JPH01311208A - 物体計測装置 - 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】 ｆｉ１発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、物体計測装置に関し、特に投光装置によって
発生されたのち被計測物体で反射された光の収束によっ
てその光の反射点の像が光センサ装置の各光センサ上に
結像される時刻を計測し計測結果からその光の反射点の
位置を算出してなる物体計測装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来この種の物体計測装置としては、投光装置によって
発生されたのち被計測物体で反射された光の収束に伴な
って動作せしめられる受光装置すなわち光センサ装置の
各光センサに対して共通に計数回路を配設し、被計測物
体で反射された光が各光センサ上に結像されたときに計
数回路から与えられている計数内容を各光センサに対し
１対１に接続されたレジスタからなる記憶装置に記憶し
、被計測物体における光の反射点の位置を算出するもの
が提案されていた（田中等　［高速３次元物体計測装置
の試作」　電子情報通信学会技術研究報告社団法人電子
情報通信学会　ＰＲＵ−８７−４１１９８７年ｌＯ月１
日）。

〔解決すべき問題点］ しかしながらこの種の物体計測装置においては、各光セ
ンサに対し１対ｌで記憶装置のレジスタが接続されてい
たので、光センサの個数を増加（たとえば１００個×１
００個！　１００００個に増加）せしめる場合、それに
応じてレジスタの個数もたとえばｔｏｏｏｏ個に増大す
る欠点があり、ひいてはその実装面積が増大する欠点お
よび実装コストが増大する欠点があった。

そこで本発明は、これらの欠点を解決するために、光セ
ンサ装置に属する複数の光センサを投光装置による被計
測領域の走査方向にそって並行する少なくとも１つの群
に分割し、その群に対して１対１でランダムアクセスメ
モリおよび死角検出装置を記憶装置として接続し、光セ
ンサ装置に属する複数の光センサの受光結果をそのラン
ダムアクセスメモリおよび死角検出装置に対して記憶せ
しめ、ランダムアクセスメモリの記憶内容から被計測物
体における光の反射点の位置を算出するに際して死角検
出装置の記憶内容から判別された死角位置を除外してな
ることにより、記憶装置の実装面積ならびに実装コスト
を削減し、併せて計測操作を容易化してなる物体計測装
置を提供せんとするものである。

（２）発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明により提供される問題点の解決手段は、「（ａ）
被計測領域を走査するための光を発生する投光装置と、 （ｂ）前記投光装置によって発生された光が被計測領域
に配置された被計測物体に よって反射されることにより得られた 反射光を収束して前記被計測物体にお ける光の反射点の像を結像せしめる結 像装置と、 （ｃｌ前記結像装置によって結像された反射点の像によ
って動作せしめられ、かつ 前記投光装置による被計測領域の走査 方向にそって少なくとも１つの群をな すよう配設された複数の光センサから なる第１の光センサ装置と、 （ｄｌ前記投光装置で被計測領域を走査するために発生
された光によって動作せし められる第２の光センサ装置と、 （ｅｌ前記第２の光センサ装置に対してリセット端が接
続されており、前記第２ の光センサ装置の光検知によって発生 された走査基準信号によってリセット されたのちに入力端に与えられるク ロックパルスの数を計数する計数回路 と、 （ｆ）前記第１の光センサ装置に属する光センサの各群
に対し１対ｌで付設されて おり、前記第１の光センサ装置に属す る光センサが動作されたときに前記計 数回路の計数内容が入力され記憶せし められる少なくとも１つのランダムア クセスメモリと、 （ｇｌ前記第１の光センサ装置に属する光センサの各群
に対し１対１で付設されてお リ、前記第１の光センサ装置に属する光センサが動作さ
れたときに所定の死角検出情報が記憶せしめられる少な
くとも１つの死角検出装置と、 （ｈｌ前記ランダムアクセスメモリおよび死角検出装置
からそれぞれ記憶内容を受け取り、前記死角検出装置か
ら受け取った記憶内容から判別された死角に対応しない
前記被計測物体における光の反射点の位置を算出するデ
ータ処理装置と を備えてなることを特徴とする物体計測装置」 である。

［作用］ 本発明にかかる物体計測装置は、投光装置によって発生
されかつ被計測領域の被計測物体で反射された光を結像
装置により収束せしめて結像されたその反射点の像によ
って動作せしめられる第１の光センサ装置に属する複数
の光センサの各群に対し１対１で配設された記憶装置を
ランダムアクセスメモリと死角検出装置とで形成してお
り、死角検出装置によって検出された死角を除きランダ
ムアクセスメモリの記憶内容から被計測物体の反射点の
位置を算出しているので、（ｉｌ記憶装置の実装面積な
らびに実装コストを削減する作用をなし、また（ｉｉｌ
ランダムアクセスメモリに対し計測動作の初期に死角を
検出するための特定のコードを設定する必要がな（、計
測操作を容易化し。

計測時間を短縮する作用をなす。

［実施例］ 次に本発明について、添付図面を参照しつつ具体的に説
明する。

第１図は、本発明にかかる物体計測装置の一実施例を示
す斜視図である。

第２図および第３図は、ともに第１図実施例の一部を拡
大して示す拡大部分斜視図である。

第４図および第５図は、ともに第１図実施例の一部を拡
大して示す拡大部分回路図である。

まず本発明にかかる物体計測装置の一実施例について、
その構成を詳細に説明する。

並は、本発明にかかる物体計測装置の投光装置であって
、被計測領域を走査するための光を発生しており、−次
元すなわち綿状に拡張されたスリット光を発生するスリ
ット光発生装置１２と、前記スリット光の進行方向をそ
の拡張方向に直交する方向（以下、“走査方向”という
）に向けて時間的に一定割合（すなわち一定角速度ω）
で変化せしめつつ被計測領域を走査する走査装置１４と
を包有している。

スリット光発生装置１２は、たとえば気体レーザ光源、
半導体レーザ光源１発光ダイオード光源あるいはタング
ステンランプ光源などの適宜の光源１２１と、光源１２
１によって発生されたビーム光を一次元すなわち線状の
スリット光とする適宜の手段たとえば円筒レンズ１２２
とを包有している。

光源１２１が気体レーザ光源である場合には、その発生
するレーザ光がビーム光となっているので、円筒レンズ
１２２に対してそのまま与えればよい、これに対し光源
１２１が半導体レーザ光源である場合には、その発生す
るレーザ光が二次元すなわち面状に拡散されているので
、適宜の手段たとえば球面レンズ（図示せず）を用いて
ビーム光に収束せしめたのち、円筒レンズ１２２に対し
て与えればよい、また光源１２１が発光ダイオード光源
あるいはタングステンランプ光源などである場合には、
その発生する光がビーム光となっていないので、適宜の
手段によりビーム光に変えたのち、円筒レンズ１２２に
対して与えればよい。

走査装置１４は、たとえばスリット光を反射するための
ミラー１４１とスリット光の拡張方向に平行する回転軸
についてミラー１４１を一定角速度ωで回転せしめるた
めの回転駆動装置１４２とを包有する回転ミラー装置に
よって構成されている。走査装置１４は、また所望によ
り、スリット光発生装置１２を載置するためのテーブル
（図示せず）と、前記テーブルを一定角速度ωで回転せ
しめるための回転駆動装置（図示せず）とによって構成
されていてもよい。

輩は、本発明にかかる物体計測装置の被計測領域に配置
された被計測物体であって、投光装置用によって与えら
れたスリット光が照射されている。

凹は、本発明にかかる物体計測装置の受光装置であって
、被計測物体並によって反射されたスリット光すなわち
反射スリット光を収束し被計測物体並の像すなわちスリ
：シト光の反射点Ｐの像を結像せしめるための結像装置
３１と、結像装置３１によって結像された被計測物体並
の像すなわちスリット光の反射点Ｐの像を搬像するため
の搬像装置３２と、投光装置■に含まれた走査装置１４
の近傍に配設されておりスリット光によって被計測領域
が走査されていることを検出する走査検出装置３３とを
包有している。

結像装置３１は、被計測領域すなわちスリット光による
走査領域を見込んでおり、反射スリット光を収束せしめ
る収束レンズによって形成されている。

擾像装置３２は、結像装置３１によって反射スリット光
を収束せしめることにより結像された被計測物体並の像
すなわちスリット光の反射点Ｐの像を擾像するために適
宜にマトリックス状に配列された複数の光センサたとえ
ば光トランジスタ（以下この場合について主として説明
するが、これに限定する意図はない）３２（１），３２
１１２．　・・・、３２１．ｎ；３２１ｚ＋、３２１ｍ
ｇ、　・・・、３２１ｘｎ；・・・：３２１−＋、３２
１−＊、　・・・、３２１−１ｌからなる第１の光セン
サ装置３２１と、第１の光センサ装置３２１に属する光
トランジスタ３２１＋＋、３２Ｌｚ。

・・・、３２１（１）：３２１ｚ＋、３２１ｉ＊、・・
・、３２１□ｌ’ｌｌ・・・；３２１．、。

３２１．１．・・・、３２１．、の出力端に対してそれ
ぞれ１対１に接続された複数の比較増幅回路３２２１１
，３２２□。

・・・、３２２．、：３２２□、３２２−ｘ、・・・、
３２２＊１１；・・・：３２２−、。

３２２□、・・・、　３２２．。と、複数の比較増幅回
路３２２　、＋　。

３２２１□、・・・、３２２（１）：３２２ａ＋、３２
２゜、・・・、３２２．ｌｌ；・・・；３２２−＋、３
２２−＊、・・・、　３２２−１ｌの各行の出力端に対
してそれぞれ１対１に接続された少なくとも１つの記憶
装置３２４．．３２４２．・・・、３２札と、記憶装置
３２４　、　。

３２４□、・・・、３２４．の入力端に出力端が接続さ
れた計数回路３２５と、計数回路３２５の入力端に出力
端が接続されており一定周期のクロックパルスＣＬＰを
発生するクロックパルス発生回路３２６と、複数の記憶
装置３２４＋、３２４□、・・・、３２札の制御端に対
して複数の出力端がそれぞれ１対１に接続されており指
定信号ＧＥを発生するデコーダ回路３２７とを包有して
いる。

記憶装置３２４．．３２４ｍ、・・・、３２４−は、全
て同一の構成を有しているので、便宜上ここでは、第３
図および第４図に図示した記憶装置３２４Ｉについて説
明する（　ｉ　＝１．２．・・・、ｍ　）　、すなわち
記憶装置３２４１は、複数の比較増幅回路３２２＋１．
３２２＋ｚ、・・・、３２２１．。

の出力端に対し入力端が１対ｌに接続された論理和回路
ＯＲ＋と、論理和回路ＯＲ＋の出力端に対し入力端が接
続された書込パルス発生回路ＮＩＰ、と、書込パルス発
生回路ｗｒｐ、の出力端に対しトリガ端が接続されかつ
入力端が計数回路３２５の出力端に接続されたランダム
アクセスメモリＲＡＭ　ｌと、複数の比較増幅回路３２
２．１．３２２，１．・−，３２２，ｎの出力端に対し
入力端が接続されかつ出力端がランダムアクセスメモリ
ＲＡＭ、のアドレス入力端に接続されたエンコーダ回路
ＥＮＣｌと、複数の比較増幅回路３２２　、　、　。

３２２．２．・・・、３２２．ｎの出力端に対し入力端
が接続された死角検出装置ＯＡ＋　とを包有している。

死角検出装置ＯＡ、は、クロック端ＧＫがそれぞれ比較
増幅回路３２２゜、３２２１２．・・・、３２２．、の
出力端に対して接続されかつクリア端ＣＬＲが全て後述
の計数回路３２５のリセット端に接続されかつデータ端
りに所定の値（たとえば”ｌ°′：以下この場合につい
て説明する）が与えられた複数のフリップフロップＦＦ
０．ＦＦｔｚ、・・・、ＦＦ、１１と、複数のフリップ
フロップＦＦ、１．ＦＦｔｚ、・・・、ＦＦ、ｆｉの出
力端Ｑに対し入力端がそれぞれ接続された複数のトライ
ステートバッファＢＦＩ１．ＢＰ、、・・・、ＢＰ、、
と、入力端が後述の読込信号発生回路４１の出力端に接
続されかつ出力端がそれぞれトライステートバッファ８
Ｆ＋１．ＢＦ１ｍ、・・・。

ＢＦ、、の指定の入力端に接続されたデコーダ回路ＤＥ
Ｃ，とを包有している。トライステートバッファＢＦ＋
＋、　ＢＦｉｉ、”’＋８１’ｉｎの出力端は、互いに
結合されたのち、後述の記憶装置４２の入力端に対して
接続されている（ｉ＝１．２．・・・劃）。

走査検出装置３３は、ミラー１４１に対して対向されて
おりミラー１４１によって反射されたスリット光を検出
するための光センサたとえば光トランジスタ（以下この
場合について説明するが、これに限定する意図はない）
３３１からなる第２の光センサ装置と、光トランジスタ
３３１の出力端と搬像装置３２の計数回路３２５のリセ
ット端および記憶装置３２’Ｌ、３２４ｇ、・・・、３
２４−の死角検出装置ＤＡ＋、ＤＡｘ、・・・。

ＤＡ、との間に配置された比較増幅回路３３２とを包有
している。

並は、本発明にかかる物体計測装置用のデータ処理装置
であって、受光装置並中の記憶装置３２４１．３２４□
、・・・、３２４．すなわちランダムアクセスメモリＲ
ＡＭ＋、ＲＡＭｇ、・・・、　ＲＡＭ、内の記憶アドレ
スおよび死角検出装置ＤＡ＋、ＤＡｉ、・・・、　ＤＡ
、内の記憶アドレスを１つずつ選択して指定するための
読込信号ＳＥＬを発生してその記憶装置３２４１．　ａ
ｚ４ｇ、・・・、　３２４．およびデコーダ回路３２７
に与えるための読込信号発生回路４１と、読込信号発生
回路４１の出力端および受光装置廷中の記憶装置３２４
．．３２４□、・・・、３２４゜の出力端に対して接続
されており、記憶装置３２４．．３２４□。

・・・、３２４．中のランダムアクセスメモリＲＡＭ１
．　ＲＡＭａ、・・・、　ＲＡＭ、の記憶アドレスおよ
び死角検出装置ＤＡＩ、ＤＡ、、・・・、ＤＡ、の記憶
アドレスからそこに保持された記憶内容すなわち結像デ
ータＩＭＧおよび死角検出データＤＯＵＴを読込信号Ｓ
ＥＬの内容に応じて受け取り記憶するための記憶装置４
２と、記憶装置４２に記憶された結像データＩＭＧおよ
び死角検出データＤＯＵＴの内容から死角位置を除き被
測定物体部におけるスリット光の反射点Ｐの位置を算出
する演算回路４３とを包有している。

データ処理装置並は、更に所望により、演算回路４３に
接続されておりその演算結果すなわち被測定物体並にお
けるスリット光の反射点Ｐの位置を記憶するための他の
記憶装置４４と、他の記憶装置４４に接続されておりそ
の記憶内容を視認可能に表示するためのブラウン管など
の表示装置４５と、他の記憶装置４４に接続されており
その記憶内容を記録するためのフロッピーディスクなど
の記録装置４６とを包有している。

次に本発明にかかる物体計測装置の一実施例について、
その作用を詳細に説明する。

以下の説明を簡潔とし、かつ十分な理解をなすために、
最初に三次元座標系を導入する。

すなわち結像装置３１の中心を原点Ｏとし、結像装置３
１すなわち原点Ｏを通りかつスリット光の拡張方向すな
わちミラー１４１の回転軸Ｍに平行するようにＸ軸をと
り、結像装置３１すなわち原点Ｏとミラー１４１の回転
軸Ｍとを結ぶ線分ＯＭすなわち基線（その長さをａとす
る）上にのりかつＸ軸に直交するようにＸ軸をとり、か
つ結像装置３１すなわち原点Ｏを通りかつＸ軸およびＸ
軸に直交するようにＹ軸をとる。更にスリット光とＸ軸
とのなす角すなわち走査角をαとし、スリット光を反射
した被計測物体並上の点すなわち反射点Ｐを座標（Ｘ、
　Ｙ、　２１　とする、加えて原点Ｏを通る反射スリッ
ト光が、ＸＹ平面においてＹ軸となす角を８８とし、か
つＹＺ平面においてＹ軸となす角を８２とする０反射点
Ｐ　（Ｘ、Ｙ、Ｚ）において反射され結像装置３１の中
心すなわち原点０を通過した反射スリット光が、結像装
置３１から距離ｆだけ離間された搬像面すなわち光トラ
ンジスタ３２Ｌ＋。

３２（１）、　＝・、３２１＋ｎ：３２１ｉ＋、３２ｂ
ｉ、”・、３２１２１１；・・・；３２１−＋、３２１
−＊、・・・、３２１□上に結像された点（すなわち反
射点Ｐの像）Ｑの座標を（ｘ、　ｙ、　ｚｌ　とする。

反射点Ｐ　（Ｘ、Ｙ、Ｚ）　（７）Ｘ　、　Ｙ、　Ｚ軸
上における投影点をそれぞれＲ（Ｘ、０．Ｏ）、　Ｓ　
（０，Ｙ、０１．Ｔ　（０，０，２＋　トする。

このとき第１図から明らかなように ＯＭ＝ＯＲ＋ＲＭ の関係が成立するので、 ａ＝Ｙｔａｎβｘ＋Ｙｃｏｔａ が成立し、これを整理して Ｙ＝ａ　［ｔａｎＢｘ　＋　ｃｏｔａｌ　−’の関係を
求め得る。ここでｔａｎβ、＝）（ｆ−’であるので、 Ｙ＝ａｆ　［ｘ＋ｆ　　ｃｏｔａｌ　−’　−−−−（
１１と表現できる。

また ０Ｒ＝ＯＳ　ｔａｎＢｘ の関係が成立するので、 Ｘ＝ＹｔａｎβＸ の関係を求め得る。ここでｔａｎβ、＝ｘｆ−’である
ので、 Ｘ＝ａｘ　　［ｘ＋ｆ　　　ｃｏｔａｌ　　−鳥　−−
−−（２１と表現できる。

同様に ０Ｔ＝Ｏ５ｔａｎβ２ の関係が成立するので、 Ｚ＝ＹｔａｎＢｚ の関係を求め得る。ここでｔａｎβｚ＝ｚｆ−’である
ので、 Ｚ＝ａｚ　　［ｘ＋ｆ　　ｃｏｔａｌ　−’　−−−−
（３１と表現できる。

加えて走査角αが、ＸＹ平面における走査検出装置３３
とミラー１４１とを結ぶ線分とＸ軸とのなす角度すなわ
ち基準走査角α。とミラー１４１の一定角速度ωと時間
ｔとによって α＝ωｔ＋α。　−−−−−−−−−−−−−−−＋４
１と表現できる。

ここで時間ｔは、ミラー１４１によって反射されたスリ
ット光が走査検出装置３３によって検出される時刻すな
わち基準時刻（たとえば“０”）から、光トランジスタ
３２１１＋、３２１＋ａ、　・・・、３２１．ｎ：３２
１ｇ＋、３２１゜、・・・、３２１＊ｎ；・・・：３２
１．、．３２Ｌ１．・・・。

３２１、、、の各列に対して反射スリット光が結像装置
３１により結像される時刻までに所要の時間である。

投光装置厘のスリット光発生装置１２によってスリット
光が作成されている。すなわち光源１２１の発生したビ
ーム光を円筒レンズ１２２によってスリット光に変えて
いる。スリット光は、走査装置１４のミラー１４１に照
射されている。このとき、ミラー１４１が回転駆動装置
１４２により一定角速度ωで回転されているので、スリ
ット光は、ミラー１４１によって反射されたのち、被計
測領域に向けそこを一定の回転速度すなわち一定の回転
角速度ωで走査するように送出される。

ここで走査検出装置３３の光トランジスタ３３１は、走
査装置１４のミラー１４１によって反射されたスリット
光が照射されるとき、導通されてそのスリット光の光量
に応じた電流Ｉを発生する。電流工は、光トランジスタ
３３１に付設された比較増幅回路３３２により所望に応
じて増幅されかつ基準値と比較されたのち、走査基準信
号ＳＩとして擬像装置３２の計数回路３２５および記憶
装置３２４．．３２４□。

・・・、３２４．、　（詳細には、死角検出装置ＤＡ、
、ＤＡ２．・・・。

ＤＡ、　）に与えられる。

計数回路３２５は、走査検出装置３３の比較増幅回路３
３２から与えられた走査基準信号ＳＩをリセット信号と
しており、その走査基準信号ＳＩが与えられたときに計
数内容がリセットされかつ計数開始時刻が調節されたの
ち、再びクロックパルス発生回路３２６から与えられた
クロックパルスＣＬＰの数を計数し始める。計数回路３
２５の計数内容は、リセット信号すなわち走査基準信号
ＳＩによってリセットされたときにたとえば最小値（た
とえば°゛０”）とされており、タロツクパルスＣＬＰ
が到来するごとに１ずつ増加せしめられる。計数回路３
２５の計数内容は、それぞれ記憶装置３２４１゜３２４
□、・・・、　３２４．ひいてはランダムアクセスメモ
リＲＡＭ、、ＲＡＭ２．・・・、ＲＡＭｆｆ１の入力端
に与えられている。

またスリット光は、被計測領域にある被計測物体並を線
状に照射している。このときスリット光の進行方向が走
査装置１４によって一定角速度ωで変化せしめられてい
るので、スリット光の照射されている被計測物体並の領
域は、それに応じて移動している。したがって被計測物
体輩によるスリット光の反射点Ｐ　（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の位
置が、変化している。

被計測物体並によって反射されたスリット光すなわち反
射スリット光は、受光装置共の結像装置３１によって収
束され、搬像装置３２の搬像面すなわち光トランジスタ
３２１，１．３２１１！、・・・、３２１＋ｎ：３２１
ｇ＋。

３２１゜、・・・、３２１ａｎ：・・・；３２１．１．
３２１．、、−・・、３２１．、ｌｌ上で結像されてい
る１反射スリット光の結像位置Ｑ（ｘ、　ｙ、　ｚｌは
、スリット光による被計測領域の走査に応じて光トラン
ジスタ３２Ｌ＋、３２１＋ｉ、・・・、３２（１）１：
３２１２、．３２１□、・・・、３２１ｉｎ：・・・：
３２１．１．３２１．２．・・・。

３２１□の列方向に序々に移動している６反射スリット
光が結像されるとき、光トランジスタ３２１＋＋、３２
１＋ａ、・・・、３２１．１１；３２１．、．３２１゜
、・・・、３２１ｚｎ；・・・；３２１．、．３２１．
、、・・・、３２１．．１は、それぞれ導通し、その結
像された反射スリット光の光量に応じた電流Ｌ＋、Ｌｚ
＋　”・＋Ｉｌｎ＋１！＋−Ｉｉｉ＋　”’＋Ｉ！、ｌ
：”’：ｍｌ５ａ＋・・・、Ｉ１、を発生する。電流（
１）＋Ｉ１２．・・・。

１、．１：Ｉ□、Ｉ０．・・・、Ｉ２１１；・・・：ｌ
１ｍ１＋Ｌｉ＋・・・＋ＩＩＩＩ＋１は、それぞれ比較
増幅回路３２２□、３２２＋＊、・・・、　３２２　、
　ｌｌ：３２２□、、３２２゜、・・・、３２２ｘ、ｌ
：・・・；３２２．、．３２２．、．３２２．。

によって所望に応じて増幅されかつ基準値と比較された
のち、トリガ信号ＳＩ、、、Ｓ１．□、・・・、ＳＩ＋
ｆｉ：Ｓｌ、、、Ｓｌ、、、・・・、ＳＩ＊ｎ：・・・
：　Ｓｌ、、、Ｓｌ、！、・・・、ＳＩ□としてそれぞ
れ記憶装置３２４．．３２４２．・・・、　３２４．に
与えられる。

記憶装置３２４．．３２４．、・・・、　３２４．は、
トリガ信号Ｓ１１．、ＳＩ＋ｘ、　・・・、ＳＩ＋−：
ＳＩｇ＋、５Ｉｉ２．　・・・、ＳＩ２＋、：・＝；Ｓ
ｌ、、、Ｓｌ、２．・・・、Ｓｌ工が与えられたときに
、実質的に同一の動作を行なう、そのためここでは便宜
上、記憶装置３２４１についてのみ説明する（ｉ＝１．
２゜・・・１ｍ）。

記憶装置３２４．では、トリガ信号Ｓ１．、、　Ｓｌ、
□。

・・・、Ｓｌ、１１が高レベルとなるごとに、論理和回
路ＯＲ，が高レベルの信号を出力し、書込パルス発生回
路ＷＩＰ　ｌに与える。書込パルス発生回路ＷＩＰ、は
、論理和回路ＯＲ，から高レベルの信号が与えられるご
とに、その高レベルの信号の到来から所定時間だけ遅れ
て所定幅のパルスを発生し、ランダムアクセスメモリＲ
ＡＭ　＋のトリガ端に対しトリガ信号として与える。こ
のときエンコーダ回路ＥＮＣ＋がトリガ信号５Ｉ１１．
５Ｉ１２．・・□・、ＳＩ＋、、の到来に応じて所定の
アドレス信号を発生しランダムアクセスメモリＲＡＭ　
、のアドレス入力端に与えているので、ランダムアクセ
スメモリＲＡＭ　ｌは、トリガ信号ＳＩ＋＋、５Ｉ１２
゜・・・、Ｓｌ、ｌｌひいては光トランジスタ３２Ｌ＋
、３２１＋□。

・・・、３２１．、に対応した記憶アドレスに、計数回
路３２５から与えられている計数内容ＣＯＮを記憶し保
持する。このときの記憶装置３２４．．３２４□、・・
・、　３２４゜ひいてはランダムアクセスメモリＲＡＭ
１．ＲＡＭ２．・・・。

ＲＡＭ、の記憶内容を、光トランジスタ３２（１）．３
２１＋１゜・・・、３２１．ｎ；３２１．、．３２１．
、、　・・・、３２１．Ｉｌ：・・−：３２Ｌ、。

３２１．２．　・・・、３２Ｌ、、に対応して時間Ｆｌ
＋ｊ＋２．・・・。

ｔ＋ｎ：ｔｖ＋、ｔａ２＋・・・、ｔ＊ｎ：・・・；ｊ
＋ａｌ＋ｉ＋ｍ２＋・・・、ｔ□とする。

また記憶装置３２４１中の死角検出装置ＤＡ＋では、走
査検出装置３３の比較増幅回路３３２から走査基準信号
ＳＩがクリア端ＣＬＲに与えられたとき、全てのフリッ
プフロップＦＦ０．ＦＦ＋ｚ、・・・、ＦＦ、１．がク
リアされる。そののちフリップフロップＦＦ＋＋、ＦＦ
１ｇ、・・・。

ＦＦ、ｎは、トリガ信号ＳＩｔ＋、　ＳＩ＋ｘ、　”’
、５ＩＮｆｉがそれぞれれクロック端ＣＫに与えられか
つデータ端りに”ｌ”が与えられているので、トリガ信
号ＳＩ＋＋。

ＳＩ、、、　・・・、Ｓｌ、ｌｌが高レベルとなったと
きそれぞれ出力端Ｑに°１″が出現されて保持される。

ちなみに光トランジスタ３２１１Ｊが死角を見ていると
、光トランジスタ３２１．Ｊには被計測物体並による反
射光が入射されないので、トリガ信号Ｓ１．、が低レベ
ルのままであり、結果的にフリップフロップＦＦＩＪの
出力端Ｑには”０”が出現され保持されたままである。

データ処理装置並は、読込信号発生回路４１から読込信
号ＳＥＬを発生し、受光装置耳中のデコーダ回路３２７
と記憶装置３２４．．３２４□、・・・、３２４．ひい
てはランダムアクセスメモリＲＡＭ、、ＲＡＭ２．・・
、　ＲＡＭヨおよび死角検出装置ＤＡ１．ＤＡ２．・・
・、　ＤＡ、とに与えている、デコーダ回路３２７に与
えられた読込信号ＳＥＬは、デコーダ回路３２７におい
て指定信号ＧＥとされたのち、記憶装置３２４＋、３２
４−、・・・、３２４．ひいてはランダムアクセスメモ
リＲＡＭ、、　ＲＡＭｍ、・・・、　ＲＡＭ、および死
角検出装置ＤＡ＋、ＤＡａ、・・・、ＤＡ、　　（詳細
には、デコーダ回路ＤＥ（：ｌ、ＤＥＣ：、、・・・、
　ＤＥＣ，）に与えられており、その内容に応じ記憶装
置３２４１．３２４３．・・・。

３２４、ひいてはランダムアクセスメモリＲＡＭ、、　
ＲＡＭ２、・・・、　ＲＡＭ、および死角検出装置ＤＡ
１．ＤＡ！、・・・、　ＤＡ、。

を指定している。また記憶装置３２４．．３２４．、・
・・。

３２４ＩＩｌひいてはランダムアクセスメモリＲＡＭ、
、　ＲＡＭａ、・・・、　ＲＡＩｌ、および死角検出装
置ＤＡＩ、ＯＡ！、・・・、ＤＡヨに対しそれぞれ直接
に与えられた読込信号ＳＥＬは、その内容に応じてラン
ダムアクセスメモリＲＡＭ　ｒ　、　ＲＡＭ２　、・・
・、　ＲＡＭＩＩ内の記憶アドレスと死角検出装置ＤＡ
、、ＤＡ、、・・・、　ＤＡ、内の記憶アドレスとを指
定している。

記憶装置３２４．．３２４．、・・・、　３２４．中の
ランダムアクセスメモリＲＡＭ　、　、　ＲＡＭｍ　、
・・・、　ＲＡＭ、は、読込信号ＳＥＬの指定に応じて
、その記憶内容すなわち時間ｔ１１゜ｊ　ｌ　＊　＋・
・・、ｔ＋ｎ：ｔｘ＋、ｔａｘ、’・’＊ｔ２ｎ：・・
・：ｔｍ＋＋ｔ＋ｍｉ＋・・・。

ｔ□を結像データＩＭＧとして順次、データ処理装置並
の記憶装置４２に向けて出力する。

また記憶装置３２４．．３２４□、・・・、３２４．中
の死角検出装置ＯＡ、、ＤＡ＊、・・・、　ＤＡ、は、
読込信号ＳＥＬの指定に応じて、デコーダ回路ＤＥＣ，
，ＤＥＣａ、・・・、　ＤＥＣ−によりトライステート
バッファＢＰ、、、ＢＰ、□、・・・、ＢＦ＋ｎ；ＢＦ
ｉ＋、ＢＦａｚ、　・・・、ＢＦｚｌｌ；・・・；ＢＦ
−＋、ＢＦ−ｉ、　・・・、ＢＦ−を順次選択し、フリ
ップフロップＦＦ、、、ＦＦ、□、・・・。

ＦＦ、、：ＦＦ、、、ＦＦ、、、　・・・、ＦＦ、、、
；−・−：ＦＦ、、、ＦＦ、、、　・・・。

ＦＦ、、に保持された記憶内容すなわち死角検出情報ｄ
　ｌ　ｌ　＋　ｄ　ｌ　ｌ　＋・・・、ｄ＋ｎ；ｄａ＋
＋ｄｉｚ、　・・・＋ｄａｎ＋　・・・：ｄ＋ｍ＋＋ｄ
ｍｉ＋・・・１ｄ、。を死角検出データＤＯＵＴとして
順次、データ処理装置並の記憶装置４２に向けて出力す
る。

記憶装置４２は、受光装置共から与えられた結像データ
ＩＭＧすなわち記憶内容ｊｌｌ＋ｊ１１＋・・・＋ｊ＋
ｎ：ｔ！ｌ＋ｊ０．・・・＋ｊｔｎ：・・・：　ｊｌｌ
Ｌ　Ｉ　＋　ｔ８２　＋　’・・、ｔ、Ｉ、と死角検出
データＤＯＵＴすなわち死角検出情報ｄ　ｌ　ｌ　＋　
ｄ　＋　２　＋・・・。

ｄ＋ｎ：ｄ＊＋、　ｄｚ＊、”　’、ｄｅｎ：　・・・
：ｄｍｔ＋ｄｍａ＋　”　’＋ｄｌｌｌｌとを記憶し保
持する。記憶装置４２では、死角検出データＤＯＵＴす
なわち死角検出情報ｄ＋＋＋ｄ＋＊、・・・、ｄ＋ｎ；
ｄ＊＋＋ｄｉａ＋　”　・＋ｄｔｎ：”　・：ｄｓａ＋
、ｄｍａ＋　”　・＋ｄｓａｎの内容を判別し、所定の
値（ここでは”ｌ”）である場合にのみ、結像データＩ
ＭＧすなわち記憶内容１＋＋、１＋□。

・・・＋ｔ＋ｎ：ｔａ＋、ｔｚｉ＋・・・＋ｊａｎ：・
・・；ｊａｌ＋ｊｌｌｌ！＋・・・、ｔｌｌｌｎを演算
回路４３に与えており、そこで被測定物体並におけるス
リット光の反射点Ｐの位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を算出するた
めに供せしめる。

すなわち演算回路４３は、光トランジスタ３２１＋＋。

３２１１□、・・・、　３２１　ｒ。；３２１□＋、３
２１＊ａ、・・・、３２１□、；・・・；３２１□１，
３２１−２．・・・、３２１□について、死角検出デー
タＤＯＵＴすなわち死角検出情報ｄ＋＋、ｄ＋□、・・
・、ｄｌ。；ｄ２１＋ｄ２ｍ＋　”　・＋ｄ２１１＋　
”　’　：ｄａｕ＋ｄ＋ｍ＊＋　”　・＋Ｃ１ｍ１’ｌ
が所定の値（ここでは”１”）である場合に限り、それ
ぞれ上記（４）式により α１＝ωｔ１＋α０ α−２：ωｔ＋ｚ＋αＯ ａ　、、：ωｔ■口＋αＧ α２１：ωｔ２Ｉ＋α０ α宜２：ωｔａｇ＋α０ α１＝ωｔ１＋α０ α１＝ωｔ１＋α。

α１＝ωｔ１＋α。

α１＝ωｔ１＋α。

の如く、走査角αを算出する。この走査角αすなわちα
１１．α１３．・・・、ａｌ１１＋　α３３．α２８．
・・・。

α２ｏ；・・・：α１．α、、２．・・・、α□を上記
［１１〜（３）式に代入することにより、光トランジス
タ３２１、、．３２１．□、・・・、３２１＋ｎ：３２
１ｇ＋、３２１＊ａ、・・・、３２１ｉｎ：・・・；３
２１．、．３２１゜、・・・、３２１□に結像されかっ
゛°死角”の位置にない反射点Ｐの位置（Ｘ、Ｙ、Ｚｌ
すなわち反射点Ｐ　ＩＩ＋　Ｐ　１２＋”’＋　Ｐ　Ｉ
ｎ　；Ｐ２１１　Ｐ、、、山、Ｐｉｎ＋・・・；　Ｐ　
１ｍｌ＋　Ｐ　ｌ１ｌｆｆｉ、・・・、Ｐ□の位置（Ｘ
、１、ｙ＋１．ｚ、）、ｆｘｌａ、ｙｌｘ、　ｚ＋ｔ）
、・＝、ｆｘ（１）．ｙ（１）．ｚ１ｎ１：　（Ｘ、、
、Ｙ！、、２！、）、　［Ｘ、、、Ｙ、、、２．１＋、
−・・、　（Ｘ、、１．Ｙ、、、。

Ｚｇ−）：・・・：（Ｘ−＋、Ｙ　１．Ｚ−＋）、（Ｘ
−ｍ、Ｙ−ｖ、Ｚ−ｘ）、・・・。

（Ｘ、、、Ｙ、、、Ｚ、ｎ）を算出する。

演算回路４３の演算結果すなわち被測定物体並における
スリット光の反射点Ｐの位置（Ｘ、　Ｙ、　Ｚ）の算出
結果は、他の記憶装置４４に与えられて記憶され保持さ
れる。記憶装置４４の記憶内容は、所望により、表示装
置４５により視認可能に表示され、また記録装置４６に
より記録される。

なお上述においては、第１の光センサ装置３２に属する
光センサの行方向にそって並行に被計測領域を走査して
いるが、本発明は、これに限定されるものではなく、第
１の光センサ装置に属する光センサの列方向にそって並
行に被計測領域を走査する場合も包摂している。被計測
領域を第１の光センサ装置３２に属する光センサの行方
向にそって走査するか列方向にそって走査するかは、投
光装置による被計測領域の走査方向との関連において決
定されるものであるが、列方向にそって走査する場合の
構成および作用は、行方向にそって走査する上記の説明
から殆ど明らかであるので、その詳細な説明を省略する
。

また上述においては、撮像装置３２がマトリックス状に
配列された複数の光センサによって形成される場合につ
いて主として説明したが、本発明は、これに限定される
ものではなく、所望の形状（たとえば曲線状）に複数の
光センサを配列して搬像装置を形成する場合も包摂して
いる。

更に投光装置厘がスリット光を発生しているが、本発明
は、これに限定されるものではなく、たとえば投光装置
によって発生される光の強度を確保したい場合などのた
めに、投光装置がビーム光を発生する場合も包摂してい
る。この場合には、搬像装置の光センサを１行に配列し
てもよい。

更にまた上述では、記憶装置３２４１が書込パルス発生
回路ＮＩＰ　＋を包有するものとして説明されているが
１本発明は、これに限定されるものではなく、エンコー
ダ回路ＥＮＣ，を介してランダムアクセスメモリＲＡＭ
、のアドレス入力端にアドレス信号が与えられている期
間内に論理和回路ＯＲ，から出力された信号が高レベル
となる場合には、そのままランダムアクセスメモリＲＡ
Ｍ、のトリガ信号として使用できるので、書込パルス発
生回路ｗｒｐ、を除去して論理和回路ＯＲ＋の出力端を
ランダムアクセスメモリＲＡＭ　ｌのトリガ端に対して
直接に接続してもよい（ｉ＝１．２．・・・１ｍ）。

（３）発明の効果 上述より明らかなように本発明にかかる物体計測装置は
、 （ａｌ被計測領域を走査するための光を発生する投光装
置と、 （ｂｌ前記投光装置によって発生された光が被計測領域
に配置された被計測物体に よって反射されることにより得られた 反射光を収束して前記被計測物体にお ける光の反射点の像を結像せしめる結 像装置と、 （ｃｌ前記結像装置によって結像された反射点の像によ
って動作せしめられ、かつ 前記投光装置による被計測領域の走査 方向にそって少なくとも１つの群をな すよう配設された複数の光センサから なる第１の光センサ装置と、 （ｄ）前記投光装置で被計測領域を走査するために発生
された光によって動作せし められる第２の光センサ装置と、 （ｅｌ前記第２の光センサ装置に対してリセット端が接
続されており、前記第２ の光センサ装置の光検知によって発生 された走査基準信号によってリセット されたのちに入力端に与えられるり ロックパルスの数を計数する計数回路 と、 げ）前記第１の光センサ装置に属する光センサの各群に
対して１対ｌで付設され 前記第１の光センサ装置に属する光セ ンサが動作されたときに前記計数回路 の計数内容が入力され記憶せしめられ る少なくとも１つランダムアクセスメ モリと、 （ｇｌ　前記第１の光センサ装置に属する光センサの各
群に対しｌ対ｌで付設されて おり、前記第１の光センサ装置に属す る光センサが動作されたときに所定の 死角検出情報が記憶せしめられる少な くとも１つの死角検出装置と、 （ｈｌ　前記ランダムアクセスメモリおよび死角検出装
置からそれぞれ記憶内容を受 は取り、前記死角検出装置から受け 取った記憶内容から判別された死角に 対応しない前記被計測物体における光 の反射点の位置を算出するデータ処理 装置と を備えてなるので、 （ｉｌ記憶装置の実装面積を削減でき る効果 を有し、ひいては （ｉｉｌ記憶装置の実装コストを削減できる効果 を有し、併せて （ｉｉｉｌ計測動作の初期に死角を検出するための特定
のコードをラング ムアクセスメモリに対して設定 する必要がなく、計測時間を短 縮できる効果 を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる物体計測装置の一実施例を示す
斜視図、第２図および第３図はともに第１図実施例の一
部を拡大して示す拡大部分斜視図、第４図および第５図
はともに第１図実施例の一部を拡大して示す拡大部分回
路図である。 ＩＯ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・投光装
置１２・・・・・・・・・・・・・・・・・・スリット
光発生装置１２１・・・・・・・・・・・・・・光源１
２２・・・・・・・・・・・・・・円筒レンズ１４・・
・・・・・・・・・・・・・・・・走査装置１４１・・
・・・・・・・・・・・・ミラー１４２・・・・・・・
・・・・・・・回転駆動装置２０・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・被計測物体３０・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・受光装置３１・・・・・・・
・・・・・・・・・・・結像装置３２・・・・・・・・
・・・・・・・・・・擬像装置３２１１＋〜３２１□・
・・・光トランジスタ３２２１＋〜３２２□・・・・比
較増幅回路３２４、〜３２４゜・・・・記憶装置 ３２５　　・・・　　・・・・・計数回路３２６・・・
・・・・・・・・・・・クロックパルス発生回路 ３２７・・・・・・・・・・・・・・デコーダ回路３３
・・・・・・・・・・・・・・・・・・走査検出装置３
３１・・・・・・・・・・・・・・光トランジスタ３３
２・・・・・・・・・・・・・・比較増幅回路４０・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・データ処理装置
４１・・・・・・・・・・・・・・・・・・読込信号発
生回路４２・・・・・・・・・・・・・・・・・・記憶
装置４３・・・・・・・・・・・・・・・・・・演算回
路４４・・・・・・・・・・・・・・・・・・記憶装置
４５・・・・・・・・・・・・・・・・・・表示装置４
６・・・・・・・・・・・・・・・・・・記録装置ＢＦ
、　、−ＢＦ、ｎ・・・・・・・・・・・・トライステ
ートバッファ ＤＡ、・・・・・・・・・・・・・・・・・・・死角検
出装置ＤＥＣ、・・・・・・・・・・・・・・・・・・
デコーダ回路ＥＮＣ＋　・・・・・・・・・・・・・・
・・・エンコーダ回路ＦＦ、、〜ＦＦ、・・・・・・・
・・・・・フリップフロップＯＲ，・・・・・・・・・
・・・・・・・・論理和回路ＲＡＭ　ｌ　・・・・・・
・・・・・・・・・・・ランダムアクセスメモリ ＷＩＰ＋・・・・・・・・・・・・・・・・・書込パル
ス発生回路特許出願人　財団法人　熊本テクノポリス財
団代理人　　　弁理士　　工　藤　　　隆　夫第４図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）被計測領域を走査するための光を発生する
   投光装置と、 （ｂ）前記投光装置によって発生された光が被計測領域
   に配置された被計測物体によって反射されることにより
   得られた反射光を収束して前記被計測物体における光の
   反射点の像を結像せしめる結像装置と、 （ｃ）前記結像装置によって結像された反射点の像によ
   って動作せしめられ、かつ前記投光装置による被計測領
   域の走査方向にそって少なくとも１つの群をなすよう配
   設された複数の光センサからなる第１の光センサ装置と
   、 （ｄ）前記投光装置で被計測領域を走査するために発生
   された光によって動作せしめられる第２の光センサ装置
   と、 （ｅ）前記第２の光センサ装置に対してリセット端が接
   続されており、前記第２の光センサ装置の光検知によっ
   て発生された走査基準信号によってリセットされたのち
   に入力端に与えられるクロックパルスの数を計数する計
   数回路と、 （ｆ）前記第１の光センサ装置に属する光センサの各群
   に対し１対１で付設されており、前記第１の光センサ装
   置に属する光センサが動作されたときに前記計数回路の
   計数内容が入力され記憶せしめられる少なくとも１つの
   ランダムアクセスメモリと、 （ｇ）前記第１の光センサ装置に属する光センサの各群
   に対し１対１で付設されており、前記第１の光センサ装
   置に属する光センサが動作されたときに所定の死角検出
   情報が記憶せしめられる少なくとも１つの死角検出装置
   と、 （ｈ）前記ランダムアクセスメモリおよび死角検出装置
   からそれぞれ記憶内容を受け取り、前記死角検出装置か
   ら受け取った記憶内容から判別された死角に対応しない
   前記被計測物体における光の反射点の位置を算出するデ
   ータ処理装置と を備えてなることを特徴とする物体計測装置。
2. （２）投光装置によって発生される光が、ビーム光でな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の物
   体計測装置。
3. （３）投光装置によって発生される光が、スリット光で
   なることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   物体計測装置。
4. （４）投光装置が、スリット光を発生するスリット光発
   生装置と、前記スリット光の進行方向を一定速度で変化
   せしめて被計測領域を走査する走査装置とを包有してな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（３）項記載の物
   体計測装置。
5. （５）走査装置が、スリット光発生装置の発生したスリ
   ット光を反射するためのミラーと、前記ミラーを回転せ
   しめる回転装置とを包有してなることを特徴とする特許
   請求の範囲第（４）項記載の物体計測装置。
6. （６）スリット光発生装置が、気体レーザ光源と前記気
   体レーザ光源によって発生されたレーザ光からスリット
   光を生成するための円筒レンズとによって形成されてな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（４）項もしくは
   第（５）項記載の物体計測装置。
7. （７）スリット光発生装置が、半導体レーザ光源と、前
   記半導体レーザ光源によって発生されたレーザ光を収束
   してビーム光を生成するための球面レンズと、前記ビー
   ム光からスリット光を生成するための円筒レンズとによ
   って形成されてなることを特徴とする特許請求の範囲第
   （４）項もしくは第（５）項記載の物体計測装置。
8. （８）第１、第２の光センサ装置が、光トランジスタで
   形成されてなることを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項ないし第（７）項のいずれか一項記載の物体計測装
   置。
9. （９）死角検出装置が、 （ａ）第１の光センサに属する複数の光センサの出力端
   に対してそれぞれクロック端が接続され、かつ第２の光
   センサ装置に対してクリア端が接続され、かつ前記第１
   の光センサ装置に属する複数の光センサの出力に応じて
   所定の出力を出力する複数のフリップフロップと、 （ｂ）前記複数のフリップフロップの出力端に対して入
   力端がそれぞれ接続され、かつ出力端が互いに結合され
   てデータ処理装置に接続された複数のトライステートバ
   ッファと、（ｃ）前記データ処理装置の出力端に対して
   入力端が接続され、かつ出力端がそれぞれ前記複数のト
   ライステートバッファの指定入力端に接続されたデコー
   ダ回路と を包有してなることを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項ないし第（８）項のいずれか一項記載の物体計測装
   置。