JP2009544002A - 窓ガラス検査方法 - Google Patents

Abstract

窓ガラスによって発生した一次像と二次像との間の逸脱角の決定方法を開示する。第１方法においては、窓ガラスを光源で照射し、画像取込装置を用いて、窓ガラスによって発生した光源の一次像と二次像を取り込む。一次像と二次像との間の距離を決定し、この距離から逸脱角を決定する。第２方法においては、一次像および二次像を、逸脱角を示す目盛りで表示したターゲット上に映す。逸脱角を、一次像と二次像の目盛りおよび位置から読み取る。この第２方法において、光源をターゲットの中心に設置する。両方の方法において、光源は少なくとも１個の発光ダイオードを備える。かかる方法を用いて窓ガラスのエッジ領域を検査するのが好ましい。

Description

本発明は、窓ガラスの検査方法、特に自動車用窓ガラスの検査方法に関するものである。

自動車用窓ガラスに用いるガラスは、その製造中に最終窓ガラス製品の光学特性に影響し得る様々な欠陥に対して検査される。例えば、ガラスは、硫化ニッケル介在物もしくは気泡のような混在物または欠点を含む場合がある。或いはまた、ガラスは、処理中に得られる欠点、例えばガラスを適切な大きさに切るのに用いた切断および研磨処理による端縁不良、輝度不良および黒あざと、ガラスを成形するのに用いた焼成および曲げ処理による歪曲、厚さおよび曲率の変動とを有する場合がある。

フロント窓ガラスおよびリア窓ガラスを作るのに用いたガラスに対する特定の問題の一つは、ガラスを通して物を見る際に二重像または二次像が見えることである。この現象は、ガラス内に様々な度合いで存在する厚さ変動により、また窓ガラスの形および製造中に導入され得る成形誤差により生ずる。図１は、ウエッジを有する二次像がどのように起こるかの概略図である。観察者１０は、フロント窓ガラス１２を通して離れた物体１１を見る。フロント窓ガラス１２は、観察者１０が見ている領域において厚さが変動する。該窓ガラスは、光がガラスを通過すると、局所ウエッジ屈折光として有効に機能する。いくらかの光が、内側のガラス／空気界面で外側のガラス／空気界面に向かって反射され、ここからそのうちいくらかの光がドライバーに向かって反射され、その結果ドライバーが一次像から角θだけ偏倚したかなり弱い二次像を観察する。角θは、物体の一次像からの二次像の逸脱を示し、観察点でのガラスにおけるウエッジ量又は曲率による。

過剰レベルの二次像は、フロント窓ガラスを取り付けた車両のドライバーをいらいらさせ、また安全性に関する懸念を引き起こす。ＥＣＥ Ｒ４３下では、フロント窓ガラス内で許容し得る二次像の量は、一次像と二次像との間の逸脱角θを用いて測定する。現在、最大許容逸脱角は、１５分(arc minutes)である。

窓ガラスがＥＣＥ Ｒ４３を合格しようとしまいと、バックライト付の「輪と点」ターゲットまたはコリメータ-望遠鏡設備のいずれかを用いて、二次像の基準を２つの方法で評価することができる。

「輪と点」ターゲットのテストを図２ａおよび図２ｂに概略的に示す。図２ａに示すように、該テストは、観察者１３が窓ガラステストサンプル１７を通してライトボックス１５（タングステン電球のような適切な光源１６を有する）上に設置した「輪と点」ターゲット１４を見ることを含む。窓ガラス１７を、ライトボックス１５から７ｍ以上離れた距離ｌに設け、あたかも車両に取り付けるようなすくい角φ、通常６０°でスタンド（図示せず）上に設置する。「輪と点」ターゲット１４は、簡単なはい又はいいえの結果を与えるように設計する。図２ｂに示すように、「輪と点」ターゲット１４は、厚さ３ｍｍの輪１９の中央に位置した直径１２ｍｍのスポット１８を有する。スポット１８の端と輪１９の内側の最も近い点との間の距離Ｄが、１５分の角を観察者１３から距離ｌの点で定める。Ｄは、Ｄ＝ｌ・ｔａｎ（１５′）で与えられる。中央点の二次像が外側の輪の一次像に接触するように現れるか、または外側の輪の一次像の外側にできたら、窓ガラスはテスト不合格である。

このテストは欠点がある。第一に、二次像の定性的測定のみである。窓ガラスの様々な領域をテストすることができるが、どのように二次像が窓ガラスを横切って変化するのかを視覚化する、すなわち二次像変動のプロファイルを作るのが難しい。テスト合格または不合格である領域を示すプロファイルだけを作ることができる。第二に、観察した二次像量は、観察者によって異なり、テストの信頼性を保証するのを困難にする。

図３ａおよび図３ｂは、コリメータ−望遠鏡テストの装置を概略的に示す。このテストは、二次像の定量的測定を与えるので、輪と点ターゲットテストと比べて有利である。

図３ａは、視準テスト用装置の概略的な断面図である。コリメータ２０は、輝点を中央に有する極座標系の像（点光源２１からの）を無限遠で形成する。観測望遠鏡２２において、投影された輝点よりも僅かに大きい直径を有する小さい不透明な点２３が、焦点面の光軸上に置かれる。ガラスシート２４を視準望遠鏡２０と観測望遠鏡２２との間に設置する。ガラスシート２４が二次像を示す場合、これを観測望遠鏡で検出し、極座標系を用いて定量化する。

図３ｂは、一次像と二次像との間の角を決定するのに用いる極座標系を示す。観測望遠鏡２２におけるターゲットまたは視準望遠鏡２０における回折格子のいずれかを座標に印付けすることができる。主軸２５を円の周りに３０°の間隔でマークする。各軸を円の中心から分単位で放射状にマークする。これらマークは、明確にするため図示されない。ガラスシート２４が二次像を示す場合、弱い点２７が極座標系の中心からある程度離れて現れる。この弱い点２７が光源２１の二次像である。暗点２８は、視界の中心を表し、観測望遠鏡における不透明な点２３によってもたらされる。不透明な点の目的は、明るい一次像をブロックすることにあり、さもなければ弱い二次点の位置と干渉する。次いで、逸脱角（像間の分離程度）を極座標系から直接分単位で読み取る。

しかし、この方法も欠点がある。ガラスの歪曲程度の定量的見積もりを付与するが、この系では検査する個々のガラスシートを手で注意して並べ設置する必要がある。また、操作者は、二次像の位置を解明して逸脱角を決定する必要がある。ガラスシートを横切る二次像角を示すプロファイルを作るため、何百もの測定をガラスの全表面で手によって行わなければならない。これは時間の浪費で、実践的でない。また、二次点は、低強度のため見つけるのが極めて困難である。

本発明は、第１形態において、窓ガラスによって発生した一次像と二次像との間の逸脱角を決定する方法を提供することによりこれらの問題を解決することにあり、該方法は光源を窓ガラスに照射し、画像取込装置を用いて窓ガラスによって発生した光源の一次像と二次像を取り込み、一次像と二次像との間の距離を求め、この距離を用いて一次像と二次像との間の逸脱角を計算することを備える。

画像取込装置を用い、検査プロセスの部分を自動化することによって、個々の観察者が特定の窓ガラスに対して定量的逸脱角を測定するのに関連した不確定性を取り除くことができる。

窓ガラスを輸送中に照射することができる。画像取込装置は、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）カメラとするのが好ましい。或いはまた、画像取込装置をＣＣＤ（電荷結合素子）カメラとすることができる。光源は、ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイとするのが好ましい。かかるアレイは、少なくとも２つのＬＥＤを備えることができる。好ましくは、アレイは３個のＬＥＤを備える。一次像および二次像は、該アレイにおける各ＬＥＤに対して発生されるのが好ましい。アレイ中のＬＥＤを４５°に傾斜したラインに沿って並べることができる。

光源は、４５°に傾斜したラインに沿って並べた３個のＬＥＤを有するＬＥＤアレイとするのが好ましい。

逸脱角を窓ガラスの端縁領域において決定するのが好ましい。

加えて、前記方法は、窓ガラス上の複数の点で逸脱角を計算し、窓ガラスの逸脱角プロファイルをつくることを備えることができる。

窓ガラスは、単一ガラスプライとすることができる。或いはまた、窓ガラスは、二つのガラスプライと、その間に積層した中間層とを備える合わせ窓ガラスとすることができる。

また、本発明はコンピュータプログラムを提供するもので、このプログラムをコンピュータで実行する際、画像取込装置を用いて光源の照射で窓ガラスによって発生した複数の物体からなる像を取り込むステップと、該物体を第１セットおよび第２セットに複製するステップと、第１セットに対して、物体の強度の第一列の局所平均値を計算し、該平均値に基づいた局所強度閾値を算出適用し、最小強度物体のサブセットを維持し、該サブセットにおける各物体の中心位置と大きさを決定するステップと、第２セットに対しては、第二列の局所強度閾値を適用し、最大強度物体のサブセットを維持し、このサブセットにおける各物体の中心位置と大きさを決定するステップと、第１サブセットおよび第２サブセットにおける全物体が同じ光源からのものであるかどうか決定するためのチェックを行うステップと、全物体が同じ光源からのものであるとき、各サブセットにおける物体をＸおよびＹ座標位置によって分類するステップと、第１および第２サブセットからの物体の対応するペアを組み合わせるステップと、対応する各ペアにおける各物体の間の距離を決定するステップと、当該距離を用いて逸脱角を計算するステップとを実施する。

第１サブセットおよび第２サブセットにおける物体の全てが同じ光源からのものであるかどうか決定するためのチェックが、第１サブセットにおける物体の数を決定するステップと、第２サブセットにおける物体の数を決定するステップと、第１サブセットにおける物体を連結するラインの勾配を計算するステップと、異なる勾配を有するライン上に落ちた第２サブセットにおける物体を拒絶するステップと、第２サブセットにおける物体の数を再決定するステップとを備える。

また、本発明は第２形態において、窓ガラスによって発生した一次像と二次像との間の逸脱角を決定する方法を提供するもので、光源で窓ガラスを照射し、該窓ガラスによってターゲット上に発生した光源の一次像と二次像を観察し、このターゲットに一次像と二次像との間の逸脱角を示す目盛りを印付け、ターゲット上の目盛りおよび一次像と二次像の位置から逸脱角を決定するステップとを備え、光源をターゲットの中心に設置するものとする。

印付けた目盛りを有するターゲットおよび中心に配した光源を用いることによって、従来技術の正確な光学的配列を必要とすることなく、逸脱角の単純で、定量的な測定を提供することができる。

ターゲットが円形で、目盛りが一連の同心円状の輪からなるのが好ましい。より好ましくは、同心円状の輪が２分の間隔にある。光源は発光ダイオードとすることができる。

窓ガラスは単一ガラスプライとすることができる。或いはまた、窓ガラスは、二つのガラスプライと、その間に積層した中間層とを備える合わせ窓ガラスとすることができる。

検査する窓ガラスは、自動車用窓ガラスであるのが好ましい。窓ガラスは、フロントガラスまたはバックライトであるのがより好ましい。

従来の二次像発生の概略図である。 従来のターゲットテスト用のテスト装置の概略的な断面図である。 従来のターゲットの概略的な正面図である。 従来の視準テスト用のテスト装置の概略的な断面図である。 従来の視準テストに用いる極座標系を示す。 第１の二次像測定システムに用いるＬＥＤアレイおよびターゲットの概略図である。 第１の二次像測定システムの装置の概略図である。 図５におけるカメラの概略図である。 第１の二次像測定システムに用いる計算アルゴリズムのフローチャートである。 第１の二次像測定システムに用いる妥当性チェックアルゴリズムのフローチャートである。 フロントガラスに対する二次像逸脱角の実測値と計算値との比較を示すグラフである。 第１の二次像測定システムを用いるデータの自動収集用装置の概略図である。 図１０に用いるカメラ支持スタンドの概略図である。 第２の二次像測定システムの概略図である。 第２の二次像測定システムに用いるターゲットの概略図である。

本発明を、添付の図面を参照して実施例を用いて説明する。

二次像、特に窓ガラスの周縁領域におけるものの正確で信頼できる測定を確実なものにする問題の１つの解決方法は、データの取得および処理を自動化する定量的な測定システムを提供することである。これは、本発明の第１形態において取った方法である。

図４は、定量的な二次像測定システムで用いるターゲット２９を示す。３個の発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイ３０，３１，３２が、２５０ｍｍx２５０ｍｍサイズのターゲット２９上で４５°傾斜したラインＡ−Ａ‘に沿って６０ｍｍ離して設置される。本例におけるＬＥＤは、３Ｗの電力で緑色光を放出する。ＬＥＤは、明るい点光源を与えるため、光学測定システムにおける光源として極めて有効である。ある角で傾斜した３個のＬＥＤアレイの使用は、窓ガラスの周縁近くの測定を行うのに有利である。

図５は、第１の二次像測定システム用の実験装置を示す。該システム３３は、ターゲット３５およびＬＥＤアレイ３６を搭載するスタンド３４を備える。スタンド３４を窓ガラス３７から距離Ｌ離して設置する。好ましくは、Ｌ＝７．５ｍである。ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）カメラ３８（ドイツ国のBasler AGからA601f-HDRとして入手可能）を三脚３９の上に搭載する。ｃ−マウントの、ｆ＝１００ｍｍレンズ４０を用いて、ＬＥＤアレイ３６をＣＭＯＳカメラ３８上に像化する。直線偏光子４１をレンズ４０とＣＭＯＳカメラ３８との間に取り付け、入射光の無反射成分を抑制することによって、ＬＥＤアレイ３６の一次像と二次像との間のコントラストを減らす。ＣＭＯＳカメラ３８を、Ｆｉｒｅ Ｗｉｒｅ^ＴＭ結線４２を介してコンピュータ（図示せず）に接続する。コンピュータは、例えば、Ｌａｂ Ｖｉｅｗ^ＴＭを介して後述するリアルタイム画像取込プログラムおよび処理アルゴリズムを実行する。

ＣＭＯＳカメラ３８は複数のピクセルを有し、各ピクセルが光を電荷に変換する光ダイオード、電荷−電圧変換器、リセット・選択トランジスタおよび増幅器を備える。タイミング・読み出し信号と、列出力信号相互接続のアレイとが、センサー全体をオーバーレイする金属グリッドによって付与される。多重化電子機器をピクセルアレイの外側で列に配置し、列のラインに接続する。当該アレイにおける信号は、Ｘ−Ｙアドレス指定を用いて読み出される。

ＣＭＯＳカメラ３８によって取り込む画像を図６に示す。３個の輝点４３，４４，４５が観察され、ＬＥＤアレイ３６の一次像である。また、３個の暗点４６，４７，４８が、それぞれ最も近い輝点４３，４４，４５から一定の偏向距離dだけ離れて観察される。これらは、ＬＥＤアレイ３６の二次像で、それぞれ輝点４３，４４，４５に対応する。

アレイ３６におけるＬＥＤ間の距離は既知であるので、カメラのピクセルを一次像の分布に基づいてｍｍ／ピクセル単位で較正することができる。次いで、ｍｍ／ピクセル値を用いて、二次像点の偏向距離dを対応する輝点からｍｍ単位で決定する。その後、一次像と二次像との間の逸脱角を次式を用いて計算する。
θ＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｌ）式中のｄとＬは共に単位ｍｍである。上述した実施例について、逸脱角は、θ＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／７５００）となる。

逸脱角を決定するために、二次像測定システムは一次像の輝点と、二次像の暗点との両方の位置を特定しなければならない。二次像の暗点の検出は、ある照明状況下、例えば測定を行う部屋に著しく多量の残留光がある場合および／または測定システムが適切にセットされていない場合に困難になり得る。ＣＭＯＳカメラ３８は、室内の他の光源からの暗点を検出することも可能である。したがって、このシステムの主な目的の一つは、ＬＥＤアレイ３６によって発生した「本物の」点と、他の光源によって発生した「偽物の」点とを識別することにある。

このシステムは、輝点と暗点である画像中の物体を識別し、逸脱角を計算するためのアルゴリズムを実行するコンピュータを備える。

輝点は、固定閾値をカメラ画像に適用し、３個の最大点を選択することにより簡単に見つけることができる。二次像の暗点は、照明状況において起こり得る変動により確実に検出するのがより困難である。画像の平均濃淡値をユーザが画定した閾値と組み合わせた準自動閾値化技術を用いることができる。この方法においては、システムを異なる照明状況下で作業に容易に適合させることができる。閾値化画像からの３個の最小点をのみを選択し、さらなる処理のために保持する。また、使用したアルゴリズムは、選択した点が逸脱角計算を行うのに適切であるかどうかを決定するための妥当性チェックを実施する。しかし、局所閾値のシステムを用い、後述するように、全ての局所領域に対して照射の平均値を計算し、この平均値に対し閾値を適用するのが好ましい。

図７は、計算アルゴリズムを示すフローチャートである。ステップ１０１で、輝点と暗点の画像を取り込む。ステップ１０２で、画像を処理に用いるために複製する。第一の像を用いて二次像の暗点を決定するプロセスを考慮し、ステップ１０３で、局所領域における全ての入手可能なピクセルの強度の平均値を計算する。これは、第１位置において、小さい正方形領域内の全ピクセルの第１の平均強度値を計算し、該正方形を第２位置に移動し、第２の平均強度値を計算することによって行う。ステップ１０４で、局所的な相対閾値１０５（平均値に基づいて、点の強度に関する）を計算し、各正方形に適用する。ステップ１０６で、３個の最小点以外の全ての点を除去する。ステップ１０７で、点の中心位置と大きさを決定する。第二の像を用いて、輝点を決定するプロセスを同時に行う。ステップ１０８で、局所相対閾値を決定し、適用する。ステップ１０９で、最輝点以外の全ての点を除去する。ステップ１１０で、点の中心位置と大きさを決定する。ステップ１１１で、両プロセスの結果を組み合わせ、妥当性チェックを適用する。この妥当性チェックを図８でより詳細に記述する。妥当性チェックの答えが「はい」であれば、アルゴリズムがステップ１１２で継続し、点をＸ、続いてＹ座標位置によって分類する。ステップ１１３で、暗点（二次像）と輝点（一次像）の対応するペアを組み合わせる。ステップ１１４で、中央の輝点と外側の輝点との間の距離並びに各輝点とそれに対応する暗点との間の距離を測定する。ステップ１１５で、これら点間の距離から逸脱角を計算する。このプロセスが終了すると、アルゴリズムを再び開始し、ステップ１１２まで戻る。ステップ１１１で妥当性チェックの答えが「いいえ」であれば、アルゴリズムを再び開始し、ステップ１０１まで戻る。

図８は、妥当性チェックを示すフローチャートである。アルゴリズムはステップ１１７で開始する。ステップ１１８で、輝点と暗点の数を計数する。ステップ１１９で、輝点の数と暗点の数が３であったら、アルゴリズムはステップ１２０へ進む。ステップ１２０で、輝点間の距離と暗点間の距離がほぼ等しかったら、ステップ１２２で合格と回答され、妥当性チェック１１１は「はい」と答える。点間の距離が異なれば、ステップ１２３で不合格と回答され、妥当性チェック１１１は「いいえ」と答える。しかし、ステップ１１９での答えが「いいえ」で、ステップ１２１で輝点の数が少なくとも２個かつ暗点の数が少なくとも２個であれば、アルゴリズムはステップ１２４へ進む。ステップ１２４で、輝点間の距離を計算し、暗点間の距離と比較して、暗点の２個と輝点の２個が実際に３点アレイの外側の２点であるかどうか決定する。ステップ１２４での答えがはいであったら、ステップ１２６で合格と回答され、妥当性チェック１１１は「はい」と答える。ステップ１２４での答えがいいえであったら、ステップ１２５で不合格と回答され、妥当性チェック１１１は「いいえ」と答える。ステップ１２１での答えがいいえであったら、ステップ１２５で不合格と回答され、妥当性チェック１１１は「いいえ」と答える。

逸脱角を計算したら、これがコンピュータと接続したスクリーンを介して操作者へ出力される。

システムの正確性を決定するため、２個のテストを行ってシステムの正確性を決定する。第一に、Optical Works 社から入手可能な一連の光学参照ウエッジを用いてシステムのバイアスを決定する。参照ウエッジは、０〜３０分の範囲をカバーし、各ウエッジによって発生した二次像を該システムによって測定する。２組の測定を実行し、それぞれ０．４分と０．３分の二乗平均平方根誤差を得る。

第二に、異なる操作者による結果の変動を検査する。大きさ４０ｍｍ×４０ｍｍの６個の測定ゾーンをフロントガラス上に画定する。４人の操作者が、ゾーンごとに３個の測定を行い、以下の表１に結果を記録した。各測定は、分単位である。

再現性に対する推定標準偏差σ_ｅは、すなわち各操作者の読みにおける変動は、以下で与えられる。

ここで、Ｒ＿ＢＡＲは範囲の平均（ここで範囲とは各操作者が各所定ゾーンで読んだ最高値と最低値の差である）で、ｄ_２はゾーン中の項目数によって決定される定数であり、例えば、Ken Black著, ISBN0-314-92219-9“Business Statics An Introductory Course”を参照されたい。

再現性は、

で与えられ、５．１５は定数で、正規分布の結果の９９％を表す。

再現性、すなわち操作者間の変動は、各操作者の全体平均、次いで操作者平均の範囲Ｒ_０を求め、最大から最小平均値を引き算することにより決定される。上記表１に付与した数値から、Ｒ_０＝10.24−10.22＝0.22したがって、操作者の推定標準偏差は、

また、再現性は、

である。

で与えられ、ｎはゾーンの数、ｒは試験の数である。したがって、調整した操作者の標準偏差は、

で、測定システムの標準偏差_σmは、

で、ゲージシステム変動は、5.15×_σm＝0.91である。

したがって、ゲージシステム変動は、計測器そのものによって決定し、操作者によってではない。このため、従来のシステムとは異なり、測定した逸脱角の正確性は測定を行う操作者によってはほとんど影響を受けない。

また、本発明の第一形態の二次像測定システムを用いて行った測定値を、ＣＮＣ測定値に基づいたコンピュータモデル予測と比較する。図９は、二次像測定システム（“ＳＩＭＡ１”および“ＳＩＭＡ２”）を用いて行った２種の測定値を、フロントガラスの縦軸に沿って行った２種の計算値（“ＣＮＣ１”および“ＣＮＣ２”）とどのように比較するかを示すグラフである。ｘ軸目盛りは、フロントガラスの頂部を０ｍｍとして示す。二次像測定システムで行った測定値は、再現性があり、正確であり、またＣＮＣ測定値に基づいたモデル計算と大きさの点で一致したことがわかる。測定値と計算値の違いの一つの考えられる原因は、二次像測定システムがＣＮＣ測定システムに較べてより一層密集した点で読み取りを行うことである。これは、モデルによる二次像データのいくらかの平滑化になり、二次像測定システムを用いて検出される。

当該システムを用いて単一の測定値を付与するか、または一連の測定を行ってプロファイルを作ることができる。かかるプロファイルは、窓ガラス及び／又はカメラおよびターゲットを手動で再位置決めすることによるか、またはデータ収集を自動化することによって、窓ガラスを横切る一連の点で測定を行うことで形成することができる。単一のガラスプライ、例えば強化ガラスと、通常２個の徐冷ガラスプライとその間に積層した中間層とを備える合わせ窓ガラスの両方が、当該システムを用いて検査することができる。合わせ窓ガラスにおいて、逸脱角はガラスプライまたは積層の厚さ変動の結果として生じ得る。

図１０は、データの自動収集用の二次像測定システムの概略図である。当該システム４９は、スタンド５２で支持されたターゲット５１に取り付けたＬＥＤアレイ５０を備える。窓ガラス５３は、Ｘ，Ｙ方向の両方に位置を変動させることができる支持スタンド５４に取り付け、すくい角φだけ傾斜させる。ＣＭＯＳカメラ５５（図示しない関連のレンズおよび偏光子を有する）を支持スタンド５６に取り付ける。支持スタンド５６は、カメラ５５をＸ，Ｙ方向の両方に動かすことができる。カメラ５５は、Ｆｉｒｅ Ｗｉｒｅ^ＴＭ結線５７を介してコンピュータ（図示せず）に接続される。

図１１は、支持スタンド５６の概略的な正面図である。支持スタンドは、外フレーム５８および支持部材５９を備える。カメラ５５を支持部材に玉継ぎピボット６０により取り付ける。ピボット６０は、カメラを傾けてカメラ５５、窓ガラス５３およびＬＥＤアレイ５０間の正確な配列を確実にすることができる。２個のレーザーポインター６１，６２をカメラ５５に付着する。レーザーポインター６１，６２を用いて測定点を同定し、またカメラ５５の配列を補助する。支持部材５９は、垂直スライドの形式で、カメラ５５を該部材５９上で任意の位置に動かし、その場所に固定できるようにする。支持部材５９は、支持フレーム５８のレール上を左右に移動して、ラスター走査測定を窓ガラスの全領域にわたって行うことができる。約１００ｍｍ離れた測定点での窓ガラスの2-D像の測定を３０分未満で行う。コンピュータは、アルゴリズムを実行し、操作者がカメラを位置決めし得るようにする。この位置決めは、手動の入力コマンドまたはコンピュータによって実行したプログラムの結果として可能となる。

上述のシステムでは３個のＬＥＤを備えるターゲットを用いるが、このシステムは２個のＬＥＤでも作動することができ、様々な処理アルゴリズムに適切に順応する。上述の実施例ではＣＭＯＳカメラを画像取込装置として使用する。しかし、ＣＣＤ(電荷結合デバイス)カメラを画像取込装置として使用することもできる。

この第１の二次像測定システムは、従来のターゲットおよび視準テストよりも多くの利点を与える。逸脱角の正確な定量的測定並びに検査する窓ガラスの完全なプロファイルを得ることができる。測定プロセスを自動化することができる。加えて、窓ガラスの位置決めが、例えば試験すべき窓ガラスを支持スタンドに位置決めするロボットを用いて自動化することができる。これは、当該システムを製造ラインに組み込むことを可能にする。

本発明の第二形態は、図１２および図１３に示すように、特に窓ガラスの周縁領域において逸脱角を定量化する問題のさらなる解決策を提供する。図１２は、第２の二次像システムの装置の概略図である。装置全体は、図２ａに示したものに類似する。観察者６３は、ターゲット６４を該ターゲット６４から距離Ｓ離して設置した窓ガラス６５を通して見る。ターゲット６４の中心をＬＥＤ６６、例えば緑色ＬＥＤによって照射する。Ｓは７ｍまたはそれ以上であるのが好ましい。図１３は、第２の二次像測定システムに用いるターゲットを示す。ターゲット６４は、２分の間隔で位置した一連の同心円状の輪６７を備える。１０分の輪６８および２０分の輪６９は違う色で示す。これは、ターゲットを適切に着色または照射することによって達成することができる。歪曲が存在する窓ガラスを通して見るとき、ＬＥＤ６６の二次像7０がターゲット６４の中心から多くの輪６７を超えて観察される。逸脱角は、二次像７０が横たわるか又は最近接した輪６７によって決定され、±１分の精度となる。このシステムは、例えば双眼鏡一個または他の画像装置により手動測定を行う操作者によって使用することができる。この第２の二次像測定システムは、複雑な光学装置を必要とすることなく、逸脱角の簡単な定量的測定を与えるので、ターゲットテストおよび視準テストの両方に利点を有する。このシステムは、上述した第１の二次像測定システムの代わり、またはそれと合わせて用いて、さらなるテスト用の窓ガラスを検査することができる。単一ガラスプライ、例えば強化ガラスの単一プライと、通常二つの徐冷ガラスプライとその間に積層した中間層とを備える合わせ窓ガラスとの両方を、このシステムを用いて検査することができる。合わせ窓ガラスにおいて、逸脱角はガラスプライまたは積層体厚さの変動の結果として生じ得る。

これらシステムのどちらかまたは両方を用いて検査した窓ガラスは、フロントガラスであるのが好ましい。しかし、このシステムを用いて、バックライト、サイドライトおよびルーフライトのような他の自動車用窓ガラス、若しくは建築用窓ガラスのような他の窓ガラスにおける二次像発生になる歪曲および欠陥を検出することができる。

Claims (24)

1. 窓ガラスによって発生した一次像と二次像との間の逸脱角を決定するに当たり、
   光源で窓ガラスを照射し、
   画像取込装置を用いて、該窓ガラスによって発生した光源の一次像と二次像を取り込み、
   一次像と二次像との間の距離を決定し、
   該距離を用いて一次像と二次像との間の逸脱角を計算することを備える逸脱角の決定方法。
2. 前記窓ガラスを輸送中に照射する請求項１に記載の方法。
3. 前記画像取込装置が、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）カメラである請求項１または２に記載の方法。
4. 前記画像取込装置が、ＣＣＤ（電荷結合素子）カメラである請求項１または２に記載の方法。
5. 前記光源が、ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイである請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記アレイが、少なくとも２個のＬＥＤを備える請求項５に記載の方法。
7. 前記アレイが、３個のＬＥＤを備える請求項５に記載の方法。
8. 一次像および二次像を前記アレイにおける各ＬＥＤに対して発生させる請求項６または７に記載の方法。
9. 前記アレイにおけるＬＥＤを４５°に傾斜させたラインに沿って配列する請求項６、７又は８に記載の方法。
10. 前記光源が、４５°に傾斜させたラインに沿って配列した３個のＬＥＤを備えるＬＥＤアレイである請求項１に記載の方法。
11. 前記逸脱角を窓ガラスのエッジ領域において決定する前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記逸脱角を窓ガラス上の複数の点で計算し、
    該窓ガラスの逸脱角プロファイルを作るステップとをさらに備える前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記窓ガラスが単一のガラスプライとする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
14. 窓ガラスは、間に積層した中間層を有する２個のガラスプライを持つ、積層窓ガラスとする、請求項１〜１２のうちいずれか一項に記載の方法。
15. コンピュータで実行する際、画像取込装置を用いて光源の照射で窓ガラスによって発生した複数の物体からなる像を取り込むステップと、
    該物体を第１セットおよび第２セットに複製するステップと、
    第１セットに対して、物体の強度の第一列の局所平均値を計算し、
    該平均値に基づいた局所強度閾値を算出適用し、
    最小強度物体のサブセットを維持し、該サブセットにおける各物体の中心位置と大きさを決定するステップと、
    第２セットに対しては、第二列の局所強度閾値を適用し、
    最大強度物体のサブセットを維持し、
    このサブセットにおける各物体の中心位置と大きさを決定するステップと、
    第１サブセットおよび第２サブセットにおける全物体が同じ光源からのものであるかどうか決定するためのチェックを行うステップと、
    全物体が同じ光源からのものであるとき、各サブセットにおける物体をＸおよびＹ座標位置によって分類するステップと、
    第１および第２サブセットからの物体の対応するペアを組み合わせるステップと、
    対応する各ペアにおける各物体の間の距離を決定するステップと、
    当該距離を用いて逸脱角を計算するステップとをコンピュータが実行するコンピュータプログラム。
16. 窓ガラスによって発生した一次像と二次像との間の逸脱角を決定するに当たり、
    光源で窓ガラスを照射し、
    該窓ガラスによって発生した光源の一次像と二次像を、この一次像と二次像との間の逸脱角を示す目盛りを印付けたターゲット上で観察し、
    該ターゲット上の目盛りおよび一次像と二次像の位置から逸脱角を決定するステップとを備え、前記光源をターゲットの中心に設置することを特徴とする逸脱角の決定方法。
17. 前記ターゲットが円形で、前記目盛りが一連の同心円状の輪からなる請求項１６に記載の方法。
18. 前記同心円状の輪が２分の間隔とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記光源が、発光ダイオードである請求項１６または１７に記載の方法。
20. 前記窓ガラスが単一のガラスプライである請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 前記窓ガラスが、２個のガラスプライと、その間に積層した中間層とを備える合わせ窓ガラスである請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の方法。
22. 前記窓ガラスが、自動車用窓ガラスである請求項１〜１３または１６〜２０のいずれか一項に記載の方法。
23. 前記窓ガラスが、フロントガラスまたはバックライトである請求項１〜１３または１６〜２０のいずれか一項に記載の方法。
24. 添付した図面の図４〜１３につき説明する窓ガラスによって発生した一次像と二次像との間の逸脱角を決定する方法。

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