(57)【要約】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。【特許請求の範囲】
【請求項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査装置において、
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透視歪検査装置。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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いる請求項１乃至４のいずれか一つに記載の透視歪検査装置。
【請求項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いる請求項１乃至４のいずれか一つに記載の透視歪検査装置。
【請求項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いる請求項１乃至７のいずれか一つに記載の透視歪検査装置。
【請求項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。
【請求項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査装置。
【請求項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査方法において、
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から前記透視歪を算出する算出工程とを備える透視歪検査方法。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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＝Ｓ／Ａｏ、
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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【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から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があった。【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オード（ＬＥＤ）を備えた表示装置を使用する方法が提案されている（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】
しかしながら、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いる。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か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。
【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って算出するものであり、Ｒ＝Ｓ／Ａｏ、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を直接に撮像するか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Ｐ０（図１参照）から見たガラスパネル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Ｇ１，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Ｇ１，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Ｐ０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、下方において第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い。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の順に従っ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（Ｚ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いて配列された、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番から始まる。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Ｍ１（図４参照）を備える。ＣＣＤカメラ４はカメラ台１２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Ｍ１に駆動信号が供給され同モータＭ１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、図示しない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、前記コロがレール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Ｌ１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い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。パネル保持フレーム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、位置決め制御ユニット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Ｓ１，Ｓ２を生成し、首振り機構１２ａに含まれるモータＭ１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Ｍ１は、第１駆動信号Ｓ１に従って、ＣＣＤカメラ４が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Ｍ１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。【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スイッチと、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スイッチとを備える。コンピュータ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スイッチを切り替え、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ＬＥＤ１０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ＬＥＤ１０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ＬＥＤ１０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ＬＥＤ１０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ＬＥＤ１０の発光領域が楕円形である場合、中心座標ではなく、その楕円形の発光領域の重心座標がＬＥＤ１０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ＬＥＤ１０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からその撮像に属する観察ゾーンＧ１〜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ＬＥＤ１０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ＬＥＤ１０を撮像する。ＣＣＤカメラ４がＬＥＤ１０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ＬＥＤ１０（ターゲットマークＴ）の画像である。この画像は撮像画像Ｐ１、Ｐ２，Ｐ３を含む。撮像画像Ｐ１、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ＬＥＤ１０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ＬＥＤ１０（ターゲットマークＴ）の画像である。この画像は撮像画像Ｑ１、Ｑ２，Ｑ３を含む。撮像画像Ｑ１、Ｑ２，Ｑ３は撮像画像Ｐ１、Ｐ２，Ｐ３にそれぞれ対応する。【００４４】
図６は、座標（１，３）のＬＥＤ１０の撮像画像Ｐ１と撮像画像Ｑ１、及び、座標（３，１）にあるＬＥＤ１０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Ｐ１，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Ｑ１、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ＬＥＤ１０（座標（２，２）にあるＬＥＤ１０）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Ｑ１，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ＬＥＤ１０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、コモンベース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１２ａ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。両測定位置はコンピュータ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から各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ャリブレーション測定を行う。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、透視歪の無い状態でのＬＥＤ１０の撮像画像が得られ、透視歪の無い状態での各ＬＥＤ１０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Ｑ１（Ｐ１），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の透視歪は大きく、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の透視歪は小さく、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について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ＬＥＤ１０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の透視歪は大きく、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の透視歪は小さく、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い。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きる。【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Ｍ１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Ｍ１，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〜Ｇ４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く、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ＬＥＤ１０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】
好ましい実施形態は以下のように変更してもよい。【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い。【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ってもよい。【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い。【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ＣＣＤ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い。【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い。【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ＬＥＤ１０（例えば座標（１，３）、（２，２）、（３，１））によって構成されていたが、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、各ターゲットマークＴは、水平な直線上に並んだＬＥＤ１０（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ＬＥＤ１０（例えば座標（１，３）、（３，２）、（５，１））や、垂直な直線上に並んだＬＥＤ１０（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Ｔ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。【００７１】
好ましい実施形態では、各ターゲットマークＴは３個のＬＥＤ１０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ＬＥＤ１０であってもよい。図９（ａ）は、その２個のＬＥＤ１０を点灯させ、ガラスパネル２を通して撮像された各ＬＥＤ１０の像である。図９（ｂ）は、その２個のＬＥＤ１０を点灯させ、ガラスパネル２を通さないで撮像された各ＬＥＤ１０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ＬＥＤ１０の撮像画像（図１０のＰ１，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ＬＥＤ１０の撮像画像（図１０のＱ１，Ｑ２）の重心座標間の距離Ｄ２との差（ずれ量Ｓ＝Ｄ１−Ｄ２）から透視歪量Ｒを算出してもよい。ずれ量Ｓが大きいほど透視歪量Ｒは大きい。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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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