JPS63282605A - 位置検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、　画像処理を用いて位置ずれを検出し、位置
合せを行う位置検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、位置検出手段において、画像処理を用いた位置検
出方式としては、検出したい対象物の、特徴のある一部
分を、　テンプレートとしてメモリーに記憶させておき
、検出したい対象物の画像データ内でテンプレートを隅
から隅まで順次走査し、一番マッチング度の高い位置を
検出位置としていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このような従来のテンプレートによるマツチン
グ方式では、対象物のパターン内に類似パターンを多（
存在している場合など、複数の位置を検出してしまい、
正確に位置検出ができなかった。まと、基本的にテンプ
レートによるマツチングでは、たとえ位Ｗ！！検出でき
たとしても、ディジタル誤差である一画素のずれは存在
し、精度を向上させることができないなどといった問題
があった。まと、精度の問題を解消するために、テンブ
レーＦによるマツチング後、画像パターン内のある特定
のエツジを投影積分によりエツジ位置を検出し、位置検
出精度を向上させているものもあるが、これにおいても
、ディジタル誤差以下の精度は保障できない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的とするところは、画像処理を用いた位置検
出装置において、類似性を多く含んでいるパターンであ
っても、対象物の特徴であるエツジを複数検出すること
により、ディジタル誤差以下の高精度な位置検出装置を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の位置検出装置は、位置ずれを検出すべき対象物
のパターンを、ＴＶカメラで捕え画像信号をしきい値に
より２値化する２値化手段と、２値化した信号をメモリ
ーに格納する画像データ格納手段と、前記メモリーに格
納された画像データに対し、水平、垂直方向に投影積分
する手段と、前記投影積分されたデータを基に位置ずれ
を算出する位置検出手段と、前記位置検出手段により得
られたデータを基に、直交テーブルを駆動する駆動回路
とからなることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の位置検出Ｈａの作用について説明すると、ＴＶ
カメラで捕えられた画像データに対し、水平、垂直投影
積分手段により得られた積分データを基に、位置検出手
段により複数のエツジを検出し、平均化することにより
、ディジタル誤差以下の精度で位置検出できるため、直
交テーブルを駆動回路により高精度で位置合せすること
ができる。

〔実施例〕

そこで、以下に本発明の位置検出装置の詳細を図示した
実施例に基づいて説明する。第１図は本発明の位置検出
装置の構成を示すブロック図で、１は対象物、２は直交
テーブル、３は固定ステージ、４はＴＶカメラ、５は２
値化手段、６は画像データ格納手段、７は水平垂直積分
手段、８は位置検出手段、９は駆動手段である。第２図
は本発明で用いた対象物である密着型イメージセンサ−
を２本並べた時の２値画像であり、類似パターンを多く
含み、左右のセンサーは左右対称である。

左右の２本の密着型イメージセンサ−１０，１１の位置
検出をし、位置合せを行い連結することにより、より長
い１！７＠型イメージセンサ−（以後センサーと呼ぶ）
を作ることができる。　なお１２は、センサーの受光部
を表わしている。次に第３図〜５図を用いて位置検出の
方式を説明する。第３図は、水平、垂直投影積分手段の
回路ブロック図であり、制御信号発生回路１３により、
垂直アドレス回路１４、水平アドレス回路１５、カウン
ター１７を管理している。１４．１５のアドレス回路は
、１３０制御信号により、ハード的にアドレス値をアッ
プダウンすることができ、１４．１５で発生したアドレ
スに基づき、メモリー１６から画像データを出力させ、
１７のカウンターで画像の白（ディジタル的には１）を
カウント（投影積分）することができる。

１３０制御信号により、１４．１５のアドレス回路のア
ドレス発生パターンを、水平アドレスだけのアップダウ
ンや、垂直アドレスだけのアップダウンなど自由に変え
られるのでそれらを組み合わせることにより、任意の水
平、垂直アドレス区間内で、　水平、垂直投影積分をす
ることができる。更に、その投影積分データを、ＣＰＵ
１８により読み込むことができる。第４図は、第３図で
示した回路を用いてセンサーの端部を投影積分の様子を
示している。第４図（Ｃ）に示す密行型イメージセンサ
−の端部の水平投影積分の結果を第４図（ａ）に示す。

　密着型イメージセンサ−には、多（の水平方向に帯が
存在しており、投影結果にも、帯のエツジに対応する所
にＹ、〜Ｙ、で示される急峻な増減部があり、複数のエ
ツジ位置を検出できる。　まと、垂直投影積分の結果は
、第４図（ｂ）に示す様に、センサーの先端部Ｘ；で、
急激や落ち込みがありエツジとして検出できる。テップ
レートによるマツチング方式では、２値化画像処理で問
題になる画像のちらつきを無視できないが、投影積分で
は、画素を積分しているため、かなり画像のちらつきを
吸収でき、エッジ検出の精度を向上させることができる
。

次に、位置検出装置の処理手順について、第５図で示し
たフローチャートに基づいて説明する。

第２図で示した画像を取り込んだ後、画像全体を垂直方
向に投影積分する　　（１９）と、　第４図（ｂ）に示
す様に、センサーの先端部が検出でき、左右のセンサー
の位置関係が分かる。（左センサーの先端部をＸｌとし
右のセンサーの先端部をＸ２とする）このことにより、
　左センサーだけ、右センサーだけの処理ができる様に
なり、左右のセンサーそれぞれについて水平方向に投影
積分を行うと（２０＞、ｍ４図（ａ）に示す様に帯のエ
ツジとして複数のエツジ（左センサーＹ＋＋Ｙ１．・・
・・・・Ｙ＋ａの８本、右センサーＹ、、Ｙ。

、・・・・・・Ｙｅｓの８本とする）を検出できる。（
２１）　これらのデータを基に水平方向の左右センサー
間の位置ずれΔＸを求めると、 ΔＸ＝ＩＸ１−Ｘ２＋　　　　　　（１）で与えられ、
垂直方向の左右センサー間の位置ずれΔＹを求めると、 ΔＹ＝＋（Ｙｚ　＋・・・＋Ｙ、、）／８−（Ｙ、　、
　＋・・・十Ｙ、　　、　　’）　　／８　１　　　　
　（２）で与えられる。、　　（２２）この場合、ΔＹ
の算出時、エツジデータ８本を用いて平均化しているた
め、精度はディジタル誤差である１画素の１／８まで期
待でき、高精度位置検出が可能である。次に、この検出
された位置ずれ量ΔＸ１ΔＹをテーブル駆動用にパルス
データに変換を行い、右センサーの直交テーブル（第１
図３）を、左センサーの固定ステージ（第１図３）に対
し駆動し位置合せを行っている。

〔発明の効果〕

以上、説明したように本発明によれば、位置検出対象物
が、類似性を多く含む場合であっても、位置検出を行う
ことができ、複数のエツジデータを検出し、位置データ
を算出しているため、ディジタル誤差以下に高精度位置
検出をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の位置検出ＨＨの構成を明示するため
のブロック図。 第２図は、本発明で用いた対象物である密着型イメージ
センサ−をカメラで捕えた図。 第３図は、水平、垂直投影積分手段の回路ブロック図。 第４図（ａ）、（ｂ）は、本発明で用いた密着型イメー
ジセンサ−を水平、垂直方向に投影積分した結果を示す
図。第４図（Ｃ）は密行型イメージセンサ−を示す図。 第５図は、本発明の位置検出装置の動作を示すフローチ
ャート図。 １・・・・・・対象物 ２・・・・・・直交テーブル ３・・・・・・固定ステージ ４・・・・・・ＴＶカメラ ５・・・・・・２値化手段 ６・・・・・・画像データ格納手段 ７・・・・・水平、垂直積分手段 ８・・・・・・位置検出手段 ９・・・・・・駆動手段 ｔｏ、ｔｔ・・・・・・密ｔｆｆｉイメージセ／サー１
２・・・・・・受光部 １３・・・・・・制御信号発生回路 １４・・・・・・垂直アドレス発生回路１５・・・・・
・水平アドレス発生回路１６・・・・・・メモリー １７・・・・・・カウンター １８・・・・・・ＣＰＵ １９〜２３・・・・・・フローチャートステップ２４・
・・・・・カメラ撮像領域 以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　最　上　　務　他１名う 芽１図 ￥　２　口 早　３　口 早　　斗　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）位置ずれを検出すべき対象物のパターンを、ＴＶ
   カメラで捕え画像信号をしきい値により２値化する２値
   化手段と、２値化した信号をメモリーに格納する画像デ
   ータ格納手段と、前記メモリーに格納された画像データ
   に対し、水平、垂直方向に投影積分する手段と、前記投
   影積分されたデータを基に位置ずれを算出する位置検出
   手段と、前記位置検出手段により得られたデータを基に
   、直交テーブルを駆動する駆動手段とからなることを特
   徴とする位置検出装置。