TWM514002U - 光學檢測設備 - Google Patents

Description

光學檢測設備

本創作係有關於一種光學檢測設備，特別是指一種用以檢測鏡面瑕疵的光學檢測設備。

鏡面材質的產品在現代生活中隨處可見，例如液晶電視、手機螢幕或是其他光學鏡面等，應用範圍相當廣泛。在鏡面材質的製程中，最關鍵的一環便是檢測鏡面的瑕疵，因為若未能及時將有瑕疵的鏡面物件篩選出來而繼續與其他零件進行組裝作業，將導致大量的劣質品產生，不僅降低產線的良率，也會造成製造者巨大的財務損失及時間、人力的浪費。所謂的鏡面瑕疵，例如灰塵、刮痕、水痕、殘膠或亮點等，目前的自動化生產產線都會配置瑕疵檢測設備，以便減少或取代耗時又費力的人工檢測，藉以提升產品的檢測速度及製程良率。

習知的檢測設備，係將一待測物放置於一檢測台上，並對該待測物提供一上方及下方光源，用以對待測物進行補光，再經由設置於該待測物上方的一攝像機拍攝以取得一瑕疵影像，將該瑕疵影像經過處理分析後取得瑕疵的對應位置，藉以將待測物依據取得的瑕疵種類的不同分為良品、瑕疵品、NG品，對 可修復的NG品進行補修作業，藉以提升產品的良率。然而，本案創作人發現，習知的檢測設備於高光環境下對待測物進行拍攝，可能因為不同瑕疵對於高光源的反應不同，導致無法取得所有的瑕疵點，進而出現誤判情況而影響產線良率。

基於本案創作人發現上述習知技術中存在的問題，本創作的主要目的，在於提供一種光學檢測設備，以解決習知技術中於高光環境下對待測物進行拍攝而無法取得所有瑕疵點的問題。

為了解決上述問題，本創作係提供一種光學檢測設備，包含有一檢測平台、一攝像單元、一平面光源、以及一取像指示器。該檢測平台係具有一供待測物放置的擺設平面。該攝像單元係設置於該擺設平面的一側。該攝像單元的拍攝方向與該待測物的表面之間的夾角為一銳角，以對該待測物的表面取像。該平面光源係包含有至少一由複數個發光元件排列而成的發光陣列，以及一設置於該發光陣列一側使光源大面積均勻照射於該待測物上的導光板。該平面光源係設置於該擺設平面之相對於該攝像單元的另一側。該取像指示器係包含有一啟動該平面光源並藉由該攝像單元拍攝取得該待測物的第一瑕疵分布的第一取像狀態，以及一關閉該平面光源並藉由該攝像單元拍攝取得該待測物的第二瑕疵分布的第二取像狀態，藉以過濾出該待測物的瑕疵。

進一步地，該平面光源係不與該待測物重疊設置。

進一步地，該光學檢測設備包含有一載置該攝像單元並依據該待測物的大小移動位置以對該待測物的取像的活動載台。

進一步地，該光學檢測設備包含有一正向光源，該正向光源係設置於該檢測平台的上方或下方以照射放置於該檢測平台上的該待測物。

本創作的另一目的，在於提供一種光學檢測設備，包含有一第一檢測站及一第二檢測站。該第一檢設站包含有一第一檢測平台、一第一攝像單元、一平面光源及一第一取像指示器。該第一檢測平台係具有一供待測物放置的擺設平面。該第一攝像單元係設置於該第一檢測平台的擺設平面的一側，該第一攝像單元的拍攝方向與該待測物的表面之間的夾角為一銳角，以對該待測物的表面取像。該平面光源係包含有至少一由複數個發光元件排列而成的發光陣列，以及一設置於該發光陣列一側使光源大面積均勻照射於該待測物上的導光板，該平面光源係設置於該擺設平面之相對於該攝像單元的另一側。該第一取像指示器係包含有一啟動該平面光源並藉由該第一攝像單元拍攝取得該待測物的第一瑕疵分布的第一取像狀態，藉以過濾出該待測物的瑕疵。該第二檢測站包含有一第二檢測平台、一第二攝像單元及一第二取像指示器。該第二檢測平台係具有一供該待測物放置的擺設平面。該第二攝像單元係設置於該第二檢測平台的擺設平面的一側，該第二攝像單元的拍攝方向與該待測物的表面之間的夾角為一銳 角，以對該待測物的表面取像。該第二取像指示器係藉由該第二攝像單元拍攝取得該待測物的第二瑕疵分布的第二取像狀態，藉以過濾出該待測物的瑕疵。

進一步地，該平面光源係不與該待測物重疊設置。

進一步地，該光學檢測設備包含有一載置該第一攝像單元並依據該待測物的大小移動位置以對該待測物的取像的第一活動載台。

進一步地，該光學檢測設備包含有一載置該第二攝像單元並依據該待測物的大小移動位置以對該待測物的取像的第二活動載台。

進一步地，該光學檢測設備包含有一正向光源，該正向光源係設置於該第二檢測平台的上方或下方以照射放置於該第二檢測平台上的該待測物。

是以，本創作係比習知技術具有以下之優勢功效：

1.本創作係藉由對於不同照度環境下的待測物進行取像，進而過濾出待測物所有瑕疵的位置。

2.本創作以大面積的平面光源對待測物進行側向補光，可克服檢測過程中攝像單元因反射光線干擾及拍攝到多餘影像而導致誤判瑕疵的問題。

100‧‧‧光學檢測設備

10‧‧‧檢測平台

11‧‧‧擺設平面

20‧‧‧平面光源

21‧‧‧發光元件

22‧‧‧導光板

23‧‧‧發光陣列

30‧‧‧正向光源

C1‧‧‧攝像單元

T1‧‧‧待測物

A‧‧‧活動載台

P‧‧‧取像指示器

α1‧‧‧銳角

200‧‧‧光學檢測設備

S1‧‧‧第一檢測站

40‧‧‧第一檢測平台

41‧‧‧擺設平面

50‧‧‧平面光源

51‧‧‧發光元件

52‧‧‧導光板

53‧‧‧發光陣列

C21‧‧‧第一攝像單元

T2‧‧‧待測物

A1‧‧‧第一活動載台

P1‧‧‧第一取像指示器

α2‧‧‧銳角

S2‧‧‧第二檢測站

60‧‧‧第二檢測平台

61‧‧‧擺設平面

70‧‧‧正向光源

C22‧‧‧第二攝像單元

A2‧‧‧第二活動載台

P2‧‧‧第二取像指示器

α3‧‧‧銳角

圖1，本創作之光學檢測設備之第一實施例示意圖。

圖2，本創作之光學檢測設備之第一實施例的方塊示 意圖。

圖3，本創作之光學檢測設備之第二實施例示意圖。

圖4，本創作之光學檢測設備之第二實施例的方塊示意圖。

有關本創作之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下。再者，本創作中之圖式，為說明方便，其比例未必照實際比例繪製，該等圖式及其比例並非用以限制本創作之範圍，在此先行敘明。

以下係針對本創作的技術舉一較佳實施態樣進行說明。請一併參閱「圖1」及「圖2」，本創作係提供一種光學檢測設備100，得以應用於各種生產面板、光學鏡面等產線，以下係針對本創作所述的光學檢測設備100進行詳細的說明：

所述的光學檢測設備100，包含有一檢測平台10、一攝像單元C1、一平面光源20、以及一取像指示器P。該檢測平台10係具有一供待測物T1放置的擺設平面11。該攝像單元C1係設置於該擺設平面11的一側。該攝像單元C1的拍攝方向與該待測物T1的表面之間的夾角為一銳角α1，以對該待測物T1的表面取像。該平面光源20係包含有至少一由複數個發光元件21排列而成的發光陣列23，以及一設置於該發光陣列23一側使光源大面積均勻照射於該待測物T1上的導光板22，該平面光源20係設置於該擺設平面11之相對於該攝像單元C1的另一側。該取像指 示器P係包含有一啟動該平面光源20並藉由該攝像單元C1拍攝取得該待測物T1的第一瑕疵分布的第一取像狀態，以及一關閉該平面光源20並藉由該攝像單元C1拍攝取得該待測物T1的第二瑕疵分布的第二取像狀態，藉以過濾出該待測物T1的瑕疵。

於本創作中「所述的平面光源20係不與該待測物T1重疊設置」，係指該平面光源20的設置不與該待測物T1重疊且該平面光源20係直接照射該待測物T1的位置，以避免該待測物T1的瑕疵受到該平面光源20照射產生陰影，又因為來自不同方向的光源照射而使該陰影被淡化、甚至出現該陰影消失的情況，進而影響判斷瑕疵的準確率。於較佳的實施態樣中，所述的平面光源20係一漫射光源，藉由該導光板22將光源均勻照射於該待測物T1。

於本創作中所述的「該平面光源20係設置於該擺設平面11之相對於該攝像單元C1的另一側」，係指該平面光源20與該攝像單元C1相應設置於該擺設平面11同一面上的二側，以分別對應照射及拍攝該待測物T1的同一表面。具體而言，如圖1所示，該擺設平面11係於圖式中的下方，該攝像單元C1係設置於該擺設平面11的右上方，該平面光源20係設置於該擺設平面11的左上方，藉由調整適當的仰角/俯角，所述的平面光源20所送出的光係經由該待測物T1的表面反射至該攝像單元C1。該攝像單元C1與該平面光源20位置相互間可左、右調換，亦可相對該擺設平面11同時上、下置換。

於本創作所述的攝像單元C1的設置係與該待測物T1的表面之間的夾角為一銳角α1，以斜拍方式對該待測物T1取像，避免取像時將該攝像單元C1的反射影像攝入並減少反射光線對影像的干擾。關於該夾角α1的角度係依據使用者的取像需求進行合適的數值設置，本創作中對此夾角α1並不予以設限。

於較佳的實施態樣中，所述的第一取像狀態及第二取像狀態的檢測順序係依據使用者的需求以及其產線的需要安排合適的檢測順序，本創作中對於檢測的順序並不予以設限。

所述的光學檢測設備100係更進一步包含有一載置該攝像單元C1並依據該待測物T1的大小移動位置以對該待測物T1的取像的活動載台A，以及更進一步包含有一設置於該檢測平台10的上方或下方的正向光源30以照射放置於該檢測平台10上的該待測物T1。

於本創作所述的活動載台A係依據該待測物T1的大小移動該攝像單元C1以對該待測物T1取像，其移動意指該活動載台A依據該攝像單元C1所需要的取像精度而對該待測物T1進行分區取像，該分區取像係將該待測物T1的表面劃分為多個區塊，再經由該攝像單元C1對於每一區塊分別取像，由於每一區塊的位置不同，因此需要藉由該活動載台A使該攝像單元C1移動以對於每一區塊取像。於較佳的實施態樣中，該活動載台A係包含有至少一支撑該攝像單元C1的支撐座、至少一滑塊組、至少一位置調整組以及至少一驅動馬達，該活動載台A的細部結構係依據 使用者的需求以及其產線的需要選擇，本創作中對於該活動載台A的細部結構並不予以設限。

於較佳的實施態樣中，所述的正向光源30係得選用自環境光源、日光燈、螢光燈、LED或鹵素燈等，該正向光源30係依據使用者的需求以及其產線的需要選用合適的照明光源，本創作中並不對於該正向光源30的使用種類、數量等條件進行設限。於較佳的實施態樣中，所述的正向光源流明數應介於10lm至3000lm之間。

所述的平面光源20開啟時，該平面光源20係透過該導光板22將該複數個發光元件21的光源以大面積且均勻照射於該待測物T1上，此時的該攝像單元C1所拍攝到的影像係呈現白背景以凸顯該待測物T1上的第一瑕疵分布(例如高光環境下不易被光源反射產生暗瑕疵)；當該平面光源20關閉時，該攝像單元C1係利用環境光源拍攝，若環境光源不足時則利用該正向光源30所產生的漫射光源進行補光，以對該待測物T1進行取像，此時的該攝像單元C1所拍攝的影像係呈現黑背景以凸顯該待測物T1上的第二瑕疵分布(於低光環境中易被光源反射的亮瑕疵)。透過上述二種不同光照下的影像，分析影像中的瑕疵是否有產生複影，當影像中出現複影則判斷出該瑕疵係位於該待測物T1的表面，反之則該瑕疵是位於內部，通過準確判斷瑕疵位置以加速補修作業的效率。

以下係針對本創作的技術另舉一較佳實施態樣進行 說明。請參閱「圖3」及「圖4」，本創作另提供一種光學檢測設備200，得以應用於各種生產面板、光學鏡面等產線，以下係針對本創作所述的光學檢測設備200進行詳細的說明：

所述的光學檢測設備200，包含有一第一檢測站S1及一第二檢測站S2。該第一檢測站S1包含有一第一檢測平台40、一第一攝像單元C21、一平面光源50及一第一取像指示器P1。該第一檢測平台40係具有一供待測物T2放置的擺設平面41。該第一攝像單元C21係設置於該第一檢測平台40的擺設平面41的一側，該第一攝像單元C21的拍攝方向與該待測物T2的表面之間的夾角為一銳角α2，以對該待測物T2的表面取像。該平面光源50係包含有至少一由複數個發光元件51排列而成的發光陣列53，以及一設置於該發光陣列53一側使光源大面積均勻照射於該待測物T2上的導光板52，該平面光源50係設置於該擺設平面41之相對於該第一攝像單元C21的另一側。該第一取像指示器P1係包含有一啟動該平面光源50並藉由該第一攝像單元C21拍攝取得該待測物T2的第一瑕疵分布的第一取像狀態，藉以過濾出該待測物T2的瑕疵。該第二檢測站S2包含有一第二檢測平台60、一第二攝像單元C22及一第二取像指示器P2。該第二檢測平台60係具有一供待測物T2放置的擺設平面61。該第二攝像單元C22係設置於該第二檢測平台60的擺設平面61的一側，該第二攝像單元C22的拍攝方向與該待測物T2的表面之間的夾角為一銳角α3，以對該待測物T2的表面取像。該第二取像指示器P2係藉由該第二攝 像單元C22拍攝取得該待測物T2的第二瑕疵分布的第二取像狀態，藉以過濾出該待測物T2的瑕疵。

於本創作中「所述的平面光源50係不與該待測物T2重疊設置」，係指該平面光源50的設置不與該待測物T2重疊且該平面光源50係直接照射該待測物T2的位置，以避免該待測物T2的瑕疵受到該平面光源50照射產生陰影，又因為來自不同方向的光源照射而使該陰影被淡化、甚至出現該陰影消失的情況，進而影響判斷瑕疵的準確率。於較佳的實施態樣中，所述的平面光源50係一漫射光源，藉由該導光板52將光源均勻照射於該待測物T2。

於本創作中所述的「該平面光源50係設置於該擺設平面41之相對於該第一攝像單元C21的另一側」，係指該平面光源50與該第一攝像單元C21相應設置於該擺設平面41同一面上的二側，以分別對應照射及拍攝該待測物T2的同一表面。具體而言，如圖3所示，該擺設平面41係於圖式中的下方，該第一攝像單元C21係設置於該擺設平面41的右上方，該平面光源50係設置於該擺設平面41的左上方，藉由調整適當的仰角/俯角，所述的平面光源50所送出的光係經由該待測物T2的表面反射至該第一攝像單元C21。該第一攝像單元C21與該平面光源50位置相互間可左、右調換，亦可相對該擺設平面41同時上、下置換。

於本創作所述的第一攝像單元C21及該第二攝像單元C22的設置係與該待測物T2的表面之間的夾角為一銳角α2及 α3，以斜拍方式對該待測物T2取像，避免取像時將該第一攝像單元C21及該第二攝像單元C22的反射影像攝入並減少反射光線對影像的干擾。關於該夾角α2及α3的角度係依據使用者的取像需求進行合適的數值設置，本創作中對此夾角α2及α3並不予以設限。

於較佳的實施態樣中，所述的第一檢測站S1及第二檢測站S2的順序係依據使用者的需求以及其產線的需要安排合適的檢測順序，本創作中對於檢測站的順序並不予以設限。

所述的光學檢測設備200係更進一步包含有一載置該第一攝像單元C21及該第二攝像單元C22並依據該待測物T2的大小移動位置以對該待測物T2的取像的第一活動載台A1及第二活動載台A2，以及更進一步包含有一設置於該第二檢測平台60的上方或下方的正向光源70以照射放置於該第二檢測平台60上的該待測物T2。

於本創作所述的第一活動載台A1及第二活動載台A2係依據該待測物T2的大小移動該第一攝像單元C21及該第二攝像單元C22以對該待測物T2取像，其移動意指該第一活動載台A1及該第二活動載台A2係依據該第一攝像單元C21及該第二攝像單元C22所需要的取像精度而對該待測物T2進行分區取像，該分區取像係將該待測物T2的表面劃分為多個區塊，再經由該第一攝像單元C21及該第二攝像單元C22對於每一區塊分別取像，由於每一區塊的位置不同，因此需要藉由該第一活動載台A1及該第 二活動載台A2使該第一攝像單元C21及該第二攝像單元C22移動以對於每一區塊取像。於較佳的實施態樣中，該第一活動載台A1及該第二活動載台A2係各別包含有至少一支撑該第一攝像單元C21及該第二攝像單元C22的支撐座、至少一滑塊組、至少一位置調整組以及至少一驅動馬達，該第一活動載台A1及該第二活動載台A2的細部結構係依據使用者的需求以及其產線的需要選擇，本創作中對於該第一活動載台A1及該第二活動載台A2的細部結構並不予以設限。

於較佳的實施態樣中，所述的正向光源70係得選用自環境光源、日光燈、螢光燈、LED或鹵素燈等，該正向光源70係依據使用者的需求以及其產線的需要選用合適的照明光源，本創作中並不對於該正向光源70的使用種類、數量等條件進行設限。於較佳的實施態樣中，所述的正向光源流明數應介於10lm至3000lm之間。

所述的第一檢測站S1係於該平面光源50開啟時，透過該導光板52將該平面光源50的複數個發光元件51以大面積且均勻照射於該待測物T2上，此時的該第一攝像單元C21所拍攝到的影像係呈現白背景以凸顯該待測物T2上的第一瑕疵分布(例如高光環境下不易被光源反射產生暗瑕疵)。所述的第二檢測站S2係利用環境光源拍攝，若環境光源不足時則利用該正向光源70所產生的漫射光源進行補光，以對該待測物T2進行取像，此時的該第二攝像單元C22所拍攝的影像係呈現黑背景以凸顯該待測物T2 上的第二瑕疵分布(於低光環境中易被光源反射的亮瑕疵)。透過上述二種不同光照下的影像，分析影像中的瑕疵是否有產生複影，當影像中出現複影則判斷出該瑕疵係位於該待測物T2的表面，反之則該瑕疵是位於內部，通過準確判斷瑕疵位置以加速補修作業的效率。

由以上對於本創作之具體實施例之詳述，可以得知，本創作所提供的光學檢測設備的主要特徵係藉由對於不同照度環境下的待測物進行取像，進而過濾出待測物所有瑕疵的位置，以及以大面積的平面光源對待測物進行側向補光，可克服檢測過程中攝像單元因反射光線干擾及拍攝到多餘影像而導致誤判瑕疵的問題。

以上已將本創作做一詳細說明，惟以上所述者，僅惟本創作之一較佳實施例而已，當不能以此限定本創作實施之範圍，即凡一本創作申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本創作之專利涵蓋範圍內。

100‧‧‧光學檢測設備

10‧‧‧檢測平台

11‧‧‧擺設平面

20‧‧‧平面光源

21‧‧‧發光元件

22‧‧‧導光板

23‧‧‧發光陣列

30‧‧‧正向光源

C1‧‧‧攝像單元

T1‧‧‧待測物

α1‧‧‧銳角

Claims (9)

1. 一種光學檢測設備，包含有：一檢測平台，係具有一供待測物放置的擺設平面；一攝像單元，係設置於該擺設平面的一側，該攝像單元的拍攝方向與該待測物的表面之間的夾角為一銳角，以對該待測物的表面取像；一平面光源，係包含有至少一由複數個發光元件排列而成的發光陣列，以及一設置於該發光陣列一側使光源大面積均勻照射於該待測物上的導光板，該平面光源係設置於該擺設平面之相對於該攝像單元的另一側；以及一取像指示器，係包含有一啟動該平面光源並藉由該攝像單元拍攝取得該待測物的第一瑕疵分布的第一取像狀態，以及一關閉該平面光源並藉由該攝像單元拍攝取得該待測物的第二瑕疵分布的第二取像狀態，藉以過濾出該待測物的瑕疵。
2. 如請求項1之光學檢測設備，其中，該平面光源係不與該待測物重疊設置。
3. 如請求項1之光學檢測設備，更進一步包含有一載置該攝像單元並依據該待測物的大小移動位置以對該待測物的取像的活動載台。
4. 如請求項1之光學檢測設備，更進一步包含有一正向光源，該正向光源係設置於該檢測平台的上方或下方以照射放置於該檢測平台上的該待測物。
5. 一種光學檢測設備，包含有：一第一檢測站，包含有：一第一檢測平台，係具有一供待測物放置的擺設平面；一第一攝像單元，係設置於該第一檢測平台的擺設平面的一側，該第一攝像單元的拍攝方向與該待測物的表面之間的夾角為一銳角，以對該待測物的表面取像；一平面光源，係包含有至少一由複數個發光元件排列而成的發光陣列，以及一設置於該發光陣列一側使光源大面積均勻照射於該待測物上的導光板，該平面光源係設置於該擺設平面之相對於該攝像單元的另一側；以及一第一取像指示器，係包含有一啟動該平面光源並藉由該第一攝像單元拍攝取得該待測物的第一瑕疵分布的第一取像狀態，藉以過濾出該待測物的瑕疵；一第二檢測站，包含有：一第二檢測平台，係具有一供該待測物放置的擺設平面；一第二攝像單元，係設置於該第二檢測平台的擺設平面的一側，該第二攝像單元的拍攝方向與該待測物的表面之間的夾角為一銳角，以對該待測物的表面取像；以及 一第二取像指示器，係藉由該第二攝像單元拍攝取得該待測物的第二瑕疵分布的第二取像狀態，藉以過濾出該待測物的瑕疵。
6. 如請求項5之光學檢測設備，其中，該平面光源係不與該待測物重疊設置。
7. 如請求項5之光學檢測設備，更進一步包含有一載置該第一攝像單元並依據該待測物的大小移動位置以對該待測物的取像的第一活動載台。
8. 如請求項5之光學檢測設備，更進一步包含有一載置該第二攝像單元並依據該待測物的大小移動位置以對該待測物的取像的第二活動載台。
9. 如請求項5之光學檢測設備，更進一步包含有一正向光源，該正向光源係設置於該第二檢測平台的上方或下方以照射放置於該第二檢測平台上的該待測物。