JPS62103505A - 計測装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は被計測物体に対応する画像情報に基づいて被計
測物体の大きさなどを計測する計測装置に関する。

［従来の技術］ 第１Ｏ図は２次元イメージセンサを用いた（ｌ　４１’
：の泪測装首の原工」１図である。第１０図において、
３１は被言１測物体、３２はレンズ、３３は複数の光電
変１奏素子を縦横に並べた２次元イメージセンサである
。

この計測装置は被計測物体３１の像をレンズ３２を介し
て２次元イメージセンサ３３に結像させ、２次元イメー
ジセンサ３３が出力する被計測物体３１に対応する画像
情報に基づいて被計測物体３１の大きさを計測するよう
になっている。

２次元イメージセンサ３３の分解能は測定視野／２次元
イメージセンサ３３の画素数によって表わされる。測定
視野は計測装置の光路の長さによって決まる。又、通常
の２次元イメージセンサは縦横ともに　４００個程度の
光電変換素子を有しているので、画素数（光電変換素子
数）は１６万画素になる。

分解能を向上させるために、２次元イメージセンサ３３
に代えて、第１１図に示すような１次元イメージセンサ
３４を用いることが考えられる。１次元イメージセンサ
３４は２０００画素程画素色のがある。

１次元イメージセンサ３４を用いた計測装置は、１次元
イメージセンサ３４によって横方向Ｘの読取走査を繰り
返すとともに、１次元イメージセンサ３４を縦方向Ｙに
数μｍ（１画素の縦方向の長さに相当する）つつ間欠的
に移動させることによって、２０００ｘ　２０００＝　
４００万画素を得る。

［発明が解決しようとする問題点コ ところで、２次元イメージセンサ３３は１６万画素程度
なので、測定視野によっては十分な分解能が得られず、
計測精度が低くなってしまう場合がある。

又、１次元イメージセンサ３４は４００万画素程度なの
で、分解能は十分でる。しかし、１次元イメージセンサ
３４を間欠的に移動させるので、被計測物体に対応する
画像情報を得るのに時間がかかるという問題があった。

さらに、−次元イメージセンサ３４によって得られれた
画像情報に基づいて被計測物体を計測するには通常画像
情報をメモリに記憶させる必要があるが、４００万画素
の画像情報を記憶するメモリは約４００メガバイトとい
う膨大な容量になってしまうという問題があった。

加わうるに、４００万画素程度の画像情報を取り扱うこ
とは通常のテレビジョン方式による装置（ディスプレイ
及び画像処理回路など）によってはできな−いという問
題があった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、短い時間で
かつ高い計測精度で被計測物体の計測かできる計測装置
を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ そこで本発明では、少なくとも被計測物体全体が測定視
野に入り、この計測物体に対応する第１の光情報を出力
する第１の光センサと、第１の光センサの測定視野の一
部分が測定視野に入り、被測定物体の一部分を拡大撮像
して被計測物体の一部分に対応する第２の光情報を出力
する第２の光センサと、第１の光センサの測定視野にお
ける第２の光センサの測定視野の位置を指定するための
ウィンドウ制御手段と、ウィンドウ制御手段によって指
定した位置に第２の光センサの測定視野が位置するよう
に’；）’；、２の光センサを移動させる駆動手段とか
ら計測装置を構成−Ｊ−る。

［作　用コ 上記構成の計測装置は、第１の光センサの測定視野に被
計測物体全体か入り、被計測物体に対応する光情報を出
力する。第２の光センサが第１の光センサの測定視野内
の被ε１測物体の一部分を拡大撮像した光情報を出力す
る。この場合、ウィンドウ制御手段により第１の光セン
サの測定視野内で第２の光センサか移動される。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明に係る計測装置のブロック図である。第
１図において、ｌは少なくとも被計測物体く図示せず）
全体がその測定視野に入り、被計測物体に対応する第１
の画像情報（第１の光情報）を出力する第１のイメージ
センサ（第１の光センサ）、２は第１のイメージセンサ
１に読取走査を行なわせる駆動回路、３は第１の画像情
報を記憶する第１の画像メモリ、４は第１の画像メモリ
３が記憶している第１の画像情報に基づいて被計測物体
を表示する第１のディスプレイ、５は第１のイメージセ
ンサ１の測定視野の一部分がその測定視野に入り、被計
測物体の一部分を拡大撮像して被計測物体の一部分に対
応する第２の画像情報（第２の光情報）を出力する第２
のイメージセンサ（第２の光センサ）、６は第２のイメ
ージセンサ５に読取走査を行なわせる駆動回路、７は第
２のイメージセンサ５が取り付けられているＸＹテーブ
ル、８は第２の画像情報を記憶する第２の画像メモリ、
９は第２の画像メモリ８が記憶している第２の画像情報
に基づいて被計測物体の一部分を表示する第２のディス
プレイである。

木発明に係る計測装置は第２図に示すように被計測物体
２１からレンズ２２、ハーフミラ−２３、レンズ２４及
び第１のイメージセンサ１に至る焦点距離の短かい第１
の光路と、被計測物体２１からレンズ２２、ハーフミラ
−２３及びＸＹテーブル７に取り付けられた第２のイメ
−ジセンサ５に至る焦点距離の長い第２に光路とを有し
ている。従って、第１のイメージセンサ１はその測定視
野に被計測物体２１の全体が入り、又第２のイメージセ
ンサ５は第１のイメージセンサ１の測定視野の一部分で
ある測定視野に被計測物体２１が入ることになる。

次に、ｌＯは第１のイメージセンサｌの測定視野内にお
ける第２のイメージセンサ５の測定視野（以下、ウィン
ドウという）の位置を、指定して、指定したウィンドウ
の位置情報を出力するウィンドウ制御手段、ＩＩはウィ
ンドウの位置情報によって動作し、ＸＹテーブル７に取
り付けられている第２のイメージセンサ５を２次元移動
さきる駆動手段である。ウィンドウ制御手段１ｏは例え
はジョイスティックなどによって描成されており、第１
のディスプレイ４は第３図に示すようにその表示画面４
ａにウィンドウ５ａを表示する。

次に、１２は第２のイメージセンサ５を駆動する駆動手
段１１による第２のイメージセンサ５の駆動から第２の
イメージセンサ５の位置を検出し、第２のイメージセン
サ５の位置を示す位置情報を出力する位置検出手段、１
３は第２の画像メモリ８か記憶している第２の画像情報
及び位置検出手段１２が出力する位置情報に基づいて、
波計γ１（１１物体２Ｉの大きさなどを計測する計測手
段、１４はこの計測結果を表示する第３のディスプレイ
である。

次に、本発明に係る計測装置の全体の動作について第４
図を参照して説明する。第４図は第４図（ａ）が第１の
ディスプレイ４の表示画面、第４図（ｂ）が第２のディ
スプレイ９の表示画面をそれぞ　　、れ示したものであ
る。なお、本実施例では被計測物体２１のＡ点からＢ点
までの長さを計測するものとする。

まず、第１のイメージセンサ１が被計測物体２１に対応
する第１の画像情報を得ると、第１のディスプレイ４が
被計測物体２１を表示する（第４図（ａ）参照）。次い
で、ウィンドウ制御手段１０によってウィンドウ５ａが
勅かされるのに対応して、駆動手段１１か第２のイメー
ジセンサ５を移動させて、被計測物体２１のＡ点を第２
のイメージセンサ５の測定視野に入れる。このとき、第
２のディスプレイ９が表示画面９ａに被計測物体２１の
Ａ点を含む一部分を表示する０次いで、計測手段１３が
第２の画像情報に基づいて、第２のディスプレイ９の表
示画面９ａ（第２のイメージセンサ５の測定視！ｌ！ｉ
’　）にお（する被計測物体２１のＡ点の位置を検出し
、さらに位置検出手段１２によって検出される第１のデ
ィスプレイ４の表示画面４ａ（第１のイメージセンサ１
の測定視野）における第２のイメージセンサ５の位置に
基づいて、第１のイメージセンサ１の測定視野における
被計測物体２１のＡ点の位置ｔを＃全中ナス なお、被計測物体２１のＡ点の位置は第１のディスプレ
イ４の表示画面４ａの左上端を原点とする：〈Ｙ直角座
標の座標値として□検出される。又、被計測物体２１の
Ｂ也の位置も同様にして検出される。

次いで、計測手段１３が被泪測物体２１のＡ点からＢ点
までの長さを計測する。

次に、第５図は木発明に係る計測装置の他の実施例を示
すブロック図である。なお、第５図において第１図と同
様の機能を果たす部分については同一の符号を付し、そ
の説明は省略する。

上記実施例では位置検出手段１２が駆動手段１１による
第２のイメージセンサ５の駆動から第２のイメージセン
サ５の位置を検出している。位置検出手段１２の検出精
度は使用するイメージセンサの分解能を超えるものでな
けれはならない。現在市！１反されている固体素子型の
２次元イメージセンサを用いる場合、位置検出手段１２
は最低数μｍ程度の位置検出を備える必要かある。この
程度の検出精度は十分に実現できる。しかし、ＸＹテー
ブル７の閣ＩＩ　＋！Ｉ：の占からΦＹｒ７ｒ化才ろ１
１窄にぷ・ツクになるヘニこで、本実施例では第２のイ
メージセンサ５の前面に位置検出パターン１５を配置し
、第２のイメージセンサ５自らがその位置情報を得るよ
うにする。

位置検出パターン１５は第６図の概略図に示すように、
第２のイメージセンサ５が移動し得る範囲にわたる大き
さを有しており、透明ガラス板に格子状に直線を描くと
ともに、各直線の各交点に番号を付したものである。

第７図は本実施例による計測装置の光学系の概略図を示
したものである。被計測物体２１からレンズ２２、ハー
フミラ−２３、レンズ２４及び第１のイメージセンサ１
に至る第１の光路は上記実施例と同様であり、第１のイ
メージセンサ１は被計測物体２１全体が測定視野に入る
。被計測物体２１からレンズ２２、ハーフミラ−２３及
び第２のイメージセンサ５に至る第２の光路はハーフミ
ラ−２３と第２のイメージセンサ５との間に位置検出パ
ターン１５が置かれている。従って、第２のイメージセ
ンサ５は被計測物体２１の一部分及び位置検出パターン
１５の一部分が測定視野に入ることになり、第８図に示
すように第２のディスプレイ９は表示画面に位置検出パ
ターン１５を表示することになる。

位置検出手段１２は予め位置検出パターン１５の各交点
の座標値を記憶しており、第２のイメージセンサ５の画
像情報に基づいて、第２のイメージセンサ５の位置を検
出する。

なお、上記実施例は、第１の光センサ１及び第２の光セ
ンサ５に固体素子イメージセンサを用いたものであるが
、固体素子イメージセンサの代わりに二次元光点位置検
出センサを用いても同等の効果を奏する。二次元光点位
置検出センサは、その受光面にレンズを介してＬＥＤ等
による光スポットを結像させると、その結像位置に応じ
たＸ座標及びＹ座標の電気信号を出力するものである。

従って、第１の二次元光点位置検出センサの光点位置情
報により第２の二次元光点位置検出センサをＸＹテーブ
ルにて所定の位置まで移動することにより、高分解能に
光点位置情報を得ることができる。

但し、二次元光点位置検出センサを用いた場合は、第６
図〜第９図で説明した位置検出パターン１５による第２
の二次元光点位置検出センサの位置決めは、てきない。

又、位置検出パターン１５の配置位置は第２のイメージ
センサ５の前面である必要はない。位置検出パターン１
５か不要の場合もあるからである。そこで、第９図に示
すように、被計測物体２１からレンズ２２、ハーフミラ
−２３、レンズ２４及び第１のイメージセンサ１に至る
第１の光路と被計測物体２１からレンズ２２、ハーフミ
ラ−２３及び第２のイメージセンサ５に至る第２の光路
との他に、レンズ２２に近傍に配置した位置検出パター
ン１５からレンズ２５、ハーフミラ−２３び第２のイメ
ージセンサ５に至る第３の光路を設定するようにしても
よい。第２のイメージセンサ５は上記実施例と同様に、
被計測物体２１の一部分及び位置検出パターン１５の一
部分が測定視野に入ることになる。

［発明の効果］ 以）−説明したように本発明によれば、第１の光センサ
によって撮像した被計測物体の一部分を第２の光センサ
によって拡大撮像し、第１の光センサの出力する第１の
光情報及び第２の光センサの出力する第２の光情報に基
づいて被計測物体の計測を行なうようにしたので、実質
的に分解能が向上し、計測精度が高まる。

又、駆動手段かウィンドウ制御手段によって指定された
位置に第２の光センサを移動させるようにしたので、第
１の光センサが撮像している被計測物体のいずれの位置
をも、短時間で計測できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る計測装置のブロック図、第２図は
第１図に示した計測装置の光学系の概略図、第３図は第
１図に示した第１のディスプレイの表示画面の説明図、
第４図は第１図に示した計測装置による計測方法を示す
説明図、第５図は本発明に係る計測装置の他の実施例を
示すブロック図、第６図は第５図に示した位置検出パタ
ーンの概略図、第７図は第５図に示した計測装置の光学
系の概略図、第８図は第５図に示した第２のディスプレ
イの表示画面の説明図、第９図は第５図に示した位置検
出パターンの配置位置を変えた場合の説明図、第１Ｑ図
は従来の計測装置の原理図、第１１図は１次元のイメー
ジセンサによって画像情報を得るときの説明図である。 １．５・・・イメージセンサ、２．６・・・駆動回路、
３．８・・・画像メモリ、４．９．１４・・・ディスプ
レイ、７・・・ＸＹテーブル、１０・・・ウィンドウａ
〆Ｊ御手段、１１・・・駆動手段、１２・・・位置検出
手段、１３・・・計測手段、１５・・・位置検出パター
ン。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも被計測物体全体が測定視野に入り、該
   被計測物体に対応する第１の光情報を出力する第１の光
   センサと、前記第１の光センサの測定視野の一部分が測
   定視野に入り、前記被計測物体の一部分を拡大撮像して
   該被計測物体の一部分に対応する第２の光情報を出力す
   る第２の光センサと、前記第１の光センサの測定視野に
   おける第２の光センサの測定視野の位置を指定するため
   のウインドウ制御手段と、該ウインドウ制御手段によっ
   て指定した位置に前記第２の光センサの測定視野が位置
   するように該第２の光センサを移動させる駆動手段とを
   備えたことを特徴とする計測装置。
2. （２）第１の光センサ及び第２の光センサは、固体素子
   イメージセンサである特許請求の範囲第１項記載の計測
   装置。
3. （３）第１の光センサ及び第２の光センサは、二次元光
   点位置検出センサである特許請求の範囲第１項記載の計
   測装置。