JP6056692B2

JP6056692B2 - 検査装置

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Publication number: JP6056692B2
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Inventors: 浩新美
Original assignee: Denso Corp
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Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2017-01-11
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Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置の表示画像を検査するための検査装置に関するものである。

従来、ヘッドアップディスプレイ装置に用いられる虚像調整装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１において、ヘッドアップディスプレイ装置は、画像出力器からの画像を拡大する拡大鏡を備えている。この拡大鏡には、フロントウインドシールドの形状に基づいて生じる虚像の歪を補正するような光学的作用が得られる曲率が設けられている。つまり、拡大鏡の曲率によって反射する画像に、意図的に歪を持たせて、フロントウインドシールドではこの歪が相殺されるようにしている。

このようなヘッドアップディスプレイ装置においては、画像出力器から出射される光が拡大鏡に対して予め定められた入射角で入射した場合に歪が相殺されるものとなっている。よって、画像出力器の画像と、拡大鏡の入射側の光軸との相対位置がずれると虚像の位置が正規の位置からずれてしまい、虚像の端の部分に歪が生じてしまう。

特許文献１の虚像調整装置は、主に、撮像装置および制御装置を備えており、上記のような虚像の歪を、以下のように低減するようにしている。まず、ヘッドアップディスプレイ装置は、実際の車両、あるいはフロントウインドシールドを備える車両を模した調整台に設置される。そして、画像出力器から検査用画像を出力させ、フロントウインドシールドの前方に結像される検査用画像の虚像を、撮像装置で撮像する。そして、制御装置は、撮像された虚像における中心点を調整前基準点とする。また、相対位置ずれのない正規の位置に設定される正規虚像の中心点を正規基準点と定義して、調整前基準点と正規基準点との位置ずれを検出する。位置ずれがあると、例えば、検査用画像位置を拡大鏡に対して相対的にずらすことで位置調整を行い、調整前基準点と正規基準点とが極力一致するようにして、虚像の歪が低減されるようにしている。

特開２０１１−２０９４５７号公報

しかしながら、例えば、製造工程における完成品検査として、ヘッドアップディスプレイ装置による虚像の歪について検査する場合、実際の車両にヘッドアップディスプレイ装置を搭載して検査を行うことは非現実的である。また、実際の車両を想定した調整台を用いる場合でも、上記引用文献１ではフロントウインドシールドが設けられた調整台であることから、調整台が大型となってしまう。更には、フロントウインドシールドの形状は車両ごとに異なることから、各車両に対応する調整台を準備する必要が発生する。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、検査冶具としてウインドシールドを不要として、ヘッドアップディスプレイ装置による虚像の歪の検出を可能とする検査装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

本発明では、ヘッドアップディスプレイ装置（１０）から出力される出力画像（１６ａ）を検査する検査装置であって、
外周部に複数の検査点が形成された検査画像（１５ｂ）を基にして出力画像（１６ａ）を形成させて、ヘッドアップディスプレイ装置（１０）から出力させる制御部（１２０）と、
出力画像（１６ａ）が出力される出力軸線上に配置されて、出力画像（１６ａ）を直接的に撮影するカメラ（１３０）と、
カメラ（１３０）によって得られた撮影画像（１３０ａ）における複数の検査点の位置座標を算出すると共に、算出した複数の検査点の位置座標と、予め定められた基準画像（１４０ａ）における複数の検査点に対応する複数の基準検査点の位置座標とを比較して、出力画像（１６ａ）の良否判定を行う検査部（１４０）とを備えることを特徴としている。

この発明によれば、従来技術のようにウインドシールドに形成される虚像を、撮像装置によって撮像するものと異なり、カメラ（１３０）は出力画像（１６ａ）が出力される出力軸線上に配置されて、出力画像（１６ａ）を直接的に撮影するようにしているので、検査装置（１００）におけるウインドシールドを不要とすることができる。これにより、検査装置（１００）の小型軽量化を図ることができる。

そして、カメラ（１３０）によって得られた撮影画像（１３０ａ）の複数の検査点を、基準画像（１４０ａ）の複数の基準検査点と比較して、出力画像（１６ａ）の良否判定を行うことにより、ヘッドアップディスプレイ装置（１０）による出力画像（１６ａ）の歪みの有無を検出できる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

ヘッドアップディスプレイ装置、および検査装置を示すブロック図である。ヘッドアップディスプレイ装置における生成画像、出力画像、およびウインドシールドにおける反射像を示す説明図である。第１実施形態における表示器が生成する検査画像を示す説明図である。検査装置、および検査装置にセットされるヘッドアップディスプレイ装置を示す概略図である。カメラが撮影する撮影画像の検査点、基準画像における基準検査点および基準検査点位置の許容範囲を示す説明図である。第１実施形態における検査装置の制御内容（前処理工程、検査工程）を示すフローチャートである。第２実施形態における表示器が生成する検査画像を示す説明図である。第２実施形態における撮影画像、および基準画像を示す説明図である。第２実施形態における検査装置の制御内容（前処理工程、スケール補正工程）を示すフローチャートである。第２実施形態における検査装置の制御内容（検査点補正工程）を示すフローチャートである。第２実施形態における検査装置の制御内容（検査工程）を示すフローチャートである。第３実施形態における検査装置の制御内容（回転ずれ補正工程）を示すフローチャートである。第３実施形態における撮影画像、および基準画像を示す説明図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態の検査装置１００について、図１〜図６に基づいて説明する。検査装置１００は、検査対象としてのヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置）１０から出力される出力画像１６ａが、実車のウインドシールドにおいて結像されたときに、歪みの無い虚像として得られるか否かを検査する装置である。検査装置１００によるＨＵＤ装置１０の検査は、製造工程の完成品検査（以下、工程検査）として実施される。

まず、ＨＵＤ装置１０について簡単に説明する。ＨＵＤ装置１０は、自動車に適用されるものであり、表示器１５によって生成される生成画像１５ａを反射鏡１６によって出力画像１６ａとして、車両のウインドシールドの投射位置に入射させる。そして、ＨＵＤ装置１０は、運転者と投射位置とを結ぶ線の車両前方延長線上に、表示像を表示（結像）させて、表示像を虚像として運転者に視認させるものである。このＨＵＤ装置１０によって、運転者は、表示像と車両の前景とを重畳して視認することができるようになっている。

ＨＵＤ装置１０は、図１に示すように、インターフェイス１１、電源回路１２、システム制御回路１３、表示制御回路１４、表示器１５、および反射鏡１６等を備えている。ＨＵＤ装置１０は、車両のインストルメントパネルの内側に配設される。インストルメントパネルには、反射鏡１６からの反射光を通過させる開口部が形成されている。

インターフェイス１１は、実車装着時における各種車両機器あるいは工程検査時における本検査装置１００と、システム制御回路１３とを繋ぐ接続手段である。インターフェイス１１は、実車装着時においては、反射鏡１６の回動位置を変更する信号、表示器１５による生成画像１５ａの明るさを調整する信号、および表示コンテンツ（車両情報としての速度値あるいは曲がる方向、更にはオーディオ情報等）を選択する信号等を受け入れるようになっている。また、インターフェイス１１は、工程検査時においては、検査装置１００から出力される検査信号、およびＨＵＤ装置１０を制御するための制御信号等を受け入れるようになっている。

電源回路１２は、実車装着時において車両バッテリからＨＵＤ装置１０の内部回路に電源供給する、あるいは工程検査時において工程内電源から内部回路に電源供給する回路である。

システム制御回路１３は、インターフェイス１１から出力される出力信号に基づいて、実車装置時における製品機能の制御（通常モード）と、工程検査時における検査機能の制御（検査モード）とを切替え可能として総合的に実行する制御回路である。システム制御回路１３は、例えば、表示制御回路１４、光源１５１、およびステッパモータ１６１等に対して制御用の指示を与える（制御信号を出力する）ようになっている。

表示制御回路１４は、システム制御回路１３からの指示に基づき、表示器１５における表示内容等を制御する回路である。表示制御回路１４は、例えば、実車装着時における表示内容として、車両情報（速度値、曲がる方向等）、あるいはオーディオ情報等のいずれの画像（後述する生成画像１５ａ）を表示するかを決定して、表示器１５に表示させるようになっている。また、表示制御回路１４は、工程検査時において、上記実車装着時とは異なる検査用の画像（後述する検査画像１５ｂ）を表示器１５に表示させるようになっている。

表示器１５は、表示制御回路１４によって駆動制御されて、生成画像１５ａ、あるいは検査画像１５ｂを生成する機器となっている。表示器１５としては、例えば、薄膜トランジスタ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ＝ＴＦＴ）が用いられたＴＦＴ液晶パネルが使用されている。表示器１５は、その他にも、デュアルスキャンタイプのディスプレイ（ＤｕａｌＳｃａｎＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ＝Ｄ−ＳＴＮ）、ＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）セグメント液晶等を使用することができる。

生成画像１５ａは、実車装着時における各種車両情報、あるいはオーディオ情報等を示すＨＵＤ装置１０の本来の画像であり、例えば、図２の左側に示すように、横長の長方形の領域内に、速度値が表示されたもの等となっている。生成画像１５ａは、反射鏡１６によって反射され、更にウインドシールドにて結像されて虚像となることから、本来表示される形状に対して、上下反転された画像となっている。

一方、検査画像１５ｂは、例えば、図３に示すように、生成画像１５ａと同様に横長の長方形を成す枠を基本として、中心部に中心点Ｐ２３、枠の周囲（外周部）に検査点Ｐ１１〜Ｐ１５、Ｐ３１〜Ｐ３５が形成された画像となっている。中心点Ｐ２３、および各検査点Ｐ１１〜Ｐ１５、Ｐ３１〜Ｐ３５は、内部が４分割された正方形を成す点として形成されており、各正方形の中心が、実質の中心点Ｐ２３、および各検査点Ｐ１１〜Ｐ１５、Ｐ３１〜Ｐ３５を示すものとなっている。検査点Ｐ１１〜Ｐ１５は、枠の上辺の両端部における２点と、その２点の間に等間隔で配置された３つの点となっている。また、検査点Ｐ３１〜Ｐ３５は、枠の下辺の両端部における２点と、その２点の間に等間隔で配置された３つの点となっている。このように、検査点Ｐ１１〜Ｐ１５、Ｐ３１〜Ｐ３５は、全部で１０点となっている。

表示器１５には、システム制御回路１３によって作動制御される光源１５１が設けられている。光源１５１は、通電されることで表示器１５に対して光を出射する発光素子であり、例えば、発光ダイオード（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ＝ＬＥＤ）が使用されている。光源１５１は、表示器１５に対する光軸に沿うように光を出射するようになっている。よって、表示器１５は、光源１５１から出射される光によって、表面に形成した生成画像１５ａ、あるいは検査画像１５ｂを表示光として、反射鏡１６に向けて出射するようになっている。

反射鏡１６は、表示器１５からの表示光（画像）を、インストルメントパネルの開口部を通して、ウインドシールドの投射位置に反射させる装置となっている。反射鏡１６は、表示器１５からの生成画像１５ａあるいは検査画像１５ｂを拡大させ、且つ、ウインドシールドによって発生する歪みを予め加味して、意図的に逆歪みを持たせた出力画像１６ａとして、反射（出力）するようになっている。反射鏡１６は、上記のように歪み機能を持った拡大鏡となっており、例えば凹面鏡が使用されている。

出力画像１６ａは、図２の真中に示すように、生成画像１５ａあるいは検査画像１５ｂに対して、上側に凸となる扇状の画像として形成される。この上側に凸となる扇状の逆歪みは、ウインドシールドにおいて下側に凸となる扇状の歪みによって相殺されて、図２中の右側に示すように、歪みの無い虚像が得られるようになっている。

反射鏡１６には、システム制御回路１３によって作動制御さるステッパモータ１６１が設けられている。ステッパモータ１６１は、表示器１５およびウインドシールドに対する反射鏡１６の反射面の位置を制御する位置制御手段となっている。反射鏡１６の反射面の位置が変更されることで、ウインドシールドに形成される虚像の位置を調整することが可能となっており、運転者によってアイポイント位置が異なる場合であっても、それぞれ適切な位置関係で虚像が見えるようになっている。

次に、検査装置１００について説明する。検査装置１００は、図１、図４に示すように、セット台１１０、検査制御装置１２０、カメラ１３０、および視覚検査装置１４０等を備えている。

セット台１１０は、検査対象となるＨＵＤ装置１０をセットするための平板状の台である。

検査制御装置１２０は、検査全体の制御を行う制御部である。検査制御装置１２０は、検査時におけるＨＵＤ装置１０への電源供給を行うと共に、ＨＵＤ装置１０に対する検査のための各種検査信号の送受信（ＨＵＤ装置１０の検査時作動制御）、更には、視覚検査装置１４０とのデータの送受信を行うようになっている。ＨＵＤ装置１０に対する検査時の作動制御として、検査制御装置１２０は、システム制御回路１３、および表示制御回路１４を介して表示器１５に検査画像１５ｂを生成させる指示を行う。つまり、検査制御装置１２０は、検査画像１５ｂを反射鏡１６から反射させて、出力画像１６ａとして出力させるようにする（詳細後述）。

検査制御装置１２０には、電源供給状態（電流値、電圧値等）、および検査状態を表示するモニタ１２１が設けられている。

カメラ１３０は、反射鏡１６によって反射されて出力される出力画像１６ａを直接的に撮影する撮影部である。カメラ１３０は、出力画像１６ａが出力される出力軸線上に位置するように、図示しないアームによってセット台１１０に固定されるようになっている。カメラ１３０によって撮影された画像は、撮影画像１３０ａとして、視覚検査装置１４０に出力されるようになっている。カメラ１３０は、例えば、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅＤｅｖｉｃｅ）カメラ、あるいは、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｎｔａｌ−ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）カメラ等が使用される。

撮影画像１３０ａは、図５に示すように、検査画像１５ｂが反射鏡１６で反射拡大され、更に上側に凸となる扇状の逆歪みが与えられて形成される出力画像１６ａに相当する画像である。撮影画像１３０ａは、枠の中心部に中心点Ｐａ２３、枠の周囲（外周部）に１０個の検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５が形成された画像となっている。

視覚検査装置１４０は、撮影画像１３０ａを解析して、出力画像１６ａの良否を判定する検査部である。視覚検査装置１４０によって判定された結果は、検査制御装置１２０に出力されるようになっている。

視覚検査装置１４０には、撮影画像１３０ａに対して基準（狙い値）となる基準画像１４０ａが予め記憶されている。基準画像１４０ａは、ウインドシールドにおいて歪みの無い虚像を形成し得る画像である。基準画像１４０ａは、図５に示すように、枠の中心部に基準中心点Ｐｓ２３、枠の周囲（外周部）に１０個の基準検査点Ｐｓ１１〜Ｐｓ１５、Ｐｓ３１〜Ｐｓ３５が形成された画像となっている。

そして、各基準検査点Ｐｓ１１〜Ｐｓ１５、Ｐｓ３１〜Ｐｓ３５には、撮影画像１３０ａに対して、それぞれ、歪みの無い虚像を形成するための許容範囲が定められている。許容範囲は、図５（ａ）に示すように、各基準検査点Ｐｓ１１〜Ｐｓ１５の上下方向に対して±ｅｈ１１、および各基準検査点Ｐｓ３１〜Ｐｓ３５の上下方向に対して±ｅｈ１２が設定されている。また、許容範囲は、図５（ｂ）に示すように、各基準検査点Ｐｓ１１、Ｐｓ３１の左右方向に対して±ｅｖ１１、各基準検査点Ｐｓ１２、Ｐｓ３２の左右方向に対して±ｅｖ１２、各基準検査点Ｐｓ１３、Ｐｓ３３の左右方向に対して±ｅｖ１３、各基準検査点Ｐｓ１４、Ｐｓ３４の左右方向に対して±ｅｖ１４、および各基準検査点Ｐｓ１５、Ｐｓ３５の左右方向に対して±ｅｖ１５が設定されている。

視覚検査装置１４０は、撮影画像１３０ａの中心点Ｐａ２３を基準画像１４０ａの基準中心点Ｐｓ２３に位置合わせした状態で、各検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５の位置座標を算出して、これら位置座標と、基準検査点Ｐｓ１１〜Ｐｓ１５、Ｐｓ３１〜Ｐｓ３５における許容範囲と比較することで、出力画像１６ａの良否判定を行うようになっている（詳細後述）。

視覚検査装置１４０には、撮影画像１３０ａ、および算出した各検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５の位置座標等を表示するモニタ１４１が設けられている。

検査対象となるＨＵＤ装置１０、および検査装置１００の構成は以上のようになっており、以下、検査装置１００が行う検査の制御内容について、図６を用いて説明する。

最初に、ＨＵＤ装置１０がセット台１１０にセットされ、カメラ１３０の位置が、ＨＵＤ１０からの出力画像１６ａの出力軸線上に位置するように調整される。そして、検査装置１００の電源が投入される。すると、検査制御装置１２０は、まず、ステップＳ１００〜ステップＳ１２０において、前処理を行う。

即ち、ステップＳ１００で、検査制御装置１２０は、ＨＵＤ装置１０の電源回路１２に対して工程内電源部から電源供給を行う。

次に、ステップＳ１１０で、検査制御装置１２０は、ＨＵＤ装置１０のインターフェイス１１に検査モード信号を送信する。つまり、ＨＵＤ装置１０に対して、これから検査を実施することを認識させる。

次に、ステップＳ１２０で、検査制御装置１２０は、電気的特性検査（インターフェイス電流、消費電流、入出力電圧、ソフトバージョン等の確認）を実施する。つまり、検査制御装置１２０は、随時、ＨＵＤ装置１０に検査コマンドを送り、電気計測を実施する。そして、検査制御装置１２０は、電気計測の結果データをモニタ１２１に表示させる。

続いて、検査制御装置１２０は、ステップＳ４０５〜ステップＳ４６０において、出力画像１６ａ（撮影画像１３０ａ）の良否検査を行う。

即ち、ステップＳ４０５で、検査制御装置１２０は、インターフェイス１１を介して、システム制御回路１３に対して検査画像１５ｂの表示要求を行う。すると、システム制御回路１３は、表示制御回路１４に対して検査画像１５ｂの要求信号を出力する。表示制御回路１４は、表示器１５に対して検査画像１５ｂの生成を指示する。表示器１５は、検査画像１５ｂを生成して、反射鏡１６に出射する。反射鏡１６は、検査画像１５ｂを拡大させると共に、検査画像１５ｂに逆ひずみを持たせて出力画像１６ａにして、カメラ１３０に出力することになる。

次に、ステップＳ４１０で、検査制御装置１２０は、視覚検査装置１４０に対してカメラ１３０による出力画像１６ａの取込み指示を行う。すると、視覚検査装置１４０は、カメラ１３０に対して、ＨＵＤ装置１０から出力されている出力画像１６ａを撮影させる。カメラ１３０は、撮影した撮影画像１３０ａのデータを視覚検査装置１４０に送信する。

すると、ステップＳ４２０で、視覚検査装置１４０は、撮影画像１３０ａの中心点Ｐａ２３を予め記憶されている基準画像１４０ａの基準中心点Ｐｓ２３に位置合わせした状態で、撮影画像１３０ａの各検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５の位置座標を算出する。

次に、ステップＳ４３０で、視覚検査装置１４０は、撮影画像１３０ａの各検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５の位置座標と、基準画像１４０ａの各基準検査点Ｐｓ１１〜Ｐｓ１５、Ｐｓ３１〜Ｐｓ３５の位置座標との比較を行う。具体的には、視覚検査装置１４０は、各検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５の位置座標が、各基準検査点Ｐｓ１１〜Ｐｓ１５、Ｐｓ３１〜Ｐｓ３５の位置座標に対する許容範囲（図５で説明した±ｅｈ１１〜±ｅｈ１２、±ｅｖ１１〜±ｅｖ１５）内にあるか否か算出する。

そして、ステップＳ４４０で、視覚検査装置１４０は、上記算出結果に基づいて、各検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５の位置座標が、各基準検査点Ｐｓ１１〜Ｐｓ１５、Ｐｓ３１〜Ｐｓ３５の位置座標に対する許容範囲内にあるか否かを算出する。

すべての検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５の位置座標が、各基準検査点Ｐｓ１１〜Ｐｓ１５、Ｐｓ３１〜Ｐｓ３５の位置座標に対する許容範囲内にある場合は、ステップＳ４５０で、視覚検査装置１４０は、合格判定を行い、歪み判定データ（位置座標データ）、および検査結果（合格データ）を検査制御装置１２０に出力する。

また、すべての検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５の位置座標のうち、ひとつでも、各基準検査点Ｐｓ１１〜Ｐｓ１５、Ｐｓ３１〜Ｐｓ３５の位置座標に対する許容範囲から外れる場合は、ステップＳ４６０で、視覚検査装置１４０は、不合格判定を行い、歪み判定データ（位置座標データ）、および検査結果（不合格データ）を検査制御装置１２０に出力する。

ステップＳ４５０、ステップＳ４６０の後に、検査制御装置１２０は、上記データを電気計測の結果データと共にモニタ１２１に表示させて、検査を終了する。

本実施形態では、従来技術のようにウインドシールドに形成される虚像を、撮像装置によって撮像するものと異なり、カメラ１３０は、出力画像１６ａが出力される出力軸線上に配置されて、出力画像１６ａを直接的に撮影するようにしているので、検査装置１００におけるウインドシールドを不要とすることができる。これにより、検査装置１００の小型軽量化を図ることができる。

そして、カメラ１３０によって得られた撮影画像１３０ａの複数の検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５を、基準画像１４０ａの複数の基準検査点Ｐｓ１１〜Ｐｓ１５、Ｐｓ３１〜Ｐｓ３５と比較して、出力画像１６ａの良否判定を行うことにより、ＨＵＤ装置１０による出力画像１６ａの歪みの有無を検出できる。

（第２実施形態）
第２実施形態の検査装置１００について、図７〜図１１を用いて説明する。第２実施形態の検査装置１００は、上記第１実施形態に対して、基本構成は同一としつつも、表示器１５に、画像（生成画像１５ａおよび検査画像１５ｂＡ）の補正機能を持たせたものとしている。そして、カメラ１３０によって撮影された撮影画像１３０ａＡにおいて、基準画像１４０ａＡに対するずれ（歪み）があると、表示器１５における検査画像１５ｂＡを補正して検査するものとしている。

表示器１５によって生成される検査画像１５ｂＡは、図７に示すように、上記第１実施形態（図３）で説明した検査画像１５ｂに対して、スケールチェック点Ｐ２２、Ｐ２４が追加されたものとなっている。スケールチェック点Ｐ２２、Ｐ２４は、中心点Ｐ２３を通る水平線上に配置された２点となっている。スケールチェック点Ｐ２２の左右方向位置は、検査点Ｐ１２、Ｐ３２の左右方向位置と同一となっている。また、スケールチェック点Ｐ２４の左右方向位置は、検査点Ｐ１４、Ｐ３４の左右方向位置と同一となっている。スケールチェック点Ｐ２２、Ｐ２４は、撮影画像１３０ａＡにおける横方向の寸法を確認するための代表点となる。

また、本実施形態では、各検査点Ｐ１１〜Ｐ１５、Ｐ３１〜Ｐ３５のうち、検査点Ｐ１３、Ｐ３３は、撮影画像１３０ａＡにおける縦方向の寸法を確認するためのスケールチェック点を兼ねるようにしている。

上記検査画像１５ｂＡに基づく撮影画像１３０ａＡは、図８に示すように、上記第１実施形態（図５）で説明した撮影画像１３０ａに対して、スケールチェック点Ｐａ２２、Ｐａ２４が追加されたものとなる。尚、検査点Ｐａ１３、Ｐａ３３は、縦方向のスケールチェック点を兼ねたものとなっている。

更に、視覚検査装置１４０が記憶している基準画像１４０ａＡは、図８に示すように、上記第１実施形態（図５）で説明した撮影画像１３０ａに対して、スケールチェック点Ｐｓ２２、Ｐｓ２４が追加されたものとなっている。尚、基準検査点Ｐｓ１３、Ｐｓ３３は、縦方向のスケールチェック点を兼ねたものとなっている。

本実施形態での検査画像１５ｂＡの補正は、撮影画像１３０ａＡの縦横比が基準画像１４０ａＡの縦横比に一致するように、検査画像１５ｂＡを補正するスケール補正と、撮影画像１３０ａＡの各検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５を、基準画像１４０ａＡの各基準検査点Ｐｓ１１〜Ｐｓ１５、Ｐｓ３１〜Ｐｓ３５のそれぞれの許容範囲内に入れる検査点補正とがある（詳細後述）。尚、スケール補正は、本発明の縦横比補正に対応する。

以下、第２実施形態での検査装置１００が行う検査の制御内容について、図９〜図１１を用いて説明する。

図９に示すように、検査制御装置１２０は、上記第１実施形態と同様に、ステップＳ１００〜ステップＳ１２０において、前処理を行う。

続いて、検査制御装置１２０は、ステップＳ２００〜ステップＳ２７０において、撮影画像１３０ａＡ、および検査画像１５ｂＡに対するスケール補正を行う。

即ち、ステップＳ２００で、検査制御装置１２０は、インターフェイス１１を介して、システム制御回路１３に対して検査画像１５ｂＡの表示要求を行う。すると、システム制御回路１３は、表示制御回路１４に対して検査画像１５ｂＡの要求信号を出力する。表示制御回路１４は、表示器１５に対して検査画像１５ｂＡの生成を指示する。表示器１５は、検査画像１５ｂＡを生成して、反射鏡１６に出射する。反射鏡１６は、検査画像１５ｂＡを拡大させると共に、検査画像１５ｂＡに逆ひずみを持たせて出力画像１６ａＡにして、カメラ１３０に出力することになる。

次に、ステップＳ２１０で、検査制御装置１２０は、視覚検査装置１４０に対してカメラ１３０による出力画像１６ａＡの取込み指示を行う。すると、視覚検査装置１４０は、カメラ１３０に対して、ＨＵＤ装置１０から出力されている出力画像１６ａＡを撮影させる。カメラ１３０は、撮影した撮影画像１３０ａＡのデータを視覚検査装置１４０に送信する。

次に、ステップＳ２２０で、視覚検査装置１４０は、スケール補正を自動補正とするか否かを判定する。ここでは、視覚検査装置１４０は、検査制御装置１２０に対して予め検査員によって選択入力された、「自動」、あるいは「マニュアル」の信号に基づいて判定するようにしている。

ステップＳ２２０にて、予め選択入力された信号が、自動（ＹＥＳ）であると、ステップＳ２３０に移行する。ステップＳ２３０では、自動補正として、カメラ１３０のピクセルサイズの補正定数の決定を行う。

つまり、視覚検査装置１４０は、撮影画像１３０ａＡの中心点Ｐａ２３を予め記憶されている基準画像１４０ａＡの基準中心点Ｐｓ２３に位置合わせした状態で、撮影画像１３０ａＡの各スケールチェック点Ｐａ２２、Ｐａ２４、Ｐａ１３、Ｐａ３３の位置座標を算出する。そして、ｘ方向（横方向）におけるスケールチェック点Ｐａ２２、Ｐａ２４間の距離ｘ（ｍｍ）、およびｙ方向（縦方向）におけるスケールチェック点Ｐａ１３、Ｐａ３３間の距離ｙ（ｍｍ）を算出する。更に、距離ｘおよび距離ｙの比（撮影画像１３０ａＡの縦横比）が、基準画像１４０ａＡにおけるスケールチェック点Ｐｓ２２、Ｐｓ２４間の距離Ｘ（ｍｍ）、およびスケールチェック点Ｐｓ１３、Ｐｓ３３間の距離Ｙ（ｍｍ）の比（基準画像１４０ａＡの縦横比）と一致するように、カメラ１３０におけるピクセルサイズ（１ピクセル当たりの寸法）を補正するための補正定数αｘ、αｙをそれぞれ決定する。

一方、ステップＳ２２０にて、予め選択入力された信号が、マニュアル（ＮＯ）であると、ステップＳ２４０に移行する。ステップＳ２４０では、視覚検査装置１４０は、マニュアル補正として、カメラ１３０のピクセルサイズの補正定数を、予め定めたマニュアル補正値に設定する。マニュアル補正値としては、例えば、０．００９０ｍｍ／ピクセルを使用する。

次に、ステップＳ２５０で、表示器１５におけるドット数の変換定数を決定する。つまり、視覚検査装置１４０は、上記基準画像１４０ａＡの縦横比に見合った検査画像１５ｂＡとするために、表示器１５におけるｘ方向、およびｙ方向の単位長さ当たりのドット変換定数βｘ、βｙをそれぞれ算出する。

上記ステップＳ２５０の処理を受けて、検査制御装置１２０は、次に、ステップＳ２６０で、インターフェイス１１を介して、システム制御回路１３に対して再度、ステップＳ２００と同様に、検査画像１５ｂＡの表示要求を行う。

そして、ステップＳ２７０で、検査制御装置１２０は、視覚検査装置１４０に対して、再表示された出力画像１６ａＡを取込むように、カメラ１３０に指示する。

続いて、視覚検査装置１４０は、ステップＳ３００〜ステップＳ３９０において、撮影画像１３０ａＡに対する検査点補正を行う。

即ち、ステップＳ３００で、視覚検査装置１４０は、撮影画像１３０ａＡの中心点Ｐａ２３を予め記憶されている基準画像１４０ａＡの基準中心点Ｐｓ２３に位置合わせした状態で、各検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５に対して、上記ステップＳ２３０の補正定数αｘ、αｙに基づいてスケール補正した位置座標＝Ｐｍｉｊ（ｘｍｉｊ、ｙｍｉｊ）を算出する。

次に、ステップＳ３１０で、視覚検査装置１４０は、基準画像１４０ａＡの基準検査点Ｐｓ１１〜Ｐｓ１５、Ｐｓ３１〜Ｐｓ３５に対する補正量ΔＰｍｉｊを算出する。補正量ΔＰｍｉｊの算出にあたっては、基準検査点Ｐｓ１１〜Ｐｓ１５、Ｐｓ３１〜Ｐｓ３５の位置座標をＰｓｉｊ（ｘｓｉｊ、ｙｓｉｊ）としたとき、
ΔＰｍｉｊ（Δｘｍｉｊ、Δｙｍｉｊ）
＝Ｐｓｉｊ（ｘｓｉｊ、ｙｓｉｊ）−Ｐｍｉｊ（ｘｍｉｊ、ｙｍｉｊ）
として算出する。

次に、ステップＳ３２０で、視覚検査装置１４０は、上記補正量ΔＰｍｉｊを表示器１５に対するドット補正量Ｄｈｉｊに変換する。補正量ΔＰｍｉｊからドット補正量Ｄｈｉｊへの変換にあたっては、上記ステップＳ２５０における変換定数βｘ、βｙを使用して、
ｘ方向のＤｈｉｊ＝βｘ＊ΔＰｍｉｊ、
ｙ方向のＤｈｉｊ＝βｙ＊ΔＰｍｉｊ、
として算出する。

次に、ステップＳ３３０で、視覚検査装置１４０は、上記ステップＳ３２０でのドット補正量Ｄｈｉｊのデータを検査制御装置１２０に出力する。これを受けて、検査制御装置１２０は、ドット補正量Ｄｈｉｊのデータをシステム制御回路１３に送信する。更に、システム制御回路１３は、ドット補正量Ｄｈｉｊのデータを表示制御回路１４に出力する。すると、表示制御回路１４は、ドット補正量Ｄｈｉｊのデータに基づいて検査画像１５ｂＡを更新する。つまり、検査画像１５ｂＡは、スケール補正、および検査点補正された画像に更新される。

次に、ステップＳ３４０で、検査制御装置１２０は、検査画像１５ｂＡが補正される更新時間を待って、視覚検査装置１４０に対してカメラ１３０による出力画像１６ａＡの取込み指示を行う。すると、視覚検査装置１４０は、カメラ１３０に対して、ＨＵＤ装置１０から出力されている補正された出力画像１６ａＡを撮影させる。カメラ１３０は、撮影した撮影画像１３０ａＡのデータを視覚検査装置１４０に送信する。

更に、視覚検査装置１４０は、補正された撮影画像１３０ａＡの各検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５の位置座標Ｐｍｉｊを算出すると共に、各検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５ａ、基準検査点Ｐｓ１１〜Ｐｓ１５、Ｐｓ３１〜Ｐｓ３５との比較を行う。

つまり、ステップＳ３５０で、視覚検査装置１４０は、上記算出結果に基づいて、各検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５の位置座標が、各基準検査点Ｐｓ１１〜Ｐｓ１５、Ｐｓ３１〜Ｐｓ３５の位置座標に対する許容範囲内にあるか否かを算出する。

ステップＳ３５０で、肯定判定すると、ステップＳ３６０で、視覚検査装置１４０は、ドット補正量Ｄｈｉｊデータを検査制御装置１２０に出力する。検査制御装置１２０は、ドット補正量Ｄｈｉｊデータを保存する。保存されるドット補正量Ｄｈｉｊは、ステップＳ３１０〜ステップＳ３８０の流れにおいて、スケール補正と、検査点補正とを含む補正量となっている。

更に、ステップＳ３７０で、検査制御装置１２０は、ドット補正量ＤｈｉｊデータをＨＵＤ装置１０のシステム制御回路１３に送信する。そして、システム制御回路１３は、ドット補正量Ｄｈｉｊデータを保存する。システム制御回路１３は、このドット補正量Ｄｈｉｊデータを用いて、ＨＵＤ装置１０が実車で使用される際に、本来の生成画像１５ａを補正して、出力画像１６ａとして出力することが可能となる。

一方、ステップＳ３５０で、否定判定すると、ステップＳ３８０で、視覚検査装置１４０は、ステップＳ３１０〜ステップＳ３４０における補正回数が所定回数を越えたか否かを判定し、超えていないと、ステップＳ３１０〜ステップＳ３５０を繰り返す。ステップＳ３８０で補正回数が所定回数を越えたと判定したときは、各検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５が許容範囲内に収束しないと判断して、ステップＳ３９０に移行して、視覚検査装置１４０は、補正を停止する。尚、補正回数は、例えば、補正による許容範囲内への収束確率からして、ここでは、例えば３回と定めている。

続いて、検査制御装置１２０は、ステップＳ４００〜ステップＳ４７０において、第１実施形態と同様に、出力画像１６ａＡ（撮影画像１３０ａＡ）の良否検査を行う。

即ち、ステップＳ４００で、検査制御装置１２０は、ＨＵＤ装置１０に対する電源供給を一旦停止し、再度、電源供給を行う。

次に、ステップＳ４０５で、検査制御装置１２０は、第１実施形態と同様に、インターフェイス１１を介して、システム制御回路１３に対して検査画像１５ｂＡの表示要求を行う。ここで、システム制御回路１３は、表示制御回路１４に対して上記ステップＳ３７０にて保存されたドット補正量Ｄｈｉｊデータを用いた検査画像１５ｂＡの要求信号を出力する。すると、表示制御回路１４は、表示器１５に対してドット補正量Ｄｈｉｊデータを用いた検査画像１５ｂＡの生成を指示する。表示器１５は、検査画像１５ｂＡを生成して、反射鏡１６に出射する。反射鏡１６は、検査画像１５ｂを拡大させると共に、検査画像１５ｂＡに逆ひずみを持たせて出力画像１６ａＡにして、カメラ１３０に出力することになる。

以下、上記第１実施形態と同様に、ステップＳ４１０〜ステップＳ４４０を行い、ステップＳ４４０で、肯定判定すると、ステップＳ４５５で、視覚検査装置１４０は、合格判定を行い、検査結果合格のデータと、結果データを検査制御装置１２０に出力する。検査制御装置１２０は、これらデータを保存する。

また、ステップＳ４４０で、否定判定すると、ステップＳ４６５で、視覚検査装置１４０は、不合格判定を行い、検査結果不合格のデータと、結果データを検査制御装置１２０に出力する。検査制御装置１２０は、これらデータを保存する。

そして、ステップＳ４７０で、検査制御装置１２０は、ステップＳ４５５、あるいはステップＳ４６５におけるデータを検査結果として、モニタ１２１に表示させる。

以上のように、本実施形態では、ステップＳ２００〜ステップＳ２７０において、検査画像１５ｂＡに対してスケール補正を行うようにしているので、縦横比の正しく設定された撮影画像１３０ａＡを基にした検査が可能となる。

また、ステップＳ３００〜ステップＳ３７０において、各検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５に対する検査点補正を行うようにしている。これにより、検査画像１５ｂＡの複数の検査点Ｐ１１〜Ｐ１５、Ｐ３１〜Ｐ３５は検査点補正されて、出力画像１６ａＡの良否判定が行われるので、ヘッドアップディスプレイ装置１０の出力画像１６ａＡを基準画像１４０ａＡに近づけることができる。

また、上記のようにスケール補正と検査点補正を行ったうえで、ステップＳ４００〜ステップＳ４７０において、各検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５の良否判定をしているので、ＨＵＤ装置１０から出力される出力画像１６ａＡ（検査画像１５ｂＡ）が正しく補正されたものとして、最終判定することが可能となる。

尚、補正されたデータ（ドット補正量Ｄｈｉｊデータ）は、ＨＵＤ装置１０のシステム制御回路１３に記憶されて、実車にてＨＵＤ装置１０が使用されるときに、本来の生成画像１５ａに反映されるので、歪みの無い状態で縦横比、および逆歪みが正しく設定された虚像を得ることが可能となる。

（第３実施形態）
第３実施形態の検査装置１００について、図１２、図１３を用いて説明する。第３実施形態の検査装置１００は、上記第２実施形態に対して、前処理工程とスケール補正工程との間に、回転ずれ補正工程を追加したものである。具体的には、図９〜図１１における制御フローにおいて、ステップＳ２１０とステップＳ２２０との間に、図１２のステップＳ５００〜ステップＳ５２０を追加したものとしている。

ここで、図１３に示すように、基準画像１４０ａＡのスケールチェック点Ｐｓ２２とＰｓ２４とを結ぶ直線が基準画像１４０ａＡのｘ軸となり、また、基準画像１４０ａＡのスケールチェック点Ｐｓ１３とＰｓ３３とを結ぶ直線が基準画像１４０ａＡのｙ軸となっている。ｘ軸は水平方向を向く座表軸であり、ｙ軸は垂直方向を向く座標軸となっている。

そして、例えば、反射鏡１６の光軸基準と、検査装置１００の基準との間にずれが発生すると撮影画像１３０ａＢは、基準画像１４０ａのｘ軸およびｙ軸に対して回転ずれした画像となってしまう。つまり、撮影画像１３０ａＢにおいて、スケールチェック点Ｐａ２２とＰａ２４とを結ぶ直線が、ｘ軸に対して回転ずれしたｓ軸となる。また、撮影画像１３０ａＢにおいて、スケールチェック点Ｐａ１３とＰａ３３とを結ぶ直線が、ｙ軸に対して回転ずれしたｔ軸となる。

このような回転ずれを考慮して、ステップＳ２００、ステップＳ２１０の後に、ステップＳ５００で、視覚検査装置１４０は、ｘ軸に対するｓ軸の回転ずれ角度θｘ、およびｙ軸に対するｔ軸の回転ずれ角度θｙとを算出する。そして、平均の回転ずれ角度をθとしたとき、
θ＝（θｘ＋θｙ）／２として算出する。

尚、平均の回転ずれ角度θは、回転ずれ角度θｘ、あるいは回転ずれ角度θｙのいずれかを代表値として使用するようにしても良い。

次に、ステップＳ５１０で、視覚検査装置１４０は、平均の回転ずれ角度θが、予め定めた所定角度θｓｅｔ以上か否かを判定する。所定角度θｓｅｔは、撮影画像１３０ａＢに傾きが生じていることを認めることのできる最小角度であり、例えば、θｓｅｔ＝２．５６度としている。ステップＳ５１０で、肯定判定すると、ステップＳ５２０に移行する。また、ステップＳ５１０で、否定判定すれば、ステップＳ５２０をスルーする。

ステップＳ５２０では、ｘ座標およびｙ座標を、回転したｓ座標およびｔ座標に変換して、変換した位置座標で各検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５の評価を行うようにする。座標の変換にあたっては、
ｓ＝ｘ・ｃｏｓθ＋ｙ・ｓｉｎθ
ｔ＝ｘ・（−ｓｉｎθ）＋ｙ・ｃｏｓθ
として算出する。

これにより、撮影画像１３０ａＢの回転ずれを補正した状態で、撮影画像１３０ａＢの検査を行うことが可能となる。

（その他の実施形態）
上記第１実施形態では、各検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５は、各基準検査点Ｐｓ１１〜Ｐｓ１５、Ｐｓ３１〜Ｐｓ３５の許容範囲内にあるか否かの判定としたが、上記第２実施形態のように、各検査点Ｐａ１１〜Ｐａ１５、Ｐａ３１〜Ｐａ３５が各基準検査点Ｐｓ１１〜Ｐｓ１５、Ｐｓ３１〜Ｐｓ３５の許容範囲内に入るように検査点補正を行いながら、この検査点補正に基づいて良否判定するものとしても良い。

また、上記第２実施形態において、ステップＳ２２０、ステップＳ２４０を廃止して、ステップＳ２３０のみを行うようにする、あるいは、ステップＳ２２０、ステップＳ２３０を廃止して、ステップＳ２４０のみを行うようにしても良い。

また、上記第２実施形態において、スケール補正と回転ずれ補正の両者を行う検査としたが、回転ずれ補正のみを行うものとしても良い。

１０ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）
１５表示器
１５ｂ、１５ｂＡ検査画像
１６反射鏡
１６ａ、１６ａＡ出力画像
１００検査装置
１２０検査制御装置（制御部）
１３０カメラ
１３０ａ、１３０ａＡ、１３０ａＢ撮影画像
１４０視覚検査装置（検査部）
１４０ａ、１４０ａＡ、１４０ａＢ基準画像

Claims

ヘッドアップディスプレイ装置（１０）から出力される出力画像（１６ａ）を検査する検査装置であって、
外周部に複数の検査点が形成された検査画像（１５ｂ）を基にして前記出力画像（１６ａ）を形成させて、前記ヘッドアップディスプレイ装置（１０）から出力させる制御部（１２０）と、
前記出力画像（１６ａ）が出力される出力軸線上に配置されて、前記出力画像（１６ａ）を直接的に撮影するカメラ（１３０）と、
前記カメラ（１３０）によって得られた撮影画像（１３０ａ）における前記複数の検査点の位置座標を算出すると共に、算出した前記複数の検査点の位置座標と、予め定められた基準画像（１４０ａ）における前記複数の検査点に対応する複数の基準検査点の位置座標とを比較して、前記出力画像（１６ａ）の良否判定を行う検査部（１４０）とを備えることを特徴とする検査装置。
前記ヘッドアップディスプレイ装置（１０）は、表示器（１５）によって生成される前記検査画像（１５ｂＡ）を反射鏡（１６）によって反射させて前記出力画像（１６ａＡ）として出力するようになっており、前記表示器（１５）は、前記検査画像（１５ｂＡ）を補正する補正機能を備え、
前記複数の検査点の位置座標が、前記複数の基準検査点におけるそれぞれの許容範囲内に入るように、前記制御部（１２０）は、前記表示器（１５）に対して前記検査画像（１５ｂＡ）の検査点補正を行い、
前記検査部（１４０）は、前記検査点補正に基づいて、前記良否判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
前記検査部（１４０）が前記出力画像（１６ａＡ）の良否判定を行う前に、前記制御部（１２０）は、前記撮影画像（１３０ａＡ）の縦横比が前記基準画像（１４０ａＡ）の縦横比と一致するように、前記表示器（１５）に対して前記検査画像（１５ｂＡ）の縦横比補正を行うことを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
前記検査部（１４０）は、前記出力画像（１６ａＡ）の良否判定を行う前に、前記撮影画像（１３０ａＡ）の前記基準画像（１４０ａＡ）に対する回転ずれの有無を判定し、前記回転ずれがある場合に、前記撮影画像（１３０ａＡ）における前記複数の検査点の位置座標を回転ずれした位置座標に置き換える回転ずれ補正を行うことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の検査装置。
前記制御部（１２０）は、前記検査点補正、あるいは前記縦横比補正に伴う補正量を、前記表示器（１５）が生成する本来の生成画像（１５ａ）に反映させることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の検査装置。