技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光刻技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種直寫(xiě)光刻設(shè)備中的雙光源雙照明方式的圖像采集裝置。

背景技術(shù)：

在直寫(xiě)光刻設(shè)備中，通過(guò)圖像采集裝置抓取Mark點(diǎn)來(lái)進(jìn)行內(nèi)層、外層對(duì)準(zhǔn)，因此，圖像采集裝置的性能直接影響直寫(xiě)光刻設(shè)備的定位效果。

光學(xué)鏡頭是圖像采集裝置的核心組成部分。傳統(tǒng)光學(xué)鏡頭具有視場(chǎng)角，因此隨著光學(xué)鏡頭與物體之間的距離改變，放大倍率也會(huì)變化。這一視場(chǎng)角會(huì)導(dǎo)致像差（也稱(chēng)為角度誤差），從而降低了準(zhǔn)確性，因?yàn)槿绻矬w由于放大倍數(shù)變化而移動(dòng)（即使其余部分在景深內(nèi)），則觀察到的視覺(jué)系統(tǒng)測(cè)量值會(huì)改變。遠(yuǎn)心鏡頭可通過(guò)恒定的非視場(chǎng)角消除標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的視差特性，可以得到更加精確的測(cè)量值。

圖像采集裝置的另一重要組成部分是照明系統(tǒng)，照明方案的選擇將決定設(shè)備的檢測(cè)效果。光源并不僅僅是簡(jiǎn)單地照亮物體，合理的光源選擇可以保證成像的質(zhì)量和設(shè)備工作的穩(wěn)定性，合理的照明策略可以使后續(xù)圖像處理負(fù)擔(dān)更小，速度更快。對(duì)于不同的檢測(cè)對(duì)象，必須采用不同的照明方式才能突出被測(cè)對(duì)象的特征，在物體需要檢測(cè)的部分與不需要檢測(cè)的部分之間盡可能地產(chǎn)生明顯的區(qū)別，增加對(duì)比度。同時(shí)還應(yīng)保證足夠的整體亮度，物體位置的變化不影響成像的質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種直寫(xiě)光刻設(shè)備中的雙光源雙照明方式的圖像采集裝置，該裝置能夠保證清晰、準(zhǔn)確抓圖，可根據(jù)不同需求切換照明方式，滿(mǎn)足直寫(xiě)光刻設(shè)備所有基底的圖像采集需求。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種直寫(xiě)光刻設(shè)備中的雙光源雙照明方式的圖像采集裝置，包括CCD相機(jī)、安裝在CCD相機(jī)上的光學(xué)鏡頭以及固定在光學(xué)鏡頭上的照明光源，所述光學(xué)鏡頭采用雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭，所述照明光源包括點(diǎn)光源和環(huán)形光源，所述點(diǎn)光源用于為光學(xué)鏡頭提供同軸照明，所述環(huán)形光源用于為光學(xué)鏡頭提供低角度照明。

所述的直寫(xiě)光刻設(shè)備中的雙光源雙照明方式的圖像采集裝置，所述光學(xué)鏡頭與CCD相機(jī)通過(guò)機(jī)械件連接，所述光學(xué)鏡頭的像方焦平面位于CCD相機(jī)的感光接收面上，且所述光學(xué)鏡頭的像方焦平面略大于CCD相機(jī)的感光接收面。

所述的直寫(xiě)光刻設(shè)備中的雙光源雙照明方式的圖像采集裝置，所述光學(xué)鏡頭內(nèi)部自前而后依次設(shè)有第一透鏡、分光鏡、第二透鏡、第三透鏡、光闌和第四透鏡；

所述分光鏡和第一透鏡與點(diǎn)光源一起構(gòu)成同軸照明，所述點(diǎn)光源的出射光線(xiàn)依次經(jīng)過(guò)分光鏡和第一透鏡后，平行照射到被測(cè)基底上；

所述環(huán)形光源套設(shè)在光學(xué)鏡頭前端，所述環(huán)形光源的出射光線(xiàn)傾斜照射到被測(cè)基底上；

所述被測(cè)基底的反射光線(xiàn)依次經(jīng)過(guò)第一透鏡、分光鏡、第二透鏡、第三透鏡、光闌和第四透鏡后，成像在CCD相機(jī)的感光接收面上。

所述的直寫(xiě)光刻設(shè)備中的雙光源雙照明方式的圖像采集裝置，所述點(diǎn)光源采用LED點(diǎn)光源。

所述的直寫(xiě)光刻設(shè)備中的雙光源雙照明方式的圖像采集裝置，所述環(huán)形光源采用LED陣列。

所述的直寫(xiě)光刻設(shè)備中的雙光源雙照明方式的圖像采集裝置，所述LED陣列呈圓錐狀分布。

本發(fā)明的有益效果為：

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過(guò)采用雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭來(lái)保證抓圖準(zhǔn)確性，且在景深范圍內(nèi)，可滿(mǎn)足實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)抓圖，通過(guò)采用同軸點(diǎn)光源和環(huán)形光源來(lái)實(shí)現(xiàn)明、暗視野雙照明；本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)合理，通過(guò)切換不同的照明方式，可實(shí)現(xiàn)不同基板、不同印刷材料的圖像抓取，從而滿(mǎn)足直寫(xiě)光刻設(shè)備所有基底的高亮度、高對(duì)比度、高精度的圖像采集需求。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的同軸照明原理圖；

圖3是本發(fā)明的環(huán)形光源示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

如圖1～圖3所示，一種直寫(xiě)光刻設(shè)備中的雙光源雙照明方式的圖像采集裝置，包括CCD相機(jī)1、安裝在CCD相機(jī)1上的光學(xué)鏡頭2以及固定在光學(xué)鏡頭2上的照明光源，其中，照明光源包括點(diǎn)光源31和環(huán)形光源32。點(diǎn)光源31為光學(xué)鏡頭2提供同軸照明，環(huán)形光源32為光學(xué)鏡頭2提供低角度照明。

CCD相機(jī)1可直接將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電流信號(hào)，模擬電流信號(hào)經(jīng)過(guò)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)圖像的獲取、存儲(chǔ)、傳輸、處理和復(fù)現(xiàn)。光學(xué)鏡頭2與CCD相機(jī)1通過(guò)機(jī)械件連接，光學(xué)鏡頭2的像方焦平面位于CCD相機(jī)1的感光接收面上，且光學(xué)鏡頭2的像方焦平面略大于CCD相機(jī)1的感光接收面，防止采集到的圖像出現(xiàn)黑邊。

光學(xué)鏡頭2采用雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭，且可兼容兩種照明方式。雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭是入瞳、出瞳均位于無(wú)窮遠(yuǎn)的一種光學(xué)系統(tǒng)，入射光線(xiàn)與出射光線(xiàn)都平行于光軸，在景深、焦深范圍內(nèi)其放大倍率固定，與工作距離無(wú)關(guān)，此類(lèi)光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用在測(cè)量方面，能夠盡可能獲得最高的準(zhǔn)確性。

光學(xué)鏡頭2內(nèi)部自前而后依次設(shè)有第一透鏡21、分光鏡22、第二透鏡23、第三透鏡24、光闌25和第四透鏡26。分光鏡22和第一透鏡21與點(diǎn)光源31一起構(gòu)成同軸照明，使點(diǎn)光源31實(shí)現(xiàn)幾近平行光照射，適用于反射光比較強(qiáng)的被測(cè)基底0。同時(shí)，被測(cè)基底0的反射光經(jīng)分光鏡22后和CCD相機(jī)1在同一軸線(xiàn)上，可以有效消除采集圖像的重影。在直寫(xiě)光刻設(shè)備中使用同軸照明鏡頭取像，使得反射性強(qiáng)的基底裸露的區(qū)域更亮，利于基底上油墨Mark的抓取，同時(shí)可以清晰突出平整表面的凹凸缺陷，利于基底上盲孔的抓取。

點(diǎn)光源31選取LED點(diǎn)光源，LED光線(xiàn)經(jīng)特殊導(dǎo)光柱后在光源表面形成一片均勻的照射光，具有一定的發(fā)散角度。點(diǎn)光源31配合同軸雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭，平行光效果有效抑制光的衍射，實(shí)現(xiàn)高精度成像，十分有利于直寫(xiě)光刻設(shè)備中反射性相對(duì)較強(qiáng)的被測(cè)基底0的圖像采集。

從點(diǎn)光源31出射的光線(xiàn)經(jīng)分光鏡22反射到第一透鏡21上，第一透鏡21為凸透鏡，通過(guò)控制點(diǎn)光源31與分光鏡22的距離、分光鏡22與第一透鏡21的距離，使得出瞳位于無(wú)窮遠(yuǎn)處，即平行光照射到被測(cè)基底0上，被測(cè)基底0上有需要采集的Mark定位點(diǎn)，Mark定位點(diǎn)被照明，反射光線(xiàn)經(jīng)第一透鏡21、分光鏡22、第二透鏡23、第三透鏡24、光闌25和第四透鏡26，最終成像在CCD相機(jī)1的感光接收面上。該照明方式為光學(xué)鏡頭2提供明視野的同軸照明。

環(huán)形光源32由高亮LED陣列特殊設(shè)計(jì)而成，LED陣列呈圓錐狀，以斜角照射在被測(cè)基底0表面，可以突出顯示被測(cè)基底0邊緣和高度的變化，突出難以看清的部分。環(huán)形光源32從低角度為被測(cè)基底0提供360度低反光照明，適用于輕微不平坦的表面。在直寫(xiě)光刻設(shè)備日常調(diào)試時(shí)，用于銅板Mark、菲林Mark、標(biāo)定板Mark等的圖像采集。

從環(huán)形光源32出射的光線(xiàn)直接照射到被測(cè)基底0的Mark定位點(diǎn)上，Mark定位點(diǎn)被照明，漫反射光線(xiàn)經(jīng)第一透鏡21、分光鏡22、第二透鏡23、第三透鏡24、光闌25和第四透鏡26，最終成像在CCD相機(jī)1的感光接收面上。該照明方式為光學(xué)鏡頭2提供暗視野的低角度照明。

綜上所述，光學(xué)鏡頭2配合點(diǎn)光源31和環(huán)形光源32，點(diǎn)光源31實(shí)現(xiàn)明視野照明，環(huán)形光源32實(shí)現(xiàn)暗視野照明，明、暗視野照明交替使用可實(shí)現(xiàn)不同基板、不同印刷材料的圖像抓取，從而滿(mǎn)足直寫(xiě)光刻設(shè)備中所有基底的高亮度、高對(duì)比度、高精度的圖像采集需求。

以上所述實(shí)施方式僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。