[实用新型]一种大动态范围PCB表面图像精密测量装置

说明书

本实用新型公开了一种大动态范围PCB表面图像精密测量装置，包括：照明光源、照明光阑、分光器、成像光阑和相机，照明光源设置于分光器的进光侧，相机设置于分光器的第一出光侧，分光器的第二出光侧朝向被测量的PCB表面，照明光源发出的照明光进入分光器的进光侧并从分光器的第二出光侧照射到PCB表面，照明光被PCB表面反射形成的成像光进入分光器并从分光器的第一出光侧照射到相机，照明光阑沿照明光的光路设置于照明光源和分光器之间，照明光阑开设有环形通光孔，成像光阑沿成像光的光路设置于分光器和相机之间，成像光阑开设有圆形通光孔。本实用新型解决了传统装置动态范围不够，导致无法对PCB表面不同材质的组件同时测量的问题。

技术领域

本实用新型涉及PCB表面精密测量领域，尤其涉及一种大动态范围PCB表面图像精密测量装置。

背景技术

PCB表面组件的密度不断提升是PCB技术发展的重要特征。以PCB导线为例，导线的线宽越来越窄，导线位置和宽度的精度要求越来越高。这就需要发展PCB表面精密测量技术。目前主流PCB表面精密测量分为2D图像测量和3D形貌测量两大类技术。前者直接利用光学图像对PCB表面不同组件的2D尺寸进行测量，主要包括大视场的远心镜头测量，小视场高精度的显微镜系统测量等技术；后者则利用干涉技术、结构光技术、共聚焦技术等对PCB表面的3D形貌进行测量。

PCB板表面组件的反光特性差别很大。金属导线（铜线）材料的反射率很高，反射光以镜面反射为主，反射率可达到90%以上。而PCB基材大多为树脂材料，反射率很低，反射光以漫反射光为主，反射率不到0.1%。还有干膜表面，绿油表面等多种复杂情况。这就要求测量系统的动态范围足够大。

传统测量技术，包括2D图像测量和3D形貌测量技术，都难以达到所需要的动态范围。一般通过改善照明的方式提升弱光信号，减弱强光信号。但这种方式一方面改善的动态范围有限，另一方面会带来照明方向性的问题。还有一个问题是需要有足够的空间设置照明光，这一点对于显微测量、干涉测量等精密测量系统往往很难实现。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种大动态范围PCB表面图像精密测量装置，实现对镜面反射光的大幅减弱，同时不影响成像质量，从而达到提高测量系统的动态范围的效果。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种大动态范围PCB表面图像精密测量装置，包括：照明光源、照明光阑、分光器、成像光阑和相机，所述照明光源设置于分光器的进光侧，所述相机设置于分光器的第一出光侧，所述分光器的第二出光侧朝向被测量的PCB板，所述照明光源发出的照明光进入分光器的进光侧并被分光器反射后从分光器的第二出光侧照射到PCB板表面，所述照明光被PCB板表面反射形成的成像光进入分光器并从分光器的第一出光侧照射到相机，所述照明光阑沿照明光的光路设置于照明光源和分光器之间，所述照明光阑开设有环形通光孔，所述成像光阑沿成像光的光路设置于分光器和相机之间，所述成像光阑开设有圆形通光孔。

进一步的，所述圆形通光孔的边缘为锯齿形。

进一步的，所述照明光阑、成像光阑分别为镀膜透明片材。

进一步的，所述照明光阑、成像光阑分别为镂空金属片材，所述环形通光孔由至少2个扇形通光孔拼接而成。

进一步的，本实用新型的大动态范围PCB表面图像精密测量装置还包括用于将照明光由发散光整形为准直光的光源整形镜片组，所述光源整形镜片组沿照明光的光路设置于照明光源和照明光阑之间。

进一步的，本实用新型的大动态范围PCB表面图像精密测量装置还包括用于对照明光实现无限远校正成像的成像镜片组，所述成像镜片组沿照明光的光路设置于分光器和被测量的PCB表面之间。