CN204287068U - 用于检测可透光基材的基材缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示一种用于检测可透光基材的基材缺陷检测装置，其包括一光源模块、一检测模块及一控制模块。光源模块具有一发光区及一暗区，暗区环设于发光区的周围，发光区具有一照射在位于一检测区域内的基材上的检测光源，发光区界定有一光学中心轴。检测模块与光源模块彼此相对应设置，检测模块包括一用于撷取位于检测区域内的基材的影像信息的线性影像撷取单元，线性影像撷取单元具有一检测中心轴及投射于暗区的截取范围，检测中心轴非同轴于光学中心轴。控制模块电性连接于检测模块，以接收检测模块所撷取到的影像信息，以得到一位于基材上的瑕疵区域的一瑕疵信息。

Description

用于检测可透光基材的基材缺陷检测装置

技术领域

本实用新型系有关于一种缺陷检测装置，尤指一种藉由判断薄膜基材表面是否有刮伤缺陷的存在以达到提升薄膜基材检测速度及准确性的基材缺陷检测装置。

背景技术

现今之产品大都以大量生产来降低生产成本，而大量生产的同时，检测装置如何能有效地检测成为重要的课题之一，而在产品生产前，制作产品所需之材料大都须先经检测，藉以淘汰具有缺陷的材料，进而提高产品之良率且降低生产成本。

许多产品系以基材制造生产，因此，基材检测对于生产之良率具有不可忽视之影响，其中，基材的检测常需要确认或基材之正反两表面是否有缺陷，例如：凹陷、凸起、破损、擦伤或刮伤等问题。

因此为了提供质量优选的基材，通常会通过人工进行目视检测，通过将基材设置于一输送装置上，并以人眼进行观测，检测该些基材是否有瑕疵，并纪录该些瑕疵区域。然而，上述通过人眼进行检测的方式，容易因为眼睛在长时间的观测下而产生疲劳或误判，开始产生基材缺陷辨别率下降的情形，且对于单一产品的缺陷判断标准也会不一致。此外，也由于是通过人眼进行检测，因此基材在输送装置上的速度也不能太快。进一步来说，当缺陷很小时，或是待检测的基材是薄膜基材时，人眼就无法进行辨识，若要辨识也需要通过影像放大器进行观测，然而，还是会产生前述问题。

因此，如何提供一种能够将改善基材表面缺陷辨识率，以克服上述的缺失，已然成为该项事业所欲解决的重要课题之一。

实用新型内容

鉴于以上之问题，本实用新型提供一种用于检测可透光薄膜基材的基材缺陷检测装置，乃藉由薄膜基材上的瑕疵区域偏折投射检测光源至线性影像撷取单元的截取范围中，来判断基材表面是否有缺陷的存在，以达到提升薄膜基材检测速度及准确性的基材缺陷检测装置。

为了达到上述之目的，本实用新型之实施例系是提供一种用于检测可透光基材的基材缺陷检测装置，其包括一光源模块、一检测模块及一控制模块。所述光源模块具有一发光区及一暗区，所述暗区环设于所述发光区的周围，所述发光区具有一照射在位于一检测区域内的所述基材上的检测光源，其中所述发光区界定有一光学中心轴。所述检测模块与所述光源模块彼此相对应设置，所述检测模块包括一用于撷取位于所述检测区域内的所述基材的影像信息的线性影像撷取单元，其中所述线性影像撷取单元具有一检测中心轴及投射于所述暗区的截取范围，所述检测中心轴非同轴于所述光学中心轴。所述控制模块电性连接于所述检测模块，以接收所述检测模块所撷取到的影像信息，其中所述影像信息通过所述控制模块的运算，以得到一位于所述基材上的瑕疵区域的一瑕疵信息。其中，所述检测光源通过位于所述基材上的所述瑕疵区域，偏折投射在所述线性影像撷取单元的所述截取范围中。

其特征在于，所述线性影像撷取单元的所述截取范围直接穿过所述基材而投影在所述光源模块的所述暗区范围上。

其特征在于，所述截取范围邻近于所述光源模块的所述发光区。

其特征在于，所述检测中心轴与所述光学中心轴相互平行。

其特征在于，还进一步包括一输送模块，所述输送模块包括多个滚轮，以输送所述基材至一检测区域。

其特征在于，所述光源模块设置于所述基材的一第一侧边，所述检测模块设置于所述基材的一第二侧边。

其特征在于，所述基材为具有透光性的薄膜。

其特征在于，所述光源为线性光源。

其特征在于，所述撷取范围小于所述检测光源投射于所述基材上的投射面积的30％。

其特征在于，通过调整所述线性影像撷取单元至所述基材之间的距离，以调整所述线性影像撷取单元的所述截取范围。

本实用新型的有益效果可以在于，本实用新型实施例所提供的用于检测可透光基材的基材缺陷检测装置，通过检测中心轴与光学中心轴非同轴的设置，并使得线性影像撷取单元的截取范围直接穿过基材而投影在光源模块的暗区上，再通过调整检测模块与光源模块之间的位置关系，使得线性影像撷取单元的截取范围邻近于光源模块的发光区上。藉此，能藉由基材上的瑕疵区域偏折投射检测光源至线性影像撷取单元的截取范围中，藉此能够判断基材是否有缺陷的存在。

为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

图1A为本实用新型的其中一前视示意图。

图1B为本实用新型的基材的放大示意图。

图1C为本实用新型的其中一光轴路径的示意图。

图1D为本实用新型的另外一光轴路径的示意图。

图2为本实用新型的另外一前视示意图。

[图的符号的简单说明]：

基材缺陷检测装置  Q

基材  S

第一侧边  S1

第二侧边  S2

光源模块  1

发光区  11

暗区  12

检测模块  2

线性影像撷取单元  21

控制模块  3

输送模块  4

滚轮  41

检测光源  P

截取范围  T

检测区域  Z

瑕疵区域  F

第一光轴  C1，C1’

第二光轴  C2，C2’

第三光轴  C3，C3’

距离  D1，D2，D3，D4

光学中心轴  A1

检测中心轴  A2

具体实施方式

以下系藉由特定的具体实例说明本实用新型所揭露“用于检测可透光基材的基材缺陷检测装置”的实施方式，本领域普通技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型亦可藉由其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不悖离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。又本实用新型的图式仅为简单说明，并非依实际尺寸描绘，亦即未反应出相关构成的实际尺寸，先予叙明。以下的实施方式系进一步详细说明本实用新型的相关技术内容，但并非用以限制本实用新型的技术范畴。

首先，请参阅图1A及图1B所示，图1A为本实用新型的其中一前视示意图，图1B为本实用新型基材的放大示意图。本实用新型系提供一种用于检测可透光基材S的基材缺陷检测装置Q，其包括，一光源模块1、一检测模块2及一控制模块3。藉此，基材S通过检测模块2的与光源模块1的相互配合检测，以判断基材S表面是否具有缺陷。举例来说，以本实用新型的实施例而言，待检测的基材S可以是具有透光性的薄膜，例如具有透光率85％以上之薄膜，并同时藉由光源模块1及检测模块以检测薄膜基材S上的刮伤缺陷，然本实用新型不以此为限。

接着，基材S可通过一设置于基材缺陷检测装置Q上的输送模块4来输送并承载基材S，输送模块4可包括多个滚轮41，藉由滚轮41的带动将基材S输送至一预定地检测区域Z上。举例来说，多个滚轮41中的其中一个，可以通过一马达(图中未示出)的驱动而作为主动轮，通过主动轮的设置，可以带动位于输送模块4上的待检测基材S。藉此将待检测的基材S输送到一用于检测基材S的检测区域Z。进一步来说，可以进一步提供一入料单元(图中未示出)及一收料单元(图中未示出)，基材S的一端可设置于一入料单元上，另一端则可以通过输送模块4上的多个滚轮41而被输送至收料单元上，以收纳被检测完成的基材S。

接着，光源模块1可具有一发光区11及一暗区12，暗区12环设于发光区11的周围，发光区11可具有一照射在位于一检测区域Z内的基材S上的检测光源P，而发光区11可再界定有一光学中心轴A1。具体来说，光源模块1可以包括至少一发光二极管，以提供一照射于检测区域Z上之高亮度及高均匀度的检测光源P，优选地，光源模块1所产生的检测光源P可以是一线性光源，使检测光源P具有指向性地垂直向上射出，然本实用新型不以此限。举例来说，光源模块1亦可选自由卤素灯或日光灯管所组成之其它光源构造。此外，也可以通过调整光源模块1的光源位置、排列方式等，进而获得优选之光源散射效果。进一步来说，若光源模块1为一发光二极管，发光区11可以是发光二极管的光源射出面，暗区12则可以是环绕于发光二极管周围的结构或是发光二极管周围的非发光空间。换言之，也可以通过在发光二极管的一侧设置有一遮光单元(图中未示出)，以形成光源模块1的暗区12范围。

接着，检测模块2与光源模块1彼此相对应的设置，以本实用新型的实施例而言，光源模块1可设置在基材S的一第一侧边S1外，检测模块2可设置于基材S的一第二侧边S2外。换言之，检测模块2与光源模块1分别设置于基材S的两相反侧边。检测模块2包括一用于撷取位于检测区域Z内的基材S的影像信息的线性影像撷取单元21，其中线性影像撷取单元21具有一检测中心轴A2及投射于暗区12的截取范围T。举例而言，截取范围T能够有一部分投射于发光区11，另外一部分投射于暗区12。

进一步来说，线性影像撷取单元21的检测中心轴A2非同轴于发光区11的光学中心轴A1。其中检测光源P通过一位于基材S上的瑕疵区域F，偏折投射在线性影像撷取单元21的截取范围T中。具体来说，以本实用新型的实施例而言，检测中心轴A2与光学中心轴A1乃相互平行的设置，并同时使得线性影像撷取单元21的截取范围T直接穿过基材S而投影在光源模块的暗区12上。另外，以本实用新型的实施例而言，线性影像撷取单元21可以包括有互补式金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，CMOS)芯片或一电荷耦合组件(Charge-coupled Device，CCD)芯片。藉此，一维的线性影像撷取单元21可以于基材S上形成一扫描线。

进一步来说，控制模块3可电性连接于检测模块2，以本实用新型的实施例而言，控制模块3可以是一计算机，以接收检测模块2所撷取到的影像信息，影像信息再通过控制模块3的运算，以得到一位于基材S上的瑕疵区域F的一瑕疵信息。藉此，发光区11所发出的检测光源P通过瑕疵区域F，以偏折投射在线性影像撷取单元21的截取范围T中。值得一提的是，若待检测基材S具有一预定的长度时，可以通过一电性连接于于控制模块3的计码单元(图中未示出)记录待检测基材S的长度信息，并将该长度信息传送至控制模块3中，藉此，控制模块3可以根据该长度信息及影像信息而判断每一批待检测基材S的瑕疵信息，同时可以记录基材S的何段、何位置有何缺陷，并将该些瑕疵信息记录于控制模块3内，以便后续之使用。

请同时参阅图1C至图1D所示，图1C为本实用新型的其中一光轴路径的示意图，图1D为本实用新型的另外一光轴路径的示意图。如图1C所示，当光源模块1所发出的检测光源P穿透一不具有瑕疵区域F的基材S时，可以分成第一光轴C1、第二光轴C2及第三光轴C3，藉此，当穿透的基材S上不具有缺陷时，第一光轴C1会以垂直进入基材S当中并在基材S中形成一第二光轴C2，当穿透基材S后第二光轴C2会形成第三光轴C3而垂直穿透基材S，其中，由于基材S上不具有瑕疵区域F，因此第三光轴C3的并不会产生偏折。藉此，利用暗场检测(Dark Field Inspection)原理，当待检测得基材S上不具有瑕疵区域F时，乃由于位于基材S下方的光源模块1的检测中心轴A2与光学中心轴A1非同轴的设置，使得光源不会直射进入至线性影像撷取单元21中。据此，对于线性影像撷取单元21而言，所撷取到的影像信息为全黑或仅具有一微弱的光线。以本实用新型实施例而言，可以通过控制模块3将该全黑或微弱光线的影像信息换算成一灰阶值(0至255)，以作为判断的基准值。优选地，以线性影像撷取单元21能够感测到微弱光线为佳，其灰阶值的基准值可以预设为128。藉此，如上所述，可通过调整截取范围T所投射于发光区11上的面积及投射于暗区12上的面积，以改变作为判断的基准值的灰阶值。例如，当截取范围T完全投射于暗区12上时，线性影像撷取单元21所撷取到的影像信息可能为全黑。当截取范围T有20％投射于发光区上时，线性影像撷取单元21所撷取到的影像信息约可能截取到发光区11所产生之检测光源的20％。

接着，如图1D所示，当光源模块1所发出的检测光源P穿透一具有瑕疵区域F的基材S时，可以分成第一光轴C1’、第二光轴C2’及第三光轴C3’，藉此，当穿透的基材S上具有缺陷时，第一光轴C1’会垂直进入基材S当中并在基材S中形成一第二光轴C2’，当穿透基材S后第二光轴C2’会形成第三光轴C3’，而第三光轴C3’会由于基材S上的瑕疵区域F而产生偏折，使得偏折的第三光轴C3’所发出之光源会进入到线性影像撷取单元21中。换言之，当光源模块1所产生的检测光源P照射到基材S上的瑕疵区域F时，由于瑕疵区域F上具有不平整的表面，因此穿过瑕疵区域F上的检测光源P将会产生偏折，将会迫使部分检测光源P的光轴路径产生改变，导致发光区11的检测光源P往左右偏折而进入至线性影像撷取单元21中，因此线性影像撷取单元21所撷取到的影像信息上的亮点可能就是瑕疵区域F。藉此，若将亮度转换成灰阶值时，当进入至线性影像撷取单元21中的光线越多时，灰阶值得数值将会提高。因此，可利用灰阶值的高低来判断基材S上的瑕疵区域F，以辨识基材S上的缺陷。同时，也可以通过灰阶值的高低来判断基材S的缺陷程度。

另外，以本实用新型的实施例而言，检测中心轴A2与光学中心轴A1也不限于相互平行的设置，仅需要使检测中心轴A2与光学中心轴A1非同轴的设置，并同时使得线性影像撷取单元21的截取范围T直接穿过基材S而投影在光源模块的暗区12上，接着，再通过调整检测模块2与光源模块1之间的位置关系，使得线性影像撷取单元21的截取范围T邻近于光源模块1的发光区11。藉此，当光源模块1所产生的检测光源P照射到基材S上的瑕疵区域F时，检测光源P将会产生偏折，将会迫使部分检测光源P偏折而进入至线性影像撷取单元21中。进一步来说，检测模块2与光源模块1也不一定要如同图1A所示的垂直于基材S表面的设置。举例来说，检测模块2与光源模块1也可以与基材S倾斜一预定角度的设置，只要使得当光源模块1所发出的检测光源P穿过平整的基材S时不会直接进入线性影像撷取单元21中。

进一步来说，请参阅图2所示，图2为本实用新型的另外一前视示意图。有鉴于各种情况下对于基材S有着不同的质量要求，对于瑕疵的判断标准也不尽相同。举例来说，可通过调整线性影像撷取单元21的截取范围T投影在光源模块1的暗区12大小及与发光区11的邻近程度来调整瑕疵区域F的辨别灵敏度，藉以判断基材S的缺陷程度。举例来说，可通过调整线性影像撷取单元21至基材S之间的距离(D1，D2)，来调整线性影像撷取单元21的截取范围T投影在光源模块1的暗区12大小。抑或是通过调整光源模块1至基材之间的距离(D3，D4)，以调整线性影像撷取单元21的截取范围T投影在光源模块1的暗区12的大小。此外，也可以通过直接水平移动光源模块1或是检测模块2来进行调整。换言之，可将线性影像撷取单元21及光源模块1分别设置在一基座(图中未示出)上，以调整线性影像撷取单元21及光源模块1彼此之间的相对位置。另外，也可以直接通过调整线性影像撷取单元21的光圈大小，来调整调整线性影像撷取单元21的截取范围T投影在光源模块1的暗区12的大小。

本实用新型所提供之用于检测可透光基材S的基材缺陷检测装置Q，能藉由基材S上的瑕疵区域F偏折投射检测光源P至线性影像撷取单元21的截取范围T中，以判断基材S是否有缺陷的存在。

〔实施例的可能功效〕

综上所述，本实用新型的有益效果可以在于，本实用新型实施例所提供的用于检测可透光基材S的基材缺陷检测装置Q，通过检测中心轴A2与光学中心轴A1非同轴的设置，并使得线性影像撷取单元21的截取范围T直接穿过基材S而投影在光源模块的暗区12上，再通过调整检测模块2与光源模块1之间的位置关系，使得线性影像撷取单元21的截取范围T邻近于光源模块1的发光区11上。藉此，能藉由基材S上的瑕疵区域F偏折投射检测光源P至线性影像撷取单元21的截取范围T中，以判断基材S是否有缺陷的存在。

以上所述仅为本实用新型的优选可行实施例，非因此限制本实用新型的专利范围，故举凡运用本实用新型的说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于检测可透光基材的基材缺陷检测装置，其特征在于，其包括：

一光源模块，所述光源模块具有一发光区及一暗区，所述暗区环设于所述发光区的周围，所述发光区具有一照射在位于一检测区域内的所述基材上的检测光源，其中所述发光区界定有一光学中心轴；

一检测模块，所述检测模块与所述光源模块彼此相对应设置，所述检测模块包括一用于撷取位于所述检测区域内的所述基材的影像信息的线性影像撷取单元，其中所述线性影像撷取单元具有一检测中心轴及投射于所述暗区的截取范围，所述检测中心轴非同轴于所述光学中心轴；以及

一控制模块，所述控制模块电性连接于所述检测模块，以接收所述检测模块所撷取到的影像信息，其中所述影像信息通过所述控制模块的运算，以得到一位于所述基材上的瑕疵区域的一瑕疵信息；

其中，所述检测光源通过位于所述基材上的所述瑕疵区域，偏折投射在所述线性影像撷取单元的所述截取范围中。

2.根据权利要求1所述的用于检测可透光基材的基材缺陷检测装置，其特征在于，所述线性影像撷取单元的所述截取范围直接穿过所述基材而投影在所述光源模块的所述暗区范围上。

3.根据权利要求1所述的用于检测可透光基材的基材缺陷检测装置，其特征在于，所述截取范围邻近于所述光源模块的所述发光区。

4.根据权利要求1所述的用于检测可透光基材的基材缺陷检测装置，其特征在于，所述检测中心轴与所述光学中心轴相互平行。

5.根据权利要求1所述的用于检测可透光基材的基材缺陷检测装置，其特征在于，还进一步包括一输送模块，所述输送模块包括多个滚轮，以输送所述基材至一检测区域。

6.根据权利要求1所述的用于检测可透光基材的基材缺陷检测装置，其特征在于，所述光源模块设置于所述基材的一第一侧边，所述检测模块设置于所述基材的一第二侧边。

7.根据权利要求1所述的用于检测可透光基材的基材缺陷检测装置，其特征在于，所述基材为具有透光性的薄膜。

8.根据权利要求1所述的用于检测可透光基材的基材缺陷检测装置，其特征在于，所述光源为线性光源。

9.根据权利要求1所述的用于检测可透光基材的基材缺陷检测装置，其特征在于，所述撷取范围小于所述检测光源投射于所述基材上的投射面积的30％。

10.根据权利要求1所述的用于检测可透光基材的基材缺陷检测装置，其特征在于，通过调整所述线性影像撷取单元至所述基材之间的距离，以调整所述线性影像撷取单元的所述截取范围。