JPWO2008149712A1 - 歪検査装置、及び歪検査方法 - Google Patents

Abstract

簡易な構成で透明物体の歪を正確に検査することが可能な歪検査装置を提供する。この歪検査装置５０は、ガラス（透明物体）４の透視歪を検査する歪検査装置であって、所定間隔に配置された複数の表示点を投影するプロジェクタ（投影手段）１と、プロジェクタ１により投影された画像を表示し且つ透過させるスクリーン（表示手段）２と、スクリーン２を透過した画像を透過させる位置にガラス４を配置する支持台（配置手段）３と、ガラス４を透過した画像を撮影するＣＣＤカメラ（撮像手段）５と、ＣＣＤカメラ５により撮影された画像データをコンピュータが処理しやすい形式に処理する画像処理回路６と、画像処理回路６により処理された画像データを受信して変位量を算出するＰＣ（制御手段）７と、プロジェクタ１に備えられた液晶パネルを駆動するＬＣＤドライバ８と、を備えて構成されている。

Description

本発明は、歪検査装置、及び歪検査方法に関し、さらに詳しくは、ガラス等の透明物体又はミラー等の反射物体の歪量を演算により求めて、当該検査対象物の歪量を自動的に演算する歪検査装置に関するものである。

自動車の窓ガラスに利用される板ガラスとしては、デザインや空力特性などの要請から複雑な三次元形状を有したものが採用される。このような三次元曲面で構成される窓ガラスを透かして物体を見ると、物体が歪んで見える場合がある。この現象は透視歪現象といわれ、ガラス板の非平行部分や曲面部分で発生することが知られている。この透視歪は特に自動車の運転に際してはドライバーの視認性を阻害する要因となるため、透視歪の許容最大値を定めておく必要がある。現状では、この許容最大値内に透視歪が入っているか否かを製品出荷前に検査しているが、ガラスの透視歪の検査は検査員による目視に頼っているために検査に個人差が出るといった問題と共に、検査効率が悪く生産性を高めることができなかった。

従来技術として特許文献１には、検査対象物の前方に配置した所定角度をなす複数の線分から構成されるＬＥＤ板を、検査対象物を通して検査対象物の後方に配置したカメラで撮像することで、検査対象物の透視歪を検出する方法が開示されている。この検出方法は、検査対象物を外した状態で各線分の基準の長さを測定し、この基準の長さと検査対象物を通して測定した歪を含んだ長さとを比較するものである。
特開平６−１４４００６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術は、ＬＥＤの配列が線分であるため、検査対象物の全面を検査するために検査対象物とカメラを移動する必要があり、検査に多大な時間を要すると共に、歪位置の特定が難しいといった問題がある。また、歪の検査を線分の長さを比較して演算するため、演算に時間を要するといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑み、電気的にドットを表示する表示器の画像をスクリーンに投影し、基準となる透明物体を透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、この基準位置座標と検査対象としての透明物体を透過した画像の検査位置座標とを比較して、基準位置座標の変位量を算出することにより、簡易な構成で透明物体の歪を正確に検査することが可能な歪検査装置を提供することを目的とする。
また、他の目的は、電気的にドットを表示することにより、歪量の大小によりドットの位置及び密度を適宜変更して、検査対象物の検出精度を高めることである。
また、他の目的は、電気的にドットを表示することにより、基準位置座標と検査位置座標との対応表を迅速に、且つ正確に作成することである。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、透明物体の透視歪を検査する歪検査装置であって、所定間隔に配置された複数の表示点を投影する投影手段と、該投影手段により投影された画像を表示し且つ透過させる表示手段と、該表示手段を透過した前記画像を透過させる位置に前記透明物体を配置する配置手段と、該透明物体を透過した画像を撮影する撮像手段と、制御手段と、を備え、前記制御手段は、基準となる透明物体を透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての透明物体を透過した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする。
本発明では、所定間隔に配置された複数の表示点をプロジェクタ等の投影手段によりスクリーンに投影する。このスクリーンの前面に検査対象物としてのガラス等の透明物体を配置する。更に、透明物体を透過した画像をカメラで撮影する。その画像データは制御手段に送られる。制御手段は、基準となる透明物体を透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、この基準位置座標と検査対象としての透明物体を透過した画像の検査位置座標とを比較して、基準位置座標の変位量を算出する。これにより、この変位量が規定値より小さい場合を合格とすることにより、検査対象物の検査を正確に、且つ自動的に行うことができる。

請求項２は、透明物体の透視歪を検査する歪検査装置であって、所定間隔に配置された複数の表示点を投影する投影手段と、該投影手段により投影された画像を透過させる位置に前記透明物体を配置する配置手段と、該透明物体を透過した画像を表示する表示手段と、該表示手段上に表示された画像を撮影する撮像手段と、制御手段と、を備え、前記制御手段は、基準となる透明物体を透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての透明物体を透過した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする。
本発明では、所定間隔に配置された複数の表示点をプロジェクタ等の投影手段により透明物体を透過させてスクリーンに投影する。更に、スクリーン上の画像をカメラで撮影する。その画像データは制御手段に送られる。制御手段は、基準となる透明物体を透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、この基準位置座標と検査対象としての透明物体を透過した画像の検査位置座標とを比較して、基準位置座標の変位量を算出する。これにより、この変位量が規定値より小さい場合を合格とすることにより、検査対象物の検査を正確に、且つ自動的に行うことができる。

請求項３は、反射物体の反射歪を検査する歪検査装置であって、所定間隔に配置された複数の表示点を投影する投影手段と、該投影手段により投影された画像を反射する位置に前記反射物体を配置する配置手段と、該反射物体により反射した画像を表示する表示手段と、該表示手段上に表示された画像を撮影する撮像手段と、制御手段と、を備え、前記制御手段は、基準となる反射物体により反射した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての反射物体により反射した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする。
本発明では、所定間隔に配置された複数の表示点をプロジェクタ等の投影手段により反射物体に反射させてスクリーンに投影する。更に、スクリーン上の画像をカメラで撮影する。その画像データは制御手段に送られる。制御手段は、基準となる反射物体を反射した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、この基準位置座標と検査対象としての反射物体を反射した画像の検査位置座標とを比較して、基準位置座標の変位量を算出する。これにより、この変位量が規定値より小さい場合を合格とすることにより、検査対象物の検査を正確に、且つ自動的に行うことができる。

請求項４は、反射物体の反射歪を検査する歪検査装置であって、所定間隔に配置された複数の表示点を表示する表示手段と、該表示手段により表示された画像を反射する位置に前記反射物体を配置する配置手段と、該反射物体により反射した画像を撮影する撮像手段と、制御手段と、を備え、前記制御手段は、基準となる反射物体により反射した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての反射物体により反射した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする。
本発明では、所定間隔に配置された複数の表示点を有する表示器（液晶パネル等）の画像を反射物体に反射させ、その反射画像をカメラで撮影する。その画像データは制御手段に送られる。制御手段は、基準となる反射物体を反射した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、この基準位置座標と検査対象としての反射物体を反射した画像の検査位置座標とを比較して、基準位置座標の変位量を算出する。これにより、この変位量が規定値より小さい場合を合格とすることにより、検査対象物の検査を正確に、且つ自動的に行うことができる。

請求項５は、前記透過物体又は前記反射物体を前記配置手段に配置して歪検査を実施する場合、前記制御手段は、前記表示点を順次表示させて前記撮像手段により該表示点を撮影し、前記基準位置座標と前記検査位置座標の位置関係に基づいて前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする。
歪検査を行う場合、基準となる透過物体又は反射物体を配置手段に正確に配置して、そのときの表示点の座標を調べておく必要がある。そこで本発明では、表示点を１つずつ表示させて撮影し、各基準点に対する基準位置座標を作成して記憶しておく。次に検査対象となる透過物体又は反射物体を配置手段に正確に配置して、各基準点に対する検査位置座標を作成して記憶する。そして、各基準位置座標と検査位置座標との差から基準点の変位量を算出する。これにより、各基準点毎の変位量を容易に算出することができる。

請求項６は、前記透過物体又は前記反射物体を前記配置手段に配置して歪検査を実施する場合、前記制御手段は、前記表示点をコード化して表示させて前記撮像手段により該表示点を撮影し、前記基準位置座標と前記検査位置座標の位置関係に基づいて前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする。
表示器の表示点が少ない場合は、１つずつ表示させて基準位置座標と検査位置座標を作成しても良いが、表示点が増加するほどその作業が煩雑となる。また、表示点の数が多いほど変位量の精度が高まるので、可能な限り表示点の数を多くしたい。そこで本発明では、表示点をコード化して表示させて撮像手段により表示点を撮影し、基準位置座標と検査位置座標の位置関係に基づいて基準位置座標の変位量を算出するものである。これにより、ｎ回の表示回数で２ⁿ−１の表示点を識別することができる。例えば、ｎ＝２０即ち２０回の表示回数で約１００万点の表示が可能となる。

請求項７は、前記透過物体又は前記反射物体を前記配置手段に配置して歪検査を実施する場合、前記制御手段は、前記表示点の全てを１度で表示させて前記撮像手段により該表示点を撮影し、前記基準位置座標と前記検査位置座標の位置関係に基づいて前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする。
歪検査を行う場合、基準となる透過物体又は反射物体を配置手段に正確に配置して、そのときの表示点の座標を調べておく必要がある。そこで本発明では、表示点の全てを１度で表示させて撮影し、各基準点に対する基準位置座標を作成して記憶しておく。次に検査対象となる透過物体又は反射物体を配置手段に正確に配置して、各基準点に対する検査位置座標を作成して記憶する。そして、各基準位置座標と検査位置座標との差から基準点の変位量を算出する。これにより、撮影回数を１回で終了させることができる。

請求項８は、前記投影手段は、複数の表示点を有する液晶パネルと、該液晶パネルの背面から投光する光源と、レンズを有する光学系と、を備えて構成されていることを特徴とする。
投影手段には、液晶パネルが備えられ、その背面から光を照射してレンズにより拡大して投影する。また、液晶パネルに表示する表示点は、外部の制御手段により任意にＯＮ／ＯＦＦすることができる。これにより、表示点を拡大して表示できるので、変位量の差を大きくすることができる。

請求項９は、前記表示手段は、背面発光手段を有する液晶パネルにより構成されていることを特徴とする。
液晶パネルは自らが発光することができない。従って、一般的には背面に反射板を備え、外光により反射させて表示させている。しかし、外光が常にあるとは限らない場合もあるので、背面に発光手段を備えて液晶の表示を行うものである。これにより、外光を必要とせず、表示の解像度が高まり表示点の密度を高くすることができる。

請求項１０は、前記表示器は、所定間隔に配置された発光ダイオードにより構成されていることを特徴とする。
発光ダイオードは、表示密度を液晶パネルほど高めることはできないが、マトリックス構成にすることにより、かなり高密度に表示器を構成することができる。ただし、発光ダイオードの最大の特徴は、自らが発光する点である。これにより、外光や背面発光手段を必要とせず、高輝度の表示器を実現することができる。

請求項１１は、透明物体の透視歪を検査する歪検査方法であって、所定間隔に配置された複数の表示点を投影する投影手段と、該投影手段により投影された画像を表示し且つ透過させる表示手段と、該表示手段を透過した前記画像を透過させる位置に前記透明物体を配置する配置手段と、該透明物体を透過した画像を撮影する撮像手段と、制御手段と、を備え、前記制御手段は、基準となる透明物体を透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての透明物体を透過した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする。
本発明は請求項１と同様の作用効果を奏する。

請求項１２は、透明物体の透視歪を検査する歪検査方法であって、所定間隔に配置された複数の表示点を投影する投影手段と、該投影手段により投影された画像を透過させる位置に前記透明物体を配置する配置手段と、該透明物体を透過した画像を表示する表示手段と、該表示手段上に表示された画像を撮影する撮像手段と、制御手段と、を備え、前記制御手段は、基準となる透明物体を透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての透明物体を透過した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする。
本発明は請求項２と同様の作用効果を奏する。

請求項１３は、反射物体の反射歪を検査する歪検査方法であって、所定間隔に配置された複数の表示点を投影する投影手段と、該投影手段により投影された画像を反射する位置に前記反射物体を配置する配置手段と、該反射物体により反射した画像を表示する表示手段と、該表示手段上に表示された画像を撮影する撮像手段と、制御手段と、を備え、前記制御手段は、基準となる反射物体により反射した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての反射物体により反射した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする。
本発明は請求項３と同様の作用効果を奏する。

請求項１４は、反射物体の反射歪を検査する歪検査方法であって、所定間隔に配置された複数の表示点を表示する表示手段と、該表示手段により表示された画像を反射する位置に前記反射物体を配置する配置手段と、該反射物体により反射した画像を撮影する撮像手段と、制御手段と、を備え、前記制御手段は、基準となる反射物体により反射した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての反射物体により反射した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする。
本発明は請求項４と同様の作用効果を奏する。

請求項１５は、前記透過物体又は前記反射物体を前記配置手段に配置して歪検査を実施する場合、前記制御手段は、前記表示点を順次表示させて前記撮像手段により該表示点を撮影し、前記基準位置座標と前記検査位置座標の位置関係に基づいて前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする。
本発明は請求項５と同様の作用効果を奏する。

請求項１６は、前記透過物体又は前記反射物体を前記配置手段に配置して歪検査を実施する場合、前記制御手段は、前記表示点をコード化して表示させて前記撮像手段により該表示点を撮影し、前記基準位置座標と前記検査位置座標の位置関係に基づいて前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする。
本発明は請求項６と同様の作用効果を奏する。

請求項１７は、前記透過物体又は前記反射物体を前記配置手段に配置して歪検査を実施する場合、前記制御手段は、前記表示点の全てを１度で表示させて前記撮像手段により該表示点を撮影し、前記基準位置座標と前記検査位置座標の位置関係に基づいて前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする。
本発明は請求項７と同様の作用効果を奏する。

本発明によれば、基準となる透明物体を透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、この基準位置座標と検査対象としての透明物体を透過した画像の検査位置座標とを比較して、基準位置座標の変位量を算出するので、この変位量が規定値より小さい場合を合格とすることにより、検査対象物の検査を正確に、且つ自動的に行うことができる。
また、表示点を１つずつ表示させて撮影し、各基準点に対する基準位置座標と検査位置座標を作成するので、各基準点毎の変位量を容易に算出することができる。
また、表示点をコード化して表示させて撮像手段により表示点を撮影し、基準位置座標と検査位置座標の位置関係に基づいて基準点の変位量を算出するので、ｎ回の表示回数で２ⁿ−１の表示点を識別することができる。
また、液晶パネルが備えられ、その背面から光を照射してレンズにより拡大して投影し、液晶パネルに表示する表示点は、外部の制御手段により任意にＯＮ／ＯＦＦするので、表示点を拡大して表示できるので、変位量の差を大きくすることができる。
また、背面に発光手段を備えて液晶の表示を行うので、外光を必要とせず、表示の解像度が高まり表示点の密度を高くすることができる。
また、表示器として発光ダイオードを使用するので、外光や背面発光手段を必要とせず、高輝度の表示器を実現することができる。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の第１の実施形態に係る歪検査装置の概略構成を示す図である。この歪検査装置５０は、ガラス（透明物体）４の透視歪を検査する歪検査装置であって、所定間隔に配置された複数の表示点を投影するプロジェクタ（投影手段）１と、プロジェクタ１により投影された画像を表示し且つ透過させるスクリーン（表示手段）２と、スクリーン２を透過した画像を透過させる位置にガラス４を配置する支持台（配置手段）３と、ガラス４を透過した画像を撮影するＣＣＤカメラ（撮像手段）５と、ＣＣＤカメラ５により撮影された画像データをコンピュータが処理しやすい形式に処理する画像処理回路６と、画像処理回路６により処理された画像データを受信して変位量を算出するＰＣ（制御手段）７と、プロジェクタ１に備えられた液晶パネルを駆動するＬＣＤドライバ８と、を備えて構成されている。
そして、ＰＣ７は、基準となるガラスを透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、この基準位置座標と検査対象としてのガラス４を透過した画像の検査位置座標とを比較して、基準位置座標の変位量を算出する（詳細は後述する）。

即ち、本実施形態では、所定間隔に配置された複数の表示点をプロジェクタ１によりスクリーン２に投影する。このスクリーン２の前面に検査対象物としてのガラス４を配置する。更に、ガラス４を透過した画像をＣＣＤカメラ５で撮影する。その画像データは画像処理回路６を介してＰＣ７に送られる。ＰＣ７は、基準となるガラスを透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、この基準位置座標と検査対象としてのガラス４を透過した画像の検査位置座標とを比較して、基準位置座標の変位量を算出する。これにより、例えば、この変位量が規定値より小さい場合を合格とすることにより、ガラス４の検査を正確に、且つ自動的に行うことができる。尚、本実施形態では、投影像をスクリーン２の背面から透過させているが、スクリーン２の斜め前方から投影するようにしても良い。

図２は本発明の第２の実施形態に係る歪検査装置の概略構成を示す図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明する。この歪検査装置５１は、ガラス４の透視歪を検査する歪検査装置であって、所定間隔に配置された複数の表示点を投影するプロジェクタ１と、プロジェクタ１により投影された画像を透過させる位置にガラス４を配置する支持台３と、ガラス４を透過した画像を表示するスクリーン２と、スクリーン２上に表示された画像を撮影するＣＣＤカメラ５と、ＣＣＤカメラ５により撮影された画像データをコンピュータが処理しやすい形式に処理する画像処理回路６と、画像処理回路６により処理された画像データを受信して変位量を算出するＰＣ（制御手段）７と、プロジェクタ１に備えられた液晶パネルを駆動するＬＣＤドライバ８と、を備えて構成されている。
そして、ＰＣ７は、基準となるガラスを透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、この基準位置座標と検査対象としてのガラス４を透過した画像の検査位置座標とを比較して、基準位置座標の変位量を算出する（詳細は後述する）。
即ち、本実施形態では、所定間隔に配置された複数の表示点をプロジェクタによりガラス４を透過させてスクリーン２に投影する。更に、スクリーン２上の画像をＣＣＤカメラ５で撮影する。その画像データは画像処理回路６を介してＰＣ７に送られる。ＰＣ７は、基準となるガラスを透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、この基準位置座標と検査対象としてのガラス４を透過した画像の検査位置座標とを比較して、基準位置座標の変位量を算出する。これにより、例えば、この変位量が規定値より小さい場合を合格とすることにより、ガラス４の検査を正確に、且つ自動的に行うことができる。

図３は本発明の第３の実施形態に係る歪検査装置の概略構成を示す図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明する。この歪検査装置５２は、ミラー（反射物体）９の反射歪を検査する歪検査装置であって、所定間隔に配置された複数の表示点を投影するプロジェクタ１と、プロジェクタ１により投影された画像を反射する位置にミラー９を配置する支持台（配置手段）１０と、ミラー９により反射した画像を表示するスクリーン２と、スクリーン２上に表示された画像を撮影するＣＣＤカメラ５と、ＣＣＤカメラ５により撮影された画像データをコンピュータが処理しやすい形式に処理する画像処理回路６と、画像処理回路６により処理された画像データを受信して変位量を算出するＰＣ７と、プロジェクタ１に備えられた液晶パネルを駆動するＬＣＤドライバ８と、を備えて構成されている。
即ち、本実施形態では、所定間隔に配置された複数の表示点をプロジェクタ１によりミラー９に反射させてスクリーン２に投影する。更に、スクリーン２上の画像をＣＣＤカメラ５で撮影する。その画像データは画像処理回路６を介してＰＣ７に送られる。ＰＣ７は、基準となるミラーにより反射した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、この基準位置座標と検査対象としてのミラー９により反射した画像の検査位置座標とを比較して、基準位置座標の変位量を算出する。これにより、例えば、この変位量が規定値より小さい場合を合格とすることにより、ミラー９の検査を正確に、且つ自動的に行うことができる。

図４は本発明の第４の実施形態に係る歪検査装置の概略構成を示す図である。同じ構成要素には図１、図３と同じ参照番号を付して説明する。この歪検査装置５３は、ミラー９の反射歪を検査する歪検査装置であって、所定間隔に配置された複数の表示点を表示する液晶パネル（表示手段）１１と、液晶パネル１１により表示された画像を反射する位置にミラー９を配置する支持台１０と、ミラー９により反射した画像を撮影するＣＣＤカメラ５と、ＣＣＤカメラ５により撮影された画像データをコンピュータが処理しやすい形式に処理する画像処理回路６と、画像処理回路６により処理された画像データを受信して変位量を算出するＰＣ７と、液晶パネルを駆動するＬＣＤドライバ８と、を備えて構成されている。
即ち、本実施形態では、所定間隔に配置された複数の表示点を有する液晶パネル１１の画像をミラー９に反射させ、その反射画像をＣＣＤカメラ５で撮影する。その画像データは画像処理回路６を介してＰＣ７に送られる。ＰＣ７は、基準となるミラーにより反射した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、この基準位置座標と検査対象としてのミラー９により反射した画像の検査位置座標とを比較して、基準位置座標の変位量を算出する。これにより、例えば、この変位量が規定値より小さい場合を合格とすることにより、ミラー９の検査を正確に、且つ自動的に行うことができる。

図５（ａ）は、基準点の理想的な基準座標を示す図、（ｂ）は基準点が変位した検査座標を示す図である。ここで、本発明の検査方法について図１を参照して説明する。まず、ステップ１として、ガラス４を取り除いた状態、若しくは、歪がないガラス（理想ガラス）、または歪量が規格値内のガラス（基準ガラス）を配置して、スクリーン２に投影された画像をＣＣＤカメラ５で撮影し、ＣＣＤ画面上に現れた各基準点の座標を検出して図５（ａ）を作成する。この際、正確且つ高精度な検査を実施するために、できるだけ多くの基準点を検出し、番号付け（ラベリング）を行なう（詳細は後述する）。
次に、ステップ２として、検査対象となるガラス４をスクリーン２とＣＣＤカメラ５の間に配置し、ドットパターンをスクリーン２に表示させる。ステップ１と同様に各点を点滅してコード化することで各基準点番号と位置を検出して図５（ｂ）を作成する。もし、ガラスが歪んでいると、基準点の位置が変位されるがコード化手法により、各基準点は正確に番号付けされる。
次に、ステップ３として、図５（ａ）と（ｂ）を比較し、各基準点の変位量を算出する。基準点Ｐｉの変位量は、
ΔＰｉ＝［（Ｕｉ’−Ｕｉ）²＋（Ｖｉ’−Ｖｉ）²］^1/2・・・（１）
により算出することができる。
即ち、歪検査を行う場合、基準となるガラス４又はミラー９を支持台に正確に配置して、そのときの表示点の座標を調べておく必要がある。そこで本実施形態では、表示点を１つずつ表示させて撮影し、各基準点に対する基準位置座標を作成して記憶しておく。次に検査対象となるガラス４又はミラー９を支持台に正確に配置して、各基準点に対する検査位置座標を作成して記憶する。そして、各基準位置座標と検査位置座標との差から基準点の変位量を算出する。これにより、各基準点毎の変位量を容易に算出することができる。
また、表示点の全てを１度で表示させて撮影しても構わない。これにより、撮影回数を１回で終了させることができる。

図６は一度に多数の点を表示し順次点滅させることでコード化し、ＣＣＤカメラで点滅の状態を記録することによって各点を区別する方法を説明する図である。例えば、図６に従って時刻Ｔ１〜Ｔ４まで４回基準点を点滅させ、点滅の度画像を撮影すると１５個の基準点の識別ができる。従ってｎ回の点滅で２ⁿ−１個の基準点が識別できることになる。即ち、時刻Ｔ１では、点１〜点１５は「０００００・・１１」と点滅し、時刻Ｔ２では、点１〜点１５は「０００１１・・１１」と点滅し、時刻Ｔ３では、点１〜点１５は「０１１００・・１１」と点滅し、時刻Ｔ４では、点１〜点１５は「１０１０１・・０１」と点滅する。ここで、１は点灯（表示あり）、０は滅灯（表示なし）とする。

図７は２進コード化した場合の４回の点滅で１５点を認識する場合の図である。図７（ａ）では、１回目は点０〜７まで点灯し、点８〜１５まで滅灯する。２回目は点０〜３まで点灯し、点４〜７まで滅灯し、点８〜１１まで点灯し、点１２〜１５まで滅灯する。３回目は点０〜１まで点灯し、点２〜３まで滅灯し、点４〜５まで点灯し、点６〜７まで滅灯し、点８〜９まで点灯し、点１０〜１１まで滅灯し、点１２〜１３まで点灯し、点１４〜１５まで滅灯する。４回目は、点０、２、４、６、８、１０、１２、１４が点灯し、１、３、５、７、９、１１、１３、１５が滅灯する。図７（ｂ）は以上の結果を各回数毎にまとめた図である。このように、４回の点滅で１５点を認識することが可能となる。即ち、ｎ回の表示回数で２ⁿ−１の表示点を識別することができる。尚、点０は常に滅灯のため表示することができないので、２ⁿ−１となる。
即ち、プロジェクタ１の表示点が少ない場合は、１つずつ表示させて基準位置座標と検査位置座標を作成しても良いが、表示点が増加するほどその作業が煩雑となる。また、表示点の数が多いほど変位量の精度が高まるので、可能な限り表示点の数を多くしたい。そこで本実施形態では、表示点をコード化して表示させてＣＣＤカメラ５により表示点を撮影し、基準位置座標と検査位置座標の位置関係に基づいて基準位置座標の変位量を算出するものである。これにより、ｎ回の表示回数で２ⁿ−１の表示点を識別することができる。例えば、ｎ＝２０即ち２０回の表示回数で約１００万点の表示が可能となる。

図８は、本発明の歪検査装置の動作を説明するフローチャートである。尚、このフローチャートでは、事前に基準となるガラスの基準点の基準座標は撮影されて図５（ａ）のテーブルが完成しているものとする。まず、検査ガラス４を支持台３の位置に正確に配置する（Ｓ１）。次に表示させる回数の１回目をカウンタにセットする（Ｓ２）。次にカウンタにセットされた回数のパターン（例えば図７（ｂ）の１回目のパターン）をテーブルから呼出し、そのパターンをＬＣＤドライバ８に供給してプロジェクタ１で投影してスクリーン２に表示する（Ｓ３）。次にスクリーン２の表示状態をＣＣＤカメラ５により撮影し、画像処理回路６に出力する。画像処理回路６ではその画像をＰＣ７が処理しやすい信号（デジタル信号）に処理する。ＰＣ７はその画像から座標（Ｕ’、Ｖ’）を記憶する（Ｓ４）。このとき座標（Ｘ、Ｙ）はパターンを読み出すときに判っているので、この時点での基準点の検査座標（図５（ｂ））を作成する（Ｓ５）。次に、カウンタをインクリメントして（Ｓ６）次のパターンを読み出す準備をする。そして、ｎが最終回数Ｎになったか否かをチェックし（Ｓ７）、ＮにならなければステップＳ３に戻って繰り返し、座標を作成する。ステップＳ７でｎ＝Ｎとなると、基準座標に基づいてＣＣＤカメラ５で撮影された検査座標を式（１）より計算して変位量を算出する（Ｓ８）。そして、変位量が規格値以内であるか否かをチェックし（Ｓ９）、変位量が規格値以内であれば（Ｓ９でＹＥＳ）検査ガラス４を合格品とする（Ｓ１０）。一方、ステップＳ９で変位量が規格値を外れていると（Ｓ９でＮＯ）、検査ガラス４を不合格品とし（Ｓ１１）、規格値外のガラスの位置を表示する（Ｓ１２）。

以上の説明では、透視歪を検査する被検査対象物として、ガラス又はミラーについて説明したが、液晶パネルの大型化、高解像度に伴いその検査技術の効率化が望まれている。液晶パネル検査では，ＣＣＤカメラを用いた画像検査が行われている「ViEW2005（ビジョン技術の実利用ワークショップ） 精密工学会（画像応用技術専門委員会） ２００５年１２月８日（木）、９日（金）参照（http://www.tc-iaip.org/view2005/）」。しかし、大型の液晶パネルを検査するために、図９のように複数台のカメラ２０を用いた検査が行われる。しかしながら、図９のような設置では隣接するカメラ間で検査エリア２２が図１０のようにオーバーラップすることになる。オーバーラップされたエリアにおいて、欠陥が複数回カウントされる問題があり、欠陥部の位置座標算出にも支障が生じる。即ち、オーバーラップするエリアを自動的に判断するためには、カメラ２０の配置と液晶パネル２１の位置を厳密にキャリブレーションする必要があるが、実際には非常に難しい。そこで、本発明で提案する方法により、表示する計測点をコード化することで、液晶パネル２１上の全素子に番号が割り当てられ、それぞれのカメラ２０で撮影された画像からも、各素子の番号が判断できることになる。本発明によるとカメラ２０の配置や液晶パネル２１の位置など比較的容易かつ自由に設定でき、実用的である。

本発明の第１の実施形態に係る歪検査装置の概略構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る歪検査装置の概略構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る歪検査装置の概略構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る歪検査装置の概略構成を示す図である。 （ａ）は基準点の理想的な基準座標を示す図、（ｂ）は基準点が変位した検査座標を示す図である。 一度に多数の点を表示し順次点滅させることでコード化し、ＣＣＤカメラで点滅の状態を記録することによって各点を区別する方法を説明する図である。 （ａ）（ｂ）は２進コード化した場合の４回の点滅で１５点を認識する場合の図である。 本発明の歪検査装置の動作を説明するフローチャートである。 参考文献による検査方法を示す斜視図である。 参考文献による検査範囲を示す図である。

符号の説明

１ プロジェクタ、２ スクリーン、３、１０ 支持台、４ ガラス、５ ＣＣＤカメラ、６ 画像処理装置、７ ＰＣ、８ ＬＣＤドライバ、９ ミラー、１１ 液晶パネル、５０、５１、５２、５３ 歪検査装置

【０００６】
［００１３］
請求項９は、前記表示手段は、背面発光手段を有する液晶パネルにより構成されていることを特徴とする。
液晶パネルは自らが発光することができない。従って、一般的には背面に反射板を備え、外光により反射させて表示させている。しかし、外光が常にあるとは限らない場合もあるので、背面に発光手段を備えて液晶の表示を行うものである。これにより、外光を必要とせず、表示の解像度が高まり表示点の密度を高くすることができる。
［００１４］
請求項１０は、前記表示器は、所定間隔に配置された発光ダイオードにより構成されていることを特徴とする。
発光ダイオードは、表示密度を液晶パネルほど高めることはできないが、マトリックス構成にすることにより、かなり高密度に表示器を構成することができる。ただし、発光ダイオードの最大の特徴は、自らが発光する点である。これにより、外光や背面発光手段を必要とせず、高輝度の表示器を実現することができる。
［００１５］
請求項１１は、透明物体の透視歪を検査する歪検査方法であって、投影手段が所定間隔に配置された複数の表示点を投影するステップと、表示手段が該投影手段により投影された画像を表示し且つ透過させるステップと、配置手段が該表示手段を透過した前記画像を透過させる位置に前記透明物体を配置するステップと、撮像手段が該透明物体を透過した画像を撮影するステップと、前記制御手段が、基準となる透明物体を透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての透明物体を透過した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出するステップと、を備えたことを特徴とする。
本発明は請求項１と同様の作用効果を奏する。
［００１６］
請求項１２は、透明物体の透視歪を検査する歪検査方法であって、投影手段が所定間隔に配置された複数の表示点を投影するステップと、配置手段が該投影手段により投影された画像を透過させる位置に前記透明物体を配置するステップと、表示手段が該透明物体を透過した画像を表示するステップと、撮像手段が該表示手段上に表示された画像を撮影するステップと、前記制御手段が、基準となる透明物体を透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての透明物体を透過した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の

【０００７】
変位量を算出するステップと、を備えたことを特徴とする。
本発明は請求項２と同様の作用効果を奏する。
［００１７］
請求項１３は、反射物体の反射歪を検査する歪検査方法であって、投影手段が所定間隔に配置された複数の表示点を投影するステップと、配置手段が該投影手段により投影された画像を反射する位置に前記反射物体を配置するステップと、表示手段が該反射物体により反射した画像を表示するステップと、撮像手段が該表示手段上に表示された画像を撮影するステップと、前記制御手段が、基準となる反射物体により反射した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての反射物体により反射した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出するステップと、を備えたことを特徴とする。
本発明は請求項３と同様の作用効果を奏する。
［００１８］
請求項１４は、反射物体の反射歪を検査する歪検査方法であって、表示手段が所定間隔に配置された複数の表示点を表示するステップと、配置手段が該表示手段により表示された画像を反射する位置に前記反射物体を配置するステップと、撮像手段が該反射物体により反射した画像を撮影するステップと、前記制御手段が、基準となる反射物体により反射した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての反射物体により反射した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出するステップと、を備えたことを特徴とする。
本発明は請求項４と同様の作用効果を奏する。
［００１９］
請求項１５は、前記透過物体又は前記反射物体を前記配置手段に配置して歪検査を実施する場合、前記制御手段は、前記表示点を順次表示させて前記撮像手段により該表示点を撮影し、前記基準位置座標と前記検査位置座標の位置関係に基づいて前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする。
本発明は請求項５と同様の作用効果を奏する。
［００２０］
請求項１６は、前記透過物体又は前記反射物体を前記配置手段に配置して歪検査を実施する場合、前記制御手段は、前記表示点をコード化して表示させて前記撮像手段により該表示点を撮影し、前記基準位置座標と前記検査位置座標の位置関係に基づいて前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする。

Claims (17)

1. 透明物体の透視歪を検査する歪検査装置であって、
   所定間隔に配置された複数の表示点を投影する投影手段と、該投影手段により投影された画像を表示し且つ透過させる表示手段と、該表示手段を透過した前記画像を透過させる位置に前記透明物体を配置する配置手段と、該透明物体を透過した画像を撮影する撮像手段と、制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、基準となる透明物体を透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての透明物体を透過した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする歪検査装置。
2. 透明物体の透視歪を検査する歪検査装置であって、
   所定間隔に配置された複数の表示点を投影する投影手段と、該投影手段により投影された画像を透過させる位置に前記透明物体を配置する配置手段と、該透明物体を透過した画像を表示する表示手段と、該表示手段上に表示された画像を撮影する撮像手段と、制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、基準となる透明物体を透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての透明物体を透過した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする歪検査装置。
3. 反射物体の反射歪を検査する歪検査装置であって、
   所定間隔に配置された複数の表示点を投影する投影手段と、該投影手段により投影された画像を反射する位置に前記反射物体を配置する配置手段と、該反射物体により反射した画像を表示する表示手段と、該表示手段上に表示された画像を撮影する撮像手段と、制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、基準となる反射物体により反射した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての反射物体により反射した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする歪検査装置。
4. 反射物体の反射歪を検査する歪検査装置であって、
   所定間隔に配置された複数の表示点を表示する表示手段と、該表示手段により表示された画像を反射する位置に前記反射物体を配置する配置手段と、該反射物体により反射した画像を撮影する撮像手段と、制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、基準となる反射物体により反射した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての反射物体により反射した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする歪検査装置。
5. 前記透過物体又は前記反射物体を前記配置手段に配置して歪検査を実施する場合、前記制御手段は、前記表示点を順次表示させて前記撮像手段により該表示点を撮影し、前記基準位置座標と前記検査位置座標の位置関係に基づいて前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の歪検査装置。
6. 前記透過物体又は前記反射物体を前記配置手段に配置して歪検査を実施する場合、前記制御手段は、前記表示点をコード化して表示させて前記撮像手段により該表示点を撮影し、前記基準位置座標と前記検査位置座標の位置関係に基づいて前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の歪検査装置。
7. 前記透過物体又は前記反射物体を前記配置手段に配置して歪検査を実施する場合、前記制御手段は、前記表示点の全てを１度で表示させて前記撮像手段により該表示点を撮影し、前記基準位置座標と前記検査位置座標の位置関係に基づいて前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の歪検査装置。
8. 前記投影手段は、複数の表示点を有する液晶パネルと、該液晶パネルの背面から投光する光源と、レンズを有する光学系と、を備えて構成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の歪検査装置。
9. 前記表示手段は、背面発光手段を有する液晶パネルにより構成されていることを特徴とする請求項４に記載の歪検査装置。
10. 前記表示手段は、所定間隔に配置された発光ダイオードにより構成されていることを特徴とする請求項４に記載の歪検査装置。
11. 透明物体の透視歪を検査する歪検査方法であって、
    所定間隔に配置された複数の表示点を投影する投影手段と、該投影手段により投影された画像を表示し且つ透過させる表示手段と、該表示手段を透過した前記画像を透過させる位置に前記透明物体を配置する配置手段と、該透明物体を透過した画像を撮影する撮像手段と、制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、基準となる透明物体を透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての透明物体を透過した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする歪検査方法。
12. 透明物体の透視歪を検査する歪検査方法であって、
    所定間隔に配置された複数の表示点を投影する投影手段と、該投影手段により投影された画像を透過させる位置に前記透明物体を配置する配置手段と、該透明物体を透過した画像を表示する表示手段と、該表示手段上に表示された画像を撮影する撮像手段と、制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、基準となる透明物体を透過した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての透明物体を透過した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする歪検査方法。
13. 反射物体の反射歪を検査する歪検査方法であって、
    所定間隔に配置された複数の表示点を投影する投影手段と、該投影手段により投影された画像を反射する位置に前記反射物体を配置する配置手段と、該反射物体により反射した画像を表示する表示手段と、該表示手段上に表示された画像を撮影する撮像手段と、制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、基準となる反射物体により反射した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての反射物体により反射した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする歪検査方法。
14. 反射物体の反射歪を検査する歪検査方法であって、
    所定間隔に配置された複数の表示点を表示する表示手段と、該表示手段により表示された画像を反射する位置に前記反射物体を配置する配置手段と、該反射物体により反射した画像を撮影する撮像手段と、制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、基準となる反射物体により反射した画像の基準位置座標を予め記憶しておき、該基準位置座標と前記検査対象としての反射物体により反射した画像の検査位置座標とを比較して、前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする歪検査方法。
15. 前記透過物体又は前記反射物体を前記配置手段に配置して歪検査を実施する場合、前記制御手段は、前記表示点を順次表示させて前記撮像手段により該表示点を撮影し、前記基準位置座標と前記検査位置座標の位置関係に基づいて前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする請求項１１乃至１４の何れか一項に記載の歪検査方法。
16. 前記透過物体又は前記反射物体を前記配置手段に配置して歪検査を実施する場合、前記制御手段は、前記表示点をコード化して表示させて前記撮像手段により該表示点を撮影し、前記基準位置座標と前記検査位置座標の位置関係に基づいて前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする請求項１１乃至１４の何れか一項に記載の歪検査方法。
17. 前記透過物体又は前記反射物体を前記配置手段に配置して歪検査を実施する場合、前記制御手段は、前記表示点の全てを１度で表示させて前記撮像手段により該表示点を撮影し、前記基準位置座標と前記検査位置座標の位置関係に基づいて前記基準位置座標の変位量を算出することを特徴とする請求項１１乃至１４の何れか一項に記載の歪検査方法。

Images