TWI510777B - 用於測定玻璃片形狀之系統及方法 - Google Patents

Description

用於測定玻璃片形狀之系統及方法

本發明涉及用於測定玻璃片形狀之系統及方法。更特定而言，提供用於藉由熔合下拉製程形成玻璃片期間及/或形成玻璃片之後測定玻璃片形狀之系統及方法。

近期，許多注意力已集中在用於各種應用(包括液晶顯示器(LCD)應用)之玻璃片之形狀屬性上。舉例而言，用於LCD應用之玻璃片應具有低形狀可變性及低壓實度。表徵玻璃片形狀之能力可為有價值之製程工具，但在成形製程期間及成形製程之後量測玻璃形狀之當前技術受限於資料之品質及數量。

在不接觸表面之情況下量測大塊玻璃(例如單側表面積超過9m2之玻璃片)之形狀會由於玻璃之高光透射率及鏡面反射而複雜化。當前用於物體之形狀量測之許多技術依賴於光藉由基板表面之漫散射，但由於玻璃之鏡面特性，該等技術不易適用於玻璃片形狀測定。此外，依賴反射光之方法通常受限於小視場或接近所量測玻璃片之尺寸的極大感測器。該等感測器通常必須以相對於玻璃之鏡射角來定位以有 效作用。因此，測定玻璃片形狀通常需要感測器之陣列或單個感測器之循軌(tracking)，從而增加了成本及該等系統之複雜性。再者，該等系統常常過大以致於不能整合至玻璃成形製程中，其歸因於有限之空間及通常遇到之不利環境。

在用於形成玻璃片之習知浮式製程中，熔融玻璃流至熔融錫池或熔融錫浴之表面上且在該表面上展開。該製程已使用數十年，且負責可用於各種應用之高品質玻璃片且尤其是窗玻璃之現成供應。

在某些應用中，要求玻璃片具有除適於窗玻璃之彼等特徵外之特徵(例如，平坦度、薄度、壓實度等等)。對該等應用而言，已發現熔合下拉製程可生產出具有格外高品質(例如表面光潔度)之玻璃片而無需後續之表面修整(例如研磨)，該表面修整對浮式形成之玻璃片而言為典型的。

在熔合下拉製程中，將熔融玻璃基材料提供予包含凹槽之耐火體。熔融材料溢出凹槽且以分離流之形式流過耐火體，僅在耐火體之底部重新會合以形成具有原始表面之玻璃帶。在熔合製程期間玻璃帶之形狀為所製造玻璃之品質屬性(包括所得玻璃片之尺寸穩定性)的早期指標，且因此希望獲得該玻璃帶之形狀。

已知許多材料在由適當能量刺激時發螢光。根據本發明，一種包含一或多種螢光物質(例如離子)之玻璃係藉由用適當波長之光來輻照該玻璃而發螢光。已知產生螢光之材料(活化劑材料)包括(但不限於)鈾、錳、鉬、鈦、銀、 鎢、硼、鋰、碲、鉍、錫、鈣、鍺、銦及鉛。前述任一者或多者或在玻璃材料中產生螢光之任何其他材料可在包括於玻璃組合物內時用作適當螢光活化劑。在玻璃中產生螢光所必需之光之波長視特定材料而定，但常常為紫外線(UV)波長範圍內之波長。

玻璃之體內之螢光可用以藉由幾何三角量測(triangulation)來測定玻璃上螢光點處之位置。在一實例中，用於估計界定內部塊體之玻璃帶之形狀的系統可包含光源、影像擷取裝置及處理器。光源可經設置以將光束以預定角度，沿預定投影向量導向玻璃片之所選部分。光束經設置以使玻璃片在該玻璃片塊體之所選部分內發螢光且發射螢光能量。

影像擷取裝置可包含感測器，其經設置以感測自玻璃帶發射之螢光能量。影像擷取裝置可進一步基於在感測器上成像之光能量之位置及振幅而產生信號。處理器接收由感測器提供之信號，且測定玻璃之發螢光部分與影像擷取裝置(例如相機)之間的向量。給定兩個向量(投影向量及接收向量)及其他固定幾何系統參數時，處理器可經由三角量測來測定螢光發射之位置。

藉由變化投影光向量之角度，處理器可使複數個表示玻璃之離散位置之發射點產生。玻璃帶或片之形狀可由處理器自該等離散點測定。或者，可將結構光導向玻璃片以使複數個發射點同時產生，從而大大加快該形狀量測。

在一實施例中，揭示一種測定玻璃片形狀之方法， 其包含以下步驟：提供玻璃片；用光束輻照玻璃片之內部部分，其中光束包含經選擇以使玻璃片之內部部分發射螢光能量之波長；及測定發螢光內部部分之能量質心(centroid)之位置。

在另一實施例中，描述一種測定玻璃片形狀之方法，其包含提供玻璃片及將光束導向玻璃片上之複數個預定位置，其中光束包含經選擇以使玻璃片之內部部分發射螢光能量之波長。由內部部分發射之所得螢光能量可隨後在感測器上成像以測定發螢光內部部分之能量質心之位置。可在玻璃片上之複數個位置重複該等步驟以獲得複數個能量質心位置，其中可自該等位置測定玻璃片形狀。

在另一實施例中，揭示一種量測玻璃片形狀之系統，其包含雷射，該雷射經設置以將雷射束以預定角度，沿預定投影向量導向玻璃片。雷射束包含足以使該雷射束傳播穿越之玻璃片之內部部分發螢光且發射螢光能量的所選波長，該發螢光內部部分包含能量質心。該系統進一步包含影像擷取裝置，其經設置以接收螢光能量且使螢光能量在感測器上成像，其中感測器基於所成像之螢光能量於感測器上之位置而產生位置信號。處理器經設置以執行以下步驟：自影像擷取裝置接收位置信號，測定影像擷取裝置與能量質心之間的接收向量，及基於投影向量及接收向量測定玻璃片之發螢光內部部分中之能量質心位置。該系統可經設置以使玻璃片之複數個內部部分發螢光以便可在一或多個所選方向上測定片材形狀。可使複數個內部部分連續或同時發螢光。

本發明之額外態樣將部分地陳述於實施方式及之後的任何申請專利範圍中，且將部分源於實施方式，或可由本發明之實踐瞭解。應瞭解，前文之一般描述及下文之詳細描述僅為示範性及解釋性的，且並不將本發明限制為所揭示及/或所宣告者。

10‧‧‧供給管

11‧‧‧熔融玻璃

12‧‧‧耐火體(或隔離管)

14‧‧‧收集凹槽

16‧‧‧會聚外表面

18‧‧‧抽拉線或根部

20‧‧‧玻璃帶

22‧‧‧刻痕線

24‧‧‧玻璃片

26‧‧‧系統

28‧‧‧照明設備

30‧‧‧影像擷取裝置

32‧‧‧處理器

34‧‧‧投影向量

34a、34b、37、37a、37b‧‧‧向量

36‧‧‧玻璃之內部部分

38‧‧‧光源或雷射

40‧‧‧雷射束

42‧‧‧光學元件

44‧‧‧角位感測器

45‧‧‧致動器

46‧‧‧空間濾波器或射束整形器

48‧‧‧射束放大器

50‧‧‧相機

52‧‧‧透鏡系統

54‧‧‧感測器

55、61‧‧‧線

56a‧‧‧區域

58a‧‧‧能量質心

58b‧‧‧質心

59‧‧‧入射表面

60‧‧‧螢光點

62‧‧‧點

64‧‧‧平坦表面

併入本申請文件且構成本申請文件之部分之伴隨圖式說明本發明之各種態樣，且連同說明書一起用以解釋本發明之原則。

第1圖為圖示根據本發明之一實施例之示範性熔合下拉製程的部分剖開透視圖。

第2圖為根據本發明之一實施例之用於測定玻璃片形狀的系統之示意圖。

第3圖為展示投影向量之漸減入射角之效應的示意圖。

第4圖為展示根據本發明之示範性三角量測法的示意圖。

第5圖為根據本發明之使用第二發螢光片材測定玻璃片形狀之另一系統的示意圖。

第6圖為展示當用波長為248nm之光輻照時由各種玻璃片發射之螢光之強度的曲線圖，其中遍佈該等玻璃片而均質分佈之錫(Sn)具有不同濃度。

第7圖為展示根據本發明之一實施例之在一維中量測的玻璃片形狀的曲線圖。

提供本發明之各種實施例之以下描述作為本發明之可用教示。為此，熟習相關技術者應認識及瞭解，可對本文所述之各種實施例進行許多改變，同時仍獲得本發明之有益結果。亦明顯的是，本發明之所要利益中之一些利益可藉由選擇本發明之一些特徵而不利用其他特徵來獲得。因此，熟習此項技術者應認識，對本發明之許多修改及調適為可能的且甚至可在某些情況下為需要的，且該等修改及調適為本發明之部分。因此，提供以下描述作為本發明之原則之說明且並非為其限制。

根據本發明之實施例，描述在成形製程期間及/或成形製程之後測定玻璃片形狀之系統及方法。如本文所用，術語「玻璃片」欲包括(而不限於)在其形成期間或之後之玻璃。因此，作為一實例，術語「玻璃片」可包括隔離管之根部下游的呈其各種狀態(例如黏彈性、彈性等等)之玻璃帶以及可自該玻璃帶切割之最終玻璃片。

雖然本文參考熔合下拉製程來描述，但預期本文所述之系統及方法可用於測定使用各種已知玻璃成形製程之任何製程形成之玻璃帶或片的形狀，該等玻璃成形製程包括浮式製程、狹槽抽拉製程、上拉製程及單側溢出下拉製程。

在用於形成第1圖所描繪之玻璃片之示範性熔合下拉製程中，供給管10向包含收集凹槽14之耐火體(或隔離管)12提供熔融玻璃11。熔融玻璃在兩側溢出凹槽頂部以形成兩個分離之玻璃流，該等玻璃流向下流動且隨後沿隔離管 之會聚外表面16向內流動，該等會聚外表面在隔離管之抽拉線或根部18處會合。兩個熔融玻璃流在根部相遇，在此處其一起熔合成單個玻璃帶20。玻璃帶可隨後進料至可最終產生玻璃片之抽拉及其他下游處理設備。

玻璃帶20在成形製程期間經歷若干物理狀態。熔融玻璃以黏性狀態溢出隔離管12之側面。分離流隨後在隔離管底部熔合以形成玻璃帶，之後，玻璃帶自黏彈性狀態轉變至彈性狀態。玻璃已轉變成彈性材料之後，可將玻璃帶刻痕且分離(諸如由刻痕線22圖示)以形成最終玻璃片24。

根據一實施例，第2圖所圖示之系統26可用於測定在成形製程(例如下拉熔合製程)期間玻璃帶之形狀，或其可用於測定玻璃之個別片材在該片材已與帶材(或與較大片材)分離後之形狀。系統26包含照明設備28、影像擷取裝置30及處理器32。照明設備28可經設置以在所選波長下將光束沿所選投影向量34導向玻璃片24，該所選波長使由該光束輻照之玻璃之內部部分36發螢光。內部部分意謂的是玻璃片之對立主表面之間(亦即，穿越片材之厚度)的部分。因此，玻璃自其受輻照之內部部分發射螢光能量。影像擷取裝置30連同處理器32可用於接收發射光且測定發螢光內部部分之能量質心(例如第3圖中之58a、58b)與影像擷取裝置之間的向量37。給定主參考系、投影光向量34、接收光向量37及系統幾何時，處理器32可計算發螢光內部部分之能量質心於該主參考系內之位置。

照明設備28包含光源38，例如雷射、發光二極體 (LED)(諸如UV LED光源)、燈(諸如而不限於高功率UV燈)，或能夠在使玻璃片內部部分產生螢光之波長下將窄射束內之光導向玻璃片的任何其他光源。在一實施例中，照明設備28可包含經設置以發射具有在紫外線範圍內之波長之雷射束40的雷射38。視需要，雷射可經設置以發射具有能夠在該雷射束傳播穿越玻璃時使玻璃發螢光之任何波長的光。舉例而言，雷射可具有在約150nm至約500nm範圍內，在約220nm至約290nm範圍內，或更佳在約260nm至約270nm範圍內之波長。排除其他之外，示範性雷射尤其包括(但不限於)266nm四階諧波YAG雷射、248nm NeCu雷射、248 ArF雷射或224nm HeAG雷射。

照明設備28可進一步包括諸如鏡子或多面稜鏡之光學元件42，其可以各種預定角度選擇性地定位以接收來自雷射源之雷射束且將其導向玻璃片24上之預定位置。在一特定態樣中，光學元件42可包含此項技術中已知之習知鏡式電流計。舉例而言，鏡式電流計可包含雙軸掃描鏡式電流計，或其可包含兩個以步進模式操作之單軸掃描鏡式電流計。較佳地，電流計包含角位感測器44，其係用於獲取一或多個鏡子之角位且將該角位提供予處理器32，且因此提供自該或該等鏡子反射之光束於主參考系內之角方向。角位感測器44可併入鏡子之致動器45中。在不使用電流計或其他掃描或引導機構之狀況下，角位感測器可與可使用之雷射或其他源直接相關聯。必要時，可對結構執行初始校正以固定相機及光源之位置且界定其於主坐標系內之位置。或者，相機及光源可 配備有位置感測裝置，其向處理器32提供各者之位置資訊。

在第2圖所示之另一態樣中，照明設備28可視需要包含空間濾波器或射束整形器46以確保來自光束之對稱能量分佈。照明設備28亦可包括射束放大器48以調整入射於玻璃片上之射束寬度(例如橫截面積)。

影像擷取裝置30包含成像相機50，其可經定位以使得玻璃片之至少部分處於相機之視場內。相機50可經設置以使由相機擷取之螢光能量成像於感測器上，從而測定自發螢光內部部分之能量質心至相機之向量。僅需使用單個相機。然而，在一些實施例中，若玻璃片24比單個相機之視場更大，則可使用一個以上的相機。不必重疊多個視場。

成像相機50包含透鏡系統52及感測器54。透鏡系統52經設置以接收由發螢光玻璃發射之光且將所接收之光能量成像於感測器上。感測器54可為(例如)類比位置感測偵測器(PSD)或像素化陣列感測器。在一較佳實施例中，感測器54為像素化陣列感測器。將所接收之光能量成像於感測器上將所發射之螢光能量之角向量轉換為感測器上之位置。感測器54將該位置轉換成類比或數位輸出信號，其經由線55提供予處理器32。

因為螢光點之能量質心處於玻璃片之內部部分中，所以系統26可經設置以補償玻璃之塊體效應。如第3圖所示，當雷射束傳播穿越玻璃時，來自射束之光能量被吸收(衰減)，其由能量強度輪廓表示。衰減大致為指數級。在第一位置，該實例中假設為垂直，強度分佈由包含能量質心58a 之區域56a來表示。當射束自第一(左邊)位置(向量34a)掃過玻璃片至第二(右邊)位置(向量34b)時，入射角a減小(相對於玻璃平面)，射束穿越玻璃之路徑長度增加且射束衰減更多。因此，隨著射束掃描，所偵測之螢光之能量質心更靠近玻璃之入射表面59移動，且片材/帶材顯示僅僅包括呈掃描假影之弓形。處理器32較佳經設置以補償該效應。

為測定玻璃片形狀，處理器32使用來自照明設備28之向量34a、34b及自玻璃片之發螢光內部部分之能量質心至影像收集裝置30之向量37a、37b的角方向來對能量質心於主參考系內之位置進行三角量測。舉例而言，可就笛卡爾主參考系而計算能量質心之x、y、z坐標。

藉由橫越玻璃片移動投影光束且使片材之複數個所選內部部分發螢光，可測定玻璃形狀之映射。舉例而言，視移動之空間範疇而定，可藉由產生點群來產生一維或二維映射。感測器可經設置以感測該點群中之各別能量質心的各個質心，且處理器可經設置以測定各個各別能量質心之位置。

在一態樣中，處理器32經設置以測定各能量質心與感測器54之間的各別接收光向量，且基於各能量質心之各別投影向量及接收光向量來測定各能量質心之位置。玻璃片形狀可基於連續能量質心(例如點群)之所測定位置來精密近似。

根據一實施例，測定玻璃片形狀之方法如下進行。處理器32與雷射及鏡式電流計電子通信，且經設置以將定位信號發送至鏡式電流計(亦即光學元件42)之致動器。鏡式 電流計回應該定位信號而定位於第一位置以將雷射束以預定角度，沿定義於主坐標系內、位於電流計鏡與片材之間的投影向量34朝玻璃片24反射，且電流計之位置信號沿線61導向處理器32。

雷射束與玻璃相交且輻照玻璃之內部部分，使玻璃片之受輻照內部部分發射螢光能量。相機50或其他影像擷取裝置經由感測器54來感測所發射螢光能量(例如發射光之能量質心)之角方向。感測器54基於成像於感測器上且可自其測定來自能量質心之向量之光的位置及振幅將電子信號沿線55提供至處理器。

可使用熟習此項技術者已知之方法校正透鏡系統以確保所接收螢光能量精確轉換至感測器上之光能量之位置。舉例而言，可能需要校正一或多種透鏡效果，諸如而不限於：焦距、徑向對稱透鏡失真、傾斜透鏡透視、非徑向對稱失真、由於離軸透鏡像差之質心位移及玻璃螢光塊體效應。

在一示範性態樣中，若感測器為像素化感測器，則個別像素資料可由感測器經整體類比增益及偏移功能來處理以獲得所要之信雜比。可校正各像素之個別增益/偏移項以減少感測器上之圖案雜訊。可隨後將所得電子信號傳至處理器32。另外，處理器可執行框對框刪減(frame-to-frame subtraction)以減輕機構中變化背景影像之影響。可對整個影像執行匹配所成像能量質心之尺寸之標準空間濾波以進一步減少雜訊。空間濾波以及其他信號處理功能可有所變化以最小化偏移誤差。可執行習知斑點偵測及像素質心演算法以在 像素空間中計算能量質心於像素化感測器之參考系內之位置。隨後，可應用透鏡轉換演算法以獲得實際能量質心與相機之間的向量。

處理器32使用標準三角學、自電流計至片材之投影向量及自片材至相機之螢光(接收)向量及光源(例如電流計)及相機之已知位置來對玻璃片之螢光內部部分之能量質心的位置進行三角量測。第4圖中圖示了一示範性方法。根據第4圖之實施例，主參考系由x、y及z軸來定義。照明設備28(及更特定而言光學元件42)及影像擷取裝置30之位置定義於主參考系內且已知，且亦已知投影向量及接收向量之角定向。玻璃片之發螢光內部部分之能量質心(例如58a)的位置可隨後由以下方程確定：

z _t =r _c tanφ _c +z _c 其中，下標「s」與光源有關，下標「c」與相機有關，而下標「t」與能量質心有關。因此，舉例而言，fct為相機與能量質心之間的向量角度，而xt、yt及zt分別為能量質心之x、y及z坐標。應注意，自光源至片材之向量由光源之直接路徑之位置決定，因此確定自由光學元件42(例如，電流計鏡或其他光學元件(若不使用鏡子))至玻璃片之向量。

處理器較佳經設置以補償玻璃片之厚度效應。在一態樣中，可最初校正系統，且基於在校正期間獲得之值來建 立檢查表。在一態樣中，修正演算法可基於該等值。

可連續重複上文所述之製程以測定玻璃之額外螢光內部部分(例如質心58b)之位置。因此，處理器32可經設置以經由線61來發送定位信號，從而將鏡式電流計重新定位以將雷射束沿第二投影向量朝玻璃片反射。影像擷取裝置經設置以感測自第二能量質心發射之螢光能量，且將相應電信號發送至處理器。如所瞭解，處理器測定第二能量質心與相機之間的螢光向量，且測定第二能量質心之位置。同樣地，當玻璃內部建立多個發螢光內部部分時，各別能量質心之位置由處理器且基於各別能量質心之位置來計算，從而可測定玻璃形狀。

在另一實施例中，複數個發螢光內部部分可同時用所謂「結構」光來形成。舉例而言，光學元件42可為多面折射元件，其將射束40分裂成複數個輻照玻璃片之複數個內部部分之射束。

在一些實施例中，可(諸如)如第1圖中之螢光點60之線所指示，橫越帶材之寬度來測定移動玻璃帶之玻璃形狀。舉例而言，在熔合下拉製程中自隔離管抽拉之移動玻璃帶之形狀可在給定位置處，諸如在玻璃之彈性區域中，橫越片材之寬度來測定。在一典型製造環境中，熔合抽拉機為可達到高溫(例如800℃)之封閉空間，且空間之通路為受限的，以在圍繞玻璃帶之空間範圍內保持必需之微妙溫度平衡。因此，可能必需經由窗口將光源導向空間中以輻照玻璃帶。在該等情況下，橫越帶材寬度之一維掃描可能為唯一之實際選 擇。當然，應對系統進行校正以解決由窗口引起之失真。在其他實施例中，在通路受限較少之情況下，可進行二維量測，其中帶材由光源在帶材寬度範圍內橫越複數個點且在帶材長度方向上往下掃描以獲取如藉由複數個點62所指示之二維形狀及/或傾斜。在另一態樣中，系統亦可對經切割之玻璃片進行二維掃描以測定其總體形狀，且確保其滿足任何所需規格。

有利地，本發明可用以量測具有低於在玻璃停止以具有所定義形狀(例如熔融)之溫度的任何溫度之玻璃之形狀。舉例而言，測試已展示本發明適用於具有超過800℃之溫度之玻璃的形狀量測。另一方面，在室溫溫度下或低於室溫之溫度下可容易進行玻璃片之形狀量測。因此，對所量測物品而言，基於材料自身之物理限制，存在廣泛範圍之可能溫度。對用於顯示應用之玻璃而言，可(例如)在室溫下(亦即23℃)或室溫以下，在超過100℃、超過200℃、超過300℃、超過400℃、超過500℃、超過600℃、超過700℃且甚至超過800℃之玻璃溫度下進行形狀量測。已成功地在至少850℃之溫度下實施測試。

在另一實施例中，如第5圖所示，第二已知(具有已知形狀)平坦表面64可置放在玻璃片24後。已知表面可為經選擇以在由雷射束轟擊時發螢光之材料表面。雷射束可由鏡式電流計反射且在已知平坦表面定位於玻璃片之後的情況下導向該玻璃片。如第5圖所示，使各別螢光點自玻璃片之內部部分中發射且發射於已知表面上。藉由參考已知表面上之螢光區域之質心與玻璃片之螢光內部部分之質心，可經 由演算法處理獲得高的相對精度。舉例而言，因為已知表面之形狀及位置為已知的，所以可自已知表面之實際形狀減去已知表面之「所量測」形狀(經由多個螢光點)，從而確定已知表面之所量測形狀與實際形狀之間的差異。可隨後將該差異作為修正係數應用於所量測玻璃片形狀，從而以高精度來測定實際玻璃片形狀。

在先前實施例之替代實施例中，第二已知表面可僅包含擴散表面以使得在表面上發生高程度散射。可使用第二片材之表面散射質心替代第二片材上之表面螢光質心。

實例

進行測試以測定三個玻璃片之玻璃發射光譜：其中一者錫之重量濃度大致為0.5%之玻璃(樣本A)、另一者錫之重量濃度大致為0.1%之玻璃(樣本B)及再一者錫之重量濃度大致為0.01%之玻璃(樣本C)。用來自NeCu雷射源之248nm光激發玻璃片。如第6圖所示，玻璃在350nm至500nm波長範圍內發螢光，且實際上，在彼範圍以下及以上(例如，在約250nm至約700nm之範圍內)皆發出螢光，而強度視相對錫濃度而定。如所示，具有較高錫濃度之玻璃以比具有較低錫濃度之玻璃較高之螢光強度。

藉由使用如第2圖所圖示之系統，實施具有近高斯射束(Gaussian beam)形狀之脈衝式266nm四階諧波YAG雷射來進行第二測試以測定玻璃片形狀。

執行兩個子測試：第一子測試利用空間濾波器，其導致2倍功率損失，但增加或維持了雷射束之均一性。在第 二子測試中，移除空間濾波器以獲得額外雷射功率，儘管雷射束形狀之均一性有輕微降級。在兩個子測試中，射束放大器用以在玻璃塊體中產生尺寸約1mm至約5mm之所得螢光點。

鏡式電流計在兩個子測試中用以將雷射束導向玻璃片。鏡式電流計之角位用以確定反射向目標玻璃片之雷射束之所得角度。相機用以接收所得螢光，該相機包含執行如上文所述之功能之透鏡系統及感測器。

玻璃片定位於離相機及光源大致1公尺處，且相機及電流計以彼此間隔大致800mm之方式來固定。量測具有各種形狀且相對於相機及雷射而言處於各種位置之LCD玻璃片以測定各別形狀。舉例而言，在一維中之19個點處掃描長度量測為大致1公尺之大體平坦的玻璃片材，且玻璃片於各點處之位置用以測定玻璃片之總體形狀。如第7圖中之曲線66所表示，所量測之玻璃片形狀名義上為平坦的。量測標準偏差亦如曲線68所示。隨後在X-Y平面中以各種角度傾斜玻璃片。結果僅顯示大致30μm之隨機誤差。隨後在Z-Y平面中以各種角度傾斜玻璃片。結果又如所預期，僅有大致30μm之明顯隨機誤差。

應強調，本發明之上述實施例，尤其任何「較佳」實施例僅為實施之可能實例，僅為本發明之原則之明確理解而陳述。在大體上不脫離本發明之精神及原則的情況下，可對本發明之上述實施例進行許多變化及修改。舉例而言，若片材尺寸大，則可使用複數個光源及複數個相機，因此重複 使用第2圖所圖示之設備或單元(儘管可使用一個中央處理器而非使用兩個處理器以控制所有該等單元)。根據該實施例，各單元將掃描片材之預定部分，且結果與來自其他單元之資料整合以形成整個片材之複合影像。不必重疊各相機之視場，儘管需要時可引入一些重疊以確保完全覆蓋片材。

此外，雖然先前描述係基於玻璃片之量測，但可根據本發明之實施例來量測其他材料，其限制條件為材料體在用適當波長之光照射時發螢光。舉例而言，某些塑膠片可取代玻璃片。所有該等修改及變化欲在此包括在本揭示案及本發明之範疇內，且由以下申請專利範圍來保護。

因此，本發明之非限制性態樣及/或實施例可包括以下：

C1.一種用於測定一玻璃片之形狀之方法，其包含：提供一玻璃片；用一光束輻照該玻璃片之一內部部分，該光束包含一經選擇以使該玻璃片之該內部部分發射螢光能量之波長；測定該發螢光內部部分之一能量質心之一位置。

C2.如C1之方法，其中該波長為UV波長。

C3.如C1或C2之方法，其中該光束為一雷射束。

C4.如C1至C3中任一者之方法，其中該測定一位置之步驟包含用單個相機收集該所發射之螢光且將該所發射之螢光能量成像於一感測器上。

C5.如C1至C4中任一者之方法，其中該提供一玻璃片之步驟包含以下步驟：使用一下拉製程抽拉該玻璃片，且其中該玻 璃片為一連續移動之玻璃帶。

C6.如C1至C5中任一者之方法，其進一步包含以下步驟：用該光束照射一第二表面，該第二表面相對於該光束之一傳播方向而言在該玻璃片之後，且其中該第二表面發螢光。

C7.如C1至C5中任一者之方法，其進一步包含以下步驟：用該光束照射一第二表面，該第二表面相對於該光束之一傳播方向而言在該玻璃片之後，且其中該第二表面散射該光束；及測定該散射光之一質心。

C8.如C1至C7中任一者之方法，其中該玻璃片之溫度等於或大於約100℃。

C9.如C1至C8中任一者之方法，其中該玻璃片包含遍及其厚度而分佈之錫。

C10.如C1至C9中任一者之方法，其中複數個內部部分經輻照，且複數個能量質心之複數個位置經測定。

C11.如C10之方法，其中該複數個內部部分經連續輻照。

C12.如C10之方法，其中該複數個內部部分經同時輻照。

C13.一種用於測定一玻璃片之形狀之方法，其包含以下步驟：a)提供一玻璃片；b)將一光束導向該玻璃片上之一預定位置，其中該光束包含一經選擇以使該玻璃片之一內部部分發射螢光能量之波長；c)將由該內部部分發射之該螢光能量成像；e)測定該發螢光內部部分之一能量質心之一位置；f)在該玻璃片上之複數個位置處重複步驟b)至e)以 獲得複數個能量質心位置；及g)自該複數個能量質心位置測定該玻璃片之形狀。

C14.如C13之方法，其中該光束為一雷射束。

C15.如C13或C14之方法，其中該光束為一紫外線光。

C16.如C13至C15中任一者之方法，其中該步驟a)包含以下步驟：使用一下拉製程抽拉該玻璃片，且其中該玻璃片為一連續移動之玻璃帶。

C17.如C13至C16中任一者之方法，其中該玻璃片之溫度等於或大於約100℃。

C18.如C13至C17中任一者之方法，其中該玻璃包含遍及其厚度而分佈之錫。

C19.一種用於測定一玻璃片之形狀之系統，其包含：一雷射，其經設置以將一雷射束以一預定角度，沿一預定投影向量導向一玻璃片，其中該雷射束具有一足以使該雷射束所傳播穿越之該玻璃片之一內部部分發螢光且發射一螢光能量的所選波長，該發螢光內部部分包含一能量質心；一影像擷取裝置，其經設置以接收該螢光能量且使該螢光能量成像於在一感測器上，其中該感測器基於該所成像之螢光能量於該感測器上之一位置而產生一位置信號；及一處理器，其經設置以執行以下步驟：接收來自該影像擷取裝置之該位置信號，測定該影像擷取裝置與該能量質心之間的一接收向量；及 基於該投影向量及該接收向量而測定該能量質心於該玻璃片之該發螢光內部部分中的一位置。

C20.如C19之系統，其中該影像擷取裝置為單個影像擷取裝置。

C21.如C19或C20之系統，其中使該玻璃片之複數個內部部分發螢光。

C22.如C21之系統，其中使該複數個內部部分同時發螢光。

C23.一種測定一物品之形狀之方法，其包含以下步驟：提供一材料片材；用一光束輻照該片材之一內部部分，該光束包含一經選擇以使該片材之該內部部分發射螢光能量之波長；測定該發螢光內部部分之一能量質心之一位置。

C24.如C23之方法，其進一步包含以下步驟：用一成像系統偵測該所發射之螢光能量。

C25.如C23或C24之方法，其進一步包含以下步驟：輻照複數個內部部分且測定複數個能量質心之位置。

C26.如C23至C25中任一者之方法，其中該材料片材包含一玻璃材料。

10‧‧‧供給管

11‧‧‧熔融玻璃

12‧‧‧耐火體(或隔離管)

14‧‧‧收集凹槽

16‧‧‧會聚外表面

18‧‧‧抽拉線或根部

20‧‧‧單個玻璃帶

22‧‧‧刻痕線

24‧‧‧玻璃片

60‧‧‧螢光點

62‧‧‧點

Claims (10)

1. 一種測定物品之形狀之方法，包括以下步驟：以一光束輻照該物品之一內部部分，該光束包含一波長，該波長經選擇以使該物品之該內部部分發射螢光能量；以及測定發螢光之該內部部分的一能量質心(energy centroid)之一位置。
2. 如請求項1所述之方法，進一步包括以下步驟：以一影像系統偵測所發射的該螢光能量。
3. 如請求項1所述之方法，進一步包括以下步驟：輻照複數個內部部分，以及測定複數個能量質心的位置。
4. 如請求項1所述之方法，其中該物品包括一玻璃材料。
5. 一種用於測定玻璃片之形狀之方法，包括以下步驟：a)將一光束導向該玻璃片上之一預定位置，其中該光束包含一波長，該波長經選擇以使該玻璃片之一內部部分發射螢光能量；b)將由該內部部分發射之該螢光能量成像；c)測定發螢光的該內部部分之一能量質心之一位置；d)在該玻璃片上之複數個位置處重複步驟a)至c)以獲得複數個能量質心位置；以及 e)自該複數個能量質心位置測定該玻璃片之形狀。
6. 如請求項5所述之方法，其中該光束為一雷射束。
7. 如請求項5所述之方法，其中該光束為一紫外線光。
8. 如請求項5所述之方法，其中該玻璃片為一連續移動之玻璃帶。
9. 如請求項5所述之方法，其中該玻璃片之溫度等於或大於100℃。
10. 如請求項5所述之方法，其中該玻璃片包含遍及其厚度分佈之錫。