專利名稱：測(cè)量玻璃板中畸變的量規(guī)的制作方法
測(cè)量玻璃板中畸變的量規(guī)
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明一般涉及坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備，尤其涉及用于測(cè)量平面基板中的畸變的裝 置和方法。
背景技術(shù)：
為測(cè)量玻璃板在經(jīng)受致畸變處理(例如切割、退火)時(shí)的畸變，通常在處 理之前和之后測(cè)量玻璃上標(biāo)記的位置。作為處理結(jié)果的這些標(biāo)記位置的變化量 被定義為畸變。當(dāng)前的基板畸變量規(guī)通常是將機(jī)器視覺(jué)與精確運(yùn)動(dòng)組合以便于
用高精確度測(cè)量位置的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器(CMM)。
在一種當(dāng)前方法中，常規(guī)CMM設(shè)計(jì)采用與使用標(biāo)記網(wǎng)格劃線的機(jī)座上的 固定玻璃基準(zhǔn)板一起的單個(gè)相機(jī)的精確運(yùn)動(dòng)?？上鄬?duì)于基準(zhǔn)板固定網(wǎng)格制定部 分標(biāo)記位置。單個(gè)相機(jī)在各種位置間運(yùn)動(dòng)以測(cè)量玻璃上每個(gè)標(biāo)記的位置。這些 當(dāng)前單個(gè)相機(jī)CMM需要使用昂貴且易碎的精確運(yùn)動(dòng)部件。附加地，單個(gè)相機(jī) 的運(yùn)動(dòng)可減少所獲得測(cè)量值的總量。因而，在本領(lǐng)域中存在對(duì)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器的 需要，該坐標(biāo)測(cè)量機(jī)器可提供一種便宜的方式來(lái)快速且準(zhǔn)確地測(cè)量基板在經(jīng)歷 一些形式的處理時(shí)的畸變，諸如在它被切割成較小塊時(shí)的應(yīng)力釋放或者在它被 熱退火時(shí)的壓實(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可快速且準(zhǔn)確測(cè)量諸如玻璃板之類(lèi)的平面基板在它經(jīng)歷 一些形式的致畸變處理時(shí)的畸變的便宜裝置，這些致畸處理諸如在它被切割成 較小塊時(shí)的應(yīng)力釋放或者在它被熱退火時(shí)的壓實(shí)。 一般而言，本發(fā)明的裝置包 括多個(gè)圖像捕捉設(shè)備(基板上的每一個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記用一個(gè)設(shè)備)，并且采用多個(gè)圖像捕捉設(shè)備來(lái)測(cè)量處理之前和之后的標(biāo)記位置。圖像捕捉設(shè)備位置維持不變 并且因而在測(cè)量過(guò)程期間不運(yùn)動(dòng)。因而，將在各個(gè)相應(yīng)圖像捕捉設(shè)備的視場(chǎng)
(FOV)內(nèi)直接測(cè)量標(biāo)記位置變化。
因?yàn)樵跍y(cè)量過(guò)程期間未移動(dòng)或觸摸本發(fā)明的多圖像捕捉設(shè)備坐標(biāo)測(cè)量系 統(tǒng)，所以該系統(tǒng)是非常穩(wěn)定且魯棒的。此外，多個(gè)固定圖像捕捉設(shè)備的實(shí)現(xiàn)消 除了對(duì)于先前用來(lái)定位圖像捕捉設(shè)備的昂貴精確運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的需要。更進(jìn)一步 地，因?yàn)槎鄨D像捕捉設(shè)備自身提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)系統(tǒng)，所以也不再需要易碎的玻 璃基準(zhǔn)平面。
可由本發(fā)明的各個(gè)方面提供若干優(yōu)點(diǎn)和益處。首先，因?yàn)橥耆谙鄼C(jī)的 FOV內(nèi)確定標(biāo)記位置，所以可避免對(duì)于相機(jī)運(yùn)動(dòng)的需要(如在現(xiàn)有技術(shù)中所表 示的)。還可使用新系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行多標(biāo)記位置的測(cè)量，然而現(xiàn)有技術(shù)需要單個(gè) 相機(jī)從一個(gè)標(biāo)記到一個(gè)標(biāo)記的運(yùn)動(dòng)，這增大了總的測(cè)量時(shí)間。更進(jìn)一步地，因 為不需要高精確的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)或者易碎的基準(zhǔn)平面，所以本發(fā)明的裝置的維護(hù)相 對(duì)較少。
因此，在一方面，本發(fā)明提供用于測(cè)量平面基板中的畸變的坐標(biāo)測(cè)量裝置。 該裝置包括基座組件以及圖像捕捉設(shè)備的多維陣列，該基座組件包括具有配置 成接受平面基板的頂面的底板。各個(gè)圖像捕捉設(shè)備具有視場(chǎng)，并且被定位在與 底板的頂面的至少一部分平行且疊加對(duì)準(zhǔn)的平面中。進(jìn)一步使多個(gè)圖像捕捉設(shè) 備的取向與多維陣列的平面垂直，以使各個(gè)圖像捕捉設(shè)備的視場(chǎng)可捕捉底板的 頂面的至少一部分。更進(jìn)一步地，臺(tái)架運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)可選擇性地使多個(gè)圖像捕捉設(shè) 備的每一個(gè)定位在多維陣列的平面內(nèi)定義的預(yù)定坐標(biāo)中。
在另一方面，本發(fā)明還提供一種用于測(cè)量平面基板中的畸變的方法。該方 法包括提供平面基板，該平面基板在其表面上具有可視的多個(gè)畸變基準(zhǔn)標(biāo)記。 使用圖像捕捉組件針對(duì)每個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記生成基準(zhǔn)圖像，圖像捕捉組件包括相對(duì)于 多個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記定位以使每個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記在多個(gè)圖像捕捉設(shè)備之一的視場(chǎng)中的多 個(gè)圖像捕捉設(shè)備的固定陣列。在生成基準(zhǔn)圖像之后，基板經(jīng)受致畸變處理情況， 在此之后，使用用來(lái)生成基準(zhǔn)圖像的圖像捕捉設(shè)備的固定陣列針對(duì)每個(gè)基準(zhǔn)標(biāo) 記生成處理后的圖像。然后比較處理后的圖像以及基準(zhǔn)圖像以在多個(gè)圖像捕捉 設(shè)備的視場(chǎng)內(nèi)測(cè)量在使平面基板經(jīng)受致畸變處理情況之前和之后的基準(zhǔn)標(biāo)記的定位之間的任何偏差。
在又一方面，本發(fā)明還提供一種用于比較兩個(gè)或更多個(gè)平面基板的尺寸參 數(shù)的方法。根據(jù)此方面的方法包括提供平面主基板，該平面主基板在其表面上 具有多個(gè)可視的尺寸基準(zhǔn)標(biāo)記。使用圖像捕捉設(shè)備的陣列生成各個(gè)主基板基準(zhǔn) 標(biāo)記的基準(zhǔn)圖像，該圖像捕捉設(shè)備的陣列定位在相對(duì)于多個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記的預(yù)定位 置中以使各個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記在多個(gè)圖像捕捉設(shè)備之一的視場(chǎng)中。然后可提供第二平 面基板，第二平面基板在其表面上具有多個(gè)可視的尺寸基準(zhǔn)標(biāo)記。然后使用定 位在預(yù)定位置中的用來(lái)生成主基板的基準(zhǔn)圖像的圖像捕捉設(shè)備的陣列生成各 個(gè)第二基板基準(zhǔn)標(biāo)記的基準(zhǔn)圖像。在獲得第二基板的基準(zhǔn)圖像之后，該方法進(jìn) 一步包括將第二基板的基準(zhǔn)圖像與主基板的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較以在多個(gè)圖像 捕捉設(shè)備的視場(chǎng)內(nèi)測(cè)量第一基板和第二基板尺寸基準(zhǔn)標(biāo)記的定位之間的任何 尺寸差異。根據(jù)此方面，示例性的基準(zhǔn)標(biāo)記可在評(píng)估之下包括基板的一個(gè)或多 個(gè)角落和/或一個(gè)或多個(gè)邊緣部分。
將在詳細(xì)描述以及隨后的任何權(quán)利要求中部分地闡述本發(fā)明附加的實(shí)施 例，并且將部分地來(lái)自該詳細(xì)描述、或者可通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明來(lái)掌握。應(yīng)當(dāng)理解， 上述一般描述和以下詳細(xì)描述僅僅是示例性和說(shuō)明性的而不是限制所公開(kāi)的 本發(fā)明。
附圖簡(jiǎn)述
包含在此并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)一部分的


了本發(fā)明的某些方面，并且與 說(shuō)明書(shū)一起用來(lái)說(shuō)明而非限制本發(fā)明的原理。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明一方面的示例性坐標(biāo)測(cè)量裝置。在其它方面中，示出 選擇性地定位成與底板以及置于其上的基板的至少一部分對(duì)準(zhǔn)的多個(gè)圖像捕 捉設(shè)備的單個(gè)示例性圖像捕捉設(shè)備。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明一方面的示例性基座組件。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明一方面的圖像捕捉設(shè)備的示例性多維陣列的示意性
俯視圖。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明一方面的圖像捕捉設(shè)備的示例性多維陣列的示意性 俯視圖，圖像捕捉設(shè)備被選擇性地定位成與底板對(duì)準(zhǔn)。圖5示出根據(jù)本發(fā)明一方面的示例性坐標(biāo)測(cè)量裝置。特別地，多維陣列的 示例性圖像捕捉設(shè)備與計(jì)算機(jī)連通。另外，還示出通過(guò)底板的頂面延伸的多個(gè) 真空口與真空源連通。
詳細(xì)描述
提供本發(fā)明的以下描述作為在其最佳的、當(dāng)前已知的實(shí)施例中的本發(fā)明的 可能的示教。所以，相關(guān)領(lǐng)域的那些技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)且理解可對(duì)在此所述的發(fā) 明的各種實(shí)施例作各種改變，而仍能獲得本發(fā)明的有益結(jié)果。還將顯而易見(jiàn)地， 可通過(guò)選擇本發(fā)明的某些特征而不采用其它特征來(lái)獲得某些本發(fā)明的所需益 處。因此，在本領(lǐng)域工作的那些人將認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的許多修改和改變是可能的， 并且在某些環(huán)境中可以甚至是令人期望的并且是本發(fā)明的一部分。因而，提供 以下描述作為本發(fā)明的原理的說(shuō)明且不是其限制。
如在此所使用，單數(shù)形式的"一"、"一個(gè)"以及"該"包括復(fù)數(shù)指示物， 除非上下文另外明確地指出。因而，例如，引用"成像設(shè)備"包括具有兩個(gè)或 更多個(gè)這種成像設(shè)備的實(shí)施例，除非上下文另外明確地指出。
可在此表達(dá)范圍為從"約" 一個(gè)具體值，和/或至"約"另一具體值。當(dāng) 表達(dá)這種范圍時(shí)，另一實(shí)施例包括從一具體值和/或至另一具體值。類(lèi)似地，當(dāng) 表達(dá)值為近似值時(shí)，通過(guò)使用先行詞"約"，將理解該具體值形成另一實(shí)施例。 將進(jìn)一步理解，每個(gè)范圍的端點(diǎn)關(guān)于另一端點(diǎn)以及獨(dú)立于另一端點(diǎn)都是重要 的。
如以上所簡(jiǎn)單地總結(jié)，在第一方面中，本發(fā)明提供一種用于測(cè)量平面基板 經(jīng)受致畸變處理時(shí)的畸變的坐標(biāo)測(cè)量裝置。參考附圖，示出了示例性的坐標(biāo)測(cè) 量裝置100以及其各種部件。如圖1所示，該裝置通常包括配置成接受平面基 板200的基座組件110。還設(shè)置圖像捕捉設(shè)備122的多維陣列120 (注意僅 為說(shuō)明目的，圖1描述多圖像捕捉設(shè)備陣列的單個(gè)示例性圖像捕捉設(shè)備)。每 個(gè)圖像捕捉設(shè)備122具有單獨(dú)的視場(chǎng)124，并且可在與基座組件的至少一部分 平行且疊加對(duì)準(zhǔn)(in overlying registration)的平面中定位。在一個(gè)方面，多個(gè) 圖像捕捉設(shè)備122的取向可垂直于多維陣列120的平面，以使每個(gè)圖像捕捉設(shè) 備的視場(chǎng)可捕捉基座組件的頂面的至少一部分，并且因此捕捉其上所接受的平面基板的至少一部分。更進(jìn)一步地，可使多個(gè)圖像捕捉設(shè)備的每一個(gè)選擇性地 定位在多維陣列的平面內(nèi)定義的預(yù)定坐標(biāo)中。圖像捕捉設(shè)備的選擇性定位可使 每個(gè)圖像捕捉設(shè)備的視場(chǎng)定位成使它能捕捉基座組件上所接受的基板表面的 所需部分。
參考圖2，示出示例性基座組件110。該基座組件110由具有平面頂面112(a) 的平面底板112構(gòu)成，定該平面頂面112(a)的定尺寸和形狀以接受置于其上的 平面基板200。所以，底板可被按比例擴(kuò)縮至任何所需尺寸以便于容納從，例 如，面積為若干平方厘米的基板樣品至面積為若干平方米的較大的基板樣品。 更進(jìn)一步地，底板優(yōu)選地由魯棒且穩(wěn)定的材料構(gòu)成，諸如自然或合成的石材。 例如，在一方面，底板由經(jīng)精磨的花崗巖構(gòu)成。
基座組件110還可包括用于在相對(duì)于底板的預(yù)定取向上對(duì)準(zhǔn)所接受的平 面基板的裝置。例如，在一方面，可由一個(gè)或多個(gè)擋針(fence pin) 114或沿 平面底板的一個(gè)或多個(gè)邊緣定位的停止件來(lái)提供平面基板的機(jī)械定位。例如， 如所示，可沿底板的兩個(gè)正交邊緣放置多個(gè)擋針114。根據(jù)此方面，平面底板 112可定義穿過(guò)底板的頂面延伸并且配置成接受至少一部分相應(yīng)擋針的多個(gè) 孔。由底板定義的孔可接受多個(gè)擋針以提供適用于在所需位置對(duì)準(zhǔn)基板的示例 性擋板。
在又一方面，基座組件可進(jìn)一步包括一種用于將平面基板可松開(kāi)地附著到 底板的頂面的裝置。例如，在一方面，底板可進(jìn)一步定義多個(gè)穿過(guò)底板的頂面 延伸并且與真空源117選擇性地連通的真空口 116。在使用中，可把負(fù)壓力施 加到覆蓋一個(gè)或多個(gè)真空口的基板表面部分上，以便于將基板可松開(kāi)地附著到 底板的頂面。替換地，在另一方面，底板的頂面可包括也與真空源117連通的 一個(gè)或多個(gè)插入多孔片(poroustile)(未示出)。再一次，在使用時(shí)，真空源 可將負(fù)壓力施加到覆蓋一個(gè)或多個(gè)多孔插入片的基板表面部分上，以便于將基 板可松開(kāi)地附著到底板的頂面。
參考圖3，示出了圖像捕捉設(shè)備122的示例性多維陣列120的示意圖。特 別地，每個(gè)圖像捕捉設(shè)備具有預(yù)定視場(chǎng)124，并且被定位在與底板112的頂面 的至少一部分平行且疊加對(duì)準(zhǔn)的平面中。在一個(gè)方面，如圖4所示，多個(gè)圖像 捕捉設(shè)備122的取向垂直于多維陣列120的平面，以使每個(gè)圖像捕捉設(shè)備的視場(chǎng)可捕捉底板的頂面的至少一部分，并且因此捕捉其上所接受的基板表面200
的至少一部分。如上所述，可使多個(gè)圖像捕捉設(shè)備的每一個(gè)選擇性地定位在多 維陣列的平面內(nèi)定義的預(yù)定坐標(biāo)中。每個(gè)圖像捕捉設(shè)備的選擇性定位可使每個(gè) 圖像捕捉設(shè)備的視場(chǎng)定位成使它能捕捉底板的頂面的所需部分和/或定位在底 板上的平面基板的所需部分。
在一方面，多維陣列120可以是兩維陣列，可選擇性地定位在笛卡爾坐標(biāo) 系的X和Y軸中。替換地，圖像捕捉設(shè)備的多維陣列120還可以是三維陣列， 可選擇性地定位在笛卡爾坐標(biāo)系的X、 Y和Z軸中。所以，多維陣列可包括任 何所需數(shù)目的圖像捕捉設(shè)備。例如，在一方面，坐標(biāo)測(cè)量裝置可包括至少兩個(gè) 圖像捕捉設(shè)備。在另一方面，該陣列包括至少三個(gè)圖像捕捉設(shè)備。在又一方面 且如圖3和圖4所示，多維陣列可包括至少四個(gè)圖像捕捉設(shè)備。
圖像捕捉設(shè)備的多維陣列可安裝在常規(guī)臺(tái)架運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)上，以使圖像捕捉設(shè) 備懸掛在裝置的底板部分上。根據(jù)此方面，可由臺(tái)架運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)提供各個(gè)圖像捕 捉設(shè)備的選擇性定位，可將該臺(tái)架運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)配置成使任何一個(gè)或多個(gè)圖像捕捉 設(shè)備選擇性地定位在多維陣列的平面內(nèi)定義的預(yù)定坐標(biāo)中。例如，可用臺(tái)架運(yùn) 動(dòng)系統(tǒng)來(lái)使多個(gè)圖像捕捉設(shè)備的任何一個(gè)或多個(gè)能在與底板的平面平行的平 面中的"x"或"y"軸上橫向調(diào)整。更進(jìn)一步地，在另一方面中，圖像捕捉設(shè) 備的任何一個(gè)或多個(gè)可在與底板平面至少基本垂直的"z"軸上移動(dòng)，以便于 相對(duì)于底板的頂面升高或降低圖像捕捉設(shè)備。
可以預(yù)期，在一個(gè)方面中，可通過(guò)電氣控制臺(tái)架系統(tǒng)，以在多維陣列的平 面內(nèi)定義的預(yù)定坐標(biāo)中使多個(gè)圖像捕捉設(shè)備選擇性地定位和鎖定，以使適當(dāng)?shù)?目標(biāo)在多個(gè)圖像捕捉設(shè)備的視場(chǎng)內(nèi)。替換地，在另一方面，可以預(yù)期，可手動(dòng) 地控制臺(tái)架系統(tǒng)，只要適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)在特定圖像捕捉設(shè)備的視場(chǎng)內(nèi)，就可以使每 個(gè)圖像捕捉設(shè)備選擇性地定位和鎖定。
在替換方面中，且如圖5中的示例所示，可把多維陣列的一個(gè)或多個(gè)圖像 捕捉設(shè)備安裝在臂組件130上，臂組件130從鄰近底板頂面的一部分基座組件 延伸，并且延伸越過(guò)底板自身的至少一部分。如所示，可使臂組件的基座部分 選擇性地定位在由基座組件的X和Y軸定義的平面內(nèi)的預(yù)定坐標(biāo)上，以便于 使圖像捕捉的視場(chǎng)定位在相對(duì)于底板和/或其上所接受的基板表面的所需位置上。例如，可通過(guò)調(diào)整臂組件的高度來(lái)提供Z軸中的運(yùn)動(dòng)。替換地，還可通
過(guò)相對(duì)于臂組件升高或降低圖像捕捉設(shè)備的位置來(lái)提供圖像捕捉設(shè)備在z軸
的運(yùn)動(dòng)。更進(jìn)一步地，應(yīng)理解，臂組件可由適用于在底板112的至少一部分上 吊掛一個(gè)或多個(gè)圖像捕捉器件的任何常規(guī)材料構(gòu)成。例如，如附圖中所例示地， 臂組件可由按堆疊排列放置的一個(gè)或多個(gè)塊130(a)、 (b)、 (c)構(gòu)成。在一方面， 這些塊可由諸如經(jīng)精研的花崗巖材料之類(lèi)的石材形成。
可根據(jù)本發(fā)明使用的圖像捕捉設(shè)備可包括基于常規(guī)兩維電荷耦合器件 (CCD)陣列的模擬和/或數(shù)字電子相機(jī)。附加地，在一方面中，也可使用基 于常規(guī)一維CCD或互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)陣列的電子相機(jī)。這 些在本領(lǐng)域中通常被稱為行掃描相機(jī)。示例性的可購(gòu)得圖像捕捉設(shè)備是Teli 型TK5572A7、具有640乘480像素清晰度并配備有Motic PLAN APO EL WD 20X/0.42 WD-20物鏡的模擬兩維CCD相機(jī)。更進(jìn)一步地，本領(lǐng)域的一名普通 技術(shù)人員將理解，在使用模擬相機(jī)的那些方面中，該系統(tǒng)將進(jìn)一步包括與模擬 圖像捕捉設(shè)備連通的數(shù)字轉(zhuǎn)換器。可使用的示例性數(shù)字轉(zhuǎn)換器是具有針對(duì)4個(gè) 相機(jī)的多路輸入的Matrox Meteor II幀接收器。
還把多個(gè)圖像捕捉設(shè)備設(shè)置成與諸如計(jì)算機(jī)140之類(lèi)的常規(guī)電子設(shè)備和 數(shù)據(jù)處理設(shè)備電連通，使該常規(guī)電子設(shè)備和數(shù)據(jù)處理設(shè)備配置成接收并分析從 多個(gè)圖像捕捉設(shè)備接收的電子圖像饋入。例如，可使由每個(gè)圖像捕捉設(shè)備提供 的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)，并且為標(biāo)記或目標(biāo)位置而進(jìn)行處理。在一方面，一 旦完成了處理后的測(cè)量值，計(jì)算機(jī)還可以計(jì)算玻璃樣品的畸變值。
在使用中，本發(fā)明的坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備還提供一種用于測(cè)量平面基板中的畸變 的方法。該方法包括提供平面基板，平面基板在其表面上具有可視的多個(gè)畸變 基準(zhǔn)標(biāo)記。在一方面中，基板可以是平面的玻璃基板，諸如液晶顯示器(LCD) 玻璃板。還可由用于標(biāo)記的任何常規(guī)已知方法提供基板上的多個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記。例 如，且非限制，可由劃痕、不能消除的墨水、或激光器技術(shù)提供基準(zhǔn)標(biāo)記。替 換地，基板自身的一個(gè)或多個(gè)角落或邊緣可適用于作為基準(zhǔn)標(biāo)記。
可使用本發(fā)明的圖像捕捉組件獲得每個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記的基準(zhǔn)圖像，包括相對(duì)于 多個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記定位以使每個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記在多個(gè)圖像捕捉設(shè)備之一的視場(chǎng)中的多 個(gè)圖像捕捉設(shè)備的固定陣列。例如，可把經(jīng)基準(zhǔn)標(biāo)記的基板樣品放置在平面機(jī)器基座的頂面上，并且抵靠多個(gè)檔針而調(diào)整或?qū)?zhǔn)到所需位置。然后可起動(dòng)真 空源以將基板牢固地保持在位?？蓹C(jī)械地調(diào)整每個(gè)圖像捕捉設(shè)備的位置以使基 板上相應(yīng)的目標(biāo)或的基準(zhǔn)標(biāo)記焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，并且在相應(yīng)的圖像捕捉設(shè)備的視場(chǎng)之 內(nèi)。在示例性方面中,且不旨在限制，此調(diào)整可涉及三個(gè)自由度，即沿與平面基
座表面的頂面至少基本平行的平面的X和Y軸、以及在與平面機(jī)器基座的頂
面的平面至少基本垂直的z軸上的運(yùn)動(dòng)自由度。在一方面，可由配備有可變焦 距透鏡的圖像捕捉設(shè)備提供Z軸上的運(yùn)動(dòng)自由度，該可變焦距透鏡可相對(duì)于Z 軸調(diào)整或聚焦。替換地，還可由圖像捕捉設(shè)備沿Z軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)提供Z軸上的 運(yùn)動(dòng)自由度，這對(duì)于具有單個(gè)或固定焦距的圖像捕捉設(shè)備尤其有用。
一旦調(diào)整到所需位置，就可使每個(gè)圖像捕捉設(shè)備牢固地鎖定在位。然后可 命令常規(guī)計(jì)算機(jī)以獲取并處理來(lái)自各個(gè)相應(yīng)的圖像捕捉設(shè)備的視頻輸出的各 個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記的圖像。例如，可用圖像的處理來(lái)生成并存儲(chǔ)指示相應(yīng)圖像捕捉設(shè) 備的視場(chǎng)內(nèi)的各個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記的初始位置的數(shù)據(jù)。在一方面，在尺寸至少基本一 致的樣品集的情況下，可按批處理方式進(jìn)行基板畸變測(cè)量。因而，在此方面，
可停止使用真空源以能去除先前樣品并且加載后續(xù)樣品而獲得基準(zhǔn)圖像。通過(guò) 重復(fù)此工藝，只要相機(jī)位置未被擾亂，就可為基準(zhǔn)圖像測(cè)量一系列任何數(shù)目的 樣品。
在另一方面，多個(gè)圖像捕捉設(shè)備還設(shè)置成與諸如計(jì)算機(jī)之類(lèi)的常規(guī)電子設(shè) 備和數(shù)據(jù)處理設(shè)備電連通，該常規(guī)電子設(shè)備和數(shù)據(jù)處理設(shè)備可接收并分析從多 個(gè)圖像捕捉設(shè)備接收的電子圖像饋入。例如，可把每個(gè)圖像捕捉設(shè)備的視頻輸 出發(fā)送到計(jì)算機(jī)中的數(shù)字化硬件，在該計(jì)算機(jī)中軟件抓取圖像并為標(biāo)記或目標(biāo) 位置處理它們。 一旦完成了處理后的測(cè)量，計(jì)算機(jī)軟件還為玻璃樣品計(jì)算畸變 值。
在獲得經(jīng)標(biāo)記的平面基板的參考圖像之后，然后可使基板經(jīng)受可導(dǎo)致平面 基板的畸變的任何一個(gè)或多個(gè)常規(guī)制造工藝或處理情況。例如，且非限制性， 處理情況可包括平面基板的切割和/或熱退火。
在使平面基板經(jīng)受致畸變處理情況之后，然后可把平面基板放回底板部分 的頂面以便于獲得各個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記的處理后的圖像。 一旦放置在底板的頂面上， 基板再次抵靠多個(gè)檔針而調(diào)整或?qū)?zhǔn)，并且可再次起動(dòng)真空源以將基板牢固定地保持在位。然后使用圖像捕捉設(shè)備的固定陣列在它們用來(lái)生成初始基準(zhǔn)圖像 的相同位置獲得每個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記的處理后的圖像。再一次，可命令常規(guī)計(jì)算機(jī)電 子設(shè)備和軟件以獲取和處理來(lái)自各個(gè)相應(yīng)圖像捕捉設(shè)備的視頻輸出的各個(gè)基 準(zhǔn)標(biāo)記的處理后的圖像。例如，可用圖像的處理來(lái)生成并存儲(chǔ)指示相應(yīng)圖像捕 捉設(shè)備的視場(chǎng)內(nèi)的各個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記的畸變位置的數(shù)據(jù)。如上所述，在尺寸至少基 本一致的樣品集的情況下，通常按批處理方式進(jìn)行基板畸變測(cè)量。因而，在此 方面，可停用真空源以能去除先前的處理后的樣品并且加載后續(xù)樣品而獲得基 準(zhǔn)圖像。通過(guò)重復(fù)此工藝，只要相機(jī)位置未從生成相應(yīng)基準(zhǔn)圖像的初始位置被 擾亂，還可為處理后的圖像而測(cè)量一系列任何數(shù)目的處理后的樣品。
在獲得各個(gè)畸變基準(zhǔn)標(biāo)記的處理后的圖像之后，可對(duì)各個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記的相對(duì) 位置與各個(gè)相應(yīng)的畸變處理后的基準(zhǔn)標(biāo)記的相對(duì)位置進(jìn)行比較以在多個(gè)圖像 捕捉設(shè)備的視場(chǎng)內(nèi)測(cè)量在使平面基板經(jīng)受致畸變處理情況之前和之后的基準(zhǔn) 標(biāo)記的定位之間的任何偏差。因此，可用使用常規(guī)數(shù)學(xué)算法的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)計(jì) 算從處理情況獲得的特定樣品的總畸變值。例如，在一方面，可用可購(gòu)得的
Matrox Meteor II幀接收器以及Matrox檢査器圖像捕捉和分析軟件包(都可從 Matrox電子系統(tǒng)有限公司，魁北克(Quebec)，加拿大(Canada)購(gòu)得)對(duì) 圖像進(jìn)行數(shù)字化并處理，以提供在各個(gè)圖像捕捉設(shè)備的FOV內(nèi)的基準(zhǔn)標(biāo)記位 置的XY坐標(biāo)。
在替換使用中，可用本發(fā)明的坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備來(lái)比較多個(gè)基板的一個(gè)或多個(gè) 尺寸參數(shù)。例如，可用此測(cè)量技術(shù)來(lái)相對(duì)于第一或主基板比較一個(gè)或多個(gè)第二 (和后續(xù))基板的大小。根據(jù)此方面的方法可包括提供平面的第一或主基板， 在其表面上具有多個(gè)可視的尺寸基準(zhǔn)標(biāo)記?？墒褂脠D像捕捉設(shè)備的陣列生成各 個(gè)主基板基準(zhǔn)標(biāo)記的基準(zhǔn)圖像，該圖像捕捉設(shè)備的陣列被定位在相對(duì)于多個(gè)基 準(zhǔn)標(biāo)記的預(yù)定位置中，以使各個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記在多個(gè)圖像捕捉設(shè)備之一的視場(chǎng)中。 然后提供在其表面上具有多個(gè)可視的尺寸基準(zhǔn)標(biāo)記的一個(gè)或多個(gè)第二平面基 板，并且使用定位在與用來(lái)生成第一或主基板的基準(zhǔn)圖像相同的預(yù)定位置中的 圖像捕捉設(shè)備陣列生成各個(gè)第二基板基準(zhǔn)標(biāo)記的基準(zhǔn)圖像。然后可使一個(gè)或多 個(gè)第二基板的基準(zhǔn)圖像與主基板的基準(zhǔn)圖像作比較，以在多個(gè)圖像捕捉設(shè)備的 視場(chǎng)內(nèi)檢測(cè)和/或測(cè)量第一基板和第二基板尺寸基準(zhǔn)標(biāo)記的定位之間的任何尺寸差異。
根據(jù)此方面，基板可以再次是平面玻璃基板，諸如液晶顯示器(LCD)玻 璃板。更進(jìn)一步地，還可由用于標(biāo)記的任何常規(guī)已知方法提供基板上的多個(gè)尺 寸基準(zhǔn)標(biāo)記。例如，且非限制，可由劃痕、不能消除的墨水、或激光器技術(shù)提 供基準(zhǔn)標(biāo)記。替換地，尺寸基準(zhǔn)標(biāo)記可包括基板自身的一個(gè)或多個(gè)角落或邊緣 部分。
在又一方面中，該方法可結(jié)合入基板裝配或生產(chǎn)線，藉此使針對(duì)尺寸差異 被評(píng)估的一個(gè)或多個(gè)第二基板附著到傳輸系統(tǒng)或者否則被傳輸系統(tǒng)操作，該傳 輸系統(tǒng)在圖像捕捉設(shè)備的陣列的適當(dāng)視場(chǎng)內(nèi)使各個(gè)后續(xù)第二基板定位。因而， 根據(jù)此方面，可獲得一個(gè)或多個(gè)第二基板的尺寸測(cè)量而無(wú)需中斷裝配或生產(chǎn) 線。
最后，應(yīng)理解，雖然已關(guān)于某些說(shuō)明性的且具體的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā) 明，但是不應(yīng)認(rèn)為被限制于此，因?yàn)槎鄠€(gè)修改是可能的而不背離由權(quán)利要求書(shū) 所定義的本發(fā)明的寬泛的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量平面基板中畸變的方法，所述方法包括以下步驟提供平面基板，在其表面上具有可視的多個(gè)畸變基準(zhǔn)標(biāo)記，使用圖像捕捉設(shè)備的陣列生成各個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記的基準(zhǔn)圖像，使所述圖像捕捉設(shè)備的陣列定位在相對(duì)于所述多個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記的預(yù)定位置中以使各個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記在所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備之一的視場(chǎng)中；使所述平面基板經(jīng)受致畸變處理情況；使用在所述預(yù)定位置中的圖像捕捉設(shè)備的陣列生成各個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記的處理后的圖像；以及將各個(gè)基準(zhǔn)圖像的處理后的圖像與各個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較以在所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備的視場(chǎng)內(nèi)測(cè)量在使所述平面基板經(jīng)受所述致畸變處理情況之前和之后的所述基準(zhǔn)標(biāo)記的定位之間的任何偏差。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述基板是玻璃。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述致畸變處理情況是熱退火。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述致畸變處理情況是切割。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，同時(shí)生成各個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記的基 準(zhǔn)圖像。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，同時(shí)生成各個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記的處 理后的圖像。
7. —種用于比較兩個(gè)或更多個(gè)平面基板的尺寸參數(shù)的方法，所述方法包 括以下步驟提供平面主基板，在其表面上具有可視的多個(gè)尺寸基準(zhǔn)標(biāo)記，使用圖像捕捉設(shè)備的陣列生成各個(gè)主基板基準(zhǔn)標(biāo)記的基準(zhǔn)圖像，使所述圖像捕捉設(shè)備的陣列定位在相對(duì)于所述多個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記的預(yù)定位置中以使各個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記在所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備之一的視場(chǎng)中；提供第二平面基板，在其表面上具有可視的多個(gè)尺寸基準(zhǔn)標(biāo)記； 使用定位在所述預(yù)定位置的圖像捕捉設(shè)備的陣列生成各個(gè)第二基板基準(zhǔn)標(biāo)記的基準(zhǔn)圖像；以及將所述第二基板的基準(zhǔn)圖像與所述主基板的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較以在所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備的視場(chǎng)內(nèi)測(cè)量所述第一基板和第二基板尺寸基準(zhǔn)標(biāo)記的定 位之間的任何尺寸差異。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述尺寸基準(zhǔn)標(biāo)記包括所述 第一和第二基板的一個(gè)或多個(gè)邊緣部分。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述尺寸基準(zhǔn)標(biāo)記包括所述 第一和第二基板的一個(gè)或多個(gè)角落部分。
10. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述主和第二基板是玻璃。
11. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，包括提供多個(gè)第二平面基板， 在各個(gè)的表面上具有可視的多個(gè)尺寸基準(zhǔn)標(biāo)記；使用定位在所述預(yù)定位置的圖像捕捉設(shè)備的陣列生成所述多個(gè)第二平面 基板的每一個(gè)的各個(gè)第二基板基準(zhǔn)標(biāo)記的基準(zhǔn)圖像；以及將所述多個(gè)第二基板的每一個(gè)的基準(zhǔn)圖像與所述主基板的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行 比較以在所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備的視場(chǎng)內(nèi)測(cè)量所述主基板和所述多個(gè)第二基 板尺寸基準(zhǔn)標(biāo)記的定位之間的任何尺寸差異。
12. —種用于測(cè)量平面基板中的畸變的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其包括 基座組件，其包括具有配置成接受所述平面基板的頂面的底板；以及 圖像捕捉設(shè)備的多維陣列，各個(gè)圖像捕捉設(shè)備具有視場(chǎng)并且被定位在與所述底板的頂面的至少一部分平行且疊加對(duì)準(zhǔn)的平面中；其中使所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備取向成與所述多維陣列的平面垂直，以使各 個(gè)圖像捕捉設(shè)備的視場(chǎng)可捕捉所述底板的頂面的至少一部分；以及其中可使所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備的每一個(gè)選擇性地定位在所述多維陣列 的平面內(nèi)定義的預(yù)定坐標(biāo)中。
13. 如權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其特征在于，所述基座組件進(jìn) 一步包括一種用于相對(duì)于所述底板對(duì)準(zhǔn)所接受的平面基板的裝置。
14. 如權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其特征在于，所述基座組件進(jìn) 一步包括一種用于將所述平面基板可松開(kāi)地附著于所述底板的裝置。
15. 如權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其特征在于，所述底板由石材構(gòu)成。
16. 如權(quán)利要求15所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其特征在于，所述石材是花崗山石。
17. 如權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其特征在于，所述多維陣列是 兩維陣列。
18. 如權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其特征在于，所述多維陣列是 三維陣列。
19. 如權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其特征在于，所述多維陣列包 括至少三個(gè)圖像捕捉設(shè)備。
20. 如權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其特征在于，所述多維陣列包 括至少四個(gè)圖像捕捉設(shè)備。
21. 如權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其特征在于，所述圖像捕捉設(shè) 備是相機(jī)。
22. 如權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其特征在于，圖像捕捉設(shè)備的 多維陣列進(jìn)一步包括臺(tái)架系統(tǒng)，所述臺(tái)架系統(tǒng)用于將所述圖像捕捉設(shè)備選擇性 地定位在所述多維陣列的平面內(nèi)定義的預(yù)定坐標(biāo)中。
23. 如權(quán)利要求22所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其特征在于，可手動(dòng)地控制所 述臺(tái)架系統(tǒng)使所述圖像捕捉設(shè)備定位在所述多維陣列的平面內(nèi)定義的預(yù)定坐 標(biāo)中。
24. 如權(quán)利要求22所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其特征在于，可電氣地控制所 述臺(tái)架系統(tǒng)使所述圖像捕捉設(shè)備定位在所述多維陣列的平面內(nèi)定義的預(yù)定坐 標(biāo)中。
25. 如權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其特征在于，所述多個(gè)圖像捕 捉設(shè)備與計(jì)算機(jī)電連通，所述計(jì)算機(jī)可接收并分析來(lái)自所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備 的電子圖像饋入。
全文摘要
公開(kāi)了一種用于測(cè)量一個(gè)或多個(gè)平面基板中畸變和或尺寸變化的坐標(biāo)測(cè)量裝置。在一方面，坐標(biāo)測(cè)量裝置包括基座組件，其包括底板，該底板具有配置成接受平面基板的頂面；以及圖像捕捉設(shè)備的多維陣列，每個(gè)圖像捕捉設(shè)備具有視場(chǎng)并且被設(shè)置在與底板的頂面的至少一部分平行且疊加對(duì)準(zhǔn)的平面中。使多個(gè)圖像捕捉設(shè)備的取向與多維陣列的平面垂直，以使各個(gè)圖像捕捉設(shè)備的視場(chǎng)可捕捉底板的頂面的至少一部分。進(jìn)一步地，可使多個(gè)圖像捕捉設(shè)備的每一個(gè)選擇性地定位在多維陣列的平面內(nèi)定義的預(yù)定坐標(biāo)中。
文檔編號(hào)G01B11/245GK101542231SQ200780042959
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月21日
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