JPS587506A - 物体を識別しかつその位置および向きを測定する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、物体を識別しかつその位置および向きを測定
する方法、および該方法を実施する装置に関する。

物体を識別しかつその位置およびその向きを測定する難
点が、多数の工業分野の、例えば機械、電気等の種々の
部材を自動組立て、組立てまたは副組立が可能である機
械を設計する際に生じる。しばしば、このような機械は
産業用ロゼツトに関する。

その難点を克服する装置がすｆに出願されている。例え
ば、フランス国特許出願明細書第２４０５５１７号には
、識別すべき物体へ向けたテレビ，ジョンカメラにより
得られたデータを記憶するメモリーより成る装置が記載
されている。メモリーに記憶されたデータが電子工学装
置（二より解析され、物体を表わす像の重心位置を決め
、かつ物体形状を特徴づける電気信号を生じる。その後
にこの電気信号が、学習工程中に記憶されかつ、この装
置の前方にある物体の１つの種類の特徴である若干数の
信号と比較される。この比較作動の結果１．被検物体を
識別しかつ、基準位置に対するその角度位置を決定する
ことが可能になる。

この装置は低速であるという欠点を有する、そわという
のも相当数のデータを処理する必要があるから↑ある。

また、テレビジョンカメラにより導入される歪曲現象が
、物体識別および位置測定の誤差を生じることがおる。

例えば、米国特許明細書第４２０７００２号に記載さ五
た他の装置は、被検物体のフーリエスペクトルを表わす
像および、ホロ゛グラムの形↑記録された基準物体のフ
ーリエスペクトル間の相関度を測定する。良好な相関度
は、被検物体が基準物体と同じであることを表わす。ま
た、測定面中の相関ピークの位置が、被検物体の位置（
二関する情報を提供する。

はじめに記載せる装置と比べ、この装置は、被検物体を
表わす全てのデータを並列処理するという大きい利点を
有し、従って極めて高速である。

しかしながらこの装置は、被検物体の角度位置（一対し
高感度であるという欠点を有する。もしその位置が、ホ
ログラムを得るため使用さねた基準物体のｆ装置と不同
であるならば、相関ピークの高さ寸たは強度が低減し、
かつこのピークが消失さえすることがある。

この欠点は、例えば、基準ホログラムに関する米国特許
明細書第４１７４８８５号に記載された付属装置（−よ
り克服されることができる。

しかしながら、この付属装置は、識別装置の構造を実際
に複雑化しかつその作動速度を低減させる。

さらに、このような装置は、たんに１回に１種類の物体
の識別を許容する。もし形状の異なる多種類の物体が識
別されるべきならば、それぞれにこれらの１種の物体に
相応するホログラムが装着された複数の装置が備えられ
る必要がある。

本発明の主目的の１つは、前記公知の方法の全ての欠点
を克服した、物体を識別しかつその位置およびその向き
を測定する方法を得ることである。

本発明の方法は、光度の分配が被検物体を表わす第１の
周波数の第１のコヒーレン゛ト光ビームを生じさせ、こ
の第１のビーム中の光度の分配を記述する関数の複素フ
ーリエスペクトルを表わす最低１つの第１の像を形成し
、最低１部分の前記第１の像の光度に相応する第１のデ
ータを生じさせ、かつ、前記第１の像を生じる光波の位
相に相応する第２のデータを発生させる工程より成る。

第１のデータが物体およびその向きを表わし、かつ第２
のデータがその位置を表わす。

本発明の他の目的は、該方法を実施する装置を得ること
である。

以下に、本発明を図面実施例につき詳述する。

第１図に示す実施例（二おいて、識別されかつその位置
と向きとが測定されるべき物体（その１例を記号１によ
り示す）が、コンベアベルトまたは他の任意の搬送装置
（図示せず）により、この装置の前方を１つづつ通過す
る。

コンベアベルトから所定の距離に配置された収束レンズ
が、このレンズ２に関シコンにアはルトの面の共役面で
ある平面３に物体の像を形成する。

レーザ４がコヒーレント光のビーム５を生じる。ビーム
５中（−示した矢印は、後述する他のビーム中に示した
他の矢印と同じく、たんにビームの伝達方向を表わす。

ビームスプリッタ６が、ビーム５を２つの部分的ビーム
７および８に分割する。ビーム７が、２つの収束レンズ
１０ａおよびｔｏｂより成る光学系１０により拡大され
、ビーム９を形成する。

このビーム９が第２のビームスプリツタ１１ヲ通過シカ
つ非コヒーレントーコヒーレ／トコンノ々−夕１２の第
１の面１２ａに達する、このコンバータの第２の面が平
面３に配置されている０ このようなコン・Ｚ−夕は、詳しくは「ホログラフイー
の応用および光学的情報灰理に関する国際会議」へのグ
リンベルク等による報告記録（ｔｈｅ　ｒｅｃｏｒｄ　
ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｐｏｒｔ　ｂｙ　Ｍｅｓｓｒｓ、　
Ｊ。

Ｇｒｉｎｂｅｒｇ　　ｅｔ　ａｌ　ｔｏ　　ｔｈｅ　　
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、Ｃｏｎｆ−ｈｒｅｎｃｅ
　ｏｎ　ｔｈｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　）（
ｏｌｏｇｒａｐｈｙａｎｄ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｐｒｏｃ
ｅｓｓｉｎｇ　ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ、ｈｅ−
１ｄ　　ｉｎ　　Ｊｅｒｕｓａｌｅｍ　　ｆｒｏｍ　　
２３ｒｄ　　ｔｏ　　　２６ｔｈ　　Ａｕｙ−ｕｓｔ　
１９７６　（ｅｄｉｔｅｄ　ｂｙ　Ｍｅｓｓｒｓ、　Ｅ
、　Ｍａｒｏｍｅｔ　ａｌ、　Ｐｅｒｇａｍｏｎ　Ｐｒ
ｅｓｓ、　０ｘｆｏｒｄ　）　）から公知である。

本明細書中１、このようなコン・マークは詳述しない。

コン、？−タ１２が入射ビーム９を反射ビーム１３へ変
換し、かつコンバータ１２の面１２ａのそれぞれの点ま
たは任意部分のビーム１３のそれぞれ点で反射されたコ
ヒーレント光の強度を面３中の相応する点の非コヒーレ
ント光の強度に関連させることが十分に公知である。従
ってビーム１３中の光度分配が物体１を表わす。

第１図中で入射ビーム９を吸収したビーム１３がスプリ
ッタ１１により反射され、ビームた収束レンズ１５が、
その焦点面１６に、ビーム１４を形成する全ての基本光
束の干渉から生じる像を形成する。

コヒーレント光学の理論は、面１６中の光度の分配を記
述する関数が、面１２ａ中の光度の分配を記述する関数
の複素フーリエ変換！あることを示す。換言すれば、面
１６中に形成された像が、後者の関数の、従って物体ｉ
のフーリエスペクトルを表わす。

面１６中のフーリエスペクトルの位置は、レンズ２の前
方の物体１の位置の影響を受けない。不断ｉ二このス被
りトルは、光学系１５の焦点に光点を有する。この光点
中の光度は、７−りエ変換式中のゼロ周波数項の係数に
比例し、もしくは換言すれば、面１２Ｂ、中の光度の分
配を記述する関数の連続成分に比例する。

他方で、面１６中の７−リエスペクトルの向きが物体１
の′向き：二依存する。もし物体１がある角度を経て旋
回した場合、フーリエスペクトように配置される。この
検出器は、光学系１５の焦点を包囲する日中に配置され
た】連の光電池より成る。従って、光電池により得られ
た電気信号が、フーリエスペクトルに使用可能な莫大量
のデータの省略サンプルを表わす。

検出器１７を形成するセルの数は、実際にフＩＪニスベ
クトルの、従って被検物体の特徴を示すためサンプルに
対し十分に大でなければならない。しかしながらセルの
数は、その場合セルにより得られる信号を処理するのに
要する時間がかかりすぎるのｔ過大であってはならない
。

検出器１７こより供給される情報は、光電池により形成
された円の直径が増大するの（ニルνかし、被検物体を
益々特徴づける。しかしながら、一般にフーリエスペク
トルの光度は中心まｔの距離が増大せる際（二減少する
ので、セルにより形成される円の直径は過大であっては
ならない。その場合、セル（二より供給される信号が過
度に衰弱し、これがその引続く処理を複雑化する。

検出器１７により得られた測定信号が、電子工学回路１
８中〒１はじめの学習工程中にメモリーに貯蔵された基
準信号と比較される。

学習工程中１、識別するため装置が向けられた、それぞ
れの種類の複数の物体のうちの１つの物体が所定の位置
および向きでレンズ２の前方（＝配置される。それぞれ
の物体に対し、検出器１７こより供給された複数の信号
が、回路１８の１部分を形成する特定のメモリーに記憶
され、装置が使用される際に基準信号として使用される
。

強調すべきなのは、この装置が３次元物体を、面１３に
形成されたその２次元像によるだけフ識別することであ
る。もし物体が、これをコンベア（シト上に静止させる
面（＝依存して２つまたはそれ以上の異なる像を有する
ならば、それぞれの場合に学習工程中（＝検出器１７に
より供給される基準信号が異なるメモリー中に記憶され
なければならない。この配列は、この装置により供給さ
れた情報を使用するロゼツトが、物体を静止させる面（
二より相違させてこのような物体を取扱う必要のあるこ
とが明白なので、所要の目的に極めて適当！ある。

この装置を使用する場合、検出器１７により供給される
測定信号の群が、はじめにシフトレジスタ中へ導入され
かつその後にこのし、ラスタ中で周期的にシフトされ、
面１６中の検出器１７の、またはコンにアベルト上の物
体１の旋回をシミュレートする。このシフトのそれぞれ
の工程で、測定信号の群が、それぞれの群の基準信号と
連続的Ｃニル較される。この比較操作が、それぞれの工
程１、測定信号の群および基準信号のそれセれの群間（
＝存在する相関度を計算することにより実施されること
ができる。

最後（二回路１８が、これら全ての連続的比較から最良
の計算結果の得られる１つのものを決める。最高の計算
結果が得られた基準信号の群が、被検物体の属する物体
の種類を示し、かつシフトレジスタ中の測定信号の、そ
の最高の結果に達すため実施されなければならなかった
シフトの数が、相応する物体が学習工程中に有した向き
に対する被検物体の向きを示す。

もじ゛どの連続比較操作も、所定の最高計算結果よりも
良好である計算結果を生じなかったならば、その被検物
体を、口Ｉットにより使用されることのｆきる物体の１
つではないものと見做す。

前述の方法は、被検物体の種類およびその向きを表わす
情報が供給されるべき装置と一緒（二なった口Ｉットを
制御するコンピュータを可能にする。また、被検物体の
位置に関する情報が、面１６中（＝形成されたフーリエ
スペクトルｔ、ビーム１４を形成する種々の基本光束の
相対位相の形ｆ表わされる。しかしながらこの光束の周
波数が、位相を直接も二測定することを許容するには余
りに高い。この難点が、以下に記載されかつ第１図に示
した装置（二より克服される。

これらの装置は、ビーム８の光路に配置されかつ、ビー
ム１４と異なる周波数のコヒーレント光のビーム２０を
発生させることを目的とする周波数変換装置１９より成
る。例えば、音響−光学モシュレータより成ることがで
きるこのような装置は公知１あり、かつ本明細書には記
載されない。ビーム２０の周波数およびビーム１４の周
波数間の差分が、図示せざる装置により装置１９の入力
部１９１１Ｌに適用される制御信号の周波数により決ま
るということが分れば十分子ある。実際に、前述の差分
は数キロヘルツから数百キロヘルツｆあればよい。

装置１９から出射するビーム２０が、２つのレンズ２２
ａおよび２２１）よシ成る光学系２２により拡大され、
その断面が実際にビーム１４の断面と等しいビーム２１
を形成する。

レンズ１５および面１６間ζ二配置された第３のビーム
スプリッタ２３が、ビーム１４の部分光束２４を、順次
（＝ビーム２１の光路（二装置された第４のビームスプ
リッタ２５の方へ向ける。

ビーム２１とビーム２４とを組合せることにより形成さ
れたビーム２６が、その感光部が面２８中に配置された
第２の光電検出器２７へ当る。

この検出器２７およびビームスプリッタ２３および２５
は、レンズ１５および面２８間の光路の長さがレンズ１
５の焦点距離と同じｆあるように配置されている。従っ
てビーム２１がなければ、ビーム２４により面２８に形
成される像が、面１６（二形成されるフーリエスペクト
ルの像と類似ｆある。

しかしながら、ビーム２１および２４の干渉が、７−リ
エスペクトルに重なって面２８に現われるような干渉縞
の系を生じる。フーリエスペクトルの中心光点中１１こ
れら干渉縞が、実際に相互に平行ｆありかつ、それらの
全体的な方向と直角に、ビーム２１および２４の周波数
間の差分にだけ依存しかつ従って装置１９の制御信号の
公知周波数に依存する速度で移動する。

面１２中の物体の像の位置および従って物体１の位置が
、綿量の距離およびその移動の方向を測定することによ
り決められることができる。

この目的〒、面１２ａ中の縦軸ＸＯｙ、有利に、レンズ
２の光軸上にある面１２ａ中の１点に選択される原点０
の系を制限する必要がある。

軸Ｏｘおよびｏｙの方向および向きはランダム選択の事
項〒あることが〒きる。Ｗｌｚ図（＝、このような系の
軸および、実施例により物体１の像１′を示す。像１′
の重心を記号Ｇにより示す。

その場合、面２８中の軸ｕ　Ｏ’　ｖの系は、その原点
０′がレンズ１５の焦点にありかっ、平面１２ａ中の物
体の像１′の重心がそれぞれ軸Ｏｘおよび軸Ｏｙ上にあ
る場合に軸ＯｕおよびＯ’　ｖが縞に対し直角ｆあるよ
うに選択されなければならない。軸０’　ｕおよびＯ’
　ｖの正の方向は、重心Ｇがそれぞれ軸ＯｘおよびＯｙ
の正部分にある際に縞の移動方向（二あるように制限さ
れる。

第３図は、第２図に示した位置に相応する、面２８中の
像の線図１ある。円３０が、フーリエスペクトルの中心
光点の限界を表わす。直線３１および３２は、もし光波
の位相が中心光点定の瞬間に占めるその位置〕の、縞の
光度に関する２つの連続最低値を表わす。フーリエスペ
クトルの合成実像および干渉縞は、第３図の中心光点の
外側にあるの１図示されない。

コヒーレント光学の理論は、また第３図Ｃ：示した軸ｕ
ｏ’ｖの系内の縞の移動方向が、面１２ａ中フ系ｘｏｙ
の原点０を物体１の像１′の重心Ｇへ結合するベクター
Ｒの方向と同じであることを示す（第２図参照）。従っ
て、第２図中の角度ａは第３図中の角度すと等しい。ま
た理論的な要件は、面２８中の縞のピッチ、換言すれば
、例えば第３図中の直線３１および３２を分離する距離
りが、前述に定義せるベクターＲの長さ、換言すれば、
像ｌの重心Ｇおよび原点０間の距離に反比例することを
示す。

従って、その距離りおよび、縞により形成された、例え
ば軸Ｏｕ１：対する角度、また−角度すを測定すること
が、面１２ａの中の物体の像１の重心Ｇの座標を計算す
ることを可能にする。

このような測定を行なうため、検出器２７が例えば４つ
の光電池により形成される。これら″セルの、第３図に
記号３３および３４′ｔ％表わされた２つが、軸０’　
ｕに、原点○′のそれぞれの側面に配置さねている。記
号３５および３６により示された他の２つのセルが、軸
Ｏ■に、マタ原点０′のそれぞれの側面に配置されてい
る。

第３図中の曲線３７および３８が、光度工の、図示せる
瞬間における軸０’　ｕおよび０′ｖに沿った変動正弦
曲線を示す。円３ｏ内のその変動を示す曲線部分だけが
実際に重要マある。残りの曲線は、前述の理由フ推測で
ある。

干渉縞が、矢印３９により示された方向に、ビーム２ｏ
および２４の周波数間の差にだけ依存子る速度で移動し
た場合、セル３３〜３６により得られた電気信号が、前
述の周波数差と等しい周波数で時間的に変動する。

もしセル３３および３４間の距離ｄがセル３５および３
６間の距離に等しいならば、角度すが以下の関係式： により得られ、かつ距離りが以下の関係式：Ｄ＝π（Ｐ
　１２＋Ｐ　２２）”−ｚ により得られることが明白である、但し、−Ｐｉは、セ
ル３３および３４により得られる信号の、ラジアンで測
定された位相差〒あり；かつ −Ｐ２は、セル３５および３６により得られる信号の、
またラジアンで測定さねた位相差である。

同じ測定が、たんに３つのセルによす行すわれることが
可能ｆあることに留意すべきである。これら３つのセル
の２つが、セル３４および３６と同じ位置に配置され、
かっ栗３のセルが系ｕｏｖの原点０′に配置される。

従って、相対位相Ｐ１およびＰ２の前述の測定が、面１
２ａ中のベクター只の向きおよび大きさを計算すること
を可能にし、これがロゼツトを制御するコンレユータに
物体の位置（二関し所要の情報を与える。

位相測定を明瞭ならしめるため、セル３３および３４ま
たは３５および３６間の距離ｄが２つの綿量の可能最小
距離よりも小ｆなければならない。その最小距離は、物
体の像がコン、・マーク１２の面１２ａの外縁にある場
合（＝得られる。捷だその最小距離は、レーザ４に−よ
り得られるビームの波長、およびレンズ１５の焦点距離
に依存する。

実際にこれらのセルは、これがその適合の点で若干の難
点を生じることがあるので、数ミリメートルを上廻る距
離をおいてはならない。このような難点が、例えば光学
繊維を使用し、面２８中の光束を所望の位置！検出し、
かつその光束を、種々のさら（：有利な位置に配置され
たセルへ搬送することにより克服される。

さらに、前述の位相測定は、セル間の距離が減少するの
に比例しさらに不正確になる。この難点は、第３のセル
をそれぞれの軸０’　ｕおよびｏ’　ｖに備え、この第
３のセルが原点Ｏから着るしく大きい距離をおいて配置
されることにより克服されることができる。これらの付
加的なセルが、第３図中（二記号４０および４１により
示される。

その後に、位相渭）定が２つの連続工程１行なわれるこ
とができる。相対的（＝不正確ｆある第１の測定が、１
方ｆセル３３および３４を使用しかつ他方−ｔｆ’３５
および３６を使用し実施される。この第１の測定が、縞
の移動を明瞭に決めるためのペース〒ある。第１の測定
よりもさらに正確な結果の得られる第２の測定が、例え
ばセル３３および１方′″ｒ！４０および例えば３５お
よび他方１４．１により得られた信号により実施される
。

しかしながらこの第２の測定は、フーリエスペクトルの
中心光点の外側〒、測定された位相が、被検物体および
その向きＣ二依存する項を含有するという事実を考慮し
補正されなければならない。従って、この第２の測定に
はまたこれが前述の学習工程中に行なわれる必要があり
、かつそれぞれの種類の物体の複数の向きに関し測定さ
れた価にはこれが回路２９で記憶される必要があるとと
もに、その像の重心Ｇを系ｘｏｙの原点に明瞭に残存さ
せる必要がある。この装置を使用する場合、被検物体の
種類およびその向きに関し回路１８により供給さ°れた
データが、記憶された価の１つを選択しかつその結果第
２の位相測定を補正するため回路２９により使用される
。

その第１の工程がまだ正確ｆはない結果を迅速に生じる
とともに、その後に第２の工程が正確な結果を生じるこ
れら２つの工程中の物体の位置決定は、ロゼツトを制御
するのに極めて適当である。実際、°ロゼツトはｔきる
だけ迅速に始動されなければならない。しかしながらそ
の移動の開始時に、ロゼツトは、ロゼツトがそこまで移
動すべき物体の位置に関し相対的に不正確な情報を必要
とするにすぎない。口２ットがその運動を終結するため
に必要とする正確な情報は、ロゼツトが運動する間に極
めて容易に決められることがｆきる。

被検物体の種類およびその向きを決定する場合、前記せ
ると同じ理由〒１検出器１７により得られた測定信号の
１部分だけが第１の工程を処理されることになる。従っ
てこのＷ、ｔの工程は、相対的に低速作動１あるわずか
な数の比較操作より成る。この第１の工程により得られ
た結果はなお不正確であるが、若干の種類の物体の除外
を許容する。またこれは、除外されなかったそれぞれの
種類の物体に関する被検物体の近似的向きを決定する。

第２の工程↑、検出器１７により得られた測定信号の群
が前述の方法〒処理されるが、但し比較操作は、第１の
工程で除去されなかった種類の物体に相応する基準信号
に関して実施されるにすぎない。またそれらの比較操作
は、第１の工程で決定されたような近似的向きの周辺に
ある若干の向きに関し実施されるにすぎない。

従って、これら２つの工程で実施されるべき比較操作の
全数は、もし単一の工程である場合に実施されるべき比
較操作の数よりもはるかにわずかである。

明白に、被検物体の種類およびその向きを決める操作に
２つ以上の工程を備えることが可能↑ある。

また、被検物体に相応するフーリエスペクトルを表わす
像が面２８に形成される。従って、前述のような検出器
１７および２７を組合せる検出器 ことにより形成された≠≠≠≠がその位置に配置される
ことが可能である。その場合、第１因に示した検出器１
７が省かれ、かつ回路１８に回路２９が結合されること
ができる。その場合、スプリッタ２３がミラーに代えら
れることがｔきる。

第４図に該装置の他の実施例を示す。この実施例の部材
は、第１図につき記載せる実施例の相応する部材と同じ
であり、同じ記号により表わされる。

この実施例の場合、ビームスプリッタ５１がスプリッタ
１１およびレンズ１５間に配置され、反射されたビーム
５３の光路に配置される。その場合ビーム５３が、第１
図中のビーム２１と同じｆあるビーム２１とビームスプ
リッタ５４により合せられ、レンズ５２の焦点面５５に
、第１図中の面２８に形成された像と類似する像を形成
する。この場合、その像中に含有されたデータが前述の
方法で処理される。

この実施例の場合、レンズ１５および５２の焦点距離が
異なっていてもよく、これらは、面１６および５５に形
成される像に、また異なった寸法でありかつ、検出器１
７および２７の寸法Ｃ二適合する寸法であることを許容
する。

第５図に示した実施例の場合、被検物体ｌが、レーザ４
により得られたビーム５から光学系１０（−より形成さ
れたビーム９により直接に照明される。全てのこれら部
材および部材全体は、第１図中１使用せると同じ記号に
より表わされ、第１図につき記載せる相応する部材と同
じである。この、場合、物体１が透明なコンベアベルト
により搬送される必要のあることは明白ｆある。

物体１によるビーム９の部分的マスキングが、光度に関
する分配が明白に物体１に依存するビーム６１を生じる
。

レンズ１５が、ビーム６１がミラー６３１反射されるこ
とにより形成されたビーム６２の光路中に配置される。

ビームスプリッタ６４が、ビーム６２の光路中に、レン
ズ１５の下流に配置され、その結果ビーム６２の１部分
６５が検出器１７へ向けられる。スプリッタ６４および
検出器１７が、レンズ１５および面１６間の光学的距離
がレンズ１５の焦点距離と同じｔあるように配置される
。

従って、面１６（二形成される像が、第１図（二つき前
述せるものと全く同じである。物体１の性状および向き
に関し像が含有するデータが、検出器１７および回路１
８により、第１図につき記載せるように正確に処理され
ることができる。

他のビームスプリッタ６６が、スプリッタ６４を通過し
たビーム６２の１部分６７の光路中に配置される。この
スプリッタ６６は、ビーム６７に、ビーム２１をミラー
６９１反射させることにより得られた標準ビーム６８を
合することにより、第１図中のスプリッタ２５と同じ作
動を行なう。検出器２７が、レンズ１５の焦点が面２Ｂ
中にちるような方法で配置されることは明白ｆある。

従って、面２８中に形成された像は、第１図につき前述
せるものと全く同じｆある。物体１の位置Ｃ二関しこの
像が含有するデータが、検出器２７および回路２９によ
り、第１図につき前述せるように正確に処理されること
が１きる。

前述の図面が本発明の若干の実施例を図示するにすぎな
いことは明白である、種々の部拐に関する他の配列が、
それによシ本発明の範囲を逸脱することなく使用される
ことができる。さらに、他のビームスプリッタ、他のミ
ラーおよび／またはレンズが、レーザ、物体搬送装置、
周波数変換装置、光電検出器および非コヒーレント−コ
ヒーレントコンバータのような部材の実際の配列１：適
合する方法で種々のビームを形成または指向させるため
に必要とされることがある。殊に種々の部材は、レーザ
および光電検出器間の異なる光路の長さを実際に同じ１
あるようｉ二配列することが望ましい。こうして、レー
ザビームのコヒーレンス（１起きうる時間的な変動から
生じる欠点が克服される。

また、前述の種々のレンズが、一般（二重レンズにより
惹起される収差現象を抑制するように配列されたさら（
二複雑な光学系に代えられうることは明白ｔある。

最後Ｃ二また、データ処理回路１８，２９．・７２およ
び７３１；より実施される機能が、該装置と共同する、
ロヂットを制御するコンピュータにより実施される機能
Ｉ：より少くとも部分的に代えられうろことが明白であ
る。

本発明は、前述の実施例（＝限定されることなく、本発
明の範囲内で種々の変法が可能ｆあることは明白ｆある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の１実施例を略示する光路図
、Ｗ、２図は物体の位置を本発明により表わす方法を示
す座標、第３図は物体の位置を本発明により決定する方
法を示す座標、および第４図および第５図は、本発明に
よる装置のそれぞれ他の１実施例を略示する光路図であ
る。 １・・・物体、２・・・収束レンズ、４・・・レーザ、
６・・・ぜ−ムスプリツタ、ｔｏａ、ｔｏｂ・・・収束
レンズ、１１・・・ビームスプリッタ、１２・・・非コ
ヒーレント−コヒーレントコンバータ、１５・・・収束
レンズ、１７・・・光電検出器、１８・・・データ処理
回路、１９・・・周波数変換装置、２３・・・ビームス
シリツタ、２５・・・ビームスプリッタ、２７・・・光
電検出器、２９・・・データ処理回路、３７，３８・・
・正弦曲線、３３，３４，３５．３６・・・光電池、５
１・・・ビームスプリッタ、５２・・・収束レンズ、５
４・・・ビームスプリッタ、６３・・・ミラー、６４．
６６・・・ビームスプリッタ、６９・・・ミラー、７２
．７３・・・データ処理回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １−光度の分配が物体を表わす第１の周波数のコヒーレ
   ント光より成る第１のビームを生じさせ； 一前記第１のビーム中の前記光度分配を記述する関数の
   複素フーリエスペクトルを表わす最低１つの第１の像を
   形成し； 一最低１部分の前記第１の像の光度に応じ前記物体およ
   びその向きを表わす第１のデータを生じさせ：かつ ；Ｊ記第１の像を生じる光波の位相に応じ前記物体の位
   置を表わす第２のデータを生じさせるこれら工程より成
   る物体を識別しかつその位置および向肯を測定する方法
   。 ２、さらにニ ー前記第１の周波数と異なる第２の周波数の、−前記第
   ２のビームおよび最低１部分の前記第１のビーム間の干
   渉を表わす第２の像を形成し；かつ 一最低１部分の前記第２の像中の光度の変動に応じ前記
   夏２の情報を生じさせる工程より成ることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の物体を識別しかつその位置
   および向きを測定する方法。 ３−第１の周波数のコヒーレント光より成り、光度の分
   配が物体を表わす第１のビームを生じさせる装置ニ ー前記第１のビーム中の光度の前記分配を記述する関数
   の複素フーリエスペクトルを表わす最低１つの像を形成
   する装置； 一最低１部分の前記第１の像中の光度に応じ物体および
   その向きを表わす第１のデータを生じる装置；および 一前記第１の像を生じる光波の位置に応じ前紀物体の位
   置を表わす第２のデータを生じる装置より成る物体を識
   別しかつその位置および向きを測定する装置。 ４、　第１のビームを生じる前記装置が；−非コヒーレ
   ントーコヒーレントコンノ々−タ；−前記物体の非コヒ
   ーレント光の像を前記コン・９−夕の第１の面に形成す
   る装置；−光度の分配が実際に均斉である前記第１の周
   波数のコヒーレント光の第２のビームを前記コン・ζ−
   夕の第２の面へ向ける装置より成り； 前記第１のビームが、前記非コヒーレント光の像および
   前記第２のビーム（＝応じ前記コンバータにより形成さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の物体
   を識別しかつその位置および向きを測定する装置。 ５、　第１のビームを生じさせる前記装置が、光度の分
   配が実際に均斉′Ｔ！ある前記第１の周波数のコヒーレ
   ント光より成る第２のビームを前記物体へ指向させる装
   置より成り、前記第１のビームが、前記第２のビームを
   前記物体により部分的にマスキングすることにより形成
   されることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の物
   体を識別しかつその位置および向きを測定する装置。 ６、第１のデータを生じる前記装置が、前記光度に相応
   する第１の信号を生じさせるため、前記第１の像の中心
   から実際に同じ距離（＝配置された第１の複数の光電池
   を含有する光電検出器より成ることを特徴とする特許請
   求の範囲第４または第５項のいずれか（二記載の物体を
   識別しかつその位置および向きを測定する装置。 ７、第２のデータを生じさせる装置がニー光度の分配が
   実際に均斉である第２の周波数のコヒーレント光より成
   る第３のビームを生じさせる装置； 一前記第３のビームと最低１部分の前記第１のビームと
   の干渉により第２の儂を形成するＩＡ置；←よび −最低１部分の前記第２の像の光度の変動に応じ第２の
   信号を生じさせる装置より成ることを特徴とする特許請
   求の範囲第６項記載の物体を識別しかつその位置および
   向きを測定する装置。 ８、　第２の信号を生じさせる前記装置が、前記第２の
   像の中心を通る２つの直角軸に配置された第２の複数の
   光電池を含有する第２の検出器より成ることを特徴とす
   る特許請求の範囲第７項記載の物体を識別しかつその位
   置および向きを測定ぼる装置。 ９、　前記第２の複数の光電池が、前記第２の像の前記
   中心に配置された第１のセルおよび、それぞれ１つの前
   記軸に、前記第２の像の前記中心から第１の距離をおい
   て配置された第３のセルより成ることを特徴とする特許
   請求の範囲第８項記載の物体を識別しかつその位置およ
   び向きを測定する装置。 １０、　　さらに、前記第２の複数の光電池が、それぞ
   れ１つの前記軸に、前記第２の像の前記中心から前記Ｍ
   １の距離よりも大きい第２の距離をおいて配置された第
   ４および第５のセルより成ることを特徴とする特許請求
   の範囲第９項記載の物体を識別しかつその位置および向
   きを測定する装置。 １１、　　前記第２の複数の光電池が、それぞれの前記
   軸（−１前記第２の像の前記中心のそれぞれの側面に第
   １の距離をおいて対で配置された４つのセルより成るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の物体を識別
   しかつその位置および向きを測定する装置。 １２　　さらに、前記第２の複数の光電池が、それぞれ
   １つの前記軸に前記第２の像の前記中心から前記第１の
   距離よりも大きい第２の距離をおいて配置された第５お
   よび第６のセルより成ることを特徴とする特許請求の範
   囲第１１項記載の物体を識別しかつその位置および向き
   を測定する装置。 １３、　　前記第２の像を形成する前記装置が、前記第
   ３のビームを前記第１のく一ムと同軸にする装置より成
   り、その場合前記第２の像が前記第１ρ像に重ねらねる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の物体を識
   別しかつその位置および向きを測定する装置。 １４　　前記第２の像を形成する前記装置が、１部分の
   前記第１のビームを分割する装置および前記部分の第１
   −のビームを前記第３のビームと同軸にする装置より成
   ることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の物体を
   識別しかつその位置および向きを測定する装置。 １５、　　第１の像を形成する前記装置が、前記第１の
   ビームを生じさせる前記装置および前記第１の信号を生
   じさせる前記装置間に配置された最低１つの収束レンズ
   より成り、かつ１部分の前記第１のビームを分割する装
   置が、前記レンズおよび、前記第１の信号を生じさせる
   前記装置間に配置されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１４項記載の物体を識別しかつその位置および
   向きを測定する装置。 のビームを生じさせる前記装置および前記第１の信号を
   生じる前記装置間に配置された最低１つの第１の収束レ
   ンズより成り、前記部分の前記第１のビームを分割する
   前記装置が、前記第１のビームを生じさせる前記装置お
   よび前記第１のレンズ間に配置され、かつ前記第２の像
   を形成する前記装置臥、前記部分の前記第１のビームを
   分割する前記装置および前記部分の前記第１のビームを
   前記第３のビームと同軸にする前記装置間に配置された
   最低１つの第２の収束レンズより成ることを特徴とする
   特許 物体を識別しかつその位置およびその向きを測定する装
   置。 １７、　　さら１二、第１のデータを生じさせる前記装
   置が： 一最低１つの基準信号を記憶する装置；一前記第１の信
   号を記憶する装置： 一記憶された前記第１の信号を周期的にシ７トする装置
   ；および 一少くとも若干の前記工程の、前記基準信号および記憶
   さね，た前記第１の信号間の相関度を測定する装置より
   成ることを特徴とする、特許請求の範囲第６項記載の物
   体を識別しかつその位置および向きを測定する装置。 ｌ８　　第２のデータを生じさせる前記装置が、前記＄
   ２および第３のセルにより得られた信号の、前記第１の
   セル《二よシ得られた信号に対する相対的な位相を測定
   する装置より成ることを特徴とする、特許請求の範囲第
   ９項記載の物体を識別しかつその位置および向きを測定
   する装置。 １９　第２のデータを生じさせる前記装置が、それぞれ
   対のセルにより得られた信号の、前記対の他のセルに対
   する相対的な位相を測定する装置より成ることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１１項記載の物体を識別しかつ
   その位置および向きを測定する装置。