光學取像系統及光學檢測系統的製作方法

2023-05-11 02:31:36 3

光學取像系統及光學檢測系統的製作方法
【專利摘要】一種光學取像系統及光學檢測系統，該光學取像系統用於對一待測物取像，包含一具有一入光端及一出光端的微分幹涉裝置，該待測物之光線由該入光端進入該微分幹涉裝置，經微分幹涉後由該出光端發出；該光學取像系統還包含一線掃描取像裝置，連接於該微分幹涉裝置的該出光端，擷取該出光端發出的光線而產生一線掃描影像。該光學檢測系統包含該光學取像系統及一檢測模塊。通過該線掃描取像裝置搭配該微分幹涉裝置，使所述感光元件排列的方向是平行該微分幹涉裝置能清楚成像的區域的延伸方向，而使取像全程被線型感光單元取像的視野均保持清楚的成像。
【專利說明】光學取像系統及光學檢測系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光學取像系統，特別是涉及一種線掃描式微分幹涉的光學取像系統及光學檢測系統。
【背景技術】
[0002]參閱圖1，現有的微分幹涉儀普遍用在人員觀察微小粒子上，利用相位差之光學原理，而能在被觀測物體之高低差異處產生具有灰階值差異的影像。在自動光學檢查(Automated Optical Inspection,AOI)系統中，微分幹涉儀普遍是搭配面型電荷稱合元件(Charge-coupled Device, CO)),且使用 10 倍以上的物鏡。
[0003]這是因為5倍以下的物鏡，會有較大的視野，而產生如圖1的成像，由於微分幹涉儀的光學特性，造成圖中(A)、(C)區中粒子雖清楚成像，但是(B)區的粒子無法清楚成像的現象。因此，如何使得使用微分幹涉儀的自動光學檢查系統，能夠在搭配低倍率物鏡而有較大視野的情況下，還能全部清楚成像，就成為一值得研究的主題。

【發明內容】

[0004]本實用新型的目的在於提供一種能適用於較大視野的光學取像系統。
[0005]本實用新型的目的在於提供一種能適用於較大視野的光學檢測系統。
[0006]本實用新型光學取像系統，用於對一待測物取像，包含:
[0007]—微分幹涉裝置，具有一入光端及一出光端，該待測物之光線由該入光端進入該微分幹涉裝置，經微分幹涉後由該出光端發出 '及
[0008]一線掃描取像裝置，連接於該微分幹涉裝置的該出光端，擷取該出光端發出的光線而產生一線掃描影像。
[0009]較佳地，該光學取像系統還包含一自動追焦裝置，與該線掃描取像裝置信息連接，用於自動調整該微分幹涉裝置的該入光端與該待測物的距離。
[0010]較佳地，該自動追焦裝置包括一連接該微分幹涉裝置的連接單元及一供放置該待測物的平臺。
[0011]較佳地，該線掃描取像裝置包括一具有多個感光元件的線型感光單元，所述感光元件沿一方向排列，排列的方向是平行該微分幹涉裝置能清楚成像的區域的延伸方向。
[0012]較佳地，該自動追焦裝置的平臺相對於該線掃描取像裝置而將該待測物沿著垂直於感光元件排列方向的方向移動，使該線掃描取像裝置逐步獲取整個待測物之影像。
[0013]較佳地，該自動追焦裝置的平臺是以連續的移動來使該線掃描取像裝置取得該待測物的全部影像。
[0014]較佳地，該微分幹涉裝置包括由該入光端往該出光端沿一光學軸依序排列設置的顯微物鏡、微分幹涉稜鏡、鏡筒，及檢偏鏡，以及連接於該鏡筒之一側的偏振鏡及光源。
[0015]本實用新型光學檢測系統包含:
[0016]一光學取像系統，用於對一待測物取像，包括:[0017]一微分幹涉裝置，具有一入光端及一出光端，該待測物之光線由該入光端進入該微分幹涉裝置，經微分幹涉後由該出光端發出，與
[0018]一線掃描取像裝置，連接於該微分幹涉裝置的該出光端，擷取該出光端發出的光線而產生一線掃描影像 '及
[0019]一檢測模塊，電連接於該線掃描取像裝置，該檢測模塊接收該線掃描影像，並進行比對檢測。
[0020]本實用新型的有益效果在於:通過該線掃描取像裝置搭配該微分幹涉裝置，使所述感光元件排列的方向是平行該微分幹涉裝置能清楚成像的區域的延伸方向，而使取像全程被線型感光單元取像的視野均保持清楚的成像。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是一影像圖，說明現有技術；
[0022]圖2是一部分分解示意圖，說明本實用新型光學取像系統的一較佳實施例；
[0023]圖3是一組合示意圖，說明該較佳實施例；
[0024]圖4是一影像圖，說明該較佳實施例 '及
[0025]圖5是一局部放大影像圖，為圖4中方框內的放大影像。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0027]參閱圖2與圖3，本實用新型光學取像系統用於對一待測物4取像，該光學取像系統之較佳實施例包含一微分幹涉裝置1、一線掃描取像裝置2，及一自動追焦裝置3。
[0028]該微分幹涉裝置I大體而言具有一入光端101及一出光端102，該待測物4之光線由該入光端101進入該微分幹涉裝置1，經微分幹涉後由該出光端102發出，進入該線掃描取像裝置2。在本實施例中，該微分幹涉裝置I包括由該入光端101往該出光端102沿一光學軸L依序排列設置的顯微物鏡11、微分幹涉稜鏡12、鏡筒13，及檢偏鏡14，以及連接於該鏡筒13之一側的偏振鏡15及光源16。
[0029]一併參閱圖1，現有技術中，微分幹涉儀能夠清楚成像的較佳觀測範圍並非一個連續的範圍，而是多個不連續的條狀區域(如圖1中的(A)區與(C)區)，各個條狀區域沿一方向(如圖1中的縱向)延伸，且分別沿相垂直的另一方向(圖1中的橫向)間隔排列，因此在現有技術中低倍率物鏡的視野較容易超出單一個能夠清楚成像的條狀區域而涵蓋到無法清楚成像的區域。
[0030]而本實施例之該線掃描取像裝置2連接於該微分幹涉裝置I的該出光端102，擷取該出光端102發出的光線而產生一線掃描影像。詳細而言，該線掃描取像裝置2包括一具有多個感光元件211 (圖2、3中僅以一個示意)的線型感光單元21，所述感光元件211沿一方向排列，排列的方向是平行該微分幹涉裝置I能清楚成像的區域的延伸方向。
[0031]本實用新型光學檢測系統之較佳實施例則包含該光學取像系統及一檢測模塊(圖未示)，該檢測模塊電連接於該線掃描取像裝置2而接收該線掃描影像，其中檢測模塊較佳地可為一主機或一圖像處理程序，通過主機或圖像處理程序對該線掃描影像進行圖像處理，較佳地可以影像比對檢測之分析方式分析影像中是否有微小粒子成型，但前述圖像處理僅為舉例，本實用新型並非以此為限。
[0032]該自動追焦裝置3包括一連接該微分幹涉裝置I的連接單元31及一供放置該待測物4的平臺32，該自動追焦裝置3與該線掃描取像裝置2信息連接，而根據該線掃描取像裝置2所接收的光線自動調整該微分幹涉裝置I的該入光端101與該平臺32上的該待測物4的距離，使得該線掃描影像被清楚聚焦。其中，該連接單元31與該平臺32如何進行移動非本實用新型重點，只要能控制該入光端101與該平臺32上的該待測物4的距離即可。
[0033]該平臺32還配合該線掃描取像裝置2來移動該待測物4。該線掃描取像裝置2 —次取像所得的影像，其中一邊僅有I個畫素，另一邊的畫素數量則視感光元件211的數量而定。該平臺32相對於該線掃描取像裝置2而將該待測物4沿著垂直於感光元件211排列方向的方向移動，使該線掃描取像裝置2逐步獲取整個待測物4之影像，藉此，在取像的期間，只要被取像的區域能清楚成像，即可取得整體均清楚的影像，經實驗證實，可取得如圖
4、5(圖4中方框之局部放大圖)的影像，當中各區域的粒子均能清楚成像，並且影像之灰階均勻度獲得提升。
[0034]其中，不以需要該自動追焦裝置3自動調整該入光端101與該平臺32上的該待測物4的距離為限，在理想的狀態下，只要一開始對焦完成，全程便皆能清楚成像，但在實際運作上，加入自動追焦之功能，可使效果更佳，因為平臺32實際上有可能並非平整，或是與該線掃描取像裝置2未能保持相同的角度，而待測物4亦可能有傾斜的情況。補充說明的是，該線掃描取像裝置2能清楚成像的區域，其延伸方向是固定的(如維持在圖1、4、5中的上下方向)，而其所在位置則會隨入光端101與該平臺32上的該待測物4的距離之不同而位移(如在圖1、4、5中的左右方向上位移)，舉例來說，該入光端101與該平臺32上的該待測物4的距離減少時，該線掃描取像裝置2能清楚成像的區域可能會向視野的左方位移。因此該自動追焦裝置3可通過調整該距離而使取像全程被線型感光單元21取像的視野均保持清楚的成像，舉例來說，該平臺32在第一位置時該線掃描取像裝置2能清楚成像，此時該入光端101與該平臺32上的該待測物4的該距離為第一長度，當該平臺32移動到第二位置時，可能因為平臺32不平整、與該線掃描取像裝置2未能保持相同的角度，或待測物4有傾斜的情況，使得該入光端101與該平臺32上的該待測物4的該距離為第二長度，此時該自動追焦裝置3便會調整使該入光端101與該平臺32上的該待測物4的該距離回復成第一長度。
[0035]另一方向，由於該線掃描取像裝置2 —次取像的範圍相較於面掃描來說較小，使得平臺32得以連續的移動來取得待測物4的全部影像，而使用面掃描時，中途反而需要停下來取像，然後再移至下一位置，因此使用該線掃描取像裝置2還有更快速完成取像之功效。
[0036]綜上所述，通過該線掃描取像裝置2搭配該微分幹涉裝置1，使所述感光元件211排列的方向是平行該微分幹涉裝置I能清楚成像的區域的延伸方向，再通過該自動追焦裝置3自動調整該入光端101與該平臺32上的該待測物4的距離，而使取像全程被線型感光單元21取像的視野均可保持清楚的成像，故確實能達成本實用新型之目的。
[0037]以上所述者，僅為本實用新型之較佳實施例而已，當不能以此限定本實用新型實施之範圍，即大凡依本實用新型權利要求書及說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本實用新型涵蓋之範圍內。
【權利要求】
1.一種光學取像系統，用於對一待測物取像，其特徵在於，包含: 一微分幹涉裝置，具有一入光端及一出光端，該待測物之光線由該入光端進入該微分幹涉裝置，經微分幹涉後由該出光端發出 '及 一線掃描取像裝置，連接於該微分幹涉裝置的該出光端，擷取該出光端發出的光線而產生一線掃描影像。
2.根據權利要求1所述的光學取像系統，其特徵在於:該光學取像系統還包含一自動追焦裝置，與該線掃描取像裝置信息連接，用於自動調整該微分幹涉裝置的該入光端與該待測物的距離。
3.根據權利要求2所述的光學取像系統，其特徵在於:該自動追焦裝置包括一連接該微分幹涉裝置的連接單元及一供放置該待測物的平臺。
4.根據權利要求3所述的光學取像系統，其特徵在於:該線掃描取像裝置包括一具有多個感光元件的線型感光單元，所述感光元件沿一方向排列，排列的方向是平行該微分幹涉裝置能清楚成像的區域的延伸方向。
5.根據權利要求4所述的光學取像系統，其特徵在於:該自動追焦裝置的平臺相對於該線掃描取像裝置而將該待測物沿著垂直於感光元件排列方向的方向移動，使該線掃描取像裝置逐步獲取整個待測物之影像。
6.根據權利要求5所述的光學取像系統，其特徵在於:該自動追焦裝置的平臺是以連續的移動來使該線掃描取像裝置取得該待測物的全部影像。
7.根據權利要求1至6中任一權利要求所述的光學取像系統，其特徵在於:該微分幹涉裝置包括由該入光端往該出光端沿一光學軸依序排列設置的顯微物鏡、微分幹涉稜鏡、鏡筒，及檢偏鏡，以及連接於該鏡筒之一側的偏振鏡及光源。
8.一種光學檢測系統，其特徵在於，包含: 一光學取像系統，用於對一待測物取像，包括: 一微分幹涉裝置，具有一入光端及一出光端，該待測物之光線由該入光端進入該微分幹涉裝置，經微分幹涉後由該出光端發出，與 一線掃描取像裝置，連接於該微分幹涉裝置的該出光端，擷取該出光端發出的光線而產生一線掃描影像；及 一檢測模塊，電連接於該線掃描取像裝置，該檢測模塊接收該線掃描影像，並進行比對檢測。
【文檔編號】G01D21/00GK203759357SQ201420105222
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月10日 優先權日:2013年12月16日
【發明者】高志豪, 江慶原, 鄧亦書 申請人:由田新技股份有限公司