专利名称：改进的薄膜厚度测量的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于确定在基底上的薄膜的厚度(具体地在玻璃板上的湿墨薄膜的厚度)的方法。
背景技术：
在汽车工业领域采用在车窗上的黑色遮盖带是已知的。这种遮盖带典型地在玻璃板随后被处理之前通过将合适的墨施加到平的玻璃板来形成。墨通常通过筛网印刷工艺被施加到平的玻璃板，尽管可以采用其它合适的技术，例如，喷墨印刷、喷射或刷。在主表面上具有湿墨的平的玻璃板随后被加热以使玻璃板弯曲和/或韧化，从而墨被干燥并且被融合到玻璃表面。根据特定应用，所采用的墨可以是导电的或不导电的。在汽车工业中，在车辆玻璃制品和特定类型的天线上的成形加热区域中采用导电墨。这种墨典型地包含银，尽管其它导电墨是已知的。为了生产一致的产品，应该测量施加到玻璃表面的墨的厚度。尽管在已经处理玻璃板后可以测量熔融层的厚度，但是在已经将墨施加到玻璃板不久后在墨仍然是湿的时测量墨的厚度是有利的。这允许墨施加过程的更快的变化，对生产线的效率是有意的。在汽车工业中，测量湿墨厚度的常用方法是利用校准的接触轮。接触轮在被墨覆盖的玻璃表面上滚动，同时墨仍然是湿的。墨覆盖接触轮，允许从其进行读取以指示湿墨厚度。这存在湿墨必须被接触的问题，从而由于留在轮的墨中的印记而使被测量的部分不可用。因此，测试是破坏性的并且所测试的样品之后不能被用作商品。存在用于测量基底上的薄膜的厚度而不直接接触薄膜或基底的已知设备和方法。 US4702931公开了一种湿膜测量装置，该装置在物体例如车辆面板上进行漆膜厚度的测量。 采用两个超声换能器，一个在涂漆的面板上方并且一个在涂漆的面板下方。测量从每个换能器到面板的距离并且计算漆膜厚度。通过减去已知的面板厚度，则漆膜厚度被确定。该方法具有必须精确知道面板厚度的缺点。已知采用单个共焦色位移传感器来测量陶瓷基底(基底翘曲和印刷变形)上、甚至在新印刷的膏上的薄膜的厚度。如果只采用一个传感器来从上方测量表面的轮廓，则需要排除振动的稳定支承件以避免不准确地测量表面拓扑。这种稳定支承件(通常采用例如花岗岩的致密材料的板的形式)对于小尺寸的样品例如硅晶片是有用的，但是当样品尺寸是大的如在汽车玻璃制制品的情况下是没有用的。$ 以 T"网 各 Iil ft 中 http ://www. aspe. net/publications/Annual_2005/ PAPERS/4METR0/1761.PDF描述了另一系统。在其中描述的厚度测量的方法依赖于测量已知厚度的分级基准样品的厚度。该方法是耗时的，因为除了测量样品厚度外，还必须测量基准样品的厚度。在US5661250中，公开了一种测量涂敷在基础材料的两个表面上的每一层的厚度的方法。该方法需要精确知道两个位移传感器的竖向间隔。另外，需要测量基础材料的厚度以计算涂敷层中的一层的厚度。采用分离测量步骤测量基础材料的厚度，从而增多了计算步骤的数量和进行涂敷层的厚度测量所需的时间。
发明内容
本发明的目的在于克服这些已知方法中存在的问题。根据本发明的第一方面，提供一种用于确定基底上的薄膜厚度的方法，所述基底具有基本上恒定的厚度并且具有第一主表面和相对的第二主表面，其中，所述薄膜覆盖所述第一主表面的一部分，所述方法包括以下步骤相对于所述基底设置第一传感器，所述第一传感器布置成将第一测量射束引导到所述基底的所述第一主表面上；相对于所述基底设置第二传感器，所述第二传感器布置成将第二测量射束引导到所述基底的所述第二主表面上；第一测量步骤和第二测量步骤，所述第一测量步骤包括采用所述第一测量射束来确定从第一基准点到所述基底的所述第一主表面的未被薄膜覆盖的部分的距离，并且采用第二测量射束来确定从第二基准点到所述基底的所述第二主表面的未被薄膜覆盖的部分的距离；并且所述第二测量步骤包括采用所述第一测量射束来确定从所述第一基准点到所述薄膜的距离，并且采用所述第二测量射束来确定从所述第二基准点到所述基底的所述第二主表面的未被薄膜覆盖的部分的距离。第二测量步骤可以在第一测量步骤之前。根据本发明的方法的优点在于不需要测量或确定基底的厚度，从该提高了测量速度。通过假设基底具有基本上恒定的厚度，根据本发明的方法在第一测量步骤和第二测量步骤期间不易受基底的振动、倾斜和弯曲的影响。根据本发明的方法可以用于确定基底上的湿薄膜的厚度，并且被测量的样品可以随后用于生产商品。该方法还具有厚度确定因为与薄膜不存在物理接触而不具有破坏性的优点。应该理解，在本发明的上下文中，“基底”可以包括两层，例如具有涂层的平玻璃板，所述涂层覆盖玻璃板的主表面之一。可替换地，基底可以是双层结构，例如由粘合到塑料材料板的玻璃板构成。基底可以具有化学性质或者物理性质不同的主表面，即它们具有不同的化学组成和/或形态。还应该理解，在本发明的上下文中，“基本上恒定的厚度”意味着基底在测量区域上的厚度变化小于薄膜厚度所需的测量精度。例如，如果需要测量基底上的薄膜厚度达到士Iym的精度，则测量区域上的基底厚度的变化应该小于士ιμπι。同样，如果基底厚度的变化在扫描区域上是士 ο μ m，则薄膜厚度测量的分辨率将更低，最多是士 ομπι。在本发明的上下文中的两个这种示例中，基底具有基本上恒定的厚度。优选地，在所述第一测量步骤期间，所述第一传感器与所述第二传感器相对使得第一测量射束与第二测量射束相对。所述第一测量射束与所述第二测量射束对齐。这具有以下优点第一测量步骤具有在第一测量步骤期间不易受基底振动、倾斜或弯曲的影响。在优选实施例中，所述第一测量射束相对于所述第二测量射束适当地沿横向移位，这可以通过使第一传感器相对于第二传感器适当地移位或者通过合适的传感器设计而实现。这具有以下优点第一测量射束不与第二传感器进行的测量干涉。优选地，第一传感器相对于第一传感器沿横向移位。在另一优选实施例中，在第二测量步骤期间，所述第二传感器与所述第一传感器相对，使得所述第二测量射束与所述第一测量射束相对。优选地，所述第一传感器相对于所述第二传感器沿横向移位。在其它实施例中，优选地，所述第一测量射束与所述第二测量射束具有不同的偏振。这具有以下优点第一传感器可以被调整为只检测与第一射束相对应的偏振，而第二传感器可以被调整为只检测与第二射束相应的偏振，从而减小可能的干涉。适当地，所述第一测量射束和所述第二测量射束被正交地偏振。优选地，所述第一传感器扫描通过所述第一主表面。这允许进行连续测量。优选地，所述第二传感器扫描通过第二主表面与第一传感器扫描通过第一主表面对齐。这具有当进行测量时该方法不易受到样品的振动/倾斜/弯曲的影响的优点，因为传感器同时测量基底的相对点。优选地，所述第一测量射束和/或所述第二测量射束是多色的。优选地，所述第一和/或第二传感器是色位移传感器，优选地是共焦色位移传感
ο优选地，所述第一基准点与所述第一传感器相关联。这具有第一基准点与第一传感器一起移动的优点，从而允许进行更快的测量。优选地，所述第二基准点与所述第二传感器相关联。这具有第二基准点与第二传感器一起移动的优点，从而允许进行更快的测量。优选地，在所述第一测量步骤和所述第二测量步骤期间，所述第一传感器相对于所述第二传感器的间隔是相同的或者基本上是相同的。适当地，在第一测量步骤和第二测量步骤期间，第一传感器相对于第二传感器不移位。优选地，第一传感器与第二传感器机械连通。根据本发明的方法尤其适用于基底上的湿薄膜的厚度的测量，例如玻璃板上的湿
m
蛮O优选地，基底基本上是平的，尽管该方法可以用于具有基本上恒定的基底厚度的弯曲的基底。优选地，基底是汽车玻璃嵌板，例如包括玻璃或塑料材料的嵌板。汽车玻璃嵌板可以随后被处理。适当地，第一测量射束以正交入射或者基本上正交的入射穿透第一主表面。适当地，第二测量射束以正交入射或者基本上正交的入射穿透第二主表面。当第一测量射束和第二测量射束布置成使得第一测量射束和第二测量射束以正交入射或者基本上正交的入射穿透相应主表面时，可以通过薄膜厚度计算步骤确定薄膜厚度，所述薄膜厚度计算步骤包括第一计算步骤，其中，通过由在第二测量步骤期间采用第一测量射束确定的距离减去在第一测量步骤期间由第一测量射束确定的距离来计算第一距离；第二计算步骤，其中通过由在第二测量步骤期间采用第二测量射束确定的距离减去在第一测量步骤期间由第二测量射束确定的距离来计算第二距离；第三计算步骤，其中通过将在第一计算步骤期间计算的第一距离与在第二计算步骤期间计算的第二距离相加来确定薄膜厚度。根据第二方面，本发明提供一种将墨施加到汽车玻璃嵌板的方法，该方法包括以下步骤相对于玻璃嵌板的主表面布置墨施加装置；将墨施加到玻璃嵌板的主表面的一部分；采用根据权利要求1-18中任一项所述的方法确定墨的厚度；以及采用所确定的墨的厚
6度作为控制参数，以控制随后施加到所述玻璃嵌板或者后续的玻璃嵌板的墨的量。根据第三方面，本发明提供一种用于将墨施加到汽车玻璃嵌板的设备，该设备包括用于将墨施加到玻璃嵌板的表面的墨施加装置；用于玻璃嵌板的支承件；第一色位移传感器，所述第一色位移传感器与第二色位移测量传感器相对，并且被间隔开足够大以容纳嵌板厚度；用于使玻璃嵌板相对于所述第一色位移传感器移动的部件；以及控制部件， 所述控制部件与所述墨施加装置以及所述第一和/或第二色位移传感器电连通，所述控制部件配置成控制施加到所述玻璃嵌板的表面的墨的量。
现在将参考以下附图(未按比例)仅以示例的方式说明本发明的实施例，其中，图1示出了用于测量平玻璃板上的湿墨厚度的轮的透视图；图2示出了图1中的轮当正在用于测量平玻璃板上的湿墨薄膜的厚度时的侧视图；图3示出了用于实施用于确定平玻璃板上的湿墨薄膜的厚度的方法的设备的示意图；图4示出了在平玻璃板的上主表面上具有两个湿墨区域的玻璃制品的平面视图；图如示出了用于实施根据本发明的另一方法的设备的另一示意图，设备处于第一配置中；图恥示出了相对于第二传感器安装第一传感器的一种特定方式；图6示出了处于第二配置中的图fe中示出的设备；图7a和7b示出了图fe和6中示出的玻璃板的示意性平面视图；图8示出了用于测量弯曲玻璃板上的湿墨薄膜的厚度的另一设备的示意图；图9示出了在风挡玻璃毛坯被加工前、在风挡玻璃毛坯的主表面上具有新印刷的遮蔽带的风挡玻璃毛坯的一部分的平面视图；以及图10示出了用于确定如图9所示的玻璃板上的湿墨薄膜的厚度的典型输出轨迹。
具体实施例方式图1示出了以本领域技术人员已知的方式用于测量平玻璃基底上的湿墨厚度的轮的透视图。轮1包括三个金属盘，即两个外盘3、5和一个内盘7。外盘3、5是同心的并且具有相同的外径。内盘相对于外盘3、5更小并且相对于外盘同心设置。内盘7的外径在一个点处与两个外盘的外径一致。在外盘3上具有校准刻度9。参考图2，按照以下方式采用轮2来确定平玻璃板13上的湿墨薄膜11的厚度。首先，轮被放置在玻璃板13上使得轮1接触湿墨薄膜11。然后轮沿箭头12的方向滚动。当轮滚动通过湿墨薄膜时，内盘7将最终接触湿墨薄膜。然后，内盘与湿墨薄膜接触的第一点能够从轮的侧面上的校准刻度被读取。为了清楚起见，图2示出了通过轮的横截面并且内盘7示出为具有校准刻度。该方法的缺点在于被测量的样品不能被用作商业上可接受的产品，因为当轮在湿墨中旋转时，这里的薄膜的质量被干扰。这是破坏性的测试。另外，当采用轮时，湿薄膜厚度仅在湿墨薄膜上的一点处被测量。
图3示出了用于实现根据本发明的第一方面的方法的设备15的示意图。设备15 包括设置在玻璃板13的下部主表面12下方的第一共焦色位移传感器17。第二共焦色位移传感器19设置在玻璃板13的上部主表面14上方。共焦色位移传感器被设计成具有特定测量范围MR。测量范围的起始点SMR也通过设计被固定。SMR通常被限定为从传感器头(测量射束从传感器头发出)中的孔到MR起始点的距离。可以确定从传感器到目标的距离，假设目标在MR内。共焦色位移传感器还具有相关联的测量射束点直径SD和测量再现性Amr。具有MR、SMR、SD和Amr的特定组合的共焦色位移传感器是商业上可得到的。选择合适类型的共焦色位移传感器以适用于特定应用。每个共焦色位移传感器发出由朝向相应表面的多色光构成的测量射束。每个测量射束以正交或基本上正交的入射角穿透相应表面。传感器17、19被配置成测量与传感器头 2mm内的物体的相应传感器上的点相关的距离。使测量的再现性在士1. 5μπι内。存在覆盖玻璃板13的上部主表面14的一部分的湿墨薄膜11。还存在采用湿墨薄膜21覆盖的玻璃板13的上部主表面的更小部分。湿墨薄膜21也可以是玻璃板13的上部主表面14上的点。为了留下湿墨薄膜21，玻璃板13的上部主表面14与墨分离。玻璃板 13的下部主表面12与墨分离。可以具有采用另一湿墨薄膜覆盖的玻璃板的下部主表面的一部分。在该示例中，在相应表面上的湿墨薄膜的厚度通过参考与墨分离的相对表面上的点来测量。每个传感器17、19经由相应电缆27、29与设备23电连通，用于将从传感器17、19 的输出转换为距离测量。设备23包括计算机(未示出)。设备23可以包括控制部件，以控制经由合适的墨沉积设备施加到随后的玻璃板的墨的量。在该特定实施例中，传感器17被布置成相对于玻璃板静止。因此传感器17被布置成在玻璃板的下部主表面上的基本上相同点处进行测量。传感器19安装在可移动台架上，布置成使传感器19沿箭头37的方向相对于玻璃板移动。传感器19能够沿朝向玻璃板的边缘的方向扫描玻璃板的上部主表面(如果需要再回来)。可移动台架可以被配置成使传感器19移动通过整个上部主表面14即沿两个或更多个方向。湿墨薄膜11、21的厚度以箭头31表示并且玻璃板13的厚度以箭头33表示。玻璃板13在测量区域35上具有基本上恒定的厚度。对于采用浮法工艺生产的玻璃，厚度在具有；3!11乘細的尺寸的玻璃板上是基本上恒定的。由浮法工艺生产的玻璃在拉伸方向上的厚度变化通常小于整个带宽度。拉伸的方向是当熔融玻璃离开锡浴槽时玻璃带行进的方向。湿墨厚度31被按如下方式测量。传感器17测量从传感器17到玻璃板的下部主表面12的距离39。传感器19在位置I处测量从第一传感器到玻璃板的上部主表面14的距离41。当传感器19在位置I时由传感器17测量的距离39应该被称作39(1)。然后，传感器19扫描通过玻璃板的上部主表面，沿扫描线进行从传感器19到第一入射上表面(玻璃或墨)的距离测量。例如，当传感器19位于湿墨薄膜11上方(在位置 II以阴影示出并以19’表示)时，传感器19’测量从传感器19’到湿墨薄膜11的上表面 32的距离43。当距离43由传感器19’在位置II处测量，传感器17进行距离39的另一测量。该距离被称作39(11)。
传感器17与传感器19的竖向间距在位置I和II处是相同的。通过假设玻璃板13在测量区域上具有基本上相同的厚度，然后在传感器19的特定测量点处的湿墨薄膜的厚度31可以采用如下方式确定在位置I处距离39 (I)+玻璃厚度33+距离41 = k (1)在位置II处距离39 (II)+玻璃厚度33+薄膜厚度31+距离43 = k (2)其中K是常数。当K是常数，薄膜厚度31可以按如下方式取得。通过用(1)减(2)，因为每个传感器距离两个测量位置处的相应主表面的距离基本上是相同的，因此可以得到方程(3)(等同于在两个测量位置处基本上相同的两个传感器的竖向间隔)，并且假设玻璃厚度是常数。薄膜厚度31=[距离39(1)-距离39(11)] +[距离41-距离43] (3)以上方程C3)表示通过假设玻璃厚度是常数，当其在两个方程(1)和O)中出现时并不需要测量玻璃厚度。另外，通过确保传感器17远离下部主表面保持固定距离并且传感器19远离上部主表面保持固定距离(等同于两个传感器的竖向间隔是相同的或者在两个测量位置处基本上是相同的)，常数k在方程(1)和O)中是相同的。应该注意当两个传感器17、19的竖向间隔保持是常数时k是常数。在这种情况下， k是两个传感器的实际竖向间隔。例如通过提供用于每个测量位置的k值的查询表，k可以变化是可能的。最简单的布置是当k是常数时，并且因此传感器的竖向间隔在两个测量位置处是常数即是相同的或者基本上相同。例如由于热波动，两个传感器的竖向间隔的略微变化是可能的，假设在两个传感器的间隔中的变化小于所需的测量精度。有利地，两个传感器17、19处于机械连通状态以减小这种变化带来的影响。在方程(3)中，在方括号中的左侧项是传感器17中在I处的测量和在II处的测量之间的读数的差。在方程(3)中的右侧项是传感器19中在I和II处的测量之间的读数的差。如果在连续测量之间，玻璃板振动或者玻璃板倾斜或弯曲，因为假设玻璃板具有基本上相同的厚度，因此由于振动/倾斜/弯曲对距离43的测量的任何影响与对距离39 的测量的任何影响将是相同的并且是相反的。例如，如果样品向上移动距离△(!，由上部传感器测量的距离将减小量△(!并且由下部传感器测量的距离将增大量Ad。因此，这些影响彼此抵消并且对薄膜厚度31的测量没有影响。原则上，只有一个距离测量需要由传感器17进行，然而当进行距离测量时，设备 15的这种操作更易于受到基底的轻微弯曲和基底的任何振动的影响。图3所示的玻璃板的一部分的平面视图在图4中示出。玻璃板13具有上部主表面14。如该图中示出的，玻璃板的上部主表面的一部分覆盖有呈点的形式的湿墨薄膜21。 上部主表面14的第二部分也覆盖有湿墨薄膜11。湿墨薄膜11延伸到玻璃板13的周边。共焦色位移传感器17 (如阴影所示)设置在玻璃板13的下部主表面下方。共焦传感器19设置在玻璃板13的上部主表面上方。在位置I处，传感器19测量传感器19和上部主表面14之间的距离。在位置II处，传感器19已经移动到位置19’并且设置在湿墨薄膜11上方。在该测量位置II处，传感器19测量在传感器19和湿墨薄膜11的上表面之间的距离。在每个测量位置I、II处，下部传感器17记录下表面和传感器17之间的距离。作为选择，该测量可以在另一时间进行，并且值被记录下来供随后使用。为了使精度提高，传感器17与上部传感器19进行的测量同时或者基本上同时。通过与传感器17、19进行同步或基本上同步的距离测量，可以降低玻璃板的振动对湿墨薄膜厚度测量的影响。图如示出了实现根据本发明的另一方法的另一设备115。该设备用于确定沉积在玻璃板13的上部主表面14上的湿墨薄膜11的厚度31。玻璃板在整个板上具有基本上恒定的厚度33。设备115包括位于玻璃板13下方的下部共焦色位移传感器117。传感器117布置成将测量射束111引导到玻璃板13的下部主表面12上。该设备还包括布置成将测量射束 113引导到玻璃板13的上部主表面14上的上部共焦色位移传感器119。每个测量射束以正交或基本上正交的入射角穿透相应表面。每个传感器117、119经由相应电缆127、129与设备123电连通。设备123布置成将来自传感器的输出转换成距离测量。设备123包括计算机(未示出)。设备123可以包括控制部件，用来控制经由适当的墨沉积设备施加到随后的玻璃板上的墨的量。每个传感器117、119被安装在可移动台架(未示出)上，使得每个传感器117、119 能够扫描通过相应的主表面。传感器117沿箭头137的方向扫描通过下部主表面12并且传感器119沿箭头139的方向扫描通过上部主表面14。可移动台架配置成使得两个传感器以相同的扫描速率并沿同一方向同时移动。对于例如玻璃板的透明基底来说，尽管两个测量射束111、113对齐是可能的，但是测量射束111会通过基底并且与传感器119进行的测量发生干涉。同样，测量射束113会通过基底并与传感器17进行的测量发生干涉。为了减小这种干涉效应，传感器可以配置成使得测量射束111、113彼此偏移足够量使得不会发生上述干涉。可替换地，每个测量射束111、113可以具有不同的偏振平面，例如测量射束111 可以相对于测量射束113正交偏振。合适的偏振滤光片可以设置到传感器中使得传感器只接收正确偏振的光束，从而减小上述干涉效应。在图fe所示的配置中，下部传感器117测量从传感器117到下部主表面12的距离141。上部传感器119测量从传感器119到上部主表面14的距离143。可移动台架(未示出)配置成使得传感器117、119分开固定的距离。由于玻璃板是平面的，每个传感器离开玻璃板的相应主表面固定距离。传感器可以彼此独立地移动，在这种情况下，每个传感器具有与其关联地可移动台架。优选地，可移动台架配置成使得第一传感器与第二传感器机械连通。采用这种配置，可移动台架的任何振动的影响会减小，这是由于每个传感器共同振动。合适的可移动台架包括‘C’形框架并且示例在图恥中示出。每个传感器117、119经由‘C’形框架118机械连通，即第一传感器与第二传感器机械连接。‘C’形框架能够沿箭头120的方向移动。‘C’ 形框架保证传感器117、119保持分开固定距离。另外，通过采用‘C’形框架，传感器可以从玻璃板的边缘向中央区域移动并且允许玻璃板的整个周边区域通过使‘C’形框架相对于玻璃板适当地移动而被扫描。这在玻璃板是具有围绕其周边区域的遮盖带的汽车玻璃制品时是特别有用的。图6示出了图如的设备115处于用于确定湿薄膜11的厚度31的第二配置中。传感器117、119已经沿扫描线同时移动，使得传感器117在玻璃板的、在玻璃板的上部主表面上具有湿墨薄膜11的部分的下方。传感器119在湿墨薄膜上方。传感器117测量从传感器117到下部主表面12的距离145。传感器119测量从传感器119到湿墨薄膜11的上表面的距离147。整个湿墨薄膜11的厚度分布图可以通过使传感器117、119相应地沿箭头137和 139的方向扫描通过相应的主表面而确定。图7a示出了玻璃板13的平面视图并且示意性指示了图fe和图6中的测量射束的位置。参考图fe和图6，区域150表示当确定距离141时、测量射束111入射到其上的下部主表面12的部分。区域152表示当确定距离143时测量射束113入射到其上的上部主表面14的部分。测量区域150、152沿横向移位。扫描线由线162表示。通过沿箭头137、139的方向移动上部传感器和下部传感器 (未示出)，可以确定湿墨薄膜在玻璃板13的上部主表面上的厚度分布图。测量射束111入射到其上的下部主表面的区域遵循扫描线158。测量射束113入射到其上的上部主表面的区域遵循扫描线160。扫描线158、160和162是平行的。区域150、 152以基本上相同的速度扫描通过相应的表面。区域巧4表示当确定距离145时测量射束111入射到其上的下部主表面12的部分。区域巧4没有墨。区域156表示当确定距离147时测量射束113入射到其上的湿墨薄膜的表面的部分。由于上部传感器和下部传感器的移动被同步，因此测量射束111、113的移动也被同步。在图7b中示出了可替换实施例。图7b示出了玻璃板13的平面图并且示意性地指示了图5a和6中的测量射束的位置。参考图如和6，区域150表示当确定距离141时测量射束111入射到其上的下部主表面12的部分。区域152表示当确定距离143时测量射束113入射到其上的上部主表面14的部分。测量区域150在测量区域152之后适当地落后 l_2mm。由线162表示扫描线。通过沿箭头138的方向移动上部传感器和下部传感器(未示出)，可以确定湿墨薄膜的厚度分布图。区域150、152均遵循扫描线162。区域150、152以相同或基本上相同的速度扫描
通过相应表面。区域巧4表示当确定距离145时测量射束111入射到其上的下部主表面12的部分。区域156表示当确定距离147时测量射束113入射到其上的湿墨薄膜的表面的部分。由于上部传感器和下部传感器的移动被同步，因此测量射束111、113的移动也被同步。通过采用一对相对的传感器(适当地配置成使得在上部传感器的测量射束和下部传感器的测量特征之间的干涉很小并且反之亦然)，由于沿扫描线进行同时的上部距离测量和下部距离测量，样品振动、弯曲和倾斜的影响被减小。这将在以下进一步说明。参考图fe和图6，可以按如下方式确定湿墨薄膜11的厚度31。
距离141+玻璃厚度33+距离143 = k(4)距离145+玻璃厚度33+薄膜厚度31+距离147 = k (5)其中k是常数，因为两个传感器被分开固定距离，即传感器117相对于传感器119 的竖向间隔在两个测量位置处是相同的或者基本上相同。用方程(4)减方程(5)，得到以下方程(假设玻璃厚度33是恒定的)，因为传感器在两个测量位置处的间隔基本上是常数，薄膜厚度31 =(距离141-距离145) + (距离143-距离147) (6)通过采用配置成使传感器和相应表面之间的距离测量同步的上部传感器和下部传感器，任何振动被有效消除，因为在每个测量点处，如果上部距离测量变化量+ △ d，则在下部距离测量中存在相应的变化- Ad。另外，如果在基板中存在轻微的弯曲，正如当平的基板放置在标称平表面上时所发生的，布置成彼此基本相对的上部传感器和下部传感器的使用消除了这种弯曲的影响。 由于共焦移位传感器的操作方式，如果物体在MR内，则采用这种传感器进行距离测量是唯一的可能。如果被测量的样品具有弯曲使得样品在扫描的长度期间延伸到MR之外，则距离测量对于不在MR内的样品的部分将是不可能的。当进行上部距离测量和下部距离测量时测量相对于已知基准点的距离是重要的。 实现这一点的一种方式是固定传感器和玻璃板之间的距离，在这种情况下，用于每个传感器的基准点可以是传感器自身或者传感器上的点。这等同于传感器在两个测量位置处隔开固定距离。然而，在传感器和相应的主表面之间的距离可以改变是可能的。这等同于传感器未被间隔开固定距离。对于这种情况，可以提供用于每个测量点的k值查找表。图8示出了配置成实施根据本发明的另一方法的另一设备215。该设备配置成确定覆盖弯曲玻璃板213的上部主表面214的一部分的湿墨薄膜 211的厚度。该设备包括布置在弯曲玻璃板214的下部主表面212下方的下部共焦色位移传感器217。另一共焦色位移传感器219与下部传感器相对，并且布置在弯曲玻璃板的上部主表面214的上方。传感器217布置成将测量射束引导到玻璃板的下部主表面上并且传感器 219布置成将测量射束引导到玻璃的上部主表面(或者湿墨薄膜的上表面)上。传感器被安装在合适的可移动台架上使得传感器217遵循弯曲路径237并且传感器219遵循弯曲路径239。传感器以相同的速度一起移动。传感器布置成使得测量射束沿横向移位。每个路径237、239均限定基准点，传感器相对于所述基准点测量到相应表面的距离。优选当传感器沿相应路径行进时每个传感器保持距离玻璃板固定距离。在这种情况下， 传感器217、219的间隔保持基本上相同。图9示出了在平的风挡毛坯上的典型的遮盖带的一部分300的平面视图。遮盖带包括不透明区域301和渐弱区域302。不透明区域由沉积在毛坯的上部主表面304上的黑色墨303构成。渐弱区域302包括沉积在毛坯的上部主表面304上的多个圆形点305。采用参考图3、fe和6描述的设备可以确定湿墨沿扫描线在箭头307的方向上的厚度。可以采用本发明测量围绕汽车玻璃制品的周边延伸的湿墨带的厚度。典型的车辆风挡毛坯是平的、具有梯形轮廓并且典型地具有anx Im的主尺寸的浮法玻璃板。遮盖带典
12型地从毛坯的周边向其内延伸到约200mm。遮盖带的向内边缘典型地是点阵列，使得遮盖带的外观不具有陡峭的边缘。图10示出了采用参考图3、如或6所描述的设备确定的图9所示的湿墨遮盖带沿扫描线307的厚度图。轴线308表示距离毛坯的周边的距离。轴线310表示距离第一入射表面(是玻璃或湿墨)的上部传感器的距离。区域312表示湿墨层在不透明区域301的厚度的测量值。 区域314表示在渐弱区域302中的厚度变化的测量值。线316表示从上部传感器到其上不具有湿墨的玻璃表面的距离测量。线318表示从上部传感器到不透明区域中的湿墨层的距离。通过在线318和316之间的差可以确定湿
墨层的厚度。根据所测量的湿墨的类型(湿墨的类型可以是用于遮盖带的墨或者是例如用于银母线的墨的导电墨)，传感器的细节可以由此改变。对于银墨可能必须使用具有较高空间分辨率的传感器。这意味着测量射束具有更小的测量区域。对于测量镜面反射率来说，共焦色位移传感器是更高效的，但是某些固化墨具有广泛的散射表面，使得测量更困难。在这种情况下，可能必须以较低扫描速率扫描。典型地，在150mm宽的湿墨带上进行的扫描少于15秒。可以得到每秒IOmm的扫描速率或者更大。当反射信号高时可以采用更高的扫描速率。当墨以图案的形式例如出现在遮盖带的内边缘中的点阵类型的形式沉积时，如图9中的渐弱区域302中所示，较低的扫描速率允许进行更详细的测量。适当地，采用士 1. 5μπι的精度或者更高的精度确定湿墨厚度测量。可以与墨施加设备结合来利用该设备，以控制施加到汽车玻璃制品(或者随后的汽车玻璃制品)的墨的量，从而提供更可控的印刷方案。典型的墨施加装置包括筛网印刷设备、喷墨印刷头和喷嘴。可以采用该方法来生产在汽车玻璃制品的表面上的整个墨层的图。这可以通过以光栅方式扫描玻璃制品从而扫描整个玻璃制品表面来实现。可以采用多于一对传感器来加速这种测量。
权利要求
1.一种用于确定基底上的薄膜厚度的方法，所述基底具有基本上恒定的厚度并且具有第一主表面和相对的第二主表面，其中，所述薄膜覆盖所述第一主表面的一部分，所述方法包括以下步骤相对于所述基底设置第一传感器，所述第一传感器布置成用于将第一测量射束引导到所述基底的所述第一主表面上；相对于所述基底设置第二传感器，所述第二传感器布置成用于将第二测量射束引导到所述基底的所述第二主表面上； 第一测量步骤和第二测量步骤； 所述第一测量步骤包括采用所述第一测量射束来确定从第一基准点到所述基底的所述第一主表面的未被薄膜覆盖的部分的距离，并且采用第二测量射束来确定从第二基准点到所述基底的所述第二主表面的未被薄膜覆盖的部分的距离； 并且所述第二测量步骤包括采用所述第一测量射束来确定从所述第一基准点到所述薄膜的距离，并且采用所述第二测量射束来确定从所述第二基准点到所述基底的所述第二主表面的未被薄膜覆盖的部分的距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一测量步骤期间，所述第一传感器与所述第二传感器相对。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一测量射束与所述第二测量射束对齐，或者其中，所述第一测量射束相对于所述第二测量射束沿横向移位。
4.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，在所述第二测量步骤期间，所述第二传感器与所述第一传感器相对。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一测量射束与所述第二测量射束对齐，或者其中，所述第一测量射束相对于所述第二测量射束沿横向移位。
6.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述第一测量射束与所述第二测量射束具有不同的偏振。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一测量射束和所述第二测量射束被正交地偏振。
8.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述第一传感器扫描通过所述第一主表面。
9.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述第二传感器扫描通过所述第二主表面。
10.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述第一传感器和所述第二传感器以对齐的方式扫描所述基底。
11.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述第一测量射束和/或所述第二测量射束是多色的。
12.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述第一和/或第二传感器是色位移传感器，优选地是共焦色位移传感器。
13.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述第一基准点与所述第一传感器相关联。
14.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述第二基准点与所述第二传感器相关联。
15.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，在所述第一测量步骤和所述第二测量步骤期间，所述第一传感器相对于所述第二传感器的间隔是相同的或者是基本上相同的。
16.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述第一传感器与所述第二传感器机械连通。
17.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述薄膜包括墨，优选地包括湿墨。
18.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述基底是玻璃板。
19.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述基底基本上是平的。
20.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述基底是汽车玻璃制品。
21.一种将墨施加到汽车玻璃嵌板的方法，该方法包括以下步骤相对于玻璃嵌板的主表面布置墨施加装置；将墨施加到玻璃嵌板的主表面的一部分；采用根据权利要求1-18 中任一项所述的方法确定墨的厚度；以及采用所确定的墨的厚度作为控制参数，以控制随后施加到所述玻璃嵌板或者后续的玻璃嵌板的墨的量。
22.一种用于将墨施加到汽车玻璃嵌板的设备，该设备包括用于将墨施加到玻璃嵌板的表面的墨施加装置；用于玻璃嵌板的支承件；第一色位移传感器，所述第一色位移传感器与第二色位移传感器相对，并且被间隔开足够大以容纳嵌板厚度；用于使玻璃嵌板相对于所述第一色位移传感器移动的部件；以及控制部件，所述控制部件与所述墨施加装置以及所述第一色位移传感器和/或第二色位移传感器电连通，所述控制部件配置成用于控制施加到所述玻璃嵌板的表面的墨的量。
全文摘要
本发明描述了一种用于确定基底上的薄膜厚度的方法。所述基底具有第一主表面和相对的第二主表面，并且所述薄膜覆盖所述第一主表面的一部分。在第一测量步骤期间，采用所述第一测量射束来确定从第一基准点到所述基底的所述第一主表面的未被薄膜覆盖的部分的距离，并且采用第二测量射束来确定从第二基准点到所述基底的所述第二主表面的未被薄膜覆盖的部分的距离。在第二测量步骤期间，采用所述第一测量射束来确定从所述第一基准点到所述薄膜的距离，并且采用所述第二测量射束来确定从所述第二基准点到所述基底的所述第二主表面的未被薄膜覆盖的部分的距离。在将墨施加到汽车玻璃嵌板的方法中可以采用所确定的薄膜厚度作为控制参数。
文档编号B05B12/00GK102458681SQ201080027812
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月21日 优先权日2009年6月22日
发明者J·S·马萨 申请人:皮尔金顿集团有限公司