透射光学系统的检查装置
技术领域
本发明涉及透射光学系统的检查装置。更详细来说,涉及活用对象体的透射影像的透射光学系统的检查装置。
背景技术
以往,使用自动化设备通过机械装置自动地进行基于目视的检查方法。作为自动化检查装置的透射光学系统的检查装置被活用于发现具有平坦的表面的物质的表面缺陷的用途。
例如,对于作为图像显示装置的部件而包含的玻璃以及各种光学薄膜,为了提高图像显示装置的影像输出品质,要求玻璃以及光学薄膜的表面平滑且平坦。
尤其地,在作为延迟膜、偏振片、相位差薄膜等用于图像显示装置的光学薄膜的情况下,需要其表面非常平坦。
但是,玻璃以及光学薄膜在制造或者处理的过程中,经常在其表面产生损伤(Scratch)、异物、气泡、凹凸、破裂、扭曲或者断裂等的缺陷。
为了提高图像显示装置的影像品质,需要以高灵敏度检测这些缺陷。例如,在韩国专利公开第10-2017-0010675号公报中公开了光学薄膜的检查装置,但在检测更微细的缺陷方面存在极限。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:韩国专利公开第10-2017-0010675号公报
发明内容
发明的概要
发明要解决的课题
本发明的课题在于提供一种检测分辨率优异的光学系统的检查装置。
【用于解决课题的方案】
1.一种透射光学系统的检查装置,包括:光源,向被检体照射光;聚光透镜,在所述被检体上形成所述光的焦点;遮光部,局部地遮挡由所述聚光透镜集中的光;以及拍摄部,接收通过所述被检体后的光而取得影像,所述光源的宽度相对于所述遮光部的宽度的比例为1:1~1:8。
2.在所述项目1中,透射光学系统的检查装置为,所述光源、所述聚光透镜以及所述拍摄部排列成一列。
3.在所述项目2中,透射光学系统的检查装置为,所述遮光部与所述光源、所述聚光透镜以及所述拍摄部配置在直线上。
4.在所述项目1中,透射光学系统的检查装置为,所述光源以及所述遮光部具有条(bar)形状。
5.在所述项目1中,透射光学系统的检查装置为,所述光源与所述被检体之间的距离相对于所述光源与所述遮光部之间的距离的比例为1:3~1:17.5。
6.在所述项目1中,透射光学系统的检查装置为,所述遮光部的宽度为5~10mm。
7.在所述项目1中,透射光学系统的检查装置为,所述光源的宽度为6~40mm。
8.在所述项目1中,透射光学系统的检查装置为,所述光源与所述遮光部之间的距离为4~10mm。
9.在所述项目1中,透射光学系统的检查装置为,所述光源与所述被检体之间的距离为30~70mm。
10.在所述项目1中,透射光学系统的检查装置为,由所述遮光部遮挡通过所述聚光透镜后的光中的相对于所述被检体垂直地入射的光。
11.在所述项目1中,透射光学系统的检查装置为,所述遮光部在平面上相对于所述被检体的输送方向以45度(°)以上且小于90度的角度倾斜地配置。
12.在所述项目1中,透射光学系统的检查装置为,所述被检体在表面上包括缺陷部,未被所述遮光部遮挡的光中的被所述缺陷部折射、衍射或者散射的光由所述拍摄部收集。
【发明效果】
在本发明的实施方式所涉及的光学系统的检查装置中,通过遮光部遮挡从光源向拍摄部直进的光,由拍摄部取得的图像整体上被暗淡地显示。
在被检体中的有缺陷的部分中,到达所述缺陷的光通过衍射、散射或者折射而行进路径变化,在拍摄部收取所述光。
由此,能够取得没有缺陷的部分被暗淡地显示、仅有缺陷的部分被明亮地显示的图像,容易地检测微细的尺寸的缺陷。
此外,通过使用聚光透镜对光进行聚光,使未被遮光部遮挡而到达所述缺陷的光的量增加,能够提高缺陷的检测灵敏度。
并且,通过将所述遮光部与所述光源相对于被检体的输送方向以特定的角度配置,能够实质上以均匀的灵敏度检测在所述被检体上在各个方向上形成的各种尺寸和形状的缺陷。
附图说明
图1以及图2是表示例示性的实施方式的透射光学系统的检查装置的概要图。
图3以及图4是表示比较例的透射光学系统的检查装置以及从其取得的图像的图。
图5~7是表示几个实施方式的透射光学系统的检查装置以及从其取得的图像的图。
图8~10是表示几个实施方式的透射光学系统的检查装置以及从其取得的图像的图。
符号说明:
100:光学系统的检查装置;110、210:光源;130、230:聚光透镜;150:遮光部;170、270:被检体;190、290:拍摄部。
具体实施方式
本发明的例示性的实施方式提供一种透射光学系统的检查装置,其包括在被检体上形成光的焦点的聚光透镜、局部地遮挡由聚光透镜集中的光的遮光部、以及接收通过被检体后的光而取得影像的拍摄部,遮光部与光源的宽度的比例为1:1~1:8。由此,能够以高灵敏度检测被检体的缺陷。
以下,参照附图对本发明的实施方式进行更具体的说明。但是,本说明书所附的附图例示本发明的优选实施方式,起到与发明的详细说明一起有助于进一步理解本发明的技术思想的作用,因此,本发明并不仅限定于附图所记载的事项来解释。
本说明书中使用的术语“被检体的输送方向”是指被检体的平面上的所述被检体的长度方向。
图1以及图2是表示例示性的实施方式的透射光学系统的检查装置的概要图。
参照图1以及图2,透射光学系统的检查装置100(以下,简称为“检查装置”。)能够包括光源110、遮光部150以及拍摄部190。根据例示性的实施方式,被检体170能够位于拍摄部190与遮光部150之间。
光源110能够向被检体170照射光。作为光源110的非限定性例子,可举出LED、金属卤化物灯、荧光灯以及卤素灯等。例如,光源110也可以为条形状或者棒状。
被检体170能够配置在光源110与拍摄部190之间,可以从光源110照射光。此外,从光源110发射的光中的未被遮光部150遮挡的光能够通过被检体170而被拍摄部190收取。
被检体170例如可以为板状、薄膜状或者片状的物质,例如,可以放置在透明的输送带上输送,或者一边通过辊卷绕一边输送。
被检体170能够包括玻璃或者光学薄膜。所述光学薄膜或者所述玻璃可以插入到OLED装置、LCD装置等中。所述光学薄膜例如能够包括偏振板、延迟膜、封装薄膜、窗膜、保护薄膜以及触摸传感器薄膜。
被检体170能够包括缺陷部172。缺陷部172例如能够包括损伤、划痕、破裂、凹陷、异物或者断裂等,可以指被检体170的表面的不均匀以及不均质的部分。到达缺陷部172的光例如可以通过折射、衍射或者散射而改变行进路径。
被检体170可以是具有透明性或者透射性的物质,也可以是至少具有半透明性的物质。此外,所述光可以通过所述衍射或者散射改变光的行进路径而向拍摄部190行进,因此也可以是不透明的物质。
遮光部150配置在被检体170与光源110之间,能够局部地遮挡所述光。例如,遮光部150能够与被检体170平行地配置。例如,能够通过遮光部150遮挡从光源110发射的光中的朝向拍摄部190实质上直行行进的光。
遮光部150能够由遮挡光的材质的物质形成。“遮挡光”是指实质上不通过光。例如,遮光部150能够由光的透射率小于10%的物质形成。
此外,遮光部150例如能够由吸收或者反射光的材质的物质形成。作为遮光部150的非限定性例子,可举出金属板以及不透明塑料等。
所述“局部地遮挡光”是指不完全遮挡所述光,例如可以指遮挡所述光的50%~90%。
如果遮挡率在所述范围内,则光量不会变得过多,因此能够较暗地维持由拍摄部190取得的图像的背景,此外,光量不会变得过少,因此能够明亮地检测出缺陷,从而能够确保检查装置100的检测能力。
拍摄部190能够获取通过被检体170后的光而取得影像。例如,能够从未被遮光部150遮挡而通过被检体170的光取得图像。拍摄部190例如包括CCD相机,例如能够包括线扫描相机(Line-scan Camera)、区域相机(Area Camera)。
例如,在拍摄部190收取光的情况下,由拍摄部190取得的图像被明亮地显示,在未收取光的情况下,由拍摄部190取得的图像被暗淡地显示。
更具体而言,图1是表示在几个实施方式中向被检体170的没有缺陷的部分照射光的情况下的概要图,图2是表示在几个实施方式中向被检体170的缺陷部172照射光的情况下的概要图。
如图1所示,在向被检体170中的没有缺陷的部分照射光的情况下,所述光中的朝向拍摄部190实质上直进的光被遮光部150遮挡,避开遮光部150而行进的光能够到达被检体170。所述光能够通过被检体170而直进。所述“直进”是指光的行进路径不变化而实质上被维持,例如,能够包括在约10度的范围内折射的情况。
在该情况下,所述光可能无法收取于拍摄部190。因此,由拍摄部190取得的图像可能被暗淡地显示。
与此相对,如图2所示,在向被检体170的缺陷部172照射光的情况下,所述光到达所述缺陷(例如,划痕)而被衍射、散射或者折射,所述光的行进路径可变更。
在该情况下,被衍射、散射或者折射的光的一部分被收取于拍摄部190,由拍摄部190取得的图像可被明亮地显示。
因此,在被检体170没有缺陷的情况下所述图像被暗淡地显示,在有缺陷的情况下所述图像被明亮地显示。因而,所述图像在暗的背景中仅与缺陷部172对应的部分被明亮地显示,因此,能够通过检查装置100容易地检测到被检体170的微细的缺陷。
在例示性的实施方式中,光源110的宽度(w2)相对于遮光部150的宽度(w1)的比例为1:1~1:8,可以优选为1:1~1:3.5。
在例示性的实施方式中,遮光部150的宽度(w1)可以为5~10mm。如果遮光部150的宽度(w1)在所述范围内,则能够提高检测性能。遮光部150的宽度(w1)可以优选为5~9mm、6~10mm、5~8mm或者6~8mm。
在例示性的实施方式中,光源110的宽度(w2)可以为6~40mm。如果光源110的宽度(w2)在所述范围内,则能够提高检测性能。光源110的宽度(w2)可以优选为6~30mm或者6~21mm。
在例示性的实施方式中,光源110与被检体170之间的距离(d2)相对于光源110与遮光部150之间的距离(d1)的比例可以为1:3~1:17.5,可以优选为1:3.75~1:15。
在例示性的实施方式中,光源110与遮光部150之间的距离(d1)可以为4~10mm。如果光源110与遮光部150之间的距离(d1)在所述范围内,则能够提高检测性能。光源110与遮光部150之间的距离(d1)可以优选为4~9mm或者4~8mm。
在例示性的实施方式中,光源110与被检体170之间的距离(d2)可以为30~70mm。如果光源110与被检体170之间的距离(d2)在所述范围内,则能够提高检测性能。光源110与被检体170之间的距离(d2)可以优选为30~65mm、35~65mm或者30~60mm。
在例示性的实施方式中,“w1”、“w2”、“d1”以及“d2”能够满足下述公式1。
[公式1]
在几个实施方式中,光源110能够照射400~700nm或者500~600nm的波长的光。在该情况下,当光源110以及遮光部150具有上述的尺寸以及位置时,能够提高缺陷检测能力。
在几个实施方式中,缺陷部172的宽度可以为0.2~20μm。缺陷部172的宽度是指与被检体170的移动方向平行的方向上的缺陷部172的两端部间的距离。
在几个实施方式中,遮光部150与被检体170之间的距离相对于遮光部150的宽度(w1)的比例可以为1:5~1:10。如果在所述范围内,则能够提高缺陷检测能力。遮光部150与被检体170之间的距离相对于遮光部150的宽度(w1)的比例可以优选为1:6~1:9。
图3以及图4是表示比较例的透射光学系统的检查装置以及从其取得的图像的图。
参照图3,比较例的透射光学系统的检查装置200包括光源210以及拍摄部290,不具备实施例的检查装置100所包括的遮光膜150。对于与图1以及图2实质上相同的构成以及/或者构造省略说明。
在省略遮光部150的情况下,从光源210向拍摄部290的方向实质上直进的光未被遮挡而由拍摄部290收取。在该情况下,与实施例的检查装置100不同,收取于拍摄部290的光量过多,所取得的图像整体上被明亮地显示。
在被检体270中的有缺陷的部分,有可能引起到达所述缺陷的光的折射、衍射或者散射。在该情况下,所述光的行进路径变化,所述光可能避开拍摄部290而行进。因此,在影像中所述缺陷部分被更暗淡地显示。
在图4中,沿纵向横切中央的暗的部分相当于存在于被检体270的所述缺陷,与没有缺陷的部分相比被更暗淡地显示。
因而,在不具备遮光部150的情况下,如图4所示,没有缺陷的部分与有缺陷部分的颜色以及明亮度的差不大,因此有时缺陷的检测能力降低。
在几个实施方式中,检查装置100能够进一步包括配置在光源110与遮光部150之间的聚光透镜130。聚光透镜130例如起到一边使直进光通过一边进行聚光的功能,能够包括凹透镜等。
聚光透镜130可以与光源110形成一体,作为一个部件包含于光源110。进而,可以到遮光部150为止与聚光透镜以及光源110形成一体,作为一个部件包含于光源110。
根据一实施方式,聚光透镜130能够配置成在被检体170的表面上形成焦点。
在被检体170的表面上形成所述焦点的情况下,到达缺陷部172的光量能够增加。由此,在缺陷部172由于衍射、散射或者折射而路径变化的光量增加,收取于拍摄部190的光量也增加,能够使缺陷的检测能力增加。
在几个实施方式中,遮光部150能够具有与光源110或者聚光透镜130在平面上局部地重叠的条(bar)形状。
例如,光源110或者聚光透镜130也能够具有所述条形状,通过具有所述条形状的遮光部150,能够在所述条形状的长度方向上均匀地遮挡从光源110发出并通过聚光透镜130而聚光的光。由此,使收取于拍摄部190的光量减少,所取得的图像维持暗的背景,从而能够提高缺陷的检测能力。
在一实施方式中,能够通过遮光部150遮挡通过聚光透镜130后的光中的相对于被检体170垂直地入射的光。
所述“垂直地入射的光”是指实质上垂直地入射的光,例如,能够包括由聚光透镜130折射而向约60度~90度的角度内的范围入射的光。
通过遮挡所述垂直地入射的光,能够进行调节以使收取于拍摄部190的光量不变得过多,能够较暗地维持所取得的图像的背景。
根据一实施方式,光源110、聚光透镜130、遮光部150以及拍摄部190能够在相对于被检体170垂直的方向上排列成一列。
如图1以及图2所示,当如上所述那样排列光源110、聚光透镜130、遮光部150以及拍摄部190时,能够容易地在被检体170的表面上形成焦点,向所述焦点对称地入射光,由此能够使在各个方向上形成的缺陷的检测能力增加。
图5~7是表示几个实施方式所涉及的透射光学系统的检查装置以及从其取得的图像的图。
在几个实施方式中,如图5所示,遮光部150能够在平面上相对于被检体170的输送方向垂直地配置。所述“垂直”是指实质上能够以90度的角度识别的角度,例如能够包括80度~100度的角度。
例如,光源110也能够配置在与遮光部150相同的方向上。由此,对在被检体170的宽度方向上形成的缺陷照射的光量增加,能够提高所述缺陷的检测能力。
因而,如图6以及图7所示,能够在所取得的图像上容易地识别形成为厚度薄的线形的划痕那样的缺陷,能够提高缺陷的检测分辨率。
图8~10是表示几个实施方式所涉及的透射光学系统的检查装置以及从其取得的图像的图。
在几个实施方式中,如图8所示,遮光部150能够在平面上相对于被检体170的输送方向以45度以上且小于90度的角度倾斜地配置。在图8中,用θ表示遮光部150与被检体170的输送方向所成的角度。
可以在被检体170以各个方向以及形状形成缺陷部172。例如,在缺陷部172延长的方向与配置遮光膜150以及光源110的方向实质上垂直的情况下,有时到达缺陷部172的光量少而缺陷的检测能力降低。
例如,在遮光部150的配置角度为所述范围的角度的情况下,能够以高灵敏度检测出在被检体170的输送方向上形成的缺陷以及与所述输送方向垂直地形成的缺陷这双方。由此,能够通用地(以实质上均匀的灵敏度)检测出以各个方向和形状形成的缺陷。
图9是从与图6的被检体相同的被检体的相同部分取得的图像。图10是从与图7的被检体相同的被检体的相同部分取得的图像。此外,图10以及图7是从在与被检体的输送方向平行的方向上形成的划痕取得的图像。
根据这些,在相对于被检体170的输送方向以特定的角度形成的划痕的情况下,如图9所示,(与图6比较)能够进一步提高检测灵敏度。
此外,在相对于被检体170的输送方向平行地形成的划痕的情况下,如图10所示,与图7所示的图像相比,能够进一步提高检测灵敏度。
根据几个实施方式,被检体170在内部包括划痕,未被遮光部150遮挡的光中的被所述划痕衍射的光由拍摄部190收集。由此,通过所述衍射,厚度薄的划痕也能够由检查装置100检测出来,能够提高检测分辨率。
在几个实施方式中,可以准备包含缺陷的被检体,在所述被检体的下方配置遮光部之后照射光,以使得相对于所述被检体的垂直光由所述遮光部滤波。然后,收集因所述缺陷而衍射的光并取得图像,由此能够检查被检体的缺陷。
以下,为了帮助本发明的理解而提出了优选的实施例,但这些实施例只不过是例示本发明而已,不限制所附的权利要求的范围。对于这些实施例,能够在本发明的范畴以及技术思想的范围内施加各种变更以及修正,这对于本领域技术人员来说是显而易见的,这些变形以及修正当然也属于所附的权利要求的范围。
实施例
如图1所示那样配置照明、遮光部、偏振薄膜(被检体)以及相机。
偏振薄膜包括线宽约50μm的划痕,向划痕所处的区域照射约550nm的波长的光,从由相机取得的光得到检查图像。
计算在检查图像上形成有划痕的区域的亮度(灰度;0~255单位)与其周边区域(暗部)的亮度差,并用检测强度表示。
实验例1:基于遮光部的宽度(w1)的检测性能的评价
在w2:21mm、d1:6mm、d2:50mm的条件下一边改变w1一边得到检查图像以及检测强度。
【表1】
实验例2:基于光源的宽度(w2)的检测性能的评价
在w1:6mm、d1:6mm、d2:50mm的条件下一边改变w2一边得到检查图像以及检测强度。
【表2】
实验例3:基于光源-遮光部的距离(d1)的检测性能的评价
在w1:6mm、w2:21mm、d2:50mm的条件下一边改变d1一边得到检查图像以及检测强度。
【表3】
实验例4:基于光源-被检体的距离(d2)的检测性能的评价
在w1:6mm、w2:21mm、d1:6mm的条件下一边改变d2一边得到检查图像以及检测强度。
【表4】
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