一種偏振裝置及玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型是關(guān)于一種偏振裝置及玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置，涉及應(yīng)力檢測(cè)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的玻璃應(yīng)力檢測(cè)儀測(cè)試精度、準(zhǔn)確度不高的技術(shù)問(wèn)題。主要采用的技術(shù)方案為：該偏振裝置包括第一偏振部及第二偏振部，第二偏振部與第一偏振部拼接；第一偏振部的偏振方向與第二偏振部的偏振方向垂直。本實(shí)用新型的偏振裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，在應(yīng)用于玻璃應(yīng)力檢測(cè)中時(shí)，能夠充分利用檢測(cè)器的小像素尺寸，提高檢測(cè)的精度和準(zhǔn)確性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種偏振裝置及玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)力檢測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種偏振裝置及具有該偏振裝置的玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]通常情況下，由于加工過(guò)程中的各種工藝影響，玻璃板中會(huì)殘留應(yīng)力，而應(yīng)力的大小是衡量玻璃板質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)；如果應(yīng)力較大，則會(huì)對(duì)玻璃板的使用性能以及使用安全造成明顯嚴(yán)重的影響。因此，玻璃板的應(yīng)力檢測(cè)尤為重要。
[0003]目前，檢測(cè)玻璃表面應(yīng)力的方法主要有兩種:微分表面折射法DSR(DifferentialSurface Refractometry)和表面掠角偏光法GASP(GrazingAngle Surface Polarimetry)。其中，GASP法主要適用于低應(yīng)力的玻璃測(cè)試，在測(cè)試高應(yīng)力時(shí)，其準(zhǔn)確度低，且GASP測(cè)試儀價(jià)格昂貴。DSR法由于使用的光學(xué)元件較少，檢測(cè)儀器的價(jià)格相對(duì)較低，而被各種檢測(cè)機(jī)構(gòu)廣為采用。DSR的測(cè)試原理是當(dāng)一定入射角的光線(xiàn)到達(dá)玻璃與棱鏡的交界面時(shí)，由于雙折射率的不同，光束會(huì)分成以不同臨界角a，b反射返回棱鏡的兩路光束，通過(guò)目鏡測(cè)定兩光束之間的距離可得到雙折射率，從而可計(jì)算出玻璃的應(yīng)力值。
[0004]但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)利用DSR檢測(cè)儀在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩束光會(huì)彼此摻雜，使得兩者距離不清晰，只能估算，從而使得DSR法測(cè)試精度、準(zhǔn)確度較低，尤其是對(duì)于低應(yīng)力玻璃，無(wú)法檢測(cè)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種偏振裝置及玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置，主要目的在于用于檢測(cè)玻璃應(yīng)力，且具有較高的檢測(cè)精度和準(zhǔn)確性。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型主要提供如下技術(shù)方案:
[0007]一方面，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種偏振裝置，包括:
[0008]第一偏振部；
[0009]第二偏振部，所述第二偏振部與所述第一偏振部拼接；
[0010]其中,所述第一偏振部的偏振方向與所述第二偏振部的偏振方向垂直。
[0011]前述的偏振裝置，所述第一偏振部包括第一偏振片和第一基片，所述第一偏振片鋪設(shè)在第一基片上；
[0012]所述第二偏振部包括第二偏振片和第二基片，所述第二偏振片鋪設(shè)在第二基片上;
[0013]所述第一基片與所述第二基片連接；
[0014]所述第一偏振片和第二偏振片相鄰。
[0015]前述的偏振裝置，所述第一偏振部與所述第二偏振部粘接在一起。
[0016]前述的偏振裝置，所述第一偏振片、第二偏振片具有不同材質(zhì)的基片。
[0017]前述的偏振裝置，所述偏振裝置還包括基片；
[0018]所述第一偏振部包括第一偏振片；
[0019]所述第二偏振部包括第二偏振片；
[0020]所述第一偏振片、第二偏振片相鄰設(shè)置在所述基片上。
[0021]前述的偏振裝置，所述第一偏振部、第二偏振部的形狀和面積一致。
[0022]另一方面，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置，包括:沿光路方向依次布置的光源、棱鏡、濾光片、望遠(yuǎn)物鏡系統(tǒng)、如上述任一項(xiàng)所述的偏振裝置以及檢測(cè)器；
[0023]其中，所述棱鏡的反射面用于連接被測(cè)玻璃。
[0024]前述的玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置，所述玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置還包括反射鏡；
[0025]沿著光路方向，所述反射鏡布置在所述棱鏡反射面和所述濾光片入射面之間。
[0026]前述的玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)器為CXD或CMOS。
[0027]借由上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型提供的偏振裝置及玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置至少具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0028]本實(shí)用新型提供的偏振裝置包括第一偏振部、第二偏振部，第一偏振部的偏振方向與第二偏振部的偏振方向垂直，使的該偏振裝置在應(yīng)用于玻璃應(yīng)力檢測(cè)中時(shí)，可以將從被測(cè)玻璃出射的兩束光分別進(jìn)行過(guò)濾分光，從而使兩束光在入射到檢測(cè)器后能夠顯著地被識(shí)別為兩部分，即使在小像素的尺寸下，兩束光的入射位置能夠被清楚的區(qū)別開(kāi)，從而能夠以較低成本獲得高準(zhǔn)確性、高精度的檢測(cè)結(jié)果。
[0029]本實(shí)用新型提供的玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置具有上述偏振裝置，使的該玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置在進(jìn)行玻璃應(yīng)力測(cè)試時(shí)，偏振裝置可將被測(cè)玻璃出射的兩束光分別進(jìn)行過(guò)濾分光，從而使該玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置的檢測(cè)器上的不同位置的光能夠準(zhǔn)確代表兩束垂直偏振方向的光，從而提高了玻璃應(yīng)力測(cè)試的精度和準(zhǔn)確性。
[0030]上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例提供的一種偏振裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例提供的一種玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置的示意圖；
[0033]圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例的玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置在檢測(cè)玻璃應(yīng)力時(shí)，檢測(cè)器上的圖像不意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034]為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定實(shí)用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型申請(qǐng)的【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。在下述說(shuō)明中，不同的“一實(shí)施例”或“實(shí)施例”指的不一定是同一實(shí)施例。此外，一或多個(gè)實(shí)施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點(diǎn)可由任何合適形式組合。
[0035]實(shí)施例1
[0036]如圖1所示，本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例提出的一種偏振裝置，該偏振裝置I包括第一偏振部11和第二偏振部12。其中,第一偏振部11與第二偏振部12拼接(在此的拼接是指，第二偏振部、第一偏振部延長(zhǎng)相接，非加后相接)，且第一偏振部11的偏振方向與第二偏振部12的偏振方向垂直(例如，第一偏振部相對(duì)于觀(guān)察者而言具有水平的偏振方向，而第二偏振部則具有垂直的偏振方向)。
[0037]本實(shí)施例的偏振裝置應(yīng)用于玻璃應(yīng)力檢測(cè)的裝置中，在玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置測(cè)試玻璃應(yīng)力時(shí)，本實(shí)施例的偏振裝置通過(guò)偏振方向相互垂直的第一偏振部、第二偏振部能夠?qū)谋粶y(cè)玻璃出射的光進(jìn)行過(guò)濾，從而使入射到檢測(cè)器的光顯著的被識(shí)別為兩部分，從而使得在圖像傳感器中將兩束光的入射位置能夠被清楚的區(qū)別開(kāi)，這樣經(jīng)過(guò)圖像處理后，能夠以較低成本獲得高準(zhǔn)確性、高精度的檢測(cè)結(jié)果。
[0038]實(shí)施例2
[0039]較佳地，本實(shí)施例提供一種偏振裝置，與實(shí)施例1相比，本實(shí)施例中的第一偏振部11包括第一偏振片和第一基片，第一偏振片鋪設(shè)在第一基片上；第二偏振部12包括第二偏振片和第二基片，第一基片和第二基片連接。且鋪設(shè)在第一基片上的第一偏振片與鋪設(shè)在第二基片上的第二偏振片相鄰。其中，第一偏振片的偏振方向與第二偏振片的偏振方向垂直。
[0040]較佳地，第一基片與第二基片通過(guò)膠黏劑或者其他方式粘接在一起。
[0041]較佳地，本實(shí)施例中的第一的基片材質(zhì)不同于第二基片材質(zhì)。其中，第一基片、第二基片的材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯、PA、玻璃以及有機(jī)玻璃等材料。
[0042]另外，為了便于安裝在玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置中，本實(shí)施例的第一偏振部、第二偏振部具有相同的面積和形狀(如長(zhǎng)方形、方形以及半圓形等)，并以對(duì)稱(chēng)的方式布置；但不限于此，第一偏振部與第二偏振部可以具有不同的面積，或者不同的形狀，或者不同的面積和形狀。第一偏振部和第二偏振部的面積和形狀可以根據(jù)在測(cè)試裝置中安裝等實(shí)際測(cè)量需要進(jìn)行設(shè)置，任何便于安裝和測(cè)試的形狀和面積分配均可。
[0043]本實(shí)施例中的偏振裝置為兩個(gè)偏振方向垂直的偏振片，且該兩個(gè)偏振方向垂直的偏振片分別鋪設(shè)在兩個(gè)基片上，通過(guò)將兩個(gè)基片粘接而成，使得該偏振裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低。
[0044]實(shí)施例3
[0045]較佳地，本實(shí)施例提供的一種偏振裝置，與實(shí)施例1相比，本實(shí)施例中的偏振裝置包括基片；第一偏振部包括第一偏振片，第二偏振部包括第二偏振片，第一偏振片的偏振方向與第二偏振片的偏振方向垂直。第一偏振片、第二偏振片設(shè)置在基片上。本實(shí)施例中的包括的兩個(gè)偏振方向相互垂直的兩個(gè)偏振片鋪設(shè)在同一基片上，使得該偏振裝置的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低。
[0046]本實(shí)施例中的第一偏振部、第二偏振部具有相同的面積和形狀(如長(zhǎng)方形、方形以及半圓形等)，并以對(duì)稱(chēng)的方式布置；但不限于此，第一偏振部與第二偏振部可以具有不同的面積，或者不同的形狀，或者不同的面積和形狀。第一偏振部和第二偏振部的面積和形狀可以根據(jù)在測(cè)試裝置中安裝等實(shí)際測(cè)量需要進(jìn)行設(shè)置，任何便于安裝和測(cè)試的形狀和面積分配均可。
[0047]較佳地，本實(shí)施例中的基片的材質(zhì)可以為聚甲基丙烯酸甲酯、PA、玻璃以及有機(jī)玻璃等材料。
[0048]實(shí)施例4
[0049]如圖2所示，本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供一種玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置，該玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置包括沿光路方向依次布置(連接)的光源2、棱鏡3、濾光片4、望遠(yuǎn)物鏡系統(tǒng)5、上述任一實(shí)施例所述的偏振裝置I以及檢測(cè)器6。其中，棱鏡3的反射面連接被測(cè)玻璃7。
[0050]本實(shí)施例的玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置的原理為:玻璃在經(jīng)處理后，其表面形成一定的壓力，且方向平行于玻璃表面。因玻璃表面壓應(yīng)力與內(nèi)部張應(yīng)力相互平衡、及應(yīng)力的各向同性，用垂直玻璃平面的透射光是無(wú)法測(cè)應(yīng)力的，而具有一定角度入射的偏振光通過(guò)有應(yīng)力的玻璃時(shí)，由于應(yīng)力引起的雙折射率不同，則會(huì)形成二束相互垂直且傳播速度不同的光束。雙折射率的計(jì)算公式為:Dn = na-nb,其中，Dn與玻璃中的應(yīng)力s成正比，即Dn = CXs,即應(yīng)力可由如下公式算出:s = Dn/C，其中C稱(chēng)為應(yīng)力光學(xué)常數(shù)，對(duì)固定的玻璃類(lèi)型，如浮法玻璃等，C為固定值。
[0051]依據(jù)上述原理，在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，以一定入射角的光線(xiàn)到達(dá)玻璃與棱鏡的交界面時(shí)，光束會(huì)分成以不同臨界角a，b反射返回棱鏡的兩路光束，測(cè)定兩光束之間的距離，即可得到雙折射率Dn，并依據(jù)公式s = Dn/C算出應(yīng)力s值。
[0052]利用本實(shí)施例提供的玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置在進(jìn)行玻璃應(yīng)力測(cè)試時(shí)，棱鏡3置于被測(cè)玻璃7的上方，緊貼被測(cè)玻璃7。沿著光行進(jìn)方向，由光源2發(fā)出的光沿垂直于棱鏡3的入射面射入棱鏡3,入射棱鏡3后傳播的光在棱鏡3和被測(cè)玻璃7的表面進(jìn)行全反射，由于被測(cè)玻璃7表面存在應(yīng)力作用的雙折射，導(dǎo)致光在全反射后形成兩束偏振方向互相垂直且傳播方向不同的光束，從而使得這兩束光以不同的出射角度出射棱鏡，隨后進(jìn)入濾光片4和望遠(yuǎn)物鏡系統(tǒng)5，再進(jìn)入偏振裝置1，偏振裝置I會(huì)對(duì)上述兩束光進(jìn)行檢偏，以過(guò)濾混雜在其中一束光中的少量另一束光，確保入射檢測(cè)器6上不同位置的光能夠分別準(zhǔn)確代表兩束垂直偏振方向的光，從而根據(jù)上述兩束光分開(kāi)的距離確定出雙折射率Dn。進(jìn)而根據(jù)公式s =Dn/C算出應(yīng)力s值。
[0053]實(shí)施例5
[0054]較佳地，本實(shí)施例提供了一種玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置，與上述實(shí)施例相比，本實(shí)施例中的玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置還包括反射鏡8，反射鏡8的布置滿(mǎn)足:沿著光路方向，反射鏡8布置在棱鏡3的反射面和濾光片4之間。
[0055]本實(shí)施例通過(guò)設(shè)置反射鏡8，使從棱鏡3出射光經(jīng)反射鏡8反射后進(jìn)入濾光片4及望遠(yuǎn)物鏡系統(tǒng)5，以縮短整個(gè)玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置在長(zhǎng)度方向上占據(jù)的空間。
[0056]較佳地，上述實(shí)施例中的玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置還包括數(shù)據(jù)處理裝置(未示出)，數(shù)據(jù)處理裝置與檢測(cè)器連接，以接收檢測(cè)器檢測(cè)到的圖像信息，并將其處理。該數(shù)據(jù)處理裝置可以是具有數(shù)據(jù)處理軟件的通用計(jì)算機(jī)，或者是專(zhuān)用數(shù)據(jù)處理器，另外小型的數(shù)據(jù)處理器可以集成在檢測(cè)器中實(shí)現(xiàn)。
[0057]較佳地，檢測(cè)器可以是諸如CXD或CMOS這樣的光電轉(zhuǎn)換器件，能夠同時(shí)提供光強(qiáng)信息和光強(qiáng)對(duì)應(yīng)的位置信息(像素位置)。
[0058]較佳地，濾光片可以是諸如干涉濾光片這樣的帶通濾光片，也可以是進(jìn)入望遠(yuǎn)系統(tǒng)的光束呈具有一定光譜帶寬的單色光，避免色彩混雜對(duì)偏振裝置和檢測(cè)器檢測(cè)時(shí)的不利影響。
[0059]如圖3所示，圖3為根據(jù)上述實(shí)施例的玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置在檢測(cè)玻璃應(yīng)力時(shí)，由檢測(cè)器6獲得的圖像，其中線(xiàn)AA和線(xiàn)BB位置分別對(duì)應(yīng)于兩偏振方向相互垂直的光在檢測(cè)器6上的成像位置。通過(guò)已知的計(jì)算方式，根據(jù)上述成像位置信息以及望遠(yuǎn)物鏡系統(tǒng)的參數(shù)，即可獲得Dn值，在玻璃種類(lèi)確定的情況下，根據(jù)公式s = Dn/C計(jì)算出被測(cè)玻璃板的應(yīng)力。
[0060]另外，上述實(shí)施例中的玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置還包括固定光源、棱鏡、濾光片、望遠(yuǎn)物鏡系統(tǒng)、偏振裝置以及檢測(cè)器的支架，以將上述各個(gè)部件固定。另外，還包括將上述各個(gè)部件連接成一體的連接件。
[0061]綜上，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的偏振裝置應(yīng)用于玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置中，其通過(guò)兩個(gè)偏振方向相互垂直的偏振部將從被測(cè)玻璃出射的兩束光分別進(jìn)行過(guò)濾分光，從而使兩束光在入射到檢測(cè)器后能夠顯著地被識(shí)別為兩部分，即使在小像素的尺寸下，兩束光的入射位置能夠被清楚的區(qū)別開(kāi)，從而能夠以較低成本獲得高準(zhǔn)確性、高精度的檢測(cè)結(jié)果。
[0062]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種偏振裝置，其特征在于，包括: 第一偏振部； 第二偏振部，所述第二偏振部與所述第一偏振部拼接； 其中，所述第一偏振部的偏振方向與所述第二偏振部的偏振方向垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振裝置，其特征在于， 所述第一偏振部包括第一偏振片和第一基片，所述第一偏振片鋪設(shè)在第一基片上； 所述第二偏振部包括第二偏振片和第二基片，所述第二偏振片鋪設(shè)在第二基片上； 所述第一基片與所述第二基片連接； 所述第一偏振片和第二偏振片相鄰。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的偏振裝置，其特征在于，所述第一偏振部與所述第二偏振部粘接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的偏振裝置，其特征在于，所述第一基片、第二基片的材質(zhì)不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振裝置，其特征在于，所述偏振裝置還包括基片； 所述第一偏振部包括第一偏振片； 所述第二偏振部包括第二偏振片； 所述第一偏振片、第二偏振片相鄰設(shè)置在所述基片上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的偏振裝置，其特征在于，所述第一偏振部、第二偏振部的形狀和面積一致。
7.一種玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置，其特征在于，包括:沿光路方向依次布置的光源、棱鏡、濾光片、望遠(yuǎn)物鏡系統(tǒng)、如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的偏振裝置以及檢測(cè)器； 其中，所述棱鏡的反射面用于連接被測(cè)玻璃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置，其特征在于，所述玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置還包括反射鏡； 沿著光路方向，所述反射鏡布置在所述棱鏡反射面和所述濾光片入射面之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的玻璃應(yīng)力檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)器為CCD或CMOS。
【文檔編號(hào)】G01N21/23GK204166209SQ201420627825
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】邱巖, 包亦望, 李俊峰, 劉小根, 萬(wàn)德田, 魏晨光 申請(qǐng)人:中國(guó)建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司