CN201503605U - 一种用于图像系统像素当量标定的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于图像系统像素当量标定的装置，包括托架、压板、玻璃标定板、胶圈、后盖板和背光板；压板是中间开口的方板；托架是两侧设有伸出翅片、中间开口的方板；玻璃标定板、后盖板和背光板都为方形结构；托架的前面和后面分别设有压板后盖板，压板后设有玻璃标定板，背光板位于后盖板前面和玻璃标定板后面，背光板与玻璃标定板通过两端的胶圈分隔，保持10mm的间距，玻璃标定板、胶圈和背光板都设置在托架内，其中玻璃标定板放置在胶圈内，后盖板和压板固接。该装置可以协助操作人员快速准确地调准图像系统的像素当量。

Description

一种用于图像系统像素当量标定的装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于图像系统像素当量标定的装置，特别是涉及一种用于表面贴装技术生产线上的自动光学检测设备图像系统像素当量自动标定的装置。

背景技术

采用机器视觉技术的自动光学检测设备可以实现对电路板装配过程进行高速高精度质量检查，像素当量对设备的测量精度起着至关重要的作用。

像素当量是指相机成像芯片的一个像素所对应真实物理空间的实际长度，表示的是图像的每个像素与实际物体的尺寸之间的关系。自动光学检测设备的软件为了适应机器间制程的通用，要求把同型号设备的像素当量标定到某个值。通常像素当量标定方法是利用自动光学检测设备上自带的光源照明，对具有较高精确度的玻璃标定板进行拍摄，然后根据标定图案的实际尺寸与所拍摄图像中标定图案所占像素数量，计算出像素当量。

这种标定方法依靠人眼分辨图像中标定图案的边缘，再手工计算出像素当量，标定过程耗费时间多，另外人对图像边缘判断具有很大的主观性，往往难以保证准确可靠；还有就是由于自动光学检测设备自带的光源属于前向照明光源，前向光照射到玻璃标定板时，板上的图案会在背景中产生阴影，导致图像边缘和阴影往往难以区分，因而影响了像素当量标定的准确性。

自动光学检测设备工作时的取像位置是PCB的上表面，检测时，PCB通过检测设备的传送导轨传送到检测位置(导轨中部)，再由顶板气缸把PCB向上压紧，在PCB的压板装置作用下PCB的上表面总是与导轨上的压板装置的下表面保持一致高度。由于标定图案刻画在玻璃标定片的上表面，因此进行像素当量标定时要保证标定块表面与PCB工作条件相同，通常是将标定片放在传送导轨上并夹紧，但由于标准标定板一般都是玻璃制品，这种方法容易损害玻璃标定片。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种采用背向照明的、结构紧凑的用于图像系统像素当量标定的装置，使像素当量标定过程变得简单快捷且准确可靠。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

标定装置由托架、后盖板、压板、背光板、胶圈和玻璃标定板六部分组成的一个整体。后盖板放在托架后面，用于固定背光板；背光板是LED光源，为相机提供背光照明，从底部照射玻璃标定板，相机在标定板上方拍摄图像，令标定图案的轮廓高清晰地成像，避免了前向照明的阴影问题。背光板放在托架内和后盖板上；胶圈放在背光板上，用于支撑玻璃标定板；玻璃标定板表面刻有尺寸精确的、明暗相间的矩形、圆形等图案；压板锁紧在托架上，从而固定玻璃标定板。由于下部有胶圈支撑和上面有压板压紧，保证了玻璃标定板的上表面与托架的上表面平齐。

像素当量标定软件运行在自动光学检测设备的计算机上。软件自动搜索标定图案，并校正标定图案的旋转角度后，检测出标定图案中边缘之间的像素距离，再根据标定图案的实际尺寸计算出并显示出当前的像素当量。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本实用新型涉及的像素当量标定装置自带背光照明，令标定图案的轮廓高清晰地成像，避免了前向照明的阴影问题，自动标定软件能够自动搜索并测量并显示标定图案的像素当量；借助于该装置和软件，像素当量标定过程变得简单快捷且准确可靠。

附图说明

图1是本实用新型像素当量标定装置的正视图；

图2是图1的A-A向剖视图；

图3是本实用新型像素当量标定装置、图像采集、运动控制、导轨夹紧装置及光源控制构成结构示意图；

图中示出：1-托架；2-压板；3-玻璃标定板；4-胶圈；5-后盖板；6-背光板；7-运动定位装置；8-CCD相机；9-导轨夹紧装置；10-本专利所述像素当量标定装置；11-图像采集、光源控制及图像处理装置。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步地描述。

如图1、2所示，标定装置包括托架1、压板2、玻璃标定板3、胶圈4、后盖板5和背光板6。压板2是中间开口的方板；托架1是两侧设有伸出翅片、中间开口的方板；玻璃标定板3、后盖板5和背光板6都为方形结构；托架1的前面和后面分别设有压板2后盖板5，压板2后设有玻璃标定板3，背光板6位于后盖板5前面和玻璃标定板3后面，背光板6与玻璃标定板3通过两端的胶圈4分隔，保持10mm的间距，玻璃标定板3、胶圈4和背光板6都安装在托架1内，其中玻璃标定板3放置在胶圈4内，后盖板5和压板2通过螺钉分别固接在托架1上。后盖板5放在托架1后面，用于固定背光板6。如图2所示，压板2压紧固定玻璃标定板3，锁紧在托架1上，在胶圈4支撑和压板2压紧下，玻璃标定板3的上表面与托架1的上表面平齐；背光板6是LED光源，发白色均匀的光，从底部照射玻璃标定板3，由于相机在玻璃标定板上方取像，因此相机拍摄到的是玻璃标定板3的背光图像。玻璃标定板3是在玻璃基板上，刻画出尺寸精确的矩形、圆形和刻度线等图案，标定板3上的图案、刻度线尺寸已知。标定板的作用是给图像系统提供一个尺寸已知的实物基准，以便计算出图像每个像素与实际物体的尺寸之间的关系，也就是计算出每个像素代表多少微米。

如图3所示，典型的自动光学检测设备包括相机8，图像采集、光源控制及图像处理装置11，运动定位装置7，传送导轨及顶板装置9。图像采集、光源控制及图像处理装置11是由图像采集卡、运动控制器、图像处理模块、光源控制器与通用计算机(CPU)组成，光源控制器与像素当量标定装置10的背光板6连接，为背光板6提供电源；图像采集卡控制相机采集图像，并把图像传回计算机；图像处理软件对采集的图像进行分析。运动控制器与运动定位装置7连接，相机8安装在运动定位装置7上。采集图像时，按照指定的坐标信息，运动定位装置7将相机8送入到标定板上的指定位置，图像采集卡控制相机8连续采集指定的标定图案的图像。

像素当量标定软件运行在自动光学检测设备的计算机上。如图3所示，应用本装置进行像素标定时，将标定装置10的托架1两侧伸出的翅片放置在自动光学检测设备的PCB检测位置上(传送导轨中部)，令顶板装置9的气缸动作，把标定装置向上压紧。点亮标定装置的背光板6，将设备的相机移动到标定装置10上方；开始标定后，图像处理软件驱动相机连续拍摄，通过标定软件的图像界面上观察，移动设备的相机位置令指定的标定图案进入视场的中间区域，微调背光板6的光亮度令标定图案成像清晰；相机连续拍摄玻璃标定板3上的指定图案的图像，像素当量标定软件自动搜索标定图案，并校正标定图案的旋转角度，检测出图像中标定图案的边缘，并数出图像中边缘之间的像素数目，并根据实际标定长度实时计算出并显示出当前的像素当量；操作员根据当前像素当量的变化方向和预定的像素当量值，微调镜头的焦距直到像素当量满足要求。

本实用新型的像素当量标定装置具有背光照明光源，避免了前向照明的阴影问题，拍摄到的图像具有较高的对比度，图案边缘清晰。像素当量标定软件，能够自动搜索并测量并显示标定图案的像素当量，借助于该装置和软件，像素当量标定过程变得简单快捷且准确可靠。

以上所述仅为本实用新型较佳的可行实施例，并非因此限定本实用新型的保护范围，故凡应用本实用新型说明书或附图内容所进行的等效结构变化，均包含于本实用新型保护范围内。

Claims (3)

1.一种用于图像系统像素当量标定的装置，其特征在于包括托架、压板、玻璃标定板、胶圈、后盖板和背光板；压板(2)是中间开口的方板；托架(1)是两侧设有伸出翅片、中间开口的方板；玻璃标定板(3)、后盖板(5)和背光板(6)都为方形结构；托架(1)的前面和后面分别设有压板(2)后盖板(5)，压板(2)后设有玻璃标定板(3)，背光板(6)位于后盖板(5)前面和玻璃标定板(3)后面，背光板(6)与玻璃标定板(3)通过两端的胶圈(4)分隔，保持10mm的间距，玻璃标定板(3)、胶圈(4)和背光板(6)都设置在托架(1)内，其中玻璃标定板(3)放置在胶圈(4)内，后盖板(5)和压板(2)固接。

2.根据权利要求1所述的用于图像系统像素当量标定的装置，其特征在于后盖板(5)和压板(2)通过螺钉固接。

3.根据权利要求1所述的用于图像系统像素当量标定的装置，其特征在于玻璃标定板(3)的上表面与托架(1)的上表面平齐。

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