TWI444587B - 零耗能遙測曲度感測結構及其方法 - Google Patents

零耗能遙測曲度感測結構及其方法 Download PDF

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TWI444587B TW100127514A TW100127514A TWI444587B TW I444587 B TWI444587 B TW I444587B TW 100127514 A TW100127514 A TW 100127514A TW 100127514 A TW100127514 A TW 100127514A TW I444587 B TWI444587 B TW I444587B
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Description

零耗能遙測曲度感測結構及其方法
本發明係關於一種零耗能遙測曲度感測結構及其方法，特別是一種利用一光學穿透結構所產生之干涉現象，即時感測出一待測物之曲度變化之零耗能遙測曲度感測結構及其方法。
曲度感測器依照其感測原理可分為機械式曲度感測器與光學式曲度感測器二種。
機械式曲度感測器如中華民國公告第I260397號，其揭露一種曲面工件之變形量的量測治具，其適於量測一曲面工件之曲面變形量。此曲面工件之變形量的量測治具包括一平台、二側體以及多個變形量量表，其中平台係具有多個第一定位塊，曲面工件即藉由這些第一定位塊固定於平台上，而這些側體係配置於平台上，且曲面工件是位於這些側體之間。此外，這些變形量量表是配設於這些側體上，其中每一個變形量量表具有一桿件以及一數字顯示裝置。另外，桿件之一端係與數字顯示裝置相連接，其中每一個桿件具有一量測端，而這些量測端係凸出側體以與曲面工件接觸。
然而，由於上述之量測治具係需要使用者實地操作，當待測物位於一對人體有害之環境時，上述之量測治具即不適合使用者使用。
光學式曲度感測器係利用一光源以非接觸式之方式，來感測出一待測物之曲度變化，如中華民國公告第580558號，其揭露一種矽液晶微型顯示器之翹曲度量測方法，該方法包含下列步驟：將一矽液晶微型顯示器置於一平臺之預定區域上，一雷射機臺之雷射光束則針對該矽液晶微型顯示器之四角隅進行定位，以便量測傾斜度；依該矽液晶微型顯示器的傾斜角度將該雷射機臺進行水平補償校正；由該雷射機臺之雷射光束發射至該矽液晶微型顯示器之初始量測位置上，並由一接收器接收反射之雷射光束；及該雷射機臺之雷射光束繼續掃描至該矽液晶微型顯示器之最後量測位置上。
然而，上述之專利係至少需要一電源或一發光源才能完成曲度感測，將增加能量之損耗，不符合節能減碳之潮流。
因此，如何設計出一使用者不需實地使用，以避免直接進入對人體有害之環境，且不需額外消耗能量之零耗能遙測曲度感測結構及其方法，便成為相關廠商以及相關研發人員所共同努力的目標。
本發明人有鑑於習知之曲度感測裝置缺乏無法保護使用者避免進入對人體有害之環境以及增加能量損耗之缺失，乃積極著手進行開發，以期可以改進上述既有之缺點，經過不斷地試驗及努力，終於開發出本發明。
本發明之目的，係提供一種可即時感測出待測物之曲度變化，不需實地使用，且不需額外消耗能量之零耗能遙測曲度感測結構及其方法。
為了達成上述之目的，本發明之高安全性之零耗能遙測曲度感測結構係用以監測一待測物之曲度變化，該零耗能遙測曲度感測結構包括：一第一介質層，係由軟性透明材質組成；一第二介質層，係由軟性透明材質組成，且其形狀係對應該第一介質層，該第二介質層係設置於該第一介質層下方，其厚度與硬度係大於該第一介質層；以及至少一隔片，係設置於該第一介質層以及該第二介質層之間，使該第一介質層以及該第二介質層之間於非該等隔片設置處具有空隙。
為了達成上述之目的，本發明之零耗能遙測曲度感測方法係使用上述之零耗能遙測曲度感測結構，並用以監測一待測物之曲度變化，該零耗能遙測曲度感測方法係包括步驟：將該零耗能遙測曲度感測結構平貼於該待測物；觀察該零耗能遙測曲度感測結構是否產生干涉條紋，若該零耗能遙測曲度感測結構產生干涉條紋，則進入確認該待測物產生曲度變化步驟，若該零耗能遙測曲度感測結構沒有產生干涉條紋，則進入繼續觀察該待測物步驟；確認該待測物產生曲度變化步驟：判定該待測物產生曲度變化；以及繼續觀察該待測物步驟：判定該待測物沒有產生曲度變化，並回到觀察該零耗能遙測曲度感測結構是否產生干涉條紋步驟。
透過上述之結構及方法，本發明因不需實地使用，而能夠保護使用者免於直接進入對人體有害之環境，更因為本發明僅需在該待測物具有一背光源，或該待測物位於一明亮空間即可完成曲度感測，而不需額外消耗能量。
為使熟悉該項技藝人士瞭解本發明之目的，兹配合圖式將本發明之較佳實施例詳細說明如下。
請參考第一圖所示，本發明之零耗能遙測曲度感測結構(1)，係用以監測一待測物(2)之曲度變化，該零耗能遙測曲度感測結構(1)包括：一第一介質層(10)，係由軟性透明材質組成；一第二介質層(11)，係由軟性透明材質組成，且其形狀係對應該第一介質層(10)，該第二介質層(11)係設置於該第一介質層(10)下方，該第二介質層(11)之厚度與硬度係大於該第一介質層(10)；以及至少一隔片(12)，係設置於該第一介質層(10)以及該第二介質層(11)之間，使該第一介質層(10)以及該第二介質層(11)之間於非該等隔片(12)設置處具有空隙。
請參考第二圖所示，在本發明之一較佳實施例中，該零耗能遙測曲度感測結構(1)更包括一透明絕緣層(13)，該透明絕緣層(13)係設置於該第二介質層(11)下方，該透明絕緣層(13)之材質係為二氧化矽(SiO2 )。
該第一介質層(10)之厚度係小於50微米，該第二介質層(11)之厚度係大於200微米，而且該第一介質層(10)以及該第二介質層(11)係鍍上一層金屬層，在一較佳實施例中，該金屬層係為銀材質，但本發明並不以此為限。
請參考第三圖所示，當使用本發明之零耗能遙測曲度感測結構(1)監測一待測物(2)之曲度變化時，係先將該零耗能遙測曲度感測結構(1)平貼該待測物(2)，當該待測物(2)發生曲度變化時，該第一介質層(10)以及該第二介質層(11)將互相接觸，其中該第一介質層(10)以及該第二介質層(11)互相接觸之部分將產生干涉現象，使得該第一介質層(10)以及該第二介質層(11)互相接觸之部分所反射之光線之波長產生變化，此時若有一觀測者(圖未示)觀測該第一介質層(10)以及該第二介質層(11)互相接觸之部分，將明顯察覺該第一介質層(10)以及該第二介質層(11)互相接觸之部分產生顏色之改變，進而得知該待測物(2)發生曲度變化。
請參考第三圖、第四a圖以及第四b圖所示，該等隔片(12)之厚度係小於1微米，且由彈性體材質組成，該等隔片(12)之形狀可為長條狀或環狀。
但本發明並不以上述說明為限，亦可以由一取像裝置(圖未示)取代上述之觀測者，該取像裝置可為一攝影機或一照相機。
請參考第三圖以及第五圖所示，一種使用上述之零耗能遙測曲度感測結構(1)的零耗能遙測曲度感測方法(3)，係用以監測該待測物(2)之曲度變化，該零耗能遙測曲度感測方法(3)係包括步驟：步驟300：將該零耗能遙測曲度感測結構(1)平貼於該待測物(2)；以及步驟301：觀察該零耗能遙測曲度感測結構(1)是否產生干涉條紋，若該零耗能遙測曲度感測結構(1)產生干涉條紋，則進入確認該待測物產生曲度變化步驟3010，若該零耗能遙測曲度感測結構(1)沒有產生干涉條紋，則進入繼續觀察該待測物步驟3011；確認該待測物產生曲度變化步驟3010：判定該待測物(2)產生曲度變化；以及繼續觀察該待測物步驟3011：判定該待測物(2)沒有產生曲度變化，並回到步驟301。
其中該零耗能遙測曲度感測結構(1)係於該第一介質層(10)與該第二介質層(11)互相接觸時產生干涉條紋。
其中該步驟301係藉由一取像裝置(圖未示)或一觀測者(圖未示)執行，該取像裝置係用以記錄該零耗能遙測曲度感測結構(1)所產生之干涉條紋，該取像裝置係為一攝影機或一照相機。
請參考第三圖以及第六圖所示，於該確認該待測物產生曲度變化步驟3010後更包括一步驟3012：藉由該取像裝置所記錄之干涉條紋，計算出該待測物(2)之曲率半徑，再算出該待測物(2)之曲度值，該曲率半徑與該曲度值係互為倒數之關係。
由於本發明係透過觀察零耗能遙測曲度感測結構是否產生干涉條紋來判斷待測物是否發生曲度變化，因此使用者僅需站在一視力可及之處即可觀測該零耗能遙測曲度感測結構，而不需要在旁操作，或直接以一取像裝置進行遠端觀測，因此本發明可保護使用者免於直接進入對人體有害之環境，此外，本發明所需之觀測條件僅需該待測物具有一背光源，或該待測物位於一明亮空間，以提供干涉現象之入射光，因此本發明不需額外連接一光源或一電源，而不會消耗額外的能量，可達到節能省碳之目的；再者，其結構型態以及步驟方法並非所屬技術領域中之人士所能輕易思及而達成者，實具有新穎性以及進步性無疑。
透過上述之詳細說明，即可充分顯示本發明之目的及功效上均具有實施之進步性，極具產業之利用性價值，且為目前市面上前所未見之新發明，完全符合發明專利要件，爰依法提出申請。唯以上所述著僅為本發明之較佳實施例而已，當不能用以限定本發明所實施之範圍。即凡依本發明專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應屬於本發明專利涵蓋之範圍內，謹請　貴審查委員明鑑，並祈惠准，是所至禱。
(1)．．．零耗能遙測曲度感測結構
(10)．．．第一介質層
(11)．．．第二介質層
(12)．．．隔片
(13)．．．透明絕緣層
(2)．．．待測物
(3)．．．零耗能遙測曲度感測方法
(300)．．．步驟
(301)．．．步驟
(3010)．．．確認該待測物產生曲度變化步驟
(3011)．．．繼續觀察該待測物步驟
(3012)．．．步驟
第一圖係為本發明之零耗能遙測曲度感測結構之剖視圖；
第二圖係為本發明之零耗能遙測曲度感測結構之一實施例之剖視圖；
第三圖係為本發明之零耗能遙測曲度感測結構監測一待測物時之剖視圖；
第四a圖係為本發明之隔片之第一實施例之上視圖；
第四b圖係為本發明之隔片之第二實施例之上視圖；
第五圖係為本發明之零耗能遙測曲度感測方法之方法流程圖；以及
第六圖係為本發明之零耗能遙測曲度感測方法之細部方法流程圖。
(1)．．．零耗能遙測曲度感測結構
(10)．．．第一介質層
(11)．．．第二介質層
(12)．．．隔片

Claims (10)

  1. 一種零耗能遙測曲度感測結構，係用以監測一待測物之曲度變化，該零耗能遙測曲度感測結構包括：一第一介質層，係由軟性透明材質組成；一第二介質層，係由軟性透明材質組成，且其形狀係對應該第一介質層，該第二介質層係設置於該第一介質層下方，該第二介質層之厚度與硬度係大於該第一介質層；以及至少一隔片，係設置於該第一介質層以及該第二介質層之間，使該第一介質層以及該第二介質層之間於非該等隔片設置處具有空隙。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之零耗能遙測曲度感測結構，更包括一透明絕緣層，該透明絕緣層係設置於該第二介質層下方。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之零耗能遙測曲度感測結構，其中該第一介質層以及該第二介質層係鍍上一層金屬層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之零耗能遙測曲度感測結構，其中該等隔片之厚度係小於1微米，且由彈性體材質組成，該等隔片之形狀可為長條狀或環狀。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之零耗能遙測曲度感測結構，其中該第一介質層之厚度係小於50微米。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之零耗能遙測曲度感測結構，其中該第二介質層之厚度係大於200微米。
  7. 一種使用如申請專利範圍第1項所述之零耗能遙測曲度感測結構的零耗能遙測曲度感測方法，係用以監測一待測物之曲度變化，該零耗能遙測曲度感測方法係包括步驟：將該零耗能遙測曲度感測結構平貼於該待測物；觀察該零耗能遙測曲度感測結構是否產生干涉條紋，若該零耗能遙測曲度感測結構產生干涉條紋，則進入確認該待測物產生曲度變化步驟，若該零耗能遙測曲度感測結構沒有產生干涉條紋，則進入繼續觀察該待測物步驟；確認該待測物產生曲度變化步驟：判定該待測物產生曲度變化；以及繼續觀察該待測物步驟：判定該待測物沒有產生曲度變化，並回到觀察該零耗能遙測曲度感測結構是否產生干涉條紋步驟。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之零耗能遙測曲度感測方法，其中該零耗能遙測曲度感測結構係於該第一介質層與該第二介質層互相接觸時產生干涉條紋。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之零耗能遙測曲度感測方法，其中該觀察該零耗能遙測曲度感測結構是否產生干涉條紋步驟係藉由一取像裝置或一觀測者執行，該取像裝置係用以記錄該零耗能遙測曲度感測結構所產生之干涉條紋，該取像裝置係為一攝影機或一照相機。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之零耗能遙測曲度感測方法，於該確認該待測物產生曲度變化步驟後更包括一步驟：藉由該取像裝置所記錄之干涉條紋，計算出該待測物之曲率半徑，再算出該待測物之曲度值。
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