TW202127012A - 光學檢測設備與光學檢測方法 - Google Patents

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Abstract

一種光學檢測設備，用以檢測待測物。光學檢測設備包括平台、至少一側光源、取像單元以及影像處理單元。待測物適於承載在平台上。側光源提供平行光行經且貼近待測物的至少一表面。取像單元朝向待測物之方向以擷取待測物之影像。影像處理單元電性連接取像單元以接收待測物之影像而藉以評估待測物之表面品質。另提供一種光學檢測方法。

Description

光學檢測設備與光學檢測方法
本發明是有關於一種檢測設備與檢測方法，且特別是有關於一種光學檢測設備與光學檢測方法。
在面板（panel）的製作過程中，因製程上的缺陷或失誤，可能導致面板點亮時產生亮點或碎亮點。因此，在面板製作完成後，皆會採用光學檢測設備對面板進行檢測，判斷面板是否存在亮點或碎亮點，若有，則進一步取得亮點或碎亮點的所在位置，以進行補修的程序。然而，在光學檢測過程中，取得的影像可能包含有面板中的亮點、面板中的碎亮點以及附著於面板上的異物等影像，一有不慎，便可能將附著於面板上的異物誤判為亮點或碎亮點，從而在檢測過程中產生過檢（overkill）的情事。
一般來說，光學檢測設備配設有側光源，用以投射側向光線至面板，以取得附著於面板上的異物的影像。然而，受限於側向光線投射至面板的角度限制，難以縮減側光源與面板之間的距離，致使投射至面板的光線的亮度不足，從而影響到檢測準確度。
本發明提供一種光學檢測設備與光學檢測方法，有助於提高檢測準確度。
本發明的光學檢測設備，用以檢測待測物。光學檢測設備包括平台、至少一側光源、取像單元以及影像處理單元。待測物適於承載在平台上。側光源提供平行光行經且貼近待測物的至少一表面。取像單元朝向待測物之方向以擷取待測物之影像。影像處理單元電性連接取像單元以接收待測物之影像而藉以評估待測物之表面品質。
本發明的光學檢測方法，適用於光學檢測設備，以對待測物的至少一表面進行檢測。光學檢測方法包括：放置待測物於光學檢測設備的平台；提供至少一平行光行經且貼近待測物的至少一表面，並以取像單元擷取至少一表面的檢測影像，其中至少一平行光平行於至少一表面；以及藉由影像處理單元對至少一表面的檢測影像進行評估。
基於上述，對於放置在平台上的待測物而言，側光源藉由提供平行光，並使平行光行經且貼近待測物的至少其中一表面，且平行光平行於所述表面。據此，當所述平行光遇到表面上的異物或缺陷時，便得以因反射或散射的光線而讓取像單元能擷取在異物處或缺陷處的表面影像，進而傳送至影像處理單元後進行評估，以確認待測物的表面品質。
在此，由於側光源提供之平行光，因此能不受結構的遮蔽而得以盡可能地貼近甚或接觸到待測物的表面，進而讓待測物上存在異物或缺陷處的影像能更加明顯，進而能提供較佳辨識程度的擷取影像以供影像處理單元進行判斷。如此一來，將能有效提高影像處理單元的辨識正確率，並據以降低檢測程序中的過檢率與漏檢率。
圖1是依據本發明一實施例的光學檢測設備的側視示意圖。圖2是圖1的光學檢測設備的構件電性關係圖。在此同時提供直角座標X-Y-Z以利於構件描述。請同時參考圖1與圖2，在本實施例中，光學檢測設備100是用以檢測待測物200的表面狀態。在此，待測物200例如是面板（於本實施例中，面板為可透光之面板）。光學檢測設備100包括平台110、至少一側光源（本實施例以第一側光源120A以及第二側光源120B為例）、取像單元130、影像處理單元140以及控制單元150。
待測物200適於承載在平台110上。控制單元150電性連接第一側光源120A、第二側光源120B、取像單元130與影像處理單元140藉以分別驅動所述構件而完成檢測過程，其中第一側光源120A以及第二側光源120B提供平行光分別行經且貼近待測物200的二表面（於本實施例中為待測物200的相對二表面）。取像單元130朝向待測物200之方向以擷取待測物200之表面的影像。影像處理單元140經由控制模組150電性連接取像單元130以接收待測物200之表面的擷取影像來完成待測物200之檢測及表面品質的評估。
如前所述，現有檢測設備往往受限於側向光線投射至面板的角度限制，而難以縮減側光源與面板之間的距離，致使投射至面板的光線亮度不足，從而影響到檢測的準確度。據此，本實施例提供之第一側光源120A以及第二側光源120B分別位於平台110上側且位在待測物200的同一側，其中第一側光源120A實質上位於待測物200的一側向上，而第二側光源120B則位於所述側向的上方，以避免與第一側光源120A產生干涉。在此所述側向即是相當於正X軸方向。
據此，第一側光源120A提供一第一平行光L1行經待測物200的一上表面S1，而第二側光源120B提供一第二平行光L2，第二平行光L2藉由設置在平台110上的一反射元件170反射而行經待測物200的一下表面S2，其中第一平行光L1平行且接觸待測物200的上表面S1，而第二平行光L2平行且接觸待測物200的下表面S2。如此一來，第一側光源120A以及第二側光源120B所產生的平行光（第一平行光L1與第二平行光L2）能不受任何阻礙地直接貼近並接觸待測物200的上表面S1與下表面S2，故而能有效解決上述問題，並讓取像單元130能擷取到具有較佳辨識率（清晰度）的影像。
還需說明的是，本實施例的第一側光源120A以及第二側光源120B各具有發光單元與光學轉換元件，其中發光單元例如是LED，而光學轉換元件例如是聚光棒或准直鏡，其則用以將LED所產生光線轉換為朝向待測物200行進的平行光。在此並未限制發光單元與光學轉換元件的形式，其已能從現有技術中得知故不再贅述。
圖3是圖1的光學檢測設備的局部俯視圖。圖4是圖1的光學檢測設備的局部側視放大圖。請同時參考圖1、圖3與圖4，詳細而言，由於待測物200是承載在平台110上，而為了使待測物200的上表面S1與下表面S2得以順利地讓第一平行光L1與第二平行光L2行經，除了將第一側光源120A直接設置在待測物200的側向上以讓第一平行光L1直接行經並貼近上表面S1之外，待測物200的下表面S2尚需藉由限定手段方能避免檢測的光線被構件阻擋或遮蔽。據此，本實施例的光學檢測設備100還包括一框架160，其設置於平台110上且呈鏤空，一如以俯視視角所繪示的圖3，且框架160實質上承載（接觸）待測物200的周緣。同時，框架160具有一朝向側向的開口161，亦即開口161實質上朝向正X軸方向且面對第一側光源120A，同時也面對經反射元件170反射後的第二平行光L2，因此第二側光源120B所產生的第二平行光L2在經由反射元件170的反射之後，即能通過開口161進入框架160所圍的區域，也就是待測物200的下表面S2所在之處。
如圖4所示，第一平行光L1行經並貼近待測物200的上表面S1後，如遇到異物或缺陷，便能因此產生反射或散射，進而形成第一檢測光L1a投射入取像單元130而形成一第一檢測影像。類似地，第二平行光L2行經並貼近待測物200的下表面S2後，如遇到異物或缺陷，也能因此產生反射或散射，並穿過面板而產生第二檢測光L2a投射入取像單元130而形成一第二檢測影像。如此，影像處理單元140便能依據取像單元130所取得的檢測影像而進行檢測評斷。
圖5是光學檢測方法的流程圖。請參考圖5並對照圖1，其適用於圖1所示的光學檢測設備100，在本實施例的步驟S110中，先將待測物200（面板）放置於光學檢測設備100的平台110上，接著，在步驟S120中，藉由第一側光源120A提供第一平行光L1行經且貼近面板的上表面S1，並以取像單元130擷取上表面S1的檢測影像；接著，在步驟S130中，則以第二側光源120B提供第二平行光L2藉由反射元件170反射、行經且貼近面板的下表面S2，並以取像單元130擷取下表面S2的檢測影像。最終，於步驟S140，控制模組150將取像單元130所擷取的影像傳送至影像處理單元140，以對面板的上表面S1、下表面S2進行表面品質評斷。
此外，由於光學檢測設備100一如前述，其用以讓第一平行光L1與第二平行光L2能順利行經且貼近待測物200的上表面S1與下表面S2所需的構件特徵已揭露如前，故在此不再贅述。
然，本發明並未限制上述取像與檢測手段，由於光學檢測設備100是以控制模組150分別電性連接第一側光源120A以及第二側光源120B，因此使用者能依據檢測需求而分別驅動第一側光源120A以及第二側光源120B。也就是說，在另一實施例的光學檢測方法中，使用者能藉由控制模組150而可切換地驅動第一側光源120A、第二側光源120B，以對面板的上表面S1、面板的下表面S2分別進行檢測且對其檢測順序並未予以限制，進而產生僅對上表面S1進行檢測評斷、僅對下表面S2進行檢測評斷以及同時對上表面S1、下表面S2進行檢測評斷等不同檢測結果。
圖6是本發明另一實施例的光學檢測設備的局部俯視圖。請參考圖6，與前述實施例不同的是，本實施例的框架360具有開口361，且開口361同時朝向第一側光源120A與第二側光源120B，亦即在如圖6所示俯視視角，框架360實質上呈L形，而第一側光源120A與第二側光源120B彼此位在相鄰的兩側而面對開口361。據此，第一側光源120A所提供的第一平行光L1與第二側光源120B所提供的第二平行光L2便能可選擇地行經且貼近待測物200的相對兩表面，並且第一側光源120A所提供的第一平行光L1以及第二側光源120B所提供的第二平行光L2其中之一通過框架360的開口361。換句話說，本實施例的第一側光源120A與第二側光源120B毋須藉助上述的反射元件170，而分別直接以平行光照射待測物200的相對兩表面，以取得所需的檢測影像。
綜上所述，在本發明的上述實施例中，光學檢測設備藉由側光源提供平行光，且讓平行光行經且貼近待測物的至少其中一表面，且平行光平行於表面。當平行光遇到表面上的異物時能產生反射或散射光線，而據以讓取像單元取得待測物表面的影像，進而藉由影像處理單元對擷取的影像進行評斷，以確認待測物的表面品質。
由於側光源能產生平行光，因此平行光得以不受結構的阻擋或遮蔽，並盡可能地貼近甚或接觸到待測物的表面，進而讓待測物上存在異物或缺陷處的影像能更加明顯，以提供較佳辨識程度的擷取影像供影像處理單元進行判斷。故，此舉能有效提高檢測單元的辨識正確率，並據以降低檢測程序中的過檢率與漏檢率。
再者，為了使側光源所產生的平行光能順利行經並貼近待測物的相對兩表面，除了以其中一側光源的平行光直接行經並貼近待測物的一表面外，待測物還進一步地承載於框架上，其中框架呈鏤空且具有開口，以讓另一側光源所提供的平行光是經由反射元件的反射之後，再通過框架的開口後才行經待測物的下表面，以讓兩個側光源的平行光分別沿不同光路照射待測物的不同表面，並據此讓取像單元擷取所述不同表面的檢測影像。
此外，使用者還能進一步地依據檢測需求而分別驅動兩個側光源，也就是針對所需檢測的待測物表面啟動對應的側光源，以達到所需的檢測效果。
100:光學檢測設備 110:平台 120A:第一側光源 120B:第二側光源 130:取像單元 140:影像處理單元 150:控制單元 160、360:框架 161、361:開口 170:反射元件 200:待測物 L1:第一平行光 L1a:第一檢測光 L2a:第二檢測光 L2:第二平行光 S1:上表面 S2:下表面 X-Y-Z:直角座標 S110、S120、S130、S140:步驟
圖1是依據本發明一實施例的光學檢測設備的側視示意圖。 圖2是圖1的光學檢測設備的構件電性關係圖。 圖3是圖1的光學檢測設備的局部俯視圖。 圖4是圖1的光學檢測設備的局部側視放大圖。 圖5是光學檢測方法的流程圖。 圖6是本發明另一實施例的光學檢測設備的局部俯視圖。
100:光學檢測設備
110:平台
120A:第一側光源
120B:第二側光源
130:取像單元
160:框架
170:反射元件
200:待測物
L1:第一平行光
L2:第二平行光
S1:上表面
S2:下表面
X-Y-Z:直角座標

Claims (19)

  1. 一種光學檢測設備，用以檢測一待測物，該光學檢測設備包括： 一平台，該待測物適於承載在該平台上； 至少一側光源，提供平行光行經且貼近該待測物的至少一表面； 一取像單元，朝向該待測物之方向，以擷取該待測物之影像；以及 一影像處理單元，電性連接該取像單元以接收該待測物之影像而藉以評估該待測物之表面品質。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光學檢測設備，其中該平行光平行且接觸該至少一表面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的光學檢測設備，其中該取像單元設置於該待測物之上側。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的光學檢測設備，其中該至少一表面包括相對之上表面以及下表面，而該至少一側光源包括一第一側光源以及一第二側光源，分別提供平行光以行經且貼近該上表面以及該下表面，以使該取像單元擷取該待測物之該上表面以及該下表面的影像。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的光學檢測設備，還包括一反射元件，設置於該平台上，其中該第一側光源提供平行光直接行經且貼近該待測物之該上表面，該第二側光源提供平行光經由該反射元件反射後行經且貼近該待測物之該下表面。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的光學檢測設備，還包括一框架，設置於該平台上，且該框架呈鏤空而承載該待測物的該下表面。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的光學檢測設備，其中該框架具有一開口，其中該第二側光源的平行光經由該開口進入該框架而行經且貼近該待測物的該下表面。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的光學檢測設備，其中該開口朝向該第一側光源。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的光學檢測設備，其中該框架呈L形並具有一開口，該開口同時朝向該第一側光源以及該第二側光源，該第一側光源以及該第二側光源其中之一的平行光經由該開口進入該框架而行經且貼近該待測物的該下表面。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的光學檢測設備，其中該待測物為一呈透光狀的面板。
  11. 一種光學檢測方法，適用於一光學檢測設備，以對一待測物的至少一表面進行檢測，該光學檢測方法包括： 放置該待測物於該光學檢測設備的一平台； 提供至少一平行光行經且貼近該待測物的該至少一表面，並以一取像單元擷取該至少一表面的檢測影像，其中該至少一平行光平行於該至少一表面；以及 藉由一影像處理單元對該至少一表面的檢測影像進行評估。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的光學檢測方法，還包括： 提供一第一平行光行經且貼近該待測物的一上表面，並以該取像單元擷取該上表面的檢測影像。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的光學檢測方法，還包括： 提供一第二平行光行經且貼近該待測物的一下表面，並以該取像單元擷取該下表面的檢測影像。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的光學檢測方法，其中該光學檢測設備還包括一框架，該框架呈鏤空且承載該待測物的該下表面的周緣，該第二平行光通過該框架的一開口後行經且貼近該下表面。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的光學檢測方法，其中該光學檢測設備還包括一反射元件，設置於該平台，該第二平行光經過該反射元件的反射後通過該開口。
  16. 如申請專利範圍第13項所述的光學檢測方法，其中該光學檢測設備還包括一框架，該框架呈鏤空並呈L形，且承載該待測物的該下表面的周緣，該第一平行光以及該第二平行光其中之一通過該框架的一開口後行經且分別貼近該上表面以及該下表面。
  17. 如申請專利範圍第11項所述的光學檢測方法，其中該光學檢測設備包括一控制模組與兩側光源，該控制模組電性連接該些側光源，該光學檢測方法還包括： 藉由該控制模組可切換地驅動該些側光源，以對該待測物的一上表面或該待測物的一下表面進行檢測。
  18. 如申請專利範圍第11項所述的光學檢測方法，其中該待測物為一呈透光狀的面板。
  19. 如申請專利範圍第11項所述的光學檢測方法，其中該取像單元設置於該待測物之上側。
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