JPH0113582B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数の光源とこれらに対向する複数の
受光器とによつて両者の間に置いた物体の形状を
認識する形状認識装置に関する。

第１図に示すように複数の光源１₁〜１_oとそれ
ぞれ対向した受光器２₁〜２_oとの間に被測定物Ｗ
を置き、被測定物Ｗが光源１₁〜１_oの光を遮ぎる
か否かを受光器２₁〜２_oによつて判定して被測定
物Ｗの形状認識を行なうには、１つの受光器に対
をなす１つの光源からの光のみを受光するように
する必要がある。このため各光源からの光は平行
光線を用いるレーザー光のように拡散しない光を
用いなければならないため構造が複雑となり且つ
高価となる欠点があつた。

本発明は上記の欠点を改め、安価な拡散光源を
用いながら高精度の形状認識を可能にした形状認
識装置を提供することを目的としている。

以下図面に示す本発明の実施例について説明す
る。

第２，３図は本発明の一実施例を示すもので、
第２図ａは形状認識装置の光源及び受光器の配置
を示す斜視図、ｂは断面図、第３図は回路図であ
る。

第２図において３，４は所定間隔で互いに平行
に配置された平面状の基板である。

一方の基板３には、基板４方向へ拡散光を発す
るように拡散光源５₁〜５_oが格子状に配列して取
付けられている。この拡散光源としては例えば発
光ダイオード、小型電球などを用いる。

他方の基板４には例えばフオトトランジスタな
どから成る受光器６₁〜６_oがそれぞれ拡散光源５
_１〜５_oに対向するように、（即ち各拡散光源と受
光器５₁と６₁、５₂と６₂、……５_oと６_oとを結ぶ
線が互いに平行になるように）格子状に配列して
取付けられている。

７は基板３，４の間にあつて被測定物Ｗを測定
位置まで移動させるコンベアである。

第３図において８は拡散光源５₁〜５_oを順次点
滅させるための駆動信号を発生させる駆動信号発
生回路であつて、各出力端子１〜ｎが拡散光源５
_１〜５_oにそれぞれ接続され、出力端子１〜ｎに第
４図に示すようにタイミングをずらして駆動信号
を出力して拡散光源５₁〜５_oを順次タイミングを
ずらして発光させる。

９₁〜９_oはそれぞれ駆動信号発生回路８の出力
端子１〜ｎの出力信号と受光器６₁〜６_oの出力信
号との論理積をとるアンドゲートである。１０₁
〜１０_oはアンドゲート９₁〜９_oの出力信号を一
時記憶するためのＲ−Ｓフリツプフロツプであつ
て、各Ｒ−Ｓフリツプフロツプ１０₁〜１０_oのリ
セツト端子は共通してリセツト信号が入力される
ように接続されている。１１は各アンドゲート９
_１〜９_oの出力を受領して被測定物Ｗの形状を判定
する判定装置である。

次に上記実施例による形状認識の動作を説明す
る。

第４図に示すように駆動信号発生回路８の出力
端子１〜ｎからはタイミングをずらして順次駆動
信号が出力され、拡散光源５₁〜５_oは順次タイミ
ングをずらして発光する。

１つの拡散光源（例えば５₁）からの光は平行
光線でなく拡散光なので、被測定物Ｗに遮られな
い限り、対向した対をなす１つの受光器６₁以外
の受光器にも受光される。このため複数の受光器
から同時に受光信号が出力される。しかし、各受
光器に接続されているアンドゲートのうち対をな
す受光器６₁が接続されているアンドゲート９₁に
のみ駆動信号発生回路８からの駆動信号が同期し
て入力しているので、このアンドゲートの出力端
子にのみ“１”の信号が出力され、駆動信号の入
力されない他のアンドゲートからは“１”の信号
は出力されない。従つて拡散光源５₁が発光して
いるタイミングでは拡散光源５₁が出す光は対を
なす受光器６₁以外の受光器に受光されても完全
に無視され、対をなす受光器に受光されたか否か
をアンドゲートの出力によつて取り出すことがで
きる。このようにして順次光源５₁〜５_oをタイミ
ングをずらして一時的に点灯し、各光源５₁〜５_o
と対をなす各受光器６₁〜６_oが受光したか否か
（即ち対をなす光源と受光器とを結ぶ直線上に被
測定物が存在しているか否か）を各アンドゲート
９₁〜９_oの出力によつて取り出す。各アンドゲー
ト９₁〜９_oの出力は各Ｒ−Ｓフリツプフロツプ１
０₁〜１０_oに記憶される。各Ｒ−Ｓフリツプフロ
ツプの出力が“１”であるか“０”であるかは対
をなす光源と受光器とを結ぶ直線上に被測定物が
存在するか否かを意味するから、判定装置１１は
各Ｒ−Ｓフリツプフロツプ１０₁〜１０_oの出力を
受領すれば、被測定物Ｗを基板３，４に平行に切
つた形状を判定できる。

従つて判定装置１１には、例えばまずマスター
ワークをコンベア７で測定位置へ運んで各フリツ
プフロツプ１０₁〜１０_oの出力によつて形状を記
憶させておき、次にワークを順次コンベア７で測
定位置へ運んで、予め記憶されたマスターワーク
との形状が一致するか否かを判定させることがで
きる。１つの被測定物Ｗについての判定が終了す
ると、リセツト端子によつてＲ−Ｓフリツプフロ
ツプ１０₁〜１０_oがリセツトされ、コンベア７で
次の被測定物が測定位置へと運ばれ、同様に形状
の判定が行なわれる。

第５図は１つの受光器から出力される受光信号
が対をなす光源からの光を受けたか否かを弁別す
るための他の実施例を示す回路図である。

第５図において、１２₁〜１２_oはf₁〜f_oの各異
なつた周波数の交流信号を発生させる発振器、１
３₁〜１３_oは発振器１２₁〜１２_oから出力される
交流信号に応じて各拡散光源５₁〜５_oに加える電
圧の振幅を変化させる変調器である。

１４₁〜１４_oは各受光器６₁〜６_oから出力され
る受光信号からそれぞれf₁〜f_o付近の周波数のみ
を選択通過させるための帯域フイルタ、１５₁〜
１５_oは帯域フイルタ１４₁〜１４_oで選択された
周波数成分の電圧を検知するための検波回路、１
６₁〜１６_oは検波回路１５₁〜１５_oによつて該当
する周波数の信号が検知されるとその結果を一時
記憶しておくためのＲ−Ｓフリツプフロツプであ
つて、各Ｒ−Ｓフリツプフロツプ１６₁〜１６_oの
リセツト端子は共通してリセツト信号が入力され
るように接続されている。

第５図に示す実施例によれば各光源５₁〜５_oに
は、各変調器１３₁〜１３_oによつてそれぞれ異な
る周波数f₁〜f_oで変調された電圧が印加されるの
で、各光源５₁〜５_oからの拡散光はそれぞれ異な
る周波数f₁〜f_oで輝度が変化する。従つて受光器
からの受光信号は輝度の変化に応じて変動する交
流信号となる。１つの受光器には拡散光のため、
被測定物Ｗによつて遮られない限り、対をなす光
源の他に複数の光源からの光も同時に受光する。

しかして、各受光器６₁〜６_oからの各受光信号
はそれぞれ帯域フイルタ１４₁〜１４_oに入力する
ので、それぞれf₁〜f_o付近の周波数のみが選択通
過する。このため例えば受光器６₁からの受光信
号では対をなす光源５₁以外の光源からの光は無
視され、対をなす光源５₁からの光による受光信
号のみが選択される。各帯域フイルタ１４₁〜１
４_oの出力信号は検波回路１５₁〜１５_oで検波さ
れ、対をなす光源からの受光が検知されれば、Ｒ
−Ｓフリツプフロツプ１６₁〜１６_oに記憶され
る。このようにして判定装置１１で被測定物Ｗの
形状が判定できる。

第３図、第５図に示した２つの方法以外にも、
例えば各光源５₁〜５_oの点灯時間の長さを違える
方法によつても対をなす光源からの受光を弁別す
ることができる。

以上説明したように本発明の形状認識装置で
は、平平面に複数の拡散光源を配列し、各光源に
対向して対をなす複数の受光器を平面上に配列
し、対をなす光源と受光器との光の授受を弁別す
るようにしたので、光源としてレーザー光源の如
き高価なものを用いることなく安価な発光ダイオ
ード、電球などの通常の拡散光源を用いることが
できるから、極めて安価な装置で高精度の形状認
識を可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の形状認識装置を示す原理図、第
２図ａは本発明の一実施例の構造を示す斜視図、
同図ｂは断面図、第３図は回路図、第４図は駆動
信号を示すタイムチヤート、第５図は本発明の他
の実施例の回路図である。 １₁〜１_o……光源、２₁〜２_o……受光器、Ｗ…
…被測定物、３，４……基板、５₁〜５_o……拡散
光源、６₁〜６_o……受光器、７……コンベア、８
……駆動信号発生回路、９₁〜９_o……アンドゲー
ト、１０₁〜１０_o……Ｒ−Ｓフリツプフロツプ、
１１……判定装置、１２₁〜１２_o……発振器、１
３₁〜１３_o……変調器、１４₁〜１４_o……帯域フ
イルタ、１５₁〜１５_o……検波回路、１６₁〜１
６_o……Ｒ−Ｓフリツプフロツプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 平面上に配列された複数の受光器と；前記複
   数の受光器にそれぞれ対向して平面上に配列され
   た複数の拡散光源と；前記複数の拡散光源をそれ
   ぞれ互いに区別して点灯する点灯手段と；前記複
   数の受光器にそれぞれ対応して設けられ、前記そ
   れぞれの受光器が、それぞれ対向した前記拡散光
   源からの光を受光したときのみ受光信号を出力す
   る弁別手段とを備え、拡散光源と受光器との間の
   空間に置いた物体の形状を認識するようにしたこ
   とを特徴とする形状認識装置。