JPH08247954A - Measuring method of optical distortion - Google Patents

Measuring method of optical distortion

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JPH08247954A
JPH08247954A JP5578695A JP5578695A JPH08247954A JP H08247954 A JPH08247954 A JP H08247954A JP 5578695 A JP5578695 A JP 5578695A JP 5578695 A JP5578695 A JP 5578695A JP H08247954 A JPH08247954 A JP H08247954A
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JP
Japan
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distortion
image
measured
light
light source
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JP5578695A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Kurumisawa
信 楜澤
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To enable measurement of a dynamic distortion conforming to human sensitivity by changing the position of a subject to a light source and an image sensor relatively to use images before and after passing through a boundary edge part between a diffused light part and a light shielding part. CONSTITUTION: An object 2 to be measured is moved in the direction A and images on two screens before and after a distortion of an object 2 to be measured passes through a boundary edge 20 between a diffused light part 1a and a light shielding part 1b of a light source 1 are taken by an image sensor 3. Image signals obtained by the element 3 are processed and computed by an image processor 4. In other words, an absolute value of a difference is determined between image information on the two screens before and after the passage. Here, when no distortion exists, the level of the quantity of light is constant and when a distortion exists, a signal change P is presented for the distortion. The features such as size, shape of the change P are utilized and combined to evaluate a dynamic distortion quantitatively. This enables measuring and evaluating of an optical distortion quantitatively using an index closer to human sensitivity handily.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス板等の歪を検査
して評価する光学歪の測定方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical strain measuring method for inspecting and evaluating the strain of a glass plate or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光学歪の測定を行う場合、検査員
による官能検査、あるいは格子模様の変形量(特開平3
−199946号公報)、パターンのボケ具合(特開平
7−20059号公報)などの指標を用いてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the case of measuring optical strain, a sensory test by an inspector or a deformation amount of a lattice pattern (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 3)
-199946) and the degree of pattern blurring (Japanese Patent Laid-Open No. 7-20059).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、検査員
による官能検査は、個人差があり客観的指標を求めるこ
とは困難である。また、前述の公報記載の2つの方法な
どの例においては、ガラス、パターン、撮像装置等の位
置が固定されており静的な状態での歪の測定である。こ
れに対し人は動くものに対して歪をより強く感じる。こ
れらの方法による測定が静的であるために、人間の官能
量とこれらの方法の測定値が合っていないおそれがあ
る。また静的な歪測定方法を用いる場合であっても、人
間の官能量とより一致するであろう動的な歪測定方法と
の相関を確認する必要がある。
However, in the sensory test by the inspector, it is difficult to obtain an objective index due to individual differences. Further, in the examples of the two methods described in the above-mentioned publication, the strain is measured in a static state where the positions of the glass, the pattern, the imaging device, etc. are fixed. On the other hand, people feel distortion more strongly with moving objects. Since the measurement by these methods is static, there is a possibility that the human sensory amount does not match the measurement value of these methods. Further, even when the static strain measuring method is used, it is necessary to confirm the correlation with the dynamic strain measuring method which is more likely to match the human sensory amount.

【0004】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
って、人間の官能量と一致した動的な歪の測定を可能と
する光学歪の測定方法の提供を目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a method for measuring optical strain which enables dynamic strain measurement in conformity with human sensory quantities.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、遮光部と拡散光部とからなる面光源か
らの光を、被測定物を透過させあるいは被測定物により
反射させて撮像素子で撮像する光学歪の測定方法におい
て、光源および撮像素子に対する被測定物の位置を相対
的に変化させながら被測定部が拡散光部と遮光部の境界
のエッジ部を通過する前の画像と後の画像とを用いて歪
を測定することを特徴とする光学歪の測定方法を提供す
る。
To achieve the above object, in the present invention, light from a surface light source consisting of a light-shielding portion and a diffused light portion is transmitted through an object to be measured or reflected by the object to be measured. In an optical distortion measuring method for imaging with an image sensor, an image before a measured part passes through an edge part of a boundary between a diffused light part and a light shielding part while changing a position of a measured object relative to a light source and an image sensor. Disclosed is a method for measuring optical strain, which comprises measuring the strain using the image and a subsequent image.

【0006】好ましい実施例においては、前記エッジ部
を通過する前の画像情報と後の画像情報との差、または
差の絶対値を用いて歪を測定することを特徴としてい
る。
In a preferred embodiment, the distortion is measured by using the difference between the image information before passing through the edge portion and the image information after passing through the edge portion or the absolute value of the difference.

【0007】さらに好ましい実施例においては、前記エ
ッジ部が面光源の面内で広がって分布する光源を用い
て、同時に広い範囲の測定を可能とすることを特徴とし
ている。
A further preferred embodiment is characterized in that a wide range of measurement can be performed at the same time by using a light source in which the edge portion is spread and distributed in the surface of the surface light source.

【0008】さらに別の好ましい実施例においては、前
記遮光部と拡散光部とをストライプ状に交互に連続させ
た光源を用いて、被測定物がストライプを横切る方向に
相対的に動かしながら測定することを特徴としている。
In still another preferred embodiment, the light source in which the light shielding portion and the diffused light portion are alternately continuous in a stripe shape is used, and the measurement is performed while the object to be measured is relatively moved in the direction crossing the stripe. It is characterized by that.

【0009】さらに別の好ましい実施例においては、前
記エッジ部を通過する前の画像情報と後の画像情報との
加算結果を用いて歪を測定することを特徴としている。
In yet another preferred embodiment, the distortion is measured by using the addition result of the image information before passing through the edge portion and the image information after passing through the edge portion.

【0010】さらに別の好ましい実施例においては、前
記加算結果におけるエッジ部のボケを利用して歪を測定
することを特徴としている。
In another preferred embodiment, the distortion is measured by utilizing the blur of the edge portion in the addition result.

【0011】さらに別の好ましい実施例においては、前
記光学歪の測定方法において、エッジ部のボケの評価方
法として、加算結果画像を微分し、歪を測定したい部分
における加算結果画像の微分画像を、歪のない通常部分
における加算結果画像の微分画像と比較することにより
光学歪を測定、評価することを特徴としている。
In still another preferred embodiment, in the optical distortion measuring method, the addition result image is differentiated and the differential image of the addition result image in the portion where the distortion is to be measured is used as a method for evaluating the blur of the edge portion. It is characterized in that the optical distortion is measured and evaluated by comparing with the differential image of the addition result image in the normal portion without distortion.

【0012】さらに別の好ましい実施例においては、前
記加算結果画像の微分結果において、通常部分に対して
歪部分の境界エッジの微分値の低下量により光学歪を測
定、評価することを特徴としている。
In still another preferred embodiment, in the differential result of the addition result image, the optical distortion is measured and evaluated by the reduction amount of the differential value of the boundary edge of the distorted portion with respect to the normal portion. .

【0013】さらに別の好ましい実施例においては、想
定している歪が通過したときのエッジの移動量、あるい
は移動中の被検査物に応じた撮像素子の露光時間と、光
源の白黒のストライプのピッチを合わせて、白黒のコン
トラストの低下により歪の強さを測定することを特徴と
している。
In still another preferred embodiment, the amount of movement of the edge when the assumed distortion passes or the exposure time of the image pickup element according to the moving object to be inspected and the black and white stripes of the light source. It is characterized by measuring the strength of distortion by adjusting the pitch and decreasing the contrast of black and white.

【0014】[0014]

【作用】本発明においては、光学歪の測定を行う際に、
遮光部と拡散光部を持つ面光源からの光を、被測定物を
透過させあるいは被測定物により反射させて撮像素子で
撮像する光学歪の測定方法において、光源および撮像素
子に対する被測定物の位置を相対的に変化させ、被測定
部が拡散光部と遮光部の境界のエッジ部を通過する前の
画像情報と後の画像情報との差の絶対値を用いて光学歪
の測定を行っている。そのため、動的な状況において感
度が高いという歪に対する人間の感覚に近く、歪による
パターンの動的な変化を指標とした測定が可能である。
また、拡散光部と遮光部の境界のエッジ部が光源面内に
広がっているストライプ、チェッカー模様等のパターン
光源を用いることにより広い範囲における光学歪の測定
を同時に行うことが可能となる。
In the present invention, when the optical strain is measured,
In a method for measuring optical distortion, in which light from a surface light source having a light-shielding portion and a diffused light portion is transmitted through a measurement object or reflected by the measurement object and is imaged by an image sensor, an object to be measured for the light source and the image sensor is measured. The relative position is changed, and the optical distortion is measured by using the absolute value of the difference between the image information before and after the image information passes through the edge portion of the boundary between the diffused light portion and the light shielding portion. ing. Therefore, the sensitivity is high in a dynamic situation, which is close to the human sense of the strain, and the measurement can be performed using the dynamic change of the pattern due to the strain as an index.
Further, by using a patterned light source such as a stripe or a checker pattern in which the edge portion of the boundary between the diffused light portion and the light shielding portion spreads in the light source surface, it is possible to simultaneously measure the optical distortion in a wide range.

【0015】加算結果により評価を行うのは被測定物に
よるパターンのブレの測定に相当する。また、画像の加
算という説明をしてきたが、歪がエッジ部を通過する間
の長時間露光による連続撮像によっても本発明の実現は
可能である。
The evaluation based on the addition result corresponds to the measurement of the blur of the pattern due to the object to be measured. Further, although the description has been made of the addition of images, the present invention can also be realized by continuous imaging by long-time exposure while the distortion passes through the edge portion.

【0016】また相対的に被検査物(被測定物)を動か
す方法として、被検査物を動かして実現するのはもちろ
ん、撮像素子と光源を同時に動かす、ミラーの組み合わ
せなどを用いる等の方法により同様の効果が期待でき
る。
As a method of relatively moving the object to be inspected (object to be measured), it is possible to realize it by moving the object to be inspected, or by moving the image sensor and the light source at the same time, using a combination of mirrors, or the like. The same effect can be expected.

【0017】本発明により、人間の官能量と一致した動
的な歪の測定が可能となり、他の簡易的な静的歪の測定
方法に対しても、その測定結果を本発明の方法による測
定結果と比較検討することによりその測定方法の有用性
を実証することが可能である。また、本発明の測定方法
により、被測定物の形状の測定も可能となる。
According to the present invention, it is possible to measure a dynamic strain that matches a human functional amount, and the measurement result is measured by the method of the present invention even for other simple static strain measuring methods. By comparing the results with the results, it is possible to prove the usefulness of the measuring method. Further, the measuring method of the present invention also enables the measurement of the shape of the object to be measured.

【0018】[0018]

【実施例】以下に本発明の1つの実施例について説明す
る。図1は本発明に係わる光学歪の測定装置の構成説明
図であり、1は拡散光部1aと遮光部1bを持つ光源、
2はガラス板等の被測定物、3はカメラなどの撮像素
子、4は撮像素子3より得られた信号を処理、演算する
画像処理装置である。この状態で被測定物2を矢印Aの
方向に動かして光源1の拡散光部1aと遮光部1bとの
間の境界のエッジ20を被測定物2の歪(図示しない)
が通過する前後の2画面の画像を検出する。
EXAMPLE An example of the present invention will be described below. FIG. 1 is a structural explanatory view of an optical distortion measuring apparatus according to the present invention, in which 1 is a light source having a diffused light portion 1a and a light shielding portion 1b,
Reference numeral 2 is an object to be measured such as a glass plate, 3 is an image pickup device such as a camera, and 4 is an image processing device for processing and calculating a signal obtained from the image pickup device 3. In this state, the DUT 2 is moved in the direction of the arrow A, and the edge 20 of the boundary between the diffused light portion 1a and the light shielding portion 1b of the light source 1 is distorted (not shown) in the DUT 2.
Detects images on two screens before and after passing.

【0019】図2は本発明の実施例において得られる画
像例の説明図である。(A)図は被測定物2に歪がない
場合について示しており、画像5および6は、被測定物
2の任意のある場所が光源のエッジを通過する前後の画
像である。各画像5、6は光源1の拡散光部1aおよび
遮光部1bに対応した明部5a、6aおよび暗部5b、
6bをそれぞれ有する。(B)図は被測定物2が点状歪
を有する場合について示しており、画像7は点状歪が拡
散光部1aと遮光部1bの境界のエッジ20を通過する
前の画像であり、画像8は通過後の画像である。各画像
7、8の明部7a、8aおよび暗部7b、8bはそれぞ
れ光源1の拡散光部1aおよび遮光部1bに対応してい
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an image example obtained in the embodiment of the present invention. The figure (A) shows the case where the DUT 2 is not distorted, and images 5 and 6 are images before and after an arbitrary position of the DUT 2 passes through the edge of the light source. The images 5 and 6 are bright portions 5a and 6a and dark portions 5b corresponding to the diffused light portion 1a and the light shielding portion 1b of the light source 1, respectively.
6b respectively. (B) shows the case where the DUT 2 has a point distortion, and the image 7 is an image before the point distortion passes through the edge 20 of the boundary between the diffused light portion 1a and the light shielding portion 1b, Image 8 is the image after passing. The bright portions 7a and 8a and the dark portions 7b and 8b of the images 7 and 8 correspond to the diffused light portion 1a and the light shielding portion 1b of the light source 1, respectively.

【0020】これらを用いた2画像の画像情報の差の絶
対値が図3である。本例では、画像情報として画像の輝
度を信号としてとりこみ、この信号の差を用いた。画像
9は、被測定物に歪がなかった場合の画像5および6を
処理したものであり、画像10は点状の歪がある場合の
画像7および8を処理したものである。
The absolute value of the difference between the image information of two images using these is shown in FIG. In this example, the brightness of the image is taken as a signal as the image information, and the difference between the signals is used. Image 9 is a processed image of images 5 and 6 when the object to be measured has no distortion, and image 10 is a processed image of images 7 and 8 when there is point-like distortion.

【0021】図3(B)に示すように、点状歪があると
処理した画像10にその歪に対応して明部10aが表れ
る。即ち、歪がない場合図2(A)の画像5の信号レベ
ルから画像6の信号レベルを減算して差を求めると、画
像内の明部5a、6aと暗部5b、6bでのそれぞれの
差は等しいため画像全面で、図3(A)および図4
(A)に示すように一定レベルの信号の画像となる。
As shown in FIG. 3B, when there is a point distortion, a bright portion 10a appears in the processed image 10 corresponding to the distortion. That is, when there is no distortion, the signal level of the image 6 is subtracted from the signal level of the image 5 of FIG. 2A to obtain the difference, and the difference between the bright portions 5a and 6a and the dark portions 5b and 6b in the image is calculated. 3A and FIG.
As shown in (A), an image of a signal having a constant level is obtained.

【0022】これに対し、歪がある場合、図2(B)の
画像7の信号レベルと画像8の信号レベルの差を求める
と、中央部の歪部以外の部分は前述と同様一定レベルに
なるのに対し、歪に対応した中央部分では、一方が明
部、一方が暗部であるため、信号の差(またはその絶対
値)が周囲部分より大きくなる。このため図3(B)の
明部10aおよび図4(B)の信号変化Pで示すように
歪に対応した信号レベルの変化が検出される。
On the other hand, if there is distortion, the difference between the signal level of the image 7 and the signal level of the image 8 of FIG. On the other hand, in the central portion corresponding to the distortion, one is a bright portion and the other is a dark portion, so that the signal difference (or its absolute value) is larger than that of the surrounding portion. Therefore, a change in the signal level corresponding to the distortion is detected as indicated by the bright portion 10a in FIG. 3B and the signal change P in FIG. 4B.

【0023】図3(C)は被測定物2が光源の境界エッ
ジ20と平行な線状の歪を有する場合の処理画像の図で
ある。この場合には、線状歪が境界のエッジを通過する
前後でエッジの位置が画像上で左右にずれる。これらの
ずれた画像信号の差の絶対値に基づいて画像処理するこ
とにより(C)図のような画像11が得られる。
FIG. 3C is a diagram of a processed image when the DUT 2 has a linear distortion parallel to the boundary edge 20 of the light source. In this case, the position of the edge shifts left and right on the image before and after the linear distortion passes through the boundary edge. An image 11 as shown in FIG. 7C is obtained by performing image processing based on the absolute value of the difference between these shifted image signals.

【0024】図4(A)、(B)は、それぞれ図3
(A)、(B)のA−A’、B−B’線上での光量を示
す。
4 (A) and 4 (B) are respectively shown in FIG.
The amounts of light on the lines AA ′ and BB ′ of (A) and (B) are shown.

【0025】図示したように、(A)図の歪がない場合
には、一定の光量レベルであるのに対し、(B)図の歪
がある場合には、この歪に対応して信号変化Pが表れ
る。
As shown in the figure, when there is no distortion shown in (A), the light intensity level is constant, whereas when there is distortion shown in (B), the signal changes corresponding to this distortion. P appears.

【0026】この歪による信号変化Pの大きさ、形状等
の特徴を利用し、組み合わせて動的な歪の定量評価を行
う。
Using the characteristics such as the size and shape of the signal change P due to this distortion, the dynamic distortion is quantitatively evaluated in combination.

【0027】図5は、本発明の別の実施例であり、15
は拡散光部15aと遮光部15bを交互にストライプ状
に持つ光源、2は被検査物、3はカメラなどの撮像素
子、4は撮像素子3より得られた信号を処理、演算する
画像処理装置である。この状態で被検査物2を図中の矢
印Aの方向に動かして測定する。このストライプパター
ン光源を用いた実施例においては、光源15の拡散光部
15aと遮光部15bとの間のエッジ20が面内で広が
って分布しているため、被測定物の広い範囲を同時に測
定することが可能である。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, 15
Is a light source that has a diffused light portion 15a and a light shielding portion 15b alternately in stripes, 2 is an object to be inspected, 3 is an image sensor such as a camera, and 4 is an image processing device that processes and calculates a signal obtained from the image sensor 3. Is. In this state, the inspection object 2 is moved in the direction of arrow A in the figure for measurement. In the embodiment using this stripe pattern light source, the edge 20 between the diffused light portion 15a and the light shielding portion 15b of the light source 15 is spread and distributed in the plane, so that a wide range of the object to be measured can be measured at the same time. It is possible to

【0028】なお、光源15はストライプ模様である必
要はなく、チェッカー模様等、光源面内に広く分布して
多数の拡散光部と遮光部との境界エッジを持つような光
源であればどの様なパターンの光源でもよい。
The light source 15 does not have to be a stripe pattern, but any light source such as a checker pattern having a wide distribution in the light source surface and having a boundary edge between a large number of diffused light portions and light shielding portions can be used. A light source having a different pattern may be used.

【0029】実際に図5に示す構成を用いて、チェッカ
ー模様の光源を用い、撮像素子としてCCDカメラを、
被測定物として筋状の透視歪を含むガラスについて測定
を行った。光学系としてはf55のレンズを用いて、レ
ンズからガラスまで400mm、レンズから光源まで5
50mmという配置を用いた。チェッカー模様のピッチ
は4.5mm、光源部分の輝度を基にした階調値は20
0、遮光部分の階調値は30である。このとき、1ピッ
チ相当程度ガラスを動かす前後で得られた2枚の画像の
差の絶対値を演算したところ、最も歪が強い部分は階調
値で180、歪のない部分の階調値は最大でも11であ
り、この値により動的な歪の強さを評価する事が可能で
あった。
In practice, using the structure shown in FIG. 5, a checker pattern light source is used and a CCD camera is used as an image pickup element.
The measurement was carried out on a glass containing streaky perspective distortion as an object to be measured. The f55 lens is used as the optical system, 400 mm from the lens to the glass, and 5 from the lens to the light source.
An arrangement of 50 mm was used. The pitch of the checkered pattern is 4.5 mm, and the gradation value based on the brightness of the light source part is 20
0, the gradation value of the light-shielded portion is 30. At this time, when the absolute value of the difference between the two images obtained before and after moving the glass by about one pitch is calculated, the most distorted part has a gradation value of 180, and the undistorted part has a gradation value of The maximum value was 11, and it was possible to evaluate the strength of dynamic strain by this value.

【0030】図6は本発明を反射像の歪測定に応用した
実施例である。これについても被測定物2を矢印Aの方
向に動かし、同様の処理を行うことにより光学歪の測定
が可能である。また、光源1も透視歪の測定の場合と同
様、ストライプ模様、チェッカー模様などでも実現可能
である。
FIG. 6 shows an embodiment in which the present invention is applied to the distortion measurement of a reflection image. Also in this case, the optical strain can be measured by moving the DUT 2 in the direction of arrow A and performing the same process. Further, the light source 1 can also be realized by a stripe pattern, a checker pattern, or the like, as in the case of measuring the perspective distortion.

【0031】次に本発明の別の実施例について説明す
る。この実施例では、前述の図1の装置を用いて被検査
物2を矢印Aの方向に動かして歪が通過する間の連続撮
像を行い、それらの画像情報を加算または平均する。こ
の場合、画像画面を単純に合成してもよいし、画像の輝
度を信号としてとりこんで、両者を加算してもよいし、
さらには、通過前後にわたって長時間露光を行うことに
よって、通過前後の画像情報を加算してもよい。また、
前後の情報として、各々1つずつ撮像してもよいし各々
複数撮像してもよい。こうして撮像回数で割ってやるこ
とによって、画像情報の平均を得ることができる。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the inspected object 2 is moved in the direction of the arrow A by using the apparatus shown in FIG. 1 to perform continuous imaging while the distortion passes, and the image information is added or averaged. In this case, the image screens may be simply combined, the brightness of the image may be taken as a signal, and both may be added.
Further, image information before and after passing may be added by performing long-time exposure before and after passing. Also,
As the front and back information, one image may be captured for each, or a plurality of images may be captured for each. By dividing by the number of times of imaging in this way, the average of image information can be obtained.

【0032】図7はこの実施例において得られる画像例
の説明図であり、図2と同様画像5’、6’は被測定物
2に歪がない場合であり、画像7’は点状の歪が光源1
のエッジ20を通過する前、画像8’は通過後の画像で
ある。これらの画像を加算、あるいはこれらの間の画像
を連続撮像し処理することにより得られた結果を図8に
示す。図8(A)の画像9’は、被測定物2に歪がなか
った場合の画像(図7の画像5’、6’)を処理したも
のであり、図8(B)の画像10’は点状の歪がある場
合の画像(図7の画像7’、8’)を処理したものであ
る。
FIG. 7 is an explanatory view of an example of an image obtained in this embodiment. As in FIG. 2, images 5'and 6'are when the object 2 is not distorted, and image 7'is a dot-like image. Distortion is light source 1
Before passing through the edge 20 of the image 8 ′ is an image after passing. FIG. 8 shows the results obtained by adding these images or continuously picking up and processing the images between them. An image 9 ′ of FIG. 8A is a processed image of the object 2 under measurement without distortion (images 5 ′ and 6 ′ of FIG. 7), and an image 10 ′ of FIG. 8B. Is a processed image (images 7 ′ and 8 ′ in FIG. 7) in the case of dot distortion.

【0033】図8(C)の画像11’は、図3(C)と
同様に、被測定物2が光源の境界エッジ20と平行な線
状の歪を有する場合の処理画像である。
An image 11 'in FIG. 8C is a processed image when the object 2 to be measured has a linear distortion parallel to the boundary edge 20 of the light source, as in FIG. 3C.

【0034】図9(A)、(B)はそれぞれ図8の画像
9’、10’のA−A’およびB−B’における断面の
光量を示したものである。(A)図は歪のない場合の光
量であり、この光量分布に対し(B)図の歪のある場合
の光量は、エッジに相当するQの勾配がゆるやかにな
り、平坦な部分が生じるようなこともある。このエッジ
の勾配の変化の程度により動的な歪の強さの定量評価を
行う。それらの具体的な手法として、図8の画像9’、
10’に相当する加算画像を空間的に微分処理したもの
が、図10の画像15、16である。また、画像15の
C−C’断面を示したものが図11(A)のグラフであ
り、画像16のD−D’断面を示したものが図11
(B)のグラフである。歪がない場合は、図11(A)
のRで示すエッジに相当する演算結果が高い部分が表わ
れる。これは、図10の画像15の中央の白い部分15
aが細くなっていることに対応して、微分値である図1
1(A)のRに相当する値も高くなっている。これに対
し、点状歪がある場合の画像16は歪部に相当する値の
高い領域は歪のない場合の領域からはみ出して広くなっ
ており、図11(B)のSに示すようにその値も低くな
ったり、中央部がへこんだりしている。この被測定物に
おける微分値の通常部分の微分値に対する低下の度合い
により動的な歪の強さの定量評価が可能である。
FIGS. 9 (A) and 9 (B) show the amounts of light in the cross sections taken along the lines AA 'and BB' of the images 9'and 10 'in FIG. 8, respectively. (A) is the light quantity when there is no distortion, and the light quantity when there is distortion in (B) is such that the gradient of Q corresponding to the edge becomes gentle and a flat portion is generated. There are also things. Quantitative evaluation of the dynamic strain intensity is performed based on the degree of change in the edge gradient. As those specific methods, the image 9'of FIG.
Images 15 and 16 in FIG. 10 are obtained by spatially differentiating the added image corresponding to 10 ′. The graph of FIG. 11A shows the CC ′ cross section of the image 15, and the graph of FIG. 11A shows the DD ′ cross section of the image 16.
It is a graph of (B). When there is no distortion, Fig. 11 (A)
A portion having a high calculation result corresponding to the edge indicated by R appears. This is the white part 15 in the center of the image 15 in FIG.
Corresponding to the thinning of a, the differential value is shown in FIG.
The value corresponding to R of 1 (A) is also high. On the other hand, in the image 16 in the case where there is a point-like distortion, the area having a high value corresponding to the distorted portion is wider than the area in the case where there is no distortion, and as shown by S in FIG. The value is low and the central part is dented. The dynamic strain intensity can be quantitatively evaluated by the degree of decrease of the differential value of the measured object with respect to the differential value of the normal part.

【0035】即ち、歪がない場合、図7(A)の画像
5’と6’の信号を加えると、各明部および暗部同士が
加算されるためレベル差が大きくなり図8(A)の画像
9’および図9(A)のように明部および暗部の差が生
じる。
That is, when there is no distortion, when the signals of the images 5'and 6'in FIG. 7 (A) are added, the bright and dark portions are added together, and the level difference becomes large, resulting in the level difference in FIG. 8 (A). As shown in the image 9 ′ and FIG. 9 (A), a difference between the bright portion and the dark portion occurs.

【0036】歪がある場合には、図7(B)の画像7’
と8’を加算すれば、中央部の歪に対応した部分以外で
は歪がない場合と同様のレベル差が生じるのに対し、歪
に対応した中央部では、一方が明部、一方が暗部である
ため加算したレベルが低いものとなる。このため図9
(B)に示すように信号レベル変化のなだらかな部分Q
が生じる。
If there is distortion, the image 7'of FIG.
By adding 8'and 8 ', the level difference similar to the case where there is no distortion occurs in the part other than the part corresponding to the distortion in the central part, whereas in the central part corresponding to the distortion, one is a bright part and one is a dark part. Therefore, the added level is low. Therefore, FIG.
As shown in (B), the smooth portion Q of the signal level change
Occurs.

【0037】実際に図1に示す構成を用い、撮像素子と
してCCDカメラを、被測定物として筋状の透視歪を含
むガラスについて測定を行った。光学系としてはf55
のレンズを用いて、レンズからガラスまで250mm、
レンズから光源まで400mmという配置を用いた。光
源部分の光量に相当する階調値は200、遮光部分の階
調値は30である。このとき、拡散光部と遮光部の境界
のエッジを歪が通過する程度ガラスを動かし、その間に
連続して得られた8つの画像の平均を原画像として微分
演算を行ったところ、エッジに相当する演算結果の高い
部分の歪による値の低下がみられた。その値は歪部分は
98、歪のない部分の値は122であり、この値により
動的な歪の強さを評価することが可能であった。
Actually, using the configuration shown in FIG. 1, a CCD camera was used as an image pickup device, and a glass containing streaky perspective distortion was measured as an object to be measured. F55 as an optical system
250mm from the lens to the glass,
An arrangement of 400 mm from the lens to the light source was used. The gradation value corresponding to the light amount of the light source portion is 200, and the gradation value of the light shielding portion is 30. At this time, when the glass is moved to such an extent that distortion passes through the edge of the boundary between the diffused light portion and the light shielding portion, and the average of eight images obtained continuously during that time is used as the original image to perform the differential operation, it is equivalent to the edge. There was a decrease in the value due to the distortion in the part with a high calculation result. The value was 98 for the strained portion and 122 for the unstrained portion, and it was possible to evaluate the dynamic strain strength by this value.

【0038】この実施例においても、前述の実施例と同
様に、図5のストライプ状光源やチェッカーパターン光
源、あるいは図6の反射型の測定方法を用いることが可
能である。
Also in this embodiment, similarly to the above-mentioned embodiments, it is possible to use the stripe light source or the checker pattern light source of FIG. 5 or the reflection type measuring method of FIG.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明の実施により、短時間で簡易に人
間の感性に近い指標を用いて定量的に光学歪の測定、評
価が可能となり、大量の評価、工程内における検査が可
能となる。
By carrying out the present invention, it is possible to quantitatively measure and evaluate optical strain easily by using an index close to human sensitivity in a short time, and it is possible to perform a large amount of evaluation and in-process inspection. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の1つの実施例に係わる透光性物体の透
視歪測定方法を実施するための装置の構成説明図であ
る。
FIG. 1 is a structural explanatory view of an apparatus for carrying out a method for measuring a perspective distortion of a translucent object according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例において得られる画像例の説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an image example obtained in the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例において得られた画像の処理に
係わる説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram related to processing of an image obtained in an example of the present invention.

【図4】本発明の実施例において得られた画像の処理に
係わるグラフである。
FIG. 4 is a graph relating to processing of an image obtained in an example of the present invention.

【図5】本発明の別の実施例に係わる透光性物体の透視
歪測定方法を実施するための装置の構成説明図である。
FIG. 5 is a structural explanatory view of an apparatus for carrying out the method for measuring the perspective distortion of a transparent object according to another embodiment of the present invention.

【図6】本発明のさらに別の実施例に係わる反射式の歪
測定方法を実施するための構成説明図である。
FIG. 6 is a structural explanatory view for carrying out a reflection type strain measuring method according to still another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の別の実施例を説明するための画像例図
である。
FIG. 7 is an image example diagram for explaining another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の別の実施例において得られた画像の処
理に係わる説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram related to processing of an image obtained in another embodiment of the present invention.

【図9】本発明の別の実施例において得られた画像の処
理に係わるグラフである。
FIG. 9 is a graph relating to processing of an image obtained in another example of the present invention.

【図10】本発明の別の実施例において得られた画像の
処理に係わる説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram related to processing of an image obtained in another embodiment of the present invention.

【図11】本発明の別の実施例において得られた画像の
処理に係わるグラフである。
FIG. 11 is a graph relating to processing of an image obtained in another example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:光源 1a:拡散光部 1b:遮光部 2:被測定物 3:撮像素子 4:画像処理装置 5、6、5’、6’:被測定物に光学歪がない場合の検
出画像 7、8、7’、8’:被測定物に点状の光学歪がある場
合の検出画像 9、9’:光学歪がない場合の処理結果 10、10’:点状光学歪がある場合の処理結果 11、11’:線状の光学歪がある場合の処理結果 20:エッジ
1: Light source 1a: Diffused light part 1b: Light-shielding part 2: Object to be measured 3: Image sensor 4: Image processing device 5, 6, 5 ', 6': Detection image when the object to be measured has no optical distortion 7, 8, 7 ', 8': Detected image when the object to be measured has point-like optical distortion 9, 9 ': Processing result when there is no optical distortion 10, 10': Processing when there is point-like optical distortion Result 11, 11 ': Processing result when linear optical distortion is present 20: Edge

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】遮光部と拡散光部とからなる面光源からの
光を、被測定物を透過させあるいは被測定物により反射
させて撮像素子で撮像する光学歪の測定方法において、
光源および撮像素子に対する被測定物の位置を相対的に
変化させながら被測定部が拡散光部と遮光部の境界のエ
ッジ部を通過する前の画像と後の画像とを用いて歪を測
定することを特徴とする光学歪の測定方法。
1. A method for measuring optical distortion, wherein light from a surface light source composed of a light shielding part and a diffused light part is transmitted through a measurement object or reflected by the measurement object and imaged by an image sensor,
The distortion is measured using an image before and after the measured portion passes through the edge portion of the boundary between the diffused light portion and the light shielding portion while changing the position of the measured object relative to the light source and the image sensor. A method for measuring optical distortion, which is characterized in that
【請求項2】前記エッジ部を通過する前の画像情報と後
の画像情報との差、または差の絶対値を用いて歪を測定
することを特徴とする請求項1に記載の光学歪の測定方
法。
2. The optical distortion according to claim 1, wherein the distortion is measured using the difference between the image information before passing through the edge portion and the image information after passing through the edge portion or the absolute value of the difference. Measuring method.
【請求項3】前記エッジ部が面光源の面内で広がって分
布する光源を用いて、同時に広い範囲の測定を可能とす
ることを特徴とする請求項1に記載の光学歪の測定方
法。
3. The method for measuring optical strain according to claim 1, wherein a light source in which the edge portion is distributed in a plane of a surface light source is used to simultaneously measure a wide range.
【請求項4】前記遮光部と拡散光部とをストライプ状に
交互に連続させた光源を用いて、被測定物がストライプ
を横切る方向に相対的に動かしながら測定することを特
徴とする請求項3に記載の光学歪の測定方法。
4. The measurement is performed by using a light source in which the light-shielding portion and the diffused light portion are alternately continuous in a stripe shape, while the object to be measured is relatively moved in a direction crossing the stripe. 3. The method for measuring optical strain according to item 3.
【請求項5】前記エッジ部を通過する前の画像情報と後
の画像情報との加算結果を用いて歪を測定することを特
徴とする請求項1に記載の光学歪の測定方法。
5. The optical distortion measuring method according to claim 1, wherein distortion is measured by using a result of addition of image information before passing through the edge portion and image information after passing through the edge portion.
【請求項6】前記加算結果におけるエッジ部のボケを利
用して歪を測定することを特徴とする請求項5に記載の
光学歪の測定方法。
6. The optical distortion measuring method according to claim 5, wherein the distortion is measured by utilizing the blur of the edge portion in the addition result.
【請求項7】前記光学歪の測定方法において、エッジ部
のボケの評価方法として、加算結果画像を微分し、歪を
測定したい部分における加算結果画像の微分画像を、歪
のない通常部分における加算結果画像の微分画像と比較
することにより光学歪を測定、評価することを特徴とす
る請求項6に記載の光学歪の測定方法。
7. In the optical distortion measuring method, as an edge blurring evaluation method, an addition result image is differentiated, and a differential image of an addition result image in a portion where distortion is desired to be measured is added in a normal portion without distortion. The optical distortion measuring method according to claim 6, wherein the optical distortion is measured and evaluated by comparing the resultant image with a differential image.
【請求項8】前記加算結果画像の微分結果において、通
常部分に対して歪部分の境界エッジの微分値の低下量に
より光学歪を測定、評価することを特徴とする請求項7
に記載の光学歪の測定方法。
8. The optical distortion is measured and evaluated by the amount of decrease in the differential value of the boundary edge of the distorted portion with respect to the normal portion in the differential result of the addition result image.
The method for measuring optical strain according to.
【請求項9】想定している歪が通過したときのエッジの
移動量、あるいは移動中の被検査物に応じた撮像素子の
露光時間と、光源の白黒のストライプのピッチを合わせ
て、白黒のコントラストの低下により歪の強さを測定す
ることを特徴とする請求項4に記載の光学歪の測定方
法。
9. A black-and-white image is obtained by adjusting the amount of edge movement when an assumed distortion passes or the exposure time of an image pickup element according to the moving object to be inspected and the pitch of a black-and-white stripe of a light source. The method for measuring optical strain according to claim 4, wherein the intensity of the strain is measured by decreasing the contrast.
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