专利名称：基于显微视觉的光学测量和检测的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于显微视觉的光学测量和检测的装置，具体是 一种显微图像技术、光学图像处理技术、计算机视觉识别技术和精密定位 技术相结合的综合装置，该装置适用于微细电子元器件、半导体芯片的表 面微观划痕等缺陷检测以及微细线宽的精确测量。
背景技术：
在珠三角地区汇聚着全球九成以上的计算机产业巨头，有电子信息企
业近3000家，沿珠江已形成电子信息产业黄金走廊。生产的电脑磁头等 半成品约占全球市场的40%;生产的电路板、电脑驱动器等占全球市场的 30%。目前国内大批量的微细电子元器件表面质量检测大部分通过人眼在 高倍显微镜下进行观察和判断，有的产品缺陷检测对光学要求严格，肉眼 在显微镜下也难以判断，通过手指触摸的方式进行判断。
大批量的产品检测往往需要大量的员工进行高重复性的工作。这种产 品缺陷检测方式有许多不足之处，首先，人眼长时间工作在高倍率的显微 镜下，极易疲劳，容易误判和漏判；其次，由于每个人对标准的认识程度 和理解程度不同，主观判断的标准也不一样，难以量化，因此在检测过程 中，没有统一的检测标准；最后，由于检测的工作量大、重复性高，对人 眼的伤害严重。多数电子元器件生产企业依然属于劳动密集型产业， 一方面得益于相对低廉的劳动力成本，同时国外相对成熟的全自动检测设备成 本非常昂贵，因此许多企业迫于成本和资金压力，依然采用大量人工在高 倍显微镜下目测这种相对落后的检测方式，效率较低，产品的附加值较低。
实用新型内容
针对现有检测微细元件的方式技术所存在的上述不足，本实用新型目 的在于，提供一种快速自动检测产品外观缺陷的基于显微视觉的光学测量 和检测的装置。
本实用新型为实现上述目的，所提供的技术方案是-
一种实现前述基于显微视觉的光学测量和检测的装置，其包括一被检 测体、光源支架、转轴、散热片、高亮度照明光源、挡光板、显微放大镜
头、CCD摄像机、电缆、图像采集和图像处理系统；所述高亮度照明光源 设置在所述的光源支架的上方；所述的散热片设置在高亮度照明光源上； 所述的散热片包括两安装端面，该端面上还各设有一转轴；所述的高亮度 照明光源发出的光线照射在被检测体上，该被检测体反射的图像信息光线 经显微放大镜头放大后，再传输到所述CCD摄像机，该CCD摄像机再将采 集到的图像信息传输给图像采集和图像处理系统，进行分析和判断。
所述的转轴，通过其旋转可调整所述高亮度照明光源发射的光线角度
otl。
所述的光源支架与转轴装配处还设有一锁紧螺钉，通过调节其松紧， 可调节与固定转轴位置及高亮度照明光源发射的光线角度al。
所述的被检测体设置在所述光源支架下方、高亮度照明光源照射范围内。所述的挡光板设置在所述光源支架一侧、亮度照明光源照射内；所述 的挡光板上设有一显微放大镜头，所述的显微放大镜头在被检测体反光源 范围内。
所述的显微放大镜头尾部与所述的CCD摄像机相接。
所述的CCD摄像机通过电缆与图像采集和图像处理系统连接并传输数据。
实施上述的一种基于显微视觉的光学测量和检测的装置的方法，其包 括如下步骤
(1) 设置一上方安装有高亮度照明光源的光源支架；
(2) 在所述的光源支架下方、高亮度照明光源照射范围内设一被检
(3) 调整所述的高亮度照明光源发射的光线角度al，使该光线角度 al和被检测体的斜面角度a相同，即al二a;
(4) 设置一挡光板于光源支架一侧且在高亮度照明光源照射范围内；
(5) 所述的挡光板上设一显微放大镜头，该显微放大镜头在被检测 体反光源照射范围内；
(6) 所述的显微放大镜头将放大后的图像信息传递到CCD摄像机；
(7) 所述的CCD摄像机，将采集到的图像信息传输给图像采集和图 像处理系统；所述的图像采集和图像处理系统中内置一图像采集和图像处 理系统控制模块，并预设图像采集和图像处理参数标准；该控制模块根据 预设的图像采集和图像处理参数标准，对接收到的图像信息进行分析和判 断后输出分析和判断结果。
本实用新型的有益效果为结构简单，不但能自动检测产品，而且能够快速、准确地识别和分析出缺陷的特征信息，并对不合格产品进行统计并 报警，大大提高了生产效率与产品合格率。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型检测状态一的光路图。
图3为图1的检测流程图。
图4为本实用新型检测状态二的光路图。
图5为图3的检测流程图。
具体实施方式
实施例参见图1，本实用新型提供的一种基于显微视觉的光学测量
和检测的装置，其包括一被检测体l、光源支架2、转轴3、散热片5、高 亮度照明光源6、挡光板7、显微放大镜头8、 CCD摄像机9、电缆IO、图 像采集和图像处理系统11;所述高亮度照明光源6设置在所述的光源支架 2的上方；所述的被检测体1设置在所述光源支架2下方、高亮度照明光 源6照射范围内；所述的散热片5设置在高亮度照明光源6上；所述的散 热片5包括两安装端面，该端面上还各设有一转轴3;通过旋转转轴3可 调整所述高亮度照明光源6发射的光线角度ocl;所述的光源支架2与转轴 3装配处还设有一锁紧螺钉4，通过调节其可松紧，可调节与固定转轴3 位置及高亮度照明光源6发射的光线角度ocl;所述的挡光板7设置在所述 光源支架2—侧、亮度照明光源照射内；所述的挡光板7上设有一显微放大镜头8，所述的显微放大镜头8在被检测体1反光源范围内；所述的显
微放大镜8尾部与所述的CCD摄像机9相接；所述的CCD摄像机9通过电 缆10与图像采集和图像处理系统11连接并传输数据。所述的高亮度照明 光源6发出的光线照射在被检测体1上，该被检测体1反射的图像信息光 线经显微放大镜头8放大后，再传输到所述CCD摄像机9，该CCD摄像机 9再将采集到的图像信息传输给图像采集和图像处理系统11进行分析和判 断。
实施上述的一种基于显微视觉的光学测量和检测的装置的方法，其包 括以下步骤
(1) 设置一上方安装有高亮度照明光源6的光源支架2;
(2) 在所述的光源支架2下方、高亮度照明光源6照射范围内设一 被检测体l;
(3) 调整所述的高亮度照明光源6发射的光线角度al,使该光线角 度al和被检测体1的斜面角度a相同，即al二a;
(4) 设置一挡光板7于光源支架2 —侧且在高亮度照明光源6照射 范围内；
(5) 所述的挡光板7上设一显微放大镜8，该显微放大镜8在被检测 体l反光源照射范围内；
(6) 所述的显微放大镜8将放大后的图像信息传递到CCD摄像机9;
(7) 所述的CCD摄像机9，将采集到的图像信息传输给图像采集和图 像处理系统11，该图像采集和图像处理系统11中内置一图像采集和图像 处理系统控制模块，并预设图像采集和图像处理参数标准；该控制模块根 据预设的图像采集和图像处理参数标准，对接收到的图像信息进行分析和判断后输出分析和判断结果。
工作时，开启高亮度照明光源6，将一被检测体1安装在高亮度照明 光源6的下方，通过转轴3调整高亮度照明光源6发射的光线角度od，使 光线角度ocl和被检测体1的斜面角度a相同，即al二a，在整个检测过程 中高亮度照明光源6发射的光线角度都非常重要，直接关系到检测的可靠 性和准确性；然后旋转锁紧螺钉4将转轴3进行锁紧，高亮度照明光源6 发射的光线照射检测体1的轮廓上。参见图2和图3，图中虚线表示高亮 度照明光源6发射的光线，当被检测体1轮廓上出现巻边、毛剌、划痕等 缺陷特征时，高亮度照明光源6发射的光线正好照射到这些缺陷特征上， 高亮度照明光源6发射的光线受到这些缺陷特征的阻挡发生反射，CCD摄 像机9采集到这些发生反射的光线，并通过电缆10传输到图像采集和图 像处理系统11进行分析和处理，这个处理流程参见2所示，产品的缺陷 特征信息已经非常明显了，这时，图像采集和图像处理系统11会进行统 计并报警；参见图4和图5，图中虚线表示高亮度照明光源6发射的光线， 如果被检测体1的轮廓没有巻边、毛刺、划痕等缺陷特征即合格品时，高 亮度照明光源6发射的光线不会受到阻挡，因此高亮度照明光源6发射的 光线很少通过CCD摄像机9;图像采集和图像处理系统11对被检测体1的 分析和处理流程参见图5所示。
根据本实用新型上述实施例所述，具备与本实施例相同或相似技 术特征的检测装置，均在本实用新型保护范围内。
权利要求1、一种基于显微视觉的光学测量和检测的装置，其特征在于，其包括一被检测体、光源支架、转轴、散热片、高亮度照明光源、挡光板、显微放大镜头、CCD摄像机、电缆、图像采集和图像处理系统；所述高亮度照明光源设置在所述的光源支架的上方；所述的散热片设置在高亮度照明光源上；所述的散热片包括两安装端面，该端面上还各设有一转轴；所述的高亮度照明光源发出的光线照射在被检测体上，该被检测体反射的图像信息光线经显微放大镜头放大后，再传输到所述CCD摄像机，该CCD摄像机再将采集到的图像信息传输给图像采集和图像处理系统，进行分析和判断。
2、 根据权利要求1所述的基于显微视觉的光学测量和检测的装置， 其特征在于，所述的转轴，通过其旋转可调整所述高亮度照明光源发射的 光线角度ocl。
3、 根据权利要求1所述的基于显微视觉的光学测量和检测的装置， 其特征在于，所述的光源支架与转轴装配处还设有一锁紧螺钉，通过调节 其松紧，可调节与固定转轴位置及高亮度照明光源发射的光线角度ocl。
4、 根据权利要求1所述的基于显微视觉的光学测量和检测的装置， 其特征在于，所述的被检测体设置在所述光源支架下方、高亮度照明光源 照射范围内。
5、 根据权利要求1所述的基于显微视觉的光学测量和检测的装置， 其特征在于，所述的挡光板设置在所述光源支架一侧、亮度照明光源照射 内；所述的挡光板上设有一显微放大镜头，所述的显微放大镜头在被检测体反光源范围内。
6、 根据权利要求1所述的基于显微视觉的光学测量和检测的装置， 其特征在于，所述的显微放大镜头尾部与所述的CCD摄像机相接。
7、 根据权利要求1所述的基于显微视觉的光学测量和检测的装置， 其特征在于，所述的CCD摄像机通过电缆与图像采集和图像处理系统连接 并传输数据。
专利摘要本实用新型公开了一种基于显微视觉的光学测量和检测的装置，其包括一被检测体、光源支架、转轴、散热片、高亮度照明光源、挡光板、显微放大镜头、CCD摄像机、电缆、图像采集和图像处理系统；所述的高亮度照明光源发出的光线照射在被检测体上，该被检测体反射的图像信息光线经显微放大镜头放大后，再传输到所述CCD摄像机，该CCD摄像机再将采集到的图像信息传输给图像采集和图像处理系统，进行分析和判断，本实用新型的优点在于结构简单，不但能自动检测产品，而且能够快速、准确地识别和分析出缺陷的特征信息，并对不合格产品进行统计并报警，大大提高了生产效率与产品合格率。
文档编号G01N21/956GK201314901SQ20082013944
公开日2009年9月23日 申请日期2008年10月31日 优先权日2008年10月31日
发明者华 王 申请人:东莞康视达自动化科技有限公司