CN101738395A - 一种自动光学检测设备及其检测方法 - Google Patents

Abstract

一种自动光学检测设备(Automated Optical Inspection；AOI)，用以检测一待测物的多个表面，该待测物可为一电子组件。该自动光学检测设备包含一光源装置，一影像感测装置，以及一光学结构件，其中，该光学结构件包含一基座与多个反射结构。当检测该多个表面的待测物时，将该待测物置于该些反射结构间，该些反射结构用以将反射自该多个表面的光线，再反射至该影像感测装置。

Description

一种自动光学检测设备及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种自动光学检测设备及其检测方法，尤其涉及一种该设备内利用一具有反射能力的光学结构件，检测一具有多个表面的待测物的设备与方法。

背景技术

传统检测具有多个表面的待测物，且该待测物为一电子组件时，根据在中国台湾专利编号第581862号的“影像管幕面的侧面瑕疵自动光学检测法”，利用自动光学检测法，该自动光学检测法于检测区下方使用一光源辅助取像，同时使用两只对应的影像感测装置对待测物进行截取侧面影像的作业，再将上述截取的侧面影像传输至计算机系统中进行显像分析，以完成待测物的侧面影像是否有瑕疵。

然而，在上述的检测方式中，需要两只影像感测装置，提高了装置的成本。

另一方面，以撷取依六面体的影像为例，检测一次仅能撷取该六面体中两个面的影像，需要三次才能将六个面的影像撷取完毕，不但需要较多的检测次数，变换待测物检测的面也需要耗费时间，如此降低工作效率。

再者，当待测物的形体改变，例如由六面体变成八面体或其它形体，该装置又须重新调整该对影像感测装置的相对位置，才能撷取到影像，且检测次数与时间又再增加，不但操作繁琐，对适应该电子组件的形体改变的能力也不高。

发明内容

本发明的目的在提供一种自动光学检测设备及其检测方法，以用于检测一具有多个表面的待测物。

本发明的自动光学检测设备及其检测方法，具有一光源装置，一影像感测装置，以及一光学结构件，其中，该光学结构件包含一基座与多个反射结构。

多个反射结构，设置于该基座上，具有多个表面的待测物置于反射结构间，反射结构将反射自多个表面的光线，再反射至影像感测装置，以撷取影像。

由于利用反射结构装置可反射该具有多个表面的待测物侧边的影像，因此成本降低。

又，反射结构装置一次可取得具有多个表面的待测物形体多数面的影像，因此只需两次拍摄即可得到具有多个表面的待测物完整的各面影像。

本发明于该自动光学检测设备内，放入一具有反射能力的光学结构件，并将该待测物置于该光学结构件间，该些反射结构用以将反射自该多个表面的光线，再反射至该影像感测装置。以改善上述传统量测方式中成本高、效率低及适应性不佳的问题。

本发明的另一优点在于，当变换该具有多个表面的待测物的形体时，仅需改变该光学结构件的反射结构装置的对应位置，不需要改变设备本身的对应关，使量测的待测物的形体可以依发明者改变。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为一具有多个表面的待测物；

图2为本发明的一种自动光学检测设备的剖面示意图；

图3为光学结构件的示意图；

图4本发明的自动光学检测设备的立体仰视图；

图5为本发明投射具有多个表面的待测物1的A1面的剖面示意图；

图6为本发明投射具有多个表面的待测物1的A2，A3，A4，A5四面的剖面示意图；

图7为本发明的影像感测装置24所解取的影像示意图；

图8为本发明的自动光学检测设备的检测方法流程图；以及

图9为本发明的光学结构件所组成的光学结构组。

其中，附图标记

1                       具有多个表面的待测物

A1、A2、A3、A4、A5、A6  待测面

2                       自动光学检测设备

22                  移料装置

221                 机械臂体

222                 吸盘

23                  光源装置

231                 第一光源环

232                 第二光源环

24                  影像感测装置

25                  光学结构件

251                 基座

252                 通透孔

253                 多个反射结构

31、32、33、34、35  影像

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参阅图1，图1为一具有多个表面的待测物1，其六个表面分别为A1，A2，...，A6，且具有多个表面的待测物1可为一电子组件。

一般来说，大多数的电子组件为扁平状，遂未有多表面检测的需求。然而，因功能的多样化遂使组件也愈趋复杂，例如一摄录电路组件具有六个待测面，其中，一待测面为镜头透镜，另一待测面为矩阵电路，其它待测面亦分别具有组件编号、产品商标等标记。因此在检测时，须能将电路组件的六个待测面皆清楚检视，达到成本低、保持效率等目标。

请参阅图2，图3炎本发明的一种自动光学检测设备2的剖面示意图，用以检测具有多个表面的待测物1的多个表面，自动光学检测设备2包含：一移料装置22，一光源装置23，一影像感测装置24以及一光学结构件25。其中，移料装置22可为一吸盘机械臂。

移料装置22包含一机械臂体221与一吸盘222。该装置以气压变换装置提供吸盘222产生负压，以吸附具有多个表面的待测物1。

光源装置23，包含一第一光源环231与一第二光源环232，用以产生光线以照射于具有多个表面的待测物1的该多个表面。

影像感测装置24，接收该待测物的反射光线以产生一检测影像。

图3为光学结构件25的示意图，光学结构件25包含一基座251，一通透孔252以及多个反射结构253，装设于光线的光径上。其中，反射结构253具有一斜面，斜面与基座251表面的夹角的最佳实施方式为45°。

其中，多个反射结构253设置于基座251上，反射结构253包含一反射层。具有多个表面的待测物1置于反射结构253间，反射结构用以将反射自待测物表面的光线，再反射至影像感测装置24。

由以上叙述可知，具有多个表面的待测物1为一六面体，对应六面体周围环绕的四个侧面，光学结构件25具有四个反射结构253。

请参阅图4，图4为本发明的自动光学检测设备的立体仰视图，其中，自动光学检测设备2的移料装置22，以移料装置22的吸盘222吸附具有多个表面的待测物1，反射结构253设置于基座的正面，于反射结构253间的基座251上的通透孔252，移料装置22自基座251背面通过通透孔252，以将具有多个表面的待测物1置于反射结构253间。

其中，吸盘22与具有多个表面的待测物1的A6面接触，使与A6垂直的A2，A3，A4，A5四面为四个侧面，与A6平行的A1为最接近光源装置23的正表面。

移料装置22与具有多个表面的待测物1自基座背面通过光学结构件25的通透孔252，并开启光源装置23。

请参阅图5与图6，图5为本发明投射具有多个表面的待测物1的A1面的剖面示意图，光线如图中的光径向上投射至具有多个表面的待测物1的A1，循图4中的光径，可将A1的影像反射至影像感测装置24。

图6为本发明投射具有多个表面的待测物1的A2，A3，A4，A5四面的剖面示意图，光线可经由图中任一光径斜向投射至A2，A3，A4，A5四面，待测物表面的光线反射至反射结构253，再反射至影像感测装置24。

意即光源装置23用以产生光线以照射于具有多个表面的待测物1的表面。影像感测装置24接收待测物的反射光线以产生一检测影像。多个光学结构件25装设于光线的光径上，具有多个表面的待测物1置于反射结构253间，反射结构253用以将反射自表面的光线，再反射至影像感测装置24。

请参阅图7，图7为本发明的影像感测装置24所解取的一影像示意图3，影像示意图3为一张包含具有多个表面的待测物1的A1，A2，...，A5五面的影像，其中，影像31为正表面A1，另外影像32，影像33，影像34与影像35则为侧面A2，A3，A4，A5四面。若在拍摄过程中，有影像模糊的情形，可利用多次对焦的方式撷取影像。

请参阅图8，图8本发明的自动光学检测设备的检测方法流程图，在第一次撷取待测物影像404后，设备连接至计算机，会进行计算待测物检测区(边界值)407，定义待测物的刻痕区域410，量测待测物厚度413，观测待测物的颜色416，观测待测物外观的完整性(无剥落、刮伤、崩缺)419等流程。

之后，移料装置22的吸盘222会将具有多个表面的待测物1放入输送带，并由输送带将具有多个表面的待测物1输送到影像感测装置24进行第六面A6的影像撷取，完成第二次撷取待测物影像(待测物的第六面影像)422。

根据以上叙述，本发明的自动光学检测设备1以及其检测方法，利用光学结构件25能够快速有效率的检测具有多个表面的待测物1。

以上述的摄录电路组件为例，在利用本发明的自动光学检测设备2进行检测时，除了可以检测摄录电路组件的厚度，还能检测各待侧面的状况。其中，具有镜头透镜的待测面需要检视镜头透镜是否偏移、剥落、尺寸大小以及圆度状况，表面是否有凹陷及脏污。在检测具有矩阵电路的待测面需要检视其锡球是否过大、过小或过扁，引线是否有短路或断路的情形以及表面是否有裂痕。而在检测其它具有组件编号、产品商标等的待侧面需要检视字样印刷完整和方向是否正确，以及表面有无刮痕及剥落。

请参阅图9，图9为本发明的光学结构件25所组成的光学结构组，用以一次检测多个具有多个表面的待测物1，并利用移料装置22的移动以检测待测物。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (15)

1.一种自动光学检测设备，用以检测一待测物的多个表面，其特征在于，该自动光学检测设备包含：

一光源装置，用以产生光线以照射于该待测物的该多个表面；

一影像感测装置，接收该待测物的反射光线以产生一检测影像；以及

一光学结构件，装设于该光线的光径上，包含：

一基座，

多个反射结构，设置于该基座上，该待测物置于该些反射结构间，该些反射结构用以将反射自该多个表面的光线，再反射至该影像感测装置。

2.根据权利要求1所述的自动光学检测设备，其特征在于，该待测物为一六面体，该光学结构件对应该六面体周围环绕的四个侧面，具有四个反射结构。

3.根据权利要求1所述的自动光学检测设备，其特征在于，该自动光学检测设备还包含一移料装置，以该移料装置抓取该待测物，该些反射结构设置于该基座的正面，于该些反射结构间的基座上具有一通透孔，该移料装置自该基座背面通过该通透孔，以将该待测物置于该些反射结构间。

4.根据权利要求1所述的自动光学检测设备，其特征在于，该反射结构的反射表面进一步包含一反光层。

5.根据权利要求1所述的自动光学检测设备，其特征在于，该检测影像包含该待测物周围的侧面以及正表面所反射的影像。

6.一种光学结构件，应用于一自动光学检测设备中，该自动光学检测设备用以检测一待测物的多个表面，该自动光学检测设备还包含一光源装置以及一影像感测装置，该光源装置用以产生光线以照射于该待测物的该多个表面，该影像感测装置接收该待测物的反射光线以产生一检测影像，该光学结构件装设于该光线的光径上，其特征在于，该光学结构件包含：

一基座；以及

多个反射结构，该些反射结构设置于该基座上，该待测物置于该些反射结构间，该些反射结构用以将反射自该多个表面的光线，再反射至该影像感测装置。

7.根据权利要求6所述的光学结构件，其特征在于，该待测物为一六面体，对应该六面体周围环绕的四个侧面，该光学结构件具有四个反射结构。

8.根据权利要求6所述的光学结构件，其特征在于，该自动光学检测设备还包含一移料装置，以该移料装置的吸盘吸附固定该待测物，该些反射结构设置于该基座的正面，于该些反射结构间的基座上具有一通透孔，该移料装置自该基座背面通过该通透孔，以将该待测物置于该些反射结构间。

9.根据权利要求6所述的光学结构件，其特征在于，该反射结构的反射表面进一步包含一反光层。

10.根据权利要求6所述的光学结构件，其特征在于，该检测影像包含该待测物周围的侧面以及正表面所反射的影像。

11.一种光学检测方法，利用一自动光学检测设备以检测一待测物的多个表面，其特征在于，该光学检测方法包含下列步骤：

置该待测物于一光学结构件的多个反射结构间；

以一光源装置照射光线于该待测物多个表面；

反射自该待测物多个表面的光线，分别照射在该些反射结构上；以及

以一影像感测装置接收反射自该些反射结构的光线，以形成一检测影像。

12.根据权利要求11所述的光学检测方法，其特征在于，该待测物为一六面体，对应该六面体周围环绕的四个侧面，该光学结构件具有四个反射结构。

13.根据权利要求11所述的光学检测方法，其特征在于，该些反射结构设置于一基座的正面，于该些反射结构间的基座上具有一通透孔，该光学检测方法进一步包含下列步骤：以一移料装置吸附固定该待测物，该移料装置自该基座背面通过该通透孔，以将该待测物置于该些反射结构间。

14.根据权利要求11所述的光学检测方法，其特征在于，该反射结构的反射表面进一步包含一反光层。

15.根据权利要求11所述的光学检测方法，其特征在于，该检测影像包含该待测物周围的侧面以及正表面所反射的影像。

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