用于电子元件引脚定位的光学成像系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于电子元件引脚定位的光学成像系统，包括CCD相机和光源，所述光源包括第一弧形子光源和第二弧形子光源，所述第一弧形子光源和第二弧形子光源相对设置并间隔一定距离以在二者之间形成供电子元件进出的通道，并且所述第一弧形子光源和第二弧形子光源在其各自包围的区域还设置第一遮光布和第二遮光布，所述CCD相机位于所述第一遮光布和第二遮光布之间的所述通道的下方。该系统将光源设计成两个半弧形并设置遮光布，即保证了成像质量，又满足了取料机构抓取元件后以流水线方式通过光源的运动速度要求，同时，也便于安装和拆卸。

【技术实现步骤摘要】
用于电子元件引脚定位的光学成像系统
本专利技术涉及电子元件插件技术，更具体地说，涉及一种用于电子元件引脚定位的光学成像系统。
技术介绍
随着高科技的发展以及人们对生活水平要求的提高，消费市场对紧凑型、高性能的电子产品的需求量越来越大。此外现如今的可编程集成电路拥有很多的引脚、具有很强的功能，并且很多都采用了具有创新意义的组装形式。由于大部分电子元器件都有非常多的引脚数量和很小的外形尺寸，所以，如何快速、准确地完成对引脚的定位就直接关系到自动插件机的准确性及效率。在引脚定位过程中，如果使用普通的环形光源，可以保证引脚的成像质量，但是在采集引脚图像时，需要取料机构抓取元件后从光源上方或下方插入到光源中间指定高度静止拍摄，定位完成后，取料机构需要先把元件移出光源，然后再移动到PCB插入位置，这一系列动作会导致整个系统效率降低；如果使用普通的条形光源，可以保证取料机构抓取元件后以流水线方式从两个条形光源中间通过，提高系统效率，但是成像质量无法保证，给定位分析带来难度。以上两种情况，都不能很好的同时满足自动化插件快速、准确的要求，无法适应自动化插件机的生产要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于电子元件引脚定位的光学成像系统，能保证成像质量又能方便电子元件进出以提高系统效率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提出一种电子元件引脚定位的光学成像系统，包括CCD相机和光源，所述光源包括第一弧形子光源和第二弧形子光源，所述第一弧形子光源和第二弧形子光源均具有至少一个LED，所述第一弧形子光源和第二弧形子光源相对设置并间隔一定距离以在二者之间形成供电子元件进出的通道，并且所述第一弧形子光源和第二弧形子光源在其各自包围的区域还设置第一遮光布和第二遮光布，所述CCD相机位于所述第一遮光布和第二遮光布之间的所述通道的下方。根据本专利技术的一个实施例中，所述第一弧形子光源和第二弧形子光源具有相同的弧度。根据本专利技术的一个实施例中，所述第一弧形子光源和第二弧形子光源均具有多个LED，所述多个LED呈弧形设置。根据本专利技术的一个实施例中，所述LED为红光LED。根据本专利技术的一个实施例中，所述光源中LED的数量通过控制CCD上每个像素获得的照度位于最小接收照度和最大负载照度之间来确定。实施本专利技术的用于电子元件引脚定位的光学成像系统，具有以下有益效果：该系统将光源设计成两个半弧形并分别在两侧设置遮光布，即保证了成像质量，又满足了取料机构抓取元件后以流水线方式通过光源的运动速度要求，同时，也便于安装和拆卸。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术一个实施例的用于电子元件引脚定位的光学成像系统的结构示意图；图2是图1中光源的俯视图；图3是色差原理图；图4是典型CCD光谱响应曲线；图5是红光LED光源相对光谱功率分布图；图6是面元形成的光通量的示意图；图7是本专利技术一个实施例的光学成像系统采集的电子元件照片的效果图；图8是未设置遮光布的情况下采集的电子元件照片的效果图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1和图2所示，根据本专利技术一个实施例的用于电子元件引脚定位的光学成像系统主要由CCD相机10和光源构成，所述光源包括第一弧形子光源21和第二弧形子光源22，每一弧形子光源21和22都具有多个呈弧形设置的LED23。参见图2所示，第一弧形子光源21和第二弧形子光源22可具有相同的弧度，二者相对设置并间隔一定距离，从而在二者之间包围出一圆形区域并在二者之间形成供电子元件40进出的通道24。CCD相机10设置在第一弧形子光源21和第二弧形子光源22之间的通道24的下方。取料机构30抓取电子元件40以流水线方式从第一弧形子光源21和第二弧形子光源22之间的通道24通过，高分辨率、高速的CCD相机10对电子元件40的引脚进行动态图像采集，拍照时不需要电子元件40处于静止状态，从而提高整个系统的效率。同时，第一弧形子光源21和第二弧形子光源22能够提供基本接近环形光源的光照效果，可以保证电子元件引脚的成像质量。进一步如图2所示，第一弧形子光源21和第二弧形子光源22在其各自包围的区域还设置有第一遮光布25和第二遮光布26，用于对CCD相机10采集引脚图像时的背景光线进行遮挡。原理上，由于LED光源的光是发散的，若不设置第一遮光布25和第二遮光布26，第一弧形子光源21和第二弧形子光源22发射的平行光线在照亮元件引脚的同时，向上的光线会照亮元件其它地方，如图8所示，引脚与元件其它地方亮度一样，定位算法无法准确定位引脚。而本申请在第一弧形子光源21和第二弧形子光源22上分别设置第一遮光布25和第二遮光布26，平行光线照向元件引脚的同时，向上照射的光线完全被第一遮光布25和第二遮光布26所遮挡吸收，同时因为遮光布柔软材质，也不会产生光线的反射，光线无法照射到元件引脚以外的地方，从而使元件引脚与其它地方形成明显的对比，如图7所示，算法可以准确的定位元件引脚的位置。此外，根据本专利技术的优选实施例中，第一弧形子光源21和第二弧形子光源22所采用的LED23均为红光LED，原理如下：光源颜色分为多色光(白光)和单色光。由于透镜材料对各种色光的折射率不同，因此透镜对各色光的焦距也就不同，而成像的大小与位置又决定于焦距，所以色差有位置色差(即纵向色差)和放大色差(即横向色差)两种。如图3所示，P为白光源位于透镜的主轴上，由近光轴光束所成的像因色散而不是汇聚于一点，红光的折射光束成像于点P'C，蓝光的折射光束成像于点P'F。如果置一光屏于平面C则像的中心是红色的，周围是彩色的，外围呈蓝紫色。如果把光屏置于F平面，则像的中心是蓝色，周围也有彩色，外围是红色的。当光屏在平面F和C之间移动时，像的彩色会逐渐变化。而用单色光则会避免这种现象的发生。所以在使用黑白相机，又对被测物的颜色选择没有特殊要求时，选用单色光会比白色光更合适。而根据如图4所示的典型CCD光谱响应曲线，红光LED的发光波长更接近CCD相机的灵敏度峰值。另外，红光LED寿命长、稳定、价格便宜。所以，本专利技术设计的光学成像系统优选红光LED光源。进一步，第一弧形子光源21和第二弧形子光源22所采用的LED的数量通过控制CCD相机10上每个像素获得的照度位于最小照度和最大负载照度之间来确定，具体如下：电子元件的引脚一般为锡铅合金，表面为各类环氧树脂等塑料封装，在直射条件下，锡铅合金的反射率约为50％-60％，塑料的反射率约为15％-40％，因此可以根据反射率差异将两者区分出来。确定LED光源颜色后，最重要的在于计算被测面的照度，计算CCD像素接受的照度，完成照射模型的建立，依此来确定满足照度条件下所需的LED的数目。为了计算照明能量是否真正达到要求，需要计算光能量的大小，从而确定LED的数目和功率等其他参数。采用功率为P的LED，其电光转换率为η，则光通量为：其中，λ为LED光源的波长，φλ为被测LED的光谱功率分布，可由光谱分析仪测试得到，如图5所示；为光视效能，即某一波长的单色光辐射通量可以产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电子元件引脚定位的光学成像系统，包括CCD相机和光源，其特征在于，所述光源包括第一弧形子光源和第二弧形子光源，所述第一弧形子光源和第二弧形子光源均具有至少一个LED，所述第一弧形子光源和第二弧形子光源相对设置并间隔一定距离以在二者之间形成供电子元件进出的通道，并且所述第一弧形子光源和第二弧形子光源在其各自包围的区域还设置第一遮光布和第二遮光布，所述CCD相机位于所述第一遮光布和第二遮光布之间的所述通道的下方。

【技术特征摘要】
1.一种用于电子元件引脚定位的光学成像系统，包括CCD相机和光源，其特征在于，所述光源包括第一弧形子光源和第二弧形子光源，所述第一弧形子光源和第二弧形子光源均具有至少一个LED，所述第一弧形子光源和第二弧形子光源相对设置并间隔一定距离以在二者之间形成供电子元件进出的通道，并且所述第一弧形子光源和第二弧形子光源在其各自包围的区域还设置第一遮光布和第二遮光布，所述CCD相机位于所述第一遮光布和第二遮光布之间的所述通道的下方。2.根据权利要求1所述的用于电子元件引脚定位的光学成像系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮仕涛，谭杰，
申请(专利权)人：深圳市祈飞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44