TWI382176B - Optical detection device - Google Patents

Description

光學檢測裝置

本發明是有關於一種光學檢測裝置，特別是指一種以無極燈管為光源的光學檢測裝置。

如圖1所示，為中華民國第I289662號專利所揭露的一種用以檢測玻璃基板背面之缺陷檢查裝置10，主要包含一本體11、一光學取像裝置12、一光源投射裝置13、一正光光源裝置14、一背光光源裝置15。

本體11的基板架111上可供放置玻璃基板16。

正光光源裝置14及背光光源裝置15分別位於基板架111的下方及上方，用以提供光源照射於玻璃基板16。

光源投射裝置13包括兩個固定架131、131’及固定於固定架131的兩個投射鏡132、133，用以將玻璃基板16背面的表面影像投射至光學取像裝置12。光學取像裝置12接收到玻璃基板的表面影像後，進一步分析玻璃基板16的背面是否存在缺陷。

然而，正光光源裝置14及背光光源裝置15所用的光源皆為鹵鎢燈、熒光燈、低壓鈉燈、金鹵燈等種類所構成，這些光源的光效較差，且常常含有汞金屬，不合環保潮流的需求。

因此，本發明之目的，即在提供一種以具有超長使用壽命、高節能、高光效、真環保等優點的無極燈管為光源的光學檢測裝置。

本發明的另一目的，在於提供一種使待測物缺陷凸顯且所取得之待測物整體影像畫面亮度均勻的光學檢測裝置。

於是，本發明光學檢測裝置是用以檢測一待測物，且包含一機台及一無極燈光源單元。

機台包括供該待測物置放的一置物架。

無極燈光源單元是設置於該機台，用以投射一多方向性的光源於該置物架上的待測物，使該待測物整體反射的光為均勻。

較佳地，本發明光學檢測裝置還包含一光學取像單元及一分光鏡單元。

光學取像單元是設置於該機台，用以擷取該待測物的影像。

分光鏡單元是設置於該機台，用以將無極燈光源單元發出的部分光源反射至待測物。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖2與圖3，是本發明光學檢測裝置的一較佳實施例，本實施例之光學檢測裝置2是用以檢測一待測物9(待測物9的種類包括電路板、透明基板(玻璃或其它材質)、偏光片、太陽能基板、IC載板等)的表面缺陷，光學檢測裝置2包含一機台3、一無極燈光源單元4、一分光鏡單元5及一光學取像單元6。

機台3包括供待測物9置放的一置物架31，置物架31可設計為固定不動的平台，或者加入輸送帶的設計以達到自動化輸送待測物9的目的。

無極燈光源單元4係設置於機台3，且位於置物架31的上方，包括一第一無極燈管41及一第二無極燈管42。兩個無極燈管41、42概呈圓柱形，且彼此相間隔，而待測物9便是放置於兩個無極燈管41、42的下方正投影之間。無極燈的英文名稱為“Electrodeless Discharges Lamp”，其發光原理是：在輸入一定範圍的電源電壓後，產生2.65MHZ高頻恆電壓並建立靜電強磁場，對無極燈內的氣體進行電離而產生強紫外光，無極燈內壁的三種基色螢光粉受到強紫外光激發而發光。由於無極燈採用高頻電壓驅動，所以解決了一般熒光燈的頻閃效應；無極燈的其它優點還包括超長使用壽命、高節能、高光效、真環保(未使用汞金屬)等。

分光鏡單元5係可調整地設置於機台3，且位於無極燈光源單元4的上方，主要由一個大面積的分光鏡組成，其面積大到足以遮蔽兩個無極燈管41、42的上方，如此可有效地將無極燈光源單元4發出的部分光源反射至待測物9。雖然在本實施例中分光鏡單元5是由一個分光鏡組成，但也可以由多個分光鏡構成，不以此限。

光學取像單元6是設置於機台3，且位於分光鏡單元5的上方，用以擷取待測物9的影像，包括一鏡頭61及一面陣型電荷耦合式影像擷取裝置62(area CCD)。而面陣型電荷耦合式影像擷取裝置62亦可採用線掃描電荷耦合式影像擷取裝置(Line Scan CCD)或CMOS感測陣列裝置等其他種類之影像擷取裝置來取代。

配合參閱圖4(圖中的直線係表示光線的行進路徑)，實際檢測待測物9時，由無極燈光源單元4投射光源至待測物9上，而無極燈光源單元4向上的部分光源則藉由分光鏡單元5再反射至待測物9上，如此，藉由無極燈光源單元4投射一多方向性的光源至待測物9，使待測物9整體反射的光為均勻，使得光學取像單元6所擷取之待測物9的影像畫面亮度也是均勻的。藉此，當調整分光鏡單元5的角度時，可以使待測物9的缺陷更易於顯現。另外，藉由分光鏡單元5的反射可使光的均勻度從50%提昇至80%，而且分光鏡單元5的傾斜角度可被調整，以達到較佳的檢測效果。

值得一提的是，圖4所示的是無極燈光源單元4位於一高位光路位置，而圖5所示是無極燈光源單元4位於一低位光路位置(圖5中的直線係表示光線的行進路徑)，即無極燈光源單元4是被設計成可以縱向地上下移動；或者，將置物架31設計成可縱向地上下移動，以調整無極燈光源單元4與置物架31的距離，同樣可以達到使無極燈光源單元4相對於置物架31上下移動的效果。

最後要加以說明的是，在本實施例中，雖然無極燈光源單元4係以包括一第一無極燈管41及一第二無極燈管42為例，然而無極燈管的數量及形狀並不以此為限。

綜上所述，本發明以無極燈管41、42為光源，其具有超長使用壽命、高節能、高光效、真環保等優點，再透過分光鏡單元5的反射，形成多方向性且均勻度高的光源，使得待測物9的缺陷顯而易現，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2．．．光學檢測裝置

3．．．機台

31．．．置物架

4．．．無極燈光源單元

41．．．第一無極燈管

42．．．第二無極燈管

5．．．分光鏡單元

6．．．光學取像單元

61．．．鏡頭

62．．．面陣型電荷耦合式影像擷取裝置

9．．．待測物

圖1是一側視圖，說明習知缺陷檢查裝置的結構；圖2是一示意圖，說明本發明光學檢測裝置的一較佳實施例的結構；圖3是一俯視圖，說明該較佳實施例的兩個無極燈管的結構；圖4是一示意圖，說明本實施例之無極燈光源單元位於一高位光路位置；及圖5是一示意圖，說明本實施例之無極燈光源單元位於一低位光路位置。

2．．．光學檢測裝置

31．．．置物架

4．．．無極燈光源單元

41．．．第一無極燈管

42．．．第二無極燈管

5．．．分光鏡單元

6．．．光學取像單元

61．．．鏡頭

62．．．面陣型電荷耦合式影像擷取裝置

9．．．待測物

Claims (6)

1. 一種光學檢測裝置，用以檢測一待測物，該光學檢測裝置包含：一機台，包括供該待測物置放的一置物架；一分光鏡單元，係以可進行調整形式設置於該機台；及一無極燈光源單元，設置於該機台且可縱向地上下移動，透過分光鏡單元將該無極燈光源單元發出的部分光源反射至該待測物，並藉由調整程序使該部分光源適當反射至待測物後顯現該待測物缺陷，進而使無極燈光源單元投射一多方向性的光源於該待測物上所呈現之整體反射光更均勻。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之光學檢測裝置，更包含一光學取像單元，設置於該機台，用以擷取該待測物的影像。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之光學檢測裝置，其中，該光學取像單元位於該分光鏡單元的上方，並透過該分光鏡單元擷取該待測物的影像。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之光學檢測裝置，其中，該分光鏡單元位於該無極燈光源單元的上方。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之光學檢測裝置，其中，該無極燈光源單元位於該置物架的上方。
6. 依據申請專利範圍第1項其中任一項所述之光學檢測裝置，其中該待測物為電路板、透明基板、偏光片、太陽 能基板、IC載板的其中一種。