TWI706122B - 狹縫光源以及具有該狹縫光源的視覺檢查裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及狹縫光源以及具有該狹縫光源的視覺檢查裝置，詳言之，涉及生成狹縫形狀的光並照射於照射物件的狹縫光源以及具有該狹縫光源的視覺檢查裝置。本發明揭露一種狹縫光源(20)，包括：一光源部(100)，生成光；一狹縫部件(200)，形成具有提前設定的寬度的狹縫，並且可更換地設置在所述光源部(100)的前方；一光學系(300)，按照提前設定的倍率調整通過所述狹縫部件(200)的狹縫光的寬度；以及一外殼(400)，收容所述光源部(100)、所述狹縫部件(200)以及所述光學系(300)。

Description

狹縫光源以及具有該狹縫光源的視覺檢查裝置
本發明涉及狹縫光源以及具有該狹縫光源的視覺檢查裝置，更詳細地，涉及生成狹縫形狀的光並照射於照射物件的狹縫光源以及具有該狹縫光源的視覺檢查裝置。
半導體元件等在製程中、後執行各種檢查，以提高製程產量等。
然後，在對半導體元件等檢查物件的檢查中有2D以及3D檢查中的至少一種的視覺檢查，對被檢查物件照射光，獲取被光照射的檢查物件的影像，分析獲取的影像。
在此，用於執行視覺檢查的視覺檢查裝置一般包括：從光源生成固定圖案的光照射於檢查物件的光源；以及獲取通過光源被光照射的檢查物件的影像的影像獲取裝置(攝像機或者掃描器)。
然後，對於所述光源，根據檢查形態可適應點光源、狹縫光源等。
但是，參照韓國公開專利公報第10-2011-17158號，光源中狹縫光源一般由光源部、遠心透鏡以及介入於光源部與遠心鏡頭之間的狹縫部件構成。
然而，若對現有的光源使用白色光，則存在因色素差無法鮮明地形成狹縫光的邊界，以及在縮小狹縫光的寬度上存在局限性的問題。
另外，現有的狹縫光源存在很難根據狹縫光的用途改變狹縫光的光束寬度的問題。
本發明的目的在於，認識到如上所述的問題，提供如下的狹縫光源以及具有該狹縫光源的視覺檢查裝置：所述狹縫部件設置在生成光的光源部與利用從光源部生成的光形成狹縫光的光學系之間，可更換地設置狹縫部件，進而在光學系的倍率固定的情況下，也能夠將狹縫部件更換成具有不同寬度的其他狹縫部件，最終能夠簡單調節狹縫光的寬度。
另外，本發明的目的在於提供如下的狹縫光源以及具有該狹縫光源的視覺檢查裝置：在白色狹縫光的情況下，也可通過對各種波長一致焦點距離的多個圓柱透鏡大幅度降低狹縫光的色差，進而能夠照射清晰的狹縫光。
為了達到如上所述的目的，本發明揭露一種狹縫光源20，包括：生成光的光源部100；狹縫部件200，形成具有提前設定的寬度的狹縫，並且可更換地設置在所述光源部100的前方；光學系300，按照提前設定的倍率調整通過所述狹縫部件200的狹縫光的寬度；以及外殼400，收容所述光源部100、狹縫部件200以及光學系300。
所述光源部100可包括排成一列以提前設定的發散角生成白色光的多個LED光源110。
所述狹縫光源20還可包括狹縫更換套件部500，所述狹縫更換套件部500包括與設置在所述外殼400的狹縫部件200互換的多個狹縫部件200。
所述狹縫光源20在所述狹縫部件200與所述光學系300之間還可設置用於降低通過所述光學系300的狹縫光的色差的光圈部件600。
所述光學系300可包括一個以上的圓柱透鏡302，所述一個以上的圓柱透鏡302具有與通過光軸的光的照射方向垂直的長度。
所述光源部100生成白色光。所述光學系300可包括依次配置的多個圓柱透鏡302，以降低所述白色光的色差。
所述外殼400可包括：插拔口410，形成在一側以在所述外殼400插拔狹縫部件200；引導部420，引導狹縫部件200的移動，以向所述插拔口410插拔所述狹縫部件200；以及位置固定部430，固定插入於所述外殼400的狹縫部件200的位置。
所述位置固定部430可包括磁性部件432，所述磁性部件432在 設置在所述狹縫部件200的磁體202之間以形成引力。
本發明揭露一種視覺檢查裝置，包括：如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的狹縫光源20，作為向照射物件10照射光的光源；以及影像獲取部30，獲取通過所述狹縫光源20被狹縫光照射的所述照射物件10的影像。
本發明的狹縫光源以及具有該狹縫光源的視覺檢查裝置具有以下優點：利用多個圓柱透鏡構成倍率光學系，進而不存在光損失，並在白色光的情況下，也能夠無色差地形成照射區域邊界清晰的狹縫光。
本發明的狹縫光源以及具有該狹縫光源的視覺檢查裝置具有以下優點：所述狹縫部件設置在生成光的光源部與利用從光源部生成的光形成狹縫光的光學系之間，可更換地設置狹縫部件，進而在光學系的倍率固定的情況下，也能夠將狹縫部件更換成具有不同寬度的其他狹縫部件，最終能夠簡單調節狹縫光的寬度。
另外，本發明的狹縫光源以及具有該狹縫光源的視覺檢查裝置具有以下優點：在白色狹縫光的情況下，也可通過對各種波長一致焦點距離的多個圓柱透鏡大幅度降低狹縫光的色差，進而能夠照射清晰的狹縫光。
10‧‧‧照射物件
20‧‧‧狹縫光源
30‧‧‧影像獲取部
100‧‧‧光源部
110‧‧‧LED光源
200‧‧‧狹縫部件
202‧‧‧磁體
300‧‧‧光學系
302‧‧‧圓柱透鏡
310‧‧‧第一透鏡部
320‧‧‧第二透鏡部
400‧‧‧外殼
410‧‧‧插拔口
420‧‧‧引導部
430‧‧‧位置固定部
432‧‧‧磁性部件
500‧‧‧狹縫更換套件部
600‧‧‧光圈部件
圖1是示出本發明一實施例的視覺檢查裝置的概念圖；圖2是示出本發明一實施例的狹縫光源的剖面圖；圖3是示出圖2的狹縫光源的立體圖；圖4是示出圖3的狹縫光源的結構的一部分的圖式；以及圖5是示出在本發明的狹縫光源適用可修正色差的多個圓柱透鏡時所形成的狹縫光的圖片。
以下，參照附圖如下說明本發明的狹縫光源以及具有該狹縫光源的視覺檢查裝置。
如圖1所示，本發明的視覺檢查裝置包括：狹縫光源20，是對 照射物件10照射光的光源；以及影像獲取部30，獲取通過狹縫光源20被狹縫光照射的照射物件10的影像。
所示狹縫光源20作為向照射物件10照射狹縫光的結構，將在以下進行詳細說明。
所示影像獲取部30作為獲取通過狹縫光源20被狹縫光照射的照射物件10的影像的結構，只要是能夠獲取影像的結構，可以是任意一種結構，諸如數位相機、掃描器等。
具有上述結構的視覺檢查裝置執行通過狹縫光源20照射狹縫光以及通過影像獲取部30獲取影像，通過與影像獲取部30結合或者分開的控制部(圖中未示)分析已獲取的影像，進而可執行平面形狀等2D檢查、凸起高度、是否形成裂紋等3D檢查等。
例如，所述照射物件10可對所述狹縫光源20以水平方向相對線性移動，而視覺檢查裝置從通過影像獲取部30獲取的影像檢測照射物件10的三維形狀。
另一方面，如上所述的視覺檢查裝置等需要對照射物件10照射狹縫光，具體需要根據照射物件10的種類、檢查種類等照射最佳化的狹縫光的狹縫光源20。
據此，如圖2和圖3所示，本發明的狹縫光源20包括：生成光的光源部100；狹縫部件200，形成具有提前設定的寬度的狹縫，並且可更換地設置在上所述光源部100的前方；光學系300，按照提前設定的倍率調整通過所述狹縫部件200的狹縫光的寬度；以及外殼400，收容所述光源部100、狹縫部件200以及光學系300。
所述光源部100作為生成用於形成狹縫光的光的結構，只要是能夠生成光的結構，可以是任意一種結構，諸如雷射束產生裝置、LED照明裝置等。
例如，所述光源部100可使用一個以上的LED元件，可包括沿著狹縫光的長度方向配置在基板(圖中未示)上的多個LED光源110。
對於所述基板，只要是能夠設置構成LED光源110的LED元件的基板，可以是任意一種基板，可使用PCB、FPCB、金屬PCB等。
所述多個LED光源110沿著狹縫光的長度方向配置在基板上， 以提前設定的發散角(例如，120°的發散角)生成單色光或者白色光，進而可形成狹縫光。
另一方面，從所述光源部100生成的光沿著狹縫光的長度方向變化光量(亮度)，為了改善這一現象，在光源部100的前方可設置用於擴散由光源部100生成的光的光擴散部件(圖中未示)。
所述光擴散部件作為散射透射的光，以沿著狹縫光的長度方向形成均勻的光的結構，可以是塗佈有光擴散薄膜、光擴散物質的透明部件等各種結構。
所述狹縫部件200作為形成具有提前設定的寬度的狹縫並且可更換地設置在光源部100的前方的結構，可具有各種結構。
所述狹縫部件200由具有提前設定的寬度與長度的開口形成狹縫，並且可阻擋從光源部100發出的光的一部分。
較佳地，所述狹縫部件200可更換地設置在待後述的外殼400。
與設置在所述狹縫光源20的狹縫部件200待互換的狹縫部件200可形成寬度與設置在狹縫光源20的狹縫部件200不同的狹縫。
即，本發明並不是更換光源部100或者光學系300，而是只通過更換狹縫部件200改變狹縫的寬度，進而可調節通過光學系300照射出來的狹縫的寬度。
具體地說，假設通過具有500μm寬度的狹縫部件200形成具有250μm寬度的狹縫的情況下，為了得到125μm的狹縫光，只要用具有250μm寬度的狹縫的狹縫部件200更換狹縫部件200即可。
此時，所述狹縫光源20還可包括狹縫更換套件部500，所述狹縫更換套件部500包括與設置在所述外殼400的狹縫部件200互換的多個狹縫部件200。
所述狹縫更換套件部500可包括形成具有相互不同寬度的狹縫的N個狹縫部件200(N為2以上的自然數)。
包括在所述狹縫更換套件部500的狹縫部件200中的一個被選出，其可設置在狹縫光源20的外殼400。
所述光學系300作為按照提前設定的倍率調整通過狹縫部件200的狹縫光的結構，可具有各種結構。
如圖2和圖3所示，所述光學系300可包括具有與通過光軸的光的照射方向垂直的長度的一個以上的圓柱透鏡302。
如圖2和圖3所示，所述圓柱透鏡302可具有與經過光軸的光的照射方向(X軸方向)垂直的長度(Y軸方向)，並且可形成根據與光源部100的距離或者倍率具有適當的曲率的透鏡面。
較佳地，所述圓柱透鏡302以長度方向設置多個LED光源110的配置方向，以形成均勻的狹縫光源。
例如，所述光學系300可包括沿著光路依次配置的第一透鏡部310以及第二透鏡部320。
所述第一透鏡部310和第二透鏡部320較佳地固定設置在提前設定的位置。
根據所述第一透鏡部310和第二透鏡部320的倍率可決定光學系300的倍率。
所述第一透鏡部310和第二透鏡部320可包括具有與通過光軸的光的照射方向垂直的一個以上的圓柱透鏡302，較佳地分別包括多個圓柱透鏡302。
具體地說，第一透鏡部310和第二透鏡部320分別包括兩個圓柱透鏡302，對兩個相互不同的波長一致焦點距離，進而可降低可在白色光產生的色差。
所述外殼400作為收容光源部100、狹縫部件200以及光學系300的結構，可具有各種結構。
另外，所述外殼400可使狹縫部件200與狹縫更換套件部500的狹縫部件200互換。
例如，所述外殼400可包括：形成在一側以在外殼400插拔狹縫部件200的插拔口410；引導部420，引導狹縫部件200的移動，以向所述插拔口410插拔所述狹縫部件200；以及位置固定部430，固定插入於外殼400的狹縫部件200的位置。
所述位置固定部430可包括磁性部件432，所述磁性部件432在具備在狹縫部件200的磁性體之間形成引力。
所述磁性部件432可設置在與具備在插入於外殼400的狹縫部 件200的側面的磁體202相對應的部分。
對於所述磁體202和磁性部件432，只要是形成相互拉動的磁力，可由各種材料構成，並且根據設置位置可具有各種形狀和大小。
另一方面，在光通過透鏡的情況下，針對透鏡的光學軸的各個波長的焦點距離有所不同，因此不僅可出現色差(軸向色差)，還根據與光學軸的距離出現球面像差、慧形像差、像散等的色差。
據此，在所述狹縫部件200與光學系300之間還可設置用於降低通過光學系300的狹縫光的色差的光圈部件(aperture)600。
所述光圈部件600通過諸如通過開口擰緊光圈的效果，可將軸向色差、球面像差、彗形像差、像散等的色差最小化。
所述光圈部件600與狹縫部件200相同，當然可更換地設置在外殼400。
本發明的狹縫光源20可更換地設置狹縫部件200，進而無需改變具有提前設定的倍率的光學系300，而是通過只更換狹縫部件200來改變形成在狹縫部件200的狹縫的寬度，改變具備在狹縫部件200的狹縫的寬度，進而能夠改變最終形成的狹縫光的寬度，據此能夠構成狹縫光源20，並且能夠對各種照射物件10照射狹縫光，適用多個圓柱透鏡302的組合與光圈部件600，因此能夠形成改善色差的清晰的狹縫光。
另一方面，所述狹縫光源20不限於圖1的視覺檢查裝置，而是可用作各種照明系統的光源。
例如，本發明的狹縫光源20可靈活用作線掃描相機(line scan camera)的光源。
以上，不過是對可由本發明實現的較佳實施例的一部分進行了說明，眾所周知本發明的範圍不限於上述的實施例，以上說明的本發明的技術思想以及與其根本的思想應全部包括在本發明的範圍內。
10‧‧‧照射物件
20‧‧‧狹縫光源
30‧‧‧影像獲取部

Claims (8)

  1. 一種狹縫光源(20)，包括：一光源部(100)，生成光；一狹縫部件(200)，形成具有提前設定的寬度的狹縫，並且可更換地設置在所述光源部(100)的前方；一光學系(300)，按照提前設定的倍率調整通過所述狹縫部件(200)的狹縫光的寬度；以及一外殼(400)，收容所述光源部(100)、所述狹縫部件(200)以及所述光學系(300)，其中，所述狹縫光源(20)在所述狹縫部件(200)與所述光學系(300)之間進一步設置用於降低通過所述光學系(300)的狹縫光的色差的一光圈部件(600)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的狹縫光源(20)，其中，所述光源部(100)包括：多個LED光源(110)，排成一列，以提前設定的發散角生成白色光。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的狹縫光源(20)，其中，所述狹縫光源(20)進一步包括：一狹縫更換套件部(500)，包含與設置在所述外殼(400)的所述狹縫部件(200)互換的多個狹縫部件(200)。
  4. 一種狹縫光源(20)，包括：一光源部(100)，生成光；一狹縫部件(200)，形成具有提前設定的寬度的狹縫，並且可更換地設置在所述光源部(100)的前方；一光學系(300)，按照提前設定的倍率調整通過所述狹縫部件(200)的狹縫光的寬度；以及一外殼(400)，收容所述光源部(100)、所述狹縫部件(200)以及所述光學系(300)，其中，所述光學系(300)包括：一個以上的圓柱透鏡(302)，具有與通過光軸的光的照射方向垂直的長度。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的狹縫光源(20)，其中，所述光源部(100)生成白色光，以及 所述光學系(300)包括依次配置的多個圓柱透鏡(302)，以降低所述白色光的色差。
  6. 一種狹縫光源(20)，包括：一光源部(100)，生成光；一狹縫部件(200)，形成具有提前設定的寬度的狹縫，並且可更換地設置在所述光源部(100)的前方；一光學系(300)，按照提前設定的倍率調整通過所述狹縫部件(200)的狹縫光的寬度；以及一外殼(400)，收容所述光源部(100)、所述狹縫部件(200)以及所述光學系(300)，其中，所述外殼(400)包括：一插拔口(410)，形成在一側以在所述外殼(400)插拔所述狹縫部件(200)；一引導部(420)，引導所述狹縫部件(200)的移動，以向所述插拔口(410)插拔所述狹縫部件(200)；以及一位置固定部(430)，固定插入於所述外殼(400)的所述狹縫部件(200)的位置。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的狹縫光源(20)，其中，所述位置固定部(430)包括：一磁性部件(432)，在設置在所述狹縫部件(200)的複數個磁體(202)之間以形成引力。
  8. 一種視覺檢查裝置，包括：如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之所述的狹縫光源(20)，作為向照射物件(10)照射光的光源；以及一影像獲取部(30)，獲取通過所述狹縫光源(20)被狹縫光照射的所述照射物件(10)的影像。
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