TWI661177B - 光學檢測設備 - Google Patents

Abstract

一種光學檢測設備用以檢測放置於工作平面上的待測物。光學檢測設備包括載架、影像擷取元件、旋轉載盤、第一光源以及第二光源。影像擷取元件與旋轉載盤設置於載架上。影像擷取元件具有光軸，且光軸延伸通過待測物。第一光源與第二光源分別設置於旋轉載盤的相對兩側。旋轉載盤配置用以依軸線相對於載架旋轉以切換第一光源與第二光源的方位。因此，無須拆裝光源，並且不會對光線的投射角度造成影響，因而便於使用且具有極佳的可靠度。

Description

光學檢測設備

本發明是有關於一種檢測設備，且特別是有關於一種光學檢測設備。

為提高自動化生產的效率，自動光學檢測(Automated Optical Inspection)已廣泛地應用於面板、電路板、晶圓、發光二極體或封裝測試等相關產業，其可透過高速度、高精確度的光學影像檢測系統取得待測物的影像，以進行瑕疵判斷、定位量測、尺寸量測或幾何量測等，取代傳統以人力使用光學儀器來進行檢測的方式。

因應檢測需求，自動光學檢測設備大多設有至少兩種光源，分別對待測物進行打光，例如以同軸光源對待測物進行同軸打光(coaxial lighting)，或者是以側光源對待測物進行斜向打光(Oblique lighting)。進一步而言，側光源可採用可見光源或不可見光源(例如紅外光及/或紫外光)，實務上，在替換側光源的過程中，使用者需先將原有的側光源自機台拆解下來，接著將另一側光源組裝至機台，不僅拆裝耗時，也會影響到側光源的打光角度。

本發明提供一種光學檢測設備，具有極佳的使用便利性與可靠度。

本發明的光學檢測設備用以檢測放置於工作平面上的待測物。光學檢測設備包括載架、影像擷取元件、旋轉載盤、第一光源以及第二光源。影像擷取元件設置於載架上。影像擷取元件具有光軸，且光軸延伸通過待測物。旋轉載盤設置於載架上，且位於影像擷取元件的一側。第一光源配置用以發出第一光線。第二光源與第一光源分別設置於旋轉載盤的相對兩側，且配置用以發出第二光線。旋轉載盤配置用以依軸線相對於載架旋轉而使第一光源的第一光線或第二光源的第二光線射向待測物，且軸線與光軸相交。

基於上述，本發明的光學檢測設備能透過旋轉載盤切換第一光源與第二光源的方位，使第一光源與第二光源的其中一者朝向分光元件，不僅能免去拆裝替換光源的程序，也能避免影響到光線的投射角度，因而具有極佳的使用便利性與可靠度。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是本發明一實施例的光學檢測設備的示意圖。圖2是圖1的旋轉載盤旋轉後的示意圖。請參考圖1與圖2，在本實施例中，光學檢測設備100可用以檢測放置於工作平面10上的待測物20，並且，使用者可視需求切換至少兩光源的方位，以選擇透過其中一光源所發出的光線射向待測物20。具體而言，光學檢測設備100包括載架110、分光元件120、影像擷取元件130、旋轉載盤140、第一光源150以及第二光源160，其中分光元件120、影像擷取元件130、旋轉載盤140皆設置於載架110上，且待測物20、分光元件120以及影像擷取元件130相互對準。

待測物20與影像擷取元件130分別位於分光元件120的相對兩側，其中影像擷取元件130具有光軸131，且光軸131延伸通過分光元件120與待測物20。因此，自待測物20反射的光線實質上可沿著光軸131穿過分光元件120並射向影像擷取元件130，而影像擷取元件130接收自待測物20反射的光線，以取得待測物20的影像。影像擷取元件130包括感光元件132與鏡頭133，其中感光元件132與分光元件120分別位於鏡頭133的相對兩側，且鏡頭133用以調整進入到影像擷取元件130中的光線的路徑，以令光線落在感光元件132而成像。

旋轉載盤140位於分光元件120與影像擷取元件130的一側，且是以不妨礙光線的傳遞路徑為配置原則。另一方面，第一光源150與第二光源160分別設置於旋轉載盤140的相對兩側，在圖1所示的狀態下，第一光源150朝向分光元件120，且第二光源160背向分光元件120。換句話說，第二光源160與分光元件120分別位於第一光源150的相對兩側。在本實施例中，旋轉載盤140能夠依軸線141相對於載架110旋轉，藉由旋轉載盤140依軸線141相對於載架110旋轉，能使第二光源160轉向分光元件120，如圖2所示。在圖2所示的狀態下，第二光源160朝向分光元件120，且第一光源150背向分光元件120。換句話說，第一光源150與分光元件120分別位於第二光源160的相對兩側。

簡言之，光學檢測設備100能透過旋轉載盤140切換第一光源150與第二光源160的方位，使第一光源150與第二光源160的其中一者朝向分光元件120，不僅能免去拆裝替換光源的程序，也能避免影響到光線的投射角度，因而具有極佳的使用便利性與可靠度。

請繼續參考圖1與圖2，在本實施例中，軸線141與光軸131相交，其中光軸131例如是垂直於工作平面10，且軸線141與工作平面10夾銳角。進一步而言，旋轉載盤140包括座部142與承載部143，其中座部142可旋轉地連接載架110，且配置用以調整第一光源150所發出的第一光線151與工作平面10之間的夾角A，或者是調整第二光源160所發出的第二光線161與工作平面10之間的夾角B。也就是說，使用者可使旋轉部142相對於載架110旋轉，以令第一光源150的第一光線151與工作平面10之間的夾角A在30度至60度之間作調整，或者是令第二光源160的第二光線161與工作平面10之間的夾角B在30度至60度之間作調整。更準確來說，夾角A(或夾角B)的調整範圍可大於等於30度且小於等於60度，且是以55度為優選，藉此角度設定可使影像擷取元件130所取得的影像更為清晰。

另一方面，第一光源150與第二光源160分別設置於承載部143的相對兩側，其中承載部143可旋轉地連接座部142，且第一光源150(或第二光源160)與座部142分別位於承載部143的相對兩側。承載部143用以承載第一光源150與第二光源160，並且，承載部143能依軸線141相對於座部142旋轉，以切換第一光源150與第二光源160的方位。

在本實施例中，軸線141與光軸131相交，其中光軸131例如是垂直於工作平面10，且第一光線151(或第二光線161)例如是垂直於軸線141。因此，軸線141與光軸131之間的夾角C可等於夾角A(或夾角B)。也就是說，藉由使座部142相對於載架110旋轉，可同時調整夾角A(或夾角B)與夾角C，且兩者的角度相等。

第一光源150與第二光源160包括可見光光源與不可見光光源的組合，其中不可見光光源可以是紅外光光源或紫外光光源。分光元件120位於第一光線151(或第二光線161)的傳遞路徑上，其中分光元件120具有相對的第一表面121與第二表面122，第一表面121朝向第一光源150(或第二光源160)，且第二表面122朝向待測物20。

在圖1所示的狀態下，第一光線151射向第一表面121並在通過分光元件120後自第二表面122射向待測物20。後續，自待測物20反射的第一光線151射向第二表面122並在通過分光元件120後自第一表面121射向影像擷取元件130，而影像擷取元件130接收自待測物20反射的第一光線151，以取得待測物20的影像。特別說明的是，在圖1中，自待測物20反射的第一光線151例如是與光軸131重疊。

在圖2所示的狀態下，第二光線161射向第一表面121並在通過分光元件120後自第二表面122射向待測物20。後續，自待測物20反射的第二光線161射向第二表面122並在通過分光元件120後自第一表面121射向影像擷取元件130，而影像擷取元件130接收自待測物20反射的第二光線161，以取得待測物20的影像。特別說明的是，在圖2中，自待測物20反射的第二光線161例如是與光軸131重疊。

另一方面，光學檢測設備100更包括第三光源170，設置於載架110上。旋轉載盤140與第三光源170分別位於分光元件120的相對兩側，且第三光源170朝向分光元件120的第二表面122。第三光源170所發出的第三光線171射向第二表面122並自第二表面122反射而射向待測物20。後續，自待測物20反射的第三光線171射向第二表面122並在通過分光元件120後自第一表面121射向影像擷取元件130，而影像擷取元件130接收自待測物20反射的第三光線171，以取得待測物20的影像。特別說明的是，在圖1與圖2中，自第二表面122反射而射向待測物20的第三光線171例如是與光軸131重疊，並且，自待測物20反射的第一光線151例如是與光軸131重疊。

綜上所述，本發明的光學檢測設備能透過旋轉載盤切換第一光源與第二光源的方位，使第一光源與第二光源的其中一者朝向分光元件，不僅能免去拆裝替換光源的程序，也能避免影響到光線的投射角度，因而具有極佳的使用便利性與可靠度。另一方面，光學檢測設備也能透過旋轉載盤調整第一光源的第一光線或第二光源的第二光線投射至待測物的角度，例如是介於30度至60度，且是以55度為優選，藉此角度設定可使影像擷取元件所取得的影像更為清晰。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧工作平面

20‧‧‧待測物

100‧‧‧光學檢測設備

110‧‧‧載架

120‧‧‧分光元件

121‧‧‧第一表面

122‧‧‧第二表面

130‧‧‧影像擷取元件

131‧‧‧光軸

132‧‧‧感光元件

133‧‧‧鏡頭

140‧‧‧旋轉載盤

141‧‧‧軸線

142‧‧‧座部

143‧‧‧承載部

150‧‧‧第一光源

151‧‧‧第一光線

160‧‧‧第二光源

161‧‧‧第二光線

170‧‧‧第三光源

171‧‧‧第三光線

A~C‧‧‧夾角

圖1是本發明一實施例的光學檢測設備的示意圖。 圖2是圖1的旋轉載盤旋轉後的示意圖。

Claims (9)

1. 一種光學檢測設備，用以檢測放置於一工作平面上的一待測物，該光學檢測設備包括：一載架；一影像擷取元件，設置於該載架上，該影像擷取元件具有一光軸，且該光軸延伸通過該待測物；一分光元件，設置於該載架上，且該光軸延伸通過該分光元件；一旋轉載盤，設置於該載架上，且位於該影像擷取元件的一側；一第一光源，配置用以發出一第一光線；以及一第二光源，與該第一光源分別設置於該旋轉載盤的相對兩側，且配置用以發出一第二光線，其中該旋轉載盤配置用以依一軸線相對於該載架旋轉而使該第一光源的該第一光線或該第二光源的該第二光線通過該分光元件射向該待測物，且該軸線與該光軸相交。
2. 如申請專利範圍第1項所述的光學檢測設備，其中該旋轉載盤包括：一座部，可旋轉地連接該載架，且配置用以調整該第一光源的該第一光線或該第二光源的該第二光線與該工作平面之間的一夾角；以及一承載部，可旋轉地連接該座部，其中該第一光源與該第二光源分別設置於該承載部的相對兩側，且該承載部配置用以依該軸線相對於該座部旋轉。
3. 如申請專利範圍第2項所述的光學檢測設備，其中該第一光源的該第一光線或該第二光源的該第二光線與該工作平面之間的該夾角介於30度至60度。
4. 如申請專利範圍第1項所述的光學檢測設備，更包括：一第三光源，設置於該載架上，且該旋轉載盤與該第三光源分別位於該分光元件的相對兩側。
5. 如申請專利範圍第4項所述的光學檢測設備，其中該分光元件具有相對的一第一表面與一第二表面，該第三光源所發出的一第三光線射向該第二表面並自該第二表面反射而射向該待測物，自該待測物反射的該第三光線射向該第二表面並在通過該分光元件後自該第一表面射向該影像擷取元件。
6. 如申請專利範圍第1項所述的光學檢測設備，其中該分光元件具有相對的一第一表面與一第二表面，該第一光源的該第一光線射向該第一表面並在通過該分光元件後自該第二表面射向該待測物，自該待測物反射的該第一光線射向該第二表面並在通過該分光元件後自該第一表面射向該影像擷取元件。
7. 如申請專利範圍第1項所述的光學檢測設備，其中該分光元件具有相對的一第一表面與一第二表面，該第二光源的該第二光線射向該第一表面並在通過該分光元件後自該第二表面射向該待測物，自該待測物反射的該第二光線射向該第二表面並在通過該分光元件後自該第一表面射向該影像擷取元件。
8. 如申請專利範圍第1項所述的光學檢測設備，其中該第一光源與該第二光源包括可見光光源與不可見光光源的組合。
9. 如申請專利範圍第1項所述的光學檢測設備，其中該影像擷取元件包括一感光元件與一鏡頭，且該感光元件與該分光元件分別位於該鏡頭的相對兩側。