TW201710664A - 瑕疵檢測裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種瑕疵檢測裝置，其包含一主體、一影像擷取模組與二主光源模組，影像擷取模組設置於主體，二主光源模組設置於主體，並分別位於影像擷取模組之兩側，二主光源模組能相對於影像擷取模組進行作動，其中本發明之瑕疵檢測裝置進行檢測一待測物，能利用控制主光源模組相對於待測物之照射位置與照射角度，可提升光源的使用效能，待測物能被光線完整的照射，而無光線照射死角，使待測物之表面能夠被完整的檢視，再經影像擷取模組取得品質較好的檢測影像。

Description

瑕疵檢測裝置

本發明係有關於一種檢測裝置，尤指針對於一種瑕疵檢測裝置。

科技日新月異，有關於高科技產品的生產過程中，最需要花費時間的製程就是檢查瑕疵，也是製造程序中最重要的關卡之一，若沒有在各個零組件組成產品之前作好個別的把關，而於使用完整組裝的產品時，因瑕疵造成產品損壞或故障，會造成之後維修的麻煩，甚致於造成產品的毀壞，會產生更大的損失。

審視目前針對於高解析度二維尺寸與瑕疵的檢測產業方面，主要開發的檢測機台大多數是為了應用於晶片、電路板或一些較小尺寸待測物的檢測上，其解析度最高可達數微米，另外，也有少數在液晶顯示器上的應用，但是，有關於顯示、觸控面板或一些較大尺寸待測物的檢視上，尚無開發任何高解析度檢測機台，於大尺寸的檢測上並沒有較成熟的技術對應。

一般而言，二維尺寸檢測較為容易，只需使用單一影像擷取系統搭配合適的光源即可有基本的檢測功能，但是，在檢測瑕疵部分，由於待測物表面容易附著灰塵及指紋，於基礎影像處理技術無法有效的將瑕疵突顯出來或是將表面附著的微小粒子消除，如果使用單一閥值進行影像切割將瑕疵與背景進行分離，仍會發現許多微小的雑點存在，於擷取表面影像時，影像擷取系統容易將灰塵、擦拭造成的髒汙、指紋及水痕等干擾誤判為瑕疵，而導致誤判率上升，但是，若使用中值濾波搭配單一閥值進行瑕疵檢測，其對比度較低之瑕疵影像會因此消失，也可能會造成誤判現象，因此有許多瑕疵檢視的演算法則被陸續提出來。

承上所述，如果要準確地於製程線上檢測出透明表面瑕疵，單靠演算法的改進是不夠的，必須由現場環境控制、光源技術、影像擷取技術與影像處理技術同步著手，才能真正發展出一套有效的自動化檢測瑕疵系統。

針對於上述習知技術所缺乏的部分，本發明提供一種瑕疵檢測裝置，其於表面瑕疵及尺寸之自動化檢測需求，搭配高像素線型CCD擷取影像技術，以模組化方式設計開發檢測所使用的光源系統，可針對不同檢測項目指標選取適當模組與數量，並能與製程系統整合，達到即時檢測需求。

本發明之目的，在於提供一種瑕疵檢測裝置，其利用瑕疵檢測裝置檢測一待測物，而控制主光源模組相對於待測物之照射位置與照射角度，提升光源的使用效能，待測物能被光線完整的照射，而無光線照射死角，使待測物之表面能夠被完整的檢視，再經影像擷取模組取得品質較好的檢測影像。

本發明之目的，在於提供一種瑕疵檢測裝置，其將影像擷取模組與主光源模組進行模組化之設計結合，可減少影像擷取模組與主光源模組個別獨立設置所佔據之空間，也能省去檢測前需將主光源模組對應影像擷取模組之步驟。

本發明之目的，在於提供一種瑕疵檢測裝置，其利用輔助光源模組增加光源亮度，並針對主光源模組照射待測物時，對於主光源模組不同角度之光源進行補光。

為達上述所指稱之目的及功效，本發明為一種瑕疵檢測裝置，其包含一主體、一影像擷取模組與二主光源模組，影像擷取模組設置於主體，二主光源模組設置於主體，並分別位於影像擷取模組之兩側，該二主光源模組能相對於該影像擷取模組進行作動。

本發明更進一步設置至少一輔助光源模組，該至少一輔助光源模組設置於該影像擷取裝置之一側，並位於該二主光源模組之間。

1‧‧‧檢測瑕疵模組
2‧‧‧主體
21‧‧‧導孔
3‧‧‧影像擷取模組
30‧‧‧影像擷取元件
31‧‧‧鏡筒
32‧‧‧進光狹縫
4‧‧‧主光源模組
41‧‧‧主照明單元
410‧‧‧燈座
411‧‧‧發光二極體
42‧‧‧主調整單元
421‧‧‧滑件
422‧‧‧角度調整元件
5‧‧‧承載輸送帶
51‧‧‧待測物
6‧‧‧遮光罩
7‧‧‧輔助光源模組
71‧‧‧輔助照明單元
710‧‧‧燈座
711‧‧‧發光二極體
72‧‧‧輔助調整單元

第一圖：其為本發明之第一實施例之瑕疵檢測裝置的示意圖；
第二圖：其為本發明之第一實施例之瑕疵檢測裝置的另一示意圖；
第三圖：其為本發明之第一實施例之瑕疵檢測裝置的使用示意圖；
第四圖：其為本發明之第一實施例之瑕疵檢測裝置的另一使用示意圖；
第五圖：其為本發明之第一實施例之瑕疵檢測裝置的再一使用示意圖；
第六圖：其為本發明之第二實施例之瑕疵檢測裝置的示意圖；以及
第七圖：其為本發明之第三實施例之瑕疵檢測裝置的示意圖。

為對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以實施例及配合詳細之說明，說明如後：

請參閱第一圖與第二圖，其為本發明之第一實施例之瑕疵檢測裝置的示意圖與另一示意圖；如圖所示，本實施例係有關於一種瑕疵檢測裝置1，其包含一主體2、一影像擷取模組3與二主光源模組4，該影像擷取模組3設置於該主體2，該二主光源模組4設置於該主體2，並分別位於該影像擷取模組3之兩側，該二主光源模組4相對於該影像擷取模組3作動。

承上所述，本實施例之圖示中係以XYZ坐標軸作說明，該瑕疵檢測裝置1之該影像擷取模組3係包含一電荷耦合元件(CCD)30、一鏡筒31與一進光狹縫32，該影像擷取元件30設置於該鏡筒31內，該進光狹縫32設置於該鏡筒31之一端，並靠近該二主光源模組4，且對應該影像擷取元件30。本實施例之該進光狹縫32為沿著X方向延伸之長型孔洞。位於該鏡筒31內之該影像擷取元件30可使用線型的該電荷耦合元件(CCD)，也可使用複數個互補式金屬氧化物半導體(CMOS)之感光元件，該些個感光元件排列於一直線上，以適用於檢測晶片、電路板或一些較小尺寸且精密度較高之待測物。

於本實施例中，每一該主光源模組4係包含一主照明單元41與一主調整單元42，該主調整單元42設置於該主體2，且該主調整單元42連接該主照明單元41。該主調整單元42能控制該主照明單元41之照射位置與照射角度，如此使用者可依據其需求透過該主調整單元42調整該主照明單元41。

請一併參閱第三圖，其為本發明之第一實施例之瑕疵檢測裝置的使用狀態圖；如圖所示，於此詳細說明該主調整單元42之結構及其如何設置於該本體2，該本體2更設有二導孔21，每一該導孔21為長條型孔洞，並沿著Y方向延伸，與該主照明單元41之該燈座410及該進光狹縫32相互垂直。每一該主調整單元42更包含一滑件421，該滑件421設置於該本體2之該導孔21，並連接該主照明單元41。該滑件421能移動於該導孔21內，並帶動該主照明單元41沿著Y方向移動，即該滑件421相對於該影像擷取模組3移動，該滑件421能帶動該主照明單元41靠近或遠離該影像擷取模組3，如此使用者依據其需求調整該主照明單元41之照射位置。

再一併參閱第四圖，其為本發明之第一實施例之瑕疵檢測裝置的另一使用狀態圖；如圖所示，每一該主調整單元42更包含一角度調整元件422，該角度調整元件422穿設該滑件421，並穿過該導孔21而連接該主照明單元41，其中操作該角度調整元件422以帶動該主照明單元41以X方向為中心旋轉，而產生一傾角或俯角，如此可依據使用者之需求而調整該主照明單元41之該些個發光二極體411陣列的照射角度，而有多種機構組合方式可達成該角度調整元件422控制該主照明單元41的照射角度，故，不再贅述。

再者，復請參考第二圖，本實施例之該主照明單元41係包含一燈座410及複數個發光二極體411，該燈座410為矩形，並沿著X方向延伸，即與該進光狹縫32相互平行。該些個發光二極體411陣列設置於與XY平面平行之該燈座410的表面上，其中該些個發光二極體411可依據待測物之材質而更換不同波段長之發光二極體411，以適用於透明材質、電路板軟硬板線路、各式面板與背板等多類樣本之檢測。

同時參閱第五圖，其為本發明之第一實施例之瑕疵檢測裝置的再一使用狀態圖；如圖所示，本實施例說明利用該瑕疵檢測裝置1進行檢測，該瑕疵檢測裝置1設置於一承載平台5之上方，其中該承載平台5可設有一輸送帶或複數個滾輪，待測物51設置於該輸送帶或該些個滾輪，該輸送帶或該些個滾輪可傳送該待測物51；或者該待測物51利用人力直接搬運至該承載平台5上。當待測物51設置於該承載平台5上時，該待測物51位於該影像擷取模組3之該進光狹縫32之下方，該二主光源模組4之該二主照明單元41位於該影像擷取模組3兩側，並經由該二主調整單元42分別控制該二主照明單元41，由該二主調整單元42調整該二主照明單元41相對於該待測物51之照射位置與照射角度，使該二主照明單元41之光線能夠對該待測物51之表面能無光線照射死角，以達到照射光線範圍的照度均勻。該二主照明單元41之光線由兩側照射該待測物51之表面，若該待測物之表面有存在瑕疵，例如：裂紋、刮痕、凸點、凹面或任何缺陷結構，則入射光線於照射到這些表面瑕疵後，其反射光線路徑會受到偏移，藉此使該影像擷取模組3能夠檢測出有瑕疵之該待測物51。

本實施例提供該瑕疵檢測裝置1以針對於習知技術之缺點進行改良，習知技術之瑕疵檢測裝置係將待測物對應於影像擷取元件，再於待測物之兩側架設照明元件，使光線照射於待測物之表面進行檢測，但照明元件之照明角度固定，如此容易造成照明死角，且也無法針對不同的待測物進行檢測，若要檢測不同的待測物，又要重新架設照明元件，所以用於檢測不同待測物很不方便，再者，習知技術之瑕疵檢測裝置係將影像擷取元件與照明元件分開進行架設使用，所佔據之空間較大，也需要將影像擷取元件與照明元件相對於待測物之位置進行對位架設使用，習知技術於使用有諸多不便，而本實施例係將該影像擷取模組3與該二主光源模組4設置於該主體2，而該二主光源模組4能相對於該影像擷取模組3作動，其優點在於，使用者能依據需求調整該主光源模組4對於該待測物51之照射位置與照射角度，以提升光源的使用效能，使光線能完整照射於該待測物51，而無光線照射死角，且因為可以調整光源照射位置，該瑕疵檢測裝置1能夠適應該待測物51之尺寸範圍較大，進一步本實施例將該二主光源模組4對應該影像擷取模組3而設置於該主體2，所以不需要再進行該二主光源模組4之對位架設，且該影像擷取模組3也不需要再額外架設該二主光源模組4，以減少所佔據之空間。

請參閱第六圖，其為本發明之第二實施例之瑕疵檢測裝置的示意圖；如圖所示，於本實施例與第一實施例之差異在於，更進一步設置一遮光罩6，該遮光罩6設置於該主體2之周緣 ，使該瑕疵檢測裝置1於進行檢測時，該遮光罩6能夠屏蔽住檢測環境之外的光線，以降低環境光線對於檢測結果的影響，也能夠提升檢測影像之準確性。

請參閱第七圖，其為本發明之第三實施例之瑕疵檢測裝置的示意圖；如圖所示，本實施例與第二實施例之差異在於，進一步設置至少一輔助光源模組7，每一該輔助光源模組7設置於該影像擷取裝置3之一側，並位於該二主光源模組4之間，該輔助光源模組7能提供光源對該主光源模組4之光源進行補光，以提升光源之照射強度，提高檢測影像品質。

承上所述，該至少一輔助光源模組7更包含一輔助照明單元71與一輔助調整單元72，該輔助調整單元72連接該輔助照明單元71，該輔助調整單元72調整該輔助照明單元71之照射角度，可選擇利用低角度或高角度方式照射於該待測物51，以增加光源亮度，且能針對不同角度之瑕疵反射光線進行補光效果，再者，本實施例係將該至少一輔助光源模組7設置於該遮光罩6，並將該至少一輔助光源模組7對位該影像擷取裝置3，其中該輔助照明單元71係包含一燈座710與複數個發光二極體711，該燈座710為矩形，並沿著Y方向延伸，即與該進光狹縫32相互垂直。該些個發光二極體711陣列設置於與YZ平面平行之該燈座710的表面上，並將該些個發光二極體711陣列式排列，且該輔助照明單元71增加光源亮度，並對該主光源模組4照射該待測物51時，對該主光源模組3不同角度之光源進行補光。

綜上所述，本發明係有關於一種瑕疵檢測裝置，其包含該主體、該影像檢測模組與該二主光源模組，該瑕疵檢測裝置進行檢測一待測物，能利用控制該二主光源模組相對於該待測物之照射位置與照射角度，可提升光源的使用效能，再者，利用該遮光罩能夠屏蔽住環境光線，以減少環境光線影響，以提高檢測影像之準確性，另外，利用該輔助光源模組對於該主光源模組各種角度之照射光源進行補光，以提高檢測影像品質。

惟以上所述者，僅為本發明一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜至准專利，至感為禱。

1‧‧‧檢測瑕疵模組

2‧‧‧主體

21‧‧‧導孔

3‧‧‧影像擷取模組

30‧‧‧影像擷取元件

31‧‧‧鏡筒

4‧‧‧主光源模組

41‧‧‧主照明單元

410‧‧‧燈座

42‧‧‧主調整單元

421‧‧‧滑件

422‧‧‧角度調整元件

Claims (11)

1. 一種瑕疵檢測裝置，其包含：
   一主體；
   一影像擷取模組，其設置於該主體；以及
   二主光源模組，其設置於該主體，並分別位於該影像擷取模組之兩側，該二主光源模組相對於該影像擷取模組作動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之瑕疵檢測裝置，其中該主光源模組係包含一主照明單元與一主調整單元，該主調整單元位於該主體，且該主調整單元連接該主照明單元。
3. 如申請專利範圍第2項所述之瑕疵檢測裝置，其中該主照明單元係包含一燈座及複數個發光二極體，該些個發光二極體陣列設置於該燈座的表面上。
4. 如申請專利範圍第2項所述之瑕疵檢測裝置，其中該主調整單元係包含一滑件，該滑件設置於該本體之一導孔，並連接該主照明單元。
5. 如申請專利範圍第2項所述之瑕疵檢測裝置，其中該主調整單元係包含一角度調整元件，該角度調整元件連接該主照明單元。
6. 如申請專利範圍第1項所述之瑕疵檢測裝置，其中該影像擷取模組係包含一影像擷取元件、一鏡筒與一進光狹縫，該影像擷取元件設置於該鏡筒之一端，該進光狹縫設置於該鏡筒之另一端，並靠近該主光源模組，且對應該電荷耦合元件。
7. 如申請專利範圍第6項所述之瑕疵檢測裝置，更進一步設置於一承載平台之上方。
8. 如申請專利範圍第1項所述之瑕疵檢測裝置，更進一步設置一遮光罩，該遮光罩設置於該主體之周緣。
9. 如申請專利範圍第1項所述之瑕疵檢測裝置，更進一步設置至少一輔助光源模組，該至少一輔助光源模組設置於該影像擷取裝置之一側，並位於該二主光源模組之間。
10. 如申請專利範圍第9項所述之瑕疵檢測裝置，其中每一該輔助光源模組係包含一輔助照明單元與一輔助調整單元，該輔助調整單元連接該輔助照明單元。
11. 如申請專利範圍第9項所述之瑕疵檢測裝置，其中每一該輔助照明單元係包含一燈座與複數個發光二極體，該些個發光二極體陣列設置於該燈座的表面上。