TWM491841U - 大視野量測系統 - Google Patents

Description

大視野量測系統

　　本創作與大視野量測系統有關，尤指一種佔用較少空間之大視野量測系統。

　　近年來，高科技產業與工業高度發展，生產的產品朝向多樣化和大量生產方式，品管漸漸地由人工檢測的方式轉變為自動化檢測，其中自動化檢測中使用光學檢測的方法最為精確，且不會破壞目標物的表面。如太陽能晶片瑕疵檢測、電子產品的尺寸量測、塑膠射出成型的缺陷檢測、半導體製程檢測和薄膜片材檢驗等，任何生產線需要品管的產品都可以使用光學自動檢測系統。以光學為主的自檢測系統有賴於機器視覺量測技術，需要開發出應用於機器視覺的鏡頭，而鏡頭的好壞影響到光學自動檢測系統的成敗，光學系統取像品質又決定自動檢測系統的精準度。
　　為了提高機器視覺的量測技術和系統的量測準確性，有必要使用遠心鏡頭取代傳統鏡頭應用於光學自動檢測上的機器視覺。遠心鏡頭具有低畸變、不會隨物距改變而使影像大小改變，能降低放大誤差率和增加量測的景深，並且保持影像清晰和精確的篩選瑕疵等優點，同時擁有較大的視野範圍。
　　然而，使用遠心鏡頭以獲取前述優點的同時，亦伴隨產生有成像所需之工作距離過長的問題。如第３圖所示，該遠心鏡頭５須設置於目標物件６上方一甚長之工作距離Ｄ３處的位置，而令光學自動檢測系統所佔用的空間過大，不適合在空間高度不足的地方設置。此外，習用裝置的另一個缺點在於平行光的光源由遠心鏡頭５發出，而僅能照亮鏡頭５正下方的區域，若目標物件６較大，則位於鏡頭５之投影面積外的區域會顯得較為黯淡，必須在鏡頭５周側增設一額外光源５１，因此造成使用上的不便利及成本上的負擔。
　　有鑑於此，故如何改進上述問題，即為本創作所欲解決之首要課題。

　本創作之主要目的在於提供一種大視野量測系統，其係將一半穿透半反射鏡設於遠心鏡頭及光源之間，藉由半穿透半反射鏡的特性，可供光線穿透並反射影像至遠心鏡頭，以縮短遠心鏡頭成像所需之工作距離，相較於習用裝置，本創作設備的設置高度即可降低，可依據設置地點的空間條件做最佳的規劃，增加量測系統設置地點的選擇性。
　　為達前述目的，本創作提供一種大視野量測系統，其包括有一成像裝置、一半穿透半反射鏡及一光源，其中該成像裝置設有一遠心鏡頭及一設於該遠心鏡頭之成像側的影像擷取單元；其中該遠心鏡頭界定具有一光學軸線，而該半穿透半反射鏡位於該光學軸線之延伸方向上，且半穿透半反射鏡具有一相對傾斜於光學軸線的第一面及第二面，該第一面係對應該遠心鏡頭，俾將光線反射至該遠心鏡頭，而該光源則對應該第二面，該光源所發出之光線可穿透該半穿透半反射鏡，以照亮至所量測之物件。
　　較佳地，該半穿透半反射鏡的第一面及第二面與該光學軸線之傾斜角度為45度。
　　較佳地，該光源為數個發光二極體所組成。
　　而本創作之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中獲得深入了解。

１‧‧‧成像裝置
１１‧‧‧遠心鏡頭
１２‧‧‧影像擷取單元
１３‧‧‧光學軸線
２‧‧‧半穿透半反射鏡
２１‧‧‧第一面
２２‧‧‧第二面
３‧‧‧光源
４‧‧‧目標物件
Ｄ１、Ｄ２‧‧‧距離
５‧‧‧遠心鏡頭
５１‧‧‧額外光源
６‧‧‧目標物件
Ｄ３‧‧‧距離

第１圖為本創作之架構示意圖；
第２圖為本創作之另一種態樣的半穿透半反射鏡；
第３圖為習用裝置之架構示意圖。

　　請參閱第１圖，所示者為本創作所提供之大視野量測系統，其包括有一成像裝置１、一半穿透半反射鏡２及一光源３，其中該成像裝置１設有一遠心鏡頭１１及一設於該遠心鏡頭１１之成像側的影像擷取單元１２。其中該遠心鏡頭１１界定具有一光學軸線１３，亦即遠心鏡頭１１成像所需之平行光的行進方向，而該半穿透半反射鏡２位於該光學軸線１３之延伸方向上，且該半穿透半反射鏡２具有一相對傾斜於該光學軸線１３的第一面２１及第二面２２，該第一面２１係對應該遠心鏡頭１１的光學軸線１３，俾將光線反射至該遠心鏡頭１１，而該光源３則對應該第二面２２，以供該光源３所發出之光線穿透；於本實施例中，該半穿透半反射鏡２係為一鏡片，其平行的兩面分別為第一面２１及第二面２２並與該光學軸線１３所夾的傾斜角度為45度，當然，該半穿透半反射鏡２亦可為一立方體鏡，如第２圖所示，其內部設有該第一面２１及第二面２２，另該光源３是以數發光二極體３１所組成之廣面積光源，用以發出平行射出的光線。
　　上述之結構中，更進一步地界定，該半穿透半反射鏡２及該光源３設於所量測的目標物件４上方，雖然該半穿透半反射鏡２呈45度角的傾斜狀態，但因該半穿透半反射鏡２的特性使該光源３所發出之大部份平行光仍可垂直穿透該半穿透半反射鏡２而照射於目標物件４上。由於該光源３可發出廣面積的平行光，足以涵蓋目標物件４，因此量測所需之亮度十分均勻地分布於目標物件４上。而該成像裝置１乃設於目標物件４之側向上，且該遠心鏡頭１１呈橫躺配置；配合於該半穿透半反射鏡２的45度傾斜角度，該遠心鏡頭１１以水平方向橫躺設置，令其光學軸線１３沿水平方向延伸。來自目標物件４的光線朝上遇到該半穿透半反射鏡２時，會產生光線的反射作用而沿該光學軸線１３進入該遠心鏡頭１１，並於成像側成像，該成像裝置１則以其影像擷取單元１２擷取量測影像。
　　藉由上述結構及其配置，本創作乃利用半穿透半反射鏡２改變光線行進的路徑，令來自目標物件４之光線受到半穿透半反射鏡２的反射後形成路徑的轉折，再進入成像裝置１成像。據此，本創作之結構配置可將遠心鏡頭１１成像所需之工作距離由高度方向轉換為水平之側向。細言之，如第１圖所示，界定該遠心鏡頭１１成像所需之工作距離為Ｄ，則當該半穿透半反射鏡２設於目標物件４之上方Ｄ１距離之處時，該遠心鏡頭１１即可在目標物件４之側向Ｄ２距離之處接收目標物件４的成像（上述Ｄ＝Ｄ１＋Ｄ２，Ｄ１與Ｄ２皆小於Ｄ）。因此，相較於習用裝置，本創作設備的設置高度即可降低，可依據設置地點的空間條件做最佳的規劃，增加量測系統設置地點的選擇性。
　　惟，以上實施例之揭示乃用以說明本創作，並非用以限制本創作，故舉凡等效元件之置換仍應隸屬本創作之範疇。
　　綜上所述，可使熟知本項技藝者明瞭本創作確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，爰依法提出申請。

1‧‧‧成像裝置

11‧‧‧遠心鏡頭

12‧‧‧影像擷取單元

13‧‧‧光學軸線

2‧‧‧半穿透半反射鏡

3‧‧‧光源

4‧‧‧目標物件

D1、D2‧‧‧距離

Claims (3)

1. 【第1項】

   一種大視野量測系統，其包括有一成像裝置、一半穿透半反射鏡及一光源，其中該成像裝置設有一遠心鏡頭及一設於該遠心鏡頭之成像側的影像擷取單元，該遠心鏡頭界定具有一光學軸線，而該半穿透半反射鏡位於該光學軸線之延伸方向上，且半穿透半反射鏡具有一相對傾斜於光學軸線的第一面及第二面，該第一面係對應該遠心鏡頭之光學軸線，俾將光線反射至該遠心鏡頭，而該光源則對應該第二面，該光源所發出之光線可穿透該半穿透半反射鏡，以照亮至所量測之物件。
2. 【第2項】

   如請求項１所述之大視野量測系統，其中，該光源為數個發光二極體所組成。
3. 【第3項】

   如請求項１所述之大視野量測系統，其中，該半穿透半反射鏡的第一面及第二面與該光學軸線之傾斜角度為45度。