发明名称 光学系统
摘要 一种被使用于一检查系统中的光学系统系被描述。此光学系统系包括有一个成像系统以及一个照明系统,该成像系统系可以被提供作为一个多光谱的带通影像记录系统,而该照明系统系包括有至少一个同轴光源以及至少一个侧向光源,用以提供光谱辨别,并且用以提供介于一个由第一材料所制成的第一表面与一个由一第二不同材料所制成的第二表面之间的对比。
申请公布号 TW552413 申请公布日期 2003.09.11
申请号 TW090115528 申请日期 2001.06.27
申请人 泰瑞丹公司 发明人 彼得E 史密特;潘密特R 利普生;约翰C 鲍曼
分类号 G01N27/00 主分类号 G01N27/00
代理机构 代理人 林镒珠 台北市中山区长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种用于检查一个物体的系统,该系统系包括:(a)一个成像系统;以及(b)一个照明系统,其系被安置环绕着该成像系统,该照明系统系包括:(1)一个第一光源,其系用于使散射光沿着一个与该多光频带通成像系统之一个光学轴线相重合的光学路径而提供至物体的第一区域;以及(2)一个或多个第二光源,其系被安置环绕该物体,一个或多个第二光源的每一个系用于使散射光沿着一个相对于该多光频带通成像系统之该光学路径而成一角度的路径而提供至第一区域。2.根据申请专利范围第1项所述之系统,其中,该成像系统系为一个多光频带通成像系统。3.根据申请专利范围第2项所述之系统,其中,该多光频带通成像系统系包括有一个远心透镜。4.根据申请专利范围第3项所述之系统,其中,该多光频带通成像系统更包括有一个被耦合至该远心透镜之电子相机。5.根据申请专利范围第2项所述之系统,其中,该多光频带通成像系统系包括有透镜机构,用以降低在放大倍数随着所视物体高度上的改变。6.根据申请专利范围第1项所述之系统,其更包括有一个沿着该成像装置之一光学轴线所安置之反射器/发射器,并且其中该第一光源系投射出一个散射光至该反射器/发射器,并且该反射器/发射器系使散射光沿着该成像系统之该光学轴线而反射朝向该物体。7.根据申请专利范围第1项所述之系统,其中,该一个或多个第二光源系被相对于该成像系统之该光学轴线而被对称地安置。8.根据申请专利范围第1项所述之系统,其中,该第一光源以及以及至少一个第二光源的每一个第二光源系提供了介于物体之反射表面与物体的散射表面之间之光谱辨别。9.根据申请专利范围第1项所述之系统,其中,该一个或是多个第二光源系被安置成相应于一种规则多角体样式、一种四角形样式、以及一种圆形样式其中之一种样式。10.根据申请专利范围第9项所述之系统,其中,该一个或多个侧向照明源系以相对于一个与欲检查表面平行之平面而呈范围为大约30度至大约60度的一个角度,而被安置至该成像系统之光学轴线的侧边。11.根据申请专利范围第1项所述之系统,其中,从该第一光源所提供之光系较藉由第二光源所提供之光更为散射。12.根据申请专利范围第1项所述之系统,其中,第一及第二光源的每一个光源的强度系被选择,而使得从欲检查表面所反射之光的位准系可以被该成像系统所感应到。13.根据申请专利范围第1项所述之系统,其中,介于该第一及第二光源间的光谱差异系以一个介于大约2700K至大约5100K的范围中之相关颜色温度差异为特征。14.根据申请专利范围第13项所述之系统,其中,该第一光源系具有一个不同于第二光源的光谱分布。15.根据申请专利范围第14项所述之系统,其中,第一以及第二光源的每一个光源系投射出几乎相同的光谱分布至该物体上。16.根据申请专利范围第15项所述之系统,其中,该第二光源系被提供而具有一个介于大约30度至大约60度之范围中的中央光束角度。17.根据申请专利范围第1项所述之系统,其中,该第一光源之强度系被选择以较第二光源之强度为小。18.根据申请专利范围第17项所述之系统,其中,该第一光源之强度系被选择以较第二光源之强度小大约百分之一至大约百分之十的比率,如同为该成像系统所看到者。19.根据申请专利范围第1项所述之系统,其中,该第一光源之光谱分布系被选择以与该第二光源之光谱分布不同。20.根据申请专利范围第19项所述之系统,其中,介于该第一光源之光谱分布与该第二光源之光谱分布之间的差异系大于数百度。21.根据申请专利范围第19项所述之系统,其中,介于该第一光源之光谱分布与该第二光源之光谱分布之间的差异系藉由使用具有针对第一及第二光源的每一个光源而为不同光谱传送特性的滤镜所提供。22.根据申请专利范围第19项所述之系统,其更包括有用于特征化及计算该第一光源之光谱分布与该第二光源之光谱分布间之差异的机构,而差异系为在藉由该相机所记录之多光谱带中顶部及侧向照度之相对强度的比率。23.根据申请专利范围第22项所述之系统,其中,用于计算顶部及侧向照度之相对强度比率之该机构系包括有:(a)用顶部光或侧向光来照亮一个光谱中性目标的机构;(b)用于量测被该相机所视之每一光谱带的相对量;以及(c)用于计算每一光谱带至其他光谱带之比率的机构。24.根据申请专利范围第22项所述之系统,其中,用于计算顶部及侧向照度机构之相对强度的该机构系包括有用于合并不同相关温差之光或是具有相似相关温差而带有不同光谱传送滤镜之光的机构。25.根据申请专利范围第1项所述之系统,其更包括有:用于观看定向标记之尽可能多类别的机构;以及用于量测在数个角度下介于每一个定向标记与部件表面间之对比的机构;以及用于判断具有最大的对比之最重要的定向标记所在之角度的机构。26.根据申请专利范围第1项所述之系统,其中,顶部光系被设置作为萤光灯以及闪光灯中的一个。27.根据申请专利范围第1项所述之系统,其中,侧向光系被设置作为(1)小型萤光灯;(2)萤光环状灯;以及(3)闪光灯中的一个。28.根据申请专利范围第1项所述之系统,其中,该第一光源以及该一个或多个第二光源之每一个第二光源的特征系提供了介于欲检查之物体与至少一个其他物体间之光谱辨别。29.根据申请专利范围第1项所述之系统,其中,该第一光源系被提供而具有一个光谱分布,此光谱分布系不同于该一个或多个第二光源之每一个第二光源的光谱分布。30.根据申请专利范围第1项所述之系统,其中,该第一光源系被设置而具有一个强度,此强度系小于该一个或多个第二光源之每一个第二光源的强度。31.根据申请专利范围第1项所述之系统,其中,该成像系统系在同时收集同视场中的资讯而光学轴线系垂直于欲检查之物体。32.根据申请专利范围第1项所述之系统,其中,该第一光源系为与该至少一个第二光源之每一个第二光源所不同的一个光谱分布光源。33.根据申请专利范围第32项所述之系统,其中:该第一光源系具有一个大约为5100K之相关温差;以及该一个或多个第二光源之每一个第二光源系具有一个大约为2700K之相关温差。34.一种用于检查印刷电路板的光学系统,其系包括有:(a)一个多光谱成像系统,其系包含有:(1)一个具有一光学轴线之多光谱相机;以及(2)一个被耦合至该多光谱相机的远心透镜;以及(b)一个照明系统,其系被安置环绕着该成像系统,该照明系统系包括有至少一个同轴光源以及至少一个侧向光源,而该等同轴光源以及该等侧向光源系具有相对光谱分布,相对的光强度以及相对的散射特征系被选择用以增强光谱辨别,并且用以增强介于被安置在印刷电路板上之金属表面与一个印刷电路板表面之间的对比。35.根据申请专利范围第34项所述之系统,其中:该同轴光源系照亮被安置在印刷电路板上的金属表面;以及该等光源系被安置于光学轴线的侧边,并且提供散射,并且其中该等同轴光源以及侧向光源系均匀的照亮该印刷电路板将进行检查的一个区域。36.根据申请专利范围第35项所述之系统,其中,该等侧向光源系对称于该光学轴线而被安置。37.根据申请专利范围第36项所述之系统,其中,该等侧向光源系被安置成一个相应于一种规则多角体样式、一种四角形样式、以及一种圆形样式其中之一种样式。38.根据申请专利范围第34项所述之系统,其中,该同轴光源系较该侧向光源更为散射。39.根据申请专利范围第34项所述之系统,其中,该同轴光源之强度以及该侧向光源之强度系被选择以使得从欲检查之表面处所反射的光的位准系可以被该相机所感应到。40.根据申请专利范围第34项所述之系统,其中,该同轴光源系具有一个与该侧向光源所不同的光谱分布。41.根据申请专利范围第34项所述之系统,其中,每一个光线系投射出大致相同光谱分布的光线至所关注的区域上。42.根据申请专利范围第34项所述之系统,其中,该同轴光源的强度系被选择以小于该侧向光源的强度。43.根据申请专利范围第42项所述之系统,其中,藉由该同轴光源所提供之光的强度系被选择而比藉由该侧向光源所提供之光的强度小一个由该相机所侦测到大约百分之一至大约百分之十的比率。44.根据申请专利范围第34项所述之系统,其中,该同轴光源系被选择以提供一个所具有之光频分布与该侧向光源所提供之光的光谱分布不同的光。45.根据申请专利范围第34项所述之系统,其更包括有:用于观看定向标记之尽可能多类别的机构;用于量测在数个角度下介于每一个定向标记与部件表面间之对比的机构;以及用于决定具有最大对比的最重要之定向标记之角度的机构。46.根据申请专利范围第34项所述之系统,其中,该成像系统系在同时收集同视场中的资讯而光学轴线系垂直于欲检查之物体。图式简单说明:图1系为一种光学系统的方块图,其系包括有一个多光谱带成像系统以及一个照明系统,照明系统系使用顶部及侧向光源来增强介于印刷电路板、部件、以及焊锡膏之间的光谱辨别,以及介于例如是基准之金属表面与印刷电路板之间的对比,而在同时亦能够使得反射强光得以最小化;图2系为一个印刷电路板的侧视图,印刷电路板系具有一个基准,其中散射光系从大致上在该基准上方的区域处投射在基准上;图3系为一个印刷电路板的侧视图,印刷电路板上系被安置有一垫及焊锡膏,其中散射光系大致上从印刷电路板侧边的一个位置处投射在印刷电路板、垫以及焊锡膏上;以及图4系为一个印刷电路板的侧视图,印刷电路板上系被安置有一垫、焊锡膏、以及带有一导线的电路部件,其中来自于第一光源的光系在印刷电路板上反射。
地址 美国