(57)【要約】      （修正有）【課題】ガラスシートのビード部および中心領域におけるガラスシートの１以上の層の厚さを決定し測定システムの速度を高めることができる方法およびシステムを提供する。【解決手段】方法は、導入された光の少なくとも一部がガラス物品の縁部から発せられるように、ガラス物品に光を導入する工程を含む。ガラス物品の縁部から発せられた光が検出される。発せられた光の強度プロファイルは、軸方向の位置の関数としての、発せられた光の強度である。強度プロファイルの第１の強度境界および強度プロファイルの第２の強度境界が決定される。第１の強度境界と第２の強度境界との間の軸方向の距離に基づき、ガラス物品の層の厚さが決定される。【選択図】図３
2020180987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス物品に光を導入するよう構成された光源と、
前記ガラス物品の縁部から発せられた前記導入された光の少なくとも一部を検出するよう構成された光検出器であって、前記発せられた光の強度プロファイルが、軸方向の位置の関数としての、前記発せられた光の強度を含む、光検出器と、
前記光検出器を、前記ガラス物品の前記縁部から発せられたものではない周辺光から遮蔽するよう構成された遮光部と、
前記強度プロファイルの第１の強度境界および前記強度プロファイルの第２の強度境界を決定し、前記第１の強度境界と前記第２の強度境界との間の軸方向の距離に基づき、前記ガラス物品の層の厚さを決定するよう構成された処理装置と
を含み、
前記第１の強度境界および前記第２の強度境界の少なくとも一方が、中間境界であることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記光源によって前記ガラス物品に導入される前記光を拡散するよう構成された拡散器を更に含む、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記光検出器が前記ガラス物品の前記縁部に沿って走査するよう構成されるように、前記光検出器が横断方向に可動である、請求項１または２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
本願は、２０１４年６月４日に出願された米国特許出願第６２／００７，５６０号による優先権を主張するものであり、その全体を参照して本明細書に組み込む。
【技術分野】
【０００２】
本開示はガラス物品に関し、より具体的には、ガラス物品の厚さを測定する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラスシートは、様々な異なるプロセスを用いて形成され得る。ガラスシートから１枚のガラスを分離するために、ガラスシートが切断され得る。１枚のガラスは、成形されたガラス物品を形成するために（例えば、切断または成形プロセス中に）更に処理され得る。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書において、ガラス物品の１以上の層の厚さを測定する方法およびシステムが開示される。
【０００５】
本明細書において、ガラス物品の厚さを測定する方法およびシステムが開示される。
【０００６】
本明細書において、導入された光の少なくとも一部がガラス物品の縁部から発せられるように、ガラス物品に光を導入することを含む方法が開示される。ガラス物品の縁部から発せられた光が検出される。発せられた光の強度プロファイルは、軸方向の位置の関数としての、発せられた光の強度を含む。強度プロファイルの第１の強度境界および強度プロファイルの第２の強度境界が決定される。第１の強度境界と第２の強度境界との間の軸方向の距離に基づき、ガラス物品の層の厚さが決定される。
【０００７】
また、本明細書において、（ａ）ガラス物品に光を導入する工程と、（ｂ）ガラス物品の縁部から発せられた光を検出する工程と、（ｃ）発せられた光の強度プロファイルの強度境界の軸方向の位置を決定する工程とを含む方法が開示される。発せられた光の強度プロファイルは、軸方向の位置の関数としての、発せられた光の強度を含む。複数の異なる横断方向の位置に対応する複数の強度境界の軸方向の位置を決定するために、ガラス物品の縁部に沿った複数の異なる横断方向の位置において、工程（ｂ）および（ｃ）が繰り返される。複数の強度境界に基づき、ガラス物品の隣接する第１の層と第２の層との間の層境界が決定される。
【０００８】
また、本明細書において、ガラス物品の縁部から発せられた光を検出することを含む方法が開示される。発せられた光の第１の強度境界と第２の強度境界との間の距離に基づき、ガラス物品の層の厚さが決定される。
【０００９】
また、本明細書において、ガラス物品に光を導入するよう構成された光源を含むシステムが開示される。光検出器は、ガラス物品の縁部から発せられた光を検出するよう構成される。発せられた光の強度プロファイルは、軸方向の位置の関数としての、発せられた光の強度を含む。処理装置は、強度プロファイルの第１の強度境界および強度プロファイルの第２の強度境界を決定し、第１の強度境界と第２の強度境界との間の軸方向の距離に基づき、ガラス物品の層の厚さを決定するよう構成される。
【００１０】
更なる特徴および長所は、以下の詳細な説明で述べられると共に、部分的にはその説明から当業者に自明であり、または、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付の図面を含む本明細書に記載される実施形態を実施することによって認識される。
【００１１】
上記の概要説明および以下の詳細説明は、共に例示的なものに過ぎず、特許請求の範囲の性質および特徴の理解のための概観または枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面は、更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれてその一部をなすものである。図面は本開示の１以上の実施形態を示しており、明細書と共に、様々な実施形態の原理および作用を説明する役割をするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ガラス構造の例示的な一実施形態の模式的な断面図
【図２】厚さ測定システムの例示的な一実施形態の正面図
【図３】図２の厚さ測定システムの側面図
【図４】図２〜図３の厚さ測定システムのブロック図
【図５】強度画像の例示的な一実施形態
【図６】図５の強度画像に対応する強度プロファイルのグラフ
【図７】ガラス物品の例示的な一実施形態の各層の厚さプロファイルのグラフ
【図８】厚さ測定システムの別の例示的な実施形態の側面図
【図９】厚さ測定システムの別の例示的な実施形態の側面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付の図面に示されている例示的な実施形態を参照する。可能な場合には常に、複数の図面を通して、同じまたは類似の部分を指すために同じ参照番号が用いられる。図面中の構成要素は必ずしも縮尺通りではなく、むしろ、例示的な実施形態の原理を説明する際に強調される。
【００１４】
様々な実施形態において、ガラス物品は、少なくとも第１の層および第２の層を含む。例えば、第１の層はコア層で構成され、第２の層は、コア層に隣接した１以上のクラッド層で構成される。第１の層および／または第２の層は、ガラス、ガラスセラミック、またはそれらの組合せで構成されるガラス層である。一部の実施形態では、第１の層および／または第２の層は透明なガラス層である。
【００１５】
様々な実施形態において、ガラス物品の少なくとも１つの層の厚さを測定するために、厚さ測定システムが用いられる。光源によって、光がガラス物品に導入される。光はガラス物品を通って伝搬し、この光の少なくとも一部が、ガラス物品の縁部から発せられる。ガラス物品の縁部から発せられた光は、光検出器によって検出される。処理装置によって、検出された光の強度プロファイルが解析されて複数の強度境界が決定され、この複数の強度境界に基づき、ガラス物品の少なくとも１つの層の厚さが決定される。
【００１６】
図１は、ガラス構造の例示的な一実施形態の模式的な断面図である。ガラス構造は、複数のガラス層を含む積層ガラス構造を有する。ガラス物品は、このガラス構造を含む。一部の実施形態では、ガラス物品は、このガラス構造を有するガラスシート１００を含む。従って、ガラスシート１００は、複数のガラス層を含む積層シートを含む。積層シートは、図１に示されるように略平面状、または非平面状であり得る。ガラスシート１００は、第１のクラッド層１０４と第２のクラッド層１０６との間に配設されたコア層１０２を含む。一部の実施形態では、図１に示されるように、第１のクラッド層１０４および第２のクラッド層１０６は外側の層である。別の実施形態では、第１のクラッド層および／または第２のクラッド層は、コア層と外側の層との間に配設された中間層である。
【００１７】
コア層１０２は、第１の主要な表面と、第１の主要な表面とは反対側の第２の主要な表面とを含む。一部の実施形態では、第１のクラッド層１０４は、コア層１０２の第１の主要な表面に融着される。それに加えて、またはその代わりに、第２のクラッド層１０６は、コア層１０２の第２の主要な表面に融着される。そのような実施形態では、第１のクラッド層１０４とコア層１０２との間の界面、および／または第２のクラッド層１０６とコア層１０２との間の界面には、いかなる接着材料（例えば、個々のクラッド層をコア層に接着するよう付加または構成された接着剤、コーティング層、または任意の非ガラス材料等）も存在しない。従って、第１のクラッド層１０４および／または第２のクラッド層１０６は、コア層１０２に直に融着されるか、またはコア層１０２に直に隣接している。一部の実施形態では、ガラスシートは、コア層と第１のクラッド層との間、および／またはコア層と第２のクラッド層との間に配設された１以上の中間層を含む。例えば、中間層は、コア層とクラッド層との界面に（例えば、コア層およびクラッド層の１以上の成分を拡散層に拡散することにより）形成された中間ガラス層および／または拡散層を含む。一部の実施形態では、ガラスシート１００は、直に隣接するガラス層間の界面がガラス−ガラス界面であるガラスどうしの積層体（例えば、その場で融着された多層ガラス積層体）を含む。
【００１８】
一部の実施形態では、コア層１０２は第１のガラス組成を有し、第１のクラッド層１０４および／または第２のクラッド層１０６は、第１のガラス組成とは異なる第２のガラス組成を有する。例えば、図１に示されている実施形態では、コア層１０２は第１のガラス組成を有し、第１のクラッド層１０４および第２のクラッド層１０６の各々は第２のガラス組成を有する。別の実施形態では、第１のクラッド層は第２のガラス組成を有し、第２のクラッド層は、第１のガラス組成および／または第２のガラス組成とは異なる、第３のガラス組成を有する。
【００１９】
一部の実施形態では、コア層１０２の第１のガラス組成の屈折率は、第１のクラッド層１０４および／または第２のクラッド層１０６の第２のガラス組成の屈折率とは異なる。例えば、第１のガラス組成の屈折率は、第２のガラス組成の屈折率と少なくとも約０．００１だけ異なる。コア層１０２と第１のクラッド層１０４および／または第２のクラッド層１０６との屈折率の差は、ガラスシート１００が導波路（例えば、平面導波路）として作用するのを可能にする。このようにして、本明細書に記載されるように、光がガラスシート１００に導入されて、ガラスシートの縁部から発せられることが可能になる。
【００２０】
一部の実施形態では、ガラスシート１００の縁部から発せられた光の強度は、本明細書に記載されるように、軸方向に不均一である。例えば、光がガラスシート１００を通って伝搬する際、光は、より高い屈折率を有するガラス組成を有する層に集中する傾向がある。一部の実施形態では、第１のガラス組成は、第２のガラス組成より高い屈折率を有する。従って、ガラスシート１００を通って伝搬する光は、コア層１０２に集中する傾向があるので、本明細書に記載されるように、コア層の縁部から発せられた光の強度は、第１のクラッド層１０４および／または第２のクラッド層１０６の縁部から発せられた光の強度より高い。別の実施形態では、第２のガラス組成は、第１のガラス組成より高い屈折率を有する。従って、ガラスシートを通って伝搬する光は、第１のクラッド層および／または第２のクラッド層に集中する傾向があるので、第１のクラッド層および／または第２のクラッド層の縁部から発せられた光の強度は、コア層の縁部から発せられた光の強度より高い。このコア層の縁部から発せられた光と第１のクラッド層および／または第２のクラッド層の縁部から発せられた光との強度の差を用いて、本明細書に記載されるように、複数の層の厚さを決定することができる。
【００２１】
一部の実施形態では、ガラスシート１００は、少なくとも約０．０５ｍｍ、少なくとも約０．１ｍｍ、少なくとも約０．２ｍｍ、または少なくとも約０．３ｍｍの厚さを有する。それに加えて、またはその代わりに、ガラスシート１００は、高々約３ｍｍ、高々約２ｍｍ、高々約１．５ｍｍ、高々約１ｍｍ、高々約０．７ｍｍ、または高々約０．５ｍｍの厚さを有する。一部の実施形態では、ガラスシート１００の厚さに対するコア層１０２の厚さの割合は、少なくとも約０．８、少なくとも約０．８５、少なくとも約０．９、または少なくとも約０．９５である。一部の実施形態では、第２の層（例えば、第１のクラッド層１０４および第２のクラッド層１０６の各々）の厚さは、約０．０１ｍｍ〜約０．３ｍｍである。
【００２２】
図１に示されているガラスシート１００は３つの層を含むが、本開示には他の実施形態も含まれる。他の実施形態では、ガラスシートは、１層、２層、４層、またはより多い層等の所定の数の層を有し得る。複数の異なる層は、同じまたは異なるガラス組成を有し得る。
【００２３】
ガラス物品は、ガラスシート１００を参照して説明されるが、本開示には他の実施形態も含まれる。他の実施形態では、ガラス物品は、非平面の三次元形状を有する整形されたガラス物品を含む。例えば、整形されたガラス物品は、ガラスシート１００等のガラスシートを、適切な再形成プロセスを用いて整形することによって形成され得る。本明細書においてガラスシート１００を参照して記載されるように、ガラス物品の縁部における複数の異なる層から発せられた光の強度の差に基づいて、ガラス物品の複数の異なるガラス層の厚さを決定できる。
【００２４】
ガラスシート１００は、例えば、フュージョンドロー法、ダウンドロー法、スロットドロー法、アップドロー法、またはフロート法等の適切プロセスを用いて形成され得る。一部の実施形態では、ガラスシート１００は、フュージョンドロー法を用いて形成され得る。例えば、ガラスシート１００は、米国特許第４，２１４，８８６号（その全体を参照して本明細書に組み込む）に記載されているように構成された越流式分配器を用いて形成される。
【００２５】
図２および図３は、それぞれ、例えばガラスシート１００等のガラス物品の１以上の層の厚さを測定するために用いられ得る厚さ測定システム２００の例示的な一実施形態の正面図および側面図であり、図４は、厚さ測定システム２００のブロック図である。厚さ測定システム２００は、ガラスシートに光を導入するよう構成された光源２１０を含む。光はガラスシートを通って伝搬し、この光の少なくとも一部がガラスシートの縁部から発せられる。厚さ測定システム２００は、ガラスシートの縁部から発せられた光を検出して、検出された光の強度画像を生成するよう構成された光検出器２２０を含む。一部の実施形態では、厚さ測定システム２００は、検出された光の強度画像を解析するよう構成された処理装置２３０を含む。例えば、処理装置２３０は、本明細書に記載されるように、強度画像に基づき、検出された光の強度プロファイルを決定、および／または、強度プロファイルの１以上の強度境界を決定するよう構成される。
【００２６】
光源２１０は、例えば、レーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、蛍光灯、白熱灯、またはそれらの組合せ等の適切な照明素子を含む。一部の実施形態では、光源２１０は、白色光（例えば、約３９０ｎｍ〜約７００ｎｍの波長を有する光）を発し、このことは、他の波長の光を発する光源と比較して、光源のコスト低減を補助し得る。それに加えて、またはその代わりに、光源２１０は、非コリメート光または拡散光を発し、このことは、コリメート光を発する光源（例えば、レーザ）光源と比較して、光源のコスト低減を補助し得る。
【００２７】
図２〜図３に示されている実施形態では、光源２１０は細長いライトバーを含む。例えば、ライトバーは、ガラスシート１００に光を導入するために、ガラスシートの幅に沿って横断方向に延びる。ライトバーは、ライトバーの幅に沿って配設された複数の照明素子を含み得る。
【００２８】
一部の実施形態では、厚さ測定システム２００は、拡散器２４０を含む。図２〜図３に示されるように、拡散器２４０は、例えば、光源２１０とガラスシート１００との間に配置される。拡散器２４０は、光源２１０とは別個であってもよく、または一体であってもよい。例えば、拡散器は、光源の前面に配置されたフィルタまたはレンズを含み得る。拡散器２４０は、光源２１０によってガラスシート１００に導入される光を拡散するよう構成される。例えば、拡散器２４０は、拡散器を通過する光を散乱させるレンズまたはフィルタを含む。拡散器２４０は、例えば、溶融シリカで研磨されたガラス、ホログラフィ拡散器材料、光整形拡散器材料、研磨されたポリカーボネート、またはそれらの組合せ等の適切な拡散材料を含む。拡散器２４０は、ガラスシート１００に導入される光が拡散光となるよう、光源２１０によって発せられた光を拡散または散乱する。拡散光は、任意の角度でガラスシート１００に導入される。一部の実施形態では、拡散光は、均一に配分された角度でガラスシート１００に導入される。例えば、拡散光の強度は、横断方向および／または軸方向において略均一である。ガラスシート１００に拡散光を導入することは、ガラスシート１００の様々な層間における光の移行を高め得る。例えば、ガラスシート１００に拡散光を導入することは、光を、（界面に接触せずに１つの層を通って伝搬するのではなく）隣接する層間の界面に向け、より高い屈折率を有する層内に光を集中させるのを補助し得る。
【００２９】
光検出器２２０は、例えば、半導体電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）センサ、Ｎ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）センサ、またはそれらの組合せ等の適切な画像センサを含む。一部の実施形態では、光検出器２２０は、画像センサを含むカメラで構成される。
【００３０】
一部の実施形態では、厚さ測定システム２００は、光学ユニット２５０を含む。図２〜図３に示されるように、光学ユニット２５０は、例えば、ガラスシート１００と光検出器２２０との間に配置される。光学ユニット２５０は、光検出器２２０とは別個であってもよく、または一体であってもよい。例えば、厚さ測定システムは、光検出器および光学ユニットを含むカメラで構成され得る。光学ユニット２５０は、ガラスシート１００の縁部から発せられた光を光検出器２２０上に集光するよう構成される。例えば、光学ユニット２５０は、ガラスシート１００の縁部から発せられた光を光検出器２２０上に集光するよう配置された１以上のレンズを含む。
【００３１】
一部の実施形態では、厚さ測定システム２００は、遮光部２６０を含む。図２〜図３に示されるように、遮光部２６０は、例えば、光源２１０と光検出器２２０との間に配置される。遮光部２６０は、光検出器２２０を、ガラスシート１００の縁部から発せられたものではない周辺光から遮蔽するよう構成される。例えば、光源２１０によって発せられた光の一部は、ガラスシートに導入されるのではなく、ガラスシート１００から離れる方向に向かう。遮光部２６０は、ガラスシート１００に導入されない光を、そのような光が光検出器２２０によって検出されないように吸収または反射するのを補助し得る。一部の実施形態では、遮光部２６０は、遮光バーを含む。例えば、遮光バーは、ガラスシート１００の表面に隣接して配置され、ガラスシートの幅に沿って光を遮るよう横断方向に延びる。一部の実施形態では、図２〜図３に示されるように、遮光部２６０は、ガラスシート１００の第１の表面に隣接して配置された第１の遮光部と、ガラスシートの第１の表面とは反対側の第２の表面に隣接して配置された第２の遮光部とを含む。従って、遮光部２６０は、ガラスシート１００のいずれの表面からも離れる方向に向かう光を遮ることができる。一部の実施形態では、第１の遮光部および第２の遮光部の各々は、遮光バーで構成される。ガラスシート１００は、第１の遮光部と第２の遮光部との間に固定されてもよく、これは、ガラスシートの１以上の層の厚さを測定するために、ガラスシートを所定の位置に保持するのを補助し得る。
【００３２】
一部の実施形態では、厚さ測定システムは、遮光部と光検出器との間に配置された１以上の補助光源を含む。補助光源は、ガラスシートの表面上の、光が発せられる縁部付近の点に向けられる。例えば、補助光源は、ガラスシートの表面に向かって内側に角度をつけられ、光検出器に隣接したガラスシートの縁部付近の点に向けられる。補助光源からの光は、ガラスシートに接触して散乱する。散乱光の一部が光検出器によって検出され、これは、ガラスシートと周囲の雰囲気（例えば空気）との間の界面におけるコントラストを向上させるのを補助し得る。補助光源は、クラッド層が光を吸収する場合（例えば、クラッド層が暗色のクラッドである場合）に、界面における表面境界を形成するのを補助するために用いられ得る。
【００３３】
処理装置２３０は、例えば、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、アナログ回路、デジタル回路、サーバプロセッサ、またはそれらの組合せ等の適切なプロセッサを含む。処理装置２３０は、単一の装置として、またはネットワーク処理もしくは分散型処理と関連付けられたもの等の複数の装置の組合せとして構成され得る。処理装置２３０は、例えば、マルチ処理、マルチタスク、並行処理、リモート処理、集中型処理、またはそれらの組合せ等の適切な処理ストラテジーを実施するよう構成される。処理装置２３０は、ソフトウェア、ハードウェア、集積回路、ファームウェア、マイクロコード、またはそれらの組合せの一部として格納された指示に応答し得るか、またはそれらを実行するよう動作し得る。例えば、処理装置２３０は、厚さ測定システム２００の構成要素（例えば、光源２１０および／または光検出器２２０）を制御するよう構成される。一部の実施形態では、処理装置２３０は、メモリ（例えば、ＲＯＭおよび／またはＲＡＭ）、ストレージ装置（例えば、ハードドライブ、フラッシュドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、および／またはＤＶＤ）、ユーザ入力装置（例えば、キーボード、マウス、および／またはタッチスクリーン）、出力装置（例えば、ディスプレイおよび／または照明）、入出力装置（例えば、ネットワークカードおよび／またはシリアルバス）、オペレーティングシステム（例えば、マイクロソフトウインドウズ（登録商標）オペレーティングシステム）、アプリケーションプログラムおよびデータ、またはそれらの組合せを含む。
【００３４】
ガラスシートに導入される光は、偏光（例えば、直線偏光または円偏光）された光であってもよく、または偏光されていない光であってもよい。同様に、光検出器によって検出される光は、偏光（例えば、直線偏光または円偏光）された光であってもよく、または偏光されていない光であってもよい。従って、厚さ測定システム２００は、光源および／または光検出器付近に配置された１以上の偏光子を含み得る。
【００３５】
一部の実施形態では、図２〜図３に示されるように、光源２１０は、ガラスシート１００の第１の縁部１１０に光を導入するために、第１の縁部に隣接して配置される。光は、ガラスシート１００を通って伝搬し、ガラスシートの第１の縁部１１０とは反対側の第２の縁部１１２から発せられる。光検出器２２０は、ガラスシート１００の第２の縁部１１２から発せられた光を検出して、検出された光の強度画像を生成するために、第２の縁部に隣接して配置される。図４に示されるように、処理装置２３０は、検出された光の強度画像を含む画像データを受け取るために、検出器２２０に動作的に結合される。処理装置２３０は、画像データに基づき、検出された光の強度プロファイルを決定して、強度プロファイルの１以上の強度境界を決定するために強度プロファイルを解析するよう構成される。
【００３６】
一部の実施形態では、発せられた光の強度は、ガラスシートの縁部においてガラスシート１００の厚さに対して略平行に延びる軸方向に変化する。例えば、軸方向は、ガラスシートの第１の主要な表面および／または第２の主要な表面に対して略垂直である。従って、ガラスシートが平面状である実施形態では、軸方向は、ガラスシートの平面に対して垂直である。図５は、ガラスシート１００の縁部１１２から発せられた光の検出に応答して光検出器２２０によって生成される強度画像の例示的な一実施形態を示す。図５において、軸方向は矢印３００によって表されている。（例えば、コア層の第１のガラス組成の屈折率は第１のクラッド層および第２のクラッド層の屈折率より大きいため、）図５に示されるように、コア層１０２の縁部から発せられた光の強度は、第１のクラッド層１０４および第２のクラッド層１０６縁部から発せられた光の強度より大きい。この強度の差は、第１のクラッド層１０４および第２のクラッド層１０６に対応する比較的暗い領域３０２と、コア層１０２に対応する比較的明るい領域３０４とによって示されている。
【００３７】
ガラスシートの導波路効果をモデル化して、ガラスシート１００内における光の伝搬を示すことができる。このモデルは、複数の異なるガラス層間の屈折率の差を、複数の異なる層の縁部から発せられた光の得られたコントラスト差と比較するものである。従って、このモデルを用いて、屈折率の差に基づき、強度コントラストのレベルを決定でき、これは、コントラスト差を検出するために適切な画像センサを選択するのを可能にし得る。
【００３８】
発せられた光の強度プロファイルは、ガラスシートの縁部に沿った軸方向の位置の関数としての、発せられた光の強度を含む。図６は、図５に示されている強度画像に対応する、発せられた光の強度プロファイルのグラフである。図６に示されている実施形態では、ｘ軸は軸方向の位置を表し、ｙ軸は発せられた光の強度を表す。この強度プロファイルに基づき、コア層１０２、第１のクラッド層１０４、および／または第２のクラッド層１０６の厚さを決定できる。
【００３９】
一部の実施形態では、強度プロファイルの強度境界が決定される。例えば、処理装置２３０は、強度プロファイルを解析して、強度境界を決定する。強度境界は、検出された光の強度の変化を含み、これは、それぞれ異なる屈折率を有する材料間の境界を示す。例えば、強度境界は、それぞれ異なる屈折率を有する材料間の境界を示す、十分に小さい軸方向の距離にわたる十分に大きい強度の変化を含む。一部の実施形態では、強度境界は、空気とガラス材料との間の境界を示す表面境界を含む。従って、表面境界は、ガラスシート１００の表面を示す。それに加えて、またはその代わりに、強度境界は、それぞれ異なる屈折率を有するガラス材料（例えば、第１のガラス組成物および第２のガラス組成物）間の境界を示す中間境界を含む。従って、中間境界は、ガラスシート１００の隣接する層間の界面を示す。図６に示されている実施形態では、強度境界は、第１の表面境界３１２、第１の中間境界３１４、第２の中間境界３１６、および第２の表面境界３１８を含む。
【００４０】
一部の実施形態では、ガラスシートの層の厚さは、強度プロファイルの強度境界に基づき決定される。例えば、ガラスシートの層の厚さは、隣接する強度境界間の軸方向の距離に基づき決定される。一部の実施形態では、処理装置２３０は、直に隣接する強度境界間の軸方向の距離を決定して、ガラスシートの層の厚さを算出する。図６に示されている実施形態では、第１のクラッド層１０４の厚さは、第１の表面境界３１２と第１の中間境界３１４との間の軸方向の距離に基づき決定される。それに加えて、またはその代わりに、コア層１０２の厚さは、第１の中間境界３１４と第２の中間境界３１６との間の軸方向の距離に基づき決定される。それに加えて、またはその代わりに、第２のクラッド層１０６の厚さは、第２の中間境界３１６と第２の表面境界３１８との間の軸方向の距離に基づき決定される。従って、ガラスシートの各層の厚さは、層に対応する隣接する強度境界間の軸方向の距離に関係する（例えば、比例する、または等しい）。
【００４１】
一部の実施形態では、ガラスシートは、隣接するガラス層間に拡散層を含む。従って、強度境界は、１つのガラス層と拡散層との間の第１の拡散境界と、隣接するガラス層と拡散層との間の第２の拡散境界とを含む。拡散境界は、例えば、約３μｍ〜約２０μｍの厚さを有し得る。一部の実施形態では、隣接するガラス層間の中間境界は、第１の拡散境界と第２の拡散境界との間にある。従って、拡散層の一部は、隣接するガラス層の各々に含まれると見なされる。別の実施形態では、第１の拡散境界または第２の拡散境界の一方が中間境界として用いられる。従って、拡散層は、隣接するガラス層の一方に含まれると見なされる。別の実施形態では、第１の拡散境界および第２の拡散境界の各々が中間境界として用いられる。従って、拡散層は、隣接するガラス層間に配設された別個の層であると見なされる。例えば、拡散層の厚さは、隣接するガラス層のいずれとも別に、本明細書に記載されるように決定され得る。様々な実施形態において、たとえ隣接するガラス層間でガラス組成が徐々に変化しても、厚さ測定システムを用いて、複数の異なる層（例えば、複数のガラス層および／または複数の拡散層）の厚さを決定することができる。
【００４２】
図５に示されている発せられた光の強度画像、および図６に示されている発せられた光の強度プロファイルは、ガラスシート１００の第２の縁部１１２に沿った特定の横断方向の位置に対応するものである。このように、強度プロファイルに基づき決定される厚さは、特定の横断方向の位置に対応する。横断方向の位置は、ガラスシート１００の第２の縁部１１２に対して略平行に延びる横断方向の位置である。例えば、横断方向は、軸方向に対して略垂直である。
【００４３】
一部の実施形態では、ガラスシートの層の厚さプロファイルが決定される。厚さプロファイルは、ガラスシートの縁部に沿った横断方向の位置の関数としての、ガラスシートの層の厚さを含む。例えば、層の厚さプロファイルは、ガラスシートの縁部に沿った複数の異なる横断方向の位置において、本明細書に記載されるプロセス（例えば、ガラスシートの縁部から発せられた光を検出し、検出された光の強度プロファイルの強度境界を決定し、強度境界に基づき、層の厚さを決定する）を繰り返すことにより決定される。一部の実施形態では、直に隣接する横断方向の位置は、互いに約１ｍｍ〜約１０ｍｍの距離だけ離間している。
【００４４】
一部の実施形態では、複数の層の各々の厚さプロファイルが決定される。例えば、図７は、ガラスシート１００の第１のクラッド層１０４、コア層１０２、および第２のクラッド層１０６の各々の厚さプロファイルのグラフである。図７に示されている実施形態では、ｘ軸は横断方向の位置を表し、ｙ軸はそれぞれの層の厚さを表す。一部の実施形態では、ガラスシート１００は、長手方向の各縁部に位置するビード部を含む。例えば、ビード部は、横断方向に対して略垂直な長手方向に延びる。ビード部は、ビード部間に設けられたガラスシートの中心領域より厚いガラスシート１００の領域を含む。図７に示されるように、本明細書に記載される方法およびシステムは、ガラスシートのビード部および中心領域におけるガラスシート１００の１以上の層の厚さを決定できる。
【００４５】
一部の実施形態では、光検出器２２０は、ガラスシート１００の第２の縁部１１２に沿って横断方向に移動される。例えば、光検出器がガラスシート１００に対して相対的に移動されるのを可能にするために、光検出器２２０は、レールまたは可動キャリッジ上に取り付けられる。このようにして、光検出器２２０はガラスシート１００の第２の縁部１１２に沿って走査する。光検出器２２０のガラスシート１００に対する相対移動は、ガラスシートを静止状態に保ちつつ光検出器を移動させることにより、光検出器を静止状態に保ちつつガラスシートを移動させることにより、または、光検出器とガラスシートとの両方を移動させることにより、行われ得る。第２の縁部１１２から発せられた光は、ガラスシート１００の縁部に沿った複数の異なる横断方向の位置において検出される。検出された光の強度画像は、複数の異なる横断方向の位置において生成される。検出された光の強度プロファイルの強度境界は、複数の異なる横断方向の位置において決定される。一部の実施形態では、複数の異なる横断方向の位置に対応する複数の強度境界に基づき、層境界が決定される。層境界は、空気とガラスシートの層との間の表面層境界、またはガラスシートの隣接する層間の中間層境界を含む。一部の実施形態では、強度プロファイルの強度境界に基づき、ガラスシートの１以上の層の厚さが、複数の異なる横断方向の位置において決定される。それに加えて、またはその代わりに、ガラスシートの１以上の層の厚さプロファイルが、層境界に基づき決定される。一部の実施形態では、図４に示されるように、処理装置２３０は、ガラスシート１００に対する光検出器の相対移動を制御するために、光検出器２２０に動作的に結合される。
【００４６】
一部の実施形態では、光検出器２２０は、複数の異なる横断方向の位置の各々において、ガラスシート１００の縁部上で停止され、そこに焦点合わせされる。別の実施形態では、光検出器２２０は、焦点合わせのために停止されることなく、ガラスシート１００の縁部に沿って連続的に走査する。光検出器２２０の焦点合わせは、光検出器とガラスシートとの間の距離を検出して、検出された距離に基づき、光検出器もしくは光学ユニット２５０を調節すること、並びに／または、明瞭な画像が決定されるまで（例えば、強度境界が明確に定められるまで）、光検出器および／もしくは光学ユニットを調節することを含み得る。
【００４７】
一部の実施形態では、ガラスシート１００の縁部は、光検出器２２０に対して垂直ではない。例えば、ガラスシート１００の縁部は、不完全さ（例えば、欠けまたはクラック）を含む切断された縁部である。一部の実施形態では、光検出器２２０は、第１の画像がキャプチャされている間は、（例えば、ガラスシートの第１の表面における）縁部の第１の軸方向の部分に焦点合わせされ、第２の画像がキャプチャされている間は、（例えば、ガラスシートの第２の表面における）縁部の第２の軸方向の部分に焦点合わせされる。光検出器２２０によってキャプチャされる画像のうちの少なくとも１つにおいて、各強度境界に焦点が合わせられ得る。
【００４８】
一部の実施形態では、光検出器は、ガラスシートの縁部に沿って配置された複数の光検出器を含む。それに加えて、またはその代わりに、光学ユニットは、ガラスシートの縁部に沿って配置された複数の光学ユニットを含む。複数の光検出器および／または光学ユニットを用いることで、複数の横断方向の位置において同時に厚さを決定できるようになり、厚さ測定システムの速度を高めることができる。
【００４９】
一部の実施形態では、ガラスシート１００の縁部から発せられた光の検出中に、光源２１０が移動される。例えば、ガラスシート１００の縁部から発せられた光の検出中に、光源２１０は、ガラスシート１００に対して軸方向に（例えば、平行移動および／または回転によって）相対移動される。ガラスシート１００に対する光源２１０の相対移動は、ガラスシートを静止状態に保ちつつ光源を移動させることにより、光源を静止状態に保ちつつガラスシートを移動させることにより、または、光源とガラスシートとの両方を移動させることにより、行われ得る。一部の実施形態では、光源２１０は軸方向に振動する。光源２１０をそのように移動させることは、ガラスシート１００に導入される光を分散させて、光を隣接するガラス層間の界面に向けることを補助し得る。一部の実施形態では、図４に示されるように、処理装置２３０は、ガラスシート１００に対する光源の相対移動を制御するために、光源２１０に動作的に結合される。
【００５０】
図８は、厚さ測定システム２００ａの別の例示的な実施形態を示す。厚さ測定システム２００ａは、図２〜図４を参照して本明細書に記載された厚さ測定システム２００と類似している。例えば、図８に示されている実施形態では、厚さ測定システム２００ａは、ガラスシート１００に光を導入するよう構成された光源２１０と、ガラスシート１００の第２の縁部２１２から発せられた光を検出するよう構成された光検出器２２０とを含む。一部の実施形態では、厚さ測定システム２００ａは、光源２１０によってガラスシート１００に導入される光を拡散するよう構成された拡散器２４０を含む。それに加えて、またはその代わりに、厚さ測定システム２００ａは、ガラスシート１００の第２の縁部２１２から発せられた光を光検出器２２０上に集光するよう構成された光学ユニット２５０を含む。図８に示されている実施形態では、光源２１０は、ガラスシート１００の表面に隣接して配置される。従って、光源２１０は、ガラスシートの縁部に光を導入するのではなく、ガラスシート１００の表面に光を導入するよう構成される。
【００５１】
一部の実施形態では、図８に示されるように、光源２１０は、光検出器２２０から離れる方向に向けられる。例えば、光源２１０は、ガラスシート１００と光検出器２２０との間に配置され、光検出器から離れる角度であってガラスシートに向かう角度に向けられる。このような構成は、光源２１０によって発生されて、ますガラスシート１００を通過せずに光検出器２２０に届く光の量を低減するのを補助し得る。光源２１０によってガラスシート１００に導入された光は、本明細書において厚さ測定システム２００を参照して記載されたように、ガラスシートを通って伝搬し、第２の縁部１１２から発せられる。一部の実施形態では、図８に示されるように、光源２１０は、ガラスシート１００のそれぞれ反対側に配置された２つの光源を含む。従って、光は、ガラスシート１００の互いに反対側にある第１の表面および第２の表面に導入される。
【００５２】
図９は、厚さ測定システム２００ｂの別の例示的な実施形態を示す。厚さ測定システム２００ｂは、本明細書において図２〜図４を参照して記載された厚さ測定システム２００、および本明細書において図８を参照して記載された厚さ測定システム２００ａに類似している。例えば、図９に示されている実施形態では、厚さ測定システム２００ｂは、ガラスシート１００に光を導入するよう構成された光源２１０と、ガラスシートの第２の縁部２１２から発せられた光を検出するよう構成された光検出器２２０とを含む。一部の実施形態では、厚さ測定システム２００ｂは、光源２１０によってガラスシート１００に導入される光を拡散するよう構成された拡散器２４０を含む。それに加えて、またはその代わりに、厚さ測定システム２００ｂは、ガラスシート１００の第２の縁部２１２から発せられた光を光検出器２２０上に集光するよう構成された光学ユニット２５０を含む。図９に示されている実施形態では、光源２１０は、ガラスシート１００の表面に隣接して配置される。従って、光源２１０は、ガラスシートの縁部に光を導入するのではなく、ガラスシート１００の表面に光を導入するよう構成される。
【００５３】
一部の実施形態では、図９に示されるように、光源２１０は、ガラスシート１００の表面に対して略垂直に向けられる。例えば、光源２１０は、ガラスシート１００の第１の縁部１１０と第２の縁部１１２との間に配置され、ガラスシートの表面に向けられる。一部の実施形態では、光源２１０は、ガラスシート１００内に蛍光を生じさせる光（例えば、紫外（ＵＶ）光）を発する。例えば、光源２１０はＵＶレーザで構成される。ガラスシート１００は、光源２１０によってガラスシートに導入された光に応答して蛍光を発し、この蛍光は、本明細書において厚さ測定システム２００を参照して記載されたように、ガラスシートを通って伝搬し、第２の縁部１１２から発せられる。一部の実施形態では、図９に示されるように、光源２１０は、ガラスシート１００のそれぞれ反対側に配置された２つの光源を含む。従って、光は、ガラスシート１００の互いに反対側にある第１の表面および第２の表面に導入される。
【００５４】
一部の実施形態では、方法は、ガラス物品の縁部から発せられた光を検出する工程と、発せられた光の第１の強度境界と第２の強度境界との間の距離に基づき、ガラス物品の層の厚さを決定する工程とを含む。一部の実施形態では、ガラス物品の上記の層は第１の層であり、ガラス物品は、第１の層に隣接した第２の層を含み、本方法は、発せられた光の第２の強度境界と発せられた光の第３の強度境界との間の距離に基づき、ガラス物品の第２の層の厚さを決定する工程を更に含む。それに加えて、またはその代わりに、第２の強度境界は中間境界で構成され、第１の強度境界または第３の強度境界のうちの少なくとも一方は、縁部境界で構成される。それに加えて、またはその代わりに、ガラス物品の層の厚さを決定する工程は、ガラス物品の縁部に沿った複数の異なる横断方向の位置における層の厚さを決定することを含む。
【００５５】
本明細書に記載されたガラス物品は、例えば、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、および量子ドットディスプレイ、コンピュータのモニタ、並びに現金自動支払機（ＡＴＭ）を含む民生用もしくは市販の電子デバイスのカバーガラスもしくはガラスバックプレーン用途、例えば、携帯電話、パーソナルメディアプレイヤー、およびタブレットコンピュータを含む携帯型電子デバイスのタッチスクリーンまたはタッチセンサ用途、例えば、半導体ウェハを含む集積回路用途、太陽光発電用途、建築用ガラス用途、自動車もしくは車両のガラス用途、市販の電化製品もしくは家電の用途、照明もしくはサイン（例えば、静的もしくは動的なサイン）用途、または、例えば、鉄道および航空宇宙用途を含む輸送の用途を含む、様々な用途に用いられ得る。
【００５６】
本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な変形および変更が行われ得ることが、当業者には自明であろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物のみを考慮して限定される。
【００５７】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００５８】
実施形態１
（ａ）導入された光の少なくとも一部がガラス物品の縁部から発せられるように前記ガラス物品に光を導入する工程と、
（ｂ）前記ガラス物品の前記縁部から発せられた前記光を検出する工程であって、前記発せられた光の強度プロファイルが、軸方向の位置の関数としての、前記発せられた光の強度を含む、工程と、
（ｃ）前記強度プロファイルの第１の強度境界および前記強度プロファイルの第２の強度境界を決定する工程と、
（ｄ）前記第１の強度境界と前記第２の強度境界との間の軸方向の距離に基づき、前記ガラス物品の層の厚さを決定する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【００５９】
実施形態２
前記ガラス物品に光を導入する前記工程が、前記ガラス物品の第１の縁部に光を導入することを含み、前記ガラス物品の前記縁部から発せられた前記光を検出する前記工程が、前記ガラス物品の前記第１の縁部とは反対側の第２の縁部から発せられた前記光を検出することを含む、実施形態１記載の方法。
【００６０】
実施形態３
前記ガラス物品に光を導入する前記工程が、前記ガラス物品に拡散光を導入することを含む、実施形態１または２記載の方法。
【００６１】
実施形態４
前記ガラス物品に光を導入する前記工程が、光源を前記ガラス物品に隣接させて配置することを含む、実施形態１〜３のいずれか１つに記載の方法。
【００６２】
実施形態５
前記ガラス物品の前記縁部から発せられた前記光を検出する前記工程中において、前記光源を前記ガラス物品に対して相対的に移動させる工程を更に含む、実施形態４記載の方法。
【００６３】
実施形態６
前記ガラス物品の前記縁部に沿った複数の異なる横断方向の位置において前記工程（ｂ）〜（ｄ）を繰り返すことにより、前記ガラス物品の前記層の厚さプロファイルを決定する工程を更に含み、前記厚さプロファイルが、前記ガラス物品の前記縁部に沿った横断方向の位置の関数としての、前記ガラス物品の前記層の厚さを含む、実施形態１〜５のいずれか１つに記載の方法。
【００６４】
実施形態７
光検出器を、前記ガラス物品の前記縁部に沿った横断方向に、前記ガラス物品に対して相対的に移動させる工程を更に含む、実施形態６記載の方法。
【００６５】
実施形態８
前記ガラス物品の前記層が第１の層であり、前記ガラス物品が、前記第１の層に隣接した第２の層を含み、前記方法が、前記強度プロファイルの第３の強度境界を決定する工程と、前記第２の強度境界と前記第３の強度境界との間の軸方向の距離に基づき、前記ガラス物品の前記第２の層の厚さを決定する工程とを更に含む、実施形態１〜７のいずれか１つに記載の方法。
【００６６】
実施形態９
前記第１の強度境界が表面境界を含む、実施形態１〜８のいずれか１つに記載の方法。
【００６７】
実施形態１０
前記第２の強度境界が中間境界を含む、実施形態１〜９のいずれか１つに記載の方法。
【００６８】
実施形態１１
前記ガラス物品に光を導入する前記工程が、前記ガラス物品に白色光を導入することを含む、実施形態１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
【００６９】
実施形態１２
前記ガラス物品の前記縁部から発せられた前記光が、前記ガラス物品に光を導入する前記工程に応答して発せられた蛍光を含む、実施形態１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
【００７０】
実施形態１３
前記ガラス物品に光を導入する前記工程が、前記ガラス物品に紫外（ＵＶ）光を導入することを含む、実施形態１２記載の方法。
【００７１】
実施形態１４
（ａ）導入された光の少なくとも一部がガラス物品の縁部から発せられるように前記ガラス物品に光を導入する工程と、
（ｂ）前記ガラス物品の前記縁部から発せられた前記光を検出する工程であって、前記発せられた光の強度プロファイルが、軸方向の位置の関数としての、前記発せられた光の強度を含む、工程と、
（ｃ）前記強度プロファイルの強度境界の軸方向の位置を決定する工程と、
（ｄ）前記ガラス物品の前記縁部に沿った複数の異なる横断方向の位置において前記工程（ｂ）および（ｃ）を繰り返し、前記複数の異なる横断方向の位置に対応する複数の強度境界の軸方向の位置を決定する工程と、
（ｅ）前記複数の強度境界に基づき、前記ガラス物品の隣接する第１の層と第２の層との間の層境界を決定する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【００７２】
実施形態１５
前記層境界に基づき、前記ガラス物品の前記第１の層および前記第２の層の各々の厚さプロファイルを決定する工程を更に含む、実施形態１４記載の方法。
【００７３】
実施形態１６
前記工程（ｄ）が、前記ガラス物品の前記縁部に沿った前記複数の異なる横断方向の位置において前記工程（ｂ）および（ｃ）を繰り返すために、光検出器を横断方向に、前記ガラス物品に対して相対的に移動させることを含む、実施形態１４または１５記載の方法。
【００７４】
実施形態１７
前記ガラス物品の前記第１の層が第１のガラス組成を有し、前記ガラス物品の前記第２の層が、前記第１のガラス組成とは異なる第２のガラス組成を有する、実施形態１４〜１６のいずれか１つに記載の方法。
【００７５】
実施形態１８
前記第１のガラス組成の屈折率が、前記第２のガラス組成の屈折率と少なくとも約０．００１だけ異なる、実施形態１７記載の方法。
【００７６】
実施形態１９
前記ガラス物品に光を導入する前記工程が、光源を用いて前記ガラス物品に白色光を導入することを含む、実施形態１４〜１８のいずれか１つに記載の方法。
【００７７】
実施形態２０
前記ガラス物品に光を導入する前記工程が、ＵＶレーザを用いて前記ガラス物品に紫外（ＵＶ）光を導入することを含む、実施形態１４〜１８のいずれか１つに記載の方法。
【００７８】
実施形態２１
ガラス物品に光を導入するよう構成された光源と、
前記ガラス物品の縁部から発せられた前記導入された光の少なくとも一部を検出するよう構成された光検出器であって、前記発せられた光の強度プロファイルが、軸方向の位置の関数としての、前記発せられた光の強度を含む、光検出器と、
前記強度プロファイルの第１の強度境界および前記強度プロファイルの第２の強度境界を決定し、前記第１の強度境界と前記第２の強度境界との間の軸方向の距離に基づき、前記ガラス物品の層の厚さを決定するよう構成された処理装置と
を含むことを特徴とするシステム。
【００７９】
実施形態２２
前記光源によって前記ガラス物品に導入される前記光を拡散するよう構成された拡散器を更に含む、実施形態２１記載のシステム。
【００８０】
実施形態２３
前記ガラス物品の前記縁部から発せられた前記光を前記光検出器上に集光するよう構成された光学ユニットを更に含む、実施形態２１または２２記載のシステム。
【００８１】
実施形態２４
前記光検出器を、前記ガラス物品の前記縁部から発せられたものではない周辺光から遮蔽するよう構成された遮光部を更に含む、実施形態２１〜２３のいずれか１つに記載のシステム。
【００８２】
実施形態２５
前記ガラス物品の前記縁部が第２の縁部であり、前記光源が前記ガラス物品の前記第２の縁部とは反対側の第１の縁部に光を導入するよう構成されるように、前記光源が前記光検出器とは反対側に配置された、実施形態２１〜２４のいずれか１つに記載のシステム。
【００８３】
実施形態２６
前記光源が、細長いライトバーを含む、実施形態２１〜２５のいずれか１つに記載のシステム。
【００８４】
実施形態２７
前記光検出器が前記ガラス物品の前記縁部に沿って走査するよう構成されるように、前記光検出器が横断方向に可動である、実施形態２１〜２６のいずれか１つに記載のシステム。
【符号の説明】
【００８５】
１００  ガラスシート
１０２  コア層
１０４  第１のクラッド層
１０６  第２のクラッド層
２００、２００ａ、２００ｂ  厚さ測定システム
２１０  光源
２２０  光検出器
２３０  処理装置
２４０  拡散器
２５０  光学ユニット
２６０  遮光部
３１２  第１の表面境界
３１４  第１の中間境界
３１６  第２の中間境界
３１８  第２の表面境界
【図１】
2020180987.tif 000003
【図２】
2020180987.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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