專利名稱：用于對對象進(jìn)行照明的裝置、傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對對象進(jìn)行照明、尤其是用于對電子元件和/或涂覆在元件載體上的標(biāo)記進(jìn)行照明的裝置，其中不同的照明單元以不同的照射角對要照射的對象進(jìn)行照明。此外，本發(fā)明還涉及一種用于在視覺上檢測對象、尤其是用于檢測電子元件和/或涂覆在元件載體上的標(biāo)記的傳感器裝置，所述傳感器裝置具有光檢測器和上述類型的照明裝置。
背景技術(shù)：
在將元件載體自動地裝配到所謂的自動插入元件設(shè)備中時，元件由元件供給設(shè)備在確定的提取位置上提供，并且由裝配頭提取，其中可以借助于定位系統(tǒng)在工作范圍內(nèi)定位所述裝配頭。所提取的元件由裝配頭傳送到裝配位置，并且被放置在由相應(yīng)的連接面所確定的安裝位置處的需裝配的元件載體上。
由于電子元件越來越小型化，所以只通過由裝配頭所提取的元件的準(zhǔn)確的光位置測量就能夠?qū)崿F(xiàn)精確的裝配過程。同樣地，需要對要裝配的元件載體進(jìn)行精確的位置測量，以便能夠從裝配頭精確地駛向正確的裝配位置。通常借助于安置在各個元件載體上的特殊標(biāo)記來進(jìn)行元件載體的位置測量。
然而，現(xiàn)代自動裝配設(shè)備不僅通過高的裝配精度來表征，而且通過高的裝配效率來表征。關(guān)于這一點(diǎn)，可以將概念“裝配效率”理解為元件的最大數(shù)量，所述元件可以在確定的時間單位內(nèi)由元件供給設(shè)備提取并且被放置在印刷電路板上。
因此，為了既實現(xiàn)高的裝配精度又實現(xiàn)高的裝配效率，必須既非常精確又非?？焖俚販y量元件和印刷電路板的位置。為此，除了第一流的攝像系統(tǒng)之外，還需要照明裝置，所述照明裝置以不同的照射角和/或利用具有高光強(qiáng)的不同光譜分量的光來對要檢測的對象進(jìn)行照明，因此能夠可靠地測量大量具有不同光學(xué)特性的不同對象。在這種情況下，照射角或者照明光譜的選擇取決于分別要檢測的對象的光學(xué)特性，并且必要時也取決于背景的光學(xué)特性，其中在該背景下拍攝相應(yīng)的對象。
根據(jù)DE 101 28 476 C2已知一種光傳感器裝置，其中設(shè)置有三個不同的照明單元，所述照明單元分別從不同的角度對要檢測的對象進(jìn)行照明。所述照明單元中的一些具有至少兩個在彼此不同的光譜范圍內(nèi)發(fā)光的發(fā)光元件?？梢越柚诳刂蒲b置彼此獨(dú)立地控制所有發(fā)光元件，因此照明光譜分別能夠最佳地匹配于相應(yīng)情形。然而，光傳感器裝置具有以下缺點(diǎn)，即只能以耗費(fèi)大的方式來制造具有三個照明單元的照明裝置，因為必須將相應(yīng)的發(fā)光元件安裝在照明裝置內(nèi)的不同層面上的不同位置上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，實現(xiàn)一種用于照明的裝置或一種用于檢測對象的裝置，所述裝置能夠?qū)崿F(xiàn)大量不同的照明，并且能夠借助于簡單并且因此成本低的裝配工作來構(gòu)造。
該任務(wù)通過具有獨(dú)立權(quán)利要求1所述特征的用于對對象進(jìn)行照明、尤其是用于對電子元件和/或涂覆在元件載體上的標(biāo)記進(jìn)行照明的裝置來解決。
本發(fā)明照明裝置包括用于以第一照射角對測量場進(jìn)行照明的第一照明單元和用于以第二照射角對測量場進(jìn)行照明的第二照明單元。在所述第二照明單元和測量場之間布置有光學(xué)元件，該光學(xué)元件如此影響在所述第二照明單元和測量場之間的光路，以致光路在第二照明單元和測量場之間的直接的幾何連接之外延伸。按照本發(fā)明，通過不僅將第一照明單元安裝在公共電路載體上而且將第二照明單元也安裝在公共電路載體上來實現(xiàn)照明裝置的簡單裝配。
按照權(quán)利要求2，附加地設(shè)置有用于以第三照射角對測量場進(jìn)行照明的第三照明單元，其中所述第三照明單元同樣也被安裝在公共電路載體上。如果為三個照明單元所設(shè)置的發(fā)光元件是所謂的SMD(SurfaceMountDevice，表面貼裝器件)元件，那么尤其可以簡單地制造具有所有照明單元的公共電路載體。因此，發(fā)光二極管尤其適合作為發(fā)光元件，所述發(fā)光二極管價格便宜，并且在低的電流需求情況下提供高的發(fā)光效率。
按照權(quán)利要求3，所述傳感器裝置另外還具有布置在測量場上方的部分透光的反射鏡，該反射鏡使得能夠通過第三照明單元垂直地對測量場進(jìn)行照明。在這種情況下，第三照明光的光路也通過附加的反射器和/或通過用于產(chǎn)生漫射照明光的光散射元件。
按照權(quán)利要求4，如此設(shè)立照明單元，使得其能夠發(fā)出在不同光譜范圍內(nèi)的照明光。因此，可以通過相應(yīng)地控制各個照明單元而使照明光最佳地匹配于由要檢測的對象的光學(xué)特性所確定的大量不同的情形?？梢酝ㄟ^以下方式來實現(xiàn)不同的光譜范圍，即不同的照明單元發(fā)出照明光的不同光譜分布，或者照明單元覆蓋不同的光譜范圍，這可以最簡單地通過為一個照明單元設(shè)置多個光譜不同的發(fā)光元件來實現(xiàn)。
按照權(quán)利要求5，用于控制照明單元的電子驅(qū)動電路同樣也被安裝在公共電路載體上。這具有以下優(yōu)點(diǎn)，即照明裝置所需要的所有電子和光電子元件都被布置在公共電路載體上，并且因為即使為了對不同的照明單元進(jìn)行電子控制也不需要附加的印刷電路板。
按照權(quán)利要求6所述的照明裝置另外還具有散射元件，該散射元件被布置在第一照明光的光路中，并且因此能夠通過第一照明單元對要檢測的對象進(jìn)行漫射照明。如果要檢測的對象至少在部分區(qū)域中反射，那么漫射照明尤其有利，這是因為在漫射照明時大大減弱光反射，所述光反射使相應(yīng)對象的檢測變得困難。應(yīng)該指出，散射元件也可以與光學(xué)元件一起被構(gòu)成為整體，因此不僅第一照明單元而且第二照明單元產(chǎn)生具有所述優(yōu)點(diǎn)的漫射照明。將散射元件集成到光學(xué)元件中允許照明裝置的進(jìn)一步簡化的裝配。
按照權(quán)利要求7所述的裝置能夠特別容易地并且因此也成本低地裝配照明裝置，其中所述光學(xué)元件被直接或者間接地固定在公共電路載體上。
按照權(quán)利要求8所述的優(yōu)選實施形式，光學(xué)元件是光導(dǎo)元件，該光導(dǎo)元件具有與第二照明單元光耦合的光入射面和與公共電路載體相間隔的光出射面。這具有以下優(yōu)點(diǎn)，即如果照明單元被布置在比較而言小面積的電路載體上，那么尤其在平行地布置公共電路載體和測量場時也能夠?qū)崿F(xiàn)非常平的照明。小電路載體具有大的優(yōu)點(diǎn)，即整個照明裝置能夠以緊湊的結(jié)構(gòu)形式被構(gòu)造，并且因此即使在小的空間供給時也可以被用作多方面可用的照明裝置。不同于陡的照明，平的照明應(yīng)被理解為這樣的照明情形，其中光線以至少小于45°的角度照射到測量場上。在這種情況下，測量入射光線和測量場平面之間的照射角。與之不同，陡的照明的特征在于，照射角在45°和90°之間的范圍中，其中90°的照射角表示測量場的垂直照明。
光導(dǎo)元件例如是傳統(tǒng)的光波導(dǎo)或者透光塑料部件，該透光塑料部件可以簡單地、尤其是通過已知的壓鑄方法來制造。
由權(quán)利要求9的特征得出另一尤其有利的實施形式。因此，光學(xué)元件是折射元件，該折射元件與第二照明單元相間隔地被布置，并且通過在該折射元件的至少一個界面上折射來影響第二照明單元和測量場之間的光路。因此，尤其是在垂直地布置公共電路載體和測量場時，已經(jīng)可以利用小電路載體來實現(xiàn)非常陡的照明，所以在這種情況下整個照明裝置也能夠以非常緊湊的結(jié)構(gòu)形式來構(gòu)造。
按照權(quán)利要求10，該折射元件具有光學(xué)棱鏡，該光學(xué)棱鏡是折射元件的一種簡單而成本低的實現(xiàn)。
按照權(quán)利要求11的具有作為反射元件的圓柱形透鏡的有利實施形式具有以下優(yōu)點(diǎn)，即在測量場內(nèi)，不僅可以實現(xiàn)高的照明強(qiáng)度，而且可以實現(xiàn)大的照射角帶寬。大的照射角帶寬具有以下優(yōu)點(diǎn)，即該照明尤其有利地適合于具有反射表面的圓形體或者圓柱體，這是因為明顯減小造成干擾的反射的強(qiáng)度，該反射極大影響由攝像機(jī)所拍攝的圖像的分析。
應(yīng)該指出，具有圓柱形透鏡的折射元件可以具有旋轉(zhuǎn)對稱，其中相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸與照明裝置的光軸恰好重合。在這種情況下，圓柱形透鏡也具有圍繞光軸同心的形狀。這能夠?qū)崿F(xiàn)具有不同的方位角、即具有不同的照明方向的盡可能均勻的照明，所述照明方向相對于測量面具有所有都相同的照射角。
利用同樣關(guān)于光軸對稱的多邊形、尤其是八邊形裝置來獲得制造耗費(fèi)和以不同方位角進(jìn)行的均勻照明之間的良好的折衷。
按照權(quán)利要求12，如此構(gòu)造折射元件，以致附加地引起光散射。在這種情況下，光學(xué)元件具有兩種功能(a)有利地影響照射角，用于實現(xiàn)緊湊的結(jié)構(gòu)形式，和(b)產(chǎn)生漫射光，用于減小造成干擾的直接光反射。
此外，本發(fā)明所基于的任務(wù)通過具有權(quán)利要求13所述特征的用于在視覺上檢測對象、尤其是用于檢測電子元件和/或涂覆在元件載體上的標(biāo)記的傳感器裝置來解決。本發(fā)明傳感器裝置包括光檢測器和按照權(quán)利要求1至12之一所述的用于對對象進(jìn)行照明的裝置。
按照權(quán)利要求14，光檢測器是行傳感器或面積傳感器，其尤其可以借助于傳統(tǒng)的CCD(電荷耦合器件)芯片或者借助于CMOS(互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體)芯片來實現(xiàn)使用。CCD傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn)，即其具有高靈敏度，并且此外是價格便宜的標(biāo)準(zhǔn)電子元件。
在使用行傳感器的情況下，通過對象和傳感器裝置之間的相對運(yùn)動來測量對象。在這種情況下，依次獲得多個一維圖像行，并且在連接于傳感器裝置之后的圖像分析單元中將該多個一維圖像行組合成對象的平面圖像。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征從目前優(yōu)選的實施形式的以下示例性說明中得出。


在附圖中圖1以示意圖的形式示出一種傳感器裝置，在該傳感器裝置中與測量場平行地布置公共電路載體，圖2以示意圖的形式示出一種傳感器裝置，在該傳感器裝置中與測量場垂直地布置公共電路載體，以及圖3以示意圖的形式示出一種傳感器裝置，在該傳感器裝置中圓柱形透鏡能夠有利地實現(xiàn)對測量場的聚焦照明。
在這里，仍應(yīng)注意的是，在附圖中彼此相應(yīng)的元件的附圖標(biāo)記只是在其第一個數(shù)字上有所區(qū)別。
具體實施例方式
圖1示出按照本發(fā)明的第一實施例的圖像識別系統(tǒng)100。該圖像識別系統(tǒng)100包括攝像機(jī)110以及照明裝置130。攝像機(jī)110具有殼體111，在該殼體中布置有CCD傳感器112以及沒有示出的電子電路，該電子電路控制CCD傳感器112，并且經(jīng)由該電子電路將由CCD傳感器112所獲得的圖像數(shù)據(jù)傳輸給同樣沒有示出的圖像分析單元。此外，為攝像機(jī)110分配了鏡筒120，其中關(guān)于CCD傳感器112的光軸對稱地固定所述鏡筒，并且該鏡筒包括鏡組121以及具有半反射界面122a的分光立方體122。如下所述，該分光立方體122允許測量場170的垂直照明，該測量場通過攝像機(jī)110的鏡組121來檢測。
照明裝置130具有殼體131，在該殼體中布置有印刷電路板135。該印刷電路板135用作多個電子和光電子元件的公共電路載體。所有的電子和光電子元件典型地是SMD元件，其傳統(tǒng)上被裝配在公共印刷電路板135上，因此可以低成本地制造照明單元130。因為此外照明所需要的所有元件都位于公共印刷電路板135上，所以可以簡單地安裝具有相應(yīng)地被裝配的印刷電路板135的照明單元130。
此外，在該公共印刷電路板135上還布置有大量電子元件136，這些電子元件用作三個照明單元、即第一照明單元140、第二照明單元150和第三照明單元160的驅(qū)動電路。
第一照明單元140和第二照明單元150分別具有關(guān)于照明裝置130的光軸對稱地布置的發(fā)光二極管，其中照明裝置130的光軸與攝像機(jī)110的光軸恰好重合。在這里應(yīng)指明，各個照明單元的發(fā)光二極管的數(shù)量不局限于圖1中所示的數(shù)量。為了在沒有優(yōu)選方向的情況下獲得盡可能均勻的強(qiáng)照明，大量發(fā)光二極管不僅可以關(guān)于照明裝置130的光軸對稱地被布置在圖1的圖例平面中，而且可以關(guān)于照明裝置130的光軸對稱地被布置在沒有示出的其它截面平面中。因此，發(fā)光二極管可以例如被布置在圍繞照明裝置130的光軸的同心圓上，或者被布置在矩形、尤其是正方形的側(cè)邊上，所述矩形或者正方形同樣也關(guān)于照明裝置130的光軸對稱。
第一照明單元140包括多個內(nèi)部發(fā)光二極管141以及多個外部發(fā)光二極管142，其中在圖1中所示的橫截面視圖中分別只能看到兩個發(fā)光二極管141或者142。在這種情況下，內(nèi)部發(fā)光二極管141可以發(fā)出具有第一照明光譜的光，而外部發(fā)光二極管142可以發(fā)出具有不同于第一照明光譜的第二照明光譜的光。但是，發(fā)光二極管141和142也可以是相同類型的，并且發(fā)出具有相同波長光譜的光，因此通過大量相同的發(fā)光二極管在測量場170上通過第一照明單元140實現(xiàn)高的照明強(qiáng)度。
發(fā)光二極管141和發(fā)光二極管142的照明光譜不同具有以下優(yōu)點(diǎn)，即在單獨(dú)地控制單個發(fā)光二極管141或者142的前提下，可以使照明光譜最佳地匹配于要檢測的測量對象171的光學(xué)特性，其中為了進(jìn)行檢測如此定位該測量對象，使得測量對象171的表面與測量場170恰好重合。
由發(fā)光二極管141和142發(fā)出的第一照明光照射到散射盤(Streuscheibe)144上，該散射盤負(fù)責(zé)通過漫射的第一照明光照亮測量場170。為了攝像機(jī)110能夠盡可能無干擾地檢測測量場170，在散射盤144中構(gòu)造關(guān)于照明裝置130的光軸對稱的開口145。
根據(jù)這里所示的實施例，第二照明裝置150只具有一組發(fā)光二極管。當(dāng)然應(yīng)該指出，也可以將多組發(fā)光二極管用于第二發(fā)光單元150，因此以上結(jié)合第一照明裝置141的說明所述的優(yōu)點(diǎn)、即高光強(qiáng)或者光譜可調(diào)的照明光也可有利地被應(yīng)用于第二照明單元150。
發(fā)光二極管150分別與光導(dǎo)元件151相耦合，該光導(dǎo)元件具有光入射面151a和光出射面151b。該光導(dǎo)元件151優(yōu)選地通過已知的壓鑄方法由透光塑料制成。因此，在將入射面151a良好地光耦合到各個發(fā)光二極管150時并且在光導(dǎo)元件151有微小的光衰減時，出射面151b是與公共印刷電路板135相距間隔d的準(zhǔn)光源。微長的光導(dǎo)元件151與公共印刷電路板135的相應(yīng)角位置是所得出的照射角β，該照射角優(yōu)選地大約為45°，小于由發(fā)光二極管150對測量場170進(jìn)行直接照明所產(chǎn)生的那個角。換句話說，這意味著，也可以利用相對緊湊的照明單元130、即在發(fā)光二極管150與照明裝置130的光軸相距微小間隔時通過第二照明單元150來實現(xiàn)相對平的照明。在不使用光導(dǎo)元件151的情況下，為了獲得相同的照射角β，第二照射單元150的發(fā)光二極管必須與照明單元130的光軸相距更遠(yuǎn)，或者被布置在單獨(dú)的電路載體上。
第三照明單元160包括兩個發(fā)光二極管161和162，這兩個發(fā)光二極管和第一照明單元140的發(fā)光二極管141和142一樣也能發(fā)射相同或者光譜不同的照明光。經(jīng)由平面轉(zhuǎn)向鏡164，使由發(fā)光二極管161和162發(fā)出的光轉(zhuǎn)向分光立方體122，因此在界面的反射系數(shù)為0.5時，一半照明光作為垂直照明照射到要檢測的測量對象171上，所述要檢測的測量對象例如是由裝配頭的沒有示出的保持裝置所保持的元件。
照明裝置130具有以下優(yōu)點(diǎn)，即用于照明所需要的所有發(fā)光二極管和用于控制這些發(fā)光二極管的元件以SMD技術(shù)被安裝在公共印刷電路板135上。在照明裝置130的結(jié)構(gòu)緊湊時，通過以下方式獲得極其不同的照射角，即(a)通過第一照明單元140的發(fā)光二極管141和142實現(xiàn)傾斜并且優(yōu)選漫射的照明，(b)通過第二照明單元150與光導(dǎo)元件151的結(jié)合實現(xiàn)平的照明，以及(c)通過第三照明單元160與平面轉(zhuǎn)向鏡164和分光立方體122的結(jié)合實現(xiàn)垂直照明。
圖2示出具有攝像機(jī)210和照明裝置230的圖像識別系統(tǒng)200，其中兩個照明單元被布置在與需照亮的測量場270垂直的平面中。攝像機(jī)210包括殼體211，在該殼體中布置有CCD傳感器212。用作鏡組221的保持器的鏡筒220被分配給攝像機(jī)210，通過所述鏡組221將測量場270映射到平面CCD傳感器212上。
照明裝置230包括殼體231，在該殼體中固定有至少兩個印刷電路板235a和235b。在所示的橫截面視圖中可以看到的兩個印刷電路板235a和235b可以是分離的印刷電路板或者也可以優(yōu)選地是唯一的印刷電路板，該唯一的印刷電路板具有圓形形狀并且圍繞照明裝置230的光軸290被布置。替代地，也可以通過以下方式來實現(xiàn)公共印刷電路板，即多個剛性的子印刷電路板235a和235b以已知的方式通過所謂的柔性連接(Flexverbindung)以多角布置形式、尤其是以八角形形式彼此連接并且圍繞光軸290對稱地布置。
公共印刷電路板235a或者235b用作第一照明單元240和第二照明單元250的載體，因此也可以簡單地裝配照明裝置230。
第一照明單元240包括下面的發(fā)光二極管241和上面的發(fā)光二極管242，如先前借助于圖1所述的那樣，所述發(fā)光二極管發(fā)射光譜相同或者光譜不同的光。由發(fā)光二極管241和242所發(fā)出的照明光照射到通過保持器246固定在殼體231上的散射元件244上。因此，第一照明單元240的發(fā)光二極管241和242對被布置在測量場270中的測量對象272進(jìn)行漫射照明。在這種情況下，以不同角度對測量對象272進(jìn)行照明，因此與以固定的照射角直接照明相比，即使在拱形的和強(qiáng)反射的測量對象、例如具有拱形金屬連接面的元件情況下，也實現(xiàn)均勻照明，并且因此只出現(xiàn)具有明顯更小的強(qiáng)度的反射。圖2示意性地示出這種拱形元件272，其被放置在印刷電路板260的連接面275上。
第二照明單元250包括發(fā)光二極管，其所發(fā)出的光照射到散射元件244的斜切部分上，作為棱鏡的該斜切部分是所謂的折射元件252。由于由發(fā)光二極管250發(fā)出的照明光在棱鏡252的入射面252a和出射面252b上折射，結(jié)果是以相對陡的照射角β對測量對象272進(jìn)行照明。如從圖2可以看出的那樣，該角β明顯小于角β0，其中在沒有折射元件252的影響的情況下以所述角β0對測量對象272進(jìn)行照明。通過這種方式，能夠獲得陡的照射角，其中只有當(dāng)垂直布置的公共印刷電路板235a、235b的高度明顯更大并且因此照明裝置的結(jié)構(gòu)同樣也大于圖2中所示的照明裝置230的緊湊結(jié)構(gòu)時，才能在沒有使用折射元件252的情況下獲得所述陡的照射角。
在這里應(yīng)該指出，出于清楚的原因，在圖2中相對于光軸290、而不是如在圖1中的情況那樣相對于測量面170畫出照射角β和β0。然而，在兩種情況下，在圖1中所示的實施例中是光導(dǎo)元件151、而在圖2中所示的實施例中是折射元件252的光學(xué)元件有利于，可以在緊湊的結(jié)構(gòu)內(nèi)構(gòu)造能夠以極其不同的照射角照明的照明裝置。
此外，照明裝置230的特征在于，在公共印刷電路板235a或者235b上布置有針對不同照射角的多個光源，并且因此允許簡單且順利地安裝照明裝置230。通過將被構(gòu)造為光學(xué)棱鏡的折射元件252集成到散射元件244中，即使在照明裝置230的結(jié)構(gòu)緊湊時也能夠以大量不同的照射角實現(xiàn)漫射照明。
與折射元件252組合的散射元件244由透明塑料制成，并且可以例如以壓鑄方法來制造。折射元件252具有圓柱對稱形狀或者八角形形狀，并且關(guān)于照明裝置230的光軸290對稱地布置。通過這種方式，在具有高照明強(qiáng)度的緊湊結(jié)構(gòu)的情況下，在大的照射角帶寬時，可以獲得均勻照明。
圖3示出按照本發(fā)明的另一實施例的圖像識別系統(tǒng)300，其具有攝像機(jī)310和照明裝置330。攝像機(jī)310與圖2中所示的攝像機(jī)210相同，因此在這里不再次進(jìn)行描述。
照明裝置330包括印刷電路板335a和335b。如先前已經(jīng)借助于圖2所述的那樣，也能夠以一塊印刷電路板的形式構(gòu)造印刷電路板。印刷電路板335a或335b用作第一照明單元340和第二照明單元350的載體。根據(jù)這里所示的實施例，兩個照明單元分別具有發(fā)光二極管。在到達(dá)定位于測量場370中的測量對象372之前，由兩個發(fā)光二極管340和350發(fā)出的照明光首先照射到散射元件344上。測量對象372例如是具有拱形連接觸點(diǎn)的電子元件，所述拱形連接觸點(diǎn)被放置在印刷電路板376的連接面375上。
分別為每個照明單元設(shè)置被構(gòu)造為圓柱形透鏡的折射元件348或352，所述折射元件優(yōu)選地與散射元件一起被構(gòu)造為整體。圓柱形透鏡分別具有入射面348a或352a和出射面348b或352b。如從圖3中可以看出，折射元件348和352引起有效照射角的帶寬的增大，所以在照明裝置330的結(jié)構(gòu)緊湊時，也利用不同照射角的大帶寬來對要測量的測量對象372進(jìn)行照明。以這種方式實現(xiàn)具有高照明強(qiáng)度的均勻照明，其中另外通過散射元件344的散射光的特性來進(jìn)一步改善照明的均勻性。以這種方式使由攝像機(jī)310所拍攝的測量對象372的圖像盡可能沒有光反射，該光反射會干擾隨后的圖像分析。
附圖標(biāo)記清單100圖像識別系統(tǒng)110攝像機(jī)111殼體112CCD傳感器120鏡筒121鏡組122分光立方體122a分光界面130照明裝置131殼體135公共印刷電路板136驅(qū)動電路的電子元件140第一照明單元141內(nèi)部發(fā)光二極管142外部發(fā)光二極管144散射盤145開口150第二照明單元(發(fā)光二極管)151光導(dǎo)元件151a入射面151b出射面d出射面-印刷電路板間隔β第二照射角160第三照明單元161發(fā)光二極管162發(fā)光二極管164平面轉(zhuǎn)向鏡170測量場171測量對象200圖像識別系統(tǒng)210攝像機(jī)
211殼體212CCD傳感器220鏡筒221鏡組230照明裝置231殼體235a公共印刷電路板235b公共印刷電路板240第一照明單元241下面的發(fā)光二極管242上面的發(fā)光二極管244散射元件246保持器250第二照明單元(發(fā)光二極管)252折射元件(棱鏡)252a入射面252b出射面β第二照射角(具有折射元件)β0第二照射角(無折射元件)270測量場272測量對象(拱形元件)275連接面276印刷電路板290照明裝置的光軸300圖像識別系統(tǒng)310攝像機(jī)311殼體312CCD傳感器320鏡筒321鏡組330照明裝置335a公共印刷電路板
335b公共印刷電路板340第一照明單元(發(fā)光二極管)344散射元件348折射元件(圓柱形透鏡)348a入射面348b出射面350第二照明單元(發(fā)光二極管)352折射元件(圓柱形透鏡)352a入射面352b出射面370測量場372測量對象(拱形元件)375連接面376印刷電路板390照明裝置的光軸。
權(quán)利要求
1.用于對對象進(jìn)行照明、尤其是用于對電子元件和/或涂覆在元件載體上的標(biāo)記進(jìn)行照明的裝置，具有●用于以第一照射角對測量場(170，270，370)進(jìn)行照明的第一照明單元(140，240，340)，●用于以第二照射角(β)對所述測量場(170，270，370)進(jìn)行照明的第二照明單元(150，250，350)，其中在所述第二照明單元(150，250，350)和所述測量場(170，270，370)之間布置有光學(xué)元件(151，252，352)，該光學(xué)元件如此影響所述第二照明單元(150，250，350)和所述測量場(170，270，370)之間的光路，以致所述光路在所述第二照明單元(150，250，350)和所述測量場(170，270，370)之間的直接的幾何連接之外延伸，以及其中所述第一照明單元(140，240，340)和所述第二照明單元(150，250，350)被安裝在公共電路載體(135，235a/b，335a/b)上。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，另外還具有用于以第三照射角對所述測量場(170)進(jìn)行照明的第三照明單元(160)，其中所述第三照明單元(160)同樣也被安裝在所述公共電路載體(135)上。
3.按照權(quán)利要求2所述的裝置，另外還具有部分透光的反射鏡(122a)，該反射鏡被布置在所述測量場(170)的上方，并且通過所述第三照明單元(160)能夠?qū)崿F(xiàn)所述測量場(170)的垂直照明。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的裝置，其中設(shè)立照明單元(140，160，240)，用于發(fā)射在不同光譜范圍內(nèi)的照明光。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的裝置，另外還具有電子驅(qū)動電路(136)，用于控制所述照明單元(140，150，160)，其中所述驅(qū)動電路(136)同樣也被安裝在所述公共電路載體(135)上。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述的裝置，另外還具有散射元件(144，244，344)，該散射元件被布置在第一照明光的光路中。
7.按照權(quán)利要求1至6之一所述的裝置，其中所述光學(xué)元件(151，252，352)被直接或者間接地固定在所述公共電路載體(135，235)上。
8.按照權(quán)利要求1至7之一所述的裝置，其中所述光學(xué)元件是光導(dǎo)元件(151)，該光導(dǎo)元件具有●與所述第二照明單元(150)光耦合的光入射面(151a)，和●與所述公共電路載體(135)相間隔的光出射面(151b)。
9.按照權(quán)利要求1至7之一所述的裝置，其中所述光學(xué)元件是折射元件(252，352)，該折射元件與所述第二照明單元(250，350)相間隔地布置，以及通過在所述折射元件(252，352)的至少一個界面上折射來影響所述第二照明單元(250，350)和所述測量場(270，370)之間的光路。
10.按照權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述折射元件具有光學(xué)棱鏡(252)。
11.按照權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述折射元件具有圓柱形透鏡(352)。
12.按照權(quán)利要求9至11之一所述的裝置，其中如此構(gòu)造所述折射元件(252，352)，以致附加地引起光散射。
13.用于在視覺上檢測對象、尤其是用于檢測電子元件和/或涂覆在元件載體上的標(biāo)記的傳感器裝置，具有●光檢測器(112，212，312)，和●按照權(quán)利要求1至11之一所述的用于對對象(171，272，372)進(jìn)行照明的裝置(130，230，330)。
14.按照權(quán)利要求13所述的傳感器裝置，其中所述光檢測器是行傳感器或者面積傳感器(112，212，312)。
全文摘要
本發(fā)明實現(xiàn)一種具有用于以第一照射角對測量場(170，270，370)進(jìn)行照明的第一照明單元(140，240，340)和用于以第二照射角對測量場(170，270，370)進(jìn)行照明的第二照明單元(150，250，350)的照明裝置。在第二照明裝置(150，250，350)和測量場(170，270，370)之間布置有光學(xué)元件(151，252，352)，其如此影響第二照明單元(150，250，350)和測量場(170，270，370)之間的光路，以致光路在第二照明單元(150，250，350)和測量場(170，270，370)之間的直接幾何連接之外延伸。按照本發(fā)明，兩個照明單元(140，240，340，150，250，350)都被安裝在公共電路載體(135，235a/b，335a/b)上。光學(xué)元件可以是光導(dǎo)元件(150)，同樣也可以是折射元件(252，352)。
文檔編號H05B37/00GK1798500SQ200510133888
公開日2006年7月5日 申請日期2005年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者K·-H·貝施, R·弗勒澤－皮克, C·肖爾, B·施特雷德勒 申請人:西門子公司