[发明专利]使用玻璃光楔分像的晶粒相邻面同时完全等光程共焦成像检测装置及方法

权利要求书

1.一种使用玻璃光楔分像的晶粒相邻面同时完全等光程共焦成像检测装置，其特征在于：包括在光路方向上依次设置的CMOS或CCD相机、远心成像镜头、立方分束合像器、半导体晶粒和用于承置半导体晶粒的透明玻璃载物台，在半导体晶粒与立方分束合像器之间的光路上分别依次设有天面直角转像棱镜、第一玻璃光楔和侧面直角转像棱镜、第二玻璃光楔，侧面直角转像棱镜和天面直角转像棱镜分别位于半导体晶粒的正侧部和天面正上方，立方分束合像器与第一玻璃光楔、天面直角转像棱镜在同一水平高度；侧面直角转像棱镜与第二玻璃光楔、立方分束合像器位于远心成像镜头的光轴上，同时侧面直角转像棱镜的第一直角面与立方分束合像器的第一面相对，侧面直角转像棱镜的第二直角面与半导体晶粒侧面相对，侧面直角转像棱镜的斜面与远心成像镜头光轴倾斜设置；天面直角转像棱镜的两个直角面分别与半导体晶粒的天面和立方分束合像器的第二面相对；第一玻璃光楔靠近立方分束合像器的表面与远心成像镜头光轴形成一玻璃光楔角，第二玻璃光楔靠近立方分束合像器的表面与远心成像镜头光轴的法向形成一玻璃光楔角，立方分束合像器第二面相背的第四面旁侧设有同轴外置照明光源，半导体晶粒的天面与侧面分别经直角转像棱镜、玻璃光楔、立方分束合像器以完全等光程共焦成像在相机传感器面上，以在CMOS或CCD相机上获取半导体晶粒双面各自独立的像。

2.根据权利要求1所述的使用玻璃光楔分像的晶粒相邻面同时完全等光程共焦成像检测装置，其特征在于：所述立方分束合像器中心与侧面直角转像棱镜斜面中心距离D/2+d，立方分束合像器与天面直角转像棱镜斜面在同一水平高度上，二者距离D/2+d，侧面成像光路工作距WD=D/2+d/2，天面成像光路工作距WD= WD=D/2+d/2，D为透明玻璃载物台宽度，d为棱镜直角边长；半导体晶粒天面成像光路工作距WD=D/2+d/2=30mm，侧面成像光路工作距WD= D/2+d/2=30mm。

3.根据权利要求1或2所述的使用玻璃光楔分像的晶粒相邻面同时完全等光程共焦成像检测装置，其特征在于：玻璃光楔使双面成像光束分别向立方分束合像器的中心（光轴）两侧产生了角位移γ₁和γ₂，且γ₁与γ₂的大小取决于玻璃光楔的厚度t，玻璃折射率n，以及玻璃光楔角α₁与α₂，立方分束合像器输出半导体晶粒相邻面的像在空间上分开的角位移为γ=γ₁+γ₂；所述第一、第二玻璃光楔的厚度t=2mm，玻璃光楔角α= 2°，玻璃光楔的材料为K9，计算得到玻璃光楔产生的角位移γ₁=γ₂=（n-1）xα=1.03°，γ=2.06°。

4.根据权利要求3所述的使用玻璃光楔分像的晶粒相邻面同时完全等光程共焦成像检测装置，其特征在于：所述天面直角转像棱镜的尺寸为15*15*15mm，侧面直角转像棱镜的尺寸15*15*15mm，立方分束合像器的尺寸为15*15*15mm；立方分束合像器中心，直角转像棱镜的反射面中心，半导体晶粒中心相连形成一个边长为D/2+d=37.5mm的方形对称光路结构。

5.根据权利要求4所述的使用玻璃光楔分像的晶粒相邻面同时完全等光程共焦成像检测装置，其特征在于：两个玻璃光楔产生的双像分离δ=γxL=1.8mm，焦距f=51.5mm，WD=110mm，L=50mm；立方分束合像器、直角转像棱镜的角度公差（≤30弧秒），产生的双像角位移误差应该控制在2弧分以内。