用于检查透明物体的表面的装置及相应方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于检查箔片型透明物体(10)以分别确定物体顶侧或底侧上颗粒的分布和尺寸的装置，箔片型透明物体具有在透明物体的顶侧的第一表面(11)和在透明物体的底侧的第二表面(12)。为此，装置包括相机(40)和至少一个光源(20)，其中光源(20)被设计为使得由光源发射的电磁辐射从上方照射物体的第一表面(11)的线形区域(15)或从下方照射物体的第二表面(12)的线形区域(15)，其中照射以与相应照射表面(11)成预定角度(α)地进行，其中相机(40)被设计为检测线形区域(15)的至少一部分中反射回来的电磁辐射的强度。预定角度(α)小于或等于15

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检查透明物体的表面的装置及相应方法


[0001]本专利技术涉及箔片型透明物体(例如，薄平板玻璃或透明膜)的表面检查及其相应方法。

技术介绍

[0002]例如0.01毫米至几毫米厚的薄平板玻璃或透明膜主要用于光学、电子和显示行业，例如用于制造液晶显示器或液晶屏幕。薄平板玻璃也称为薄玻璃、显示玻璃或微片。薄平板玻璃或薄膜具有在顶侧的表面和在与顶侧相反的底侧的表面，这两个表面相对于物体的厚度具有相对大的扩展。在生产这种物体时，这些表面的纯度是重要标准。因此，在平板玻璃的生产过程中，例如，要监测玻璃表面是否有颗粒以及颗粒在表面如何分布。这种颗粒可以非常小，即，它们的直径可以只有几微米。
[0003]近来，人们已经了解了玻璃和薄膜的光学检查。通常，使用具有强的暗场照明的基于相机的方法来检测污染。该方法同时检测薄平板玻璃顶部和底部的颗粒。这种方法被称为AB侧(AB
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Side)。然而，其无法区分顶侧和底侧的颗粒。
[0004]然而，为了对透明物体进行进一步处理，例如对平板玻璃进行有针对性的清洁，希望能够确定污染物在两侧中的一者(即，顶侧或底侧)上。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术的目的在于提供一种装置，利用该装置可以分别确定仅在透明制品的一侧(即顶侧或底侧)的颗粒的尺寸和分布。类似地，任务在于提供相应方法。
[0006]以上任务通过具有权利要求1的特征的装置和具有权利要求9的特征的方法来解决。
[0007]根据本专利技术的用于检查箔片型透明物体的装置特别地包括相机和至少一个光源，箔片型透明物体具有在透明物体的顶侧的第一表面和在透明物体的底侧的第二表面。箔片型透明物体可以具有例如0.1毫米至几毫米的厚度(尺寸)。这里，透明物体的顶侧和底侧是具有最大扩展的两个相对侧。因此，“上方”是指顶侧上方的空间，“下方”是指底侧下方的空间。厚度是物体的顶部和底部之间的材料尺寸。
[0008]术语“透明度”用于描述物品材料的光学特性，即其对电磁辐射的透射率。特别地，本专利技术适用于具有以下特性的物体：该物体至少在300nm至3μm之间的波长范围的子区域中，优选在380nm至780nm之间的波长范围内(可见光)对电磁辐射的透明度至少为50％。光源被布置为使得由光源发射的电磁辐射从上方照射物体的第一表面的线形区域或从下方照射物体的第二表面的线形区域。光源所使用的电磁辐射的波长例如在300nm至3μm之间的波长范围内，优选在380nm至780nm之间的波长范围内(可见光)。因此，光源在线形区域中照射透明物体的面对光源的表面，该线形区域例如可以在沿着线的方向上具有从1cm到10m的范围内的尺寸(长度)，并且在横向于线的方向上可以具有从几μm到几mm的范围内的尺寸(宽度)。由光源照射的线形区域相对于相机的检测区域稍大或具有相同的尺寸，相机例如
被设计为线扫描相机并且检测从线形区域反射回来的电磁辐射。在这种情况下，以与相应的照射表面成预定角度地进行照射，相机被设置成使得其检测反射回来的电磁辐射的强度(即，在线形区域的至少一个部分中在光源的方向上反射的电磁辐射的强度)。因此，相机布置在物体的同一侧，即，面向光源的一侧。预定角度进一步设置为小于或等于15
°
，并且电磁辐射主要是线性偏振和s偏振的(即，横向电偏振)。优选地，预定角度在3
°
至12
°
的范围内，更优选地在5
°
至10
°
的范围内。这里，是指电场矢量的偏振方向，其振荡方向是恒定的(线性偏振)。这里，s偏振是指电磁辐射的电场垂直于入射平面。表述“主要是s偏振”是指偏振度(s偏振辐射的比例)为至少75％，优选至少90％，特别优选至少95％。由于从未污染表面反射的电磁辐射被远离光源反射，因此相机仅检测从表面上的颗粒朝向相机或光源反射回来的电磁辐射的强度。特别地，相机检测在至少一个光源的方向上从表面的照射的线形区域反射回来的电磁辐射的强度。如果相机在线形区域的子区域中检测到高的回来反射的强度，则假定在表面上存在污染该表面的颗粒。
[0009]根据本专利技术的装置具有的优点是，由于使用极小的照射角度(小于或等于15
°
的预定角度)，因此只有相对少的光穿透透明物体。反射的光的比例取决于照射角度。在照射角度小的情况下，大部分入射光在远离光源(从而远离相机)的方向上被反射，并且非常小的比例穿透透明物体。在透明物体的与照射表面的相对侧也出现同样的效果。只有非常非常小的一部分入射光到达位于照射表面的相对表面上的污染颗粒。
[0010]另外，已知电磁辐射在两种介质的界面处(即，此处在透明物体的照射表面处)被部分反射，并被部分折射到第二介质(此处为透明材料)中。这里，s偏振光的反射辐射以及折射辐射的比例与p偏振光不同。该定律以创造性的方式使用，使得主要是s偏振电磁辐射用于照射。如目前的情况那样，在小照射角度下，大比例的s偏振电磁辐射被反射，透射的比例相对小。对于p偏振光而言，也会出现这种效果，但该效果仅在极小的角度发生，由于空间的原因，这在实践中只有花费大量努力才能实现。在较小的角度下，p偏振光的反射部分减少得非常快。如果只照射s偏振光，则入射的电磁辐射中的p偏振部分非常小，并且折射到透明体中的总照射部分非常小。相比之下，入射的s偏振辐射的大部分被反射，只有一小部分被折射到透明体中。因此，只有极小的一部分光到达透明物体的与照射表面相对的表面。
[0011]从上述两种效果可以看出，穿过透明物体的电磁辐射的比例非常小。因此，很少的光到达照射表面的相对侧的污染物。因此，在对应的相机图像中，面对相机的表面上的各个颗粒以比背对相机的一侧上的颗粒明显大的强度被检测到，从而可以将面对相机的表面上的污染颗粒与位于物体的相对侧的颗粒区分开。由相机检测在至少一个光源的方向上反射回来的光，并且其用作确定该表面污染颗粒位于何处以及它们多大的基础。
[0012]在一个实施例中，相机的在与相应表面的照射的线形区域相邻的物体侧端部中的光路与光源发射的电磁辐射的光路成小于20
°
、优选地小于10
°
、特别优选地小于5
°
的角度。光源和相机通过以相同的角度或所述非常小的角度布置，在很大程度上防止了由相机焦点上物体表面的位置变化和照射强度对检查造成的负面影响。材料中的高度变化不会导致照射表面的照射的线形区域移出相机的检测范围。在本实施例中，相机的光路与光源发射的电磁辐射的光路(即与入射光的辐射)之间具有小于5
°
的角度。优选地，该角度小于3
°
，更优选地小于1
°
。在一个实施例中，相机的光路可以被布置为使得其在与相应表面的照射的线形区域相邻的端部中与光源的光路在平面中传播。
[0013]根据本专利技术的装置和根据本专利技术的方法特别适用于由玻璃(例如，硅酸盐玻璃)或塑料制成的物体。物体可以具有带状构造，即以预定速度通过根据本专利技术的装置，或者作为单件进行检查。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检查箔片型透明物体(10)的装置，所述箔片型透明物体具有在所述透明物体的顶侧的第一表面(11)和在所述透明物体的底侧的第二表面(12)，其中所述装置具有相机(40)和至少一个光源(20)，其中所述光源(20)被设置为使得由所述光源发射的电磁辐射从上方照射所述物体的所述第一表面(11)的线形区域(15)或从下方照射所述物体的所述第二表面(12)的线形区域(15)，其中所述照射以与相应的所述照射表面(11)成预定角度(α)地进行，其中所述相机(40)被布置为检测所述线形区域(15)的至少一部分中反射回来的电磁辐射的强度，其特征在于，所述预定角度(α)小于或等于15
°
，所述光源(20)发射的所述电磁辐射主要是线性偏振和s偏振的。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述相机(40)的在与相应的所述表面(11)的照射的所述线形区域相邻的物体侧端部中的光路(41，42)与所述光源(20)发射的所述电磁辐射(20)的光路(22)成小于20
°
的角度。3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述相机(40)的所述光路的所述物体侧端部(42)在一端由偏转镜(30)限定，并且在相对端由所述物体的所述照射表面(11)限定。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述至少一个光源(20)布置在所述偏转镜(30)旁边。5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述偏转镜是部分透明的，并且从所述透明物体(10)观察时，所述至少一个光源布置在所述偏转镜的后面。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述光源(20)被设计为具有线性光学器件的激光器，并且发射具有例如在可见光范围内的波长的电磁辐射。7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述相机(40)被设置为逐像素地检测反射的所述电磁辐射的强度。8.根据前述权利要求中任一项所述的装...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫，
申请(专利权)人：伊斯拉视像有限责任公司，
类型：发明
国别省市：