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原文传递基于时间差分辨的晶粒双面完全等光程共焦成像检测方法

专利名称：	基于时间差分辨的晶粒双面完全等光程共焦成像检测方法
摘要：	本发明公开一种基于时间差分辨的晶粒双面完全等光程共焦成像检测方法，其特征在于：包括在光路方向上依次设置的CMOS或CCD相机、远心成像镜头、前置棱镜转像子系统、半导体晶粒和用于承置半导体晶粒的透明载物台，通过相机不同时间点独立拍摄的半导体晶粒相邻面的像，来实现对半导体晶粒相邻面的完全等光程共焦成像检测。本发明检测方法在不同时间点的两次拍摄实现双面完全等光程共焦成像检测，双面成像检测光路工作距可根据需求灵活选择，整体结构简单便于装配调试。
专利类型：	发明专利
申请人：	泉州师范学院
发明人：	廖廷俤;颜少彬;蔡植善
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T18:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T15:00:00+0805
申请号：	CN202010191734.8
公开号：	CN111157543A
代理机构：	福州元创专利商标代理有限公司
代理人：	林捷;蔡学俊
分类号：	G01N21/95;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/95
申请人地址：	362000 福建省泉州市丰泽区东海大街398号
主权项：	1.一种基于时间差分辨的晶粒双面完全等光程共焦成像检测方法，其特征在于：包括在光路方向上依次设置的CMOS或CCD相机、远心成像镜头、前置棱镜转像子系统、半导体晶粒和用于承置半导体晶粒的透明载物台，通过相机不同时间点独立拍摄的半导体晶粒相邻面的像，来实现对半导体晶粒相邻面的完全等光程共焦成像检测。 2.根据权利要求2所述的基于时间差分辨的晶粒双面完全等光程共焦成像检测方法，其特征在于：其中前置棱镜转像子系统包括立方分束器，以及在半导体晶粒与立方分束器之间的光路上分别设有的侧面直角转像棱镜和天面直角转像棱镜，侧面直角转像棱镜和天面直角转像棱镜分别位于半导体晶粒的正侧部和天面正上方，立方分束器与天面直角转像棱镜在同一水平高度；侧面直角转像棱镜和立方分束器位于远心成像镜头的正下方，侧面直角转像棱镜的第一直角面与立方分束器第一面相对，侧面直角转像棱镜的第二直角面与半导体晶粒侧面相对，侧面直角转像棱镜的斜面与远心成像镜头光轴倾斜设置，天面直角转像棱镜的两个直角面分别与半导体晶粒的天面和立方分束器的第二面相对；在天面直角转像棱镜与半导体晶粒之间设有第一照明光源，在侧面直角转像棱镜与半导体晶粒之间设有第二照明光源，半导体晶粒的天面与侧面分别经直角转像棱镜、立方分束器在不同的时间点上以单光路等光程共焦成像在相机传感器面上，在CMOS或CCD相机上即以不同的时间点获取双面各自独立的像。 3.根据权利要求2所述的基于时间差分辨的晶粒双面完全等光程共焦成像检测方法，其特征在于：所述第一照明光源和第二照明光源为同轴照明光源。 4.根据权利要求2所述的基于时间差分辨的晶粒双面完全等光程共焦成像检测方法，其特征在于：所述第一照明光源、第二照明光源和CMOS或CCD相机与信号控制器电性连接，以实现对光源和相机的控制。 5.根据权利要求2所述的基于时间差分辨的晶粒双面完全等光程共焦成像检测方法，其特征在于：所述天面直角转像棱镜的尺寸为151515mm，侧面直角转像棱镜的尺寸为151515mm，立方分束器的尺寸为151515mm。 6.根据权利要求2所述的基于时间差分辨的晶粒双面完全等光程共焦成像检测方法，其特征在于：所述半导体晶粒天面成像光路和侧面成像光路的工作距可根据远心成像镜头的工作距及载物台尺寸来确定。 7.根据权利要求1所述的基于时间差分辨的晶粒双面完全等光程共焦成像检测方法，其特征在于：所述CCD或CMOS相机的帧频μ选取为大于半导体晶粒传送频率f的2倍，天面与侧面拍摄间隔△t满足，相机物方视场VOF≥半导体晶粒边长a+△t载物台传送速率υ；两个相邻面的像在垂直于远心成像镜头光轴A方向上完全重合，均从立方分束器端面中部输出，在前置棱镜转像子系统厚度方向上两像位置相差：△tυ。 8.根据权利要求2所述的基于时间差分辨的晶粒双面完全等光程共焦成像检测方法，其特征在于：第一照明光源频闪持续时间τ1满足:相机曝光时间ψ<τ1<△t。 9.根据权利要求2所述的基于时间差分辨的晶粒双面完全等光程共焦成像检测方法，其特征在于：第二照明光源频闪持续时间τ2满足:相机曝光时间ψ<τ2<△t。 10.根据权利要求2所述的基于时间差分辨的晶粒双面完全等光程共焦成像检测方法，其特征在于：检测步骤具体如下： ①将前置棱镜转像子系统安装到透明载物台上方和侧方，通过调节前置棱镜转像子系统水平方向和垂直方向位置，使透明载物台静止时相邻面的双象均从立方分束器上端面中心射出； ②将第一、第二照明光源的频闪信号控制线和相机拍摄触发信号线连接到信号控制器上； ③启动透明载物台传送半导体晶粒，待半导体晶粒进入相机物方视场时，信号控制器收到晶粒定位信号，然后发送触发信号使侧面同轴的第二照明光源频闪照明，照亮晶粒侧面并同时控制相机进行侧面成像拍照，然后将成像图片发送到工控机进行图像处理检测； ④在间隔△t后，此时晶粒沿前置棱镜转像子系统厚度方向传动一个小段位置：△t*υ，信号控制器发送触发信号给天面同轴的第一照明光源频闪照明，照亮晶粒天面并同时控制相机进行天面成像拍照，然后将成像图片发送到工控机进行图像处理检测； ⑤工控机完成天面图像处理检测后，将处理结果对应操作指令发送到信号控制器存储，待晶粒通过玻璃载物台传送到分选工位时，发送指令进行分选； ⑥重复③-⑤步骤对每一晶粒进行相邻面缺陷识别检测和分选。
所属类别：	发明专利