[实用新型]获得半导体晶粒相对两面光学检测完全等照度照明的装置

说明书

本实用新型是一种获得半导体晶粒相对两面机器视觉光学检测的完全等照度照明的装置，包括在光路方向上依次设置的相机、远心成像镜头、转像光学组件和半导体晶粒，所述半导体晶粒由透明载物台支撑，半导体晶粒的天面和底面与远心成像镜头的光轴平行，所述转像光学组件与半导体晶粒之间的上、下两侧分别设有棱镜组件，两个棱镜组件远离远心成像镜头光轴的一侧分别设有独立可调控的第一、第二照明光源，第一、第二照明光源分别经过其中一个棱镜组件为半导体晶粒的天面和底面照明，同时半导体晶粒的天面和底面分别通过棱镜组件、转像光学组件以完全相同的成像光路经270度转像后，成像在相机传感器面上不同的区域位置。本实用新型可以实现半导体晶粒天面与底面同时检测的完全等光程成像与等照度照明。

技术领域：

本实用新型属于光学检测和机器视觉领域，尤其涉及一种获得半导体晶粒相对两面机器视觉光学检测的完全等照度照明的装置。

背景技术：

传统的机器视觉光学检测装置主要包含相机、成像镜头、照明光源、图像处理算法软件、电气控制、机械结构、待测物体（如半导体晶粒）等，由光源照明物体，物体通过光学成像镜头在CCD探测器面上获得物体的像，经图像采集卡，A-D转换模块将图像传输至计算机，最后通过数字图像处理技术获得所需图像信息，根据像素分布，亮度，颜色等信息，进行尺寸，形状，颜色的判别与测量，进而控制现场的设备操作；如果要同时检测单个物体的两个面，目前通用的检测方法都是一个相机占用一个工位检测一个面，如果需要同时检测两个面或以上，就需要采用多个相机占用多个工位检测，这样就造成机构安装空间大，同时需要多套机构安装模组，多套电路模组，增加了安装复杂性，降低了系统可靠性。

基于单镜头单面检测技术的传统机器视觉光学检测装置存在检测效率、性价比、结构复杂等经济技术局限性，以及此外，在待测物体的在线检测中，由于物体在成像镜头光轴方向上的抖动，或许由于待测物体本身厚度的公差，造成不同的物体在CCD接收平面上像位置的变化而产生的清晰度的变化；通常采用有一定景深的物方远心成像镜头来解决这个问题。

本申请人提出了半导体晶粒相邻或相对两个面同时检测的光程补偿的方法，提供了半导体晶粒相邻或相对两个面的等光程成像的方法，双面检测系统的两支光路虽然可以获得物方的等光程成像，但是由于两支光路经过不同数量的光学元件，不同次数的反射与折射，两支强度相等的光束到达待测晶粒表面时的照度将不同；因此，需要设计一个能够补偿两支检测光路不同光损失的照明光源来获得双面基本相同照度的照明。

本申请人又提出了半导体晶粒相邻或相对两个面同时检测的照明补偿新方法以获得半导体晶粒相邻或相对两个面的等照度照明。

本申请人还提出了一种实现半导体晶粒相对两表面（天面与底面，左侧面与右侧面）完全等光程检测的光学装置及方法，可获得半导体晶粒左侧面与右侧面等照度照明且等光程成像的同时检测，天面与底面相对两个面的等光程成像但不等照度照明，由于晶粒天面的成像光路（或照明光路）与晶粒底面的成像光路（或照明光路）基本相同，唯一的差别是底面成像光路（或照明光路）需要通过有一定厚度的透明玻璃载物台（如图1、2所示，其中A1是相机，A2是成像镜头， A3a、A3b是直角转向棱镜，A4是半导体晶粒， A5是透明玻璃载物台、 A6a、A6b是直角转向棱镜）。

现有技术局限于：（1）一个相机A1与镜头对半导体晶粒A4相对两个面（天面与底面，或相对两个侧面）的同时检测；或（2）一个相机与镜头对半导体晶粒相邻两个面（侧面与天面，侧面与底面）的同时检测；但是在半导体晶粒的双面同时检测的实施中，通常双面检测的照明光路共同使用一个环形照明光源或内置同轴照明光源A7，或外置同轴照明光源以及一个半透半反射分束器（或组合分束器）将一束照明光束分为两束照明光束，分别经过两支成像光路到达待检测半导体晶粒的两个表面。