JPH068485Y2 - 二次元位置検出装置 - Google Patents
二次元位置検出装置Info
- Publication number
- JPH068485Y2 JPH068485Y2 JP14497987U JP14497987U JPH068485Y2 JP H068485 Y2 JPH068485 Y2 JP H068485Y2 JP 14497987 U JP14497987 U JP 14497987U JP 14497987 U JP14497987 U JP 14497987U JP H068485 Y2 JPH068485 Y2 JP H068485Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image pickup
- image
- mirror
- dimensional position
- screen
- 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
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は物体の二次元位置を光学的に検出する装置に関
するものである。
するものである。
［従来の技術］ 従来、このような二次元位置検出装置としては、矩形領
域のスクリーンの２組の対向する辺に発光素子と受光素
子を配列し、発光素子の光を受けなかった受光素子から
スクリーン上の物体の位置を検出するようにしたものが
あった。
域のスクリーンの２組の対向する辺に発光素子と受光素
子を配列し、発光素子の光を受けなかった受光素子から
スクリーン上の物体の位置を検出するようにしたものが
あった。
また、単一の光源を矩形領域の辺に沿って走査させてス
クリーン上の物体の位置を検出するものがあった。
クリーン上の物体の位置を検出するものがあった。
［考案が解決しようとする問題点］ しかし、前者のものでは、素子を多数並べるため、部品
点数が多くしかも高価になる。また、素子の配列ピッチ
によって検出精度が決められてしまうという問題点があ
った。
点数が多くしかも高価になる。また、素子の配列ピッチ
によって検出精度が決められてしまうという問題点があ
った。
また、後者のものでは、単一光源を走査する機構を設け
ていることから、構成が複雑になり信頼性が低下すると
いう問題点があった。
ていることから、構成が複雑になり信頼性が低下すると
いう問題点があった。
本考案はこのような問題点を解決するためになされたも
のであり、安価で簡単な構成でしかも信頼性良く物体の
二次元位置を検出できる装置を実現することを目的とす
る。
のであり、安価で簡単な構成でしかも信頼性良く物体の
二次元位置を検出できる装置を実現することを目的とす
る。
［問題点を解決するための手段］ 本考案は、 物体の二次元位置を光学的に検出する二次元位置検出装
置において、 既知の寸法の矩形領域になっていて、前記物体が点とみ
なせるほど矩形領域の辺長は物体の寸法に比べて大きい
スクリーンと、 この矩形領域の一辺全体にわたって張りめぐらされたミ
ラーと、 少なくとも前記スクリーンに平行で前記物体を取り囲む
全ての方向から照明する照明手段と、 前記ミラーが張られた辺に対向する辺の両端に配置され
ていて、それぞれには複数個の撮像エレメントが配列さ
れていて、撮像エレメントの配列方向は撮像方向に直交
しスクリーンに平行な方向である２つの撮像手段と、 前記撮像エレメントの有る位置を焦点とし、撮像手段か
ら撮像手段が配置された辺の垂直二等分線までの距離に
比べて十分短い焦点距離であり、物体の実像及び前記ミ
ラーに映った物体の鏡像からの入射光をその入射角に応
じて前記複数個の撮像エレメントのいずれかに当てる凸
レンズと、 前記２つの撮像手段にそれぞれ設けられた複数個の撮像
エレメントを走査し、走査によって得られた波形をもと
に前記凸レンズへの入射光の入射角を検知し、２つの撮
像手段のうち検知した入射角が小さい方の撮像手段の信
号を利用し、その撮像手段で検知した２つの入射角を物
体の実像及び鏡像からの入射光の入射角とみなし、これ
ら２つの入射角と既知の矩形領域の辺長とから物体の二
次元位置を算出する演算処理回路と、 を具備した二次元位置検出装置である。
置において、 既知の寸法の矩形領域になっていて、前記物体が点とみ
なせるほど矩形領域の辺長は物体の寸法に比べて大きい
スクリーンと、 この矩形領域の一辺全体にわたって張りめぐらされたミ
ラーと、 少なくとも前記スクリーンに平行で前記物体を取り囲む
全ての方向から照明する照明手段と、 前記ミラーが張られた辺に対向する辺の両端に配置され
ていて、それぞれには複数個の撮像エレメントが配列さ
れていて、撮像エレメントの配列方向は撮像方向に直交
しスクリーンに平行な方向である２つの撮像手段と、 前記撮像エレメントの有る位置を焦点とし、撮像手段か
ら撮像手段が配置された辺の垂直二等分線までの距離に
比べて十分短い焦点距離であり、物体の実像及び前記ミ
ラーに映った物体の鏡像からの入射光をその入射角に応
じて前記複数個の撮像エレメントのいずれかに当てる凸
レンズと、 前記２つの撮像手段にそれぞれ設けられた複数個の撮像
エレメントを走査し、走査によって得られた波形をもと
に前記凸レンズへの入射光の入射角を検知し、２つの撮
像手段のうち検知した入射角が小さい方の撮像手段の信
号を利用し、その撮像手段で検知した２つの入射角を物
体の実像及び鏡像からの入射光の入射角とみなし、これ
ら２つの入射角と既知の矩形領域の辺長とから物体の二
次元位置を算出する演算処理回路と、 を具備した二次元位置検出装置である。
［実施例］ 以下、図面を用いて本考案を説明する。
第１図は本考案にかかる二次元位置検出装置の一実施例
の構成図である。
の構成図である。
図で、１は既知の寸法の矩形領域になったスクリーン、
２はスクリーン１の一辺１１に張りめぐらされたミラ
ー、３１，３２は辺１１に対向する辺１２の両端に配置
された撮像手段である。撮像手段３１，３２としては、
例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｃ
ｖｉｃｅ）等が用いられる。
２はスクリーン１の一辺１１に張りめぐらされたミラ
ー、３１，３２は辺１１に対向する辺１２の両端に配置
された撮像手段である。撮像手段３１，３２としては、
例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｃ
ｖｉｃｅ）等が用いられる。
４１，４２は光学手段としての凸レンズであり、撮像手
段３１，３２の入射光を、その入射角に応じて撮像手段
の異なる位置に当てる。
段３１，３２の入射光を、その入射角に応じて撮像手段
の異なる位置に当てる。
撮像手段３１，３２と凸レンズ４１，４２の構成例を第
２図に示す。
２図に示す。
第２図で、撮像手段３１，３２には、一定方向に配列さ
れた複数個の撮像エレメント３１１〜３１ｎが設けられ
ている。凸レンズ４１，４２は、入射光をその入射角に
応じて撮像エレメント３１１〜３１ｎのいずれかに当て
る。これによって、撮像手段３１，３２は一次元的な像
を検出する。
れた複数個の撮像エレメント３１１〜３１ｎが設けられ
ている。凸レンズ４１，４２は、入射光をその入射角に
応じて撮像エレメント３１１〜３１ｎのいずれかに当て
る。これによって、撮像手段３１，３２は一次元的な像
を検出する。
５は演算処理回路であり、一対の撮像手段３１，３２の
撮像信号とスクリーン１の寸法をもとに、スクリーン１
上の物体のＸ，Ｙ座標を算出する。
撮像信号とスクリーン１の寸法をもとに、スクリーン１
上の物体のＸ，Ｙ座標を算出する。
次に、このような装置の動作を説明する。
第３図に示すように、スクリーン１の辺の長さをそれぞ
れｌ１，ｌ２とする。また、撮像手段３１と３２は近似
的に辺１２の両端ｃ，ｄにあるものとする。そして、ｃ
点を座標の原点とする。
れｌ１，ｌ２とする。また、撮像手段３１と３２は近似
的に辺１２の両端ｃ，ｄにあるものとする。そして、ｃ
点を座標の原点とする。
演算処理回路５は、撮像手段３１，３２の撮像エレメン
ト３１１〜３１ｎの検出信号を走査する。
ト３１１〜３１ｎの検出信号を走査する。
走査によって得られた波形が例えば第４図（ａ）と第５
図（ａ）のようになったとすると、これらを波形整形す
ると第４図（ｂ）と第５図（ｂ）のようになる。
図（ａ）のようになったとすると、これらを波形整形す
ると第４図（ｂ）と第５図（ｂ）のようになる。
ここで、第４図と第５図の横軸には時間ｔをとってい
る。また、演算処理回路５は時間の経過に従って各撮像
エレメントを配列順に走査していく。各撮像エレメント
は異なる入射角の光を検出する。このことから、時間ｔ
は入射角に対応する。
る。また、演算処理回路５は時間の経過に従って各撮像
エレメントを配列順に走査していく。各撮像エレメント
は異なる入射角の光を検出する。このことから、時間ｔ
は入射角に対応する。
第４図（ａ）と第５図（ａ）の波形でレベルが低いとこ
ろは像からの光がくるところである。これらの波形の整
形波形から求めた角度θ１，θ３はミラー２に写った物
体の像Ｐ′からの光の入射角で、角度θ２，θ４はスク
リーン１上の物体の実像Ｐからの光の入射角に相当す
る。
ろは像からの光がくるところである。これらの波形の整
形波形から求めた角度θ１，θ３はミラー２に写った物
体の像Ｐ′からの光の入射角で、角度θ２，θ４はスク
リーン１上の物体の実像Ｐからの光の入射角に相当す
る。
ここでいう入射角θ１〜θ４は、第３図に示すように、
入射光の向きと辺１２がなす角度である。
入射光の向きと辺１２がなす角度である。
ここで、入射角による光路長の変化率を低減するためと
撮像手段が見渡す角度を小さくするために、θ２≦θ４
の場合すなわち像Ｐ，Ｐ′の位置が辺１２の垂直二等分
線Ｍよりも右側にある場合は、左側の撮像手段３１の出
力を使い、逆の場合は撮像手段３２の出力を使う。すな
わち、撮像手段３１，３２のうち検出角度が小さい方の
撮像手段の出力を使う。
撮像手段が見渡す角度を小さくするために、θ２≦θ４
の場合すなわち像Ｐ，Ｐ′の位置が辺１２の垂直二等分
線Ｍよりも右側にある場合は、左側の撮像手段３１の出
力を使い、逆の場合は撮像手段３２の出力を使う。すな
わち、撮像手段３１，３２のうち検出角度が小さい方の
撮像手段の出力を使う。
このことから、第３図の場合は撮像手段３１の出力を使
う。
う。
撮像手段３１の出力から、求めた角度θ１，θ２とスク
リーン１の寸法ｌ１，ｌ２をもとに三角法を用いて求め
た像ＰのＸ，Ｙ座標は次のようになる。
リーン１の寸法ｌ１，ｌ２をもとに三角法を用いて求め
た像ＰのＸ，Ｙ座標は次のようになる。
Ｘ＝２ｌ１／（ｔａｎθ１＋ｔａｎθ２） Ｙ＝２ｌ１ｔａｎθ２／（ｔａｎθ１＋ｔａｎθ２） 演算処理回路５はこれらの式から物体の像Ｐの座標Ｘ，
Ｙを求める。
Ｙを求める。
ここで、もし、撮像手段に向かってスクリーン上の物体
の背後から特定方向のみに投射照明をしたのではミラー
２に物体が映らない。本考案ではミラー２に物体の像
Ｐ′が映っていることから、少なくともスクリーンに平
行で、物体を取り囲む全ての方向から照明する照明手段
（図示せず）が設けられている。
の背後から特定方向のみに投射照明をしたのではミラー
２に物体が映らない。本考案ではミラー２に物体の像
Ｐ′が映っていることから、少なくともスクリーンに平
行で、物体を取り囲む全ての方向から照明する照明手段
（図示せず）が設けられている。
また、もし、物体が大きくて種々の形状をしていれば撮
像エレメントの走査によって得られた信号には多くの凹
凸が生じて角度検出ができない。本考案では撮像エレメ
ントを走査して得られた信号は第４図（ａ）と第５図
（ａ）に示すように物体の実像と鏡像に対応する特徴が
表れる。このことから、物体の寸法はスクリーンの矩形
領域の辺長に比べて点とみなせるほど小さい。
像エレメントの走査によって得られた信号には多くの凹
凸が生じて角度検出ができない。本考案では撮像エレメ
ントを走査して得られた信号は第４図（ａ）と第５図
（ａ）に示すように物体の実像と鏡像に対応する特徴が
表れる。このことから、物体の寸法はスクリーンの矩形
領域の辺長に比べて点とみなせるほど小さい。
もし、撮像エレメントの配列方向がスクリーン面に直交
する方向であると位置検出はできない。本考案では撮像
エレメントにより位置検出を行っていることから、撮像
エレメントの配列方向は撮像方向に直交しスクリーンに
平行な方向になっている。
する方向であると位置検出はできない。本考案では撮像
エレメントにより位置検出を行っていることから、撮像
エレメントの配列方向は撮像方向に直交しスクリーンに
平行な方向になっている。
本考案では物体からの入射光の入射角に応じて複数の撮
像エレメントのいずれかに結像する。これは、撮像手段
から物体までの距離が凸レンズの焦点距離と比較して無
限遠とみなさせるからである。このことから、第３図の
点ｃ，ｄの位置（撮像手段３１，３２の位置）から垂直
二等分線Ｍまでの距離は、凸レンズ４１，４２の焦点距
離に比較して十分大きい。
像エレメントのいずれかに結像する。これは、撮像手段
から物体までの距離が凸レンズの焦点距離と比較して無
限遠とみなさせるからである。このことから、第３図の
点ｃ，ｄの位置（撮像手段３１，３２の位置）から垂直
二等分線Ｍまでの距離は、凸レンズ４１，４２の焦点距
離に比較して十分大きい。
なお、撮像エレメントは一次元的に入射光の強度を検出
するものに限らず二次元的に入射光の強度を検出するも
のであってもよい。
するものに限らず二次元的に入射光の強度を検出するも
のであってもよい。
［効果］ 本考案によれば次のような効果が得られる。
物体の検出手段が２つの固定撮像手段ですむため、部
品点数が少なくしかも安価になる。
品点数が少なくしかも安価になる。
検出精度は撮像手段の検出分解能で決まるため、矩形
領域の辺に素子を配列した従来例に比べて検出精度が良
好になる。
領域の辺に素子を配列した従来例に比べて検出精度が良
好になる。
検出手段を回転させずに像をとらえ、位置を検出する
構成になっているため、単一光源を移動させて走査する
従来例に比較して可動機構がなく構成が簡単になり、信
頼性が向上する。
構成になっているため、単一光源を移動させて走査する
従来例に比較して可動機構がなく構成が簡単になり、信
頼性が向上する。
第１図は本考案にかかる二次元位置検出装置の一実施例
の構成図、第２図は第１図の装置の要部構成図、第３図
〜第５図は第１図の装置の動作説明図である。 １……スクリーン、１１，１２……辺、２……ミラー、
３１，３２……撮像手段、３１１〜３１ｎ……撮像エレ
メント、４１，４２……凸レンズ、５……演算処理回
路、Ｍ……垂直二等分線。
の構成図、第２図は第１図の装置の要部構成図、第３図
〜第５図は第１図の装置の動作説明図である。 １……スクリーン、１１，１２……辺、２……ミラー、
３１，３２……撮像手段、３１１〜３１ｎ……撮像エレ
メント、４１，４２……凸レンズ、５……演算処理回
路、Ｍ……垂直二等分線。
Claims (1)
- 【請求項１】物体の二次元位置を光学的に検出する二次
元位置検出装置において、 既知の寸法の矩形領域になっていて、前記物体が点とみ
なせるほど矩形領域の辺長は物体の寸法に比べて大きい
スクリーンと、 この矩形領域の一辺全体にわたって張りめぐらされたミ
ラーと、 少なくとも前記スクリーンに平行で前記物体を取り囲む
全ての方向から照明する照明手段と、 前記ミラーが張られた辺に対向する辺の両端に配置され
ていて、それぞれには複数個の撮像エレメントが配列さ
れていて、撮像エレメントの配列方向は撮像方向に直交
しスクリーンに平行な方向である２つの撮像手段と、 前記撮像エレメントの有る位置を焦点とし、撮像手段か
ら撮像手段が配置された辺の垂直二等分線までの距離に
比べて十分短い焦点距離であり、物体の実像及び前記ミ
ラーに映った物体の鏡像からの入射光をその入射角に応
じて前記複数個の撮像エレメントのいずれかに当てる凸
レンズと、 前記２つの撮像手段にそれぞれ設けられた複数個の撮像
エレメントを走査し、走査によって得られた波形をもと
に前記凸レンズへの入射光の入射角を検知し、２つの撮
像手段のうち検知した入射角が小さい方の撮像手段の信
号を利用し、その撮像手段で検知した２つの入射角を物
体の実像及び鏡像からの入射光の入射角とみなし、これ
ら２つの入射角と既知の矩形領域の辺長とから物体の二
次元位置を算出する演算処理回路と、 を具備した二次元位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14497987U JPH068485Y2 (ja) | 1987-09-22 | 1987-09-22 | 二次元位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14497987U JPH068485Y2 (ja) | 1987-09-22 | 1987-09-22 | 二次元位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6450306U JPS6450306U (ja) | 1989-03-28 |
| JPH068485Y2 true JPH068485Y2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=31413165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14497987U Expired - Lifetime JPH068485Y2 (ja) | 1987-09-22 | 1987-09-22 | 二次元位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068485Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9194435B2 (en) | 2006-05-12 | 2015-11-24 | Oiles Corporation | Sliding bearing |
-
1987
- 1987-09-22 JP JP14497987U patent/JPH068485Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9194435B2 (en) | 2006-05-12 | 2015-11-24 | Oiles Corporation | Sliding bearing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6450306U (ja) | 1989-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5568261A (en) | Three-dimensional image measuring device | |
| JP2669223B2 (ja) | ランデブードッキング用光学センサー装置 | |
| JPH1065882A (ja) | 媒体表面形状データ取得方法 | |
| US20020054297A1 (en) | Three dimensional scanning system | |
| JPH0762614B2 (ja) | 光センサ | |
| JPH05306915A (ja) | 形状測定方法およびその装置 | |
| CA1232071A (en) | Direct finger reading | |
| JPH068485Y2 (ja) | 二次元位置検出装置 | |
| JPS63259511A (ja) | 画像記憶装置 | |
| JPH05322526A (ja) | ３次元形状測定装置 | |
| JPH0483133A (ja) | 三次元スキャナ | |
| JPH0311401B2 (ja) | ||
| JPH0914914A (ja) | レーザスペックルパターンによる移動量の測定装置におけるレーザ光の照射方法ならびにその装置 | |
| US4762989A (en) | Image detection with image plane divider | |
| JP2000002521A (ja) | ３次元入力装置 | |
| JP2987000B2 (ja) | 位置情報のコード化方法およびそのコードを用いた３次元計測方法 | |
| JP4032556B2 (ja) | ３次元入力装置 | |
| JPS62291512A (ja) | 距離測定装置 | |
| JPH11148808A (ja) | 形状認識装置 | |
| CA2043336C (en) | Three dimensional colour imaging | |
| JPS6247508A (ja) | 測距用光学装置 | |
| JPH0789058B2 (ja) | 距離測定装置 | |
| JP2682690B2 (ja) | 測距装置 | |
| JPH0789057B2 (ja) | 距離測定装置 | |
| JP2001227923A (ja) | 輪郭形状測定方法及び輪郭形状測定装置 |