[发明专利]一种直写光刻设备中的双光源双照明方式的图像采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，具体是一种直写光刻设备中的双光源双照明方式的图像采集装置。

背景技术

在直写光刻设备中，通过图像采集装置抓取Mark点来进行内层、外层对准，因此，图像采集装置的性能直接影响直写光刻设备的定位效果。

光学镜头是图像采集装置的核心组成部分。传统光学镜头具有视场角，因此随着光学镜头与物体之间的距离改变，放大倍率也会变化。这一视场角会导致像差（也称为角度误差），从而降低了准确性，因为如果物体由于放大倍数变化而移动（即使其余部分在景深内），则观察到的视觉系统测量值会改变。远心镜头可通过恒定的非视场角消除标准镜头的视差特性，可以得到更加精确的测量值。

图像采集装置的另一重要组成部分是照明系统，照明方案的选择将决定设备的检测效果。光源并不仅仅是简单地照亮物体，合理的光源选择可以保证成像的质量和设备工作的稳定性，合理的照明策略可以使后续图像处理负担更小，速度更快。对于不同的检测对象，必须采用不同的照明方式才能突出被测对象的特征，在物体需要检测的部分与不需要检测的部分之间尽可能地产生明显的区别，增加对比度。同时还应保证足够的整体亮度，物体位置的变化不影响成像的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直写光刻设备中的双光源双照明方式的图像采集装置，该装置能够保证清晰、准确抓图，可根据不同需求切换照明方式，满足直写光刻设备所有基底的图像采集需求。

本发明的技术方案为：

一种直写光刻设备中的双光源双照明方式的图像采集装置，包括CCD相机、安装在CCD相机上的光学镜头以及固定在光学镜头上的照明光源，所述光学镜头采用双侧远心镜头，所述照明光源包括点光源和环形光源，所述点光源用于为光学镜头提供同轴照明，所述环形光源用于为光学镜头提供低角度照明。

所述的直写光刻设备中的双光源双照明方式的图像采集装置，所述光学镜头与CCD相机通过机械件连接，所述光学镜头的像方焦平面位于CCD相机的感光接收面上，且所述光学镜头的像方焦平面略大于CCD相机的感光接收面。

所述的直写光刻设备中的双光源双照明方式的图像采集装置，所述光学镜头内部自前而后依次设有第一透镜、分光镜、第二透镜、第三透镜、光阑和第四透镜；

所述分光镜和第一透镜与点光源一起构成同轴照明，所述点光源的出射光线依次经过分光镜和第一透镜后，平行照射到被测基底上；

所述环形光源套设在光学镜头前端，所述环形光源的出射光线倾斜照射到被测基底上；

所述被测基底的反射光线依次经过第一透镜、分光镜、第二透镜、第三透镜、光阑和第四透镜后，成像在CCD相机的感光接收面上。

所述的直写光刻设备中的双光源双照明方式的图像采集装置，所述点光源采用LED点光源。

所述的直写光刻设备中的双光源双照明方式的图像采集装置，所述环形光源采用LED阵列。

所述的直写光刻设备中的双光源双照明方式的图像采集装置，所述LED阵列呈圆锥状分布。

本发明的有益效果为：

由上述技术方案可知，本发明通过采用双侧远心镜头来保证抓图准确性，且在景深范围内，可满足实时动态抓图，通过采用同轴点光源和环形光源来实现明、暗视野双照明；本发明结构紧凑，设计合理，通过切换不同的照明方式，可实现不同基板、不同印刷材料的图像抓取，从而满足直写光刻设备所有基底的高亮度、高对比度、高精度的图像采集需求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的同轴照明原理图；

图3是本发明的环形光源示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。

如图1～图3所示，一种直写光刻设备中的双光源双照明方式的图像采集装置，包括CCD相机1、安装在CCD相机1上的光学镜头2以及固定在光学镜头2上的照明光源，其中，照明光源包括点光源31和环形光源32。点光源31为光学镜头2提供同轴照明，环形光源32为光学镜头2提供低角度照明。

CCD相机1可直接将光学信号转换为模拟电流信号，模拟电流信号经过放大和模数转换，实现图像的获取、存储、传输、处理和复现。光学镜头2与CCD相机1通过机械件连接，光学镜头2的像方焦平面位于CCD相机1的感光接收面上，且光学镜头2的像方焦平面略大于CCD相机1的感光接收面，防止采集到的图像出现黑边。