专利名称：用于传输模式测量的偏轴板操纵装置及其技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在检查过程中、操纵薄板的支承结构和方法，尤其涉及用于在传 输模式测量过程中、操纵薄的透明板的支承结构和方法。
背景技术：
最近，主要由于液晶(IXD)电视的普遍以及被人们所接受，因而显著的注意力已 聚焦在对于诸如玻璃板的透明基板中的缺陷的检测上。这样，该产业现在面临满足增大体 积的需求的挑战，与此同时，严格遵循LCD传输模式的技术条件来操纵基板。此外，用在LCD 产业中的透明板已增大尺寸，而与此同时，保持相同厚度或甚至变得更薄。因此，存在以下 挑战稳固地保持大且薄的透明板，从而可进行检查测量，而同时在考虑由用于保持透明板 的结构所导致的误差条件下，仍能保持测量精度。传输模式测量包括使光从一个平坦面通过透明板至相对的平坦面，且测量光通过 时光的变化。传输模式测量可用于检测例如在透明板中的处理引起特征，例如杂质、厚度变 化、线纹、条纹以及应力。例如就进行应力测量来说，保持板的方式将影响测量，这是由于应力可能由保持 结构以及板的形状的相互作用而引起。如果板完全平整，则当由保持结构保持在基本平坦 的构造中时，其形状将不会改变，且由此，保持结构将不会影响应力测量。然而，透明板并不 完全平整，反而它们包括一些形状差异(即使在显示器行业中，大多数很小)，例如，翘曲、 弓形、凸形或凹形，这些形状差异在板与板之间都不一定相同。此外，这样的形状差异在板 的不同区域具有各种程度。因此，当透明板在测量过程中由保持结构弄平时，板的形状改 变，这会在传输模式测量中产生误差。例如，处于通常的休止状态的透明板包括应力分布， 该应力分布影响通过板的光的透射率。当板被弄平时，由于在支承结构中，应力分布改变， 从而还包括弄平板时支承结构所引起的应力。因此，影响板的应力测量的精度。希望的是， 尽可能估计并去除由支承结构所因此的误差。然而，并不总是易于区分由支承结构引起的 应力和透明板中自然产生的应力。鉴于上文所述，需要一种检查方法和装置，该检查方法和装置能稳固地保持大且 薄的透明基板，从而能尽可能地估计并去除易于被检测的支承结构引起的误差。
发明内容
本申请描述用于对于诸如薄的透明玻璃板之类的板进行传输模式测量的一种装 置和技术，其中，便于对于各种单独获取的或与其它特征的各种组合获取的特征进行测量 稳固地保持板，从而可进行精确地测量；从与板中有关的特征中区分支承结构引起的误差； 快速地进行完整的板测量；以及测量各种板的尺寸。可稳固地保持薄板的装置的特征包括使支承元件相对于板的轴线进行偏轴定 向；支承结构的棒或其它的支承件沿倾斜于待测量的板的交叉和下拉轴线的方向延伸；压 力/真空源联接于支承件，从而作用在板上；和/或即使并不一定需要，支承件的尺寸大于板的尺寸。由于支承件沿倾斜于板的主轴的方向延伸，因而支承件穿过板边缘，从而在任何 给定时刻，尤其是在测量有关的处理引起特征的过程中，仅仅沿板边缘的非常短的部段未 被支承。因此，稳固地保持该板。装置的易于从有关的处理引起特征中区分支承引起误差的特征包括支承结构构 造成且设置成沿一定轴线引起测量误差，该轴线倾斜于处理引起特征在板中延伸的方向； 和/或图像捕捉单元、成像装置的像素沿平行于板的轴线且倾斜于支承结构的轴线的轴线 定向。处理引起特征通常沿形成板的方向延伸。在许多情形中，这些特征(例如，厚度变 化、线纹、条纹、板中的突变点和杂质、以及应力)自身显然具有定向匹配，匹配拉伸透明板 的定向，即沿向下拉伸方向。在其它情形中，一些特征自身显然可沿着与拉伸透明板垂直的 方向，即交叉拉伸方向。因此，使支承结构定向成其在测量中引起的误差沿相对于交叉拉 伸轴线或向下拉伸轴线倾斜的轴线延伸，以便于从待测量的相关的处理引起特征中区分这 些误差。能加快处理的装置的特征包括在其上可捕捉板的图像的观察区域的尺寸比待测 量的板的尺寸大上一定量值，该量值大于或等于阻挡区域或无法成像区域的尺寸；可成像 区域的尺寸大于无法成像区域的尺寸；支承件与板通过测量装置传输的方向形成约25度 到约65度的角；和/或支承件的尺寸大于板的尺寸。因此，板可进行成像，而通过阻挡区域 或无法成像区域的尺寸变位，板可再次进行成像。这便于利用少至两个覆盖图像来进行完 整板测量，从而加快处理过程。能够实现对于板的尺寸不敏感的装置的特征包括支承件沿相对于板的主轴倾斜 的方向延伸。因此，由于这些支承件对角地延伸通过板，且由此并不需要隔开特定的板尺 寸，因而测量装置很大程度上对于被测量的板的尺寸不敏感。换言之，由于支承件倾斜于板 的主轴进行延伸，因而甚至当支承件处于略小于板部段至远大于板部段的尺寸范围中时， 支承结构仍可使板部段保持稳定。借助非限制实施例，根据以下方面可组合各种特征根据第一方面，提供一种测量装置，该测量装置用于测量在透明板中的处理引起 特征，且包括光源；成像装置；以及透明板支承结构，该透明板支承结构设置在光源和成像装置之间，其中，支承结构构造成且设置成支承透明板，从而当通过成像装置进行观察时，由 支承结构引起的测量误差沿第一轴线或平行于第一轴线延伸，当通过成像装置进行观察 时，透明板中的处理引起特征沿第二轴线或平行于第二轴线延伸，第一轴线倾斜于第二轴 线。根据第二方面，提供如方面1或3-6中的任何一个方面所述的装置，其中，处理引 起特征包括应力。根据第三方面，提供如方面1所述的测量装置，其中，支承结构包括棒，该棒沿相 对于第二轴线倾斜的轴线延伸。根据第四方面，提供如方面3所述的测量装置，其中，棒包括开口，且支承件包括 与这些开口连通的真空源。
根据第五方面，提供如方面3所述的测量装置，其中，在棒之间设有空间，棒包括 第一宽度，而空间包括第二宽度，此外，第一宽度小于或等于第二宽度。根据第六方面，提供如方面1所述的测量装置，其中，成像装置包括沿第三轴线定 向的像素，支承结构包括这样的空间通过这些空间可由成像装置观察到源自光源的光线， 这些空间包括与第一轴线平行的纵向轴线，此外，第三轴线相对于该纵向轴线倾斜。根据第七方面，提供一种测量方法，该方法用于测量在透明板中的处理引起特征， 且包括将透明板设置在支承结构上，该支承结构设置在光源和成像装置之间；支承透明板，从而当通过成像装置进行观察时，由支承结构引起的测量误差沿第 一轴线或平行于第一轴线延伸，当通过成像装置进行观察时，透明板中的处理引起特征沿 第二轴线或平行于第二轴线延伸，第一轴线倾斜于第二轴线。捕捉透明板的第一部段的第一图像；使透明板运动，然后捕捉透明板的第一部段的第二图像；以及将第一图像和第二图像组合起来，以形成透明板的第一部段中的处理引起特征的 图像。根据第八方面，提供如方面7所述的方法，其中，第一图像和第二图像一起覆盖透 明板的第一部段的整个区域。根据第九方面，提供如方面8所述的方法，其中，透明板的第一部段包括透明板的 整个区域。根据第十方面，提供如方面7-9中任何一个方面所述的方法，其中，该方法还包 括在运动步骤中，使透明板与传送装置接触，但在捕捉第一图像和第二图像的步骤中，使 透明板与传送装置不接触。根据第十一方面，提供如方面7-10中任何一个方面所述的方法，其中，该方法还 包括在捕捉第一图像和第二图像的步骤之前，弄平透明板，以及在捕捉第一图像和第二图 像的步骤中，使透明板保持在弄平状态。根据第十二方面，提供如方面11所述的方法，其中，弄平步骤包括使透明板真空 抵靠于支承结构。根据第十三方面，提供如方面7所述的方法，其中，弄平步骤还包括去除由支承 结构引起的测量误差。根据第十四方面，提供如方面7-13中任何一个方面所述的方法，其中，支承结构 包括棒，棒沿相对于第二轴线倾斜的轴线延伸，在棒之间设有空间，棒包括第一宽度，而空 间包括第二宽度，此外，第一宽度小于或等于第二宽度。根据第十五方面，提供如方面14所述的方法，其中，成像装置能够在具有第三宽 度的观察区域内捕捉图像，透明板包括第四宽度，且第三宽度比第四宽度大上一定量值，该 量值等于或大于第一宽度。根据第十六方面，提供如方面15所述的方法，其中，支承结构包括第五宽度，而第 五宽度比第四宽度大上一定量值，该量值等于或大于第一宽度。根据第十七方面，提供如方面14所述的方法，其中，透明板相对于支承结构沿运 输方向运动，且棒的轴线与运输方向形成一定角，该角在25度到65度的范围内。
根据第十八方面，提供如方面7-17中任何一个方面所述的方法，其中，透明板沿 与第二轴线平行或垂直的方向运动。根据第十九方面，提供如方面7-18中任何一个方面所述的方法，其中，成像装置 包括沿第三轴线延伸的像素，此外，该第三轴线相对于第一轴线倾斜。根据第二十方面，提供如方面7或18中的任何一个方面所述的方法，其中，处理引 起特征包括应力。以下将详细阐述附加特征和优点，而且这些附加特征和优点部分地对于本领域的 技术人员来说可以从说明书中显而易见，或者可通过以下说明书以及附图中所述的本发明 的实践而认识到。应当理解，以上的总体说明和以下的详细说明都只是本发明的示例，意在 提供对要求保护的本发明的本质和特征的总体或构架的理解。包括附图以提供本发明的原理的进一步理解，附图包含在该说明书中并构成该说 明书的一部分。这些附图示出一个或多个实施例，且与说明书一起借助示例来解释本发明 的原理和操作。应理解的是，可以以任何组合和所有的组合来使用在说明书和附图中披露 的本发明的各种特征
图1是根据一个实施例的测量装置的示意立体图。图2是沿剖线2-2剖取的、图1所示测量装置的示意侧视图。图3是可形成测量装置的一部分的支承结构和传送装置的示意图。图4是可形成测量装置的一部分的图像捕捉单元的像素阵列，以及支承结构的叠 加于其上的轴线的示意图。图5是透明板相对于成像装置的观察区域的示意图。图6是透明板相对于成像装置的观察区域的示意图，示出透明板自图5所示位置 变位的位置。
具体实施例方式在下面的详细说明中，为了解释说明而非限制的目的，将阐述披露特定细节的示 例实施例以便完整地理解本发明的原理。但是，本领域的普通技术人员在借鉴了本文所揭 示的内容之后，对他们来说显而易见的是，可以不偏离本文所揭示具体细节的其它实施例 来实践本发明。此外，省略对已知装置、方法和材料的描述以使本发明原理的描述清楚。最 后，尽可能用相同的附图标记来标示相同的构件。在本文中，范围在本文中可表达为从“约” 一个特定值和/或到“约”另一特定值。 当表示这样一个范围的时候，另一个实施例包括从一个特定值和/或到另一特定值。类似 地，当使用前缀“约”表示数值为近似值时，应理解，具体数值形成另一个实施例。还应理解， 每个范围的端值无论是与另一个端值联系起来还是独立于另一个端值，都是有意义的。如本文中所用，单数形式的“一”、“一个”、以及“该”也包括复数指代物，除非上下 文明确地另作规定。因此，例如，对“组件”的引用包括具有两个或更多个这样的组件的方 面，除非上下文明确地另作规定。用于引导和/或定向的参照，例如右、左、水平、垂直、宽度、高度仅仅相对于附图进行参照，而并不趋于绝对指示。在一个实施例中，提供支承结构，该支承结构能够容易地从对于透明板中的处理 引起特征的传输模式测量中，除去由支承结构引起的测量误差。处理引起特征可包括例如 厚度变化、线纹、条纹、板中的突变点或杂质和/或应力。支承结构构造成且设置成当支承 透明板时，通过成像装置进行观察，由支承结构引起的测量误差沿第一轴线或平行于第一 轴线延伸，第一轴线相对于第二轴线倾斜，当通过成像装置进行观察时，在透明板中的处理 引起的误差沿第二轴线或平行于第二轴线延伸。由于支承结构引起的误差沿着与通常发现 处理引起特征所沿轴线不同的轴线，因而可容易地区分支承结构引起的误差，并从板测量 中去除。图1和2示出对于透明板10进行传输模式测量的装置2的一个实施例，其中，装 置2包括光源100、具有观察区域90的成像装置80以及支承结构30，支承结构30用于当 进行传输模式测量时，保持透明板10。透明板10包括宽度16、高度18，边缘20以及轴线22、24。轴线M沿拉伸板10的 方向延伸，即向下拉伸方向。虽然，严格地说，板可切割自被拉伸的带，而为了易于描述，可 将板描述成被拉伸，同时应理解的是，实际上拉伸的是带，而板切割自该带。板10可切割自 以下带通过诸如向下拉伸、槽拉伸、向上拉伸或浮动处理而产生。轴线22沿与拉伸板10 的方向垂直的方向延伸，即交叉拉伸方向。如图1和2所示，轴线22沿以下方向延伸板10 将沿该方向、较佳地变位或运动通过装置2。然而，实际上，轴线M可沿板的变位方向延伸。 此外，如图2所示，板10包括厚度26。透明板例如可以是玻璃，尤其是用于制造诸如IXD、 场发射装置或等离子显示器之类的平板显示单元的玻璃。如图1所示，板10处于X-Y平面 中。处理引起特征(例如，杂质、厚度变化、线纹、条纹、以及应力)通常自身显然具有 类似于透明板拉伸方向的定向，即，沿轴线M或大体平行于轴线24。在其它情形中，一些处 理引起特征自身显然可沿着与拉伸透明板垂直的方向，即交叉拉伸方向，或者沿着轴线22 或大体平行于轴线22。光源10(参见图2、可以是任何合适的、用于进行传输模式测量的光源。例如，光 源100可以是单色光、激光、白炽灯、漫射光和/或准直光，并且可包括可见或不可见(相对 于人眼)范围中的任何合适波长。例如，当进行应力测量时，光源可包括一定程度的偏振， 如线性偏振或圆周偏振。光源100应具有充分的尺寸，以照亮成像装置80的观察区域90。成像装置80包括图像捕捉单元81，该图像捕捉单元81 —起覆盖观察区域90。观 察区域90包括宽度92和高度94，可在该区域上捕捉图像。虽然成像装置80在图1中示出 包括四个图像捕捉单元81，然而任何合适数量(包括仅仅一个)的图像捕捉单元81可用于 适配特定的观察区域90。例如，图像捕捉单元81的数量可取决于每个单个图像捕捉单元 81的图像捕捉区域、待检查的板10的大体尺寸范围以及所希望的处理速度。图像捕捉单 元81可包括例如CXD或CMOS技术，并且可以是例如二维扫描成像装置或行扫描成像装置， 或PIN(P型-本征-N型)探测器。每个图像捕捉单元81具有光轴82，该光轴可以以相对 于X-Y平面的任何合适的角延伸，板10位于该X-Y平面中。如图所示，相邻的图像捕捉单 元81的图像捕捉区域在83处交叠，从而通过将各个图像缝合在一起，可获取板10的整个 图像，然而，交叠83不是必需的。虽然，如图所示，图像捕捉单元81设置成垂直列，然而它们可设置成任何合适的布置，例如水平地或以阵列设置，从而限定观察区域90。为了测量板10中的应力，例如，成像捕捉单元81可以是光学应力测量传感器，该 光学应力测量传感器能够测量板中应力以及经过限定区域的光学延迟。光源100可以与该 应力测量传感器对准，以产生圆周偏振的且均勻的光分布，该光分布传递通过板10，且传递 到传感器上，以分析板10中的应力分布。支承结构30设置在光源100和成像装置80之间，从而在传输模式测量过程中保 持板10。支承结构30包括棒40、空间50以及压力/真空源62。棒40由介入空间50彼此隔开。现在参照图3，以更详细地解释棒40和空间50的特征。然而，应注意的是，在图1 和图3之间，以相对于观察区域90的宽度92和高度94的不同比例，示出板10的宽度16 和高度18。每个棒40包括平行于X轴线的宽度44，以及倾斜于X轴线(且由此也倾斜于 轴线22)的纵向轴线46。具体地说，轴线46与X轴线形成角Θ。角θ可以是任何合适的 值，从而轴线46倾斜于X轴线(且由此也倾斜于轴线22)。角θ的值将影响由成像装置80 所观察到的支承结构引起的误差的方向。轴线46越接近平行于轴线22，则支承结构引起的 误差越看上去类似于沿平行于轴线22的方向延伸的处理引起特征，从而将更难将两者区 分出来。类似的是，轴线46越接近平行于轴线Μ，则支承结构引起的误差越看上去类似于 沿平行于轴线M的方向延伸的处理引起特征，从而也将更难将两者区分出来。例如，在一 个实施例中，角θ可以是25度到65度，在另一个实施例中，角θ可以是35度到55度，且 在又一个实施例中，可以将角θ设定成，棒基本形成以下区域的其中一个区域或两个区域 的对角线1)图像捕捉单元81的图像捕捉区域，例如正方形图像捕捉区域的约45度；以及 ii)观察区域90，例如正方形观察区域90的约45度。由于角θ在上述范围中，因而，当所 关心的处理引起特征沿向下拉伸轴线M或交叉拉伸轴线22形成时，装置2工作。也就是 说，装置2对于水平或垂直定向的板不敏感。类似于棒40，每个空间50包括平行于X轴线 的宽度52，以及倾斜于X轴线(且由此也倾斜于轴线22)的纵向轴线Μ。当棒40用于保持板10时，它们将影响对于所关心的处理引起特征的传输模式测 量。由于不希望被棒如何影响传输模式测量的任何具体理论所束缚，因而申请人提供以下 说明。棒产生用于保持板10的平坦表面，因此，当保持时，改变板10的形状。棒40可以是 气棒、真空棒或压力/真空棒，气棒用于形成气垫以支承板10，真空棒使板10真空抵靠于 棒40，而压力/真空棒可施加压力和真空。当棒40是压力/真空棒时，它们可或者同时施 加压力和真空以形成气垫，或者可依次施加压力和真空，使用压力以形成用于传输的气垫， 而使用真空以使板10保持抵靠于棒40。棒40包括开口 48且由气室60和管道64联接于 压力/真空源62，而诸如空气的气体可在压力/真空下通过这些开口。将每个棒40及其开 口 48联接于压力/真空源62的特定方式并不是本发明的一部分，且可包括任何已知技术。 在任何情形中，通过使用压力和/或真空，棒40将保持力施加于板10上，其中，保持力使板 10采取平坦构造，而如上所述，这改变板10的形状。通过改变板10的形状，在板10中的处理引起特征的测量中，棒40引起误差，该误 差将由成像装置80来成像。由于棒40的纵向轴线46倾斜于板10的轴线22和24，因而支 承结构引起的误差将在图像中呈现为，倾斜于板10中所关心的处理引起特征。类似的是， 由于空间50 (源自光源100的光线通过该空间直至装置80)的纵向轴线M倾斜于板的轴
8线22和24，因而由于交叠/缝合引起的任何支承结构引起的误差将在图像中呈现为，倾斜 于板10中所关心的处理引起特征。因此，通过通常的图像/数据处理技术，将易于去除支 承结构引起的误差，因此给予更精确的图像引起特征的图片。除了上述益处以外，使棒40的纵向轴线46倾斜于轴线22、对提供其它益处。具 体地说，此种设置使支承结构30、尤其是宽度44、52很大程度上对于板10的宽度16和高 度18不敏感。此外，当测量板10时，此种设置在板10的边缘附近处提供充分的支承。也 就是说，如果包括棒40的支承平行于轴线22或轴线M，则当测量板10时，板10的整个纵 向边缘将不被支承，因此产生可能的测量误差。使板10真空抵靠于棒40可提供如下所示的附加优点。首先，板10将设在良好限 定的固定ζ轴线的位置，S卩，由棒40的表面所限定的平面。此种设置可便于设置测量装置 2，尤其是成像装置80。附加的是或替代的是，当获取图像时，此种设置可减少由板10中的 位置变化所引起的测量误差。此外，由于每块板将保持在已知状况中，因而使板10真空抵 靠于棒40提供更容易地板对板比较。第二，获取处于该状态中的板10的图像提供以下优 点当所关心的特征存在于面板组件或将板10制成平坦的其它显示器制造工艺中，提供对 于所关心的特征的测量。此外，板10相对于水平的定向可影响由成像装置80所观察到的支承结构引起的 误差。如图2所示，棒可设在一定设置中，从而板10保持在X-Y平面中。或者，棒40可设 置成，以相对于Z轴线的任何合适的角α来保持板10。也就是说，板10可保持在垂直定向 中，例如α是如图所示的90度(板10在X-Y平面中)，或者呈任何依次较小的角α，直至 0度，即保持在水平定向中(板10在X-Z平面中)。然而，较小角度值的α是较佳的，这是 由于当α朝90度增大时，透明板10会经受由于重力所引起的下垂(取决于空间50的宽 度52以及板10的刚度)。如图3所示，支承结构30还可包括传送装置70。传送装置70包括辊子72以及带 74，带用于与板10的边缘20接触。带74可由辊子72驱动，以使板10运动或变位通过测 量装置2，从而可获取板10的连续图像；将这些连续图像缝合在一起，以形成完整板测量。 传送装置70可根据需要，由任何现有技术已知的合适机构来从图3中的实线所示位置运动 到虚线所示位置。因此，当对于板10进行成像时，传送装置70可接触或远离边缘20。一方 面，在成像过程中，传送装置70可支承板边缘20，且当留在原地时可使板10快速地运动通 过测量装置2。然而，另一方面，接触板边缘20的传送装置70会对板10引起位置误差，因 此降低测量精度。因此，有益的是，在成像过程中，使传送装置70运动至远离板10的位置。 虽然，带和辊子装置作为传送装置70来示出，但可使用任何合适的装置。例如，传送装置可 包括夹持器、抽吸夹具、和/或机器人臂。此外，如图3所示，支承件30以及观察区域90的相对尺寸可便于减少进行完整板 测量所需的时间。实际上，通过合适的比例，可利用由成像装置80产生的少至两个覆盖图 像来进行完整板测量。支承件30包括宽度34和高度32。类似的是，观察区域90包括宽 度92和高度94，而板10包括宽度16和高度18，每个棒40都包括宽度44。例如，当满足以 下条件时，由成像装置80产生的两个图像足以实现完整板测量高度94等于或大于板高度 19 ；且宽度92比板宽度16大上至少宽度44。如图3所示，支承件的高度32和宽度34等于 或大于板的宽度16和高度18，在对较小的板尺寸进行测量时，这可促进精度增加以及速度提高，但支承件的高度和宽度并不需要一定等于或大于板的宽度和高度。应注意的是，在前 述描述中，宽度44用作阻挡区域96的宽度97的替代，阻挡区域96即成像区域90中的由 于由棒40所阻挡而无法由成像装置80进行成像的区域。然而，这并没有必要。也就是说， 根据光轴82相对于棒40所位于的平面的角(此外根据角α )，棒40的厚度42，以及棒40 的边缘型面，宽度97可大于宽度44 (类似的，可成像区域98的宽度99可小于空间50的宽 度52)。尽管如此，宽度44提供宽度92必须超过宽度16的最小量，从而利用仅仅两个图像 来实现完整板测量。并不特定限制将板10带至测量装置2、尤其是支承机构30的结构，且该结构可以 是任何适合的结构，例如，底部传送器、悬置接触机构、抽吸夹具、夹持器、机器人臂和/或 流体轴承棒。图4是一个图像捕捉单元81的像素阵列的一种可能布置的示意图，且包括叠加于 像素阵列上的轴线46和Μ。如图所示，图像捕捉单元81具有二维阵列的像素84，该像素 沿轴线85和86设置。图像捕捉单元81相对于支持结构30和板10设置，从而轴线85和 86与板的轴线22和M (对应于X和Y轴线)平行，但倾斜于轴线46和Μ。现在将描述测量装置2的操作。将参照附图3来描述第一方案，其中，板高度18等于或小于观察区域的高度94，且 板宽度46比观察区域的宽度92小上至少是棒40的宽度44。在此情形中，可利用由成像装 置80产生的少至两个图像来进行完整板测量，且可如下文所述来进行。板10装载在支承 件30上，从而宽度16位于虚线位置处。如图3所示，宽度16 (虚线位置)在宽度92内。在 板10位于该位置的条件下，成像装置80捕捉板10的第一图像，且包括可成像区域98 (白 色所示区域)，但并不包括在棒40附近的阻挡区域96 (黑色所示区域)。然后，使板10变 位一个阻挡区域的宽度97的量值，从而宽度16位于实线所示的位置，但仍处于观察区域90 的宽度92内。从对于具有实线所指位置的板和具有虚线所指的板的比较中可以看出，先前 被阻挡的区域96现在可进行成像，类似的，先前可成像的区域98则会被阻挡。在板10位 于该位置(实线所示的宽度)的条件下，成像装置80捕捉板10的第二图像。然后，使用本 领域已知的技术来将第一图像和第二图像组合起来，以形成完整板测量。如上所示以及如 上所述，板10将沿负X方向变位通过测量装置2。或者，板10可沿正X方向从实线位置变 位到虚线位置。在任何一种情形中，板10可由传送装置70来变位或运动。参照附图5和6将描述另一方案，其中，板10的宽度16大于观察区域90的宽度 92，而板10的高度18等于观察区域90的高度94。此种情形类似于图1所示的情形，对于 该种情形，可使用与附图5和6相关的、下文描述的处理来实现完整板测量；不同之处在于， 在图1中，观察区域90的高度94大于板10的高度18，而在图5和6中，观察区域90的高 度94等于板10的高度18。观察区域90包括阻挡区域96以及可成像区域98，每个阻挡区 域都具有宽度97，而每个可成像区域都具有宽度99。图像捕捉装置81将在可成像区域98 上获取板10的图像，而无法在阻挡区域96上获取板10的图像。支承件30(包括棒44、宽 度44、厚度42，角α和θ )、成像装置80(包括光轴8 设置成宽度99大于或等于宽度 97。使宽度99大于宽度97便于缝合，其中，图像将包含板10的一些重叠区域。在图5和 6所示的情形中，需要获取两个以上的图像，并将这些图像缝合在一起，以提供完整板测量， 可如下文所述来获取这些图像。
板10分割成虚线部段，每个部段具有彼此大致相同的宽度，且都具有大约是观察 区域的宽度92的一半宽度的宽度；在此情形中，第一部段到第四部段用11、12、13和14来 表示。第一部段11设置在观察区域90的右半部中，获取第一图像；该第一图像包括来自可 成像区域98的数据，该可成像区域98约是部段11的一半区域。参照图5。然后板10进 行变位或运动，从而部段11和12都位于观察区域90内，第一部段11处于左半部，而第二 部段12处于右半部，利用成像装置80来获取第二图像。参照图6。在该位置，通过包含在 第一图像和第二图像中的每个图像中的一半数据，已对部段11的整个区域进行成像，且已 对部段12的大约一半区域进行成像。然后板10进行变位或运动，从而部段12和13都位 于观察区域90内，部段12处于左半部，而部段13处于右半部，利用成像装置80来获取第 三图像。在该位置，通过包含在第二图像和第三图像中的每个图像中的一半数据，已对部段 12的整个区域进行成像，且已对部段13的大约一半区域进行成像。然后，持续这一系列成 像和变位过程，直到部段14位于观测区域90的左半部，且获取第五图像为止。然后，使用 本领域已知技术将第一图像到第五图像缝合在一起，从而实现对于所关心的处理引起特征 的完整板测量。如果特定板的宽度并不是宽度92的一半宽度的整数倍，可将板分割成具有 剩余段的相等半宽的一个或多个部段，该剩余段在板的宽度16的任何一端处。通过在支承件30、观察区域90、板10、可成像区域98和阻挡区域96的尺寸之间建 立合适的平衡，可使实现完整板测量所需的时间最小。例如，在宏观比例上，观察区域的宽度92和/或高度94相对于相对应的板10的 宽度16和/或高度18越大，则需获取的重叠图像的数量越少，因此，处理时间越短。更详细地说，由于完整板视图可由尽可能少的图像来构造，因而使可成像区域98 的宽度99大于阻挡区域96的宽度97，可便于使处理时间更短。然后，如果宽度99 (宽度 52)变得远远大过于宽度97(宽度44)，则无法为板10提供充分的支承，以进行精确测量。 也就是说，在该情形中，该支承件30将无法充分地、使薄板保持稳定且保持在一致/恒定的 平面中，以进行测量。宽度44和52 (如上所述，与角θ的角度值、光轴82与X-Y平面形成 的角、以及厚度42—起)影响宽度97、99。因此，为了便于描述，可互换地使用宽度44和 96，而在并不严格的情形下，可互换地使用宽度52和99。换言之，相对宽度44和52影响支承/阻挡区域96与非支承/可成像区域98的比 值，且此外还影响为了提供完整板测量而需要对板进行成像的次数。为了便于将图像缝合 在一起，以提供完整板测量，较佳的是，使图像之间具有一定的将用于缝合的重叠部分。此 外，较佳的是，利用仅仅两个图像来对板的完整部段进行成像，以加快处理时间。因此，有益 的是，使宽度44小于或等于宽度52 (类似地使宽度97小于或等于宽度99)。然而，并不需 要使所有的宽度44都示作相同的宽度。类似的是并不需要使所有的宽度52都示作相同 的宽度；并不需要使所有的宽度96都示作相同的宽度；且并不需要使所有的宽度98都示 作相同的宽度。应该强调的是，本发明的上述实施例，尤其是任何“较佳的”实施例，仅仅是可能的 实施方式的例子，阐述这些实施例仅仅是为了清楚地理解本发明的原理。可对本发明的上 述实施例作出许多变型和改型，而基本上不脱离本发明的精神和原理。所有这些改型和变 型在这里都将包含在本发明的公开范围之内，并由下面的权利要求来保护。例如，虽然如图2所示，仅仅在透明板10的一侧上示出支承件30，然而支承件30
11可设置在板10的两侧上。
权利要求
1.一种用于测量透明板中的处理引起特征的装置，包括 光源；成像装置；以及透明板支承结构，所述透明板支承结构设置在所述光源和所述成像装置之间， 其中，所述支承结构构造成且设置成支承所述透明板，以使由所述支承结构引起的测 量误差在沿第一轴线或平行于第一轴线延伸时被所述成像装置观察到，当通过所述成像装 置进行观察时，所述透明板中的所述处理引起特征沿第二轴线或平行于第二轴线延伸，所 述第一轴线倾斜于所述第二轴线。
2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述支承结构包括棒，所述棒沿倾斜于 所述第二轴线的轴线延伸。
3.如权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述棒包括开口，所述支承件包括与所 述开口连通的真空源。
4.如权利要求2所述的测量装置，其特征在于，在所述棒之间设有空间，所述棒包括第 一宽度，而所述空间包括第二宽度，此外，所述第一宽度小于或等于所述第二宽度。
5.如权利要求1-4中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述处理引起特征包括应力。
6.一种测量方法，所述测量方法用于测量透明板中的处理引起特征，所述测量方法包括将透明板设置在支承机构上，所述支承结构设置在光源和成像装置之间； 支承所述透明板，以使由所述支承结构引起的测量误差在沿第一轴线或平行于第一轴 线延伸时被所述成像装置观察到，当通过所述成像装置进行观察时，所述透明板中的所述 处理引起特征沿第二轴线或平行于第二轴线延伸，所述第一轴线倾斜于所述第二轴线； 捕捉所述透明板的第一部段的第一图像；使所述透明板运动，然后捕捉所述透明板的所述第一部段的第二图像；以及 将所述第一图像和所述第二图像组合起来，以形成所述透明板的所述第一部段中的所 述处理引起特征的图像。
7.如权利要求6所述的测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括在运动步骤中， 使所述透明板与传送装置接触，然而在捕捉所述第一图像和所述第二图像的步骤中，使所 述透明板与传送装置不接触。
8.如权利要求6所述的测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括在所述捕捉所述 第一图像和所述第二图像的步骤之前，弄平所述透明板，且在捕捉所述第一图像和所述第 二图像的步骤中，将所述透明板保持在弄平状态。
9.如权利要求6-8中任一项所述的测量方法，其特征在于，使所述透明板沿与所述第 二轴线平行或垂直的方向运动。
10.如权利要求6-8中任一项所述的测量方法，其特征在于，所述处理引起特征包括应 力。
全文摘要
本发明涉及用于传输模式测量的偏轴板操纵装置及其技术，提供了一种测量装置(2)和测量方法，该测量装置用于测量透明板(10)中的处理引起特征。该测量装置包括光源(10)、成像装置(80)以及支承结构(30)，该支承结构设置在光源和成像装置之间。该支承结构构造成且设置成支承透明板，从而当通过成像装置进行观察时，由支承结构引起的测量误差沿第一轴线或平行于第一轴线(46、54)延伸，当通过成像装置进行观察时，透明板中的处理引起特征沿第二轴线或平行于第二轴线延伸，第一轴线倾斜于第二轴线(22、24)。
文档编号G01L1/24GK102147374SQ20101053628
公开日2011年8月10日 申请日期2010年10月28日 优先权日2009年10月28日
发明者E·A·索哈林, R·S·普里斯特雷 申请人:康宁股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
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