JPS6020784B2 - パタ−ン読取方法 - Google Patents
パタ−ン読取方法Info
- Publication number
- JPS6020784B2 JPS6020784B2 JP52083191A JP8319177A JPS6020784B2 JP S6020784 B2 JPS6020784 B2 JP S6020784B2 JP 52083191 A JP52083191 A JP 52083191A JP 8319177 A JP8319177 A JP 8319177A JP S6020784 B2 JPS6020784 B2 JP S6020784B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- light
- read
- interference
- mask
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- 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
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- Image Analysis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はパターン読取方法に関し、特に被読取Ｚパター
ンが予定の基準パターンと一致するか否かを検知する例
えば光学式ェンコーダや、パターン謙取装置等に適用し
て好適ならしめたものである。
ンが予定の基準パターンと一致するか否かを検知する例
えば光学式ェンコーダや、パターン謙取装置等に適用し
て好適ならしめたものである。
例えば回転系の制御に用いられるロータリー工Ｚンコー
ダでは、第６図に示すように、白黒の被読取パターン２
が印刷された回転板を回転させ、発光部８で照射し、被
読取パターン２を透過した光を受光部９で受光する。
ダでは、第６図に示すように、白黒の被読取パターン２
が印刷された回転板を回転させ、発光部８で照射し、被
読取パターン２を透過した光を受光部９で受光する。
受光部９は・・・・・・・・・の被読取パターン２に対
応して、電気信号を発生する機能を有している。被読取
パターン２は高精度の定ピッチで作られているから、発
生する電気パルスは、回転板１の回転数を正確に反映す
る。しかし、この被読取パターン２も微小な誤差を含む
ことが多く、これを除くために、第１図のような光学系
によって、平均ピッチに対応したパルスを発生するよう
になっている。なお、第１図では、発光部８を、受光部
９と同一側に設けてあるが、本質的には同機である。第
６図の受光部９には、第１図のレンズ系４、マスク６、
光センサー５が内蔵されている。従釆のパターン諸取方
法は、第１図に示すように回転板１上被読取パターン２
に対して照明光３を照射し、その反射光をレンズ系４を
介して光検出器構成のイメージセンサ５に入力する。
応して、電気信号を発生する機能を有している。被読取
パターン２は高精度の定ピッチで作られているから、発
生する電気パルスは、回転板１の回転数を正確に反映す
る。しかし、この被読取パターン２も微小な誤差を含む
ことが多く、これを除くために、第１図のような光学系
によって、平均ピッチに対応したパルスを発生するよう
になっている。なお、第１図では、発光部８を、受光部
９と同一側に設けてあるが、本質的には同機である。第
６図の受光部９には、第１図のレンズ系４、マスク６、
光センサー５が内蔵されている。従釆のパターン諸取方
法は、第１図に示すように回転板１上被読取パターン２
に対して照明光３を照射し、その反射光をレンズ系４を
介して光検出器構成のイメージセンサ５に入力する。
レンズ系４及び光センサ５間には被読取パターン２と比
較すべき基準パターンとしてアパーチャ６を形成してな
るマスク７が配される。しかるに被読取パターン２の明
部と、マスク７のアパーチャ部とが形成するパターンが
一致したとき、イメージセンサ５にて得られる検出出力
信号ＤＴは最大となる。
較すべき基準パターンとしてアパーチャ６を形成してな
るマスク７が配される。しかるに被読取パターン２の明
部と、マスク７のアパーチャ部とが形成するパターンが
一致したとき、イメージセンサ５にて得られる検出出力
信号ＤＴは最大となる。
このように最大出力を得るには被読取パターン２として
規則的縞模様を謙取るようになされたェンコーダにおい
ては、マスク６として同じ規則的綿模様をもつ基準パタ
ーンを選べば良く、かくして被読取パターンが何かを検
出できる。ところでこのように規則的縞模様を読取るェ
ンコーダにおいては、エンコーダにピッチむらがあって
もマスク７が正確なピッチの基準パターンをもってさえ
いれば、検出信号ＤＴのピッチむらは非常に少なくなる
利点がある。
規則的縞模様を謙取るようになされたェンコーダにおい
ては、マスク６として同じ規則的綿模様をもつ基準パタ
ーンを選べば良く、かくして被読取パターンが何かを検
出できる。ところでこのように規則的縞模様を読取るェ
ンコーダにおいては、エンコーダにピッチむらがあって
もマスク７が正確なピッチの基準パターンをもってさえ
いれば、検出信号ＤＴのピッチむらは非常に少なくなる
利点がある。
またマスク７のアパーチャの数が複数個あるから単一ス
リットの場合に比してイメージセンサ５へ入射する光量
が多くなるので検出もし易くなる利点がある。しかし第
１図の方法に依る場合、マスク７を作るにつき高精度の
加工が要求されると共に、マスク７の反射光に対する位
置調整が複雑となるを避け得ない。
リットの場合に比してイメージセンサ５へ入射する光量
が多くなるので検出もし易くなる利点がある。しかし第
１図の方法に依る場合、マスク７を作るにつき高精度の
加工が要求されると共に、マスク７の反射光に対する位
置調整が複雑となるを避け得ない。
これに加えて、マスク７として中間調を必要とする場合
（換言すれば中間調をもつパターンをも検出しなければ
ならないような場合）には、マスク７の製作を容易には
なし得ない問題がある。以上の点を考慮して本発明は上
述の従来方法の長所はこれを損うことなく生かしながら
、従釆方法の欠点を一挙に解決しようとしたもので、規
則性をもつ被読取パターン上に干渉または回折パターン
を生じさせ、この干渉または回折パターンとの相互関係
に基づいて基準との被読取パターンの一致、不一致を検
知できるようにしたものである。
（換言すれば中間調をもつパターンをも検出しなければ
ならないような場合）には、マスク７の製作を容易には
なし得ない問題がある。以上の点を考慮して本発明は上
述の従来方法の長所はこれを損うことなく生かしながら
、従釆方法の欠点を一挙に解決しようとしたもので、規
則性をもつ被読取パターン上に干渉または回折パターン
を生じさせ、この干渉または回折パターンとの相互関係
に基づいて基準との被読取パターンの一致、不一致を検
知できるようにしたものである。
以下図面について本発明の一例を詳述するに、第２図Ａ
において、１１は回転板１２上に形成された被読取パタ
ーンで、明パターン部１１ａと、日音パターン部１１ｂ
とでなる。
において、１１は回転板１２上に形成された被読取パタ
ーンで、明パターン部１１ａと、日音パターン部１１ｂ
とでなる。
この被読取パターン１１上には、干渉光発生部１３から
の干渉光１４によって干渉パターンが形成される。
の干渉光１４によって干渉パターンが形成される。
ここで干渉パターンとは光による干渉が原因で生じたパ
ターンのことで、いわゆる回析パターンを含むものとす
る。干渉光発生部１３は、光源光１７によって照射され
る２つのスリット１５を有する干渉パターン用マスク１
６を具え、スリット１５の透過光によって干渉光１４が
形成される。かくして回転板１２上に照射された干渉光
１４による反射光１８はしンズ系１９を介してィメ−ジ
センサ２０に与えられ、このセンサ２０において電気的
検出信号ＤＴに変換される。
ターンのことで、いわゆる回析パターンを含むものとす
る。干渉光発生部１３は、光源光１７によって照射され
る２つのスリット１５を有する干渉パターン用マスク１
６を具え、スリット１５の透過光によって干渉光１４が
形成される。かくして回転板１２上に照射された干渉光
１４による反射光１８はしンズ系１９を介してィメ−ジ
センサ２０に与えられ、このセンサ２０において電気的
検出信号ＤＴに変換される。
上述の干渉発生部１３において、干渉パターン用マスク
１６のスリット間隔をｄ、回転板１２上の干渉パターン
１１の周期をＤ、回転板１２及び干渉パターン用マスク
１６間の距離をＬとすると、Ｄ三吉＾ ………
……【１１ の関係が成立つような回転板１２の表面上（換言すれば
被読取パターン１１上）の位置に明暗の干渉縞が生ずる
。
１６のスリット間隔をｄ、回転板１２上の干渉パターン
１１の周期をＤ、回転板１２及び干渉パターン用マスク
１６間の距離をＬとすると、Ｄ三吉＾ ………
……【１１ の関係が成立つような回転板１２の表面上（換言すれば
被読取パターン１１上）の位置に明暗の干渉縞が生ずる
。
ただし＾は光の波長である。そこで回転板１２と干渉パ
ターン用マスク１６間の距離Ｌを被読取パターン１１の
ピッチと干渉パターンとのピッチがほぼ一致するように
調整する。すると回転板１２が矢印２１の方向に動いた
場合、彼論取パターン１１と干渉パターンの明暗が一致
すれば、イメージセンサ２０に強い反射光が入射し、一
致しなければ反射光はほとんどゼロとなる。従ってイメ
ージセンサゼロの検出出力ＤＴにより彼謙取パターン１
１を読取ることができる。なお干渉光１４を得るにつ
き、光源光１７としては可千渉性の単一波長光を用いる
ことが望ましい。
ターン用マスク１６間の距離Ｌを被読取パターン１１の
ピッチと干渉パターンとのピッチがほぼ一致するように
調整する。すると回転板１２が矢印２１の方向に動いた
場合、彼論取パターン１１と干渉パターンの明暗が一致
すれば、イメージセンサ２０に強い反射光が入射し、一
致しなければ反射光はほとんどゼロとなる。従ってイメ
ージセンサゼロの検出出力ＤＴにより彼謙取パターン１
１を読取ることができる。なお干渉光１４を得るにつ
き、光源光１７としては可千渉性の単一波長光を用いる
ことが望ましい。
なお第２図Ａの構成に代え第２図Ｂの光学系を用いるよ
うにしてもよい。
うにしてもよい。
すなわち第２図Ａの場合は、干渉パターン１４は、像の
周辺部では多少ずれることが考えられるが、更にパター
ンのピッチを正確にするには第２図Ｂのように干渉パタ
ーン用マスク１６の通過光をレンズ２５を介して原稿１
２上に照射するようにする。かくすれば、レンズ２５の
焦点距離をＦとするとき｛１）式は、Ｄ＝亭入
‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐■と表現できる。
周辺部では多少ずれることが考えられるが、更にパター
ンのピッチを正確にするには第２図Ｂのように干渉パタ
ーン用マスク１６の通過光をレンズ２５を介して原稿１
２上に照射するようにする。かくすれば、レンズ２５の
焦点距離をＦとするとき｛１）式は、Ｄ＝亭入
‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐■と表現できる。
次に第３図に本発明の他の実施例を示す。
この場合干渉光発生部１３は光源３１から照射された光
源光３２をハーフミラー３３を透過させて回転板１２の
面上に照射させると共に、ハーフミラー３３の反射光を
ミラー３４によって反射させて回転板１２の面上に照射
させる。かくすれば、回転板１２の表面上に干渉光によ
る干渉パターンを形成する。
源光３２をハーフミラー３３を透過させて回転板１２の
面上に照射させると共に、ハーフミラー３３の反射光を
ミラー３４によって反射させて回転板１２の面上に照射
させる。かくすれば、回転板１２の表面上に干渉光によ
る干渉パターンを形成する。
次に第４図に本発明のさらに他の実施例を示す。
この場合被読取パターンに対する照射光として回折光を
用いたものである。第４図において、４２は基準パター
ン発生部材で、例えばホログラムでなる。
用いたものである。第４図において、４２は基準パター
ン発生部材で、例えばホログラムでなる。
この場合光源光４１としてレーザ光を用い、この光源光
４１をホログラム４２を介して回転板１２上の被読取パ
ターン上に照射し、回転板１２の表面からの反射光をレ
ンズ系４３を介してイメージセンサ４４にて検出する。
４１をホログラム４２を介して回転板１２上の被読取パ
ターン上に照射し、回転板１２の表面からの反射光をレ
ンズ系４３を介してイメージセンサ４４にて検出する。
第４図において、回転板１２への照射領域４５の大きさ
及び形状はこれを予めホログラム４２に記憶しておく。
かすれば、回転板１２の議取り画素の形状が変更した場
合には、これに応じてホログラム４２を変換することに
よって容易に検出し得る。すなわち画像情報はホログラ
ムの記憶を論出して比較して行くことにより確実かつ簡
易に読取ることができる。しかるにこのとき、ホログラ
ム４２の位置精度としては高い精度は要求されず、しか
もホログラム記録体の欠陥に対しても余り影響を受けな
いで済む。
及び形状はこれを予めホログラム４２に記憶しておく。
かすれば、回転板１２の議取り画素の形状が変更した場
合には、これに応じてホログラム４２を変換することに
よって容易に検出し得る。すなわち画像情報はホログラ
ムの記憶を論出して比較して行くことにより確実かつ簡
易に読取ることができる。しかるにこのとき、ホログラ
ム４２の位置精度としては高い精度は要求されず、しか
もホログラム記録体の欠陥に対しても余り影響を受けな
いで済む。
従って第４図の方法は特に実用的なパターン謙取装置を
提供することができる。ここにおいて、もしパターン１
２が規則的格子状パターンであるならば、基準パターン
発生部材４２は通常の回折格子を利用することができる
。
提供することができる。ここにおいて、もしパターン１
２が規則的格子状パターンであるならば、基準パターン
発生部材４２は通常の回折格子を利用することができる
。
この場合部材４２は反射型回折格子、あるいは反射型ホ
ログラムであっても何らさしつかえない。以上の通り本
発明によれば、被読取パターンを検出するための基準パ
ターンとして、干渉または回転パターンを用いている。
干渉または回転パターンのピッチは物理現像により生ず
るものであるから極めて正確である。従って従来のよう
に高精度のマスクを用意することなく、極めて簡単にか
つ極めて高精度に被読取パターンを読取ることができる
。また第４図について上述したようにホログラム４２を
使用した場合には、中間調のパターン投影も容易となり
、従って被読取パターンの読取可能範囲を一段を拡げる
ことができる。
ログラムであっても何らさしつかえない。以上の通り本
発明によれば、被読取パターンを検出するための基準パ
ターンとして、干渉または回転パターンを用いている。
干渉または回転パターンのピッチは物理現像により生ず
るものであるから極めて正確である。従って従来のよう
に高精度のマスクを用意することなく、極めて簡単にか
つ極めて高精度に被読取パターンを読取ることができる
。また第４図について上述したようにホログラム４２を
使用した場合には、中間調のパターン投影も容易となり
、従って被読取パターンの読取可能範囲を一段を拡げる
ことができる。
なお中間調のパターン投影とは第５図に示す如く、濃く
表現した周縁部分５１は光の強度が最も強く、この周縁
部分５２から中心部に行くに従って光の強度を徐々に弱
くして行くようにした照射光を用いることを意味する。
表現した周縁部分５１は光の強度が最も強く、この周縁
部分５２から中心部に行くに従って光の強度を徐々に弱
くして行くようにした照射光を用いることを意味する。
第５図の照射光を第４図のシステムに利用すれば、被読
取パターンに含まれる正方形アパーチヤの周辺部の情報
が最も大きく検出結果を与えるようにし得る。
取パターンに含まれる正方形アパーチヤの周辺部の情報
が最も大きく検出結果を与えるようにし得る。
第１図、第６図は従来のパターン読取方法を示す系統的
略線図、第２図Ａ，Ｂは本発明に依るパターン論取方法
の一例を示す系統的略線図、第３図及び第４図は本発明
の他の例を示す系統的略線図、第５図は第４図の系に用
い得る照射光を示す０略線図である。 １，１２・・・・・・原稿、２，１１・・・・・・被読
取パターン、３……照明光、４，１９，４３……レンズ
系、５，２０，４４……イメージセンサ、７……マスク
、１３・・・・・・干渉光発生部、１４・・・・・・干
渉タ光、１５・・・…スリット、１６・・・・・・干渉
パターン用マスク、１７，３２，４１・・・・・・光源
光、１８…・・・反射光、３１・・・・・・光源、３３
・・・・・・ハーフミラー、３４・・・・・・ミフー、
４２・・・・・・基準パターン発生部材（ホログラム）
、４５・・・・・・照射領域。 第１図第２図Ａ 緒２図Ｂ 第３図 溝４図 第５図 第６図
略線図、第２図Ａ，Ｂは本発明に依るパターン論取方法
の一例を示す系統的略線図、第３図及び第４図は本発明
の他の例を示す系統的略線図、第５図は第４図の系に用
い得る照射光を示す０略線図である。 １，１２・・・・・・原稿、２，１１・・・・・・被読
取パターン、３……照明光、４，１９，４３……レンズ
系、５，２０，４４……イメージセンサ、７……マスク
、１３・・・・・・干渉光発生部、１４・・・・・・干
渉タ光、１５・・・…スリット、１６・・・・・・干渉
パターン用マスク、１７，３２，４１・・・・・・光源
光、１８…・・・反射光、３１・・・・・・光源、３３
・・・・・・ハーフミラー、３４・・・・・・ミフー、
４２・・・・・・基準パターン発生部材（ホログラム）
、４５・・・・・・照射領域。 第１図第２図Ａ 緒２図Ｂ 第３図 溝４図 第５図 第６図
Claims (1)
- １ 被読取パターンへの照射光を干渉まは回析させて前
記被読取パターンとほぼ同じ干渉または回析パターンを
発生し、この干渉または回析パターンを前記被読取パタ
ーン上に照射し、前記干渉または回析パターンが前記被
読取パターンと一致するか否かにより、前記被読取パタ
ーンを読取ることを特徴とするパターン読取方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52083191A JPS6020784B2 (ja) | 1977-07-12 | 1977-07-12 | パタ−ン読取方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52083191A JPS6020784B2 (ja) | 1977-07-12 | 1977-07-12 | パタ−ン読取方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5418244A JPS5418244A (en) | 1979-02-10 |
| JPS6020784B2 true JPS6020784B2 (ja) | 1985-05-23 |
Family
ID=13795423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52083191A Expired JPS6020784B2 (ja) | 1977-07-12 | 1977-07-12 | パタ−ン読取方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020784B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4499492A (en) * | 1982-08-18 | 1985-02-12 | Novon, Inc. | Method and apparatus for three frame range imaging |
-
1977
- 1977-07-12 JP JP52083191A patent/JPS6020784B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5418244A (en) | 1979-02-10 |
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