CN113834826A - 孔洞检测系统以及孔洞检测方法 - Google Patents

孔洞检测系统以及孔洞检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭露一种孔洞检测系统以及孔洞检测方法。孔洞检测系统包括背板单元、图像撷取单元以及照明单元。背板单元具有第一反射面，用以承载物件，物件具有贯穿孔以及环绕所述贯穿孔的孔壁。图像撷取单元用以撷取贯穿孔或孔壁的图像。照明单元与图像撷取单元设置在对应背板单元的第一反射面的同一侧，并提供光束至贯穿孔。借此，本发明所提供的孔洞检测系统与孔洞检测方法能透过设置背板单元使得图像撷取单元与照明单元得以设置在背板单元的同一侧，以减少检测系统的整体体积，并且大幅增加零组件的配置弹性度。

Description

孔洞检测系统以及孔洞检测方法
技术领域
本发明涉及一种检测系统以及检测方法，特别是涉及一种用于检测孔洞的孔洞检测系统以及孔洞检测方法。
背景技术
在工业与半导体制品中，孔的加工经常可见，比如金属零组件以及印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)，经常需要以各式的加工技术，在金属零组件以及PCB上形成孔洞。
由于加工过程中，有时会因为各种的因素，例如异物、或者加工器械的不良或不稳定，造成孔洞内壁面受到损伤或加工不完全，而导致孔洞产生瑕疵的问题。因此，在进行贩卖或接续后续加工之前，需将瑕疵的孔洞检视出来，以做汰换或进行其他处理。
目前用于检测孔洞中是否有瑕疵的检测装置，是将待测物放在一块透明的玻璃板上，并在玻璃板的上方设置摄像机，以及在玻璃板的下方设置照明设备。在检测孔洞的过程中，是透过照明设备由玻璃板的下方朝玻璃板与待测物(即朝摄像机的方向)投射光线；接着，光线会穿过玻璃板而投射至待测物的孔洞；最后，摄像机即可撷取贯穿孔洞或光线经由孔洞内壁反射而来图像。
然而，上述的检测装置存在一些技术问题。首先，由于摄像机是设置在玻璃板的上方，照明设备是设置在玻璃板的下方，因此，整个检测装置的体积或占用空间非常的大。其次，由于玻璃板的表面即便经过处理后，仍无法完全平整；因此，在待测物摆放到玻璃板上时，待测物会产生些许的偏移或歪斜，使得照明设备投射到待测物的孔洞中的光线会产生误差、或者摄像机所撷取的图像会产生图像偏差的问题。
因此，如何通过结构设计的改良，克服上述的缺陷，来提升检测系统以及检测方法的精准度，已成为本发明所属技术领域所欲解决的重要课题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种孔洞检测系统以及孔洞检测方法。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是提供一种孔洞检测系统，包括背板单元、图像撷取单元以及至少一个照明单元。背板单元具有第一反射面，用以承载至少一个物件，至少一个物件具有至少一个贯穿孔以及环绕至少一个贯穿孔的孔壁。图像撷取单元用以撷取至少一个贯穿孔或孔壁的图像。至少一个照明单元与图像撷取单元设置在对应背板单元的第一反射面的同一侧，并提供光束到至少一个贯穿孔。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是提供一种孔洞检测方法，包括下列步骤：提供背板单元，背板单元具有第一反射面，用以承载至少一个物件，至少一个物件具有至少一个贯穿孔以及环绕至少一个贯穿孔的孔壁；提供至少一个照明单元，朝向至少一个物件的至少一个贯穿孔投射光束，使光束穿过至少一个贯穿孔而投射至第一反射面，光束再经由第一反射面反射到至少一个贯穿孔中以及孔壁；以及通过图像撷取单元撷取至少一个贯穿孔或孔壁的图像。
本发明的有益效果在于，本发明所提供的孔洞检测系统与孔洞检测方法，能透过设置背板单元使得图像撷取单元与照明单元得以设置在背板单元的同一侧，借此减少检测系统的整体体积，并且大幅增加零组件的配置弹性度。此外，透过背板单元的设置，可提升承载物件面的平整度，进而提升孔洞检测的精准度。
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，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明第一实施例的孔洞检测系统的结构示意图。
图2为本发明第一实施例的孔洞检测系统的部分光路示意图。
图3为本发明第二实施例的孔洞检测系统的结构示意图。
图4为本发明第三实施例的孔洞检测系统的第一结构示意图。
图5为本发明第三实施例的孔洞检测系统的第二结构示意图。
图6为本发明的孔洞检测方法的第一流程图。
图7为本发明第四实施例的孔洞检测系统的结构示意图。
图8为本发明的孔洞检测方法的第二流程图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“孔洞检测系统以及孔洞检测方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一元件与另一元件。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
第一实施例
请参阅图1及图2，分别为本发明第一实施例的孔洞检测系统的结构示意图以及部分光路示意图。如图所示，本发明第一实施例提供一种孔洞检测系统Z，包括背板单元1、图像撷取单元2以及至少一个照明单元3。背板单元1具有第一反射面10，用以承载至少一个物件B，至少一个物件B具有至少一个贯穿孔B1以及环绕至少一个贯穿孔B1的孔壁B2。图像撷取单元2用以撷取至少一个贯穿孔B1或孔壁B2的图像。至少一个照明单元3与图像撷取单元2设置在对应背板单元1的第一反射面10的同一侧，并提供光束L到至少一个贯穿孔B1。
具体来说，图像撷取单元2可包括摄像机与镜头，但不以此为限。至少一个照明单元3可为RGB混光灯箱或其他种类的照明设备；在本实施例中，是以两个照明单元3作为示例、以一个物件B作为示例、以及以一个贯穿孔B1作为示例，但不以此为限，在实际实施时，照明单元3、物件B以及贯穿孔B1的数量也可以依实际设置需求而变更。背板单元1具有顶面(图中未标示标号)与底面(在图中未标示标号)，背板单元1的顶面即为第一反射面10，且图像撷取单元2与照明单元3都位在背板单元1的同侧并位在顶面上，并朝向第一反射面10。
因此，本发明的孔洞检测系统Z在进行检测时，先将物件B(即待测物)放置在背板单元1的第一反射面10上；接着，驱动照明单元3朝物件B的贯穿孔B1投射光束L；此时，光束L会投射到物件B的贯穿孔B1中，并且，投射到贯穿孔B1中的光束L(如图2所示)会直接投射到对应于贯穿孔B1的第一反射面10上，并由第一反射面10反射到贯穿孔B1中与孔壁B2上；接下来，即可利用图像撷取单元2对贯穿孔B1进行图像的撷取，以进行后续的检测流程。
进一步地，本发明的背板单元1可为金属材质的板材，借以反射光束L，而背板单元1的第一反射面10可经由表面处理形成雾面，借以使得反射的光束L均匀化。
通过上述的技术方案，本发明所提供的孔洞检测系统Z不仅可缩小孔洞检测系统Z的体积或占用空间，以提升孔洞检测系统Z结构设计的灵活度，并且，通过材质的选用与表面处理，使得背板单元1能提供更精准的检测效果。
此外，值得一提的是，图像撷取单元2与照明单元3的控制方式为现有技术，在此不再特别说明。
然而，上述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本发明。
第二实施例
请参阅图3，为本发明第二实施例的孔洞检测系统的结构示意图，并请一并参阅图1及图2。如图所示，本实施例的孔洞检测系统Z’与上述第一实施例的孔洞检测系统Z大致相似，在此不再赘述。不同之处在于，在本实施例中，背板单元1’可为玻璃材质的板材，并具有金属层11，金属层11设置在对应图像撷取单元2以及至少一个照明单元3的一侧，并用以反射光束L。金属层11具有上表面110与下表面111，上表面110面对图像撷取单元2与照明单元3，下表面111背对图像撷取单元2与照明单元3且连接于背板单元1'的一面。金属层11的上表面110作用等同于第一实施例中背板单元1的第一反射面10。
举例来说，本实施例在背板单元1’形成薄薄的金属层11(例如银、汞或其他金属材质)，金属层11的上表面110形成镜面，借以反射光束L。值得注意的是，金属层11的形成方式可为电镀、金属沉积等，但不以此为限。
因此，本实施例的孔洞检测系统Z’在进行孔洞检测时，投射到贯穿孔B1中的光束L(配合图2所示)会直接投射到金属层11的上表面110上，并由金属层11的上表面110反射到贯穿孔B1中与孔壁B2，接下来，即可利用图像撷取单元2对贯穿孔B1进行图像的撷取，以进行后续的检测流程。
然而，上述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本发明。
第三实施例
请参阅图4及图5，分别为本发明第三实施例的孔洞检测系统的第一结构示意图以及第二结构示意图，并请一并参阅图1至图3。如图所示，本实施例的孔洞检测系统Z”与上述各实施例的孔洞检测系统Z、Z’大致相似，在此不再赘述。不同之处在于，在本实施例中，图像撷取单元2具有取像轴a，取像轴a与背板单元1的第一反射面10之间具有预定夹角N，预定夹角N介于1度至90度。
举例来说，取像轴a可等同为图像撷取单元2上的镜片的光轴，或者为垂直于图像撷取单元2的图像感测面中心的轴，但不以此为限。
进一步来说，当本实施例的孔洞检测系统Z”要检测物件B的贯穿孔B1是否因加工不完全而使得孔壁B2上有凸出物时，图像撷取单元2可设置成正对贯穿孔B1，使得取像轴a与第一反射面10之间的预定夹角N为90度(如图4所示)。因此，在图像撷取单元2对贯穿孔B1进行图像撷取，接收直接来自第一反射面10反射而来的光束L后，若图像中的贯穿孔B1中具有阴影时，即表示贯穿孔B1的孔壁B2上存在有凸出物。
相反地，当本实施例的孔洞检测系统Z”要检测物件B的孔壁B2面上是否因加工不完全而存在缺陷时，图像撷取单元2可设置成倾斜于贯穿孔B1，使得取像轴a与第一反射面10之间的预定夹角N为60度至80度(如图5所示)。因此，在图像撷取单元2对贯穿孔B1进行图像撷取、接收来自孔壁B2反射而来的光束L后，即可从图像中观看出孔壁B2的表面是否有坑洞或其他表面瑕疵问题。
根据前述的内容，本发明虽然在描述孔洞检测系统Z、Z’、Z”实施方式的过程中，也一并说明了本发明的孔洞检测方法；但是，为使孔洞检测方法的流程明确清楚，本发明再详细说明孔洞检测方法。
请参阅图6，为本发明的孔洞检测方法的第一流程图，并请一并参阅图1至图5。如图所示，本发明的孔洞检测方法可适用于上述各实施例所述的孔洞检测系统Z、Z’、Z”，孔洞检测方法包括下列步骤：
步骤S100：提供背板单元1；背板单元1具有第一反射面10，用以承载至少一个物件B，至少一个物件B具有至少一个贯穿孔B1以及环绕至少一个贯穿孔B1的孔壁B2；
步骤S102：提供照明单元3，朝向物件B的贯穿孔B1投射光束L，使光束L穿过贯穿孔B1而投射至第一反射面10，光束L再经由第一反射面10反射到贯穿孔B1中以及孔壁B2；以及
步骤S104：通过图像撷取单元2撷取贯穿孔B1或孔壁B2的图像。
然而，上述所举的例子只是部分可行的实施例而并非用以限定本发明。
第四实施例
请参阅图7，为本发明第四实施例的孔洞检测系统的结构示意图，并请一并参阅图1至图6。如图所示，本实施例的孔洞检测系统Z”’与上述各实施例的孔洞检测系统Z、Z’、Z”大致相似，在此不再赘述，不同之处在于，在本实施例中，孔洞检测系统Z”’还进一步包括光学单元4，光学单元4设置在图像撷取单元2与背板单元1之间，并具有第二反射面40，图像撷取单元2通过第二反射面40撷取贯穿孔B1或孔壁B2的图像。
具体来说，本实施例的光学单元4可为反射镜或具有反射功能的光学元件。光学单元4位在图像撷取单元2与背板单元1的第一反射面10之间；当第一反射面10上摆放物件B时，光学单元4位在图像撷取单元2与物件B之间。光学单元4的其中一个表面为第二反射面40(例如镜面，但不以此为限)，第二反射面40同时面对于图像撷取单元2与物件B1。值得注意的是，图像撷取单元2较佳可设置成取像轴a与第一反射面10之间的预定夹角N为90度(类似于图4)，但不以为限。
因此，在本实施例的孔洞检测系统Z”’进行检测时，当照明单元3朝物件B投射光束L后，光学单元4可通过第二反射面40反射贯穿孔B1或孔壁B2的图像至图像撷取单元2，即图像撷取单元2可通过第二反射面40撷取贯穿孔B1或孔壁B2的图像。
此外，根据前述的内容，本发明再提出一种孔洞检测方法。请参阅图8，为本发明的孔洞检测方法的第二流程图，并请一并参阅图1至图7。如图所示，本发明的孔洞检测方法在图像撷取单元2撷取贯穿孔B1或孔壁B2的图像的步骤S104中，还进一步包括下列步骤S1040：提供光学单元4，利用图像撷取单元2经由光学单元4的第二反射面40撷取贯穿孔B1或孔壁B2的图像。
然而，上述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本发明。
实施例的有益效果
本发明的其中一有益效果在于，透过设置背板单元1使得图像撷取单元2与照明单元3得以设置在背板单元1的同一侧，借此减少检测系统的整体体积，并且大幅增加零组件的配置弹性度。此外，透过背板单元1的设置，可提升承载物件面的平整度，进而提升孔洞检测的精准度。
本发明的另外一有益效果在于，对背板单元1进行雾化表面处理，得以提升自背板单元1反射的光束均匀度。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (13)

1.一种孔洞检测系统，其特征在于，包括：
背板单元，所述背板单元具有第一反射面，用以承载至少一个物件，所述至少一个物件具有至少一个贯穿孔以及环绕所述至少一个贯穿孔的孔壁；
图像撷取单元，所述图像撷取单元用以撷取所述至少一个贯穿孔或所述孔壁的图像；以及
至少一个照明单元，所述至少一个照明单元与所述图像撷取单元设置在对应所述背板单元的所述第一反射面的同一侧，并提供光束至所述至少一个贯穿孔。
2.根据权利要求1所述的孔洞检测系统，其特征在于，所述背板单元为金属材质的板材。
3.根据权利要求1所述的孔洞检测系统，其特征在于，所述背板单元的所述第一反射面为雾面。
4.根据权利要求1所述的孔洞检测系统，其特征在于，所述背板单元为玻璃材质的板材，并具有金属层，所述金属层设置在对应所述图像撷取单元以及所述至少一个照明单元的一侧，并用以反射所述光束。
5.根据权利要求1所述的孔洞检测系统，其特征在于，所述图像撷取单元具有取像轴，所述取像轴与所述背板单元的所述第一反射面之间具有预定夹角，所述预定夹角介于1度至90度。
6.根据权利要求1所述的孔洞检测系统，其特征在于，所述孔洞检测系统还进一步包括光学单元，所述光学单元设置在所述图像撷取单元与所述背板单元之间，并有第二反射面，所述图像撷取单元通过所述第二反射面撷取所述至少一个贯穿孔或所述孔壁的图像。
7.一种孔洞检测方法，其特征在于，包括下列步骤：
提供背板单元，所述背板单元具有第一反射面，用以承载至少一个物件，所述至少一个物件具有至少一个贯穿孔以及环绕所述至少一个贯穿孔的孔壁；
提供至少一个照明单元，朝向所述至少一个物件的所述至少一个贯穿孔投射光束，使所述光束穿过所述至少一个贯穿孔而投射至所述第一反射面，所述光束再经由所述第一反射面反射至所述至少一个贯穿孔中以及所述孔壁；以及
通过图像撷取单元撷取所述至少一个贯穿孔或所述孔壁的图像。
8.根据权利要求7所述的孔洞检测方法，其特征在于，所述至少一个照明单元与所述图像撷取单元设置在对应所述背板单元的所述第一反射面的同一侧。
9.根据权利要求7所述的孔洞检测方法，其特征在于，所述背板单元为金属材质的板材。
10.根据权利要求7所述的孔洞检测方法，其特征在于，所述背板单元的所述第一反射面为雾面。
11.根据权利要求7所述的孔洞检测方法，其特征在于，所述背板单元为玻璃材质的板材，并具有金属层，所述金属层设置在对应所述图像撷取单元以及所述至少一个照明单元的一侧，并用以反射所述光束。
12.根据权利要求7所述的孔洞检测方法，其特征在于，所述图像撷取单元具有取像轴，所述取像轴与所述背板单元的所述第一反射面之间具有预定夹角，所述预定夹角介于1度至90度。
13.根据权利要求7所述的孔洞检测方法，其特征在于，在所述图像撷取单元撷取所述至少一个贯穿孔或所述孔壁的图像的步骤中，还进一步包括下列步骤：
提供光学单元，利用所述图像撷取单元经由所述光学单元的第二反射面撷取所述至少一个贯穿孔或所述孔壁的图像。
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