CN112304940A - 微粒子检测装置 - Google Patents

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CN112304940A CN202010304064.6A CN202010304064A CN112304940A CN 112304940 A CN112304940 A CN 112304940A CN 202010304064 A CN202010304064 A CN 202010304064A CN 112304940 A CN112304940 A CN 112304940A
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Abstract

本发明提供一种微粒子检测装置，用于检测目标物件的多个微粒子。微粒子检测装置包括光源、光学系统以及图像获取装置。光源适于提供照明光束。光学系统配置在照明光束的传递路径上。光学系统包括光学聚焦元件，具有景深值。光学系统提供检测光束至目标物件上以产生图像光束。图像获取装置配置在图像光束的传递路径上。检测光束为准直光束，且光学聚焦元件的焦平面与目标物件中具有微粒子的表面不重叠。

Description

微粒子检测装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，尤其涉及一种微粒子检测装置。
背景技术
随着科技发展，人们对于电子产品中电子构件的精密程度及品质需求越来越高。举例来说，电子产品中电路板上的各种元件的品质及外观检测为制造及检验过程中的重要步骤，以确保电路板的功能正常。在目前电路板的制作过程中，具有上导电粒子浆后将铜箔基板粘合的步骤。因此，为求电路板具有良好的制作过程，在制作过程中或制作过程后，需以检测设备观察微小的导电粒子结构，以对导电粒子的密度进行计算。
然而，在目前的作法当中，常以光学检测设备中距离物镜较近的一端搭配上微分干涉相差(Differential interference contrast，DIC)显微镜模块以进行对导电粒子的观察。但是若使用此种作法，不但需要配置较多的光学元件之外，还会进一步提升成本。此外，增加光学元件也将导致整体的照明亮度衰减一半以上。因此，若需达到良好的光学效果，需进一步增加照明亮度。再者，使用微分干涉相差显微镜模块的光学检测设备具有较复杂的操作程序。因此，如何设计或改良现有光学检测设备以不需额外配置微分干涉相差显微镜模块的方式，增加微粒子所呈现的对比度，是本领域技术人员共同致力于研究的。
发明内容
本发明提供一种微粒子检测装置，可提高微粒子在图像中的对比度。
本发明的一实施例提出一种微粒子检测装置，用于检测目标物件的多个微粒子。微粒子检测装置包括光源、光学系统以及图像获取装置。光源适于提供照明光束。光学系统配置在照明光束的传递路径上。光学系统包括光学聚焦元件，具有景深值。光学系统提供检测光束至目标物件上以产生图像光束。图像获取装置配置在图像光束的传递路径上，且光学聚焦元件的焦平面与目标物件中具有微粒子的表面不重叠。
基于上述，本发明的微粒子检测装置可在进行检测时，通过投射具有准直特性的检测光束至目标物件中具有微粒子的表面上，以及通过光学系统中作为物镜的光学聚焦元件产生微离焦状态，提高目标物件上多个微粒子在图像获取装置所呈现的图像对比度，使其具有良好的光学显示效果，进而可检测出目标物件上微粒子的单位密度。
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为本发明一实施例的微粒子检测装置的示意图；
图2为本发明另一实施例的微粒子检测装置的示意图；
图3为本发明另一实施例的微粒子检测装置的示意图；以及
图4为本发明另一实施例的微粒子检测装置的示意图。
附图标记说明
10：目标物件
100、100A、100B、100C：微粒子检测装置
110：光源
110’：位置
120：光学系统
122：光学聚焦元件
124：离焦模块
130：图像获取装置
132：感光元件
140：处理单元
150：调整模块
160：移动载台
D1：方向
L1：照光光束
L2：检测光束
L3：图像光束
P：微粒子
具体实施方式
图1为本发明一实施例的微粒子检测装置的示意图。请参考图1。本实施例提供一种微粒子检测装置100，用于检测一目标物件10的多个微粒子P。举例而言，目标物件10例如是电路板，而多个微粒子P例如是在电路板上的导电粒子。但微粒子检测装置100实际上可应用于检测不同种类的突起微粒子，本发明并不限于此。
微粒子检测装置100包括一光源110、一光学系统120以及一图像获取装置130。具体而言，在本实施例中，微粒子检测装置100还包括一处理单元140。光源110适于提供一照明光束L1至光学系统120中。光源110例如为卤素灯、可见光激光装置、红外激光装置或发光二极管光源，照明光束L1可以是白光、单波长可见光、近红外光或短波长红外光或其他波长光等，本发明并不限于此。
光学系统120例如是具有聚焦透镜、反射镜、分光镜或其他光学元件等构件组合的光学镜头或光学装置。在本实施例中，光学系统120为反射式光学系统。光学系统120适于接收光源110所提供的照明光束L1，并通过光学系统120内部的光学元件的光学作用以提供一检测光束L2至目标物件10上，以产生一图像光束L3并传递至光学系统120。传递至目标物件10的检测光束L2为准直光束或具准直特性的光束。在本实施例中，光源110所提供的照明光束L1即为准直光束。但在不同的实施例中，检测光束L2实质上可等同于或不同于照明光束L1，例如是通过光学系统120的光学效果将非准直的照明光束L1转化为具有准直特性的检测光束L2，本发明并不于此。
详细而言，光学系统120包括一光学聚焦元件122，例如是物镜，而此光学聚焦元件122具有景深值。在本实施例中，光学聚焦元件122的一焦平面与目标物件10中具有微粒子P的一表面不重叠。换句话说，光学聚焦元件122对于目标物件10中具有微粒子P的表面处于微离焦状态。在本实施例中，光学聚焦元件122的焦平面与目标物件10中具有微粒子P的表面的距离介于四分之一倍的光学聚焦元件122景深值至两倍的光学聚焦元件122景深值之间。
图像获取装置130配置在图像光束LI的传递路径上，适于接收图像光束LI，将图像光束LI的光学图像转换为电子信号。具体而言，红外线图像获取装置130包括一感光元件132，适于接收图像光束LI以转换为一图像信息。感光元件132例如是电荷耦合器件(Charge-coupled Device，CCD)。在本实施例中，图像获取装置130例如为线型扫瞄相机或面型扫描相机。在一些实施例中，图像获取装置130可视需求配置具有屈光度的一或多个光学镜片的组合，例如包括双凹透镜、双凸透镜、凹凸透镜、凸凹透镜、平凸透镜以及平凹透镜等非平面镜片的各种组合，以协助引导图像光束LI，但本发明并不限于此。处理单元140则电性连接图像获取装置130，适于依据感光元件132所转换得出的图像信息对目标物件10进行分析。
因此，在进行检测时，微粒子检测装置100可通过投射具有准直特性的检测光束L2至目标物件10中的具有微粒子P的表面上，以及通过光学系统120中作为物镜的一光学聚焦元件122产生微离焦，提高目标物件10上微粒子P在图像获取装置130所呈现的图像对比度，使目标物件10上微粒子P具有良好的光学显示效果，进而可检测出目标物件10上在微粒子P的单位密度。
图2为本发明另一实施例的微粒子检测装置的示意图。请参考图2。本实施例的微粒子检测装置100A类似于图1所示出的微粒子检测装置100。两者不同处在于，在本实施例中，微粒子检测装置100A还包括一调整模块150，适于配置光源110于其中，以使调整模块150移动光源110以改变光源110与光学系统120的距离。详细而言，在本实施例中，调整模块150例如是具有容纳并固定光源110的结构以及适于让此结构沿方向D1来回移动的轨道或其他机构。如此一来，通过调远光源110(例如是移动至距离较远的位置110’)的作动，可更进一步提高对比度以获得较清晰的微粒子P呈现图像。此外，由于光源110与光学系统120的距离可被调整，因此本实施例的光源110可选用点光源。
图3为本发明另一实施例的微粒子检测装置的示意图。请参考图3。本实施例的微粒子检测装置100B类似于图2所示出的微粒子检测装置100A。两者不同处在于，在本实施例中，微粒子检测装置100B的光学系统120还包括一离焦模块124。光学聚焦元件122配置在离焦模块124上，且离焦模块124适于移动光学聚焦元件122以使光学聚焦元件122对目标物件10产生微离焦。换句话说，相较于上述的实施例，本实施例可通过改变光学聚焦元件122的位置以达到微离焦状态。此外，在非检测微粒子P的情况下，微粒子检测装置100B也可通过操作离焦模块124以移动光学聚焦元件122至对焦状态，进而让微粒子检测装置100B在不同的应用下具有可操作性。
图4为本发明另一实施例的微粒子检测装置的示意图。请参考图4。本实施例的微粒子检测装置100C类似于图2所示出的微粒子检测装置100A。两者不同处在于，在本实施例中，微粒子检测装置100C还包括一移动载台160，适于承载目标物件10。移动载台160适于移动目标物件10以使光学聚焦元件122对目标物件10产生微离焦。换句话说，相较于上述的实施例，本实施例可通过改变目标物件10的位置以达到微离焦状态。此外，在非检测微粒子P的情况下，微粒子检测装置100B也可通过操作载台160以移动目标物件10至对焦状态，进而让微粒子检测装置100B在不同的应用下具有可操作性。
综上所述，本发明的微粒子检测装置可在进行检测时，通过投射具有准直特性的检测光束至目标物件中具有微粒子的表面上，以及通过光学系统中作为物镜的光学聚焦元件产生微离焦状态，提高目标物件上多个微粒子在图像获取装置所呈现的图像对比度，使目标物件上多个微粒子具有良好的光学显示效果，进而可检测出目标物件上微粒子的单位密度。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种微粒子检测装置，用于检测一目标物件的多个微粒子，包括：
光源，适于提供照明光束；
光学系统，配置在所述照明光束的传递路径上，所述光学系统包括光学聚焦元件，具有景深值，所述光学系统提供检测光束至所述目标物件上以产生图像光束；以及
图像获取装置，配置在所述图像光束的传递路径上，且所述光学聚焦元件的焦平面与所述目标物件中具有所述多个微粒子的表面不重叠。
2.根据权利要求1所述的微粒子检测装置，还包括：
调整模块，所述光源配置在所述调整模块上，所述调整模块适于移动所述光源以改变所述光源与所述光学系统的距离。
3.根据权利要求1所述的微粒子检测装置，其特征在于，所述光学聚焦元件的所述焦平面与所述目标物件中具有所述多个微粒子的所述表面的距离介于四分之一倍的所述景深值至两倍的所述景深值之间。
4.根据权利要求1所述的微粒子检测装置，其特征在于，所述光学系统还包括离焦模块，所述光学聚焦元件配置在所述离焦模块上，所述离焦模块适于移动所述光学聚焦元件以使所述光学聚焦元件对所述目标物件产生微离焦。
5.根据权利要求1所述的微粒子检测装置，其特征在于，所述光源为点光源以及所述光源所提供的所述照明光束为准直光束。
6.根据权利要求1所述的微粒子检测装置，还包括：
处理单元，电性连接所述图像获取装置，适于依据所述图像获取装置对所述目标物件进行分析。
7.根据权利要求1所述的微粒子检测装置，还包括：
移动载台，适于承载所述目标物件，且所述移动载台适于移动所述目标物件以使所述光学聚焦元件对所述目标物件产生微离焦。
8.根据权利要求1所述的微粒子检测装置，其特征在于，所述光学系统为反射式光学系统。
9.根据权利要求1所述的微粒子检测装置，其特征在于，所述目标物件的所述多个微粒子为带电粒子。
10.根据权利要求1所述的微粒子检测装置，其特征在于，所述检测光束为准直光束。
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