[发明专利]测量基材上沉积的涂层的厚度的光学方法

说明书

本申请提供了测量物体上涂层厚度的方法和装置。在物体上预定位置处将光引导到物体，使得一部分光与物体相互作用。拍摄由与物体相互作用的那部分光产生的图像，该图像具有至少两个波长通道(例如颜色通道)。基于所述至少两个波长通道中每个通道的直方图，确定所述至少两个波长通道中每一个之间的相对偏差。基于所确定的相对偏差，确定物体上涂层的厚度和/或涂层的可接受度。

相关申请的交叉参考

本申请涉及2016年1月7日提交的题为“测量基材上沉积的涂层的厚度的光学方法”的第62/275,905号美国临时申请并要求其权益，其内容通过参考完整地纳入本文以用于所有目的。

发明领域

本发明涉及基材上沉积的涂层的厚度的光学测量方法和装置。

发明背景

在形成玻璃容器的过程中，玻璃容器外部通常施涂金属氧化物涂料。这种涂料可包含锡、钛或者其他反应性金属化合物或有机金属化合物，可用来促进玻璃与第二保护涂层之间的粘合，所述第二保护涂层通常为蜡，保护玻璃容器免受表面损伤，如磨伤和擦伤。

金属氧化物涂料通常在玻璃容器以受热并完全成型的状态从玻璃器皿成型机中出来的时候施涂，也就是在系统“热端”施涂。传送机将容器从成型机送走。玻璃容器表面存在超过400摄氏度的温度，所以，当向其施涂可热分解的无机金属或有机金属化合物时，该化合物会立即反应并转化为金属氧化物涂层。

在形成玻璃的过程中，宜定期检查涂层。目前的质检程序通常涉及离线过程。在容器冷却到低于约100摄氏度之后(在系统的“冷端”)，定期将一个或多个容器从生产线拉出来。然后测量金属氧化物涂层厚度，以确定厚度是否处在厚度容差范围内。若厚度超出容差范围，则可能要销毁最后一次成功检测以来生产的所有容器，直至生产工艺得到修正。例如，样品容器可每4-8小时检测一次。若每分钟形成约400-500个瓶子(或者每小时约25000至约55000个瓶子)，生产4小时后才发现涂层缺陷可能导致存货损失严重。

有多种方法探测待检物体中的缺陷。

第4,651,568号美国专利涉及玻璃瓶检查方法和装置，其采用声波脉冲探测缺陷。

美国专利申请公开第2013/0222575号涉及玻璃瓶检查装置和方法，其借助于一个或多个照明单元和至少一个照相机，通过成像过程探测玻璃瓶上的缺陷。

美国专利申请公开第2014/0119634号涉及玻璃瓶检查方法和装置，其在玻璃瓶旋转的同时从瓶子相继拍摄图像，由此产生差分图像，以确定瓶子是否无缺陷。

美国专利申请公开第2009/0148031号涉及表面检查装置，其利用检查光扫描在检物体表面，从表面接收反射光，基于反射光生成物体表面的二维图像。该装置将二维图像的像素分为其色调对应于物体表面上的缺陷的像素和其色调不对应于物体表面上的缺陷的像素。

有多种方法确定设置于物体上的涂层厚度。

美国专利申请公开第2004/0065841号涉及检验塑料容器上涂层厚度的方法和装置，其用紫外光照射容器，使之穿过容器到达一个或多个紫外光传感器，基于通过容器的紫外光的量确定厚度。

WO 2004/065902涉及基材如瓶子上涂层的无接触测量方法和装置，其基于对反射自基材的紫外辐射的捕集。

第6,252,237号美国专利涉及经涂覆表面上涂层厚度的测量方法，其利用光敏元件的固态阵列测量荧光涂料组合物发射的光，测量涂料组合物的强度。

第6,646,752号美国专利涉及超薄栅氧化物层厚度的测量方法和装置，其利用热处理和椭偏仪技术。

第5,208,645号美国专利涉及圆柱形物体周围涂层厚度的测量方法和装置，其利用平行光线在垂直于样本长度的方向上辐射物体，并测量由样本衍射并通过图像探测设备接收的光的光强度峰值水平。