(57)【要約】  基準面に対するシート材の選択区域の位置を決定するための方法は、第１の入射光ビームが第１の位置と第１の角度で選択区域に当たり、それによって、第１の反射光ビームを生成するようにシート材の選択区域に第１の入射光ビームを発射する工程を含む。第２の入射光ビームは、この第２の入射光ビームが第２の位置と第２の角度でシート材の選択区域に当たり、それによって第２の反射光ビームを生成するようにシート材の選択区域に発射される。第２の位置と第２の角度は、それぞれ、第１の位置と第１の角度とは異なる。第１の反射光ビームおよび第２の反射光ビームは、基準面で遮断される。反射光ビームが遮断された位置、および入射光ビームが発射された角度に関する情報が受信され、基準面に対する選択区域の位置に対して関連付けられる。
2012512418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準面に対してシート材の選択区域の位置を決定する方法において、
第１の入射光ビームが第１の位置と第１の角度で前記シート材の選択区域に当たり、それによって、第１の反射光ビームを生成するように該選択区域に該第１の入射光ビームを発射する工程、
第２の入射光ビームが第２の位置と第２の角度で前記シート材の選択区域に当たり、それによって第２の反射光ビームを生成するように該選択区域に該第２の入射光ビームを発射する工程であって、前記第２の位置と第２の角度は、それぞれ、前記第１の位置と第１の角度とは異なるものである工程、
前記第１の反射光ビームおよび前記第２の反射光ビームを前記基準面で遮断する工程、
前記反射光ビームが遮断された位置、および前記入射光ビームが発射された角度に関する情報を受信する工程、
前記情報を、前記基準面に対する前記選択区域の位置に関連付ける工程、および
前記情報から、前記選択区域と前記基準面との間の距離、および該基準面に対する該選択区域の向きを決定する工程、
を有してなる方法。
【請求項２】
前記情報を関連付ける工程が、Ｐn＝ｂ（２θn＋２θ0）を解く工程を含み、ここで、Ｐnは、前記反射光ビームが前記基準面で遮断される位置であり、θnは、前記入射光ビームが前記選択区域に当たる角度であり、ｂは、前記選択区域から前記基準面までの距離であり、θ0は、前記基準面に対する前記選択区域の向きであり、θnおよびθ0の各々の絶対値が約１２度未満であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１の入射光ビームおよび前記第２の入射光ビームが、アスペクト比が少なくとも１０である細長い光ビームであり、該第１の入射光ビームおよび該第２の入射光ビームを発射する前記工程が、それぞれ、該第１の入射光ビームの長径および該第２の入射光ビームの長径を、前記シート材の移動方向に対して実質的に平行な方向に、整合させる工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
基準面に対してシート材の選択区域の位置を決定するための装置において、
第１の入射光ビームおよび第２の入射光ビームを、それぞれ、第１の角度と第２の角度で前記シート材の選択区域に発射するための光源であって、前記第１の角度が前記第２の角度とは異なるものである光源、
前記シート材の選択区域からの第１の反射光ビームおよび第２の反射光ビームを遮断するための光受信器であって、前記第１の反射光ビームおよび前記第２の反射光ビームが異なる光路で伝達するものである光受信器、
前記反射光ビームが遮断された位置および前記入射光ビームが発射された角度についての情報を収集するためのデータ収集装置、および
収集したデータから、前記基準面に対する前記選択区域の位置を決定するためのデータ分析器、
を含む装置。
【請求項５】
前記光源が、４００ｎｍから１７００ｎｍに及ぶ波長で動作する光発生装置を含み、該光源が、前記光発生装置からの光ビームを受けるように配置された走査光学ミラーをさらに含むことを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記光源が、前記光発生装置からの光ビームを細長い光ビームに整形するためのビーム整形装置をさらに含むことを特徴とする請求項５載の装置。
【請求項７】
前記光受信器が、前記反射光ビームを遮断するための検出器のアレイを含むことを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項８】
遮断された前記反射光ビームからノイズを除去するために前記光受信器に光学的に連結された狭帯域フィルタを少なくとも１つさらに含むことを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項９】
前記データ分析器が、Ｐn＝ｂ（２θn＋２θ0）を解くものである、ここで、Ｐnは、前記反射光ビームが前記基準面で遮断される位置であり、θnは、前記入射光ビームが前記選択区域に当たる角度であり、ｂは、前記選択区域から前記基準面までの距離であり、θ0は、前記基準面に対する前記選択区域の向きであることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項１０】
ガラスシート製造装置において、
シート材を形成するためのフュージョンドロー装置と、
基準面に対してシート材の選択区域の位置を決定するための装置であり、
第１の入射光ビームおよび第２の入射光ビームを、それぞれ、第１の角度と第２の角度で前記シート材の選択区域に発射するための光源であって、前記第１の角度が前記第２の角度とは異なるものである光源、
前記シート材の選択区域からの第１の反射光ビームおよび第２の反射光ビームを遮断するための光受信器であって、前記第１の反射光ビームおよび前記第２の反射光ビームが異なる光路で伝達するものである光受信器、
前記反射光ビームが遮断された位置および前記入射光ビームが発射された角度についての情報を収集するためのデータ収集装置、および
収集したデータから、前記基準面に対する前記選択区域の位置を決定するためのデータ分析器、
を含む装置と、
を有してなるガラスシート製造装置。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、「製造および取扱い中にシートの位置を決定するための方法および装置」と題する、２００８年１２月１６日に出願された米国特許出願第１２／３３６０９８号に優先権を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、広く、ガラス系材料から製造された大型シートの製造および取扱いに関する。より詳しくは、本発明は、シートの製造および取扱い中にシート材の選択区域の位置を測定するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
溶融ガラスなどの溶融材料からシート材を製造するためにフュージョンドロー法(fusion draw process)が使用される。一般的なフュージョンドロー法は、両方ともドカーティー(Dockerty)に発行された米国特許第３３３８６９６号および同第３６８２６０９号の各明細書に記載されている。典型的に、フュージョンドロー法は、溶融材料をトラフに供給し、溶融材料を制御された様式でトラフの側部から溢れ出させる各工程を含む。トラフの側部を流下する材料の別々の流れがトラフの根元で材料の１つの流れに融合し、この流れが連続シート材に引き延ばされる。連続シート材は、フュージョンドロー装置の底部で別個の小片に分割される。このプロセスの鍵となる利点は、シート材の表面が、トラフの側部または他の成形装置と接触せず、したがって、無垢であることである。このプロセスの別の利点は、シート材が非常に平らであり、均一な厚さを有することである。
【０００４】
フュージョンドロー法により製造される大型のガラスシートは、大型のフラットパネルディスプレイの製造において重要な構成部材である。あるいは、それらのシートは、アクティブ電子デバイス、光起電デバイス、および生物アレイなどの他のデバイスを製造するために小さく角切りしても差し支えない。しかしながら、より大型のシート材の需要が増えるにつれて、これらのシートを製造し取り扱うことの難点も増している。例えば、フュージョンドロー装置（ＦＤＭ）の底部でのシート罫書きおよび分離プロセスは、ＦＤＭの成形区間におけるシートの動きに著しく寄与する。成形区間におけるシートの動きは、シート内の応力レベルおよび応力変動に悪影響を与え、ことによると最終製品に歪みを生じさせることがある。取り扱われるシートが大きくなるほど、シート内の応力レベルと変動へのシートの動きの影響がより著しくなる。
【０００５】
本発明の出願人であるコーニング社(Corning Incorporated)は、ドロー装置の底部でシートの動きを最小にするための様々な技法を開発してきた。そのような技法の１つには、特許文献１に記載されているように、ガラスシートをレーザで罫書き、それによって、シートの動きをもたらし得るガラスシートとの物理的接触を避けることがある。別の技法には、特許文献２に記載されているように、ガラスシートが罫書かれている間にガラスシートに係合する順応式ノージング装置(conformable nosing device)を使用し、それによって、罫書き中のガラスシートの動きを減少させることがある。別の技法には、特許文献３に記載されているように、ガラスシートを曲げずにガラスシートを分割することがある。これらの技法では、基準面に対してのガラスシートの選択区域の位置についてのリアルタイム情報が必要である。ＦＤＭの異なる高さでのそのような情報は、フュージョンドロー法の微調整と最適化にも有用である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願第１２／００８９４９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／０２７６６４６号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７／００３９９９０号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様において、基準面に対してシート材の選択区域の位置を決定する方法が提供される。この方法は、第１の入射光ビームが第１の位置と第１の角度で選択区域に当たり、それによって、第１の反射光ビームを生成するようにシート材の選択区域に第１の入射光ビームを発射する工程を含む。この方法は、第２の入射光ビームが第２の位置と第２の角度で選択区域に当たり、それによって第２の反射光ビームを生成するようにシート材の選択区域に第２の入射光ビームを発射する工程を含み、ここで、第２の位置と第２の角度は、それぞれ、第１の位置と第１の角度とは異なる。この方法は、第１の反射光ビームおよび第２の反射光ビームを基準面で遮断する工程を含む。この方法は、反射光ビームが遮断された位置、および入射光ビームが発射された角度に関する情報を受信する工程を含む。この方法は、この情報を基準面からの選択区域の位置に関連付ける工程を含む。
【０００８】
本発明の第１の態様のある実施の形態において、前記方法は、前記情報を使用して、非屈曲式(no-bend)分割プロセスを制御する工程をさらに含む。
【０００９】
本発明の第１の態様のある実施の形態において、情報を関連付ける工程は、前記情報から、選択区域と基準面との間の距離および基準面に対する選択区域の向きを決定する工程を含む。
【００１０】
本発明の第１の態様のある実施の形態において、情報を関連付ける工程は、Ｐn＝ｂ（２θn＋２θ0）を解く工程を含み、ここで、Ｐnは、反射ビームが基準面で遮断される位置であり、θnは、入射光ビームが選択区域に当たる角度であり、ｂは、選択区域から基準面までの距離であり、θ0は、基準面に対する選択区域の向きである。
【００１１】
本発明の第１の態様のある実施の形態において、θnおよびθ0の各々の絶対値は約１２度未満である。
【００１２】
本発明の第１の態様のある実施の形態において、第１の入射光ビームおよび第２の入射光ビームは細長い光ビームである。
【００１３】
本発明の第１の態様のある実施の形態において、第１の入射光ビームおよび第２の入射光ビームを発射する工程は、第１の入射光ビームの長径および第２の入射光ビームの長径を、シート材の移動方向に対して実質的に平行な方向に整合させる工程を含む。
【００１４】
本発明の第１の態様のある実施の形態において、前記方法は、光ビームを生成し、この光ビームを第１の入射光ビームおよび第２の入射光ビームに分割する工程をさらに含む。
【００１５】
本発明の第１の態様のある実施の形態において、前記方法は、光ビームを生成し、この光ビームを走査光学ミラーで方向付けて、第１の入射光ビームおよび第２の入射光ビームを生成する工程をさらに含む。
【００１６】
本発明の第１の態様のある実施の形態において、走査光学ミラーは、選択区域と反対に配置され、シート材の移動方向に沿って回転する。
【００１７】
本発明の第１の態様のある実施の形態において、前記方法は、第１の光源により第１の入射光ビームを、第２の光源により第２の入射光ビームを生成する工程をさらに含む。
【００１８】
本発明の第１の態様のある実施の形態において、第１の反射光ビームおよび第２の反射光ビームを遮断する工程が、第１の反射光ビームを直線配列検出器により遮断する工程を含む。
【００１９】
本発明の第１の態様のある実施の形態において、第１の反射光ビームおよび第２の反射光ビームを遮断する工程が、光受信器を選択的に移動させて、第１の反射光ビームおよび第２の反射光ビームを遮断する工程を含む。
【００２０】
本発明の第１の態様のある実施の形態において、第１の反射光ビームおよび第２の反射光ビームを遮断する工程が、第２の入射光ビームを発射する前に、第１の反射光ビームを遮断する工程を含む。
【００２１】
本発明の第２の態様において、基準面に対してシート材の選択区域の位置を決定するための装置が提供される。この装置は、第１の入射光ビームおよび第２の入射光ビームを、それぞれ、第１の角度と第２の角度でシート材の選択区域に発射するための光源を含み、ここで、第１の角度は第２の角度とは異なる。この装置は、シート材の選択区域からの第１の反射光ビームおよび第２の反射光ビームを遮断するための光受信器を含み、ここで、第１の反射光ビームおよび第２の反射光ビームが異なる光路で伝達する。この装置は、反射光ビームが遮断された位置および入射光ビームが発射された角度についての情報を収集するためのデータ収集装置を含む。この装置は、収集したデータから、基準面に対する選択区域の位置を決定するためのデータ分析器を含む。
【００２２】
本発明の第２の態様のある実施の形態において、光源は、４００ｎｍから１７００ｎｍに及ぶ波長で動作する光発生装置を含む。
【００２３】
本発明の第２の態様のある実施の形態において、光源は、光発生装置からの光ビームを受信するように配置された走査光学ミラーをさらに含む。
【００２４】
本発明の第２の態様のある実施の形態において、光源は、光発生装置からの光ビームを、少なくとも１０のアスペクト比を有する細長い光ビームに整形するためのビーム整形装置を含む。
【００２５】
本発明の第２の態様のある実施の形態において、光源は、光発生装置からの光ビームを第１の入射光ビームおよび第２の反射光ビームに分割するためのビームスプリッタをさらに含む。
【００２６】
本発明の第２の態様のある実施の形態において、光源は、第１の入射光ビームを提供するための第１の光発生装置、および第２の入射光ビームを提供するための第２の光発生装置を含む。
【００２７】
本発明の第２の態様のある実施の形態において、光受信器は、反射光ビームを遮断するための検出器アレイを含む。
【００２８】
本発明の第２の態様のある実施の形態において、データ分析器は、Ｐn＝ｂ（２θn＋２θ0）を解き、ここで、Ｐnは、反射ビームが基準面で遮断される位置であり、θnは、入射光ビームが選択区域に当たる角度であり、ｂは、選択区域から基準面までの距離であり、θ0は、基準面に対する選択区域の向きである。
【００２９】
本発明の第３の態様において、ガラスシート製造システムが提供される。ガラスシート製造システムは、シート材を形成するためのフュージョンドロー装置および本発明の第２の態様に記載されたような、基準面に対するシート材の選択区域の位置を決定するための装置を含む。
【００３０】
本発明の他の特徴および利点は、以下の説明および特許請求の範囲から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
以下は、添付の図面の説明である。図面において、各図は、必ずしも、一定の縮尺で描かれておらず、図のある特徴およびある視野は、明瞭さと簡潔さの利益のために、縮尺と図解において誇張されて示されているかもしれない。
【図１】基準面に対するシート材の選択区域の位置を測定する方法を説明する概略図
【図２】基準面に対するシート材の選択区域の位置を測定するための装置のブロック図
【図３】図２の装置の第１の詳細なブロック図
【図４】図２の装置の第２の詳細なブロック図
【図５】図２の装置の第３１の詳細なブロック図
【図６】シートの形状プロファイルを測定するためのシートに沿って配置された多数の測定ユニットを示す概略図
【図７】非屈曲式ガラスシート分離プロセスを説明する概略図
【図８】ガラスシート製造プロセスを説明する概略図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明を、添付の図面に示されるような、いくつかの例示の実施の形態を参照してここで詳しく説明する。例示の実施の形態を説明する上で、本発明を完全に理解できるように、多数の特別な詳細が述べられるであろう。しかしながら、本発明は、これらの特定の詳細のいくつかまたは全てを含まずに実施してもよいことが当業者には明らかであろう。他の場合において、よく知られた特徴および／またはプロセスは、本発明を不要に分かりにくくしないように、詳しく記載されていないかもしれない。その上、共通のまたは同様の要素を特定するために、同様のまたは同じ参照番号が使用されるであろう。
【００３３】
図１は、基準面に対するシート材の選択区域の位置を測定する方法を示している。このシート材は、ある実施例において、ガラスまたはガラス系材料から製造されてもよい。基準面は、以下に記載されるように、シート材からの反射ビームが遮断される測定面であってよい。あるいは、基準面は、シート材からの反射ビームが遮断される測定面に対して実質的に平行であってよい。図１において、曲線Ｃはシートを表し、Ｐは曲線Ｃ上の点を表す。さらに、Ｏは、光源光ビームがシートに発射された点を表し、Ｐnは、シートからの反射光ビームが遮断される点を表し、ここで、反射光ビームは、光源光ビームがシートに当たったときに生成される。光源光ビームを発射し、反射光ビームを遮断するための装置を以下に説明する。初期ビームＯＰは、以下のように記載できる：
【数１】
2012512418.tif 000003
【００３４】
ここで、
【数２】
2012512418.tif 000004
【００３５】
大型シート（例えば、ｘ方向において２ｍ超の幅を有するシート）について、点Ｐの周りの局所区域は実質的に平らである。それゆえ、点Ｐの周りの局所区域においてシートの断面を説明するために直線を使用するのが適切である。ある実施例において、点Ｐでの曲線Ｃに対する接線Ｔが、直線として選択され、以下のように表すことができる：
【数３】
2012512418.tif 000005
【００３６】
ここで、ａは接線Ｔの勾配であり、ｂはｙ軸上の接線Ｔの切片である。勾配ａは、以下のように表すことができる：
【数４】
2012512418.tif 000006
【００３７】
式（３）から、
【数５】
2012512418.tif 000007
【００３８】
Ｐnの位置は、以下の式を使用して見つけることができる：
【数６】
2012512418.tif 000008
【００３９】
式（２）、（４）および（６）を組み合わせると、以下の式が得られる：
【数７】
2012512418.tif 000009
【００４０】
パラメータｂおよびθ0は、未知であり、以下に説明するように、測定することになっている。比較的平らなシートについて、θ0は実質的に小さく、例えば、１２°未満、好ましくは５°未満、より好ましくは３°未満であり、よって、ｂは、Ｐとｘ軸との間の距離と近似できる。パラメータθ0は、ｘ軸（基準面）に対する選択区域での曲線Ｃの向きを表す。
【００４１】
Ｐnとθ0が小さく、例えば、１２°未満、好ましくは５°未満に選択されれば、テイラー近似により、式（７）は、精度を損なわずに、以下のように、さらに単純化できる：
【数８】
2012512418.tif 000010
【００４２】
数学的に、ｂおよびθ0を見つけるために、２つのデータセット（（Ｐ1，θ1），（Ｐ2，θ2））しか必要ない。それぞれ、点Ｐ1およびＰ2に関連付けられた角度θ1およびθ2が得られるように、シートからの反射光ビームが、２つの別個の位置ｘ1およびｘ2で遮断される場合、ｂは、以下のように単純化でき：
【数９】
2012512418.tif 000011
【００４３】
θ0は、以下のようになる：
【数１０】
2012512418.tif 000012
【００４４】
図２は、上述した測定スキームに使用するための装置１００のブロック図である。装置１００は光源１０４を備え、この光源は、シート１０２の選択区域でシート１０２の表面１０６に当たる少なくとも２つの別個の入射光ビーム（Ｂ1，Ｂ2）を提供する。入射光ビーム（Ｂ1，Ｂ2）は、表面１０６の異なる位置および異なる入射角で表面１０６に当たるという点で種類が異なる。典型的に、入射光ビーム（Ｂ1，Ｂ2）は、所定の測定のために別々であるが、光源１０４の同じ位置から表面１０６に発射される。典型的に、入射光ビーム（Ｂ1，Ｂ2）は、短距離から、例えば、表面１０６から３００ｍｍと１０００ｍｍの間の距離から、表面１０６に発射される。入射光ビーム（Ｂ1，Ｂ2）は、表面１０６に当たった際に、反射光ビーム（Ｂ3，Ｂ4）を生成し、これらの反射光ビームは表面１０６から離れるように向けられる。上述した測定スキームについて、シート材の表面１０６は、散乱が最小になるように、光学的に平坦であることが好ましい。
【００４５】
装置１００は光受信器１０８を備え、この光受信器は、表面１０６からの反射光ビーム（Ｂ3，Ｂ4）を遮断する。反射光ビーム（Ｂ3，Ｂ4）は、光受信器１０８により遮断される前に、狭帯域フィルタ１１０を透過してもよく、ここで、狭帯域フィルタ１１０は、反射光ビーム（Ｂ3，Ｂ4）から、例えば、背景照明による、望ましくないノイズを除去し、または減少させし、それによって、光受信器１０８により行われる測定の品質を改善する。
【００４６】
装置１００はデータ収集システム１１２を備え、このデータ収集システムは、光受信器１０８からの反射ビームデータを受信する。データ収集システム１１２は、光源１０４から発射角度データを受信してもよい。データ収集システム１１２は、反射ビームデータおよび角度データ（集合的に「測定データ」と称される）を処理して、以下に記載されるように、シート１０２の選択区域の位置を決定する。データ収集システム１１２は、光源１０４が光源光ビーム（Ｂ1，Ｂ2）を表面１０６にいずれかの角度で発射するときを制御するために、光源１０４に指令信号を送信してもよい。
【００４７】
図３は、装置１００のより詳しい説明図である。図３において、光源１０４は光発生装置１１４を備え、この光発生装置は適切なステージ１１５上に取り付けられていてよい。光発生装置１１４は、図示のように、シート１０２の近傍にあっても、または光発生装置１１４からの光ビームをシート１０２の近傍に移すための適切な受動的構成要素、例えば、レンズ、ミラー、および／または光ファイバにより、リモート位置にあってもよい。非限定的な実施例において、光発生装置１１４は、レーザダイオード、例えば、平行レーザダイオードまたはファイバ結合レーザダイオードである。光発生装置１１４は、スーパールミネセントダイオード（ＳＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、または他のレーザ光源などの、他の発光源であっても差し支えない。光源１０４は、レーザダイオードが平行ビームを提供しない場合、レーザダイオードにより生成されたビームを円形ビームに視準するためのレンズ（図示せず）を備えてもよい。ある実施例において、光発生装置１１４は、４００ｎｍと１６００ｎｍの間の波長で光ビームを生成する。光源１０４は、光発生装置１１４により生成された光ビームを細長いビーム、例えば、実質的に直線のビーム、楕円形ビーム、矩形ビーム、およびその変形物に変換するためのビーム整形装置１１６を備えてもよい。ある実施例において、細長いビームのアスペクト比は、少なくとも１０、好ましくは少なくとも５０、より好ましくは少なくとも１００である。生成されるビームのサイズは、短径で数百マイクロメートルから数ミリメートルの範囲にあってよい。
【００４８】
ある実施例において、ビーム整形装置１１６は、アラバマ州ハンツビル所在のMEMS Optical Inc.,から入手できるものなどの、ビームの各セグメントの位相を変えることによって、入力ビームを向けなおす、表面に特別な微小構造を有する光拡散器である。拡散器作用を果たすその構造は、散乱中心と呼ばれる。これらは、入射する光線を異なる方向に向ける基本表面ユニットである。大面積に亘る数百万の散乱中心の集積が組み合わさって拡散器の散乱特性を提供する。典型的な散乱中心はマイクロレンズ素子である。９０％超の変換効率を達成するために、各散乱中心は、特定の光制御タスクを実行するように個々に設計される。表面構造並びに散乱中心の統計的分布を注意深く設計し製造した場合、円形ビームを、上述したように、細長いビームに変換することができる。ビーム整形装置は、光ビームのサイズを一方向のみ変化させながら、別の方向の光ビームサイズは変化させない円柱レンズであり得る。必要であれば、２つ以上の円柱レンズを使用して、ガラスシート上のビームサイズを整形しても差し支えない。この場合、円柱レンズは、所望のビーム形状を達成するためにビームサイズを直交する二方向に独立して制御できるように、直交する二方向に沿って取り付けられる。
【００４９】
図３に示された実施例において、光源１０４は、アクチュエータ１２０、例えば、回転モータ、圧電式アクチュエータ、またはＭＥＭＳ（微小電気機械システム）により駆動される走査光学ミラー１１８をさらに備える。そのような走査光学ミラーは市販されている。ある実施例における走査光学ミラー１１８の回転速度は１０Ｈｚ超である。他の実施例における走査光学ミラー１１８の回転速度は１０ｋＨｚ超である。さらに他の実施例における走査光学ミラー１１８の回転速度は１００ｋＨｚ超である。光発生装置１１４は光源光ビームＢ0を提供し、この光ビームは走査光学ミラー１１８に向けられる。走査光学ミラー１１８は、転じて、光源光ビームＢ0を、入射光ビーム（Ｂ1，Ｂ2）としてシートの表面１０６に向けなおす。シートの表面１０６での入射光ビーム（Ｂ1，Ｂ2）の位置と入射角は、シートの表面１０６に対する走査光学ミラー１１８の向き（発射角）に依存する。走査光学ミラー１１８は、入射光ビーム（Ｂ1，Ｂ2）の長径がシート１０２の移動方向に実質的に平行に整合されるようにシートの表面１０６に対して配置される。移動方向は矢印１２２により示されている。
【００５０】
データ収集システム１１２は、光受信器１０８および光源１０４、および他のシステム、例えば、シート分割システムなどの、装置１００の他の構成要素と通信するための入力／出力インターフェース１２４を備えてもよい。データ収集システム１１２は、上述したように、測定データを記憶させるためのデータ収集装置１２６、例えば、記憶装置をさらに備えてもよい。データ収集システム１１２は、測定データの処理に関連する命令を実行するデータ分析器１２８、例えば、プロセッサを備えてもよい。データ分析器１２８は、上述したような、ｂおよびθ0を得るために測定データを分析してもよい。データ分析器１２８は、測定データを分析してｂおよびθ0を得る前に、例えば、望ましくないノイズを除去するために、測定データ（特に、反射ビームデータ）を前処理してもよい。データ収集システム１１２はコントローラ１３０を含んでもよく、このコントローラは、以下に記載するように、指令信号を光源１０４に送信するために使用してもよい。矢印１３１は、以下に説明するように、データ、例えば、ｂおよびθ0が、データ収集システム１１２から、データを要求する任意のシステムに転送され得ることを示している。あるいは、計算されたデータを、データ収集システム１１２中に記憶しても、または適切な装置（図示せず）、例えば、モニタに表示しても差し支えない。
【００５１】
光受信器１０８は、反射光ビームを異なる位置で遮断するための、複数の光検出要素１２３を有する直線検出器アレイであってもよい。他方で、光受信器１０８は、移動ステージ上に取り付けられ、異なる位置で反射ビームを遮断するために移動させるべき１つの光検出器（１つの光検出器および移動ステージは図示せず）であってもよい。
【００５２】
上述した測定スキームの実際に実行する上で、コントローラ１３０が信号を光源１０４に送信して、シート１０２の表面１０６に角度θ1で入射光ビーム（Ｂ1）を発射する。入射光ビーム（Ｂ1）は、シート１０２の表面１０６に当たった際に反射光ビーム（Ｂ3）を生成し、光受信器１０８が位置Ｐ1で反射光ビーム（Ｂ3）を遮断する。位置Ｐ1および入射角θ1（すなわち、測定データ）がデータ収集システム１１２により記録される。次に、コントローラ１３０が信号を光源１０４に送信して、シート１０２の表面１０６に、角度θ1とは異なる角度θ2で入射光ビーム（Ｂ2）を発射する。入射光ビーム（Ｂ2）は、シート１０２の表面１０６に当たった際に反射光ビーム（Ｂ4）を生成し、光受信器１０８が、位置Ｐ1とは異なる位置Ｐ2で反射光ビーム（Ｂ4）を遮断する。位置Ｐ2および入射角θ2（すなわち、測定データ）がデータ収集システム１１２により記録される。データ分析器１２８は、図１を参照して上述したスキームを使用して、測定データからｂおよびθ0を計算する。シート１０２の表面１０６に追加の入射光ビームを発射し、これらの追加の入射光ビームにより生じた反射光ビームを遮断することによって、追加の測定データを記録しても差し支えない。
【００５３】
図４は、装置１００の別のより詳しい説明図である。図４において、光源１０４は、光源光ビーム（Ｂ0）を生成するための光発生装置１１４（前述）を備えている。光源１０４は、光源光ビーム（Ｂ0）を入射光ビーム（Ｂ1，Ｂ2）に分節するためのビームスプリッタ１３２をさらに備えている。ビームスプリッタ１３２は、上述した走査光学ミラー（図３における１１８）を置き換えることに留意されたい。ビームスプリッタ１３２は、入射光ビーム（Ｂ1，Ｂ2）が異なる位置と異なる角度で表面１０６に当たるようにシート１０２の表面１０６に対して配置されている。入射光ビーム（Ｂ1，Ｂ2）は、上述したような細長いビームであってよく、それらの長径はシート１０２の移動方向に関して実質的に整合されている。移動方向は矢印１２２により示されている。入射光ビーム（Ｂ1，Ｂ2）は、反射光ビーム（Ｂ3，Ｂ4）を生成する。図４に示された実施例において、光受信器１０８（前述）は反射光ビーム（Ｂ3，Ｂ4）を遮断し、データ収集システム１１２が測定データを記録し、上述したように計算を行う。
【００５４】
図５は、装置１００のさらに別のより詳しい説明図である。図５において、光源１０４は、入射光ビーム（Ｂ1，Ｂ2）を生成するための２つの光発生装置１１４ａ，１１４ｂ（各々が図３の光発生装置１１４に類似）を備えている。光発生装置１１４ａ，１１４ｂは、入射光ビーム（Ｂ1，Ｂ2）が異なる位置と異なる角度でシート１０２の表面１０６に当たるようにシート１０２の表面１０６に対して向けられている。この実施例においては走査光学ミラーまたはビームスプリッタは必要ないことに留意されたい。入射光ビーム（Ｂ1，Ｂ2）は、上述したような細長いビームであってよく、それらの長径はシート１０２の移動方向に関して実質的に整合されている。移動方向は矢印１２２により示されている。入射光ビーム（Ｂ1，Ｂ2）は、反射光ビーム（Ｂ3，Ｂ4）を生成する。図５に示された実施例において、光受信器１０８（前述）は反射光ビーム（Ｂ3，Ｂ4）を遮断し、データ収集システム１１２が測定データを記録し、上述したように計算を行う。
【００５５】
上述した測定スキームは、シート１０２に沿ったどこに適用しても差し支えない。ある実施例において、シート１０２のいくつかの位置でいくつかの測定を行って、シート１０２の形状プロファイルを構築するために使用されるｂおよびθ0のセットを得る。図６に示したように、シートの形状プロファイルを構築する目的のためにいくつかの測定を行うための単純な手法は、プロファイルを形成すべきシート１０２の所望の部分に亘り複数の光源１０４を配置することを含むであろう。光受信器を各光源１０４に関連付ける代わりに、シート１０２からの反射光ビームを遮断するために、１つの光受信器１０８（前述）を提供してもよい。あるいは、１つの光受信器を各光源に関連付けても差し支えない（各光源に関する光受信器は示されていない）。光受信器１０８は、シート１０２からのどの反射光ビームを遮断するためにも十分に長いべきである。光受信器１０８は、上述したようにデータ収集システム１１２と通信し、次に、データ収集システム１１２は、光源と通信して、測定を調整する。図６に示された実施例において、光源１０４は、シート１０２の表面１０６に入射光ビームを連続して発射するであろう。各光源１０４が入射光ビームを発射した後、測定データが上述したように収集される。その測定データから、ｂおよびθ0のセットを決定できる。このｂおよびθ0のセットに曲線近似を行って、シートの形状プロファイルを決定することができる。
【００５６】
上述した測定スキームおよび装置は、オンラインシート位置データを提供することによって、レーザ罫書き、順応式ノージング、および非屈曲式分割などのディスプレイ用シート製造プロセスにおけるいくつかのシートの動きの低減技術を可能にする。シートの位置データは、長期に亘り様々な高さで収集し、使用して、フュージョンドロー法を微調整および最適化することができる。
【００５７】
例証の目的で、装置１００は、ガラスシートの非屈曲式分割と共に使用される。非屈曲式分割は特許文献３に記載されており、その開示をここに引用する。非屈曲式分割プロセスは、ガラスシートに罫書き線を形成し、その後、振動チップから衝撃エネルギーを印加して、亀裂を生じさせ、その亀裂を罫書き線に沿って伝搬させる各工程を含む。典型的に、衝撃エネルギーは、この衝撃エネルギーにより生じた応力が、最適な亀裂の伝搬のために罫書き線でシート材に張力を生じさせるように、罫書き線と反対のシート材の側に罫書き線の局部領域に印加される。このプロセスは、シートに対して垂直な方向におけるシートの動きを減少させ、分割プロセスを十分に制御された状態にする。
【００５８】
図７は非屈曲ステーションの説明図であり、ここで、ガラスシート１５０はノージング構造１５２と係合し、振動プローブ１５４が、事前に罫書かれたシートの反対側に衝撃エネルギーを印加する。超音波振動プローブ１５４について、シート１５０に印加された衝撃エネルギーは、シート１５０とプローブ１５４との間の距離に直接依存する。したがって、その距離を測定し、この距離情報を使用して、適切な衝撃エネルギーを印加するためにシートに対するプローブの位置を決定することが非常に望ましい。この特別な場合について、この距離を測定するためにはたった１つの装置１００しか必要ない。装置１００（または装置１００の測定部分）は、距離をリアルタイムで測定するために、振動プローブ１５４の近くのノージング構造１５２に取り付けることができる。装置１００の詳細は、上述したようなものである。
【００５９】
図８は、非屈曲式シート分割プロセスを含んでもよいフュージョンドロー法を示している。図８に示された実施例において、溶融ガラスまたは他の粘性材料２３０がフュージョンパイプ２３２に流れ込み、フュージョンパイプ２３２の両側から溢れ出して、シート状流２３４を形成する。このシート状流はチャンネル２３６内に受け入れられる。このチャンネル２３６は、平行に配置された一組の細長い案内部材２３８により画成される。チャンネル２３６は、垂直であっても、または他の方向を有する、例えば、水平であってもまたは傾斜していてもよい。案内部材２３８に沿って配置されたローラ２４０が、シート状流２３４の側縁を把持し、シート状流２３４をシート材２０２に延伸する。フュージョンパイプ２３２、案内部材２３８、ローラ２４０、およびチャンネル２３６は、フュージョンドロー装置の一部であってもよい。装置１００は、シート２０２の分割を補助するためにチャンネル２３６の底部に設けられてもよい。装置１００の詳細は上述したようなものである。所望の位置でシート２０２のプロファイルを測定するために、図６に記載されたような構成を所望の位置で使用してよい。
【００６０】
上述した方法および装置により、シートの位置の測定をリアルタイムで行うことができる。光学系測定は、シートと物理的に接触せず、したがって、シートの形成および仕上げなどの製造プロセスに影響を与えない。シートの断面プロファイルを得るために、測定は、シートの断面に沿って分配された複数のユニットから行うことができる。前記装置は、位置検出のために線形ビームを使用し、それゆえ、垂直のシート形状の向きに対して感受性がない。持続波レーザダイオードと線形検出器アレイとの組合せにより、測定とデータ収集に必要な時間を短くでき、高速でのリアルタイム測定が可能になる。この装置は、分割収率および再現性を改善するために、動的罫書きシステムまたは非屈曲式分割システムの一部として使用しても差し支えない。
【符号の説明】
【００６１】
１００    測定スキームに使用するための装置
１０２，１５０，２０２    シート
１０４    光源
１０８    光受信器
１１２    データ収集システム
１１８    走査光学ミラー
１２８    データ分析器
１３２    ビームスプリッタ
２３０    溶融ガラス
２３２    フュージョンパイプ
２３８    案内部材
２４０    ローラ
【図１】
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【図２】
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【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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【国際調査報告】
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