JPH07198336A - 位置決め装置 - Google Patents
位置決め装置Info
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- JPH07198336A JPH07198336A JP5353162A JP35316293A JPH07198336A JP H07198336 A JPH07198336 A JP H07198336A JP 5353162 A JP5353162 A JP 5353162A JP 35316293 A JP35316293 A JP 35316293A JP H07198336 A JPH07198336 A JP H07198336A
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- center
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- rotation
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 軸状の物体、およびその表面にあるパターン
の軸周りの回転方向のずれ量を検出し補正可能な位置決
め装置を提供する。 【構成】 軸状の物体１上にある半径ｒの円形パターン
１１に対する撮像方向が正面の場合、その２値画像情報
は半径ｒの円となるが、物体１がθ回転するとパターン
の２値画像は長径ｒ、短径｜ｒ×ｃｏｓθ｜の楕円とな
り、その重心位置は、円状のパターン１１の重心の位置
よりもＲ×ｓｉｎθだけ上下に移動する。そこで、パタ
ーン１１の回転前後をＣＣＤエリアセンサ４で撮像し、
画像処理装置５で回転前後のパターン１１の重心を算出
し、両者の位置のずれを検出し、補正量として通信部６
から出力する。ファンクションシンセサイザ７では、供
給された補正量に従って、ステッピングモータ８を回転
制御し、軸状の物体１を回転してパターン１１の位置決
めを行う。
の軸周りの回転方向のずれ量を検出し補正可能な位置決
め装置を提供する。 【構成】 軸状の物体１上にある半径ｒの円形パターン
１１に対する撮像方向が正面の場合、その２値画像情報
は半径ｒの円となるが、物体１がθ回転するとパターン
の２値画像は長径ｒ、短径｜ｒ×ｃｏｓθ｜の楕円とな
り、その重心位置は、円状のパターン１１の重心の位置
よりもＲ×ｓｉｎθだけ上下に移動する。そこで、パタ
ーン１１の回転前後をＣＣＤエリアセンサ４で撮像し、
画像処理装置５で回転前後のパターン１１の重心を算出
し、両者の位置のずれを検出し、補正量として通信部６
から出力する。ファンクションシンセサイザ７では、供
給された補正量に従って、ステッピングモータ８を回転
制御し、軸状の物体１を回転してパターン１１の位置決
めを行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は位置決め装置に係り、例
えば、円筒状の物体表面にあるネジ穴の位置決め、Ｄカ
ットの方向だしなどに使用される位置決め装置に関す
る。
えば、円筒状の物体表面にあるネジ穴の位置決め、Ｄカ
ットの方向だしなどに使用される位置決め装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】画像処理技術の発展に伴って、文字や図
形等の未知パターンを認識することができるようによう
になっている。このような認識を行う画像処理では、Ｃ
ＣＤ（Charge Coupled Device ）等によって未知パター
ンを撮像し、その撮像から予め登録されている標準パタ
ーンとの間でパターンマッチング処理を行い、最も類似
している標準パターンを認識パターンとして出力するよ
うになっている。このような画像処理技術を用いて、各
種部材や機器の位置決めを行うものとして、例えば、半
導体ウエハをダイシング装置によって切断する場合があ
る。この場合、半導体ウエハの一部に設けられた位置決
め用のパターンを撮像し、その認識位置からパターン位
置のずれを検出して、位置補正を行っている。
形等の未知パターンを認識することができるようによう
になっている。このような認識を行う画像処理では、Ｃ
ＣＤ（Charge Coupled Device ）等によって未知パター
ンを撮像し、その撮像から予め登録されている標準パタ
ーンとの間でパターンマッチング処理を行い、最も類似
している標準パターンを認識パターンとして出力するよ
うになっている。このような画像処理技術を用いて、各
種部材や機器の位置決めを行うものとして、例えば、半
導体ウエハをダイシング装置によって切断する場合があ
る。この場合、半導体ウエハの一部に設けられた位置決
め用のパターンを撮像し、その認識位置からパターン位
置のずれを検出して、位置補正を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来特定
のパターンを認識して位置ずれを補正する場合、そのパ
タンーが存在する平面内での位置ずれ量が検出され補正
されるものであり、軸状の物体表面に存在するパターン
が軸周りに回転したことによる位置ずれを検出する装置
は存在していなかった。なお、パターン認識方法とし
て、認識しようとする未知パターンが標準パターンに対
して回転している場合でも、迅速に認識できるようにし
た方法も提案されている（特開平５−１２４９１）。し
かし、このパターン認識方法は、あくまで未知パターン
が記載されている平面内で回転している場合についての
認識であり、軸周りの回転に対して適用することはでき
なかった。
のパターンを認識して位置ずれを補正する場合、そのパ
タンーが存在する平面内での位置ずれ量が検出され補正
されるものであり、軸状の物体表面に存在するパターン
が軸周りに回転したことによる位置ずれを検出する装置
は存在していなかった。なお、パターン認識方法とし
て、認識しようとする未知パターンが標準パターンに対
して回転している場合でも、迅速に認識できるようにし
た方法も提案されている（特開平５−１２４９１）。し
かし、このパターン認識方法は、あくまで未知パターン
が記載されている平面内で回転している場合についての
認識であり、軸周りの回転に対して適用することはでき
なかった。
【０００４】そこで、本発明は、軸状の物体、およびそ
の表面にあるパターンの軸周りの回転方向のずれ量を検
出し補正することが可能な位置決め装置を提供すること
を目的とする。
の表面にあるパターンの軸周りの回転方向のずれ量を検
出し補正することが可能な位置決め装置を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、軸状の物体表面に存在するパターンを、この物体が
軸周りに回転する前後で撮像する撮像手段と、この撮像
手段で撮像された前記物体の回転前後の各パターンの重
心を算出する重心算出手段と、この重心算出手段で算出
された回転前後の重心位置のずれから、パターン位置を
補正する補正手段、とを位置決め装置に具備させて前記
目的を達成する。請求項２記載の発明では、軸状の物体
表面に存在するパターンを、この物体が軸周りに回転す
る前後で撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像され
た前記物体の回転前後の各パターンの重心を算出する重
心算出手段と、前記撮像手段で撮像された前記物体の回
転後におけるパターンの偏平率を算出する偏平率算出手
段と、前記重心算出手段で算出された両重心位置のずれ
から回転方向を求め、前記偏平率算出手段で算出された
偏平率から物体の回転角度を求めて、前記回転位置にあ
るパターン位置を補正する補正手段、とを位置決め装置
に具備させて前記目的を達成する。請求項３記載の発明
では、軸状の物体表面に存在するパターンを、軸が所定
の基準位置にある場合とこの基準位置から軸周りに回転
した場合に撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像さ
れた前記物体の基準位置と回転位置における各パターン
から、それぞれの重心を算出する重心算出手段と、前記
撮像手段で撮像された前記物体の回転位置におけるパタ
ーンの偏平率を算出する偏平率算出手段と、前記重心算
出手段で算出された両重心位置のずれから回転方向を求
め、前記偏平率算出手段で算出された偏平率から物体の
回転角度を求めて、前記回転位置にあるパターンを前記
基準位置に補正する補正手段、とを位置決め装置に具備
させて前記目的を達成する。
は、軸状の物体表面に存在するパターンを、この物体が
軸周りに回転する前後で撮像する撮像手段と、この撮像
手段で撮像された前記物体の回転前後の各パターンの重
心を算出する重心算出手段と、この重心算出手段で算出
された回転前後の重心位置のずれから、パターン位置を
補正する補正手段、とを位置決め装置に具備させて前記
目的を達成する。請求項２記載の発明では、軸状の物体
表面に存在するパターンを、この物体が軸周りに回転す
る前後で撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像され
た前記物体の回転前後の各パターンの重心を算出する重
心算出手段と、前記撮像手段で撮像された前記物体の回
転後におけるパターンの偏平率を算出する偏平率算出手
段と、前記重心算出手段で算出された両重心位置のずれ
から回転方向を求め、前記偏平率算出手段で算出された
偏平率から物体の回転角度を求めて、前記回転位置にあ
るパターン位置を補正する補正手段、とを位置決め装置
に具備させて前記目的を達成する。請求項３記載の発明
では、軸状の物体表面に存在するパターンを、軸が所定
の基準位置にある場合とこの基準位置から軸周りに回転
した場合に撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像さ
れた前記物体の基準位置と回転位置における各パターン
から、それぞれの重心を算出する重心算出手段と、前記
撮像手段で撮像された前記物体の回転位置におけるパタ
ーンの偏平率を算出する偏平率算出手段と、前記重心算
出手段で算出された両重心位置のずれから回転方向を求
め、前記偏平率算出手段で算出された偏平率から物体の
回転角度を求めて、前記回転位置にあるパターンを前記
基準位置に補正する補正手段、とを位置決め装置に具備
させて前記目的を達成する。
【０００６】請求項４記載の発明では、軸状の物体表面
に存在するパターンを、この物体が軸周りに回転する前
後で撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像された前
記物体の回転前後の両パターンの共通領域を算出する共
通領域算出手段と、前記撮像手段で撮像された前記物体
の回転前のパターンの重心と、前記共通領域算出手段で
算出された共通領域の重心を算出する重心算出手段と、
この重心算出手段で算出された回転前のパターンの重心
と共通領域の重心の位置ずれからパターン位置を補正す
る補正手段、とを位置決め装置に具備させて前記目的を
達成する。請求項５記載の発明では、請求項１から請求
項４記載の位置決め装置において、前記補正手段は、前
記軸状の物体を軸周りに回転する回転部を備え、前記撮
像手段は、前記物体に光を照射する照射部と、この照射
部による前記物体の照射光によって物体を撮像する撮像
部とを備え、前記重心算出手段は、撮像した物体の特徴
量を抽出する抽出部を備える。請求項６記載の発明で
は、請求項５記載の位置決め装置において、撮像手段を
物体の軸中心に複数個設置する。
に存在するパターンを、この物体が軸周りに回転する前
後で撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像された前
記物体の回転前後の両パターンの共通領域を算出する共
通領域算出手段と、前記撮像手段で撮像された前記物体
の回転前のパターンの重心と、前記共通領域算出手段で
算出された共通領域の重心を算出する重心算出手段と、
この重心算出手段で算出された回転前のパターンの重心
と共通領域の重心の位置ずれからパターン位置を補正す
る補正手段、とを位置決め装置に具備させて前記目的を
達成する。請求項５記載の発明では、請求項１から請求
項４記載の位置決め装置において、前記補正手段は、前
記軸状の物体を軸周りに回転する回転部を備え、前記撮
像手段は、前記物体に光を照射する照射部と、この照射
部による前記物体の照射光によって物体を撮像する撮像
部とを備え、前記重心算出手段は、撮像した物体の特徴
量を抽出する抽出部を備える。請求項６記載の発明で
は、請求項５記載の位置決め装置において、撮像手段を
物体の軸中心に複数個設置する。
【０００７】
【作用】請求項１記載の位置決め装置では、軸状の軸周
りに回転可能な物体表面にあるパターンのある位置での
画像の重心と、軸が回転した場合のパターンの画像の重
心の位置の比較により、２つの重心の位置ずれを検出
し、軸周りの回転方向の位置ずれを補正する。請求項２
記載の位置決め装置では、軸状の軸周りに回転可能な物
体表面にあるパターンのある位置での画像から、軸が回
転した場合のパターンの画像の偏平率を求めることによ
り、軸状の物体の軸周りのある位置からの回転角度を検
出し、２つの画像の重心の位置を比較することにより回
転方向を検出する。請求項３記載の位置決め装置では、
軸状の軸周りに回転可能な物体表面にあるパターンのあ
る正しい位置（所定の基準位置）での画像から、軸が回
転した場合のパターンの画像の偏平率を求めることによ
り、軸状の物体表面のパターンの正しい位置からの軸周
りの回転方向の角度ずれを検出し、２つの画像の重心の
位置を比較することにより回転方向を検出する。
りに回転可能な物体表面にあるパターンのある位置での
画像の重心と、軸が回転した場合のパターンの画像の重
心の位置の比較により、２つの重心の位置ずれを検出
し、軸周りの回転方向の位置ずれを補正する。請求項２
記載の位置決め装置では、軸状の軸周りに回転可能な物
体表面にあるパターンのある位置での画像から、軸が回
転した場合のパターンの画像の偏平率を求めることによ
り、軸状の物体の軸周りのある位置からの回転角度を検
出し、２つの画像の重心の位置を比較することにより回
転方向を検出する。請求項３記載の位置決め装置では、
軸状の軸周りに回転可能な物体表面にあるパターンのあ
る正しい位置（所定の基準位置）での画像から、軸が回
転した場合のパターンの画像の偏平率を求めることによ
り、軸状の物体表面のパターンの正しい位置からの軸周
りの回転方向の角度ずれを検出し、２つの画像の重心の
位置を比較することにより回転方向を検出する。
【０００８】請求項４記載の位置決め装置では、軸状の
軸周りに回転可能な物体表面にあるパターンのある正し
い位置での画像の重心と、軸が回転したときの画像と正
しい位置での画像の共通領域の重心の比較により、軸が
回転したときのパターンの画像全体が撮像領域に無い場
合でも、２つの重心の位置ずれを検出し、補正する。請
求項５記載の位置決め装置では、物体に光を照射してそ
の反射光によって物体を撮像し、撮像した物体の特徴量
を抽出して重心を算出し、物体を軸周りに回転させて補
正を行う。請求項６記載の位置決め装置では、物体の軸
中心に複数個設置された撮像手段により、全ての角度に
対して撮像が行われる。
軸周りに回転可能な物体表面にあるパターンのある正し
い位置での画像の重心と、軸が回転したときの画像と正
しい位置での画像の共通領域の重心の比較により、軸が
回転したときのパターンの画像全体が撮像領域に無い場
合でも、２つの重心の位置ずれを検出し、補正する。請
求項５記載の位置決め装置では、物体に光を照射してそ
の反射光によって物体を撮像し、撮像した物体の特徴量
を抽出して重心を算出し、物体を軸周りに回転させて補
正を行う。請求項６記載の位置決め装置では、物体の軸
中心に複数個設置された撮像手段により、全ての角度に
対して撮像が行われる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の位置決め装置における一実施
例を図１ないし図３を参照して詳細に説明する。図１は
位置決め装置の構成を表したものである。この図１に示
すように、軸状の物体１の位置決めを行う位置決め装置
は、物体１の表面に施されたパターン１１にハロゲン光
を導いて照射させるラインタイプのファイバーライトガ
イドで構成された照射部２と、この照射部２で照射され
たパターン１１からの反射光を集光するレンズ３と、こ
のレンズで集光された反射光によってパターン１１を撮
像しその２値情報を出力するＣＣＤエリアセンサ４と、
このＣＣＤエリアセンサから出力されるパターン１１の
２値画像情報に対して所定の画像処理を行うと共に補正
量を算出する画像処理装置５と、この画像処理装置５に
よって算出された補正量を通信する通信部６と、この通
信部６を介して供給される補正量に従ってステッピング
モータ８を駆動制御するファンクションシンセサイザ７
と、補正量に応じて装着されている軸状の物体１を回転
させるステッピングモータ８を備えている。ここで、Ｃ
ＣＤエリアセンサ４は撮像部として機能し、ファンクシ
ョンシンセサイザ７およびステッピングモータ８は補正
手段として機能する。
例を図１ないし図３を参照して詳細に説明する。図１は
位置決め装置の構成を表したものである。この図１に示
すように、軸状の物体１の位置決めを行う位置決め装置
は、物体１の表面に施されたパターン１１にハロゲン光
を導いて照射させるラインタイプのファイバーライトガ
イドで構成された照射部２と、この照射部２で照射され
たパターン１１からの反射光を集光するレンズ３と、こ
のレンズで集光された反射光によってパターン１１を撮
像しその２値情報を出力するＣＣＤエリアセンサ４と、
このＣＣＤエリアセンサから出力されるパターン１１の
２値画像情報に対して所定の画像処理を行うと共に補正
量を算出する画像処理装置５と、この画像処理装置５に
よって算出された補正量を通信する通信部６と、この通
信部６を介して供給される補正量に従ってステッピング
モータ８を駆動制御するファンクションシンセサイザ７
と、補正量に応じて装着されている軸状の物体１を回転
させるステッピングモータ８を備えている。ここで、Ｃ
ＣＤエリアセンサ４は撮像部として機能し、ファンクシ
ョンシンセサイザ７およびステッピングモータ８は補正
手段として機能する。
【００１０】図２は、画像処理装置５の構成を表したも
のである。この図２に示すように、画像処理装置５は、
特徴量抽出部５１、重心算出部５２、偏平率算出部５
３、共通領域算出部５４、および補正量算出部５５を備
えている。補正量算出部５５は、位置ずれ検出部５６と
回転角検出部５７を備えている。特徴量抽出部５１は軸
状の物体１表面に存在するパターン１１を、ＣＣＤエリ
アセンサ４から供給される撮像情報から抽出するように
なっており、重心算出部５２、偏平率算出部５３、共通
領域算出部５４のそれぞれは、抽出されたパターン１１
から重心、偏平率、共通領域を算出するようになってい
る。補正量算出部５５では、これら算出された重心、偏
平率とから補正量を算出するようになっている。この画
像処理装置５は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）、各種
のプログラムやデータが格納されたＲＯＭ（リード・オ
ンリ・メモリ）、ワーキングエリアとして使用されるＲ
ＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等を備えたマイク
ロコンピュータによって実現される。
のである。この図２に示すように、画像処理装置５は、
特徴量抽出部５１、重心算出部５２、偏平率算出部５
３、共通領域算出部５４、および補正量算出部５５を備
えている。補正量算出部５５は、位置ずれ検出部５６と
回転角検出部５７を備えている。特徴量抽出部５１は軸
状の物体１表面に存在するパターン１１を、ＣＣＤエリ
アセンサ４から供給される撮像情報から抽出するように
なっており、重心算出部５２、偏平率算出部５３、共通
領域算出部５４のそれぞれは、抽出されたパターン１１
から重心、偏平率、共通領域を算出するようになってい
る。補正量算出部５５では、これら算出された重心、偏
平率とから補正量を算出するようになっている。この画
像処理装置５は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）、各種
のプログラムやデータが格納されたＲＯＭ（リード・オ
ンリ・メモリ）、ワーキングエリアとして使用されるＲ
ＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等を備えたマイク
ロコンピュータによって実現される。
【００１１】次に、このように構成された実施例の動作
について説明する。まず、第１の実施例における動作に
ついて説明する。例えば図１に示すように、表面に半径
ｒの円形のパターン１１が施されている半径Ｒの軸状の
物体１に付いて説明する。まず、照射部２によって軸状
の物体１をハロゲン光で照射すると、その反射光がレン
ズ３を介して結像されてＣＣＤエリアセンサ４で撮像さ
れる。ＣＣＤエリアセンサ４で撮像された撮像情報は２
値画像として画像処理装置５に供給される。
について説明する。まず、第１の実施例における動作に
ついて説明する。例えば図１に示すように、表面に半径
ｒの円形のパターン１１が施されている半径Ｒの軸状の
物体１に付いて説明する。まず、照射部２によって軸状
の物体１をハロゲン光で照射すると、その反射光がレン
ズ３を介して結像されてＣＣＤエリアセンサ４で撮像さ
れる。ＣＣＤエリアセンサ４で撮像された撮像情報は２
値画像として画像処理装置５に供給される。
【００１２】ここで、パターン１１の撮像方向が正面の
場合の２値画像情報は、半径ｒの円として取り込める
が、物体１が軸周りにθ回転した場合、パターンの２値
画像は長径ｒ、短径｜ｒ×ｃｏｓθ｜の楕円となる。そ
して、この楕円の重心位置は軸の回転によって、円状の
パターン１１の重心の位置よりもＲ×ｓｉｎθだけ上下
に移動する。従って、パターン１１の回転前後をＣＣＤ
エリアセンサ４で撮像し、画像処理装置５の特徴量抽出
部５１で回転前後のパターン１１を抽出する。この抽出
した回転前後のパターン１１の重心を重心算出部５２で
算出し、補正量算出部の位置ずれ検出部５６で、両重心
位置のずれを検出し、補正量として通信部６を介してフ
ァンクションシンセサイザ７に供給する。ファンクショ
ンシンセサイザ７では、供給された補正量に従って、ス
テッピングモータ８を回転制御し、軸状の物体１を回転
してパターン１１の位置決めを行う。
場合の２値画像情報は、半径ｒの円として取り込める
が、物体１が軸周りにθ回転した場合、パターンの２値
画像は長径ｒ、短径｜ｒ×ｃｏｓθ｜の楕円となる。そ
して、この楕円の重心位置は軸の回転によって、円状の
パターン１１の重心の位置よりもＲ×ｓｉｎθだけ上下
に移動する。従って、パターン１１の回転前後をＣＣＤ
エリアセンサ４で撮像し、画像処理装置５の特徴量抽出
部５１で回転前後のパターン１１を抽出する。この抽出
した回転前後のパターン１１の重心を重心算出部５２で
算出し、補正量算出部の位置ずれ検出部５６で、両重心
位置のずれを検出し、補正量として通信部６を介してフ
ァンクションシンセサイザ７に供給する。ファンクショ
ンシンセサイザ７では、供給された補正量に従って、ス
テッピングモータ８を回転制御し、軸状の物体１を回転
してパターン１１の位置決めを行う。
【００１３】次に第２の実施例について説明する。上記
したように、軸状の物体１の軸がθ回転することにより
パターンの２値画像が長径ｒ、短径｜ｒ×ｃｏｓθ｜の
楕円となる。そこで、画像処理装置５の偏平率算出部５
３において、２値画像の長径、短径方向の画素値を調べ
ることで、パターンの長径と短径の比から偏平率が求ま
る。補正量算出部５５の回転角検出部５７では、この偏
平率を、偏平率の一般式｜ｒ×ｃｏｓθ｜／ｒと比較す
ることで回転角θを検出する。また、第１の実施例と同
様に、重心算出部５２により算出される回転前後のパタ
ーン１１の両重心位置のずれから、位置ずれ検出部５６
で回転方向を求める。この回転方向と回転角θを補正量
として、通信部６を介してファンクションシンセサイザ
７に供給し、ステッピングモータ８を回転制御すること
で、パターン１１の位置決めを行う。
したように、軸状の物体１の軸がθ回転することにより
パターンの２値画像が長径ｒ、短径｜ｒ×ｃｏｓθ｜の
楕円となる。そこで、画像処理装置５の偏平率算出部５
３において、２値画像の長径、短径方向の画素値を調べ
ることで、パターンの長径と短径の比から偏平率が求ま
る。補正量算出部５５の回転角検出部５７では、この偏
平率を、偏平率の一般式｜ｒ×ｃｏｓθ｜／ｒと比較す
ることで回転角θを検出する。また、第１の実施例と同
様に、重心算出部５２により算出される回転前後のパタ
ーン１１の両重心位置のずれから、位置ずれ検出部５６
で回転方向を求める。この回転方向と回転角θを補正量
として、通信部６を介してファンクションシンセサイザ
７に供給し、ステッピングモータ８を回転制御すること
で、パターン１１の位置決めを行う。
【００１４】次に第３の実施例について説明する。この
実施例では、例えば図２に示すように、表面に半径ｒの
ネジ穴１２が施してある軸状の物体１の位置決めを行う
場合について説明する。まず、半径Ｒの軸状の物体１を
照射部２によってハロゲン光で照射し、その像をレンズ
３を介してＣＣＤエリアセンサ４により撮像し、画像処
理装置５により処理する。撮像方向正面の円形として撮
像された正しい位置（所定の基準位置）での２値画像は
半径ｒの円として得られ、軸がθ回転した位置での２値
画像は長径ｒ、短径｜ｒ×ｃｏｓθ｜の楕円で得られ
る。
実施例では、例えば図２に示すように、表面に半径ｒの
ネジ穴１２が施してある軸状の物体１の位置決めを行う
場合について説明する。まず、半径Ｒの軸状の物体１を
照射部２によってハロゲン光で照射し、その像をレンズ
３を介してＣＣＤエリアセンサ４により撮像し、画像処
理装置５により処理する。撮像方向正面の円形として撮
像された正しい位置（所定の基準位置）での２値画像は
半径ｒの円として得られ、軸がθ回転した位置での２値
画像は長径ｒ、短径｜ｒ×ｃｏｓθ｜の楕円で得られ
る。
【００１５】画像処理装置５の偏平率算出部５３におい
て、回転位置での２値画像の長径、短径方向の画素値を
調べることによりパターンの長径と短径の比が得られ、
回転角検出部５７で偏平率の一般式｜ｒ×ｃｏｓθ｜／
ｒと比較することによりθを検出し軸１の回転角を得
る。また、回転角検出部５７において、正しい位置の２
値画像の重心と、回転位置の２値画像の重心との上下位
置ずれから、回転方向を得る。これらより、補正量が得
られ、ファンクションシンセサイザ７およびステッピン
グモータ８で軸周りの正しい位置への補正を行うことに
より、ネジ穴の位置を補正する。
て、回転位置での２値画像の長径、短径方向の画素値を
調べることによりパターンの長径と短径の比が得られ、
回転角検出部５７で偏平率の一般式｜ｒ×ｃｏｓθ｜／
ｒと比較することによりθを検出し軸１の回転角を得
る。また、回転角検出部５７において、正しい位置の２
値画像の重心と、回転位置の２値画像の重心との上下位
置ずれから、回転方向を得る。これらより、補正量が得
られ、ファンクションシンセサイザ７およびステッピン
グモータ８で軸周りの正しい位置への補正を行うことに
より、ネジ穴の位置を補正する。
【００１６】次に第４の実施例について説明する。パタ
ーン１１を書面から撮像した場合の２値画像は半径ｒの
円として取り込めるが、物体１が軸周りにθ回転した場
合、パターンの２値画像は長径ｒ、短径｜ｒ×ｃｏｓθ
｜の楕円となる。また、楕円の重心の位置は軸の回転に
より、円の重心の位置よりＲ×ｓｉｎθだけ上下に移動
する。この場合、次の数式１を満たすときパターンの全
体像が撮像可能である。
ーン１１を書面から撮像した場合の２値画像は半径ｒの
円として取り込めるが、物体１が軸周りにθ回転した場
合、パターンの２値画像は長径ｒ、短径｜ｒ×ｃｏｓθ
｜の楕円となる。また、楕円の重心の位置は軸の回転に
より、円の重心の位置よりＲ×ｓｉｎθだけ上下に移動
する。この場合、次の数式１を満たすときパターンの全
体像が撮像可能である。
【００１７】
【数１】ｃｏｓθ1 ／（１−ｓｉｎθ1 ）＝ｒ／Ｒ
【００１８】しかし、次の数式２を満たすとき、正しい
位置でのパターンの２値画像と軸１が回転したときのパ
ターンの共通領域が存在する。
位置でのパターンの２値画像と軸１が回転したときのパ
ターンの共通領域が存在する。
【００１９】
【数２】ｓｉｎθ2 ／（１＋ｃｏｓθ2 ）＜ｒ／Ｒ
【００２０】｜θ1 ｜＜｜θ2 ｜であるので、より大き
な回転角まで検出が可能である。ここで、共通領域を共
通領域算出部５４で算出する。この、共通領域の重心の
を重心算出部５２で算出する。算出した共通領域の重心
は、軸の回転に伴う変化は線形的に変化していくので、
補正量算出部５５では、回転角度と共通領域の重心の移
動距離を直線近似し、それを基準として重心の変化量か
ら角度を逆算し位置ずれを得て補正量を求める。この補
正量に従って、ファンクションシンセサイザ７およびス
テッピングモータ８で軸周りの正しい位置への位置決め
を行う。
な回転角まで検出が可能である。ここで、共通領域を共
通領域算出部５４で算出する。この、共通領域の重心の
を重心算出部５２で算出する。算出した共通領域の重心
は、軸の回転に伴う変化は線形的に変化していくので、
補正量算出部５５では、回転角度と共通領域の重心の移
動距離を直線近似し、それを基準として重心の変化量か
ら角度を逆算し位置ずれを得て補正量を求める。この補
正量に従って、ファンクションシンセサイザ７およびス
テッピングモータ８で軸周りの正しい位置への位置決め
を行う。
【００２１】以上説明した実施例では、位置決め装置の
構成として図１に示すように、ＣＣＤエリアセンサ４を
一組配置したが、軸状の物体１の軸周りにそれぞれ、４
５度の間隔でＣＣＤエリアセンサを４個配置するように
してもよい。この構成によって、画像領域に死角ができ
なくなり、パターンが画面から消えて位置ずれ検出が不
可能な回転角を無くすことができる。
構成として図１に示すように、ＣＣＤエリアセンサ４を
一組配置したが、軸状の物体１の軸周りにそれぞれ、４
５度の間隔でＣＣＤエリアセンサを４個配置するように
してもよい。この構成によって、画像領域に死角ができ
なくなり、パターンが画面から消えて位置ずれ検出が不
可能な回転角を無くすことができる。
【００２２】
【発明の効果】請求項１から請求項５記載の位置決め装
置によれば、精度は解像度に依存するが、軸の垂直方向
からの撮像で、軸周りの回転成分が検出できる。すなわ
ち、３次元の位置情報を２次元で処理でき、位置補正が
可能になる。請求項６記載の位置決め装置によれば、撮
像装置からの死角を作らずに位置ずれを検出し、位置決
めをすることができる。
置によれば、精度は解像度に依存するが、軸の垂直方向
からの撮像で、軸周りの回転成分が検出できる。すなわ
ち、３次元の位置情報を２次元で処理でき、位置補正が
可能になる。請求項６記載の位置決め装置によれば、撮
像装置からの死角を作らずに位置ずれを検出し、位置決
めをすることができる。
【図１】本発明の一実施例における位置決め装置の構成
図である。
図である。
【図２】同上、位置決め装置の画像処理装置の概念構成
図である。
図である。
【図３】同上、位置決め装置により位置決めの対象とし
てネジ穴がある軸状の物体の外観図である。
てネジ穴がある軸状の物体の外観図である。
１ 軸状の物体 ２ 照射部 ３ レンズ ４ ＣＣＤエリアセンサ ５ 画像処理装置 ５１ 特徴量抽出部 ５２ 重心算出部 ５３ 偏平率算出部 ５４ 共通領域算出部 ５５ 補正量算出部 ５６ 位置ずれ検出部 ５７ 回転角検出部 ６ 通信部 ７ ファンクションシンセサイザ ８ ステッピングモータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 7/60 Ｇ０６Ｋ 9/32
Claims (6)
- 【請求項１】 軸状の物体表面に存在するパターンを、
この物体が軸周りに回転する前後で撮像する撮像手段
と、 この撮像手段で撮像された前記物体の回転前後の各パタ
ーンの重心を算出する重心算出手段と、 この重心算出手段で算出された回転前後の重心位置のず
れから、パターン位置を補正する補正手段とを具備する
ことを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項２】 軸状の物体表面に存在するパターンを、
この物体が軸周りに回転する前後で撮像する撮像手段
と、 この撮像手段で撮像された前記物体の回転前後の各パタ
ーンの重心を算出する重心算出手段と、 前記撮像手段で撮像された前記物体の回転後におけるパ
ターンの偏平率を算出する偏平率算出手段と、 前記重心算出手段で算出された両重心位置のずれから回
転方向を求め、前記偏平率算出手段で算出された偏平率
から物体の回転角度を求めて、前記回転位置にあるパタ
ーン位置を補正する補正手段とを具備することを特徴と
する位置決め装置。 - 【請求項３】 軸状の物体表面に存在するパターンを、
軸が所定の基準位置にある場合とこの基準位置から軸周
りに回転した場合に撮像する撮像手段と、 この撮像手段で撮像された前記物体の基準位置と回転位
置における各パターンから、それぞれの重心を算出する
重心算出手段と、 前記撮像手段で撮像された前記物体の回転位置における
パターンの偏平率を算出する偏平率算出手段と、 前記重心算出手段で算出された両重心位置のずれから回
転方向を求め、前記偏平率算出手段で算出された偏平率
から物体の回転角度を求めて、前記回転位置にあるパタ
ーンを前記基準位置に補正する補正手段とを具備するこ
とを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項４】 軸状の物体表面に存在するパターンを、
この物体が軸周りに回転する前後で撮像する撮像手段
と、 この撮像手段で撮像された前記物体の回転前後の両パタ
ーンの共通領域を算出する共通領域算出手段と、 前記撮像手段で撮像された前記物体の回転前のパターン
の重心と、前記共通領域算出手段で算出された共通領域
の重心を算出する重心算出手段と、 この重心算出手段で算出された回転前のパターンの重心
と共通領域の重心の位置ずれからパターン位置を補正す
る補正手段とを具備することを特徴とする位置決め装
置。 - 【請求項５】 前記補正手段は、前記軸状の物体を軸周
りに回転する回転制御部を備え、 前記撮像手段は、前記物体に光を照射する照射部と、こ
の照射部による前記物体の照射光によって物体を撮像す
る撮像部とを備え、 前記重心算出手段は、撮像した物体の特徴量を抽出する
抽出部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４
記載の位置決め装置。 - 【請求項６】 撮像手段を物体の軸中心に複数個設置し
たこと特徴とする請求項５記載の位置決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5353162A JPH07198336A (ja) | 1993-12-31 | 1993-12-31 | 位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5353162A JPH07198336A (ja) | 1993-12-31 | 1993-12-31 | 位置決め装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07198336A true JPH07198336A (ja) | 1995-08-01 |
Family
ID=18428986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5353162A Pending JPH07198336A (ja) | 1993-12-31 | 1993-12-31 | 位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07198336A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU757130B2 (en) * | 1997-08-25 | 2003-02-06 | Anca Pty Ltd | An improved clamping device and method of operation for a CNC machine |
| JP2006170947A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Ricoh Co Ltd | ドラム位置検出装置 |
| US7212609B2 (en) | 2003-03-05 | 2007-05-01 | Hitachi, Ltd. | Patient positioning device and patient positioning method |
| CN110726379A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-01-24 | 征图新视(江苏)科技股份有限公司 | 非规则产品轮廓高精度成像方法 |
-
1993
- 1993-12-31 JP JP5353162A patent/JPH07198336A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU757130B2 (en) * | 1997-08-25 | 2003-02-06 | Anca Pty Ltd | An improved clamping device and method of operation for a CNC machine |
| US7212609B2 (en) | 2003-03-05 | 2007-05-01 | Hitachi, Ltd. | Patient positioning device and patient positioning method |
| US7212608B2 (en) | 2003-03-05 | 2007-05-01 | Hitachi, Ltd. | Patient positioning device and patient positioning method |
| JP2006170947A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Ricoh Co Ltd | ドラム位置検出装置 |
| JP4704021B2 (ja) * | 2004-12-20 | 2011-06-15 | 株式会社リコー | ドラム位置検出装置 |
| CN110726379A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-01-24 | 征图新视(江苏)科技股份有限公司 | 非规则产品轮廓高精度成像方法 |
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