JPH0715374B2 - Shape detection method - Google Patents
Shape detection methodInfo
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- JPH0715374B2 JPH0715374B2 JP30243089A JP30243089A JPH0715374B2 JP H0715374 B2 JPH0715374 B2 JP H0715374B2 JP 30243089 A JP30243089 A JP 30243089A JP 30243089 A JP30243089 A JP 30243089A JP H0715374 B2 JPH0715374 B2 JP H0715374B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、被検出物体に光ビームを投光し、そのビーム
位置を検出して形状を検出する形状検出方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a shape detection method for projecting a light beam on an object to be detected and detecting the beam position to detect the shape.
（従来の技術） 従来、この種の形状検出方法は第５図に示すような三角
測量によっていた。これは真上から光ビームを物体20の
表面に照射し、その反射光をレンズ21を介して受光素子
22上にスポット光として結像させ、物体20を一方向に移
動させて受光素子22のスポット光位置の変化を測定し、
物体20の形状を検出していた。(Prior Art) Conventionally, this type of shape detection method has been based on triangulation as shown in FIG. This is to irradiate the surface of the object 20 with a light beam from directly above, and to reflect the reflected light through a lens 21 as a light receiving element.
An image is formed as spot light on 22 and the change of the spot light position of the light receiving element 22 is measured by moving the object 20 in one direction,
The shape of the object 20 was detected.
しかしながら、物体20が例えば半田付けのような金属光
沢面や鏡面性を有すると、第６図に示すように光ビーム
の２次反射や３次反射が発生し、受光素子22上には複数
のスポット光が第７図に示すように結像される。このと
き光量が最大の位置を検出すると２次反射光スポット
Ｓ′の位置を検出してしまい、真のスポット位置Ａ′は
検出できないという欠点があった。However, if the object 20 has a metallic glossy surface such as soldering or a mirror surface, secondary reflection or tertiary reflection of the light beam occurs as shown in FIG. The spot light is imaged as shown in FIG. At this time, if the position where the light amount is maximum is detected, the position of the secondary reflected light spot S'is detected, and the true spot position A'cannot be detected.
また、他の従来例では受光素子にポジションセンシティ
ブディテクタ（PSD）を使用したものもあるが、このセ
ンサーは受光面全体での照度重心位置を検出するため、
同様に真の値を検出できないとう欠点があった。In addition, in other conventional examples, there is one that uses a position sensitive detector (PSD) for the light receiving element, but since this sensor detects the illuminance barycentric position on the entire light receiving surface,
Similarly, there is a drawback that the true value cannot be detected.
（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の形状検出装置では真のスポット位置と、
２次反射光のスポット位置との判別が難しく誤検出する
ことが多かった。(Problems to be Solved by the Invention) In the above-described conventional shape detection device, a true spot position,
It was difficult to distinguish from the spot position of the secondary reflected light, and it was often erroneously detected.
本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、光沢や鏡面性を有する物体の形状検出
を誤りなく検出できる形状検出方法を提供しようとする
ものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a shape detection method capable of detecting the shape detection of an object having gloss or specularity without error.
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の形状検出方法は、被検
出物体上に光ビームを投光して被検出物体による反射光
を受光し、反射光の受光スポットの位置変化を検出する
位置検出器の出力に基づき、被検出物体の形状を検出す
るようにした形状検出方法において、前記位置検出器の
受光素子が複数個の受光スポットを検出したとき、複数
個のスポットのそれぞれの光量ｈと径ｄとを求め、最大
光量とスポット径の比が最大となる受光スポットを、真
のスポット位置としたことを特徴とするものである。(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the shape detection method of the present invention is configured to project a light beam onto an object to be detected, receive light reflected by the object, and receive a spot of reflected light. In the shape detecting method for detecting the shape of the object to be detected based on the output of the position detector that detects the position change of the position detector, when the light receiving element of the position detector detects a plurality of light receiving spots, The light amount h and the diameter d of each spot are obtained, and the light receiving spot having the maximum ratio of the maximum light amount and the spot diameter is set to the true spot position.
（作用） 本発明に係る形状検出方法は、真のスポットと２次反射
スポットとの最大光量ｈとスポット径ｄとのh/dを比較
し、このh/dが最大になるものが一番急峻な光量分布を
持つので、この位置を真のスポット位置とするので正確
な位置を検出できる。(Operation) In the shape detection method according to the present invention, the maximum light amount h of the true spot and the secondary reflection spot and the h / d of the spot diameter d are compared, and the one that maximizes this h / d is the best. Since the position has a steep light amount distribution, this position is set as a true spot position, so that an accurate position can be detected.
（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図ないし第４図によって詳
細に説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4.
この形状検出方法に用いられる装置としては、従来より
使用されているものでよく、受光素子としては１次元の
撮像素子であるラインイメージセンサーを使用し、レー
ザー光源部からのレーザー光をレンズを介してビーム光
とし、被検出物体上に垂直に照射している。この照射さ
れたビーム光は１次反射光としてラインイメージセンサ
ーに結像される構成になっている。この１次反射光に対
して２次反射や３次反射が発生したとき、その被検出物
体が完全にフラットな面ではなく、第１図に示すように
投光ビームは反射方向に広がる。この広がりは第１図
（ａ）のように被検出物体が外に凸であれば２次反射ス
ポットは大きく、第１図（ｂ）のように被検出物体が外
に凹であれば比較的小さい２次反射スポットが現れる。
これらのスポットを第２図に示すように最大光量をｈ
（スポットの高さ）とし、例えば最大光量ｈの13％の光
量のところのスポット径をｄとすれば、h/dが最大にな
るものが一番急峻な光量分布を持つことになり、検出出
力のうち複数のピークを持っていれば、上述のh/dが最
大となりピーク位置が真のスポット位置になる。この方
法を用いれば異常反射で複数のスポットが存在しても正
確な真のスポット位置を検出することができる。The device used for this shape detection method may be one that has been used conventionally, and a line image sensor, which is a one-dimensional image pickup device, is used as a light receiving element, and laser light from a laser light source unit is passed through a lens. The light is emitted as a beam to irradiate the object to be detected vertically. The emitted light beam is formed into an image on the line image sensor as primary reflected light. When secondary reflection or tertiary reflection occurs with respect to this primary reflected light, the detected object is not a completely flat surface, and the projection beam spreads in the reflection direction as shown in FIG. This spread is large if the detected object is convex outward as shown in FIG. 1 (a), and is relatively large if the detected object is concave outward as shown in FIG. 1 (b). A small secondary reflection spot appears.
As shown in Fig. 2, these spots have the maximum light intensity h
(The height of the spot), for example, if the spot diameter at a light amount of 13% of the maximum light amount h is d, the one with the maximum h / d will have the steepest light amount distribution, and If the output has a plurality of peaks, the above-mentioned h / d becomes maximum and the peak position becomes the true spot position. By using this method, an accurate true spot position can be detected even if a plurality of spots exist due to abnormal reflection.
第３図は上述した形状検出方法のブロック図で、ライン
イメージセンサーを用いた受光素子１と、ラインメモリ
部２、最小分散極値位置演算部３、スポット位置メモリ
部４とにより構成されている。ラインメモリ部２は受光
素子１に現れたスポット位置の記憶部で、これに入力さ
れたラインイメージセンサーの出力を次々に最小分散極
値位置演算部３に入力する。この最小分散極値位置演算
部３では、或る位置Ａの光量IAが極大であるかの判定を
し、極大であれば極地の幅ｄを算出する。若し極大でな
ければ消去する。そして、前記極大であるIAについて
は、IA/d＞ｍの判定をする（ｍはパラメータである）。
このｍ＝IA/dが最大であればＡのスポット位置MAを決定
する機能を行うものである。そしてこのMAはスポット位
置メモリ部４へ記憶される。第４図はこの最小分散極値
位置検出のフローチャートである。以下、Ａ位置の真の
スポット位置をMAとして記憶すると、以下はＢ位置,C位
置，・・・へと移動し、それぞれMB，MC・・・等を求
め、これらの値をつなぎ合わせることにより形状検出が
正確に行える。FIG. 3 is a block diagram of the above-described shape detection method, which includes a light receiving element 1 using a line image sensor, a line memory unit 2, a minimum dispersion extreme value position calculation unit 3, and a spot position memory unit 4. . The line memory unit 2 is a storage unit of the spot position appearing on the light receiving element 1, and the outputs of the line image sensors input to the line memory unit 2 are sequentially input to the minimum dispersion extreme value position calculation unit 3. The minimum-dispersion extreme value position calculation unit 3 determines whether the light amount I A at a certain position A is the maximum, and if it is the maximum, calculates the polar width d. If not maximum, erase. Then, for the maximum I A, it is determined that I A / d> m (m is a parameter).
If m = I A / d is the maximum, the function of determining the spot position M A of A is performed. Then, this M A is stored in the spot position memory unit 4. FIG. 4 is a flow chart of this minimum variance extreme value position detection. Hereinafter, if the true spot position of the A position is stored as M A , the following moves to the B position, C position, ..., M B , M C, etc. are obtained, and these values are connected. The shape can be accurately detected by matching them.
（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明の形状検出方法は、被
検出物体上に光ビームを投光して被検出物体による反射
光を受光し、反射光の受光スポットの位置変化を検出す
る位置検出器の出力に基づき、被検出物体の形状を検出
するようにした形状検出方法において、前記位置検出器
の受光素子が複数個の受光スポットを検出したとき、複
数個のスポットのそれぞの光量ｈと径ｄとを求め、最大
光量とスポット径の比が最大となる受光スポットを、真
のスポット位置としたので光沢や鏡面性を有する物体の
形状検出を誤りなく検出できる利点がある。(Effect of the Invention) As described in detail above, the shape detection method of the present invention projects a light beam onto an object to be detected, receives the light reflected by the object, and changes the position of the light receiving spot of the reflected light. On the basis of the output of the position detector for detecting the shape detection method in which the shape of the object to be detected is detected, when the light receiving element of the position detector detects a plurality of light receiving spots, The light amount h and the diameter d of each are calculated, and the light receiving spot having the maximum ratio of the maximum light amount and the spot diameter is set as the true spot position, so that the shape of an object having gloss or specularity can be detected without error. There is.
第１図ないし第４図は本発明の実施例で、第１図
（ａ），（ｂ）は２次反射スポットの状態を示す図で、
（ａ）は外側に凸部を有する被検出物体の場合，（ｂ）
は外側に凹部を有する被検出物体の場合のそれぞれ平面
図、第２図はスポット像の形状図、第３図は形状検出の
ブロック図、第４図は最小分散極値位置検出のフローチ
ャート、第５図ないし第７図は従来例で、第５図は三角
測量の原理図、第６図は２次反射を示す平面図、第７図
は同スポット図である。 １……受光素子1 to 4 show an embodiment of the present invention, and FIGS. 1 (a) and 1 (b) are views showing the state of a secondary reflection spot.
(A) is a detected object having a convex portion on the outside, (b)
2 is a plan view of an object to be detected having a concave portion on the outside, FIG. 2 is a shape diagram of a spot image, FIG. 3 is a block diagram of shape detection, FIG. 4 is a flowchart of minimum dispersion extreme position detection, and FIG. 5 to 7 are conventional examples, FIG. 5 is a principle diagram of triangulation, FIG. 6 is a plan view showing secondary reflection, and FIG. 7 is a spot diagram thereof. 1 ... Light receiving element
Claims (1)
物体による反射光を受光し、反射光の受光スポットの位
置変化を検出する位置検出器の出力に基づき、被検出物
体の形状を検出するようにした形状検出方法において、
前記位置検出器の受光素子が複数個の受光スポットを検
出したとき、複数個のスポットのそれぞれの光量ｈと径
ｄとを求め、最大光量とスポット径の比が最大となる受
光スポットを、真のスポット位置としたことを特徴とす
る形状検出方法。1. A light beam is projected onto a detected object to receive reflected light from the detected object, and the detected object is detected based on the output of a position detector that detects a change in the position of a receiving spot of the reflected light. In the shape detection method that detects the shape,
When the light receiving element of the position detector detects a plurality of light receiving spots, the light amount h and the diameter d of each of the plurality of spots are obtained, and the light receiving spot having the maximum ratio of the maximum light amount and the spot diameter is determined to be true. The shape detection method is characterized in that the spot position is set.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30243089A JPH0715374B2 (en) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | Shape detection method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30243089A JPH0715374B2 (en) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | Shape detection method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03162608A JPH03162608A (en) | 1991-07-12 |
| JPH0715374B2 true JPH0715374B2 (en) | 1995-02-22 |
Family
ID=17908831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30243089A Expired - Lifetime JPH0715374B2 (en) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | Shape detection method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715374B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5072336B2 (en) * | 2006-12-07 | 2012-11-14 | 株式会社キーエンス | Optical displacement sensor and optical displacement meter |
| JP4909036B2 (en) * | 2006-12-07 | 2012-04-04 | 株式会社キーエンス | Optical displacement sensor |
-
1989
- 1989-11-21 JP JP30243089A patent/JPH0715374B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03162608A (en) | 1991-07-12 |
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