用于模拟层压玻璃的光焦度的方法技术

本发明专利技术涉及由计算机实施的模拟给定形状的层压玻璃的光焦度的方法，所述层压玻璃能通过层压至少两个玻璃片材和至少一个层压中间层来获得，所述层压玻璃可具有边缘、第一主面和第二主面。本发明专利技术特别适合于确定玻璃片材组合为了形成具有给定的光学质量约束的给定形状的层压玻璃而必须满足的光学质量指标的最小值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于模拟层压玻璃的光焦度的方法
本专利技术涉及用于模拟层压玻璃（verrefeuilleté）的光焦度（puissanceoptique）的方法。本专利技术特别适合于确定玻璃片材（feuillesdeverre）组合为了形成具有给定的光学质量约束的给定形状的层压玻璃而必须满足的光学质量指标的最小值。本专利技术还目的在于包括用于实施所述方法的装置的数据处理系统。
技术介绍
针对用作装配玻璃（vitrage）的层压玻璃强制要求的光学质量水平通常取决于应用。光束穿过存在于装配玻璃中的光学缺陷所经历的角偏转取决于该装配玻璃旨在优先谋求可见性还是亮度而具有不同的关键程度。例如，空中或陆地载具的挡风玻璃与旨在谋求建筑物中更多的光的装配玻璃的光学质量水平相比要求更高的光学质量水平。在第一种情况下，任何光学缺陷都不应具有可能降低驾驶者的视觉舒适度或妨碍载具驾驶的大小和/或位置，因为这对乘客的安全至关重要。相比之下，在第二种情况下，可以容忍较大尺寸或位于装配玻璃中间的光学缺陷，只要它们不使装配玻璃的美观性和总体热性能降级即可。同样，用在诸如等离子屏幕或液晶屏幕之类的数字显示设备中的装配玻璃不应具有可能干扰信息显示以及使用者对其的感知的光学缺陷。从这个意义上讲，已开发了许多检验装配玻璃的光学质量的方法，以便能够抽出并销毁其光学特性不适合其本来指定用于的用途的那些装配玻璃。这些方法通常在制造期间或之后实施。在现有技术中对其进行了详细描述。例如，专利EP0463940B1和EP0342127B1描述了用于检验装配玻璃的自动化方法，其中，基于背射逆光照相（ombroscopique）图像来确定装配玻璃的光学变形水平，然后将其与预先定义的阈值值进行比较。专利申请WO9817993和GB2152210以及专利EP1061357公开了通过分析由片材反射或透射的几何图案的图像来检测透明片材的光学异常的方法。然而，这些检验方法，无论是在生产期间还是在生产后实施的，无论其速度能有多快，都无法避免生产损耗。一些专利申请提出了数值模拟方法，以预期与装配玻璃的成形有关的可能存在的光学异常。例如，在专利申请CN105138759和JP2008070946中描述的基于光线追迹的模拟方法可以适于评估成形后的装配玻璃的折射率梯度对透射光的影响。专利申请WO2021028630公开了一种使用数据库来模拟装配玻璃的成型的方法，所述数据库包括与取决于玻璃片材在成型期间可能经历的温度时空分布的形状改变有关的信息。然后每种形状可以作为其光学质量评估的对象。然而，这些方法无法使得能够预期制造具有给定光学质量的某些形状的层压玻璃所固有的技术难题。于是，如今经常使用启发式方法来确定所使用的玻璃片材在成型期间所需的最低光学质量。实际上，除了与制造过程有关的偶然情况或不完善之外，层压玻璃的光学质量同时还受到其形状和用于制造它的玻璃片材的光学质量的影响。有时会有如下情况：用于生产具有给定的形状和光学质量的装配玻璃的具有特定光学质量的玻璃片材不能直接用于生产具有另一形状和另一光学质量的装配玻璃。于是，对于具有给定光学质量的一个形状的装配玻璃，启发式方法通常包括在具有不同光学质量的玻璃片材上实验该形状，直到获得所寻求的结果。时间和材料上的损耗通常不可忽略。另一方面，借助于其光学质量优于装配玻璃所指定用于的用途的玻璃片材来制造具有给定形状和光学质量的装配玻璃在技术上和经济上都不太恰当。在于系统性地使用具有更高光学质量的玻璃片材来生产任何类型的层压玻璃（包括可以容忍一些类型的光学缺陷的那些层压玻璃）的解决方案等同于给制造过程增加了无益的技术约束。相比之下，能够先验地在任何制造之前就确定玻璃片材必须具有以便制造具有给定形状和光学质量的层压玻璃的最低光学质量水平将在技术上更为有利。不仅时间和材料上的收益会更大，而且可以预期与装配玻璃成形有关的技术难题。然而，当前的检验或模拟方法无法获得这样的信息。
技术实现思路
本专利技术解决了这些问题。本专利技术涉及一种由计算机实施的模拟给定形状的层压玻璃的光焦度的模拟方法，所述层压玻璃能通过层压至少两个玻璃片材和至少一个层压中间层来获得，所述层压玻璃可具有边缘、第一主面和第二主面，并且所述方法包括以下步骤：a1.基于所述层压玻璃的形状的数字模型来对可对应于层压玻璃的第一主面的第一表面进行几何建模，以形成第一建模表面；b1.对第二表面进行几何建模，第二表面是通过将在步骤（a1）中建模的表面沿层压玻璃的最小尺寸的方向平移对应于层压玻璃厚度的距离ε、并沿层压玻璃的两个最大尺寸之一的方向平移所定义的距离δ而获得的，距离δ与层压玻璃的最大尺寸之比大于0且小于或等于0.01，并且所述建模使得能够获得第二建模表面；c1.通过第一建模表面和第二建模表面的减法来计算建模表面的每个点处的几何偏移τ；d1.通过距离ε和几何偏移τ的加法来计算建模表面的每个点处的几何厚度ε'；e1.通过可对应于层压玻璃的第一主面和第二主面的玻璃片材表面的形貌轮廓的减法来计算建模表面的每个点处的拓扑厚度π；f1.基于几何厚度ε'和拓扑厚度π之和的拉普拉斯值来计算建模表面的每个点处的光焦度PO。本专利技术的方法的第一优点在于，其使得能够在制造之前检验层压玻璃的形状以及用作第一主面和第二主面的玻璃片材表面的光学质量的任何效果组合。可以预期潜在有缺陷的组合并从而有利地降低生产损耗。该方法的第二优点是它的执行速度。就执行速度而言，该方法比当前基于光线追迹的模拟方法实施起来快了约50倍。例如，在相当的数据处理能力下，基于光线追迹的模拟方法需要30分钟才能获得一个层压玻璃的光焦度。在同样的时间内，本专利技术的模拟方法使得能够获得50个层压玻璃的光焦度。该优点使得能够在能改变生产进度规划的层压玻璃生产线上实时地使用该方法。在实践中，如果必须紧急地生产特定形状的层压玻璃，则本专利技术的方法使得能够检验能在数十秒内获得的光焦度。步骤（b1）和（c1）的几何建模可以通过任何合适的手段来实现。可以有利地借助于计算机辅助设计（CAD）工具来实现该几何建模，CAD是行业中广泛使用的技术。这些工具使得能够创建机械零件的数字模型，并且特别适合对层压玻璃的形状进行建模。在本专利技术的模拟方法的步骤（c1）中，通过平移第一建模表面来获得第二建模表面。第一建模表面和第二建模表面通常彼此平行。距离δ与装配玻璃的最大尺寸之比大于0且小于或等于0.01。该比优选地在0.001至0.01之间。在本专利技术的模拟方法的步骤（e1）中，使用可对应于层压玻璃的第一主面和第二主面的玻璃片材表面的形貌轮廓来计算拓扑厚度π。实验发现，与层压中间层接触的玻璃片材表面的形貌轮廓的贡献以及中间层本身的贡献通常可忽略不计。实际上，借助于本专利技术的模拟方法获得的光焦度的值与借助于虑及了与中间层接触的玻璃片材表面的形貌轮廓的方法获得的光焦度的值的比较结果相对接近。在层压玻璃中，层压中间层的折射率与玻璃片材的折射率是相同的，不然也是接近的。然而，在本专利技术的一些实施例中，可以在拓扑厚度π的计算中虑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.由计算机实施的模拟给定形状的层压玻璃的光焦度的模拟方法，所述层压玻璃能通过层压至少两个玻璃片材和至少一个层压中间层来获得，所述层压玻璃可具有边缘、第一主面和第二主面，并且所述方法包括以下步骤：/na1. 基于所述层压玻璃的形状的数字模型来对可对应于层压玻璃的第一主面的第一表面进行几何建模，以形成第一建模表面；/nb1. 对第二表面进行几何建模，第二表面是通过将在步骤（a1）中建模的表面沿层压玻璃的最小尺寸的方向平移对应于层压玻璃厚度的距离

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180222 FR 18515151.由计算机实施的模拟给定形状的层压玻璃的光焦度的模拟方法，所述层压玻璃能通过层压至少两个玻璃片材和至少一个层压中间层来获得，所述层压玻璃可具有边缘、第一主面和第二主面，并且所述方法包括以下步骤：
a1.基于所述层压玻璃的形状的数字模型来对可对应于层压玻璃的第一主面的第一表面进行几何建模，以形成第一建模表面；
b1.对第二表面进行几何建模，第二表面是通过将在步骤（a1）中建模的表面沿层压玻璃的最小尺寸的方向平移对应于层压玻璃厚度的距离ε、并沿层压玻璃的两个最大尺寸之一的方向平移所定义的距离δ而获得的，距离δ与层压玻璃的最大尺寸之比大于0且小于或等于0.01，并且所述建模使得能够获得第二建模表面；
c1.通过第一建模表面和第二建模表面的减法来计算建模表面的每个点处的几何偏移τ；
d1.通过距离ε和几何偏移τ的加法来计算建模表面的每个点处的几何厚度ε'；
e1.通过可对应于层压玻璃的第一主面和第二主面的玻璃片材表面的形貌轮廓的减法来计算建模表面的每个点处的拓扑厚度π；
f1.基于几何厚度ε'和拓扑厚度π之和的拉普拉斯值来计算建模表面的每个点处的光焦度PO。


2.根据权利要求1所述的模拟方法，其中，几何厚度ε'和拓扑厚度π各自由光学放大系数进行加权，该光学放大系数取决于形成在与第一表面垂直的方向和层压玻璃的参考观察方向之间的角度θ。


3.根据权利要求1至2中的任一项所述的模拟方法，其中，可对应于层压玻璃的第一主面和第二主面的玻璃片材表面的形貌轮廓是通过有接触或无接触轮廓测量法测量的轮廓。


4.根据权利要求1至2中的任一项所述的模拟方法，其中，可对应于层压玻璃的第一主面和第二主面的玻璃片材表面的形貌轮廓是数字模拟的轮廓。


5.根据权利要求1至4中的任一项所述的模拟方法，其中，该模拟方法还包括在步骤（f1）之后基于在建模表面的每个点处获得的光焦度PO的值来确定光学波动指标φ的步骤。


6.根据权利要求5所述的模拟方法，其中，光学波动指标φ是光焦度PO的值的标准差或光焦度的最大值。


7.根据权利要求5所述的模拟方法，其中，光学波动指标φ是与滑动采样窗口中的光焦度PO的最大值和最小值之差相对应的一组值中的最大值。


8.根据权利要求7所述的模拟方法，其中，滑动采样窗口是正方形或矩形采样窗口，其横向尺寸在2mm至100mm之间，优选地在5至50mm之间。


9.根据权利要求5至8中的任一项所述的模拟方法，其中，在建模表面的有限区域中实现光学波动指标φ的确定。


10.根据权利要求9所述的模拟方法，其中，层压玻璃的有限区域是由所述层压玻璃的主面与以正方形为底面的棱锥的相交所界定的区域，所述棱锥的顶点位于距主面的所定义的距离处，并且在顶点处在所述棱锥的相对侧面之间的两个角度分别在10°至20°之间以及在5至15°之间。


11.由计算机实施的用于确定能够形成具有给定形状的层压玻璃的玻璃片材组合所需的光学质量指标的区间的方法，所述层压玻璃能通过层压至少两个玻璃片材和至少一个层压中间层来获得，所述层压玻璃具有给定的光学质量约束，并且所述方法包括以下步骤：
a2.从一组玻璃片材中选择玻璃片材组合，该组玻璃片材至少与标识符、形貌轮廓和光学质量指标相关联；
b2.基于玻璃片材组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·西卡利曼登，
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