CN102142086A - 电路板侦测系统及其图像获取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像获取装置，包括基板、及固定于基板之上的镜头模组和图像处理器，所述图像处理器通过镜头模组接收光线并生成相应的图像。所述图像获取装置还包括：固定于所述基板上的光路转向器，其包括入光面及与入光面基本垂直的出光面，所述光路转向器通过所述入光面接收外部光线，使所述外部光线转向后通过所述出光面投射至所述镜头模组；及固定于所述基板上的光源，其向所述入光面正上方的区域投射光。上述图像获取装置由于采用了光路转向器，使得其整体高度降低，从而可安装到一矮小空间以获取该矮小空间上方的图像，该图像获取装置内置的光源可提高所获取图像的品质。本发明还提供一种应用上述图像获取装置的电路板侦测系统。

Description

电路板侦测系统及其图像获取装置

技术领域

本发明涉及电路板侦测系统，尤其涉及一种印刷电路板的侦测系统及其图像获取装置。

背景技术

在印刷电路板(printed circuit board，PCB)生产中，对PCB板的操作，如贴装、侦测，通常都是在PCB板的上表面进行的。因此，相应的图像获取装置也布置在PCB板的传送轨道上方。但是，PCB板底面(背面)通常还设置有一些用于辅助生产的图像信息，例如条形码、数字、流水号、日期、特定图案等。如果要识别这些信息，就需要在PCB板的传送轨道下方设置图像获取装置。然而，由于PCB板传送轨道下方空间不足、常规图像获取装置的底部到镜头的长度太长，无法安装常规图像获取装置。即使勉强安装，也会存在图像识别范围过小，识别死角等问题，导致获取到的信息不易识别。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可安装到一矮小空间的图像获取装置及使用该图像获取装置的电路板侦测系统。

一种图像获取装置，包括基板、及固定于基板之上的镜头模组和图像处理器，所述图像处理器通过镜头模组接收光线并生成相应的图像。所述图像获取装置还包括：固定于所述基板上的光路转向器，其包括入光面及与入光面基本垂直的出光面，所述光路转向器通过所述入光面接收外部光线，使所述外部光线转向后通过所述出光面投射至所述镜头模组；及固定于所述基板上的光源，其向所述入光面正上方的区域投射光。

一种电路板侦测系统，包括底座、及固定于所述底座上的传送轨道和用于驱动所述传送轨道的驱动装置，所述传送轨道用于传输电路板。所述底座上还设置有用于获取所述电路板背面图像的图像获取装置，所述图像获取装置包括壳体、及固定于所述壳体内的镜头模组、图像处理器、光路转向器和光源，所述壳体上开设有开口，所述光路转向器包括入光面及与入光面基本垂直的出光面，所述入光面通过所述开口接收外部光线，所述外部光线在所述光路转向器内转向后通过所述出光面投射至所述镜头模组，所述图像处理器通过镜头模组接收光线并生成相应的图像，所述光源用于在所述电路板侦测系统上电后通过所述开口向所述入光面正上方的区域投射光。

上述图像获取装置由于采用了光路转向器，使得其整体高度降低，从而可安装到一矮小空间以获取该矮小空间上方的图像，该图像获取装置内置的光源可提高所获取图像的品质。

附图说明

图1是一较佳实施方式的电路板侦测系统的示意图，该电路板侦测系统包括一个图像获取装置。

图2是图1中图像获取装置的部分分解图，该图像获取装置包括光源。

图3是图像获取装置的另一种部分分解图。

图4是另一实施方式中光源的分解图。

图5是另一实施方式的电路板侦测系统的示意图。

主要元件符号说明

具体实施方式

图1是一较佳实施方式的电路板侦测系统100的示意图。该电路板侦测系统100用于对电路板200上的信息进行侦测。本实施例中，电路板200为印刷电路板(printed circuitboard，PCB)。该电路板侦测系统100至少包括底座10、传送轨道30、驱动装置50和图像获取装置80。其中，传送轨道30、驱动装置50和图像获取装置80均固定于底座10。驱动装置50用于驱动传送轨道30。驱动装置50为马达。传送轨道30用于将电路板200由一个工作站传送到另一工作站，以进行元件的贴装或检测。传送轨道30可为现有传送轨道中的任一种，其可包括固定于底座10的轨道架、与驱动装置50啮合的同步齿轮、由同步齿轮带动的同步带、由驱动装置50带动的平皮带、导向滚轮、微型直线导轨等。图像获取装置80固定在传送轨道30之间的底座10上。当电路板200通过图像获取装置80正上方的区域时，图像获取装置80可获取电路板200背面的图像信息。

如图2所示，一实施例中，图像获取装置80包括壳体81及固定于壳体81内的镜头模组83、图像处理器85、光路转向器87和光源89。壳体81包括大致呈矩形的基板811及扣合于基板811上的盖体813。为了不影响光线的采集及传输，壳体81的内、外表面包含黑色材料，以使得壳体81内、外表面呈现黑色或发黑。

镜头模组83连接于图像处理器85。镜头模组83接收光线，并传递给图像处理器85进行成像。镜头模组83可包括定焦镜头和变焦镜头。图像处理器85可包括CCD(charge-coupleddevice)或CMOS(complementary metal oxide semiconductor)等进行光电转换的感光芯片，以实现成像。图像处理器85还可包括模数转换器及图像处理器，用于生成计算机可识别的图像。本实施例中，镜头模组83可分离连接于图像处理器85，两者构成一台组合相机，固定于基板811一端。镜头模组83可根据应用环境更换。图像处理器85外形大致呈矩形。为了不影响光线的采集及传输，图像处理器85的外表面包含黑色材料，以使得图像处理器85的外表面呈现黑色或发黑。其他实施例中，图像处理器85和镜头模组83可为一集成一体的相机。

光路转向器87固定于基板811的另一端，与镜头模组83相对，且靠近基板811边缘。光路转向器87包括棱镜871及固定于基板811的棱镜固定器873。如图3所示，棱镜871包括入光面8711、与入光面8711垂直相接的出光面8713、及连接入光面8711和出光面8713的反射面8715。本实施例中，棱镜871为全反射棱镜，也即垂直从入光面8711入射的光线，由于其入射角(45度)大于棱镜的临界角(42度)，其经反射面8715反射后，全部从出光面8713射出，然后垂直进入镜头模组83。

棱镜固定器873包括第一固定块8731、第二固定块8732及第三固定块8733。第一固定块8731为一个横截面大体呈等腰直角形的规则块状物。以下为方便说明，等腰直角形的两个直角边所在的面称为第一固定块8731的直角面，等腰直角形的腰所在的面为第一固定块8731的斜面8734，其余的两个面为第一固定块8731的侧面。其中斜面8734用于与棱镜871的反射面8715相贴以支撑棱镜871，使得棱镜871的入光面8711平行于基板811，出光面8713垂直于基板811及镜头模组83的光轴(图未示)。

第二固定块8732大致呈L形，其包括第一止挡部8735及与第一止挡部8735垂直的第二止挡部8736。第一止挡部8735固定于第一固定块8731的斜面8734的底部。第二止挡部8736与第一固定块8731的一个侧面相抵。

第三固定块8733也大致呈L形，其包括第三止挡部8737及与第三止挡部8737垂直的第四止挡部8738。第三止挡部8737固定于第一固定块8731的斜面8734的顶部。第四止挡部8738与第一固定块8731的另一侧面相抵。

由此，第一固定块8731、第二固定块8732与第三固定块8733配合形成一个用于收容棱镜871的卡口(收容腔)。棱镜871置于该卡口内后，反射面8715与斜面8734相贴，入光面8711与第三固定块8733相抵，出光面8713与第二固定块8732相抵。且入光面8711平行于基板811，出光面8713垂直于基板811且平行于镜头模组83的入光面。光路转向器87通过入光面8711接收外部光线，使所述外部光线转向后通过出光面8713垂直投射至镜头模组83。为了不影响光线的采集及传输，棱镜固定器873表面包含黑色材料，以使得棱镜固定器873表面为黑色。优选地，棱镜固定器873表面采用阳极氧化法电镀为黑色。

光源89固定于基板811上，与光路转向器87相邻，用于向光路转向器87的入光面8711正上方的区域投射光。本实施例中，光源89在电路板侦测系统100上电后即开始工作，直到电路板侦测系统100关闭。光源89包括两个发光模块，固定于光路转向器87的两侧，以使得入光面8711正上方的区域受光均匀。每个发光模块均包括灯座891、设置于灯座891上的多个发光元件892、及固定于基板811上的支架893。

灯座891大体呈正六面体，其相平行的两端面8911均开设有两个固定孔894，其与两端面垂直的上表面8912开设有多个用于安装发光元件892的安装孔895，其与上表面相接的一侧面8913开设有一个走线孔896。走线孔896与安装孔895想通，用于容纳发光元件892的线路。两个固定孔894到上表面8912的距离不相同。

发光元件892为发光二极管(light emitting diode，LED)，其产生的光为白光。其他实施例中，可根据实际情况采用产生其他色系的光的LED，例如红光LED或蓝光LED。

支架893大致呈U形，其包括底板8931及与底板8931垂直的两侧壁8932。底板8931上开设有两个长形孔，用于固定支架893到基板811上。每个侧壁8932上开设有(但不限于)5个固定孔8933。5个固定孔8933中的四个固定孔以另外一个固定孔为圆心分布，且该四个固定孔到该另外一个固定孔的距离等于灯座891上的两个固定孔894之间的距离。将灯座891的两个固定孔894分别通过固定件(如螺栓、螺钉等)固定到侧壁8932上两个不同的固定孔8933，可调节发光元件892投射光线的方向。

在另一实施例中，如图4所示，每个侧壁8932上开设有一个固定孔8934和一个以固定孔8934为圆心的弧形孔8935。将灯座891的两个固定孔894分别通过固定件固定到固定孔8934和弧形孔8935的不同位置，可将灯座891可转动固定于支架893，以改变发光元件892投射光线的方向。

请再次参照图2和图3，盖体813包括顶板8131及垂直于顶板8131的四个侧壁8132。顶板8131上对应于光路转向器87和光源89的位置开设有开口8133。开口8133为矩形，其他实施例中，开口8133可为圆形、三角形等。与图像处理器85的两侧相对的两个侧壁8132上开设有多个散热槽8134，该两个侧壁8132中的一个上还开设有走线孔8135。光源89的线路及图像处理器85的线路可从走线孔8135伸出图像获取装置80。

当图像获取装置80固定于底座10，光路转向器87的入光面8711应与置于传送轨道30上的电路板200背面平行，光源89发出的光从开口8133射出并应覆盖电路板200背面一块特定区域，该特定区域可印制有条形码、数字、流水号、日期等可识别图案信息。当电路板200经过图像获取装置80上方时，该特定区域反射光源89发出的光，反射后的光线可垂直射入光路转向器87的入光面8711。该射入的光线在反射面8715转向后通过出光面8713垂直射入镜头模组83，从而图像处理器85可生成电路板200背面的特定区域的清晰的图像。可以理解的，该图像经由线路传输到一处理系统，该处理系统从该图像中获取上述形码、数字、流水号、日期等图像信息。

由于采用了光路转向器87，图像获取装置80的整体高度与图像处理器85的厚度(盖体813的顶板8131到基板811的距离)相同，因此可以安装到一矮小空间。又由于采用光源89照亮电路板200背面，因此可以获取到电路板200背面清晰的图像。另外，通过移动和旋转壳体81，使得光路转向器87的入光面8711面对电路板200背面不同的位置，出光面8713朝向不同的方向，可以减小取景死角。还可根据取景范围的不同选择不同尺寸的棱镜871和镜头模组83，安装和调试都非常方便。

在其他实施例中，可根据要获取的图像的多少设置多个图像获取装置80。如图5所示，与电路板侦测系统100相比，电路板侦测系统300的底座10上包括两个结构相同的图像获取装置80、80’。该两个图像获取装置80、80’分别用于获取电路板200背面的中部和侧边缘的图像。其中，图像获取装置80’的镜头模组的光轴(图未示)与电路板200的传送方向垂直(图像获取装置80的镜头模组的光轴与电路板200的传送方向平行)，光路转向器紧靠传送轨道30设置，因此可以获取电路板200边缘的图像，从而实现无死角取景。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种图像获取装置，包括基板、及固定于基板之上的镜头模组和图像处理器，所述图像处理器通过所述镜头模组接收外部光线并生成相应的图像，其特征在于，所述图像获取装置还包括固定于所述基板上的光路转向器和光源，所述光路转向器包括入光面及与入光面基本垂直的出光面，所述光路转向器通过所述入光面接收外部光线，使所述外部光线转向后通过所述出光面投射至所述镜头模组，所述光源向所述入光面正上方的区域投射光。

2.如权利要求1所述的图像获取装置，其特征在于，所述光路转向器包括棱镜及固定于所述基板上的棱镜固定器，所述棱镜固定器开设有卡口，所述棱镜卡合于所述卡口内，所述棱镜固定器表面为黑色。

3.如权利要求1所述的图像获取装置，其特征在于，所述镜头模组可分离连接于所述图像处理器。

4.如权利要求1至3项中任一项所述的图像获取装置，其特征在于，所述光源包括灯座、设置于所述灯座上的多个发光元件及固定于所述基板上的支架，所述灯座可转动固定于所述支架，以改变所述发光元件投射光线的方向。

5.如权利要求4所述的图像获取装置，其特征在于，所述灯座及所述支架表面包含黑色材料。

6.如权利要求1或2所述的图像获取装置，其特征在于，所述光源包括灯座、设置于所述灯座上的多个发光元件及固定于所述基板上的支架，所述支架的侧壁上开设有多个固定孔，通过将所述灯座固定于不同的固定孔，可改变所述发光元件投射光线的方向。

7.如权利要求1所述的图像获取装置，其特征在于，还包括盖合于所述基板上的、表面发黑的盖体，所述盖体顶部对应所述光路转向器及光源的位置开设有开口。

8.一种电路板侦测系统，包括底座、及固定于所述底座上的传送轨道和用于驱动所述传送轨道的驱动装置，所述传送轨道用于传输电路板，其特征在于，所述底座上还设置有用于获取所述电路板图像的图像获取装置，所述图像获取装置包括镜头模组、图像处理器和光路转向器，所述光路转向器包括入光面及与入光面基本垂直的出光面，所述入光面接收外部光线，所述外部光线在所述光路转向器内转向后通过所述出光面投射至所述镜头模组，所述图像处理器通过所述镜头模组接收所述转向后的光线并生成相应的图像。

9.如权利要求8所述的电路板侦测系统，其特征在于，还包括用于在所述电路板侦测系统上电后向所述入光面正上方的区域投射光的光源，所述光源包括灯座、设置于所述灯座上的多个发光元件及支架，所述支架的侧壁上开设有多个固定孔，通过将所述灯座固定于不同的固定孔，可改变所述发光元件投射光线的方向。

10.如权利要求8或9所述的电路板侦测系统，其特征在于，所述光路转向器包括棱镜及棱镜固定器，所述棱镜固定器开设有卡口，所述棱镜卡合于所述卡口内，所述棱镜固定器表面为黑色。

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