TWI443352B - 光學檢測裝置 - Google Patents

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Description

光學檢測裝置
本發明相關於一種光學檢測裝置，尤指一種用於檢測一物體之缺陷的光學檢測裝置。
液晶顯示(Liquid crystal display，LCD)面板一旦製造之後即要接受缺陷檢測。某些缺陷，例如亮點缺陷，亦稱之為「熱像素」(hot pixels)，其在當供應電力至該面板時永遠會點亮，因此可輕易地被偵測到。其它的缺陷，例如捲帶式自動接合(Tape automated bonding，TAB)錯誤，皆不易被偵測到，因為它們僅在施加壓力至該LCD面板上特定點時可被看到，且每特定點與每個缺陷之間的關係無法預測。另外，後者型式的缺陷通常僅會點亮一段非常短的時間。
一種用於檢測一物體(例如LCD面板)之缺陷的傳統光學檢測裝置通常會有一或多組滾輪施加壓力在該物體上，使得該物體之缺陷可被看到。該光學檢測裝置另可具有一或多個掃描單元，用於掃描該物體並取得該物體之影像。所得到的該等影像可隨後由一控制器或個人做分析，用於決定該物體之缺陷的總數。
已經設計出多種光學檢測裝置來最佳化該缺陷檢測程序的準確性。例如，圖1為一種傳統光學檢測裝置100的示意圖，其中包括一掃描單元102與一組滾輪101，其在第一方向上被隔開，並設置在掃描單元102的一側上。掃描單元102與該組滾輪101由一框架103組合在一起。
掃描單元102包括複數個影像感測器(未示出)。當光學檢測裝置100在垂直於該第一方向的一方向上行進且施加壓力在該物體上時，在不同位置處的缺陷將會，例如，點亮，因此可被看到。
例如，圖1例示當該組滾輪101施加壓力在物體150上 時，即可看到一第一缺陷151與一第二缺陷152。第二缺陷152位於掃描單元102正下方，因此第二缺陷152的影像可由掃描單元102的該等影像感測器取得。但是，第一缺陷151並不位於掃描單元102的成像範圍內。因此，第一缺陷151可能不會被光學檢測裝置100偵測到，除非當掃描單元102通過其上方時該缺陷亦被點亮。因此，傳統的光學檢測裝置即無法有效地達到檢測效果。平均而言，在每一物體上僅有大約40%的缺陷可由這種傳統光學檢測裝置偵測到。
本發明之範例可提供一種光學檢測裝置，其包含一第一組滾輪，其中每一滾輪包含一輪子，且該第一組滾輪之該等輪子在一第一方向上以一第一距離隔開；一第二組滾輪，其中每一滾輪包含一輪子，且該第二組滾輪之該等輪子在該第一方向上以該第一距離隔開；一掃描單元，其設置在該第一組滾輪與該第二組滾輪之間；及一第一影像感測器，其設置成捕捉在一第一區域中的可見光，其中該第一區域在該第一組滾輪相對於該掃描單元的一側上。
本發明之其它範例可提供一種光學檢測裝置，其包含一第一組滾輪，其中每一滾輪包含一輪子，且該第一組滾輪之該等輪子在一第一方向上以一第一距離隔開；一第二組滾輪，其中每一滾輪包含一輪子，且該第二組滾輪之該等輪子在該第一方向上以該第一距離隔開，且其中該第二組滾輪之每一輪子平行於該第一組滾輪之該等輪子之間的一空間，形成與該第一組滾輪的一錯列樣式；一掃描單元，其設置在該第一組滾輪與該第二組滾輪之間；及一第一影像感測器，其設置成捕捉在一第一區域中的可見光，其中該第一區域在該第一組滾輪相對於該掃描單元的一側上。
本發明之其它目的、優點與創新特徵將可由以下本發明之詳細具體實施例連同附屬圖式而得到。
現將詳細參照於本發明範例，其圖解於附圖之中。盡其可能，所有圖式中將依相同元件符號以代表相同或類似的部件。必須注意到該等圖式為簡化的型式，且未依精確比例繪製。
圖2為根據本發明一範例之光學檢測裝置200的示意圖。光學檢測裝置200可包括一第一組滾輪201、一第二組滾輪202、一設置在該等兩組滾輪之間的掃描單元203、一設置在該第一組滾輪201的一側上相對於掃描單元203之第一影像感測器204，及一設置在該第二組滾輪202的一側上相對於掃描單元203之第二影像感測器205。第一組滾輪201、第二組滾輪202、掃描單元203、第一影像感測器204與第二影像感測器205由一框架206組合在一起。
掃描單元203可包括一線掃描器，其可包括排列成一條線用於捕捉光線來形成影像的複數個影像感測器(未示出)。該等影像感測器可包括例如一電荷耦合裝置(Charge-coupled device，CCD)感測器或一互補式金屬氧化物半導體(Complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)感測器，且被配置在掃描單元203的一側上，其將面向物體150進行檢測。根據本發明一範例，該等影像感測器包括一CMOS感測器，其能夠捕捉光線來以即時的方式形成影像。
第一組滾輪201與第二組滾輪202配置在掃描單元203的相反側上。滾輪201、202之每一者可個別地包括輪子201a、202a，其在一第一方向Y上具有一長度L1，且在每一組滾輪中的輪子201a、202a在該第一方向Y上以一預定距離D1隔開，且設置成在垂直於該第一方向Y的一第二方向X上滾動。另外，第二組滾輪202比第一組滾輪201少一滾輪，且該第二組滾輪202中的第一滾輪在該Y方向上以相同的預定距離D1偏離該第一組滾輪201中第一滾輪。因此，該等兩組滾輪201、202相對於彼此為錯列，以形成圖2所示之鋸齒型式。
根據圖2之範例，該預定距離D1等於該輪子的長度L1。該等滾輪之鋸齒型式已經發現到可更有效地使得該不穩定的有缺陷像素被看到。其中，進行了本發明與滾輪被平行對準的一種光學檢測裝置之間的比較。更多不穩定的有缺陷像素可被本發明之光學檢測裝置偵測到。
第一影像感測器204設置成用於取得該第一組滾輪201之前方的一第一區域204R中的影像。第一影像感測器204為一區域感測器，其可包括例如一CCD感測器或一CMOS感測器。根據本發明一範例，第一影像感測器204包括一CCD感測器，其能夠每0.25到0.5秒取得該第一區域中的影像。光學檢測裝置200另可包括一第二影像感測器205，其類似於第一影像感測器204，且設置成用於取得該第二組滾輪202之後一第二區域205R中的影像。
當要檢測的一物體150在該第二方向X上通過光學檢測裝置200下方時，該等滾輪將按壓在物體150的表面上，使得缺陷(如果有的話)可被看到。第2圖例示當光學檢測裝置200在所示的該位置處時第一缺陷151與第二缺陷152亮起。第一缺陷151位在第一區域204R內，且可由第一影像感測器204捕捉到，而第二缺陷152可由掃描單元203捕捉到。如果任何缺陷存在於第二區域205R中，它們可被第二影像感測器205捕捉到。平均而言，一物體上大約90-95%的缺陷可使用根據本發明之該光學檢測裝置偵測到。
圖3為圖2中光學檢測裝置200的側視示意圖。如圖3所示，滾輪201、202之每一者可個別地包括輪子201a、202a，及個別的彈簧201b、202b。該等滾輪設計成使得當壓力施加於該物體的表面上時，該物體不會受損，但該等缺陷可被看到。輪子201a、202a之直徑可在1到2.5公分(cm)之間，但在其它範例中可改變，且輪子201a、202a可包括矽。根據本發明之該等範例的輪子201a、202a之範例可為(但不限於)1cm、1.5cm、2cm或2.5cm。
彈簧201b、202b可包括高碳彈簧鋼，且彈簧201b、202b的長度可在15到22公釐(mm)之間，但在其它範例中可改變。彈簧201b、202b之張力可在100到490公斤力(kgf)之間，且該彈簧線之直徑可在0.3到0.5 mm之間，但在其它範例中可改變。
如圖3所示，掃描單元203的該等複數個影像感測器203a具有高度h與焦距f。輪子201a、202a的最大直徑為高度h與焦距f的總和。掃描單元203與第一組滾輪201及第二組滾輪202設置成使得輪子201a、202a可配接在掃描單元203之下，及緊密地配接於該等複數個影像感測器203a，且掃描單元203的影像感測器203a可取得輪子201a、202a之間一第三區域203R中的影像。
根據圖3所示之本發明一範例，該等第一與第二組滾輪201、202與掃描單元203設置成使得平行於該等兩組滾輪201、202之第三區域203R的兩個邊界最接近於個別組的滾輪201、202與物體150的該等接觸點。
本技術領域中的專業人士將可瞭解到第一與第二組滾輪201、202相對於掃描單元203的影像感測器203a之位置可以改變。例如，第一與第二組滾輪201、202可設置成更接近或更遠離掃描單元203的影像感測器203a’且第三區域203R將個別地加寬或變窄。
此外，第一影像感測器204與第二影像感測器205之位置亦可根據要檢測的該物體之大小而調整。
圖4為根據本發明另一範例之光學檢測裝置300的示意圖。圖4中光學檢測裝置300類似於圖2中的光學檢測裝置200，除了該預定距離D1小於該輪子的長度L1。
圖5為根據本發明另一範例之光學檢測裝置400的示意圖。圖5中光學檢測裝置400類似於第2圖中的光學檢測裝置200，除了該預定距離D1大於該輪子的長度L1。
在說明本發明之代表性範例時，本說明書已經提出該方法及/或操作本發明之程序做為一特定順序的步驟。但是，某種程度上該方法或程序並不會依賴此處所提出的特定順序的步驟，該方法或程序不應限於所述之該等步驟之特定順序。本技術領域中的專業人士將可瞭解可能有其它的步驟順序。因此，在本說明書中所提出之步驟的特定順序必須不視為對於申請專利範圍之限制。此外，關於本發明之方法及/或程序之申請專利範圍不應限於在所提出順序中之步驟的效益，本技術領域中的專業人士可立即瞭解到該等順序可以改變，且仍維持在本發明之精神及範圍內。
熟習此項技藝者應即瞭解可對上述各項範例進行變化，而不致悖離其廣義之發明性概念。因此，應瞭解本發明並不限於本揭之特定範例，而係為涵蓋歸屬如後載申請專利範圍定義之本發明精神及範圍內的修飾。
100‧‧‧光學檢測裝置
101‧‧‧滾輪組
102‧‧‧掃描單元
103‧‧‧框架
150‧‧‧物體
151‧‧‧第一缺陷
152‧‧‧第二缺陷
200‧‧‧光學檢測裝置
201‧‧‧第一組滾輪
201a‧‧‧輪子
201b‧‧‧彈簧
202‧‧‧第二組滾輪
202a‧‧‧輪子
202b‧‧‧彈簧
203‧‧‧掃描單元
203a‧‧‧影像感測器
203R‧‧‧第三區域
204‧‧‧第一影像感測器
204R‧‧‧第一區域
205‧‧‧第二影像感測器
205R‧‧‧第二區域
206‧‧‧框架
300‧‧‧光學檢測裝置
400‧‧‧光學檢測裝置
當併同各隨附圖式而閱覽時，即可更佳瞭解本發明前揭摘要及較佳範例之上文詳細說明。為達本發明之說明目的，各圖式裡圖繪有現屬較佳之各範例。然應瞭解本發明並不限於所繪之精確排置方式及設備裝置。在各圖式中：
圖1為一種習用光學檢測裝置之上視示意圖。
圖2為根據本發明一範例之光學檢測裝置之上視示意圖。
圖3為圖2例示之光學檢測裝置的側視示意圖。
圖4為根據本發明另一範例之光學檢測裝置之上視示意圖。
圖5為根據本發明又另一範例之光學檢測裝置之上視示意圖。
150‧‧‧物體
151‧‧‧第一缺陷
152‧‧‧第二缺陷
201‧‧‧第一組滾輪
201a‧‧‧輪子
202‧‧‧第二組滾輪
202a‧‧‧輪子
203‧‧‧掃描單元
204‧‧‧第一影像感測器
204R‧‧‧第一區域
205‧‧‧第二影像感測器
205R‧‧‧第二區域
206‧‧‧框架

Claims (18)

  1. 一種光學檢測裝置，其包含：一第一組滾輪，其中每一滾輪包含一輪子，且該第一組滾輪的該等輪子在一第一方向上以一第一距離隔開；一第二組滾輪，其中每一滾輪包含一輪子，且該第二組滾輪的該等輪子在該第一方向上以該第一距離隔開；一掃描單元，其設置在該第一組滾輪與該第二組滾輪之間；一第一影像感測器，其設置成捕捉在一第一區域中的可見光，其中該第一區域係在該第一組滾輪相對於該掃描單元的一側上；及一第二影像感測器，其設置成捕捉在一第二區域中的可見光，其中該第二區域係在該第二組滾輪相對於該掃描單元的一側上；其中，該第一組滾輪以及該第二組滾輪係施加壓力於一物體，藉此使得該物體之缺陷可以被看到；其中，該第一組滾輪、該第二組滾輪、該掃瞄單元以及該第一影像感測器係位於該物體之同一側。
  2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該第一影像感測器與該第二影像感測器之每一者包括至少一電荷耦合裝置(CCD)感測器或一互補式金屬氧化物半導體(CMOS)感測器。
  3. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該第二組滾輪之該第一輪子在該第一方向上以該第一距離偏離該第一組滾輪之該第一輪子。
  4. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中每一輪子在該第一方向上具有一長度。
  5. 如申請專利範圍第4項之裝置，其中該第一距離等於該長度。
  6. 如申請專利範圍第4項之裝置，其中該第一距離小於該長 度。
  7. 如申請專利範圍第4項之裝置，其中該第一距離大於該長度。
  8. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該輪子包含矽。
  9. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該等輪子的直徑在1到2.5公分(cm)之間。
  10. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中每一滾輪另包含至少一彈簧。
  11. 如申請專利範圍第10項之裝置，其中該至少一彈簧之長度在15到20毫米(mm)之間。
  12. 如申請專利範圍第10項之裝置，其中該至少一彈簧的拉伸強度為100到490公斤力(kgf)。
  13. 如申請專利範圍第10項之裝置，其中該彈簧線的直徑為0.3到0.5mm。
  14. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該掃描單元包含複數個CCD感測器或CMOS感測器。
  15. 一種光學檢測裝置，其包含：一第一組滾輪，其中每一滾輪包含一輪子，且該第一組滾輪的該等輪子在一第一方向上以一第一距離隔開；一第二組滾輪，其中每一滾輪包含一輪子，且該第二組滾輪之該等輪子在該第一方向上以該第一距離隔開，且其中該第二組滾輪之每一輪子平行於該第一組滾輪之該等輪子之間的一空間而與該第一組滾輪形成一錯列樣式；一掃描單元，其設置在該第一組滾輪與該第二組滾輪之間；及一第一影像感測器，其設置成捕捉在一第一區域中的可見光，其中該第一區域係在該第一組滾輪相對於該掃描單元的一側上；及一第二影像感測器，其設置成捕捉在一第二區域中的可見光，其中該第二區域係在該第二組滾輪相對於該掃描 單元的一側上；其中，該第一組滾輪以及該第二組滾輪係施加壓力於一物體，藉此使得該物體之缺陷可以被看到；其中，該第一組滾輪、該第二組滾輪、該掃瞄單元以及該第一影像感測器係位於該物體之同一側。
  16. 如申請專利範圍第15項之裝置，其中每一輪子在該第一方向上具有一長度，且該第一距離等於或小於該長度。
  17. 如申請專利範圍第15項之裝置，其中該輪子包含矽，且該等輪子的直徑在1到2.5cm之間。
  18. 如申請專利範圍第15項之裝置，其中每一滾輪另包含至少一彈簧，其中該至少一彈簧之長度在15到20mm之間，且該彈簧線的直徑為0.3到0.5mm，且該至少一彈簧的該拉伸強度為100到490kgf。
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