KR101242984B1

KR101242984B1 - 형상 검사 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101242984B1
Application number: KR1020077028291A
Authority: KR
Inventors: 가즈히코 히라타; 다츠오 야지마; 요시유키 손다
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2013-03-12
Also published as: EP1906139B1; CN101223414A; KR20080025369A; WO2007010875A1; CN101223414B; JPWO2007010875A1; JP4924426B2; EP1906139A1; EP1906139A4

Abstract

제품의 형식마다 검사대를 준비하지 않고 형상 검사를 실시한다. 실측용 검사대에 피측정물을 탑재하는 제 1 단계와, 이 피측정물의 표면 형상에 관한 정보를 취득하는 제 2 단계와, 취득한 피측정물의 표면 형상에 관한 정보에 기초하여 피측정물의 무중력 상태에 있어서의 형상 데이터를 산출하는 제 3 단계와, 피측정물의 무중력 상태에 있어서의 형상 데이터에 기초하여, 피측정물 (1) 이 소정의 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 형상 데이터를 다시 산출하고, 이 다시 산출된 형상 데이터에 기초하여 피측정물 (1) 의 품질을 판정하는 제 4 단계를 갖는다.

형상 검사, 자동차용 창유리, 강화 유리

Description

형상 검사 방법 및 장치{SHAPE INSPECTION METHOD AND DEVICE}

기술분야

본 발명은, 형상 검사 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 자동차용 창유리의 형상 검사에 바람직한 방법 및 장치에 관한 것이다.

배경기술

종래, 자동차용 창유리에는, 자동차의 디자인에 맞춘 여러가지 만곡 형상인 것이 사용되고 있다. 이들 창유리는, 플로트법 등으로 만들어진 평판상의 유리판을 원하는 형상으로 잘라내고 나서 가열 연화하고, 프레스 성형 등에 의해 굽힘 성형된다. 사이드 유리나 리어 유리에는, 일반적으로 강화 유리가 사용되고 있기 때문에, 굽힘 성형 후의 가열 상태에 있는 유리판을 즉시 풍랭함으로써, 이른바 물리 강화 유리가 만들어진다.

한편, 윈드 실드에 사용되는 합판 유리는, 거의 동일 형상으로 잘라내어진 2 매의 유리판을, 링상의 지그 위에 2 매 중첩한 상태에서 탑재하고, 노 내에서 가열함으로써 원하는 만곡 형상으로 자체 무게로 휘어진다. 굽힘 성형 후에는 서랭되고, 강화 유리와 같이 풍랭 강화되는 일은 없다. 그 후, 성형된 2 매의 유리판 사이에 투명 수지제의 중간막 (폴리비닐부티랄 등) 을 끼우고, 진공 백 내에서의 예비 압착 처리, 및 추가로 그 후 오토클레이브 내에서의 가열·가압 처리를 실시함으로써, 유리판과 중간막이 일체된 합판 유리가 만들어진다.

이와 같이 하여 만들어진 만곡 유리를 자동차에 장착할 때, 고정밀도의 형상 재현성이 요구된다. 도어 유리이면, 탑승자의 조작에 의해 상하로 슬라이딩하여 개폐되기 때문에, 원하는 디자인 형상이 재현되지 않으면, 슬라이딩시켰을 때에 주변의 금속 부재 등과 충돌하거나 스쳐 파손되는 경우가 있다. 또, 윈드 실드나 리어 유리 등의 붙박이창에 있어서도, 형상의 재현성이 나쁘면 개구부에 대한 장착이 곤란해지고, 또 투시 변형 (유리 너머의 이미지가 일그러지는 현상) 이나 반사 변형 (유리면에 비친 이미지가 일그러지는 현상) 이라는 창유리 특유의 문제를 일으킬 우려가 있다.

그래서, 종래에 있어서는, 굽힘 성형 후의 유리판을 게이지라고 불리는 검사대 (예를 들어 특허 문헌 1 을 참조) 에 탑재하여 형상 검사를 실시하고, 소정의 형상 정밀도를 갖는 것만 자동차의 제조에 사용되었다. 게이지는, 소정의 디자인 형상에 일치시켜 만들어진 탑재면을 갖는 검사형으로, 이 탑재면에 복수의 거리 센서가 매립되어 있다. 형의 표면부터 유리판의 이면까지의 거리를 측정함으로써, 디자인 형상으로부터의 해리를 측정하여, 형상의 정밀도가 평가된다. 종래에 있어서는, 성형된 유리판의 전체 수 또는 빼낸 일부의 것에 대하여, 이러한 게이지에 의한 검사가 실시되었다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평4-242103호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 게이지를 사용한 검사에서는, 1 매씩 유리판을 게이지에 탑재하는 작업을 필요로 하여, 생산성의 향상에 한계가 있다. 또, 최종 제품의 형식마다 게이지를 준비할 필요가 있기 때문에, 요즈음의 다종 다양한 자동차 생산에 대응하기 위해서는 방대한 개수의 게이지가 필요하게 된다. 또, 게이지는 창유리와 동일 정도 이상의 크기를 가져, 형식마다 준비된 다수의 게이지를 보관하기 위해서는, 광대한 장소를 필요로 한다는 문제도 있다. 장래적인 보수 용도를 고려하면, 장기간에 걸쳐 이들 게이지를 보관해야 한다는 문제도 있다.

본 발명은, 이러한 과제를 해결하는 것으로, 제품의 형식마다 검사대를 준비하지 않고 실시할 수 있도록 한 형상 검사 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

이상의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 실측용 검사대에 피측정물을 탑재하는 제 1 단계와, 이 피측정물의 표면 형상에 관한 정보를 취득하는 제 2 단계와, 상기 피측정물의 표면 형상에 관한 정보에 기초하여 피측정물의 무중력 상태에 있어서의 형상 데이터를 산출하는 제 3 단계와, 상기 피측정물의 무중력 상태에 있어서의 형상 데이터에 기초하여 피측정물이 소정의 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 형상 데이터를 다시 산출하고, 이 다시 산출된 피측정물의 형상 데이터에 기초하여 상기 피측정물의 품질을 판정하는 제 4 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 형상 검사 방법을 제공한다.

또, 본 발명에 관련된 형상 검사 방법의 일 양태는, 이하의 구성을 포함한다. 즉, 상기 피측정물의 무중력 상태에 있어서의 형상 데이터는, 실측에 의해 얻어진 상기 피측정물의 형상 데이터에 대하여, 중력과 역방향의 힘을 인가한 상태를 계산기 시뮬레이션에 의해 재현함으로써 얻어지는 것이 바람직하다. 상기 제 4 단계 대신에, 상기 제 3 단계에서 산출된 상기 피측정물의 무중력 상태에 있어서의 형상 데이터와, 상기 피측정물에 관한 소정의 설계 형상 데이터의 비교에 기초하여 상기 피측정물의 품질을 판정하는 단계를 갖는 것이 바람직하다. 상기 제 2 단계는, 상기 피측정물을 촬상하고, 촬상된 화상으로부터 표면 형상 데이터를 취득하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 관련된 형상 검사 방법의 다른 양태는, 소정의 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터에 기초하여 무중력 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터를 산출하는 제 1 단계와, 무중력 상태에 있어서의 상기 피측정물의 설계 형상 데이터에 기초하여 피측정물이 실측용 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터를 산출하는 제 2 단계와, 상기 실측용 검사대에 상기 피측정물을 탑재하는 제 3 단계와, 이 피측정물의 표면 형상에 관한 정보를 취득하는 제 4 단계와, 상기 실측용 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터와 상기 피측정물의 표면 형상에 관한 정보에 기초하여 상기 피측정물의 품질을 판정하는 제 5 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 형상 검사 방법을 제공한다.

또, 본 양태는, 상기 피측정물의 무중력 상태에 있어서의 설계 형상 데이터는, 소정의 검사대에 탑재된 상태의 상기 피측정물의 설계 형상 데이터에 대하여, 중력과 역방향의 힘을 인가한 상태를 계산기 시뮬레이션에 의해 재현함으로써 얻어 지는 것이 바람직하다. 상기 제 1 단계와 상기 제 2 단계 대신에, 소정의 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터에 기초하여 피측정물이 실측용 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터를 산출하는 단계를 갖는 것이 바람직하다. 상기 제 4 단계는, 상기 피측정물을 촬상하고, 촬상된 화상으로부터 표면 형상 데이터를 취득하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 관련된 형상 검사 방법은, 상기 피측정물은, 유리판인 것이 바람직하다. 상기 유리판은, 자동차용 창유리인 것이 바람직하다.

또, 본 발명은, 피측정물을 탑재하기 위한 실측용 검사대와, 이 피측정물의 표면 형상에 관한 정보를 취득하는 카메라와, 상기 피측정물의 표면 형상에 관한 정보에 기초하여 상기 피측정물의 무중력 상태에 있어서의 형상 데이터를 산출하고, 상기 피측정물의 무중력 상태에 있어서의 형상 데이터에 기초하여, 상기 피측정물이 소정의 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 상기 피측정물의 형상 데이터를 다시 산출하고, 이 다시 산출된 형상 데이터에 기초하여 상기 피측정물의 품질을 판정하는 계산기를 구비한 것을 특징으로 하는 형상 검사 장치를 제공한다.

또, 본 발명에 관련된 형상 검사 장치의 일 양태는, 이하의 구성을 포함한다. 즉, 상기 계산기는, 상기 피측정물이 소정의 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 상기 피측정물의 형상 데이터를 다시 산출하고, 이 다시 산출된 형상 데이터에 기초하여 상기 피측정물의 품질을 판정하는 대신에, 상기 산출된 상기 피측정물의 무중력 상태에 있어서의 형상 데이터와, 상기 피측정물에 관한 소정의 설계 형상 데이터의 비교에 기초하여 상기 피측정물의 품질을 판정한다.

또, 본 발명에 관련된 형상 검사 장치의 다른 양태에 있어서는, 피측정물을 탑재하기 위한 실측용 검사대와, 이 피측정물의 표면 형상에 관한 정보를 취득하는 카메라와, 소정의 검사대에 탑재된 상태의 피측정물의 설계 형상 데이터에 기초하여 무중력 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터를 산출하고, 무중력 상태에 있어서의 상기 피측정물의 설계 형상 데이터에 기초하여 피측정물이 실측용 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터를 산출하고, 이 산출된 설계 형상 데이터와 상기 피측정물의 표면 형상에 관한 정보에 기초하여 상기 피측정물의 품질을 판정하는 계산기를 구비한 것을 특징으로 하는 형상 검사 장치를 제공한다.

또, 일 양태로서, 상기 계산기는, 소정의 검사대에 탑재된 상태의 피측정물의 설계 형상 데이터에 기초하여 무중력 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터를 산출하고, 무중력 상태에 있어서의 상기 피측정물의 설계 형상 데이터에 기초하여 피측정물이 실측용 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터를 산출하는 대신에, 소정의 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터에 기초하여 피측정물이 실측용 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터를 산출한다.

또한, 본 발명에 관련된 형상 검사 장치는, 상기 실측용 검사대는, 상기 피측정물을 지지하는 제 1, 제 2 및 제 3 지지부를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

발명의 효과

본 발명은, 측정된 피측정물의 형상으로부터 무중력 상태 (즉 중력의 영향을 배제한 상태) 에 있어서의 형상을 재현함으로써, 중력에 의해 발생하는 구부러짐의 영향을 받지 않고, 피측정물의 형상 품질을 판정할 수 있다. 또, 이 무중력 상태의 피측정물을 소정의 검사대에 탑재한 상태를 구현함으로써, 복수의 검사대를 실제로 준비하지 않고, 이들 검사대를 사용한 경우에 있어서의 검사를 재현할 수 있다.

또한, 피측정물을 지지하는 제 1, 제 2 및 제 3 지지부를 구비한 실측용 검사대는, 3 점 지지의 검사대이므로 피측정물의 형상 등에 상관없이, 이 피측정물을 반드시 지지할 수 있기 때문에, 범용적으로 사용할 수 있는 점에서 바람직하다.

또, 피측정물의 설계 형상 데이터로부터 무중력 상태에 있어서의 형상을 재현하고, 실측용 검사대에 탑재한 상태를 구현함으로써, 피측정물을 범용적인 실측용 검사대에 탑재한 상태에서 측정한 형상과 비교 평가할 수 있어, 복수의 검사대를 실제로 준비하지 않고, 이들 검사대를 사용한 경우에 있어서의 검사를 재현할 수 있다. 또한, 설계 형상 데이터로부터 실측용 검사대에 탑재한 상태를 구현해 둠으로써, 피측정물을 측정한 후의 계산량을 줄여, 원활하게 검사할 수 있다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명에 관련된 검사 장치의 일 실시형태를 나타내는 설명도이다.

도 2 는 검사대를 나타내는 평면도 (도 1 의 II-II' 선 화살표도) 이다.

도 3(a), (b) 는 본 발명에 관련된 검사 방법의 일 실시형태를 나타내는 플로우 차트이다.

도 4(a) ∼ (c) 는 검사 순서를 설명하기 위한 모식도이다.

도 5 는 본 발명에 관련된 형상 측정 시스템의 일 실시형태를 나타내는 설명도이다.

도 6 은 형상 측정을 하기 위한 광학계를 나타내는 단면도이다.

도 7 은 컬러 패턴의 개략을 나타내는 설명도이다.

도 8 은 기본 패턴을 나타내는 평면도이다.

도 9 는 기본 패턴을 구성하는 8 색에 대하여, 컬러 카메라로 촬상하였을 때의 적색 성분, 녹색 성분 및 청색 성분의 세기를 나타내는 그래프이다.

도 10(a) 는 적색 성분에 주목한 경우에 나타나는 스트라이프 패턴, (b) 는 청색 성분에 주목한 경우에 나타나는 스트라이프 패턴을 나타내는 평면도이다.

도 11 은 형상 측정의 일 실시형태를 나타내는 플로우 차트이다.

도 12 는 법선 벡터를 구하는 방법을 나타내는 설명도이다.

도 13 은 하나의 샘플링점에 대하여, 반사 이미지로부터 법선 벡터를 구하는 순서를 나타내는 플로우 차트이다.

도 14(a), (b) 는 샘플링점 근방에 비쳐 있는 기본 패턴의 반사 이미지를 나타내는 평면도이다.

도 15(a), (b) 는 샘플링점 근방에 비쳐 있는 기본 패턴의 반사 이미지의 일부를 확대한 평면도이다.

도 16 은 반사 이미지가 형성되는 모습을 나타내는 설명도이다.

도 17 은 반사 이미지가 형성되는 모습을 나타내는 설명도이다.

도 18 은 반사 이미지가 형성되는 모습을 나타내는 설명도이다.

도 19 는 법선 벡터의 수정에 사용되는 수정 벡터를 나타내는 설명도이다.

도 20 은 본 발명의 기타 실시형태를 나타내는 설명도이다.

도 21(a), (b) 는 본 발명에 관련된 검사 방법의 다른 일 실시형태를 나타내는 플로우 차트이다.

도 22(a) ∼ (d) 는 검사 순서를 설명하기 위한 모식도이다.

도 23(a) 는 본 발명의 실시예에 있어서의 유리판의 형상 모델 (유한 요소 메시) 을 나타내는 평면도, (b), (c) 는 시뮬레이션의 결과와 실측치를 비교한 결과를 나타내는 평면도이다.

부호의 설명

1 : 피측정물

2 : 면 광원

3 : 컬러 패턴

4 : 컬러 패턴에 뚫린 구멍

5 : 주가 되는 컬러 카메라

6, 7 : 부가 되는 컬러 카메라

8 : 계산기

9 : 주가 되는 컬러 카메라의 시야

10, 11 : 부가 되는 컬러 카메라의 시야

12 : 컬러 패턴을 구성하는 기본 패턴

13 : 기본 패턴에 내재하는 제 1 스트라이프 패턴

14 : 기본 패턴에 내재하는 제 2 스트라이프 패턴

15 : 주가 되는 컬러 카메라의 시점

16 : 피측정물 상의 샘플링점

17 : 컬러 패턴 상의 참조점

18 : 법선 벡터

19 : 입사각

20 : 반사각

21 : 샘플링점을 컬러 카메라로 포착한 이미지

22 : 주가 되는 컬러 카메라의 시야에 있는 샘플링점 중 최초로 법선 벡터를 구하는 것

23 : 주가 되는 컬러 카메라로 반사 이미지를 촬상하였을 때에, 점 (22) 에 비치는 참조점

24 : 기준점

25 : 점 (22) 근방의 샘플링점

26 : 주가 되는 컬러 카메라로 반사 이미지를 촬상하였을 때에, 점 (25) 에 비치는 참조점

27 : 동시에 주가 되는 컬러 카메라, 부가 되는 컬러 카메라의 시야에 들어가 있는 샘플링점

28 : 부가 되는 컬러 카메라로 반사 이미지를 촬상하였을 때에, 점 (27) 에 비치는 참조점

29 : 주가 되는 컬러 카메라의 반사 이미지를 기초로 구한 점 (27) 의 법선 벡터

30 : 예측 참조점

31 : 예측 참조점을 산출할 때에 계산되는 광선 경로

32 : 부가 되는 컬러 카메라의 반사 이미지를 기초로 구한 점 (27) 의 법선 벡터

33 : 수정 벡터

110 : 검사대

111 : 가대

112 : 로드

120 : 계산기

121 : 카메라

122 : 키보드

123 : 디스플레이

124 : 기억 장치

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 설명한다.

도 1 은 본 발명에 관련된 검사 장치의 일 실시형태를 나타내는 설명도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 검사대 (110) (청구항에 기재되어 있는 실측용 검사대에 상당) 는, 상면에서 보았을 때 직사각형상의 가대 (111) 에, 유리판 등의 피측정물 (1) 의 이면을 지지하기 위한 3 개의 로드 (112) 가 상방으로 돌출되어 장착되어 있다 (도 2 참조). 3 개의 로드 (112) 는 각각 삼각형의 정점에 위치하도록, 가대 (111) 의 상면에 배치 형성되어 있다. 각 로드 (112) 의 선단에는 수지 등으로 만들어진 패드가 장착되고, 그 위에 피측정물 (1) 이 탑재된다. 3 개의 로드를 사용함으로써, 각 로드의 배치 및 길이를 적절하게 조정하면, 유리판의 형상에 상관없이, 반드시 유리판의 이면을 지지할 수 있기 때문에 바람직하다.

한편, 피측정물 (1) 의 상방에는, 피측정물 (1) 의 표면을 촬상하기 위한 카메라 (121) 가 설치되고, 카메라 (121) 에 의해 촬상된 화상을 받아들이고, 받아들인 화상의 화상 처리 등을 실시하기 위한 퍼스널 컴퓨터 또는 워크스테이션 등으로 구성된 계산기 (120) 를 구비하고 있다. 계산기 (120) 에는, 각종 입출력 기기가 접속되어 있고, 예를 들어 키보드 (122), LCD 등의 디스플레이 (123) 및 하드 디스크 구동 장치 등의 기억 장치 (124) 등을 구비하고 있다. 기억 장치 (124) 에는, 촬상된 화상의 데이터, 화상 처리나 카메라의 구동 제어 등을 실시하기 위한 프로그램 등이 저장되어 있다.

다음으로, 본 발명에 관련된 검사 순서에 대하여 설명한다.

도 3 은 본 발명에 관련된 검사 방법의 일 실시형태를 나타내는 플로우 차트이다. 도 4(a) ∼ (c) 는 검사 순서를 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 도 1 의 검사대 (110) 에, 피측정물 (1) 을 사람손 또는 로봇 (도시 생략) 을 사용하여 탑재한다 (단계 S1, 도 4(a)). 이어서, 피측정물 (1) 의 상면을 카메라 (121) 를 사용하여 촬상하고, 촬상한 화상을 계산기 (120) 에 의해 받아들인다 (단계 S2). 이어서, 계산기 (120) 는, 화상 처리에 의해 피측정물 (1) 의 윤곽 형상 및 표면에 있어서의 구배 등을 추출하고, 피측정물 (1) 의 3 차원 형상을 산출하고 나서 공지된 수법에 따라 유한 요소 메시를 생성한다 (단계 S3). 형상 산출의 상세한 것에 대해서는 후술한다.

이어서, 산출된 피측정물 (1) 의 형상에 기초하여, 무중력 상태에 있어서의 3 차원 형상 (1a) 을 시뮬레이션에 의해 구한다 (단계 S4, 도 4(b)). 여기서, 피측정물 (1) 의 형상은 중력의 영향에 의해 약간 구부러져 있으나, 지지 포인트의 개수나 위치에 따라 구부러짐 방법에 변화가 발생하기 때문에, 여기서 산출된 형상에 기초하여 후단의 시뮬레이션 (단계 S5) 을 실시하는 것은 적당하지 않다. 그래서, 본 발명에 있어서는, 검사대 (110) 에 탑재되기 전의 피측정물 (1) 의 형상 (1a) (특히 무중력 상태에 있어서의 형상) 을 재현하여, 그것을 사용하기로 한다. 형상 산출의 상세한 것에 대해서는 후술한다.

이어서, 산출된 무중력 상태에 있어서의 형상 (1a) 에 기초하여, 규정된 검사대 (130) (청구항에 기재되어 있는 소정의 검사대에 상당) 에 탑재된 상태에 있어서의 형상 (1b) 을 다시 산출하고 (단계 S5), 형상의 품질을 평가한다 (단계 S6, 도 4(c)). 평가는, 규정된 검사대 (130) 에 탑재된 상태를 상정하고, 탑재면에 형성되는 복수의 거리 센서의 위치, 즉 규정된 평가 포인트에 있어서, 검사대 (130) 의 탑재면부터 단계 S5 에서 산출한 피측정물 (1) 형상 (1b) 의 이면까지의 거리를 산출함으로써 평가한다.

이와 같이 본 발명에 있어서는, 범용의 검사대 (110) 에 탑재된 상태에 있어서의 형상 데이터에 기초하여, 규정된 검사대 (130) 에 탑재된 상태에 있어서의 형상 데이터 (1b) 를 구함으로써, 제품의 형식마다 검사대를 준비할 필요가 없다는 우수한 효과를 나타내는 것이다. 또, 단계 S5 대신에, 단계 S3 에서 산출된 피측정물 (1) 의 무중력 상태에 있어서의 형상 데이터 (1a) 와, 피측정물 (1) 에 관한 소정의 설계 형상 데이터 (CAD 데이터) 의 비교에 기초하여 피측정물 (1) 의 품질을 판정하도록 해도 된다. 비교는, 규정된 검사대 (130) 에 있어서 피측정물 (1) 을 지지할 예정인 점 중 적어도 3 점에서 무중력 상태에 있어서의 피측정물 (1) 의 형상 데이터 (1a) 와 설계 형상 데이터의 좌표가 일치하도록 하여, 규정된 검사대 (130) 의 탑재면에 형성되는 복수의 거리 센서의 위치, 즉 규정의 평가 포인트에 있어서, 피측정물 (1) 의 무중력 상태에 있어서의 형상 데이터 (1a) 와 설계 형상 데이터의 차이량을 산출하여, 그 차이량이 규정의 범위 내인지의 여부로 평가한다. 이 평가는, 피측정물 (1) 이 중력의 영향으로 변형되기 어려운 형상, 자세인 경우에, 계산기 (120) 의 계산량을 줄일 수 있으므로 적합하다.

또한, 단계 S4 에 있어서의 무중력 상태에 있어서의 3 차원 형상 (1a) 의 산출 방법에는 몇 가지의 수법이 있으나, 예를 들어 이하와 같은 수법을 채용할 수 있다. 먼저, 단계 S1 에서 측정된 3 차원 형상에 대하여, 외력으로서 주어져 있는 중력 대신에, 중력과 역방향으로 또한 중력과 동일한 크기의 힘을 인가함으로써, 중력의 영향을 배제한 형상 (즉 무중력 상태에 있어서의 형상) 을 시뮬레이트하고, 얻어진 형상을「초기 형상」으로 설정한다 (단계 S41). 그 때, 가해진 힘에 의해 유리판이 이동하지 않도록 유리판을 지지할 필요가 있기 때문에, 상기 3 점 지지의 위치와 대응하는 유리판의 상면에 있어서, 하향으로 유리판을 3 점 지지하는 것으로 한다 (도 4(b) 의 가상 로드 (112a) 가 상당한다).

이어서, 이「초기 형상」의 유리판을 3 점 지지의 검사대에 탑재한 상태를, 계산기 시뮬레이션에 의해 재현한다 (단계 S42). 그리고, 이 시뮬레이션에 의해 얻어진 형상과, 단계 S3 에서 얻어진 실측에 의한 3 차원의 형상 데이터를 비교하고 (단계 S43), 양자의 각 메시에 있어서의 노드 (절점) 의 위치가 일치하는 것 같으면, 상기 재현한 무중력 상태의 형상은 타당한 것으로 판단한다.

단, 일반적으로는 양자 사이에 차이가 발생하는 경우가 많기 때문에, 시뮬레이션에 사용한 메시의 노드마다 어느 정도의 오차가 발생하고 있는지를 확인하고, 각 노드에 있어서의 오차의 평균이 소정치 이상일 때에는 (단계 S44), 이 오차가 해소되도록 상기「초기 형상」을 변형시키고 (단계 S45), 단계 S42 로 되돌아와 다시 동일한 처리를 실시한다. 물론, 오차의 최대치가 소정치를 초과하고 있는지의 여부에 기초하여 판정하거나, 오차의 최소치가 소정치를 밑돌고 있는지의 여부에 기초하여 판정하거나, 또는 사전에 설정한 특정한 노드에 있어서의 오차에 기초해서만 판정해도 된다. 그 후, 단계 S44 에 있어서의 판정 결과가 수속 (收束) 될 때까지 단계 S42 ∼ S45 를 반복하고, 각 노드에 있어서의 오차가 소정의 오차 범위에 들어가면, 그 때의「초기 형상」을「무중력 상태에 있어서의 3 차원 형상」으로 결정한다 (단계 S46). 상기 오차 범위를 어느 정도로 할지는, 제품의 형상, 크기, 또는 JIS (일본 공업 규격) 등의 규격에 있어서의 요구치 등에 따라 적 절하게 설정된다.

다음으로, 촬상에 의해 피측정물의 표면 형상을 실측하는 수법의 상세한 것에 대하여 설명한다.

도 5 는 형상 검사 장치의 기본적 구성을 나타내는 설명도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 자동차용 유리 등의 경면을 갖는 피측정물 (1) 의 상방에, 면 광원 (2) 을 설치한다. 면 광원 (2) 의 발광면에는 컬러 패턴 (3) 을 장착한다. 컬러 패턴 (3) 의 피측정물 (1) 에 비치는 반사 이미지를 촬상하기 위하여, 주가 되는 컬러 카메라 1 개와, 적어도 1 개의 부 (副) 가 되는 컬러 카메라를 배치한다. 이들 컬러 카메라는, 도 1 의 카메라 (121) 에 상당한다. 컬러 카메라의 수에 제한은 없으나, 여기에서는 주가 되는 컬러 카메라 (5) 와, 부가 되는 컬러 카메라 (6 및 7) 의 합계 3 대의 컬러 카메라를 사용한다. 주가 되는 컬러 카메라 (5) 는 면 광원 (2) 의 내부에 배치되어, 컬러 패턴 (3) 에 뚫린 구멍 (4) 을 통하여 피측정물 (1) 에 비치는 반사 이미지를 촬상한다. 부가 되는 컬러 카메라 (6 및 7) 는, 면 광원 (2) 의 외측에 배치되어, 피측정물 (1) 에 비치는 반사 이미지를 촬상한다. 퍼스널 컴퓨터 등의 계산기 (8) 는, 컬러 카메라 (5, 6, 7) 와 접속되어 있고, 이들 카메라에 의해 촬상된 반사 이미지를 공지된 화상 처리 기술을 사용하여 해석하고, 피측정물 (1) 의 형상을 구한다. 광학계 및 피측정물은 XYZ 좌표계에 놓여 있는 것으로 하고, Z 축을 연직 방향으로 한다. 면 광원 (2) 의 변은 X 축, Y 축에 평행인 것으로 한다. 이하에 있어서는 광학계 전체의 배치를 기술하는 XYZ 좌표계를 글로벌 좌표계라고 부르고, 글로벌 좌표 계에 있어서의 좌표를 글로벌 좌표라고 부른다.

면 광원 (2) 으로는, 케이스 내부에 복수의 형광등을 배치하고, 발광면을 유리판으로 커버한 것을 사용하고 있다. 이 발광면에 부착되는 컬러 패턴 (3) 으로는, 투명 또는 광확산성의 수지 필름에 컬러 패턴을 인쇄 (예를 들어 잉크젯 프린트) 한 것을 사용할 수 있다. 컬러 패턴 (3) 은 1 매의 커버 유리의 표면에 부착해도 되고, 2 매의 커버 유리 사이에 두도록 해도 된다. 면 광원 (2) 의 밝기는 가능한 한 균일하게 하는 것이 바람직하고, 이를 위하여 케이스 내부에 넣은 형광등의 배치를 연구한다. 또, 컬러 패턴 (3) 에 사용되는 수지 필름은, 투명하지 않고 광을 확산 투과시키는 재질인 것이 바람직하다. 이로써 면 광원 (2) 의 밝기 편차가 경감된다. 컬러 카메라 (5, 6 및 7) 는, 에어리어 카메라 방식이면 특별히 제한은 없다.

도 6 은 광학계의 YZ 평면에서의 일부 파단 측면도이고, 3 개의 컬러 카메라의 위치, 시야의 관계를 나타내고 있다. 주가 되는 컬러 카메라 (5) 의 자세는 연직 하향이고, 시야 (9) 의 범위에서 반사 이미지를 촬상한다. 부가 되는 컬러 카메라 (6) 는 시야 (10) 의 범위에서 반사 이미지를 촬상하고, 피측정물 (1) 상에 있어서 시야 (10) 의 일부가 시야 (9) 의 일부와 중첩되는 자세를 취하고 있다. 마찬가지로 부가 되는 컬러 카메라 (7) 도 시야 (11) 의 범위에서 반사 이미지를 촬상하고, 피측정물 (1) 상에 있어서 시야 (11) 의 일부가 시야 (9) 의 일부와 중첩되는 자세를 취하고 있다. 이들 3 개의 컬러 카메라는, 글로벌 좌표계에 있어서 고정되어 있고, 따라서 위치 및 자세는 이미 알려진 정보로서 얻어진 다.

도 7 은 컬러 패턴 (3) 의 설명도이다. 컬러 패턴 (3) 은, 기본 패턴 (12) 을 일 단위로 하여, 복수의 기본 패턴을 서로 중복하지 않고 조밀하게 배열한 것이다. 따라서, 컬러 패턴 (3) 은 세로 및 가로 중 어느 방향에 있어서도, 기본 패턴 (12) 이 주기적으로 나타나는 패턴이다.

도 8 은 기본 패턴 (12) 의 상세 설명도이다. 기본 패턴 (12) 은, 6 × 6 의 미소 직사각형 패턴에 의해 구성되고, 각 미소 직사각형 패턴은 색 12a 부터 색 12h 까지의 합계 8 색 중 어느 것으로 채색되어 있다. 그리고, 도 8 에 나타내는 바와 같이 기본 패턴 (12) 에는, 수평 및 수직 방향으로 이루어지는 국소 좌표계가 부수되어 있다. 이하, 기본 패턴 (12) 내부의 점의 위치를 나타내는 좌표를 국소 좌표라고 부른다. 도 8 에 나타내는 기본 패턴의 경우, 국소 좌표의 성분은 0 부터 6 까지의 무차원화된 값을 취한다. 이들 국소 좌표에 의해, 기본 패턴 (12) 내부의 임의 위치를 기술할 수 있다. 예를 들어 도 8 의 기본 패턴 (12) 에 있어서는, 좌측 하방의 점은 (0, 0), 중앙의 점은 (3, 3), 우측 상방의 점은 (6, 6) 을 나타낸다. 국소 좌표의 각 성분은 정수에 한정되지 않고 예를 들어 (2.5, 3.3) 이라는 기술도 가능하다. 이하, 기본 패턴 (12) 내부의 점의 위치를 국소 좌표라고 부른다.

기본 패턴 (12) 을 구성하는 8 색에 대해서는, 미리 다음과 같이 색을 조정한다.

도 9 는 기본 패턴을 구성하는 8 색을 컬러 카메라로 촬상하였을 때에 얻어 지는 화상의 적색 성분, 녹색 성분, 청색 성분을 나타낸다. 그래프의 세로축이 각 색 성분의 세기를 나타낸다. 색 12a, 색 12b, 색 12c 에는 청색 성분을 포함하지 않도록 하고, 적색 성분에 대해서는 모두 동일한 세기가 되도록 하고 있다. 색 12a, 색 12b, 색 12c 의 차이는 녹색 성분의 세기에 있다. 마찬가지로 색 12d, 색 12e, 색 12f 는 적색 성분을 포함하지 않도록 하고, 청색 성분에 대해서는 모두 동일한 세기로 하고 있다. 색 12d, 색 12e, 색 12f 의 차이는 녹색 성분의 세기에 있다. 색 12g 는 적색 성분, 녹색 성분 및 청색 성분이 모두 동일한 세기이고, 색 12h 는 적색 성분, 녹색 성분 및 청색 성분이 모두 없도록 하고 있다. 또한, 색 12g 의 적색 성분, 청색 성분의 세기는, 각각 색 12a, 색 12b, 색 12c 의 적색 성분, 및 색 12d, 색 12e, 색 12f 의 청색 성분과 동일하게 한다.

기본 패턴 (12) 을 구성하는 8 색을 상기와 같이 조정함으로써, 기본 패턴 (12) 중에, 서로 직교하는 2 개의 스트라이프 패턴을 내재시킬 수 있다. 기본 패턴 (12) 을 컬러 카메라로 촬상하여 적색 성분에만 주목하면 도 10(a) 와 같이 스트라이프 패턴 (13) 이 나타난다. 마찬가지로 청색 성분에만 주목하면 도 10(b) 와 같이 스트라이프 패턴 (14) 이 나타난다. 이와 같이 본 실시형태에 의하면, 사용하는 컬러 패턴은 1 개이지만, 주목하는 색 성분을 바꿈으로써, 서로 직교하는 2 개의 스트라이프 패턴을 얻을 수 있다. 도 10 으로부터도 분명한 바와 같이, 스트라이프 패턴 (13) 은 H 방향의 국소 좌표에, 스트라이프 패턴 (14) 은 V 방향의 국소 좌표에 각각 대응하고 있다. 단, 스트라이프 패턴 (13 과 14) 은 직교하고 있는 것이 바람직하지만, 그 외의 각도이어도 되고, 평행이 되지 않는 범위의 경사 각도를 선택할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 있어서의 형상 측정의 원리에 대하여 서술한다.

도 11 은 형상 측정의 일 실시형태를 나타내는 플로우 차트이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 정반사의 법칙에 기초하여, 피측정물 상에 미리 생성된 샘플링점에 있어서의 법선 벡터를 구하고, 최종적으로 적분 계산을 실시함으로써, 피측정물의 형상이 구해진다. 먼저, 주가 되는 컬러 카메라의 시야 내에 있는 샘플링점의 법선 벡터를 구하고, 그 후에 부가 되는 컬러 카메라의 시야 내에 있는 샘플링점의 법선 벡터를 구한다 (단계 S11, S12, S13). 또한, 부가 되는 컬러 카메라로 구한 법선 벡터에 대해서는, 주가 되는 컬러 카메라로 구한 법선 벡터와 연속성을 가지도록 수정을 추가한다 (단계 S14). 마지막으로 법선 벡터로부터 얻어지는 면의 기울기를 적분하여 피측정물의 형상을 얻는다 (단계 S15). 적분 계산의 구체적인 수법에 대해서는 공지된 수법을 적용할 수 있고, 예를 들어 일본 공개특허공보 2005-345383호나 일본 공개특허공보 평11-211440호에 개시되어 있는 것을 적용할 수 있다.

도 12 는 1 개의 샘플링점에 대하여, 법선 벡터를 구하는 모습을 나타낸다. 여기에서는 주가 되는 컬러 카메라 (5) 를 사용하여, 법선 벡터를 구하는 방법에 대하여 설명한다. 시점 (視點) (15) 에 위치하는 컬러 카메라 (도시 생략) 로부터 피측정물 (1) 상의 샘플링점 (16) 을 촬상하였을 때에, 컬러 패턴 (3) 상의 참조점 (17) 의 반사 이미지가 비쳐 있었다고 한다. 여기서, 샘플링점 (16) 에 있어서의 법선 벡터 (18) 를 구하는 것을 고려한다. 샘플링점 (16) 에 참조점 (17) 의 반사 이미지가 비쳐 있을 때, 참조점 (17) 으로부터 나온 광은, 피측정물 (1) 상의 샘플링점 (16) 에서 반사된 후에, 컬러 카메라의 시점 (15) 에 도달되어 있다. 정반사의 법칙에 의해, 샘플링점 (16) 에 있어서는, 광의 입사각 (19) 과 반사각 (20) 이 동일하다. 따라서, 시점 (15), 반사점 (16), 참조점 (17) 의 글로벌 좌표를 알면, 법선 벡터 (18) 를 특정할 수 있다.

이상과 같이 법선 벡터 (18) 의 산출에는, 시점 (15), 샘플링점 (16), 참조점 (17) 의 글로벌 좌표가 필요한데, 이들을 이미 알려진 정보와 미지 정보로 나누어 정리하면 다음과 같이 된다. 먼저, 컬러 카메라 (5) 는 고정되어 있으므로, 그 시점 (15) 은 이미 알려진 정보이다. 샘플링점 (16) 은 이로부터 형상을 구하고자 하는 피측정물 (1) 상의 점으로 본래는 미지 정보인데, 자동차용 유리이면 설계 형상과 같은 근사치를 부여할 수 있다. 측정시에 자동차용 유리를 두는 위치도 이미 알려져 있기 때문에, 샘플링점 (16) 은 이미 알려진 정보로서 취급할 수 있다. 이에 대하여 참조점 (17) 은 실제 피측정물 (1) 의 형상에 의존하여 변화하기 때문에, 피측정물 (1) 이 바뀔 때마다 참조점 (17) 의 위치를 구해야 한다. 컬러 패턴 (3) 의 위치는 고정되어 있기 때문에, 참조점 (17) 의 글로벌 좌표 중 Z 성분은 이미 알려진 정보이나, XY 성분은 미지 정보이다. 이상을 정리하면, 법선 벡터 (18) 를 구하는데 필요한 정보 중 미지 정보는, 참조점 (17) 의 글로벌 좌표의 XY 성분이고, 이것을 구하는 것이 반사 이미지 해석의 주목적이 된다.

도 13 은 1 개의 샘플링점의 법선 벡터를 산출하는 순서를 나타내는 플로우 차트이다. 먼저 샘플링점 근방의 반사 이미지에 주목하고, 샘플링점에 비쳐 있는 참조점의 국소 좌표를 구한다 (단계 S21). 이어서 국소 좌표와 후술하는 구속 조건을 기초로 참조점의 글로벌 좌표를 특정한다 (단계 S22). 마지막으로 정반사의 법칙을 사용하여 샘플링점에 있어서의 법선 벡터를 계산한다 (단계 S23).

여기서, 도 13 의 플로우 차트의 최초 단계인 참조점의 국소 좌표 산출의 방법에 대하여 설명한다. 도 8 에 나타낸 바와 같이, 컬러 패턴 (3) 은 기본 패턴 (12) 을 주기적으로 전면에 깐 패턴으로 되어 있다. 따라서, 어떠한 참조점도, 반드시 기본 패턴 (12) 중 어느 장소에 위치하고, 그 국소 좌표를 구할 수 있다.

도 14 는 샘플링점 (16) 의 근방에 비쳐 있는, 기본 패턴 (12) 의 반사 이미지이다. 도 14(a) 가 반사 이미지의 적색 성분, 도 14(b) 가 반사 이미지의 청색 성분에 대응하고 있다. 또한 도 14 는 경상 (鏡像) 이므로 도 14(a) 는, 도 10(a) 에 대하여 좌우가 교체되어 있는 것에 주의를 필요로 한다. 또 자동차용 유리는 곡면이므로, 일반적으로는 도 14 와 같이 변형된 패턴이 촬상된다. 점 (21) 은 컬러 카메라 (5) 로 포착한 샘플링점 (16) 의 이미지이다. 본 실시형태에서는, 점 (21) 근방의 반사 이미지를 해석함으로써, 참조점 (17) 의 국소 좌표를 구한다.

도 14 에 있어서, 국소 좌표를 구하는 데 있어서 중요한 정보가 3 개 있다. 이것들은,

제 1 : 점 (21) 이 스트라이프 패턴의 흰 영역에 있는지, 검은 영역에 있는 지,

제 2 : 근방에 있는 스트라이프 패턴의 흰 영역 (단, 도 8 에 있어서의 색 12g 의 영역은 제외한다) 의, 컬러 화상에 있어서의 녹색 성분의 세기,

제 3 : 점 (21) 을 사이에 두는 스트라이프 경계까지의 길이이다.

도 15 는 도 14 의 점 (21) 의 근방을 더욱 확대한 화상이다. 도 15(a) 가 반사 이미지의 적색 성분, 도 15(b) 가 반사 이미지의 청색 성분에 대응하고 있다. 도 15(a) 에 있어서 점 (21) 부터 스트라이프 경계까지의 길이를 d0_h, d1_h 로 한다. 단, 수평 방향의 국소 좌표가 작은 스트라이프 경계까지의 길이를 d0_h 로 하고, 양 경계의 수평 방향의 국소 좌표 중 작은 편을 h0 로 한다. 마찬가지로 도 15(b) 에 있어서 점 (21) 부터 스트라이프 경계까지의 길이를 d0_v, d1_v 로 한다. 역시, 수직 방향의 국소 좌표가 작은 스트라이프 경계까지의 길이를 d0_v 로 하고, 양 경계의 수직 방향의 국소 좌표 중 작은 편을 v0 으로 한다. 이 때, 점 (21) 의 국소 좌표는 식 (1), 식 (2) 에 의해 부여된다.

[수학식 1]

(점 (21) 의 수평 방향 국소 좌표 성분) = d0_h/(d0_h + d1_h) + h0··(1)

(점 (21) 의 수직 방향 국소 좌표 성분) = d0_v/(d0_v + d1_v) + v0··(2)

h0 혹은 v0 을 올바르게 구하기 위해서는, 본 실시형태에 있어서는, 상기 3 개의 정보 중, 제 1, 제 2 의 정보를 사용하여, h0 혹은 v0 을 정확하게 정한다. 예로서 h0 을 특정하는 경우를 고려한다. 이 경우, 점 (21) 이 도 14(a) 에 있어서 흰 영역에 있으면, h0 의 후보는 0, 2, 4 로 좁혀진다. 반대로 검은 영역에 있으면 h0 의 후보는 1, 3, 5 로 좁혀진다. 또한 도 14(a) 에 있어서 점 (21) 근방에서 또한 흰 영역 (단 도 8 에 있어서의 색 12g 의 영역은 제외한다) 의, 컬러 화상에 있어서의 녹색 성분을 조사함으로써, 3 개 있는 h0 의 후보에서 하나를 선택할 수 있다.

이상과 같이, 샘플링점 근방에 비치는 반사 이미지를 조사함으로써, 참조점의 국소 좌표를 구할 수 있다. 그러나, 기본 패턴 (12) 은 컬러 패턴 (3) 의 내부에 주기적으로 복수 배치되어 있기 때문에, 국소 좌표를 알았다고 해도 참조점의 글로벌 좌표가 유일하게 특정되는 것은 아니다. 참조점의 글로벌 좌표는, 상기 방법으로 구한 국소 좌표의 정보에 구속 조건을 부가함으로써 특정된다. 구속 조건의 부여 방법은 상황에 따라 3 종류 있으므로, 이하 개별적으로 설명한다. 표 1 에 3 종류의 구속 조건을 나타낸다.

[표 1]

샘플링점의 종류	구속 조건
주가 되는 컬러 카메라의 시야 내에서 최초로 법선 벡터를 구하는 샘플링점	글로벌 좌표가 이미 알려진 기준점
근방의 샘플링점에 비치는 참조점이 이미 특정되어 있는 샘플링점	근방의 샘플링점에 비치는 참조점
부가 되는 컬러 카메라의 시야 내의 샘플링점 중 이미 다른 카메라로부터의 정보에 의해 법선 벡터가 특정되어 있는 것	이미 특정되어 있는 법선 벡터로부터 예측되는 참조점

여기서, 첫 번째의 구속 조건에 관하여 설명한다.

도 16 은 컬러 카메라 (5) 가 샘플링점 (22) 을 촬상하였을 때에, 참조점 (23) 의 반사 이미지가 비쳐 있는 상황을 나타내고 있다. 여기서 샘플링점 (22) 은, 컬러 카메라 (5) 의 시야에 들어가는 샘플링점 중, 최초로 법선 벡터를 구하는 샘플링점이라고 한다. 도 16 에 있어서 컬러 패턴 (3) 상의 기준점 (24) 은, 그 글로벌 좌표가 이미 알려졌다고 한다. 기준점 (24) 은 컬러 패턴 (3) 에 있어서의 다른 점과 용이하게 구별할 수 있는, 명확한 특징을 가지고 있는 것이 바람직하다. 예를 들어 컬러 패턴 (3) 에 뚫린 구멍 (4) (도 5 참조) 근방의 점으로 하는 것이 하나의 방법이다. 혹은 도 8 에 나타낸 8 색 이외의 색으로 기본 패턴 중의 1 구획을 채색하고, 그 중심점을 기준점 (24) 으로 하는 방법도 고려할 수 있다. 참조점 (23) 이 가능한 한 기준점 (24) 에 가까워지는 샘플링점 (22) 을 선택함으로써, 참조점 (23) 의 글로벌 좌표를 기준점 (24) 과의 위치 관계로부터 올바르게 구할 수 있다.

샘플링점 (22) 의 선정은, 계산기 시뮬레이션에 의해 실시한다. 피측정물 (1) 이 설계 형상이라고 가정하고, 광선 추적에 의해 각 샘플링점에 대한 참조점 위치를 예측한다. 이 중 참조점이 가장 기준점 (24) 에 가까워지는 샘플링점을, 샘플링점 (22) 으로 하면 된다. 이상과 같이 본 실시형태에서만은, 최초로 법선 벡터를 계산하는 샘플링점에 대해서는, 글로벌 좌표가 이미 알려진 기준점을 구속 조건으로 법선 벡터를 산출한다.

이어서 두 번째의 구속 조건에 대하여 설명한다.

도 17 은 컬러 카메라 (5) 가 샘플링점 (25) 을 촬상하였을 때에, 참조점 (26) 의 반사 이미지가 비쳐 있는 상황을 나타내고 있다. 여기서 샘플링점 (25) 은, 도 16 에 있어서 최초로 법선 벡터를 구한 샘플링점 (22) 근방에 있는 점으로 한다. 이미 샘플링점 (22) 에 비치는 참조점 (23) 의 글로벌 좌표는, 상기 방법에 의해 명확해져 있다. 참조점 (26) 의 글로벌 좌표를 특정함에 있어서, 참조점 (23) 을 새로운 구속점으로 하는 것을 고려한다. 샘플링점의 간격을 충분히 짧게 취하면, 근방의 2 개의 샘플링점에 비치는 참조점 2 점간의 거리를, 기본 패턴 (12) 의 사이즈 이하로 억제할 수 있다. 이 때, 참조점 (26) 과 동일한 국소 좌표를 가지는 점 중에서, 가장 참조점 (23) 에 가까운 점을, 진정한 참조점 (26) 으로 간주해도 된다. 이와 같이 근방의 샘플링점에 비치는 참조점위치를 구속 조건으로 함으로써, 법선 벡터가 산출된다. 샘플링점 (22) 을 출발점으로 하여 동일한 계산을 주위에 전파시킴으로써, 컬러 카메라 (5) 의 시야 내의 샘플링점에 대하여 법선 벡터를 구할 수 있다.

마지막으로 세 번째의 구속 조건에 대하여 설명한다.

도 18 은 컬러 카메라 (7) 가 샘플링점 (27) 을 촬상하였을 때에, 참조점 (28) 의 반사 이미지가 비쳐 있는 상황을 나타내고 있다. 여기서, 샘플링점 (27) 은 컬러 카메라 (5 및 7) 의 시야가 중첩된 영역에 있다고 한다. 샘플링점 (27) 은 컬러 카메라 (5) 의 시야에 들어가 있으므로, 도 16, 도 17 을 사용하여 설명한 프로세스에 의해, 이미 법선 벡터 (29) 가 구해져 있을 것이다. 지금, 컬러 카메라 (7) 가 촬상한 반사 이미지를 사용하여 샘플링점 (27) 에 있어서의 법선 벡터를 다시 구하는 것을 고려한다. 그를 위해서는 참조점 (28) 의 글로벌 좌표가 필요한데, 본 실시형태에서는 참조점 (28) 의 글로벌 좌표를 산출함에 있어서, 이미 알려진 법선 벡터 (29) 를 활용한다.

도 18 에 있어서 예측 참조점 (30) 은, 샘플링점 (27) 의 법선 벡터가 이미 알려진 법선 벡터 (29) 와 동일하다고 가정한 경우에, 컬러 카메라 (7) 에 비치는 참조점의 예측 위치이다. 광선 경로 (31) 는, 정반사의 법칙에 기초하여 산출되고, 광선 경로 (31) 와 컬러 패턴 (3) 의 교점이 예측 참조점 (30) 이 된다. 컬러 카메라 (5 및 7) 의 위치, 자세가 올바르게 파악되어 있으면, 참조점 (28) 과 동일한 국소 좌표를 가지는 점 중에서, 가장 예측 참조점 (30) 에 가까운 점을, 진정한 참조점 (28) 으로 간주할 수 있다. 이 결과, 컬러 카메라 (7) 의 시점 정보를 기초로 샘플링점 (28) 의 법선 벡터를 구할 수 있다. 이후, 샘플링점 (27) 을 출발점으로 하여, 컬러 카메라 (7) 의 시야에 있는 다른 샘플링점의 법선 벡터를 구할 수 있다. 그 때에는 상기 서술한 두 번째의 구속 조건을 적용하면 된다.

도 18 에 나타낸 바와 같이, 동일한 샘플링점이 복수의 컬러 카메라의 시야에 들어가는 경우, 본 실시형태에서는 각각의 컬러 카메라의 화상으로부터 법선 벡터를 구한다. 법선 벡터를 구하기 위해서는 컬러 카메라의 시점, 샘플링점, 참조점의 글로벌 좌표가 필요한데, 현실의 측정에 있어서는 이들에 오차가 포함되어 있어, 각각의 컬러 카메라의 화상으로부터 구한 법선 벡터는 엄밀하게 일치하지 않는다.

도 19 는 도 18 에 있어서의 샘플링점 (27) 근방의 확대도이다. 법선 벡터 (29) 는 컬러 카메라 (5) 의 화상으로부터 구한 샘플링점 (27) 의 법선 벡터이고, 법선 벡터 (32) 는 컬러 카메라 (7) 의 화상으로부터 구한 샘플링점 (27) 의 법선 벡터이다. 샘플링점 (27) 의 법선 벡터는 유일하므로, 본 실시형태에 있어서는 법선 벡터 (29) 와 법선 벡터 (32) 의 차로 부여되는 수정 벡터 (33) 를 구 하고, 컬러 카메라 (7) 의 화상으로부터 구한 법선 벡터를 수정한다. 즉 컬러 카메라 (7) 의 화상으로부터 구한 법선 벡터에 수정 벡터 (33) 를 가산한 벡터를 올바른 법선 벡터로 간주한다. 이 수정 벡터는 컬러 카메라 (5) 와 컬러 카메라 (7) 의 시야가 중첩되어 있는 영역 내의 샘플링점뿐만 아니라, 컬러 카메라 (7) 의 시야 내에 있는 샘플링점 전부에 적용된다. 이상의 수정 프로세스에 의해, 컬러 카메라 (5 및 7) 의 시야 내에 있는 샘플링점에는, 연속적인 법선 벡터 분포가 형성된다.

또, 상기 법선 벡터의 오차 보정은 다음의 방법도 적용할 수 있고, 도 18 을 사용하여 설명한다. 참조점 (28) 은, 컬러 카메라 (7) 가 샘플링점 (27) 을 촬상하였을 때에 비친 점이다. 예측 참조점 (30) 은, 샘플링점 (27) 의 법선 벡터가 이미 알려진 법선 벡터 (29) 와 동일하다고 가정한 경우에, 컬러 카메라 (7) 에 비치는 참조점의 예측 위치이다. 여기서, 참조점 (28) 과 동일한 국소 좌표를 가지는 점 중에서, 가장 예측 참조점 (30) 에 가까운 점을, 진정한 참조점 (28) 으로 간주하고, 이 참조점 (28) 과 예측 참조점 (30) 의 차이를 구한다. 이 참조점과 예측 참조점의 차이를 컬러 카메라 (5) 및 컬러 카메라 (7) 의 시야가 중첩되어 있는 영역의 샘플링점 모든 위치에서 구한다. 구한 참조점과 예측 참조점의 차이가 모든 위치에 있어서 없어지도록 좌표 변환을 실시한다. 이 좌표 변환은 컬러 카메라 (5) 와 컬러 카메라 (7) 의 시야가 중첩되어 있는 영역 내의 샘플링점뿐만 아니라, 컬러 카메라 (7) 의 시야 내에 있는 샘플링점 전부에 적용된다. 이와 같이 좌표 변환을 실시함으로써, 컬러 카메라 (5) 의 화상으로부터 구한 샘플링점의 법선 벡터와, 컬러 카메라 (7) 의 화상으로부터 구한 샘플링점의 법선 벡터가 일치한다. 이상의 보정 프로세스에 의해, 컬러 카메라 (5 및 7) 의 시야 내에 있는 샘플링점에는, 연속적인 법선 벡터 분포가 형성된다.

컬러 카메라 (6) 에 대해서도 컬러 카메라 (7) 와 마찬가지로 법선 벡터의 계산과 수정을 실시한다. 이로써 피측정물 (1) 에 생성된 모든 샘플링점에 대하여 법선 벡터가 구해지고, 그들 법선 벡터는 연속적인 분포를 형성한다. 법선 벡터로부터 얻어지는 면의 기울기를 적분함으로써, 피측정물 (1) 의 형상을 얻는다.

또한, 이상에 있어서는, 검사대 (110) 상에서 정지한 상태의 피측정물 (1) 의 검사에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 20 에 나타내는 바와 같이 검사대 (110) 를 벨트 컨베이어 등의 반송 수단 상에 설치하고, 검사대 (110) 와 함께 반송되는 피측정물 (1) 을 촬상하여 검사하는 구성을 취할 수도 있다. 그 경우, 피측정물 (1) 의 양 사이드에 부의 카메라 (6a, 6b, 7a, 7b) 를 적당한 경사각을 갖게 하여 설치함으로써, 곡률이 큰 피측정물 (예를 들어 자동차용 리어 유리) 이어도 용이하게 촬상 및 검사를 할 수 있게 된다.

다음으로, 본 발명의 다른 일 실시형태에 대하여 설명한다. 유리판의 표면 형상 정보를 취득하는 구성은, 상기 실시형태의 도 1 및 도 2 와 동일하므로 설명은 생략하고, 검사 순서에 대하여 설명한다.

도 21 은 본 발명에 관련된 검사 방법의 일 실시형태를 나타내는 플로우 차 트이다. 도 22(a) ∼ (d) 는 검사 순서를 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 도 1 의 계산기 (120) 는, 피측정물 (1) 에 관한 소정의 설계 형상 데이터 (1c) (CAD 데이터) 에 기초하여, 무중력 상태에 있어서의 3 차원 형상 (1d) 을 시뮬레이션에 의해 구한다 (단계 S31, 도 4(b)). 설계 형상 데이터 (1c) 는 디자인 형상이고, 피측정물 (1) 의 설계 형상 데이터 (1c) 에 의해 규정된 검사대 (130) 는 설계되어 있다. 따라서, 피측정물 (1) 의 설계 형상 데이터 (1c) 는, 검사대 (130) 에 탑재되어 있는 상태의 피측정물 (1) 의 형상 그 자체 (도 4(a)) 이고, 이 설계 형상 데이터 (1c) 에 의해 계산을 진행한다. 여기서, 검사대 (130) 에 탑재되어 있는 상태의 피측정물 (1) 의 설계 형상 데이터 (1c) 는 중력의 영향에 의해 약간 구부러져 있으므로, 후단의 시뮬레이션 (단계 S32) 을 위하여, 검사대 (130) 에 탑재되기 전의 피측정물 (1) 의 설계 형상 데이터 (1d) (특히 무중력 상태에 있어서의 형상) 를 검사대 (130) 의 지지 포인트의 개수나 위치에 따른 구부러짐 방법을 고려하여 산출한다. 설계 형상 데이터 (1d) 의 산출 방법에 대해서는 후술한다.

이어서, 산출된 무중력 상태에 있어서의 설계 형상 데이터 (1d) 에 기초하여, 범용의 검사대 (110a) 에 탑재된 상태에 있어서의 설계 형상 데이터 (1e) 를 산출한다 (단계 S32, 도 4(c)). 여기서, 산출한 설계 형상 데이터 (1e) 는 하드 디스크 등의 기억 장치 (124) 에 기억된다. 그리고, 도 1 의 검사대 (110) 에, 피측정물 (1) 을 사람손 또는 로봇 (도시 생략) 을 사용하여 탑재한다 (단계 S33, 도 4(d)). 이어서, 피측정물 (1) 의 상면을 카메라 (121) 를 사용하여 촬 상하고, 촬상한 화상을 계산기 (120) 에 의해 받아들인다 (단계 S34). 이어서, 계산기 (120) 는, 화상 처리에 의해 피측정물 (1) 의 윤곽 형상 및 표면에 있어서의 구배 등을 검출하고, 피측정물 (1) 의 3 차원 형상을 산출하고 나서 공지된 수법에 따라 유한 요소 메시를 생성한다 (단계 S35). 형상 산출의 상세한 것에 대해서는 전술한 실시형태와 동일하므로, 설명은 생략한다.

이어서, 기억 장치 (124) 에 기억시키고 있는 산출한 설계 형상 데이터 (1e) 와 단계 S35 에서 산출한 피측정물 (1) 의 3 차원 형상의 비교에 기초하여, 형상의 품질을 평가한다 (단계 S36). 비교는, 검사대 (110) 에 있어서 피측정물 (1) 을 지지하는 3 점에서, 산출한 설계 형상 데이터 (1e) 와 단계 S35 에서 산출한 피측정물 (1) 의 3 차원 형상의 좌표가 일치하도록 하여, 규정의 평가 포인트에 있어서, 단계 S35 에서 산출한 피측정물 (1) 의 3 차원 형상과 산출한 설계 형상 데이터 (1e) 의 차이량을 산출하여, 그 차이량이 규정의 범위 내인지의 여부로 평가한다.

이와 같이 본 발명에 있어서는, 규정된 검사대 (130) 에 탑재된 상태에 있어서의 설계 형상 데이터로부터 범용의 검사대 (110) 에 탑재된 상태에 있어서의 설계 형상 데이터를 구함으로써, 설계 형상 데이터와 범용의 검사대 (110) 에 탑재된 상태에 있어서의 형상 데이터의 비교에서의 평가가 가능해져, 제품의 형식마다 검사대를 준비할 필요가 없다는 우수한 효과를 나타내는 것이다. 또, 단계 S31 과 단계 S32 대신에, 피측정물 (1) 에 관한 소정의 설계 형상 데이터 (1c) 에 기초하여 범용의 검사대 (110a) 에 탑재된 상태에 있어서의 설계 형상 데이터를 산출하 도록 해도 된다. 이 산출 방법은, 피측정물 (1) 이 중력의 영향으로 변형되기 어려운 형상, 자세인 경우에, 계산기 (120) 의 계산량을 줄일 수 있으므로 적합하다.

또한, 단계 S31 에 있어서의 무중력 상태에 있어서의 3 차원 형상의 산출 방법에는, 몇 가지의 수법이 있으나, 예를 들어 이하와 같은 수법을 채용할 수 있다. 먼저, 설계 형상 데이터의 3 차원 형상에 대하여, 외력으로서 부여되어 있는 중력 대신에, 중력과 역방향으로 또한 중력과 동일한 크기의 힘을 인가함으로써, 중력의 영향을 배제한 형상 (즉, 무중력 상태에 있어서의 형상) 을 시뮬레이트하고, 얻어진 형상을「초기 형상」으로 설정한다 (단계 S311). 그 때, 가해진 힘에 의해 유리판이 이동하지 않도록 유리판을 지지할 필요가 있기 때문에, 상기 규정된 검사대의 지지 위치와 대응하는 유리판의 상면에 있어서, 하향으로 유리판을 지지하는 것으로 한다.

이어서, 이「초기 형상」의 유리판을 규정된 검사대에 탑재한 상태를, 계산기 시뮬레이션에 의해 재현한다 (단계 S312). 그리고, 이 시뮬레이션에 의해 얻어진 형상과, 설계 형상 데이터를 비교하여 (단계 S313), 양자의 각 메시에 있어서의 노드 (절점) 의 위치가 일치하는 것 같으면, 상기 재현한 무중력 상태의 형상은 타당한 것으로 판단한다.

단, 일반적으로는 양자 사이에 차이가 발생하는 일이 많기 때문에, 시뮬레이션에 사용한 메시의 노드마다 어느 정도의 오차가 발생하고 있는지를 확인하고, 각 노드에 있어서의 오차의 평균이 소정치 이상일 때에는 (단계 S314), 이 오차가 해 소되도록 상기「초기 형상」을 변형시키고 (단계 S315), 단계 S312 로 되돌아와 다시 동일한 처리를 실시한다. 물론, 오차의 최대치가 소정치를 초과하고 있는지의 여부에 기초하여 판정하거나, 오차의 최소치가 소정치를 밑돌고 있는지의 여부에 기초하여 판정하거나, 또는 사전에 설정한 특정한 노드에 있어서의 오차에 기초해서만 판정해도 된다. 그 후, 단계 S314 에 있어서의 판정 결과가 수속될 때까지, 단계 S312 ∼ S315 를 반복하고, 각 노드에 있어서의 오차가 소정의 오차 범위에 들어가면, 그 때의「초기 형상」을「무중력 상태에 있어서의 3 차원 형상」으로 결정한다 (단계 S316). 상기 오차 범위를 어느 정도로 할지는, 제품의 형상, 크기, 또는 JIS (일본 공업 규격) 등의 규격에 있어서의 요구치 등에 따라 적절하게 설정된다.

실시예

다음으로, 도 3(b) 에 나타낸 무중력 상태를 재현하는 수법의 타당성을 검증하기 위하여, 컴퓨터·시뮬레이션을 실시하였으므로, 그 상세한 것에 대하여 설명한다.

도 23(a) 는 본 발명의 실시예에 있어서의 유리판의 형상 모델을 나타내는 평면도, 동 도면 (b), (c) 는 시뮬레이션 결과와 실측치를 비교한 결과를 나타내는 평면도이다.

먼저, 동 도면 (a) 에 나타내는 바와 같이, 정면에서 보았을 때 대략 사다리꼴상의 유리판의 형상 모델을, 무수한 판휨 요소 (정면에서 보았을 때 사변형 또한 두께「0」의 요소) 의 집합으로 이루어지는 형상 모델로 하고, 이것을 사용하여 유 한 요소법에 의한 탄소성 해석을 실시하였다. 그 때, 유리판의 판두께를 2.8㎜, 영률을 70600MPa, 푸아송비를 0.23 으로 하고 있다. 또, 해석 소프트웨어에는, 미국 아바쿠스사의 아바쿠스·스탠다드 (ABAQUS/Standard) 를 사용하였다.

여기서, 도면 중의 흑색 원 표시 및 흑색 삼각 표시는, 유리판을 지지하는 포인트를 나타낸다. 흑색 원 표시의 포인트에서 3 점 지지한 상태의 유리판의 형상을 실측하고 나서, 마찬가지로 흑색 원 표시 및 흑색 삼각 표시의 합계 6 점 지지한 유리판의 형상을 실측하였다. 이어서, 3 점 지지에 의해 얻어진 유리판의 형상을 도 3(b) 의 단계 S41 에서 나타낸「초기 형상」으로 설정하고, 도 3(b) 에 나타내는 플로우를 적절하게 반복하여 무중력 상태에 있어서의 형상을 결정하였다. 그리고, 이 시뮬레이션에 의해 얻어진 무중력 상태의 형상을 사용하여, 6 점 지지한 상태를 시뮬레이션하고, 그 결과와 실제로 검사대에 있어서의 6 점 지지에 의해 얻어진 형상을 비교하여, 어느 정도의 형상 오차가 있는지에 대하여 조사하였다.

그 결과, 도 23(b) 에 나타내는 결과가 되고, 농담에 의해 형상 오차를 나타내고 있다. 동 도면의 좌측 하방 모서리에 있어서 시뮬레이션 결과와 실측치에 있어서의 대응하는 노드 (메시의 절점) 끼리의 오차 (Z 방향의 변위) 가 -0.3㎜ 인 것이, 유리판의 중앙부 근방에서 0㎜ 가 되고, 우측 상방 모서리로 감에 따라 +0.2㎜ 인 것을 확인하였다. 즉, 면내에 있어서의 형상 오차는 ±0.3㎜ 범위이고, 대체로 양호한 결과가 되었다. 또한, 이상에 있어서는, 오차가 없는 경우를「0」, 기준이 되는 일방의 노드가 타방의 노드 아래에 있을 때에는「-」, 반대로 기 준이 되는 일방의 노드가 타방의 노드 위에 있을 때를「+」의 기호로 나타내고 있다. 또, X, Y 방향의 변위량은 매우 미소하기 때문에, 본 실시예에 있어서는, Z 방향의 변위에 대해서만 주목하여 형상 오차를 측정하였다.

또, 3 점 지지의 실측치를 단계 S41 에 있어서의 초기 형상으로 설정하고, 이 초기 형상에 기초하여 무중력 상태를 시뮬레이트하고, 그 결과를 사용하여 3 점 지지 상태를 다시 시뮬레이트한 결과, 동 도면 (c) 에 나타내는 결과가 되었다. 즉, 동 도면의 좌측 모서리에 있어서 -0.13㎜ 이었던 것이, 우측 모서리로 감에 따라 증가하여 유리판의 중앙부 근방에서 0㎜, 가장 우측단에 있어서 +0.14㎜ 정도가 되고, 이에 대해서도 대체로 양호한 결과가 되었다.

산업상이용가능성

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 자동차용 창유리의 형상 검사에 바람직한 형상 검사 방법 및 검사 장치를 제공한다. 또, 본 발명은, 자동차 용도에 한정되지 않고, 철도 차량, 항공기, 선박, 건축물 등에서 사용되는 창유리의 검사에도 적용할 수 있는 것은 분명하다. 또, 유리판의 검사뿐만 아니라 그 외의 경면체, 판상체 및 렌즈 등의 검사에도 적용할 수 있다.

또한, 2005년 7월 15일에 출원된 일본 특허출원 2005-206498호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하여, 본 발명의 명세서의 개시로서 도입하는 것이다.

Claims

실측용 검사대에 피측정물을 탑재하는 제 1 단계와, 이 피측정물의 표면 형상에 관한 정보를 취득하는 제 2 단계와, 상기 피측정물의 표면 형상에 관한 정보에 기초하여 피측정물의 무중력 상태에 있어서의 형상 데이터를 산출하는 제 3 단계와, 상기 피측정물의 무중력 상태에 있어서의 형상 데이터에 기초하여 피측정물이 소정의 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 형상 데이터를 다시 산출하고, 이 다시 산출된 피측정물의 형상 데이터에 기초하여 상기 피측정물의 품질을 판정하는 제 4 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 형상 검사 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 피측정물의 무중력 상태에 있어서의 형상 데이터는, 실측에 의해 얻어진 상기 피측정물의 형상 데이터에 대하여, 중력과 역방향의 힘을 인가한 상태를 계산기 시뮬레이션에 의해 재현함으로써 얻어지는, 형상 검사 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제 4 단계 대신에, 상기 제 3 단계에서 산출된 상기 피측정물의 무중력 상태에 있어서의 형상 데이터와, 상기 피측정물에 관한 소정의 설계 형상 데이터의 비교에 기초하여 상기 피측정물의 품질을 판정하는 단계를 갖는, 형상 검사 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제 2 단계는, 상기 피측정물을 촬상하고, 촬상된 화상으로부터 표면 형상 데이터를 산출하는, 형상 검사 방법.
소정의 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터에 기초하여 무중력 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터를 산출하는 제 1 단계와, 무중력 상태에 있어서의 상기 피측정물의 설계 형상 데이터에 기초하여 피측정물이 실측용 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터를 산출하는 제 2 단계와, 상기 실측용 검사대에 상기 피측정물을 탑재하는 제 3 단계와, 이 피측정물의 표면 형상에 관한 정보를 취득하는 제 4 단계와, 상기 실측용 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터와 상기 피측정물의 표면 형상에 관한 정보에 기초하여 상기 피측정물의 품질을 판정하는 제 5 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 형상 검사 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 피측정물의 무중력 상태에 있어서의 설계 형상 데이터는, 소정의 검사대에 탑재된 상태의 상기 피측정물의 설계 형상 데이터에 대하여, 중력과 역방향의 힘을 인가한 상태를 계산기 시뮬레이션에 의해 재현함으로써 얻어지는, 형상 검사 방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 제 1 단계와 상기 제 2 단계 대신에, 소정의 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터에 기초하여 피측정물이 실측용 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터를 산출하는 단계를 갖는, 형상 검사 방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 제 4 단계는, 상기 피측정물을 촬상하고, 촬상된 화상으로부터 표면 형상 데이터를 산출하는, 형상 검사 방법.
제 1 항, 제 2 항, 제 5 항, 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 피측정물은 유리판인, 형상 검사 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 유리판은 자동차용 창유리인, 형상 검사 방법.
피측정물을 탑재하기 위한 실측용 검사대와,

이 피측정물의 표면 형상에 관한 정보를 취득하는 카메라와,

상기 피측정물의 표면 형상에 관한 정보에 기초하여 무중력 상태에 있어서의 상기 피측정물의 형상 데이터를 산출하고, 상기 피측정물의 무중력 상태에 있어서 의 형상 데이터에 기초하여, 상기 피측정물이 소정의 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 상기 피측정물의 형상 데이터를 다시 산출하고, 이 다시 산출된 형상 데이터에 기초하여 상기 피측정물의 품질을 판정하는 계산기를 구비한 것을 특징으로 하는 형상 검사 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 계산기는, 상기 피측정물이 소정의 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 상기 피측정물의 형상 데이터를 다시 산출하고, 이 다시 산출된 형상 데이터에 기초하여 상기 피측정물의 품질을 판정하는 대신에, 상기 산출된 상기 피측정물의 무중력 상태에 있어서의 형상 데이터와, 상기 피측정물에 관한 소정의 설계 형상 데이터의 비교에 기초하여 상기 피측정물의 품질을 판정하는, 형상 검사 장치.
피측정물을 탑재하기 위한 실측용 검사대와,

이 피측정물의 표면 형상에 관한 정보를 취득하는 카메라와,

소정의 검사대에 탑재된 상태의 피측정물의 설계 형상 데이터에 기초하여 무중력 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터를 산출하고, 무중력 상태에 있어서의 상기 피측정물의 설계 형상 데이터에 기초하여 피측정물이 실측용 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터를 산출하고, 이 산출된 설계 형상 데이터와 상기 피측정물의 표면 형상에 관한 정보에 기초하여 상기 피측정물의 품질을 판정하는 계산기를 구비한 것을 특징으로 하는 형상 검사 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 계산기는, 소정의 검사대에 탑재된 상태의 피측정물의 설계 형상 데이터에 기초하여 무중력 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터를 산출하고, 무중력 상태에 있어서의 상기 피측정물의 설계 형상 데이터에 기초하여 피측정물이 실측용 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터를 산출하는 대신에, 소정의 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터에 기초하여 피측정물이 실측용 검사대에 탑재된 상태에 있어서의 피측정물의 설계 형상 데이터를 산출하는, 형상 검사 장치.
제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 실측용 검사대는, 상기 피측정물을 지지하는 제 1, 제 2 및 제 3 지지부를 구비하고 있는, 형상 검사 장치.