一種機器視覺系統的製作方法
2023-09-12 07:39:30 1
一種機器視覺系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種機器視覺系統，包括：多色光源裝置；接收所述多色光源裝置發出的光線的光源通過側分束鏡組；接收所述光源通過側分束鏡組透射的光線照射到待檢測物體後反射光線的多組光學組件，其中，每組光學組件形成一光通道，一個光通道傳輸一種顏色的光線，且每組光學組件具有不同的成像倍率；接收所述多組光學組件輸出的光線的一個探測器。本發明的方案利用光學濾波元件進行倍率切換，檢測速度快，可靠性高，成本低。
【專利說明】一種機器視覺系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及光學領域，特別是指一種機器視覺系統。
【背景技術】
[0002]機器視覺系統適用於半導體後封裝設備一粘片機(Die Bonder)、倒裝焊(FlipChip)、引線鍵合機(Wire bonder),是晶片和框架識別的關鍵技術。
[0003]機器視覺系統用於生產過程的各道工序的觀察定位。需要以不同的放大倍率來獲得多個觀察視場，據此預先確定器件是否滿足各項質量標準。檢測中，有時需要儘可能大的觀察視場，覆蓋較多參考點，此時視覺系統工作在低倍；有時需要精確定位、快速檢測圖像細節，此時視覺系統工作在高倍；有時為了兼顧景深和解析度，視覺系統往往有好幾個倍率。
[0004]為了實現倍率實時切換，以往的系統通常需要增加切換電機或通過每一倍率單獨配備相機進行倍率切換。這些系統往往結構複雜、質量重、可靠性低、成本高。
[0005]半導體器件，諸如集成電路晶片，其電氣性能一般是將晶片與引線框架粘接，然後通過引線鍵合或倒裝焊工藝(將晶片焊點與料架引腳進行連接)實現的。
[0006]粘片機進行粘接時，料架被傳送到點膠處，視覺識別系統對被繃膜的晶片進行圖像識別。在完成圖像識別後，焊臂從晶片上選取晶片將其粘合到焊接位上，然後繼續移動到下一個焊接位直至料條全部粘接完成。進入下一道工序，引線鍵合或倒裝焊。
[0007]倒裝晶片焊接(Flip Chip)技術是將工作面(有源區面)上制有凸點電極的晶片朝下，與基板布線層直接鍵合。鍵合材料可以是金屬引線或載帶，也可以是合金焊料或有機導電聚合物製作的焊臺。倒裝技術主要有熔焊、熱壓焊、熱聲焊、膠粘連接等。針對不同的凸點材料應選用不同的倒裝組裝技術，以滿足倒裝焊可靠性的需求。
[0008]引線鍵合的過程即首先放置金線到晶片上的焊點，然後連接該焊點與引線框架的引腳。當所有的焊點和引腳鍵合到一起後進行封裝，形成集成電路晶片。通常封裝為陶瓷封裝或塑料封裝。常見晶片一般有成百甚至上千焊點需要連接。
[0009]引線鍵合設備的種類很多，有些通過熱鍵合，有些通過超聲鍵合，有些兼用這兩種方式。在引線鍵合機中，視覺系統的工作在時間上早於鍵合。視覺系統通過捕獲、傳輸器件圖像並使用計算機進行圖像分析，來指導引線鍵合，以保證焊點正確定位及連接。
[0010]倍率的切換在傳統結構中，通常需要增加切換電機或通過每一倍率單獨配備相機進行。如圖1所示:成像系統包括物鏡11、分束鏡12、全反射鏡13、中繼成像透鏡14、中繼成像透鏡17、切換裝置15、分束鏡16、全反射鏡18和探測器19 (如相機)。其工作流程為:器件的像透射通過物鏡11，再入射到分束鏡12中，分為兩束光①和②。光束②被全反射鏡13反射。中繼成像透鏡14、中繼成像透鏡17通過預先設計，提供給光束①和②固定的放大倍率。得到放大的像③和④。通過切換裝置15的實時切換，像④通過分束鏡16透射，入射到探測器19中。像③通過全反射鏡18和分束鏡16的反射，入射到探測器19中。通過切換裝置15的擋片擋住不同的光通道，利用機械的方法對倍率進行切換。這種系統通過切換擋片實現對倍率的切換，擋片機械擺動速度較慢，可靠性低，工作中噪音和磨損很大，且結構複雜、質量重、成本高。
[0011]如圖2所示，該系統包括物鏡21、分束鏡22、全反射鏡23、中繼成像透鏡24、中繼成像透鏡25、探測器26 (如相機)以及探測器27 (如相機);工作流程和圖1類似，只是該系統使用了兩個探測器26、27，因此，無需切換裝置就可使放大的像③和④直接入射到探測器上。通過不同探測器的分時傳輸，對不同光通道的倍率進行切換。這種系統不可避免存在控制複雜的問題，各個信號通路的時序控制也要佔用相當大的系統資源，另外探測器如相機的價格非常昂貴，多一隻相機系統成本則翻倍，這種系統也不可避免得存在質量重、成本高的缺陷。
【發明內容】
[0012]本發明要解決的技術問題是提供一種機器視覺系統，利用光學濾波元件進行倍率切換，檢測速度快，可靠性高，成本低。
[0013]為解決上述技術問題，本發明的實施例提供一種機器視覺系統，包括:
[0014]多色光源裝置；
[0015]接收所述多色光源裝置發出的光線的光源通過側分束鏡組；
[0016]接收所述光源通過側分束鏡組透射的光線照射到待檢測物體後反射光線的多組光學組件，其中，每組光學組件形成一光通道，一個光通道傳輸一種顏色的光線，且每組光學組件具有不同的成像倍率；
[0017]接收所述多組光學組件輸出的光線的一個探測器。
[0018]其中，上述系統還包括:
[0019]接收所述光源通過側分束鏡組透射光線的物鏡；
[0020]其中，所述光源通過側分束鏡組透射光線通過所述物鏡照射到所述待檢測物體上，所述待檢測物體反射光線經過所述物鏡返回所述分束鏡組，並反射到所述多組光學組件。
[0021]其中，所述多組光學組件包括:直接接收所述光源通過側分束鏡組從所述待檢測物體反射光線的第一組光學組件，以及間接接收所述反射光線的至少一個第二組光學組件；其中，所述第一組光學組件包括:
[0022]直接接收所述光源通過側分束鏡組反射光線的第一分束鏡；
[0023]接收所述第一分束鏡透射光線，並呈現第一倍率圖像的第一中繼成像透鏡；
[0024]接收所述第一中繼成像透鏡透射光線的第一濾光鏡，其中所述第一濾光鏡濾波波段對應第一種顏色的光線的波段；
[0025]接收所述第一濾光鏡透射光線的第一全反射鏡；
[0026]所述第一全反射鏡反射光線經過其中一個第二組光學組件中的第二分束鏡，反射後進入所述探測器。
[0027]其中，所述至少一個第二組光學組件為一組時，與所述第一組光學組件相鄰的第二組光學組件包括:
[0028]接收所述第一分束鏡反射光線的第二全反射鏡；
[0029]接收所述第二全反射鏡反射光線，且呈現第二倍率圖像的第二中繼成像透鏡；其中，所述第二倍率與所述第一倍率不同；
[0030]接收所述第二中繼成像透鏡透射光線的第二濾光鏡，其中所述第二濾光鏡濾波波段對應第二種顏色的光線的波段；
[0031]接收所述第二濾光鏡透射光線的所述第二分束鏡；
[0032]所述第二分束鏡透射光線進入所述探測器。
[0033]其中，所述至少一個第二組光學組件為2組以上時，離所述第一組光學組件最遠的第二組光學組件包括:
[0034]接收所述最遠的第二組光學組件相鄰的前一組光學組件中的最前端的分束鏡反射光線的第二全反射鏡；
[0035]接收所述第二全反射鏡反射光線，且呈現第N倍率圖像的第N中繼成像透鏡；
[0036]接收所述第N中繼成像透鏡透射光線的第N濾光鏡，所述第N濾光鏡濾波波段對應第N種顏色的光線的波段；
[0037]接收所述第N濾光鏡透射光線的第三全反射鏡；其中，所述N為大於或者等於3的正整數
[0038]所述第三全反射鏡反射光線通過其它組光學組件中的分束鏡進入所述探測器；
[0039]所述至少一個第二組光學組件中，其它第二組光學組件均包括:
[0040]接收其前一第二組光學組件中的最前端分束鏡透射光線的前端分束鏡；
[0041]接收所述前端分束鏡透射光線，且呈現一種倍率圖像的中繼成像透鏡；
[0042]接收所述中繼成像透鏡透射光線的濾光鏡；
[0043]接收所述濾光鏡透射光線的後端分束鏡；
[0044]所述後端分束鏡透射的光線直接或者間接進入所述探測器。
[0045]其中，所述多組光學組件中的各光學通道平行設置。
[0046]其中，所述多組光學組件中的中繼成像透鏡具有預設的不同的放大倍率。
[0047]其中，所述多組光學組件中的濾光鏡為:帶通濾波片或者長/短通濾波片。
[0048]其中，所述多組光學組件中的分束鏡的分光比為1:1。
[0049]其中，所述多色光源裝置包括:單粒多色光源裝置或者多個單粒單色光源裝置。
[0050]本發明的上述技術方案的有益效果如下:
[0051]上述方案中，通過多組光學組件共用一個探測器，且其中每組光學組件透射並放大一種顏色的光線，實現不同組光學組件之間利用不同顏色的光的波段，實現不同倍率圖像的呈現，並可以在各組光學組件之間實時切換，該系統中，只需要一個探測器，從而簡化了系統結構、降低了成本、提高了效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0052]圖1為傳統設計中單點檢測單探測器光學系統結構圖。
[0053]圖2為傳統設計中單點檢測雙探測器光學系統結構圖。
[0054]圖3為本發明中雙光源雙倍率光學系統結構圖。
[0055]圖4為圖3所示單光通道側視圖；
[0056]圖5為本發明中單光源反射型雙倍率光學系統結構圖。
[0057]圖6為本發明中單光源直射型雙倍率光學系統結構圖。[0058]圖7為本發明中多光源多倍率光學系統結構圖。
[0059]圖8為本發明中單光源多倍率光學系統結構圖。
【具體實施方式】
[0060]為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0061]新型視覺系統，特別適用於半導體後封裝設備——粘片機(Die Bonder)、倒裝焊(Flip Chip)或引線鍵合機(Wire bonder),是晶片和框架識別的關鍵技術。本發明涉及光學元件，特別是一種實時光學識別系統。本發明通過光學濾波提供多放大倍率實時檢測。
[0062]本發明的實施例提供一種機器視覺系統，包括:多色光源裝置；接收所述多色光源裝置發出的光線的光源通過側分束鏡組；接收所述光源通過側分束鏡組透射的光線照射到待檢測物體後反射光線的多組光學組件。其中，每組光學組件形成一光通道，一個光通道傳輸一種顏色的光線，且每組光學組件具有不同的成像倍率；接收所述多組光學組件輸出光線的單個探測器。
[0063]本發明的實施例通過多組光學組件共用一個探測器，且其中每組光學組件透射並放大一種顏色的光線，實現不同組光學組件之間利用不同顏色的光波段，實現不同倍率圖像的呈現，並可以在各組光學組件之間實時切換。該系統只需要一個探測器，從而簡化了系統結構、降低了成本、提高了效率。
[0064]該視覺系統利用分束鏡進行分光和合光，利用反射元件進行折轉光路。利用光學濾波元件對光學倍率進行切換，同時，每個光學通道可預設不同的放大倍率。
[0065]具體地，上述機器視覺系統還可以包括:接收所述光源通過側分束鏡組透射光線的物鏡44 ;其中，所述光源通過側分束鏡組透射的光線通過所述物鏡照射到所述待檢測物體上，所述待檢測物體反射光線經過所述物鏡返回所述分束鏡組，並反射到所述多組光學組件。
[0066]所述多組光學組件包括:直接接收所述光源通過側分束鏡組從所述待檢測物體反射光線的第一組光學組件，以及間接接收所述反射光線的至少一個第二組光學組件；其中，所述第一組光學組件包括:直接接收所述光源通過側分束鏡組反射光線的第一分束鏡；接收所述第一分束鏡透射的光線，並呈現第一倍率圖像的第一中繼成像透鏡；接收所述第一中繼成像透鏡透射光線的第一濾光鏡，其中所述第一濾光鏡濾波波段對應第一種顏色光線的波段；接收所述第一濾光鏡透射光線的第一全反射鏡；所述第一全反射鏡反射光線經過其中一個第二組光學組件中的第二分束鏡，反射後進入所述探測器。
[0067]如圖3、圖4所示，圖4為圖3的側視圖。第一組光學組件包括:第一分束鏡32，第一中繼成像透鏡37,第一濾光鏡38和第一全反射鏡39 ;多色光源裝置包括:多粒單色光源裝置，如紅色光源裝置43和藍色光源裝置42 ;當紅色光源裝置43點亮，此時光源波長在620?670nm範圍內。光源通過側分束鏡組包括:分束鏡41，分束鏡31 ;分束鏡41可以為二向色分束鏡(也可為普通分束鏡)，光線通過分束鏡41、分束鏡31以及物鏡44透射，照射到待測物體上。通過待測物體反射回去的光線，經過分束鏡31反射、第一分束鏡32分光，進入第一光通道,該第一分束鏡32透射的光為光束①,光束①通過第一中繼成像透鏡或者透鏡組37放大為光束③，得到第一倍率(或者第一放大倍率)的圖像。第一濾光鏡38優選為帶通濾波片，也可以是長通/短通濾波片，該第一濾光鏡38對應一種顏色的光，如對於620?670nm波段透光,其它波段截止。光束③通過第一濾光鏡38,被第一全反射鏡39和一第二組光學組件中的第二分束鏡36反射，進入探測器40，此時檢測到第一倍率(或者第一放大倍率)圖像；第二組光學組件包括:接收所述第一分束鏡32反射光線的第二全反射鏡
33;接收所述第二全反射鏡33反射的光線，且呈現第二倍率圖像的第二中繼成像透鏡(或者透鏡組)34 ;其中，所述第二倍率與所述第一倍率不同；接收所述第二中繼成像透鏡34透射光線的第二濾光鏡35，所述第二濾光鏡35濾波波段對應第二種顏色的光線波段；接收所述第二濾光鏡35透射光線的第二分束鏡36 ;所述第二分束鏡36透射光線進入所述探測器40 ;具體來講:第二組光學組件對應第二光通道的光經過第一分束鏡32、第二全反射鏡33反射，得到光束②，光束②通過第二中繼成像透鏡或者透鏡組34放大為光束④，得到第二倍率(或者第二放大倍率)圖像；第二濾光鏡35優選為帶通濾波片，也可以是長通/短通濾波片，該第二濾光鏡35對440?490nm波段透光,其它波段截止；由於此時光束④為紅光，波長在620?670nm範圍內，被第二濾光鏡35截止。此時，只有第一放大倍率圖像被探測器40檢測到。
[0068]與紅色光源類似，當藍色光源42點亮，此時光源波長在440?490nm範圍內。光線通過光源通過側分束鏡組中的分束鏡41、分束鏡31透射，照射到待測物體上。通過待測物體反射回去的光線，經過分束鏡31反射、第一分束鏡32分光，進入兩個光通道。第一光通道的光經過第一分束鏡32透射，得到光束①，光束①通過第一中繼成像透鏡37放大為光束③，為第一放大倍率的圖像。由於此時光束④為藍光，波長在440?490nm範圍內，被第一濾光鏡38截止。第一光通道沒有光線到達探測器40。第二光通道的光經過第一分束鏡32、第二全反射鏡33反射，得到光束②，光束②通過第二中繼成像透鏡34放大為光束④，為第二放大倍率圖像。光束④通過第二濾光鏡35，被第二分束鏡36透射，進入探測器40，此時只檢測到第二倍率圖像。因此，本系統可以通過不同波段光源的通斷來控制不同光通道的倍率，進行倍率的實時切換。其中，為簡化起見，圖4中全反射鏡91反射的光線與圖3中的位於物鏡44上方的分束鏡31的作用相同，均是向多組光學組件對應的光通道提供待檢測物體反射的光線。
[0069]再以單粒雙色LED照明為多色光源裝置為例對上述系統進行闡述。如圖5、圖6所示。其工作流程與圖3完全相同，只是光源部分略有不同。圖5、圖6中均採用單粒雙色LED進行照明，系統中只需安裝一粒雙色LED，結構更加簡單、緊湊。圖6中將LED45垂直安裝，照明系統中無需安裝分束鏡或者全反射鏡。圖5中將LED45水平安裝，需要以45°安裝一全反射鏡或者分束鏡41。
[0070]在本發明的另一實施例中，所述至少一個第二組光學組件為2組以上時，離所述第一組光學組件最遠的第二組光學組件包括:接收所述最遠的第二組光學組件相鄰的前一組光學組件中的最前端的分束鏡反射光線的第三全反射鏡；接收所述第N全反射鏡反射的光線，且呈現第N倍率圖像的第N中繼成像透鏡；接收所述第N中繼成像透鏡透射光線的第N濾光鏡，所述第N濾光鏡濾波波段對應第N種顏色光線的波段；接收所述第N濾光鏡透射光線的第四全反射鏡；所述第四全反射鏡反射的光線通過其它組光學組件中的分束鏡進入所述探測器；其中，所述N為大於或者等於3的正整數；
[0071]所述至少一個第二組光學組件中，其它第二組光學組件均包括:接收其前一第二組光學組件中的最前端分束鏡透射光線的前端分束鏡；接收所述前端分束鏡透射光線，且呈現一種倍率圖像的中繼成像透鏡；接收所述中繼成像透鏡透射光線的濾光鏡；接收所述濾光鏡透射光線的後端分束鏡；所述後端分束鏡透射的光線直接或者間接進入所述探測器。
[0072]在不同的設計和產品需求中，可分別使用以上結構。與上述三種結構工作原理類似，該結構也可以根據需要增刪照明光源，提供更靈活的放大倍率。如附圖7、圖8所示，可以設計為三組光學組件的實施例，圖7中以多粒單色LED光源裝置為例進行圖示，圖8以單粒多色LED光源裝置為例進行圖示；
[0073]圖7中，多色光源裝置部分的LED包括:第一方向設置的藍色光LED76，第二方向設置的紅色光LED77，第三方向設置的綠色光LED78，此時為使光源能夠照射到待測物體上，可以根據情況設置相應的分束鏡或者反射鏡80，79 ;圖8中包括一個多色LED 81，從光源裝置發出的某一種顏色的光，通過分束鏡61、物鏡75透射，到達待檢測物體，待檢測物體反射的光線經過分束鏡61反射，進入由分束鏡62，中繼成像透鏡65，濾光鏡68以及全反射鏡71組成的第一光通道；第三組光學組件(即離第一組光學組件最遠的第二組光學組件)包括:全反射鏡64，中繼成像透鏡67，濾光鏡70以及全反射鏡73組成的第三光通道；中間的第二組光學組件包括:分束鏡63,中繼成像透鏡66,濾光鏡69以及分束鏡72 ;每組光學組件最後得到的光線進入探測器74中；每組光學組件形成的光通道的工作原理與上述圖3所示的光通道的工作原理相似，每組光學組件中繼成像透鏡具有不同的放大倍率，每組光學組件中的濾光鏡對一種顏色光源對應波段的光波通過，對其它顏色光源的光 波截止，並最終將每一种放大倍率的圖像反映至一個探測器中，從而實現一個系統可提供多個放大倍率的圖像，且利用分束鏡的分光和合光，利用反射鏡進行折轉光路，利用光學濾光鏡對光學倍率進行切換，最終實現使用不同波長光源來實時切換到不同倍率的圖像，且這些不同的光路系統僅需使用一個探測器，大大簡化了系統結構、降低了系統成本、提高了檢測效率。
[0074]當然，上述圖例僅為說明本發明的原理，本發明的實施例還可以包括四組光學組件，五組光學組件，……N組光學組件，實現原理分別與上述圖3、5、6、7、8所述的相同或者類似；本發明的上述所有實施例中，所述多組光學組件中的各光通道可以平行設置。所述多組光學組件中的中繼成像透鏡具有預設不同的放大倍率。所述多組光學組件中的濾光鏡為:帶通濾波片或者長/短通濾波片。所述多組光學組件中的分束鏡的分光比為1:1;當然也可以根據情況採用其它分光比。探測器可以是相機(CCD、CM0S)，也可以是位置傳感器(PSD)0其中光波可以是I)可見光；2)紫外光；3)紅外光。分束鏡可以是分光稜鏡或分光平片。全反射鏡可以是反射稜鏡或反射平片。光通道的成像元件為透鏡或透鏡組，每路透鏡或透鏡組都有預先設計的放大倍率。同軸光可以採用LED，也可以採用光纖光源。該系統工作距離可在一定範圍內可調整。
[0075]另外，在實際應用中，由圖3可見，兩組光路沿XY平面對稱安裝。光路中所有分光鏡分光比為1:1。兩光通道分束鏡32、36和全反射鏡33、39都平行安裝。分束鏡32、36與全反射鏡33、39均與XZ平面垂直，與XY平面成45度。顯微物鏡44均採用像方遠心光路結構，在光束通過中繼光路前均為平行光，由於平行光路中分束鏡基本不引入像差，而非平行光路中分束鏡除不產生場曲外，其他像差都存在。另外，由於全反射鏡不引入像差。因此，兩個光通道成像質量不同。若採用相同的光學結構，光通道I成像質量優於光通道2，所以，應將要求解析度最高、倍率大的通道與光通道I匹配；而對解析度要求較低、放大倍率不太高的通道與通道2匹配。
[0076]如圖4可以看出:在工作距離垂直上方安裝顯微物鏡44，其光軸沿+y軸方向，顯微物鏡44的光軸應與視場中心重合。在顯微物鏡44上方以與XZ平面成45度偏角放置分束鏡。通過物鏡44上方主分束鏡或者反射鏡91反射的光線，通過第一分束鏡32。如圖3所示。分束鏡2垂直於XZ平面與XY平面成45度角。光線經過第一分束鏡32被分為兩路，一路通過第一分束鏡32透射，光軸沿y方向平移Λ 1，因此該路的第一中繼成像透鏡37的安裝也需要在y方向平移Al。另一光路通過第一分束鏡32反射，再經過第二全反射鏡33折轉，進入其中第二繼成像透鏡34。兩個光通道通過第二分束鏡36的透射和反射進入同一光路，被透射的一路經過第二分束鏡36後，光軸在y方向有Λ2的偏移。因此，在安裝第二分束鏡36時要充分考慮兩通道光軸的重合。另外，第一濾光鏡38、第二濾光鏡35與YZ平面平行、ZX平面垂直安裝。
[0077]本發明利用波長變倍的機器視覺系統裝調過程如下:將該系統安裝於機架上，調節系統高度於工作距離處，高倍光路調焦於晶片表面，低倍光路調焦於料架表面。調節各通道中繼成像透鏡，使各個光通道齊焦。檢測過程中，各光通道利用光源波長進行實時切換，使得所需圖像傳輸到探測器中，進行後續處理。
[0078]本發明中倍率的切換完全利用光學的方法，只需要簡單控制照明光源的波長，並在成像光路中集成濾光元件就可以實現。對於每個倍率的光通道，只需要集成相應的濾光元件，所分的每一路光入射到預先設定放大倍率的光通道，形成不同放大倍率的像。系統僅使用一個探測器，大大簡化了系統結構、降低了系統成本、提高了可靠性。
[0079]以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種機器視覺系統,包括: 多色光源裝置； 接收所述多色光源裝置發出的光線的光源通過側分束鏡組； 接收所述光源通過側分束鏡組透射的光線照射到待檢測物體後反射光線的多組光學組件，其中，每組光學組件形成一光通道，一個光通道傳輸一種顏色的光線，且每組光學組件具有不同的成像倍率； 接收所述多組光學組件輸出的光線的一個探測器。
2.根據權利要求1所述的機器視覺系統，其特徵在於，還包括: 接收所述光源通過側分束鏡組透射光線的物鏡； 其中，所述光源通過側分束鏡組透射光線通過所述物鏡照射到所述待檢測物體上，所述待檢測物體反射光線經過所述物鏡返回所述分束鏡組，並反射到所述多組光學組件。
3.根據權利要求2所述的機器視覺系統，其特徵在於，所述多組光學組件包括:直接接收所述光源通過側分束鏡組 從所述待檢測物體反射光線的第一組光學組件，以及間接接收所述反射光線的至少一個第二組光學組件；其中，所述第一組光學組件包括: 直接接收所述光源通過側分束鏡組反射光線的第一分束鏡； 接收所述第一分束鏡透射光線，並呈現第一倍率圖像的第一中繼成像透鏡； 接收所述第一中繼成像透鏡透射光線的第一濾光鏡，其中所述第一濾光鏡濾波波段對應第一種顏色的光線的波段； 接收所述第一濾光鏡透射光線的第一全反射鏡； 所述第一全反射鏡反射光線經過其中一個第二組光學組件中的第二分束鏡，反射後進入所述探測器。
4.根據權利要求3所述的機器視覺系統，其特徵在於，所述至少一個第二組光學組件為一組時，與所述第一組光學組件相鄰的第二組光學組件包括: 接收所述第一分束鏡反射光線的第二全反射鏡； 接收所述第二全反射鏡反射光線，且呈現第二倍率圖像的第二中繼成像透鏡；其中，所述第二倍率與所述第一倍率不同； 接收所述第二中繼成像透鏡透射光線的第二濾光鏡，其中所述第二濾光鏡濾波波段對應第二種顏色的光線的波段； 接收所述第二濾光鏡透射光線的所述第二分束鏡； 所述第二分束鏡透射光線進入所述探測器。
5.根據權利要求3所述的機器視覺系統，其特徵在於，所述至少一個第二組光學組件為2組以上時，離所述第一組光學組件最遠的第二組光學組件包括: 接收所述最遠的第二組光學組件相鄰的前一組光學組件中的最前端的分束鏡反射光線的第三全反射鏡； 接收所述第三全反射鏡反射光線，且呈現第N倍率圖像的第N中繼成像透鏡； 接收所述第N中繼成像透鏡透射光線的第N濾光鏡，所述第N濾光鏡濾波波段對應第N種顏色的光線的波段； 接收所述第N濾光鏡透射光線的第四全反射鏡；其中，所述N為大於或者等於3的正整數；所述第四全反射鏡反射光線通過其它組光學組件中的分束鏡進入所述探測器； 所述至少一個第二組光學組件中，其它第二組光學組件均包括: 接收其前一第二組光學組件中的最前端分束鏡透射的光線的前端分束鏡； 接收所述前端分束鏡透射光線，且呈現一種倍率圖像的中繼成像透鏡； 接收所述中繼成像透鏡透射光線的濾光鏡； 接收所述濾光鏡透射光線的後端分束鏡； 所述後端分束鏡透射的光線直接或者間接進入所述探測器。
6.根據權利要求4或5所述的機器視覺系統，其特徵在於，所述多組光學組件中的各光學通道平行設置。
7.根據權利要求4或5所述的機器視覺系統，其特徵在於，所述多組光學組件中的中繼成像透鏡具有預設的不同的放大倍率。
8.根據權利要求4或5所述的機器視覺系統，其特徵在於，所述多組光學組件中的濾光鏡為:帶通濾波片或者長/短通濾波片。
9.根據權利要求4或5所述的機器視覺系統，其特徵在於，所述多組光學組件中的分束鏡的分光比為1:1。
10.根據權利要求1所述的機器視覺系統，其特徵在於，所述多色光源裝置包括:單粒多色光源裝置或者多個單粒單色`光源裝置。
【文檔編號】G01N21/84GK103454275SQ201210169813
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年5月28日 優先權日:2012年5月28日
【發明者】於麗娜, 王雙全 申請人:北京中電科電子裝備有限公司