[發明專利]玻璃晶片檢測裝置與標定方法

有效

• 申請號: 201310605330.9
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103604815A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 史立;賀俊吉;黃有方
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G01N21/958
• 分類號: G01N21/958
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 周榮芳

1.一種玻璃晶片檢測裝置，其特征在于，該檢測裝置包含移動檢測平臺（1），運動機構，成像系統（3），光源系統（4），晶片固定裝置（8）和靶標系統（7），所述的移動檢測平臺（1）包含上層平臺（101）和下層平臺（102），所述的上層平臺（101）和下層平臺（102）之間穩固連接并保持平行，所述的運動機構包含安裝在相連的穩固底座上的移動臺X，Y方向和旋轉U方向運動機構（201）和垂直Z方向運動機構（202），所述的上層平臺（101）承載待檢測玻璃晶片，所述的下層平臺（102）與垂直Z方向運動機構（202）連接，或者與垂直Z方向運動機構（202）集成為一體，所述的成像系統（3）固定在垂直Z方向運動機構（202）上，所述的光源系統（4）設置在上層平臺（101）和下層平臺（102）之間，所述的晶片固定裝置（8）和靶標系統（7）設置在上層平臺（101）上，所述的成像系統（3）包含光學透鏡和攝像機；

所述的上層平臺（101）上設置晶片開孔（1011），所述的晶片開孔（1011）位于上層平臺（101）中央，該晶片開孔（1011）的尺寸小于被檢測晶片的尺寸，以便將待檢測晶片能平穩放置于其上；

所述的晶片固定裝置（8）包含若干圓形固定裝置（801）和緊固裝置（802），所述的圓形固定裝置（801）和緊固裝置（802）沿上層平臺（101）的晶片開孔（1011）邊緣分布，所述的圓形固定裝置（801）為突出的圓柱形，該圓形固定裝置（801）的中心開設微細圓孔，該圓形固定裝置（801）的半徑是已知的或可以精確測量的，所述的緊固裝置（802）為帶彈簧的銷子；

所述的靶標系統（7）包含靶標和靶標開孔（702），該靶標為方形或矩形鍍膜玻璃，該靶標開孔（702）位于上層平臺（101）邊緣，該靶標開孔（702）的尺寸小于靶標，該靶標開孔（702）上設置有與靶標尺寸相同的凹槽，該凹槽和靶標的中心位置重合，這樣使靶標能夠嵌入到上層平臺（101），靶標上表面與上層平臺（101）上面平齊，靶標的邊緣與移動檢測平臺（1）的上層平臺（101）的邊緣平行，光源系統（4）的光可以通過靶標開孔（702）將靶標投射到攝像頭成像，靶標的寬度方向成像不超出攝像頭視場范圍，長度方向上超出攝像頭視場，從而可以標定移動機構移動特性。

2.如權利要求1所述的玻璃晶片檢測裝置，其特征在于，所述的玻璃晶片檢測裝置還包含計算機（6），該計算機（6）通過運動控制器（5）與運動機構連接，通過光亮度調節器（9）與光源系統（4）連接，通過圖像采集卡與成像系統（3）連接，這樣計算機通過控制光源系統（4）的亮度，控制運動機構移動和圖像采集，完成對晶片的檢測。

3.一種基于玻璃晶片檢測裝置的標定方法，其特征在于，該標定方法包含以下步驟：

步驟1、提取初始數據和信息；

初始位置包括靶標位置，圓形固定裝置（801）中心位置，標準標定晶片上三個或以上不共線的點的位置；

步驟2、移動臺X，Y方向和旋轉U方向運動機構（201）帶動移動檢測平臺（1）移動，將靶標系統位置移動到成像系統（3）下方，通過垂直Z方向運動機構（202）移動找出并移動到最佳聚焦位置，建立像平面坐標系和移動機構坐標系之間的關系；

步驟3、通過調節光源系統（4）照射光的強度，使透光部分的圖像灰度值達到參考基準；

步驟4、對攝像頭像素誤差進行補償校正；

步驟5、通過移動Z軸測量靶標系統（7）的邊緣，建立聚焦曲線；

步驟6、檢測圓形固定裝置（801）的中心圓孔位置坐標，建立晶片坐標系和移動機構坐標系之間的關系；

步驟7、檢測標準標定晶片上三個或以上不共線的點的最佳聚焦位置坐標，建立聚焦平面方程；

步驟8、測量靶標上的標記點位置，建立像素點和實際尺寸關系；

步驟9、測量靶標上的不同標記點的尺寸，建立尺寸和誤差之間的對應關系，建立測量誤差校準曲線；

步驟10、采用XY軸正交性測量，補償移動帶來的機械誤差。