CN102554463A - 应用于激光切割的同轴ccd成像系统 - Google Patents

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黄见洪
翁文
吴鸿春
刘华刚
葛燕
阮开明
邓晶
郑晖
李锦辉
史斐
戴殊韬
林文雄
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Abstract

本发明公开一种应用于激光切割的同轴CCD成像系统，属光电子领域，可应用于激光切割，激光钻孔等激光加工方面。本发明包括低倍CCD成像组件，上高倍CCD成像组件和下高倍CCD成像组件等三个成像组件，三个成像组件在同一个光轴上对工件进行成像；激光从水平方向入射，经过聚焦镜组汇聚和45度激光全反镜反射聚焦于工件上进行加工；三个CCD成像组件通过激光加工光轴同轴成像。本发明中三个CCD成像组件不需要特殊设计，都可以采用市面上成熟的镜组，不仅能满足LED晶圆激光切割高精度的成像要求，同时大大降低了设备成本，对于提高设备厂家的经济效益具有重要的意义。

Description

应用于激光切割的同轴CCD成像系统
技术领域
本发明一种应用于激光切割的同轴CCD成像系统，属光电子领域，可应用于激光切割，激光钻孔等激光加工方面。
背景技术
随着激光技术蓬勃发展，激光加工的工业应用越来越广泛。激光加工应用于LED晶圆切割是近几年发展起来的新型加工工艺，该技术在国外应用较早，相关生产设备的主要厂家有：美国的New Wave、JDSU、Laser Solution和日本的Disco；而目前，在国内如苏州德龙和深圳大族等激光公司也开始生产相关设备。在LED晶圆切割应用中，特别是蓝光LED晶圆切割应用中，主要采用紫外激光器作为切割光源，要求切割线的宽度小于10微米并且深度大于30微米。因此，客观上要求CCD成像系统满足微米级别的成像应用。
目前，应用于LED激光切割设备的CCD成像系统，大多采用多个CCD分别从工件上方和下方进行成像。苏州德龙激光有限公司在200910027563.9中公开了一个CCD的成像系统发明专利。专利中在工件下方安装了一个小视野高倍率下CCD模组，该CCD模组直接对工件进行成像，因而可以使用商品化的CCD镜组；该专利中在工件上方安装了两个CCD，分别为广角CCD模组和小视野高倍率上CCD模组，这两个CCD模组是通过激光聚焦镜进行成像；由于CCD的成像要求，必须针对所使用的激光聚焦镜组重新设计新的专用的CCD成像镜组，而不能使用市面上成熟的镜组。
重新设计一个成像镜组和使用一个商品化的成熟镜组，在成本上有天壤之别。因此，为了降低硬件成本，需要设计一种新的低成本的CCD成像系统。
发明内容
本发明的目的在于公开一种应用于激光切割的同轴CCD成像系统，不仅能满足LED晶圆激光切割高精度的成像要求，同时降低了设备成本，对于提高设备厂家的经济效益具有重要的意义。
本发明中，聚焦镜组位于水平方向，激光经过聚焦镜组汇聚后由45度激光全反镜反射聚焦于工件上进行加工。本发明成像系统由三个CCD成像组件组成，每个CCD成像组件由一个CCD和一个成像镜组组成，本系统全部采用市面上成熟CCD成像镜组。系统中两个CCD成像组件位于工件上方，分别为上高倍CCD成像组件和低倍CCD成像组件；一个成像组件位于工件下方，为下高倍成像组件。上高倍CCD成像组件和低倍CCD成像组件直接通过45度照明光分光镜和45度激光分光镜分别成像，由于这两个成像组件不通过聚焦镜组成像，因而可以使用市面上成熟的产品，降低了激光切割设备的硬件成本。成像系统中低倍CCD成像组件成像光轴，上高倍CCD成像组件成像光轴，下高倍CCD成像组件成像光轴和激光加工光轴是同光轴的。
附图说明
附图为本发明双CCD成像系统结构示意图。
具体实施方式：
以下结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。附图中紫外激光经(12)经过45度激光全反镜(11`，10)全反后，从水平方向通过聚焦镜组(9)汇聚，经过45度激光全反镜(8)全反聚焦于工件(7)上进行加工。下高倍CCD成像组件(14)从下方对工件(7)成像。环形LED光源(13)和LED点光源(1)为单色光源；环形LED光源(13)从下方对工件(7)进行照明；LED点光源(1)经过45度照明光全反镜(4)全反后，通过45度照明光分光镜(5，6)和45度激光全反镜(8)对工件(7)进行照明；45度照明光全反镜(4)对照明光45度全反，45度照明光分光镜(5，6)对照明光透过率约为50％，45度激光全反镜(8)对照明光透过率大于80％。上高倍CCD成像组件(3)经过45度照明光分光镜(6)和45度激光全反镜(8)对工件(7)进行成像。低倍CCD成像组件(2)经过45度照明光分光镜(5，6)和45度激光全反镜(8)对工件(7)进行成像。下高倍CCD成像组件(14)、上高倍CCD成像组件(3)和低倍CCD成像组件(2)工作时，可以根据需要选择环形LED光源(13)或LED点光源(1)对工件(7)进行照明。

Claims (1)

1.一种应用于激光切割的同轴CCD成像系统，由LED点光源(1)，低倍CCD成像组件(2)，上高倍CCD成像组件(3)，45度照明光全反镜(4)，45度照明光分光镜(5，6)，45度激光全反镜(8，10，11)，聚焦镜组(9)，环形LED光源(13)，以及下高倍CCD成像组件(14)组成；紫外激光经(12)经过45度激光全反镜(11`，10)全反后，从水平方向通过聚焦镜组(9)汇聚，经过45度激光全反镜(8)全反聚焦于工件(7)上进行加工；在45度激光全反镜(8)上方，LED点光源(1)，低倍CCD成像组件(2)和上高倍CCD成像组件(3)三者自上而下排列；低倍CCD成像组件(2)和上高倍CCD成像组件(3)经过45度照明光分光镜(5，6)和45度激光全反镜(8)对工件(7)进行成像；LED点光源(1)和环形LED光源(13)分别从上方和下方对工件(7)进行照明；下高倍CCD成像组件(14)从下方对工件(7)进行成像；三个CCD成像组件成像光轴与激光光轴是同轴的。
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