專利名稱：用于檢查物體的系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于檢查物體的系統。
背景技術：
當對電子電路(如，印刷電路板和集成電路)進行掃描時，需要不同的彩色濾光來 檢測不同類型的缺陷。然而，使用一個或多個攝像機來獲得同一電路的多個圖像(使用不 同的濾光器和/或不同的照明設備)是一個比較慢的技術過程，其減慢了掃描程序。使用 兩個或多個攝像機和兩個或多個照明系統又是高成本的。
發(fā)明內容為了解決上述速度慢和成本高的問題，做出了本實用新型的用于檢查物體的系 統。根據本申請的一個實施例，提供了一種用于檢查物體的系統。該系統可以包括 (i)第一組傳感器，用于感測被檢查物體的區(qū)域的圖像的第一光帶的光成分，以及用于生成 反映被感測的第一光帶的光成分的第一檢測信號，( )第二組傳感器，用于感測被檢查物 體的區(qū)域的圖像的第二光帶的光成分，其中第二光帶不同于第一光帶，以及用于生成反映 被感測的第二光帶的光成分的第二檢測信號；其中第二組傳感器被布置為感測第二光帶的 光成分而第一組傳感器感測第一光帶的光成分，(iii)光學器件，用于將被檢查物體的區(qū)域 的圖像向第一組傳感器投影并向第二組傳感器投影；以及(iv)處理單元，連接至第一和第 二組傳感器，用于基于第一或第二檢測信號來檢測缺陷。處理單元被布置為基于第一檢測信號檢測第一類型缺陷，并且被布置為基于第二 檢測信號來檢測第二類型缺陷。處理單元被布置為使第一和第二檢測信號之間相關聯。第一組傳感器中的傳感器被布置為檢測紅光成分，而第二組傳感器中的傳感器被 布置為檢測綠光成分。處理單元被布置為檢測被檢查物體的金屬成分中的缺陷，通過處理第一檢測信號 來檢測，以及被布置為通過處理第二檢測信號來檢測焊接掩模(solder mask)中的缺陷。第一組傳感器中的傳感器被布置為檢測紅外光成分，而第二組傳感器中的傳感器 被布置為檢測可見光成分。第一和第二組傳感器可以以交錯的方式來布置。第一和第二組傳感器是彼此分開的。第一組傳感器包括第一類型像素傳感器，其不同于第二組傳感器的第二類型像素傳感器。過濾第一光帶的光成分的第一濾光器位于第一組傳感器之前。過濾第二光帶的光 成分的第二濾光器位于第二組傳感器之前。第一和第二組傳感器被布置為并行地生成第一和第二檢測信號，并且其中處理單 元被布置為并行地生成處理第一和第二檢測信號。處理單元被布置為通過無線鏈路來接收第一或第二檢測信號。被檢查物體可以是印刷電路板。檢查系統可以包括平臺(stage)，用于相對于光學器件來移動被檢查的物體，使得 光學器件可以及時地在不同的點將被檢查物體的不同區(qū)域的不同圖像投影向第一和第二 組傳感器。根據本申請的實施例，提供了一種用于檢查物體的系統。該檢查系統可以包括 (i)接口(interface)，用于接收第一檢測信號和第二檢測信號，其中第一檢測信號由第一 組傳感器生成，并且反映了被檢查物體的區(qū)域的圖像的第一光帶的光成分，其中第二檢查 信號由第二組傳感器生成，并且反映了被檢查物體的區(qū)域的圖像的第二光帶的光成分；以 及(ii)處理單元，連接至接口，用于基于第一或第二檢測信號來檢測缺陷。根據本申請的實施例，提供一種用于檢查物體的方法，該方法包括(i)將被檢查 物體的區(qū)域的圖像投影向第一組傳感器和投影向第二組傳感器；(ii)通過第一組傳感器 來感測被檢查物體的區(qū)域的圖像的第一光帶的光成分；(iii)通過第一組傳感器生成第一 檢測信號，其反映了被感測的第一光帶的光成分；(iv)通過第二組傳感器感測(與通過第 一組傳感器感測第一光帶的光成分并行)被檢查物體的區(qū)域的圖像的第二光帶的光成分； (ν)通過第二組傳感器生成第二檢測信號，其反映了被感測的第二光帶的光成分；以及 (Vi)通過處理單元基于第一或第二檢測信號來檢測缺陷。該方法可以包括基于第一檢測信號來檢測第一類型缺陷，以及基于第二檢測信號 來檢測第二類型缺陷。該方法可以包括使第一和第二檢測信號之間相關聯。該方法可以包括通過第一組傳感器中的傳感器來檢測紅光成分，以及通過第二組 傳感器中的傳感器來檢測綠光成分。該方法可以包括通過處理第一檢測信號來檢測被檢查物體的金屬成分中的缺陷， 以及通過處理第二檢測信號來檢測焊接掩模中的缺陷。該方法可以包括通過第一組傳感器中的傳感器來感測紅外光成分，以及通過第二 組傳感器的傳感器來感測可見光成分。根據本申請的實施例，提供一種用于檢查物體的方法，該方法包括(i)接收第一 檢測信號和第二檢測信號；其中第一檢測信號由第一組傳感器生成，并且反映了被檢查物 體的區(qū)域的圖像的第一光帶的光成分；其中第二檢測信號由第二組傳感器生成，并且反映 了被檢查物體的區(qū)域的圖像的第二光帶的光成分；以及(ii)基于第一或第二檢測信號來 檢測缺陷。通過上述的實施例，提供了一種可快速掃描缺陷且低成本的用于檢查物體的系 統。
參考附圖只通過示例方式來對本申請的其他細節(jié)、實施例和各方面進行描述。在 附圖中，同一的參考標號用來表示同一的或功能類似的元件。圖中的元件只是為了簡單和 清楚進行示意的，并不是必須限于所畫的尺度。圖1示出了根據本申請一個實施例的用于檢查物體的系統；圖2示出了根據本申請一個實施例的用于檢查物體的系統；圖3示出了根據本申請一個實施例的用于檢查物體的方法；圖4示出了根據本申請一個實施例的用于檢查物體的系統；圖5示出了根據本申請的各種實施例的傳感器的各種布置。
具體實施方式
結合附圖，從以下的詳細描述中，本申請的上述的和其他的目的、特征和優(yōu)點將變 得更加明顯。在附圖中，遍歷不同的視圖，相似的參考標號表示相似的元件。圖1示出了根據本申請實施例的用于檢查物體的系統10。系統10包括攝像機100，其包括光學部分110，用于將諸如被檢查電子電路20 (其 可以是印刷電路板)的物體的圖像投影在電子檢測器120上，其中電子檢測器120包括至 少第一組傳感器130 (其至少包括一個第一類型像素傳感器132，用于捕獲光譜的第一光帶 的光信號)和第二組傳感器140 (其至少包括一個第二類型像素傳感器142，用于捕獲光譜 的第二光帶的光信號)。應當注意的是，第一和第二組傳感器130和140的像素傳感器都 便于基本并行地獲得光信號(即，至少部分地同時發(fā)生)。像素傳感器可以是傳感器陣列的 元件。通過多個重復的過程，可以將物體一個接一個的成像。在每個重復期間，被檢查的 圖像的區(qū)域是被照亮的，并且該區(qū)域的圖像被投影到第一和第二組傳感器。第一和第二組傳感器的每一個均可以接收同一的圖像，但不是必須如此。例如，相 鄰的傳感器可以接收同一圖像的相鄰部分。前者在每個區(qū)域被照亮一次時就可以出現，而 后者在同一區(qū)域像素被照亮(并且光被感測)多于一次時才可以出現。例如，如果區(qū)域被 掃描，則不同組的傳感器將會最后接收來自整個區(qū)域的光。每個傳感器被布置為感測光成分并生成表示被感測的光成分的檢測信號。檢測信 號可以是模擬信號、數字信號、灰度電平信號(gray level signal)等。檢測信號可以存儲 在存儲單元并被反饋到處理單元。應當注意的是，光譜可以限于可見光光譜，或可以擴展到光譜的其他部分，如紅外 線。第一和第二光帶可以稱作為彩色光(如，紅光、綠光)，但是其不是必須如此。進一 步地，每個類型的像素傳感器均可適于檢測基本上來自光譜的各光帶的光，或可選擇地，從 光學部件110 (光學器件)到達的光可以在到達不同像素傳感器(如，紅濾光器將引導至紅 光帶像素傳感器的光過濾等)之前被過濾。系統10還包括處理單元200，用于對從攝像機100接收的第一圖像信息和從攝像 機100接收的第二圖像信息進行處理，其中第一圖像信息屬于與通過第一類型像素傳感 器132檢測的光信號相對應的第一圖像的圖像信息，以及第二圖像信息屬于與通過第二類型像素傳感器142檢測的光信號相對應的第二圖像的圖像信息，其中第一圖像和第二圖像 基本上是同一區(qū)域的圖像。處理單元200可以使從兩個傳感器組接收的檢測信號與檢測缺陷之間相關聯。僅 當缺陷出現在來自兩個傳感器組的檢測信號中時，至少可以檢測一些缺陷。應當注意的是，根據本申請的不同實施例，處理單元200可以無線地或通過電纜 連接至攝像機100，并且該連接可以包括一個或多個中間單元(其可以或不可以對傳送的 圖像信息進行處理)。處理單元200被配置為處理第一圖像信息，以便檢測第一類型缺陷，以及被配置 為處理第二圖像信息，以便檢測第二類型缺陷，其中應當注意的是，根據本申請的不同實施 例，可以使用每個類型的圖像信息來檢測多于單個類型的缺陷。例如，在印刷電路板(PCB) 中，可以處理紅光圖像信息來檢測金屬成分(如，銅、金)中的缺陷，以及可以處理綠光或白 光圖像信息來檢測焊接掩模中的缺陷，并且來估計范圍。應當注意的是，系統10可以用來 檢測不同類型的電子電路20(如PCB、集成電路等等)中的缺陷。應當注意的是，處理單元 200可以包括一個或多個用于處理圖像信息的處理器220。應當注意的是，系統10可以用作最后自動檢查(automatic finalinspection)， 其在檢查過程中的最后一個階段執(zhí)行。系統10可以用作自動光學檢查系統(automated optical inspection system)0根據本申請的實施例，系統10 (并特別是處理單元200)被配置為響應于不同圖像 的處理結果來生成缺陷報警和/或缺陷報告。應當注意的是，電子檢測器120還可以包括至少一組附加的傳感器，其包括至少 一個像素傳感器，用于捕獲光譜的另一個光帶的光信號。例如，第三組傳感器可以包括像素 傳感器，用于捕獲光譜的綠光部分。應當注意的是，根據本申請的實施例，攝像機100是RGB攝像機。根據本申請的實 施例，攝像機100是CMOS(互補金屬氧化物半導體)攝像機。根據本申請的實施例，攝像機 100是三線陣(threeline)CXD(電荷耦合裝置)攝像機。根據本申請的實施例，處理單元200包括一個或多個處理器220，其適于并行地處
理第一圖像的圖像信息和第二圖像的圖像信息。根據本申請的實施例，系統10還包括檢查表面300，其適于在掃描過程期間支撐 電子電路20。根據本申請的實施例，系統10適于響應于處理的結果將掃描的電子電路20 轉移至另一個機構或位置。圖2示出了根據本申請的實施例的用于檢查物體的系統1200。系統1200包括接口 1290，用于接收來自外部攝像機的圖像信息，該圖像信息包括 屬于第一圖像的第一圖像信息和屬于第二圖像的第二圖像信息，第一圖像是包括光譜的第 一光帶的彩色光信息(如，紅光信息)的圖像，第二圖像是包括光譜的第二光帶的彩色光信 息(如，綠光信息)的圖像，其中第一圖像和第二圖像基本地覆蓋同一區(qū)域。根據本申請的實施例，第一圖像信息和第二圖像信息都是單個圖像的圖像信息的 部分，并且屬于圖像信息中的不同色彩(如，在RGB攝像機中)。應當注意的是，第一圖像 信息和第二圖像信息基本是并行(如，至少部分是同時發(fā)生的)獲得的。系統1200還包括一個或多個處理器1220，其被配置為處理第一圖像信息，以便檢測第一類型缺陷，以及被配置為處理第二圖像信息，以便檢測第二類型缺陷，其中應當注意 的是，根據本申請的不同實施例，每個類型的圖像信息可以用來檢測多于單個類型的缺陷。應當注意的是，系統1200可以使用在最后自動檢查系統中，其在檢查過程的最后 一個階段進行。系統1200可以用在自動光學檢查系統中。根據本申請的實施例，系統1200 (并特別是一個或多個處理器1220)被配置為響 應于不同圖像的處理結果來生成缺陷警告和/或缺陷報告。根據本申請的實施例，一個或多個處理器1220適于并行地處理第一圖像的圖像 信息和第二圖像的圖像信息。應當注意的是，根據本申請的實施例，一個或多個處理器1220 適于處理從外部攝像機接收到的圖像信息以提供第一和第二圖像信息(如，如果外部攝像 機提供包括光譜的第一光帶和第二光帶的彩色圖像的圖像信息)。圖3示出了根據本申請的實施例的用于電子電路掃描的方法500。方法500合適地從步驟510開始，在步驟510中，將被檢查的電子電路(如PCB或 IE)的圖像投影到電子檢測器上，電子檢測器至少包括包含至少一個用于捕獲光譜的第一 光帶的光信號的第一類型像素傳感器的第一組傳感器和包含至少一個用于捕獲光譜的第 二光帶的光信號的第二類型像素傳感器的第二組傳感器。在步驟510之后的步驟520通過第一類型像素傳感器捕獲第一光帶的光信號以提 供第一圖像信息(其可以要求數字化并處理檢測的光信號)，以及步驟530通過第二類型的 像素傳感器捕獲第二光帶的光信號以提供第二圖像信息(其可以要求數字化并處理檢測 的光信號)，其中步驟520和步驟530是便利地并行執(zhí)行的(如，至少部分是同時發(fā)生的)， 其中第一圖像信息屬于與通過第一類型像素傳感器檢測的光信號相對應的第一圖像的圖 像信息，以及第二圖像信息屬于與通過第二類型像素傳感器檢測的光信號相對應的第二圖 像的圖像信息，其中第一圖像和第二圖像基本是同一區(qū)域的圖像。應當注意的是，光譜可以限于可見光光譜，或可以擴展到光譜的其他部分，如紅外 線。第一和第二光帶可以稱作為彩色光(如，紅光、綠光)，但是不是必須如此。此外，每個 類型的像素傳感器均可以適于檢測基本上來自光譜的對應光帶的光，或可選擇地，從光學 部件到達的光可以在到達不同像素傳感器之前被過濾(如，紅色濾光器將引導至紅光帶像 素傳感器的光過濾)。在步驟520和530之后的步驟540中，處理第一圖像信息以便檢測第一類型缺陷， 以及步驟550，處理第二圖像信息以便檢測第二類型的缺陷，其中根據本申請的不同實施 例，可以以基本平行地、依次地、或以其他時間關系方式來執(zhí)行步驟540和550。應當注意 的是，根據本申請的不同實施例，每個類型的圖像信息可以用來檢測多于單個類型的缺陷。 例如，在印刷電路板(PCB)中，對紅光圖像信息進行處理以檢測金屬成分(如，銅、金)中的 缺陷，以及對綠光或白光圖像信息進行處理以檢測焊接掩模中的缺陷并且來估計范圍。應 當注意的是，方法500可以用來檢測不同類型的電子電路(如PCB、集成電路等等)中的缺 陷。根據本申請的實施例，方法500還包括步驟560，其響應于不同圖像的處理結果來 生成缺陷報警和/或缺陷報告。參考先前圖中闡述的示例，方法500可以由系統10來執(zhí)行。圖4示出了根據本申請的實施例的用于電子電路掃描的方法600。
7[0068]方法600合適地從步驟610開始，在該步驟中，接收來自外部攝像機的第一圖像信 息和第二圖像信息，其中第一圖像信息屬于第一圖像(其是包括光譜的第一光帶的彩色光 信息(如，紅光信息)的圖像)，以及第二圖像信息屬于第二圖像(其是包括光譜的第二光 帶的彩色光信息(如，綠光信息)的圖像)，其中第一圖像和第二圖像基本地覆蓋同一區(qū)域。 應當注意的是，便利地，外部攝像機基本并行地獲得第一圖像和第二圖像。在步驟610之后的步驟620中，處理第一圖像信息，以便檢測第一類型缺陷，并 處理第二圖像信息以便檢測第二類型缺陷，其中根據本申請的不同的實施例，可以以基本 并行地、依次地或以其他時間關系的方式來執(zhí)行第一圖像信息的處理和第二圖像信息的處 理。應當注意的是，根據本申請的實施例，每個類型的圖像信息可以用來檢測多于單個類型 的缺陷。例如，在印刷電路板(PCB)中，對紅光圖像信息進行處理以檢測金屬成分(如，銅、 金)中的缺陷，以及對綠光或白光圖像信息進行處理以檢測焊接掩模中的缺陷并且來估計 范圍。應當注意的是，方法600可以用來檢測不同類型的電子電路(如PCB、集成電路等等) 中的缺陷。根據本申請的實施例，方法600還包括步驟630，其響應于不同圖像的處理結果來 生成缺陷報警和/或缺陷報告。參考先前圖中闡述的示例，方法600可以由系統10來執(zhí)行。圖5示出了根據本申請各實施例的各傳感器陣列。陣列1300包括以交錯方式布置的第一類型像素傳感器132和第二類型像素傳感 器142，以形成二維傳感器陣列。陣列的每行包括第一類型像素傳感器132和第二類型像素 傳感器142。每個第一類型像素傳感器132被四個第二類型像素傳感器142包圍。每個第 二類型像素傳感器142被四個第一類型像素傳感器132包圍。像素傳感器是其檢測信號可以影響圖像像素的傳感器，圖像像素可以通過處理單 元重新構造。陣列1400包括第一類型像素傳感器132專用的行和第二類型像素傳感器142專 用的行。第一類型像素傳感器132的每行被第二類型像素傳感器142的兩行包圍?？梢酝ㄟ^利用傳統的儀器、方法和部件來實踐本申請。因此，本文將不再詳細地闡 述這些儀器、部件和方法的細節(jié)。在先前的描述中，已經闡述了大量的具體細節(jié)，以便提供 對本申請的完全理解。然而，應當了解的是，不使用具體闡述的細節(jié)也可以實踐本發(fā)明。在本申請的公開中，只是示出了和描述了本申請的示意性實施例以及其多功能性 的一些示例。應當理解的是，本申請能夠在各種其他的組合和環(huán)境中使用，以及在下文所表 述的發(fā)明概念的范圍內能夠進行變化和修改。
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權利要求一種用于檢查物體的系統，其特征在于，包括第一組傳感器，用于感測被檢查物體的區(qū)域的圖像的第一光帶的光成分，以及用于生成反映被感測的所述第一光帶的光成分的第一檢測信號；第二組傳感器，用于感測所述被檢查物體的所述區(qū)域的所述圖像的第二光帶的光成分，以及用于生成反映被感測的所述第二光帶的光成分的第二檢測信號，其中所述第二光帶不同于所述第一光帶，光學器件，用于將所述被檢查物體的所述區(qū)域的所述圖像向所述第一組傳感器投影并向所述第二組傳感器投影；以及處理單元，連接至所述第一組傳感器和所述第二組傳感器，用于基于所述第一檢測信號或所述第二檢測信號來檢測缺陷。
2.根據權利要求1所述的系統，其中所述第一組傳感器和所述第二組傳感器以交錯的 方式來布置。
3.根據權利要求1所述的系統，其中所述第一組傳感器和所述第二組傳感器是彼此分 開的。
4.根據權利要求1所述的系統，其中所述第一組傳感器包括第一類型像素傳感器，其 不同于所述第二組傳感器的第二類型像素傳感器。
5.根據權利要求1所述的系統，其中過濾所述第一光帶的光成分的第一濾光器位于所 述第一組傳感器之前；以及其中過濾所述第二光帶的光成分的第二濾光器位于所述第二組 傳感器之前。
6.根據權利要求1所述的系統，其中所述第一組傳感器和所述第二組傳感器被布置為 并行地生成所述第一檢測信號和所述第二檢測信號，并且其中所述處理單元被布置為并行 地生成處理所述第一檢測信號和所述第二檢測信號。
7.根據權利要求1所述的系統，其中所述處理單元被布置為通過無線鏈路接收所述第 一檢測信號或所述第二檢測信號。
8.根據權利要求1所述的系統，其中所述被檢查圖像是印刷電路板。
9.根據權利要求1所述的系統，還包括平臺，用于相對于所述光學器件來移動所述被 檢查物體，使得所述光學器件可以及時地在不同的點將所述被檢查物體的不同區(qū)域的不同 圖像向所述第一組傳感器和所述第二組傳感器投影。
10.一種用于檢查物體的系統，其特征在于，包括接口，用于接收第一檢測信號和第二檢測信號；其中所述第一檢測信號通過第一組傳感器生成并表示被檢查物體的區(qū)域的圖像的第 一光帶的光成分；其中所述第二檢測信號通過第二組傳感器生成并表示所述被檢查物體的所述區(qū)域的 所述圖像的第二光帶的光成分；以及處理單元，連接至所述接口，用于基于所述第一檢測信號或所述第二檢測信號來檢測 缺陷。
專利摘要本申請?zhí)峁┮环N用于檢查物體的系統，該檢查系統包括(i)第一組傳感器，用于感測被檢查物體的區(qū)域的圖像的第一光帶的光成分，以及用于生成表示被感測的第一光帶的光成分的第一檢測信號，(ii)第二組傳感器，用于感測被檢查物體的區(qū)域的圖像的第二光帶的光成分，其中第二光帶不同于第一光帶，以及用于生成表示被感測的第二光帶的光成分的第二檢測信號；(iii)光學器件，用于將被檢查物體的區(qū)域的圖像向第一組傳感器投影并向第二組傳感器投影；以及(iv)處理單元，連接至第一和第二組傳感器，用于基于第一或第二檢測信號來檢測缺陷。
文檔編號G01N21/88GK201765193SQ20092027054
公開日2011年3月16日 申請日期2009年11月26日 優(yōu)先權日2008年11月26日
發(fā)明者本尼·哈雷爾, 約西·凱爾比什 申請人:康代有限公司