JPS62170803A - Position detecting device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To detect a position without requiring a scale, by deriving a correlation of an original binarization pattern signal, and a signal which has shifted by a prescribed bit, a binarization pattern signal which is obtained after said original binarization pattern signal has been obtained. CONSTITUTION:Each object 1a, 1b and 1c is brought to an image pickup by an image sensor 3 at a prescribe time. As a result, a signal corresponding to an optical intensity which has been photodetected from an image sensor 3 is outputted and sent to a pattern storage part 4. That is a binarization pattern signal Q by which a part corresponding to each object 1a, 1b and 1c becomes a high level is obtained. In this state, in a correlation deciding means 5, a correlation to the original binarization pattern signal Q is decided by receiving an output signal of the image sensor 3 which has executed an image pickup of the objects 1a, 1b and 1c which have moved after the original binarization pattern signal Q has been obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば数値制御（ＮＧ＞装置やディジタル位
＠読取装置に適用して最適な位置検出装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a position detection device that is most suitable for application to, for example, a numerical control (NG) device or a digital position reading device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えば、ＮＣは位置決めと連続切削の２つの形に分類さ
れ、位置決めはボール盤、プレスなどに用いられ、また
後者はフライス盤、旋盤などに用いられる。ところで、
位置決めの方式にはいくつかの方式にさらに分けられる
がそのうち位置検出方式というものがあり、その位置検
出器としては一般に、シンクロレゾルバ、インダクトシ
ン、ガラススケール、マグネスケール等の目盛りを刻ん
だものが用いられている。For example, NC is classified into two types: positioning and continuous cutting; the latter is used in drilling machines, presses, etc., and the latter is used in milling machines, lathes, etc. by the way,
Positioning methods can be further divided into several methods, among which there is a position detection method, and the position detector for this is generally a calibrated device such as a synchro resolver, inductosin, glass scale, or magne scale. is used.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら上記位置検出器をボール盤等に適用すると
、その作業動作を高精度に行なわなければならないので
、検出ストローク全長に亙って高精度なスケールを必要
とする。ところが、上記各位置検出器ではその精度には
限界があり、また上記スケールを使用することによりボ
ール盤全体の価格が高くなってしまう。However, when the above-mentioned position detector is applied to a drilling machine or the like, the working operation must be performed with high precision, so a highly accurate scale is required over the entire length of the detection stroke. However, each of the position detectors described above has a limit in its accuracy, and the use of the scale increases the price of the entire drilling machine.

そこで本発明は、スケールを必要せずに位置検出ができ
、かつ大幅なコストダウンが図れる位置検出装置を提供
することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a position detection device that can detect a position without requiring a scale and can significantly reduce costs.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために次の
ような手段を講じたことを特徴としている。すなわち、
移動する物体を撮像して２値化パターンの信号を出力す
るセンサと、所定時にこのセンサの出力信号を受けて原
２値化パターン信号として記憶するパターン記憶手段と
、原２値化パターン信号が得られた後にセンサの出力信
号を受けて所定ビットづつシフトして原２値化パターン
信号との相関を判断する相関判断手段と、この相関判断
手段での判断結果から物体の相対移動量を求めて位置判
断する移動量演算手段とを備えたことを特徴としている
。The present invention is characterized by taking the following measures in order to solve the above problems and achieve the objects. That is,
A sensor that images a moving object and outputs a binary pattern signal; a pattern storage means that receives the output signal of the sensor at a predetermined time and stores it as an original binary pattern signal; Correlation determining means receives the sensor output signal and shifts it by predetermined bits to determine the correlation with the original binarized pattern signal, and calculates the amount of relative movement of the object from the determination result of the correlation determining means. The apparatus is characterized by comprising a movement amount calculation means for determining the position based on the movement amount.

〔作用〕[Effect]

このような手段を講じたことにより、所定時に撮像され
て得られた原２値化パターン信号と、この原２値化パタ
ーン信号が得られた後に得られる２値化パタ一ン信号を
所定ビットシフトした信号との相関が求められ、この相
関結果から物体の相対移動量が求められる。By taking such measures, the original binarized pattern signal obtained by imaging at a predetermined time and the binarized pattern signal obtained after this original binarized pattern signal are obtained by predetermined bits. A correlation with the shifted signal is determined, and the relative movement amount of the object is determined from this correlation result.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第１図は位置検出装置の構成図である。同図において１
ａ、ｌｂ、１ｃは紋様の入った物体であって、矢印（イ
）方向に移動するものである。そして、これら物体１ａ
、１ｂ、１ｃの上部に結像レンズ２を介してイメージセ
ンサ３が設けられている。このイメージセンサ３は例え
ば複数の受光素子を羅列した構成のもので、受光強度に
応じたレベルの信号（２値化信号）を出力するものであ
る。４はパターン記憶部であって、これは所定時にイメ
ージセンサ３の出力信号を受けてこれを原２値化パター
ン信号Ｑとして記憶するものである。FIG. 1 is a configuration diagram of a position detection device. In the same figure, 1
Objects a, lb, and 1c have patterns and move in the direction of arrow (A). And these objects 1a
, 1b, 1c, an image sensor 3 is provided through an imaging lens 2. The image sensor 3 has a configuration in which a plurality of light receiving elements are arranged, for example, and outputs a signal (binarized signal) at a level corresponding to the intensity of the received light. Reference numeral 4 denotes a pattern storage section which receives the output signal of the image sensor 3 at a predetermined time and stores it as an original binarized pattern signal Q.

５は相関判断手段であって、これは原２値化パターン信
号Ｑが得られた後に移動した物体　１ａ。Reference numeral 5 denotes a correlation determining means, which is an object 1a that moved after the original binarized pattern signal Q was obtained.

１ｂ、１ｃを撮像したイメージセンサ３の出力信号を受
けて所定ビットづつシフトして原２値化パターン信号Ｑ
との相関を判断する機能をもつたものである。具体的に
は次のような構成となっている。すなわち、１ビツトシ
フトするシフトレジスタ６−１．６−２、・・・６−ｍ
が設けられ、シフトレジスタ６−１にイメージセンサ３
の出力信号が入力するようになっている。そして、その
シフト出力Ｐ１、Ｐ２、・・・が次のシフトレジスタ６
−２、・・・６−ｍに順次送出されて全体でｍ段シフト
するように構成されている。そして、各シフトレジスタ
６−１〜６−ｍのシフト出力Ｐ１〜Ｐｍはそれぞれ各ア
ンドゲート７−１．７−２、・・・７−ｍに送られてい
る。これらアンドゲート７−１〜７−ｍの入力端子には
、相関範囲設定部８から前記原２値化パターン信号Ｑが
入力されるとともに相関タイミング発生部９からのタイ
ミング信号が入力されている。なお、相関タイミング発
生部９は、各シフトレジスタ６−１〜５−ｍでのシフト
動作終了後にハイレベルのタイミング信号を送出するも
のとなっている。従って、各アンドゲート７−１〜７−
ｍからは原２値化パターン信号Ｑと２値化パタ一ン信号
とのアンド信号Ｐ１−１、Ｐ２−１、・・・Ｐｍ−１が
送出されることになる。そして、各アンドゲート７−１
〜７−ｍから出力されるアンド信号Ｐ１−１〜Ｐｍ−１
はそれぞれアンドゲート１０−１〜１０−ｍを通して各
パルスカウンタ１１−１〜１１−ｍに送られる構成とな
っている。なお、各アンドゲート１０−１〜１０−ｍの
一方の入力端子にはパルス発生部１２からの比較的周期
の短いパルス信号が入力されている。そうして、各パル
スカウンタ１１−１〜１１−ｍのカウント値はそれぞれ
最大カウント判別部１３に送られてカウント値の最大と
なったパルスカウンタ１１−１〜１１−ｍが判別されて
いる。つまり、カウント値が最大となったパルスカウン
タ１１−１〜１１−ｍでのシフト値が原２１ｉＩ化パタ
一ン信号Ｑとの相関が高いということになる。この判別
結果は移動量演算手段１４に送出されて物体１ａ。The output signal of the image sensor 3 that has captured the images 1b and 1c is received and shifted by predetermined bits to generate the original binarized pattern signal Q.
It has the function of determining the correlation between Specifically, the configuration is as follows. In other words, shift registers 6-1, 6-2, . . . 6-m that shift by 1 bit
An image sensor 3 is provided in the shift register 6-1.
The output signal of is input. Then, the shift outputs P1, P2, . . . are sent to the next shift register 6.
-2, . . . 6-m are sequentially sent out and shifted by m steps in total. The shift outputs P1 to Pm of the shift registers 6-1 to 6-m are sent to the AND gates 7-1, 7-2, . . . 7-m, respectively. The input terminals of these AND gates 7-1 to 7-m receive the original binarized pattern signal Q from the correlation range setting section 8 and a timing signal from the correlation timing generation section 9. Note that the correlation timing generating section 9 is configured to send out a high-level timing signal after the shift operations in each of the shift registers 6-1 to 5-m are completed. Therefore, each AND gate 7-1 to 7-
AND signals P1-1, P2-1, . . . Pm-1 of the original binary pattern signal Q and the binary pattern signal are sent from m. And each AND gate 7-1
AND signals P1-1 to Pm-1 output from ~7-m
are configured to be sent to each pulse counter 11-1 to 11-m through AND gates 10-1 to 10-m, respectively. Note that a relatively short-cycle pulse signal from the pulse generator 12 is input to one input terminal of each AND gate 10-1 to 10-m. The count values of the pulse counters 11-1 to 11-m are then sent to the maximum count determining section 13, and the pulse counter 11-1 to 11-m having the maximum count value is determined. In other words, the shift values of the pulse counters 11-1 to 11-m whose count value is the maximum have a high correlation with the original 21iI pattern signal Q. This determination result is sent to the movement amount calculating means 14 and the object 1a is detected.

１ｂ、１ｃの移動量が演算し求められるようになってい
る。具体的に移動ベクトル割出し部１５は最大カウント
値となったパルスカウンタ１１−１〜１１−ｍの番号Ｂ
１例えばパルスカウンタ１１−２であれば番号「２」、
パルスカウンタ１１−５であれば番号「５」を割出し、
この番号Ｂを原２値化パターン信号Ｑから何ビット移動
したかを示すものとなっている。ここで、番号を８とし
て相関を判断する相関範囲１−ａが原２１ｉＩ化パタ一
ン信号ＱのフルレンジＬｂから片側でにビットのシフト
量分小さく設定されていると、原２値化パターン信号Ｑ
から何ビット移動したかを示す移動ベクトルＦは Ｆ＝　（Ｂ−Ｋ） Ｘ（イメージセンサの検出ピッチ） Ｘ（結像レンズの倍率）　　　　・・・（１）により求
められる。従って、これが移動ベクトル演算部１６で演
算されて求められ、これから物体ｌａ、１ｂ、１ｃのイ
メージセンサ３に対する相対移動量が求められてその位
置が判断される。The amount of movement of 1b and 1c can be calculated and found. Specifically, the movement vector indexing unit 15 selects the number B of the pulse counters 11-1 to 11-m that have reached the maximum count value.
1 For example, if the pulse counter 11-2 is the number "2",
If it is the pulse counter 11-5, the number "5" is calculated,
This number B indicates how many bits have been moved from the original binarized pattern signal Q. Here, if the correlation range 1-a for determining the correlation with the number 8 is set smaller by the bit shift amount on one side than the full range Lb of the original 21iI pattern signal Q, the original binarized pattern signal Q
A movement vector F indicating how many bits have been moved from is obtained by F=(B-K) X (detection pitch of image sensor) X (magnification of imaging lens) (1). Therefore, this is calculated and determined by the movement vector calculation unit 16, and from this, the amount of relative movement of the objects la, 1b, and 1c with respect to the image sensor 3 is determined, and their positions are determined.

次に上記の如く構成された装置の動作について説明する
。先ず、原２値化パターン信号Ｑが得られる。すなわち
、各物体１ａ、１ｂ、１ｃが所定時にイメージセンサ３
によってｉａｍされる。これによりイメージセンサ３か
ら受光された光強度に応じた信号が出力されてパターン
記憶部４に送られる。つまり、各物体１ａ、１ｂｌ、Ｉ
Ｃに相当する部分がハイレベルとなる２値化パタ一ン信
号Ｑである。この信号Ｑがパターン記憶部４に送られる
ことにより原２値化パターン信号Ｑとして記憶される。Next, the operation of the apparatus configured as described above will be explained. First, the original binarized pattern signal Q is obtained. That is, each object 1a, 1b, 1c is detected by the image sensor 3 at a predetermined time.
iam by. As a result, a signal corresponding to the intensity of light received from the image sensor 3 is output and sent to the pattern storage section 4. In other words, each object 1a, 1bl, I
This is a binary pattern signal Q in which the portion corresponding to C is at a high level. This signal Q is sent to the pattern storage section 4 and stored as the original binarized pattern signal Q.

次に各物体１ａ、１ｂ、１Ｃが矢印（イ）方向に移動し
てそのときの位置検出が行われる。つまり、移動した各
物体１ａ、１ｂ、１ｃがイメージセンサ３により撮像さ
れてその出力信号がシフトレジスタ６−１に送られる。Next, each object 1a, 1b, 1C moves in the direction of arrow (A), and the position at that time is detected. That is, each moving object 1a, 1b, 1c is imaged by the image sensor 3, and its output signal is sent to the shift register 6-1.

すると、シフトレジスタ６−１からは第２図に示すよう
な１ビツトシフトしたシフト信号Ｐ１が出力される。そ
して、このシフト出力Ｐ１が次のシフトレジスタ６−２
に送られるとともにアンドゲート７−１にも送られる。Then, a shift signal P1 shifted by one bit as shown in FIG. 2 is outputted from the shift register 6-1. Then, this shift output P1 is transferred to the next shift register 6-2.
It is also sent to AND gate 7-1.

そうして、シフトレジスタ６−２はシフト出力Ｐ１をさ
らに１ビツトシフトして次のシフトレジスタに送るとと
もにアンドゲート７−２にも送る。このようにしてシフ
トレジスタ６−ｍまでのシフト動作が終了すると、相関
タイミング発生部９からハイレベルのタイミング信号が
送出されるとともに前記原２値化パターン信号Ｑが相関
範囲設定部８を通して範囲Ｌｂとして送出される。Then, the shift register 6-2 further shifts the shift output P1 by one bit and sends it to the next shift register and also sends it to the AND gate 7-2. When the shift operation up to the shift register 6-m is completed in this way, a high-level timing signal is sent from the correlation timing generator 9, and the original binarized pattern signal Q is passed through the correlation range setting unit 8 to the range Lb. Sent as .

従って、各アンドゲート７−１〜７−ｍからは原２値化
パターン信号Ｑと各シフト出力Ｐ１−１〜Ｐｉ−ｍとの
アンド信号Ｐ１−１、Ｐ　２−１　、・・・Ｐｍ−１が
送出されて、それぞれアンドゲート１０−１〜１０−ｍ
に送られる。これにより各アンドゲート１０−１〜１０
−ｍからは、これらゲート１０−１〜１０−ｍが開とな
った期間に比例した数のパルス信号Ｐ１−２、Ｐ２−２
、・・・Ｐｍ−２が通過してそれぞれパルスカウンタ１
１−１〜１１−ｍに送られる。これにより各パルスカウ
ンタ１１−１〜１１−ｍはカウントを実行してそのカウ
ント値を最大カウント判別部１３に送出する。そこで、
この最大カウント数判別部１３は、各パルスカウンタ１
１−１〜１１−ｍのうちカウント値が最大となったパル
スカウンタ１１−１〜１１−ｍを判別してその旨を移動
ベクトル割出し９一 部１５に送出する。そして、この移動ベクトル割出し部
１５は、最大カウント値となったパルスカウンタ１１−
１〜１１−ｍからその番号Ｂを割出して移動ベクトル演
算部１６へ送る。そうして、この移動ベクトル演算部１
６は上記第（１）式を演算して物体１ａ１１ｂ、１Ｃの
相対移動量を演算し求める。そうして、以上のような動
作を繰返すことによって物体１ａ、ｌｂ、１ｃとイメー
ジセンサ３との相対位置が判断される。Therefore, from each AND gate 7-1 to 7-m, AND signals P1-1, P2-1, . . . Pm- of the original binary pattern signal Q and each shift output P1-1 to Pi-m are output. 1 is sent out, and the respective AND gates 10-1 to 10-m
sent to. As a result, each AND gate 10-1 to 10
-m, a number of pulse signals P1-2 and P2-2 are generated in proportion to the period during which these gates 10-1 to 10-m are open.
,... Pm-2 passes and the pulse counter 1 is counted respectively.
1-1 to 11-m. As a result, each of the pulse counters 11-1 to 11-m performs counting and sends the counted value to the maximum count determination section 13. Therefore,
This maximum count number determining unit 13 is configured to detect each pulse counter 1
Among the pulse counters 1-1 to 11-m, the pulse counter 11-1 to 11-m with the maximum count value is determined, and this fact is sent to the movement vector indexing section 9 15. Then, this movement vector indexing unit 15 detects the pulse counter 11- which has reached the maximum count value.
The number B is determined from 1 to 11-m and sent to the movement vector calculation section 16. Then, this movement vector calculation unit 1
6 calculates the relative movement amount of the objects 1a11b and 1C by calculating the above equation (1). By repeating the above operations, the relative positions of the objects 1a, lb, 1c and the image sensor 3 are determined.

このように上記一実施例においては、所定時に撮像して
得た原２値化パターン信号Ｑと、この原２値化パターン
信号Ｑを得た後に得られる２値化パタ一ン信号を所定ピ
ットづつシフトした信号との相関を求め、この相関結果
から物体１ａ、１ｂ、１Ｃの相対移動量を求めようにし
たので、スケールを使用せずに物体１ａ、ｌｂ、ＩＣの
位置検出ができ、さらに高価なスケールを使用しないこ
とにより例えばボール盤全体の価格をかなり低減できる
。In this way, in the above embodiment, the original binarized pattern signal Q obtained by imaging at a predetermined time and the binarized pattern signal obtained after obtaining this original binarized pattern signal Q are combined into predetermined pits. Since the correlation with the shifted signals is calculated and the relative movement amount of objects 1a, 1b, and 1C is calculated from this correlation result, the positions of objects 1a, lb, and IC can be detected without using a scale. For example, the cost of the entire drilling machine can be considerably reduced by not using an expensive scale.

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではなく
、その主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and may be modified without departing from the spirit thereof.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳記したように本発明は、移動する物体を撮像して
２値化パターンの信号を出力するセンサと、所定時にこ
のセンサの出力信号を受けて原２値化パターン信号とし
て記憶するパターン記憶手段と、原２値化パターン信号
が得られた後にセンサの出力信号を受けて所定ビットシ
フトし原２値化パターン信号との相関を判断する相関判
断手段と、この相関判断手段での判断結果から物体の相
対移動量を求めて位置判断する移動量演算手段とを備え
たものである。As described in detail above, the present invention includes a sensor that images a moving object and outputs a binary pattern signal, and a pattern memory that receives the output signal of this sensor at a predetermined time and stores it as an original binary pattern signal. means, correlation determining means for receiving the output signal of the sensor after obtaining the original binary pattern signal, shifting a predetermined bit, and determining the correlation with the original binary pattern signal; and a determination result by the correlation determining means. and a movement amount calculation means for determining the position by determining the relative movement amount of the object.

したがって本発明によれば、所定時に撮像されて得られ
た原２値化パターン信号と、この原２値化パターン信号
が得られた後に得られる２値化パタ一ン信号を所定ビッ
トシフトした信号との相関を求め、この相関結果から物
体の相対移動量が求められるので、スケールを必要せず
に位置検出ができ、かつ大幅なコストダウンが図れる位
置検出装置を提供できる。Therefore, according to the present invention, the original binarized pattern signal obtained by imaging at a predetermined time and the signal obtained by shifting the binarized pattern signal obtained after the original binarized pattern signal by a predetermined bit are shifted. Since the relative movement amount of the object can be determined from the correlation result, it is possible to provide a position detection device that can perform position detection without requiring a scale and can significantly reduce costs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明に係わる位置検出装置の一実施例を示す
構成図、第２図は本発明装置の検出作用を説明するため
の図である。 １ａ、１ｂ、１ｃ・・・物体、３・・・イメージセンサ
、４・・・パターン記憶部、５・・・相関判断手段、６
−１〜６−ｍ・・・シフトレジスタ、７−１〜７−ｍ。 １０−１〜１０−ｍ・・・アンドゲート、８・・・相関
範囲設定部、９・・・相関タイミング発生部、１１−１
〜１１−ｍ・・・パルスカウンタ、１２・・・パルス発
生部、１３・・・最大カウント判別部、１４・・・移動
量演算手段、１５・・・移動ベクトル割出し部、１６・
・・移動ベクトル演算部。 出願復人代理人　弁理士　鈴江武彦 手続補正書 ｔｓｈ　％１・５１６８ 特許庁長官　　宇　賀　道　部　　殿 １、事件の表示 特願昭６１−１２４６４号 ２、発明の名称 位置検出装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （６２０）　　三菱重工業株式会社 ４、後代　埋入 ５、自発補正 ６、補正の対象 ７、補正の内容 （１１明細書全文を別紙の通９訂正する。 （２）図面第１図および第２図を別紙の通シ訂正する。 明　　　　　細　　　　　書 １、発明の名称 位置検出装置 ２、特許請求の範囲 移動する物体に対する位置検出装置において、前記物体
を撮像して２値化パターンの信号を出力するセンサと、
所定時にこのセンナの出力信号を受けて原２値化パター
ン信号として記憶するノ４ターン記憶手段と、前記原２
値化パターン信号が得られた後に前記センナの出力信号
を受けて所定ビットづつシフトし前記原２値化パターン
信号との相関を判断する相関判断手段と、この相関判断
手段での判断結果から前記物体の相対移動量を求めて位
置判断する移動量演算手段とを具備したことを特徴とす
る位置検出装置。 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば数値制御（ＮＣ）装置やディジタル位
置読取装置に適用して最適な位置検出装置に関する。 〔従来の技術〕 例えば、ＮＣは位置決めと連続切削の２つの形に分類さ
れ、位置決めはボール盤、プレスなどに用いられ、また
後者はフライス盤、旋盤などに用いられる。ところで、
位置決めと連続切削どちらについても位置検出器が必要
でアシ、その位置検出器としては一般に、シンクロレゾ
ルバ、インダクトシン、ガラススケール、マグネスケー
ル等の目盛シを刻んだものが用いられている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら上記位置検出器を例えばボール盤に適用す
ると、その作業動作を高精度に行なわなければならない
ので、検出ストローク全長に亘って高精度なスケールを
必要とすると共に取付場所を占めるとか、取付が面倒で
あるとかの問題がある。 そこで本発明は、スケールを必要とせずに位置検出がで
きる位置検出装置を提供することを目的とする。 〔問題点を解決するだめの手段〕 　１一 本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために次の
ような手段を講じたことを特徴としている。すなわち、
移動する物体を撮像して２値化・々ターンの信号を出力
するセンナと、所定時にこのセンナの出力信号を受けて
原２値化パターン信号として記憶するノやターン記憶手
段と、原２値化ノやターン信号が得られた後にセンサの
出力信号を受けて所定ビットづつシフトして原２値化パ
ターン信号との相関を判断する相関判断手段とこの相関
判断手段での判断結果から物体の相対移動量を求めて位
置判断する移動量演算手段とを備えたことを特徴として
いる。 〔作用〕 このような手段を講じたことにより、所定時に撮像され
て得られた原２値化パターン信号と、この原２値化パタ
ーン信号が得られた後に得られる２値化・臂ターン信号
を所定ピットシフトした信号との相関が求められ、この
相関結果から物体の相対移動量が求められる。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。 第１図は位置検出装置の構成図である。同図において１
ｍ、ｌｂ、ＩＣは紋様の入った物体であって、矢印（イ
）方向に移動するものである。そして、これら物体１　
ａ　＠　１　ｂ　ｅ　Ｉ　Ｃの上部に結像レンズ２を介
してイメージセンサ３が設けられている。このイメージ
センサ３は例えば複数の受光素子を羅列した構成のもの
で、受光強度に応じたレベルの信号（２値化信号）を出
力するものである。 ４はノやターン記憶部であって、これは所定時にイメー
ジセンサ３の出力信号を受けてこれを原２値化パターン
信号Ｑとして記憶するものである。５は相関判断手段で
あって、これは原２値化パターン信号Ｑが得られた後に
移動した物体１　ａ　、　１　ｂ。 １ｃを撮像したイメージセンサ３の出力信号を受けて所
定ビットづつシフトして原２値化−＋ターｙ信号Ｑとの
相関を判断する機能をもったものである。具体的には次
のような構成となっている。すなわち、１ビツトシフト
するシフトレジスタ６−１．６−２．・・・６−ｍが設
けられ、シフトレジスタ６−１にイメージセンサ３の出
力信号が入力するようになっている。そして、そのシフ
ト出力ＰＩ、Ｐ２．・・・が次のシフトレジスタ６−２
．・・・６　＝　ｒａに順次送出されて全体でｍ段シフ
トするように構成されている。そして、各シフトレジス
タ６−１〜６−　ｍのシフト出力Ｐ１〜Ｐｍはそれぞれ
排他的論理和回路（ノア回路）７−１．７−２゜・・・
７−　ｍに送られている。これらノア回路７−１〜７−
　ｍの入力端子には、相関範囲設定部８から前記原２値
化・ぐターン信号Ｑが入力てれている。 従って、各ノア回路７−１〜７　”　ｍからノットダ−
）Ｎｌ〜Ｎｍを通して原２値化パターン信号Ｑと２値化
パタ一ン信号との排他的論理信号Ｐｌ−１、Ｐ２−１．
・・・Ｐｍ−１が送出されることになる。そして各ノア
回路７−１〜７−　ｍから出力される排他的論理和信号
Ｐ１−１〜Ｐ　ｍ　−１はそれぞれアンドゲート１０−
１〜１０−ｍを通して各ノ臂ルスカウンタ１１−１〜１
１−ｍに送られる構成となっている。なお、各アン）’
ｒ−）１０−１〜１０−ｍの入力端子には、相関タイミ
ング発生部９からのタイミング信号が入力されるととも
にノ４ルス発生部１２からの比較的周期の短い・ぐルス
信号が入力されている。なお、相関タイミング発生部９
は、各シフトレジスタ６−１〜６　”　ｍでのシフト動
作終了後にハイレベルのタイミング（１を送出するもの
となっている。そうして、各）９ルスカウンタ１１−１
〜１１−ｍのカウント値はそれぞれ最大カウント判別部
１３に送られてカウント値の最大となったノ９ルスカウ
ンタ１１−１〜１１−ｍが判別され翫ている。つま夛、
カウント値が最大となったパルスカウンタ１１−１〜１
１−ｍでのシフト値が原２値化パターン信号Ｑとの相関
が高いということになる。この判別結果は移動量演算手
段１４に送出されて物体１ａ、Ｉｂ。 １ｃの移動量が演算し求められるようになっている。具
体的に移動ベクトル割出し部７５は最大カウント値とな
ったノｆルスカウンタ１１−１〜１１−ｍの番号Ｂ１例
えばＡ？ルスカウンタ１１−２であれば番号ｒ２Ｊ、ノ
やルスカウンタ１１−５でめＰ　５− れば番号「５」を割出し、この番号Ｂを原２値化パター
ン信号Ｑから何ビット移動したかを示すものとなってい
る。ここで、番号をＢとして相関を判断する相関範囲Ｌ
ａが原２値化パターン信号ＱのフルレンジＬｂから片側
でＸビットのシフト量分少さく設定されていると、原２
値化）４タ一ン信号Ｑから何ビット移動したかを示す移
動ベクトルＦは Ｆ＝（Ｂ−Ｋ） ×（イメージセンナの検出ピッチ） Ｘ（結像レンズの倍率）　　　　　　・・・（１）によ
シ求められる。従って、これが移動ベクトル演算部１６
で演算されて求められ、これから物体１ｍ、ｌｂ、Ｉｃ
のイメージセンサ３に対する相対移動量が求められてそ
の位置が判断される。 次に上記の如く構成された装置の動作について説明する
。先ず、原２値化・臂ターン信号Ｑが得られる。すなわ
ち、各物体１ｍ、ｌｂ、ｌｃが所定時にイメージセンサ
３によって撮像される。これによシイメージセンサ３か
ら受光された光強度に　６一 応じた信号が出力されてパターン記憶部４に送られる。 つまり、各物体１ａ、ｌｂ、Ｉｃに相当する部分がハイ
レベルとなる２値化パタ一ン信号Ｑである。この信号Ｑ
が・臂ターン記憶部４に送られることによシ原２値化パ
ターン信号Ｑとして記憶される。 次に各物体１ａ、Ｉｂ、ｌｃが矢印（イ）方向に移動し
てそのときの位置検出が行われる。つま夛、移動した各
物体１ｔ１．Ｉｂ、ｌｃがイメージセンサ３により撮像
されてその出力信号がシフトレジスタ６−１に送られる
。すると、シフトレジスタ６−１からは第２図に示すよ
うな１ビツトシフトしたシフト信号Ｐ１が出力される。 そして、このシフト出力Ｐ１が次のシフトレジスタ６−
２に送られるとともにノア回路７−１にも送られる。 そうして、シフトレジスタ６−２はシフト出力Ｐ１をさ
らに１ビツトシフトして次のシフトレジスタに送るとと
もにノア回路７−２にも送る。このようにしてシフトレ
ジスタ６−ｍまでのシフト動作が終了すると、相関タイ
ミング発生部９からハイレベルのタイミング信号が送出
されるとともに前記原２値化パターン信号Ｑが相関範囲
設定部８を通して範囲Ｌｂとして送出される。従って、
ノア回路７−１〜７−ｍからノットダートＮ１〜Ｎｍを
通して原２値化パターン信号Ｑと各シフト出力Ｐ１−１
〜Ｐｉ−ｍとの排他的論理和信号Ｐｉ−１、Ｐ２−１　
、・”Ｐｍ−１が送出されて、それぞれアン）’ｆ−ト
１０−１〜１０−ｍに送られる。これにより各アン＋ｘ
ｙ−ト１０−１〜１〇−ｍからは、これらゲート１０−
１〜１０−　ｍが開となった期間に比例した数の・やル
ス信号ｐｉ−２、Ｐ２−２．・・・Ｐ　ｍ　−２が通過
してそれぞれ／ＩＰルスカウンタ１１−１〜１１−ｍに
送られる。これにより各ノぐルスカウンタ１１−１〜１
１−ｍはカウントを実行してそのカウント値を最大カウ
ント判別部１３に送出する。そこで、この最大カウント
数判別部１３は、各ノやルスカウンタ１１−１〜１１−
ｍのうちカウント値が最大となったノ母ルスカウンタ１
１−１〜１１−ｍを判別してその旨を移動ベクトル割出
し部１５に送出する。そして、この移動ベクトル割出し
部１５は、最大カウント値となったパルスカウンタ１１
−１〜１１−　ｍ　カらその番号Ｂを割出して移動ベク
トル演算部１６へ送る。そうして、この移動ベクトル演
算部１６は上記第（１１式を演算して物体１ａ、Ｉｂ、
Ｉｃの相対移動量を演算し求める。そうして、以上のよ
うな動作を繰返すことによって物体１ａ、ｌｂ。 １ｃとイメージセンサ３との相対位置が判断される。 このように上記一実施例においては、所定時に撮像して
得た原２値化・母ターン信号Ｑと、この原２値化）々タ
ーン信号Ｑを得た後に得られる２値化ツクタ一ン信号を
所定ビットづつシフトした信号との相関を求め、この相
関結果から物体１　ａ　、　１　ｂ。 １ｃの相対移動量を求めようにしたので、スケールを使
用せずに物体１ａ、ｌｂ、ｌｃの位置検出ができる。 なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではなく
、その主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。 〔発明の効果〕 以上詳記したように本発明は、移動する物体を撮像して
２値化パターンの借上を出力するセンナと、所定時にこ
のセンサの出力信号を受けて原２値化／４’タ一ン信号
として記憶するパターン記憶手段と、原２値化パターン
信号が得られた後にセンナの出力信号を受けて所定ビッ
トシフトし原２値化パターン信号との相関を判断する相
関判断手段と、この相関判断手段での判断結果から物体
の相対移動量を求めて位置判断する移動量演算手段とを
備えたものである。 したがって本発明によれば、所定時に撮像されて得られ
た原２値化パターン信号と、この原２値化パターン信号
が得られた後に得られる２値化・ぐターン信号を所定ビ
ットシフトした信号との相関を求め、この相関結果から
物体の相対移動量が求められるので、スケールを必要せ
ずに位置検出ができる位置検出装置を提供できる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明に係わる位置検出装置の一実施例を示す
構成図、第２図は本発明装置の検出作用を説明するため
の図でめる。 ’ａ＊１ｂ６１ｃ・・・物体、３・・・イメージセン然
、４・・・パターン記憶部、５・・・相関判断手段、６
−１〜６−ｍ・・・シフトレジスタ。７−１〜７−ｍ・
・・排他的論理和回路、１０−１〜１０　　ｍ・・・ア
ン−ダート、８・・・相関範囲設定部、９・・・相関タ
イミング発生ｉ、ｘｘ−１〜１１−ｍ・・りやルスヵウ
ンタ、１２・・・・ぐルス発生部、１３・・・最大カウ
ント判別部、１４・・・移動量演算手段、１５・・・移
動ベクトル割出し部、１６・・・移動ベクトル演算部。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a position detection device according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining the detection operation of the device of the present invention. 1a, 1b, 1c...Object, 3...Image sensor, 4...Pattern storage unit, 5...Correlation determining means, 6
-1 to 6-m...shift register, 7-1 to 7-m. 10-1 to 10-m...AND gate, 8...Correlation range setting section, 9...Correlation timing generation section, 11-1
~11-m...Pulse counter, 12...Pulse generation section, 13...Maximum count determination section, 14...Movement amount calculation means, 15...Movement vector indexing section, 16.
...Movement vector calculation unit. Application reinstatement agent Patent attorney Takehiko Suzue Procedural amendment TSH %1・5168 Commissioner of the Japan Patent Office Michibe Uga 1, Case display patent application No. 12464/1988 2, Invention name position detection device 3, Make amendments Patent applicant (620) Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 4, successor Insertion 5, voluntary amendment 6, subject of amendment 7, content of amendment (11 The entire specification is corrected in attached document 9. (2) Figures 1 and 2 of the drawings are corrected in the appendix. Description 1, Title of the invention Position detection device 2, Claims A position detection device for a moving object, which captures an image of the object and converts it into binary data. a sensor that outputs a signal with a pattern of
4-turn storage means for receiving the output signal of the sensor at a predetermined time and storing it as an original binary pattern signal;
Correlation determining means receives the output signal of the sensor after the digitized pattern signal is obtained, shifts it by predetermined bits, and determines the correlation with the original binarized pattern signal; 1. A position detection device comprising: movement amount calculation means for calculating the relative movement amount of an object and determining the position. 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a position detection device that is most suitable for application to, for example, a numerical control (NC) device or a digital position reading device. [Prior Art] For example, NC is classified into two types: positioning and continuous cutting; positioning is used in drilling machines, presses, etc., and the latter is used in milling machines, lathes, etc. by the way,
A position detector is required for both positioning and continuous cutting, and generally a synchronous resolver, an inductosin, a glass scale, a magnescale, etc. with a scale are used as the position detector. [Problems to be Solved by the Invention] However, when the above-mentioned position detector is applied to, for example, a drilling machine, the working operation must be performed with high precision, so a highly accurate scale is required over the entire length of the detection stroke. There are problems with the installation space being taken up and the installation being troublesome. SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a position detection device that can detect a position without requiring a scale. [Means to Solve the Problems] 11 The present invention is characterized by taking the following measures in order to solve the above problems and achieve the object. That is,
A sensor that images a moving object and outputs a binary/turn-by-turn signal, a turn storage means that receives the output signal of this sensor at a predetermined time and stores it as an original binary pattern signal, and an original binary signal. After the change or turn signal is obtained, a correlation judgment means receives the output signal of the sensor, shifts it by a predetermined bit and judges the correlation with the original binary pattern signal, and from the judgment result of this correlation judgment means, the object is detected. The apparatus is characterized in that it includes a movement amount calculation means for determining the position by determining the relative movement amount. [Operation] By taking such measures, the original binarized pattern signal obtained by imaging at a predetermined time and the binarized/arm turn signal obtained after this original binarized pattern signal is obtained. Correlation with a signal obtained by shifting a predetermined pit is determined, and the relative movement amount of the object is determined from this correlation result. [Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a position detection device. In the same figure, 1
m, lb, and IC are patterned objects that move in the direction of arrow (a). And these objects 1
An image sensor 3 is provided above the a @ 1 b e IC via an imaging lens 2 . The image sensor 3 has a configuration in which a plurality of light receiving elements are arranged, for example, and outputs a signal (binarized signal) at a level corresponding to the intensity of the received light. Reference numeral 4 denotes a turn storage section which receives the output signal of the image sensor 3 at a predetermined time and stores it as an original binary pattern signal Q. Reference numeral 5 denotes a correlation determining means, which detects the objects 1 a and 1 b that moved after the original binarized pattern signal Q was obtained. It has a function of receiving the output signal of the image sensor 3 that has captured the image 1c, shifting it by predetermined bits, and determining the correlation with the original binarized −+tar y signal Q. Specifically, the configuration is as follows. That is, shift registers 6-1, 6-2, . . . 6-m is provided, and the output signal of the image sensor 3 is input to the shift register 6-1. Then, the shift outputs PI, P2. ...is the next shift register 6-2
．． . . 6 = ra, and is configured to be shifted by m steps in total. The shift outputs P1 to Pm of the shift registers 6-1 to 6-m are respectively exclusive OR circuits (NOR circuits) 7-1.7-2°...
7-m. These NOR circuits 7-1 to 7-
The original binarized turn signal Q is input from the correlation range setting section 8 to the input terminal of the input signal m. Therefore, from each NOR circuit 7-1 to 7'' m
) Nl to Nm, exclusive logic signals Pl-1, P2-1 .
...Pm-1 will be sent. The exclusive OR signals P1-1 to Pm-1 outputted from the respective NOR circuits 7-1 to 7-m are respectively connected to AND gates 10-
Each elbow counter 11-1 to 1 through 1 to 10-m
1-m. In addition, each Anne)'
r-) The input terminals of 10-1 to 10-m receive the timing signal from the correlation timing generator 9 and also receive the relatively short-cycle pulse signal from the pulse generator 12. ing. Note that the correlation timing generator 9
is designed to send out a high level timing (1) after the shift operation in each of the shift registers 6-1 to 6''m is completed.
The count values of 11-m to 11-m are respectively sent to the maximum count determining section 13, and the number 9 counters 11-1 to 11-m having the maximum count value are determined and displayed. Tsuma,
Pulse counters 11-1 to 1 whose count value has reached the maximum
This means that the shift value at 1-m has a high correlation with the original binarized pattern signal Q. This determination result is sent to the movement amount calculation means 14 and the objects 1a and Ib are determined. The amount of movement of 1c can be calculated and found. Specifically, the movement vector indexing unit 75 calculates the number B1 of the nof counters 11-1 to 11-m that have reached the maximum count value, for example, A? If the counter 11-2 is the number r2J, then the counter 11-5 is the number "5", and how many bits has this number B been moved from the original binarized pattern signal Q? It shows that. Here, the correlation range L to judge the correlation with the number B
If a is set to be smaller than the full range Lb of the original binary pattern signal Q by the shift amount of X bits on one side, the original 2
The movement vector F, which indicates how many bits have been moved from the 4-bit signal Q, is F = (B-K) × (detection pitch of the image sensor) X (magnification of the imaging lens) ... (1) I am asked for it. Therefore, this is the movement vector calculation unit 16
From this, the object 1m, lb, Ic
The amount of relative movement of the image sensor 3 to the image sensor 3 is determined, and its position is determined. Next, the operation of the apparatus configured as described above will be explained. First, the original binarized arm turn signal Q is obtained. That is, each object 1m, lb, lc is imaged by the image sensor 3 at a predetermined time. As a result, a signal corresponding to the intensity of light received from the image sensor 3 is output and sent to the pattern storage section 4. In other words, it is a binary pattern signal Q in which portions corresponding to the objects 1a, lb, and Ic are at a high level. This signal Q
is sent to the arm turn storage section 4 and stored as the original binary pattern signal Q. Next, each object 1a, Ib, lc moves in the direction of arrow (A), and the position at that time is detected. Each object moved 1t1. Ib and lc are imaged by the image sensor 3 and their output signals are sent to the shift register 6-1. Then, a shift signal P1 shifted by one bit as shown in FIG. 2 is outputted from the shift register 6-1. Then, this shift output P1 is transferred to the next shift register 6-
2 and is also sent to the NOR circuit 7-1. Then, the shift register 6-2 further shifts the shift output P1 by one bit and sends it to the next shift register and also sends it to the NOR circuit 7-2. When the shift operation up to the shift register 6-m is completed in this way, a high-level timing signal is sent from the correlation timing generator 9, and the original binarized pattern signal Q is passed through the correlation range setting unit 8 to the range Lb. Sent as . Therefore,
The original binary pattern signal Q and each shift output P1-1 are passed from the NOR circuits 7-1 to 7-m to the not-dirt N1 to Nm.
~ Exclusive OR signals Pi-1 and P2-1 with Pi-m
,・"Pm-1 is sent to each an)'f-to 10-1 to 10-m. As a result, each an+x
These gates 10-1 to 10-m
A number of signal signals pi-2, P2-2 . . . . P m -2 passes through and is sent to the /IP pass counters 11-1 to 11-m, respectively. As a result, each noggle counter 11-1 to 1
1-m executes counting and sends the count value to the maximum count determination section 13. Therefore, this maximum count number determination unit 13 determines whether each number or number counter 11-1 to 11-
Mother counter 1 whose count value is the maximum among m
1-1 to 11-m and sends the result to the movement vector indexing section 15. The movement vector indexing unit 15 then detects the pulse counter 11 that has reached the maximum count value.
-1 to 11- m The number B is determined from the number B and sent to the movement vector calculation section 16. Then, this movement vector calculation unit 16 calculates the above equation (11) to determine the objects 1a, Ib,
Calculate and find the relative movement amount of Ic. Then, by repeating the above operations, objects 1a and lb are created. The relative position between 1c and the image sensor 3 is determined. In this way, in the above embodiment, the original binary main turn signal Q obtained by imaging at a predetermined time, and the binary main turn signal Q obtained after obtaining the original binary turn signal Q. The correlation between the signal and the signal shifted by a predetermined bit is determined, and the objects 1 a and 1 b are determined from this correlation result. Since the amount of relative movement of object 1c is determined, the positions of objects 1a, lb, and lc can be detected without using a scale. Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and may be modified without departing from the spirit thereof. [Effects of the Invention] As described in detail above, the present invention includes a sensor that images a moving object and outputs a binary pattern, and a sensor that receives the output signal of this sensor at a predetermined time and converts it into original binary data. A pattern storage means for storing the signal as a 4' tan signal, and a correlation judgment means for receiving the output signal of the sensor after obtaining the original binarized pattern signal, shifting a predetermined bit, and determining the correlation with the original binarized pattern signal. and a movement amount calculation means for calculating the relative movement amount of the object from the judgment result of the correlation judgment means and determining the position. Therefore, according to the present invention, a signal obtained by shifting the original binarized pattern signal obtained by imaging at a predetermined time and the binarized turn signal obtained after obtaining the original binarized pattern signal by a predetermined bit. Since the relative movement amount of the object can be determined from the correlation result, it is possible to provide a position detection device that can detect the position without requiring a scale. 4. Brief Description of the Drawings FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the position detection device according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining the detection action of the device of the present invention. 'a*1b61c...Object, 3...Image sensor, 4...Pattern storage section, 5...Correlation determining means, 6
-1 to 6-m...Shift register. 7-1~7-m・
... Exclusive OR circuit, 10-1 to 10 m... Un-dart, 8... Correlation range setting section, 9... Correlation timing generation i, xx-1 to 11-m... Riyarus counter , 12... Glucose generating unit, 13... Maximum count determining unit, 14... Movement amount calculation means, 15... Movement vector indexing unit, 16... Movement vector calculation unit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 移動する物体に対する位置検出装置において、前記物体
を撮像して２値化パターンの信号を出力するセンサと、
所定時にこのセンサの出力信号を受けて原２値化パター
ン信号として記憶するパターン記憶手段と、前記原２値
化パターン信号が得られた後に前記センサの出力信号を
受けて所定ビットづつシフトし前記原２値化パターン信
号との相関を判断する相関判断手段と、この相関判断手
段での判断結果から前記物体の相対移動量を求めて位置
判断する移動量演算手段とを具備したことを特徴とする
位置検出装置。In a position detection device for a moving object, a sensor that images the object and outputs a signal in a binary pattern;
pattern storage means for receiving the output signal of the sensor at a predetermined time and storing it as an original binary pattern signal; It is characterized by comprising a correlation determining means for determining the correlation with the original binarized pattern signal, and a movement amount calculation means for determining the relative movement amount of the object from the determination result of the correlation determining means and determining the position. position detection device.