專利名稱：用于在增強景深的情形下檢查物體的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種諸如半導體器件之類的物體的檢查，特別涉及這種物體的三維檢查。
背景技術：
在過去幾十年來，半導體器件的要求迅速增長。半導體制造商常常被迫提高終端產品的質量、速度、性能，以及提高制造エ藝的質量、速度、性能。機器視覺(machinevision)已經證明是提高半導體生產的生產率和質量的很必不可少的一部分。對于永遠更高的半導體產量而言，更快和更為精確的機器視覺系統存在ー貫的驅動。相應地，最終封裝 產品上的半導體器件如半導體晶圓或襯底的三維測量和檢查的技術領域已經出現迅速的增長。一種提高機器視覺精確度的明確的方法是增大透鏡的孔徑尺寸以用于更高的光學分辨率。然而，增大的孔徑尺寸將導致降低景深(DOF: Depth of Field)。這種方法和三維的半導體封裝趨勢相沖突，并且需要很精確的器件放置。正如專利號為6，320，979、發(fā)明名稱為“景深的強化”的美國專利所公開的，這種困境通過以活動安裝在照相機外罩上的透鏡系統的方式電動化聚焦而得以解決，除了代價為更為復雜的構造設計、振動靈敏度和更為緩慢的反應時間。在快速掃描過程中當所允許的曝光時間很有限以避免所捕獲圖像變得模糊吋，傳輸過程中(On-the-fly)的捕獲技術正變得流行以提高機器視覺速度。由于其有限的照明能量,LED照明可能不適合于ー些應用。使用氣氣頻閃燈(Xenon strobe lamp)的傳輸過程(On-the-fly)檢查系統公開于專利出版號為2000/6049384、發(fā)明名稱為“使用多相位結構照明的三維成像的方法和裝置”的美國專利中。可是，氙氣頻閃燈是龐大笨重的，其使用壽命相對較短。另ー方面，LED較其他光源展現了很多的優(yōu)點，包括更高的能源效力、更長的使用壽命、改善了的結實耐用、更小的尺寸、更快速的開關、更高的耐久性和可靠性。因此，在機器視覺系統中LED照明是更為合適的。而且，很多高密度的半導體封裝檢查應用同樣也需要三維測量能力。干涉測量(Interferometry)很普遍地適用為三維測量。干擾條紋圖案(interference fringepattern)產生于被測量物體和內部參考表面之間的光學路徑差異。在干涉測量具有大約納米級別的高精確度的同時，其需要掃描以提高它的測量范圍。因此，可能需要很多的測量而以相對緩慢的速度計算單個表面的高度。在激光三角法(laser triangulation)中，激光投射光線在物體表面上,一位置傳感器相對于入射光線偏置。當高度變化時，該位置傳感器的位置存在偏移。高度信息能從該位置傳感器的位置偏移中得以被測量。問題是由激光光線的光點大小和被測量物體的不均一所引入的誤差。共焦的光學器件充分利用下面的原理在共焦光學器件的焦平面上，輸出信號位于峰值(在強度或對比度方面)。圖I所示為共焦光學器件100的傳統結構。共焦光學器件100設置在物體102的垂直上方，以便于檢查物體102。光源104通過光源針孔孔洞106(pinhole aperture)投射光線108。光線108經過分光器110和物鏡112投射在物體102上，該物體102沿著共焦光學器件100的焦平面120對齊定位。對焦中的光線114從物體102處被傳送通過物鏡112和分光器110，并穿越檢測器針孔孔洞116。只有經過檢測器針孔孔洞116的對焦的光線114被圖像傳感器118接收，而離焦的光線大部分被阻擋了。所以，在使用檢測器針孔孔洞116時共焦光學器件100在拒絕離焦的光線方面是有效的。由于高對比度的圖像具有小的景深，所以高對比度的圖像來自被檢查物體的細小區(qū)域(位于共焦光學器件100的焦平面120上)。對于測量高度的變化，通過或者移動成像系統100或者改變物體102的高度，共焦光學器件需要掃描整個可能的高度變化范圍。所以，測量的速度很緩慢。測量工件高度的另一個現有方法的實例公開于專利出版號為2008/0204748A1、發(fā)明名稱為“用于固定在夾盤平臺上的工件的測量設備”的美國專利中。一種測量設備被使用于測量固定在夾盤平臺上的工件的高度。白光光源發(fā)出白光，而聲光器件(acousto-optical device)偏轉該白光以將白光分離而產生波長變化的折射光線的流量。 控制電壓以獲得不同顏色的光線，針孔光罩(pinhole mask)讓具有一部分特定波長的光線通過。色差透鏡(chromatic aberration lens)被配置來將不同顏色的光線流經過針孔光罩聚焦在工件上。圖像檢測器被配置來通過色差透鏡檢測反射自工件的光線。通過電壓相對于被測量高度(從調節(jié)校準獲得)的映射，工件的高度通過電壓值得以確定，而該電壓值導致了由圖像檢測器所檢測的峰值強度。但是，該方法對于被測量工件的表面上的顏色變化敏感?，F有方法的再一個實例公開于專利出版號為2009/0277889A1、發(fā)明名稱為“帶有檢測激光束振蕩器的激光束加工裝置”的美國專利中。固定在夾盤平臺上的工件上表面的高度位置通過投射帶有狹窄聚焦范圍的激光束在工件上而得以檢測。從工件反射的激光束通過帶有狹窄景深的聚焦透鏡而被檢測。通過從兩個圖像檢測器所測量的聚焦結果的比值，被測量的器件高度能夠被獲得。這種方法的不足是其對于工件表面的對比度或紋理敏感。在避免現有技術上述缺點的至少一部分的同時，更為高效地完成三維測量是有益的。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明的目的是尋求提供一種用于高速測量物體高度的改良的方法和裝置，其避免了現有技術前述缺點的至少一部分。因此，本發(fā)明一方面提供一種用于測量物體平面的高度的裝置，該裝置包含有成像系統，其具有經過成像系統的焦點的焦平面，其中該成像系統的焦平面相對于物體平面以成斜角的方式被斜置，以致于僅僅該物體平面的細小局部處于對焦中。第二方面，本發(fā)明提供一種用于測量物體平面的高度的方法，該方法包含有以下步驟提供成像系統，該成像系統具有經過成像系統的焦點的焦平面；設置焦平面，以便于該焦平面以相對于物體平面成斜角的方式被斜置；使用該成像系統確定物體平面的高度。第三方面，本發(fā)明提供一種用于獲得物體的聚焦圖像的裝置，該裝置包含有成像系統，其具有經過成像系統的焦點的焦平面；以及定位設備，其相對于該物體在掃描方向上有效地移動該成像系統，以便于掃描該物體的表面；其中該焦平面被設置以致于該焦平面以相對于掃描方向成斜角的方式被斜置。第四方面，本發(fā)明提供一種獲得物體的聚焦圖像的方法，該方法包含有以下步驟提供成像系統，該成像系統具有經過成像系統的焦點的焦平面；相對于物體在掃描方向上移動該成像系統，以掃描該物體的表面；以及確定在成像系統相對于物體的各個位置時該物體的、處于對焦的興趣區(qū)域；其中該焦平面被設置，以便于該焦平面以相對于掃描方向成斜角的方式被斜置。參閱后附的描述本發(fā)明實施例的附圖，隨后來詳細描述本發(fā)明是很方便的。附圖和相關的描述不能理解成是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明的特點限定在權利要求書中。


現在僅僅通過示例的方式，并參考附圖描述本發(fā)明較佳實施例，其中。 圖I所示為共焦光學器件的傳統結構。圖2所示為根據本發(fā)明第一較佳實施例所述的成像系統的光學配置示意圖。圖3a和圖3b所示闡明了和本發(fā)明較佳實施例所述的成像系統一起使用的高度測量的示意原理圖。圖4所示為根據本發(fā)明第二較佳實施例所述的成像系統中所使用的光學配置示意圖，其中僅僅其圖像平面和圖案光柵被斜置。圖5a至圖5b所示闡明了根據本發(fā)明較佳實施例所述的高度測量方法的斜置條紋圖像的投射。圖6a至圖6d所示利用同質平整表面進行調節(jié)校準成像系統的調節(jié)方法。圖7所示闡明了用于具有不平整表面的物體的三維測量的移動式成像系統。圖8所示闡明了在保持有效景深的同時，具有增強了的光學分辨率的成像系統。圖9a至圖9b為在圖8中所闡明的成像裝置移動期間，在不同的時間所接收的典型圖像。圖10所示闡明了復雜的電動聚焦系統如何可被使用本發(fā)明較佳實施例的原理的成像系統所取代。
具體實施例方式圖2所示為根據本發(fā)明第一較佳實施例所述的成像系統10的光學配置示意圖，該成像系統10可包含有區(qū)域陣列照相機，如共焦成像系統。它適合于物體平面的快速高度測量，該物體平面包括相對平整的表面，例如晶圓的表面。成像系統10通常包含有設置在圖像平面12上的照相機或圖像傳感器，由成像系統10所接收的圖像聚焦在該圖像平面12上。照相機傳感器具有傾斜于待測量物體平面14的光軸11。所以，圖像平面12同樣也相對于物體平面14以斜角的方式偏置。光源16通過聚光器(Condenser)IS投射光線在具有預定結構的圖案光柵20上。通過圖案光柵20的光線被鏡面22反射開來,并在被分光器26朝向物鏡28反射以前被傳送通過投射鏡24。光線經過物鏡28，并將產生自圖案光柵20的聚焦清晰的條紋圖像投射在投射焦平面上，該投射焦平面和通過成像系統10的焦點的焦平面15相重合。這個焦平面15垂直于光軸11，并通過透鏡系統的焦點，但其以相對于物體平面14成斜角的方式被斜置。物體平面14的圖像在由設置于圖像平面12上的照相機傳感器觀察以前，被向上傳送通過物鏡28、分光器26和成像透鏡30。成像系統10的圖像平面12表示為ー個平整的平面，其和光軸11成直角，并且在該平面上成像透鏡將圖像聚焦在照相機傳感器上。另外，聚焦清晰的圖像位于焦平面15上，焦平面15同樣也垂直于光軸11，并經過焦點以在圖像平面12上形成聚焦清晰的圖像。圖3a和圖3b所示闡明了和本發(fā)明較佳實施例所述的成像系統10 —起使用的高度測量的示意原理圖。在圖3a中，圖像平面12通常平行于物體平面34。物體平面34也和成像系統的焦平面32相重合。如此，位于焦平面32上的物體全部被清晰聚焦。
另ー方面，在圖3b中，圖像平面12與物體平面34不平行。由于斜置的圖像平面將會在不同的空間位置獲得不同的聚焦水平，這意味著位于不平行的焦平面33上的各個點將會聚焦在不同深度的點上，并出現清晰聚焦的平面將會傾斜的結果。所以，成像系統可能具有相對于物體平面34斜置的焦平面33。聚焦的空間位置依賴于焦平面33和物體平面34交叉處的物體平面34的高度位置。從而，在多個高度水平的物體平面在與物體平面的各個高度水平相匹配的多個空間點處和焦平面33相交，以便于僅僅焦平面33與物體平面34相交的物體平面34的狹窄區(qū)域是聚焦在圖像平面上。因此，只有平整物體的物體平面34的細小或者狹窄區(qū)域是對準聚焦的。結果是能獲得的清晰聚焦平面所在的焦平面33將會傾斜。位于相對于物體平面34斜置的圖像平面12上的照相機傳感器，將會在不同的空間位置獲得不同的聚焦水平面。這意味著物體平面34上的各個點僅僅在深度不同的特定點處被清晰聚焦，以便于深度或者高度是可確定的。圖4所示為根據本發(fā)明第二較佳實施例所述的成像系統43中所使用的光學配置示意圖，其中僅僅其圖像平面12和圖案光柵20被斜置。光源16投射光線在圖案光柵20上，該圖案光柵20具有相對于投射透鏡24的光軸23成斜角的方式偏置的法向矢量，投射透鏡24被操作來從圖案光柵20朝向物體平面14投射條紋圖案。光線在被分光器26朝向物鏡28反射以前，傳送通過投射透鏡24。光線經過物鏡28，并將產生自圖案光柵20的聚焦清晰的條紋圖案(fringe image)投射在焦平面15上。這個焦平面15相對于物體平面14是傾斜的。然后，在由設置在傾斜的圖像平面12的照相機傳感器觀察以前，物體平面14的圖像被向上傳送通過物鏡28、分光器26和成像透鏡30。在這種配置中，物體平面14和物鏡28、成像透鏡30的中心全部沿著垂直軸線對齊定位。然而，圖像平面12，以距成像透鏡30的焦距長度f設置，其具有傾斜于垂直軸線的法向矢量(normal vector)。類似地，圖案光柵20具有同樣也傾斜于投射透鏡24的光軸23的法向矢量。所以，這種配置可以實現和本發(fā)明其他較佳實施例相同的效果。物體平面14不與圖像平面12平行，并且投射后的條紋圖像的聚焦清晰的投射焦平面和成像系統43的傾斜的焦平面15相重合。其結果是只有物體平面14的狹窄區(qū)域是在圖像平面12上對焦的。圖5a至圖5b所示闡明了根據本發(fā)明較佳實施例所述的高度測量方法的斜置條紋圖像的投射。在圖4中，光源16通過圖案光柵20和物鏡28將光線投射在待測量的物體表面上。在圖5a中，被投射的條紋圖像的投射焦平面44與物體平面14傾斜地設置，并與其相交。精細的投射條紋圖像48的狹窄區(qū)域被表示為一系列空間上規(guī)則分布的線條，以致于如果成像系統的焦平面和投射條紋圖像的投射焦平面44相重合，那么由圖像平面12所接收的期望條紋圖像同樣也應為空間上規(guī)則分布。圖5b所示為表明物體平面的高度如何從其景深50的位置確定的示意圖。它表明了投射條紋圖像的水平位置被清晰聚焦在景深50以內，并在圖像平面12上的清晰聚焦區(qū)域48中被觀察。一旦該裝置已經被調節(jié)校準，那么物體的高度能夠從清晰聚焦區(qū)域48的像素位置中得以被計算出。圖6a至圖6d所不利用同質平整表面(homogenous flat surface)進行校準調節(jié)圖2的成像系統10或圖4的成像系統43的調節(jié)方法。通過使用隨著條紋圖像投射其上的同質平整表面，該成像系統得以被調節(jié)校準。如圖6a所示，設置在條紋圖像48的對焦點的精細聚焦水平位置51的像素位置的毎次移動和那個點的特定高度54相關，以致于同質平 整表面上被在圖像平面觀察到的條紋圖像48上的點的像素位置的移動和同質平整表面的高度具有線性關系，該圖像平面處于精細聚焦中。在圖6b至圖6d中，有必要找出條紋圖像48的精細聚焦水平位置51。這個水平位置51相關于物體平面14處的平整表面的高度54。像素位置51的移動相對于平整表面的已知高度54之間的關系的調節(jié)校準得以被執(zhí)行。較合適地，像素位置的所述移動對應于每次I微米的深度級別的變化而被測量，以便于獲得精細聚焦水平位置51的移動相對于深度的圖表。其后，相對平整的エ件(其可能是相對平整的晶圓)的高度能夠從投射圖像48的聚焦部分的像素位置的移動中得以測量，投射圖像48可以在單個圖像中獲得。圖7所示闡明了用于具有不平整表面的物體的三維測量的移動式成像系統。在這個實例中，物體36被放置在參考平面37上，成像系統的圖像平面12相對于放置有物體36的參考平面37被斜置，以便于成像系統的圖像平面12不與放置有物體36的參考平面37平行。因此，成像系統具有相對于放置有物體36的參考平面37斜置的焦平面56。其后，成像系統通過驅動機構沿著掃描方向(在圖7中其被闡述為X方向)相對于物體36移動跨越參考平面37，并將移動的條紋圖案投射在物體36上。在不同的位置55處，成像系統的焦平面56、57、58將會平行于成像系統移動，井分別在不同的時間tl、t2、t3位于不同的位置。相應地，成像系統43的焦平面56、57、58在這種移動期間以與掃描方向或X方向成斜角的方式被設置。以這種方式，物體36上多個點的各個高度當所述的點位于移動的焦平面上時得以測量。通過使用同一個平臺和在不投射條紋圖案的情形下，圖8所示闡明了在保持有效景深的同時，具有增強了的光學分辨率的成像系統。該光學系統配置以高光學分辨率，這意味著對于每個被捕獲的圖像存在小的景深D0F。當該光學系統沿著X方向移動時，能夠從合井一系列圖像的對焦區(qū)域和構造整個物體的完整聚焦圖像中獲得延伸的景深，該完整聚焦圖像包含有不同的深度，由単獨捕獲的圖像的組合所構成。如果圖8中的物體36具有足夠的特征以形成清晰聚焦的區(qū)域，其高度外形也藉此得以確定。作為ー個示例，圖9a表明了分別在不同的時間tl、t2、t3、t4、t5圖像平面12處所接收的圖像63、64、65、66、67。圖像平面12上的清晰聚焦的區(qū)域61位于在那個時間物體的外形和系統的焦平面56、57、58相交的區(qū)域，而離焦區(qū)域60則沒有。所以，每個清晰聚焦的區(qū)域61的高度從以上列明的原理中得以確定。當成像系統沿著掃描方向或X方向移動時，通過確定不同時點的對焦區(qū)域61，物體的表面高度外形能夠從一系列圖像中得以構造。另外，通過使用名叫焦點堆積(focusstacking)的處理技術,帶有延伸的景深的圖像(參見圖9b)能夠得以被構造。焦點堆積是一種圖像處理技術，其使用不同的焦點水平合并一連串圖像，以提供具有景深比各個單獨源圖像或局部聚焦的圖像更大的完整的聚焦圖像％。所以，這種沿著X方向移動成像系統的三維測量配置的優(yōu)點就是垂直移動是沒有必要的，在具有更高圖像分辨率的情形下更大的視場(FOV :field-of_view)和景深(DOV :depth_of-field)能夠以更快的速度獲得。圖10所示闡明了復雜的電動聚焦系統如何可被使用本發(fā)明較佳實施例的原理的成像系統所取代。這個配置類似于圖8中的配置，適用于快速的電動聚焦。成像系統相對于待檢查的物體36在掃描方向上沿著X方向上的移動軸線38移動。物體36被放置在參考平面上，成像系統的焦平面71相對于掃描方向或X方向斜置，在X方向上成像系統相對于物體36移動以便于掃描物體36。

成像系統的處理器自動地識別和存儲由圖像傳感器所觀察到的物體36上狹窄精確聚焦區(qū)域的圖像，該狹窄精確聚焦區(qū)域位于成像系統的焦平面71上或者與其相交。如果物體的高度通過上述的共焦方法或聚焦方法或一些其他方法被確定，那么根據圖像區(qū)域位于精確聚焦，包含有狹窄精確聚焦區(qū)域的這種興趣區(qū)域40 (R0I:Region of interest)被與成像系統相連的處理器所識別。當成像系統相對于物體36移動，藉此移動其焦平面71時，假定物體36位于不同點處的高度能夠被有效而又迅速地測量，興趣區(qū)域ROI 40可以被處理器42切換至其他位于精確聚焦的區(qū)域。所以，這個系統配置可以作為電動聚焦系統，其可通過處理器切換到各個檢查圖像的興趣區(qū)域ROI的精確聚焦。其后，在成像系統的各個位置處，包含有另外在成像系統的光學景深之外的高度變化的精確聚焦圖像能夠通過合并一系列圖像的精細ROI而得以獲得，以實現延伸后的景深。值得欣賞的是，使用本發(fā)明較佳實施例所述的裝置和方法，高度測量的速度比傳統的電動方法更快。如果平整表面的高度將被要測量，那么如上所述，高度測量實際上能夠在單一圖像中完成。測量的精確度同樣也對被測量材料表面的對比度、紋理和顏色變化不敏感，這點在一些前述現有方法中是要面臨的難題。而且，根據本發(fā)明較佳實施例所述的原理可以作為快速而又高度精確的視覺平臺，以取代電動聚焦，在該視覺平臺上，在具有高成像分辨率的情形下，更大的視場FOV和景深DOV被獲得。此處描述的本發(fā)明在所具體描述的內容基礎上很容易產生變化、修正和/或補充，可以理解的是所有這些變化、修正和/或補充都包括在本發(fā)明的上述描述的精神和范圍內。
權利要求
1.一種用于測量物體平面的高度的裝置，該裝置包含有 成像系統，其具有經過成像系統的焦點的焦平面，其中該成像系統的焦平面相對于物體平面以成斜角的方式被斜置，以致于僅僅該物體平面的細小局部處于對焦中。
2.如權利要求I所述的裝置，其中，該成像系統還包含有 光柵和光源，該光源可有效投射光線通過光柵，以將條紋圖像投射在物體平面上，以便于只有該條紋圖像的狹窄區(qū)域對焦在物體平面上。
3.如權利要求2所述的裝置，其中，該條紋圖像被聚焦在傾斜于物體平面的投射焦平面上，該投射焦平面在對焦于物體平面上的該條紋圖像的狹窄區(qū)域與物體平面相交。
4.如權利要求2所述的裝置，其中，該光柵具有相對于投射透鏡的光軸以斜角偏置的法向矢量，該投射透鏡相鄰于光柵，投射透鏡被操作來從光柵朝向物體平面投射該條紋圖像。
5.如權利要求4所述的裝置，其中，用于在物體平面上聚焦該條紋圖像的物鏡的中心和用于將條紋圖像的反射光線聚焦在成像系統的圖像平面上的成像透鏡的中心沿著軸線對齊定位，該軸線垂直于物體平面。
6.如權利要求2所述的裝置，其中，該成像系統和物體平面被配置以致于物體平面上的處于對焦中的條紋圖像上點的像素位置的移動程度和物體平面的高度具有線性關系。
7.一種用于測量物體上的多個點的各個高度的裝置，該裝置包含有 成像系統，其具有經過成像系統的焦點的焦平面；以及 驅動機構，其有效地驅動成像系統在投射條紋圖像在物體上的同時相對于物體在掃描方向上移動，以便于掃描該物體的表面； 其中該焦平面以相對于掃描方向成斜角的方式被斜置。
8.一種用于測量物體平面的高度的方法，該方法包含有以下步驟 提供成像系統，該成像系統具有經過成像系統的焦點的焦平面； 設置焦平面，以便于該焦平面以相對于物體平面成斜角的方式被斜置； 使用該成像系統確定物體平面的高度。
9.如權利要求8所述的方法，其中，該確定物體平面的高度的步驟還進ー步包含有以下步驟 從包含于該成像系統中的光源處通過光柵投射光線，以將條紋圖像投射在物體平面上，以致于僅僅該條紋圖像的狹窄區(qū)域對焦在物體平面上。
10.如權利要求9所述的方法，其中，該條紋圖像被聚焦在傾斜于物體平面的投射焦平面上，該投射焦平面在對焦于物體平面上的該條紋圖像的狹窄區(qū)域與物體平面相交。
11.如權利要求9所述的方法，其中，該光柵具有相對于投射透鏡的光軸以斜角偏置的法向矢量，該投射透鏡相鄰于光柵，投射透鏡被操作來朝向物體平面投射該條紋圖像。
12.如權利要求9所述的方法，其中，該確定物體平面的高度的步驟還包含有以下步驟 相對于條紋圖像上的點的調節(jié)校準后的像素位置，確定該處于對焦中的條紋圖像上的點的像素位置的移動，其中，該像素位置的移動的程度和物體平面的高度具有線性關系。
13.—種測量物體上的多個點的各個高度的方法，該方法包含有以下步驟提供成像系統，該成像系統具有經過成像系統的焦點的焦平面； 設置焦平面，以便于該焦平面以相對于掃描方向成斜角的方式被斜置； 相對于物體在掃描方向上移動該成像系統，以投射移動的條紋圖像在物體上和掃描該物體的表面； 使用該成像系統確定物體上多個點的高度。
14.ー種用于獲得物體的聚焦圖像的裝置，該裝置包含有 成像系統，其具有經過成像系統的焦點的焦平面；以及 定位設備，其相對于該物體在掃描方向上有效地移動該成像系統，以便于掃描該物體的表面； 驅動機構，其有效地驅動成像系統在投射條紋圖像在物體上的同時相對于物體在掃描方向上移動，以便于掃描該物體的表面； 其中該焦平面被設置以致于該焦平面以相對于掃描方向成斜角的方式被斜置。
15.如權利要求14所述的裝置，該裝置還包含有 處理器，其有效地識別和存儲在成像系統相對于物體的各個位置時該物體的、處于精確聚焦的興趣區(qū)域的圖像。
16.如權利要求15所述的裝置，其中，該處理器被配置和有效地合并成像系統相對于物體的各個位置時各個興趣區(qū)域的圖像，并構造在成像系統的各個位置處的、包含有在成像系統的光學景深之外的高度變化的物體的聚焦圖像，該聚焦圖像通過合并興趣區(qū)域的各個圖像而得以構成。
17.ー種獲得物體的聚焦圖像的方法，該方法包含有以下步驟 提供成像系統，該成像系統具有經過成像系統的焦點的焦平面； 相對于物體在掃描方向上移動該成像系統，以掃描該物體的表面；以及 確定在成像系統相對于物體的各個位置時該物體的、處于對焦的興趣區(qū)域； 其中該焦平面被設置，以便于該焦平面以相對于掃描方向成斜角的方式被斜置。
18.如權利要求17所述的方法，該方法還包含有以下步驟 識別和存儲在成像系統相對于物體的各個位置時該物體的、處于對焦的興趣區(qū)域的圖像。
19.如權利要求18所述的方法，該方法還包含有以下步驟 合并在成像系統相對于物體的各個位置時各個興趣區(qū)域的圖像，并構造在成像系統的各個位置處的、包含有在成像系統的光學景深之外的高度變化的物體的聚焦圖像，該聚焦圖像通過合并興趣區(qū)域的各個圖像而得以構成。
20.如權利要求17所述的方法，該方法還包含有以下步驟 根據該物體處于對焦的興趣區(qū)域，測量該物體上的一個或多個點的高度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于測量物體平面的高度或物體上多個點的高度的裝置，該裝置包含有成像系統，其具有經過成像系統的焦點的焦平面，其中該成像系統的焦平面相對于物體平面以成斜角的方式被斜置，以致于僅僅該物體平面的細小局部處于對焦中?？晒┻x擇的是，在成像系統和物體相對移動過程中，該焦平面以相對于成像系統的掃描方向成斜角的方式被斜置。
文檔編號G01B11/02GK102818528SQ20121018090
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月4日 優(yōu)先權日2011年6月2日
發(fā)明者梁永康, 鄧江汶, 張轉運 申請人:先進科技新加坡有限公司