自动光学检测系统的照明装置 技术领域 本发明涉及一种照明装置， 特别涉及一种用于自动光学检测 (Automated Optical Inspection， AOI) 系统的照明装置。
背景技术 参阅图 1， 现有用以检查大面积电路基板 91 的自动光学检测系统， 以摄像装置 92 撷取电路基板 91 上受正向光源模块 93 照明的局部影像， 并使电路基板 91 相对摄像装置 92 及正向光源模块 93 移动， 使正向光源模块 93 扫描照明整片电路基板 91， 供摄像装置 92 完 整撷取电路基板 91 上的影像信息。
为了加强摄像装置 92 对电路基板 91 上电路结构 911 的侧面形态所撷取的影像清 晰度， 常会外加至少一组提供电路结构 911 侧向照明的侧向光源模块 94， 以提高电路结构 911 侧面形态的影像清晰度。
然而， 现有的正向光源模块 93 所使用的光源 931 大多为光纤光源， 由光纤编织形 成线形的出光区 ( 图未示 )， 由于制作难度高， 使得售价昂贵， 相对增加自动光学检测系统 的生产成本。
此外， 如图 2 所示， 常用以提供侧向照明的侧向光源模块 94， 主要由多个沿电路结 构 911 的长度方向设置于电路板 941 上的发光二极管 942 所构成。但是由于发光二极管 942 的光线具有发散性， 实际照射在电路结构 911 的侧面的光线有限， 导致摄像装置 92 所撷 取的影像清晰度不佳， 而且发光二极管 942 产生的光线未能有效利用， 也造成能源的浪费。
所以要如何降低正向光源模块 93 的制作成本， 且能有效地将所有发光二极管 942 的光线聚焦于欲撷取影像的电路结构 911， 是一待改进的课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种制造成本低、 节省能源， 且能达到良好照明效果的自动 光学检测系统的照明装置。
本发明自动光学检测系统的照明装置， 用以提供一摄像装置撷取一待测物的表面 影像时的照明， 该待测物由一载台承载， 该照明装置位于该摄像装置与该载台之间， 并包括 至少一光源模块， 该光源模块包括 ： 一导光件及至少一光条 (light bar)。该导光件具有一 入光侧及一相对于该入光侧的出光侧， 且该出光侧朝向该待测物， 该导光件还具有一高度， 该高度为该入光侧至该出光侧的距离， 该入光侧具有一长度及一宽度， 且该宽度小于该导 光件的高度。该光条相邻于该导光件的入光侧， 该光条包括一电路板及与该电路板电连接 的多个发光元件， 所述发光元件沿该入光侧的长度方向排列， 所发出的光线由该入光侧射 入该导光件并由该出光侧射出， 而在该待测物上形成线形照明区。
前述 “线形照明区” 可包括具有较窄宽度且长度与宽度比例较大的长条形区域。
本发明的导光件利用全反射的原理将所述发光元件射出的光线由该入光侧传导 至该出光侧， 通过该导光件可将光线聚集于该摄像装置欲撷取影像的区域， 以增加该区域的亮度， 并能大幅提升所述发光元件的发光使用效率。
较佳地， 该导光件的该入光侧与该出光侧至少其中之一的表面为粗糙面， 可将光 线扩散， 能提升照射于该待测物的光线的均匀性。 同样地， 该光源模块还包括一设于该光条 与该入光侧之间或相邻该出光侧的扩散片 ； 或该光源模块还包括二扩散片， 分别设于该光 条与该入光侧之间及相邻该出光侧， 也能提升照射光线的均匀性。 或者， 该导光件的入光侧 设有多个分别对应各该发光元件的凹槽， 以对应容置各该发光元件， 且各该凹槽表面为粗 糙面， 也能达到提升照射光线的均匀性的功能。
较佳地， 该导光件还具有二相对的长向侧面， 且还具有二分别形成于各该长向侧 面的表面的用以反射所述发光元件所发射的光线的反射层， 通过所述反射层可减少由该导 光件侧向射出的光线， 更能增加所述发光元件的发光使用效率。
更佳地， 该导光件还具有形成于至少其中一反射层上的相对于该摄像装置具有抗 反射功能的抗反射层， 可避免该摄像装置撷取的影像产生鬼影。
当该照明装置包括多个光源模块时， 定义一垂直于该载台并通过该摄像装置的参 考面， 及一由该参考面与该载台相交形成的参考线， 各该光源模块相对于该载台分别呈不 同倾斜角度间隔排列， 使各该光源模块射出的光线以不同入射角度射向该参考线， 而能提 供该待测物不同角度的照明， 可同时提供该待测物正向及侧向的照明。 而且， 所述光源模块 平均分布于该参考面两侧， 并以该参考面为中心对称排列较佳， 借此可增加照明区域的均 匀性。 较佳地， 各该导光件还具有二相对的长向侧面， 所述光源模块中至少最靠近该参考面 两侧的二光源模块的导光件分别还具有形成于相邻该参考面的长向侧面的一相对于该摄 像装置具有抗反射功能的抗反射层， 可避免该摄像装置撷取的影像产生鬼影。 适用于本发明的发光元件， 例如发光二极管 (LED)。
本发明的功效 ： 通过该导光件将所述发光元件产生的发散光线聚集于一线形照明 区， 能够增加发光使用效率而提升照明亮度， 并能节省能源， 当包括多个该光源模块时， 可 同时提供该待测物正向及侧向的照明。而相较于现有用于正向照明的光纤光源， 更可大幅 降低制作成本。
附图说明
图 1 是一示意图， 说明一现有的自动光学检测系统。 图 2 是一立体示意图， 说明该现有的自动光学检测系统的侧向光源模块。 图 3 是一示意图， 说明本发明自动光学检测系统的照明装置的第一较佳实施例。 图 4 是一立体示意图， 说明该第一较佳实施例。 图 5 是一立体示意图， 说明该第一较佳实施例的一光源模块。 图 6 是一立体示意图， 说明该光源模块的另一实施态样。 图 7 是一立体示意图， 说明该光源模块的又一实施态样。 图 8 是一示意图， 说明本发明自动光学检测系统的照明装置的第二较佳实施例。 图 9 是一立体示意图， 说明该第二较佳实施例的一光源模块。具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。参阅图 3、 图 4 与图 5， 本发明自动光学检测系统的照明装置的第一较佳实施例， 用 以提供自动光学检测系统的摄像装置 81 撷取一待测物 82 的表面影像时的照明， 待测物 82 由一载台 83 承载， 照明装置 1 位于摄像装置 81 与载台 83 之间。照明装置 1 包括多个光源 模块 2， 定义一垂直于载台 83 并通过摄像装置 81 的参考面 I， 及一由参考面 I 与载台 83 相 交形成的参考线 II， 各光源模块 2 相对于载台 83 分别呈不同倾斜角度间隔排列， 使各光源 模块 2 射出的光线以不同入射角度射向参考线 II， 其中， 射向参考线 II 所指的意义包括大 致朝向参考线 II 的方向， 而使光线可入射在参考线 II 附近的范围内即可， 并不限制只能入 射在参考线 II 上。在本实施例中， 所述光源模块 2 平均分布于参考面 I 两侧， 而在参考面 I 两侧分别设有三个光源模块 2， 并以参考面 I 为中心对称排列， 以能提供摄像装置 81 撷取 待测物 82 局部影像时， 待测物 82 相对于摄像装置 81 的正向及侧向的不同角度的照明。
各光源模块 2 包括 ： 一导光件 3 及一光条 4。导光件 3 具有一入光侧 31 及一相对 于入光侧 31 的出光侧 32， 且出光侧 32 朝向待测物 82。导光件 3 还具有一高度 301， 高度 301 为入光侧 31 至出光侧 32 的距离， 而入光侧 31 具有一长度 302 及一宽度 303， 且入光侧 31 的宽度 303 小于导光件 3 的高度 301， 使导光件 3 具有适当的导光距离。此外， 导光件 3 还具有二相对的长向侧面 33， 各长向侧面 33 分别与入光侧 31 及出光侧 32 的其中一相对的 较长侧边连接。光条 4 相邻于导光件 3 的入光侧 31， 并包括一电路板 41 及与电路板 41 电 连接的多个发光元件 42， 所述发光元件 42 沿入光侧 31 的长度方向排列， 所发出的光线由 入光侧 31 射入导光件 3 并由出光侧 32 射出， 在本实施例中， 所述发光元件 42 为发光二极 管， 所射出的发散光线进入导光件 3 后， 依据全反射原理在导光件 3 内经过多次反射， 而聚 集于出光侧 32 射出， 不但能提高亮度， 也使光线分布更为均匀， 且因出光侧 32 呈纵长形， 所 以可在待测物 82 上形成线形照明区， 特别适合于检测电路基板的线路。在本实施例中， 导 光件 3 以聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 制成， 但是也可使用聚碳酸酯 (PC) 制作。由于光源模 块 2 的导光件 3 可由 PMMA 或 PC 材料制作， 发光元件 42 可为发光二极管， 相较于光纤光源 容易制作， 可大幅降低材料成本。
再者， 导光件 3 还具有二分别形成于各长向侧面 33 的表面的用以反射所述发光元 件 42 所发射的光线的反射层 34， 而且， 还具有二分别形成于反射层 34 上的具有抗反射功能 的抗反射层 35。 通过二反射层 34 可以提高光线的反射率， 降低由长向侧面 33 射出的光线， 而更能有效利用发光元件 42 所发出的光线， 增加出光侧 32 的亮度， 同时可节省能源。通过 相对于摄像装置 81 具有抗反射功能的抗反射层 35， 可避免摄像装置 81 撷取的影像产生鬼 影。 此外， 入光侧 31 与出光侧 32 的表面为粗糙面， 具有扩散光线的功能， 能使照射于待测物 82 的光线更加均匀。形成反射层 34 的方式可举例如涂布 (coating) 金属层， 例如铝 (Al) 或银 (Ag)。而形成抗反射层 35 的方式可以举例如涂布黑色涂料或市售的抗反射涂料。
在本实施例中， 各光源模块 2 的导光件 3 均具有反射层 34 及抗反射层 35， 但是反 射层 34 及抗反射层 35 可以选择性使用， 不使用反射层 34 及抗反射层 35 也能达到聚光的效 果。而且， 也可以只有最靠近参考面 I 两侧的二光源模块 2 的导光件 3， 分别在相邻参考面 I 的长向侧面 33 形成一抗反射层 35， 也就是说， 使直接面对摄像装置 81 的导光件 3 的长向 侧面 33 的表面为抗反射层 35， 即可达到避免摄像装置 81 撷取的影像产生鬼影的效果。此 外， 在本实施例中， 入光侧 31 及出光侧 32 的表面均为粗糙面， 可使出光的均匀性更好， 但是 也可以只使入光侧 31 及出光侧 32 其中之一的表面为粗糙面， 或两者的表面均不为粗糙面，导光件 3 还是具有聚光并使出光均匀的效果。另外， 使导光件 3 出光均匀性更好的方式， 除 了可使入光侧 31 及出光侧 32 至少其中之一的表面为粗糙面之外， 也可利用扩散片 5( 参阅 图 6)， 将二扩散片 5 分别设于光条 4 与入光侧 31 之间及相邻出光侧 32， 与导光件 3 相隔一 定间距， 当然， 只使用其中的一扩散片 5 也可以 ； 或者， 可在导光件 3 的入光侧 31 设有多个 分别对应各发光元件 42 的凹槽 36( 参阅图 7)， 以对应容置各发光元件 42， 且各凹槽 36 表 面为粗糙面， 同样可以扩散光线， 而使照射待测物 82 的光线更加均匀。
参阅图 8 与图 9， 本发明自动光学检测系统的照明装置的第二较佳实施例， 可搭配 现有的正向光源模块 84 使用， 在本实施例中， 所举例说明的正向光源模块 84 包括具有线形 出光区的光源 841、 聚光用的透镜 842 及使光线可到达待测物 82 的分光镜 843。本实施例 的照明装置 1’ ， 包括两个光源模块 2’ ， 对称设于垂直于载台 83 并通过摄像装置 81 的参考 面 ( 本实施例未示出， 可参考第一较佳实施例的参考面 I) 两侧， 用以作为待测物 82 的侧向 照明。
各光源模块 2’ 与该第一较佳实施例大致相同， 惟， 本实施例的导光件 3’ 的入光侧 31’ 较出光侧 32’ 宽， 且入光侧 31’ 概呈弧面， 此外， 本实施例的光源模块 2’ 包括多个光条 4， 排列设于相邻导光件 3’ 的入光侧 31’ ， 通过导光件 3’ 将光线聚集形成线形照明区。如同 该第一较佳实施例， 导光件 3’ 也可选择地使用反射层、 抗反射层、 扩散片或形成粗糙面等， 已于该第一较佳实施例说明， 于此不再重述。
综上所述， 本发明自动光学检测系统的照明装置 1、 1’ 能够提供多个角度的照明， 通过光源模块 2 的导光件 3 及光源模块 2’ 的导光件 3’ 与发光元件 42 相配合， 可将光线聚 集于摄像装置 81 欲撷取影像的区域， 能有效利用发光元件 42 产生的光线， 即能以较少的发 光能量达到较高的亮度， 而能节省能源并具有较佳的照明效果， 此外， 与现有的光纤光源相 较， 也能大幅降低制造成本。