專利名稱：用于確定玻璃板的形狀的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于確定玻璃板的形狀的系統(tǒng)和方法。更具體地說，提供了用
于在以熔融下拉工藝形成過程中禾Q/或之后確定玻璃板形狀的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
最近，重大關(guān)注已集中在用于各種應(yīng)用的鵬板的微特征上，戶脫應(yīng)用
包括液晶顯示器(LCD)應(yīng)用。比如，用于LCD應(yīng)用的玻璃,當(dāng)具有低的形 狀可變性和低的致密度。表征玻璃板皿的能力是一個有用的工藝手段，但是 在形成過程中和之后測量玻璃板形狀的現(xiàn)有技術(shù)受限于數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量兩者。
不接觸其表面，觀糧大土央玻璃的靴，比如，具有一側(cè)表面積淑9m2的 玻璃板，因該玻璃的高的繊狩卩鏡面反射而復(fù)雜化。目前用于物體形狀測量 的很多技術(shù)依靠基板表面的光的漫散射，但是由于玻璃的Mlt性質(zhì)，這些技術(shù) 不易適應(yīng)于玻璃板形狀的確定。另外，依靠反射光的方法通常受限于小的觀察 領(lǐng)域或非常大的傳感器，所述傳感器接近所測量的玻璃板的大小。這些傳感器 通常必須放置在相對于該玻璃的反射角討能有效運行。因此， 一般需要一個 傳感器陣列或單個傳感器追蹤來確定該玻璃板的形狀，從而增加了這些系統(tǒng)的 成本和復(fù)雜性。而且，由于有限的空間和常遇到的惡劣環(huán)境，這樣的系統(tǒng)常常 太大，不能集成進鵬形成工藝中。
在形成玻璃板的傳統(tǒng)的浮法工藝中，熔融的玻璃流到并布滿熔融錫的池或 浴的表面。該工藝己經(jīng)應(yīng)用了幾十年，負(fù)責(zé)用于各種應(yīng)用的高質(zhì)量玻璃板的快 速供應(yīng)，特別是窗玻璃。
在某些應(yīng)用中，玻璃板需要具有高于那些適于窗玻璃的特性的特性(比 如，平整、薄、致密等等)。針對這些應(yīng)用，已經(jīng)找到熔融下拉工藝來生產(chǎn)異 常高質(zhì)量(如，表面光潔)的玻璃板，而不需要通常對浮法形成的玻璃板來說 的后續(xù)表面調(diào)節(jié)(如，研磨)。在熔融下拉工藝中，熔融的玻璃St才料提供給一個包含槽的耐火物。該烙 融材料溢出該槽，并且以分離的流束流過該耐火物，僅在該耐火物的底部重新 聚合，形成具有原始表面的玻璃帶。在熔融工藝中該玻璃帶的照犬^^f制造的 玻璃的質(zhì)量特征的早期指示物，包括生成的玻璃板的尺寸穩(wěn)定性，因此期望得 到。

發(fā)明內(nèi)容
公知許多材料在以合適能量受激時會發(fā)出熒光。依照本發(fā)明，制得包括一 個或多個熒光種類(如，離子)的玻璃，使其通過用^g波長的光照射該玻璃 發(fā)出熒光。已知的引起熒光的材料(活化劑材料)包括，但不限于鈾、錳、鉬、 鈦、銀、鎢、硼、鋰、碲、鉍、錫、鈣、鍺、銦和鉛。前述的任何一種或多 種，或者導(dǎo)致玻璃材料中的熒光的其它任何材料，當(dāng)包含進玻璃組合物中時都 可以作為合適的熒光活化劑。導(dǎo)致玻璃中的熒光的必要的光波長依賴于特殊的
材料，但是常常為紫夕卜(uv)波長范圍內(nèi)的一個波長。
該玻璃體內(nèi)的熒光可以用于通過幾何三角測量確定該玻璃在熒光點的位 置。在一個例子中， 一個用于估算玻璃帶形狀定義內(nèi)部體積的的系統(tǒng)可以包括 一個光源、 一個圖像捕獲裝置和一個處理器。該光源可以配置劇每光束以預(yù)定 的角度沿著預(yù)定的發(fā)射向量^l寸在該玻璃板的選定部分上。該光束配置ite該 玻璃板的選定部分的體積內(nèi)弓胞該鵬板發(fā)熒光，并且鄉(xiāng)熒光能量。
圖像捕獲裝置可以包括配置成從該玻璃帶讀出所發(fā)射的熒光能量的傳感 器。該圖像捕獲裝置還可進一步產(chǎn)生基于映像到該傳感器上的光能量的位置和 幅度的信號。該處理器接收該傳感器產(chǎn)生的該信號并確定該玻璃的發(fā)熒光部分 和該圖像捕獲裝置(如，照相機)之間的向量。給出兩個向量(發(fā)射的和接收 的)和其它固定的幾何系統(tǒng)參數(shù)，該處理器可以通an角測量確定熒光，的 位置。
通過改變出射光向量的角度，該處理器可以弓應(yīng)多賴示該玻璃的離散位 置的發(fā)射點產(chǎn)生。從這些離散點，該處理器可以確定該玻璃帶或板的形狀?；?者，結(jié)構(gòu)化的光可以射在該玻璃板上，弓胞多個鄉(xiāng)點同時產(chǎn)生，大大加快該 形狀測量。
在一個實施方式中，公開了一種確定玻璃板形狀的方法，包括提供一個玻璃板，利用光束照射該玻璃板的內(nèi)部部分，其中該光束包括選來引起該玻璃板 的內(nèi)部部分發(fā)射熒光能量的波長，以及確定該發(fā)熒光的內(nèi)部部分的能量質(zhì)心的位置。
在另一個實施方式中，描述了一種確定玻璃板形狀的方法，其包括提供一
個玻璃板和將光束射在該玻璃IO:的多個預(yù)定位置，其中該光束包括選來弓胞 該玻璃板的內(nèi)部部分^l寸熒光能量的波長。該內(nèi)部部分發(fā)射的生成的熒光能量 于是被映像到傳,上，從而確定該發(fā)熒光的內(nèi)部部分的育讀質(zhì)心的位置。這 些步驟可以重復(fù)執(zhí)行于該玻璃feJi的多個位置，從而得到多個能量質(zhì)iM體， 從中可以確定該玻璃板的皿。
在另外一個實施例中，公開了一個測量玻璃板形狀的系統(tǒng)，其包括配置成 將激光束以預(yù)定的角度沿著預(yù)定的發(fā)射向量^l寸在玻璃板上的激光器。該激光 束具有選定波長，其足夠弓l起該激光束傳播透過的該玻璃板的內(nèi)部部分發(fā)熒光 和發(fā)射熒光能量，該發(fā)熒光的內(nèi)部部分包括一個能量質(zhì)心。該系統(tǒng)進一步包括 圖像捕獲裝置，其配置成接收該熒光能量且將該熒光能量映像到傳感器上，其 中該傳自產(chǎn)生基于該傳感器上的該映像熒光能量的位置的位置信號。處理器 配置成執(zhí)行下面操作從該圖像捕獲裝置接收該位置信號，確定該圖像捕獲裝 置和該能量質(zhì)心之間的接收向量，以及基于該鄉(xiāng)向量和該接收向量，確定該 能量質(zhì)心在該玻璃板的發(fā)熒光內(nèi)部部分中的位置。該系統(tǒng)可以配置為該玻璃板 的多個內(nèi)部部分發(fā)熒光，從而可以在一個或多個選定方向確定該板的形狀。該 多個內(nèi)部部分可以制成i頃序或同時地發(fā)熒光。
本發(fā)明的其它方面將部分闡述在具體實施方式
和任一個隨后的權(quán)利要求 中，并且部分將從該具體實施方式
推導(dǎo)得出，或可以由實踐本發(fā)明得到。可以 理解的是，在前的概述和后面的具體描述都僅僅是示范說明的，并不能將本發(fā) 明限制為所公開的和/^0f要求的。


附圖將一并結(jié)合，并作為這具體說明的一部分，圖示出本發(fā)明的各個方 面，并且結(jié)合描述，用作解釋本發(fā)明的原理。
圖1是部分切掉的透視圖，其圖示了依照本發(fā)明的一個實施方式的示范性 '熔融下拉工藝。圖2是依照本發(fā)明的一個實施方式確定,板形狀的系統(tǒng)的示意圖。 圖3是g，向量的增加的入射角的影響的示意圖。 圖4是表示依照本發(fā)明的示范性三角測量方法的示意圖。
圖5是依照本發(fā)明利用第二熒光板確定玻璃板形狀的另一個系統(tǒng)的示意圖。
圖6是表示當(dāng)以波長248nm的光照射時具有不同濃度的錫(Sn)的各種玻 璃板對才的熒光密度的圖表，該錫均勻分布于旨玻璃。
圖7是表示依照本發(fā)明的一個實施方式以一個尺寸測量的自板的形沃的 圖表。
具體實施例方式
本發(fā)明的不同實施方式的下列描述提供為本發(fā)明的輔助教導(dǎo)。為這個目 的，相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員會認(rèn)可和意識到，對于這里描述的不同實施方式 可以做許多變化，而仍得到本發(fā)明的有益結(jié)果。同樣顯而易見的是，本發(fā)明的 所期望的某些益處可以通M^擇本發(fā)明的某些特征而不使用其它特征得到。因 此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)可，對本發(fā)明的許多,和適應(yīng)是可能的，而且甚至 可以是某些環(huán)境中所期望的，是本發(fā)明的一部分。因此，下列描述提供作為解 釋本發(fā)明的原理，且不限于此。
依照本發(fā)明的實施方式，描述了在形成過程中和/或之后確定玻璃板形狀的 系統(tǒng)和方法。如這里所用的，術(shù)語"玻璃板"意味著包括形成過程中或之后的玻 璃，沒有限制。因此，例如，術(shù)語"玻璃板"可以包括以各種狀態(tài)(如，粘彈性 的，彈性的，等等)從隔離管根部流下的玻璃帶，以及可從玻璃帶切下的最終 玻璃板。
雖然這里比照熔融下拉工藝描述，但是可以預(yù)料到，這里描述的系統(tǒng)和方 法可以用于確定利用各種已知的玻璃形成工藝中的任一個形成的玻璃帶或板的 形狀，包括浮法工藝、槽拉工藝、上拉工藝和單邊溢出下拉工藝。
在圖1描述的形成玻璃板的示范鵬融下拉工藝中，供應(yīng)管10將熔融鵬 ll提供給耐火物，或隔離管，12，包括一個收集槽14。熔融自從兩側(cè)溢出該 槽的頂部，以形成兩個獨立的玻璃流束，其向下流動，然后沿著該隔離管的收 縮外表面16向內(nèi)流動，該收縮外表面在該隔離管的拉線或根部18結(jié)合。兩個
7熔融玻璃流束在根部匯聚，在那里它們?nèi)谠谝黄鸪蔀閱蝹€玻璃帶20。該鵬帶 然后可以送去拉制和其它最終產(chǎn)生玻璃板的下游工序設(shè)備。
玻璃帶20在形成過程中經(jīng)過多，理狀態(tài)。熔融玻璃以粘性狀態(tài)溢出隔離
管12的側(cè)邊。獨泣的流束然后在該隔離管的底部融合形成玻璃帶，之后玻璃帶
從粘彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥誀顟B(tài)。在玻璃已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥圆牧现?，該玻璃帶?br> 以被劃線和分離(如劃線22所示)，形成最終的玻璃板24。
依照一個實施方式，圖2中所示的系統(tǒng)26可以用于在形成過程(如，下拉 熔融過程)中確定玻璃帶的形狀，或者可以用于在該板已從該帶(或從較大的 板)分離出來后確定單個玻璃板的形狀。系統(tǒng)26包括照明設(shè)備28、圖象捕獲裝 置30和處理器32。照明設(shè)備28可以配置劇每光束、 &^定的發(fā)射向量34、以 選定的波長射向鵬板24，該選定的波長引起被i統(tǒng)束照謝的該玻璃的內(nèi)部部 分36發(fā)熒光。內(nèi)部部分意味著在該板的相對主表面之間(也就是，穿過該板的 厚度)的玻璃的部分。因此，該玻璃從該玻璃的被照射的內(nèi)部部分發(fā)射熒光能 量。圖像捕獲驢30，齡處理器32，可以用于接收所鄉(xiāng)的光，并確定發(fā)熒 光的內(nèi)部部分的能量質(zhì)心(如，圖3中的58a、 58b)和圖像捕獲裝置之間的向 量37。給定一個主參考系、鄉(xiāng)光向量34、接收光向量37和系統(tǒng)幾何幵沐， 處理器32可以計算發(fā)熒光的內(nèi)部部分的會,心在主參考系中的位置。
照明設(shè)備28包括光源38，比如激光器、發(fā)光二極管(LED)，如UVLED 光源、燈等等，但不限于大功率UV燈，或者其它任何一個育,將窄束光以引 發(fā)玻璃板的內(nèi)部部分內(nèi)的熒光的波長射在玻璃板上的光源。在一個實施方式 中，照明設(shè)備28可以包括酉虔為鄉(xiāng)具有紫外范圍內(nèi)波長的激光束40的激光 器38?？蛇x的是，該激光器可以配置成發(fā)射具有育,在激光束穿透玻璃傳播時 引發(fā)該玻璃的熒光的任意波長的光。比如，該激光器可以具有在大約150nm到 大約500nm范圍內(nèi)的、在大約220nm到大約290nm范圍內(nèi)的、或者更優(yōu)選的 在大約260nm至伏約270nm范圍內(nèi)的波長。示范性的激光器包括，但不限于， 266nm四次諧波YAG激光器、248nm NeCu激光器、248nm ArF激光器或 224nmHeAg激光器。
照明設(shè)備28可以進一步包括光學(xué)元件42，比如湖器或多面棱鏡，其可 以選擇性地置于各種預(yù)定角度，以接收來自激光源的激光束，并將其射向玻璃 板24上的預(yù)定位置。在一個具體的方式中，光學(xué)元件42可以包括現(xiàn)有技術(shù)中已知的常規(guī)鏡式檢流計。比如，該鏡式檢流計可包括雙軸掃描鏡式檢流計，或 者包括操作在分段模式的兩個斜由描鏡式檢流計。更優(yōu)選的是，該檢流計可包
括角位置傳繊44，用于獲得和向處理器32提供該鏡的角位置，從而掛共了 從此反射的光束在該主參考系中的角位置。角位置傳感器44可以并入反射鏡致 動器45。在不使用1t^計或其它掃描或^^置的情況下，角位置傳感器可以 直接聯(lián)合激光器或其它可用光源。如果必要的話，可以執(zhí)行該結(jié)構(gòu)的初始校 準(zhǔn)，以確定照相機和光源的位置，并定義它們在主坐標(biāo)系中的位置。或者，照 相機和光源兩者都可以安裝有位置感應(yīng)裝置，其在各自位置上向處理器32提供 信息。
在圖2所示的另外一個方面，照明設(shè)備28可以任^i也包括空間濾波器^ 束成形器46,以確保該光束的對稱會糧分布。照明設(shè)備28還可以包括光束擴 展器48，以調(diào)節(jié)入射在鵬社的光束寬度(如，橫截面)。
圖像捕獲裝置30包括成像照相機50，其可以置于使得該玻璃板的至少一 部分在該照相機的觀察區(qū)域內(nèi)。照相機50可以配置為將該照相機捕獲的該熒光 能量映像到傳感器上，以確定從發(fā)熒光的內(nèi)部部分的能量質(zhì)心到照相機的向 量。只需要使用單個照相機。但是，在某些實施方式中，如果玻璃板24大于單 個照相機的觀察區(qū)域，則4OT多于一個的照相機。不必要重疊多個觀察區(qū)域。
成像照相機50包 ，鏡系統(tǒng)52和傳感器54。透鏡系統(tǒng)52配置為接收發(fā)熒 光玻璃劃寸的光，并將接收的光能量映像到傳離上。傳繊54可以為，比 如，模擬位置感應(yīng)探測器(PSD)或像素化陣列傳S^。在一個優(yōu)選實施方式 中，傳繊54是像素化陣列傳繊。纟雜收的光能量映像到傳繊上是將所發(fā) 射的熒光能量的角向量轉(zhuǎn)化為傳感器上的位置。傳感器54將這個位置轉(zhuǎn)化為模 擬或數(shù)字輸出信號，該模擬，字輸出信號M線55提供給處理器32。
因為該熒光點的能量質(zhì)心是在自板的內(nèi)部部分之內(nèi)，系統(tǒng)26可以配置為 補償玻璃的體 贓。如圖3中戶標(biāo)，當(dāng)激光束傳播敏鵬時，光束的光能量 被吸收(被減弱)，由能量強度剖面表示。該減弱，是指數(shù)式的。在第一個 位置，假定在這個例子中采取垂直的，3驢分布由包含肯讀質(zhì)心58a的區(qū)域56a 表示。當(dāng)光束橫跨自板從第一 (左)位置(向量34a)掃描至第二 (右)JM G4b)時，入射角a減小(相對于玻璃平面)，該光束穿過玻璃的光程長度增 加，而且該光束被更多地減弱。因此，當(dāng)光束掃描時，探測到的熒光能量質(zhì)心向更接近玻璃的入射面59的方向移動，而且該粉帶會顯示出包括一個僅作為
掃描偽跡的弓形。處理器32 配置為祝嘗這個效應(yīng)。
為確定玻璃板的形伏，來自照明設(shè)備28的向量34a、 34b和從玻璃板的發(fā) 熒光的內(nèi)部部分的肯衝貢心至鵬像采集裝置30的向量37a、 37b的角方向都被 處理器32用于三角測量能量質(zhì)心在主參考系中的位置。比如，對于笛卡兒 (Cartesian)主參考系，可以計算能量質(zhì)心的x、 y、 z坐標(biāo)。
通過移動發(fā)射光束越過該玻璃板，且引起該板的多個選定內(nèi)部部分發(fā)熒 光，可以確定玻璃形狀圖形。例如，依靠該移動的尺寸范圍， 一個一維或二維 圖形可以M生成點云而產(chǎn)生。該傳 可以配置為感測該點云中各個能量質(zhì) 心的每一個，并且處理器可以配置為確定各個能量質(zhì)心的每一個的位置。
在一個方面，處理器32配置為確定^肖讀質(zhì)心和傳感器54之間的M 的接收光向量，并且基于其各個的鄉(xiāng)向量和接收光向量確定每個能量質(zhì)心的 位置?；谠擁樞蛐で操|(zhì)心(例如，所述點云)的確定位置，可以非常接近該 玻璃板的，。
依照一個實施方式，確定自板形狀的方法如下進行。處理器32與激光器 和鏡式檢流計電連接，而且酉擅為劃寸定位信號至幡式檢流計(換句話說，光 學(xué)元件42)的促動器。響應(yīng)于該定位信號，該鏡式檢流計被置于第一位置， 從 而將激光束以預(yù)定的角度、髓該鏡式檢流計和該板之間的鄉(xiāng)向量34，反射 向玻璃板24，而且該鏡式檢流計定義在該主參考系之內(nèi)，且該1^流計的位置信 號沿著線61被導(dǎo)向處理器32。
激光束與玻璃交叉，并照射玻璃的內(nèi)部部分，引起該玻璃板被照射的內(nèi)部 部分劍寸熒光f讀。照相機50，或其他圖像捕獲設(shè)備，ilil傳感器54感應(yīng)所 對寸的熒光能量(如，所對才光的能量質(zhì)心)的角方向?；诔上裨谠搨鞲衅?上的光的位置和幅度，傳感器54沿著線55將電信號提供給處理器，從而確定 了來自能量質(zhì)心的向量。
該透鏡系統(tǒng)可以利用對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說熟知的方法校準(zhǔn)，以確保所接 收的熒光能量到光能量在傳繊上的{體的精確轉(zhuǎn)換。例如， 一個或多僧鏡 效應(yīng)可能需要這樣校準(zhǔn)，但不限于焦距、徑向?qū)ΨQ的透鏡畸變、標(biāo)MI竟透 視、非徑向?qū)ΨQ的畸變、由于離軸透鏡像差導(dǎo)致的質(zhì)心移動、和玻璃熒光體效 應(yīng)。在一個示范性的方面，如果傳^l是像素化的傳感器，單個像素數(shù)據(jù)可以
由傳感器通過整wi擬增益和補償功能處理，以得到所期望的信躁比。每個像
素可以對于其與蟲的增M/補償斜牛進行校準(zhǔn)，以斷氐傳麟上的圖像噪聲。生 成的電信號然后可被送至處理器32。另外，該處理器可以執(zhí)〗，貞間減法以M^ 設(shè)置中變化的背景圖像的影響。 一個與成像的能量質(zhì)心的尺寸相匹配的標(biāo)準(zhǔn)空 間濾波器可以在整個圖像上操作以進一步降低噪聲。該空間濾波器和其他的信 號處理功能都可以被改變以最小化偏移誤差?？梢詧?zhí)行常規(guī)的點探測和像素質(zhì) 心算法，從而在像素空間內(nèi)，計算能量質(zhì)心在像素化傳感器的參考系中的位 置。隨后，應(yīng)用透鏡轉(zhuǎn)換算法，以得到實際會讀質(zhì)心和照相豐/lt間的向量。
處理器32 iOT標(biāo)準(zhǔn)三角法、從^^計到板的發(fā)射向量和從板到照相機的熒
光(接收到的)向量、以及已知的光源(如，檢流計)和照相機的位置，以三
角測量該玻璃板的發(fā)熒光的內(nèi)部部分的能量質(zhì)心的位置。圖4示出了一個示范
性的方法。依照圖4的實施方式，主參考系由x、 y和z軸定義。照明設(shè)備28
(更具體地，光學(xué)元件42)和圖像捕獲裝置30的位置在該主參考系內(nèi)被定義并
且已知，而且劃寸和接收向量的角方向也是已知的。該玻璃板的發(fā)熒光的內(nèi)部
部分的肖糧質(zhì)心(如，58a)的位置于是可以從下列方程確定 一 xc tan《tan《+(力—> c)tanec tan《
一凡tan《一少c tan 9C + jcc —、 X — tan《—t肌《
z, = rc tan pc + zc
在d" +U里，腳標(biāo)"s"與光源有關(guān)，腳標(biāo)"c"與照相機有 關(guān)，且腳標(biāo)r與能M心有關(guān)。因此，od，例如，是照相機和能量質(zhì)心之間的
向量，且xt、 yt和zt分別是該能量質(zhì)心的x、 y禾Qz坐標(biāo)。應(yīng)當(dāng)注意的是，從光 源到板的向量由光的直接通道源的位置確定，因此該向量由從光學(xué)元件42 (如，檢流計反射鏡或如果不使用反射鏡的其他光學(xué)元件)到玻璃板確定。
處理器j皿為配置成補償玻璃板的厚度效應(yīng)。在一個方面，該系統(tǒng)可以被
初始校準(zhǔn)，而且可以基于校準(zhǔn)過程中得到的值創(chuàng)建査表。在一方面，校正算法
可以基于這些4直。
上面描述的過程可以順序重復(fù)，以確定玻璃的另外的熒光內(nèi)部部分(如， 質(zhì)心58b)的位置。因此，處理器32可以隨為31il^61鄉(xiāng)定位信號，以重 新定位鏡式檢流計，從而將激光束沿著第二發(fā)射向量反射向玻璃板。圖像捕獲
ii裝置配置為感測來自第二能量質(zhì)心所鄉(xiāng)的熒光能量，并且^t一個相應(yīng)的電 信號給處理器。正如人們將意識到的，處理翻定織二能量質(zhì)心和照相te 間的熒光向量，并確定該第二能量質(zhì)心的位置。類似地，當(dāng)玻璃內(nèi)建有多個發(fā) 熒光的內(nèi)部部分時，各個能量質(zhì)心的位置可以由處理器計算，并且基于各個能 量質(zhì)心的位置，可以確定玻璃的形狀。
在另外一個實施方式中，多個發(fā)熒光的內(nèi)部部分可以由稱為"結(jié)構(gòu)化的"光
同時形成。比如，光學(xué)元件42可以是多面折射元件，期每光束40分束為照射
玻璃板的多個內(nèi)部部分的多個光束。
在某些實施方式中，可以對移動的自帶確定玻璃的皿，比如由圖1中
熒光點60的線所示的沿帶的寬度方向。例如，在熔融下拉工藝中拉自隔離管的 移動的玻璃帶的皿可以沿給定位置的板的寬度方向確定，比如在玻璃的彈性 區(qū)域。在一t般的生產(chǎn)環(huán)境中，熔融拉制設(shè)備是一M到高溫(如，800°C) 的封閉空間，空間的入口被限制以保持環(huán)繞玻璃帶的空間的范圍內(nèi)的必要的精 確 鵬平衡。因此，必須指引光源穿過窗口射入該空間，從而照射該玻璃帶。 在這樣的情況下，沿帶的寬度方向的一維掃描可能是唯一實際的選擇。當(dāng)然該 系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)校準(zhǔn)以解決窗口引起的畸變。在其它的實施方式中，入口受限較少， 可以進行兩維測量，其中該帶被光源從沿著該帶的寬度向上的多個點和^該 帶的長度向下這兩個方向掃描，以得到兩維形狀和/或如多個點62所示的斜 坡。在其它方面，該系統(tǒng)也可以在兩個維度掃描切下的玻璃板，以確定其整個 形狀，并確保其符合任何所要求的標(biāo)準(zhǔn)。
有利的是，本發(fā)明可以用于測量具有玻璃停止具有限定皿(例如，熔融) 的溫度之下的任何溫度的玻璃的形狀。例如，測試表明，本發(fā)明可適用于具有 超過80(TC的纟鵬的玻璃的形狀觀懂。在另一方面，在室濕以下驗的玻璃 板的形狀測量可以很容易操作。因此，基于材料本身的物理限制，對要測量的 物品來說有很寬的可能溫度范圍。對用作顯示應(yīng)用的玻璃來說，形狀測量可以 執(zhí)行，如，在室溫(即，23°C)或以下，在超過IOCTC、超過20(TC、超過 300°C、超過400。C、皿500。C、皿600。C、超過700。C以及甚至^l8(XrC 的玻激鵬。測試己經(jīng)成功操作于至少850'C的驗。
在另外一個實施方式中， 一個第二已知(具有已知形狀)平面64可以放在 玻璃板24后面，如圖5所示。該已知表面可以^^當(dāng)被激光束轟擊時發(fā)熒光的材料的表面。激光束可以從鏡式檢流計反射且射在玻璃l^，且已知平面放置在該自板后面。如圖5中所示，分別引起熒光點從玻璃板的內(nèi)部部分內(nèi)和在該已知平面上刻寸。通過參考已知平面上的熒光區(qū)域的質(zhì)心到玻璃板的熒光內(nèi)部部分的質(zhì)心，高相對精確度可以M算法處理得到。例如，因為已知表面的形狀和位置是已知的，己知表面的"所觀懂的"形狀(通過多個熒光點)可以從該已知表面的實際形狀減去，從而確定該已知表面的測得和實際皿之間的差別。該差別于是可以作為修正參數(shù)用于測得的玻璃板形狀，從而以高精確度確定實際的玻璃板皿。
在一個前述實施方式的替代方案中，該第二個已知表面可以只是包括擴散表面，使得高度的散射發(fā)生在該表面。第二板的表面t^l寸的質(zhì)心可以用于替代第二板上的表面熒光的質(zhì)心。
實施例
進行測試以確定三±央玻璃板的玻璃，光譜，包括具有大約0.5%錫重量濃
度的玻璃板(樣品A)、具有大約0.1%錫重量濃度的玻5離板(樣品B)、具有大約0.01。/。錫重量濃度的玻璃板(樣品C)。這些玻璃板!^自NeCu激光源的248nm的光激發(fā)。如圖6中看到的，該M在350nm到500nm波長范圍內(nèi)，并且實際上在該范圍之下或;tJ:(例如，在從約250nm至約700nm的范圍內(nèi))，發(fā)熒光，具有取決于各自錫濃度的強度。如所示的，具有較高錫濃度的玻璃發(fā)出熒光的弓M高于具有較低錫濃度的玻璃。
進行第二測試以利用圖2所示的系統(tǒng)、禾,具有近高斯光束糊犬的脈沖調(diào)制的266nm四次諧波YAG激光器來確定鵬板的制犬。
進行兩個子測試第一個子測試?yán)每臻g濾波器，導(dǎo)致功率的二倍(2x)損耗，但是增加或保持激光束的均勻性。在第二個子測試中，空間濾波器皮移除以得到另外的激光功率，盡管該激光束形狀的均勻性有輕構(gòu)13I化。在兩個子測試中，、棘擴展器用于給玻璃體內(nèi)的生成熒光點從大約lmm到大約5mm的尺寸。
鏡式檢流計用于兩個子測試中以將激光束導(dǎo)向玻璃板。鏡式檢流計的角位置用于確定反射到目標(biāo)玻璃板上的激光束的所得角。照相機用于接收生成的熒光，其包括透鏡系統(tǒng)和執(zhí)fi^里，功能的傳自。玻璃板放在離照相機和光源大概一米遠(yuǎn)的地方，而且照相機和檢流計固定
在彼此相距大概800mm。各種形狀和在相對于照相機和激光器的不同位置處的LCD玻璃板被測量以確定各自的形狀。例如， 一個在長度方向測量大概1米的大體上平坦的玻璃板在沿著一個維度的19個點上被掃描，而且各個點處的鵬板的位置用于確定該玻璃板的整體皿。該玻璃板的測得形狀，如圖7中的曲線66所表示，是名義上平坦的。測量標(biāo)準(zhǔn)偏差也以曲線68示出。該玻璃板于是在X-Y平面中以各種角度傾斜。結(jié)果顯示只有大約30Mm的隨機體。然后該玻璃板在Z-Y平面中以各種角度傾斜。結(jié)果也如期望的那樣，顯示僅有大約30拜的隨機i^。
應(yīng)該強調(diào)的是，本發(fā)明的上述實施方式，尤其是任何"優(yōu)選的"實施方式，僅僅是可能的實施例，僅僅為了清楚理解本發(fā)明的原理而提出的。針對本發(fā)明的上述實施方式，可以在實質(zhì)上不脫離本發(fā)明的精神和原理的情況下做許多變化和修改。比如，如果該板尺寸大，可以采用多個光源和多個照相機，因此可以重復(fù)圖2中所示的裝置或單元(但是可以采用一個中心處理器以控制所有這些單元，而不復(fù)制該處理器)。按照這個實施方式，每個單元會掃描該板的預(yù)定部分，而且結(jié)果和來自其他單元的數(shù)據(jù)合并以形成,板的復(fù)合圖像。每個照相機的觀察區(qū)域不必要重疊，但是如果希望確保該板的完全覆蓋可以弓l入某些重疊。
另外，雖然上述描述是基于玻璃板的測量，但是其它材料也可以依照本發(fā)明的實施方式測量，提供當(dāng)以^S波長的光照射時發(fā)熒光的材料體。例如，某
些塑料板可以代替該玻璃板。所有這^i虔改和變化在這里都包^ia該公開和本發(fā)明的范圍中，且被隨后的權(quán)利要求書保護。
因此，本發(fā)明的非限制方面和/或?qū)嵤┓绞桨ㄏ铝蠧l. 一種確定玻璃板微的方法，包括
提供一個玻璃板；
利用光束照射該玻璃板的內(nèi)部部分，該光束包括選來引起該玻璃板的該內(nèi)部部分發(fā)射熒光能量的波長；
確定該發(fā)熒光的內(nèi)部部分的肯讀質(zhì)心的位置。C2.根據(jù)C1的方法，其中該波長是UV波長。C3.根據(jù)C1或C2的方法，其中該光束是激光束。C4.根據(jù)C1到C3中任一個的方法，其中確定位置的步驟包括用一個斜蟲的相機收^0f發(fā)射的熒光，并將所^l寸的熒光能量映像到傳感器上。
C5.根據(jù)Cl到C4中任一個的方法，其中鄉(xiāng)玻璃板的步驟包括禾擁下拉工藝?yán)卧摬ＡО?，而且其中該玻璃板是一個連續(xù)移動的玻璃帶。
C6.根據(jù)Cl到C5中任一個的方法，進一步包擬ij用該光束照明第1面，該第1面相對于該光束的傳播方向位于該玻璃板后面，而且其中該第二表面發(fā)熒光。
C7.根據(jù)Cl到C5中任一個的方法，進一步包括利用該光束照明第1面，該第1面相對于該光束的傳播方向位于該玻璃板后面，而且其中該第二表面翻寸該光束，并且確定該散射光的質(zhì)心。
C8.根據(jù)Cl到C7中任一個的方法，其中該玻璃板的溫度等于或高于大約100 。C。
C9.根據(jù)Cl到C8中任一個的方法，其中該玻璃板包括分布于其旨厚度的錫。
C10.根據(jù)C1到C9中任一個的方法，其中照射多個內(nèi)部部分，且確定多個能量質(zhì)心的多個位置。
Cll.根據(jù)C10的方法，其中" 照射該多個內(nèi)部部分。
C12.根據(jù)C10的方法，其中同時照射該多個內(nèi)部部分。CB. —種確定玻璃板形狀的方法，包括
a) 提供一個玻璃板；
b) 將光束射在該玻璃板的預(yù)定位置上，其中該光束包 5^引起該玻璃板的內(nèi)部部分對寸熒光能量的波長；
c) 將該內(nèi)部部分發(fā)射的熒光會遣成像；
e) 確定該發(fā)熒光的內(nèi)部部分的能SM心的位置；
f) 對該玻璃板上的多個位置重復(fù)步驟到b)到e)，以得到多個能量質(zhì)心位置；以及
g) 從該多個能i^iMi置確定該玻璃板的形狀。
C14.根據(jù)C13的方法，其中該光束是激光束。
C15.根據(jù)C13或C14的方法，其中該光束是UV光。
C16.根據(jù)C13到C15中任一個的方法，其中步驟a)包括利用下拉工藝?yán)卧摬ＡО?，而且其中該玻璃板是一，續(xù)移動的波離帶。
C17.根據(jù)C13到C16中任一個的方法，其中該自板的溫度等于或高于大
約100 。C。
C18,根據(jù)C13到C17中任一個的方法，其中該玻璃板包括分布于其齡厚 度的錫。
C19. 一個確定玻璃板形狀的系統(tǒng)，包括
激光器，配置劇各激光束以預(yù)定的角度沿著預(yù)定的發(fā)射向量發(fā)射在玻璃板 上，其中該激光束具有選定波長，其足夠引起該激光束傳播M的該玻璃板的
內(nèi)部部分發(fā)熒光和對寸熒光肯遣，該發(fā)熒光的內(nèi)部部^S括肖讀質(zhì)心；
圖像捕獲裝置，配置成接收該熒光能量且將該熒光能量映像到傳感器上，
其中該傳感器基于該傳麟上的映像熒光能量的4體產(chǎn)生位置信號；以及 處理器，配置成執(zhí)行下列步驟 從該圖像捕獲，接收該位置信號， 確定該圖像捕獲裝置和該^4M心之間的接收向量；以及 基于該^l寸向量和該接收向量，確定該玻璃板的發(fā)熒光內(nèi)部部分中的該能
量質(zhì)心的位置。
C20.根據(jù)C19的系統(tǒng)，其中該圖像捕獲^g是單個的圖像捕獲裝置。 C21.根據(jù)C19或C20的系統(tǒng)，其中引發(fā)該玻璃的多個內(nèi)部部分發(fā)熒光。 C22.根據(jù)C21的系統(tǒng)，其中引發(fā)該多個內(nèi)部部分同時發(fā)熒光。 C23. —種確定物品開沐的方法，包括 提供材料板；
利用光束照射該板的內(nèi)部部分，該光束包括選來弓胞該板的該內(nèi)部部分發(fā) 射熒光肖遣的波長；
確定該發(fā)熒光的內(nèi)部部分的育遣質(zhì)心的位置。
C24.根據(jù)C23的方法，進一步包矛辭,成像系統(tǒng)探測所鄉(xiāng)的熒光能量。 C25.根據(jù)C23或C24的方法，進一步包括照射多個內(nèi)部部分，且確定多個 能量質(zhì)心的位置。
C26.根據(jù)C23到C25中任一個的方法，其中板材料包括，材料。
權(quán)利要求
1.一種確定玻璃板形狀的方法，包括提供玻璃板；利用光束照射該玻璃板的內(nèi)部部分，該光束包括選擇用來引起該玻璃板的內(nèi)部部分發(fā)射熒光能量的波長；以及確定該發(fā)熒光的內(nèi)部部分的能量質(zhì)心的位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述確定位置的步驟包括用^4蟲 的相機收集所魏的熒光，并將所鍋的熒光能量映像到傳麟上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，戶，樹共玻璃板的步驟包括 利用下拉工藝?yán)卧擓i板，該玻璃板離續(xù)移動的玻璃帶。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項的方法，其特征在于，該方法進一步包括 利用光束照明第1面，該第1面位于該玻璃板后面，相對于該光束的傳播 方向，并且該第二表面發(fā)熒光。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項的方法，其特征在于，該方法進一步包括 利用該光束照明第二表面，該第二表面位于該玻璃板后面，相對于該光束的傳 播方向，并且該第1面散射該光束，確定該散射的光的質(zhì)心。
6. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其f寺征在于，該玻璃板包SM布其厚度 的錫。
7. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其特征在于，多個內(nèi)部部分被照射，并 且多個會遣質(zhì)心的多個位置被確定。
8. —個確定玻璃板,的系統(tǒng)，包括激光器，其構(gòu)造劍每激光束以預(yù)定的角度沿著預(yù)定的皿向量對寸在玻璃 板上，其中，該激光束具有選定波長，該波長足以弓胞該激光束傳播透過的玻璃板的內(nèi)部部分發(fā)熒光并，熒光育遣，該發(fā)熒光的內(nèi)部部^m括能量質(zhì)心；圖像捕獲裝置，其構(gòu)造成接收該熒光能量并將該熒光能量映像到傳感器 上，其中，該傳繊基于該傳感器上的映像的熒光育讀的位置產(chǎn)生位置信號； 以及處理器，構(gòu)造成執(zhí)行以下步驟 從該圖像捕獲裝置接收位置信號，確定該圖像捕獲體和該能MM心之間的接收向量；以及 基于該^l寸向量和該接收向量，確定該玻璃板的發(fā)熒光的內(nèi)部部分中的能 量質(zhì)心的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于確定玻璃板的形狀的系統(tǒng)和方法，公開了在形成過程中和/或之后確定玻璃板形狀的系統(tǒng)和方法。在一個例子中，用于確定定義內(nèi)部體積的玻璃板形狀的系統(tǒng)可以包括一個光源、一個圖像捕獲裝置和一個構(gòu)造為計算在該玻璃板塊體的選定部分中的能量質(zhì)心位置的處理器。
文檔編號C03B17/00GK101676232SQ20091020577
公開日2010年3月24日 申請日期2009年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者C·P·安, D·A·韋布, J·A·史密斯, J·P·特賴斯, P·J·威索羅斯基, P·R·勒布朗克 申請人:康寧股份有限公司