特許 6383986 形状測定装置、形状測定方法、およびガラス板の製造方法

(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】6383986

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】形状測定装置、形状測定方法、およびガラス板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/25 20060101AFI20180827BHJP

   C03B 25/06 20060101ALI20180827BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/25 H

   C03B25/06

【請求項の数】14

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-554904(P2015-554904)

(86)(22)【出願日】2014年12月22日

(86)【国際出願番号】JP2014083996

(87)【国際公開番号】WO2015098887

(87)【国際公開日】20150702

【審査請求日】2017年8月3日

(31)【優先権主張番号】特願2013-272661(P2013-272661)

(32)【優先日】2013年12月27日

(33)【優先権主張国】JP

(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】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100106057

【弁理士】

【氏名又は名称】柳井 則子

(72)【発明者】

【氏名】大音 仁昭

(72)【発明者】

【氏名】菅原 彰

(72)【発明者】

【氏名】有田 祐介

(72)【発明者】

【氏名】池野田 稔

【審査官】 池田 剛志

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／１５８８６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００１−５０２８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３４５３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３０４０５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０２３８２３７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ１１／００−１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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。

【請求項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。

【請求項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。

【請求項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。

【請求項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。

【請求項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。

【請求項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。

【請求項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。

【請求項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。

【請求項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。

【請求項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。

【請求項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。

【請求項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。

【請求項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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１１／１５８８６９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、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。

【0005】

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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（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。

【0007】

（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。

【0008】

（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。

【0009】

（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。

【0010】

（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。

【0011】

（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。

【0012】

（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。

【0013】

（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。

【0014】

（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。

【0015】

（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。

【0016】

（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。

【0017】

（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。

【0018】

（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。

【0019】

（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。

【発明の効果】

【0020】

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。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】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。

【図2】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。

【図3】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。

【図4】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。

【図5】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。

【図6】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。

【図7】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。

【図8】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。

【図9】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。

【図10】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。

【図11】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。

【図12】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。

【発明を実施するための形態】

【0022】

［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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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）。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

［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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【産業上の利用可能性】

【0058】

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。

【符号の説明】

【0059】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】