[发明专利]用曲面光学元件来照射被检查物体的系统和方法

说明书

相关申请

本申请要求提交日期为2010年1月18日的美国临时专利序号61/295,785的优先权，其通过引用结合于此。

背景技术

当前实现广角覆盖照射的惯例是基于多个(多于一个)光源和相应的以专门方式布置的照射光学器件。如果需要聚焦照射，不同光源的焦线(focal line)应该相互重合。这导致了一些技术困难(在光学机械、集成、校堆和对准方面)，其需要高精度并且限制了成本的降低。

发明内容

根据本发明的不同实施例，提供了一种照射和集光单元。该照射和集光单元可以包括一个或多个传感器，可以是检查系统的一部分，等等。

该照射和集光单元可以包括：至少具有第一轴的半柱面反射器；平行于第一轴的线光源；平行于第一轴的分束器。分束器和线光源被设置在半柱面反射器和被检查物体之间。线光源可以被安排为在第一角度范围上照射半柱面反射器。半柱面反射器可以被安排为将来自线光源的光聚集到被检查物体上以形成平行于第一轴的线状光。分束器可以被安排为将从被检查物体反射的在第二角度范围内的光射向集光器。

第二角度范围可以小于第一角度范围。

第二角度范围可以超过20度。

第一角度范围可以超过40度。

集光器可以包括物镜和传感器；其中物镜将来自分束器的光聚焦到传感器上。

所述照射和集光单元可以包括接近线光源放置的光束操纵器，该光束操纵器用于在光射到半柱面反射器上之前处理从线光源发射的光。

所述照射和集光单元可以包括接近线光源放置的用于确定第一角度范围的光束操纵器。

所述照射和集光单元可以包括光束操纵器，该光束操纵器可以包括可移动菲涅尔透镜。

分束器可以被安排为接收可以由半柱面反射器聚集的光的至少大部分，以及将从被检查物体反射的光的至少大部分射向集光器。

分束器可以被安排为在可以垂直于被检查物体的假想平面内引导从被检查物体反射的光。

半柱面反射器的半径可以是分束器和被检查物体之间距离的至少2倍；并且半柱面的半径可以是线光源和被检查物体之间距离的至少4倍。

半柱面反射器的半径可以是分束器和被检查物体之间距离的大约3倍；并且半柱面的半径可以是线光源和被检查物体之间距离的大约6倍。

半柱面反射器的开口可以相对于被检查物体的平面而定向。

半柱面反射器可以是椭圆柱面反射器的一部分。

根据本发明的不同实施例，可以提供一种照射和集光单元，其可以包括：(a)具有沿着第一方向的线形截面和沿着第二方向的凹形截面的曲面光学元件，其中曲面光学元件包括面向被检查物体的至少一个反射区域和至少由部分透明的材料制成的窗口；(b)与曲面光学元件的第一轴平行的线光源。线光源可以设置在曲面光学元件和被检查物体之间。线光源可以被安排为在第一角度范围上照射曲面光学元件。曲面光学元件可以被安排为将来自线光源的光聚集到被检查物体上以形成平行于第一轴的线状光；以及其中所述窗口可以被设置为允许来自被检查物体的可以在第二角度范围内的光的至少一部分传播到集光器，该集光器具有可以相对于被检查物体的平面的假想法线而定向的集光轴。

曲面光学元件的第一轴可以平行于第一方向。所述凹形截面可以限定可以在90度到180度之间的内接角。

由曲面光学元件确定的开口可以相对于被检查物体的平面而定向。

第二角度范围可以超过20度。

第一角度范围可以超过40度。

所述照射和集光单元可以包括接近线光源放置的光束操纵器，该光束操纵器用于在光射到部分反射光学元件上之前处理从线光源发射的光。

所述照射和集光单元可以包括接近线光源放置的用于确定第一角度范围的光束操纵器。

所述照射和集光单元可以包括光束操纵器，该光束操纵器可以包括可移动菲涅尔透镜。

所述窗口可以被成形和设置为接收来自被检查物体的光的至少大部分。

曲面光学元件的半径可以是线光源和被检查物体之间距离的至少4倍。

曲面光学元件的半径可以是线光源和被检查物体之间距离的大约6倍。

根据本发明的一个实施例，提供一种照射被检查物体的方法。该方法可以包括：由线光源在第一角度范围上照射至少具有第一轴的半柱面反射器；由半柱面反射器将来自线光源的光聚集到被检查物体上以形成平行于第一轴的线状光；和由分束器将来自被检查物体的在第二角度范围内的光射向集光器；其中线光源平行于第一轴；其中分束器平行于第一轴；其中分束器和线光源被设置在半柱面反射器和被检查物体之间。