一種線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源，包括：直射子光源系統(tǒng)、至少一個補光子光源系統(tǒng)、第一亮度調節(jié)電路、第一角度調節(jié)機構、第二亮度調節(jié)電路、第二角度調節(jié)機構和控制器；各個所述補光子光源系統(tǒng)按預設排列方式布置在所述直射子光源系統(tǒng)周圍。優(yōu)點為：(1)照射亮度高；(2)可對多種材質的檢測對象均取得良好的成像效果，具有適用范圍廣的優(yōu)點；(3)同時采用被動和主動散熱的方式對LED顆粒進行散熱，有效延長LED的工作壽命。(4)控制器可獨立自動控制直射子光源系統(tǒng)的照射亮度和照射角度；控制器還可以獨立控制每一個補光子光源系統(tǒng)的照射亮度和照射角度，具有調節(jié)控制方便的優(yōu)點。
【專利說明】一種線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光源組件，具體涉及一種線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源。

【背景技術】
[0002]在線路板行業(yè)或光電(觸摸屏)行業(yè)，電氣線路隨處可見，電氣線路是電子產品實現(xiàn)其電氣功能的基礎，電氣線路的質量直接關系到電子產品的質量和生產廠家的效益，因此，精確檢測電氣線路的質量，具有重要意義。
[0003]自動光學檢測(Automated Optical Inspect1n:Α0Ι)技術基于其高效率、低成本、高可靠性和自動化程度高等先天優(yōu)勢，已廣泛用于自動檢測印刷領域中電氣線路質量。
[0004]顧名思義，AOI技術是一種通過分析被檢測物體的圖像信息，從而判斷被檢測物體是否存在缺陷的自動檢測技術。在AOI系統(tǒng)中，作為檢測信息的輸入端，成像系統(tǒng)占有舉足輕重的地位，而成像系統(tǒng)的核心模塊為光源。常規(guī)的鹵素燈、日光燈等光源，受安裝空間、成本、使用壽命等因素的限制，在AOI系統(tǒng)中應用越來越少。
[0005]LED光源由于具有壽命長、光譜分布廣和可控性好等優(yōu)點，在AOI系統(tǒng)中得到較多應用，但由于承載線路的基材透明度、內部結構存在差異，普通LED光源往往無法達到亮度要求，導致線路成像質量的下降，進而影響處理精度和檢測性能，從而降低AOI系統(tǒng)的適應范圍和應用空間，不能最大限度的發(fā)揮AOI系統(tǒng)的效能。同時，高亮度、大功率LED光源受其自身高溫影響，長期工作容易導致其壽命急劇降低，也無疑降低了 AOI系統(tǒng)正常的使用效率。
實用新型內容
[0006]針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，本實用新型提供一種線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源具有高亮度、使用壽命長以及應用范圍廣的優(yōu)點。
[0007]本實用新型采用的技術方案如下:
[0008]本實用新型提供一種線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源，包括:直射子光源系統(tǒng)、至少一個補光子光源系統(tǒng)、第一亮度調節(jié)電路、第一角度調節(jié)機構、第二亮度調節(jié)電路、第二角度調節(jié)機構和控制器；各個所述補光子光源系統(tǒng)按預設排列方式布置在所述直射子光源系統(tǒng)周圍；所述直射子光源系統(tǒng)和各個所述補光子光源系統(tǒng)均照射同一目標檢測點；
[0009]所述直射子光源系統(tǒng)包括直射子光源、第一柱狀透鏡、第一散熱裝置和第一支撐件；其中，所述直射子光源通過所述第一支撐件固定；沿光線出射方向，所述第一柱狀透鏡安裝于所述直射子光源的前端，用于匯聚所述直射子光源所發(fā)出的LED光線；所述第一散熱裝置安裝于所述直射子光源底部，用于對所述直射子光源進行散熱；
[0010]每一個所述補光子光源系統(tǒng)均包括補光子光源、第二柱狀透鏡、第二散熱裝置和第二支撐件；其中，所述補光子光源通過所述第二支撐件固定；沿光線出射方向，所述第二柱狀透鏡安裝于所述補光子光源的前端，用于匯聚所述補光子光源所發(fā)出的LED光線；所述第二散熱裝置安裝于所述補光子光源底部，用于對所述補光子光源進行散熱；
[0011]并且，所述第一角度調節(jié)機構的一端與所述第一支撐件連接，所述第一角度調節(jié)機構的另一端與所述控制器連接；所述第二角度調節(jié)機構的一端與所述第二支撐件連接，所述第二角度調節(jié)機構的另一端與所述控制器連接；
[0012]所述控制器還通過所述第一亮度調節(jié)電路與所述直射子光源電連接，所述控制器還通過所述第二亮度調節(jié)電路與所述補光子光源電連接。
[0013]優(yōu)選的，所述直射子光源和所述補光子光源均為一組均勻布置的LED燈。
[0014]優(yōu)選的，所述LED燈為用于發(fā)射波長范圍為465nm-485nm的藍光的LED燈。
[0015]優(yōu)選的，所述第一散熱裝置和所述第二散熱裝置均為散熱片。
[0016]優(yōu)選的，所述第二散熱裝置為軸流風機；所述軸流風機用于對所述補光子光源進行主動式散熱。
[0017]優(yōu)選的，所述補光子光源與所述直射子光源之間的夾角在光線出射方向上為大于15度，且小于75度。
[0018]優(yōu)選的，還包括第一軌道；所述第一軌道設置于所述直射子光源的一側；所述補光子光源通過第二支撐件可滑動且可轉動安裝于所述第一軌道上；
[0019]和/或還包括第二軌道；
[0020]所述第二軌道設置于所述第一柱狀透鏡的一側；所述第二柱狀透鏡通過透鏡支撐件可滑動且可轉動安裝于所述第二軌道上。
[0021]優(yōu)選的，還包括位置調節(jié)器；所述位置調節(jié)器和位置探測器；所述位置探測器固定安裝在所述第二支撐件上，所述位置探測器的輸出端與所述控制器的輸入端連接；
[0022]所述位置調節(jié)器的輸出端與所述第二支撐件連接，所述位置調節(jié)器的輸入端與所述控制器的輸出端連接。
[0023]優(yōu)選的，還包括透明有機玻璃外殼；所述直射子光源系統(tǒng)和各個所述補光子光源系統(tǒng)均密封安裝于所述透明有機玻璃外殼的內部。
[0024]優(yōu)選的，所述補光子光源系統(tǒng)的設置數(shù)量為兩個，分別為左補光子光源系統(tǒng)和右補光子光源系統(tǒng)；所述左補光子光源系統(tǒng)和所述右補光子光源系統(tǒng)對稱設置在所述直射子光源系統(tǒng)的左右兩側。
[0025]本實用新型提供的線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源具有以下優(yōu)點:
[0026](I)照射亮度高；
[0027](2)可對多種材質的檢測對象均取得良好的成像效果，具有適用范圍廣的優(yōu)點；
[0028](3)同時采用被動和主動散熱的方式對LED顆粒進行散熱，有效延長LED的工作壽命O
[0029](4)控制器可獨立自動控制直射子光源系統(tǒng)的照射亮度和照射角度；控制器還可以獨立控制每一個補光子光源系統(tǒng)的照射亮度和照射角度，具有調節(jié)控制方便的優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本實用新型提供的專用透射式光源的結構示意圖；
[0031]圖2為將本實用新型提供的專用透射式光源應用于線路板行業(yè)底片線路自動光學檢測系統(tǒng)的正視圖。

【具體實施方式】
[0032]以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明:
[0033]結合圖1，本實用新型提供一種線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源，包括:直射子光源系統(tǒng)、至少一個補光子光源系統(tǒng)、第一亮度調節(jié)電路、第一角度調節(jié)機構、第二亮度調節(jié)電路、第二角度調節(jié)機構和控制器；各個所述補光子光源系統(tǒng)按預設排列方式布置在所述直射子光源系統(tǒng)周圍。
[0034]其中，本實用新型中，對所設置的補光子光源系統(tǒng)的數(shù)量并不限制，可以為一個，也可以為多個；并且，各個補光子光源系統(tǒng)距離直射子光源系統(tǒng)的距離，也根據(jù)實際需要靈活調整，例如，10厘米?1000厘米。參考圖1，為一種布置兩個補光子光源系統(tǒng)的示意圖。另外，當設置多個補光子光源系統(tǒng)時，補光子光源系統(tǒng)優(yōu)選為以直射子光源系統(tǒng)為中心，呈對稱排列方式；例如，當設置兩個補光子光源系統(tǒng)時，將兩個補光子光源系統(tǒng)分別記為補光子光源系統(tǒng)A和補光子光源系統(tǒng)B ;則,補光子光源系統(tǒng)A和補光子光源系統(tǒng)B分別設置于直射子光源系統(tǒng)的左右兩側，并且，補光子光源系統(tǒng)A中心到直射子光源系統(tǒng)中心再到補光子光源系統(tǒng)B中心的連接為一弧形。本實用新型中，當需要照射某個目標點時，所有的補光子光源系統(tǒng)和直射子光源系統(tǒng)均照向目標點，可明顯提高目標點照射亮度。
[0035]參考圖1，直射子光源系統(tǒng)包括直射子光源、第一柱狀透鏡、第一散熱裝置和第一支撐件；其中，所述直射子光源通過所述第一支撐件固定；沿光線出射方向，所述第一柱狀透鏡安裝于所述直射子光源的前端，用于匯聚所述直射子光源所發(fā)出的LED光線；所述第一散熱裝置安裝于所述直射子光源底部，用于對所述直射子光源進行散熱；
[0036]每一個所述補光子光源系統(tǒng)均包括補光子光源、第二柱狀透鏡、第二散熱裝置和第二支撐件；其中，所述補光子光源通過所述第二支撐件固定；沿光線出射方向，所述第二柱狀透鏡安裝于所述補光子光源的前端，用于匯聚所述補光子光源所發(fā)出的LED光線；所述第二散熱裝置安裝于所述補光子光源底部，用于對所述補光子光源進行散熱；
[0037]并且，所述第一角度調節(jié)機構的一端與所述第一支撐件連接，所述第一角度調節(jié)機構的另一端與所述控制器連接；所述第二角度調節(jié)機構的一端與所述第二支撐件連接，所述第二角度調節(jié)機構的另一端與所述控制器連接；所述控制器還通過所述第一亮度調節(jié)電路與所述直射子光源電連接，所述控制器還通過所述第二亮度調節(jié)電路與所述補光子光源電連接。
[0038]由此可見，本實用新型提供的專用透射式光源，具有以下特點:
[0039](I)對于直射子光源系統(tǒng)，直射子光源所發(fā)出的光線經第一柱狀透鏡匯聚后，才到達最終照射點，從而提聞光源的照射売度；
[0040](2)對于每一個補光子光源系統(tǒng)，補光子光源所發(fā)出的光線經第二柱狀透鏡匯聚后，才到達最終照射點，從而提聞光源的照射売度；
[0041](3)控制器可獨立自動控制直射子光源系統(tǒng)的照射亮度和照射角度；控制器還可以獨立控制每一個補光子光源系統(tǒng)的照射亮度和照射角度，具有調節(jié)控制方便的優(yōu)點。
[0042]另外，為方便使用，本實用新型的專用透射式光源，還可以具有以下特點:
[0043](I)子光源
[0044]為提高光源照射亮度，直射子光源和補光子光源均為一組均勻布置的LED燈。另夕卜，LED燈可采用用于發(fā)射波長范圍為465nm-485nm的藍光的LED燈。
[0045]在現(xiàn)有PCB行業(yè)，普遍存在兩種底片:黑片(銀鹽片)和棕片(重氮片)。當采用普通的LED光源照射時，黑片和棕片的成像質量差異巨大，往往導致同一 AOI設備無法同時適應黑片和棕片的檢測，給用戶造成了極大的困惑和不便。
[0046]而本實用新型中，LED燈發(fā)出的光線為藍光，在藍色光源照射下，黑片和棕片得到近乎一致的成像效果，從而對于底片Α0Ι，無需更換光源即可以對黑片和棕片取得相同的檢測效果。
[0047](2)散熱裝置
[0048]第一散熱裝置和第二散熱裝置均可以采用散熱片，通過散熱片，尤其是大面積的散熱片，可以有效的對直射子光源和補光子光源的LED顆粒進行被動散熱。
[0049]另外，第二散熱裝置也可以采用軸流風機；通過軸流風機對補光子光源進行主動式散熱。而直射子光源在軸流風機作用下，其周邊也會形成氣流，從而起到散熱的作用。由于每個補光子光源系統(tǒng)的補光子光源均配置一臺軸流風機，從而獨立對各個補光子光源系統(tǒng)的補光子光源進行主動散熱，可有效延長LED的使用壽命。
[0050](3)軌道
[0051]根據(jù)設置的補光子光源的數(shù)量，直射子光源的周圍設置與補光子光源數(shù)量相同的第一軌道；
[0052]對于每一個補光子光源系統(tǒng)，其補光子光源通過第二支撐件可滑動且可轉動安裝于所述第一軌道上；另外，根據(jù)需要，還可以設置位置調節(jié)器和位置探測器；其中，所述位置探測器固定安裝在所述第二支撐件上，所述位置探測器的輸出端與所述控制器的輸入端連接；所述位置調節(jié)器的輸出端與所述第二支撐件連接，所述位置調節(jié)器的輸入端與所述控制器的輸出端連接。在控制器的控制下，可對每個補光子光源距離直射子光源的距離進行獨立控制。
[0053]此外，由于當補光子光源的照射角度或距離直射子光源的距離發(fā)生變化時，需要同時改變第一柱狀透鏡的位置，因此，為方便對第一柱狀透鏡的位置和角度進行調節(jié)，也可以設置第二軌道，第二軌道設置于第一柱狀透鏡的一側；第二柱狀透鏡通過透鏡支撐件可滑動且可轉動安裝于所述第二軌道上。
[0054](4)透明有機玻璃外殼
[0055]直射子光源系統(tǒng)和各個補光子光源系統(tǒng)均密封安裝于透明有機玻璃外殼的內部。透明有機玻璃外殼既可以保護位于其內部的光源，同時為光源提供通道。
[0056]為了進一步增加光源的散射效果，可以在透明有機玻璃外殼上覆蓋一層漫射特性的材料，如毛玻璃，也可以在制作工藝上對有機玻璃外殼采用表面噴砂處理。通過上述方式，既能進一步提高LED顆粒之間的光照均勻性，同時又可提供范圍更大的照射角度，使得成像更為均勻，
[0057]以圖1為例，介紹本實用新型提供的專用透射式光源的一種具體實施例:
[0058]在圖1中，共設置I個直射子光源2和左右兩個補光子光源I ;左右兩側的補光子光源同直射子光源之間的夾角在光線出射方向上大于15度且小于75度，這3個子光源的外形尺寸完全一致，均采用高亮度LED顆粒11作為發(fā)光體；并且，這3個子光源所安裝的LED顆粒數(shù)目也相同，LED發(fā)光的波長范圍為465nm-485nm (藍光)。
[0059]為了提高光線的亮度，在直射子光源2的前端安裝有用來匯聚LED光線5的第I柱狀透鏡4 ;在每個補光子光源I的前端安裝有用來匯聚LED光線5的第2柱狀透鏡3 ;因此，直射子光源2發(fā)射出的光線通過第I柱狀透鏡4匯聚成光路5并照射到物體表面，補光子光源I發(fā)射出的光線通過第2柱狀透鏡3匯聚成光路5并照射到物體表面。優(yōu)選使照射到物體表面上光線的寬度為2-4_，可通過控制透明有機玻璃外殼8的開口寬度控制。
[0060]另外，直射子光源和補光子光源均安裝有散熱片10 ;每一個補光子光源附近還安裝軸流風機9 ；
[0061]此外，左右兩個補光子光源的連接方式可以是多樣的，比如，固定連接或活動連接。本實用新型優(yōu)選使其可以左右移動，從而調節(jié)補光子光源和直射子光源之間的距離，還可以選擇使補光子光源可以旋轉，從而調節(jié)其和直射子光源之間的角度。比如，在直射子光源的兩側分別設有一個水平調節(jié)軌道6，補光子光源可以通過一個支架設置于水平調節(jié)軌道上，從而實現(xiàn)左右補光子光源的左右移動。優(yōu)選使補光子光源和支架之間轉動連接，例如，通過旋鈕7的偏轉控制。
[0062]使用時，直射子光源照射被測物體表面，同時，左右兩側補光子光源從側邊對物體同一區(qū)域進行照射，通過調節(jié)3組子光源的相對位置、照射角度以及照射亮度，可在物體表面形成亮度高且均勻的照度場，從而使得成像系統(tǒng)對于不同材質的產品均可產生清晰而均勻的高質量圖像，以利于AOI系統(tǒng)后續(xù)的處理和分析，提高了自動檢測系統(tǒng)的使用效率。
[0063]具體的，左右側補光子光源可前后調整其位置，并且還可調整其俯仰角度，以方便左右補光子光源調節(jié)到最佳的照射角度。同時補光子光源還可根據(jù)需要進行獨立控制其亮度，以達到靈活應用的效果。
[0064]本實用新型提供的專用透射式光源，可廣泛應用于線路板PCB、光電、觸摸屏等行業(yè)，實現(xiàn)不同材質產品的線路質量自動光學檢測。
[0065]如圖2所示，為本實用新型提供的專用透射式光源應用于線路板行業(yè)底片線路自動光學檢測系統(tǒng)的正視圖，包括LED安裝板13，所述LED安裝板上呈直線等間距設置有圖1所示的專用透射式光源12。專用透射式光源發(fā)光的波長范圍為465nm-485nm(藍光)，根據(jù)LED燈的發(fā)散角和期望相鄰LED之間的重疊范圍而確定專用透射式光源之間的間距。通過多角度、高亮度的照射方式，可對多種不同材質的被測對象均形成高亮度、背景均勻、高清晰度的圖像，為AOI系統(tǒng)后續(xù)的處理和分析打下堅實的基礎。
[0066]綜上所述，本實用新型提供的線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源，具有以下優(yōu)點:
[0067](I)采用直射子光源和多個補光子光源結合的方式對物體進行照射，可提高照射亮度；
[0068](2)直射子光源或補光子光源均由多個高亮LED顆粒組成，通過對光路的設計，采用柱狀透鏡對光線進行匯聚，使得該光源既保持了 LED光源的固有優(yōu)勢，提高了照射亮度；另外，由于LED顆粒發(fā)出的為藍光，可對多種材質的檢測對象均取得良好的成像效果，具有適用范圍廣的優(yōu)點，例如，可同時適應線路板行業(yè)的黑片和棕片檢測要求；
[0069](3)同時采用被動和主動散熱的方式對LED顆粒進行散熱，有效延長LED的工作壽命O
[0070]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源，其特征在于，包括:直射子光源系統(tǒng)、至少一個補光子光源系統(tǒng)、第一亮度調節(jié)電路、第一角度調節(jié)機構、第二亮度調節(jié)電路、第二角度調節(jié)機構和控制器；各個所述補光子光源系統(tǒng)按預設排列方式布置在所述直射子光源系統(tǒng)周圍；所述直射子光源系統(tǒng)和各個所述補光子光源系統(tǒng)均照射同一目標檢測點； 所述直射子光源系統(tǒng)包括直射子光源、第一柱狀透鏡、第一散熱裝置和第一支撐件；其中，所述直射子光源通過所述第一支撐件固定；沿光線出射方向，所述第一柱狀透鏡安裝于所述直射子光源的前端，用于匯聚所述直射子光源所發(fā)出的LED光線；所述第一散熱裝置安裝于所述直射子光源底部，用于對所述直射子光源進行散熱； 每一個所述補光子光源系統(tǒng)均包括補光子光源、第二柱狀透鏡、第二散熱裝置和第二支撐件；其中，所述補光子光源通過所述第二支撐件固定；沿光線出射方向，所述第二柱狀透鏡安裝于所述補光子光源的前端，用于匯聚所述補光子光源所發(fā)出的LED光線；所述第二散熱裝置安裝于所述補光子光源底部，用于對所述補光子光源進行散熱； 并且，所述第一角度調節(jié)機構的一端與所述第一支撐件連接，所述第一角度調節(jié)機構的另一端與所述控制器連接；所述第二角度調節(jié)機構的一端與所述第二支撐件連接，所述第二角度調節(jié)機構的另一端與所述控制器連接； 所述控制器還通過所述第一亮度調節(jié)電路與所述直射子光源電連接，所述控制器還通過所述第二亮度調節(jié)電路與所述補光子光源電連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源，其特征在于，所述直射子光源和所述補光子光源均為一組均勻布置的LED燈。
3.根據(jù)權利要求2所述的線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源，其特征在于，所述LED燈為用于發(fā)射波長范圍為465nm-485nm的藍光的LED燈。
4.根據(jù)權利要求1所述的線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源，其特征在于，所述第一散熱裝置和所述第二散熱裝置均為散熱片。
5.根據(jù)權利要求1所述的線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源，其特征在于，所述第二散熱裝置為軸流風機；所述軸流風機用于對所述補光子光源進行主動式散熱。
6.根據(jù)權利要求1所述的線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源，其特征在于，所述補光子光源與所述直射子光源之間的夾角在光線出射方向上為大于15度，且小于75度。
7.根據(jù)權利要求1所述的線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源，其特征在于，還包括第一軌道；所述第一軌道設置于所述直射子光源的一側；所述補光子光源通過第二支撐件可滑動且可轉動安裝于所述第一軌道上； 和/或還包括第二軌道； 所述第二軌道設置于所述第一柱狀透鏡的一側；所述第二柱狀透鏡通過透鏡支撐件可滑動且可轉動安裝于所述第二軌道上。
8.根據(jù)權利要求7所述的線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源，其特征在于，還包括位置調節(jié)器；所述位置調節(jié)器和位置探測器；所述位置探測器固定安裝在所述第二支撐件上，所述位置探測器的輸出端與所述控制器的輸入端連接； 所述位置調節(jié)器的輸出端與所述第二支撐件連接，所述位置調節(jié)器的輸入端與所述控制器的輸出端連接。
9.根據(jù)權利要求1所述的線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源，其特征在于，還包括透明有機玻璃外殼；所述直射子光源系統(tǒng)和各個所述補光子光源系統(tǒng)均密封安裝于所述透明有機玻璃外殼的內部。
10.根據(jù)權利要求1所述的線路自動光學檢測系統(tǒng)的專用透射式光源，其特征在于，所述補光子光源系統(tǒng)的設置數(shù)量為兩個，分別為左補光子光源系統(tǒng)和右補光子光源系統(tǒng)；所述左補光子光源系統(tǒng)和所述右補光子光源系統(tǒng)對稱設置在所述直射子光源系統(tǒng)的左右兩側。
【文檔編號】F21V5/04GK204114746SQ201420642621
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權日:2014年10月31日
【發(fā)明者】周亞安 申請人:北京太岳宏圖科技有限公司