特許 6989843 自動車のフロントガラス内の割れ検出方法

(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】

(24)【登録日】2021-12-07

(45)【発行日】2022-01-12

(54)【発明の名称】自動車のフロントガラス内の割れ検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/958 20060101AFI20220104BHJP

【ＦＩ】

G01N21/958

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2017184199

(22)【出願日】2017-09-25

(65)【公開番号】P2019060664

(43)【公開日】2019-04-18

【審査請求日】2020-09-09

(73)【特許権者】

【識別番号】501387301

【氏名又は名称】有限会社仁木ガラス

(73)【特許権者】

【識別番号】304020292

【氏名又は名称】国立大学法人徳島大学

(74)【代理人】

【識別番号】100104949

【弁理士】

【氏名又は名称】豊栖 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100074354

【弁理士】

【氏名又は名称】豊栖 康弘

(72)【発明者】

【氏名】仁木 守一

(72)【発明者】

【氏名】喜耒 祐太朗

(72)【発明者】

【氏名】浮田 浩行

【審査官】小澤 瞬

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０９２４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２３４１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０６２３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１１０３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２１２５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２１８１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１９６８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－０２２４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５２５６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００６／１２６５９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００３／０１６９２１３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ３２Ｂ １／００ ー Ｂ３２Ｂ ４３／００

Ｇ０１Ｂ １１／００ － Ｇ０１Ｂ １１／３０

Ｇ０１Ｎ ２１／００ － Ｇ０１Ｎ ２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７ － Ｇ０１Ｎ ２１／６１

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ － Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に固定してなる自動車の合わせガラスからなるフロントガラスの表面に向かって、光源から所定の入射角で光ビームを照射し、
前記光源からフロントガラス表面に照射される光ビームの反射光を受光センサで受光して反射光から得られる画像パターンを画像信号として演算回路に出力し、
前記演算回路で画像信号を演算処理してフロントガラス内部の割れを判別するフロントガラスの割れ検出方法であって、
前記光源から照射する光ビームをレーザービームとし、
前記演算回路が、
入射角と反射角の何れかが異なる反射光であって、前記フロントガラス表面と前記フロントガラス内部からの反射光から得られる複数の画像パターンを合成してガラス内部の割れを検出することを特徴とする自動車のフロントガラス内の割れ検出方法。

【請求項2】

請求項１に記載される自動車のフロントガラス内の割れ検出方法であって、
前記光源が所定の長さの直線状の光ビームを集束して自動車のフロントガラスを照射すると共に、
光ビームを直線の横方向に移動して、フロントガラスに所定の幅で光ビームを照射してガラス全面の割れを検出することを特徴とする自動車のフロントガラス内の割れ検出方法。

【請求項3】

請求項２に記載される自動車のフロントガラス内の割れ検出方法であって、
前記光源が、所定の横幅で直線状の光ビームをフロントガラスに照射すると共に、
前記受光センサでもって、所定の横幅の光ビームの画像パターンを画像信号に変換して出力し、
前記演算回路で前記画像パターンを合成してガラス内部の割れを検出することを特徴とする自動車のフロントガラス内の割れ検出方法。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれかに記載される自動車のフロントガラス内の割れ検出方法であって、
前記光源と前記受光センサとの相対位置を変更して、前記受光センサが入射角の異なる光ビームの画像パターンを検出することを特徴とする自動車のフロントガラス内の割れ検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車のフロントガラスの内部に進行する割れを検出する方法に関し、とくにフロントガラスを車両に固定する状態でガラス内部の割れを検出する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車のフロントガラスは、走行中に小石などが当たって表面が局部的に小さく凹む損傷、通称「打点」と呼ばれ傷が表面にできるのを皆無にできない。ガラス表面に打点ができると、この打点から内部に割れが進行する。割れの進行はガラス表面の衝撃によって変化する。フロントガラスに発生する打点や割れは、ドライバーの視界を悪くして安全運転を阻害する。表面にできる打点は、目視して判定できるが、内部に進行する割れは、ガラス内部に極めて狭い隙間で発生するので、視る方向によって目立ち難く、目視による判定が難しい。しかしながら、現実の運転状態においては、打点と割れの両方がドライバーの視界を悪くする。それは、フロントガラスを透過する光の方向や外的環境によって、ドライバーの視界を著しく悪くするからである。とくに、視界が悪い雨の夜間走行時にあっては、打点や割れによる視界の低下は、ドライバーの安全運転を著しく阻害する原因となる。

【0003】

ガラス内部に進行する割れは、使用環境によっては視界を著しく低下させるにもかかわらず、一見しては割れを正確に判定できず、いかに割れを正確に検出できるかは安全運転のためには極めて大切である。ガラス内部の割れを検出する方法として、ガラスに光を照射し、透過光を検出して割れを検出する方式が開発されている。（特許文献１、２参照）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－７５２９６号公報

【文献】特開平０７－６８５８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の方法は、ガラス板に一方の端面から内部に光を照射し、光をガラス板の内部で全反射させながら面方向に透過させて、他方の端面に配置している光センサで透過光を検出する。ガラス板の内部に割れがあると、割れが光を散乱して光センサの受光量を低下させる。したがって、光センサの受光量の変化を検出して割れを検出できる。この方法は、光をガラス板の内部で全反射させながら面方向に透過させるので、自動車のフロントガラスのように、車両に取り付けた状態では割れを検出できない。車両に取り付けたフロントガラスの内部に光を入射して面方向に透過できず、また、フロントガラスの端面に光センサを配置できないからである。さらに、以上の方法は、ガラス板の内部で光を全反射させながら面方向に透過させるので、光が透過する経路が長くてガラス板の内部の光の減衰が大きく、さらにヒビによる透過光の減衰を光センサの受光量の変化として検出するので、小さいヒビを正確に検出できない欠点がある。

【0006】

特許文献２は、自動車の強化ガラスの割れを検出する方法を記載している。この方法は、図５に示すように、光源１０２から強化ガラス１０１に光を透過し、透過光をさらにガラスの下に配置する反射器１０４で反射してガラスに透過し、ガラスを透過する光の強度を検出器１０３で検出してガラスの割れを検出する方法を記載する。割れのあるガラスは、破損しないガラスに比較して透過光の強度が低下する。したがって、透過光の強度を検出して強化ガラスの割れを検出できる。強化ガラスは、通常の状態において多大なテンションと圧縮とが加えられているので均一に割れる。強化ガラスにおいて発生する割れは常にガラスの表面全体に沿って均一にガラスの表面に対して垂直に走る。割れの均一性によって、光源と検出器とを強化ガラスのいずれの個所に位置させても同等の効果が得られるので、強化ガラス全面の割れを検出する必要はない。強化ガラスは、表面を圧縮して破壊に対する抵抗性を高めており、局部的な割れがガラス全体に走るので、全体の割れを検出する必要はない。

【0007】

しかしながら、近年の自動車のフロントガラスには強化ガラスに代わって合わせガラスが使用される。合わせガラスは、両面の板ガラスの間に樹脂製の中間膜を挟んで接着した構造である。合わせガラスは強化ガラスのように一部の割れが全体に走ることがなく、たとえば、飛び石などで局部的に打点ができ、この打点からガラス内部に割れが進行する。打点と割れの部位と形状は種々雑多であらゆる部位に種々の打点や割れが発生する。したがって、強化ガラスの割れを検出する方法では、合わせガラスの割れを確実に検出できない。

【0008】

本発明は、従来の以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の目的の一は、フロントガラスを車両から外すことなく、極めて小さい割れをも正確に検出できる自動車のフロントガラス内部の割れ検出方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段及び発明の効果】

【0009】

本発明の自動車のフロントガラスの割れ検出方法は、車両に固定している自動車の合わせガラスからなるフロントガラス１の表面に向かって、光源２から所定の入射角で光ビームを照射し、光源２からフロントガラス表面に照射される光ビームの反射光を受光センサ３で受光して反射光から得られる画像パターンを画像信号として演算回路４に出力し、演算回路４でもって画像信号を演算処理してフロントガラス内部の割れを判別する。さらに、以上のフロントガラスの割れ検出方法は、演算回路４でもって、入射角と反射角の何れかが異なる反射光であって、フロントガラス表面とフロントガラス内部からの反射光から得られる複数の画像パターンを合成してガラス内部の割れを検出する。

【0010】

以上の割れ検出方法は、フロントガラスを車両から外すことなく、小さい割れをも正確に検出できる特徴がある。それは、以上の割れ検出方法が、車両に固定しているフロントガラス表面に光源から光ビームを照射し、フロントガラスに照射された光ビームの反射光を受光センサで受光して反射光から得られる画像パターンを画像信号として演算回路に出力し、演算回路でもって、画像信号を演算処理してフロントガラス内部の割れを判別することに加えて、さらに光源から光ビームをフロントガラスに照射して、入射角や反射角の異なる反射光から得られる複数の画像パターンを演算回路で合成してガラス内部の割れを判別するからである。以上の方法は、光源からフロントガラスの表面に向かって光ビームを照射して、フロントガラスからの反射光を受光センサで検出するので、光源と受光センサの両方をフロントガラスの端面に配置する必要がなく、両方をフロントガラス表面から離して配置して、内部に進行する割れを検出でき、さらに、入射角又は反射角の異なる光ビームによる複数の画像パターンを合成してガラス内部の割れを検出するので、種々の形態で内部に進行する割れを正確に検出できる特徴がある。ガラス内部にできる割れは、特定の形状となることはなく、衝撃を受ける状態によって、内部に進行する深さが異なり、また形状も種々な状態に変化する。形状が特定されない内部の割れは、照射される光ビームをランダムな方向に反射する。ランダムな方向に反射される反射光は、必ずしも特定の位置に配置している受光センサに検出されず、割れの形態によっては受光センサが割れからの反射光を充分な受光量で検出できないことがある。本発明の割れ検出方法は、入射角や反射角が異なる複数の画像パターンを合成して割れを検出する。割れが特定の方向から入力されて特定の方向に反射する反射光を受光センサに向かって反射しない状態にあっても、異なる入射角や反射角の際には、受光センサで検出される反射光の強度が変化する。このため、ガラス内部にできるあらゆる形態の割れを正確に検出できる特徴がある。さらにまた、光ビームをフロントガラスの内部で全反射させながら面方向に透過させることなく、フロントガラスの表面に向かって光ビームを照射して、その反射光を受光センサで検出して割れを検出するので、光ビームの強度に対する受光センサの受光量が大きく、発光出力の小さい光源を使用しながら、フロントガラス内に進行する僅かな割れをも正確に検出できる特徴がある。

【0011】

本発明の他の態様にかかる自動車のフロントガラス内の割れ検出方法は、光源２が所定の長さの直線状の光ビームを集束して自動車のフロントガラス１を照射し、照射される光ビームを直線の横方向に移動して、フロントガラス１に所定の幅で光ビームを照射してガラス全面の割れを検出することができる。

【0012】

本発明の他の態様にかかる自動車のフロントガラス内の割れ検出方法は、光源２が、所定の横幅で直線状の光ビームをフロントガラス１に照射し、受光センサ３でもって、所定の横幅の光ビームの画像パターンを画像信号に変換して演算回路４に出力し、演算回路４で画像パターンを合成してガラス内部の割れを検出することができる。

【0013】

本発明の他の態様にかかる自動車のフロントガラス内の割れ検出方法は、光源２と受光センサ３との相対位置を変更して、受光センサ３が入射角の異なる光ビームの画像パターンを検出することができる。

【0014】

本発明の自動車のフロントガラス内の割れ検出方法は、光源２から照射する光ビームをレーザービームとする。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態にかかるフロントガラスの割れ検出方法に使用する割れ検出装置の概略構成図である。

【図2】割れ検出装置の他の一例を示す概略構成図である。

【図3】割れ検出装置の他の一例を示す概略構成図である。

【図4】図３に示す割れ検出装置で検出されるフロントガラスの正面図である。

【図5】従来の自動車の強化ガラスの割れを検出する方法を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための自動車ガラスの割れ検出方法を例示するものであって、本発明は自動車のフロントガラスの割れ検出方法を以下の方法に特定しない。ただし、本発明は、合わせガラスであるフロントガラスの割れ検出方法に係るもので、強化ガラスの割れを検出するものではない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

【0017】

自動車のフロントガラスに使用される合わせガラスは、中間に樹脂層を挟んで両面にガラスを接着している。このフロントガラスは、従来の強化ガラスのように全体に割れが走って小さく破砕されることはない。合わせガラスは、事故の衝撃でドライバーがフロントガラスを破って飛び出すのを防止できるので、強化ガラスよりも安全にドライバーを保護できる。ただ、合わせガラスは、走行中に飛び石が当たって局部的に打点が発生し、打点から内部に割れが進行する。またワイパーがフロントガラスを擦って無数の擦り傷が付く欠点はある。とくに、ワイパーによる損傷では、フロントガラスとの間に埃が溜まりやすく、また埃は、シリカとアルミナの混合物であるガラスに匹敵する硬度の微細な砂が混ざっていることが多いので、これがワイパーで擦り付けられると、ガラスの表面に微細な無数の擦り傷ができ、この擦り傷がドライバーの視界、とくに夜間や雨のときの視界を著しく悪くする。

【0018】

図１ないし図３に示すフロントガラスの割れの検出方法は、フロントガラス１を自動車に固定する状態で、合わせガラス表面から内部に伸びる割れを検出する。さらに、以上の検出方法は、ガラス内部に進行する割れに加えて、表面にできる微細な擦り傷をも検出できる。フロントガラス表面の無数の擦り傷は、昼間にはほとんど目立たないので傷の程度を簡単に検出できないが、夜間の対向車のヘッドライトからの光を散乱し、さらにワイパーで雨水を払拭する状態では視界を著しく悪化して安全運転を阻害する。このため、擦り傷の程度が判定できることは安全運転の実現から極めて有効である。

【0019】

図１ないし図３は、フロントガラス１に使用される合わせガラスの割れ検出方法を示す。これ等の割れ検出方法は、フロントガラス１の表面に向かって、光源２から所定の入射角で光ビームを照射する。光源２からフロントガラス表面に照射される光ビームの反射光は、受光センサ３で受光する。受光センサ３は反射光から得られる画像パターンを画像信号として演算回路４に出力する。演算回路４は画像信号を演算処理してフロントガラス内部の割れを判別する。図１ないし図３に検出方法に使用される装置は、フロントガラス１の裏面に濃い黒などの暗色のシート５を配置して、フロントガラス１を透過した光の反射を少なくしている。暗色のシート５は反射率の低い黒色で無地のシートが最適であるが、無地で黒以外の暗色のシートも使用できる。無地のシート５は、フロントガラス１の背面に密着して配置され、あるいは接近して配置されて、表面に照射される光ビームの反射を少なくして、ガラス内部の割れをより明確に検出する。

【0020】

光源２は所定の放射角で光ビームをガラス表面に照射する。自動車のフロントガラス表面の全面を照射する光ビームを照射する光源２は、１組の光源２を定位置に配置して、ガラス全面を照射する。図３に示すように、ガラス表面を所定の幅で照射する光ビームの光源２は、たとえば、光ビームが、図４のハッチングで示すように、所定横幅があってガラスの幅方向に伸びる直線状の領域を照射する。この光源２は、図４の矢印で示すように、光ビームを照射する区画領域６をガラス表面に沿って移動してガラス全面を照射する。図４の光ビームは、所定の横幅でガラスの幅方向に伸びる直線状にガラス表面の一部を照射する。この光ビームは、光ビームの直線の横方向、すなわちガラスの長手方向に移動してガラス全面を照射する。図４に示す直線状の光ビームは、ガラスの幅方向の両側まで伸びる長さで、ガラスの長手方向に移動して、ガラス全面を照射できる。ただし、光源２は、ガラス表面の横幅と長手方向のいずれかよりも狭いスポット領域を照射する放射角として、このスポット領域を縦横に走査してガラス全面を照射することもできる。光源２から照射する光ビームは、例えば、レーザービームとすることができる。

【0021】

受光センサ３も、図１に示すように、ガラス全面を１枚の画像パターンとして検出するものにあっては、１組の受光センサ３を定位置に配置してガラス全面を画像パターンとして認識できる。図２と図３に示すように、ガラス表面を複数に区画した区画領域６を画像パターンとして認識する受光センサ３は、認識する区画領域６を矢印で示すようにガラス表面に沿って移動して、ガラス全面の画像パターンを検出する。図４に示すように、区画領域６を、幅方向に伸びる所定の横幅の直線状とする受光センサ３は、矢印で示すように、直線の幅方向に移動してガラス全面の画像パターンを認識する。

【0022】

内部に割れや擦り傷のないフロントガラス１は、照射される光ビームを、表面と裏面とで特定の方向に特定の割合で反射する。ガラスの表面と裏面で反射される光は、入射角と反射角とが同じ角度となり、反射率は表面状態で特定されて一定値となる。ガラスの表面と裏面とで反射される反射光は一定強度となるので、受光センサ３で検出される画像パターンにおいて、濃淡のない、すなわちコントラストのない画像パターンとなる。内部に割れが進行し、あるいはガラス表面に無数の擦り傷のあるガラスは、表面と裏面のみでなく、照射される光ビームを種々の方向に反射する。割れや擦り傷の反射光は受光センサ３に受光される。割れや擦り傷はガラスに局部的に発生するので、割れや擦り傷からの反射光を受光する受光センサ３の画像パターンは、割れや擦り傷によってコントラストができる。ガラスの割れや擦り傷は、特定の形状では発生しない。割れや擦り傷は、大きさや形状が種々の形態となるので、割れや擦り傷の反射光は方向と強度の両方が一定とならない。割れや擦り傷の反射光は、入射角の方向によって強く、また入射角の方向によって小さくなる。受光センサ３は、割れや擦り傷の反射光を検出し、画像パターンにおいてコントラストの差として検出するので、光ビームの反射光が弱い割れを確実に検出できない。

【0023】

図１と図２に示す割れ検出方法は、光源２と受光センサ３との相対位置を変更して、受光センサ３が入射角と反射角の異なる光ビームの画像パターンを検出して、ガラス内部の割れを検出する。図１の検出方法は、複数の光源２から異なる入射角の光ビームでガラス表面を照射して、種々の形態の微細な割れを確実に検出する。この検出装置は、複数の光源２から異なる入射角の光ビームをフロントガラス１に照射し、演算回路４は、入射角の異なる反射光から得られる複数の画像パターンを合成してガラス内部の割れを検出する。ガラス表面に特定の方向から照射する光ビームのみでガラスの割れを検出する方法は、割れの形態によっては、反射光の強度が著しく低下して正確に検出できないことがある。図１の割れ検出方法は、ガラス表面に異なる入射角で光ビームを照射する。異なる入射角でガラス表面に照射される光ビームは、割れを異なる角度で照射するので、あらゆる形態の割れに照射され、何れかの方向から照射される光ビームの反射光が強くなる。あらゆる種類の割れからの反射光を強くできる方法は、受光センサ３で得られる画像パターンのコントラストを強く、とくに割れ領域のコントラストを強くして、割れを確実に検出する。

【0024】

図１の割れ検出装置は、１組の受光センサ３と複数の光源２を備える。複数の光源２は、ガラス表面に異なる方向から光ビームを照射する。この図の検出装置は３組の光源２でガラス表面を照射する。図の光源２は、光ビームの放射角を、ガラス全面を照射する角度とするので、各々の光源２を固定している。ガラス全面を照射できない放射角の光源２は、移動してガラス全面を照射する。異なる位置に配置される光源２から放射される光ビームは、ガラス表面を異なる角度から照射する。

【0025】

受光センサ３は、ガラス全面からの反射光を検出して画像パターンとして認識する。ガラス内部に発生する割れは、照射される光ビームを種々の方向に反射する。ただ、ガラス内部の割れは、全ての方向から照射される光ビームを全ての方向に均一に反射することはなく、照射される光ビームを種々の方向にランダムに反射する。図１において、Ａ点に発生したガラス内部の割れは、各々の光源２から入射される光を反射し、Ａ点の反射光は受光センサ３で検出される。受光センサ３が検出する反射光の強度は同じではない。Ａ点の割れは、複数の光源２から異なる入射角で照射される光ビームを反射するが、全ての光源２から放射される光ビームを同じ強度では反射しない。ある方向から照射される光ビームの反射光は弱くなるとしても、全ての方向から入射される光ビームの反射光が弱くなる確率は低いので、他の方向から照射される光ビームの反射光は強くなって、受光センサ３に検出される。このことから、Ａ点が複数の光源２から異なる入射角の光ビームで照射されると、何れかの光源２からの光ビームを強く反射して、受光センサ３で割れが検出される。図の検出装置は、３個の光源２でガラス表面を異なる入射角で照射するが、光源２の個数を多くすることは、より微細な割れを検出することに有効である。したがって、光源２の個数は４個以上とすることもできる。ただ、２組の光源２が異なる入射角でガラス内部を照射して、ガラス内部の割れを検出することもできるので、光源２の数は２組とすることもできる。

【0026】

受光センサ３は、光ビームの反射光を受光して得られる画像パターンを画像信号として演算回路４に出力する。演算回路４は、受光センサ３から入力される画像信号を演算処理してフロントガラス内部の割れを判別するが、この演算回路４は、入射角が異なる光ビームの反射光から得られる複数の画像パターンを合成してガラス内部の割れを検出する。図１において、演算回路４は、３個の光源２から異なる入射角で放射される光ビームの反射光で検出する３組の画像パターンを演算してガラス内部の割れを検出する。演算回路４は、受光センサ３から入力される画像パターンに相当する画像信号を演算して、ガラス内部の割れを判定する。入力される画像信号は、割れに相当する部分の信号レベルが高くなる。演算回路４は、３組の画像パターンの画像信号を合成して全体の画像、すなわち全体画像を演算し、演算する全体画像から信号レベルが高くなる領域を割れと判定する。ガラス内部の割れは、複数の画像パターンに含まれるので、複数の画像パターンを合成、すなわち複数の画像信号を合成することでガラス内部の割れに相当する信号レベルはより高くなって、割れはより確実に検出される。

【0027】

図２の割れ検出方法は、種々の割れを確実に検出するために、移動する受光センサ３が異なる反射角の反射光を検出し、演算回路４は、反射角の異なる反射光から得られる複数の画像パターンを合成してガラス内部の割れを検出する。特定の方向からの反射光のみでガラスの割れを検出する方法は、割れの形態によっては、反射光の強度が著しく低下して正確に検出できないことがある。図２の割れ検出方法は、ガラス内部の割れが反射する反射光であって、反射角が異なる反射光を受光センサ３で検出する。ガラス内部の割れは、入射される光ビームを種々の方向に反射するが、全方向に同じ強度に反射しないので、特定方向の反射光の強度が弱くなっても、全ての方向の反射光が弱くなるのではない。反射角が異なる複数の反射光を受光センサ３で検出する検出装置は、強い反射光を受光センサ３で検出することで、画像パターンのコントラストを強く、とくに割れ領域のコントラストを強くして、割れを確実に検出する。

【0028】

図２の割れ検出装置は、光ビームがガラス全面を照射する１組の光源２と、ガラス表面に沿って移動して、ガラス全面の画像パターンを検出する受光センサ３とを備える。受光センサ３は、ガラス表面の所定幅の領域の反射光を検出して画像パターンを検出し、ガラス表面に沿って移動しながら、ガラス全面の画像パターンを検出する。図の検出装置は、１組の受光センサ３を移動してガラス全面の画像パターンを検出する。この受光センサ３は、ガラス表面を複数の区画領域６に区画して、ガラス表面に沿って移動して、区画された複数の区画領域６の画像パターンを検出して、ガラス全面の画像パターンを検出する。図示しないが、複数組の受光センサ３を並べて、各々の受光センサ３でガラス全面の一部の画像パターンを検出し、全ての受光センサ３でガラス全面の画像パターンを検出することもできる。

【0029】

ガラス内部に発生したＡ点の割れは、照射される光ビームを種々の方向に反射するので、異なる位置の受光センサ３で検出される。図２において、Ａ点の割れの反射光は、移送方向に並ぶａ、ｂ、ｃで示す位置の受光センサ３の画像パターンに含まれる。Ａ点の割れが、ａ、ｂ、ｃの位置にある受光センサ３の画像パターンの内部にあるからである。受光センサ３のａ、ｂ、ｃの画像パターンは、異なる位置で反射光を検出するので、各々の画像パターンで検出されるＡ点の反射光は、異なる反射角となる。ガラス内部の割れは、特定の方向から照射される光ビームを全ての方向に均一に反射することはなく、照射される光ビームを種々の方向にランダムに反射するので、図２において、Ａ点に発生したガラス内部の割れの反射光の強度は同じ強度ではない。Ａ点の割れは、特定の方向から入射される光ビームを反射するが、全ての方向に同じ強度では反射せず、ある方向の反射光は弱くなっても、全ての方向の反射光が弱くなることはなく、特定方向の反射光は強くなって、受光センサ３に検出される。したがって、Ａ点を特定の入射角の光ビームで照射すると、何れかの反射角の反射光が強くなる。図の検出装置は、３区画の画像パターンでＡ点の割れを検出するが、検出する画像パターンの個数を多くして、すなわち、移動する受光センサ３が検出する画像パターンのピッチを小さくして、より多くの画像パターンで割れを検出することで、より微細な割れを検出できる。

【0030】

受光センサ３は、画像パターンを画像信号として演算回路４に出力する。演算回路４は、受光センサ３から入力される画像信号を演算処理してフロントガラス内部の割れを判別するが、この演算回路４は、入射角と反射角が異なる光ビームの反射光から得られる複数の画像パターンを合成してガラス内部の割れを検出する。図２において、演算回路４は、３位置で検出する３組の画像パターンを演算してガラス内部の割れを検出する。演算回路４は、受光センサ３から入力される３組の画像パターンに相当する画像信号を演算して、ガラス内部の割れを判定する。入力される画像信号は、割れに相当する部分の信号レベルが高くなるので、演算回路４は、３組の画像パターンの画像信号を合成して全体の画像、すなわち全体画像を演算し、演算する全体画像から信号レベルが高くなる領域を割れと判定する。ガラス内部の割れは、複数の画像パターンに含まれるので、複数の画像パターンを合成、すなわち複数の画像信号を合成することでガラス内部の割れに相当する信号レベルはより高くなって、割れはより確実に検出される。

【0031】

図３の検出装置は、光源２と受光センサ３を移動台７に固定している。移動台７は、ガラス表面に沿って移動しなが、光源２からはガラス表面に光ビームを照射し、光ビームの反射光を受光センサ３で受光する。受光センサ３は、一定の周期で光ビームを受光して、複数に区画された区画領域６の画像パターンを検出する。移動台７は、光源２と受光センサ３を固定して定位置に配置して、光源２と受光センサ３との相対位置を変化させることなくガラス表面に沿って移動する。

【0032】

移動台７は、駆動機構８を介してガラス表面に沿って移動する。図の駆動機構８は、平行に配置している２本のネジ棒１１と、ネジ棒１１を一緒に回転するモータ１２と、モータ１２の回転をコントロールする制御回路１３とを備える。移動台７はネジ棒１１の雄ネジに噛み合う雌ねじ孔（図示せず）を設けている。この駆動機構８は、制御回路１３がモータ１２の回転を制御して、移動台７をネジ棒１１に沿って移動させる。モータ１２は正逆に回転されて移動台７を往復運動させる。移動台７の移動距離はモータ１２の回転数や回転時間で特定される。制御回路１３は、モータ１２の回転数や回転時間から移動台７の移動距離を検出し、移動台７が予め設定している距離を移動する毎に、移動台７が設定距離を移動したことを示す移動信号を出力する。受光センサ３は、移動信号を検出する毎に反射光から画像パターンを検出する。図３において、受光センサ３が画像パターンを検出する間隔、すなわち移動台７の設定距離（ｄ）は、受光センサ３が検出する画像パターン（Ｐ、Ｑ）が互いに重なり合う距離に設定される。したがって、設定距離（ｄ）は画像パターンとして認識される区画領域６の横幅、すなわち移送方向の幅（Ｗ）よりも狭く設定される。

【0033】

受光センサ３が画像パターンを検出する設定距離（ｄ）と区画領域６の横幅（Ｗ）との比率、すなわち設定距離（ｄ）／区画領域６の横幅（Ｗ）は、例えば５０％よりも小さく、好ましくは３０％よりも小さく、さらに好ましくは２０％よりも小さく設定される。設定距離（ｄ）／横幅（Ｗ）の比率を小さくすることは、区画領域６の特定の位置に発生する割れの検出回数が多くなって、ガラス内部の割れを検出できる確率が高くなる。

【0034】

受光センサ３は、移動台７が予め設定している距離、すなわち設定距離（ｄ）移動する毎に区画領域６の画像パターンを検出して演算回路４に出力する。演算回路４は、受光センサ３から入力される画像パターンを合成してガラス全面の全体画像を演算して、ガラス内部の割れを検出する。全体画像は、複数の画像パターンを加算して合成されるが、合成される隣の画像パターンは、図４に示すように、境界部分で互いに重なって両側の画像パターンに検出される。図４においてＰ領域の画像パターンの右側と、Ｑ領域の画像パターンの左側は同じ領域の画像を検出するので、演算回路４は、Ｐ領域の画像パターンの右側と、Ｑ領域の画像パターンの左側とを合成して、割れのコントラストを明確にする。割れは光ビームを反射して反射光の強度が強くなる、すなわち割れを検出する部分で受光センサ３の出力電圧が高くなる。したがって、受光センサ３の画像パターンを画像信号として演算回路４に出力すると、割れを示す部分の画像信号は電圧値が高くなる。このため、演算回路４が画像信号の電圧値を加算して画像パターンを合成することで、合成された全体画像において、ガラス内部の割れを示す画像信号の電圧値が高くなって、割れをより明確に検出できる。図４の検出装置は、画像パターンの約半分を重なるように合成して、全体画像を演算するが、画像パターンの重なり部分をさらに多くすることで、ガラス内部の割れの反射光強度を検出している画像パターンの画像信号を加算して全体画像を合成して、全体画像から割れをより確実に検出できる特徴がある。

【0035】

演算回路４は、多数の画像パターンを合成して得られる全体画像をパターン認識して、ガラス内部の割れを判定する。演算回路４は、パターン認識において、全体画像から局部的にコントラストが設定値よりも高くなる領域の面積が閾値を越えるとガラス内部の割れと判定する。ガラス表面に付着する塵は、光ビームを反射してコントラストが設定値よりも高くすることがある。ただ、塵でコントラストが高くなる領域は、極めて狭い領域に限られるので、コントラストが設定値よりも高くなる領域に閾値を設けて、閾値よりも高くなる領域を割れと判定して、塵と割れとを識別できる。さらに、演算回路４は、種々の割れを検出して割れのパターンを記憶し、コントラストが高くなる領域の形状と記憶するパターンとを比較して、割れと判定することもできる。

【産業上の利用可能性】

【0036】

本発明はフロントガラスを自動車に固定する状態で内部に発生する割れを検出する方法として有効に利用できる。

【符号の説明】

【0037】

１…フロントガラス
２…光源
３…受光センサ
４…演算回路
５…シート
６…区画領域
７…移動台
８…駆動機構
１１…ネジ棒
１２…モータ
１３…制御回路
１０１…強化ガラス
１０２…光源
１０３…検出器
１０４…反射器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】