[實用新型]基于光學相干層析掃描的三維孔形檢測系統

有效

• 申請號: 201320035316.5
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN203069151U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 劉茂珍;李喜錦;李育華
• 申請（專利權）人: 劉茂珍;李喜錦;李育華
• 主分類號: G01B11/22
• 分類號: G01B11/22;G01B11/08;G01N21/45
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

技術領域

本實用新型涉及一種基于光學相干層析掃描領域，具體涉及一種基于光學相干層析掃描的三維孔形檢測系統。

背景技術

目前，對于印刷電路板的質量，絕大部分生產商都采用人工目視檢測，但是人工檢測存在著其故有的缺陷，生產效率低，穩定性差。為了克服人工目視檢測存在的不足，人們設計了一種自動光學成像（Auto?Optics?Imaging,AOI），自動光學成像是通過利用普通光線和激光配合電腦程序，獲得被測對象的圖像，經過特定處理算法處理及分析，與標準圖像進行比較，獲得被測量對象的缺陷，從而實現對電路板制造中不同階段的線路板進行平面性外觀視覺檢測。這種方法具有簡便，快速的特點，但它只能檢測一個平面，并不能對盲孔的深度進行有效的測量。而為了得到盲孔的更精確深度信息，可采用光學三維顯微鏡對盲孔進行檢測，但是這種方法的檢測速度不能達到實時檢測的需要，極大地限制了它在盲孔檢測中的應用。

光學相干層析（Optical?Coherence?Tomography,OCT）是一種高速、高精度、非接觸式的光學三維掃描成像技術。它是通過光學的相干層析性能，實現對樣品的非接觸式層析成像，最終實現對樣品的三維成像。目前，光學相干層析成像已經廣泛地應用于生物醫學領域，特別是在人眼眼科成像領域。但是光學相干層析由于掃描范圍的限制，不能進行大范圍的掃描成像。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于光學相干層析掃描的三維孔形檢測系統，其能夠快速地檢測出電路板上盲孔或通孔質量，同時對電路板行業的錫膏檢測也有同等作用。

為解決上述問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種基于光學相干層析掃描的三維孔形檢測系統，主要由光學相干層析成像裝置、系統光纖準直器、二維掃描振鏡、掃描物鏡、縱移平臺、平移平臺和計算機組成。縱移平臺和平移平臺均與計算機相連，計算機控制縱移平臺和平移平臺的運動。系統光纖準直器、二維掃描振鏡、掃描物鏡固定在縱移平臺，并跟隨縱移平臺運動。待測的電路板放置在平移平臺上，并跟隨平移平臺運動。縱移平臺垂直位于平移平臺的正上方。光學相干層析成像裝置與計算機相連。光學相干層析成像裝置發出的探測光由光纖進入系統光纖準直器，系統光纖準直器將探測光準直后進入到二維掃描振鏡進行二維掃描，二維掃描振鏡輸出的光經掃描物鏡進行聚焦后進入放置在平移平臺上的電路板，電路板產生的反射光經原路即依次經掃描物鏡、二維掃描振鏡和系統光纖準直器后返回至光學相干層析成像裝置，由光學相干層析成像裝置獲得干涉信號后送入計算機。

上述方案中，縱移平臺和平移平臺的組合為以下3種之一，即：一種是縱移平臺僅由Z軸運動電機構成時，平移平臺由X軸電機和Y軸運動電機組成。一種是縱移平臺由Z軸運動電機和X軸運動電機組成時、平移平臺僅由Y軸運動電機構成。一種是縱移平臺由Z軸運動電機和Y軸運動電機組成時、平移平臺僅由X軸運動電機構成。

上述方案中，所述光學相干層析成像裝置可以為頻域光學相干層析成像裝置，此時該光學相干層析成像裝置主要由掃頻光源、光纖環形、光纖耦合器、2個偏振控制器、光纖準直器、反射鏡和平衡探測器組成。掃頻光源發出寬帶掃頻光，進入到光纖環形，然后進入到光纖耦合器，由光纖耦合器分成兩束光，其中一束由第一偏振控制器和光纖準直器進入反射鏡進行反射后經原路回到光纖耦合器。另一束由第二偏振控制器輸出到系統光纖準直器和二維掃描振鏡進入到掃描物鏡，由掃描物鏡聚焦到于電路板。電路板的反射光經原路回到光纖耦合器。兩路反射光在光纖耦合器中形成干涉。平衡探測器同時接收光纖環形和探測光纖耦合器返回的干涉信號后送入計算機。

上述方案中，所述光學相干層析成像裝置也可以為譜域光學相干層析成像裝置，此時該光學相干層析成像裝置主要由寬帶連續光源、光隔離器、光纖耦合器、3個偏振控制器、2個光纖準直器、反射鏡、光柵、光譜物鏡和線掃描相機組成。寬帶連續光源發出寬帶光譜，經光隔離器進入到光纖耦合器，由光纖耦合器分成兩束，其中一束經第一偏振控制器和第一光纖準直器進入反射鏡，由反射鏡反射后經原路回到光纖耦合器。另一束經第二偏振控制器輸出到系統光纖準直器和二維掃描振鏡進入到掃描物鏡，由掃描物鏡聚焦到電路板,電路板的反射光經原路回到光纖耦合器。兩路反射光在光纖耦合器中形成干涉。干涉光經第三偏振控制器、第二光纖準直器進入到光柵后分成各個準單色光，經光譜物鏡聚焦到線掃描相機，線掃描相機的輸出連接計算機。