一種照明裝置及成像系統的制作方法

本發明涉及自動光學檢測，尤其是涉及一種照明裝置及成像系統。

背景技術：

1、缺陷檢測是對精密零部件或半導體晶圓等進行檢查，以確定是否存在任何可見的瑕疵、損傷或不良特征的過程。這些缺陷可能包括但不限于劃痕、污點、裂紋或其他形態上的不規則性。通過進行外觀缺陷檢測，制造商能夠及早發現并排除可能導致設備故障或性能下降的問題，從而確保最終產品的質量和可靠性。

2、缺陷檢測中常用的兩種感光器件是tdi相機和面陣相機。tdi相機可以在保持高分辨率的同時增強圖像的信噪比(snr)，從而在低光條件下獲取更清晰、更明亮的圖像，主要應用于需要高速、高靈敏度和高分辨率的場合。面陣相機是機器視覺系統的關鍵部件，可以提供像素分布、亮度和顏色等更多的缺陷信息，實現自動識別功能。

3、缺陷檢測的實現，離不開高均勻的、高亮的的照明光束與感光器件-相機匹配，光斑的不均勻分布會對成像或檢測過程會產生不良影響。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明的目的在于提供一種照明裝置及成像系統，能夠產生一種遠心的、照明邊界分明的、高均勻的、高亮的、特定形狀的照明光束，從而降低了檢測過程中不良影響。

2、第一方面，本發明實施例提供了一種照明裝置，包括依次設置的：前置照明單元，用于向照明面產生照明光束；濾波單元，用于保持所述照明光束的準直性和遠心度，并對所述照明光束的光束角度進行改變，形成具有目標出光角度的出射光束；照明限制單元，用于對所述照明光束進行限制通過，并使所述照明面上的光斑以目標形貌進行呈現。

3、在一些具體實現方式中，所述前置照明單元包括依次設置的光源、集束光纖和勻光器。

4、在一些具體實現方式中，所述濾波單元包括物方遠心鏡頭和像方遠心鏡頭。

5、在一些具體實現方式中，所述濾波單元還包括設置在所述物方遠心鏡頭和所述像方遠心鏡頭之間的孔徑光闌，所述孔徑光闌的孔徑由所述目標出光角度確定。

6、在一些具體實現方式中，所述照明限制單元包括共軛光闌，所述共軛光闌的通光形狀與所述目標形貌相匹配。

7、在一些具體實現方式中，所述前置照明單元與主光軸呈離軸設置。

8、在一些具體實現方式中，所述前置照明單元與主光軸呈同軸設置。

9、第二方面，提供一種成像系統，包括上述任一項所述的照明裝置，還包括設置在照明裝置與照明面之間的成像裝置，所述成像裝置包括成像鏡頭和圖像拾取單元，所述成像鏡頭用于接收經照明面反射的照明光束形成目標圖像，所述圖像拾取單元用于接收所述目標圖像。

10、在一些具體實現方式中，所述成像鏡頭包括鏡筒以及物鏡，所述物鏡用于將所述照明光束傳輸至所述圖像拾取單元。

11、在一些具體實現方式中，所述成像鏡頭為雙遠心鏡頭。

12、在一些具體實現方式中，所述圖像單元拾取單元的成像面感光區域與照明面上光斑的目標形貌相匹配。

13、本發明實施例帶來了以下有益效果：

14、本發明實施例提供了一種照明裝置及成像系統，采用集束光纖和勻光器對虛擬光源平面進行勻光，使用雙遠心鏡頭對光束角度α進行角度篩選，得到需要的角度β，最后使用成像鏡頭對光斑形狀進行截取和進一步濾波，就可以獲得照明邊界分明的、高均勻的、高亮度的、特定形狀的照明光束。本發明能夠選擇照明角度而產生定向照明光斑，同時進一步提升了照明系統的光斑均勻性，消除了雜散光，并且制造過程簡單，成本低，適用性更強，方便與其他照明或成像系統組合而具有廣泛的應用前景。

15、本公開的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，或者，部分特征和優點可以從說明書推知或毫無疑義地確定，或者通過實施本公開的上述技術即可得知。

16、為使本公開的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

技術特征：

1.一種照明裝置，其特征在于，包括沿光軸依次設置的：

2.根據權利要求1所述的照明裝置，其特征在于，所述前置照明單元包括依次設置的光源、集束光纖和勻光器。

3.根據權利要求1所述的照明裝置，其特征在于，所述濾波單元包括物方遠心鏡頭和像方遠心鏡頭。

4.根據權利要求3所述的照明裝置，其特征在于，所述濾波單元還包括設置在所述物方遠心鏡頭和所述像方遠心鏡頭之間的孔徑光闌，所述孔徑光闌的孔徑由所述目標出光角度確定。

5.根據權利要求1所述的照明裝置，其特征在于，所述照明限制單元包括共軛光闌，所述共軛光闌的通光形狀與所述目標形貌相匹配。

6.根據權利要求1-5任一項所述的照明裝置，其特征在于，所述前置照明單元與主光軸呈離軸設置。

7.根據權利要求1-5任一項所述的照明裝置，其特征在于，所述前置照明單元與主光軸呈同軸設置。

8.一種成像系統，其特征在于，包括權利要求1-7任一項所述的照明裝置，還包括設置在照明裝置與照明面之間的成像裝置，所述成像裝置包括成像鏡頭和圖像拾取單元，所述成像鏡頭用于接收經照明面反射的照明光束形成目標圖像，所述圖像拾取單元用于接收所述目標圖像。

9.根據權利要求8所述的成像系統，其特征在于，所述成像鏡頭包括鏡筒以及物鏡，所述物鏡用于將所述照明光束傳輸至所述圖像拾取單元。

10.根據權利要求8所述的成像系統，其特征在于，所述成像鏡頭為雙遠心鏡頭。

11.根據權利要求8所述的成像系統，其特征在于，所述圖像單元拾取單元的成像面感光區域與照明面上光斑的目標形貌相匹配。

技術總結
本發明涉及自動光學檢測技術領域，尤其是涉及一種照明裝置及成像系統。采用集束光纖和勻光器對虛擬光源平面進行勻光，使用雙遠心鏡頭對光束角度α進行角度篩選，得到需要的角度β，最后使用成像鏡頭對光斑形狀進行截取和進一步濾波，就可以獲得照明邊界分明的、高均勻的、高亮度的、特定形狀的照明光束。本發明能夠選擇照明角度而產生定向照明光斑，同時進一步提升了照明系統的光斑均勻性，消除了雜散光，并且制造過程簡單，成本低，適用性更強，方便與其他照明或成像系統組合而具有廣泛的應用前景。

技術研發人員：丁海鵬,吳昌力,鄭軍
受保護的技術使用者：聚時科技（上海）有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21