專利名稱：一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備及其檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備及其檢測(cè)方法，尤其涉及一種該設(shè)備內(nèi)利用一
具有反射能力的光學(xué)結(jié)構(gòu)件，檢測(cè)一具有多個(gè)表面的待測(cè)物的設(shè)備與方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)檢測(cè)具有多個(gè)表面的待測(cè)物，且該待測(cè)物為一電子組件時(shí)，根據(jù)在中國(guó)臺(tái)灣 專利編號(hào)第581862號(hào)的"影像管幕面的側(cè)面瑕疵自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)法"，利用自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)法， 該自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)法于檢測(cè)區(qū)下方使用一光源輔助取像，同時(shí)使用兩只對(duì)應(yīng)的影像感測(cè)裝置 對(duì)待測(cè)物進(jìn)行截取側(cè)面影像的作業(yè)，再將上述截取的側(cè)面影像傳輸至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行顯 像分析，以完成待測(cè)物的側(cè)面影像是否有瑕疵。 然而，在上述的檢測(cè)方式中，需要兩只影像感測(cè)裝置，提高了裝置的成本。
另一方面，以擷取依六面體的影像為例，檢測(cè)一次僅能擷取該六面體中兩個(gè)面的 影像，需要三次才能將六個(gè)面的影像擷取完畢，不但需要較多的檢測(cè)次數(shù)，變換待測(cè)物檢測(cè) 的面也需要耗費(fèi)時(shí)間，如此降低工作效率。 再者，當(dāng)待測(cè)物的形體改變，例如由六面體變成八面體或其它形體，該裝置又須重 新調(diào)整該對(duì)影像感測(cè)裝置的相對(duì)位置，才能擷取到影像，且檢測(cè)次數(shù)與時(shí)間又再增加，不但 操作繁瑣，對(duì)適應(yīng)該電子組件的形體改變的能力也不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在提供一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備及其檢測(cè)方法，以用于檢測(cè)一具有多 個(gè)表面的待測(cè)物。 本發(fā)明的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備及其檢測(cè)方法，具有一光源裝置，一影像感測(cè)裝置，以 及一光學(xué)結(jié)構(gòu)件，其中，該光學(xué)結(jié)構(gòu)件包含一基座與多個(gè)反射結(jié)構(gòu)。 多個(gè)反射結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該基座上，具有多個(gè)表面的待測(cè)物置于反射結(jié)構(gòu)間，反射結(jié) 構(gòu)將反射自多個(gè)表面的光線，再反射至影像感測(cè)裝置，以擷取影像。 由于利用反射結(jié)構(gòu)裝置可反射該具有多個(gè)表面的待測(cè)物側(cè)邊的影像，因此成本降 低。 又，反射結(jié)構(gòu)裝置一次可取得具有多個(gè)表面的待測(cè)物形體多數(shù)面的影像，因此只 需兩次拍攝即可得到具有多個(gè)表面的待測(cè)物完整的各面影像。 本發(fā)明于該自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備內(nèi)，放入一具有反射能力的光學(xué)結(jié)構(gòu)件，并將該待
測(cè)物置于該光學(xué)結(jié)構(gòu)件間，該些反射結(jié)構(gòu)用以將反射自該多個(gè)表面的光線，再反射至該影
像感測(cè)裝置。以改善上述傳統(tǒng)量測(cè)方式中成本高、效率低及適應(yīng)性不佳的問題。 本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)變換該具有多個(gè)表面的待測(cè)物的形體時(shí)，僅需改變?cè)?br> 光學(xué)結(jié)構(gòu)件的反射結(jié)構(gòu)裝置的對(duì)應(yīng)位置，不需要改變?cè)O(shè)備本身的對(duì)應(yīng)關(guān)，使量測(cè)的待測(cè)物
的形體可以依發(fā)明者改變。 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


2自動(dòng)光學(xué)22移料裝置221機(jī)械臂體222吸盤23光源裝置231第一光源環(huán)232第二光源環(huán)24影像感測(cè)裝置25光學(xué)結(jié)構(gòu)件251基座252通透孔253多個(gè)反射結(jié)構(gòu)31、32、33、34、35影像
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述
請(qǐng)參閱圖1，圖1為一具有多個(gè)表面的待測(cè)物1，其六個(gè)表面分別為A1，A2，. . . ，A6，
且具有多個(gè)表面的待測(cè)物1可為一電子組件。 —般來說，大多數(shù)的電子組件為扁平狀，遂未有多表面檢測(cè)的需求。然而，因功能 的多樣化遂使組件也愈趨復(fù)雜，例如一攝錄電路組件具有六個(gè)待測(cè)面，其中，一待測(cè)面為鏡 頭透鏡，另一待測(cè)面為矩陣電路，其它待測(cè)面亦分別具有組件編號(hào)、產(chǎn)品商標(biāo)等標(biāo)記。因此 在檢測(cè)時(shí)，須能將電路組件的六個(gè)待測(cè)面皆清楚檢視，達(dá)到成本低、保持效率等目標(biāo)。
請(qǐng)參閱圖2，圖3炎本發(fā)明的一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備2的剖面示意圖，用以檢測(cè)具 有多個(gè)表面的待測(cè)物1的多個(gè)表面，自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備2包含一移料裝置22，-23，一影像感測(cè)裝置24以及一光學(xué)結(jié)構(gòu)件25。其中，移料裝置22可為一吸盤機(jī)械臂。
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移料裝置22包含一機(jī)械臂體221與一吸盤222。該裝置以氣壓變換裝置提供吸盤 222產(chǎn)生負(fù)壓，以吸附具有多個(gè)表面的待測(cè)物1。 光源裝置23，包含一第一光源環(huán)231與一第二光源環(huán)232，用以產(chǎn)生光線以照射于 具有多個(gè)表面的待測(cè)物1的該多個(gè)表面。 影像感測(cè)裝置24，接收該待測(cè)物的反射光線以產(chǎn)生一檢測(cè)影像。
圖3為光學(xué)結(jié)構(gòu)件25的示意圖，光學(xué)結(jié)構(gòu)件25包含一基座251，一通透孔252以 及多個(gè)反射結(jié)構(gòu)253，裝設(shè)于光線的光徑上。其中，反射結(jié)構(gòu)253具有一斜面，斜面與基座 251表面的夾角的最佳實(shí)施方式為45° 。 其中，多個(gè)反射結(jié)構(gòu)253設(shè)置于基座251上，反射結(jié)構(gòu)253包含一反射層。具有多 個(gè)表面的待測(cè)物1置于反射結(jié)構(gòu)253間，反射結(jié)構(gòu)用以將反射自待測(cè)物表面的光線，再反射 至影像感測(cè)裝置24。 由以上敘述可知，具有多個(gè)表面的待測(cè)物1為一六面體，對(duì)應(yīng)六面體周圍環(huán)繞的 四個(gè)側(cè)面，光學(xué)結(jié)構(gòu)件25具有四個(gè)反射結(jié)構(gòu)253。 請(qǐng)參閱圖4，圖4為本發(fā)明的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備的立體仰視圖，其中，自動(dòng)光學(xué)檢
測(cè)設(shè)備2的移料裝置22，以移料裝置22的吸盤222吸附具有多個(gè)表面的待測(cè)物l，反射結(jié)
構(gòu)253設(shè)置于基座的正面，于反射結(jié)構(gòu)253間的基座251上的通透孔252，移料裝置22自基
座251背面通過通透孔252，以將具有多個(gè)表面的待測(cè)物1置于反射結(jié)構(gòu)253間。其中，吸盤22與具有多個(gè)表面的待測(cè)物1的A6面接觸，使與A6垂直的A2，A3，A4，
A5四面為四個(gè)側(cè)面，與A6平行的A1為最接近光源裝置23的正表面。移料裝置22與具有多個(gè)表面的待測(cè)物1自基座背面通過光學(xué)結(jié)構(gòu)件25的通透孔
252，并開啟光源裝置23。 請(qǐng)參閱圖5與圖6，圖5為本發(fā)明投射具有多個(gè)表面的待測(cè)物1的Al面的剖面示 意圖，光線如圖中的光徑向上投射至具有多個(gè)表面的待測(cè)物1的Al，循圖4中的光徑，可將 Al的影像反射至影像感測(cè)裝置24。 圖6為本發(fā)明投射具有多個(gè)表面的待測(cè)物1的A2， A3， A4， A5四面的剖面示意圖， 光線可經(jīng)由圖中任一光徑斜向投射至A2， A3， A4， A5四面，待測(cè)物表面的光線反射至反射結(jié) 構(gòu)253，再反射至影像感測(cè)裝置24。 意即光源裝置23用以產(chǎn)生光線以照射于具有多個(gè)表面的待測(cè)物1的表面。影像 感測(cè)裝置24接收待測(cè)物的反射光線以產(chǎn)生一檢測(cè)影像。多個(gè)光學(xué)結(jié)構(gòu)件25裝設(shè)于光線的 光徑上，具有多個(gè)表面的待測(cè)物1置于反射結(jié)構(gòu)253間，反射結(jié)構(gòu)253用以將反射自表面的 光線，再反射至影像感測(cè)裝置24。 請(qǐng)參閱圖7，圖7為本發(fā)明的影像感測(cè)裝置24所解取的一影像示意圖3，影像示意 圖3為一張包含具有多個(gè)表面的待測(cè)物1的Al， A2， . . . ， A5五面的影像，其中，影像31為 正表面Al，另外影像32，影像33，影像34與影像35則為側(cè)面A2， A3， A4， A5四面。若在拍 攝過程中，有影像模糊的情形，可利用多次對(duì)焦的方式擷取影像。 請(qǐng)參閱圖8，圖8本發(fā)明的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)方法流程圖，在第一次擷取待 測(cè)物影像404后，設(shè)備連接至計(jì)算機(jī)，會(huì)進(jìn)行計(jì)算待測(cè)物檢測(cè)區(qū)(邊界值)407，定義待測(cè)物 的刻痕區(qū)域410，量測(cè)待測(cè)物厚度413，觀測(cè)待測(cè)物的顏色416，觀測(cè)待測(cè)物外觀的完整性 (無剝落、刮傷、崩缺)419等流程。
之后，移料裝置22的吸盤222會(huì)將具有多個(gè)表面的待測(cè)物1放入輸送帶，并由輸 送帶將具有多個(gè)表面的待測(cè)物1輸送到影像感測(cè)裝置24進(jìn)行第六面A6的影像擷取，完成 第二次擷取待測(cè)物影像(待測(cè)物的第六面影像)422。 根據(jù)以上敘述，本發(fā)明的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備1以及其檢測(cè)方法，利用光學(xué)結(jié)構(gòu)件 25能夠快速有效率的檢測(cè)具有多個(gè)表面的待測(cè)物1。 以上述的攝錄電路組件為例，在利用本發(fā)明的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備2進(jìn)行檢測(cè)時(shí)， 除了可以檢測(cè)攝錄電路組件的厚度，還能檢測(cè)各待側(cè)面的狀況。其中，具有鏡頭透鏡的待測(cè) 面需要檢視鏡頭透鏡是否偏移、剝落、尺寸大小以及圓度狀況，表面是否有凹陷及臟污。在 檢測(cè)具有矩陣電路的待測(cè)面需要檢視其錫球是否過大、過小或過扁，引線是否有短路或斷 路的情形以及表面是否有裂痕。而在檢測(cè)其它具有組件編號(hào)、產(chǎn)品商標(biāo)等的待側(cè)面需要檢 視字樣印刷完整和方向是否正確，以及表面有無刮痕及剝落。 請(qǐng)參閱圖9，圖9為本發(fā)明的光學(xué)結(jié)構(gòu)件25所組成的光學(xué)結(jié)構(gòu)組，用以一次檢測(cè)多
個(gè)具有多個(gè)表面的待測(cè)物l，并利用移料裝置22的移動(dòng)以檢測(cè)待測(cè)物。 當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟
悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變
形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備，用以檢測(cè)一待測(cè)物的多個(gè)表面，其特征在于，該自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備包含一光源裝置，用以產(chǎn)生光線以照射于該待測(cè)物的該多個(gè)表面；一影像感測(cè)裝置，接收該待測(cè)物的反射光線以產(chǎn)生一檢測(cè)影像；以及一光學(xué)結(jié)構(gòu)件，裝設(shè)于該光線的光徑上，包含一基座，多個(gè)反射結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該基座上，該待測(cè)物置于該些反射結(jié)構(gòu)間，該些反射結(jié)構(gòu)用以將反射自該多個(gè)表面的光線，再反射至該影像感測(cè)裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于，該待測(cè)物為一六面體，該光 學(xué)結(jié)構(gòu)件對(duì)應(yīng)該六面體周圍環(huán)繞的四個(gè)側(cè)面，具有四個(gè)反射結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于，該自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備還包 含一移料裝置，以該移料裝置抓取該待測(cè)物，該些反射結(jié)構(gòu)設(shè)置于該基座的正面，于該些反 射結(jié)構(gòu)間的基座上具有一通透孔，該移料裝置自該基座背面通過該通透孔，以將該待測(cè)物 置于該些反射結(jié)構(gòu)間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于，該反射結(jié)構(gòu)的反射表面進(jìn) 一步包含一反光層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于，該檢測(cè)影像包含該待測(cè)物 周圍的側(cè)面以及正表面所反射的影像。
6. —種光學(xué)結(jié)構(gòu)件，應(yīng)用于一自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備中，該自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備用以檢測(cè)一 待測(cè)物的多個(gè)表面，該自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備還包含一光源裝置以及一影像感測(cè)裝置，該光源 裝置用以產(chǎn)生光線以照射于該待測(cè)物的該多個(gè)表面，該影像感測(cè)裝置接收該待測(cè)物的反射 光線以產(chǎn)生一檢測(cè)影像，該光學(xué)結(jié)構(gòu)件裝設(shè)于該光線的光徑上，其特征在于，該光學(xué)結(jié)構(gòu)件 包含一基座；以及多個(gè)反射結(jié)構(gòu)，該些反射結(jié)構(gòu)設(shè)置于該基座上，該待測(cè)物置于該些反射結(jié)構(gòu)間，該些反 射結(jié)構(gòu)用以將反射自該多個(gè)表面的光線，再反射至該影像感測(cè)裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)結(jié)構(gòu)件，其特征在于，該待測(cè)物為一六面體，對(duì)應(yīng)該六面 體周圍環(huán)繞的四個(gè)側(cè)面，該光學(xué)結(jié)構(gòu)件具有四個(gè)反射結(jié)構(gòu)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)結(jié)構(gòu)件，其特征在于，該自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備還包含一移 料裝置，以該移料裝置的吸盤吸附固定該待測(cè)物，該些反射結(jié)構(gòu)設(shè)置于該基座的正面，于該 些反射結(jié)構(gòu)間的基座上具有一通透孔，該移料裝置自該基座背面通過該通透孔，以將該待 測(cè)物置于該些反射結(jié)構(gòu)間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)結(jié)構(gòu)件，其特征在于，該反射結(jié)構(gòu)的反射表面進(jìn)一步包 含一反光層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)結(jié)構(gòu)件，其特征在于，該檢測(cè)影像包含該待測(cè)物周圍的 側(cè)面以及正表面所反射的影像。
11. 一種光學(xué)檢測(cè)方法，利用一自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備以檢測(cè)一待測(cè)物的多個(gè)表面，其特征 在于，該光學(xué)檢測(cè)方法包含下列步驟置該待測(cè)物于一光學(xué)結(jié)構(gòu)件的多個(gè)反射結(jié)構(gòu)間；以一光源裝置照射光線于該待測(cè)物多個(gè)表面；反射自該待測(cè)物多個(gè)表面的光線，分別照射在該些反射結(jié)構(gòu)上；以及 以一影像感測(cè)裝置接收反射自該些反射結(jié)構(gòu)的光線，以形成一檢測(cè)影像。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)檢測(cè)方法，其特征在于，該待測(cè)物為一六面體，對(duì)應(yīng)該 六面體周圍環(huán)繞的四個(gè)側(cè)面，該光學(xué)結(jié)構(gòu)件具有四個(gè)反射結(jié)構(gòu)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)檢測(cè)方法，其特征在于，該些反射結(jié)構(gòu)設(shè)置于一基座 的正面，于該些反射結(jié)構(gòu)間的基座上具有一通透孔，該光學(xué)檢測(cè)方法進(jìn)一步包含下列步驟 以一移料裝置吸附固定該待測(cè)物，該移料裝置自該基座背面通過該通透孔，以將該待測(cè)物 置于該些反射結(jié)構(gòu)間。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)檢測(cè)方法，其特征在于，該反射結(jié)構(gòu)的反射表面進(jìn)一 步包含一反光層。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)檢測(cè)方法，其特征在于，該檢測(cè)影像包含該待測(cè)物周 圍的側(cè)面以及正表面所反射的影像。
全文摘要
一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備(Automated Optical Inspection；AOI)，用以檢測(cè)一待測(cè)物的多個(gè)表面，該待測(cè)物可為一電子組件。該自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備包含一光源裝置，一影像感測(cè)裝置，以及一光學(xué)結(jié)構(gòu)件，其中，該光學(xué)結(jié)構(gòu)件包含一基座與多個(gè)反射結(jié)構(gòu)。當(dāng)檢測(cè)該多個(gè)表面的待測(cè)物時(shí)，將該待測(cè)物置于該些反射結(jié)構(gòu)間，該些反射結(jié)構(gòu)用以將反射自該多個(gè)表面的光線，再反射至該影像感測(cè)裝置。
文檔編號(hào)G01N21/88GK101738395SQ200810177069
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月19日
發(fā)明者馮勝凱, 潘世耀, 王銘輝, 簡(jiǎn)宏達(dá) 申請(qǐng)人:中茂電子(深圳)有限公司