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                    致力于玻璃應力儀、應力儀研發、生產及銷售的國家高新技術企業

                    首頁 > 新聞中心 > 公司新聞 > 散亂光內應力儀測試儀原理說明及結構表述

                     本強化玻璃的評價裝置具有:偏振光相位差可變構件,使激光的偏振光相位差相對于所述激光的波長變化一個波長以上;拍攝元件,以規定的時間間隔多次拍攝散射光并取得多個圖像,所述散射光是通過將所述偏振光相位差變化了的激光向強化玻璃入射而發出的散射光;及運算部,使用所述多個圖像,測定所述散射光的周期性的亮度變化,算出所述亮度變化的相位變化,基于所述相位變化來算出從所述強化玻璃的表面起的深度方向上的應力分布,并使用所述多個圖像來測定與所述強化玻璃的強度有關的物理量。

                    1.一種強化玻璃的評價裝置,其特征在于,具有:

                    偏振光相位差可變構件,使激光的偏振光相位差相對于所述激光的波長變化一個波長以上;

                    拍攝元件,以規定的時間間隔多次拍攝散射光并取得多個圖像,所述散射光是通過將所述偏振光相位差變化了的激光向強化玻璃入射而發出的散射光;及

                    運算部,使用所述多個圖像測定所述散射光的周期性的亮度變化,算出所述亮度變化的相位變化,基于所述相位變化來算出從所述強化玻璃的表面起的深度方向上的應力分布,并使用所述多個圖像來測定與所述強化玻璃的強度有關的物理量。

                    2.根據權利要求1所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    所述運算部測定所述散射光的亮度作為所述物理量。

                    3.根據權利要求1所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    所述多個圖像具備斑點圖案,

                    所述運算部測定所述斑點圖案的亮度的方差值作為所述物理量。

                    4.根據權利要求1所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    所述運算部測定所述強化玻璃的折射率作為所述物理量。

                    5.根據權利要求1~4中任一項所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    所述激光的波長的透過率相對高的第一光波長選擇構件與所述激光的波長的透過率相對低的第二光波長選擇構件能夠切換地插入到所述激光向所述拍攝元件入射的光路上,

                    所述運算部測定所述第一光波長選擇構件插入到所述光路上時的所述散射光的第一亮度和所述第二光波長選擇構件插入到所述光路上時的所述散射光的第二亮度作為所述物理量,并計算所述第一亮度與所述第二亮度的比率。

                    6.根據權利要求1~4中任一項所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    使第一波長帶域的激光透過的第一光波長選擇構件和使第二波長帶域的光透過的第二光波長選擇構件以在所述第一波長帶域的激光入射的情況下選擇所述第一光波長選擇構件而在所述第二波長帶域的激光入射的情況下選擇所述第二光波長選擇構件的方式,能夠切換地插入到所述激光向所述拍攝元件入射的光路上,

                    所述運算部測定所述第一波長帶域的激光入射而所述第一光波長選擇構件插入到所述光路上時的所述散射光的第一亮度和所述第二波長帶域的激光入射而所述第二光波長選擇構件插入到所述光路上時的所述散射光的第二亮度作為所述物理量。

                    7.根據權利要求1~6中任一項所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    所述運算部在從所述強化玻璃的表面起的深度方向上的多個區域測定所述物理量。

                    8.根據權利要求1~7中任一項所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    所述偏振光相位差可變構件是液晶元件。

                    9.根據權利要求1~7中任一項所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    所述偏振光相位差可變構件是光彈性常數與楊氏模量相乘而得到的值為0.1以上且通過加壓而產生所述偏振光相位差的透明構件。

                    10.根據權利要求9所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    所述透明構件是石英玻璃或聚碳酸酯。

                    11.根據權利要求1~10中任一項所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    所述激光的最小射束直徑的位置處于所述強化玻璃的離子交換層內,

                    所述最小射束直徑為20μm以下。

                    12.根據權利要求1~11中任一項所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    向所述強化玻璃入射的所述激光的入射面相對于所述強化玻璃的表面為45±5°。

                    13.根據權利要求12所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    所述強化玻璃的評價裝置具有光供給構件,該光供給構件使所述偏振光相位差變化了的所述激光向作為被測定體的強化玻璃內相對于玻璃表面傾斜地入射,

                    以向所述強化玻璃入射的所述激光的入射面相對于所述強化玻璃的表面成為45±5°的方式設定所述光供給構件的所述激光入射的面的角度。

                    14.根據權利要求1~13中任一項所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    在所述光供給構件與所述強化玻璃之間具備與所述強化玻璃的折射率的折射率差為0.03以下的液體,

                    所述液體的厚度為10μm以上且500μm以下。

                    15.根據權利要求14所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    在所述光供給構件的與所述強化玻璃相接的面上形成有深度為10μm以上且500μm以下的凹陷,

                    在所述凹陷內填充有所述液體。

                    16.根據權利要求14所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    在所述光供給構件的表面設置與所述強化玻璃相接的突起部,

                    所述突起部成為經由所述光供給構件向所述強化玻璃內入射的所述激光的光路的一部分,

                    在所述突起部的與所述強化玻璃相接的一側形成有深度為10μm以上且500μm以下的凹陷,

                    17.根據權利要求16所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    所述突起部更換自如地保持于所述光供給構件的表面。

                    18.根據權利要求16或17所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    在所述凹陷的周圍形成平坦的外緣部,所述平坦的外緣部成為與所述強化玻璃相接的面。

                    19.根據權利要求15~18中任一項所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    所述凹陷由具備彎曲的部分的面構成。

                    20.根據權利要求15~19中任一項所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    在所述凹陷的周圍形成將所述液體排出的槽。

                    21.根據權利要求15~20中任一項所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    在所述光供給構件的折射率與所述強化玻璃的折射率不同的情況下,

                    取得所述強化玻璃的折射率,

                    根據基于所述強化玻璃的折射率求出的所述強化玻璃中的所述激光的軌跡與利用所述拍攝元件取得的所述激光的圖像的關系,導出所述激光向所述強化玻璃入射時的入射余角,

                    基于所述入射余角的值,對于從所述強化玻璃的表面起的深度方向上的應力分布進行校正。

                    22.根據權利要求21所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    所述強化玻璃的折射率基于利用所述拍攝元件取得的所述激光的圖像而導出。

                    23.根據權利要求1~22中任一項所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    在所述強化玻璃的厚度已知的情況下,基于算出的所述應力分布及所述強化玻璃的厚度,推定取得應力平衡那樣的所述強化玻璃的最表面的相位變化量,并對表面應力值進行校正。

                    24.根據權利要求1~23中任一項所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    所述強化玻璃的評價裝置具備測定所述強化玻璃的厚度的單元,

                    測定所述應力分布及所述強化玻璃的厚度,基于測定出的所述強化玻璃的厚度來推定所述強化玻璃的最表面的相位變化量。

                    25.根據權利要求1~24中任一項所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,

                    在所述強化玻璃的所述激光的出射側,所述強化玻璃中的所述激光滿足全反射的條件。

                    26.根據權利要求1~25中任一項所述的強化玻璃的評價裝置,其特征在于,所述強化玻璃的評價裝置具有:

                    第二光供給構件,使來自第二光源的光向所述強化玻璃的具有壓縮應力層的表面層內入射;

                    光取出構件,使在所述表面層內傳播的光向所述強化玻璃外射出;

                    光轉換構件,將經由所述光取出構件射出的光中包含的與所述強化玻璃和所述光取出構件的交界面平行及垂直地振動的兩種光成分轉換成分別具有兩根以上的亮線的兩種亮線列;

                    第二拍攝元件,拍攝所述兩種亮線列;及

                    位置測定單元,從由所述第二拍攝元件得到的圖像測定所述兩種亮線列各自的兩根以上的亮線的位置,

                    所述運算部將與基于所述位置測定單元的測定結果算出的所述兩種光成分對應的從所述強化玻璃的表面起的深度方向上的第一區域的應力分布與基于所述相位變化算出的所述第一區域以外的應力分布合成。

                    27.一種強化玻璃的評價方法,其特征在于,包括:

                    偏振光相位差可變工序,使激光的偏振光相位差相對于所述激光的波長變化一個波長以上;

                    拍攝工序,以規定的時間間隔多次拍攝散射光,并取得多個圖像,所述散射光是通過將所述偏振光相位差變化了的激光向強化玻璃入射而發出的散射光;及

                    運算工序,使用所述多個圖像來測定所述散射光的周期性的亮度變化,算出所述亮度變化的相位變化,基于所述相位變化算出從所述強化玻璃的表面起的深度方向上的第一應力分布,并使用所述多個圖像來測定與所述強化玻璃的強度有關的物理量。

                    28.根據權利要求27所述的強化玻璃的評價方法,其特征在于,

                    在所述運算工序中,測定所述散射光的亮度作為所述物理量。

                    29.根據權利要求27所述的強化玻璃的評價方法,其特征在于,

                    在所述運算工序中,測定所述斑點圖案的亮度的方差值作為所述物理量。

                    30.根據權利要求27所述的強化玻璃的評價方法,其特征在于,

                    在所述運算工序中,測定所述強化玻璃的折射率作為所述物理量。

                    31.根據權利要求27~30中任一項所述的強化玻璃的評價方法,其特征在于,

                    所述激光的波長的透過率相對高的第一光波長選擇構件與所述激光的波長的透過率相對低的第二光波長選擇構件能夠切換地插入到所述激光向在所述拍攝工序中使用的拍攝元件入射的光路上,

                    在所述運算工序中,測定所述第一光波長選擇構件插入到所述光路上時的所述散射光的第一亮度和所述第二光波長選擇構件插入到所述光路上時的所述散射光的第二亮度作為所述物理量,計算所述第一亮度與所述第二亮度的比率。

                    32.根據權利要求27~30中任一項所述的強化玻璃的評價方法,其特征在于,

                    使第一波長帶域的激光透過的第一光波長選擇構件和使第二波長帶域的光透過的第二光波長選擇構件以在所述第一波長帶域的激光入射的情況下選擇所述第一光波長選擇構件而在所述第二波長帶域的激光入射的情況下選擇所述第二光波長選擇構件的方式,能夠切換地插入到所述激光向在所述拍攝工序中使用的拍攝元件入射的光路上,

                    在所述運算工序中,測定所述第一波長帶域的激光入射而所述第一光波長選擇構件插入到所述光路上時的所述散射光的第一亮度和所述第二波長帶域的激光入射而所述第二光波長選擇構件插入到所述光路上時的所述散射光的第二亮度作為所述物理量。

                    33.根據權利要求27~32中任一項所述的強化玻璃的評價方法,其特征在于,

                    在所述運算工序中,在從所述強化玻璃的表面起的深度方向上的多個區域測定所述物理量。

                    34.根據權利要求27~33中任一項所述的強化玻璃的評價方法,其特征在于,

                    在偏振光相位差可變工序中,利用液晶元件使所述偏振光相位差變化。

                    35.根據權利要求27~34中任一項所述的強化玻璃的評價方法,其特征在于,

                    所述強化玻璃的評價方法包括如下工序:基于P偏振光及S偏振光的亮線的位置來算出各自的折射率分布,并基于所述P偏振光與所述S偏振光的折射率分布差和強化玻璃的光彈性常數來求出第二應力分布。

                    36.一種強化玻璃的評價方法,其特征在于,

                    關于利用相同的制造工序制造的多個強化玻璃中的至少一張以上的強化玻璃,將利用權利要求35所述的強化玻璃的評價方法求出的所述第一應力分布與所述第二應力分布合成而得到應力分布,關于其余的強化玻璃,僅測定所述第一應力分布及所述第二應力分布中的任一方而得到應力分布。

                    37.一種強化玻璃的制造方法,其特征在于,

                    根據通過強化玻璃的評價方法得到的應力值來求出特性值,在確認特性值是否進入管理值內之后進行出貨判斷,所述強化玻璃的評價方法包括:偏振光相位差可變工序,使激光的偏振光相位差相對于所述激光的波長變化一個波長以上;拍攝工序,以規定的時間間隔多次拍攝散射光,并取得多個圖像,所述散射光是通過將所述偏振光相位差變化了的激光向強化玻璃入射而發出的散射光;及運算工序,使用所述多個圖像來測定所述散射光的周期性的亮度變化,算出所述亮度變化的相位變化,基于所述相位變化算出從所述強化玻璃的表面起的深度方向上的第一應力分布,并使用所述多個圖像來測定與所述強化玻璃的強度有關的物理量。

                    38.根據權利要求37所述的強化玻璃的制造方法,其特征在于,

                    在所述偏振光相位差可變工序中,利用液晶元件使所述偏振光相位差變化。

                    39.根據權利要求37或38所述的強化玻璃的制造方法,其特征在于,

                    所述強化玻璃的制造方法包括如下工序:基于P偏振光及S偏振光的亮線的位置而算出各自的折射率分布,基于所述P偏振光與所述S偏振光的折射率分布差和強化玻璃的光彈性常數來求出第二應力分布。

                    40.根據權利要求39所述的強化玻璃的制造方法,其特征在于,

                    關于利用相同的制造工序制造的多個強化玻璃中的至少一張以上的強化玻璃,將利用所述評價方法求出的所述第一應力分布與所述第二應力分布合成而得到應力分布,關于其余的強化玻璃,僅測定所述第一應力分布及所述第二應力分布中的任一方而得到應力分布。

                    41.根據權利要求37或38所述的強化玻璃的制造方法,其特征在于,

                    包括兩次以上的強化工序,該強化工序制造對含鋰玻璃進行了強化的強化玻璃而進行該強化玻璃的出貨判斷,

                    所述各強化工序基于利用所述評價方法得到的所述第一應力分布進行所述出貨判斷。

                    42.根據權利要求41所述的強化玻璃的制造方法,其特征在于,

                    在最終次的所述強化工序中,所述評價方法包括如下工序:基于P偏振光及S偏振光的亮線的位置來算出各自的折射率分布,基于所述P偏振光與所述S偏振光的折射率分布差和強化玻璃的光彈性常數來求出第二應力分布的工序,并基于利用所述評價方法得到的第二應力分布進行出貨判斷。

                    43.根據權利要求42所述的強化玻璃的制造方法,其特征在于,

                    在除了最終次之外的所述強化工序中,基于從所述第一應力分布導出的玻璃最深部的應力值(CT)及應力值成為0的玻璃深度(DOL_zero),進行所述出貨判斷。

                    44.根據權利要求42或43所述的強化玻璃的制造方法,其特征在于,

                    在最終次的所述強化工序中,對所述第二應力分布進行函數近似,進行所述出貨判斷。

                    45.根據權利要求44所述的強化玻璃的制造方法,其特征在于,

                    利用下述的式(2)進行所述函數近似,

                    【數學式2】

                    σ f (x)=a·x+CS2 …(2)

                    其中,σf(x)是第二應力分布,a是斜率,CS2是最表面的應力值。

                    46.根據權利要求44所述的強化玻璃的制造方法,其特征在于,

                    利用下述的式(3)進行所述函數近似,

                    【數學式3】

                    σ f (x)=CS2·erfc(a·x) …(3)

                    其中,σf(x)是第二應力分布,a是斜率,CS2是最表面的應力值,erfc是誤差函數。

                    47.根據權利要求42~46中任一項所述的強化玻璃的制造方法,其特征在于,

                    在除了最終次之外的所述強化工序中,使用在該強化工序中得到的第二應力分布、強化玻璃的板厚t、事先測定的同一條件的強化玻璃的第一應力分布,將所述第一應力分布與所述第二應力分布合成,從合成后的應力分布找到玻璃最深部的應力值(CT)而導出特性值,根據特性值是否進入允許范圍來進行所述出貨判斷。

                    48.根據權利要求42~47中任一項所述的強化玻璃的制造方法,其特征在于,

                    在除了最終次之外的所述強化工序中,使用在該強化工序中得到的第二應力分布、強化玻璃的板厚t、事先測定的同一條件的強化玻璃的第一應力分布,將所述第一應力分布與所述第二應力分布合成,找到合成后的應力分布的積分值成為0的玻璃最深部的應力值(CT)而導出特性值,根據特性值是否進入允許范圍來進行所述出貨判斷。

                    49.根據權利要求42~47中任一項所述的強化玻璃的制造方法,其特征在于,

                    在除了最終次之外的所述強化工序中,使用在該強化工序中得到的第二應力分布、強化玻璃的板厚t、事先測定的同一條件的強化玻璃的第一應力分布,將所述第一應力分布與所述第二應力分布合成,利用下述的式(5)將合成后的應力分布近似,找到σ(x)的積分值(x=0~t/2)成為0的玻璃最深部的應力值(CT)而導出特性值,根據特性值是否進入允許范圍來進行所述出貨判斷,

                     散亂光結構圖.png

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