特許 6524968 ワークの反り量測定方法及び反り量測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6524968

(24)【登録日】2019年5月17日

(45)【発行日】2019年6月5日

(54)【発明の名称】ワークの反り量測定方法及び反り量測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20190527BHJP

   G06T 1/00 20060101ALI20190527BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/24 M

   G06T1/00 300

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-108669(P2016-108669)

(22)【出願日】2016年5月31日

(65)【公開番号】特開2017-215187(P2017-215187A)

(43)【公開日】2017年12月7日

【審査請求日】2018年7月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】千々石 正樹

【審査官】 國田 正久

(56)【参考文献】

【文献】 特開平２−１９４３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１８８９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５０７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−２８５５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１８５４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０６０２６８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／２４

Ｇ０１Ｎ ２１／８９２

Ｇ０６Ｔ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状のワークの反り量を測定する、ワークの反り量測定装置であって、
定盤と、照明光を照射する照明装置と、上記定盤の上面に置かれた上記ワークの角部を上記定盤の側面とともに側方視点から撮影するカメラと、を備え、
上記定盤の上記側面が、上記上面に連接し且つ上記ワークの上記角部の下方に位置する第１検出面と、上記上面に連接し且つ水平方向について上記第１検出面に隣り合う第２検出面と、に区画されるとともに、上記照明装置の照射状態で上記ワーク及び上記定盤の双方を上記側方視点からみたときの輝度について上記角部が上記ワークの中で最も高く且つ上記第１検出面よりも高くなり上記第２検出面が上記第１検出面よりも高くなるように構成されている、ワークの反り量測定装置。

【請求項2】

上記照明装置は、上記ワークの上記角部のＲ面の法線方向に照明光を照射するように構成され、上記定盤は、上記第２検出面が上記第１検出面の素材よりも上記輝度が高い素材によって構成されている、請求項１に記載の、ワークの反り量測定装置。

【請求項3】

上記カメラで撮影された撮影画像から上記ワークの反り量を演算する処理装置を備え、上記処理装置は、上記撮影画像の明暗差に基づいて、上記ワークの上記角部が位置する第１位置と、上記定盤の上記第２検出面のうち上記上面に連接する上辺が位置する第２位置と、を検出し、上記第２位置から上記第１位置までの垂直方向の距離を用いて上記反り量を演算する、請求項１または２に記載の、ワークの反り量測定装置。

【請求項4】

板状のワークの反り量を測定する、ワークの反り量測定方法であって、
定盤と、照明光を照射する照明装置と、上記定盤の上面に置かれた上記ワークの角部を上記定盤の側面とともに側方視点から撮影するカメラと、を準備し、上記定盤の上記側面を、上記上面に連接し且つ上記ワークの上記角部の下方に位置する第１検出面と、上記上面に連接し且つ水平方向について上記第１検出面に隣り合う第２検出面と、に区画するとともに、上記照明装置の照射状態で上記ワーク及び上記定盤の双方を上記側方視点からみたときの輝度について上記角部が上記ワークの中で最も高く且つ上記第１検出面よりも高くなり上記第２検出面が上記第１検出面よりも高くなるように設定する設定ステップと、
上記照明装置の上記照射状態で上記カメラによる撮影を行う撮影ステップと、
を有する、ワークの反り量測定方法。

【請求項5】

上記設定ステップにおいて、上記照明装置によって上記ワークの上記角部のＲ面の法線方向に照明光が照射されるように設定するとともに、上記第２検出面が上記第１検出面の素材よりも上記輝度が高い素材で構成された上記定盤を準備する、請求項４に記載の、ワークの反り量測定方法。

【請求項6】

上記撮影ステップにおいて上記カメラで撮影された撮影画像の明暗差に基づいて、上記ワークの上記角部が位置する第１位置と、上記定盤の上記第２検出面のうち上記上面に連接する上辺が位置する第２位置と、を検出し、上記第２位置から上記第１位置までの垂直方向の距離を用いて上記反り量を演算する処理ステップを有する、請求項４または５に記載の、ワークの反り量測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークの反り量を測定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車やその他の工業製品の製造過程において、板状の部材（以下、「ワーク」という。）の品質管理のために、ワークの板厚方向の反り量が測定される。下記の特許文献１には、この種のワークの反り量を測定するための具体例な測定方法が開示されている。この測定方法（以下、「第１の測定方法」という。）は、モアレ干渉法やレーザフォーカス法を用いてワーク表面の三次元形状を検出し、検出した三次元形状に基づいてワークの板厚方向の反り量を演算するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−１２９７０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記の第１の測定方法は、以下のような問題を抱えている。
即ち、この第１の測定方法は、ワーク上面の三次元形状を上方から検出するものであって、反り量に直接的に関与するワーク下面の位置を検出するものではないため、ワークの反り量を精度良く測定することができない。また、ワーク上面に別の要素が積層された構造において、下側に位置するワークの反り量を測定したい場合には、別の要素が邪魔になってワーク上面の三次元形状を計測すること自体が難しい。更に、レーザフォーカス法において使用するレーザ測定器は高価である。

【0005】

そこで、この第１の測定方法に代えて、定盤の上面に置かれたワークの側面に照明光を当てた状態で、このワークを側方からカメラで撮影する測定方法（以下、「第２の測定方法」という。）を用いることができる。この第２の測定方法の場合、定盤の上面からワーク端部までの垂直距離を測定することによって反り量が求められる。この第２の測定方法は、ワークの反り量の測定のためにレーザ測定器のような高価な機器を使用することなく、ワーク端部の位置を直接的に検出することができるという利点がある。

【0006】

ところが、上記の第２の測定方法において、ワーク端面全体やワーク下面が照明光によって白く光って認識されると、撮影画像においてワーク端部を他の部位と区別することができず、ワーク端部の位置を誤認識することが想定され得る。また、定盤の側面が照明光によって白く光って認識されると、ワークの実際の反り量が微小或いはゼロのときには、撮影画像において定盤とワークとの明暗差が無くなって境界が判りづらく、ワーク端部の位置を正しく検出するのが難しい。そして、ワーク端部の位置を正しく検出できないと、ワークの反り量を精度良く測定することができない。

【0007】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、板状のワークの反り量を精度良く測定するのに有効な技術を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様は、
板状のワークの反り量を測定する、ワークの反り量測定装置であって、
定盤と、照明光を照射する照明装置と、上記定盤の上面に置かれた上記ワークの角部を上記定盤の側面とともに側方視点から撮影するカメラと、を備え、
上記定盤の上記側面が、上記上面に連接し且つ上記ワークの上記角部の下方に位置する第１検出面と、上記上面に連接し且つ水平方向について上記第１検出面に隣り合う第２検出面と、に区画されるとともに、上記照明装置の照射状態で上記ワーク及び上記定盤の双方を上記側方視点からみたときの輝度について上記角部が上記ワークの中で最も高く且つ上記第１検出面よりも高くなり上記第２検出面が上記第１検出面よりも高くなるように構成されている、ワークの反り量測定装置にある。

【0009】

また、本発明の他の態様は、
板状のワークの反り量を測定する、ワークの反り量測定方法であって、
定盤と、照明光を照射する照明装置と、上記定盤の上面に置かれた上記ワークの角部を上記定盤の側面とともに側方視点から撮影するカメラと、を準備し、上記定盤の上記側面を、上記上面に連接し且つ上記ワークの上記角部の下方に位置する第１検出面と、上記上面に連接し且つ水平方向について上記第１検出面に隣り合う第２検出面と、に区画するとともに、上記照明装置の照射状態で上記ワーク及び上記定盤の双方を上記側方視点からみたときの輝度について上記角部が上記ワークの中で最も高く且つ上記第１検出面よりも高くなり上記第２検出面が上記第１検出面よりも高くなるように設定する設定ステップと、
上記照明装置の上記照射状態で上記カメラによる撮影を行う撮影ステップと、
を有する、ワークの反り量測定方法にある。

【発明の効果】

【0010】

上記の、ワークの反り量測定装置及び反り量測定方法によれば、定盤の上面に置かれた板状のワークは、照明装置によって照明光が当てられた状態でカメラによって側方視点から撮影される。このとき、ワークの角部はワークの他の部位や定盤の第１検出面に対して相対的に輝度が高い状態で検出される。このため、カメラによって撮影された撮影画像において、ワークの反り量を求めるのに用いる角部の位置を他の部位との輝度の違い（明暗差）によって正しく検出できる。一方で、ワークの角部の検出のために定盤の第１検出面の輝度を相対的に低くすると、ワークの実際の反り量が微小或いはゼロのときに、ワークの角部の位置が誤認識されるおそれがある。

【0011】

そこで、定盤の第２検出面は、その輝度が第１検出面の輝度よりも高い状態でカメラによって撮影されるように設定されている。このため、カメラによって撮影された撮影画像において、第２検出面を第１検出面との輝度の違い（明暗差）によって容易に検出できる。このとき、第２検出面の上辺の位置が定盤の上面の位置に一致するため、この上辺の位置を正しく検出することによって、ワークの反り量を求めるのに用いる定盤の上面の位置も正しく検出できる。そして、いずれも正しく検出されたワークの角部の位置と定盤の上面の位置との双方の位置情報を用いることによって、ワークの反り量が精度良く求められる。また、ワークの反り量の測定に、レーザ測定器のような高価な機器を使用する必要がない。

【0012】

以上のごとく、上記の各態様によれば、板状のワークの反り量を精度良く測定することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施形態の反り量測定装置を示す図。

【図2】ワークの角部を側方視点からカメラで撮影する様子を示す平面図。

【図3】定盤の側面を側方視点からカメラで撮影する様子を示す平面図。

【図4】ワーク反り量測定のフローチャート。

【図5】図１中のワークの撮影画像を模式的に示す図。

【図6】反り量がゼロのワークの撮影画像を模式的に示す図。

【図7】ワーク上面に別部材が積層されたワークの撮影画像を模式的に示す図。

【図8】定盤の側面を区画する形態の第１変更例を示す図。

【図9】定盤の側面を区画する形態の第２変更例を示す図。

【図10】定盤の側面を区画する形態の第３変更例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

上記の反り量測定装置において、上記照明装置は、上記ワークの上記角部のＲ面の法線方向に照明光を照射するように構成され、上記定盤は、上記第２検出面が上記第１検出面の素材よりも上記輝度が高い素材によって構成されているのが好ましい。この場合、ワークの角部は、照明装置の照射方向の設定によって、ワークの他の部位や定盤の第１検出面よりも輝度が高くなるように構成される。また、第２検出面は、素材の選定によって、第１検出面よりも輝度が高くなるように構成される。これにより、ワーク及び定盤のそれぞれにおいて認識したい部位の輝度の設定を簡単に行うことができる。特に、ワークの角部の輝度については、照明装置の向きを調整するのみで輝度の設定を行うことができ、輝度の設定についてワーク自体に手を加える必要がない。

【0015】

また、上記の反り量測定装置は、上記カメラで撮影された撮影画像から上記ワークの反り量を演算する処理装置を備え、上記処理装置は、上記撮影画像の明暗差に基づいて、上記ワークの上記角部が位置する第１位置と、上記定盤の上記第２検出面のうち上記上面に連接する上辺が位置する第２位置と、を検出し、上記第２位置から上記第１位置までの垂直方向の距離を用いて上記反り量を演算するのが好ましい。この処理装置によれば、カメラで撮影された撮影画像からワークの反り量を自動で演算することができる。

【0016】

上記の反り量測定方法の設定ステップにおいて、上記照明装置によって上記ワークの上記角部のＲ面の法線方向に照明光が照射されるように設定するとともに、上記第２検出面が上記第１検出面の素材よりも上記輝度が高い素材で構成された上記定盤を準備するのが好ましい。これにより、ワーク及び定盤のそれぞれにおいて認識したい部位の輝度の設定を簡単に行うことができる。

【0017】

また、上記の反り量測定方法は、上記撮影ステップにおいて上記カメラで撮影された撮影画像の明暗差に基づいて、上記ワークの上記角部が位置する第１位置と、上記定盤の上記第２検出面のうち上記上面に連接する上辺が位置する第２位置と、を検出し、上記第２位置から上記第１位置までの垂直方向の距離を用いて上記反り量を演算する処理ステップを有するのが好ましい。この処理ステップによれば、カメラで撮影された撮影画像からワークの反り量を簡単に演算することができる。

【0018】

以下、板状のワークの反り量を測定する技術の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0019】

なお、本実施形態の説明のための図面において、ワークを置くための定盤の側面に沿った第１方向（水平方向）を矢印Ｘで示し、定盤の側面に垂直な第２方向を矢印Ｙで示し、第１方向及び第２方向の双方に垂直な第３方向（定盤の高さ方向）を矢印Ｚで示している。

【0020】

図１に示されるように、本実施形態の反り量測定装置１は、板状のワークＷの板厚方向（第３方向Ｚ）の反り量を測定する装置である。この反り量測定装置１は、定盤１０と、照明装置２０と、カメラ３０と、処理装置４０と、を備えている。

【0021】

ワークＷの平面形状は、４つの角部を有する矩形である。このワークＷの１つの角部ＷａにはＲ面加工が施されている。

【0022】

定盤１０は、ワークＷを置くための上面１１を有する水平な台として構成されている。上面１１は第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの双方によって規定される平面（基準面）である。ここでいう「反り量」は、定盤１０の上面１１に置かれたワークＷについて、基準面である上面１１に対するワーク端部の垂直方向（第３方向Ｚ）の浮き量として定義される。定盤１０の側面１２は、第１方向Ｘ及び第３方向Ｚの双方によって規定される平面であり、照明装置２０及びカメラ３０に対向する対向面として構成されている。

【0023】

照明装置２０は、照明光を照射する機能を有する。本実施形態では、この照明装置２０の光源としてＬＥＤが使用されている。この照明装置２０は、カメラ３０の撮像面に対して斜め方向から、対象物であるワークＷ及び定盤１０の双方に照明光を当てるように配置された斜光照明である。即ち、ワークＷに照明光を当てる照明装置と、定盤１０に照明光を当てる照明装置と、が１つの照明装置２０によって兼務されている。これにより、照明装置の数を少なく抑えることができる。

【0024】

なお、ワークＷに照明光を当てる照明装置と、定盤１０に照明光を当てる照明装置と、が別個に設けられてもよい。また、照明装置２０の光源として、ＬＥＤ以外に、ハロゲンランプ、蛍光灯、タングステンランプ、メタルハライド、キセノンランプなどを使用することもできる。

【0025】

カメラ３０は、定盤１０の側方の所定の設定位置Ｐに配置された撮影部である。このカメラ３０は、定盤１０の上面１１に置かれたワークＷの角部Ｗａを定盤１０の側面１２とともに所定の側方視点３１から撮影する機能を有する。このカメラ３０の撮影によって、視野３２に含まれる対象物の画像がＣＣＤ素子（図示省略）によって検出される。カメラ３０の視野３２には、ワークＷについては少なくとも角部Ｗａが、定盤１０については少なくとも側面１２が含まれている。これにより、ワークＷの角部Ｗａと定盤１０の側面１２とのそれぞれの撮影画像を、カメラ３０による１回の撮影で同時に得ることができる。

【0026】

処理装置４０は、カメラ３０で撮影された撮影画像からワークＷの反り量を演算する装置であり、画像処理部４１、演算部４２、出力部４３及びメモリ４４を備えている。この処理装置４０として、カメラ３０に常時に或いは一時的に接続されるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）が使用されるのが好ましい。

【0027】

画像処理部４１は、カメラ３０で撮影された撮影画像から、ワークＷの４つの角部のうちの１つの角部Ｗａを検出し、且つ定盤１０の第２検出面１４を検出する機能を有する。具体的には後述するが、演算部４２は、画像処理部４１で得られた情報に基づいて、ワークＷの反り量を演算する機能を有する。出力部４３は、演算部４２による演算結果を出力する機能を有する。メモリ４４は、画像処理部４１で処理された処理情報、及び演算部４２で演算された演算情報のそれぞれを記憶し、記憶した情報を必要に応じて読み出す機能を有する。

【0028】

上記の定盤１０の側面１２は、第１検出面１３と２つの第２検出面１４，１４とに区画されている。第１検出面１３及び第２検出面１４のいずれも、第３方向Ｚの高さが側面１２と同じである。第１検出面１３は、側面１２のうち上面１１に連接し且つワークＷの角部Ｗａの下方に位置する面として構成されている。第１検出面１３は、水平方向である第１方向Ｘの長さがワークＷの第１方向Ｘの長さを上回り、且つ第１方向Ｘの両端位置がワークＷの両端位置よりも外側に配置されるように構成されている。本構成の場合、ワークＷの角部Ｗａの位置から定盤１０の側面１２に向けて垂直方向下向きに仮想線Ｈを引くと、この仮想線Ｈが必ず第１検出面１３の領域内を通る。また、各第２検出面１４は、側面１２のうち上面１１に連接し且つ水平方向（第１方向Ｘ）について第１検出面１３に隣り合う面として構成されている。

【0029】

そして、反り量測定装置１は、照明装置２０の照射状態でワークＷ及び定盤１０の双方を側方視点３１からみたときの輝度について、角部ＷａがワークＷの中で最も高く且つ第１検出面１３よりも高くなり、第２検出面１４が第１検出面１３よりも高くなるように設定された構造（以下、「輝度設定構造」という。）を有する。

【0030】

ここでいう「輝度」は、照明装置２０から照明が当てられた状態の対象物を側方視点３１からみたときの相対的な明るさをいう。従って、側方視点３１からみた対象物が周囲よりも明るい場合にこの対象物の輝度が高いといい、側方視点３１からみた対象物が周囲よりも暗い場合にこの対象物の輝度が低いということができる。

【0031】

上記の輝度設定構造を実現するために、本実施形態の反り量測定装置１は、以下の２つの特徴を有する。

【0032】

この反り量測定装置１の１つ目の特徴として、図２に示されるように、照明装置２０は、ワークＷの角部Ｗａに向かう照射方向Ｄに照明光を照射するように構成されている。この照射方向Ｄは、ワークＷに対しては、角部ＷａのＲ面の法線方向（Ｒ面に接する接平面に対して垂直な方向）に一致する。従って、本構成によれば、照明装置２０の照射状態において、ワークＷの角部Ｗａは、ワークＷの他の部位よりも輝度が高い状態でカメラ３０によって撮影される。その結果、カメラ３０によって得られた撮影画像において、ワークＷの角部Ｗａが最も明るい部分（白い部分）として強調されて認識されることになる。

【0033】

この反り量測定装置１の２つ目の特徴として、定盤１０の側面１２の表面構造が第１検出面１３と第２検出面１４とで相異するように構成されている。具体的には、第１検出面１３が反射素材によって構成される一方で、第２検出面１４が拡散素材（「拡散反射素材」ともいう。）によって構成されている。

【0034】

第１検出面１３の反射素材は、照明装置２０の照明光に対して正反射率が高く且つ拡散反射率が低い素材である。この反射素材の全反射率の殆どを正反射率が占める。即ち、この反射素材において照明光の殆どが正反射する。本実施形態では、定盤１０の側面１２のうち第１検出面１３に対応した領域に、表面が研磨された金属材料（反射素材）からなる板材が接合されている。

【0035】

これに対して、第２検出面１４の拡散素材は、照明装置２０の照明光に対して拡散反射率が高く且つ正反射率が低い素材である。この拡散素材の全反射率の殆どを拡散反射率が占める。即ち、この拡散素材において照明光の殆どが拡散反射する。本実施形態では、定盤１０の側面１２のうち第２検出面１４に対応した領域に、樹脂材料（拡散素材）からなる板材が接合されている。

【0036】

従って、定盤１０は、照明装置２０の照射状態で側面１２を側方視点３１からみたときの輝度について、第２検出面１４が第１検出面１３の素材よりも上記輝度が高い素材によって構成されている。

【0037】

図３に示されるように、照明装置２０の照射方向Ｄは、定盤１０の側面１２に対しては、第２方向Ｙとの間に傾斜角度θをなす斜め方向である。この場合、第１検出面１３で反射した反射光がカメラ３０から外れた方向に進む一方で、第２検出面１４で拡散した拡散光の一部がカメラ３０に向けて進む。

【0038】

このため、照明装置２０の照射状態において、定盤１０の側面１２は、第２検出面１４が第１検出面１３よりも輝度が高い状態でカメラ３０によって撮影される。その結果、カメラ３０によって得られた撮影画像において、定盤１０の側面１２は、第１検出面１３が相対的に暗い部分（黒い部分）として認識され、第２検出面１４が相対的に明るい部分（白い部分）として強調されて認識されることになる。

【0039】

ここで、上記の反り量測定装置１を用いた反り量測定方法について具体定に説明する。この反り量測定方法は、板状のワークＷの板厚方向（第３方向Ｚ）の反り量を測定する方法であり、図４に示されるフローチャートのステップＳ１０１からＳ１０３までの処理を順次実行することによって達成される。なお、必要に応じてこのフローチャートに別のステップが追加されてもよいし、１つのステップが複数のステップに分割されてもよい。

【0040】

ステップＳ１０１は、前記の定盤１０と、照明装置２０と、カメラ３０と、を準備し、前述のように照明装置２０に対するワークＷ及び定盤１０の輝度を設定する設定ステップである。このステップＳ１０１において、定盤１０の側面１２が第１検出面１３と第２検出面１４とに区画される。また、このステップＳ１０１において、照明装置２０の照射状態でワークＷ及び定盤１０の双方を側方視点３１からみたときの輝度について角部ＷａがワークＷの中で最も高く且つ第１検出面１３よりも高くなり第２検出面１４が第１検出面１３よりも高くなるような輝度設定が行われる。

【0041】

このステップＳ１０１において、作業者は、上記の輝度設定のために、第１検出面１３が反射素材によって構成され第２検出面１４が拡散素材によって構成された定盤１０を準備する。また、作業者は、定盤１０の上面１１にワークＷを置くとともに、定盤１０の上面１１に置かれたワークＷの角部ＷａのＲ面の法線方向（照射方向Ｄ）に照明光が照射されるように照明装置２０の向きを調整する。このとき、ワークＷの角部Ｗａが定盤１０の上面１１のうち側面１２の第２検出面１４に対応した領域内に入るように、ワークＷの位置が調整される。なお、カメラ３０による撮影時に定盤１０とワークＷのピントが合うようにするために、ワークＷが定盤１０の上面１１に置かれた状態で、ワークＷの側面が定盤１０の側面１２と面一になるように位置設定されるのが好ましい。

【0042】

このステップＳ１０１によれば、ワークＷの角部Ｗａは、照明装置２０の照射方向Ｄの設定によって、ワークＷの他の部位や定盤１０の第１検出面１３よりも輝度が高くなるように設定される。また、第２検出面１４は、素材の選定によって、第１検出面１３よりも輝度が高くなるように設定される。このため、ワークＷ及び定盤１０のそれぞれにおいて認識したい部位の輝度の設定を簡単に行うことができる。特に、ワークＷの角部Ｗａの輝度については、照明装置２０の向きを調整するのみで輝度の設定を行うことができ、輝度の設定についてワークＷ自体に手を加える必要がない。

【0043】

ステップＳ１０２は、ステップＳ１０１の実行後に実行される。このステップＳ１０２は、照明装置２０の照射状態でカメラ３０による撮影を行う撮影ステップである。このステップＳ１０２において、定盤１０の上面１１に置かれたワークＷの角部Ｗａが定盤１０の側面１２とともに側方視点３１からカメラ３０で撮影される。このステップＳ１０２は、作業者によって実行される。

【0044】

このステップ１０２によれば、上述の輝度設定がなされたワークＷ及び定盤１０をカメラ３０によって撮影した撮影画像が得られる。

【0045】

ステップＳ１０３は、ステップＳ１０２の実行後に実行される。このステップＳ１０３は、ステップＳ１０２においてカメラ３０で撮影された撮影画像の明暗差に基づいてワークＷの反り量を演算する処理ステップである。このステップＳ１０３は、処理装置４０の画像処理部４１及び演算部４２によって実行される。

【0046】

このステップＳ１０３において、先ず、画像処理部４１によって、カメラ３０よって得られた撮影画像であるカラー画像を白黒２値化（「２階調化」ともいう。）する処理が実行される。この処理によれば、予め設定された閾値よりも明るいピクセルは全て白色に変換され、当該閾値よりも暗いピクセルは全て黒色に変換された白黒画像が得られる。これにより、ワークＷは、角部Ｗａのみが白色に変換され、その他の部位が黒色に変換される。一方で、定盤１０の側面１２は、第２検出面１４のみが白色に変換され、第１検出面１３が黒色に変換される。

【0047】

このとき、ステップＳ１０１における輝度設定の効果によって、白黒画像における白黒２値化について所望の結果が得られる。即ち、ワークＷの角部Ｗａが白い部分として強調され、且つ定盤１０の側面１２において第２検出面１４が白い部分として強調された白黒画像が得られる。
なお、ここでいう白黒２値化は公知の処理であり、この処理についての更なる詳細な説明は省略する。

【0048】

次いで、画像処理部４１によって、撮影画像の明暗差に基づいてワークＷの角部Ｗａ及び定盤１０の第２検出面１４をそれぞれ検出する処理が実行される。この処理については図５が参照される。

【0049】

図５に示されるように、白黒画像においてワークＷの角部Ｗａは白色部であり、ワークＷのその他の部位（黒色部）に対して強調されて表示される。このため、角部Ｗａが位置する第１位置Ｑ１（ＸＺ座標（ｘ１，ｚ１））を正しく検出することができる。図５では、ワークＷの角部Ｗａの白色部（白点群）を「○」で示している。

【0050】

このとき、白色部（白点群）の第３方向Ｚの最下点を第１位置Ｑ１とし、ワークＷの角部Ｗａのうちワーク下面との境界点をこの第１位置Ｑ１として検出するのが好ましい。これに対して、白色部（白点群）の第３方向Ｚの最上点を第１位置Ｑ１としてもよい。この場合は、ワークＷの角部Ｗａのうちワーク上面との境界点がこの第１位置Ｑ１として検出される。

【0051】

また、白黒画像において第２検出面１４は白色部であり、黒色部である第１検出面１３に対して強調されて表示される。ここで、図５中の基準線Ｌ上にある、第１位置Ｑ１の直下の位置を第２位置Ｑ２（ＸＺ座標（ｘ１，ｚ２））として正しく検出することができる。第２位置Ｑ２は、第１検出面１３と上面１１との境界にあり、第１位置Ｑ１を通る第３方向Ｚの直線と基準線Ｌとの交点として定められる。この場合、第２検出面１４のうち上面１１に連接する上辺１４ａの少なくとも２点Ｐ１，Ｐ２から、この上辺１４ａを通る水平方向（第１方向Ｘ）の直線を求め、この直線を基準線Ｌとすることができる。或いは、（図５中左側の）一方の第２検出面１４の上辺１４ａ上の点と、（図５中右側の）他方の第２検出面１４の上辺１４ａ上の点とを結ぶ直線を基準線Ｌとしてもよい。

【0052】

その後、演算部４２は、第２位置Ｑ２から第１位置Ｑ１までの垂直方向の距離を用いて、ワークＷの反り量ｄ（即ち、ワークＷの角部Ｗａの第３方向Ｚの浮き量）を演算する。このとき、ワークＷの角部Ｗａのうちワーク下面との境界点を第１位置Ｑ１として検出している場合には、上記の垂直方向の距離がワークＷの板厚方向（第３方向Ｚ）の反り量となる。これに対して、ワークＷの角部Ｗａのうちワーク上面との境界点を第１位置Ｑ１として検出している場合には、上記の垂直方向の距離からワークＷの板厚を差し引いた値がワークＷの板厚方向（第３方向Ｚ）の反り量となる。この演算部４２による演算結果は、出力部４３によって画面に表示出力され、必要に応じてメモリ４４に記憶される。

【0053】

従って、処理装置４０を用いたステップＳ１０３の処理によれば、カメラ３０で撮影された撮影画像からワークＷの反り量を自動で簡単に演算することができる。

【0054】

なお、ワークＷの反り量を測定する上述の処理は、ワークＷの品質管理のためには、１つの角部Ｗａについてのみならず４つの角部の全てについて実施されるのが好ましい。

【0055】

上述の反り量測定装置１及び反り量測定方法によれば、以下のような作用効果が得られる。

【0056】

定盤１０の上面１１に置かれた板状のワークＷは、照明装置２０によって照明光が当てられた状態でカメラ３０によって側方視点３１から撮影される。このとき、ワークＷの角部Ｗａは、ワークＷの他の部位や定盤１０の第１検出面１３に対して相対的に輝度が高い状態で検出される。このため、カメラ３０によって撮影された撮影画像において、ワークＷの反り量を求めるのに用いる角部Ｗａの位置（図５中の第１位置Ｑ１）を、ワークＷの他の部位及び第１検出面１３との輝度の違い（明暗差）によって正しく検出できる。

【0057】

一方で、ワークＷの角部Ｗａの検出のために定盤１０の第１検出面１３の輝度を相対的に低くすると、ワークＷの実際の反り量が微小或いはゼロのとき（例えば、図６に示される状態の場合）に、ワークＷの角部Ｗａの位置が誤認識されるおそれがある。

【0058】

そこで、本実施形態において、定盤１０の第２検出面１４は、その輝度が第１検出面１３の輝度よりも高い状態でカメラ３０によって撮影されるように設定されている。このため、カメラ３０によって撮影された撮影画像において、第２検出面１４を第１検出面１３との輝度の違い（明暗差）によって容易に検出できる。

【0059】

このとき、第２検出面１４の上辺１４ａの位置が定盤１０の上面１１の位置に一致するため、この上辺１４ａの位置を正しく検出することによって、ワークＷの反り量を求めるのに用いる定盤１０の上面１１の位置も正しく検出できる。そして、いずれも正しく検出されたワークＷの角部Ｗａの位置と定盤１０の上面１１の位置との双方の位置情報を用いることによって、ワークＷの反り量が精度良く求められる。

【0060】

その結果、板状のワークＷの反り量を精度良く測定することが可能になる。特に、ワークＷの実際の反り量が微小或いはゼロのときでもワークＷの角部Ｗａの位置を正しく検出できる。また、ワークＷの反り量の測定のために、レーザ測定器のような高価な機器を使用する必要がなく、安価な測定システムを構築できる。

【0061】

また、図７が参照されるように、ワーク上面Ｗｂに別の要素Ａが積層された構造において、下側に位置するワークＷの反り量を測定したい場合、別の要素Ａが邪魔になってワーク上面Ｗｂの三次元形状からワークＷの反り量を測定するのは難しい。これに対して、本実施形態は、ワークＷの角部Ｗａの位置を直接的に検出する方法を採用しており、別の要素Ａが邪魔になることなくワークＷの反り量を精度良く検出するのに効果がある。

【0062】

定盤１０の側面１２を第１検出面１３と第２検出面１４とに区画する形態として、図１に示される形態以外に、例えば図８〜図１０に示される各変更例を採用することもできる。

【0063】

（第１変更例）
図８に示される第１変更例において、定盤１０は、第１検出面１３及び２つの第２検出面１４，１４がいずれも、上面１１に連接し且つ第３方向Ｚの高さが側面１２を下回るように構成されている。

【0064】

（第２変更例）
図９に示される第２変更例において、定盤１０は、第１検出面１３及び第２検出面１４のそれぞれの数が１つであり、第１検出面１３及び第２検出面１４のいずれも、上面１１に連接し且つ第３方向Ｚの高さが側面１２と一致するように構成されている。

【0065】

（第３変更例）
図１０に示される第３変更例において、定盤１０は、第１検出面１３及び第２検出面１４のいずれも、上面１１に連接し且つ第３方向Ｚの高さが側面１２を下回るように構成されている。

【0066】

即ち、ワークＷの角部Ｗａの下方に第１検出面１３が配置され、且つ第１検出面１３及び第２検出面１４がいずれも定盤１０の上面１１に連接した構成であれば、各検出面の大きさや数は定義に変更可能である。

【0067】

本発明は、上記の本実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。例えば、本実施形態を応用した次の各形
態を実施することもできる。

【0068】

上記の実施形態では、照明装置２０の向きを調整することによってワークＷの角部Ｗａの輝度の設定を行う場合について例示したが、これに代えて、ワークＷの角部Ｗａに輝度を高めるための部材を接着してもよい。

【0069】

上記の実施形態では、定盤１０の側面１２の第１検出面１３及び第２検出面１４のそれぞれを構成する素材を選択することによって２つの検出面１３，１４における輝度の設定を行う場合について例示したが、別の構造によって当該輝度の設定を行うようにしてもよい。別の構造として、例えば第１検出面１３が黒色に塗色され且つ第２検出面１４が白色に塗色された構成や、照明装置２０の向きや設置数などが変更された構成などが挙げられる。

【0070】

上記の実施形態では、第１検出面１３を構成する反射素材として金属材料を使用する場合について例示したが、所望の正反射率を得ることができればこの反射素材として金属材料以外の材料を使用してもよい。同様に、第２検出面１４を構成する拡散素材として樹脂材料を使用する場合について例示したが、所望の拡散反射率を得ることができればこの拡散素材として樹脂材料以外の材料を使用してもよい。

【0071】

上記の実施形態では、反り量測定装置１が処理装置４０を備える場合について例示したが、必要に応じて処理装置４０を省略し、処理装置４０が実行する処理、即ちカメラ３０による撮影画像からワークＷの反り量を求める処理を作業者が行うようにしてもよい。

【0072】

上記の実施形態では、測定対象であるワークＷが４つの角部を有する場合について例示したが、少なくとも１つの角部を有する板状のワークを測定対象とすることができる。

【符号の説明】

【0073】

１ 反り量測定装置
１０ 定盤
１１ 上面
１２ 側面
１３ 第１検出面
１４ 第２検出面
１４ａ 上辺
２０ 照明装置
３０ カメラ
３１ 側方視点
４０ 処理装置
ｄ 反り量
Ｑ１ 第１位置
Ｑ２ 第２位置
Ｗ ワーク
Ｗａ 角部
Ｓ１０１ 設定ステップ
Ｓ１０２ 撮影ステップ
Ｓ１０３ 処理ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】