CN105572039A - 光源设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光源设备，其包括第一光源单元、第二光源单元、分光单元以及检测模块。分光单元适于移动至第一位置及第二位置。当分光单元移动至第一位置时，第一光源单元发出第一光束，分光单元使至少部分第一光束行进至检测样品。检测样品将至少部分第一光束反射成行进至检测模块的第一样品光束。当分光单元移动至第二位置时，第二光源单元发出第二光束，第二光束发射至检测样品，检测样品将第二光束反射成第二样品光束，第二样品光束行进至检测模块。

Description

光源设备

技术领域

本发明是有关于一种光学装置，且特别是有关于一种光源设备。

背景技术

随着科技发展，人们对于电子产品中电子元件的精密程度及品质需求也越来越高。在现在电子产品的电子元件中，例如是印刷电路板的品质检测也是一项重要的课题。通过不同光源的搭配，现今在制造各种印刷电路板时也可以在制造过程的各阶段对各层的结构做良好的检测，因此，例如是对印刷电路板内部的金属走线和防焊层的完整度可以有良好的检测及过滤。

然而，目前所使用的方法往往需要对各式的印刷电路板、各式的电子元件或其他精密元件分别制作一种专属的光学检测治具来做检测。对于某些印刷电路板的制作，甚至会因为不同光源的需求而需要不同的光学检测治具，而这些治具的制作也往往造成了整体制作上成本的增加，无法重复使用的光学检测治具也往往形成了浪费。

发明内容

本发明提供一种光源设备，其可以对检测样品提供多种检测模式。

本发明提供一种光源设备，其包括第一光源单元、第二光源单元、分光单元以及检测模块。分光单元适于移动至第一位置及第二位置。当分光单元移动至第一位置时，第一光源单元发出第一光束，分光单元使至少部分第一光束行进至检测样品。检测样品将至少部分第一光束反射成行进至检测模块的第一样品光束。当分光单元移动至第二位置时，第二光源单元发出第二光束，第二光束发射至检测样品，检测样品将第二光束反射成第二样品光束，第二样品光束行进至检测模块。

在本发明的实施例中，上述的第二光束通过分光单元旁行进至检测样品，且第二样品光束通过分光单元旁行进至检测模块。

在本发明的实施例中，上述的分光单元使来自检测样品的至少部分第一样品光束行进至检测模块。

在本发明的实施例中，来自上述的第一光源单元的至少部分第一光束是被分光单元反射至检测样品，且来自检测样品的至少部分第一样品光束穿透分光单元而行进至检测模块。

在本发明的实施例中，上述的第一光源单元包括多个不同颜色的发光单元，第一光束由部分这些发光单元所发出的光组成。

在本发明的实施例中，上述的第一光源单元还包括扩散单元，其配置于这些发光单元所发出的光的路径上。

在本发明的实施例中，上述的第一光源单元固定于第一轨道组，第一轨道组适于调整第一光束入射至检测样品的方向，第二光源单元固定于第二轨道组，第二轨道组适于调整第二光束入射至检测样品的入射角。

在本发明的实施例中，上述的光源设备还包括第三光源单元。当分光单元移动至第一位置时，第三光源单元发出第三光束，第三光束通过分光单元旁行进至检测样品，且检测样品将第三光束反射成行进至检测模块的第三样品光束。

在本发明的实施例中，当上述的分光单元移动至第一位置时，第二光源单元不发出光束，且当分光单元移动至第二位置时，第一光源单元及第三光源单元不发出光束。

在本发明的实施例中，上述的第三光源单元固定于第三轨道组，第三轨道组适于调整第三光束入射至检测样品的入射角。

在本发明的实施例中，上述的第三光源单元还包括扩散单元以及透镜，扩散单元及透镜各自配置于第三光束的行进路径上，且第三光源单元为线光源。

在本发明的实施例中，上述的第二光束及第三光束以不同的入射角入射检测样品。

在本发明的实施例中，上述的第一光源单元为面光源，第二光源单元为线光源。

在本发明的实施例中，上述的第二光源单元为多个第二光源单元，这些第二光源单元是紫外光光源、红外光光源或其组合。

在本发明的实施例中，上述的检测样品为印刷电路板。

在本发明的实施例中，上述的检测模块包括检测镜头以及感光元件。被检测样品反射后的这些第一光束及第二光束穿透检测镜头后到达感光元件。

在本发明的实施例中，上述的第二光源单元包括扩散单元，配置于第二光束的行进路径上。

在本发明的实施例中，上述的光源设备还包括传动单元其具有一端连接分光单元，且传动单元适于带动分光单元至第一位置及第二位置。

在本发明的实施例中，上述的光源设备还包括致动单元以及控制单元。致动单元连接传动单元的另外一端。控制单元电性连接致动单元、第一光源单元及第二光源单元。控制单元控制致动单元来通过传动单元移动分光单元的位置及第一光源单元和第二光源单元的开关。

在本发明的实施例中，上述的致动单元通过推动或拉动传动单元的另外一端来移动分光单元。

在本发明的实施例中，上述的致动单元推动或拉动传动单元时，传动单元以一支点为转动中心而转动。

在本发明的实施例中，上述的分光单元连接于分光轨道组，分光轨道组使分光单元沿着路径在第一位置及第二位置之间移动。

在本发明的实施例中，当上述的分光单元移动至第一位置时，第二光源单元不发出光束，且当分光单元移动至第二位置时，第一光源单元不发出光束。

基于上述，本发明的实施例所提供的光源设备通过可以移动到多个位置的分光单元，可以对检测样品提供不同检测模式的检测光束。通过这种分光单元的设计，光源设备所提供的光束可以具有更高自由度，并针对检测样品的各种缺陷提供适当的光束来做检测。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的实施例中光源设备的示意图；

图2A是本发明的实施例中光源设备的立体图；

图2B及图2C是本发明的实施例中光源设备的局部立体图；

图2D及图2E是本发明的实施例中光源设备的俯视图；

图3A及图3B是本发明的实施例中光源设备的示意图；

图4A及图4B是本发明的实施例中面光源的示意图；

图5A及图5B是本发明的实施例中线光源的示意图。

附图标记说明：

d1：方向；

L1：第一光束；

L2：第二光束；

L3：第三光束；

S1：第一样品光束；

S2：第二样品光束；

S3：第三样品光束；

50：检测样品；

60：载台；

100：光源设备；

110：第一光源单元；

112：发光单元；

114：扩散单元；

115：接点；

120：第二光源单元；

121：散热块；

123：散热风扇；

128：第二轨道组；

130：第三光源单元；

131：散热块；

132：发光单元；

133：散热风扇；

134：扩散单元；

135：接点；

136：透镜；

138：第三轨道组；

140：分光单元；

150：检测模块；

160：传动单元；

161、163：端；

162：支点；

170：致动单元；

180：控制单元。

具体实施方式

图1是本发明的实施例中光源设备的示意图。图2A是本发明的实施例中光源设备的立体图。图2B及图2C是本发明的实施例中光源设备的局部立体图。图2D及图2E是本发明的实施例中光源设备的俯视图。图3A及图3B是本发明的实施例中光源设备的示意图。需要特别说明的是，上述的图示为了能够清楚说明本发明的实施例所提供的光源设备，部分附图省略了部分构件来示出，其主要为用以解释本发明的实施例中光源设备的光学运作方式，并非用以限定其结构及配置方式。请参照图1、图3A及图3B，在本发明的实施例中，光源设备100包括第一光源单元110、第二光源单元120、分光单元140以及检测模块150。分光单元140适于移动至第一位置及第二位置。具体来说，图3A是本实施例中分光单元140移动至第一位置时的示意图，当分光单元140移动至第一位置时，第一光源单元110发出第一光束L1，分光单元140使至少部分第一光束L1行进至检测样品50。检测样品50将至少部分第一光束L1反射成行进至检测模块150的第一样品光束S1。图3B是本实施例中分光单元140移动至第二位置时的示意图，当分光单元140移动至第二位置时，第二光源单元120发出第二光束L2，第二光束L2发射至检测样品50(即第二光束L2不通过分光单元140)，检测样品50将第二光束L2反射成第二样品光束S2，第二样品光束S2行进至检测模块150(即第二样品光束S2不通过分光单元140)。

具体来说，请参照图1、图2A、图2B、图3A，其中图2B省略了第二光源单元120来示出，在本发明的实施例中，上述的分光单元140位于第一位置时，分光单元140位于第一光源单元110所提供的第一光束L1的行进路径上，且第二光源单元120不发出光束，因此可以使第一光束L1部分反射至检测样品50，而检测模块150也可以检测到来自检测样品50的第一样品光束S1。在本实施例中，分光单元140例如是可以使光束部分反射且部分穿透的分光镜，例如是半穿透半反射镜。

请参照图1、图3B，在本发明的实施例中，上述的分光单元140位于第二位置时，第一光源单元110不发出光束，第二光源单元120发出的第二光束L2通过分光单元140旁行进至检测样品50，且第二样品光束S2通过分光单元140旁行进至检测模块150。也就是说，在本实施例中，分光单元140位于第二位置时，分光单元140会移至第二光源单元120所提供的第二光束L2的行进路径以及第二样品光束S2的行进路径之外。因此，本发明的实施例中所提供的光源设备100可以通过分光单元140的移动来提供不同的光束至检测样品50上，藉以提供不同的检测效果，可以针对不同的检测需求来提供不同的检测模式及其适用的检测光束。

具体来说，请参照图1、图2A、图2B、图3A及图3B，在本发明的实施例中，光源设备100还包括第三光源单元130，其发出第三光束L3。当分光单元140移动至第一位置时，第三光束L3通过分光单元140旁行进至检测样品50，且检测样品50将第三光束L3反射成行进至检测模块150的第三样品光束S3。也就是说，请参照图3A，当分光单元140移动至第一位置时，部分第一光源单元110所发出的第一光束L1及第三光源单元130所发出的第三光束L3都可以行进至检测样品50，第二光源单元120不发出光束，而检测模块150可以得到经第一光束L1及第三光束L3照射检测样品50所得到的检测图像。请参照图3B，当分光单元140移动至第二位置时，第一光源单元110及第三光源单元130都不发出光束，而第二光源单元120发出的第二光束L2发射至检测样品50。通过上述分光单元140和这些光源单元的搭配，本发明的实施例中的光源设备100可以适当地搭配出最佳的检测光束。

图4A及图4B是本发明的实施例中面光源的示意图。图5A及图5B是本发明的实施例中线光源的示意图。具体来说，请参照图4A至图5B，在本发明的实施例中，第一光源单元110包括多个不同颜色的发光单元112，第一光束L1由部分这些发光单元112所发出的光组成。第二光源单元120为多个第二光源单元120，这些第二光源单元120是紫外光光源、红外光光源或其组合。第三光源单元130包括多个发光单元132。

请参照图3A、4A及4B，详细来说，在本发明的实施例中，第一光源单元110为这些发光单元112所组成的面光源，且第一光源单元110还包括扩散单元114，其配置于这些发光单元112所发出的光束的行进路径上，而这些发光单元112所发出的光至少包括红色、绿色、蓝色及白色可见光，并且这些不同颜色的光通过扩散单元114来混合第一光束L1。扩散单元114例如是一个光学扩散板，除了可以混合光束以外，也可以使第一光束L1均匀得照射至检测样品50，且经过扩散的第一光束L1是往多个角度行进，因此第一光束L1所照射出的图像不容易被其所照射的表面上的结构影响，而经第一光束L1照射并覆盖的检测样品50的表面也可以以更平滑的图像呈现。在本实施例中，第一光源单元110还包括接点115(请参照图4B)来电性连接至其他元件，其他元件可以通过连接到接点115来控制第一光源单元110。

请参照图3A、5A及5B，详细来说，在本发明的实施例中，第三光源单元130为这些发光单元132所组成的线光源，且第三光源单元130还包括透镜136以及扩散单元134，其都配置于这些发光单元132所发出的光束的行进路径上，而这些发光单元132所发出的光至少包括红色、绿色及蓝色可见光，并且这些不同颜色的光先通过透镜136聚焦再通过扩散单元134来混合出第三光束L3。由于第三光源单元130是一种线光源，因此第三光束L3可以以特定的入射角照射至检测样品50，再搭配上述均匀照射并覆盖检测样品50的表面的第一光束L1，第三光束L3可以在表面上特定的瑕疵或结构呈现阴影，因此可以对检测样品50作良好的检测。在本实施例中，第三光源单元130还包括接点135(请参照图5B)来电性连接至其他元件，其他元件可以通过连接到接点135来控制第三光源单元130。

请参照图3B、5A及5B，详细来说，在本发明的实施例中，这些第二光源单元120组成线光源，其配置类似于第三光源单元130，因此下述关于透镜及扩散单元的配置位置可以直接对应到上述关于第三光源单元130的内容。在本实施例中，第二光源单元120还包括透镜以及扩散单元，其都配置于这些第二光源单元120所发出的光束的行进路径上，而这些第二光源单元120所发出的光先通过透镜聚焦再通过扩散单元来混合出第二光束L2。由于第二光源单元120是一种线光源，因此第二光束L2可以以特定的入射角照射至检测样品50，且具有特定波长的第二光束L2可以对检测样品50中的特定一层作良好的检测。

具体来说，请参照图3B、5A及5B，在本发明的实施例中第二光束L2例如为紫外光，其对于检测样品50的穿透率比较低，因此适合对检测样品50的最外层作检测。更具体来说，在本实施例中检测样品50例如是印刷电路板，而紫外光适于对印刷电路板最外层的防焊层作检测，但不限于此。在其他实施例中，第二光源单元120例如是红外光光源，其所发出的红外光适于穿透检测样品50，因此例如在对印刷电路板作检测时，第二光源单元120所发出的红外光适于穿透防焊层来检测其中的金属导电层。在另一实施例中，第二光源单元120还可以同时具有红外光光源及紫外光光源，其可以根据所需检测的目的来调整欲发出的光束种类。在本实施例中，第二光源单元120还包括接点来电性连接至其他元件，其他元件可以通过连接到接点来控制第二光源单元120。

请参照图3A及图3B，在本发明的实施例中，检测样品50还可以放置于载台60上，载台60沿着方向d1移动。因此，当上述的第二光束L2照射检测样品50时，载台60的移动可以使检测模块150所检测的第二样品光束S2组成整个检测样品50的上表面的检测图。另一方面，在本实施例中，第二光束L2例如是以约23度的入射角入射至检测样品上，第三光束L3例如是以约55度的入射角入射至检测样品上。

请参照图1、图2A、图2B及图3A，进一步来说，在本发明的实施例中，第一光源单元110固定于第一轨道组(未示出)，第一轨道组适于调整第一光束L1入射至检测样品50的方向。第二光源单元120固定于第二轨道组128，第二轨道组128适于调整第二光束L2入射至检测样品50的入射角，第三光源单元130固定于第三轨道组138，第三轨道组138适于调整第三光束L3入射至检测样品50的入射角。具体来说，第二光束L2及第三光束L3各自以不同的入射角入射至检测样品50，但不限于此。在本实施例中，这些轨道组可以依据不同的检测样品50来作调整，因此可以对不同的检测样品提供良好的检测光束。

详细来说，请参照图3A及图3B，在本发明的实施例中，分光单元140使来自检测样品50的至少部分第一样品光束S1行进至检测模块150。也就是说，在本实施例中，分光单元140在第一位置时，可以反射部分第一光束L1至检测样品50，同时也可以使来自检测样品50的第一样品光束S1部分穿透。分光单元140在第二位置时，可以离开第二光束L2的行进路径，让第二光束L2照射到检测样品50，同时也让第二样品光束S2行进至检测模块150。

在本发明的实施例中，上述的分光单元140例如可以通过手动的方式来在第一位置及第二位置之间移动，但本发明不限于此。请参照图2B及图2C，在本发明的实施例中，光源设备100还包括传动单元160，其具有一端161连接分光单元140，且传动单元160适于带动分光单元140至第一位置及第二位置。更具体来说，在本发明的实施例中，光源设备100还包括致动单元170以及控制单元180(请一并参照图3A及图3B)。致动单元170连接传动单元160的另外一端163。控制单元180电性连接致动单元170、第一光源单元110及第二光源单元120。控制单元180控制致动单元170来通过传动单元160移动分光单元140的位置及第一光源单元110和第二光源单元120的开关。进一步来说，在本实施例中，控制单元180还可以电性连接第三光源单元130，且控制单元180可以控制第三光源单元130的开关。

详细来说，请参照图2B及图2C，在本发明的实施例中，致动单元170通过推动或拉动传动单元160的另外一端163来移动分光单元140，且致动单元170推动或拉动传动单元160时，传动单元160以支点162为转动中心而转动。也就是说，传动单元160例如是由支点162固定，而通过致动单元170的推动或拉动来使传动单元160以例如是杠杆的方式移动分光单元140。进一步来说，在本实施例中，分光单元140连接于分光轨道组(未示出)，分光轨道组使分光单元140沿着一路径在第一位置及第二位置之间移动。也就是致动单元170推动或拉动传动单元160来使分光单元140沿着分光轨道组移动。具体来说，在本实施例中，致动单元170例如是气压缸或气动式元件，其通过气体的充入或排出来推动其他元件。

请参照图1，在本发明的实施例中，上述的检测模块150包括检测镜头以及感光元件(未示出)。被检测样品50反射后的部分第一样品光束S1及部分第二样品光束S2穿透检测镜头后到达感光元件。也就是说，在本实施例中，检测模块150例如是包括有检测镜头的感光耦合元件(Charger-CoupledDevice,简称CCD)，但不限于此。

另一方面，请参照图1至图2E，在本发明的实施例中，第二光源单元120及第三光源单元130各还包括散热块121、131及散热风扇123、133，藉以使第一光源单元120及第三光源单元130可以具有更良好的发光效能。

综上所述，本发明的实施例所提供的光源设备通过第一光源单元、第二光源单元以及可以移动到多个位置的分光单元，可以对检测样品提供不同检测模式，例如是具有不同波长、不同入射角度的检测光束。通过这种分光单元的设计，光源设备所提供的光束可以具有更高自由度，其中例如是检测光束的波长和入射角度都可以视样品及需求而调整，并针对检测样品的各种缺陷提供适当的光束来做检测。同时，因为可以提供多种波长的光束及不同角度的入射方式，本发明的实施例所提供的光源设备适用于各种不同的检测样品，不需特别为不同的检测样品重新制作检测治具。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (23)

1.一种光源设备，其特征在于，包括：

第一光源单元；

第二光源单元；

分光单元，适于移动至第一位置及第二位置；以及

检测模块，其中当该分光单元移动至该第一位置时，该第一光源单元发出第一光束，该分光单元使至少部分该第一光束行进至检测样品，该检测样品将该至少部分第一光束反射成行进至该检测模块的第一样品光束，且当该分光单元移动至该第二位置时，该第二光源单元发出第二光束，该第二光束发射至该检测样品，该检测样品将该第二光束反射成第二样品光束，该第二样品光束行进至该检测模块。

2.根据权利要求1所述的光源设备，其特征在于，当该分光单元移动至该第二位置时，该第二光束通过该分光单元旁行进至该检测样品，且该第二样品光束通过该分光单元旁行进至该检测模块。

3.根据权利要求1所述的光源设备，其特征在于，该分光单元使来自该检测样品的至少部分该第一样品光束行进至该检测模块。

4.根据权利要求1所述的光源设备，其特征在于，来自该第一光源单元的该至少部分第一光束是被该分光单元反射至该检测样品，且来自该检测样品的至少部分该第一样品光束穿透该分光单元而行进至该检测模块。

5.根据权利要求1所述的光源设备，其特征在于，该第一光源单元包括多个不同颜色的发光单元，该第一光束由部分该些发光单元所发出的光组成。

6.根据权利要求5所述的光源设备，其特征在于，该第一光源单元还包括扩散单元，其配置于该些发光单元所发出的光的路径上。

7.根据权利要求1所述的光源设备，其特征在于，该第一光源单元固定于第一轨道组，该第一轨道组适于调整该第一光束入射至该检测样品的方向，该第二光源单元固定于第二轨道组，该第二轨道组适于调整该第二光束入射至该检测样品的入射角。

8.根据权利要求1所述的光源设备，其特征在于，还包括：

第三光源单元，其中当该分光单元移动至该第一位置时，该第三光源单元发出第三光束，该第三光束通过该分光单元旁行进至该检测样品，且该检测样品将该第三光束反射成行进至该检测模块的第三样品光束。

9.根据权利要求8所述的光源设备，其特征在于，该分光单元移动至该第一位置时，该第二光源单元不发出光束，且当该分光单元移动至该第二位置时，该第一光源单元及该第三光源单元不发出光束。

10.根据权利要求8所述的光源设备，其特征在于，该第三光源单元固定于第三轨道组，该第三轨道组适于调整该第三光束入射至该检测样品的入射角。

11.根据权利要求8所述的光源设备，其特征在于，该第三光源单元还包括扩散单元以及透镜，该扩散单元及该透镜各自配置于该第三光束的行进路径上，且该第三光源单元为线光源。

12.根据权利要求8所述的光源设备，其特征在于，该第二光束及该第三光束以不同的入射角入射该检测样品。

13.根据权利要求1所述的光源设备，其特征在于，该第一光源单元为面光源，该第二光源单元为线光源。

14.根据权利要求1所述的光源设备，其特征在于，该第二光源单元为多个第二光源单元，该些第二光源单元是紫外光光源、红外光光源或其组合。

15.根据权利要求1所述的光源设备，其特征在于，该检测样品为印刷电路板。

16.根据权利要求1所述的光源设备，其特征在于，该检测模块包括：

检测镜头；以及

感光元件，其中被该检测样品反射后的该第一光束及该第二光束穿透该检测镜头后到达该感光元件。

17.根据权利要求1所述的光源设备，其特征在于，该第二光源单元包括扩散单元，配置于该第二光束的行进路径上。

18.根据权利要求1所述的光源设备，其特征在于，还包括：

传动单元，具有一端连接该分光单元，且该传动单元适于带动该分光单元至该第一位置及该第二位置。

19.根据权利要求18所述的光源设备，其特征在于，还包括：

致动单元，连接该传动单元的另外一端；以及

控制单元，电性连接该致动单元、该第一光源单元及该第二光源单元，该控制单元控制该致动单元来通过该传动单元移动该分光单元的位置及该第一光源单元和该第二光源单元的开关。

20.根据权利要求19所述的光源设备，其特征在于，该致动单元通过推动或拉动该传动单元的该另外一端来移动该分光单元。

21.根据权利要求20所述的光源设备，其特征在于，该致动单元推动或拉动该传动单元时，该传动单元以支点为转动中心而转动。

22.根据权利要求1所述的光源设备，其特征在于，该分光单元连接于分光轨道组，该分光轨道组使该分光单元沿着一路径在该第一位置及该第二位置之间移动。

23.根据权利要求1所述的光源设备，其特征在于，当该分光单元移动至该第一位置时，该第二光源单元不发出光束，且当该分光单元移动至该第二位置时，该第一光源单元不发出光束。