CN2938734Y

CN2938734Y - 一种用于基准测量和锡膏印刷检查的图像采集装置

Info

Publication number: CN2938734Y
Application number: CN 200620062837
Authority: CN
Inventors: 邝泳聪; 张宪民; 卢盛林; 吴晖辉; 李华会
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2006-08-14
Filing date: 2006-08-14
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2016-08-14

Abstract

本实用新型公开了一种用于基准测量和锡膏印刷检查的图像采集装置，包括低角度环形光源、两个光源，两个分光镜、一个反光镜，成像透镜和图像传感器，反射镜是两面反射的反射镜，两个光源与分光镜构成同轴光源且在同一轴线上，分别位于反射镜的两侧；成像透镜和图像传感器分别为两个，两个成像透镜同向平行放置，位于同轴光源轴线的两条垂直线上，两成像透镜位于图像传感器与同轴光源之间；低角度环形光源的安装位置使照射电路板的同轴光源的出射光束经反射镜反射穿过低角度环形光源的中心孔照射到电路板上。该图像采集装置具有向上和向下的两个独立光路，可分别采集钢网和电路板的图像，光路调整容易，图像采集速度快。

Description

一种用于基准测量和锡膏印刷检查的图像采集装置

技术领域

本实用新型涉及一种图像采集装置，特别是涉及一种用于基准测量和锡膏印刷检查的图像采集装置；具体是指用于钢网印刷工艺的电路板锡膏印刷过程中，钢网和电路板的基准测量和锡膏印刷过程中钢网及电路板检查的图像采集装置。

背景技术

在采用钢网印刷工艺的电路板锡膏印刷过程中，要将锡膏准确印刷到电路板上，需要将电路板上要印刷的部位与钢网上的开孔准确对准。钢网和电路板的对准一般采用基准对准的方法，就是说在钢网和电路板上做上标记，在加工上保证当两者对应的标记对准时，电路板和钢网上要印刷的部位即与钢网上的开孔对准。最简单的基准对准方法是机械定位，该方法的基准是电路板上特别加工的定位孔，印刷机上使用一个或是几个气缸活塞机构，定位时将活塞的撞杆插入PCB的定位孔内以达到定位的目的。其缺点是定位精度差，速度慢，由于不同的PCB的定位孔径不同，有的甚至没有定位孔，因此该方法适应差，难以适应SMT生产的高密度、高产出和高精度的发展趋势，目前该技术已逐步被淘汰。

随着电子元器件向片式化、微型化、高密度等方向发展，对锡膏印刷机的印刷精度、速度和可靠性的要求越来越高。当前在高密度电路板的SMT生产线中，大部分的缺陷来自锡膏的印刷不良。锡膏印刷质量检查的主要采用人工方法，但人工视觉检查存在主观性强，可重复性差，视觉疲劳易带来误判和漏检等问题。人工视觉检查已经难以满足SMT生产线的配套检测要求。

采用机器视觉技术的锡膏印刷机可以同时实现基准高速高精度对准、印刷过程中印刷质量检查。目前该类型的锡膏印刷机的图像采集装置一般包括低角度环形光源、两个光源，一个分光镜、一个反光镜、一个成像透镜、一个图像传感器。工作时，位于不同水平面的两个光源中的任意一个发光，光源经分光镜照射照射钢网或电路板，然后反射回分光镜，再经反光镜光束折射到成像透镜，最后在图像传感器上成像，这样获得的图像是电路板和钢网图像的叠加，通过分析图像，可以得出定位信息。也可以通过分时控制光源的开关，从而分时拍摄到钢网及PCB的图像。该方法的优点是光路简单和成本低，但光路调整比较困难，同时采集图像时图像分析算法复杂，而分时采集图像则比较耗时，也存在少量重影；而且装置在向上和向下光路方向上尺寸较大，这样基准对准和印刷检查时电路板和钢网之间距离相应也较大。

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，提供一种具有两个独立光路，光路调整容易，图像采集速度快，获得的图像清晰，结构紧凑的钢网和电路板基准测量及锡膏印刷过程检查的图像采集装置。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

一种用于基准测量和锡膏印刷检查的图像采集装置，包括位于安装本体底面照射电路板以提供侧向照明的低角度环形光源、位于安装本体底面相对面的两个光源，两个分光镜、反光镜，成像透镜和图像传感器；所述反射镜是两面反射的反射镜，两个光源与分光镜构成同轴光源且在同一轴线上，分别位于反射镜的两侧；所述成像透镜和图像传感器分别为两个，两个成像透镜同向平行放置，位于同轴光源轴线的两条垂直线上，两成像透镜位于图像传感器与同轴光源之间，一个成像透镜和图像传感器用来获取钢网的图像；另一个成像透镜和图像传感器用来获取电路板的图像；低角度环形光源的安装位置使照射电路板的同轴光源的出射光束经反射镜反射穿过低角度环形光源的中心孔照射到电路板上。

所述反射镜是由两个镀有反射膜的等腰直角棱镜组成，两个棱镜的反射面平行，且紧贴在一起。所述反射镜也可是两面都镀有反射膜的镜片。

所述低角度环形光源为低角度LED环形光源。

所述同轴光源是由独立的LED发光装置和分光镜构成。

所述图像传感器为模拟或数字的CCD相机。

所述安装本体是指本实用新型用于基准测量和锡膏印刷检查的图像采集装置安装的基体，为一个T型结构。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本实用新型涉及的图像采集装置具有向上和向下的两个独立光路，分别采集钢网朝下和电路板朝上侧的图像，光路调整容易，图像采集速度快；整个装置安装在一个T型结构的本体上，两路图像传感器同向平行放置，具有结构紧凑易于实现等特点。

附图说明

图1是本实用新型图像采集装置的俯视图；

图2是本实用新型图像采集装置工作过程的正视图；

图3是本实用新型图像采集装置仰视图；

图4是实施例中图像采集装置与图像采集控制及处理装置和定位装置构成结构示意图。

图中示出：1和5-LED光源；2和4-分光镜；3-两面都可以反射的反射镜；6和9-成像透镜；7和8-图像传感器；10-本体；11-由LED光源5和分光镜4构成的同轴光源；12-由LED光源1和分光镜2构成的同轴光源；13-低角度LED环形光源；14-电路板；15-钢网；16-定位装置；17-图像采集控制及处理装置。

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例对本实用新型作进一步地描述。

如图1、2、3所示，一种用于基准测量和锡膏印刷检查的图像采集装置包括位于安装T型结构本体10一面的照射电路板14以提供侧向照射光源的低角度LED环形光源13、位于安装本体10另一面的两个同轴光源11、12，反光镜3，成像透镜9和图像传感器8，反射镜3是两面反射的反射镜，反射镜3由两个镀有反射膜的等腰直角棱镜组成，两个反射面平行，且紧贴在一起。反射镜3也可以采用两面都镀有反射膜的镜片；两个同轴光源11、12位于同一轴线上构成同轴光源，分别位于反射镜3的两侧，共同位于T型结构本体10的横向。同轴光源11由独立的LED光源1和分光镜2组成，同轴光源12由独立的LED光源5和分光镜4组成；同轴光源11和同轴光源12的出射光束的中心线在同一直线上，从相对的方向分别照射反光镜3的上下两个反射面。成像透镜和图像传感器分别为两个，两个图像传感器7、8同向平行放置，位于同轴光源11、12轴线的两条垂直线上，两成像透镜6、9分别位于图像传感器7、8与同轴光源11、12之间，共同位于T型结构本体10的纵向；一个成像透镜9和图像传感器8用来获取钢网15的图像；另一个成像透镜6和图像传感器7用来获取电路板的图像；图像传感器7、8采用模拟式CCD相机；在该实施例中，图像传感器7、8也可采用数字式CCD相机。通过同轴光源11、12的光轴与图像传感器8、9的光轴垂直；低角度LED环形光源的安装位置使照射电路板14的同轴光源11的出射光束经反射镜3反射穿过低角度LED环形光源3的中心孔照射到电路板14上。

如图4所示，为了配合本实用新型的图像采集装置工作，还需图像采集控制及处理装置17和定位装置16。图像采集控制及处理装置17是由摄像控制器、图像采集卡、定位控制器和图像处理模块与通用计算机和存储器组成。其中摄像控制器分别与本实用新型的图像采集装置的LED光源1、5以及图像传感器7、8的视频接口连接，分别控制LED光源1、5的照明，并控制图像传感器7、8的CCD图像同步采集。图像采集卡与图像传感器7、8的连接，将两路CCD图像视频信号转换成数字信号。定位装置控制器与定位装置16连接，本实用新型的图像采集装置安装在定位装置16上，定位装置16是带有动力装置(马达)，可在水平面上运动的结构。采集图像时，按照指定的坐标信息，定位装置16将图像采集装置10送入钢网15和电路板14之间的指定位置，图像采集装置10同时采集钢网朝向电路板侧和电路板朝向钢网侧的图像，也可以只采集电路板或钢网的图像，图像采集过程由程序自动控制完成，采集的图像和处理结果保存在存储器内。

应用本实用新型的用于基准测量和锡膏印刷检查的图像采集装置时，LED光源1、5发射的光源分别经分光镜2、4到可两面反射的反射镜3，再分别照射到电路板14和钢网15上，光线反射到反射镜3，再分别经分光镜2和4，分别到成像透镜6、9，最后分别到图像传感器7、8。其中，照射电路板14的同轴光源11的出射光束经反射镜3反射穿过低角度LED环形光源3的中心孔照射到电路板14上。

当用于基准测量时，通过本实用新型的图像采集装置，可分别采集到位于电路板14和钢网15上的基准点的图像，经图像采集卡转换成数字信号输入计算机，可计算两个基准点的坐标，并进行进一步的偏差分析，进而可以实现基准高速高精度对准。

当用于锡膏印刷检查时，通过本实用新型的图像采集装置，可分别采集电路板14和钢网15图像，经过图像采集卡将采集的图像信号转换成数字信号，输入计算机，并与计算机内保存的标准模板信息进行比较，从而可检查电路板的锡膏印刷质量和钢网的网孔堵塞程度。

本实用新型的图像采集装置具有向上和向下的两个独立光路，分别采集钢网下侧和电路板上侧的图像。光路调整方便，易获得清晰图像，且具有较高的图像采集速度；两路图像传感器同向平行放置，整个装置安装在一个T型本体上，结构紧凑。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，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

1、一种用于基准测量和锡膏印刷检查的图像采集装置，包括位于安装本体底面照射电路板以提供侧向照明的低角度环形光源、位于安装本体底面相对面的两个光源，两个分光镜、反光镜，成像透镜和图像传感器，其特征在于，所述反射镜是两面反射的反射镜，两个光源与分光镜构成同轴光源且在同一轴线上，分别位于反射镜的两侧；所述成像透镜和图像传感器分别为两个，两个成像透镜同向平行放置，位于同轴光源轴线的两条垂直线上，两成像透镜位于图像传感器与同轴光源之间，一个成像透镜和图像传感器用来获取钢网的图像；另一个成像透镜和图像传感器用来获取电路板的图像；低角度环形光源的安装位置使照射电路板的同轴光源的出射光束经反射镜反射穿过低角度环形光源的中心孔照射到电路板上。

2、根据权利要求1所述用于基准测量和锡膏印刷检查的图像采集装置，其特征在于，所述反射镜是由两个镀有反射膜的等腰直角棱镜组成，两个棱镜的反射面平行，且紧贴在一起。

3、根据权利要求1所述用于基准测量和锡膏印刷检查的图像采集装置，其特征在于，所述反射镜为两面都镀有反射膜的镜片。

4、根据权利要求1所述用于基准测量和锡膏印刷检查的图像采集装置，其特征在于，所述低角度环形光源为低角度LED环形光源。

5、根据权利要求1所述用于基准测量和锡膏印刷检查的图像采集装置，其特征在于所述同轴光源是由独立的LED光源和分光镜构成。

6、根据权利要求1所述用于基准测量和锡膏印刷检查的图像采集装置，其特征在于所述安装本体为一个T型结构。

7、根据权利要求1所述用于基准测量和锡膏印刷检查的图像采集装置，其特征在于所述图像传感器为模拟或数字的CCD相机。