JPH0682090B2 - 板ガラスの透視二重像のシミュレーション方法 - Google Patents
板ガラスの透視二重像のシミュレーション方法Info
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- JPH0682090B2 JPH0682090B2 JP63177478A JP17747888A JPH0682090B2 JP H0682090 B2 JPH0682090 B2 JP H0682090B2 JP 63177478 A JP63177478 A JP 63177478A JP 17747888 A JP17747888 A JP 17747888A JP H0682090 B2 JPH0682090 B2 JP H0682090B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は板ガラスを透過したときに生ずる光学的二重像
のシミュレーション方法に関し、特に自動車の前面窓ガ
ラスの規格チェックに用いて好適なものである。
のシミュレーション方法に関し、特に自動車の前面窓ガ
ラスの規格チェックに用いて好適なものである。
ガラス形状の三次元モデルを作成し、このモデルによる
仮想曲面に関して屈折光、反射光を追跡計算して二重像
をシミュレーションし、ガラスの面に対応して二重像分
離度の分布状態を表示することにより、透視劣化をガラ
ス形状の設計段階で認識できるようにした透視二重像の
シミュレーション方法である。
仮想曲面に関して屈折光、反射光を追跡計算して二重像
をシミュレーションし、ガラスの面に対応して二重像分
離度の分布状態を表示することにより、透視劣化をガラ
ス形状の設計段階で認識できるようにした透視二重像の
シミュレーション方法である。
板ガラスを通して遠くにある物体を見たとき、その物体
に従ってうすい像が二重写しに観察されることがある。
この現象を二重像と呼んでいる。このような二重像は板
ガラスの表裏面の平行度が劣化している所や湾曲部分の
曲率が大きい所で生じ、視線に対するガラス面の角度に
よって視角差の大きい目障りな二重像が現われる。
に従ってうすい像が二重写しに観察されることがある。
この現象を二重像と呼んでいる。このような二重像は板
ガラスの表裏面の平行度が劣化している所や湾曲部分の
曲率が大きい所で生じ、視線に対するガラス面の角度に
よって視角差の大きい目障りな二重像が現われる。
板ガラスが自動車の前方窓ガラスである場合、自動車用
安全ガラスに関するJIS規格には、視差角で表現された
二重像の分離の許容最大値が例えば15分以内のように規
定されている。
安全ガラスに関するJIS規格には、視差角で表現された
二重像の分離の許容最大値が例えば15分以内のように規
定されている。
従来では、製造された自動車用窓ガラスに対し、上記JI
Sに規定された試験方法に則って二重像試験を行い、規
格を満足するか否かを判定していた。
Sに規定された試験方法に則って二重像試験を行い、規
格を満足するか否かを判定していた。
従来では実際にガラスを作って所定の試験方法で試験し
てみて始めて判定可能となる。規格を満足しない場合に
は、ガラス形状を再設計して加熱曲げ型を作り直すか又
は曲げ型を部分修正する必要がある。このため型製作に
無駄が生じ易く、特に多品種小量生産の場合に迅速な対
応が困難であった。
てみて始めて判定可能となる。規格を満足しない場合に
は、ガラス形状を再設計して加熱曲げ型を作り直すか又
は曲げ型を部分修正する必要がある。このため型製作に
無駄が生じ易く、特に多品種小量生産の場合に迅速な対
応が困難であった。
ガラスの設計図から光学的作図法により二重像の分離度
を予測計算することが試みられている。しかしこの方法
は図面上に曲線として表されている部分に対してのみ適
用可能で、ガラス面全体について計算することが困難で
あり、また光学的作図に多大の時間を要し、実用性が殆
ど無かった。
を予測計算することが試みられている。しかしこの方法
は図面上に曲線として表されている部分に対してのみ適
用可能で、ガラス面全体について計算することが困難で
あり、また光学的作図に多大の時間を要し、実用性が殆
ど無かった。
本発明はこの問題にかんがみ、ガラス形状の設計データ
から二重像の分離度をガラス面全体に関し迅速に求める
ことができるようにすることを目的とする。
から二重像の分離度をガラス面全体に関し迅速に求める
ことができるようにすることを目的とする。
本発明は、与えられたガラス形状データより曲面パッチ
式で表現された板ガラスの三次元曲面形状モデルを得る
過程と、三次元空間の視点及び上記曲面形状モデル上の
光線透過点を夫々定める過程と、上記光線透過点におい
てガラス内で屈折して上記視点に向かう光線及びガラス
内で反射して上記視点に向かう光線を、曲面の法線ベク
トル及びガラス屈折率に基いて上記形状モデルより夫々
計算し、各光線の角度差を求める過程と、ガラス面上の
多数の光線透過点に関して計算した角度差を二重像の分
離度分布として表示する過程とを具備する板ガラスの透
視二重像のシミュレーション方法である。
式で表現された板ガラスの三次元曲面形状モデルを得る
過程と、三次元空間の視点及び上記曲面形状モデル上の
光線透過点を夫々定める過程と、上記光線透過点におい
てガラス内で屈折して上記視点に向かう光線及びガラス
内で反射して上記視点に向かう光線を、曲面の法線ベク
トル及びガラス屈折率に基いて上記形状モデルより夫々
計算し、各光線の角度差を求める過程と、ガラス面上の
多数の光線透過点に関して計算した角度差を二重像の分
離度分布として表示する過程とを具備する板ガラスの透
視二重像のシミュレーション方法である。
第１図及び第２図ほ本発明による二重像シミュレーショ
ン方法を示し、第１図は自動車の前面窓ガラスを透過す
る光線の光路図で、第２図はガラス断面の光路図であ
る。第３図はシミュレーションシステムのブロック図で
ある。
ン方法を示し、第１図は自動車の前面窓ガラスを透過す
る光線の光路図で、第２図はガラス断面の光路図であ
る。第３図はシミュレーションシステムのブロック図で
ある。
原理的には、まずコンピュータによる周知の形状モデリ
ング手法（CAD）を用いた形状モデラー３により、窓ガ
ラス１の設計図又は設計データからガラス曲面の幾何学
的な３次元形状モデル２を生成する。次に、二重像シミ
ュレータ４により、車外側の光源Ｌから運転者のアイポ
イントEPに向かう光線R0を想定して、反射、屈折の法則
に従う光路を追跡し、最終的に、二重像の原因となる二
つの分岐光線R1、R2の視差角を計算する。
ング手法（CAD）を用いた形状モデラー３により、窓ガ
ラス１の設計図又は設計データからガラス曲面の幾何学
的な３次元形状モデル２を生成する。次に、二重像シミ
ュレータ４により、車外側の光源Ｌから運転者のアイポ
イントEPに向かう光線R0を想定して、反射、屈折の法則
に従う光路を追跡し、最終的に、二重像の原因となる二
つの分岐光線R1、R2の視差角を計算する。
窓ガラス１上の多数の点において計算された視差角に対
応する二重像分離度は、ガラス面に沿った強度分布図の
形式でディスプレイ、プリンタ等の表示器５において可
視表示される。窓ガラス１の設計者又は製造者は、この
強度分布図を見て二重像の発生状態及びその程度を知
り、規格を満足するか否かを判定することができる。
応する二重像分離度は、ガラス面に沿った強度分布図の
形式でディスプレイ、プリンタ等の表示器５において可
視表示される。窓ガラス１の設計者又は製造者は、この
強度分布図を見て二重像の発生状態及びその程度を知
り、規格を満足するか否かを判定することができる。
窓ガラス１の３次元形状モデル２は、内表面SU1と外表
面SU2とから成り、夫々はパッチ（画素）の集合体とし
て表現される。各パッチは例えば、クーンズ（Coons）
曲面、ベジエ（Ｂzier）曲面、Ｂスプライン曲面など
で数学的に表現することができる。
面SU2とから成り、夫々はパッチ（画素）の集合体とし
て表現される。各パッチは例えば、クーンズ（Coons）
曲面、ベジエ（Ｂzier）曲面、Ｂスプライン曲面など
で数学的に表現することができる。
第２図に示すように二重像の主像は光線R0が窓ガラス１
を屈折しながら透過したときの光線R1によって生じる。
また副像は光線R0が窓ガラス１内で２回反射して透過し
たときの光線R2によって生じる。これらの光線R1、R2は
曲面の法線ベクトルと反射角、屈折角とに基いて追跡す
ることができ、各分岐光線R1、R2のベクトルの内積から
視差角が求まる。
を屈折しながら透過したときの光線R1によって生じる。
また副像は光線R0が窓ガラス１内で２回反射して透過し
たときの光線R2によって生じる。これらの光線R1、R2は
曲面の法線ベクトルと反射角、屈折角とに基いて追跡す
ることができ、各分岐光線R1、R2のベクトルの内積から
視差角が求まる。
なお第４図Ａ、Ｂに示すように、主像I1及び副像I2から
成る二重像が視認される原因には、窓ガラス１が平行で
ない場合（Ａ）と、窓ガラス１の曲率による場合（Ｂ）
とがある。何れも視線（光線R0）とガラス面との角度に
より二重像の状態、即ち、視差角βは変化する。ここで
は窓ガラス１を製造する前の段階での設計仕様検査のた
めのシミュレーションであるので、（Ｂ）の曲率による
場合のみを扱い、ガラス板の板厚が均一であると仮定す
る。従って以下では、ガラス表面上の一定における法線
と、この法線がガラス裏面と交わる点の法線とが一致す
るとしてガラス曲面を扱う。
成る二重像が視認される原因には、窓ガラス１が平行で
ない場合（Ａ）と、窓ガラス１の曲率による場合（Ｂ）
とがある。何れも視線（光線R0）とガラス面との角度に
より二重像の状態、即ち、視差角βは変化する。ここで
は窓ガラス１を製造する前の段階での設計仕様検査のた
めのシミュレーションであるので、（Ｂ）の曲率による
場合のみを扱い、ガラス板の板厚が均一であると仮定す
る。従って以下では、ガラス表面上の一定における法線
と、この法線がガラス裏面と交わる点の法線とが一致す
るとしてガラス曲面を扱う。
第５図に実際のシミュレーションシステムの構成を示
す。窓ガラス１の形状モデラー３は汎用のCADシステム
でよい。窓ガラス１の形状データは設計図面７をディジ
タイザ８でプロットすることにより入力することができ
る。或いは、窓ガラス１の形状をCADシステムで設計し
た場合には、その設計データを書込んだ例えば磁気テー
プを磁気テープ装置９にかけることにより、形状データ
を入力することができる。
す。窓ガラス１の形状モデラー３は汎用のCADシステム
でよい。窓ガラス１の形状データは設計図面７をディジ
タイザ８でプロットすることにより入力することができ
る。或いは、窓ガラス１の形状をCADシステムで設計し
た場合には、その設計データを書込んだ例えば磁気テー
プを磁気テープ装置９にかけることにより、形状データ
を入力することができる。
入力された形状データはコンピュータ10で処理され、３
次元曲面モデルの生成及び二重像シミュレーションの計
算が順次行われる。計算結果はグラフィックディスプレ
イ11、プリンタ12又はハードコピー装置13によって、二
重像強度分布図の形式で表示される。
次元曲面モデルの生成及び二重像シミュレーションの計
算が順次行われる。計算結果はグラフィックディスプレ
イ11、プリンタ12又はハードコピー装置13によって、二
重像強度分布図の形式で表示される。
第６図に形状モデラーに３によるモデリング処理の流れ
を示す。まず第７図に示すようなマイラー図と称されて
いる窓ガラス１の平面図及び側面図上の多数の点P1,P2,
P3…………をディジタイザ８で指示して、３次元（Ｘ、
Ｙ、Ｚ）の座標データを取込む（ステップS1）。次に点
列を通る格子状の３次元スプライン曲線を生成する（ス
テップS2）。次にスプライン曲線を境界として曲面を四
辺形パッチに分割し、パッチの各辺に沿ったパラメータ
ｕ、ｖによって表現されるクーンズ面のような双３次パ
ラメトリック曲面を生成する（ステップS3）。この曲面
をガラスの内表面SU1の形状モデル２とし、次にステッ
プS4で板厚分だけオフセットした外表面SU2の形状モデ
ル２を生成する。
を示す。まず第７図に示すようなマイラー図と称されて
いる窓ガラス１の平面図及び側面図上の多数の点P1,P2,
P3…………をディジタイザ８で指示して、３次元（Ｘ、
Ｙ、Ｚ）の座標データを取込む（ステップS1）。次に点
列を通る格子状の３次元スプライン曲線を生成する（ス
テップS2）。次にスプライン曲線を境界として曲面を四
辺形パッチに分割し、パッチの各辺に沿ったパラメータ
ｕ、ｖによって表現されるクーンズ面のような双３次パ
ラメトリック曲面を生成する（ステップS3）。この曲面
をガラスの内表面SU1の形状モデル２とし、次にステッ
プS4で板厚分だけオフセットした外表面SU2の形状モデ
ル２を生成する。
第８図に光線追跡法による二重像シミュレーションの手
順を示す。まずステップS11で、窓ガラス１の形状モデ
ル２の内表面SU1上に、測定対象の点T1（光線透過点）
を設定する。この点は、形状モデリングで得た各パッチ
を、シミュレーション精度を考慮して適当な大きさに再
度分割し、各細分割パッチごとに設定する。
順を示す。まずステップS11で、窓ガラス１の形状モデ
ル２の内表面SU1上に、測定対象の点T1（光線透過点）
を設定する。この点は、形状モデリングで得た各パッチ
を、シミュレーション精度を考慮して適当な大きさに再
度分割し、各細分割パッチごとに設定する。
次に第２図に示すように予め設定された車内の運転者の
アイポイントEPと点T1とを結ぶ直線の単位ベクトルV0を
求める（ステップS12）。更にステップS13で点T1での曲
面の法線ベクトルN1を求める。次にステップS14で、上
記ベクトルV0とN1とより、ガラス１内の屈折光r1のベク
トルV1を逆追跡して求める。この屈折光r1は対象物から
の入射光線R0がガラス１に入射したときに生ずる屈折光
である。法線ベクトルN1の方向余弦を （aV、bV、cV） ……（１） とし、ベクトルV0の方向余弦を （α０、β０、γ０） ……（２） とし、空気及びガラスの屈折率をn0、n1とすると、点T1
における入射角θは、 θ＝cos-1（−aVα０−bVβ０−cVγ０） ……（３） であり、屈折角ωは、 である。従って屈折光r1のベクトルV1の方向余弦は、 により計算できる。
アイポイントEPと点T1とを結ぶ直線の単位ベクトルV0を
求める（ステップS12）。更にステップS13で点T1での曲
面の法線ベクトルN1を求める。次にステップS14で、上
記ベクトルV0とN1とより、ガラス１内の屈折光r1のベク
トルV1を逆追跡して求める。この屈折光r1は対象物から
の入射光線R0がガラス１に入射したときに生ずる屈折光
である。法線ベクトルN1の方向余弦を （aV、bV、cV） ……（１） とし、ベクトルV0の方向余弦を （α０、β０、γ０） ……（２） とし、空気及びガラスの屈折率をn0、n1とすると、点T1
における入射角θは、 θ＝cos-1（−aVα０−bVβ０−cVγ０） ……（３） であり、屈折角ωは、 である。従って屈折光r1のベクトルV1の方向余弦は、 により計算できる。
次にステップS15で。上記の屈折光r1のベクトルV1と点T
1における法線ベクトルN1とから、点T1より外表面SU2に
向かう反射光r2のベクトルV2を求める。このベクトルV2
の方向余弦は、 α２＝−2aVcosθ−α０ ……（８） β２＝−2bVcosθ−β０ ……（９） γ２＝−2cVcosθ−γ０ ……（10） である。
1における法線ベクトルN1とから、点T1より外表面SU2に
向かう反射光r2のベクトルV2を求める。このベクトルV2
の方向余弦は、 α２＝−2aVcosθ−α０ ……（８） β２＝−2bVcosθ−β０ ……（９） γ２＝−2cVcosθ−γ０ ……（10） である。
次に反射光r2のベクトルV2を延長して窓ガラス１の外表
面SU2との交点T2を求める（ステップS16）。更にステッ
プS17で点T2における法線ベクトルN2を求め、ステップS
18で反射光r2のベクトルV2と法線ベクトルN2より、内表
面SU1に向う反射光r3のベクトルV3を式（８）〜（10）
に従って求める。
面SU2との交点T2を求める（ステップS16）。更にステッ
プS17で点T2における法線ベクトルN2を求め、ステップS
18で反射光r2のベクトルV2と法線ベクトルN2より、内表
面SU1に向う反射光r3のベクトルV3を式（８）〜（10）
に従って求める。
更に、反射光r3のベクトルV3を延長して内表面SU1との
交点T3を求め（ステップS19）、T3における法線ベクト
ルN3を求め（ステップS20）、V3とN3とから、アイポイ
ントEPに向かう屈折光R2のベクトルV4を式（５）〜
（７）に従って求める（ステップS12）。最後にベクト
ルV0及びV4で表された二つの分岐光線R1、R2の視差角を
V0とV4の内積により求める（ステップS22）。
交点T3を求め（ステップS19）、T3における法線ベクト
ルN3を求め（ステップS20）、V3とN3とから、アイポイ
ントEPに向かう屈折光R2のベクトルV4を式（５）〜
（７）に従って求める（ステップS12）。最後にベクト
ルV0及びV4で表された二つの分岐光線R1、R2の視差角を
V0とV4の内積により求める（ステップS22）。
更に測定対象点を変えて以上のステップS11〜S22の処理
を繰り返し、窓ガラス１の全表面について視差角を求め
る（ステップS23）。次に求めた視差角を０〜2.5分、2.
5〜５分、５〜7.5分…………25分以上のように分類し、
各クラスを識別し得る色、模様、数値等に割当て、表示
器５において窓ガラス１の面に対応した分布図の形で表
示する（ステップS24）。
を繰り返し、窓ガラス１の全表面について視差角を求め
る（ステップS23）。次に求めた視差角を０〜2.5分、2.
5〜５分、５〜7.5分…………25分以上のように分類し、
各クラスを識別し得る色、模様、数値等に割当て、表示
器５において窓ガラス１の面に対応した分布図の形で表
示する（ステップS24）。
第９図に表示の一例を示す。この分布図を見ることによ
り二重像の発生状態を知り、設計したガラス形状が規格
を満足するか否かを判定することができる。
り二重像の発生状態を知り、設計したガラス形状が規格
を満足するか否かを判定することができる。
なお第９図は運転者のアイポイントEPを進行方向右側に
設定した場合である。表示された窓ガラス１の中央部に
は領域Ａ及びその外側の領域Ｂが夫々点線で示されてい
る。これらの各領域は、二重像のJIS規格において規定
された試験領域であり、規格では二重像の分離度（視差
角）が例えば領域Ａでは15分以内、領域Ｂでは25分以内
となっている。表示された分布図を見れば、これらの規
格を満足するか否かを即座に判断することができる。
設定した場合である。表示された窓ガラス１の中央部に
は領域Ａ及びその外側の領域Ｂが夫々点線で示されてい
る。これらの各領域は、二重像のJIS規格において規定
された試験領域であり、規格では二重像の分離度（視差
角）が例えば領域Ａでは15分以内、領域Ｂでは25分以内
となっている。表示された分布図を見れば、これらの規
格を満足するか否かを即座に判断することができる。
次に窓ガラスの曲率から二重像を幾何光学でシミュレー
ションする実施例について説明する。
ションする実施例について説明する。
第10図は曲率半径Ｒのガラス面に入射角ｉで光線R0が入
射したときの二つの分岐光線R1、R2の視差角βの発生状
態を示す光路図である。ガラス１の内部において屈折角
をγ、反射角をγ＋αとし、面上の法線に対する各分岐
光線R1、R2の角度をε１、ε２とすると、屈折法則よ
り、 sin i＝n sinγ ……（11） β＝ε２−（ε１−２α） ……（12） sinε１＝n sin（γ＋α） ……（13） sinε２＝n sin（γ＋α） ……（14） である（ｎガラスの屈折率）。従って、 ε１＝ε２ ……（15） β＝−２α ……（16） となる。Δｌを屈折角γに対するガラス表面の円弧長と
し、ガラスの厚さをｔとすると、 となる。
射したときの二つの分岐光線R1、R2の視差角βの発生状
態を示す光路図である。ガラス１の内部において屈折角
をγ、反射角をγ＋αとし、面上の法線に対する各分岐
光線R1、R2の角度をε１、ε２とすると、屈折法則よ
り、 sin i＝n sinγ ……（11） β＝ε２−（ε１−２α） ……（12） sinε１＝n sin（γ＋α） ……（13） sinε２＝n sin（γ＋α） ……（14） である（ｎガラスの屈折率）。従って、 ε１＝ε２ ……（15） β＝−２α ……（16） となる。Δｌを屈折角γに対するガラス表面の円弧長と
し、ガラスの厚さをｔとすると、 となる。
ここで第11図のように測定対象点Ｐを通って運転者のア
イポイントEPに向う光線について、実際の入射角ｉ、及
びＰ点の法線ベクトルＮと入射光線ベクトルＩとを含む
平面上における実際の曲率半径RSを求める。第12図Ａ〜
Ｃは窓ガラス１の平面、側面及び水平断面を夫々示し、
設計図面の座標軸において点Ｐの座標を（P1、P2、
P3）、アイポイントEPの座標を（EP1、EP2、EP3）と
し、点Ｐにおける単位法線ベクトルＮを（S1、S2、S3）
とする。
イポイントEPに向う光線について、実際の入射角ｉ、及
びＰ点の法線ベクトルＮと入射光線ベクトルＩとを含む
平面上における実際の曲率半径RSを求める。第12図Ａ〜
Ｃは窓ガラス１の平面、側面及び水平断面を夫々示し、
設計図面の座標軸において点Ｐの座標を（P1、P2、
P3）、アイポイントEPの座標を（EP1、EP2、EP3）と
し、点Ｐにおける単位法線ベクトルＮを（S1、S2、S3）
とする。
ガラス上の点Ｐを原点とし、自動車の進行方向、鉛直方
向、水平方向に向いた座標系（ｘ″、ｙ″、ｚ″）を考
える。アイポイントEPの座標は、 （E1、E2、E3）＝ （EP1−P1、EP2−P2、EP3−P3） ……（20） となる。
向、水平方向に向いた座標系（ｘ″、ｙ″、ｚ″）を考
える。アイポイントEPの座標は、 （E1、E2、E3）＝ （EP1−P1、EP2−P2、EP3−P3） ……（20） となる。
ｙ″ｚ″平面でｙ″軸と法線ベクトルＮとのなす角をθ
Ｖとする。ここで（ｘ″、ｙ″、ｚ″）の座標系をｘ″
軸を中心にθＶだけ回転し、（ｘ′、ｙ′、ｚ′）座標
系とする。ｘ′軸は水平方向、ｙ′軸はガラス面と直交
方向、ｚ′軸はガラス面の接線方向に夫々向く。ｘ′
ｙ′平面でｙ′軸と法線ベクトルＮのなす角をθＨと
し、ｘ′ｙ′平面における点Ｐの曲率半径をRH（水平方
向曲率半径）、法線ベクトルＮとｚ′軸を含む平面上で
の点Ｐの曲率半径をRV（垂直方向曲率半径）とする。更
に第13図に示すように座標系（ｘ′、ｙ′、ｚ′）を
ｚ′軸を中心にθＨだけ回転し、原点をｙ′軸方向に曲
率半径RHだけオフセットした座標系（Ｘ′、Ｙ′、
Ｚ′）を作る。
Ｖとする。ここで（ｘ″、ｙ″、ｚ″）の座標系をｘ″
軸を中心にθＶだけ回転し、（ｘ′、ｙ′、ｚ′）座標
系とする。ｘ′軸は水平方向、ｙ′軸はガラス面と直交
方向、ｚ′軸はガラス面の接線方向に夫々向く。ｘ′
ｙ′平面でｙ′軸と法線ベクトルＮのなす角をθＨと
し、ｘ′ｙ′平面における点Ｐの曲率半径をRH（水平方
向曲率半径）、法線ベクトルＮとｚ′軸を含む平面上で
の点Ｐの曲率半径をRV（垂直方向曲率半径）とする。更
に第13図に示すように座標系（ｘ′、ｙ′、ｚ′）を
ｚ′軸を中心にθＨだけ回転し、原点をｙ′軸方向に曲
率半径RHだけオフセットした座標系（Ｘ′、Ｙ′、
Ｚ′）を作る。
これにより、法線ＮはＹ′軸を向き、 Ｘ′＝０ ……（21） Ｙ′＝０ ……（22） の式で表される。また点ＰからアイポイントEPに向かう
光路Ｐ・EPは、（ｘ″、ｙ″、ｚ″）座標系で、 となる。これらをθＶ、θＨの回転及びRHの平行移動に
より（ｘ′、ｙ′、ｚ′）座標系に変換すると、 AX′＋BY′＋CZ′＝Ｄ ……（25） EX′＋FY′＋GZ′＝Ｈ ……（26） となる。ここで第14図に示すように、光路Ｐ・EPのＸ′
Ｙ′平面での法線Ｎに対する傾きをαＸ、Ｘ′Ｚ′平面
での法線Ｎに対する傾きをαＺとすると、 入射角ｉは、 で求まる。式（25）（26）よりＺ′を消去して傾きを求
めると、 同様にＹ′を消去すると、 である。
光路Ｐ・EPは、（ｘ″、ｙ″、ｚ″）座標系で、 となる。これらをθＶ、θＨの回転及びRHの平行移動に
より（ｘ′、ｙ′、ｚ′）座標系に変換すると、 AX′＋BY′＋CZ′＝Ｄ ……（25） EX′＋FY′＋GZ′＝Ｈ ……（26） となる。ここで第14図に示すように、光路Ｐ・EPのＸ′
Ｙ′平面での法線Ｎに対する傾きをαＸ、Ｘ′Ｚ′平面
での法線Ｎに対する傾きをαＺとすると、 入射角ｉは、 で求まる。式（25）（26）よりＺ′を消去して傾きを求
めると、 同様にＹ′を消去すると、 である。
次に第15図のようにガラス面を（Ｘ′、Ｙ′、Ｚ′）座
標系の原点を中心とする楕円体で窓ガラスの点Ｐの近傍
の面を近似することにより、入射平面におけるガラス面
の曲率半径RSを求める。
標系の原点を中心とする楕円体で窓ガラスの点Ｐの近傍
の面を近似することにより、入射平面におけるガラス面
の曲率半径RSを求める。
楕円体の一般式は、 である（Ｘ′、Ｙ′、Ｚ′）座標系をＹ′軸を中心にα
Ｚだけ回転して、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）座標系とし、そのXY平
面を入射平面と合わせると、Ｚ＝０の楕円体断面（円）
は、 となる。これより曲率半径は、 として求まる。
Ｚだけ回転して、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）座標系とし、そのXY平
面を入射平面と合わせると、Ｚ＝０の楕円体断面（円）
は、 となる。これより曲率半径は、 として求まる。
以上のようにして入射角ｉ（第27式）及び曲率半径R
S（第32式）を求め、第19式にｉ及びＲ＝RS−ｔ（t:板
厚）として代入することにより、Ｐ点における二重像の
視差角βが求まる。
S（第32式）を求め、第19式にｉ及びＲ＝RS−ｔ（t:板
厚）として代入することにより、Ｐ点における二重像の
視差角βが求まる。
測定対象点Ｐの座標（P1、P2、P3）を第一実施例と同様
に例えばクーンズ面で表された窓ガラス面の形状モデル
２上に設定し、この点における法線ベクトルＮ（S1、
S2、S3）及び水平垂直方向の曲率RH、RVをクーンズ面の
式から計算すれば、視差角βを点Ｐごとに求めることが
できる。従ってガラス面上に多数の点Ｐを与えて、βの
分布図を第９図のように表示することができる。
に例えばクーンズ面で表された窓ガラス面の形状モデル
２上に設定し、この点における法線ベクトルＮ（S1、
S2、S3）及び水平垂直方向の曲率RH、RVをクーンズ面の
式から計算すれば、視差角βを点Ｐごとに求めることが
できる。従ってガラス面上に多数の点Ｐを与えて、βの
分布図を第９図のように表示することができる。
本発明の二重像シミュレーション方法の応用として、成
形型（自重式又はプレス式）により製造されたガラス板
に関し、光学検査を実施することなく、シュミレーショ
ンにより二重像の発生状態を把握することもできるよう
になる。この場合には、ガラスの実体物の形状を３次元
測定器により点列の３次元データとして取込み、このデ
ータから３次元形状モデルを作成する。実際に光学検査
をしないので、より短時間に正確に二重像の規格試験デ
ータを得ることができる。このような実体物に基くシミ
ュレーションでは、成形されたガラスの不平行部分に起
因する二重像も湾曲部分に起因する二重像と同等に追跡
可能であるから、プレス曲げ型の場合には、凹型、凸型
の平行度の調整等にシミュレーション結果を利用するこ
とができる。この場合、設計データに基く仮想の形状モ
デルに対して行う二重像シミュレーションと実体物に基
く形状モデルに対して行う二重像シミュレーションとの
各結果を比較（減算）すれば、不平行度に起因する二重
像のみを分離抽出することができる。
形型（自重式又はプレス式）により製造されたガラス板
に関し、光学検査を実施することなく、シュミレーショ
ンにより二重像の発生状態を把握することもできるよう
になる。この場合には、ガラスの実体物の形状を３次元
測定器により点列の３次元データとして取込み、このデ
ータから３次元形状モデルを作成する。実際に光学検査
をしないので、より短時間に正確に二重像の規格試験デ
ータを得ることができる。このような実体物に基くシミ
ュレーションでは、成形されたガラスの不平行部分に起
因する二重像も湾曲部分に起因する二重像と同等に追跡
可能であるから、プレス曲げ型の場合には、凹型、凸型
の平行度の調整等にシミュレーション結果を利用するこ
とができる。この場合、設計データに基く仮想の形状モ
デルに対して行う二重像シミュレーションと実体物に基
く形状モデルに対して行う二重像シミュレーションとの
各結果を比較（減算）すれば、不平行度に起因する二重
像のみを分離抽出することができる。
本発明は上述のように、ガラス曲面の形状モデルから屈
折光線及び反射光線を夫々追跡し、両者の角度差により
二重像の発生強度をシミュレーションするようにしたか
ら、ガラス面全体に関し二重像の分離度を短時間に求め
ることができ、分離度が規格以内か否かを迅速に判定す
ることができる。また設計段階のガラス形状をシミュレ
ーション対象とすることが可能であるから、実際に板ガ
ラスの曲げ型を製作し、プレス成形したガラスについて
二重像の規格試験を行う必要がない。従って試験結果に
よっては高価な曲げ型再製作したり部分修正するような
無駄が生じていたが、ガラスの設計図面又はCADデータ
のような修正が容易な非実体物に対してシミュレーショ
ンすることにより、規格を満足する最終仕様を型製作前
に決定することができる。このため設計の自由度が増す
と共に、形状設計から型精査、プレス成形までの工程を
大巾に短縮し、製造コストを下げることができ、特に、
多品種小量生産に適する。
折光線及び反射光線を夫々追跡し、両者の角度差により
二重像の発生強度をシミュレーションするようにしたか
ら、ガラス面全体に関し二重像の分離度を短時間に求め
ることができ、分離度が規格以内か否かを迅速に判定す
ることができる。また設計段階のガラス形状をシミュレ
ーション対象とすることが可能であるから、実際に板ガ
ラスの曲げ型を製作し、プレス成形したガラスについて
二重像の規格試験を行う必要がない。従って試験結果に
よっては高価な曲げ型再製作したり部分修正するような
無駄が生じていたが、ガラスの設計図面又はCADデータ
のような修正が容易な非実体物に対してシミュレーショ
ンすることにより、規格を満足する最終仕様を型製作前
に決定することができる。このため設計の自由度が増す
と共に、形状設計から型精査、プレス成形までの工程を
大巾に短縮し、製造コストを下げることができ、特に、
多品種小量生産に適する。
第１図は自動車の全面窓ガラスを透過する光線の光路
図、第２図は二重像を生じさせる光線を示すガラス断面
の光路図、第３図はシミュレーションシステムのブロッ
ク図、第４図Ａ及びＢは窓ガラスが平行でない場合と曲
率を有している場合とを夫々示す二重像の光路図、第５
図はシミュレーションシステムの実際の構成を示すブロ
ック図、第６図は形状モデリング処理の流れ線図、第７
図は窓ガラスの設計図面である平面図及び側面図、第８
図は二重像シミュレーションの処理の流れを示す線図、
第９図は二重像分離度の分布を示す窓ガラス正面図、第
10図〜第15図は別の実施例を示し、第10図は曲率半径Ｒ
のガラス面に入射角ｉで光線が入射したときの二重像の
光路図、第11図はガラス面に対し角度の付いた実際の入
射光線を示す光路図、第12図Ａ〜Ｃは窓ガラスの平面、
側面及び水平断面を夫々示す図、第13図はガラスの水平
断面での座標系を示す図、第14図はアイポイントに向か
う光線の座標系に対する傾きを求める図、第15図は窓ガ
ラスの部分曲面を近似する楕円体の図である。 なお図面に用いた符号において、 １……窓ガラス ２……形状モデル ３……形状モデラー ４……二重像シミュレータ ５……二重像分離度の表示器 EP……アイポイント R0,R1,R2……光線 Ｌ……光源 である。
図、第２図は二重像を生じさせる光線を示すガラス断面
の光路図、第３図はシミュレーションシステムのブロッ
ク図、第４図Ａ及びＢは窓ガラスが平行でない場合と曲
率を有している場合とを夫々示す二重像の光路図、第５
図はシミュレーションシステムの実際の構成を示すブロ
ック図、第６図は形状モデリング処理の流れ線図、第７
図は窓ガラスの設計図面である平面図及び側面図、第８
図は二重像シミュレーションの処理の流れを示す線図、
第９図は二重像分離度の分布を示す窓ガラス正面図、第
10図〜第15図は別の実施例を示し、第10図は曲率半径Ｒ
のガラス面に入射角ｉで光線が入射したときの二重像の
光路図、第11図はガラス面に対し角度の付いた実際の入
射光線を示す光路図、第12図Ａ〜Ｃは窓ガラスの平面、
側面及び水平断面を夫々示す図、第13図はガラスの水平
断面での座標系を示す図、第14図はアイポイントに向か
う光線の座標系に対する傾きを求める図、第15図は窓ガ
ラスの部分曲面を近似する楕円体の図である。 なお図面に用いた符号において、 １……窓ガラス ２……形状モデル ３……形状モデラー ４……二重像シミュレータ ５……二重像分離度の表示器 EP……アイポイント R0,R1,R2……光線 Ｌ……光源 である。
Claims (5)
- 【請求項１】与えられたガラス形状データより曲面パッ
チ式で表現された板ガラスの三次元曲面形状モデルを得
る過程と、 三次元空間の視点及び上記曲面形状モデル上の光線透過
点を夫々定める過程と、 上記光線透過点においてガラス内で屈折して上記視点に
向かう光線及びガラス内で反射して上記視点に向かう光
線を、曲面の法線ベクトル及びガラス屈折率に基いて上
記形状モデルより夫々計算し、各光線の角度差を求める
過程と、 ガラス面上の多数の光線透過点に関して計算した角度差
を二重像の分離度分布として表示する過程とを具備する
板ガラスの透視二重像のシミュレーション方法。 - 【請求項２】上記ガラス形状データが形状設計段階にお
ける図形データであることを特徴とする請求項１に記載
のシミュレーション方法。 - 【請求項３】上記各光線の角度差を求める過程が、ガラ
ス内で屈折してから視点に向かう光線のベクトルを基準
にし、ガラス内で反射してから視点に向かう光線のベク
トルをガラス表面の法線ベクトルと屈折率とに基いて上
記形状モデルより計算し、各ベクトルの内積を求めて上
記角度差の値とする過程を備えることを特徴とする請求
項１に記載のシミュレーション方法。 - 【請求項４】上記各光線の角度差を求める過程が、上記
光線透過点に向かう光線の上記法線に対する入射角と、
上記光線透過点におけるガラス面の曲率半径とに基いて
透過光線の角度差を求める過程を具備することを特徴と
する請求項１に記載のシミュレーション方法。 - 【請求項５】上記ガラス形状データがガラス実体物を測
定して得たデータであることを特徴とする請求項１に記
載のシミュレーション方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63177478A JPH0682090B2 (ja) | 1988-07-16 | 1988-07-16 | 板ガラスの透視二重像のシミュレーション方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63177478A JPH0682090B2 (ja) | 1988-07-16 | 1988-07-16 | 板ガラスの透視二重像のシミュレーション方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0227232A JPH0227232A (ja) | 1990-01-30 |
| JPH0682090B2 true JPH0682090B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=16031616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63177478A Expired - Fee Related JPH0682090B2 (ja) | 1988-07-16 | 1988-07-16 | 板ガラスの透視二重像のシミュレーション方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682090B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5621520A (en) * | 1996-05-13 | 1997-04-15 | Northrop Grumman Corporation | Transparency inspection method for blurriness in vehicle windscreens with elastomeric liners |
| EP1315105A4 (en) * | 2000-06-27 | 2006-01-18 | Asahi Glass Co Ltd | METHOD FOR EVALUATING A DYNAMIC PERSPECTIVE DISTORTION OF A TRANSPARENT BODY, AND METHOD FOR SUPPORTING THE DESIGN OF A THREE-DIMENSIONAL SHAPE OF THE TRANSPARENT BODY |
| KR20230138224A (ko) * | 2022-03-23 | 2023-10-05 | (주)이노스페이스 | 와류 방지장치와 이것이 구비된 단열탱크 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5933208B2 (ja) * | 1976-11-13 | 1984-08-14 | セントラル硝子株式会社 | 曲面板ガラスの二重像検査方法 |
-
1988
- 1988-07-16 JP JP63177478A patent/JPH0682090B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0227232A (ja) | 1990-01-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |