用于分析装配玻璃质量的光学装置的校准以及相关方法制造方法及图纸

技术编号:20758153 阅读:19 留言:0更新日期:2019-04-03 12:52
本申请公开了光学装置(1000、1001、1002),其包括第一偏振器、一组第一光电探测器(6、6')以及光学延迟发生器(3)。本申请还公开了装配玻璃质量分析装置(2001、2002、2003)、加热和淬火流水线、以及制造方法、校准方法和质量分析方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分析装配玻璃质量的光学装置的校准以及相关方法
本专利技术涉及装配玻璃质量分析领域,尤其涉及淬火或半淬火(换言之,硬化)装配玻璃中的淬火痕迹或加热不均匀性的分析。
技术介绍
众所周知,具有应力的钢化玻璃是光学各向异性的。它展现出双折射属性。在专利WO2011/157815中,正是这些属性用于分析淬火痕迹。为了进行淬火痕迹的分析,装配玻璃通过一个组合件以便测量由淬火产生的双折射的存在。该组合件的主要组件由通过光弹性测量进行测量的装置或偏振器构成,包括:-在装配玻璃上游,光源、第一直线偏光镜、第一波片;-在装配玻璃下游,第二波片、检偏振器(第二直线偏光镜)、然后是光电探测器。这产生位于装配玻璃上的痕迹的严重性和分布的图像。然后根据预先建立的标准分析所存在的痕迹的图像,以对应于观察者对这些痕迹的出现的感知。向一系列淬火装配玻璃被提交给的专家小组进行统计评估。该分析缺乏可靠性,因为被分析的图像将依赖于所使用的光学系统。本专利技术的目的是提供不依赖于所使用的硬件的淬火和甚至半淬火装配玻璃的质量分析。
技术实现思路
为此,本专利技术首先目的在于一种光学装置,包括第一偏振器,优选地为竖直向偏振器,其沿着与光轴(优选地,竖直轴Z或水平轴)光学对齐的方式以此顺序包括:-第一(可见)光源,优选为多色光源,其具有给定光谱、尤其是白色光谱,其释放光束——其中优选地在由所述光轴给出的方向上发射光,第一光源特别是多个无机电致发光二极管(称为LED)或甚至一个或多个有机电致发光二极管(称为OLED),第一光源尤其是正交于所述光轴;-第一圆形(或准圆形)偏光镜,其在第一旋转(偏振)方向——左或右——上,第一偏光镜尤其是正交于所述光轴,第一偏光镜尤其包括尤其是具有第一偏振轴X1的第一线性偏光镜以及第一四分之一波片,第一四分之一波片尤其具有第一快轴和第一慢轴,其相对于第一偏振轴X1具有45°的角度A1;-第一检偏振器,其为圆形(或准圆形)偏光镜,其在与第一旋转方向相反的第二偏振旋转方向——或者说右或左——上,第一检偏振器尤其是正交于所述光轴,尤其是第一检偏振器包括第二四分之一波片,其尤其具有(以在绝对值上等于A1的角度A2的)第二快轴和第二慢轴,接着是第二线性偏光镜,其尤其具有垂直于所述光轴并垂直于第一偏振轴X1的第二偏振轴Y1(因此第一和第二偏光镜成十字形),特别地,第二慢轴与第一快轴对齐并且第二快轴与第一慢轴对齐。根据本专利技术的光学装置在第一检偏振器的下游并且沿着所述光学对齐还包括:-第一数字传感器,尤其是正交于所述光轴;-第一物镜,尤其是正交于所述光轴并限定焦平面,其面向第一数字传感器并且在第一检偏振器与第一数字传感器之间,尤其被固定到第一数字传感器或靠在第一数字传感器上。此外,根据本专利技术的光学装置在第一偏光镜与第一检偏振器之间并且沿着所述光学对齐包括已检定的第一光学延迟发生器,尤其是正交于所述光轴,特别是巴比涅补偿器,所述第一光学延迟发生器是在范围AB中,其中值A(优选为整数)在从0nm至100nm的范围内,优选地A等于0nm,并且其中差B-A至少为100nm、或甚至至少200nm,并且甚至至多2000nm、或甚至至多800nm、或至多500nm、或至多300nm,并且优选地第一光学延迟发生器处于所述焦平面中。第一数字传感器包括一组第一光电探测器,其对第一光源的光谱敏感,具有给定的光谱响应。第一光电探测器中的一个或(优选地)多个——称为第一校准光电探测器——面向第一光学延迟发生器(的校准表面,尤其是孔径)。每个第一校准光电探测器针对所述范围AB中的所述光学延迟中的每一个连续接收从第一检偏振器出射的光束发出的光能,然后第一数字传感器针对所述范围AB中的所述光学延迟生成称作校准数字图像的数字图像,每个校准数字图像是用一个或多个参考通道Ck由一个或多个像素形成的,所述一个或多个像素表示一个或多个第一校准光电探测器的光谱响应。根据本专利技术的光学装置最后包括用于处理校准数字图像从而形成校准库的第一处理单元,所述校准库针对所述范围AB中的每个光学延迟包含针对参考通道Ck中的每一个的数值Ik,数值Ik表示由一个或多个第一校准光电探测器收集的光能。因此根据本专利技术,可以基于已检定的第一光学延迟发生器来实现第一数字传感器和第一偏振器的校准,这具有以下优点:-客观性,因为每个光学延迟的测量不依赖于用于该偏振器的光学硬件的选择;-简便性,因为其是依靠易于使用的光学系统;-快速,因为延迟与值Ik的关联不需要复杂的计算(数值计算、方程、光弹性定律的使用等),尤其是仅涉及到提取/收集数字数据(针对每个延迟的值Ik)以便形成校准库,在多个校准像素的情况下可以简单地取Ik的平均值。特别地,每个校准图像可以具有缩减的尺寸。此外,收集合理数量的校准图像,因此处理时间很快。在该校准期间,(均匀的)光束中的仅一部分可用(穿过了孔径、片表面、校准表面等的那部分)。例如,形成(线形、矩形等的)发光带,其(至少中心部分)随后将在装配玻璃的质量分析期间全部起作用。例如,安装一组二极管——LED或(一个或多个)OLED,二极管的一部分(例如大多数)未被使用(可以无差别地点亮或熄灭它们),但它们随后将在装配玻璃的质量分析期间起作用。可以避免在校准之后(在校准表面、孔径的任一侧)再次添加二极管,因为这可能由于改变了发光环境而破坏校准和/或这再次添加步骤。在校准期间,优选地安装随后用于分析装配玻璃质量的所有光电探测器,光电探测器的一部分(例如大多数)未被使用,但它们随后将在装配玻璃的质量分析期间起作用。替换地,可以在校准之后再次添加光电探测器(在校准表面、孔径的任一侧)。关于检偏振器或偏光镜的尺寸选择也是如此,优选地将它们选为具有足够的尺寸以用于随后的装配玻璃质量分析。在校准期间,不使用被延迟区外部的光束照射的任何光电探测器。它们可以是在质量分析时添加的,但为了简单起见,优选地将它们全部安装用于校准。因此,光轴穿过第一物镜的中心,并且尤其是穿过校准表面(孔径)的中心。优选地,它穿过第一光源的中心(中心线)。有利地,已检定的第一光学延迟发生器包括由双折射材料制成的光学系统,选自:-a)一组已检定的静止光学平面波片,所述波片是可互换的,在范围AB中进行光学延迟,每个波片依次插入所述光学装置中;-或者b)已检定的系统或光学补偿器,优选为索累-巴比涅补偿器(或等效器件),包括由双折射材料制成的第一和第二劈片,第二片相对于静止的第一片可平移地移动。因此,使用根据本专利技术的这种双折射光学系统的校准非常简单,因为它不需要复杂的安装,其中光学延迟由机械安装来产生,例如包括将玻璃样品置于拉伸或压缩应力下(例如径向压缩)。此外,利用根据本专利技术的这种双折射光学系统的这种校准优于需要应已知其应力场且借助于使用光弹性定律来推断其延迟功率的一个或多个参考玻璃的校准。如果需要的话,利用根据本专利技术的这种双折射光学系统的光学装置易于携带。优选地,第一光学延迟发生器,例如双折射光学系统,尤其是补偿器,被放置在固定的(在通过延迟进行延迟校准时不可移动或静止的)安装支架上和/或固定到固定的安装支架(以便稳定),优选地在平板上,该平板例如固定到框架或侧支柱上,如果光学对齐是竖直向的则优选为水平的。根据本专利技术的第一光学延迟发生器可以由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.光学装置(1000、1001、1002),其特征在于,其包括第一偏振器,第一偏振器沿着按照光轴(Z)的光学对齐以此顺序包括:‑ 第一光源(1),优选为多色光源,其具有给定光谱、正交于所述光轴、释放光束,‑ 第一圆形偏光镜(2),其在第一偏振旋转方向上、正交于所述光轴、包括第一线性偏光镜接着是第一四分之一波片,‑ 第一检偏振器(2),其为圆形偏光镜,其在与第一旋转方向相反的第二偏振旋转方向上、正交于所述光轴,第一检偏振器包括第二四分之一波片接着是第二线性偏光镜,并且其特征在于,所述光学装置在第一检偏振器的下游并且沿着所述光学对齐包括,正交于所述光轴的第一数字传感器(6、6')以及正交于所述光轴并限定焦平面的第一物镜(5、5'),第一物镜面向第一数字传感器、在第一检偏振器与第一数字传感器之间,其特征在于,所述光学装置在第一偏光镜与第一检偏振器之间并且沿着所述光学对齐包括已检定的第一光学延迟发生器(3),其正交于所述光轴,在范围AB中,其中值A优选为在从0nm至100nm的范围内,并且差B‑A优选为至少100nm,第一光学延迟发生器处于所述焦平面中,其特征在于,第一数字传感器包括一组第一光电探测器(6、6'),其对第一光源的光谱敏感,具有给定的光谱响应,第一光电探测器中的一个或多个——称为第一校准光电探测器——面向第一光学延迟发生器,每个第一校准光电探测器针对所述范围AB中的所述光学延迟中的每一个连续接收从第一检偏振器出射的光束发出的光能,然后第一数字传感器针对所述范围AB中的所述光学延迟生成称作校准数字图像的数字图像,每个校准数字图像是用一个或多个参考通道Ck由一个或多个像素形成的,所述一个或多个像素表示一个或多个第一校准光电探测器的光谱响应,并且其特征在于,所述光学装置还包括用于处理校准数字图像的集合的第一数字处理单元,第一处理单元形成校准库,所述校准库针对所述范围AB中的每个光学延迟包含针对参考通道Ck中的每一个的数值Ik,Ik表示由一个或多个第一校准光电探测器收集的光能。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.05.31 FR 17547991.光学装置(1000、1001、1002),其特征在于,其包括第一偏振器,第一偏振器沿着按照光轴(Z)的光学对齐以此顺序包括:-第一光源(1),优选为多色光源,其具有给定光谱、正交于所述光轴、释放光束,-第一圆形偏光镜(2),其在第一偏振旋转方向上、正交于所述光轴、包括第一线性偏光镜接着是第一四分之一波片,-第一检偏振器(2),其为圆形偏光镜,其在与第一旋转方向相反的第二偏振旋转方向上、正交于所述光轴,第一检偏振器包括第二四分之一波片接着是第二线性偏光镜,并且其特征在于,所述光学装置在第一检偏振器的下游并且沿着所述光学对齐包括,正交于所述光轴的第一数字传感器(6、6')以及正交于所述光轴并限定焦平面的第一物镜(5、5'),第一物镜面向第一数字传感器、在第一检偏振器与第一数字传感器之间,其特征在于,所述光学装置在第一偏光镜与第一检偏振器之间并且沿着所述光学对齐包括已检定的第一光学延迟发生器(3),其正交于所述光轴,在范围AB中,其中值A优选为在从0nm至100nm的范围内,并且差B-A优选为至少100nm,第一光学延迟发生器处于所述焦平面中,其特征在于,第一数字传感器包括一组第一光电探测器(6、6'),其对第一光源的光谱敏感,具有给定的光谱响应,第一光电探测器中的一个或多个——称为第一校准光电探测器——面向第一光学延迟发生器,每个第一校准光电探测器针对所述范围AB中的所述光学延迟中的每一个连续接收从第一检偏振器出射的光束发出的光能,然后第一数字传感器针对所述范围AB中的所述光学延迟生成称作校准数字图像的数字图像,每个校准数字图像是用一个或多个参考通道Ck由一个或多个像素形成的,所述一个或多个像素表示一个或多个第一校准光电探测器的光谱响应,并且其特征在于,所述光学装置还包括用于处理校准数字图像的集合的第一数字处理单元,第一处理单元形成校准库,所述校准库针对所述范围AB中的每个光学延迟包含针对参考通道Ck中的每一个的数值Ik,Ik表示由一个或多个第一校准光电探测器收集的光能。2.根据权利要求1所述的光学装置(1000、1001、1002),其特征在于,已检定的第一光学延迟发生器包括由双折射材料制成的光学系统,选自:-一组已检定的静止光学平面波片,所述波片是可互换的,每个波片依次插入所述光学装置中;或者系统(3),如补偿器,尤其是索累-巴比涅补偿器,包括由双折射材料制成的第一和第二劈片,第二片相对于静止的第一片可平移地移动,尤其是所述补偿器通过以所述光轴为中心的孔径(31)来限定,所述孔径被第一光源完全照射,所述孔径在所述焦平面中,一个或多个第一校准光电探测器面向所述孔径。3.根据前述权利要求之一所述的光学装置(1000、1001、1002),其特征在于,光学延迟的改变是自动化的,尤其是计算机控制的,尤其是第一光学延迟发生器(3)是补偿器,如索累-巴比涅补偿器,其是机械化的且尤其是由计算机控制的,并且能够在所述范围AB中自动使所述光学延迟增量,尤其是以P0的增量步长,P0为至多0.5nm甚至至多0.3nm,特别是在15至25nm甚至0至25nm之间,或者其特征在于,静止的光学平面波片的改变例如利用转盘或平移移动型的自动化系统而是自动化的。4.根据权利要求2或3之一所述的光学装置(1000、1001、1002),其特征在于,所述补偿器的孔径(31)是圆形的,直径O1为至多30mm、或者所述补偿器的孔径具有等效于至多30mm的直径的直径O1、或者等效直径为至多30mm,所述孔径的中心位于直径为O1/2的中心圆盘中,所使用的一个或多个第一校准光电探测器完全面向所述中心圆盘,所述中心圆盘的直径或等效直径为至多25mm、甚至至多10mm并且更好为至少5mm。5.根据前述权利要求之一所述的光学装置(1000、1001、1002),其特征在于,参考通道Ck包括或甚至是称为RGB通道的红色、绿色和蓝色三个通道。6.根据前述权利要求之一所述的光学装置(1000、1001、1002),其特征在于,第一光学延迟发生器包括入射表面(31),所述入射表面被光束照射,限定了校准表面,所述校准表面的直径或等效直径为至多30mm,并且优选地在5mm至25mm的范围内。7.根据前述权利要求之一所述的光学装置(1000、1001、1002),其特征在于,所述光轴是竖直的(Z),第一偏振器、第一数字传感器(6)、物镜(5)和第一光学延迟发生器是在加热和淬火流水线上、在淬火系统的下游,在装配玻璃没有在校准区域中纵向前行的情况下并且更好地是在停机时,所述流水线包括沿传送轴Y的装配玻璃传送装置,其优选为水平的,并且可能地,所述流水线是淬火弯曲流水线,第一偏振器、第一数字传感器、物镜(5)和第一光学延迟发生器位于弯曲系统的下游。8.根据前一权利要求所述的光学装置(1000、1001),其特征在于,所述传送装置(8)包括两个辊,所述辊由辊间空间隔开,第一光源位于传送区域下方、在两个辊之间和/或在两个辊下方,可能地,第一光源位于与地面隔开的源支架上,并且第一数字传感器是线性的并且与两个辊隔开且在两个辊上方。9.根据权利要求7至8之一所述的光学装置(1000、1001),其特征在于,所述传送装置包括两个辊,所述两个辊由辊间空间隔开,第一光学延迟发生器固定在两个辊上的安装支架(7)上,所述安装支架具有面向第一光学延迟发生器的校准表面的孔,所述校准表面是被光束照射的入射表面。10.根据前述权利要求之一所述的光学装置(1000、1001),其特征在于,第一数字传感器(6)是线性的。11.根据前述权利要求之一所述的光学装置(1000、1001、1002),其特征在于,第一光源,尤其是无机电致发光二极管(1)或一个或多个有机电致发光二极管,形成线状发光带,并且尤其是所述发光带的侧表面被遮蔽,中央表面照射第一光学延迟发生器。12.根据权利要求1至8之一所述的光学装置(1002),其特征在于,第一数字传感器是矩阵式的,第一光电探测器是在矩阵中。13.根据前述权利要求之一所述的光学装置(1002),其特征在于,其在第一光源(1')下游且在第一光学延迟发生器上游并且甚至优选地在第一偏光镜(2)上游包括第一准直部件,并且其特征在于,第一物镜(5')是远心的。14.根据前述权利要求之一所述的光学装置(1000、1002),其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:R德库尔塞勒O迪穆兰T里巴齐克
申请(专利权)人:法国圣戈班玻璃厂
类型:发明
国别省市:法国,FR

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