JPH0259604A - ガラス材の反射歪検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガラス材の反射歪を測定することにより、面形
状の良否を判定する装置に関する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の目視判定では、見る人によって判定基準が異なり
、定量的な判定が困難であった。また反射歪の測定デー
タと表面形状との相関がとりにくいので、反射歪の判定
に基いて適格に曲げ型の修正を行うことが困難であった
。

本発明はこれらの問題にかんがみ、反射歪の定量的な測
定が可能であり、しかも表面形状の異常部分を正確に特
定することができるようにすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のガラス材の反射歪検査装置は、ガラス材の実体
物を描像してパターン模様の反射像データを得る盪像手
段と、ガラス材の幾何的形状モデルに対し光線追跡を行
って、パターン模様の反射像データを得るシミュレーシ
ョン手°段と、各反射像データを互に比較して相違部分
を抽出する歪検出手段とを具備する。

〔作　用〕

ガラス実体物に対する反射像データのみでは、反射歪の
状態が不明瞭であり、ガラス表面との位置的な相関も判
然としない。しかしガラス形状モデルに対する計算上の
反射像と比較することにより、反射歪の発生位置、程度
等を明確に知ることができ、面の状態を的確にまた定量
的に評価することができる。

〔実施例〕

第１図に本発明のガラス材の反射歪検査装置の系統図を
示し、第２図に反射像の例を示す。

反射像撮像装置１では、例えば格子パターンの反射像（
第２図２−１）を実際の光学試験により得る。一方、第
２図（２−２）に示す理論上の反射像を光線追跡法によ
るシミュレータ２で求める。

最後にこれらの反射像（２−１）（２−２）のデータを
歪検出部３に与えて、両者の比較により差異を抽出し、
第２図２−３に示す反射歪の分布を示す画像出力を形成
する。

第３図にシステム構成の具体例を示す。反射像撮像装置
１は、ビデオカメラ５の出力をＡ／Ｄ変換器６でディジ
タル化し、ＣＰＵ７を介してメモリ８に取込む構成であ
る。また反射像シミュレータ２は、上記ＣＰＵ７とディ
ジタイザ９、グラフインクデイスプレィ１０等によって
構成される汎用ＣＡＤ装置を主体とする。なおシミュレ
ーション対象の形状モデリング及び光線追跡の幾何的な
演算プログラムやデータはディスク装置１１から供給さ
れる。歪検出の結果はハードコピー装置１２によって図
化されて出力される。

第４図はＡ、Ｂは反射像の描像試験装置を示す側面図及
び平面図である。試供体である自動車ガラス１５を内面
に暗幕を張った支持台１６に乗せ、格子パターンが書い
である格子板１７と対面させる。この格子板１７に照明
を当て、窓ガラス１５の表面で反射して得られる像をビ
デオカメラ５で撮像する。なお窓ガラス１５の全面を１
最像するために、格子板１７と平行方向に窓ガラス１５
を移動させる。

ビデオカメラ５からは第５国人に示すようなビデオ信号
が格子パターンＣＰに対応して得られる。

これを第３図のＡ／Ｄ変換器６で第５図Ｂのように所定
スレッシホールドレベル以上を“１”、以下を０”とし
て２値データとする。このデータをガラス面に対応した
フレームメモリ８に蓄積する。

一方、第６図に示すようなマイラー図と称されている窓
ガラス１の正面図及び側面図上の多数の点Ｐ　、　、Ｐ
　、　、Ｐ　、−−−−−−−−を第３図のディジタイ
ザ９で指示して、３次元（ｘ、ｙＳｚ＞の座標を取込む
。次にＣＡＤシステムとして動作するＣＰＵ７において
窓ガラス１５の曲面の幾何学的な３次元形状モデルを生
成する。即ち、まずディジタイザ９で取込んだ点列を通
る格子状の３次元スプライン曲線を生成し、次にスプラ
イン曲線を境界として曲面を四辺形バッチ（面素）に分
割し、バッチの各辺に沿ったパラメータＵ、■によって
表現されるクーンズ面のような双３次パラメトリック曲
面を生成する。

なお曲面のパッチはベジェ（Ｂｅｚｉｅｒ）面、Ｂスジ
５４フ曲面などで表現することもできる。また窓ガラス
１の形状をＣＡＤシステムで設計した場合には、その設
計データを書込んだ磁気テープ等から３次元モデルを得
ることもできる。

次に第７図に示す原理に従って光線追跡法によって形状
モデルから反射像をシミュレーションして得る。即ち、
まず３次元空間内において窓ガラス１の形状モデル１８
と対面させた仮想の格子パターン１９を与え、格子パタ
ーン上の１点ＴＰＯにおいてパターン面に垂直なベクト
ルＶＯを定義する。次にベクトル■０を延長して形状モ
デル１８との交点ＴＰＩを求め、この点における面の法
線ベクトルＮを計算する。次にベクトルＶＯを入射光と
して形状モデル１８の表面における反射光のベクトルＶ
１を法線ベクトルＮと入射光ベクトルＶＯとから求める
。

次に反射光ベクトル■１を延長して３次元空間内に定義
された仮想の投影面２０との交点ＴＰ２を求める。なお
この投影面２０は例えば第４図のビデオカメラ５の光軸
と直交したような面である。

投影面２０における交点ＴＰ２の位置座標はカメラ５で
得たメモリ８内の反則像とは別のフレームメモリの７ド
レスに換算され、そのメモリ位置に“１゛が書込まれる
。

なお法線ベクトルＮの方向余弦を （ａｖ　、、ｂｖ　１Ｃｖ　）　−−−−−−−（Ｌ）
とし、入射ベクトル■０の方向余弦を、（α０、β。、
ｒ　ｏ　）　−−−−−・−（２）とすると、点ＴＰＩ
における入射角θは、θ−−ｃｏｓ−’　（−ａ　ｖα
ＯｂｖβＯＣｖγ０）である。従って反射ベクトル■１
の方向余弦は、α、＝−２ａｖｃｏｓθ−α。−−−−
−（４］β＋　　−２ｂｖｃｏｓθ−β。−−一−−−
−（５）ＴＩ　−一２ｃｖｃｏｓθ−ｒ　ｏ　　−−−
−−（６）により計算することができる。

以上を繰り返し、格子パターン１９上の多数の点ＴＰＯ
に対応させて光線追跡による反射像のシミュレーション
イメージをメモリに蓄積する。

次にメモリ８内の２つのフレームメモリに蓄積した実像
とシミュレーション像のデータを夫々の対応アドレスか
ら読出して第１図の歪検出部３において比較する。

例えばシュミレーション像のデータが、・−・−−−一
−−００１１００００１１０００−−一・・−・　（７
）で、実像のデータが、 ・・−−−００００１１００１，１０００−−−−−＋
８１の場合、（１）　（２）の排他的論理和−〜−−−
−００１ｔ　１１０００００００−−−−−−−−−−
　　（９１により、両者の相違部分を抽出することがで
き、（７）と（９）との論理積 ・−・−−００１１０００００００００−−−一・−・
−００）により、反射歪の有る部分を“１”として取出
すことができる。得られた結果は第２図（２−３）のよ
うに“１”を黒、“０″を白としてガラス面の分布図の
形で表示及び印字される。

なおこの際、ガラス面全体の１”の個数を計数すれば、
計数結果によりガラス面の歪状態を評価することができ
る。

なお格子パターンの他に水玉模様、斜方向の縞模様、市
松模様等を使用してもよい。

〔発明の効果〕

従来、特に曲面ガラス材について反射像から表面形状の
良否を定量的に判定することが困難であり、反射像の目
視により経験的に判定していた。

本発明によると、ガラス形状モデルに対する光線追跡に
より反射像をシミュレーションして、実体物の反射像と
の比較により歪部分のみを抽出することが可能となった
ので、定量的で正確な判定が可能となり、判定の自動化
もできるようになる。

またガラス面上の歪の存在位置が明らかになるので、曲
げ型等の修正が容易になり、表面歪の無い高品質のガラ
ス材が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したガラス材の反射歪検査装置の
系統図、第２図は反射像の例を示す図、第３図はシステ
ム構成の一例を示すブロック図、第４図は反射像の撮像
試験装置の側面図及び平面図、第５図は撮像データのタ
イムチャー１・、第６図は自動車用窓ガラスの平面図及
び側面図、第７図は光線追跡法による反射像シミュレー
ションの原理図である。 なお図面に用いた符号において、 １−−一−−・−・−−−−−−−−−・反射像撮像装
置２−・−・−−−−一・・−・−反射像シミュレータ
３−−−−−−一・・−−−−−−−一歪検出部５−・
−−−−−・−・−−−−−ビデオカメラ６−−−−−
・−・−−一−−−−−・−Ａ／Ｄ変換器１５・・−−
−−−一・・・−・−−−−−一窓ガラス１７−−−−
−−−−・−・−−−−一−・格子板１８−・・・・・
−・・−・−形状モデル１９・・−・・−・−・−格子
パターン２０−・・−一一−−−・−・・・−・・−投
影面である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ガラス材の実体物を撮像してパターン模様の反射像デー
   タを得る撮像手段と、 ガラス材の幾何的形状モデルに対し光線追跡を行って、
   パターン模様の反射像データを得るシミュレーション手
   段と、 各反射像データを互に比較して相違部分を抽出する歪検
   出手段とを具備するガラス材の反射歪検査装置。