JPH0311401B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0311401B2 JPH0311401B2 JP56155027A JP15502781A JPH0311401B2 JP H0311401 B2 JPH0311401 B2 JP H0311401B2 JP 56155027 A JP56155027 A JP 56155027A JP 15502781 A JP15502781 A JP 15502781A JP H0311401 B2 JPH0311401 B2 JP H0311401B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- light
- measured
- mirror
- imaging
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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
-
- 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
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は物体検知装置に係り、特に物体と物体
検知装置間の距離を測定することによつて物体の
凹凸面を認識するようにした物体検知装置に関す
る。
検知装置間の距離を測定することによつて物体の
凹凸面を認識するようにした物体検知装置に関す
る。
従来から物体の表面を検知する物体検知装置と
しては、種々のものが提案されているが、特に物
体の表面に凹凸を有するものの認識にはそれなり
の工夫が成されている。
しては、種々のものが提案されているが、特に物
体の表面に凹凸を有するものの認識にはそれなり
の工夫が成されている。
その最も一般的な物体表面の検知装置として
は、複数のテレビジヨンカメラを用いて物体を少
し異つた２方向より撮像して、これらを合成する
ことで両眼立体視の原理によつて物体表面の凹凸
を認識しようとする試みがなされている。
は、複数のテレビジヨンカメラを用いて物体を少
し異つた２方向より撮像して、これらを合成する
ことで両眼立体視の原理によつて物体表面の凹凸
を認識しようとする試みがなされている。
更に他の方法として第１図に示す様に、光投影
機２よりのスポツトを回転鏡１に与えて物体３の
表面でスポツト投影光を走査させ、該スポツト投
影光を光検出器４で検出するものである。
機２よりのスポツトを回転鏡１に与えて物体３の
表面でスポツト投影光を走査させ、該スポツト投
影光を光検出器４で検出するものである。
第２図は従来の他の方法を示すもので物体３に
光源５に設けたスリツト５ｂを通してランプ５ａ
よりのスリツト通過光６を投影することで物体上
にスリツト通過光６に相当する投影６ａを行な
い、テレビジヨンカメラ７でスリツト通過光の投
影された物体３の撮像を行うようにして物体表面
上の凹凸をより明確に認識しようとするものであ
る。
光源５に設けたスリツト５ｂを通してランプ５ａ
よりのスリツト通過光６を投影することで物体上
にスリツト通過光６に相当する投影６ａを行な
い、テレビジヨンカメラ７でスリツト通過光の投
影された物体３の撮像を行うようにして物体表面
上の凹凸をより明確に認識しようとするものであ
る。
上述の如き従来の物体検知装置によると物体の
表面の凹凸を正確に検出できない欠点を持つてい
た。
表面の凹凸を正確に検出できない欠点を持つてい
た。
本発明は上述の欠点を除去した物体検知装置を
提供するもので、その特徴とするところは、光ビ
ームによつて被測定物体の表面を走査し、観測点
と光ビーム走査装置とで三角形を形成し、被測定
物体迄の距離を測定することで、物体表面の位置
を検出するようにしたものである。
提供するもので、その特徴とするところは、光ビ
ームによつて被測定物体の表面を走査し、観測点
と光ビーム走査装置とで三角形を形成し、被測定
物体迄の距離を測定することで、物体表面の位置
を検出するようにしたものである。
以下、本発明について、第３図及び第４図に基
づき具体的に説明する。
づき具体的に説明する。
第３図は本発明の原理的構成を示すものであ
り、レーザ源８から発せられたレーザ光はスキヤ
ニングミラー９で偏向される。
り、レーザ源８から発せられたレーザ光はスキヤ
ニングミラー９で偏向される。
該スキヤニングミラー９は矢印方向に支点９ａ
を中心に揺動させることで被測定物体３ＡがＡ位
置にあるとすれば、偏向されたレーザ光はＡ位置
で該被測定物体表面上を走査する。
を中心に揺動させることで被測定物体３ＡがＡ位
置にあるとすれば、偏向されたレーザ光はＡ位置
で該被測定物体表面上を走査する。
上記被測定物体３Ａの表面で反射された反射光
は90゜反射鏡１０で反射されて結像レンズ１１で
結像される。
は90゜反射鏡１０で反射されて結像レンズ１１で
結像される。
上記結像レンズ１１の結像面にプリズムミラー
１２を配設する。
１２を配設する。
該プリズムミラーの表面は鏡面となされている
ために、該プリズムミラーの丁度中央に結像され
た時には、その光像がプリズムミラーの頂部を境
に傾斜面１２L，１２Rで左右均等に分割されるの
で、左右に配設された光検知器１３ａ，１３ｂの
出力が互いに等しく、その差が零となる。一方、
結像面が右又は左にずれれば、プリズムミラー１
２の傾斜面１２L，１２Rで反射されて、反射光量
に応じた出力を光検知器１３ａ，１３ｂより送出
する。
ために、該プリズムミラーの丁度中央に結像され
た時には、その光像がプリズムミラーの頂部を境
に傾斜面１２L，１２Rで左右均等に分割されるの
で、左右に配設された光検知器１３ａ，１３ｂの
出力が互いに等しく、その差が零となる。一方、
結像面が右又は左にずれれば、プリズムミラー１
２の傾斜面１２L，１２Rで反射されて、反射光量
に応じた出力を光検知器１３ａ，１３ｂより送出
する。
この両光検知器よりの出力を比較回路１４で比
較して端子１５に出力させる。
較して端子１５に出力させる。
更に、被測定物体に凹凸等があつて該被測定物
体の表面が３Ｂで示す位置Ｂに後退した場合にも
レーザ源８よりのレーザ光はスキヤニングミラー
９で反射され、点線で示すように被測定物体３Ｂ
の表面を走査し、反射光は反射鏡１０を通つて結
像レンズ１１の結像されてプリズムミラー１２に
結像される。
体の表面が３Ｂで示す位置Ｂに後退した場合にも
レーザ源８よりのレーザ光はスキヤニングミラー
９で反射され、点線で示すように被測定物体３Ｂ
の表面を走査し、反射光は反射鏡１０を通つて結
像レンズ１１の結像されてプリズムミラー１２に
結像される。
すなわち、上記構成では、被測定物体の表面か
らその変位方向に延びる直線（なお直線の途中に
ミラーが介在した場合は、このミラーを介して反
射方向に延びる直線）である観測線１６と、被測
定物体からの反射光とが位置的に一致した時に、
２つの光検出器１３ａ，１３ｂの出力が互いに等
しくなり、比較器１４の出力が零となる。このこ
とから、本発明では、まず、比較器１４の出力を
確認しながらスキヤニングミラー９を走査し、比
較器１４の出力が零となつた時（すなわち、被測
定物体表面からの反射光が観測線１６と一致した
時）のスキヤニングミラー９の走査角度θ（ここ
では、スキヤニングミラー９の中心を通るｘ軸方
向の水平線９ｂとスキヤニングミラー９の反射光
との成す角度をθとする）を求める。
らその変位方向に延びる直線（なお直線の途中に
ミラーが介在した場合は、このミラーを介して反
射方向に延びる直線）である観測線１６と、被測
定物体からの反射光とが位置的に一致した時に、
２つの光検出器１３ａ，１３ｂの出力が互いに等
しくなり、比較器１４の出力が零となる。このこ
とから、本発明では、まず、比較器１４の出力を
確認しながらスキヤニングミラー９を走査し、比
較器１４の出力が零となつた時（すなわち、被測
定物体表面からの反射光が観測線１６と一致した
時）のスキヤニングミラー９の走査角度θ（ここ
では、スキヤニングミラー９の中心を通るｘ軸方
向の水平線９ｂとスキヤニングミラー９の反射光
との成す角度をθとする）を求める。
すると、上記構成において、スキヤニングミラ
ー９の中心位置と反射鏡１０とのｘ軸及びｙ軸方
向の距離DX及びDYは予め知られているので、上
記スキヤニングミラー９の走査角度θを知ること
により、被測定物体３Ａ，３Ｂから反射鏡１０の
中心位置までの距離りAX、BXは三角関数を用い
て容易に算出することができる。以上のようにし
て、被測定物体表面の位置を正確に測定すること
が可能となる。
ー９の中心位置と反射鏡１０とのｘ軸及びｙ軸方
向の距離DX及びDYは予め知られているので、上
記スキヤニングミラー９の走査角度θを知ること
により、被測定物体３Ａ，３Ｂから反射鏡１０の
中心位置までの距離りAX、BXは三角関数を用い
て容易に算出することができる。以上のようにし
て、被測定物体表面の位置を正確に測定すること
が可能となる。
第４図は本発明の物体検知装置の具体的な構成
図であり、第３図と同一部分には同一符号を付し
て重複説明を省略する。レーザ源８よりのレーザ
光はｘ方向スキヤニングミラー９ｘとｙ方向スキ
ヤニングミラー９ｙを通して被測定物体３Ａ又は
３Ｂに反射光が投影される。
図であり、第３図と同一部分には同一符号を付し
て重複説明を省略する。レーザ源８よりのレーザ
光はｘ方向スキヤニングミラー９ｘとｙ方向スキ
ヤニングミラー９ｙを通して被測定物体３Ａ又は
３Ｂに反射光が投影される。
尚、上記スキヤナーはｘ方向に１ライン行つた
後、ｙ方向に移動し次のラインをｘ方向に行なう
ことを操り返すため、上記ｘ方向スキヤニングミ
ラー９ｙの走査周期TYに比べてＸ方向スキヤニ
ングミラー９ｘの走査周期TXは、TX≪TYに選択
する必要がある。
後、ｙ方向に移動し次のラインをｘ方向に行なう
ことを操り返すため、上記ｘ方向スキヤニングミ
ラー９ｙの走査周期TYに比べてＸ方向スキヤニ
ングミラー９ｘの走査周期TXは、TX≪TYに選択
する必要がある。
又、上記ｘ及びｙ方向スキヤニングミラー９
ｘ，９ｙはコンピユーター２０よりの制御信号に
より走査用のコントローラ１８，１９を通して回
転制御される。
ｘ，９ｙはコンピユーター２０よりの制御信号に
より走査用のコントローラ１８，１９を通して回
転制御される。
一方、被測定物体からの反射光は、ｙ方向スキ
ヤニングミラー９ｙで反射され、更に第１及び第
２の反射鏡１０ｂ，１０ａで反射されて、結像レ
ンズ１１を通じてプリズムミラー１２に結像す
る。
ヤニングミラー９ｙで反射され、更に第１及び第
２の反射鏡１０ｂ，１０ａで反射されて、結像レ
ンズ１１を通じてプリズムミラー１２に結像す
る。
光検出器１３ａ，１３ｂよりの検出々力は増憤
器１７ａ，１７ｂで増幅されて比較用の比較回路
１４で比較した出力をコンピユータ２０に入力し
て、その比較回路１４の出力が零になる時のｘお
よびｙ方向スキヤニングミラー９ｘ，９ｙの各走
査角度θ（第３図参照）を知ることで、第３図に
おける距離Ax、Bxを求めたのと同様な原理によ
り、被測定物体表面の位置を測定することができ
る。
器１７ａ，１７ｂで増幅されて比較用の比較回路
１４で比較した出力をコンピユータ２０に入力し
て、その比較回路１４の出力が零になる時のｘお
よびｙ方向スキヤニングミラー９ｘ，９ｙの各走
査角度θ（第３図参照）を知ることで、第３図に
おける距離Ax、Bxを求めたのと同様な原理によ
り、被測定物体表面の位置を測定することができ
る。
本発明は上述の如く構成されたので被測定物体
から物体検知装置の基準位置までの距離を極めて
正確に検出することが出来るので、物体に凹凸が
あつても、これを正確に認識することが出来る特
徴を有するものである。
から物体検知装置の基準位置までの距離を極めて
正確に検出することが出来るので、物体に凹凸が
あつても、これを正確に認識することが出来る特
徴を有するものである。
第１図は従来の物体検知装置の検知方法を説明
する略線図、第２図は従来の他の物体検知装置の
検知方法を説明する斜視図、第３図は本発明の物
体検知装置の原理を説明するための光路図と光検
知器の系統図、第４図は本発明の具体的な構成を
示す光路系の斜視図と電気系の系統図である。 ３，３Ａ，３Ｂ……被測定物体、８……レーザ
源、９，９Ｘ，９Ｙ……スキヤニングミラー、１
０，１０ａ，１０ｂ……反射鏡、１１……結像レ
ンズ、１２……プリズムミラー、１３ａ，１３ｂ
……光検出器、１４……比較回路、２０……コン
ピユータ。
する略線図、第２図は従来の他の物体検知装置の
検知方法を説明する斜視図、第３図は本発明の物
体検知装置の原理を説明するための光路図と光検
知器の系統図、第４図は本発明の具体的な構成を
示す光路系の斜視図と電気系の系統図である。 ３，３Ａ，３Ｂ……被測定物体、８……レーザ
源、９，９Ｘ，９Ｙ……スキヤニングミラー、１
０，１０ａ，１０ｂ……反射鏡、１１……結像レ
ンズ、１２……プリズムミラー、１３ａ，１３ｂ
……光検出器、１４……比較回路、２０……コン
ピユータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ レーザ光ビームを出力する光源と、 該光源から出力されたレーザ光ビームを１つの
平面内で走査する第１の走査手段と、 該第１の走査手段で走査されたレーザ光ビーム
を前記平面とは直交する平面内で走査して、被測
定物体表面に照射する第２の走査手段と、 該被測定物体表面からその変位方向に延びた観
測線上に配置され、前記第２の走査手段を介して
導かれた前記被測定物体表面からの反射光を結像
させる結像手段と、 該結像手段による結像位置に配置され、該結像
位置にできた光像を２方向に分割する光分割手段
と、 該光分割手段で分割されたそれぞれの光を検出
する一対の光検出手段と、 該一対の光検出手段の検出結果に基づき、前記
被測定物体表面からの反射光が前記観測線上を通
るように前記第１および第２の走査手段の各走査
角度を制御する走査角度制御手段と、 該制御された各走査角度に基づき前記被測定物
体表面の位置を算出する位置算出手段とを備えた
ことを特徴とする物体検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15502781A JPS5855804A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 物体検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15502781A JPS5855804A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 物体検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5855804A JPS5855804A (ja) | 1983-04-02 |
| JPH0311401B2 true JPH0311401B2 (ja) | 1991-02-15 |
Family
ID=15597059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15502781A Granted JPS5855804A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 物体検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5855804A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60218008A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-10-31 | Toshiba Corp | 三次元形状計測装置 |
| DE3503086C1 (de) * | 1985-01-30 | 1986-06-19 | Dipl.-Ing. Bruno Richter GmbH & Co. Elektronische Betriebskontroll-Geräte KG, 8602 Stegaurach | Verfahren bzw.Vorrichtung zur Messung der Wanddicke von transparenten Gegenstaenden |
| JPS61195307A (ja) * | 1985-02-26 | 1986-08-29 | Nippon Steel Corp | 距離計 |
| JPH0752104B2 (ja) * | 1985-09-25 | 1995-06-05 | 松下電工株式会社 | 反射型光電スイッチ |
| JPH02276908A (ja) * | 1989-04-18 | 1990-11-13 | Hamamatsu Photonics Kk | 三次元位置認識装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS519623A (en) * | 1974-07-15 | 1976-01-26 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Isobunrigatakaraasatsuzosochi |
| JPS5813890B2 (ja) * | 1974-08-27 | 1983-03-16 | オリンパス光学工業株式会社 | ニジゲンテキヒカリヘンコウソウチ |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP15502781A patent/JPS5855804A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5855804A (ja) | 1983-04-02 |
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