JPH04122809A - 形状認識装置 - Google Patents
形状認識装置Info
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- JPH04122809A JPH04122809A JP24534990A JP24534990A JPH04122809A JP H04122809 A JPH04122809 A JP H04122809A JP 24534990 A JP24534990 A JP 24534990A JP 24534990 A JP24534990 A JP 24534990A JP H04122809 A JPH04122809 A JP H04122809A
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000003491 array Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
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- 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】
［産業上の利用分野］
本発明は、物体の３次元形状を非接触で認識する形状認
識装置に関するものである。
識装置に関するものである。
［従来の技術］
物体の３次元形状を非接触で認識するために、従来より
多くの提案がなされており、またそのうちの幾つかの技
術は具現化され、実用に供されている。
多くの提案がなされており、またそのうちの幾つかの技
術は具現化され、実用に供されている。
そのうちで最も多く実用化されているものの１つに、い
わゆる三角測量の原理を応用したスポット光走査型の距
離センサがある。
わゆる三角測量の原理を応用したスポット光走査型の距
離センサがある。
この距離センサは、第１６［！ｌに示すように、例えば
半導体レーザ等の光源１からの光を集光レンズ等の投光
光学系２°により被検査対象としての物体上に集光する
と共に、反射ミラー等からなる走査手段３により上記光
を１方向に走査し、物体からの反射光を集光レンズ等の
受光光学系４でＰＳＤ等の受光素子５′上に集光するも
のがあり、この距離センサではスポット光の走査に同期
して受光素子５上での反射光の集光位置を読み取り、ス
ポット光が照射されている点までの距離を演算により求
め、これにより走査線上の２次元形状を求める。そして
、上記距離センサＡ°あるいは被検査物体Ｘを第１７図
（ａ）あるいは（ｂ）に示すように一直線の走査が終了
する毎にその走査方向に直交する方向に移動させ、被検
査物体Ｘの表面の３次元形状を求めるようにしていた。
半導体レーザ等の光源１からの光を集光レンズ等の投光
光学系２°により被検査対象としての物体上に集光する
と共に、反射ミラー等からなる走査手段３により上記光
を１方向に走査し、物体からの反射光を集光レンズ等の
受光光学系４でＰＳＤ等の受光素子５′上に集光するも
のがあり、この距離センサではスポット光の走査に同期
して受光素子５上での反射光の集光位置を読み取り、ス
ポット光が照射されている点までの距離を演算により求
め、これにより走査線上の２次元形状を求める。そして
、上記距離センサＡ°あるいは被検査物体Ｘを第１７図
（ａ）あるいは（ｂ）に示すように一直線の走査が終了
する毎にその走査方向に直交する方向に移動させ、被検
査物体Ｘの表面の３次元形状を求めるようにしていた。
また、別の方法を採用したものとしては、第１８図に示
すように、走査手段３を２つの走査部３ａ、３ｂで構成
し、１つの走査部３ａの走査方向と直交する方向に他方
の走査部３ｂが走査を行うようにして、距離センサＡ°
及び被検査物体Ｘのいずれも移動させることなく、一定
範囲を２次元的に走査可能としたものがある。
すように、走査手段３を２つの走査部３ａ、３ｂで構成
し、１つの走査部３ａの走査方向と直交する方向に他方
の走査部３ｂが走査を行うようにして、距離センサＡ°
及び被検査物体Ｘのいずれも移動させることなく、一定
範囲を２次元的に走査可能としたものがある。
［発明が解決しようとする課題］
ところが、上述のいずれの形状認識装置でも次の問題が
あった。つまり、上述の形状認識装置では、被検査物体
Ｘ上を１点ずつ走査していくため、走査速度が遅くなり
、高速で形状を認識することができないという問題があ
った。しかも、物体表面上で光を２次元的に走査するた
めに、必ず２つの走査機構を必要とし、このため小形化
が難しいという問題があった。
あった。つまり、上述の形状認識装置では、被検査物体
Ｘ上を１点ずつ走査していくため、走査速度が遅くなり
、高速で形状を認識することができないという問題があ
った。しかも、物体表面上で光を２次元的に走査するた
めに、必ず２つの走査機構を必要とし、このため小形化
が難しいという問題があった。
本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、高速で形状を認識することができ、
且つ小形な形状認識装置を提供することにある。
的とするところは、高速で形状を認識することができ、
且つ小形な形状認識装置を提供することにある。
（ｓ！題を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明は平面状の光を発生
する平面光発生手段と、投光光学系により被検査物体に
直線状に集光される照射光に直交する方向に平面光を走
査させる走査手段と、受光光学系を介して直線状に集光
される被検査物体による反射光を受光する受光素子とか
らなり、上記受光素子として、夫々１次元ＰＳＤを反射
光の長手方向に直交する向きにして、反射光の長手方向
にそって複数列設した１次元ＰＳＤアレイを用いである
。
する平面光発生手段と、投光光学系により被検査物体に
直線状に集光される照射光に直交する方向に平面光を走
査させる走査手段と、受光光学系を介して直線状に集光
される被検査物体による反射光を受光する受光素子とか
らなり、上記受光素子として、夫々１次元ＰＳＤを反射
光の長手方向に直交する向きにして、反射光の長手方向
にそって複数列設した１次元ＰＳＤアレイを用いである
。
なお、信号処理部の構成部品を削減するために、上記１
次元ＰＳＤアレイからなる受光素子の夫々の１次元ＰＳ
Ｄを複数個毎にグループ分けし、夫々のグループ毎に１
次元ＰＳＤの出力を時分割で選択的に出力するセレクタ
を設けると共に、夫々のセレクタの出力を信号処理して
各１次元ＰＳＤ毎に距離データを算出する信号処１！回
路を設けるようにしてもよい。
次元ＰＳＤアレイからなる受光素子の夫々の１次元ＰＳ
Ｄを複数個毎にグループ分けし、夫々のグループ毎に１
次元ＰＳＤの出力を時分割で選択的に出力するセレクタ
を設けると共に、夫々のセレクタの出力を信号処理して
各１次元ＰＳＤ毎に距離データを算出する信号処１！回
路を設けるようにしてもよい。
また、１次元ＰＳＤの無効受光領域の存在が形状の認識
精度に影響を与える場合には、上記１次元ＰＳＤアレイ
を構成する複数個の１次元ＰＳＤを上下に２段に千鳥状
に配列すると共に、斜め上下の位置で配置される１次元
ＰＳＤの両端の無効受光領域を上下に重ねて配列して、
見かけ上の無効受光領域を小さくすることが可能である
。
精度に影響を与える場合には、上記１次元ＰＳＤアレイ
を構成する複数個の１次元ＰＳＤを上下に２段に千鳥状
に配列すると共に、斜め上下の位置で配置される１次元
ＰＳＤの両端の無効受光領域を上下に重ねて配列して、
見かけ上の無効受光領域を小さくすることが可能である
。
さらに、１次元ＰＳＤアレイからなる受光素子を集光さ
れる反射光の長手方向において微小変位で移動させ、そ
の各移動位置で信号処理回路で信号処理を行って夫々の
移動位置における２次元形状を求めるようにすると、集
光される反射光の長手方向における分解能を高めること
が可能である。
れる反射光の長手方向において微小変位で移動させ、そ
の各移動位置で信号処理回路で信号処理を行って夫々の
移動位置における２次元形状を求めるようにすると、集
光される反射光の長手方向における分解能を高めること
が可能である。
さらにまた、１個の１次元ＰＳＤあるいは所定間隔をお
いて列設された複数個の１次元ＰＳＤからなる受光素子
を備え、その受光素子を受光光学系の集光面内で走査し
て、走査ステップ毎に距離データを算出するようにする
と、集光される反射光の長手方向における任意の範囲の
受光出力を任意の分解能で得ることが可能となる。
いて列設された複数個の１次元ＰＳＤからなる受光素子
を備え、その受光素子を受光光学系の集光面内で走査し
て、走査ステップ毎に距離データを算出するようにする
と、集光される反射光の長手方向における任意の範囲の
受光出力を任意の分解能で得ることが可能となる。
［作用コ
本発明は、上述のように構成することにより、直線状の
反射光を１次元ＰＳＤアレイからなる受光素子で同時に
受光することができるようにし、しかも走査手段が１［
ＩＩＪ、状の照射光に直交する方向に走査するだけで済
むようにして、これにより走査に時間がかからないよう
にして、高速で形状を認識することが可能となるように
したものである。
反射光を１次元ＰＳＤアレイからなる受光素子で同時に
受光することができるようにし、しかも走査手段が１［
ＩＩＪ、状の照射光に直交する方向に走査するだけで済
むようにして、これにより走査に時間がかからないよう
にして、高速で形状を認識することが可能となるように
したものである。
また、走査手段が１方向だけで走査を行うもので済むよ
うにすることにより、この走査手段が装置の形状に影響
を与えずに、小形化が図れるようにしたものである。
うにすることにより、この走査手段が装置の形状に影響
を与えずに、小形化が図れるようにしたものである。
［実施例１］
第１図乃至第５図に本発明の一実施例を示す。
本実施例の形状認識装置は、第１図に示すように、例え
ば半導体レーザ等の光源１と、この光源１からの光を平
面状の光（以下、平面光と呼ぶ）に変換するシリンドリ
カルレンズのような投光光学系２と、この投光光学系２
を介する平面光を被検査物体上で走査する走査手段３と
で構成され、走査手段３を、反射ミラーと、この反射ミ
ラーの傾きを制御する回動機構とで構成することにより
、被検査物体の表面に直線状に照射される照射光を走査
手段３で図中の矢印で示すように照射光に直交する方向
に走査し、１つの走査機構からなる走査手段３により被
検査物体の表面を２次元的に走査できるようにしである
。
ば半導体レーザ等の光源１と、この光源１からの光を平
面状の光（以下、平面光と呼ぶ）に変換するシリンドリ
カルレンズのような投光光学系２と、この投光光学系２
を介する平面光を被検査物体上で走査する走査手段３と
で構成され、走査手段３を、反射ミラーと、この反射ミ
ラーの傾きを制御する回動機構とで構成することにより
、被検査物体の表面に直線状に照射される照射光を走査
手段３で図中の矢印で示すように照射光に直交する方向
に走査し、１つの走査機構からなる走査手段３により被
検査物体の表面を２次元的に走査できるようにしである
。
そして、上記投光系から照射される照射光の被検査物体
による反射光を投光方向に対して所定角度αから受光素
子５で受光する。
による反射光を投光方向に対して所定角度αから受光素
子５で受光する。
ここで、上述のようにして受光素子５で受光することに
より得られる像は一般に光切断像と呼ばれ、被検査物体
の３次元形状を得るためには広く知られたものであり、
この種の手法を用いて３次元形状を同定するものでは、
受光素子５として例えばＣＣＤカメラ等を用いていた。
より得られる像は一般に光切断像と呼ばれ、被検査物体
の３次元形状を得るためには広く知られたものであり、
この種の手法を用いて３次元形状を同定するものでは、
受光素子５として例えばＣＣＤカメラ等を用いていた。
しかし、ＣＣＤカメラにおいて１つの光切断画像を入力
するためには、少なくともＩＴＶ走査周期（＃１６鳳５
ｅｅ）が必要であり、このため２次元走査を行うために
時間がかかるという問題がある。
するためには、少なくともＩＴＶ走査周期（＃１６鳳５
ｅｅ）が必要であり、このため２次元走査を行うために
時間がかかるという問題がある。
そこで、本実施例では第２図に示すように受光素子５と
して、複数の１次元ＰＳＤｓ＋−ｓｎを光切断像の方向
に配列した１次元ＰＳＤアレイを使用しである。そして
、夫々の１次元ＰＳＤｓｉ毎に第４図に示すように信号
処理回路ｃ１〜Ｃｆｌを設けてあり、光切断像の受光と
同時に１つの光切断像における２次元形状を同定できる
ようにしである。ここで、信号処理回路ｃｒは、第３図
に示すように、１次元ＰＳＤｓｊの電流信号である各出
力ｙＬ 、Ｖｉ２を電圧信号に夫々変換するＩ／Ｖ変換
器６ ＋ 、 ６２と、変換した電圧信号を夫々増幅す
る増幅器７１，７！と、増幅出力を加算する加算器８と
、上記増幅出力を減算する減算器９と、加算出力及び減
算出力の除算を行う除算器１０とで楕成しである。そし
て、上記構成の各信号処理回路（１〜ｃｎの出力として
のデータｄａｔａ １〜ｄａｔａ ｎはｎＸｍのデータ
を記憶するメモリ１１にと憶される。ここで、メモリの
列数ｍは走査ステップ数に一致させ、行数１１は１次元
ＰＳＤの個数に一致させである。したがって、例えばｊ
回目の走査ステップにおける信号処理回路ＣＩ”−Ｃｎ
のデータｄａｔａ １〜ｄａｔａ ｎ ４．ｔ ｊ列目
に格納され、その後走査を１ステップ進めた際のｄａｔ
ａ１〜ｄａｔａｎはｊ＋１列目に格納される。このよう
にして２次元走査した結果が被対象物体の表面までの距
離に対応するデータとしてメモリ１１に取り込まれるこ
とになり、このメモリ１１に記憶されたデータに基づい
て３次元形状を同定することができる。
して、複数の１次元ＰＳＤｓ＋−ｓｎを光切断像の方向
に配列した１次元ＰＳＤアレイを使用しである。そして
、夫々の１次元ＰＳＤｓｉ毎に第４図に示すように信号
処理回路ｃ１〜Ｃｆｌを設けてあり、光切断像の受光と
同時に１つの光切断像における２次元形状を同定できる
ようにしである。ここで、信号処理回路ｃｒは、第３図
に示すように、１次元ＰＳＤｓｊの電流信号である各出
力ｙＬ 、Ｖｉ２を電圧信号に夫々変換するＩ／Ｖ変換
器６ ＋ 、 ６２と、変換した電圧信号を夫々増幅す
る増幅器７１，７！と、増幅出力を加算する加算器８と
、上記増幅出力を減算する減算器９と、加算出力及び減
算出力の除算を行う除算器１０とで楕成しである。そし
て、上記構成の各信号処理回路（１〜ｃｎの出力として
のデータｄａｔａ １〜ｄａｔａ ｎはｎＸｍのデータ
を記憶するメモリ１１にと憶される。ここで、メモリの
列数ｍは走査ステップ数に一致させ、行数１１は１次元
ＰＳＤの個数に一致させである。したがって、例えばｊ
回目の走査ステップにおける信号処理回路ＣＩ”−Ｃｎ
のデータｄａｔａ １〜ｄａｔａ ｎ ４．ｔ ｊ列目
に格納され、その後走査を１ステップ進めた際のｄａｔ
ａ１〜ｄａｔａｎはｊ＋１列目に格納される。このよう
にして２次元走査した結果が被対象物体の表面までの距
離に対応するデータとしてメモリ１１に取り込まれるこ
とになり、このメモリ１１に記憶されたデータに基づい
て３次元形状を同定することができる。
第５図が投受光系からなる検出系に制御部を付加した場
合の構成図を示し、メモリ１１のデータに基づく３次元
形状はＣＰＵ１２の演算処理により求め、また走査手段
３はＣＰＵ１２の制御の元で動作する走査ステップコン
トローラ１３により回動制御される。
合の構成図を示し、メモリ１１のデータに基づく３次元
形状はＣＰＵ１２の演算処理により求め、また走査手段
３はＣＰＵ１２の制御の元で動作する走査ステップコン
トローラ１３により回動制御される。
［実施例２］
第６図及び第７図に本発明の他の実施例を示す。
上述の実施例の場合には第４図に示すようにｎ個の１次
元ＰＳＤｓ、＝ｓｎの夫々に対して信号処理口Ｎ ｃ
＋〜ｃｎを設けてあり、夫々のＰ Ｓ Ｄｓ＋〜釘には
２つの出力（ｆｆ＋＋＋Ｖｚ＋、ｙｉ＋、・・・ＪＩ＋
＋・・・Ｌ＋）（Ｙ＋ｚＪ２ｔ＋Ｙコ２．・・・Ｊ１２
＋・・・ｙｅ２）があり、夫々の信号処理回路Ｃ１〜Ｃ
ｎには各出力に対してＩ／Ｖ変換器６１．６２及び増幅
器７ ＋ 、 ７２を必要とし、このため信号外ＩＩ！
ｉｔ路Ｃ１〜ｃｎの構成部品が多くなる。そこで、本実
施例では上記信号処理回路Ｃ２〜ｃｎの構成部品を低減
するようにしたものである。
元ＰＳＤｓ、＝ｓｎの夫々に対して信号処理口Ｎ ｃ
＋〜ｃｎを設けてあり、夫々のＰ Ｓ Ｄｓ＋〜釘には
２つの出力（ｆｆ＋＋＋Ｖｚ＋、ｙｉ＋、・・・ＪＩ＋
＋・・・Ｌ＋）（Ｙ＋ｚＪ２ｔ＋Ｙコ２．・・・Ｊ１２
＋・・・ｙｅ２）があり、夫々の信号処理回路Ｃ１〜Ｃ
ｎには各出力に対してＩ／Ｖ変換器６１．６２及び増幅
器７ ＋ 、 ７２を必要とし、このため信号外ＩＩ！
ｉｔ路Ｃ１〜ｃｎの構成部品が多くなる。そこで、本実
施例では上記信号処理回路Ｃ２〜ｃｎの構成部品を低減
するようにしたものである。
具体的には、第６図に示すように、１次元ＰＳＤｓ、−
ｓｎをｎ、個ずつに個のグループに分け、そのグループ
毎に信号処理回路Ｃ１＝Ｃｖを設け、例えばアナログス
イッチ等からなるセレクタ＾Ｓ、〜＾Ｓ５を通して１次
元Ｐ Ｓ Ｄｓ、〜ｓｒ＋の出力を選択的に信号処理回
路（１〜Ｃｋに入力するようにしである。ここで、出力
選択手段＾Ｓ、〜＾Ｓｋの切換制御はＣＰＵＩ２で行う
。但し、このようにすると信号処理に要する時間が多少
増加するが問題となる程度のものではない。
ｓｎをｎ、個ずつに個のグループに分け、そのグループ
毎に信号処理回路Ｃ１＝Ｃｖを設け、例えばアナログス
イッチ等からなるセレクタ＾Ｓ、〜＾Ｓ５を通して１次
元Ｐ Ｓ Ｄｓ、〜ｓｒ＋の出力を選択的に信号処理回
路（１〜Ｃｋに入力するようにしである。ここで、出力
選択手段＾Ｓ、〜＾Ｓｋの切換制御はＣＰＵＩ２で行う
。但し、このようにすると信号処理に要する時間が多少
増加するが問題となる程度のものではない。
［実施例３］
第８図乃至第１０図に本発明のさらに他の実施例を示す
、上述の各実施例の複数の１次元ＰＳＤＳ、〜ｓｎを光
切断像の方向に配列した１次元ＰＳＤアレイでは、夫々
の１次元ＰＳＤｓ、〜ｓｎの光切断像の方向における両
端部に第８図中斜線で示す無効受光領域（デッドゾーン
）（イ）が存在し、この無効受光領域（イ）の存在が３
次元形状の検出精度に与える影響を無視できなくなる場
合がある。そこで、本実施例では第９１１！ｌに示すよ
うに１次元ＰＳＤｓ、＝ｓｎを上下２段に千鳥状に配置
すると共に、斜め上下位置で対応する夫々の１次元ＰＳ
Ｄｓ、＝ｓｎの無効受光領域（イ）を上下で重ねるよう
に配置する。そして、光切断像を上下夫々の１次元ＰＳ
ＤＳ、〜ｓｎに照射するように上下の２つの光路に分岐
する分岐光学系４゛を用いる。このようにすれば、無効
受光領域（イ）の幅の影響を略半分にすることができる
。
、上述の各実施例の複数の１次元ＰＳＤＳ、〜ｓｎを光
切断像の方向に配列した１次元ＰＳＤアレイでは、夫々
の１次元ＰＳＤｓ、〜ｓｎの光切断像の方向における両
端部に第８図中斜線で示す無効受光領域（デッドゾーン
）（イ）が存在し、この無効受光領域（イ）の存在が３
次元形状の検出精度に与える影響を無視できなくなる場
合がある。そこで、本実施例では第９１１！ｌに示すよ
うに１次元ＰＳＤｓ、＝ｓｎを上下２段に千鳥状に配置
すると共に、斜め上下位置で対応する夫々の１次元ＰＳ
Ｄｓ、＝ｓｎの無効受光領域（イ）を上下で重ねるよう
に配置する。そして、光切断像を上下夫々の１次元ＰＳ
ＤＳ、〜ｓｎに照射するように上下の２つの光路に分岐
する分岐光学系４゛を用いる。このようにすれば、無効
受光領域（イ）の幅の影響を略半分にすることができる
。
［実施例４］
第１１図及び第１２因は本発明のさらに別の実施例であ
り１本実施例では上記１次元ＰＳＤアレイからなる受光
素子５を光切断像の方向において微小変位で移動させな
がら、その各位置で信号処理回路ｃ１〜Ｃ１１で信号処
理を行って１つの光切断像における２次元形状を求め、
それを繰り返すことにより光切断像の方向における分解
能を増加させるようにしたものである。
り１本実施例では上記１次元ＰＳＤアレイからなる受光
素子５を光切断像の方向において微小変位で移動させな
がら、その各位置で信号処理回路ｃ１〜Ｃ１１で信号処
理を行って１つの光切断像における２次元形状を求め、
それを繰り返すことにより光切断像の方向における分解
能を増加させるようにしたものである。
具体的には、第１１図に示すように例えば１次元ＰＳＤ
ｓ、＝ｓｎをピッチｌで配列しである場合に、１／ｎの
変位で０回移動させて信号サンプリングを繰り返す、こ
のようにすれば、光切断像の方向における分解能をｎ倍
とすることができる。
ｓ、＝ｓｎをピッチｌで配列しである場合に、１／ｎの
変位で０回移動させて信号サンプリングを繰り返す、こ
のようにすれば、光切断像の方向における分解能をｎ倍
とすることができる。
これを実現する場合、第１２図に示すように、例えばピ
エゾ素子のような一定周期で微小振幅で振動する振動素
子１４を用いて受光素子５に振動を加えると共に、上記
振動素子１４の振動の周期に同期して信号処理口Ｎｅｔ
〜Ｃｎで信号処理を繰り返すようにすればよい、但し、
この場合にはタイミングコントローラ１５を用いて、全
体のタイミングを制御するようにしておく。
エゾ素子のような一定周期で微小振幅で振動する振動素
子１４を用いて受光素子５に振動を加えると共に、上記
振動素子１４の振動の周期に同期して信号処理口Ｎｅｔ
〜Ｃｎで信号処理を繰り返すようにすればよい、但し、
この場合にはタイミングコントローラ１５を用いて、全
体のタイミングを制御するようにしておく。
［実施例５］
第１３図乃至第１５５ｆｆに本発明のさらに他の実施例
を示す。本実施例では第１３図に示すように受光光学系
４による集光面上で位置制御手段１６によって例えば１
個の１次元ＰＳＤｓを走査するようにしく走査状態を第
１４図に示す）、任意の範囲の光切断像を任意の分解能
で検出できるようにしたものである。なお、この際に第
１５図に示すように互いに一定間隔を置いた複数個の１
次元ＰＳＤ（第１５ 図ｆ） ｊｌ 合ｇ：： ハ４
ＩＩ ｆ） Ｐ Ｓ Ｄ ｓ ＋ −ｓ ４ ） ヲ受
光光学系４の集光面上で走査するようにしてもよい。
を示す。本実施例では第１３図に示すように受光光学系
４による集光面上で位置制御手段１６によって例えば１
個の１次元ＰＳＤｓを走査するようにしく走査状態を第
１４図に示す）、任意の範囲の光切断像を任意の分解能
で検出できるようにしたものである。なお、この際に第
１５図に示すように互いに一定間隔を置いた複数個の１
次元ＰＳＤ（第１５ 図ｆ） ｊｌ 合ｇ：： ハ４
ＩＩ ｆ） Ｐ Ｓ Ｄ ｓ ＋ −ｓ ４ ） ヲ受
光光学系４の集光面上で走査するようにしてもよい。
［発明の効果］
本発明は上述のように、平面状の光を発生する平面光発
生手段と、投光光学系により被検査物体に直線状に集光
される照射光に直交する方向に平面光を走査させる走査
手段と、受光光学系を介して直線状に集光される被検査
物体による反射光を受光する受光素子とからなり、上記
受光素子として、夫々１次元ＰＳＤを反射光の長手方向
に直交する向きにして、反射光の長手方向にそって複数
列設した１次元ＰＳＤアレイを用いであるので、直線状
の反射光を複数個の１次元ＰＳＤアレイからなる受光素
子で同時に受光することができ、しかも走査手段は乎面
光を直線状の照射光に直交する方向に走査するだけで済
み、このため走査に時間がかからず、高速で形状を認識
することが可能となり、また走査手段が１方向だけの走
査を行うものでよいので、装置の形状に影響を与えずに
、小形化が図れる。
生手段と、投光光学系により被検査物体に直線状に集光
される照射光に直交する方向に平面光を走査させる走査
手段と、受光光学系を介して直線状に集光される被検査
物体による反射光を受光する受光素子とからなり、上記
受光素子として、夫々１次元ＰＳＤを反射光の長手方向
に直交する向きにして、反射光の長手方向にそって複数
列設した１次元ＰＳＤアレイを用いであるので、直線状
の反射光を複数個の１次元ＰＳＤアレイからなる受光素
子で同時に受光することができ、しかも走査手段は乎面
光を直線状の照射光に直交する方向に走査するだけで済
み、このため走査に時間がかからず、高速で形状を認識
することが可能となり、また走査手段が１方向だけの走
査を行うものでよいので、装置の形状に影響を与えずに
、小形化が図れる。
また、上記１次元ＰＳＤアレイからなる受光素子の夫々
の１次元ＰＳＤを複数個毎にグループ分けし、夫々のグ
ループ毎に１次元ＰＳＤの出力を時分割で選択的に出力
するセレクタを設けると共に、夫々のセレクタの出力を
信号処理して各１次元ＰＳＤ毎に距離データを算出する
信号処理回路を設けると、信号処理回路の複数の１次元
ＰＳＤで共有でき、このため信号処理部の構成部品を削
減することができる。
の１次元ＰＳＤを複数個毎にグループ分けし、夫々のグ
ループ毎に１次元ＰＳＤの出力を時分割で選択的に出力
するセレクタを設けると共に、夫々のセレクタの出力を
信号処理して各１次元ＰＳＤ毎に距離データを算出する
信号処理回路を設けると、信号処理回路の複数の１次元
ＰＳＤで共有でき、このため信号処理部の構成部品を削
減することができる。
さらに、１次元ＰＳＤの無効受光領域の存在が形状の認
識精度に影響を与える場合には、上記１次元ＰＳＤアレ
イを構成する複数個の１次元ＰＳＤを上下に２段に千鳥
状に配列すると共に、斜め上下の位置で配置される１次
元ＰＳＤの両端の無効受光領域を上下に重ねて配列する
と、見かけ上の無効受光領域を小さくすることが可能で
あり、このため１次元ＰＳＤの無効受光領域の存在が形
状の認識精度に影響を与えなくなる。
識精度に影響を与える場合には、上記１次元ＰＳＤアレ
イを構成する複数個の１次元ＰＳＤを上下に２段に千鳥
状に配列すると共に、斜め上下の位置で配置される１次
元ＰＳＤの両端の無効受光領域を上下に重ねて配列する
と、見かけ上の無効受光領域を小さくすることが可能で
あり、このため１次元ＰＳＤの無効受光領域の存在が形
状の認識精度に影響を与えなくなる。
さらにまた、１次元ＰＳＤアレイからなる受光素子を集
光される反射光の長手方向におり）で微小変位で移動さ
せ、その各移動位置で信号処理回路で信号処理を行って
夫々の移動位置における２次元形状を求めるようにする
と、細かい範囲における形状の検出が可能となり、集光
される反射光の長手方向における分解能を高めることが
可能となる。
光される反射光の長手方向におり）で微小変位で移動さ
せ、その各移動位置で信号処理回路で信号処理を行って
夫々の移動位置における２次元形状を求めるようにする
と、細かい範囲における形状の検出が可能となり、集光
される反射光の長手方向における分解能を高めることが
可能となる。
なお、１個の１次元ＰＳＤあるいは所定間隔をおいて列
設された複数個の１次元ＰＳＤからなる受光素子を備え
、その受光素子を受光光学系の集光面内で走査して、走
査ステップ毎に距離データを算出するようにすると、集
光される反射光の長手方向における任意の範囲の受光出
力を任意の分解能で得ることが可能となる。
設された複数個の１次元ＰＳＤからなる受光素子を備え
、その受光素子を受光光学系の集光面内で走査して、走
査ステップ毎に距離データを算出するようにすると、集
光される反射光の長手方向における任意の範囲の受光出
力を任意の分解能で得ることが可能となる。
第１図は本発明の一実施例の検出系の構成を示す説明図
、第２図は受光素子として用いられる１次元ＰＳＤアレ
イを示す説明図、第３図は各１次元ＰＳＤの出力の信号
処理を行う信号処理回路の構成を示すブロック図、第４
図は信号処理部の全体構成を示す説明図、第５図は同上
の全体構成を示す説明図、第６図は他の実施例の信号処
理部の構成を示す説明図、第７［！ｌは同上の全体構成
を示す説明図、第８図は１次元ＰＳＤアレイの配列状態
を示す説明図、第９ｆ！Ｉはさらに他の実施例の１次元
ＰＳＤアレイの配列状態を示す説明図、第１０図は同上
の検出系の構成を示す説明図、第１１図はさらに別の実
施例の受光素子の動作制御方法の説明図５第１２図は同
上の全体構成を示す説明図、第１３ｔ！Ｉはさらに他の
実施例の全体構成を示す説明図、第１４図は同上の１次
元ＰＳＤの走査方法の説明図、第１５区は複数個の１次
元ＰＳＤを走査した場合の説明図、第１６図は従来例の
検出系の構成図、第１７１１！ｌ （ａ） 、 （ｂ）
は同上によって３次元形状を検出する場合の走査方法の
説明図、第１８図はさらに他の従来例の検出系の構成図
である。 １は光源、２は投光光学系、３は走査手段、４は受光光
学系、５は受光素子、５１〜Ｓ１１は１次元ＰＳＤ、ｃ
、〜ｃｎは信号処理回路である。 代理人 弁理士 石 １）長 七 第２図 第６図 第７図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図 第１６図 第１８図 手続補正書く自発） 平成２年１１月１日 平成２年特許願第２４５３４９号 ２、発明の名称 形状認識装置 ３、補正をする者 事件との間係 特許出願人 住 所 大阪府門真市大字門真１０４８番地名称（５８
３）松下電工株式会社 代表者 三好俊夫 ４、代理人 郵便番号 ５３０ 住 所 大阪市北区楕円１丁目１２番１７号（楕円ビル
５階）−ｍ− ８、補正の内容 添付図面中の第９図を別紙のよ うに訂正する。
、第２図は受光素子として用いられる１次元ＰＳＤアレ
イを示す説明図、第３図は各１次元ＰＳＤの出力の信号
処理を行う信号処理回路の構成を示すブロック図、第４
図は信号処理部の全体構成を示す説明図、第５図は同上
の全体構成を示す説明図、第６図は他の実施例の信号処
理部の構成を示す説明図、第７［！ｌは同上の全体構成
を示す説明図、第８図は１次元ＰＳＤアレイの配列状態
を示す説明図、第９ｆ！Ｉはさらに他の実施例の１次元
ＰＳＤアレイの配列状態を示す説明図、第１０図は同上
の検出系の構成を示す説明図、第１１図はさらに別の実
施例の受光素子の動作制御方法の説明図５第１２図は同
上の全体構成を示す説明図、第１３ｔ！Ｉはさらに他の
実施例の全体構成を示す説明図、第１４図は同上の１次
元ＰＳＤの走査方法の説明図、第１５区は複数個の１次
元ＰＳＤを走査した場合の説明図、第１６図は従来例の
検出系の構成図、第１７１１！ｌ （ａ） 、 （ｂ）
は同上によって３次元形状を検出する場合の走査方法の
説明図、第１８図はさらに他の従来例の検出系の構成図
である。 １は光源、２は投光光学系、３は走査手段、４は受光光
学系、５は受光素子、５１〜Ｓ１１は１次元ＰＳＤ、ｃ
、〜ｃｎは信号処理回路である。 代理人 弁理士 石 １）長 七 第２図 第６図 第７図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図 第１６図 第１８図 手続補正書く自発） 平成２年１１月１日 平成２年特許願第２４５３４９号 ２、発明の名称 形状認識装置 ３、補正をする者 事件との間係 特許出願人 住 所 大阪府門真市大字門真１０４８番地名称（５８
３）松下電工株式会社 代表者 三好俊夫 ４、代理人 郵便番号 ５３０ 住 所 大阪市北区楕円１丁目１２番１７号（楕円ビル
５階）−ｍ− ８、補正の内容 添付図面中の第９図を別紙のよ うに訂正する。
Claims (5)
- （１）平面状の光を発生する平面光発生手段と、投光光
学系により被検査物体に直線状に集光される照射光に直
交する方向に平面光を走査させる走査手段と、受光光学
系を介して直線状に集光される被検査物体による反射光
を受光する受光素子とからなり、上記受光素子として、
夫々１次元ＰＳＤを反射光の長手方向に直交する向きに
して、反射光の長手方向にそって複数列設した１次元Ｐ
ＳＤアレイを用いて成ることを特徴とする形状認識装置
。 - （２）上記１次元ＰＳＤアレイからなる受光素子の夫々
の１次元ＰＳＤを複数個毎にグループ分けし、夫々のグ
ループ毎に１次元ＰＳＤの出力を時分割で選択的に出力
するセレクタを設けると共に、夫々のセレクタの出力を
信号処理して各１次元ＰＳＤ毎に距離データを算出する
信号処理回路を設けて成ることを特徴とする請求項１記
載の形状認識装置。 - （３）上記１次元ＰＳＤアレイを構成する複数個の１次
元ＰＳＤを上下に２段に千鳥状に配列すると共に、斜め
上下の位置で配置される１次元ＰＳＤの両端の無効受光
領域を上下に重ねて配列して成ることを特徴とする請求
項１記載の形状認識装置。 - （４）１次元ＰＳＤアレイからなる受光素子を集光され
る反射光の長手方向において微小変位で移動させ、その
各移動位置で信号処理回路で信号処理を行つて夫々の移
動位置における２次元形状を求めて成ることを特徴とす
る請求項１記載の形状認識装置。 - （５）１個の１次元ＰＳＤあるいは所定間隔をおいて列
設された複数個の１次元ＰＳＤからなる受光素子を備え
、その受光素子を受光光学系の集光面内で走査して、走
査ステップ毎に距離データを算出して成ることを特徴と
する形状認識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2245349A JPH0726825B2 (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 形状認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2245349A JPH0726825B2 (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 形状認識装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04122809A true JPH04122809A (ja) | 1992-04-23 |
| JPH0726825B2 JPH0726825B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=17132353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2245349A Expired - Fee Related JPH0726825B2 (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 形状認識装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726825B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5629704A (en) * | 1994-09-12 | 1997-05-13 | Nissan Motor Co., Ltd. | Target position detecting apparatus and method utilizing radar |
| JP2008309532A (ja) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Lasertec Corp | ３次元測定装置及び検査装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58115312A (ja) * | 1981-12-29 | 1983-07-09 | Matsushita Electric Works Ltd | 表面欠陥検出装置 |
| JPS6044810A (ja) * | 1983-08-22 | 1985-03-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スポット光位置検出装置 |
-
1990
- 1990-09-14 JP JP2245349A patent/JPH0726825B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58115312A (ja) * | 1981-12-29 | 1983-07-09 | Matsushita Electric Works Ltd | 表面欠陥検出装置 |
| JPS6044810A (ja) * | 1983-08-22 | 1985-03-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スポット光位置検出装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5629704A (en) * | 1994-09-12 | 1997-05-13 | Nissan Motor Co., Ltd. | Target position detecting apparatus and method utilizing radar |
| JP2008309532A (ja) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Lasertec Corp | ３次元測定装置及び検査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0726825B2 (ja) | 1995-03-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |