WO2006095519A1

WO2006095519A1 - 光透過性パネルの透視歪検査装置および検査方法

Info

Publication number: WO2006095519A1
Application number: PCT/JP2006/302004
Authority: WO
Inventors: Yoshimitsu Matsushita
Original assignee: Nippon Sheet Glass Company, Limited
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2006-09-14
Also published as: JPWO2006095519A1; EP1857773A1; US20080225115A1; CN101052857A

Abstract

透視歪検査装置（１）は、ＬＥＤ板（３）と、ＣＣＤカメラ（４）と、コンピュータ（６）とを含む。ＬＥＤ板は４５度に傾斜した複数のターゲットマーク（Ｔ）を有する。ＬＥＤ板とＣＣＤカメラとの間にパネル（２）を配置した状態で、コンピュータは、ターゲットマークを一つずつ点灯し、点灯したターゲットマークをＣＣＤカメラで撮影する。コンピュータは、各ターゲットマークの両端にあるＬＥＤの像を結ぶ仮想直線（Ｋ）と、そのターゲットマークの中間に位置するＬＥＤの像との距離に基づいて透視歪量（Ｒ）を算出する。

Description

明細書

光透過性パネルの透視歪検査装置および検査方法

技術分野

[0001] 本発明は、光透過性パネルの透視歪検査装置および検査方法に関する。

背景技術

[0002] 近年の自動車の窓には、空力特性を向上させる等の要請力複雑な湾曲形状を有した光透過性のガラスパネルが取り付けられる。自動車の運転者はガラスパネルを通して自動車の外部の景色や物体を見る。ガラスパネルの湾曲部を通して見える景色や物体はその湾曲部の湾曲の程度に応じて歪んで見える。この歪みは透視歪と呼ばれる。透視歪が許容値以上であると、運転者は煩わしさを感じる。

[0003] そこで、自動車の窓にガラスパネルを取り付ける前に、ガラスパネル上の各位置における湾曲の程度、即ち透視歪が定量的に検査される。第 1の従来の検査方法では、45度に傾斜した縞模様を有するゼブラボードが使用される (非特許文献 1参照)。

[0004] 第 1の従来の検査方法を説明する。まず、ガラスパネルをゼブラボードとスクリーンとの間に配置する。ガラスパネルを通してスクリーンに投影されたゼブラボードの縞模様を観察する。一方、ガラスパネルを通さずにスクリーンに直接に投影されたゼブラボードの縞模様を観察する。ガラスパネルの透過によって生じたゼブラボードの縞模様の変化を測定する。例えば定規を使って縞模様の線の間隔を測定して、透視歪を定量的に検出する。しかし、従来の方法は、測定に手間と長時間を要するという問題かあつた。

[0005] 第 2の従来の検査方法として、直交格子の交点に配置された複数の発光ダイォード (LED)を備えた表示装置を使用する方法が提案されて!ヽる (特許文献 1)。特許文献 1の方法を説明する。まず、ガラスパネルを自動車に装着し、ガラスパネルの前方に表示装置を配置し、ガラスパネルの後方において、運転者のアイポイントにカメラを配置する。表示装置の複数の LEDのうち、互いに直交する線上に配置された 3点の LEDを順次点灯させ、 3点の LEDをカメラで撮像する。ガラスパネルを通して撮像した LEDの像の位置と、ガラスパネルを通さずに撮像した LEDの像の位置とを比較する。 LEDの横方向の位置ズレに対応する横歪角度と、 LEDの縦方向の位置ズレに対応する縦歪角度とを算出する。両歪角度に基づく算出によって透視歪を定量的に検出する。

[0006] 透視歪の算出及び LEDの点灯及び消灯の制御はコンピュータによって自動制御するため、ゼブラボードを使用する第 1の従来の方法に比べて測定の手間は軽減され、測定の時間は短縮される。

非特許文献 1：ドイツ工業規格 52305号

特許文献 1：特許第 3083641号公報

発明の開示

[0007] し力しながら、第 2の従来の方法では、横歪角度及び縦歪角度からの歪角度から透視歪を得るために複雑な判定式が用いられる。このため、判定に長時間の演算を要し、また、透視歪の検査装置は複雑な構成になるという問題があった。

[0008] 本発明の目的は、透視歪を簡単に速やかに検出する透視歪検査装置および検査方法を提供することにある。

[0009] 本発明の一態様は光透過性パネルに区分された複数の小領域の各々の透視歪を検出する透視歪検査装置を提供し、その透視歪検査装置は、各々が直線上に並ぶ複数の発光点によって構成され、互いに等間隔をおいて離間した複数のターゲットマークを含む表示装置であって、各ターゲットマークを順に点灯させる前記表示装置と、点灯されるターゲットマークを追尾して撮像する撮像装置と、前記撮像装置の撮像した画像を処理する画像処理装置と、前記パネルを通さずに撮影した各ターゲットマークの画像と、前記パネルを通して各ターゲットマークの画像において、各発光点の撮像位置のずれに基づいて前記パネルの透視歪の大きさを算出する算出装置とを備える。

[0010] 各ターゲットマークを構成する前記複数の発光点は、一実施形態では、前記直線上に並んだ 3個の発光ダイオードであり、別の実施形態では、前記直線上に並んだ 2 個の発光ダイオードである。一実施形態では、各ターゲットマークを構成する前記複数の発光点は 45度に傾斜した直線上に並んでいる。一実施形態では、前記パネルは前記撮像装置の周りで回転可能に支持されている。一実施形態では、前記パネルは、前記撮像装置の光軸に対してほぼ直交した姿勢に維持されつつ、前記光軸を横切る方向に移動可能に支持されている。一実施形態では、前記パネルは、前記撮像装置の光軸に対して傾斜した姿勢に維持されつつ、前記光軸を横切る方向に移動可能に支持されている。一実施形態では、前記パネルは、自動車のガラスパネルであり、前記撮像装置は、前記自動車の運転者のアイポイントに相当する位置に配置されて!、る。前記画像処理装置は前記発光点の撮像画像のそれぞれの重心座標に変換する変換手段を含むことが好ましい。一実施形態では、各発光点は発光ダイオードである。

[0011] 本発明の別の態様は光透過性パネルに区分された複数の小領域の各々の透視歪を検出する透視歪検査方法を提供し、その透視歪検査方法は、各々が直線上に並ぶ複数の発光点によって構成され、互いに等間隔をおいて離間した複数のターゲットマークを順に点灯する工程と、点灯されるターゲットマークを前記パネルを通して撮像する第 1の撮像工程と、点灯されるターゲットマークを前記パネルを通さずに撮像する第 2の撮像工程と、前記第 1及び第 2撮像工程で撮像された各画像を処理する画像処理工程と、前記パネルを通さずに撮像された各ターゲットマークの各発光点の撮像位置と、前記パネルを通して撮像された各ターゲットマークの各発光点の撮像位置とを比較し、発光点の撮像位置のずれカゝら前記透視歪を算出する算出工程とを備える。

[0012] 本発明の更に別の態様は光透過性パネルの透視歪を検出する透視歪検査装置を提供し、その透視歪検査装置は、複数の傾斜したターゲットマークを有し、ターゲットマークを選択的に点灯させる表示装置であって、各ターゲットマークは直線上に一定ピッチで配列された複数の発光点からなる前記表示装置と、点灯されたターゲットマ一クを撮像し、画像信号を生成する撮像装置と、前記表示装置と前記撮像装置との間に前記光透過性パネルを保持する台と、前記画像信号を処理して、各ターゲットマークの画像に含まれる各発光点の位置を特定する画像処理装置と、各発光点の位置に基づいて、各ターゲットマークの画像に含まれる両端の発光点の像を結ぶ仮想直線と、前記両端の発光点の中間の発光点の像との距離を算出し、その距離に基づいて透視歪の大きさを算出するコンピュータとを備える。 [0013] 一実施形態では、点灯した各発光点の像は円形又は楕円形の発光領域として撮影され、前記画像処理装置は、各ターゲットマークの画像において、各発光点の像の重心位置を算出し、前記コンピュータは、各ターゲットマークの両端の発光点の像の重心位置を結ぶ仮想直線と、前記両端の発光点の中間の発光点の像の重心位置との距離を算出し、その距離に基づいて前記透視歪の大きさを算出する。

[0014] 一実施形態では、前記コンピュータは、前記パネルの透視歪の大きさを次式に従つて算出するものであり、 R=SZAo、 Rは透視歪量、 Sは前記距離、 Aoは前記両端の発光点の重心位置間の距離である。一実施形態では、前記パネルは、複数の小領域を有し、前記コンピュータは、前記小領域毎に設定された閾値を格納したメモリを含み、前記コンピュータは、前記パネルの各測定点の透視歪量と透視歪が前記閾値以下であるかどうかを判定する。一実施形態では、前記撮像装置と前記表示装置とを結ぶ線が前記光透過性パネルの様々な位置を横切るように、前記撮像装置及び前記台の各々を移動させるモータを更に備える。一実施形態では、前記光透過性パネルは湾曲部を含み、前記透視歪検査装置は前記湾曲部の透視歪を検査する。図面の簡単な説明

[0015] [図 1]本発明の好ましい実施形態に従う透視歪検査装置の斜視図。

[図 2]ガラスパネルに区分された観察ゾーンを示す図。

[図 3] (a) (b)はそれぞれ LED板の正面図、拡大図。

[図 4]図 1の透視歪検査装置のブロック図。

[図 5] (a)は、ガラスパネルを通さずに撮像された 3つの LEDの像、（b)は、ガラスパネルを通して撮像された 3つの LEDの像。

[図 6]単位長さ Aoとずれ量 Sとを説明するための図。

[図 7]別例の透視歪検査装置の配置と動作を示す概略図。

[図 8]別例の透視歪検査装置の配置と動作を示す概略図。

[図 9] (a)は、ガラスパネルを通さずに撮像された 2つの LEDの像、（b)は、ガラスパネルを通して撮像された 2つの LEDの像。

[図 10]図 9のずれ量 Sを説明するための図。

発明を実施するための最良の形態 [0016] 以下、本発明の好ましい実施形態に従う透視歪検査装置を説明する。

[0017] 図 1は光透過性パネル 2の透視歪を検出する透視歪検査装置 1を示す。光透過性パネル 2の例は、自動車のフロントウィンドシールドのような湾曲したガラスパネルである。透視歪検査装置 1は、表示装置としての LED板 3、撮像装置としての CCDカメラ 4、載置台 5、コンピュータ 6、 LED表示制御ユニット 7、位置決め制御ユニット 8及び画像処理装置 9を備える。ガラスパネル 2は CCDカメラ 4と LED板 3との間に配置される。 CCDカメラ 4は LED板 3の LED10を直接に撮像する力またはガラスパネル 2を通して LED板 3の LED10を間接的に撮像する。

[0018] 図 2は運転者のアイポイント PO (図 1参照）力も見たガラスパネル 2を示す。ガラスパネル 2には、複数の小領域として 4つの観察ゾーン Gl, G2, G3, G4が区分される。 4つの観察ゾーン G1〜G4は、公知文献（「TOYOTA Technical Review Vol.43臨時増刊号 July 1993」）に記載された試験領域であり、運転者による注視頻度に応じて区分される。例えば、運転者がガラスパネル 2を通して物体を見たとき、運転者が透視歪を煩わしいと感じ始める透過歪の最小値が観察ゾーン Gl, G2, G3, G4毎に異なる。第 1の観察ゾーン G1は、運転者のアイポイント POの正面にあり、運転者が前方を見る際に最も頻繁に使用する領域である。第 2の観察ゾーン G2は第 1の観察ゾーン G1の外周に位置し、運転者が前方の全体を見る際に使用する領域である。第 3 の観察ゾーン G3は、下方にお!/ヽて第 2の観察ゾーン G2の外周に位置する領域である。第 4の観察ゾーン G4は上方において第 2の観察ゾーン G2の外周に位置する領域である。観察ゾーン G1〜G4には、運転者が透視歪を煩わしいと感じ始める最小歪に応じた、互いに異なる透視歪の閾値が設定される。第 1の観察ゾーン G1の透視歪の閾値は、他の第 2、第 3及び第 4の観察ゾーン G2, G3, G4のものに比べて小さ V、。第 2の観察ゾーン G2→第 3の観察ゾーン G3→第 4の観察ゾーン G4の順に従つて閾値は大きくなる。つまり、第 1の観察ゾーン G1は、自動車の進行方向を確認するのに最も頻繁に使用する領域であるので、透視歪の閾値すなわち最大許容値が他の観察ゾーン G2〜G4に比べて小さい値に設定される。

[0019] 図 3 (a)に示すように、 LED板 3は、直交格子の交点に配置された複数個の発光体としての LED10を含む LEDアレイを備える。一実施形態では、 LEDアレイは、 3個の LED10が横方向（Y方向）に配列され、多数個（好ましい実施形態では、 150個）の LED10が縦方向（Ζ方向）に配列された 450個の LED10によって形成される。

[0020] 図 3 (b)に示すように、 3個の LED10が水平線または横線 Laに沿って互いに等間隔に配列されている。 150個の LED10が垂直線または縦線 Lbに沿って互いに等間隔に配置されている。 LED10は直交格子の交点に配置されているので、横線 Laと縦線 Lbは互いに直交する。傾斜した直線 Lcは横線 Laと縦線 Lbの各々と 45度の角度で交差する。直線 Lc上に 3個の LED10が等間隔に配置される。直線 Lc上にある 3個の LED10は、一つのターゲットマーク Tを形成する。よって、 LED板 3は、 Z方向に一定ピッチをお、て配列された、互いに平行な複数のターゲットマーク Tを含む。

[0021] 好ましい実施形態では、 LED10の行数 (Z方向）は 1〜150であり、列数 (Y方向）は 1〜3である。 LED10の座標を説明する。以下の説明では、 LED10の座標を (行番号，列番号)で表し、各番号は 1番カも始まる。例えば、最上行（1行目）において、左列に配置された LED10の座標は（1, 1)であり、中列に配置された LED10の座標は（1, 2)であり、右列に配置された LED10の座標は（1, 3)である。 2行目において、左列に配置された LED10の座標は（2, 1)であり、中列に配置された LED10の座標は（2, 2)であり、右列に配置された LED10の座標は（2, 3)である。 n行目において、左列に配置された LED10の座標は（n, 1)であり、中列に配置された LED10 の座標は (n, 2)であり、右列に配置された LED10の座標は（n, 3)である。

[0022] 従って、座標（1, 3)、 (2, 2)、 (3, 1)にある 3個の LED10はターゲットマーク Tを形成する。座標（2, 3)、 (3, 2)、 (4, 1)にある 3個の LED10は別のターゲットマーク Tを形成し、 · · ·、座標（148, 3)、 (149, 2)、 (150, 1)にある 3個の LED10は更に別のターゲットマーク Tを形成する。単位長さ Aoは各ターゲットマーク Tの両端に配置された 2個の LED10間の距離を表す。

[0023] CCDカメラ 4は、アイポイント P0に配置される。 CCDカメラ 4は第 1〜第 4の観察ゾーン G1〜G4の各々を通して、点灯したターゲットマーク Tを追尾しながら撮像可能となるように配置される。

[0024] 載置台 5は、図 1に示すように、コモンベース 11と、コモンベース 11の上面に立ったカメラ台 12とを備える。カメラ台 12は、首振り機構 12aの取り付けられた先端 (撮像装置支持点）を有する。首振り機構 12aは、図示しないウォームギヤ及び前記ウォームギヤの回転駆動を制御するモータ Ml (図 4参照）を備える。 CCDカメラ 4はカメラ台 1 2に支持され、首振り機構 12aによって駆動される。首振り機構 12aは、モータ Mlに駆動信号が供給され同モータ Mlが駆動して前記ウォームギヤの回転が制御されることで、 CCDカメラ 4を矢印 R1で示すように Y軸の周りに回動させる。

[0025] コモンベース 11の上面には、カメラ台 12を中心とした同心円状の 2本のレール 13 が形成される。レール 13には、コロ（図示略）を有する旋回フレーム 14が配置される。コモンベース 11には、

、ウォームギヤ及びモータ M2 (図 4参照）を含む角度可変機構が設けられる。モータ M2によってウォームギヤを駆動することによって、前記コ口がレール 13上を転がる。これにより、旋回フレーム 14は矢印 R3で示すようにカメラ台 12を中心としてレール 13に沿って回動する。

[0026] 載置台 5は、旋回フレーム 14上に配置された Y移動フレーム 15と、 Y移動フレーム 15上に配置された X移動フレーム 16とを備える。 Y移動フレーム 15は、 CCDカメラ 4 と LED板 3とを結ぶ線つまり CCDカメラ 4の光軸に対する、ガラスパネル 2の Y方向の位置を調整する。一例では、 Y移動フレーム 15は、旋回フレーム 14上に設けられた図示しないネジ送り機構によって駆動され、 Y調整ハンドル（図示略)を回転してこのネジ送り機構を回転させることで Y移動フレーム 15を旋回フレーム 14に対して矢印 L 1で示す軸に沿って直線的に変位させる。

[0027] X移動フレーム 16は、 CCDカメラ 4と LED板 3とを結ぶ線に対するガラスパネル 2の X方向の位置を調整する。一例では、 X移動フレーム 16は、 Y移動フレーム 15上に設けられた図示しな、ネジ送り機構によって駆動され、 X調整ハンドルを回転してこのネジ送り機構を回転させることで X移動フレーム 16を旋回フレーム 14に対して矢印 L2で示す軸に沿って直線的に変位させる。

[0028] 載置台 5は X移動フレーム 16上に設けられたパネル保持フレーム 17を備える。ノネル保持フレーム 17は、図示しない角度可変機構と、角度調整ハンドルとを備える。その角度調整ハンドルを所定方向に回転させることで、パネル保持フレーム 17は矢印 R2に示すように、軸 L1の周りで回動する。パネル保持フレーム 17は、図示しない保持具を有する。その保持具がガラスパネル 2を保持することで、ガラスパネル 2はパネル保持フレーム 17に取り付けられ、パネル保持フレーム 17と一体に移動する。

[0029] 載置台 5に含まれる首振り機構 12a、旋回フレーム 14、 Y移動フレーム 15、 X移動フレーム 16及びパネル保持フレーム 17の移動によって、 CCDカメラ 4と LED10とガラスパネル 2との相対位置は変更される。これにより、 CCDカメラ 4はガラスパネル 2及び LED板 3を走査する。

[0030] 図 1に示すように、コンピュータ 6は、 LED表示制御ユニット 7、位置決め制御ュ-ット 8及び画像処理装置 9に電気的に接続される。コンピュータ 6はモニタ 18に電気的に接続される。コンピュータ 6は透視歪を算出し、算出結果をモニタ 18に表示する。

[0031] 図 4に示すように、コンピュータ 6は、予め設定した各観察ゾーン G1〜G4の閾値を格納したメモリ 6aと、透視歪を算出する歪算出プログラムコードを実行する算出装置としての CPU6bとを備える。メモリ 6aは歪算出プログラムコードやデータを格納してもよい。コンピュータ 6は、メモリ 6aに格納されたプログラムコードに従ってタイミング信号 Saを生成し、タイミング信号 Saを位置決め制御ユニット 8に供給する。

[0032] 位置決め制御ユニット 8は、タイミング信号 Saに従って第 1及び第 2駆動信号 SI, S 2を生成し、首振り機構 12aに含まれるモータ Mlに第 1駆動信号 S1を供給し、旋回フレーム 14の角度可変機構に含まれるモータ M2に第 2駆動信号 S2を供給する。モータ M1、M2はそれぞれ第 1駆動信号 S1及び第 2駆動信号 S2に従って動作する。

[0033] モータ Mlは、第 1駆動信号 S1に従って、 CCDカメラ 4力LED板 3を上から下に順に撮像するように首振り機構 12aを Y軸周りに回動させる。モータ M2は、第 2駆動信号 S2に従って、前記角度可変機構を Z軸の周りに回動させる。詳しくは、モータ M2 は、 CCDカメラ 4が首振り機構 12aによって最下行（150行目）の LED10を指向するまで移動されたときに、旋回フレーム 14 (ガラスパネル 2)を Z軸の周りに所定角度だけ回動させる。引き続き、モータ Mlは、 CCDカメラ 4が最上行（1行目）の LED10を指向するまで CCDカメラ 4を Y軸周りに回動させた後、 CCDカメラ 4が LED板 3を上力下に順に撮像するように、首振り機構 12aを Y軸周りに回動させる。

[0034] コンピュータ 6は、メモリ 6aに格納されたプログラムコードに従って各 LED10の点灯及び消灯の制御を開始するための開始信号 Sbを生成し、開始信号 Sbを LED表示制御ユニット 7に供給する。 [0035] LED表示制御ユニット 7は操作ユニット 7aを備える。操作ユニット 7aは、 LED板 3のオン'オフを切り替える第 1スィッチと、コンピュータ 6または操作ユニット 7aのどちらが LED10の点灯及び消灯の制御を行うかを切り替える第 2スィッチとを備える。コンビユータ 6が LED10の点灯及び消灯の制御を行うように操作ユニット 7aの第 2スィッチを切り替え、コンピュータ 6から開始信号 Sbが LED表示制御ユニット 7に供給されたたとき、 LED表示制御ユニット 7は LED10の選択的な点灯を開始する。まず、 LED 表示制御ユニット 7は開始信号 Sbに応答して、座標（1, 3)、 (2, 2)、 (3, 1)にある L ED10の組からなる一つのターゲットマーク Tを選択し（図 3 (b)参照）、その選択されたターゲットマーク Tの LED10にのみ駆動電力を選択的に供給して点灯させる。一方、非選択の LED10は消灯状態に維持される。

[0036] 次に、 LED表示制御ユニット 7は、座標（2, 3)、 (3, 2)、 (4, 1)にある LED10の組からなる一つの傾斜したターゲットマーク Tを選択し、その選択されたターゲットマーク Tの LED10にのみ駆動電力を選択的に供給して点灯させる。一方、非選択の L ED10は消灯状態に維持される。

[0037] その後、 LED表示制御ユニット 7は、座標（3, 3)、 (4, 2)、 (5, 1)にある LED10の組からなる一つの傾斜したターゲットマーク Tを選択し、その選択されたターゲットマーク Tの LED10にのみ駆動電力を選択的に供給して点灯させる。一方、非選択の L ED10は消灯状態に維持される。

[0038] 以降、同様に、 LED表示制御ユニット 7は、直線 Lcに沿って延びる傾斜したターゲットマーク Tを一つずつ点灯させる。

[0039] LED10の画像は CCDカメラ 4によって撮像される。図 4に示すように、 CCDカメラ 4 は画像信号 Gを画像処理装置 9に供給する。画像処理装置 9は画像信号 Gから各 L ED10の像の位置 (撮像位置）を表す情報を含む処理済み画像信号 SGを生成し、処理済み画像信号 SGをコンピュータ 6に供給する。

[0040] 画像処理装置 9は、発光している LED10の座標をその重心座標に変換する変換手段として機能する変換回路 9aを含む。変換回路 9aは変換プログラムコードのようなソフトウェアであってもよい。発光している LED10の重心座標について説明する。発光している各 LED10の像は、一定値以上の明るさを有する発光領域を有する。重心座標は各発光領域の図形上の中心である。例えば、撮像された LEDIOの発光領域が楕円形である場合、中心座標ではなぐその楕円形の発光領域の重心座標が LE D10の撮像位置として特定される。画像処理装置 9は、変換回路 9aによって変換された LEDIOの撮像位置を表わす処理済み画像信号 SGを生成し、処理済み画像信号 SGをコンピュータ 6に供給する。コンピュータ 6は、メモリ 6aに格納された歪算出プログラムコードに従って、処理済み画像信号 SG力もその撮像に属する観察ゾーン G 1〜G4毎に透視歪を算出する。

[0041] コンピュータ 6は、 LED表示制御ユニット 7を制御して所定のターゲットマーク Tすなわち直線 Lc上に配置された 3個の LEDIOを点灯させる。 CCDカメラ 4は位置決め制御ユニット 8によりターゲットマーク Tに正対するように移動されて、そのターゲットマーク Tの 3個の LEDIOを撮像する。 CCDカメラ 4が LEDIOを撮像する毎に、画像信号 Gは CCDカメラ 4から画像処理装置 9に供給され、処理済み画像信号 SGは画像処理装置 9からコンピュータ 6に供給され、コンピュータ 6は透視歪の大きさ（透視歪量と呼ぶことかある）を算出する。

[0042] 透視歪量の算出を説明する。図 5 (a)は、 CCDカメラ 4がガラスパネル 2を通さずに撮像し、変換回路 9aによって重心座標に変換された図 3 (b)の座標（1, 3)、 (2, 2)、 (3, 1)にある 3つの LEDIO (ターゲットマーク T)の画像である。この画像は撮像画像 Pl、 P2, P3を含む。撮像画像 Pl、 P2, P3は、それぞれ図 3 (b)の座標（1, 3)、 (2, 2)、 (3, 1)にある 3つの LEDIOの画像である。

[0043] 図 5 (b)は、 CCDカメラ 4がガラスパネル 2を通して撮像し、変換回路 9aによって重心座標に変換された図 3 (b)の座標（1, 3)、 (2, 2)、 (3, 1)にある 3つの LEDIO (タ一ゲットマーク T)の画像である。この画像は撮像画像 Ql、 Q2, Q3を含む。撮像画像 Ql、 Q2, Q3は撮像画像 Pl、 P2, P3にそれぞれ対応する。

[0044] 図 6は、座標（1, 3)の LED 10の撮像画像 P1と撮像画像 Ql、及び、座標 (3, 1)にある LEDIOの撮像画像 P3と撮像画像 Q3をそれぞれ並べて示す。図 6に示すように、撮像画像 PI, P2, P3は、 45度に傾斜した仮想直線上に配置される。これは、ガラスパネル 2を通していないため、ガラスパネル 2による透視歪が無いためである。これに対して、撮像画像 Ql、 Q2, Q3は、 45度に傾斜した仮想直線上に配置されていない。詳しくは、ターゲットマーク Tの中間に位置する LEDIO (座標（2, 2)にある LED 10)に対応する撮像画像 Q2は、ターゲットマーク Tの両端に位置する 2個の LED10 (座標（1, 3)と（3, 1)にある LED10)にそれぞれ対応する 2つの撮像画像 Ql, Q3 を結ぶ仮想直線 K上に配置されていない。これは、 CCDカメラ 4と座標（2, 2)の LE D10とを結ぶ線と、ガラスパネル 2との交点に透視歪があることを示す。

コンピュータ 6は、歪算出プログラムコードに従って撮像画像 Q1 (P1) , Q3 (P3)を結ぶ仮想直線 Kと、撮像画像 Q2との距離すなわちずれ量 Sを算出する。コンピュータ 6 は、ずれ量 Sと LED10の単位長さ Aoに基づいて透視歪量 Rを次式に従って算出する。

[0045] R=S/Ao

ずれ量 Sが大きいほど透視歪量 Rは大きい。従って、各座標の LED10について透視歪量 Rを算出することで、ガラスパネル 2上の透視歪が定量的に検出される。コンピュータ 6は、算出された透視歪量 Rをモニタ 18に出力する。

[0046] 次に、透視歪検査装置 1を使用したガラスパネル 2の透視歪の検査方法について説明する。

[0047] 先ず、ガラスパネル 2をパネル保持フレーム 17に取り付ける。透視歪を検出する前準備として、位置決め制御ユニット 8によって行われる自動検出領域を決める。検出領域の決定では、実際に自動車の設計に合わせてガラスパネル 2の第 1〜第 4の観察ゾーン G1〜G4の少なくとも一つが CCDカメラ 4の視野内に収まるように、コモンべース 11に対する Y移動フレーム 15及び X移動フレーム 16の位置を調整し、その位置に Y移動フレーム 15及び X移動フレーム 16を固定する。その位置で首振り機構 1 2aを駆動して CCDカメラ 4の回動範囲及び旋回フレーム 14の回動範囲を決める。決められた各回動範囲がコンピュータ 6に入力される。

[0048] 例えば、ガラスパネル 2を回動させずに CCDカメラ 4を手動で Y軸の周りに回動させて、ガラスパネル 2の上端にある観察ゾーン G4が CCDカメラ 4の視野内に収まるときの CCDカメラ 4の位置と、ガラスパネル 2の下端にある観察ゾーン G3が CCDカメラ 4 の視野内に収まるときの CCDカメラ 4の位置とを測定する。両測定位置はコンビユータ 6に入力されて、メモリ 6aに格納される。旋回フレーム 14を手動で回動させて、ガラスパネル 2の左端にある観察ゾーン G3、 G4が CCDカメラ 4の視野内に収まるときの CCDカメラ 4の位置と、右端にある観察ゾーン G3、 G4が CCDカメラ 4の視野内に収まるときの CCDカメラ 4の位置とを測定する。両測定位置はコンピュータ 6に入力されて、メモリ 6aに格納される。このようにして検出領域の決定が完了する。

[0049] 次に、各ターゲットマーク Tを順に点灯させる（点灯工程)。点灯したターゲットマーク Tを CCDカメラ 4で追尾しながら撮像する（第 1の撮像工程)。例えば、まず、座標（ 1, 3)、 (2, 2)、 (3, 1)にある 3個の LED10からなるターゲットマーク Tがガラスパネル 2上の所定の観察ゾーン G1〜G4を通して CCDカメラ 4の視野内に収まるように首振り機構 12aを制御して CCDカメラ 4の位置決めを行う。そのターゲットマーク Tを選択的に点灯させて、そのターゲットマーク Tを CCDカメラ 4で撮像する。

[0050] CCDカメラ 4は画像信号 Gを画像処理装置 9に供給する。画像処理装置 9は画像信号 Gを処理して、 3つの LED10の重心座標を表す処理済み画像信号 SGを生成する（画像処理工程)。コンピュータ 6は処理済み画像信号 SG力も各 LED10の重心座標を算出し、各 LED10の重心座標をメモリ 6aに格納する。

[0051] 続いて、座標（2, 3)、 (3, 2)、 (4, 1)にある 3つの LED10からなるターゲットマーク Tを点灯させる。首振り機構 12aは CCDカメラ 4が LED10の格子間隔に対応する所定の角度だけ下を向くように駆動される。 CCDカメラ 4は点灯した 3つの LED10を撮像する。前記したように、コンピュータ 6は各 LED10の重心座標を算出し、メモリ 6a に格納する。

[0052] 以後、この動作を繰り返す。 LED板 3の（150, 1)、 (149, 2)、 (148, 3)の座標にある 3つの LED10からなるターゲットマーク Tが撮像されたのち、 CCDカメラ 4は最上位置にあるターゲットマーク Tを向くように首振り機構 12aによって回動される。

[0053] 続いて、旋回フレーム 14はレール 13に沿って回動し、座標（1, 3)、 (2, 2)、 (3, 1 )にある 3個の LED10を点灯し、 CCDカメラ 4は、別の観察ゾーンを通して、その点灯した 3個の LED10からなるターゲットマーク Tを撮像する。その後、前記した手順と同様にして、ガラスパネル 2の各観察ゾーン G1〜G4の様々な位置でターゲットマーク Tの撮像を行う。

[0054] 次に、ガラスパネル 2をパネル保持フレーム 17に取り付けない状態でキヤリブレーシヨン測定を行う。キャリブレーション測定は、ガラスパネル 2が取り付けられていないこと以外は、前記と同様の手順で行われる。キャリブレーション測定は、ターゲットマーク Tを順に点灯させる工程と、点灯されたターゲットマーク Tを CCDカメラ 4で追尾して撮像する第 2の撮像工程とを含む。キャリブレーション測定によって、透視歪の無 V、状態での LED 10の撮像画像が得られ、透視歪の無!、状態での各 LED 10の重心座標が算出され、メモリ 6aに格納される。

[0055] コンピュータ 6は、歪算出プログラムコードに従って撮像画像 Ql (PI) , Q3 (P3)を結ぶ 45度に傾斜した仮想直線からの撮像画像 Q2のずれ量 Sを算出し、透視歪量 R を算出する（算出工程)。コンピュータ 6は、算出した透視歪量 Rと、メモリ 6aに格納された、その撮像画像を撮影した観察ゾーン G1〜G4の閾値とを比較し、透視歪量 R がその閾値以下であるかどうかを判定する。透視歪量 Rが閾値を越えている点があれば、その点におけるガラスパネル 2の透視歪は大きぐ不良点であることが分かる。透視歪量 Rが閾値以下であれば、その位置におけるガラスパネル 2の透視歪は小さぐ不良点ではないことが分かる。検査結果はモニタ 18に表示される。

[0056] 同様の操作及び演算が各ターゲットマーク Tにつ、て LED板 3上の最下位置にある（150, 1)、 (149, 2)、 (148, 3)の座標にある 3つの LED10からなるターゲットマーク Tの撮像が行われるまで繰り返される。最下位置のターゲットマーク Tの撮像後、首振り機構 12aは CCDカメラ 4が最上位置にあるターゲットマーク Tを向くように駆動される。旋回フレーム 14をレール 13に沿って回動した後、座標（1, 3)、 (2, 2)、 (3, 1)にある 3個の LED10からなるターゲットマーク Tを選択的に点灯させて、点灯したターゲットマーク Tを CCDカメラ 4で撮像する。その後、前記と同様にして、 LED10の撮像を行うことで、透視歪量 Rの検出が完了する。

[0057] 好ましい実施形態によれば、以下の作用効果が得られえる。

[0058] (1) LED板 3は、 45度に傾斜した直線 Lc上に配置された 3個の LED10で構成された斜めのターゲットマーク Tを複数個有する。 LED板 3と CCDカメラ 4との間にガラスパネル 2が配置される。斜めのターゲットマーク Tを順次点灯させ、点灯したターゲットマーク Tをガラスパネル 2の観察ゾーン G1〜G4のうちの選択された一つを通して CCDカメラ 4で撮像する。ガラスパネル 2を配置しない状態で、斜めのターゲットマーク Tを順次点灯させ、前記選択された一つの観察ゾーン G1〜G4を通してそのターゲットマーク Tを CCDカメラ 4で撮像する。撮像したターゲットマーク Tの両端に位置する 2個の LED10の像を結ぶ線から、そのターゲットマーク Tの中間に位置する LE D10の像までのずれ量 Sに基づいて透視歪量 Rが算出される。算出した透視歪量 R と、メモリ 6aに予め記憶した前記選択された一つの観察ゾーン G1〜G4の閾値とを比較して、透視歪量 Rがその閾値以下であるかどうかを判定する。透視歪量 Rが閾値よりも大きければ、その点におけるガラスパネル 2の透視歪は大きぐ不良であることが分かる。透視歪量 Rが閾値以下であれば、その点におけるガラスパネル 2の透視歪は小さぐ不良ではないことが分かる。

[0059] 各ターゲットマーク Tを構成する 3個の LED10は、 45度に傾斜した直線 Lc上に配置される。従って、各 LED10の撮像位置は、ガラスパネル 2の縦方向（Z方向）の歪量及び横方向（Y方向）の歪量に関する情報を同じ比率で含んでいる。このため、従来のようなパネルの縦及び横方向の角度歪量を別々に測定し算出する必要はない。縦及び横方向の角度歪量から透視歪を得るために複雑な判定式を用いることはなヽ。よって好ましい実施形態によれば、ガラスパネル 2の透視歪量を簡単に算出することがでさる。

[0060] (2) 好ましい実施形態では、 CCDカメラ 4及びガラスパネル 2は載置台 5によって相対移動可能に支持される。詳しいくは、 CCDカメラ 4はカメラ台 12に支持され、モータ M 1によってガラスパネル 2に対する Z方向の向きが変更される。ガラスパネル 2 はモータ M2によって CCDカメラ 4を中心として回動される。コンピュータ 6は各モータ Ml, M2の駆動を制御して、 CCDカメラ 4と、ガラスパネル 2の各観察ゾーン G1〜G 4との相対位置を自動制御する。 CCDカメラ 4と観察ゾーン G1〜G4との位置合わせに人為的な誤差は介入しないから、透視歪量を安定に高精度で算出することができる。

[0061] (3) 好ましい実施形態では、発光している各 LED10の重心座標は、変換回路 9a を含む画像処理装置 9によって得られる。従って、 LED10の撮像画像が円形状ではなぐ楕円形状になったとしても、その楕円形状の LED10の撮像画像の重心座標が撮像位置として特定される。このため、ガラスパネル 2の透視歪量 Rを高精度で検出することができる。

[0062] (4) ターゲットマーク Tは複数の LEDIOである。 LED10は安価であるから、ターゲットマーク Tは安価であり、透視歪検査装置 1の製造コストは低減される。

[0063] 好ま、実施形態は以下のように変更してもよ!/、。

[0064] 光透過性パネル 2は、例えば合成樹脂材料製の透明パネルのように自動車のガラスパネル以外の光透過性パネルであってもよ！/、。

[0065] ガラスパネル 2を介したターゲットマーク Tの撮像の前にキャリブレーション測定を行つてもよい。

[0066] コンピュータ 6は画像処理装置 9と CPU6bとを一体に含んでもよ!、。

[0067] 好ましい実施形態では、 Y移動フレーム 15と X移動フレーム 16をコモンベース 11 に対して調整した位置で固定し、首振り機構 12a及び旋回フレーム 14を駆動して CC Dカメラ 4とガラスパネル 2との相対位置を変更した。代わりに、図 7に示すように、旋回フレーム 14と Y移動フレーム 15をコモンベース 11に対して調整した位置で固定し、 CCDカメラ 4と LED板 3とを結ぶ線 (つまり、 CCDカメラ 4の光軸）に対してほぼ直交する姿勢にガラスパネル 2を保持して、 Y移動フレーム 15及び首振り機構 12aを駆動して、 CCDカメラ 4とガラスパネル 2との相対位置を変更してもよ!/、。

[0068] あるいは、図 8に示すように、 CCDカメラ 4と LED板 3とを結ぶ線に対してガラスパネル 2が傾斜するように旋回フレーム 14を回転させ、その位置に旋回フレーム 14を固定する。 Y移動フレーム 15及び首振り機構 12aを駆動して、 CCDカメラ 4とガラスパネル 2との相対位置を変更してもよ、。

[0069] ガラスパネル 2が LED10に対して傾斜して配置されたとき、 LED10の撮像画像は楕円形状になるが、画像処理装置 9が LED10の撮像画像の重心座標を撮像位置として特定するため、ガラスパネル 2の透視歪を高感度に検出することができる。また、ずれ量 Sは傾斜したガラスパネル 2の屈折率によって増幅される。よって、透視歪は高感度でかつ高精度で検出される。

[0070] 好ましい実施形態では、各ターゲットマーク Tは 45度に傾斜した直線上に並んだ L ED10 (例えば座標（1, 3)、 (2, 2)、 (3, 1) )によって構成されていた力各ターゲットマーク Tは直線上に並んだ LED10によって構成されていればよい。例えば、各タ一ゲットマーク Tは、水平な直線上に並んだ LEDIO (例えば座標（1, 3)、 (1, 2)、 ( 1, 1) )や、 45度とは異なる角度で傾斜した直線上に並んだ LEDIO (例えば座標（1 , 3)、 (3, 2)、 (5, 1) )や、垂直な直線上に並んだ LEDIO (例えば座標（1, 3)、 (2 , 3)、 (3, 3) )によって構成されてもよい。このようにターゲットマーク Τの角度を変えることにより、角度毎の透視歪を検査することができる。

好ましい実施形態では、各ターゲットマーク Τは 3個の LEDIOによって構成されていたが、図 9に示すように、直線上に並んだ 2個の LEDIOであってもよい。図 9 (a)は、その 2個の LEDIOを点灯させ、ガラスパネル 2を通して撮像された各 LEDIOの像である。図 9 (b)は、その 2個の LEDIOを点灯させ、ガラスパネル 2を通さないで撮像された各 LEDIOの像である。この場合、ガラスパネル 2を透過せずに撮像されたその 2個の LEDIOの撮像画像（図 10の PI, P2)の重心座標間の距離 D1と、ガラスパネル 2を透過して撮像された選択されたターゲットマーク Tの両端に位置する 2個の L ED10の撮像画像（図 10の Ql, Q2)の重心座標間の距離 D2との差（ずれ量 S = D 1— D2)力も透視歪量 Rを算出してもよい。ずれ量 Sが大きいほど透視歪量 Rは大き V、。ガラスパネル 2の各観察ゾーン G1〜G4の様々な位置の透視歪量 Rを算出することで、ガラスパネル 2上の様々な位置の透視歪を定量的に検出することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 光透過性パネルに区分された複数の小領域の各々の透視歪を検出する透視歪検查装置において、

各々が直線上に並ぶ複数の発光点によって構成され、互いに等間隔をおいて離間した複数のターゲットマークを含む表示装置であって、各ターゲットマークを順に点灯させる前記表示装置と、

点灯されるターゲットマークを追尾して撮像する撮像装置と、

前記撮像装置の撮像した画像を処理する画像処理装置と、

前記パネルを通さずに撮影した各ターゲットマークの画像と、前記パネルを通して各ターゲットマークの画像にぉ、て、各発光点の撮像位置のずれに基づ、て前記パネルの透視歪の大きさを算出する算出装置とを備える透視歪検査装置。

[2] 各ターゲットマークを構成する前記複数の発光点は、前記直線上に並んだ 3個の発光ダイオードである請求項 1に記載の透視歪検査装置。

[3] 各ターゲットマークを構成する前記複数の発光点は、前記直線上に並んだ 2個の発光ダイオードである請求項 1に記載の透視歪検査装置。

[4] 各ターゲットマークを構成する前記複数の発光点は 45度に傾斜した直線上に並んで、る請求項 1乃至 3の、ずれか一つに記載の透視歪検査装置。

[5] 前記パネルは前記撮像装置の周りで回転可能に支持されている請求項 1乃至 3のいずれか一つに記載の透視歪検査装置。

[6] 前記パネルは、前記撮像装置の光軸に対してほぼ直交した姿勢に維持されつつ、前記光軸を横切る方向に移動可能に支持されて、る請求項 1乃至 4の、ずれか一つに記載の透視歪検査装置。

[7] 前記パネルは、前記撮像装置の光軸に対して傾斜した姿勢に維持されつつ、前記光軸を横切る方向に移動可能に支持されて、る請求項 1乃至 4の、ずれか一つに記載の透視歪検査装置。

[8] 前記パネルは、自動車のガラスパネルであり、前記撮像装置は、前記自動車の運転者のアイポイントに相当する位置に配置されてヽる請求項 1乃至 7の!ヽずれか一つに記載の透視歪検査装置。

[9] 前記画像処理装置は、前記発光点の撮像画像のそれぞれの重心座標に変換する変換手段を含んでいる請求項 1乃至 8のいずれか一つに記載の透視歪検査装置。

[10] 各発光点は発光ダイオードである請求項 1乃至 9のいずれか一つに記載の透視歪検查装置。

[11] 光透過性パネルに区分された複数の小領域の各々の透視歪を検出する透視歪検查方法において、

各々が直線上に並ぶ複数の発光点によって構成され、互いに等間隔をおいて離間した複数のターゲットマークを順に点灯する工程と、

点灯されるターゲットマークを前記パネルを通して撮像する第 1の撮像工程と、点灯されるターゲットマークを前記パネルを通さずに撮像する第 2の撮像工程と、前記第 1及び第 2撮像工程で撮像された各画像を処理する画像処理工程と、前記パネルを通さずに撮像された各ターゲットマークの各発光点の撮像位置と、前記パネルを通して撮像された各ターゲットマークの各発光点の撮像位置とを比較し、発光点の撮像位置のずれカゝら前記透視歪を算出する算出工程とを備える透視歪検查方法。

[12] 光透過性パネルの透視歪を検出する透視歪検査装置であって、

複数の傾斜したターゲットマークを有し、ターゲットマークを選択的に点灯させる表示装置であって、各ターゲットマークは直線上に一定ピッチで配列された複数の発光点からなる前記表示装置と、

点灯されたターゲットマークを撮像し、画像信号を生成する撮像装置と、前記表示装置と前記撮像装置との間に前記光透過性パネルを保持する台と、前記画像信号を処理して、各ターゲットマークの画像に含まれる各発光点の位置を特定する画像処理装置と、

各発光点の位置に基づいて、各ターゲットマークの画像に含まれる両端の発光点の像を結ぶ仮想直線と、前記両端の発光点の中間の発光点の像との距離を算出し、その距離に基づいて透視歪の大きさを算出するコンピュータとを備える前記透視歪検査装置。

[13] 点灯した各発光点の像は円形又は楕円形の発光領域として撮影され、前記画像処理装置は、各ターゲットマークの画像において、各発光点の像の重心位置を算出し、前記コンピュータは、各ターゲットマークの両端の発光点の像の重心位置を結ぶ仮想直線と、前記両端の発光点の中間の発光点の像の重心位置との距離を算出し、その距離に基づいて前記透視歪の大きさを算出する請求項 12の透視歪検査装置。

[14] 前記コンピュータは、前記パネルの透視歪の大きさを次式に従って算出するものであり、

R=SZAo、

Rは透視歪量、 Sは前記距離、 Aoは前記両端の発光点の重心位置間の距離である請求項 13の透視歪検査装置。

[15] 前記パネルは、複数の小領域を有し、前記コンピュータは、前記小領域毎に設定された閾値を格納したメモリを含み、前記コンピュータは、前記パネルの各測定点の透視歪量と透視歪が前記閾値以下であるかどうかを判定する請求項 14の透視歪検査装置。

[16] 前記撮像装置と前記表示装置とを結ぶ線が前記光透過性パネルの様々な位置を横切るように、前記撮像装置及び前記台の各々を移動させるモータを更に備える請求項 12の透視歪検査装置。

[17] 前記光透過性パネルは湾曲部を含み、前記透視歪検査装置は前記湾曲部の透視歪を検査する請求項 12の透視歪検査装置。