CN102581495A - 一种应用于激光切割的双ccd成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种应用于激光切割的双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。本发明包括三个成像镜组和两个CCD相机,上高倍成像镜组和低倍成像镜组在不同波长的照明光源下工作,并共用一个CCD相机。本发明的目的在于公开一种新的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以及图像处理负担,对于提高设备厂家的经济效益具有重要的意义。
Description
技术领域
本发明一种应用于激光切割的双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。这些CCD成像系统少的采用两个CCD,多的甚至采用4个CCD。,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。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模组通过聚焦镜进行成像;专利中在工件下方安装了一个小视野高倍率下CCD模组;该成像系统使用了三个CCD进行成像。
在LED激光切割设备,CCD相机是LED切割设备中较为昂贵的元件,CCD数量的增加必然导致了设备成本的增加;另外,增加的CCD相机也同时增加了系统图像处理的负担软硬件负担。为了降低硬件成本以及系统图像处理负担,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新的应用于激光切割的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以及图像处理负担,对于提高设备厂家的经济效益具有重要的意义。
本发明由两个CCD和三个镜组组成,两个镜组位于工件上方共用一个CCD相机,分别为上高倍成像镜组和低倍成像镜组;一个镜组位于工件下方单独使用一个CCD相机,为下高倍成像镜组。上方的两个镜组分别使用两种不同波长的照明光源,如上高倍成像镜组使用绿光进行照明,低倍成像镜组使用红光进行照明。为了避免两个镜组同时在CCD上成像造成干扰,我们在镜组前插入滤波片进行滤波,上高倍成像镜组只允许绿光通过,低倍成像镜组只允许红光通过,避免了相互干扰。在照明光源上,我们采用双色光源进行照明,其形式可以是双色点光源或环形光源。
附图说明
附图为本发明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。
附图中采用了两个CCD相机,分别为下CCD相机(1)和上CCD相机(17);上高倍成像镜组(14)和低倍成像镜组(13)共同使用上CCD相机(17)进行成像;下高倍成像镜组(2)单独使用下CCD相机(1)进行成像。本发明中点光源(7)、上环形光源(5)和下环形光源(3)都为双色光源,可以通过信号控制选择输出红光或绿光进行照明(当然照明光源也可以选择其它波长的光源)。波长355nm激光(18)从水平方向入射,由45度激光全反镜(6)反射,经过聚焦镜组(4)聚焦于LED晶圆(19)上进行加工。45度激光全反镜(6)对355nm波长高反,对红光和绿光高透,聚焦镜组(4)对355nm波长、红光和绿光高透;45度照明双色镜(8)对红光和绿光透过率介于55%~90%之间,这样能保证LED晶圆上微弱的反射光能尽量多的透过45度照明双色镜(8)进入上CCD相机(17)成像;45度双色高反镜(9)对红光高反,对绿光高透;45度双色高透镜(15)对红光高透,绿光高反;45度照明全反镜(10,16)高反绿光。
工作时,上高倍成像镜组(14)使用绿光进行照明,低倍成像镜组(13)使用红光进行照明;为了避免一个镜组工作时,另外一个镜组在上CCD相机上微弱的成像造成干扰,我们在两个镜组前分别插入红光虑光镜(11)和绿光虑光镜(12)对进入镜组的照明光进行过滤;红光虑光镜(11)只允许透过红光,绿光虑光镜(12)只允许透过绿光。这样,两个镜组能在不互相干扰的情况下进行工作。
Claims (1)
1.一种应用于激光切割的双CCD成像系统,由上CCD相机(17),上高倍成像镜组(14),低倍成像镜组(13),红光虑光镜(11),绿光虑光镜(12),45度双色高反镜(9),45度双色高透镜(15),45度照明全反镜(10,16),45度照明双色镜(8),45度激光全反镜(6),点光源(7),上环形光源(5),聚焦镜组(4),下CCD相机(1),下高倍成像镜组(2)和下环形光源(3)组成;上环形光源(5)、点光源(7)和下环形光源(3)为为双色光源,下环形光源(3)从下方对工件(19)进行照明,上环形光源(5)和点光源(7)从上方对工件(19)进行照明;紫外激光(18)从水平方向入射,由45度激光全反镜(6)反射,经过聚焦镜组(4)聚焦于LED晶圆(19)上进行加工;在45度激光全反镜(6)上方,上高倍成像镜组(14)、低倍成像镜组(13),点光源(7)三者自上而下排列;上高倍成像镜组(14)和低倍成像镜组(13)共同使用上CCD相机(17)进行成像,分别使用不同波长的照明光源进行照明,两个镜组前放置针对各自照明光源的虑光镜;下高倍成像镜组(2)单独使用下CCD相机(1)从下方对工件(19)进行成像;上下CCD成像系统与激光聚焦加工系统是同光轴的,其特征在于:低倍成像镜组(13)与上高倍成像镜组(14)分别在两种不同波长的照明光源下工作,都成像于上CCD相机(17)。
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