JP6670241B2 - Method for determining the shape of a substantially cylindrical specular surface - Google Patents
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Description
本出願は、2013年12月19日出願の米国仮特許出願第61/918262号の米国特許法第119条に基づく優先権を主張するものであって、その内容に依拠し、参照により全内容が本明細書に援用されるものである。 This application claims priority under 35 U.S.C. 119 of U.S. Provisional Patent Application No. 61/918262, filed December 19, 2013, which is hereby incorporated by reference in its entirety. Is incorporated herein by reference.
本発明は、概して形状を決定するための方法に関し、特には、実質的に円筒形の鏡面反射面の形状を決定するための方法に関するものである。 The present invention relates generally to a method for determining a shape, and more particularly, to a method for determining a shape of a substantially cylindrical specular reflective surface.
一般に、ガラス製造装置を用いて、ガラス板に分離することができるガラスリボンが成形される。一部の用途において、ガラスリボン、ガラス板、又はその他のガラス要素の形状を決定したいという要望が存在し得る。 Generally, a glass ribbon that can be separated into glass plates is formed using a glass manufacturing apparatus. In some applications, there may be a desire to determine the shape of a glass ribbon, glass plate, or other glass element.
詳細な説明に記載の幾つかの例示的な態様の基本的理解を得るために、本開示の簡単な概要を以下に説明する。 A brief summary of the disclosure is provided below to provide a basic understanding of some exemplary aspects described in the detailed description.
本開示の第1の態様において、実質的に円筒形の鏡面反射面の形状を決定するための方法が、校正データを取得するステップ(I)、及び空間周波数パターンを有する対象構造体に関する対象データを取得するステップ(II)を有している。本方法は、鏡面反射面における、対象構造体の反射像を捕捉するステップ(III)、及び反射像から反射データを取得するステップ(IV)を更に有している。本方法は、対象データと反射データとの対応関係を決定するステップ(V)、及び対応関係と校正データを用いて、鏡面反射面の形状を決定するステップ(VI)を更に有している。 In a first aspect of the present disclosure, a method for determining a shape of a substantially cylindrical specular surface comprises the steps of: (I) obtaining calibration data; and target data for a target structure having a spatial frequency pattern. (II). The method further comprises a step (III) of capturing a reflection image of the target structure on the specular reflection surface, and a step (IV) of obtaining reflection data from the reflection image. The method further includes a step (V) of determining a correspondence between the target data and the reflection data, and a step (VI) of determining a shape of the specular reflection surface using the correspondence and the calibration data.
第1の態様の1つの実施例において、ステップ(V)が高速フーリエ変換を含んでいる。 In one embodiment of the first aspect, step (V) comprises a fast Fourier transform.
第1の態様の別の実施例において、空間周波数パターンが空間的位置の関数を構成している。 In another embodiment of the first aspect, the spatial frequency pattern comprises a function of spatial position.
第1の態様の更に別の実施例において、鏡面反射面が実質的に平面に沿って延び、対象構造体が、平面に対して実質的に垂直である。例えば、空間周波数パターンは、鏡面反射面の母線に対して、実質的に平行な方向に周期パターンを有している。別の実施例において、空間周波数パターンは、鏡面反射面の母線に対して、実質的に垂直な方向に単調に変化する周波数を含んでいる。 In yet another embodiment of the first aspect, the specularly reflective surface extends substantially along a plane and the structure of interest is substantially perpendicular to the plane. For example, the spatial frequency pattern has a periodic pattern in a direction substantially parallel to the generatrix of the specular reflection surface. In another embodiment, the spatial frequency pattern includes frequencies that vary monotonically in a direction substantially perpendicular to the generatrix of the specular surface.
第1の態様の更に別の実施例において、鏡面反射面が、素材板の主面を含んでいる。 In still another embodiment of the first aspect, the specularly reflective surface includes a main surface of the blank.
第1の態様の更に別の実施例において、形状によって鏡面反射面の断面プロファイルが近似される。 In still another embodiment of the first aspect, the shape approximates the cross-sectional profile of the specular reflection surface.
第1の態様の更に別の実施例において、本方法は、鏡面反射面の複数の形状を決定するステップであって、各々の形状が鏡面反射面の断面プロファイルを近似するステップを更に有している。例えば、本方法は、複数の形状に基づいて、鏡面反射面の表面プロファイルを近似するステップを更に有している。 In yet another embodiment of the first aspect, the method further comprises determining a plurality of shapes of the specular surface, each shape approximating a cross-sectional profile of the specular surface. I have. For example, the method further comprises approximating a surface profile of the specular surface based on the plurality of shapes.
第1の態様は、単独で提供することも、前述の第1の態様の実施例の1つ又は任意の組合せと組み合わせて提供することもできる。 The first aspect can be provided alone or in combination with one or any combination of the embodiments of the first aspect described above.
本開示の第2の態様において、多量の溶融ガラスから延伸されたガラスリボンの形状を決定する方法が、校正データを取得するステップ(I)、及び空間周波数パターンを有する対象構造体に関する対象データを取得するステップ(II)を有している。本方法は、ガラスリボンにおける、対象構造体の反射像を捕捉するステップ(III)、及び反射像から反射データを取得するステップ(IV)を更に有している。本方法は、対象データと反射データとの対応関係を決定するステップ(V)、及び対応関係と校正データを用いて、ガラスリボンの形状を決定するステップ(VI)を更に有している。 In a second aspect of the present disclosure, a method of determining a shape of a glass ribbon drawn from a large amount of molten glass includes the steps of obtaining calibration data (I) and subject data relating to a subject structure having a spatial frequency pattern. And obtaining (II). The method further comprises the step of capturing a reflection image of the target structure on the glass ribbon (III) and the step of obtaining reflection data from the reflection image (IV). The method further includes determining a correspondence between the target data and the reflection data (V), and determining a shape of the glass ribbon using the correspondence and the calibration data (VI).
第2の態様の1つの実施例において、ステップ(V)が高速フーリエ変換を含んでいる。 In one embodiment of the second aspect, step (V) comprises a fast Fourier transform.
第2の態様の別の実施例において、ガラスリボンが、実質的に平面に沿って延び、対象構造体が、平面に対して実質的に垂直である。例えば、空間周波数パターンは、鏡面反射面の母線に対して、実質的に平行な方向に周期パターンを有している。別の実施例において、空間周波数パターンは、鏡面反射面の母線に対して、実質的に垂直な方向に単調に変化する周波数を含んでいる。 In another embodiment of the second aspect, the glass ribbon extends substantially along a plane and the structure of interest is substantially perpendicular to the plane. For example, the spatial frequency pattern has a periodic pattern in a direction substantially parallel to the generatrix of the specular reflection surface. In another embodiment, the spatial frequency pattern includes frequencies that vary monotonically in a direction substantially perpendicular to the generatrix of the specular surface.
第2の態様の更に別の実施例において、ガラスリボンが延伸方向に連続的に移動する。 In yet another embodiment of the second aspect, the glass ribbon moves continuously in the stretching direction.
第2の態様の更に別の実施例において、形状を用いて、ガラス成形方法の上流パラメータが制御される。 In yet another embodiment of the second aspect, the shape is used to control upstream parameters of the glass forming method.
第2の態様の更に別の実施例において、形状を用いて、下流工程のパラメータが制御される。 In yet another embodiment of the second aspect, the shape is used to control downstream process parameters.
第2の態様の更に別の実施例において、形状を用いて、ガラス成形方法の上流パラメータ、及び下流工程のパラメータが制御される。 In yet another embodiment of the second aspect, the shape is used to control the upstream parameters and the downstream process parameters of the glass forming method.
第2の態様の更に別の実施例において、形状を用いて、ガラスリボンの属性が決定され、属性に基づいて、ガラスリボンの品質が分類される。 In yet another embodiment of the second aspect, the shape is used to determine an attribute of the glass ribbon, and the quality of the glass ribbon is classified based on the attribute.
第2の態様は、単独で提供することも、前述の第2の態様の実施例の1つ又は任意の組合せと組み合わせて提供することもできる。 The second aspect can be provided alone or in combination with one or any combination of the embodiments of the second aspect described above.
これ等及びその他の態様は、添付図面を参照しながら、以下の詳細な説明を読むことによってより良く理解される。 These and other aspects will be better understood by reading the following detailed description with reference to the accompanying drawings.
以下、例示的な実施の形態を示す添付図面を参照しながら、実施例について更に詳細に説明する。図面全体を通し、可能な限り、同一又は同様の部品には、同じ参照番号を使用している。しかし、態様は多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書に記載の実施の形態に限定されると解釈されるべきではない。 Hereinafter, examples will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing exemplary embodiments. Throughout the drawings, the same reference numbers are used for identical or similar parts wherever possible. However, aspects may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
本開示の態様は、形状を決定するための方法、具体的には、実質的に円筒形の鏡面反射面の形状を決定するための方法を含んでいる。鏡面反射面は、入射光ビームを面法線に対し同じ角度で反射する特性を示すことができる。例えば、入射角は反射角に等しい。更に、入射ビーム、反射ビーム、及び面法線はすべて同一面内に存在することができる。デフレクトメトリの原理、より具体的には、反射率測定法を用いて、歪から鏡面反射面の形状を決定することができるか、又は鏡面反射から鏡面反射面の反射を決定することができる。例えば、既知の幾何学形状の構造体を考えたとき、鏡面反射面における、その構造体の歪んだ反射を用いて、その歪んだ反射を生じさせた、鏡面反射面の幾何学的特性を推定することができる。構造体の反射は、表面の湾曲、欠陥、異常、又は凹凸に起因することを含む、様々な理由によって歪み得る。反射を分析し、例えば、既知の幾何学形状の構造体のフィーチャーと鏡面反射面における、既知の幾何学形状の構造体のフィーチャーの対応する反射との対応関係を決定することにより、対応関係から得られる表面の形状を逆算又は復元することができる。この形状を、任意の数のアプリケーション、制御、又は計算に用いて、例えば、実際の鏡面反射面の三次元プロファイルをシミュレート又は近似することができる。 Aspects of the present disclosure include a method for determining a shape, specifically a method for determining a shape of a substantially cylindrical specular reflective surface. A specular reflection surface can exhibit the property of reflecting an incident light beam at the same angle with respect to the surface normal. For example, the angle of incidence is equal to the angle of reflection. Further, the incident beam, reflected beam, and surface normal can all be in the same plane. Using the principle of deflectorometry, or more specifically, reflectometry, the shape of a specular surface can be determined from distortion, or the reflection of a specular surface can be determined from specular reflection. . For example, when considering a structure with a known geometric shape, the distorted reflection of the structure on the specular reflection surface is used to estimate the geometric characteristics of the specular reflection surface that caused the distorted reflection. can do. The reflection of the structure can be distorted for a variety of reasons, including due to surface curvature, defects, abnormalities, or irregularities. Analyzing the reflections, for example, by determining the correspondence between the features of the structure of known geometry and the corresponding reflections of the features of the structure of known geometry on the specular surface, The shape of the resulting surface can be back calculated or restored. This shape can be used for any number of applications, controls, or calculations, for example, to simulate or approximate a three-dimensional profile of a real specular surface.
図1〜3は円筒面の例を示す図である。図1は、曲面12を通る一連の平行線11によって画成される、例示的な円筒面10aを示す図である。図2は、準線14として知られている曲線又は経路に沿って、母線13として知られている直線を移動させることによって画成することができる、別の例示的な円筒面10bを示す図である。更に別の例において、図3は、開始準線15aが終了準線15bと平行になるように、開始準線15aを方向16に投影することによって画成することができる、円筒面10cを示す図である。本明細書が提供する方法を用いて、実質的に円筒形の鏡面反射面の形状を決定することができる。例えば、円筒面の数学的又は理論的な特徴づけを満足又は僅かにずれた表面の形状を決定することができる。1つの実施例において、実質的に円筒形の鏡面反射面が、素材のリボン、又は素材のリボンから分割された素材板等の、素材板の主面を含むことができる。例えば、実質的に円筒形の鏡面反射面は、ガラスのリボン、又はガラスのリボンから分割されたガラス板等の、ガラス板の主面を含むことができる。別の実施例において、実質的に円筒形の鏡面反射面が、光ファイバ又は他の物体の外周面を含むことができる。
1 to 3 are diagrams showing examples of a cylindrical surface. FIG. 1 is a diagram illustrating an exemplary
物体が実質的に円筒形の鏡面反射面を有する場合、本方法を用いて実質的に円筒形の鏡面反射面の形状だけでなく、実質的に円筒形の鏡面反射面を有する物体の形状も決定することができる。以下、説明のために、実質的に円筒形の鏡面反射面と言った場合、かかる表面は、遊離した表面又は物体の表面として存在することができると理解されたい。前述のように、本明細書に記載の方法を用いて、かかる表面及び/又はかかる表面を有する物体の形状を決定することができる。 If the object has a substantially cylindrical specular surface, the method may be used to form not only the shape of the substantially cylindrical specular surface, but also the shape of the object having the substantially cylindrical specular surface. Can be determined. In the following, for purposes of explanation, reference to a substantially cylindrical specular surface is to be understood that such a surface may exist as a free surface or as a surface of an object. As described above, the methods described herein can be used to determine the shape of such surfaces and / or objects having such surfaces.
本方法は、校正データを取得するステップを有している。校正データは、データを直接又は間接的にコンピュータにコーディングする、検出器を用いてデータを観察する、センサを用いてデータを測定する、又は校正データを抽出することができるデータを包含する画像を捕捉することを含む、様々な方法で取得することができる。校正データの例には、本方法において、又は本方法によって用いられる、システム、構成要素、又は構造体のいずれかの特性又は複数の特性を表わす座標又は他の情報が含まれる。例えば、校正データは、カメラ、レンズ、又は焦点等のシステムの構成要素の空間的位置、鏡面反射面に関する情報、対象構造体及びその関連フィーチャー、又はその他任意のパラメータ、初期状態、又はそれに関連するデータを含むことができる。別の実施例において、校正データは、様々なシステム構成要素、構造体、及び変数間の空間的位置又は関係を決定及び規定するために使用できる、基準点又は座標を含むことができる。例えば、校正データは、変換マトリックス又は他の数学的計算により、実空間における三次元座標から二次元の座標に変換することができる。更に別の実施例において、校正データを操作、結合、分析、又は処理して、校正データに対し更に分析、操作、及び/又は計算を行うことができる。 The method includes obtaining calibration data. Calibration data is an image that contains data from which data can be coded directly or indirectly into a computer, observe data using a detector, measure data using a sensor, or extract calibration data. It can be obtained in a variety of ways, including capturing. Examples of calibration data include coordinates or other information representing any property or properties of a system, component, or structure used in or by the method. For example, the calibration data may include the spatial location of components of the system, such as a camera, lens, or focus, information about a specular surface, the structure of interest and its associated features, or any other parameters, initial states, or related thereto. Can contain data. In another example, the calibration data can include reference points or coordinates that can be used to determine and define the spatial location or relationship between various system components, structures, and variables. For example, calibration data can be transformed from three-dimensional coordinates in real space to two-dimensional coordinates by a transformation matrix or other mathematical calculations. In yet another embodiment, the calibration data can be manipulated, combined, analyzed, or processed to further analyze, manipulate, and / or calculate the calibration data.
本方法は、空間周波数パターンを有する対象構造体に関する対象データを取得するステップを更に有している。対象データは、データを直接又は間接的にコンピュータにコーディングする、検出器を用いてデータを観察する、センサを用いてデータを測定する、又は対象データを抽出することができるデータを包含する画像を捕捉することを含む、様々な方法で取得することができる。対象データの例には、対象構造体及び/又はその関連フィーチャーに関連する空間的位置又はその他の基準特性を表す座標、及び対象構造体に関連する任意のその他の情報がある。例えば、対象データは、対象構造体及び/又はその関連フィーチャーと様々なシステム構成要素、構造体、及び変数との関係または特性をいくつでも決定及び規定するために使用できる基準点を含むことができる。更に、これらの基準点は、変換マトリックス又は他の数学的計算により、実空間における三次元の座標から、二次元の座標に変換することができる。更に別の実施例において、対象データを操作、結合、分析、又は処理して、対象データに対し更に分析、操作、及び/又は計算を行うことができる。 The method further comprises obtaining target data for the target structure having the spatial frequency pattern. The subject data is an image containing data that can be directly or indirectly coded into a computer, observe the data using a detector, measure the data using a sensor, or extract the subject data. It can be obtained in a variety of ways, including capturing. Examples of target data include coordinates representing a spatial location or other reference characteristic associated with the target structure and / or its associated features, and any other information associated with the target structure. For example, the subject data can include reference points that can be used to determine and define any number of relationships or properties between the subject structure and / or its associated features and various system components, structures, and variables. . Further, these reference points can be transformed from three-dimensional coordinates in real space to two-dimensional coordinates by a transformation matrix or other mathematical calculations. In yet another embodiment, the subject data can be manipulated, combined, analyzed, or processed to further analyze, manipulate, and / or calculate the subject data.
図4〜6に示すように、鏡面反射面20は、実質的に平面21に沿って延びることができ、対象構造体31を平面21に対して実質的に垂直とすることができる。対象構造体31は、構造体に関連する複数のフィーチャー又は特性のいずれかを含む、任意の1つ又は複数の配列、形状、構造、又は大きさを有することができる。対象構造体は、様々な材料のいずれかで構成することができる。1つの実施例において、対象構造体は、様々な環境における使用に対し望ましい特性を有する、1つ又は複数の材料から構成することができる。更に別の実施例において、光源によって、対象構造体を独立照明又は従属照明することができる。例えば、対象構造体は光を発するか、又は専用の光源からの光若しくは周辺光を拡散反射することができる。更に別の実施例において、例えば、構造体が何時如何なる時でも、自動又は手動で変更、操作、又は制御できるフィーチャー又は特性を有することができるという点で、対象構造体は動的であり得る。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
図4〜6の実施例に更に示すように、対象構造体31は、鏡面反射面のエッジ24から距離54離隔し、且つ鏡面反射面20の面26から距離56離隔して、鏡面反射面20に対して実質的に垂直とすることができる空間周波数パターン36を有することができる。対象構造体31の空間周波数パターン36は、鏡面反射面20の高さ58に沿った高さ位置57に位置することもできる。対象構造体31の空間周波数パターン36は、対象構造体上の任意の位置に存在することができ、鏡面反射面20に対し、様々な角度及び/又は方向に延びることができる。
As further shown in the embodiment of FIGS. 4-6, the
更に別の実施例において、対象構造体31は、様々な方法で空間周波数パターンを有することができる。例えば、対象構造体31を空間周波数パターン36でエンコードすることができる。別の実施例において、対象構造体31に空間周波数パターン36を印刷する、空間周波数パターンを対象構造体のフィーチャーとして含むように対象構造体を製造する、及び/又は空間周波数パターンを対象構造体に結合又は貼付することができる。別の実施例において、空間周波数パターン36は空間的位置の関数を構成することができる。例えば、空間周波数パターン36を、空間的位置の関数として規定することができる。図6に示す、更に別の実施例において、空間周波数パターン36は、鏡面反射面の母線に対して、実質的に平行な方向22に周期パターンを有することができる。図6に示す、更に別の実施例において、空間周波数パターン36は、鏡面反射面の母線に対して、実質的に垂直な方向23に単調に変化する周波数を含むことができる。図6において、鏡面反射面の母線は平面21に存在し、方向22を表す矢印として示されている。
In yet another embodiment, the
例えば、図15及び図16に示すように、空間周波数パターン600、601は、方向605において一定とすることができる周期パターン、及び方向610において変化させることができる周波数を含むことができる。図15及び図16において、方向605が、鏡面反射面の母線に対して、実質的に平行な方向に対応し、方向610が、鏡面反射面の母線に対して、実質的に垂直な方向に対応している。更に、図15及び図16にそれぞれ示すように、空間周波数パターン600、601は、白黒の空間周波数パターン600、又はグレースケールの空間周波数パターン601であってよい。更に別の実施例において、空間周波数パターンは任意の色、曲線、又はフィーチャーを有することができる。
For example, as shown in FIGS. 15 and 16, the
図7に示すように、本方法は、鏡面反射面20における、対象構造体31の反射像50を捕捉するステップを更に有している。反射像50は、カメラ又はその他の画像やビデオ記録装置等の、画像捕捉装置51を用いて捕捉することができる。捕捉したのち、反射像50の分析を行うことができ、又はコンピュータ52に転送することによって、画像に含まれるデータの抽出、処理、及び/若しくは分析を行うことができる。
As shown in FIG. 7, the method further includes capturing a
更に図7に示すように、本方法は、反射像50から、反射データ55を取得するステップを更に有している。反射データ55は、反射像50を抽出、処理、及び/又は分析して反射データ55を取得することを含む、様々な方法で取得することができる。反射データ55の例には、対象構造体の反射像50に関連する空間的位置又はその他の基準特性、及び/又はそれに関連する反射フィーチャーを表す座標、及び反射像50に関連する任意のその他の情報がある。例えば、反射データ55は、対象構造体31の空間周波数パターン36を含む反射37に関する情報を含むことができる。別の実施の形態において、反射データ55は任意の数の特性又は対象構造体の反射像50及び/又はそれに関連する反射フィーチャーと様々なシステム構成要素、構造体、及び変数との関係を決定及び規定するために使用できる基準点を含むことができる。更に、これらの基準点は、変換マトリックス又は他の数学的計算により、実空間における三次元の座標から、二次元の座標に変換することができる。更に別の実施例において、反射データ55を操作、結合、分析、又は処理して、反射データに対し、更に分析、操作、及び/又は計算を行うことができる。
As further shown in FIG. 7, the method further comprises the step of obtaining reflection data 55 from the
前述のように、対象構造体31は、対象構造体31の任意のフィーチャー又は特性を含むことができる、空間周波数パターン36を有することができる。従って、空間周波数パターン36を有する対象構造体31の反射は、空間周波数パターンの反射37を含む、対象構造体31のフィーチャー又は特性の反射に対応するあらゆるものを含むことができる。1つの実施例において、前述のように、対象構造体31の空間周波数パターン36を、対象構造体31に印刷することができる。従って、対象構造体31の空間周波数パターン36の反射37は、印刷された空間周波数パターン36の反射37を含む、対象構造体の対応する反射であり得る。従って、反射像50から得た反射データ55は、鏡面反射面20における、空間周波数パターン36の対応する反射37に関する、あらゆる情報を含むことができる。
As described above, the
本方法は、対象データ41と反射データ55との対応関係を決定するステップを更に有している。対応関係は、例えば、対象データ41のすべて又は一部と、反射データ55のすべて又は一部との比較、相関、又はその他任意の1つ又は複数の関係を含むことができる。例えば、対象データ41を分析することができる。別の実施例において、反射データ55を分析することができる。更に別の実施例において、対象データ41及び反射データ55を分析することができる。対応関係は、コンピュータ又は手動処理、数学的計算、又はその他の方法による演算を含む、様々な方法のうちの任意の方法で決定することができる。1つの実施例において、対応関係は、対象構造体31の対象データ41からの空間周波数パターン36と比較した、反射像50の反射データ55からの空間周波数パターン36の反射37の歪みの決定を含むことができる。
The method further includes determining a correspondence between the target data 41 and the reflection data 55. The correspondence relationship may include, for example, a comparison, a correlation, or any other one or more relationships between all or a portion of the target data 41 and all or a portion of the reflection data 55. For example, the target data 41 can be analyzed. In another embodiment, the reflection data 55 can be analyzed. In yet another embodiment, the target data 41 and the reflection data 55 can be analyzed. The correspondence may be determined in any of a variety of ways, including computation by computer or manual processing, mathematical calculations, or other methods. In one embodiment, the correspondence includes determining a distortion of the
1つの実施例において、対応には高速フーリエ変換を含むことができる。更に別の実施例において、どの対象データ41を得ることができるか、及び反射データ55を得ることができる反射像50に捕捉された空間周波数パターンの反射37について、対象構造体31の空間周波数パターン36に対して高速フーリエ変換を行うことができる。例えば、対象データに対応する反射像中の優位周波数、及び反射データを決定することができる。例えば、反射データの既知のデータ点から開始して、他の複数のデータ点を算出することができる。別の実施例において、高速フーリエ変換を用いて、優位周波数を算出することができると共に、直近から最大までの高調波の修正も含むことができる。対象構造体が、列座標からの周波数にほぼ線形な依存性を示す空間周波数パターンを有する、更に別の実施例において、反射像中の線形依存からの偏差が、鏡面反射面20の歪又は動きを示すことができる。
In one embodiment, the correspondence may include a fast Fourier transform. In yet another embodiment, the spatial frequency pattern of the
本方法は、対応関係及び校正データを用いて鏡面反射面20の形状を決定するステップを更に有している。1つの実施例において、対応関係の全部又は一部を使用することができる。別の実施例において、校正データの全部又は一部を使用することができる。更に別の実施例において、対応関係の全部又は一部を使用することができると共に、校正データの全部又は一部を使用することができる。例えば、本ステップは、形状回復アルゴリズムの実行を含むことができる。形状回復アルゴリズムは、任意のデータを用いて、鏡面反射面20の形状を決定することができる。例えば、鏡面反射面20の形状は、復元、回復、逆算、あるいは、対応関係及び校正データに基づいて、対象構造体31の捕捉反射像50を生成することになる、鏡面反射面の輪郭又はプロファイルを推定することによって決定することができる。
The method further includes determining the shape of the
図8に示すように、1つの実施例において、形状によって、鏡面反射面20の断面プロファイル70を近似することができる。断面プロファイル70は、例えば、鏡面反射面20と交差する平面75における、鏡面反射面の断面であってよい。別の実施例において、鏡面反射面を有する物体が薄く、長さ及び幅より実質的に小さい厚さを有する場合、断面プロファイル70は、鏡面反射面20と交差する平面75に存在する線又は曲線71として近似することができる。更に別の実施例において、本方法は、鏡面反射面20の複数の形状72を決定するステップを更に有することができる。例えば、複数の形状72の各々の形状73によって、鏡面反射面20の断面プロファイル70又は曲線71を近似することができる。
As shown in FIG. 8, in one embodiment, the cross-sectional profile 70 of the
図9に示す、更に別の実施例において、本方法は、複数の形状72に基づいて、鏡面反射面20の表面プロファイル74を近似するステップを更に有することができる。表面プロファイル74は、例えば、複数の形状72を、それらの間の関係に基づいて、空間的に順序付けして配置することによって決定することができる。1つの実施例において、複数の形状72をデジタル的に組み立てることにより、鏡面反射面20の全表面プロファイル77を近似することができる、レンダリングされた画像を生成することができる。例えば、鏡面反射面が、素材板の主面を含む場合、形状によって、素材板の一部又は全部の実際の形状を近似又はシミュレートすることができる。
In yet another embodiment, shown in FIG. 9, the method may further include approximating a
本方法のステップのいずれも、同じ又は異なる任意の時間周波数で実行することができる。例えば、図10に示すように、校正データを取得するステップ501、対象データを取得するステップ502、反射像を捕捉するステップ503、反射データを取得するステップ504、対応関係を決定するステップ505、並びに対応関係及び校正データを用いて、鏡面反射面の形状を決定するステップ506を有する方法ステップ500は、同じ又は異なる任意の時間周波数で実行することができる。1つの実施例において、いずれのステップも、少なくとも1秒に1回の割合で実行することができる。別の実施例において、いずれのステップも、繰り返し周期がゼロに近づくような速度で、繰り返すことができる。例えば、繰り返し間における円筒面の形状変化が重要でない場合、いずれのステップも、時間的に実質的に連続する速度で実行することができる。更に別の実施例において、いずれのステップも、任意の数の変数によって規定される速度で実行することができる。更に、いずれのステップも1回実行することができる。1つの実施例において、1つ以上のステップを1回実行することができる一方、他のステップを複数回実行することができる。
Any of the steps of the method may be performed at any of the same or different time frequencies. For example, as shown in FIG. 10, a
校正データを取得するステップ501、対象データを取得するステップ502、反射像を捕捉するステップ503、反射データを取得するステップ504、対応関係を決定するステップ505、並びに対応関係及び校正データを用いて、鏡面反射面の形状を決定するステップ506を有する、図10に示す方法ステップ500のいずれも、様々なコンピュータ、数値、数学、線形、非線形、科学、デジタル、電子、又は他の手法を使用することができる。更に、任意の構成、推定、操作、又は計算を一緒に又は単独で、本明細書に記載の方法のステップのいずれに対しても実行することができる。
Step 501 of acquiring calibration data, step 502 of acquiring target data, step 503 of capturing a reflection image, step 504 of acquiring reflection data, step 505 of determining correspondence, and using the correspondence and calibration data, Any of the method steps 500 shown in FIG. 10, including the
例えば、捕捉又は取得した画像を、画像分析を用いて分析し、画像に含まれているデータを画像から抽出することができる。別の実施例において、対象構造体の特定の領域、鏡面反射面の特定の領域、及び/又は鏡面反射面における対象構造体の反射像を表すことができる関心領域を規定することができる。関心領域はユーザによって規定することができ、直接又は間接的にコンピュータにプログラムするか、又はソフトウェアルーチン又はその他のプロシージャーを用いて、自動的に決定することができる。更に別の実施例において、導関数畳み込みを用いて、対象構造体の名目上のフィーチャーに垂直な方向の変化を強調することができる。導関数畳み込みは、例えば、データ点間のデータ点の値の変化率を示すことができる。この処理によって、例えば、対象構造体のフィーチャーに垂直なデータ点の値に対する最大の変化を表す、極大絶対値の点が特定される。更に別の実施例において、データ点にフィルタをかけて、対象構造体のフィーチャーの一般的な方向又は方向の傾向から外れ過ぎている点を除去又は外れ値と見なすことができる。更に別の実施例において、サブピクセル補間を用いて、最大の導関数の極大絶対値を有するデータ点を決定することができる。このことから、このデータ点の各々の側の少なくとも2つの点を用いて、多項式をデータ点に当てはめることができ、実際のピーク位置を決定することができる。例えば、対象構造体のフィーチャー、又は鏡面反射面における、フィーチャーに対応する反射に関連付けることができる、取得した各々のデータ点に対し、この補間を実行することができる。更に別の実施例において、統合的方法論を用いることができ、積分点を規定することができる。鏡面反射面の多数の形状によって、同じ反射がもたらされる可能性があるので、積分点を用いて、鏡面反射面全体にわたる統合の開始点を確立することができる。更に別の実施例において、微分方程式回復法の初期条件を規定することができる。更に別の実施例において、三次元点処理法を用いて、校正データ、対象データ、又は反射データのデータ点に対応する三次元の座標を、対象構造体の位置、及びそれに対応する反射を規定することができる、二次元の座標に変換することができる。別の実施例において、データのフィルタリングを実行することができ、校正データ、対象データ、又は反射データが処理され、すべての外れ値が除去される。1つの実施例において、このフィルタリング処理が、例えば、対象構造体のフィーチャー、及び/又は鏡面反射面における、対応する反射に関連付けることができるデータ点に、多項式線を当てはめることを含んでいる。別の実施例において、当てはめた線から所定距離の範囲外のすべてのデータ点が、外れ値として特定される。外れ値はデータセットから除去することも、データセットに保持することもできる。更に別の実施例において、線を当てはめる処理、外れ値を特定する処理、及び外れ値をデータセットから除去又は保持する処理は、同じ又は異なる多項式フィッティング及び/又は同じ又は異なる外れ値棄却限界を用いて、任意の回数繰り返すことができる。 For example, captured or acquired images can be analyzed using image analysis, and data contained in the images can be extracted from the images. In another embodiment, a specific region of the target structure, a specific region of the specular reflection surface, and / or a region of interest that can represent a reflection image of the target structure on the specular reflection surface can be defined. The region of interest can be defined by the user and can be determined directly or indirectly by programming the computer or automatically using software routines or other procedures. In yet another embodiment, derivative convolution can be used to emphasize changes in the direction normal to the nominal features of the target structure. Derivative convolution can indicate, for example, the rate of change of the value of a data point between data points. By this processing, for example, a point having a maximum absolute value representing the maximum change with respect to the value of the data point perpendicular to the feature of the target structure is specified. In yet another example, data points may be filtered to remove or consider outliers points that are too far from the general orientation or directional tendency of features of the target structure. In yet another embodiment, sub-pixel interpolation can be used to determine the data point having the largest absolute value of the derivative. From this, using at least two points on each side of the data point, a polynomial can be fitted to the data point and the actual peak position can be determined. For example, this interpolation can be performed for each acquired data point that can be associated with a feature of the target structure, or a reflection corresponding to the feature on a specular surface. In yet another embodiment, an integrated methodology can be used and integration points can be defined. Since multiple shapes of the specular surface can result in the same reflection, the integration point can be used to establish a starting point for integration across the specular surface. In yet another embodiment, initial conditions for the differential equation recovery method can be specified. In yet another embodiment, three-dimensional point processing is used to define three-dimensional coordinates corresponding to data points of calibration data, target data, or reflection data, and to define a position of a target structure and a corresponding reflection. Can be converted to two-dimensional coordinates. In another example, data filtering can be performed, where calibration data, target data, or reflection data is processed to remove any outliers. In one embodiment, the filtering process includes fitting a polynomial line to data points that can be associated with corresponding reflections, for example, on features of the target structure and / or specular surfaces. In another embodiment, all data points outside a predetermined distance from the fitted line are identified as outliers. Outliers can be removed from the data set or retained in the data set. In yet another embodiment, the process of fitting a line, identifying outliers, and removing or retaining outliers from a data set uses the same or different polynomial fitting and / or the same or different outlier rejection limits. And can be repeated any number of times.
本開示の別の態様は、図11に示すように、多量の溶融ガラス121から延伸された、ガラスリボン103の形状を決定する方法を含んでいる。製造された後、ガラスリボン103は、様々な用途に用いることができるガラス板104に分離することができる。例えば、ガラスリボン103から製造されたガラス板104は、表示用途等に用いることができる。具体的な例において、ガラス板104は、液晶ディスプレイ(LCD)、電気泳動ディスプレイ(EPD)、有機発光ダイオードディスプレイ(OLED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、又はその他の表示装置の製造に用いることができる。
Another aspect of the present disclosure includes a method for determining the shape of a
ガラスリボンは、本開示に従ってガラスリボンを製造するための、スロットドロー、フロート、ダウンドロー、フュージョンダウンドロー、又はアップドロー等の、様々な装置によって製造することができる。各々の装置は、バッチ材料を多量の溶融ガラスに溶融するように構成された、溶融容器を有することができる。各々の装置は、少なくとも、溶融容器の下流に配置された第1の調整ステーション、及び第1の調整ステーションの下流に配置された第2の調整ステーションを更に有している。 Glass ribbons can be manufactured by various devices, such as slot draw, float, down draw, fusion down draw, or up draw, for manufacturing glass ribbons in accordance with the present disclosure. Each apparatus can have a melting vessel configured to melt the batch material into a quantity of molten glass. Each apparatus further comprises at least a first conditioning station located downstream of the melting vessel and a second conditioning station located downstream of the first conditioning station.
図11は、本開示に従ってガラスリボンを製造するための、単なる1つの例示的な装置の概略図であって、本装置は、後にガラス板104に加工される、ガラスリボン103を溶融延伸するためのフュージョンドロー装置101を備えている。フュージョンドロー装置101は、原料貯蔵槽109からバッチ材料107を受け取るように構成された溶融容器105を有することができる。バッチ材料107は、モータ113を動力源とするバッチ供給装置111によって導入することができる。モータ113を駆動するための、任意のコントローラ115を構成して、矢印117で示すように、所望の量のバッチ材料107を溶融容器105に導入することができる。ガラス金属プローブ119を用いて、立て管123内のガラス融液121のレベルを測定し、通信線125を介して、測定情報をコントローラ115に通信することができる。
FIG. 11 is a schematic diagram of only one exemplary apparatus for manufacturing a glass ribbon in accordance with the present disclosure, the apparatus being used to melt-draw a
フュージョンドロー装置101は、溶融容器105の下流に位置し、第1の接続管129を介して溶融容器105に接続された、清澄容器127(例えば、清澄管)等の第1の調整ステーションも有することができる。一部の実施例において、接続管129を介し、第1の溶融容器105から清澄容器127に、ガラス融液を重力供給することができる。例えば、重力はガラス融液に作用して、溶融容器105から清澄容器127まで、第1の接続管129の内部通路を強制通過させることができる。清澄容器127内において、様々な手法によって、ガラス融液から気泡を除去することができる。
The
フュージョンドロー装置は、清澄容器127の下流に位置することができる、撹拌容器131(例えば、撹拌室)等の第2の調整ステーションも有することができる。撹拌容器131を用いて、均一なガラス融液組成を提供することができ、撹拌容器を用いなければ、清澄容器を出た清澄化されたガラス融液に存在し得る不均一な筋を抑制又は除去することができる。図示のように、溶清澄容器127は、第2の接続管135を介して、撹拌容器131に接続することができる。一部の実施例において、第2の接続管135を介し、清澄容器127から撹拌容器131に、ガラス融液を重力供給することができる。例えば、重力はガラス融液に作用して、溶融清澄容器127から撹拌容器131まで、第2の接続管135の内部通路を強制通過させることができる。
The fusion draw device can also have a second conditioning station, such as a stirring vessel 131 (eg, a stirring chamber), which can be located downstream of the fining
フュージョンドロー装置は、撹拌容器131の下流に位置することができる、供給容器133(例えば、ボウル)等の別の調整ステーションを更に有することができる。供給容器133は、成形装置に供給されるガラスを調整することができる。例えば、供給容器133は、ガラス融液を調整して、常に一定量のガラス融液を、成形装置に供給するためのアキュムレータ及び/又は流量調整器として機能することができる。図示のように、撹拌容器131は、第3の接続管137を介して、供給容器133に接続することができる。一部の実施例において、第3の接続管137を介し、撹拌容器131から供給容器133に、ガラス融液を重力供給することができる。例えば、重力はガラス融液に作用して、撹拌容器131から供給容器133まで、第3の接続管137の内部通路を強制通過させることができる。
The fusion draw device can further include another conditioning station, such as a supply vessel 133 (eg, a bowl), which can be located downstream of the stirring vessel 131. The supply container 133 can adjust the glass supplied to the forming apparatus. For example, the supply container 133 can function as an accumulator and / or a flow regulator for adjusting the glass melt and constantly supplying a constant amount of the glass melt to the forming apparatus. As shown, the stirring vessel 131 can be connected to the supply vessel 133 via the
更に図示するように、下降管139を配置して、供給容器133から成形容器143の注入口141に、ガラス融液121を供給することができる。図示のように、溶融容器105、清澄容器127、撹拌容器131、供給容器133、及び成形容器143は、フュージョンドロー装置101に沿って連続配置することができる、ガラス融液調整ステーションの例である。
Further, as shown, a
溶融容器105は、概して、耐火(例えば、セラミック)煉瓦等の耐火材料から成っている。フュージョンドロー装置101は、概して、白金、又は白金−ロジウム、白金−イリジウム、及びこれ等の組合せ等の白金含有金属から成る構成要素を更に有することができるが、これ等の構成要素はモリブデン、パラジウム、レニウム、タンタル、チタン、タングステン、ルテニウム、オスミウム、ジルコニウム、及びこれ等の合金、及び/又は二酸化ジルコニウム等の耐火金属から成ることもできる。白金を含有する構成要素は、第1の接続管129、清澄容器127(例えば、清澄管)、第2の接続管135、立て管123、撹拌容器131(例えば、撹拌室)、第3の接続管137、供給容器133(例えば、ボウル)、下降管139、及び注入口141のうちの1つ以上を含むことができる。成形容器143も耐火材料から成り、ガラスリボン103を成形するように設計されている。
The
図12は、図11のフュージョンドロー装置101の2−2線斜視断面図である。図示のように、成形容器143は、対向する端部間に延びる一対の下方に傾斜した成形面部分207、209を備えた成形ウェッジ201を有している。一対の下方に傾斜した成形面部分207、209は延伸方向211に沿って合流し、根底部213を形成している。延伸面215が、根底部213を通して延び、延伸面215に沿って、ガラスリボン103を、延伸方向211、例えば下流方向、に延伸することができる。図示のように、延伸面215は、根底部213を二等分することができるが、延伸面215は、根底部213に対し別の向きに延びることもできる。
FIG. 12 is a perspective sectional view taken along line 2-2 of the
図11に示すように、フュージョンドロー装置101は、多量の溶融ガラス121から延伸された、ガラスリボン103の形状を決定するための方法を実行するシステム300を有することができる。また、本方法を実行して、光ファイバ及び他のガラス要素を含む、鏡面反射特性を有する他の物体の形状を決定することもできる。多量の溶融ガラス121から延伸された、ガラスリボン103の形状を決定するための方法について、以下説明する。1つの実施例において、ガラスリボン103を連続して延伸方向211に移動させることができる。別の実施例において、ガラスリボンの形状を用いて、ガラス成形装置101の上流のパラメータ301を制御することができる。更に別の実施例において、ガラスリボンの形状を用いて、下流工程302のパラメータを制御することができる。更に別の実施例において、ガラスリボンの形状を用いて、ガラス成形装置101の上流パラメータ301及び下流工程302のパラメータを制御することができる。更に別の実施例において、ガラスリボンの形状を用いて、ガラスリボンの属性を決定することができ、属性に基づいてガラスリボンの品質を分類することができる。
As shown in FIG. 11, the
例えば、属性は成形処理中にガラスリボンに生じ得る、内包物、傷、又はその他のあらゆる欠陥若しくは凹凸等の形状異常を含むことができる。このような異常によって、ガラスリボンが要求仕様特性又はパラメータから外れる可能性があり、ガラスリボン又はガラス板が拒絶又は別の用途に特定される可能性がある。別の実施例において、属性は、ガラスリボンの運動、又はガラスリボンの形状若しくは組成変化を証するものであってよい。ガラスリボンの様々な場所、及び成形及び/又は処理工程全体を通した様々な時間に、これ等の属性を監視することによって、成形及び/又は処理工程を制御することができ、様々なガラス成形及び/又は処理パラメータを調整又は一致させることができる。これ等の属性は定期的、繰り返し、又は連続的に監視することができ、例えば、これ等の属性を用いて、プロット、グラフ、チャート、データベース、又は数値データ等の様々な出力情報を生成することができる。別の実施例において、ガラスリボンから切断された特定のガラス板に、属性を関連付けることができる。特性が要求仕様から外れている場合、当該特定のガラス板は、その後破棄することができ、必要があれば更に処理するか、又は属性に基づいて、特定の用途用として特定、若しくは特定の場所へ割り振られる。更に別の実施例において、属性を用いて、ガラスリボンの品質及び/又はガラス板の品質が望ましい品質又は特性となる、安定した生産に対応する動作条件を決定することができる。更に別の実施例において、ガラスリボンの品質及び/又はガラス板の品質が、望ましい品質又は特性を示すガラスリボン又はガラス板の品質と異なる、望ましくない生産に対応する動作条件を決定することができる。更に別の実施例において、ガラス成形装置の特定の構成要素、システム、又はフィーチャーが適切又は不適切に機能しているとき、属性を用いて、コンピュータ又はユーザに通知することができる。例えば、本明細書に開示した方法によって算出される形状から決定される、ガラスリボンの特定の属性に基づいて、システムの特定の要素が交換又は修理を要する事例、又は溶融ガラスを製造するための様々な入力を調整して、例えば、ガラスリボン及び/又はガラス板の品質を向上させることができる事例を決定することができる。更に、属性間の相関を決定することができる。かかる相関はある期間にわたり決定することができ、本方法によって決定又は他の制御から供給されるガラス成形工程、ガラスリボン、及び/又はガラス板に関わる、種々の多くのパラメータのいずれも含むことができる。更に別の実施例において、ガラスリボン及び/又はガラス板の形状を用いて、ガラス成形、ガラスリボンの特性、及びガラス板の機械的応力等のガラス板の特性の変化を把握することができる。形状を監視及び/又は分析して、例えば、本明細書に記載の方法に関連する品質、効率、又はその他のフィーチャー、パラメータ、若しくは態様を向上させることができる。 For example, attributes can include morphological abnormalities, such as inclusions, scratches, or any other defects or irregularities that can occur in the glass ribbon during the molding process. Such anomalies can cause the glass ribbon to deviate from the required specification properties or parameters, and can cause the glass ribbon or glass sheet to be rejected or specified for another use. In another embodiment, the attribute may be indicative of the movement of the glass ribbon or a change in the shape or composition of the glass ribbon. By monitoring these attributes at different locations on the glass ribbon and at different times throughout the forming and / or processing steps, the forming and / or processing steps can be controlled and various glass forming And / or process parameters can be adjusted or matched. These attributes can be monitored periodically, repeatedly, or continuously, and can be used, for example, to generate various output information such as plots, graphs, charts, databases, or numerical data. be able to. In another example, attributes can be associated with a particular glass sheet cut from a glass ribbon. If the properties deviate from the required specifications, the specific glass sheet can then be discarded and further processed if necessary, or specified for a specific application or based on a specific location based on attributes. Allocated to In yet another embodiment, the attributes may be used to determine operating conditions corresponding to stable production, where the quality of the glass ribbon and / or the quality of the glass sheet is a desired quality or characteristic. In yet another embodiment, operating conditions corresponding to undesired production in which the quality of the glass ribbon and / or the quality of the glass sheet is different from the quality of the glass ribbon or glass sheet exhibiting the desired quality or properties may be determined. . In yet another embodiment, attributes can be used to notify a computer or user when a particular component, system, or feature of a glass forming apparatus is functioning properly or improperly. For example, based on certain attributes of the glass ribbon, determined from the shape calculated by the methods disclosed herein, when certain elements of the system require replacement or repair, or for producing molten glass. Various inputs can be adjusted to determine, for example, cases where the quality of the glass ribbon and / or glass sheet can be improved. Further, correlations between attributes can be determined. Such a correlation can be determined over a period of time and can include any of a variety of many parameters relating to the glass forming process, glass ribbon, and / or glass sheet provided by the method or provided by other controls. it can. In yet another embodiment, the shape of the glass ribbon and / or glass sheet can be used to ascertain changes in glass sheet properties such as glass forming, glass ribbon properties, and mechanical stress of the glass sheet. The shape can be monitored and / or analyzed, for example, to improve quality, efficiency, or other features, parameters, or aspects associated with the methods described herein.
本方法は、校正データを取得する方法を有している。前述のように、校正データは、データを直接又は間接的にコンピュータにコーディングする、検出器を用いてデータを観察する、センサを用いてデータを測定する、又は校正データを抽出することができるデータを包含する画像を捕捉することを含む、様々な方法で取得することができる。校正データの例には、本方法において、又は本方法によって用いられる、システム、構成要素、又は構造体のいずれかの特性又は複数の特性を表わす座標又は他の情報が含まれる。例えば、校正データは、カメラ、レンズ、又は焦点等のシステムの構成要素の空間的位置、ガラスリボンに関する情報、対象構造体及びそのフィーチャー、又はその他任意のパラメータ、初期状態、又はそれに関連するデータを含むことができる。別の実施例において、校正データは、様々なシステム構成要素、構造体、及び変数間の位置又は関係を決定、及び規定するために使用できる基準点又は座標を含むことができる。例えば、校正データは、変換マトリックス又は他の数学的計算により、実空間における三次元座標から二次元の座標に変換することができる。更に別の実施例において、校正データを操作、結合、分析、又は処理して、校正データに対し更に分析、操作、及び/又は計算を行うことができる。 The method has a method of obtaining calibration data. As described above, calibration data is data that can directly or indirectly code data into a computer, observe data using a detector, measure data using a sensor, or extract calibration data. Can be obtained in a variety of ways, including capturing images containing Examples of calibration data include coordinates or other information representing any property or properties of a system, component, or structure used in or by the method. For example, the calibration data may include the spatial location of components of the system such as a camera, lens, or focus, information about the glass ribbon, the target structure and its features, or any other parameters, initial conditions, or data associated therewith. Can be included. In another example, the calibration data may include reference points or coordinates that can be used to determine and define locations or relationships between various system components, structures, and variables. For example, calibration data can be transformed from three-dimensional coordinates in real space to two-dimensional coordinates by a transformation matrix or other mathematical calculations. In yet another embodiment, the calibration data can be manipulated, combined, analyzed, or processed to further analyze, manipulate, and / or calculate the calibration data.
本方法は、空間周波数パターンを有する対象構造体に関する対象データを取得するステップを更に有している。前述のように、対象データは、データを直接又は間接的にコンピュータにコーディングする、検出器を用いてデータを観察する、センサを用いてデータを測定する、又は対象データを抽出することができるデータを包含する画像を捕捉することを含む、様々な方法で取得することができる。対象データの例には、対象構造体及び/又はその関連フィーチャーに関連する空間的位置又はその他の基準特性を表す座標、及び対象構造体に関連する任意のその他の情報がある。例えば、対象データは、対象構造体及び/又はその関連フィーチャーと様々なシステム構成要素、構造体、及び変数との関係又は特性をいくつでも決定及び規定するために使用できる基準点を含むことができる。更に、これらの基準点は、変換マトリックス又は他の数学的計算により、実空間における三次元の座標から、二次元の座標に変換することができる。更に別の実施例において、対象データを操作、結合、分析、又は処理して、対象データに対し更に分析、操作、及び/又は計算を行うことができる。1つの実施例において、対象構造体は、対象構造体としての役割を果たすことに加え、ガラス成形及び処理に関する別の機能を果たすことができる、ガラス成形装置101内の既存の構造体であってよい。別の実施例において、対象構造体は、本明細書に記載の方法において、対象構造体として機能させることを唯一の目的として、ガラス成形装置101に導入された専用の構造体であってよい。
The method further comprises obtaining target data for the target structure having the spatial frequency pattern. As described above, the target data may be data that can be directly or indirectly coded into a computer, observe the data with a detector, measure the data with a sensor, or extract the target data. Can be obtained in a variety of ways, including capturing images containing Examples of target data include coordinates representing a spatial location or other reference characteristic associated with the target structure and / or its associated features, and any other information associated with the target structure. For example, the subject data can include reference points that can be used to determine and define any number of relationships or properties between the subject structure and / or its associated features and various system components, structures, and variables. . Further, these reference points can be transformed from three-dimensional coordinates in real space to two-dimensional coordinates by a transformation matrix or other mathematical calculations. In yet another embodiment, the subject data can be manipulated, combined, analyzed, or processed to further analyze, manipulate, and / or calculate the subject data. In one embodiment, the target structure is an existing structure in the
図12に示すように、ガラスリボン103は、実質的に平面215に沿って延びることができ、対象構造体331は、平面215に対して実質的に垂直とすることができる。対象構造体331は、構造体に関連する複数のフィーチャー又は特性のいずれかを含む、任意の1つ又は複数の配列、形状、構造、又は大きさを有することができる。対象構造体は、様々な環境で使用される、様々な材料のいずれかで構成することができる。例えば、ガラス成形装置101において、対象構造体は、高温環境に耐える適切な材料で構成することができる。更に別の実施例において、光源によって、対象構造体を独立照明又は従属照明することができる。例えば、対象構造体は、光を発するか、又は専用の光源からの光若しくは周辺光を拡散反射することができる。例えば、対象構造体331は、フュージョンドロー装置101内に存在することができ、窓又は他の開口部を含めて、対象構造体を照明する光源のビューポートを提供することができる。窓又は他の開口部は、フュージョンドロー装置内に存在している既存の窓若しくは開口部、又は対象構造体を照明する光源のビューポートを提供することを唯一の目的として含められた専用の窓若しくは開口部であってよい。更に別の実施例において、例えば、構造体が何時如何なる時でも、自動又は手動で変更、操作、又は制御できるフィーチャー又は特性を有することができるという点で、対象構造体は動的であり得る。
As shown in FIG. 12, the
図12に示す別の実施例において、対象構造体331は、ガラスリボンのエッジ324から距離354離隔し、且つガラスリボン103の面326から距離356離隔して、ガラスリボン103に対して実質的に垂直とすることができる空間周波数パターン336を有することができる。対象構造体331の空間周波数パターン336は、ガラスリボン103の高さ358に沿った高さ位置357に位置することができる。対象構造体331の空間周波数パターン336は、対象構造体上の任意の位置に存在することができ、ガラスリボン103に対し、様々な角度及び/又は方向に延びることができる。別の実施例において、空間周波数パターン336は空間的位置の関数を構成することができる。例えば、空間周波数パターン336を空間的位置の関数として規定することができる。図12に示す、更に別の実施例において、空間周波数パターン336は、ガラスリボンの母線に対して、実質的に平行な方向322に周期パターンを有することができる。図12に示す、更に別の実施例において、空間周波数パターン336は、ガラスリボンの母線に対して、実質的に垂直な方向323に単調に変化する周波数を含むことができる。図12において、ガラスリボンの母線は平面215に存在し、方向211を表す矢印として示されている。
In another embodiment, shown in FIG. 12, the
図13に示すように、本方法は、ガラスリボン103における、対象構造体331の反射像350を捕捉するステップを更に有している。前述のように、反射像350は、カメラ又はその他の画像やビデオ記録装置等の、画像捕捉装置351を用いて捕捉することができる。捕捉したのち、反射像350の分析を行うことができ、又はコンピュータ352に転送することによって、画像に含まれるデータの抽出、処理、及び/若しくは分析を行うことができる。
As shown in FIG. 13, the method further includes capturing a
図14に示すように、1つ以上の画像捕捉装置351を用いて、1つ以上の対象構造体331の1つ以上の反射像350を捕捉することができる。図14に示す、別の実施例において、ガラスリボン103の様々な場所で、1つ以上の反射像350を捕捉することができる。更に別の実施例において、反射像350は、対象構造体のフィーチャーのいずれか又はすべての反射だけでなく、対象構造体のいずれか又はすべての反射を含むことができる。例えば、カメラ等の画像捕捉装置351をガラスリボン103の一方の側に配置して、画像を捕捉している画像捕捉装置の位置とガラスリボンの反対側のガラスリボンの対象構造体の反射像350を画像捕捉装置351によって捕捉することができる。例えば、画像捕捉装置は、ガラスリボン103の約半分の幅にわたり、反射像を捕捉することができる。別の実施例において、第2のカメラ等の第2の画像捕捉装置351を、ガラスリボンの反対側の第1の画像捕捉装置と同じ又は同様の高さ位置に配置し、第2の画像捕捉装置も画像を捕捉している画像捕捉装置の位置とガラスリボンの反対側の対象構造体の反射像を捕捉することができる。同様に、この画像捕捉装置もガラスリボンの約半分の幅にわたり、反射像を捕捉することができる。第1の画像捕捉装置及び第2の画像捕捉装置は、例えば、ガラスリボンの全幅にわたり、対象構造体の反射像を捕捉することができる。更に別の実施例において、ガラスリボンの重複領域を含む反射像を捕捉するように、第1の画像捕捉装置及び第2の画像捕捉装置を構成することができる。重複領域は、例えば、校正又はガラスリボンの同じ空間的位置に対応する多数のデータ点が有益である、他の構成の計算に用いることができる。
As shown in FIG. 14, one or more
更に別の実施例において、ガラスリボン103に関連した、画像捕捉装置又は複数の画像捕捉装置の位置又は角度に基づいて、反射像350の特性又は態様を捕捉することができる。更に別の実施例において、障害物や制約によって、反射像を理想的に捕捉するための位置に、画像捕捉装置を配置できない可能性がある。画像捕捉装置の位置及び/角度を手動又は自動で調整して、かかる障害物又は制約に対応できるようにすると共に、画像捕捉装置を取り外し、フュージョンドロー装置101にアクセスして、装置の検査、清掃、及び修理ができるように、例えば、画像捕捉装置351を、調整可能な機構に取り付けることができる。更に別の実施例において、同じ又は異なる画像捕捉装置を配置して、ガラスリボン103、対象構造体331、及びガラス成形装置101若しくは処理ステップにおいて、又はガラス成形装置101若しくは処理ステップによって使用される、他の構成要素の画像を捕捉することができる。更に別の実施例において、ガラスリボン103、対象構造体331、又は他の構成要素が、フュージョンドロー装置101内の前述の既存又は専用のビューポート窓を通して見えるように、画像捕捉装置351を配置することができる。更に、画像捕捉装置は、光又は照明を提供して、ガラスリボン103の反射特性を向上させるだけでなく、光によって対象構造体及びガラスリボンを照明して、画像捕捉の品質を向上させる光源に近接して配置することができる。
In yet another example, a property or aspect of the reflected
更に図13に示すように、本方法は反射像350から反射データ355を取得するステップを有している。前述のように、反射データ355は、反射像350を抽出、処理、及び/又は分析して反射データ355を取得することを含む、様々な方法で取得することができる。反射データ355の例には、対象構造体の反射像350に関連する空間的位置又はその他の基準特性、及び/又はそれに関連する反射フィーチャーを表す座標、及び反射像350に関連する任意のその他の情報がある。例えば、反射データ355は、対象構造体331の空間周波数パターン336を含む反射337に関する情報を含むことができる。別の実施例において、反射データ355は任意の数の特性又は対象構造体の反射像350及び/又はそれに関連するフィーチャーと様々なシステム構成要素、構造体、及び変数との関係を決定及び規定するために使用できる基準点を含むことができる。更に、これらの基準点は、変換マトリックス又は他の数学的計算により、実空間における三次元の座標から、二次元の座標に変換することができる。更に別の実施例において、反射データ355を操作、結合、分析、又は処理して、反射データに対し、更に分析、操作、及び/又は計算を行うことができる。
As further shown in FIG. 13, the method includes obtaining
前述のように、対象構造体331は、対象構造体331の任意のフィーチャー又は特性を含むことができる、空間周波数パターン336を有することができる。従って、空間周波数パターン336を含む対象構造体331の反射は、空間周波数パターンの反射337を含む、対象構造体331のフィーチャー又は特性の反射に対応するあらゆるものを含むことができる。1つの実施例において、前述のように、対象構造体331の空間周波数パターン336を対象構造体331にエンコードすることができる。別の実施例において、対象構造体331の空間周波数パターン336を対象構造体331に印刷することができる。従って、対象構造体331の空間周波数パターン336の反射337は、空間周波数パターン336の反射337を含む、対象構造体の対応する反射であり得る。従って、反射像350から得た反射データ355は、ガラスリボン103における、空間周波数パターン336の対応する反射337に関する、あらゆる情報を含むことができる。
As described above, the
本方法は、対象データ341と反射データ355との対応関係を決定するステップを更に有している。前述のように、対応関係は、例えば、対象データ341のすべて又は一部と、反射データ355のすべて又は一部との比較、相関、又はその他任意の1つ又は複数の関係を含むことができる。例えば、対象データ341を分析することができる。別の実施例において、反射データ355を分析することができる。更に別の実施例において、対象データ341及び反射データ355を分析することができる。対応関係は、コンピュータ又は手動処理、数学的計算、又はその他の方法による演算を含む、様々な方法のうちの任意の方法で決定することができる。1つの実施例において、対応関係は、対象構造体331の対象データ341からの空間周波数パターン336と比較した、反射像350の反射データ355からの空間周波数パターン336の反射337の歪みの決定を含むことができる。
The method further includes determining a correspondence between the
1つの実施例において、対応には高速フーリエ変換を含むことができる。更に別の実施例において、どの対象データ341を得ることができるか、及び反射データ355を得ることができる反射像350に捕捉された空間周波数パターンの反射337について、対象構造体331の空間周波数パターン336に対して高速フーリエ変換を行うことができる。例えば、対象データに対応する反射像中の優位周波数及び反射データを決定することができる。例えば、反射データの既知のデータ点から開始して、他の複数のデータ点を算出することができる。別の実施例において、高速フーリエ変換を用いて、優位周波数を算出することができると共に、直近から最大までの高調波の修正も含むことができる。対象構造体が、列座標からの周波数にほぼ線形な依存性を示す空間周波数パターンを有する、更に別の実施例において、反射像中の線形依存からの偏差が、ガラスリボン103の歪又は動きを示すことができる。
In one embodiment, the correspondence may include a fast Fourier transform. In yet another embodiment, the spatial frequency pattern of the
本方法は、対応関係及び校正データを用いて、ガラスリボン103の形状を決定するステップを更に有している。1つの実施例において、対応関係の全部又は一部を使用することができる。別の実施例において、校正データの全部又は一部を使用することができる。更に別の実施例において、対応関係の全部又は一部を使用することができると共に、校正データの全部又は一部を使用することができる。例えば、本ステップは、形状回復アルゴリズムの実行を含むことができる。形状回復アルゴリズムは、任意のデータを用いて、ガラスリボン103の形状を決定することができる。例えば、ガラスリボン103の形状は、復元、回復、逆算、あるいは、対応関係及び校正データに基づいて、対象構造体331の捕捉反射像350を生成することになる、ガラスリボンの輪郭又はプロファイルを推定することによって決定することができる。
The method further includes determining the shape of the
図8に示すように、1つの実施例において、形状によって、ガラスリボン103の断面プロファイル70を近似することができる。断面プロファイル70は、例えば、ガラスリボン103と交差する平面75における、ガラスリボン103の断面であってよい。別の実施例において、ガラスリボンが薄く、長さ及び幅より実質的に小さい厚さを有する場合、断面プロファイル70は、ガラスリボン103と交差する平面75に存在する線又は曲線71として近似することができる。ガラスリボン103、ガラス板104、又は物体若しくは対象構造体の反射が、両方の面において生じ得る、他の透明材料については、フレネル反射係数を考慮して形状を決定することができる。更に別の実施例において、本方法は、ガラスリボン103の複数の形状72を決定するステップを更に有することができる。例えば、複数の形状72の各々の形状73によって、ガラスリボン103の断面プロファイル70又は曲線71を近似することができる。
As shown in FIG. 8, in one embodiment, the cross-sectional profile 70 of the
図9に示す、更に別の実施例において、本方法は、複数の形状72に基づいて、ガラスリボン103の表面プロファイル74を近似するステップを更に有することができる。表面プロファイル74は、例えば、複数の形状72を、それらの間の関係に基づいて、空間的に順序付けして配置することによって決定することができる。1つの実施例において、複数の形状72をデジタル的に組み立てて、ガラスリボン103の全表面プロファイル77を近似することができる、レンダリングされた画像を生成することができる。例えば、形状によって、ガラスリボン103の一部又は全部の実際の形状及び/又はガラスリボンから切断されたガラス板104の一部又は全部の実際の形状を近似又はシミュレートすることができる。
In yet another embodiment, shown in FIG. 9, the method may further include approximating a
前述のステップのいずれも同じ又は異なる任意の時間周波数で実行することができる。例えば、図10に示すように、校正データを取得するステップ501、対象データを取得するステップ502、反射像を捕捉するステップ503、反射データを取得するステップ504、対応関係を決定するステップ505、並びに対応関係及び校正データを用いて、鏡面反射面の形状を決定するステップ506を有する方法ステップ500は、同じ又は異なる任意の時間周波数で実行することができる。1つの実施例において、いずれのステップも、少なくとも1秒に1回の割合で実行することができる。別の実施例において、いずれのステップも、繰り返し周期がゼロに近づくような速度で、繰り返すことができる。例えば、繰り返し間におけるガラスリボンの形状変化が重要でない場合、いずれのステップも、時間的に実質的に連続する速度で実行することができる。更に別の実施例において、いずれのステップも、任意の数の変数によって規定される速度で実行することができる。1つの実施例において、いずれのステップも、ガラス板毎に1回に一致する速度で実行することができる。別の実施例において、いずれのステップも、ガラス板の大きさ、製造中若しくは既に製造されたガラス板の品質、又はガラス成形装置及び他の工程に貢献若しくは変更する可能性がある、その他の要因に基づいて調整された速度で実行することができる。更に、いずれのステップも1回実行することができる。1つの実施例において、1つ以上のステップを1回実行することができる一方、他のステップを複数回実行することができる。
Any of the foregoing steps can be performed at any of the same or different time frequencies. For example, as shown in FIG. 10, a
校正データを取得するステップ、対象データを取得するステップ、対象データから対象線を規定するステップ、反射像を捕捉するステップ、反射データを取得するステップ、反射線を規定するステップ、対応関係を決定するステップ、並びに対応関係及び校正データを用いて、ガラスリボンの形状を決定するステップを有する、本方法のいずれのステップに対しても、様々なコンピュータ、数値、数学、線形、非線形、科学、デジタル、電子、又は他の手法を使用することができる。任意の構成、推定、操作、又は計算を一緒に又は単独で、本明細書に記載の方法のステップのいずれに対しても実行することができる。 Obtaining the calibration data, obtaining the target data, defining the target line from the target data, capturing the reflection image, obtaining the reflection data, defining the reflection line, and determining the correspondence. Various computer, numerical, mathematical, linear, non-linear, scientific, digital, and / or numerical steps may be used for any of the steps of the method, including determining the shape of the glass ribbon using the correspondences and calibration data. Electronic or other techniques can be used. Any configuration, estimation, operation, or calculation may be performed together or alone for any of the method steps described herein.
本特許請求した発明の精神及び範囲を逸脱せずに、様々な改良及び変更が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。 It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the claimed invention.
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described separately.
実施形態1
実質的に円筒形の鏡面反射面の形状を決定するための方法において、
(I)校正データを取得するステップ、
(II)空間周波数パターンを有する対象構造体に関する対象データを取得するステップ、
(III)前記鏡面反射面における、前記対象構造体の反射像を捕捉するステップ、
(IV)前記反射像から反射データを取得するステップ、
(V)前記対象データと前記反射データとの対応関係を決定するステップ、及び
(VI)前記対応関係と前記校正データを用いて、前記鏡面反射面の前記形状を決定するステップ
を有する方法。
Embodiment 1
In a method for determining a shape of a substantially cylindrical specular reflecting surface,
(I) obtaining calibration data;
(II) obtaining target data on a target structure having a spatial frequency pattern;
(III) capturing a reflection image of the target structure on the specular reflection surface;
(IV) obtaining reflection data from the reflection image;
(V) determining a correspondence between the target data and the reflection data; and (VI) determining the shape of the specular reflection surface using the correspondence and the calibration data.
実施形態2
ステップ(V)が高速フーリエ変換を含む、実施形態1記載の方法。
The method of embodiment 1, wherein step (V) comprises a fast Fourier transform.
実施形態3
前記空間周波数パターンが、空間的位置の関数を構成する、実施形態1記載の方法。
Embodiment 3
2. The method of embodiment 1, wherein the spatial frequency pattern comprises a function of spatial position.
実施形態4
前記鏡面反射面が実質的に平面に沿って延び、前記対象構造体が前記平面に対して実質的に垂直である、実施形態1記載の方法。
Embodiment 4
2. The method of embodiment 1, wherein the specularly reflective surface extends substantially along a plane, and the target structure is substantially perpendicular to the plane.
実施形態5
前記空間周波数パターンが、前記鏡面反射面の母線に対して、実質的に平行な方向に周期パターンを有する、実施形態4記載の方法。
5. The method of embodiment 4, wherein the spatial frequency pattern has a periodic pattern in a direction substantially parallel to a generatrix of the specular reflection surface.
実施形態6
前記空間周波数パターンが、前記鏡面反射面の母線に対して、実質的に垂直な方向に単調に変化する周波数を含む、実施形態5記載の方法。
Embodiment 6
6. The method of
実施形態7
前記鏡面反射面が、素材板の主面を含む、実施形態1記載の方法。
The method of embodiment 1, wherein the specularly reflective surface comprises a major surface of a blank.
実施形態8
前記形状によって、前記鏡面反射面の断面プロファイルが近似される、実施形態1記載の方法。
Embodiment 8
The method of embodiment 1, wherein the shape approximates a cross-sectional profile of the specular reflection surface.
実施形態9
前記鏡面反射面の複数の形状を決定するステップであって、各々の形状が、前記鏡面反射面の断面プロファイルを近似するステップを更に有する、実施形態1記載の方法。
Embodiment 9
2. The method of embodiment 1, wherein determining a plurality of shapes of the specular surface further comprises the step of each shape approximating a cross-sectional profile of the specular surface.
実施形態10
前記複数の形状に基づいて、前記鏡面反射面の表面プロファイルを近似するステップを更に有する、実施形態9記載の方法。
10. The method of embodiment 9, further comprising approximating a surface profile of the specular reflection surface based on the plurality of shapes.
実施形態11
多量の溶融ガラスから延伸されたガラスリボンの形状を決定する方法において、
(I)校正データを取得するステップ、
(II)空間周波数パターンを有する、対象構造体に関する対象データを取得するステップ、
(III)前記ガラスリボンにおける、前記対象構造体の反射像を捕捉するステップ、
(IV)前記反射像から反射データを取得するステップ、
(V)前記対象データと前記反射データとの対応関係を決定するステップ、及び
(VI)前記対応関係と前記校正データを用いて、前記ガラスリボンの前記形状を決定するステップ
を有する方法。
Embodiment 11
In a method of determining the shape of a glass ribbon drawn from a large amount of molten glass,
(I) obtaining calibration data;
(II) obtaining target data on the target structure having a spatial frequency pattern;
(III) capturing a reflection image of the target structure on the glass ribbon;
(IV) obtaining reflection data from the reflection image;
(V) determining a correspondence between the target data and the reflection data; and (VI) determining the shape of the glass ribbon using the correspondence and the calibration data.
実施形態12
ステップ(V)が高速フーリエ変換を含む、実施形態11記載の方法。
12. The method of embodiment 11, wherein step (V) comprises a fast Fourier transform.
実施形態13
前記ガラスリボンが実質的に平面に沿って延び、前記対象構造体が前記平面に対して実質的に垂直である、実施形態11記載の方法。
Embodiment 13
12. The method of embodiment 11, wherein the glass ribbon extends substantially along a plane, and the structure of interest is substantially perpendicular to the plane.
実施形態14
前記空間周波数パターンが、前記ガラスリボンの母線に対して、実質的に平行な方向に周期パターンを有する、実施形態13記載の方法。
14. The method of embodiment 13, wherein the spatial frequency pattern has a periodic pattern in a direction substantially parallel to a bus of the glass ribbon.
実施形態15
前記空間周波数パターンが、前記ガラスリボンの母線に対して、実質的に垂直な方向に単調に変化する周波数を含む、実施形態14記載の方法。
Embodiment 15
15. The method of
実施形態16
前記ガラスリボンが、延伸方向に連続的に移動する、実施形態11記載の方法。
Embodiment 16
実施形態17
前記形状を用いて、ガラス成形方法の上流パラメータが制御される、実施形態11記載の方法。
Embodiment 17
12. The method of embodiment 11, wherein the shape is used to control an upstream parameter of a glass forming method.
実施形態18
前記形状を用いて、下流工程のパラメータが制御される、実施形態11記載の方法。
Embodiment 18
12. The method of embodiment 11, wherein the shape is used to control downstream process parameters.
実施形態19
前記形状を用いて、ガラス成形方法の上流パラメータ、及び下流工程のパラメータが制御される、実施形態11記載の方法。
Embodiment 19
実施形態20
前記形状を用いて、前記ガラスリボンの属性が決定され、前記属性に基づいて、前記ガラスリボンの品質が分類される、実施形態11記載の方法。
12. The method of embodiment 11, wherein the shape is used to determine an attribute of the glass ribbon, and the quality of the glass ribbon is classified based on the attribute.
10a、10b、10c 円筒面
20 鏡面反射面
31、331 対象構造体
36、336 空間周波数パターン
41、341 対象データ
50、350 反射像
55、355 反射データ
51、351 画像捕捉装置
52、352 コンピュータ
101 フュージョンドロー装置
103 ガラスリボン
104 ガラス板
105 溶融容器
127 清澄容器
131 撹拌容器
133 供給容器
143 成形容器
201 成形ウェッジ
207、209 成形面部分
213 根底部
215 延伸面
300 システム
600、601 空間周波数パターン
10a, 10b,
Claims (10)
(I)校正データを取得するステップ、
(II)対象構造体に関する対象データであって、該対象データが前記鏡面反射面の母線に対して垂直な方向に単調に変化する周波数を有する空間周波数パターンを含む、対象データを取得するステップ、
(III)連続的に移動するガラスリボンを有する前記鏡面反射面における、前記対象構造体の反射像を捕捉するステップ、
(IV)前記反射像から反射データを取得するステップ、
(V)前記対象データと前記反射データとの対応関係を決定するステップ、及び
(VI)前記対応関係と前記校正データを用いて、前記鏡面反射面の前記形状を決定するステップ
を有して成ることを特徴とする方法。 A method for determining a shape of a substantially cylindrical specular reflective surface, the method comprising:
(I) obtaining calibration data;
(II) a target data relating to the target structure, the step of the target data including spatial frequency pattern having a frequency which varies monotonically in the direction perpendicular to the generatrices of the specular surface, acquires the target data,
(III) capturing a reflection image of the target structure on the specular reflection surface having a continuously moving glass ribbon;
(IV) obtaining reflection data from the reflection image;
(V) determining a correspondence between the target data and the reflection data; and (VI) determining the shape of the specular reflection surface using the correspondence and the calibration data. A method comprising:
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