TW575728B - Automatic optical measurement method - Google Patents
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Description
575728 五、發明說明（l) 發明之領娀 本發明係有關於-種光學自動測定方法，包含一光投射 部位與-光接收部位，且適用以自光投射部位投射光線至 一樣本上，以供測定由樣本反射之光線。 先前技術之描诫 在：行測定多數之樣本的光反射率或光透射比之情況 中，由於在樣本測定期間會發生周圍溫度、光源強度、侦 測益之靈敏度、光纖之曲率等之變化，會造成測定誤差之 結果。因而’於測定期間，在於 、， 、 之規則中止θW 本珂或於樣本輸送 之規則中止處執订-基準件測定。基準件測 準反射7L件上進行，該元件係被設定在一光學二 光路中。♦此’對包含了光源與偵測器之整體心= 供了改良之測定準確性。 、疋系、、充k 但是，為使規則地將做為基準件之基準反射 測定光路中，&了樣本輸送機構之外，額外地·在 自動地輸送基準反射元件之機構。如此，:要一用以 ，測定系統之成本。此外，•本必須被移態 基準反射元件被設定於定位，且然後，在基2从使允許 後，再被重新放置於個別位置處。此一過ς牛蜊定之 的供樣本測定用之時間，造成縮減供樣本測定^卓-部份 其結果，降低了時間使用效率。 〜用之時間。 發明之概诚 針對前述問題，本發明的一目的係提供 法（1 )與（2 )’其無須將基準反射元件設定在^動測定方 、义光路中， W312\2d-code\90-10\90118418.ptd 第6頁 575728 五、發明說明（2) 便可提供估計一基準光線強度，因而， 準確性。 j建成增加測定之 (1)在依據本發明的一種光學自動測定 動反射構件被可移㈣# n / ’ 一可移 收部位之間的位置；-固定反射構件被===與光接 之可移動反射構件的相對側上；將 樣本級台 將可移動反射構件 Λ 、及口上，以使允許光接收部位接收來自光& ^ :位的投射之經由基準件反射的光線，== 光線之強度間的比率；且於樣本測定期間，將;m欠 構件移動至置於光軸下，光接 字可移動反射 位所投射之婉ώπ光接收邛位可接收來自光投射部 伹所扠射之經由可移動反射構 動反射構件反射的光線，因此，==二及可移 與所接收光線之強度，估叶以^=用則返判定之比率 之先魂強许θ?估汁以基準件被設定於定位所測定 樣本所接收之光線強度。 又仅止丄由 依據前述方法，使用可轉私 及基準件所測定之:件、固定反射構件、 特有常數，該常數可不受包含；；：二匕率丄提供-系統 線強度、谓測器之靈敏性來自光源之光 的影響。 先纖之曲率等變數之系統變數 於樣本測疋』間，使用可移動反射構件與固定反射構件 $ 7頁 W312\2d-code\90-10\90118418.ptd 575728
所/則畺之光線強度以及該比率之組合，可估計以基準件被 設定7定位時所測定之光線強度。一基準光線強度的估 計’提供一相對應於一測定時間中之系統變數的值。 使用基準光線強度之估計，可允許測定一樣本光線強 度，而不會被系統變數所影響。 港i ‘所述、’本發明之光學自動測定方法，無須將做為基 ' 的一基準反射元件設定在測定光路中的定位，便可允 2於樣本測定期間估計基準光線強度。因而，無論周圍溫 ^、來自光源之光線強度、偵測器之靈敏性、光纖之曲率 荨之變數為何，可取得樣本光線強度之正確測定。如此， 叮增加測定糸統之感測準確性。 部位與光 光投射部 未將一基 基準件被 構件反射 之間的比 之光線強 定於定位 光線強度 (2)在依據本發明的一種光學自動測定方法中 或半透明構件被固定以放置在一樣本及在光投射 接收部位之間的空間之間，以供反射一部份的自 位所投射之光線進入光接收部位内；經由使用在 準件設定於定位所取得之光線強度的測定及在一 設定於定位所取得之光線強度之測定，判定在由 之光線強度與由基準件所反射之光線強度的測定 率；及經由使用在未將一樣本設定於定位所取得 度的測定及因而判定之比率，估計以基準件被設 所取得之光線強度，以使校正經由樣本所接收之 的測定。 依據則述方法，在由構件所反射光線強度與由 反射光線強度之間的比率，提供—系統特有常數^該常數
575728 五、發明說明（4) 可Z广包含來自光源之光線強度或偵測器之靈敏性的變數 之影響’該比率係使用未將基準件設定於定位所測定之光 、襄強度及基準件被設定於定位所測定之光線強度判定。 綠& ^於樣本測定期間，以基準件被設定於定位取得之光 綠5 ^的測定，係使用未將基準件設定於定位所測定之光 姑L:及組合該比率所估計，基準光線強度之估計提供一 值。^於來自光源之光線強度或偵測器之靈敏性的變數之 供不、ο Φ t用基準光線強度之估計，可於測定時間中，提 塑：之光線強度或偵測器之靈敏性的變㈣ 曰之樣本光線強度的測定。 依據本發明’無須將做為基 在測定光路中的宁你从这丄 土干久町疋仵汉疋 %洚 η ^ ，於樣本測定期間便可估計基準光線 又。因而’無論來自光源. 、、' 的變數為何，可確伴：線強度或读測器之靈敏性 成增加測定系統之感測準確性。 句了違 於下將參照所附圖式詳細說 趋體例之詳細锊g 月义孕乂佳具體例。 k第一具體例 圖1係一前視圖，顯示—止m ^ _甘·> / 先學自動測定系統之配置，而 圖Ζ係顯不其之配置的_ 丨鉬 直 m 維4連接，該纖維4的—遠=圖/山—光源^皮以一光投射纖 纖維4與金屬管7a形成一纖：：入金屬：7a中。光投射 具有合適波長之光線以二抓二3a，源1可以為可放射 ^ 乂供樣本測定用之任何型式，包含一
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雷射光源、白熱光源等。 ^ 光接收纖維5亦具有被嵌入金屬管7 b中的其之遠端。 光接收纖維5與金屬管7b形成一纖維探針扑。光接收纖維5 之終端被連接至一偵測器2。偵測器2之組態係未被限制。 ，如，厂光電管、光電二極管陣列等，可被使用為偵測 為二偵測器2可設有一分光鏡或濾光鏡在其之一前側上。 光投射纖維4與光接收纖維5可由任何材料製成，例如 石英、透明塑膠等。 “、、 一樣本或基準件被放置於其上之級台1〇，係被配設在 、截維探針3a、3b之遠端延伸之想像線互相交叉之處。 移動鏡6被可移動地裝配以置於纖維探針
級台1 0之中間處 可移動鏡6的上方 面向下方之固定鏡11被裝配以放置戈 如示於圖2，可移動鏡6係適合平行移動在纖維探針 之—光軸交又的位置（以虛線顯示）與自光軸間隔開的位 I以貫線顯示）之間。供可移動鏡6用之移動機構， :何例如為由馬達驅動之小齒輪與齒條的已知機構：可 動鏡可以手動地移動來取代馬達。 現在，將說明如何使用前述配置之光學自
動時之測定 光源1被引動（開啟）。如示於圖！，做為基準 射板8(已知其之反射率）被置於級台1G上，土^ 移動至置於光軸下。於此狀離，自夹於 j移動鏡6
575728 五、發明說明（6) 動鏡6反射，以使進人土 . τ ^ 史八先接收纖維5。入射於光接收纖維5
處之光線強度係由偵、、目丨丨〜 t A ^ ^ rifA 1貝/則益2所測定。入射光線之強度被界 定為「M0」。 接f ’可移動鏡6自光軸移開。於此狀態，基準反射板8 =來自光投射纖維4的光線照射，以使導致由此反射之 光線進入光接收_維ς 光按叹、哉、、隹5，以供測定入射光線之強度。入射 光線之強度被界定為rR〇 。 經由計算RO/MO判定—系」統 f:ro/mo (2 )樣本測定 圖3係一則視圖’顯示供測定一樣本9之反射率的光學自 動測定系統之配置。 可移動鏡6被移動至置於光輛下。於此狀態，來自光投 射纖維4之光線被可移動鏡6與固定鏡丨丨所反射，且然後再 次地由可移動鏡6反射，以使進入光接收纖維。入射於光 接收纖維5處之光線強度係由偵測器2所測定。入射光線之 強度被界定為「Ml」。 接著’可移動鏡6自光軸移開。於此狀態，樣本9被以來 自光投射纖維4的光線照射，以使導致由此反射之光線進 入光接收纖維5，以供測定入射光線之強度。入射光線之 強度被界定為「S」。 使用一公式S/(Ml · F)，可判定已校正光線強度之樣本9 的反射率。 如前所述’即使在樣本測定期間來自光源之光線強度被
C:\2D_C0DE\90-10\90118418.ptd 第11頁 575728 五、發明說明（7) 改隻，無須貫質地設定基準反射板8 的反射率上採用校正測定。 在樣本9 _2 •第二具體你丨 ^4係本發明之另一光學自動測定系統的略 =:;7投：纖維4,其之遠端均與光接收纖維5 = 入金屬官7中。光投射纖維4、光接收纖維5、 ==探針3。光源1可以為可放射具有合適1長: 本測定用之任何型式，包含一雷射光源、白孰 ί。ϊ射纖維4與光接收纖維5可由任何材料製成： 例如為石英、透明塑膠等。 做=基準件的一透明板i 2被固著至纖維探 使用黏劑、螺釘等之任意方法來裝配透明板 透明板1 2被緊密地黏附至纖維 i = = 而將透明板12裝配至纖維探針3。 .^ 材料並未限制。可使用材料之範例包括石英 玻璃、PMMA(聚曱基丙烯酸曱 $ 0日 一全Μ壤臌价甘l邓夂Τ §曰）專。透明板1 2可以由澱積 =薄膜於其上之半透明板（半鏡)所取代。 槓 並未限制。例士 、Λ 偵測器2。铺測器2之組態 用為偵測器，偵測哭2可执右 口被使 側上。 谓巧又有一分光鏡或濾光鏡在其之前 圖5顯示纖維探針3的一範 一七话夕 維4均被嵌入金屬管7中， 二 或更夕之光投射纖 心。必項、、主音，水拉、而先接收纖維5延伸通過管7之中 /、/思，、接收纖維5不必要一定延伸通過管之中
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、、而係可佔據金屬管7剖面内的任何位置。 一圖6顯示緊密地黏附至纖維探針3之遠端面的透明板丨2之 光路。一部份的自光投射纖維4出射之光線係由透明板12 ^底部面12b所反射，以因而進入光接收纖維5(示於光路 \ °剩餘之通過透明板1 2的自光投射纖維4出射之光線， 係由位於透明板下方之基準反射板8或樣本9所反射，、因 此，因而反射之光線係回射至透明板丨2以使進入光接收纖 維5 (示於光路R或S)。 一圖7顯示在自纖維探針3之遠端面間隔開之透明板丨2内的 光路某些自光投射纖維4出射之光線係個別的由透明板 12的上部面12a與底部面12b所反射，以使進入光接收纖維 5(示於光路Ma與Mb)。剩餘之通過透明板12的自光投射纖 、隹4出射之光線’係由基準反射板8或樣本9所反射，因 此’因而反射之光線係回射之透明板丨2以使進入光接收纖 維5 (示於光路r或s)。 現在’將說明如何使用前述配置之光學自動測定系統。 在下述說明中，提供被設計以緊密地黏附至纖維探針3之 遠端面的透明板1 2。但必須注意，在透明板1 2係自纖維探 針3的遠端面間隔開之組態中，亦可獲致類似效果。 Ο)光學自動測定系統引動時之測定 如示於圖4，在透明板12被固著至纖維探針3之遠端面的 狀態中，光源1被開啟，且光線之強度M0由偵測器2剛定。 光線強度M0係自透明板12反射之光線強度。 接下來，如圖4之虛線所示，基準反射板8被設定為定
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位’以使由偵測器2進行測定F = M〇 + R()。 然後’經由自光線強度MO + ro減去光線強度M0，判定自 基準反射板8反射之淨基準光線強度R〇。 經由計算F = MO/R〇判定一校準常數ρ。 1_2 )樣太測f 圖8顯示供測定被承載之多數樣本9之反射率用的 動測定系統。 干 、t、樣本9用之承載級台1 〇係較佳的由一漫射表面所形 成’以使不會產生不需要之光線反射。 ^樣本9被一個接一個地承載時，於個別樣本9通過之間 的％ 2，測定光線強度。此一光線強度被界定為Ml。計算 M1/F侍到R1 ’其代表如果基準反射板8實際地被設定於定 位時，所可獲致之光線強度。 於樣本9通過時所感測之光線強度係被界定&M1+Si。然 後，經由计异（Μ1 + S1) - Μ1來判定s 1。 經由計算S1/R1，可獲致已校正光線強度之樣本9的反射 率 〇 如岫所述’即使如果光源改變光線強度，無須實質地設 疋基準反射板8於定位，亦可準確地測定樣本9之反射率。 元件編號之說明 1 光源 2 偵測器 3、3 a、3 b 纖維探針 4 光投射纖維
C:\2D-00DE\90-10\90118418.ptd 第14頁 575728
C:\2D-CODE\90-10\90118418.ptd 第15頁 575728 圖式簡單說明 m 1係一黹視風，顯示依據冬發明之第一具體例的先織 自動測定系洗之配i; 予 風2*係一侧視屬，顯示前遂先學自動測定系洗之配I · m s係一前梘風，顯示用以測定一樣冬θ之瓦射隼’ 自動測定系洗之配置·， 7 先學 動:4:系「統略圖’顯示依據本發明之第二具體例的先學自 圖5係沿著圖4之複a — a而ν日 圖6係-示意圖二維探針3之剖面圖； 面的透明板12中之光路；Ί地黏附至纖維探針3的遠端 圖7係一示意圖，顯 明板12中之光路；及μ 、截維探針3的遠端面 間隔開之透 圖8係一示意圖 率用之光學自動測供:配定』皮承載之多數樣本9的反射 C:\2D-CODE\90-10\90118418.ptd 第16頁
Claims (1)
- 575728575728 修正 曰 i號 QmiR/i' t、申請專利範圍 - ΐ ΐ件：二定反射構件、及可移動反射構件反射的光線之 又一、代<表經由樣本所接收之光線強度。 之^:ϊ i學自動測定方法’包含被互相緊密鄰接地配設 π#ί ίϊ與光接收部位，以供進行測定自光投射部位 1至τ ?本上且因而回射之光線， 之^中^ /i£透明構件被固定至樣本及光投射與光接收部位 光i收部位$射—部份的自光投射部位所投射之光線進入 件i ί ίI^ f明構件反射之光線強度的測定及在一基準 μ杜=^ 位所取得之光線強度之測定，判定在由透明 β Μ Μ μ t光線強度與由基準件所反射之光線強度的測定 之間的比率，及 夕、Γ ΐ使用自透明構件反射之光線強度的測定及因而判定 々2估汁如果基準件實際地被設定於定位時，所可獲 定。"I強度，以使校正經由樣本所接收之光線強度的測 携4明::：請專利範圍第3項之光學自動測定方法，其中， 係被緊密地黏附至光投射與接收部位。 透明二清專利範圍第3項之光學自動測定方法，其中’ 透月構件係自光投射舆接收部位間隔開。 M:ί f學自動測定方法，包含被互相緊密鄰接地配設 yσ卩位與光接收部位，以供進行測定自光投射部位 才又射至一樣本上日 苴中，I 因回射之光線， /、 ’ 一半透明構件被固定至樣本及光投射與光接收部575728位之間，以yfi£ 4+ I A 1/、&射一部份的自光投射部位所投射之光線進 入光接收部位内， $由，=自半透明構件反射之光線強度的測定及在一基 透曰被5又疋於定值所取得之光線強度之測定，判定在由半 2構件反射之光線強度與由基準件所反射之光 测定之間的比率，及 h、二由I吏用自半透明構件反射之光線強度的測定及因而判 ^ =比率’估計如果基準件實際地被設定於定位時，所可 二〜之光線強度，以使校正經由樣本所接收之光線強度的 半專利範圍第6項之光學自動測定方法，其中， h f:係被Ϊ密地黏附至光投射與接收部位。 半透；構：：：ί圍第6項之光學自動測定方法，其中， 構件係自光投射與接收部位間隔開。
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