[发明专利]应用于激光切割的同轴CCD成像系统

说明书

技术领域

本发明一种应用于激光切割的同轴CCD成像系统，属光电子领域，可应用于激光切割，激光钻孔等激光加工方面。

背景技术

随着激光技术蓬勃发展，激光加工的工业应用越来越广泛。激光加工应用于LED晶圆切割是近几年发展起来的新型加工工艺，该技术在国外应用较早，相关生产设备的主要厂家有：美国的New Wave、JDSU、Laser Solution和日本的Disco；而目前，在国内如苏州德龙和深圳大族等激光公司也开始生产相关设备。在LED晶圆切割应用中，特别是蓝光LED晶圆切割应用中，主要采用紫外激光器作为切割光源，要求切割线的宽度小于10微米并且深度大于30微米。因此，客观上要求CCD成像系统满足微米级别的成像应用。

目前，应用于LED激光切割设备的CCD成像系统，大多采用多个CCD分别从工件上方和下方进行成像。苏州德龙激光有限公司在200910027563.9中公开了一个CCD的成像系统发明专利。专利中在工件下方安装了一个小视野高倍率下CCD模组，该CCD模组直接对工件进行成像，因而可以使用商品化的CCD镜组；该专利中在工件上方安装了两个CCD，分别为广角CCD模组和小视野高倍率上CCD模组，这两个CCD模组是通过激光聚焦镜进行成像；由于CCD的成像要求，必须针对所使用的激光聚焦镜组重新设计新的专用的CCD成像镜组，而不能使用市面上成熟的镜组。

重新设计一个成像镜组和使用一个商品化的成熟镜组，在成本上有天壤之别。因此，为了降低硬件成本，需要设计一种新的低成本的CCD成像系统。

发明内容

本发明的目的在于公开一种应用于激光切割的同轴CCD成像系统，不仅能满足LED晶圆激光切割高精度的成像要求，同时降低了设备成本，对于提高设备厂家的经济效益具有重要的意义。

本发明中，聚焦镜组位于水平方向，激光经过聚焦镜组汇聚后由45度激光全反镜反射聚焦于工件上进行加工。本发明成像系统由三个CCD成像组件组成，每个CCD成像组件由一个CCD和一个成像镜组组成，本系统全部采用市面上成熟CCD成像镜组。系统中两个CCD成像组件位于工件上方，分别为上高倍CCD成像组件和低倍CCD成像组件；一个成像组件位于工件下方，为下高倍成像组件。上高倍CCD成像组件和低倍CCD成像组件直接通过45度照明光分光镜和45度激光分光镜分别成像，由于这两个成像组件不通过聚焦镜组成像，因而可以使用市面上成熟的产品，降低了激光切割设备的硬件成本。成像系统中低倍CCD成像组件成像光轴，上高倍CCD成像组件成像光轴，下高倍CCD成像组件成像光轴和激光加工光轴是同光轴的。

附图说明

附图为本发明双CCD成像系统结构示意图。

具体实施方式：

以下结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。附图中紫外激光经(12)经过45度激光全反镜(11`，10)全反后，从水平方向通过聚焦镜组(9)汇聚，经过45度激光全反镜(8)全反聚焦于工件(7)上进行加工。下高倍CCD成像组件(14)从下方对工件(7)成像。环形LED光源(13)和LED点光源(1)为单色光源；环形LED光源(13)从下方对工件(7)进行照明；LED点光源(1)经过45度照明光全反镜(4)全反后，通过45度照明光分光镜(5，6)和45度激光全反镜(8)对工件(7)进行照明；45度照明光全反镜(4)对照明光45度全反，45度照明光分光镜(5，6)对照明光透过率约为50％，45度激光全反镜(8)对照明光透过率大于80％。上高倍CCD成像组件(3)经过45度照明光分光镜(6)和45度激光全反镜(8)对工件(7)进行成像。低倍CCD成像组件(2)经过45度照明光分光镜(5，6)和45度激光全反镜(8)对工件(7)进行成像。下高倍CCD成像组件(14)、上高倍CCD成像组件(3)和低倍CCD成像组件(2)工作时，可以根据需要选择环形LED光源(13)或LED点光源(1)对工件(7)进行照明。