專利名稱：用于對(duì)準(zhǔn)印刷電路板的元件的相機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)機(jī)器，更具體地涉及一種用于對(duì)準(zhǔn)印刷電路板(PCB)的元件的相機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著在PCB上使用的各種元件越來(lái)越多、無(wú)源元件越來(lái)越小以及具有更細(xì)微的球間距尺寸的IC越來(lái)越大，對(duì)輔助PCB組裝(PCBA)返修(rework)的視覺(jué)系統(tǒng)的需求已經(jīng)增加。在電子組裝行業(yè)中，通常使用一個(gè)具有光學(xué)棱鏡的相機(jī)來(lái)同時(shí)觀察PCB和元件。所有這些相機(jī)均使用棱鏡類(lèi)光學(xué)器件。在球柵陣列(BGA)返修應(yīng)用中，因?yàn)樵_位和它們的間距越來(lái)越小，所以在對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中要求大視場(chǎng)(F0V)、高放大率以及高圖像質(zhì)量。傳統(tǒng)地，使用昂貴的電荷耦合器件(CCD)相機(jī)，其具有昂貴且笨重的光學(xué)變焦鏡頭及用于同時(shí)觀察多個(gè)表面的分束棱鏡。這增加了這種系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。因此，現(xiàn)今需要不具有由于使用外部光學(xué)系統(tǒng)而導(dǎo)致的缺點(diǎn)的高清晰度圖像來(lái)幫助現(xiàn)今的元件的放置。

發(fā)明內(nèi)容
在一些實(shí)施例中，本發(fā)明是一種用于將元件與印刷電路板(PCB)上的腳位(footprint)對(duì)準(zhǔn)的相機(jī)系統(tǒng)。該相機(jī)系統(tǒng)包括:殼體，其具有第一側(cè)和與第一側(cè)相反的第二側(cè)；第一圖像傳感器，其位于殼體的第一側(cè)上，并且指向遠(yuǎn)離殼體的第一方向，以拍攝元件的圖像并生成第一圖像信號(hào)，其中，第一圖像傳感器包括不具有棱鏡的第一鏡頭組件；第二圖像傳感器，其位于殼體的第二側(cè)上并與第一圖像傳感器對(duì)準(zhǔn)，并且指向與第一方向相反的第二方向，以拍攝印刷電路板上的腳位的圖像并生成第二圖像信號(hào)，其中，第二圖像傳感器包括不具有棱鏡的第二鏡頭組件；混合電路，用于將第一圖像信號(hào)與第二圖像信號(hào)混合，并生成混合圖像信號(hào)；以及處理器，用于處理混合圖像信號(hào)并在顯示監(jiān)視器上顯示元件與腳位的疊加圖像。處理器可以被配置成:檢測(cè)元件與腳位的重疊圖像以預(yù)定閾值對(duì)準(zhǔn)的時(shí)間；以及一旦檢測(cè)到元件與腳位的重疊圖像以預(yù)定閾值對(duì)準(zhǔn)的時(shí)間，則生成檢測(cè)信號(hào)，該檢測(cè)信號(hào)用于移動(dòng)固定裝置遠(yuǎn)離元件和印刷電路板。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明是一種用于將元件與PCB上的腳位對(duì)準(zhǔn)的相機(jī)系統(tǒng)。該相機(jī)系統(tǒng)包括:固定裝置，其具有第一側(cè)和與第一側(cè)相反的第二側(cè)；第一圖像拍攝裝置，其位于固定裝置的第一側(cè)上，并且指向遠(yuǎn)離固定裝置的第一方向，以拍攝元件的圖像并生成第一圖像信號(hào)；第二圖像拍攝裝置，其位于固定裝置的第二側(cè)上并與第一圖像拍攝裝置對(duì)準(zhǔn)，并且指向與第一方向相反的第二方向，以拍攝印刷電路板上的腳位的圖像并生成第二圖像信號(hào)；用于將第一圖像信號(hào)與第二圖像信號(hào)進(jìn)行混合并生成混合圖像信號(hào)的裝置；以及用于處理混合圖像信號(hào)并在顯示監(jiān)視器上顯示元件與腳位的疊加圖像的裝置。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明是一種用于將元件與PCB上的腳位對(duì)準(zhǔn)的方法。該方法包括:提供雙相機(jī)固定裝置，該雙相機(jī)固定裝置包括在其相反的兩側(cè)上的兩個(gè)圖像拍攝傳感器；通過(guò)指向朝著元件的第一方向的第一圖像拍攝傳感器來(lái)拍攝元件的圖像并生成第一圖像信號(hào)；通過(guò)指向與第一方向相反的、朝著印刷電路板的第二方向的第二圖像拍攝傳感器來(lái)拍攝印刷電路板上的腳位的圖像并生成第二圖像信號(hào)；將第一圖像信號(hào)與第二圖像信號(hào)進(jìn)行混合并生成混合圖像信號(hào)；以及處理該混合圖像信號(hào)并在顯示監(jiān)視器上顯示元件與腳位的疊加圖像。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的雙相機(jī)系統(tǒng)的示例性簡(jiǎn)圖。圖2不出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的雙相機(jī)系統(tǒng)的不例性系統(tǒng)圖。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的包括雙相機(jī)系統(tǒng)的示例性插件(返修)機(jī)。圖4A至圖4F示出元件與其在PCB上的腳位的三維對(duì)準(zhǔn)。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的雙相機(jī)系統(tǒng)的圖像處理和同步的示例性框圖。圖6示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的相機(jī)模塊的校準(zhǔn)。圖7A至圖7B是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于相機(jī)模塊的校準(zhǔn)的示例過(guò)程流程圖。
具體實(shí)施例方式在一些實(shí)施例中，本發(fā)明是將要插到印刷電路板(PCB)上的元件與該元件在PCB上的腳位進(jìn)行自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的雙相機(jī)系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，將兩個(gè)獨(dú)立的CMOS相機(jī)傳感器安裝在固定裝置上，并且將它們的視頻信號(hào)進(jìn)行同步并輸出到監(jiān)視器以顯示兩個(gè)圖像的疊力口。第一圖像是要與PCB上的腳位對(duì)準(zhǔn)并要插到該腳位中的元件(的底部)的圖像。第二圖像是該元件的腳位的區(qū)域中的PCB (的頂部)的圖像。一旦圖像在視覺(jué)上對(duì)準(zhǔn)或自動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)，則將相機(jī)固定裝置移出此路徑，并降低元件(和/或升高PCB)使得將元件準(zhǔn)確地安裝到其在PCB上的腳位中。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的雙相機(jī)系統(tǒng)的示例性簡(jiǎn)圖。如所示出的，將第一(頂部)CCD傳感器及其相關(guān)聯(lián)的簡(jiǎn)化鏡頭104安裝到固定裝置/殼體102的頂部。類(lèi)似地，將第二(底部)CXD傳感器及其相關(guān)聯(lián)的簡(jiǎn)化鏡頭106安裝到固定裝置102上。在一些實(shí)施例中，第一相機(jī)和第二相機(jī)是具有不包括任何(昂貴且笨重的)棱鏡的簡(jiǎn)化光學(xué)器件的低成本CMOS C⑶傳感器。第一傳感器104能夠指向(114)要插到PCB 108中的元件112 (的底部)并拍攝要插到PCB 108中的元件112 (的底部)的圖像。類(lèi)似地，第二傳感器106能夠指向(110)PCB 108 (的頂部)，尤其是PCB上布置元件112的腳位的區(qū)域，并拍攝其圖像。相機(jī)固定裝置102、元件112和/或PCB 108能夠相對(duì)于彼此移動(dòng)以將元件112與其在PCB上的腳位對(duì)準(zhǔn)，使得元件112可以被完美地插到腳位中。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的雙相機(jī)系統(tǒng)的示例性系統(tǒng)圖。相機(jī)固定裝置202電耦接至顯示監(jiān)視器206。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會(huì)理解:相機(jī)固定裝置可以通過(guò)線纜204物理地連接到監(jiān)視器206 ;或者可以以無(wú)線方式連接到監(jiān)視器，在這種情況下，不需要線纜204。當(dāng)元件212、相機(jī)固定裝置202和/或PCB 210移動(dòng)時(shí)，處理器處理并移動(dòng)PCB和元件208在顯示監(jiān)視器206內(nèi)的同步圖像。當(dāng)監(jiān)視器示出這兩個(gè)圖像在特定閾值范圍內(nèi)彼此覆蓋(對(duì)準(zhǔn))時(shí)，則元件212與其在PCB上的腳位對(duì)準(zhǔn)。閾值的預(yù)定值可以取決于元件的間距大小、元件在PCB上的腳位的間距大小、要求的精度和/或相機(jī)的分辨率。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的包括雙相機(jī)系統(tǒng)的示例性插件(返修)機(jī)。如所示出的，雙相機(jī)固定裝置302被插件機(jī)300用來(lái)將元件304與其在PCB 312上的腳位對(duì)準(zhǔn)。元件304、相機(jī)固定裝置302和/或PCB 312中的一個(gè)或更多個(gè)能夠通過(guò)例如插件機(jī)的測(cè)微計(jì)314、316和318在三個(gè)維度上相對(duì)于彼此移動(dòng)?？商娲鼗蛄硗獾兀梢酝ㄟ^(guò)由處理器和用戶接口(例如按鈕、操縱桿和/或鍵盤(pán))控制的三個(gè)或更多個(gè)相應(yīng)的伺服電機(jī)來(lái)移動(dòng)元件304、相機(jī)固定裝置302和/或PCB 312。一旦PCB 308的適當(dāng)部分的圖像與元件310的圖像在監(jiān)視器306上對(duì)準(zhǔn)，則將相機(jī)固定裝置移出元件304和PCB 312的路徑，并降低元件和/或升高PCB 312，使得元件能夠被插到其腳位中。在一些實(shí)施例中，處理器被配置成與插件機(jī)通信，并使得插件機(jī)移動(dòng)元件和/或PCB，直到處理器檢測(cè)到元件與腳位的疊加圖像以預(yù)定閾值對(duì)準(zhǔn)為止。在一些實(shí)施例中，通過(guò)執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序的一個(gè)或更多個(gè)處理器來(lái)自動(dòng)地執(zhí)行對(duì)元件304與其在PCB 312上的腳位的對(duì)準(zhǔn)的檢測(cè)。例如，頂部傳感器相機(jī)和底部傳感器相機(jī)可以相對(duì)于插件機(jī)300具有預(yù)定義位置。然后，將這些位置與位于頂部元件和底部PCB上的目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)。一旦系統(tǒng)被啟動(dòng)，則軟件對(duì)機(jī)動(dòng)化的板保持器和/或元件拾取器進(jìn)行控制以自動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)頂部相機(jī)和底部相機(jī)中的預(yù)定義位置。一旦預(yù)定義位置被對(duì)準(zhǔn)，則相機(jī)固定裝置自動(dòng)地撤回到其原始位置。然后，用于保持元件的前端向下移動(dòng)到元件的放置位置，并且切斷將元件保持到該前端的真空力以釋放元件。本發(fā)明獨(dú)立于并適用于任何類(lèi)型的返修機(jī)。因此，插件(返修)機(jī)的詳細(xì)描述可以根據(jù)返修機(jī)的類(lèi)型和型號(hào)而變化，因此在此不提供詳細(xì)描述。在一些實(shí)施例中，處理器可以是控制相機(jī)固定裝置的計(jì)算機(jī)(例如個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、平板電腦或移動(dòng)設(shè)備)的一部分。在一些實(shí)施例中，處理器和相關(guān)硬件(例如存儲(chǔ)器、I/o接口等)可以被包括在相機(jī)固定裝置中，并且用戶能夠通過(guò)用戶接口與處理器通信。在一些實(shí)施例中，可以將所述兩個(gè)相機(jī)定位(例如安裝)在例如約3英寸寬、約5英寸長(zhǎng)以及約2英寸高的小殼體(固定裝置)內(nèi)。該小尺寸小于現(xiàn)有相機(jī)/棱鏡型系統(tǒng)(通常約5.25英寸寬、約10英寸長(zhǎng)以及約3.50英寸高)的尺寸的四分之一。因此，雙相機(jī)封裝的小尺寸允許在返修設(shè)備中具有更多的安裝選擇。圖4A至圖4F示出了元件與其在PCB上的腳位的三維對(duì)準(zhǔn)。圖4A和圖4B示出了環(huán)形對(duì)準(zhǔn)，圖4C和圖4D示出了豎直(Y軸)對(duì)準(zhǔn)，而圖4E和圖4F示出了水平(X軸)對(duì)準(zhǔn)。如圖4A所示,元件402的引腳或電性接點(diǎn)(electrical pad)404的圖像(由第一相機(jī)拍攝)未與其在PCB上的腳位406的圖像(由第二相機(jī)拍攝)對(duì)準(zhǔn)。即，需要手動(dòng)地和/或自動(dòng)地旋轉(zhuǎn)元件和/或PCB，以使兩個(gè)圖像如圖4B所示彼此對(duì)準(zhǔn)。類(lèi)似地，在圖4C中，元件402的引腳或電性接點(diǎn)404的圖像未與其在PCB上的腳位406的圖像對(duì)準(zhǔn)。在這種情況下，需要在豎直(Y軸)方向上手動(dòng)地或自動(dòng)地移動(dòng)元件和/或PCB,以使兩個(gè)圖像如圖4D所示彼此對(duì)準(zhǔn)。相似地，在圖4E中，元件402的引腳或電性接點(diǎn)404的圖像未與其在PCB上的腳位406的圖像對(duì)準(zhǔn)。此處，需要在水平(X軸)方向上手動(dòng)地和/或自動(dòng)地移動(dòng)元件和/或PCB,以使兩個(gè)圖像如圖4F所示彼此對(duì)準(zhǔn)。在實(shí)際應(yīng)用中，可能需要執(zhí)行環(huán)形對(duì)準(zhǔn)、豎直對(duì)準(zhǔn)和/或水平對(duì)準(zhǔn)的組合來(lái)對(duì)準(zhǔn)所述兩個(gè)圖像。在一些實(shí)施例中，通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)自動(dòng)地檢測(cè)所述兩個(gè)圖像的對(duì)準(zhǔn)。例如，可以在元件和PCB上的腳位上預(yù)先選擇多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，一旦彼此對(duì)準(zhǔn)的這些基準(zhǔn)點(diǎn)被映射在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中，則系統(tǒng)自動(dòng)地檢測(cè)出所述兩個(gè)圖像是對(duì)準(zhǔn)的并由此檢測(cè)出元件與其在PCB上的腳位是對(duì)準(zhǔn)的。在一些實(shí)施例中，當(dāng)檢測(cè)到所述兩個(gè)圖像對(duì)準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)將相機(jī)固定裝置移出元件和PCB的路徑，并將元件插到其在PCB上的腳位中。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的雙相機(jī)系統(tǒng)的圖像處理和同步的示例性框圖。如所不出的，第一相機(jī)模塊502a包括簡(jiǎn)易相機(jī)鏡頭503a和相機(jī)傳感器504a。類(lèi)似地,第二相機(jī)模塊502b包括簡(jiǎn)易相機(jī)鏡頭503b和相機(jī)傳感器504b。在一些實(shí)施例中，相機(jī)傳感器504a和504b為高清晰度(HD)CMOS傳感器。在一些實(shí)施例中，相機(jī)鏡頭503a和503b具有不包括棱鏡的簡(jiǎn)化的光學(xué)器件，以減小失真和降低成本。在一些實(shí)施例中，不需要分束相機(jī)或廣角光學(xué)器件來(lái)觀察大的封裝件的角落或者增大視場(chǎng)以在對(duì)準(zhǔn)期間能夠觀察整個(gè)元件。每個(gè)相機(jī)模塊的數(shù)字輸出在框506a和框506b中與系統(tǒng)時(shí)鐘同步，并被輸入到各自的顏色平面定序器(框508a和框508b)以處理圖像的顏色。如本領(lǐng)域所知的，視頻信號(hào)然后通過(guò)各自的色度重采樣器(510a、510b)、顏色空間轉(zhuǎn)換器(512a、512b)、剪切器(514a、514b)、縮放器(516a、516b)以及各自的幀緩沖器(518a、518b)以執(zhí)行進(jìn)一步的圖像處理。然后，幀緩沖器518a的輸出(其包括來(lái)自第一相機(jī)模塊502a的圖像)通過(guò)混合器520與幀緩沖器518b的輸出(其包括來(lái)自第二相機(jī)模塊502b的圖像)同步(或混合)。然后，混合器520的輸出被進(jìn)行時(shí)鐘控制(框522)、通過(guò)視頻轉(zhuǎn)換器524轉(zhuǎn)換成期望的視頻格式、以及被輸出到例如用于顯示的監(jiān)視器?？?26示出了包括CPU、存儲(chǔ)器、UART、電源等的支持電子設(shè)備?？梢哉{(diào)節(jié)對(duì)來(lái)自相機(jī)的圖像進(jìn)行混合的等級(jí)來(lái)提高分辨率，以產(chǎn)生更清晰的圖像。此外，根據(jù)需要，每個(gè)相機(jī)可以獨(dú)立地操作(不對(duì)圖像進(jìn)行混合)以用于檢查、對(duì)準(zhǔn)和其他功能。以上雙相機(jī)的圖像處理和同步包括各種功能，例如:存儲(chǔ)用于圖像處理的缺省值和用戶預(yù)定義參數(shù)(例如透明度(Alpha level)等級(jí)設(shè)置)、調(diào)節(jié)顏色和色度、縮放和混合、以及其他已知的圖像處理技術(shù)。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)按下相機(jī)固定裝置的專用按鈕來(lái)選擇和啟動(dòng)這些功能。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)圖形用戶接口(GUI)來(lái)選擇和啟動(dòng)這些功能。雖然使用兩個(gè)相機(jī)作為多相機(jī)系統(tǒng)的示例，但是本發(fā)明也可以容易地接納多于兩個(gè)的相機(jī)。例如，混合器520可以具有外部輸入插孔以接納更多個(gè)相機(jī)的(經(jīng)處理的)圖像。在一些實(shí)施例中，可以使用彼此距離較短的兩個(gè)相機(jī)來(lái)生成元件的立體(或3-D)圖像，并且可以使用兩個(gè)其他的(彼此距離較短的)相機(jī)來(lái)生成PCB的立體(或3-D)圖像。然后，相應(yīng)地修改以上描述的電路。圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的相機(jī)模塊的校準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，為了在生產(chǎn)中對(duì)本發(fā)明的相機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，相機(jī)模塊被設(shè)置成近焦距，例如從傳感器到目標(biāo)(被觀察的元件)距離幾個(gè)英寸(例如2.8")，并且針對(duì)公共光路對(duì)準(zhǔn)該相機(jī)模塊。然后將所述兩個(gè)相機(jī)的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)到彼此相對(duì)且位于該局部距離處的兩個(gè)目標(biāo)上。在一些實(shí)施例中，所述兩個(gè)相機(jī)被定位在板的相反兩側(cè)的直板上。通過(guò)一些調(diào)整銷(xiāo)，可以相對(duì)于該板在三個(gè)維度上調(diào)節(jié)兩個(gè)相機(jī)的位置。然后，將帶有兩個(gè)相機(jī)的板以垂直于校準(zhǔn)軌道的取向固定到一對(duì)校準(zhǔn)軌道上。第一目標(biāo)在第一相機(jī)的近局部距離內(nèi)被固定到軌道上并與該軌道垂直。類(lèi)似地，第二目標(biāo)在第二相機(jī)的近局部距離內(nèi)被固定到與第一目標(biāo)相反一側(cè)的軌道上并與該軌道垂直。所述兩個(gè)相機(jī)然后被連接到顯示兩個(gè)目標(biāo)的圖像的顯示監(jiān)視器。隨后，啟用兩個(gè)傳感器的十字線特征，使得在監(jiān)視器上顯示第一相機(jī)十字線和第二相機(jī)十字線的兩個(gè)屏上圖像。在圖6中，圖像A表示第一(或第二)傳感器的圖像及其十字線的初始位置。此處，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，僅顯示關(guān)于一個(gè)十字線和一個(gè)目標(biāo)的圖像。然后，相對(duì)于板(示出在圖6的中間)調(diào)節(jié)第一相機(jī)的(傳感器的)位置，使得十字線的顯示圖像與第一目標(biāo)的中心對(duì)準(zhǔn)，如圖6的圖像B中所示。對(duì)于在板的相反一側(cè)的第二相機(jī)(傳感器)重復(fù)相同的過(guò)程，以將十字線的顯示圖像與第二目標(biāo)的中心對(duì)準(zhǔn)，如圖像B所示。圖像B表示已經(jīng)通過(guò)與屏上的十字線對(duì)準(zhǔn)而被沿預(yù)定路徑對(duì)準(zhǔn)的傳感器。即，當(dāng)完成時(shí)，來(lái)自兩個(gè)相機(jī)的圖像示出了已經(jīng)居中并與兩個(gè)屏上十字線對(duì)準(zhǔn)的兩個(gè)目標(biāo)十字線，并且限定兩個(gè)相機(jī)的公共光路。在整個(gè)校準(zhǔn)過(guò)程中，校準(zhǔn)固定裝置、軌道以及板被固定并且不相對(duì)于彼此移動(dòng)。當(dāng)完成校準(zhǔn)過(guò)程時(shí)，第一目標(biāo)的中心、第二目標(biāo)的中心、第一相機(jī)十字線以及第二相機(jī)十字線被全部對(duì)準(zhǔn)，與圖像B類(lèi)似。以此方式，確保了所述兩個(gè)相機(jī)具有相同(公共)光路并且在板上相對(duì)于彼此對(duì)準(zhǔn)。然后，板被組裝到相機(jī)固定裝置中。一旦相機(jī)固定裝置被校準(zhǔn)，則不需要在用戶現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行進(jìn)一步校準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明具有自動(dòng)調(diào)節(jié)圖像分辨率并相應(yīng)地即時(shí)地(動(dòng)態(tài)地)調(diào)節(jié)視頻輸出的能力，以使FOV和放大率最大化，同時(shí)保持高的圖像質(zhì)量。因此，可以使用具有固定鏡頭的、彼此背對(duì)背布置或相對(duì)布置的一組簡(jiǎn)易CMOS傳感器來(lái)觀察多個(gè)表面，并通過(guò)固件(和/或軟件)對(duì)視頻輸出進(jìn)行操作以提供所需要的最高圖像質(zhì)量。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明具有執(zhí)行數(shù)字變焦優(yōu)化的能力。一般而言，當(dāng)對(duì)象被數(shù)字變焦到焦點(diǎn)時(shí)，由于通過(guò)數(shù)字變焦功能對(duì)圖像進(jìn)行的裁剪和拉伸，對(duì)象會(huì)變得模糊，這降低了分辨率。然而，本發(fā)明隨著數(shù)字變焦的增加根據(jù)變焦的等級(jí)逐漸地改變分辨率從而生成無(wú)模糊的圖像。圖7A和圖7B示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的相機(jī)模塊的數(shù)字變焦技術(shù)。如圖7A所示，分辨率設(shè)置是1920 X 1080，相機(jī)分辨率被設(shè)置為960X540，并且輸出(例如DVI)分辨率是1280X720。在數(shù)字變焦期間，該低分辨率圖像被裁剪和放大，產(chǎn)生低分辨率且可能模糊的圖像。在圖7B中，分辨率設(shè)置被固定在1920X1080，并且輸出分辨率是1280X720。然而，在這種情況下，隨著圖像被進(jìn)行數(shù)字變焦，其分辨率逐漸地增加到1920X1080。這導(dǎo)致了具有1280X720的固定DVI (輸出)分辨率的裁剪部分的較高分辨率。相機(jī)輸出分辨率可以隨著數(shù)字變焦增加到傳感器的分辨率(在本示例中即1920X1080)而逐漸地增加。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會(huì)理解的:通過(guò)在例如圖5的框圖中的圖像處理技術(shù)來(lái)改變相機(jī)的分辨率。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，可以在不偏離上述本發(fā)明的寬泛的創(chuàng)造性的情況下對(duì)本發(fā)明的所示出的和其他實(shí)施例進(jìn)行修改。因此將會(huì)理解，本發(fā)明不限制于所公開(kāi)的具體實(shí)施例或設(shè)置，而是意于覆蓋在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍和精神范圍內(nèi)的任何變化、適應(yīng)性改變或變型。
權(quán)利要求
1.一種用于將元件與印刷電路板上的腳位對(duì)準(zhǔn)的相機(jī)系統(tǒng)，所述相機(jī)系統(tǒng)包括: 殼體，其具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)相反的第二側(cè)； 第一圖像傳感器，其位于所述殼體的所述第一側(cè)上，并且指向遠(yuǎn)離所述殼體的第一方向，以拍攝所述元件的圖像并生成第一圖像信號(hào)，其中，所述第一圖像傳感器包括不具有棱鏡的第一鏡頭組件； 第二圖像傳感器，其位于所述殼體的所述第二側(cè)上并與所述第一圖像傳感器對(duì)準(zhǔn)，并且指向與所述第一方向相反的第二方向，以拍攝所述印刷電路板上的所述腳位的圖像并生成第二圖像信號(hào)，其中，所述第二圖像傳感器包括不具有棱鏡的第二鏡頭組件； 混合電路，用于將所述第一圖像信號(hào)與所述第二圖像信號(hào)進(jìn)行混合，并生成混合圖像信號(hào)；以及 處理器，用于處理所述混合圖像信號(hào)并在顯示監(jiān)視器上顯示所述元件與所述腳位的疊加圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的相機(jī)系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置成檢測(cè)所述元件與所述腳位的所述重疊圖像以預(yù)定閾值對(duì)準(zhǔn)的時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相機(jī)系統(tǒng)，其中，所述處理器還被配置成一旦檢測(cè)到所述元件與所述腳位的所述重疊圖像以預(yù)定閾值對(duì)準(zhǔn)的時(shí)間，則生成檢測(cè)信號(hào)，所述檢測(cè)信號(hào)用于移動(dòng)固定裝置遠(yuǎn)離所述元件和所述印刷電路板。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相機(jī)系統(tǒng)，其中，所述預(yù)定閾值的值取決于所述元件的間距大小、所述印刷電路板上的所述腳位的間距大小、要求的精度以及所述圖像傳感器的分辨率中的一個(gè)或更多個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的相機(jī)系統(tǒng)，其中，所述相機(jī)系統(tǒng)與插件機(jī)集成，并且所述處理器被配置成與所述插件機(jī)通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相機(jī)系統(tǒng)，其中，所述處理器還被配置成使得所述插件機(jī)移動(dòng)所述元件和所述印刷電路板中的一個(gè)或更多個(gè)，直到所述處理器檢測(cè)到所述元件與所述腳位的所述疊加圖像以預(yù)定閾值對(duì)準(zhǔn)的時(shí)間為止。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的相機(jī)系統(tǒng)，其中，所述處理器還被配置成使得所述插件機(jī)移動(dòng)固定裝置遠(yuǎn)離所述元件和所述印刷電路板，以及將所述元件降低到所述印刷電路板上的所述腳位上以進(jìn)行插件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機(jī)系統(tǒng)，其中，所述處理器還被配置成動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)圖像分辨率和視頻輸出，以使所述圖像傳感器的視場(chǎng)和放大率最大化。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機(jī)系統(tǒng)，還包括: 第三圖像傳感器，其位于所述殼體的所述第一側(cè)上，并且相對(duì)于所述第一圖像傳感器呈第一角度，以拍攝所述元件的第二圖像并生成第三圖像信號(hào)； 第四圖像傳感器，其位于所述殼體的所述第二側(cè)上，并且相對(duì)于所述第二圖像傳感器呈第二角度，以拍攝所述印刷電路板上的所述腳位的第二圖像并生成第四圖像信號(hào)；以及 第二混合電路，用于將所述第一圖像信號(hào)與所述第三圖像信號(hào)進(jìn)行混合以生成第一 3D圖像信號(hào)，并用于將所述第二圖像信號(hào)與所述第四圖像信號(hào)進(jìn)行混合以生成第二 3D圖像信號(hào)，其中，所述處理器還被配置成在所述顯示監(jiān)視器上顯示所述元件的3D圖像與所述腳位的3D圖像的疊加3D圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機(jī)系統(tǒng)，其中，所述處理器還被配置成:隨著數(shù)字變焦的增加，根據(jù)相應(yīng)的圖像傳感器變焦的數(shù)字等級(jí)來(lái)逐漸改變所述第一圖像傳感器或所述第二圖像傳感器的分辨率，從而生成無(wú)模糊的圖像。
11.一種用于將元件與印刷電路板上的腳位對(duì)準(zhǔn)的相機(jī)系統(tǒng)，所述相機(jī)系統(tǒng)包括: 固定裝置，其具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)相反的第二側(cè)； 第一圖像拍攝裝置，其位于所述固定裝置的所述第一側(cè)上，并且指向遠(yuǎn)離所述固定裝置的第一方向，以拍攝所述元件的圖像并生成第一圖像信號(hào)； 第二圖像拍攝裝置，其位于所述固定裝置的所述第二側(cè)上并與所述第一圖像拍攝裝置對(duì)準(zhǔn)，并且指向與所述第一方向相反的第二方向，以拍攝所述印刷電路板上的所述腳位的圖像并生成第二圖像信號(hào)； 用于將所述第一圖像信號(hào)與所述第二圖像信號(hào)進(jìn)行混合并生成混合圖像信號(hào)的裝置；以及 用于處理所述混合圖像信號(hào)并在顯示監(jiān)視器上顯示所述元件與所述腳位的疊加圖像的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的相機(jī)系統(tǒng)，還包括用于檢測(cè)所述元件與所述腳位的所述重疊圖像以預(yù)定閾值對(duì)準(zhǔn)的時(shí)間的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的相機(jī)系統(tǒng)，還包括用于一旦檢測(cè)到所述元件和所述腳位的所述重疊圖像以預(yù)定閾值對(duì)準(zhǔn)的時(shí)間，則生成檢測(cè)信號(hào)的裝置，所述檢測(cè)信號(hào)用于移動(dòng)所述固定裝置遠(yuǎn)離所述元件和所述印刷電路板。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的`相機(jī)系統(tǒng)，其中，所述預(yù)定閾值的值取決于所述元件的間距大小、所述印刷電路板上的所述腳位的間距大小、要求的精度以及所述圖像傳感器的分辨率中的一個(gè)或更多個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的相機(jī)系統(tǒng)，其中，所述相機(jī)系統(tǒng)與插件機(jī)集成，并且所述相機(jī)系統(tǒng)還包括用于與所述插件機(jī)通信的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的相機(jī)系統(tǒng)，還包括用于使得所述插件機(jī)移動(dòng)所述元件和所述印刷電路板中的一個(gè)或更多個(gè)直到檢測(cè)到所述元件與所述腳位的所述重疊圖像以預(yù)定閾值對(duì)準(zhǔn)的時(shí)間為止的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的相機(jī)系統(tǒng)，還包括用于使得所述插件機(jī)移動(dòng)所述固定裝置遠(yuǎn)離所述元件和所述印刷電路板，以及將所述元件降低到所述印刷電路板上的所述腳位上以進(jìn)行插件的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的相機(jī)系統(tǒng)，還包括用于動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)圖像分辨率和視頻輸出以使所述圖像傳感器的視場(chǎng)和放大率最大化的裝置。
19.一種用于將元件與印刷電路板上的腳位對(duì)準(zhǔn)的方法，包括: 提供雙相機(jī)固定裝置，所述雙相機(jī)固定裝置包括在其相反的兩側(cè)上的兩個(gè)圖像拍攝傳感器； 通過(guò)指向朝著所述元件的第一方向的第一圖像拍攝傳感器來(lái)拍攝所述元件的圖像并生成第一圖像信號(hào)； 通過(guò)指向與所述第一方向相反的、朝著所述印刷電路板的第二方向的第二圖像拍攝傳感器來(lái)拍攝所述印刷電路板上的所述腳位的圖像并生成第二圖像信號(hào)；將所述第一圖像信號(hào)與所述第二圖像信號(hào)進(jìn)行混合并生成混合圖像信號(hào)；以及 處理所述混合圖像信號(hào)并在顯示監(jiān)視器上顯示所述元件與所述腳位的疊加圖像。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括檢測(cè)所述元件與所述腳位的所述疊加圖像以預(yù)定閾值對(duì)準(zhǔn)的時(shí)間。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括:一旦檢測(cè)到所述元件與所述腳位的所述疊加圖像以預(yù)定閾值對(duì)準(zhǔn)的時(shí)間，則生成檢測(cè)信號(hào)，所述檢測(cè)信號(hào)用于移動(dòng)所述固定裝置遠(yuǎn)離所述元件和所述印刷電路板。
全文摘要
一種用于將元件與PCB上的腳位對(duì)準(zhǔn)的相機(jī)系統(tǒng)及相關(guān)方法，該相機(jī)系統(tǒng)包括殼體，其具有第一側(cè)和與第一側(cè)相反的第二側(cè)；第一圖像傳感器，其位于殼體的第一側(cè)上，并且指向遠(yuǎn)離殼體的第一方向，以拍攝元件的圖像并生成第一圖像信號(hào)，其中，第一圖像傳感器包括不具有棱鏡的第一鏡頭組件；第二圖像傳感器，其位于殼體的第二側(cè)上并與第一圖像傳感器對(duì)準(zhǔn)，并且指向與第一方向相反的第二方向，以拍攝印刷電路板上的腳位的圖像并生成第二圖像信號(hào)，其中，第二圖像傳感器包括不具有棱鏡的第二鏡頭組件；混合電路，用于將第一圖像信號(hào)與第二圖像信號(hào)混合，并生成混合圖像信號(hào)；以及處理器，用于處理混合圖像信號(hào)并在顯示監(jiān)視器上顯示元件與腳位的疊加圖像。
文檔編號(hào)H05K3/30GK103108114SQ201210444190
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
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