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TW201807404A - 在玻璃上表面上偵測粒子的方法與設備以及照射入射光的方法 - Google Patents

在玻璃上表面上偵測粒子的方法與設備以及照射入射光的方法 Download PDF

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TW201807404A
TW201807404A TW106117330A TW106117330A TW201807404A TW 201807404 A TW201807404 A TW 201807404A TW 106117330 A TW106117330 A TW 106117330A TW 106117330 A TW106117330 A TW 106117330A TW 201807404 A TW201807404 A TW 201807404A
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glass
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light
incident light
mirror
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TW106117330A
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黃成真
鄭智華
金泰皓
李亨哲
表誠鐘
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韓商康寧精密素材股份有限公司
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Abstract

一種粒子偵測方法,包含:在光源發出的光的路徑上放置可旋轉的鏡,使得鏡反射光以將入射光照射至上表面;計算入射光的入射角,使得在從上方觀看時第一區域與一第二區域不互相重疊,第一區域為入射光交會玻璃的上表面處,第二區域為光傳送透過玻璃且交會玻璃的下表面處;基於計算出的入射角旋轉鏡;在於水平方向輸送玻璃的同時,以放置在第一區域上方的攝影機獲取第一區域的影像;以及藉由分析獲取到的影像來偵測粒子。所偵測到的粒子被視為存在上表面上。

Description

在玻璃上表面上偵測粒子的方法與設備以及照射入射光的方法
本申請案主張對於申請於2016年5月25日的韓國專利申請案第10/2016/0064134號的優先權權益,在此仰賴此韓國專利申請案內容且併入其全文以作為參照。
本揭示內容相關於用於偵測玻璃上表面上的粒子的方法與設備,以及照射入射光的方法。
一般而言,僅在用於平面顯示器的平坦玻璃的一個表面(例如上表面)上沈積微型電路圖樣,而不在平坦玻璃的另一表面(例如下表面)上沈積微型電路圖樣。若微型電路圖樣被沈積在存在平坦玻璃的上表面上的粒子上,則微型電路圖樣可具有一些缺陷。因此,在沈積微型電路圖樣之前,需要檢查平坦玻璃的上表面上是否存在粒子。
為了僅偵測平坦玻璃的上表面上的粒子,習知的平坦玻璃粒子偵測設備包含:第一與第二照射裝置,經配置以在平坦玻璃上方分別以不同的角度,照射光至平坦玻璃的上表面與下表面;以及第一與第二攝影機,經配置以各自獲取上表面照射區域與下表面照射區域的影像。
因為平坦玻璃具有預定的厚度,在影像上上表面上的粒子被指示為亮部,且下表面上的粒子被指示為暗部。習知設備經配置以比較並分析第一與第二攝影機之每一者獲取的影像,並偵測上表面上存在的粒子。
然而,因為習知設備具有兩個照射裝置與兩個攝影機,增加了製造設備的成本(以及製造平坦玻璃的成本)。再者,隨著平坦玻璃的輸送速度近來變得越來越高,需要增強平坦玻璃上表面上的粒子的偵測速度。然而,因為習知設備必需比較與分析兩個攝影機獲取的影像,習知設備難以滿足這種需求。
本揭示內容處理對於前述問題之至少一者的解決方案。本揭示內容提供偵測玻璃上表面上的粒子的方法與設備,此種方法與設備可僅使用一個光源與一個攝影機,本揭示內容並提供照射入射光的方法。
本揭示內容的一個態樣提供偵測玻璃上表面上的粒子的方法。方法包含:在光源發出的光的路徑上放置可旋轉的鏡,使得鏡反射光以將入射光照射至上表面;計算入射光的入射角,使得在從上方觀看時第一區域與一第二區域不互相重疊,第一區域為入射光交會玻璃的上表面處,第二區域為光傳送透過玻璃且交會玻璃的下表面處;基於計算出的入射角旋轉鏡;以放置在第一區域上方的攝影機獲取第一區域的影像;以及藉由分析獲取到的影像來偵測粒子。所偵測到的粒子被視為存在上表面上。
在一個具體實施例中,基於玻璃的折射角與厚度計算入射角。
在一個具體實施例中,基於第一區域的右端與第二區域的左端之間的水平距離的最大值,來計算入射角。
在一個具體實施例中,基於下列方程式來計算水平距離的最大值:, 其中L'為水平距離, d為該玻璃的該厚度, n為該玻璃的該折射率, θ為該入射光的該入射角,且 W為該入射光的一寬度。
在一個具體實施例中,在輸送玻璃之前執行旋轉鏡。
在一個具體實施例中,攝影機被安裝為使得第一區域的右端被定位在攝影機的視野的右端處。
在一個具體實施例中,在玻璃的折射率與厚度之至少一者改變時,執行計算入射光的入射角以及旋轉鏡。
本揭示內容的另一態樣提供一種將入射光照射至玻璃的上表面以偵測上表面上的粒子的方法。方法包含:在光源發出的光的路徑上放置可旋轉的鏡,使得鏡反射光以將入射光照射至上表面;基於玻璃的折射角與厚度來計算入射光的入射角,使得在從上方觀看時第一區域與一第二區域不互相重疊,第一區域為入射光交會玻璃的上表面處,第二區域為光傳送透過玻璃且交會玻璃的下表面處;以及基於所計算出的入射角旋轉鏡。在玻璃的折射率與厚度之至少一者改變時,執行計算入射角以及旋轉鏡。
在一個具體實施例中,基於第一區域的右端與第二區域的左端之間的水平距離的最大值,來計算入射角。
在一個具體實施例中,基於下列方程式來計算水平距離的最大值:, 其中L'為水平距離, d為該玻璃的該厚度, n為該玻璃的該折射率, θ為該入射光的該入射角,且 W為該入射光的該寬度。
本揭示內容的另一個態樣提供偵測玻璃上表面上的粒子的設備。設備包含:光源,經配置以發出光;可旋轉的鏡,放置在光的路徑上,且經配置以調整要照射至上表面的入射光的入射角;控制器,經配置以控制鏡的旋轉,使得在從上方觀看時第一區域與第二區域不互相重疊,第一區域為入射光交會上表面處,第二區域為光傳送透過玻璃且交會玻璃的下表面處;以及攝影機,經配置以獲取第一區域的影像。控制器經配置以藉由分析所獲取的影像來偵測粒子,並將偵測到的粒子視為存在上表面上。
在一個具體實施例中,控制器經配置以基於玻璃的折射角與厚度來控制旋轉。
在一個具體實施例中,控制器經配置以基於第一區域的右端與第二區域的左端之間的水平距離的最大值,來控制旋轉。
在一個具體實施例中,基於下列方程式來計算水平距離的最大值:, 其中L'為水平距離, d為該玻璃的該厚度, n為該玻璃的該折射率, θ為該入射光的該入射角,且 W為該入射光的一寬度。
在一個具體實施例中,攝影機經配置以使得第一區域的右端被定位在攝影機的視野的右端處。
下文將參考附加圖式,說明用於偵測玻璃上表面上的粒子的方法與設備,以及照射入射光的方法的具體實施例。
附加圖式的 1 3 中使用二維笛卡兒座標系統(X軸與Y軸)。在下面的說明中,正X軸方向與正Y軸方向,分別指示向右方向與向上方向。再者,負X軸方向與負Y軸方向,分別指示向左方向與向下方向。
在下面的說明中,用詞「上」、「下」、「上方」、「下方」、「右」、「左」等等係參照附加圖式中圖示的相對空間關係(其中假定玻璃被水平輸送),且並非意為代表取決於玻璃輸送方向的絕對空間關係。
1 2 圖示,根據一個具體實施例的偵測玻璃上表面上的粒子的設備100(此後簡稱為「粒子偵測設備」),包含:光源110;鏡120;控制器;以及攝影機140。
在粒子偵測設備100中,要檢查的目標為玻璃10,玻璃10被輸送於水平方向中(例如向右方向中)。在根據另一具體實施例的粒子偵測設備中,要檢查的目標可為未被輸送且為固定的玻璃。玻璃10包含上表面11與下表面12,在上表面11上沉積微型電路圖樣,在下表面12上不沉積微型電路圖樣。在另一具體實施例中,玻璃10可包含平坦玻璃、玻璃基板、平坦玻璃基板等等,且具有預定厚度與預定寬度,並沿著向左方向或向右方向延伸。為了更佳地解釋粒子偵測設備100,在 1 3 中,玻璃10被圖示說明為具有放大的厚度,即被圖示為厚於玻璃10的實際厚度(例如約數毫米至數微米)。
光源110被放置在玻璃10上方,以在垂直於玻璃10的方向中發出光31。因為攝影機140亦被放置在玻璃10上方,光源110可被製造為與攝影機140整合,從而減少粒子偵測設備100的尺寸。光源110可涵蓋多個概念,如發光裝置、照明裝置、燈、波束成型器(beam former)等等。在另一具體實施例中,光源110可被放置在玻璃10上方,以在傾斜於玻璃10的方向中發出光31。在一個具體實施例中,光31可包含射線以及雷射光束等等。在一個具體實施例中,光源110可包含聚焦透鏡111,以將光31聚焦至預定照射區域。聚焦透鏡111可經配置以調整光源110發出的光31的照射區域的尺寸。
鏡120被放置在光源110發出的光31的路徑上,使得入射光32被照射至玻璃10的上表面11。由放置在光31路徑上的鏡120,調整入射光32的入射角θ。因此,相較於使光源直接對玻璃傾斜的習知設備而言,可由相對大範圍的入射角θ將入射光32照射至玻璃10的上表面11。鏡120被電性連接至控制器130,以被基於來自控制器130的控制訊號來旋轉。鏡120可在順時針方向或逆時針方向中沿著旋轉軸121旋轉。為此,鏡120可包含驅動機制與電力傳輸機制。在一個具體實施例中,驅動機制可包含驅動馬達、電性馬達等等。在一個具體實施例中,電力傳輸機制可包含滑輪與傳動帶、鏈輪和鏈條、驅動齒輪和從動齒輪等等。在一個具體實施例中,鏡120可涵蓋多個概念,如反射鏡、反射裝置、反射器等等。在下面的說明中,入射光32表示從光31被鏡120反射時,進程到光31到達玻璃10上表面11時的光。
控制器130經配置以計算入射光32的入射角θ、基於所計算的入射角θ而控制鏡120的旋轉、藉由分析攝影機140獲取的影像而偵測粒子、以及判定所偵測到的粒子被視為存在玻璃10的上表面11上。
特定而言,控制器130經配置以計算入射光32的入射角θ,使得在從上方觀看時第一區域41與第二區域42不彼此重疊。在此,第一區域41為入射光32交會玻璃10上表面11的區域,而第二區域42為傳送透過玻璃10的經傳送光33交會玻璃10的下表面12的區域。換言之,控制器130經配置以計算入射光32的入射角θ,以使第一區域41右端與第二區域42左端之間的水平距離L'大於零。
若在從上方觀看時第一區域41與第二區域42不彼此重疊,則可能藉由使用玻璃10上方的攝影機140獲取第一區域41的影像,而不獲取第二區域42的影像。在此情況中,因為玻璃10的下表面12上的照射區域(亦即第二區域42)的影像沒有被攝影機140獲取,攝影機140無法獲取第二區域42上的粒子影像。再者,因為沒有光到達存在玻璃10下表面12上的非照射區域(亦即除了第二區域42以外的其餘區域)上的粒子,攝影機140無法獲取粒子影像。因此,攝影機140可僅獲取第一區域41上的上側粒子21的影像,而玻璃10的下表面12上的下側粒子的影像可不被攝影機140獲取。
在一個具體實施例中,控制器130可包含具有程式儲存部件的電腦。程式儲存部件可儲存任何相關於計算入射角θ、旋轉鏡120、以及分析影像的一或更多個程式。例如,程式儲存部件可包含電腦可讀取硬碟、可撓式碟片、光碟、磁性光學碟片、以及記憶卡等等。
在一個具體實施例中,控制器130可經配置以基於玻璃10的折射率與厚度來控制鏡120的旋轉,使得在從上方觀看時第一區域41與第二區域42不彼此重疊。
例如,可由下列方程式計算水平距離L':, 其中L'為水平距離, d為玻璃10的厚度, n為玻璃10的折射率, θ為入射光32的入射角,且 W為水平方向中的入射光32的寬度。
方程式1可從下列的方程式2至6導出。首先,水平距離L'可如以下由方程式2表示:其中,參照 3 ,WA 為第一區域41的水平寬度, WB 為第二區域42的水平寬度,且 L為WA 中心與WB 中心之間的水平距離。
在方程式2中,因為玻璃10的厚度非常薄(諸如從0.2毫米至4毫米),可假定第一區域41的水平寬度WA 等效地等於第二區域42的水平寬度WB 。因此,水平距離L'可如以下由方程式3表示:
在方程式3中的L,可由相關於折射角α的方程式4使用三角函數表示:
在方程式4中的折射角α,可由相關於入射角θ的方程式5使用斯乃爾定律(Snell's law)表示:
在方程式3中的WA ,可由相關於入射角θ的方程式6來表示:
若方程式4至6被應用至方程式3,則解出方程式1。因為在方程式1中折射率n、厚度d以及寬度W為定值,水平距離L'被由相關於入射角θ的函數表示。
因此,若特定的玻璃被判定為要檢查的目標,則特定玻璃的折射率與厚度亦被判定。在此情況中,可基於方程式1計算入射角θ,而使得水平距離L'大於零(亦即在從上方觀看時第一區域41與第二區域42不彼此重疊)。
再者,方程式1為理論性的,而實際上折射率在玻璃整體中可不為一致的。因此,為了確保第一區域41與第二區域42不重疊,可基於方程式1計算入射角θ而使得水平距離L'具有最大值。例如,在玻璃10的折射率n為1.5、寬度W為100微米、且厚度為500微米時,水平距離L'與入射角θ之間的關係被圖示說明於 4 中。參照 4 ,在入射角θ為58.5度時,水平距離L'具有最大值。在此情況中,水平距離L'的最大值為154.1微米。
控制器130經配置以基於透過前述方法計算出的入射角θ,透過驅動鏡120的驅動機制來控制鏡120的旋轉(或傾斜角)。
如前述,使第一區域41與第二區域42不彼此重疊的入射角θ,取決於玻璃10的折射率與厚度。因此,在作為檢查目標的玻璃的折射率與厚度的至少一者改變時,控制器130經配置以基於改變的折射率(或改變的厚度)計算出入射光32的入射角θ,藉以根據所計算出的入射角θ控制鏡120的旋轉。
攝影機140被在垂直於玻璃10的方向中放置在玻璃10上方。攝影機140具有視野FOV(見 1 2 圖示的虛線),視野FOV在垂直於玻璃10的方向中,從攝影機140向下延伸以交會玻璃10的上表面11。攝影機140經配置以獲取第一區域41的影像,而不獲取第二區域42的影像。換言之,攝影機140被安裝為使得攝影機140視野FOV包含第一區域41,且不包含第二區域42。因為存在上表面11的第一區域41上的上側粒子21散射入射光32以形成散射光34,攝影機140獲取上側粒子的影像。攝影機140電性連接至控制器130。攝影機140獲取的影像被由電性訊號的形式傳送至控制器130。在此具體實施例中,攝影機140可包含線型電荷耦合裝置(CCD)攝影機。在一個具體實施例中,攝影機140可涵蓋多個概念,如錄影裝置、成像裝置、偵測裝置、以及偵測器等等。
在一個具體實施例中,如 2 圖示,攝影機140可被安裝為使得第一區域41的右端被定位在視野FOV的右端處,藉以將視野FOV定位為離第二區域42最遠。因此,可能限制存在第二區域42上的下側粒子22所散射的光,使其不在攝影機140獲取的影像中產生雜訊。
控制器130經配置以藉由分析攝影機140獲取的影像,將影像上的亮部視為粒子。如前述,攝影機140未獲取存在玻璃10下表面12上的下側粒子22的影像。因此,控制器130經配置以將所有偵測到的粒子,視為存在玻璃10上表面11上。
5 圖示,根據一個具體實施例的偵測玻璃200的上表面上的粒子的方法(以下簡稱為「粒子偵測方法」)包含:放置鏡S201;計算入射光的入射角S202;旋轉鏡S203;獲取第一區域的影像S204;以及偵測粒子S205。
在放置鏡S201中,鏡120被放置在光源110發出的光31的路徑上。鏡120反射光31以照射入射光32至玻璃10的上表面11。
在計算入射光的入射角S202中,計算入射光32的入射角θ為使得在從上方觀看時,第一區域41與第二區域42不彼此重疊。計算入射光32的入射角θ的方式,可與根據一個具體實施例的粒子偵測設備100相同。換言之,可基於玻璃10的折射率與厚度計算入射光32的入射角θ。再者,可基於水平距離L'的最大值計算入射光32的入射角θ。再者,可由方程式1計算水平距離L'的最大值。
在旋轉鏡S203中,基於在計算入射光的入射角S202中計算出的入射角θ來旋轉鏡120。在一個具體實施例中,可在輸送玻璃10之前執行旋轉鏡S203。因此,因為在開始檢查玻璃10之前先控制鏡120的旋轉,可能減少檢查玻璃10所需的實際時間。
在獲取第一區域的影像S204中,攝影機140獲取第一區域41的影像,同時玻璃10被輸送在水平方向中(例如向右方向)。因為已說明了根據一個具體實施例的粒子偵測設備100中的攝影機140的位置與功能,所以在此省略關於前述內容的特定說明。
在偵測粒子S205中,藉由分析在獲取第一區域的影像S202中所獲取的影像,來偵測粒子。特定而言,藉由在影像中尋找散射光34所顯示的亮部,來偵測粒子。在偵測粒子S205中偵測到的粒子,被視為存在玻璃10的上表面11上。
6 圖示,根據一個具體實施例的照射入射光300的方法包含:放置鏡S301;計算入射光S302的入射角;以及旋轉鏡S303。在此具體實施例中,在玻璃10的折射率與厚度之至少一者改變時,執行計算入射光的入射角S302以及旋轉鏡S303。
因為 6 中圖示的放置鏡S301與旋轉鏡S303,相同於 5 中圖示的放置鏡S201與旋轉鏡S203,在此省略關於前述內容的特定說明。
在計算入射光的入射角S302中,基於玻璃10的折射率與厚度計算入射光32的入射角θ,使得在從上方觀看時,第一區域41與第二區域42不彼此重疊。計算入射光32的入射角θ的方式,可與根據一個具體實施例的粒子偵測設備100相同。換言之,可基於水平距離L'的最大值計算入射光32的入射角θ。再者,可由方程式1計算水平距離L'的最大值。
本揭示內容的技術想法,並不限於前述具體實施例以及附加圖式中圖示的範例。在本發明技術領域中具有通常知識者將顯然得知,在本揭示內容的技術想法的範圍內可能存在各種替換、修改以及改變。
根據一個具體實施例的偵測玻璃上表面上的粒子的方法與設備,經配置以計算入射光的最佳入射角,並基於所計算出的最佳入射角控制鏡的旋轉。因此,可能藉由僅使用一個攝影機,即能僅精確偵測玻璃上表面上的粒子。再者,根據照射入射光的方法,可能將具有最佳入射角的入射光,精確照射至玻璃的上表面。
10‧‧‧玻璃
11‧‧‧上表面
12‧‧‧下表面
21‧‧‧上側粒子
22‧‧‧下側粒子
31‧‧‧光
32‧‧‧入射光
33‧‧‧經傳送光
34‧‧‧散射光
41‧‧‧第一區域
42‧‧‧第二區域
100‧‧‧粒子偵測設備
110‧‧‧光源
111‧‧‧聚焦透鏡
120‧‧‧鏡
121‧‧‧旋轉軸
130‧‧‧控制器
140‧‧‧攝影機
FOV‧‧‧視野
200‧‧‧粒子偵測方法
300‧‧‧照射入射角的方法
1 圖示根據一個具體實施例的偵測玻璃上表面上的粒子的設備的示意側視圖。
2 1 的部分放大圖。
3 2 的部分放大圖。
4 為圖示在使用 1 所示設備時,入射角與水平距離之間的關係的圖表。
5 圖示根據一個具體實施例的偵測玻璃上表面上的粒子的方法的流程圖。
6 圖示根據一個具體實施例的照射入射光的方法的流程圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

Claims (15)

  1. 一種偵測一玻璃的一上表面上的粒子的方法,包含以下步驟: 放置步驟,在一光源發出的一光的路徑上放置一可旋轉的鏡,使得該鏡反射該光以將一入射光照射至該上表面; 計算步驟,計算該入射光的一入射角,使得在從上方觀看時一第一區域與一第二區域不互相重疊,該第一區域為該入射光交會該玻璃的該上表面處,該第二區域為光傳送透過該玻璃且交會該玻璃的一下表面處; 旋轉步驟,基於該計算出的入射角旋轉該鏡; 獲取步驟,以放置在該第一區域上方的一攝影機獲取該第一區域的一影像;以及 偵測步驟,藉由分析該獲取到的影像來偵測粒子, 其中該偵測到的粒子被視為存在該上表面上。
  2. 如請求項1所述之方法,其中基於該玻璃的一折射角與一厚度計算該入射角。
  3. 如請求項2所述之方法,其中基於該第一區域的該右端與該第二區域的該左端之間的一水平距離的一最大值,來計算該入射角。
  4. 如請求項3所述之方法,其中基於下列方程式來計算該水平距離的該最大值:, 其中L'為水平距離, d為該玻璃的該厚度, n為該玻璃的該折射率, θ為該入射光的該入射角,且 W為該入射光的一寬度。
  5. 如請求項1所述之方法,其中旋轉該鏡的旋轉步驟係執行在輸送該玻璃之前。
  6. 如請求項1所述之方法,其中該攝影機被安裝為使得該第一區域的該右端被定位在該攝影機的一視野的該右端處。
  7. 如請求項1所述之方法,其中在該玻璃的一折射率與一厚度之至少一者改變時,執行計算該入射角的該計算步驟以及旋轉該鏡的該旋轉步驟。
  8. 一種將一入射光照射至一玻璃的一上表面以偵測該上表面上的粒子的方法,包含以下步驟: 放置步驟,在一光源發出的一光的路徑上放置一可旋轉的鏡,使得該鏡反射該光以將該入射光照射至該上表面; 計算步驟,基於該玻璃的一折射率與一厚度計算該入射光的一入射角,使得在從上方觀看時一第一區域與一第二區域不互相重疊,該第一區域為該入射光交會該上表面處,該第二區域為光傳送透過該玻璃且交會該玻璃的一下表面處;以及 旋轉步驟,基於該計算出的入射角旋轉該鏡, 其中在該玻璃的一折射率與一厚度之至少一者改變時,執行計算該入射角的該計算步驟以及旋轉該鏡的該旋轉步驟。
  9. 如請求項8所述之方法,其中基於該第一區域的該右端與該第二區域的該左端之間的一水平距離的一最大值,來計算該入射角。
  10. 如請求項9所述之方法,其中基於下列方程式來計算該水平距離的該最大值:, 其中L'為水平距 d為該玻璃的該厚度, n為該玻璃的該折射率, θ為該入射光的該入射角,且 W為該入射光的該寬度。
  11. 一種偵測一玻璃的一上表面上的粒子的設備,包含: 一光源,該光源經配置以發出光; 一可旋轉的鏡,該鏡放置在該光的一路徑上,且該鏡經配置以將一入射光的一入射角調整為照射至該上表面; 一控制器,該控制器經配置以控制該鏡的旋轉,使得在從上方觀看時一第一區域與一第二區域不互相重疊,該第一區域為該入射光交會該上表面處,該第二區域為光傳送透過該玻璃且交會該玻璃的一下表面處; 一攝影機,該攝影機經配置以獲取該第一區域的一影像, 其中該控制器經配置以藉由分析該所獲取的影像來偵測粒子,並將該等偵測到的粒子視為存在該上表面上。
  12. 如請求項11所述之設備,其中該控制器經配置以基於該玻璃的一折射角與一厚度來控制該旋轉。
  13. 如請求項12所述之設備,其中該控制器經配置以基於該第一區域的一右端與該第二區域的一左端之間的一水平距離的一最大值,來控制該旋轉。
  14. 如請求項13所述之設備,其中基於下列方程式來計算該水平距離的該最大值:, 其中L'為水平距離, d為該玻璃的該厚度, n為該玻璃的該折射率, θ為該入射光的該入射角,且 W為該入射光的一寬度。
  15. 如請求項11所述之方法,其中該攝影機經配置為使得該第一區域的該右端被定位在該攝影機的一視野的該右端處。
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