CN103220449A - 面形扫描单元及具有面形扫描单元的光学检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面形扫描单元及具有面形扫描单元的光学检测装置，用于面形扫描及撷取一待测物的影像。光学检测装置包括一面形扫描单元及一取像单元。上述面形扫描单元包含多个分别用以发出一面形光线的光源模块，该多个光源模块发出的面形光线分别以不同投射角度照射于待测物，且该多个光源模块发出的面形光线于待测物表面重叠形成有一面形扫描区块。所述取像单元包含一用以接收待测物表面对应于面形扫描区块的部位所反射的光线的摄像模块。藉此，提供一种降低待测物表面平整度影响的具有面形扫描单元的光学检测装置。

Description

面形扫描单元及具有面形扫描单元的光学检测装置

技术领域

本发明是有关一种扫描单元与光学检测装置，且特别是有关于一种面形扫描单元及具有面形扫描单元的光学检测装置。

背景技术

请参阅图1所示，其为现有线性扫描检测装置的示意图。线性扫描检测装置1a用于线性扫描且撷取一印刷电路板2a的信息，上述线性扫描检测装置1a包含两线性光源11a及一取像模块12a。

其中，所述两线性光源11a的位置对称于印刷电路板2a且用以产生线性光线，且两线性光源11a所发出的光线于印刷电路板2a的表面形成一聚焦线。而取像模块12a用以接收该聚焦线所反射的光线。

而为使两线性光源11a所发出的光线能够在印刷电路板2a上形成聚焦线，常需改变该两线性光源11a的投射角度。但若为了适应不同状况而需要停机来调整线性光源11a的角度，则将无形中耗费大量的成本。

再者，聚焦线很容易受印刷电路板2a表面不平整(粗糙)而影响取像品质。例如：线性光源11a的投射角度愈垂直，愈易受到印刷电路板2a表面粗糙而影响，因此造成明暗交错的不佳影像。然而，线性光源11a的投射角度愈水平，又会因印刷电路板2a表面的凹陷部分而无法产生反光的困境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面形扫描单元及具有面形扫描单元的光学检测装置，其较不易受到待测物表面平整度的影响，进而得到较佳的影像。

本发明实施例提供一种具有面形扫描单元的光学检测装置，用于面形扫描及撷取一待测物的影像，该具有面形扫描单元的光学检测装置包括：一面形扫描单元，包含多个分别用以发出一面形光线的光源模块，该多个光源模块发出的面形光线分别以不同投射角度照射于该待测物，且该多个光源模块发出的面形光线于该待测物表面重叠形成有一面形扫描区块；以及一取像单元，包含一用以接收该待测物表面对应于该面形扫描区块的部位所反射的光线的摄像模块。

较佳地，每一光源模块包含至少一光产生器及至少一用以导引形成面形光线的导光件，每一光源模块的该至少一导光件分别设置于该至少一光产生器的发光路径上。

较佳地，该面形扫描单元包含有一角度定位模块，该角度定位模块形成有一穿孔，该穿孔用以供该待测物表面对应于该面形扫描区块的部位所反射的光线通过，该多个光源模块分别设置于该角度定位模块的穿孔两侧。

较佳地，该多个光源模块两两对称于该角度定位模块的穿孔。

较佳地，该面形扫描单元包含有一用以供该待测物表面对应于该面形扫描区块的部位所反射的光线通过的角度定位模块，且该多个光源模块设置于该角度定位模块上。

较佳地，该角度定位模块形成多个定位斜面，该多个定位斜面分别位于该角度定位模块的两侧，且该多个光源模块分别设置于该多个定位斜面上。

较佳地，该摄像模块包含一倍率调整镜头及一用以将光学信号转换为电器信号的信号接收器，该待测物表面对应于该面形扫描区块的部位所反射的光线经该倍率调整镜头传递至该信号接收器。

综上所述，本发明实施例所提供的光学检测装置于扫描待测物时，以面形扫描区块进行扫描，藉以降低待测物表面平整度的影响。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利要求范围作任何的限制。

附图说明

图1为现有线性扫描检测装置的示意图；

图2为本发明具有面形扫描单元的光学检测装置的立体组合示意图；

图3A为本发明具有面形扫描单元的光学检测装置的使用状态示意图；

图3B为本发明具有面形扫描单元的光学检测装置的面形光线重叠范围示意图；

图4A为本发明面形扫描单元的立体组合示意图；

图4B为本发明面形扫描单元的立体分解示意图；

图5为本发明面形扫描单元另一实施方式的立体组合示意图；及

图6为本发明第二实施例的立体示意图。

其中，附图标记说明如下：

〔现有技术〕

1a线性扫描检测装置；

11a线性光源；

12a取像模块；

2a印刷电路板；

〔本发明〕

1面形扫描单元；

11光源模块；

111光产生器(发光二极管灯条)；

1111基板；

1112发光二极管；

1113第一板面；

1114第二板面；

112导光件(导光杯组结构)；

1121延伸板；

1122导光杯；

1123固定柱；

12角度定位模块；

121基座；

1211穿孔；

1212定位斜面；

122块体；

1221定位斜面；

1222散热鳍片；

13面形光线；

14面形扫描区块；

2取像单元；

21摄像模块；

211倍率调整镜头；

212信号接收器；

3固定单元；

31横板；

311容置孔；

32立板；

4待测物(印刷电路板)。

具体实施方式

〔第一实施例〕

请参阅图2至图5，其为本发明的第一实施例，其中，图2及图4A至图5为本实施例的立体示意图，图3A和图3B为本实施例的平面示意图。

再参照图2及图3A所示，本实施例为一种具有面形扫描单元的光学检测装置，其用于面形扫描及撷取一待测物4的影像，上述待测物4于本实施例中以印刷电路板4为例，但不受限于此。再者，本实施例于实际应用时，所述光学检测装置可用以装设于一滑轨上(图略)，而待测物可用以装设于一可移动的平台(图略)上。

所述光学检测装置包括一面形扫描单元1、一取像单元2、及一固定单元3。

所述面形扫描单元1包含多个光源模块11及一角度定位模块12。所述光源模块11分别用以发出一面形光线13，且上述光源模块11设置于角度定位模块12上，以使该多个光源模块11所发出的面形光线13分别以不同投射角度照射于印刷电路板4上，且于印刷电路板4表面重叠形成有一面形扫描区块14。

藉此，当印刷电路板4表面与上述面形扫描区块14彼此相对移动，而使印刷电路板4表面所欲检测的部位受面形扫描区块14扫描过后，即可完成扫描的动作。而上述所指的彼此相对移动可为下述情形，所述面形扫描区块14的位置不变而印刷电路板4的位置移动(如：承载印刷电路板4的平台移动)、所述印刷电路板4的位置不变而面形扫描区块14的位置移动(如：光学检测装置移动)、或面形扫描区块14与印刷电路板4的位置一同移动。

更详细的说，如图4A和图4B所示，每一光源模块11包含一光产生器111及一用以导引形成面形光线13的导光件112，且每一光源模块11的导光件112分别设置于光产生器111的发光路径上。

此外，于本实施例中，每一光源模块11所包含的光产生器111及导光件112数量分别以一个为例，但于实际应用时，光产生器111及导光件112数量亦可分别为多个，且两者数量不需相同(如图5所示)。

再者，所述光产生器111与导光件112于本实施例中分别以发光二极管灯条111及导光杯组结构112为例，且所述导光杯组结构112位于发光二极管灯条111的发光路径上。但光产生器111与导光件112于实际应用时，并不以上述为限，亦即，光产生器111亦可为其他具有发光功能的构件，而导光件112亦可为其他具有导光功能的构件。

所述发光二极管灯条111具有一基板1111及多个发光二极管1112，上述基板1111具有相对的第一板面1113与一第二板面1114，而上述发光二极管1112间隔地设置于基板1111的第一板面1113上。

所述导光杯组结构112形成有一延伸板1121、多个导光杯1122、及多个固定柱1123，上述导光杯1122与固定柱1123自延伸板1121表面朝同侧方向延伸所形成，且导光杯1122的数量对应于发光二极管1112的数量。其中，导光杯1122大致呈截圆锥状，且导光杯1122的径向截面面积自延伸板1121朝导光杯1122延伸方向逐渐缩小。换言之，导光杯1122的径向截面面积自邻近发光二极管1112朝远离发光二极管1112的方向逐渐增大。

再者，上述导光杯组结构112的固定柱1123分别固定于发光二极管灯条111的基板1111第一板面1113，且所述导光杯组结构112的导光杯1122分别抵接于上述发光二极管灯条111的发光二极管1112上。

藉此，发光二极管灯条111的发光二极管1112所发出的光线可经由导光杯组结构112的导光杯1122导引形成上述面形光线13。

此外，于本实施例中，发光二极管灯条111上所设置的发光二极管1112数量以多个为例，但于实际应用时，发光二极管1112数量亦可为一个，而导光杯组结构112的导光杯1122数量随之变动。

所述角度定位模块12包含有一基座121及两块体122，上述基座121于中央部位形成有一大致呈长椭圆状的穿孔1211，用以供所述印刷电路板4表面对应于面形扫描区块14的部位所反射的光线通过(如图3A所示)。再者，基座121于穿孔1211的相对两侧朝彼此远离的方向斜向延伸形成有两定位斜面1212，且上述两定位斜面1212对称于所述穿孔1211。

所述两块体122分别固定于基座121的两定位斜面1212的外侧，且每一块体122形成有一定位斜面1221，该两块体122的定位斜面1221方向分别自块体122邻近穿孔1211的一端朝远离基座121且彼此远离的方向斜向延伸所形成。且上述两块体122的定位斜面1221亦对称于所述穿孔1211。其中，块体122的定位斜面1221与水平面的夹角大于基座121的定位斜面1212与水平面的夹角。

再者，每一块体122于远离穿孔1211的一端形成有多个散热鳍片1222，该多个散热鳍片1222彼此平行地间隔排列，且散热鳍片1222的朝向大致垂直于穿孔1211的长轴方向。藉此，通过散热鳍片1222的设置以加强上述发光二极管灯条111的散热效果。

上述光源模块11分别设置于角度定位模块12的穿孔1211两侧的定位斜面1212、1221上，亦即，该多个光产生器111与导光件112分别两两对称于角度定位模块12的穿孔1211。

此外，于本实施例中，所述定位斜面1212、1221与光源模块11皆以对称于穿孔1211为例，但于实际应用时，定位斜面1212、1221或光源模块11亦可为非对称于穿孔1211的型式。

请参阅图2及图3A所示，所述取像单元2包含有一摄像模块21，用以接收印刷电路板4表面对应于面形扫描区块14的部位所反射的光线。其中，摄像模块21包含一倍率调整镜头211及一设置于倍率调整镜头211末端的信号接收器212。上述信号接收器212用以将光学信号转换为电器信号，亦即，所述印刷电路板4表面对应于面形扫描区块14的部位所反射的光线经倍率调整镜头211传递至信号接收器212后，信号接收器212可将其转换为电器信号。

所述固定单元3包含有两横板31与两立板32，上述两横板31于中央部位分别开设有一容置孔311，且容置孔311大致对应于倍率调整镜头211的外径大小。

再者，固定单元3可定位面形扫描单元1与取像单元2的彼此相对关系，而固定单元3的定位方式如下所述。上述倍率调整镜头211穿设于横板31的容置孔311中，且所述横板31与面形扫描单元1的基座121大致呈平行。上述两立板32分别固定于两横板31与基座121的相对两侧缘，而立板32固定于横板31与基座121的方式可为螺锁，但不受限于此，如：亦可使用铆接或焊接。

综上所述，当光学检测装置于扫描印刷电路板4时，以面形扫描区块14进行扫描，而不必如现有般须考量是否有准确的聚焦以形成聚焦线进行扫描。故，本实施例的光学检测装置较不易受到印刷电路板4表面平整度的影响，进而易取得较佳的影像。

亦即，如图3B所示，由于该多个光源模块11所发出的面形光线13的可于特定高度内重叠，印刷电路板4表面若位于上述特定高度内，则亦可形成有上述面形扫描区块14。换言之，图3A所呈现的是光学检测装置与印刷电路板4表面之间的较佳距离，但于实际应用时，纵使印刷电路板4的表面粗糙，但只要位于上述面形光线13的重叠范围内，本实施例的光学检测装置即可于印刷电路板4的粗糙表面形成面形扫描区块14，进而达到有效地扫描。

〔第二实施例〕

请参阅图6所示，其为本发明的第二实施例，本实施例与第一实施例类似，相同处不再复述，而两者的差异主要在于角度定位模块12。

更详细的说，本实施例的角度定位模块12的基座121相当于第一实施例所述的基座121一体延伸形成所述的块体122结构。换言之，本实施例的基座121同时形成有两种定位斜面1212、1221。

此外，本实施例的主要精神在于，用以决定发光二极管灯条111的光线投射角度的定位斜面1212、1221并不受限于第一实施例所述的形成方式。亦即，只要符合定位斜面1221与水平面的夹角大于定位斜面1212与水平面的夹角此一条件的技术特征，即为本实施例所欲揭示的技术特征。

〔实施例的功效〕

根据本发明实施例，上述光学检测装置通过导光杯组结构112的导引，以使发光二极管灯条111所发光的光线呈面形，进而成有面形扫描区块14。藉此，令光学检测装置于扫描印刷电路板4时，较不易受到其表面平整度的影响，进而得到较佳的影像。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利的权利要求范围。

Claims (10)

1.一种具有面形扫描单元的光学检测装置，其特征在于，用于面形扫描及撷取一待测物的影像，该具有面形扫描单元的光学检测装置包括：

一面形扫描单元，包含分别用以发出一面形光线的多个光源模块，该多个光源模块发出的面形光线分别以不同投射角度照射于该待测物，且该多个光源模块发出的面形光线于该待测物表面重叠形成有一面形扫描区块；以及

一取像单元，包含一用以接收该待测物表面对应于该面形扫描区块的部位所反射的光线的摄像模块。

2.如权利要求1所述的具有面形扫描单元的光学检测装置，其特征在于，每一光源模块包含至少一光产生器及用以导引形成面形光线的至少一导光件，每一光源模块的该至少一导光件分别设置于该至少一光产生器的发光路径上。

3.如权利要求1所述的具有面形扫描单元的光学检测装置，其特征在于，该面形扫描单元包含有一角度定位模块，该角度定位模块形成有一穿孔，该穿孔用以供该待测物表面对应于该面形扫描区块的部位所反射的光线通过，该多个光源模块分别设置于该角度定位模块的穿孔两侧。

4.如权利要求3所述的具有面形扫描单元的光学检测装置，其特征在于，该多个光源模块两两对称于该角度定位模块的穿孔。

5.如权利要求1所述的具有面形扫描单元的光学检测装置，其特征在于，该面形扫描单元包含有一用以供该待测物表面对应于该面形扫描区块的部位所反射的光线通过的角度定位模块，且该多个光源模块设置于该角度定位模块上。

6.如权利要求5所述的具有面形扫描单元的光学检测装置，其特征在于，该角度定位模块形成多个定位斜面，该多个定位斜面分别位于该角度定位模块的两侧，且该多个光源模块分别设置于该多个定位斜面上。

7.如权利要求1所述的具有面形扫描单元的光学检测装置，其特征在于，该摄像模块包含一倍率调整镜头及一用以将光学信号转换为电器信号的信号接收器，该待测物表面对应于该面形扫描区块的部位所反射的光线经该倍率调整镜头传递至该信号接收器。

8.一种面形扫描单元，其特征在于，用于扫描一待测物的影像，该面形扫描单元包含分别用以发出一面形光线的多个光源模块，该多个光源模块发出的面形光线分别以不同投射角度照射于该待测物，且该多个光源模块发出的面形光线于该待测物表面重叠形成有一面形扫描区块。

9.如权利要求8所述的面形扫描单元，其特征在于，每一光源模块包含至少一光产生器及用以导引形成面形光线的至少一导光件，每一光源模块的该至少一导光件设置于该至少一光产生器的发光路径上。

10.如权利要求8所述的面形扫描单元，其特征在于，该面形扫描单元包含一角度定位模块，该角度定位模块形成有一穿孔，用以供该待测物表面对应于该面形扫描区块的部位所反射的光线通过，该多个光源模块分别设置于该角度定位模块的穿孔两侧，且该多个光源模块两两对称于该角度定位模块的穿孔。

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