调焦光学成像系统技术方案

一种调焦光学成像系统，涉及光学技术领域，包括沿第一光轴方向依次间隔设置的标记板、第一对焦镜组、第二对焦镜组、筒镜、物镜和用于放置待测物体的物方平面板；物方平面板配置成能够沿第一光轴方向移动，以改变物方平面板和物镜之间的光轴距离；调焦光学成像系统还包括沿第二光轴方向依次设置的第三对焦镜组和图像采集装置；第一光轴方向与第二光轴方向垂直；第一对焦镜组与第二对焦镜组之间设置有折转反射镜；折转反射镜配置为令沿第一光轴方向传输的光线反射为沿第二光轴方向传输；标记板上设置有测量标记孔。本发明专利技术的目的在于提供一种调焦光学成像系统，以在一定程度上解决现有技术中存在的调焦时间较长、调焦精度较差的技术问题。技术问题。技术问题。

【技术实现步骤摘要】
调焦光学成像系统


[0001]本专利技术涉及光学
，具体而言，涉及一种调焦光学成像系统。

技术介绍

[0002]随着半导体制造节点的提升，对硅片对准成像光学系统的要求越来越高，尤其是基于图像识别技术的硅片对准成像光学系统而言，自动对焦的精确性是决定对准成像光学系统的关键。目前常用的自动对焦技术大部分采用软件算法的技术路线，主要原理为采集对准成像光学系统的图像，提取其对比度，调节距离后再次采集图像计算对比度，多次迭代后确定最佳对比度位置，此时完成自动对焦工作。但是该方案需要多次调节轴向距离、逐渐收敛步进才能完成整个自动调焦过程，具有调节时间长、调节精度不足等弊端，且在较为严重离焦情况下存在自动调焦工作失效的风险。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种调焦光学成像系统，以在一定程度上解决现有技术中存在的调焦时间较长、调焦精度较差的技术问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0005]一种调焦光学成像系统，包括沿第一光轴方向依次间隔设置的标记板、第一对焦镜组、第二对焦镜组、筒镜、物镜和用于放置待测物体的物方平面板；所述物方平面板配置成能够沿第一光轴方向移动，以改变所述物方平面板和所述物镜之间的光轴距离；
[0006]所述调焦光学成像系统还包括沿第二光轴方向依次设置的第三对焦镜组和图像采集装置；所述第一光轴方向与所述第二光轴方向垂直；
[0007]所述第一对焦镜组与所述第二对焦镜组之间设置有折转反射镜；所述折转反射镜配置为令沿所述第一光轴方向传输的光线反射为沿所述第二光轴方向传输；
[0008]所述标记板上设置有测量标记孔；光线穿过所述测量标记孔并形成测量入射光线，所述测量入射光线依次透过所述第一对焦镜组、所述第二对焦镜组、所述筒镜和所述物镜，以一定的入射角度入射至所述物方平面板上的待测物体；所述测量入射光线经所述物方平面板上的待测物体反射形成测量反射光线，所述测量反射光线依次透过所述物镜、所述筒镜和所述第二对焦镜组，并经过所述折转反射镜反射至所述第三对焦镜组，所述测量反射光线透过所述第三对焦镜组之后，在所述图像采集装置上形成测量标记成像。
[0009]在上述任一技术方案中，可选地，所述的调焦光学成像系统还包括设置在所述第二对焦镜组和所述筒镜之间的中空反射镜；
[0010]所述中空反射镜的中心具有通孔，所述中空反射镜的边缘为反射镜；
[0011]所述标记板上设置有参考标记孔；光线穿过所述参考标记孔并形成参考入射光线，所述参考入射光线依次透过所述第一对焦镜组、所述第二对焦镜组，经过所述中空反射镜的边缘反射并透过所述第二对焦镜组，再经过所述折转反射镜反射至所述第三对焦镜组，所述参考入射光线透过所述第三对焦镜组之后，在所述图像采集装置上形成参考标记
成像；
[0012]所述测量入射光线透过所述第二对焦镜组之后，穿过所述中空反射镜的通孔入射至所述筒镜；所述测量反射光线透过所述筒镜之后，穿过所述中空反射镜的通孔入射至所述第二对焦镜组。
[0013]在上述任一技术方案中，可选地，所述测量标记孔包括多个测量标记小孔，所述参考标记孔包括多个参考标记小孔，多个所述测量标记小孔形成的图形设置在多个所述参考标记小孔形成的图形的内部；
[0014]多个所述参考标记小孔呈方形或者圆形分布。
[0015]在上述任一技术方案中，可选地，所述测量入射光线入射至所述物方平面板上的待测物体的入射角度为4
°‑
10
°
；
[0016]和/或，所述图像采集装置上的测量标记成像，是所述标记板上的测量标记孔的2倍
‑
10倍。
[0017]在上述任一技术方案中，可选地，所述测量入射光线入射至所述物方平面板上的待测物体的入射角度为4
°‑6°
；
[0018]所述图像采集装置上的测量标记成像，是所述标记板上的测量标记孔的3倍
‑
5倍。
[0019]在上述任一技术方案中，可选地，所述图像采集装置采用线阵CCD。
[0020]在上述任一技术方案中，可选地，所述标记板为镀铬标记板；
[0021]在上述任一技术方案中，可选地，所述的调焦光学成像系统还包括驱动装置；
[0022]所述驱动装置连接所述物方平面板，以驱使所述物方平面板沿所述第一光轴方向靠近或者远离所述物镜。
[0023]在上述任一技术方案中，可选地，所述的调焦光学成像系统还包括光源；所述光源设置在所述标记板远离所述第一对焦镜组的一侧；
[0024]可选地，所述光源为激光光源或者LED光源。
[0025]在上述任一技术方案中，可选地，所述物方平面板放置有硅片。
[0026]本专利技术的有益效果主要在于：
[0027]本专利技术提供的调焦光学成像系统，标记板、第一对焦镜组、第二对焦镜组、筒镜、物镜、折转反射镜、第三对焦镜组和图像采集装置形成自动调焦系统，其中筒镜和物镜属于对准成像光学系统的一部分，也即自动调焦系统与对准成像光学系统共用了筒镜和物镜光路，可在一定程度上降低调焦时间以及提高调焦精度。具体而言，该调焦光学成像系统通过折转反射镜将标记板上的测量标记孔的第一光轴方向测量标记信息转换为图像采集装置所在的第二光轴方向测量标记信息；通过第一对焦镜组、第二对焦镜组、筒镜、物镜和第三对焦镜组可将测量标记信息放大，结合图像采集装置的图像识别可以精确定位物镜与用于放置待测物体的物方平面板之间的光轴方向距离，极大保证了待测物体在对准成像光学系统始终处在最佳焦面位置，在一定程度上降低了调焦时间以及提高了调焦精度，可将离焦对待测物体对准成像光学系统的对准精度的影响降到最小。
[0028]为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0030]图1为本专利技术实施例提供的调焦光学成像系统的结构示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例提供的调焦光学成像系统的另一结构示意图。
[0032]图标：1
‑
标记板；2
‑
第一对焦镜组；3
‑
第二对焦镜组；4
‑
中空反射镜；5
‑
筒镜；6
‑
物镜；7
‑
物方平面板；8
‑
折转反射镜；9
‑
第三对焦镜组；10
‑
图像采集装置。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调焦光学成像系统，其特征在于，包括沿第一光轴方向依次间隔设置的标记板(1)、第一对焦镜组(2)、第二对焦镜组(3)、筒镜(5)、物镜(6)和用于放置待测物体的物方平面板(7)；所述物方平面板(7)配置成能够沿第一光轴方向移动，以改变所述物方平面板(7)和所述物镜(6)之间的光轴距离；所述调焦光学成像系统还包括沿第二光轴方向依次设置的第三对焦镜组(9)和图像采集装置(10)；所述第一光轴方向与所述第二光轴方向垂直；所述第一对焦镜组(2)与所述第二对焦镜组(3)之间设置有折转反射镜(8)；所述折转反射镜(8)配置为令沿所述第一光轴方向传输的光线反射为沿所述第二光轴方向传输；所述标记板(1)上设置有测量标记孔；光线穿过所述测量标记孔并形成测量入射光线，所述测量入射光线依次透过所述第一对焦镜组(2)、所述第二对焦镜组(3)、所述筒镜(5)和所述物镜(6)，以一定的入射角度入射至所述物方平面板(7)上的待测物体；所述测量入射光线经所述物方平面板(7)上的待测物体反射形成测量反射光线，所述测量反射光线依次透过所述物镜(6)、所述筒镜(5)和所述第二对焦镜组(3)，并经过所述折转反射镜(8)反射至所述第三对焦镜组(9)，所述测量反射光线透过所述第三对焦镜组(9)之后，在所述图像采集装置(10)上形成测量标记成像。2.根据权利要求1所述的调焦光学成像系统，其特征在于，还包括设置在所述第二对焦镜组(3)和所述筒镜(5)之间的中空反射镜(4)；所述中空反射镜(4)的中心具有通孔，所述中空反射镜(4)的边缘为反射镜；所述标记板(1)上设置有参考标记孔；光线穿过所述参考标记孔并形成参考入射光线，所述参考入射光线依次透过所述第一对焦镜组(2)、所述第二对焦镜组(3)，经过所述中空反射镜(4)的边缘反射并透过所述第二对焦镜组(3)，再经过所述折转反射镜(8)反射至所述第三对焦镜组(9)，所述参考入射光线透过所述第三对焦镜组(9)之后，在所述图像采集装置(10)上形成参考标记成像；所述测量入射光线透过所述第二对焦镜组(3)之后，穿过所述中空反射镜(4)的通孔入射至所述筒镜(5)；所述测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：申淙，李欢，田锐，谭胜旺，
申请(专利权)人：北京半导体专用设备研究所中国电子科技集团公司第四十五研究所，
类型：发明
国别省市：