用于熔融玻璃系统及方法的激光厚度控制的能量传递优化技术方案

本文描述用于在玻璃板生产期间控制玻璃厚度的设备和方法。此设备和方法采用激光束来加热熔融玻璃的特定部分。在一些示例中，激光束控制系统控制激光束以在整个玻璃板上产生更一致的玻璃厚度。在一些示例中，激光束控制系统多路复用激光束以例如同时加热玻璃的各个部分。个部分。个部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于熔融玻璃系统及方法的激光厚度控制的能量传递优化
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请案要求2019年10月22日所申请的美国临时申请案号62/924312的优先权的益处，其内容经依赖于此，并通过引用将其全部内容合并在此。


[0003]本申请案涉及玻璃板的生产；更具体来说，涉及用于在玻璃板生产期间控制玻璃的厚度的设备和方法。

技术介绍

[0004]玻璃板用于多种应用中。例如，该等玻璃板可用在玻璃显示面板中，如在行动装置、膝上型计算机、平板计算机、计算机显示器和电视显示器中。可通过熔融下拉法制造玻璃板，藉熔融下拉法在玻璃成形设备上拉伸熔融玻璃。对于各种应用来说，对人造玻璃厚度的严格控制可为重要的。当玻璃带在熔融压延处理中形成时，在玻璃带的整个宽度或部分宽度上，热机械和玻璃流动条件可能会不均匀。例如，玻璃带形成时在玻璃带处的表面张力可能不足以完全消除玻璃带厚度可能发生的变化。即使在一些示例中，玻璃厚度的变化可能在尺寸上为几微米，但这种变化是不希望的(因后果可能会很严重)。因此，有改善玻璃板的生产的机会。

技术实现思路

[0005]本文所公开的特征允许使用由玻璃成形设备中的激光器传递的能量来控制玻璃(例如，带)的厚度。例如，本文所公开的特征可改善由激光器传递的激光能量的均匀性、精确度、速度及控制，以产生相对更均匀的玻璃。除各种优势外，实施例还可允许沿着熔融玻璃板传递恒定的激光能量。实施例亦可允许在跨窗扫描激光时自动补偿光束位置偏差和功率损耗。在一些示例中，实施例可允许通过(例如)提供对激光束形状的修改来减轻下拉变化。一些实施例亦可采用多个激光束来加热熔融玻璃，这可允许更快地扫描熔融玻璃。这些实施例亦可允许用单个扫描系统扫描更大面积的熔融玻璃。受益于这些公开内容的所属
中一般技术人员亦可认识到其他益处。
[0006]在一些示例中，激光控制系统可预选玻璃成形设备的熔融玻璃的一部分。激光控制系统可配置反射设备，以将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的预选部分。激光控制系统可基于激光束相对于熔融玻璃的预选部分的入射角来确定激光束的功率密度。激光控制系统亦可启动激光产生器以用确定的功率密度产生激光束，以加热熔融玻璃的预选部分。
[0007]在一些示例中，激光控制系统可基于反射设备的位置来确定激光束相对于熔融玻璃的预选部分的入射角。
[0008]在一些示例中，激光控制系统可基于入射角来确定要从熔融玻璃的预选部分反射的激光束的激光能量的量。激光控制系统接着可基于要从熔融玻璃的预选部分反射的激光
束的激光能量的量来确定激光束的功率密度。
[0009]在一些示例中，激光控制系统可确定当行进通过至少一个窗时激光束将经历的横向移动。激光控制系统接着可配置反射设备，以基于所确定的横向移动将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的预选部分。
[0010]在一些示例中，激光控制系统可确定激光束将从反射设备行进到熔融玻璃的预选部分的长度。激光控制系统接着可配置激光产生器，以产生具有经定位在熔融玻璃的预选部分处的束腰的激光束。在一些示例中，激光控制系统可停用激光产生器以禁用激光束。激光束控制系统可接着配置反射设备，以将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的另一个预选部分。激光控制系统亦可确定激光束将从反射设备传播到熔融玻璃的另一个预选部分的长度的变化，且可配置激光产生器以产生具有将经定位在熔融玻璃的另一个预选部分处的束腰的激光束。激光控制系统接着可重新启动激光产生器以启用激光束。在一些示例中，当激光控制系统配置反射设备以将激光束反射到熔融玻璃的各个部分时，激光控制系统保持启用激光产生器。例如，当不需要向玻璃(例如，已经足够薄的部分)提供热能时，激光控制系统调制激光功率并将其转换为非常低的设置(例如，基本上为零功率)。然后，当覆盖需要减薄的玻璃部分时，激光控制系统会增加激光束功率。
[0011]在一些示例中，激光控制系统可采用如绕射光学元件(DOE)或空间光调制器(SLM)之类的光束整形元件。光束整形元件修改(例如，整形)入射激光束，使得在熔融玻璃上投射的激光束图案具有预定的能量分布。激光控制系统可定制调整由激光提供的能量的空间分布，以满足应用需求(例如，为轮廓之整个熔融玻璃上的均匀能量等)。
[0012]在一些示例中，一种设备包括激光产生器，该激光产生器可操作以产生激光束。设备亦可包括反射设备，该反射设备经配置为将来自激光产生器的激光束反射到玻璃成形设备的熔融玻璃上。设备亦可包括通信耦合到激光产生器和反射设备的控制器。控制器可经配置为预选择玻璃成形设备的熔融玻璃的一部分。控制器亦可经配置为配置反射设备以将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的预选部分。控制器可经配置为基于激光束相对于熔融玻璃的预选部分的入射角来确定激光束的功率密度。控制器亦可经配置为启动激光产生器以用确定的功率密度产生激光束，以加热熔融玻璃的预选部分。
[0013]本申请案在一个实施例中描述了一种设备，该设备包括存储指令的内存装置；一控制器，其包括至少一个处理器且经配置为执行指令。当执行指令时，该等指令使控制器进行以下操作：预选玻璃成形设备的一部分熔融玻璃；配置反射设备以将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的预选部分；基于激光束相对于熔融玻璃的预选部分的入射角来确定激光束的功率密度；并启动激光产生器以用确定的功率密度产生激光束，以加热熔融玻璃的预选部分。
[0014]本申请案在另一个实施例中描述了一种设备，该设备包括可操作以产生激光束的激光产生器；反射设备，其经配置成将来自激光产生器的激光束反射到玻璃成形设备，及通讯地耦合到激光产生器和反射设备的控制器。控制器可经配置为：预选玻璃成形设备的一部分熔融玻璃；配置反射设备以将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的预选部分；基于激光束相对于熔融玻璃的预选部分的入射角来确定激光束的功率密度；并启动激光产生器以用确定的功率密度来产生激光束，以加热熔融玻璃的预选部分。
[0015]本专利技术在又一实施例中描述了一种加热玻璃成形设备的熔融玻璃的方法，其包括
以下步骤：预选玻璃成形设备的熔融玻璃的一部分；配置反射设备以将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的预选部分；基于激光束相对于熔融玻璃的预选部分的入射角确定激光束的功率密度，及启动激光产生器以用确定的功率密度产生激光束，以加热熔融玻璃的预选部分。
[0016]本申请案在另一实施例中描述了一种加热玻璃成形设备的熔融玻璃的方法，其包括以下步骤：预选玻璃成形设备的熔融玻璃的一部分；配置反射装置以将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的预选部分；确定激光束将从反射设备传播到熔融玻璃的预选部分的长度，及配置激光产生器以产生具有位于熔融玻璃的预选部分处的束腰的激光束。
[0017]本申请案在又一实施例中描述了一种加热玻璃成形设备的熔融玻璃的方法，其包括以下步骤：预选玻璃成形设备的熔融玻璃的一部分；配置反射设备以将来自激光产生器的激光束反射到熔融玻璃的预选部分；确定激光束将从反射设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，包括：内存装置，其存储指令；及控制器，其包括至少一个处理器且经配置成执行所述指令，从而使所述控制器执行：预选玻璃成形设备的熔融玻璃的一部分；配置反射设备，以将来自激光产生器的激光束反射到所述熔融玻璃的所述预选部分；基于所述激光束相对于所述熔融玻璃的所述预选部分的入射角来确定所述激光束的功率密度；及启动所述激光产生器以用所述确定的功率密度来产生所述激光束，以加热所述熔融玻璃的所述预选部分。2.如权利要求1所述的设备，其中所述控制器经配置为：基于所述反射设备的位置来确定所述激光束相对于所述熔融玻璃的所述预选部分的所述入射角。3.如权利要求1所述的设备，其中所述控制器经配置为：基于所述入射角来确定从所述熔融玻璃的所述预选部分反射的所述激光束的激光能量的量；及基于从所述熔融玻璃的所述预选部分反射的所述激光束的所述激光能量的量来确定所述激光束的所述功率密度。4.如权利要求1所述的设备，其中所述控制器经配置为：确定当所述激光束穿过至少一个窗时将经历的横向移动；及配置所述反射设备，以基于所述确定的横向移动将来自所述激光产生器的所述激光束反射到所述熔融玻璃的所述预选部分。5.如权利要求1所述的设备，其中所述控制器经配置为：确定所述激光束将从所述反射设备传播到所述熔融玻璃的所述预选部分的路径长度；及配置所述激光产生器以产生具有束腰的所述激光束，所述束腰位于所述熔融玻璃的所述预选部分处。6.如权利要求5所述的设备，其中所述控制器经配置为：配置所述反射设备以将来自所述激光产生器的所述激光束反射到所述熔融玻璃的另一个预选部分；及确定所述激光束将从所述反射设备传播到所述熔融玻璃的所述另一个预选部分的所述路径长度的变化。7.如权利要求1所述的设备，其中所述控制器经配置为配置多路复用器，以将所述激光束引导至多个光束扫描装置，其中所述多个光束扫描装置中的每一者可用所述激光束加热所述熔融玻璃的所述预选部分的相应部分。8.一种设备，包括：激光产生器，其可操作以产生激光束；反射设备，其经配置以将来自所述激光产生器的所述激光束反射到玻璃成形设备的熔融玻璃；及控制器，其通讯耦合到所述激光产生器和所述反射设备，所述控制器经配置为：预选所述玻璃成形设备的所述熔融玻璃的一部分；
配置所述反射设备以将来自所述激光产生器的所述激光束反射到所述熔融玻璃的所述预选部分；基于所述激光束相对于所述熔融玻璃的所述预选部分的入射角来确定所述激光束的功率密度；及启动所述激光产生器以用所述确定的功率密度来产生所述激光束，以加热所述熔融玻璃的所述预选部分。9.如权利要求8所述的设备，其中所述控制器经配置为基于所述反射设备的位置来确定所述激光束相对于所述熔融玻璃的所述预选部分的所述入射角。10.如权利要求8所述的设备，其中所述设备包括多路复用器和多个光束扫描装置，所述控制器经配置为配置所述多路复用器以将所述激光束引导到所述多个光束扫描装置，其中所述多个光束扫描装置中的每一者可用所述激光束加热所述熔融玻璃的所述预选部分的相应部分。11.如权利要求8所述的设备，其中所述设备包括动态聚焦装置，所述激光产生器经配置为将所产生的激光束引导至所述动态聚焦装置。12.如权利要求11所述的设备，其中所述控制器经配置为将所述动态聚焦装置与所述多个光束扫描装置同步。13.如权利要求8所述的设备，其中所述设备包括至少一个分束器，所述至少一个分束器经配置为将所述激光束引导到所述多个光束扫描装置中的至少一者。14.如权利要求13所述的设备，其中所述设备包括第二分束器，所述至少一个分束器经配置为将所述激光束引导至所述第二分束器，所述第二分束器经配置为将所述激光束引导至所述多个光束扫描装置中的至少一第二光束扫描装置。15.如权利要求14所述的设备，其中所述设备包括第二反射设备，所述第二分束器经配置为将所述激光束引导至所述第二反射设备。16.一种加热熔融玻璃的方法，所述方法包括：从成形设备拉出所述熔融玻璃；预选所述熔融玻璃的一部分；配置反射设备，以将来自激光产生器的激光束反射到所述熔融玻璃的所述预选部分；基于所述激光束相对于所述熔融玻璃的所述预选部分的入射角来确定所述激光束的功率密度；及启动所述激光产生器以用所述确定的功率密度来产生所述激光束，以加热所述熔融玻璃的所述预选部分。17.如权利要求16所述的方法，其中所述入射角基于所述反射设备的位置。18.如权利要求16所述的方法，进一步包括：基于所述入射角来确定从所述熔融玻璃的所述预选部分反射的所述激光束的激光能量的量；及基于从所述熔融玻璃的所述预选部分反射的所述激光束的所述激光能量的量来确定所述激光束的所述功率密度。19.如权利要求16所述的方法，进一步包括：确定在穿过至少一个窗时所述激光束将经历的横向移动，及
配置所述反射设备以基于所述确定的横向移动将来自所述激光产生器的所述激光束反射到所述熔融玻璃的所述预选部分。20.如权利要求16所述的方法，进一步包括：确定所述激光束将从所述反射设备传播到所述熔融玻璃的所述预选部分的路径长度；及配置所述激光产生器以产生具有束腰的所述激光束，所述束腰位于所述熔融玻璃的所述预选部分处。21.如权利要求16所述的方法，其中所述配置所述反射设备包括：确定用于将所述激光束施加到所述玻璃成形设备的所述预选部分的光栅图案，所述方...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：康宁公司，
类型：发明
国别省市：