CN114252447A - 多功能性半导体光学系统以及光学检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能性半导体光学系统以及光学检测方法，多功能性半导体光学系统包括支架主体、张角切换装置以及变焦式图像捕获装置。支架主体对应设置在检测平台的一侧，具有第一支点以及第二支点。张角切换装置具有固定端，枢设在支架主体的第一支点上、以及活动端，依据控制指令，相对固定端移动。变焦式图像捕获装置设置在倾斜支架上，倾斜支架的一端枢设在支架主体的第二支点上，倾斜支架的另一端枢接在张角切换装置的活动端上，配合活动端控制倾斜支架与支架主体之间的张角，从而自动调整变焦式图像捕获装置对应于检测平台的取像角度。本发明可以适用于各类型产品的产线，相较于现有的光学检测设备具有更高的应用弹性。

Description

多功能性半导体光学系统以及光学检测方法

技术领域

本发明系有关于一种半导体光学系统以及光学检测方法，特别是指一种多功能性半导体光学系统以及光学检测方法。

背景技术

自动光学检查(Automated Optical Inspection,AOI)运用机器视觉做为检测标准技术，通过机器视觉取代传统人眼辨识以达到高精密度及高效率的检测，作为改良传统上以人眼使用光学仪器进行检测的缺点，应用层面包括从高科技产业之研发、制造品管、国防、民生、医疗、环保、电力等领域。

随着技术的发展，由于产品逐渐朝向微型化、集成化的方向进步，对于光学检测的精度也随之日益严苛。在现有半导体的成品中，部分产品的导线及图形甚至可以达到纳米级的数值。为了因应高集成化产品的光学检测，光学环境的配置必须要控制在一定程度的精度范围内，数值的控制略有偏差便有可能造成图像的失焦甚至偏移，因此现有的技术多半是将各项光学参数配置到最佳条件后，在光学系统各项条件固定的情况下进行大量检测。

然而定型化的环境配置在单一产线的制程中固然可以达到相应的精度，但是当产线移转或是产品的设计略有变更时，设备工程师必须再重新针对新的产品对各项光学参数进行优化，在施作的过程中设备工程师因为检测设备的规划缺乏弹性将会遇到各重困难，导致无形成本的上升。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种多功能性半导体光学系统，包括一支架主体、一张角切换装置、以及一变焦式图像捕获装置。支架主体对应设置在一检测平台的一侧，具有一第一支点以及一第二支点。张角切换装置具有一固定端，枢设在支架主体的第一支点上，以及一活动端，依据一控制指令，相对固定端移动。变焦式图像捕获装置设置在一倾斜支架上，倾斜支架的一端枢设在支架主体的第二支点上，倾斜支架的另一端枢接在张角切换装置的活动端上，配合活动端控制倾斜支架与支架主体之间的张角，从而自动调整变焦式图像捕获装置对应于检测平台的取像角度。

本发明的另一目的，在于提供一种光学检测方法，包括：提供一支架主体、一枢设在支架主体上并供变焦式图像捕获装置设置的倾斜支架、以及一设置在支架主体及倾斜支架之间的张角切换装置；以及通过张角切换装置控制倾斜支架与支架主体之间的张角，以调整变焦式图像捕获装置对应于检测平台的取像角度。

本发明可以适用于各类型产品的产线，相较于现有的光学检测设备具有更高的应用弹性。

本发明于调整产线或产品后，可以通过简单的操作将光学环境的各项参数调整至最佳数值，大幅地减少调校各项环境参数以及配置光学环境时所需的人力及时间成本。

附图说明

图1为本发明多功能性半导体光学系统的外观示意图。

图2为本发明多功能性半导体光学系统的侧面示意图(一)。

图3为本发明多功能性半导体光学系统的侧面示意图(二)。

图4为本发明中光源控制器的方块示意图。

图5为本发明中光源支架的局部外观示意图(一)。

图6为本发明中光源支架的局部外观示意图(二)。

图7为本发明中变焦式图像捕获装置的局部外观示意图(一)。

图8为本发明中变焦式图像捕获装置的局部外观示意图(二)。

图9为本发明中垂直轴调节装置的局部透明示意图。

图10-1为本发明中变焦式图像捕获装置取像角度的切换示意图(一)。

图10-2为本发明中变焦式图像捕获装置取像角度的切换示意图(二)。

图11-1为本发明中第一光源装置及第二光源装置的切换示意图(一)。

图11-2为本发明中第一光源装置及第二光源装置的切换示意图(二)。

图12-1为本发明中感光模块的作动示意图(一)。

图12-2为本发明中感光模块的作动示意图(二)。

图13-1为本发明中镜头模块的作动示意图(一)。

图13-2为本发明中镜头模块的作动示意图(二)。

图14-1为本发明中垂直轴调节装置的作动示意图(一)。

图14-2为本发明中垂直轴调节装置的作动示意图(二)。

图15为本发明中光学检测方法的流程示意图。

附图标记说明：

100 光学系统

PF 检测平台

Ob 待测物

10 支架主体

11A 斜撑板

111A 第一定位单元

112A 第二定位单元

11B 斜撑板

111B 第一定位单元

112B 第二定位单元

A1 第一支点

12 倾斜支架

13A 主背板

131A 第二支点

13B 主背板

131B 第二支点

14 光源支架

20 张角切换装置

21 固定端

22 活动端

30 变焦式图像捕获装置

31 感光模块

32 镜头模块

33 伸缩式蛇管

34 驱动装置

341 第一驱动轴杆

342 轨道单元

343 第一滑块

35 驱动装置

351 第二驱动轴杆

353 第二滑块

353A 滑块主体

353B 嵌合单元

353C 侧向延伸部

36 镜头倍率调整模块

361 驱动单元

362 旋转单元

40 光源切换装置

41 第一光源装置

411 第一驱动模块

412 第一灯具

P1 第一待机位置

P2 第一点灯位置

42 第二光源装置

421 第二驱动模块

422 第二灯具

P3 第二待机位置

P4 第二点灯位置

43 控制器

70 垂直轴调节装置

71 第三驱动轴杆

72 第三滑块

73 定位支架

74 第一线性滑轨

75 第二线性滑轨

76 光学定位装置

761 编码器

762 光学尺

步骤S01-步骤S06。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

以下针对本发明举一具体实施例进行详细的说明，请先参阅图1，为本发明多功能性半导体光学系统的外观示意图，如图所示：

本实施例揭示一种多功能性半导体光学系统100，用以拍摄一检测平台PF上的一待测物Ob，并通过图像检测程序确认待测物Ob的瑕疵。所述的图像检测程序例如包括图像强化、去除噪声、加强对比、加强边缘、捕获特征、图像压缩、图像转换等，将输出的图像通过视觉软件工具和算法进行分析，以获得判定结果并将判定结果输出或储存在数据库。于另一可行的实施例中，图像检测程序亦可以由机器学习(Machine Learning)、深度学习(DeepLearning)等类神经网络(Neural Network)执行，由所拍摄到的图像中标记瑕疵并依据瑕疵进行分类，等软件检测的方式非属本发明所欲限制的范围。

接续请一并参阅图2及图3，为本发明多功能性半导体光学系统的侧面示意图(一)及侧面示意图(二)。

所述的光学系统100主要包括一支架主体10、一变焦式图像捕获装置30、一光源切换装置40以及一垂直轴调节装置70。

所述的支架主体10对应设置在检测平台PF的一侧，用以作为主要支架固定其他装置。支架主体10靠近上方的两侧分别具有一斜撑板11A、11B，通过斜撑板11A、11B与支架主体10一侧的一倾斜支架12结合；支架主体10靠近下方的两侧分别具有一主背板13A、13B，通过主背板13A、13B与底侧的一光源支架14结合。

斜撑板11A、11B分别在一第一位置上设置有一第一定位单元111A、111B，斜撑板11A、11B分别在一第二位置上设置有一第二定位单元112A、112B。于一实施例中，在倾斜支架12靠近下方的二侧，分别枢设在位在两侧的主背板13A、13B的一第二支点131A、131B上，因此倾斜支架12可以以第二支点131A、131B为轴心相对支架主体10转动以变更倾斜支架12的角度。在此虽然仅说明了两组定位单元(第一定位单元111A、111B及第二定位单元112A、112B)的实施例，然而依据行程数量的不同，可以设定两组以上的定位单元或是无段式的定位机构，此部分于本发明中不予以限制。

支架主体10靠近上方的一侧设置有一张角切换装置20，张角切换装置20具有一固定端21，枢设在支架主体10的一第一支点A1上，张角切换装置20还具有一活动端22，倾斜支架12靠近上方的一侧枢接在张角切换装置20的活动端22上。张角切换装置20依据控制指令可以驱动活动端22相对固定端21移动(例如相对固定端21伸长或缩短以控制活动端22与固定端21之间的距离)。为了让张角切换装置20的活动端22移动时，可以配合倾斜支架12相对支架主体10张开时变更张角切换装置20本身的角度，张角切换装置20的固定端21及活动端22分别以枢设的方式固定在支架主体10及倾斜支架12对应的支点(即，第一支点A1及倾斜支架12的上方位置)上。于一可行的实施例中，张角切换装置20可以是双行程的单活塞杆式气缸、双活塞杆式气缸、液压缸或油压缸等；于另一可行的实施例中，张角切换装置20亦可以是由步进马达、伺服马达所构成可无段调整长度的线性移动装置等，于本发明中不予以限制。

所述的变焦式图像捕获装置30设置在倾斜支架12上，通过控制张角切换装置20的活动端22相对固定端21移动，控制倾斜支架12与支架主体10之间的倾斜角，从而自动调整变焦式图像捕获装置30对应于检测平台PF的取像角度。

在此需特别说明的是，所述的活动端22的动作是以相对固定端21而言，亦即，即便在张角切换装置20倒置的情况下(及实施例中的活动端22与固定端21的位置互换)，亦可以被理解为是固定端21相对活动端22动作，在两者间并未产生任何实际文义差异的情况下，所述配置的调整仍未脱离本发明的文义保护范围。

以下针对光源支架14的具体构造进行详细的说明，请一并参阅图4、图5及图6，为本发明中光源控制器的方块示意图、光源支架的局部外观示意图(一)以及局部外观示意图(二)，如图所示：

所述的光源支架14结合在支架主体10一侧的位置上。于本实施例中，光源支架14设置在支架主体10的下方侧，对准至下侧的检测平台PF，并配合光源切换装置40设置。光源切换装置40包括光源支架14、设置在光源支架14上的一第一光源装置41及一第二光源装置42，第一光源装置41以及第二光源装置42连接至一控制器43，通过控制器43控制第一光源装置41及第二光源装置42的照明模式。

第一光源装置41包括一设置在光源支架14上的第一驱动模块411以及一设置在第一驱动模块411的载台上的第一灯具412，第一灯具412配合第一驱动模块411在一第一待机位置P1及一第一点灯位置P2之间移动(如图5所示)；第二光源装置42包括一设置在光源支架14上的第二驱动模块421以及一设置在第二驱动模块421的载台上的第二灯具422，第二灯具422配合第二驱动模块421在一第二待机位置P3及一第二点灯位置P4之间移动(如图6所示)。

所述的第一驱动模块411及第二驱动模块421于本实施例是以双行程的气缸实施。于其他实施例中，依照实务上的需求，第一驱动模块411及第二驱动模块421亦可以是由步进马达、伺服马达所构成可无段调整长度的线性移动装置等，于本发明中不予以限制。

于一可行的实施例中，第一灯具412可以是一扩散型反射灯，第二灯具422可以是一同轴平行灯。扩散型反射灯主要设在检测区域PF的斜上方向上，可以通过扩散型的漫射光源，投射到待测物的表面产生均光效果，适合用以凸显出例如污损、油墨等图形瑕疵；同轴平行灯主要设置在检测区域平行侧的侧边，由于同轴平行灯所输出的光具有指向性，适合用以凸显出例如刮伤、灰尘等具立体结构瑕疵。

除上述的实施例外，第一灯具412及第二灯具422亦可以依据实际需求配置成其他任意的光源，例如环形灯、均光灯、背光灯等，于本发明中不予以限制。

以下针对变焦式图像捕获装置30的具体结构进行详细的说明，请一并参阅图7及图8，为本发明中变焦式图像捕获装置的局部外观示意图(一)以及局部外观示意图(二)，如图所示：

所述的变焦式图像捕获装置30包括设置在倾斜支架12上的一感光模块31、一镜头模块32以及一伸缩式蛇管33。伸缩式蛇管33的两端分别结合在感光模块31以及镜头模块32以构成链接感光模块31及镜头模块32之间的暗箱信道，感光模块31通过伸缩式蛇管33内侧的暗箱信道耦光至镜头模块32。伸缩式蛇管33应选用不透光的材质，且伸缩式蛇管33的内侧表面可涂布吸光层，从而避免通道内壁面反光影响成像质量。除了上述实施例外，伸缩式蛇管33亦可以由其他可适当控制长度的机构所取代，于本发明中不予以限制。

为了控制光学系统中的后段焦距(像距)及前段焦距(物距)，感光模块31及镜头模块32分别配置有一驱动装置34、35，分别控制感光模块31与镜头模块32、以及镜头模块32与检测平台PF的位置关系。

如图7所示，于本发明所揭示的其中一实施例中，驱动装置34包括一固定在倾斜支架12上的第一驱动轴杆341、两分别设置在倾斜支架12两侧的轨道单元342、以及一设置在第一驱动轴杆341上的第一滑块343。第一滑块343一侧嵌入在轨道单元342上，从而限制第一滑块343的动作路径并抵抗第一驱动轴杆341所产生的转动力矩。第一滑块343结合在感光模块31的壳体上，从而使感光模块31配合驱动装置34所界定的轨道相对镜头模块32移动以调节后段焦距。所述的第一驱动轴杆341包括驱动马达、枢设在驱动马达上的轴杆、以及固定上述装置或机构的支架、轴套等，于本发明中不予以限制。

驱动装置35包括一设置在倾斜支架12一侧的第二驱动轴杆351、以及一结合在第二驱动轴杆351上的第二滑块353。第二滑块353一侧嵌入在轨道单元342上以限制第二滑块353的动作路径并抵抗第二驱动轴杆351所产生的转动力矩。于本实施例中，第二滑块353与第一滑块343是共享同一轨道单元342，惟，于实务上亦可以配置为第二滑块353与第一滑块343分别由不同的轨道单元限制移动方向，轨道单元的数量于本发明中不予以限制。第二滑块353结合在镜头模块32的壳体上，从而使镜头模块32配合驱动装置35所界定的轨道相对检测平台PF移动以调节前段焦距。所述的第二驱动轴杆351包括驱动马达、枢设在驱动马达上的轴杆、以及固定上述装置或机构的支架、轴套等，于本发明中不予以限制。

为了使光学系统配置为感光模块31及镜头模块32可以个别控制各自的行程，于本实施例中是将感光模块31及镜头模块32的驱动装置34、35分离设置。为了避免镜头模块32与感光模块31之间产生干涉，于本实施例中，是将第二驱动轴杆351配置在第一驱动轴杆341的一侧使两者并排。第二滑块353包括一结合在镜头模块32的壳体上的滑块主体353A、两分别结合在滑块主体353A一侧以对应嵌入轨道单元342两侧的嵌合单元353B、以及一固定在滑块主体353A上并朝向一侧延伸以结合在第二驱动轴杆351上的侧向延伸部353C，从而使第二驱动轴杆351与第一驱动轴杆341之间相互错位。

本发明可以通过机械化控制调整镜头模块32的放大倍率，从而达到自动缩放的功能。于一可行的实施例中，如图8所示，变焦式图像捕获装置30包括一固定在第二滑块353上的镜头倍率调整模块36。镜头倍率调整模块36包括一固定在第二滑块353上的驱动单元361、以及一配置在驱动单元361转轴上以配合驱动单元361转动的旋转单元362。旋转单元362的侧缘抵接在镜头模块32倍率调节部的一侧，以通过转动来调节镜头模块32的倍率。旋转单元362可以是侧缘上具有齿结构或是表面具有高摩擦系数材料的机构，于本发明中不予以限制。

以下针对垂直轴调节装置70的结构进行详细的说明，请参阅图9，为本发明中垂直轴调节装置的局部透明示意图。

本实施例中的半导体光学系统可以通过垂直轴调节装置70调整支架主体10的高度，从而配合待测物的种类不同，使变焦式图像捕获装置30靠近或远离检测平台PF。

所述的垂直轴调节装置70包括一第三驱动轴杆71、第三滑块72以及一定位支架73。第三驱动轴杆71设置在定位支架73上并配置为平行于垂直轴方向。第三滑块72设置在第三驱动轴杆71上。定位支架73可以固定在机台支架或任意壁面上，从而将本发明中的半导体光学系统100固定在稳定的支架或平面上。所述的机台支架可以是机台的机床、机柱、龙门架等。上述任意壁面可以是靠近机台附近墙壁的壁面，于本发明中不予以限制。第三滑块72结合在定位支架73，以配合第三驱动轴杆71于垂直轴方向上向上或向下移动。所述的第三驱动轴杆71包括驱动马达、枢设在驱动马达上的轴杆、以及固定上述装置或机构的支架、轴套等，于本发明中不予以限制。

由于半导体光学系统100的整组系统具有一定的重量，为了让半导体光学系统100可以稳固的直上直下，支架主体10对应于第三驱动轴杆71的两侧分别具有一第一线性滑轨74，固定在支架主体10朝向定位支架73一侧的表面上。定位支架73朝向支架主体10的一侧则包括两分别对应于第一线性滑轨74设置的第二线性滑轨75，第二线性滑轨75的轨道与第一线性滑轨74的轨道相互嵌合，从而将半导体光学系统100的重量平均分配至第一线性滑轨74及第二线性滑轨75的接触面之间，从而减缓滑轨及滑块所承受的力矩，提升移动的稳定性。

为了精确定位半导体光学系统100所在的高度位置，以确认与检测平台PF之间的相对距离，垂直轴调节装置70更进一步具有一光学定位装置76，光学定位装置76包括一设置在支架主体10上的编码器761、以及一设置在定位支架73上的光学尺762。编码器761的位置与光学尺762相互对应，且光学尺762与垂直升降方向平行，编码器761通过读取光学尺762的数值确认半导体光学系统100的高度，并回授至控制设备以进行确认。

以下针对本发明半导体光学系统100的作动方式配合图式进行说明。本发明半导体光学系统100的架构可以分别控制变焦式图像捕获装置30的取像角度、第一光源装置41及第二光源装置42切换、后段焦距、前段焦距以及垂直轴位置，以下分别配合图式说明：

首先，针对取像角度调整的部分，请一并参阅图10-1及图10-2，为本发明中变焦式图像捕获装置取像角度的切换示意图(一)及切换示意图(二)，如图所示：

于本实施例中，通过控制张角切换装置20的活动端相对固定端移动，变焦式图像捕获装置30可以以第二支点131A、131B(如图3所示)为轴心切换于垂直状及倾斜状两种状态。

第一种状态如图10-1所示，在张角切换装置20活动端缩短的状态下，此时由于支架主体10与倾斜支架12的距离缩短，倾斜支架12以第二支点131A、131B为轴心枢转并朝向支架主体10靠拢而成垂直状；于靠拢为垂直状时，将倾斜支架12的两侧分别锁定在第二定位单元112A、112B上以固定垂直状态。于此模式下，变焦式图像捕获装置30将由正上方朝检测平台PF上的待测物进行拍摄。

另一种状态如图10-2所示，在张角切换装置20的活动端伸长的状态下，此时由于支架主体10与倾斜支架12的距离增加，倾斜支架12以第二支点131A、131B为轴心枢转并远离支架主体10而成倾斜状；于张开为倾斜状时，将倾斜支架12的两侧分别锁定在第一定位单元111A、111B上以固定倾斜状态。于此模式下，变焦式图像捕获装置30将由斜上方朝检测平台PF上的待测物进行拍摄。

针对光源切换的部分，请一并参阅图11-1及图11-2，为本发明中第一光源装置及第二光源装置的切换示意图(一)及切换示意图(二)，如图所示：

于本实施例中，为了避免第一光源装置41及第二光源装置42在位置上相互干涉，第一光源装置41及第二光源装置42可以通过控制器43的指令变更位置并切换照明模式。

控制器43主要可以通过输出指令至第一光源装置41及第二光源装置42以切换于两种环境照明模式。

第一种环境照明模式如图11-1所示，为避免第一光源装置41及第二光源装置42干涉，控制器43先输出一第一复归指令至第二光源装置42的第二驱动模块421以及第二灯具422，通过第二驱动模块421驱动第二灯具422由第二点灯位置P4复归至第二待机位置P3并关闭第二灯具422；接续，控制器43输出一第一控制指令至第一光源装置41的第一驱动模块411以及第一灯具412，通过第一驱动模块411驱动第一灯具412由第一待机位置P1移动至第一点灯位置P2，并启动第一灯具412对检测平台PF上的待测物Ob提供照明。

第二种环境照明模式如图11-2所示，同样为避免第一光源装置41及第二光源装置42干涉，控制器43先输出一第二复归指令至第一光源装置41的第一驱动模块411以及第一灯具412，通过第一驱动模块411驱动第一灯具412由第一点灯位置P2复归至第一待机位置P1并关闭第一灯具412；接续，控制器43输出一第二控制指令至第二光源装置42的第二驱动模块421以及第二灯具422，通过第二驱动模块421驱动第二灯具422由第二待机位置P3移动至第二点灯位置P4，并启动第二灯具422对检测平台PF上的待测物提供照明。

针对后段焦距调整的部分，请一并参阅图12-1及图12-2，为本发明中感光模块的作动示意图(一)及作动示意图(二)，如图所示：

于本实施例中，可以通过控制感光模块31的位置以决定后段焦距的长度。驱动装置34通过控制设备接收控制指令，驱动装置34于收到控制指令后是依据控制指令控制第二驱动轴杆341的转动角度，通过转动的第二驱动轴杆341将转动角度转换成第二滑块343于轨道单元342上的移动行程，使感光模块31朝如图12-1所示的方向远离镜头模块32、或是如图12-2所示的方向靠近镜头模块32，从而调整后段焦距(像距)。

针对前段焦距调整的部分，请一并参阅图13-1及图13-2，为本发明中镜头模块的作动示意图(一)及作动示意图(二)，如图所示：

于本实施例中，可以通过控制镜头模块32的位置以决定前段焦距的长度。驱动装置35通过控制设备接收控制指令，驱动装置35于收到控制指令后是依据控制指令控制第二驱动轴杆351的转动角度，通过转动的第二驱动轴杆351将转动角度转换成第二滑块353于轨道单元342上的移动行程，使镜头模块32朝如图13-1所示的方向远离检测平台PF、或是如图13-2所示的方向靠近检测平台PF，从而调整前段焦距(物距)。

针对垂直轴位置调整的部分，请一并参阅图14-1及图14-2，为本发明中垂直轴调节装置的作动示意图(一)及作动示意图(二)，如图所示：

于本实施例中，可以通过垂直轴调节装置70调整支架主体10的高度，从而配合待测物的种类使变焦式图像捕获装置30靠近或远离检测平台PF。

垂直轴调节装置70通过控制设备接收控制指令，依据控制指令输出第一方向转动指令或第二方向转动指令至第一驱动轴杆71，第一驱动轴杆71依据第一方向转动指令或第二方向转动指令控制转动方向及转动角度，通过第一线性滑轨74及第二线性滑轨75(如图9所示)的配置，将第一驱动轴杆71的转动角度转换成第一滑块71的移动行程，以驱动支架主体10的整组设备沿垂直轴相对定位支架73向上移动(如图14-1所示)；或是驱动半导体光学系统100的整组设备沿垂直轴相对定位支架73向下移动(如图14-2所示)。

于本实施例中，由于通过光学尺762及编码器761回授了移动的距离，可以更精确的控制半导体光学系统100的垂直轴高度。

以下请一并参阅图15，为本发明光学检测方法的流程示意图，如图所示：

本发明进一步提供一种光学检测方法，配合前面所述的装置实施，所述方法包括：

通过固定在机台支架或壁面上的垂直轴调节装置70控制支架主体10沿垂直轴方向上向上或向下移动(步骤S01)；上面的步骤可以将支架主体10配合待测物Ob的高度移动至适当的高度，相当于粗调程序。

接续，通过该张角切换装置20配合活动端控制倾斜支架12与支架主体10之间的张角，以调整变焦式图像捕获装置30对应于检测平台PF的取像角度(步骤S02)；通过上述的步骤将变焦式图像捕获装置30切换为垂直向拍摄或侧向拍摄两种模式中的任一模式。上面的步骤S01及步骤S02两者的顺序可以互相调换，于本发明中不予以限制。

于上述的两个步骤执行完成后，接续，通过第二驱动轴杆351控制镜头模块32相对检测平台PF移动以调节前段焦距(步骤S03)；此步骤相当于调整镜头模块32至检测平台PF之间的物距。

于调节完成前段焦距后，接续，通过第一驱动轴杆342控制感光模块31相对镜头模块32移动以调节后段焦距(步骤S04)；此步骤相当于调整感光模块31至镜头模块32之间的像距。

于前段焦距及后段焦距调整完成后，接续，通过驱动单元361控制旋转单元362的转动角度以调节镜头模块32的倍率(步骤S05)。

于上面的步骤完成后，光学系统的光学配置即调整到位，此时可以通过第一光源装置41及第二光源装置42提供不同类型的光源至检测平台PF(步骤S06)。

控制器43包括有一第一环境照明模式及一第二环境照明模式。于第一环境照明模式时，控制器43输出一第一复归指令至第二光源装置42的第二驱动模块421以及第二灯具422，通过第二驱动模块421驱动第二灯具422由第二点灯位置P4复归至第二待机位置P3并关闭第二灯具422；接续，控制器43输出一第一控制指令至第一光源装置41的第一驱动模块411以及第一灯具412，通过第一驱动模块411驱动第一灯具412由第一待机位置P1移动至第一点灯位置P2，并启动第一灯具412对检测平台PF上的待测物Ob提供照明。

于第二环境照明模式中，控制器43输出一第二复归指令至第一光源装置41的第一驱动模块411以及第一灯具412，通过第一驱动模块411驱动第一灯具412由第一点灯位置P2复归至第一待机位置P1并关闭第一灯具412；接续，控制器43输出一第二控制指令至第二光源装置42的第二驱动模块421以及第二灯具422，通过第二驱动模块421驱动第二灯具422由第二待机位置P3移动至第二点灯位置P4，并启动第二灯具422对检测平台PF上的待测物Ob提供照明。

上面的两个步骤(第一环境照明模式及第二环境照明模式)不一定有先后顺序，此部分端看装置于时点上的状态而定。

综上所述，本发明可以适用于各类型的产品线，相较于现有的光学检测设备具有更高的应用弹性度。此外，本发明于变更产线后，设备工程师可以通过简单的操作将光学环境的各项参数调整至最佳数值，可以大幅地减少调校各项环境参数以及配置光学环境时所需的人力及时间成本。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种多功能性半导体光学系统，其特征在于，包括：

一支架主体，对应设置在一检测平台的一侧，具有一第一支点以及一第二支点；

一张角切换装置，具有一固定端，枢设在所述支架主体的所述第一支点上，以及一活动端，依据一控制指令，相对所述固定端移动；以及

一变焦式图像捕获装置，设置在一倾斜支架上，所述倾斜支架的一端枢设在所述支架主体的所述第二支点上，所述倾斜支架的另一端枢接在所述张角切换装置的所述活动端上，配合所述活动端控制所述倾斜支架与所述支架主体之间的张角，从而自动调整所述变焦式图像捕获装置对应于所述检测平台的取像角度。

2.如权利要求1所述的多功能性半导体光学系统，其特征在于，还包括一光源切换装置，所述光源切换装置具有一结合在所述支架主体一侧的光源支架以及设置在所述光源支架上的一第一光源装置及一第二光源装置，所述第一光源装置以及所述第二光源装置连接至一控制器；

所述第一光源装置包括一设置在所述光源支架上的第一驱动模块以及一设置在所述第一驱动模块的载台上的第一灯具，所述第一灯具配合所述第一驱动模块在一第一待机位置及一第一点灯位置之间移动；以及

所述第二光源装置包括一设置在所述光源支架上的第二驱动模块以及一设置在所述第二驱动模块的载台上的第二灯具，所述第二灯具配合所述第二驱动模块在一第二待机位置及一第二点灯位置之间移动。

3.如权利要求2所述的多功能性半导体光学系统，其特征在于，所述控制器于一第一环境照明模式时，输出一第一控制指令以启动所述第一灯具并驱动所述第一灯具移动至所述第一点灯位置来提供照明，于一第二环境照明模式时，输出一第二控制指令以启动所述第二灯具并驱动所述第二灯具移动至所述第二点灯位置来提供照明。

4.如权利要求1所述的多功能性半导体光学系统，其特征在于，所述变焦式图像捕获装置包括设置在所述倾斜支架上的一感光模块、一镜头模块以及一伸缩式蛇管，所述伸缩式蛇管的两端分别结合在所述感光模块以及所述镜头模块以构成所述感光模块及所述镜头模块之间的暗箱信道。

5.如权利要求4所述的多功能性半导体光学系统，其特征在于，所述变焦式图像捕获装置还包括：

一固定在所述倾斜支架上的第一驱动轴杆、两分别设置在所述倾斜支架两侧的轨道单元、以及一设置在所述第一驱动轴杆上且一侧嵌入在所述轨道单元上的第一滑块，所述第一滑块结合在所述感光模块的壳体上，以配合所述第一驱动轴杆所界定的轨道相对所述镜头模块移动以自动调节后段焦距；以及

一设置在所述倾斜支架一侧的第二驱动轴杆、以及一设置在所述第二驱动轴杆上且一侧嵌入在所述轨道单元上的第二滑块，所述第二滑块结合在所述镜头模块的壳体上，以配合所述第二驱动轴杆所界定的轨道相对所述检测平台移动以自动调节前段焦距。

6.如权利要求5所述的多功能性半导体光学系统，其特征在于，所述第二滑块包括一结合在所述镜头模块的所述壳体上的滑块主体和、两分别结合在所述滑块主体一侧以对应嵌入所述轨道单元两侧的嵌合单元、以及一固定在所述滑块主体上并朝向一侧延伸以结合在所述第二驱动轴杆上的侧向延伸部。

7.如权利要求5所述的多功能性半导体光学系统，其特征在于，所述变焦式图像捕获装置还包括一固定在所述第二滑块上的镜头倍率调整模块，所述镜头倍率调整模块包括一固定在所述第二滑块上的驱动单元、以及一配置在所述驱动单元的转轴上以配合所述驱动单元转动的旋转单元，所述旋转单元的侧缘抵接在所述镜头模块倍率调节部的一侧，以通过转动自动调节所述镜头模块的倍率。

8.如权利要求1所述的多功能性半导体光学系统，其特征在于，还包括一垂直轴调节装置，所述垂直轴调节装置包括一定位支架、一设置在所述定位支架上并配置为平行于垂直轴方向的第三驱动轴杆、以及一设置在所述第三驱动轴杆上的第三滑块，所述第三滑块结合在所述定位支架，以配合所述第三驱动轴杆所界定的轨道沿垂直轴方向上向上或向下移动。

9.一种光学检测方法，其特征在于，包括：

提供一支架主体、一枢设在所述支架主体上并供一变焦式图像捕获装置设置的倾斜支架、以及一设置在所述支架主体及所述倾斜支架之间的张角切换装置；以及

通过所述张角切换装置控制所述倾斜支架与所述支架主体之间的张角，以调整所述变焦式图像捕获装置对应于一检测平台的取像角度。

10.如权利要求9所述的光学检测方法，其特征在于，还包括：

提供一第一光源装置、一第二光源装置以及连接至所述第一光源装置以及所述第二光源装置的控制器；

当所述控制器切换至一第一环境照明模式，输出一第一控制指令至所述第一光源装置，以将所述第一光源装置的一第一灯具由一第一待机位置移动至一第一点灯位置来提供照明；以及

当所述控制器切换至一第二环境照明模式，输出一第二控制指令至所述第二光源装置，以将所述第二光源装置的一第二灯具由一第二待机位置移动至一第二点灯位置来提供照明。

11.如权利要求9所述的光学检测方法，其特征在于，还包括：

通过一垂直轴调节装置控制所述支架主体沿垂直轴方向上或向下移动。

12.如权利要求9所述的光学检测方法，其特征在于，还包括：

所述变焦式图像捕获装置包括设置在所述倾斜支架上的一感光模块以及一镜头模块；

通过一固定在所述倾斜支架上的第一驱动轴杆、以及一设置在所述第一驱动轴杆上并结合在所述感光模块的壳体上的第一滑块，控制所述感光模块相对所述镜头模块移动以调节后段焦距；以及

通过一设置在所述倾斜支架一侧的第二驱动轴杆、分别设置在所述倾斜支架两侧的轨道单元、以及一结合在所述第二驱动轴杆上并于一侧嵌入在所述轨道单元上的第二滑块，控制所述镜头模块相对所述检测平台移动以调节前段焦距。

13.如权利要求12所述的光学检测方法，其特征在于，还包括：

所述变焦式图像捕获装置还包括一固定在所述第二滑块上的镜头倍率调整模块，所述镜头倍率调整模块包括一固定在所述第二滑块上的驱动单元、以及一配置在所述驱动单元的转轴上以配合所述驱动单元转动的旋转单元；以及

通过所述驱动单元控制所述旋转单元的转动角度以调节所述镜头模块的倍率。

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