本发明专利技术公开了一种双视角（Ｄｕａｌ ｖｉｅｗ ａｎｇｌｅｓ）的三维形貌影像线性扫描检测装置，包含一正视角线性扫描装置、一斜视角线性扫描装置以及一光源装置。通过由正视角线性扫描装置所感测得到的正视角截面影像加上经由斜视角线性扫描装置所感测得到的待测物体的斜视角截面影像，即可推算得知待测物体表面的表面缺陷的高度分布，例如外来物（ｆｏｒｅｉｇｎ ｍａｔｅｒｉａｌｓ），凸起（ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ），凹陷（ｐｉｎ ｈｏｌｅｓ）甚至是待测物本身表面轮廓的高度分布。而由此两样线性扫描装置所得到的双重影像经由适当的运算后，更能估算待测物体其表面外来物的三维形貌影像，包含估算出表面外来物的其大致的体积与大致的截面形状与高度。此外，由光源装置所形成的斜向光源所形成的外来物的阴影更可使正视角线性扫描装置轻易地判断外来物的型态是属于凸起结构亦或是凹陷结构。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种线性扫描(Line scan)光学检测装置，特别是一种双视角的线性扫描光学检测装置，利用不同视角的两个成像装置搭配一斜向光源来判断待测物体表面缺陷的大小、形状及其高度，达到三维形貌影像检测的效果。
技术介绍
自动化光学检测是指一个能自动提供待测物体表面缺陷信息的影像分析器，经由影像侦测器，从待测物体撷取原始影像，并分析可取得的影像信息后，将所得结果以数字或模拟方式输出，可用于自动检测、分类、加工，亦称的为“机器视觉”。自动化光学检测系统应用的领域相当广泛，几乎涵盖所有工业，其中以制造方面的应用比例最高，其次是机器人和航天方面，再次是研发和医疗方面的应用。随着电子业组件小型化和细线化的趋势，以及生产线速度需求日益增快，人工目视已无法符合检测要求，尤其是IC全制程各阶段均需要自动化光学检测，例如晶圆制造、半导体封装、球门阵列封装(Ball Grid Array，BGA)、激光刻印(Laser Mark)，以及各式显示器如LED、LCD、PDP、OLED等均需倚靠自动化光学检测仪器来进行产品缺陷的判断与产品良率提升的研究依据。传统的线性扫描光学检测系统如图1A所示，其先将一待测物体11置于一底座平台12上，而待测物体11上方适当距离处则设置有一成像装置13，此外成像装置13前端或是旁边则设置有一光源装置14，其可提供待测测物体11所需的光线并产生近似同轴光源(coaxial lighting)的效果。光线经由待测物体11表面反射后将入射至成像装置13内，若待测物体11表面含有外来物或缺陷，则照射至外来物或缺陷的光线便可散射进入成像装置13内，如此一来，待测物体14表面的外来物或缺陷则可清楚地被发现。此时再以一驱动装置(图中未示出)驱动成像装置13，使其以线性等速行进的方式线性扫描整个待测物体，亦或固定成像装置13不动，此时再以一驱动装置(图中未示出)驱动底座平台12，使其以线性等速移动进行线性扫描整个待检测物体，则待测物体整个表面的外来物和缺陷的位置及其它信息即可完整地纪录下来。除了上述的系统外，如图1B所示，利用斜视角的成像装置13’与一同侧的斜向光源14’来检测待测物体11，同样地也是以一驱动装置(图例未标示)驱动成像装置13’以进行线性扫描，而以此构造所得到待侧物体表面的外来物和缺陷的影像，其对比反差(contrast)有可能比较清楚而利于影像的判断。此外，如图1C所示的习知技术中利用斜视角成像装置的另一实施方式。与前述的实施方式所不同的是，此实施方式所利用的光源14”与成像装置13”分列不同侧，其主要是可形成亮度较强的反射光而可能产生较大的对比反差变化，对于吸光材质或着刻痕等缺陷可以比较容易显现出来。然以上述所有方式所得的资料，仪可判断外来物或缺陷落于待测物体表面的相对位置，及其单方向截面的大小，至于此外来物或缺陷的立体形状、高度甚至是凹或凸状结构均无从准确判别。因此，为达上述的功效，势必需要倚靠三维形貌的光学检测系统。但现行的三维形貌光学检测系统需利用较复杂的干涉光学方法与成像装置以进行各个方向的扫描判读，除了设备花费昂贵外，其扫描检测的时间太长亦是一大问题，对于一高速的三维形貌检测来说的确不切实际。因此，如何设计以一简易型线性扫描方法而能达成三维形貌影像估算的系统，实为现今高科技制造厂商所欲积极研发的目标。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种双视角的三维形貌影像线性扫描检测装置，以达到估算待测物体表面的三维形貌影像的功效。本专利技术的又一目的是提供一种双视角的三维形貌影像线性扫描检测装置，以达成判断待测物体表面的缺陷与外来物的相对位置及其高度、体积与形状等各项参数的功效。为达上述的目的，本专利技术一种双视角的三维形貌影像线性扫描检测装置包含一正视角线性扫描装置、一斜视角线性扫描装置以及一光源装置。其中该正视角线性扫描装置上装有至少一主成像装置，此一正视角线性扫描装置相距待检测物体一适当的高度，而该待检测物体则是放置于(placed on)一底座平台上方。主成像装置的光轴垂直，或约略垂直于底座平台所处的平面，且其取像(imaging)方向正对准待检测物体。此外，藉由一驱动装置可使此正视角线性扫描装置与光源装置及斜视角线性扫描装置同步运动，在相对于该底座平台的一平面上进行平行等速直线运动，进而完成双视角的线性扫描；亦可改为固定正视角线性扫描装置、光源装置及斜视角线性扫描装置不动，再藉由一驱动装置驱动底座平台，使其底座平台相对于上方固定不动装置进行平行等速直线运动，以完成双视角的线性扫描。而斜视角线性扫描装置上，则装有至少一斜视角成像装置，此一斜视角线性扫描装置相对于前述的正视角线性扫描装置系倾斜有一第一倾斜角，介于斜视角成像装置的光轴与主成像装置的光轴间的夹角即为该第一倾斜角，该倾斜角度约略为40至80度角之间。此外，藉由一驱动装置可使此斜视角线性扫描装置与正视角线性扫描装置及光源装置同步运动，在相对于该底座平台的一平面上进行平行等速直线运动；亦可改为固定正视角线性扫描装置、光源装置及斜视角线性描装置不动，再藉由一驱动装置，使其底座平台相对于上方固定不动装置进行平行等速直线运动，以完成双视角的线性扫描。至于光源装置，则是用来照射待检测物体，此光源装置系相对于正视角线性扫描装置倾斜有一第二倾斜角，而该第二倾斜角则可大于或小于该第一倾斜角，且其可藉由一驱动装置可使此光源装置与斜视角线性扫描装置及正视角线性扫描装置同步运动，在相对于该底座平台的一平面上进行平行等速直线运动，亦可改为固定正视角线性扫描装置、光源装置及斜视角线性描装置不动，再藉由一驱动装置，使其底座平台相对于上方固定不动装置进行平行等速直线运动，以完成双视角的线性扫描。为达上述的目的，在本专利技术一种双视角的三维形貌影像线性扫描检测装置的另一实施例中，正视角线性扫描装置与斜视角线性扫描装置利用一连结装置将其连结为一体，并藉由同一驱动装置于其所在的平面上同时进行平行等速直线运动。而斜视角线性扫描装置亦可与光源装置经由一连结装置将其连结为一体，并藉由同一驱动装置于其所在的平面上同时进行平行等速直线运动。此外，光源装置更可整合于斜视角成像装置上，面向该待检测物体，使其所发射出的斜视角光源形成一同轴光源。附图说明本专利技术的前述与其它目的、特征及优点，在进行下列结合附图的详细说明后，将可获得更好的理解。图1A为传统线性扫描光学检测系统的示意图；图1B为利用斜视角成像装置的传统线性扫描光学检测系统的示意图；图1C为利用斜视角成像装置的传统线性扫描光学检测系统的另一实施方式的示意图；图2A与图2B为本专利技术一种双视角的三维形貌影像线性扫描检测装置的第一较佳实施例的结构示意图；图3A为本专利技术一种双视角的三维形貌影像线性扫描检测装置用于检测凸出外来物的示意图；图3B为本专利技术一种双视角的三维形貌影像线性扫描检测装置用于检测凹陷结构的示意图；图4A为本专利技术中以一分光镜和一光源装置所形成的同轴光源的结构示意图；图4B为本专利技术一种双视角的三维形貌影像线性扫描检测装置的另一较佳附图标记说明11待测物体；12底座平台；13成像装置；14光源装置；13’斜视角的成像装置；14’同侧斜向光源装置；13”斜视角的成像装置；14”异侧斜向光源装置；21正视角线性本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双视角的三维形貌影像线性扫描检测装置，包含：一正视角线性扫描装置，其包含有至少一主成像装置，该正视角线性扫描装置相距固定于一底座平台上方的一待检测物体有一适当的高度，而该主成像装置的光轴则大致垂直该底座平台，此外，该正视角线性扫 描装置与该底座平台进行水平方向的相对直线运动，以提供线性扫描的机制；一斜视角线性扫描装置，其包含有至少一侧成像装置，该侧成像装置相对于该主成像装置正视角倾斜有一第一倾斜角，而该侧成像装置的光轴与该主成像装置的光轴间的夹角即为该第一倾 斜角，此外，该斜视角线性扫描装置与该底座平台可进行水平方向的相对直线运动，以提供线性扫描的机制；以及一光源装置，用来照射该待检测物体，该光源装置相对于该主成像装置正视角的光轴倾斜有一第二倾斜角，且该光源装置与该底座平台进行水平方向的 相对直线运动。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：钱家錡，
申请(专利权)人：晶彩科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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