(57)【要約】【課題】鏡面体に生じた凹凸を高精度に検出できる鏡面体の検査装置を、簡単な構造によって提供する。【解決手段】基準図柄２１が描かれ、検査対象となる鏡面体１に前記基準図柄２１を投影させる基準板２０と、鏡面体１に投影された基準図柄２１を撮影する撮影装置３０と、該撮影装置３０によって撮影された画像を処理し、撮影された基準図柄２１の焦点の適正度合いに基づいて鏡面体１の凹凸を検出する検出手段４０、または、前記撮影装置３０によって撮影された画像を処理し、撮影された基準図柄２１の変形度合いに基づいて鏡面体１の凹凸を検出する検出手段４０、とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準図柄が描かれ、検査対象となる鏡面体に前記基準図柄を投影させる基準板と、鏡面体に投影された基準図柄を撮影する撮影装置と、該撮影装置によって撮影された画像を処理し、撮影された基準図柄の焦点の適正度合いに基づいて鏡面体の凹凸を検出する検出手段とを備えることを特徴とする鏡面体の検査装置。
【請求項２】
前記焦点の適正度合いを、輝度により判定することを特徴とする請求項１に記載の鏡面体の検査装置。
【請求項３】
基準図柄が描かれ、検査対象となる鏡面体に前記基準図柄を投影させる基準板と、鏡面体に投影された基準図柄を撮影する撮影装置と、該撮影装置によって撮影された画像を処理し、撮影された基準図柄の変形度合いに基づいて鏡面体の凹凸を検出する検出手段とを備えることを特徴とする鏡面体の検査装置。
【請求項４】
前記変形度合いを、基準図柄を構成する線分の方向により判定することを特徴とする請求項３に記載の鏡面体の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鏡面体の不良品、特に、投影された像に歪み（ゆがみ）を生じる不良品を検査するための鏡面体の検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鏡、ガラス、反射板、表面に鏡面材（像を反射させるための材料）が添着された各種物品等、表面が鏡面として機能し、像を反射して投影する鏡面体では、表面に凹凸が生じていると、投影された像に歪みを生じる。例えば鏡は、一般的に、ガラス板等の透明体の裏面に、像を投影させるための鏡面材を添着してなるものであるが、上記透明体の成形不良等によって、透明体の表裏面に凹凸が発生することがある。このように透明体の表裏面に凹凸が発生すると、投影された像が歪むため、許容範囲を超える凹凸が発生したものは、不良品として排除しなければならない。
【０００３】
ここで、従来より、物品の表面の凹凸の有無を検査するための検査装置としては、例えば、光源から平行な光を投光して物体の表面に平行線を映写し、映写された平行線の間隔を複数箇所で測定し、平行線の間隔の差異によって、物品の表面に凹凸が発生しているか否かを判定するものが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−４３４８
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の検査装置では、検査対象となる物品の表面に平行線を映写するための映写装置が必要で、しかも、この映写装置として、正確な平行線を物品の表面に映写するために、平行な光を高精度に出力する装置を採用しなければならず、装置全体が大掛かりなものであった。また、平行線の間隔の差異によって物体の表面に存在する凹凸を検出するものであるため、物体の表面に大きな凹凸が生じている場合でも、映写した平行線が同方向に変形していると、平行線の間隔に大きな差異を生じず、凹凸を正確に検出することができないものであった。
【０００６】
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、鏡面体に生じた凹凸を高精度に検出することができる鏡面体の検査装置を、簡単な構造によって提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の採った手段は、以下の通りである。
【０００８】
請求項１の発明に係る鏡面体の検査装置は、基準図柄が描かれ、検査対象となる鏡面体に前記基準図柄を投影させる基準板と、鏡面体に投影された基準図柄を撮影する撮影装置と、該撮影装置により撮影された画像を処理し、撮影された基準図柄の焦点の適正度合いに基づいて鏡面体の凹凸を検出する検出手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、基準板の基準図柄としては、一定間隔で同心状に描かれた真円パターン、一定間隔で配列されたドットパターン等、適宜の図柄を採用すればよいが、一定間隔の格子パターンを採用すると、基準図柄が単純な図柄となり、画像処理を簡単に行うことができるため、好適である。
【００１０】
鏡面体では、表面に凹凸が生じていると、像が正確に投影されないため、投影された基準図柄は、凹凸のない適正な鏡面体によって正確に投影された基準図柄に対して、歪みが生じたものとなる。例えば、鏡面体において、凹凸が生じている部分では、凹部が凹面鏡面体として機能したり、凸部が凸面鏡面体として機能したり、或は、鏡等では凹凸のある透明体自体がレンズとして機能するため、撮影装置によって撮影された画像において、焦点がずれて像がぼやける。
【００１１】
本発明では、この焦点のずれ、すなわち「焦点の適正度合い」に着目して画像を処理し、鏡面体の凹凸を検出する。よって、適正な鏡面体から得られるべき画像に対する実際の画像の変化を正確に把握することが可能となり、これにより、鏡面体に生じた凹凸を高精度で検出することが可能となる。また、基準板の基準図柄を鏡面体に、単に反射して投影させればよいため、鏡面体に像を映写するための映写装置を必要としない。よって、装置全体の構造は、簡単な構造となる。
【００１２】
なお、撮影装置にて鏡面体全体に投影された像を撮影すると、像全体に渡って適切な焦点で撮影できない場合がある。特に、鏡面体として凹面鏡や凸面鏡を対象とすると、鏡面体に投影された虚像を撮影しなければならないため、像全体に渡って適切な焦点で撮影することが困難となる。この場合には、適切な焦点を中心に、なだらかで規則的に焦点がずれるのであるが、鏡面体に凹凸が生じている部分では、焦点のずれ方が大きく変化する。よって、像全体に渡って適切な焦点で撮影できない場合には、大きく変化する焦点のずれを検出することで、鏡面体の凹凸を検出すればよい。
【００１３】
請求項２の発明に係る鏡面体の検査装置は、請求項１の発明に係る鏡面体の検査装置において、前記焦点の適正度合いを、輝度により判定することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明は、請求項１の発明における画像処理の手法を具体的に限定したものであり、焦点の度合いを画像の輝度により判定するようにしたものである。ここで、撮影された画像において、焦点がずれている部分では、像がぼやけるため、例えば、白地の下地に黒地の基準図柄が描かれている場合には、基準図柄の輪郭がぼやけて、下地の輝度の高い部分であるべき領域の輝度が低下し、また、基準図柄の輝度の低い部分であるべき領域の輝度が高上する。よって、この輝度の変化を検出することにより、焦点の適正度合いを的確に判定することが可能となり、請求項１の発明に係る鏡面体の検出装置を、好適に実現することが可能となる。
【００１５】
請求項３の発明に係る鏡面体の検査装置は、基準図柄が描かれ、検査対象となる鏡面体に前記基準図柄を投影させる基準板と、鏡面体に投影された基準図柄を撮影する撮影装置と、該撮影装置によって撮影された画像を処理し、撮影された基準図柄の変形度合いに基づいて鏡面体の凹凸を検出する検出手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１６】
鏡面体に凹凸が生じていると、鏡面体に投影された像は変形し、鏡面体に投影されて撮影された像も、当然、変形したものとなる。
【００１７】
本発明では、像の形状に着目して画像を処理し、像の変形度合いに基づいて鏡面体の凹凸を検出する。よって、適正な鏡面体から得られるべき画像に対する実際の画像の変化を正確に把握することが可能となり、これにより、鏡面体に生じた凹凸を高精度で検出することが可能となる。また、基準板の基準図柄を鏡面体に、単に反射して投影させればよいため、鏡面体に像を映写するための映写装置を必要としない。よって、装置全体の構造は、簡単な構造となる。
【００１８】
なお、凹面鏡や凸面鏡等の鏡面体では、投影された像が基の像に対して変形する。また、撮影装置のレンズを広角レンズとした場合では、鏡面体に基の像が正確に投影されていても、撮影された像が変形する。これらの場合には、投影や撮影の中心部分から、なだらかで規則的に像が変形するのであるが、鏡面体に凹凸が生じている部分では、変形の度合いが大きく変化する。よって、基の像を正確な形状で撮影できない場合には、変形の度合いの大きな変化を検出することで、鏡面体の凹凸を検出すればよい。
【００１９】
請求項４の発明に係る鏡面体の検査装置は、請求項３の発明に係る鏡面体の検査装置において、前記変形度合いを、基準図柄を構成する線分の方向により判定することを特徴とするものである。
【００２０】
本発明は、請求項３の発明における画像処理の手法を具体的に限定したものであり、変形の度合いを、基準図柄を構成する線分の方向により判定するようにしたものである。ここで、撮影された画像において、形状に変形が生じていると、例えば、直線であるべき線分が湾曲し、適宜の２点間での線分の方向は、正規の方向に対して傾斜する。よって、この線分の方向を検出することにより、変形の度合いを的確に判定することが可能となり、請求項３の発明に係る鏡面体の検出装置を、好適に実現することが可能となる。
【００２１】
以上の発明では、例えば、像を等倍に投影する平面鏡、像を拡大して投影する凹面鏡、像を縮小して投影する凸面鏡等の鏡、その他、ガラス、反射板等、表面が鏡面として機能する種々の鏡面体を対象として、その凹凸を検査することができる。特に、自動車やフォークリフト等の各種車両に設置されるフェンダーミラー、ドアミラー、ルームミラー等のバックミラーを構成する鏡面体では、投影された像が歪むと、車両の安全運転に支障を来すことになるため、高品質な鏡面体が要求され、透明体に僅かな凹凸が生じている場合でも、不良品として排除される。よって、車両に用いられる鏡面体を検査する検査装置として、好適に採用することができる。
【００２２】
また、鏡面体として、透明体の裏面にクロムや銀等の鏡面材が蒸着等により添着されたものを対象とする場合には、鏡面体の表面ばかりでなく、裏面も鏡面として機能するため、表面側にて基準図柄を投影して検査を行うことができるばかりでなく、裏面側に基準図柄を投影して検査を行うことができる。ここで、車両用のバックミラー等では、一般に凸面鏡が採用されているのであるが、凸面鏡に投影された像は、縮小された虚像となるため、凸面鏡の表面に基準板の基準図柄を投影し、この投影された基準図柄を撮影装置によって撮影しようとすると、凸面鏡から基準板を大きく離間させ、撮影装置のレンズを望遠レンズとして、撮影装置を凸面鏡から大きく離間させないと、凸面鏡に投影された基準図柄を適切な焦点で撮影することができない。よって、鏡面体として凸面鏡を採用する場合には、検査装置全体が大型化する。これに対して、上述のように、裏面も鏡面として機能する鏡面体であれば、凸面鏡であっても、裏返して凹面鏡として検査することが可能となり、小型の検査装置によって検査可能となる。このため、凸面鏡を検査する場合には、裏面も鏡面として機能する凸面鏡を検査対象とすることが好適である。
【００２３】
さらに、ガラス板等の透明体に鏡面材を添着してなる鏡等の鏡面体では、透明体の成形後、鏡面材を添着する前段階において、透明体の品質検査として、本発明に係る検査装置によって凹凸の有無を検査することができる。この態様では、鏡面材の添着前にて、不良の透明体を排除することができる。
【００２４】
なお、上述の請求項１及び請求項３の発明を適宜組み合わせてもよい。このようにすることで、画像の焦点のずれと、画像の変形との２要素によって、より一層、高精度に、鏡面体の凹凸を検出することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る鏡面体の検査装置の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
図１に、本発明に係る検査装置１０の一例を示す。この検査装置１０は、検査の対象となる鏡面体１を載置する載置台５０と、この載置台５０の上方に対向配置され、鏡面体１に基準図柄２１（図２参照）を投影させる基準板２０と、載置台５０の上面に設置され、基準板２０を照らす照明装置５１と、載置台５０に載置された鏡面体１の上面を撮影するＣＣＤカメラ等の撮影装置３０と、この撮影装置３０に接続され、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等により構成された画像処理装置４１を有する検出手段４０とを備えてなるものである。ここで、検出手段４０は、撮影装置３０によって撮影された画像を画像処理装置４１にて、適宜手法により処理し、鏡面体１の凹凸を検出するものであり、検出結果を表示する液晶ディスプレイやＣＲＴ等からなる表示装置４２を備えている。
【００２７】
また、本例では、詳細な図示は省略するが、ガラス板を湾曲成形してなる透明体の凹側を裏面とし、この裏面にクロムや銀等の鏡面材を蒸着してなる凸面鏡を、検査対象の鏡面体１としている。このような鏡面体１では、裏面も鏡面として機能し、裏面側が凹面鏡となるため、鏡面体１を裏返し、裏面により凹凸の有無を検査することとしている。よって、鏡面体１に対して、基準板２０及び撮影装置３０を大きく離間させる必要がないので、検査装置１０全体をコンパクトに納めることができる。
【００２８】
なお、本例では、撮影装置３０として、２５ｍｍの広角レンズを備えたＣＣＤカメラを採用し、鏡面体１と基準板２０との距離を４４０ｍｍ、鏡面体１と撮影装置３０との距離を４２０ｍｍに設定し、撮影装置３０の絞りをＦ４として、鏡面体１に投影された基準図柄２１を撮影している。また、基準板２０に描かれた基準図柄２１としては、図２に示すような格子パターンを採用している。ここで、格子パターンは、白色を下地として、太さが０．７５ｐｔの黒色の線で描かれており、各線分は、４ｍｍ間隔となっている。
【００２９】
このような検査装置１０によって、鏡面体１に投影された基準図柄２１を撮影すると、撮影された画像は、図３に示すような画像となる。ここで、基準図柄２１の格子パターンは、凹凸のない平滑な部分では、変形せず、コントラストも明確に撮影されるのであるが（図３のＡ部）、凸部を生じている部分では、平行な線分が間隔を狭めるように湾曲し、コントラストも不明瞭に撮影され（図３のＢ部）、凹部を生じている部分では、平行な線分が間隔を広めるように湾曲し、コントラストも不明瞭に撮影される（図３のＣ部）。より明確には、凸部を生じている部分では、図４に示すように、平行な線分が間隔を狭めるように湾曲し、凹部を生じている部分では、図５に示すように、平行な線分が間隔を広めるように湾曲する。
【００３０】
よって、本例の検査装置１０では、この画像に対して、適宜要素に着目した処理を行って鏡面体１の凹凸を検出し、この検出結果を表示装置４２にて出力する。また、検出結果が、許容範囲を逸脱した結果となった場合には、鏡面体１を不良品であると判定し、その旨も出力する。
【００３１】
次に、画像処理によって、鏡面体１の凹凸を検出する具体的な例を説明する。なお、以下の処理例１〜５では、処理例１〜３が、画像の焦点に着目した処理例、特に、輝度によって焦点の適正度合いを判定した処理例であり、処理例４，５が、画像の形状に着目した処理例、特に、線分の方向によって形状の変形度合いを判定した処理例である。
【００３２】
まず、画像の焦点に着目した処理について説明する。鏡面体１に凹凸が生じていると、撮影された画像において、焦点がずれ、図６に示すように、均一な幅であるべき線分（２点鎖線参照）が太くなると共に（破線参照）、線分全体がぼやける。そこで、以下のような種々の処理を行い、この焦点のずれの度合い、すなわち「焦点の適正度合い」を検出し、許容範囲を超えて焦点がずれている箇所がある鏡面体１は、不良品として判定する。
【００３３】
・処理例１
【００３４】
線分の適宜部位を横断する領域にて、適宜間隔で輝度を測定する。そして、隣接する測定点の輝度差を算出する。すると、図６のＡ−Ａのように、焦点がずれていない部分では、図７（ａ）に示すように、大きな輝度差を生じる部位が、線分の幅と略同一間隔で２箇所、検出される。一方、図６のＢ−Ｂのように、焦点が大きくずれている部分では、図７（ｂ）に示すように、小さな輝度差を生じる部位が、線分の幅よりも広い間隔で２箇所、検出される。
【００３５】
よって、輝度差の２箇所のピーク間の距離Ｌにより、焦点がずれているか否かを判定することができ、この距離Ｌが限界値を超えていれば、大きく焦点がずれており、鏡面体１に、許容範囲を超えた凹凸が生じていると判定することができる。また、輝度差の最大値Ｈによっても、上述と同様の判定をすることができる。
【００３６】
・処理例２
【００３７】
線分の適宜部位を横断する領域にて、適宜間隔で輝度を測定する。すると、図６のＡ−Ａのように、焦点がずれていない部分では、図８（ａ）に示すように、連続する領域にて、輝度が急激に変化し、下地よりも輝度の低い部位は、線分の幅と略同一幅であることが検出される。一方、図６のＢ−Ｂのように、焦点が大きくずれている部分では、図８（ｂ）に示すように、連続する領域にて、輝度が緩やかに変化し、下地よりも輝度の低い部位は、線分の幅よりも広い幅であることが検出される。
【００３８】
よって、輝度が所定値よりも低くなっている部位の距離Ｌにより、焦点がずれているか否かを判定することができ、この距離Ｌが限界値を超えていれば、大きく焦点がずれており、鏡面体１に、許容範囲を超えた凹凸が生じていると判定することができる。また、大きく焦点がずれていると、最も輝度が低い値となる線分上の領域において、正規よりも輝度の値が高くなるため、輝度差の最大値Ｈによっても、上述と同様の判定をすることができる。
【００３９】
・処理例３
【００４０】
線分上や下地上の適宜部位にて、輝度を測定する。すると、図６のａ１、ａ２のように、焦点がずれていない部分では、正規の輝度に近似した輝度の値が検出される。例えば、下地上のａ１では、輝度の値として、正規に近似した高い値が検出され、線分上のａ２では、輝度の値として、正規に近似した低い値が検出される。一方、図６のｂ１、ｂ２のように、焦点が大きくずれている部分では、正規の輝度とは近似しない輝度の値が検出される。例えば、下地上のｂ１では、輝度の値として、正規よりも低い値が検出され、線分上のｂ２では、輝度の値として、正規よりも高い値が検出される。
【００４１】
よって、実際の輝度の値が、上限または下限の限界値を超えていれば、大きく焦点がずれており、鏡面体１に、許容範囲を超えた凹凸が生じていると判定することができる。また、隣接する２箇所の測定領域での輝度差、例えば、ａ１とａ２との輝度差やｂ１とｂ２との輝度差を算出することによっても、上述と同様の判定をすることができる。
【００４２】
次に、画像の形状に着目した処理について説明する。鏡面体１に凹凸が生じていると、撮影された画像に歪みが生じ、図４や図５に示すように、変形する。そこで、以下のような種々の処理を行い、この変形の度合いを検出し、許容範囲を超えて画像が変形した箇所がある鏡面体１は、不良品として判定する。
【００４３】
・処理例４
【００４４】
線分上の適宜の２点により、線分の方向を検出する。画像が変形していない部位では、線分の方向が、正規の方向に近似するが、大きく変形した部位では、正規の方向から大きくずれる。
【００４５】
よって、この方向のずれが限界値を超えていれば、画像が大きく変形しており、鏡面体１に、許容範囲を超えた凹凸が生じていると判定することができる。
【００４６】
・処理例５
【００４７】
線分上にて適宜間隔で線分の方向を検出する。そして、線分の方向の変化を連続的に算出する。画像が変形していない部位では、線分の方向に大きな変化を生じないのであるが、画像が大きく変形した部位では、線分の方向に大きな変化を生じる。
【００４８】
よって、この方向の変化量が限界値を超えていれば、画像が大きく変形しており、鏡面体１に、許容範囲を超えた凹凸が生じていると判定することができる。
【００４９】
なお、本発明では、以上の画像処理に限らず、輝度や線分の方向といった要素の他、種々の要素に基づいて、撮影された画像の焦点や形状に着目した適宜手法の画像処理を採用してもよい。要するに、画像処理は、画像の焦点度合いや形状の変形度合いから鏡面体１の凹凸を検出できるようなものであればよい。
【００５０】
また、本発明に係る検査装置１０を、鏡面体１の製造工程にて用いられる周知のハンドリングマシンに搭載し、鏡面体１の検査を自動的に行うこともできる。この場合、検査装置１０からの検査結果の信号を、製造ラインにおけるハンドリングマシンの下流側に配置された振分装置に出力し、これにより、不良品を自動的に排除することもできる。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００５２】
請求項１の発明によれば、撮影された画像の焦点の適正度合いに基づいて鏡面体の凹凸を検出するため、鏡面体に生じた凹凸を高精度に検出することができる。また、鏡面体の表面に基準板の基準図柄を、単に反射して投影させればよいので、装置全体の構造を簡略化することができる。
【００５３】
請求項２の発明によれば、焦点の度合いを画像の輝度により判定するため、焦点の適正度合いを的確に判定することができ、請求項１の発明に係る鏡面体の検出装置を、好適に実現することができる。
【００５４】
請求項３の発明によれば、撮影された画像の変形度合いに基づいて鏡面体の凹凸を検出するため、鏡面体に生じた凹凸を高精度に検出することができる。また、鏡面体の表面に基準板の基準図柄を、単に反射して投影させればよいので、装置全体の構造を簡略化することができる。
【００５５】
請求項４の発明によれば、撮影された画像の変形度合いを、基準図柄を構成する線分の方向により判定するため、画像の変形度合いを的確に判定することができ、請求項３の発明に係る鏡面体の検出装置を、好適に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る検査装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】基準図柄の一例を示す説明図である。
【図３】撮影された画像を示す説明図である。
【図４】凸部の画像を示す説明図である。
【図５】凹部の画像を示す説明図である。
【図６】焦点がずれた部分を示す説明図である。
【図７】（ａ）は、図６のＡ−Ａにおける輝度差を表すグラフであり、（ｂ）は、図６のＢ−Ｂにおける輝度差を表すグラフである。
【図８】（ａ）は、図６のＡ−Ａにおける輝度を表すグラフであり、（ｂ）は、図６のＢ−Ｂにおける輝度を表すグラフである。
【符号の説明】
１    鏡面体
１０  検査装置
２０  基準板
２１  基準図柄
３０  撮影装置
４０  検出手段
４１  画像処理装置
４２  表示装置
５０  載置台
５１  照明装置
【図１】
2004191215.tif 000003
【図２】
2004191215.tif 000004
【図３】
2004191215.tif 000005
【図４】
2004191215.tif 000006
【図５】
2004191215.tif 000007
【図６】
2004191215.tif 000008
【図７】
2004191215.tif 000009
【図８】
2004191215.tif 000010