[发明专利]光学取像装置

说明书

技术领域

本发明关于一种光学取像装置，且特别关于一种能获得高解析度彩色影像的光学取像装置。

背景技术

自动光学检测(Automatic Optical Inspection，AOI)是指以光学的方式检测元件外部结构的技术，可分为一维检测(一维条码检测、位移检测)、二维检测(图像识别、瑕疵分类、二维条码检测、形状测量、热影像检测、色泽检测)以及三维检测(形状测量、高度瑕疵检测)等三类。自动光学检测技术所能应用的领域非常广泛，例如工业产品品质检测、宇宙探测、生物医学承项检测、指纹比对及字型辨认、机械视觉、多媒体技术等。

一般而言，LED或太阳能电池晶片等半导体晶片的表面结构是否有瑕疵或者颜色是否符合需求等，均可通过自动光学检测装置来进行。自动光学检测设备包含有取像装置用来对半导体晶片表面取像，所取得的影像则可进行数字分析让使用者得知半导体晶片的表面状况。如上所述，由于自动光学检测方法是以半导体晶片的影像进行分析，因此其影像的解析度以及色彩即成为检测是否精确的重要关键。

于先前技术中，自动光学检测设备的彩色取像装置是利用单色电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)搭配彩色滤波阵列来进行取像，其以单色电荷耦合元件上的像素分别取得物体上对应位置的各色影像，再将相邻像素的各色影像合并为彩色影像。然而，先前技术的方法整并像素所得到的彩色影像，其解析度会受到滤波片的设计而大幅下降，此外滤波片同时也会吸收大量光线，导致单色电荷耦合元件收光效率下降而连带降低信噪比。

请参阅图1A以及图1B，图1A是先前技术的彩色CCD阵列1的示意图，图1B是图1A的彩色CCD阵列1的单一彩色感光单元1006用来对物体2取像的示意图。如图1A所示，彩色CCD阵列1由CCD感光阵列10以及滤光片阵列12组成，当光线入射时会先经过滤光片阵列12滤光，接着再由CCD感光阵列10中的各感光单元100进行感光。滤光片阵列12具有绿色滤光单元120、红色滤光单元122以及蓝色滤光单元124，分别对应不同的感光单元100排列而可供绿光、红光以及蓝光通过并被不同感光单元100所接收，因此，组合后的彩色CCD阵列1可包含绿光感光单元1000、红光感光单元1002以及蓝光感光单元1004。于先前技术中，邻近的四个感光单元100配合各滤光单元组合成彩色感光单元1006，因此，所获得彩色影像的解析度将会下降四倍。另外，滤光片阵列12的各滤光单元仅允许对应的单色光通过，其他波段的光线均被吸收，使得CCD感光阵列10接收到的光强度大幅降低。

如图1B所示，彩色感光单元1006中的各单色感光单元可对物体2上对应的位置进行取像，并将其合成彩色影像。若物体2上对应各感光单元的位置的颜色与各感光单元所能感光的颜色相同，例如，物体2表面上的位置20与26显示为绿色，位置22显示为红色，且位置24显示为蓝色，则彩色感光单元1006的各感光单元都能接收到光，经过叠加后，彩色感光单元1006所取得的影像为白色，明显与物体2的表面颜色不符。

因此，有必要设计一种具有新式的彩色光学取像装置，其具有高解析度并能避免取像后颜色错误的状况发生。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种光学取像装置，以解决先前技术的问题。

根据一具体实施例，本发明的光学取像装置包含正方菱镜组、第一取像单元、第二取像单元以及第三取像单元，其中，正方菱镜组包含互相正交的入光面、第一出光面、第二出光面以及第三出光面，并且正方菱镜组之内包含互相正交的第一分光面、第二分光面、第三分光面以及第四分光面。入光面可用来接收光源，第一取像单元、第二取像单元与第三取像单元分别面对第一出光面、第二出光面以及第三出光面，用来接收自此三个出光面所射出的光线。

于本具体实施例中，当入光面接收光源，其光线经过第一分光面、第二分光面、第三分光面以及第四分光面后被分成至少一单色光而分别从第一出光面、第二出光面以及第三出光面射出，并被第一取像单元、第二取像单元与第三取像单元所接收。此三个取像单元分别接收单色光后可产生影像，接着，各取像单元所产生的影像互相叠加以形成彩色影像。通过本具体实施例的光学取像装置，可获得具有高解析度的彩色影像且可避免彩色影像颜色错误的状况发生。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

图1A是先前技术的彩色CCD阵列的示意图。

图1B是图1A的彩色CCD阵列的单一彩色感光单元用来对物体取像的示意图。