JPS60107505A - 位置検出装置 - 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】 技術分野 本発明は、スポット投光、ロケットの噴射光、豆ランプ
および被検出物体の反射光などの輝点の位置や物体の振
動、ねじれの変位および移動物体の位！Ｒｔ−高速度で
、しかも良好な８／Ｎ　比で検出することができる光点
位置検出装置に関する。

背景技術 物体の位置を検出する成る先行技術では、その物Ｋ　ｋ
、工業用テレビカメラで撮像して、その走査画像に基づ
き物体の位置をめている。このような先行技術では、一
画面を走査するのに時間がかかり、したがって高速度で
移動する物体の位置を常時正確に捉えることができない
。また、このような先行技術では、構成が複雑であり、
高価である。

二次元位置検出装置を用いて、被検出物体を検出する池
の先行技術では、出力を電気的処理にエリ被検出物体の
座標金比較的冒速度に検出できる。

この二次元位置検出装置の二次元位置検出素子は、−面
に光電変換層と抵抗層を設けた大形の半導体素子でろる
。このためＰＮ接会面の面積が大きくなり、素子の分布
容量が大きくなるために、暗電流雑音が大きいといった
欠点？１１−葡する。また、半導体製造上の不均一性等
にエリ、位置検品誤差が生じる。誤差の補正を素子全面
に亘って行なうとき、たとえば、各座標について１００
０分の１の分解能を得るためには、１００ＯＸ１００Ｏ
で１００万点分の補正データを得る必要がある。このた
めデータの収得や記録に手間がかかり、補正データをス
トアするためのメモリ容量も膨大になるといつた欠点が
ある。

さらに池の先行技術では、−次元の光点位置検出素子に
撮像レンズ？組合せたものがある。検出対象の光点が二
次元、三次元で移動したとき、光点の像が、素子からは
ずれてしまい立＠測定できなくなる。

池の先行技術では、ｔｉ置換出のために一平面北に４個
の発光素子全敗付け、発光素子を順次的に発光させるこ
とによって位置検出を行なう、いわゆるハンド−ボーズ
・システム・センサがある。

順次的に発光させた発光素子からの光を二次元位置セン
サで検品し、こうして得られた各点のＸ。

Ｙ座標値の出力をマイクロプロセッサに読込み、これら
の値と発光素子の幾何学的位置から各発光素子の三次元
ｔｆｆｌｉｔｅ算出する。しかし、この先行技術では、
二次元の位置検出素子と複数の光点を用いて、光点の位
置関係から対象位置をめているので、被検出物体からの
光の非同期点灼やその後の演算に時間がかかる。

目　的 本発明の目的は、スポット投光、ロケットの噴射光、豆
ランプおよび被検出物体の反射光などの輝点の位置や物
体の振動、ねじれの変位および移動物体の位置を素子が
光点からはずれることなく、高速度で、しかも良好な８
／、Ｌ’Ｕ　比で検出することができるようにした光点
位置検出素子を提供することである。

実施例 第１図は、本発明の一実施例のブロック図である。位置
検出すべき１検出物Ｋｌからの光は、線状の像を得るた
めの蒲鉾状の７リングレンズ２によって、線状の像３に
なる。被検出物体ｌが参照符号４に示される位置に移動
すると、線状の像８ば、像５のように変化する。このと
き、−次元位置検出素子６は、入射した光の図むの位置
から一次元位置検出装置１０両叫までの距離に反比例し
、入射光敬に比例した信号全ラインｎ１．１！２から位
置演算処理回路７に出力する。

位置演算処理回路７は、−次元位置検出素子６からの信
号を演算し、補正回路８で誤差を補正する。誤差補正さ
れた位置データはライン１３を介して出力される。

被検出物体の像をシリンダレンズ２により線状としたこ
とにより、被検出物体が二次元、三次元で移動しても家
の一部が常に一次元位置検出素子６Ｊ：に乗るようにし
て位Ｗ＠出金可能にしている。

この場合、検出される光点ｔｉＬ＠方回け、シリンダレ
ンズ２の集光機能を持つ方向Ａに平行な座標軸２の延び
る方向である。その曲の座標変化ΔＸ９ΔＹは、線状の
像３の太さ変ｆヒ及び長芋方向への変位に表われる。し
かし太さ変化は、−次元位置検出素子６に、Ｃり図心金
求める事により、長芋方向の変位は、像の一部が一次元
位置検出素子に乗っている事により、その影響を無視し
うる。したがって、第１図に示される本発明の一実施例
を用いると、光点が二次元、三次元に移動しても、任意
の方向の移動のみを検出することができる。

第２図は、本発明の也の実施例のブロック図である。Ｘ
軸方向の一次元位置検出装置９お工びＹ軸方向の一次元
位置検出装置１０は、Ｙ軸お工びＹ軸にそれぞれ平行に
配置されている。被検出物体ハ、シリンダレンズ１１．
１２によって直線状に結像され一次元位置検出素子１８
．１４によって、位置検出される。原点像位置１５．１
６は、被検出物体が参照符１７に示される原点位置にあ
るトキ、シリンダレンズ１１．１２で結像される像の位
置を示している。被検出物体が参照符Ｉ８で示される位
置検出すべき位置にあるとき、位置演算処理回路１９．
２０によって、原点像位置１５．１６と像２１　、’　
２２との差ｃｉ１．ａ２が検出される。差ａ１．ａ２に
よって被検出物体の位置Δｘｌ、ΔＹｌが演算される。

補正回路２３，２４は位置Δｘｌ、ΔＹｌを誤差補正し
た後の筐Δｘ２．ΔＹ２を出力する。

第３図は、本発明のさらに池の実施例である。

Ｘ軸方向の一次元位置検出装置２５、Ｙ４ＱＩｌ方回の
一次元位置検品装置２６および２軸方向の−次元位置検
出装置２７は、Ｘ輔、Ｙｌ＃ｌお工び２軸にそ扛ぞれ早
行に配＠されている。被検出物体は、レンズ２８，２９
．８０によって直線状に結像され一次元位置検出素子８
１．３２．８８によって位置検出される。原点位置像３
４，３５．８６は、Ｍ検出物体が矢符８７に示される位
置（原点位置）にあるとき、レンズ２８．２９．８０で
結像される像の位置を示している。被検出物内が矢符８
８に示される位置（検出すべき位置）にあるとき、泣詩
演算処理回路３９，４０．４１によって、原点像位置３
４．８５．８６と像４２．４３．４４との差ｄ３．ｄ４
．ｄ５が検出される。補正回路４５．４６．４７は誤差
補正した後にΔＸ、ΔＹ。

Δｚｖｉｌ−出力する。

一次元位置検出素子の面積は、先行技術の二次元位置検
出装置工９も著しく小さいので、分布容量が小さくなり
、暗電流雑音も小さくなる。このため良好なＳ／Ｎ　比
が得られる。

本発明では、二次元の誤差Ｎｌｉ正データが一次うじの
補正データ２組で代行できるようになる。たとえば、各
座標について１０００分の１の分解能を得るためには、
先行技術である二次元位置検出装置では１００ＯＸ１０
０Ｏで１００万点分の補正データを得る必要がある。し
かし本発明では、２０００点分の補正データを得るだけ
でよい。すなわち、ｌ／Δ１の分解能を得るためには、
先行技術でるる二次元位置検出装置ではΔ１　分のデー
タを必要とするが、本発明では、２Ｍ分のデータだけで
よい。

このため分解能が大きくなる程、先行技術の二次元位置
検出装置と本発明の差は大きくなる。このようにｆ：発
明は、先行技術の二次元位置検出装置Ｊ：すも補正デー
タが少なくなるので高速に処理できる。

物体の振動、ねじれの変位全検出するには、変位点に光
に６て、その反射光を検出することで変位を検出できる
。

効　果 以上のように、ｆ：発明によれば、被検出物体の象が一
次元位置検出素子からはずれることなく、メモリ容量全
大巾に低減でき、かつ高速度で、良好なＳ／Ｎ　比で光
点位置を検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は被検出物体が一次元移動したときの位置検出を
行なうための光点位置検出装置のブロック図、第２図は
被検出物体が二次元移動したときの位置検出を行なうた
めの光点位置検出装置のブロック図、第３図は被検出物
体が三次元移動したときの位置検出を行なうための光点
立置検出装置のブロック図である。 ２．１１，１２，２８．２９．８０・・・レンズ、６．
９．１０．２．５．２６．２７・・・−次元位置検出素
子、７．　１９．’　２０．８９．４０．４１”４Ｑ装
演算処理回路、８，２３．２４’、４５，４６．。 ４７・・・補正回路 代理人　弁理士　西教圭一部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被検出物体からの像を直線状に細長く結像するレンズと
   、 レンズからの前記直線状像を検出し、前記直線像に交差
   する方向に延在する一次元位置検出素子と、 一次元位置検出素子からの出力を受信して演算処理し、
   物体の位置を検出する処理手段とを含むことを特徴とす
   る位置検出装置。