光学感应器与利用光学方式检查表面之方法

摘要

光学感应器系用来侦测出现于像玻璃之类平滑表面上之点状、线状或层状的缺陷。;该感应器包括：a)一远心雷射扫瞄器(12)，其具有：－一雷射(1)，用来为平滑表面(5)提供大致垂直的照明；－一扫瞄面镜(2)；－一远心光学系统(4)，用来导引该照明及侦测光束；b)一侦测单元(11)，其具有：－光学侦测系统(8)；－一光阑(9)，依同心方式朝向该远心光学系统(4)定位于该光学侦测系统附近；－一高敏性光电倍增器(6)，用于侦测由该等平滑表面(5)上之缺陷辐射出的散射光；－一狭缝型光阑(7)，配置于该光电倍增器(6)之上游。;应用/产品：利用光学方式检查表面之检查系统

主权项

一种光学感应器，系用来侦测在平滑表面上之点状、线状或层状的缺陷，其中该感应器包括：a)一远心雷射扫瞄器(12)，其具有：- 一雷射(1)，用来为平滑表面(5)提供大致垂直的照明；- 一扫瞄面镜(2)；- 一远心光学系统(4)，用来导引该照明及侦测光束；b)一侦测单元(11)，其具有：- 光学侦测系统(8)，其在结构上系与该远心光学系统(4)相分离；- 一中央光阑(9)，其在结构上系与该扫瞄面镜(2)相分离，并且依同心方式近置于该光学侦测系统(8)面向该远心雷射扫瞄器(12)之侧；- 一高敏性光电倍增器(6)，用于侦测由该等平滑表面(5)上之缺陷射出的散射光；- 一狭缝型光阑(7)，配置于该光电倍增器(6)之上游；其中，在一不完全旋转对称结构之光学侦测系统(8)的情况，设置一另一光学感应器，其含有一孔径区域覆盖至该光学感应器，该光学感应器之扫描线段系与该另一光学感应器之扫描线段形成一角度。如申请专利范围第1项之光学感应器，其中该光学侦测系统的孔径以对于该照明方向呈旋转对称的方式配置着。如申请专利范围第2项之光学感应器，其中该光学侦测系统之孔径系设计成环状。如申请专利范围第1项之光学感应器，其中将该光学扫瞄系统(13)配置于一侦测光束路径外侧以便增加扫瞄角度，并藉由一同时代表该中央光阑的倾斜面镜(3)注入该扫瞄用雷射光束。如申请专利范围第1项之光学感应器，其中可藉由该感应器进行扫瞄的平滑表面为一平面玻璃面板。如申请专利范围第1项之光学感应器，其中该光学感应器系设计成双功能，一方面系利用可同时于一平面玻璃面板两侧进行侦测的景深侧向地定位出该平面玻璃面板两侧上的缺陷，另一方面系利用一小于该平面玻璃面板之材料厚度的景深定出该缺陷之范围，因而定出带有该缺陷之平面玻璃面板的侧边。一种光学侦测方法，系藉由使用如申请专利范围第1至6项中任一项之光学感应器以侦测出现于平滑表面上之点状、线状或层状的缺陷，其中该光学侦测方法包括下列步骤：- 藉由一远心雷射扫瞄器(12)依大致垂直的方式照射一物体的平滑表面(5)，以便施行完整的检查；- 将由一缺陷点辐射出的散射光导引到一高敏性光电倍增器(6)上，以便进行光学/电子转换；- 将一狭缝型光阑(7)配置于该光电倍增器(6)之上游以便排除外来光，于该狭缝型光阑(7)上使由一缺陷点辐射出的散射光聚焦，并使其在打到该光电倍增器(6)之前自此获致进一步传送；- 将一中央光阑(9)引进该侦测光束路径内，以藉由该远心设计遮蔽依像面镜的方式受到反射的光；- 以致无论该表面上之缺陷方向为何，都能获致使该光学侦测系统(8)之环状孔径具有均均侦测灵敏度的结果；其中，该光学侦测系统(8)在结构上系与该远心光学系统(4)相分离；该中央光阑(9)在结构上系与一扫瞄面镜(2)相分离，并且依同心方式近置于该光学侦测系统(8)之一侧，该光学侦测系统(8)系对应至该远心雷射扫瞄器(12)。如申请专利范围第7项之方法，其中自一透明材料之一侧量测该等平滑表面的两侧。如申请专利范围第8项之方法，其中该待测透明材料系一平面玻璃。如申请专利范围第7至9项中任一项之方法，其中设计一第一和一第二感应器使得它们的照明光束包括不同的聚焦直径，以致一方面能以每一情况中所得到的景深对该平面玻璃之两侧上缺陷进行完整的表面相关侦测，而另一方面可分辨出先前已利用该第一感应器侦测到之该等缺陷相对于该平面玻璃之前方及后方两侧的位置。如申请专利范围第7项所述之方法，其中可依时间偏置方式使用两个具有不同景深的感应器系统，以便一方面侦测出所有缺陷的总数，而另一方面定出各单独缺陷的范围。如申请专利范围第7项所述之方法，其中可藉由并联使用数个感应器及/或多个感应器组合所施行的平坦表面检查达成完整的覆盖率。