DE69626851T2

DE69626851T2 - Beleuchtungssystem zum optischen lesen von merkmalen auf einem substrat

Info

Publication number: DE69626851T2
Application number: DE69626851T
Authority: DE
Inventors: S. Sidell; R. Wilt
Original assignee: Electro Scientific Industries Inc
Current assignee: Electro Scientific Industries Inc
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1996-11-19
Publication date: 2003-09-11
Anticipated expiration: 2016-11-20
Also published as: HK1014926A1; EP0873551A1; KR19990071508A; JP2000500890A; US5737122A; WO1997019416A1; DE69626851D1; JP3908786B2; EP0873551B1; KR100275143B1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung ist auf das Gebiet der Optik gerichtet und genauer auf ein LED- Beleuchtungssystem für die optische Zeichenerkennung von Kennungen auf einem Substrat.

Hinterrund der Erfindung

Halbleiterwafer und andere Substrates können mit Kennungen versehen sein, die unter anderen Dingen die Wafernummer und den Hersteller angeben. Die Kennungen können zum Beispiel 1.59-1.91 Zentimeter (5/8 bis 3/4 Zoll) Länge haben und sind typischerweise als eine Matrix aus lasergeätzten Dellchen gebildet.
Die Schwierigkeiten, das Maschinenlesen solcher lasergeätzten Kennungen auf Halbleiterwafern zu besorgen, rühren aus der Tatsache her, daß die Zeichen selbst dieselbe Farbe haben wie ihre Wafersubstrate und wenig Relief zeigen; aus der Tatsache, daß die Waferoberfläche poliert ist, so daß sie das Licht reflektiert, das verwendet wird, um die Zeichen zu lesen; und aus der Tatsache, daß die Oberfläche des Wafers mehrere Beschichtungsprozesse durchlaufen kann, welche die Zeichen abdecken und ihre Größe und ihr Relief verkleinern.
Die bisher bekannten Systeme zur optischen Zeichenerkennung (OCR) haben die kleinen Oberflächenunregelmäßigkeiten, die durch die Kennungen eingeführt wurden, ausgenutzt, um Licht in eine Kamera zu reflektieren. Da jedoch die Punkte so glatt sind, streuen sie Licht nur über einen kleinen Winkel und unter manchen Umständen extrem kleinen Winkeln. Als ein Ergebnis muß die Quelle für das Licht unter einem sehr kleinen Winkel zur Sichtlinie liegen, und sie muß relativ intensiv sein. Dies bringt die Quelle in das Sichtfeld der Kamera, und das Ergebnis ist in vielen Situationen, daß die Kamera geblendet wird. Obwohl vorbekannte Techniken eingesetzt wurden, die Strahlteiler benutzen, um Licht entlang der Sichtlinie zu richten, sind diese Techniken nicht robust genug gewesen, um kleine Zeichen mit vielen darüberliegenden Schichten zu beleuchten. Hochintensive Faseroptik-Lichtquellen stellen eine andere vorbekannte Technik dar, die, obwohl sie sehr intensives Licht zur Verfügung stellen, das unter größeren Winkeln arbeitet und selbst die schwierigsten Zeichen ausleuchtet, den beträchtlichen Nachteilen unterliegt, daß sie teuer und groß sind und unerwünschte Wärme und Vibration erzeugen. Die US-A-5 231 536 offenbart mehrere Anordnungen zum Lesen von Kennungen von einem Substrat.

Zusammenfassung der Erfindung

Demgemäß ist es die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kompaktes und robustes, jedoch preisgünstiges Beleuchtungssystem mit lichtemittierenden Dioden (LED) für die optische Zeichenerkennung von Kennungen auf einem Substrat zur Verfügung zu stellen, selbst wenn die Zeichen mit einer oder mehreren Schichten überlagert sind.
Im Einklang damit wird eine Kamera mit einem Sichtfeld, das unter einem ersten spitzen Winkel zu einer Normalen zu dem Substrat gelegt ist, zum Lesen der Kennungen darauf innerhalb ihres Gesichtsfeldes zur Verfügung gestellt. Ein erste und eine zweite Anordnung aus LEDs, die jede optische Wege definieren, die jeweils auf einer Seite eines zweiten spitzen Winkels zu der Normalen zu dem Substrat angeordnet sind, wobei der zweite spitze Winkel in derselben Größenordnung liegt wie der erste spitze Winkel, jedoch sich auf der anderen Seite der Normalen befindet, werden zum Beleuchten der Kennungen auf dem Substrat zur Verfügung gestellt. Eine erste und eine zweite Ablenkplatte, die jeweils entlang den optischen Wegen der ersten und zweiten Anordnung aus LEDs angeordnet sind, werden bereitgestellt, um die jeweiligen LED-Anordungen zu versperren und somit zu verhindern, daß sie innerhalb des Sichtfeld der Kamera abgebildet werden, wobei es möglich ist, daß die Kennungen von der Kamera in dem Licht der LED-Anordnungen gelesen werden.
In weiterer Übereinstimmung damit wird eine Kamera mit einem Sichtfeld, das mit seiner Längsachse in paralleler Lage zu einer Normalen des Substrates ausgerichtet ist, zur Verfügung gestellt, um die Kennungen darauf innerhalb ihres Sichtfeldes zu lesen. Ein optisches Element, das optisch sowohl vor der Kamera als auch vor dem Substrat steht, wird bereitgestellt, um darauf auftreffendes Licht zur und auf die Kamera zu abzulenken. Das optische Element kann ein ebener Spiegel sein, der so unter einem Winkel angeordnet ist, daß er sowohl vor der Kamera als auch vor dem Substrat steht; ein doppelter ebener Spiegel, wobei ein erstes Spiegelelement so unter einem Winkel angeordnet ist, daß es vor dem Substrat steht, und wobei ein zweites Spiegelelement so unter einem Winkel angeordnet ist, daß es sowohl vor der Kamera als auch vor dem ersten Spiegelelement steht; oder ein Prisma. Eine erste und eine zweite Anordnung aus LEDs, die optische Wege definieren, die jeweils auf beiden Seiten eines spitzen Winkels angeordnet sind, der in bezug auf eine Normale zu dem Substrat definiert ist, werden zum Beleuchten der Kennungen auf dem Substrat zur Verfügung gestellt. Eine erste und eine zweite Ablenkplatte, jeweils entlang den optischen Wegen der ersten und zweiten Anordnung aus LEDs angeordnet, sind bereitgestellt, um die jeweiligen LED- Anordnungen zu versperren und somit zu verhindern, daß sie in das Sichtfeld der Kamera abgebildet werden, während sie es erlauben, daß die Kennungen von der Kamera in dem Licht der LED-Anordnungen gelesen werden.
Bei diesen Anordnungen können die LED-Anordnungen eine Linse, mehrere Linsen oder keine Linse umfassen. Zusätzlich kann eine Maske in dem Nahfeld der LED-Anordnungen vorgesehen sein, um es zu ermöglichen, daß vergleichsweise große und leicht verfügbare LEDs näher an das Substrat gebracht werden, ohne daß sie in das Sichtfeld der Kamera abgebildet werden, während die Gesamtbaugruppen reduziert wird.
Bei noch einer weiteren Anordnung wird eine Kamera mit einem Sichtfeld, das mit seiner Längsachse in senkrechter Lagebeziehung mit einer Normalen zu dem Substrat ausgerichtet ist, zitr Verfügung gestellt, um die Kennungen darauf innerhalb ihres Sichtfeldes zu lesen. Eine Vielzahl optischer Elemente ist so angeordnet, daß eines der Elemente vor der ersten und zweiten Anordnung aus LEDs steht, um daraus austretendes Licht zwischen Ablenkplatten zu richten, die so angeordnet sind, daß sie die Lampenanordnungen von anderen optischen Elementen und somit weiter zu anderen Elementen versperren, von denen eines vor der Kamera steht, so daß es ihr möglich wird, die Kennungen in dem Lampenlicht zu lesen.
Bei noch einer weiteren Anordnung, die speziell zum Lesen sowohl von weichen als auch von harten Markierritzen konfiguriert ist, wird eine Kamera mit einem Sichtfeld, das mit seiner Längsachse in senkrechter Lagebeziehung zu einer Normalen zu dem Substrat ausgerichtet ist, zur Verfügung gestellt, um die Kennungen darauf in ihrem Sichtfeld zu lesen. Eine Vielzahl optischer Elemente ist so angeordnet, daß eines der Elemente vor der ersten und zweiten Anordnung aus LEDs steht, um daraus austretendes Licht zwischen Ablenkplatten zu richten, die so angeordnet sind, daß sie die LED-Anordnungen vor anderen optischen Elementen und somit zu anderen Elementen versperren, von denen eines vor der Kamera steht, so daß es ihr möglich wird, die Markierungen in dem Licht der LEDs zu lesen. Zusätzlich umfaßt diese Ausführungsform zwei zusätzliche Beleuchtungsmodi zum Lesen von harten Markierungen.
Der erste zusätzliche Modus ist die Dunkelfeld-Beleuchtung und besteht aus einer Anordnung von Glühlampen, die nahe den Kennungen auf dem Substrat, jedoch außerhalb des Sichtfeldes der Kamera, angeordnet sind.
Der zweite Modus ist die Hellfeld-Beleuchtung und besteht aus einem diffusen, vorzugsweise weißen, Reflektor, der sich in dem Sichtfeld der Kamera befindet, das von einer ersten und zweiten Anordnung aus Glühlampen beleuchtet wird, die nahe dazu, jedoch versteckt von der Sicht der Kamera, angeordnet sind. Der Reflektor ist zwischen der ersten und zweiten Anordnung aus LEDs angebracht und vor der Maske, die für die Beleuchtung der weißen Markierungen benutzt wird. Die Lampenanordnungen befinden sich benachbart der LED-Anordnung in einer Weise, daß gleichförmige Beleuchtung des Reflektors gegeben ist. Der Reflektor ist in seiner Größe begrenzt, nur eben ausreichend, einen hellen Hintergrund für das Ritzenfenster zur Verfügung zu stellen. Alles andere Licht wird von dem Wafer und von der Sicht der Kamera durch Lampengehäuse und die Ablenkplatten blockiert, die für die Beleuchtung der weichen Markierungen eingesetzt werden. Das Minimieren der Größe des Reflektors und das Blockieren des gesamten anderen Lichtes von dem Wafer maximiert den Kontrast zwischen der polierten Waferoberfläche, welche ein klares Bild des hellen Reflektors reflektiert, und den Ritzmarkierungen, welche das Licht streuen und somit dunkel erscheinen. Wenn der Reflektor größer wäre als das Schreibfenster oder wenn Streulicht von den Lampen den Wafer beleuchten könnte, dann würde der Bildkontrast aufgrund des zusätzlichen Lichtes, das von den Anritzungen gestreut würde, welche in die Kamera eintreten und sie heller erscheinen läßt, verringert werden.
Die Erfindung stellt eine vielkanalige Lichtsteuereinheit zur Verfügung, welche vier Beleuchtungsquellen in Antwort auf Bedienereingabe und Steuerlogik zum Auswählen einer geeigneten Quelle und Intensität der Beleuchtung zur Verfügung, um ein verbessertes Sichten einer Vielfalt von Anritzungen zur Verfügung zu stellen. Die Steuereinheit kann entweder hart verdrahtet sein oder benutzerprogrammierbare Software umfassen, welche die Beleuchtungsquellen in Antwort auf die Rückkopplung von der Kamera einstellen kann.
Gemäß der Erfindung sind die optischen Wege, die durch die Beleuchtungsquellen definiert werden, auf jeder Seite durch planare Spiegel begrenzt. Die planaren Spiegel reflektieren Licht von den Beleuchtungsquellen in das Sichtfeld der Kamera, das ansonsten außerhalb des Gesichtsfeldes fallen würde. Die Spiegel ermöglichen es, daß die Breite der Lichtquelle reduziert wird, indem Licht benutzt wird, das ansonsten verloren würde. Somit sind weniger LEDs oder Glühlampen erforderlich, um dasselbe Sichtfeld auszuleuchten. Dies führt zu einer beträchtlich schmaleren Lichtquelle und einer Reduktion in der erforderlichen Anzahl von LEDs und Lampen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf die folgende genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und der Zeichnungen deutlich, wobei:
Fig. 1 ein Schaubild ist, teilweise in Draufsicht, teilweise geschnitten, welches eine Ausführungsform des robusten LED-Beleuchtungssystems für die OCR von Kennungen auf einem Substrat gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 2 ein Schaubild ist, teils in Draufsicht, teils geschnitten, welches eine weitere Ausführungsform des robusten LED-Beleuchtungssystems für die OCR von Kennungen auf einem Substrat gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 3A und 3B (zusammen Fig. 3) Schnittansichten sind, welche alternative optische Elemente veranschaulichen, die zweckmäßig bei der Ausführungsform der Fig. 2 für das robuste LED-Beleuchtungssystem für die OCR von Kennungen auf einem Substrat in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind;
Fig. 4 ist ein Schaubild, teilweise in Draufsicht, teilweise geschnitten, einer weiteren Ausführungsform des Beleuchtungssystems für die OCR von Kennungen auf einem Substrat in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 5 ein Schaubild ist, teilweise in Draufsicht, teilweise geschnitten, welches noch eine weitere Ausführungsform des Beleuchtungssystems für die OCR von Markierungen auf einem Substrat veranschaulicht;
Fig. 6 eine Schnittansicht des Beleuchtungssystems der Fig. 5 entlang der Linie 6-6 ist;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Beleuchtungssystems der Erfindung ist;
Fig. 8 ein Schaubild ist, teilweise in Draufsicht, teilweise geschnitten, welches eine weitere Ausführungsform des Beleuchtungssystems der Fig. 5 veranschaulicht;
Fig. 9 eine Schnittansicht des Beleuchtungssystems der Fig. 8 entlang der Linie 9-9 ist; und
Fig. 10 eine Schnittansicht des entfalteten optischen Weges des Beleuchtungssystems der Fig. 8 ist.

Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Fig. 1 ist ein schematisches Schaubild, das eine bekannte Anordnung eines robusten LED- Beleuchtungssystems 10 für die optische Zeichenerkennung (OCR) von Markierungen (so wie lasergeätzten Zeichensträngen) auf einem Substrat (so wie Halbleiterwafern) veranschaulicht. Eine Kamera 12 ist unter einem spitzen Winkel vorgesehen, der mit "θc" markiert ist und im allgemeinen durch einen Pfeil 14 bezeichnet ist, der in bezug auf eine Normale 16 zu einem Halbleiterwafer 18 definiert ist. Die Kamera 12 hat ein Linse 20, die ein Sichtfeld hat, das Kennungen liest, schematisch veranschaulicht durch Pfeile 22, die sich auf dem Wafer 18 befinden.
Ein erste und eine zweite Anordnung aus LEDs, von denen jede gleichmäßig über die volle Breite des Sichtfeldes der Kamera verteilt sind, sind jeweils auf jeder Seite eines zweiten spitzen Winkels angeordnet, der mit "θL" markiert und im allgemeinen durch den Pfeil 28 bezeichnet ist. Der Winkel des spitzen Winkels 28 hat dieselbe Größe wie der Winkel des spitzen Winkels 14, jedoch liegt der zweite spitze Winkel auf der anderen Seite der Normalen 16 zu dem Substrat 18. Jede der LEDs der LED-Anordnungen 24 und 26 ist vorzugsweise mit Linsen versehen, obwohl LEDs ohne Linsen zusammen mit getrennten zylindrischen Linsen ebenso vorgesehen sein könnten. Die Anzahl der LEDs ist so ausgewählt, um für eine robuste Beleuchtung der Markierungen 22 auf dem Substrat 18 zu sorgen. Sie sind alle in linearer Ausrichtung angeordnet, um der typischen linearen Anordnung der Kennungen 22 zu entsprechen. Andere Muster sind möglich.
Die LED-Anordnungen 24 und 26 liefern optische Wege, entlang denen ihre jeweiligen Lichtstrahlen die Kennungen auf dem Substrat beleuchten, einer auf jeder Seite. Entlang dem optischen Weg der Anordnung 24 ist eine undurchsichtige Ablenkplatte 30 angeordnet; und entlang dem optischen Weg der LED-Anordnung 26 ist eine undurchsichtige Ablenkplatte 32 angeordnet; die Ablenkplatten 30 und 32 sind um eine vorbestimmte Entfernung beabstandet. Die Ablenkplatte 30, die aus irgendeinem undurchsichtigen Material, so wie Aluminium, bestehen kann, ist so ausgerichtet, daß ihre Normale orthogonal zu der Normalen 16 des Wafers 18 ist, und die Ablenkplatte 32 ist so ausgerichtet, daß ihre Normale parallel zu der Normalen 16 des Substrates 18 ist. Andere Ausrichtungen der Ablenkplatten 30 und 32 sind möglich, solange die direkten Bilder der entsprechenden Anordnungen von der entsprechenden Ablenkplatte davor versperrt sind, daß sie auf die spiegelnde Oberfläche des Substrats 18 abgebildet werden und somit von dem Sichtfeld der Linse 20 der Kamera 12 aufgenommen werden, während es möglich ist, dessen Kennungen 22 in dem Licht der Beleuchtung zu lesen, das durch die LED-Anordnungen 24 und 26 zur Verfügung gestellt wird.
Fig. 2 veranschaulicht ein weiteres Beispiel eines robusten LED-Beleuchtungssystems 40 für die OCR von Kennungen auf einem Substrat in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Das System 40 der Fig. 2 unterscheidet sich von dem System 10 der Fig. 1 unter zwei grundsätzlichen Gesichtspunkten. Der erste Gesichtspunkt ist, daß die Kamera 42 mit der Linse 44, die ein Sichtfeld liefert, mit der Achse der Kamera im allgemeinen parallel zu der Normalen 46 zu dem Substrat 48 angebracht ist; und, ein optisches Element 50, so wie ein planarer Spiegel, innerhalb des Sichtfeldes der Linse 44 der Kamera 42 unter einem vorgewählten spitzen Winkel angeordnet ist. Der Winkel, unter dem der Spiegel innerhalb des Sichtfeldes der Linse 44 ausgerichtet ist, ist so gewählt, daß Licht, das von der Oberfläche des Wafers 48 reflektiert wird, in die Linse 44 der Kamera 42 abgelenkt wird, während die Kamera 42 in der veranschaulichten vertikalen Position sein kann. Die vertikale Ausrichtung der Kamera ermöglicht, neben anderen Vorteilen, eine Verringerung der Baugruppengröße und vereinfacht den Aufbau.
Der zweite Gesichtspunkt, unter dem sich das System 40 der Fig. 2 von dem System 10 der Fig. 1 unterscheidet, ist, daß eine Maske mit einer rechtwinkligen Form in dem Nahfeld der LED-Anordnungen 58 und 68 vorgesehen ist. Die Maske 54 erlaubt es, daß große LEDs, die leicht im Handel erhältlich sind, viel näher an das Substrat 48, typischerweise einen Halbleiterwafer, gebracht werden können, ohne daß sie im Sichtfeld der Kamera sichtbar werden.
Bei dieser Ausführungsform sind die einzelnen LEDs der LED-Anordnungen 58 und 60 bevorzugt mit Linsen versehen, obwohl zylindrische Linsen bei LEDs ohne Linsen hinzugefügt werden können, um eine gleichförmigere Beleuchtung entlang den optischen Wegen der LEDs der LED-Anordnungen zur Verfügung zu stellen.
Wie es in Fig. 3A zu sehen ist, kann anstelle des ebenen Spiegels 50 (Fig. 2) ein doppelter ebener Spiegel, im allgemeinen mit 62 bezeichnet, vorgesehen sein, um Licht, das von dem Substrat reflektiert worden ist, zu der Kamera abzulenken. Ein erstes planares Spiegelelement 64 ist unter einem Winkel angeordnet, so daß es vor dem Substrat steht, und ein zweites planares Spiegelelement 66 ist unter einem Winkel angeordnet, so daß es sowohl vor dem Spiegelelement 64 als auch vor der Kamera steht. Die doppelten Reflexionen zeigen ein genaues Bild der Kennungen, die gelesen werden sollen.
Wie es in Fig. 3B zu sehen ist, kann ein Prisma, im allgemeinen mit 68 bezeichnet, anstelle des ebenen Spiegels 60 vorgesehen sein, um Licht, das von dem Substrat reflektiert wird, zu der Kamera abzulenken. Das Prisma 68 hat versilberte Oberflächen 70 und 72, die als die Elemente 64 und 66 (Fig. 3A) wirken, um das Substrat in das Sichtfeld der Kamera abzubilden.
Zusätzlich dazu, die Schwierigkeiten beim Lesen von Zeichen zu überwinden, die überschichtet sind, kann ein OCR-System der Herausforderung gegenüber gestellt werden, Zeichen zu lesen, die durch irgendeine einer Vielfalt von Markierungseinrichtungen erzeugt worden sind, welche Markierungen bilden, die unterschiedliche Eigenschaften haben. Ein Verfahren zum Erzeugen von Kennungen auf einem Substrat ist mit einem Laser. Abhängig von der Lasertechnik können die dadurch erzeugten Markierungen "weiche" Markierungen sein, gekennzeichnet durch flache Eindrücke in dem Wafer mit sanften gekrümmten Kanten oder "harte" Markierungen, die mehr kraterähnlich sind, mit sehr scharfen Kanten und einem gezackten Kranz an der Waferoberfläche.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Beleuchtungssystem 74. Das System 74 der Fig. 4 unterscheidet sich von dem System 40 der Fig. 2 in zweierlei Hinsicht. Der erste Gesichtspunkt ist, daß eine Kamera 76 mit einer Linse 78 so angeordnet ist, daß die Achse der Kamera 76 im allgemeinen senkrecht zu der Normalen eines spiegelnden Substrates 80 ist. Der zweite Gesichtspunkt, unter dem sich das System 74 der Fig. 4 vom System der Fig. 2 unterscheidet, ist, daß eine Lichtquelle 82, so wie eine LED-Anordnung, auch mit ihrer Achse im allgemeinen senkrecht zu der Normalen des Substrates 80 positioniert ist. Die horizontale Anordnung der Kamera 76 und der Lichtquelle 82 minimiert in vorteilhafter Weise die Gesamthöhe der Baugruppe, wobei bequemer Zugang zu der Kamera 76 und der Linse 78 während des Einrichte- und Einstellbetriebes gewährt wird.
Die Lichtquelle 82 ist mit einer rechtwinkligen Maske 84 in dem Nahfeld der Lichtquelle versehen, wie es mit Bezug auf das System der Fig. 2 beschrieben ist. Die Maske 84 und Lichtquelle 82 befinden sich innerhalb eines Gehäuses 86, in dem auch ein erster Spiegel 88, ein zweiter Spiegel 90, ein dritter Spiegel 92, eine erste Ablenkplatte 94 und eine zweite Ablenkplatte 96 untergebracht sind. Der zweite und dritte Spiegel 90 bzw. 92 können durch ein Prisma ersetzt werden, wie es in Fig. 3 veranschaulicht ist. Das Gehäuse 86 umfaßt eine erste Öffnung 98 oder Ritzenfenster, das mit den zu lesenden Markierungen auf dem Substrat 80 ausgerichtet werden kann, eine zweite Öffnung 99, mit der die Kamera 76 ausgerichtet ist, um Licht, das von dem Substrat 80 reflektiert worden ist, zu empfangen, und Spiegel 88, 90 und 92. Die Kamera 76 ist an dem Gehäuse 86 mit einer einstellbaren Montageklammer zum Verfeinern der Ausrichtung der Kamera 76 und der Linse 78 mit der zweiten Öffnung 90 befestigt.
Der erste planare Spiegel 88 ist unter einem Winkel angeordnet, so daß er derart vor der Lichtquelle 82 und dem Substrat 80 steht, daß das Licht, das auf das Substrat 80 auftrifft, dies nicht senkrecht tut, sondern unter einem Winkel. Die erste und zweite Ablenkplatte 94 bzw. 96 sind vorgesehen, um den Durchlaß von Licht von dem ersten Spiegel 88 zu dem Substrat 80 zum Ausleuchten des Substrates und der Markierungen darauf zu steuern. Licht, das von dem Substrat 80 unter einem komplementären Aspektwinkel zu dem, der von dem ersten Spiegel 88 empfangen worden ist, reflektiert wird, läuft auf der Seite der zweiten Ablenkplatte 96 gegenüber der Lichtquelle 82 zu dem zweiten planaren Spiegel 90, der vor dem Substrat 80 steht. Der zweite planare Spiegel 90, der vor dem dritten planaren Spiegel 92 steht, reflektiert das Licht, das von dem Substrat 80 empfangen worden ist, zu dem dritten Spiegel 92, welcher unter einem Winkel angeordnet ist, damit er der Kameralinse 78 gegenübersteht. Licht, das von dem dritten Spiegel 92 reflektiert worden ist, läuft durch die zweite Öffnung 99 in dem Gehäuse 86 und somit durch die Linse 78 und somit in die Kamera 76.
Die Größe des Sichtfeldes ist eine Funktion der optischen Vergrößerung einer ausgewählten Linse 78, der physikalischen Größe der optischen Elemente und der Größe eines optionalen Verlängerungstubus 79. Bei einer Anordnung wird ein Verlängerungstubus, der 35 mm lang ist, für eine 75 mm Linse benutzt, und ein 10 mm Verlängerungstubus wird mit einer 50 mm Linse benutzt. Zum Beispiel wird ein Sichtfeld, das ungefähr 33 mm (1.30 Zoll) weit ist, für eine 50 mm Linse 78, welche eine nominale Vergrößerung von 0.25 hat und eine Kamera 76 mit einer ladungsgekoppelten Vorrichtung (CCD) von 6.6 · 8.8 mm vorgesehen. Wenn jedoch das veranschaulichte System 76 mit einer 75 mm Linse 78 konfiguriert ist, die bei einer Vergrößerung von 0.50 arbeitet, wird die Größe des Sichtfeldes auf 16.5 mm (0.65 Zoll) verkleinert. Ein Sichtfeld dieser Größe ist geeignet, um kleine (0.8 mm große) Aufritzungen zu betrachten. Die Abänderung des Verlängerungstubus 79 und der Montageposition der Kamera erlauben kleine Anpassungen (ungefähr +/- 10%), die bei der Vergrößerung getroffen werden können. Kameras mit unterschiedlich großen CCDs, Linsen mit unterschiedlichen Brennweiten und Verlängerungstuben unterschiedlicher Längen können benutzt werden, um andere Vergrößerungen zu erhalten. Diejenigen, die mit, Kameras und Linsen vertraut sind, können die Kombination auswählen, welche die am besten für eine bestimmte Anwendung geeignete Vergrößerung liefern.
Fig. 5 veranschaulicht eine weitere bekannte Anordnung. Mit Bezug auf Fig. 5 hat ein OCR-System 100 eine Kamera 102 mit einer 75 mm Linse 104, einen Verlängerungstubus 103, ein erstes Lichtsystem 106 und ein zweites Lichtsystem 108, die parallel zu einem markierten Substrat 110 ausgeordnet sind. Diese Ausführungsform umfaßt LEDs zum Lesen von "weichen" Markierungen und Glühlampen mit breitem Spektrum zum Lesen von "harten" Markierungen. Ein Gehäuse 112 mit einer Montageklammer 114 für die Kamera 102 ist zum Unterbringen der Lichtsysteme und einer vierkanaligen Lichtsteuereinheit 116 für ihre Steuerung vorgesehen.
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht des Beleuchtungssystems der Fig. 5, worauf in Zusammenhang mit Fig. 5 in bezug auf die folgende Beschreibung verwiesen werden sollte. Bei der veranschaulichten Ausführungsform umfaßt das erste Lichtsystem 106 vier Reihen LEDs 118, wobei zwei Reihen oberhalb des Sichtfeldes der Kamera 102 liegen und zwei Reihen unterhalb ihres Sichtfeldes sind. Die am dichtesten am Zentrum liegenden oder innersten zwei Reihen bilden eine erste Anordnung aus LEDs 118, die von einem ersten Kanal der Lichtsteuereinheit 116 gesteuert werden. Die LEDs 118 der äußersten zwei Reihen bilden eine zweite Anordnung von LEDs 118, die unabhängig von der ersten Anordnung durch einen zweiten Kanal der Lichtsteuereinheit 116 steuerbar sind. Bei der veranschaulichten Ausführungsform umfaßt jede der innersten Reihen 9 LEDs 118, und jede der äußersten Reihen umfaßt 8 LEDs 118.
Das erste Lichtsystem 106 sorgt auch für die verstärkte Beleuchtung von dunklen Zeichen oder Einritzungen auf einem leicht gefärbten Hintergrund, bekannt als Hellfeld-Beleuchtung. Die Komponenten der Hellfeld-Beleuchtung umfassen zwei Anordnungen von Hellfeld- Glühlampen 120, die auf einen dritten Kanal der Lichtsteuereinheit 116 antworten, angebracht nahe den LEDs 118 in Licht reflektierenden Gehäusen. Die Hellfeldlampen 120 beleuchten ein hochreflektierendes leicht gefärbtes Target 122, typischerweise weiß, das über die Spiegelanordnung im Sichtfeld der Kamera liegt.
Das zweite Lichtsystem 108 umfaßt eine Anordnung von Glühlampen 124 zum Beleuchten von hell gefärbten Zeichen auf einem dunklen (schwarzen) Hintergrund, bekannt als Dunkelfeld-Beleuchtung. Bei der veranschaulichten Ausführungsform gibt es sechs Dunkelfeld- Lampen 124, die auf einen vierten Kanal der Lichtsteuereinheit 116 antworten, angeordnet in einem Licht reflektierenden Gehäuse. Diese Lampen beleuchten das Substrat 110 und liegen nicht im Sichtfeld der Kamera.
Die Dunkelfeld- und Hellfeld-Glühlampen sind standardmäßige, miniaturisierte, klare Weißlichtlampen, die bevorzugt bei einer reduzierten Spannung betrieben werden, um ihre Lebensdauer zu verlängern, die in der Größenordnung von 20.000 oder mehr Stunden liegt. Für die vorliegenden Anwendung liefern Glühlampen Vorteile gegenüber LEDs, da sie ein breiteres Spektrum von Wellenlängen emittieren, das vom Sichtbaren gut in das infrarote Spektrum reicht, und sie sind weniger empfindlich auf Interferenzeffekte, die sich aus den dünnen Beschichtungen ergeben, die auf Substraten 110, so wie bearbeiteten Wafern, gefunden werden. Die Glühlampen erzeugen auch weniger Wärme als eine Fluoreszenzlampe (Fluoreszenzlampen haben "Heizer", um die Elektronen zu erzeugen, die für die Plasmaentladung notwendig sind) und haben zusätzlich zu ihrer geringen Größe den Vorteil, daß sie leicht zu steuern sind. Weiterhin haben Glühlampen Anforderungen an die elektrische Leistung, die ähnlich denen für die LEDs 118 sind, die zum Beleuchten von weichen Markierungen benutzt werden, so daß sie von derselben Elektronik und Software gesteuert werden.
Ansonsten ist die Spiegel- und Ablenkplattenanordnung, die einen ersten Spiegel 126, einen zweiten Spiegel 128, einen dritten Spiegel 130, eine erste Ablenkplatte 132 und eine zweite Ablenkplatte 134 umfaßt, dieselbe wie mit Bezug auf Fig. 4. Ein optischer Weg 115 ist von dem Substrat 110 zu dem zweiten Spiegel 128 gezeigt.
Bei jeder der Anordnungen steuert die Lichtsteuereinheit 116 die Beleuchtung des Substrates für die optimale Zeichenauflösung unter einer Vielfalt von Sichtbedingungen, die durch bestimmte Einritzungen vorgelegt werden. Bei einer Anordnung des Systems 100 erhellt die Lichtsteuereinheit 116 Rückkopplung von der Kamera 102, so daß sie automatisch die Quelle und Intensität des Lichtes mit softwaregesteuertem Umschalten anpaßt.
Eine beispielhafte Lichtsteuereinheit 116 für das System 100 der Fig. 5 ist schematisch in Fig. 7 veranschaulicht, für die Steuerung von vier Beleuchtungsquellen A, B, C und D, bezeichnet mit 146, 148, 150 bzw. 152, die den inneren Reihen der LEDs 118, den äußeren Reihen der LEDs 118, den Hellfeld-Lampen 120 und den Dunkelfeld-Lampen 124 entsprechen. Ein Systemoperator wählt eine Quelle und Intensität für Licht aus, wobei Quellenauswahl- und Intensitätsauswahlsteuerungen 154 bzw. 156 benutzt werden. Die Steuerlogik 158 liegt entweder in der Form von Hartverdrahtung oder Software vor, welche es einem Benutzer erlaubt, sowohl den Lichttyp als auch die Intensität durch Auswählen geeigneter Befehle zu definieren. Demgemäß erfordert das System praktisch keine mechanische Einstellung über das anfängliche Einrichten hinaus, um eine weite Vielfalt von Markierungen zu lesen.
Mit Bezug nun auf die Fig. 8 und 9 im Zusammenhang wird eine Ausführungsform des OCR-Systems gemäß der Erfindung veranschaulicht. Fig. 9 ist eine Teilschnittansicht der Ausführungsform, die in Fig. 8 gezeigt ist, entlang der Linie 9-9. Die in den Fig. 8 und 9 veranschaulichte Ausführungsform umfaßt eine Kamera 102 mit einer 75 mm Linse 104, einen Verlängerungstubus 103, ein erstes Lichtsystem 106 und ein zweites Lichtsystem 108, die parallel zu einem markierten Substrat 110 ausgerichtet sind. Diese Ausführungsform umfaßt LEDs zum Lesen von "weichen" Markierungen und Glühlampen mit breitem Spektrum zum Lesen von "harten" Markierungen. Ein Gehäuse 112 mit einer Montageklammer 114 für die Kamera 102 ist vorgesehen, um die Lichtsysteme und die vierkanalige Lichtsteuereinheit 116 für ihre Steuerung unterzubringen. Zusätzlich umfaßt diese Ausführungsform einen ersten und zweiten ebenen oder Lichtquellenspiegel 202 und 204, um Licht, das von den Lichtquellen emittiert wird, in Richtung auf das Sichtfeld der Kamera auf dem Substrat 110 zu reflektieren, was es erlaubt, daß weniger LEDs und Glühlampen benutzt werden, während man im wesentlichen die äquivalente Beleuchtung an dem Substrat in einer viel schmaleren Baugruppe erreicht.
Der erste und zweite Lichtquellenspiegel 202 bzw. 204 erstrecken sich von einem Punkt außerhalb des Lichtsystems 106 zu einem Punkt nahe den Ablenkplatten 132 und 134. Licht, das von den LED-Anordnungen emittiert wird, wird von dem ersten und zweiten Lichtquellenspiegel 202 bzw. 204 in Richtung auf den ersten Spiegel 126 reflektiert, der das Licht zu dem Substrat 110 reflektiert, so daß die effektive Lichtintensität an dem Substrat vergrößert wird. In ähnlicher Weise emittieren Hellfeld-Lampen 120 Licht, das von dem Target 122 und dann von dem ersten und zweiten Lichtquellenspiegel 202 und 204 auf den ersten Spiegel 126 reflektiert wird, der Licht zu dem Substrat 110 reflektiert. Wie es in der Ausführungsform gezeigt ist, die in Fig. 9 veranschaulicht ist, kann die Breite des Gehäuses 112 beträchtlich Verringert werden, da weniger Lampen und LEDs benötigt werden. Zum Beispiel, während die Ausführungsform, die in den Fig. 4-6 veranschaulicht ist, eine Breite von ungefähr 9.1 cm (3.6 Zoll) haben kann, kann eine Ausführungsform, welche Lichtquellenspiegel benutzt, ein Gehäuse haben, das 6.1 cm (2.4 Zoll) oder weniger breit ist.
Mit Bezug nun auf Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht des entfalteten optischen Weges der Ausführungsform der Fig. 8 gezeigt. Fig. 10 ist eine beispielhafte Veranschaulichung des emittierten Lichtes von der innersten Reihe der LEDs 118, das von dem zweiten Lichtquellenspiegel 204 in Richtung auf das Substrat 110 in das Sichtfeld der Kamera 210 reflektiert wird, was eine Funktion einer tatsächlichen Größe 214 einer Breite der LEDs 118 ist. Obwohl nicht gezeigt, wird Licht in ähnlicher Weise von dem ersten Lichtquellenspiegel 202 reflektiert. Licht von den LEDs 118, das ansonsten außerhalb des Sichtfeldes der Kamera fallen würde, wird von dem ersten und zweiten Lichtquellenspiegel 202 bzw. 204 in Richtung auf den ersten Spiegel 126 und dann in Richtung auf das Sichtfeld der Kamera auf dem Substrat 110 reflektiert, was somit in effektiver Weise die Breite der LEDs 118 auf eine größere anscheinende Größe 216 erhöht, um die effektive Beleuchtung zu verstärken. Licht, das von dem ersten und zweiten Lichtquellenspiegel 202 und 204 reflektiert worden ist, ersetzt Licht, das von LEDs in einer breiteren LED-Anordnung emittiert würde. Es ist leicht erkennbar für den Fachmann, daß Licht von der äußersten Reihe der LEDs 118 in einer analogen Weise reflektiert wird. In ähnlicher Weise wird Licht, das von dem Target 122 und Glühlampen 124 emittiert wird, von dem ersten und zweiten Lichtquellenspiegel 202 bzw. 204 in Richtung auf das Sichtfeld der Kamera des Substrates 110 reflektiert.
Somit bieten der erste und zweite Lichtquellenspiegel 202 bzw. 204 eine dramatische Verringerung für die Breite des Gehäuses 112 und die Anzahl der erforderlichen LEDs und Lampen. In der Ausführungsform, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist, umfassen die innersten Reihen der LEDs 118 eine Reihe aus fünf LEDs, die äußersten Reihen der LEDs 118 umfassen eine Reihe von vier LEDs, und die beiden Anordnungen der Glühlampen 120 umfassen jede zwei Lampen. Die LEDs 118 erfordern eine Breite von ungefähr 3.8 cm (1.5 Zoll). Dies steht im Gegensatz zu der Ausführungsform der Fig. 6, bei der zwei äußersten Reihen aus acht LEDs 118 und die zwei innersten Reihen aus neun LEDs 118 eine Breite von ungefähr 6.9 cm (2.7 Zoll) erfordern, und das Gehäuse ist etwa 9.1 cm (3.6 Zoll). Weiterhin umfassen die zwei Anordnungen der Glühlampen 120 jede drei Lampen.
Viele Modifikationen der vorliegend offenbarten Erfindung werden den Fachleuten deutlich, die ihren Nutzen aus der vorliegenden Offenbarung gezogen haben, ohne daß man sich vom erfinderischen Konzept entfernt. Zum Beispiel können Spiegel an der Oberseite und am Boden des Gehäuses 112 angebracht werden, um Licht in Richtung auf den ersten Spiegel 126 zu reflektieren. Weiter können viele Kombinationen und Anzahlen von LEDs und Lampen benutzt werden, ohne daß man sich vom Umfang der vorliegenden Erfindung entfernt.

Claims

1. Abbildungssystem, einschließlich einer Kamera und eines Beleuchtungssystems (100) zum Abbilden von Kennungen auf der Oberfläche eines Substrats (110), wobei das Beleuchtungssystem ein erstes Lichtsystem (118) eines Typs zum Beleuchten von Kennungen eines ersten Typs auf der Oberfläche eines Substrats (110) hat, wobei das erste Lichtsystem (118) einen ersten optischen Weg von dem ersten Lichtsystem (118) zu dem Substrat (110) definiert und eine Quellenbreite hat, die normal zu dem ersten optischen Weg ist, wobei die Quellenbreite eine tatsächliche Größe (214) hat, wobei das Abbildungssystem weiter gekennzeichnet ist durch:

ein zweites Lichtsystem (120) eines zweiten Typs zum Beleuchten von Kennungen eines zweiten Typs, wobei das zweite Lichtsystem (120) einen zweiten optischen Weg von dem zweiten Lichtsystem (120) zu dem Substrat (110) definiert;

einen ersten Seitenspiegel (204), der so angeordnet ist, daß er einen Abschnitt des ersten und zweiten optischen Wegs zwischen dem ersten Lichtsystem (118) und dem Substrat (110) beziehungsweise zwischen dem zweiten Lichtsystem (120) und dem Substrat (110) begrenzt, um einen Teil des Lichtes von dem ersten und zweiten Lichtsystem (118, 120) auf das Substrat (110) zu richten, wobei der erste Seitenspiegel (204) eine anscheinende Größe für die Quellenbreite erzeugt, die größer ist als die tatsächliche Größe (214); und

wobei die Kamera (102) so angeordnet ist, daß sie ein Sichtfeld hat, welches das Substrat (110) umfaßt und eine Breite hat, die größer ist als die tatsächliche Größe der Quellenbreite.

2. Abbildungssystem (1'00) nach Anspruch 1, das weiter aufweist: ein optisches Element (126), das entlang dem ersten und zweiten optischen Weg angeordnet ist, um Licht, das auf das optische Element (126) von dem ersten und zweiten Lichtsystem (118, 120) einfällt, derart auf das Substrat (110) abzulenken, daß der erste Seitenspiegel (204) entlang einem Abschnitt des ersten und zweiten optischen Weges zwischen dem ersten Licht- System (118) und dem optischen Element (126) bzw. zwischen dem zweiten Lichtsystem (129) und dem optischen Element (126) angeordnet ist, um einen Teil des Lichts von dem ersten und zweiten Lichtsystem (1T8, 120) auf das optische Element (126) und von dem optischen Element (126) auf das Substrat (110) zu leiten.

3. Abbildungssystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der erste Seitenspiegel (204) sich von dem ersten und zweiten Lichtsystem (118, 120) zu dem Substrat erstreckt.

4. Abbildungssystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, das weiterhin einen zweiten Seitenspiegel (202) aufweist, der dem ersten Seitenspiegel (204) gegenübersteht.

5. Abbildungssystem (100) nach Anspruch 4, bei dem der erste Seitenspiegel (204) planar ist.

6. Abbildungssystem (100) nach Anspruch 4 oder 5, bei dem der erste Seitenspiegel (204) parallel zu dem zweiten Seitenspiegel (202) ist.

7. Abbildungssystem (100) nach Anspruch 6, bei dem der erste Seitenspiegel (204) von dem zweiten Seitenspiegel (202) um eine Entfernung von weniger als 6.1 cm (2.4 Zoll) beabstandet ist.

8. Abbildungssystem (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem der erste und der zweite Seitenspiegel (204, 202) jeweils oberhalb und unterhalb der Lichtsysteme (118, 120) angeordnet sind.

9. Abbildungssystem (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, das weiter aufweist: ein Gehäuse (112), das wenigstens einen Abschnitt des ersten und zweiten optischen Weges umgibt, wobei das Gehäuse (112) eine erste Wand, an dem der erste Seitenspiegel (204) befestigt ist, und eine zweite Wand, an der der zweite Seitenspiegel (202) befestigt ist, umfaßt.

10. Abbildungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das weiterhin ein Gehäuse (112) aufweist, welche wenigstens einen Abschnitt eines dritten optischen Weges umgibt, der durch Licht definiert ist, welches entweder von dem ersten oder von dem zweiten Lichtsystem (118, 120) zu der Kamera emittiert wird.

11. Abbildungssystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche 4 bis 7, bei dem das erste Lichtsystem eine LED-Anordnung (118) aufweist und das zweite Lichtsystem eine Anordnung aus Glühlampen (120) aufweist.

12. Abbildungssystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Kennungen des ersten Typs "weiche" Markierungen aufweisen und die Kennungen des zweiten Typs "harte" Markierungen aufweisen.

13. Abbildungssystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das erste oder zweite Lichtsystem (118, 120) für eine Hellfeld-Beleuchtung sorgt und ein drittes Lichtsystem (108) für eine Dunkelfeld-Beleuchtung sorgt.

14. Abbildungssystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das erste Lichtsystem (118) ein ersten Paar Anordnungen (118) aufweist, die jeweils ein sich gegenüberliegendes symmetrisches Paar erster optischer Wege definieren, derart, daß die ersten optischen Wege jeweils auf einer Seite einen spitzen Winkel in bezug auf eine Normale zu dem Substrat (110) angeordnet sind, um den ersten Typ der Kennungen auf dem Substrat (110) zu beleuchten.

15. Abbildungssystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das zweite Lichtsystem (120) ein zweites Paar von Anordnungen (120) aufweist, die jeweils ein gegenüberliegendes symmetrisches Paar von zweiten optischen Wegen definieren, so daß die zweiten optischen Wege jeweils auf beiden Seites eines spitzen Winkels angeordnet sind, der in bezug auf eine Normale zu dem Substrat (110) definiert ist, um den zweiten Typ der Kennungen auf dem Substrat (110) zu beleuchten.

16. Abbildungssystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, das weiter aufweist: ein zweites optisches Element (128), das vor dem Substrat (110) steht, um so Licht, das auf es auftrifft, von dem Substrat (110) in Richtung auf ein drittes optisches Element (130) abzulenken, und wobei das dritte optische Element (130) vor dem zweiten optischen Element (128) steht, um so Licht, das darauf auftrifft, von dem zweiten optischen Element (128) zu der Kamera (102) abzulenken; eine erste und zweite Ablenkplatte (94, 96), die jeweils entlang den optischen Wegen der ersten und zweiten Lichtquelle (118, 120) angeordnet sind, welche die jeweiligen Lichtquellen versperren und somit verhindert, daß sie direkt auf das zweite und das dritte optische Element (128, 130) abgebildet werden, während sie es ermöglichen, daß der erste und der zweite Typ der Kennungen von dem zweiten optischen Element (128) abgebildet werden und durch dieses zu dem dritten optischen Element (130) und somit zu der Kamera (102) abgelenkt werden, so daß es ihr ermöglicht wird, den ersten und zweiten Typ der Kennungen zu lesen.

17. Abbildungssystem (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Kamera (102) mit ihrer optischen Achse im wesentlichen senkrecht zu einer Normalen zu dem Substrat (110) ausgerichtet ist.

18. Abbildungssystem, einschließlich einer Kamera und eines Beleuchtungssystems (100) zum Abbilden von Kennungen auf der Oberfläche eines Substrats (110), wobei das Beleuchtungssystem eine erste und eine zweite Anordnung von Lichtquellen (118) zum Beleuchten der Kennungen auf dem Substrat (110) hat; wobei das Abbildungssystem weiter gekennzeichnet ist durch:

optische Wege, die von der ersten und zweiten Anordnung von Lichtquellen (118) definiert sind, wobei Abschnitte der optischen Wege jeweils auf beiden Seiten eines spitzen Winkels angeordnet sind, der in bezug auf eine Normale zu dem Substrat (110) definiert ist;

ein Sichtfeld der Kamera (102), wobei das Sichtfeld mit seiner Längsachse im allgemeinen senkrecht zu einer Normalen zu dem Substrat (110) ausgerichtet ist;

ein erstes optisches Element (126), das sich vor der ersten und zweiten Anordnung von Lichtquellen (118) befindet, um so Licht, das auf es auftrifft, von der ersten und zweiten Anordnung von Lichtquellen (118) auf das Substrat (110) abzulenken;

ein zweites optisches Element (128), das vor dem Substrat (110) steht, um so Licht, das auf es auftrifft, von dem Substrat (110) auf ein drittes optisches Element (130) abzulenken, und wobei das dritte optische Element (130) vor dem zweiten optischen Element (128) steht, um so Licht, das auf es auftrifft, von dem zweiten optischen Element (128) zu der Kamera (102) abzulenken;

eine erste und eine zweite Ablenkplatte (94, 96), die jeweils entlang den optischen Wegen der ersten und zweiten Anordnung von Lichtquellen (118) angeordnet sind, die die jeweiligen Anordnungen versperren und somit verhindern, daß sie direkt auf das zweite und das dritte optische Element (128, 130) abgebildet werden, während sie es ermöglichen, daß die Markierungen von dem zweiten optischen Element (128) abgebildet werden und von diesen zu dem dritten optischen Element (130) und somit zu der Kamera (102) abzulenken, so daß sie Markierungen lesen kann; und

einen ersten und einen zweiten Seitenspiegel (204, 202), die sich von einem Punkt in der Nähe der ersten und zweiten Anordnung von Lichtquellen (118) zu einem Punkt in der Nähe des Substrats (110) erstrecken.

19. Abbildungssystem (100) nach Anspruch 18, bei dem die ersten und zweiten Anordnungen beide LED-Anordnungen oder beide Glühlampen-Anordnungen sind.

20. Abbildungssystem (100) nach Anspruch 19, bei dem die erste und zweite Anordnung beide LED-Anordnungen (118) sind, das weiter aufweist: eine dritte und eine vierte Anordnung (120) aus Glühlampen zum Beleuchten von Markierungen eines zweiten Typs, wobei die dritte und vierte Anordnung (120) zweite optische Wege definieren, welche Abschnitte haben, die jeweils auf beiden Seiten eines spitzen Winkels angeordnet sind, der in bezug auf eine Normale zu dem Substrat (110) definiert ist, wobei die zweiten optischen Wege von den ersten optischen Wegen unterschiedlich sind, wobei das erste optische Element (126) entlang den zweiten optischen Wegen angeordnet ist, um Licht, das auf das erste optische Element (126) auftrifft, von der dritten und vierten Anordnung (120) auf das Substrat abzulenken, wobei der erste und zweite Seitenspiegel (204, 202) jeweils entlang eines Abschnittes eines zweiten optischen Weges zwischen der dritten und vierten Anordnung (120) und dem ersten optischen Element (126) angeordnet sind, um einen Teil des Lichtes von der dritten und vierten Anordnung (120) zu dem ersten optischen Element (126) und von dem optischen Element (126) zu dem Substrat (110) abzulenken.

21. Abbildungssystem (100) nach einem der Ansprüche 18 bis 20; bei dem der erste Seitenspiegel (204) von dem zweiten Seitenspiegel (202) um eine Entfernung von weniger als 6.1 cm (2.4 Zoll) beabstandet ist.

22. Abbildungssystem (100) nach einem der Ansprüche 18 bis 21, bei dem die erste Anordnung eine Quellenbreite hat, die normal zu dem ersten optischen Weg liegt, wobei die Quellenbreite eine tatsächliche Größe (214) hat; wobei die Seitenspiegel (204, 202) eine anscheinende Größe für die Quellenbreite erzeugen, die größer ist als die tatsächliche Größe (214); und wobei die Kamera (102) so angeordnet ist, daß sie ein Sichtfeld hat, welche das Substrat (110) umfaßt und welches eine Breite hat, die größer ist als die tatsächliche Größe der Quellenbreite.