TWI282855B - Multiple-angle optical examination mechanism - Google Patents

Description

1282855 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種多角度光學檢測機構，特別是關於 一成像模組利用一移動機構進行橫向及縱向移動，並藉由 透射及反射方式擷取待測元件的多角度影像，以供進行分 析之光學檢測構造。 【先前技術】 習用小型元件的大量生產製造需要利用光學檢測裝 置進行外觀品質檢測，以便適當移除不良品。該小型元件 係如螺絲、鋼釘、晶片電阻、晶片電容、晶粒、BGA封裝 用錫球、封裝1C體、LED等。一般光學檢測裝置通常設 有一動態載體、一輸送帶及一靜態影像擷取單元。該光學 檢測裝置具有二種取像方式：〔1〕、在該輸送帶的輸送路 徑上設置該動態載體，該動態載體用以適時轉動待檢測之 小型元件，改變小型元件之取像角度，以便該靜態影像擷 取單元可擷取小型元件之各方位外觀影像，以供進一步進 行影像分析檢測。此方式之優點在於可減少該靜態影像擷 取單元的設置數量’但其缺點為若動態載體要結合在輸送 帶上，其勢必相對增加整體構造複雜度。〔2〕、在該輸送 帶的輸送路徑上，該動態載體用以承載及輸送待檢測之小 型元件，但不轉動小型元件。在該小型元件的輸送方向的 上、下侧及二侧則分別設置數組靜態影像擷取單元，以便 擷取小型元件各方位之外觀影像。此方式之優點/在於可簡 化該動態載體或輸送帶的構造’但卻相對增加該靜悲影像 5 07/0.1/1Ώ/ΓΜ ：Γ)Β ΓΜ #負取單 元的設置數量。 有利於％短檢測時間 ^ 啊將 設置數I。其 里產寸私，並減少影像擷取單元的 必要進一步改良上述 f数里基於上述因素，確實仍有 ^ 置 '、垔元件光學檢測裝 利用3^^本發明改良上述之缺點，其中—成像模級 透性之反練私橫向及㈣移動，域賴組具有半 或下性的•待測元样 縮 柄於、目丨、士 α 5J角度衫像。藉此，本發明確實能相對 滅測_，及降低檢測設備成本。 【發明内容】 ,¾ Φ —本务^主要目的係提供一種多角度光學檢測機構，其 …—成像模組利.移動機構進行橫向及縱向移動，並藉 由透射及反射方式榻取待測元件的各種不同角度影像，使 本發明具有縮短檢測時間及降低設備成本之功效。 本發明次要目的係提供一種多角度光學檢測機構，其鲁 中:成像模組利用一移動機構進行橫向及縱向移動，該成 像杈組具有半透性之反射鏡，由該反射鏡透射及反射光線 ，以擷取待測元件的各種不同角度影像，使本發明具有縮 短檢測時間及降低設備成本之功效。 根據本發明之多角度光學檢測機構，其包含一移動機 構、一成像模組、一光源模組。該移動機構用以橫向及縱 高移動该成像模組。該成像模組設有一影像擷取單元及一 0卜1 ϋη出丨U)K 絝正本.4-κ 6 — 娜 2855 該忐Γ 亥光源模组提供背光及侧光至小型待測元件。當 角声拉t利用該移動機構移動至該小型待測元件之適當 ，=^置％ ’该影像擷取單元由該反射鏡透射及反射光線 0刀购取該小型待測元件之各種角度影像，以便進行 衫像分析檢測。 【實施方式】 顯易=了毒本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明 重，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式 作砰細說明如下。 檢測^播ΓΓ1圖所示’本發明較佳實施例之多角度光學 、 二~機台1上設置一移動機構2、一成像模組3 夕&=原杈組4及一輸送帶5，以供檢測由各種小型元件6 ，σα貝，忒小型元件6係指利用量產方式製造之元件 ^士 ®级累、、糸、鋼釘、晶片電阻、晶片電容、晶粒、BGA封 球、封裝Ic體、LED等，下文將舉例螺絲說明， /、示=件可採相同檢測原理，不再予詳細贅述。 穴21明、=芬照第1圖解，本發明之移動機構2設有一支 i主軸捍22、一滑車23及一軸桿24。該支架21 上：^钱口 1上。該主軸桿22縱向固設於該支架21上 、車23之一端穿設於该主轴桿22上。該主轴桿22 之二端設有_驅動器22()，該驅動器22q利用皮帶或氣動 =力該滑車23，以帶動該滑車23沿著該主軸桿22往 復縱向/月動。該軸桿24固設於該滑台23上，其用以穿設 該成像模組3 °翁軸桿24之一端設有一驅動器24Q，該驅 k pai\PKi)咖ίίΛ木.d(Jc 1282855 動器240利用皮帶 該成像模組3 動方式驅_成像模組3，以帶動 請再參照第1图純 毛、〜動 像操取單it Μ及=本發明之成像模組3設有一影 擇使用CCD型^鏡32。該影像操取單元31係可選 氧化物導體〕之馬合元件〕或CM〇S型〔互補金屬 AMm位影像擷取單元，如此便於輸出數位影 像檔案，及利用電腦隹 H _進仃衫像分析處理。該反射鏡32係由 平遗性之破ί离材暂制Λ、 » 、衣成’以形成透射及反射之雙重效果 。邊反射鏡32設於兮旦/ ^ . 於違衫像擷取皁元31之鏡頭正下方，且 口亥反射鏡32與鄉像擷取單元μ之取糾徑保持衫。角

Jj、…睛再錢第1圖所示，本發明之光源模組4設有一背 光光源41及侧光光源42。該背光光源41設有數個LED 燈411及-擴散板412。該咖燈如提供背光光線，該 擴散板412則導引該LED燈411之背光光線形成均勻化。 该侧光光源42同樣設有數個LED燈421及一擴散板422 。該LED燈421提供侧光光線，該擴散板422則導引該 LED燈421之侧光光線形成均勻化。再者，在選擇該輸送 ▼ 5上，本發明可依照該小型元件6之種類選擇使用適當 形式之輸送帶5，以便平穩的輸送該小型元件6依序經過 δ亥光源模組4形成的檢測區。 請參照第2圖所示，在進行第一階段檢測前，該輸送 帶5平穩輸送該小型元件6持續往前移動。在進行第一階 段檢測時，該輸送帶5暫停輪送動作。接著，該滑車23 卜丨 Uni丨;ΛΡΚ 内ii、TOr，7「tJ_2n ίΐ正本.（i〇c ——8 1282855 =著該主軸桿22向上滑移，該成像模組3沿著該軸桿Μ 橫向2移，直至該影像擷取單元31及反射鏡32對位至該 輸运▼ 5上之特定小型元件6，其依需求選擇對位單一個 或數個小型元件6。此時，該成像模組3移動至預定位置 。接著，該背光光源41利用該LED燈411及擴散板M2 適時提供均勻之背光光線。背光光線向上投射，並透射經 過摄射鏡32，因而將該小型元件6的影像投射至該影像 擷取皁兀31之鏡頭處，允許該影像擷取單元31順利擷取 由透射取得之上視影像，並將數位影像檔案輸出至電腦， 以進行影像分析處理。 請芩照第3圖所示，在進行第二階段檢測時，該輸送 V帶5仍保持靜止不動。接著，該滑車23沿著該主轴桿22 適向下滑移，該成像模組3亦沿著該轴桿24橫向滑移，直至 該成像模組3之反射鏡32對位至該輸送帶5上之相同小型 元件6之側面。此時，該成像模組3已移動至另一預定位 置。接著，該侧光光源42利用該LED燈421及擴散板422 適時提供均勻之侧光光線。侧光光線側向投射至該反射鏡 32 ’因而將該小型兀件6的影像以反射方式投影至該影像 擷取單元31之鏡頭處，以允許該影像擷取單元31順利擷 取由反射取得之側視影像，並將數位影像標案輸出至電腦 ，以進行影像分析處理。該侧視影像擷取位置與上視影像 擷取位置之間夾設90°角。 請再參照第2及3圖所示，在完成第一及第二階段檢 測後，電腦立即處理分析該小型元件6的上視影像及讎 1282855 相同方式反向配置=::=下游，本發明亦可選擇利用 模組4,以擷取該二=機構2、成像模組3及光源 ，因而快速的完成該小型像及f ―侧視影像 、如上所述，相較於羽 /、、角度外觀檢測動作。 態载體構造及減少靜能:Ί :，則機構無法同時簡化動 二 丰《明错由利用該移動機構2樺^ 成像模組3，且在該成像模組3設置半透=及縱向移動該 供#_元件的上視、側視或下視等各種卜 。猎此，本發明確實能相對縮短檢測時間=角度影像 備成本。 及降低檢剜毁 】軸本發明已彻前述較佳實施 非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在^不’然其並 之精神和範圍内，當可作各種之更動與修改，、月^隹本發明 之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者=本發明

ft正本.doc 10 — 1282855 【圖式簡單說明】 第1圖：本發明多角度光學檢測機構之組合立體圖。 第2圖：本發明多角度光學檢測機構擷取透射影像之 組合侧視圖。 第3圖：本發明多角度光學檢測機構擷取反射影像之 組合侧視圖。 【主要元件符號說明】 1 機台 2 移動機構 21 支架 22 主軸桿 220 驅動器 23 滑車 24 轴桿 240 驅動器 3 成像模組 31 影像擷取單元 32 反射鏡 4 光源模組 41 背光光源 411 LED 燈 412 擴散板 42 侧光光源 421 LED 燈 422 擴散板 5 輸送帶 6 小型元件 m

Claims (1)

1282益5〇匕〇第93141240號申請專利範圍修正本 十、申請專利範圍： 1 種夕角度光學檢測機構，其包含·· 一成像模組，其設有一影像擷取單元及一反射鏡，該反 射鏡係由具半透性之玻璃材質製成，以形成透射及反射 之雙重效果； 一移動機構’其用以橫向及縱向移動該成像模組；及 光源模組，其提供光源至小型待測元件； 其中當該成像模組利用該移動機構移動至該小型待測 元件之適§角度位置時，該影像揭取單元由該反射鏡透 射及反射光線，以分別擷取該小型待測元件之不同角度 影像，以便進行影像分析檢測。 2、 依申請專利範圍第i項之多肖度光學檢纖構，其中該 影像擷取單元係可選擇使用CCD型、CMOS型之數位 顧j 影像操取單元，以便將數位影像檔案輸出至電腦進行影 像分析處理。 3、 依申晴專利Inn第丨項之多肖度光學檢測機構，其中該 反射鏡設於該影像擷取單元之鏡頭正下方，且該反射鏡 與該影像擷取單元之取像路徑保持45。角。 4、 依申凊專利$&圍帛丨項之多角度光學檢測機構，其中該 移動機構設有一支架、一主軸桿、一滑車及一轴桿，該 主軸桿縱向固設於該支架上；該滑車之一端穿設於該主 軸桿上；該軸桿固設於該滑台上，其用以穿設該成像模 ' 組。 5、 依申巧專利範圍第4項之多角度光學檢測機構，其中該 —12 —- 1282鏹 20第93141240號申請專利範圍修正本 主軸桿之一端設有一驅動器，該驅動器 方式驅動該滑車，使該滑車沿著該主輛桿往復：向^ 6、 ^請專利範圍第4項之多角度光學檢測機構 =之-端設有另-驅動器，該驅動器利用皮帶 向=動該成像模組，使該成像模組沿著該轴桿往復橫 7、 依申請專利範㈣丨項之多角度光學檢測機構，其 光源模組提供一背光光源及一侧光光源。 S、依申請專利範圍第7項之多角度光學檢測機構，其中和 用數個LED燈及一擴散板產生該背光光源。 ， _ 9依申請專利範圍第7項之多角度光學檢測機構，其中利 用數個LED燈及一擴散板產生該侧光光源。’、1 1〇依申凊專利範圍第1項之多角度光學檢測機構，其中另 包含一輪送帶，其用以平穩輸送該小型待測元件依序細 過該光源模組形成的檢測區。 、'二 11、 依申請專利範圍第1項之多角度光學檢測機構，其中兮 移動機構、成像模組及光源模組用以操取該小型待、、則一 件的上視影像及一第一侧侧視影像。 12、 依申請專利範圍第1項之多角度光學檢測機構，其中节 移動機構、成像模組及光源模組用以擷取該小型待測元 件的下視影像及一第二側側視影像。 13、 一種多角度光學檢測機構，其包含：. 一成像模組，其設有一影像擷取單元及一反射鏡，該反 Limiii、丨ϊKPίu'^丨)Kί)Π7Γ,_ft「ϊf)31in泠止本.riυc 13 — 1282縱2G第_24。號申請專利範圍修正本 射鏡設賴影像擷取單元之鏡頭正下方，且該反射鏡與 該影像擷取單元之取像路徑保持45。角，· 一移動機構，其用以橫向及縱向移動該成像模組；及 一光源模組，其提供光源至小型待測元件； 其中當該成像模組利用該移動機構移動至該小型待測 兀件之適當角度位置時，該影像操取單元由該反射鏡透 射及反射光線，以分別擷取該小型待測元件之不同角度 衫像’以便進行影像分析檢測。 14、 依申請專利範圍第丨項之多角度光學檢測機構，其中該 影像擷取單元係可選擇使用CCD型、CM〇s型之數位 影像擷取單元，以便將數位影像檔案輸出至電腦進行影 像分析處理。 15、 依申凊專利範圍第1項之多角度光學檢測機構，其中該 移動機構設有一支架、一主軸桿、一滑車及一軸桿，該 主轴桿縱向固設於該支架上；該滑車之—端穿設於該主 軸桿上；該轴桿固設於該滑台上，其用以穿設該成像模 組。 、 16、 依申請專利範圍第15項之多角度光學檢測機構，其令 該主軸桿之一端設有一驅動器，該驅動器利用皮帶、氣 動方式驅動該滑車，使該滑車沿著該主轴桿往復縱向 動。 17、 依申請專利範圍第15項之多角度光學檢測機構，其中 忒轴桿之一端設有另一驅動器，該驅動器利用皮帶、氣 動方式驅裔該成像模組，使該成像模組沿著該轴桿往^ ' 14 — T9R9R55 20第93141240號中請專利範圍修正本 橫向滑動。 18、 依申請專利範圍第1項之多角度光學檢測機構，其中該 光源模組提供一背光光源及一側光光源。 19、 依申請專利範圍第18項之多角度光學檢測機構，其中 利用數個LED燈及一擴散板產生該背光光源。 20、 依申請專利範圍第18項之多角度光學檢測機構，其中 利用數個LED燈及一擴散板產生該侧光光源。 21、 依申請專利範圍第1項之多角度光學檢測機構，其中另

包含一輸送帶，其用以平穩輸送該小型待測元件依序經 過該光源模組形成的檢測區。 '

22、 依申請專利範圍第1項之多角度光學檢測機構，其中該 移動機構、成像模組及光源模組用以擷取該小型待測元 件的上視影像及一第一侧側視影像。 23、 依申請專利範圍第1項之多角度光學檢測機構，其中該 移動機構、成像模組及光源模組用以擷取該小型待測元 件的下視影像及一第二侧側視影像。

iJ.\n卜 1 hu\iVJiV7fi_%fU2n 修正本.rtt;r —15 — fi7. fii I2«2855 七、指定代表圖·· (一) 本案指定代表圖為：第（1 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡单說明： 1 機台 2 移動機構 21 支架 22 主轴桿 220 驅動器 23 滑車 24 軸桿 240 驅動器 3 成像模組 31 影像操取單元 32 反射鏡 4 光源模組 41 背光光源 411 LED 燈 412 擴散板 42 侧光光源 421 LED 燈 422 擴散板 5 輸送帶 6 小型元件

八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式··