TWM518329U

TWM518329U - 檢測設備

Info

Publication number: TWM518329U
Application number: TW104215131U
Authority: TW
Inventors: Xuan-Jing Xu
Original assignee: Wintriss Inspection Solutions Ltd Taiwan Branch Hong Kong
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2016-03-01

Description

檢測設備

本創作是有關一種檢測設備，且特別是有關於一種用以檢測基材缺陷位置的檢測設備。

現今之產品大都以大量生產來降低生產成本，而在產品進行大量生產的同時，檢測設備如何能夠有效地進行檢測，則成為重要的課題之一。例如：在產品生產前，製作產品所需之材料大都須先經檢測，藉以淘汰具有缺陷的材料，進而提高產品之良率且降低生產成本。

許多產品係以基材製造生產，因此，基材的檢測對於產品之良率具有不可忽視之影響，其中，基材的檢測常需要確認基材之正反兩表面是否有缺陷，例如：凹陷、凸起、破損、擦傷、異物吸附、或刮傷等問題。

因此為了提供品質較佳的基材，通常會通過人工進行目視檢測，通過將基材設置於輸送裝置上，並以人眼進行觀測，檢測該些基材是否有缺陷，並紀錄該些缺陷區域。然而，上述通過人眼進行檢測的方式，容易因為眼睛在長時間的觀測下而產生疲勞或誤判，開始產生基材缺陷辨別率下降的情形，且對於單一產品的缺陷判斷標準也會不一致。此外，也由於是通過人眼進行檢測，因此基材在輸送裝置上的速度也不能太快。進一步來說，當缺陷很小或是待檢測的基材是薄膜基材時，人眼就無法進行辨識，若要辨識也需要通過影像放大器進行觀測，然而，還是會產生前述問題。

本創作實施例在於提供一種檢測設備，其能有效地改善習用基材檢測上的缺失。

本創作實施例提供一種檢測設備，用以檢測一基材，該檢測設備包括：一光源裝置，其包含：一發光模組，具有用以發出光線的一發光區；及一透光片，具有位於相反側的一入光面與一出光面，該透光片於其出光面形成有數個微結構，並且該些微結構用以導引該發光模組所發出的光線沿一預設路徑行進，並且經由該些微結構導引的光線路徑區域定義為一檢測區域；一光接收裝置，其與該光源裝置彼此相對應設置，並且該光接收裝置設有一接收區，而該接收區與該透光片的出光面彼此相向，並且該接收區設置於該預設路徑以外的位置；以及一控制裝置，其電性連接於該光接收裝置，用以取得該光接收裝置所接收之光線強度；其中，當該基材未形成有缺陷的區塊經過該檢測區域時，該發光模組所發出的光線沿該預設路徑並經過該基材而行進，以使該控制裝置取得的光線強度為一第一強度；其中，當該基材形成有至少一缺陷的區塊經過該檢測區域時，該發光模組所發出的光線沿該預設路徑並經過該基材而行進，於沿經該基材之缺陷的光線產生偏折而脫離該預設路徑並有至少部分行進至該光接收裝置的接收區，以使該控制裝置取得的光線強度為高於該第一強度的一第二強度，藉以得知該缺陷位於該基材上的位置。

綜上所述，本創作實施例所提供的檢測設備，其透過透光片搭配發光模組與光接收裝置，藉以使沿經該基材的光線能夠依其強度大小而呈現出基材的局部結構特性，以利於控制裝置進行基材缺陷之有無及位置判斷，進而提升基材的缺陷檢測速度及準確性。

為能更進一步瞭解本創作之特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作的權利範圍作任何的限制。

100‧‧‧檢測設備

1‧‧‧光源裝置

11‧‧‧發光模組

111‧‧‧發光區

12‧‧‧透光片

121‧‧‧入光面

122‧‧‧出光面

1221‧‧‧微結構

2‧‧‧光接收裝置

21‧‧‧接收區

3‧‧‧控制裝置

4‧‧‧輸送裝置

41‧‧‧滾輪

200、200’‧‧‧基材

201、202‧‧‧缺陷

X₀、X₁、X₂‧‧‧長度位置

L、L’‧‧‧光線

a‧‧‧第一強度

b‧‧‧第二強度

X‧‧‧縱軸方向

Y‧‧‧橫軸方向

Z‧‧‧高度方向

圖1為本創作檢測設備第一實施例的立體示意圖。

圖2A為圖1垂直於橫軸方向的剖視示意圖(一)。

圖2B為圖2A的檢測數據示意圖。

圖3A為圖1垂直於橫軸方向的剖視示意圖(二)。

圖3B為圖3A的檢測數據示意圖。

圖4A為圖1垂直於橫軸方向的剖視示意圖(三)。

圖4B為圖4A的檢測數據示意圖。

圖5為本創作檢測設備另一態樣的示意圖。

圖6為本創作檢測設備第二實施例的透光片示意圖。

[第一實施例]

請參閱圖1至圖5，其為創作的第一實施例，需先說明的是，本實施例對應圖式所提及之相關數量與外型，僅用以具體地說明本創作的實施方式，以便於了解其內容，而非用以侷限本創作的權利範圍。

如圖1所示，本實施例為一種檢測設備100，用以檢測一基材200上的缺陷201、202位置。其中，上述基材200可以是透光基材200(例如是透光率85%以上的透光薄膜)或是非透光基材200’。也就是說，所述檢測設備100可以是透過光線穿透上述透光基材200，以進行透光基材200之缺陷201、202位置檢測的光穿透式檢測設備100(如圖1所示)。或者，所述檢測設備100亦可以是透過光線照射於上述非透光基材200’，以經由非透光基材200’之反射光線而進行缺陷(未標示)位置檢測的反射式檢測設備100(如圖5)。由於上述光穿透式檢測設備100與反射式檢測設備100於本實施例中的主要運作原理大致相同，因而為便於說明，下述僅以光穿透式檢測設備100為例作一介紹。

所述檢測設備100包括一光源裝置1、相對應於上述光源裝置1設置的一光接收裝置2、電性連接於光接收裝置2的一控制裝置3、及用以輸送基材200的一輸送裝置4。其中，所述光源裝置1與光接收裝置2的排列方向定義為一高度方向Z，且光源裝置1與光接收裝置2位於基材200的相反兩側，並且所述檢測設備100定義有垂直於高度方向Z且相互垂直的一縱軸方向X與一橫軸方向Y。

藉此，所述基材200能以輸送裝置4沿上述橫軸方向Y傳送穿過上述光源裝置1與光接收裝置2之間，藉以透過光源裝置1與光接收裝置2的相互配合檢測，並經由控制裝置3進行相對應解析，藉以判斷缺陷201、202位於基材200上的位置。以下將先就本實施例檢測設備100的各個元件做一介紹，而後再說明各個元件之間的連結關係，最後解釋本實施例之檢測設備100的可行運作方式。

請參閱圖1和圖2A，所述光源裝置1包含一發光模組11與一透光片12。其中，上述發光模組11具有用以發出光線L的一發光區111，並且發光模組11之發光區111所發出的光線L較佳為足以覆蓋在透光片12相鄰之表面(如下述之入光面121)，而發光模組11的具體構造在此不加以侷限。舉例來說，所述發光模組11可以包括數個發光二極體(圖略)，以提供高亮度及高均勻度的光線，並且發光模組11所發出的光線較佳為具有指向性地垂直向上射出。再者，所述發光模組11亦可選自由鹵素燈或日光燈管所組成之其他光源構造。

所述透光片12於本實施例中為彎曲狀，較佳地，垂直於所述橫軸方向Y的透光片12截面大致呈圓弧狀，並且上述垂直於橫軸方向Y的透光片12之圓弧狀截面圓心角不大於90度，但不以此為限。其中，所述透光片12具有位於相反側的一入光面121與一出光面122，上述入光面121為平滑表面且未形成有任何微結構，並且入光面121相當於彎曲狀透光片12之外表面，而所述出光面122則相當於彎曲狀透光片12之內表面。

進一步地說，所述透光片12於出光面122形成有數個微結構1221，上述微結構1221彼此相連且呈規則排列(例如：矩陣狀排列)，並且該些微結構1221於本實施例中為彼此相同之構造。而有關微結構1221的具體外型，本創作並不加以限制。但在本實施例中，每個微結構1221的具體外型大致如下所述：在垂直於橫軸方向Y的透光片12截面上，每個微結構1221的形狀大致呈等腰直角三角形，並且每個微結構1221的斜邊大致為25微米(μm)，但本創作不以上述條件為限。

所述透光片12的入光面121與發光模組11的發光區111彼此相向，藉以使上述發光模組11之發光區111所發出的光線L能經由入光面121而進入透光片12中，續而經由微結構1221之導引而射出透光片12。其中，所述發光模組11的發光區111較佳為足以照射透光片12的整個入光面121，但發光模組11並不受限於此。

再者，所述微結構1221能用以導引發光模組11所發出的光線沿一預設路徑行進，而上述預設路徑於本實施例即相當於圖2A中的光線L行進路徑。其中，上述經由該些微結構1221導引的光線路徑區域定義為檢測設備100的一檢測區域，並且上述檢測區域於本實施例即相當於圖2A中的最外兩側之光線L與透光片12於出光面122所共同包圍的區域。

此外，透光片12的具體構造亦可依據設計者的要求而加以調整，舉例來說，透光片12能沿橫軸方向Y延伸其長度，而發光模組11及光接收裝置2則進行相對應調整。

所述光接收裝置2於本實施例中屬於線性影像擷取，並且光接收裝置2可包括有互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)晶片或者是電荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)晶片，但不受限於此。其中，所述光接收裝置2設有一接收區21。

再者，所述光接收裝置2的接收區21面向透光片12的出光面122，亦即，所述光源裝置1的發光模組11與透光片12以及光接收裝置2大致沿高度方向排列。而上述接收區21是設置於上述微結構1221所導引之預設路徑以外的位置。進一步地說，在垂直於橫軸方向Y的截面上，所述檢測區域自該些微結構1221朝接收區21的方向逐漸地縮小。

所述控制裝置3電性連接於光接收裝置2，用以取得光接收裝置2所接收之光線強度，進而透過光線強度的大小來判斷基材200上的缺陷201、202位置。舉例來說，所述控制裝置3可包含有一電腦(圖略)以及電性連接於電腦的計碼單元(圖略)。當基材200具有一預定的長度時，計碼單元將記錄基材200的長度資訊，並將該長度資訊傳送至電腦中。藉此，所述控制裝置3之電腦能取得光接收裝置2所接收之光線強度，進而可根據該長度資訊及光線強度大小，來判斷每一批基材200的缺陷資訊，同時可以記錄基材200的何段、何位置有缺陷，並將該些缺陷資訊記錄，以便後續之使用。

所述輸送裝置4包括數個滾輪41，用以輸送基材200穿過上述檢測區域。舉例來說，上述多個滾輪41中的其中一個，可以通過一馬達(圖未示)的驅動而作為主動輪，並通過主動輪的設置，進而帶動位於輸送裝置4上的基材200。藉此，將基材200輸送通過檢測區域。進一步來說，所述輸送裝置4可進一步包括一入料單元(圖未示)及一收料單元(圖未示)，基材200的一端可設置於入料單元上，基材200另一端則可以通過輸送裝置4上的多個滾輪41而被輸送至收料單元上，以收納被檢測完成的基材200。

以上即為檢測設備100各個元件構造及彼此間連結關係的說明，下述接著介紹本實施例之檢測設備100的可能運作方式，但非以此為限。

請參閱圖2A，當所述基材200未形成有缺陷201、202的區塊透過輸送裝置4而沿橫軸方向Y傳送經過上述檢測區域時，發光模組11所發出的光線L沿預設路徑並經過(如：穿透)該基材200而行進，以使大部分的光線不會被光接收裝置2之接收區21所接收，令所述控制裝置3取得自光接收裝置2所接收之光線強度為一第一強度a(如圖2B)。

須說明的是，圖2B的橫軸是指：穿過檢測區域的基材200長度位置，並且正開始進入檢測區域的基材200位置定義為上述橫軸的起始原點。再者，由於基材200的透光率為定值，並且未形成有缺陷201、202的基材200區塊之厚度均勻，因此，未形成有缺陷201、202的基材200區塊並不會對光線L行徑路徑產生過度影響，亦即，光線L會沿著預設路徑行進，藉以使控制裝置3所取得的第一強度a為定值。

此外，當兩種具備不同透光率之基材200以本實施例之檢測設備100進行檢測時，所述檢測設備100對應於上述兩種基材200所得到的第一強度a數值也會有所差異。亦即，透光率較高的基材200，會導致檢測設備100所取得的第一強度a數值較高，而透光率較低的基材200，會導致檢測設備100所取得的第一強度a數值較低。

請參閱圖3A和圖4A，當所述基材200形成有至少一缺陷 201、202(如：凹陷、凸起、破損、擦傷、異物吸附、或刮傷)的區塊透過輸送裝置4而沿橫軸方向Y傳送經過檢測區域時，發光模組11所發出的部分光線L依舊沿預設路徑並經過基材200而行進，但沿經基材200缺陷201、202的光線L’將產生偏折而脫離預設路徑並且有至少部分行進至光接收裝置2的接收區21，以使控制裝置3取得的光線強度為高於第一強度a的一第二強度b(如圖3B和圖4B)，藉以迅速地得知缺陷201、202位於基材200上的位置。

進一步地說，所述第一強度a可作為上述基材200於檢測時的基礎光源強度。因此，當控制裝置3所取得的光線強度等同於上述基礎光源強度時，即代表基材200之相對應區塊不會對光線L行徑路徑產生影響，所以光線L會沿著預設路徑行進。藉此，控制裝置3即可判斷出：上述基材200之相對應區塊則為未形成有缺陷201、202的區塊。

當控制裝置3在對應基材200位置X₁、X₂所取得的光線強度異於(如：高於)上述基礎光源強度時，則代表基材200之相對應區塊會對光線L’行徑路徑產生影響，進而使光線L’偏離預設路徑以行進至光接收裝置2的接收區21。藉此，控制裝置3即可判斷出：上述基材200之位置X₁、X₂的相對應區塊是形成有缺陷201、202之區塊。

據此，本實施例所提供的檢測設備100透過透光片12搭配上述發光模組11與光接收裝置2，藉以使沿經(如：穿透)所述基材200的光線能夠依其強度大小而呈現出基材200的局部結構特性，以利於控制裝置3進行基材200缺陷201、202之有無判斷及位置判斷，進而提升基材200的缺陷201、202檢測速度以及檢測準確性。

此外，基於相同的運作原理，所述檢測設備100可透過元件位置之調整，以使光源裝置1與光接收裝置2位於基材200的相同側，藉以經由透光片12搭配上述發光模組11與光接收裝置2，使光線照射於上述非透光基材200’後產生反射，而進行非透光基材200’之缺陷檢測(如圖5)，而相關之構造說明，在此則不加以贅述。

[第二實施例]

請參閱圖6所示，其為本創作的第二實施例，本實施例類似於第一實施例，相同處則不再贅述，而差異主要在於透光片12的構造。

具體來說，本實施例的透光片12為平板狀，並且透光片12之入光面121大致垂直於高度方向Z，而透光片12的該些微結構1221為彼此相異之構造。而有關微結構1221的具體外型，本創作並不加以限制。但在本實施例中，微結構1221的具體外型大致如下所述：垂直於橫軸方向Y的透光片12截面形狀大致等同於一菲涅爾透鏡(Fresnel lens)沿其中心軸截取的截面形狀。也就是說，該些微結構1221之表面(即透光片12的出光面122)相當於菲涅爾表面。

[本創作實施例的可能效果]

綜上所述，本創作實施例所提供的檢測設備，其透過透光片搭配上述發光模組與光接收裝置，藉以使沿經(如：穿透或反射)所述基材的光線能夠依其強度大小而呈現出基材的局部結構特性，以利於控制裝置進行基材之缺陷有無及缺陷位置的判斷，進而提升基材的缺陷檢測速度及準確性。

再者，所述檢測設備能夠透過將透光片設置為彎曲狀(如：圓弧狀)，以使透光片上可以形成外型皆相同的微結構，進而利於透光片之生產與製造。

以上所述僅為本創作之較佳可行實施例，其並非用以侷限本創作之專利範圍，凡依本創作申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本創作之涵蓋範圍。