CN114964325A - 光学检测装置及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学检测装置及其检测方法。线状光源提供由多条光束形成的光幕，其中光幕位于传输待测物的传输路径上，传感器组感测未被待测物遮断部份的光束而产生不同强度的感测信号，控制电路依据感测信号的强弱判断待测物的物理特征、移动速度以及位置。

Description

光学检测装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种光学检测装置及其检测方法。
背景技术
光学检测是一种利用光与物质的交互作用来对物质作检测的方法。由于利用光的检测通常不会对物质本身造成过多的破坏性，因此有利于用来作为各种物质的检测。采用光学检测取代传统人力进行检测，不仅能提高生产效率，也能提高检测的准确性。因此，如何能够利用光学特性提高检测效率为本领域技术人员所致力的课题。
发明内容
本发明提供一种光学检测装置及其检测方法，可有效提高检测效率。
本发明的光学检测装置包括至少一线状光源、至少一传感器组以及控制电路。线状光源提供由多条光束形成的光幕，光幕位于传输待测物的传输路径上，待测物在被传输途中穿越光幕。传感器组配置于光束的传送路径上，线状光源与传感器组配置于传输路径的两侧，传感器组感测未被待测物遮断的部份的光束而产生不同强度的感测信号。控制电路耦接线状光源以及传感器组，依据感测信号的强度及组合，判断待测物的物理特征、移动速度以及位置。
在本发明的一实施例中，上述的线状光源包括多个发光单元或使用导光棒，此些发光单元排列为直线、曲线或折线。
在本发明的一实施例中，上述的传感器组可包括多个传感器单元，此些传感器单元对应配合线状光源以等距排列为直线、曲线或折线。
在本发明的一实施例中，上述的传感器组还可以包括透镜模块，透镜模块依据传感器单元的感测面的感测面积调整未被待测物遮断的光束照射传感器单元的范围。
在本发明的一实施例中，上述的待测物的物理特征包括待测物的数量、密度、大小及厚度至少之其一。
在本发明的一实施例中，上述的控制电路还控制致能线状光源以及传感器组的时间。
在本发明的一实施例中，上述的光学检测装置还包括运输工具，其耦接控制电路，受控于控制电路而调整沿传输路径运输待测物的速度。
在本发明的一实施例中，上述的光束为可见光或不可见光，传感器组为可见光传感器或不可见光传感器。
在本发明的一实施例中，上述的光学检测装置，包括多个线状光源以及多个传感器组，上述多个线状光源提供的多条光束形成多个光幕，上述多个传感器组配置于上述多个线状光源提供的光束的传送路径上，上述多个线状光源与上述多个传感器组配置于传输路径的两侧，上述多个传感器组感测未被待测物部份遮断的上述多个线状光源提供的光束，而产生多个感测信号，控制电路依据上述多个感测信号的强度判断待测物的物理特征、移动速度以及位置。
本发明还提供一种光学检测装置的检测方法，包括下列步骤。提供至少一线状光源，线状光源提供由多条光束形成的光幕，光幕位于传输至少一待测物的传输路径上，待测物在被传输途中穿越光幕。提供至少一传感器组，配置于上述多条光束的传送路径上，线状光源与传感器组配置于传输路径的两侧，传感器组周期性地连续地感测被待测物未遮断或部份遮断的光束而产生强度不同之感测信号。控制电路依据传感器产生的多组连续的感测讯号，判断待测物的物理特征、移动速度以及位置等。控制电路并可依据判断结果机动的调整运输工具的速度，以增加精确度及效率。
在本发明的一实施例中，上述的线状光源包括多个发光单元，此些发光单元排列为直线、曲线或折线。
在本发明的一实施例中，上述的待测物的物理特征包括待测物的数量、密度、大小及厚度至少之其一。
基于上述，本发明实施例的线状光源提供由多条光束形成的光幕，其中光幕位于传输待测物的传输路径上，传感器组感测被待测物未遮断或部份遮断的光束而产生强度不同之感测信号，控制电路控制传感器组周期性地连续感测未被待测物遮断的光束而产生的多个感测讯号，并依据此些感测信号判断待测物的物理特征、移动速度以及位置。在部份实施例中，控制电路亦可依据判断结果机动的调整运输工具的速度。如此藉由感测被待测物未遮断或部份遮断的光束而产生强度不同之的感测信号，可取代利用传统人力进行检测的方式，并提供精确的多方面的数据分析，对于微细之待测物更可有效地提高检测效率。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明的实施例的一种光学检测装置的示意图。
图2以及图3是依照本发明的实施例的待测物穿越光幕的俯视示意图。
图4以及图5是依照本发明的实施例的线状光源的示意图。
图6是依照本发明另一实施例的一种光学检测装置的示意图。
图7是依照本发明的实施例的一种光学检测装置的检测方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明之内容可以被更容易明了，以下特举实施例做为本发明确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的组件/构件，系代表相同或类似部件。
图1是依照本发明的实施例的一种光学检测装置的示意图，请参照图1。光学检测装置可包括线状光源102、传感器组104以及控制电路106，控制电路106耦接线状光源102以及传感器组104。线状光源102可提供由多条光束形成的光幕LC1(如虚线所示)，光幕LC1位于待测物的传输路径上，线状光源102与传感器组104配置于传输路径的两侧。例如在图1中，待测物P1的传输路径为D1，线状光源102与传感器组104配置于传输路径D1的两侧，待测物P1在沿传输路径D1被传输的途中将穿越光幕LC1(例如以垂直于光幕LC1的方向穿越光幕LC1然不以此为限，在其他实施例中也可以与光幕LC1的法线夹一小于90度的特定角度的方向穿越光幕LC1)，类似地待测物P2与P3也分别沿其传输路径D2、D3在被传输的途中穿越光幕LC1。
进一步来说，线状光源102可包括多个发光单元LM1，发光单元LM1可例如为发光二极管或雷射二极管，然不以此为限，此外，发光单元LM1可为可见光光源或不可见光光源，而使得线状光源102发出的光束为可见光或不可见光。多个发光单元LM1可以线状排列，例如在图1实施例中，多个发光单元LM1排列成直线，而使得线状光源102呈直线。在部份实施例中，线状光源102可还可包括导光棒，其可均匀化发光单元LM1所发出的光束。
传感器组104配置于线状光源102所发出的光束的传送路径上，在线状光源102的光束未被待测物遮断的情形下，传感器组104可直接接收来自线状光源102的光束。进一步来说，传感器组104可包括至少一传感器单元SA1，例如传感器组104可包括多个传感器单元SA1，此些传感器单元SA1可对应线状光源102以等距排列为直线。传感器组104可受控于控制电路106而周期性地连续感测来自线状光源102且未被待测物遮断的光束，并对应地产生感测信号给控制电路106。控制电路106可依据感测信号判断待测物P1～P3的物理特征、移动速度以及位置。
举例来说，在图2实施例中，在时间T1，待测物P2的一部分进入光幕LC1在传输路径上形成的感测区域(如虚线所示)中，随着时间经过，待测物P2的其余部分可陆续进入光幕LC1中，例如在时间T2时待测物P2的其余部分已进入光幕LC1中。控制电路106可控制传感器组104在时间T1与T2连续感测未被待测物遮断的部份的光束以产生感测信号，并依据感测信号的强度来判断待测物P2的物理特征、移动速度以及位置。类似地，待测物P1与P3的物理特征、移动速度以及位置也可以相同的方式得知。在部分实施例中，控制电路106还可依据感测信号对应线状光源102的光束强度调整传感器组104的灵敏度，或依据感测信号调整线状光源102的光束强度，以达到最佳的检测效果。
进一步来说。在待测物P1、P2、P3穿越光幕LC1时与传感器组104以及线状光源102间的距离相同时，例如待测物P1、P2、P3与传感器组104间的距离等于待测物P1、P2、P3与线状光源102间的距离，传感器组104的感测信号的强度分布可代表传感器组104所接收到的光束的光强度分布，而光束的光强度分布可反应出待测物P1、P2、P3的透明度、数量、密度、大小、位置及厚度。例如待测物P1、P2、P3的透明度越低、厚度越厚或高度越高时，被遮断的光束越多，感测信号的强度越弱，控制电路106可控制传感器组104周期性地连续感测未被待测物P1、P2、P3遮断的光束以产生多组感测信号，并依据此些感测信号判断光束被遮断的范围，光束被遮断的范围则可反应出待测物P1、P2、P3的轮廓，而可得知待测物P1、P2、P3的数量、密度、位置分布、移动速度以及大小等。此外，在待测物P1、P2、P3为相同的物体时，传感器组104的感测信号的强度则可反映出待测物P1、P2、P3与线状光源102间的距离，例如当待测物P1、P2、P3离线状光源102越近时，待测物P1、P2、P3将遮断越多线状光源102提供的光束，藉此可得知待测物P1、P2、P3与线状光源102间的距离。因此控制电路106可依据感测信号判断待测物P1、P2、P3的透明度、数量、密度、大小、位置、移动速度及厚度等信息。
进一步来说，传感器组104还可包括透镜模块108，透镜模块108可依据传感器组104的多个传感器单元SA1的感测面的感测面积调整未被待测物遮断的光束照射传感器单元SA1的范围，例如当线状光源102发出的光束的照射范围大于多个传感器单元SA1的感测面时，透镜模块108可调整线状光源102发出的光束的光路，将线状光源102发出的光束收集集中至多个传感器单元SA1的感测面上。又例如当线状光源102发出的光束的照射范围小于多个传感器单元SA1的感测面时，透镜模块108可放大线状光源102发出的光束，以使其覆盖多个传感器单元SA1的感测面。依上述，透镜模块108亦可由多个独立透镜组合，每一独立透镜配合一感测单元调整光束与感测单元的感应范围。紧密排列的透镜可减小传感器单元间的缝隙，以避免或减少漏失感测通过的待测物对光束的影响。
在部分实施例中，线状光源102与传感器组104的数量并不限定为1个，例如在图3实施例中，光学检测装置可包括3个并排的线状光源102以及对应的3个传感器组104，3个并排的线状光源102以及对应的3个传感器组104的配置方式与上述实施例类似，可配置于传输路径D1、D2、D3的两侧，在此不再赘述。3个线状光源102可提供3个光幕LC1、LC2、LC3，光幕LC1、LC2、LC3可在待测物P1、P2、P3的传输路径上形成感测区域，控制电路106可在同一时间接收来自3个传感器组104的感测信号，而依据来自3个传感器组104的感测信号同时得知待测物P1、P2、P3的物理特征、移动速度以及位置。
此外，线状光源102的形状并不已上述实施例的直线为限，在其他实施例中，线状光源102也可例如为图4为折线，以配合不同方向的传输路径D1、D4，使在传输路径D1、D4上的待测物可以与光幕垂直的方向穿越光幕，而使得光学检测装置的配置更有弹性。又例如，线状光源102的形状也可为曲线，例如图5所示的弧线，然不以此为限。此外，传感器组104中的传感器单元SA1也可对应线状光源102以等距排列为曲线或折线。
另外，上述实施例的传输路径可例如为运输工具运输待测物的路径，例如图6所示，在图6实施例中，光学检测装置包括运输工具602，其耦接控制电路106。运输工具602可例如为带式输送机，也可为流动之气体或液体等不同介质所构成，然不以此为限，在其他实施例中运输工具602也可例如为吊挂式输送机或其它可在传感器组104以及线状光源102间提供传输路径运输待测物且不会影响待测物进行光学检测的装置。运输工具602可承载待测物P1、P2、P3，并受控于控制电路106以默认的速度沿传输路径D1、D2、D3移动待测物P1、P2、P3，在部份实施例中，控制电路106也可依据传感器组104提供的感测信号控制运输工具602调整移动待测物P1、P2、P3的速度，例如当感测信号的平均强度低于默认值时，可降低运输工具602移动待测物P1、P2、P3的速度，以确保控制电路106可获得足够的信息来判断待测物P1、P2、P3的物理特征、移动速度以及位置，又例如可提高运输工具602移动待测物P1、P2、P3的速度，以加速控制电路106判断待测物P1、P2、P3的物理特征以及位置，而可有效地提高检测效率。其中待测物P1、P2、P3可例如直接放置于运输平台上被运送，也可被放置于不同介质运送中，如放置于流动之气体或液体中，然不以此为限，而被沿传输路径D1、D2、D3运送。
图7是依照本发明的实施例的一种光学检测装置的检测方法的流程图，由上述实施例可知，光学检测装置的检测方法可至少包括下列步骤。首先，提供至少一线状光源，线状光源提供由多条光束形成的光幕，光幕位于传输至少一待测物的传输路径上(步骤S702)，待测物在传输路径中的被传输途中穿越光幕，其中线状光源可包括多个发光单元，发光单元可排列为直线、曲线或折线。接着，提供至少一传感器组，配置于上述多条光束的传送路径上，线状光源与传感器组配置于该传输路径的两侧，传感器组感测未被待测物遮断的部份的光束而产生感测信号(步骤S704)，其中上述多条光束为可见光或不可见光，传感器组则对应地为可见光传感器或不可见光传感器。举例来说，控制电路可控制传感器组周期性地连续感测未被待测物遮断部份的光束以产生感测信号。最后，依据感测信号判断待测物的物理特征、移动速度以及位置(步骤S706)，其中待测物的物理特征可例如为待测物的数量、密度、大小及厚度至少之其一，然不以此为限。在部份实施例中，可依据待测物的物理特征、移动速度以及位置机动的调整运输工具的速度，以增加精确度及效率。
综上所述，本发明实施例的线状光源提供由多条光束形成的光幕，其中光幕位于传输待测物的传输路径上，传感器组感测未被待测物遮断的部份的光束而产生感测信号，控制电路依据感测信号判断待测物的物理特征、移动速度以及位置。如此藉由感测未被待测物遮断的光束而产生的感测信号，可取代利用传统人力进行检测的方式，而可有效地提高检测效率。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (14)

1.一种光学检测装置，其特征在于，包括：
至少一线状光源，提供由多条光束形成的光幕，所述光幕位于传输至少一待测物的传输路径上，所述待测物在被传输途中穿越所述光幕；
至少一传感器组，配置于所述多条光束的传送路径上，所述线状光源与所述传感器组配置于所述传输路径的两侧，所述传感器组感测未被所述待测物遮断的所述多条光束而产生感测信号；以及
控制电路，耦接所述线状光源以及所述传感器组，依据所述感测信号判断所述待测物的物理特征、移动速度以及位置。
2.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述线状光源包括多个发光单元，所述多个发光单元排列为直线、曲线或折线。
3.根据权利要求2所述的光学检测装置，其特征在于，所述传感器组包括：
多个传感器单元，所述多个传感器单元对应所述线状光源以等距排列为直线、曲线或折线。
4.根据权利要求3所述的光学检测装置，其特征在于，所述传感器组还包括透镜模块，所述透镜模块依据所述多个传感器单元的感测面的感测面积调整未被所述待测物遮断的所述多条光束照射所述多个传感器单元的范围。
5.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述待测物的物理特征包括所述待测物的数量、密度、大小及厚度至少之其一。
6.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述控制电路还控制致能所述线状光源以及所述传感器组的时间。
7.根据权利要求6所述的光学检测装置，其特征在于，还包括：
运输工具，耦接所述控制电路，受控于所述控制电路而调整沿所述传输路径运输所述待测物的速度。
8.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述多条光束为可见光或不可见光，所述传感器组为可见光传感器或不可见光传感器。
9.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，包括多个线状光源以及多个传感器组，所述多个线状光源提供的多条光束形成多个光幕，所述多个传感器组配置于所述多个线状光源提供的所述多条光束的传送路径上，所述多个线状光源与所述多个传感器组配置于所述传输路径的两侧，所述多个传感器组感测未被所述待测物遮断的所述多个线状光源提供的所述多条光束，而产生多个感测信号，所述控制电路依据所述多个感测信号判断所述待测物的物理特征、移动速度以及位置。
10.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述控制电路依据所述感测信号对应所述线状光源的光束强度调整所述传感器组的灵敏度，或依据所述感测信号调整所述线状光源的光束强度。
11.一种光学检测装置的检测方法，其特征在于，包括：
提供至少一线状光源，所述线状光源提供由多条光束形成的光幕，所述光幕位于传输至少一待测物的传输路径上，所述待测物在被传输途中穿越所述光幕；
提供至少一传感器组，配置于所述多条光束的传送路径上，所述线状光源与所述传感器组配置于所述传输路径的两侧，所述传感器组周期性地连续感测未被所述待测物遮断的所述多条光束而产生多个感测信号；以及
依据所述多个感测信号判断所述待测物的物理特征、移动速度以及位置。
12.根据权利要求11所述的光学检测装置的检测方法，其特征在于，所述线状光源包括多个发光单元，所述多个发光单元排列为直线、曲线或折线。
13.根据权利要求11所述的光学检测装置的检测方法，其特征在于，所述待测物的物理特征包括所述待测物的数量、密度、大小及厚度至少之其一。
14.根据权利要求11所述的光学检测装置的检测方法，其特征在于，包括：
依据所述待测物的物理特征、移动速度以及位置的判断结果，机动的调整运输工具的沿所述传输路径运输所述待测物的速度。
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