CN116908092A - 整合型光源装置及其光学检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种整合型光源装置及其光学检测系统，整合型光源装置包括一第一光源、一导光组件、一第二光源以及一分光组件。第一光源通过一第一照明光路，提供一第一光束。导光组件具有一引导部及一反射部。引导部通过第一照明光路引导第一光束。第二光源通过一第二照明光路，提供一第二光束至反射部。分光组件通过第二照明光路，引导自反射部反射的第二光束。第一光束与第二光束汇聚至一预设焦点处。本发明在同一光源装置中整合了同轴光源以及侧向光源，并利用将导光组件的一外侧面设置成反射部，将同轴光源与侧向光源整合配置在相同水平高度上，以此有效的减少装置整体的体积，缩减了备有多种光源装置所需要的结构空间，降低对场地使用的影响。

Description

整合型光源装置及其光学检测系统

技术领域

本发明有关于一种光源装置及其光学检测系统，尤指一种可以整合同轴光与侧向光的整合型光源装置及其光学检测系统。

背景技术

自动光学检测(AOI)改善了过去以人力使用光学仪器进行检测而产生的缺点，目前已经被广泛应用在各不同领域，尤其是制造生产线在产品的外观检测。随着设计上的复杂化，针对产品外观的检测要求也跟着提高，外观上各种不同的瑕疵也需要相应的测试条件来进行检测。

在检测时，自动光学检测针对不同瑕疵的测试条件，需配合适当的光学仪器取得产品的表面状态。自动光学检测选用的光源装置通常对应各瑕疵种类来提供适当的光源条件，利用不同方向的光源对产品的表面进行打光，但是当同一产品需要检测一种以上瑕疵的情况下，就要将产品分次送入相应瑕疵种类的自动光学检测装置进行检测。如果将多个检测站台整合在同一平台上时，为了完成多种瑕疵的检测，则需要同时设置多种光源装置，光源装置的数量将会造成检测装置的整体体积增加，也提高了场地使用上的空间限制。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种整合型光源装置，包括一第一光源、一导光组件、一第二光源以及一分光组件。第一光源通过第一照明光路提供一第一光束。导光组件具有一引导部及反射部。引导部通过第一照明光路引导第一光束。第二光源通过一第二照明光路提供一第二光束至反射部。分光组件通过第二照明光路引导自反射部反射的第二光束。第一光束与第二光束汇聚至一预设焦点处。

本发明的另一目的，在于提供一种光学检测系统，包括一图像捕获设备、一图像检测装置以及一整合型光源装置。图像捕获设备用于获得一待测物的图像。图像检测装置连接至图像捕获设备以取得待测物的图像，并依据待测物的图像生成一检测结果。整合型光源装置设置于待测物的一侧，包括一第一光源、一导光组件、一第二光源以及一分光组件。第一光源通过第一照明光路提供一第一光束。导光组件具有一引导部及反射部。引导部通过第一照明光路引导第一光束。第二光源通过一第二照明光路提供一第二光束至反射部。分光组件通过第二照明光路引导自反射部反射的第二光束。第一光束与第二光束汇聚至一预设焦点处。

因此，本发明在同一光源装置中整合了同轴光源以及侧向光源，并利用将导光组件的一外侧面设置成反射部，将同轴光源与侧向光源整合配置在相同水平高度上，以此有效的减少装置整体的体积，缩减了备有多种光源装置所需要的结构空间，降低对场地使用的影响。此外，也提升了检测过程中光源运用的弹性，增加检测效率。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明中整合型光源装置的立体示意图。

图2为本发明中整合型光源装置的立体分解示意图。

图3为本发明中整合型光源装置的剖面示意图。

图4为本发明中同轴光光源的光径示意图。

图5为本发明中光学检测系统的示意图。

附图标记说明：

100 整合型光源装置

10 壳体

101 出光口

20 光源模块

21 分光组件

22 导光组件

221 引导部

221a 入光端

221b 出光端

222 反射部

23 第一光源

24 第二光源

25 扩散组件

26 吸光组件

30 散热模块

31 散热板

31a 延伸部

32 散热鳍片组

L1 第一光束

L2 第二光束

L3 第三光束

S1 第一容置空间

S2 第二容置空间

S3 第三容置空间

200 图像捕获设备

300 图像检测装置

P 预设焦点处

P1 第一照明光路

P2 第二照明光路

A 承载平台

A1 待测物

OI 光学检测系统

θ 夹角。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合附图说明如下。再者，本发明中的附图，为说明方便，其比例未必按实际比例绘制，而有夸大的情况，该等附图及其比例非用于限制本发明的范围。

以下针对本发明的其中一实施例进行说明，请一并参阅图1至图4，为本发明中整合型光源装置的立体图、立体分解示意图、剖面示意图、以及同轴光光源的光路径示意图。

于一实施例中，本发明的整合型光源装置100主要包括一壳体10、一光源模块20以及一散热模块30。

壳体10具有一第一容置空间S1、分别位于第一容置空间S1相对两侧的一第二容置空间S2及一第三容置空间S3、以及一出光口101。

光源模块20设置于壳体10内，光源模块20包括一分光组件21、二侧向导光组件22、二第一光源23、一第二光源24、一扩散组件25以及一吸光组件26。分光组件21设置于壳体10的第一容置空间S1内。二导光组件22分别设置于壳体10的第二容置空间S2及第三容置空间S3内，于一实施例中，导光组件22实施为导光板，分别具有一引导部221与一反射部222。引导部221具有一入光端221a以及一出光端221b，于其他实施例中，导光组件22的实施方式不以本发明所述为限。二导光组件22于水平方向对称于第一容置空间S1倾斜设置，二导光组件22的二入光端221a相互远离，而二导光组件22的二出光端221b相互邻近。

二第一光源23分别对准于导光组件22的入光端221a，以此分别向导光组件22的入光端221a输出二第一光束L1。于一实施例中，每一导光组件22通过设置于引导部221中的一第一照明光路P1进行光的传递，进一步而言，是将每一导光组件22的引导部221两侧表面上设置镀层，使得由入光端221a入射的第一光束L1沿着第一照明光路P1通过全反射效应传递至出光端221b。第一光束L1由出光端221b射出后，形成一侧向光，由壳体10的出光口101传递出去。于一实施例中，导光组件22的引导部221两侧表面是以铝进行镀层，于其他实施例中，引导部221两侧表面镀层的材质不以铝为限，任何反射率可达成全反射效应的镀层材料皆可适用，于本发明中不予以限制。于一实施例中，导光组件22进行光传导的方式不以上述实施方式为限，得以依照设计需求而变更。

第二光源24设置于其中一导光组件22上，反射部222设置于其中一导光组件22对应于第二光源24的一面。如此，由第二光源24输出的一第二光束L2，沿着一第二照明光路P2，通过导光组件22的反射部222反射至分光组件21。于一实施例中，反射部222是用于将第二光束L2进行全反射，但于本发明中不以全反射为限。第二光束L2接着沿第二照明光路，由分光组件21引导至朝向出光口101传递。以此，得以将第二光源24整合于第一光源23的水平高度位置上，也使得第二光源24可以相当的靠近导光组件22，进而缩减装置的体积。于一实施例中，反射部222例如可以是但不限定于金属镀层。于一实施例中，导光组件22的反射部222也是以铝进行镀层，进行光的反射作用，于其他实施例中，反射部222的材质不以本发明为限。

于一实施例中，第一光源23以及第二光源24分别为LED光源，可输出不同颜色的光束。于其他实施例中，第一光源23与第二光源24的实施方式可以依照需求而变更，不以本发明为限。

于一实施例中，扩散组件25设置在导光组件22的反射部222与分光组件21之间，用于将由反射部222反射的第二光束L2均匀扩散。于一实施例中，扩散组件25为乳白色压克力材质，于其他实施例中，扩散组件25的材质不以本发明为限。

于一实施例中，自反射部222反射的第二光束L2还通过分光组件21再分成一第三光束L3。吸光组件26设置在第二容置空间S2内的另一导光组件22与分光组件21之间，并与扩散组件25相对设置于分光组件21的两侧，用于吸收第三光束L3。通过吸光组件26的设置，可避免分光组件21所分出第三光束L3在光源模块20中产生进一步地反射，进而造成光的干涉问题。于一实施例中，吸光组件26是利用具有低反射率的暗色金属涂层来吸收分光组件21所分出的第三光束L3。于其他实施例中，吸光组件26的实施方式得以依照设计需求而变更，不以本发明为限。

于一实施例中，第二光源24的表面延伸与导光组件22的表面延伸之间具有一夹角θ，夹角θ实施为45度，以此，第二光源24所输出的第二光束L2入射至反射部222时可以输出为转折90度的反射光，并通过分光组件21再次反射后成为再次转折90度的第二光束L2。夹角θ的数值仅为其中一种实施例，在合理的范围内以及不脱离本发明基本核心的基础上，角度θ可以适当的调整。

于一实施例中，散热模块30包括二散热板31以及二散热鳍片组32。散热板31分别对应第一光源23以及第二光源24设置。对应于第二光源24设置的散热板31具有一延伸部31a，延伸部31a沿水平方向延伸并对应设置于第二光源24上方。每一散热鳍片组32包括多个散热鳍片，设置于对应的散热板31的一侧。如此，第一光源23以及第二光源24所产生的热能，得以通过散热板31传导至散热鳍片组32进行散热作业。于一实施例中，每一散热鳍片组32与壳体10一侧设置有一风扇(图未示)，用于提升散热鳍片组32的散热效能。于其他实施例中，散热模块30的实施方式可以依照需求而变更，不以本发明的散热板、散热鳍片以及风扇组合为限。

接着，请参阅图5，为本发明中光学检测系统的示意图，如图所示，本发明的光学检测系统OI包括上述的整合型光源装置100、一图像捕获设备200、一连接至图像捕获设备200的图像检测装置300以及一承载平台A。承载平台A上放置有一待测物A1，通过图像捕获设备200与整合型光源装置100的对应配置，将图像捕获设备200配置在承载平台A的一侧，以对承载平台A上的待测物A1进行拍摄，进一步通过图像检测装置300对待测物A1进行检测。

于一实施例中，图像捕获设备200例如可以是基于感光组件为光电耦合组件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)等其中的一种的图像捕获设备，于本发明中不予以限制；于一实施例中，图像捕获设备200例如可以是线扫描摄影机(Line Scan Camera)或面扫描摄影机(Area Scan Camera)，于本发明中不予以限制。

于一实施例中，图像检测装置300可以进行图像前处理程序(例如图像强化、去除噪声、加强对比、加强边缘、撷取特征、图像压缩、图像转换等)，并通过图像分割与定位、缺陷侦测(梯度化、区域成长、成长补偿等)、机器学习系统(Machine Learning)、深度学习系统(Deep Learning)等方式由图像中找到待测物的缺陷、瑕疵、或是感兴趣区域的信息(例如线路信息)、或依据缺陷、瑕疵、及该等感兴趣区域信息进行分类等，于本发明中不予以限制。

于一实施例中，整合型光源装置100的两第一光束L1与第二光束最后会汇聚在一预设焦点处P。将预设焦点处P调整在待测物A1的表面或将预设焦点处P调整在距离待测物A1表面一段距离，进而对待测物A1的表面进行检测。于一实施例中，整合型光源装置100可以依照待测物A1的表面瑕疵类型选择开启第一光源23或第二光源24，抑或同时提供第一光源23及第二光源24，如此可提供适合的检测光源以进行检测。

请一并参阅图3及图5，于一实施例中，为了避免风扇出风时造成图像质量干扰，散热模块30的风扇的出风朝向远离承载平台的方向吹送。具体而言，在与第二光源24同侧的风扇，朝向散热鳍片组32往上出风；而在与第二光源24相对侧的风扇，朝散热鳍片组32的反向出风。以此，得以在不干扰图像质量的情况下有效的逸散第一光源23以及第二光源24运作时所产生的热。

综上所述，本发明在同一光源装置中整合了同轴光源以及侧向光源，并利用将导光组件的一外侧面设置反射部，将同轴光源与侧向光源整合配置在相同水平高度上，以此有效的减少装置整体的体积，缩减了备有多种光源装置所需要的结构空间，降低对场地使用的影响。此外，也提升了检测过程中光源运用的弹性，增加检测效率。

以上已将本发明做一详细说明，惟以上所述者，仅为本发明的一较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本发明的专利涵盖范围内。

Claims (11)

1.一种整合型光源装置，其特征在于，包括：

一第一光源，通过一第一照明光路，提供一第一光束；

一导光组件，具有一引导部及一反射部，所述所述引导部通过所述所述第一照明光路引导所述所述第一光束；

一第二光源，通过一第二照明光路，提供一第二光束至所述所述反射部；以及

一分光组件，通过所述所述第二照明光路，引导自所述反射部反射的所述第二光束；

其中所述第一光束与所述第二光束汇聚至一预设焦点处。

2.如权利要求1所述的整合型光源装置，其特征在于，所述反射部将所述第二光束进行全反射。

3.如权利要求1所述的整合型光源装置，其特征在于，所述第二光源的表面延伸与所述导光组件的表面延伸之间具有一夹角，所述夹角为45度。

4.如权利要求1所述的整合型光源装置，其特征在于，自所述反射部反射的所述第二光束还通过所述分光组件再分成一第三光束，所述整合型光源装置还包括一吸光组件，设置在所述分光组件相对于所述导光组件的另一侧，用于吸收由所述分光组件分出的所述第三光束。

5.如权利要求1所述的整合型光源装置，其特征在于，所述整合型光源装置包括二所述导光组件，于水平方向对称于所述分光组件设置，每一所述导光组件的所述引导部具有一入光端以及一出光端，所述导光组件的所述入光端相互远离，而所述导光组件的所述出光端相互邻近。

6.如权利要求1所述的整合型光源装置，其特征在于，所述第一光源以及所述第二光源分别为LED光源，所述第一光源以及所述第二光源分别用于输出不同颜色的光束。

7.一种光学检测系统，其特征在于，包括：

一图像捕获设备，用于获得一待测物的图像；

一图像检测装置，连接至所述图像捕获设备以取得所述待测物的图像，并依据所述待测物的图像生成一检测结果；以及

一整合型光源装置，设置于所述待测物的一侧，包括：

一第一光源，通过一第一照明光路，提供一第一光束；

一导光组件，具有一引导部及一反射部，所述引导部通过所述第一照明光路引导所述第一光束；

一第二光源，通过一第二照明光路，提供一第二光束至所述反射部；以及

一分光组件，通过所述第二照明光路，引导自所述反射部反射的所述第二光束；

其中，所述第一光束与所述第二光束汇聚至一预设焦点处。

8.如权利要求7所述的光学检测系统，其特征在于，所述导光组件的所述反射部为一金属镀层，所述反射部将所述第二光束进行全反射；

所述第二光源的表面延伸与所述导光组件的表面延伸之间具有一夹角，所述夹角为45度。

9.如权利要求7所述的光学检测系统，其特征在于，自所述反射部反射的所述第二光束还通过所述分光组件再分成一第三光束，所述整合型光源装置还包括一吸光组件，设置在所述分光组件相对于所述导光组件的另一侧，用于吸收由所述分光组件分出的所述第三光束。

10.如权利要求7所述的光学检测系统，其特征在于，所述整合型光源装置包括二所述导光组件，于水平方向对称于所述分光组件设置，每一所述导光组件的所述引导部具有一入光端以及一出光端，所述导光组件的所述入光端相互远离，而所述导光组件的所述出光端相互邻近。

11.如权利要求7所述的光学检测系统，其特征在于，所述第一光源以以及所述第二光源分别为LED光源，所述第一光源以及所述第二光源分别用于输出不同颜色的光束。