透明基板的厚度测量制造技术

一种在透明基板上的一点处确定该透明基板厚度的方法，其中透明基板在该点处的相对主表面不平行。所述方法包括比较具有至少一个特征的目标的图像，该特征沿着目标的维度变化。可进行多种厚度计算，以在透明基板的所需维度上获得透明基板的厚度分布。所述方法可用来例如获得玻璃带的厚边部分的厚度。厚度分布可用来计算厚边部分的厚度，然后计算厚边部分的重量。然后，可利用重量确定熔融玻璃流速，将实际流速与所需流速作比较时，该熔融玻璃流速又可用来控制流速。

【技术实现步骤摘要】
本申请依据35U.S.C.§119要求于2015年9月2日提交的美国临时申请系列第62/213204号的优先权，本文以该申请的内容为基础并通过引用全文将其纳入本文。
本专利技术总体涉及表征透明基板，更具体地涉及评估具有不平行主表面的玻璃片的厚度。
技术介绍
在LCD玻璃基板的生产中，玻璃基板厚度是特别重要的属性。例如，工艺控制和品质保证都需要准确的在线厚度测量。为了控制从其上切割玻璃片的玻璃带的连续生产，必须知道熔融玻璃的流速。熔融玻璃的流速决定了应向熔化容器供给原料的速度等。若厚度分布(厚度随玻璃带宽度的变化)和玻璃带拉制速率均测得，则可确定熔融玻璃的流速。陈等人的US7516628B2公开了一种在线厚度量规和在线厚度测量方法，该量规包含Y型导轨和稳定单元，它们分别捕捉和稳定玻璃基板。该量规包括通过光学三角测量法测量移动玻璃的厚度的仪器。测量厚度的常规光学方法假定玻璃带具有平行表面。若楔角(wedgeangle)超过特定值，则这些方法会失效。如本文所用，楔角是指玻璃带的相对主表面之间的局部角。因此，楔角可能在拉制方向和跨带(横向)方向随着玻璃带中的位置变化。熔合下拉法在品质区产生具有低楔角的玻璃带，所述品质区是指最终要从玻璃带上切割下来出售的玻璃带中间部分。另一方面，在厚边区(或者简称厚边，是玻璃带的增厚边缘部分)，从玻璃带最外边缘向内形成200-300mm的区域，对于标称厚度为0.6mm的玻璃带，玻璃厚度在该区域增加到约2毫米至约3毫米的厚度，虽然较薄的玻璃带的厚边厚度可小一些。厚边通常从玻璃带去除，废弃或者用作碎玻璃。在拉制薄玻璃时，厚边厚度的测量甚至变得更有意义，因为熔融玻璃流量在厚边区的部分相对于品质区增加。为了克服无法准确评估厚边区厚度的问题，可周期性称量从玻璃带切下的厚边区样品的重量，以估计熔融玻璃流量。根据在线厚度量规获得的厚度测量结果计算品质区的重量。那么，熔融玻璃的总流量就是厚边区的流量与品质区的流量之和，例如品质区与厚边区的重量之和。上文所述的厚边重量法的缺点是必须取样，因而测量的响应时间可能太长。当玻璃带不切成一块块玻璃片，或者厚边不必立即去除时，例如在将长玻璃带卷到各个卷轴上的辊-辊工艺中，就会产生另外的困难。这样就需要另外想办法获取厚边区样品进行称重。
技术实现思路
本文描述了当基板的至少一部分的相对主表面基本上不平行时，用来测量透明基板例如透明玻璃带的厚度的光学厚度测量装置。这种装置可用来确定例如透明基板(如玻璃片或玻璃带)的厚边区的厚度分布。该测量装置包括光学传感器(例如照相机)，其配置成获取透过透明基板观察到的目标的图像，由此解析图像，提取有关局部基板楔(wedge)造成的目标属性出现偏差的信息。然后，可利用局部基板楔角的分布和已知厚度(例如通过常规测量方法在邻近不平行区的包括平行表面的区域得到的厚度)计算目标区域宽度上的透明基板厚度。若透明基板相对于测量装置移动，则该测量方法可用来确定基板在相对运动方向上的厚度分布。但应当指出，根据本文进行的测量可在移动或静止透明基板上进行。也就是说，不需要相对运动。因此，本文公开了一种表征透明基板的方法，包括测量透明基板在第一位置的第一厚度和确定透明基板在第二位置的局部楔角，其中透明基板在第一位置的相对表面基本上平行，而第二位置的相对表面基本上不平行。确定局部楔角包括：用成像系统透过透明基板对目标进行成像，以获取目标图像，所述目标包含至少一个沿着目标的第一维度变化的属性，然后确定从目标图像获得的所述至少一个属性相对于目标的空间偏移。该空间偏移可用来计算透射过透明基板的光线的偏转角。所述方法还包括利用目标与目标图像之间的所述至少一个属性的空间偏移(以及由此获得的偏转角)来计算第二位置的局部楔角；还包括利用局部楔角和第一厚度计算玻璃片在第二位置的第二厚度。所述方法还包括至少一个实施方式，其中通过成像系统成像的区域包括所述第一位置。在一些实施方式中，所述至少一个属性是色相。在其他实施方式中，所述至少一个属性是色调。在一些实施方式中，所述方法还可包括在透明基板与目标之间产生相对运动。例如，透明基板可以是玻璃带，如在玻璃制造工艺中由熔融玻璃流形成并沿着拉制方向移动的玻璃带。第二位置可包括玻璃带的厚边区，包括玻璃带的增厚边缘部分。在本文所述的实施方式中，所述至少一个属性在垂直于相对运动方向(例如垂直于拉制方向)的方向上变化。所述方法还可包括：在垂直于拉制方向的方向上确定玻璃带厚边区内多个位置的多个局部楔角；计算所述多个位置的厚边区厚度，获得厚边区的厚度分布；利用该厚度分布获得厚边区的重量；利用该厚边区的重量获得熔融玻璃的计算流速；根据该计算流速控制熔融玻璃的实际流速。另一方面，本文描述了一种表征玻璃带的方法，包括在拉制方向上由一定体积的熔融玻璃拉制玻璃带；在第一位置测量玻璃带的第一厚度，其中玻璃带在该第一位置的相对表面基本上平行；在垂直于拉制方向的方向上，在多个位置测量玻璃带的楔角，以获取多个楔角，其中所述多个位置的相对表面基本上不平行。根据该方面，测量楔角包括：用成像系统透过玻璃带对目标进行成像，以获取目标图像，所述目标包含至少一个属性，所述属性在垂直于拉制方向的方向上沿着目标变化，然后确定从目标图像获得的所述至少一个属性相对于目标的空间偏移。该空间偏移可用来计算透射过透明基板的光线的偏转角。所述方法还包括利用所述空间偏移(以及由此获得的偏转角)计算局部楔角；还包括利用所述多个楔角和第一厚度计算玻璃带的厚度分布。所述多个位置可相对于玻璃带中间部分位于玻璃带增厚边缘部分(厚边)内。所述第一位置可与所述多个位置处于一条线上。例如，所述第一位置可与所述多个位置中的至少一个位置相邻，并且穿过所述多个位置和所述第一位置画的线是直线。在一些实施方式中，所述至少一个属性是色相。在其他实施方式中，所述至少一个属性是色调。在以下的详细描述中提出了本文所述的实施方式的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本专利技术而被认识。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都只是呈现本专利技术的实施方式，用来提供理解要求保护的本专利技术的性质和特性的总体评述或框架。所附附图提供了对本专利技术的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本专利技术的各种实施方式，并与描述一起用来解释本专利技术的原理和操作。附图说明图1是示例性玻璃制造工艺的示意图；图2是从图1所示的玻璃制造设备拉制的玻璃带的横截面视图，显示了中间“品质”区和包含不平行表面的增厚边缘部分(厚边)；图3是用于测量透明基板厚度分布的光学系统的示意图，所示透明基板包含不平行主表面，如图2所示的玻璃带的厚边，该图显示了来自目标并穿过光学系统的入射光线和反射光线的光线径迹；图4是根据本专利技术实施方式的目标，其中目标包括至少一个属性，即沿着目标的至少一个维度变化的色相(示为灰度图)，与之并列显示的是呈现用来产生目标的红、绿、蓝(RGB)强度变化的图示；图5是显示由图3所示光学系统捕捉到的图4中目标的图像的色相随色相变化方向上的距离变化的图示；图6是显示由图3所示光学系统捕捉到的图4中目标的图像在该光学系统经本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表征透明基板的方法，所述方法包括：在第一位置测量透明基板的第一厚度，其中透明基板在该第一位置的相对表面基本上平行；在第二位置确定透明基板的局部楔角，其中在该第二位置的相对表面基本上不平行，其中确定局部楔角包括：用成像系统透过透明基板对目标成像，以获得目标图像，所述目标包含至少一个属性，该属性沿着目标的第一维度变化；确定由目标图像获得的所述至少一个属性相对于目标的空间偏移；利用目标与目标图像之间的所述至少一个属性的空间偏移计算第二位置的局部楔角；以及利用所述局部楔角和第一厚度计算玻璃基板在第二位置的第二厚度。

【技术特征摘要】
2015.09.02 US 62/213,2041.一种表征透明基板的方法，所述方法包括：在第一位置测量透明基板的第一厚度，其中透明基板在该第一位置的相对表面基本上平行；在第二位置确定透明基板的局部楔角，其中在该第二位置的相对表面基本上不平行，其中确定局部楔角包括：用成像系统透过透明基板对目标成像，以获得目标图像，所述目标包含至少一个属性，该属性沿着目标的第一维度变化；确定由目标图像获得的所述至少一个属性相对于目标的空间偏移；利用目标与目标图像之间的所述至少一个属性的空间偏移计算第二位置的局部楔角；以及利用所述局部楔角和第一厚度计算玻璃基板在第二位置的第二厚度。2.如权利要求1所述的方法，其中通过成像系统成像的区域包括第一位置。3.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个属性是色相。4.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个属性是色调。5.如权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括在透明基板与目标之间产生相对运动。6.如权利要求5所述的方法，其中所述透明基板是玻璃带。7.如权利要求6所述的方法，其中所述第二位置包含玻璃带的厚边区。8.如权利要求6所述的方法，其中所述玻璃带沿拉制方向移动。9.如权利要求8所述的方法，其中所述至少一个属性在垂直于拉制方向的方向上变化。10.如权利要求1所述的方法，其中所述利用所述至少一个属性的空间偏移计算第二位置的局部楔角的步骤包括利用该空间偏移计算所述至少一个属性的角偏差。11.如权利要求1所述的方法，其中所述目标包含沿着目标的第二维度...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·Y·波塔潘科，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US