[发明专利]基于显微视觉的光学测量和检测方法及其装置

说明书

所属技术领域 

本发明涉及一种基于显微视觉的光学测量和检测方法及装置，具体是一种显微图像技术、光学图像处理技术、计算机视觉识别技术和精密定位技术相结合的方法及其装置，适用于微细电子元器件、半导体芯片的表面微观划痕等缺陷检测以及微细线宽的精确测量。  

技术背景 

在珠三角地区汇聚着全球九成以上的计算机产业巨头，有电子信息企业近3000家，沿珠江已形成电子信息产业黄金走廊。生产的电脑磁头等半成品约占全球市场的40％；生产的电路板、电脑驱动器等占全球市场的30％。目前国内大批量的微细电子元器件表面质量检测大部分通过人眼在高倍显微镜下进行观察和判断，有的产品缺陷检测对光学要求严格，肉眼在显微镜下也难以判断，通过手指触摸的方式进行判断。 

大批量的产品检测往往需要大量的员工进行高重复性的工作。这种产品缺陷检测方式有许多不足之处，首先，人眼长时间工作在高倍率的显微镜下，极易疲劳，容易误判和漏判；其次，由于每个人对标准的认识程度和理解程度不同，主观判断的标准也不一样，难以量化，因此在检测过程中，没有统一的检测标准；最后，由于检测的工作量大、重复性高，对人眼的伤害严重。多数电子元器件生产企业依然属于劳动密集型产业，一方 面得益于相对低廉的劳动力成本，同时国外相对成熟的全自动检测设备成本非常昂贵，因此许多企业迫于成本和资金压力，依然采用大量人工在高倍显微镜下目测这种相对落后的检测方式，效率较低，产品的附加值较低。 

发明内容

针对现有检测微细元件的方式技术所存在的上述不足，本发明目的之一在于，提供一种快速自动检测产品外观缺陷的基于显微视觉的光学测量和检测方法。 

本发明的目的还在于，提供一种用来实现前述的基于显微视觉的光学测量和检测方法的装置。 

本发明为实现上述目的，所提供的技术方案是： 

一种基于显微视觉的光学测量和检测方法，其包括如下步骤： 

(1)设置一上方安装有高亮度照明光源的光源支架； 

(2)在所述的光源支架下方、高亮度照明光源照射范围内设一被检测体； 

(3)调整所述的高亮度照明光源发射的光线角度α1，使该光线角度α1和被检测体的斜面角度α相同，即α1＝α； 

(4)设置一挡光板于光源支架一侧且在高亮度照明光源照射范围内； 

(5)所述的挡光板上设一显微放大镜头，该显微放大镜头在被检测体反光源照射范围内； 

(6)所述的显微放大镜头将放大后的图像信息传递到CCD摄像机； 

(7)所述的CCD摄像机，将采集到的图像信息传输给图像采集和图像处理系统；所述的图像采集和图像处理系统中内置一图像采集和图像处 理系统控制模块，并预设图像采集和图像处理参数标准；该控制模块根据预设的图像采集和图像处理参数标准，对接收到的图像信息进行分析和判断后输出分析和判断结果。 

一种实现前述基于显微视觉的光学测量和检测方法的装置，其包括一被检测体、光源支架、转轴、散热片、高亮度照明光源、挡光板、显微放大镜头、CCD摄像机、电缆、图像采集和图像处理系统；所述高亮度照明光源设置在所述的光源支架的上方；所述的散热片设置在高亮度照明光源上；所述的散热片包括两安装端面，该端面上还各设有一转轴；所述的高亮度照明光源发出的光线照射在被检测体上，该被检测体反射的图像信息光线经显微放大镜头放大后，再传输到所述CCD摄像机，该CCD摄像机再将采集到的图像信息传输给图像采集和图像处理系统，进行分析和判断。 

所述的转轴，通过其旋转可调整所述高亮度照明光源发射的光线角度α1。 

所述的光源支架与转轴装配处还设有一锁紧螺钉，通过调节其松紧，可调节与固定转轴位置及高亮度照明光源发射的光线角度α1。 

所述的被检测体设置在所述光源支架下方、高亮度照明光源照射范围内。 

所述的挡光板设置在所述光源支架一侧、亮度照明光源照射内；所述的挡光板上设有一显微放大镜头，所述的显微放大镜头在被检测体反光源范围内。 

所述的显微放大镜头尾部与所述的CCD摄像机相接。 

所述的CCD摄像机通过电缆与图像采集和图像处理系统连接并传输数据。

本发明的有益效果为：本发明提供的方法，可自动快速检测产品，而且测量及检测精确性高。本发明提供的装置，结构简单，不但能自动检测产品，而且能够准确地识别和分析出缺陷的特征信息，并对不合格产品进行统计并报警，另外检测速度快、大大提高了生产效率与产品合格率。 

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。