[发明专利]用于自动光学检测的照明系统及其和成像系统的组合

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于自动光学检测的照明系统及其和成像系统的组合，特别涉及一种照明待检测物体表面的光源系统。

背景技术

自动光学检测(AOI)是液晶显示屏、半导体集成电路芯片和电路板制造的关键步骤，用以诊断和改善生产制造过程中的产品质量，从而降低制造成本。自动光学检测的基本性能由两个关键指标衡量：检测速度和检测灵敏度。由于生产技术的进步使制造速度加快、基板尺寸加大、印刷图形尺寸缩小，因此对自动光学检测的速度和灵敏度提出更高的要求。

获取待检测物体或样本表面图像所需的光强与成像图元大小和检测速度成反比。因此，要对LCD或芯片进行高速度和高解析度的光检测，则不可避免地需要高效的照明光学系统。根据所需成像图元大小而按比例增大成像透镜的数值孔径(numerical aperture；NA)虽然可以满足增大光源的需求，但是由于降低了景深，会对系统的机械精度产生负面影响。另外，透镜的数值孔径也因为检测大面积的样本表面所要求的大视场而受到限制。当使用线性扫描CCD传感器来扫描样本表面时，通常使用线性光纤或线性LED阵列光来照明，这种照明方法和仪器在进行低解析度检测时，例如：大于10um的图像，是有效的。但在高解析度检测时，如小于10um的图像时，这种照明技术效率很低。

图1为中国台湾第389833号发明专利所揭示的照明及成像系统的示意图。该照明及成像系统10包含一第一照明器111、一第二照明器112、一第一反光器121、一第二反光器122、一平面折射镜13、一光学元件14及一成像传感器15。为使该第一照明器111及该第二照明器112的照明光线集中于该待检测物体80的表面，并汇集于一轴线成为线性照明。为能以两组照明器取代三组照明器，该第一反光器121的中间有一长槽孔1211，可供该第二反光器122的反射光通过并抵达该待检测物体80的表面。又该待检测物体80的表面反射光也会穿过该长槽孔1211，并经由该光学元件14的折射而至该成像传感器15内形成图像。

上述现有技术均使用弧面的反光器或折射镜才能将光线集中于一轴线，然这些照明系统需要较大的空间才能允许复杂的光程。此外，多个反光器、折射镜和长槽孔也需要精密的角度校准，如此才能正确控制折射或反射的方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于自动光学检测的照明系统及其和成像系统的组合，其以发光二极管为光源及可聚光的光学元件为组合，故能减少光线光程的总长度而有效缩小该照明系统所需的空间。

本发明揭示一种用于自动光学检测的照明系统，照明一待检测的物体，其包含一第一光源、一第二光源、一第三光源、一第一光学元件及至少三个具有不连续聚光曲面的第二光学元件。各该第二光学元件分别设于该第一光源、该第二光源及该第三光源的光输出端，并且能将各该光源输出的光线集中。该第一光源及该第二光源的光输出端对称地指向该物体表面。又该第一光学元件对准于该对称面，其可将该第三光源输出的光线导向该物体表面。

本发明的一范例中，该第二光学元件包至少一个菲涅尔透镜(Fresnellens)。

本发明的一范例中，该第一光学元件为一分光镜。

本发明揭示一种照明系统及成像系统的组合，照明一待检测的物体并提取该物体的图像，其包含一第一光源、一第二光源、一第三光源、一第一光学元件、至少三个具有不连续聚光曲面的第二光学元件及一成像系统。各该第二光学元件分别设于该第一光源、该第二光源及该第三光源的光输出端，并且能将各该光源输出的光线集中。该第一光源及该第二光源的光输出端对称地指向该物体表面。又该第一光学元件对准于该对称面，其可将该第三光源输出的光线导向该物体表面。该物体表面反射的光线成像于该成像系统内。

本发明的有益效果在于，通过本发明的照明系统可使得成像传感器有较佳的成像质量，且可以缩小该照明系统及成像传感器组合所需的空间。

上文已经概略地叙述本发明的技术特征及优点，以使下文的本发明详细描述得以获得较佳了解。构成本发明的权利要求标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本发明所属技术领域技术人员应可了解，下文揭示的概念与特定实施例可作为基础而相当轻易地予以修改或设计其它结构或工艺而实现与本发明相同的目的。本发明所属技术领域技术人员亦应可了解，这类等效的建构并无法脱离权利要求所提出的本发明的精神和范围。

附图说明

图1为中国台湾第389833号发明专利所公开的照明及成像系统的示意图；

图2为本发明一实施例的一种用于自动光学检测的照明系统的示意图；