JPH0629717B2 - エツジ像の境界位置及び角度検出装置 - Google Patents

エツジ像の境界位置及び角度検出装置

Info

Publication number
JPH0629717B2
JPH0629717B2 JP15363485A JP15363485A JPH0629717B2 JP H0629717 B2 JPH0629717 B2 JP H0629717B2 JP 15363485 A JP15363485 A JP 15363485A JP 15363485 A JP15363485 A JP 15363485A JP H0629717 B2 JPH0629717 B2 JP H0629717B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light receiving
output signal
receiving element
fan
boundary
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
Application number
JP15363485A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6214003A (ja
Inventor
純 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nippon Kogaku KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kogaku KK filed Critical Nippon Kogaku KK
Priority to JP15363485A priority Critical patent/JPH0629717B2/ja
Publication of JPS6214003A publication Critical patent/JPS6214003A/ja
Publication of JPH0629717B2 publication Critical patent/JPH0629717B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は、例えば物体のエッジ像である明暗の境界の位
置及び角度を光電的に検出する装置に関する。
(発明の背景) エッジ像の境界位置を光電的に検出する装置として例え
ば特開昭60−63402で示される装置がある。この
装置は、第3A図に示す如く検出部(1)が円の中心(O)に
配置された円形の中心受光素子(A0)と、円周上に均等
に配置された4個の受光面積の等しい、受光素子(A1,A
2,A3,A4)とからなる。第3B図はその信号処理回路の
ブロック図であり、増幅手段(B0)は中心受光素子
(A0)の増幅手段である。この増幅手段(B0)は、中心
受光素子(A0)の出力信号を円周上に配置された受光素
子(A1〜A4)の1個の出力信号の4倍に等しい増幅信号
に増幅する。
受光素子(A1〜A4)からの出力信号としてI1〜I4が得ら
れ、増幅手段(B0)からの増幅信号としてI0が得られる
とすると、加算手段(C0)の出力信号はI1+I2+I3+I4
なり、減算手段(D0)の出力信号はI1+I2+I3+I4-I0とな
る。(F0)はアナログ指示メータ、(G0)はゼロクロス
コンパレータ等のパルス化回路である。
次にこの検出装置の動作原理について説明する。第3A
図に示すようにエッジ像の明暗の境界(l)が中心受光素
子(A0)の中心、つまり円の中心(O)にある場合を考え
る。
受光素子(A1〜A4)の各受光面積をSとすると、光の照
射されている面積は受光素子(A1〜A4)の合計が2S、
中心受光素子(A0)がS/2となる。第3B図の信号処理
回路に於いて、前述のように増幅手段(B0)の増幅率は
I0=4×I1であるため、減算手段(D0)の出力信号I1+I
2+I3+I4-I0=0となる。仮に境界(l)が中心(O)より手前
であると、B0の出力が勝って減算手段(D0)の出力信号
がマイナスとなり、境界(l)が中心(O)より過ぎると、C0
の出力が勝って減算手段(D0)の出力信号はプラスとな
る。
従って、エッジ像の境界(l)が中心(O)を通る位置に来た
ときに限って、減算手段(D0)の出力信号がゼロとな
り、これをアナログ指示メータ(F0)又はパルス化回路
(G0)によって検出すれば、境界(l)の位置が検出され
る。尚、この装置では、円周上の受光素子(A1〜A4)は
4個設けられているが、基本的には2個の整数倍あれば
よく、ただ境界(l)がどの方向から接近して来ても検出
できるようにするためには多い方がよい。
それは、ともかく従来の装置では、境界(l)の傾き角度
を検出することは不可能であった。
(発明の目的) 本発明は、この欠点を解決し、エッジ像の境界の位置お
よび傾き角度を同時に光電的に検出できる装置を提供す
ることを目的とする。
(発明の概要) そのため、本発明は、円の中心(O)に配置された中心受
光素子(A0)と、円周上に均等に配置されたn個(nは
偶数)の扇形受光素子(A1,A2……An)と、前記中心受
光素子の出力信号を同一照度に於いて前記扇形受光素子
1個の出力信号のn倍に等しい増幅信号I0に増幅する増
幅手段(B0)と、前記扇形受光素子の各出力信号(I1,I
2,……In)の総和をとる加算手段(C0)と、該加算手
段(C0)からの加算信号(I1+I2+……In)と前記増幅手
段(B0)からの増幅信号I0との差をとる減算手段(D0
と、前記扇形受光素子のうち互いに対向する2個の素子
の和をとるm(=n/2)個の加算手段(C1,C2……Cm)
と、差をとるm個の減算手段(D1,D2……Dm)と、前記
減算手段(D1,D2……Dm)からの出力信号を対応する加
算手段(C1,C2……Cm)からの出力信号でそれぞれ除す
るm個の除算手段(E1,E2……Em)とからなり、 前記減算手段(D0)の出力信号によってエッジ像の境界
位置を検出し、前記除算手段(E1,E2……Em)の出力に
よって前記境界の傾き角度を検出する装置を提供する。
中心受光素子(A0)の受光面の形状は、円に限ることな
く、中心(O)を通る直線で2個に分割したとき、分割さ
れた形状が互いに面積が等しいものであれば、例えば四
角形でも六角形でも何でもよい。面積も扇形受光素子
(A1〜A4)の1個のそれぞれと等しくする必要は特には
ない。
本発明に於いて、位置を検出する原理は従来の装置と変
らないのでここでは、境界(l)の傾き角度を検出する原
理について以下説明する。
扇形を本明細書では第2A図に示すように2つの同心円
(21),(22)が形成する輪帯を前記同心円の中心(O)を通る
2つの任意の直線(23),(24)で分割して得られる扇形(2
5),(26)と定義すると、各扇形の面積Sは、第2B図に
示す如く外円の半径をr1、内円の半径をr2、開き角をα
とするとき、S=1/2(r12-r22)αで表される。
他方、受光素子の出力信号Iは、 単位面積当たりの受光量×感度R×受光面積Sで表さ
れる。
従って、今、第2C図に示すように、中心(O)を通るエ
ッジ像の境界(l)が基準線X軸に対して、ある傾き角度
(Δθ)を持つとき、扇形受光素子(A1)の出力信号
(I1)は、式1: I1×R1×1/2(r1 2-r2 2)(θ+Δθ) で表され、扇形受光素子(A2)の出力信号(I2)は、式
2: I2×R2×1/2(r1 2-r2 2)(θ−Δθ) で表される。
ここで、 を考え、I1、I2にそれぞれ上記式1、2の値を代入し、
扇形受光素子(A1)、(A2)で単位面積当たりの受光量
と感度Rに差異がなく、、R1=R2として計
算すると、式3: となる。
従って、光源光量の時間的な揺らぎがあって、単位面積
当たりの受光量が時間的に変化しても、そのファクタ
ーには影響がなく式3が成立し、式4: 傾き角度 となる。
ここでθは一定であるから、Δθは、 にだけ単純比例することになる。
この の値は、除算手段の出力信号として得られるので、新
たな演算手段なしに単純にこの出力信号にθを掛けて
傾き角度Δθを求めることができる。なお、式3からθ
が小さいほど出力信号は大きくなるので好ましいが、
逆に検出可能な傾き角度の範囲が小さくなるので好まし
くない。その意味でも一対の扇形受光素子を何対も均等
に配置することは好ましいと言える。
一般には、現在のところ受光素子の出力信号は微弱で増
幅することになしに利用することは困難である。従っ
て、扇形受光素子(A1,A2……An)に於いてもそれぞれ
増幅手段(B1,B2……Bn)を接続して各出力信号を増幅
することが好ましい。この場合、各増幅手段(B1〜Bn
の増幅率を、各受光素子(A1〜An)の出力信号が同一照
度に於いて同一レベルの基準増幅信号に増幅されるよう
に個別に設定することが好ましい。そうすれば、仮に各
扇形受光素子(A1〜An)の受光面積及び感度が個々に相
違していても、不都合なく使用できる。
この場合、増幅手段(B0)の増幅率も単にn倍とするの
ではなく、中心受光素子(A0)の出力信号が前記基準増
幅信号のn倍となるように、個別に設定するので、仮に
中心受光素子(A0)の受光面積及び感度が扇形受光素子
1個のそれらと相違していても不都合なく使用できる。
このように、扇形受光素子(A1〜An)にそれぞれ増幅手
段(B1〜Bn)を配設した実施態様に於いては、各増幅手
段(B1〜Bn)からの増幅信号を各出力信号I1〜Inと読み
換えればよい。従って、本明細書ではI1〜Inは増幅手段
があるときには、増幅信号を指す。
以下の実施例では、増幅手段(B1〜Bn)を接続した場合
について説明する。
(実施例) 第1A図は本発明の一実施例に用いられる検出部(1)の
平面図を示すもので、検出部(1)は中心(O)に位置する円
形の中心受光素子(A0)と、該受光素子(A0)と同心円
上に90度ごとに配設された4つの扇形の光電変換素子
(A1),(A2),(A3),(A4)により構成されている。
第1A図に示されるように受光素子(A0)の半径をr0
受光素子(A1)〜(A4)の外周半径をr1、内周半径を
r2、扇形の開き角の半角をθで表わすとき、πr0 2=θ
×(r2 2−r1 2)の関係が成り立つように各数値を選べば
中心受光素子(A0)と扇形の受光素子(A1)〜(A4)の
各面積が等しくなる。第1A図における受光素子(A0
〜(A4)では前記の関係が成り立っているものとする。
第1B図は第1A図の検出部(1)から得られる信号の処
理回路のブロック図である。受光素子(A0)〜(A4)は
対応する増幅手段(B0)〜(B4)に接続されている。増
幅手段(B0)の増幅率は増幅手段(B1)〜(B4)の増幅
率の4倍である。増幅手段(B0)〜(B4)の出力は第1
B図中にI0〜I4として示されている。増幅手段(B1)の
出力I1は、加算手段(C0),(C1)および減算手段(D1
に、増幅手段(B2)の出力I2は加算手段(C0),(C1)およ
び減算手段(D1)に、増幅手段(B3)の出力I3は加算手
段(C0),(C2)および減算手段(D2)に、増幅手段(B4
の出力I4は加算手段(C0),(C2)および減算手段(D2
に、増幅手段(B0)の出力I0は減算手段(D0)にそれぞ
れ接続されている。加算手段(C1)の出力信号はI1-
I2、減算手段(D1)の出力信号はI1-I2、加算手段
(C2)の出力信号I3+I4、減算手段(D2)の出力信号はI
3-I4、加算手段(C0)の出力信号はI1+I2+I3+I4とな
る。更に加算手段(C1)と減算手段(D1)の出力信号と
除算手段(E1)に、加算手段(C2)と減算手段(D2)の
出力信号とが除算手段(E2)に、加算手段(C0)の出力
信号が減算手段(D0)にそれぞれ接続されている。除算
手段(E1)の出力信号は(I1-I2)/(I1+I2)、除算手段(E
2)の出力信号は(I3-I4)/(I3+I4)、減算手段(D0)の出
力信号はI1+I2+I3+I4-I0となる。除算手段(E1)および
(E2)の出力はそれぞれたとえばアナログ指示メータ(F
1),(F2)等の適当な表示素子に接続されている。また減
算手段(D0)の出力はアナログ指示メータ(F0)等の適
当な表示素子およびゼロクロスコンパレータ等のパルス
化回路(G0)に接続されている。
次に本発明によるエッジ像の境界(l)の位置および傾き
角度の検出原理を説明する。第1図に示すようにエッジ
像の境界(l)がちょうど円形の受光素子(A0)の中心(O)
に位置する場合を考える。受光素子(A0)〜(A4)の面
積をSとすると受光素子(A3)は素子全面積Sが明領域
(非斜線部)にあり、受光素子(A1)および(A2)は対
称の配置であるため(A1)および(A2)の合計で面積S
が明領域にあり、受光素子(A0)は素子の半分の面積1/
2Sが明領域にあり、受光素子(A4)は全面積が暗領域
(斜線部)にある。この時、加算手段(C0)の出力信号
(I1+I2+I3+I4)は扇形の受光素子(A0)〜(A4)の明領
域の面積の合計2Sに比例し、増幅器(B0)の出力信号
I0は円形の中心受光素子(A0)の明領域の面積1/2Sの
4倍、すなわち2Sに比例しており、加算手段(C0)の
出力信号と等しくなる。従って減算手段(D0)の出力信
号はゼロとなる。
また、この時に第1図に示される境界(l)がX軸と成す
角度Δθは除算手段(E1)の出力信号(I1-I2)/(I1+
I2)に直接比例して前述の式4よりΔθ=θ×(I1-I2)/
(I1+I2)の形で求められる。
以上説明したように境界(l)が円形受光素子(A0)の中
心(O)を通る位置に来たときに減算手段(D0)の出力信
号がゼロとなるため、このゼロ信号により境界(l)の位
置が中心(O)上にあることを決定できる。また、この時
にパルス化回路(G0)よりパルスが出力されるので、パ
ルス化回路(G0)に信号処理回路を接続することによっ
てデジタル処理が可能である。そして、この時同時に除
算手段(E1)からは、境界(l)の基準線X軸に対する傾
き角度Δθに直接比例した信号出力が得られるのでθを
掛けてΔθが知れる。
以上の説明では、境界(l)が受光素子(A1)および
(A2)内にある場合について述べたが、境界(l)の受光
素子(A3)および(A4)内にある場合には、同様にして
除算手段(E2)の出力から第1図中の基準線Y軸に対す
る傾き角度Δθとして検出される。
(発明の効果) 以上のように、本発明によれば、エッジ像の明暗の境界
(l)が、中心(O)を通る位置にあるか否かを光電的に検出
でき、同時に中心(O)を通る位置に於いて境界(l)が基準
線に対してどの位傾いているか傾き角度を光電的に検出
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1A図は本発明の実施例の装置に用いられる検出部の
平面図、第1B図は本発明の実施例の装置の信号処理を
示すブロック図、第2A図,第2B図および第2C図は
いずれも説明図、第3A図は従来例の検出部の平面図、
第3B図は従来例のブロック図である。 (主要部分の符号の説明) 1……検出部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円の中心に配置された中心受光素子(A0
    と、円周上に均等に配置されたn個(nは偶数)の扇形
    受光素子(A1,A2,……An)と、前記中心受光素子の出
    力信号を同一照度に於いて前記扇形受光素子1個の出力
    信号のn倍に等しい増幅信号I0に増幅する増幅手段
    (B0)と、前記扇形受光素子の各出力信号(I1,I2……I
    n)の総和をとる加算手段(C0)と、該加算手段(C0
    からの加算信号(I1+I2+……In)と前記増幅手段(B0
    からの増幅信号(I0)との差をとる減算手段(D0)と、
    前記扇形受光素子のうち互いに対向する2個の素子の和
    をとるm(=n/2)個の加算手段(C1,C2……Cm)と、差
    をとるm個の減算手段(D1,D2……Dm)と、前記減算手
    段(D1,D2……Dm)からの出力信号を対応する加算手段
    (C1,C2……Cm)からの出力信号でそれぞれ除するm個
    の除算手段(E1,E2……Em)とからなり、 前記減算手段(D0)の出力信号によってエッジ像の境界
    位置を検出し、前記除算手段(E1,E2……Em)の出力に
    よって前記境界の傾き角度を検出する装置。
JP15363485A 1985-07-12 1985-07-12 エツジ像の境界位置及び角度検出装置 Expired - Lifetime JPH0629717B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15363485A JPH0629717B2 (ja) 1985-07-12 1985-07-12 エツジ像の境界位置及び角度検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15363485A JPH0629717B2 (ja) 1985-07-12 1985-07-12 エツジ像の境界位置及び角度検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6214003A JPS6214003A (ja) 1987-01-22
JPH0629717B2 true JPH0629717B2 (ja) 1994-04-20

Family

ID=15566796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15363485A Expired - Lifetime JPH0629717B2 (ja) 1985-07-12 1985-07-12 エツジ像の境界位置及び角度検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0629717B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5021676A (en) * 1989-10-10 1991-06-04 Unisys Corp. Document-skew detection with photosensors
US5137362A (en) * 1990-03-26 1992-08-11 Motorola, Inc. Automatic package inspection method
KR0179394B1 (ko) 1994-06-06 1999-02-18 도자끼 시노부 함Cr용강의 탈탄 정련방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6214003A (ja) 1987-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU610751B2 (en) Inclination angle detector
JPH02236108A (ja) 太陽センサ
JPS6465460A (en) Space filter type speed measuring instrument
JP2798112B2 (ja) ウェーハノッチ寸法測定装置及び方法
US5177558A (en) Wheel alignment apparatus
JP2549280B2 (ja) ロ−タリ−エンコ−ダ
JPH0629717B2 (ja) エツジ像の境界位置及び角度検出装置
JP2688933B2 (ja) 傾斜角検出器
JPH0254091B2 (ja)
JPH0616008B2 (ja) 散乱光測定装置
JP2843054B2 (ja) 人体検出装置
JPS626110A (ja) エツジ像の角度検出装置
JPH0125349Y2 (ja)
SU739376A1 (ru) Устройство дл измерени размеров и счетных концентраций аэрозольных частиц
JPH0389112A (ja) インクリメンタル式エンコーダ
JP2644822B2 (ja) 赤外検知装置
JPS6232403B2 (ja)
JP3256764B2 (ja) 広範囲位置ディテクター
JPH0453527Y2 (ja)
JPS63205518A (ja) 光学式ロ−タリ・エンコ−ダ
JP3029275B2 (ja) 太陽センサ
JPH0242310A (ja) 傾斜角検出器
RU1789046C (ru) Устройство дл измерени рассто ни
JPH04142415A (ja) 太陽センサ
JPS6131980A (ja) 複合光センサ