专利名称：自动光学检测设备的线性ccd光源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于自动光学检测设备的光源，尤其是自动光学检测设备的线性 CCD光源。
背景技术：
在现代电子设备和电子产品中，印刷电路板(Printed Circuit Borad以下简称 PCB)占有重要的地位，是集成、安装各种电子元器件的载体，在各个领域得到了广泛的应 用。在PCB的质量检测时，通常采用自动光学检测设备(英文简称Α0Ι)，利用面阵和线阵工 业CCD以图像分块连续扫描方式为基础，运用图像处理和识别技术对PCB图像进行分析，从 而判断PCB是否合格及存在的缺陷。其中光源设备在影像检测中是非常重要的部分，目前， 国外先进的PCB自动光学检测设备中所使用的光源是采用卤素灯，主要由1个主光源与2 个侧光源组成，利用卤素灯发出的强光一次扫描成像，这种光源存在以下缺陷1、对PCB半 成品表面的要求较高，需要PCB半成品表面具有一定的粗糙度才能够形成漫反射，形成清 晰扫描图像，同时，光源强度太强，角度不够丰富，由于只是三组光，很多低角度的光没有， 从而PCB板的边缘不清晰。当PCB的表面很光滑时，由于光线较强PCB上的一些点没有反射 出光，一是易出现拉曝现象，图像不清晰；二是没有形成较好的漫反射，曝光后会出现一些 黑点，不能得到清晰的扫描图像，难以对PCB进行检测，因此，对于表面很光滑的PCB要增加 一道表面粗糙度处理的工艺，然后才能进行检测，增加了 PCB的加工成本。2、使用寿命短， 功耗大，平均每台每小时的功耗在lkw，另外每2周就要换一次灯泡，维护成本高。
发明实用新型内容为了克服背景技术的不足，本发明提供一种自动光学检测设备的线性CCD光源， 主要解决了现有的自动光学检测设备中所使用的光源对PCB半成品表面的要求较高及使 用成本高的问题。该自动光学检测设备的线性CCD光源采用红色LED发光体，主光源与侧 光源合理配置，与TDI (Time Delay Integration)相机配套使用，实现多帧连续拍摄复合成 像，降低了对PCB半成品表面的要求，具有扫描图像成像清晰、使用寿命长及使用成本低的 特点。本发明的技术方案是该自动光学检测设备的线性CCD光源包括安装座、主光源 及侧光源，主光源及侧光源的发光体均为红光LED灯，红光LED灯安装在主灯安装框及侧灯 安装框内，主灯安装框及侧灯安装框上均设有凸透镜；4、6或8个侧光源对称分布在主光源 的两侧且位于同一扇形的圆周上，主光源的焦点与侧光源的焦点在同一聚光带上。所述的红光LED灯与凸透镜之间设有光栅。所述的安装座由2个边板、连接板及连接条组成，主灯安装框及侧灯安装框安装 在2个边板之间且可调整角度。所述的红光LED灯所发出的红光波长为610 630nm。所述的主光源的下方设有半反镜，所述的半反镜下表面对应侧平行设有全反镜。
所述的全反镜位 于与主光源相邻的侧光源的上方，该位置的侧光源采用通气底 座，利用流通空气进行散热；其它侧光源采用散热片式底座，散热片式底座上安装风扇进行 散热。所述的半反镜及全反镜均安装在镜框内，镜框的两端穿过安装座的2个边板置于 固定板内，固定板通过螺钉与边板相固定，固定板四周的边板上设有螺纹孔。本发明具有如下有益效果由于采取上述方案，主光源及侧光源聚焦后在同一聚 光带上，该聚光带位于PCB板的表面，利用红光对PCB板进行多角度照射，红光可以透过光 学镜片而且波长较短，能够形成较好的漫反射，PCB板中的铜对红光反射最好，环氧树脂对 铜反射差，这样灰度值可以拉开，而TDI相机的CCD对红光感光效果最好，因而能够得到清 晰的PCB板扫描图像，通过TDI相机多帧连续拍摄复合成像，降低了对PCB半成品表面的 要求；另外，红光LED灯的使用寿命长，可连续使用半年以上，不用经常更换，降低了使用成 本。因此，本发明与背景技术相比具有扫描图像成像清晰、使用寿命长及使用成本低的特 点ο
附图1是本发明的结构示意图；附图2是图1中主光源2的结构剖视图；附图3是图1中侧光源3的结构剖视图；附图4是图1中安装座1的结构示意图；附图5是图1中通气底座12的结构示意图；附图6是本发明的外部结构示意图；附图7是红光LED灯4的光线透过光栅16的光线图；附图8是红光LED灯4直接照射到物体表面的光线图。图中1-安装座，2-主光源，3-侧光源，4-红光LED灯，5_主灯安装框，6_侧灯安装 框，7-凸透镜，8-边板，9-连接板，10-半反镜，11-全反镜，12-通气底座，13-散热片式底 座，14-风扇，15-连接条，16-光栅，17-镜框，18-固定板，19-螺纹孔，20-上透镜。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明由图1结合图2、图3、图4所示，该自动光学检测设备的线性CXD光源，包括安装 座1、主光源2及侧光源3，主光源2及侧光源3的发光体均为红光LED灯4，红光LED灯4 安装在主灯安装框5及侧灯安装框6内，主灯安装框5及侧灯安装框6上均设有凸透镜7 ； 4、6或8个侧光源3对称分布在主光源2的两侧且位于同一扇形的圆周上，主光源2的焦 点与侧光源3的焦点在同一聚光带上，即该焦点处于侧光源3的扇形面圆心处。主光源2 及侧光源3聚焦后在同一聚光带上，该聚光带位于PCB板的表面，利用红光对PCB板进行多 角度照射，红光可以透过光学镜片而且波长较短，能够形成较好的漫反射，PCB板中的铜对 红光反射最好，环氧树脂对铜反射差，这样灰度值可以拉开，而TDI相机的CXD对红光感光 效果最好，因而能够得到清晰的PCB板扫描图像，通过TDI相机多帧连续拍摄复合成像，降 低了对PCB半成品表面的要求；TDI (Time Delay Integration)相机是一种高灵敏度相机，通常应用于在高灵敏度下进行高速运转图象的拍摄工作。利用TDI相机的特性和红光LED 波长的特点可以实现PCB板的铜面在轻微氧化和中度氧化的情况下都可以达到光曝效果。 另外 ，红光LED灯4的使用寿命长，可连续使用半年以上，不用经常更换，降低了使用成本。 因此，本发明与背景技术相比具有扫描图像成像清晰、使用寿命长及使用成本低的特点。由图2结合图3、图6、图7、图8所示，所述的红光LED灯4与凸透镜5之间设有光 栅16。各红光LED灯4发出的红光较散，而且存在死点现象，红光LED灯4发出的红光透 过光栅16后，经过光栅的漫反射及折射，不会出现照不到的死点现象，而且会形成较平行 的光束，然后再经过凸透镜5聚焦，由于主光源2与侧光源3上的凸透镜7曲率半径不同， 在主光源2内设有上透镜20，用以改变主光源2的聚集光带，使得红光经主光源2及各侧 光源3后聚焦在同一聚光带上，该聚光带位于PCB板的表面，形成对PCB板的表面多角度照 射，同时也提高了亮度。本实施例的最佳设计方案是主光源2和侧光源3均采用发光角度 60°的大功率红光LED灯，主光源2在距其透镜顶部的距离IOcm处形成3mm的聚集光带， 侧光源3的聚集光带与主光源2的聚集光带重合。由图1结合图4所示，所述的安装座1由2个边板8、连接板9及连接条15组成， 主灯安装框5及侧灯安装框6安装在2个边板8之间且可调整角度。连接板9及连接条15 起固定作用，主灯安装框5及侧灯安装框6与边板8之间可通过螺钉连接，在边板8上设置 条形孔用来调整主灯安装框5及侧灯安装框6的位置及偏转角度。由图2、图3所示，所述的红光LED灯4所发出的红光波长为610 630nm。经过 实验，该波长段较为理想。由图1所示，所述的主光源2的下方设有半反镜10，所述的半反镜10下表面对应 侧平行设有全反镜11。半反镜10的特性是一侧透光，另一侧不透光而光会被反射。主光源 2发出的红光透过半反镜10照射在PCB板上，同时各侧光源3所发出的红光也照射到PCB 板上后，在PCB板上形成较好的漫反射，反射的光被半反镜10全部反射到全反镜11上，然 后被全反镜11反射到CXD上成像。由图1结合图2、图3、图5所示，所述的全反镜11位于与主光源2相邻的侧光源 3的上方，该位置的侧光源3采用通气底座12，利用流通空气进行散热；其它侧光源3采用 散热片式底座13，散热片式底座13上安装风扇14进行散热。由于空间限制，在全反镜11 的斜上方要安装CCD，因此将位于全反镜11下方的侧光源3的底座改为通气底座12，利用 流通空气进行散热。由图1结合图4、图6所示，半反镜10及全反镜11均安装在镜框17内，镜框17的 两端穿过安装座1的2个边板8置于固定板18内，固定板18通过螺钉与边板8相固定，固 定板18四周的边板8上设有螺纹孔19。在调整半反镜10及全反镜11的位置及偏角时， 松开固定板18的固定螺钉，在螺纹孔19内旋入根部带圆锥面的调节螺钉，在调节螺钉的挤 压作用下进行对固定板18的位置及转角调节，从而调整了半反镜10及全反镜11位置及转 角，在安装调试时很方便。
权利要求
一种自动光学检测设备的线性CCD光源，包括安装座(1)、主光源(2)及侧光源(3)，其特征在于主光源(2)及侧光源(3)的发光体均为红光LED灯(4)，红光LED灯(4)安装在主灯安装框(5)及侧灯安装框(6)内，主灯安装框(5)及侧灯安装框(6)上均设有凸透镜(7)；4、6或8个侧光源(3)对称分布在主光源(2)的两侧且位于同一扇形的圆周上，主光源(2)的焦点与侧光源(3)的焦点在同一聚光带上。
2.根据权利要求1所述的自动光学检测设备的线性CCD光源，其特征在于所述的红 光LED灯(4)与凸透镜(5)之间设有光栅(16)。
3.根据权利要求1或2所述的自动光学检测设备的线性CCD光源，其特征在于所述 的安装座(1)由2个边板(8)、连接板(9)及连接条(14)组成，主灯安装框(5)及侧灯安装 框(6)安装在2个边板(8)之间且可调整角度。
4.根据权利要求1或2所述的自动光学检测设备的线性CCD光源，其特征在于所述 的红光LED灯(4)所发出的红光波长为610 630nm。
5.根据权利要求1或2所述的自动光学检测设备的线性CCD光源，其特征在于所述 的主光源(2)的下方设有半反镜(10)，所述的半反镜(10)下表面对应侧平行设有全反镜 (11)。
6.根据权利要求5所述的自动光学检测设备的线性CCD光源，其特征在于所述的全 反镜(11)位于与主光源(2)相邻的侧光源(3)的上方，该位置的侧光源(3)采用通气底座 (12)，利用流通空气进行散热；其它侧光源(3)采用散热片式底座(13)，散热片式底座(13) 上安装风扇(14)进行散热。
7.根据权利要求5所述的自动光学检测设备的线性CCD光源，其特征在于所述的半 反镜(10)及全反镜(11)均安装在镜框(17)内，镜框(17)的两端穿过安装座(1)的2个 边板⑶置于固定板(18)内，固定板(18)通过螺钉与边板⑶相固定，固定板(18)四周 的边板(8)上设有螺纹孔(19)。
全文摘要
一种自动光学检测设备的线性CCD光源。主要解决了现有的自动光学检测设备中所使用的光源对PCB半成品表面的要求较高及使用成本高的问题。其特征在于主光源(2)及侧光源(3)的发光体均为红光LED灯(4)，红光LED灯(4)安装在主灯安装框(5)及侧灯安装框(6)内，主灯安装框(5)及侧灯安装框(6)上均设有凸透镜(7)；4、6或8个侧光源(3)对称分布在主光源(2)的两侧且位于同一扇形的圆周上，主光源(2)发出的线性光束与侧光源(3)发出的线性光束聚集在同一聚光带上。该自动光学检测设备的线性CCD光源降低了对PCB半成品表面的要求，具有扫描图像成像清晰、使用寿命长及使用成本低的特点。
文档编号F21S2/00GK101956912SQ20101019050
公开日2011年1月26日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者张方德 申请人:浙江欧威科技有限公司