JPS63205505A - Ｃｃｄエリアイメ−ジセンサによる面積計測方法 - Google Patents
Ｃｃｄエリアイメ−ジセンサによる面積計測方法Info
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- JPS63205505A JPS63205505A JP3817887A JP3817887A JPS63205505A JP S63205505 A JPS63205505 A JP S63205505A JP 3817887 A JP3817887 A JP 3817887A JP 3817887 A JP3817887 A JP 3817887A JP S63205505 A JPS63205505 A JP S63205505A
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring 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〕
本発明は任意の形状図形の面積の計測方法に関し、特に
ＣＣＤエリアイメージセンサを用いて瞬時的に測定しデ
ィジタル的に算出するＣＣＤエリアイメージセンサによ
る面積計測方法に関する。
ＣＣＤエリアイメージセンサを用いて瞬時的に測定しデ
ィジタル的に算出するＣＣＤエリアイメージセンサによ
る面積計測方法に関する。
従来、この種の図形の面積計測方法としては、２本のア
ームを回転自由端で結び、一方のアームの他端を計測図
形の外に固定し、他のアーム端で図形周囲を追跡すると
回転自由端に取付けられた小車輪が回転し回転数が面積
を示すアムズラー面積計や、平行紫外線光源とそれに対
向して置かれた受光部（光電管）との間に被測定物を置
き、遮蔽する影の大きさによって生じる受光部の電流変
化から面積を求める光電式面積計、あるいはその他に図
形を円筒側面上にセットし、この円筒を定速度で回転し
ながら点光源を軸方向に微少量回転速度と同期させて移
送し１反射光が計測図形のコントラストによって変化す
るのを光電管で検出し、その検出時間を積算して面積に
変換する光電子増倍管を用いた方式などがある。
ームを回転自由端で結び、一方のアームの他端を計測図
形の外に固定し、他のアーム端で図形周囲を追跡すると
回転自由端に取付けられた小車輪が回転し回転数が面積
を示すアムズラー面積計や、平行紫外線光源とそれに対
向して置かれた受光部（光電管）との間に被測定物を置
き、遮蔽する影の大きさによって生じる受光部の電流変
化から面積を求める光電式面積計、あるいはその他に図
形を円筒側面上にセットし、この円筒を定速度で回転し
ながら点光源を軸方向に微少量回転速度と同期させて移
送し１反射光が計測図形のコントラストによって変化す
るのを光電管で検出し、その検出時間を積算して面積に
変換する光電子増倍管を用いた方式などがある。
上述した従来のアムズラー面積計は図形の周囲をマニュ
アルで追跡しなければならず複雑な図形には向かないと
いう欠点がある。また、光電管や光電子増倍管を用いた
ものは２次電子の発生を必要とするため、反射光にかな
りのエネルギーが要求され、それだけ検出精度が落ち且
つ時間がかかるという欠点がある。
アルで追跡しなければならず複雑な図形には向かないと
いう欠点がある。また、光電管や光電子増倍管を用いた
ものは２次電子の発生を必要とするため、反射光にかな
りのエネルギーが要求され、それだけ検出精度が落ち且
つ時間がかかるという欠点がある。
本発明の目的は上述の問題に対処するため高速且つ光能
率に図形等の面積計測を行うＣＣＤエリアイメージセン
サによる面積計測方法を提供することにある。
率に図形等の面積計測を行うＣＣＤエリアイメージセン
サによる面積計測方法を提供することにある。
一般に電子デバイス技術・テレビ技術の進歩により、画
像入力素子として光−電気変換を行うＣＣＤラインセン
サ・ＣＣＤエリアイメージセンサが開発され、ＣＣＤエ
リアイメージセンサを受光素子に用いた撮影カメラの高
感度化などが進み一般工業用としても利用価値が見直さ
れている。
像入力素子として光−電気変換を行うＣＣＤラインセン
サ・ＣＣＤエリアイメージセンサが開発され、ＣＣＤエ
リアイメージセンサを受光素子に用いた撮影カメラの高
感度化などが進み一般工業用としても利用価値が見直さ
れている。
本発明はかかるＣＣＤエリアイメージセンサが撮影カメ
ラの光学計を通して受光面上に結ばれた光学像に対し、
対向した受光素子がその光学像の照度に応じた電気信号
を発生し、各素子の電気信号を順次ストレージ部を経由
し連続的に取出しているのに着目し、計測図形に照度比
をつけたものを撮影カメラのＣＣＤエリアイメージセン
サに描写し、素子単位の信号を取出す段階で整形回路で
二値化その信号数を積算し面積に変換して表示するディ
ジタル的は面積計測法を実現するものである。
ラの光学計を通して受光面上に結ばれた光学像に対し、
対向した受光素子がその光学像の照度に応じた電気信号
を発生し、各素子の電気信号を順次ストレージ部を経由
し連続的に取出しているのに着目し、計測図形に照度比
をつけたものを撮影カメラのＣＣＤエリアイメージセン
サに描写し、素子単位の信号を取出す段階で整形回路で
二値化その信号数を積算し面積に変換して表示するディ
ジタル的は面積計測法を実現するものである。
すなわち、本発明のＣＣＤエリアイメージセンサによる
面積測定方法は背影に対しコントラストを付けた被計測
図形の光学像を、光学系とＣＣＤエリアイメージセンサ
を組込んだ撮影カメラの受光面に投影し、このＣＣＤエ
リアイメージセンナから得られる被測定図形像の出力信
号を波形整形回路により二値化したパルス信号に変換し
てパルス信号数をカウントする動作を繰返し積算するこ
とにより被測定図形の面積を得るように構成される。
面積測定方法は背影に対しコントラストを付けた被計測
図形の光学像を、光学系とＣＣＤエリアイメージセンサ
を組込んだ撮影カメラの受光面に投影し、このＣＣＤエ
リアイメージセンナから得られる被測定図形像の出力信
号を波形整形回路により二値化したパルス信号に変換し
てパルス信号数をカウントする動作を繰返し積算するこ
とにより被測定図形の面積を得るように構成される。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明な一実施例を説明するための面積計測装
置のブロック図である。
置のブロック図である。
第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明における図形走
査時の計測図および信号波形図である。
査時の計測図および信号波形図である。
第１図に示すように、撮像カメラ１に対向して背影面と
コントラストをつけた計測図形２をセットする。撮影カ
メラ１は機内に設けたＣＣＤエリアイメージセンサ３の
受光面に計測図形全体を投影されるように、レンズ系４
の調整とそのレンズ系４の位置を調整する。但し工程の
一部としてオンラインで使用する場合には、計測図形２
を写すためのサイズ、すなわち有効エリア５を決めて撮
影カメラ１と計測図形２との位置を固定する。また、計
測図形サイズと計測精度によっては、撮影カメラ１と計
測図形２の有効エリア５との相対位置をハードウェア上
で左右・上下方向に段階的にづらせ全体を走査させる。
コントラストをつけた計測図形２をセットする。撮影カ
メラ１は機内に設けたＣＣＤエリアイメージセンサ３の
受光面に計測図形全体を投影されるように、レンズ系４
の調整とそのレンズ系４の位置を調整する。但し工程の
一部としてオンラインで使用する場合には、計測図形２
を写すためのサイズ、すなわち有効エリア５を決めて撮
影カメラ１と計測図形２との位置を固定する。また、計
測図形サイズと計測精度によっては、撮影カメラ１と計
測図形２の有効エリア５との相対位置をハードウェア上
で左右・上下方向に段階的にづらせ全体を走査させる。
一方、このＣＣＤエリアイメージセンサ３は、第２図（
ａ）に示すように、５０μｍ平方サイズの画素２０が５
６０個あり、受光面に照射された光量によってイメージ
部６が検出した照度により各画素の電荷が変化し、一定
照度を境界にした明暗により０Ｎ−ＯＦＦ状態に二値化
分離させる。
ａ）に示すように、５０μｍ平方サイズの画素２０が５
６０個あり、受光面に照射された光量によってイメージ
部６が検出した照度により各画素の電荷が変化し、一定
照度を境界にした明暗により０Ｎ−ＯＦＦ状態に二値化
分離させる。
このイメージ部６で検出された二値化状態はクロック信
号によりストレージ部７に移送され記録される。ストレ
ージ部７の状態は後段の処理ブロックが必要とするタイ
ミングにリードアウトでき、イメージ部６の検出動作と
以前に検出したイメージのリードアウト動作とが並列処
理される。従って、ＣＣＤエリアイメージセンサ３の受
光面上に結ばれた光学像の照度差によりイメージ部６に
光学像の明暗に対応する電荷像が形成され、これをスト
レージ部７を経由し順次リードアウトして行く、このリ
ードアウトの段階で、コントラストにより区分された計
測図形２を走査している時にはその光学像内に存在する
第２図（ａ）に示す画素２０は第２図（ｂ）に示す“１
”の信号２１を出力し、計測図形２以外を走査している
時には該当する画素２０は第２図（ｂ）に示す０”の信
号２１を出力する。
号によりストレージ部７に移送され記録される。ストレ
ージ部７の状態は後段の処理ブロックが必要とするタイ
ミングにリードアウトでき、イメージ部６の検出動作と
以前に検出したイメージのリードアウト動作とが並列処
理される。従って、ＣＣＤエリアイメージセンサ３の受
光面上に結ばれた光学像の照度差によりイメージ部６に
光学像の明暗に対応する電荷像が形成され、これをスト
レージ部７を経由し順次リードアウトして行く、このリ
ードアウトの段階で、コントラストにより区分された計
測図形２を走査している時にはその光学像内に存在する
第２図（ａ）に示す画素２０は第２図（ｂ）に示す“１
”の信号２１を出力し、計測図形２以外を走査している
時には該当する画素２０は第２図（ｂ）に示す０”の信
号２１を出力する。
上述した計測の精度はＣＣＤエリアイメージセンサ３の
画素２０に投影される計測図形２上のサイズよりほぼ決
定されるため、高性能化を必要とする場合は撮影カメラ
１のレンズ系４の拡大倍率を上げるかズーム機構の採用
により画素２−０が計測図形２上に占るサイズを微小化
させる。このとき計測図形２全体をＣＣＤエリアイメー
ジセンサ３上に投影できない場合には、計測図形２を固
定するテーブル８を数値制御可能なＸＹテーブルにし、
−回に投影できる計測図形２上の有効エリア５を考慮し
、−回の計測動作が完了する都度投影位置を有効エリア
５の寸法相当分だけＸ方向及びＹ方向にづらして次の計
測動作を行い、計測図形２の全面を走査させる。投影倍
率とテーブル８の動作とは同期化が必要であるため、シ
ステム制御部１０はカメラ制御部１１とテーブル駆動部
１２とを制御し計測精度に対応する撮影カメラ倍率とテ
ーブル駆動ステップサイズを設定する。
画素２０に投影される計測図形２上のサイズよりほぼ決
定されるため、高性能化を必要とする場合は撮影カメラ
１のレンズ系４の拡大倍率を上げるかズーム機構の採用
により画素２−０が計測図形２上に占るサイズを微小化
させる。このとき計測図形２全体をＣＣＤエリアイメー
ジセンサ３上に投影できない場合には、計測図形２を固
定するテーブル８を数値制御可能なＸＹテーブルにし、
−回に投影できる計測図形２上の有効エリア５を考慮し
、−回の計測動作が完了する都度投影位置を有効エリア
５の寸法相当分だけＸ方向及びＹ方向にづらして次の計
測動作を行い、計測図形２の全面を走査させる。投影倍
率とテーブル８の動作とは同期化が必要であるため、シ
ステム制御部１０はカメラ制御部１１とテーブル駆動部
１２とを制御し計測精度に対応する撮影カメラ倍率とテ
ーブル駆動ステップサイズを設定する。
更に、前記ＣＣＤエリアイメージセンサ３の出力信号は
ノイズカットを目的とする波形整形回路９を経由し積算
カウンター１３に送り込まれる。
ノイズカットを目的とする波形整形回路９を経由し積算
カウンター１３に送り込まれる。
この積算カウンター１３はランダムに入力されてくるパ
ルス信号を一つの図形分の計測動作が完了するまでの間
カウントを続け、完了した段階で演算回路１４にディジ
タル信号で送り込む。これにより、演算回路１４はシス
テム制御部１０がカメラ制御部１１とテーブル駆動部１
２とを制御し装置動作させた投影倍率を定数として積算
カウンター１３が計数したカウント数を実面積にコンバ
ートすると共に、撮影するＣＣＤエリアセンサイメージ
センサ３の歪補正などを逐次実行し、面積値として算出
された値をディジタルインジケーター１５やメーターに
表示する一方、ディジタルプリンターやオンラインでデ
ータを使用するための出力制御部１６に伝送することに
より図形等の面積測定が容易に行われる。
ルス信号を一つの図形分の計測動作が完了するまでの間
カウントを続け、完了した段階で演算回路１４にディジ
タル信号で送り込む。これにより、演算回路１４はシス
テム制御部１０がカメラ制御部１１とテーブル駆動部１
２とを制御し装置動作させた投影倍率を定数として積算
カウンター１３が計数したカウント数を実面積にコンバ
ートすると共に、撮影するＣＣＤエリアセンサイメージ
センサ３の歪補正などを逐次実行し、面積値として算出
された値をディジタルインジケーター１５やメーターに
表示する一方、ディジタルプリンターやオンラインでデ
ータを使用するための出力制御部１６に伝送することに
より図形等の面積測定が容易に行われる。
本実施例はこのようにして高速且つ高能率な面積測定を
実現できるが、前記波形整形回路９がら演算回路１４へ
のディジタル信号の送り込みに関しては、波形整形回路
９の出力信号を直接積分回路に入力し、一つの図形分の
計測動作を完了した段階でＡ／Ｄ変換を行って演算回路
１４に送り込むことにより実現することもできる。
実現できるが、前記波形整形回路９がら演算回路１４へ
のディジタル信号の送り込みに関しては、波形整形回路
９の出力信号を直接積分回路に入力し、一つの図形分の
計測動作を完了した段階でＡ／Ｄ変換を行って演算回路
１４に送り込むことにより実現することもできる。
以上説明したように、本発明は計測図形に照度比をつけ
たものを撮影カメラのＣＣＤエリアイメージセンサに描
写し、これを素子単位の信号を取出す段階で整形回路に
より二値化しその信号数を積算し面積に変換して表示す
ることにより、短時間に且つ効率よく面積計測を行なう
ことができる効果がある。
たものを撮影カメラのＣＣＤエリアイメージセンサに描
写し、これを素子単位の信号を取出す段階で整形回路に
より二値化しその信号数を積算し面積に変換して表示す
ることにより、短時間に且つ効率よく面積計測を行なう
ことができる効果がある。
例えば、めっき工程などでめっき電流を設定する前工程
としての面積計測、地図またはレイアウトなど作成部門
での面積計測、顕微鏡その他光学機器で観察した検査物
などの面積計測など、特に高能率の面積計測を必要とし
、しかもそれらデータをコンピュータなどを用いて集録
または分析する場合に特に有効となる。
としての面積計測、地図またはレイアウトなど作成部門
での面積計測、顕微鏡その他光学機器で観察した検査物
などの面積計測など、特に高能率の面積計測を必要とし
、しかもそれらデータをコンピュータなどを用いて集録
または分析する場合に特に有効となる。
第１図は本発明の一実施例を説明するための面積計測装
置のブロック図、第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発
明における図形走査時の計測図および信号波形図である
。 １・・・撮影カメラ、２・・・計測図形、３・・・ＣＣ
Ｄエリアイメージセンサ、４・・・レンズ系、５・・・
有効エリア、６・・・イメージ部、７・・・ストレージ
部、８・・・テーブル、９・・・波形整形回路、１０・
・・システム制御部、１１・・・カメラ制御部、１２・
・・テーブル駆動部、１３・・・積算カウンター、１４
・・・演算回路、１５・・・ディジタルインジケータ、
１６・・・出力制御部、２０・・・画素、２１・・・Ｃ
ＣＤエリアセンサ出力信号。
置のブロック図、第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発
明における図形走査時の計測図および信号波形図である
。 １・・・撮影カメラ、２・・・計測図形、３・・・ＣＣ
Ｄエリアイメージセンサ、４・・・レンズ系、５・・・
有効エリア、６・・・イメージ部、７・・・ストレージ
部、８・・・テーブル、９・・・波形整形回路、１０・
・・システム制御部、１１・・・カメラ制御部、１２・
・・テーブル駆動部、１３・・・積算カウンター、１４
・・・演算回路、１５・・・ディジタルインジケータ、
１６・・・出力制御部、２０・・・画素、２１・・・Ｃ
ＣＤエリアセンサ出力信号。
Claims (1)
- 背影に対しコントラストを付けた被計測図形の光学像を
、光学系とＣＣＤエリアイメージセンサを組込んだ撮影
カメラの受光面に投影し、このＣＣＤエリアイメージセ
ンサから得られる被測定図形像の出力信号を波形整形回
路により二値化したパルス信号に変換してそのパルス信
号数をカウントする動作を繰返し積算することにより被
測定図形の面積を得ることを特徴とするＣＣＤエリアイ
メージセンサによる面積計測方法、
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3817887A JPS63205505A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | Ｃｃｄエリアイメ−ジセンサによる面積計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3817887A JPS63205505A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | Ｃｃｄエリアイメ−ジセンサによる面積計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63205505A true JPS63205505A (ja) | 1988-08-25 |
Family
ID=12518131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3817887A Pending JPS63205505A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | Ｃｃｄエリアイメ−ジセンサによる面積計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63205505A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5229840A (en) * | 1991-05-28 | 1993-07-20 | Marel H.F. | Apparatus and method to measure and monitor the coating of objects |
| CN104048604A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-09-17 | 深圳市巨兆数码有限公司 | 电池尺寸光学测量方法及其系统 |
| CN109029333A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-18 | 浙江地科土地勘测规划设计有限公司 | 一种土地面积校对方法 |
-
1987
- 1987-02-20 JP JP3817887A patent/JPS63205505A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5229840A (en) * | 1991-05-28 | 1993-07-20 | Marel H.F. | Apparatus and method to measure and monitor the coating of objects |
| CN104048604A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-09-17 | 深圳市巨兆数码有限公司 | 电池尺寸光学测量方法及其系统 |
| CN109029333A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-18 | 浙江地科土地勘测规划设计有限公司 | 一种土地面积校对方法 |
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