高準確度實時鑒別光電玻璃基板的裝置及其方法與流程

本發明是有關于一種高準確度實時鑒別光電玻璃基板的裝置及其方法，尤指一種藉由數字訊號處理(Digital Signal Process，DSP)方法來實施高準確度實時鑒別光電玻璃基板的裝置及其方法。

背景技術：

目前在液晶顯示器(liquid-crystal device，LCD)、等離子顯示面板(plasma display panel，PDP)、有機發光二極管(organic light-emitting diode，OLED)、數字相機、智能型手機等會用到顯示器面板的行業中，都會使用到玻璃來作為各種顯示器的基板，且各種玻璃會以較薄的基板的形態被廣泛地利用于制造工藝中。另外，在與硅芯片的黏接(bonding)、微機電系統(micro electro mechanical systems，MEMS)、光纖裝置(fiber optics device)的微機電系統、生物制藥(Bio-medical)領域、微鏡(micro mirror)、偏振射束分裂器(polarized beam splitter)、雙色向濾光鏡(dichroic filter)的基板、微型玻璃塊(micro glass-block)及透鏡、數字影碟光盤(DVD)、持續數據保護(continuous data protection，CDP)等的讀取頭(pick-up)棱鏡等領域中亦會使用到各種規格的玻璃基板。

再者，不論是在上述各種半導體制程裝置、精密機械、顯示器裝置的高科技產業中，皆朝向微小化、精密化、與奈米等級的方向前進，因此在精密機械領域的量測設備、制造技術、整合技術的發展中，玻璃基板的厚度檢測相關技術是非常重要的。

在現今的玻璃基板厚度檢測技術中，有利用光的波長來求出玻璃厚度，以達到精密機械領域的量測要求。但使用波長來量測玻璃厚度的現有技術中，因擺設困難且需要的精密設備成本太高，故仍非唯一的良善技術。

另一方面，因雷射光具有高強度、高方向性等特性，現今也有利用雷射裝置來測量玻璃厚度的技術，但該技術通常會使用到多組的雷射光源、多組的玻璃基板以及多組的感光耦合元件(charge-coupled device，CCD)攝影機檢 測設備以方便進行量測，因此會有高成本的問題且無法達到實時檢測的目的。

因此，對于玻璃基板厚度檢測技術而言，若能提供一種結構較精簡的使用雷射光的玻璃基板厚度檢測裝置及其方法，讓檢測設備的成本大幅降低、檢測速度大幅加快且能達到實時測量的目的，乃是待解決的問題。

技術實現要素：

鑒于上述現有技術的缺點，本發明的主要目的為提供一種高準確度實時鑒別光電玻璃基板的裝置，包括：一雷射裝置，發射一雷射光；一玻璃基板，具有一第一表面以及一第二表面，并接收該雷射光，且于該第一表面產生一第一雷射光束點以及于該第二表面產生一第二雷射光束點，其中，該雷射光于該第一雷射光束點產生一第一反射光束以及于該第二雷射光束點產生一第二反射光束；以及一感光耦合元件攝影機檢測設備，接收該第一反射光束及該第二反射光束；其中，該第一雷射光束點具有一第一點面積，該第二雷射光束點具有一第二點面積，該感光耦合元件攝影機檢測設備藉由該第一反射光束以及該第二反射光束來判斷該第一點面積及該第二點面積的位置是否相對，若該第一點面積及該第二點面積的位置是不相對的，則當該第一點面積與該第二點面積相對后產生一玻璃距離數，該感光耦合元件攝影機檢測設備藉由一分辨率值及該玻璃距離數，以獲得該玻璃基板的一厚度值。

較佳地，該分辨率值為2.5～2.7微米。

較佳地，該感光耦合元件攝影機檢測設備透過一數字訊號處理方法來計算該分辨率值乘以該玻璃距離數。

較佳地，該雷射光具有高單色性、高方向性、高強度及高相干性的特性。

較佳地，該第一點面積、該第二點面積及該玻璃距離數的單位為像素。

再者，本發明亦提供一種高準確度實時鑒別光電玻璃基板的方法，包括：步驟1：藉由一雷射裝置發射一雷射光至一玻璃基板；該玻璃基板接收該雷射光且于該玻璃基板的一第一表面產生一第一雷射光束點以及于該玻璃基板的一第二表面產生一第二雷射光束點，該雷射光于該第一雷射光束點產生一第一反射光束以及于該第二雷射光束點產生一第二反射光束；步驟3：藉由一感光耦合元件攝影機檢測設備接收該第一反射光束及該第二反射光束，其中，該第一雷射光束點具有一第一點面積及該第二雷射光束點具有一第二點 面積；步驟4：該感光耦合元件攝影機檢測設備藉由該第一反射光束以及該第二反射光束來判斷該第一點面積及該第二點面積的位置是否相對；以及步驟5：若該第一點面積及該第二點面積的位置是不相對的，則當該第一點面積與該第二點面積相對后產生一玻璃距離數，該感光耦合元件攝影機檢測設備藉由一分辨率值及該玻璃距離數，以獲得該玻璃基板的一厚度值。

較佳地，該分辨率值為2.5～2.7微米(μm)。

較佳地，在步驟4中，該感光耦合元件攝影機檢測設備透過一數字訊號處理方法來計算該分辨率值乘以該玻璃距離數。

較佳地，在步驟1中，該雷射光具有高單色性、高方向性、高強度、高相干性的特性。

較佳地，在步驟4及5中，該第一點面積、該第二點面積及該玻璃距離數的單位為像素。

本發明的其它目的、優點與創新特征將可由以下本發明的詳細范例連同附屬圖式而得知。

附圖說明

當并同各隨附圖式而閱覽時，即可更佳了解本發明較佳范例的前揭摘要以及上文詳細說明。為達本發明的說明目的，各圖式中繪有現屬較佳的各范例。然應了解本發明并不限于所繪的精確排置方式及設備裝置。

圖1為說明本發明的高準確度實時鑒別光電玻璃基板的裝置的架構圖；

圖2為說明本發明的第一雷射光束點P1以及第二雷射光束點P2之間的關系的示意圖；

圖3為說明本發明的光束位移與雷射光束面積之間的關系的X-Y軸曲線圖；以及

圖4為說明本發明的高準確度實時鑒別光電玻璃基板的方法流程圖。

其中，附圖標記說明如下：

1 雷射裝置

2 玻璃基板

3 感光耦合元件攝影機檢測設備

41-45 步驟

A1 第一點面積

A2 第二點面積

D1 玻璃距離數

L1 雷射光

P1 第一雷射光束點

P2 第二雷射光束點

R1 第一反射光束

R2 第二反射光束

S1 第一表面

S2 第二表面

T 厚度值

具體實施方式

現將詳細參照本發明附圖所示的范例。所有圖式盡可能以相同元件符號來代表相同或類似的部份。請注意該圖式是以簡化形式繪成，并未依精確比例繪制。

圖1為一裝置架構圖，用以說明本發明的高準確度實時鑒別光電玻璃基板的裝置。請參考圖1，本發明的高準確度實時鑒別光電玻璃基板的裝置包括一雷射裝置1、一玻璃基板2以及一感光耦合元件攝影機檢測設備3。雷射裝置1發出一雷射光L1，雷射光L1具有高單色性、高方向性、高強度及高相干性的特性；玻璃基板2具有一第一表面S1以及一第二表面S2，玻璃基板2接收雷射光L1并于第一表面S1產生一第一雷射光束點P1以及于第二表面S2產生一第二雷射光束點P2，其中，雷射光L1于第一雷射光束點P1產生一第一反射光束R1，以及于第二雷射光束點P2產生一第二反射光束R2；感光耦合元件攝影機檢測設備3接收第一反射光束R1及接收第二反射光束R2；其中，第一雷射光束點P1以及第二雷射光束點P2為任意的兩點，并無特別指定。本發明藉由第一雷射光束點P1、第二雷射光束點P2、第一反射光束R1以及第二反射光束R2配合數字訊號處理(DSP)方法，從而將第一雷射光束點P1、第二雷射光束點P2兩點信號之間的玻璃距離數測量出來，再透過量測出來的玻璃距離數以及一分辨率值將玻璃厚度值T計算出來。

圖2為一示意圖，用以說明本發明的第一雷射光束點P1以及第二雷射光束點P2之間的關系。請同時參考圖1及圖2，當雷射裝置1已發出雷射光L1并于第一表面S1產生第一雷射光束點P1以及于第二表面S2產生第二雷射光束點P2后，從玻璃基板2的上方沿著X軸方向俯視時，可看到第一雷射光束點P1以及第二雷射光束點P2，且第一雷射光束點P1位于第二雷射光束點P2下方。在本發明的高準確度實時鑒別光電玻璃基板的裝置中，第一雷射光束點P1具有一第一點面積A1，第二雷射光束點P2具有一第二點面積A2，在本發明的一實施例中，第一點面積A1為2400像素(pixels)，且第一點面積A1會大于第二點面積A2。

在本發明中，會讓第一雷射光束點P1沿著X軸方向移動，直到第一雷射光束點P1與第二雷射光束點P2于第一表面S1以及第2表面S2相對，而在移動的過程中，感光耦合元件攝影機檢測設備3會藉由第一反射光束R1以及第二反射光束R2來判斷第一點面積A1與第二點面積A2的位置是否相對，若第一點面積A1及第二點面積A2的位置是不相對的，則當第一點面積A1與第二點面積A2相對后會產生一玻璃距離數D1，感光耦合元件攝影機檢測設備3會藉由一分辨率值及玻璃距離數D1以獲得該玻璃基板的厚度值T。在本發明的一實施例中，該分辨率值為2.7微米(μm)，而在本發明的另一實施例中，該分辨率值可為2.5～2.7微米之間的任一個數值；同時，在本發明的一實施例中，感光耦合元件攝影機檢測設備3會透過數字訊號處理(DSP)方法來計算該分辨率值乘以玻璃距離數D1以獲得該玻璃基板的厚度值T并達到實時(Real-time)處理的目的，而在另一實施例中，可單獨使用感光耦合元件攝影機，并將感光耦合元件攝影機另外接至一處理終端，讓該處理終端透過數字訊號處理(DSP)方法來處理該分辨率值及玻璃距離數D1以獲得該玻璃基板的厚度值T并達到實時(Real-time)處理的目的。

為了證明本發明可以透過一分辨率值及一玻璃距離數D1來獲得玻璃基板的厚度值T，本發明藉由2組實驗數據來說明分辨率值與玻璃距離數D1之間的關系。在此實驗過程中用的兩片玻璃，分別先量測它們的厚度是1.00mm與1.01mm，其玻璃厚度差是10微米。本發明的實驗1為針對玻璃基板厚度1.00mm來進行量測，實驗2為針對玻璃基板厚度1.01mm來進行量測。

圖3為一X-Y軸曲線圖，用以說明本發明的光束位移與雷射光束面積之 間的關系。請同時參考圖1、圖2及圖3，在進行實驗的過程中，感光耦合元件攝影機檢測設備3會藉由第一雷射光束點P1、第二雷射光束點P2、第一反射光束R1以及第二反射光束R2配合DSP來計算第一雷射光束點P1與第二雷射光束點P2的面積差，最后將計算結果轉換成雷射光束面積-光束位移X-Y軸曲線圖，如圖3所示，其中，第一點面積A1為2400像素(pixels)。在本發明的實驗中，當第一雷射光束點P1的第一點面積A1為了要與第二雷射光束點P2的第二點面積A2相對而慢慢往上移動時，因為第一雷射光束點P1尚未與第二雷射光束點P2重疊，所以感光耦合元件攝影機檢測設備3尚未計算出重疊后的面積，這時，第一雷射光束點P1的曲線變化都維持在2400像素；當第一雷射光束點P1移動一段玻璃距離數D1后，第一雷射光束點P1的第一點面積A1會與第二雷射光束點P2的第二點面積A2相對，此時，曲線就會有變化且位移會落在377像素的位置，如圖3曲線變化的狀況，因此可推得玻璃距離數D1為377像素。

當本發明的實驗1與實驗2經過上述重復實施后，會得到表1的數據，如下所示：

表1

由表1可得知，當玻璃基板厚度為1.00mm時(實驗1)，第一雷射光束點P1的第一點面積A1需移動377像素才能與第二雷射光束點P2的第二點面積A2相對，而當玻璃基板厚度為1.01mm時(實驗2)，第一雷射光束點P1的第一點面積A1需移動373像素才能與第二雷射光束點P2的第二點面積A2相對。在得到上述數據后，本發明對數據進行整理，在實驗1中，計算每一像素對應到的玻璃基板厚度是（1.00·1000）/377＝2.68(μm/pixel)；同樣地，在實驗2中，計算每一像素對應到的玻璃厚度是(1.01·1000)/373＝2.707(μm/pixel)，因此最后可推得本發明的分辨率值為2.7微米。另外，從表1中的實驗1與實驗2結果可觀察出玻璃厚度差為4像素，此實驗結果是可以被變更，這是因為感光耦合元件攝影機檢測設備3是可以被調整而進一步改變DSP計算雷 射光束的像素數目。

由上述實驗1、2可證明，本發明的高準確度實時鑒別光電玻璃基板的裝置的感光耦合元件攝影機檢測設備3可藉由一分辨率值及玻璃距離數D1以獲得該玻璃基板的厚度值T；換言之，本發明能提供一種結構較精簡且擁有高準確度的使用雷射光的玻璃基板厚度檢測裝置，讓檢測設備的成本大幅降低、檢測速度大幅加快且能達到實時測量的目的。

另一方面，本發明亦提供一種高準確度實時鑒別光電玻璃基板的方法，圖4為一流程圖，用以說明本發明的高準確度實時鑒別光電玻璃基板的方法。請參考圖4，本發明的高準確度實時鑒別光電玻璃基板的方法包含步驟41-45，分別為：步驟41：藉由一雷射裝置發射一雷射光至一玻璃基板；步驟42：該玻璃基板接收該雷射光且于該玻璃基板的一第一表面產生一第一雷射光束點以及于該玻璃基板的一第二表面產生一第二雷射光束點，該雷射光于該第一雷射光束點產生一第一反射光束以及于該第二雷射光束點產生一第二反射光束；步驟43：藉由一感光耦合元件攝影機檢測設備接收該第一反射光束及該第二反射光束，其中，該第一雷射光束點具有一第一點面積及該第二雷射光束點具有一第二點面積；步驟44：該感光耦合元件攝影機檢測設備藉由該第一反射光束以及該第二反射光束來判斷該第一點面積及該第二點面積的位置是否相對；以及步驟45：若該第一點面積及該第二點面積的位置是不相對的，則當該第一點面積與該第二點面積相對后產生一玻璃距離數，該感光耦合元件攝影機檢測設備藉由一分辨率值及該玻璃距離數，以獲得該玻璃基板的一厚度值。

同樣的，由上述高準確度實時鑒別光電玻璃基板的方法可得知，本發明的高準確度實時鑒別光電玻璃基板的方法的感光耦合元件攝影機檢測設備可藉由一分辨率值及玻璃距離數以獲得該玻璃基板的厚度值；換言之，本發明能提供一種結構較精簡且擁有高準確度的使用雷射光的玻璃基板厚度檢測裝置，讓檢測設備的成本大幅降低、檢測速度大幅加快且能達到實時測量的目的。

在說明本發明的代表性范例時，本說明書已經提出操作本發明的該方法及/或程序做為一特定順序的步驟。但是，某種程度上該方法或程序并不會依賴此處所提出的特定順序的步驟，該方法或程序不應限于所述的該特定的步驟順序。如本領域的技術人員將可了解，其它的步驟順序亦為可行。因此， 在本說明書中所提出的特定順序的步驟不應被視為對于權利要求范圍的限制。此外，關于本發明的方法及/或程序的權利要求范圍不應限于在所提出順序中的步驟的效能，本領域的技術人員可立即了解該順序可以改變，且仍維持在本發明的精神及范圍內。

熟悉本領域的技術人員應即了解可對上述各項范例進行變化，而不致悖離其廣義的發明性概念。因此，應了解本發明并不限于所揭露的特定范例，而是為涵蓋歸屬如后載各項權利要求所定義的本發明精神及范圍內的修飾。