廖廷俤，颜少彬，段亚凡，陈 武，黄启禄，黄衍堂

（1.泉州师范学院光子技术研究中心，福建 泉州 362000；2.福建省先进微纳光子技术与器件重点实验室，福建 泉州 362000；3.福建省超精密光学工程技术与应用协同创新中心，福建 泉州 362000）

引言

在机器视觉自动光学检测技术的各种工业应用中[1-7]，通常一个检测工位使用一组远心成像镜头与相机检测物体的一个面。一方面，当待测物体（如液晶显示面板）尺寸较大时，需要两个或多个远心成像镜头与相机组成阵列来实现物体全视场的同时检测[8-9]。另一方面，有的工业检测应用需要从多个角度同时检测一个物体的两个面（或多个面），例如在一个工位上需要同时检测半导体制冷器件（thermoelectric cooler,TEC）晶粒两个面[10]。晶粒双面同时检测可以提高检测速度并可充分利用远心成像镜头与CMOS 相机的有效成像视场。

目前国内外大多数半导体制冷器件厂家使用人工来完成半导体制冷晶粒的缺陷检测。在已有双面同时检测技术中[10]，由于晶粒相邻两面同时成像存在光程差,即使采用了很大景深的远心成像镜头，也难以解决尺寸较大晶粒相邻两面同时清晰成像的问题。针对相邻面成像检测存在的问题，本文提出一种半导体制冷晶粒相邻面同时准等光程（或准共焦）成像检测的光学装置。

1 检测原理

1.1 检测装置构造

图1 为半导体制冷器件晶粒天面与侧面缺陷同时成像检测的光学装置。该装置由CMOS 相机1，远心成像镜头2，半透半反射的立方分束器3，玻璃载物转盘4 和半导体致冷器件晶粒5，直角转像棱镜6a 和6b 以及同轴外置照明光源7 构成。……