CN104792741B - 光穿透率量测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光穿透率量测设备包括壳体、光源装置、光传感器以及微控制器。壳体由不透光材质所完成。光源装置配置于壳体内，并依序发出波长范围不同的第一光束与第二光束至待测物。第一光束与第二光束分别具有第一光强度值与第二光强度值。光传感器配置于壳体内，并分别接收通过待测物的第一光束与第二光束而产生第三光强度值与第四光强度值。微控制器配置于壳体内，并电性连接于光源装置与光传感器。微控制器比较第一光强度值与第三光强度值而得到待测物于第一光束照射下的光穿透率，比较第二光强度值与第四光强度值而得到待测物于第二光束照射下的光穿透率。藉此，本发明可有效提高待测物光穿透率的量测准确度，有效节省量测时间，操作方便，通用性佳。
Description
技术领域
本发明涉及一种光穿透率量测设备，尤其是有关于一种用以量测待测物的光穿透率的光穿透量测设备。
背景技术
市面上的智慧手机都搭配有光线传感器与距离传感器(Proximity Sensor)。光线传感器能够实现屏幕亮度的自动调节，距离传感器能够在通话时感测手机与人脸的距离，从而自动关闭屏幕的显示，防止因手机放置脸部而误触屏幕而造成的误操作。同样的，平板计算机或电子书也有同样功能的光线传感器。
在产品设计时，根据光线传感器与距离传感器选用的型号，明确定义了保护玻璃上的小孔感应接收的光线波长及在相应光线下的额定光穿透率范围。保护玻璃上的小孔在相应光线下的穿透能力，直接影响到光线传感器和距离测器的工作性能。故检测保护玻璃上的小孔能否达到可见光和近红外光的穿透率指标，尤为重要。
然而，目前的光穿透率量测装置在量测时并未考虑环境光影响，导致测试准确度不够。此外，由于保护玻璃上的小孔需量测在绿光和近红外光两种波长光源下的光穿透率，而现有设备无法实现同一孔的两种光源同时量测，而须分别量测，不适合工厂批量测试。再者，现有设备均为定制化，更换不同的产品须重新进行制作，无法通用，量产效益较差。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种光穿透率量测设备，用以提供一种操作简单且自动化程度高的光穿透率量测设备。
为达上述优点，本发明所提供的一种光穿透率量测设备包括壳体、光源装置、光传感器以及微控制器。壳体由不透光材质所完成。光源装置配置于壳体内，并依序发出波长范围不同的第一光束与第二光束至待测物。第一光束与第二光束分别具有第一光强度值与第二光强度值。光传感器配置于壳体内，并分别接收通过待测物的第一光束与第二光束而产生第三光强度值与第四光强度值。微控制器配置于壳体内，并电性连接于光源装置与光传感器。微控制器比较第一光强度值与第三光强度值而得到待测物于第一光束照射下的光穿透率，比较第二光强度值与第四光强度值而得到待测物于第二光束照射下的光穿透率。
在本发明的一实施例中，上述之光穿透率量测设备，更包括量测启动或停止按键，配置于壳体，并电性连接于微控制器，因应量测启动或停止按键被按压而产生量测启动信号，微控制器因应量测启动信号而使得壳体由开启状态变换至闭合状态，并控制光源装置依序发出波长范围不同的第一光束与第二光束至待测物。
在本发明的一实施例中，上述之光源装置包括第一光源、第二光源以及旋转机构。第一光源用以发出第一光束。第二光源用以发出第二光束。旋转机构电性连接于微控制器，并具有旋转部以及连接于旋转部的第一连接部与第二连接部。旋转机构以第一连接部与第二连接部分别连接于第一光源与第二光源。微控制器因应量测启动信号而控制旋转部进行旋转，进而使第一连接部与第二连接部分别带动第一光源与第二光源进行位置的切换。
在本发明的一实施例中，上述之光穿透率量测设备更包括可移动承载平台，配置于壳体，并电性连接于微控制器，用以承载待测物，微控制器因应量测启动信号而使可移动承载平台移动至光源装置与光传感器之间，进而使壳体处于闭合状态。
在本发明的一实施例中，上述之光穿透量测设备，其中可移动承载平台移动至光源装置与光传感器之间，且壳体处于闭合状态时，微控制器控制可移动承载平台进行位置微调动作。
在本发明的一实施例中，上述之壳体处于闭合状态时，因应量测启动或停止按键被按压而产生量测停止信号，微控制器因应量测停止信号而使可移动承载平台移动至壳体外，进而使壳体由闭合状态变换至开启状态。
在本发明的一实施例中，上述之光穿透率量测设备更包括真空吸附装置，配置于壳体内，并电性连接于微控制器，微控制器因应量测启动信号而使真空吸附装置于壳体内产生气流动而形成负压，进而使待测物吸附固定于可移动承载平台。
在本发明的一实施例中，上述之光穿透率量测设备更包括显示器，配置于壳体，并电性连接于微控制器，显示器用以显示微控制器所得到之待测物于第一光束照射下的光穿透率以及待测物于第二光束照射下的光穿透率。
在本发明的一实施例中，上述之光穿透率量测设备更包括示意装置，配置于壳体，并电性连接于微控制器，当微控制器得到待测物分别于第一光束与第二光束照射下的光穿透率后，微控制器控制示意装置发出警示信号。
在本发明的一实施例中，上述之显示器包括数字管。
在本发明的一实施例中，上述之示意装置包括指示灯或蜂鸣器。
在本发明的一实施例中，上述之第一光束为波长范围介于495奈米至570奈米的绿色光，而第二光束为波长范围介于750奈米至1400奈米的近红外光。
在本发明的一实施例中，上述之待测物为具有至少一孔状区域的保护玻璃，光源装置所发出之第一光束与第二光束分别通过保护玻璃的至少一孔状区域。
本发明所述之光穿透率量测设备，因具有密闭的壳体，完全隔绝外界环境光对光穿透率量测的干扰，透过本设备量测得到光穿透率能更好的反应待测物的实际光穿透率，量测准确度高。再者，因其光源装置可依序发出波长范围不同的光束，再藉由旋转装置的旋转完成不同波长范围光束的切换，进而在同一量测设备中实现一次完成两种光源量测的要求。又，因放置待测物到量测结束皆透过微控制器自动控制，有效节省量测时间，可满足一人操作多台量测设备的需求，生产效率高，量产性能好。此外，光源装置与移动承载平台皆采用模块化设计，当有变更待测物与光源需求时，仅须单独更换移动承载平台与光源装置即可，并且更换方便，通用性佳。
为让本发明之上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1绘示为本发明之一实施例所述之光穿透率量测设备的结构示意图。
图2绘示为图1所示之光穿透率量测设备的功能方块示意图。
图3绘示为图1所示之光穿透率量测设备的操作流程示意图。
图4绘示为图1所示之光穿透率量测设备的外观结构图。
图5绘示为图1所示之光穿透率量测设备的内部结构图。
图6绘示为光穿透率量测设备的内部局部结构的侧视图。
图7绘示为图6所示之光穿透率量测设备的内部局部结构的立体结构图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
请参照图1与图2，图1为本发明之一实施例所述之光穿透率量测设备的结构示意图。图2为图1所示之光穿透率量测设备的功能方块示意图。如图1与图2所示，本实施例所述之光穿透率量测设备1用以量测待测物的光穿透率，此待测物例如是用于如智能型手机、平板计算机上的保护玻璃100，但本发明并不以此为限。此保护玻璃100具有至少一孔状区域110，而本实施例所述之光穿透率量测设备1主要系针对保护玻璃100上的孔状区域110进行光穿透率的量测。
本实施例所述之光穿透率量测设备1包括壳体10、光源装置11、光传感器12以及微控制器13。壳体10例如是由不透光材质所制成。光源装置11配置于壳体10内，此光源装置11包括第一光源111与第二光源112，第一光源111与第二光源112可分别发出波长范围不同的第一光束1110与第二光束1120。第一光束1110与第二光束1120可依序传递至保护玻璃100上的孔状区域110。其中，第一光束1110与第二光束1120分别具有第一光强度值与第二光强度值。光传感器12配置于壳体10内，此光传感器12适于接收通过保护玻璃100上的孔状区域110的第一光束1110与第二光束1120。通过孔状区域110的第一光束1110与第二光束1120在经光传感器12接收后经判读而分别产生第三光强度值与第四光强度值。微控制器13配置于壳体10内并且电性连接于光源装置11与光传感器12。微控制器13比较第一光强度值与第三光强度值而得到保护玻璃100的孔状区域110于第一光束1110照射下的光穿透率，紧接着，比较第二光强度值与第四光强度值而得到保护玻璃100的孔状区域110于第二光束1120照射下的光穿透率。一般而言，光穿透率的计算方式为T=(IOUT/IIN)X100%，其中IIN为入射光的光强度值(也就是上述第一光束1110与第二光束1120尚未通过孔状区域110的光强度值)，而IOUT为入射光通过某物体后的光强度值(也就是上述第一光束1110与第二光束1120通过孔状区域110后的光强度值)。亦即，第一光束1110的光穿透率为：(第三光强度值/第一光强度值)X100%，第二光束1120的光穿透率为：(第四光强度值/第二光强度值)X100%。
需特别说明的是，在本实施例中，图1所示之第一光源111发出第一光束1110的时间点较第二光源112发出第二光束1120的时间点早，也就是说，本实施例所述之光穿透率量测设备1是先量测保护玻璃100的孔状区域110于第一光束1110照射下的光穿透率，随后再量测保护玻璃100的孔状区域110于第二光束1120照射下的光穿透率。第一光源110所发出的第一光束1110例如是波长范围介于495奈米至570奈米的绿色光，而第二光源112所发出的第二光束1120例如是波长范围介于750奈米至1400奈米的近红外光，但本发明并不此以为限，可依实际需求而选用其它不同波长范围的光源。此外，在本实施例中，光源装置11具有两个光源，仅为本发明的其中之一实施例，在其它的实施例中，光源装置具有的光源数量可依实际需求而增加。
以下再针对本实施例所述之光穿透率量测设备1的详细结构做进一步的描述。
如图1与图2所示，本实施例所述之光穿透率量测设备1更包括量测启动或停止按键14。此量测启动或停止按键14配置于壳体10并且电性连接于微控制器13。量测启动或停止按键14例如是配置于壳体10的外部表面上，但本发明并不以此为限。因应用户按压量测启动或停止按键14而产生量测启动信号。微控制器13因应量测启动信号而使得壳体10由开启状态变换至闭合状态，并控制光源装置11的第一光源111与第二光源112依序发出波长范围不同的第一光束1110与第二光束1120至保护玻璃100的孔状区域110，以进行检测作业。
如图1与图2所示，本实施例所述之光源装置11更包括旋转机构113。此旋转机构113电性连接微控制器13并具有旋转部1130以及连接于旋转部1130的第一连接部1131与第二连接部1132。旋转机构113以第一连接部1131与第二连接部1132分别连接第一光源111与第二光源112。微控制器13因应量测启动信号而控制旋转机构113的旋转部1130进行旋转，进而使第一连接部1131与第二连接部1132分别带动第一光源111与第二光源112进行位置的切换。也就是说，当本实施例所述之光穿透率量测设备1量测保护玻璃100的孔状区域110于第一光束1110照射下的光穿透率后，藉由旋转机构113使得第一光源111与第二光源112的位置互换，并紧接着量测保护玻璃100的孔状区域110于第二光束1120照射下的光穿透率。需注意的是，在量测上述第一光束1110的光穿透率时，第二光源112是关闭的。同样地，在量测上述第二光束1120的光穿透率时，第一光源111是关闭的。
如图1与图2所示，本实施例所述之光穿透率量测设备1更包括可移动承载平台15。此可移动承载平台15配置于壳体10并且电性连接于微控制器13。可移动承载平台15用以承载待量测的保护玻璃100。微控制器13因应量测启动信号而使可移动承载平台15移动至光源装置11与光传感器12之间，进而使壳体10由开启状态变换至闭合状态。由于壳体10由不透光材质所完成，因此，当壳体10处于闭合状态时，不会受到任何外界的环境光线影响，有效提高光穿透率量测设备1的量测精确度。
值得一提的是，当可移动承载平台15移动至光源装置11与光传感器12之间，且壳体10处于闭合状态时，微控制器13控制可移动承载平台15进行位置微调动作。具体而言，此位置微调动作是将待量测的保护玻璃100的孔状区域110确实的对准光源装置11与光传感器12，使得光源装置11所发出的第一光束1110或第二光束1120能够确实的通过保护玻璃100的孔状区域110，以提高量测的精确度。
当量测结束后，因应使用者按压量测启动或停止按键14而产生量测停止信号。微控制器13因应量测停止信号而使可移动承载平台15移动至壳体10外，进而使壳体10由闭合状态变换至开启状态。此时，可将下一个待量测的保护玻璃置放于可移动承载平台15上，再次按压启动或停止按键14后，可移动承载平台15移动到光源装置11与光传感器12之间，且壳体10处于闭合状态，以继续进行光穿透率的量测。
如图1与图2所示，本实施例所述之光穿透率量测设备1更包括真空吸附装置16。此真空吸附装置16配置于壳体10内，并且电性连接于微控制器13。真空吸附装置16例如是配置于壳体10的底部，但本发明并不以此为限。微控制器13因应量测启动信号而使真空吸附装置16于壳体10内产生气流动而形成负压，进而使待量测的保护玻璃100被吸附固定于可移动平台15上，有效防止待量测的保护玻璃100于量测的过程中产生不当的位移而导致量测精确度的下降。
如图1与图2所示，本实施例所述之光穿透率量测设备1更包括显示器17。此显示器17配置于壳体10，并且微控制器13通过SPI主控的方式对显示器进行写入显示控制。显示器17例如是配置于壳体10的外部表面，但本发明并不以此为限。显示器17用以显示微控制器13所得到之保护玻璃100的孔状区域110于第一光束1110照射下的光穿透率以及保护玻璃100的孔状区域110于第二光束1120照射下的光穿透率。本实施例所述之显示器17例如是数码管，但本发明并不以此为限。
如图1与图2所示，本实施例所述之光穿透率量测设备1更包括示意装置18。此示意装置18配置于壳体10，并且电性连接于微控制器13。示意装置18例如是配置于壳体10的外部表面，但本发明并不以此为限。当微控制器13得到保护玻璃100的孔状区域110分别于该第一光束1110与该第二光束1120照射下所得到的光穿透率后，微控制器13控制示意装置18发出警示信号。本实施例所述之示意装置18例如是指示灯或蜂鸣器，但本发明并不以此为限。
请参照图3，其为图1所示之光穿透率量测设备1的操作流程示意图。如图3所示，首先，在壳体10尚未置放任何待量测的保护玻璃，且壳体10处于闭合状态时，对光源装置11的第一光源111与第二光源112进校准，并读取与记录第一光源111所发出之第一光束1110之第一光强度值以及第二光源112所发出之第二光束1120之第二光强度值(步骤S1)。然后，按压量测启动或停止按键14而使可移动承载平台15移动至壳体10外(步骤S2)。然后，将待量测的保护玻璃100置放于可移动承载平台15上，并再次按压量测启动或停止按键14，使待量测的保护玻璃100藉由可移动承载平台15进入到壳体10内，真空吸附装置16自动开启并将待量测的保护玻璃100吸附固定于可移动承载平台15上(步骤S3)。接着，第一光源111发出第一光束1110至保护玻璃100的孔状区域110，量测保护玻璃100的孔状区域110于第一光束1110照射下的光穿透率，并显示于显示器17上(步骤S4)。紧接着，藉由旋转机构113将第一光源111切换成第二光源112，第二光源112发出第二光束1120至保护玻璃100的孔状区域110，量测保护玻璃100的孔状区域110于第二光束1120照射下的光穿透率，并显示于显示器17上(步骤S5)。最后，藉由透过示意装置18示意量测结果是否合乎标准(步骤S6)。
上述图1系仅绘示本发明之光穿透率量测设备的结构示意图，关于光穿透率量测设备内之详细组成构件的图示，请再参考图4～图7。其中，图4绘示为光穿透率量测设备的外观结构，如图4所示，光穿透率量测设备由不透光的壳体10所制成，在壳体10上配置有显示器17、量测启动或停止按键14。图5绘示为光穿透率量测设备的内部结构，如图5所示，光穿透率量测设备更包括高度调节旋钮121、限位调节块体122、测试主板载台123、固定架横梁124、旋转汽缸模块125、滑轨126。高度调节旋钮121用以调整固定架横梁124的高度，而光源装置11固定于固定架横梁124上，也就是说，使用高度调节旋钮121来调整固定架横梁124的高度时，会同时带动光源装置11进行高度的调整。限位调节块体122配置于可移动承载平台15，限位调节块体122用以固定保护玻璃100(或是其它的待量测物)。测试主板载台123用承载具有如图1所示之微控制器13的主板(在本图中未绘示出)。旋转汽缸模块125用以驱动如图1所示之旋转机构113，以切换第一光源111与第二光源112的位置。而滑轨126的功能在于，可移动承载平台15可藉由滑轨126进行移动。图6绘示为光穿透率量测设备的内部局部结构的侧视图，图7绘示为图6所示之光穿透率量测设备的内部局部结构的立体结构图，如图6与图7所示，光穿透率量测设备具有透光孔位模块式载台130以及光传感器安装板120。光传感器安装板120配置于透光孔位模块式载台130的下方，如图1所示之光传感器12配置于光传感器安装板120。透光孔位模块式载台130嵌设于如图5所示之可移动承载平台15，且在透光孔位模块式载台130上配置有透光孔127，当保护玻璃100置于可移动承载平台15上时，可将保护玻璃100的孔状区域110对准此透光孔127。此外，光穿透率量测设备更包括位置调节模块128以及气管口129，位置调节模块128通过导柱和紧固螺栓（未标注出来）实现旋转气缸模块125和光源装置11的上下位置调节，从而调整旋转气缸模块125和光源装置11相对于待测物的远近距离，氯管口129是气压输送管的接口，由于旋转气缸模块125是气动元器件，因此需要输入气压至控制阀（未标注出来）实施驱动控制。
综上所陈，本发明所述之光穿透率量测设备，具有下列优点与功效：
1.完全消除环境光干扰，量测准确度高。因具有密闭的壳体，完全隔绝外界环境光对光穿透率量测的干扰，透过本设备量测得到光穿透率能更好的反应待测物的实际光穿透率，量测准确度高。
2.一次测试完成两种光源要求的量测。因其光源装置可依序发出波长范围不同的光束，再藉由旋转装置的旋转完成不同波长范围光束的切换，进而在同一量测设备中实现一次完成两种光源量测的要求。
3.测试时间短，生产效率高。因放置待测物到量测结束皆透过微控制器自动控制，有效节省量测时间，可满足一人操作多台量测设备的需求，生产效率高，量产性能好。
4.模块化设计，通用性佳。光源装置与移动承载平台皆采用模块化设计，当变更待测物与光源需求时，仅须单独更换移动承载平台与光源装置即可，并且更换方便，通用性佳。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本发明之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。
Claims (12)
1.一种光穿透率量测设备，用以量测一待测物的光穿透率，其特征在于，该光穿透率量测设备包括：
一壳体，由一不透光材质所制成；
一光源装置，配置于该壳体内，该光源装置适于发出波长范围不同的一第一光束与一第二光束至该待测物，该第一光束与该第二光束分别具有一第一光强度值与一第二光强度值，该光源装置更包括:
一第一光源，用以发出该第一光束；
一第二光源，用以发出该第二光束；以及
一旋转机构，电性连接于微控制器，并具有一旋转部以及连接于该旋转部的一第一连接部与一第二连接部，该旋转机构以该第一连接部与该第二连接部分别连接于该第一光源与该第二光源，该微控制器因应该量测启动信号而控制该旋转部进行旋转，进而使该第一连接部与该第二连接部分别带动该第一光源与该第二光源进行位置的切换；一光传感器，配置于该壳体内，该光传感器接收通过该待测物的该第一光束与该第二光束而分别产生一第三光强度值与一第四光强度值；以及
一微控制器，配置于该壳体内，并电性连接于该光源装置与该光传感器，该微控制器比较该第一光强度值与该第三光强度值而得到该待测物于该第一光束照射下的光穿透率，比较该第二光强度值与该第四光强度值而得到该待测物于该第二光束照射下的光穿透率。
2.根据权利要求1所述的光穿透率量测设备，其特征在于，更包括一量测启动或停止按键，配置于该壳体，并电性连接于该微控制器，因应该量测启动或停止按键被按压而产生一量测启动信号，该微控制器因应该量测启动信号而使得该壳体由一开启状态变换至一闭合状态，并控制该光源装置依序发出波长范围不同的该第一光束与该第二光束至该待测物。
3.根据权利要求2所述的光穿透率量测设备，其特征在于，更包括一可移动承载平台，配置于该壳体，并电性连接于该微控制器，用以承载该待测物，该微控制器因应该量测启动信号而使该可移动承载平台移动至该光源装置与光传感器之间，进而使该壳体处于该闭合状态。
4.根据权利要求3所述的光穿透率量测设备，其特征在于，其中该可移动承载平台移动至该光源装置与该光传感器之间，且该壳体处于该闭合状态时，该微控制器控制该可移动承载平台进行一位置微调动作。
5.根据权利要求3所述的光穿透率量测设备，其特征在于，其中该壳体处于该闭合状态时，因应该量测启动或停止按键被按压而产生一量测停止信号，该微控制器因应该量测停止信号而使该可移动承载平台移动至该壳体外，进而使该壳体由该闭合状态变换至该开启状态。
6.根据权利要求3所述的光穿透率量测设备，其特征在于，更包括一真空吸附装置，配置于该壳体内，并电性连接于该微控制器，该微控制器因应该量测启动信号而使该真空吸附装置于该壳体内产生气流动而形成一负压，进而使该待测物吸附固定于该可移动承载平台。
7.根据权利要求1所述的光穿透率量测设备，其特征在于，更包括一显示器，配置于该壳体，并电性连接于该微控制器，该显示器用以显示该微控制器所得到之该待测物于该第一光束照射下的光穿透率以及该待测物于该第二光束照射下的光穿透率。
8.根据权利要求7所述的光穿透率量测设备，其特征在于，
其中该显示器包括一数码管。
9.根据权利要求1所述的光穿透率量测设备，其特征在于，更包括一示意装置，配置于该壳体，并电性连接于该微控制器，当该微控制器得到该待测物分别于该第一光束与该第二光束照射下的光穿透率后，该微控制器控制该示意装置发出一警示信号。
10.根据权利要求9所述的光穿透率量测设备，其特征在于，其中该示意装置包括一指示灯或一蜂鸣器。
11.根据权利要求1所述的光穿透率量测设备，其特征在于，其中该第一光束为波长范围介于495纳米至570纳米的一绿色光，而该第二光束为波长范围介于750纳米至1400纳米的一近红外光。
12.根据权利要求1所述的光穿透率量测设备，其特征在于，其中该待测物为具有至少一孔状区域的一保护玻璃，该光源装置所发出之该第一光束与该第二光束分别通过该保护玻璃的该至少一孔状区域。
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