專利名稱：元件檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及元件檢測裝置，該裝置包括拍攝元件圖像的攝像機。
背景技術(shù)：
在連續(xù)生產(chǎn)中，使用安裝元件的自動裝置將元件插入電路板，從而將各個元件放到它的位置中焊接或粘接。元件通常為尺寸范圍為1毫米至10毫米的小型化元件，它們在插入前必須檢驗，以確保元件完好地用于加工。特別是必須保證元件所有的腳都存在并處于正確的位置。特別地用攝像機和與之相連的用于圖像處理以及將拍攝的影像與預(yù)先存儲的元件的標準圖像相比較的計算機來進行這樣的檢測。于是，無須任何人為干預(yù)就能夠確定是否要安裝或加工元件或者元件是否是完好的。
對于完整的檢測來說，必須從不同的方向拍攝元件。在只從一個方向拍攝的圖像中就可能掩蓋了元件的缺陷。
因為是小型化的元件，由于空間的原因很難使用數(shù)個必要的攝像機同時拍攝多個圖像。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種元件檢測裝置，可以從不同的方向同時拍攝元件的圖像，該裝置還適用于小型元件。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的目的通過權(quán)利要求1限定的技術(shù)特征來實現(xiàn)。
在本發(fā)明的檢測裝置中，單個的攝像機從不同的方向拍攝元件的多個圖像，偏光元件設(shè)置在至少一個圖像的光束路徑中。這樣，能夠?qū)牟煌较蛲瑫r拍攝到的兩個圖像從相同的接收方向提供給攝像機，以便能夠在影像圖像的不同區(qū)域再次生成這兩個圖像。根據(jù)本發(fā)明，使用了單個攝像機來再次生成多個圖像。這樣，圖像的評估也是通過使用單個影像圖像進行圖像的自動處理來完成的。由于不必將多個攝像機對準單個元件，該檢測裝置能用于非常有限的空間，并特別地適用于評估和評定小型元件。
作為攝像機，特別使用了帶儲電部件的感應(yīng)器區(qū)域的CCD攝像機，該儲電部件受光信號的影響。不同的圖像可平行地落到攝像機的物鏡上，但它們相互之間橫向偏移從而不會重疊。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，在元件和攝像機之間的其中一個圖像的光束路徑上設(shè)置了長度補償元件，以使此光束路徑的長度與另一個光束路徑的長度相等。這樣，兩個圖像共同由攝像機聚焦。長度補償元件包括反射鏡，優(yōu)選地是產(chǎn)生曲折式光束路徑的棱鏡組。
本發(fā)明提供了使用攝像機對多個元件同時進行成像和評估的可能性。為此，設(shè)置了光束合成元件以將兩個隔開的元件的圖像同時提供給攝像機。該光束合成元件包括反射鏡元件或棱鏡組。其應(yīng)用要求元件同時位于兩個隔開的限定位置上。
限定的和可重復(fù)進行的檢測要求限定的照射條件。在照射物件時，必須避免眩光或相似的影響。在本發(fā)明的實施例中，提供了兩個照射裝置，一個用于元件的第一圖像，而另一個用于該元件的第二圖像。兩個照射裝置發(fā)出不同光線特性的光線，這樣一個圖像的光線不會受另一個圖像光線的干涉。例如，不同的光線特性可以是不同的波長或者不同的偏振方向。所解決的問題是為每個圖像進行的選擇性照射不會被其它圖像檢測到。拍攝到的圖像可以由相應(yīng)的濾波器來分離。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，一個照射裝置從拍攝圖片的同一側(cè)面垂直照射元件，而另一照射裝置用方向相反的光線照射該元件。兩個圖像的拍攝方向優(yōu)選地相互之間成直角。
當照射裝置發(fā)出具有不同波長的光線時，所使用的攝像機可以是單色或彩色攝像機。如果使用單色攝像機，必須保證它對所選擇的兩個波長是感光的。
發(fā)明詳述檢測裝置包括數(shù)個支承裝置10，在本例中支承裝置是通過窄的進氣孔吸入空氣的吸氣管，從而將元件11拉向進氣孔并在該處吸住。支承裝置10根據(jù)各設(shè)備的工作循環(huán)沿連續(xù)的分度輸送帶成排設(shè)置。
在本例中，元件11是例如具有主體12和在相對的方向上從主體伸出的腳13、14的晶體三級管。兩個腳13伸向一側(cè)，而一個腳14伸向另一側(cè)。腳彎曲兩次，并且每個腳具有平放在電路板上并焊接到導體路徑中的放置部分15。本檢測裝置特別用于檢測所有的腳13和14是否存在以及它們是否已正確放置。
如
圖1所示，沿支承裝置10的輸送路徑設(shè)置了兩個攝像位置16、17，元件11、11a在這兩個位置由攝像機攝像。第一棱鏡19和第二棱鏡20的光束合成元件18在這兩個攝像位置之間伸展。每個棱鏡19、20將各元件11和11a的圖像傳送到攝像機的物鏡21上，兩個圖像的光束路徑用虛線表示?？梢钥吹絻蓚€圖像是平行輸入物鏡21的，當然兩圖像之間具有橫向的偏距，這樣兩個圖像在攝像機感應(yīng)器的不同位置上成像。從兩個元件11、11a到物鏡21的光束路徑在圖1中用虛線表示。這些光束路徑首先平行伸展很長一段距離，然后以直角方向相互會聚，最后平行并相互接近地進入物鏡。
光束合成元件18和攝像位置16、17位于安裝在攝像機物鏡21前端的附屬裝置22內(nèi)。支承裝置10沿附屬裝置22移動。
圖2顯示了圖1中箭頭II方向的由支承裝置10吸住的元件11。該元件由攝像機從第一方向23(從下面)和第二方向24(從側(cè)面)攝像。兩個方向23、24相互之間成直角延伸。方向23是部分光束路徑25，而方向24是部分光束路徑26。方向23、24指示了攝像機的攝像方向。然而，光束以相反的方向從元件到達攝像機。
在光束路徑25中，設(shè)置了兩個棱鏡的長度補償元件27，該元件延長了光束路徑25并使其長度與另一個光束路徑26的長度相等。兩個光束路徑25、26具有大致相同長度的情況保證了兩個圖像都能在攝像機處聚焦。長度補償元件27是這樣設(shè)計的，即，射入的光束和射出的光束平行。
圖5顯示了由兩個元件11、11a生成的影像圖像。元件11由兩個圖像28、29表示，圖像28是俯視圖，而圖像29是側(cè)視圖。元件11a也由兩個圖像28a、29b表示。所有的四個圖像都在攝像機的感應(yīng)器屏幕上生成，并且可共同在顯示器上顯示。
光束路徑26首先與光束路徑25平行延伸，然后通過偏光元件30以直角方向偏轉(zhuǎn)以便從側(cè)面沿方向24通到元件11。
使用不同特性的光線對元件進行照射來獲得圖像28、29的每一個圖像。第一照射裝置31(圖6和圖7)從下面照射元件11。該照射裝置31包括兩個水平設(shè)置的光源32，它們的光線通過各自的棱鏡33垂直向上發(fā)出。光源32與相連的棱鏡33一起可以繞主發(fā)射軸線34旋轉(zhuǎn)，并可以調(diào)整設(shè)置為不同的傾斜角，如圖7中34處所示。光源以相互對稱的距離設(shè)置以使每個光源位于元件的斜下方。攝像機的光束路徑在兩個光源32之間通過。元件11的底面通過使用照射裝置31直接照射該底面而成像于直射光線中。
第二照射裝置35橫向設(shè)置在元件11旁邊與攝像一側(cè)相對的一側(cè)。這意味著攝像方向24指向照射裝置35。元件11從這個方向24成像于反向光線中，即，圖像顯示了元件相應(yīng)的側(cè)面影像。
照射裝置31、35發(fā)出不同波長的光線。例如，照射裝置31的光源可以發(fā)出紅色光線，同時照射裝置35的光源可以發(fā)出綠色光線。因此，如圖2所示，在光束路徑25中設(shè)置了只允許紅色光線通過的紅光濾光器R，而在光束路徑26中設(shè)置了只允許綠色光線通過的綠光濾光器G。這樣，用紅色光線拍攝圖像28，而用綠色光線拍攝圖像29。兩種類型的光線不會相互干涉，特別是不會產(chǎn)生干擾眩光。
圖3和圖4顯示了檢測裝置的結(jié)構(gòu)。緊挨著攝像機40物鏡21的前端安裝了包括圖1和圖2中所示元件的附屬裝置22。攝像機40的物鏡21通過托架41固定在設(shè)備的框架上。角支架43承放了照射裝置31。螺絲44將光源緊固到該角支架上。將光線從光源32向上引導的棱鏡33位于支承裝置10路徑的下方。元件11與其腳13、14一起受導引地沿該路徑前后移動。照射裝置35作為發(fā)光二極管陣列設(shè)在角支架43上。
權(quán)利要求
1.一種元件(11)檢測裝置，包括從第一方向(23)拍攝元件(11)第一圖像(28)的攝像機(40)，其特征在于，設(shè)置了將元件(11)的第二圖像(29)提供給攝像機(40)的偏光元件(30)，第二圖像是從與第一方向(23)不同的方向(24)拍攝的，兩個圖像(28，29)在由攝像機生成的影像圖像的不同位置再次生成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，在元件(11)和攝像機(40)之間的其中一個圖像(28，29)的光束路徑(25)上設(shè)置了長度補償元件(27)，用于使該光束路徑與另一光束路徑(26)的長度相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測裝置，其特征在于，兩個圖像(28，29)的光束路徑(25，26)是平行入射到攝像機(40)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任意一個所述的檢測裝置，其特征在于，設(shè)置了將兩個隔開的元件(11，11a)的圖像同時導入攝像機(40)的光束合成元件(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任意一個所述的檢測裝置，其特征在于，設(shè)置了照射元件(11)以產(chǎn)生第一圖像(28)的第一照射裝置(31)，和照射元件(11)以產(chǎn)生第二圖像(29)的第二照射裝置(35)，并且這些照射裝置(31，35)發(fā)射不同光線特性的光線，這樣一個圖像的光線不受另一個圖像的照射的影響。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測裝置，其特征在于，所述不同光線特性是不同的波長。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一個所述的檢測裝置，其特征在于，一個照射裝置(31)從拍攝圖像(28)的同一側(cè)面直接照射元件(11)，而另一個照射裝置(35)以相反的光線照射元件(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一個所述的檢測裝置，其特征在于，至少一個照射裝置31)包括光源(32)，該光源安裝為繞主光束軸線(34)旋轉(zhuǎn)，并連接到與該光源一起旋轉(zhuǎn)的偏光元件(33)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中的任意一個所述的檢測裝置，其特征在于，照射裝置(31)包括兩個光源(32)，其中一個圖像(28)的光束路徑(25)從這兩個光源之間通過。
全文摘要
一種元件檢測裝置,要檢驗的元件(11)在支承裝置(10)上吸住并通過攝像機進行檢測。使用了同一個攝像機從兩個不同的側(cè)面經(jīng)過不同的光束路徑(25,26)拍攝元件,其中,以不同的視圖再次生成了同一物體的兩個圖像并通過圖像處理評估圖像。這樣,能夠確定元件(11)是否是完好的,特別是,它的腳(13)是否存在并處于正確的位置上。
文檔編號G01N21/88GK1364403SQ00810755
公開日2002年8月14日 申請日期2000年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月23日
發(fā)明者彼得·博林杰 申請人:普爾索特洛尼克默滕兩合公司