专利名称：实时检测装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种实时检测装置，尤其是关于一种结合数码相机模块的实时检测装置。
背景技术：
精密机械加工、表面加工、电子封装及半导体制程中通常需要对其加工过程进行实时检测，以保证产品的良率。
以针对预加工的基材为例，目前检测设备对基材进行检测工作，通常利用设备中的电荷耦合器(Charge Coupled Device，简称CCD)摄影机配合投光灯组对导入设备中的基材进行取像；然后将影像数据传输至系统主机，经系统主机的分析判断，检测该基材表面平整度及是否有刮痕等现象，并提供基材生产作业的警示功能，在异常基材上标示记号，以利于品质管理人员对异常基材的处理，用以确保基材的品质和基材后续加工作业。
现有的检测设备主要是以CCD摄影机配合投光灯组对导入设备中的基材进行取像，因此，现有检测设备的检测能力除CCD摄影机的解析能力外，对于CCD摄影机是否位于最佳取像位置和相对投光灯组的反光角度，均会影响其取像效果。现有的检测设备虽提供一种可自动检测基材表面品质的设备，然而因其CCD摄影机、投光灯组通常置于同一壳体内，即CCD摄影机与投光灯组为一体，无法供使用者依不同表面类型的基材或取像清晰度作调整，使投光灯组出射至预检测体，之后由预检测体反射的光学影像信号准确地被CCD摄影机，难以获得清晰度的影像，以致使该检测设备的检测能力无法达到最佳化。另外，对于CCD摄影机是否位于最佳取像位置及相对投光灯组的反光角度也无法适时调整，使该检测设备的应用受到限制。
此外，现有检测设备，一般CCD摄影机通常体积较大，用于检测时需较大空间。
鉴于以上缺点，有必要提供体积较小、检测方便且检测准确的实时检测装置。
发明内容本发明的目的在于提供体积较小、检测方便且检测准确的实时检测装置。
本发明一种实时检测装置，可对基材进行实时检测，其包括一激光二极体、一数码相机�？楹鸵恍藕糯硐低常檬凳奔觳庾爸酶眉す舛逵靡苑⒊黾す夤馐丈渲粱模檬胂嗷？橛靡远运龌谋砻孢⑷∮跋瘢眯藕糯硐低秤爰す舛寮笆胂嗷？榉直鸸钩傻缧粤樱眯藕糯硐低掣菔胂嗷？槿∠竦氖葑柿霞右苑治雠卸匣娜∠癫课皇欠裼腥毕�。
相较现有技术，本发明实时检测装置以一数码相机�？樘娲矯CD摄影机，使得整个检测装置的体积大大减�。佣跣∮谑褂霉讨兴璧牟僮骺占洌涣硗猓砸患す舛遄魑⒐馄魈娲惩豆獾疲庠词涑龉β矢�、调变速度快、发光角度集中，可提高检测效率。此外，本发明数码相机�？榈耐妇稻捎梅乔蛎嫱妇担诤艽蟪潭壬咸岣咂湓ぜ觳饣谋砻娴某上衿分剩岣呒觳庵柿浚奔跣「檬胂嗷？榈奶寤蟠蠼档捅痉⒚魇胂嗷？榈母叨龋佣跣〖觳庾爸玫恼逄寤�。
图1是本发明实时检测装置的跟踪系统的实施例简图；图2是本发明实时检测装置用数码相机�？榈慕峁故疽馔�。
具体实施方式请参阅图1，本发明实时检测装置包括一作为发光源的激光二极体12、一数码相机�？�20、一信号处理系统30，其中在该激光二极体12的光路方向上设置有一光栅15。通过该激光二极体12的激光光束照射至基材40上，经该基材40反射的光束经由该数码相机20取像后，传送至信号处理系统30并由其进行分析判断。
激光二极体12的波长范围为400nm～700nm，优选650nm、405nm或比蓝光波长更短的任意一种。在光源方面，输出功率高、调变速度快、发光角度集中。
请参阅第图2，本发明实时检测装置的数码相机�？�20包括一顶盖21、一镜筒22、一第一透镜23、一第二透镜24、一第三透镜25，一玻璃片26、一影像感测组件27和一镜头座221。该影像感测组件27包括一成像面271，其通过一陶瓷有引线芯片载具(CeramicLeaded Chip Carrier，简称CLCC)28封装在软性印刷电路板(Flexiable Printed Circuit Board，简称FPC)29上，从而可布设控制电路传输信号。该第一透镜23、第二透镜24及第三透镜25收容在镜筒22内。
顶盖21是一环状盖板，顶盖21固定在镜筒22的顶部，包括二开口端211、212，以便使由基材40反射的光线入射至镜筒22内，在开口端211、212形成之通道内(未标示)可置放一保护镜(未标示)，防止外界灰尘落入第一透镜23上，同时可防止加工过程中基材40的加工屑溅射至数码相机�？槟�。
镜筒22是一中空圆柱，其内置放第一透镜23、第二透镜24及第三透镜25。第一透镜23、第二透镜24及第三透镜25均用于聚焦由被摄物入射的光线，其外径分别配合镜筒22的内径。
第一透镜23通常为半月形状，包括二非球面表面(未标示)，其中非球面表面凸向物方，该第一透镜23由玻璃制成，因而可耐外界湿度、高温及可防止镜头被刮伤。第二透镜24为一非球面透镜且由光学塑料材质制成，其置于第一透镜23之后，第二透镜24的非球面形状与第一透镜23的非球面形状相似且二者成对称状，以消除像差，提高本数码相机�？�20的成像品质。第二透镜24由光学塑料材质制成，其所用的光学塑料材质可为丙烯酸树脂(acrylicresin)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，简称PMMA)、聚碳酸(polycarbonate，简称PC)等的任一种。第三透镜25为一双凸双面非球面透镜，包括二非球面表面(未标示)，由玻璃制成。
另外，在第一透镜23的二非球面表面上分别镀覆有二氧化硅(SiO2)与五氧化二钽(Ta2O5)相互间隔堆叠而成的抗反射膜(AR-Coating)，以此增加第一透镜23的透光率和减少光线反射，其膜层数通常为4～16。在该第三透镜25的二非球面表面上分别镀覆有一红外截止滤膜(IR-cut Coating)，用以阻止来自于被摄物入射的光线中的红外线进入影像感测组件27，避免在正常拍摄时红外线入射至影像感测组件27的影像感测面271上，造成干扰从而产生噪点，同时可省却数码相机�？�20内的红外滤光片的设置，使数码相机�？�20的高度降低，使其可更好地减小该实时检测装置的体积。
影像感测组件27为一电荷耦合器(Charge Coupled Device，简称CCD)影像传感器，用于将外部被摄物入射的光学影像信号转换为电子影像信号。该CCD影像感测组件27的分辨率大于二百万像素，分辨率范围可为二百万像素至八百万像素，像素尺寸小于3.18μm。本发明数码相机�？榈挠跋窀胁庾榧�27通过陶瓷有引线芯片载具28封装在软性印刷电路板29上，影像感测组件27通过引线282(Wire Bonding)接合方式与陶瓷有引线芯片载具28连接，从而布设控制电路以传输信号，其中引线接合指首先将芯片固定于导线架上，再以细金属线将芯片上的电路和导线架上的引脚相连接。
镜头座221为中空圆柱状，其包括二开口端(未标示)，其中一开口端用以容置镜筒22，玻璃片26收容于镜头座221内且与镜头座221的圆周面相配合，置于镜筒22后及影像感测组件27前，用以保护影像感测组件27的成像面271。
组装数码相机�？�20时，先将玻璃片26置于镜头座221内且使两者紧密配合，然后将封装好的影像感测组件27由镜头座221的一个开口端放置于镜头座221内，使陶瓷有引线芯片载具28嵌入镜头座221之内且与其配合，同时将固定有第一透镜23、第二透镜124及第三透镜25的镜筒22的部分由镜头座221的一开口端内置于镜头座221内，最后将顶盖21置于镜筒22的顶部。
信号处理系统30与数码相机�？�20、激光二极体12构成电性连接，用以控制激光二极体12，以及根据数码相机�？�20取像的数据资料加以分析判断基材40取像部位是否有瑕疵。
使用时，先根据基材40的表面类型，调整激光二极体12与数码相机�？�20的角度及位置关系，同时调整数码相机�？�20相对于基材40的取像角度，选择合适的投射光和调整激光二极体12相对基材40的位置和距离，然后开启激光二极体12使其发射光束照射至基材40的表面，经基材40的表面反射的光信号投射至数码相机�？�20内，即数码相机模块20对基材40被投光的区段撷取影像，由该数码相机�？�20撷取的影像经由CCD将该光学影像信号转化为电子影像信号后，经该信号处理系统30处理，经信号处理系统30的分析判断，检测该基材表面平整度及是否有缺陷。
可以理解，本发明实时检测装置的信号处理系统30可为任意32位或64位且具有数据处理及分析功能的系统主机。本发明实时检测装置不仅仅限于用以检测基材表面的缺陷，也可用于精密机械加工、表面加工、电子封装及半导体制程中。
权利要求
1.一种实时检测装置，可对基材进行实时检测，其包括一信号处理系统，其特征在于该实时检测装置还包括一激光二极体和一数码相机�？椋眉す舛宸⒊黾す夤馐丈渲粱模檬胂嗷？槎运龌谋砻孢⑷∮跋瘢眯藕糯硐低秤爰す舛寮笆胂嗷？榉直鸸钩傻缧粤樱眯藕糯硐低掣菔胂嗷？槿∠竦氖葑柿霞右苑治雠卸匣娜∠癫课皇欠裼腥毕�。
2.如权利要求1所述的实时检测装置，其特征在于该数码相机�？榘ㄒ痪低�、一第一透镜和一影像感测组件，所述第一透镜为非球面透镜且置于镜筒内。
3.如权利要求2所述的实时检测装置，其特征在于该数码相机�？榻徊桨ㄒ坏诙妇导耙坏谌妇担龅诙妇岛偷谌妇稻乔蛎嫱妇�。
4.如权利要求3所述的实时检测装置，其特征在于该第一透镜和第三透镜均由玻璃制成。
5.如权利要求2或3或4所述的实时检测装置，其特征在于该第一透镜的一表面镀覆有抗反射膜(AR-Coating)。
6.如权利要求5所述的实时检测装置，其特征在于该抗反射膜由二氧化硅与五氧化二钽薄膜相互间隔堆叠而成。
7.如权利要求3或4所述的实时检测装置，其特征在于该第三透镜之另一表面镀覆有红外截止滤膜(IR-Cut Coating)。
8.如权利要求2所述的实时检测装置，其特征在于该数码相机�？榻徊桨ㄒ痪低纷靡匀葜酶镁低埠陀跋窀胁庾榧�。
9.如权利要求8所述的实时检测装置，其特征在于该数码相机模块进一步包括一玻璃片，固定镜头座内，位于镜筒与影像感测组件之间。
10.如权利要求1所述的实时检测装置，其特征在于该影像感测组件是一CCD(电荷耦合器)影像传感器。
全文摘要
本发明实时检测装置可对基材进行实时检测，其包括一信号处理系统，该实时检测装置还包括一激光二极体和一数码相机�？椋眉す舛逵靡苑⒊黾す夤馐丈渲粱模檬胂嗷？橛靡远运龌谋砻孢⑷∮跋瘢眯藕糯硐低秤爰す舛寮笆胂嗷？榉直鸸钩傻缧粤樱眯藕糯硐低掣菔胂嗷？槿∠竦氖葑柿霞右苑治雠卸匣娜∠癫课皇欠裼腥毕�。本发明实时检测装置体积较小、检测方便且检测准确。
文档编号G01N21/88GK1707249SQ20041002765
公开日2005年12月14日 申请日期2004年6月11日 优先权日2004年6月11日
发明者陈杰良 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
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