JP2023122534A - ガラス製造方法、及びガラス製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラスリボンと対象物の距離を計測する、技術を提供する。【解決手段】ガラス製造方法は、下記（Ａ）～（Ｄ）を有する。（Ａ）帯板状のガラスリボンを対象物と間隔をおいて搬送する。（Ｂ）前記対象物の前記ガラスリボンに対向する一端の実像と、前記ガラスリボンに映る前記対象物の前記一端の鏡像とをカメラで撮像する。（Ｃ）前記撮像した画像に写る前記実像と前記鏡像の距離を計測する。（Ｄ）前記画像に写る前記実像と前記鏡像の距離から、前記ガラスリボンと前記対象物の距離を算出する。【選択図】図２

Description

本開示は、ガラス製造方法、及びガラス製造装置に関する。

特許文献１に記載のガラス製造装置は、溶融金属を収容するフロートバスと、溶融金属上で帯板状に成形されたガラスリボンを徐冷する徐冷炉と、フロートバスと徐冷炉の間に設けられるドロスボックスと、を備える。ガラス製造装置は、ドロスボックスの上部空間をガラスリボンの搬送方向に仕切るドレープを有する。特許文献２にも、同様の内容が開示されている。

特許文献１に記載のガラス製造装置は、ドレープとガラスリボンの隙間の管理のため、監視カメラを備える。監視カメラは、ドロスボックスの外部に設けられ、ドロスボックスの窓を介してドロスボックス内のドレープとガラスリボンを撮像する。画像処理装置は、監視カメラが撮像した画像を画像処理することで、ドレープとガラスリボンとの隙間の距離を計測する。

特開２０２１－１０９８１７号公報 国際公開第２０１９／２２１０８４号

従来から、ガラスリボンと対象物とをカメラで撮像し、撮像した画像を画像処理することで、ガラスリボンと対象物の距離を計測することが検討されている。例えばガラスリボンが水平な場合にカメラがガラスリボンの真横に設置されていれば、ガラスリボンとその上方の対象物との距離を計測可能である。

しかし、カメラの光軸の角度によっては、画像に写るガラスリボンの上面の位置を検出することが困難である。例えば、ガラスリボンの上面が画像に線ではなく面として写る場合、ガラスリボンの上面の位置を検出することが困難である。

また、ガラスリボンを撮像した画像を用いて、ガラスリボンの表面のうねりの程度を数値化する技術については、従来検討されていなかった。

本開示の一態様は、ガラスリボンと対象物の距離を計測する、技術を提供する。

本開示の別の一態様は、ガラスリボンの表面のうねりの程度を数値化する、技術を提供する。

本開示の一態様に係るガラス製造方法は、下記（Ａ）～（Ｄ）を有する。（Ａ）帯板状のガラスリボンを対象物と間隔をおいて搬送する。（Ｂ）前記対象物の前記ガラスリボンに対向する一端の実像と、前記ガラスリボンに映る前記対象物の前記一端の鏡像とをカメラで撮像する。（Ｃ）前記撮像した画像に写る前記実像と前記鏡像の距離を計測する。（Ｄ）前記画像に写る前記実像と前記鏡像の距離から、前記ガラスリボンと前記対象物の距離を算出する。

本開示の別の一態様に係るガラス製造方法は、下記（Ｅ）～（Ｇ）を有する。（Ｅ）帯板状のガラスリボンの表面をカメラで撮像する。（Ｆ）前記撮像した画像において、前記ガラスリボンの表面を複数の検出領域に区画し、前記検出領域ごとに前記検出領域内での前記ガラスリボンの色の変化量を検出する。（Ｇ）前記検出した色の変化量が閾値を超える、前記検出領域の数をカウントする。

本開示の一態様によれば、撮像した画像に写る対象物の実像と鏡像との距離を計測することで、ガラスリボンと対象物との距離を算出できる。

本開示の別の一態様によれば、画像の色の変化量が閾値を超える検出領域の数をカウントすることで、ガラスリボンの表面のうねりの程度を数値化できる。

図１は、一実施形態に係るガラス製造装置を示す断面図である。 図２は、一実施形態に係るカメラと画像処理装置を示す図である。 図３は、図２のカメラで撮像する画像の一例を示す図である。 図４は、変形例に係るカメラと画像処理装置を示す図である。 図５は、図４の検出部が設定する複数の検出領域とガラスリボンの色の一例を示す図である。 図６は、図５に示す検出領域のうち、色の変化量が閾値を超える検出領域の一例を示す図である。 図７は、変形例に係るガラス製造装置を示す断面図である。 図８は、変形例に係るカメラと画像処理装置を示す図である。 図９は、図８のカメラで撮像する画像の一例を示す図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。各図面において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は互いに垂直な方向であって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平方向、Ｚ軸方向は鉛直方向である。Ｘ軸方向がガラスリボンＧの搬送方向であり、Ｙ軸方向がガラスリボンＧの幅方向である。明細書中、数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。

先ず、図１を参照して、一実施形態に係るガラス製造装置１について説明する。ガラス製造装置１は、例えば、ガラスリボンＧの搬送方向上流側から下流側に向けて、成形装置２と、中継装置３と、徐冷装置５と、をこの順番で備える。ガラスリボンＧは、成形装置２で成形された後、中継装置３によって成形装置２から徐冷装置５に送られ、徐冷装置５で徐冷される。その後、ガラスリボンＧは、不図示の加工装置で切断される。これにより、製品であるガラス板が得られる。

ガラス板は、例えば無アルカリガラス、アルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラス又はソーダライムガラスなどである。無アルカリガラスとは、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ等のアルカリ金属酸化物を実質的に含有しないガラスを意味する。ここで、アルカリ金属酸化物を実質的に含有しないとは、アルカリ金属酸化物の含有量の合量が０．１質量％以下を意味する。

ガラス板の用途は、特に限定されないが、例えばディスプレイ（例えば液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等）のカバーガラスである。ガラス板の用途がカバーガラスである場合、ガラス板は化学強化用ガラスである。化学強化用ガラスは、無アルカリガラスとは異なり、アルカリ金属酸化物を含有する。

ガラス板の厚みは、ガラス板の用途に応じて選択される。ガラス板の用途がディスプレイのカバーガラスである場合、ガラス板の厚みは例えば０．１ｍｍ～５．０ｍｍである。ガラス板の用途がディスプレイのガラス基板である場合、ガラス板の厚みは例えば０．１ｍｍ～０．７ｍｍである。ガラス板の用途が自動車のウィンドシールドである場合、ガラス板の厚みは例えば０．２ｍｍ～３．０ｍｍである。

次に、図１を再度参照して、一実施形態に係る成形装置２、中継装置３、及び徐冷装置５についてこの順番で説明する。成形装置２は、本実施形態ではフロート法でガラスリボンＧを成形するが、フュージョン法でガラスリボンＧを成形してもよい。成形方法は、特に限定されない。

成形装置２は、熱処理炉である成形炉２１を備える。成形炉２１は、浴槽２１１を有する。浴槽２１１は、溶融金属Ｍを収容する。溶融金属Ｍとしては、例えば溶融スズが用いられる。溶融スズの他に、溶融スズ合金なども使用可能であり、溶融金属Ｍは溶融ガラスよりも高い密度を有するものであればよい。溶融ガラスは、溶融金属Ｍの上に連続的に供給され、溶融金属Ｍの平滑な液面を利用して、帯板状のガラスリボンＧに成形される。

成形炉２１は、浴槽２１１の上方に天井２１２を備える。成形装置２の内部は、溶融金属Ｍの酸化を防止するため、還元性ガスで満たされ、大気圧よりも高い気圧に維持される。還元性ガスは、例えば窒素ガスと水素ガスとの混合ガスであり、窒素ガスを８５体積％～９８．５体積％、水素ガスを１．５体積％～１５体積％含んでいる。還元性ガスは、天井２１２のレンガ同士の目地及び天井２１２の孔から供給される。

成形装置２は、ガラスリボンＧを加熱するヒータ２２を備える。ヒータ２２は、例えば成形炉２１の天井２１２から吊り下げられ、下方を通過するガラスリボンＧを加熱する。ヒータ２２は、例えば電気ヒータであって、通電加熱される。ヒータ２２は、ガラスリボンＧの搬送方向と幅方向に行列状に複数配列される。複数のヒータ２２の出力を制御することにより、ガラスリボンＧの温度分布を制御でき、ガラスリボンＧの板厚分布を制御できる。

中継装置３は、熱処理炉であるドロスボックス３１と、リフトアウトロール３２と、を備える。リフトアウトロール３２は、ドロスボックス３１の内部に配置され、ガラスリボンＧを溶融金属Ｍから引き上げる。リフトアウトロール３２は、ガラスリボンＧの搬送方向（Ｘ軸方向）に間隔をおいて複数配置される。リフトアウトロール３２の数は、特に限定されない。リフトアウトロール３２は、モータ等の駆動装置（不図示）によって回転駆動され、その駆動力によってガラスリボンＧを斜め上方に向けて搬送する。リフトアウトロール３２の軸方向は、ガラスリボンＧの幅方向（Ｙ軸方向）と同一方向である。リフトアウトロール３２は、特許請求の範囲に記載の搬送装置の一例である。

中継装置３は、ガラスリボンＧの温度を調整すべく、ドロスボックス３１の天井にヒータ３３を備えてもよい。ヒータ３３は、ガラスリボンＧの上方のみならず、下方にも設けられてもよい。中継装置３において、ガラスリボンＧの温度は、ガラスリボンＧのガラス転移点Ｔｇを基準として、（Ｔｇ－５０）℃～（Ｔｇ＋３０）℃であることが好ましい。

中継装置３は、ドロスボックス３１の天井から吊り下げられるドレープ３４を備える。ドロスボックス３１の天井は、例えば、フード３１１と、フード３１１の上に配置された断熱材３１２と、を有する。ドレープ３４は、断熱材３１２の一部とフード３１１とを貫通してフード３１１の下面から吊り下げられる。ドレープ３４は、鋼材あるいはガラス材などの耐火材からなる板状の部材である。

ドレープ３４は、ドロスボックス３１の上部空間を、ガラスリボンＧの搬送方向（Ｘ軸方向）に複数の空間に仕切る仕切壁である。ドロスボックス３１の上部空間は、ガラスリボンＧよりも上側の空間である。ドレープ３４は、例えば、各リフトアウトロール３２の回転中心線の真上に配置される。ドレープ３４は、各リフトアウトロール３２の軸方向（Ｙ軸方向）に延びている。

ドレープ３４は、後述する徐冷炉５１からドロスボックス３１に酸素ガスが侵入することを抑制し、ドロスボックス３１内の酸素濃度の増加を抑制する。これにより、成形炉２１からドロスボックス３１に流入する水素ガスの燃焼を抑制する。その結果、水素ガスの燃焼によるガラスリボンＧの温度変動および局所加熱を抑制できる。ドレープ３４は、ガラスリボンＧの搬送を妨げないように、ガラスリボンＧの上面との間に隙間を形成する。

徐冷装置５は、熱処理炉である徐冷炉５１と、レヤーロール５２と、を備える。レヤーロール５２は、徐冷炉５１の内部に配置され、ガラスリボンＧの長手方向（Ｘ軸方向）にガラスリボンＧを搬送する。レヤーロール５２は、ガラスリボンＧの搬送方向に間隔をおいて複数設けられる。レヤーロール５２の数は、特に限定されない。レヤーロール５２は、モータ等の駆動装置（不図示）によって回転駆動され、その駆動力によってガラスリボンＧを水平方向（Ｘ軸方向）に搬送する。レヤーロール５２の軸方向は、ガラスリボンＧの幅方向（Ｙ軸方向）と同一方向である。

徐冷装置５は、ガラスリボンＧをレヤーロール５２によって搬送しながらガラスの歪点以下の温度に徐冷する。徐冷装置５は、ガラスリボンＧの温度を調整するため、内部に不図示のヒータを備える。

次に、図２と図３を参照して、一実施形態に係るカメラ６と画像処理装置７について説明する。ガラス製造装置１は、カメラ６と、カメラ６で撮像した画像Ｐ１を画像処理する画像処理装置７と、を備える。カメラ６は、帯板状のガラスリボンＧと、ガラスリボンＧとの間に隙間を形成する対象物とを撮像する。対象物は、特に限定されないが、本実施形態ではドレープ３４である。画像処理装置７は、カメラ６で撮像した画像Ｐ１を画像処理することで、ガラスリボンＧの上面とドレープ３４の下端３４１との距離Ｌ１を計測する。画像処理装置７は、画像Ｐ１における距離Ｌ１を計測してもよいし、実空間における距離Ｌ１を計測してもよい。

カメラ６は、例えば熱処理炉であるドロスボックス３１の外側に設けられ、ドロスボックス３１のＹ軸方向一端に設けられる側壁の窓を介してガラスリボンＧとドレープ３４を撮像する。撮像対象に光を照射する光源（不図示）が設けられてもよい。撮像対象に光を照射することで、明瞭な画像Ｐ１が得られる。光源は、例えばドロスボックス３１のＹ軸方向他端に設けられる側壁の窓を介してガラスリボンＧとドレープ３４に光を照射する。

ところで、カメラ６の光軸６１の角度によっては、画像Ｐ１に写るガラスリボンＧの上面の位置を検出することが困難である。例えば、ガラスリボンＧの上面が画像Ｐ１に線ではなく面として写る場合、ガラスリボンＧの上面の位置を検出することが困難である。

例えばカメラ６の光軸６１が水平なガラスリボンＧの上面に対して斜めに設置される場合、ガラスリボンＧの上面にドレープ３４の下端３４１の鏡像が映る。本開示の技術は、ガラスリボンＧの上面に映る鏡像を利用して、ガラスリボンＧの上面とドレープ３４の下端３４１との距離Ｌ１を計測する。

図３に示すように、カメラ６で撮像する画像Ｐ１は、ドレープ３４の下端３４１の実像３４１Ａと鏡像３４１Ｂとを含む。ドレープ３４の下端３４１は、特許請求の範囲に記載の対象物のガラスリボンＧに対向する一端の一例である。カメラ６は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳなどの撮像素子を含み、撮像素子で撮像した画像Ｐ１を画像処理装置７に送信する。

画像処理装置７は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、メモリ等の記憶媒体と、を備える。記憶媒体には、画像処理装置７において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。画像処理装置７は、記憶媒体に記憶されたプログラムをＣＰＵに実行させることにより、画像処理装置７の動作を制御する。

画像処理装置７は、図２に示すように、例えば、計測部７１と、算出部７２と、を有する。計測部７１は、画像Ｐ１に写る実像３４１Ａと鏡像３４１Ｂの距離Ｌ２（図３参照）を計測する。距離Ｌ２の大きさは、例えば画像Ｐ１における画素数で表す。カメラ６から物体までの距離が遠いほど、画像Ｐ１に写る物体の大きさが小さくなる。計測部７１は、画像Ｐ１における特定の位置で距離Ｌ２を計測する。

算出部７２は、画像Ｐ１に写る実像３４１Ａと鏡像３４１Ｂの距離Ｌ２から、ガラスリボンＧの上面とドレープ３４の下端３４１との距離Ｌ１を算出する。例えば、画像Ｐ１に写る距離Ｌ２の半値が、画像Ｐ１に写る距離Ｌ１である。そして、画像Ｐ１に写る距離Ｌ１と比例定数との積が、実際の距離Ｌ１（実空間における距離Ｌ１）である。比例定数は、主にカメラ６から距離Ｌ１の測定点までの距離で決まり、予め実験などで求めることができる。算出部７２によって算出する距離Ｌ１の大きさは、画像Ｐ１における画素数で表してもよいし、ｍｍなどの一般的な長さの単位で表してもよい。なお、後述するように、算出部７２は、距離Ｌ１の計測精度を高めるべく、基準距離Ｌ０を参照して比例定数を求めてもよい。

カメラ６は、基準距離Ｌ０を示す複数の基準点ＳＰ１、ＳＰ２を撮像してもよい。撮像する画像Ｐ１は、ドレープ３４の下端３４１の実像３４１Ａと鏡像３４１Ｂに加えて、複数の基準点ＳＰ１、ＳＰ２をも含む。画像Ｐ１は、基準点ＳＰ１、ＳＰ２の実像と鏡像のどちらを含んでもよく、両方を含んでもよい。

基準点ＳＰ１、ＳＰ２としては、特に限定されないが、例えばドレープ３４を構成する複数枚の板を連結するボルト又はナットが用いられる。図２に示すように、基準点ＳＰ１、ＳＰ２は、ガラスリボンＧのドレープ３４に対向する面（例えば上面）に直交する方向に、基準距離Ｌ０をおいて配置されている。

計測部７１は、画像Ｐ１に写る基準距離Ｌ０を計測する。画像Ｐ１に写る基準距離Ｌ０の大きさは、例えば画素数で表す。算出部７２は、画像Ｐ１に写る実像３４１Ａと鏡像３４１Ｂの距離Ｌ２と、画像Ｐ１に写る基準距離Ｌ０とから、ガラスリボンＧの上面とドレープ３４の下端３４１との距離Ｌ１を算出する。算出部７２は、画像Ｐ１における距離Ｌ１を算出してもよいし、実空間における距離Ｌ１を算出してもよい。

画像Ｐ１または実空間における距離Ｌ１を算出する際に画像Ｐ１における基準距離Ｌ０を参照することで、外乱によって画像Ｐ１における基準距離Ｌ０が変動するような場合でも、基準距離Ｌ０に対する距離Ｌ１の相対値を算出することで、距離Ｌ１の絶対値を正確に算出できる。また、画像Ｐ１における基準距離Ｌ０の画素数と、実空間における基準距離Ｌ０との比を算出することで、画素数を実空間における距離に直すときの比例定数を算出できる。

上記の通り、カメラ６から物体までの距離が遠いほど、画像Ｐ１に写る物体の大きさが小さくなる。画像Ｐ１が基準距離Ｌ０を示す複数の基準点ＳＰ１、ＳＰ２を複数組含む場合、算出部７２は画像Ｐ１に写る各組の基準点ＳＰ１、ＳＰ２同士を結ぶ直線上で距離Ｌ２を計測してもよい。複数組の基準点ＳＰ１、ＳＰ２を用いることで、距離Ｌ１の計測精度を向上できる。

次に、図４～図６を参照して、変形例に係るカメラ６と画像処理装置７について説明する。ガラス製造装置１は、カメラ６と、カメラ６で撮像した画像Ｐ２を画像処理する画像処理装置７と、を備える。カメラ６は、帯板状のガラスリボンＧの表面を撮像する。カメラ６は、少なくともガラスリボンＧの製品になる部分、例えばガラスリボンＧの幅方向中央部を撮像する。画像処理装置７は、カメラ６で撮像した画像Ｐ２を画像処理することで、ガラスリボンＧの表面のうねりの程度を数値化する。

カメラ６は、例えば熱処理炉である成形炉２１の外側に設けられ、成形炉２１のＹ軸方向一端に設けられる側壁の窓を介してガラスリボンＧの表面を撮像する。撮像対象に光を照射する光源（不図示）が設けられてもよい。撮像対象に光を照射することで、明瞭な画像Ｐ２が得られる。光源は、例えば成形炉２１のＹ軸方向他端に設けられる側壁の窓を介してガラスリボンＧの表面に光を照射する。

ガラスリボンＧの成形方法がフロート法である場合、ガラスリボンＧは成形炉２１内を水平に搬送される。これに対して、ガラスリボンＧの成形方法がフュージョン法である場合、ガラスリボンＧは成形炉２１内を鉛直下方に搬送される。いずれにしろ、カメラ６は、ガラスリボンＧの主面を撮像すればよい。

カメラ６の設置位置は、特に限定されない。カメラ６は、成形炉２１ではなく、ドロスボックス３１又は徐冷炉５１の窓を介して、ガラスリボンＧの表面を撮像してもよい。フロート法もフュージョン法も、ガラスリボンＧは徐冷炉５１内を水平に搬送される。カメラ６は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳなどの撮像素子を含み、撮像素子で撮像した画像Ｐ２を画像処理装置７に送信する。

画像処理装置７は、図４に示すように、例えば、検出部７３と、カウント部７４と、設定部７５と、を有する。検出部７３は、図５に示すように、カメラ６で撮像した画像Ｐ２において、ガラスリボンＧの表面を複数の検出領域Ａ１～Ａｎに区画し、検出領域Ａ１～Ａｎごとに検出領域Ａ１～Ａｎ内でのガラスリボンＧの色の変化量を検出する。図５はガラスリボンＧの色の一例を示しており、領域Ｂと領域Ｂよりも外の領域とで色の明るさが異なる。

各検出領域Ａ１～Ａｎは、好ましくは同一の寸法および同一の形状を有する。各検出領域Ａ１～Ａｎの形状は、図５では長方形であるが、三角形または六角形などであってもよい。長方形は、正方形を含む。各検出領域Ａ１～Ａｎは、図示しない複数の画素（例えば縦８個×横８個、合計６４個の画素）を含む。各検出領域Ａ１～Ａｎの大きさは、適宜設定される。

各検出領域Ａ１～Ａｎの色の変化量は、例えば複数の画素（例えば６４個の画素）の色の最大値と最小値の差、標準偏差、または分散で表す。色は、例えばグレースケールにおける濃度、つまり明暗で表す。画像Ｐ２がカラーである場合、カラーからグレースケールへの変換が行われる。その変換方法は、一般的なものを用いる。なお、色は、色空間の座標で表してもよく、カラーのままであってもよい。

カウント部７４は、検出部７３の検出した色の変化量が閾値を超える、検出領域の数をカウントする。図６に示す領域Ｃは、図５の画像Ｐ２において色の変化量が閾値を超える検出領域を示す。ガラスリボンＧの表面に表面のうねりが存在する場合に、表面のうねりの輪郭線を境に色が閾値を超えて変化する。よって、色の変化量が閾値を超える検出領域の数をカウントすることで、ガラスリボンＧの表面のうねりの程度を数値化できる。

ところで、表面のうねり以外の外乱によってガラスリボンＧの色が変化することがある。そこで、設定部７５が、画像Ｐ２の一部に、カウント部７４によるカウントを行わないエリアを設定してもよい。設定するエリアは、外乱によってガラスリボンＧの色が変化するエリアであり、予め実験またはシミュレーションなどで求めておく。

カウント部７４は、設定部７５で設定されたエリアの外で、色の変化量が閾値を超える検出領域の数をカウントする。設定部７５を用いることで、外乱を除くことができ、表面のうねりの検出精度を向上できる。設定部７５を用いる場合、検出部７３は、設定部７５で設定されたエリアの外で、各検出領域の色の変化量を検出する。

次に、図７を参照して、変形例に係るガラス製造装置１について説明する。ガラス製造装置１は、ドロスボックス３１と、徐冷炉５１と、を備える。ドロスボックス３１が第１熱処理炉であり、徐冷炉５１が第２熱処理炉である。リフトアウトロール３２がガラスリボンＧをドロスボックス３１の内部で水平に搬送した後、レヤーロール５２がガラスリボンＧを徐冷炉５１の内部で水平に搬送する。

ガラス製造装置１は、仕切壁５３を備える。仕切壁５３は、ドロスボックス３１と徐冷炉５１の境界において、ガラスリボンＧの下方空間をガラスリボンＧの搬送方向に仕切る。ドロスボックス３１の内部空間は還元性雰囲気であり、徐冷炉５１の内部空間は大気雰囲気である。仕切壁５３は、ドロスボックス３１の内部空間から徐冷炉５１の内部空間へ還元性ガスが流入するのを抑制し、徐冷炉５１の内部空間を大気雰囲気に維持する。

ガラス製造装置１は、仕切壁５３を昇降させる不図示の昇降機構を備えてもよい。仕切壁５３を昇降させることで、仕切壁５３の上端と、ガラスリボンＧの下面との距離Ｌ３（図８参照）を変更できる。距離Ｌ３が小さいほど、還元性ガスの通過を抑制できる反面、仕切壁５３とガラスリボンＧが接触しやすくなる。距離Ｌ３は、ガラスリボンＧの自重たわみなども考慮して設定される。

仕切壁５３は、本変形例では図７に示すようにドロスボックス３１と徐冷炉５１とは別に設けられるが、ドロスボックス３１の一部として設けられてもよいし、徐冷炉５１の一部として設けられてもよい。

次に、図８と図９を参照して、変形例に係るカメラ６と画像処理装置７について説明する。ガラス製造装置１は、カメラ６と、カメラ６で撮像した画像Ｐ３を画像処理する画像処理装置７と、を備える。カメラ６は、帯板状のガラスリボンＧと、ガラスリボンＧとの間に隙間を形成する対象物とを撮像する。対象物は、特に限定されないが、本変形例では仕切壁５３である。画像処理装置７は、カメラ６で撮像した画像Ｐ３を画像処理することで、ガラスリボンＧの下面と仕切壁５３の上端５３１との距離Ｌ３を計測する。画像処理装置７は、画像Ｐ３における距離Ｌ３を計測してもよいし、実空間における距離Ｌ３を計測してもよい。

カメラ６は、例えば徐冷炉５１の外側に設けられ、徐冷炉５１のＹ軸方向一端に設けられる側壁の窓を介してガラスリボンＧと仕切壁５３を撮像する。撮像対象に光を照射する光源（不図示）が設けられてもよい。撮像対象に光を照射することで、明瞭な画像Ｐ３が得られる。光源は、例えば徐冷炉５１のＹ軸方向他端に設けられる側壁の窓を介してガラスリボンＧと仕切壁５３に光を照射する。

ところで、カメラ６の光軸６１の角度によっては、画像Ｐ３に写るガラスリボンＧの下面の位置を検出することが困難である。例えば、ガラスリボンＧの下面が画像Ｐ３に線ではなく面として写る場合、ガラスリボンＧの下面の位置を検出することが困難である。

例えばカメラ６の光軸６１が水平なガラスリボンＧの下面に対して斜めに設置される場合、ガラスリボンＧの下面に仕切壁５３の上端５３１の鏡像が映る。本開示の技術は、ガラスリボンＧの下面に映る鏡像を利用して、ガラスリボンＧの下面と仕切壁５３の上端５３１との距離Ｌ３を計測する。

図９に示すように、カメラ６で撮像する画像Ｐ３は、仕切壁５３の上端５３１の実像５３１Ａと鏡像５３１Ｂとを含む。仕切壁５３の上端５３１は、特許請求の範囲に記載の対象物のガラスリボンＧに対向する一端の一例である。カメラ６は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳなどの撮像素子を含み、撮像素子で撮像した画像Ｐ３を画像処理装置７に送信する。

画像処理装置７は、図８に示すように、例えば、計測部７１と、算出部７２と、を有する。計測部７１は、画像Ｐ３に写る実像５３１Ａと鏡像５３１Ｂの距離Ｌ４（図９参照）を計測する。距離Ｌ４の大きさは、例えば画像Ｐ３における画素数で表す。カメラ６から物体までの距離が遠いほど、画像Ｐ３に写る物体の大きさが小さくなる。計測部７１は、画像Ｐ３における特定の位置で距離Ｌ４を計測する。

算出部７２は、画像Ｐ３に写る実像５３１Ａと鏡像５３１Ｂの距離Ｌ４から、ガラスリボンＧの下面と仕切壁５３の上端５３１との距離Ｌ３を算出する。例えば、画像Ｐ３に写る距離Ｌ４の半値が、画像Ｐ３に写る距離Ｌ３である。そして、画像Ｐ３に写る距離Ｌ３と比例定数との積が、実空間における距離Ｌ３である。比例定数は、主にカメラ６から距離Ｌ３の測定点までの距離で決まり、予め実験などで求めることができる。算出部７２によって算出する距離Ｌ３の大きさは、画像Ｐ３における画素数で表してもよいし、ｍｍなどの一般的な長さの単位で表してもよい。なお、後述するように、算出部７２は、距離Ｌ３の計測精度を高めるべく、基準距離Ｌ０を参照して比例定数を求めてもよい。

カメラ６は、基準距離Ｌ０を示す複数の基準点ＳＰ３、ＳＰ４を撮像してもよい。撮像する画像Ｐ３は、仕切壁５３の上端５３１の実像５３１Ａと鏡像５３１Ｂに加えて、複数の基準点ＳＰ３、ＳＰ４をも含む。画像Ｐ３は、基準点ＳＰ３、ＳＰ４の実像と鏡像のどちらを含んでもよく、両方を含んでもよい。

基準点ＳＰ３は例えば第１レーザー光線ＬＢ１の一点であり、基準点ＳＰ４は第２レーザー光線ＬＢ２の一点である。第１レーザー光線ＬＢ１と第２レーザー光線ＬＢ２は、レーザー照射器８から対象物（例えば仕切壁５３）に互いに平行に照射される。照射方向は、ガラスリボンＧの下面に対して平行な方向であるが、傾斜した方向または垂直な方向であってもよい。第１レーザー光線ＬＢ１と第２レーザー光線ＬＢ２が互いに平行であればよい。基準距離Ｌ０は、第１レーザー光線ＬＢ１と第２レーザー光線ＬＢ２の距離である。

互いに平行な第１レーザー光線ＬＢ１と第２レーザー光線ＬＢ２とを対象物に照射することで、対象物に基準点ＳＰ３、ＳＰ４を作り出すことができる。対象物が基準点ＳＰ３、ＳＰ４となるボルト又はナットなどを有しない場合に特に有効である。なお、仕切壁５３の基準点ＳＰ３、ＳＰ４として、ボルト又はナットなどが用いられてもよい。また、第１レーザー光線ＬＢ１と第２レーザー光線ＬＢ２を照射する対象物は、本変形例では仕切壁５３であるが、ドレープ３４であってもよい。

計測部７１は、画像Ｐ３に写る基準距離Ｌ０を計測する。画像Ｐ３に写る基準距離Ｌ０の大きさは、例えば画素数で表す。算出部７２は、画像Ｐ３に写る実像５３１Ａと鏡像５３１Ｂの距離Ｌ４と、画像Ｐ３に写る基準距離Ｌ０とから、ガラスリボンＧの下面と仕切壁５３の上端５３１との距離Ｌ３を算出する。算出部７２は、画像Ｐ３における距離Ｌ３を算出してもよいし、実空間における距離Ｌ３を算出してもよい。

画像Ｐ３または実空間における距離Ｌ３を算出する際に画像Ｐ３における基準距離Ｌ０を参照することで、外乱によって画像Ｐ３における基準距離Ｌ０が変動するような場合でも、基準距離Ｌ０に対する距離Ｌ３の相対値を算出することで、距離Ｌ３の絶対値を正確に算出できる。また、画像Ｐ３に写る基準距離Ｌ０の画素数と、実空間における基準距離Ｌ０との比を算出することで、画素数を実空間における距離に直すときの比例定数を算出できる。

上記の通り、カメラ６から物体までの距離が遠いほど、画像Ｐ３に写る物体の大きさが小さくなる。画像Ｐ３が基準距離Ｌ０を示す複数の基準点ＳＰ３、ＳＰ４を複数組含む場合、算出部７２は画像Ｐ３に写る各組の基準点ＳＰ３、ＳＰ４同士を結ぶ直線上で距離Ｌ４を計測してもよい。複数組の基準点ＳＰ３、ＳＰ４を用いることで、距離Ｌ３の計測精度を向上できる。

上記実施形態等に関し、下記の付記を開示する。
［付記１］
帯板状のガラスリボンを対象物と間隔をおいて搬送することと、
前記対象物の前記ガラスリボンに対向する一端の実像と、前記ガラスリボンに映る前記対象物の前記一端の鏡像とをカメラで撮像することと、
前記撮像した画像に写る前記実像と前記鏡像の距離を計測することと、
前記画像に写る前記実像と前記鏡像の距離から、前記ガラスリボンと前記対象物の距離を算出することと、
を有する、ガラス製造方法。
［付記２］
基準距離を示す複数の基準点を前記カメラで撮像することと、
前記画像に写る前記基準距離を計測することと、
前記画像に写る前記実像と前記鏡像の距離と、前記画像に写る前記基準距離とから、前記ガラスリボンと前記対象物の距離を算出することと、
を有する、付記１に記載のガラス製造方法。
［付記３］
前記対象物に対して互いに平行な第１レーザー光線と第２レーザー光線を照射することを有し、
複数の前記基準点は、前記第１レーザー光線の一点と前記第２レーザー光線の一点であり、
前記基準距離は、前記第１レーザー光線と前記第２レーザー光線の距離である、付記２に記載のガラス製造方法。
［付記４］
前記ガラスリボンを熱処理炉の内部で水平に搬送することを含み、
前記対象物は、前記熱処理炉の上部空間を前記ガラスリボンの搬送方向に仕切る仕切壁である、付記１～３のいずれか１つに記載のガラス製造方法。
［付記５］
前記ガラスリボンを第１熱処理炉の内部で水平に搬送した後、前記ガラスリボンを第２熱処理炉の内部で水平に搬送することを含み、
前記対象物は、前記第１熱処理炉と前記第２熱処理炉との境界において前記ガラスリボンの下方空間を前記ガラスリボンの搬送方向に仕切る仕切壁である、付記１～３のいずれか１つに記載のガラス製造方法。
［付記６］
前記ガラスリボンをフロート法又はフュージョン法で成形することを含む、付記１～５のいずれか１つに記載のガラス製造方法。
［付記７］
帯板状のガラスリボンの表面をカメラで撮像することと、
前記撮像した画像において、前記ガラスリボンの表面を複数の検出領域に区画し、前記検出領域ごとに前記検出領域内での前記ガラスリボンの色の変化量を検出することと、
前記検出した色の変化量が閾値を超える、前記検出領域の数をカウントすることと、
を有する、ガラス製造方法。
［付記８］
前記画像の一部に、前記カウントすることを行わないエリアを設定することを有する、付記７に記載のガラス製造方法。
［付記９］
前記ガラスリボンをフロート法又はフュージョン法で成形することを含む、付記７又は８に記載のガラス製造方法。
［付記１０］
帯板状のガラスリボンを対象物と間隔をおいて搬送する搬送装置と、
前記対象物の前記ガラスリボンに対向する一端の実像と、前記ガラスリボンに映る前記対象物の前記一端の鏡像とを撮像するカメラと、
前記カメラで撮像した画像を処理する画像処理装置と、
を備え、
前記画像処理装置は、前記画像に写る前記実像と前記鏡像の距離を計測する計測部と、前記画像に写る前記実像と前記鏡像の距離から、前記ガラスリボンと前記対象物の距離を算出する算出部と、を有する、ガラス製造装置。
［付記１１］
前記カメラは、基準距離を示す複数の基準点を撮像し、
前記計測部は、前記画像に写る前記基準距離を計測し、
前記算出部は、前記画像に写る前記実像と前記鏡像の距離と、前記画像に写る前記基準距離とから、前記ガラスリボンと前記対象物の距離を算出する、付記１０に記載のガラス製造装置。
［付記１２］
前記対象物に対して互いに平行な第１レーザー光線と第２レーザー光線を照射するレーザー照射器を備え、
複数の前記基準点は、前記第１レーザー光線の一点と前記第２レーザー光線の一点であり、
前記基準距離は、前記第１レーザー光線と前記第２レーザー光線の距離である、付記１１に記載のガラス製造装置。
［付記１３］
前記搬送装置は、前記ガラスリボンを熱処理炉の内部で水平に搬送し、
前記対象物は、前記熱処理炉の上部空間を前記ガラスリボンの搬送方向に仕切る仕切壁である、付記１０～１２のいずれか１つに記載のガラス製造装置。
［付記１４］
前記搬送装置は、前記ガラスリボンを第１熱処理炉の内部で水平に搬送した後、前記ガラスリボンを第２熱処理炉の内部で水平に搬送し、
前記対象物は、前記第１熱処理炉と前記第２熱処理炉との境界において前記ガラスリボンの下方空間を前記ガラスリボンの搬送方向に仕切る仕切壁である、付記１０～１２のいずれか１つに記載のガラス製造装置。
［付記１５］
帯板状のガラスリボンの表面を撮像するカメラと、
前記カメラで撮像した画像を処理する画像処理装置と、
を備え、
前記画像処理装置は、前記撮像した画像において、前記ガラスリボンの表面を複数の検出領域に区画し、前記検出領域ごとに前記検出領域内での前記ガラスリボンの色の変化量を検出する検出部と、前記検出した色の変化量が閾値を超える、前記検出領域の数をカウントするカウント部と、を有する、ガラス製造装置。
［付記１６］
前記画像処理装置は、前記撮像した画像の一部に、前記カウント部によるカウントを行わないエリアを設定する設定部を有する、付記１５に記載のガラス製造装置。

以上、本開示に係るガラス製造方法、及びガラス製造装置について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。

１ ガラス製造装置
６ カメラ
７ 画像処理装置
７１ 計測部
７２ 算出部
７３ 検出部
７４ カウント部
７５ 設定部
３４ ドレープ（対象物）
３４１Ａ 実像
３４１Ｂ 鏡像
Ｇ ガラスリボン

Claims (16)

1. 帯板状のガラスリボンを対象物と間隔をおいて搬送することと、
   前記対象物の前記ガラスリボンに対向する一端の実像と、前記ガラスリボンに映る前記対象物の前記一端の鏡像とをカメラで撮像することと、
   前記撮像した画像に写る前記実像と前記鏡像の距離を計測することと、
   前記画像に写る前記実像と前記鏡像の距離から、前記ガラスリボンと前記対象物の距離を算出することと、
   を有する、ガラス製造方法。
2. 基準距離を示す複数の基準点を前記カメラで撮像することと、
   前記画像に写る前記基準距離を計測することと、
   前記画像に写る前記実像と前記鏡像の距離と、前記画像に写る前記基準距離とから、前記ガラスリボンと前記対象物の距離を算出することと、
   を有する、請求項１に記載のガラス製造方法。
3. 前記対象物に対して互いに平行な第１レーザー光線と第２レーザー光線を照射することを有し、
   複数の前記基準点は、前記第１レーザー光線の一点と前記第２レーザー光線の一点であり、
   前記基準距離は、前記第１レーザー光線と前記第２レーザー光線の距離である、請求項２に記載のガラス製造方法。
4. 前記ガラスリボンを熱処理炉の内部で水平に搬送することを含み、
   前記対象物は、前記熱処理炉の上部空間を前記ガラスリボンの搬送方向に仕切る仕切壁である、請求項１～３のいずれか１項に記載のガラス製造方法。
5. 前記ガラスリボンを第１熱処理炉の内部で水平に搬送した後、前記ガラスリボンを第２熱処理炉の内部で水平に搬送することを含み、
   前記対象物は、前記第１熱処理炉と前記第２熱処理炉との境界において前記ガラスリボンの下方空間を前記ガラスリボンの搬送方向に仕切る仕切壁である、請求項１～３のいずれか１項に記載のガラス製造方法。
6. 前記ガラスリボンをフロート法又はフュージョン法で成形することを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載のガラス製造方法。
7. 帯板状のガラスリボンの表面をカメラで撮像することと、
   前記撮像した画像において、前記ガラスリボンの表面を複数の検出領域に区画し、前記検出領域ごとに前記検出領域内での前記ガラスリボンの色の変化量を検出することと、
   前記検出した色の変化量が閾値を超える、前記検出領域の数をカウントすることと、
   を有する、ガラス製造方法。
8. 前記画像の一部に、前記カウントすることを行わないエリアを設定することを有する、請求項７に記載のガラス製造方法。
9. 前記ガラスリボンをフロート法又はフュージョン法で成形することを含む、請求項７又は８に記載のガラス製造方法。
10. 帯板状のガラスリボンを対象物と間隔をおいて搬送する搬送装置と、
    前記対象物の前記ガラスリボンに対向する一端の実像と、前記ガラスリボンに映る前記対象物の前記一端の鏡像とを撮像するカメラと、
    前記カメラで撮像した画像を処理する画像処理装置と、
    を備え、
    前記画像処理装置は、前記画像に写る前記実像と前記鏡像の距離を計測する計測部と、前記画像に写る前記実像と前記鏡像の距離から、前記ガラスリボンと前記対象物の距離を算出する算出部と、を有する、ガラス製造装置。
11. 前記カメラは、基準距離を示す複数の基準点を撮像し、
    前記計測部は、前記画像に写る前記基準距離を計測し、
    前記算出部は、前記画像に写る前記実像と前記鏡像の距離と、前記画像に写る前記基準距離とから、前記ガラスリボンと前記対象物の距離を算出する、請求項１０に記載のガラス製造装置。
12. 前記対象物に対して互いに平行な第１レーザー光線と第２レーザー光線を照射するレーザー照射器を備え、
    複数の前記基準点は、前記第１レーザー光線の一点と前記第２レーザー光線の一点であり、
    前記基準距離は、前記第１レーザー光線と前記第２レーザー光線の距離である、請求項１１に記載のガラス製造装置。
13. 前記搬送装置は、前記ガラスリボンを熱処理炉の内部で水平に搬送し、
    前記対象物は、前記熱処理炉の上部空間を前記ガラスリボンの搬送方向に仕切る仕切壁である、請求項１０～１２のいずれか１項に記載のガラス製造装置。
14. 前記搬送装置は、前記ガラスリボンを第１熱処理炉の内部で水平に搬送した後、前記ガラスリボンを第２熱処理炉の内部で水平に搬送し、
    前記対象物は、前記第１熱処理炉と前記第２熱処理炉との境界において前記ガラスリボンの下方空間を前記ガラスリボンの搬送方向に仕切る仕切壁である、請求項１０～１２のいずれか１項に記載のガラス製造装置。
15. 帯板状のガラスリボンの表面を撮像するカメラと、
    前記カメラで撮像した画像を処理する画像処理装置と、
    を備え、
    前記画像処理装置は、前記撮像した画像において、前記ガラスリボンの表面を複数の検出領域に区画し、前記検出領域ごとに前記検出領域内での前記ガラスリボンの色の変化量を検出する検出部と、前記検出した色の変化量が閾値を超える、前記検出領域の数をカウントするカウント部と、を有する、ガラス製造装置。
16. 前記画像処理装置は、前記撮像した画像の一部に、前記カウント部によるカウントを行わないエリアを設定する設定部を有する、請求項１５に記載のガラス製造装置。

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