[发明专利]分层摄影检测系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于工业检测的图像成像方法，尤其涉及分层摄影检 测系统与方法。

背景技术

X光分层摄影技术已众所周知。这种技术可为待测物体中的特定平面， 建立截面图像，由此进行物体内部的检测。在已知技术中，X光分层摄影 系统包含X光源、X光感测器(用于定义图像平面)、以及固定机座(用于固 定待测物体、将其置于X光源与X光感测器之间)。为取得待测物体的X 光图像，已知技术通常利用X光源以及X光感测器的周期运动，来取得待 测物体一连串的X光图像；其中，X光源可以对应待测物体进行运动，也 可与X光感测器同时对应待测物体运动。在单一检测周期中，X光源、待 测物体、以及X光感测器的相对位置设定，均会对应待测物体中的特定平 面，由此取得该特定平面的图像，称之为「焦平面」。纵然在单一周期中， X光源的相对位置不断改变，焦平面上的任一点，仍会因为X光源与待测 物体或者X光感测器的相对位置设定，固定投影于图像平面上的单一对应 点；而焦平面以外任一点，则会因为X光源与待测物体的相对位置改变， 在图像平面上呈现多个光点。将不同X光源位置的所得图像重叠时，因为 焦平面上的任一点，固定呈现于图像平面上的对应位置L；所以，重叠图像 时，焦平面上任一点的图像，会显得相当清晰，而焦平面以外的单点则因 为X光源与X光感测器相对位置的改变，呈现多个模糊的图像。通过组合 上述X光感测器所取得的多个图像，即可重建待测物体的特定截面图像。

过去已经开发出多种有效的分层摄影系统，可参见美国专利号 4,926,452，名称为“Automated Laminography System For Inspection of  Electronics”、美国专利号5,583,904，名称为“Continuous Linear Scan  Laminography System And Method”美国专利号6,324,249，名称为 “Electronic Planar Laminography System and Method”以及美国专利号 6,748,046，名称为“Off-center Tomosynthesis”；在此提出以供参考。

已知技术中的一种分层摄影系统，固定待测物体，并利用X光源与X 光感测器对应于待测物体的相对圆周运动，来取得待测物体的多个图像。 在单一检测周期中，X光源与X光感测器利用区间的相对运动，在圆周上 的不同位置，利用不同角度取得多个待测物体图像。由于X光源与感测器 必须在圆周上不断启动与停止，因此检测速度较慢，而所能取得的图像数 目也受到限制。此外，利用圆周运动进行检测的机台也相对庞大、制造复 杂，同时制造成本较为昂贵。

另一种已知技术，是采用单一转化检测(single translational scan)，以由 不同的角度取得检测图像。此种检测机制中，X光源必须瞄准待测物体， 从而使得扇形的X光束，覆盖完整的待测物体表面。此外，必须增加X光 感测器的数量，如此才能在不同的检测角度上取得图像，取得足量的单一 线性扫描图像。虽然这种分层摄影系统具有简单快速的扫描优势，但是由 于必须增加X光感测器的数量，仍会提高设备成本。此外，X光源必须进 行瞄准，也会使得系统过于复杂。

还有另一种已知技术，利用大型摄影机(a large format camera)来取得待 测物体的图像数据。在单一检测周期中，X光源与X光感测器固定，而待 测物体则在X光源与X光感测器之间移动；这样，待测物体的不同部分， 可同时在摄影机上呈现不同角度的图像。虽然此种方法可以节省X光源以 及摄影机运动的成本，但是仍会因为采用大型摄影机(a large format camera) 而提高费用。此外，在检测过程中移动待测物体，也可能影响对象稳定度， 而降低图像的质量。