WO2015098887A1 - 形状測定装置、形状測定方法、およびガラス板の製造方法 - Google Patents

形状測定装置、形状測定方法、およびガラス板の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2015098887A1
WO2015098887A1 PCT/JP2014/083996 JP2014083996W WO2015098887A1 WO 2015098887 A1 WO2015098887 A1 WO 2015098887A1 JP 2014083996 W JP2014083996 W JP 2014083996W WO 2015098887 A1 WO2015098887 A1 WO 2015098887A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
elements
pattern
shape
shape measuring
predetermined pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2014/083996
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
仁昭 大音
彰 菅原
祐介 有田
稔 池野田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to EP14873328.0A priority Critical patent/EP3088840B1/en
Priority to KR1020167016540A priority patent/KR102263507B1/ko
Priority to CN201480071278.6A priority patent/CN105849503B/zh
Priority to JP2015554904A priority patent/JP6383986B2/ja
Publication of WO2015098887A1 publication Critical patent/WO2015098887A1/ja
Priority to US15/188,298 priority patent/US10059616B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B18/00—Shaping glass in contact with the surface of a liquid
    • C03B18/02—Forming sheets
    • C03B18/18—Controlling or regulating the temperature of the float bath; Composition or purification of the float bath
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/2513—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object with several lines being projected in more than one direction, e.g. grids, patterns
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B25/00—Annealing glass products
    • C03B25/04—Annealing glass products in a continuous way
    • C03B25/06—Annealing glass products in a continuous way with horizontal displacement of the glass products
    • C03B25/08—Annealing glass products in a continuous way with horizontal displacement of the glass products of glass sheets

Definitions

  • the present invention relates to a shape measuring device, a shape measuring method, and a glass plate manufacturing method.
  • measuring devices that measure the shape of the front or back surface of a transparent object to be measured such as a glass plate.
  • a linear pattern is arranged above the object to be measured, and the local method of the front or back surface is determined from the position of the reflected image viewed from the direction perpendicular to the extending direction of the pattern.
  • the line vector is obtained to calculate the shape of the front or back surface of the object to be measured (see, for example, Patent Document 1).
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and even with a thinner object to be measured, a shape measuring device and a shape measuring device that can accurately calculate the position of the front or back surface in the plate thickness direction.
  • a method and a method for producing a glass plate are provided.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and one aspect of the present invention includes a predetermined pattern disposed on one or the other side facing the object to be measured which is a transparent flat plate, Each of the reflected images of the predetermined pattern on the front and back surfaces of the object to be measured is configured to be separated in a separation direction perpendicular to the extending direction of the predetermined pattern, and the predetermined pattern on the front and back surfaces of the object to be measured.
  • the imaging unit generates an image including reflected images of the front surface and the back surface by taking a reflected image of the image, and the imaging unit is based on a positional relationship between the object to be measured, the predetermined pattern, and the imaging unit.
  • An arithmetic unit that calculates an inclination angle of at least one of the front surface or the back surface from the captured reflection image, and a minimum of the front surface or the back surface based on the calculated inclination angle.
  • a determining unit that determines one of the shapes, wherein the predetermined pattern includes a plurality of elements, and each element of the plurality of elements includes one end and the other formed in a direction perpendicular to the extending direction.
  • the shape measuring device is characterized in that the ends are shifted from each other in the extending direction.
  • the other aspect of this invention is the shape measuring apparatus as described in (1), Comprising: As for these elements, each said element is repeatedly arrange
  • the other aspect of this invention is the shape measuring apparatus as described in (1) or (2), Comprising: As for these elements, each said element is formed in the elongate shape.
  • the measuring apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the first element and the second element adjacent to each other among the plurality of elements.
  • the element is formed by shifting the first element from one end to the other end in a first direction which is one of the extending directions, and the second element is on the first element side. Are formed so as to be shifted in the second direction, which is the other direction of the extending direction, from one end to the other end.
  • the measuring apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the plurality of elements are formed by separating the elements from each other. ing.
  • the measuring apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the predetermined pattern is formed into a sinusoidal shape by the plurality of elements. Is formed.
  • the measuring apparatus according to any one of (1) to (6), wherein the predetermined pattern is formed by the plurality of elements. 1 pattern row, and a second pattern row arranged in parallel with the first pattern row, and a second pattern row that is axisymmetric to the first pattern row.
  • the other aspect of this invention is each reflected image in the surface of the said to-be-measured object, and the back surface of the predetermined pattern arrange
  • the other aspect of this invention is the shape measuring method as described in (8), Comprising: As for these elements, each said element is repeatedly arrange
  • Another aspect of the present invention is the shape measuring method according to (8) or (9), wherein each of the plurality of elements is formed in a long shape.
  • the shape measuring method according to any one of (8) to (10), wherein the first element and the second element adjacent to each other among the plurality of elements.
  • the first element is formed such that the first element is shifted from one end to the other end in a first direction which is one of the extending directions, and the second element is the first element. It is shifted from the one end of the side toward the other end in the second direction, which is the other direction of the extending direction.
  • the shape measuring method according to any one of (8) to (11), wherein the plurality of elements are formed by separating the elements from each other. Has been.
  • the predetermined pattern is formed into a sine wave by the plurality of elements. Has been.
  • a melting step of melting a glass raw material to obtain a molten glass a molding step of forming the molten glass into a continuous plate-like glass ribbon, and the glass ribbon
  • a slow cooling step for gradually cooling while moving a measuring step for measuring the surface shape of the glass ribbon, a cutting step for cutting the glass ribbon, and a slow cooling step in the slow cooling step based on the measurement results of the measuring step.
  • a method for producing a glass plate comprising: a control step for controlling cooling conditions, wherein the measurement step uses the glass ribbon as a measurement object and the shape measurement according to any one of (8) to (13) It is a process of measuring using a method.
  • the position of the front or back surface in the plate thickness direction can be calculated with high accuracy even for a thinner object to be measured.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a shape measuring apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the shape measuring apparatus 10 uses a reflection image of a pattern printed on the pattern display object 11 on the front and back surfaces of a transparent object to be measured such as a glass plate G flowing on a plurality of rotating rollers. The shapes of the front and back surfaces of the object to be measured are calculated.
  • a transparent object to be measured such as a glass plate G flowing on a plurality of rotating rollers.
  • the direction in which the glass plate G flows is the y axis
  • the axis is along the surface of the glass plate G
  • the axis perpendicular to the y axis is the x axis
  • the direction perpendicular to the surface of the glass plate G Referred to as a plate thickness direction or a thickness direction).
  • the shape measuring device 10 includes a camera 12 and an arithmetic device 13.
  • the camera 12 captures a reflection image of the pattern on the front and back surfaces of the object to be measured.
  • the arithmetic device 13 calculates the shape of the front and back surfaces of the object to be measured using the reflected image taken by the camera 12.
  • FIG. 2 is a diagram showing the positional relationship between the pattern display object 11 and the camera 12.
  • an alternate long and short dash line denoted by reference symbol R ⁇ b> 1 represents a light beam that connects a reflection image of the pattern of the pattern display object 11 by the surface of the glass plate G.
  • symbol R2 represents the light ray which ties the reflective image by the back surface of the glass plate G of the pattern of the pattern display thing 11.
  • the camera 12 is installed so that a reflection image of the pattern of the pattern display object 11 by the surface of the glass plate G and a reflection image of the back surface of the glass plate G are photographed.
  • the reflected image by the back surface is photographed by the camera 12 as an image shifted in the direction perpendicular to the extending direction of the pattern of the pattern display object 11 than the reflected image by the front surface.
  • the pattern display object 11 and the camera 12 are installed on the upper side opposite to the glass plate G, but may be installed on the lower side opposite to the glass plate G. .
  • FIG. 3 is a diagram showing a pattern printed on the pattern display object 11.
  • a rectangle inclined to the right side (first element) and a rectangle inclined to the left side (second element) are alternately and repeatedly arranged.
  • the shape is not limited to a rectangle, and may be a parallelogram, or a long shape such as a rectangle having a circular arc at a corner or a parallelogram.
  • the pattern arrangement direction is the extending direction of the pattern display object 11, that is, the x-axis direction.
  • the direction (separation direction) in which the reflection image on the back surface is shifted with respect to the reflection image on the front surface is y in FIG. Axial direction. That is, it is a direction perpendicular to the x-axis direction that is the extending direction of the pattern of the pattern display object 11. Since each rectangle in the pattern display object 11 is inclined, one end and the other end in the direction perpendicular to the x-axis direction are shifted in the x-axis direction (the extending direction of the pattern display object 11). As a result, the reflection image on the front surface and the reflection image on the back surface can be prevented from overlapping until a thinner plate thickness.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram showing the configuration of the arithmetic device 13.
  • the arithmetic device 13 includes a reflected image acquisition unit 31, a separation unit 32, a front surface position calculation unit 33, and a back surface position calculation unit 34.
  • the reflected image acquisition unit 31 acquires an image including a reflected image captured by the camera 12.
  • the separation unit 32 separates the reflected image from the front surface and the reflected image from the back surface from the image captured by the camera 12. Note that the separation unit 32 in the present embodiment performs separation by detecting between these reflection images on the assumption that the reflection image by the front surface and the reflection image by the back surface do not overlap.
  • the surface position calculation unit 33 calculates a value representing the position in the direction perpendicular to the pattern arrangement direction of the image corresponding to each rectangle of the pattern in the reflection image by the surface separated by the separation unit 32.
  • the surface position calculation unit 33 converts a value representing the position into a local inclination (tilt angle) of the surface.
  • a previously stored LUT Look Up Table
  • a relational expression between a value representing a position in a direction perpendicular to the pattern arrangement direction and a value representing a local inclination of the surface You may calculate using.
  • these LUTs and relational expressions correspond to the positional relationship between the surface of the glass plate G, the pattern display object 11 and the camera 12. Specifically, a light beam is incident on the surface of the glass plate G from the rectangle of the pattern display object 11 at a predetermined incident angle, and a reflected light beam reflected by the surface of the glass plate G is emitted at a reflection angle equal to the incident angle. The inclination of the surface of the glass plate G is calculated using the fact that the camera 12 is sometimes reached. Further, as the value representing the local inclination of the surface, the partial differential value based on the y coordinate value of the z coordinate value of the surface in FIG. 1 is used, but the yz component of the local normal vector of the surface may be used.
  • the surface position calculation unit 33 calculates the distribution (shape) of the surface position (z coordinate value) in the y-axis direction by integrating the calculated value representing the local inclination of the surface in the y-axis direction. Thereby, the wave
  • the back surface position calculation unit 34 calculates a value representing the position in the direction perpendicular to the pattern arrangement direction of the image corresponding to each rectangle of the pattern in the reflection image by the back surface separated by the separation unit 32.
  • the back surface position calculation unit 34 converts a value representing the position into a local inclination (tilt angle) of the back surface. Similar to the front surface position calculation unit 33, the conversion method may use a previously stored LUT (Look Up Table), a value representing a position in a direction perpendicular to the pattern arrangement direction, and a local surface of the back surface. You may calculate using the relational expression with the value showing a simple inclination.
  • LUTs and relational expressions correspond to the positional relationship between the back surface of the glass plate G, the pattern display object 11 and the camera 12 as in the case of the front surface.
  • the value representing the local inclination of the back surface a partial differential value based on the y coordinate value of the z coordinate value of the back surface in FIG. 1 is used, but the yz component of the local normal vector of the back surface may be used.
  • the back surface position calculation unit 34 calculates the distribution (shape) of the back surface position (z coordinate value) in the y axis direction by integrating the calculated value representing the local inclination of the back surface in the y axis direction. Thereby, the wave
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a reflected image taken by the camera 12.
  • FIG. 5 is an image G ⁇ b> 1 obtained by enlarging a part of the reflected image among images taken by the camera 12. As shown in FIG. 5, the reflected image Im1 by the front surface and the reflected image Im2 by the back surface are separated from each other.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the surface position calculation unit 33.
  • the surface position calculation unit 33 separates the reflection image of the surface separated by the separation unit 32 into the reflection images of the respective rectangles constituting the pattern (S1). As shown in FIG. 3, since the rectangles constituting the pattern are separated from each other, separation into images of the rectangles can be easily performed by detecting between the reflected images.
  • the surface position calculation unit 33 calculates, for each separated reflected image, a straight line that passes through the center of gravity of the rectangle and is parallel to the long side of the rectangle (S2). For example, the surface position calculation unit 33 calculates from all the pixels constituting the rectangular image by the least square method. At this time, weighting may be performed according to the pixel value of each pixel. Next, the surface position calculation unit 33 calculates the deviation of the x coordinate value of the point that takes a predetermined y coordinate value out of the straight line. Next, the surface position calculation unit 33 converts the shift of the x coordinate value into a shift of the rectangular position in the y-axis direction (S3).
  • the deviation of the x-coordinate value is a value obtained by subtracting the x-coordinate value of the point when the surface inclination is “0” stored in advance from the x-coordinate value of the point, for example. .
  • the conversion of the x-coordinate value of the point into the y-axis direction shift of the rectangle is performed based on the inclination of the rectangle. For example, if the rectangle is inclined by 30 degrees with respect to the y-axis, the displacement of the rectangle in the y-axis direction is twice the displacement of the x-coordinate value of the point. At this time, positive and negative depending on the direction of inclination of the rectangle is also taken into consideration.
  • the surface position calculation unit 33 averages the deviation of the y coordinate value calculated for the adjacent rectangle (S4). That is, the average of the deviation of the y coordinate value calculated for the rectangle inclined to the right and the deviation of the y coordinate value calculated for the rectangle inclined to the left adjacent to the rectangle is taken.
  • the surface position calculation unit 33 converts the averaged y coordinate value into a surface inclination (S5).
  • the surface position calculation unit 33 integrates the surface inclination in the y-axis direction to obtain a distribution (shape) of the surface z-coordinate values (S6).
  • the pattern display object is obtained by taking the average of the displacement in the y-axis direction of the position calculated for the rectangle inclined to the right and the displacement in the y-axis direction of the position calculated for the rectangle inclined to the left next to the rectangle. 11 and the camera 12 can be prevented from being misaligned.
  • the reflected image by the rectangle tilted to the right and the reflected image by the rectangle tilted to the left are an amount corresponding to the shift of the mounting position. Just shift.
  • the displacement in the y-axis direction of the rectangular position tilted to the right and the displacement in the y-axis direction of the rectangular position tilted to the left include errors that are opposite in positive and negative. become. Therefore, by taking these averages, it is possible to cancel and suppress errors that occur when the mounting position is shifted.
  • FIG. 7 shows another example (part 1) of the pattern printed on the pattern display object 11.
  • a second pattern row arranged in parallel with the pattern of FIG. 3 (first pattern row), and a second pattern row that is line-symmetric with the pattern of FIG. Have.
  • the pattern display object 11 or the like can be obtained by taking the average of the deviations in the y-axis direction of the positions obtained from the reflected images corresponding to the four rectangles enclosed by the two-dot chain line rectangle AG. It is possible to suppress an error that occurs when the mounting position of the camera 12 is shifted.
  • FIG. 8, FIG. 9, and FIG. 10 are other examples (No. 2 to No. 4) of patterns printed on the pattern display object 11.
  • FIG. 8 By forming a jagged line as shown in FIG. 8, each element of the pattern has one end in a direction perpendicular to the x-axis direction (extending direction of the pattern display object 11) and the other as in FIG. 3. Since the end is displaced in the x-axis direction, the reflection image on the front surface and the reflection image on the back surface can be prevented from overlapping until a thinner plate thickness.
  • the zigzag line is composed of blocks at intervals, so that the reflected image on the front surface and the reflected image on the back surface overlap until the thickness is thinner. The separation between elements can be facilitated.
  • a sine curve (sine wave) -like line with rounded corners of a zigzag line may be used. This configuration is preferable in that there is no point where information is lost in the x-axis direction.
  • the position in the thickness direction of the front surface of the glass plate G and the position in the thickness direction of the back surface are calculated, but only one of them may be calculated.
  • the pattern is printed on the pattern display object 11.
  • the pattern display device displays the pattern, and the photographing apparatus 1.
  • the reflected image may be taken.
  • an LED Light Electric Diode
  • a hole having a pattern shape is formed in front of the light emitting device such as an LED.
  • a slit may be arranged.
  • the shape measuring apparatus 10 uses the camera 12 (imaging unit) that captures a reflection image of a predetermined pattern on the front and back surfaces of the transparent object to be measured, and the reflection image captured by the camera 12.
  • a calculation device 13 (calculation unit, determination unit) for calculating the shape of the front surface or the back surface, and the predetermined pattern has a separation direction (y-axis direction) in which the reflection image on the back surface is shifted from the reflection image on the front surface ) Is composed of elements that are shifted in the extending direction (x-axis direction) perpendicular to the separating direction.
  • the elements are arranged repeatedly and the elements are spaced apart. Thereby, the reflection image by each element can be isolate
  • the second direction of the rectangle inclined to the right (first element) and the direction opposite to the second direction of the rectangle inclined to the left (second element) are repeatedly arranged. Thereby, errors due to improper attachment of the pattern display object 11 and the camera 12 can be suppressed.
  • the predetermined pattern is arranged in parallel with the first pattern row in which the first element and the second element are repeatedly arranged, and the first pattern row.
  • the second pattern row includes a first pattern row and a second pattern row that is axisymmetric with respect to the first pattern row.
  • FIG. 11 is a schematic explanatory diagram of a glass plate production line to which the shape measuring apparatus 10 is applied.
  • the manufacturing method of the glass plate in the manufacturing line shown in FIG. 11 includes a melting step of melting a glass raw material to obtain molten glass, a forming step of forming the molten glass into a continuous plate-like glass ribbon, and the glass ribbon.
  • the manufacturing method of the glass plate which has the slow cooling process which cools gradually while moving, and the cutting process which cut
  • a measurement step of measuring the height direction coordinates with the shape measuring device of the present invention and a control step of controlling the slow cooling conditions in the slow cooling step based on the height direction coordinates obtained in the measurement step. It is characterized by that.
  • FIG. 12 the process of the manufacturing method of a glass plate is shown.
  • the slow cooling conditions in the slow cooling step for example, the cooling rate condition and the cooling temperature condition are changed. As a result, shape defects due to warpage and cracking due to warpage can be prevented, and a glass plate can be produced with good yield.
  • batches prepared by mixing raw materials such as silica sand, limestone, and soda ash according to the composition of the glass product and mixing them are put into a melting furnace, and the temperature is about 1400 ° C. or higher depending on the type of glass.
  • a molten glass is obtained by heating and melting to a temperature.
  • a batch is put into the melting furnace from one end of the melting kiln, a flame obtained by burning heavy oil or a flame obtained by mixing and burning natural gas with air is blown onto the batch, and the temperature is about 1550 ° C.
  • the molten glass is obtained by heating to the above temperature and melting the batch.
  • the molten glass obtained in the melting step is introduced from the melting furnace downstream portion 201 to the molten tin bath 203, and the molten glass is floated on the molten tin 202 in the conveying direction in the figure. It is set as the continuous plate-shaped glass ribbon 204 (equivalent to the glass plate G) by advancing. At this time, in order to form a glass ribbon 204 having a predetermined thickness, a rotating roll (top roll 205) is pressed on both side portions in the width direction of the glass ribbon 204, and the glass ribbon 204 is moved in the width direction (in the conveying direction). Stretch outward (perpendicular direction).
  • the formed glass ribbon 204 is pulled out from the molten tin bath 203 by the lift-out roll 208, and this glass ribbon 204 is drawn in the slow cooling furnace 210 using the metal roll 209 in the figure.
  • the temperature of the glass ribbon 204 is gradually cooled by moving in the conveying direction, and is further cooled to near normal temperature while leaving the slow cooling furnace 210 and reaching the cutting step.
  • the slow cooling furnace 210 is provided with a mechanism for supplying a heat amount controlled by combustion gas or an electric heater to perform slow cooling at a required position in the furnace.
  • the temperature of the glass ribbon 204 at the stage of exiting the slow cooling furnace 210 is equal to or lower than the strain point of the glass of the glass ribbon 204, and is usually cooled to 150 to 250 ° C. depending on the type of glass.
  • This slow cooling process is performed for the purpose of removing the residual stress inside the glass ribbon 204 and lowering the temperature of the glass ribbon 204.
  • the glass ribbon 204 passes through the measuring unit 211 (corresponding to the shape measuring apparatus 10), and is then conveyed to the glass ribbon cutting unit 212.
  • the glass ribbon 204 that has been gradually cooled to near room temperature in the glass ribbon cutting section 212 is cut to obtain a rectangular glass plate (cutting step, S6 in FIG. 12). Note that the temperature of the glass ribbon in the glass ribbon cutting section 212 is usually in the range of the ambient temperature to 50 ° C.
  • the photographing position of the glass ribbon 204 in the measurement step (S4 in FIG. 12) is a position where the temperature of the glass ribbon 204 is at a temperature below the strain point of the glass.
  • the measurement unit 211 is preferably provided at a position downstream of the glass ribbon outlet of the slow cooling furnace 210 in the transport direction, and further at a position where the temperature of the glass ribbon 204 is 200 ° C. or lower.
  • the measuring unit 211 can also be provided immediately before the cutting step. However, when data obtained from the measuring step is reflected in the cutting step, it depends on the moving speed of the glass ribbon 204, but 30 cm or more from the cutting position. In particular, it is preferable to provide the measurement unit 211 at a position separated by 1 m or more.
  • a control means for calculating the slow cooling condition in the slow cooling furnace 210 based on the thickness direction coordinates obtained in the measurement step is used.
  • the conditions such as the combustion gas and the electric heater installed in the slow cooling furnace 210 are changed according to the command of the slow cooling condition delivered to the slow cooling furnace 210.
  • the control which suppresses deformation
  • the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
  • the “computer-readable recording medium” means a storage device such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included.
  • the program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
  • glass is assumed as an object to be measured, but the present invention can also be applied to inspection of a transparent flat plate such as a resin plate.
  • the position of the front or back surface in the plate thickness direction can be calculated with high accuracy even for a thinner object to be measured.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

　測定装置は、透明な被測定物の表面および裏面での、所定のパターンの反射像を撮影する撮像部と、撮像部が撮影した反射像を用いて、表面または裏面の厚み方向の位置を算出する演算部とを具備する。所定のパターンは、複数の要素を含み、該複数の要素の各要素は、該パターンの延在方向と垂直な方向に形成される一端と他端が、該延在方向に互いにずれている。

Description

形状測定装置、形状測定方法、およびガラス板の製造方法
　本発明は、形状測定装置、形状測定方法、およびガラス板の製造方法に関する。
　従来、ガラス板などの透明な被測定物の表面または裏面の形状を測定する測定装置がある。この測定装置は、直線的なパターンが被測定物の上方に配置されており、該パターンの延在方向に対して垂直な方向から見た反射像の位置から、表面または裏面の局所的な法線ベクトルを求めて被測定物の表面または裏面の形状を算出する（例えば、特許文献１参照）。
国際公開第２０１１／１５８８６９号
　しかしながら、特許文献１に記載の測定装置においては、被測定物の板厚が薄くなると、表面による反射像と、裏面による反射像とが重なってしまい、板厚方向の位置の算出精度が低下してしまうという問題がある。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、より薄い被測定物であっても、表面または裏面の板厚方向の位置を、精度良く算出することができる形状測定装置、形状測定方法、およびガラス板の製造方法を提供する。
（１）この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様は、透明な平板である被測定物に対向する一方または他方に配置された所定のパターンと、前記被測定物の表面および裏面における前記所定のパターンのそれぞれの反射像が前記所定パターンの延在方向と垂直な分離方向に分離するよう構成され、前記被測定物の表面および裏面における前記所定のパターンの反射像を撮影することにより前記表面および裏面それぞれの反射像を含む画像を生成する撮像部と、前記被測定物と前記所定パターンと前記撮像部との位置関係を基に、前記撮像部が撮影した反射像から、前記表面または前記裏面の少なくとも一方の傾斜角度を算出する演算部と、算出された前記傾斜角度に基づいて前記表面または前記裏面の少なくとも一方の形状を決定する決定部とを具備し、前記所定のパターンは、複数の要素を含み、前記複数の要素の各要素は、前記延在方向と垂直な方向に形成される一端と他端が、前記延在方向に互いにずれていることを特徴とする形状測定装置である。
（２）また、本発明の他の態様は、（１）に記載の形状測定装置であって、前記複数の要素は、前記各要素が前記延在方向に繰り返し配置されている。
（３）また、本発明の他の態様は、（１）または（２）に記載の形状測定装置であって、前記複数の要素は、前記各要素が長尺形状に形成されている。
（４）また、本発明の他の態様は、（１）から（３）のいずれか一つに記載の測定装置であって、前記複数の要素のうち隣り合う第１の要素と第２の要素は、前記第１の要素が、一端から他端に向かって前記延在方向の一方の方向である第１の方向にずれて形成され、前記第２の要素が、前記第１の要素側の一端から他端に向かって前記延在方向のもう一方の方向である第２の方向にずれて形成されている。
（５）また、本発明の他の態様は、（１）から（４）のいずれか一つに記載の測定装置であって、前記複数の要素は、前記各要素同士が離間して形成されている。
（６）また、本発明の他の態様は、（１）から（４）のいずれか一つに記載の測定装置であって、前記所定のパターンは、前記複数の要素によって正弦波の形状に形成されている。
（７）また、本発明の他の態様は、（１）から（６）のいずれか一つに記載の測定装置であって、前記所定のパターンは、前記複数の要素によって形成されている第１のパターン列と、前記第１のパターン列と平行に配置された第２のパターン列であって、前記第１のパターン列と線対称な第２のパターン列とを有する。
（８）また、本発明の他の態様は、透明な平板である被測定物に対向する一方または他方に配置された所定のパターンの、前記被測定物の表面および裏面でのそれぞれの反射像が、前記所定パターンの延在方向と垂直な分離方向に分離された画像として撮影する第１の工程と、前記被測定物と前記所定パターンと前記画像を撮影した位置との位置関係を基に、前記第１の工程にて撮影した反射像から、前記表面または前記裏面の少なくとも一方の傾斜角度を算出する第２の工程と、算出された前記傾斜角度に基づいて前記表面または前記裏面の少なくとも一方の形状を決定する第３の工程とを有し、前記所定のパターンは、複数の要素を含み、前記複数の要素の各要素は、前記延在方向と垂直な方向に形成される一端と他端が、前記延在方向に互いにずれていることを特徴とする形状測定方法である。
（９）また、本発明の他の態様は、（８）に記載の形状測定方法であって、前記複数の要素は、前記各要素が前記延在方向に繰り返し配置されている。
（１０）また、本発明の他の態様は、（８）または（９）に記載の形状測定方法であって、前記複数の要素は、前記各要素が長尺形状に形成されている。
（１１）また、本発明の他の態様は、（８）から（１０）のいずれか一つに記載の形状測定方法であって、前記複数の要素のうち隣り合う第１の要素と第２の要素は、前記第１の要素が、一端から他端に向かって前記延在方向の一方の方向である第１の方向にずれて形成され、前記第２の要素が、前記第１の要素側の一端から他端に向かって前記延在方向のもう一方の方向である第２の方向にずれて形成されている。
（１２）また、本発明の他の態様は、（８）から（１１）のいずれか一つに記載の形状測定方法であって、前記複数の要素は、前記各要素同士が離間して形成されている。
（１３）また、本発明の他の態様は、（８）から（１１）のいずれか一つに記載の形状測定方法であって、前記所定のパターンは、前記複数の要素によって正弦波に形成されている。
（１４）また、本発明の他の態様は、ガラスの原材料を溶融して溶融ガラスを得る溶融工程と、前記溶融ガラスを連続した板状のガラスリボンに成形する成形工程と、前記ガラスリボンを移動させながら徐々に冷却する徐冷工程と、前記ガラスリボンの表面形状を測定する測定工程と、ガラスリボンを切断する切断工程と、前記測定工程の測定結果に基づいて前記徐冷工程での徐冷条件を制御する制御工程と、を有するガラス板の製造方法であって、前記測定工程は、前記ガラスリボンを測定対象とした（８）から（１３）のいずれか一つに記載の形状測定方法を用いて測定を行う工程である。
　この発明によれば、より薄い被測定物であっても、表面または裏面の板厚方向の位置を、精度良く算出することができる。
この発明の第１の実施形態による形状測定装置１０の構成を示す模式図である。 同実施形態におけるパターン表示物１１とカメラ１２との位置関係を示す図である。 同実施形態におけるパターン表示物１１に印刷されたパターンを示す図である。 同実施形態における演算装置１３の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態におけるカメラ１２が撮影する反射像の例を示す図である。 同実施形態における表面位置算出部３３の動作を説明するフローチャートである。 同実施形態におけるパターン表示物１１に印刷されたパターンの別の例（その１）である。 同実施形態におけるパターン表示物１１に印刷されたパターンの別の例（その２）である。 同実施形態におけるパターン表示物１１に印刷されたパターンの別の例（その３）である。 同実施形態におけるパターン表示物１１に印刷されたパターンの別の例（その４）である。 この発明の第２の実施形態におけるガラス板の製造ラインの概略説明図である。 同実施形態におけるガラス板の製造方法の工程を示すフローチャートである。
［第１の実施形態］
　以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、この発明の一実施形態による形状測定装置１０の構成を示す模式図である。形状測定装置１０は、回転する複数のローラーの上を流れているガラス板Ｇなど、透明な被測定物の表面および裏面での、パターン表示物１１に印刷されているパターンの反射像を用いて、被測定物の表面および裏面の形状を算出する。図１において、ガラス板Ｇの流れる方向をｙ軸とし、ガラス板Ｇの表面に沿った軸であって、ｙ軸と垂直な軸をｘ軸とし、ガラス板Ｇの表面と垂直な方向（以下、板厚方向または厚み方向という。）をｚ軸とする。
　形状測定装置１０は、カメラ１２と、演算装置１３とを含んで構成される。カメラ１２は、被測定物の表面および裏面での、パターンの反射像を撮影する。演算装置１３は、カメラ１２が撮影した反射像を用いて、被測定物の表面および裏面の形状を算出する。
　図２は、パターン表示物１１とカメラ１２との位置関係を示す図である。図２において、符号Ｒ１を付した一点鎖線は、パターン表示物１１のパターンの、ガラス板Ｇの表面による反射像を結ぶ光線を表す。また、符号Ｒ２を付した破線は、パターン表示物１１のパターンの、ガラス板Ｇの裏面による反射像を結ぶ光線を表す。図２に示すように、パターン表示物１１のパターンの、ガラス板Ｇの表面による反射像と、ガラス板Ｇの裏面による反射像とが撮影されるように、カメラ１２は設置されている。このように、設置されているので、裏面による反射像は、表面による反射像よりも、パターン表示物１１のパターンの延在方向に垂直な方向にずれた像としてカメラ１２により撮影される。なお、図２では、パターン表示物１１とカメラ１２とは、ガラス板Ｇに対向する一方である上方に設置されているが、ガラス板Ｇに対向する他方である下方に設置されていてもよい。
　図３は、パターン表示物１１に印刷されたパターンを示す図である。図３に示すように、パターン表示物１１に印刷されたパターンは、右側に傾いた長方形（第１の要素）と、左側に傾いた長方形（第２の要素）とが交互に繰り返し配列されたものである。なお、長方形に限定されず、平行四辺形、あるいは角部が円弧になっている長方形や平行四辺形などの長尺形状でもよい。パターンの配列方向は、パターン表示物１１の延在方向、すなわちｘ軸方向である。パターン表示物１１のパターンのガラス板Ｇでの表裏面での反射像を撮像した場合、表面での反射像に対して、裏面での反射像がずれる方向（分離方向）は、図２のｙ軸方向である。すなわち、パターン表示物１１のパターンの延在方向であるｘ軸方向に垂直な方向である。パターン表示物１１において、各長方形は、傾いているので、ｘ軸方向に垂直な方向の一端と他端が、ｘ軸方向（パターン表示物１１の延在方向）にずれている。これにより、表面での反射像と、裏面での反射像とが、より薄い板厚のときまで重ならないようにすることができる。
　図４は、演算装置１３の構成を示す概略ブロック図である。演算装置１３は、反射像取得部３１、分離部３２、表面位置算出部３３、裏面位置算出部３４を含んで構成される。反射像取得部３１は、カメラ１２が撮影した、反射像を含む画像を取得する。分離部３２は、カメラ１２が撮影した画像から、表面による反射像と、裏面による反射像とを分離する。なお、本実施形態における分離部３２は、表面による反射像と、裏面による反射像とが重なっていないことを前提に、これらの反射像の間を検出して、分離を行う。
　表面位置算出部３３は、分離部３２が分離した表面による反射像における、パターンの各長方形に対応する像の、パターンの配列方向と垂直な方向の位置を表す値を算出する。表面位置算出部３３は、該位置を表す値を、表面の局所的な傾き（傾斜角度）に変換する。変換方法は、予め記憶していたＬＵＴ（Look Up Table）を用いてもよいし、パターンの配列方向と垂直な方向の位置を表す値と、表面の局所的な傾きを表す値との関係式を用いて算出してもよい。
　なお、これらのＬＵＴおよび関係式は、ガラス板Ｇの表面とパターン表示物１１とカメラ１２との位置関係に応じたものである。具体的には、パターン表示物１１の長方形からガラス板Ｇの表面に所定の入射角で光線が入射し、ガラス板Ｇの表面で反射された反射光線が、入射角と等しい反射角で出射したときにカメラ１２に到達することを利用し、ガラス板Ｇの表面の傾きを算出する。また、表面の局所的な傾きを表す値として、図１における表面のｚ座標値のｙ座標値による偏微分値を用いるが、表面の局所法線ベクトルのｙｚ成分を用いてもよい。表面位置算出部３３は、算出した表面の局所的な傾きを表す値を、ｙ軸方向に積分することで、表面位置（ｚ座標値）のｙ軸方向の分布（形状）を算出する。これにより、ガラス板Ｇのｙ軸方向のうねりなどを検出することができる。
　裏面位置算出部３４は、分離部３２が分離した裏面による反射像における、パターンの各長方形に対応する像の、パターンの配列方向と垂直な方向の位置を表す値を算出する。裏面位置算出部３４は、該位置を表す値を、裏面の局所的な傾き（傾斜角度）に変換する。変換方法は、表面位置算出部３３と同様に、予め記憶していたＬＵＴ（Look Up Table）を用いてもよいし、パターンの配列方向と垂直な方向の位置を表す値と、裏面の局所的な傾きを表す値との関係式を用いて算出してもよい。
　なお、これらのＬＵＴおよび関係式は、表面の場合と同様に、ガラス板Ｇの裏面とパターン表示物１１とカメラ１２との位置関係に応じたものである。また、裏面の局所的な傾きを表す値として、図１における裏面のｚ座標値のｙ座標値による偏微分値を用いるが、裏面の局所法線ベクトルのｙｚ成分を用いてもよい。裏面位置算出部３４は、算出した裏面の局所的な傾きを表す値を、ｙ軸方向に積分することで、裏面位置（ｚ座標値）のｙ軸方向の分布（形状）を算出する。これにより、ガラス板Ｇのｙ軸方向のうねりなどを検出することができる。
　図５は、カメラ１２が撮影する反射像の例を示す図である。図５は、カメラ１２が撮影した画像のうち、反射像の一部分を拡大した画像Ｇ１である。図５に示すように、表面による反射像Ｉｍ１と、裏面による反射像Ｉｍ２とは、互いに離間している。
　図６は、表面位置算出部３３の動作を説明するフローチャートである。表面位置算出部３３は、分離部３２が分離した表面による反射像を、パターンを構成する長方形各々の反射像に分離する（Ｓ１）。図３に示したように、パターンを構成する長方形同士は、離間しているので、長方形各々の像への分離も、反射像同士の間を検出することで、容易に行うことができる。
　次に、表面位置算出部３３は、分離した反射像各々について、その長方形の重心を通り、その長方形の長辺と平行な直線を算出する（Ｓ２）。例えば、表面位置算出部３３は、該長方形の像を構成する全画素から、最小二乗法により算出する。このとき、各画素の画素値に応じて重み付けをしてもよい。次に、表面位置算出部３３は、該直線のうち、予め決めたｙ座標値をとる点のｘ座標値のずれを算出する。次に、表面位置算出部３３は、該ｘ座標値のずれを長方形の位置のｙ軸方向のずれに変換する（Ｓ３）。ここで、ｘ座標値のずれとは、該点のｘ座標値から、例えば、予め記憶していた、表面の傾きが「０」であるときの該点のｘ座標値を引いた値である。また、該点のｘ座標値のずれから、長方形の位置のｙ軸方向のずれへの変換は、長方形の傾きに基づき行う。例えば、長方形がｙ軸に対して３０度傾いていれば、長方形の位置のｙ軸方向のずれは、該点のｘ座標値のずれの２倍となる。このとき、長方形の傾きの向きによる正負も考慮する。
　次に、表面位置算出部３３は、隣接する長方形について算出したｙ座標値のずれとの平均をとる（Ｓ４）。すなわち、右に傾いた長方形について算出したｙ座標値のずれと、その隣の左に傾いた長方形について算出したｙ座標値のずれとの平均をとる。次に、表面位置算出部３３は、平均をとったｙ座標値を、表面の傾きに変換する（Ｓ５）。次に、表面位置算出部３３は、表面の傾きをｙ軸方向に積分することで、表面のｚ座標値の分布（形状）を得る（Ｓ６）。
　このように、右に傾いた長方形について算出した位置のｙ軸方向のずれと、その隣の左に傾いた長方形について算出した位置のｙ軸方向のずれとの平均をとることで、パターン表示物１１やカメラ１２の取り付け位置がずれていたときなどに発生する誤差を抑えることができる。例えば、パターン表示物１１の取り付け位置が、ｘ軸方向にずれていたときは、右に傾いた長方形による反射像と、左に傾いた長方形による反射像とは、取り付け位置のずれに応じた量だけ、ずれる。そして、上述したステップＳ３による変換の結果、右に傾いた長方形の位置のｙ軸方向のずれと、左に傾いた長方形の位置のｙ軸方向のずれとは、正負が逆の誤差を含むことになる。したがって、これらの平均をとることで、取り付け位置がずれていたときなどに発生する誤差を打消し、抑えることができる。
　図７は、パターン表示物１１に印刷されたパターンの別の例（その１）である。図７に示す例では、図３のパターン（第１のパターン列）と平行に配置された第２のパターン列であって、図３のパターンと上下方向に線対称な第２のパターン列を有する。このようなパターンを用いるときは、二点鎖線の矩形ＡＧで囲った、四つの長方形に対応する反射像から得られた位置のｙ軸方向のずれの平均をとることで、パターン表示物１１やカメラ１２の取り付け位置がずれていたときなどに発生する誤差を抑えることができる。
　図８、図９、図１０は、パターン表示物１１に印刷されたパターンの別の例（その２からその４）である。図８のようにギザギザ（zigzag）な線とすることで、図３と同様に、当該パターンの各要素は、ｘ軸方向（パターン表示物１１の延在方向）に垂直な方向の一端と他端が、ｘ軸方向にずれているため、表面での反射像と、裏面での反射像とが、より薄い板厚のときまで重ならないようにすることができる。
　図９のように、ギザギザ（zigzag）な線を、飛び飛び(at intervals)のブロックで構成することで、表面での反射像と、裏面での反射像とが、より薄い板厚のときまで重ならないようにすることができ、かつ、要素間の分離も容易となる。
　また、図１０のように、ギザギザ（zigzag）な線の角を丸くしたサインカーブ（正弦波）様の線にしてもよい。このように構成することによりｘ軸方向に情報が欠落するポイントが無くなる点で好ましい。
　上述の実施形態では、ガラス板Ｇの表面の厚み方向の位置と、裏面の厚み方向の位置とを算出しているが、いずれか一方のみを算出するようにしてもよい。
　また、上述の実施形態では、パターンは、パターン表示物１１に印刷されていたが、パターン表示物１１に変えて、パターン表示装置を備え、該パターン表示装置がパターンを表示して、撮影装置１に、その反射像を撮影させるようにしてもよい。パターン表示装置による表示方法は、パターンの形状をしたＬＥＤ（Light Electric Diode）を配置し、該ＬＥＤを発光させてもよいし、ＬＥＤなど発光装置の前面に、パターンの形状をした穴が開いたスリットを配置してもよい。
　このように、形状測定装置１０は、透明な被測定物の表面および裏面での、所定のパターンの反射像を撮影するカメラ１２（撮像部）と、カメラ１２が撮影した反射像を用いて、表面または裏面の形状を算出する演算装置１３（演算部、決定部）とを具備し、所定のパターンは、表面での反射像に対して、裏面での反射像がずれる分離方向（ｙ軸方向）の一端と他端が、分離方向と垂直な延在方向（ｘ軸方向）にずれている要素からなる。
　これにより、表面での反射像と、裏面での反射像とが、より薄い板厚のときまで重ならないようにすることができる。このため、位置を測定する面での反射像全体を用いて、該面の厚み方向の位置を、精度良く算出することができる。
　本発明の他の態様において、要素が繰り返し配置されており、要素同士は離間している。
　これにより、要素各々による反射像を、容易に分離することができる。このため、要素の反射像同士による干渉を受けずに、表面または裏面の厚み方向の位置を、精度良く算出することができる。
　また、本発明の他の態様において、右側に傾いた長方形（第１の要素）における第２の方向と、左側に傾いた長方形（第２の要素）における前記第２の方向とは逆の方向であり、右側に傾いた長方形と、左側に傾いた長方形とが、繰り返し配置されている。
　これにより、パターン表示物１１やカメラ１２の取り付け不正などによる誤差を抑えることができる。
　また、本発明の他の態様において、所定のパターンは、第１の要素と、第２の要素とが繰り返し配置されている第１のパターン列と、第１のパターン列と平行に配置された第２のパターン列であって、第１のパター列と線対称な第２のパターン列とを有する。
　これにより、パターン表示物１１やカメラ１２の取り付け不正などによる誤差を抑えることができる。
［第２の実施形態］
　以下、ガラス板の製造ラインにおける形状測定装置１０の適用例について説明する。図１１は、形状測定装置１０を適用したガラス板の製造ラインの概略説明図である。図１１に示す製造ラインにおけるガラス板の製造方法は、ガラス原材料を溶融して溶融ガラスを得る溶融工程と、前記溶融ガラスを連続した板状のガラスリボンに成形する成形工程と、前記ガラスリボンを移動させながら徐々に冷却する徐冷工程と、ガラスリボンを切断する切断工程と、を有するガラス板の製造方法において、さらに前記徐冷工程と前記切断工程との間でガラスリボンの基準面からの高さ方向座標を本発明の形状測定装置で測定する測定工程と、前記測定工程で得られた高さ方向座標に基づいて前記徐冷工程での徐冷条件を制御する制御工程と、を有することを特徴とする。図１２に、ガラス板の製造方法の工程を示す。
　具体的には、ガラス板の製造工程の中で、本発明の測定方法で得られる厚み方向のデータの結果から、ガラスリボンのそりが大きいと判断された場合には、そのそりの大きさ、箇所を考慮して、徐冷工程での徐冷条件、例えば冷却速度条件、冷却温度条件を変更する。これによって、そりによる形状不良やそりによる割れを防止し、引いては歩留りよくガラス板を製造できる。
　成形工程には、フロート法、ロールアウト法、ダウンドロー法、フュージョン法など種々のものがあり、本発明はこれらのうちいずれか、あるいはその他の方法を適宜用いることができる。図１１の例では、フロート法を用いる場合を例に説明をする。
　溶融工程（図１２のＳ１）では、珪砂、石灰石、ソーダ灰等の原材料をガラス製品の組成に合わせて調合し混合したバッチを溶融窯に投入し、ガラスの種類に応じて約１４００℃以上の温度に加熱溶融して溶融ガラスを得る。例えば、溶融窯の一端から溶融窯内へバッチを投入し、重油を燃焼して得られる火炎あるいは天然ガスを空気と混合して燃焼して得られる火炎をこのバッチに吹きつけて、約１５５０℃以上の温度に加熱してバッチを溶かすことによって溶融ガラスを得る。また、電気溶融炉を用いて溶融ガラスを得てもよい。
　成形工程（図１２のＳ２）では、溶融工程で得られた溶融ガラスを溶融窯下流部２０１から溶融錫浴２０３へと導入し、溶融錫２０２上に溶融ガラスを浮かせて図中の搬送方向に進行させることによって連続した板状のガラスリボン２０４（ガラス板Ｇに相当する）とする。このとき、所定の板厚のガラスリボン２０４を成形するために、ガラスリボン２０４の幅方向の両サイド部分に回転するロール（トップロール２０５）を押圧し、ガラスリボン２０４を幅方向（搬送方向に直角な方向）外側に引き伸ばす。
　徐冷工程（図１２のＳ３）では、上記成形されたガラスリボン２０４をリフトアウトロール２０８によって溶融錫浴２０３から引き出し、このガラスリボン２０４を、金属ロール２０９を用いて徐冷炉２１０内で図中の搬送方向に移動させて、ガラスリボン２０４の温度を徐々に冷却し、引き続き徐冷炉２１０から出て切断工程に至る間でさらに常温近くまで冷却させる。徐冷炉２１０は、燃焼ガスや電気ヒータによって制御された熱量を供給して徐冷を行うための機構を炉内の必要位置に備えている。徐冷炉２１０から出た段階のガラスリボン２０４の温度は、ガラスリボン２０４のガラスの歪点以下の温度となっており、ガラスの種類にもよるが通常は１５０～２５０℃まで冷却されている。この徐冷工程は、ガラスリボン２０４内部の残留応力を取り除くことと、ガラスリボン２０４の温度を下げる目的で実施される。徐冷工程において、ガラスリボン２０４は測定部２１１（形状測定装置１０に相当する）を通り、さらにその後、ガラスリボン切断部２１２まで搬送される。ガラスリボン切断部２１２において常温近くまで徐冷されたガラスリボン２０４が切断され、矩形状のガラス板が得られる（切断工程、図１２のＳ６）。なお、ガラスリボン切断部２１２におけるガラスリボンの温度は、その場所の雰囲気温度～５０℃であることが通例である。
　測定工程（図１２のＳ４）におけるガラスリボン２０４の撮影位置（すなわち、測定部２１１の位置）は、ガラスリボン２０４の温度がそのガラスの歪点以下の温度にある位置である。通常、測定部２１１は、徐冷炉２１０のガラスリボン出口から搬送方向下流の位置に設けられ、さらにガラスリボン２０４の温度が２００℃以下にある位置に設けられることが好ましい。また、測定部２１１は、切断工程の直前に設けることもできるが、測定工程から得られるデータを切断工程に反映させる場合には、ガラスリボン２０４の移動速度にもよるが、切断位置から３０ｃｍ以上、特に１ｍ以上離れた位置に測定部２１１を設けることが好ましい。
　制御工程（図１２のＳ５）では、測定工程で得られた厚み方向座標に基づいて、徐冷炉２１０内の徐冷条件を演算する制御手段（図示省略）を利用する。この制御手段により、徐冷炉２１０に受け渡される徐冷条件の指令に応じて、徐冷炉２１０内に設置してある燃焼ガスや電気ヒータなどの条件を変更する。これにより、ガラスリボン２０４に部分的に与えるエネルギー、あるいは与えるエネルギーの速度を変えて、反り等の変形を抑制する制御ができる。
　これにより、表面または裏面の厚み方向の位置を測定した結果を利用して、形状に対する品質の高いガラス板を製造できるようになる。
　また、図１における演算装置１３の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、演算装置１３を実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
　また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
　上記の実施の形態では、被測定物としてガラスを想定したが、樹脂板等の透明な平板の検査にも本発明を適用することもできる。
　以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
　本出願は、２０１３年１２月２７日出願の日本特許出願２０１３－２７２６６１に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　この発明によれば、より薄い被測定物であっても、表面または裏面の板厚方向の位置を、精度良く算出することができる。
　１０…形状測定装置
　１１…パターン表示物
　１２…カメラ
　１３…演算装置
　３１…反射像取得部
　３２…分離部
　３３…表面位置算出部
　３４…裏面位置算出部

Claims (14)

  1. 　透明な平板である被測定物に対向する一方または他方に配置された所定のパターンと、
    　前記被測定物の表面および裏面における前記所定のパターンのそれぞれの反射像が前記所定パターンの延在方向と垂直な分離方向に分離するよう構成され、前記被測定物の表面および裏面における前記所定のパターンの反射像を撮影することにより前記表面および裏面それぞれの反射像を含む画像を生成する撮像部と、
    　前記被測定物と前記所定パターンと前記撮像部との位置関係を基に、前記撮像部が撮影した反射像から、前記表面または前記裏面の少なくとも一方の傾斜角度を算出する演算部と、
    　算出された前記傾斜角度に基づいて前記表面または前記裏面の少なくとも一方の形状を決定する決定部と
    　を具備し、
    　前記所定のパターンは、複数の要素を含み、前記複数の要素の各要素は、前記延在方向と垂直な方向に形成される一端と他端が、前記延在方向に互いにずれている
    　ことを特徴とする形状測定装置。
  2. 　前記複数の要素は、前記各要素が前記延在方向に繰り返し配置されている請求項１に記載の形状測定装置。
  3. 　前記複数の要素は、前記各要素が長尺形状に形成されている請求項１または２に記載の形状測定装置。
  4. 　前記複数の要素のうち隣り合う第１の要素と第２の要素は、前記第１の要素が、一端から他端に向かって前記延在方向の一方の方向である第１の方向にずれて形成され、前記第２の要素が、前記第１の要素側の一端から他端に向かって前記延在方向のもう一方の方向である第２の方向にずれて形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の形状測定装置。
  5. 　前記複数の要素は、前記各要素同士が離間して形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の形状測定装置。
  6. 　前記所定のパターンは、前記複数の要素によって正弦波の形状に形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の形状測定装置。
  7. 　前記所定のパターンは、前記複数の要素によって形成されている第１のパターン列と、前記第１のパターン列と平行に配置された第２のパターン列であって、前記第１のパターン列と線対称な第２のパターン列とを有する請求項１から６のいずれか一項に記載の形状測定装置。
  8. 　透明な平板である被測定物に対向する一方または他方に配置された所定のパターンの、前記被測定物の表面および裏面でのそれぞれの反射像が、前記所定パターンの延在方向と垂直な分離方向に分離された画像として撮影する第１の工程と、
    　前記被測定物と前記所定パターンと前記画像を撮影した位置との位置関係を基に、前記第１の工程にて撮影した反射像から、前記表面または前記裏面の少なくとも一方の傾斜角度を算出する第２の工程と、
    　算出された前記傾斜角度に基づいて前記表面または前記裏面の少なくとも一方の形状を決定する第３の工程と
    　を有し、
    　前記所定のパターンは、複数の要素を含み、前記複数の要素の各要素は、前記延在方向と垂直な方向に形成される一端と他端が、前記延在方向に互いにずれている
    　ことを特徴とする形状測定方法。
  9. 　前記複数の要素は、前記各要素が前記延在方向に繰り返し配置されている請求項８に記載の形状測定方法。
  10. 　前記複数の要素は、前記各要素が長尺形状に形成されている請求項８または９に記載の形状測定方法。
  11. 　前記複数の要素のうち隣り合う第１の要素と第２の要素は、前記第１の要素が、一端から他端に向かって前記延在方向の一方の方向である第１の方向にずれて形成され、前記第２の要素が、前記第１の要素側の一端から他端に向かって前記延在方向のもう一方の方向である第２の方向にずれて形成されている請求項８から１０のいずれか一項に記載の形状測定方法。
  12. 　前記複数の要素は、前記各要素同士が離間して形成されている請求項８から１１のいずれか一項に記載の形状測定方法。
  13. 　前記所定のパターンは、前記複数の要素によって正弦波の形状に形成されている請求項８から１１のいずれか一項に記載の形状測定方法。
  14. 　ガラスの原材料を溶融して溶融ガラスを得る溶融工程と、前記溶融ガラスを連続した板状のガラスリボンに成形する成形工程と、前記ガラスリボンを移動させながら徐々に冷却する徐冷工程と、前記ガラスリボンの表面形状を測定する測定工程と、前記ガラスリボンを切断する切断工程と、前記測定工程の測定結果に基づいて前記徐冷工程での徐冷条件を制御する制御工程と、を有するガラス板の製造方法であって、
    　前記測定工程は、前記ガラスリボンを測定対象とした請求項８から請求項１３のいずれか一項に記載の形状測定方法を用いて測定を行う工程であるガラス板の製造方法。
PCT/JP2014/083996 2013-12-27 2014-12-22 形状測定装置、形状測定方法、およびガラス板の製造方法 Ceased WO2015098887A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14873328.0A EP3088840B1 (en) 2013-12-27 2014-12-22 Shape measuring device, shape measuring method, and glass plate manufacturing method
KR1020167016540A KR102263507B1 (ko) 2013-12-27 2014-12-22 형상 측정 장치, 형상 측정 방법 및 유리판의 제조 방법
CN201480071278.6A CN105849503B (zh) 2013-12-27 2014-12-22 形状测定装置、形状测定方法及玻璃板的制造方法
JP2015554904A JP6383986B2 (ja) 2013-12-27 2014-12-22 形状測定装置、形状測定方法、およびガラス板の製造方法
US15/188,298 US10059616B2 (en) 2013-12-27 2016-06-21 Shape measuring device, shape measuring method, and glass plate manufacturing method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-272661 2013-12-27
JP2013272661 2013-12-27

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/188,298 Continuation US10059616B2 (en) 2013-12-27 2016-06-21 Shape measuring device, shape measuring method, and glass plate manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015098887A1 true WO2015098887A1 (ja) 2015-07-02

Family

ID=53478740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/083996 Ceased WO2015098887A1 (ja) 2013-12-27 2014-12-22 形状測定装置、形状測定方法、およびガラス板の製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10059616B2 (ja)
EP (1) EP3088840B1 (ja)
JP (1) JP6383986B2 (ja)
KR (1) KR102263507B1 (ja)
CN (1) CN105849503B (ja)
TW (1) TW201531664A (ja)
WO (1) WO2015098887A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017191003A (ja) * 2016-04-13 2017-10-19 旭硝子株式会社 透明板表面検査装置、透明板表面検査方法、およびガラス板の製造方法
WO2023132150A1 (ja) * 2022-01-05 2023-07-13 日本電気硝子株式会社 ガラス板の測定方法、ガラス板の製造方法、及びガラス板の測定装置
WO2025249044A1 (ja) * 2024-05-29 2025-12-04 Ａｇｃ株式会社 鏡面形状測定装置、鏡面形状測定方法、及び板ガラス製造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109804222B (zh) * 2016-12-06 2021-12-10 日本电气硝子株式会社 带状玻璃膜的品质检查方法
US10527557B2 (en) * 2017-12-29 2020-01-07 Radiant Vision Systems, LLC Adaptive diffuse illumination systems and methods
FI128985B (fi) * 2019-10-22 2021-04-30 Glaston Finland Oy Menetelmä ja laite lasilevyjen lämpökäsittelyprosessin ohjaamiseksi
CN116465300B (zh) * 2022-01-12 2025-11-04 致茂电子(苏州)有限公司 待测面姿态的检测方法及使用该检测方法的光学检测设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08304054A (ja) * 1995-05-12 1996-11-22 Ube Ind Ltd 物体表面の異常状態評価方法
JP2001502800A (ja) * 1996-10-18 2001-02-27 インノメス・ゲゼルシャフト・フュア・メステクニク・エム・ベー・ハー 反射表面の経路を測定する方法及び装置
US20050238237A1 (en) * 2004-04-23 2005-10-27 3D-Shape Gmbh Method and apparatus for determining the shape and the local surface normals of specular surfaces
JP2005345383A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Asahi Glass Co Ltd 表面形状の検査方法および検査装置
WO2011158869A1 (ja) 2010-06-15 2011-12-22 旭硝子株式会社 形状測定装置、形状測定方法、およびガラス板の製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5867250A (en) * 1996-05-03 1999-02-02 Baron; William S. Apparatus and method for optically mapping front and back surface topographies of an object
US7164789B2 (en) * 2003-08-11 2007-01-16 Palo Alto Research Center Incorporated Three-dimensional active vision with glyph address carpet
US20070165243A1 (en) * 2004-02-09 2007-07-19 Cheol-Gwon Kang Device for measuring 3d shape using irregular pattern and method for the same
JP5034891B2 (ja) * 2007-11-21 2012-09-26 旭硝子株式会社 透明板状体の形状測定装置及び板ガラスの製造方法
US8415648B2 (en) * 2008-02-15 2013-04-09 Pilkington Group Limited Method of determination of glass surface shapes and optical distortion by reflected optical imaging
CN102947667A (zh) * 2010-01-20 2013-02-27 法罗技术股份有限公司 具有可移除的附件装置的坐标测量机
US8832954B2 (en) * 2010-01-20 2014-09-16 Faro Technologies, Inc. Coordinate measurement machines with removable accessories
JP5817721B2 (ja) * 2010-06-07 2015-11-18 旭硝子株式会社 形状測定装置、形状測定方法、およびガラス板の製造方法
KR20150086253A (ko) * 2012-11-16 2015-07-27 아사히 가라스 가부시키가이샤 유리 제조 방법 및 유리 제조 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08304054A (ja) * 1995-05-12 1996-11-22 Ube Ind Ltd 物体表面の異常状態評価方法
JP2001502800A (ja) * 1996-10-18 2001-02-27 インノメス・ゲゼルシャフト・フュア・メステクニク・エム・ベー・ハー 反射表面の経路を測定する方法及び装置
US20050238237A1 (en) * 2004-04-23 2005-10-27 3D-Shape Gmbh Method and apparatus for determining the shape and the local surface normals of specular surfaces
JP2005345383A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Asahi Glass Co Ltd 表面形状の検査方法および検査装置
WO2011158869A1 (ja) 2010-06-15 2011-12-22 旭硝子株式会社 形状測定装置、形状測定方法、およびガラス板の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3088840A4

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017191003A (ja) * 2016-04-13 2017-10-19 旭硝子株式会社 透明板表面検査装置、透明板表面検査方法、およびガラス板の製造方法
WO2023132150A1 (ja) * 2022-01-05 2023-07-13 日本電気硝子株式会社 ガラス板の測定方法、ガラス板の製造方法、及びガラス板の測定装置
WO2025249044A1 (ja) * 2024-05-29 2025-12-04 Ａｇｃ株式会社 鏡面形状測定装置、鏡面形状測定方法、及び板ガラス製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6383986B2 (ja) 2018-09-05
JPWO2015098887A1 (ja) 2017-03-23
TW201531664A (zh) 2015-08-16
KR20160102422A (ko) 2016-08-30
CN105849503B (zh) 2019-04-16
US10059616B2 (en) 2018-08-28
EP3088840A4 (en) 2017-05-31
EP3088840A1 (en) 2016-11-02
CN105849503A (zh) 2016-08-10
KR102263507B1 (ko) 2021-06-11
US20160297704A1 (en) 2016-10-13
EP3088840B1 (en) 2020-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6383986B2 (ja) 形状測定装置、形状測定方法、およびガラス板の製造方法
JP5920216B2 (ja) 形状測定装置、形状測定方法、およびガラス板の製造方法
JP2009014617A (ja) 基板外観検査装置
US9152844B2 (en) Shape measuring device, shape measuring method, and method for manufacturing glass plate
JP6575232B2 (ja) 鋼板形状測定装置及びその方法、並びにそれらを用いた鋼板製造装置及びその方法
JPWO2012077542A1 (ja) ガラス基板
JPWO2019039331A1 (ja) 板ガラスの製造方法
CN102662512B (zh) 三维互动显示装置及其操作方法
WO2010117004A1 (ja) 光透過性板状物のリーム検出方法
JP5623001B2 (ja) ガラス基板
JP2020173291A (ja) ヘッドアップディスプレイガラス用ガラス素板、及びその製造方法、並びにヘッドアップディスプレイガラスの製造方法
US20230080395A1 (en) Diffractive optical element capable of being used for projecting oblique line, projection apparatus, and design method therefor
JP5947406B2 (ja) 変形計測装置並びにシート処理装置
JP6922507B2 (ja) ラインセンサ光軸調整装置およびラインセンサ光軸調整方法
JP6681258B2 (ja) 計測装置、システム、物品の製造方法、算出方法及びプログラム
JP6880860B2 (ja) 接点特定プログラム、接点特定方法及び情報処理装置
JP7048979B2 (ja) 段成形検査方法
JP2018109531A (ja) 計測装置、システムおよび物品の製造方法
JP2018197683A (ja) 面形状歪測定装置
KR20170082079A (ko) 이동식 검사장비를 이용한 기재의 결함 유무 검출 시스템 및 그 시스템을 통한 기재의 결함 유무 검출 방법
JP2010134215A (ja) プロジェクター、プログラムおよび情報記憶媒体
JPH07204817A (ja) モールド内湯面監視方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14873328

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015554904

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20167016540

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2014873328

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014873328

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE