TWM486062U

TWM486062U - 取像裝置及光學檢測設備

Info

Publication number: TWM486062U
Application number: TW103206393U
Authority: TW
Inventors: Chin-Hao Kao; Teng-Wen Chen
Original assignee: Utechzone Co Ltd
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2014-09-11
Also published as: CN203908967U

Description

取像裝置及光學檢測設備

本新型是有關於一種取像裝置，特別是指一種應用於光學檢測設備之取像裝置。

如圖1所示，一種習知光學檢測設備中的取像裝置，包含一同軸光源11、一分光鏡12、一可見光側光源13及一取像單元14。

該光學檢測設備之態樣可為一線掃描檢測設備；其中，該同軸光源11為一面光源，其所發射之光線先經該分光鏡12反射至該印刷電路板15，並自該印刷電路板15反射後再經由該分光鏡12透射而到達該取像單元14。該可見光側光源13為一線光源，其所發射之光線先經由該分光鏡12的透射而到達該印刷電路板15，並自該印刷電路板15反射後再經由該分光鏡12透射而到達該取像單元14。

該取像單元14進而擷取由該同軸光源11及該可見光側光源13藉由該印刷電路板15所反射而來的光線，據以產生一待檢測影像。

當該光學檢測設備藉由軟體檢測該待測影像時，由於印刷電路板15之待檢測平面151上具有一層綠漆，使得印刷電路板15上被綠漆蓋住的線路之佈局不明顯；因此，在印刷電路板15被綠漆覆蓋情況下，由該取像單元14擷取產生的待檢測影像，如附件1所示，為從不同樣本之印刷電路板15上所取得之待檢測影像局部畫面，即，第一待檢測影像16及第二待檢測影像17；其中，可以明顯地觀察出該第一待檢測影像16及第二待檢測影像17中的綠漆區161、171所呈現印刷電路板15之線路佈局與綠漆間對比度不明顯；此外，在第二待檢測影像17中的金面區172亦容易出現過曝之情況。

因此，習知光學檢測設備無法在單次掃描下透過軟體從待檢測影像精確檢測出印刷電路板15上的金面(PAD)上的顆粒或瑕疵；亦無法精確分辨印刷電路板15上的綠漆線路佈局及線路開路或短路之情況，往往容易造成漏檢或誤判。

因此，本新型之目的，即在提供一種取像裝置，其所取得的影像能清楚呈現印刷電路板金面上的顆粒或瑕疵，以及呈現印刷電路板被綠漆覆蓋下的線路佈局、開路短路之情況。

於是本新型取像裝置，係應用於一光學檢測設備，而擷取一印刷電路板之一待檢測平面的影像，該取像裝置包含一分光鏡、一同軸光源、一近紅外線側光源及一光學取像單元。

該同軸光源沿一第一光學軸朝該分光鏡發射一第一光線，其中，該同軸光源更包括一發光表面，且該發光表面與該分光鏡夾一銳角，該銳角開口朝該待檢測平面。

該近紅外線側光源沿一第二光學軸朝該待檢測平面發射一第二光線，其中，該第二光學軸與垂直該待檢測平面之法線夾一入射角，該入射角之範圍為自45至65度。

該光學取像單元用以擷取經該分光鏡反射至該印刷電路板，並由該印刷電路板反射後再經該分光鏡透射之該第一光線，及擷取經該印刷電路板反射後再經該分光鏡透射之該第二光線，藉以取得該印刷電路板之待檢測平面的影像。

本新型之另一目的，即在提供一種光學檢測設備。

於是本新型光學檢測設備，適用於擷取一印刷電路板之一待檢測平面的影像，該光學檢測設備包含一機台本體及一設置於該機台本體上的取像裝置。

該取像裝置包括一分光鏡、一同軸光源、一近紅外線側光源及一光學取像單元。

該光學取像單元用以擷取經該分光鏡反射至該印刷電路板，並由該印刷電路板反射後再經該分光鏡透射之該第一光線，及擷取經該印刷電路板反射後再經該分光鏡透射之該第二光線，藉以取得該印刷電路板之該待檢測平面的影像。

21‧‧‧同軸光源

211‧‧‧發光表面

22‧‧‧分光鏡

23‧‧‧近紅外線側光源

24‧‧‧光學取像單元

25‧‧‧控制單元

3‧‧‧印刷電路板

31‧‧‧待檢測平面

41‧‧‧第一待檢測影像

411‧‧‧綠漆區

42‧‧‧第二待檢測影像

421‧‧‧綠漆區

422‧‧‧金面區

θ‧‧‧銳角

δ‧‧‧入射角

L1‧‧‧第一光學軸

L2‧‧‧第二光學軸

N‧‧‧法線

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一裝置配置示意圖，說明習知技術的一種光學檢測設備中的取像裝置，其使用一同軸光源及一可見光側光源；圖2是一裝置配置示意圖，說明本新型用於光學檢測設備之取像裝置之一較佳實施例；圖3是一光路示意圖，說明該較佳實施例使用一同軸光源及一近紅外線側光源；圖4是一方塊圖，說明該較佳實施例之一近紅外線側光源及該近紅外線側光源電連接之一控制單元；附件1是一影像圖，說明習知技術中從不同樣本之印刷電路板上所取得之局部畫面；以及附件2是一影像圖，說明該較佳實施例從不同樣本之印刷電路板上所取得之局部畫面。

在本新型被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2至圖3，本新型用於光學檢測設備之取像裝置之一較佳實施例，適用於擷取一印刷電路板3之一待檢測平面31的影像；該取像裝置包含位於該印刷電路板3之一側的一同軸光源21、一分光鏡22、一近紅外線側光源23、一光學取像單元24。

在本較佳實施例中，該光學檢測設備(圖未示)係為一線掃描檢測設備，但不限於此，且該印刷電路板3之待檢測平面31係以綠漆塗佈於其上，並具有金面部分、綠漆部分及綠漆線路部分。

請參照圖2所示，該同軸光源21為面光源，沿一第一光學軸L1朝該分光鏡22發射一第一光線，並且該同軸光源21更包括一發光表面211，其中，該發光表面211與該分光鏡22夾一銳角θ，且該銳角θ開口朝該印刷電路板3之待檢測平面31。

在本較佳實施例中，該分光鏡22與該同軸光源21兩者間所夾的銳角θ為45度角，且該第一光學軸L1係平行於該印刷電路板3之待檢測平面31，使待檢測平面31可正向反射由該同軸光源21透過該分光鏡22反射而來的光。

該近紅外線側光源23沿一第二光學軸L2朝該待檢測平面31發射一第二光線。其中，該第二光學軸L2 與垂直該印刷電路板3之待檢測平面31之法線N夾一入射角δ，該入射角δ之範圍為自45至65度。

該光學取像單元24之態樣為可取得近紅外光訊號之CCD或CMOS影像感測器，用以沿該法線N擷取經該分光鏡22反射至該印刷電路板3，並由該印刷電路板3反射後再經該分光鏡22透射之該第一光線，及擷取經該印刷電路板3反射後再經該分光鏡22透射之該第二光線，藉以取得該印刷電路板3上之該待檢測平面31的影像。

由於近紅外光之光線強度相較於可見光之強度來的小，因此，相較於習知技術，本新型之該近紅外線側光源23在發射該第二光線至該印刷電路板3時，不須經由該分光鏡22的透射，而直接到達該印刷電路板3。

參閱圖2與圖4，本新型之取像裝置更包含一控制單元25，其中，該控制單元25與該同軸光源21及該近紅外線側光源23電連接，用以切換該近紅外線側光源23及該同軸光源21同時發射該第一光線及該第二光線。

在本較佳實施例中，該入射角δ之角度數值可為下列角度之其中一者，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；其根據實驗及測試結果，該入射角δ之最佳角度為60度；該第二光線波長為850nm之近紅外光，但不限於此，其波長亦可為其他配合該光學取像單元24可取像範圍之波長。

參考附件2，其為藉由本新型取像裝置從不同樣本之印刷電路板3所取得相關於該印刷電路板3上之該待檢測平面31的局部影像，即，第一待檢測影像41及第二待檢測影像42。且從上述二張影像中所呈現的綠漆區411、421可以精確地呈現相關於印刷電路板15之由綠漆覆蓋底下之線路佈局，此外，在第二待檢測影像42中的金面區422中亦可精確的檢測出分布於該金面上的顆粒甚至瑕疵。

值得一提的是，當該近紅外線側光源23之第二光學軸L2與垂直該印刷電路板3之待檢測平面31之法線N所夾的該入射角δ之角度越小(如小於45度)時，該近紅外線側光源23之光的反射強度則越大，因而容易導致該印刷電路板3之金面部分造成過曝之情形越加明顯(即，使該待檢測平面31的影像中的金面部分之像素值接近或到達255)，而無法精確的檢測出金面部分上的異物或缺陷。

本新型更提出一種光學檢測設備，與前述不同之地方在於，光學檢測設備係更包括一機台本體(圖中未式)，前述之取像裝置即設置於該機台本體上，其中，機台本體除可設置取像裝置，更可設置其他裝置，例如，用以傳送印刷電路板3之傳送帶、機械手臂或是承載印刷電路板3之載台等。惟前所述之機台本體並非以此為限，機台本體當可視檢測需求而設置其他裝置。

綜上所述，本新型藉由近紅外線側光源23之使用有助於在該印刷電路板3之該待檢測平面31的影像中提升綠漆與線路間的對比度，並在45至65度之入射角範圍下，避免該印刷電路板3之金面影像產生過曝之情形，在此情況下可以有效地讓光學檢測設備在單次掃描條件下，增強印刷電路板3上的金面上的顆粒或瑕疵及綠漆線路佈局及線路開路或短路之檢測能力，故確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。