TWM482072U

TWM482072U - 光學取像系統及光學檢測系統

Info

Publication number: TWM482072U
Application number: TW102223704U
Authority: TW
Inventors: Chin-Hao Kao; Ching-Yuan Chiang; Yi-Shu Deng
Original assignee: Utechzone Co Ltd
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2014-07-11
Also published as: CN203759357U

Description

光學取像系統及光學檢測系統

本新型是有關於一種光學取像系統，特別是指一種線掃描式微分干涉的光學取像系統及光學檢測系統。

參閱附件1，現有的微分干涉儀普遍用在人員觀察微小粒子上，利用相位差之光學原理，而能在被觀測物體之高低差異處產生具有灰階值差異的影像。在自動光學檢查(Automated Optical Inspection，AOI)系統中，微分干涉儀普遍是搭配面型電荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)，且使用10倍以上的物鏡。

這是因為5倍以下的物鏡，會有較大的視野，而產生如附件1的成像，由於微分干涉儀的光學特性，造成圖中(A)、(C)區中粒子雖清楚成像，但是(B)區的粒子無法清楚成像的現象。因此，如何使得使用微分干涉儀的自動光學檢查系統，能夠在搭配低倍率物鏡而有較大視野的情況下，還能全部清楚成像，就成為一值得研究的主題。

因此，本新型之目的，即在提供一種能適用於較大視野的光學取像系統。

因此，本新型之目的，即在提供一種能適用於較大視野的光學檢測系統。

於是，本新型光學取像系統，係用於對一待測物取像，包含：一微分干涉裝置及一線掃描取像裝置。

該微分干涉裝置具有一入光端及一出光端，該待測物之光線由該入光端進入該微分干涉裝置，經微分干涉後由該出光端發出。

該線掃描取像裝置連接於該微分干涉裝置的該出光端，擷取該出光端發出的光線而產生一線掃描影像。

較佳地，還包含一自動追焦裝置，與該線掃描取像裝置資訊連接，用以自動調整該微分干涉裝置的該入光端與該待測物的距離。

較佳地，其中，該自動追焦裝置包括一連接該微分干涉裝置的連接單元及一供放置該待測物的平台。

較佳地，其中，該線掃描取像裝置包括一具有多個感光元件的線型感光單元，該等感光元件沿一方向排列，排列的方向是平行該微分干涉裝置能清楚成像的區域的延伸方向。

較佳地，其中，該平台相對於該線掃描取像裝置而將該待測物沿著垂直於感光元件排列方向的方向移動，使該線掃描取像裝置逐步獲取整個待測物之影像。

較佳地，其中，該平台是以連續的移動來使該線掃描取像裝置取得該待測物的全部影像。

較佳地，其中，該微分干涉裝置包括由該入光端往該出光端沿一光學軸依序排列設置的顯微物鏡、微分干涉稜鏡、鏡筒，及檢偏鏡，以及連接於該鏡筒之一側的偏振鏡及光源。

於是，本新型光學檢測系統，包含如上所述的光學取像系統，及一電性連接於該線掃描取像裝置的檢測模組，該檢測模組接收該線掃描影像，並進行比對檢測。

本新型之功效在於：透過該線掃描取像裝置搭配該微分干涉裝置，使該等感光元件排列的方向是平行該微分干涉裝置能清楚成像的區域的延伸方向，而使取像全程被線型感光單元取像的視野均保持清楚的成像。

1‧‧‧微分干涉裝置

101‧‧‧入光端

102‧‧‧出光端

11‧‧‧顯微物鏡

12‧‧‧微分干涉稜鏡

13‧‧‧鏡筒

14‧‧‧檢偏鏡

15‧‧‧偏振鏡

16‧‧‧光源

2‧‧‧線掃描取像裝置

21‧‧‧線型感光單元

211‧‧‧感光元件

3‧‧‧自動追焦裝置

31‧‧‧連接單元

32‧‧‧平台

4‧‧‧待測物

L‧‧‧光學軸

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的較佳實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一部分分解示意圖，說明本新型光學取像系統的一較佳實施例；及圖2是一組合示意圖，說明該較佳實施例。

參閱圖1與圖2，本新型光學取像系統之較佳實施例包含一微分干涉裝置1、一線掃描取像裝置2，及一自動追焦裝置3。

該微分干涉裝置1大體而言具有一入光端101及一出光端102，該待測物4之光線由該入光端101進入該微分干涉裝置1，經微分干涉後由該出光端102發出，進入該線掃描取像裝置2。在本實施例中，該微分干涉裝置1包括由該入光端101往該出光端102沿一光學軸L依序排列設置的顯微物鏡11、微分干涉稜鏡12、鏡筒13，及檢偏鏡14，以及連接於該鏡筒13之一側的偏振鏡15及光源16。

一併參閱附件1，先前技術中，微分干涉儀能夠清楚成像的較佳觀測範圍並非一個連續的範圍，而是多個不連續的條狀區域(如附件1中的(A)區與(C)區)，各個條狀區域沿一方向(如附件1中的縱向)延伸，且分別沿相垂直的另一方向(附件1中的橫向)間隔排列，因此在先前技術中低倍率物鏡的視野較容易超出單一個能夠清楚成像的條狀區域而涵蓋到無法清楚成像的區域。

而本實施例之該線掃描取像裝置2連接於該微分干涉裝置1的該出光端102，擷取該出光端102發出的光線而產生一線掃描影像。詳細而言，該線掃描取像裝置2包括一具有多個感光元件211(圖1、2中僅以一個示意)的線型感光單元21，該等感光元件211沿一方向排列，排列的方向是平行該微分干涉裝置1能清楚成像的區域的延伸方向。

本新型光學檢測系統之較佳實施例則包含該光學取像系統及一檢測模組(未圖示)，該檢測模組電性連接於該線掃描取像裝置2而接收該線掃描影像，其中檢測模組較佳地可為一主機或一影像處理程式，藉由主機或影像處理程式對該線掃描影像進行影像處理，較佳地可以影像比對之分析方式分析影像中是否有微小粒子成型，但前述影像處理僅為舉例，本創作並非以此為限。

該自動追焦裝置3包括一連接該微分干涉裝置1的連接單元31及一供放置該待測物4的平台32，該自動追焦裝置3與該線掃描取像裝置2資訊連接，而根據該線掃描取像裝置2所接收的光線自動調整該微分干涉裝置1的該入光端101與該平台32上的該待測物4的距離，使得該線掃描影像被清楚聚焦。其中，該連接單元31與該平台32何者進行移動非本新型重點，只要能控制該入光端101與該平台32上的該待測物4的距離即可。

該平台32還配合該線掃描取像裝置2來移動該待測物4。該線掃描取像裝置2一次取像所得的影像，其中一邊僅有1個畫素，另一邊的畫素數量則視感光元件211的數量而定。該平台32將該待測物4沿著垂直於感光元件211排列方向的方向移動，使該線掃描取像裝置2逐步獲取整個待測物4之影像，藉此，在取像的期間，只要被取像的區域能清楚成像，即可取得整體均清楚的影像，經實驗證實，可取得如附件2、3(附件2中方框之局部放大圖)的影像，當中各區域的粒子均能清楚成像，並且影像之灰階均勻度獲得提升。

其中，不以需要該自動追焦裝置3自動調整該入光端101與該平台32上的該待測物4的距離為限，在理想的狀態下，只要一開始對焦完成，全程便皆能清楚成像，但在實際運作上，加入自動追焦之功能，可使效果更佳，因為平台32實際上有可能並非平整，或是與該線掃描取像裝置2未能保持相同的角度，而待測物4亦可能有傾斜的情況。補充說明的是，該線掃描取像裝置2能清楚成像的區域，其延伸方向是固定的(如維持在附件1、2、3中的上下方向)，而其所在位置則會隨入光端101與該平台32上的該待測物4的距離之不同而位移(如在附件1、2、3中的左右方向上位移)，舉例來說，該入光端101與該平台32上的該待測物4的距離減少時，該線掃描取像裝置2能清楚成像的區域可能會向視野的左方位移。因此該自動追焦裝置3可藉由調整該距離而使取像全程被線型感光單元21取像的視野均保持清楚的成像，舉例來說，該平台在第一位置時該線掃描取像裝置2能清楚成像，此時該入光端101與該平台32上的該待測物4的該距離為第一長度，當該平台移動到第二位置時，可能因為平台32不平整、與該線掃描取像裝置2未能保持相同的角度，或待測物4有傾斜的情況，使得該入光端101與該平台32上的該待測物4的該距離為第二長度，此時該自動追焦裝置3便會調整使該距離回復成第一長度。

另一方向，由於該線掃描取像裝置2一次取像的範圍相較於面掃描來說較小，使得平台32得以連續的移動來取得待測物4的全部影像，而使用面掃描時，中途反而需要停下來取像，然後再移至下一位置，因此使用該線掃描取像裝置2還有更快速完成取像之功效。

綜上所述，透過該線掃描取像裝置2搭配該微分干涉裝置1，使該等感光元件211排列的方向是平行該微分干涉裝置1能清楚成像的區域的延伸方向，再藉由該自動追焦裝置3自動調整該入光端101與該平台32上的該待測物4的距離，而使取像全程被線型感光單元21取像的視野均保持清楚的成像，故確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。