照明系统、具有照明系统的检验工具及操作照明系统的方法技术方案

本申请实施例涉及照明系统、具有照明系统的检验工具及操作照明系统的方法。可配置区域光源布置于照明光束路径的照明光轴中，其中所述可配置区域光源经配置使得可设定不同光束直径。至少一个照明透镜定位于所述照明光束路径中以将准直光束至少引导到所述对象的表面上的视野上，其中所述照明光束路径的所述照明光轴的入射角的值等于成像光束路径的成像光轴的反射角的值。本发明专利技术允许在一种照明系统中组合广角同轴照明及准直同轴照明的功能性。组合广角同轴照明及准直同轴照明的功能性。组合广角同轴照明及准直同轴照明的功能性。

Lighting system, inspection tool with lighting system and method of operating lighting system

【技术实现步骤摘要】
照明系统、具有照明系统的检验工具及操作照明系统的方法
[0001]分案申请的相关信息
[0002]本申请是申请日为2015年10月30日，申请号为“201580055825.6”，专利技术名称为“照明系统、具有照明系统的检验工具及操作照明系统的方法”的专利技术专利申请的分案申请。
[0003]相关申请案的交叉参考
[0004]本申请案主张2014年10月31日申请的62/073,393号美国临时申请案第的优先权，所述申请案的全文以引用的方式并入本文中。


[0005]本专利技术涉及一种照明系统。
[0006]此外，本专利技术涉及一种具有照明系统的检验工具。
[0007]另外，本专利技术涉及一种操作照明系统的方法。

技术介绍

[0008]日本专利申请案JP 2013
‑
145123 A揭示一种具有同轴照明的广角反射光学系统。所述光学系统具有相机，其用于在所述相机的区域传感器上形成待检验的对象的图像。分支光学元件布置于透镜后方，此靠近待检验的对象侧。分支光学元件定位于光学系统的光轴上。针对检验对象的同轴照明提供光源。来自光源的照明光通量从某个方向进入分支光学元件，使得其与图像捕捉光学系统的光轴交叉。
[0009]日本专利申请案JP 2011
‑
106912 A揭示一种使用同轴照明捕捉具有待成像的元件的亮图像的成像照明装置。使从光源照射的照明光经由漫射板入射于半反射镜(half mirror)。光的一部分被反射且照明衬底。由衬底反射的光的部分通过半反射镜且入射于成像装置的成像元件上。拍摄形成于衬底上的图案图像。将照明光完全反射到待照明的对象的反射部件(镜)固定于其中成像对象(成像区域)的图像所通过的半反射镜的部分外部及照明光的入射侧。来自光源的照明光由半反射镜反射且照射由此反射部件反射的衬底。因此，可明亮地照明衬底(待照明的对象)。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供一种照明系统，其在一种物理设置中实现不同照明状况，且应实时选择所述不同照明状况。
[0011]上述目的是通过用于准直照明的照明系统实现。所述照明系统包括：
[0012]可配置区域光源，其布置于照明光束路径的光轴中，其中所述区域光源经配置使得可设定不同光束直径；
[0013]成像光束路径的光轴；及
[0014]至少一个照明透镜，其定位于所述照明光束路径中以将准直光束引导到对象的表面上的至少一视野上，其中所述照明光束路径的所述光轴的入射角的值等于所述成像光束路径的所述光轴的反射角的值。
[0015]本专利技术的另一目的是提供一种检验工具，其用一种物理设置中的不同照明状况实现对多个对象的检验，且应针对待检验的所述对象实时选择所述不同照明状况。
[0016]上述目的是通过检验工具解决，所述检验工具包括：
[0017]相机，其布置于成像光束路径的光轴中；
[0018]成像透镜，其定位于所述成像光束路径中以将对象的表面的至少一部分成像到所述相机的图像平面中；
[0019]照明系统，其具有可配置区域光源，其中所述可配置区域光源布置于照明光束路径的光轴中，且所述可配置区域光源经配置使得可设定不同光束直径；及
[0020]至少一个照明透镜，其定位于所述照明光束路径中以将准直光束引导到所述对象的所述表面上的视野上，其中所述照明光束路径的所述光轴的入射角的值等于所述成像光束路径的所述光轴的反射角的值。
[0021]本专利技术的额外目的是提供一种用一种物理设置中的不同照明状况检验对象的方法，且应针对待检验的所述对象实时选择所述不同照明状况(宽光束同轴光及全部准直角度)。
[0022]上述目的是通过一种用于检验对象的方法实现，其中所述方法包括：
[0023]a.经由照明透镜沿照明光束路径将来自可配置区域光源的界定光束张角的照明光引导到对象的表面上；
[0024]b.沿成像光束路径引导来自所述对象的所述表面的反射光；
[0025]c.用成像透镜将来自所述对象的所述表面的所述反射光成像到相机的图像平面上；
[0026]d.改变所述照明光的直径且由此改变所述光束的所述张角；及
[0027]e.重复步骤a到步骤d以分别用不同光束张角及准直角度实时产生所述对象的所述表面的视野的图像。
[0028]本专利技术照明系统、本专利技术检验工具及本专利技术方法的优点在于可实时选择准直角度(例如，当不同连续相机图像期望不同准直角度时)。因在一种物理设置中组合全部宽光束同轴光及全部准直角度而实现此。根据本专利技术，可在一种照明系统中组合广角同轴照明及准直同轴照明的功能性。代替使用点光源，使用区域光源，在其上可选择或寻址不同区域直径。
[0029]例如，如果用区域光源选择极小区域直径，那么照明相当于点光源功能性。此导致极窄光束及准直同轴照明。
[0030]如果选择区域光源的完整区域，那么此选择相当于将来自“广角同轴照明”的“漫射区域光源”放置于准直同轴照明的“点光源”的位置处。此设置的结果是极宽光束同轴照明，此相当于来自传统“广角同轴照明”的光，且例外之处在于现在所述光是通过照明透镜投影。
[0031]如果使用在区域光源的完整区域直径与极小区域直径之间的区域光源的任何区域直径，那么准直光束张角的变动是可行的。
[0032]本专利技术照明系统允许仅使用区域光源的外部直径的额外设置。此设置导致近暗场同轴照明。
[0033]本专利技术照明系统的照明透镜是菲涅耳(Fresnel)透镜。虽然根据一个实施例，本发
明的照明透镜是菲涅耳透镜，但是所属领域技术人员将明白，照明透镜不限于菲涅耳透镜。
[0034]根据照明系统的实施例，光束分离器于照明光束路径中定位于至少一个照明透镜之后。所述光束分离器沿照明光束路径的经重新定向的光轴将来自区域光源的准直照明光(根据区域光源的经寻址区域选择的照明状况)引导到对象的表面上。使用光束分离器，成像光束路径的光轴的布置与照明光束路径的经重新定向的光轴同轴。
[0035]所属领域技术人员显而易见，可通过将成像光束路径及照明光束路径交换到光束分离器的相对侧而实现相同效应。此处，照明光束路径直接通过光束分离器。现在成像光束路径由光束分离器折叠(反射)。
[0036]区域光源是多个离散发光元件的二维布置。根据一个可能实施例，所述离散发光元件是发光二极管。所述多个发光元件的所述二维布置是矩阵布置，其中所述发光元件可由指派给可配置区域光源的控制及驱动装置个别地寻址。用所述控制及驱动装置，可寻址所述发光元件使得所述区域光源上的同心几何形状发射光。可配置区域光源的另一可能实施例包括：至少一个均匀发光元件；及至少一个可配置快门元件，其于照明光束路径中布置于所述至少一个均匀发光元件的下游。可配置快门元件的一种可能是覆盖所述光源的LCD屏幕。LCD像素用于阻挡光。LCD屏幕的较精细间距允许投影图案中的更大灵活性。根据另一实施例，可配置区域光源包括单一发光元件，其提供均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检验对象的方法，其包括：a.经由照明透镜将来自可配置区域光源的界定光束张角的照明光引导到光束分离器上沿照明光束路径引导到对象的表面上；b.沿成像光束路径引导来自所述对象的所述表面的反射光；c.用成像透镜将来自所述对象的所述表面的所述反射光成像到相机的图像平面上；d.改变所述照明光的直径且由此改变所述光束的所述张角；e.重复所述步骤a到步骤d；以及f.以分别用不同光束张角及准直角度实时产生所述对象的所述表面上的视野的图像，其中所述可配置区域光源是多个发光元件的二维布置；其中所述多个发光元件包含多个发光二极管；其中所述多个发光元件的所述二维布置由所述多个发光元件以多个同心几何形状的布置界定；其中控制及驱动装置指派给所述可配置区域光源，使得产生多个同心且可寻址几何形状以获得不同光束直径，其中所述多个同心几何形状包含多个同心六边形。2.一种经配置以实施权利要求1所述的方法的检验工具，其包括：相机，其布置于成像光束路径的成像光轴中；成像透镜，其定位于所述成像光束路径中以将对象的表面的至少一部分成像到所述相机的图像平面中；照明系统，其具有可配置区域光源，其中所述可配置区域光源布置于照明光束路径的照明光轴中，且所述可配置区域光源经配置使得可设定不同光束直径；至少一个照明透镜，其定位于所述照明光束路径中以将准直...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：