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CN106919007B - 一种对准标定一体系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对准标定一体系统，属于直写曝光机技术领域。本发明的一种对准标定一体系统，系统包括CCD相机和光路组件，所述光路组件包括3组棱镜组件，每组棱镜组件包括2个相对设置的三棱镜，棱镜上设置有半透半反膜和全反射膜；解决了现有技术中对准定位不准的问题，提高对准和标定的工作效率，将对准光路和标定光路整合在一起，精简了设备。

Description

一种对准标定一体系统
技术领域
本发明涉及一种对准标定一体系统，属于直写曝光机技术领域。
背景技术
现有的直写曝光机工作时，需要进行对准和标定两个步骤。
对准的目的是找到基板上的待曝光位置，并将该位置准确传递给DMD曝光组件，以确保曝光的精确度。在对准时，CCD相机抓取PCB板上的定位孔或其它定位标记，准确记录该定位孔或定位标记的位置坐标，并传递给DMD曝光组件，完成对准。
标定的目的在于检测和确定CCD相机和DMD曝光组件之间的相对位置以及不同DMD曝光组件之间的相对位置的准确性。在标定时，吸盘相机依次抓取CCD相机和DMD曝光组件的位置坐标，根据其位置坐标的差异来分析CCD相机和DMD曝光组件之间的相对位置以及不同DMD曝光组件之间的相对位置，检测其准备性，必要时进行调整，完成标定。
对准和标定是直写曝光机工作时的两个重要的步骤，是保证加工精度的最重要的手段。但是现有技术中，对准和标定分别用到CCD相机和吸盘相机两个相机，两个相机是可以相互独立运动的，其相对位置关系在运动过程中，由于机械运动组件的加工精度和运动准确性不能做到绝对精确，常常会导致CCD相机和吸盘相机之间的相对位置不准确，进而导致标定时不能准确确定CCD相机和DMD曝光组件之间的相对位置以及不同DMD曝光组件之间的相对位置，最终导致图形曝光不准确，甚至产品报废。
因此，需要开发一种新的技术，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种对准标定一体系统，所述对准标定一体系统包括CCD相机和光路组件；所述CCD相机水平设置，CCD相机镜头朝向水平方向；所述光路组件包括3组棱镜组件，分别为左棱镜组件、右棱镜组件和中间棱镜组件，所述每组棱镜组件包括2个相对设置的三棱镜，所述三棱镜为横截面为等腰直角三角形的三棱柱结构，每组棱镜组件的2个三棱镜的斜边所在的面相对紧贴设置，两面之间设置有半透半反膜；所述3组棱镜组件呈直线排列，其中中间组棱镜组件位于CCD相机镜头正前方，且其棱镜的侧棱沿竖直方向设置，中间棱镜组件与CCD相机镜头相背的直角面上设置有全反射膜；左棱镜组件和右棱镜组件分别位于CCD相机镜头的前方左侧和前方右侧，棱镜侧棱方向与CCD相机镜头指向平行，左、右棱镜组件与中间组件相背的直角面上分别设置有全反射膜。
在本发明的一种实施方式中，所述对准标定一体系统还包括承载箱体，承载箱体形状为T字型，所述CCD相机、左棱镜组件、右棱镜组件和中间棱镜组件分别位于承载箱体内部，承载箱体上位于左棱镜组件和右棱镜组件的正上方和正下方的位置各开设有通光孔。
在本发明的一种实施方式中，所述通光孔处设置有透明盖板，盖板覆盖整个通光孔
在本发明的一种实施方式中，所述承载箱体外部连接有运动组件，承载箱体可随运动组件进行三维平移运动。
本发明的对准标定一体系统在工作时：
当需要进行标定时，系统可以直接看到上方的DMD阵列，并确定DMD阵列和系统自身的位置关系，位置关系需要调整时，做出相应调整；系统还可以对DMD阵列中各DMD镜头之间的位置关系进行标定，记录每个DMD镜头的位置并与标准位置进行比较，必要时做出相应调整；系统可通过左、右棱镜组件同时看到上方两处DMD镜头，大大提高标定效率。
当需要进行对准操作时，系统可通过左、右棱镜组件的两路光路同时看到下方PCB板，并可根据系统和PCB板上定位孔或定位标记之间的位置关系，机动地选择合适的光路就近地移动捕捉定位孔或定位标记，不但提高了对准工作效率，而且由于缩减了对准系统的移动距离，可有效提高设备的使用寿命。
本发明的优点和效果：
本发明提供的对准标定一体系统：
1，通过对光路结构的设计，使现有技术中的用于标定的吸盘相机和用于对准的CCD相机整合成一体的对准标定系统，不仅大大节省了成本，而且由于不存在吸盘相机和CCD相机之间的相对运动，可以完全避免由于吸盘相机和CCD相机之间的相对运动带来的标定误差，使标定更加精确。
2，系统上部DMD阵列发出的光线和下部定位孔或定位标记发出的光线，经过棱镜组件折射后都能进入CCD相机的镜头，CCD相机可以同时看到上部DMD阵列和下部定位孔或定位标记。
3，对准标定一体系统在左、右棱镜组件处都开设有通光孔，对上可同时看到两个DMD镜头，并确定两个镜头的位置，提高标定工作效率；对下两个通光孔的两路光路可以机动工作，就近抓取定位孔或定位标记，最大限度减少对准系统的移动距离，提高对准效率，延长设备使用寿命。
4，在标定CCD相机和DMD阵列之间的相对位置关系时，在本系统下，CCD相机可直接看到DMD阵列，并确定和DMD阵列之间的关系，不需要经过吸盘相机的转换，提高精确度。
5，将对准光路和标定光路整合在一起，是将两套系统设计成共轴系统，两套系统之间的间距为零，可以减小平台行程，减小设备体积。
6，通光孔处设置有透明盖板，盖板覆盖整个通光孔，既不影响光路传播，又能使系统处于相对封闭的环境中，系统受外界影响较小，稳定性大大提高。
附图说明
图1为本发明对准标定一体系统的光路结构示意图，其中1CCD相机、2左棱镜组件、3右棱镜组件、4中间棱镜组件、5半反半透膜、6全反射膜。
图2为本发明对准标定一体系统的结构示意图，其中1CCD相机、2左棱镜组件、3右棱镜组件、4中间棱镜组件、10承载箱体。
图3为本发明对准标定一体系统的棱镜组件结构示意图，其中5半反半透膜、6全反射膜、7三棱镜、8上方入射光线、9下方入射光线。
图4为本发明对准标定一体系统的外部结构及位置关系示意图，其中1CCD相机、10承载箱体、11通光孔、12透明盖板、13DMD阵列、14PCB板。
具体实施方案
下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：
实施例1对准标定一体系统
如图1-图4所示对发明的对准标定一体系统进行说明。
对准标定一体系统包括CCD相机1和光路组件，CCD相机1水平设置，CCD相机1镜头朝向水平方向，所述光路组件包括3组棱镜组件，分别为左棱镜组件2、右棱镜组件3和中间棱镜组件4，每组棱镜组件包括2个相对设置的三棱镜7，所述三棱镜7为横截面是等腰直角三角形的三棱柱结构，每组棱镜组件的2个三棱镜7的斜边所在的面相对紧贴设置，两面之间设置有半透半反膜5；3组棱镜组件呈直线排列，其中中间组棱镜组件4位于CCD相机1镜头正前方，且其棱镜的侧棱沿竖直方向设置，中间棱镜组件4与CCD相机1镜头相背的直角面上设置有全反射膜6；左棱镜组件2和右棱镜组件3分别位于CCD相机1镜头的前方左侧和前方右侧，棱镜侧棱方向与CCD相机1镜头指向平行，左棱镜组件2和右棱镜组件3与中间棱镜组件4相背的直角面上分别设置有全反射膜6。
对准标定一体系统还包括承载箱体10，承载箱体10形状为T字型，CCD相机1、左棱镜组件2、右棱镜组件3和中间棱镜组件4分别位于承载箱体10内部，承载箱体10上位于左棱镜组件2和右棱镜组件3的正上方和正下方的位置各开设有通光孔11；通光孔处设置有透明盖板12，透明盖板12覆盖整个通光孔11；
如图3所示，棱镜组件在工作时，上方入射光线竖直向下传播到半透半返膜时，一部分光线会经过半透半返膜的反射而水平射出；下方入射光线竖直向上传播到半透半返膜时，一部分光线会经过半透半返膜的反射而向另一个方向水平射出，当光线传播到棱镜组件侧面的全反射膜时，会反转其传播方向水平传播，此时会再次遇到半透半返膜，有一部分光线透过半透半反膜继续沿水平方向传播。此时就会出现一个结果，无论是上方入射光线，还是下方入射光线，经过棱镜组件后，都会沿一个方向水平传播，直到到达下一个接收部件。
当需要进行标定操作时，系统可以直接看到上方的DMD阵列13，并确定DMD阵列13和系统自身的位置关系，位置关系需要调整时，做出相应调整；系统还可以对DMD阵列13中各DMD镜头之间的位置关系进行标定，记录每个DMD镜头的位置并与标准位置进行比较，必要时做出相应调整；系统可通过左、右棱镜组件同时看到上方两处DMD镜头，大大提高标定效率。
当需要进行对准操作时，系统可通过左、右棱镜组件的两路光路同时看到下方PCB板，并可根据系统和PCB板14上定位孔或定位标记之间的位置关系，机动地选择合适的光路就近地移动捕捉定位孔或定位标记，不但提高了对准工作效率，而且由于缩减了对准系统的移动距离，可有效提高设备的使用寿命。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (3)

1.一种对准标定一体系统，包括CCD相机和光路组件；所述CCD相机水平设置，CCD相机镜头朝向水平方向；所述光路组件包括3组棱镜组件，分别为左棱镜组件、右棱镜组件和中间棱镜组件，所述每组棱镜组件包括2个相对设置的三棱镜，所述三棱镜为横截面为等腰直角三角形的三棱柱结构，每组棱镜组件的2个三棱镜的斜边所在的面相对紧贴设置，两面之间设置有半透半反膜；所述3组棱镜组件呈直线排列，其中中间组棱镜组件位于CCD相机镜头正前方，且其棱镜的侧棱沿竖直方向设置，中间棱镜组件与CCD相机镜头相背的直角面上设置有全反射膜；左棱镜组件和右棱镜组件分别位于CCD相机镜头的前方左侧和前方右侧，棱镜侧棱方向与CCD相机镜头指向平行，左、右棱镜组件与中间棱镜组件相背的直角面上分别设置有全反射膜。
2.根据权利要求1所述的一种对准标定一体系统，其特征在于，所述对准标定一体系统还包括承载箱体，承载箱体形状为T字型，所述CCD相机、左棱镜组件、右棱镜组件和中间棱镜组件分别位于承载箱体内部，承载箱体上位于左棱镜组件和右棱镜组件的正上方和正下方的位置各开设有通光孔。
3.根据权利要求1或2所述的一种对准标定一体系统，其特征在于，所述通光孔处设置有透明盖板，盖板覆盖整个通光孔。
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