量测孔状结构的自动光学检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种量测孔状结构的自动光学检测系统，包括一光源装置、一远心镜头摄影机以及一图像处理装置。所述光源装置提供至一待测物的一孔状结构，其中所述孔状结构包括一壁特性区域与一面特性区域。所述远心镜头摄影机朝向所述孔状结构，用以获得所述孔状结构的影像，其中所述远心镜头摄影机具有一收光锥角。所述图像处理装置根据所述孔状结构影像的影像特征差异，判断所述孔状结构影像上的所述壁特性区域与所述面特性区域。

【技术实现步骤摘要】
量测孔状结构的自动光学检测系统
本专利技术涉及一种自动光学检测系统，特别是指一种量测孔状结构的自动光学检测系统。
技术介绍
自动光学检查(AutomatedOpticalInspection,AOI)，为运用机器视觉做为检测标准技术，通过机器视觉取代传统人眼辨识以达到高精密度及高效率的检测，作为改良传统上以人力使用光学仪器进行检测的缺点，应用层面包括从高科技产业之研发、制造品管、民生、医疗、环保、电力等领域。在光学检测领域中，复杂表面的检测相对平滑表面较为困难，针对平面不可视的缺陷(例如盲孔、穿孔的内侧壁面缺陷)，难以由传统的光学方式(例如平面拍摄)进行检测，这类的缺陷通常需要针对影像捕获设备的相对位置及拍摄角度进行调整，且必须针对每一个目标区域逐一进行拍摄，以致于在进行这类的检测时非常的耗时耗功，难以达到相应的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种量测孔状结构的自动光学检测系统，包括一光源装置、一远心镜头摄影机以及一图像处理装置。光源装置提供至一待测物的一孔状结构，孔状结构包括一壁特性区域与一面特性区域。远心镜头摄影机朝向孔状结构，用以获得孔状结构的影像。远心镜头摄影机具有一收光锥角。图像处理装置根据孔状结构的影像的影像特征差异，判断孔状结构影像上的壁特性区域与面特性区域。本专利技术可以利用孔状结构的面特性区域或壁特性区域的差异，通过调整镜头的数值孔径，在影像上会产生不同的亮度差异，因此可以观察出侧壁与孔底/新生截面。本专利技术通过远心镜头摄影机拍摄待测物孔状结构的影像，用以获得等倍率的孔状结构的影像，避免拍摄孔状结构时因距离不同产生的影像畸变的问题，降低演算的难度。本专利技术通过远心镜头摄影机拍摄待测物孔状结构的影像时，可以解决待测物影像因视角因素导致的不对称以及待测物远近造成放大倍率不一致的问题，由此摄影机不管在左右上下拍摄都可以获得一致的影像。附图说明图1为本专利技术中自动光学检测系统的方块示意图。图2为本专利技术中第一实施例的外观示意图。图3为本专利技术中第二实施例的外观示意图。图4为待测物孔状结构的影像示意图(一)。图5为待测物孔状结构的影像示意图(二)。图6为待测物孔状结构的影像示意图(三)。图7为待测物孔状结构的影像示意图(四)。图8为孔状结构的局部放大示意图。附图标记说明：100自动光学检测系统10光源装置11具准直特性光源111发光单元112分光镜12具漫射特性光源121发光单元122灯罩123倾斜均光罩124发光单元20远心镜头摄影机21远心镜头22感光组件30图像处理装置P待测物H孔状结构H1壁特性区域H1A壁特性区域的面积H2面特性区域H2A面特性区域的面积H3新生截面区域H4新生截面区域H5新生截面区域H6新生截面区域α孔壁倾斜角度GP新生截面区域长度GPH新生截面区域高度GPW新生截面区域总体宽度GPL新生截面区域总体长度。具体实施方式下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本实施例提供一种自动光学检测系统100，该自动光学检测系统主要包括一光源装置10、一远心镜头摄影机20以及一图像处理装置30。所述的光源装置10用以产生一光源，以提供至一待测物P的一孔状结构H。孔状结构H包括至少一壁特性区域H1与至少一面特性区域H2(如图4所示)。根据光源装置10以及远心镜头摄影机20的收光锥角/数值孔径的配合，可以凸显影像中壁特性区域H1与面特性区域H2之间的影像特征差异。面特性区域H2例如包括孔状结构H的一孔底区域及/或一新生截面区域。孔底区域为孔状结构H中的底侧平面，新生截面区域则为壁特性区域H1或面特性区H2上各类瑕疵所造成与侧壁结构不同的区域(例如不规则或倾斜角度不同)。于一实施例中，光源装置10包括一提供至孔状结构H的具准直特性光源11及/或一具漫射特性光源22(如图2-3所述)，于本专利技术中不予以限制。于一可行的实施例中，孔状结构可以为盲孔或通孔，于本专利技术中不予以限制。所述的远心镜头摄影机20朝向孔状结构H用以获得孔状结构H的影像。于一具体实施例中，远心镜头摄影机20包括有一远心镜头21(Telecentriclens)以及一与远心镜头21连接的感光组件22。远心镜头21为影像撷取对象，并于感光组件22上成像。于较佳实施例，包括但不限于，感光组件22为光电耦合组件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)等装置。于一较佳实施例中，待测物P包括印刷电路板，远心镜头摄影机20的收光锥角/数值孔径可由人员或系统调整。通过远心镜头摄影机20解决待测物影像因视角因素导致的不对称以及待测物P远近造成放大倍率不一致的问题，由此让摄影机不管在左右上下任何位置拍摄都可以获得一致的影像，使实际图像与预期图像变化率缩减至最低，让所拍摄到的图像容易正规化。待测物P，包括但不限于可为具有一个或多个孔状结构H的工件，例如可为具有多个盲孔或通孔的平面工件，于本专利技术中不予以限制。所述的图像处理装置30连接至远心镜头摄影机20，根据孔状结构H的影像的影像特征差异，判断孔状结构H影像上的壁特性区域H1与面特性区域H2。于一较佳实施例中，包括但不限于，图像处理装置30根据影像特征差异，判断孔状结构H的影像上的壁特性区域H1的面积与位置，以及面特性区域H2的面积与位置，并依此产生一影像检测结果。具体而言，图像处理装置30可以加载储存单元(图中未示出)存取程序，并依据程序执行影像分析的过程。具体而言，影像分析程序例如可以为影像前处理程序、影像分割与定位、缺陷侦测(梯度化、区域成长、成长补偿等)、机器学习系统(MachineLearning)、深度学习系统(DeepLearning)等，于本专利技术中不予以限制。于一较佳实施例中，包括但不限于，所述的影像特征差异例如包括亮度特征差异或/及色度特征差异。光源装置10包括一具准直特性光源11及/或一具漫射特性光源12，通过提供不同特性的光源，于影像中可进一步产生亮度特征差异，以区隔壁特性区域H1与面特性区域H2。于本案说明书中所谓的“具准直特性光源11”、“具漫射特性光源12”所指的是其光源的成分绝大部分具有准值性质或漫射性质的光源。于另一较佳实施例中，包括但不限于，光源装置10包含两种或两种以上具有不同的光谱特性的光源(例如第一光源、一第二光源)。于影像中可进一步产生亮度特征差异及色度特征差异区隔壁特性区域H1与面特性区域H2。除上述的方式外，亦可以同时混合搭配不同特性及不同光谱特性的光源，进一步提升孔状结构H的壁特性区域H1与面特性区域H2的影像特征差异，于本专利技术中不予以限制。所测量到的影像检测结果包括孔口形状检测、孔底质量检测、孔壁质量检测或孔底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量测孔状结构的自动光学检测系统，其特征在于，包括：/n一光源装置，提供至一待测物的一孔状结构，所述孔状结构包括一壁特性区域与一面特性区域；/n一远心镜头摄影机，朝向所述孔状结构，用以获得所述孔状结构的影像，所述远心镜头摄影机具有一收光锥角；以及/n一图像处理装置，根据所述孔状结构的影像的一影像特征差异，判断所述孔状结构影像上的所述壁特性区域与所述面特性区域。/n

【技术特征摘要】
20190201 TW 108104333;20190801 TW 1081274001.一种量测孔状结构的自动光学检测系统，其特征在于，包括：
一光源装置，提供至一待测物的一孔状结构，所述孔状结构包括一壁特性区域与一面特性区域；
一远心镜头摄影机，朝向所述孔状结构，用以获得所述孔状结构的影像，所述远心镜头摄影机具有一收光锥角；以及
一图像处理装置，根据所述孔状结构的影像的一影像特征差异，判断所述孔状结构影像上的所述壁特性区域与所述面特性区域。


2.根据权利要求1所述的自动光学检测系统，其特征在于，所述影像特征差异包括一亮度特征差异。


3.根据权利要求1所述的自动光学检测系统，其特征在于，所述光源装置包括一具准直特性光源和/或一具漫射特性光源，提供至所述孔状结构。


4.根据权利要求3所述的自动光学检测系统，其特征在于：
所述具准直特性光源或所述具漫射特性光源包括白色光源、蓝色光源、红色光源；
所述具准直特性光源用以提供具准直特性光至所述孔状结构，使所述面特性区域呈现所述影像特征差异；以及
所述具漫射特性光源用以提供具漫射特性光至所述孔状结构，使所述壁特性区域呈现所述影像特征差异。


5.根据权利要求3所述的自动光学检测系统，其特征在于，所述具漫射特性光源包括：
一个或多个发光单元；以及
一灯罩，设置于所述发光单元外侧，所述灯罩的一反射面具有漫反射结构或漫反射材料。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹嘉骏，林伯聪，黄冠勋，张勋豪，
申请(专利权)人：由田新技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71