(57)【要約】【課題】スートを付着堆積させる工程中にスートの落下を段階的に確実に検出でき、落下量を正確に計量できる光ファイバ母材製造方法および装置。【解決手段】落下するスート4を検出するエッジ検出ウィンドウ５Ａおよび落下したスートの量を計測するスート計量ウィンドウ５Ｂの少なくとも2種のウィンドウソフトを設定した撮像装置5によって透明なスート受け箱3内に落下堆積するスート4を直接撮影し、その撮影画像6から前記スートの落下を検出すると共に、その数量を計測することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法および装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出発ロッドまたは光ファイバ母材（1）に原料ガス炎を吹き付けそのスート（4）を付着堆積させて光ファイバ母材を形成する光ファイバ母材の製造方法において、撮像装置（5）によって透明なスート受け箱（3）内に落下堆積するスート（4）を直接撮影し、その撮影画像から前記スート（4）の落下を検出すると共に、その数量を計測することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項２】
前記撮像装置（5）に、スート（4）の存在を検出するためそのエッジ（41）を検出・算定するソフトであるエッジ検出ウィンドウ（5Ａ）と、スートの落下堆積量を計測するためのソフトであるスート計量ウィンドウ（5Ｂ）との少なくとも2種類のウィンドウを設定し、これによってそれぞれ前記スート（4）の落下を検出すると共に、その落下後の数量を計測することを特徴とする前記請求項１記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項３】
前記スート計量ウィンドウ（5Ｂ）は、前記撮像装置（５）による画像を2値化処理した2値化画像におけるスート(4)の存在部分の面積と、同じく2値化画像における前記スート受け箱（３）の収容部分の上部までスート(4)が堆積したときの面積との対比計算から前記スート受け箱（３）内に堆積したスート量を計量できるように構成されていることを特徴とする前記請求項２記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項４】
複数の計量ウィンドウ(5Ｂ1,5Ｂ2,・・・)が前記2値化処理した2値化画像に設定され、互いに異なる複数のスート堆積モデル(4Ａ1，4Ａ2,・・・)のそれぞれの場合に、当該2値化画像におけるスート(4)の存在部分の面積と、同じく前記スート受け箱(3)の上部までスートが堆積したときの面積との対比計算から前記スート受け箱（３）内に堆積したスート量を計量できるように構成されていることを特徴とする前記請求項３記載の光ファイバ母材の製造方法。
【請求項５】
前記請求項２記載の方法によって検出・計量されたスートの存在の有無およびスート量に従って適宜の警報が発信されるように構成されている光ファイバ母材の製造装置。
【請求項６】
前記エッジ検出ウィンドウ（5Ａ）がその下端が前記スート受け箱（３）の底面からそれぞれ所望の距離（Ｈ1，Ｈ2，・・・）の位置に複数個、単独または重ねて設定され、これによって警報を発すべきスートの最小堆積量を所望の量に設定できるように構成された請求項５記載の光ファイバ母材の製造装置。
【請求項７】
前記スート受け箱（３）の底面から所望の距離（Ｈ1，Ｈ2，・・・）の位置に設定された複数のエッジ検出ウィンドウ（5Ａ）によって、複数回の警報を所望のスート堆積量ごとに段階的に発することができるように構成された請求項５記載の光ファイバ母材の製造装置。
【請求項８】
前記スート受け箱(3)に瞬時にスート(4)が堆積して前記検出ウィンドウ(5Ａ)によってエッジ検出できなかった場合において、前記計量ウィンドウ(5Ｂ，5Ｂ1，5Ｂ2,・・・)等を用いて前記スートの存在を検出でき、これによって適宜の警報を発信できるように構成されている光ファイバ母材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は光ファイバ母材製造方法および装置、さらに詳しく言えば、スートの堆積中に落下するスートを段階的に検出すると共にその落下量を落下後に計量できるようにした光ファイバ母材製造方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ母材は周知のように、出発ロッドまたは光ファイバ母材の外周面にバーナによって原料ガスの火炎を吹き付け、そのスート（すす）を付着堆積させて所望の大きさに太らせて製造するものである。この場合製造過程において、すべてのスートが100パーセント完全に付着するものではなく、小さい粒状になって、あるいは比較的大きい塊状になってスートが工程中落下する。
【０００３】
このため落下するスートを受けるガラスなどでできた透明な受け箱を製造中の光ファイバ母材の下方に設けて回収し、同時にこのスート落下が断面円形の好ましい光ファイバ母材に仕上がるのを阻害する原因になることに配慮し、工程中の必要な時期にスート落下の状況、詳しく言えば落下の有無などを観察し、その時点までの落下スートの総量などに関する警報または情報を得ることが重要となる。
【０００４】
この目的のために従来は図5に示すように、透明なスート受け箱3の下方から、バーナ2から吹き出す火炎流2Ａを撮像装置5によって撮影し、もしスート4の落下があれば、そのスート4の粒塊が火炎流2Ａと撮像装置5の間に入って、図6に示した火炎流２Ａの画像に欠損部42が生じ、これによってスート落下を検出していた。
【０００５】
実際には、撮像装置5に検出ウィンドウを設定して目的の画像を2値化処理し、つまり画像の中の種々色調の異なる部分を大きく明暗の2種類に分類して白・黒の2つの色調だけの画面に変え、これによって前記の欠損部42の面積の大きさを算出し、あらかじめ調べておいた標準値と比べてそれが実際にスート落下によって起きたものかどうかを判定するという手順によっていた。
【特許文献１】特開2000-072468公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のスート検出方法によるときは、撮像装置5がスート4自体でなく火炎流2Ａを撮影してその影による欠損部から算出するやり方であるため、肝腎の火炎が消えているときには全く検出することができない大きい欠点があり、また欠損部42は光による影であるため回折現象によってスートの粒塊の外縁線が明確でなく、初期の小さいスート粒などは検出不能であったり、また落下後のスートの受け箱3内の堆積総量の算出もできないなどの欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上述の課題を解決するためになされたものであって、請求項１によるその解決手段は出発ロッドまたは光ファイバ母材に原料ガス炎を吹き付けそのスートを付着堆積させて光ファイバ母材を形成する光ファイバ母材の製造方法において、撮像装置によって透明なスート受け箱内に落下堆積するスートを直接撮影し、その撮影画像から前記スートの落下を検出すると共に、その数量を計測することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法である。
【０００８】
また請求項２の発明によるその解決手段は、前記撮像装置に、スートの存在を検出するためそのエッジを検出・算定するソフトであるエッジ検出ウィンドウと、スートの落下堆積量を計測するためのソフトであるスート計量ウィンドウとの少なくとも2種類のウィンドウを設定し、これによってそれぞれ前記スートの落下を検出すると共に、その落下後の数量を計測することを特徴とする前記請求項１記載の光ファイバ母材の製造方法である。
【０００９】
また請求項３の発明によるその解決手段は、前記スート計量ウィンドウは、前記撮像装置による画像を2値化処理した2値化画像におけるスートの存在部分の面積と、同じく2値化画像における前記スート受け箱の収容部分の上部までスートが堆積したときの面積との対比計算から前記スート受け箱内に堆積したスート量を計量できるように構成されていることを特徴とする前記請求項２記載の光ファイバ母材の製造方法である。
【００１０】
また請求項４の発明によるその解決手段は、複数の計量ウィンドウが前記2値化処理した2値化画像に設定され、互いに異なる複数のスート堆積モデルのそれぞれの場合に，当該2値化画像におけるスートの存在部分の面積と、同じく前記スート受け箱の上部までスートが堆積したときの面積との対比計算から前期スート受け箱内に堆積したスート量を計量できるように構成されていることを特徴とする請求項３記載の光ファイバ母材の製造方法である。
【００１１】
また請求項５の発明によるその解決手段は、前記請求項２記載の方法によって検出・計量されたスートの存在の有無およびスート量に従って適宜の警報が発信されるように構成されている光ファイバ母材の製造装置である。
【００１２】
また請求項６の発明によるその解決手段は、前記エッジ検出ウィンドウがその下端が前記スート受け箱の底面からそれぞれ所望の距離の位置に複数個、単独または重ねて設定され、これによって警報を発すべきスートの最小堆積量を所望の量に設定できるように構成された請求項５記載の光ファイバ母材の製造装置である。
【００１３】
また請求項７の発明によるその解決手段は、前記スート受け箱の底面から所望の距離の位置に設定された複数のエッジ検出ウィンドウによって、複数回の警報を所望のスート堆積量ごとに段階的に発することができるように構成された請求項５記載の光ファイバ母材の製造装置である。
【００１４】
また請求項８の発明によるその解決手段は、前記スート受け箱内に瞬時にスートが堆積して前記検出ウィンドウによってエッジ検出できなかった場合において、前記計量ウィンドウ等を用いて前記スートの存在を検出でき、これによって適宜の警報を発信できるように構成されている光ファイバ母材の製造装置である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１、請求項２および請求項３の発明によれば、スートを直接撮影するのでバーナが消えているときでもスートを検出・計量ができる大きい効果があり、またスート検出にはスート粒塊のエッジを認識する工程を利用するので微小なスート粒も検知できる効果がある。また2値化処理のスート計量ウィンドウを用いるので堆積量のどの段階でもスート量を正確に計量できる効果がある。
【００１６】
また請求項４の発明によれば、複数の計量ウィンドウによってスート受け箱内に落下堆積した山の形が変わっても、それぞれの場合に堆積量を正確に算出できる効果がある。
【００１７】
また請求項５、請求項６および請求項７の発明によれば、スートの受け箱内の堆積量を底面からの堆積が高くなる経過順に段階的に検出し、それぞれの段階に応じた警報、つまり作業者の巡回警報や装置の運転停止警報などの発信が可能となる効果がある。
【００１８】
また請求項８の発明によれば、スートの落下堆積が瞬時に起きた場合においても、計量ウィンドウによってスートの存在を検知して適宜の警報を発信できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明においては撮像装置5には、エッジ検出ウィンドウ5Ａとスート計量ウィンドウ５Ｂとの少なくとも2種類のウィンドウを設定する。撮像装置5は図1に示すように、落下するスート4を受ける透明なガラス製のスート受け箱3の側方からスート受け箱3内を撮像するよう準備される。
【００２０】
エッジ検出ウィンドウ5Ａはスート4のエッジ41、つまりスート粒塊の外形端縁線を、白っぽいスート部分とそうでない黒っぽい部分との画像上での白・黒の濃淡差によって検出でき、検出に際して警報ベルなどのなんらかの警報を発するようにすることは容易である。
【００２１】
一般的にはスート4は製造工程の比較的初期にはぱらぱらと比較的小さいスート粒4ａの形で落下し、終期になるとだんだん大きいスート塊4Ａとなる傾向が知られているが、エッジ検出ウィンドウ5Ａではこれらのエッジ41を検出するものであるから、どんなに小さいスート粒4ａでも検出できる。
【００２２】
スート計量ウィンドウ５Ｂは図3に示すように画像6を2値化処理してスート4の計量をおこなう。2値化処理とは多数の異なる色調の混在する画像を、色調の明るいものと暗いものとに二大別し、要するに白か黒かの白黒画像に変える処理である。スート計量ウィンドウ５Ｂの全面積がスート受け箱3の全容積に対応するようにすれば、白っぽいスート4の部分の面積を測り、これとスート計量ウィンドウ５Ｂの全面積との比較によってスート4の堆積量を算出できる。
【実施例１】
【００２３】
図2に示したものはこの発明のひとつの実施例であって、この実施例ではエッジ検出ウィンドウ5Ａとしてその下端がスート受け箱3の底面から高さＨ1に位置する図の左側に示したものと、同じく高さＨ2に位置する右側のものと2つ設定する。
【００２４】
この実施例1の場合スート4の存在が左側のエッジ検出ウィンドウ5Ａによって常時継続的に検出されるようになれば、それはその堆積高さがスート受け箱3の底面から高さＨ1を越えたということを示し、同じく右側のエッジ検出ウィンドウ5Ａによって常時継続的に検出されるようになれば、それはその堆積高さが底面から高さＨ2を越えたということを示すわけである。
【実施例２】
【００２５】
図7は実施例２の場合を示し、これではエッジ検出ウィンドウ5Ａ1と同５Ａ２とがそれぞれスート受け箱３の底面から高さＨ3、Ｈ4に全部または一部を重複させて設定されている。スート堆積モデル４ａ1がエッジ検出ウィンドウ5Ａ1によって常時継続的に検出されるようになれば、それはその堆積高さが底面から高さＨ３を越えたということを示す。さらに堆積が進んでスート堆積モデル４ａ２となりこれが常時エッジ検出ウィンドウ5Ａ2によって継続的に検出されるようになれば、これはその堆積高さが底面から高さＨ4を越えたということを示すわけである。
【００２６】
これによって実用的には、たとえば前者の場合は巡回警報、後者の場合は装置の運転停止警報といった警報を段階的に発するようにすることも可能となる。
【実施例３】
【００２７】
図面番号が前後したが図4は実施例３に対応し、撮像装置5による画像を2値化処理した画像6に複数の、この例の場合は2個のスート計量ウィンドウ5B1,5B2を設定した場合を示すもので、これによればスート堆積の山の形が互いに異なり、一方は実線で、他方は一点鎖線で図示された2つの堆積モデル4A1,4A2に対してそれぞれ、図3について説明したと同じ手順によってスート堆積量を正確に計量できる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
この発明は他に、周囲温度が高くてセンサ類の設置が困難な場所における物体の有無の判定・確認や、劇場や野球場における入場人員の概数把握など、遠望視野画像の色調の濃・淡にそれぞれ対応して区別できる存在・非存在の判断などの場合に広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明を実施するときの撮像装置の配置の仕方の説明図である。
【図２】実施例1の場合の画像を示す簡略正面図である。
【図３】スート計量ウィンドウの画像の2値化処理を説明する簡略正面図である。
【図４】実施例3の場合の画像を示す簡略正面図である。
【図５】従来の撮像装置の配置を説明する簡略側面図である。
【図６】従来の火炎流の画像を説明する簡略正面図である。
【図７】実施例2の場合の画像を示す簡略正面図である。
【符号の説明】
【００３０】
1    光ファイバ母材
2    バーナ
２Ａ  火炎流
3    スート受け箱
4    スート
41    エッジ
42    欠損部
4Ａ  スート塊
4ａ   スート粒
4A1、4A2、4ａ1、4ａ2    スート堆積モデル
5    撮像装置
5Ａ、5Ａ1、5Ａ2  エッジ検出ウィンドウ
5Ｂ、5B1、5B2  スート計量ウィンドウ
6    画像  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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