CN101052857A - 透光性面板的透视变形检测装置以及检测方法 - Google Patents

Abstract

透视变形检测装置(1)包含：LED板(3)、CCD照相机(4)、计算机(6)。LED板具有倾斜了45度角的多个目标标记(T)。在LED板与CCD照相机之间配置有面板(2)的状态下，计算机一一点亮目标标记，再用CCD照相机对点亮的目标标记摄影。计算机根据连接位于各目标标记两端的LED像的假想直线(K)、与位于该目标标记中间的LED像之间的距离，计算出透视变形量(R)。

Description

透光性面板的透视变形检测装置以及检测方法

技术领域

本发明涉及一种透光性面板的透视变形检测装置以及检测方法。

背景技术

近来，在汽车的车窗上，为了满足提高空气动力特性等要求，安装了具有复杂弯曲形状的透光性玻璃面板。汽车的驾驶人员透过玻璃面板看到汽车外部的景色和物体。透过汽车面板的弯曲部看到的景色或物体，对应该弯曲部的弯曲程度，会呈现变形。该变形被称作透视变形。如果透视变形超过了允许值，则会让驾驶人员感到不适。

于是，在汽车的车窗上安装玻璃面板之前，对于玻璃面板上的各位置上的弯曲程度、即透视变形要进行定量检测。在现有的第一检测方法中，使用的是具有45度角倾斜条纹的条纹板(参照非专利文献1)。

先就现有的第一检测方法进行说明。首先，将玻璃面板放置于条纹板和屏幕之间。然后观察透过玻璃面板投影到屏幕上的条纹板的条纹。另一方面，观察不透过玻璃面板直接投影到屏幕上的条纹板的条纹。再测定由于透过玻璃面板而产生的条纹板的条纹的变化。例如用尺子测定条纹线的间隔，定量地检测出透视变形。但是，现有的方法中存在有测定时需要花费功夫和较长时间的问题。

作为现有的第二检测方法，所提出的方案是使用一种具有在垂直相交的格子的交点上配置了多个发光二极管(LED)的显示装置的方法(专利文献1)。现就专利文献1的方法进行说明。首先将玻璃面板安装于汽车上，在玻璃面板的前方放置显示装置，在玻璃面板的后方，驾驶人员的眼睛投影点(Eye point)处放置照相机。在显示装置的多个LED中，依次点亮配置于互相垂直相交的线上3点的LED，再用照相机对3点的LED进行摄影。将透过玻璃面板拍摄的LED的像的位置与未透过玻璃面板拍摄的LED的像的位置进行比较。计算出对应于LED的横向位置偏移的横向变形角度，和对应于LED的纵向位置偏移的纵向变形角度。再根据两个变形角度，通过计算定量地检测出透视变形。

由于透视变形的计算以及对LED的点亮和熄灭的控制是通过计算机自动控制的，所以与使用条纹板的现有的第一方法相比较，减少了测量所需的功夫也缩短了测量的时间。

非专利文献1：德国工业规格52305号

专利文献1：日本发明专利第3083641号公报

发明内容

但是，在现有的第二方法中，为了从横向变形角度及纵向变形角度构成的变形角度得到透视变形，需要使用复杂的判断计算式。因此存在有在判断上需要长时间的演算，另外透视变形的检测装置构造较为复杂的问题。

本发明的目的在于，提供一种可以简单且迅速地检测出透视变形的透视变形检测装置以及检测方法。

本发明的内容之一是，提供一种检测在透光性面板上区分出的多个小区域上各自的透视变形的透视变形检测装置，该透视变形检测装置包括有：包含分别由在直线上排列的多个发光点构成的、并互相等间隔地分开的多个目标标记(target mark)，且可使所述各目标标记依次点亮的显示装置；跟踪点亮的目标标记进行拍摄的拍摄装置；对所述拍摄装置的拍摄的影像进行处理的影像处理装置；在不透过所述面板而拍摄的各目标标记的影像、与透过所述面板的各目标标记的影像中，根据各发光点的摄得影像位置的偏移，计算出所述面板的透视变形的大小的计算装置。

构成各目标标记的所述多个发光点，在一实施例中是在所述直线上排列的3个发光二极管，在另一实施例中是在所述直线上排列的2个发光二极管。在一实施例中，构成各目标标记的所述多个发光点被排列于呈45度角倾斜的直线上。在一实施例中，所述面板以可旋转的状态被支撑于所述拍摄装置的周围。在一实施例中，所述面板始终被维持为相对于所述拍摄装置的光轴呈接近垂直相交的状态，并被支撑为在横切所述光轴的方向上可以移动。在一实施例中，所述面板始终被维持为相对于所述拍摄装置的光轴呈倾斜的状态，并被支撑为在横切所述光轴的方向上可以移动。在一实施例中，所述面板为汽车的玻璃面板，所述拍摄装置被放置于相当于所述汽车驾驶人员的眼睛投影点的位置上。所述影像处理装置最好包含有变换为所述发光点的拍摄影像的各个重心坐标的变换装置。在一实施例中，各发光点为发光二极管。

本发明的另一内容为，提供一种检测在透光性面板上区分出的多个小区域上各自的透视变形的透视变形检测方法，该透视变形检测方法包括以下步骤：依次点亮由分别在直线上排列的多个发光点构成的、且互相等间隔地分开的多个目标标记的步骤；透过所述面板对点亮的目标标记进行拍摄的第一拍摄步骤；不透过所述面板对点亮的目标标记进行拍摄的第二拍摄步骤；将第一及第二拍摄步骤拍摄到的各影像进行处理的影像处理步骤；将不透过所述面板拍摄的各目标标记的各发光点的摄得影像位置、与透过所述面板面板拍摄的各目标标记的各发光点的摄得影像位置进行比较，从发光点的摄得影像位置的偏移计算出所述透视变形的计算步骤。

本发明的又一内容为，提供一种检测透光面板的透视变形的透视变形检测装置，该透视变形检测装置包括：具有多个倾斜的目标标记，并可以有选择地点亮目标标记的显示装置，所述显示装置的目标标记由在直线上按一定的间距排列的多个发光点构成；对点亮的目标标记拍摄，生成影像信号的拍摄装置；将所述透光性面板保持在所述显示装置和所述拍摄装置之间的台架；处理所述影像信号，来确定包含在各目标标记的影像内的各发光点的位置的影像处理装置；根据各发光点的位置，计算出连接包含在各目标标记的影像内的两端发光点的像的假想直线、与所述两端发光点的中间的发光点的像之间的距离，再根据该距离计算出透视变形的大小的计算机。

在一实施例中，点亮的各发光点的像被拍摄成圆形或者椭圆形的发光区域，所述影像处理装置在各目标标记的影像上，计算出各发光点的像的形心位置，所述计算机计算出连接各目标标记的两端发光点的像的形心位置的假想直线与所述两端发光点的中间的发光点的像的形心位置之间的距离，再根据该距离计算出所述变形透视的大小。

在一实施例中，所述计算机依据下式计算出所述面板的透视变形的大小，即R＝S/Ao，R为透视变形量，S为所述距离，Ao为所述两端发光点的形心位置间的距离。在一实施例中，所述面板具有多个小区域，所述计算机中包含储存有对每个小区域设定的阈値的存储器，所述计算机判定所述面板的各测定点的透视变形量和透视变形是否小于或者等于所述阈値。在一实施例中，还包括有一马达，该马达可以使所述拍摄装置以及所述保持台分别移动，从而使得连接所述拍摄装置和所述显示装置的线可以横切所述透光面板的各个位置。在一实施例中，所述透光面板包括弯曲部，所述透视变形检测装置检测所述弯曲部的透视变形。

附图说明

图1是本发明的最佳实施例中的透视变形检测装置的立体图。

图2是表示在玻璃面板上区分出的观察区域的示意图。

图3(a)(b)分别是LED板的主视图和放大图。

图4是图1的透视变形检测装置的方框图。

图5(a)是不透过玻璃面板拍摄的3个LED的像，(b)是透过玻璃面板拍摄的3个LED的像。

图6是用于说明单位长度Ao和偏移量S的图。

图7是表示另一实施例中透视变形检测装置的配置和动作的概略图。

图8是表示另一实施例中透视变形检测装置的配置和动作的概略图。

图9(a)是不透过玻璃面板拍摄的2个LED的像，(b)是透过玻璃面板拍摄的2个LED的像。

图10是用于说明图9的偏移量S的图。

最佳实施例

以下，就本发明的最佳实施例中的透视变形检测装置进行说明。

图1表示的是检测透光性面板2的透视变形的透视变形检测装置1。透光性面板2例如为汽车的前挡风窗那样的弯曲的玻璃面板。透视变形检测装置1包括：作为显示装置的LED板3、作为拍摄装置的CCD照相机4、放置台5、计算机6、LED显示控制单元7、定位控制单元8以及影像处理装置9。玻璃面板2被配置在CCD照相机4和LED板3之间。CCD照相机4对LED板3的LED10进行直接拍摄，或者透过玻璃面板对LED板3的LED10进行间接拍摄。

图2表示从驾驶人员的眼睛投影点P0(参照图1)处看到的玻璃面板2。在玻璃面板2中，作为多个小区域区分有4个观察区域G1、G2、G3、G4。4个观察区域G1～G4是公知文献(“TOYOTA Techni cal Review Vol.43临时增刊号.July 1993”)中记载的试验区域，是根据驾驶人员的注视频率而区分的。例如，驾驶人员在透过玻璃面板2看物体时，驾驶人员对透视变形开始感到不适的透视变形的最小值在每个观察区域G1、G2、G3、G4是不同的。第一观察区域G1，位于驾驶人员的眼睛投影点P0的正面，是驾驶人员看前方时使用最频繁的区域。第二观察区域G2位于第一观察区域G2的外周，是驾驶人员看整个前方时使用的区域。第三观察区域G3是在下方位于第二观察区域G2外周的区域。第四观察区域G4是在上方位于第二观察区域G2外周的区域。在观察区域G1～G4上，根据驾驶人员对透视变形开始感到不适的最小变形，设置有互不相同的透视变形的阈値。第一观察区域G1的透视变形的阈値小于其他的第二、第三及第四的观察区域G2、G3、G4。按照第二观察区域G2→第三观察区域G3→第四观察区域G4的顺序其阈値依次变大。也就是说，因为第一观察区域G1是确认汽车行进方向时使用最频繁的区域，所以透视变形的阈値即最大允许值被设定为小于其他观察区域G2～G4的值。

如图3(a)所示，LED板3具有LED阵列，该LED阵列包含多个作为设置于垂直相交的格子的交点上的多个发光体的LED10。在一实施例中，LED阵列由450个LED10形成，其中3个LED10在横向(Y方向)上排列，多个(最佳实施例中为150个)LED10在纵向(Z方向)上排列。

如图3(b)所示，3个LED10沿水平线或者横线La被互相等间隔地排列。150个LED10沿垂直线或者纵线Lb被等间隔地配置。由于LED10被配置于垂直相交的格子的交点，所以横线La和纵线Lb互相垂直相交。倾斜的直线Lc以45度角分别与横线La及纵线Lb相交叉。直线Lc上等间隔地配置有3个LED10。位于直线Lc上的3个LED10形成一个目标标记T。因而，LED板3包含有在Z方向上按一定间距排列的、互相平行的多个目标标记T。

在最佳实施例中，LED10的行数(Z方向)为1～150，列数(Y方向)为1～3。现就LED10的坐标进行说明。在以下说明中，以(行编号，列编号)来表示LED10的坐标，各编号从1号开始。例如，在最上一行(第一行)，配置于左列的LED10的坐标为(1，1)，配置于中列的LED10的坐标为(1，2)，配置于右列的LED10的坐标为(1，3)。在第二行中，配置于左列的LED10的坐标为(2，1)，配置于中列的LED10的坐标为(2，2)，配置于右列的LED10的坐标为(2，3)。在第n行中，配置于左列的LED10的坐标为(n，1)，配置于中列的LED10的坐标为(n，2)，配置于右列的LED10的坐标为(n，3)。

因此，位于坐标(1，3)、(2，2)、(3，1)上的3个LED10形成一目标标记T。位于坐标(2，3)、(3，2)、(4，1)上的3个LED10形成另一目标标记T，…，位于坐标(148，3)、(149，2)、(150，1)上的3个LED10形成又一目标标记T。单位长度Ao表示的是配置于各目标标记T两端的2个LED10之间的距离。

CCD照相机4被配置于眼睛投影点P0。CCD照相机4被设置为可以分别透过第一～第四观察区域G1～G4，对点亮的目标标记T一边跟踪一边进行拍摄。

如图1所示，放置台5包含共用底座11和在共用底座11的上面树立的照相机台12。照相机台12具有安装摇头机构12a的前端(拍摄装置支撑点)。摇头机构12a具有图中未显示的涡轮以及控制所述涡轮的旋转驱动的马达M1(参照图4)。CCD照相机4被照相机台12支撑，并被摇头机构12a驱动。由于驱动信号被提供给马达M1从而将该马达M1驱动，使得所述涡轮的旋转也被控制，所以摇头机构12a可以使CCD照相机4如箭头R1所示绕Y轴转动。

在共用底座11的上面，形成有以照相机台12为中心的呈同心圆状的两根导轨13。导轨13上配置有具有滚柱(图示省略)的旋转架14。共用底座11上设有包含图中未显示的涡轮以及马达M2(参照图4)的角度可变机构。通过由马达M2驱动涡轮，所述滚柱即在导轨13上转动。这样一来，如箭头R3所示，旋转架14以照相机台12为中心沿导轨13转动。

放置台5包括配置于旋转架14上的Y移动架15，和配置于Y移动架15上的X移动架16。Y移动架15调整的是，玻璃面板2相对于连接CCD照相机4和LED板3的线即CCD照相机4的光轴的、在Y方向上的位置。在一实施例中，Y移动架15被设置于旋转架14上的图中未显示的螺纹进给机构所驱动，通过转动Y调整手柄(图示省略)让该螺纹进给机构转动，从而使Y移动架15沿箭头L1表示的轴，做相对于旋转架14的直线变位。

X移动架16调整的是，玻璃面板2相对于连接CCD照相机4和LED板3的线的、在X方向上的位置。在一实施例中，X移动架16被设置于Y移动架15上的图中未显示的螺纹进给机构所驱动，通过转动X调整手柄让该螺纹进给机构转动，从而使X移动架16沿箭头L2表示的轴，做相对于旋转架14的直线变位。

放置台5包含设置于X移动架16上的面板保持架17。面板保持架17包括图中未显示的角度可变机构和角度调整手柄。通过将该角度调整手柄沿一定方向旋转，使得面板保持架17如箭头R2所示，绕轴L1转动。面板保持架17具有图中未显示的保持具。该保持具将玻璃面板2保持住，从而使玻璃面板2被安装在玻璃保持架17上，和面板保持架17成一体移动。

通过包含于放置台5中的摇头机构12a、旋转架14、Y移动架15、X移动架16以及面板保持架17的移动，使得CCD照相机4与LED10与玻璃面板2的相对位置发生变化。这样一来，CCD照相机4可以扫描玻璃面板2以及LED板3。

如图1所示，计算机6被以电学方式和LED显示控制单元7、定位控制单元8以及影像处理装置9相连接。计算机6也被以电学方式和显示器18相连接。计算机6计算出透视变形后，将计算结果表示于显示器18。

如图4所示，计算机6包括存储器6a和作为计算装置的CPU6b，存储器6a储存有预先设定好的各观察区域G1～G4的阈値，CPU6b执行计算透视变形的变形计算程序编码。存储器6a中也可以储存变形计算程序编码及数据。计算机6根据储存于存储器6a的变形计算程序编码生成时间信号Sa，再将时间信号Sa提供给定位控制单元8。

定位控制单元8根据时间信号Sa，生成第一及第二驱动信号S1、S2，再将第一驱动信号S1提供给包含在摇头机构12a中的马达M1，将第二驱动信号S2提供给包含在旋转架14的角度可变机构中的马达M2。马达M1、M2分别根据第一驱动信号S1及第二驱动信号S2进行动作。

马达M1根据第一驱动信号S1，使摇头机构12a绕Y轴转动，从而可以使CCD照相机4从上到下依次对LED板3拍照。马达M2根据第二驱动信号S2，使所述角度可变机构绕Z轴转动。详细地说，当CCD照相机4被摇头机构12a移动至指向最下一行(第150行)的LED10时，马达M2使得旋转架14(玻璃面板2)绕Z轴旋转一定角度。接下来，马达M1在使CCD照相机4绕Y轴转动至CCD照相机4指向最上一行(第1行)的LED10后，使摇头机构12a绕Y轴转动，从而使得CCD照相机4从上到下依次对LED板3拍照。

计算机6根据储存于存储器6a中的程序编码，生成启动信号Sb用于启动对各LED10点亮和熄灭的控制，将启动信号Sb提供给LED显示控制单元7。

LED显示控制单元7包含操作单元7a。操作单元7a包括：切换LED板3开/关的第一开关，和切换由计算机6还是由操作单元7a对LED10进行点亮和熄灭的第二开关。切换操作单元7a的第二开关使得由计算机6对LED10的点亮和熄灭进行控制，在从计算机6将启动信号Sb提供给LED显示控制单元7时，LED显示控制单元7即开始有选择性的点亮LED。首先，LED显示控制单元7对启动信号Sb做出反应，选择由位于坐标(1，3)、(2，2)、(3，1)上的一组LED10构成的一个目标标记T(参照图3(b))，仅对该被选择的目标标记T的LED10有选择地供给驱动电力使之点亮。另一方面，维持未被选择的LED10的熄灭状态。

接下来，LED显示控制单元7选择由位于坐标(2，3)、(3，2)、(4，1)上的一组LED10构成的一个倾斜的目标标记T，仅对该被选择的目标标记T的LED10有选择地供给驱动电力使之点亮。另一方面，维持未被选择的LED10的熄灭状态。

随后，LED显示控制单元7选择由位于坐标(2，3)、(3，2)、(4，1)上的一组LED10构成的一个倾斜的目标标记T，仅对该被选择的目标标记T的LED10有选择地供给驱动电力使之点亮。另一方面，维持未被选择的LED10的熄灭状态。

以后，LED显示控制单元7，同样将沿直线Lc延伸的倾斜的目标标记T一一点亮。

LED10的影像由CCD照相机4拍摄而得。如图4所示，CCD照相机4将影像信号G提供给影像处理装置9。影像处理装置9从影像信号G生成经处理过的影像信号SG，将经处理过的影像信号SG提供给计算机6，上述经处理过的影像信号SG包含表示各LED像的位置(摄得影像位置)的信息。

影像处理装置9包括变换电路9a，该变换电路9a起到将发光的LED10的坐标变换为其形心坐标的变换装置的作用。变换电路9a也可以是如变换程序编码之类的软件。现就发光的LED10的形心坐标进行说明。发光的各LED10的像具有有着一定值以上亮度的发光区域。形心坐标为各发光区域的图形上的中心。例如，当摄得的LED10的发光区域为椭圆形的情况时，则不是中心坐标，该椭圆形的发光区域的形心坐标被确定为LED10的摄得影像位置。影像处理装置9生成经处理过的影像信号SG，将经处理过的影像信号SG提供给计算机6，所述经处理过的影像信号SG表示被变换电路9a变换后的LED10的摄得影像位置。计算机6根据储存于存储器6a中的变形计算程序编码，从经处理过的影像信号SG计算出属于该摄得影像的每个观察区域G1～G4的透视变形。

计算机6控制LED显示控制单元7，使配置于规定的目标标记T即直线Lc上的3个LED10点亮。通过定位控制单元8，CCD照相机4正对着目标标记T移动，从而对该目标标记T的3个LED10拍摄。CCD照相机4每次对LED10拍摄后，影像信号G即被从CCD照相机4提供给影像处理装置9，然后经处理过的影像信号SG从影像处理装置9提供给计算机6，计算机6计算出透视变形的大小(也被称作透视变形量)。

现就透视变形量的计算进行说明。图5(a)是CCD照相机4在不透过玻璃面板2的状态下摄得的、通过变换电路9a变换为形心坐标后的图3(b)的坐标(1，3)、(2，2)、(3，1)上的3个LED10(目标标记T)的影像。该影像包括摄得影像P1、P2、P3。摄得影像P1、P2、P3分别是位于图3(b)的坐标(1，3)、(2，2)、(3，1)的3个LED10的影像。

图5(b)是CCD照相机4在透过玻璃面板2的状态下摄得的、通过变换电路9a变换为形心坐标后的图3(b)的坐标(1，3)、(2，2)、(3，1)上的3个LED10(目标标记T)的影像。该影像包括摄得影像Q1、Q2、Q3。摄得影像Q1、Q2、Q3分别对应于摄得影像P1、P2、P3。

图6分别排列表示的是坐标(1，3)上的LED10的摄得影像P1和摄得影像Q1，以及位于坐标(3，1)上的LED10的摄得影像P3和摄得影像Q3。如图6所示，摄得影像P1、P2、P3，被配置于倾斜了45度角的假想直线上。这些由于未透过玻璃面板2，所以不存在由玻璃面板2引起的透视变形。与此相对应，摄得影像Q1、Q2、Q3未被配置于倾斜了45度角的假想直线上。具体而言，对应于位于目标标记T中间的LED10(位于坐标(2，2)的LED10)的摄得影像Q2，没有被配置于假想直线K上，该假想直线K连接分别与位于目标标记T两端的2个LED10(位于坐标(1，3)和(3，1)的LED10)相对应的摄得影像Q1、Q3。此即表示连接CCD照相机4和坐标(2，2)的LED10的连接线，与玻璃面板2的交点上存在有透视变形。

计算机6根据变形计算程序编码计算出连接摄得影像Q1(P1)、Q3(P3)的假想直线K与摄得影像Q2之间的距离，即偏移量S。计算机6根据偏移量S与LED10的单位长度Ao，利用下式计算出透视变形量R。

R＝S/Ao

偏移量S越大则透视变形量R也越大。因此，通过根据各坐标的LED10计算出透视变形量R，可以定量地检测出玻璃面板2上的透视变形。计算机6将计算出的透视变形量R输出到显示器18。

接下来，就使用透视变形检测装置1对玻璃面板2的透视变形进行检测的方法，进行说明。

首先，将玻璃面板2安装于面板保持架17。作为检测透视变形的前期准备，决定出由定位控制单元8进行的自动检测区域。在决定检测区域时，配合实际的汽车设计，调整相对于共用底座11的移动架15以及移动架16的位置，使得玻璃面板2的第一～第四观察区域G1～G4中的至少一处被纳入CCD照相机4的视野内，并在该位置上固定Y移动架15以及X移动架16。在该位置上，驱动摇头机构12a从而决定CCD照相机4的转动范围以及旋转架14的转动范围。决定出的各转动范围被输入计算机6。

例如，不转动玻璃面板2，通过手动使得CCD照相机4绕Y轴转动，来测定位于玻璃面板2的上端的观察区域G4被纳于CCD照相机4的视野内时的CCD照相机4的位置、以及位于玻璃面板2的下端的观察区域G3被纳于CCD照相机4的视野内时的CCD照相机4的位置。两测定位置被输入计算机6，储存于存储器6a中。通过手动使旋转架14转动，来测定位于玻璃面板2左端的观察区域G3、G4被纳于CCD照相机4的视野内时的CCD照相机4的位置、以及右端的观察区域G3、G4被收纳于CCD照相机4的视野内时的CCD照相机4的位置。两测定位置被输入计算机6，储存于存储器6a中。这样一来，决定检测区域的工作即结束。

随后，依次点亮各目标标记T(点亮步骤)。用CCD照相机4对点亮的目标标记T一边跟踪一边进行拍摄(第一拍摄步骤)。例如，首先控制摇头机构12a对CCD照相机4进行定位，使得由位于坐标(1，3)、(2，2)、(3，1)上的3个LED10构成的目标标记T，透过玻璃面板2上的所定观察区域G1～G4，被纳于CCD照相机4的视野内。将该目标标记T有选择地点亮，再用CCD照相机4对该目标标记T拍摄。

CCD照相机4将影像信号G提供给影像处理装置9。影像处理装置9对影像信号G进行处理，生成表示3个LED10的形心坐标的经处理过的影像信号SG(影像处理步骤)。计算机6从经处理过的影像信号SG计算出各LED10的形心坐标，再将各LED的形心坐标储存于存储器6a。

接下来，点亮由位于坐标(2，3)、(3，2)、(4，1)上的3个LED10构成的目标标记T。摇头机构12a使CCD照相机4向下转动对应于LED10的格子间隔的一定角度。CCD照相机4对点亮的3个LED10进行拍摄。如上所述，计算机6计算出各LED10的形心坐标，再储存于存储器6a中。

以后，重复该动作。在对由位于LED板3的(150，1)、(149，2)、(148，3)坐标上的3个LED10构成的目标标记T进行拍摄以后，CCD照相机4被摇头机构12a转动朝向位于最上面位置的目标标记T。

接下来，旋转架14沿导轨13转动，将位于坐标(1，3)、(2，2)、(3，1)上的3个LED10点亮，CCD照相机4透过另外的观察区域，对由点亮的3个LED10构成的目标标记T进行拍摄。然后，和上述步骤一样，在透过玻璃面板2的各观察区域G1～G4的各个位置对目标标记T进行拍摄。

然后，在未将玻璃面板2安装于面板保持架17的状态下，进行校准(cali-bration)测定。除不安装玻璃面板2以外，校准测定与上述同样的步骤进行。校准测定包括：依次点亮目标标记T的步骤，和用CCD照相机4对点亮的目标标记T跟踪并拍摄的第二拍摄步骤。通过校准测定，可以得到没有透视变形状态下的LED10的摄得影像，然后计算出在没有透视变形状态下的各LED10的形心坐标，储存于存储器6a中。

计算机6根据变形计算程序编码，计算出摄得影像Q2的偏移量S，从而计算出透视变形量R(计算步骤)，该摄得影像Q2来自连接摄得影像Q1(P1)、Q3(P3)的倾斜了45度的假想直线。计算机6将计算出的透视变形量R与储存于存储器6a中的拍摄了该摄得影像的观察区域G1～G4的阈値相比较，判断透视变形量R是否小于或等于该阈値。如果有透视变形量R超过阈値的点，则可知位于该点的玻璃面板2的透视变形较大，该点为不良点。如果透视变形量R小于或等于阈値，则可知位于该位置的玻璃面板2的透视变形量较小、不是不良点。检测结果被表示于显示器18。

关于各目标标记T，同样的操作及演算被重复，一直到由位于LED板3上的最下面位置的坐标(150，1)、(149，2)、(148，3)上的3个LED10构成的目标标记T的拍摄结束。在对最下面位置的目标标记T的拍摄后，摇头机构12a驱动CCD照相机4使之朝向最上面位置的目标标记T。将旋转架14沿导轨13转动以后，有选择地点亮由位于坐标(1，3)、(2，2)、(3，1)上的3个LED10构成的目标标记T，再用CCD照相机4对点亮的目标标记T进行拍摄。然后，和前文所述一样，通过对LED10的拍摄，透视变形量R的检测即被完成。

根据最佳实施例，可以获得以下的作用效果。

(1)LED板3具有由配置于倾斜了45度角的直线Lc上的3个LED10构成的多个倾斜的目标标记T。在LED板3和CCD照相机4之间配置有玻璃面板2。依次点亮倾斜的目标标记T，再用CCD照相机4透过玻璃面板2的观察区域G1～G2中被选出的一处区域对点亮的目标标记T进行拍摄。在未配置玻璃面板2的状态下，依次点亮倾斜的目标标记T，再透过所述被选出的一个观察区域G1～G4，用CCD照相机4对该目标标记T进行拍摄。根据从摄得的位于目标标记T两端的2个LED10的像的连接线到位于该目标标记T中间的LED10的像的偏移量S，计算出透视变形量R。再将计算出的透视变形量R和存储器6a中预先储存的所述被选出的一个观察区域G1～G4的阈値相比较，判断透视变形量R是否小于等于该阈値。如果透视变形量R大于该阈値，则可知位于该点的玻璃面板2的透视变形较大、为不良点。如果透视变形量R小于等于阈値，则可知位于该点的玻璃面板2的透视变形量较小，不是不良点。

构成各目标标记T的3个LED10，被配置于倾斜了45度角的直线Lc上。因此，在各LED10的摄得影像位置，以相同的比率含有关于玻璃面板2的纵向(Z方向)的变形量以及横向(Y方向)的变形量的信息。因此，无需如现有技术那样分别测定计算出面板的纵向以及横向的角度变形量。也不会为了从纵向以及横向的角度变形量得出透视变形而要使用复杂的判定式。因此，根据最佳实施例，可以简单地计算出玻璃面板2的透视变形量。

(2)在最佳实施例中，CCD照相机4以及玻璃面板2以可以相对移动的状态被放置台5支撑。具体而言，CCD照相机4被照相机12支撑，通过马达M1相对于玻璃面板2的Z方向上的朝向被变更。通过马达M2玻璃面板2被以CCD照相机4为中心转动。计算机6控制各马达M1、M2的驱动，从而自动控制CCD照相机4与玻璃面板2的各观察区域G1～G2的相对位置。由于CCD照相机4与玻璃面板2的各观察区域G1～G2的位置调整没有人为的误差介入，所以可以稳定地、高精度地计算出透视变形量。

(3)在最佳实施例中，通过含有变换电路9a的影像处理装置9得到发光的各LED10的形心坐标。因此，即使LED10的摄得影像不是圆形而是椭圆形时，该椭圆形的LED10的摄得影像的形心坐标也可被确定为摄得影像位置。因此，可以高精度地检测出玻璃面板2的透视变形量R。

(4)目标标记T为多个LED10。由于LED10价格便宜，所以目标标记T也价格便宜，可以减少透视变形检测装置1的制造成本。

最佳实施例也可以如下变化。

透光性面板2也可以是例如合成树脂材料制成的透明面板那样的汽车玻璃面板以外的透光性面板。

也可以在透过玻璃面板2对目标标记T拍摄之前进行校准测定。

计算机6也可以一体包含有影像处理装置9和CPU6b。

在最佳实施例中，将Y移动架15和X移动架16固定于相对共用底座11调整好的位置，再驱动摇头机构12a以及旋转架14来变更CCD照相机4与玻璃面板2的相对位置。取而代之，如图7所示，也可以是，将旋转架14和移动架15固定于相对共用底座11调整好的位置，将玻璃面板2保持为相对于CCD照相机4与LED板3的连接线(即CCD照相机4的光轴)呈接近垂直相交的状态，再驱动Y移动架15以及摇头机构12a，从而变更CCD照相机4与玻璃面板2的相对位置。

或者，如图8所示，也可以是，转动旋转架14使得玻璃面板2相对于CCD照相机4与LED板3的连接线倾斜，将旋转架14固定于该位置。驱动Y移动架15以及摇头机构12a，来变更CCD照相机4与玻璃面板2的相对位置。

当玻璃面板2被配置为相对于LED10倾斜时，LED10的摄得影像呈椭圆形状，但由于影像处理装置9将LED10的摄得影像的形心坐标确定为摄得影像位置，所以可以高灵敏度地检测出玻璃面板2的透视变形。此外，偏移量S由于倾斜的玻璃面板2的折射率而增大。因此，透视变形可以高灵敏度且高精度地被检测出。

在最佳实施例中，各目标标记T由在倾斜了45度角的直线上排列的LED10(例如坐标(1，3)、(2，2)、(3，1))构成，但各目标标记T也可以是由在直线上排列的LED10构成的。例如，目标标记T可以是由在水平的直线上排列的LED10(例如坐标(1，3)、(1，2)、(1，1))、或者是在以与45度角不同的角度倾斜的直线上排列的LED10(坐标(1，3)、(3，2)、(5，1))、或者是在垂直的直线上排列的LED10(坐标(1，3)、(2，3)、(3，3))构成的。如此，通过变换目标标记T的角度，可以检测每一角度的透视变形。

在最佳实施例中，各目标标记T是由3个LED10构成的，但是如图9所示，也可以是直线上排列的2个LED10。图9(a)为点亮所述2个LED10后，透过玻璃面板2摄得的各LED10的像。图9(b)为点亮所述2个LED10后，不透过玻璃面板2摄得的各LED10的像。在此情况下，也可以根据不透过玻璃面板2摄得的所述2个LED10的摄得影像(图10的P1、P2)的形心坐标之间的距离D1、与透过玻璃面板2摄得的位于选出的目标标记T两端的2个LED10的摄得影像(图10的Q1、Q2)的形心坐标间的距离D2之间的差(偏移量S＝D1-D2)，计算出透视变形量R。偏移量S越大则透视变形量R越大。通过计算出玻璃面板2的各观察区域G1～G4的各个位置上的透视变形量R，即可以定量地检测出玻璃面板2上的各个位置的透视变形量。

Claims (17)

1.一种检测在透光性面板上区分出的多个小区域上各自的透视变形的透视变形检测装置，其特征在于，包括：

显示装置，包含分别由在直线上排列的多个发光点构成的、并互相等间隔地分开的多个目标标记，且可使所述各目标标记依次点亮；

拍摄装置，跟踪点亮的目标标记进行拍摄；

影像处理装置，对所述拍摄装置拍摄的影像进行处理；

计算装置，在不透过所述面板而拍摄的各目标标记的影像、与透过所述面板的各目标标记的影像中，根据各发光点的摄得影像位置的偏移，计算出所述面板的透视变形的大小。

2.根据权利要求1记载的透视变形检测装置，其特征在于：构成各目标标记的所述多个发光点是在所述直线上排列的3个发光二极管。

3.根据权利要求1记载的透视变形检测装置，其特征在于：构成各目标标记的所述多个发光点是在所述直线上排列的2个发光二极管。

4.根据权利要求1～3的任意一项记载的透视变形检测装置，其特征在于：构成各目标标记的所述多个发光点排列于倾斜了45度的直线上。

5.根据权利要求1～3的任意一项记载的透视变形检测装置，其特征在于：所述面板以可以旋转的状态被支撑于所述拍摄装置的周围。

6.根据权利要求1～4的任意一项记载的透视变形检测装置，其特征在于：所述面板始终被维持为相对于所述拍摄装置的光轴呈接近垂直相交的状态，并被支撑为在横切所述光轴的方向上可以移动。

7.根据权利要求1～4的任意一项记载的透视变形检测装置，其特征在于：所述面板始终被维持为相对于所述拍摄装置的光轴呈倾斜的状态，并被支撑为在横切所述光轴的方向上可以移动。

8.根据权利要求1～7的任意一项记载的透视变形检测装置，其特征在于：所述面板为汽车的玻璃面板；所述拍摄装置被配置于相当于所述汽车驾驶人员的眼睛投影点的位置上。

9.根据权利要求1～8的任意一项记载的透视变形检测装置，其特征在于：所述影像处理装置包含有变换为所述发光点的摄得影像的各个形心坐标的变换装置。

10.根据权利要求1～9的任意一项记载的透视变形检测装置，其特征在于：

所述发光点为发光二极管。

11.一种检测在透光性面板上区分出的多个小区域上各自的透视变形的透视变形检测方法，该透视变形检测方法包括以下步骤：

依次点亮由分别在直线上排列的多个发光点构成的、且互相等间隔地分开的多个目标标记的步骤；

透过所述面板对点亮的目标标记进行拍摄的第一拍摄步骤；

不透过所述面板对点亮的目标标记进行拍摄的第二拍摄步骤；

将第一及第二拍摄步骤拍摄到的各影像进行处理的影像处理步骤；

将不透过所述面板拍摄的各目标标记的各发光点的摄得影像位置、与透过所述面板面板拍摄的各目标标记的各发光点的摄得影像位置进行比较，根据发光点的摄得影像位置的偏移计算出所述透视变形的计算步骤。

12.一种检测透光面板的透视变形的透视变形检测装置，该透视变形检测装置包括：

显示装置，具有多个倾斜的目标标记，并可以有选择地点亮目标标记，各目标标记由在直线上按一定的间距排列的多个发光点构成；

拍摄装置，对点亮的目标标记进行拍摄，生成影像信号；

台架，将所述透光性面板保持在所述显示装置和所述拍摄装置之间；

影像处理装置，处理所述影像信号，来确定包含在各目标标记的影像内的各发光点的位置；

计算机，根据各发光点的位置，计算出连接包含在各目标标记的影像内的两端发光点的像的假想直线、与所述两端发光点的中间发光点的像之间的距离，再根据该距离计算出透视变形的大小。

13.根据权利要求12记载的透视变形检测装置，其特征在于：点亮的各发光点的像被拍摄成圆形或者椭圆形的发光区域，所述影像处理装置在各目标标记的影像上，计算出各发光点的像的形心位置；所述计算机计算出连接各目标标记的两端发光点的像的形心位置的假想直线与所述两端发光点的中间发光点的像的形心位置之间的距离，再根据该距离计算出所述变形透视的大小。

14.根据权利要求13记载的透视变形检测装置，其特征在于：所述计算机根据下式计算出所述面板的透视变形的大小，

R＝S/Ao

R为透视变形量，S为所述距离，Ao为所述两端的发光点的形心位置之间的距离。

15.根据权利要求14记载的透视变形检测装置，其特征在于：所述面板具有多个小区域，所述计算机包含储存有对每个小区域设定的阈値的存储器，所述计算机判定所述面板的各测定点的透视变形量和透视变形是否小于或者等于所述阈値。

16.根据权利要求12记载的透视变形检测装置，其特征在于：还包括有一马达，该马达可以使所述拍摄装置以及所述台架分别移动，从而使得连接所述拍摄装置和所述显示装置的线可以横切所述透光面板的各个位置。

17.根据权利要求12记载的透视变形检测装置，其特征在于：所述透光面板包括弯曲部，所述透视变形检测装置检测所述弯曲部的透视变形。

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