CN112066917B - 平面度检测设备、方法和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种平面度检测设备、方法和电子设备，平面度检测设备包括：摄取组件，用于根据原始光路摄取目标图像；分光组件，用于将原始光路分成第一光路和第二光路；第一获取组件，用于获取第一光路处的第一检测图像；第二获取组件，用于获取第二光路处的第二检测图像；处理组件，电性连接于第一获取组件和第二获取组件，用于根据第一图像和第二图像的对比度数据，计算目标图像的平面度数据。本申请提供的平面度检测设备、方法和电子设备，使用图像处理方法将景深范围和焦内平面高度相关联，克服现有平面度检测装置不易安装等缺陷，具有准确率高，易检测等优点。

Description

平面度检测设备、方法和电子设备

技术领域

本申请涉及芯片检测领域，具体而言，涉及一种平面度检测设备、方法和电子设备。

背景技术

随着红外成像技术产业的快速发展，对于红外探测器组件的平面度有了更高的要求，目前对于平面度的测量一般通过专业的测量工具进行测量，受到图像景深、量产、特殊工作台等环境因素影响，景深通常是指摄像镜头对待摄场景能够清晰成像的物距范围，现如今，对于景深范围只有概念性的解答，但是对于焦内没有明确的定量关系。现需要一种简易的平面度检测装置，对探测器组件进行观察、检测。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种平面度检测设备、方法和电子设备，用以解决现有技术中存在的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种平面度检测设备，包括：摄取组件，用于根据原始光路摄取目标图像；分光组件，用于将原始光路分成第一光路和第二光路；第一获取组件，用于获取第一光路处的第一检测图像；第二获取组件，用于获取第二光路处的第二检测图像；处理组件，电性连接于第一获取组件和第二获取组件，用于根据第一图像和第二图像的对比度数据，计算目标图像的平面度数据。

在可选的实施方式中，分光组件包括：透光介质；入射面，设置在透光介质靠近摄取组件的一端，入射面垂直于原始光路；第一折射面，设置在透光介质内，第一折射面用于将原始光路向第一方向折射，形成第一光路；第二折射面，设置在透光介质远离摄取组件的另一端，第二折射面用于将原始光路向第二方向折射，形成第二光路。

在可选的实施方式中，第一光路与第二光路之间具有高度差。

在可选的实施方式中，第一光路垂直于原始光路。

在可选的实施方式中，第一获取组件包括：第一折射部，设置在第一光路的传播路径上，用于将第一光路折射，形成第三光路；第一检测器，用于接收第三光路的入射光，生成第一检测图像。

在可选的实施方式中，第二光路垂直于原始光路。

在可选的实施方式中，第二获取组件包括：第二折射部，设置在第二光路的传播路径上，用于将第二光路折射，形成第四光路；第二检测器，用于接收第四光路的入射光，生成第二检测图像。

在可选的实施方式中，透光介质包括：棱镜。

第二方面，本发明实施例提供一种平面度检测方法，应用于上述前述实施方式任一项的设备，包括：获取第一检测图像和第二检测图像；比较第一检测图像的对比度和第二检测图像的对比度的大小，生成对比度比较结果；判断第一检测图像和第二检测图像是否在预设景深范围内，生成范围检测结果；根据对比度比较结果、范围检测结果和预设探测高度对照表，生成探测高度数据。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：存储器，用以存储计算机程序；处理器，用以执行如前述实施方式中任一项的方法。

本申请提供的平面度检测方法，使用图像处理方法将景深范围和焦内平面高度相关联，克服现有平面度检测装置不易安装等缺陷，具有准确率高，易检测等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种平面度检测设备的应用场景；

图2为本申请实施例提供的一种平面度检测设备的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种平面度检测设备的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种平面度检测方法的流程图。

图标：1-平面度检测设备；11-摄取组件；12-分光组件；121-透光介质；122-入射面；123-第一折射面；124-第二折射面；13-第一获取组件；131-第一折射部；132-第一检测器；133-第三光路；14-第二获取组件；141-第二折射部；142-第二检测器；143-第四光路；15-处理组件；16-原始光路；17-第一光路；18-第二光路；2-基板；3-芯片；4-胶面；5-电子设备；51-处理器；52-存储器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

图1为本申请实施例提供的平面度检测设备1的应用场景，在该应用场景中，平面度检测设备1悬垂设置在基板2上方，朝向基板2获取图像。在平面度检测设备1中，可以采用CCD(Charge coupled Device，电荷耦合器件)相机搭配光学镜头或其他成像器来获取图像，利用光学镜头或其他成像器的景深原理，确定芯片3上各位置处的高度是否一致。

其中，景深是指在镜头前方(焦点的前、后)有一段一定长度的空间，当被摄物体位于这段空间内时，其在底片上的成像恰位于同一个弥散圆之间。被摄体所在的这段空间的长度，也即光学镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围。

当光学镜头或其他成像器对着某一物体聚焦清晰时，在其中心所对的位置垂直镜头轴线的同一平面的点都可以在胶片或者接收器上形成相当清晰的图像，在这个平面沿着镜头轴线的前面和后面一定范围的点也可以结成眼睛可以接受的较清晰的像点。

于一实施例中，在芯片3安装过程中，首先在芯片3安装的目标位置处滴胶，然后手工或利用机械臂将芯片3贴在基板2的滴胶处，由于滴胶材质、安装力度等误差影响，会导致芯片3与基板2之间的滴胶形成不平整的胶面4，从而使得芯片3与基板2不平行。此时利用CCD相机对芯片3进行图像采集，并保持光学镜头或其他成像器在同一高度对芯片3上的不同采样点进行拍照取相，图像会有明显的清晰与模糊的区别。若芯片3的平面度达标，也即芯片3与基板2平行时，CCD相机利用光学镜头或其他成像器在同一高度对芯片3上的不同采样点进行拍照，图像始终保持清晰。

请参阅图2，其为本申请实施例提供的一种平面度检测设备1的结构示意图，平面度检测设备1包括：摄取组件11、分光组件12、第一获取组件13、第二获取组件14和处理组件15。

其中，摄取组件11获取原始光路16后传输至分光组件12，分光组件12将原始光路16分成第一光路17和第二光路18，第一光路17传向第一获取组件13，第二光路18传向第二获取组件14，然后第一获取组件13和第二获取组件14将两光路上的图像数据传输至处理组件15，处理组件15对图像进行识别和判定。于一实施例中，识别可以是通过提取对比度对图像进行分析识别，并基于直方图对比，判定可以是利用景深原理判断图像是否处于景深范围。

于一实施例中，摄取组件11用于根据原始光路16摄取目标图像。摄取组件11可以是光学镜头或其他成像器，例如显微镜的物镜镜头，显微镜的物镜镜头用于获取输入的原始光路16上的目标图像，目标图像可以是显微镜内的视场图像。其中，显微镜可以是Z向显微镜，Z向是指，定义基板2所在面为X-Y面，显微镜获取的是垂直于该X-Y面的原始光路16，则原始光路16的传播方向为Z向。

于一实施例中，分光组件12用于将原始光路16分成第一光路17和第二光路18。第一光路17和第二光路18的传播方向可以完全相反，例如，原始光路16竖直向上传入分光组件12，分光组件12将其分成第一光路17和第二光路18后，第一光路17向逆时针90°方向传播，第二光路18向顺时针90°反向传播。

于一实施例中，第一光路17和第二光路18还具有高度差，第一光路17相对于第二光路18更低更接近摄取组件11，第二光路18则相对于第一光路17远离摄取组件11。第一光路17和第二光路18的高度差可以控制在预设的景深范围内。

于一实施例中，第一获取组件13用于获取第一光路17处的第一检测图像。第二获取组件14用于获取第二光路18处的第二检测图像。

请参阅图3，其为本申请实施例提供的另一种平面度检测设备1的结构示意图，分光组件12包括：透光介质121，透光介质121具有入射面122，透光介质121内的第一折射面123和第二折射面124，透光介质121可以是棱镜，第一折射面123。其中，入射面122设置在透光介质121靠近摄取组件11的一端，入射面122垂直于原始光路16。

于一实施例中，透光介质121如图所示，透光介质121的投影可以是直角梯形。其中第一折射面123设置在透光介质121内，第一折射面123在透光介质121内的投影是从唯一钝角的顶点向下底延伸。第一折射面123用于将原始光路16向第一方向折射，形成第一光路17，于一实施例中，第一光路17垂直于原始光路16。

第二折射面124设置在透光介质121远离摄取组件11的另一端，第二折射面124用于将原始光路16向第二方向折射，形成第二光路18。于一实施例中，第二光路18垂直于原始光路16。

第一获取组件13包括：第一折射部131和第一检测器132。第一折射部131设置在第一光路17的传播路径上，用于将第一光路17折射，形成第三光路133。第一检测器132用于接收第三光路133的入射光，生成第一检测图像。

于一实施例中，第一折射部131可以是棱镜。第一折射部131的折射面将第一光路17折射成第三光路133，第三光路133与第一光路17垂直，第三光路133可以与原始光路16平行。

第二获取组件14包括：第二折射部141和第二检测器142。第二折射部141设置在第二光路18的传播路径上，用于将第二光路18折射，形成第四光路143。第一检测器132用于接收第四光路143的入射光，生成第二检测图像。

于一实施例中，第二折射部141可以是棱镜。第二折射部141的折射面将第一光路17折射成第三光路133，第四光路143与第二光路18垂直，第四光路143可以与原始光路16平行。

于一实施例中，第一折射部131和第二折射部141可以是棱镜，且样式一致，第一折射部131和第二折射部141放置方向关于原始光路16轴对称，再根据第一光路17和第二光路18调整摆放位置。

于一实施例中，第一检测器132和第二检测器142可以是光电检测器，将两个光电检测器通过分光棱镜放置在成像前后距离相等处，且相对距离小于景深范围(为4μm)，使得图像经过分光同时成像在两个检测器上。

参阅图4，其为本申请实施例提供的一种电子设备5的示意图，该电子设备5可以是上述。如图1所示，电子设备5可以包括处理器51；用于存储处理器51可执行指令的存储器52；其中，处理器51被配置为执行本申请提供的平面度检测方法。

存储器52可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器52(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器52(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器52(Erasable Programmable Read Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器52(Programmable Red-Only Memory，简称PROM)，只读存储器52(Read-OnlyMemory，简称ROM)，磁存储器52，快闪存储器52，磁盘或光盘。

请参阅图5，其为本申请实施例提供的一种平面度检测方法的流程示意图，该方法由图4所示的电子设备5执行，并于应用于图1所示的应用场景中，作为处理组件15执行平面度检测方法，处理组件15电性连接于第一获取组件13和第二获取组件14，以实现根据第一图像和第二图像的对比度数据，计算目标图像的平面度数据。其中，处理组件15可以是个人电脑、单片机、服务器。处理组件15将采集的图像灰度化得到焦内灰度图像，提取灰度图像的对比度，将Z向显微镜抬升位移和对比度进行一一映射匹配。方法包括：

步骤501：获取第一检测图像和第二检测图像。

在本步骤中，第一检测器132获取第一检测图像，第二检测器142获取第二检测图像。

步骤502：比较第一检测图像的对比度和第二检测图像的对比度的大小，生成对比度比较结果。

在本步骤中，对比度将采集的图像灰度化得到焦内灰度图像，提取灰度图像的对比度。

步骤503：判断第一检测图像和第二检测图像是否在预设景深范围内，生成范围检测结果。

于一实施例中，根据步骤502和步骤503的对比度比较结果和范围探测结果，有如下几种类型：

A、第一检测图像对比度＞第二检测图像对比度且第二检测图像不在景深范围内。

B、第一检测图像对比度＞第二检测图像对比度且第二检测图像在景深范围内。

C、第一检测图像对比度＝第二检测图像对比度。

D、第一检测图像对比度＜第二检测图像对比度且第一检测图像在景深范围内。

E、第一检测图像对比度＜第二检测图像对比度且第一检测图像不在景深范围内。

于一实施例中，使用的显微镜景深为6μm，那么以景深中心为原点，则有景深范围-3μm～+3μm。

出现A类情况时，第二检测器142不在景深范围内，第一检测器132所在范围P为-1μm≤P≤3μm。

出现B类情况时，第二检测器142在景深范围内，第一检测器132所在范围P为-1μm＜P＜-2μm。

出现C类情况时，第一检测器132、第二检测器142采集图像对比度相等，第一检测器132所在位置为-2μm。

出现D类情况时，第一检测器132在景深范围内，第二检测器所在位置Q为1μm≤Q＜2μm，则第一检测器132所在位置P为-3μm≤P＜-2μm。

出现E类情况时，第一检测器132不在景深范围内，不予参考。

步骤504：根据对比度比较结果、范围检测结果和预设探测高度对照表，生成探测高度数据。

得到检测位置的高度范围，在第一检测器132中得到的不同高度时的对比度，即可得到该检测面的准确高度位置X。

对每个图像采集点的X进行记录，通过对检测目标每个位置的扫描检测，即可得到该检测目标的整体平面度。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

需要说明的是，功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器52(Read-Only Memory，ROM)随机存取存储器52(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种平面度检测设备，其特征在于，包括：

摄取组件，用于根据原始光路摄取目标图像；

分光组件，用于将所述原始光路分成第一光路和第二光路；所述第一光路和所述第二光路具有高度差，且控制在预设的景深范围内；

第一获取组件，用于获取所述第一光路处的第一检测图像；

第二获取组件，用于获取所述第二光路处的第二检测图像；

处理组件，电性连接于所述第一获取组件和所述第二获取组件，所述处理组件用于：根据所述第一检测图像和所述第二检测图像的对比度数据，获取对比度比较结果；判断所述第一检测图像和所述第二检测图像是否在预设景深范围内，生成范围检测结果；根据所述对比度比较结果、所述范围检测结果和预设探测高度对照表，生成探测高度数据，进而得到目标图像的平面度数据；

所述分光组件包括：

透光介质；

入射面，设置在所述透光介质靠近所述摄取组件的一端，所述入射面垂直于所述原始光路；

第一折射面，设置在所述透光介质内，所述第一折射面用于将所述原始光路向第一方向折射，形成第一光路；

第二折射面，设置在所述透光介质远离所述摄取组件的另一端，所述第二折射面用于将所述原始光路向第二方向折射，形成第二光路。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一光路垂直于所述原始光路。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一获取组件包括：

第一折射部，设置在所述第一光路的传播路径上，用于将所述第一光路折射，形成第三光路；

第一检测器，用于接收所述第三光路的入射光，生成所述第一检测图像。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二光路垂直于所述原始光路。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述第二获取组件包括：

第二折射部，设置在所述第二光路的传播路径上，用于将所述第二光路折射，形成第四光路；

第二检测器，用于接收所述第四光路的入射光，生成所述第二检测图像。

6.根据权利要求2-5任一项所述的设备，其特征在于，所述透光介质包括：棱镜。

7.一种平面度检测方法，应用于上述权利要求1-6任一项所述的设备，其特征在于，包括：

获取第一检测图像和第二检测图像；

比较所述第一检测图像的对比度和所述第二检测图像的对比度的大小，生成对比度比较结果；

判断所述第一检测图像和所述第二检测图像是否在预设景深范围内，生成范围检测结果；

根据所述对比度比较结果、所述范围检测结果和预设探测高度对照表，生成探测高度数据。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用以存储计算机程序；

处理器，用以执行如权利要求7所述的方法。

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