CN101393143A - 基于显微视觉的光学测量和检测方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于显微视觉的光学测量和检测方法，其包括以下步骤：(1)设置一上方安装有高亮度照明光源的光源支架；(2)在光源支架下方设一被检测体；(3)调整高亮度照明光源发射的光线角度α1和被检测体的斜面角度α相同；(4)设置一挡光板于光源支架一侧；(5)在挡光板上设一显微放大镜；(6)显微放大镜将放大后的图像信息传递到CCD摄像机；(7)CCD摄像机将采集到的图像信息传输给图像采集和图像处理系统进而分析与判断；本发明还公开了一种用来实施前述基于显微视觉的光学测量和检测方法的装置；本发明的优点在于：能自动快速检测产品，而且精确性高，对不合格产品进行统计并报警，大大提高了生产效率和产品合格率。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种基于显微视觉的光学测量和检测方法及装置，具体是一种显微图像技术、光学图像处理技术、计算机视觉识别技术和精密定位技术相结合的方法及其装置，适用于微细电子元器件、半导体芯片的表面微观划痕等缺陷检测以及微细线宽的精确测量。
技术背景
在珠三角地区汇聚着全球九成以上的计算机产业巨头，有电子信息企业近3000家，沿珠江已形成电子信息产业黄金走廊。生产的电脑磁头等半成品约占全球市场的40％；生产的电路板、电脑驱动器等占全球市场的30％。目前国内大批量的微细电子元器件表面质量检测大部分通过人眼在高倍显微镜下进行观察和判断，有的产品缺陷检测对光学要求严格，肉眼在显微镜下也难以判断，通过手指触摸的方式进行判断。
大批量的产品检测往往需要大量的员工进行高重复性的工作。这种产品缺陷检测方式有许多不足之处，首先，人眼长时间工作在高倍率的显微镜下，极易疲劳，容易误判和漏判；其次，由于每个人对标准的认识程度和理解程度不同，主观判断的标准也不一样，难以量化，因此在检测过程中，没有统一的检测标准；最后，由于检测的工作量大、重复性高，对人眼的伤害严重。多数电子元器件生产企业依然属于劳动密集型产业，一方面得益于相对低廉的劳动力成本，同时国外相对成熟的全自动检测设备成本非常昂贵，因此许多企业迫于成本和资金压力，依然采用大量人工在高倍显微镜下目测这种相对落后的检测方式，效率较低，产品的附加值较低。
发明内容
针对现有检测微细元件的方式技术所存在的上述不足，本发明目的之一在于，提供一种快速自动检测产品外观缺陷的基于显微视觉的光学测量和检测方法。
本发明的目的还在于，提供一种用来实现前述的基于显微视觉的光学测量和检测方法的装置。
本发明为实现上述目的，所提供的技术方案是：
一种基于显微视觉的光学测量和检测方法，其包括如下步骤：
(1)设置一上方安装有高亮度照明光源的光源支架；
(2)在所述的光源支架下方、高亮度照明光源照射范围内设一被检测体；
(3)调整所述的高亮度照明光源发射的光线角度α1，使该光线角度α1和被检测体的斜面角度α相同，即α1＝α；
(4)设置一挡光板于光源支架一侧且在高亮度照明光源照射范围内；
(5)所述的挡光板上设一显微放大镜头，该显微放大镜头在被检测体反光源照射范围内；
(6)所述的显微放大镜头将放大后的图像信息传递到CCD摄像机；
(7)所述的CCD摄像机，将采集到的图像信息传输给图像采集和图像处理系统；所述的图像采集和图像处理系统中内置一图像采集和图像处理系统控制模块，并预设图像采集和图像处理参数标准；该控制模块根据预设的图像采集和图像处理参数标准，对接收到的图像信息进行分析和判断后输出分析和判断结果。
一种实现前述基于显微视觉的光学测量和检测方法的装置，其包括一被检测体、光源支架、转轴、散热片、高亮度照明光源、挡光板、显微放大镜头、CCD摄像机、电缆、图像采集和图像处理系统；所述高亮度照明光源设置在所述的光源支架的上方；所述的散热片设置在高亮度照明光源上；所述的散热片包括两安装端面，该端面上还各设有一转轴；所述的高亮度照明光源发出的光线照射在被检测体上，该被检测体反射的图像信息光线经显微放大镜头放大后，再传输到所述CCD摄像机，该CCD摄像机再将采集到的图像信息传输给图像采集和图像处理系统，进行分析和判断。
所述的转轴，通过其旋转可调整所述高亮度照明光源发射的光线角度α1。
所述的光源支架与转轴装配处还设有一锁紧螺钉，通过调节其松紧，可调节与固定转轴位置及高亮度照明光源发射的光线角度α1。
所述的被检测体设置在所述光源支架下方、高亮度照明光源照射范围内。
所述的挡光板设置在所述光源支架一侧、亮度照明光源照射内；所述的挡光板上设有一显微放大镜头，所述的显微放大镜头在被检测体反光源范围内。
所述的显微放大镜头尾部与所述的CCD摄像机相接。
所述的CCD摄像机通过电缆与图像采集和图像处理系统连接并传输数据。
本发明的有益效果为：本发明提供的方法，可自动快速检测产品，而且测量及检测精确性高。本发明提供的装置，结构简单，不但能自动检测产品，而且能够准确地识别和分析出缺陷的特征信息，并对不合格产品进行统计并报警，另外检测速度快、大大提高了生产效率与产品合格率。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1为本发明检测状态一的光路图。
图2为图1的检测流程图。
图3为本发明检测状态二的光路图。
图4为图3的检测流程图。
图5为本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例：参见图1和图2，本发明实施例提供的一种基于显微视觉的光学测量和检测方法，其包括以下步骤：
(1)设置一上方安装有高亮度照明光源6的光源支架2；
(2)在所述的光源支架2下方、高亮度照明光源6照射范围内设一被检测体1；
(3)调整所述的高亮度照明光源6发射的光线角度α1，使该光线角度α1和被检测体1的斜面角度α相同，即α1＝α；
(4)设置一挡光板7于光源支架2一侧且在高亮度照明光源6照射范围内；
(5)所述的挡光板7上设一显微放大镜头8，该显微放大镜头8在被检测体1反光源照射范围内；
(6)所述的显微放大镜头8将放大后的图像信息传递到CCD摄像机9；
(7)所述的CCD摄像机9，将采集到的图像信息传输给图像采集和图像处理系统11，该图像采集和图像处理系统11中内置一图像采集和图像处理系统控制模块，并预设图像采集和图像处理参数标准；该控制模块根据预设的图像采集和图像处理参数标准，对接收到的图像信息进行分析和判断后输出分析和判断结果。
参见图5，一种实施前述基于显微视觉的光学测量和检测方法的装置，其包括一被检测体1、光源支架2、转轴3、散热片5、高亮度照明光源6、挡光板7、显微放大镜头8、CCD摄像机9、电缆10、图像采集和图像处理系统11；所述高亮度照明光源6设置在所述的光源支架2的上方；所述的被检测体1设置在所述光源支架2下方、高亮度照明光源6照射范围内；所述的散热片5设置在高亮度照明光源6上；所述的散热片5包括两安装端面，该端面上还各设有一转轴3；通过旋转转轴3可调整所述高亮度照明光源6发射的光线角度α1；所述的光源支架2与转轴3装配处还设有一锁紧螺钉4，通过调节其松紧，可调节与固定转轴3位置及高亮度照明光源6发射的光线角度α1；所述的挡光板7设置在所述光源支架2一侧、亮度照明光源照射内；所述的挡光板7上设有一显微放大镜头8，所述的显微放大镜8在被检测体1反光源范围内；所述的显微放大镜头8尾部与所述的CCD摄像机9相接；所述的CCD摄像机9通过电缆10与图像采集和图像处理系统11连接并传输数据。所述的高亮度照明光源6发出的光线照射在被检测体1上，该被检测体1反射的图像信息光线经显微放大镜头8放大后，再传输到所述CCD摄像机9，该CCD摄像机9再将采集到的图像信息传输给图像采集和图像处理系统11进行分析和判断。
工作时，开启高亮度照明光源6，将一被检测体1安装在高亮度照明光源6的下方，通过转轴3调整高亮度照明光源6发射的光线角度α1，使光线角度α1和被检测体1的斜面角度α相同，即α1＝α，在整个检测过程中高亮度照明光源6发射的光线角度都非常重要，直接关系到检测的可靠性和准确性；然后旋转锁紧螺钉4将转轴3进行锁紧，高亮度照明光源6发射的光线照射检测体1的轮廓上。参见图1和图2，图中虚线表示高亮度照明光源6发射的光线，当被检测体1轮廓上出现卷边、毛刺、划痕等缺陷特征时，高亮度照明光源6发射的光线正好照射到这些缺陷特征上，高亮度照明光源6发射的光线受到这些缺陷特征的阻挡发生反射，CCD摄像机9采集到这些发生反射的光线，并通过电缆10传输到图像采集和图像处理系统11进行分析和处理，这个处理流程参见图2所示，产品的缺陷特征信息已经非常明显了，这时，图像采集和图像处理系统11会进行统计并报警；参见图3和图4，图中虚线表示高亮度照明光源6发射的光线，如果被检测体1的轮廓没有卷边、毛刺、划痕等缺陷特征即合格品时，高亮度照明光源6发射的光线不会受到阻挡，因此高亮度照明光源6发射的光线很少通过CCD摄像机9；图像采集和图像处理系统11对被检测体1的分析和处理流程参见图4所示。
根据本发明上述实施例所述，具备与本实施例相同或相似技术特征的检测方法及装置，均在本发明保护范围内。
Claims (9)
1、一种基于显微视觉的光学测量和检测方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)设置一上方安装有高亮度照明光源的光源支架；
(2)在所述的光源支架下方、高亮度照明光源照射范围内设一被检测体；
(3)调整所述的高亮度照明光源发射的光线角度α1，使该光线角度α1和被检测体的斜面角度α相同，即α1＝α；
(4)设置一挡光板于光源支架一侧且在高亮度照明光源照射范围内；
(5)所述的挡光板上设一显微放大镜头，该显微放大镜头在被检测体反光源照射范围内；
(6)所述的显微放大镜头将放大后的图像信息传递到CCD摄像机；
(7)所述的CCD摄像机，将采集到的图像信息传输给图像采集和图像处理系统，并进行分析和判断。
2、根据权利要求1所述的基于显微视觉的光学测量和检测方法，其特征在于，所述的步骤(7)，其具体包括如下步骤：
(71)在图像采集和图像处理系统中内置一图像采集和图像处理系统控制模块，并预设图像采集和图像处理参数标准；
(72)该控制模块根据预设的图像采集和图像处理参数标准，对接收到的图像信息进行分析和判断；
(73)输出分析和判断结果。
3、一种实现权利要求1所述基于显微视觉的光学测量和检测方法的装置，其特征在于，其包括一被检测体、光源支架、转轴、散热片、高亮度照明光源、挡光板、显微放大镜头、CCD摄像机、电缆、图像采集和图像处理系统；所述高亮度照明光源设置在所述的光源支架的上方；所述的散热片设置在高亮度照明光源上；所述的散热片包括两安装端面，该端面上还各设有一转轴；所述的高亮度照明光源发出的光线照射在被检测体上，该被检测体反射的图像信息光线经显微放大镜头放大后，再传输到所述CCD摄像机，该CCD摄像机再将采集到的图像信息传输给图像采集和图像处理系统，进行分析和判断。
4、根据权利要求3所述的实现基于显微视觉的光学测量和检测方法的装置，其特征在于，所述的转轴，通过其旋转可调整所述高亮度照明光源发射的光线角度α1。
5、根据权利要求3所述的实现基于显微视觉的光学测量和检测方法的装置，其特征在于，所述的光源支架与转轴装配处还设有一锁紧螺钉，通过调节其松紧，可调节与固定转轴位置及高亮度照明光源发射的光线角度α1。
6、根据权利要求3所述的实现基于显微视觉的光学测量和检测方法的装置，其特征在于，所述的被检测体设置在所述光源支架下方、高亮度照明光源照射范围内。
7、根据权利要求3所述的实现基于显微视觉的光学测量和检测方法的装置，其特征在于，所述的挡光板设置在所述光源支架一侧、亮度照明光源照射内；所述的挡光板上设有一显微放大镜头，所述的显微放大镜头在被检测体反光源范围内。
8、根据权利要求3所述的实现基于显微视觉的光学测量和检测方法的装置，其特征在于，所述的显微放大镜头尾部与所述的CCD摄像机相接。
9、根据权利要求3所述的实现基于显微视觉的光学测量和检测方法的装置，其特征在于，所述的CCD摄像机通过电缆与图像采集和图像处理系统连接并传输数据。
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Date of cancellation: 20211019 Granted publication date: 20110105 Pledgee: China Co. truction Bank Corp Dongguan branch Pledgor: CST AUTOMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: 2015990000805 |
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