CN102330896A - 利用短脉冲led照明的高级检查方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及利用短脉冲LED照明的高级检查方法。一种照明模块可以包括：LED驱动器；带状电缆，该带状电缆包括多个导体，该多个导体具有高比率形状因数和低阻抗及低电感因数；形状因数是在带状电缆的宽度与带状电缆的厚度之间的比；发光二极管(LED)组，该发光二极管(LED)组包括至少一个LED；LED组经带状电缆与LED驱动器耦联；其中，LED驱动器被布置成，经带状电缆通过驱动大电流短持续时间驱动信号而激活LED组；并且其中，LED组被布置成，响应大电流短持续时间驱动信号而发射至少一个光脉冲。

Description

利用短脉冲LED照明的高级检查方法
相关申请的交叉参考
本申请要求来自申请日为2010年5月24日的、序列号为61/347,477的美国临时专利的优先权，该临时专利通过参考包括在这里。
背景技术
高级检查系统可以使用如下两种照明方法中的任一种：连续照明和频闪照明。在连续照明中，在对象被连续照射的同时，对象和摄影机相对于彼此连续地移动。
诸如CCD线性阵列或CCD-TDI之类的线性传感器用于获得图像。在频闪照明方法中，对象和摄影机也相对于彼此连续地移动，但用短光脉冲照射对象。频闪照明方法能够实现2D传感器的使用，如2D CDD阵列或MOS阵列的使用。光源的持续时间和扫描速度被调整，使得在光脉冲期间图像相对于摄影机的移动将在一个像素或更小的量级处。普通脉冲照明源是脉冲激光器和气体放电闪光灯(即，Xe(氙)放电灯)。
诸如放电灯、并且特别是Xe灯之类的光源的特征在于，在图1中所表明的长下降时间或“拖尾(tail)”，该长下降时间或“拖尾”可高达10μS或更大。
放电灯拖尾也对最大可能脉冲速率(或帧速率)施加严格限制，如将从如下例子中明白的那样。当使用按500帧每秒操作的1000×1000像素摄影机时，关于每帧单个光脉冲-在帧时间(2mS)期间，摄影机和物品相对于彼此移动近似1000个像素，以使得能够获得下个帧。为了保证在光脉冲期间小于1个像素的图像拖影，脉冲持续时间应该小于2μS，这显著地比放电灯可提供的脉冲持续时间小。
发明内容
根据本发明的实施例，可以提供一种照明模块，并且该照明模块可包括：LED驱动器；带状电缆，该带状电缆可以包括多个导体，该多个导体具有高比率形状因数和低阻抗及低电感因数；形状因数是在带状电缆的宽度与带状电缆的厚度之间的比；发光二极管(LED)组，该发光二极管(LED)组可以包括至少一个LED；LED组可以经带状电缆与LED驱动器耦联；其中，LED驱动器可以被布置成，经带状电缆通过驱动大电流短持续时间驱动信号而激活LED组；并且其中，LED组可以被布置成，响应大电流短持续时间驱动信号而发射至少一个光脉冲。
大电流短持续时间驱动信号具有超过100安培的电流。
电流短持续时间驱动信号具有超过最大容许电流的电流，以当LED组按连续照明模式操作时，将该最大容许电流提供给LED组。
照明模块可以包括多组LED，每组LED由带状电缆馈电。
照明模块可以包括多组LED，每组LED独立于其它组LED被控制。
LED组可以按环形式被布置，并且其中每个LED后面可以有光学器件，这些光学器件用于将来自LED的光对准物品。
照明模块可以包括多组LED，该多组LED按同心环形式布置，并且其中，每个LED后面可以有光学器件，这些光学器件用于将来自LED的光对准物品。
LED组可以包括多群LED；每群LED的不同LED的光脉冲的光谱彼此不同；来自同一群LED中的LED的光脉冲对准单个光导管；每个光导管可以被布置成，输出具有一光谱的光脉冲，该光谱可以是来自LED群中的LED的光脉冲的光谱的叠加。
照明模块可以包括位于第一平面中的多个空心集光器和多组LED；其中，每个空心集光器可以被定位成从LED组接收光脉冲，并且将来自LED组的光对准物品，该物品可以被定位在第一平面之外。
LED组按环形形式定位；其中，多个空心集光器具有抛物面形状，并且从照明模块的中心径向延伸。
照明模块可以包括多组LED，该多组LED按半穹顶形式定位。
照明模块可以包括准直器、滤光器、均化器及集光器；其中，LED组可以被布置成，由光脉冲照射准直器；其中，准直器将光脉冲准直以提供准直光脉冲；其中，滤光器可以被布置成，按光谱将准直光脉冲滤波，以提供滤波光脉冲；其中，均化器可以被布置成，增加滤波光脉冲的照明均匀性以提供均化光脉冲；其中，集光器可以被布置成将均化光脉冲集中到光导管上。
集光器可以是复合抛物面集光器；并且其中，滤光器属于一群可更换滤光器。
照明模块可以包括：LED基础元件，该LED基础元件可以与LED组的至少一部分耦联；至少一个连接器，布置成连接到LED基础部件上；环形基座，该环形基座可以与至少一个连接器耦联；至少一个连接器和环形基座由导热材料制成，用于消散由至少一部分LED产生的热量。
照明模块可以包括：多个LED基础元件；多个连接器及多个环形基座；多个LED连接到每个LED基础元件上；不同的LED基础元件连接到多个同心环形基座上。
多个环形基座定位在不同的高度处，并且其中，透镜阵列的至少一段可以连接到每个环形基座上。
多个环形基座定位在不同的高度处，并且透镜阵列的多段连接到单个环形基座上。
照明模块可以包括透镜阵列的多段，该透镜阵列的多段一旦组装就由弹簧元件彼此压靠。
照明模块可以包括多个透镜阵列段，其中，透镜阵列段按组装高度和角范围中的至少一个彼此不同。
可以提供检查系统，并且检查系统可以包括：传感器，用于响应来自被检对象的光产生探测信号；被检对象可以是半导体晶片或印刷电路板；处理器，用于处理探测信号；及照明模块，该照明模块可以包括：LED驱动器；发光二极管(LED)组，该发光二极管(LED)组可以包括至少一个LED；LED组可以与LED驱动器耦联；照明光学器件；LED驱动器可以被布置成，经带状电缆通过驱动大电流短持续时间驱动信号而激活LED组；及LED组响应大电流短持续时间驱动信号而发射至少一个光脉冲；照明光学器件将至少一个光脉冲导向到被检对象上。
LED驱动器可以经带状电缆与LED组耦联，该带状电缆可以包括多个导体，该多个导体具有高形状因数、低阻抗及低电感因数；其中，形状因数是在带状电缆的宽度与带状电缆的厚度之间的比。
系统可以包括多组LED，每组由带状电缆馈电。
系统可以包括多组LED，每组LED独立于其它组LED被控制。
LED组可以按环形式布置，并且其中每个LED后面可以有光学器件，这些光学器件用于将来自LED的光对准物品。
系统可以包括多组LED，该多组LED按同心环形式布置，并且其中，每个LED后面可以有光学器件，这些光学器件用于将来自LED的光对准物品。
LED组可以包括多群LED；每群LED的不同LED的光脉冲的光谱彼此不同；来自同一群LED中的LED的光脉冲对准单个光导管；每个光导管可以被布置成，输出具有一光谱的光脉冲，该光谱可以是来自LED群中的LED的光脉冲的光谱的叠加。
系统可以包括位于第一平面中的多个空心集光器和多组LED；每个空心集光器可以被定位成从LED组接收光脉冲，并且将来自LED组的光对准物品该物品可以被定位在第一平面之外。
LED组按环形形式定位；其中，多个空心集光器具有抛物面形状，并且从照明模块的中心径向延伸。
多组LED按半穹顶形式定位。
系统可以包括准直器、滤光器、均化器及集光器；其中，LED组可以被布置成，由光脉冲照射准直器；准直器将光脉冲准直以提供准直光脉冲；滤光器可以被布置成，按光谱将准直光脉冲滤波以提供滤波光脉冲；均化器可以被布置成，增加滤波光脉冲的照明均匀性，以提供均化光脉冲；集光器可以被布置成将均化光脉冲集中到光导管上。
集光器可以是复合抛物面集光器；并且其中，滤光器属于一群可更换滤光器。
可以提供一种用于照射物品的方法，并且该方法可以包括：由发光二极管(LED)驱动器产生大电流短持续时间驱动信号；经带状电缆将大电流短持续时间驱动信号传输到LED组；其中，带状电缆可以包括多个导体，该多个导体具有高形状因数、低阻抗及低电感因数；其中，LED组可以包括至少一个LED；其中，形状因数可以是在带状电缆的宽度与带状电缆的厚度之间的比；由LED组响应大电流短持续时间驱动信号而发射至少一个光脉冲；及由光脉冲照射物品。
方法可以包括由多组LED产生光脉冲，每组LED由带状电缆馈电。
方法可以包括独立控制在多组LED外的每组LED。
LED组可以按环形式布置，并且其中每个LED后面可以有光学器件，这些光学器件用于将来自LED的光对准物品。
方法可以包括由多组LED发射多个光脉冲，多组LED按同心环形式布置，并且其中，每个LED后面可以有光学器件，这些光学器件用于将来自LED的光对准物品。
LED组可以包括多群LED；每群LED的不同LED的光脉冲的光谱彼此不同；其中，方法可以包括：将来自同一群LED中的LED的光脉冲对准单个光导管；和由每个光导管输出具有一光谱的光脉冲，该光谱可以是来自LED群中的LED的光脉冲的光谱的叠加。
方法可以包括：由多组LED向多个空心集光器发射多个光脉冲，这些空心集光器位于第一平面中；由每个空心集光器接收多个光脉冲；及由每个空心集光器将来自LED组的光脉冲对准物品，该物品可以被定位在第一平面之外。
LED组按环形形式定位；其中，多个空心集光器具有抛物面形状，并且从照明模块的中心径向延伸。
方法可以包括由多组LED发射多个光脉冲，该多组LED按半穹顶形式定位。
方法可以包括：由LED组用光脉冲照射准直器；由准直器将多个光脉冲准直以提供准直光脉冲；由空间滤光器按光谱将准直光脉冲滤波以提供滤波光脉冲；由均化器增加滤波光脉冲的照明均匀性，以提供均化光脉冲；及由集光器将均化光脉冲集中到光导管上。
集光器可以是复合抛物面集光器；并且其中，滤光器属于一群可更换滤光器。
一种用于检查物品的方法，方法可以包括：由发光二极管(LED)驱动器产生大电流短持续时间驱动信号；将大电流短持续时间驱动信号传输到一组LED；其中，带状电缆可以包括多个导体，该多个导体具有高形状因数和低电感因数；其中，LED组可以包括至少一个LED；由LED组响应大电流短持续时间驱动信号而发射多个光脉冲；由光脉冲照射物品；由传感器响应来自被检对象的光而产生探测信号；被检对象可以是半导体晶片或印刷电路板；及处理探测信号。
方法可以包括经带状电缆和LED基础元件将大电流短持续时间驱动信号传输到LED组；LED基础元件可以与LED组的至少一部分耦联；LED基础元件可以连接到至少一个连接器上；至少一个连接器可以与环形基座耦联；其中，至少一个连接器和环形基座由导热材料制成；及由至少一个连接器和环形基座消散由至少一部分LED产生的热量。
方法可以包括由多组LED响应大电流短持续时间驱动信号发射多个光脉冲；其中，多组LED与多个LED基础元件、多个连接器及多个环形基座耦联；其中，不同的LED基础元件连接到多个同心环形基座上。
多个环形基座定位在不同的高度处，并且透镜阵列的至少一段可以连接到每个环形基座上。
多个环形基座定位在不同的高度处，并且透镜阵列的多段连接到单个环形基座上。
方法可以包括经多个透镜阵列段导向多个光脉冲，其中，多个透镜阵列段一旦组装就由弹簧元件彼此压靠。
方法可以包括经多个透镜阵列段导向多个光脉冲，其中，透镜阵列段按组装高度和角范围中的至少一个彼此不同。
附图说明
为了理解本发明和明白它在实际中如何执行，现在将参照附图，仅作为非限制例描述优选实施例，在附图中：
图1表明现有技术放电灯的计时图；
图2表明根据本发明实施例的系统；
图3-18表明根据本发明各个实施例的系统的各个部分；及
图19-20表明根据本发明各个实施例的方法；及
图21-25表明根据本发明各个实施例的系统的各个部分。
将认识到，为了简单和清楚的说明，在附图中表示的要素不必按比例画出。例如，为了清楚，一些要素的尺寸可能相对于其它要素被放大。而且，在认为适当的场合，可能重复附图中的附图标记，以指示对应或相似要素。
具体实施方式
在如下详细描述中，叙述多个具体细节，以便提供对本发明的彻底理解。然而，本领域的技术人员将理解，可以实施本发明而没有这些具体细节。在其它实例中，熟知的方法、过程、及部件没有被详细地描述，从而不使本发明模糊。
在所有附图中，相同附图标记代表相同要素。
贯穿本说明书，“发光二极管(LED)”也包括激光二极管(LD)。LED可以是半导体光源并且LD是激光器，该激光器可以包括半导体活性介质。
提供有检查系统和方法，这些检查系统和方法对于在大约100A和以上的低或非常高脉冲电流下的频闪照明使用LED，该脉冲电流远超越由LED制造商要求的规定最大电流。
提供一种系统，该系统利用发光二极管(LED)，这些发光二极管按大电流馈电，并且可以提供足够强度的短光脉冲。
术语大电流可包括可能超过30安培、40安培、50安培、60安培、70安培、80安培、90安培、100安培、110安培、120安培、130安培、140安培、150安培、160安培、170安培、180安培、190安培、200安培、210安培、220安培、230安培、240安培、250安培、260安培、270安培、280安培、290安培、300安培及更大的电流。
大电流可以是超过最大容许电流的电流，当在连续照明模式下操作时该最大容许电流可供给到LED。
系统可包括LED驱动器，该LED驱动器使用带状电缆将大电流提供到LED，该带状电缆包括多个导体，该多个导体具有大形状因数，并且由具有高电导性和低电感的铜或其它材料制成。例如，可使用具有约1.26厘米乘25-150微米的横截面的导体。相邻导体之间的距离可以是25至150微米。相邻导体之间的间隙可填充有诸如Kapton之类的材料，该材料具有非常高的介电系数。
使用这样一种带状电缆可减小(并且甚至最小化)在脉冲电流中引导的失真，并且可以表明低电流损失。
根据本发明的各个实施例，多个LED和选择性关联光学器件可按对称方式绕轴线定位，其中，每组一个或多个LED可以独立于其它组LED被控制。
大功率LED(发光二极管)的出现保证优于使用放电闪光灯的多个优点。
在这些优点中：
a.LED保证较高扫描速度：
i.LED源脉冲持续时间实际上仅由驱动电子装置限制。明确地说，LED下降时间紧跟驱动电流，并因此在典型地仅几十nS内下降到零。在另一方面，LED上升时间取决于LED管芯面积、LED管芯结构设计及LED封装。大管芯的典型上升时间在大脉冲电流驱动下，可以降低到200nS或甚至在这个值以下。因此短到250nS的脉冲持续时间是可能的。作为结果，LED照明保证较高的扫描速度。
b.LED保证容易控制范围从低到几百纳秒和高到连续照明的脉冲持续时间，其中唯一限制是在给定数据循环下的容许电流。这能够实现如下灵活性：对于快速扫描模式，选择具有高照度的短脉冲，并且对于减小的扫描速度，选择具有减小的照度的较长脉冲。
c.LED也保证较好控制光脉冲形状。
d.LED尺寸较小，并因此保证较紧凑设计。LED的较小固有尺寸也实现：
i.在单个包装和其它紧凑封装上使用多个LED芯片，以便：
a.增加照度
b.增加照明均匀性
c.照明空间和角设计的灵活性(即，特殊暗视场照明配置的设计的灵活性)
d.控制各个LED芯片的不同光谱或混合光谱的多用途选项。
ii.为了更恰当和有效照明的辅助光学部件(即，光导管、微透镜、光纤等)的灵活集成。见暗视场照明配置选项。
e.放电灯照明具有宽光谱范围，在UV和IR区域处具有显著的辐射。作为结果，需要除去显著的热量，这进一步使放电灯封装复杂。LED提供较窄光谱，大体上没有UV和IR辐射，并因此散热受到限制。
f.不像其中为了挑选某一光谱范围需要有特殊滤色器的放电灯，LED是在各种各样的颜色-白色、绿色、红色、蓝色及包装中可得到的，这些包装在同一基片上包括RGB或RGBY LED。这能够实现依赖光谱检查的高级特性。见在暗视场照明配置选项下该使用的例子。
g.LED典型地即使在高达100A和以上的电流下也具有较长的寿命。
h.LED脉冲对脉冲的强度和均匀性变化较好。
下面的描述将涉及借助于频闪照明操作的检查系统，并且明确地说，涉及使用作为脉冲光源且以异常大脉冲电流操作的LED。
图2描绘根据本发明实施例的系统100的方块图。系统100可以是自动光学检查(AOI)系统。
物品140放置在平台130上，并且可在XY平面内移动。物品140可以是半导体晶片、印刷电路板等。
照明模块200按一种或多种方式照射物品：
a.亮视场照明-照明模块200通过成像光学器件120的部分而照射物品140。照明模块200将光线10a发送到成像光学器件120，该成像光学器件120又将光线10b对准物品140。照明和收集区(例如-圆锥体)是相同的。
b.暗视场照明-照明模块200用光线20照射物品140，该光线20位于成像光学器件120的收集区外。来自物品140的光被扩散(或散射)，或者凭借照射光和物品物质的相互作用而被部分地扩散。
在任一种情况下，来自物品140的散射和另外或可选择的反射光可以由摄影机110获得，并且进一步由图像计算机300处理。系统100的整个操作可以由系统控制器400控制。
现在参照图3解释照明模块的细节。控制器210控制光脉冲的所有要求参数：脉冲计时、脉冲持续时间、脉冲形状、脉冲电流、数据循环、脉冲流的开始和结束等。
控制器210也可以被配置成同时控制多个数据流(到LED驱动器的多个控制信号或控制序列)，其中每个数据流可以具有其自己的操作参数-使得每组的一个或多个LED可被独立地控制。
来自控制器210的控制数据可以被传送到一个或多个LED驱动器，如传送到一个或多个大电流脉冲电流发生器220。图3表明多个LED驱动器。
LED驱动器220(响应来自控制器210的数据流)输出大电流信号，这些大电流信号被发送到光源模块240的照明单元(用A、B...K指示)。每个照明单元可以包括一组一个或多个LED，并且可以选择性地包括光学器件。
每个照明单元可由单个通道，诸如一根或多根带状电缆(或带)，馈电。注意多个照明单元可由同一带状电缆馈电，或者要不然接收相同的大电流短持续时间脉冲。
使用几根带状电缆提供较高吞吐量，并且可能使得能够以最小脉冲失真或脉冲能量损失，同时将多个高数据速率的数据流、大电流的短脉冲传送到相对长的距离。这种配置能够实现如下操作参数：
a.上升时间可以主要由光源响应时间决定。对于大管芯LED和在100A的大脉冲电流下(作为例子)，它可以典型地是几百纳秒。在纯适当电阻负载下系统的典型响应时间值可以是＜100nS。
b.200A-300A或甚至更大的脉冲电流。
所有以上参数可以借助于带状电缆可得到。如果适当地设计，电缆的长度可能不是问题。1.5米-2米长度实际上证明在这样的系统中工作非常良好。
典型操作条件将使用在140Hz下的100A至160A电流、和范围从0.5μS至4μS的各种脉冲持续时间(或者更高，取决于LED类型和脉冲电流)。
这些电流近似比对于LED的连续操作由LED制造商通常允许的最大电流大二十倍。
作为结果，在脉冲内包含的光强度和光能量量相应地增大，尽管在电流刻度的高端区不是线性的。
在光源模块240内的照明单元A、B等中的任一个可以代表一组一个或多个二极管。一组二极管可包括不同类型的二极管。例如，一组二极管可包括一个或多个LED和一个或多个LD。一组LED可包括LED阵列。为了解释简单，二极管组被称作LED组。
注意，每个照明单元可以包括小型光学器件，如透镜。
照明单元(A、B等)中的每一个可接收源于带状电缆230和脉冲发生器220的不同通道的不同输入，并因此可以借助于不同参数(即，不同的电流、脉冲形状/宽度、脉冲计时等)操作。
每个照明单元可发射光，该光可以经亮视场模块250和成像光学器件120对准物品，以提供亮视场照明。另外或可选择地，来自每个照明单元的光可被发送到暗视场模块260，以提供暗视场照明。
注意，一个或多个照明单元的光可以导向到亮视场模块250，而来自一个或多个其它照明单元的光可导向到暗视场模块260。
从成像光学器件120或暗视场模块260发射的光可以照射物品140。
通过标准导电导线(圆形横截面、双扭线等)传输大电流高频短持续时间驱动信号有信号完整性严重损失的倾向。这种损失可以按多种形式，如由原始脉冲形状(如在信号发生器输出处产生)的损失，信号上升时间减慢，信号强度减小等，表明，因为数据信号波正在通过导线传播。
均匀传输线的特征阻抗由如下定义：
Figure BDA0000063244110000121
为了实现非常低的阻抗，人们因而应该增大电容和减小电感。当大电流高频短持续时间驱动信号通过导线传输时，电缆周围可以产生显著的磁通场，该磁通场可能与通过导线的信号电流变化相反。通过将传输线的两根导线设置得足够宽、以及在它们之间使非常小的间隙填充有良好介电材料，电容减小并且磁场减弱，有助于有害电流抵消和低电感。传输线的另一个重要数值是其与它正在驱动的负载(例如，LED)的阻抗匹配。当传输线Z0等于负载阻抗时，认为阻抗匹配良好。当传输线正在具有正在与负载阻抗相匹配的特性阻抗时，实现具有返回驱动源的最小反射的最佳能量传送。因而使用适当带状电缆应该帮助解决这些显然的问题，并且用作用于高频电流信号的良好传输线，该带状电缆包括几十毫米宽度的两根宽导线，在这些导线之间分开几十微米的窄间隙，该窄间隙由适当介电材料填充。
根据本发明的实施例，在系统中包括的带状电缆由LICEngineering 3735 Coffey Lane Santa Rosa，CA 95403USA制造。
因而，对于大电流短持续时间驱动信号使用带状电缆可能是唯一的，以便沿传输线维持大电流短持续时间驱动信号的形状，并因而利用来自正被驱动的光源装置的最佳光能(包含在脉冲光信号内)。
根据本发明的实施例，可以在发送到不同LED组的大电流短持续时间驱动信号之间引入延迟的选项。该延迟能够减小由高正向电压降造成的电流发生器的高输出电压要求，该高正向电压降可以是在LED组中的每个LED的正向电压降之和。延迟可以引入在同组LED的LED之间。这样一种延迟具有在单个物品扫描期间在不同LED组之间连接(toggling)的优点。
现在参照图4解释亮视场模块250的细节。
照明单元251可以位于准直器252的顶部上，如为了照射准直器。
照明单元251可以在小型透镜之后(或包括小型透镜)。
准直器252可以被配置成，收集来自所有LED区域和其角偏向的最大光量，并且将它转化成在准直器的输出处的准-准直照明。
在这个例子中的准直器是非成像CPC(复合抛物面集光器)类型或其任何变形，它可以由高折射率材料制成，例如由丙烯酸材料或任何其它高折射率材料制成，该其它高折射率材料或者是空心的具有反射镜面装置，或者是在装置外具有反射镜面涂层的实心松散材料装置。对于这样的CPC的变形可以是任何类似的基于全内反射(TIR，Total Internal Reflection)的设计，在装置输出孔径处有或没有透镜弯曲顶部。
准-准直光然后可以被传送过可选择滤光器模块254，该滤光器模块254可以包括光谱滤器、OD滤光器、偏振滤光器、及以上的任何组合。
光然后可以传送过均化器256，该均化器256可以是横截面为六边形(或其它形状，如正方形、三角形等)的万花筒类型的(或其它均化器)。均化器可以被配置成，在其输出处产生在空间方面以及角度方面更均匀的照明。
光然后可以被传送到集光器253，该集光器253具有与准直器252相似的结构，但不必具有相同的光学参数。集光器、连同或不连同锥形波导管260，适于使照明与成像光学器件120的光学参数相符，如与需要的照明面积(大小和形状)和角分量(angular content)(它对于如在这个例子中的Koehler照明，确定照射FOV)相符。光然后可以被直接地或经光纤280传送到成像光学器件120。光纤270的端面280或260的端面可以最后施加，代替图5中的504。
图5和6表明亮视场路径500和暗视场路径260，该亮视场路径500不使用LED，该暗视场路径260包括根据本发明实施例由大电流供电的LED。这些图也表明成像光学器件120，该成像光学器件120将在物品140上的照射区域成像到虚平面121上。
图5表明各种光学部件(122、123、124、501、502、503、及504)和机械元件129和510，这些机械元件129和510提供对于光学元件的支撑。图6是沿AA指示的水平平面的机械元件129和510的横截面视图。
成像光学器件120包括成像透镜122、分束器123及物镜的转轮124。转轮包括多个物镜(它们彼此不同)，并且通过转轮124的旋转运动，沿来自物品140的反射或散射光的路径定位选中物镜。
来自物品140的光穿过孔径262(该孔径262可以被定位在暗视场照明单元260的对称中心处，并且特别是在支撑元件269的中心处)，穿过转轮124的选中物镜，穿过分束器123，及穿过成像透镜122。
亮视场路径500从光导管504开始，该光导管504提供来自光源的光，光穿过孔径光阑503，穿过视场光阑502，并且可以由反射镜501向分束器123反射。分束器123使光穿过孔径262对准物品140。
在端面280处的照明的典型参数是6.5mm的透明孔径和0.66的NA。
注意，不同设计可以导致这个实施例的变形，如消除均化器、锥形波导管及光纤，或甚至例如一起消除滤光器和均化器，以形成一固体光学元件，该固体光学元件包括准直器和集光器。其它设计可以包括透镜而不是准直器，以从光源收集光和将它准直到滤光器或均化器上。
现在参照图7解释暗视场照明模块260的细节。
照明单元265a、265b等位于环261和照明物品140周围。注意，照明单元可以是LED，或者可以包括LED和一个或多个光学部件，如透镜、反射镜等。
孔262可以被配置成，收集从物品140到成像光学器件120的部分反射/散射光。注意：
a.照明单元265k、265a等的任一个可以包括一组一个或多个LED，并且可以包括诸如透镜之类的光学器件；
b.照明单元可以密集地覆盖环的所有周缘，或者仅覆盖其一部分。
c.所有照明单元不必相同-即它们的部分可以具有不同颜色或形状，以实现不同模式的暗视场照明。
d.照明单元可以在不同时间被激活。如以上解释的那样，控制器210、脉冲发生器220、及带状电缆230保证具有不同参数(即，计时、脉冲形状、脉冲持续时间、脉冲速率、脉冲电流等)的不同照明单元的(或相同照明单元的)不同LED的操作。这在单个物品扫描期间实现不同成像模式的使用-即使用不同的照射角度、不同颜色等。
图7-10和15-18的照明单元265a、265b、265k、266a、266k、267a及267k为了解释简单由半圆代表。在每个照明单元中包括的光学器件可将来自一个或多个LED的光脉冲向期望方向偏转。期望方向可与照明单元的一个或多个LED的光轴重合(或与其平行)，但可以偏离该光轴。前者在图8和9中表明，而后者在图7和10中表明。
照明单元可绕一个或多个环(或在一个或多个环内)按环形形式定位。
当照明单元按多个环布置时-环可以是同心的，可以被定位在不同高度处，或者两者都可以。
照明单元可按竖直方式或按其它定向方式安装。不同环的不同照明单元可按不同角度定向。当以竖直构造时，照明单元的背板(它可以支撑一个或多个LED)可以是竖直的-就是说，照明单元正沿一个方向瞄准，该方向平行于或接近平行于视场(FOV，Field Of View)平面。照明单元的光轴不必与照明单元的瞄准方向重合。
图7提供竖直定位照明单元265a-265b和265k的单个环的俯视图和横截面视图(沿竖直平面)，这些照明单元265a-265b和265k连接到环261上。环261包括通过串联连接的照明单元传送大电流脉冲的装置。这样的装置可以例如是柔性PCB。在环261的中心处可以有孔径262，以便使得能够进行对于物品的亮视场照明、以及来自物品的反向散射或反射光向成像路径的收集。
图8提供直接视线定向照明单元265a和265k的单个环的横截面视图(沿竖直平面)，这些照明单元265a和265k连接到环261上。照明单元可以被定向成，使得它们的光轴可以指向物品，并且它们瞄准FOV的中心。
图9提供直接视线定向照明单元265a和266a的两个环的横截面视图(沿竖直平面)。一个环可以具有比另一个小的直径，并且可以被定位在另一个环上方，以形成半穹顶(或部分半穹顶)构造。上部环的照明单元与下部环相比具有较小俯仰角。照明单元的两个光轴都指向物品，并且它们瞄准FOV的中心。图12a表明对向角601、俯仰角602及方位角603的定义。这保证在FOV处的增强照度和较大视角范围、或在低和高照射角(俯仰角)之间选择的能力。
图10提供竖直照明单元265a、265k、266a及266k的两个环的横截面视图(沿竖直平面)，这些竖直照明单元265a、265k、266a及266k为了在FOV处的增强照度和较大视角范围被堆叠在一起。一个环可以具有比另一个小的直径，并且可以被定位在另一个环上方，以形成半穹顶(或部分半穹顶)构造。
图9和10的照明模块可以实现不同操作模式的使用，其中在每个模式下，只操作属于较大俯仰角或较小俯仰角的LED。
图15示出照明模块，该照明模块利用在照明单元前面的透镜阵列以及光导管。每个光导管的出口孔径位于每个透镜的焦点处。每个光导管可以接受从属于每个照明单元的LED组发射的光。与光导管相关的照明单元的每个LED将其光聚焦到其相关光导管中。来自每个LED或照明单元(其可以包括几个LED)的光因而被引导过光导管，并且然后由相关透镜聚焦/成像到物品FOV上。
透镜275a可以被定位在照明单元265a前面。透镜275k可以被定位在照明单元265k前面。透镜276a可以被定位在照明单元266a前面。透镜276k可以被定位在照明单元266k前面。透镜277a可以被定位在照明单元267a前面。透镜277k可以被定位在照明单元267k前面。可以有各种形状和大小的透镜和辅助等级照明单元，以按要求填充在物品上方的整个半球形空间。这些透镜中的每一个接收来自照明单元的光脉冲，并且将它聚焦到物品(或在透镜与物品之间定位的另一个光学部件)上，到期望的照明区域大小。在物品上的照射区域依据光学透镜系统设计和要求可以是圆形的、矩形的或任何其它期望形状和大小。
注意，照明模块按圆形区域照射被检对象，其中光通量从视场(FOV)的中心向外(依据设计)减小。
注意，这样的透镜(275a、276a、277a、275k、276k及277k)可在其它附图的照明单元中的每一个之后(或被包括在其它附图的照明单元中的每一个中)。
这些透镜中的每一个可以将来自每个照明单元的光聚焦在整个要求FOV上-如在图13和14中表明的那样。
参照图13，从单个LED管芯256k发出的三组射线，分别指示为红色、绿色及蓝色，即265k(3)、265k(1)及265k(2)，被任意地选择(绿色和红色射线从LED管芯边沿发出，而蓝色射线从LED管芯中心发出)。透镜275k将来自LED的光线聚焦到视场141上。要求的FOV尺寸由LED管芯尺寸、透镜特性及从LED到透镜和透镜到FOV的距离确定。如可看到的那样，使用从LED管芯发出的无限数量的射线组，射线在由透镜聚焦之后将填充整个FOV。
图13表明透镜275k的焦距281和在FOV 141与透镜275k之间的距离282。
图14的配置由于从环中的所有LED到相同FOV的作用，可以实现在FOV 141上的高辐射度。另外，它沿圆形方向按方位在整个FOV 141上提供良好光强度均匀性。对于角度指示参照图12a。
环的俯仰角取决于LED，并且取决于其相关透镜特性和它们相对于FOV中心的位置。在FOV中的每个任意点处，假定它与到照明源的距离相比足够小，几乎可以保持相同视角内的相同强度(W/Sr)。通过如图9和10那样使用辅助LED环，可以实现较大视角。
再参照图13，透镜275k可以被定位在LED前面，并且可以成形和定位成维持光脉冲的亮度。
照明单元按环形式的环形定位可以在覆盖某一照射角度范围的FOV处提供均匀光补片，该照射角度范围指示为视角，该照射角范围与在环旁边的FOV中心的视差角成比例。几个这样的照明环-每个按不同俯仰角设计，因此可以在FOV处产生几个光补片，每个光补片覆盖不同范围的照射角，并且当将全部组合在一起时，它们将提供较大视角范围。通过接通不同的环可以实现不同的照射角范围(即，不同的视角)，如对于不同用途检查期望的那样。
图14表明照明单元265a-265e的环的一部分。照明单元中的每个LED后面可以有透镜，如透镜275a-275e。每个LED位于其相关透镜的焦平面处。所有透镜都将光脉冲导向物品。如关于图13解释的那样，来自每个LED的光填充整个视场。根据图14，在物品处的FOV将填充有按方位来自不同方向的光通量。其中存在有照明光源，并因而光将来自环的360度，该环完全由照明源填充。因而例如，在FOV的中心处的点几乎“看到”按方位来自不同方向的相同光量，该点按相同俯仰角和相同视差角凝视照明环。由于照明环(其用照明源充分填充)在FOV处的合成光图像因而是光补片，该光补片当从FOV中心凝视环时，具有在FOV的每个点处的均匀辐射和来自所有方向的均匀强度(W/Sr)。
图11表示实施例，该实施例表明使用反射镜而不是透镜的环的光学作用。集光器组270绕孔262布置，并且配置成有效地收集来自集成到集光器中的LED 265的光，并且将它聚焦在物品140上的期望视场上。集光器可以是抛物面集光器或其它弯曲形集光器，该集光器由具有高折射率的松散固体材料，如像PMMA之类的塑料，或其它高折射率材料制成。集光器边界由于来自装置边界的全内反射和由于反射涂层而反射光，该反射涂层可以在集光器的外表面上存在或不存在。
在图11中，集光器表明为空心椭圆集光器，该空心椭圆集光器包括：反射部分271，用于收集和集中从有关LED发射的光；和透明部分272，通过它光脉冲传播到物品。这种配置对于每个样本可以使用优化照射角。
如以上解释的那样，不是所有LED都应该在单个大电流短持续时间脉冲中被激活。例如，不同环的LED可在不同时刻被激活。而对于另一个例子，同一环的但不同照明单元的LED可在不同时间被激活。
要同时激活的那些LED的选择可基于如下中的至少一个：(i)俯仰和方位角、(ii)高度、(iii)照明模式及(iv)颜色。
注意，在相同扫描期间的不同模式(角度、高度、颜色)，即获得每个扫描区域的两个图像，其中，可以使用低俯仰角照明获得一个图像，并且可以使用高俯仰角照明获得重叠区域中的另一个图像。
图15和16表明根据本发明实施例的照明模块的一部分。
根据这个实施例，多个照明单元的LED按群排列。每群LED的不同LED的光脉冲的光谱彼此不同。来自同一LED群中的LED的光脉冲对准单个光导管。因而，来自LED 265a和265b的光经耦合光学器件295a和295b导向到光导管285a上，该光导管285a“混合”这些光脉冲，并且输出具有一光谱的光脉冲，该光谱可以是来自LED群中的LED的光脉冲的光谱的叠加。光导管285a后面可以有聚焦光学器件275a，该聚焦光学器件275a将光脉冲聚焦到物品上。因而这个实施例实际上使用光导管混合两个光谱范围和将合成混合光谱聚焦在FOV上，并且可以利用以前实施例的所有优点。
最佳光导管混合器可以是六边形万花筒，它在光导管输出处使光混合和均化。均化程度取决于光源的光特性和万花筒特性。基本上对于光源的较窄光锥，与光锥角的正切的倒数成比例地，可以获得较长万花筒长度。
这个实施例可能要求实际上应用比以前实施例大的空间。然而，在这个实施例中包含的优点可以是使用同一光学系统并得到另外优点，即控制在FOV处的要求光谱和对于每种颜色实现全视角，如在以前实施例中那样。
尽管图16表明一对LED，该对LED后面有耦合光学器件，这些耦合光学器件后面有光导管和聚焦光学器件，但图16-它是横截面视图，仅表明单个LED、单个耦合光学器件、光导管、及聚焦光学器件。假定LED按环形式布置，其它LED和耦合光学器件沿环放置，如从图15的页面延伸。
每个光源可以使用适当光学器件耦联到光导管进口孔径中。光导管在其输出孔径处使两个光谱混合和均化。混合光谱然后可以聚焦在FOV处，以产生混合光谱强度图像(即光补片)，该混合光谱强度图像可以被控制，以挑选分离颜色图像或混合颜色图像。
在这个实施例中的光源也可以包括RGB或RGBY或LED的管芯类型的任何混合。对于光导管的耦合光学器件在这种情况下可能是不必要的。
图17表明照明模块的一部分，该照明模块还包括二向色(干涉)滤光器299a，该二向色(干涉)滤光器299a可以位于耦合光学器件295a和295b与光导管285a之间。该二向色滤光器299a可维持每个色谱的亮度，并且仍然保持控制颜色和对于每种颜色实现全视角的其它特征。
图18表明例如三个环的照明单元621-623、PCB基础元件641-643、带状电缆611-613、中间连接器601-603及LED驱动器691-693。中间连接器601-603连接在PCB基础元件641-643与带状电缆611-613之间。在每个环中的LED连接到PCB基础元件641-643上，这些PCB基础元件641-643提供结构支撑和电气连接，使得照明单元621-623的LED可以按各种方式连接，如但不限于串联方式。PCB基础元件一旦提供串联连接，就使用Kapton和胶粘带形成单元611-613，更像带状线电缆原理。图18也表明带状电缆611的按比例的截面的外部，它包括两个薄且长的导体611(1)和611(2)、以及薄且长的隔离Kapton材料611(3)以及胶粘带，该隔离Kapton材料611(3)以及胶粘带一起夹在611(1)与611(2)之间。
图21-25表明根据本发明各个实施例的系统的各个部分。
图21是根据本发明实施例的环形支撑元件269和三个照明单元621-623的仰视图。图22是根据本发明实施例的环形支撑元件269、三个照明单元621-623及弹簧元件712的俯视图。图23是根据本发明实施例的第一照明单元621的一部分的俯视图。图24是根据本发明实施例的第一照明单元621的一部分的仰视图。图25是根据本发明实施例的透镜阵列段810(1)-830(4)的示意图。
系统包括三个同心照明单元621-623，这三个同心照明单元621-623按尺寸和(一旦被组装)按组装的高度不同。每个照明单元包括多个透镜。第一照明单元621定位在第二照明单元622的顶部上，而最低照明单元是第三照明单元623。
参照图23，每个照明单元可以包括：
a.环形(水平)基座720。
b.多个连接器，如：
i.外部连接器730，每个外部连接器包括水平部分731和竖直部分732，该水平部分731连接到环形基座上。
ii.内部连接器750。
c.LED基础元件740，该LED基础元件740可以是柔性的，由柔性材料制成或由PCB的碎片制成，这些碎片彼此连接，从而实现在不同碎片之间的移动。LED连接到LED基础元件740上。
注意，连接器中的任一个可与环形基座720集成，例如可成形为与环形基座相垂直的圆柱体，及可具有形成在其内的窗口。LED可放置成面对由内部连接器750形成的窗口(如窗口752)。
根据本发明的实施例，透镜阵列可起内部连接器的作用-透镜阵列的每个透镜的模可包括空间，LED可插入在该空间中。
LED基础元件740连接到一个或多个连接器上。图21-24表明LED基础元件740，该LED基础元件740(一旦被组装)被放置在外部连接器730的竖直部分732与内部连接器750的竖直部分之间。这些连接器(730、750)在插入LED基础元件740之后，可彼此压靠地紧固。紧固可通过诸如螺钉等之类的各种紧固元件实现。
连接器的数量和它们的形状与在图21-24中表明的那些不同。
LED连接到LED基础元件上，并且可以提供串联连接。图23将LED基础元件740表明成连接到带状线上，这些带状线从外部连接器730伸出。注意，内部和外部连接器中的任一个可包括多个分离部分-这些分离部分可一个接一个地连接到环形基座上。
不同照明单元的环形基座可彼此连接-优选地在将LED基础元件连接到每个照明单元上之后。三个环形透镜阵列265、266及267可或者直接地或者经辅助连接元件连接到一个或多个环形基座上。
根据本发明的实施例，每个透镜阵列分离成四段-这些段沿虚竖直轴线彼此分离-每个覆盖约九十度的角范围。与同一角范围相对应的不同照明单元的照明段可彼此连接。参照图25-每个照明单元(261、262及263)的每个透镜阵列被分裂成四个部分，并且不同透镜阵列的对应部分可以连接在一起。相应地，第一照明单元261的透镜阵列被分段成四段810(1)、810(2)、810(3)及810(4)。第二照明单元262的透镜阵列被分段成四段820(1)、820(2)、820(3)及820(4)。第三照明单元263的透镜阵列被分段成四段830(1)、830(2)、830(3)及830(4)。图25将不同透镜阵列表明为部分地重叠。当彼此连接时，对应透镜阵列部分可彼此连接-因而段810(1)、820(1)、及830(1)彼此连接。段810(2)、820(2)、及830(2)彼此连接。段810(3)、820(3)、及830(3)彼此连接。段810(4)、820(4)、及830(4)彼此连接。
每组段可连接到第三照明单元263的环形环720上。每组段可包括销，该销与在环形环720处形成的凹口相匹配，如为了防止段组相对于照明单元261-263的LED转动或要不然移动。这些凹口在图24中指示为840。不同组的段也由弹簧元件彼此压靠(因而防止不必要移动)-如图22所示，在图22中，一个弹簧元件压到段810(1)-810(4)中的每一个上。
注意，可连接照明单元-一个照明单元在另一个之后，从环形环、LED基座及其它结构元件开始，并且最后将透镜阵列的段紧固到这些元件上。
在图21-25中表明的提及构造可以是高度准确的-并因而改进了照明单元的光学性能。另外或可选择地，大多数部件(如环形基座720、外部支撑元件730及内部结构元件750)可由导热材料(如金属)制成，该导热材料可帮助消散由LED一旦被激活产生的热量。
透镜(透镜阵列碎片)被集成到机械元件(720、730)中，并且这种布置也是非常紧凑的。
注意，每个环的透镜阵列可与其它环的透镜阵列分离。
图19和20表明根据本发明各个实施例的方法800和900。
图19表明根据本发明实施例的方法800。方法800可由以上提到的照明模块或系统中的任一个执行。
方法800从阶段810开始，该阶段810通过发光二极管(LED)驱动器，产生大电流短持续时间驱动信号。
阶段810后面可以是阶段820，该阶段820经带状电缆将大电流短持续时间驱动信号传输到LED组；其中，带状电缆可以包括多个导体，这些导体具有高形状因数和低阻抗、低电感因数；其中，LED组包括至少一个LED。
阶段820后面可以是阶段830，该阶段830由LED组响应大电流短持续时间驱动信号而发射至少一个光脉冲。
阶段830后面可以是阶段840，该阶段840由光脉冲照射物品。
阶段810-840可被重复多次，以便照射物品的一个或多个区域。在阶段810-840的重复之间可引入移动。
图20表明根据本发明实施例的用于检查物品的方法900。
方法900可从阶段910开始，该阶段910通过发光二极管(LED)驱动器，产生大电流短持续时间驱动信号。
阶段910后面可以是阶段920，该阶段920经带状电缆将大电流短持续时间驱动信号传输到LED组，该带状电缆可以包括多个导体，这些导体具有高形状因数、低阻抗、及低电感因数；其中，LED组包括至少一个LED。
阶段920后面可以是阶段930，该阶段930由LED组响应大电流短持续时间驱动信号而发射多个光脉冲。
阶段930后面可以是阶段940，该阶段940由光脉冲照射物品。
阶段940后面可以是阶段950，该阶段950由传感器响应来自被检对象的光产生探测信号；被检对象可以是半导体晶片或印刷电路板。
阶段950后面可以是阶段960，该阶段960处理探测信号。
阶段910-960可被重复多次，以便照射物品的一个或多个区域。在阶段910-960的重复之间可引入移动。
方法800和900中的每一个可包括：
a.使用具有可低于或超过100安培的电流的大电流短持续时间驱动信号。
b.使用具有可超过最大容许电流的电流的大电流短持续时间驱动信号，当LED组按连续照明模式操作时将该最大容许电流提供给LED组。
c.使用具有范围可以在8与40之间的高形状因数的带状电缆。
d.使用具有可以超过30的高形状因数的带状电缆。
e.由多组LED产生光脉冲，每组LED由带状电缆馈电。
f.独立地控制在多组LED中的每组LED。
g.使用按环形式布置的LED组，并且其中，每个LED后面可以有光学器件，该光学器件用于将来自LED的光对准物品。
h.由多组LED发射多个光脉冲，其中，多组LED按同心环形式布置，并且其中，每个LED后面可以有光学器件，该光学器件用于将来自LED的光对准物品。
i.使用包括多群LED的LED组；每群LED中的不同LED的光脉冲的光谱彼此不同。
j.将来自同一群LED中的LED的光脉冲对准单个光导管；并且由每个光导管输出具有一光谱的光脉冲，该光谱可以是来自LED群中的LED的光脉冲的光谱的叠加。
k.由多组LED向多个空心集光器发射多个光脉冲，这些空心集光器位于第一平面中；由每个空心集光器接收多个光脉冲；及由每个空心集光器将来自LED组的光脉冲对准物品，该物品可以被定位在第一平面之外。
l.使用按环形形式定位的LED组；其中，多个空心集光器具有抛物面形状，并且从照明模块的中心径向延伸。
m.由多组LED发射多个光脉冲，该多组LED按半穹顶形式定位。
n.由LED组用光脉冲照射准直器；由准直器将多个光脉冲准直以提供准直光脉冲；由光谱滤器按光谱滤波准直光脉冲以提供滤波光脉冲；由均化器增加滤波光脉冲的照明均质性，以提供均化光脉冲；及由集光器将均化光脉冲集中到光导管上。
o.使用是复合抛物面集光器的集光器；并且其中，滤光器属于一群可更换滤光器。
方法中的任一种可包括：
a.经带状电缆和LED基础元件将大电流短持续时间驱动信号传输到LED组；并且其中，LED基础元件与LED组的至少一部分耦联；其中，LED基础元件连接到至少一个连接器上；其中，至少一个连接器与环形基座耦联；其中，至少一个连接器和环形基座由导热材料制成；及通过至少一个连接器和环形基座消散由至少一部分LED产生的热量。
b.由多组LED响应大电流短持续时间驱动信号而发射多个光脉冲；其中，多组LED与多个LED基础元件、多个连接器及多个环形基座耦联；其中，不同LED基础元件连接到多个同心环形基座上。
c.由多组LED响应大电流短持续时间驱动信号而发射多个光脉冲；其中，多组LED与多个LED基础元件、多个连接器及多个环形基座耦联；其中，多个环形基座定位在不同高度处，及其中，透镜阵列的至少一段连接到每个环形基座上。
d.由多组LED响应大电流短持续时间驱动信号而发射多个光脉冲；其中，多组LED与多个LED基础元件、多个连接器及多个环形基座耦联；其中，多个环形基座定位在不同高度处，及透镜阵列的多段连接到单个环形基座上。
e.经多个透镜阵列段导向多个光脉冲，其中，多个透镜阵列段一旦组装，就由弹簧元件彼此压靠。
f.经多个透镜阵列段导向多个光脉冲，其中，多个透镜阵列段按组装的高度和角范围中的至少一个彼此不同。
本发明可通过采用常规工具、方法及部件实施。相应地，这里不详细叙述这样的工具、部件及方法的细节。在以前描述中，叙述多个具体细节，如典型线的横截面形状、偏转单元的量等，以便提供对本发明的彻底理解。然而，应该认识到，本发明可以实施，而不依靠明确叙述的细节。
在本公开中仅表示和描述了本发明的示范实施例和其多样性的几个例子。要理解，本发明能够在各种其它组合和环境中使用，并且能够在这里所表达的发明概念的范围内变化或修改。
尽管在这里已经表明和描述了本发明的某些特征，但现在对于本领域的技术人员，将想到多种修改、替代、变化、及等效物。因此要理解，所附权利要求书打算覆盖落在本发明的真实精神内的所有这样的修改和变化。

Claims (23)

1.一种照明模块，包括：
LED驱动器；
带状电缆，所述带状电缆包括多个导体，所述多个导体具有高比率形状因数和低阻抗及低电感因数；形状因数是在带状电缆的宽度与带状电缆的厚度之间的比；
发光二极管(LED)组，所述发光二极管组包括至少一个LED；所述LED组经带状电缆与LED驱动器耦联；
其中，LED驱动器被布置成，经带状电缆通过驱动大电流短持续时间驱动信号而激活LED组；并且
其中，LED组被布置成，响应大电流短持续时间驱动信号而发射至少一个光脉冲。
2.根据权利要求1所述的照明模块，其中，大电流短持续时间驱动信号具有超过100安培的电流。
3.根据权利要求1所述的照明模块，其中，高形状因数超过30。
4.根据权利要求1所述的照明模块，包括多组LED，每组LED由带状电缆馈电。
5.根据权利要求1所述的照明模块，包括多组LED，每组LED独立于其它组LED被控制。
6.根据权利要求1所述的照明模块，其中，LED组按环形式布置，并且其中，每个LED后面有光学器件，所述光学器件用于将来自LED的光对准物品。
7.根据权利要求1所述的照明模块，包括多组LED，所述多组LED按同心环形式布置，并且其中，每个LED后面有光学器件，所述光学器件用于将来自LED的光对准物品。
8.根据权利要求1所述的照明模块，其中，LED组包括多群LED；
其中，每群LED的不同LED的光脉冲的光谱彼此不同；
其中，来自同一群LED中的LED的光脉冲对准单个光导管；
其中，每个光导管被布置成，输出具有一光谱的光脉冲，所述光谱是来自LED群中的LED的光脉冲的光谱的叠加。
9.根据权利要求1所述的照明模块，包括位于第一平面中的多个空心集光器和多组LED；其中，每个空心集光器定位成从LED组接收光脉冲，并且将来自LED组的光对准物品，所述物品定位在第一平面之外。
10.根据权利要求9所述的照明模块，其中，LED组按环形形式定位；其中，多个空心集光器具有抛物面形状，并且从照明模块的中心径向延伸。
11.根据权利要求1所述的照明模块，包括准直器、滤光器、均化器及集光器；其中，LED组被布置成，由光脉冲照射准直器；其中，准直器将光脉冲准直以提供准直光脉冲；其中，滤光器被布置成按光谱将准直光脉冲滤波以提供滤波光脉冲；其中，均化器被布置成增加滤波光脉冲的照明均匀性以提供均化光脉冲；其中，集光器被布置成将均化光脉冲集中到光导管上。
12.根据权利要求11所述的照明模块，其中，集光器是复合抛物面集光器；并且其中，滤光器属于一群可更换滤光器。
13.根据权利要求1所述的照明模块，还包括：
LED基础元件，所述LED基础元件与LED组的至少一部分耦联；
至少一个连接器，所述至少一个连接器被布置成连接到LED基础元件上；
环形基座，所述环形基座与至少一个连接器耦联；
其中，至少一个连接器和环形基座由导热材料制成，用于消散由至少一部分LED产生的热量。
14.根据权利要求13所述的照明模块，包括：多个LED基础元件；多个连接器及多个环形基座；其中，多个LED连接到每个LED基础元件上；其中，不同的LED基础元件连接到多个同心环形基座上。
15.根据权利要求14所述的照明模块，其中，多个环形基座定位在不同的高度处，并且其中，透镜阵列的至少一段连接到每个环形基座上。
16.根据权利要求14所述的照明模块，其中，多个环形基座定位在不同的高度处，并且透镜阵列的多段连接到单个环形基座上。
17.根据权利要求14所述的照明模块，还包括透镜阵列的多段，所述透镜阵列的多段一旦组装就由弹簧元件彼此压靠。
18.根据权利要求14所述的照明模块，包括多个透镜阵列段，其中，透镜阵列段按组装高度和角范围中的至少一个彼此不同。
19.一种检查系统，包括：
传感器，用于响应来自被检对象的光产生探测信号；被检对象是半导体晶片或印刷电路板；
处理器，用于处理探测信号；及
照明模块，所述照明模块包括：
LED驱动器；
发光二极管(LED)组，所述发光二极管(LED)组包括至少一个LED；LED组与LED驱动器耦联；
照明光学器件；
其中，LED驱动器被布置成经带状电缆通过驱动大电流短持续时间驱动信号而激活LED组；并且
其中，LED组响应大电流短持续时间驱动信号而发射至少一个光脉冲；
其中，照明光学器件将至少一个光脉冲导向到被检对象上。
20.根据权利要求19所述的检查系统，其中，LED驱动器经带状电缆与LED组耦联，所述带状电缆包括多个导体，所述多个导体具有高形状因数、低阻抗及低电感因数；其中，形状因数是在带状电缆的宽度与带状电缆的厚度之间的比。
21.一种用于照射物品的方法，所述方法包括：
由发光二极管(LED)驱动器产生大电流短持续时间驱动信号；
经带状电缆将大电流短持续时间驱动信号传输到LED组；其中，带状电缆包括多个导体，所述多个导体具有高形状因数、低阻抗及低电感因数；其中，LED组包括至少一个LED；其中，形状因数是在带状电缆的宽度与带状电缆的厚度之间的比；
由LED组响应大电流短持续时间驱动信号而发射至少一个光脉冲；及
由光脉冲照射物品。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，大电流短持续时间驱动信号具有超过100安培的电流。
23.一种用于检查物品的方法，所述方法包括：
由发光二极管(LED)驱动器产生大电流短持续时间驱动信号；
将大电流短持续时间驱动信号传输到LED组；其中，带状电缆包括多个导体，所述多个导体具有高形状因数和低电感因数；其中，LED组包括至少一个LED；
由LED组响应大电流短持续时间驱动信号而发射多个光脉冲；
由光脉冲照射物品；
由传感器响应来自被检对象的光而产生探测信号；被检对象是半导体晶片或印刷电路板；及
处理探测信号。
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Assignee: Kang Dai image technology program Limited Hong Kong Company

Assignor: CAMTEK Ltd.

Contract record no.: X2020990000138

Denomination of invention: Advanced inspection method utilizing short pulses led illumination

Granted publication date: 20150930

License type: Exclusive License

Record date: 20200330

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