CN113272633A - 对用于双折射缺陷的玻璃基基板进行自动化评估的系统与方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于评估玻璃基基板的双折射缺陷的系统和方法。在一个实施例中，方法包括生成该至少一个玻璃基基板的图像，并且确定至少一个透射曲线，其中该透射曲线绘制了透射值相对于沿该至少一个线的位置的关系。该方法进一步包括从该至少一个透射曲线来确定缺陷度量。该方法还包括将该缺陷度量与至少一个标准进行比较。

Description

对用于双折射缺陷的玻璃基基板进行自动化评估的系统与 方法
本申请根据35 U.S.C.§119要求于2019年1月14日提交的美国临时申请序列第62/791,976号的优先权，以及于2018年11月14日提交的美国临时申请序列第62/767,217号的优先权，本申请基于这些临时申请的内容并且这些临时申请的内容通过引用整体并入本文。
领域
本公开大体涉及对用于透射强度变化缺陷的玻璃基(glass-based)基板的评估，更具体地，涉及对用于双折射缺陷的玻璃基基板进行自动化评估的系统与方法。
背景技术
玻璃基基板(诸如玻璃基板或玻璃陶瓷基板)可以用于各种各样的应用中。例如，玻璃基基板可以用作电子设备(诸如智能电话和平板电脑)中的盖玻璃。这些电子设备通常由线性、准线性、圆形和准圆形偏振光背光照明。
电子设备中使用的玻璃基基板的制造过程可能具有非均匀的热分布，该非均匀的热分布导致出现在玻璃基基板内的局部残余应力或双折射。电子设备(诸如智能电话、平板电脑和电视)中使用的此类盖玻璃制品应当具有空间均匀的光透射，以具有高质量的用户体验。当玻璃制品放置在偏振光的源(诸如来自智能电话或平板电脑)和光学偏振器(诸如太阳镜)之间时，偏振光的空间非均匀透射可以由盖玻璃制品中的应力的任何空间变化而引起。因此，双折射缺陷对于电子设备的用户是可见的，特别是在交叉偏振器情况下，诸如用户戴着偏振太阳镜的情况下。一个或多个缺陷区域可能对于用户是可见的，诸如在玻璃基基板的边缘附近。
在示例中，玻璃基基板可以通过轧制(rolling)过程形成。轧制过程就其可以制造的玻璃成分范围而言具有若干优点，但是使用滚轴和传送带成形的接触性质可能导致零件的热控制困难。特别地，轧制制造可以在玻璃制品中产生在主应力的幅度和取向上的空间非均匀的残余应力。轧制玻璃中产生缺陷的基本垂直(即，盖玻璃制品的长轴)带状应力图案产生强度变化为基本垂直带状的缺陷。这些缺陷可能是不期望的。
在生产期间，通常通过人眼操作员在将盖玻璃零件组装到电子设备中之前对每一个盖玻璃零件进行分级(例如，A、B、C、D和F级)检验来检测这些缺陷。然而，此类方法是非常主观的。不同检验员的缺陷等级可能不同，即使是同一检验员，疲劳程度也不同。此类手动检验的另一个缺点是耗时且吞吐量有限。此类定性系统的另一个缺点是，其本质是非定量的，使得很难用于过程控制和改进。
发明内容
在第一实施例中，一种评估至少一个玻璃基基板的方法包括：生成该至少一个玻璃基基板的透射图像，以及沿从该透射图像的第一边缘延伸到该透射图像的第二边缘的至少一个线确定至少一个透射曲线，其中该透射曲线绘制了透射值相对于沿该至少一个线的位置的关系。该方法进一步包括从该至少一个透射曲线来确定缺陷度量。该方法还包括将该缺陷度量与至少一个标准进行比较，以及当该缺陷度量不满足该至少一个标准时拒绝该至少一个玻璃基基板。
在第二实施例中，如第一实施例所述的方法，其中该缺陷度量由缺陷高度除以缺陷宽度来定义。该宽度是基于该至少一个透射曲线的第一感兴趣的点和第二感兴趣的点之间的距离。该高度是极值点和该第一感兴趣的点与该第二感兴趣的点之间的线之间的距离。
在第三实施例中，如第二实施例所述的方法，其特征在于，该缺陷度量的确定进一步包括确定该至少一个透射曲线的一阶导数，该第一感兴趣的点是由该至少一个透射曲线的该一阶导数上的具有最小值的第一位置所确定的第一拐点，并且该第二感兴趣的点是由该至少一个透射曲线的该一阶导数上的具有最大值的第二位置所确定的第二拐点。
在第四实施例中，如第三实施例所述的方法，进一步包括导致显示表示该至少一个透射曲线的该一阶导数的一阶导数图像。
在第五实施例中，如第四实施例所述的方法，其中，该缺陷度量的确定进一步包括确定该至少一个透射曲线的二阶导数，该第一感兴趣的点是由该至少一个透射曲线的该二阶导数与零轴交叉所在的第一位置所确定的第一拐点，该第二感兴趣的点是由该至少一个透射曲线的该二阶导数与零轴交叉所在的第二位置所确定的第二拐点，并且该第一拐点和该第二拐点位于该极值点的相对侧上。
在第六实施例中，如第五实施例所述的方法，进一步包括导致显示表示该至少一个透射曲线的该二阶导数的二阶导数图像。
在第七实施例中，如第二实施例所述的方法，其中，该第一感兴趣的点是当该极值点是最小透射的点时由第一最大透射值定义，或者当该极值点是最大透射的点时由第一最小透射值定义，该第二感兴趣的点是当该极值点是最小透射的点时由第二最大透射值定义，或者当该极值点是最大透射的点时由第二最小透射值定义；并且该第一感兴趣的点和该第二感兴趣的点位于该极值点的相对侧上。
在第八实施例中，如前述实施例所述的方法，其中，通过拍摄该至少一个玻璃基基板的第一图像和在没有该至少一个玻璃基板的情况下的背景的第二图像，并且从该第一图像中减去该第二图像，来生成该至少一个玻璃基基板的该透射图像。
在第九实施例中，如前述实施例所述的方法，其中，该透射图像的生成进一步包括背光照明该至少一个玻璃基基板。
在第十实施例中，如第九实施例所述的方法，其中，该透射图像的生成进一步包括使光从背光灯传播通过第一线性偏振器、通过该至少一个玻璃基基板、通过四分之一波片并且通过第二线性偏振器。
在第十一实施例中，如第十实施例所述的方法，其中，该第一线性偏振器的透射轴为顺时针45度，该四分之一波片的快轴为逆时针45度；并且该第二线性偏振器的透射轴是逆时针45度加上偏移α。
在第十二实施例中，如第一到七实施例所述的方法，其中，该透射图像是至少部分基于玻璃基基板的延迟数据的所计算的透射图像。
在第十三实施例中，如第十二实施例所述的方法，其中，通过以下方式计算所计算的透射图像：测量该玻璃基基板的多个位置处的延迟以生成该延迟数据；以及通过计算设备，从该延迟数据来计算该玻璃基基板的该多个位置中的一个或多个位置处的一个或多个透射值。
在第十四实施例中，如第十三实施例所述的方法，其中，该多个位置为跨该玻璃基基板的整个区域的多个(x，y)位置。
在第十五实施例中，如第十四实施例所述的方法，其中，针对该多个(x，y)位置中的每一个(x，y)位置来计算该一个或多个透射值。
在第十六实施例中，如第十三实施例到十五实施例中任一项所述的方法，其中，针对该多个(x，y)位置中的每一个(x，y)位置来计算该一个或多个透射值。
在第十七实施例中，如第十六实施例所述的方法，其中，至少部分基于光学设置的特性来计算该一个或多个透射值。
在第十八实施例中，如第十七实施例所述的方法，其中，该多个位置中的每一个位置的透射值由以下定义：Tsm(x,y)＝[分析器sm·波片sm·基板(R,θ,x,y)·斯托克斯sm][1]，其中：分析器sm是具有给定透射轴值的理想线性偏振器的Mueller矩阵，波片sm是具有给定幅度和快轴的延迟器的Mueller矩阵，基板(R,θ,x,y)是用于在位置(x,y)处具有所测量的延迟的延迟器的Mueller矩阵，其中该延迟包括延迟幅度R和延迟方位角θ，以及斯托克斯sm是偏振光在预定角度处的斯托克斯矢量。
在第十九实施例中，如第十三实施例所述的方法，其中，该多个位置中的每一个位置的透射值由以下定义：
Figure BDA0003154425210000041
Figure BDA0003154425210000042
[1]，其中
Figure BDA0003154425210000043
是相对于电子设备和该玻璃基基板的线性偏振器的Mueller矩阵，基板(R,θ,x,y)是用于在位置(x,y)处具有所测量的延迟的延迟器的Mueller矩阵，其中该延迟包括延迟幅度R和延迟方位角θ，以及斯托克斯电话是偏振光在预定角度处的斯托克斯矢量。
在第二十实施例中，如前述实施例中任一项所述的方法，其中，该至少一个透射曲线包括多个透射曲线，并且沿从该透射图像的该第一边缘延伸到该第二边缘的多个线来确定该多个透射曲线。
在第二十一实施例中，如第二十实施例中所述的方法，其中，该至少一个透射曲线为该多个透射曲线的平均值。
在第二十二实施例中，如第一到十一、二十和二十一实施例所述的方法，其中，该至少一个玻璃基基板包括多个玻璃基基板；并且该方法进一步包括在生成该至少一个玻璃基基板的该透射图像之前堆叠该多个玻璃基基板。
在第二十三实施例中，如第二十二实施例中所述的方法，其中，该多个玻璃基基板从玻璃基片材分离。
在第二十四实施例中，如第二十三实施例中所述的方法，其中，该多个玻璃基基板与该玻璃基片材共享公共边缘。
在第二十五实施例中，如第二十三实施例中所述的方法，其中，该多个玻璃基基板在该玻璃基片材的公共列内。
在第二十六实施例中，一种用于评估至少一个玻璃基基板的系统包括一个或多个处理器，以及计算机可读介质，该计算机可读介质存储计算机可执行指令，当由该一个或多个处理器执行时，使得该一个或多个处理器生成该至少一个玻璃基基板的透射图像，沿从该透射图像的第一边缘延伸到该透射图像的第二边缘的至少一个线确定至少一个透射曲线，其中该透射曲线绘制了透射值相对于沿该至少一个线的位置的关系。该计算机可执行指令进一步使得该处理器将该缺陷度量与至少一个标准进行比较。
在第二十七实施例中，如第二十六实施例中所述的系统，其中，该计算机可执行指令进一步使得该处理器从该至少一个透射曲线来确定缺陷度量，并且该缺陷度量由缺陷高度除以缺陷宽度来定义。该宽度是基于该至少一个透射曲线的第一感兴趣的点和第二感兴趣的点之间的距离。该高度是极值点和该第一感兴趣的点与该第二感兴趣的点之间的线之间的距离。
在第二十八实施例中，如第二十七实施例所述的系统，其中，通过确定该至少一个透射曲线的一阶导数来确定该缺陷度量，该第一感兴趣的点是由该至少一个透射曲线的该一阶导数上的具有最小值的第一位置所确定的第一拐点，该第二感兴趣的点是由该至少一个透射曲线的该一阶导数上的具有最大值的第二位置所确定的第二拐点，并且该第一拐点和该第二拐点位于该极值点的相对侧上。
在第二十九实施例中，如第二十八实施例所述的系统，其中，该计算机可执行指令进一步使得该一个或多个处理器为显示器提供一阶导数图像，该一阶导数图像表示该至少一个透射曲线的该一阶导数。
在第三十实施例中，如第二十七实施例所述的系统，其中，通过确定该至少一个透射曲线的二阶导数来进一步确定该缺陷度量，该第一感兴趣的点是由该至少一个透射曲线的该二阶导数与零轴交叉所在的第一位置所确定的第一拐点，该第二感兴趣的点是由该至少一个透射曲线的该二阶导数与零轴交叉所在的第二位置所确定的第二拐点，并且该第一拐点和该第二拐点位于该极值点的相对侧上。
在第三十一实施例中，如第三十实施例所述的系统，其中，该计算机可执行指令进一步使得该一个或多个处理器准备显示二阶导数图像，该二阶导数图像表示该至少一个透射曲线的该二阶导数。
在第三十二实施例中，如第十七实施例所述的系统，其中，该第一感兴趣的点由第一最大透射值定义，该第二感兴趣的点由第二最大透射值定义，该第一感兴趣的点和该第二感兴趣的点位于该极值点的相对侧上。
在第三十三实施例中，如第二十七到三十二实施例中任一项所述的系统，其中，通过拍摄该至少一个玻璃基基板的第一图像和在没有该至少一个玻璃基板的情况下的背景的第二图像，并且从该第一图像中减去该第二图像，来生成该至少一个玻璃基基板的该透射图像。
在第三十四实施例中，如第二十七到三十二实施例中任一项所述的系统，其中，该系统进一步包括用于背光照明该至少一个玻璃基基板的背光灯。
在第三十五实施例中，如第三十四实施例所述的系统，其中，该系统进一步包括第一线性偏振器、四分之一波片和第二线性偏振器。
在第三十六实施例中，如第三十五实施例所述的系统，其中，该第一线性偏振器的透射轴为顺时针45度，该四分之一波片的快轴为逆时针45度，并且该第二线性偏振器的透射轴是逆时针45度加上偏移α。
在第三十七实施例中，如第二十七到三十二实施例中任一项所述的系统，其中，该透射图像是至少部分基于玻璃基基板的延迟数据的所计算的透射图像。
在第三十八实施例中，如第三十七实施例所述的系统，其中，通过以下方式计算所计算的透射图像：测量该玻璃基基板的多个位置处的延迟以生成该延迟数据，以及通过计算设备，从该延迟数据来计算该玻璃基基板的该多个位置中的一个或多个位置处的一个或多个透射值。
在第三十九实施例中，如第三十九实施例所述的系统，其中，该多个位置为跨该玻璃基基板的整个区域的多个(x，y)位置。
在第四十实施例中，如第三十九实施例所述的系统，其中，其中，针对该多个(x，y)位置中的每一个(x，y)位置来计算该一个或多个透射值。
在第四十一实施例中，如第三十八到四十实施例中任一项所述的系统，其中，针对该多个(x，y)位置中的每一个(x，y)位置来计算该一个或多个透射值。
在第四十二实施例中，如第四十一实施例所述的系统，其中，至少部分基于光学设置的特性来计算该一个或多个透射值。
在第四十三实施例中，如第四十二实施例所述的系统，其中，该多个位置中的每一个位置的透射值由以下定义：Tsm(x,y)＝[分析器sm·波片sm·基板(R,θ,x,y)·斯托克斯sm][1]，其中：分析器sm是具有给定透射轴值的理想线性偏振器的Mueller矩阵，波片sm是具有给定幅度和快轴的延迟器的Mueller矩阵，基板(R,θ,x,y)是用于在位置(x，y)处具有所测量的延迟的延迟器的Mueller矩阵，其中该延迟包括延迟幅度R和延迟方位角θ，以及斯托克斯sm是偏振光在预定角度处的斯托克斯矢量。
在第四十四实施例中，如第三十八实施例所述的系统，其中，该多个位置中的每一个位置的透射值由以下定义：
Figure BDA0003154425210000071
Figure BDA0003154425210000072
[1]，其中
Figure BDA0003154425210000073
是相对于电子设备和该玻璃基基板的线性偏振器的Mueller矩阵，基板(R,θ,x,y)是用于在位置(x，y)处具有所测量的延迟的延迟器的Mueller矩阵，其中该延迟包括延迟幅度R和延迟方位角θ，以及斯托克斯电话是偏振光在预定角度处的斯托克斯矢量。
在第四十五实施例中，如第二十七到四十四实施例中任一项所述的系统，其中，该至少一个透射曲线包括多个透射曲线，并且沿从该透射图像的该第一边缘延伸到该第二边缘的多个线来确定该多个透射曲线。
在第四十六实施例中，如第四十五实施例中所述的系统，其中，该至少一个透射曲线包括该多个透射曲线的平均值。
在第四十七实施例中，如第二十七到三十六、四十五和四十六实施例中任一项所述的系统，其中，该至少一个玻璃基基板包括堆叠布置的多个玻璃基基板。
在第四十八实施例中，如第四十七实施例中所述的系统，其中，该多个玻璃基基板从玻璃基片材分离。
在第四十九实施例中，如第四十八实施例中所述的系统，其中，该多个玻璃基基板与该玻璃基片材共享公共边缘。
在第五十实施例中，如第四十八实施例中所述的系统，其中，该多个玻璃基基板在该玻璃基片材的公共列内。
本文所公开的实施例的附加特征和优点将在以下具体实施方式中阐述，并且将部分地从所述描述中对本领域的技术人员变得显而易见，或可通过实践本文所描述的实施例，包括下文的具体实施方式、权利要求书以及附图而被认识。
应当理解的是，以上一般描述和以下详细描述两者描述了各种实施例，并且它们旨在提供用于理解所要求保护的主题的本质和特性的概观或框架。附图被包括以提供对各个实施例的进一步的理解，并且附图被结合到本说明书中并构成说明书的一部分。附图示出本文所述的各个实施例，并与说明书一起用于说明所要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
附图中阐述的实施例本质上是说明性的和示例性的，并且不旨在限制由权利要求所限定的主题。当结合以下附图阅读时，可以理解对说明性实施例的以下详细描述，其中，用类似的附图标记指示类似的结构，并且其中：
图1描绘了在薄化处理之前具有双折射缺陷的示例非强化玻璃基板的数字图像；
图2示意性地描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的用于评估玻璃基基板中的空间缺陷的示例光学设置；
图3A描绘了具有双折射缺陷的玻璃基基板的一部分的数字图像；
图3B描绘了没有用作背景图像的玻璃基基板的情况下来自光学设置的数字图像；
图3C描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的图3A的数字图像减去图3C的背景图像的数字图像；
图3D描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的示出了当基于第一主曲率符号的位置改变时缺陷边界的检测的数字图像；
图3E描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的具有高亮显示的高曲率区域的数字图像；
图4A描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的具有双折射缺陷的玻璃基基板的数字图像和该数字图像的横截面透射剖面图；
图4B描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的数字图像和图4A的数字图像的一阶导数的横截面透射剖面图；
图4C描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的数字图像和图4A的数字图像的二阶导数的横截面透射剖面图；
图5描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的图4A-图4C的横截面透射剖面图；
图6图形地描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的缺陷度量的示例计算；
图7A描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的具有双折射缺陷和示出了缺陷度量测量的边界的垂直线的玻璃基基板的数字图像；
图7B图形地描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的缺陷度量的示例计算；
图8图形地描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的玻璃基片内的多个玻璃基制品；
图9描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的确定玻璃基基板的缺陷度量的示例过程的流程图；
图10A描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的样本的延迟幅度图；
图10B描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的另一个样本的延迟幅度图；
图11A描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的图10A的样本的延迟方位角图；
图11B描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的图10B的样本的延迟方位角图；
图12A描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的针对图10A和图11A的样本所计算的透射值的透射图；
图12B描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的针对图10B和图11B的样本所计算的透射值的透射图；
图13图形地描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的针对玻璃基板的横截面的所测量的延迟幅度和方位角；
图14描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的具有四个样本玻璃基板盖的智能电话从所测量的延迟和方位角以各种角度通过偏振器观看的透射图图像；
图15图形地描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的用于定量地评估玻璃基基板的透射强度变化缺陷的示例过程的流程图；以及
图16描绘了根据本文所描述和所图示的一个或多个实施例的用于评估玻璃基基板的双折射缺陷的计算机系统；
具体实施方式
大致参考附图，本公开的实施例针对用于使用量化方法估计双折射缺陷的自动化视觉检验系统和方法。本文所描述的实施例通过以用于对玻璃基样本成像的光学设置处理样本图像来标识双折射图案。光学设置是偏振成像系统，该偏振成像系统可以包括但不限于空间应力双折射测量系统、偏振光显微镜或偏振镜。通常，光学设置根据玻璃基基板内的应力图案(即，双折射缺陷)提供空间强度差。
延迟是沿穿透(traverse)玻璃基基板的光束路径作用的双折射缺陷的综合效应。当入射光束为线偏振时，偏振光的两个正交分量将以相位差(被称为延迟)离开样本。双折射缺陷在基于样本的光学设置的图像中显示为较暗/较亮的段。
电子显示设备(诸如智能电话、平板电脑和电视)正面的盖玻璃制品应当具有空间均匀的光透射，以提供最高质量的用户体验。当玻璃制品放置在偏振光的源(诸如智能电话或平板电脑)和光学偏振器(例如，太阳镜)之间时，偏振光的空间非均匀透射可以由盖玻璃制品中的应力的任何空间变化而引起。例如，用于通过轧制过程制造盖玻璃零件的玻璃片具有在主应力的幅度和取向上空间非均匀的残余应力。玻璃中的线性带状应力图案可能产生双折射缺陷(例如，当通过光学偏振器观察时强度变化的线性带)，这可能对于一些人是不期望的。关于双折射缺陷和用于减少双折射缺陷的方法的附加信息在与2018年10月19日提交的美国专利第62/747,787号中提供，其内容通过引用整体并入本文。
通常通过人眼操作员在将盖玻璃零件组装到智能电话中之前对每一个盖玻璃零件进行分级(例如，A、B、C、D和F级)检验来检测这些缺陷。在一个示例中，每一个最终零件(即，通过强化过程被减薄/抛光和/或强化的零件)被放置在适当设计和启发式地配置的光学设置中，诸如偏振应力计。偏振应力计的示例是PSV590，其由中国苏州PTC光学仪器有限公司销售。检验系统的光学设计和配置产生并操纵光进出样本的准正入射偏振状态，以将带的可见度最大化。
本公开的实施例涉及测量玻璃基基板的双折射缺陷并基于缺陷度量对玻璃基基板进行量化以接受或拒绝玻璃基基板的系统和方法。双折射缺陷的图案在低频范围内是平滑且渐变的。这种变化可以用图像曲率来表示。图像剖面的一阶导数和/或二阶导数允许对双折射缺陷进行表征，并允许确定对比度的级别。
在实施例中，通过离开图像的第一主曲率来计算图像曲率变化，并且图像曲率变化表示可以由人眼检测的强度梯度的变化。由于玻璃轧制过程的特点，双折射缺陷的应力带沿轧制过程的方向以1D带形状生成。因此，图像剖面的一阶导数和二阶导数仅依赖于沿轧制过程的方向的1D剖面数据。剖面是样本图像在垂直于轧制过程的方向上的平均值。
一阶导数信息和/或二阶导数信息用于定义局部最大点(或最小点)和附近的拐点，它们是用于定义缺陷度量的兴趣点。局部最大(或最小)点和两个拐点之间的图像强度变化与两个拐点之间的距离的比率是缺陷度量的一个非限制性示例。
下面详细描述了用于使用缺陷度量来定量地评估玻璃基基板的双折射缺陷的系统和方法的各种实施例。
如本文所使用的，术语“玻璃基基板”包括玻璃材料和玻璃陶瓷材料。在一些实施例中，玻璃基基板不包括锂。作为非限制性示例，玻璃基基板是碱铝硅酸盐玻璃材料。
图1示出了通过图2示意性地描绘并在下文所描述的PSV590偏振应力计光学设置观看的在轧制过程之后通过五个1.1mm厚的碱铝硅酸盐玻璃基板的强度变化的数字图像100A-100E。强度变化产生明显的线性双折射缺陷110，该线性双折射缺陷110与用于形成玻璃基板的轧制过程的行进方向平行。形成薄(例如，厚度小于5mm)玻璃基片的快速冷却速率和轧制过程的接触性质导致一些残余应力，这些残余应力产生双折射缺陷。图1A所示的双折射缺陷110可能是不期望的，特别是当通过偏振器(诸如偏振太阳镜)观看时。
注意，图1中的强度变化中的一些是由于来自周围环境的反射引起的。图1中的可见圆形图案来自光学设置本身。在一些情况下，相机和持有相机的手的反射是可见的。这些强度变化不是应力引起的缺陷。
在随后的处理步骤之后，双折射缺陷的外观改变。在大多数情况下，强度级别在后续处理步骤之后实际上降低。
图2示意性地描绘了光学设置120，该光学设置120用于产生本文所公开的玻璃基基板中的透射强度变化的示例图像。特别地，图2示出了PSV590系统中的光学元件的序列。应当理解，实施例不限于图2所描绘的PSV590系统或特定光学设置120。光学设置120包括光源122(在本示例中为黄色光源(波长＝590nm，亮度＝120cd/m2))，接着是具有相对于y轴成+45度角取向的偏振平面的固定线性偏振器124。(Y轴是连接PSV590的刻度盘顶部上的0度和180度标记的线，+45是在顺时针方向上)。将被测试的样本玻璃基基板100放置在固定线性偏振器124之后，接着是四分之一波片126(在本示例中，对于590nm波长光源，延迟＝138nm)，其中该四分之一波片126的快轴沿-45°取向。实施例不限于四分之一波片，因为可以使用半波片。最后，存在旋转线性偏振器128，该旋转线性偏振器128在0度或180度的刻度盘位置处与固定偏振器交叉。对于图1的图像，刻度盘被设置为175度以将系统检测缺陷的能力最大化。被测试的玻璃基基板100可以由成像系统130(例如，数码相机)观看。成像系统130产生用于评估玻璃基基板100的数字图像。
上文所描述的和图2中所示的PSV590光学设置120只是可以用于检测玻璃基基板中的应力双折射缺陷的光学设置的示例。其他配置也是可能的。例如，旋转线性偏振器128的角度可以与上文所描述的不同。在其他变型中，光源122可以是在不同波长下可以是单色的，或者光源122可以具有连续波长光谱(例如，白光)。作为另一个非限制性示例，苏州PTC光学仪器有限公司销售的PSV413系统具有白色光源。
此外，又一个检测系统可以在固定线性偏振器124与玻璃基基板100之间具有相对于固定线性偏振器124呈45度角的四分之一波片126，从而产生圆形偏振光，该圆形偏振光首先通过被测试的玻璃基基板100，然后通过旋转线性偏振器128。另一个检测系统可以将测试样本放置在两个线性偏振器之间。
图3A是使用图2所示的光学设置120拍摄的具有双折射缺陷110的玻璃基基板100的一部分的数字图像。图3B是在没有玻璃基基板100的情况下使用图2的光学设置120拍摄的另一个数字图像。图3B的图像可以任选地用作从图3A的图像中减去的背景图像，如图3C的结果数字图像中所示。该背景减法是一种用于去除不需要的环境光的图像处理技术。然而，应当理解，在其他实施例中可以不使用背景减法。
图3D是示出了当基于第一主曲率符号的位置(即，第一主曲率与零交叉的位置)改变时缺陷边界的检测的数字图像。输入图像缩小到感兴趣的区域115，并且图像的主曲率如图3D所示进行计算，从而示出了缺陷区域110′。图像中的每一个x，y位置具有透射值(例如，0-255)。透射值用于计算数字图像的主曲率。高曲率区域110″利用阈值方法突出显示和分割(图3E)。
图4A-图4C图示了用于使用透射图像的横截面剖面及其一阶导数或二阶导数来计算缺陷方法的示例过程。图4A描绘了具有双折射缺陷110的玻璃基基板的数字图像150，该双折射缺陷110是沿轧制过程的方向(即，沿y轴)的垂直带。图4A还描绘了数字图像150在垂直于轧制方向的方向(即，沿x轴)上的横截面透射剖面图152。横截面透射剖面图152包括沿玻璃基基板100的x轴绘制y轴上的透射值的透射曲线140。作为非限制性示例，透射值可以在0-255的范围内，其中0是最低强度的透射值，255是最高强度的透射值。注意，透射曲线140可以基于沿图像的单个横截面(即，从图像的第一边缘到第二边缘的单个线)的透射值，或者基于图像的若干个横截面的平均值。图4A的示例透射曲线140具有图像最暗处的最小透射值142(即，最小点)。在该示例中，最小透射值142出现在沿x轴的近似250mm处。这是极值点142。注意，如图4A所示，取决于光学设置120中玻璃基基板的取向，双折射缺陷110可以呈现为亮的而不是暗的。在此类情况下，可以确定最大透射值而不是最小透射值。因此，取决于玻璃基基板的取向，极值点可以是最大透射值而不是最小透射值。
图4B示出了图4A的数字图像的一阶导数的图像150′。一阶导数利用垂直方向的高斯导数函数进行处理。关于高斯导数函数的附加信息，请参见Young,Richard A.，RonaldM.Lesperance，和W.Weston Meyer所著的“The Gaussian derivative model forspatial-temporal vision:I.Cortical model”Spatial vision 14.3(2001):261-319，以及前端视觉与多尺度图像分析中高斯导数，计算成像与视觉，第27卷，Springer,Dordrecht(2003)。因此，利用单向(即，垂直于带模式方向)高斯导数方法来处理图像。图4B还图示了沿与图4A相同的线(或线的平均值)的一阶导数横截面透射剖面图152′。一阶导数横截面透射剖面图152′包括具有最小值155和最大值156的一阶导数透射曲线140′。
图4C示出了图4A的数字图像的二阶导数的图像150″。二阶导数利用垂直方向的高斯导数函数进行处理。图4B还图示了沿与图4A和图4B相同的线(或线的平均值)的二阶导数横截面透射剖面图152″。二阶导数横截面透射剖面图152″包括二阶导数透射曲线140″.
本文所描述的实施例通过估计第一主曲率改变符号处的两个拐点(即，感兴趣的点)和横截面剖面上的极值点(最小或最大)来确定缺陷度量。
图5示出了沿相应的x轴对准的图4A-图4C的图形152、152′和152″。中心垂直线160在一阶导数透射曲线140的最小点142和一阶导数透射曲线140’的零交叉点153之间延伸。零交叉点153是一阶导数透射曲线140′改变符号的地方。左垂直线161在一阶导数透射曲线140′的最小点155和二阶导数透射曲线140″的第一零交叉点151之间延伸。右垂直线162在一阶导数透射曲线140′的最大点156和二阶导数透射曲线140″的第二零交叉之间延伸。
确定第一感兴趣的点和第二感兴趣的点。作为示例，第一感兴趣的点是透射曲线140上的第一拐点141，该第一拐点141由第一零交叉点的x轴位置确定(即，左垂直线161与透射曲线140交叉的位置)。第二感兴趣的点是透射曲线140上的第二拐点143，该第二拐点143由第二零交叉点的x轴位置确定(即，右垂直线162与透射曲线140交叉的位置)。替代地，第一拐点141可以由一阶导数透射曲线140′上的最小点155的x轴位置确定，并且第二拐点143可以由一阶导数透射曲线140′上的最大点155的x轴位置确定。
第一拐点141和第二拐点143以及峰值(即，最小点142)用于计算缺陷度量。缺陷度量可以以多种方式进行计算。在一个非限制性示例中，缺陷度量来自高宽比，该高宽比由由第一拐点141和第二拐点143和最小点142形成的三角形所定义。
图5的透射剖面图152示出了由透射曲线140上的第一拐点141和第二拐点143以及最小点142形成的三角形148。图6示出了透射曲线140上的三角形148的特写视图。三角形由最小点142和第一拐点141之间的段145、第一拐点141和第二拐点143之间的段144、以及第二拐点143和最小点142之间的段146所定义。通过三角形148的高度h和三角形148的宽度w来计算缺陷度量。在所图示的实施例中，高度h由从最小点142(或在一些情况下，最大点)到垂直线和段144之间的交点的垂直线来确定。在其他实施例中，高度h由沿与段144正交的线从最小点142到线与段144之间的交点的距离来确定。宽度w由段144的长度(即，第一拐点141和第二拐点143之间的距离)来确定。
下表1包括根据人眼检验的不同强度的缺陷的缺陷度量值(A为最亮，D为最暗)。度量单位为“强度/像素”。
表1
(A) (B) (C) (D)
缺陷度量 10.3x e-3 19.6x e-3 40.9x e-3 42.4x e-3
阈值(例如，>40x e-3，或者更保守地>20x e-3)可以用作强度差与两个拐点之间的宽度的比率的拒绝标准。因此，通过利用自动化的客观缺陷度量方法，可以极大地改进评估过程，而不是依赖于主观的人类检验。
在本文所描述的实施例中，可以以其他方式确定缺陷度量。作为另一个示例，可以使用来自如图7A和图7B所示的透射曲线140的局部最大透射值来计算缺陷度量。图7A示出了图4A的数字图像，其中线180示出了缺陷110的中心线，线181和线182分别示出了拐点141、拐点143的位置，并且线183和线184示出了透射曲线140的局部最大透射点171、173(作为第一感兴趣的点和第二感兴趣的点)的位置，如图7B所示。参考图7B，局部最大透射点171、173位于最小透射值142的相对侧。三角形178由连接局部最大透射点171、173的切线、连接最小点142到局部最大点171(即，第一感兴趣的点)的段175和连接最小点142到局部最大点173(即，第二感兴趣的点)的段177形成。因此，三角形178大于三角形148；然而，三角形178应当产生类似于三角形148的高度h与宽度w的比率。可以以与三角形148相同的方式从三角形178计算缺陷度量。
电子设备中用作盖玻璃的玻璃基基板通常通过离子交换过程进行化学强化。由于玻璃基基板在离子交换浴中暴露于高温，因此在离子交换过程后不久所评估的玻璃基基板可能具有热梯度。热梯度可能会影响玻璃基基板内的应力分布，从而影响缺陷度量。表2比较了在环境温度和40℃下针对四个样本所计算的缺陷度量。样本与上表1中所提供的相同。
表2
Figure BDA0003154425210000171
表2示出了即使在玻璃基基板中可能存在小的热梯度时，缺陷度量仍然有效。因此，即使在温度稍微升高的玻璃基基板中存在由热梯度引起的瞬态应力，对缺陷度量的影响也可以忽略不计。例如，热梯度可能在轧制过程之后出现。因此，当玻璃基基板在尚未平衡至室温时可能存在一些热梯度时，可以在线(即，在轧制流水线上)使用本文所描述的方法。
在一些实施例中，可以同时评估多个玻璃基基板的堆叠。单个玻璃基基板可以在轧制过程之后通过分离方法从母片分离。图8示意性地图示了具有宽度W和长度L的玻璃基片材800的俯视图。该片通过在与图8所示的玻璃基片材800的长度L平行的方向上轧制玻璃基材料而形成。片材800随后将沿切割线DL被分成多个玻璃基制品801A-801L。非限制性切割方法包括通过使用划线刀片或通过激光加工进行机械分离。
如图8所示，第一质量区域807A接近片材800的第一边缘803A，第二质量区域807B接近片材800的第二边缘803B。第一质量区域807A和第二质量区域807B是片材800的区域，该第一质量区域807A和第二质量区域807B被从片材800上修整以去除在板材制造过程中可能产生的缺陷。例如，片材800的处理可在第一质量区域807A和第二质量区域807B中执行，并且此类处理可能创造不期望的缺陷。缺陷也可能是由于边缘效应。例如，第一质量区域807A和第二质量区域807B可以通过刀片或激光加工进行机械修整。
第一质量区域807A和第二质量区域807B具有厚度T。因此，当片材800被修整时，该片材800具有W–2T的总宽度。作为非限制性示例，片材800的初始宽度W为250mm，并且第一质量区域807A和第二质量区域807B的厚度各为10mm，从而在修整处理之后留下230mm的修整宽度。作为另一个非限制性示例，片材800的初始宽度W为280mm，并且第一质量区域807A和第二质量区域1107B的厚度各为25mm，从而在修整处理之后留下230mm的修整宽度。应当理解，在一些实施例中，第一质量区域807A和第二质量区域807B的厚度可能不相等，或者在一些实施例中可能不存在质量区域。
由于如上文所描述的轧制过程或其他原因，片材800内的应力既可能存在于片材800的边缘附近，也可能存在于片材800的内部。该应力可能导致如上文所描述的双折射缺陷。如上文所陈述的，双折射缺陷目前垂直于轧制方向(长度L)。因此，在类似x轴位置的多个分离的玻璃基制品801A-801L中可能存在双折射缺陷。例如，一个或多个双折射缺陷(图8中未示出)可以垂直地延伸(即，沿玻璃基片材800的长度L)穿过第一公共列805A中的玻璃基制品801A、801D、801G和801J。类似地，一个或多个双折射缺陷可以垂直地延伸穿过第二公共列805B中的玻璃基制品801B、801E、801H和801K，并且一个或多个双折射缺陷可以垂直地延伸穿过第三公共列805C中的玻璃基制品801C、801F、801I和801L。相应的列中的玻璃制品共享公共的边缘。
由于双折射缺陷存在于相应的列805A-805C内的玻璃基制品的类似x轴位置(即，沿玻璃基片材800的宽度W)，因此可以在光学设置120中堆叠列805A-805C并同时评估。例如，玻璃基制品801A、801D、801G和801J可以堆叠在光学设置120中。玻璃基制品801A、801D、801G和801J内的双折射缺陷通常可以彼此大致对准且叠在彼此上方。堆叠的玻璃基制品801A、801D、801G和801J可以由于对比度增加而导致累积双折射缺陷更加可见。
可以为堆叠的玻璃基制品计算一个或多个缺陷度量以增加评估吞吐量。如果需要，也可以单独评估单个玻璃基制品(本文中也称为玻璃基基板)。在一些实施例中，可以一次性评估玻璃基片的玻璃基制品中的全部，使得可对照一个或多个度量对整个片进行量化。
现在参考图9，示出了用于评估玻璃基基板的示例过程的流程图。在框900处，通过光学设置来生成玻璃基基板的图像。在图2中提供了示例光学设置。该图像是玻璃基基板的偏振图像，示出了存在任何双折射缺陷。接下来，在框902处，沿从图像的第一边缘到图像的第二边缘的至少一个线确定透射强度值的透射曲线。该至少一个线的方向可以垂直于玻璃基基板的制造过程的轧制方向。该至少一个线可以是一个横截面线，或者在不同的y轴(即，与轧制方向平行的轴)位置处的多个横截面线的平均值。
在框904处，根据透射曲线来确定缺陷度量。在示例中，缺陷度量由缺陷高度h除以缺陷宽度w来定义。宽度w是至少一个透射曲线的第一拐点和第二拐点之间的距离，高度h是极值点和第一拐点与第二拐点之间的拐点线之间的距离。在框906处，将缺陷度量与至少一个标准(例如阈值)进行比较。在框908处，确定缺陷度量是否满足至少一个标准。如果是，则可以在框912处接受玻璃基基板，且该过程在框916处结束。如果不是，则可以在框910处拒绝玻璃基基板，且该过程在框916处结束。
上文所描述的示例利用由光学设置(例如图2所示的光学设置120(例如PSV590系统)测量的(x、y)位置的透射图像的透射值导出的透射曲线。然而，各实施例不限于此。作为另一个示例，玻璃基基板的(x，y)位置处的透射值可以从玻璃基基板的延迟数据而不是通过使用光学设置的直接成像方法导出。通过不对玻璃基基板直接成像来导出透射值可以减少图像伪影(诸如眩光)，并且还可以增加制造吞吐量，因为玻璃基基板不需要由光学设置单独成像。
更具体地，方法可以对用于评估玻璃基基板的透射强度变化(诸如本文所描述的双折射缺陷)的光学设置进行建模。这些模型表征光学设置，并在评估中的玻璃基基板100的多个位置(即，(x，y)位置)处接收延迟数据作为输入。模型的输出是多个位置处的透射值T。透射值T随后可以用于通过缺陷度量来量化地表征玻璃基基板100，以如上文所描述地接受或拒绝玻璃基基板100。
在玻璃基基板100的各个位置处的延迟数据被用作到一个或多个光学设置的模型中的输入。延迟数据的每一个延迟测量具有延迟幅度R和方位角θ。延迟是沿穿透玻璃基基板的光束路径作用的双折射缺陷的综合效应。当入射光束为线偏振时，偏振光的两个正交分量将以相位差(被称为延迟)离开样本。可以使用任何方法来确定跨玻璃基基板100的延迟。例如，玻璃基基板的延迟可以通过应变测量系统来测量。作为非限制性示例，玻璃基基板的延迟可以由威斯康星州麦迪逊的应力光电子公司销售(Stress Photonics Inc.ofMadison,Wisconsin)的GFP1400进行测量。类似的测量可以用其他系统进行，例如商用系统(由Axometrics，Inc.销售的系统)或定制系统。
图10A和图10B示出了图像1000A、1000B，该图像1000A、1000B描绘了跨两个不同的示例玻璃基板的位置处的延迟幅度R。图11A和11B示出了图像1100A、1100B，该图像1100A、1100B描绘了跨如图10A和10B中所示的图像1000A、1000B的相同的两个示例玻璃基板上的方位角。图10A、图10B、图11A和图11B的延迟数据的测量由GFP1400系统提供。
延迟数据用于创建透射函数T(R，θ，x，y)，其中T是透射，R是延迟幅度，θ是在位置(x，y)(即，方位角)处的盖玻璃部件的快轴的取向。可以使用Mueller微积分从玻璃基基板的所测量的延迟来执行透射T值的计算，其中T是斯托克斯矢量的第一分量，即，总透射。应该注意，相同的计算也可以使用Jones微积分或其他形式的偏振光计算来完成。本文使用所测量的零件的坐标系：右手坐标系，x为短轴，y为长轴，0°沿正x轴，90°沿正y轴。
透射函数基于用于物理地评估被测试的玻璃基基板的光学设置。在实施例中，可能永远不会使用光学设置(诸如如图2所描绘的光学设置)对玻璃基基板进行物理评估。在此类实施例中，可以仅使用所测量的延迟、透射值和基于该透射值的缺陷度量来评估玻璃基基板。
PSV590系统的示例透射函数如下：
Tsm(x,y)＝[分析器sm·波片sm·基板(R,θ,x,y)·斯托克斯sm][1]，等式(1)
对于图2的PSV590配置，斯托克斯sm是45°线偏振光的斯托克斯矢量：
Figure BDA0003154425210000211
波片sm是具有幅度和快轴的延迟器(retarder)的Mueller矩阵，该Mueller矩阵具有图2的光学设置的所测量的值：
Figure BDA0003154425210000212
分析器sm是具有如图2所示的透射轴值的理想线性偏振器的Mueller矩阵：
Figure BDA0003154425210000213
盖玻片(R，θ，x，y)是延迟器的Mueller矩阵，该Mueller矩阵具有盖玻璃部件的位置(x，y)处的所测量的值R，θ：
Figure BDA0003154425210000221
使用等式(0)-(5)中详细说明的分量来执行等式(1)的矩阵乘法给出了：
Tsm(x，y)＝0.00759612+(.492404-.492404cos(R))cos(2θ)2+((-0.00876809cos(R)+0.00876809)sin(2θ)-0.0863802sin(R))cos(2θ)，等式(6)
例如，由等式(1)给出的透射函数和由等式(2)-等式(5)给出的分量被用于使用玻璃基基板的延迟测量来创建玻璃基基板的透射强度的透射图像(例如，如图10A、图10B、图11A和图11B所示)。使用所计算的透射值，确定玻璃基基板的所计算的透射图像。图12A示出了具有图10A和图11A的延迟数据的玻璃基板的所计算的透射图像1200A，并且图12B示出了具有图10B和图11B的延迟数据的玻璃基板的所计算的透射图像1200B。在所计算的图像中再现了透射强度变化以及感兴趣的缺陷。注意，偏振特性的空间变化的唯一成分是所测量的玻璃基板；其他部件没有。因此，由此计算的带对比度具有最高的可能对比度。有利地，当利用光学设置时，所计算的透射图缺少相机图像中由于反射和环境光而产生的一些伪影。这样就更容易“看到”不太尖锐的缺陷。另一个优点是对强度变化的量化，该量化可以使用如上文所描述的一个或多个缺陷度量来对缺陷进行量化。结果不受环境光水平和反射的影响，也不受仪器的偏振分量的空间或波长变化的影响。通过在软件中包括适于每一种情况的偏振公式，可以使用给定零件的单组延迟测量来计算不同光学配置和缺陷类型的透射强度的图。
图13图形地图示了通过延迟幅度和取向的相关调制来创建可见带。曲线1300是延迟幅度(nm)，曲线1302是样本玻璃基板的x位置上的取向(rad)。延迟幅度梯度和尖锐步状取向变化示出了可视性度量可以通过包含用于周期/程度对比敏感度的人类视觉模型来进一步细化。
图14描绘了智能电话的所计算的透射图像，其中从四个盖玻璃部件的所测量的延迟和方位角以各种角度通过偏振器观看盖玻璃样本。在该情况下，使用类似但不同的光学配置和所测量的盖玻璃部件延迟。针对太阳镜/盖玻璃/智能电话配置，T电话被计算为：
T电话(R，θ，x，y)＝[分析器φ·盖玻璃(R，θ，x，y)·斯托克斯电话]，等式(7)
Figure BDA0003154425210000234
是线性偏振器在相对于智能电话和盖玻璃的旋转角度
Figure BDA0003154425210000235
下的Mueller矩阵：
Figure BDA0003154425210000231
盖玻璃(R，θ，x，y)与上述等式(5)相同。斯托克斯电话是视情况而定的感兴趣的或理想的偏振分量的所测量的斯托克斯矢量的空间平均值。对于图14的示例盖玻璃部件感兴趣的特定智能电话的情况，发现理想圆偏振器与测量和观察结果非常一致。利用本段中针对
Figure BDA0003154425210000232
的情况所描述的分量来执行将等式(7)的矩阵乘法给出了：
Figure BDA0003154425210000233
图14示出了带可见度非常强烈地依赖于太阳镜(分析器)角度。主应力轴取向的变化将针对分析器角度给出相对应的变化，以具有最大缺陷可见度。本公开的实施例可以利用一组测量而不仅仅是一个特定取向来确定盖玻璃中任何主应力轴取向的最大缺陷可见度，类似于光学部件的固定配置的检验方法。
现在参考图15，图示了使用延迟数据来计算透射值的、用于评估玻璃基基板的强度变化(诸如双折射缺陷)的示例方法的流程图。在框1502处，在多个(x，y)位置处测量玻璃基基板的延迟。延迟测量具有延迟幅度分量和方位角分量。例如，可以使用应变测量系统来测量延迟。在框1504处，通过使用在框1502处所测量的延迟幅度和方位角以及用于期望的光学设置的透射函数来确定透射值。接下来的过程类似于图9所示的过程。接下来，在框1506处，使用在框1504处所计算的透射值来确定缺陷度量(例如，如上文相对于图5、图6和图7B所描述的缺陷度量)。
在框1508处，将玻璃基基板的缺陷度量与一个或多个标准进行比较。如果在判定框1510处缺陷度量在满足一个或多个标准，则在框1512处接受玻璃基基板，并且过程随后在框1516处结束。如果在判定框1510处玻璃基基板的双折射特性不满足一个或多个度量，则在框1514处拒绝玻璃基基板，并且过程随后在框1516处结束。在一些实施例中，在电子设备上显示玻璃基基板的透射图像。
现在参考图16，示意性地图示了包括能够执行如本文所描述的功能的示例计算设备1600的系统。
虽然在一些实施例中，计算设备1600可以被配置为具有必要硬件、软件、和/或固件的通用计算机，但是在一些实施例中，计算设备1600可以被配置为用于执行本文所描述的功能而专门设计的专用计算机。
计算设备可以包括处理器1630、输入/输出硬件1632、网络接口硬件1634、数据存储部件1636(其存储设置数据1638a、图像数据1638b、延迟数据1638c和其他数据1638d)和存储器1640。存储器1640可以被配置为易失性和/或非易失性存储器并且因此可以包括随机存取存储器(例如，SRAM、DRAM和/或其他类型的随机存取存储器)、闪存、寄存器、致密盘(CD)、数字通用盘(DVD)和/或其他类型的非瞬态存储部件。附加地，存储器1640可以被配置为存储操作逻辑1642、透射计算逻辑1643和度量逻辑1644(作为示例，其中的每一个可以被体现为计算机程序、固件、或硬件)。本地接口1646也包括在图16中并且可以被实现为总线或其他接口以促进计算设备1600的部件之间的通信。
处理器1630可以包括被配置为接收和执行计算机可读指令(诸如来自数据存储部件1636和/或存储器1640)的任何处理部件。输入/输出硬件1632可以包括监视器(即，电子显示器)、键盘、鼠标、打印机、相机、麦克风、扬声器和/或用于接收、发送和/或呈现数据的其他设备。特别地，输入/输出硬件1632可以被配置为从一个或多个光学设置系统接收图像数据。网络接口硬件1634可以包括任何有线或无线联网硬件，诸如调制解调器、LAN端口、无线保真(Wi-Fi)卡、WiMax卡、移动通信硬件和/或用于与其他网络和/或设备通信的其他硬件。例如，网络接口硬件1634可以被配置为接收图像数据。
应当理解，数据存储部件1636可以驻留在计算设备1600的本地和/或远程，并且可以被配置为存储一个或多个数据片段以供计算设备1600和/或其他组件访问。还应当理解，尽管设置数据1638a、图像数据1638b、延迟数据1638c和其他数据1638d被图示为存储为数据存储部件1636的一部分，但是它们可以物理地存储在多个数据存储部件中。
数据存储部件1636存储设置数据1638a，其在至少一个实施例中包括与如上文所描述的光学设置有关的信息。图像数据1638b包括例如，从诸如相机的光学设置获取的数据。延迟数据1638c包括可以用于计算透射值的玻璃基基板的延迟数据。其他数据1638d可以包括执行本文所描述的实施例的功能所需的杂项数据。
操作逻辑1642可以包括计算设备1600的操作系统(例如，Linux、
Figure BDA0003154425210000251
和
Figure BDA0003154425210000252
)。透射计算逻辑1643可以是计算机可读指令，该计算机可读指令可操作用于接收图像数据或延迟数据作为输入，并计算一个或多个传输曲线。度量逻辑1644可以是计算机可读指令，该计算机可读指令被配置为从一个或多个透射曲线计算一个或多个缺陷度量，并将该一个或多个缺陷度量与一个或多个标准进行比较，以接受或拒绝玻璃基基板，如本文所描述的。
还应当理解，图16中展示的部件仅是示例性的并且不旨在限制本公开的范围。虽然存储器1640和数据存储部件1636的部件被图示为独立部件，但一个或多个部件可以执行另一个部件的功能。
附加地，虽然图16中的部件被图示为驻留在计算设备1600内，但这仅仅是示例。在一些实施例中，这些部件中的一个或多个可以驻留在计算设备1600外部。例如，图像数据1638b可以存储在单独的计算设备上，并且由计算设备1600通过网络访问。
现在应该理解，本文所描述的实施例针对用于使用量化缺陷度量对玻璃基基板的双折射缺陷进行自动化检验的系统和方法。一阶和/或二阶导数信息用于定义局部最大点和附近感兴趣的点，这些感兴趣的点用于定义缺陷量化的缺陷度量。自动化方法去除了目前使用的主观人工分级系统。因此，比例基基板的评估更加快速和准确。
对本领域的技术人员显而易见的是，可对本文描述的实施例作出各种修改和变化而不背离要求保护的主题的精神和范围。因此，旨在使说明书覆盖本文描述的各实施例的多种修改和变化，只要这些修改和变化落在所附权利要求书及其等效方案的范围内。

Claims (50)

1.一种评估至少一个玻璃基基板的方法，所述方法包括：
生成所述至少一个玻璃基基板的透射图像；
沿从所述透射图像的第一边缘延伸到所述透射图像的第二边缘的至少一个线确定至少一个透射曲线，其中所述透射曲线绘制了透射值相对于沿所述至少一个线的位置的关系；
从所述至少一个透射曲线来确定缺陷度量；
将所述缺陷度量与至少一个标准进行比较；以及
当所述缺陷度量不满足所述至少一个标准时拒绝所述至少一个玻璃基基板。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述缺陷度量由缺陷高度除以缺陷宽度来定义；
所述宽度是基于所述至少一个透射曲线的第一感兴趣的点和第二感兴趣的点之间的距离；以及
所述高度是极值点和所述第一感兴趣的点与所述第二感兴趣的点之间的线之间的距离。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述缺陷度量的确定进一步包括确定所述至少一个透射曲线的一阶导数；
所述第一感兴趣的点是由所述至少一个透射曲线的所述一阶导数上的具有最小值的第一位置所确定的第一拐点；
所述第二感兴趣的点是由所述至少一个透射曲线的所述一阶导数上的具有最大值的第二位置所确定的第二拐点；并且
所述第一拐点和所述第二拐点位于所述极值点的相对侧上。
4.如权利要求3所述的方法，进一步包括导致显示表示所述至少一个透射曲线的所述一阶导数的一阶导数图像。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述缺陷度量的确定进一步包括确定所述至少一个透射曲线的二阶导数；
所述第一感兴趣的点是由所述至少一个透射曲线的所述二阶导数与零轴交叉所在的第一位置所确定的第一拐点；
所述第二感兴趣的点是由所述至少一个透射曲线的所述二阶导数与零轴交叉所在的第二位置所确定的第二拐点；并且
所述第一拐点和所述第二拐点位于所述极值点的相对侧上。
6.如权利要求5所述的方法，进一步包括导致显示表示所述至少一个透射曲线的所述二阶导数的二阶导数图像。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述第一感兴趣的点是当所述极值点是最小透射的点时由第一最大透射值定义，或者当所述极值点是最大透射的点时由第一最小透射值定义；
所述第二感兴趣的点是当所述极值点是最小透射的点时由第二最大透射值定义，或者当所述极值点是最大透射的点时由第二最小透射值定义；并且
所述第一感兴趣的点和所述第二感兴趣的点位于所述极值点的相对侧上。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过拍摄所述至少一个玻璃基基板的第一图像和在没有所述至少一个玻璃基板的情况下的背景的第二图像，并且从所述第一图像中减去所述第二图像，来生成所述至少一个玻璃基基板的所述透射图像。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述透射图像的生成进一步包括背光照明所述至少一个玻璃基基板。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述透射图像的生成进一步包括使光从背光灯传播通过第一线性偏振器、通过所述至少一个玻璃基基板、通过四分之一波片并且通过第二线性偏振器。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：
所述第一线性偏振器的透射轴为顺时针45度；
所述四分之一波片的快轴为逆时针45度；并且
所述第二线性偏振器的透射轴是逆时针45度加上偏移α。
12.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述透射图像是至少部分基于玻璃基基板的延迟数据的所计算的透射图像。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，通过以下方式计算所计算的透射图像：
测量所述玻璃基基板的多个位置处的延迟以生成所述延迟数据；以及
通过计算设备，从所述延迟数据来计算所述玻璃基基板的所述多个位置中的一个或多个位置处的一个或多个透射值。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述多个位置为跨所述玻璃基基板的整个区域的多个(x，y)位置。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，针对所述多个(x，y)位置中的每一个(x，y)位置来计算所述一个或多个透射值。
16.如权利要求13-15中任一项所述的方法，其特征在于，至少部分基于光学设置的特性来计算所述一个或多个透射值。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述光学设置包括偏振应力计。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述多个位置中的每一个位置的透射值由以下定义：
Tsm(x,y)＝[分析器sm·波片sm·基板(R,θ,x,y)·斯托克斯sm][1]，其中：
分析器sm是具有给定透射轴值的理想线性偏振器的Mueller矩阵，
波片sm是具有给定幅度和快轴的延迟器的Mueller矩阵，
基板(R,θ,x,y)是用于在位置(x,y)处具有所测量的延迟的延迟器的Mueller矩阵，其中所述延迟包括延迟幅度R和延迟方位角θ，以及
斯托克斯sm是偏振光在预定角度处的斯托克斯矢量。
19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述多个位置中的每一个位置的透射值由以下定义：
Figure FDA0003154425200000041
其中：
分析器
Figure FDA0003154425200000042
是相对于电子设备和所述玻璃基基板的线性偏振器的Mueller矩阵，
基板(R,θ,x,y)是用于在位置(x,y)处具有所测量的延迟的延迟器的Mueller矩阵，其中所述延迟包括延迟幅度R和延迟方位角θ，以及
斯托克斯电话是偏振光在预定角度处的斯托克斯矢量。
20.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：
所述至少一个透射曲线包括多个透射曲线；并且
沿从所述透射图像的所述第一边缘延伸到所述第二边缘的多个线来确定所述多个透射曲线。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述至少一个透射曲线包括所述多个透射曲线的平均值。
22.如权利要求1-11、20和21中任一项所述的方法，其特征在于：
所述至少一个玻璃基基板包括多个玻璃基基板；并且
所述方法进一步包括在生成所述至少一个玻璃基基板的所述透射图像之前堆叠所述多个玻璃基基板。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述多个玻璃基基板从玻璃基片材分离。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述多个玻璃基基板与所述玻璃基片材共享公共边缘。
25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述多个玻璃基基板在所述玻璃基片材的公共列内。
26.一种用于评估至少一个玻璃基基板的系统，包括：
一个或多个处理器；以及
计算机可读介质，所述计算机可读介质存储计算机可执行指令，当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器：
生成所述至少一个玻璃基基板的透射图像；
沿从所述透射图像的第一边缘延伸到所述透射图像的第二边缘的至少一个线确定至少一个透射曲线，其中所述透射曲线绘制了透射值相对于沿所述至少一个线的位置的关系；
从所述至少一个透射曲线来确定缺陷度量；以及
将所述缺陷度量与至少一个标准进行比较。
27.如权利要求26所述的系统，其特征在于：
所述缺陷度量由缺陷高度除以缺陷宽度来定义；
所述宽度是基于所述至少一个透射曲线的第一感兴趣的点和第二感兴趣的点之间的距离；以及
所述高度是极值点和所述第一感兴趣的点与所述第二感兴趣的点之间的线之间的距离。
28.如权利要求27所述的系统，其特征在于：
通过确定所述至少一个透射曲线的一阶导数来确定所述缺陷度量；
所述第一感兴趣的点是由所述至少一个透射曲线的所述一阶导数上的具有最小值的第一位置所确定的第一拐点；
所述第二感兴趣的点是由所述至少一个透射曲线的所述一阶导数上的具有最大值的第二位置所确定的第二拐点；并且
所述第一拐点和所述第二拐点位于所述极值点的相对侧上。
29.如权利要求28所述的系统，其特征在于，所述计算机可执行指令进一步使得提供所述一个或多个处理器以显示一阶导数图像，所述一阶导数图像表示所述至少一个透射曲线的所述一阶导数。
30.如权利要求27所述的系统，其特征在于：
通过确定所述至少一个透射曲线的二阶导数来确定所述缺陷度量；
所述第一感兴趣的点是由所述至少一个透射曲线的所述二阶导数与零轴交叉所在的第一位置所确定的第一拐点；
所述第二感兴趣的点是由所述至少一个透射曲线的所述二阶导数与所述零轴交叉所在的第二位置所确定的第二拐点；并且
所述第一拐点和所述第二拐点位于所述极值点的相对侧上。
31.如权利要求30所述的系统，其特征在于，所述计算机可执行指令进一步使得所述一个或多个处理器准备显示二阶导数图像，所述二阶导数图像表示所述至少一个透射曲线的所述二阶导数。
32.如权利要求27所述的系统，其特征在于：
所述第一感兴趣的点是当所述极值点是最小透射的点时由第一最大透射值定义，或者当所述极值点是最大透射的点时由第一最小透射值定义；
所述第二感兴趣的点是当所述极值点是最小透射的点时由第二最大透射值定义，或者当所述极值点是最大透射的点时由第二最小透射值定义；并且
所述第一感兴趣的点和所述第二感兴趣的点位于所述极值点的相对侧上。
33.如权利要求27-32中任一项所述的系统，其特征在于，通过拍摄所述至少一个玻璃基基板的第一图像和在没有所述至少一个玻璃基板的情况下的背景的第二图像并且从所述第一图像中减去所述第二图像，来生成所述至少一个玻璃基基板的所述透射图像。
34.如权利要求27-32中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括用于背光照明所述至少一个玻璃基基板的背光灯。
35.如权利要求34所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括第一线性偏振器、四分之一波片和第二线性偏振器。
36.如权利要求35所述的系统，其特征在于：
所述第一线性偏振器的透射轴为顺时针45度；
所述四分之一波片的快轴为逆时针45度；
所述第二线性偏振器的透射轴是逆时针45度加上偏移α。
37.如权利要求27-32中任一项所述的系统，其特征在于，所述透射图像是至少部分基于玻璃基基板的延迟数据的所计算的透射图像。
38.如权利要求37所述的系统，其特征在于，通过以下方式计算所计算的透射图像：
测量所述玻璃基基板的多个位置处的延迟以生成所述延迟数据；以及
通过计算设备，从所述延迟数据来计算所述玻璃基基板的所述多个位置中的一个或多个位置处的一个或多个透射值。
39.如权利要求38所述的系统，其特征在于，所述多个位置为跨所述玻璃基基板的整个区域的多个(x，y)位置。
40.如权利要求39所述的系统，其特征在于，针对所述多个(x，y)位置中的每一个(x，y)位置来计算所述一个或多个透射值。
41.如权利要求38-40中任一项所述的系统，其特征在于，至少部分基于光学设置的特性来计算所述一个或多个透射值。
42.如权利要求41所述的系统，其特征在于，所述光学设置包括偏振应力计。
43.如权利要求42所述的系统，其特征在于，所述多个位置中的每一个位置的透射值由以下定义：
Tsm(x,y)＝[分析器sm·波片sm·基板(R,θ,x,y)·斯托克斯sm][1]，其中：
分析器sm是具有给定透射轴值的理想线性偏振器的Mueller矩阵，
波片sm是具有给定幅度和快轴的延迟器的Mueller矩阵，
基板(R,θ,x,y)是用于在位置(x，y)处具有所测量的延迟的延迟器的Mueller矩阵，其中所述延迟包括延迟幅度R和延迟方位角θ，以及
斯托克斯sm是偏振光在预定角度处的斯托克斯矢量。
44.如权利要求38所述的系统，其特征在于，所述多个位置中的每一个位置的透射值由以下定义：
Figure FDA0003154425200000081
其中：
分析器
Figure FDA0003154425200000091
是相对于电子设备和所述玻璃基基板的线性偏振器的Mueller矩阵，
基板(R,θ,x,y)是用于在位置(x，y)处具有所测量的延迟的延迟器的Mueller矩阵，其中所述延迟包括延迟幅度R和延迟方位角θ，以及
斯托克斯电话是偏振光在预定角度处的斯托克斯矢量。
45.如权利要求27-44中任一项所述的系统，其特征在于：
所述至少一个透射曲线包括多个透射曲线；并且
沿从所述透射图像的所述第一边缘延伸到所述第二边缘的多个线来确定所述多个透射曲线。
46.如权利要求45所述的系统，其特征在于，所述至少一个透射曲线包括所述多个透射曲线的平均值。
47.如权利要求27-36、45和46中任一项所述的系统，其特征在于，所述至少一个玻璃基基板包括堆叠布置的多个玻璃基基板。
48.如权利要求47所述的系统，其特征在于，所述多个玻璃基基板从玻璃基片材分离。
49.如权利要求48所述的系统，其特征在于，所述多个玻璃基基板与所述玻璃基片材共享公共边缘。
50.如权利要求48所述的系统，其特征在于，所述多个玻璃基基板在所述玻璃基片材的公共列内。
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