特許 7331618 ガラスの検査装置、ガラスの検査方法

(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】2023-08-15

(45)【発行日】2023-08-23

(54)【発明の名称】ガラスの検査装置、ガラスの検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/958 20060101AFI20230816BHJP

【ＦＩ】

G01N21/958

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019192091

(22)【出願日】2019-10-21

(65)【公開番号】P2021067528

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-08-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000000044

【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】安川 実

【審査官】小野寺 麻美子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１１１０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０３８０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１７９４５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第０５３４３２８８（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開平０２－０５９６０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ － Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００ － Ｇ０１Ｂ １１／３０

Ｇ０２Ｂ ２７／００ － Ｇ０２Ｂ ２７／６４

Ｂ６０Ｋ ３５／００ － Ｂ６０Ｋ ３７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヘッドアップディスプレイユニットと組み合わせて用いられるガラスの検査装置であって、
画像表示器と、
前記画像表示器に表示された検査用画像が前記ガラスに投影されて生成された虚像を撮像する撮像器と、
前記撮像器が撮像した前記虚像の画像データを処理する画像処理部と、
前記ヘッドアップディスプレイユニットの光学系の設計データを予め記憶している記憶部と、を有し、
重力方向をＺ方向とし、前記Ｚ方向と交差する平面内で互いに交差するＸ方向及びＹ方向を規定したときに、前記画像表示器は少なくとも第１位置及び前記第１位置とはＺ方向の座標が異なる第２位置に移動可能に構成され、
前記画像処理部は、
前記画像表示器が前記第１位置にあるときに、前記虚像の任意の点を形成するための元となる光線が出射される前記検査用画像の点の第１ＸＹ座標を求める第１ＸＹ座標算出部と、
前記画像表示器が前記第２位置にあるときに、前記虚像の任意の点を形成するための元となる光線が出射される前記検査用画像の点の第２ＸＹ座標を求める第２ＸＹ座標算出部と、
前記虚像の同一の点を形成する際の元となる光線が出射される前記第１ＸＹ座標と前記第２ＸＹ座標を特定することで、前記虚像の表示領域全体の各点を形成するための元となる光線の光路を特定する光路特定部と、
前記光路特定部が特定した前記光路に基づいて、前記ガラスの品質に関連するデータを算出するデータ算出部と、を有し、
前記虚像は、主像と二重像を含み、
前記第１ＸＹ座標算出部は、前記画像表示器が前記第１位置にあるときに、前記主像の任意の点を形成するための元となる主像光線が出射される前記検査用画像の点の主像第１ＸＹ座標を求めると共に、前記二重像の任意の点を形成するための元となる二重像光線が出射される前記検査用画像の点の二重像第１ＸＹ座標を求め、
前記第２ＸＹ座標算出部は、前記画像表示器が前記第２位置にあるときに、前記主像の任意の点を形成するための元となる主像光線が出射される前記検査用画像の点の主像第２ＸＹ座標を求めると共に、前記二重像の任意の点を形成するための元となる二重像光線が出射される前記検査用画像の点の二重像第２ＸＹ座標を求め、
前記光路特定部は、前記主像の同一の点を形成する際の元となる主像光線が出射される前記主像第１ＸＹ座標と前記主像第２ＸＹ座標を特定することで、前記主像の表示領域全体の各点を形成するための元となる主像光線の光路を特定すると共に、前記二重像の同一の点を形成する際の元となる二重像光線が出射される二重像第１ＸＹ座標と二重像第２ＸＹ座標を特定することで、前記二重像の表示領域全体の各点を形成するための元となる二重像光線の光路を特定し、さらに前記記憶部から読み出した前記設計データに基づいて、前記ヘッドアップディスプレイユニットの凹面鏡及び光源の位置を特定し、前記凹面鏡及び前記光源の位置と前記主像光線の光路とに基づいて、前記主像光線の光路に光を出射する前記光源の出射位置を特定するガラスの検査装置。

【請求項2】

前記記憶部は、前記ガラスの設計データを予め記憶しており、
前記データ算出部は、
前記光源の同じ出射位置から出射した前記主像光線が前記記憶部から読み出した前記ガラスの設計データを用いた場合に形成する主像の位置と、測定対象となる前記ガラスを用い場合に形成する主像の位置とを比較し、両者の差分に基づいて主像歪みを算出する請求項１に記載のガラスの検査装置。

【請求項3】

前記光路特定部は、
前記凹面鏡及び前記光源の位置と前記二重像光線の光路とに基づいて、前記二重像光線の光路に光線を出射する前記光源の出射位置を特定する請求項１又は２に記載のガラスの検査装置。

【請求項4】

前記データ算出部は、
前記光源の同じ出射位置から出射した前記主像光線が生成する主像の位置と、前記光源の同じ出射位置から出射した前記二重像光線が生成する二重像の位置とを比較し、両者の差分に基づいて二重像歪みを算出する請求項３に記載のガラスの検査装置。

【請求項5】

前記データ算出部は、前記主像光線の光路、及び前記二重像光線の光路に基づいて、前記ガラスの厚さのデータ、前記ガラスの楔角のデータ、前記ガラスの面形状のデータの何れか１つ以上を算出する請求項１乃至４の何れか一項に記載のガラスの検査装置。

【請求項6】

前記検査用画像は、光学系を介さずに前記ガラスに直接投影される請求項１乃至５の何れか一項に記載のガラスの検査装置。

【請求項7】

前記ガラスは、車両用のウィンドシールドである請求項１乃至６の何れか一項に記載のガラスの検査装置。

【請求項8】

ヘッドアップディスプレイユニットと組み合わせて用いられるガラスの検査方法であって、
画像表示器に表示された検査用画像が前記ガラスに投影されて生成された虚像を撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップで撮像した前記虚像の画像データを処理する画像処理ステップと、を有し、
重力方向をＺ方向とし、前記Ｚ方向と交差する平面内で互いに交差するＸ方向及びＹ方向を規定したときに、前記画像表示器は少なくとも第１位置及び前記第１位置とはＺ方向の座標が異なる第２位置に移動可能に構成され、
前記画像処理ステップは、
前記画像表示器が前記第１位置にあるときに、前記虚像の任意の点を形成するための元となる光線が出射される前記検査用画像の点の第１ＸＹ座標を求める第１ＸＹ座標算出ステップと、
前記画像表示器が前記第２位置にあるときに、前記虚像の任意の点を形成するための元となる光線が出射される前記検査用画像の点の第２ＸＹ座標を求める第２ＸＹ座標算出ステップと、
前記虚像の同一の点を形成する際の元となる光線が出射される前記第１ＸＹ座標と前記第２ＸＹ座標を特定することで、前記虚像の表示領域全体の各点を形成するための元となる光線の光路を特定する光路特定ステップと、
前記光路特定ステップで特定した前記光路に基づいて、前記ガラスの品質に関連するデータを算出するデータ算出ステップと、を有し、
前記虚像は、主像と二重像を含み、
前記第１ＸＹ座標算出ステップでは、前記画像表示器が前記第１位置にあるときに、前記主像の任意の点を形成するための元となる主像光線が出射される前記検査用画像の点の主像第１ＸＹ座標を求めると共に、前記二重像の任意の点を形成するための元となる二重像光線が出射される前記検査用画像の点の二重像第１ＸＹ座標を求め、
前記第２ＸＹ座標算出ステップでは、前記画像表示器が前記第２位置にあるときに、前記主像の任意の点を形成するための元となる主像光線が出射される前記検査用画像の点の主像第２ＸＹ座標を求めると共に、前記二重像の任意の点を形成するための元となる二重像光線が出射される前記検査用画像の点の二重像第２ＸＹ座標を求め、
前記光路特定ステップでは、前記主像の同一の点を形成する際の元となる主像光線が出射される前記主像第１ＸＹ座標と前記主像第２ＸＹ座標を特定することで、前記主像の表示領域全体の各点を形成するための元となる主像光線の光路を特定すると共に、前記二重像の同一の点を形成する際の元となる二重像光線が出射される二重像第１ＸＹ座標と二重像第２ＸＹ座標を特定することで、前記二重像の表示領域全体の各点を形成するための元となる二重像光線の光路を特定し、さらに前記ヘッドアップディスプレイユニットの光学系の設計データを予め記憶している記憶部から読み出した前記設計データに基づいて、前記ヘッドアップディスプレイユニットの凹面鏡及び光源の位置を特定し、前記凹面鏡及び前記光源の位置と前記主像光線の光路とに基づいて、前記主像光線の光路に光を出射する前記光源の出射位置を特定するガラスの検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラスの検査装置、ガラスの検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ヘッドアップディスプレイユニット（以下、ＨＵＤユニットとする）は、車両に搭載され、画像を凹面鏡で拡大して車両のガラスに投影し、画像の虚像を車両の内部から運転者に視認可能に表示させる装置である。運転者による虚像の視認性は、画像が投影されるガラスの品質に影響されるため、画像が投影されるガラスの品質を検査することは重要である。

【0003】

ＨＵＤユニットでは凹面鏡を介して画像を投影するため、画像が投影されるガラスの品質を検査する際は、凹面鏡を含むＨＵＤユニットを用いて検査する方法が一般的である（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－７５３８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、ＨＵＤユニットは車種ごとに異なり、ＨＵＤユニットの生産準備中には入手が困難である。又、ガラスの検査の際にＨＵＤユニットの凹面鏡を動かす場合があるが、凹面鏡を動かすための制御回路や制御プログラムが必要となり、準備に時間を要する。又、ガラスの検査の際にＨＵＤユニットの凹面鏡を動かすと、ＨＵＤユニットの耐久性も問題となる。このように、ガラスの検査にＨＵＤユニットを使用することは様々な問題を含んでいる。

【0006】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ＨＵＤユニットを用いずに、ＨＵＤユニットの画像が投影されるガラスの品質の検査が可能なガラスの検査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本ガラスの検査装置は、ヘッドアップディスプレイユニットと組み合わせて用いられるガラスの検査装置であって、画像表示器と、前記画像表示器に表示された検査用画像が前記ガラスに投影されて生成された虚像を撮像する撮像器と、前記撮像器が撮像した前記虚像の画像データを処理する画像処理部と、前記ヘッドアップディスプレイユニットの光学系の設計データを予め記憶している記憶部と、を有し、重力方向をＺ方向とし、前記Ｚ方向と交差する平面内で互いに交差するＸ方向及びＹ方向を規定したときに、前記画像表示器は少なくとも第１位置及び前記第１位置とはＺ方向の座標が異なる第２位置に移動可能に構成され、前記画像処理部は、前記画像表示器が前記第１位置にあるときに、前記虚像の任意の点を形成するための元となる光線が出射される前記検査用画像の点の第１ＸＹ座標を求める第１ＸＹ座標算出部と、前記画像表示器が前記第２位置にあるときに、前記虚像の任意の点を形成するための元となる光線が出射される前記検査用画像の点の第２ＸＹ座標を求める第２ＸＹ座標算出部と、前記虚像の同一の点を形成する際の元となる光線が出射される前記第１ＸＹ座標と前記第２ＸＹ座標を特定することで、前記虚像の表示領域全体の各点を形成するための元となる光線の光路を特定する光路特定部と、前記光路特定部が特定した前記光路に基づいて、前記ガラスの品質に関連するデータを算出するデータ算出部と、を有し、前記虚像は、主像と二重像を含み、前記第１ＸＹ座標算出部は、前記画像表示器が前記第１位置にあるときに、前記主像の任意の点を形成するための元となる主像光線が出射される前記検査用画像の点の主像第１ＸＹ座標を求めると共に、前記二重像の任意の点を形成するための元となる二重像光線が出射される前記検査用画像の点の二重像第１ＸＹ座標を求め、前記第２ＸＹ座標算出部は、前記画像表示器が前記第２位置にあるときに、前記主像の任意の点を形成するための元となる主像光線が出射される前記検査用画像の点の主像第２ＸＹ座標を求めると共に、前記二重像の任意の点を形成するための元となる二重像光線が出射される前記検査用画像の点の二重像第２ＸＹ座標を求め、前記光路特定部は、前記主像の同一の点を形成する際の元となる主像光線が出射される前記主像第１ＸＹ座標と前記主像第２ＸＹ座標を特定することで、前記主像の表示領域全体の各点を形成するための元となる主像光線の光路を特定すると共に、前記二重像の同一の点を形成する際の元となる二重像光線が出射される二重像第１ＸＹ座標と二重像第２ＸＹ座標を特定することで、前記二重像の表示領域全体の各点を形成するための元となる二重像光線の光路を特定し、さらに前記記憶部から読み出した前記設計データに基づいて、前記ヘッドアップディスプレイユニットの凹面鏡及び光源の位置を特定し、前記凹面鏡及び前記光源の位置と前記主像光線の光路とに基づいて、前記主像光線の光路に光を出射する前記光源の出射位置を特定する。

【発明の効果】

【0008】

開示の一実施態様によれば、ＨＵＤユニットを用いずに、ＨＵＤユニットの画像が投影されるガラスの品質の検査が可能なガラスの検査装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る検査装置の一例を示す模式図である。

【図2】本実施形態に係る検査装置の制御部のハードウェアブロック図の一例である。

【図3】本実施形態に係る検査装置の制御部の機能ブロック図の一例である。

【図4】本実施形態に係る検査装置を用いた検査方法を示すフローチャートの一例である。

【図5】図４のステップＳ１０３の詳細を示すフローチャートの一例である。

【図6】図５のステップＳ２０１からＳ２０６までの処理を模式的に示す図である。

【図7】第１位置においてＸ座標線画像の表示位置をＸ方向に移動させる様子を模式的に示す図である。

【図8】図５のステップＳ２１３からＳ２１６までの処理を模式的に示す図である。

【図9】第１位置においてＹ座標線画像の表示位置をＹ方向に移動させる様子を模式的に示す図である。

【図10】図４のステップＳ１０４の詳細を示すフローチャートの一例である。

【図11】図１０のステップＳ３０１からＳ３０６までの処理を模式的に示す図である。

【図12】第２位置においてＸ座標線画像の表示位置をＸ方向に移動させる様子を模式的に示す図である。

【図13】図１０のステップＳ３１３からＳ３１６までの処理を模式的に示す図である。

【図14】第２位置においてＹ座標線画像の表示位置をＹ方向に移動させる様子を模式的に示す図である。

【図15】図４のステップＳ１０５の詳細を示すフローチャートの一例である。

【図16】Ｘ座標線画像及びＹ座標線画像の虚像のデータの一例である。

【図17】Ｘ座標線画像及びＹ座標線画像の主像のデータの一例である。

【図18】主像を画素ごとにラベリングして座標を特定する例を示す図である。

【図19】第１位置の主像投影行列の一例を示す図である。

【図20】Ｘ座標線画像の移動と虚像の移動を模式的に示す図（その１）である。

【図21】Ｘ座標線画像の移動と虚像の移動を模式的に示す図（その２）である。

【図22】Ｘ座標線画像の移動と虚像の移動を模式的に示す図（その３）である。

【図23】Ｘ座標線画像の移動と虚像の移動を模式的に示す図（その４）である。

【図24】Ｙ座標線画像の移動と虚像の移動を模式的に示す図（その１）である。

【図25】Ｙ座標線画像の移動と虚像の移動を模式的に示す図（その２）である。

【図26】Ｙ座標線画像の移動と虚像の移動を模式的に示す図（その３）である。

【図27】Ｙ座標線画像の移動と虚像の移動を模式的に示す図（その４）である。

【図28】第１位置及び第２位置の主像投影行列の一例を示す図である。

【図29】第２位置におけるＸＹ座標の特定について説明する図である。

【図30】主像光線の特定について説明する図である。

【図31】ＨＵＤユニットの凹面鏡及び光源の位置の特定について説明する図である。

【図32】光源の任意の出射位置に対する虚像表示領域内の主像の表示位置の特定について説明する図である。

【図33】図４のステップＳ１０６の詳細を示すフローチャートの一例である。

【図34】本実施形態に係る検査装置を用いたガラスのパラメータの検査方法を示すフローチャートの一例である。

【図35】本実施形態に係る検査装置を用いたガラスのパラメータの検査方法について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0011】

［検査装置の概要］
図１は、本実施形態に係る検査装置の一例を示す模式図である。図１を参照すると、検査装置１は、ＨＵＤユニットを用いずに、ＨＵＤユニットと組み合わせて用いられるガラスの検査が可能な検査装置であり、画像表示器１０と、撮像器２０と、制御部３０と、検査結果出力部４０とを有する。検査装置１は、ＨＵＤユニットと組み合わせて用いられるガラスの品質に関連するデータを算出可能である。

【0012】

ここで、ガラスの品質に関連するデータとは、例えば、ＨＵＤユニットからの光がガラスで反射されて生成される虚像における主像歪みや二重像歪み（主像と二重像との距離）、ガラスの厚さや面形状や楔角等である。

【0013】

以降の説明では、検査対象物であるガラスの一例として車両用のウィンドシールド（ＷＳ５０）を例示するが、検査対象物であるガラスは車両のウィンドシールドには限定されない。

【0014】

図１において、ＷＳ５０は、車両に取り付けた場合と同様の角度で取り付けられている。又、図１において、６０は、画像表示器１０が表示する検査用画像がＷＳ５０で反射され、撮像器２０で撮像される虚像を示している。つまり、６０は、撮像器２０の位置に車両の運転者が搭乗していたとしたら視認できる虚像である。以下、検査装置１について、詳しく説明する。

【0015】

画像表示器１０は、制御部３０の制御により検査用画像を生成して表示する。画像表示器１０に表示された検査用画像は、ミラー等の光学素子を介さずにＷＳ５０に直接投影され、虚像６０が生成される。画像表示器１０としては、例えば、液晶表示装置等が用いられる。

【0016】

重力方向（ＷＳ５０を車両に取り付けたときの垂直方向）をＺ方向とし、Ｚ方向と交差する平面内で互いに交差するＸ方向及びＹ方向を規定したときに、画像表示器１０は、制御部３０に制御されて、Ｚ方向の座標が異なる少なくとも２つの位置（例えば、後述の第１位置及び第２位置）に移動可能に構成されている。

【0017】

以降の説明では、画像表示器１０はＺ方向に移動可能であるとし、Ｚ方向と直交する平面内で互いに直交するＸ方向及びＹ方向を規定し、Ｘ方向はＷＳ５０を車両に取り付けたときの車両の前後方向、Ｙ方向はＷＳ５０を車両に取り付けたときの車両の左右方向とする。但し、これには限定されず、例えば、画像表示器１０はＺ方向に対して斜めの方向に移動させてもよい。又、Ｘ方向とＹ方向とは互いに直交していなくてもよい。

【0018】

撮像器２０は、画像表示器１０に表示された検査用画像がＷＳ５０に投影されて生成された虚像６０を撮像する。撮像器２０は、虚像６０を撮像可能とするため、撮像方向が水平面内及び垂直面内で任意の角度に調整可能に構成されている。又、撮像器２０は、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に移動可能に構成されている。撮像器２０は、例えば、制御部３０に制御されて所定方向に移動する。なお、撮像方向は、実使用時における車両の運転者の視線方向と対応する。撮像器２０としては、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）カメラやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）カメラ等を用いることができる。

【0019】

制御部３０は、画像表示器１０、撮像器２０、検査結果出力部４０等を制御する部である。制御部３０については、後述する。

【0020】

検査結果出力部４０は、検査装置１の検査結果を出力する部である。検査結果出力部４０として、例えば、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等を用い、検査結果を画像や数値として視認可能に表示してもよい。或いは、検査結果出力部４０は、検査結果をデータとして外部に出力する構成としてもよいし、検査結果を音として外部に出力する構成としてもよいし、その他の構成としてもよい。

【0021】

図２は、本実施形態に係る検査装置の制御部のハードウェアブロック図の一例である。図２に示すように、制御部３０は、主要な構成要素として、ＣＰＵ３１と、ＲＯＭ３２と、ＲＡＭ３３と、Ｉ／Ｆ３４と、バスライン３５とを有している。ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、及びＩ／Ｆ３４は、バスライン３５を介して相互に接続されている。制御部３０は、必要に応じ、他のハードウェアブロックを有しても構わない。

【0022】

ＣＰＵ３１は、制御部３０の各機能を制御する。記憶部であるＲＯＭ３２は、ＣＰＵ３１が制御部３０の各機能を制御するために実行するプログラムや、各種情報を記憶している。記憶部であるＲＡＭ３３は、ＣＰＵ３１のワークエリア等として使用される。又、ＲＡＭ３３は、所定の情報を一時的に記憶できる。Ｉ／Ｆ３４は、他の機器等と接続するためのインターフェイスであり、例えば、外部ネットワーク等と接続される。

【0023】

制御部３０は、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、所定の機能を実行するよう設計されたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit)、ＤＳＰ（digital signal processor）、ＦＰＧＡ（field programmable gate array）、ＳＯＣ（System on a chip)、又はＧＰＵ（Graphics Processing Unit）であってもよい。又、制御部３０は、回路モジュール等であってもよい。

【0024】

図３は、本実施形態に係る検査装置の制御部の機能ブロック図の一例である。図３に示すように、制御部３０は、主要な機能ブロックとして、表示器位置決め部３１０と、表示器制御部３２０と、撮像器制御部３３０と、画像処理部３４０とを有している。画像処理部３４０は、撮像器２０が撮像した虚像の画像データを処理する部であり、第１ＸＹ座標算出部３４１と、第２ＸＹ座標算出部３４２と、光路特定部３４３と、データ算出部３４４とを有している。制御部３０は、必要に応じ、他の機能ブロックを有しても構わない。又、画像処理部３４０は、必要に応じ、他の機能ブロックを有しても構わない。制御部３０の各機能ブロックの機能については、後述のフローチャートの説明の中で述べる。

【0025】

［検査装置を用いた検査方法］
図４は、本実施形態に係る検査装置を用いた検査方法を示すフローチャートの一例である。まず、ステップＳ１０１では、ＷＳ５０をセッティングする。実使用時のＷＳ５０とＨＵＤユニットとの位置関係は車種ごとに設定されているので、ここでは、ＷＳ５０と画像表示器１０との位置関係が実使用時の設定に対応するように、ＷＳ５０を所定位置にセッティングする。ＷＳ５０は、例えば、ベルトコンベアーに搭載されて運ばれ、ロボットを用いて所定位置にセッティングできるが、これには限定されない。

【0026】

次に、ステップＳ１０２では、撮像器制御部３３０は、画像表示器１０が表示した検査用画像の虚像６０を撮像可能な所定位置に撮像器２０を位置決めする。撮像器２０は、例えば、車両の運転者の標準的なアイポイントの位置に来るように位置決めされる。

【0027】

次に、ステップＳ１０３では、画像表示器１０を第１位置（Ｎｅａｒ）にして検査を開始する。図４のステップＳ１０３の詳細を図５のフローチャートに示す。

【0028】

まず、図５のステップＳ２０１で、表示器位置決め部３１０は、画像表示器１０の位置を第１位置（Ｎｅａｒ）に位置決めする。次に、ステップＳ２０２で、撮像器制御部３３０は、撮像器２０の焦点を決定する。つまり、撮像器制御部３３０は、撮像器２０の焦点を、第１位置に表示される検査用画像の虚像６０が撮像できる最適な位置に調整する。

【0029】

次に、ステップＳ２０３で、表示器制御部３２０は、検査用画像としてＸ座標線画像を生成する。Ｘ座標線画像とは、例えば、Ｙ方向に平行な複数の直線が所定間隔で並置された画像である。Ｘ座標線画像に含まれる各線のＸ座標は既知である。

【0030】

次に、ステップＳ２０４で、表示器制御部３２０は、画像表示器１０の所定位置にＸ座標線画像を表示する。次に、ステップＳ２０５で、撮像器制御部３３０は、Ｘ座標線画像の虚像６０を撮像器２０で撮像する。次に、ステップＳ２０６で、撮像器制御部３３０は、ステップＳ２０５で撮像したＸ座標線画像の虚像を記憶する。Ｘ座標線画像の虚像は、例えば、記憶部であるＲＡＭ３３に記憶される。

【0031】

図６は、図５のステップＳ２０１からＳ２０６までの処理を模式的に示す図である。図６では、画像表示器１０はＺ方向においてＷＳ５０に近い第１位置（Ｎｅａｒ）に位置決めされており、画像表示器１０はＸ座標線画像１０ｘを表示している。Ｘ座標線画像１０ｘは、ＷＳ５０で反射され、虚像表示領域６００にＸ座標線画像１０ｘの虚像６０ｘが生成されている。

【0032】

虚像６０ｘは、実線で示す主像と、破線で示す二重像とを含んでいる。但し、二重像は、便宜上破線で示しているが、実際には主像と同様に連続した１本の線であり、主像よりも低輝度で表示される。虚像６０ｘは撮像器２０で撮像され、ＲＡＭ３３等に記憶される。

【0033】

ここでは、Ｘ座標線画像１０ｘは、Ｙ方向に平行な５本の線を所定間隔で配置した線画像としているが、これには限定されない。Ｘ座標線画像１０ｘは、ＨＵＤユニットが虚像を表示する領域全体をカバーできる長さとし、所定間隔は主像と二重像との分離を妨げない範囲で狭い方が好ましい。

【0034】

図５の説明に戻り、次に、ステップＳ２０７で、撮像器制御部３３０は、予め決められた全ての位置でＸ座標線画像１０ｘの撮像が終了したか否かを判定する。図５のステップＳ２０４からＳ２０６までの処理は、Ｘ座標線画像１０ｘの表示位置をＸ方向に移動させて、Ｘ方向の離散的な複数箇所において実行される。ステップＳ２０７では、ステップＳ２０４からＳ２０６までの処理が予め設定されたＸ方向の全ての箇所において実行されたか否かが判定される。

【0035】

ステップＳ２０７で全ての位置で撮像が終了していないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ２０８に移行し、表示器制御部３２０は、Ｘ座標線画像１０ｘを表示する所定位置をＸ方向にずらす。その後、ステップＳ２０４に移行し、同様の処理を繰り返す。

【0036】

図７は、第１位置においてＸ座標線画像の表示位置をＸ方向に移動させる様子を模式的に示す図である。実際には、Ｘ方向の数１０か所の位置にＸ座標線画像１０ｘを表示させて検査を行う。Ｘ座標線画像１０ｘの表示位置が移動すると、それに伴って虚像６０ｘにおける主像及び二重像の位置も移動する。全ての位置のＸ座標線画像１０ｘの虚像６０ｘが撮像器２０で撮像され、ＲＡＭ３３等に記憶される。なお、図７において、画像表示器１０の位置は移動しない。

【0037】

図５の説明に戻り、ステップＳ２０７で全ての位置で撮像が終了したと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ２１３に移行する。ステップＳ２１３からＳ２１８では、Ｘ座標線画像１０ｘをＹ座標線画像１０ｙに代えて、ステップＳ２０３からＳ２０８と同様の処理を実行する。これにより、図５に示すフローチャートの処理は、全て終了する。なお、Ｙ座標線画像とは、例えば、Ｘ方向に平行な複数の直線が所定間隔で並置された画像である。Ｙ座標線画像に含まれる各線のＹ座標は既知である。

【0038】

図８は、図５のステップＳ２１３からＳ２１６までの処理を模式的に示す図である。図８では、画像表示器１０はＺ方向においてＷＳ５０に近い第１位置（Ｎｅａｒ）に位置決めされており、画像表示器１０はＹ座標線画像１０ｙを表示している。Ｙ座標線画像１０ｙは、ＷＳ５０で反射され、虚像表示領域６００にＹ座標線画像１０ｙの虚像６０ｙが生成されている。

【0039】

虚像６０ｙは、実線で示す主像と、破線で示す二重像とを含んでいる。但し、二重像は、便宜上破線で示しているが、実際には主像と同様に連続した１本の線であり、主像よりも低輝度で表示される。虚像６０ｙは撮像器２０で撮像され、ＲＡＭ３３等に記憶される。

【0040】

ここでは、Ｙ座標線画像１０ｙは、Ｘ方向に平行な５本の線を所定間隔で配置した線画像としているが、これには限定されない。Ｙ座標線画像１０ｙは、ＨＵＤユニットが虚像を表示する領域全体をカバーできる長さとし、所定間隔は主像と二重像との分離を妨げない範囲で狭い方がでが好ましい。

【0041】

図５の説明に戻り、次に、ステップＳ２１７で、撮像器制御部３３０は、予め決められた全ての位置でＹ座標線画像１０ｙの撮像が終了したか否かを判定する。図５のステップＳ２１４からＳ２１６までの処理は、Ｙ座標線画像１０ｙの表示位置をＹ方向に移動させて、Ｙ方向の離散的な複数箇所において実行される。ステップＳ２１７では、ステップＳ２１４からＳ２１６までの処理が予め設定されたＹ方向の全ての箇所において実行されたか否かが判定される。

【0042】

ステップＳ２１７で全ての位置で撮像が終了していないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ２１８に移行し、表示器制御部３２０は、Ｙ座標線画像１０ｙを表示する所定位置をＹ方向にずらす。その後、ステップＳ２１４に移行し、同様の処理を繰り返す。

【0043】

図９は、第１位置においてＹ座標線画像の表示位置をＹ方向に移動させる様子を模式的に示す図である。実際には、Ｙ方向の数１０か所の位置にＹ座標線画像１０ｙを表示させて検査を行う。Ｙ座標線画像１０ｙの表示位置が移動すると、それに伴って虚像６０ｙにおける主像及び二重像の位置も移動する。全ての位置のＹ座標線画像１０ｙの虚像６０ｙが撮像器２０で撮像され、ＲＡＭ３３等に記憶される。なお、図９において、画像表示器１０の位置は移動しない。

【0044】

図５の説明に戻り、ステップＳ２１７で全ての位置で撮像が終了したと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、図５に示すフローチャートの処理は、全て終了する。

【0045】

図４の説明に戻り、次に、ステップＳ１０４では、画像表示器１０を第２位置（Ｆａｒ）にして検査を開始する。図４のステップＳ１０４の詳細を図１０のフローチャートに示す。図１０に示すステップＳ３０１～Ｓ３１８の処理は、画像表示器１０をＺ方向において第１位置（Ｎｅａｒ）よりもＷＳ５０から遠い第２位置（Ｆａｒ）に位置決めした以外は、図５に示すステップＳ２０１～Ｓ２１８の処理と同様である。

【0046】

図１１は、図１０のステップＳ３０１からＳ３０６までの処理を模式的に示す図である。図１１では、画像表示器１０はＺ方向においてＷＳ５０から遠い第２位置（Ｆａｒ）に位置決めされており、画像表示器１０はＸ座標線画像１０ｘを表示している。Ｘ座標線画像１０ｘは、ＷＳ５０で反射され、虚像表示領域６００にＸ座標線画像１０ｘの虚像６０ｘが生成されている。

【0047】

虚像６０ｘは、実線で示す主像と、破線で示す二重像とを含んでいる。但し、二重像は、便宜上破線で示しているが、実際には主像と同様に連続した１本の線であり、主像よりも低輝度で表示される。虚像６０ｘは撮像器２０で撮像され、ＲＡＭ３３等に記憶される。

【0048】

図１２は、第２位置においてＸ座標線画像の表示位置をＸ方向に移動させる様子を模式的に示す図である。実際には、Ｘ方向の数１０か所の位置にＸ座標線画像１０ｘを表示させて検査を行う。Ｘ座標線画像１０ｘの表示位置が移動すると、それに伴って虚像６０ｘにおける主像及び二重像の位置も移動する。全ての位置のＸ座標線画像１０ｘの虚像６０ｘが撮像器２０で撮像され、ＲＡＭ３３等に記憶される。なお、図１２において、画像表示器１０の位置は移動しない。

【0049】

図１３は、図１０のステップＳ３１３からＳ３１６までの処理を模式的に示す図である。図１３では、画像表示器１０はＺ方向においてＷＳ５０から遠い第２位置（Ｆａｒ）に位置決めされており、画像表示器１０はＹ座標線画像１０ｙを表示している。Ｙ座標線画像１０ｙは、ＷＳ５０で反射され、虚像表示領域６００にＹ座標線画像１０ｙの虚像６０ｙが生成されている。

【0050】

虚像６０ｙは、実線で示す主像と、破線で示す二重像とを含んでいる。但し、二重像は、便宜上破線で示しているが、実際には主像と同様に連続した１本の線であり、主像よりも低輝度で表示される。虚像６０ｙは撮像器２０で撮像され、ＲＡＭ３３等に記憶される。

【0051】

図１４は、第２位置においてＹ座標線画像の表示位置をＹ方向に移動させる様子を模式的に示す図である。実際には、Ｙ方向の数１０か所の位置にＹ座標線画像１０ｙを表示させて検査を行う。Ｙ座標線画像１０ｙの表示位置が移動すると、それに伴って虚像６０ｙにおける主像及び二重像の位置も移動する。全ての位置のＹ座標線画像１０ｙの虚像６０ｙが撮像器２０で撮像され、ＲＡＭ３３等に記憶される。なお、図１４において、画像表示器１０の位置は移動しない。

【0052】

図４の説明に戻り、次に、ステップＳ１０５では、主像光源位置を算出する。図４のステップＳ１０５の詳細を図１５のフローチャートに示す。

【0053】

まず、図１５のステップＳ４０１で、画像処理部３４０の第１ＸＹ座標算出部３４１は、第１位置（Ｎｅａｒ）の撮像データを読み出す。具体的には、第１ＸＹ座標算出部３４１は、図５のステップＳ２０６で記憶した全てのＸ座標線画像１０ｘの虚像６０ｘのデータ、及びステップＳ２１６で記憶した全てのＹ座標線画像１０ｙの虚像６０ｙのデータを読み出す。例えば、図１６（ａ）に示す画像６０ｘ（１）～６０ｘ（ｎ）、及び図１６（ｂ）に示す画像６０ｙ（１）～６０ｙ（ｍ）がデータとして読み出せる。なお、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）の１つの正方形は撮像器２０の１つの画素を示している。

【0054】

図１６（ａ）に示す画像６０ｘ（１）は、最初に撮像されたＸ座標線画像１０ｘの虚像６０ｘ（白が主像、灰色が二重像）のデータである。又、画像６０ｘ（２）は、位置をずらして２回目に撮像されたＸ座標線画像１０ｘの虚像６０ｘのデータである。又、画像６０ｘ（ｎ）は、位置をずらしてｎ回目に撮像されたＸ座標線画像１０ｘの虚像６０ｘのデータである。この場合は、位置をずらしてｎ枚のＸ座標線画像１０ｘの虚像６０ｘを撮像した例である。

【0055】

同様に、図１６（ｂ）に示す画像６０ｙ（１）は、最初に撮像されたＹ座標線画像１０ｙの虚像６０ｙ（白が主像、灰色が二重像）のデータである。又、画像６０ｙ（２）は、位置をずらして２回目に撮像されたＹ座標線画像１０ｙの虚像のデータである。又、画像６０ｙ（ｍ）は、位置をずらしてｍ回目に撮像されたＹ座標線画像１０ｙの虚像のデータである。この場合、位置をずらしてｍ枚のＹ座標線画像１０ｙの虚像６０ｙを撮像した例である。

【0056】

次に、ステップＳ４０２で、第１ＸＹ座標算出部３４１は、ステップＳ４０１で読み出した画像６０ｘ（１）～６０ｘ（ｎ）及び画像６０ｙ（１）～６０ｙ（ｍ）から主像のみを取り出す。例えば、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）の各画像から、図１７（ａ）に示す画像６０ｘ（１）～６０ｘ（ｎ）の主像、及び図１７（ａ）に示す画像６０ｙ（１）～６０ｙ（ｍ）の主像が抽出される。なお、主像と二重像とは輝度が大きく異なるため、主像と二重像とは容易に区別できる。

【0057】

次に、ステップＳ４０３で、第１ＸＹ座標算出部３４１は、ステップＳ４０２で抽出した画像６０ｘ（１）～６０ｘ（ｎ）の主像及び画像６０ｙ（１）～６０ｙ（ｍ）の主像を画素ごとにラベリングして座標を特定する。例えば、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示すようにラべリングして座標を特定する。

【0058】

次に、ステップＳ４０４で、第１ＸＹ座標算出部３４１は、ステップＳ４０３で特定した座標に基づいて、第１位置の主像投影行列を作成する。例えば、図１９に示すように第１位置の主像投影行列が作成される。なお、図１９では、３つの座標のみを例示しているが、全ての画素に対して座標が特定される。

【0059】

ここで、第１ＸＹ座標算出部３４１が、読み出した撮像データから座標を特定する方法について、更に詳しく説明する。

【0060】

まず、第１ＸＹ座標算出部３４１は座標を特定すべき画素（Ｇ１とする）を選択する。次に、第１ＸＹ座標算出部３４１は、Ｘ座標線画像１０ｘの虚像６０ｘを撮像した全ての画像から主像のみを取り出した画像を生成し（例えば、図１７（ａ）の各画像）、生成した画像の中から画素Ｇ１と主像とが重なる画像を選択する。これについて、図２０～図２３を参照して説明する。

【0061】

図２０～図２３は、Ｘ座標線画像の移動と虚像の移動を模式的に示す図であり、Ｘ座標線画像１０ｘを移動させたときに虚像６０ｘが移動する様子を模式的に示している。ここでは、理解を容易にするために、第１ＸＹ座標算出部３４１が読み出した画像の代わりに虚像６０ｘを用いて説明する。図２０～図２３では主像及び虚像を示しているが、実際には第１ＸＹ座標算出部３４１は主像のみを取り出した画像を用いる。なお、図２０～図２３において、便宜上、画素Ｇ１に対応する虚像表示領域６００内の位置に×印を付け、Ｐ１と表示している（つまり、×印は、表示された虚像ではない）。

【0062】

図２０では、虚像６０ｘに含まれる主像は位置Ｐ１と重なっていない。図２１は、図２０の位置に対してＸ座標線画像１０ｘの表示位置をＸ－方向に所定距離だけ移動させたときの虚像６０ｘを示している。図２１では、虚像６０ｘに含まれる主像は位置Ｐ１と重なっていない。

【0063】

図２２は、図２１の位置に対してＸ座標線画像１０ｘの表示位置をＸ－方向に所定距離だけ移動させたときの虚像６０ｘを示している。図２２では、虚像６０ｘに含まれる主像は位置Ｐ１と重なっていない。

【0064】

図２３は、図２２の位置に対してＸ座標線画像１０ｘの表示位置をＸ－方向に所定距離だけ移動させたときの虚像６０ｘを示している。図２３では、虚像６０ｘに含まれる主像は位置Ｐ１と重なっている。

【0065】

以上の結果から、図２３に示すＸ１の線が位置Ｐ１を通る主像として表示されていることがわかる。つまり、Ｘ１のＸ座標をＸａ（既知）とすると、Ｘａを通る光線がＷＳ５０に反射されて位置Ｐ１に主像を生成していることがわかる。

【0066】

次に、第１ＸＹ座標算出部３４１は、Ｙ座標線画像１０ｙの虚像６０ｙを撮像した全ての画像から主像のみを取り出した画像を生成し（例えば、図１７（ｂ）の各画像）、生成した画像の中から画素Ｇ１と主像とが重なる画像を選択する。これについて、図２４～図２７を参照して説明する。

【0067】

図２４～図２７は、Ｙ座標線画像の移動と虚像の移動を模式的に示す図であり、Ｙ座標線画像１０ｙを移動させたときに虚像６０ｙが移動する様子を模式的に示している。ここでは、理解を容易にするために、第１ＸＹ座標算出部３４１が読み出した画像の代わりに虚像６０ｙを用いて説明する。図２４～図２７では主像及び虚像を示しているが、実際には第１ＸＹ座標算出部３４１は主像のみを取り出した画像を用いる。なお、図２４～図２７において、便宜上、画素Ｇ１に対応する虚像表示領域６００内の位置に×印を付け、Ｐ１と表示している（つまり、×印は、表示された虚像ではない）。又、便宜上、図２３で特定された線Ｘ１を画像表示器１０上に図示している。

【0068】

図２４では、虚像６０ｙに含まれる主像は位置Ｐ１と重なっていない。図２５は、図２４の位置に対してＹ座標線画像１０ｙの表示位置をＹ＋方向に所定距離だけ移動させたときの虚像６０ｙを示している。図２１では、虚像６０ｙに含まれる主像は位置Ｐ１と重なっていない。

【0069】

図２６は、図２５の位置に対してＹ座標線画像１０ｙの表示位置をＹ＋方向に所定距離だけ移動させたときの虚像６０ｙを示している。図２６では、虚像６０ｙに含まれる主像は位置Ｐ１と重なっていない。

【0070】

図２７は、図２６の位置に対してＹ座標線画像１０ｙの表示位置をＹ＋方向に所定距離だけ移動させたときの虚像６０ｙを示している。図２７では、虚像６０ｙに含まれる主像は位置Ｐ１と重なっている。

【0071】

以上の結果から、図２７に示すＹ１の線が位置Ｐ１を通る主像として表示されていることがわかる。つまり、Ｙ１のＹ座標をＹａ（既知）とすると、Ｙａを通る光線がＷＳ５０に反射されて位置Ｐ１に主像を生成していることがわかる。

【0072】

図２３において既にＸ座標がＸａに特定されていることを合わせて考えると、ＸＹ座標が（Ｘａ、Ｙａ）である位置Ｐｎ１を通る光線が、ＷＳ５０に反射されて位置Ｐ１に主像を生成していることがわかる。

【0073】

つまり、画素Ｇ１に対応する第１位置のＸＹ座標（第１ＸＹ座標と称する場合がある）は（Ｘａ、Ｙａ）となる。そこで、図２８（ａ）に示すように、第１位置の主像投影行列の画素Ｇ１の位置に（Ｘａ、Ｙａ）を格納する。以上の処理を撮像器２０の全ての画素について行うことで、図２８（ａ）の全ての画素の位置のＸＹ座標が特定され、第１位置の主像投影行列が完成する。第１位置の主像投影行列は、各画素に主像を形成するためには、光線が第１位置のどのＸＹ座標を通るかを示すものである。

【0074】

図１５の説明に戻り、次に、ステップＳ４０５～Ｓ４０８の処理を実行する。ステップＳ４０５～Ｓ４０８の処理は、画像処理部３４０の第２ＸＹ座標算出部３４２が第２位置（Ｆａｒ）の撮像データを読み出す以外は、ステップＳ４０１～Ｓ４０４の処理と同様である。結果として、第２位置の主像投影行列が作成される。

【0075】

第１位置の場合と同様にして、Ｘ座標線画像１０ｘを移動させたときの虚像６０ｘの画像のデータから、図２９に示すＸ２の線が位置Ｐ１を通る主像として表示されていることがわかったとする。つまり、Ｘ２のＸ座標をＸｂ（既知）とすると、Ｘｂを通る光線がＷＳ５０に反射されて位置Ｐ１に主像を生成していることがわかったとする。

【0076】

又、Ｙ座標線画像１０ｙを移動させたときの虚像６０ｙの画像のデータから、図２９に示すＹ２の線が位置Ｐ１を通る主像として表示されていることがわかったとする。つまり、Ｙ２のＹ座標をＹｂ（既知）とすると、Ｙｂを通る光線がＷＳ５０に反射されて位置Ｐ１に主像を生成していることがわかったとする。

【0077】

既にＸ座標がＸｂに特定されていることを合わせて考えると、ＸＹ座標が（Ｘｂ、Ｙｂ）である位置Ｐｆ１を通る光線が、ＷＳ５０に反射されて位置Ｐ１に主像を生成していることがわかる。

【0078】

つまり、画素Ｇ１に対応する第２位置のＸＹ座標（第２ＸＹ座標と称する場合がある）は（Ｘｂ、Ｙｂ）となる。そこで、図２８（ｂ）に示すように、第２位置の主像投影行列の画素Ｇ１の位置に（Ｘｂ、Ｙｂ）を格納する。以上の処理を撮像器２０の全ての画素について行うことで、図２８（ｂ）の全ての画素の位置のＸＹ座標が特定され、第２位置の主像投影行列が完成する。第２位置の主像投影行列は、各画素に主像を形成するためには、光線が第２位置のどのＸＹ座標を通るかを示すものである。

【0079】

ステップＳ４０１～Ｓ４０４で得られた結果と、ステップＳ４０５～Ｓ４０８で得られた結果とを合わせて考えると、図３０に示すように、位置Ｐｎ１及びＰｆ１を通る光線Ｒ１が、ＷＳ５０に反射されて虚像表示領域６００内の位置Ｐ１に主像を生成していることになる。なお、主像を生成する元となる光線を主像光線と称する場合がある。又、二重像を生成する元となる光線を二重像光線と称する場合がある。

【0080】

このようにして、虚像表示領域６００内の任意の位置に表示される主像が、第１位置（Ｎｅａｒ）及び第２位置（Ｆａｒ）のどの位置を通過した光線により形成されたものであるかを特定できる。言い換えれば、第１位置の主像投影行列と第２位置の主像投影行列により、虚像表示領域６００内の任意の位置に表示される主像が、第１位置（Ｎｅａｒ）及び第２位置（Ｆａｒ）のどの位置を通過した光線により形成されたものであるかを知ることができる。

【0081】

図１５の説明に戻り、次に、ステップＳ４０９で、画像処理部３４０の光路特定部３４３は、主像光源位置行列を作成する。まず、光路特定部３４３は、記憶部であるＲＡＭ３３等に予め記憶されているＨＵＤユニットの光学系のＣＡＤデータを読み出し、読み出したＣＡＤデータに基づいてＨＵＤユニットの凹面鏡及び光源の位置を特定する。なお、ＨＵＤユニットの光源とは、虚像の元になる画像が表示される液晶表示装置等である。

【0082】

次に、光路特定部３４３は、特定した凹面鏡及び光源の位置と主像光線の光路とに基づいて、主像光線の光路に光を出射する光源の出射位置を特定する。具体的には、光路特定部３４３は、図３０で求めた光線Ｒ１と凹面鏡との交点を求める。例えば、図３１に示すように、ＷＳ５０の位置に対するＨＵＤユニットの凹面鏡７０及び光源８０の位置が特定され、光線Ｒ１と凹面鏡７０との交点Ｉ１が求められる。

【0083】

次に、光路特定部３４３は、凹面鏡７０の交点Ｉ１の位置で反射する光線Ｒ２を求める。ＨＵＤユニットの光学系のＣＡＤデータから凹面鏡７０の反射面の３次元形状や反射面の向き等が特定されているため、光線Ｒ２を求めることができる。

【0084】

次に、光路特定部３４３は、光線Ｒ２と光源８０との交点Ｉ２を求める。ＨＵＤユニットのＣＡＤデータから光源８０の位置が特定されているため、交点Ｉ２を求めることができる。つまり、第１位置の主像投影行列、第２位置の主像投影行列、及びＨＵＤユニットの光学系のＣＡＤデータに基づいて、虚像６０ｙの位置Ｐ１に主像を表示する場合の光源８０の出射位置である交点Ｉ２を求めることができる。光路特定部３４３は、求めた交点Ｉ２の座標を、図３１に示すように主像光源位置行列の画素Ｇ１の位置に格納する。

【0085】

以上の処理を撮像器２０の全ての画素について行うことで、全ての画素について光源８０の出射位置のＸＹ座標が特定され、主像光源位置行列が完成する。主像光源位置行列は、各画素に主像を形成するためには、光源８０のどの位置から光線が出射されるかを示すものである。

【0086】

主像光源位置行列により、例えば、図３２に模式的に示すように、光源８０の任意の出射位置に対する虚像表示領域６００内の主像の表示位置を特定できる。なお、実際の光源８０の出射位置は図示の数よりも遥かに多い。以上で、ステップＳ４０９の説明は終了である。

【0087】

図４の説明に戻り、次に、ステップＳ１０６では、光路特定部３４３は二重像光源位置を算出する。図４のステップＳ１０６の詳細を図３３のフローチャートに示す。

【0088】

図３３に示すステップＳ５０１～Ｓ５０９の処理は、光路特定部３４３が主像に代えて二重像を扱う以外は、図１５に示すステップＳ４０１～Ｓ４０９の処理と同様である。つまり、光路特定部３４３は、ＣＡＤデータに基づいて特定したＨＵＤユニットの凹面鏡及び光源の位置と二重像光線の光路とに基づいて、二重像光線の光路に光線を出射する光源の出射位置を特定する。結果として、図３１と同様の二重像光源位置行列が作成される。二重像光源位置行列により、光源８０の任意の出射位置に対する二重像の表示位置を特定できる。

【0089】

次に、ステップＳ１０７では、画像処理部３４０のデータ算出部３４４は主像歪みを算出する。まず、画像処理部３４０は、記憶部であるＲＡＭ３３等に予め記憶されているウィンドシールドのＣＡＤデータ（以降、ウィンドシールド（ＣＡＤ）とする）を読み出す。そして、ウィンドシールド（ＣＡＤ）を用いた場合に、光源８０（図３２等参照）の各出射位置から出射した光線により虚像表示領域６００のどの位置に主像が形成されるかを算出する。

【0090】

次に、データ算出部３４４は、光源８０の同じ出射位置から出射した主像光線が記憶部から読み出したウィンドシールド（ＣＡＤ）を用いた場合に形成する主像の位置と、測定対象となるＷＳ５０を用いた場合に形成する主像の位置とを比較し、両者の差分に基づいて主像歪みを算出する。データ算出部３４４は、光源８０の全ての出射位置について、上記の差分に基づいて主像歪みを算出する。

【0091】

次に、ステップＳ１０８では、データ算出部３４４は二重像歪みを算出する。具体的には、データ算出部３４４は、光源８０の同じ出射位置から出射した主像光線が生成する主像の位置と、光源８０の同じ出射位置から出射した二重像光線が生成する二重像の位置とを比較し、両者の差分に基づいて二重像歪みを算出する。データ算出部３４４は、光源８０の全ての出射位置について、上記の差分に基づいて二重像歪みを算出する。なお、光源８０の同じ出射位置から出射した主像光線が生成する主像の位置と、二重像光線が生成する二重像の位置は、ステップＳ１０３からＳ１０６までの処理の中で既に得られている。

【0092】

次に、ステップＳ１０９では、データ算出部３４４は、ステップＳ１０７で算出した主像歪みとステップＳ１０８で算出した二重像歪みを所定の閾値と比較し、良否判定を行う。データ算出部３４４は、判定結果を検査結果出力部４０に送信し、検査結果出力部４０は検査結果を映像や音声、データ等で出力する。以上により、図４に示す全ての処理が終了する。

【0093】

必要に応じ、検査装置１は、ＷＳ５０を他のウィンドシールドに変えて検査を実行する。検査を実行する場合には、図４のステップＳ１０１に移行して上記と同様の処理を繰り返す。なお、制御部３０に測定条件を外部から入力する入力手段を設けておき、検査装置１の操作者が予め検査すべきウィンドシールドの個数を入力しておくようにしてもよい。この場合、制御部３０が入力手段から入力された個数に到達したと判定するまで、ステップＳ１０１からＳ１０９までの処理が繰り返される。

【0094】

又、運転者の異なる視点位置に対応するため、同一のＷＳ５０に対して、撮像器２０を順次異なる位置に変えて（移動させて）検査を行ってもよい。

【0095】

以上により、主像歪みと二重像歪みの測定についての説明は終了であるが、検査装置１は、主像歪みと二重像歪み以外に、ガラスのパラメータの検査も可能である。

【0096】

図３４は、本実施形態に係る検査装置を用いたガラスのパラメータの検査方法を示すフローチャートの一例である。

【0097】

まず、ステップＳ６０１において、画像処理部３４０の光路特定部３４３は、ＷＳ５０に入射する光線Ｒ１と主像視線Ｅ１との交点を求める。例えば、図３１に示した光線Ｒ１が特定できると、図３５（ａ）に示すように、光線Ｒ１に対する主像視線Ｅ１が特定できるので、光線Ｒ１と主像視線Ｅ１との交点を求めることができる。

【0098】

次に、ステップＳ６０２において、光路特定部３４３は、光線Ｒ１と主像視線Ｅ１の交点におけるＷＳ５０の車内側となる面である第４面Ｍ４の角度を算出する。主像はＷＳ５０の第４面Ｍ４で反射して生成されるので、入射角と反射角が等しいことを踏まえると、図３４（ｂ）に示すように、光線Ｒ１と主像視線Ｅ１の交点におけるＷＳ５０の第４面Ｍ４の角度（水平面に対する角度）を算出できる。光線と主像視線の交点は全ての光線に対して求めることができるので、ＷＳ５０の第４面Ｍ４全体の角度が求められる。

【0099】

次に、ステップＳ６０３において、画像処理部３４０のデータ算出部３４４は、ＷＳ５０の車外側となる面である第１面Ｍ１の位置及び角度を算出する。図３４（ｃ）に示すように、Ｐ５の位置に生成される二重像について考えると、この二重像は、第４面Ｍ４に入射する光線Ｒ５が第４面Ｍ４で屈折し、ＷＳ５０の車外側の面となる第１面Ｍ１で反射し、再度第４面Ｍ４で屈折して生成される。第４面Ｍ４の角度は既に求めているため、第１面Ｍ１の位置及び角度を求めることができる。全ての二重像を考慮することで、ＷＳ５０の第１面Ｍ１全体の位置及び角度が求められる。

【0100】

次に、ステップＳ６０４において、データ算出部３４４は、関連する項目を算出する。ここで、関連する項目とは、ステップＳ６０１～Ｓ６０３で得られた情報に基づいて算出される値であり、例えば、ＷＳ５０の厚さや楔角の分布である。

【0101】

データ算出部３４４は、例えば、ＷＳ５０の面の形状や楔角の分布を検査結果出力部４０に送信し、検査結果出力部４０は検査結果を映像や音声、データ等で出力する。或いは、データ算出部３４４は、ＷＳ５０の面の形状や楔角の分布をウィンドシールドのＣＡＤデータと比較し、比較結果を検査結果出力部４０に送信し、検査結果出力部４０は比較結果を映像や音声、データ等で出力してもよい。

【0102】

このように、検査装置１において、第１ＸＹ座標算出部３４１は、画像表示器１０が第１位置（Ｎｅａｒ）にあるときに、虚像の任意の点を形成するための元となる光線が出射される検査用画像の点の第１ＸＹ座標を求める。又、第２ＸＹ座標算出部３４２は、画像表示器１０が第２位置（Ｆａｒ）にあるときに、虚像の任意の点を形成するための元となる光線が出射される検査用画像の点の第２ＸＹ座標を求める。

【0103】

そして、光路特定部３４３は、虚像の同一の点を形成する際の元となる光線が出射される第１ＸＹ座標と第２ＸＹ座標を特定することで、虚像の表示領域全体の各点を形成するための元となる光線の光路を特定する。そして、データ算出部３４４は、光路特定部３４３が特定した光路やヘッドアップディスプレイユニットの光学系の設計データ（例えば、ＣＡＤデータ）に基づいて、ガラスの品質に関連するデータとして、主像歪みのデータ、二重像歪みのデータ、ガラスの厚さのデータ、ガラスの楔角のデータ、ガラスの面形状のデータの何れか１つ以上を算出する。

【0104】

検査装置１によれば、ＨＵＤユニットを用いずに、ＨＵＤユニットの画像が投影されるガラスの品質の検査が可能となる。

【0105】

以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

【0106】

例えば、上記の実施形態では、第１位置（Ｎｅａｒ）と第２位置（Ｆａｒ）の２か所で取得したデータに基づいて、虚像の表示領域全体の各点を形成するための光が通過する光路を特定した。しかし、これには限定されず、Ｚ方向の座標が異なる３か所以上で取得したデータに基づいて、虚像の表示領域全体の各点を形成するための光が通過する光路を特定してもよい。

【0107】

又、上記の実施形態では、座標が明らかなＸ座標線画像とＹ座標線画像とを移動させながら虚像の投影位置に対応する第１位置及び第２位置のＸＹ座標を求める例を示した。しかし、これには限定されず、検査用画像として、例えば、Ｘ座標及びＹ座標の特定を同時に行える市松模様の画像や、色の違いで座標が判定できる模様の画像等を用いてもよい。これらの画像を用いた場合、撮像回数を減らせる点で好適である。

【符号の説明】

【0108】

１ 検査装置
１０ 画像表示器
１０ｘ Ｘ座標線画像
１０ｙ Ｙ座標線画像
２０ 撮像器
３０ 制御部
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ
３３ ＲＡＭ
３４ Ｉ／Ｆ
３５ バスライン
４０ 検査結果出力部
５０ ウィンドシールド（ＷＳ）
６０、６０ｘ、６０ｙ 虚像
７０ 凹面鏡
８０ 光源
３１０ 表示器位置決め部
３２０ 表示器制御部
３３０ 撮像器制御部
３４０ 画像処理部
３４１ 第１ＸＹ座標算出部
３４２ 第２ＸＹ座標算出部
３４３ 光路特定部
３４４ データ算出部
６００ 虚像表示領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】