TW389833B - Illumination for inspecting surfaces of articles - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（1 ) 發明範園 本發明係關於物體表面之目視檢查，及更特別係關於供 自動光學檢視球式柵極排列基板，導線構架及印刷電路板 之照明器。 發明背景 自動光學檢視時，用於照明物禮上大致平坦之圖樣表 面，如印刷電路板，球式柵極排列基板（BGAs )，標線， 半導體及其他物體上之電路的裝置與方法，係眾所周知之 技藝。 自動光學檢視大致平坦之圖樣表面，如印刷電路板，球 式拇極排列基板之電路時’於該物體在一如CCD或TDI脖 相機之感應器下方傳遞之際，該表面係藉寬光讀之強照度 照明。傳統上，該感應器係獲得經掃瞄該.表面所得之灰色 電平圖象。在一物體表面上現顯之不同材料係各具有不同 之反射特性及不同強度之反射照度。例如，界定導體之 銅，鍍於導體上之各種金屬，及基板本身係各具有不同之 反射特性。圖象之反射強度係受感應及自動處理與分析， 以決定該表面上出現之圖樣缺點。 受檢電路之表面，雖呈大致平坦，但通常係呈現地貌狀 之突出’此係導體橫截面構型以及該表面微結構所造成之 結果。通常，極強照度之照射於一受檢物體表面時，係採 一立體角方式，以減少地貌狀突出之負面影嚮。 相信下述專利係可代表用於檢視，如e 7叩刷電路板 (PCBs)，球式柵極排列基板（BGAs)，標線，车道础μ 夺體等， -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

•^裝--------訂•丨丨I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _ B7_______ 五、發明說明（2 ) 大致平坦圖樣物體表面之最新高強照度技藝： 頒予Karasaki之美國編號4,421，410係説明_照明器，該 照明器包括一半片式反光鏡配置於一印刷線路板上方。集 中之光線係自該鏡反射及以垂直於該板表面之角度引導至 該線路板及自光纖發射之擴散光係同時以較大入射角導引 至該表面上。该表面上一線之影像係經該鏡傳至一感應 器。 頒予Chadwick之美國編號4,877,326專利係説明一高強照 度之照明器’該照明器具有擬郎伯照度聚焦於受檢物體表 面之一區域中。該照明器係包括一半片式反光鏡，第一， 第二及第三橢圓形柱體反光器及第―，第二及第三照明 器，所有反光器及照明器皆具有相互平行之延長軸線。其 中二反光器及二光源係彼此分開及以一大入射角之聚光照 射於該表面之上。該半片式反光鏡，第三反光器及第.三照 明器之配置係可反射沿一正交該表面轴線聚焦之光線，以 填充第一及第二反光器間之空隙。每一盞照明燈係皆位於 一反光器之一焦點處，及所照明區域係位於該反光器之第 二焦點處。第四與第五平面反光器係配置在第一，第二及 第三反光器之縱向端，及一感應器係藉通過半片式反光鏡 所反射之感應光線使該照明區域成像。

Orbotech公司之以色列編號81450專利係説明一結構相似 美國编號4，8 77，3 2 6專利之高強照度照明器，但其係用光纖 供應光源，及具有相當數量之孔，該孔係大致小於美國编 號4,877,326專利中所説明之孔。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) I.---..--------^--------^---------- (請先0讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 ____ 五、發明說明（3 ) 頒予Katzir之美國编號5,058,982專利係説明一包括一光 束分離正方體之高強照度照明器，及第一，第二，及第三 糖圓柱狀反光器，其中具有二反光器係彼此分開。經光纖 接收之光線係供應至每一反光器之一焦點處。該反光器係 定向，這樣，該各反光器之第二焦點係照明受檢表面之一 區域。一第三照明器及一聚光鏡頭之配置係引導光線通過 該光束分離器及沿一與受檢表面正交之軸線進入該表面。 一感應器係定向，以接收自該表面經該光束分離正方體所· 反射之光線》 頒予Katzir之美國編號5,153,668專利係説明一用以照明 物體表面上之一受檢區域的照明器，其中，照明係大致以 圓形對稱方式罩於一環繞與該表面.正交之光軸線所成之立 體角。一感應器係配置得可通過照明器間一空隙使該表面 成像。 頒予Koso之美國编號4,801，810專利係説明一橢圓形反光 器，該反光器係包括一約半橢圓柱體，其係用以照明印刷 電路板表面。該橢圓形柱體之軸線係傾斜於該印刷電路板_ 表面a 一照明燈係配置於該橢圓形反光器_聚焦之下方， 同時，該受照明區域係位於橢圓之另一聚焦處，一成像系 統係通過在反光器中形成之一孔使該受照區域成像。

Orbotech公司製造之lnspire™自動光學系统所採用及p c T 之PCT/IL98/00285專利申請書（未頒行）中說明之照明器係 一高強照度照明器’該照明器係包括一第一光源，以連續 之寬角度向一受檢物體表面發射光線及具有—阻擋元件， -6 - 本紙張尽度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -Λ裝------—丨訂--- 線「 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _______B7 _ 五、發明說明（4 ) 阻擋一部份照明連續角，使之形成二照明部份。一第二光 源係用以供應照明至受阻擔元件阻擒之區域。聚光裝置係 使照明集中於該物體之上。該照明係具有與法線所成之第 一角，及一影像感應器係以與法線所成之第二角處使物體 受照明區域成像。 沿一與受檢表面正交之假想軸線，使受檢表面成像之系 統通常係採用至少三組獨立之照明源β在採用少於三組照 明源之提供一立體角照明之系綠中，該表面係沿一與該表 面不成正交之轴線成像。 此外’沿一與受照表面正交之抽線照明與成像一受檢表 面的系統，其經光束分離裝置所獲之影像係會有不需要之 錯亂影像。 發明概述 本發明係關於提供圖樣物體自動光學檢視用之高強度照 明’其中二光源係共同提供一立體角之照明，及該角之立 體均勻性係可調整。 本發明一最佳實例之概念係使用二可調整之獨立照明源 提供一立體角照明，以照明一物體表面上一區域，其中至 少一照明源之轴線係大致正交於該表面。該受照明區.域最 好係藉一感應器成像，該感應器之成像軸線係也大致正交 於該表面。 根據本發明一最佳實例之另一概念，一受檢物體之一區 域係用一第一照明器照明，該第一照明器包括一反光表 面，在該表面與該受檢區域重疊之處具有孔。該區域之補 本紙張尺度適用中國囷家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） I.-------------C"' 裝--------1T---------線「'Γ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明（5 ) 充照明係經該孔提供及一感應器藉通過該孔反射之感應光 線使該受檢區域成像。 根據本發明一最佳實例之另一概念係提供一成像系統， 在該系統中，以一立體角照明之物體表面係照明於一線， 及其中一感應器係以避免自該區域通過一光束分離器或一 至感應器途中之部份反光鏡傳遞反射光線的方式使該受照 明區域成像。 一部份反射之平面鏡最好係以一正交該表面之假想軸線 定向。照明係藉該部份反射平面鏡之傳遞而沿正交該表面 之轴線提供照明。自該表面反射之光線係藉該部份反射平 面鏡反射至該感應器供該表面成像之用。 根據本發明一最佳實例之另一概念係提供一照明器，以 於自動光學檢視時，照明一物體表面上之線性區域。該照 明器係以多處照明源提供一廣角之照明。至少一照明源係 提供沿一大致正交該表面之轴線之照明。自該照明源之照 明係通過一光學元件，該光學元件可沿象散轴線引入象散 至該照明中，該象散係大致與該線性區域共線，因而，減 低沿受照線性區域之照度。 本發明一最佳實例之另一概念係提供以廣角照明一基板 表面上一線性區域之照明器。照明係藉複數光源提供，其 中一第一照明源係提供沿一大致正交於一物體表面軸線之 照明。該第一照明源提供之照明係通過一光學總成，該總 成係可引導象散進入該第一照明源所提供照明之内。該象 散係朝向一大致與受照明之線性區域共線之軸線。最好係 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公爱） -L----------^ I------til------1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明說明（6 ) 具有-影像感應器以使至少部份沿一正交該物體表面轴線 之該受照明線性區域成像。 ,根據本發明一最佳實例之另—概念係提供一大致擬遠心 成像系統，以於自動光學檢視時，使—物體表面上—區域 成像。該系統係包括可同時操作之複數鏡頭及感應器，以 獲得相互重*區域之複數影像。任何成像軸線與該表面法 線所成之最大角度最好係小於5。，但以小於3 7。爲最佳。 至少一感應器之成像路徑最好係藉一折射鏡折射，該折射 鏡係位在鄰近其他感應器成像路徑腰部之區域中。 根據本發明之另一概念係提供—用以自動檢視圖樣物體 之檢视系統’第一光譜範圍之照明係照明於物體一表面之 上及不同於第一範圍之第二光譜範圍照明係照明於與該物 體相對之表面上。感應器係用以感應光在第一光譜範圍内 反射之強度，及感應光灰第二光譜範園内傳遞之強度。物 體表面上之圖樣係根據第一光譜範圍反射光之強度檢視。 物體中想要之圖樣與不想要之孔的顯現係根據光在第二光 譜範圍内傳遞之強度檢視。 因此，根據本發明一最佳實例提供之一照明系統係至少 包括一反光器，該反光器係以與一物體表面上一位置成對 角方式配置，及包括第一與第二光源；該第一與該第二光 源係各提供一光輸出，自該第一與該第二光源之光輸出係 皆在該對角内照向一物體表面上之該位置，至少該光輸出 之一係藉該反光器反射。 根據本發明另一更進一步之最佳實例，該反光器係具有 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -".裝-------丨丨訂------ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____________B7________ 五、發明說明（7 ) —光傳遞區域，以使第一組之該第一與該第二光源的一光 輸出自該處通過。光傳遞區域最好係一在反光器中形成之 孔。照明系統最好係也包括一光學元件配置在第一組之該 第一與該第二光源與該孔之間，以引導第一组之該第一與 該第二光源的光輸出通過該孔。因此，該光學元件係至少 包括一反射面。 另一種照明系統係也可包括沿一伸延於該光學元件與一 物體表面上一位置間光學路徑配置之光學總成，以供引導 自物體表面上一位置反射之光線至一光感應器。光學總成 最好係可傳遞第一組之該第一與該第二光源的光輸出通過 該孔至物體表面上之一位置及反射自物體表面上該位置反 射之光。 另一種照明系統係也可包括一反射表面配置於第二組之 該第一與該第二光源與該反光器之間，以引導第二組之該 第一與該第二光源的光輸出至該反光器。 因此，根據本發明一最佳實例，該至少之一反光器係一 橢圓形反光器及第二组之該第一與該第二光源及物體表面 上之該位置係各位於或接近該橢圓形反光器之一聚焦處。 該至少之一反光器最好係包括二分離之反光器，該二反光 器共同界定爲一橢圓之一部份。分離之反光器最好係藉一 孔分離。 另一種方式係該第一與該第二光源各爲獨立可控制之光 源。 根據本發明一最佳實例係提供一照明系統，該照明系統 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Κ---------- - 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明（8 ) 包括一圓柱形反光器沿一第一縱軸線伸延及具有一沿縱軸 線伸延之軸向孔形成於其中，一第一長形光源係沿第二縱 軸線伸延’該第二縱軸線係大致平行於該第—縱軸線及其 配置係供照明該圓柱形反光器，這樣，第一長形光源之光 線係引導至一沿第三縱軸線之平面，該第三縱軸線係沿大 致平行於第一及第二縱軸線；一第二長形光源係沿第四縱 軸線伸延，該第四縱軸線係大致平行於該第一，第二及第 三縱軸線及其係相對該圓柱形反光器之軸向孔配置，這 樣，第二長形光源之光線係經該軸向孔引導至該大致沿第 三縱軸線之平面，及一光學元件係沿一光路徑配置於該第 二長形光源與該平面之間及係可使第二長形光源之光線通 過至該平面及自該平面反射光線至一光學感應器。 更進一步根據本發明一最佳實例係該第一長形光源包括 一長形發光元件及一長形反光器沿一第五縱軸線伸延，該 第五縱轴線係大致平行於第一，第二，第三及第四縱轴線 及該長形反光器係可反射該長形發光元件發射之光至該圓 柱形反光器。 根據本發明另一最佳實例係也提供一照明系統，該系統 包括至少二長形光源沿至少二光源之縱向光源軸線伸延， 每一該至少二長形光源之配置係可照明一大致沿一縱向照 明軸線之平面，該軸線係大致平行於該至少二光源縱向轴 線，及一光學元件係沿一光路徑配置於至少該至少二長形 光源之一及具有象散，該光學元件係可致使至少該至少二 長形光源之一所發射之光沿該縱向照明軸線減少。 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） L------------------t--------- (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 —----B7_____ 五、發明說明（9 ) 根據本發明另一最佳實例係也提供一照明系統，該系统 包括一供照明物體用之光源，及複數鏡頭；該複數鏡頭係 使自該物體反射至複數光線接收器之光源光線成像，因複 數鏡頭$大小不一及複數光線接收器之間隔不等，故複數 鏡頭不可排列於一單一之平面中，折射光學裝置係沿複數 鏡頭與複數光線接收器間之光線路徑配置，儘管其配置係 使複數鏡頭之一與對應複數光線接收器之一間的間隔不 同’但複數鏡頭之一與對應複數光線接收器之一間之光線 路徑則係大致相同。 更進一步根據本發明之一實例係提供焦距相同之複數鏡 頭。 複數鏡頭係可使物體上之部份重疊區域成像。 更進一步之根據本發明一實例係提供一檢視裝置，該裝 置包括第一及第二光源，供照明一具有反射特性之基板 用，該第一及第二光源係提供不同波長光譜之光輸出，及 至少一光接收器接收自該基板所反射該第一光源之光線及 接收經該基板傳遞之第二光源光線。 更進一步根據本發明之一實例係提供一成像裝置，該装 置包括一照明器’供照明物體表面上一區域用。複數感應 器係相連接於複數擬遠心鏡頭，及感應器與鏡頭係配置得 可使受照明區域之重疊部份同時成像。最好該部份之每一 部份的成像主光線偏離法線之角度係小於± 1 〇 〇，但以小· 於或等於3 . 5 °爲最佳。 圖式簡單説明 -12- ------------------------'___ 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公爱） i I.--------「裝--------訂---------4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 10 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 本發明係可由連同圖式之下述詳細説明完全明瞭，圖式 係包括： 川系説明根據本發明-最佳實例構造與操作之一 及成像系統簡圖： 、 圖2係'圖i所示照明及成像系統之侧視簡圖； 圖3二説明根據本發明一最佳實例’供複數鏡頭使受，昭 明區域相互重叠部份同時成像之—擬遠心成像、 圖4係圖3所示擬遠心成像系統之光線㈣簡_ 圖圖5及係圖3及圖1所示擬遠心成像系統之最佳實例側 圖“系說明使用根據本發明—最佳實例之 照明，使具有空隙的圖樣物體成像之一成像系統簡圖' 最佳實例詳細説明 參閲以簡圖説明根據本發明_最佳實例構造與 照明及成像系統!0之圖i ’及以側視簡圖說明圖]所亍 明及成像系統之圖2知，照明及成像系統1〇通常係由— 動光學檢視系統構成，該系統包括1硬體運作 一 像次系統，最好係包括如以色列編號mo”專利申笋 説明之次系統，及一如在本發明中 n ^ ^ ... 甲説明又以色列專利申 書所述，以軟體運作之第二成像處理次系統 r 之照明及成像系統係可用以檢視物體平坦表 上如電路（圖樣。該電路係包括：例如印刷電路板， 概極排列基板，多晶片模组及半導體等。其他可 示系統檢視之物體係包括如醫療 、圖 用 < 柊線，導線架構 13- 木紙張尺度適用Ί»國ϋ家標準（CNS)A4規格？21Q χ挪公爱 視 圍 照 成書請 面 球式 所 Γ — — — — — — — I I 1^) i — — — — — — ·1111111 ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 A7 _____B7 _ 五、發明說明（11 ) 及精密刻蚀之金屬基板。 照明及成像系統1 〇最好係照明受檢圖樣物體表面1 2之 一部伤。一第~反光器14，最妤具有一段橢圓形截面之柱 體，該反光器係面向表面12且與表面上之一部位13形成 一約±24。之對角，部位η係位在或接近該第—反光器14 之一第一聚焦處。反光器14係包括配置於中央之光傳遞區 域，該區域最好係與部位i 3重疊之一孔i 6。 一第一照明器！ 8係位在或接近該第一反光器1 4之一第 二聚焦處及其配置係可直接照明於反光器丨4之上進而自該 處照明於表面1 2之部位1 3上，並界定表面1 2之一線性照 明部份20。第一照明器18最好係包括一束8〇微米之光 纖’該光纖可自德國著名之生產i mm乘100 mm光纖發射 器Schott公司獲得。第一照明器1 8最好係一鹵素投射燈。 可拆射之第一照明器i 8所發射照明之一平面拆射鏡2 2 最好係配置在反光器1 6與第一照明器1 8之間，如圖1所 示0 一第二反光器2·4最好係一由柱體段形成且具有大致呈橢 圓形之截面及配置於孔16之上方，這樣，第二反光器24 之一第一聚焦即位於或接近線性照明部份2 0之處。 強度調整可與第一照明器1 8之強度調整分開之一第二照 明器26係配置在第二反光器24之一第二聚焦處，及直接 照明於第二反光器2 4之上以及自第二反光器2 4通過孔1 6 照明於線性照明部份2 0之上。第二反光器2 4及第二照明 器2 6之構型與配置最好係使第二照明器2 6之照明可稍漫 -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐〉 — — — — —— —--11^ i I I I I I I I I I I I I T (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 〜___B7___ _ 五、發明說明（12 ) 過孔16。結果係一部份由照明器18提供及部份由照明器 2 6提供之立體照明角充填於整個角α範園之内。 至少配置一感應器，但最好配置三成像感應器3〇，以經 孔16使線性照明部份20成像。最好係配置下述參照圖4至 圖6詳細説明之擬遠心成像光學裝置32。感應器係CCD或 T DI感應器’及最好係KLI 2103之紅’綠及藍色感應器， 以供獲得多色影像及輸出線性照明部份2〇紅，綠及藍色光 譜之反射強度。圖樣表面12最好係置於—浮台（未示出）之 上’於感應器3 0成像線性照明部份2 〇時，該浮台係可依 一掃瞄方向34在反光器14下方傳輸。 一光學元件4 0，最好係一高品質之平坦光傳遞平面平行 板，且與第二反光器24等長’該元件係配置於孔16與第 一反光器2 4之間’界定一光路徑’部份之該路徑係沿與表 面1 2正交之轴線4 2伸延，感應器3 0即以其使線性照明區 域20成像。光學元件40最好係配置得與表面12之平面成 45。角，及具有部份銀質表面44在其下方。最好光學元件 4 0係傳遞接收自第二照明器2 6經反光器2 4照射於線性照 明區域2 0之光線，並引導自線性照明區域2 〇反射之光線 至感應器3 0 〇 自前述可立即瞭解，本發明係使用二可分開調整之光源 提供一立體角強度照明至一工作件之一線性區域。第一照 明器1 8及第二照明器2 6係各提供沿軸線4 2之照明。第二 照明器2 6提供之立體角照明係窄於第一照明器18所提供 者。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公《 ) <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁》

-「裝-----I--訂---I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局貝工消f合作社印製 A7 B7 五、發明說明（13) 本發明之一特殊特徵係在光學元件4 〇具有二不同之功 能。其主要功能係以大致無象散之方式反射自線性照明區 域2 0接收之光線至感應器3 〇❹次要功能係引導象散經由 反光器2 4傳遞之光線在線性照明區域2 〇之上。象散係垂 直於線性照明區域2 0之縱軸線及自反光器2 4產生所需之 照明減弱。所需照明減弱之範圍係藉適當之方向與光學元 件40相對反光器24及表面12之厚度控制之。 參閲圖3知其係以簡圖説明根據本發明一最佳實例之以 複數鏡頭使相互重疊區域同時成像之一擬遠心成像系統。 用以自動光學檢視具有不平整表面形狀之表面的系統 中，即如印刷電路板’球式栅極排列基板，導線架構，標 線，及其他刻蝕之表面，通常係欲採用一具有高精確度之 遠心成像系統。一遠心成像系統係—在無限大焦距處具有 一入射光瞳之光學系統。在遠心成像系統中，自欲成像表 面上每一點射出之主要光線係大致平行於該光學系統之光 軸線。因此，在表面上所有之點係以相同之透視方式檢 視。爲達高遠心度，在該光學系統中之一鏡頭前的元件通 常係至少與其視域一樣大。 在傳統成像系統中，高遠心度通常係藉採用非常大且昂 貴之鏡頭獲得，以使整個區域成像，或藉複數較小而價廉 之鏡頭獲得，其中每一較小鏡頭各自使一相當小之區域成 像及該複數之鏡頭共同使整個區域成像。 因如前述遠心鏡頭體積之故，在傳統複數遠心鏡頭構型 中’各個鏡頭係彼此相間隔且使非相互重疊之區域成像。 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -l· I I I I----- -----^---— ίιι^ΛΪ 1 (靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7__ 五、發明說明（14) 因此，爲使一整個纟面成像係需多次掃猶該表面或使遠心 鏡頭成多排交錯排列。 4囷3所示 擬遠〜成像系統3 1 0係使用複數鏡頭同 時使相互重疊之區域成像，該複數鏡頭係根據本發明一最 佳實例配置。 擬遠心成像系統310係至少包括二，但以三或更多之紅 綠藍（RGB)感應器單元332 , 334及3 3 6，三者共同構成感 應器30(圖1)。在最佳實例中，三感應器332,334及336 t每一感應器係同時經個別鏡頭362，364及3 6 6沿表面丄2 (圖1)檢視對應之相互重叠檢視區域352，354，及.356。鏡 頭 362 ’ 364 及 3 6 6 最好係 Macrosimar 公司之 120mm，F5.6 鏡 頭。 感應器332 ’ 334及336及鏡頭362，364及366最好係配 置得可以重疊觀察區域352，354，及3 5 6之方式檢視線性 照明區域2 0 (圖1 )。可立即瞭解，僅落於線性照明區域 20之檢視區域352，354，及3 5 6係藉感應器332，334及 3 3 6成像。 爲解釋圖3所示結構’係應參考圖4，圖4係擬遠心成像 系統3 1 0之光學簡圖。圖中光線4 0 0係以對角点示之，以 求簡單清晰。在一如本發明之擬遠心成像系統中，自個別 檢視區域3 52 , 3 54，及356達感應器332, 334及336之主 光線與垂直於表面12 (圖1)之光軸線42 (圖丨）間之最大偏 差係應小於± 5 0，但以小於或等於± 3.7。爲最佳。 每一遠心鏡頭362，304及3 6 6最好係各由—安裝件固 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公笼） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -Λ裝--------訂·---- ή 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 £7_ _五、發明説明（15 ) 持，該安裝件係以號碼462，464及4 6 6代表之及各以與表 面1 2及感應器432，434及4 3 6相等之光距離配置。鏡頭 362 ’ 3 64及366以及其各別之安裝件通常係大於各個檢視 區域 352，354，及 356。 為提供同時觀察相互重疊檢視區域352, 354,及356及 容納鏡頭362，364及3 6 6，一第一平面折射鏡4 7 0最好係 置於遠心鏡頭364與檢視區域354之間。平面折射鏡470 之大小最好係足以提供一不使觀察區域354受阻礙之視 界，並被配置成位於分別進入鏡頭362及366之光線472 及476之間’使相互重疊檢視區域352，356之視界不被 干擾。 參閱圖5知’係以侧視囷說明一用以照明一平坦圖樣物 體5 1 2上一線性照明區域及使之成像的照明及成像系統 5 1 0。圖5所示實例係圖！至圖4所示之另一實例。照明及 成像系統5 1 0係擬遠心成像與照明合併使用，該照明系統 係相同於前述參照圖1及圖2所說明之系統。 照明及成像系統5 1 0最好係包括一第一反光器5 1 4，該 反光器最好係一具有大致呈橢圓平截面之圓柱段，且面向 一物體之表面512並與表面512上一位置5 13形成對角 泠’角泠以±24。為最佳，該位置係配置在或接近反光器 514之一第一聚焦處。第一反光器514最好係包括一中央 處理光線傳遞區域，該區域以成一孔516為最佳，且應重 疊於位置513之上。 一第一照明器518係配置在或接近第一反光器514之一 第二聚焦處及直接照明於第一反光器514之上，以及自該 -18- 本張纽遑用中國國家梯準（c叫从胁f2i〇x297^ ) ----r-----(裝丨------.IT------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁.) 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（16) 處照明表面512上之位置513 ,進而界定表面512之線性 照明區域5 2 0 »第一照明器5〗8之構型與配置最好係相似 於前述參照圖1説明之照明器1 8之構型與配置。用以折射 第一照明器5 1 8照明之一平面折射鏡5 2 2最好係配置在第 一反光器5 1 4與第一照明器5 1 8之間。 一第二反光器524，其最好具有大致呈橢圓形截面之圓 柱段’係配置於孔516上方，這樣，第二反光器524之一 第一聚焦即落於或接近線性照明區域5 2 0之處。 強度調整與第一照明器518強度調整最好無關之一第二 照明器5 2 6係配置於反光器5 2 4之第二聚焦處及直接照明 於第二反光器5 24之上，以及自第二反光器524通過孔 5 1 6照明於線性照明區域5 2 0之上。第二反光器5 2 4及第 二照明器5 2 6之構型與配置最好係使第二照明器5 2 6之照 明梢微漫過孔5 1 6。 最好三成像感應器530(僅示出二具）係配置得可通過孔 5 1 6使線性照明區域5 2 0成像。感應器5 3 0係可用C C D或 TDI感應器，但以用可自Eastman Kodak獲得之KLI 2103 紅，綠及藍色感應器爲最佳。該等感應器係可獲得多色影 像及輸出在線性照明區域5 2 0中紅，綠及藍色光講之反射 強度。 一光學元件54 0，最好具有高光學平坦光傳遞平面平行 板，係配置於孔5 1 6與第二反光器5 2 4之間，進而界定一 光路徑，部份光路徑係沿正交於表面5 1 2之一軸線5 4 2伸 延，感應器5 3 0即藉此使線性照明區域5 2 0成像。光學元 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚〉 J-----------「裝--------訂---------.. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（17) 件540最好係與表面512之平面成45。之角，及具有部份 鍍銀表面544在其下方。光學元件54〇最好係傳遞自第二 照明器5 2 6經反光器5 2 4之光至線性照明區域5 2 〇並引導 自線性照明區域5 20反射之光至感應器53〇。 每一感應器530取好係附隨一擬遠心鏡頭558。每一感 應器5 3 0係同時操作使線性照明區域5 2 〇之相互重疊部份 成像。 一第一平面折射鏡580係沿一第—光線路徑582配置， 該路徑係用虛線表示及自線性照明區域5 2 〇經一第一鏡頭 558至一第一感應器530 » —第二平面折射鏡584係配置 於用實線表示之一第二光線路徑5 8 6中，其係經一第二鏡 頭5 5 8伸延於線性照明區域52〇及—第二感應器53〇之 間。一第二平面折射鏡（未示於圖5中）係配置於一第三光 線路徑（未示於圖5中）中，該路徑係由光線路徑5 8 6遮 蔽，實際上，其係經一第三鏡頭5 5 8伸延於線性照明區域 5 2 0及一第三感應器5 3 〇之間，但第三感應器與第三鏡頭 皆未在圖5中示出。 應注意，第二平面折射鏡5 8 〇之大小最好係足以提供使 線性照明區域520第二部份不受阻擋之視界及其配置係適 於中間光線路徑進入第一及第三鏡頭5 5 8之間，這樣，即 不干擾其對線性照明區域52〇相互重疊部份之視界。 另應注意者係儘管第_，第二及第三鏡頭位置之不同， 但通過第一，第二及第三鏡頭5 5 8之各光線路徑係皆與其 相對之感應器53〇以相等光距配置，及每—鏡頭5 5 8係以 -20- 本紙張尺度剌中_家標準（CNSA規格（21〇 x 297公爱)' l·----------「裝---------訂---------1 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（18 ) 距線性照明區域5 2 0相等之光距配置。 參閱圖6知係以簡單透視圖説明—使用具有孔之圖樣物 體成像t成像系統6 1 0，該系統係使用根據本發明一最佳 實例之相互區別义光譜範圍照明。成像系統6 1 〇係以檢視 導線構架方式説明，因以此方式説明係特別適宜。應立即 暸解，成像系統6 1〇係不僅限於供檢視導線構架之用，而 且係了用於任何適宜圖樣表面之光學檢視，其特徵在係藉 通過孔及空隙檢視。 導線構架通常係包括複數導線612，該導線具有一寬度 及一高度及通常係藉適當之壓製，雕刻或蝕刻過程成形， 以及鍍一層金屬β 一標準導線構架係由銅構成，並在汞同 位置鍍銀或金。導線6 1 2通常係以光學檢視，以決定每一 導線確以間隔6 1 4彼此分離，及相鄰之一對導線係未藉一 橋6 1 6連接。 應立即瞭解，由於導線612之深度，及在相鄰導線間具 有非垂直之邊緣，該邊緣通常係壓製，雕刻或蝕刻質造過 程之結果，導線6 1 2間區域6 1 8之反光強度通常係低於導 線水平區域之反光強度。因此，自一橋6 1 6之幾乎接近零 的反光強度係鄰近導線間間隔6 1 4區域之特徵。 在本發明一最佳實例中，一照明器最好係能提供以光譜 範圍照明導線6 1 2之一第一侧面6 4 0，以利測定導線構架 上材料之組合。例如，一第一照明器6 4 2之構型最好係提 供大致爲紅及綠色之照明，以便利識別銅，金及銀區域。 一第二照明器，最好以不同於第一照明器6 4 2之光譜範 -21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -Λ裝 -------訂--------- Α7Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（19) 園發光，係提供導線6 1 2 —第二側面6 4 4之照明。例如’ —第二照明器6 4 6之構型最好係提供大致呈藍色之照明， 或不可見光譜之照明至第第二侧面644。 —感應器650最好係可檢視第一側面640之一部份及可 分開操作以感應第一照明器6 4 2及第二照明器6 4 6之各自 光譜範圍發光強度。這樣，感應器6 5 0可感應第一照明器 6 4 2所提供及第一側面6 4 0所反射之光強度，以及分開感 應第二照明器6 4 6所提供之光強度及經位於導線6 1 2間之 孔所傳遞，如經間隔6 1 4所傳遞之光線。 應立即瞭解，因第一照明器642所提供反射光光譜係不 同於第二照明器6 4 6所提供之光譜，故係可同時提供一輸 出’以指示在導線6 1 2中或之間存在之空隙與孔，及檢視 導線是否有缺點，缺點可藉分析反射光測定之，例如，導 線6 1 2上塗層之缺點。 應立即瞭解，爲清晰計，本發明之不同特徵係可以不同 實例説明，但也可以合併成單一實例説明。反之，爲求簡 明，以單一實例説明之本發明的不同特徵係也可以分開或 任何適當組合之實例説明。本發明之範圍係不僅限於前述 之説明，也可包括精於此技藝者根據前述説明但不用以前 技藝所作之修改與改變。 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) (--------訂----- Α,

Claims (1)

1. 物體表面上之一位置 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 ι·—種照明系統，係包括： 至少一反光器，該反光器與 成對向角； 第一及第二光源， 該第一及第二光源係各提供一光輸出，自該第一及第 二光源之該光輸出係在該角度内射向一物體該表面上之 該位置上，至少一該光輸出係由該反光器反射。 2·根據申請專利範圍第1項之照明系統，其中該反光器係 形成一光傳遞區域，以允許_自該第一及第二光源中之第 —者自處通過。 3，根據申請專利範圍第2項之照明系統，其中該光傳遞區 域係形成於該反光器中之孔。 4.根據申請專利範園第2項之照明系統，係包括一光學元 件配置在該第一與該第二光源中在前之光源與該孔之 間，以引導該第一與該第二光源中在前之光源的光輸出 通過該孔。 5根據申請專利範圍第4項之照明系統，其中該光學元件 係包括至少一反射面。 6.根據申請專利範圍第4項之照明系統，係也包括光學總 成沿一光學路徑配置，該路徑係伸延於該光學元件與一 物體表面上一位置之間，以供引導自一物體表面上一位 置反射之光線至一光感應器。 7·根據申請專利範園第6項之照明系統，其中該光學總成 通常係傳遞該第一及第二光源之該第一光輸出通過該孔 23- 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇 x297公釐 ull·—— —--:.11「裝---— — — — — 訂-----I —^^5 . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專科範圍 至一物體表面之該位置之上及反射自一物體表面之該位 置反射之光。 8. 根據申請專利範圍第4項之照明系統，係也包括一反射 表面配置於該第一及第二光源之一第二與該反光器之 間，供引導該第一及第二光源之一第二之光輸出至該反 光器之上。 9. 根據申請專利範圍第1項之照明系統，其中該至少一反 光器係一橢圓形反光器冬該第一及第二光源之一第二及-一物體表面上該位置係各配置在該橢圓形反光器之一聚 焦處。 10. 根據申請專利範園第9項之照明系統，其中該至少一反 光器係包括二相間隔之反光器，該二相間隔之反光器係 共同界定一橢圓形段。 11. 根據申請專利範園前述任何一項乏照明系統，其中該第 一及該第二光源係各自獨立控制之光源。 12. —種照明系/，係包括： 一圓柱形反光器沿一'第一縱軸線伸延及具有一沿縱軸_ 線伸延之轴向孔形成於其中； 一第一長形光源係沿一第二縱軸線伸延，該第二縱軸 線係大致平行於該第一縱軸線及其配置係供照明該圓柱 形反光器，這樣，第一長形光源之光線係引導至—平 面’該平面係沿大致平行於第一及第二縱軸線之第三縱 軸線； 一第一.長形光源係沿一第四縱抽線伸延，該第四縱轴， -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) n I ^------r--η裝 -------訂·-------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Bg

   線係大致平行於該第一，第二及第三縱軸線及其配置係 相對於該圓柱形反光器之軸向孔，這樣，該第二長形光 源之光線係經該軸向孔引導至大致沿第三縱軸線之該平 面；及 一光學元件係沿一光路徑配置於該第二長形光源與該 平面之間及係可使該第二長形光源之光線通過至該平面 及使自該平面反射之光線反射至一光學感應器。 13. 根據申請專利範圍第i 2項之照明系統，其中該第—長 形光源係包括一長形光線產生元件沿一第五軸線伸延及 一長形反光器沿一第五縱軸線伸延，該第五縱軸線係大 致平行於該第一，第二，第三及第四縱軸線及可使自該 長形光線產生元件反射之光線反射至該圓柱形反光器。 14. 一種照明系統，係包括： 至少二長形光源沿至少二光源之縱向光源軸線伸延， 每一該至少二長形光源之配置係照明一大致沿一縱向照 明軸線之平面，該軸咚係大致平行於該至少二光源縱向 軸線；及 一光學元件係沿一光路徑配置於至少該至少二長形光 源之一及具有像散，該光學元件係可致使至少該至少二 長形光源之一所發射之光沿該縱向照明軸線減少。 15. —種照明系統，係包括： 一光源，係供照明一吻體用； 複數鏡頭’係供使藉該物體反射至複數光線接收器之 該光源的光線成像’因複數鏡頭之大小不一及複數光線 -25- 本紙張遘用中國國家揉準（CNS >八4狀（210X297公釐） ~ -IT! ^^^1 m ^^^1 —LI I f請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 接收器之間隔不等，故複數鏡頭不可排列於一單一之平 面中·， 折射光學裝置係沿複數鏡頭與複數光線接收器間之光 線路徑配置’且其配置儘管使複數鏡頭之一與對應複數 光線接收器之一間的間隔不同，而複數鏡頭之一與對應 複數光線接收器之一間之光線路係大致相同。 16.根據申請專利範圍第1 $項之照明系統，其中該複數鏡 頭係具有大致相同之焦距。 Π.根據申請專利範圍第i 5及第1 6項之照明系統，其中該 複數鏡頭係可使在該物醴上之至少部份重簦區域成像。 18. —種檢視系統，係包括： 第一及第二光源，供照明一基板用，該基板係具有反 射特性，該第一及第二光源係提供具有波長譜之光輸 出，該波長譜係應至少部份不同；及 至少一卷2象_接收器，係今接收自該基板反射之弟第一 光源的光線及經該基板傳遞之#第二光源的光線。 19. 成像裝置，係包括： 至少一照明器，係供照明一物體表面上之一區域；及 複數感應器，該複數感應器係與複數鏡頭相連接，該 複數感應器及該複數鏡頭係可同時提供該照明區域之才目 互重疊部份的擬遠心成像》 20. 根據申請專利範圍第18之成像裝置，其中使該部份之 每一部J分成像的該与'光線係具有小於± 5 °之自法線偏 離。 -26- 本紙張尺度遄用中國两家標準（CNS ) A4规格（21〇 X 297公釐） ：—„——_——裝------訂------I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 21.根據申請專利範圍第1 9之成像裝置，其中使該部份之 每一部份成像的該主光線係具有小於或等於3.7°之自法 線偏離。 -II I I Γ I I 1 I I I I ^5 ^ · I I I I I I I 1IIIIIII — ^^5 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -27- 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） —k

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