JPS63179206A - 寸法測定方法及び装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はライン上を移動する物体の寸法を高精度に測定
する方法及び装置に関するものである。

［従来技術］ 一次元イメージセンサーを用いた寸法測定装置は、光学
レンズを用いてＣＯＤ　（電荷結合素子）。

ホトダイオードアレイ等の一次元イメージセンサー上に
結像させた測定対象物の像の・長さに光学系の倍率を乗
じて実長を求めるものである。しかし、結像のために用
いる光学レンズは歪曲収差があり、さらに一次元イメー
ジセンサーの各素子の感度にもばらつきが存在するため
、測定対象物の視野内の位置により測定結果が異なる現
象が発生する。

この問題に対処するためにてい低歪率レンズの使用、補
正演算などの手法がとられいるが、装置の高価格化、処
理時間の増大につながり、さらに補正演算については、
補正係数の値が装置の個体差および環境に左右されるた
め個々に補正係数を調整する必要がある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、光学レンズの歪曲収差、一次元イメー
ジセンサーの素子間の感度のばらつきによって生じる測
定誤差を改善した高精度の寸法測定装置を供給すること
にある。

［発明の構成・作用］ 本発明は、前述の一次元イメージセンサーを用いた寸法
測定方法において、測定対象物の結像位置が一次元イメ
ージセンサー上の特定位置に存在する時に寸法測定を実
施することを特徴とする寸法測定方法を第１発明とし、
第１発明を実施する装置を第２発明とするものである。

上述の本発明において、測定の光学系は測定対象物の測
定個所の全像が同時にイメージセンサ−上に結像するよ
うに構成することが、対象物の移送速度等が測定結果に
影響せず好ましいが、必ずしもこれに限定されないこと
は本発明の趣旨から明らかである。

本発明では前述の通り、一次元イメージセンサーの特定
位置の物体の像に基いてその寸法が測定されるので、各
物品の測定における歪曲収差、各素子の感度のばらつき
は、全く同じとなる。従って寸法が既知のブロックゲー
ジ等により校正曲線を求めておけば、前述の歪曲収差、
各素子の感度のばらつきの誤差の全くない正確な寸法測
定が高速に実施でき、レンズの歪曲収差等に起因する測
定バラツキを複雑な補正演算することなく安価になくす
ることが出来、精密な寸法計測が行える利点がある。特
に品質管理の如く、偏差値管理のものには、校正曲線も
不要で、特に有利に適用できる。

以下、本発明の詳細を部品管理を例に説明する。

第１図は実施例の部品の寸法測定装置の全構成を示す説
明図である。

図から明らかな通り、被測定対象物の部品５は周知の振
動式の供給手段であるパーツフィーダ１から供給される
。パーツフィーダ１は部品排出口に設けられたガイド１
ａによって部品５の向きを供給方向に沿って整列させる
事が出来るようになっている。

次いで、部品５はパーツフィーダ１と搬送手段であるコ
ンベア３との間において移載手段である移載ガイド２に
おいて一層部品の方向が整然となるよう配列される。

搬送コンベア３はモータ４によって駆動されるが、この
搬送速度は一定である。

搬送コンベア３の両側には、光源６とイメージセンサカ
メラ１０が配置され、搬送コンベア３により一定速度で
移送される部品５をイメージセンサカメラ１０で検出し
、測定処理装置１０Ｇで処理してその長さを測定するよ
うになっている。

この測定を第２図により説明する。第２図はその測定原
理の説明図で、部品５は矢印の方向に移送される。イメ
ージセンサカメラｌＯは結像用の光学レンズ１１を内蔵
し、２０４８素子のＣＣＤからなる一次元イメージセン
サー１２と、その画像走査のための一定周期（本例では
２ｍ５ｅｃ）のスタート信号ａ（第３図（Ａ）参照）と
一定周波数（本例では１．２５Ｍ　Ｈｚ　＞のクロック
信号ｂ（第３図（Ｂ）参照）とを発生する制御回路１３
を備え、一定周期でビデオ信号Ｃ（第３図（Ｃ）参照）
を出力するようになっている。このイメージセンサカメ
ラ１０は、部品の寸法測定方向（本例では移送方向）に
その一次元イメージセンサー１２のアレイ列方向がなる
ように、またその視野ＬＯが部品の寸法測定個所を一度
で観察できるようにその長さＬより大きくなるように配
置し、調整される。

光源６はイメージセンサカメラ１０の視野りをカバーす
る線光源で、具体的には蛍光灯とスリットの組み合わせ
で構成した。

従って図示の通り、部品５は光源６からの光ビームを遮
断し、そのシルエットが一次元イメージセンサー１２上
に結像される。この像は部品５の移動に伴なって一次元
イメージセンサー上を部品５の移動と反対方向に移動す
る。

本発明は、この像が一次元イメージセンサー１２の特定
位置、本例では、歪曲収差の鰻も小さい中心位置に位置
する時にその寸法測定を実施するものである。

以下その構成を第３図、第４図により説明する。

、第３図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は前述したイメージセンサ
カメラ１０のスタート信号ａ、クロック信号す、ビデオ
信号Ｃの波形図、第４図は、測定処理装置１００のブロ
ック図である。

測定処理装置１００は、寸法測定データを集録して処理
する集録手段１１０と部品５の像が一次元イメージセン
サー１２の特定位置にあることを判別する判別手段１２
０とからなる。

集録手段１１０は以下のように構成される０図示の通り
イメージセンサカメラ１０からのアナログのビデオ信号
Ｃはコンパレータ１１１で設定値例えば第３図（Ｃ）の
Ｖｏと比較され２値化され、第１のゲート回路１１２に
入り、イメージセンサカメラ１０からのスタート信ｑａ
と共にそのゲートを以下のように開開する。すなわち、
スタート信号ａのスタートパルス入力後初の２値化ビデ
オ信号Ｃ′の立ち下りＤ　！　＋　Ｄ　２・・・で開と
なり、その立ち上りＵｌ　、Ｕｌ・・・で閉となる。第
１のゲート回路　１１２のゲートにはイメージセンサカ
メラ１０からのタロツク信−号すが入力され、その出力
はカウンタ１１３に入力されている。従って、第１のゲ
ー回路１１２は第３図（Ｃ）のビデオ信号Ｃの部品５の
像部分りのみ開となり、カウンタ１１３はこの開の間の
クロック信号すのクロックパルス数従って、一次元イメ
ージセンサーの素子数を計数する。

カウンタ１１３はスタート信号ａのスタートパルスでリ
セットされるので、カウンタ１１３にはビデオ信号Ｃの
立ち上りＵｌ、Ｕｌ・・・以後スタートパルスの入力ま
での期間前記素子数換言すれば部品５の像の長さしが保
持される。なお第３図の、一次元イメージセンサー１２
の走査方向は、部品５の像の移動と逆向きに、図で上か
ら下に走査するようになっている。

カウンタ１１３に保持された部品５の長さデータは、判
別手段１２０の出力を受けて、マイクロコンピュータか
らなるプロセッサ１１４に集録され、前もって設定され
た校正曲線に基いて、実寸法に変換され、プリンタ等の
出力機器に出力される６以上が集録手段１１０の構成で
ある。

判別手段１２０は、ビデオ信号Ｃに基いて物体の特定個
所の像が一次元イメージセンサー１２の特定位置にある
ことを判別するもので、以下のように構成される。すな
わち、イメージセンサカメラｌＯからのスタート信号ａ
のスタートパルスで開いて二値化ビデオ信号Ｃ′の最初
の立ち下りＤ１＋Ｄ２・・・で閉じて、クロック信号す
の通過を制御する第２のゲート回路１２１．ゲート回路
１２１からのクロック信号すのクロックパルスを計数す
るプリセット付カウンタ１２２とで構成される。従って
、スタートパルスすなわち一次元イメージセンサー１２
の一端（本例では上端）から二値化ビデオ信号Ｃ′の最
初の立ち下りＤ　！　＋　Ｄ　２・・・すなわち部品５
の先端のＣ＠までのクロック信号すのパルス数すなわち
素子数がプリセット付カウンタ１２２に設定したパルス
数に達すると、プリセット付カウンタ１２２からは、部
品５の像が一次元イメージセンサー１２の特定位置にあ
ることを示す判別信号が出力される。すなわち、第３図
（Ｃ）に示すようにスタートパルスから部品５のＩＬの
先端Ｄｌ。

Ｄ２・・・の間が設定パルス数に相当する時間Ｔになる
ると判別信号が出力される。この判別信号は二値化ビデ
オ信号Ｃ′の立ち上りＵｌ　＋　Ｕ　２・・・で開とな
り、スタート信号ａでリセットされる第３のゲート回路
１２３で、立ち上りＵｌ、Ｕｚ・・・のタイミンクすな
わち測定完了まで遅延されて、プロセッサ１１４に入力
される。プロセッサ１１４は、前述の通りこの判別信号
を受けると、寸法データを集録し、処理して、出力する
。

従って、本実施例では部品５の寸法測定は一次元イメー
ジセンサー１２の上端からプリセット付カウンタ１２３
に設定したパルス数に相当する素子数だけ下方位置に部
品５の先端の像がある時に常になされるので、全ての部
品５の測定において、測定に使われるレンズの位置、一
次元イメージセンサー１２の素子は、同じで、その歪曲
収差、感度ばらつきは同じとなり、これらに基づく測定
のばらつきを完全に除去することができるのである。

又、以上の装置では、はとんどの処理をハードウェア回
路で構成しているので高速処理ができる利点がある。又
回路構成も簡単なコンパレータとゲート回路との組み合
せであり、非常に安価なシステムが得られる利点もある
。

以上本発明の詳細を実施例に基いて説明したが、本発明
はかかる実施例に限定されるものでないことは、本発明
の趣旨から明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体構成の説明図。 第２図はその検出部の説明図、第３図はその各信号の波
形図、第４図はその測定処理装置のブロック図である。 ｌ：パーツフィーダ　３：搬送コンベア１０ニイメージ
センサーカメラ １２ニ一次元イメージセンサー １００：測定処理装置　１１０：集録手段１２０：判別
手段 第１図 ℃ 一見ヱβ− 裏≦■旦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一定方向に移動する物体の像を光学レンズを用いて
   一次元イメージセンサー上に結像させ、そのビデオ信号
   に基いて物体の寸法を測定する寸法測定方法において、
   該物体の時定箇所の結像位置が一次元イメージセンサー
   上の特定位置に存在する時に寸法測定を実施することを
   特徴とする寸法測定方法。 ２、物体の寸法測定箇所の全像が同時に一次元イメージ
   センサー上に結像される特許請求の範囲第１項記載の寸
   法測定方法。 ３、物体の特定個所が物体の先端である特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の寸法測定方法。 ４、一定方向に移動する物体の像を光学レンズを用いて
   一次元イメージセンサー上に結像させ、そのビデオ信号
   に基いて物体の寸法を測定するようになした寸法測定装
   置において、該ビデオ信号に基いて物体の特定個所の像
   が一次元イメージセンサーの特定位置にすることを判別
   する判別手段と、該判別手段の出力により寸法測定に必
   要なデータを集録する集録手段とを備え、一次元イメー
   ジセンサーの特定位置で物体の寸法測定を行なうように
   なしたことを特徴とする寸法測定装置。 ５、集録手段は、ビデオ信号を設定レベルと比較して２
   値化するコンバータと、コンパレータの出力で開閉する
   ゲート回路と、ゲート回路を通して一次元イメージセン
   サーのクロック信号を受け計数すると共に走査信号によ
   りリセットされるカウントと、判別手段の出力によりカ
   ウントの内容を集録して処理するプロセッサとからなる
   特許請求の範囲第４項記載の寸法測定装置。