洁净室用低角度光照微尘清洁装置及具有该装置的洁净室的制作方法

本发明是有关于一种清洁装置，尤其是一种洁净室用低角度光照微尘清洁装置及具有该装置的洁净室。

背景技术：

洁净室为食品、光电、半导体生产、生化技术、生物技术、精密机械、制药、和医院内的手术室等领域常见的设施，为提升产品或实验过程的质量、良率及可靠性，洁净室内的环境条件必须被严格地控制，除温度、湿度和空气质量，对于微尘颗粒的数量更有严格的要求。

一般性的微尘颗粒，可以藉由洁净室中空气反复对流过程中，以滤网滤除；然而，部分特殊的微尘颗粒，例如化妆品的颗粒、来自手套或服装上的带静电颗粒、甚至是沾黏到人体表面油脂的灰尘等，由于具有些微的黏着性，通常会附着于工作台表面。即使额外采用真空吸尘器吸取的方式，仍可能因为微尘本身的静电或油脂导致附着力过大，而难以被吸离其所附着的表面；而若以高压空气吹除的方式，去除附着于对象表面的微尘，微尘可能会因为气流飞溅至其他地方，造成洁净室二度污染。

另一方面，对于肉眼极难观察到的微尘，并无法准确地判断数量及位置，即使要求以人力擦拭的方式处理，仍然难以确保可以有效地清理去除，即使加入灯光辅助照明，也可能会因微尘过小，尤其当主要的入射光线角度过于陡峭，工作台面也将会造成光线的反射过强，并且直接进入操作人员眼中，进而影响对微尘位置和到底擦拭干净与否的判断。

另方面，常见的例如自走扫地机器人，其清扫方式完全是依赖刷头旋转，使得较大型颗粒状杂物被驱离原本位置而被吸取；但相同的结构应用于本技术领域时，一方面毛刷类结构接触清洁表面进行扫除时，微尘可能沾黏至毛刷上，随后落至其他位置，或直接因扫动力道而被驱离至其他位置，造成预期之外的污染；另方面毛刷本身和清洁表面接触过程中磨耗所产生的毛屑、甚至因毛刷的刷动而造成清洁表面的刮伤，尤其当清洁对象是例如光罩等，一旦被刮伤就造成大量后续困扰。因此，本发明的洁净室清除工作，必须避免上述接触式的清洁方式。

因此，如何提供一种清洁装置，能有效将附着力较大的细小微尘从附着表面有效去除，且能避免微尘飞溅至他处，尤其要同时以不妨碍观察的光源辅助照明，就是本发明所要达到的目的。

技术实现要素：

针对现有技术的上述不足，根据本发明的实施例，希望提供一种一种洁净室用低角度光照微尘清洁装置，旨在实现如下目的：(1)能有效地将微尘驱离附着表面，并且吸除；(2)以低角度的光源辅助照明，不仅照亮工作区域，更减少直接反射光而易于观察微尘，并能确认微尘是否确实被清除；(3)藉由具有自走功能，自动化清洁一工作区域。本发明还希望提供一种具有低角度光照微尘清洁装置的洁净室，能自动侦测操作空间内的微尘，并依锁定位置指令具有自走功能的清洁装置前往清除。

根据实施例，本发明提供的一种洁净室用低角度光照微尘清洁装置，供导入一负压环境而吸取一操作空间中的微尘，该低角度光照微尘清洁装置包括：一主体，连结上述负压环境；一光源吸嘴组件，供可拆卸地连结至上述主体，该光源吸嘴组件包括一链接上述主体并导接上述负压环境的吸嘴，该吸嘴具有一通气本体及远离上述主体的吸头端，该吸头端形成有一开口，使得上述负压环境被施加至上述开口，供吸取上述操作空间中对应上述开口的一吸取工作区处的微尘，及一组以低角度照射上述吸取工作区的低角度光源，使得上述吸取工作区对前述低角度光源的反射光远离一观察角度；及一对应上述吸嘴的起尘装置，当上述微尘是附着于上述操作空间之一工作表面时，将上述微尘以非接触力驱离上述工作表面供上述吸嘴吸取。

根据实施例，本发明同时提供一种具有低角度光照微尘清洁装置的洁净室，包括一个由至少一顶壁及至少一围绕壁所构成的洁净操作空间，以及至少一洁净室用低角度光照微尘清洁装置，供导入一负压环境而吸取前述洁净操作空间中的微尘，该低角度光照微尘清洁装置包括：一主体，连结上述负压环境，该主体包括一组滚轮；一光源吸嘴组件，供可拆卸地连结至上述主体，该光源吸嘴组件包括一链接上述主体并导接上述负压环境的吸嘴，该吸嘴具有一通气本体及远离上述主体的吸头端，该吸头端形成有一开口，使得上述负压环境被施加至上述开口，供吸取上述操作空间中对应上述开口的一吸取工作区处的微尘，及一组以低角度照射上述吸取工作区的低角度光源，使得上述吸取工作区对前述低角度光源的反射光远离一观察角度；一对应上述吸嘴的起尘装置，当上述微尘是附着于上述操作空间之一工作表面时，将上述微尘以非接触力驱离上述工作表面供上述吸嘴吸取；及一组供驱动上述滚轮的微处理器。

相对于现有技术，本发明洁净室用低角度光照微尘清洁装置，能有效观察辨识，确认微尘的存在与否；随后藉由起尘装置将微尘驱离工作表面，再透过连接负压环境的吸嘴吸取，不仅能有效地去除微尘颗粒，且能避免微尘颗粒飞溅他处；低角度光源更能避免直接反射光干扰观察，确保除尘的可靠度；而具有低角度光照微尘清洁装置的洁净室，藉由设置于顶壁或围绕壁的光传感器，正确感测操作空间内的微尘，有效自动化驱动除尘。

附图说明

图1为本发明中洁净室用低角度光照微尘清洁装置的第一较佳实施例的示意图。

图2为图1实施例中的光源吸嘴组件的示意图。

图3为本发明中洁净室用低角度光照微尘清洁装置的第二较佳实施例的示意图。

图4为图3实施例中超声波探头组的操作状态示意图。

图5为本发明中洁净室用低角度光照微尘清洁装置的第三较佳实施例的示意图。

图6为本发明中具有低角度光照微尘清洁装置的洁净室的第一较佳实施例的示意图。

图7为低角度光源的反射光和漫反射光示意图。

其中：1为入射光；2为反射光；3为操作人员；4为漫反射光；10、20、30为微尘清洁装置；11、21、31为主体；12、22为光源吸嘴组件；13、23、33为起尘装置；14、24为工作表面；15、25为微尘；110、210为手柄；121、221、321为吸嘴；122、222为通气本体；123、223为吸头端；126、226、227、326、45为低角度光源；26为影像放大装置；27为管线；231为超声波晶胞；36为微处理器；37为滚轮；38、44为光传感器；39为透光孔；327为吸气泵；328为集尘槽；40为洁净室；41为顶壁；42为围绕壁；43为控制器；a为夹角。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修改同样落入本发明权利要求所限定的范围。

第一较佳实施例

本发明提供的一种洁净室用低角度光照微尘清洁装置的第一较佳实施例如图1所示，本实施例中操作人员是以手持的方式使用微尘清洁装置10将操作空间中的微尘清除，微尘清洁装置10包括主体11、光源吸嘴组件12以及起尘装置13。本发明中的微尘是指悬浮颗粒、粉尘或其他细小颗粒的灰尘，特别是指因油脂或静电附着在物品表面或地面等细小的微尘粒子，而本发明所述的清除微尘，是指将尺寸大于微尘的颗粒吸取并隔离于操作空间。

请同时参阅图2，主体11具有手柄110供操作人员手持操作，且内部具有提供负压环境的吸气泵(图未标示)；光源吸嘴组件12可拆卸地链接至主体11，光源吸嘴组件12包括吸嘴121以及一组低角度光源126，吸嘴121连结主体11并导接至吸气泵，且吸嘴121具有通气本体122及远离主体11的吸头端123，吸头端123形成有开口，当微尘清洁装置10启动时，吸气泵所提供的负压会被施加至开口，使对应开口的吸取工作区范围的微尘能够被吸取至主体11内部的集尘槽(图中未标示)，低角度光源126是以一组设置有呈环绕方式设置的复数led环灯，环灯以例如磁吸的方式结合于本体，并且在本实施例中环绕吸头端123的周围，当操作人员握持手柄110进行操作时，由于led所发的光束1和工作平面间夹角a小于45度，使得反射光2也会如图7所示，以远离操作人员3观察角度反射，因此将本发明的这种光源称为低角度光源126，一旦工作表面14上有微尘15，低角度光源126所发的光束1将会被微尘15以不规则的漫反射光4朝向四面八方进行漫反射，由于采用低角度光源126，入射光1和反射光2照射的角度都和操作人员3的视角倾斜，使得强度远高于漫反射光4的直接反射光2远离操作人员3观察角度，让微尘15所造成微弱的漫反射光、磷光或荧光可以更明显而易于被操作人员3观察。

低角度光源126会以一个有限的立体角朝向吸取工作区照射，且由于照射的角度和操作人员3的视角倾斜，反射光2会以远离操作人员3观察角度反射，使得微尘15所造成的漫反射光或荧光可以更明显而易于被操作人员3观察。

起尘装置13在本实施例中是一连接正压环境的正压吹嘴，且在本实施例中是与主体11分离而独立设置，并且连接到洁净室外部的洁净气体供应装置(图中未标示)，操作人员可双手分别握持手柄110和起尘装置13进行操作，先以低角度光源126照亮工作表面14，观察是否有微尘15存在，并以吸嘴尝试吸取；一旦微尘15附着于工作表面14上无法轻易吸除，则进一步藉由起尘装置13吹出的气体，将附着于工作表面14的微尘15驱离，当微尘15脱离工作表面14时，吸嘴121便可轻易地将微尘15吸入主体11内部的集尘槽。当然，正压吹嘴可采用多个吹气口的结构，例如一个主吹气口以及分别设置于主吹气口左右两旁的辅助吹气口，再藉由不同的时序或风量导引吹气模式吹起微尘。举例来说，利用流速较快的主吹气口搭配两侧流速较慢的辅助吹气口，由白努力定律可知，因为主吹气口的流速大，气体压力较小，使得脱离工作表面的微尘不会向两侧乱飞，微尘会循主吹气口的风向移动；或者藉由时序式的差异，在主吹气口先吹离微尘后，再开启辅助吹气口而使微尘能集中导流至吸嘴。

更进一步，由于高压空气在行经一段途径后，将会因为空气流体的黏滞性，使得气流紊乱或形成涡流，也使得被高压空气吹起的微尘，行进方向变得难以预测，因此在本实施例中，吹嘴部分可以额外增加一间隔垫，一方面确保吹嘴不会直接接触至工作表面而造成损坏，另方面确保吹嘴和工作表面的距离不会超过例如5mm，以免高压空气流向紊乱。

第二较佳实施例

当然，如熟悉本技术领域人士所能轻易理解，上述起尘装置并非局限于与本体分离，本发明微尘清洁装置的第二较佳实施例如图3所示，其中微尘清洁装置20进一步包括设置于主体21的影像放大装置26，在此例释为放大镜，透过影像放大装置26，操作人员可更清晰地观察吸取工作区的微尘25；此外，本实施例的起尘装置23是一体化设置于主体21的超声波起振器，本实施例中的超声波起振器，是藉由复数例如单列设置的晶胞共同组成。透过音波振动的方式使微尘25和/或工作表面24产生震动，让微尘25因振动而与工作表面24相对运动，而脱离工作表面24被吸取。

由于本实施例中的超声波起振器包括复数个超声波晶胞231，可以依循环境需要，以彼此相同或相异的时序讯号驱动，构成同步或各自相异的相位起振，藉此造成超声波可以选择性地以平行波的方式传递、或者造成任意相互干涉的波前(wavefront)。例如图4所示，两端的超声波晶胞231以较领先的相位开始振荡近处的空气分子而发出超声波，位于较中心位置的超声波晶胞231则相位较落后起振，即可让整体的振波以一个收敛的方向共组波前，并且藉由相位的先后而订定一个预订焦点，使得各超声波晶胞所造成的振动在焦点位置形成建设性干涉。

藉由上述建设性干涉，就可以在微尘25和工作表面24接触位置透过所有振波的加成，造成最大振波，藉由工作表面24和微尘25的质量差距，使得两者受力后产生不同步的相对运动，而让两者分离，随后由吸嘴吸取。在此，因为超声波的起振器仅是振动原有的空气分子，并没有从洁净室外部吸取任何气体，不会带来任何额外的污染。

主体21的左右两侧分别链接光源吸嘴组件22以及起尘装置23，光源吸嘴组件22包含吸嘴221以及低角度光源226，吸嘴221具有通气本体222及吸头端223，透过外接于负压环境的管线27，可使吸头端223的开口产生负压，将微尘25吸取脱离工作表面24；本实施例中的低角度光源226进一步包括多种中心发光波长彼此相异的led晶粒，藉由选择例如白光或紫外光，会朝向影像放大装置26下方的吸取工作区低角度照射，让操作人员可以更清楚地观察工作表面24上的微尘25，获得特定微尘25的漫反射光或荧光影像；在靠近起尘装置23的一侧设置有另一辅助低角度光源227，用以改变照光角度，辅助低角度光源226的照明。主体21于两外侧更设置有手柄210，供操作人员能够以更稳定的方式握持微尘清洁装置20。

第三较佳实施例

当然，如果要清洁的区域是原本就平坦的一个工作表面，本发明提供的洁净室用低角度光照微尘清洁装置的第三较佳实施例如图5所示，微尘清洁装置30也可以选择采取一个自走式机械，本实施例中的微尘清洁装置30比前述实施例更增加一组微处理器36、以及主体31更设置有一组滚轮37和光传感器38，因此微尘清洁装置30能自行于操作空间内移动，根据光传感器38侦测的结果进行清洁作业。

光传感器38是接收由光源吸嘴组件的低角度光源326所发光束，经微尘漫反射光或光致发光所导致的回授光，并将回授光讯号转换为感测讯号传输至微处理器36，微处理器36则根据所接收的感测讯号驱动滚轮37前往微尘所在位置，再由起尘装置33将微尘振离或吹离工作表面后，由吸气泵327透过光源吸嘴组件的吸嘴321将微尘吸进集尘槽328。微尘清洁装置30另形成有透光孔39，除了能够使外部光线通透至吸取工作区，在设置有外部传感器的情况下，也能使外部传感器能够感测吸取工作区范围内的微尘。

图5中的微尘清洁装置30更可以应用于图6中的洁净室40，洁净室40是由顶壁41及围绕壁42所构成的洁净操作空间，洁净室40具有可通信链接微尘清洁装置30微处理器的控制器43，顶壁41及围绕壁42则设置有光传感器组件，光传感器组件包括复数个光传感器44和低角度光源45，低角度光源45可使洁净室40内的光源更充足，提高光传感器44的侦测微尘的准确度，控制器43在接收光传感器44的讯号后，将微尘于洁净室40的分布信息提供给微尘清洁装置30参考，微尘清洁装置30可根据控制器43所传送的信息以及其本身传感器的感测状况，移动至需要清洁的地方将微尘清除；当然，微尘清洁装置30也可于省电模式下操作，移动至微尘的位置后，再启动清除模式，藉此提高微尘清洁装置30的电力续航的时间。

综上所述，本发明提供的一种洁净室用低角度光照微尘清洁装置，藉由起尘装置以非接触力的方式使微尘因吹气或振动脱离所附着的表面，再同时由吸嘴吸取微尘，由吹吸形成的气流，能有效导引微尘至收集处；低角度光源可尽量产生均匀的漫反射，降低直接反射光返回而干扰观测微尘的情况。而具有微处理器、传感器和滚轮的清洁装置，能自动感测微尘的范围及位置，并移动至指定位置清除微尘；而设置有传感器和低角度光源的洁净室，更可提高洁净室内侦测清除微尘的效率及可靠性。