[發(fā)明專利]用于對準(zhǔn)印刷電路板的元件的相機(jī)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210444190.7
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN103108114A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮廷和
• 申請（專利權(quán)）人: 特拉華資本構(gòu)造公司
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H05K3/30
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李春暉;李德山

相關(guān)申請的交叉引用

本專利申請要求于2011年11月10日提交的、名稱為“Camera?System?For?Aligning?PCB?Components”的美國臨時(shí)專利申請No.61/558,347的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及自動(dòng)對準(zhǔn)機(jī)器，更具體地涉及一種用于對準(zhǔn)印刷電路板（PCB）的元件的相機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著在PCB上使用的各種元件越來越多、無源元件越來越小以及具有更細(xì)微的球間距尺寸的IC越來越大，對輔助PCB組裝（PCBA）返修（rework）的視覺系統(tǒng)的需求已經(jīng)增加。

在電子組裝行業(yè)中，通常使用一個(gè)具有光學(xué)棱鏡的相機(jī)來同時(shí)觀察PCB和元件。所有這些相機(jī)均使用棱鏡類光學(xué)器件。在球柵陣列（BGA）返修應(yīng)用中，因?yàn)樵_位和它們的間距越來越小，所以在對準(zhǔn)過程中要求大視場（FOV）、高放大率以及高圖像質(zhì)量。傳統(tǒng)地，使用昂貴的電荷耦合器件（CCD）相機(jī)，其具有昂貴且笨重的光學(xué)變焦鏡頭及用于同時(shí)觀察多個(gè)表面的分束棱鏡。這增加了這種系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。

因此，現(xiàn)今需要不具有由于使用外部光學(xué)系統(tǒng)而導(dǎo)致的缺點(diǎn)的高清晰度圖像來幫助現(xiàn)今的元件的放置。

發(fā)明內(nèi)容

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明是一種用于將元件與印刷電路板（PCB）上的腳位（footprint）對準(zhǔn)的相機(jī)系統(tǒng)。該相機(jī)系統(tǒng)包括：殼體，其具有第一側(cè)和與第一側(cè)相反的第二側(cè)；第一圖像傳感器，其位于殼體的第一側(cè)上，并且指向遠(yuǎn)離殼體的第一方向，以拍攝元件的圖像并生成第一圖像信號，其中，第一圖像傳感器包括不具有棱鏡的第一鏡頭組件；第二圖像傳感器，其位于殼體的第二側(cè)上并與第一圖像傳感器對準(zhǔn)，并且指向與第一方向相反的第二方向，以拍攝印刷電路板上的腳位的圖像并生成第二圖像信號，其中，第二圖像傳感器包括不具有棱鏡的第二鏡頭組件；混合電路，用于將第一圖像信號與第二圖像信號混合，并生成混合圖像信號；以及處理器，用于處理混合圖像信號并在顯示監(jiān)視器上顯示元件與腳位的疊加圖像。

處理器可以被配置成：檢測元件與腳位的重疊圖像以預(yù)定閾值對準(zhǔn)的時(shí)間；以及一旦檢測到元件與腳位的重疊圖像以預(yù)定閾值對準(zhǔn)的時(shí)間，則生成檢測信號，該檢測信號用于移動(dòng)固定裝置遠(yuǎn)離元件和印刷電路板。

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明是一種用于將元件與PCB上的腳位對準(zhǔn)的相機(jī)系統(tǒng)。該相機(jī)系統(tǒng)包括：固定裝置，其具有第一側(cè)和與第一側(cè)相反的第二側(cè)；第一圖像拍攝裝置，其位于固定裝置的第一側(cè)上，并且指向遠(yuǎn)離固定裝置的第一方向，以拍攝元件的圖像并生成第一圖像信號；第二圖像拍攝裝置，其位于固定裝置的第二側(cè)上并與第一圖像拍攝裝置對準(zhǔn)，并且指向與第一方向相反的第二方向，以拍攝印刷電路板上的腳位的圖像并生成第二圖像信號；用于將第一圖像信號與第二圖像信號進(jìn)行混合并生成混合圖像信號的裝置；以及用于處理混合圖像信號并在顯示監(jiān)視器上顯示元件與腳位的疊加圖像的裝置。

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明是一種用于將元件與PCB上的腳位對準(zhǔn)的方法。該方法包括：提供雙相機(jī)固定裝置，該雙相機(jī)固定裝置包括在其相反的兩側(cè)上的兩個(gè)圖像拍攝傳感器；通過指向朝著元件的第一方向的第一圖像拍攝傳感器來拍攝元件的圖像并生成第一圖像信號；通過指向與第一方向相反的、朝著印刷電路板的第二方向的第二圖像拍攝傳感器來拍攝印刷電路板上的腳位的圖像并生成第二圖像信號；將第一圖像信號與第二圖像信號進(jìn)行混合并生成混合圖像信號；以及處理該混合圖像信號并在顯示監(jiān)視器上顯示元件與腳位的疊加圖像。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的雙相機(jī)系統(tǒng)的示例性簡圖。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的雙相機(jī)系統(tǒng)的示例性系統(tǒng)圖。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的包括雙相機(jī)系統(tǒng)的示例性插件（返修）機(jī)。

圖4A至圖4F示出元件與其在PCB上的腳位的三維對準(zhǔn)。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的雙相機(jī)系統(tǒng)的圖像處理和同步的示例性框圖。

圖6示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的相機(jī)模塊的校準(zhǔn)。

圖7A至圖7B是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于相機(jī)模塊的校準(zhǔn)的示例過程流程圖。

具體實(shí)施方式