CN203908967U - 取像装置及光学检测设备 - Google Patents

Abstract

一种光学检测设备和取像装置，该光学检测设备包含一机台本体及一设置于该机台本体上的取像装置。该取像装置包含一分光镜、一同轴光源、一近红外线侧光源及一光学取像单元。该同轴光源沿一第一光学轴朝该分光镜发射一第一光线。该近红外线侧光源沿一第二光学轴朝该待检测平面发射一第二光线。该第二光学轴与垂直该待检测平面的法线夹一入射角，其范围为45至65度。该光学取像单元撷取经该分光镜反射至该印刷电路板，并由该印刷电路板反射后再经该分光镜透射的该第一光线，及撷取经该印刷电路板反射后再经该分光镜透射的该第二光线，取得该印刷电路板的待检测平面的影像。

Description

取像装置及光学检测设备

技术领域

本实用新型涉及一种取像装置，特别是涉及一种应用于光学检测设备的取像装置。

背景技术

如图1所示，一种现有光学检测设备中的取像装置，包含一同轴光源11、一分光镜12、一可见光侧光源13及一取像单元14。

该光学检测设备的态样可为一线扫描检测设备；其中，该同轴光源11为一面光源，其所发射的光线先经该分光镜12反射至该印刷电路板15，并自该印刷电路板15反射后再经由该分光镜12透射而到达该取像单元14。该可见光侧光源13为一线光源，其所发射的光线先经由该分光镜12的透射而到达该印刷电路板15，并自该印刷电路板15反射后再经由该分光镜12透射而到达该取像单元14。

该取像单元14进而撷取由该同轴光源11及该可见光侧光源13通过该印刷电路板15所反射而来的光线，据以产生一待检测影像。

当该光学检测设备通过软件检测该待测影像时，由于印刷电路板15的待检测平面151上具有一层绿漆，使得印刷电路板15上被绿漆盖住的线路的布局不明显；因此，在印刷电路板15被绿漆覆盖情况下，由该取像单元14撷取产生的待检测影像，如图2(A)、图2(B)所示，为从不同样本的印刷电路板15上所取得的待检测影像局部画面，即，第一待检测影像16及第二待检测影像17；其中，可以明显地观察出该第一待检测影像16及第二待检测影像17中的绿漆区161、171所呈现印刷电路板15的线路布局与绿漆间对比度不明显；此外，在第二待检测影像17中的金面区172也容易出现过曝的情况。

因此，现有光学检测设备无法在单次扫描下通过软件从待检测影像精确检测出印刷电路板15上的金面(PAD)上的颗粒或瑕疵；也无法精确分辨印刷电路板15上的绿漆线路布局及线路开路或短路的情况，往往容易造成漏检或误判。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种取像装置，其所取得的影像能清楚呈现印刷电路板金面上的颗粒或瑕疵，以及呈现印刷电路板被绿漆覆盖下的线路布局、开路短路的情况。

本实用新型取像装置，应用于一光学检测设备，而撷取一印刷电路板的一待检测平面的影像，该取像装置包含一分光镜、一同轴光源、一近红外线侧光源及一光学取像单元。

该同轴光源沿一第一光学轴朝该分光镜发射一第一光线，该同轴光源还包括一发光表面，且该发光表面与该分光镜夹一锐角，该锐角开口朝该待检测平面。

该近红外线侧光源沿一第二光学轴朝该待检测平面发射一第二光线，该第二光学轴与垂直该待检测平面的法线夹一入射角，该入射角的范围为自45至65度。

该光学取像单元用于撷取经该分光镜反射至该印刷电路板，并由该印刷电路板反射后再经该分光镜透射的该第一光线，及撷取经该印刷电路板反射后再经该分光镜透射的该第二光线，借以取得该印刷电路板的该待检测平面的影像。

本实用新型的取像装置，该同轴光源的该发光表面与该分光镜所夹的该锐角为45度。

本实用新型的取像装置，该第二光学轴与垂直该待检测平面的法线所夹的该入射角为60度。

本实用新型的取像装置，该第二光线波长为850nm的近红外光。

本实用新型的取像装置，该取像装置还包含一与该同轴光源及该近红外线侧光源电连接的一控制单元，用于切换该同轴光源及该近红外线侧光源同时发射该第一光线及该第二光线。

本实用新型的另一目的在于提供一种光学检测设备。

本实用新型光学检测设备，适用于检测一印刷电路板的一待检测平面的影像，该光学检测设备包含一机台本体及一设置于该机台本体上的取像装置。

该取像装置包括一分光镜、一同轴光源、一近红外线侧光源及一光学取像单元。

该同轴光源沿一第一光学轴朝该分光镜发射一第一光线，该同轴光源还包括一发光表面，且该发光表面与该分光镜夹一锐角，该锐角开口朝该待检测平面。

该近红外线侧光源沿一第二光学轴朝该待检测平面发射一第二光线，其中该第二光学轴与垂直该待检测平面的法线夹一入射角，该入射角的范围为自45至65度。

该光学取像单元用于撷取经该分光镜反射至该印刷电路板，并由该印刷电路板反射后再经该分光镜透射的该第一光线，及撷取经该印刷电路板反射后再经该分光镜透射的该第二光线，借以取得该印刷电路板的该待检测平面的影像。

本实用新型的光学检测设备，该同轴光源的该发光表面与该分光镜所夹的该锐角为45度。

本实用新型的光学检测设备，该第二光学轴与垂直该待检测平面的法线所夹的该入射角为60度。

本实用新型的光学检测设备，该第二光线波长为850nm的近红外光。

本实用新型的光学检测设备，该取像装置还包含一与该同轴光源及该近红外线侧光源电连接的一控制单元，用于切换该同轴光源及该近红外线侧光源同时发射该第一光线及该第二光线。

本实用新型的有益效果在于：利用近红外线侧光源的使用有助于在该印刷电路板的该待检测平面的影像中提升绿漆与线路间的对比度，并在45至65度的入射角范围下，避免该印刷电路板的金面影像产生过曝的情形，在此情况下可以有效地让光学检测设备在单次扫描条件下，增强印刷电路板上的金面上的颗粒或瑕疵及绿漆线路布局及线路开路或短路的检测能力。

附图说明

图1是一装置配置示意图，说明现有技术的一种光学检测设备中的取像装置，其使用一同轴光源及一可见光侧光源；

图2(A)、图2(B)是一影像图，说明现有技术中从不同样本的印刷电路板上所取得的局部画面；

图3是一装置配置示意图，说明本实用新型用于光学检测设备的取像装置的一较佳实施例；

图4是一光路示意图，说明该较佳实施例使用一同轴光源及一近红外线侧光源；

图5是一方块图，说明该较佳实施例的一近红外线侧光源及该近红外线侧光源电连接的一控制单元；以及

图6(A)、图6(B)是一影像图，说明该较佳实施例从不同样本的印刷电路板上所取得的局部画面。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。

参阅图3至图4，本实用新型用于光学检测设备的取像装置的一较佳实施例，适用于撷取一印刷电路板3的一待检测平面31的影像；该取像装置包含位于该印刷电路板3的一侧的一同轴光源21、一分光镜22、一近红外线侧光源23、一光学取像单元24。

在本较佳实施例中，该光学检测设备(图未示)是为一线扫描检测设备，但不限于此，且该印刷电路板3的待检测平面31是以绿漆涂布于其上，并具有金面部分、绿漆部分及绿漆线路部分。

请参照图3所示，该同轴光源21为面光源，沿一第一光学轴L1朝该分光镜22发射一第一光线，并且该同轴光源21还包括一发光表面211，其中该发光表面211与该分光镜22夹一锐角θ，且该锐角θ开口朝该印刷电路板3的待检测平面31。

在本较佳实施例中，该分光镜22与该同轴光源21两者间所夹的锐角θ为45度角，且该第一光学轴L1平行于该印刷电路板3的待检测平面31，使待检测平面31可正向反射由该同轴光源21通过该分光镜22反射而来的光。

该近红外线侧光源23沿一第二光学轴L2朝该待检测平面31发射一第二光线。其中，该第二光学轴L2与垂直该印刷电路板3的待检测平面31的法线N夹一入射角δ，该入射角δ的范围为自45至65度。

该光学取像单元24的态样为可取得近红外光讯号的CCD或CMOS影像传感器，用于沿该法线N撷取经该分光镜22反射至该印刷电路板3，并由该印刷电路板3反射后再经该分光镜22透射的该第一光线，及撷取经该印刷电路板3反射后再经该分光镜22透射的该第二光线，借以取得该印刷电路板3上的该待检测平面31的影像。

由于近红外光的光线强度相较于可见光的强度来的小，因此，相较于现有技术，本实用新型的该近红外线侧光源23在发射该第二光线至该印刷电路板3时，不须经由该分光镜22的透射，而直接到达该印刷电路板3。

参阅图3与图5，本实用新型的取像装置还包含一控制单元25，其中该控制单元25与该同轴光源21及该近红外线侧光源23电连接，用于切换该近红外线侧光源23及该同轴光源21同时发射该第一光线及该第二光线。

在本较佳实施例中，该入射角δ的角度数值可为下列角度的其中一者，即，45度、46度、47度、48度、49度、50度、51度、52度、53度、54度、55度、56度、57度、58度、59度、60度、61度、62度、63度、64度、65度；其根据实验及测试结果，该入射角δ的最佳角度为60度；该第二光线波长为850nm的近红外光，但不限于此，其波长也可为其他配合该光学取像单元24可取像范围的波长。

参考图6(A)、图6(B)，其为通过本实用新型取像装置从不同样本的印刷电路板3所取得相关于该印刷电路板3上的该待检测平面31的局部影像，即，第一待检测影像41及第二待检测影像42。且从上述二张影像中所呈现的绿漆区411、421可以精确地呈现相关印刷电路板3的由绿漆覆盖下的线路布局，此外，在第二待检测影像42中的金面区422中也可精确的检测出分布于该金面上的颗粒甚至瑕疵。

值得一提的是，当该近红外线侧光源23的第二光学轴L2与垂直该印刷电路板3的待检测平面31的法线N所夹的该入射角δ的角度越小(如小于45度)时，该近红外线侧光源23的光的反射强度则越大，因而容易导致该印刷电路板3的金面部分造成过曝的情形越加明显(即，使该待检测平面31的影像中的金面部分的像素值接近或到达255)，而无法精确的检测出金面部分上的异物或缺陷。

本实用新型还提出一种光学检测设备，适用于检测印刷电路板3的待检测平面31的影像，与前述不同的地方在于，光学检测设备除了包含一取像装置外，还包括一机台本体(图中未式)，前述的取像装置即设置于该机台本体上，其中机台本体除可设置取像装置，还可设置其他装置，例如，用于传送印刷电路板3的传送带、机械手臂或是承载印刷电路板3的载台等。前所述的机台本体并非以此为限，机台本体当可视检测需求而设置其他装置。

综上所述，本实用新型通过近红外线侧光源23的使用有助于在该印刷电路板3的该待检测平面31的影像中提升绿漆与线路间的对比度，并在45至65度的入射角范围下，避免该印刷电路板3的金面影像产生过曝的情形，在此情况下可以有效地让光学检测设备在单次扫描条件下，增强印刷电路板3上的金面上的颗粒或瑕疵及绿漆线路布局及线路开路或短路的检测能力，所以确实能达成本实用新型的目的。

Claims (10)

1.一种取像装置，应用于一光学检测设备，而撷取一印刷电路板的一待检测平面的影像；其特征在于该取像装置包含：

一分光镜：

一同轴光源，沿一第一光学轴朝该分光镜发射一第一光线，该同轴光源还包括一发光表面，且该发光表面与该分光镜夹一锐角，该锐角开口朝该待检测平面；

一近红外线侧光源，沿一第二光学轴朝该待检测平面发射一第二光线，该第二光学轴与垂直该待检测平面的法线夹一入射角，该入射角的范围为自45至65度；以及

一光学取像单元，用于撷取经该分光镜反射至该印刷电路板，并由该印刷电路板反射后再经该分光镜透射的该第一光线，及撷取经该印刷电路板反射后再经该分光镜透射的该第二光线，借以取得该印刷电路板的该待检测平面的影像。

2.根据权利要求1所述的取像装置，其特征在于：该同轴光源的该发光表面与该分光镜所夹的该锐角为45度。

3.根据权利要求1所述的取像装置，其特征在于：该第二光学轴与垂直该待检测平面的法线所夹的该入射角为60度。

4.根据权利要求1所述的取像装置，其特征在于：该第二光线波长为850nm的近红外光。

5.根据权利要求1所述的取像装置，其特征在于：该取像装置还包含一与该同轴光源及该近红外线侧光源电连接的一控制单元，用于切换该同轴光源及该近红外线侧光源同时发射该第一光线及该第二光线。

6.一种光学检测设备，适用于检测一印刷电路板的一待检测平面的影像，该光学检测设备包含一机台本体；其特征在于：

该光学检测设备还包含一设置于该机台本体上的取像装置，该取像装置包括：

一分光镜；

一同轴光源，沿一第一光学轴朝该分光镜发射一第一光线，该同轴光源还包括一发光表面，且该发光表面与该分光镜夹一锐角，该锐角开口朝该待检测平面；

一近红外线侧光源，沿一第二光学轴朝该待检测平面发射一第二光线，该第二光学轴与垂直该待检测平面的法线夹一入射角，该入射角的范围为自45至65度；以及

一光学取像单元，用于撷取经该分光镜反射至该印刷电路板，并由该印刷电路板反射后再经该分光镜透射的该第一光线，及撷取经该印刷电路板反射后再经该分光镜透射的该第二光线，借以取得该印刷电路板的该待检测平面的影像。

7.根据权利要求6所述的光学检测设备，其特征在于：该同轴光源的该发光表面与该分光镜所夹的该锐角为45度。

8.根据权利要求6所述的光学检测设备，其特征在于：该第二光学轴与垂直该待检测平面的法线所夹的该入射角为60度。

9.根据权利要求6所述的光学检测设备，其特征在于：该第二光线波长为850nm的近红外光。

10.根据权利要求6所述的光学检测设备，其特征在于：该取像装置还包含一与该同轴光源及该近红外线侧光源电连接的一控制单元，用于切换该同轴光源及该近红外线侧光源同时发射该第一光线及该第二光线。