JPH03199946A

JPH03199946A - 透視歪の測定方法及びその装置

Info

Publication number: JPH03199946A
Application number: JP33809889A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Uemura; 健植村; Yukiko Nagashima; 長島　由希子; Yasunari Saito; 斉藤　康成; Takao Kurita; 栗田　隆雄; Tetsuo Miyake; 哲夫三宅; Kazuaki Shimizu; 一明清水
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1991-08-30
Anticipated expiration: 2014-03-17
Also published as: JP2870908B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は透視歪の測定方法及びその装置に関するもので
ある。

［従来の技術］従来の板ガラス、曲面ガラス等の透明体の内部の透視歪
を測定するのには第２図に概念図として示したような方
法が通常用いられている。

即ち、１．５ｍｍ〜５０ｍｍの格子を描いた透明メツシ
ュボード９を介して、光１０を被測定物１２に照射し、
格子の像をスクリーンに投影し、直線な仮定した基準線
からのずれ（傾き）を目視で測定するか、もしくは、第
２図のようにカメラ等の撮像装置】３に撮影し、現像引
き伸ばし後、やはり直線を仮定した基準線からのずれ（
傾き）を測定し、透視歪の量としていた。

［発明の解決しようとする課題］しかしこのような方法では、最終的には測定を目視に頼
ることになるため測定者によるばらつきがあること、ま
た、このため精度も十分でないこと、さらには、全数検
査を行なうのには時間がかかりすぎることなどの問題点
があった。また、基準線からずれを傾きで表現するため
に、正確な基準線が必要であり、そのことが精度を落す
原因となるとともに、ガラス板等の透視歪は、通常、面
の傾きが設計の傾きより多少垂離していても、面がスム
ーズであった方が、実際に人間が視認した場合には好ま
しい場合が多く、必ずしも傾きでの表現は実情に合った
ものではないという問題点もあった。さらに自動車の窓
ガラス用のガラス板は曲がりの程度の深いものが多く、
ガラス板の全ての点でメツシュの投影像をスクリーンに
投影するためには、きわめて大きなスクリーンを使用す
るか、または囲い状のスクリーンを使用するしかな（、
いずれにしても装置が太き（なる欠点があった。

このうち、目視による透視歪の測定の不正確さを減らす
試みとして、例えば、特開平１−１２９１４２号には、
レーザー光を使用し、板ガラスを間欠的に回転せしめて
、板ガラスの特定の点の屈折力を算出し、透視歪とする
ことが提案されている。

しかし、このような方法では、レーザーの指向性が強い
ため、ガラス板の１点での透視歪を測定することかでき
るだけであり、ガラス板全面の透視歪を測定するのには
レーザー装置、及び受光装置が多数必要であり、装置の
巨大化、高額化を免れない。

［課題を解決するための手段］本発明は前述の課題を解決すべくなされたものであり、
透光性の被測定物中を透過した透過光を受光装置で受光
し、その光線の方向から被測定物の透視歪を測定する方
法であって、光源として、少なくとも一方向に広がりが
小さい、多数のあるいは移動する散乱光源を用いること
を特徴とする透視歪の測定方法、及び、透光性の被測定
物中を透過した透過光を受光装置で受光し、その光線の
方向から被測定物の透視歪を測定する方法であって、あ
らかじめ、少なくとも一方向に広がりが小さい、複数の
あるいは移動する散乱光源のうち、特定の位置の第１の
光源から発せられた光の光線方向を測定するとともに、
被測定物を透過した光が該光線方向になる様な第２の光
源の位置を測定し、第１の光源位置と第２の光源位置の
差に基づいて被測定物の透視歪を測定する測定方法を提
供するものである。

また、透光性の被測定物中を透過した透過光を受光装置
で受光し、その光線の方向から被測定物の透視歪を測定
する装置であって、多数のあるいは移動する少なくとも
一方向に広がりが小さい散乱光源と、該光源から発せら
れて被測定物を透過した光の入射方向を特定し得る受光
装置と、を有することを特徴とする透視歪の測定装置、
及び、特定の光の入射方向に対して、光が被測定物を透
過するか否かにより生じるみかけの光源位置の差に基づ
いて透視歪を演算する演算装置を有するものであること
を特徴とする上記測定装置を提供するものである。

［作用］本発明の実施例においては、透明体の透視歪を測定する
際、あらかじめ、少なくとも一方向に広がりが小さい、
多数のあるいは移動する散乱光源のうち、特定の位置の
第１の光源から発せられた光が直接該受光装置に受光さ
れる際の光線方向を測定するとともに、被測定物を透過
した光が該光線方向になる様な第２の光源の位置を測定
し、第１の光源位置と第２の光源位置の差に基づいて被
測定物の透視歪を測定する。

本発明の代表的構成を示した概念図が第１図であり、　
ｌは点状散乱光源がその上で移動し得るスクリーン、　
２は被測定物たるガラス、　３は受光装置の受光面であ
り、４は光を受光面上に結像させるレンズ系であり、必
要に応じて設けられる。

スクリーン１上の点状散乱光源Ｐ。のガラス２を通さず
受光面３上に結像した点がＱ。であり、ガラス２を通し
て、上記Ｑ。上に結像するスクリーン上の点状散乱光源
の位置がＰｌである。スクリーン１上の点光源の相対位
置は既知であるため、被測定物２によるスクリーンｌ上
でのガラス２を透視したことによる光線の移動量Ｐ。Ｐ
ｌが求まる。この移動量を各点で測定して、ある特定の
散乱光源の位置におけるガラス２を透視することによる
受光面３上での移動量に換算する。透視歪がある場合に
は、スクリーンｌ上での直線が、受光面３上で曲線とし
て表わされるが、その曲がりの曲率等に換算して、透視
歪を定量化し得る。

［実施例］以下に本発明の１つの実施例について説明する。第３図
は本発明の基本的構成の概略的斜視図であり、２は被測
定物のガラス、５は位置が既知で、少なくとも一方向に
は広がりの小さい散乱光源で例えばスクリーンｌ上にレ
ーザスキャナーなど（図示せず）によって正確に位置を
認識されながらレーザー光等の光ビームをを照射したも
の、または、発光ダイオード等を既知の位置に多数配列
して用いることができる。６は得られた信号を透視歪の
値として表現する為の演算装置である。８はＣＣＤカメ
ラ等のカメラで、光源５からの光線を撮像する。カメラ
８は必ずしもこの形式のものでなくとも良く、ビデオカ
メラ、ステイルカメラ等、透過光の入射方向を特定し得
るものであれば何でも良く、その他にフォトセンサーを
マトリックス状に配置したもの等も好ましく使用できる
。特に、カメラの撮像素子が、画素構成を持つものであ
れば、入射光の方向を測定することは、どの画素に受光
するかを検出することにおき変えることができ、簡単に
測定でき、かつデータとしての取り扱いも楽になるため
好ましい。

実施例における散乱光源５を発生させるスクリーン１の
大きさは、被測定物であるガラス２の大きさや形状、そ
してカメラ８とスクリーン１との距離、カメラ８の位置
によって適宜選択される。そして、もし被測定物のガラ
ス２が例えば自動車に組み付けるフロントガラス程度の
比較的大きなものであれば、全体の透視歪を測定するた
めに、ガラスを固定している支持台７が左右及び／又は
上下に回転するようにすることが好ましい。このような
場合の配置の一例を述べれば、カメラ８を運転手のアイ
ポイントの位置に配置し、カメラ８とスクリーン　１と
の距離を３ｍ程度とし、ガラス２をアイポイントを中心
として左右方向に３０°ステツプで、及び上下方向に５
０°回転し得るようにした時、スクリーン１の大きさは
３ｍＸ３ｍ程度あれば良い。

もちろん、スクリーン　ｌとカメラ　８との距離や、回
転ステップはこの値に限らず、適宜調節し得るが、回転
ステップについては、平面状のスクリーンを使用する限
り、あまり大きいとカメラの写野が広くなりすぎ、写野
の端に歪を生じることになり、一方、あまり小さいと、
何度も回転する手間がかかり、迅速な測定がしにくくな
るため、１０°〜５０°とすることが好ましい。本発明
の装置においては被測定物のスクリン１とカメラ８との
距離を大きくとることが精度向上の為望ましいが、一方
大きくとりすぎるとスクリーン１を大きくしなければな
らないので、その距離は２〜５ｍ程度が望ましい。また
、カメラの８の台数は１台には限られず、２台以上使用
することができる。ガラス２の一部異なる部分を測定し
た後、つなぎあわせてガラス全面の測定としてもよく、
また１台はガラスの上方から撮像するようにしてもよい
。

前述のようにこの実施例においては光源として、スクリ
ーン上にレーザー光を照射したものを用いているが、本
発明においては、光源の位置が既知であること、散乱光
源であること、及び少なくとも一方向に広がりの小さい
光源であれば良いので、この方法に限る必要はない。例
えば点状の散乱光源としてＬＥＤ等を多数配列し、］つ
ずつ順番に点灯していくようにしても良い。また、移動
可能なＬＥＤ等を用いても良い。ここで、少なくとも一
方向に広がりが小さいとは、点状光源、もしくは点状に
近い光源、又はそれを線状に配列したもの、線状に移動
させるもの、線状光源、線状に近い光源等をさす。これ
らの光源は広がりが少なくとも一方向に小さいため、そ
の方向についての光源位置の検出精度が保証されること
になる。線状の光源を例にとると、線と垂直方向には、
光源の位置精度を高（出来る。線状の光源を使用する場
合は、２以上の異なる方向の線状光源を使用し、受光位
置の交点と、光源位置の交点を対応させることにより、
光源の位置精度を向上させることができる。この広がり
は、受光装置の分解能の限界（例えば受光面が多数の画
素からなる受光装置なら画素の大きさ）の長さに対応す
る光源位置での長さの１０倍以下、好ましくは５倍以下
が良い。例えば、ＣＣＤカメラの受光面上での画素の大
きさの１０μｍ角が、光源位置では１ｍｍ角に対応する
とすると、光源の広がりは、少なくとも一方向には１０
ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下がよい。更にこのよう
に、少なくとも一方向には広がりの小さい光源を用いて
いるため、その方向に光源を多数配列することが可能に
なる。このように、本発明においては、光源の位置精度
を上げるとともに、光源の位置を非常に多く選べるので
、より精密な透視歪の測定が可能になる。この意味で、
光源は、移動可能なものとして、光源の位置が連続的に
選べるようにすることがきわめて好ましい。

なお、上述の例では、被測定物の有無により生じるみか
けの光源位置の差により透視歪を測定したが、受光装置
のレンズ系の収差や光源の位置測定誤差を無視すれば、
必ずしも被測定物のない場合を比較として測定する必要
はない。

但し、上述の方法によれば、レンズ系の収差や光源位置
の測定誤差等をほとんど相殺できることになり、精度向
上の意味で極めて好ましい。

以上、本実施例において被測定物としてはガラスを例と
しているが、透光性を有する物体であれば、これに限ら
ないことは当然である。

透視歪を表現する方法としては、従来例のように、格子
状の模様などが、被測定を透過した後に結ぶ像の基準線
からの傾きによって表わす方法が一般的である。しかし
前述したように、この方法では正確な基準線が必要であ
り、そのことが精度を落す原因となるとともに、ガラス
板等の透視歪は、通常、面の傾きが設計の傾きより多少
垂離していても、面がスムーズであった方が、実際に人
間が視認した場合には好ましい場合が多く、必ずしも傾
きでの表現は実情に合ったものではないという問題点が
ある。

従って本発明の実施に際しては、特定の光源位置で、被
測定物を光が透過するか否かによって生じる受光位置の
差を求め、その受光位置の差を特定の方向に微分するこ
とにより得られる曲率で透視歪を表現することが好まし
い。このようにすることにより、線の曲がり具合の大小
（面のスムーズさ）が評価できること、変曲点の検出が
できること、等の効果がある。

このような場合、微分の方向により、異なる曲率の値が
得られるので、複数の独立した方向で曲率の値を測定す
れば、その測定点でのスムーズさの評価としてはより確
度の高いものとなり、好ましい。

また、その装置としては、演算装置として、特定の光の
入射方向に対して、光が被測定物を透過するか否かによ
り生じる光源位置の差に基づいて、特定の光源位置で、
被測定物を光が透過するか否かによって生じるみかけの
受光位置の差を求め、その受光位置の差を特定の方向に
微分する演算を施せるものであれば使用できる。このよ
うにして、得られた曲率分布を模式的に示す図を第４図
に、曲率の値を等高線として表わした図を第５図に示す
。透視歪の値が、定量的、視覚的によく理解される。

［発明の効果］請求項１にかかる測定方法及び請求項５にかかる測定装
置によれば、光源として、少なくとも一方向に広がりの
小さい散乱光源を用いるため、広い面積の被測定物の透
視歪を、少数の受光装置で測定できるとともに、透視歪
の検出精度の良い測定方法及び装置が得られる。

請求項２にかかる測定方法及び請求項６にかかる測定装
置によれば、基準からのずれを求める演算を行なうこと
になるので、光源位置の精度および受光装置のレンズ系
の収差等を相殺でき、被測定物の透過光線の方向をより
精度良く得ることができるとともに、装置の自動化にき
わめて有用である。

請求項３にかかる測定方法及び請求項７にががる測定装
置によれば、光源として、簡便かつ位置の精度の良いも
のが得られる。

請求項４にかかる測定方法及び請求項８にかかる測定装
置によれば、透視歪として、線の曲がり具合の大小（面
のスムーズさ）が評価できること、変曲点の検出ができ
ること等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を示した概念図、第２図は
従来の透視歪の測定方法を示した概念図、第３図は本発
明の基本的構成を示した概念的斜視図、第４図及第５図
は本発明の方法により、表わされた透視歪の分布図であ
る。１・・・スクリーン２・・・ガラス３・・・受光面５・・・点状散乱光源８・・・カメラ

Claims

【特許請求の範囲】（１）透光性の被測定物中を透過した透過光を受光装置
で受光し、その光線の方向から被測定物の透視歪を測定
する方法であって、光源として、位置が既知の、少なくとも一方向に広がり
が小さい、多数のあるいは移動する散乱光源を用いるこ
とを特徴とする透視歪の測定方法。（２）透光性の被測定物中を透過した透過光を受光装置
で受光し、その光線の方向から被測定物の透視歪を測定
する方法であって、あらかじめ、位置が既知の、少なくとも一方向に広がり
が小さい、複数のあるいは移動する散乱光源のうち、特
定の位置の第１の光源から発せられた光の光線方向を測
定するとともに、被測定物を透過した光が該光線方向になる様な第２の光
源の位置を測定し、第１の光源位置と第２の光源位置の差に基づいて被測定
物の透視歪を測定する測定方法。（３）散乱光源は、ス
クリーン上を光ビームで走査することによるものである
請求項１又は請求項２記載の測定方法。（４）被測定物の透視歪は、第１の光源位置と第２の光
源位置の差に基づいて、特定の光源位置で、被測定物を
光が透過するか否かによって生じる受光位置の差を求め
、該受光位置の差を特定の方向に微分することによって
得られる曲率で表現されることを特徴とする請求項２ま
たは請求項３記載の測定方法。（５）透光性の被測定物中を透過した透過光を受光装置
で受光し、その光線の方向から被測定物の透視歪を測定
する装置であって、位置が既知であって、多数のあるいは移動する少なくと
も一方向に広がりが小さい散乱光源と、該光源から発せられて被測定物を透過した光の入射方向
を特定し得る受光装置と、を有することを特徴とする透視歪の測定装置。（６）透光性の被測定物中を透過した透過光を受光装置
で受光し、その光線の方向から被測定物の透視歪を測定
する装置であって、多数のあるいは移動する少なくとも一方向に広がりが小
さい散乱光源と、該光源から発せられて被測定物を透過した光の入射方向
を特定し得る受光装置と、特定の光の入射方向に対して、光が被測定物を透過する
か否かにより生じるみかけの光源位置の差に基づいて透
視歪を演算する演算装置と、を有することを特徴とする透視歪の測定装置。（７）散乱光源はスクリーンとその表面を直線的に走査
する光ビームとからなることを特徴とする請求項５又は
請求項６記載の測定装置。（８）特定の光の入射方向に対して、光が被測定物を透
過するか否かにより生じるみかけの光源位置の差に基づ
いて、特定の光源位置からの光が被測定物を光が透過す
るか否かによって生じる受光位置の差を求め、該受光位
置の差を特定の方向に微分することによって得られる曲
率で透視歪を表現する演算装置を備えた請求項６または
請求項７記載の測定装置。