TWI780676B - 取像裝置變焦取像偏移的補償方法 - Google Patents

Abstract

一種取像裝置變焦取像偏移的補償方法，包含：一提供步驟，提供一治具，治具的第一對焦線緣以及一第二對焦線緣之間具有一段差； 一第一測定步驟，以一取像裝置分別對焦於第一對焦線緣以及第二對焦線緣的位置而進行兩次取像並得出第一偏移向量；一旋轉步驟，旋轉治具；一第二測定步驟，以取像裝置分別對焦於第一對焦線緣以及一第二對焦線緣的高度位置而進行兩次取像並得出第二偏移向量；一計算步驟，根據第一偏移向量、第二偏移向量以及旋轉角度而得出一變焦偏移向量；以及一補償步驟，以變焦偏移向量對取像裝置進行補償。

Description

取像裝置變焦取像偏移的補償方法

本發明相關於一種取像裝置，特別是相關於一種取像裝置變焦取像偏移的補償方法。

取像裝置是一種光敏電子裝置，包含了CCD以及CMOS，用以取像而產生數位影像。在電子領域之中，在晶片固晶後，取像裝置能夠用於得知實際的固晶位置。

由於晶片的高度大於取像裝置鏡頭的景深，無法以單一取像結果計算出固晶偏移，因此取像裝置需要將焦距分別對準於基板以及晶片上表面而取像二次。然而，如第1a圖及第1b圖所示，在取像裝置調整焦距的過程中，由於有機構誤差而會有變焦取像偏移，也就是取像二次的畫面並非同一位置，使得晶片的固晶位置沒有被準確得知。

習知對於取像裝置的變焦取像偏移的測定，是利用一種如第2a圖中有段差的同心圓治具。如第2b圖所示，取像裝置在不同焦距位置下對同心圓治具取像所得到的二個圓心位置。其中虛線為示意取像裝置取像所顯示的位置，二個圓心位置的差距即為變焦取像偏移。然而，同心圓治具在加工的過程中會產生誤差，使得治具不是完美的同心圓，在此情況下習知的測定方法所取 得的變焦取像偏移會包含有加工的誤差，使得晶片的固晶位置仍沒有被準確得知。

因此，本發明的目的即在提供一種取像裝置變焦取像偏移的補償方法，無需考慮治具加工所產生的誤差，也能夠補償取像裝置在調整焦距的過程中，因機構誤差所產生的變焦取像偏移。

本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種取像裝置變焦取像偏移的補償方法，包含：一提供步驟，提供一治具，該治具具有一第一對焦線緣以及一第二對焦線緣，該第一對焦線緣位於第一高度位置且該第二對焦線緣位於第二高度位置而在之間具有一段差，該第二對焦線緣位於該第一對焦線緣的外圍；一第一測定步驟，以一取像裝置分別對焦於該第一高度位置以及該第二高度位置而對該第一對焦線緣及該第二對焦線緣進行兩次取像，並得出兩次取像中該第一對焦線緣之一第一中心位置與該第二對焦線緣之一第二中心位置之間的一第一偏移向量；一旋轉步驟，將該治具以一治具旋轉中心而旋轉一旋轉角度；一第二測定步驟，以該取像裝置分別對焦於該第一高度位置以及該第二高度位置而對該第一對焦線緣及該第二對焦線緣進行兩次取像，並得出兩次取像中該第一對焦線緣之該第一中心位置與該第二對焦線緣之該第二中心位置之間的一第二偏移向量；一計算步驟，根據該第一偏移向量、該第二偏移向量以及該旋轉角度而得出該取像裝置對應於該第一高度位置以及該第二高度位置之變焦的一變焦偏移向量；以及一補償步驟，以該變焦偏移向量對該取像裝置進行補償。

在本發明的一實施例中係提供一種取像裝置變焦取像偏移的補償方法，該第一對焦線緣的一實際第一中心位置與該第二對焦線緣的一實際第二中心位置為偏離。

在本發明的一實施例中係提供一種取像裝置變焦取像偏移的補償方法，該第一對焦線緣與該第二對焦線緣為圓形。

在本發明的一實施例中係提供一種取像裝置變焦取像偏移的補償方法，該第一對焦線緣與該第二對焦線緣為方形。

在本發明的一實施例中係提供一種取像裝置變焦取像偏移的補償方法，該旋轉角度為180度，該變焦偏移向量為該第一偏移向量與該第二偏移向量的平均。

在本發明的一實施例中係提供一種取像裝置變焦取像偏移的補償方法，該治具旋轉中心與該實際第一中心位置重疊，或者該治具旋轉中心與該實際第二中心位置重疊。

經由本發明的取像裝置變焦取像偏移的補償方法所採用之技術手段，透過旋轉步驟前後的二個測定步驟，能得出第一偏移向量以及第二偏移向量旋轉角度。因在治具的旋轉前後，調整焦距所產生的變焦取像偏移之向量不會改變，而治具二個中心位置偏離之向量會改變，所以即使治具的二個中心位置有偏離(不論是加工所產生的誤差或刻意為之)，也能夠分離出變焦取像偏移之向量，而無須得知治具二個中心位置實際上偏離之向量。

100:取像裝置變焦取像偏移的補償方法

1:治具

11:第一對焦面

111:第一對焦線緣

111p:第一中心位置

111a:實際第一中心位置

12:第二對焦面

121:第二對焦線緣

121p:第二中心位置

121a:實際第二中心位置

:變焦偏移向量

C:取像裝置

:中心偏移向量

:第一偏移向量

:中心偏移向量

:第二偏移向量

S1:提供步驟

S2:第一測定步驟

S3:旋轉步驟

S4:第二測定步驟

S5:計算步驟

S6:補償步驟

〔第1a圖〕為顯示取像裝置於理想情況下調整焦距的示意圖；〔第1a圖〕為顯示取像裝置於有機構誤差的實際情況下調整焦距的示意圖； 〔第2a圖〕為顯示先前技術中用以測定變焦取像偏移的有段差的同心圓治具的側視剖面示意圖；〔第2b圖〕為顯示先前技術中取像裝置在不同焦距位置下對同心圓治具取像所得到變焦取像偏移的俯視示意圖；〔第3圖〕為顯示根據本創作的一實施例的取像裝置變焦取像偏移的補償方法的方塊圖；〔第4a圖〕為顯示根據本創作的該實施例的取像裝置變焦取像偏移的補償方法的治具的俯視示意圖；〔第4b圖〕為顯示根據本創作的該實施例的取像裝置變焦取像偏移的補償方法的於第一測定步驟中，中心偏移向量、第一偏移向量及變焦偏移向量相對於治具的俯視示意圖；〔第4c圖〕為顯示根據本創作的該實施例的取像裝置變焦取像偏移的補償方法的於第二測定步驟中，中心偏移向量、第二偏移向量及變焦偏移向量相對於治具的俯視示意圖；〔第5圖〕為顯示根據本創作的該實施例的取像裝置變焦取像偏移的補償方法的中心偏移向量、第一偏移向量、第二偏移向量及變焦偏移向量於旋轉180度前後的俯視示意圖；〔第6圖〕為顯示根據本創作的該實施例的取像裝置變焦取像偏移的補償方法的前述向量於旋轉其他角度前後俯視示意圖。

以下根據第3圖至第6圖，而說明本發明的實施方式。該說明並非為限制本發明的實施方式，而為本發明之實施例的一種。

如第3圖所示，依據本發明的一實施例的一取像裝置變焦取像偏移的補償方法100，為依序進行：一提供步驟S1、一第一測定步驟S2、一旋轉步驟S3、一第二測定步驟S4、一計算步驟S5以及一補償步驟S6。

如第3圖及第4a圖所示，在提供步驟S1中，為提供一治具1。治具1具有一第一對焦面11以及第二對焦面12，以供取像裝置C的對焦系統對焦。其中，第一對焦面11位於第一高度位置。第二對焦面12位於第二高度位置。較佳地，第一高度位置與第二高度位置的差距為等同於基板與晶片頂表面的差距。在本實施例中，第一高度位置為低於第二高度位置，而形成外圍較高的結構。當然，在其他實施例中，第一高度位置也可以是高於第二高度位置，而形成外圍較低的結構。

如第4a圖所示，第一對焦面11具有第一對焦線緣111，第一對焦線緣111位於第一高度位置。第二對焦面12具有第二對焦線緣121，第二對焦線緣121位於第二高度位置。第二對焦線緣121位於該第一對焦線緣111的外圍。第一對焦線緣與第二對焦線緣位於不同的高度位置而在二者之間具有一段差。

在本實施例中，第一對焦線緣111與第二對焦線緣121皆為圓形，以利於判斷第一對焦線緣111的中心位置與第二對焦線緣121的實際中心位置以及在取像裝置所取的圖像中的中心位置，而在其他實施例中，第一對焦線緣111與第二對焦線緣121也可以是方形、十字形等對稱形狀，且第一對焦線緣111與第二對焦線緣121的形狀也可為相異。

在本實施例中，第一對焦線緣的實際第一中心位置與第二對焦線緣的實際第二中心位置為偏離，此偏離可以是加工所產生的誤差或刻意為之。

在第一測定步驟S2中，以取像裝置C分別對焦於該第一高度位置以及該第二高度位置而對該第一對焦線緣111及該第二對焦線緣121進行兩次取 像，並得出兩次取像中該第一對焦線緣111之一第一中心位置111p與該第二對焦線緣121之一第二中心位置121p之間的一第一偏移向量

。

其中，如第4b圖所示，第一中心位置111p是指實際第一中心位置111a在取像裝置C對焦於第一高度位置取像而得到影像的對應位置。第二中心位置121p是指實際第二中心位置121a在取像裝置C對焦於第二高度位置取像而得到影像的對應位置。實際第一中心位置111a與實際第二中心位置121a之間的向量為中心偏移向量

。第一偏移向量

即為中心偏移向量

再加上變焦偏移向量

，即

。在此時中心偏移向量

以及變焦偏移向量

仍無法直接求得。

在旋轉步驟S3中，將該治具1以一治具旋轉中心而旋轉一旋轉角度。旋轉角度為非零角度。在本實施例中，治具旋轉中心為與實際第二中心位置121a重疊，以使實際第二中心位置121a以及第二中心位置121p於旋轉前後位置相同。當然，在其他實施例中，治具旋轉中心也可以是與實際第一中心位置111a重疊，以使實際第一中心位置111a以及第一中心位置111p於旋轉前後位置相同，或者是治具旋轉中心沒有與第一中心位置111p或第二中心位置121p重疊。

在第二測定步驟S4中，以該取像裝置C分別對焦於該第一高度位置以及該第二高度位置而對該第一對焦線緣111及該第二對焦線緣121進行兩次取像，並得出兩次取像中該第一對焦線緣111之該第一中心位置111p與該第二對焦線緣121之該第二中心位置121p之間的一第二偏移向量

。

因第二測定步驟S4是在旋轉步驟S3後，所以與第一測定步驟S2相比，第一中心位置111p以及第二中心位置121p至少有一個為有位移，因此第二偏移向量

與第一偏移向量

為相異

此時，如第4c圖所示，實際第一中心位置111a與實際第二中心位置121a之間的向量為中心偏移向量

。第二偏移向量

即為中心偏移向量

再加上變焦偏移向量

，即

。

在計算步驟S5中，根據該第一偏移向量

、該第二偏移向量

以及旋轉角度透過下列數學式1及數學式2而得出該取像裝置對應於該第一高度位置以及該第二高度位置之變焦的一變焦偏移向量

。

其中，[R]為治具的旋轉角度所對應的旋轉矩陣。因

以及

經第一測定步驟S2以及第二測定步驟S4後為已知的情況下，故能求得變焦偏移向量

。

因在治具1的旋轉前後，調整焦距所產生的變焦偏移向量

不會改變，而二個中心偏移向量

、

方向會改變，所以即使治具的二個中心位置有偏離(不論是加工所產生的誤差或刻意為之)，也能夠分離出變焦偏移向量

。

在前述的旋轉步驟S3中，如第5圖所示，旋轉角度較佳地可為180度。透過數學式2可得知

。變焦偏移向量

即為第一偏移向量

與第二偏移向量

的平均。當然，本發明的取像裝置變焦取像偏移的補償方法100並不限應用於旋轉180度。如第6圖所示，本發明的取像裝置變焦取像偏移的補償方法100能應用於旋轉非零的任意角度。

在補償步驟S6中，在取像裝置C的焦距分別對準於基板以及晶片上表面而取像時，以變焦偏移向量

對取像裝置C進行補償。

以上之敘述以及說明僅為本發明之較佳實施例之說明，對於此項技術具有通常知識者當可依據以下所界定申請專利範圍以及上述之說明而作其他之修改，惟此些修改仍應是為本發明之發明精神而在本發明之權利範圍中。

100:取像裝置變焦取像偏移的補償方法

S1:提供步驟

S2:第一測定步驟

S3:旋轉步驟

S4:第二測定步驟

S5:計算步驟

S6:補償步驟

Claims (6)

1. 一種取像裝置變焦取像偏移的補償方法，包含： 一提供步驟，提供一治具，該治具具有一第一對焦線緣以及一第二對焦線緣，該第一對焦線緣位於第一高度位置且該第二對焦線緣位於第二高度位置而在之間具有一段差，該第二對焦線緣位於該第一對焦線緣的外圍； 一第一測定步驟，以一取像裝置分別對焦於該第一高度位置以及該第二高度位置而對該第一對焦線緣及該第二對焦線緣進行兩次取像，並得出兩次取像中該第一對焦線緣之一第一中心位置與該第二對焦線緣之一第二中心位置之間的一第一偏移向量； 一旋轉步驟，將該治具以一治具旋轉中心而旋轉一旋轉角度； 一第二測定步驟，以該取像裝置分別對焦於該第一高度位置以及該第二高度位置而對該第一對焦線緣及該第二對焦線緣進行兩次取像，並得出兩次取像中該第一對焦線緣之該第一中心位置與該第二對焦線緣之該第二中心位置之間的一第二偏移向量； 一計算步驟，根據該第一偏移向量、該第二偏移向量以及該旋轉角度而得出該取像裝置對應於該第一高度位置以及該第二高度位置之變焦的一變焦偏移向量；以及 一補償步驟，以該變焦偏移向量對該取像裝置進行補償。
2. 如請求項1之取像裝置變焦取像偏移的補償方法，其中該第一對焦線緣的一實際第一中心位置與該第二對焦線緣的一實際第二中心位置為偏離。
3. 如請求項1之取像裝置變焦取像偏移的補償方法，其中該第一對焦線緣與該第二對焦線緣為圓形。
4. 如請求項1之取像裝置變焦取像偏移的補償方法，其中該第一對焦線緣與該第二對焦線緣為方形。
5. 如請求項1之取像裝置變焦取像偏移的補償方法，其中該旋轉角度為180度，該變焦偏移向量為該第一偏移向量與該第二偏移向量的平均。
6. 如請求項2之取像裝置變焦取像偏移的補償方法，其中該治具旋轉中心與該實際第一中心位置重疊，或者該治具旋轉中心與該實際第二中心位置重疊。

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