CN101819159A - 点光源线排列式检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种点光源线排列式检测装置，该检测装置包含一具有一取像镜头方向朝向一待测表面的影像撷取单元，及一具有多个线状排列点光源的点光源单元。该些点光源提供多个照射光束使该待测表面形成多个相间隔的亮区及暗区，并可使该待测表面上瑕疵的对比反差提高。

Description

点光源线排列式检测装置

技术领域

本发明是有关于一种光学检测装置，特别是指一种具有点光源线排列的点光源线排列式检测装置。

背景技术

一般用于检测料片表面瑕疵的光学检测装置，是先将光线投射在料片上形成一照明区，并借助影像撷取模块撷取照明区的影像，再配合影像软件将照明区中的异物(particle)、气泡(bubble)、较深的刮痕等瑕疵位置检出。并且，借助使照明区在料片上相对移动，依序扫描整片料片，将所有缺陷位置完整检出。

上述的装置为了提供充足的光线，通常使用均匀光源来进行检测，但均匀光源下瑕疵对比反差较低，因此若瑕疵很细微时，不易检测出来，同时也无法有效检测如波纹、压痕、凹凸等表面形态(morphology)的瑕疵。

发明内容

本发明的目的，是在于提供一种检测表面细微瑕疵或表面形态瑕疵的检测装置。

于是，本发明点光源线排列式检测装置，适用于检测一待测物的一待测表面，该待测表面反射至少部分光线，该检测装置包含一影像撷取单元及一点光源单元。

该影像撷取单元，供撷取该待测表面的影像，并包括一镜头方向朝向该待测表面的取像镜头。

该点光源单元，包括多个相间隔且沿一第一直线方向排列的点光源，并提供多条照射光束使该待测表面形成多个相间隔的亮区及暗区。

较佳地，该取像镜头的镜头方向实质垂直该待侧表面，该第一直线平行该待测表面，而该取像镜头为平行该第一直线延伸的长形镜头。

在本发明的较佳实施例中，还包含一设置于该取像镜头与该待测表面间的偏光镜，该偏光镜包括一以45度面向该待测表面的反射面。该些点光源朝该偏光镜的反射面发射多条原始光束，该些原始光束经该偏光镜部分反射而形成多条朝向该待测表面实质垂直地照射的照射光束。

有关该些点光源，可以是LED点光源，或是激光点光源。

本发明借助多条线状排列的点光源所产生的照射光束，使该待测表面的瑕疵对比反差提高，用以更有效地检测表面瑕疵。

附图说明

图1是一示意图，说明本发明点光源线排列瑕疵检测装置包含一影像撷取单元、一偏光镜及一点光源单元。

图2是该点光源单元具有多个线排列点光源的示意图。

图3是图1中该待测物体表面的一凹痕与光线相对关系示意图。

图4是图3中该凹痕改以一均匀光源检测装置检测时该凹痕与光线相对关系示意图。

图5是本发明点光源线排列瑕疵检测装置的影像撷取单元于检测一待测物体表面时所撷取的具有多个相间隔亮区及暗区的影像。

图6是利用线状排列点光源与均匀光源的检测装置检测同一瑕疵产生的影像比较结果。

主要元件符号说明：

1·······待测表面

11·····细微凹痕

111····斜边

2·······点光源线排列式检测装置

21·····影像撷取单元

211···取像镜头

22·····偏光镜

221···反射面

23·····点光源单元

231···点光源

232···原始光束

233···照射光束

233’··照射光束

3影像

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

参阅图1，本发明点光源线排列式检测装置的较佳实施例，应用于检测一待测物的一待测表面1的表面瑕疵，该待测表面1需至少可反射部分光线。

再配合参阅图2，点光源线排列式检测装置2包含一影像撷取单元21、一偏光镜22及一点光源单元23。其中，该影像撷取单元21可以是一面阵型电荷耦合式影像撷取装置(area CCD)或一感测阵列装置(CMOS)等，用以撷取该待测表面1的影像，并包括一镜头方向实质垂直该待测表面1的取像镜头211；该偏光镜22设置在该取像镜头211与该待测表面1间，并包括一反射面221，该反射面221与待测表面1相对呈45度角，在本实施例中，该偏光镜22可以使光线50％反射且50％穿透；该点光源单元23设置在该待测表面1上方，并包括多个的点光源231(例如LED点光源、激光点光源等)，该些点光源231沿一平行该待侧表面1的一第一直线L线状排列，较佳为等距离排列，该些点光源231与该反射面221夹45度角地朝该偏光镜22发射多条原始光束232，同时，本实施例为了有效撷取影像，该取像镜头211是平行该第一直线L延伸的长形镜头，且镜头宽度小于0.5公分。

原始光束232经偏光镜22反射后，形成射向待测表面1的照射光束233。本实施例是采同轴取像设计，也就是使照射光束233路径与影像撷取单元21撷取影像的方向皆实质垂直待测表面1，而实际上也可使用非同轴方式取像(点光源单元23自待测表面1的一侧直接朝向待测表面1发出发射光束，影像撷取单元21自另一侧朝该待测表面1撷取影像)，但同轴方式取像可避免影像撷取单元21所撷取的影像3产生梯形形变问题。

由该些线状排列的点光源231发射的该些原始光束232，经该偏光镜22后50％反射而形成多条朝向该待测表面1实质垂直地照射的照射光束233，并在该待测表面1形成多个实质上垂直该第一直线L且相间隔的亮区及暗区，事实上在本实施例中，该等亮区及暗区在该取像镜头211正下方最明显(远离正下方则亮区与暗区相对模糊)，以方便影像撷取单元21撷取对应的影像3(如图5)，且在该影像3中的表面瑕疵的对比反差提高(其原因解释于后)，因此表面细微瑕疵或表面形态瑕疵被检测出来的机率提高。

以下比较使用本发明点光源线排列式检测装置(以下简称点光源线排列式)与使用均匀光源检测装置(以下简称均匀光源式)的差异，并说明提高对比反差的原因。首先参阅图3，若该待测表面1的表面存在一细微凹痕11，以点光源线排列式来检测并使该细微凹痕11位于二亮区12间的一暗区13时，由于邻近的点光源231产生的部分照射光束233是有角度地照射到该待测表面1，以图3方位来说，该细微凹痕11右边的照射光束233无法有效地照射至该细微凹痕11的斜边111(可以视为形成一照射死角)，因此会在该影像3上相对地构成一明显的阴影区(如图6所示)；若改以均匀光源式来检测，该细微凹痕11的斜边111相对于均匀光源的照射光束233’的关系如图4所示，较不易形成照射死角，且垂直照射该细微凹痕11的照射光束233，会垂直反射向该取像镜头211，相对损失的能量最低，因此该细微凹痕11对比反差较低，相对地在检测影像上就较不明显(如图6所示)。

综上所述，借助多个线状排列的点光源231形成多条朝向该待测表面1实质垂直地照射的照射光束233，并在该待测表面1形成多个亮区及与该些亮区相间隔的多个暗区，使影像撷取单元21可撷取到瑕疵对比反差较大的影像3，因此瑕疵被检测出来的机率提高，确实达到本发明的功效。

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求范围及发明说明内容所做的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (6)

1.一种点光源线排列式检测装置，适用于检测一待测物的一待测表面，所述待测表面反射至少部分光线，其特征在于，所述检测装置包含：

一影像撷取单元，供撷取所述待测表面的影像，并包括一镜头方向朝向所述待测表面的取像镜头；及

一点光源单元，包括多个相间隔且沿一第一直线方向排列的点光源，并提供多个照射光束使所述待测表面形成多个相间隔的亮区及暗区。

2.根据权利要求1所述的点光源线排列式检测装置，其特征在于，还包含一设置于所述取像镜头与所述待测表面间的偏光镜，所述偏光镜包括一以45度面向所述待测表面的反射面，而所述取像镜头的镜头方向实质垂直所述待测表面，所述点光源朝所述偏光镜的反射面发射多条原始光束，所述原始光束经所述偏光镜部分反射而形成朝向所述待测表面实质垂直地照射的所述照射光束。

3.根据权利要求1或2所述的点光源线排列式检测装置，其特征在于，所述第一直线平行所述待测表面。

4.根据权利要求3所述的点光源线排列式检测装置，其特征在于，所述取像镜头为平行所述第一直线延伸的长形镜头。

5.根据权利要求3所述的点光源线排列式检测装置，其特征在于，所述点光源是LED点光源。

6.根据权利要求3所述的点光源线排列式检测装置，其特征在于，所述点光源是激光点光源。

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