[发明专利]玻璃晶片检测装置与标定方法

权利要求书

1.一种玻璃晶片检测装置，其特征在于，该检测装置包含移动检测平台（1），运动机构，成像系统（3），光源系统（4），晶片固定装置（8）和靶标系统（7），所述的移动检测平台（1）包含上层平台（101）和下层平台（102），所述的上层平台（101）和下层平台（102）之间稳固连接并保持平行，所述的运动机构包含安装在相连的稳固底座上的移动台X，Y方向和旋转U方向运动机构（201）和垂直Z方向运动机构（202），所述的上层平台（101）承载待检测玻璃晶片，所述的下层平台（102）与垂直Z方向运动机构（202）连接，或者与垂直Z方向运动机构（202）集成为一体，所述的成像系统（3）固定在垂直Z方向运动机构（202）上，所述的光源系统（4）设置在上层平台（101）和下层平台（102）之间，所述的晶片固定装置（8）和靶标系统（7）设置在上层平台（101）上，所述的成像系统（3）包含光学透镜和摄像机；

所述的上层平台（101）上设置晶片开孔（1011），所述的晶片开孔（1011）位于上层平台（101）中央，该晶片开孔（1011）的尺寸小于被检测晶片的尺寸，以便将待检测晶片能平稳放置于其上；

所述的晶片固定装置（8）包含若干圆形固定装置（801）和紧固装置（802），所述的圆形固定装置（801）和紧固装置（802）沿上层平台（101）的晶片开孔（1011）边缘分布，所述的圆形固定装置（801）为突出的圆柱形，该圆形固定装置（801）的中心开设微细圆孔，该圆形固定装置（801）的半径是已知的或可以精确测量的，所述的紧固装置（802）为带弹簧的销子；

所述的靶标系统（7）包含靶标和靶标开孔（702），该靶标为方形或矩形镀膜玻璃，该靶标开孔（702）位于上层平台（101）边缘，该靶标开孔（702）的尺寸小于靶标，该靶标开孔（702）上设置有与靶标尺寸相同的凹槽，该凹槽和靶标的中心位置重合，这样使靶标能够嵌入到上层平台（101），靶标上表面与上层平台（101）上面平齐，靶标的边缘与移动检测平台（1）的上层平台（101）的边缘平行，光源系统（4）的光可以通过靶标开孔（702）将靶标投射到摄像头成像，靶标的宽度方向成像不超出摄像头视场范围，长度方向上超出摄像头视场，从而可以标定移动机构移动特性。

2.如权利要求1所述的玻璃晶片检测装置，其特征在于，所述的玻璃晶片检测装置还包含计算机（6），该计算机（6）通过运动控制器（5）与运动机构连接，通过光亮度调节器（9）与光源系统（4）连接，通过图像采集卡与成像系统（3）连接，这样计算机通过控制光源系统（4）的亮度，控制运动机构移动和图像采集，完成对晶片的检测。

3.一种基于玻璃晶片检测装置的标定方法，其特征在于，该标定方法包含以下步骤：

步骤1、提取初始数据和信息；

初始位置包括靶标位置，圆形固定装置（801）中心位置，标准标定晶片上三个或以上不共线的点的位置；

步骤2、移动台X，Y方向和旋转U方向运动机构（201）带动移动检测平台（1）移动，将靶标系统位置移动到成像系统（3）下方，通过垂直Z方向运动机构（202）移动找出并移动到最佳聚焦位置，建立像平面坐标系和移动机构坐标系之间的关系；

步骤3、通过调节光源系统（4）照射光的强度，使透光部分的图像灰度值达到参考基准；

步骤4、对摄像头像素误差进行补偿校正；

步骤5、通过移动Z轴测量靶标系统（7）的边缘，建立聚焦曲线；

步骤6、检测圆形固定装置（801）的中心圆孔位置坐标，建立晶片坐标系和移动机构坐标系之间的关系；

步骤7、检测标准标定晶片上三个或以上不共线的点的最佳聚焦位置坐标，建立聚焦平面方程；

步骤8、测量靶标上的标记点位置，建立像素点和实际尺寸关系；

步骤9、测量靶标上的不同标记点的尺寸，建立尺寸和误差之间的对应关系，建立测量误差校准曲线；

步骤10、采用XY轴正交性测量，补偿移动带来的机械误差。