JP3736080B2 - 透視歪の測定方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、透視歪の測定方法及び装置に係り、特に、ガラス板等の光透過性の被測定物を透過する光を観察して材料の欠陥、歪み度合い等を測定する透視歪の測定方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用窓ガラス等の光透過性材料の歪みを測定する技術としては、例えば、特開平7−20059号公報、特開平7−120402号公報等に開示の技術がある。これらは、図4に示すようにガラス等の被測定物1の背後にチェッカー模様等の所定の明暗コントラストパターンを有するスクリーン2を設置する一方、被測定物1の手前側にCCDカメラ等の撮像装置4を設置し、この撮像装置4にて被測定物1介して前記スクリーン2を撮影し、その撮影データから被測定物1の透視歪を測定するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の測定方法では、検査領域全般を保証するため、被測定物よりも大きなスクリーンを配置する必要があり、特に、自動車用窓ガラス等の大型ワークの全面検査を実施する場合には、大画面のスクリーンを設置しなければならず、設置スペース上問題となる。
【0004】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、大画面のスクリーンと同等の機能を有しつつ、装置の小型化を図ることができる透視歪の測定方法及び装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、所定の規則性パターンを有するスクリーンを光透過性の被測定物の背後に設置する一方、被測定物の手前側に受光装置を配置し、この受光装置によって被測定物を透過した透過光を受光し、得られた受光データに基づいて被測定物の透視歪を測定する方法において、前記スクリーンとして円筒状又はベルト状の環状スクリーンを用い、前記被測定物、撮像手段及びスクリーンのうち少なくとも1つを移動させて被測定物の検査位置を変更するとともに、該検査位置の移動速度に同調させて前記環状スクリーンを回転駆動し、被測定物の所定の測定範囲の受光データを順次取得することを特徴としている。
【0006】
この方法発明において、受光データから被測定物の歪みを評価、測定する手法については適宜選定して差し支えない。また、この方法発明を具現化する装置を提供すべく、本発明は、光透過性の被測定物の背面側に設置され、所定の規則性パターンを有する円筒状又はベルト状の環状スクリーンと、前記環状スクリーンを周方向に回転させるスクリーン駆動手段と、前記被測定物の手前側に前記環状スクリーンと対向して配置され、被測定物を透過した前記環状スクリーンの規則性パターンの像を撮影する撮像手段と、前記被測定物、撮像手段及び環状スクリーンのうち少なくとも1つを移動させて被測定物の検査位置を変更する検査位置移動手段と、前記検査位置移動手段による前記検査位置の移動速度に同調させて前記環状スクリーンを回転させるようにスクリーン駆動手段を制御する制御手段と、前記撮像手段で撮像した撮像データに基づいて被測定物の透過歪を評価する画像処理装置と、を備えたことを特徴としている。
【0007】
本発明によれば、検査位置の移動とスクリーンの回転とによって、2次元的に展開したスクリーン画像(パターン)のデータを取り込むことができる。これにより、平板状の大画面スクリーンと同等の機能を満たしつつ、スクリーンの小型化を図ることができ、装置の省スペース化を達成できる。
また、スクリーンの回転速度を調整することによって、パターンの形態を実質的に変更することができ、実際には1つの規則性パターンであるにもかかわらず、スクリーンの回転速度の増減によって検出感度を変更することができる。
【0008】
特に、撮像手段として1次元ラインセンサカメラを用い、該1次元ラインセンサカメラと環状スクリーンを所定の位置に固定して配置するとともに、被測定物を環状スクリーンの軸に直交する方向に搬送する構成を採用することによって、装置の構成も簡易となる。また、かかる構成を採用すれば、カメラの視野が1ライン状になることから調整も容易で、スクリーンを照明する光源の均一性を保証すべき領域が線状になることから、装置化が容易である。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る透視歪の測定方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
図1は、本発明の実施の形態に係る透視歪の測定装置の構成を示す斜視図である。この測定装置は、主として、円筒状のスクリーン10、被測定物12たるガラス(本例では自動車のフロントガラス)を搬送するコンベア装置14、ラインセンサカメラ16、及び画像処理装置18等から構成される。
【0010】
スクリーン10の外周面には、規則的な明暗コントラストパターン(例えば、チェッカーパターン)20が形成され、円筒部の内側には管状の光源ランプ22が配設されている。尚、規則的パターンは、チェッカーパターンに限らず、格子模様やジグザグパターン等でもよく、装置が採用する透視歪の測定手法に応じて適宜選択される。
【0011】
前記円筒状のスクリーン10は、その長手方向が被測定物12の搬送方向と直交する方向に配置され、コンベア装置14の上方において支持部材(図1中不図示)を介して軸の回りに回転可能に支持されている。また、図示されていないが、前記スクリーン10をモータ駆動によって回転させるスクリーン駆動機構が設けられている。スクリーン10を回転駆動するモータは図示せぬ制御装置によって制御されており、スクリーン10の回転速度を任意に調整できるようになっている。
【0012】
コンベア装置14は、被測定物12を水平に支持する2列の搬送部14A、14Bを有し、各搬送部14A、14Bに巻き掛けられた無端状ベルト24がモータ(不図示)の駆動力によって回転するようになっている。被測定物12は前記搬送部14A、14Bに載せられ、モータ駆動によるベルト24、24の回転によって図中左方向に搬送される。
【0013】
コンベア装置14のモータは図示せぬ制御装置によって制御されており、被測定物12の搬送速度を任意に調整できるようになっている。
ラインセンサカメラ16は、被測定物12の搬送方向と直交する方向に複数の画素分のセンサを有しており、コンベア装置14の下方の所定の位置に固定されている。そして、被測定物12の幅方向の全域又は所定の対象領域を含む部分を捕らえる画角を有している。
【0014】
画像処理装置18は、コンピュータ26、モニタテレビ28、電源装置30、及びコンピュータ操作入力手段たるマウス32から成り、ラインセンサカメラ16が撮影した画像データに基づいて、公知の画像処理手法によって被測定物12の透視歪を評価、測定する。
図2には、図1に示した構成を採用した透視歪の測定装置の外観例が示されている。円筒状のスクリーン10は門型のフレームの上部に回転自在に支持され、スクリーン10の内側には管状の光源ランプ22が固設されている。
【0015】
コンベア装置14は、略直方状のフレーム34を有し、左右側部に搬送用のベルト24、24がそれぞれローラ36、36…を介して巻き掛けられ、装置の上面の左右に2列の平行な搬送用ベルト列が形成される。このコンベア装置14の搬送方向と前記スクリーン10の軸とが直交するように、コンベア装置14と前記スクリーン10とは略T字型に配置される。
【0016】
ラインセンサカメラ16はコンベア装置14の下方に図示せぬ支持部材を介して固定され、前記円筒状のスクリーン10からの光が前方斜め上方からカメラに入射するようにカメラの光軸が調整されている。このように、被測定物12に対して検査光軸を傾斜させることによって、透視歪が大きく表れ、歪を容易に観察することができる。
【0017】
次に、上記の特開平構成された透視歪の測定装置の作用について説明する。
被測定物12をコンベア装置14で一定の速度で搬送するとともに、この搬送速度に同調してスクリーン10を回転させる。このとき、スクリーン10の回転速度はラインセンサカメラ16の走査周期を考慮し、スクリーン10の周面に描かれた規則性パターン20が均等に写るように制御する。
【0018】
そして、コンベア装置14によって被測定物12の検査位置を変更するとともに、該検査位置の移動速度に同調させて前記スクリーン10を回転駆動しながら、被測定物12の透過光をラインセンサカメラ16で受光する。コンベア装置14によって被測定物12が移動することによってラインセンサカメラ16が捕らえる被測定物12の検査位置が変更されるとともに、この動きに同調してスクリーン10が回転することで円筒状のスクリーン10の周面に描かれたパターン20が2次元に展開され、被測定物12の全域又は所定の検査領域の画像データを順次取得することができる。
【0019】
こうして、2次元に展開した透視画像として取り込むことができ、その取得した画像データに基づいて、公知の画像処理手法を用いて被測定物の透過歪を評価、測定する。
このように、被測定物12の並進運動に同調させて円筒状のスクリーン10を回転させることによって、大画面スクリーンと同等の機能を満たすことができ、スクリーンの小型化並びに装置の省スペース化を図ることができる。また、被測定物12の搬送動作とスクリーンの回転運動とを同調させることによって2次元に展開した画像として取り込むようにしたので、原理的には被測定物の搬送方向について無限長の物体の測定を行うことができ、長尺状の物体の測定装置に応用することが可能である。
【0020】
そして、スクリーン10の回転速度を調整することによって、規則性パターン20の周方向の形態(チェッカー模様の幅、格子間隔等)を見かけ上任意に変更することができるという特徴を有している。即ち、実際の装置としては、円筒状スクリーン10の周面には1種類の規則性パターン20が描かれているが、スクリーン10の回転速度の増減によってパターンの形態を変えることができ、検出感度を変更することができる。
【0021】
更に、かかる構成の透視歪の測定装置によれば、スクリーン10の照明用の光源ランプ22やラインセンサカメラ16から成る検出光学系の調整は、スクリーン上のカメラ視野にあたる直線的な部分に限定して行えばよく、光源の均一性の保証も容易で、調整作業も簡略化できるという利点がある。
図3には、本発明の他の実施の形態が示されている。同図に示した透視歪の測定装置は、図1に示した円筒状のスクリーン10に代えてベルト状のスクリーン40を用いたものであり、図3中、図1に示した実施の形態と同一又は類似の部材には同一の符号を付しその説明は省略する。
【0022】
規則性パターン20が描かれたベルト状のスクリーン40はローラ42、42間に巻き掛けられ、2次元的な平面部40Aが形成される。また、図には示されていないが、スクリーン40の内側には管状の光源ランプが配設され、スクリーン40はスクリーン駆動機構によって回転可能になっている。
かかる構成によっても、コンベア装置14による被測定物12の並進運動に同調させてスクリーン40を回転させながら、被測定物12の透過光をラインセンサカメラ16で受光することによって、2次元に展開した画像を取り込むことができる。
【0023】
上記各実施の形態では受光装置としてラインセンサカメラ16を用いた場合を例に説明したが、これに限らず、映像を構成する2次元の走査のうちの1つをコンベアの搬送と光源とで等価に実現できる場合、例えば、横方向に移動する点状の受光素子と組み合わせて2次元展開画像を取り込むようにしてもよい。また、縦方向に画素を複数ライン有するセンサを用いて各ラインの微小な信号差異による合成処理などを行うようにしてもよい。
【0024】
尚、図1に示した円筒状(ローラー状)のスクリーン10や、図3に示したベルト状のスクリーン40の表面の平坦度及び曲率については、スクリーンに描かれた規則性パターン20を視野内で平面に射影した像のゆがみが、検出対象たる歪み(欠陥)によって生じるゆがみよりも緩やかであるように定めることが必要である。
【0025】
また、上記実施の形態では、スクリーン10、40とラインセンサカメラ16を所定の位置に固定し、被測定物12をコンベア装置14で搬送する場合を説明したが、これに限らず、被測定物12、ラインセンサカメラ(受光装置)16及びスクリーン10、40のうちの少なくとも1つを移動させ、被測定物12に対して検出光学系を相対的に移動させることによって映像を構成する2次元の走査のうちの1つを等価的に実現してもよい。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る透視歪の測定方法及び装置によれば、規則性パターンを有したスクリーンを環状に形成し、被測定物と検査光学系とを相対的に移動させて検査位置を変更する動きに同調させてスクリーンを回転駆動することで2次元に展開した画像を取り込むようにしたので、平板状の大画面スクリーンと同等の機能を満たしつつ、スクリーンの小型化を図ることができ、装置の省スペース化を達成できる。
【0027】
また、スクリーンの回転速度を調整することによって、パターンの形態を実質的に変更することができ、検出感度を変更することもできる。
特に、撮像手段として1次元ラインセンサカメラを用い、該1次元ラインセンサカメラと環状スクリーンは所定の位置に固定しておき、被測定物を環状スクリーンの軸に直交する方向に搬送する構成を採用すると、搬送装置の構成も簡易であり、また、カメラの視野が1ライン上になることから、調整も容易で、スクリーンを照明する光源の均一性を保証すべき領域が線状になることから、装置化が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る透視歪の測定装置の構成を示す斜視図
【図2】透視歪の測定装置の一例を示す外観斜視図
【図3】本発明の他の実施の形態に係る透視歪の測定装置の構成を示す斜視図
【図4】従来の透視歪の測定装置の構成を示す斜視図
【符号の説明】
10、40…スクリーン
12…被測定物
14…コンベア装置(検出位置移動手段に相当)
16…ラインセンサカメラ(受光装置、撮像装置に相当)
18…画像処理装置
20…規則性パターン
22…光源ランプ
Claims (3)
- 所定の規則性パターンを有するスクリーンを光透過性の被測定物の背後に設置する一方、被測定物の手前側に受光装置を配置し、この受光装置によって被測定物を透過した透過光を受光し、得られた受光データに基づいて被測定物の透視歪を測定する方法において、
前記スクリーンとして円筒状又はベルト状の環状スクリーンを用い、
前記被測定物、撮像手段及びスクリーンのうち少なくとも1つを移動させて被測定物の検査位置を変更するとともに、該検査位置の移動速度に同調させて前記環状スクリーンを回転駆動し、被測定物の所定の測定範囲の受光データを順次取得することを特徴とする透視歪の測定方法。 - 光透過性の被測定物の背面側に設置され、所定の規則性パターンを有する円筒状又はベルト状の環状スクリーンと、
前記環状スクリーンを周方向に回転させるスクリーン駆動手段と、
前記被測定物の手前側に前記環状スクリーンと対向して配置され、被測定物を透過した前記環状スクリーンの規則性パターンの像を撮影する撮像手段と、
前記被測定物、撮像手段及び環状スクリーンのうち少なくとも1つを移動させて被測定物の検査位置を変更する検査位置移動手段と、
前記検査位置移動手段による前記検査位置の移動速度に同調させて前記環状スクリーンを回転させるようにスクリーン駆動手段を制御する制御手段と、
前記撮像手段で撮像した撮像データに基づいて被測定物の透過歪を評価する画像処理装置と、
を備えたことを特徴とする透視歪の測定装置。 - 前記撮像手段として1次元ラインセンサカメラが用いられ、該1次元ラインセンサカメラと前記環状スクリーンは所定の位置に固定され、検査位置移動手段として被測定物を前記環状スクリーンの軸に直交する方向に搬送する搬送装置が用いられることを特徴とする請求項2の透視歪の測定装置。
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