專利名稱：可連續輸送待測量物件的二次元光學測量裝置的制作方法
技術領域：
本發明關于一種可連續輸送待測量物件的二次元光學測量裝置，尤關于一種可連 續不間斷輸送待測量物件并測量的二次元光學測量裝置。
背景技術：
印刷電路板是電子、電腦及通信等產品的主要零組件，為能適應消費市場上輕、 薄、短、小的產品特性，及在高密度及高可靠性的需求催化下，高級印刷電路板在目前的發 展趨勢已大多使用盲孔(blind hole或via)及埋孔(buried hole)的技術。該種盲孔及埋 孔的印刷電路板，是通過盲孔將內部幾層的布線板與表面的布線連接，不須穿透整個板子 而浪費其他層布線板的布局空間，預估可較一般印刷電路板的體積縮小至20%。因此對電 路板而言，無論是半成品或成品的品質檢測工作都變得非常重要，特別是關于線寬、孔徑、 孔垂直度、孔真圓度及銅墊尺寸等都需要進行測量及規格判讀。圖IA是現有可執行二次元測量的光學測量裝置的示意圖。該光學測量裝置10包 含一可置放待測物件80的固定平臺14、一視覺取像組件18及一可作二維或三維移動的運 動機構19。一般視覺取像組件18至少包括取像單元15及光源16，并固定在運動機構19 垂直方向的Y軸移動單元12上。另運動機構19還包括有水平方向的X軸移動單元11及 承載固定平臺14的Z軸移動單元13，因此可以自動掃描或區域取像以檢測待測物件80表 面的幾何尺寸或圖型尺寸。整個待測物件80固定在一承載固定平臺14上，承載固定平臺14被Z軸移動單元 13所驅動而沿著Z方向移動。因此Z軸移動單元13需要相當精密，否則視覺取像組件18 所擷取的圖像會失真。某些傳統光學測量裝置會將X軸移動單元11及Z軸移動單元13整 合于承載固定平臺14的下方，因此承載固定平臺14的移動問題會更為復雜。另外，為使承 載固定平臺14的移動穩定且不扭曲圖像，故對于基座17的平整度要求益顯嚴格，也就是制 造成本會因著所述機械元件的高需求規格而增加。另外，還有一種傳統的光學測量裝置10'是承載固定平臺14在測量時固定不動， 而由視覺取像組件18在待測物件上方移動以擷取待測物件80的整個圖像，如圖IB所示 (其中標號與圖IA中相同的部件為相同部件)。然而此種光學測量裝置雖能解決前述承載 固定平臺14下運動機構的問題，但卻將類似的精確移動問題轉移給視覺取像組件18。因此 顯然此種視覺取像組件18不僅要克服移動時一并取像的晃動問題，還需要克服取像重疊 部分的判別及計算。前述光學測量裝置10最大的問題在于待測物件80需要一個一個的被固定于承載 固定平臺14上，測量后再從承載固定平臺14 一個一個的卸除，因此等待測量或準備作業的 時間會拖長，其他傳統光學測量裝置也遭遇類似的困難。此外，若運用自動收放板系統，則 其設備所需體積相對較大與設計復雜。顯然傳統光學測量裝置10并無法滿足高單位時間 輸出的要求，甚至對于快速量產的檢測會造成瓶頸。其次需仰賴高精度的三軸(X、Y、Z)移 動，其成本也相對高。發明內容
本發明提供一種可連續輸送待測量物件的二次元光學測量裝置，可以通過成本低的輸送器進行待測量物件的連續輸送，并配合兩圖像掃描器沿各該待測量物件上約略相互垂直的兩尺寸方向分別擷取圖像，從而達成降低成本1高單位時間輸出及測量準確的功效。
根據本發明一實施例的可連續輸送待測量物件的二次元光學測量裝置，可連續測量被輸送的多個待測量物件，其包含兩圖像掃描器1至少兩輸送器1一轉向傳送機構及一圖像處理器。該兩圖像掃描器分別固定于該至少兩輸送器的輸送帶經過處，并沿各該待測量物件上約略相互垂直的兩尺寸方向分別擷取圖像。該轉向傳送機構將該多個待測量物件分別轉向，并于該至少兩輸送器之間接續傳送。該圖像處理器接受該兩圖像掃描器的圖像資料，并合成而得各該待測量物件的二維圖像以執行幾何尺寸測量。
本發明的二次元光學測量裝置為一種高精度測量的二次元光學測量裝置，其通過成本低的輸送器進行待測量物件的連續輸送，及一般圖像掃描器擷取圖像，但仍能正確合成圖像及達到高精度的圖像測量。相較于傳統采用高精度三軸移動機構的光學測量裝置，本發明確有其優勢。
[OO10] 本發明將依照后面的附圖來說明，其中[OO11] 圖lA—lB是現有可執行二次元測量的光學測量裝置的示意圖；[OO12] 圖2是本發明一實施例的可連續輸送待測量物件的二次元光學測量裝置的示意圖；[OO13] 圖3是本發明待測量物件的示意圖；以及[OO14] 圖4A一4B是本發明的圖像掃描器擷取圖像的示意圖。[OO15] 其中，附圖標記說明如下[OO16] lo1lo’光學測量裝置11X軸移動單元[OO17] 12Y軸移動單元13Z軸移動單元[OO18] 14承載固定平臺15取像單元[OO19] 16光源17基座
18視覺取像組件19運動機構
20二次元光學測量裝置23轉向傳送機構
24圖像處理器80180’待測量物件
8l長邊82短邊
2111212輸送器22l1222圖像掃描器
2231223’照明裝置211l第一輸送區
2112第二輸送區具體實施方式
以下詳細討論本發明目前較佳實施例的制作和使用。不過，應當理解，本發明提供許多可應用的裝置，其可在各種各樣的具體情況下實施。該討論的具體實施例僅說明了制作和使用該發明的具體方式，并沒有限制本發明的范圍。圖2是本發明一實施例的可連續輸送待測量物件的二次元光學測量裝置的示意 圖。如圖2，本發明二次元光學測量裝置20，可連續測量被輸送的多個待測量物件80，其包 含兩個圖像掃描器(221、222)、至少兩個輸送器(211、212)、一轉向傳送機構23及一圖像處 理器24。該兩個圖像掃描器(221、222)分別固定于該兩個輸送器(211、212)的輸送帶經過 處，并沿各該待測量物件80上約略相互垂直的兩尺寸方向分別擷取圖像。該兩個圖像掃描 器(221、222)可以是線性圖像掃描器，所擷取圖像即為線性圖像。該兩個輸送器(211、212) 可以是皮帶式輸送器。也就是圖像掃描器221會連續擷取各待測量物件80的短邊82 (或 第一尺寸方向)的分段圖像，圖像掃描器222會連續擷取各待測量物件80的長邊81 (或第 二尺寸方向)的分段圖像。為要使各待測量物件80能改變面向前進方向(箭頭所示)的端面，以分別擷取各 待測量物件80約略相互垂直的兩尺寸方向(長邊81及短邊82)的圖像，該轉向傳送機構 23會將該多個待測量物件80分別轉向，并在該兩個輸送器(211、212)之間接續傳送。該轉 向傳送機構23可以為如本實施例所示的推桿，然也采旋轉臺面、夾持及旋轉臂、側面轉向 導輪等機構，然此等機構的實施例無法窮舉，但均不得限制本發明的保護范圍。另外，在輸送器211的待測量物件80放入端，可以另設置一自動進料(loading) 機構，也就是依序抓取待測量物件80并放置于輸送器211上。并于輸送器212的待測量物 件80移出端，也可設置一自動卸料(unloading)機構，也就是依序抓取輸送器212上待測 量物件并放置于合適的容置器具或處所內。該兩個輸送器(211、212)的輸送前進方向間的夾角也不以本實施例所示的90度 為限，只要待測量物件80能改變面向前進方向(箭頭所示)的端面，并分別被該兩個圖像 掃描器(221、222)擷取約略相互垂直的兩尺寸方向(長邊及短邊)的圖像，如此就能完成 本發明的主要技術特征。也就是，該兩個輸送器(211、212)也可相互平行或對齊，只要該轉 向傳送機構23可以在該兩個輸送器(211、212)間完成前述轉向及轉傳的動作，也能達成相 同的圖像擷取目的。該圖像處理器24接收該兩個圖像掃描器(221、222)的圖像資料，就能根據各待測 量物件80被擷取約略相互垂直的兩尺寸方向(長邊及短邊)的連續圖像，而合成得到各該 待測量物件80的二維圖像，并進一步執行待測量物件80上幾何尺寸的測量。圖3是本發明待測量物件的示意圖。該待測量物件80'是一電路板，其包含許 多定位通孔、方向識別孔或凹槽。本發明不僅可測量該待測量物件80'的基本尺寸d3及 d6(長邊及短邊)是否裁切的正確，也可就其他幾何尺寸進行測量，例如圓弧半徑rl、孔徑 r2、長槽孔長度d2、凹槽寬度d5、電連接區寬度d4、局部尺寸dl等。或者是相對尺寸也可以 由本發明合成后完整的待測量物件80 二維圖像測得，例如兩圓孔中心距d7。圖4A是本發明的圖像掃描器擷取圖像的示意圖。當待測量物件80通過輸送器 211的第一輸送區2111及第二輸送區2112之間時，圖像掃描器221會擷取此中間間隙區的 圖像。位于待測量物件80的下方有一照明裝置223會朝向圖像掃描器221發出光線，該光 線有部分會經過待測量物件80的通孔、凹部或外輪廓旁邊到達圖像掃描器221，也有部分 會因待測量物件80的實體部分擋住而無法到達圖像掃描器221。因此圖像掃描器221根據 到達光線的強弱形成一線性圖像，隨著待測量物件80的前進其短邊方向的線性圖像及沿長邊方向的各局部圖像就都被完整擷取。圖4B為本發明的另一圖像掃描器擷取圖像的示意圖。相較于圖4A，照明裝置 223'和圖像掃描器221位于輸送器211同側，也就是照明裝置223'發出的光線照射待測 量物件80，而圖像掃描器221接收待測量物件80表面的反射光而成像。該照明裝置223' 可以采用一環形光源。本發明的技術內容及技術特點已公開如上，然而熟悉本項技術的人士仍可能基于 本發明的教示及公開而作種種不背離本發明精神的替換及修飾。因此，本發明的保護范圍 應不限于實施例所公開的范圍，而應包括各種不背離本發明的替換及修飾，并為權利要求 范圍所涵蓋。
權利要求
一種可連續輸送待測量物件的二次元光學測量裝置，可連續測量被輸送的多個待測量物件，包含至少兩個輸送器；兩個圖像掃描器，分別固定于該至少兩輸送器的輸送帶經過處，并沿各該待測量物件上約略相互垂直的兩尺寸方向分別擷取圖像；一轉向傳送機構，將該多個待測量物件分別轉方向，并在該至少兩輸送器之間接續傳送；以及一圖像處理器，接收該兩圖像掃描器的圖像資料，并合成得到各該待測量物件的二維圖像以執行幾何尺寸測量。
2.根據權利要求1所述的可連續輸送待測量物件的二次元光學測量裝置，其中各輸送 器有一中間間隙區供該待測量物件通過，并且各圖像掃描器擷取該待測量物件在該中間間 隙區的圖像。
3.根據權利要求2所述的可連續輸送待測量物件的二次元光學測量裝置，其另包含兩 個照明裝置，各照明裝置與各個對應的該圖像掃描器位于該中間間隙區的相對兩端，且該 圖像掃描器通過該中間間隙區接受該照明裝置所發出的光線而成像。
4.根據權利要求2所述的可連續輸送待測量物件的二次元光學測量裝置，其另包含兩 個照明裝置，與各個對應的該圖像掃描器位于該中間間隙區的同一側，且該圖像掃描器接 受該待測量物件反射該照明裝置所發出的光線而成像。
5.根據權利要求1所述的可連續輸送待測量物件的二次元光學測量裝置，其中各待測 量物件被各圖像掃描器分別沿相互垂直的兩側邊方向擷取連續分段圖像，并通過合成該連 續分段圖像而得到各該待測量物件的整個圖像。
6.根據權利要求1所述的可連續輸送待測量物件的二次元光學測量裝置，其中該轉向 傳送機構會改變各該待測量物件在各該輸送器面向前進方向的端面。
7.根據權利要求5所述的可連續輸送待測量物件的二次元光學測量裝置，其中各該待 測量物件在各該輸送器面向前進方向的端面約略相互垂直。
8.根據權利要求1所述的可連續輸送待測量物件的二次元光學測量裝置，其中該兩個 輸送器的輸送前進方向相互垂直或平行。
9.根據權利要求1所述的可連續輸送待測量物件的二次元光學測量裝置，其另包含一 自動進料機構，該自動進料機構依序抓取該待測量物件并放置于該輸送器。
10.根據權利要求1所述的可連續輸送待測量物件的二次元光學測量裝置，其另包含 一自動卸料機構，該自動卸料機構依序移除該輸送器上所輸送的該待測量物件。
全文摘要
本發明公開一種可連續輸送待測量物件的二次元光學測量裝置，可連續測量被輸送的多個待測量物件，其包含兩圖像掃描器、至少兩輸送器、一轉向傳送機構及一圖像處理器。該兩圖像掃描器分別固定于該至少兩輸送器的輸送帶經過處，并沿各該待測量物件上約略相互垂直的兩尺寸方向分別擷取圖像。該轉向傳送機構將該多個待測量物件分別轉向，并在該至少兩輸送器之間接續傳送。該圖像處理器接受該兩圖像掃描器的圖像資料，并合成而得各該待測量物件的二維圖像以執行幾何尺寸測量，從而取得降低成本、高單位時間輸出及測量準確的功效。
文檔編號G01B11/14GK101929837SQ200910149449
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月22日 優先權日2009年6月22日
發明者劉旭仁, 汪光夏, 王舜民, 王榮發, 蔡瑞彬, 許裕騄, 邱詩彰, 陳振慶, 黃建榮 申請人:牧德科技股份有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
