JP2008089566A - 面歪の測定装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数種の明暗パタン5を切替えて表示することが可能なパタン表示手段2と
、鏡面乃至半鏡面状の測定対象1表面上に写る、前記パタン表示手段に表示された複数の
明暗パタンの鏡像を、撮影する撮影手段3と、撮影された、複数の明暗パタンの鏡像画像
を画像処理して、測定対象表面の面歪分布の演算、面歪の定量評価するパソコン10とを備える。
【選択図】図2
Description
複数本のスリットをスリットの延びる方向と直交する方向に走査して表示する処理と、
前記表示された複数種のストライプ配列パタンの、鏡面乃至半鏡面状の測定対象表面上での鏡像を、撮影手段で撮影する処理と、2値コードパタン投影法用の複数種のストライプ配列パタンの、測定対象に写る鏡像画像を捉える前記撮影手段の各画素ごとに、その画素における明と暗の現出順序を記憶し、該現出順序の記憶結果に対応する前記パタン表示手段上の座標の値を、各画素に対応するパタン表示手段上の座標の値として求め、求めた座標の値、各画素のアドレス、画像表示手段と撮影手段と測定対象との幾何学的関係から、各画素に対応する測定対象表面上の座標の値を求め、前記各画素に対応するパタン表示手段上の座標の値と、前記各画素に対応する測定対象表面上の座標の値と、から、測定対象表面全体の粗い面歪分布を求める処理と、各画素ごとに、スリットの走査中、各画素が最大輝度を示すタイミングにおける前記パタン表示手段上のスリットの走査方向位置の座標の値を、各画素に対応するパタン表示手段上の座標の値として求め、あるいはさらに該データを画像表示するとともに、全画素について、求めた座標の値、各画素のアドレス、画像表示手段と撮影手段と測定対象との幾何学的関係から、最小ストライプ幅以上の範囲の精細な面歪分布を求める処理と、前記全体の粗い面歪分布の演算結果を、前記精細な面歪分布の演算結果で、補完することで、測定対象表面全体の精細な面歪分布を演算する処理と、演算された面歪分布の傾きを2次微分処理し、処理した2次微分値に基づく3点ゲージ測定値を演算およびマップ表示する処理とを行うことを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定方法である。
2 スクリーン(パタン表示手段;プロジェクタと併用される)
3 テレビカメラ(撮影手段)
4 フラットディスプレイ(パタン表示手段)
5 ストライプ配列パタン(明暗パタン)
6 プロジェクタ(パタン表示手段;スクリーンと併用される)
7 スリット(明暗パタンの明部)
10 パソコン
15 点光源
20 基準面
101 シーケンスコントロール部
102 面歪演算部
103 画像バッファ部
104 パタン投影部
Claims (21)
- 複数種の明暗パタンを切替えて表示することが可能なパタン表示手段と、
鏡面乃至半鏡面状の測定対象表面上に写る、前記パタン表示手段に表示された複数の明暗パタンの鏡像を、撮影する撮影手段と、
撮影された、複数の明暗パタンの、鏡像画像を、画像処理して、測定対象表面の面歪分布を演算する面歪分布演算手段と、
演算された面歪分布の傾きを2次微分処理し、処理した2次微分値に基づく3点ゲージ測定値を演算およびマップ表示する3点ゲージ測定値演算手段とを備えたことを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置。 - 請求項1に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置において、
前記撮影手段により撮影された、鏡像画像を、画像として表示可能な画像表示手段を備えたことを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置において、
画像処理の途中段階或いは最終段階における処理結果及び/又は面歪演算結果を表示可能な測定演算結果表示手段を備えることを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置において、
前記パタン表示手段は、2値コードパタン投影法用の複数種のストライプ配列パタンと、最小ストライプ幅以上の範囲を走査する、1本のスリット複数本と、で明暗パタンを表示できるものであることを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置。 - 請求項4に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置において、
前記複数種のストライプ配列パタンは、ストライプ配列パタン全体を2のn乗等分して明暗交互に配列したものであることを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置。 - 請求項4又は請求項5に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置において、
前記複数本のスリットは、スリットの延びる方向と直交する方向に走査されることを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置。 - 請求項4乃至請求項6のいずれか1項に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置において、
前記複数種のストライプ配列パタン及び前記複数本のスリットに替えて、延びる方向が前記複数種のストライプパタン及び前記複数本のスリットと直交する方向の複数種のストライプパタン及び複数本のスリットを用いることを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置において、
前記パタン表示手段は、任意のパタンを投影可能なプロジェクタとスクリーンとからなることを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置において、
前記パタン表示手段は、任意のパタンを表示可能なフラットディスプレイからなることを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置。 - 請求項4乃至請求項9のいずれか1項に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置において、
2値コードパタン投影法用の複数種のストライプ配列パタンの鏡像画像から面歪分布を演算する面歪の測定装置であって、複数種のストライプ配列パタンの切替え表示中、前記撮影手段の各画素ごとに、その画素における明と暗の現出順序を記憶し、該現出順序の記憶結果に対応する前記パタン表示手段上の座標の値を求め、求めた座標の値、各画素のアドレス、画像表示手段と撮影手段と測定対象との幾何学的関係から、各画素に対応する測定対象表面上の座標の値を求め、前記各画素に対応するパタン表示手段上の座標の値と、前記各画素に対応する測定対象表面上の座標の値と、から、測定対象表面全体の粗い面歪分布を求めることを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置。 - 請求項10に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置において、
複数本のスリットを走査して得られる複数の鏡像画像から面歪分布を演算する面歪の測定装置であって、各画素ごとに、スリットの走査中、前記撮影手段の各画素が最大輝度を示すタイミングにおける、前記パタン表示手段上のスリットの走査方向位置の座標の値を、各画素に対応するパタン表示手段上の座標の値として求め、求めた座標の値、各画素のアドレス、画像表示手段と撮影手段と測定対象との幾何学的関係から、最小ストライプ幅以上の範囲の精細な面歪分布を求め、該精細な面歪分布を画像表示することを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置。 - 請求項11に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置において、
2値コードパタン投影法用の、複数種のストライプ配列パタンの鏡像画像から求めた、測定対象表面全体の粗い面歪分布の演算結果を、複数本のスリットを走査して得られる複数の鏡像画像から求めた、最小ストライプ幅以上の範囲の精細な面歪分布で補完するとともに、測定対象表面全体の精細な面歪分布を求めることを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置。 - 請求項4乃至請求項9のいずれか1項に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置において、
前記面歪分布演算手段が行う画像処理乃至面歪分布演算は、複数種のストライプ配列パタンの切替え表示中、前記撮影手段の各画素ごとに、その画素における明と暗の現出順序を記憶し、該現出順序の記憶結果に対応する前記パタン表示手段上の座標の値を、各画素に対応するパタン表示手段上の座標の値として求めるステップと、各画素ごとに、スリットの走査中、前記撮影手段の各画素が最大輝度を示すタイミングにおける、前記パタン表示手段上のスリットの走査方向位置の座標の値を、各画素に対応するパタン表示手段上の座標の値として求めるステップと、それらを合成して、各画素に対応するパタン表示手段上の座標の値を求めるステップと、全画素に亘り、求めた座標の値、各画素のアドレス、画像表示手段と撮影手段と測定対象との幾何学的関係から、面歪分布を演算するステップと、前記ステップのうち1又は2以上のステップでの実行結果を画像表示するステップとを有することを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置。 - 請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置において、
前記3点ゲージ測定値分布を用いて、所定の許容絶対値を超えた領域の面積とその領域内の3点ゲージ測定値の平均値の積で表される面歪量評価パラメータから面歪量を定量評価する面歪定量評価手段とを備えることを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置。 - 任意のパタンが表示可能なパタン表示手段上に、2値コードパタン投影法用の複数種のストライプ配列パタンを表示する処理と、
複数本のスリットをスリットの延びる方向と直交する方向に走査して表示する処理と、
前記表示された複数種のストライプ配列パタンの、鏡面乃至半鏡面状の測定対象表面上での鏡像を、撮影手段で撮影する処理と、
2値コードパタン投影法用の複数種のストライプ配列パタンの、測定対象に写る鏡像画像を捉える前記撮影手段の各画素ごとに、その画素における明と暗の現出順序を記憶し、該現出順序の記憶結果に対応する前記パタン表示手段上の座標の値を、各画素に対応するパタン表示手段上の座標の値として求め、求めた座標の値、各画素のアドレス、画像表示手段と撮影手段と測定対象との幾何学的関係から、各画素に対応する測定対象表面上の座標の値を求め、前記各画素に対応するパタン表示手段上の座標の値と、前記各画素に対応する測定対象表面上の座標の値と、から、測定対象表面全体の粗い面歪分布を求める処理と、
各画素ごとに、スリットの走査中、各画素が最大輝度を示すタイミングにおける前記パタン表示手段上のスリットの走査方向位置の座標の値を、各画素に対応するパタン表示手段上の座標の値として求め、あるいはさらに該データを画像表示するとともに、全画素について、求めた座標の値、各画素のアドレス、画像表示手段と撮影手段と測定対象との幾何学的関係から、最小ストライプ幅以上の範囲の精細な面歪分布を求める処理と、
前記全体の粗い面歪分布の演算結果を、前記精細な面歪分布の演算結果で、補完することで、測定対象表面全体の精細な面歪分布を演算する処理と、
演算された面歪分布の傾きを2次微分処理し、処理した2次微分値に基づく3点ゲージ測定値を演算およびマップ表示する処理とを行うことを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定方法。 - 任意のパタンが表示可能なパタン表示手段上に、2値コードパタン投影法用の複数種のストライプ配列パタンを表示する処理と、
複数本のスリットをスリットの延びる方向と直交する方向に走査して表示する処理と、
前記表示された複数種のストライプ配列パタンの、鏡面乃至半鏡面状の測定対象表面上での鏡像を、撮影手段で撮影する処理と、
2値コードパタン投影法用の複数種のストライプ配列パタンの、測定対象に写る鏡像画像を捉える前記撮影手段の各画素ごとに、その画素における明と暗の現出順序を記憶し、該現出順序の記憶結果に対応する前記パタン表示手段上の座標の値を、各画素に対応するパタン表示手段上の座標の値として求める処理と、
各画素ごとに、スリットの走査中、各画素が最大輝度を示すタイミングにおけるスリットの走査方向位置の座標の値を、各画素に対応するパタン表示手段上の座標の値として求める処理と、
それらを合成し、各画素に対応するパタン表示手段上の座標の値を求める処理と、全画素に亘り、求めた座標の値、各画素のアドレス、画像表示手段と撮影手段と測定対象との幾何学的関係から、測定対象表面全体の面歪分布を演算する処理と、
演算された面歪分布の傾きを2次微分処理し、処理した2次微分値に基づく3点ゲージ測定値を演算およびマップ表示する処理と
前記各処理の途中段階及び/又は最終段階の実行結果を画像表示する処理と、を行うことを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定方法。 - 請求項15又は請求項16に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定方法において、
前記3点ゲージ測定値分布を用いて、所定の許容絶対値を超えた領域の面積とその領域内の3点ゲージ測定値の平均値の積で表される面歪量評価パラメータから面歪量を定量評価する処理と、を行うことを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定方法。 - 請求項15乃至請求項17のいずれか1項に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定方法において、
前記各処理を行うにあたって、測定対象表面に油類を塗布乃至吹き付けし、油膜を均一に生成させることにより、測定対象表面を鏡面乃至半鏡面状態とすることを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定方法。 - 請求項18に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定方法において、
前記油類は、粘度の低い、測定対象表面に馴染み易いものであることを特徴とする鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定方法。 - 金属板のプレス成形方法において、プレス成形後の金属板の面歪分布を、請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置及び/又は請求項15乃至請求項19のいずれか1項に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定方法を用いて測定することを特徴とする金属板のプレス成形方法。
- プレス成形、部品取付、組み立て、塗装、熱処理、完成品検査のいずれか少なくとも1つの金属板の処理による面歪に由来した表面品質不具合を、請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定装置及び/又は請求項15乃至請求項19のいずれか1項に記載の鏡面乃至半鏡面上の面歪の測定方法を用いて検査することを特徴とする金属成品の表面品質検査方法。
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