(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の規則性パターンを有するスクリーンを光透過性の被測定物の背後に設置する一方、被測定物の手前側に受光装置を配置し、この受光装置によって被測定物を透過した透過光を受光し、得られた受光データに基づいて被測定物の透視歪を測定する方法において、
前記スクリーンとして円筒状又はベルト状の環状スクリーンを用い、
前記被測定物、撮像手段及びスクリーンのうち少なくとも１つを移動させて被測定物の検査位置を変更するとともに、該検査位置の移動速度に同調させて前記環状スクリーンを回転駆動し、被測定物の所定の測定範囲の受光データを順次取得することを特徴とする透視歪の測定方法。
【請求項２】
光透過性の被測定物の背面側に設置され、所定の規則性パターンを有する円筒状又はベルト状の環状スクリーンと、
前記環状スクリーンを周方向に回転させるスクリーン駆動手段と、
前記被測定物の手前側に前記環状スクリーンと対向して配置され、被測定物を透過した前記環状スクリーンの規則性パターンの像を撮影する撮像手段と、
前記被測定物、撮像手段及び環状スクリーンのうち少なくとも１つを移動させて被測定物の検査位置を変更する検査位置移動手段と、
前記検査位置移動手段による前記検査位置の移動速度に同調させて前記環状スクリーンを回転させるようにスクリーン駆動手段を制御する制御手段と、
前記撮像手段で撮像した撮像データに基づいて被測定物の透過歪を評価する画像処理装置と、
を備えたことを特徴とする透視歪の測定装置。
【請求項３】
前記撮像手段として１次元ラインセンサカメラが用いられ、該１次元ラインセンサカメラと前記環状スクリーンは所定の位置に固定され、検査位置移動手段として被測定物を前記環状スクリーンの軸に直交する方向に搬送する搬送装置が用いられることを特徴とする請求項２の透視歪の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透視歪の測定方法及び装置に係り、特に、ガラス板等の光透過性の被測定物を透過する光を観察して材料の欠陥、歪み度合い等を測定する透視歪の測定方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用窓ガラス等の光透過性材料の歪みを測定する技術としては、例えば、特開平７−２００５９号公報、特開平７−１２０４０２号公報等に開示の技術がある。これらは、図４に示すようにガラス等の被測定物１の背後にチェッカー模様等の所定の明暗コントラストパターンを有するスクリーン２を設置する一方、被測定物１の手前側にＣＣＤカメラ等の撮像装置４を設置し、この撮像装置４にて被測定物１介して前記スクリーン２を撮影し、その撮影データから被測定物１の透視歪を測定するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の測定方法では、検査領域全般を保証するため、被測定物よりも大きなスクリーンを配置する必要があり、特に、自動車用窓ガラス等の大型ワークの全面検査を実施する場合には、大画面のスクリーンを設置しなければならず、設置スペース上問題となる。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、大画面のスクリーンと同等の機能を有しつつ、装置の小型化を図ることができる透視歪の測定方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、所定の規則性パターンを有するスクリーンを光透過性の被測定物の背後に設置する一方、被測定物の手前側に受光装置を配置し、この受光装置によって被測定物を透過した透過光を受光し、得られた受光データに基づいて被測定物の透視歪を測定する方法において、前記スクリーンとして円筒状又はベルト状の環状スクリーンを用い、前記被測定物、撮像手段及びスクリーンのうち少なくとも１つを移動させて被測定物の検査位置を変更するとともに、該検査位置の移動速度に同調させて前記環状スクリーンを回転駆動し、被測定物の所定の測定範囲の受光データを順次取得することを特徴としている。
【０００６】
この方法発明において、受光データから被測定物の歪みを評価、測定する手法については適宜選定して差し支えない。また、この方法発明を具現化する装置を提供すべく、本発明は、光透過性の被測定物の背面側に設置され、所定の規則性パターンを有する円筒状又はベルト状の環状スクリーンと、前記環状スクリーンを周方向に回転させるスクリーン駆動手段と、前記被測定物の手前側に前記環状スクリーンと対向して配置され、被測定物を透過した前記環状スクリーンの規則性パターンの像を撮影する撮像手段と、前記被測定物、撮像手段及び環状スクリーンのうち少なくとも１つを移動させて被測定物の検査位置を変更する検査位置移動手段と、前記検査位置移動手段による前記検査位置の移動速度に同調させて前記環状スクリーンを回転させるようにスクリーン駆動手段を制御する制御手段と、前記撮像手段で撮像した撮像データに基づいて被測定物の透過歪を評価する画像処理装置と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、検査位置の移動とスクリーンの回転とによって、２次元的に展開したスクリーン画像（パターン）のデータを取り込むことができる。これにより、平板状の大画面スクリーンと同等の機能を満たしつつ、スクリーンの小型化を図ることができ、装置の省スペース化を達成できる。
また、スクリーンの回転速度を調整することによって、パターンの形態を実質的に変更することができ、実際には１つの規則性パターンであるにもかかわらず、スクリーンの回転速度の増減によって検出感度を変更することができる。
【０００８】
特に、撮像手段として１次元ラインセンサカメラを用い、該１次元ラインセンサカメラと環状スクリーンを所定の位置に固定して配置するとともに、被測定物を環状スクリーンの軸に直交する方向に搬送する構成を採用することによって、装置の構成も簡易となる。また、かかる構成を採用すれば、カメラの視野が１ライン状になることから調整も容易で、スクリーンを照明する光源の均一性を保証すべき領域が線状になることから、装置化が容易である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る透視歪の測定方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
図１は、本発明の実施の形態に係る透視歪の測定装置の構成を示す斜視図である。この測定装置は、主として、円筒状のスクリーン１０、被測定物１２たるガラス（本例では自動車のフロントガラス）を搬送するコンベア装置１４、ラインセンサカメラ１６、及び画像処理装置１８等から構成される。
【００１０】
スクリーン１０の外周面には、規則的な明暗コントラストパターン（例えば、チェッカーパターン）２０が形成され、円筒部の内側には管状の光源ランプ２２が配設されている。尚、規則的パターンは、チェッカーパターンに限らず、格子模様やジグザグパターン等でもよく、装置が採用する透視歪の測定手法に応じて適宜選択される。
【００１１】
前記円筒状のスクリーン１０は、その長手方向が被測定物１２の搬送方向と直交する方向に配置され、コンベア装置１４の上方において支持部材（図１中不図示）を介して軸の回りに回転可能に支持されている。また、図示されていないが、前記スクリーン１０をモータ駆動によって回転させるスクリーン駆動機構が設けられている。スクリーン１０を回転駆動するモータは図示せぬ制御装置によって制御されており、スクリーン１０の回転速度を任意に調整できるようになっている。
【００１２】
コンベア装置１４は、被測定物１２を水平に支持する２列の搬送部１４Ａ、１４Ｂを有し、各搬送部１４Ａ、１４Ｂに巻き掛けられた無端状ベルト２４がモータ（不図示）の駆動力によって回転するようになっている。被測定物１２は前記搬送部１４Ａ、１４Ｂに載せられ、モータ駆動によるベルト２４、２４の回転によって図中左方向に搬送される。
【００１３】
コンベア装置１４のモータは図示せぬ制御装置によって制御されており、被測定物１２の搬送速度を任意に調整できるようになっている。
ラインセンサカメラ１６は、被測定物１２の搬送方向と直交する方向に複数の画素分のセンサを有しており、コンベア装置１４の下方の所定の位置に固定されている。そして、被測定物１２の幅方向の全域又は所定の対象領域を含む部分を捕らえる画角を有している。
【００１４】
画像処理装置１８は、コンピュータ２６、モニタテレビ２８、電源装置３０、及びコンピュータ操作入力手段たるマウス３２から成り、ラインセンサカメラ１６が撮影した画像データに基づいて、公知の画像処理手法によって被測定物１２の透視歪を評価、測定する。
図２には、図１に示した構成を採用した透視歪の測定装置の外観例が示されている。円筒状のスクリーン１０は門型のフレームの上部に回転自在に支持され、スクリーン１０の内側には管状の光源ランプ２２が固設されている。
【００１５】
コンベア装置１４は、略直方状のフレーム３４を有し、左右側部に搬送用のベルト２４、２４がそれぞれローラ３６、３６…を介して巻き掛けられ、装置の上面の左右に２列の平行な搬送用ベルト列が形成される。このコンベア装置１４の搬送方向と前記スクリーン１０の軸とが直交するように、コンベア装置１４と前記スクリーン１０とは略Ｔ字型に配置される。
【００１６】
ラインセンサカメラ１６はコンベア装置１４の下方に図示せぬ支持部材を介して固定され、前記円筒状のスクリーン１０からの光が前方斜め上方からカメラに入射するようにカメラの光軸が調整されている。このように、被測定物１２に対して検査光軸を傾斜させることによって、透視歪が大きく表れ、歪を容易に観察することができる。
【００１７】
次に、上記の特開平構成された透視歪の測定装置の作用について説明する。
被測定物１２をコンベア装置１４で一定の速度で搬送するとともに、この搬送速度に同調してスクリーン１０を回転させる。このとき、スクリーン１０の回転速度はラインセンサカメラ１６の走査周期を考慮し、スクリーン１０の周面に描かれた規則性パターン２０が均等に写るように制御する。
【００１８】
そして、コンベア装置１４によって被測定物１２の検査位置を変更するとともに、該検査位置の移動速度に同調させて前記スクリーン１０を回転駆動しながら、被測定物１２の透過光をラインセンサカメラ１６で受光する。コンベア装置１４によって被測定物１２が移動することによってラインセンサカメラ１６が捕らえる被測定物１２の検査位置が変更されるとともに、この動きに同調してスクリーン１０が回転することで円筒状のスクリーン１０の周面に描かれたパターン２０が２次元に展開され、被測定物１２の全域又は所定の検査領域の画像データを順次取得することができる。
【００１９】
こうして、２次元に展開した透視画像として取り込むことができ、その取得した画像データに基づいて、公知の画像処理手法を用いて被測定物の透過歪を評価、測定する。
このように、被測定物１２の並進運動に同調させて円筒状のスクリーン１０を回転させることによって、大画面スクリーンと同等の機能を満たすことができ、スクリーンの小型化並びに装置の省スペース化を図ることができる。また、被測定物１２の搬送動作とスクリーンの回転運動とを同調させることによって２次元に展開した画像として取り込むようにしたので、原理的には被測定物の搬送方向について無限長の物体の測定を行うことができ、長尺状の物体の測定装置に応用することが可能である。
【００２０】
そして、スクリーン１０の回転速度を調整することによって、規則性パターン２０の周方向の形態（チェッカー模様の幅、格子間隔等）を見かけ上任意に変更することができるという特徴を有している。即ち、実際の装置としては、円筒状スクリーン１０の周面には１種類の規則性パターン２０が描かれているが、スクリーン１０の回転速度の増減によってパターンの形態を変えることができ、検出感度を変更することができる。
【００２１】
更に、かかる構成の透視歪の測定装置によれば、スクリーン１０の照明用の光源ランプ２２やラインセンサカメラ１６から成る検出光学系の調整は、スクリーン上のカメラ視野にあたる直線的な部分に限定して行えばよく、光源の均一性の保証も容易で、調整作業も簡略化できるという利点がある。
図３には、本発明の他の実施の形態が示されている。同図に示した透視歪の測定装置は、図１に示した円筒状のスクリーン１０に代えてベルト状のスクリーン４０を用いたものであり、図３中、図１に示した実施の形態と同一又は類似の部材には同一の符号を付しその説明は省略する。
【００２２】
規則性パターン２０が描かれたベルト状のスクリーン４０はローラ４２、４２間に巻き掛けられ、２次元的な平面部４０Ａが形成される。また、図には示されていないが、スクリーン４０の内側には管状の光源ランプが配設され、スクリーン４０はスクリーン駆動機構によって回転可能になっている。
かかる構成によっても、コンベア装置１４による被測定物１２の並進運動に同調させてスクリーン４０を回転させながら、被測定物１２の透過光をラインセンサカメラ１６で受光することによって、２次元に展開した画像を取り込むことができる。
【００２３】
上記各実施の形態では受光装置としてラインセンサカメラ１６を用いた場合を例に説明したが、これに限らず、映像を構成する２次元の走査のうちの１つをコンベアの搬送と光源とで等価に実現できる場合、例えば、横方向に移動する点状の受光素子と組み合わせて２次元展開画像を取り込むようにしてもよい。また、縦方向に画素を複数ライン有するセンサを用いて各ラインの微小な信号差異による合成処理などを行うようにしてもよい。
【００２４】
尚、図１に示した円筒状（ローラー状）のスクリーン１０や、図３に示したベルト状のスクリーン４０の表面の平坦度及び曲率については、スクリーンに描かれた規則性パターン２０を視野内で平面に射影した像のゆがみが、検出対象たる歪み（欠陥）によって生じるゆがみよりも緩やかであるように定めることが必要である。
【００２５】
また、上記実施の形態では、スクリーン１０、４０とラインセンサカメラ１６を所定の位置に固定し、被測定物１２をコンベア装置１４で搬送する場合を説明したが、これに限らず、被測定物１２、ラインセンサカメラ（受光装置）１６及びスクリーン１０、４０のうちの少なくとも１つを移動させ、被測定物１２に対して検出光学系を相対的に移動させることによって映像を構成する２次元の走査のうちの１つを等価的に実現してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る透視歪の測定方法及び装置によれば、規則性パターンを有したスクリーンを環状に形成し、被測定物と検査光学系とを相対的に移動させて検査位置を変更する動きに同調させてスクリーンを回転駆動することで２次元に展開した画像を取り込むようにしたので、平板状の大画面スクリーンと同等の機能を満たしつつ、スクリーンの小型化を図ることができ、装置の省スペース化を達成できる。
【００２７】
また、スクリーンの回転速度を調整することによって、パターンの形態を実質的に変更することができ、検出感度を変更することもできる。
特に、撮像手段として１次元ラインセンサカメラを用い、該１次元ラインセンサカメラと環状スクリーンは所定の位置に固定しておき、被測定物を環状スクリーンの軸に直交する方向に搬送する構成を採用すると、搬送装置の構成も簡易であり、また、カメラの視野が１ライン上になることから、調整も容易で、スクリーンを照明する光源の均一性を保証すべき領域が線状になることから、装置化が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る透視歪の測定装置の構成を示す斜視図
【図２】透視歪の測定装置の一例を示す外観斜視図
【図３】本発明の他の実施の形態に係る透視歪の測定装置の構成を示す斜視図
【図４】従来の透視歪の測定装置の構成を示す斜視図
【符号の説明】
１０、４０…スクリーン
１２…被測定物
１４…コンベア装置（検出位置移動手段に相当）
１６…ラインセンサカメラ（受光装置、撮像装置に相当）
１８…画像処理装置
２０…規則性パターン
２２…光源ランプ
【図１】
0003736080.tif 000002
【図２】
0003736080.tif 000003
【図３】
0003736080.tif 000004
【図４】
0003736080.tif 000005