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时间:2026-02-03
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如何更好地让半导体设备算法在宽视场下快速而精准地发现每一个微米级缺陷?两年前,我们交出了第一份答卷——宽视场镜头 + 科勒照明方案
它在更大的检测视野内,展现了更稳定的成像效果,也通过了设备端的实际应用验证。真正的“考场”从来不在实验室,而在实际检测现场。过去两年的现场试验和用户反馈,让我们不断调整、优化。如今,我们推出全新升级的宽场显微科勒2.0照明方案:光照更均匀、特征更凸出、干扰更少,帮助算法更快、更准确地锁定每一个微小缺陷。

要让显微成像真正帮助算法高效识别微米级缺陷,首先需要站在算法的视角理解“什么是好图像”。视野均匀度:背景灰度从中心到边缘差异最好 ≤10%,保证算法在全视野内稳定判断。目标对比度:检测目标与背景灰度差通常 ≥20%,让算法轻松区分特征与噪声。灰度值反映图像亮度分布,是衡量照度均匀性和检测可靠性的参考指标。具体数值会随算法、光学系统和样品不同而调整,但可作为设计和调试的基准。

这张图像灰度值,算法打几分?

测试环境说明:办公室随手拍,环境较“原生态”,灰尘较多,工程师已自觉扣鸡腿一只。
测试配置:
镜头配置:宽视场镜头 + 5× 物镜 / NA 0.14
标称分辨率:2 μm
光学分辨能力:标定板肉眼可分辨至第八组 Elemen(322.5 lp/mm,对应线宽约 1.55μm)

在检测精度与抗干扰能力上从中心到边缘,背景区域灰度值差异 < 10。算法无需针对视野边缘单独补偿亮度衰减,统一阈值即可覆盖整个视野。无论缺陷出现在中心还是边缘,其对比度表现一致,从源头上降低了边缘漏检的风险。
这种物理级别的背景一致性,为算法释放了更多算力空间,使亚微米级缺陷在全视野范围内,都能被稳定识别。
照明升级,我们如何做到?
在宽视场 + 高倍率条件下,常规同轴或临界照明往往会出现中心亮、边缘暗,高反射样品下产生眩光或局部过曝的问题:

为此,我们采用科勒照明结构,通过合理配置集光镜与光阑,使光源成像于聚光镜物方焦点,再由物镜转化为平行光束,均匀照亮检测区域。

在实际项目测试和验收过程中,面对高反射表面和更高分辨率带来的严苛亮度要求,我们发现了进一步提升均匀度的空间。
在原有精简科勒照明方案的基础上,我们引入了匀化光路。该装置通过多级聚焦模块与可调光阑协同工作,精确调控光源在物镜光阑内的入射角度和光束分布,使光线在进入物镜后形成高均匀度平行光。

该设计不仅减少了视野边缘的亮度衰减和眩光,还提升了灰度稳定性,使整个检测视野内的亮度分布更加一致。对于微米级缺陷检测而言,算法能够在全视野范围内获得稳定、可量化的图像数据,从而更可靠、更高效地识别目标特征。ImageJ 宏(Macro)脚本:采集背景区域的亮度均值,并计算出整体的照度均匀性偏差。

科勒照明2.0匀化光源规格
和此前一样,这套科勒 匀化照明方案采用模块式的集成方式,可以根据用户的检测目标、检测视场调整规格和配套的光源波段:

目前,该方案已交付用户现场测试与调试中。如您有类似的检测需求,欢迎随时留言,获得更多应用信息与测试支持。
成熟、专业的市场从不缺乏竞争。我们更希望聚焦用户的需求。通过不断收集反馈、优化技术和服务,帮助合作伙伴提升竞争力,在有限的时间里创造更多价值,让每一次方案升级都更贴近实际需求。
柔性显微·集成无界:
丰富的成像案例和应用经验告诉我们:显微镜结构没有做不到,只有想不到——每一次成像挑战,都在推动我们的创新边界。
我们非常乐意于为用户提供各个倍率的变倍/宽视场定倍显微镜头、激光自动聚焦显微成像系统、工业相机、及各类标准物镜、光源、支架样品测试:

欢迎有相关应用需求的用户与我们联系, 无需漫长定制等待,快速配置系统,助您应对光学显微成像的各种挑战。
文章转自Navitar官方微信公众号。