CN114354498B - 一种用于焊点检测的光源的设计方法及焊点检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于焊点检测的光源的设计方法及焊点检测装置，涉及焊点检测技术领域，包括提供半球型的灯罩，在灯罩的内壁上环形分布多个灯珠；通过参考光源的基准高度、参考光源和目标焊点之间的工作距离、参考光源所在灯罩的固定面与水平面之间的夹角、光源和目标焊点之间的工作距离，计算光源所在灯罩的固定面与水平面之间的夹角；根据光源所在灯罩的固定面与水平面之间的夹角，分别确定每个灯珠在灯罩内壁的设置参数，得到所需光源。本申请用于焊点检测的光源的设计方法，利用参考光源和光源之间的联系，通过已知参考光源的参数，直接精确计算得到光源的设计参数，不仅结果准确，且效率高，有效提高光源设计的周期，提高检测结果的准确性。

Description

一种用于焊点检测的光源的设计方法及焊点检测装置

技术领域

本申请涉及焊点检测技术领域，具体涉及一种用于焊点检测的光源的设计方法及焊点检测装置。

背景技术

集成电路作为电子时代产物的核心，已嵌入我们的生活。集成电路由最基本的电阻、电容等组成，可应用于功能多种多样的各类电子产品，例如电视机等家用电器，以及电脑、手机等。大量电子产品生产面临的问题是集成电路焊点的检测，如何用低成本进行精准检测，取决于机器视觉成像。普通面板行业的集成电路上通常拥有成百上千个焊点，大部分焊点集中在3mm左右，机器视觉检测是一种避免肉眼检测的漏检情况、提升检测效率的必然发展成果。然而在视觉检测当中，光源的设计直接决定了检出率。

行业内专门检测焊锡的光源又名“AOI光源”，根据不同厂家的生产特色又有不同的标准AOI光源，但是当我们实际运用到不同项目的时候，可能存在现场机械位置、产品大小等因素的限制导致“标准AOI光源”不适用于当前场景；而现有新光源设计步骤繁多，常通过给出经验参数试错排除的方法，使得新光源设计周期变长，耽误整体项目进度，且设计误差较大，导致检测结果不精准。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种用于焊点检测的光源的设计方法及焊点检测装置，通过参考光源和光源之间的参数关系，根据已有参考光源的参数，通过计算可直接得到光源的设计参数，有效提高光源设计的周期，提高检测结果的准确性。

本申请实施例的一方面，提供了一种用于焊点检测的光源的设计方法，用于多焊点的电路板的焊点检测，包括提供半球型的灯罩，在灯罩的内壁上环形分布多个灯珠；通过参考光源的基准高度、参考光源和目标焊点之间的工作距离、参考光源所在灯罩的固定面与水平面之间的夹角、光源和目标焊点之间的工作距离，计算光源所在灯罩的固定面与水平面之间的夹角；根据光源所在灯罩的固定面与水平面之间的夹角，分别确定每个灯珠在灯罩内壁的设置参数，得到所需光源。

可选地，通过参考光源的基准高度、参考光源和目标焊点之间的工作距离、参考光源所在灯罩的固定面与水平面之间的夹角、光源和目标焊点之间的工作距离，计算光源所在灯罩的固定面与水平面之间的夹角包括：灯珠在灯罩上的设置参数满足关系式：α₁=90°-arctan((x+y₁)(tan(90°-α))/(x+y)) （1）；其中，x为参考光源的基准高度，y为参考光源和目标焊点之间的工作距离，α为参考光源所在灯罩的固定面与水平面之间的夹角；y₁为光源和目标焊点之间的工作距离，α₁为光源所在灯罩的固定面与水平面之间的夹角。

可选地，灯珠在灯罩上的设置参数满足关系式：α₁=90°-arctan((x+y₁)(tan(90°-α))/(x+y)) 包括：根据灯珠在灯罩的固定面、灯珠的出光方向以及目标焊点所在的目标平面建立直角三角形计算模型；其中，固定面和灯珠的出光方向之间的夹角为直角，固定面和目标平面之间的夹角与固定面与水平面之间的夹角α相等，灯珠的出光方向和目标平面之间的夹角β和固定面与水平面之间的夹角α之和等于90°，目标平面的垂线过直角形成的距离为x和y之和；灯珠的出光方向和目标平面之间的夹角β满足关系式，z = (x+y)/tanβ（2）；其中，x和z 已知且为定值，z为tanβ对应的位于目标平面的一个直角边的尺寸；获取当前灯珠的工作距离y₁的数值代入关系式（2），计算得到夹角β₁；根据β₁=90°-α₁得到关系式（1）。

可选地，灯珠在灯罩上的设置参数满足关系式：α₁=90°-arctan((x+y₁)(tan(90°-α))/(x+y)) 之前，方法还包括：确定灯罩的光源发光面直径。

可选地，确定灯罩的光源发光面直径包括：根据目标焊点确认光源所需的检测视野；根据检测视野确定光源发光面直径，其中，检测视野大于等于光源发光面直径的二分之一。

可选地，确定灯罩的光源发光面直径之后，方法还包括：当光源发光面直径改变时，建立光源发光面直径关系式，满足:△r =△y/(tan(90°-α)) (3)；△r为光源半径与参考光源半径之间的差值，△y为需要增加的工作距离。

可选地，当光源发光面直径改变时，建立光源发光面直径关系式，满足: △r =△y/(tan(90°-α))包括：根据直角三角形计算模型可得：z₁=△r +z（4）； y₁= y+△y（5）；其中，z为tanβ对应的位于目标平面的一个直角边的尺寸，y₁为光源的工作距离；将上述关系式（4）、（5）代入关系式（2），并根据夹角β为定值，可得关系式（3）。

可选地，提供半球型的灯罩，在灯罩的内壁上环形分布多个灯珠包括：将多个灯珠划分为至少三个光源组，至少三个光源组沿灯罩的高度层叠设置，同组光源组的灯珠的发光颜色相同。

可选地，多个光源组包括三个，沿灯罩的高度层叠方向依次分别为红色光源组、绿色光源组、蓝色光源组，红色光源组靠近灯罩的顶部。

本申请实施例的另一方面，提供了一种焊点检测装置，包括上述的用于焊点检测的光源的设计方法设计所得的光源，以及设置于光路上的接收器，光源出射的光束照射多焊点的电路板上的目标焊点，接收器接收目标焊点反射的光束。

本申请实施例提供的用于焊点检测的光源的设计方法及焊点检测装置，包括提供半球型的灯罩，在灯罩的内壁上环形分布多个灯珠；通过参考光源的基准高度、参考光源和目标焊点之间的工作距离、参考光源所在灯罩的固定面与水平面之间的夹角、光源和目标焊点之间的工作距离，计算光源所在灯罩的固定面与水平面之间的夹角；根据光源所在灯罩的固定面与水平面之间的夹角，分别确定每个灯珠在灯罩内壁的设置参数，得到所需光源。本申请用于焊点检测的光源的设计方法，利用参考光源和光源之间的联系，通过已知参考光源的参数，直接精确计算得到光源的设计参数，不仅结果准确，且效率高，有效提高光源设计的周期，提高检测结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本申请实施例提供的用于焊点检测的光源的设计方法流程图；

图2是标准AOI光源结构示意图；

图3是标准焊点结构示意图；

图4是本实施例提供的光源结构示意图；

图5是本实施例提供的由光源结构示意图建立的三角形模型；

图6是本实施例提供光源发光面直径和视野的关系图；

图7是本实施例一提供的参考光源和光源的三角形模型对比图；

图8是本实施例二提供的参考光源和光源的三角形模型对比图；

图9是本实施例提供的焊点检测装置检测原理图。

图标：100-光源；101-灯罩；102-灯珠；200-目标焊点；300-接收器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请实施例针对不同实际场景的限制，提供一种用于焊点检测的光源的设计方法，该设计方法为非标AOI光源的设计方式。

具体地，请参照图2所示，标准AOI光源由颜色不同、角度不同、发光面直径不同的三个环光组成，其中环光的颜色为三原色：红、绿、蓝；由于标准的焊点大都成斜坡状或锥体状（如图3所示），所以当不同角度照射到焊点上时，不同颜色呈现不同的坡度信息。

由工业相机镜头、AOI光源的组合平面拍摄PCB板上的焊点而得，其中每个焊点因坡度不同呈现不同的颜色，自上而下分别为红色、绿色、蓝色，根据色调、饱和度判定该焊点是否合格。

不饱满的焊点（缺陷焊点）在颜色呈现上有差异：孔洞缺陷在焊点上呈现出黑色，锡少缺陷颜色只有红色信息，没有绿色和蓝色，则表示只有该焊点只有平面，基本无坡度。

市场上的标准AOI光源工作距离为25毫米。由于各行业的PCB板不尽相同，普通PCB板正面为高度各异的插件，而需要检测的背面为高度差在5毫米以内的贴面件，检测这一类PCB板时，若没有工作距离的限制则可直接选用标准AOI光源。有的行业PCB板检测面也存在插件，高度可达40毫米、60毫米，甚至70毫米，这时如果再用该光源调试达到相同的效果，由于曝光、增益等参数需要更改则会导致检测效率减半。

若兼顾检测效率，则图像效果差异明显；一般地，光源工作距离为25毫米时焊点比较饱满，光源工作距离为55毫米时焊点颜色不饱满，其中大部分蓝色由于光源角度不合适则呈现出黑色，此时状态易将OK的焊点误判为存在黑色孔洞的NG焊点。

由此，根据上述情况，本申请实施例兼顾检测效率的情况下，可基于参考光源（即标准AOI光源）的情况设计所需的新光源（下述统称所需光源或光源）；根据参考光源的角度、发光面直径等参数计算出所需光源相关参数。

请参照图1所示，本申请实施例提供一种用于焊点检测的光源的设计方法，在已知的参考光源的设计参数的前提下，通过参考光源和所需光源100之间的联系，确认所需光源100的设计参数，以此得到所需光源100；具体地，该方法包括：

S100：提供半球型的灯罩101，在灯罩101的内壁上环形分布多个灯珠102。

灯罩101为半球型，灯罩101的顶部上设置通孔，用于使灯珠102射向目标焊点200的光束经通孔反射向接收器300被接收器300接收。

灯罩101的内壁上设置有多个灯珠102，灯珠102为LED灯珠102，将多个灯珠102划分为至少三个光源组，至少三个光源组沿灯罩101的高度层叠设置，同组光源组的灯珠102的发光颜色相同。

示例地，如图4所示，沿灯罩101的环形方向，多个灯珠102按照灯罩101的高度方向分为三组，每组灯珠102为同一颜色，沿灯罩101的高度层叠方向依次分别为红色光源组（红色灯珠组）、绿色光源组（绿色灯珠组）、蓝色光源组（蓝色灯珠组），红色光源组靠近灯罩101的顶部。同一组灯珠102位于灯罩101的同一固定面上，换言之，半球型灯罩101并非严格意义的半球型，灯罩101的外表面由三组固定面（平面）构成，三组固定面之间相邻两个固定面间隔一定的距离，使得灯罩101的外表形成近似的半球型。

以其中一组灯珠102为例，三角形的左边缘为该组灯珠102的固定面，并默认该组灯珠102垂直于该固定面，三角形的右边缘为灯珠102的模拟发射光线，并默认三角形的右边缘平行于灯珠102，三角形右下角的点为被测物点，三角形下边缘为目标平面，即被测物（多焊点的电路板）表面，也即水平面；参数α为该组灯珠102的固定面与水平面之间的角度，x为该组灯珠102以灯罩101底部平面为基准的高度（即该组灯珠102所在的设置平面和灯罩101底部平面之间的高度），y为测试图像效果最佳时的光源工作距离，其余为辅助参数，通过上述参数建立三角形模型（如图5所示），以计算所需参数。

此外，因同组灯珠102位于同一固定面上，因此同组灯珠102形成的三角形模型中的参数α相等，同组灯珠102可看成属于同一光源。

S110：通过参考光源的基准高度、参考光源和目标焊点200之间的工作距离、参考光源所在灯罩101的固定面与水平面之间的夹角、光源100和目标焊点200之间的工作距离，计算光源100所在灯罩101的固定面与水平面之间的夹角。

在本申请的一个实施例中，在光源发光面直径不变的前提下，也就是灯罩101方向的直径尺寸不改变，那么通过改变参数α获取所需光源100的参数。

其中，参考光源指的是已有的光源，因此参考光源的各参数均已知。参考光源也能建立类似的三角形模型。参考光源和所需光源100分别建立三角形模型，根据参考光源的三角形模型和所需光源100的三角形模型之间的关系，可以得到所需光源100的参数。

关于光源发光面直径，示例地，如图5所示，多个灯珠102分为三组，每组灯珠102具有一个发光面直径，例如位于最上方的红色灯珠102的发光面直径指的是，该组红色灯珠102中最靠近灯罩101圆心的底部灯珠102所在的发光面直径D1，中间灯珠102组的发光面直径D2，最下方灯珠102组的发光面直径D3。

又如图6所示，光源发光面直径和视野具有联系，图6中D为光源发光面直径，fov为视野大小，y为光源100的工作距离，箭头指向模拟光源100光线走向，由入射角等于反射角可得光源发光面直径至少为视野大小的2倍才不会影响图像效果。当视野大于光源发光面直径的二分之一时在略反光的PCB板面则会呈现图像颜色不均匀的情况。

进一步地，光源发光面直径不变指的是，参考光源的发光面直径和所需光源100的发光面直径相同，参考光源为已有光源，其光源发光面直径已知，由此可确定所需光源100的光源发光面直径。

光源发光面直径的确认具体是通过检测视野决定，根据目标焊点200确认光源100所需的检测视野，根据检测视野确定光源发光面直径，其中，检测视野大于等于光源发光面直径的二分之一。

具体地，请参照图7所示，灯珠102在灯罩101上的设置参数满足关系式：

α₁=90°-arctan((x+y₁)(tan(90°-α))/(x+y)) （1）；

其中，x为参考光源的基准高度，y为参考光源和目标焊点200之间的工作距离，α为参考光源所在灯罩101的固定面与水平面之间的夹角；y₁为光源100和目标焊点200之间的工作距离，α₁为光源100（即同组灯珠102）所在灯罩101的固定面与水平面之间的夹角。

进一步地，根据灯珠102在灯罩101的固定面、灯珠102的出光方向以及目标焊点200所在的目标平面建立直角三角形计算模型；以红色环光部分为例，图5中虚线三角形的左边缘为灯珠102固定面（默认灯珠102垂直于该固定面），右边缘为灯珠102的模拟发射光线（默认平行于灯珠102），下边缘为目标平面，即被测物（被测电路板）表面；其中，固定面和灯珠102的出光方向之间的夹角为直角，固定面和目标平面之间的夹角与固定面与水平面之间的夹角α相等，灯珠102的出光方向和目标平面之间的夹角β和固定面与水平面之间的夹角α之和等于90°，α+β=90°，目标平面的垂线过直角形成的距离为x和y之和；

参考光源的灯珠102的出光方向和目标平面之间的夹角β满足关系式，z = (x+y)/tanβ（2）；其中，x和z 已知且为定值，z为tanβ对应的位于目标平面的一个直角边的尺寸；

获取当前灯珠102的工作距离y₁的数值代入关系式（2），计算得到夹角β₁；

根据β₁=90°-α₁得到关系式（1）。

具体为：根据参考光源建立三角形模型（图7中虚线三角形，图7中虚线三角形由图5中虚线三角形得来），则根据三角形模型可知：

z = (x+y)/tanβ （2）；

当工作距离y增加到所需距离y₁时，建立所需光源100三角形模型（图7中实线三角形），对应的z₁ = (x₁+y₁)/tanβ₁，其中由于本实施例是在光源发光面直径不变的前提下，即所需光源与参考光源的直径一致，由于灯珠102始终垂直于灯珠固定面，默认灯珠发射光线始终垂直于灯珠固定面；所以当工作距离y增加到y₁，并希望原来每一束光线还是照射在原来的被测点时，不更改直径，就只能更改α角度；z只是其中的辅助计算值，线段z的右端点代表被测点，因为希望被测点与参考光源的灯珠发出的相对位置不变，所以假设z不变，由于只更改α角度，所以x也不变，因此x、z不变，x= x₁，z= z₁；

因此所需光源100的三角形模型中的β₁= arctan（（x+y₁）/ z），而β₁=90°-α₁，因此得到：

α₁=90°- arctan（（x+y₁）/ z）=90°-arctan((x+y₁)(tan(90°-α))/(x+y))；

这样一来，灯罩101的发光面直径已知，所需光源100形成的三角形模型的参数α已知，参考光源的基准高度x已知，光源100和目标焊点200之间的工作距离y，即可根据这些参数得到所需光源100的设计尺寸。

其他两组灯珠102的设计和前述相同，此处不再赘述，获取三组灯珠102的设计尺寸后，即可得到所需光源100。图5中h₁为最上方的灯珠组所在的设置平面距离灯罩101顶部的高度，同理h₂为中间的灯珠组所在的设置平面距离灯罩101顶部的高度，h₃为最下方的灯珠组所在的设置平面距离灯罩101顶部的高度，其中最上方的灯珠组以灯罩101底部平面为基准的高度x= h_3－ h₁，中间的灯珠组、最下方的灯珠组对应的以灯罩101底部平面为基准的高度同理。

S120：根据光源100所在灯罩101的固定面与水平面之间的夹角，分别确定每个灯珠102在灯罩101内壁的设置参数，得到所需光源100。

根据上述关系式（1），分别确定了三组灯珠102的光源100设计参数后，即可得到所需光源100。

上述实施例在光源发光面直径不变的情况下，根据产品特征增加的光源100工作距离更改AOI光源100内部环光的角度达到相同图像效果的同时兼顾上检测效率。

在机械位置不限制的情况下，也可以通过更改光源100的发光面直径达到相同的效果，因此在本申请的另一个实施例中，以光源发光面直径改变为前提，确认所需光源100；具体地，确定灯罩101的参数，以灯罩101的中心线对称设置的一对灯珠102之间的距离作为灯罩101的光源发光面直径之后，方法还包括：

当光源发光面直径改变时，建立光源发光面直径关系式，满足:

△r =△y/(tan(90°-α)) (3)；

其中，△r为光源100半径与参考光源半径之间的差值，△y为需要增加的工作距离。

光源发光面直径改变时，可理解为所需光源100是在参考光源的基础上，沿光源发光面直径方向放大，因此参考光源的三角形模型和所需光源100的三角形中的三个对应角度分别相等。

如图8所示建立三角形模型，虚线三角形为参考光源模型，实线三角形为所需光源100模型，参考光源发光面直径小于所需光源发光面直径，α为光源100灯珠102固定面与水平面的夹角，y₁（y+△y）为所需光源100的工作距离，△y为相较于参考光源的工作距离y，所需光源100需要增加的工作距离高度，x为光源100高度（参考光源的x和所需光源100的x相等），△r为相较于参考光源，增加的光源100半径差值，垂直于灯珠102固定面的光源100发射光线与目标水平面的夹角为β，其他为辅助计算值。由图示可得当增加工作距离△y时，光源100在参考光源的尺寸上增加的半径差值为△r。

根据直角三角形计算模型可得：

z₁=△r +z （4）；

y₁= y+△y （5）；

其中，z为tanβ对应的位于目标平面的一个直角边的尺寸，y₁为光源100的工作距离；

将上述关系式（4）、（5）代入关系式（2），并根据夹角β为定值，可得关系式（3）。

综上 ，本申请实施例提供的用于焊点检测的光源的设计方法，是在已知的参考光源的基础上，通过建立三角形模型，得出参考光源和所需光源100之间的参数联系，计算得出所需光源100的参数。

所需光源100的参数计算分两种情况，第一种为光源发光面直径不变的情况下，参考光源的三角形模型的夹角α、β和所需光源100的三角形模型中对应的夹角α₁、β₁对应的数值分别不相等，也就是α≠α₁，β≠β₁，根据参考光源和所需光源100三角形模型之间的参数联系，计算得出所需光源100的参数；第二种实施例中是光源发光面直径改变的情况下，参考光源的三角形模型的夹角α、β和所需光源100的三角形模型中对应的夹角α₁、β₁对应的数值分别相等，也就是α=α₁，β=β₁，相当于参考光源和所需光源100三角形模型中对于位置角度不变的前提下将参考光源沿光源发光面直径扩大或缩小，还可根据参考光源和所需光源100三角形模型之间的参数联系，计算得出所需光源100的参数。

需要说明的是，现有的AOI光源100都是标准光源100，用于测试已经足够，但是应对不同的行业内的PCB板还远远不够。因为行业之间在需求上总有差异且限制各式各样，若仅依赖于光源100供应商进行光源100设计则不仅要花大量的时间与光源100厂家进行信息同步，而且中间一旦某个环节、细节没有交流清楚，很有可能不仅仅是光源100设计周期长，耽误项目进度这么简单，甚至是做出的光源100完全不能适用于项目。

通过本申请实施例提供的用于焊点检测的光源的设计方法，从需求到测试再到设计的方式节约了时间，缩短了光源100设计周期，加快了项目落地。

由此，本申请实施例提供的用于焊点检测的光源的设计方法，是高效的多维度设计，不需要多余的步骤即可“对症下药”，简单便捷，下述为现有设计方式和本申请实施例设计方法的对比：

现有设计方式：

1）用角度α分别为30°、60°、90°的标准环形红色光源100依次进行测试，看哪个光源100更能反映出焊点顶部的特征；

2）如果没有合适的角度，则扩大相应角度的光源发光面直径，再进行尝试；

3）如果步骤2）也不合适，则再找两个角度之间的中间角度进行尝试，例如45°或者80°的环形光源100进行尝试；

4）当找到接近的光源100角度以及发光面直径时，就再使用“二分法”继续找寻最佳的光源发光面直径；

5）当红色环形光源100确认好之后，再按照上述4个步骤依次尝试绿色环形光源100和蓝色环形光源100，直至找到合适的角度以及发光面直径的光源100；

6）将5）中找到的红色环光、绿色环光及蓝色环光进行组合，使用橡皮泥等不透光材料将缝隙处粘合，再在相应的被测物上进行光学测试，并找出合适的亮度比值；

7）如果6）进行的不顺利，则需要重新找合适的光源100进行搭配，即重复前5个步骤；

8）若测试比较顺利，则依照当前组合情况考虑设计比例得到相应的设计图。

本申请实施例设计方法：

1）根据视野选择光源100发光面直径合适的标准AOI光源100作为参考光源；

2）根据参考光源本身的角度/发光面直径参数、打光测试得到的最佳工作距离及项目限制条件，通过三角形模型，直接计算得出所需光源100设计参数。

由上述可见，现有设计方式是通过一步步试错的方式以得到所需光源100参数，由此得到的所需光源100参数必然不精准，且步骤复杂，耗费时间长；而本申请实施例设计方法，是在建立三角形模型的基础上，通过已知参考光源参数，直接精确计算得到所需光源100的设计参数，不仅结果准确，且效率高。

另一方面，请参照图9所示，本申请实施例还提供一种焊点检测装置，包括前述的用于焊点检测的光源的设计方法设计所得的光源100，以及设置于光路上的接收器300，光源100出射的光束照射多焊点的电路板上的目标焊点200，接收器300接收目标焊点200反射的光束。

光源100的灯罩101上设置通孔，接收器300设置于通孔位置，光源100出射的光束照射多焊点的电路板上的目标焊点200并被反射，反射光通过通孔被接收器300接收，完成对目标焊点200的质量检测。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于焊点检测的光源的设计方法，用于多焊点的电路板的焊点检测，其特征在于，包括：

提供半球型的灯罩，在所述灯罩的内壁上环形分布多个灯珠；

通过参考光源的基准高度、所述参考光源和目标焊点之间的工作距离、所述参考光源所在所述灯罩的固定面与水平面之间的夹角、光源和目标焊点之间的工作距离，计算所述光源所在所述灯罩的固定面与水平面之间的夹角；

根据所述光源所在所述灯罩的固定面与水平面之间的夹角，分别确定每个所述灯珠在所述灯罩内壁的设置参数，得到所需光源；

所述通过参考光源的基准高度、所述参考光源和目标焊点之间的工作距离、所述参考光源所在所述灯罩的固定面与水平面之间的夹角、光源和目标焊点之间的工作距离，计算所述光源所在所述灯罩的固定面与水平面之间的夹角包括：

所述灯珠在所述灯罩上的设置参数满足关系式：

α₁=90°-arctan((x+y₁)(tan(90°-α))/(x+y)) （1）；

其中，x为参考光源的基准高度，y为所述参考光源和目标焊点之间的工作距离，α为所述参考光源所在所述灯罩的固定面与水平面之间的夹角；y₁为光源和目标焊点之间的工作距离，α₁为所述光源所在所述灯罩的固定面与水平面之间的夹角。

2.根据权利要求1所述的用于焊点检测的光源的设计方法，其特征在于，所述灯珠在所述灯罩上的设置参数满足关系式：α₁=90°-arctan((x+y₁)(tan(90°-α))/(x+y)) 包括：

根据所述灯珠在所述灯罩的固定面、所述灯珠的出光方向以及目标焊点所在的目标平面建立直角三角形计算模型；其中，所述固定面和所述灯珠的出光方向之间的夹角为直角，所述固定面和所述目标平面之间的夹角与所述固定面与所述水平面之间的夹角α相等，所述灯珠的出光方向和所述目标平面之间的夹角β和所述固定面与所述水平面之间的夹角α之和等于90°，所述目标平面的垂线过直角形成的距离为x和y之和；

所述灯珠的出光方向和所述目标平面之间的夹角β满足关系式，z = (x+y)/tanβ（2）；其中，x和z 已知且为定值，z为tanβ对应的位于所述目标平面的一个直角边的尺寸；

获取当前所述灯珠的工作距离y₁的数值代入关系式（2），计算得到夹角β₁；

根据β₁=90°-α₁得到关系式（1）。

3.根据权利要求2所述的用于焊点检测的光源的设计方法，其特征在于，所述灯珠在所述灯罩上的设置参数满足关系式：α₁=90°-arctan((x+y₁)(tan(90°-α))/(x+y)) 之前，所述方法还包括：

确定所述灯罩的光源发光面直径。

4.根据权利要求3所述的用于焊点检测的光源的设计方法，其特征在于，确定所述灯罩的光源发光面直径包括：

根据目标焊点确认所述光源所需的检测视野；

根据所述检测视野确定所述光源发光面直径，其中，所述检测视野大于等于所述光源发光面直径的二分之一。

5.根据权利要求4所述的用于焊点检测的光源的设计方法，其特征在于，所述确定所述灯罩的光源发光面直径之后，所述方法还包括：

当所述光源发光面直径改变时，建立所述光源发光面直径关系式，满足:

△r =△y/(tan(90°-α)) (3)；△r为所述光源半径与参考光源半径之间的差值，△y为需要增加的工作距离。

6.根据权利要求5所述的用于焊点检测的光源的设计方法，其特征在于，所述当所述光源发光面直径改变时，建立所述光源发光面直径关系式，满足: △r =△y/(tan(90°-α))包括：

根据所述直角三角形计算模型可得：

z₁=△r +z （4）；

y₁= y+△y （5）；

其中，z为tanβ对应的位于所述目标平面的一个直角边的尺寸，y₁为所述光源的工作距离；

将上述关系式（4）、（5）代入关系式（2），并根据所述夹角β为定值，可得关系式（3）。

7.根据权利要求1所述的用于焊点检测的光源的设计方法，其特征在于，所述提供半球型的灯罩，在所述灯罩的内壁上环形分布多个灯珠包括：

将多个所述灯珠划分为至少三个光源组，至少三个所述光源组沿所述灯罩的高度层叠设置，同组所述光源组的所述灯珠的发光颜色相同。

8.根据权利要求7所述的用于焊点检测的光源的设计方法，其特征在于，多个所述光源组包括三个，沿所述灯罩的高度层叠方向依次分别为红色光源组、绿色光源组、蓝色光源组，所述红色光源组靠近所述灯罩的顶部。

9.一种焊点检测装置，其特征在于，包括如权利要求1~8任意一项所述的用于焊点检测的光源的设计方法设计所得的光源，以及设置于光路上的接收器，所述光源出射的光束照射多焊点的电路板上的目标焊点，所述接收器接收所述目标焊点反射的光束。

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