專利名稱：自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備的線性ccd光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備的光源，尤其是自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備的 線性CXD光源。
技術(shù)背景在現(xiàn)代電子設(shè)備和電子產(chǎn)品中，印刷電路板(Printed Circuit Borad以下簡稱 PCB)占有重要的地位，是集成、安裝各種電子元器件的載體，在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng) 用。在PCB的質(zhì)量檢測時(shí)，通常采用自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備(英文簡稱Α0Ι)，利用面陣和線陣工 業(yè)CCD以圖像分塊連續(xù)掃描方式為基礎(chǔ)，運(yùn)用圖像處理和識別技術(shù)對PCB圖像進(jìn)行分析，從 而判斷PCB是否合格及存在的缺陷。其中光源設(shè)備在影像檢測中是非常重要的部分，目前， 國外先進(jìn)的PCB自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備中所使用的光源是采用鹵素?zé)?，主要?個(gè)主光源與2 個(gè)側(cè)光源組成，利用鹵素?zé)舭l(fā)出的強(qiáng)光一次掃描成像，這種光源存在以下缺陷1、對PCB半 成品表面的要求較高，需要PCB半成品表面具有一定的粗糙度才能夠形成漫反射，形成清 晰掃描圖像，同時(shí)，光源強(qiáng)度太強(qiáng)，角度不夠豐富，由于只是三組光，很多低角度的光沒有， 從而PCB板的邊緣不清晰。當(dāng)PCB的表面很光滑時(shí)，由于光線較強(qiáng)PCB上的一些點(diǎn)沒有反射 出光，一是易出現(xiàn)拉曝現(xiàn)象，圖像不清晰；二是沒有形成較好的漫反射，曝光后會(huì)出現(xiàn)一些 黑點(diǎn)，不能得到清晰的掃描圖像，難以對PCB進(jìn)行檢測，因此，對于表面很光滑的PCB要增加 一道表面粗糙度處理的工藝，然后才能進(jìn)行檢測，增加了 PCB的加工成本。2、使用壽命短， 功耗大，平均每臺每小時(shí)的功耗在lkw，另外每2周就要換一次燈泡，維護(hù)成本高
實(shí)用新型內(nèi)容
為了克服背景技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備的線性CCD光 源，主要解決了現(xiàn)有的自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備中所使用的光源對PCB半成品表面的要求較高及 使用成本高的問題。該自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備的線性CCD光源采用紅色LED發(fā)光體，主光源與 側(cè)光源合理配置，與TDI (Time Delay Integration)相機(jī)配套使用，實(shí)現(xiàn)多幀連續(xù)拍攝復(fù)合 成像，降低了對PCB半成品表面的要求，具有掃描圖像成像清晰、使用壽命長及使用成本低 的特點(diǎn)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備的線性CCD光源包括安裝座、主 光源及側(cè)光源，主光源及側(cè)光源的發(fā)光體均為紅光LED燈，紅光LED燈安裝在主燈安裝框及 側(cè)燈安裝框內(nèi)，主燈安裝框及側(cè)燈安裝框上均設(shè)有凸透鏡；4、6或8個(gè)側(cè)光源對稱分布在主 光源的兩側(cè)且位于同一扇形的圓周上，主光源的焦點(diǎn)與側(cè)光源的焦點(diǎn)在同一聚光帶上。所述的紅光LED燈與凸透鏡之間設(shè)有光柵。所述的安裝座由2個(gè)邊板、連接板及連接條組成，主燈安裝框及側(cè)燈安裝框安裝 在2個(gè)邊板之間且可調(diào)整角度。所述的紅光LED燈所發(fā)出的紅光波長為610 630nm。所述的主光源的下方設(shè)有半反鏡，所述的半反鏡下表面對應(yīng)側(cè)平行設(shè)有全反鏡。[0009]所述的全反鏡位于與主光源相鄰的側(cè)光源的上方，該位置的側(cè)光源采用通氣底 座，利用流通空氣進(jìn)行散熱；其它側(cè)光源采用散熱片式底座，散熱片式底座上安裝風(fēng)扇進(jìn)行 散熱。所述的半反鏡及全反鏡均安裝在鏡框內(nèi)，鏡框的兩端穿過安裝座的2個(gè)邊板置于 固定板內(nèi)，固定板通過螺釘與邊板相固定，固定板四周的邊板上設(shè)有螺紋孔。本實(shí)用新型具有如下有益效果由于采取上述方案，主光源及側(cè)光源聚焦后在同 一聚光帶上，該聚光帶位于PCB板的表面，利用紅光對PCB板進(jìn)行多角度照射，紅光可以透 過光學(xué)鏡片而且波長較短，能夠形成較好的漫反射，PCB板中的銅對紅光反射最好，環(huán)氧樹 脂對銅反射差，這樣灰度值可以拉開，而TDI相機(jī)的CCD對紅光感光效果最好，因而能夠得 到清晰的PCB板掃描圖像，通過TDI相機(jī)多幀連續(xù)拍攝復(fù)合成像，降低了對PCB半成品表面 的要求；另外，紅光LED燈的使用壽命長，可連續(xù)使用半年以上，不用經(jīng)常更換，降低了使用 成本。因此，本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比具有掃描圖像成像清晰、使用壽命長及使用成本低 的特點(diǎn)。

附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是圖1中主光源2的結(jié)構(gòu)剖視圖；附圖3是圖1中側(cè)光源3的結(jié)構(gòu)剖視圖；附圖4是圖1中安裝座1的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5是圖1中通氣底座12的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖6是本實(shí)用新型的外部結(jié)構(gòu)示意圖；附圖7是紅光LED燈4的光線透過光柵16的光線圖；附圖8是紅光LED燈4直接照射到物體表面的光線圖。圖中1-安裝座，2-主光源，3-側(cè)光源，4-紅光LED燈，5_主燈安裝框，6_側(cè)燈安裝 框，7-凸透鏡，8-邊板，9-連接板，10-半反鏡，11-全反鏡，12-通氣底座，13-散熱片式底 座，14-風(fēng)扇，15-連接條，16-光柵，17-鏡框，18-固定板，19-螺紋孔，20-上透鏡。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明由圖1結(jié)合圖2、圖3、圖4所示，該自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備的線性CXD光源，包括安裝 座1、主光源2及側(cè)光源3，主光源2及側(cè)光源3的發(fā)光體均為紅光LED燈4，紅光LED燈4 安裝在主燈安裝框5及側(cè)燈安裝框6內(nèi)，主燈安裝框5及側(cè)燈安裝框6上均設(shè)有凸透鏡7 ； 4、6或8個(gè)側(cè)光源3對稱分布在主光源2的兩側(cè)且位于同一扇形的圓周上，主光源2的焦點(diǎn) 與側(cè)光源3的焦點(diǎn)在同一聚光帶上，即該焦點(diǎn)處于側(cè)光源3的扇形面圓心處。主光源2及 側(cè)光源3聚焦后在同一聚光帶上，該聚光帶位于PCB板的表面，利用紅光對PCB板進(jìn)行多角 度照射，紅光可以透過光學(xué)鏡片而且波長較短，能夠形成較好的漫反射，PCB板中的銅對紅 光反射最好，環(huán)氧樹脂對銅反射差，這樣灰度值可以拉開，而TDI相機(jī)的CCD對紅光感光效 果最好，因而能夠得到清晰的PCB板掃描圖像，通過TDI相機(jī)多幀連續(xù)拍攝復(fù)合成像，降低 了對PCB半成品表面的要求；TDI (Time Delay Integration)相機(jī)是一種高靈敏度相機(jī)，通常應(yīng)用于在高靈敏度下進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)圖象的拍攝工作。利用TDI相機(jī)的特性和紅光LED波 長的特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)PCB板的銅面在輕微氧化和中度氧化的情況下都可以達(dá)到光曝效果。另 外，紅光LED燈4的使用壽命長，可連續(xù)使用半年以上，不用經(jīng)常更換，降低了使用成本。因 此，本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比具有掃描圖像成像清晰、使用壽命長及使用成本低的特點(diǎn)。由圖2結(jié)合圖3、圖6、圖7、圖8所示，所述的紅光LED燈4與凸透鏡5之間設(shè)有光 柵16。各紅光LED燈4發(fā)出的紅光較散，而且存在死點(diǎn)現(xiàn)象，紅光LED燈4發(fā)出的紅光透 過光柵16后，經(jīng)過光柵的漫反射及折射，不會(huì)出現(xiàn)照不到的死點(diǎn)現(xiàn)象，而且會(huì)形成較平行 的光束，然后再經(jīng)過凸透鏡5聚焦，由于主光源2與側(cè)光源3上的凸透鏡7曲率半徑不同， 在主光源2內(nèi)設(shè)有上透鏡20，用以改變主光源2的聚集光帶，使得紅光經(jīng)主光源2及各側(cè) 光源3后聚焦在同一聚光帶上，該聚光帶位于PCB板的表面，形成對PCB板的表面多角度照 射，同時(shí)也提高了亮度。本實(shí)施例的最佳設(shè)計(jì)方案是主光源2和側(cè)光源3均采用發(fā)光角度 60°的大功率紅光LED燈，主光源2在距其透鏡頂部的距離IOcm處形成3mm的聚集光帶， 側(cè)光源3的聚集光帶與主光源2的聚集光帶重合。由圖1結(jié)合圖4所示，所述的安裝座1由2個(gè)邊板8、連接板9及連接條15組成， 主燈安裝框5及側(cè)燈安裝框6安裝在2個(gè)邊板8之間且可調(diào)整角度。連接板9及連接條15 起固定作用，主燈安裝框5及側(cè)燈安裝框6與邊板8之間可通過螺釘連接，在邊板8上設(shè)置 條形孔用來調(diào)整主燈安裝框5及側(cè)燈安裝框6的位置及偏轉(zhuǎn)角度。由圖2、圖3所示，所述的紅光LED燈4所發(fā)出的紅光波長為610 630nm。經(jīng)過 實(shí)驗(yàn)，該波長段較為理想。由圖1所示，所述的主光源2的下方設(shè)有半反鏡10，所述的半反鏡10下表面對應(yīng) 側(cè)平行設(shè)有全反鏡11。半反鏡10的特性是一側(cè)透光，另一側(cè)不透光而光會(huì)被反射。主光源 2發(fā)出的紅光透過半反鏡10照射在PCB板上，同時(shí)各側(cè)光源3所發(fā)出的紅光也照射到PCB 板上后，在PCB板上形成較好的漫反射，反射的光被半反鏡10全部反射到全反鏡11上，然 后被全反鏡11反射到CXD上成像。由圖1結(jié)合圖2、圖3、圖5所示，所述的全反鏡11位于與主光源2相鄰的側(cè)光源 3的上方，該位置的側(cè)光源3采用通氣底座12，利用流通空氣進(jìn)行散熱；其它側(cè)光源3采用 散熱片式底座13，散熱片式底座13上安裝風(fēng)扇14進(jìn)行散熱。由于空間限制，在全反鏡11 的斜上方要安裝CCD，因此將位于全反鏡11下方的側(cè)光源3的底座改為通氣底座12，利用 流通空氣進(jìn)行散熱。由圖1結(jié)合圖4、圖6所示，半反鏡10及全反鏡11均安裝在鏡框17內(nèi)，鏡框17的 兩端穿過安裝座1的2個(gè)邊板8置于固定板18內(nèi)，固定板18通過螺釘與邊板8相固定，固 定板18四周的邊板8上設(shè)有螺紋孔19。在調(diào)整半反鏡10及全反鏡11的位置及偏角時(shí)， 松開固定板18的固定螺釘，在螺紋孔19內(nèi)旋入根部帶圓錐面的調(diào)節(jié)螺釘，在調(diào)節(jié)螺釘?shù)臄D 壓作用下進(jìn)行對固定板18的位置及轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)，從而調(diào)整了半反鏡10及全反鏡11位置及轉(zhuǎn) 角，在安裝調(diào)試時(shí)很方便。
權(quán)利要求一種自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備的線性CCD光源，包括安裝座(1)、主光源(2)及側(cè)光源(3)，其特征在于主光源(2)及側(cè)光源(3)的發(fā)光體均為紅光LED燈(4)，紅光LED燈(4)安裝在主燈安裝框(5)及側(cè)燈安裝框(6)內(nèi)，主燈安裝框(5)及側(cè)燈安裝框(6)上均設(shè)有凸透鏡(7)；4、6或8個(gè)側(cè)光源(3)對稱分布在主光源(2)的兩側(cè)且位于同一扇形的圓周上，主光源(2)的焦點(diǎn)與側(cè)光源(3)的焦點(diǎn)在同一聚光帶上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備的線性CCD光源，其特征在于所述的紅 光LED燈(4)與凸透鏡(5)之間設(shè)有光柵(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備的線性CCD光源，其特征在于所述 的安裝座(1)由2個(gè)邊板(8)、連接板(9)及連接條(14)組成，主燈安裝框(5)及側(cè)燈安裝 框(6)安裝在2個(gè)邊板(8)之間且可調(diào)整角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備的線性CCD光源，其特征在于所述 的紅光LED燈(4)所發(fā)出的紅光波長為610 630nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備的線性CCD光源，其特征在于所述 的主光源(2)的下方設(shè)有半反鏡(10)，所述的半反鏡(10)下表面對應(yīng)側(cè)平行設(shè)有全反鏡 (11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備的線性CCD光源，其特征在于所述的全 反鏡(11)位于與主光源(2)相鄰的側(cè)光源(3)的上方，該位置的側(cè)光源(3)采用通氣底座 (12)，利用流通空氣進(jìn)行散熱；其它側(cè)光源(3)采用散熱片式底座(13)，散熱片式底座(13) 上安裝風(fēng)扇(14)進(jìn)行散熱。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備的線性CCD光源，其特征在于所述的半 反鏡(10)及全反鏡(11)均安裝在鏡框(17)內(nèi)，鏡框(17)的兩端穿過安裝座(1)的2個(gè) 邊板⑶置于固定板(18)內(nèi)，固定板(18)通過螺釘與邊板⑶相固定，固定板(18)四周 的邊板(8)上設(shè)有螺紋孔(19)。
專利摘要一種自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備的線性CCD光源。主要解決了現(xiàn)有的自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備中所使用的光源對PCB半成品表面的要求較高及使用成本高的問題。其特征在于主光源(2)及側(cè)光源(3)的發(fā)光體均為紅光LED燈(4)，紅光LED燈(4)安裝在主燈安裝框(5)及側(cè)燈安裝框(6)內(nèi)，主燈安裝框(5)及側(cè)燈安裝框(6)上均設(shè)有凸透鏡(7)；4、6或8個(gè)側(cè)光源(3)對稱分布在主光源(2)的兩側(cè)且位于同一扇形的圓周上，主光源(2)發(fā)出的線性光束與側(cè)光源(3)發(fā)出的線性光束聚集在同一聚光帶上。該自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備的線性CCD光源降低了對PCB半成品表面的要求，具有掃描圖像成像清晰、使用壽命長及使用成本低的特點(diǎn)。
文檔編號F21S2/00GK201688219SQ20102021333
公開日2010年12月29日 申請日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者張方德 申請人:浙江歐威科技有限公司