DE102010032469A1 - Code reader for reading codes in examination region on surface of e.g. silicon wafer, has image evaluation computer obtaining captured images from electronic controller via interface and including unit for decoding recorded codes - Google Patents

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Abstract

The reader (1) has illumination devices (4, 4', 4'') including radiating light sources (6, 6'') emitting light in two incompletely overlapping wavelength ranges between UV and near infrared lights (NIR). An electronic controller automatically successively adjusts a preset selection of combinations of recording optical paths, illumination optical paths and the wavelength ranges of the sources, and records associated images. An image evaluation computer obtains captured images from the controller via an interface and includes a unit for decoding recorded codes. An independent claim is also included for a method for using a device for reading codes in an examination region on a surface of a solar cell wafer.

Description

Um Solarzellen, die vorzugsweise unter Verwendung von Siliziumsubstraten hergestellt werden, während Ihrer ganzen Produktionskette sicher identifizieren zu können, ist bekannt, auf die Solarzelle einen Code, vorzugsweise einen optisch lesbaren 2D-Code aufzubringen.In order to be able to reliably identify solar cells, which are preferably produced using silicon substrates, throughout their production chain, it is known to apply a code, preferably an optically readable 2D code, to the solar cell.

Die Aufbringung dieser Codierung erfolgt auf den Rohwafer aus monokristallinem oder polykristallinem Silizium und kann durch ein gängiges Markierungsverfahren, z. B. Laser-Beschriftung erfolgen. Der Rohwafer ist im Fertigungsprozess zur Solarzelle verschiedenen oberflächenverändernden Prozessen ausgesetzt. Dies sind zum Beispiel Ätz-, Strukturier- und Beschichtungsprozesse. Am Ende der Prozeßkette erfolgt dann noch die Metallisierung, d. h., es werden auf die Oberfläche feine Leiterbahnen aufgebracht, die die Codierung teilweise überdecken oder stören können. Bei der Solarzellenproduktion unterscheidet man zwischen monokristallinen und multikristallinen Zellen. Die Prozeßschritte dieser Zellen unterscheiden sich teilweise; insbesondere wird bei monokristallinen Zellen eine Mikrostrukturierung der Oberfläche vorgenommen (beispielsweise aus aneinandergereihten Mikropyramiden). All diese Faktoren erfordern bei den Code-Lesesystemen eine spezielle Anpassung der Beleuchtungs- und Bildaufnahmevorrichtung an den jeweiligen Prozeßschritt um einen Bildkontrast der Codes zum Hintergrund zu erzielen und somit die Codes sichtbar machen und auslesen zu können.The application of this coding takes place on the raw wafer of monocrystalline or polycrystalline silicon and can by a common marking method, for. B. laser marking done. The raw wafer is exposed to various surface-altering processes in the solar cell manufacturing process. These are, for example, etching, structuring and coating processes. At the end of the process chain is then still the metallization, d. h., Fine tracks are applied to the surface, which can partially cover or interfere with the coding. In solar cell production, a distinction is made between monocrystalline and multicrystalline cells. The process steps of these cells differ in part; In particular, in the case of monocrystalline cells, a microstructuring of the surface is carried out (for example, from juxtaposed micropyramides). All these factors require in the code reading systems a special adaptation of the illumination and image recording device to the respective process step in order to achieve an image contrast of the codes to the background and thus make the codes visible and readable.

Optische Lesesysteme zur Prüfung von Eigenschaften einer Solarzelle und/oder zum Lesen eines aufgebrachten Codes und/oder von Fehlstellen auf einem Substrat sind aus der Patentliteratur bekannt.Optical reading systems for examining properties of a solar cell and / or for reading an applied code and / or defects on a substrate are known from the patent literature.

Aus der DE 10 2009 010 369 A1 ist eine Bildaufnahmevorrichtung und ein Verfahren zur optischen Prüfung von Solarzellen bekannt. Dabei wird an die Solarzelle eine in Sperrichtung gerichtete Vorspannung angelegt und von der Solarzelle ein Wärmebild und ein Bild im sichtbaren Wellenlängenbereich aufgenommen und zu Zwecken der Fehlerlokalisierung mit Hilfe einer Bildverarbeitungsvorrichtung überlagert.From the DE 10 2009 010 369 A1 For example, an image pickup device and a method for optical testing of solar cells are known. In this case, a bias voltage directed in the reverse direction is applied to the solar cell and a thermal image and an image in the visible wavelength range are recorded by the solar cell and superimposed for purposes of error localization using an image processing device.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 90 43 750 A1 ist ein Verfahren zur Markierung und Codierung einer Solarzelle mit optisch lesbaren Codierungen bekannt.From the German patent application DE 10 2008 90 43 750 A1 is a method for marking and coding a solar cell with optically readable encodings known.

Aus der deutschen Patentschrift DE3540288C2 ist eine optische Kontrolleinrichtung zum Überprüfen von Lötstellen auf einer gedruckten Schaltung bekannt, bei der eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Vielzahl von Beleuchtungsquellen auf einer Hemisphäre und eine Kamera mit einer auf der Untersuchungsebene senkrecht stehenden optischen Achse vorgesehen ist, wobei die Beleuchtungsquellen selektiv sequenziell ein- und ausgeschaltet werden können und eine Vielzahl von Bildern mit unterschiedlichen Beleuchtungsvorrichtungen aufgenommen und ausgewertet werden.From the German patent DE3540288C2 An optical control device is known for checking solder joints on a printed circuit, in which a lighting device with a plurality of illumination sources on a hemisphere and a camera with an optical axis perpendicular to the examination plane is provided, wherein the illumination sources selectively on and off sequentially can be recorded and evaluated a variety of images with different lighting devices.

Aus der deutschen Patentschrift DE10142165B4 ist eine Vorrichtung zur optischen Untersuchung einer Oberfläche bekannt, bei der eine Beleuchtungsvorrichtung mit mindestens einer hinsichtlich der Beleuchtungsstärke, der Beleuchtungsrichtung und/oder der spektralen Zusammensetzung variierbaren Beleuchtungseinheit und eine Kamera mit einer auf der Untersuchungsebene senkrecht stehenden optischen Achse vorgesehen ist.From the German patent DE10142165B4 a device is known for the optical examination of a surface, in which a lighting device is provided with at least one illuminating unit, which can be varied with respect to the illumination intensity, the illumination direction and / or the spectral composition, and a camera with an optical axis perpendicular to the examination plane.

Aus der deutschen Patentschrift DE10162270B4 ist eine optische Sensorvorrichtung mit zwei Beleuchtungseinheiten bekannt, welche ein Untersuchungsobjekt unter unterschiedlichen Einfallswinkeln beleuchtet.From the German patent DE10162270B4 For example, an optical sensor device with two illumination units is known which illuminates an examination object at different angles of incidence.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE102005005536A1 ist ein optischer Codeleser mit einer integrierten Lichtquelle bekannt, bei der eine Untersuchungsoberfläche unter verschiedenen Beleuchtungswinkeln beleuchtet werden kann Aus der europäischen Patentschrift EP0685140B1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen diffusen Beleuchtung eines Untersuchungsbereiches bekannt, bei der mit mehreren Kameras unter unterschiedlichen Winkeln Bilder des diffus beleuchteten Untersuchungsbereiches aufgenommen werden.From the German patent application DE102005005536A1 is an optical code reader with an integrated light source is known in which an examination surface can be illuminated at different illumination angles from the European patent EP0685140B1 a method and a device for continuous diffuse illumination of an examination area is known in which images of the diffusely illuminated examination area are taken with a plurality of cameras at different angles.

Aus der US-Patentschrift US6105869A ist ein optischer Codeleser bekannt, bei dem ein Untersuchungsbereich unter verschiedenen Einfallswinkeln beleuchtet wird.From the US patent US6105869A An optical code reader is known in which an examination area is illuminated at different angles of incidence.

Aus der PCT-Anmeldung WO99049347A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für eine optische Untersuchungseinrichtung bekannt, bei der ein Untersuchungsbereich unter verschiedenen Einfallswinkeln beleuchtet wird.From the PCT application WO99049347A1 For example, an illumination device for an optical examination device is known, in which an examination region is illuminated at different angles of incidence.

Nach dem Stand der Technik wird ein Lesesystem entsprechend der Lesesituation ausgewählt oder an diese individuell angepasst. Diese Anpassung des Lesesystems an die jeweilige Lesesituation kann eine Änderung der Beleuchtungsgeometrie oder der spektralen Eigenschaften der Beleuchtung, oder beides, enthalten. Unter Beleuchtungsgeometrie ist unter anderem der Einstrahlwinkel der Lichtquelle zur Oberfläche des Wafers oder der Solarzelle, ob es sich um eine kollimierte oder diffus abstrahlende Lichtquelle handelt, und die räumliche Verteilung der Strahlquellen zu verstehen. Weiterhin ist zu unterscheiden ob es sich um kohärente oder inkohärente Lichtquellen handelt. Unter den spektralen Eigenschaften ist sowohl die Wellenlänge der Lichtquelle wie auch die Bandbreite zu verstehen. Es kommen Lichtquellen im Bereich UV – bis Infrarot in Frage. Die Anpassung des Lesesystems an die jeweilige Lesesituation kann neben den Anpassungen der Beleuchtung auch eine Adaption des Abbildungsstrahlenganges beinhalten. Hier ist beispielhaft der Beobachtungswinkel zur Oberfläche und die Charakteristik des Strahlengangs, z. B. telezentrisch, divergent oder konvergent, zu nennen. Nach den Stand der Technik, wird die Lesesituation entsprechend dem Prozeßzustand der Wafer oder Solarzellen beurteilt (Beispiele: Mono- oder multikristalline Wafer, Rohwafer, geätzt, SiN-beschichtet, metallisiert usw.) und das Lesesystem den Anforderungen hinsichtlich Beleuchtung, Objektiv, Strahlengang und Anordnung entsprechend einzeln angepaßt.According to the state of the art, a reading system is selected according to the reading situation or individually adapted to it. This adaptation of the reading system to the respective reading situation may include a change in the illumination geometry or the spectral properties of the illumination, or both. Under illumination geometry, inter alia, the angle of incidence of the light source to the surface of the wafer or the solar cell, whether it is a collimated or diffuse emitting light source, and to understand the spatial distribution of the beam sources. Furthermore, it must be distinguished whether it is coherent or incoherent light sources. The spectral properties include both the wavelength of the light source and the bandwidth. There are light sources in the UV to infrared range in question. The adaptation of the reading system to the respective reading situation may include, in addition to the adjustments of the lighting, an adaptation of the imaging beam path. Here is an example of the observation angle to the surface and the characteristic of the beam path, z. As telecentric, divergent or convergent to call. According to the state of the art, the reading situation is evaluated according to the process state of the wafer or solar cell (examples: mono- or multicrystalline wafers, raw wafers, etched, SiN-coated, metallized, etc.) and the reading system meets the requirements for illumination, objective, optical path and Arrangement adapted individually.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine universell beim Lesen von Codes auf Solarzellen-Wafern in allen Stadien des Herstellungsprozesses einsetzbare Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, welche automatisch oder manuell gesteuert alle zur Erzeugung eines decodierbaren Bildes des den Code enthaltenden Untersuchungsbereiches erforderlichen Beleuchtungs- und Bildaufnahmeanordnungen realisiert.The object of the invention is to provide a device which can be used universally for reading codes on solar cell wafers in all stages of the production process and a method which automatically or manually controls all lighting and lighting required to produce a decodable image of the examination region containing the code Imaging arrangements realized.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung mit wenigstens einer auf einen mit einer Codierung versehenen Untersuchungsbereich gerichtete Kamera und einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer Vielzahl auf einer Hemisphäre angeordneten, auf den Untersuchungsbereich gerichtet strahlenden Lichtquellen unterschiedlicher Emissionsspektren gelöst, wobei wenigstens zwei Aufnahmen des Untersuchungsbereiches mit wenigstens einer Kamera unter wenigstens zwei verschiedenen Aufnahmegeometrien (Azimuth- und Elongationswinkel der optischen Achse der Kamera zur Oberfläche des Untersuchungsbereiches) aufgenommen werden.The object of the invention is achieved by a device having at least one camera directed onto an area provided with an encoding and a lighting device having a plurality of light sources of different emission spectra arranged on a hemisphere directed onto the examination area, at least two images of the examination area having at least one Camera under at least two different recording geometries (azimuth and Elongationswinkel the optical axis of the camera to the surface of the examination area) are recorded.

Die Erfindung wird an Hand der Abbildungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the figures.

In 1 ist ein Codeleser (1), bestehend aus einer Anordnung von zwei Kameras (8, 8') mit nicht-parallelen optischen Achsen (20, 20') dargestellt, die einen Untersuchungsbereich (3) auf einer Oberfläche (2) des nicht dargestellten Substrats auf die den einzelnen Kameras (8, 8') zugeordneten Bildebenen (5, 5') mittels der Objektive (9, 9') abbildet. In der Bildebene (5, 5') ist der Kamera (8, 8') jeweils ein Bildaufnahmesensor (10, 10') angeordnet. Als Bildaufnahmesensor (10, 10') kommt vorzugsweise ein CCD- oder CMOS-Bildaufnahmesensor zum Einsatz. Der Codeleser (1) weist mehrere Beleuchtungsvorrichtungen (4, 4', 4'') auf, welche aus einer Anordnung von gerichtet strahlenden Lichtquellen (6, 6''), die auf den Untersuchungsbereich (3) ausgerichtet sind, bestehen. Als gerichtet strahlende Lichtquellen (6, 6'') können Licht-emittierende Halbleiterelemente (LED) mit integrierter Linse oder auch Laserdioden verwendet werden. Die Bildebenen (5, 5') können, wie in 1 dargestellt, senkrecht auf der jeweiligen optischen Achse (20, 20') der Kamera (8, 8') stehen oder auch gegenüber dieser geneigt sein. Ein Schwenk-Doppelpfeil an der Bildebene (5') soll andeuten, daß beispielsweise zur Realisierung einer Scheimpflugbedingung die Bildebene (5') mit dem Bildaufnahmesensor (10') gegenüber der optischen Achse (20') der Kamera (8') verschwenkbar ist.In 1 is a code reader ( 1 ), consisting of an arrangement of two cameras ( 8th . 8th' ) with non-parallel optical axes ( 20 . 20 ' ) representing an examination area ( 3 ) on a surface ( 2 ) of the substrate (not shown) to the individual cameras ( 8th . 8th' ) associated image planes ( 5 . 5 ' ) by means of the objectives ( 9 . 9 ' ) maps. In the picture plane ( 5 . 5 ' ) is the camera ( 8th . 8th' ) each have an image sensor ( 10 . 10 ' ) arranged. As an image sensor ( 10 . 10 ' ), a CCD or CMOS image sensor is preferably used. The code reader ( 1 ) has a plurality of lighting devices ( 4 . 4 ' . 4 '' ), which consists of an array of directionally radiating light sources ( 6 . 6 '' ), which are based on the study area ( 3 ) exist. As directed radiating light sources ( 6 . 6 '' ), light-emitting semiconductor elements (LED) with integrated lens or laser diodes can be used. The image levels ( 5 . 5 ' ), as in 1 represented perpendicular to the respective optical axis ( 20 . 20 ' ) the camera ( 8th . 8th' ) or inclined to it. A pan double arrow at the image plane ( 5 ' ) indicates that, for example, to realize a Scheimpflug condition the image plane ( 5 ' ) with the image sensor ( 10 ' ) relative to the optical axis ( 20 ' ) the camera ( 8th' ) is pivotable.

In 2 ist ein erfindungsgemäßer Codeleser (1) dargestellt, bei dem im Unterschied zu der 1 die optischen Achsen (20, 20') der Kameras (8, 8') parallel zueinander angeordnet sind. Die Abbildung des Untersuchungsbereiches (3) auf die Bildebene (5') der Kamera (8') erfolgt über einen Spiegel (7). Die Beleuchtungsvorrichtung (4'') dient der annähernden Realisierung einer Hellfeldbeleuchtung des Untersuchungsbereiches (3) bezüglich der Kamera (8') Die 3 zeigt die gleichen Strahlengänge der Kameras (8, 8') wie in 2; unterschiedlich ist hier die Beleuchtungsvorrichtung (4'') bezüglich der Oberfläche (2) angeordnet. Die gerichtet strahlende Lichtquelle (6'') wird hier über einen Spiegel (7') auf den Untersuchungsbereich (3) gerichtet. Man erkennt, daß alle Bildebenen (5, 5') und alle Ebenen der Beleuchtungsvorrichtungen (4, 4', 4'') parallel zu der Oberfläche (2) ausgerichtet sind, was bei der Realisierung des Codelesers (1) zu erheblichen Kostenvorteilen führen kann.In 2 is a code reader according to the invention ( 1 ), in which unlike the 1 the optical axes ( 20 . 20 ' ) of the cameras ( 8th . 8th' ) are arranged parallel to each other. The image of the examination area ( 3 ) on the image plane ( 5 ' ) the camera ( 8th' ) via a mirror ( 7 ). The lighting device ( 4 '' ) serves the approximate realization of a bright field illumination of the examination area ( 3 ) with respect to the camera ( 8th' ) The 3 shows the same beam paths of the cameras ( 8th . 8th' ) as in 2 ; different here is the lighting device ( 4 '' ) with respect to the surface ( 2 ) arranged. The directionally radiating light source ( 6 '' ) is here via a mirror ( 7 ' ) to the examination area ( 3 ). It can be seen that all image levels ( 5 . 5 ' ) and all levels of lighting devices ( 4 . 4 ' . 4 '' ) parallel to the surface ( 2 ), which results in the realization of the code reader ( 1 ) can lead to significant cost advantages.

In 4 ist eine Abwandlung der Anordnung aus 3 dargestellt. Die Anordnungen der Kameras (8, 8') und die Beleuchtungsvorrichtungen (4, 4', 4'') sind identisch wie in 3; die Spiegel (7, 7', 7'') sind jedoch gegenüber der Oberfläche (2) verschiebbar und drehbar angeordnet. Wird beispielsweise der Spiegel (7) von der Oberfläche (2) parallel weg bewegt und gleichzeitig in Richtung der optischen Achse (20') in die Position des Spiegels (7'') verschwenkt, so wird mit der feststehenden Kamera (8') der Untersuchungsbereich (3) unter unterschiedlichen Winkeln aufgenommen. Es ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, die Spiegel mit ihrer Normalen nicht nur in der durch die optischen Achsen (20, 20') gebildeten Ebene sondern frei im Raum zu verlagern. Das gleiche gilt für den Spiegel (7'), der die Beleuchtungsvorrichtung (4'') auf den Untersuchungsbereich (3) spiegelt. Die Verlagerungen der Spiegel sind lediglich dadurch begrenzt, daß die Beleuchtungs- und Kamerastrahlengänge den Untersuchungsbereich (3) einschließen müssen.In 4 is a modification of the arrangement 3 shown. The arrangements of the cameras ( 8th . 8th' ) and the lighting devices ( 4 . 4 ' . 4 '' ) are identical as in 3 ; the mirror ( 7 . 7 ' . 7 '' ) are, however, opposite the surface ( 2 ) arranged displaceably and rotatably. For example, if the mirror ( 7 ) from the surface ( 2 ) moved parallel away and simultaneously in the direction of the optical axis ( 20 ' ) in the position of the mirror ( 7 '' ) is pivoted, then with the fixed camera ( 8th' ) the examination area ( 3 ) recorded at different angles. It is provided within the scope of the invention, the mirrors with their normal not only in the by the optical axes ( 20 . 20 ' ) but free to shift in space. The same goes for the mirror ( 7 ' ), the lighting device ( 4 '' ) to the examination area ( 3 ) reflects. The displacements of the mirrors are only limited by the fact that the illumination and camera beam paths the examination area ( 3 ).

In 5 ist eine Anordnung mit Strahlengängen ähnlich wie in 3 dargestellt, wobei für die beiden Aufnahmestrahlengänge nur eine Kamera (8) vorgesehen ist, Die Kamera (8) weist dabei zwei Objektive (9, 9') und zwei Umlenkprismen (15, 15') auf, mittels derer der Untersuchungsbereich (3) über zwei unterschiedliche Strahlengänge auf einem einzigen Bildaufnahmesensor (10) nebeneinander abgebildet werden.In 5 is an arrangement with beam paths similar to in 3 shown, wherein for the two recording beam paths only one camera ( 8th ), The camera ( 8th ) has two lenses ( 9 . 9 ' ) and two deflecting prisms ( 15 . 15 ' ), by means of which the examination area ( 3 ) via two different beam paths on a single image sensor ( 10 ) are displayed side by side.

Es ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, mehr als zwei unterschiedliche Bilder des Untersuchungsbereiches (3) auf einem einzigen Bildaufnahmesensor (10) abzubilden.It is within the scope of the invention to provide more than two different images of the examination area ( 3 ) on a single image sensor ( 10 ).

In 68 sind technische Realisierungen des Codelesers (1) dargestellt. In 6 sind zwei Kameras (8, 8') dargestellt, die einen nicht dargestellten Untersuchungsbereich abbilden. Der Untersuchungsbereich wird von einer Beleuchtungsvorrichtung beleuchtet, die an eine Hemisphäre mit einer Vielzahl von einzelnen, gerichtet strahlenden Lichtquellen (6, 6', 6'') angenähert ist. Die Lichtquellen sind auf Beleuchtungsplatinen (12) und (16, 16', 16'', 16''') angeordnet, wobei die Lichtquellen punktförmige Lichtquellen mit einem großen Öffnungswinkel oder gerichtet strahlende Lichtquellen (6, 6', 6'') sein können. In 6 ist um das Kamerafenster (17) der Kamera (8) eine Beleuchtungsplatine mit einer Anordnung von Lichtquellen (13) angeordnet, welche einen kleinen Abstrahlwinkel aufweisen und somit Licht gerichtet abstrahlen, wobei aber die Lichtquellen (13) bezüglich des nicht dargestellten Untersuchungsbereiches nicht auf diesen ausgerichtet sind. Um das von den Lichtquellen (13) emittierte Licht auf den Untersuchungsbereich (3) auszurichten, ist in einem im Vergleich zur Brennweite kleinen Abstand vor der Beleuchtungsplatine (12) eine als Fresnellinse (11) ausgebildete Sammellinse vorgesehen, die durch die Prismenwirkung der Fresnellinse (11) das von den Lichtquellen (13) emittierte Licht auf den nicht dargestellten Untersuchungsbereich (3) richtet.In 6 - 8th are technical implementations of the code reader ( 1 ). In 6 are two cameras ( 8th . 8th' ), which depict an examination area, not shown. The examination area is illuminated by a lighting device which is connected to a hemisphere with a multiplicity of individual, directed light sources ( 6 . 6 ' . 6 '' ) is approximated. The light sources are on lighting boards ( 12 ) and ( 16 . 16 ' . 16 '' . 16 ''' ), the light sources having punctiform light sources with a large opening angle or directionally emitting light sources (US Pat. 6 . 6 ' . 6 '' ) could be. In 6 is around the camera window ( 17 ) the camera ( 8th ) a lighting board with an array of light sources ( 13 ), which have a small emission angle and thus emit light directed, but the light sources ( 13 ) are not aligned with respect to the examination area, not shown. To that of the light sources ( 13 ) emitted light on the examination area ( 3 ) is in a small distance in front of the illumination board in comparison to the focal length ( 12 ) as a Fresnel lens ( 11 ) formed collecting lens provided by the prismatic effect of the Fresnel lens ( 11 ) that of the light sources ( 13 ) emitted light on the examination area, not shown ( 3 ).

Die Beleuchtungsplatinen (16, 16', 16'', 16''') sind mit ihrer Normale auf den Untersuchungsbereich ausgerichtet und mit gerichtet strahlenden LEDs mit integrierten Linsen (18) bestückt. Die Beleuchtungsplatine (16''') trägt ein Kamerafenster (17') für die Kamera (8'), durch das die Kamera (8') auf den nicht dargestellten Untersuchungsbereich blickt. In 7 ist die Anordnung aus 6 schematisch aus Richtung des Untersuchungsbereiches (3) dargestellt.The lighting boards ( 16 . 16 ' . 16 '' . 16 ''' ) are aligned with their normal to the examination area and with directional emitting LEDs with integrated lenses ( 18 ) equipped. The lighting board ( 16 ''' ) carries a camera window ( 17 ' ) for the camera ( 8th' ) through which the camera ( 8th' ) looks at the examination area, not shown. In 7 is the arrangement off 6 schematically from the direction of the examination area ( 3 ).

In 8 ist ein Codeleser (1) mit Beleuchtungsplatinen (12', 12'', 12''', 12'''') dargestellt, deren Normalen parallel zu dem nicht dargestellten Untersuchungsbereich ausgerichtet sind und die mit Lichtquellen (13', 13'', 13''', 13'''') bestückt sind. Es ist vorgesehen, vor den Beleuchtungsplatinen (12', 12'', 12''', 12'''') Segmente (14) von Fresnellinsen (11) derart anzuordnen, daß die optische Achse der Fresnellinse (11) annähernd in der Ebene des Untersuchungsbereichs liegt und diesen enthält. Die Linsensegmente der Fresnellinse (11), die vor den Beleuchtungsplatinen (12'', 12''', 12'''') vorgesehen sind, wurden in 8 der Übersichtlichkeit weggelassen. Die ortsabhängige Prismenwirkung der Segmente (14) der Fresnellinse (11) bewirkt eine Ablenkung des von den Lichtquellen (13) emittierten Lichts in Richtung des nicht dargestellten Untersuchungsbereiches.In 8th is a code reader ( 1 ) with lighting boards ( 12 ' . 12 '' . 12 ''' . 12 '''' ) whose normals are aligned parallel to the examination area (not shown) and which are aligned with light sources ( 13 ' . 13 '' . 13 ''' . 13 '''' ) are equipped. It is planned, in front of the lighting boards ( 12 ' . 12 '' . 12 ''' . 12 '''' ) Segments ( 14 ) Fresnel lenses ( 11 ) such that the optical axis of the Fresnel lens ( 11 ) lies approximately in the plane of the examination area and contains it. The lens segments of the Fresnel lens ( 11 ) in front of the lighting boards ( 12 '' . 12 ''' . 12 '''' ) were provided in 8th the clarity omitted. The location-dependent prism effect of the segments ( 14 ) of the Fresnel lens ( 11 ) causes a deflection of the light sources ( 13 ) emitted light in the direction of the examination area, not shown.

Die Beleuchtungsplatine (12') mit den Lichtquellen (13') und dem Segment (14) einer Fresnellinse (11) ist in 10 dargestellt. In 9 ist schematisch dargestellt, wie das Linsensegment (14) innerhalb der Fresnellinse (11) angeordnet ist.The lighting board ( 12 ' ) with the light sources ( 13 ' ) and the segment ( 14 ) a Fresnel lens ( 11 ) is in 10 shown. In 9 is shown schematically how the lens segment ( 14 ) within the Fresnel lens ( 11 ) is arranged.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung geht davon aus, daß der Untersuchungsbereich (3) gerichtet bestrahlt wird, sei es dadurch, daß jede einzelne Lichtquelle gerichtet auf den Untersuchungsbereich strahlen oder daß eine flächige Anordnung von Lichtquellen kleiner Ausdehnung auf den Untersuchungsbereich abgebildet oder umgelenkt wird. Es ist vorgesehen, die Lichtquellen in ihren spektralen Eigenschaften veränderbar zu gestalten oder die Beleuchtungsvorrichtungen aus Lichtquellen mit unterschiedlichen Emissionsspektren derart aufzubauen, daß die unterschiedlichen Lichtquellen mit jeweils gleicher Spektralverteilung annähernd gleichmäßig über die Hemisphäre verteilt sind und einzeln oder in Gruppen mittels einer Steuerung angesteuert werden können.The lighting device according to the invention assumes that the examination area ( 3 ) is irradiated, be it by the fact that each individual light source directed to the examination area radiate or that a flat array of light sources of small size is imaged or deflected on the examination area. It is envisaged to make the light sources changeable in their spectral properties or to construct the illumination devices from light sources with different emission spectra in such a way that the different light sources, each with the same spectral distribution, are distributed approximately uniformly over the hemisphere and can be controlled individually or in groups by means of a control ,

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß wenigstens zwei verschiedene Lichtquellen, nämlich solche im roten, infraroten (IR) oder nahem infraroten (NIR) Wellenlängenbereich emittierende und solche im blauen Wellenlängenbereich emittierende Lichtquellen über die Hemisphäre der Beleuchtungsvorrichtungen verteilt sein müssen, um bei unterschiedlichen Beleuchtungs- und Aufnahmegeometrien wenigstens ein Bild mit optimalem Bildkontrast zu erzielen.It has been shown in practice that at least two different light sources, namely those emitting in the red, infrared (IR) or near infrared (NIR) wavelength range and emitting in the blue wavelength range light sources must be distributed over the hemisphere of the lighting devices in order to different Illumination and recording geometries to achieve at least one image with optimal image contrast.

Eine wünschenswerte, universelle Beleuchtungsgeometrie wäre dadurch gegeben, daß eine Hemisphäre vollständig mit gerichtet auf den Untersuchungsbereich strahlenden Lichtquellen bestückt wäre, welche einzeln oder in Gruppen angesteuert werden können. Somit wäre jeder Azimuth- und jeder Elongationswinkel zur Beleuchtung des Untersuchungsbereiches auf der Waferoberfläche möglich. Dieser Aufbau ist technisch in einem überschaubaren Kostenrahmen nur schwer zu realisieren. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß es bei Siliziumwafern für Solarzellen in allen Stadien der Bearbeitung ausreicht, einzelne Lichtquellen oder wenige Gruppen von Lichtquellen einzeln ansteuern zu können, nämlich beispielsweise eine Beleuchtung annähernd senkrecht von oben auf den Untersuchungsbereich der Waferoberfläche und jeweils wenigstens vier Ringsegmente, aus denen die Waferoberfläche gerichtet unter unterschiedlichen Azimuthwinkeln angestrahlt wird.A desirable, universal illumination geometry would be given by the fact that a hemisphere would be completely equipped with light sources directed onto the examination area, which could be controlled individually or in groups. Thus, each azimuth and each Elongationswinkel for illuminating the examination area on the wafer surface would be possible. This structure is technically difficult to realize in a manageable budget. It has been shown in practice that it is sufficient for silicon wafers for solar cells in all stages of processing to be able to individually control individual light sources or a few groups of light sources, namely, for example, an illumination approximately perpendicularly from above to the examination area of the wafer surface and at least each four ring segments, from which the wafer surface is irradiated directed at different Azimuthwinkeln.

Es ist vorgesehen, auf den Beleuchtungsplatinen, die die Hemisphäre annähernd durch einen Halbraum eines Dekaeders annähern, Lichtquellen anzuordnen, die gerichtet auf den Untersuchungsbereich strahlen. Als solche werden vorzugsweise LEDs mit integrierten Linsen eingesetzt.It is envisaged to arrange on the illumination boards, which approximate the hemisphere approximately through a half-space of a decaeled, light sources, which radiate directed at the examination area. As such, LEDs with integrated lenses are preferably used.

Es ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, Lichtquellen mit verschieden großen Öffnungswinkeln auf den Beleuchtungsplatinen anzuordnen und diese Lichtquellen mit Vorsatzoptiken, beispielsweise mittels Fresnellinsen oder Segmenten von Fresnellinsen auf den Untersuchungsbereich abzubilden oder umzulenken. Die einzelnen Lichtquellen oder Gruppen von Lichtquellen können einzeln geschaltet und in ihrer Helligkeit geregelt werden. Es ist vorgesehen, die Beleuchtungsvorrichtungen hinsichtlich ihrer spektralen Eigenschaften programmierbar zu gestalten. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß zur Erzielung ausreichender Bildkontraste mindestens zwei Lichtarten, beispielsweise blaues und nahes-IR-Licht (NIR) notwendig sind.It is provided in the context of the invention to arrange light sources with different opening angles on the illumination boards and to image or redirect these light sources with attachment optics, for example by means of Fresnel lenses or segments of Fresnel lenses on the examination area. The individual light sources or groups of light sources can be switched individually and regulated in their brightness. It is intended to make the lighting devices programmable with regard to their spectral properties. It has been shown in practice that to achieve sufficient image contrast at least two types of light, such as blue and near IR light (NIR) are necessary.

Der erfindungsgemäße Codeleser weist wenigstens zwei Abbildungsstrahlengänge mit unterschiedlichen Aufnahmegeometrien auf. Auf Grund der unterschiedlichen Wafereigenschaften während des Bearbeitungsprozesses ist zur Erzielung eines hinreichenden Bildkontrastes eine senkrechte und unter einem bestimmten Azimuth- oder Elongationswinkel erfolgende Aufnahme notwendig.The code reader according to the invention has at least two imaging beam paths with different recording geometries. Due to the different wafer properties during the machining process, a vertical and under a certain azimuth or Elongationswinkel taking place is necessary to achieve a sufficient image contrast.

Die optimalen Aufnahmegeometrien und Beleuchtungsszenarien werden vorzugsweise durch Vorversuche aus einer großen Zahl von möglichen Aufnahmegeometrien und Beleuchtungsszenarien ausgewählt. Zur Identifikation der Wafer durch Erkennen und Decodieren des Codes während der Solarzellenproduktion kommen vorzugsweise jeweils nur die ausgewählten Aufnahmegeometrien und Beleuchtungsszenarien zum Einsatz.The optimal acquisition geometries and illumination scenarios are preferably selected by preliminary experiments from a large number of possible acquisition geometries and illumination scenarios. In order to identify the wafers by recognizing and decoding the code during solar cell production, preferably only the selected acquisition geometries and illumination scenarios are used.

Eine bevorzugte Anordnung des Codelesers (1) sieht vor, daß die wenigstens eine Kamera (8) den Untersuchungsbereich unter einem Azimuthwinkel von 90° aufnimmt und eine zweite Kamera (8') den Untersuchungsbereich unter einem Azimuthwinkel von weniger als 60° zur Oberfläche (2) des Solarzellen-Wafers aufnimmt.A preferred arrangement of the code reader ( 1 ) provides that the at least one camera ( 8th ) receives the examination area at an azimuth angle of 90 ° and a second camera ( 8th' ) the examination area at an azimuth angle of less than 60 ° to the surface ( 2 ) of the solar cell wafer.

Eine weitere bevorzugte Anordnung des Codelesers (!) sieht vor, daß die wenigstens eine Kamera (8) den Untersuchungsbereich (3) unter einem Azimuthwinkel von 90° aufnimmt und auf einem Teil des Bildaufnahmesensors (10) abbildet und daß auf einem zweiten Teil des Bildaufnahmesensors (10) über ein Umlenkprisma (15, 15') oder einen Spiegel (7, 7', 7'') der Untersuchungsbereich (3) unter einem Azimuthwinkel von weniger als 60° zur Ebene des Solarzellen-Wafers auf einen zweiten Teil des Bildaufnahmesensors abgebildet wird.A further preferred arrangement of the code reader (!) Provides that the at least one camera ( 8th ) the examination area ( 3 ) at an azimuth angle of 90 ° and on a part of the image sensor ( 10 ) and that on a second part of the image sensor ( 10 ) via a deflection prism ( 15 . 15 ' ) or a mirror ( 7 . 7 ' . 7 '' ) the examination area ( 3 ) at an azimuth angle of less than 60 ° to the plane of the solar cell wafer on a second part of the image sensor.

Eine weitere bevorzugte Anordnung des Codelesers (1) sieht vor, daß die wenigstens eine Kamera (8, 8', 8'') mit einem Objektiv (9, 9', 9'') und einem Spiegel (7, 7', 7'') den Untersuchungsbereich (3) auf dem Bildaufnahmesensor (10, 10', 10'') abbildet und wenigstens zwei Bilder des Untersuchungsbereichs (3) mit jeweils unterschiedlichen Azimuthwinkeln zur Oberfläche (2) dadurch erzeugt werden, daß der Spiegel (7, 7', 7'') dreh- und verschiebbar gelagert und mittels der Steuerung automatisch einstellbar ist und die Bilder nach erfolgter veränderter Einstellung des Spiegels (7, 7', 7'') aufgenommen werden.Another preferred arrangement of the code reader ( 1 ) provides that the at least one camera ( 8th . 8th' . 8th'' ) with a lens ( 9 . 9 ' . 9 '' ) and a mirror ( 7 . 7 ' . 7 '' ) the examination area ( 3 ) on the image sensor ( 10 . 10 ' . 10 '' ) and at least two images of the examination area ( 3 ) each having different azimuth angles to the surface ( 2 ) are produced by the mirror ( 7 . 7 ' . 7 '' ) is rotatably and displaceably mounted and automatically adjustable by means of the control and the images after the changed setting of the mirror ( 7 . 7 ' . 7 '' ).

Eine weitere bevorzugte Anordnung des Codelesers (1) sieht vor, daß die Beleuchtungshemisphäre aus wenigstens fünf tangential zur Hemisphäre angeordneten Beleuchtungsplatinen (16, 16', 16'', 16''') besteht und jeweils wenigstens zwei der Beleuchtungsplatinen (16, 16', 16'', 16''') ein Kamerafenster (17, 17') für den Kamerastrahlengang aufweisen, wobei die Lichtquellen der Beleuchtungsplatinen jeweils einzeln oder in beliebigen Gruppen angesteuert werden können.Another preferred arrangement of the code reader ( 1 ) provides that the illumination hemisphere consists of at least five illumination plates arranged tangentially to the hemisphere ( 16 . 16 ' . 16 '' . 16 ''' ) and in each case at least two of the lighting boards ( 16 . 16 ' . 16 '' . 16 ''' ) a camera window ( 17 . 17 ' ) for the camera beam path, wherein the light sources of the lighting boards can each be controlled individually or in any groups.

Eine weitere bevorzugte Anordnung des Codelesers (1) sieht vor, daß die auf den Beleuchtungsplatinen (16, 16', 16'', 16''') angeordneten in mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen gerichtet strahlenden Lichtquellen (6, 6', 6'') gleichmäßig über die Beleuchtungsplatinen (16, 16', 16'', 16''') verteilt sind und einzeln oder in beliebigen Gruppen angesteuert werden können.Another preferred arrangement of the code reader ( 1 ) provides that on the lighting boards ( 16 . 16 ' . 16 '' . 16 ''' ) arranged in at least two different wavelength ranges irradiated light sources ( 6 . 6 ' . 6 '' ) evenly across the lighting boards ( 16 . 16 ' . 16 '' . 16 ''' ) are distributed and can be controlled individually or in any groups.

Eine weitere bevorzugte Anordnung des Codelesers (1) sieht vor, daß die Beleuchtungsplatinen (16, 16', 16'', 16''') neben den im blauen und nahen infraroten Wellenlängenbereich gerichtet strahlenden Lichtquellen (6, 6', 6'') weitere diffus oder gerichtet in anderen Wellenlängenbereichen strahlenden Lichtquellen (6, 6', 6'') aufweist.Another preferred arrangement of the code reader ( 1 ) provides that the lighting boards ( 16 . 16 ' . 16 '' . 16 ''' ) in addition to the light sources directed in the blue and near infrared wavelength range (US Pat. 6 . 6 ' . 6 '' ) further diffuse or directed in other wavelength ranges radiating light sources ( 6 . 6 ' . 6 '' ) having.

Eine weitere bevorzugte Anordnung des Codelesers (1) sieht vor, daß die fünf Beleuchtungsplatinen (16, 16', 16'', 16''') die Seiten eines zum Untersuchungsbereich hin offenen Würfels repräsentieren und daß zwischen den Beleuchtungsplatinen (16, 16', 16'', 16''') und dem Untersuchungsbereich (3) jeweils ein Linsensegment (14, 14', 14'', 14''', 14'''') einer als Fresnellinse (11) ausgebildeten Sammellinse mit dem jeweiligen Fokuspunkt im Untersuchungsbereich (3) angeordnet ist.Another preferred arrangement of the code reader ( 1 ) provides that the five lighting boards ( 16 . 16 ' . 16 '' . 16 ''' ) represent the sides of a cube open to the examination area and that between the illumination boards ( 16 . 16 ' . 16 '' . 16 ''' ) and the examination area ( 3 ) each a lens segment ( 14 . 14 ' . 14 '' . 14 ''' . 14 '''' ) as a Fresnel lens ( 11 ) trained converging lens with the respective focal point in the examination area ( 3 ) is arranged.

Ein Verfahren unter Verwendung des Codelesers (1) sieht vor, die aufgenommenen Bilder im Bildauswerterechner dahin gehend sequenziell auszuwerten, daß die einzelnen Bilder sequenziell nach dem Vorhandensein von Codes oder Codebruchstücken durchsucht und gefundene Codebruchstücke einzelner Bilder zu ungestörten, lesbaren Codes zusammensetzt werden.A method using the code reader ( 1 ) provides the captured images in the Evaluate the image processing computer sequentially that the individual images are searched sequentially for the presence of codes or code fragments and found code fragments of individual images to undisturbed, readable codes are composed.

Es ist vorgesehen, daß die elektronische Steuerung die wenigstens im blauen und nahen infraroten (NIR-)Wellenlängenbereich gerichtet strahlenden Lichtquellen (6, 6', 6''), jeweils nach Wellenlängenbereichen getrennt ansteuert, wobei für jeden Wellenlängenbereich Lichtquellen mit unterschiedlichen Beleuchtungswinkeln jeweils einzeln oder in vorbestimmten Auswahlgruppen zusammengefaßt angesteuert werden, wodurch jeweils ein eindeutig beschreibbares und reproduzierbares Beleuchtungsszenario erzeugt wird.It is envisaged that the electronic controller will control the light sources (at least in the blue and near infrared (NIR) wavelength range 6 . 6 ' . 6 '' ), in each case according to wavelength ranges separately controlled, for each wavelength range light sources with different illumination angles are each controlled individually or in predetermined selection groups, whereby each a clearly writable and reproducible lighting scenario is generated.

Es ist vorgesehen, durch Vorversuche aus der großen Zahl von möglichen Beleuchtungsszenarien und Aufnahmegeometrien eine kleine Auswahl von Beleuchtungsszenarien und Aufnahmegeometrien auszuwählen und die Vorgaben für die elektronische Steuerung in einer look-up-table abzulegen, um diese jederzeit wieder abrufen zu können.It is intended to select a small selection of lighting scenarios and recording geometries by preliminary tests from the large number of possible lighting scenarios and recording geometries and to store the specifications for the electronic control in a look-up table so that they can be recalled at any time.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Codelesercode reader
22
Oberflächesurface
33
Untersuchungsbereichstudy area
4, 4', 4''4, 4 ', 4' '
Beleuchtungsvorrichtunglighting device
5, 5', 5''5, 5 ', 5' '
Bildebeneimage plane
6, 6', 6''6, 6 ', 6' '
gerichtet strahlende Lichtquelledirected radiating light source
7, 7', 7''7, 7 ', 7' '
Spiegelmirror
8, 8', 8''8, 8 ', 8' '
Kameracamera
9, 9', 9''9, 9 ', 9' '
Objektivlens
10, 10', 10''10, 10 ', 10' '
BildaufnahmesensorImage sensor
1111
FresnellinseFresnel lens
12,12
Beleuchtungsplatinelighting board
13, 13', 13'', 13''', 13''''13, 13 ', 13' ', 13' '', 13 '' ''
Lichtquellelight source
14, 14', 14'', 14''', 14''''14, 14 ', 14' ', 14' '', 14 '' ''
Linsensegmentlens segment
15, 15'15, 15 '
Umlenkprismadeflecting prism
16, 16', 16'', 16'''16, 16 ', 16' ', 16' ''
Beleuchtungsplatinelighting board
17, 17'17, 17 '
Kamerafenstercamera window
18, 18', 18'', 18'''18, 18 ', 18' ', 18' ''
LED mit integrierter LinseLED with integrated lens
20, 20'20, 20 '
Optische Achse der KameraOptical axis of the camera

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009010369 A1 [0004] DE 102009010369 A1 [0004]
  • DE 1020089043750 A1 [0005] DE 1020089043750 A1 [0005]
  • DE 3540288 C2 [0006] DE 3540288 C2 [0006]
  • DE 10142165 B4 [0007] DE 10142165 B4 [0007]
  • DE 10162270 B4 [0008] DE 10162270 B4 [0008]
  • DE 102005005536 A1 [0009] DE 102005005536 A1 [0009]
  • EP 0685140 B1 [0009] EP 0685140 B1 [0009]
  • US 6105869 A [0010] US 6105869 A [0010]
  • WO 99049347 A1 [0011] WO 99049347 A1 [0011]

Claims (10)

Vorrichtung zum Lesen von Codes in einem Untersuchungsbereich (3) auf der Oberfläche (2) eines Solarzellen-Wafers, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: • wenigstens eine Kamera (8, 8', 8'') mit einem Objektiv (9, 9', 9'') und einem Bildaufnahmesensor (10, 10', 10'') zur Aufnahme von wenigstens zwei Bildern des Untersuchungsbereichs (3) mit jeweils unterschiedlichen Aufnahmestrahlengängen, • eine Beleuchtungsvorrichtung (4, 4', 4'') zur Beleuchtung des Untersuchungsbereiches (3), aufweisend eine Vielzahl von jeweils einzeln oder in vorbestimmten Auswahlgruppen ansteuerbaren, gerichtet strahlenden Lichtquellen (6, 6', 6''), die auf einer Beleuchtungshemisphäre mit einem im Untersuchungsbereich (3) liegenden Mittelpunkt angeordnet sind und Licht in wenigstens zwei nicht vollständig überlappenden Wellenlängenbereichen aus dem Wellenlängenbereich zwischen ultraviolettem (UV) und nahem Infrarotlicht (NIR) aussenden, • eine elektronische Steuerung, die eine vorbestimmte Auswahl von Kombinationen von Aufnahmestrahlengängen, Beleuchtungsstrahlengängen und Wellenlängenbereichen der gerichtet strahlenden Lichtquellen (6, 6', 6'') automatisch nacheinander einstellt und die jeweils zugehörigen Bilder aufnimmt und • einen Bildauswerterechner, der die aufgenommenen Bilder über eine Schnittstelle von der Steuerung erhält und der Mittel zur Decodierung der aufgenommenen Codes aufweist.Device for reading codes in an examination area ( 3 ) on the surface ( 2 ) of a solar cell wafer, the device comprising: • at least one camera ( 8th . 8th' . 8th'' ) with a lens ( 9 . 9 ' . 9 '' ) and an image sensor ( 10 . 10 ' . 10 '' ) for taking at least two images of the examination area ( 3 ) each with different recording beam paths, • a lighting device ( 4 . 4 ' . 4 '' ) for illuminating the examination area ( 3 ) comprising a plurality of individually irradiated or selectable in predetermined selection groups, directionally radiating light sources ( 6 . 6 ' . 6 '' ) on an illumination hemisphere with one in the examination area ( 3 ) and emit light in at least two incompletely overlapping wavelength ranges from the ultraviolet (UV) to near-infrared (NIR) wavelength range; an electronic control comprising a predetermined selection of combinations of pick-up beam paths, illumination beam paths and wavelength ranges of the directionally-radiated ones Light sources ( 6 . 6 ' . 6 '' ) automatically sets one after the other and picks up the respectively associated images, and • an image evaluation computer, which receives the recorded images via an interface from the controller and has the means for decoding the recorded codes. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Kamera (8) den Untersuchungsbereich unter einem Azimuthwinkel von 90° aufnimmt und eine zweite Kamera (8') den Untersuchungsbereich unter einem Azimuthwinkel von weniger als 60° zur Oberfläche (2) des Solarzellen-Wafers aufnimmt.Apparatus according to claim 1, characterized in that the at least one camera ( 8th ) receives the examination area at an azimuth angle of 90 ° and a second camera ( 8th' ) the examination area at an azimuth angle of less than 60 ° to the surface ( 2 ) of the solar cell wafer. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Kamera (8) den Untersuchungsbereich (3) unter einem Azimuthwinkel von 90° aufnimmt und auf einem Teil des Bildaufnahmesensors (10) abbildet und daß auf einem zweiten Teil des Bildaufnahmesensors (10) über ein Umlenkprisma (15, 15') oder einen Spiegel (7, 7', 7'') der Untersuchungsbereich (3) unter einem Azimuthwinkel von weniger als 60° zur Ebene des Solarzellen-Wafers auf einen zweiten Teil des Bildaufnahmesensors abgebildet wird.Apparatus according to claim 1, characterized in that the at least one camera ( 8th ) the examination area ( 3 ) at an azimuth angle of 90 ° and on a part of the image sensor ( 10 ) and that on a second part of the image sensor ( 10 ) via a deflection prism ( 15 . 15 ' ) or a mirror ( 7 . 7 ' . 7 '' ) the examination area ( 3 ) at an azimuth angle of less than 60 ° to the plane of the solar cell wafer on a second part of the image sensor. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Kamera (8, 8', 8'') mit einem Objektiv (9, 9', 9'') und einem Spiegel (7, 7', 7'') den Untersuchungsbereich (3) auf dem Bildaufnahmesensor (10, 10', 10'') abbildet und wenigstens zwei Bilder des Untersuchungsbereichs (3) mit jeweils unterschiedlichen Azimuthwinkeln zur Oberfläche (2) dadurch erzeugt werden, daß der Spiegel (7, 7', 7'') dreh- und verschiebbar gelagert und mittels der Steuerung automatisch einstellbar ist und die Bilder nach erfolgter veränderter Einstellung des Spiegels (7, 7', 7'') aufgenommen werden.Apparatus according to claim 3, characterized in that the at least one camera ( 8th . 8th' . 8th'' ) with a lens ( 9 . 9 ' . 9 '' ) and a mirror ( 7 . 7 ' . 7 '' ) the examination area ( 3 ) on the image sensor ( 10 . 10 ' . 10 '' ) and at least two images of the examination area ( 3 ) each having different azimuth angles to the surface ( 2 ) are produced by the mirror ( 7 . 7 ' . 7 '' ) is rotatably and displaceably mounted and automatically adjustable by means of the control and the images after the changed setting of the mirror ( 7 . 7 ' . 7 '' ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungshemisphäre aus wenigstens fünf tangential zur Hemisphäre angeordneten Beleuchtungsplatinen (16, 16', 16'', 16''') besteht und jeweils wenigstens zwei der Beleuchtungsplatinen (16, 16', 16'', 16''') ein Kamerafenster (17, 17') für den Kamerastrahlengang aufweisen.Device according to one of claims 1-4, characterized in that the illumination hemisphere consists of at least five illumination plates arranged tangentially to the hemisphere ( 16 . 16 ' . 16 '' . 16 ''' ) and in each case at least two of the lighting boards ( 16 . 16 ' . 16 '' . 16 ''' ) a camera window ( 17 . 17 ' ) for the camera beam path. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Beleuchtungsplatinen (16, 16', 16'', 16''') angeordneten in mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen gerichtet strahlenden Lichtquellen (6, 6', 6'') gleichmäßig über die Beleuchtungsplatinen (16, 16', 16'', 16''') verteilt.Device according to one of claims 1-5, characterized in that the on the lighting boards ( 16 . 16 ' . 16 '' . 16 ''' ) arranged in at least two different wavelength ranges irradiated light sources ( 6 . 6 ' . 6 '' ) evenly across the lighting boards ( 16 . 16 ' . 16 '' . 16 ''' ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsplatinen (16, 16', 16'', 16''') im blauen und nahen infraroten Wellenlängenbereich gerichtet strahlende Lichtquellen (6, 6', 6'') und neben diesen weitere diffus oder gerichtet in anderen Wellenlängenbereichen strahlenden Lichtquellen (6, 6', 6'') aufweisen.Device according to one of claims 1-6, characterized in that the lighting boards ( 16 . 16 ' . 16 '' . 16 ''' ) in the blue and near infrared wavelengths directed light sources ( 6 . 6 ' . 6 '' ) and in addition to these further diffused or directed in other wavelength ranges light sources ( 6 . 6 ' . 6 '' ) exhibit. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, daß die fünf Beleuchtungsplatinen (16, 16', 16'', 16''') die Seiten eines zum Untersuchungsbereich hin offenen Würfels repräsentieren und daß zwischen den Beleuchtungsplatinen (16, 16', 16'', 16''') und dem Untersuchungsbereich (3) jeweils ein Linsensegment (14, 14', 14'', 14''', 14'''') einer als Fresnellinse (11) ausgebildeten Sammellinse mit dem jeweiligen Fokuspunkt im Untersuchungsbereich (3) angeordnet ist.Device according to one of claims 1-7, characterized in that the five lighting boards ( 16 . 16 ' . 16 '' . 16 ''' ) represent the sides of a cube open to the examination area and that between the illumination boards ( 16 . 16 ' . 16 '' . 16 ''' ) and the examination area ( 3 ) each a lens segment ( 14 . 14 ' . 14 '' . 14 ''' . 14 '''' ) as a Fresnel lens ( 11 ) trained converging lens with the respective focal point in the examination area ( 3 ) is arranged. Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuerung, die wenigstens in zwei Wellenlängenbereichen aus dem Wellenlängenbereich zwischen UV und NIR gerichtet strahlenden Lichtquellen (6, 6', 6''), jeweils nach Wellenlängenbereichen und Beleuchtungsgeometrien getrennt, nacheinander jeweils einzeln oder in vorbestimmten Auswahlgruppen ansteuert und dadurch jeweils ein Beleuchtungsszenario erzeugt und daß zu jedem Beleuchtungsszenario mit der wenigstens einen Kamera (8) wenigstens eine Aufnahme erzeugt wird, die an den Bildauswerterechner weitergeleitet wird.Method using the device according to any one of claims 1-8, characterized in that the electronic control, the at least in two wavelength ranges from the wavelength range between UV and NIR directed radiating light sources ( 6 . 6 ' . 6 '' ), in each case separated according to wavelength ranges and illumination geometries, one after the other in each case individually or in predetermined selection groups and thereby each generates a lighting scenario and that for each lighting scenario with the at least one camera ( 8th ) At least one recording is generated, which is forwarded to the image analysis computer. Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgenommenen Bilder im Bildauswerterechner dahin gehend sequenziell ausgewertet werden, daß die einzelnen Bilder sequenziell nach dem Vorhandensein von Codes oder Codebruchstücken ausgewertet werden und gefundene Codebruchstücke einzelner Bilder zu ungestörten, lesbaren Codes zusammensetzt werden.Method using the device according to one of claims 1-9, characterized in that the recorded images in Image evaluation to be sequentially evaluated so that the individual images are evaluated sequentially for the presence of codes or code fragments and found code fragments of individual images to undisturbed, readable codes are composed.
DE201010032469 2010-07-28 2010-07-28 Method and apparatus for reading codes on solar cell wafers Active DE102010032469B4 (en)

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