[发明专利]用于光学地测量产品表面的方法和设备

权利要求书

1.一种用于光学地测量被测试产品(5)、尤其是PCB产品的表面以进行回流焊膏检查的设备(10)，该设备(10)包括用于发射白光射束的至少一个白光光源(1)、用于使所述白光射束(30)准直的至少一个准直单元(4)、用于将所述白光射束(30)分离成被以预定入射角γ指引到所述被测试产品(5)上的多色光束(31)的至少一个分光计单元以及用于记录所述被测试产品(5)的反射的单色光束(32)的至少一个照相机(3)，从而使得在使所述被测试产品(5)沿着x轴扫描方向(9)相对移动的同时能够从所述反射的单色光束(32)的色调值中提取所述被测试产品(5)的z轴表面高度信息，其中，所述分光计单元优选地为光学棱镜(2)或光学衍射光栅(51)。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述白光光源(1)具有连续光谱(55)和/或所述光谱(55)的频率-宽度是可变的，优选地在350nm～850nm的波长范围内，和/或所述白光光源(1)的强度是可调整的，优选地通过使所述光源(1)变暗或通过选择性地并行地开启或关闭两个或更多光源(1)。

3.根据前述权利要求中的任一项权利要求所述的设备(10)，其中，所述白光光源(1)适合于产生白光带束，和/或所述光源(1)是LED光源，优选地为LED条带(40)，其中，至少一个显微透镜(41)被光学地耦合到至少一个LED以对所述白光射束(30)进行预矫正，和/或LED条带(40)的多个LED能够选择性地被开启或关闭以便在与所述扫描方向(9)垂直的y轴方向中增强白光射束(30)的强度和/或长度，和/或LED条带(40)包括用于将多色光混合成白光射束(30)以便提供所述白光射束(30)的可调整频谱(55)的多个不同颜色的LED。

4.根据前述权利要求中的任一项权利要求所述的设备(10)，其中，所述准直单元(4)适合于在360°内使所述白光射束(30)准直并形成垂直于所述扫描方向(9)的白光带束，并且优选地包括至少一个透镜(42、43、44、45)和/或准直网格(46)和/或至少一个孔径装置(50)，所述孔径装置优选地为可调隙缝光阑孔径装置。

5.根据前述权利要求中的任一项权利要求所述的设备(10)，该设备(10)还包括用于沿扫描方向(9)相对地传送所述被测试产品(5)或所述光源(1)、分光计单元、准直单元(4)和照相机(3)的扫描传送装置。

6.根据前述权利要求中的任一项权利要求所述的设备，其中，所述照相机(3)是线扫描照相机，优选地包括照相机孔径单元(24)和/或用于减少视差效应的视差透镜单元，用于接收由所述被测试产品(5)从所述多色光束(31)反射的单色光束(32)，和/或所述照相机(3)是具有至少8比特色调分辨率、优选地具有可调整的10比特、12比特或更高比特色调分辨率的数码照相机，和/或所述照相机(3)包括两个或更多个线扫描行，每一行包括用于增加色调灵敏度的滤色器，和/或所述照相机(3)包括用于提高扫描质量的至少一个灰色或黑/白扫描行，或者所述照相机(3)是面扫描照相机，其中，能够提取扫描区域的单个或多个扫描行以进行色调高度信息处理，其中，所述视差透镜单元尤其为圆柱透镜或圆透镜单元。

7.根据前述权利要求中的任一项权利要求所述的设备，该设备包括沿着垂直于所述x扫描方向(9)的y轴方向布置以进行并行扫描的至少两个或更多个照相机(3)，从而提高所述产品(5)的扫描宽度，和/或所述照相机(3)被立体地布置成对所述产品(5)进行3D扫描以便减少阴影和照明效果。

8.根据前述权利要求中的任一项权利要求所述的设备，该设备还包括与至少所述照相机(3)电连接的控制单元(21)，所述控制单元(21)包括适合于至少控制所述照相机(3)并将由所述照相机(3)捕捉的图像的色调值映射成所述产品(5)的表面高度信息的控制装置(22)和色调高度映射装置(23)。

9.根据权利要求8所述的设备，该设备还包括由所述控制单元(21)的所述控制装置(22)控制以用于调整所述多色射束(31)的色谱宽度d(6)、特别地以用于调整所述准直单元(4)的电枢宽度w(17)、和/或以用于调整射束分离高度b、源(1)的光线与照相机(3)之间的距离a或所述分光计单元的棱镜角α的调整装置，从而调整高度测量灵敏度。