JPS5972007A - 対称物体の中心位置検出装置 - Google Patents
対称物体の中心位置検出装置Info
- Publication number
- JPS5972007A JPS5972007A JP18358382A JP18358382A JPS5972007A JP S5972007 A JPS5972007 A JP S5972007A JP 18358382 A JP18358382 A JP 18358382A JP 18358382 A JP18358382 A JP 18358382A JP S5972007 A JPS5972007 A JP S5972007A
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- Japan
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- center position
- light
- hole
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
プリント基板の部品のリード線の挿入孔やネジ孔など対
称な物体の中心位置を光学的ｌど検出する装置その他一
般の産業機械器具に利用する。
称な物体の中心位置を光学的ｌど検出する装置その他一
般の産業機械器具に利用する。
従来例の構成とその問題点
プリント基板にＩＣや複合部品などの多数の足のついた
部品を機械によって挿入実装する場合は、部品の足の中
心とプリント基板の孔の中心とが正確に一致するように
機械の部品挿入部を位置制御する必要がある。制御の手
順としては、ＮＣテープなどで指令したあらかじめ挿入
すべき孔の位置に機械の部品挿入部を移動させた後、そ
の位置で部品挿入部に対してプリント基板の孔の中心位
置ｌ＼ がいくらずれているかを検出し、このずれ分だけ機械の
部品挿入部を補正移動させるのが都合がよい。そのため
には、プリント基板の孔の中心と機械の部品挿入部との
位置ずれ量を２次元（Ｘ、Ｙ方向〕で正確に検出する必
要がある。
部品を機械によって挿入実装する場合は、部品の足の中
心とプリント基板の孔の中心とが正確に一致するように
機械の部品挿入部を位置制御する必要がある。制御の手
順としては、ＮＣテープなどで指令したあらかじめ挿入
すべき孔の位置に機械の部品挿入部を移動させた後、そ
の位置で部品挿入部に対してプリント基板の孔の中心位
置ｌ＼ がいくらずれているかを検出し、このずれ分だけ機械の
部品挿入部を補正移動させるのが都合がよい。そのため
には、プリント基板の孔の中心と機械の部品挿入部との
位置ずれ量を２次元（Ｘ、Ｙ方向〕で正確に検出する必
要がある。
従来、このような中心位置を検出する装置は、テレビカ
メラを用い、マイクロコンピュータなどによりいわゆる
パターン認識の手法によつ−Ｃ検出しているので装置が
複雑高価である。また安価で簡単なものとしては、特公
昭５５ １３５２１号公報で示されるように、４つの受
光素子を使用してアナログ演算による場合がある。しか
しこの方法は、受光素子の受ける光量の和や差を使用し
ているため、照明光量に変化や、受光素子の受光量と出
力電流とのりニアリテイが悪い場合など、誤差となる欠
点があり、これを除去するためサーボ回路に検出装置を
組込んで使用する必要がある。
メラを用い、マイクロコンピュータなどによりいわゆる
パターン認識の手法によつ−Ｃ検出しているので装置が
複雑高価である。また安価で簡単なものとしては、特公
昭５５ １３５２１号公報で示されるように、４つの受
光素子を使用してアナログ演算による場合がある。しか
しこの方法は、受光素子の受ける光量の和や差を使用し
ているため、照明光量に変化や、受光素子の受光量と出
力電流とのりニアリテイが悪い場合など、誤差となる欠
点があり、これを除去するためサーボ回路に検出装置を
組込んで使用する必要がある。
しかも、プリント基板には多数の孔かあるため機械の部
品挿入を行なうサーボ回路に他の孔と区別して位置決め
するための複雑な回路が必要となる。
品挿入を行なうサーボ回路に他の孔と区別して位置決め
するための複雑な回路が必要となる。
発明の目的
■象限フォトセンサを用い、前記公知例にみられる誤差
要因をなくして、中心位置をデジタル値で出力する孔中
心位置検出装置を提供する。
要因をなくして、中心位置をデジタル値で出力する孔中
心位置検出装置を提供する。
発明の構成
物体からの映像光を電流に比例して偏向角か互い番こ直
交方向へ変化する２つの可動ミラーにより偏向させて直
交２軸方向に区切った４つの皿受光素子上に結像するよ
うに構成した光学系と、前記各皿受光素子の出力を４つ
の加算回路に接続して得られた映像光の直交成分それぞ
ねの受光量が平衡するよう（こ前記、可動ミラーへ電流
を流すよう構成した２つのサーボ回路とで構成し、前記
可動ミラーの電流によって対称物体の中心位置を表わす
。
交方向へ変化する２つの可動ミラーにより偏向させて直
交２軸方向に区切った４つの皿受光素子上に結像するよ
うに構成した光学系と、前記各皿受光素子の出力を４つ
の加算回路に接続して得られた映像光の直交成分それぞ
ねの受光量が平衡するよう（こ前記、可動ミラーへ電流
を流すよう構成した２つのサーボ回路とで構成し、前記
可動ミラーの電流によって対称物体の中心位置を表わす
。
実施例の説明
第１図は本発明の孔の中心位置検出装置の断面構成図で
、（１）はプリント基板、（２＋（２＋ ’ （２＋”
はその部品の挿入孔である。ランプ（３）より出た光は
、ガラスファイバー（４）を経由してプリント基板（１
〕の孔ｆ２＋を照明する。（５］（６１は周知の伸縮構
造をもつ鏡筒ρ で、鏡筒（５）には絞り（７）とレンズ（８＼取付け、
鏡筒（６）内には固定ミラー（９）と後述する■象限フ
ォトセンサ［１２＋のＸ方向のみに動く可動ミラー００
とＹ方向のみ番こ動く可動ミラー旧）を取付ける。そし
て■象限フォトセンサとプリント基板（］）のＸ−Ｙ方
向を一致させておく。プリント基板（１）の孔（２＋の
像は、レンズ（８）ミラー（９） （ｔｌ ｆｌ、］、
＋を経て、■象限フォトセンサ（ｉ２）の上に結像する
。■象限フォトセンサは第２図イ）（ロ）（／Ｘ）に示
す８１〜Ｓ４の４つの面積の等しいフォトダイオードな
どの皿受光素子で構成さねている。例えば、（シーメン
ス社品番８ＦＢ２０４など〕。斜線部はプリント基板の
孔の像を示す。可動ミラー（１０（１１１はいわゆるガ
ルバノメータと同じ構造で、電流ｉに比例して鏡の偏向
角θが変化するものである。従って偏向角θが８度以下
であれば、可動ミラー偏向角θと検査装置の中心とプリ
ント基板の孔の中心とのずれ量ｄが１％未満の精度で比
例する。
、（１）はプリント基板、（２＋（２＋ ’ （２＋”
はその部品の挿入孔である。ランプ（３）より出た光は
、ガラスファイバー（４）を経由してプリント基板（１
〕の孔ｆ２＋を照明する。（５］（６１は周知の伸縮構
造をもつ鏡筒ρ で、鏡筒（５）には絞り（７）とレンズ（８＼取付け、
鏡筒（６）内には固定ミラー（９）と後述する■象限フ
ォトセンサ［１２＋のＸ方向のみに動く可動ミラー００
とＹ方向のみ番こ動く可動ミラー旧）を取付ける。そし
て■象限フォトセンサとプリント基板（］）のＸ−Ｙ方
向を一致させておく。プリント基板（１）の孔（２＋の
像は、レンズ（８）ミラー（９） （ｔｌ ｆｌ、］、
＋を経て、■象限フォトセンサ（ｉ２）の上に結像する
。■象限フォトセンサは第２図イ）（ロ）（／Ｘ）に示
す８１〜Ｓ４の４つの面積の等しいフォトダイオードな
どの皿受光素子で構成さねている。例えば、（シーメン
ス社品番８ＦＢ２０４など〕。斜線部はプリント基板の
孔の像を示す。可動ミラー（１０（１１１はいわゆるガ
ルバノメータと同じ構造で、電流ｉに比例して鏡の偏向
角θが変化するものである。従って偏向角θが８度以下
であれば、可動ミラー偏向角θと検査装置の中心とプリ
ント基板の孔の中心とのずれ量ｄが１％未満の精度で比
例する。
第３図は回路図で、各皿受光素子Ｓ＋ −８４の出力の
バラツキを可変抵抗Ｒ＋ −Ｋ４Ｇこよりほぼ同一ゲイ
ンとなるよう番こそれぞれの出力■１〜ｖ４を調整する
。Ｖｌ −Ｖ４はアナログ加算回路（１３１１４１（１
５）（１６１ニそれぞれ入力され、加算回路０９の出力
は■■象限部分、即ちＹ軸の正方向の受光量に応じた電
圧ＶＸｐが加算回路（１６１の出方は且、■象限部分、
即ちＹ軸の負方向の受光量に応じた電圧■ｘＮとなる。
バラツキを可変抵抗Ｒ＋ −Ｋ４Ｇこよりほぼ同一ゲイ
ンとなるよう番こそれぞれの出力■１〜ｖ４を調整する
。Ｖｌ −Ｖ４はアナログ加算回路（１３１１４１（１
５）（１６１ニそれぞれ入力され、加算回路０９の出力
は■■象限部分、即ちＹ軸の正方向の受光量に応じた電
圧ＶＸｐが加算回路（１６１の出方は且、■象限部分、
即ちＹ軸の負方向の受光量に応じた電圧■ｘＮとなる。
これらＶｘｐ 、 ＶｘＮを汎用的なＩＣ（集積回路
）のオペアンプ（１７１の入力端子にそれぞれ入力し、
オペアンプ（１７１の出力で、前記Ｘ軸可動ミラーθ・
０を駆動する。抵抗ＢｂはＸ軸可動ミラー００を流れる
電流ｉｘを電圧（−１ｘｌ（＋ｙ＋ ） １こ変換する
ため、可動ミラー０・Ｏと直列に接続される。そしてＸ
軸可動ミラー（ｌαは動く方向がＶｘｐとＶＸＮの差が
常にＯになるように、即ち皿受光素子Ｓ１と８４の合計
した受光量と、Ｓ２と８４の合計した受光量が等しくな
るような方向にプリント基板の孔の像を動かすようなサ
ーボ系を形成するよう、オペアンプと接続される。Ｙ軸
についても全く同様、皿受光素子Ｓｌと８２の合計した
受光量かＳ３と８４の合計受光量と等しくなるようにＹ
軸の可動ミラーαＵが動くようサーボ系を構成している
。プリント基板の孔を検出装置により検出させると、最
初第２図（イ）のようになっていても可動ミラー０ｔｌ
ＩｌＯ１１が動いて孔の像の中心がちょうど■象限フォ
トセンサのほぼ中心に近づき平衡状態になる。今オペア
ンプα７１（１８１の利得Ｖｘｐ−ＶｘＮ をそれぞれ−Ａｌ、 ’−Ａ２とすると、１ｘ＝−Ａ１
゜１０万倍以上であれば、上記の式の分子はぼは０とな
った状態、即ち第２図（ロ）のようｌ（なって平仇する
。従って可動ミラーに電流ｉｘ、ｉｙが流れると、孔の
中心位置が第２図（イ）のＯ′から第２図（ロ）の０へ
動くことになる。前述のように、可動ミラーの電流ｉｘ
、ｉｙは検出装置の中心とプリント基板の孔の中心のず
れｉｄのＸ方向成分ｄｘ 。
）のオペアンプ（１７１の入力端子にそれぞれ入力し、
オペアンプ（１７１の出力で、前記Ｘ軸可動ミラーθ・
０を駆動する。抵抗ＢｂはＸ軸可動ミラー００を流れる
電流ｉｘを電圧（−１ｘｌ（＋ｙ＋ ） １こ変換する
ため、可動ミラー０・Ｏと直列に接続される。そしてＸ
軸可動ミラー（ｌαは動く方向がＶｘｐとＶＸＮの差が
常にＯになるように、即ち皿受光素子Ｓ１と８４の合計
した受光量と、Ｓ２と８４の合計した受光量が等しくな
るような方向にプリント基板の孔の像を動かすようなサ
ーボ系を形成するよう、オペアンプと接続される。Ｙ軸
についても全く同様、皿受光素子Ｓｌと８２の合計した
受光量かＳ３と８４の合計受光量と等しくなるようにＹ
軸の可動ミラーαＵが動くようサーボ系を構成している
。プリント基板の孔を検出装置により検出させると、最
初第２図（イ）のようになっていても可動ミラー０ｔｌ
ＩｌＯ１１が動いて孔の像の中心がちょうど■象限フォ
トセンサのほぼ中心に近づき平衡状態になる。今オペア
ンプα７１（１８１の利得Ｖｘｐ−ＶｘＮ をそれぞれ−Ａｌ、 ’−Ａ２とすると、１ｘ＝−Ａ１
゜１０万倍以上であれば、上記の式の分子はぼは０とな
った状態、即ち第２図（ロ）のようｌ（なって平仇する
。従って可動ミラーに電流ｉｘ、ｉｙが流れると、孔の
中心位置が第２図（イ）のＯ′から第２図（ロ）の０へ
動くことになる。前述のように、可動ミラーの電流ｉｘ
、ｉｙは検出装置の中心とプリント基板の孔の中心のず
れｉｄのＸ方向成分ｄｘ 。
Ｙ方向成分ｄＹと比例するから、電流ｉｘ、ｉｙを測定
することにより間接的にずれ量を検出できることになる
。また第２図ヒ＼）のように孔の像中心が皿受光素子の
外にある場合でもサーボ系がはたらき第２図（ロ）のと
ころで平衡状態番こなる。
することにより間接的にずれ量を検出できることになる
。また第２図ヒ＼）のように孔の像中心が皿受光素子の
外にある場合でもサーボ系がはたらき第２図（ロ）のと
ころで平衡状態番こなる。
尚、第３図のように、抵抗Ｋｂ 、 Ｈ，ａの端子電
圧をＡ−Ｄコンバータ（＋９１ （２０１によりデジタ
ル値に変換して、これらずれｉｄｘ、ｄｙを数表示器Ｃ
Ｉ！＋１（２２）で表示できる。また、図示してないが
Ａ−Ｄコンバータ（１９１（２０＋の出力を機械の部品
挿入部の位置開山回路へ入力して、このすれ相分だけ位
置補正制御することも可能である。
圧をＡ−Ｄコンバータ（＋９１ （２０１によりデジタ
ル値に変換して、これらずれｉｄｘ、ｄｙを数表示器Ｃ
Ｉ！＋１（２２）で表示できる。また、図示してないが
Ａ−Ｄコンバータ（１９１（２０＋の出力を機械の部品
挿入部の位置開山回路へ入力して、このすれ相分だけ位
置補正制御することも可能である。
尚、コンデンサＣ１，Ｃ２及びＪ（７、Ｂ、ｓはサーボ
系の発振を防止するためのものであり、加算回路（［３
）〜０６１は抵抗とＩＣのオペアンプを使用して簡単（
こ構成できる公知のものである。そして、サーボ系の中
に■象限フォトセンサが組込まれているから４つの皿受
光素子の面積が等しくない場合でも正常動作することは
明らかである。
系の発振を防止するためのものであり、加算回路（［３
）〜０６１は抵抗とＩＣのオペアンプを使用して簡単（
こ構成できる公知のものである。そして、サーボ系の中
に■象限フォトセンサが組込まれているから４つの皿受
光素子の面積が等しくない場合でも正常動作することは
明らかである。
次に、孔の像の検出範囲番こついて説明する。第２因Ｉ
／１）のようにプリント基板の孔の像中心が皿受光素子
の外番こあっても検出可能であるため、第４図斜線部即
ち■象限フォトセンサの外縁から外側（こ孔の像の半径
Ｒを加えた範囲が検出範囲となる。
／１）のようにプリント基板の孔の像中心が皿受光素子
の外番こあっても検出可能であるため、第４図斜線部即
ち■象限フォトセンサの外縁から外側（こ孔の像の半径
Ｒを加えた範囲が検出範囲となる。
従来例では第２図（イ）のように孔の像が４つの皿受光
素子のすべてに結像していないと検出できないため、■
象限フォトセンサの中心を重心とした辺長２ Ｒの正方
形の範囲であるから、本発明では従来例（こ比べて２倍
以上広くなった。さらに本発明では、孔の中心位置がデ
ジタル値で得られるため、ＮＯ装置などデジタル制御装
置へ簡単に接続でき、また構成も簡単であるため安価に
製作できる。こむまで、プリント基板の丸孔の中心位置
を透過光で検出する場合を述べてきたが、一般番ご物体
につい一〇も適切な照明を行ない反射光による像を■象
限フォトセンサ（１２）の上に結像させることにより可
能である。また像の部分が暗く、他が明るいような場合
でも本発明がそのまま使用できる。また孔の形状が左右
対称形である長方形、楕円などにおいて、正確にその重
心位置を検出できる。
素子のすべてに結像していないと検出できないため、■
象限フォトセンサの中心を重心とした辺長２ Ｒの正方
形の範囲であるから、本発明では従来例（こ比べて２倍
以上広くなった。さらに本発明では、孔の中心位置がデ
ジタル値で得られるため、ＮＯ装置などデジタル制御装
置へ簡単に接続でき、また構成も簡単であるため安価に
製作できる。こむまで、プリント基板の丸孔の中心位置
を透過光で検出する場合を述べてきたが、一般番ご物体
につい一〇も適切な照明を行ない反射光による像を■象
限フォトセンサ（１２）の上に結像させることにより可
能である。また像の部分が暗く、他が明るいような場合
でも本発明がそのまま使用できる。また孔の形状が左右
対称形である長方形、楕円などにおいて、正確にその重
心位置を検出できる。
発明の効果
２つの可動ミラーに流れる電流番こより、対称物体の中
心位置が精確に表示できる。■象限フォトセンサの外に
孔などの像がある場合でも検出が可能となった。検出範
囲が広くなった。さらに可動ミラーに流れる電流をデジ
タル表示をこ変更してデジタル制御装置に接続できる。
心位置が精確に表示できる。■象限フォトセンサの外に
孔などの像がある場合でも検出が可能となった。検出範
囲が広くなった。さらに可動ミラーに流れる電流をデジ
タル表示をこ変更してデジタル制御装置に接続できる。
第１図は本発明の断面構成図、第２図（イ）〜ｅ＼）は
本発明に使用する■象限フォトセンサにプリント基板の
孔の像が結像した状態を示す平面瓢第３図は検出回路図
、第４図は本発明の検出範囲を示す平面図である。 ＤＯ（１１１・・・可動ミラー、０２＋・・司■象限フ
ォトセンサ、（＋３１（１４１（１５１（１６１・・・
加算回路、Ｓｌ、 Ｓ２． ８３． Ｓ４・・・皿
受光素子 代理人 弁理士 大 島 −公
本発明に使用する■象限フォトセンサにプリント基板の
孔の像が結像した状態を示す平面瓢第３図は検出回路図
、第４図は本発明の検出範囲を示す平面図である。 ＤＯ（１１１・・・可動ミラー、０２＋・・司■象限フ
ォトセンサ、（＋３１（１４１（１５１（１６１・・・
加算回路、Ｓｌ、 Ｓ２． ８３． Ｓ４・・・皿
受光素子 代理人 弁理士 大 島 −公
Claims (2)
- （１）物体からの映像光を電流に比例して偏向角が互い
（こ直交方向へ変化する２つの可動ミラーにより偏向さ
せて直交２軸方向に区切った４つの面受光素子上に結像
するように構成した光学系と、前記各面受光素子の出力
を４つの加算回路に接続して得られた映像光の直交成分
それぞれの受光量が平衡するように前記、可動ミラーへ
電流を流すよう構成した２つのサーボ回路とで構成し、
前記可動ミラーの電流によって対称物体の中心位置を表
わすことを特徴とする対称物体の中心位置検出装置。 - （２）対称物体の中心位置の表示として、２つの可動ミ
ラーそれぞれに流れる電流をＡ−Ｄ変換してデジタル量
で表わすようにした特許請求の範囲第１項記載の対称物
体の中心位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18358382A JPS5972007A (ja) | 1982-10-18 | 1982-10-18 | 対称物体の中心位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18358382A JPS5972007A (ja) | 1982-10-18 | 1982-10-18 | 対称物体の中心位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5972007A true JPS5972007A (ja) | 1984-04-23 |
Family
ID=16138351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18358382A Pending JPS5972007A (ja) | 1982-10-18 | 1982-10-18 | 対称物体の中心位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5972007A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1984004586A1 (en) * | 1983-05-17 | 1984-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Position-detecting apparatus |
| JPS605607A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フランジ付導波管 |
-
1982
- 1982-10-18 JP JP18358382A patent/JPS5972007A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1984004586A1 (en) * | 1983-05-17 | 1984-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Position-detecting apparatus |
| JPS605607A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フランジ付導波管 |
| JPH0574241B2 (ja) * | 1983-06-24 | 1993-10-18 | Nippon Telegraph & Telephone |
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