KR20080036118A - 유리시트를 측정하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리의 평면을 측정하기 위한 장치에 관한 것이다. 이 장치는 베이스 상에 배열된 다수의 재배치 가능 지지부재를 갖춘 고정 베이스를 포함한다. 유리시트는 지지부재 상부에 위치되고, x-y 및 z축을 따라 레인징 장치를 이송하기 위한 시스템에 결합된 레이저 레인징 장치와 같은 기존의 거리 측정장치는 유리시트 상에 유지된다. 다수의 거리 측정이 이루어지고, 이 후 유리시트의 무-평면편향이 결정된다. 바람직하게, 각 지지부재와 측정될 유리시트간 접촉은 포인트 접촉이다.

측정장치, 유리시트, 지지부재, 포인트 접촉, 레이저 레인징 장치, 피치

Description

유리시트를 측정하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING A GLASS SHEET}

본 발명은, 평면시트를 측정하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 평판표시장치용 유리기판에 사용되는 박막 유리시트의 뒤틀림을 측정하는데 효과적이다.

액정표시장치(LCD)는 청결한 무(無)-결점 표면을 갖는 박막의 편평한 유리판을 포함하는 평판표시장치이다. 적어도 몇개의 박막 유리판이 표시장치의 엔벨로프(envelope)를 형성하기 위해 함께 밀봉된다. 표시장치가 어셈블링될 때 유리층간 적절한 레지스트레이션(registration)이 유지되도록 이들 표시장치를 구성하는 유리시트는 표면형태를 드러내지 않는(무(無)-평면변형) 것이 보다 바람직하다. 좀더 간단하게는, 유리시트가 편평해지는 것이 보다 바람직하다. 무-평면변형(평탄성)은 통상 뒤틀림과 관련된다.

평판표시장치 적용을 위한 예정된 유리시트에서의 뒤틀림 제거에 대한 도전은 현재 진행중이다. 그 노력의 결과에 따른 필수적인 도구는 뒤틀림을 정확하게 측정하기 위한 능력이 있어야 한다는 것이다. 복잡하게 변화되는 뒤틀림을 측정하기 위한 기존의 다수의 방법이 존재한다. 그러나, 극히 소수가 아주 큰 깨지기 쉬운 탄성재료의 박막시트의 측정을 실시하고 있을 뿐이다. 효과적인 뒤틀림 측정의 향상을 위해 고려해야 할 한가지는 유리시트가 측정을 위해 제공되는 방식에 있다. 즉, 유리시트가 측정 과정동안 어떻게 지지(제공)되느냐이다. 표시장치에 사용된 유리시트가 밀리미터 이하로 매우 얇기 때문에, 그 유리시트와의 접촉은 측정에 영향을 미치는 각각의 뒤틀림의 소스를 전달하려는 경향이 있다. 이것은 매우 큰 표시 유리시트에 대한 요구가 증가되는 것에 의해 더 악화된다. 현재, 크기가 몇제곱미터를 초과하는 유리시트가 제조되고 있으며, 그와 같이 큰 박막시트의 뒤틀림이 측정되어야만 한다.

이상적으로, 큰 유리시트가 무-접촉 및 무-중력 환경에서 제공될 것이다. 이는 특히 현재의 제조환경에서 달성하기 어렵기 때문에, 현재의 방법은 추가적인 시트의 뒤틀림을 최소화시키는 것이 보다 바람직하다.

기존의 오프-라인 유리시트 뒤틀림 측정방법은 매끄러우면서 편평하게 연마된 대리석 테이블 상부와 같은 편평한 베이스의 상부에 유리시트를 놓는 단계를 포함하고 있다. 그러나, 그와 같은 편평한 베이스 상면은 무(無)-미립자를 유지하기가 어렵다. 먼지나 미립자의 존재는 뒤틀림 측정이 아주 작은 마이크로미터(미크론) 내의 정확성을 갖기를 기대하는 유리시트의 잘못된 측정을 야기할 수 있다.

따라서, 그 표면이 유리시트와 접촉되는 것을 최소화하고, 오염물질의 잠재성을 없애거나 최소화시키며, 변경되는 측정 요구에 대응하도록 충분한 유연성을 제공하는 유리시트를 제공(지지)하기 위한 장치를 찾는 것이 효과적일 것이다.

본 발명의 실시예는 베이스 상에 놓여 있는 지지부재를 이용하여 평면시트의 형태(뒤틀림)를 측정하기 위한 방법을 제공한다. 측정되는 유리시트는 이 유리시트와 접촉하는 각 지지부재와 포인트 접촉인 지지부재에 의해 지지된다.

본 발명의 1실시예에 있어서, 장치는 베이스와 이 베이스 상에 배치된 다수의 지지부재를 포함하고, 각각의 지지부재는 평면시트와 상기 다수의 지지부재중 어느 하나간의 접촉이 오직 포인트 접촉이도록 채용된다. 상기 시트의 특성을 측정하기 위해 기존의 비접촉 측정수단, 예컨대 측정장치부터 시트 표면까지의 거리를 측정하기 위한 레이저 레인징 장치(laser ranging device)가 채용된다.

본 실시예에 의하면, 각 접촉 포인트간 피치, 즉 측정되는 시트와 하나의 재배치 가능한 지지부재의 포인트 접촉과 인접한 포인트 접촉 사이의 거리는 균일한 것이 바람직하고, 약 10cm 이하인 것이 보다 바람직하며, 약 5cm 이하인 것이 보다 더 바람직하다.

몇몇 실시예에 있어서, 균일한 피치를 유지하고, 지지부재들이 측정 코스동안 상호 움직이지 않는 것을 보장하기 위해, 지지부재 억제장치를 채용하는 것이 바람직하다. 바람직하게, 상기 지지부재 억제장치는 지지부재들을 수용하고 이 지지부재들간 위치관계를 유지하기 위한 적어도 하나의 개구를 갖춘다. 바람직하게, 상기 다수의 지지부재는 반복되는 유닛 셀에 배열되며, 상기 억제장치는 상기 지지부재들을 수용하기 위한 다수의 개구를 포함한다. 반드시 필요한 것은 아니지만 상기 억제장치는 전기적으로 접지되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 억제장치는 특정 배열에 따른 지지부재에 대응되는 에워싸는 밴드의 형태를 취하며, 상기 지지부재는 그 에워싸는 억제장치의 주위 내에 배열된다. 따라서, 어레이의 지지부재의 주위를 따라 일부의 지지부재만이 상기 억제장치와 접촉된다.

본 실시예에 의하면, 상기 베이스 상의 각 지지부재의 최고 높이는 소정치에서 약 10㎛ 이하까지 벗어난다.

또한, 유리시트의 뒤틀림을 측정하는 방법은 다수의 지지부재 상에 평면시트를 배치하는 단계, 상기 평면시트 상의 다수의 위치에서 센서부터 상기 평면시트의 표면까지의 거리를 측정하는 단계, 및 상기 평면시트의 뒤틀림을 결정하기 위해 상기 거리 측정을 이용하는 단계를 포함하며, 상기 각 지지부재는 상기 평면시트와 상기 다수의 지지부재중 어느 하나간의 접촉이 오직 포인트 접촉이도록 채용된다. 상기 방법의 몇몇 실시예에서는 상기 센서의 움직임을 조정하는 것이 바람직하다. 조정은 a) 지지부재의 제1유닛 셀과 접촉하는 조정 플랫(calibration flat)을 배치하는 단계; b) 상기 센서부터 조정 플랫까지의 거리를 측정하는 단계; c) 제2유닛 셀 상에 상기 조정 플랫을 배치하는 단계; 및 d) 상기 a) ~ c) 단계를 반복하는 단계를 포함한다. 바람직하게, 상기 조정 플랫은 한번에 하나의 싱글 유닛 셀에만 접촉한다.

본 발명은 좀더 용이하게 이해될 수 있으며, 본 발명의 또 다른 목적, 특징, 상세한 내용 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 어떠한 제한 없이 이하의 예시의 설명에 의해 보다 명확히 이해할 수 있을 것이다. 모든 추가의 시스템, 방법, 특징 및 장점들은 이러한 기술내용 안에 포함되고, 본 발명의 범위 안에 포함되며, 수반되는 청구항들에 의해 보호된다.

도 1은 뒤틀림 측정을 위한 유리시트를 제공하기 위한 장치의 측면 횡단면도이다.

도 2는 베어링의 움직임을 억제하기 위한 캐리지 플레이트(carriage plate)의 상면도이다.

도 3은 도 2의 캐리지 플레이트의 횡단면도이다.

도 4는 베어링을 억제하기 위한 격자 억제수단의 상면도이다.

도 5는 베어링, 칼라(collar) 및 몇개의 스트럭트(strut)를 나타내는 도 4의 격자 억제수단 일부의 엣지로부터 본 상세 횡단면도이다.

도 6은 프레임 내에 밀집되어 억제된 베어링의 움직임을 억제하기 위한 또 다른 장치의 상면도이다.

도 7은 베이스 상에 워셔(washer)를 탑재함으로써 형성된 웰(well) 내에 배치된 베어링을 사시적으로 나타낸 뒤틀림 측정을 위한 유리시트를 제공하기 위한 장치의 일부이다.

도 8은 이동하는 x-y 스테이지 상에 탑재된 측정장치를 포함하는 도 1의 장 치의 상면도이다.

도 9는 측정될 유리시트 상의 평면으로 그리고 유리시트에 평행하면서 유리시트에 수직인 방향으로 센서의 움직임을 위한 이송 레일 및 Z축 스테이지를 나타내는 본 발명에 따른 실시예의 측면도이다.

도 10은 APS를 결정하기 위한 베어링의 유닛 셀 중에서의 조정 플랫의 움직임을 나타내는 도 2의 캐리지 플레이트의 상면도이다.

도 11a 및 11b는 몇개의 유닛 셀, 즉 4개의 지지부재로 이루어진 정사각형의 제1유닛 셀, 및 4개의 지지부재로 이루어진 사다리꼴의 제2유닛 셀의 상면도를 나타낸다.

도 12a는 피라미드형 지지부재의 사시도를 나타낸다.

도 12b는 도 12a의 피라미드형 지지부재의 자국(footprint)을 나타내고, 그 자국 상의 수직 아래로 투영된 피라미드형 지지부재의 정점을 나타내며, 그 정점은 지지부재와 측정될 유리시트간 포인트 접촉의 위치를 나타낸다.

도 13은 도 12a 및 12b에 나타낸 다수의 피라미드형 지지부재가 어떻게 도 12b의 투영된 정점의 위치를 나타내는 흑점으로 배열되는지를 나타내는 일부의 베이스의 사시도이다.

이하의 상세한 설명에 있어서, 제한 없이 설명하기 위해, 본 발명의 전체적인 이해를 돕기 위한 특정의 상세한 기술내용을 개시하는 실시예가 제공된다. 그 러나, 그것은 개시된 본 발명의 이점을 갖는다는 것은 당업자에게는 자명하며, 여기에 개시된 특정 상세한 기술내용과 다른 실시예에서 실시될 수 있다. 더욱이, 공지의 장치, 방법 및 재료의 설명은 본 발명의 설명을 불명료하게 하는 것을 방지하기 위해 생략될 것이다. 마지막으로, 적용가능한 어디에서든 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 붙인다.

도 1은 취성재료(깨지기 쉬운 재료), 예컨대 유리 또는 유리 세라믹과 같은 재료의 평면시트를 측정하기 위한 장치의 실시예를 나타낸다. 통상 그와 같은 측정은 시트의 무(無)-평면편향(즉, 평탄성 또는 뒤틀림)을 결정하는데 이용된다. 이하의 설명은 평면 유리시트의 뒤틀림 측정을 설명하기 위해 제공된다. 그러나, 여기에 기술된 지지장치는 다른 사용에 적용가능하며, 유리시트의 뒤틀림의 측정에 한정되지 않는다는 것은 해당 기술분야에 숙련된 자라면 알 수 있을 것이다.

도 1의 장치는 베이스(10)와 다수의 구면부재(12; 이하 베어링)를 포함한다. 베이스(10)는 통상 화강암으로 이루어지지만, 또 다른 치수가 안정한 재료로 형성되거나, 치수가 안정한 방식으로 구성될 수 있다. 예컨대, 실험실의 광학 요소를 탑재하기 위해 사용되는 광학 테이블탑(optical tabletop), 브레드보드(breadboard) 등이 채용될 수 있다. 그와 같은 테이블탑이 상업적으로 용이하게 사용될 수 있다. 큰 유리시트, 예컨대 몇제곱미터 또는 보다 큰 유리시트를 측정하는데 적합한 베이스는 주문제작을 필요로 한다. 치수가 안정하다는 것은 베이스가 측정이 이루어지는 기간동안 두드러진 비틀어짐을 나타내지 않는 것을 의미한다. 베이스는 이 베이스의 상면에 비틀어짐이나 진동을 전달하지 않는 방식 으로 강고하게 설치하는 것이 바람직하다. 예컨대, 베이스(10)는 금속 프레임에 탑재되고, 주변환경, 예컨대 지면이나 바닥으로부터 상기 측정되는 유리시트에 전달되는 진동을 완충시키거나 제거하기 위해 공압 레그(pneumatic leg)에 의해 지지된다. 바람직하게, 베이스(10)의 상면(14)은 15㎛ 내에서 편평하다. 즉, 상면(14)은 이 상면(14) 상의 어느 지점에서 약 15㎛ 이하로 이상적인 평면으로부터 편향한다. 또한, 베이스는 이 베이스가 상기 측정되는 유리시트에 다소의 기계적인 공진을 전달하는 것이 충분히 어려우면서 그 측정되는 유리시트나 베이스 자체의 무게에 의해 휘어지지 않는 것이 바람직하다. 거기에는 본질적으로 측정가능한 휨이 존재하지 않을 것이다. 예컨대, 약 15cm의 화강암 베이스가 휨을 없애는데 적합하다.

베어링은(12), 예컨대 스테인레스 스틸, 크롬 또는 다른 초경합금 등과 같은 적절한 금속으로 형성된 정밀한 볼 베어링이 될 것이다. 그 베어링은 10㎛ 또는 그 이하의 최대 직경 공차를 갖는다. 즉, 각 베어링의 직경은 d±5㎛의 최대 직경을 가지며, 상기 d는 소정의 명시적인 직경이다. 각 베어링의 그 명시적인 직경은 특히 이하 좀더 상세히 설명된 베어링의 원하는 피치에 따른다.

온도 변화가 유리시트의 측정을 크게 변화시키지 않는 것을 보장하기 위해, 본 발명 장치의 주위를 둘러싸는 주변온도가 측정이 이루어지는 시간동안 ±1°F의 범위 내로 유지되는 것이 바람직하다. 그러나, 허용가능한 온도편차는 측정에 필요한 정확도 및 정밀도에 따라 지시된다. 통상 측정온도는 68°F±1°F이다.

도 1로 되돌아 가서, 베어링(12)은 베이스 상면(14)에 배치된다. 바람직하 게, 각각의 베어링(12)은 싱글 포인트 - 베이스-베어링 접촉 포인트에서 상면(14)과 접촉한다. 각각의 베이스-베어링 접촉 포인트는 가장 가까운 이웃하는 베이스-베어링 접촉 포인트로부터 소정의 거리(Λ)에 있다. 그 거리(Λ)를 피치라 칭한다. 베어링(12)은 균일한 피치로 기하학적인 패턴으로 베이스 상면(14)에 배열된다. 예컨대, 베어링(12)은 정사각형의 격자패턴(즉, 정사각형의 4개의 코너에 위치된 베어링)으로 베이스 상면(14)에 배치된다. 선택적으로, 동심원, 육각형 등과 같은 다른 기하학적 패턴이 사용될 수 있다. 통상의 피치(Λ)는 약 3cm 이하이지만, 유리시트의 두께와 고객의 요구에 따라 변경될 수 있다. 일반적으로, 보다 얇은 유리시트, 보다 작은 피치가 유리시트의 적절한 지지를 보장하기 위해 필요하다.

유리시트의 측정 코스동안 베어링의 움직임을 방지하기 위해, 억제장치가 채용된다. 도 2에 나타낸 바와 같은 캐리지 플레이트(16)는 이 캐리지 플레이트의 두께에 걸쳐 확대되는 다수의 개구(18)를 갖는 적절한 재료의 플레이트이고, 각 베어링의 적어도 일부가 상기 캐리지 플레이트 상으로 확대되도록 상기 개구 내에 베어링(12)이 삽입된다. 도 1 및 2에 나타낸 실시예에 있어서, 캐리지 플레이트(16)의 일측은 베이스(10) 상에 놓여진다. 캐리지 플레이트(16)에 적합한 재료는 어레이의 또 다른 베어링과 소정의 관계로 각 베어링을 유지하면서 그 베어링이 유리시트를 지지할 수 있는 소정의 재료를 포함한다. 예컨대, 캐리지 플레이트(16)는 다양한 다른 폴리머(예컨대, 듀폰(DuPont)사가 제조한 Delrin^®)중 어느 하나로 이루어진다. 폴리머는 무게가 가볍고, 기계로 가공하기 쉬우면서 비교적 저렴하다는 장점을 갖고 있다. 한편, 캐리지 플레이트(16)는 알루미늄과 같은 금속으로 형성될 수 있다. 장점적으로, 알루미늄 또는 다른 금속에 의해 제공되는 전기전도성 억제장치는 전기적으로 접지됨으로써, 베어링 표면에 먼지를 끌어당겨 잘못된 측정결과를 제공하는 정전기 형성을 최소화한다.

도 1 및 3에 나타낸 실시예에 있어서, 캐리지 플레이트(16)의 개구들(18)은 각 베어링(12)에 걸쳐 캐리지 플레이트(16)의 배치를 용이하게 하기 위해 경사진 내측벽(20)을 갖는다. 장점적으로, 상기 경사진 내측벽(20)은 먼지가 개구로 들어오는 것을 방지함으로써 베어링 표면의 오염을 방지하는데 도움을 준다. 즉, 캐리지 플레이트의 상측(및 도 1에 나타낸 바와 같이)에 각 개구의 좁은 부분은 각 베어링 둘레에 아주 꼭 맞는다. 그러나, 그와 같은 형태를 필요로 하지 않고, 개구(18)의 내측벽(20)이 경사지는 대신 원통형이 될 수 있다. 즉, 캐리지 플레이트(16)의 각 측면의 개구는 그 캐리지 플레이트의 각 측면에 수직인 개구의 벽과 동일한 크기가 될 수 있다.

상호 연관되어 베어링(12)의 움직임을 억제하기 위한 다른 메카니즘이 사용된다. 예컨대, 도 4에 나타낸 바와 같은 격자가 형성될 수 있으며, 그 격자는 연결부재 또는 스트럭트(22) 및 칼라(24)를 포함한다. 스트럭트(22)는 다수의 칼라(24)를 연결하고 각 칼라간 소정의 거리를 유지한다. 베어링(12)은 이들 베어링에 걸쳐 각각의 칼라를 스냅핑(snapping)함으로써 칼라(12) 내로 삽입된다(베어링과 칼라간 관계를 보다 잘 나타내기 위해 도 4에는 베어링과 칼라간 상당히 큰 간격이 나타나 있다). 바람직하게, 칼라(24)는 아치형 내면(26)을 가지며, 여기서 칼라의 최대 내부직경은 각 베어링의 원주에 대해 위치되고, 그 원주보다 약간 크다. 따라서, 그 칼라 격자는 베어링에 의해 베이스 상면 상에 유지되고, 각 베어링(12)은 그 각각의 칼라(24) 내에 수용되지만 그 칼라 내에서 회전이 자유롭다. 도 5에는 베이스(10)의 상면(14)에 놓여 있는 베어링에 걸쳐 위치된 칼라의 상세 횡단면도가 나타나 있다.

장점적으로, 지지부재가 베이스에 영구히 부착되지 않기 때문에, 그들은 다른 억제장치를 간단히 채용함으로써 다른 구성(예컨대, 다른 형태의 유닛 셀)으로 재배치될 수 있다. 예컨대, 캐리지 플레이트(16)는 개구들 사이의 다른 간격들을 갖는 보다 많은 또는 보다 적은 개구를 가질 수 있다.

도 6에 나타낸 또 다른 실시예에 있어서, 다수의 베어링(12)은 이들 베어링이 래크(rack)된 풀 볼(pool ball)과 유사한 형태로 서로 접촉되는 밀집(close-packed) 구성이 된다. 도 6에 나타낸 구성에 있어서, 베어링(12)들은 프레임(26)에 의해 둘러싸여진다. 프레임(26)은 베어링들의 주위를 도는 직경과 동일한 피치를 갖는 소정 어레이에 베어링(12)들의 형성물을 유지한다(각각의 베어링(12)이 동일한 적도 직경을 갖는다는 것을 가정).

또한, 베어링들의 측면 움직임을 억제하는 다른 방법이 이용되며 본 발명의 범주 내에서 실시된다. 예컨대, 원통부(이하 "워셔(28; washer)"라 칭함)가 접착에 의해, 또는 금속 워셔(28)의 경우에 용접에 의해 원하는 소정의 패턴으로 베이스(10)의 상면에 고착된다. 도 7에는 베이스와 워셔에 의한 각 소정의 위치에 형 성된 얕은 웰(30; shallow well)의 상세한 사시도가 나타나 있다. 베어링(12)은 각 웰(30)에 위치된다. 각 웰(30)의 깊이는 전과 같이 포인트에서 베이스 상면과 각 베어링이 접촉하는 깊이가 되고, 그 베어링의 측면 움직임은 워셔의 존재에 의해 최소화되며, 적어도 그 베어링의 일부는 워셔 위로 확대된다. 선택적으로, 상기 웰은 베어링이 워셔의 정상에 놓여지고 그 베어링이 베이스와 접촉하지 않도록 베어링의 직경보다 작은 직경을 갖거나, 또는 베어링이 워셔와 베이스 양쪽에 동시에 접촉하는 웰의 직경을 갖는다.

또 다른 실시예에 있어서, 오목부(도시하지 않음)가 베어링들을 적소에 유지하기 위한 베이스의 상면에 형성되거나, 또는 접착에 의해 베이스 상면(14)에 베어링들을 시멘트로 접합함으로써 베어링들이 적소에 간단히 부착된다. 베어링들의 위치를 유지하기 위한 다른 방법들은 해당 기술분야의 숙련된 자의 능력 범위 내에 있으며, 본 발명의 범위 내에서 실시된다.

본 발명의 실시예에 따른 장치는 베이스 및 지지부재 상에 위치된 측정장치를 더 포함한다. 도 8은 측정장치가 베이스 상면과 평행한 평면, 즉 x-y 평면으로 이동되도록 직교좌표형 레일 시스템 상에 탑재된 센서(32)를 나타낸다(여기서 x-y 평면은 베이스 상면과 평행한 평면의 직교거리를 나타내고, z방향(도 9)은 베이스 상면에 직각인 방향을 나타낸다). 일반적으로, x-y 방향은 측정되는 유리시트의 길이 및 폭에 대응한다. 본 문장에서 길이 및 폭은 직사각형 유리시트의 수직측을 나타내는 임의의 호칭이다. 센서(32)는 예시의 선형 스테퍼 모터(도시하지 않음)에 의해 x방향으로 레일(34)을 따라 이동하고, 유사하게 y방향으로 받침대 를 따라 이동한다. 그러나, 공지된 바와 같은 어떠한 적절한 이송기술이 사용될 수 있다(즉, 유리시트(38) 상의 소정의 좌표축으로 상기 측정장치가 이송될 수 있는). 예컨대, 이송은 극좌표와 같은 상이한 좌표계에 기초한다. 센서(32)는 공지된 바와 같이 거리를 측정하는데 적절한 어떠한 비접촉장치가 될 것이며, 예컨대 기존의 레이저 레인징 장치, 간섭 장치, 또는 어쿠스틱(acoustic) 레인징 장치를 포함한다. 또한, 받침대(36) 상에 탑재된 센서(32)와 측정될 유리시트간 거리가 변경될 수 있도록 z방향(도면에서 종이 내로)으로 동작하는 받침대(36) 상에 탑재된 이송 스테이지(40)가 포함된다.

유리시트를 측정하기 위해, 우선 가상의 참조 표면(인위적인 평면(APS: Artificial Plane Surface))은 각 지지부재의 상면에 놓여 있는, 예컨대 APS가 각 베어링(12) 정상에 놓여 있는 평면으로 간주한다. APS의 평탄성의 공차는 베이스 상면(14)의 평탄성과 지지부재의 높은 공차, 예컨대 베어링(12)의 직경 공차에 의해 정의된다. 이후, 센서의 편향이 이 센서의 움직임의 범위를 따라 결정된다. 다음에, 베어링 형태의 지지부재를 위한 정사각형 격자패턴이 설명의 목적을 위해 기술된다.

일반적으로 공지의 평탄성을 갖는 조정 플랫으로 나타낸 작은 참조 유리시트가 최소의 정사각형 유닛 셀-유닛 셀(A₁)을 나타내는 지지부재의 상면과 접촉하여 위치된다. 각 지지부재와 측정 하의 유리시트간 싱글 포인트 접촉을 갖는 정사각형 격자패턴이 다양한 크기의 많은 각기 다른 4개의 베어링 배열을 둘러싼다는 것 은 해당 기술분야의 숙련된 자라면 알 수 있을 것이다. 지지부재가 매우 작은(극소의) 표면 영역, 예컨대 핀의 포인트, 피라미드형 구조의 정점 등에 걸쳐서만 특정 몸체와 접촉한다는 것이 "포인트 접촉"이라는 것은 해당기술의 숙련된 자라면 알 수 있을 것이다. 본질적으로 평면과 접촉하는 구면 지지부재의 경우에, 그 평면과 구면 지지부재간 접촉은 포인트 접촉이다. 조정 플랫은 유닛 셀을 구성하는 지지부재에만 접촉된다. 본 설명의 문장에서 유닛 셀은 도 10에 나타낸 바와 같이 4개가 정사각형을 형성하는 최소의 베어링과의 접촉에 의해 형성된 정사각형 구획을 나타낸다. 다른 유닛 셀의 형태가 가능하다. 도 11a는 도 10과 같은 정사각형 형태를 갖는 1개의 4-베어링 유닛 셀(A)을 나타내고, 반면 도 11b는 사다리꼴 형태를 갖는 1개의 4-베어링 유닛 셀(B)을 나타낸다. 센서(32)가 제1위치(도 10에 42a로 나타낸)의 조정 플랫(42)에 걸친 위치로 직접 이동하여, 조정 플랫의 상면에서, 바람직하게는 조정 플랫의 중심에서 측정장치까지의 거리를 결정한다. 다음에, 조정 플랫은 다음 유닛 셀(A₂)로 이동하여 측정을 반복한다(이 위치에서 조정 플랫은 42b로 나타냈다). 전체 베어링 격자의 유닛 셀 상에서의 조정 플랫의 연속적인 배치는 센서(32)의 동작 범위에 걸친 센서(32)의 수직 z축의 편향이 결정되는 데이터를 산출한다. 즉, 센서부터 공지의 참조 표면(조정 플랫)까지의 거리는 센서의 z축 편향을 결정하기 위해 수평 x-y 평면의 센서의 동작 범위를 커버하는 다수의 위치에서 이루어진다.

일단 센서의 이동 범위에 걸친 센서의 수직 편향이 결정되면, 조정 플랫이 유리시트(38) 및 지지부재의 베드(bed)에서 제거되고, 측정될 유리시트가 베어링(12)의 상면 위치에 위치된다. 유리시트 상의 다수의 개별 포인트(동등한)에서 센서부터 유리시트(38)의 상면까지의 거리를 측정하기 위해 상기 측정 센서가 다시 사용된다. 이러한 예에 있어서, 유리시트는 고정되어 있는 반면 센서는 유리시트에 걸친 각 측정 위치로 이동된다. 보다 많은 수의 측정 포인트는 유리시트의 형태(즉, 평면으로부터의 편향)가 결정될 수 있는 보다 높은 정확성을 갖게 한다. 예컨대, 10,000번 정도의 개별 측정이 이루어질 수 있다. 초기의 시트 형태를 계산하기 위해 개별 측정이 사용되고, 베어링 높이의 차에 의해 제공되는 시트의 형태에 미치는 어떠한 영향도 제거하기 위해 z축의 센서 편향이 제외된다. 그 결과가 유리시트의 전체 형태, 즉 시트 상의 위치함수로서 시트의 무-평면편향이다(뒤틀림).

상술한 실시예가 구면 형태를 갖는 유리시트 지지부재를 사용했을 지라도, 다른 형태가 사용될 수 있다. 예컨대, 지지부재는 베이스와 접촉하는 각 피라미드의 밑면 및 측정되는 유리시트와 접촉하는(즉, 포인트 접촉) 각 피라미드의 정점을 갖는 피라미드형이 될 것이다. 베어링의 경우에서와 같이, 개별 피라미드는 베이스 상의 소정의 기하학적 패턴으로 배열된다. 다수의 그와 같은 지지부재가 베이스(10) 상에 배열된다. 도 12a는 3-측면 피라미드 형태의 지지부재(12)를 나타내고, 도 12b는 베이스 상면(14) 상의 삼각형 지지부재(12)의 밑면의 삼각형 접촉 패턴(42; 자국)을 나타낸다. 흑점(44)은 그 자국(42) 상에 투영된 피라미드의 정점을 나타낸다. 지지부재(12)의 배치는 도 13에 나타낸 바와 같고, 여기서 각 각의 점은 투영된 정점(44)의 배치를 나타낸다. 이러한 배치구조는 또한 4-측면 피라미드 형태와 같은 다른 형태에도 유효하다.

상술한 본 발명의 실시예, 특히 "바람직한" 실시예는 본 발명의 원리를 명확히 이해시키기 위한 예시의 실시예라는 것을 강조한다. 본 발명의 목적 및 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 변경 및 수정이 이루어질 수 있다. 그와 같은 모든 변경 및 수정은 본 발명의 범위 안에 포함되고 다음의 청구항들에 의해 보호될 것이다.

Claims (16)

1. 평면시트의 적어도 하나의 특성을 측정하기 위한 평면시트를 지지하는 장치에 있어서,

   베이스;

   상기 베이스 상에 배치된 다수의 지지부재를 포함하며,

   상기 각각의 지지부재는 상기 평면시트와 상기 다수의 지지부재중 어느 하나간의 접촉이 오직 포인트 접촉이도록 채용되는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 각각의 지지부재는 베이스에 대해 재배치 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 평면시트의 뒤틀림을 측정하기 위한 상기 지지부재 상에 배치된 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 베이스는 이 베이스 상면의 어느 지점에서 15㎛ 이하로 평면으로부터 편향하는 상면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항에 있어서,

   각 포인트 접촉 사이의 균일한 피치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 각 포인트 접촉 사이의 피치는 약 10cm 이하인 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 각 지지부재간의 배치관계를 유지하기 위해 상기 지지부재와 접촉하는 지지부재 억제장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 억제장치는 상기 지지부재를 수용하기 위한 적어도 하나의 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제7항에 있어서,

   상기 억제장치는 다수의 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 다수의 지지부재는 반복되는 유닛 셀에 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제7항에 있어서,

    상기 억제장치는 전기적으로 접지되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제1항에 있어서,

    상기 평면시트는 깨지기 쉬운 재료인 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 깨지기 쉬운 재료는 유리 또는 유리 세라믹인 것을 특징으로 하는 장치.
14. 평면시트의 뒤틀림을 측정하는 방법에 있어서,

    다수의 지지부재 상에 상기 평면시트를 배치하는 단계;

    상기 평면시트 상의 다수의 위치에서 상기 센서부터 상기 평면시트의 표면까지의 거리를 측정하는 단계; 및

    상기 평면시트의 뒤틀림을 결정하기 위해 상기 거리 측정을 이용하는 단계를 포함하며,

    상기 각 지지부재는 상기 평면시트와 상기 다수의 지지부재중 어느 하나간의 접촉이 오직 포인트 접촉이도록 채용되는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제14항에 있어서,

    상기 센서의 움직임을 조정하는 단계를 더 구비하여 이루어지고,

    상기 조정 단계는:

    a) 지지부재의 제1유닛 셀과 접촉하는 조정 플랫을 배치하는 단계;

    b) 상기 센서부터 상기 조정 플랫까지의 거리를 측정하는 단계;

    c) 제2유닛 셀 상에 상기 조정 플랫을 배치하는 단계; 및

    d) 상기 a) ~ c) 단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제15항에 있어서,

    상기 조정 플랫은 한번에 하나의 싱글 유닛 셀에만 접촉하는 것을 특징으로 하는 방법.

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