CN205080069U - 检测设备 - Google Patents

Abstract

一种检测设备，用以检测基材，该检测设备包括光源装置、光接收装置及控制装置。光源装置包含发光模组及透光片。发光模组具有发光区。透光片具有入光面与出光面。出光面形成有多个微结构。当基材的未有缺陷的区块经过检测区域时，发光模组的光线沿预设路径并经过基材而行进，以使控制装置取得的光线强度为第一强度。当基材的形成有至少一缺陷的区块经过检测区域时，沿经基材缺陷的光线产生偏折而脱离预设路径并有至少部分光线行进至光接收装置的接收区，以使控制装置取得的光线强度为高于第一强度的第二强度，藉以得知缺陷位于基材上的位置。本实用新型的检测设备能进行基材缺陷有无及位置判断，提升了基材的缺陷检测速度及准确性。

Description

检测设备

技术领域

本实用新型涉及一种检测设备，且特别涉及一种用以检测基材的缺陷位置的检测设备。

背景技术

现今的产品大都以大量生产来降低生产成本，而在产品进行大量生产的同时，检测设备如何能够有效地进行检测，则成为重要的课题之一。例如：在产品生产前，制作产品所需的材料大都须先经检测，藉以淘汰具有缺陷的材料，进而提高产品的良率且降低生产成本。

许多产品以基材制造生产，因此，基材的检测对于产品的良率具有不可忽视的影响，其中，基材的检测常需要确认基材的正反两个表面是否有缺陷，例如：凹陷、凸起、破损、擦伤、异物吸附或刮伤等问题。

因此为了提供品质较佳的基材，通常会通过人工进行目视检测，通过将基材设置于输送装置上，并以人眼进行观测，检测这些基材是否有缺陷，并记录这些缺陷区域。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图像放大器进行观测，然而，还是会产生前述问题。

实用新型内容

本实用新型实施例在于提供一种检测设备，其能有效地改善常用基材检测上的缺陷。

本实用新型实施例提供一种检测设备，用以检测一基材，该检测设备包括：一光源装置、一光接收装置及一控制装置，光源装置包含：一发光模组，具有用以发出光线的一发光区；及一透光片，具有位于相对侧的一入光面与一出光面，该透光片的出光面上形成有多个微结构，并且这些微结构用以导引该发光模组所发出的光线沿一预设路径行进，并且经由这些微结构导引的光线路径区域定义为一检测区域；光接收装置与该光源装置彼此相对应地设置，并且该光接收装置设有一接收区，而该接收区与该透光片的出光面彼此相向，并且该接收区设置于该预设路径以外的位置；控制装置电性连接于该光接收装置，用以取得该光接收装置所接收的光线强度；其中，当该基材的未形成有缺陷的区块经过该检测区域时，该发光模组所发出的光线沿该预设路径并经过该基材而行进，以使该控制装置取得的光线强度为一第一强度；其中，当该基材的形成有至少一缺陷的区块经过该检测区域时，该发光模组所发出的光线沿该预设路径并经过该基材而行进，于沿经该基材的缺陷的光线产生偏折而脱离该预设路径，并有至少部分光线行进至该光接收装置的接收区，以使该控制装置取得的光线强度为高于该第一强度的一第二强度，藉以得知该缺陷位于该基材上的位置。

进一步地，所述光源装置的所述发光模组与所述透光片以及所述光接收装置沿一高度方向排列，并且所述检测设备用以供所述基材沿垂直于所述高度方向的一横轴方向穿过所述检测区域。

进一步地，多个所述微结构为彼此相同的构造，并且垂直于所述横轴方向的所述透光片的截面呈圆弧状。

进一步地，在垂直于所述横轴方向的所述透光片的截面上，每个所述微结构的形状呈等腰直角三角形。

进一步地，垂直于所述横轴方向的所述透光片的圆弧状截面的圆心角不大于90度。

进一步地，多个所述微结构为彼此相异的构造，并且所述透光片为平板状。

进一步地，垂直于所述横轴方向的所述透光片的截面形状等同于一菲涅尔透镜沿其中心轴截取的截面形状。

进一步地，所述检测设备进一步包括有一输送装置，并且所述输送装置包括多个滚轮，用以输送所述基材穿过所述检测区域。

进一步地，在垂直于所述横轴方向的所述检测区域的截面上，所述检测区域自多个所述微结构朝所述接收区的方向逐渐地缩小。

进一步地，所述检测设备进一步限定为用以检测一透光基材的穿透式检测设备或是用以检测一非透光基材的反射式检测设备。

综上所述，本实用新型实施例所提供的检测设备，其通过透光片搭配发光模组与光接收装置，藉以使沿经该基材的光线能够依其强度大小而呈现出基材的局部结构特性，以利于控制装置进行基材缺陷有无及位置判断，进而提升基材的缺陷检测速度及准确性。

为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的权利范围作任何的限制。

附图说明

图1为本实用新型检测设备第一实施例的立体示意图。

图2A为图1垂直于横轴方向的剖视示意图(一)。

图2B为图2A的检测数据示意图。

图3A为图1垂直于横轴方向的剖视示意图(二)。

图3B为图3A的检测数据示意图。

图4A为图1垂直于横轴方向的剖视示意图(三)。

图4B为图4A的检测数据示意图。

图5为本实用新型检测设备另一态样的示意图。

图6为本实用新型检测设备第二实施例的透光片示意图。

【符号说明】

100检测设备

1光源装置

11发光模组

111发光区

12透光片

121入光面

122出光面

1221微结构

2光接收装置

21接收区

3控制装置

4输送装置

41滚轮

200、200’基材

201、202缺陷

X₀、X₁、X₂长度位置

L、L’光线

a第一强度

b第二强度

X纵轴方向

Y横轴方向

Z高度方向

具体实施方式

[第一实施例]

请参阅图1至图5，其为实用新型的第一实施例，需先说明的是，本实施例对应图式所提及的相关数量与外型，仅用以具体地说明本实用新型的实施方式，以便于了解其内容，而非用以局限本实用新型的权利范围。

如图1所示，本实施例为一种检测设备100，用以检测一基材200上的缺陷201、202的位置。其中，上述基材200可以是透光基材200(例如是透光率85％以上的透光薄膜)或是非透光基材200’。也就是说，所述检测设备100可以是通过光线穿透上述透光基材200，以进行透光基材200的缺陷201、202位置检测的光穿透式检测设备100(如图1所示)。或者，所述检测设备100亦可以是通过光线照射于上述非透光基材200’，以经由非透光基材200’的反射光线而进行缺陷(未标示)位置检测的反射式检测设备100(如图5)。由于上述光穿透式检测设备100与反射式检测设备100于本实施例中的主要运作原理大致相同，因而为便于说明，下述仅以光穿透式检测设备100为例作一介绍。

所述检测设备100包括一光源装置1、相对应于上述光源装置1设置的一光接收装置2、电性连接于光接收装置2的一控制装置3及用以输送基材200的一输送装置4。其中，所述光源装置1与光接收装置2的排列方向定义为一高度方向Z，且光源装置1与光接收装置2位于基材200的相对的两侧，并且所述检测设备100定义有垂直于高度方向Z且相互垂直的一纵轴方向X与一横轴方向Y。

藉此，所述基材200能以输送装置4沿上述横轴方向Y传送而穿过上述光源装置1与光接收装置2之间，藉以通过光源装置1与光接收装置2的相互配合检测，并经由控制装置3进行相对应解析，藉以判断缺陷201、202位于基材200上的位置。以下将先就本实施例检测设备100的各个元件做一介绍，而后再说明各个元件之间的连接关系，最后解释本实施例的检测设备100的可行运作方式。

请参阅图1和图2A，所述光源装置1包含一发光模组11与一透光片12。其中，上述发光模组11具有用以发出光线L的一发光区111，并且发光模组11的发光区111所发出的光线L优选为足以覆盖在透光片12的相邻的表面(如下述的入光面121)，而发光模组11的具体构造在此不加以局限。举例来说，所述发光模组11可以包括多个发光二极体(图略)，以提供高亮度及高均匀度的光线，并且发光模组11所发出的光线优选为具有指向性地垂直向上射出。再者，所述发光模组11亦可选自由卤素灯或日光灯管所组成的其他光源构造。

所述透光片12于本实施例中为弯曲状，优选地，垂直于所述横轴方向Y的透光片12的截面大致呈圆弧状，并且上述垂直于横轴方向Y的透光片12的圆弧状截面的圆心角不大于90度，但不以此为限。其中，所述透光片12具有位于相对侧的一入光面121与一出光面122，上述入光面121为平滑表面且未形成有任何微结构，并且入光面121相当于弯曲状透光片12的外表面，而所述出光面122则相当于弯曲状透光片12的内表面。

进一步地说，所述透光片12于出光面122形成有多个微结构1221，上述微结构1221彼此相连且呈规则排列(例如：矩阵状排列)，并且这些微结构1221于本实施例中为彼此相同的构造。而有关微结构1221的具体外型，本实用新型并不加以限制。但在本实施例中，每个微结构1221的具体外型大致如下所述：在垂直于横轴方向Y的透光片12的截面上，每个微结构1221的形状大致呈等腰直角三角形，并且每个微结构1221的斜边大致为25微米(μm)，但本实用新型不以上述条件为限。

所述透光片12的入光面121与发光模组11的发光区111彼此相向，藉以使上述发光模组11的发光区111所发出的光线L能经由入光面121而进入透光片12中，续而经由微结构1221的导引而射出透光片12。其中，所述发光模组11的发光区111优选为足以照射透光片12的整个入光面121，但发光模组11并不受限于此。

再者，所述微结构1221能用以导引发光模组11所发出的光线沿一预设路径行进，而上述预设路径于本实施例即相当于图2A中的光线L的行进路径。其中，上述经由这些微结构1221导引的光线路径区域定义为检测设备100的一检测区域，并且上述检测区域于本实施例即相当于图2A中的最外两侧的光线L与透光片12的出光面122所共同包围的区域。

此外，透光片12的具体构造亦可依据设计者的要求而加以调整，举例来说，透光片12能沿横轴方向Y延伸其长度，而发光模组11及光接收装置2则进行相对应调整。

所述光接收装置2于本实施例中属于线性图像获取，并且光接收装置2可包括有互补式金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，CMOS)芯片或者是电荷耦合元件(Charge-coupledDevice，CCD)芯片，但不受限于此。其中，所述光接收装置2设有一接收区21。

再者，所述光接收装置2的接收区21面向透光片12的出光面122，亦即，所述光源装置1的发光模组11与透光片12以及光接收装置2大致沿高度方向排列。而上述接收区21是设置于上述微结构1221所导引的预设路径以外的位置。进一步地说，在垂直于横轴方向Y的检测区域截面上，所述检测区域自这些微结构1221朝接收区21的方向逐渐地缩小。

所述控制装置3电性连接于光接收装置2，用以取得光接收装置2所接收的光线强度，进而通过光线强度的大小来判断基材200上的缺陷201、202的位置。举例来说，所述控制装置3可包含有一电脑(图略)以及电性连接于电脑的计码单元(图略)。当基材200具有一预定的长度时，计码单元将记录基材200的长度信息，并将该长度信息传送至电脑中。藉此，所述控制装置3的电脑能取得光接收装置2所接收的光线强度，进而可根据该长度信息及光线强度的大小，来判断每一批基材200的缺陷信息，同时可以记录基材200的何段、何位置有缺陷，并将这些缺陷信息记录，以便后续的使用。

所述输送装置4包括多个滚轮41，用以输送基材200穿过上述检测区域。举例来说，上述多个滚轮41中的其中一个，可以通过一马达(图未示)的驱动而作为主动轮，并通过主动轮的设置，进而带动位于输送装置4上的基材200。藉此，将基材200输送通过检测区域。进一步来说，所述输送装置4可进一步包括一入料单元(图未示)及一收料单元(图未示)，基材200的一端可设置于入料单元上，基材200的另一端则可以通过输送装置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200。

以上即为检测设备100的各个元件构造及彼此间连接关系的说明，下述接着介绍本实施例的检测设备100的可能运作方式，但非以此为限。

请参阅图2A，当所述基材200的未形成有缺陷201、202的区块通过输送装置4而沿横轴方向Y传送经过上述检测区域时，发光模组11所发出的光线L沿预设路径并经过(如：穿透)该基材200而行进，以使大部分的光线不会被光接收装置2的接收区21所接收，令所述控制装置3取得自光接收装置2所接收的光线强度为一第一强度a(如图2B)。

须说明的是，图2B的横轴是指：穿过检测区域的基材200的长度位置，并且正开始进入检测区域的基材200的位置定义为上述横轴的起始原点。再者，由于基材200的透光率为定值，并且未形成有缺陷201、202的基材200区块的厚度均匀，因此，未形成有缺陷201、202的基材200区块并不会对光线L的行径路径产生过度影响，亦即，光线L会沿着预设路径行进，藉以使控制装置3所取得的第一强度a为定值。

此外，当两种具备不同透光率的基材200以本实施例的检测设备100进行检测时，所述检测设备100对应于上述两种基材200所得到的第一强度a的数值也会有所差异。亦即，透光率较高的基材200会导致检测设备100所取得的第一强度a的数值较高，而透光率较低的基材200会导致检测设备100所取得的第一强度a的数值较低。

请参阅图3A和图4A，当所述基材200形成有至少一缺陷201、202(如：凹陷、凸起、破损、擦伤、异物吸附或刮伤)的区块通过输送装置4而沿横轴方向Y传送经过检测区域时，发光模组11所发出的部分光线L依旧沿预设路径并经过基材200而行进，但沿经基材200的缺陷201、202的光线L’将产生偏折而脱离预设路径并且有至少部分行进至光接收装置2的接收区21，以使控制装置3取得的光线强度为高于第一强度a的一第二强度b(如图3B和图4B)，藉以迅速地得知缺陷201、202位于基材200上的位置。

进一步地说，所述第一强度a可作为上述基材200于检测时的基础光源强度。因此，当控制装置3所取得的光线强度等同于上述基础光源强度时，即代表基材200的相对应区块不会对光线L的行径路径产生影响，所以光线L会沿着预设路径行进。藉此，控制装置3即可判断出：上述基材200的相对应区块则为未形成有缺陷201、202的区块。

当控制装置3在对应基材200的位置X₁、X₂所取得的光线强度异于(如：高于)上述基础光源强度时，则代表基材200的相对应区块会对光线L’的行径路径产生影响，进而使光线L’偏离预设路径以行进至光接收装置2的接收区21。藉此，控制装置3即可判断出：上述基材200的位置X₁、X₂的相对应区块是形成有缺陷201、202的区块。

据此，本实施例所提供的检测设备100通过透光片12搭配上述发光模组11与光接收装置2，藉以使沿经(如：穿透)所述基材200的光线能够依其强度大小而呈现出基材200的局部结构特性，以利于控制装置3进行基材200的缺陷201、202有无判断及位置判断，进而提升基材200的缺陷201、202检测速度以及检测准确性。

此外，基于相同的运作原理，所述检测设备100可通过元件位置的调整，以使光源装置1与光接收装置2位于基材200的相同侧，藉以经由透光片12搭配上述发光模组11与光接收装置2，使光线照射于上述非透光基材200’后产生反射，而进行非透光基材200’的缺陷检测(如图5)，而相关的构造说明，在此则不加以赘述。

[第二实施例]

请参阅图6所示，其为本实用新型的第二实施例，本实施例类似于第一实施例，相同处则不再赘述，而差异主要在于透光片12的构造。

具体来说，本实施例的透光片12为平板状，并且透光片12的入光面121大致垂直于高度方向Z，而透光片12的这些微结构1221为彼此相异的构造。而有关微结构1221的具体外型，本实用新型并不加以限制。但在本实施例中，微结构1221的具体外型大致如下所述：垂直于横轴方向Y的透光片12的截面形状大致等同于一菲涅尔透镜(Fresnellens)沿其中心轴截取的截面形状。也就是说，这些微结构1221的表面(即透光片12的出光面122)相当于菲涅尔表面。

[本实用新型实施例的可能效果]

综上所述，本实用新型实施例所提供的检测设备，其通过透光片搭配上述发光模组与光接收装置，藉以使沿经(如：穿透或反射)所述基材的光线能够依其强度大小而呈现出基材的局部结构特性，以利于控制装置进行基材的缺陷有无及缺陷位置的判断，进而提升基材的缺陷检测速度及准确性。

再者，所述检测设备能够通过将透光片设置为弯曲状(如：圆弧状)，以使透光片上可以形成外型皆相同的微结构，进而利于透光片的生产与制造。

以上所述仅为本实用新型的优选可行实施例，其并非用以局限本实用新型的专利范围，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种检测设备，用以检测一基材，其特征在于，所述检测设备包括：

一光源装置，所述光源装置包含：

一发光模组，所述发光模组具有用以发出光线的一发光区；及

一透光片，所述透光片具有位于相对侧的一入光面与一出光面，所述透光片的所述出光面上形成有多个微结构，并且多个所述微结构用以导引所述发光模组所发出的光线沿一预设路径行进，并且经由多个所述微结构导引的光线路径区域定义为一检测区域；

一光接收装置，所述光接收装置与所述光源装置彼此相对应地设置，并且所述光接收装置设有一接收区，而所述接收区与所述透光片的所述出光面彼此相向，并且所述接收区设置于所述预设路径以外的位置；以及

一控制装置，所述控制装置电性连接于所述光接收装置，用以取得所述光接收装置所接收的光线强度；

其中，当所述基材的未形成有缺陷的区块经过所述检测区域时，所述发光模组所发出的光线沿所述预设路径并经过所述基材而行进，以使所述控制装置取得的光线强度为一第一强度；

其中，当所述基材的形成有至少一缺陷的区块经过所述检测区域时，所述发光模组所发出的光线沿所述预设路径并经过所述基材而行进，于沿经所述基材的缺陷的光线产生偏折而脱离所述预设路径，并有至少部分光线行进至所述光接收装置的所述接收区，以使所述控制装置取得的光线强度为高于所述第一强度的一第二强度，藉以得知所述缺陷位于所述基材上的位置。

2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述光源装置的所述发光模组与所述透光片以及所述光接收装置沿一高度方向排列，并且所述检测设备用以供所述基材沿垂直于所述高度方向的一横轴方向穿过所述检测区域。

3.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，多个所述微结构为彼此相同的构造，并且垂直于所述横轴方向的所述透光片的截面呈圆弧状。

4.根据权利要求3所述的检测设备，其特征在于，在垂直于所述横轴方向的所述透光片的截面上，每个所述微结构的形状呈等腰直角三角形。

5.根据权利要求3所述的检测设备，其特征在于，垂直于所述横轴方向的所述透光片的圆弧状截面的圆心角不大于90度。

6.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，多个所述微结构为彼此相异的构造，并且所述透光片为平板状。

7.根据权利要求6所述的检测设备，其特征在于，垂直于所述横轴方向的所述透光片的截面形状等同于一菲涅尔透镜沿其中心轴截取的截面形状。

8.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备进一步包括有一输送装置，并且所述输送装置包括多个滚轮，用以输送所述基材穿过所述检测区域。

9.根据权利要求2至7中任一项所述的检测设备，其特征在于，在垂直于所述横轴方向的所述检测区域的截面上，所述检测区域自多个所述微结构朝所述接收区的方向逐渐地缩小。

10.根据权利要求2至8中任一项所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备进一步限定为用以检测一透光基材的穿透式检测设备或是用以检测一非透光基材的反射式检测设备。