JPS6095314A - 光走査型イメ−ジセンサ - Google Patents
光走査型イメ−ジセンサInfo
- Publication number
- JPS6095314A JPS6095314A JP20391383A JP20391383A JPS6095314A JP S6095314 A JPS6095314 A JP S6095314A JP 20391383 A JP20391383 A JP 20391383A JP 20391383 A JP20391383 A JP 20391383A JP S6095314 A JPS6095314 A JP S6095314A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- light
- measured
- optical scanning
- height
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- 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】
〔技術分野〕
本発Ｆ３Ａは、光学的に非接触寸法測定を行なう光走査
型イメージｔ＝７”ｊに関するものである。
型イメージｔ＝７”ｊに関するものである。
従来、被測定対象物体の高き、巾を同時に測定する場合
には、第１図のように、被測定対象物体＋１１に高さ方
向お工び中方向に２種のスリット光を照射し、被測定対
象物体ｉｌ＋からの反射光をそれぞれしンズｔ２＋、
Ｆ３１を介してラインイメージｔｏｙ寸（４）、（６）
で受光し、その出力にエリ高さＨおよび巾Ｗを測定して
いた。このものにあっては、例えば、被測定対象物体ｉ
ｌ＋の高さＨが＠２図のように、Ｈ□からＨ２に変化す
ると、像の位１捻がずれるため、レンズ（２）が同じ位
１爵ではピントがぼける。そのため、高さが異なる被測
定対象物体ｌｉｔ Ｏ″ｉ、そのたびに焦点を８−せる
必要が生じて不便であり、巾が変わる場合も同様である
。更に、巾と高ざの両方を測定するために、２個のライ
シイメージｔニア寸（４）。
には、第１図のように、被測定対象物体＋１１に高さ方
向お工び中方向に２種のスリット光を照射し、被測定対
象物体ｉｌ＋からの反射光をそれぞれしンズｔ２＋、
Ｆ３１を介してラインイメージｔｏｙ寸（４）、（６）
で受光し、その出力にエリ高さＨおよび巾Ｗを測定して
いた。このものにあっては、例えば、被測定対象物体ｉ
ｌ＋の高さＨが＠２図のように、Ｈ□からＨ２に変化す
ると、像の位１捻がずれるため、レンズ（２）が同じ位
１爵ではピントがぼける。そのため、高さが異なる被測
定対象物体ｌｉｔ Ｏ″ｉ、そのたびに焦点を８−せる
必要が生じて不便であり、巾が変わる場合も同様である
。更に、巾と高ざの両方を測定するために、２個のライ
シイメージｔニア寸（４）。
（６）が必要で、装＠が高価で且つ大型になるという欠
点を有する。
点を有する。
本発明の目的とするところは、被測定対象物体の高さ、
巾を１個のセンサで同時に測定でき、しかも被測定対象
物体の高之等の変化による鐵のぼけを生じないようにし
て測定精度を向上することにある。
巾を１個のセンサで同時に測定でき、しかも被測定対象
物体の高之等の変化による鐵のぼけを生じないようにし
て測定精度を向上することにある。
第５図は本発明の詳細な説明図で、いわゆる光切断法で
あり、光走査面（６）で被測定対象物体（３）を光のス
ポットで走査する。この走査スポットの軌跡（７）を太
線で示している。Ｗとｈが測定すべき巾と高さである。
あり、光走査面（６）で被測定対象物体（３）を光のス
ポットで走査する。この走査スポットの軌跡（７）を太
線で示している。Ｗとｈが測定すべき巾と高さである。
光走査面（６）と平行て一定距離離れて第４図υ工うに
レンズ面（８）を配設し、このレンズ面（８）に撮像レ
ン′：ｊ、（９）を設ける。（ｌＯ）は像面で、レンズ
面（８）と平行に一定距離離れて後面に配設したもので
、この像面（ｌＯ）内に２次元ポジションセンシンジヂ
バイス（以下２次元ＰＳＤと略す） １Ｉｌｌをおき、
この２次元Ｐ Ｓ Ｄ （ｕ＋のエレメント上に走査光
と被測定対象物体ｉｌ＋によって作られる光線の形状を
光切断像敬として形成する。このように構成し、２次元
Ｐ 、Ｓ Ｄ ｊｏ１７）光切断像Ｌ１２１ ｖ寸法を
測定することにより、巾Ｗと高さｈ’を算出する。以上
のように、光走査面（６）、レンズ面（８１および像面
（１０）を平行にセットすることにエリ、被測定対象物
体ｉｌ＋の高σによるヒントのずれがなくなる。このこ
とは、シャンつルーフめ条件での而の交線が無限遠点の
場合に相当する。具体的には、高さＯ変化は光走査面（
６）内の平行な移動となり、像面（１０）でも２次元Ｐ
Ｓ Ｄ Ｈ上での移動となるため、容易に理解できよ
う。第４図にこの様子を示している。更に、光走査面（
６）とレンズ面（８）お工び像面（ｌＯ）とを平行にセ
ットすることにより、ｒ象の倍率が各面間の距離の比に
なるため、常に等倍率ｔｆ／Ｌｏ （えだし。
レンズ面（８）を配設し、このレンズ面（８）に撮像レ
ン′：ｊ、（９）を設ける。（ｌＯ）は像面で、レンズ
面（８）と平行に一定距離離れて後面に配設したもので
、この像面（ｌＯ）内に２次元ポジションセンシンジヂ
バイス（以下２次元ＰＳＤと略す） １Ｉｌｌをおき、
この２次元Ｐ Ｓ Ｄ （ｕ＋のエレメント上に走査光
と被測定対象物体ｉｌ＋によって作られる光線の形状を
光切断像敬として形成する。このように構成し、２次元
Ｐ 、Ｓ Ｄ ｊｏ１７）光切断像Ｌ１２１ ｖ寸法を
測定することにより、巾Ｗと高さｈ’を算出する。以上
のように、光走査面（６）、レンズ面（８１および像面
（１０）を平行にセットすることにエリ、被測定対象物
体ｉｌ＋の高σによるヒントのずれがなくなる。このこ
とは、シャンつルーフめ条件での而の交線が無限遠点の
場合に相当する。具体的には、高さＯ変化は光走査面（
６）内の平行な移動となり、像面（１０）でも２次元Ｐ
Ｓ Ｄ Ｈ上での移動となるため、容易に理解できよ
う。第４図にこの様子を示している。更に、光走査面（
６）とレンズ面（８）お工び像面（ｌＯ）とを平行にセ
ットすることにより、ｒ象の倍率が各面間の距離の比に
なるため、常に等倍率ｔｆ／Ｌｏ （えだし。
１ｏ は光走査面（６）とレンズ面（８）との距離、ｔ
ｆけレンズ面（８）と像面（ｌＯ）との距離）となり、
巾、高さの変化による倍率７１７＃化がない。この工う
に、光走査面（６）と２次元ｐ Ｓ Ｄ Ｉｌｌの使用
にエリ中、高さが同時に測定でき、且つ中、高さによる
像位置の変化は問題とならない。
ｆけレンズ面（８）と像面（ｌＯ）との距離）となり、
巾、高さの変化による倍率７１７＃化がない。この工う
に、光走査面（６）と２次元ｐ Ｓ Ｄ Ｉｌｌの使用
にエリ中、高さが同時に測定でき、且つ中、高さによる
像位置の変化は問題とならない。
第５図１−１２２次元ＰＳ Ｄ （ｏ＋■出力を示すも
ので、４端子の出力Ｘ□、 Ｘ２． Ｙ１％Ｙ２をつぎ
０式で演算することにエリ、Ｘ％Ｙ７）位禮の測定がで
きる。
ので、４端子の出力Ｘ□、 Ｘ２． Ｙ１％Ｙ２をつぎ
０式で演算することにエリ、Ｘ％Ｙ７）位禮の測定がで
きる。
第６図（ａ）％（ｂ） ＆ｉＸ出力、Ｙ出力のタイムチ
ャートでＸ出力は一方方＠ＪＫ移動するため、箸６図山
）のように鋸歯状波となり、Ｙ出力は高さの変化によっ
て第６図（ａ）の工うになる。これらの出力にょシ、Ｙ
出力変化時点でのＸ出力、即ちＸａとｘｂの出力差より
被測定対象物体［１１の巾Ｗが算出でき、父、Ｙ出力の
変化ｒｔＪｙｏエリ高σｈが算出できる。具体的な算出
式は次式となる。
ャートでＸ出力は一方方＠ＪＫ移動するため、箸６図山
）のように鋸歯状波となり、Ｙ出力は高さの変化によっ
て第６図（ａ）の工うになる。これらの出力にょシ、Ｙ
出力変化時点でのＸ出力、即ちＸａとｘｂの出力差より
被測定対象物体［１１の巾Ｗが算出でき、父、Ｙ出力の
変化ｒｔＪｙｏエリ高σｈが算出できる。具体的な算出
式は次式となる。
第７図は本発明′７）実施例で、Ｉｊｌｌは光源で、ス
ポット光を発生し、このスポット光をスキャナーα４）
にエリ波測定対象物体＋１１を横切る一乎面、即ち。
ポット光を発生し、このスポット光をスキャナーα４）
にエリ波測定対象物体＋１１を横切る一乎面、即ち。
紙面と垂直方向にス士センし、第１の三う一叶）を介し
て被測定対象物＃ＪＦ、＋ｌＪに照射する。その反射光
を第２７）ミラー・：１６）′ｆ！：介して撮像しンズ
（？）を通し、２次元Ｐ Ｓ Ｄ Ｈに入れる。構造上
第１のミラー１１５１と第２７）ミラー１６１を使用し
ているのけ、小型化するためである。
て被測定対象物＃ＪＦ、＋ｌＪに照射する。その反射光
を第２７）ミラー・：１６）′ｆ！：介して撮像しンズ
（？）を通し、２次元Ｐ Ｓ Ｄ Ｈに入れる。構造上
第１のミラー１１５１と第２７）ミラー１６１を使用し
ているのけ、小型化するためである。
つぎに、被測定対象物体１１ノやＳ処８図（ａ）の工う
に複雑な形状をしている場合には、特定部分の測定をし
たいことがある。これを実現するには、第８図（ｂ）の
ように、光切断１象に一定υしきい値ＳＬを設け、こυ
しきい値ＳＬより巾ｗ１、高ζｈ１を測定し、この測定
＠をもとに実１祭の巾Ｗ工、高さＨｌを算出できる。
に複雑な形状をしている場合には、特定部分の測定をし
たいことがある。これを実現するには、第８図（ｂ）の
ように、光切断１象に一定υしきい値ＳＬを設け、こυ
しきい値ＳＬより巾ｗ１、高ζｈ１を測定し、この測定
＠をもとに実１祭の巾Ｗ工、高さＨｌを算出できる。
上述■工うに本発明は、スポット光全発生する光源と、
前記光源からの光を被測定対象物体を横切るーモ面で走
査するス＋ｅす−２、前記スキャナーによって形成され
る光走査面と平行で光走査面工り一定距離離れて配設し
たレンズ面と、前記レンズ面に平行で一定距離離れた像
面に配設された２次元ＰＳＤとを具備し、２次元ＰＳＤ
の面上に走査光と被測定対象物体によって作られる光線
の形状を光切断像として形成し、こ７）２次元＠工り被
測定対象物体の巾および高さを測定する如くしたから、
被測定対象物体の高さ、巾を１個のセン寸で同時に測定
でき、しかも％被測定対象物体Ｏ高さ等の変化による像
のぼけを生じないようにできて測定精度を向上でき、又
、２次元ＰＳＤＯ像に一定しベルθしきい値を設定し、
前記設定値以上あるいけ以下の寸法を測定する如くした
から、複雑な形状の被測、定対象物体の特定部分の測定
ができるという効果を奏するものである。
前記光源からの光を被測定対象物体を横切るーモ面で走
査するス＋ｅす−２、前記スキャナーによって形成され
る光走査面と平行で光走査面工り一定距離離れて配設し
たレンズ面と、前記レンズ面に平行で一定距離離れた像
面に配設された２次元ＰＳＤとを具備し、２次元ＰＳＤ
の面上に走査光と被測定対象物体によって作られる光線
の形状を光切断像として形成し、こ７）２次元＠工り被
測定対象物体の巾および高さを測定する如くしたから、
被測定対象物体の高さ、巾を１個のセン寸で同時に測定
でき、しかも％被測定対象物体Ｏ高さ等の変化による像
のぼけを生じないようにできて測定精度を向上でき、又
、２次元ＰＳＤＯ像に一定しベルθしきい値を設定し、
前記設定値以上あるいけ以下の寸法を測定する如くした
から、複雑な形状の被測、定対象物体の特定部分の測定
ができるという効果を奏するものである。
第１図は従来のラインイメージセンサによる寸法測定装
置り斜視図、＠２図は同上の動作説明図、＠５図は本発
明の原理説明図％＠Φ図は同上の動゛作説明図、＠５図
は同上の２次元ポジションｔンシンタデバイスの動作説
明図、第６回軸で倚は同上の２次元ポジションセンシン
ジデバイスＯ！１ｉ１１作タイム千ヤード、第７図は本
発明の一実施例の上面図、！８図（ａＬ（ｂ）は同上の
特定部分の寸法測定説明図である。 ＋ｌ’ｌ・・・被測定対象物体、（５）・・・光走査面
、（８）・・・しンズ面、（１０）・・・像面、（ｌト
・・２次元ポジションセンシンクヂバイス、 １２１・
・・光切断ｆ象、Ｈ＋ａ＋・・・光源、（１４）・・・
スキャナー。 代印人 弁理士 石 １）長 上 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 （Ｑ）
置り斜視図、＠２図は同上の動作説明図、＠５図は本発
明の原理説明図％＠Φ図は同上の動゛作説明図、＠５図
は同上の２次元ポジションｔンシンタデバイスの動作説
明図、第６回軸で倚は同上の２次元ポジションセンシン
ジデバイスＯ！１ｉ１１作タイム千ヤード、第７図は本
発明の一実施例の上面図、！８図（ａＬ（ｂ）は同上の
特定部分の寸法測定説明図である。 ＋ｌ’ｌ・・・被測定対象物体、（５）・・・光走査面
、（８）・・・しンズ面、（１０）・・・像面、（ｌト
・・２次元ポジションセンシンクヂバイス、 １２１・
・・光切断ｆ象、Ｈ＋ａ＋・・・光源、（１４）・・・
スキャナー。 代印人 弁理士 石 １）長 上 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 （Ｑ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＋１１スポツト光を発生する光源と、前記光源からの光
を被測定対象物体’ｋｌ切る一平面で走査するス＋セナ
ー、ｌ！−１前記ス＋ヤナーによりて形成される光走査
面と平行で光走査面よシ一定距離離れて配設したレンズ
面と、前記レンズ面に平行で一定距離離れた像面に配設
された２次元ポジションセンシングデバイスとを具備し
、２次元ポジションセンシングデバイスの面上に走査光
と被測定対象物体によって作られる光線の形状を光切断
像として形我し、この２次元像エリ被測定対象物体の中
および高さを測定する如くして収ることを特徴とする光
走査型イメージｔ−Ｊ寸◇ （２）２次元ポジションセンシンジブバイスの像に一定
レベルのしきい値を設定し、前記設定値以上あるいは以
下の寸法を測定する如くして伐ることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の光走査型イメージセンサラ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20391383A JPS6095314A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 光走査型イメ−ジセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20391383A JPS6095314A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 光走査型イメ−ジセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6095314A true JPS6095314A (ja) | 1985-05-28 |
Family
ID=16481764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20391383A Pending JPS6095314A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 光走査型イメ−ジセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6095314A (ja) |
-
1983
- 1983-10-31 JP JP20391383A patent/JPS6095314A/ja active Pending
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