CN106353317B - 检测待测目标物的检测装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种检测待测目标物的检测装置与方法，该检测装置包含包含：灰阶影像撷取模块、多个照明模块及控制模块。灰阶影像撷取模块设置于待测目标物上方，以将光轴对准于待测目标物。多个照明模块各包含具不同的多个颜色的多个发光元件。控制模块控制照明模块依不同的颜色以及不同的照明角度的顺序产生多条照明光线，以进一步控制灰阶影像撷取模块依序撷取多个灰阶影像，灰阶影像各对应于照明光线其中之一的照明。其中控制模块根据灰阶影像对待测目标物进行检测。借此，本发明的检测待测目标物的检测装置与方法，避免彩色影像在颜色辨识度上的困难度及颜色对不同物质的反射率变化造成的误差，大幅改善检测精确度。

Description

检测待测目标物的检测装置与方法
技术领域
本发明涉及一种检测技术，且特别涉及一种检测待测目标物的检测装置与方法。
背景技术
在电子装置的制造过程中或是制造过程后，对电子装置进行检测是非常重要的步骤。借由检测，可判断电子装置上所形成的电子元件的嵌合状况及/或焊接部位的状况。在传统的技术中广泛地采用影像处理进行检测，其中欲处理的影像是借由照明待测物的光源进行照射后，再由相机撷取。
在这样的***中，是使用彩色影像撷取模块来撷取影像。然而，彩色影像撷取模块中的彩色滤光器降低了解析度。并且，不同入射角度的不同颜色光线，也会由于电子装置上的不同物质和覆盖物而造成不同的反射率。更进一步的，部分相近的颜色并不容易被区分出来。检测的准确度、解析度及颜色饱和度，将由于上述的原因而受影响。
因此，如何设计一个新的检测装置与方法，以解决上述缺陷，乃为此业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检测待测目标物的检测装置与方法，避免彩色影像在颜色辨识度上的困难度及颜色对不同物质的反射率变化造成的误差，大幅改善检测精确度。
因此，本发明的一实施例是在提供一种检测装置，用以检测待测目标物，检测装置包含：灰阶影像撷取模块、多个照明模块以及控制模块。灰阶影像撷取模块设置于待测目标物上方，以将光轴对准于待测目标物。照明模块各包含围绕光轴且具不同的多个颜色的多个发光元件，照明模块具有多个照明角度，各形成于光轴以及其中一个照明模块间，以使各照明角度具有特定角度范围以对应待测目标物上的一个目标区域。控制模块电性连接于照明模块以及灰阶影像撷取模块，以控制照明模块依不同的颜色以及不同的照明角度的顺序产生多条照明光线，以进一步控制灰阶影像撷取模块依序撷取多个灰阶影像，灰阶影像各对应于照明光线其中之一的照明。其中控制模块根据灰阶影像对待测目标物进行检测。
本发明的另一实施例是在提供一种检测方法，应用于检测装置中，以检测待测目标物，检测方法包含：将灰阶影像撷取模块设置于待测目标物上方，以将光轴对准于待测目标物；控制多个照明模块依不同的颜色以及不同的照明角度的顺序产生多条照明光线，其中照明模块各包含围绕光轴且具不同的多个颜色的多个发光元件，照明模块具有多个照明角度，各形成于光轴以及其中一个照明模块间，以使各照明角度具有特定角度范围以对应待测目标物上的一个目标区域；控制灰阶影像撷取模块依序撷取多个灰阶影像，灰阶影像各对应于照明光线其中之一的照明；以及根据灰阶影像对待测目标物进行检测。
应用本发明的优点在于借由检测装置与方法的设计，避免彩色影像撷取模块在颜色辨识度上的困难度以及不同颜色对不同物质的反射率变化造成的误差，提升影像解析度及颜色饱和度，大幅改善检测精确度，而轻易地达到上述的目的。
附图说明
图1为本发明一实施例中，一种检测装置的方块图；
图2为本发明一实施例中，灰阶影像撷取模块、多个照明模块以及待测目标物的示意图；
图3为本发明一实施例中，灰阶影像撷取模块、目标区域以及待测目标物的示意图；
图4为本发明一实施例中，检测方法的流程图；
图5为本发明一实施例中，检测方法详细的流程图；以及
图6为本发明一实施例中，检测方法详细的流程图。
具体实施方式
请同时参照图1及图2。图1为本发明一实施例中，一种检测装置1的方块图。检测装置1包含：灰阶影像撷取模块10、范例性绘示的一个照明模块12以及控制模块14。
图2为本发明一实施例中，灰阶影像撷取模块10、多个照明模块12以及待测目标物2的示意图。检测装置1是用以对待测目标物2进行检测。在不同实施例中，待测目标物2可为任何种类的电子装置，例如一个基板，且此基板包含在其上形成的电路。
灰阶影像撷取模块10设置于待测目标物2上方，以将光轴O对准于待测目标物2。灰阶影像撷取模块10可撷取灰阶影像。于一实施例中，灰阶影像为灰阶影像，仅包含灰阶信息。
检测装置1是如图2所示，包含多个照明模块12，在图1则仅范例性地绘示一个照明模块12。照明模块12可整合在图2所示的照明器18中。在不同的实施例中，照明模块12可借由各种可能的结构设置在待测目标物2上方。
各个照明模块12包含多个发光元件120，已产生不同颜色的照明光线11，例如红色光线(在图1中标示为R)、绿色光线(在图1中标示为G)以及蓝色光线(在图1中标示为B)。
各个照明模块12围绕光轴O，且照明模块12具有照明角度，各形成于光轴O以及其中一个照明模块12间，以使各照明角度具有特定角度范围，例如图1中标示的角度1、角度2…等，以对应待测目标物2上的一个目标区域。需注意的是，在不同的实施例中，发光元件120的数目以及角度范围的数目可为不同，不为上述的数目所限。
控制模块14电性连接于照明模块12。于一实施例中，控制模块14控制照明模块12依不同的颜色的顺序产生照明光线11。举例来说，控制模块14控制照明模块12依序在第一时间产生红色光线，在接下来的第二时间产生绿色光线，并在更后面的第三时间产生蓝色光线，以照明待测目标物2。需注意的是，在不同的实施例中，颜色的顺序可为不同，不为上述的顺序所限。此外，为了增加色彩饱和度，也可增加黄色。并且，针对某些缺陷的检测，可同时以不同颜色光(例如，但不限于由红色光线、绿色光线和蓝色光线同时照射组成的白光)照射，取其灰阶影像，达到更佳的检测效果。
在另一实施例中，控制模块14控制照明模块12依不同的照明角度的顺序产生照明光线11。举例来说，控制模块14控制照明模块12依序在第一时间产生红色光线至第一及第二照明角度，在接下来的第二时间产生绿色及蓝色光线至第三照明角度，并在更后面的第三时间产生蓝色光线至第四及第五照明角度。需注意的是，在不同的实施例中，照明角度的顺序以及对应各个照明角度的光线的颜色可为不同，不为上述的顺序所限。
控制模块14也电性连接于灰阶影像撷取模块10。控制模块14进一步控制灰阶影像撷取模块10依序撷取多个灰阶影像13，且灰阶影像13各对应于照明光线11其中之一的照明。针对某些缺陷的检测，可同时以不同颜色光(例如，但不限于由红色光线、绿色光线和蓝色光线同时照射组成的白光)照射，取其灰阶影像，达到更佳的检测效果。需注意的是，控制模块14是在对应的照明光线11进行照明时，同步地控制灰阶影像撷取模块10撷取灰阶影像13。
控制模块14根据灰阶影像13对待测目标物2进行检测。
于一实施例中，控制模块14是根据灰阶影像13取得待测目标物2的轮廓17来对待测目标物2进行检测。其中灰阶影像13是依不同的照明角度的顺序产生的照明光线11所撷取。于一实施例中，轮廓17是根据灰阶影像13的信息进行三角量测的计算而取得。于一实施例中，轮廓17相当于待测目标物2上的元件的轮廓线条。
于一实施例中，控制模块14借由叠加对应的颜色至灰阶影像13并整合上色后的灰阶影像13为彩色影像19来对待测目标物2进行检测。其中灰阶影像13是依不同的颜色的顺序产生，并各照明所有目标区域的照明光线11所撷取。举例来说，当依序根据红色、蓝色及绿色光线撷取第一、第二及第三个灰阶影像13时，红色、蓝色及绿色将对应叠加到第一、第二及第三个灰阶影像13上，以产生红色、蓝色及绿色影像(未绘示)。接着，红色、蓝色及绿色影像将被整合以产生彩色影像19。
请同时参照图1及图3。图3为本发明一实施例中，灰阶影像撷取模块10、目标区域A-E以及待测目标物2的示意图。
根据照明模块12的照明角度，将有五个目标区域A-E，分别对应至不同的角度范围。
于一实施例中，控制模块14控制照明模块12以依序产生不同颜色的照明光线11，各照明至少一部份的目标区域A-E。举例来说，控制模块14控制照明模块12以依序产生照明目标区域A以及B的红色光线、照明目标区域C的绿色光线以及照明目标区域D以及E的蓝色光线。控制模块14进一步控制灰阶影像撷取模块10对应各个照明光线11依序撷取灰阶影像13。
在这样的状况下，控制模块14可根据不同角度的照明对待测目标物2进行检测。
于一实施例中，控制模块14控制照明模块12以依序产生不同颜色的照明光线11，各照明所有的目标区域A-E。举例来说，控制模块14控制照明模块12以依序产生照明目标区域A-E的红色光线、照明目标区域A-E的绿色光线以及照明目标区域A-E的蓝色光线。控制模块14进一步控制灰阶影像撷取模块10依序撷取灰阶影像13。
如前所述，控制模块14借由叠加对应的颜色至灰阶影像13并整合上色后的灰阶影像13为彩色影像19来对待测目标物2进行检测。其中灰阶影像13是依不同的颜色的顺序产生，并各照明所有目标区域的照明光线11所撷取。
在传统的检测技术中，是采用彩色影像撷取模块，在同时以不同颜色和不同角度的光线照射下进行影像的撷取。首先，彩色影像撷取模块包括彩色滤光器，例如但不限于拜尔滤光图样(Bayer filter pattern)，以使不同的颜色传送至不同的像素。然而，在这些颜色的光线波长接近时，将难以分辨颜色。
更进一步地，不同颜色光线的不同入射角度，可能会因为待测目标物2上不同的物质和覆盖物而造成不同的反射率。举例来说，由于铜对于蓝色光线的反射率不高，待测目标物2上由铜形成的区段的信息将可能因上述原因而遗失。并且，当使用不同颜色的光线时，待测目标物2在所取得的影像中的元件宽度可能不尽相同，此结果并不理想。
借由使用本发明的检测装置1，因为不再有彩色滤光器的使用和全角度的照明，而避免了彩色影像中，不同颜色间不易辨别的特性，将可得到较高的解析度、优选的颜色饱和度以及较合理的待测目标物2的影像中的元件宽度。待测目标物2的轮廓可更准确地得到，并且待测目标物2的彩色影像的解析度可更佳。
需注意的是，在不同的实施例中，需照明的光线的颜色、照明光线的颜色顺序、目标区域的数目以及不同颜色间的照明强度均可依据待测目标物2的形态而有所不同，不为上述的实施方式所限。
请参照图4。图4为本发明一实施例中，检测方法400的流程图。检测方法400可应用于图1中所绘示的检测装置1中。检测方法400包含下列步骤(应了解到，在本实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行)。
于步骤401，将灰阶影像撷取模块10设置于待测目标物2上方，以将光轴O对准于待测目标物2。
于步骤402，控制照明模块12依不同的颜色顺序产生照明光线11。
于步骤403，控制灰阶影像撷取模块10依序撷取灰阶影像13，灰阶影像13各对应于一种颜色的照明光线11。
于步骤404，根据灰阶影像13对待测目标物2进行检测。
请参照图5。图5为本发明一实施例中，检测方法500详细的流程图。检测方法500是绘示同时对照图3所执行的方法的步骤。检测方法500包含下列步骤(应了解到，在本实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行)。
于步骤501，将灰阶影像撷取模块10设置于待测目标物2上方，以将光轴O对准于待测目标物2。
于步骤502，控制照明模块12依不同的入射角度顺序产生照明光线11，例如对应目标区域A-E的入射角度。举例来说，控制模块14控制照明模块12依据产生照明目标区域A及B的红色光线、照明目标区域C的绿色光线及照明目标区域D及E的蓝色光线。
于步骤503，控制灰阶影像撷取模块10依序撷取灰阶影像13，灰阶影像13各对应于至少一个入射角度的照明光线11。需注意的是，灰阶影像撷取模块10在对应的照明光线11进行照明时，同步地撷取灰阶影像13。
于步骤504，控制模块14根据灰阶影像13取得待测目标物2的轮廓17来对待测目标物2进行检测。其中灰阶影像13是依不同的照明角度的顺序产生的照明光线11所撷取。
请参照图6。图6为本发明一实施例中，检测方法600详细的流程图。检测方法600是绘示同时对照图3所执行的方法的步骤。检测方法600包含下列步骤(应了解到，在本实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行)。
于步骤601，将灰阶影像撷取模块10设置于待测目标物2上方，以将光轴O对准于待测目标物2。
于步骤602，控制照明模块12依序产生不同颜色的照明光线11，各照明所有的目标区域A-E。举例来说，控制模块14控制照明模块12以依序产生照明目标区域A-E的红色光线、照明目标区域A-E的绿色光线以及照明目标区域A-E的蓝色光线。
于步骤603，控制灰阶影像撷取模块10依序撷取灰阶影像13，灰阶影像13各对应于一个颜色的照明光线11。需注意的是，灰阶影像撷取模块10在对应的照明光线11进行照明时，同步地撷取灰阶影像13。
于步骤604，控制模块14借由叠加对应的颜色至灰阶影像13并整合上色后的灰阶影像13为彩色影像19来对待测目标物2进行检测。其中灰阶影像13是依不同的颜色的顺序产生，并各照明所有目标区域的照明光线11所撷取。
需注意的是，如图5所述借由取得轮廓17来进行检测的方法，以及如图6所述借由取得彩色影像来进行检测的方法，可同时或是依序执行。当图5及图6的方法是依序执行时，图5及图6的任何一种方法可先被执行，而使另一种方法接着在后被执行。
虽然本发明已经以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (12)

1.一种检测装置，用以检测待测目标物，其特征在于，所述检测装置包含：
灰阶影像撷取模块，其设置于所述待测目标物上方，以将光轴对准于所述待测目标物；
多个照明模块，其各包含围绕所述光轴且具有不同的多个颜色的多个发光元件，所述照明模块具有多个照明角度，各形成于所述光轴以及其中一个所述照明模块间，以使各所述照明角度具有特定角度范围以对应所述待测目标物上的一个目标区域；以及
控制模块，其电性连接于所述照明模块以及所述灰阶影像撷取模块，以控制所述照明模块依不同的所述颜色以及不同的所述照明角度的顺序产生多条照明光线，以进一步控制所述灰阶影像撷取模块依序撷取各对应于所述照明光线其中之一的照明的多个对应不同照明角度的灰阶影像，其中所述控制模块根据所述对应不同照明角度的灰阶影像对所述待测目标物进行轮廓线条的检测；
所述控制模块更控制所述照明模块依不同的所述颜色的顺序产生各照明所有所述目标区域的所述照明光线，以进一步控制所述灰阶影像撷取模块依序撷取多个对应所有目标区域的灰阶影像，借由叠加对应的所述颜色至所述对应所有目标区域的灰阶影像，并整合上色后的所述对应所有目标区域的灰阶影像为彩色影像。
2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述控制模块控制所述照明模块依不同的所述照明角度的顺序产生所述照明光线，且所述照明角度各照明至少其中一个所述目标区域，以进一步控制所述灰阶影像撷取模块依序撷取所述对应不同照明角度的灰阶影像。
3.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于，对所述待测目标物进行的所述检测包含根据所述对应不同照明角度的灰阶影像取得所述待测目标物的轮廓，其中所述对应不同照明角度的灰阶影像是依不同的所述照明角度的顺序产生的所述照明光线所撷取。
4.如权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述待测目标物的所述轮廓是由所述控制模块根据所述对应不同照明角度的灰阶影像的信息进行多次三角计算而取得。
5.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述发光元件包含红色发光元件、绿色发光元件以及蓝色发光元件。
6.如权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述对应不同照明角度的灰阶影像至少包含对应多个红色光线的对应不同照明角度的影像、对应多个绿色光线的第二影像以及对应多个蓝色光线的第三影像。
7.一种检测方法，应用于检测装置中，以检测待测目标物，其特征在于，所述检测方法包含：
将灰阶影像撷取模块设置于所述待测目标物上方，以将光轴对准于所述待测目标物；
控制多个照明模块依不同的多个颜色以及不同的多个照明角度的顺序产生多条照明光线，其中所述照明模块各包含围绕所述光轴且具有不同的多个颜色的多个发光元件，所述照明模块具有多个照明角度，各形成于所述光轴以及其中一个所述照明模块间，以使各所述照明角度具有特定角度范围以对应所述待测目标物上的一个目标区域；
控制所述灰阶影像撷取模块依序撷取各对应于所述照明光线其中之一的照明的多个对应不同照明角度的灰阶影像；
根据所述对应不同照明角度的灰阶影像对所述待测目标物进行检测；
控制所述照明模块依不同的所述颜色的顺序产生各照明所有所述目标区域的所述照明光线；
控制所述灰阶影像撷取模块依序撷取多个对应所有目标区域的灰阶影像；以及
叠加对应的所述颜色至所述对应所有目标区域灰阶影像，并整合上色后的所述对应所有目标区域的灰阶影像为彩色影像。
8.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包含：
控制所述照明模块依不同的所述照明角度的顺序产生所述照明光线，且所述照明角度各照明至少其中一个所述目标区域；以及
控制所述灰阶影像撷取模块依序撷取所述对应不同照明角度的灰阶影像。
9.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于，对所述待测目标物进行所述检测的步骤还包含根据所述对应不同照明角度的灰阶影像取得所述待测目标物的轮廓，其中所述对应不同照明角度的灰阶影像是依不同的所述照明角度的顺序产生的所述照明光线所撷取。
10.如权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包含根据所述对应不同照明角度的灰阶影像的信息进行多次三角计算以取得所述待测目标物的所述轮廓。
11.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述发光元件包含红色发光元件、绿色发光元件以及蓝色发光元件。
12.如权利要求11所述的检测方法，其特征在于，所述对应不同照明角度的灰阶影像至少包含对应多个红色光线的第一影像、对应多个绿色光线的第二影像以及对应多个蓝色光线的第三影像。
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