[发明专利]用于线扫描相机的LED照明有效
申请号: | 200880012039.8 | 申请日: | 2008-02-12 |
公开(公告)号: | CN101675330A | 公开(公告)日: | 2010-03-17 |
发明(设计)人: | D·沙皮罗夫 | 申请(专利权)人: | 卡姆特有限公司 |
主分类号: | G01N21/25 | 分类号: | G01N21/25;G01N21/84;G01N21/88;F21V7/00;F21V5/04 |
代理公司: | 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 | 代理人: | 党建华 |
地址: | 以色列米格*** | 国省代码: | 以色列;IL |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 扫描 相机 led 照明 | ||
相关申请
本申请要求2007年2月20日的美国临时专利申请第60/890627 号的优先权。
技术领域
本发明涉及用于自动光学检查和检验的系统和方法,特别涉及用 于产生线状光的系统和方法。
背景技术
可通过检查系统检查诸如(但不限于)印刷电路板(PCB)、晶 片及HDI的物体,所述检查系统借助于光斑点、借助于线状光或所谓 的区域照明照亮该物体的一部分。
检测反射的、散射的及光学透射穿过物体的光。
在检查(或评估)处理期间,可通过区域照明、斑点照明或线照 明照亮该物体。斑点或线状光可扫描该物体,并且使得检查系统可获 得该物体的图像。
为了不在检查或评估处理中引入误差,特别是当使用基于检查的 比较时,线状光应该是均匀的。特别是,照明光学器件应该符合如下 (不是无足轻重的)要求:(i)在线状光上光强度的空间均匀性;(ii) 在线状光上光强度的角度均匀性;(iii)广角范围照明(也称作高数 值孔径照明);(iv)控制角度覆盖区的能力(可依赖于应用)、光 谱控制(可依赖于应用);(v)高效率;(vi)鲁棒性;及(vii)低 成本。
可通过使用成像照明光学器件提供线状光,所述成像照明光学器 件可以包括反射光学器件(会聚镜)或折射(会聚透镜)光学器件。
参照图1a,成像照明光学器件(指示为“成像光学器件”)14将 线光源12转换成物体(未表示)上的线状光(指示为“聚焦线”)16。 成像光学器件可以是折射性的(透镜)或反射性的(会聚镜)。利用 折射光学器件的成像效率较低,在数值孔径方面也受到限制,且不能 产生没有多空隙的均匀角度图案。这由图1b的光强度的两维图20示 出,所述两维图20包括三个间隔开的覆盖区域26、24及22。反射光 学器件(椭圆或更复杂形式的镜子)没有以上提到的缺点。这由光强 度的两维图30示出,所述两维图30包括图1c的单个连续覆盖区域 32。
对于照明设计的成像途径的共同问题是:(1)对于光源局部不 均匀性的强烈依赖性;(2)小的光学-机械容差。这些缺陷可以通过 插入另外的混合或扩散元件而部分地被克服,然而这显著地降低整体 设计效率。
非成像途径涉及在混合或不混合的情况下将线光源投射到大的 区域上。图2a-2c示出各种系统构造。图2a示出彼此平行的两个线光 源42和44。每个线光源都在大的角度范围(分别为52和54)上发 光,其方式导致这些角度范围之间的部分重叠60。这种构造是简单的, 但它受到性能设计的很大限制。图2示出由集成空腔跟随的单个线光 源72,所述集成空腔包括上部凸出部分74和下部凹下部分76。光从 这些部分反射,并且入射到照射区域78上。这种构造的特征在于优 良混合、低效率,及缺乏角度控制。图2c示出彼此平行的两个线光 源82和84。它们由扩散器86跟随,所述扩散器86由物体跟随,在 该物体上形成矩形照明图案88。这种构造的特征在于良好混合、低效 率,及缺乏角度控制。
存在一种正在增长的需要,要求提供如下的高效的系统和方法, 所述系统和方法用于提供线状光,特别是用于控制这种线状光的特 性。
发明内容
一种照明系统,包括:(i)第一矩形发光二极管阵列,它发射 准-准直光;和(ii)第一聚集光学器件,它包括至少一个全内反射透 镜部分和至少一个折射透镜部分。来自第一矩形发光二极管阵列的准 -准直光由第一聚集光学器件指向物体,以在物体上形成线状光。
一种用于提供线状光的方法,该方法包括:由第一矩形发光二极 管阵列发射准-准直光;和由第一聚集光学器件聚集该准-准直光,以 在物体上形成线状光,该第一聚集光学器件包括至少一个全内反射透 镜部分和至少一个折射透镜部分。
附图说明
图1a-1c示出现有技术的成像照明光学器件和两维角度强度图;
图2a-2c示出现有技术的非成像照明光学器件;
图3a示出根据本发明实施例的照明光学器件;
图3b示出图3a的照明光学器件的两维角度强度图;
图4a和4b示出根据本发明的各种实施例的照明光学器件;
图5a示出以矩形方式布置LED的矩形LED阵列、和强度图;
图5b示出根据本发明实施例的以六边形方式布置LED的矩形 LED阵列、和维强度图;
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