(57)【要約】【課題】加熱炉内に配置されたワークの外形をより鮮明に撮像する。【解決手段】加熱炉内観察装置１において、制御部１０は、撮像部３０がワークＡを撮像する撮像期間に、撮像部３０の撮像方向において光拡散部材４０よりも撮像部３０に近い側に位置する第１ヒータのうちの少なくともいずれかの通電電流を、撮像期間前よりも低下させる制御を行い、撮像方向において光拡散部材４０よりも撮像部３０から遠い側に位置する第２ヒータ２１Ｂ，２２Ｂの発光量よりも第１ヒータ２１Ａの発光量を抑える。【選択図】図１
2018128172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電がなされることに応じて発熱する複数のヒータと、複数の前記ヒータを囲む炉壁を有するとともに前記炉壁の一部に孔部が形成された炉体と、を有する加熱炉を備え、前記加熱炉の前記炉体の内部に配置されたワークの加熱状態を観察する加熱炉内観察装置であって、
前記炉体の外部に配置され、前記炉体の内部に配置された前記ワークを、前記孔部を介して撮像する撮像部と、
前記炉体の内部に配置される板状の光拡散部材であり前記孔部とは反対側に位置する第１外面から入り込む入射光が前記孔部側に位置する第２外面へと透過し且つ拡散する構成をなし、前記撮像部による前記ワークの撮像時に前記第２外面が前記ワークの背景となる光拡散部材と、
複数の前記ヒータの通電を制御する制御部であり、前記撮像部が前記ワークを撮像する撮像期間に、前記撮像部の撮像方向において前記光拡散部材よりも前記撮像部に近い側に位置する第１ヒータのうちの少なくともいずれかの通電電流を、前記撮像期間前よりも低下させる制御を行い、前記撮像方向において前記光拡散部材よりも前記撮像部から遠い側に位置する第２ヒータの発光量よりも前記第１ヒータの発光量を抑える制御部と、
を備える、
加熱炉内観察装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記撮像部が前記ワークを撮像する前記撮像期間に、前記第１ヒータのうち少なくともいずれかの通電を停止させる制御を行う、
請求項１に記載の加熱炉内観察装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記撮像部が前記ワークを撮像する前記撮像期間に、前記第１ヒータのうちの少なくともいずれかの通電の状態を保つ制御を行う、
請求項１に記載の加熱炉内観察装置。
【請求項４】
前記炉体は、前記撮像方向において前記光拡散部材よりも前記撮像部から遠い側の前記炉壁に窓部が形成されたものであり、
前記窓部を介して前記光拡散部材の前記第１外面に光を照射する照明部を更に備え、
前記制御部は、前記撮像部が前記ワークを撮像する前記撮像期間に、前記照明部を駆動する制御を行う、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の加熱炉内観察装置。
【請求項５】
通電がなされることに応じて発熱する複数のヒータと、複数の前記ヒータを囲む炉壁を有するとともに前記炉壁の一部に孔部が形成された炉体と、を有する加熱炉を備え、前記加熱炉の前記炉体の内部に配置されたワークの加熱状態を観察する加熱炉内観察方法であって、
第１外面から入り込む入射光が前記第１外面とは反対側の第２外面へと透過し且つ拡散する構成をなす板状の光拡散部材を、前記第１外面が前記孔部とは反対側に面し且つ前記第２外面が前記孔部側に面した状態で前記炉体の内部に配置する光拡散部材配置工程と、
前記ワークを、前記炉体の内部において前記第２外面と前記孔部との間に配置するワーク配置工程と、
前記炉体の外部に配置された撮像部により、前記第２外面が前記ワークの背景となる位置関係で、前記孔部を介して前記ワークを撮像する撮像工程と、
制御部により複数の前記ヒータの通電を制御し、前記撮像部が前記ワークを撮像する撮像期間に、前記撮像部の撮像方向において前記光拡散部材よりも前記撮像部に近い側に位置する第１ヒータのうちの少なくともいずれかの通電電流を、前記撮像期間前よりも低下させ、前記撮像方向において前記光拡散部材よりも前記撮像部から遠い側に位置する第２ヒータの発光量よりも前記第１ヒータの発光量を抑える通電制御工程と、
を含む、
加熱炉内観察方法。
【請求項６】
前記制御部は、前記通電制御工程において、前記撮像部が前記ワークを撮像する前記撮像期間に、前記第１ヒータのうちの少なくともいずれかの通電を停止させる、
請求項５に記載の加熱炉内観察方法。
【請求項７】
前記制御部は、前記通電制御工程において、前記撮像部が前記ワークを撮像する前記撮像期間に、前記第１ヒータのうちの少なくともいずれかの通電の状態を保つ、
請求項５に記載の加熱炉内観察方法。
【請求項８】
前記炉体は、前記撮像方向において前記光拡散部材よりも前記撮像部から遠い側の前記炉壁に窓部が形成されたものであり、
前記制御部は、前記通電制御工程において、前記撮像部が前記ワークを撮像する前記撮像期間に、前記炉体の外側に配置された照明部を駆動し、前記窓部を介して前記光拡散部材の前記第１外面に光を照射する、
請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の加熱炉内観察方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱炉内観察装置及び加熱炉内観察方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セラミック製品などを加熱炉内に配置して脱脂工程や焼成工程などの加熱工程を行う場合、加熱工程時に生じる製品の収縮や変形などを把握すること等を目的として炉内観察を行うべき場合がある。この点に関する技術として、特許文献１のような高温炉内観察装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１で開示される高温炉内観察装置は、高温炉を構成する装置本体にのぞき孔が形成されており、炉内においてワークが加熱手段によって加熱されているときでも、炉外に配置された撮像装置がのぞき孔を介して炉内を撮像し得る構成となっている。更に、この高温炉内観察装置は、撮像時においてワークの後方となる側、即ち背景となる側に凹部形状の「くぼみ」が形成されている。この「くぼみ」の存在により、ワークの反射率に対する背景の見かけの反射率の低減を図り、白色に近い高温状態のワークを背景から浮き出させるように撮像する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２６６４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１で開示される高温炉内観察装置のように、ワークに対して前側から光を照射しつつ撮像装置によって前側からワークを撮像するような構成では、得られる撮像画像においてワーク画像の境界が不鮮明になりやすいという問題がある。例えば、ワークの後方側（即ち、背景となる側）の面からの反射光が大きかったり、或いはワークからの反射光が小さかったりすると、撮像で得られた撮像画像においてワーク画像と背景画像とのコントラストが小さくなり、ワーク画像の外形が明瞭に表れない事態が生じ得る。この点に関し、特許文献１の高温炉内観察装置では、ワークの後方側の炉壁にくぼみを設けることで背景となる面の反射率をある程度抑えているが、背景側からの反射光を十分に排除できなかったり、或いは、ワークからの反射光が小さかったりする場合も想定されるため、ワーク画像の外形が鮮明にならない懸念が残る。
【０００６】
一方、ワークの外形をより鮮明に撮像する方法としては、ワークの投影画像を取得する方法が挙げられる。例えば、ワークの後方に明度の高いスクリーンを設け、前方側からワークを撮像することで、スクリーンを背景としたワークのシルエット画像を撮像することができる。この撮像方法によれば、ワークを暗い状態（前方側から照明光を照射しない状態、若しくは照明光が少ない状態）とし、スクリーンをより明るい状態とすることで、ワーク画像と背景画像とのコントラストが大きいワークのシルエット画像を得ることができ、ワークの外形（エッジ）をより鮮明に撮像することができる。
【０００７】
しかし、加熱炉内のワークを撮像する場合、このような投影画像の撮像方式をそのまま適用するだけでは、ワークの外形を鮮明に撮像できない事態が生じ得る。例えば、加熱炉内では、ヒータの通電動作時にヒータ自身が強い光を発する場合もあり、このようなヒータの光によってワークが明るく照らされてしまうと、明度の高いスクリーンを背景にしてワークの画像（シルエット画像）を撮像しても、得られる撮像画像では、ワーク画像と背景画像とのコントラストが小さくなってしまう。つまり、投影画像の撮像方式であっても、ワークの外形（エッジ）を鮮明に撮像できない事態が生じ得る。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、加熱炉内に配置されたワークの外形をより鮮明に撮像し得る加熱炉内観察装置及び加熱炉内観察方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１態様の加熱炉内観察装置は、通電がなされることに応じて発熱する複数のヒータと、複数のヒータを囲む炉壁を有するとともに炉壁の一部に孔部が形成された炉体と、を有する加熱炉を備え、加熱炉の炉体の内部に配置されたワークの加熱状態を観察する装置である。
第１態様の加熱炉内観察装置は、更に、撮像部と、光拡散部材と、制御部と、を備える。
撮像部は、炉体の外部に配置され、炉体の内部に配置されたワークを、孔部を介して撮像する。
板状の光拡散部材は、炉体の内部に配置され孔部とは反対側に位置する第１外面から入り込む入射光が孔部側に位置する第２外面へと透過し且つ拡散する構成をなし、撮像部によるワークの撮像時に第２外面がワークの背景となる。
制御部は、複数のヒータの通電を制御し、撮像部がワークを撮像する撮像期間に、撮像部の撮像方向において光拡散部材よりも撮像部に近い側に位置する第１ヒータのうちの少なくともいずれかの通電電流を、撮像期間前よりも低下させる制御を行い、撮像方向において光拡散部材よりも撮像部から遠い側に位置する第２ヒータの発光量よりも第１ヒータの発光量を抑える。
【００１０】
このように、第１態様の加熱炉内観察装置は、撮像部がワークを撮像する撮像期間に、撮像方向において光拡散部材よりも撮像部に近い側に位置する第１ヒータのうちの少なくともいずれかにおいて、通電電流が撮像期間前よりも低下する。よって、撮像期間には、抑制対象となる第１ヒータにおいてヒータ自身で生じる発光量が撮像期間前よりも確実に抑えられる。ゆえに、第１ヒータで発生した光がワークで反射して撮像部に入り込んでしまう現象を防止又は低減することができる。
【００１１】
しかも、撮像期間に抑制される第１ヒータの発光量は、撮像方向において光拡散部材よりも撮像部から遠い側に位置する第２ヒータの発光量よりも抑えられる。つまり、第１ヒータにおいて発光量が相対的に小さくなり、第２ヒータにおいて発光量が相対的に大きくなる。このように光拡散部材を基準として前方側の光が相対的に抑えられ、後方側の光（光拡散部材を透過して撮像部側に向かう光）がより強調されるため、撮像部側から見たときには、光拡散部材がより明るく見え、ワークがより暗く見えることになる。ゆえに、撮像部が生成する撮像画像において、ワーク画像と光拡散部材の画像（背景画像）とのコントラストをより大きくすることができ、これらの境界、即ち、ワークの外形をより鮮明化することができる。更には、撮像期間に、少なくともいずれかの第２ヒータの通電が維持されるため、鮮明化のための制御を行いつつも、加熱炉内の温度低下を抑えることができる。
【００１２】
第１態様の加熱炉内観察装置において、制御部は、撮像部がワークを撮像する撮像期間に、第１ヒータのうちの少なくともいずれかの通電を停止させる制御を行ってもよい。この加熱炉内観察装置は、撮像部がワークを撮像する撮像期間に、少なくともいずれかの第１ヒータを発光停止状態又は発光停止状態に近い状態とすることができるため、ワークで反射して撮像部に映り込む光をより一層低減することができる。ゆえに、撮像部が生成する撮像画像においてワーク画像の明るさを一層抑え、ワーク画像と光拡散部材の画像（背景画像）との境界、即ち、ワークの外形をより一層鮮明化することができる。また、光拡散部材を基準として前方側の光がさらに抑えられ、後方側の光がさらに強調されるため、撮像部側から見たときには、光拡散部材がさらに明るく見え、ワークがさらに暗く見えることになる。ゆえに、撮像部が生成する撮像画像において、ワーク画像と光拡散部材の画像(背景画像)とのコントラストをさらに大きくすることができ、これらの境界、即ち、ワークの外形をさらに鮮明化することができる。
【００１３】
第１態様の加熱炉内観察装置において、制御部は、撮像部がワークを撮像する撮像期間に、第１ヒータのうちの少なくともいずれかの通電の状態を保つ制御を行ってもよい。この加熱炉内観察装置は、撮像期間に第１ヒータで生じる光を低減しつつ、第１ヒータにおいて、ある程度の発熱を生じさせることができる。よって、外形が鮮明化されたワーク画像の生成を可能としつつ、外形の鮮明化に起因して撮像期間の加熱量が低下することをより一層抑制することができる。
【００１４】
第１態様の加熱炉内観察装置が観察する加熱炉の炉体は、撮像方向において光拡散部材よりも撮像部から遠い側の炉壁に窓部が形成されたものであり、窓部を介して光拡散部材の第１外面に光を照射する照明部を更に備えていてもよい。そして、制御部は、撮像部がワークを撮像する撮像期間に、照明部を駆動する制御を行ってもよい。この加熱炉内観察装置は、撮像期間に照明部が駆動されて照明部から光拡散部材の第１外面に対して光の照射がなされ、この光が第２外面側に透過且つ拡散するため、背景となる第２外面をより一層明るくすることができる。ゆえに、撮像部が生成する撮像画像において、ワーク画像と光拡散部材の画像（背景画像）とのコントラストをより一層大きくすることができ、ワークの外形をより一層鮮明化することができる。
【００１５】
本発明の第２態様の加熱炉内観察方法は、通電がなされることに応じて発熱する複数のヒータと、複数のヒータを囲む炉壁を有するとともに炉壁の一部に孔部が形成された炉体と、を有する加熱炉を備え、加熱炉の炉体の内部に配置されたワークの加熱状態を観察する方法である。
第２態様の加熱炉内観察方法は、第１外面から入り込む入射光が第１外面とは反対側の第２外面へと透過し且つ拡散する構成をなす板状の光拡散部材を、第１外面が孔部とは反対側に面し且つ第２外面が孔部側に面した状態で炉体の内部に配置する光拡散部材配置工程を含む。
また、第２態様の加熱炉内観察方法は、ワークを、炉体の内部において第２外面と孔部との間に配置するワーク配置工程を含む。
更に、第２態様の加熱炉内観察方法は、炉体の外部に配置された撮像部により、第２外面がワークの背景となる位置関係で、孔部を介してワークを撮像する撮像工程を含む。
更には、第２態様の加熱炉内観察方法は、制御部により複数のヒータの通電を制御し、撮像部がワークを撮像する撮像期間に、撮像部の撮像方向において光拡散部材よりも撮像部に近い側に位置する第１ヒータのうちの少なくともいずれかの通電電流を、撮像期間前よりも低下させ、撮像方向において光拡散部材よりも撮像部から遠い側に位置する第２ヒータの発光量よりも第１ヒータの発光量を抑える通電制御工程を含む。
【００１６】
このように、第２態様の加熱炉内観察方法は、撮像部がワークを撮像する撮像期間に、撮像方向において光拡散部材よりも撮像部に近い側に位置する第１ヒータのうちの少なくともいずれかにおいて、通電電流が撮像期間前よりも低下する。よって、撮像期間には、抑制対象となる第１ヒータにおいてヒータ自身で生じる発光量が撮像期間前よりも確実に抑えられる。ゆえに、第１ヒータで発生した光がワークで反射して撮像部に入り込んでしまう現象を防止又は低減することができる。
【００１７】
しかも、撮像期間に抑制される第１ヒータの発光量は、撮像方向において光拡散部材よりも撮像部から遠い側に位置する第２ヒータの発光量よりも抑えられる。つまり、第１ヒータにおいて発光量が相対的に小さくなり、第２ヒータにおいて発光量が相対的に大きくなる。このように光拡散部材を基準として前方側の光が相対的に抑えられ、後方側の光（光拡散部材を透過して撮像部側に向かう光）がより強調されるため、撮像部側から見たときには、光拡散部材がより明るく見え、ワークがより暗く見えることになる。ゆえに、撮像部が生成する撮像画像において、ワーク画像と光拡散部材の画像（背景画像）とのコントラストをより大きくすることができ、これらの境界、即ち、ワークの外形をより鮮明化することができる。更には、撮像期間に、少なくともいずれかの第２ヒータの通電が維持されるため、鮮明化のための制御を行いつつも、加熱炉内の温度低下を抑えることができる。
【００１８】
第２態様の加熱炉内観察方法において、制御部は、通電制御工程において、撮像部がワークを撮像する撮像期間に、第１ヒータのうちの少なくともいずれかの通電を停止させてもよい。この加熱炉内観察方法は、撮像部がワークを撮像する撮像期間に、少なくともいずれかの第１ヒータを発光停止状態又は発光停止状態に近い状態とすることができるため、ワークで反射して撮像部に映り込む光をより一層低減することができる。ゆえに、撮像部が生成する撮像画像においてワーク画像の明るさを一層抑え、ワーク画像と光拡散部材の画像（背景画像）との境界、即ち、ワークの外形をより一層鮮明化することができる。また、光拡散部材を基準として前方側の光がさらに抑えられ、後方側の光がさらに強調されるため、撮像部側から見たときには、光拡散部材がさらに明るく見え、ワークがさらに暗く見えることになる。ゆえに、撮像部が生成する撮像画像において、ワーク画像と光拡散部材の画像（背景画像）とのコントラストをさらに大きくすることができ、これらの境界、即ち、ワークの外形をさらに鮮明化することができる。
【００１９】
第２態様の加熱炉内観察方法において、制御部は、通電制御工程において、撮像部がワークを撮像する撮像期間に、第１ヒータのうちの少なくともいずれかを通電の状態で保ってもよい。この加熱炉内観察方法は、撮像期間に第１ヒータで生じる光を低減しつつ、第１ヒータにおいて、ある程度の発熱を生じさせることができる。よって、外形が鮮明化されたワーク画像の生成を可能としつつ、外形の鮮明化に起因して撮像期間の加熱量が低下することをより一層抑制することができる。
【００２０】
第２態様の加熱炉内観察方法が観察する加熱炉の炉体は、撮像方向において光拡散部材よりも撮像部から遠い側の炉壁に窓部が形成されたものであってもよい。そして、制御部は、通電制御工程において、撮像部がワークを撮像する撮像期間に、炉体の外側に配置された照明部を駆動し、窓部を介して光拡散部材の第１外面に光を照射してもよい。この加熱炉内観察方法は、撮像期間に照明部が駆動されて照明部から光拡散部材の第１外面に対して光の照射がなされ、この光が第２外面側に透過且つ拡散するため、背景となる第２外面をより一層明るくすることができる。ゆえに、撮像部が生成する撮像画像において、ワーク画像と光拡散部材の画像（背景画像）とのコントラストをより一層大きくすることができ、ワークの外形をより一層鮮明化することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、加熱炉内に配置されたワークの外形をより鮮明に撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態の加熱炉内観察装置を概略的に例示する概略図である。
【図２】第１実施形態の加熱炉内観察装置について、加熱炉を図１とは異なる方向から見た概略図である。
【図３】加熱炉内観察装置で行われる制御についての時系列的な流れを簡略的に示すタイミングチャートである。
【図４】第１実施形態に関し、撮像期間前の加熱炉の動作状態を説明する説明図である。
【図５】第１実施形態に関し、撮像期間中の加熱炉の動作状態を説明する説明図である。
【図６】第３実施形態の加熱炉内観察装置を概略的に例示する概略図である。
【図７】第３実施形態に関し、撮像期間前の加熱炉の動作状態を説明する説明図である。
【図８】第３実施形態に関し、撮像期間中の加熱炉の動作状態を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１実施形態＞
以下、第１実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、第１実施形態の加熱炉内観察装置１を概略的に例示する概略図である。加熱炉内観察装置１は、加熱炉１０と、撮像部３０と、光拡散部材４０と、制御部５０などを備える。
【００２４】
以下の説明では、撮像部３０による撮像方向、具体的には撮像部３０の光軸Ｌの方向と平行な方向を前後方向とする。図１、図２等では、前後方向をＸ軸方向として概念的に示す。そして、この前後方向と直交する方向のうち、所定の一方向と平行な方向を左右方向とする。図１等では、左右方向をＺ軸方向として概念的に示す。そして、上記前後方向及び上記左右方向と直交する方向を上下方向とする。図２では、上下方向をＹ軸方向として概念的に示す。なお、図１等では、炉体１２について前後方向及び左右方向と平行な切断面で示し、図２では、炉体１２について前後方向及び上下方向と平行な切断面で示す。
【００２５】
まず、加熱炉１０について説明する。
図１、図２で示す加熱炉１０は、例えば、セラミック製品などの成形プロセスにおいて脱脂工程や焼成工程で用いられる高温炉として構成され、加熱対象物であるワークＷに対して熱処理を施すための加熱空間（熱処理空間）を内部に構成している。加熱炉１０は、通電がなされることに応じて発熱する複数のヒータ２０と、このヒータ２０を内部に収容する炉体１２とを備える。
【００２６】
図１、図２のように、炉体１２は、耐熱性及び断熱性を備えた炉壁１４を有し、これら炉壁１４がヒータ２０の収容空間の前後左右及び上下を取り囲む箱状の形態をなす。複数の炉壁１４によって囲まれる炉体１２の内部の空間は、ヒータ２０の収容空間として構成されるとともにワークＷを加熱する加熱空間として構成される。ワークＷは、例えば、セラミック製品などの製造プロセスにおいて脱脂工程や焼成工程などで熱処理対象となる被処理対象物である。加熱炉１０内の雰囲気温度は特に限定されず、例えば、６００℃程度の比較的低温の雰囲気であってもよく、１５００℃を超えるような比較的高温の雰囲気であってもよい。
【００２７】
炉体１２は、前後方向両側において炉壁１４Ａ，１４Ｂが対向して配置され、左右方向両側において炉壁１４Ｃ，１４Ｄが対向して配置されている。これら炉壁１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄは、加熱空間の前後左右を取り囲む周壁部として機能する。更に、これら炉壁１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄの上側を閉塞するように天井壁としての炉壁１４Ｅが設けられ、下側を閉塞するように底壁としての炉壁１４Ｆが設けられている。そして、炉体１２の前壁として機能する炉壁１４Ａには、炉壁１４Ａの内面と外面との間で貫通するように炉体１２の内外に連通する前後方向の孔部１６が形成されている。
【００２８】
図１、図２のように、炉体１２の内部には、複数のヒータ２０が収容されている。これらヒータ２０は、電流が流されることに応じて発熱する公知の電熱ヒータとして構成されている。なお、ヒータ２０は、通電に応じて発熱し得るヒータであれば、適用されるヒータの種類は特に限定されない。複数のヒータ２０は、左右の炉壁１４Ｃ，１４Ｄ及び前側の炉壁１４Ａに沿って配置される複数のヒータ２０からなる前部・側部ヒータ群２１と、背面側の炉壁１４Ｂに沿って配置される複数のヒータ２０からなる後部ヒータ群２２とに分かれている。前部・側部ヒータ群２１の各ヒータ２０は、第１駆動回路５４Ａによって駆動されるヒータである。後部ヒータ群２２の各ヒータ２０は、第２駆動回路５４Ｂによって駆動されるヒータである。なお、図２では、前部・側部ヒータ群２１及び後部ヒータ群２２を二点鎖線で概念的に示している。
【００２９】
撮像部３０は、例えば、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどの公知の撮像装置によって構成されている。撮像部３０は、炉体１２の外部に配置され、炉体１２の内部に配置されたワークＷを、孔部１６を介して撮像する。図１及び図２には、撮像部３０の光軸Ｌと、撮像範囲ＡＲを概念的に示している。撮像部３０は、図１のように光軸Ｌを中心として水平画角が所定角度で定められ、図２のように光軸Ｌを中心として垂直画角が所定角度で定められている。撮像部３０の水平画角と垂直画角は同じ角度であってよく、異なっていてもよい。
【００３０】
光拡散部材４０は、耐熱性を有する光散乱パネルとして構成されている。光拡散部材４０は、炉体１２の内部に配置される板状の部材であり、孔部１６とは反対側に第１外面４２Ａが位置し、孔部１６側に第２外面４２Ｂが位置する。第１外面４２Ａ及び第２外面４２Ｂは光拡散部材４０の厚さ方向両側の板面であり、第１外面４２Ａ及び第２外面４２Ｂの板面方向が光軸Ｌの方向と直交する向きで配置されている。光拡散部材４０は、第１外面４２Ａから入り込む入射光が第２外面４２Ｂ側へと透過し且つ拡散する構成をなす。光拡散部材４０は、撮像部３０によるワークＷの撮像時に第２外面４２ＢがワークＷの背景となるように用いられる。
【００３１】
光拡散部材４０は、例えば、アルミナ、サファイアガラス、石英ガラス、バイコールガラスなどの耐熱性材料によって板状に構成することができる。光拡散部材４０をアルミナによって板状に構成する場合、板厚方向において光が透過する程度の薄さで構成すればよい。また、光拡散部材４０をサファイアガラス、石英ガラス、バイコールガラスなどによって構成する場合、例えば第１外面４２Ａ又は第２外面４２Ｂの少なくともいずれか一方に微細な凹凸を形成し、例えば、磨りガラスのように、光線の直線透過を防ぐ散光用板ガラスとして構成することが望ましい。
【００３２】
制御部５０は、複数のヒータ２０の通電を制御する機能、及び撮像部３０を制御する機能を備えた制御装置である。制御部５０は、制御回路５２と、第１駆動回路５４Ａ及び第２駆動回路５４Ｂとを備える。制御回路５２は、ＣＰＵや各種記憶部などを備えた情報処理装置として構成されている。制御回路５２は、例えば、撮像部３０に撮像動作を指示する制御や、第１駆動回路５４Ａ及び第２駆動回路５４Ｂにヒータの駆動動作を指示する制御を行い得る。
【００３３】
第１駆動回路５４Ａは、制御回路５２からの指示に応じて前部・側部ヒータ群２１を構成する各ヒータ２０の通電及び非通電を切り替える回路である。第１駆動回路５４Ａは、制御回路５２から駆動指示がある期間は前部・側部ヒータ群２１を構成する各ヒータ２０に電流を流し、これらヒータ２０に発熱動作を行わせ、制御回路５２から第１駆動回路５４Ａに駆動指示が与えられていない期間はそれらヒータ２０への電流供給を停止させる。第２駆動回路５４Ｂは、制御回路５２からの指示に応じて後部ヒータ群２２を構成する各ヒータ２０の通電及び非通電を切り替える回路である。第２駆動回路５４Ｂは、制御回路５２から駆動指示がある期間は後部ヒータ群２２を構成する各ヒータ２０に電流を流し、これらヒータ２０に発熱動作を行わせ、制御回路５２から第２駆動回路５４Ｂに駆動指示が与えられていない期間はそれらヒータ２０への電流供給を停止させる。
【００３４】
次に、加熱炉内観察装置１を用いてなされる加熱炉内観察方法を説明する。
本観察方法では、まず、図１、図２のように、光拡散部材４０を炉体１２の内部に配置する光拡散部材配置工程を行う。具体的には、光拡散部材４０の第１外面４２Ａが孔部１６とは反対側（即ち、炉壁１４Ｂ側）に面し且つ第２外面４２Ｂが孔部１６側に面した状態となるように光拡散部材４０を炉体１２の内部に配置する。より具体的には、撮像部３０の撮像範囲ＡＲが孔部１６を介して炉体１２の内部に構成されるように撮像部３０を配置し、この撮像部３０の光軸Ｌの方向と第１外面４２Ａ及び第２外面４２Ｂの方向とが直交する方向となるように光拡散部材４０を配置する。なお、光拡散部材４０を炉体１２の内部において適正な位置に配置する作業は、ロボット等による機械的な作業であってもよく、作業者による人為的な作業であってもよい。
【００３５】
更に、本観察方法では、炉体１２の内部において第２外面４２Ｂと孔部１６との間にワークＷを配置するワーク配置工程を行う。図１、図２等で示す例では、耐熱性材料からなるステージ６０上にワークＷを配置し、例えば、撮像部３０の光軸Ｌ上にワークＷが位置するように設定している。ワークＷを、炉体１２の内部において適正な位置に配置する作業は、ロボット等による機械的な作業であってもよく、作業者による人為的な作業であってもよい。なお、図１、図２で示す状態は、光拡散部材４０を配置する工程及びワークＷを配置する工程が終わった状態である。
【００３６】
このように光拡散部材４０を配置する工程及びワークＷを配置する工程が終わった後、図１、図２のように光拡散部材４０及びワークＷが適正に配置されている状態で、上述した加熱炉内観察装置１による制御がなされる。加熱炉内観察装置１は、加熱炉１０を動作させてワークＷを加熱する制御と、撮像部３０などを動作させてワークＷの撮像画像を生成する制御とを行い得る。
【００３７】
まず、加熱炉内観察装置１は、加熱炉１０に対して通常の加熱動作を行わせる。具体的には、図３のように時間ｔ０を開始タイミングとして、図１、図２で示す制御回路５２が第１駆動回路５４Ａ及び第２駆動回路５４Ｂに駆動指示を与え、これに応じて第１駆動回路５４Ａ及び第２駆動回路５４Ｂが前部・側部ヒータ群２１及び後部ヒータ群２２のそれぞれのヒータ２０を通電させる。このように第１駆動回路５４Ａ及び第２駆動回路５４Ｂが各ヒータ２０を通電させると、図４のように、前部・側部ヒータ群２１の全てのヒータ２０、及び後部ヒータ群２２の全てのヒータ２０が発熱状態（図４において、黒丸で示す）となり、各々のヒータ２０は発熱量が大きくなるほど発光量も大きくなる。
【００３８】
制御部５０は、図４のように加熱炉１０にて加熱動作が行われているときに所定の撮像タイミングｔ１（図３）で撮像部３０に撮像動作を行わせる。撮像タイミングの設定方法は様々であり、例えば、開始時間ｔ０から所定時間が経過したタイミングなど、所定の時間条件の成立時であってもよく、加熱炉１０の内部温度が一定温度に達したタイミングなど、所定の温度条件の成立時であってもよく、その他の条件の成立時であってもよい。制御部５０は、図３で示す撮像タイミングｔ１から撮像部３０がワークＷを撮像する撮像期間Ｔの間（即ち、撮像タイミングｔ１から終了タイミングｔ２までの間）、撮像部３０の撮像方向（前後方向）において光拡散部材４０よりも撮像部３０に近い側（即ち、前側）に位置する第１ヒータ２１Ａのうち、少なくともいずれかの通電電流を、撮像期間前よりも低下させる。図１、図２では、撮像部３０の光軸Ｌの方向を撮像方向（前後方向）とし、撮像方向において光拡散部材４０の前端となる位置を一点鎖線Ｘ１で示している。前部・側部ヒータ群２１のうち、一点鎖線Ｘ１の位置よりも前側（撮像部３０側）に配置されるヒータ２０が第１ヒータ２１Ａであり、これらが光拡散部材４０よりも撮像部３０に近い側（即ち、前側）に位置する。
【００３９】
具体的には、制御部５０は、図３で示す開始時間ｔ０から全ヒータ２０の通電を開始させた後、上述した撮像タイミングｔ１を撮像開始時点として、図１で示す撮像部３０に撮像動作を行わせる。そして、制御部５０は、撮像タイミングｔ１（図３）となった後、撮像部３０が撮像動作を行う撮像期間Ｔの間、前部・側部ヒータ群２１を構成する全てのヒータ２０の通電を停止させる。このような制御により、図３で示す撮像期間Ｔの間は、図５のように前部・側部ヒータ群２１を構成する全てのヒータ２０において発光が停止状態（図５において、白丸で示す）となり、前側からワークＷに照射される光が格段に抑えられる。なお、図５の例では、前部・側部ヒータ群２１を構成する複数のヒータ２０の全てが通電停止状態となるため、一点鎖線Ｘ１よりも前側に位置する第１ヒータ２１Ａだけでなく、一点鎖線Ｘ１よりも後ろ側に位置する第２ヒータ２１Ｂも通電停止状態となる。
【００４０】
一方で、制御部５０は、図３で示す撮像期間Ｔの間、図５のように光拡散部材４０よりも後方側に位置する後部ヒータ群２２の全てのヒータ２０を通電状態で維持する。制御部５０が撮像期間Ｔの間に後部ヒータ群２２のヒータ２０に与える通電電流は撮像期間Ｔの前にこれらに与えていた通電電流と同程度であってもよく、加熱度合い或いは発光度合いを高めるために撮像期間Ｔの前よりも大きくしてもよい。逆に、撮像期間Ｔの前よりも小さくすることもできる。
【００４１】
図５の例では、前部・側部ヒータ群２１のうち、一点鎖線Ｘ１の位置よりも後ろ側に配置されるヒータ２０が第２ヒータ２１Ｂであり、後部ヒータ群２２のヒータ２０が第２ヒータ２２Ｂであり、これら第２ヒータ２１Ｂ，２２Ｂは、撮像部３０の撮像方向（前後方向）において光拡散部材４０よりも撮像部３０から遠い側（即ち、後ろ側）に位置するヒータである。図３、図５等で示す制御の例では、制御部５０は、撮像期間Ｔの間、全ての第２ヒータ（第２ヒータ２１Ｂ，２２Ｂ）のうちの一部をなす第２ヒータ２２Ｂの通電状態を維持するため、これら第２ヒータ２２Ｂによる加熱状態及び発熱状態は維持される。このような制御により、第１ヒータ２１Ａの発光量が第２ヒータ２１Ｂ、２２Ｂの発光量よりも抑えられる。
【００４２】
上述した観察方法の例では、制御部５０が撮像タイミングｔ１（図３）から撮像期間Ｔ（図３）の間に行うヒータ２０の制御工程が「通電制御工程」である。
【００４３】
そして、制御部５０は、図３で示す撮像期間Ｔの間、図５のように第１ヒータ２１Ａの通電抑制制御と並行して撮像部３０に撮像動作を行わせる。撮像部３０は、制御部５０からの撮像指示に応じて、撮像期間Ｔの間に第２外面４２Ｂを背景としてワークＷを撮像する。
【００４４】
上述した観察方法の例では、制御部５０が撮像部３０を動作させて撮像期間Ｔの間に行う撮像工程が「撮像工程」であり、炉体１２の外部に配置された撮像部３０により、第２外面４２ＢがワークＷの背景となる位置関係で、孔部１６を介してワークＷを撮像する工程である。なお、撮像期間Ｔが経過した後には、前部・側部ヒータ群２１の停止動作を解除して撮像期間前の状態に戻せばよい。
【００４５】
次に、本実施形態に関する効果を例示する。
図１等で示す加熱炉内観察装置１は、撮像部３０がワークＷを撮像する撮像期間Ｔ（図３）に、第１ヒータ２１Ａ（撮像部３０の撮像方向において光拡散部材４０よりも撮像部３０に近い側に位置するヒータ２０）において通電電流が撮像期間前よりも低下する。よって、撮像期間中には、抑制対象となる第１ヒータ２１Ａにおいてヒータ自身で生じる発光量が撮像期間前よりも確実に抑えられる。ゆえに、第１ヒータ２１Ａで発生した光がワークＷで反射して撮像部３０に入り込んでしまう現象を防止又は低減することができる。
【００４６】
しかも、撮像部３０の撮像期間中に抑制される第１ヒータ２１Ａの発光量は、撮像方向において光拡散部材４０よりも撮像部３０から遠い側に位置する第２ヒータ２１Ｂ，２２Ｂの発光量よりも抑えられる。つまり、撮像方向において光拡散部材４０よりも撮像部３０に近い側に位置する第１ヒータ２１Ａにおいて発光量が相対的に小さくなり、光拡散部材４０よりも撮像部３０から遠い側に位置する第２ヒータ２１Ｂ、２２Ｂにおいて発光量が相対的に大きくなる。このように光拡散部材４０を基準として前方側の光が相対的に抑えられ、後方側の光（光拡散部材４０を透過して撮像部３０側に向かう光）がより強調されるため、撮像部３０側から見たときには、光拡散部材４０がより明るく見え、ワークＷはより暗く見えることになる。ゆえに、撮像部３０が生成する撮像画像において、ワークＷの画像と光拡散部材４０の画像（背景画像）とのコントラストをより大きくすることができ、これらの境界、即ち、ワークＷの外形をより鮮明化することができる。
【００４７】
更には、撮像部３０の撮像期間に、第２ヒータ２２Ｂの通電が維持されるため、鮮明化のための制御を行いつつも、加熱炉１０内での温度低下を抑えることができる。
【００４８】
このようにワークＷの外形（エッジ）を正確に撮像できるため、この撮像画像を用いれば、例えば、ワークＷの外形についての寸法計測などをより高精度に行うことができるようになる。また、このようにワークＷの外形（エッジ）を正確に撮像すれば、例えば、セラミック製品などの脱脂工程や焼成工程などにおいて詳細な収縮や変形の挙動を把握することが可能となり、ひいては、焼成プロファイルの最適化や焼成中に生じる変形制御に役立てることができる。
【００４９】
また、図１等で示す制御部５０は、撮像部３０がワークＷを撮像する撮像期間Ｔ（図３）に、第１ヒータ２１Ａの通電を停止させる制御を行う。この加熱炉内観察装置１は、撮像部３０がワークＷを撮像する撮像期間Ｔ（図３）に、第１ヒータ２１Ａを発光停止状態とすることができるため、ワークＷで反射して撮像部３０に映り込む光をより一層低減することができる。ゆえに、撮像部３０が生成する撮像画像においてワークＷの画像の明るさを一層抑え、ワークＷの画像と光拡散部材４０の画像（背景画像）との境界、即ち、ワークＷの外形をより一層鮮明化することができる。また、光拡散部材４０を基準として前方側の光がさらに抑えられ、後方側の光(光拡散部材４０を透過して撮像部３０側に向かう光)がさらに強調されるため、撮像部３０側から見たときには、光拡散部材４０がさらに明るく見え、ワークＷはさらに暗く見えることになる。ゆえに、撮像部３０が生成する撮像画像において、ワークＷの画像と光拡散部材４０の画像（背景画像）とのコントラストをさらに大きくすることができ、これらの境界、即ち、ワークＷの外形をさらに鮮明化することができる。
【００５０】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。
第２実施形態の加熱炉内観察装置及び加熱炉内観察方法は、制御部５０による第１ヒータの制御方法のみが第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同一である。よって、第１実施形態と同一の内容については、詳細な説明は省略する。図１、図２で示す構成は、第１実施形態と同一であるため、以下では、これらの図を参照して説明する。
【００５１】
第２実施形態の加熱炉内観察装置１は、第１実施形態と同様に、図１、図２のような構成をなす。第２実施形態の加熱炉内観察装置１が主となって行われる加熱炉内観察方法は、撮像期間中に制御部５０によって行われるヒータ２０の制御のみが第１実施形態と異なる。
【００５２】
第２実施形態の加熱炉内観察装置１では、図１で示す撮像部３０がワークＷを撮像する撮像期間に、制御部５０は、第１ヒータ２１Ａのうちの少なくともいずれかの通電電流を、撮像期間前よりも低下させる制御を行いつつも、第１ヒータ２１Ａを通電の状態で保つ制御を行う。具体的には、撮像部３０がワークＷを撮像する撮像期間の間、制御部５０は、前部・側部ヒータ群２１を構成する全てのヒータ２０に与える通電電流を、ある程度維持しつつも撮像期間前に与えていた通電電流よりも大幅に小さくし、撮像期間中に後部ヒータ群２２を構成する全てのヒータ２０（即ち、全ての第２ヒータ２２Ｂ）に与える通電電流よりも大幅に小さくする。なお、制御部５０が、撮像期間中に第２ヒータ２２Ｂに与える通電電流は、撮像期間前に第２ヒータ２２Ｂに与える通電電流と同程度であってもよく、撮像期間前よりも大きくしてもよく、小さくしてもよい。このような制御により、全ての第１ヒータ２１Ａの発光量が、第２ヒータ２１Ｂ，２２Ｂの発光量よりも抑えられる。なお、撮像期間中には、前部・側部ヒータ群２１を構成する全てのヒータ２０の通電電流が抑えられるため、光拡散部材４０よりも後ろ側に位置する第２ヒータ２１Ｂの通電電流も第１ヒータ２１Ａと同程度に抑えられることになる。
【００５３】
このように構成された加熱炉内観察装置１は、撮像部３０による撮像期間に第１ヒータ２１Ａで生じる光を低減しつつ、第１ヒータ２１Ａにおいて、ある程度の発熱を生じさせることができる。よって、外形が鮮明化されたワーク画像の生成を可能としつつ、外形の鮮明化に起因して撮像期間の加熱量が低下することを、より一層抑制することができる。
【００５４】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について、図面を参照して説明する。
第２実施形態の加熱炉内観察装置３０１及び加熱炉内観察方法は、照明部３０２を用いる点及び撮像期間に照明部３０２を動作させる点のみが第１実施形態と異なり、それ以外は、第１実施形態と同様である。よって、第１実施形態と同様の内容については、詳細な説明は省略する。また、加熱炉内観察装置３０１の加熱炉３１０は、窓部１８を形成した点及び後部ヒータ群２２の一部（窓部１８付近のヒータ）を省略した点のみが、第１実施形態の加熱炉内観察装置１の加熱炉１０と異なる。よって、加熱炉３１０において、加熱炉１０と異なる点（窓部１８）以外については、図１等で示す加熱炉１０と同一であるとして詳細な説明は省略する。
【００５５】
図６は、第３実施形態の加熱炉内観察装置３０１を示す概略図である。図６では、第１実施形態に関して説明した加熱炉内観察装置１と同様の構成及び同様の機能を有する部分については加熱炉内観察装置１と同一の符号を付している。
【００５６】
図６のように、加熱炉内観察装置３０１の加熱炉３１０は、炉体１２の後壁として機能する炉壁１４Ｂにおいて、炉壁１４Ｂの内面と外面との間で貫通するように炉体１２の内外に連通する貫通孔部としての窓部１８が形成されている。炉壁１４Ｂは、撮像部３０の撮像方向（光軸Ｌの方向）において光拡散部材４０よりも撮像部３０から遠い側に位置する炉壁である。なお、図６で示す炉体１２は、窓部１８が形成された点以外は、図１等で示す炉体１２と同一の構成をなす。
【００５７】
加熱炉内観察装置３０１は、炉体１２の外側に配置される照明部３０２を備える。照明部３０２は、公知の照明装置として構成され、例えば、前方側に向けて所定の広がりで照明光を照射し得る構成をなす。この照明部３０２は、制御部５０から照明動作の指示があったときに照明光を照射し、窓部１８を介して光拡散部材４０の第１外面４２Ａに光を照射する。
【００５８】
第３実施形態の加熱炉内観察装置３０１が主となって行われる加熱炉内観察方法は、第１実施形態に関して説明した上述の加熱炉内観察方法の各工程を全て含み、撮像部３０の撮像期間中に制御部５０が照明部３０２に照明動作を行わせる制御が付加された点のみが第１実施形態と異なる。
【００５９】
第３実施形態の加熱炉内観察装置３０１は、第１実施形態において制御部５０が撮像期間Ｔ（図３）に行う「通電制御工程」において、更に、炉体１２の外側に配置された照明部３０２を駆動し、窓部１８を介して光拡散部材４０の第１外面４２Ａに光を照射する照射動作を行わせる。
【００６０】
加熱炉内観察装置３０１は、図３で示す撮像期間Ｔの前には、図７のように、第１実施形態と同様の方法で前部・側部ヒータ群２１及び後部ヒータ群２２を動作させ、炉体１２の内部に配置された全てのヒータ２０を発熱させる。そして、図３で示す撮像タイミングｔ１が到来したとき、図８のように、制御部５０は、第１実施形態と同様の方法で前部・側部ヒータ群２１の動作を停止させ、この停止動作と並行して、撮像タイミングｔ１を照射時点として照明部３０２を駆動する。そして、撮像期間Ｔの間は、照明部３０２に対し、窓部１８を介して光拡散部材４０の第１外面４２Ａに光を照射する動作を行わせる。なお、撮像期間Ｔが経過した後には、前部・側部ヒータ群２１の停止動作を解除して撮像期間前の状態に戻し、照明部３０２の照射動作を停止させればよい。
【００６１】
本構成の加熱炉内観察装置３０１は、撮像期間に照明部３０２が駆動されて照明部３０２から光拡散部材４０の第１外面４２Ａに対して光の照射がなされ、この光が第２外面４２Ｂ側に透過且つ拡散するため、背景となる第２外面４２Ｂをより一層明るくすることができる。ゆえに、撮像部３０が生成する撮像画像において、ワークＷ画像と光拡散部材４０の画像（背景画像）とのコントラストをより一層大きくすることができ、ワークＷの外形をより鮮明化することができる。
【００６２】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような例も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６３】
上述した各実施形態では、第１ヒータ２１Ａと第２ヒータ２１Ｂとを一括して制御する構成を例示したが、いずれの実施形態でも、第１ヒータ２１Ａと第２ヒータ２１Ｂとを別個に制御できる構成とし、撮像期間Ｔには、第１ヒータ２１Ａの通電のみを停止又は抑制し、第２ヒータ２１Ｂをこれよりも通電電流が大きい状態で維持するようにしてもよい。
【００６４】
上述した各実施形態では、撮像部３０による撮像期間Ｔの間、全ての第１ヒータ２１Ａの通電電流を撮像期間Ｔの前よりも抑える制御を行う例を示したが、全ての第１ヒータ２１Ａを抑制対象としなくてもよい。例えば、撮像期間Ｔにおいて、複数の第１ヒータ２１Ａのうちの一部の通電電流を撮像期間前よりも抑え、且つ第２ヒータ２２Ｂよりも抑えるようにしてもよい。
【００６５】
上述した各実施形態では、撮像部３０の撮像期間Ｔと第１ヒータ２１Ａの通電電流の抑制期間を同時期としていたが、撮像部３０の撮像期間内に第１ヒータ２１Ａの通電電流が抑制されていればよい。例えば、撮像部３０の撮像期間Ｔよりも少し前から第１ヒータ２１Ａの通電電流の抑制制御を開始し、引き続き撮像期間も抑制制御を継続するようにして、撮像部３０の撮像期間にヒータの発光がより抑えられるようにしてもよい。逆に、撮像部３０の撮像期間の開始よりも少し後から第１ヒータ２１Ａの通電電流の抑制制御を開始してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１，３０１…加熱炉内観察装置
１０，３１０…加熱炉
１２…炉体
１４…炉壁
１６…孔部
１８…窓部
２０…ヒータ
２１Ａ…第１ヒータ
２１Ｂ，２２Ｂ…第２ヒータ
３０…撮像部
４０…光拡散部材
４２Ａ…第１外面
４２Ｂ…第２外面
５０…制御部
３０２…照明部
Ｗ…ワーク
【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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【図８】
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