FI101750B - Menetelmä ja laite läpinäkyvän levyn optisen laadun määrittämiseksi - Google Patents

Description

101750

Menetelmä ja laite läpinäkyvän levyn optisen laadun määrittämiseksi - Ett förfarande och en apparat tör en genomskin-lig skivas optiska kvalitetsbestämning 5 Keksintö koskee menetelmää määrittää optinen laatu läpinäkyvästä levystä, erityisesti floatlasilevystä, -jolloin kaksi yhdensuuntaista, määrätyn keskinäisen välimatkan toisistaan omaavaa valonsädettä suunnataan levyn keskinormaaliin nähden terävässä kulmassa levyyn, levystä heijastuneet säteet 10 kootaan erikseen valoherkän ilmaisimen omaavalla ilmaisin-laitteella, ia hei jastunei den valonsäteiden suunta t \ϊ 1 kitaan, sekä laitetta läpinäkyvän levyn optisen laadun määrittämiseksi 3aservalonlähteel1ä ja säteeniakolaitteel1 a kahden tietyn keskinäisen etäisyyden toisistaan omaavan 15 samansuuntaisen valonsäteen aikaansaamiseksi, jotka suunnataan levyyn levyn keskinormaa1 in suhteen terävässä kulmassa, valoherkän ilmaisimen omaavaa iImaisinlaitetta heijastuneiden valonsäteiden erikseen havaitsemiseksi ja tulkin-talaitetta levyn optisen laadun määrittämiseksi ilmaisin-20 laitteen signaaleista.

Läpinäkyvien levyjen valmistuksessa, erityisesti varsinkin tasolasin valmistuksessa, on tarpeen tarkastaa tuotettavan aineen optinen laatu säännöllisesti ja vieläpä mahdollisim-25 man pian sen valmistuksen jälkeen, jotta tarpeen tullen : . voidaan muuttaa oikea-aikaisesti tuotant.oparametrejä tai erotella vialliset levyt.

• · e · • · ♦ • · ♦ • · · ·

Keksintöä samoinkuin tekniikan nykytasoa kuvataan jäljempänä • ♦ ... 30 esimerkillä tasolasin tutkimisesta. Se on kuitenkin sovel-• · · • · · lettavissa myös muiden läpinäkyvien levynmuotoisten, esim. muovisten tuotteiden optisen laadun tutkimiseen.

• · ‘ Lasin vikojen, kuten esim. tasa-aineisuusheilahtelujen, ,;..j35 kaasukuplien tai sulkeutumien toteamisen ohella kiinnostaa ....: käytännössä ennen kaikkea lasin pinnan tasaisuus. Tasaisuu den häiriöt todetaan ennen kaikkea pystysuorassa lasiradan :·’·’· vetosuuntaa vasten niinsanottujen vetojuovien muodossa.

• « t 2 101750 Tällaisten tasaisuuspoikkeamien seurauksena ovat optiset vääristymät, jotka ilmenevät valonsäteiden hei kastumisena ia siirtymänä.

5 Lasilelevyjen optisen laadun määrällisenä mittasuureena toimii esimerkiksi niiden vaiontaittokyky, ia vieläpä yksittäisten 1evypi ntojen vaiontaittokyky, kuin myös levyn siirtymän vaiontaittovoimana. Tällöin on vaiontaittovoima määritetty sijainnin mukaan havaitun kulman, siis heijastuskulman 10 tai 1äpäisykulman poikkeamana. Se on sitä suurempi, mitä enemmän lasin pinta on paikallisesti taipunut.

Tekniikan nykytason mukaisesti suoritetaan lasilevyjen optisen laadun subjektiivinen tarkistus käytännössä erityi-15 sesti koulutetun henkilökunnan arvioinnin muodossa. Tällöin sät.ei 1 ytetään hei jastusseinäl 1 e valoa tutkittavan lasilevyn läpi. Tasaisuusvaihtel ut. johtavat ki. rkkausvaihte I. uihin (1 inssi vaikutus) ja ne voidaan siten arvioida laadullisesti. Toisaalta on jo olemassa menetelmiä ja laitteita lasilevyjen 20 optisen laadun määrälliseen arviointiin.

Keksinnön lähtökohtana oleva julkaisu DE-PS 23 61 209 kuvaa erästä menetelmää lasilevyjen optisen laadun määrittämiseksi, jolla laservalonsäde jaetaan valonjakajan avulla kahdek-25 si samansuuntaiseksi valonsäteeksi. Kummatkin valonsäteet ·;··; lankeavat levyn keskinormaal iin nähden ennalta määrätyssä .*. ί terävässä kulmassa lasilevylle ja ne heijastetaan sen etu- • · · • · : pinnalla ja siihen liittyvällä koveralla peilillä tai lasi- • · · !”.· levyn taakse si joitetulla koveralla peilillä valoherkkään • · ... 30 ilmaisimeen, joka on sijoitettu pyörivän, rumnvmun muotoisen • · · • » * * rakohimmentimen sisäpuolelle. Analysoidaan valoherkän ilmaisimen rekisteröimien kummankin valopulssin ajallinen * * etäisyys, jolloin tämä ajallinen etäisyys vastaa kummankin * · · V : heijastuneen säteen heijastumiskulmaa. Rakosuljin varmistaa ....: 35 ilmaisinlaitteen osana sen, että ilmaisini aitteen ei paikal- listava valoherkkä ilmaisin käsittää molemmat heijastuneet • säteet erillisinä, nimittäin ajallisesti lähellä toisiaan.

• · : Tunnettu menetelmä ei ole vailla varjopuolia. Niinpä voidaan · 3 101750 sillä mittauksen aikana tutkia kiinnostavista suureista vain toista, siis joko vain jomman kumman lasipinnan optista laatua tai siirron vääristymää.

5 Lasilevyn kummankin pinnan optisen laadun sekä siirtymän poikkeaman arvioinnissa on tarpeen kolme toisiaan seuraavaa erilaista mittausta, joiden välillä lasilevy on käännettävä ja puhdistettava. Tämä johtaa levyn täydellisessä mittauksessa suureen ajantarpeeseen. Lisäksi on, kuten aiemmin, 10 mahdollista vain mittausdiagrammin joko laadullinen tai puolimääräl1inen arviointi, mikä on suoritettava kokeneen käyttäjän toimesta. Standardisoitujen mittasuureiden, esimerkiksi taittokyvyn ilmoittamista ei tunnettu laite salli.

15 Tunnettu laite omaa lisäksi merkittävän rakennekorkeuden kaikkine siitä johtuvine varjopuolineen. Lisäksi se vaatii mittauslaitteen osien sijoittelua lasin kummallekin puolelle. Koska mittaustarkkuus riippuu suuressa määrin rakosul-kimen pyörimisnopeuden vakioisuudesta, on tunnettu laite 20 suhteellisen herkkä häiriöille.

Tämän vuoksi on keksinnön tehtävänä parantaa tunnettua menetelmää ja tunnettuja laitetta siten, että lyhyen mit-tausajan kuluessa voidaan ilmoittaa määrällisesti kaikki 25 läpinäkyvän levyn oleelliset optiset tiedot yhdellä ainoalla ·; . mittaustyövaiheella. Keksinnön mukaisen laitteen tulee olla valmistettavissa siihteel 1 i sen yhtenäiseksi; erityisesti on • · ;kaikkien tarpeellisten laitteen osien oltava sijoitettavissa • · · • · · · vain levyn toiselle puolelle.

• · • · · 30 • · · • · · • Tämän tehtävän ratkaisemiseksi ehdottaa keksintö menetelmää, jossa kaikki neljä levyn kummastakin pinnasta heijastunutta valonsädettä AI, A2, B.1 , B2 kootaan paikantavaan ilmaisi- I » « meen, tulevien valonsäteiden A, B välinen etäisyys ja tulo- < ...35 kulma εο säädetään levyn paksuudesta riippuen sellaiseksi, ....: että heijastuneet valonsäteet AI, A2, Bl, B2 voidaan havaita « · • ilmaisinlaitteel1 a tilallisesti eroteltuina, ja kaikkien • · : paikantavalle ilmaisimelle heijastuneen neljän valonsäteen i · · > · a « « · · 4 101750 AI, A2, B.l , B2 osumakohdista voidaan laskea parametrit levyn optisen laadun määrittämiseksi.

Samansuuntaiset valonsäteet suunnataan mahdollisuuksien 5 mukaan levyyn levyn keskinormaaliin nähden noin 49° (46" -52") tulokulmassa εο, koska tällä kulmalla saavutetaan heijastuneiden valonsäteiden suurin säteiden välinen etäisyys.

Eräässä edullisessa suoritusmuodossa kootaan heijastuneet 10 säteet AI, A2, B1, B2 ajallisesti erotettuina paikantavalla ilmaisimella. Tällöin ne keskitetään parhaiten paikantavalle ilmaisimelle, koska määrällisten mittaussuureiden johtaminen osumakohdista on tällöin erittäin yksinkertaista. Vaihtoehtona ehdotetaan, että että heijastuneet valonsäteet AI, 15 A2, B1, B2 kootaan paikantavalle ilmaisimelle ilman keskittämistä oleellisesti, samanaikaisesti mutta tilallisesti erotettuina.

Blräs erityisen todistusvoimainen arvio tutkittavan levyn 20 optisesta laadusta on mahdollinen siten, että heijastuneiden valonsäteiden AI, A2, B.l, B2 osumakohdista paikantavalle ilmaisimelle ilmoitetaan niiden heijastuskulmat εν, εκ , ε3, ε< , jolloin heijastettujen säteitten AI, A2, B1, Β2 hei jastuskulmista εν, ea , ε.ϊ , 6η ja tulevien valonsäteiden 25 A, B välisestä etäisyydestä ai. voidaan patenttivaatimuksessa '!“· 7 esitetyn kaavan mukaan laskea kummankin levynpinnan hei- jastuksen taittovoima sekä poi kkeamakulma ja siirtymän • · • taittovoima.

• · · · • · /:-.30 Keksinnön mukainen laite omaa erityisesti keksinnönmukaisen • · · menetelmän suorituksessa tekniikan tunnetun tason edelleen-. kehitelmänä seuraavat tunnukset: ilmaisinlaite käsittää paikantavan ilmaisimen ja tulkintalaite on sovitettu levyn ' optista laatua luonnehtivien määrällisten parametrien il- -/-:35 moittamiseksi neljän levyn kummankin pinnan heijastaman valonsäteen AI, A2, Bl, B2 osumakohdista paikantavalle ilmaisimelle.

··· · Jotta keksinnön mukaisella laitteella voitaisiin tutkia • · · 1 · · 5 101750 häiriöittä eri paksuisia levyjä, koostuu säteiden jakolaite vaihtelevien etäisyyksien aikaansaamiseksi tuleville valonsäteille A, B ainakin kahdesta valonjohtimesta, jotka ovat liikuteltavissa tutkittavan levyn paksuuden mukaan laser-5 valonlähteen lähettämien säteiden säderatoja pitkin. Vaihtoehtoisesti tai lisäksi on varustauduttu siten, että säteiden jakolaitteessa on säteenjakaja, jossa on motorisesti levyn paksuudesta riipp\ivasti säädettävä säde-etäisyys.

10 Erittäin tiivis laite saadaan, kun kummankin tulevan valonsäteen sädetielle on sijoitettu ensimmäinen tasainen kään-töpeili, joka suuntaa säteet levyyn noin 49° tulokulmalla eo, sekä kun näiden neljän heijastuneen valonsäteen säde-teille on ennen katkojalaitetta sijoitettu toinen kääntöpei-15 li. Tällöin järjestetään laitteen elementit parhaiten niin, että 1. aserva 1. onl ähde ja kääntöpeili. ovat suunnatut siten, että ensimmäiseen kääntöpei 1 i i n tulevat valonsäteet, ja toisesta kääntöpei1istä heijastuneet valonsäteet Ai, A2 , B1, B2 kulkevat, levyn keskinormaal .in suhteen lähes saman-20 suuntaisina, ja vieläpä olellisesti samansuuntaisina.

Jos levyn optisesta laadusta on tehtävä laaja arviointi, järjestetään mittauslaite keksinnön mukaisesti ilmaisemaan kummankin levyn pinnan heijastuksen tai 1.t ovoimat sekä poik-V. 25 keamakulmat ja näiden neljän heijastuneen valonsäteen AI, A2, Β.Ί , B2 siirtymän tai ttovol man paikantavan ilmaisimen osumakohdissa, sekä tulevien valonsäteiden A, B välinen • · : .1· etäisyys ai. .

• · « • 4 · · • · .·;·.30 Ilmaisimena sopii käytettäväksi erityisesti valon tulotason • · « yksiulotteisesti paikantava analoginen valoilmaisin. 2 2

Eräässä erityisen edullisessa suoritusmuodossa käsittää i lmaisinlaite heijastuneiden valonsäteiden AI, A2 , B1, B2 ·:·’;35 sädetielle järjestetyn katko jal aitteen , jolloin kat.koja-·;·· laite ja säteiden jakolaite on ovat säädettävissä siten, . että nämä nel jä hei jastxmutta valonsädettä AI, A2, Bl, B2 ·;;/ osuvat paikantavalle ilmaisimelle ajallisesti erotettuina.

« « · 6 101750 Tällöin on keksinnön mukaisessa laitteessa heijastuneiden säteiden AI, A2, B1, B2 säderadoille ja ensisijaisesti vielä katkojalaitteen ja paikantavan ilmaisimen väliin sijoitet-5 tu keskittämisl ai te, jonka levystä poispäin olevalla polttotasolla paikantava ilmaisin sijaitsee.

Katkojalaitteen tehtävänä on antaa näiden neljän heijastuneen valonsäteen osua paikantavalle ilmaisimelle peräk-10 käin. Rakenteeltaan erittäin pieni katkojalaite, joka ei aiheuta virheitä levyn yläpinnan tulotasoa pitkin olevien vääristymien aiheuttamien heijastuneiden valonsäteiden poikkeamiin tulotasossa, muodostuu rummusta, missä on ainakin yksi rummun akselin kanssa samansuuntaisesti suunnattu 15 rakosuljin, jolloin rumpu on sijoitettu siten kallistetuksi, että vain sen levystä poispäin oleva rummunsei nämä katkaisee heijastuneiden valonsäteiden AI, A2, B l., B2 säderadan.

Suuren mittaustaajuuden saavuttamiseksi puolustettavissa olevilla rummun kierrosnopeuksi11 a on laite suunniteltu 20 siten, että rummun seinämässä on ainakin neljä tasavälein sijoitettua rakosuljinta.

Eräässä toisessa suoritusmuodossa on säteiden jakoi ai te säädettävissä siten, että nämä neljä heijastunutta valon- 25 sädettä Α.Ί , A2, Β.Ί., B2 osuvat paikantavaan ilmaisimeen •;i . tilallisesti erotettuina ja ilmaisin on sovitettu neljän ;*·,· heijastuneen säteen AI, A2, B1, B2 samanaikaiseen paikan- * · : tavaan vastaanottoon. Ilmaisin koostuu tässä tapauksessa • · · • · · · useista yksittäisistä, valon tulotasoon vierekkäin sijoite- • · ... 30 tusta, erikseen vastaavasta valoherkästä elementistä.

• · « • · «

Keksinnön mukaista menetelmää ja keksinnön mukaista laitetta käytetään erittäin edullisesti tasolasilevyjen, erityisesti i i • « f 1 oatlasi 1 evyjen laadun tarkastukseen.

* ...·:35 i * ....: Keksintö hyödyntää sitä yllättävää tietoa, että samanaikai- •# nen lasin kummankin pinnan heijastusoptiikan sekä levyn • · · :·: · siirto-optiikan arviointi on mahdollista, vaikka valonsäteet • · « • · • · • · · 7 101750 suunnataan yksinomaan toiselle 1 evyp.innal 1 e ia havainnoidaan ainoastaan heijastuneita valonsäteitä. Erityisen edullista on, ettei, levyn valonlähteestä poispäin olevalla puolella tarvita mitään laitteen osia ja ettei levyä tarvitse kään-5 tää. Tämän lisäksi on mittaustulos suurin piirtein riippumaton levyn etäisyydestä mittalaitteesta. Täten saavuttaa keksintö tehtävän ratkaisun hämmästyttävän yksinkertaisin keinoin.

10 Keksinnön mukainen laite voidaan sijoittaa tuotantolinjan halutulle kohtaa, koska sen tilantarve on äärimmäisen pieni. Mitt.axisten suorittamiseksi kuljetetaan läpinäkyvät levyt yhdenmukaisina mittalaitteen ohi. Vaihtoehtoisesti laitetaan itse mittalaite levyihin nähden liikuteltavaksi. Keksinnön 15 mukaisen menetelmän ja laitteen edulliset suoritusmuodot ovat niitä koskevien muiden patenttivaatimusten kohteena.

Keksintöä kuvataan jäljempänä lähemmin piiroksen yhteydessä. Tällöin kuvataan 20 kuviossa 1 laitteen kaaviollista rakennetta, kuviossa 2 kaaviollista esitystä tulevista lasersäteistä A ja B sekä heijastuneista lasersäteistä AI, A2, Bl, B2 lasilevyssä, jolla on ihanteelliset tasot ja samansuuntaiset ulkopinnat, V 25 kuviossa 3 kaaviollista esitystä tulevista lasersäteistä A *1“- ja B ja heijastuneista lasersäteistä AI, A2, Bl, B2 aal- tomaiset ulkopinnat omaavassa lasilevyssä.

• · • · • · « • · · • · · ·

Kuviossa 1 kuvataan ensin ei mittakaavaista esitystä keksin- ,·;·.30 nön mukaisen laitteen periaatteellisesta rakenteesta.

• ♦ · . Laserista 10, esimerkiksi helium-neonlaserista, tulee suun nilleen levyn keskinormaalin kanssa samansuuntainen valonsäde, joka jaetaan säteenjakajassa 14 kahdeksi keskenään :":35 yhdensuuntaiseksi valonsäteeksi, joilla on toisistaan kiin-«'<·· teä etäisyys.

a · • · Tässä voidaan käyttää vaihtoehtoisesti säteen jakajaa 12 tai I · « « I I · 8 101750 säteen jakajaa 14, jotka antavat mitattavan levyn paksuudesta riippuen esimerkiksi 2,0 mm ia 4,5 mm olevan säteiden välisen etäisyyden.

5 Kummatkin valonsäteet tulevat kääntöpei1iin 16, joka heijastaa säteet siten, että ne osuvat levyyn parhaiten 49“ tulo-kulmassa, mikä on heijastettujen säteiden keskinäisellä etäisyydellä toisistaan suurin saavutettavissa oleva.

10 Tulevien valonsäteiden heijastumisesta kummastakin levyn ulkopinnasta syntyy neljä heijastunutta valonsädettä Ai, A2, B1, B2, jotka tulevat käänt.öpei 1 i i n 18 ja ohjataan siitä i. lmaisinl ai t teeseen . Se koostuu vakionopeudella pyörivästä katkoja! ai tteest.a 20, keski tys] ai tteesta (linssistä) 22 15 sekä paikantavasta valoherkästä ilmaisimesta 24.

Linssi 22 toimii näiden neljän heijastuneen valonsäteen keskittävänä ilmaisimeen 24 siten, että kaikki valonsäteet osuvat, vaikkakin eri aikoina, samaan pisteeseen, sikäli 20 kuin niiden heijastuskulmat ovat samat. Linssi 22 on parhaiten katkojalaitteen 20 ja ilmaisimen 24 välissä.

Katkojalaite 20 on vinosti säderadalle sijoitettu rumpu, jossa on rummun seinämässä rakoja 28, joiden etureunan yli V 25 valonsäteet voivat edetä, kun ne taas voivat läpäistä rummun ' takaseinän vain raon 28 kautta.

« · • * ♦ • · · • · • Laitetta täydennetään tässä vain viitatulla tul kintal ai t-«·« · ....j teella 34 sekä ohjauslaitteella 36 säteiden välisen etäisyy- ,*:*.30 den muuttamiseksi tutkittavan levyn 26 paksuudesta riip- • · · puen. Tällainen etäisyyden muuttaminen on tarpeen silloin, . kun heijastuneet säteet eivät jollain määrätyllä levyn paksuudella ole enää tarpeeksi tilallisesti erotettuja

I

'·' ‘ toisistaan katkojalaitteeseen 20 osuessaan. Siinä tapaukses- ·:··:35 sa on valosignaalien riittävästä erotuksesta huolehdittava ·;·· lisäämällä tai vähentämällä säteiden välistä etäisyyttä.

Tutkittavan levyn paksuus ilmoitetaan tässä ei kuvatun • · · ·;!/ paksuusmittarin avulla, se otetaan tuotetietopankista, tai « · « · • · · 9 101750 annetaan käyttäiän toimesta.

Tulkintalaite 24 koostuu tavallisesti signaalien käsittelyvaiheesta ilmoittamaan neljän heijastuneen valonsäteen 5 osumakohdat paikantavalle ilmaisimelle 24, sekä tietojen käsittelyvaiheesta, joka laskee osumakohdista etsityt optiset suureet.

Keksinnönmukaisen menetelmän puitteissa tapahtuva tutkit-10 tavien, levyjen 26 optisen laadun määrittävien suureiden havaitseminen selitetään jäljempänä kuvioissa 2 ja 3. Tällöin esittää kuvio 2 ihanteellistettua lasilevyä, jolla on tasoyhdensuuntai set. ja virheettömät pinnat, kun taas kuviossa 3 on kuvattu - voimakkaasti liioiteltuna - suhteita 15 aaltomaisilla pinnoilla.

Havaittavissa on kulloinkin kulmassa so, noin 49“ levyn keskinormaalista mitattuna (kuvio 3), lasilevylle tulevat yhdensuuntaiset valonsäteet A, B. Niiden välinen etäisyys 20 on ai.. Heijastumalla etummaisesta levyn pinnasta 30 syntyy heijastuneet valonsäteet AI, B1, jotka tällöin ovat kulmassa ei ja e.3 levyn keskinormaaliin OA. Vastaavasti syntyy levyn takapinnasta 32 heijastumalla heijastuneet valonsäteet A2, B2, jotka jättävät lasilevyn kulmassa e? sekä e.4 .

* I • « ( /< 25 *i“‘ Kuvioiden 2 ja 3 vertailu osoittaa, että vääristymän omaa- :*V. vassa lasilevyssä (kuvio 3) eivät heijastuneet valonsäteet • AI, A2, B1, B2 kulje samansuuntaisina, kuten on laita ihan-*·· · teellisen lasilevyn (kuvio 2) tapauksessa. Tulokulmaan eo 30 nähden muuttuneista heijastuskulmista ej , e?, E3 , E* voidaan • · « keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen käytöllä ja hyväk- . symällä pienet tasaisuuden poikkeamat, laskea seuraavat, • · ,,, optista laatua määrittävät suureet: # i-

Siirtymän poikkeamakulma •:";35 = e* - ei

Siirtymän taittovoima . = vakio · ((e· - E3) - (ε? - ei))/ai.

Cl

Etupinnan (30) heijastustaittovoima « e • · e * 10 101750 = vakio · (es - ei )/aj.

Takapinnan (32) heiiastustaittovoima = vakio · (e4 - £7 + e3 -ei )/aj.

5 Näin saadut mittasuureet voidaan nyt alistaa seuraavaan ratkaisuun. Näin voidaan esimerkiksi laskea uudelleen 49“ tulokulmasta johdettu mittasuure tulokulmalle 0" (kohtisuora tulo). Tämän lisäksi on matemaattisten menetelmien avulla tai elektronisella suodatuksella mahdollista erottaa tait-10 tovoimat ja poikkeutuskulma paikan funktiona pitkäaaltoi sei -le ja lyhytaaltoiselle osuudelle.

Kuvion 2 yhteydessä on vielä selvitettävä, millä tavalla etäisyys ai. on eri levyn paksuuksilla sovitettava. Jos levyn 15 26 paksuutta lisätään kuvion 2 esitykseen nähden, lähestyvät valonsäteet B1 ja AI lisääntyvästi toisiaan, kunnes ne lopulta tietyllä levyn paksuudella yhtyvät. Koska keksinnön mukainen menetelmä on sovellettavissa vain silloin, kun paikantavaan ilmaisimeen 24 osuu todellisesti neljä heijas-20 tunutta valonsädettä AI, A2, B1, ja B4, on tässä tapauksessa muutettava etäisyyttä a», niin pal jon, että kaikkien neljän heijastuneen valonsäteen, erityisesti B1 ja A2 välille saadaan aikaan riittävä etäisyys. Tämä voi tapahtua vaihtamalla säteenjakajia 12 ja 14, tai tapahtua myös - motori-25 sesti ohjatun - säteiden välisen etäisyyden ai. säädöllä.

• «.

Edellä olevassa kuvauksessa, kuvioissa sekä patenttivaati- • * | ·*; muksissa esi tetyt keksinnön tunnukset ovat sekä yksinään • · · · että haluttuna yhdistelmänä oleellisia keksinnön toteutuk- • · ,···, 30 sessa sen eri suoritusmuotoina.

• · e t • · <: 35 * a r c

Claims (23)

101750 11

1. Menetelmä optisen laadun määrittämiseksi läpinäkyvässä levyssä (26), erityisesti floatlasilevyssä, jolloin kaksi 5 yhdensuuntaista, tietyn keskinäisen etäisyyden (aL) toisiinsa omaavaa valonsädettä (A, B) suunnataan levyn keskinormaalin (OA) suhteen terävässä kulmassa (e0) levyyn, levyn heijastamat säteet kootaan erikseen valoherkän ilmaisimen (24) omaavalla ilmaisinlaitteella, ja heijastuneiden valonsäteiden 10 suunnat tulkitaan, tunnettu siitä, että kaikki neljä levyn kummankin pinnan heijastamaa valonsädettä (AI, A2, Bl, B2) kootaan paikantavalla ilmaisimella, että tulevien valonsäteiden (A, B) keski-näinen etäisyys ja tulokulma (€0) säädetään levyn paksuudesta riippuen siten, että heijastuneet 15 valonsäteet (AI, A2, Bl, B2) voidaan ottaa ilmaisinlaitteella vastaan tilallisesti erotettuina, ja että kaikkien neljän heijastuneen valonsäteen (AI, A2, Bl, B2) osumakohdista paikantavalle ilmaisimelle voidaan laskea parametrit levyn optisen laadun määrittämiseksi määrällisesti. 20

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att de infallande 1jussträlarna (A, B) ges en infallsvinkel (e0) pä omkring 49° mot skivan. 5 3. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kannetecknat av att de reflekterade 1jussträlarna (AI, A2, Bl, B2) upptas av den punktupplösande detektorn pä ett tids-mässigt ätskilt sätt. 10 4. Förfarande enligt patentkrav 3, kannetecknat av att de reflekterade 1jussträlarna (AI, A2, Bl, B2) fokuseras pä den punktupplösande detektorn.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tulevat valonsäteet (A, B) suunnataan levyyn noin 49° tulokulmassa e0. « « « « « « « <

3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetel- < mä, tunnettu siitä, että heijastuneet valonsäteet (AI, A2, • · · Bl, B2) kootaan paikantavalle ilmaisimelle ajallisesti ero- *:1·: tettuina. • ·· • · · • · ·

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että heijastuneet valonsäteet (AI, A2, Bl, B2) tar- • · · kennetaan paikantavalle ilmaisimelle. • · · · · • ’.· 5. Patenttivaatimuksen l tai 2 mukainen menetelmä, tunnet- 35 tu siitä, että heijastuneet valonsäteet (AI, A2, Bl, B2) .···. kootaan paikantavalle ilmaisimelle ilman tarkennusta oleel- • · · * lisesti samanaikaisesti, mutta tilallisesti erotettuina. • · 101750 12

5. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1 eller 2, 15 kännetecknat av att de reflekterade 1jussträlarna (AI, A2, Bl, B2) upptas av den punktupplösande detektorn i huvudsak samtidigt men rumsmässigt isärskilt.

6. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, 20 kännetecknat av att reflexionsvinklarna (e,, e2, e3, e4) fast- ställs med utgängspunkt frän de reflekterade ljussträlarnas (AI, A2, Bl, B2) träffpunkter pä den punktupplösande detektorn. 25 7. Förfarande enligt patentkrav 6, kännetecknat av att de bäda skivytornas reflexionssträlbrytning liksoin avlänknings- • vinkel ooh transmissionssträlbrytning beräknas med utgängs- * · · · ·:··· punkt frän ref lexionsvinklarna (e,, e2, e3, e4) avseende de reflekterade 1 jussträlarna (AI, A2, Bl, B2) och det inbördes 30 avständet (aL) hos de infallande 1jussträlarna (A, B) enligt följande: • · · • · ··· • · · •. Transmi s s i onsavlänkningsvinkel TV = e2 - e,

35 Transmissionssträlbrytning = konstant · [(e4 - e3) - (e2 - e,)] /aL « · · . Reflexionssträlbrytning avseende den Övre ytan = konstant (e3, ei)/aL 101750 17 Reflexionssträlbrytning avseende den undre ytan = konstant (€4-643+63-6^ /aL

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että heijastuneiden valonsäteiden (Ai, A2, Bl, B2) osumakohdista paikantavalle ilmaisimelle ilmoitetaan niiden heijastuskulmat (e,, e2, e3, e4) . 5

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että heijastuneiden valonsäteiden (Ai, A2, Bl, B2) heijastuskulmista (elf e2, e3, e4) ja tulevien valonsäteiden (A, B) välisestä etäisyydestä ilmoitetaan levyn kummankin 10 pinnan heijastustaittovoima, sekä poikkeutuskulma ja siirron taittovoima lasketaan seuraavasti: Siirron poikkeutuskulma = e2 - e,

8. Anordning för bestämning av en transparent skivas (26) 5 optiska kvalitet, speciellt för genomförande av förfarandet enligt nägot av föregäende patentkrav, med en laserijuskalla (10) och en sträldelningsanordning (12, 14) för alstring av tvä ett inbördes avständ (aL) uppvisande parallella ljussträ-lar (A, B), vilka under en spetsig vinkel med avseende pä 10 skivnormalen (OA) inriktas mot skivan, en, en ljuskänslig detektor (24) uppvisande detektoranordning för separat fastställning av de reflekterade ljussträlarna och med en utvärderignsanordning (34) för bestämning av skivans optiska kvalitet med utgängspunkt frän signalen frdn detektoranord-15 ningen, kännetecknad av att detektoranordningen uppvisar en punktupplösande detektor (24) och att utvärderingsanordnin-gen, för utvärderingen av de skivans optiska kvalitet känne-tecknande kvantitativa parametrarna, är inriktad utifrän de fyra frän de bäda ovanytorna reflekterade ljussträlarna (AI, 20 A2, Bl, B2) mot den punktupplösande detektorn.

8. Laite läpinäkyvän levyn (26) optisen laadun määrittämiseksi, erityisesti jonkin edellisen patenttivaatimuksen me- • · · netelmän suorittamiseksi, jossa on laservalonlähde (10) ja '·' ' 25 säteenjakolaite (12, 14) kahden keskinäisen etäisyyden (aL) • · toisistaan omaavan samansuuntaisen valonsäteen (OA) aikaan- • · ;tj · saamiseksi, jotka suunnataan levyyn levyn keskinormaaliin ·:*·: nähden terävässä kulmassa, valoherkän ilmaisimen (24) omaava ilmaisinlaite heijastuneiden valonsäteiden havaitsemiseksi 30 erillisinä, ja tulkintalaite (34) levyn optisen laadun mää-rittämiseksi ilmaisinlaitteen signaaleista, tunnettu siitä, • · · #I.*# että ilmaisinlaitteessa on paikantava ilmaisin (24) , ja että • · · tulkintalaite (34) on asennettu ilmoittamaan levyn (26) op- II' • V tista laatua luonnehtivat määrälliset parametrit levyn (26) « I < 35 kummastakin ulkopinnasta (30, 32) heijastuneiden valonsätei-den (AI, A2, Bl, B2) osumakohdista paikantavaan ilmaisimeen (24) . « « 101750 13

9. Anordning enligt patentkrav 8, kännetecknad av att sträldelningsanordningen för alstring av olika avständ mel-lan de infallande ljussträlarna (A, B) bestär av ätminstone 25 tvä sträldelare (12, 14), vilka är förbara i de frän laser-ljuskällan (10) utsända 1 jussträlarnas strälgäng alltefter \m\ · den undersökta skivans (26) tjocklek. • · ;*·*: 10. Anordning enligt patentkrav 8, kännetecknad av att 30 sträldelingsanordningen uppvisar en sträldelare med ett sj-älvgäende och i beroende av skivans tjocklek inställbart • · · strälavständ. • · · • · · • • 11. Anordning enligt nägot av de föregäende patentkraven, 35 kännetecknad av att de bäda ljussträlarna, som infaller i strälgängen och som utgär frän sträldelningsanordningen, har • « ’ . en första omlänkningsspegel (16) , vilken riktar ljussträlar- • · 101750 18 na (A, B) mot en infallsvinkel pä ungefär 49° i förhällande till skivan (26).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että säteiden jakolaite koostuu tulevien valonsäteiden A, B välisten erilaisten etäisyyksien aikaansaamiseksi ainakin kahdesta säteenjakajasta (12, 14), jotka on liikuteltavissa 5 tutkittavan levyn (26) paksuuden mukaan laservalonlähteen (10) lähettämän valonsäteen sädetietä pitkin.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että säteenjakolaitteessa on säteenjakaja, jolla on levyn 10 (26) paksuudesta riippuva, motorisesti säädettävä säteiden välinen etäisyys.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että kummankin tulevan, säteenjakolaitteesta 15 lähtevän valonsäteen sädetielle on sijoitettu ensimmäinen tasomainen kääntöpeili (16), joka suuntaa valonsäteet (A, B), levyyn (26) noin 49° tulokulmassa.

12. Anordning enligt nägot av de föregäende patentkraven, 5 kännetecknad av att en andra omlänkningsspegel (18) är anor-dnad i de fyra reflekterade 1jussträlarnas (AI, A2, Bl, B2) strälgäng.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, 20 tunnettu siitä, että neljän heijastuneen valonsäteen (AI, A2, Bl, B2) sädetielle on sijoitettu toinen kääntöpeili (18) . • · • · · ’·*·* 13. Patenttivaatimuksen 11 ja 12 mukainen laite, tunnettu * * 25 siitä, että laservalonsäde (10) ja kääntöpeilit (16, 18) on • « suunnattu siten, että ensimmäiseen kääntöpeiliin (16) osuvat • · · ja toisen kääntöpeilin heijastamat valonsäteet (AI, A2, Bl, ·:··· B2) kulkevat lähes samansuuntaisina, ja vieläpä oleellisesti samansuuntaisina levyn (26) keskinormaalien kanssa. 30

13. Anordning enligt patentkraven 11 och 12, kännetecknad 10 av att laserijuskällan (10) och omlänkningsspeglarna (16, 18) är sä inriktade att de den första omlänkningsspegeln (16) träffande 1jussträlarna och de frän den andra omlänkningsspegeln (18) reflekterade 1jussträlarna (AI, A2, Bl, B2), löper i det närmaste parallellt i förhällande tili va-15 randra och närmare bestämt huvudsakligen parallellt i förhällande tili skivans (26) skivnormal.

14. Anordning enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknad av att utvärderingsanordningen (34) för fast- 20 ställande av reflexionssträlbrytningen frän de bäda skivyor-na (30, 32) liksom avlänkningsvinkeln och transmissionsst-rälbrytningen är inriktad med utgängspunkt frän de fyra reflekterade ljussträlarnas (AI, A2, Bl, B2) träffpunkter pä den punktupplösande detektorn (24), liksom utgäende frän 25 strälavständet (aL) för de infallande 1jussträlarna (A, B). « V * • · : 15. Anordning enligt nägot av de föregäende patentkraven, ·:·♦♦ kännetecknad av att detektorn (24) utgörs av en i ljusin- fallsplanet en dimensionell punktupplösande analog fotode-30 tektor. • · • ♦ · ♦ · ♦

14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, « · · 1/. tunnettu siitä, että tulkintalaite (34) on sovitettu il- • · · *. moittamaan levyn kummankin pinnan (30, 32) heijastustaitto- ** * • ',* voimat sekä poikkeutuskulma ja siirron taittovoima neljän : 35 heijastuneen valonsäteen (AI, A2, Bl, B2) osumakohdista pai- .j., kantavalle ilmaisimelle (24) , ja tulevien valonsäteiden (A, • · · ‘ . B) välinen etäisyys (aL) . • ♦ 101750 14

15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että ilmaisin (24) on valon tulotasossa yksiulotteisesti paikantava analoginen valoilmaisin.

15 Siirron taittovoima = vakio · ((€4 - €3) - (e2 - 6,)) / aL Etupinnan heijastustaittovoima = vakio (e3 - ej) / aL Takapinnan heijastustaittovoima 20 = vakio · (e4 - e2 + e3 - e,) / aL

16. Anordning enligt patentkrav 15, kännetecknad av att • ♦ ♦ *\ detektoranordningen innefattar en i de reflekterade ljus- i '/< strälarnas (AI, A2, Bl, B2) strälgäng anordnad uppdelnings- 35 anordning (20), och att uppdelningsanordningen (20) och « 4 · sträldelningsanordningen (12, 14, 16) är sä inriktningsbara, ' . att de fyra reflekterade 1jussträlarna (AI, A2, Bl, B2) • · 19 101750 träffar den punktupplösande detektorn (24) vid tidsmässigt ätskilda tidpunkter.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laite, tunnettu siitä, että ilmaisinlaite käsittää heijastuneiden säteiden (AI, A2, Bl, B2) sädetielle sijoitetun katkojalaitteen (20), ja että katkojalaite (20) ja säteenjakolaite (12, 14, 16) on asennettu siten, että nämä neljä heijastunutta valonsädettä (Ai, 10 A2, Bl, B2) osuvat paikantavaan ilmaisimeen (24) ajallisesti erotettuina.

17. Anordning enligt patentkrav 16, kännetecknad av att en 5 fokuseringsanordning (22) är anordnad i de reflekterade ljussträlarnas (AI, A2, Bl, B2) stralgang och att den punktupplösande detektorn (24) är anordnad i fokusering-sanordningens (22) skivfränvända brännplan.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen laite, tunnettu siitä, että heijastuneiden valonsäteiden (AI, A2, Bl, B2) sädetiel- 15 le on sijoitettu tarkennuslaite (22) ja paikantavan ilmaisin (24) on sijoitettu kiinteästi tarkennuslaitteen (22) levystä poispäin olevalle polttotasolle.

18. Anordning enligt patentkrav 17, kännetecknad av att fokuseringsanordningen (22) är anordnad mellan uppdelnings-anordningen (20) och den punktupplösande detektorn (24).

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen laite, tunnettu siitä, 20 että tarkennuslaite (22) on sijoitettu katkojalaitteen (20) ja paikantavan ilmaisimen (24) väliin.

19. Anordning enligt nägot av patentkraven 16 tili 18, 15 kännetecknad av att en fokuseringsanordning för fokusering av de infallande 1jussträlarna (A, B) pä uppdelningsanord-ningen (20) är anordnad mellan laserijuskällan (10) och sträldelningsanordningen (12, 14) i strälgängen för de infallande ljussträlarna (A, B).

19. Jonkin patenttivaatimuksen 16-18 mukainen laite, • · :.V tunnettu siitä, että tulevien valonsäteiden (A, B) säde- t 25 tielle on laservalonlähteen (10) ja säteenjakolaitteen (12, 14) väliin sijoitettu keskityslaite tulevien valonsäteiden • · • (A, B) keskittämiseksi katkojalaitteeseen (20) . ··· · • ·

20. Anordning enligt nägot av patentkraven 16 tili 19, kännetecknad av att uppdelningsanordningen (20) är bildad av en trumma med ätminstone en parallellt med trumaxeln inriktad '''‘ slitsbländare (28) i trumväggen, varvid trumman är sä sned- 25 ställt anordnad, att endast dennas frän skivan (26) vända % trumvägg inrymmer de reflekterade ljussträlarnas (AI, A2, ·.« j Bl, B2) strälgäng. • «

20. Jonkin patenttivaatimuksen 16-19 mukainen laite, tun- • · · 30 nettu siitä, että katkojalaite (20) on muodostettu rummusta, . . jossa rummun seinässä on ainakin kaksi rummun akselin kanssa • · · *;1;1 samansuuntaisesti suunnattua rakosuljinta (28) , jolloin rum- • · · *·1 1 pu on järjestetty siten vinoon asennetuksi, että vain rummun levystä (26) poispäin käännetty seinämä katkaisee heijastu-."‘, 35 neiden valonsäteiden (AI, A2, Bl, B2) sädetien. i < < lit • I · • · « · 101750 15

21. Anordning enligt patentkrav 20, kännetecknad av att det 30 pä trumväggen finns ätminstone fyra likformigt utmed trum- väggen fördelade slitsbländare (28) . ♦ · · • » • · · • · « • · · \ 22. Anordning enligt nägot av patentkraven 8 tili 14, känne- • · · • *.· tecknad av att sträldelningsanordningen (12, 14, 16) är sä • · « 35 inställbar, att de fyra reflekterade ljussträlarna (AI, A2, Bl, B2) träffar den punktupplösande detektorn (24) rumsmäs-sigt uppdelat, och att detektorn (24) är inriktad för samti- • * 101750 20 dig punktuppiösande upptagning av de fyra reflekterade 1jussträlarna (AI, A2, Bl, B2).

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteessa on ainakin neljä rummun seinämälle tasavälein jaettua rakosuljinta (28).

22. Jonkin patenttivaatimuksen 8-14 mukainen laite, tunnet tu siitä, että säteenjakolaite (12, 14, 16) on säädettävissä siten, että neljä heijastunutta valonsädettä (AI, A2, Bl, B2) osuvat ilmaisimelle (24) tilallisesti erotettuina, ja että ilmaisin (24) on asennettu näiden neljän heijastuneen 10 valonsäteen (Ai, A2, Bl, B2) samanaikaiseen paikantavaan vastaanottoon.

23. Patenttivaatimuksen 22 mukainen laite, tunnettu siitä, että paikantava ilmaisin (24) koostuu lukuisista yksittäi-15 sistä, valon tulotasoon vierekkäin sijoitetuista, erikseen vastaavista valoherkistä elementeistä. 20 1. Förfarande för bestämning av den optiska kvaliteten hos en transparent skiva (26), speciellt en flytglasskiva vid vilken tvä parallella och ett inbördes avständ (aL) uppvisan-de ljussträlar (A, B) riktas mot skivan under spetsig vinkel f < V,: (e0) med avseende pä skivnormalen (OA) , varvid de frän skivan 25 reflekterade 1jussträlarna fängas upp separat medelst en, en :t'.j ljuskänslig detektor (24) uppvisande detektoranordning, för : att utvärdera riktningen hos de reflekterade 1 jussträlarna, ··« · ·;··· kannetecknat av att alla fyra frän de bäda ovanytorna (30, .·:·. 32) pä skivan (26) reflekterade 1 jussträlarna (Ai, A2, Bl,

30 B2) fängas upp av en punktupplösande detektor (24), att det . . inbördes avständet och infallsvinkeln (e0) hos de infällande • · · I.*. 1 jussträlarna (A, B) ställs in sä i beroende av skivtjockle- • · · * ken, att de reflekterade 1jussträlarna (AI, A2, Bl, B2) kan ί uppfattas rumsmässigt isärskiljbart av detektoranordningen, 35 och att utgäende frän träffpunkterna för alla de fyra ref-lekterade 1jussträlarna (AI, A2, Bl, B2) pä den punktupplö- • · · * . sande detektorn, parametrarna för kvantitativ bestämning av skivans optiska kvalitet beräknas. 101750 16

23. Anordning enligt patentkrav 22, kännetecknad av att den 5 punktupplösande detektorn bestär av ett flertal enskilda, i 1jusinfallsplanet under varandra anordnade, separatavläsbara ljuskänsliga element. « < i < t « « • ♦ • · • · · • · · • «· · ♦ • · ··· • · ♦ • · · • ♦ » · · • · 1 • · ··· • · ♦ • · · * 1 · t « « • · • · « · · • ♦ • · t 4 « • « · • « · » · 1 ♦