一种用于将元件与PCB上的脚位对准的相机系统及相关方法，该相机系统包括：壳体，其具有第一侧和与第一侧相反的第二侧；第一图像传感器，其位于壳体的第一侧上，并且指向远离壳体的第一方向，以拍摄元件的图像并生成第一图像信号，其中，第一图像传感器包括不具有棱镜的第一镜头组件；第二图像传感器，其位于壳体的第二侧上并与第一图像传感器对准，并且指向与第一方向相反的第二方向，以拍摄印刷电路板上的脚位的图像并生成第二图像信号，其中，第二图像传感器包括不具有棱镜的第二镜头组件；混合电路，用于将第一图像信号与第二图像信号混合，并生成混合图像信号；以及处理器，用于处理混合图像信号并在显示监视器上显示元件与脚位的叠加图像。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体涉及自动对准机器，更具体地涉及一种用于对准印刷电路板(PCB)的元件的相机系统。
技术介绍
随着在PCB上使用的各种元件越来越多、无源元件越来越小以及具有更细微的球间距尺寸的IC越来越大，对辅助PCB组装(PCBA)返修(rework)的视觉系统的需求已经增加。在电子组装行业中，通常使用一个具有光学棱镜的相机来同时观察PCB和元件。所有这些相机均使用棱镜类光学器件。在球栅阵列(BGA)返修应用中，因为元件脚位和它们的间距越来越小，所以在对准过程中要求大视场(F0V)、高放大率以及高图像质量。传统地，使用昂贵的电荷耦合器件(CCD)相机，其具有昂贵且笨重的光学变焦镜头及用于同时观察多个表面的分束棱镜。这增加了这种系统的成本和复杂性。因此，现今需要不具有由于使用外部光学系统而导致的缺点的高清晰度图像来帮助现今的元件的放置。
技术实现思路
在一些实施例中，本专利技术是一种用于将元件与印刷电路板(PCB)上的脚位(footprint)对准的相机系统。该相机系统包括:壳体，其具有第一侧和与第一侧相反的第二侧；第一图像传感器，其位于壳体的第一侧上，并且指向远离壳体的第一方向，以拍摄元件的图像并生成第一图像信号，其中，第一图像传感器包括不具有棱镜的第一镜头组件；第二图像传感器，其位于壳体的第二侧上并与第一图像传感器对准，并且指向与第一方向相反的第二方向，以拍摄印刷电路板上的脚位的图像并生成第二图像信号，其中，第二图像传感器包括不具有棱镜的第二镜头组件；混合电路，用于将第一图像信号与第二图像信号混合，并生成混合图像信号；以及处理器，用于处理混合图像信号并在显示监视器上显示元件与脚位的叠加图像。处理器可以被配置成:检测元件与脚位的重叠图像以预定阈值对准的时间；以及一旦检测到元件与脚位的重叠图像以预定阈值对准的时间，则生成检测信号，该检测信号用于移动固定装置远离元件和印刷电路板。在一些实施例中，本专利技术是一种用于将元件与PCB上的脚位对准的相机系统。该相机系统包括:固定装置，其具有第一侧和与第一侧相反的第二侧；第一图像拍摄装置，其位于固定装置的第一侧上，并且指向远离固定装置的第一方向，以拍摄元件的图像并生成第一图像信号；第二图像拍摄装置，其位于固定装置的第二侧上并与第一图像拍摄装置对准，并且指向与第一方向相反的第二方向，以拍摄印刷电路板上的脚位的图像并生成第二图像信号；用于将第一图像信号与第二图像信号进行混合并生成混合图像信号的装置；以及用于处理混合图像信号并在显示监视器上显示元件与脚位的叠加图像的装置。在一些实施例中，本专利技术是一种用于将元件与PCB上的脚位对准的方法。该方法包括:提供双相机固定装置，该双相机固定装置包括在其相反的两侧上的两个图像拍摄传感器；通过指向朝着元件的第一方向的第一图像拍摄传感器来拍摄元件的图像并生成第一图像信号；通过指向与第一方向相反的、朝着印刷电路板的第二方向的第二图像拍摄传感器来拍摄印刷电路板上的脚位的图像并生成第二图像信号；将第一图像信号与第二图像信号进行混合并生成混合图像信号；以及处理该混合图像信号并在显示监视器上显示元件与脚位的叠加图像。附图说明图1是根据本专利技术的一些实施例的双相机系统的示例性简图。图2不出根据本专利技术的一些实施例的双相机系统的不例性系统图。图3示出根据本专利技术的一些实施例的包括双相机系统的示例性插件(返修)机。图4A至图4F示出元件与其在PCB上的脚位的三维对准。图5是根据本专利技术的一些实施例的双相机系统的图像处理和同步的示例性框图。图6示意性地描绘了根据本专利技术的一些实施例的相机模块的校准。图7A至图7B是根据本专利技术的一些实施例的用于相机模块的校准的示例过程流程图。具体实施例方式在一些实施例中，本专利技术是将要插到印刷电路板(PCB)上的元件与该元件在PCB上的脚位进行自动对准的双相机系统。在一些实施例中，将两个独立的CMOS相机传感器安装在固定装置上，并且将它们的视频信号进行同步并输出到监视器以显示两个图像的叠力口。第一图像是要与PCB上的脚位对准并要插到该脚位中的元件(的底部)的图像。第二图像是该元件的脚位的区域中的PCB (的顶部)的图像。一旦图像在视觉上对准或自动地对准，则将相机固定装置移出此路径，并降低元件(和/或升高PCB)使得将元件准确地安装到其在PCB上的脚位中。图1是根据本专利技术的一些实施例的双相机系统的示例性简图。如所示出的，将第一(顶部)CCD传感器及其相关联的简化镜头104安装到固定装置/壳体102的顶部。类似地，将第二(底部)CXD传感器及其相关联的简化镜头106安装到固定装置102上。在一些实施例中，第一相机和第二相机是具有不包括任何(昂贵且笨重的)棱镜的简化光学器件的低成本CMOS C⑶传感器。第一传感器104能够指向(114)要插到PCB 108中的元件112 (的底部)并拍摄要插到PCB 108中的元件112 (的底部)的图像。类似地，第二传感器106能够指向(110)PCB 108 (的顶部)，尤其是PCB上布置元件112的脚位的区域，并拍摄其图像。相机固定装置102、元件112和/或PCB 108能够相对于彼此移动以将元件112与其在PCB上的脚位对准，使得元件112可以被完美地插到脚位中。图2示出了根据本专利技术的一些实施例的双相机系统的示例性系统图。相机固定装置202电耦接至显示监视器206。本领域的普通技术人员会理解:相机固定装置可以通过线缆204物理地连接到监视器206 ;或者可以以无线方式连接到监视器，在这种情况下，不需要线缆204。当元件212、相机固定装置202和/或PCB 210移动时，处理器处理并移动PCB和元件208在显示监视器206内的同步图像。当监视器示出这两个图像在特定阈值范围内彼此覆盖(对准)时，则元件212与其在PCB上的脚位对准。阈值的预定值可以取决于元件的间距大小、元件在PCB上的脚位的间距大小、要求的精度和/或相机的分辨率。图3示出了根据本专利技术的一些实施例的包括双相机系统的示例性插件(返修)机。如所示出的，双相机固定装置302被插件机300用来将元件304与其在PCB 312上的脚位对准。元件304、相机固定装置302和/或PCB 312中的一个或更多个能够通过例如插件机的测微计314、316和318在三个维度上相对于彼此移动。可替代地或另外地，可以通过由处理器和用户接口(例如按钮、操纵杆和/或键盘)控制的三个或更多个相应的伺服电机来移动元件304、相机固定装置302和/或PCB 312。一旦PCB 308的适当部分的图像与元件310的图像在监视器306上对准，则将相机固定装置移出元件304和PCB 312的路径，并降低元件和/或升高PCB 312，使得元件能够被插到其脚位中。在一些实施例中，处理器被配置成与插件机通信，并使得插件机移动元件和/或PCB，直到处理器检测到元件与脚位的叠加图像以预定阈值对准为止。在一些实施例中，通过执行计算机程序的一个或更多个处理器来自动地执行对元件304与其在PCB 312上的脚位的对准的检测。例如，顶部传感器相机和底部传感器相机可以相对于插件机300具有预定义位置。然后，将这些位置与位于顶部元件和底部PCB上的目标对准。一旦系统被启动，则软件对机动化的板保持器和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于将元件与印刷电路板上的脚位对准的相机系统，所述相机系统包括：壳体，其具有第一侧和与所述第一侧相反的第二侧；第一图像传感器，其位于所述壳体的所述第一侧上，并且指向远离所述壳体的第一方向，以拍摄所述元件的图像并生成第一图像信号，其中，所述第一图像传感器包括不具有棱镜的第一镜头组件；第二图像传感器，其位于所述壳体的所述第二侧上并与所述第一图像传感器对准，并且指向与所述第一方向相反的第二方向，以拍摄所述印刷电路板上的所述脚位的图像并生成第二图像信号，其中，所述第二图像传感器包括不具有棱镜的第二镜头组件；混合电路，用于将所述第一图像信号与所述第二图像信号进行混合，并生成混合图像信号；以及处理器，用于处理所述混合图像信号并在显示监视器上显示所述元件与所述脚位的叠加图像。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：阮廷和，
申请(专利权)人：特拉华资本构造公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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