本发明专利技术涉及一种用于以至少两个视图同时对物体进行成像的设备和方法。所述设备和方法例如可以用于示教或检查机器人、或检查搬运系统，或者所述方法更普遍地可以与需要对物体进行成像以用于分析或监控过程的设备一起使用。所述设备允许以至少两个不同视图同时对物体进行成像，所述设备包括至少一个光学成像元件以及至少一个反射元件，其中，所述反射元件至少部分地设置在所述光学成像元件的物空间内，并且所述光学成像元件的光轴与所述物体的第一视图相关。所述反射元件在操作期间能够对所述物体的第二视图进行成像，所述第二视图不同于所述第一视图。于所述第一视图。于所述第一视图。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于以至少两个视图对物体进行成像的设备和方法
[0001]本专利技术涉及一种以至少两个视图对物体进行成像的设备和方法。所述设备和方法可以例如用于示教或控制机器人、或用于控制搬运系统、或更普遍地可以与需要物体的图像以进行分析或监控的设备一起使用。
技术介绍
[0002]如今，用于对物体进行成像的设备和方法以各种方式使用，以便控制或监控装备或机器。这也包括半导体工业中的装备，例如，用于加工衬底、特别是晶圆、掩模或平板显示器之类的装备。在本文中使用诸如机器人之类的不同搬运系统，这些搬运系统包括所谓的用于抓取和放置衬底的末端执行器，并且这些搬运系统用于将待加工的衬底从一个加工站移动至另一个加工站。这种机器人通常沿多个空间方向移动末端执行器，并且其通常有必要针对特定装备示教机器人，即，在机器人中存储运动曲线的至少一个轨迹和/或至少一个目标位置。
[0003]在这种还被称为“示教”的调节过程中，对机器人进行运动序列的示教和/或进行运动序列的机械调节，然后机器人会在装备操作期间执行该运动序列。特别地，示教包括示教机器人应放置衬底所在的目标位置。对于许多机器人来说，示教是在电机轴通电时人工进行的。应当理解，示教还考虑了系统中设置的装备的其他组件或部件。
[0004]示教过程可以在操作者的视觉控制下执行，并且运动曲线或轨迹由多个较小的单独步骤执行，特别是径向运动和θ运动(Theta
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Bewegungen)。由于这非常复杂并且容易出错，甚至可能对系统造成重大损坏，因此越来越多地采用对示教过程的光学监控，为此使用相机来采集衬底和/或末端执行器的图像，以及其他物体的图像。光学监控也可以用于在操作期间监控装备，例如，以通过这种方式监督机器人。
[0005]因此，这种光学监控基于使用至少一个相机以示教机器人，用于监控机器人或装备、识别衬底(例如，衬底的类型、衬底是否存在(“映射”)以及衬底的位置和/或取向)、测量衬底和/或其它物体的位置或到衬底和/或其它物体的距离。首先，采集图像或视频，然后进行人工评估或通过图像处理进行评估，或者使用神经网络进行评估。
[0006]例如，申请人的文献EP 3 648 150 A1或EP 3 648 152 A1公开了用于示教或控制机器人来移动晶圆或掩模或平板显示器的方法，在这些方法中，使用相机和基于规则的图像处理，以识别物体、特别是诸如掩模(标线)、晶圆或平板显示器等衬底。
[0007]此外，文献DE 10 2020 112 146.6或DE 10 2020 112 149.0公开了用于示教或控制机器人来移动晶圆或掩模或平板显示器的方法，在这些方法中同样使用相机。然而，代替基于规则的图像处理或除了基于规则的图像处理之外，还使用人工神经网络来识别物体、特别是诸如掩模、晶圆或平板显示器等衬底。
[0008]所有这些方法的共同点是，至少需要一个相机来采集图像并将图像转换成数字图像数据，这些数据然后可以进行显示、处理或评估。
[0009]通常用于实现此目的相机能够在相机的成像平面中充分清晰地对物体进行成像。
该成像平面通常垂直于相机的光轴。
[0010]这使得能够对位于该视图内或成像平面的取向内的物体或其部分或几何属性(例如，物体的边缘)进行成像，或者能够检测或测量该平面内参考点的位置或到参考点的距离。
[0011]然而，通常期望不仅从该成像平面或该视图中获得物体的图像信息，而且还希望获得关于该成像平面或视图之外的物体的进一步信息。例如，该信息包括不在成像平面内或只能在不同视图中看到的物体的区域或部分。例如，通常还期望对几何属性进行成像，或对不在成像平面内的参考点的位置或到不在成像平面内的参考点的距离进行识别或测量。
[0012]可以通过三角测量法和位于成像平面内的已知尺寸的物体来获得这些信息。然而，这种间接方法非常复杂并且可能会降低精度。
[0013]可替换地，可以使用所谓的3D相机，即，与在二维域中操作的普通模拟或数字相机不同，这些相机系统例如呈现物体的灰度或颜色值，然后允许基于该信息计算所需的图像信息。
[0014]还可以想到的是，使用所谓的立体相机。在这种情况下，使用两台相机同时采集物体，并且相机镜头之间的距离可以对应于人眼的距离。然后可以通过计算机辅助的方式处理所得到的图像对，以便通过这种方式测量物体上或物体之间的距离。
[0015]总之，这些方法使用起来都很耗时，并且通常也很昂贵，例如，当使用特别复杂的相机时，或者必须提供或使用多个相机时。
[0016]此外，3D相机无法对任何可能重要的视图(例如物体的后视图或遮挡视图，即，物体的远离相机一侧的物体区域，或者更普遍地，不位于相机的物空间内的视图)进行成像。
[0017]因此，期望的是拥有一种用于以高精度对物体进行成像并且没有上述缺点的方法。
[0018]更具体地，能够期望在物体成像期间，不仅允许采集并分析物体的一个视图，还允许采集并分析不位于相机的物空间内的视图，例如，物体的后视图或遮挡视图。
[0019]此外，期望能够使用简单而成本低廉的相机，优选为仅单个相机，并且优选为在二维域中操作的相机。
技术实现思路
[0020]本专利技术人已经完成了该任务。
[0021]该任务通过根据独立权利要求中任一项所述的设备和方法以一种惊人的简单方式完成，该设备和方法用于以至少两个不同视图同时对物体进行成像。根据相应的从属权利要求，本专利技术的优选实施例和改进将是显而易见的。
[0022]相应地，本专利技术的主题包括一种用于以至少两个不同视图或通过至少两个不同视图同时对物体进行成像的设备，所述设备包括：
[0023]至少一个光学成像元件；以及
[0024]至少一个反射元件；
[0025]其中，所述反射元件至少部分地设置在所述光学成像元件的物空间内，其中所述光学成像元件的光轴与所述物体的第一视图相关联；
[0026]并且其中所述反射元件在操作中能够对所述物体的第二视图进行成像，所述第二
视图不同于所述第一视图。
[0027]根据本专利技术的另一方面，本专利技术还包括一种用于以至少两个不同视图同时对物体进行成像的方法。在该方法中，使用如上所述的根据本专利技术的设备。
[0028]根据本专利技术的设备和根据本专利技术的方法特别适合在机器、装备、加工机器、半导体工业系统或半导体工业机器中使用，或与其一起使用。
[0029]例如，这包括适于在半导体工业中加工衬底的或与半导体工业相关的机器、装备或系统。例如，这包括用于对衬底进行加工、用于光刻处理、检验、测量、储存、运输以及用于生产衬底的机器，或者以任何其他方式在衬底上或用衬底执行测量的机器。特别是在这里也应包括在所谓的平板工业中使用的机器。
[0030]本专利技术的另一方面涉及太阳能电池或太阳能电池板，在这种情况下，机器、装备或系统同样可以旨在用于太阳能工业。
[0031]相应地，机器可以包括例如机器人，其可以在半导体工业中使用。在本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于以至少两个不同视图同时对物体进行成像的设备，该设备包括：至少一个光学成像元件；以及至少一个反射元件；其中，所述反射元件至少部分地设置在所述光学成像元件的物空间内，其中，所述光学成像元件的光轴与所述物体的第一视图相关联；并且其中，所述反射元件在操作中能够对所述物体的第二视图进行成像，所述第二视图不同于所述第一视图。2.根据前一权利要求所述的设备，其中，在操作过程中，当使用所述设备时或在调节期间，所述第二视图允许至少部分地对所述物体的、不位于所述光学成像元件的所述物空间中的区域进行成像。3.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述反射元件位于所述光学成像元件的成像平面内，并且包括至少一个用于对所述物体的所述第二视图进行成像的反射面，优选地，所述反射面为平面。4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，在操作期间和/或在图像采集期间，所述物体的至少所述第一视图和所述第二视图能够由所述光学成像元件以一个图像同时采集。5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述光学成像元件和所述反射元件相对于彼此设置，使得所述光学成像元件的所述光轴和由所述反射元件限定的与所述第二视图相关联的视轴围成角度α，优选地，α>0
°
；和/或其中，这些轴彼此侧向偏移。6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，提供至少一个标志，在图像采集期间，能够由所述光学成像元件对所述至少一个标志进行成像，并且优选地，所述至少一个标志设置在所述设备上或所述设备处，优选地设置在所述物体或衬底上或所述物体或衬底处、机器人上或机器人处、末端执行器上或末端执行器处、或者机器、装备或系统上。7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，提供至少一个其他反射元件，所述至少一个其他反射元件在操作中能够对所述物体的至少第三视图进行成像，其中，该第三视图不同于至少两个其他视图；并且其中优选地，所述至少第三视图允许至少部分地对所述物体的、不位于或不完全位于所述光学成像元件的所述物空间中或所述第二视图中的区域进行成像。8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述至少一个光学成像元件以永久固定或可拆卸的方式设置在所述设备上或所述设备处，优选地设置在机器人上或机器人处、末端执行器上或末端执行器处、或者机器、装备或系统上。9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述至少一个反射元件以永久固定或可拆卸的方式设置在所述设备上或所述设备处，优选地设置在机器人上或机器人处、末端执行器上或末端执行器处、或者机器、装备或系统上。10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：集成动力工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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