單視野視覺系統(tǒng)、校準(zhǔn)裝置和對(duì)準(zhǔn)識(shí)別方法與流程

本申請(qǐng)涉及光學(xué)系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種單視野視覺系統(tǒng)、校準(zhǔn)裝置和對(duì)準(zhǔn)識(shí)別方法。

背景技術(shù)：

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了對(duì)半導(dǎo)體器件或光電器件進(jìn)行對(duì)位和對(duì)準(zhǔn)的技術(shù)。通常，在半導(dǎo)體芯片制造和光電器件制造過程中，常常運(yùn)用機(jī)器視覺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不同器件的定位和對(duì)準(zhǔn)。

2、但是，隨著半導(dǎo)體制造工藝的特征尺寸越來越小和精度需求越來越高，對(duì)實(shí)現(xiàn)上下器件對(duì)準(zhǔn)的視覺系統(tǒng)產(chǎn)生了各種各樣的需求，傳統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)在對(duì)器件的定位精度、對(duì)準(zhǔn)精度、圖像質(zhì)量和整體尺寸等方面面臨著新的挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問題，提供一種能夠提高器件的定位精度、對(duì)準(zhǔn)精度、圖像質(zhì)量，并減少整體尺寸的單視野視覺系統(tǒng)、校準(zhǔn)裝置和對(duì)準(zhǔn)識(shí)別方法。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N單視野視覺系統(tǒng)，包括：

3、第一反射元件，具有相背設(shè)置的第一反射面和第二反射面；

4、第一光源；

5、第一分光元件，與第一光源和第一反射面相對(duì)，第一分光元件能夠?qū)⒌谝还庠窗l(fā)射的至少部分光線反射到第一目標(biāo)物上，被第一目標(biāo)物反射的至少部分光線能夠透過第一分光元件射到第一反射面上；

6、第二光源，與第二反射面相對(duì)；

7、第二分光元件，與第二反射面相對(duì)，第二反射面能夠?qū)⒌诙庠窗l(fā)射的至少部分光線朝第二分光元件反射，以使得光線能夠透過第二分光元件射到第二目標(biāo)物上；

8、第三分光元件，與第一反射面相對(duì)，并用于接收被第一反射面反射的至少部分光線；

9、第二反射元件，與第三分光元件和第二分光元件相對(duì)，第二分光元件能夠?qū)⒈坏诙繕?biāo)物反射的至少部分光線反射到第二反射元件上，第二反射元件用于將來自第二分光元件的光線反射到第三分光元件上；

10、相機(jī)，與第三分光元件相對(duì)，第三分光元件用于將來自第一反射面以及來自第二反射元件的至少部分光線合束后射到相機(jī)。

11、在其中一個(gè)實(shí)施例中，第一分光元件、第一反射元件和第二分光元件在第一方向上依次間隔設(shè)置；第二光源、第一反射元件、第三分光元件和相機(jī)在第二方向上依次間隔設(shè)置，第一方向和第二方向相互垂直。

12、在其中一個(gè)實(shí)施例中，第二反射元件在第一方向上設(shè)于第三分光元件背向第一分光元件的一側(cè)；第一光源在第三方向上設(shè)于第一分光元件的一側(cè)，第三方向垂直于第一方向和第二方向。

13、在其中一個(gè)實(shí)施例中，第一分光元件朝向第一光源的表面與第一光源的出光面之間的夾角為45°，第一分光元件朝向第一光源的表面用于與第一目標(biāo)物傾斜相對(duì)；

14、第三分光元件的分光面與第一反射面垂直并平行于第二反射元件的反光面；

15、第二分光元件垂直于第二反射面并平行于第二反射元件的反光面。

16、在其中一個(gè)實(shí)施例中，第一反射元件包括第一反射鏡和第二反射鏡，第一反射鏡和第二反射鏡相對(duì)設(shè)置，且第一反射鏡和第二反射鏡之間的間隔小于1mm，第一反射面和第二反射面分別設(shè)于第一反射鏡和第二反射鏡相背的兩側(cè)。

17、在其中一個(gè)實(shí)施例中，單視野視覺系統(tǒng)，還包括鏡頭，鏡頭包括至少一個(gè)具有光焦度的透鏡，鏡頭沿第二方向設(shè)置在第三分光元件和相機(jī)之間。

18、在其中一個(gè)實(shí)施例中，單視野視覺系統(tǒng)，還包括：

19、第一環(huán)形光源，設(shè)于第一分光元件用于朝向第一目標(biāo)物的一側(cè)，第一環(huán)形光源在第一分光元件上的投影圍繞第一分光元件設(shè)置；

20、第二環(huán)形光源，設(shè)于第二分光元件用于朝向第二目標(biāo)物的一側(cè)，第二環(huán)形光源在第二分光元件上的投影圍繞第二分光元件設(shè)置。

21、在其中一個(gè)實(shí)施例中，單視野視覺系統(tǒng)還包括：

22、第一光闌，沿第一方向設(shè)置于第一反射元件和第一分光元件之間；以及第二光闌，沿第一方向設(shè)置于第一反射元件和第二分光元件之間。

23、第二方面，本申請(qǐng)還提供了一種校準(zhǔn)裝置，用于對(duì)第一方面任意一個(gè)實(shí)施例的單視野視覺系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)裝置包括自準(zhǔn)直儀以及遮光件，在校準(zhǔn)裝置對(duì)單視野視覺系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，自準(zhǔn)直儀用于放置在相機(jī)處，遮光件用于遮擋在第三分光元件和第一反射元件之間，或者遮擋在第三分光元件和第二反射元件之間。

24、第三方面，本申請(qǐng)還提供了一種對(duì)準(zhǔn)識(shí)別方法，對(duì)準(zhǔn)識(shí)別方法應(yīng)用于如第一方面任一實(shí)施例的單視野視覺系統(tǒng)中，包括：

25、移動(dòng)單視野視覺系統(tǒng)，直至第一目標(biāo)物的第一特征位于第一光源、第一分光元件、第一反射元件和第三分光元件組成的第一光路的成像中心；

26、移動(dòng)第二目標(biāo)物，直至第二目標(biāo)物的第一特征位于第二光源、第一反射元件、第二分光元件、第二反射元件和第三分光元件組成的第二光路成像中心；

27、再次移動(dòng)單視野視覺系統(tǒng)，直至第一目標(biāo)物的第二特征位于第一光路成像中心；

28、調(diào)整第二目標(biāo)物的第一平移自由度、第二平移自由度和旋轉(zhuǎn)自由度，直至第二目標(biāo)物的第二特征位于第二光路成像中心。

29、上述單視野視覺系統(tǒng)、校準(zhǔn)裝置和對(duì)準(zhǔn)識(shí)別方法，通過第一反射元件、第一光源、第一分光元件、第二光源、第二分光元件、第三分光元件、第二反射元件和相機(jī)組成的單視野視覺系統(tǒng)，能夠應(yīng)用在焊料印刷機(jī)工藝流程中的高精度對(duì)位識(shí)別工序中，通過僅使用一套相機(jī)，并且通過犧牲第一目標(biāo)物和第二目標(biāo)物之間的間距獲得較小的橫向尺寸，在保持高精度對(duì)準(zhǔn)的前提下，系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單，并且降低了成本。

技術(shù)特征：

1.一種單視野視覺系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單視野視覺系統(tǒng)，其特征在于，所述第一分光元件（7）、所述第一反射元件（4）和所述第二分光元件（8）在第一方向上依次間隔設(shè)置；所述第二光源（62）、所述第一反射元件（4）、所述第三分光元件（3）和所述相機(jī)在第二方向上依次間隔設(shè)置，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單視野視覺系統(tǒng)，其特征在于，所述第二反射元件（9）在所述第一方向上設(shè)于所述第三分光元件（3）背向所述第一分光元件（7）的一側(cè)；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單視野視覺系統(tǒng)，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單視野視覺系統(tǒng)，其特征在于，所述第一反射元件（4）包括第一反射鏡（41）和第二反射鏡（42），所述第一反射鏡（41）和所述第二反射鏡（42）相對(duì)設(shè)置，且所述第一反射鏡和所述第二反射鏡之間的間隔小于1mm，所述第一反射面和所述第二反射面分別設(shè)于所述第一反射鏡（41）和所述第二反射鏡（42）相背的兩側(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單視野視覺系統(tǒng)，其特征在于，還包括鏡頭（2），所述鏡頭（2）包括至少一個(gè)具有光焦度的透鏡，所述鏡頭（2）沿所述第二方向設(shè)置在所述第三分光元件（3）和所述相機(jī)（1）之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單視野視覺系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單視野視覺系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

9.一種校準(zhǔn)裝置，用于對(duì)如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的單視野視覺系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，其特征在于，所述校準(zhǔn)裝置包括自準(zhǔn)直儀以及遮光件，在所述校準(zhǔn)裝置對(duì)所述單視野視覺系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，所述自準(zhǔn)直儀（12）用于放置在所述相機(jī)（1）處，所述遮光件用于遮擋在所述第三分光元件（3）和所述第一反射元件（4）之間，或者遮擋在所述第三分光元件（3）和所述第二反射元件（9）之間。

10.一種對(duì)準(zhǔn)識(shí)別方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的單視野視覺系統(tǒng)中，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種單視野視覺系統(tǒng)、校準(zhǔn)裝置和對(duì)準(zhǔn)識(shí)別方法。所述單視野視覺系統(tǒng)包括：第一反射元件、第一光源、第一分光元件、第二光源、第二分光元件、第三分光元件、第二反射元件和相機(jī)，本申請(qǐng)的單視野視覺系統(tǒng)，能夠應(yīng)用在焊料印刷機(jī)工藝流程中的高精度對(duì)位識(shí)別工序中，通過僅使用一套相機(jī)，并且通過犧牲第一目標(biāo)物和第二目標(biāo)物之間的間距獲得較小的橫向尺寸，在保持高精度對(duì)準(zhǔn)的前提下，系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單，并且降低了成本。

技術(shù)研發(fā)人員：謝鴻榮,張勤超,陳萬群,王正根
受保護(hù)的技術(shù)使用者：邁為技術(shù)（珠海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9