一种用于相对面对准的视觉系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于机器视觉技术领域，特别是涉及一种用于相对面对准的视觉系统。
【背景技术】
[0002] 半导体器件在制造过程中的精度对半导体器件性能具有重要影响。随着芯片向小 型化发展，对半导体器件加工设备的精度要求也越来越高。此类设备中通常采用机器视觉 系统实现对准功能，视觉系统的分辨率及对比度等指标影响着对准精度。因此，提高机器视 觉系统的分辨率及对比度等指标具有非常重要意义。
[0003]目前，针对需要将两相向面同时采取图像的应用，已公开的对准视觉系统组成主 要有以下两种：第一种是双物镜方法：该方法采用双物镜的显微镜结构，并在平行光路的 部分将两光路合并为一组，并经过同一个管镜成像。该方法可以取得的较高分辨率的像，但 由于在两对准面之间需要设置两个物镜，要求两对准面在对准时的间距较大，提高了设备 机械及电气部分的要求，并占用较长的工作时间，影响设备的工作效率。第二种是镜头与分 光光路的组合方法：该方法在镜头与目标之间加入分光光路，使得两相对面均可以通过同 一个镜头成像。该方法在对准时要求两对准面的间距较小，但缺点是光线通过分光光路时 会产生像差，使得系统分辨率及图像对比度下降。
[0004] 另外还有其它一些方法，这些方法要么系统体积大，占用空间大，要么以牺牲系统 分辨率及对比度为代价，实现相向两面同时对准。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种用于相对面对准的视觉系统，所要解决的技术问题是现有对准视 觉系统要求两对准面在对准时的间距较大或者系统分辨率及图像对比度差。
[0006] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于相对面对准的视觉系统，用 于对相对的第一面和第二面进行成像，其包括： 第一成像装置，用于对光线成像以产生第一图像信号； 第二成像装置，用于对光线成像以产生第二图像信号； 双面反射镜，所述双面反射镜具有第一反射面和第二反射面；所述双面反射镜设置在 第一面和第二面之间； 所述第一反射面将来自第一面的光线反射到第一成像装置； 所述第二反射面将来自第二面的光线反射到第二成像装置。
[0007] 如上所述的用于相对面对准的视觉系统，进一步，所述第一成像装置包括：第一成 像镜头和第一光电转换器；所述第一成像镜头用于对光线成像；所述第一光电转换器用于 将光转换为第一图像信号。
[0008] 如上所述的用于相对面对准的视觉系统，进一步，所述第一成像装置还包括第一 反射镜，所述第一反射镜用于将入射光线反射到第一成像镜头。
[0009] 如上所述的用于相对面对准的视觉系统，进一步，所述第二成像装置包括：第二成 像镜头和第二光电转换器；所述第二成像镜头用于对光线成像；所述第二光电转换器用于 将光转换为第二图像信号。
[0010] 如上所述的用于相对面对准的视觉系统，进一步，所述第二成像装置还包括第二 反射镜，所述第二反射镜用于将入射光线反射到第二成像镜头。
[0011] 如上所述的用于相对面对准的视觉系统，进一步，所述双面反射镜为在光学玻璃 两面分别镀外反射膜制成；或者，所述双面反射镜为由金属镜片两表面分别抛光制成。
[0012] 如上所述的用于相对面对准的视觉系统，进一步，垂直所述第一面和第二面的直 线与所述双面反射镜所在平面所成的角度为45度。
[0013] 本发明的有益效果是： 本发明系统在不牺牲成像装置本身性能指标的同时，缩短了两相向面的对准距离，实 现高精度的双面对准。由于在两对准面之间仅需要设置一个双面反射镜，对两对准面在对 准时的间距要求小，设备机械及电气部分容易实现。此外，成像装置与目标之间无分光光 路，光线不会产生像差，保证了视觉系统的分辨率及图像对比度。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明提供的一种用于相对面对准的视觉系统示意图； 图2为本发明提供的另一种用于相对面对准的视觉系统示意图； 图3为本发明实施例提供的一种双面反射镜光路示意图。
[0015] 附图中，各标号所代表的部件列表如下： 01、第一面，02、第二面，1、双面反射镜，2、第一成像装置，21、第一反射镜，22、第一成像 镜头，23、第一光电转换器，3、第二成像装置，31、第二反射镜，32、第二成像镜头，33、第二光 电转换器。
【具体实施方式】
[0016] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。
[0017] 本发明实施例需要解决现有对准视觉系统要求两对准面在对准时的间距较大或 者系统分辨率及图像对比度差的问题。
[0018] 如图1所示，为本发明实施例提供的一种用于相对面对准的视觉系统示意图。该 视觉系统用于对相对的第一面01和第二面02进行成像，其包括： 第一成像装置2,用于对光线成像以产生第一图像信号； 第二成像装置3,用于对光线成像以产生第二图像信号； 双面反射镜1，所述双面反射镜具有第一反射面和第二反射面；所述双面反射镜设置 在第一面和第二面之间； 所述第一反射面将来自第一面01的光线反射到第一成像装置； 所述第二反射面将来自第二面02的光线反射到第二成像装置。
[0019] 本发明上述实施例的用于相对面对准的视觉系统的工作原理如下：由于需要成像 的第一面和第二面分别位于双面反射镜的两侧，来自第一面的光线由双面反射镜的第一反 射面反射到第一成像装置，产生第一图像信号；来自第二面的光线由双面反射镜的第二反 射面反射到第二成像装置，产生第二图像信号；通过对两图像信号坐标位置的校正，使其统 一到同一坐标系内，即可以达到对两相向面精确对准的目的。由于在两对准面之间仅需要 设置一个双面反射镜，对两对准面在对准时的间距要求小，设备机械及电气部分容易实现。 此外，成像装置与目标之间无分光光路，光线不会产生像差，保证了视觉系统的分辨率及图 像对比度。
[0020] 在上述实施例的一种具体实施过程中，用于相对面对准的视觉系统的第一成像装 置包括：第一成像镜头22和第一光电转换器23 ;所述第一成像镜头用于对光线成像；所述 第一光电转换器用于将光转换为第一图像信号。所述第二成像装置包括：第二成像镜头32 和第二光电转换器33 ;所述第二成像镜头用于对光线成像；所述第二光电转换器用于将光 转换为第二图像信号。
[0021] 在上述实施例的另一种具体实施过程中，如图2所示，用于相对面对准的视觉系 统第一成像装置包括：第一反射镜21、第一成像镜头22和第一光电转换器23 ;所述第一反 射镜用于将入射光线反射到第一成像镜头；所述第一成像镜头用于对光线成像；所述第一 光电转换器用于将光转换为第一图像信号。所述第二成像装置包括：第二反射镜31、第二 成像镜头32和第二光电转换器33 ;所述第二反射镜用于将入射光线反射到第二成像镜头； 所述第二成像镜头用于对光线成像；所述第二光电转换器用于将光转换为第二图像信号。 由于第一反射镜、第二反射镜的使用，可以将第一成像镜头和第一光电转换器的第一光路 和第二成像镜头和第二光电转换器的第二光路平行设置，以降低视觉系统的尺寸。
[0022] 在上述实施例的具体实施过程中，所述双面反射镜为在光学玻璃两面分别镀外反 射膜制成；或者，所述双面反射镜为由金属镜片两表面分别抛光制成。
[0023] 在上述实施例的具体实施过程中，垂直所述第一面和第二面的直线与所述双面反 射镜所在平面所成的角度为45度，其他角度如30~55度也能实现本发明目的。
[0024] 如图3所示，在垂直第一面和第二面的直线方向上，为了保证第一面光路 的光轴和第二面光路的光轴在同一条直线上，设计时应使第一成像装置2的光轴与 第二成像装置3的光轴平行。第一成像装置2的光轴与第二成像装置3的光轴距 离D与双面反射镜1的厚度有关。若双面反射镜1的厚度为d，则其距离D=d/sin 其中:银为双面反射镜与垂直第一面和第二面的直线所成的夹角，典型地，取:1::=45°。
[0025] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种用于相对面对准的视觉系统，用于对相对的第一面和第二面进行成像，其特征 在于，包括： 第一成像装置，用于对光线成像以产生第一图像信号； 第二成像装置，用于对光线成像以产生第二图像信号； 双面反射镜，所述双面反射镜具有第一反射面和第二反射面；所述双面反射镜设置在 第一面和第二面之间； 所述第一反射面将来自第一面的光线反射到第一成像装置； 所述第二反射面将来自第二面的光线反射到第二成像装置。2. 根据权利要求1所述的用于相对面对准的视觉系统，其特征在于，所述第一成像装 置包括：第一成像镜头和第一光电转换器；所述第一成像镜头用于对光线成像；所述第一 光电转换器用于将光转换为第一图像信号。3. 根据权利要求2所述的用于相对面对准的视觉系统，其特征在于，所述第一成像装 置还包括第一反射镜，所述第一反射镜用于将入射光线反射到第一成像镜头。4. 根据权利要求1-3任一项所述的用于相对面对准的视觉系统，其特征在于，所述第 二成像装置包括：第二成像镜头和第二光电转换器；所述第二成像镜头用于对光线成像； 所述第二光电转换器用于将光转换为第二图像信号。5. 根据权利要求4所述的用于相对面对准的视觉系统，其特征在于，所述第二成像装 置还包括第二反射镜，所述第二反射镜用于将入射光线反射到第二成像镜头。6. 根据权利要求1所述的用于相对面对准的视觉系统，其特征在于，所述双面反射镜 为在光学玻璃两面分别镀外反射膜制成；或者，所述双面反射镜为由金属镜片两表面分别 抛光制成。7. 根据权利要求1所述的用于相对面对准的视觉系统，其特征在于，垂直所述第一面 和第二面的直线与所述双面反射镜所在平面所成的角度为45度。
【专利摘要】本发明涉及一种用于相对面对准的视觉系统，属于机器视觉技术领域。该视觉系统用于对相对的第一面和第二面进行成像，其包括：第一成像装置，用于对光线成像以产生第一图像信号；第二成像装置，用于对光线成像以产生第二图像信号；双面反射镜，所述双面反射镜具有第一反射面和第二反射面；所述双面反射镜设置在第一面和第二面之间；所述第一反射面将来自第一面的光线反射到第一成像装置；所述第二反射面将来自第二面的光线反射到第二成像装置。本发明用于相对面对准的视觉系统在不牺牲成像装置本身性能指标的同时，缩短了两相向面的对准距离，实现高精度的双面对准。
【IPC分类】H01L21/68
【公开号】CN105023871
【申请号】CN201510352481
【发明人】韩微微, 高爱梅
【申请人】中国电子科技集团公司第四十五研究所
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年6月24日