[發明專利]基于平行平板分像的相鄰面同時完全等光程共焦成像檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202010538859.3
• 申請日: 2020-06-13
• 公開（公告）號: CN111487198A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 廖廷俤;顏少彬
• 申請（專利權）人: 泉州師范學院
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/95
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 林捷;蔡學俊

本發明申請提出一種基于相鄰面完全等光程共焦成像裝置的基本結構原理，在相鄰雙面成像光路中分別采用一塊平行平板來實現相鄰雙面空間分離成像檢測的新方法。與偏振分像法、雙色分離成像法或時間差分辨成像法一樣，該新方法可以獲得半導體晶粒相鄰雙面同時完全等光程共焦成像檢測，但無需使用偏振光學元件與偏振CMOS傳感器（相機）、或彩色相機及其額外的圖像處理，有效提高了檢測裝置的性價比與檢測效率。

技術領域：

本發明屬于光學檢測和機器視覺領域，尤其涉及一種基于平行平板分像的相鄰面同時完全等光程共焦成像檢測裝置及方法。

背景技術：

近年來，光學成像技術和人工智能的結合已成為光學工程技術應用十分活躍的研究領域，半導體致冷器件晶粒的智能制造離不開機器視覺自動光學檢測技術，為了提高生產效率，基于一個成像裝置來檢測待測物體的一個表面的傳統機器視覺光學自動檢測裝置已經不能滿足不斷發展的檢測應用需求，半導體晶粒雙面同時缺陷成像檢測技術的研究成為十分必要，而雙面成像檢測光路的完全等光程共焦成像是需要解決的主要核心技術問題之一。

半導體晶粒相對面或相鄰面同時缺陷檢測的裝置與方法需要解決的主要光學技術問題包括雙面檢測光路的等光程共焦成像，現有的授權專利與專利申請均采用大景深遠心成像鏡頭來解決雙面成像光路之間光程差引起的共焦與分辨率問題，專利申請（申請號2019113692573、2020101330447，未公布）解決了晶粒相對面同時等光程共焦成像及等照度照明的檢測裝置與方法，如圖1，2所示。

而圖3是申請號202010171706X（未公布）提出的光學檢測裝置與方法很好地解決了半導體晶粒相鄰面準等光程共焦成像檢測，但是相鄰雙面成像光路之間仍然存在一個光程差△，這個小光程差△可以通過選擇足夠大景深的遠心成像鏡頭來補償，當待檢測半導體晶粒尺寸增大時，光程差△及物方視場VOF=△+a也隨之增大，必須使用大視場、大景深的遠心成像鏡頭，這將會相應地增加遠心成像鏡頭的成本。

圖4提出一種基于時間差分辨成像法，使用單組成像系統實現半導體晶粒相鄰面完全等光程共焦成像檢測的新方法。

圖5專利申請使用了偏振分束器，獲得偏振方向互相垂直的兩束照明光束，分別照明待測半導體晶粒的相鄰雙面，以及提出基于偏振光分離成像（簡稱“偏振分像”）的方法，利用偏振相機來實現半導體晶粒相鄰面同時完全等光程共焦成像檢測的裝置與方法，

圖6專利申請提出一種仍然基于偏振光分離成像（簡稱“偏振分像”）的原理，結合“偏振分像棱鏡組件”并使用普通CMOS或CCD相機來實現半導體晶粒相鄰面同時完全等光程共焦成像檢測的又一新方法。

發明內容：

本發明申請提出一種基于相鄰面完全等光程共焦成像裝置的新方法，與偏振分像法、雙色分離成像法或時間差分辨成像法一樣，該新方法可以獲得半導體晶粒相鄰雙面同時完全等光程共焦成像檢測，但無需使用偏振光學元件與偏振CMOS傳感器（相機）、或彩色相機及其額外的圖像處理，有效提高了檢測裝置的性價比與檢測效率。