CN101929837B - 可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置，可连续测量被输送的多个待测量物件，其包含两图像扫描器、至少两输送器、一转向传送机构及一图像处理器。该两图像扫描器分别固定于该至少两输送器的输送带经过处，并沿各该待测量物件上约略相互垂直的两尺寸方向分别撷取图像。该转向传送机构将该多个待测量物件分别转向，并在该至少两输送器之间接续传送。该图像处理器接受该两图像扫描器的图像资料，并合成而得各该待测量物件的二维图像以执行几何尺寸测量，从而取得降低成本、高单位时间输出及测量准确的功效。

Description

可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置

技术领域

本发明关于一种可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置，尤关于一种可连续不间断输送待测量物件并测量的二次元光学测量装置。

背景技术

印刷电路板是电子、电脑及通信等产品的主要零组件，为能适应消费市场上轻、薄、短、小的产品特性，及在高密度及高可靠性的需求催化下，高级印刷电路板在目前的发展趋势已大多使用盲孔(blind hole或via)及埋孔(buried hole)的技术。该种盲孔及埋孔的印刷电路板，是通过盲孔将内部几层的布线板与表面的布线连接，不须穿透整个板子而浪费其他层布线板的布局空间，预估可较一般印刷电路板的体积缩小至20％。因此对电路板而言，无论是半成品或成品的品质检测工作都变得非常重要，特别是关于线宽、孔径、孔垂直度、孔真圆度及铜垫尺寸等都需要进行测量及规格判读。

图1A是现有可执行二次元测量的光学测量装置的示意图。该光学测量装置10包含一可置放待测物件80的固定平台14、一视觉取像组件18及一可作二维或三维移动的运动机构19。一般视觉取像组件18至少包括取像单元15及光源16，并固定在运动机构19垂直方向的Y轴移动单元12上。另运动机构19还包括有水平方向的X轴移动单元11及承载固定平台14的Z轴移动单元13，因此可以自动扫描或区域取像以检测待测物件80表面的几何尺寸或图型尺寸。

整个待测物件80固定在一承载固定平台14上，承载固定平台14被Z轴移动单元13所驱动而沿着Z方向移动。因此Z轴移动单元13需要相当精密，否则视觉取像组件18所撷取的图像会失真。某些传统光学测量装置会将X轴移动单元11及Z轴移动单元13整合于承载固定平台14的下方，因此承载固定平台14的移动问题会更为复杂。另外，为使承载固定平台14的移动稳定且不扭曲图像，故对于基座17的平整度要求益显严格，也就是制造成本会因着所述机械元件的高需求规格而增加。

另外，还有一种传统的光学测量装置10′是承载固定平台14在测量时固定不动，而由视觉取像组件18在待测物件上方移动以撷取待测物件80的整个图像，如图1B所示(其中标号与图1A中相同的部件为相同部件)。然而此种光学测量装置虽能解决前述承载固定平台14下运动机构的问题，但却将类似的精确移动问题转移给视觉取像组件18。因此显然此种视觉取像组件18不仅要克服移动时一并取像的晃动问题，还需要克服取像重叠部分的判别及计算。

前述光学测量装置10最大的问题在于待测物件80需要一个一个的被固定于承载固定平台14上，测量后再从承载固定平台14一个一个的卸除，因此等待测量或准备作业的时间会拖长，其他传统光学测量装置也遭遇类似的困难。此外，若运用自动收放板系统，则其设备所需体积相对较大与设计复杂。显然传统光学测量装置10并无法满足高单位时间输出的要求，甚至对于快速量产的检测会造成瓶颈。其次需仰赖高精度的三轴(X、Y、Z)移动，其成本也相对高。

发明内容

本发明提供一种可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置，可以通过成本低的输送器进行待测量物件的连续输送，并配合两图像扫描器沿各该待测量物件上约略相互垂直的两尺寸方向分别撷取图像，从而达成降低成本、高单位时间输出及测量准确的功效。

根据本发明一实施例的可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置，可连续测量被输送的多个待测量物件，其包含两图像扫描器、至少两输送器、一转向传送机构及一图像处理器。该两图像扫描器分别固定于该至少两输送器的输送带经过处，并沿各该待测量物件上约略相互垂直的两尺寸方向分别撷取图像。该转向传送机构将该多个待测量物件分别转向，并于该至少两输送器之间接续传送。该图像处理器接受该两图像扫描器的图像资料，并合成而得各该待测量物件的二维图像以执行几何尺寸测量。

本发明的二次元光学测量装置为一种高精度测量的二次元光学测量装置，其通过成本低的输送器进行待测量物件的连续输送，及一般图像扫描器撷取图像，但仍能正确合成图像及达到高精度的图像测量。相较于传统采用高精度三轴移动机构的光学测量装置，本发明确有其优势。

附图说明

本发明将依照后面的附图来说明，其中：

图1A～1B是现有可执行二次元测量的光学测量装置的示意图；

图2是本发明一实施例的可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置的示意图；

图3是本发明待测量物件的示意图；以及

图4A～4B是本发明的图像扫描器撷取图像的示意图。

其中，附图标记说明如下：

10、10′光学测量装置       11X轴移动单元

12Y轴移动单元              13Z轴移动单元

14承载固定平台             15取像单元

16光源                     17基座

18视觉取像组件             19运动机构

20二次元光学测量装置       23转向传送机构

24图像处理器               80、80′待测量物件

81长边                     82短边

211、212输送器             221、222图像扫描器

223、223′照明装置         2111第一输送区

2112第二输送区

具体实施方式

以下详细讨论本发明目前较佳实施例的制作和使用。不过，应当理解，本发明提供许多可应用的装置，其可在各种各样的具体情况下实施。该讨论的具体实施例仅说明了制作和使用该发明的具体方式，并没有限制本发明的范围。

图2是本发明一实施例的可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置的示意图。如图2，本发明二次元光学测量装置20，可连续测量被输送的多个待测量物件80，其包含两个图像扫描器(221、222)、至少两个输送器(211、212)、一转向传送机构23及一图像处理器24。该两个图像扫描器(221、222)分别固定于该两个输送器(211、212)的输送带经过处，并沿各该待测量物件80上约略相互垂直的两尺寸方向分别撷取图像。该两个图像扫描器(221、222)可以是线性图像扫描器，所撷取图像即为线性图像。该两个输送器(211、212)可以是皮带式输送器。也就是图像扫描器221会连续撷取各待测量物件80的短边82(或第一尺寸方向)的分段图像，图像扫描器222会连续撷取各待测量物件80的长边81(或第二尺寸方向)的分段图像。

为要使各待测量物件80能改变面向前进方向(箭头所示)的端面，以分别撷取各待测量物件80约略相互垂直的两尺寸方向(长边81及短边82)的图像，该转向传送机构23会将该多个待测量物件80分别转向，并在该两个输送器(211、212)之间接续传送。该转向传送机构23可以为如本实施例所示的推杆，然也采旋转台面、夹持及旋转臂、侧面转向导轮等机构，然此等机构的实施例无法穷举，但均不得限制本发明的保护范围。

另外，在输送器211的待测量物件80放入端，可以另设置一自动进料(loading)机构，也就是依序抓取待测量物件80并放置于输送器211上。并于输送器212的待测量物件80移出端，也可设置一自动卸料(unloading)机构，也就是依序抓取输送器212上待测量物件并放置于合适的容置器具或处所内。

该两个输送器(211、212)的输送前进方向间的夹角也不以本实施例所示的90度为限，只要待测量物件80能改变面向前进方向(箭头所示)的端面，并分别被该两个图像扫描器(221、222)撷取约略相互垂直的两尺寸方向(长边及短边)的图像，如此就能完成本发明的主要技术特征。也就是，该两个输送器(211、212)也可相互平行或对齐，只要该转向传送机构23可以在该两个输送器(211、212)间完成前述转向及转传的动作，也能达成相同的图像撷取目的。

该图像处理器24接收该两个图像扫描器(221、222)的图像资料，就能根据各待测量物件80被撷取约略相互垂直的两尺寸方向(长边及短边)的连续图像，而合成得到各该待测量物件80的二维图像，并进一步执行待测量物件80上几何尺寸的测量。

图3是本发明待测量物件的示意图。该待测量物件80′是一电路板，其包含许多定位通孔、方向识别孔或凹槽。本发明不仅可测量该待测量物件80′的基本尺寸d3及d6(长边及短边)是否裁切的正确，也可就其他几何尺寸进行测量，例如：圆弧半径r1、孔径r2、长槽孔长度d2、凹槽宽度d5、电连接区宽度d4、局部尺寸d1等。或者是相对尺寸也可以由本发明合成后完整的待测量物件80二维图像测得，例如：两圆孔中心距d7。

图4A是本发明的图像扫描器撷取图像的示意图。当待测量物件80通过输送器211的第一输送区2111及第二输送区2112之间时，图像扫描器221会撷取此中间间隙区的图像。位于待测量物件80的下方有一照明装置223会朝向图像扫描器221发出光线，该光线有部分会经过待测量物件80的通孔、凹部或外轮廓旁边到达图像扫描器221，也有部分会因待测量物件80的实体部分挡住而无法到达图像扫描器221。因此图像扫描器221根据到达光线的强弱形成一线性图像，随着待测量物件80的前进其短边方向的线性图像及沿长边方向的各局部图像就都被完整撷取。

图4B为本发明的另一图像扫描器撷取图像的示意图。相较于图4A，照明装置223′和图像扫描器221位于输送器211同侧，也就是照明装置223′发出的光线照射待测量物件80，而图像扫描器221接收待测量物件80表面的反射光而成像。该照明装置223′可以采用一环形光源。

本发明的技术内容及技术特点已公开如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明的教示及公开而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所公开的范围，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为权利要求范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置，可连续测量被输送的多个待测量物件，包含：

至少两个输送器；

两个图像扫描器，分别固定于该至少两输送器的输送带经过处，并沿各该待测量物件上约略相互垂直的两尺寸方向分别撷取图像；

一转向传送机构，将该多个待测量物件分别转方向，并在该至少两输送器之间接续传送；以及

一图像处理器，接收该两图像扫描器的图像资料，并合成得到各该待测量物件的二维图像以执行几何尺寸测量。

2.根据权利要求1所述的可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置，其中各输送器有一中间间隙区供该待测量物件通过，并且各图像扫描器撷取该待测量物件在该中间间隙区的图像。

3.根据权利要求2所述的可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置，其另包含两个照明装置，各照明装置与各个对应的该图像扫描器位于该中间间隙区的相对两端，且该图像扫描器通过该中间间隙区接受该照明装置所发出的光线而成像。

4.根据权利要求2所述的可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置，其另包含两个照明装置，与各个对应的该图像扫描器位于该中间间隙区的同一侧，且该图像扫描器接受该待测量物件反射该照明装置所发出的光线而成像。

5.根据权利要求1所述的可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置，其中各待测量物件被各图像扫描器分别沿相互垂直的两侧边方向撷取连续分段图像，并通过合成该连续分段图像而得到各该待测量物件的整个图像。

6.根据权利要求1所述的可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置，其中该转向传送机构会改变各该待测量物件在各该输送器面向前进方向的端面。

7.根据权利要求5所述的可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置，其中各该待测量物件在各该输送器面向前进方向的端面约略相互垂直。

8.根据权利要求1所述的可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置，其中该两个输送器的输送前进方向相互垂直或平行。

9.根据权利要求1所述的可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置，其另包含一自动进料机构，该自动进料机构依序抓取该待测量物件并放置于该输送器。

10.根据权利要求1所述的可连续输送待测量物件的二次元光学测量装置，其另包含一自动卸料机构，该自动卸料机构依序移除该输送器上所输送的该待测量物件。

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