JPH07128018A - ２値化法 - Google Patents
２値化法Info
- Publication number
- JPH07128018A JPH07128018A JP30336293A JP30336293A JPH07128018A JP H07128018 A JPH07128018 A JP H07128018A JP 30336293 A JP30336293 A JP 30336293A JP 30336293 A JP30336293 A JP 30336293A JP H07128018 A JPH07128018 A JP H07128018A
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- Japan
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- circuit
- measurement
- light
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- Granted
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ＣＣＤリニアイメージセンサを用いた形状、
寸法の計測において、周囲環境光量の影響を受け難い２
値化処理法を利用した高精度計側法を提供する。 【構成】 ＣＣＤリニアセンサ出力１の走査に同期させ
スイッチ入力タイミング発生回路２により積分回路３を
作動させて周囲環境光量を検出する回路と、この積分値
を保持し２値化しきい値の基準とするサンプルホールド
回路４からなり、これをしきい値としてＣＣＤリニアセ
ンサ出力１を２値化する構成からなっている。
寸法の計測において、周囲環境光量の影響を受け難い２
値化処理法を利用した高精度計側法を提供する。 【構成】 ＣＣＤリニアセンサ出力１の走査に同期させ
スイッチ入力タイミング発生回路２により積分回路３を
作動させて周囲環境光量を検出する回路と、この積分値
を保持し２値化しきい値の基準とするサンプルホールド
回路４からなり、これをしきい値としてＣＣＤリニアセ
ンサ出力１を２値化する構成からなっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】ＣＣＤリニアイメージセンサを用
いた形状、寸法等の計測に於いて、レンズの汚れなどの
光学系の状態変化、煙・霧などの空気汚染による光量変
化、外乱光、等の周囲環境光量の影響を受け難い２値化
処理法を利用した高精度計測法の開発を目的とする。
いた形状、寸法等の計測に於いて、レンズの汚れなどの
光学系の状態変化、煙・霧などの空気汚染による光量変
化、外乱光、等の周囲環境光量の影響を受け難い２値化
処理法を利用した高精度計測法の開発を目的とする。
【０００２】
【従来の技術】例えば、同一品番の製品形状、寸法を繰
り返し測定する場合を考える。まず上記センサのアナロ
グ出力電圧を２値化する際のしきい電圧値は、光源光量
や周囲環境光量等に合わせて測定者により初期設定され
る。そして実際に何度か測定を実施して得られるデータ
のばらつきの大きさ等により周囲環境光量の変化量を推
定し、そのデータを２値化しきい値の決定に利用してい
る。つまり２値化しきい値は、前回測定時までの周囲環
境光量データにより決定されていることになる。また、
リアルタイムでしきい値を決定する２値化法も実施され
ており、それらは形状、寸法測定用とは別に、１個また
は複数のセンサを用いて周囲環境光量を測定し、そこで
得られるデータを２値化しきい値決定に利用している。
り返し測定する場合を考える。まず上記センサのアナロ
グ出力電圧を２値化する際のしきい電圧値は、光源光量
や周囲環境光量等に合わせて測定者により初期設定され
る。そして実際に何度か測定を実施して得られるデータ
のばらつきの大きさ等により周囲環境光量の変化量を推
定し、そのデータを２値化しきい値の決定に利用してい
る。つまり２値化しきい値は、前回測定時までの周囲環
境光量データにより決定されていることになる。また、
リアルタイムでしきい値を決定する２値化法も実施され
ており、それらは形状、寸法測定用とは別に、１個また
は複数のセンサを用いて周囲環境光量を測定し、そこで
得られるデータを２値化しきい値決定に利用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、形状、
寸法測定用のセンサ１個のみを用いた測定システムでは
リアルタイムに２値化しきい値を決定できないため測定
データの精度向上が難しく、またリアルタイムでのしき
い値決定を実現するために個別に周囲環境光量測定用セ
ンサを使用すればシステムが大きくなり更にコストアッ
プとなる。この寸法測定と周囲環境光量測定用センサを
単数にてまかなう場合、まず測定対象物無しで周囲環境
光量のみを検出しそのデータを基にしきい値を決定する
ように、寸法測定のためにセンサ走査が２回以上必要と
なり、また、周囲環境光量を検出した時と測定対象物の
寸法測定を行なう時で時間的ずれが生じるためしきい値
設定が正確でなくかつリアルタイム性も損なわれ従って
得られる寸法も不正確となってしまう。次に、周囲環境
光量測定用と寸法測定用に各各専用のセンサを設けた場
合、周囲環境光量測定用センサで得られたデータにより
しきい値を決定し、寸法測定に使用するシステムでは、
測定精度向上のために使用する二つ以上のセンサのタイ
ミングを同期させる必要があり、そのタイミングがずれ
ると測定精度が下がり、また、このようなセンサの複数
増設はシステムを大型化しコストを上昇させる欠点を有
する。本発明はこのような欠点に鑑みて、１個のセンサ
のみで光源光量変化、外乱光等の周囲環境光量の影響を
受け難い２値化処理法を利用した高精度計測法を提供す
ることを目的とする。
寸法測定用のセンサ１個のみを用いた測定システムでは
リアルタイムに２値化しきい値を決定できないため測定
データの精度向上が難しく、またリアルタイムでのしき
い値決定を実現するために個別に周囲環境光量測定用セ
ンサを使用すればシステムが大きくなり更にコストアッ
プとなる。この寸法測定と周囲環境光量測定用センサを
単数にてまかなう場合、まず測定対象物無しで周囲環境
光量のみを検出しそのデータを基にしきい値を決定する
ように、寸法測定のためにセンサ走査が２回以上必要と
なり、また、周囲環境光量を検出した時と測定対象物の
寸法測定を行なう時で時間的ずれが生じるためしきい値
設定が正確でなくかつリアルタイム性も損なわれ従って
得られる寸法も不正確となってしまう。次に、周囲環境
光量測定用と寸法測定用に各各専用のセンサを設けた場
合、周囲環境光量測定用センサで得られたデータにより
しきい値を決定し、寸法測定に使用するシステムでは、
測定精度向上のために使用する二つ以上のセンサのタイ
ミングを同期させる必要があり、そのタイミングがずれ
ると測定精度が下がり、また、このようなセンサの複数
増設はシステムを大型化しコストを上昇させる欠点を有
する。本発明はこのような欠点に鑑みて、１個のセンサ
のみで光源光量変化、外乱光等の周囲環境光量の影響を
受け難い２値化処理法を利用した高精度計測法を提供す
ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源から被測
定物体越しに光をイメージセンサーに照射せしめ、イメ
ージセンサーに投影された被検出物体の影の長さによっ
て外形寸法を測定する測定方法であって、図面を基に説
明すると図１に示すように、ＣＣＤリニアセンサ出力１
の走査に同期させスイッチ入力タイミング発生回路２に
より積分回路３を作動させて周囲環境光量を検出する回
路と、この積分値を保持し２値化しきい値の基準とする
サンプルホールド回路４からなり、これをしきい値とし
てＣＣＤリニアセンサ出力１を２値化する構成からなっ
ている。
定物体越しに光をイメージセンサーに照射せしめ、イメ
ージセンサーに投影された被検出物体の影の長さによっ
て外形寸法を測定する測定方法であって、図面を基に説
明すると図１に示すように、ＣＣＤリニアセンサ出力１
の走査に同期させスイッチ入力タイミング発生回路２に
より積分回路３を作動させて周囲環境光量を検出する回
路と、この積分値を保持し２値化しきい値の基準とする
サンプルホールド回路４からなり、これをしきい値とし
てＣＣＤリニアセンサ出力１を２値化する構成からなっ
ている。
【０００５】本発明の特徴は、 （１）．２値化しきい値をリアルタイムで決定し、かつ
２値化しきい値決定に必要な周囲環境光量データを新た
に設置したセンサではなく形状、寸法測定用センサで測
定する点。 （２）．ＣＣＤリニアセンサ走査毎に、その時点の周囲
環境光量に適応した２値化しきい値を決定し、しかもそ
の走査で得られたＣＣＤリニアセンサアナログ出力をそ
の走査で決定したしきい値で２値化する点。 上記２点を同時に実現した点にある。上記構成での作用
を、図２及び図３に示すタイムチャートをもとに図１の
動作を説明すると、被検出物体の寸法を測定するとき、
まず、ＣＣＤリニアセンサ出力１（図２の波形ではａ）
の走査に同期させてスイッチ入力タイミング発生回路２
（図２の波形ｂ）により積分回路３（図２の波形ｃ）を
作動させ周囲環境光量を検出する。ここで得られた積分
値（波形ｃ）をサンプルホールド回路４（波形ｄ）で保
持し２値化しきい値の基準とする。前記サンプルホール
ド回路４では、この積分値（波形ｄ）を次のサンプル信
号が来るまで保持し２値化回路５のしきい値の基準値と
してＣＣＤリニアセンサ出力１を２値化する。上記出力
により精度の高い製品寸法を示した波形ｅが得られる。
２値化しきい値決定に必要な周囲環境光量データを新た
に設置したセンサではなく形状、寸法測定用センサで測
定する点。 （２）．ＣＣＤリニアセンサ走査毎に、その時点の周囲
環境光量に適応した２値化しきい値を決定し、しかもそ
の走査で得られたＣＣＤリニアセンサアナログ出力をそ
の走査で決定したしきい値で２値化する点。 上記２点を同時に実現した点にある。上記構成での作用
を、図２及び図３に示すタイムチャートをもとに図１の
動作を説明すると、被検出物体の寸法を測定するとき、
まず、ＣＣＤリニアセンサ出力１（図２の波形ではａ）
の走査に同期させてスイッチ入力タイミング発生回路２
（図２の波形ｂ）により積分回路３（図２の波形ｃ）を
作動させ周囲環境光量を検出する。ここで得られた積分
値（波形ｃ）をサンプルホールド回路４（波形ｄ）で保
持し２値化しきい値の基準とする。前記サンプルホール
ド回路４では、この積分値（波形ｄ）を次のサンプル信
号が来るまで保持し２値化回路５のしきい値の基準値と
してＣＣＤリニアセンサ出力１を２値化する。上記出力
により精度の高い製品寸法を示した波形ｅが得られる。
【０００６】
【実施例】発明した原理の有効性を検証するため実際に
光学系と回路を構成し２値化しきい値を固定した測定シ
ステムと比較して寸法測定実験を行った。本実験では、
図３に示すようにまず２値化出力を用いてこの２値化出
力の立ち上がり立ち下がりでパルスを発生させる。そし
てその時のＣＣＤセンサ画素カウント値をコンピュータ
に転送し、そのカウント値を測定対象物の大きさに変換
して寸法を測定した。その結果本システムの高精度寸法
計測法としての有効性が確認できた。しきい値を固定し
た方法では、しきい値のマニュアル調整を行わないと得
られた測定値は光源光量が変化すると大きく変動する。
それに対し本システムは、光源光量が変化してもほぼ一
定の測定値が得られた。これは、光源光量の変化に適応
して２値化しきい値が自動的に変更されるためで、今回
付加した回路が有効に機能している事を示している。ま
た、画素間のデータを補間してサブピクセル的に画素を
求める等の方法と組み合わせることで更に高精度の測定
が可能である。
光学系と回路を構成し２値化しきい値を固定した測定シ
ステムと比較して寸法測定実験を行った。本実験では、
図３に示すようにまず２値化出力を用いてこの２値化出
力の立ち上がり立ち下がりでパルスを発生させる。そし
てその時のＣＣＤセンサ画素カウント値をコンピュータ
に転送し、そのカウント値を測定対象物の大きさに変換
して寸法を測定した。その結果本システムの高精度寸法
計測法としての有効性が確認できた。しきい値を固定し
た方法では、しきい値のマニュアル調整を行わないと得
られた測定値は光源光量が変化すると大きく変動する。
それに対し本システムは、光源光量が変化してもほぼ一
定の測定値が得られた。これは、光源光量の変化に適応
して２値化しきい値が自動的に変更されるためで、今回
付加した回路が有効に機能している事を示している。ま
た、画素間のデータを補間してサブピクセル的に画素を
求める等の方法と組み合わせることで更に高精度の測定
が可能である。
【０００７】
【発明の効果】本発明を用いる効果として、光源の寿命
による僅かな光量変化や、従来の測定システムでは測定
値に影響を与えていたと考えられる周囲環境光量（シス
テムが設置される部屋の照明等）の変化等もＣＣＤリニ
アセンサ１走査毎に２値化しきい値を決定することによ
りその影響を無視することが可能となった。また、画素
全体の約５％以内の部分で周囲環境光量を検出すること
ができ、従来、測定にＣＣＤリニアセンサを用いる場合
では電気的なノイズを嫌って使用していない部分の有効
利用が図れるものとなった。さらに該２値化により、リ
アルタイムな計測が可能でシステムを小型化しコストの
低減を実現する。
による僅かな光量変化や、従来の測定システムでは測定
値に影響を与えていたと考えられる周囲環境光量（シス
テムが設置される部屋の照明等）の変化等もＣＣＤリニ
アセンサ１走査毎に２値化しきい値を決定することによ
りその影響を無視することが可能となった。また、画素
全体の約５％以内の部分で周囲環境光量を検出すること
ができ、従来、測定にＣＣＤリニアセンサを用いる場合
では電気的なノイズを嫌って使用していない部分の有効
利用が図れるものとなった。さらに該２値化により、リ
アルタイムな計測が可能でシステムを小型化しコストの
低減を実現する。
【０００８】
【図１】本発明のシステムのブロック図である。
【図２】本発明のタイムチャート図である。
【図３】図２のタイムチャート図の合成図である。
【０００９】
１ ＣＣＤリニアセンサ出力 ２ スイッチ入力タイミング発生回路 ３ 積分回路 ４ サンプルホールド回路 ５ ２値化回路 ａ ＣＣＤリニアセンサ出力１の波形 ｂ スイッチ入力タイミング発生回路２の波形 ｃ 積分回路３の波形 ｄ 積分値の波形 ｅ 製品寸法を示した波形
Claims (1)
- 【請求項１】 光源から被測定物体越しに光をイメージ
センサーに照射し、イメージセンサーに投影された被検
出物体の影の長さによって外形寸法を測定するものにお
いて、 センサの走査に同期させタイミング発生回路により積分
回路を作動させて光源光と周囲環境光に基づいてセンサ
が受光する全光量を検出する回路と、 この積分値を保持し、２値化しきい値の基準とするサン
プルホールド回路からなり、 これをしきい値としてＣＣＤリニアセンサ出力を２値化
することを特徴とした２値化法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30336293A JP3262924B2 (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | ２値化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30336293A JP3262924B2 (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | ２値化法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128018A true JPH07128018A (ja) | 1995-05-19 |
| JP3262924B2 JP3262924B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=17920079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30336293A Expired - Fee Related JP3262924B2 (ja) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | ２値化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3262924B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006349416A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Mitsutoyo Corp | 表面性状測定機 |
| JP2010200934A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Juki Corp | ボタンの表裏判別方法およびボタンの表裏判別装置 |
| JP2010220945A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Juki Corp | ボタンの表裏判別装置 |
-
1993
- 1993-11-08 JP JP30336293A patent/JP3262924B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006349416A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Mitsutoyo Corp | 表面性状測定機 |
| JP2010200934A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Juki Corp | ボタンの表裏判別方法およびボタンの表裏判別装置 |
| JP2010220945A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Juki Corp | ボタンの表裏判別装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3262924B2 (ja) | 2002-03-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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