい値設定手段と計測手段とを備えている。受光手段は前記光を受 光可能なものである。しきい値設定手段は、受光手段の受光結果の明暗の割合に 応じてしきい値を設定するものである。計測手段は、しきい値設定手段で設定さ れたしきい値に基づき、受光結果の明暗を判断して測定対象を計測するものであ る。

【０００７】 第２の考案に係る画像計測装置は、受光手段と計測手段と補正手段とを備えて いる。ここで計測手段は、受光手段の受光結果の明暗を判断して測定対象を計測 する。補正手段は、受光結果の明暗の変化の割合に応じて計測手段の計測結果を 補正する。

【０００８】

【作用】

第１の考案に係る画像計測装置では、受光手段の受光結果の明暗の変化の割合 に応じて、しきい値設定手段がしきい値を設定する。そして、設定されたしきい 値で受光結果の明暗を判断して測定対象を計測する。 ここでは、受光手段と測定対象との距離が変動すると、受光結果の明暗の変化 の割合が変化することに着目し、変化の割合に応じて最適なしきい値がしきい値 設定手段により設定される。そしてそのしきい値で計測が行われる。このため、 精度良く測定できる範囲が広くなる。

【０００９】 第２の考案に係る画像計測装置では、計測手段の計測結果が、補正手段により 、受光結果の明暗の変化の割合に応じて補正される。ここでは、受光結果の明暗 の変化の割合に応じて計測結果が補正されるので、精度良く測定できる範囲が広 くなる。

【００１０】

【実施例】

図１は、本考案の一実施例による画像計測装置を示している。 図において、画像計測装置は、間に測定物Ｍを配置し得る間隔を隔てて配置さ れた投光部１と受光部２とから主に構成されている。投光部１は、発光ダイオー ド（ＬＥＤ）３と、ＬＥＤ３から照射された光を平行光にする投光レンズ４とを 有している。

【００１１】 受光部２は、投光部１からの平行光を受けるＣＣＤラインセンサ５と、センサ ５のアナログ出力を処理して増幅する増幅器６と、増幅出力をＡ／Ｄ変換するＡ ／Ｄ変換器７と、Ａ／Ｄ変換出力をＣＣＤラインセンサ５の１ライン分記憶可能 なメモリＡ８と、計測処理を行うＣＰＵ９とを備えている。また、受光部２は、 コンパレータ１０，１１と、コンパレータ１０，１１の出力により受光量の変化 の割合（明から暗，暗から明への変化の傾き）を検出するためのカウンタ回路１ ２と、カウンタ回路１２の出力を記憶するためのメモリＢ１３と、変化の傾きと しきい値との関係を記憶するメモリＣ１４と、ＣＣＤラインセンサ５を駆動する ためのクロックＣＬＫを出力するＣＣＤ駆動回路１５とを有している。

【００１２】 コンパレータ１０は、図２に示すように、受光データと第１しきい値Ｗ_L とを 比較し、受光データが第１しきい値Ｗ_L より小さくなると「Ｈ」から「Ｌ」に変 化する出力をカウンタ回路１２に与える。またコンパレータ１１は、受光データ と第２しきい値Ｂ_L とを比較し、受光データが第２しきい値Ｂ_L より小さくなる と「Ｈ」から「Ｌ」に変化する出力をカウンタ１２に与える。カウンタ回路１２ には、ＣＣＤ駆動回路１５からのクロックＣＬＫが与えられている。カウンタ回 路１２は、クロックＣＬＫを計数し、コンパレータ１０，１１の出力が変化した ときのカウンタ値Ａ，Ｂ（画素の座標を示す値）を記憶し、さらにカウンタ値Ｂ からカウンタ値Ａを減算して減算出力（Ｂ−Ａ）をメモリＢ１３に出力する。

【００１３】 これにより、受光データの立ち下がり時の変化の割合（つまり、立ち下がりの 傾き）が検出できる。この傾きは、測定物ＭがＣＣＤラインセンサ５に近い所に あるときには急になり、遠い所にあるときには緩やかになる。つまり、測定物Ｍ とＣＣＤラインセンサ５との距離に応じて傾きが変化する。 次に、上述の実施例の動作について説明する。

【００１４】 ＣＣＤラインセンサ５がＬＥＤ３からの光を受光すると、受光量に応じた受光 データが増幅器６に与えられ、増幅される。この増幅出力はＡ／Ｄ変換器７でデ ィジタルデータに変換され、１ライン分のディジタルデータがメモリＡ８に記憶 される。 増幅器６で増幅された受光データは、コンパレータ１０及びコンパレータ１１ にも与えられる。コンパレータ１０では、受光データと第１しきい値Ｗ_L とが比 較される。そして、受光データが第１しきい値Ｗ_L より小さい値になると、コン パレータ１０の出力が「Ｈ」から「Ｌ」に変化する。コンパレータ１０の出力が 変化すると、そのときのカウンタ回路１２のカウンタ値Ａがカウンタ回路１２内 に記憶される。また、受光データのレベルが低くなり、コンパレータ１１の出力 が「Ｈ」から「Ｌ」に変化すると、そのときのカウンタ値Ｂがカウンタ回路１２ に記憶される。そしてカウンタ回路１２では、記憶されたカウンタ値Ｂからカウ ンタ値Ａが減算され、この減算結果がメモリＢ１３に与えられる。

【００１５】 ＣＰＵ９は、図３に示す制御を行う。 まず、ステップＳ１で初期化を行う。この初期化では、ＣＰＵ９にしきい値の 初期値がセットされる。ステップＳ２では、メモリＢ１３に記憶されたＢ−Ａの 値を読み出す。ステップＳ３では、Ｂ−Ａの値に応じたしきい値をメモリＣ１４ から読み出す。ステップＳ４では、メモリＡ８に記憶された受光データを読み出 す。ステップＳ５では、読み出した受光データとしきい値とにより、受光データ を明暗の概念で二値化し、受光データの明から暗，暗から明へのエッジを検出す る。ステップＳ６では、検出したエッジに基づき、測定値を算出する。ステップ Ｓ７では算出した測定値を出力する。

【００１６】 ここでは、メモリＣ１４にＢ−Ａの値としきい値との関係が予め記憶されてお り、Ｂ−Ａの値（受光データの変化の割合）に応じて異なるしきい値を用いて二 値化しているので、測定物ＭとＣＣＤラインセンサ５との距離が変化しても常に 最適のしきい値で二値化を行うことができる。 例えば、図２に実線で示す受光データの場合には、しきい値Ｔ_Laを用いて二値 化を行う。また、測定物ＭをＣＣＤラインセンサ５から離した場合には例えば点 線で示す受光データが得られるので、検出された受光データの変化の割合に基づ き、レベルの高いしきい値Ｔ_LBを用いる。これにより、本実施例ではエッジを示 す画素ａ，ｂがほぼ同一位置となる。すなわち、測定物Ｍの位置が変動しても、 広い測定範囲で精度良く測定が行える。なお、従来例では、例えばしきい値Ｔ_LB を用いると、二値化時のエッジが実線の受光データでは画素ａ、点線の受光デー タでは画素ｂ₁ となる。すなわち、従来例では、測定物Ｍの位置の変動に伴って 、測定値が容易に変動する。

【００１７】 〔他の実施例〕 （ａ） 前記実施例では、受光データの変化の割合に応じてしきい値を変更した が、受光データの変化の割合に応じて計測結果に補正を加えるようにしてもよい 。この場合には、メモリＣ１４に明暗の変化の割合（Ｂ−Ａ）と補正値との関係 を記憶しておく。

【００１８】 ＣＰＵ９は、図４のステップＳ１で初期化を行い、ステップＳ１２でメモリＢ １３の内容を読み出す。ステップＳ１３では、メモリＣ１４に記憶された補正値 を読み出す。ここではＢ−Ａの値に応じた補正値が読み出される。ステップＳ１ ４では、メモリＡ８に記憶された受光データを読み出す。ステップＳ１５では、 設定されたしきい値に基づき二値化処理が行われる。ステップＳ１６では、二値 化処理されたときのエッジに基づき測定値が算出される。ステップＳ１７では、 測定値が補正値により補正される。これにより、測定値が受光データの変化の割 合に応じて補正される。ステップＳ１８では、補正された測定値が外部に出力さ れる。

【００１９】 このように、測定物Ｍの測定位置に拘らず同一のしきい値を用いて測定値を算 出し、その測定値に補正を加えても、前記実施例と同様の効果を得ることができ る。 （ｂ） 前記実施例は、受光データの立ち下がり時に関するものであったが、立 ち上がり時に関しても本考案を同様に実施できる。

【００２０】

【考案の効果】

第１の考案に係る画像計測装置では、受光結果の変化の割合に応じてしきい値 を設定し、設定されたしきい値に基づき計測を行っているので、精度よく測定で きる範囲を広くできる。 第２の考案に係る画像計測装置では、測定値を算出した後に、受光結果の変化 の割合に応じて測定値に補正を加えているので、精度良く測定できる範囲を広く できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による画像計測装置の概略ブ
ロック図。

【図２】受光データの変化の割合を示すグラフ。

【図３】ＣＰＵの制御フローチャート。

【図４】他の実施例の図３に相当する図。

【符号の説明】

２ 投光部 ５ ＣＣＤラインセンサ ９ ＣＰＵ １０，１１ コンパレータ １２ カウンタ回路 １３ メモリＢ １４ メモリＣ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】測定対象を照射した光を受光し、受光結果
   の明暗をしきい値により判断して測定を行う画像計測装
   置であって、 前記光を受光可能な受光手段と、 前記受光手段の受光結果の明暗の変化の割合に応じて前
   記しきい値を設定するしきい値設定手段と、 前記しきい値設定手段で設定されたしきい値に基づい
   て、前記受光結果の明暗を判断して前記測定対象を計測
   する計測手段と、 を備えた画像計測装置。
2. 【請求項２】測定対象を照射した光を受光して測定を行
   う画像計測装置であって、 前記光を受光可能な受光手段と、 前記受光手段の受光結果の明暗を判断して前記測定対象
   を計測する計測手段と、 前記受光結果の明暗の変化の割合に応じて前記計測手段
   の計測結果を補正する補正手段と、 を備えた画像計測装置。