[發明專利]用于自動光學檢測的照明系統及其和成像系統的組合

無效

• 申請號: 201010529331.6
• 申請日: 2010-10-29
• 公開（公告）號: CN102454923A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 汪光夏;陳輝毓;曾恕威
• 申請（專利權）人: 牧德科技股份有限公司
• 主分類號: F21S8/00
• 分類號: F21S8/00;F21V13/00;G01B11/00;G02B27/10;G02B3/08
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 鄭小軍;馮志云

技術領域

本發明涉及一種用于自動光學檢測的照明系統及其和成像系統的組合，特別涉及一種照明待檢測物體表面的光源系統。

背景技術

自動光學檢測(AOI)是液晶顯示屏、半導體集成電路芯片和電路板制造的關鍵步驟，用以診斷和改善生產制造過程中的產品質量，從而降低制造成本。自動光學檢測的基本性能由兩個關鍵指標衡量：檢測速度和檢測靈敏度。由于生產技術的進步使制造速度加快、基板尺寸加大、印刷圖形尺寸縮小，因此對自動光學檢測的速度和靈敏度提出更高的要求。

獲取待檢測物體或樣本表面圖像所需的光強與成像圖元大小和檢測速度成反比。因此，要對LCD或芯片進行高速度和高解析度的光檢測，則不可避免地需要高效的照明光學系統。根據所需成像圖元大小而按比例增大成像透鏡的數值孔徑(numerical?aperture；NA)雖然可以滿足增大光源的需求，但是由于降低了景深，會對系統的機械精度產生負面影響。另外，透鏡的數值孔徑也因為檢測大面積的樣本表面所要求的大視場而受到限制。當使用線性掃描CCD傳感器來掃描樣本表面時，通常使用線性光纖或線性LED陣列光來照明，這種照明方法和儀器在進行低解析度檢測時，例如：大于10um的圖像，是有效的。但在高解析度檢測時，如小于10um的圖像時，這種照明技術效率很低。

圖1為中國臺灣第389833號發明專利所揭示的照明及成像系統的示意圖。該照明及成像系統10包含一第一照明器111、一第二照明器112、一第一反光器121、一第二反光器122、一平面折射鏡13、一光學元件14及一成像傳感器15。為使該第一照明器111及該第二照明器112的照明光線集中于該待檢測物體80的表面，并匯集于一軸線成為線性照明。為能以兩組照明器取代三組照明器，該第一反光器121的中間有一長槽孔1211，可供該第二反光器122的反射光通過并抵達該待檢測物體80的表面。又該待檢測物體80的表面反射光也會穿過該長槽孔1211，并經由該光學元件14的折射而至該成像傳感器15內形成圖像。

上述現有技術均使用弧面的反光器或折射鏡才能將光線集中于一軸線，然這些照明系統需要較大的空間才能允許復雜的光程。此外，多個反光器、折射鏡和長槽孔也需要精密的角度校準，如此才能正確控制折射或反射的方向。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于自動光學檢測的照明系統及其和成像系統的組合，其以發光二極管為光源及可聚光的光學元件為組合，故能減少光線光程的總長度而有效縮小該照明系統所需的空間。

本發明揭示一種用于自動光學檢測的照明系統，照明一待檢測的物體，其包含一第一光源、一第二光源、一第三光源、一第一光學元件及至少三個具有不連續聚光曲面的第二光學元件。各該第二光學元件分別設于該第一光源、該第二光源及該第三光源的光輸出端，并且能將各該光源輸出的光線集中。該第一光源及該第二光源的光輸出端對稱地指向該物體表面。又該第一光學元件對準于該對稱面，其可將該第三光源輸出的光線導向該物體表面。

本發明的一范例中，該第二光學元件包至少一個菲涅爾透鏡(Fresnellens)。

本發明的一范例中，該第一光學元件為一分光鏡。

本發明揭示一種照明系統及成像系統的組合，照明一待檢測的物體并提取該物體的圖像，其包含一第一光源、一第二光源、一第三光源、一第一光學元件、至少三個具有不連續聚光曲面的第二光學元件及一成像系統。各該第二光學元件分別設于該第一光源、該第二光源及該第三光源的光輸出端，并且能將各該光源輸出的光線集中。該第一光源及該第二光源的光輸出端對稱地指向該物體表面。又該第一光學元件對準于該對稱面，其可將該第三光源輸出的光線導向該物體表面。該物體表面反射的光線成像于該成像系統內。

本發明的有益效果在于，通過本發明的照明系統可使得成像傳感器有較佳的成像質量，且可以縮小該照明系統及成像傳感器組合所需的空間。

上文已經概略地敘述本發明的技術特征及優點，以使下文的本發明詳細描述得以獲得較佳了解。構成本發明的權利要求標的的其它技術特征及優點將描述于下文。本發明所屬技術領域技術人員應可了解，下文揭示的概念與特定實施例可作為基礎而相當輕易地予以修改或設計其它結構或工藝而實現與本發明相同的目的。本發明所屬技術領域技術人員亦應可了解，這類等效的建構并無法脫離權利要求所提出的本發明的精神和范圍。

附圖說明

圖1為中國臺灣第389833號發明專利所公開的照明及成像系統的示意圖；

圖2為本發明一實施例的一種用于自動光學檢測的照明系統的示意圖；