TDI相机、超分辨率图像的获取方法技术

本发明专利技术提供了一种TDI相机、超分辨率图像的获取方法，所述TDI相机，包括：若干长方形像素单元，所述长方形像素单元包括感光区域和电路区域，所述长方形像素单元的长度为宽度的两倍；所述若干长方形像素单元呈阵列排布，奇数列的所述长方形像素单元构成第一像素阵列，偶数列的所述长方形像素单元构成第二像素阵列，且相邻两列的像素阵列中，所述第一像素阵列中的感光区域与所述第二像素阵列中的电路区域沿着所述像素单元的宽边方向对齐紧贴排布；若干沿45

【技术实现步骤摘要】
TDI相机、超分辨率图像的获取方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种TDI相机、超分辨率图像的获取方法。

技术介绍

[0002]有图案晶圆缺陷检测设备的结构如图1所示，用于IC芯片的制造过程中各类缺陷的检测。芯片制程涉及成百上千道诸如氧化、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积和抛光等工艺环节，每一道工艺环节都可能引入相对于芯片设计版图的偏差，这些偏差在芯片制造过程中通过传递与累积将造成IC芯片的缺陷，包括：突出缺陷、凹陷缺陷以及孤立颗粒缺陷，其中，所述突出缺陷的极限状况是桥接缺陷，所述凹陷缺陷的极限状况是断线缺陷。
[0003]时间延迟积分(Time Delay Integration，TDI)传感器是一种新颖的光电传感器，能够实现对高速移动的有图案晶圆的快速成像，是有图案晶圆缺陷检测设备获取图像的关键器件。TDI相机对同一目标多次曝光，采用延迟积分技术，极大增强对反射光的收集，从而具有具有响应度高、动态范围宽等优点。由于TDI清晰成像的要求，设备扫描速度必须满足：设备扫描速度等于物方像素尺寸与TDI相机的行频的乘积，图像宽度等于物方像素尺寸与非扫描方向像素数量的乘积，单位时间扫描的面积等于图像宽度与设备扫描速度的乘积。实际上，物方像素尺寸与TDI相机的检测灵敏度强相关，所说需要保持检测灵敏度不变，又因为实际有效图像宽度不大于视场宽度，因此，传统方案的设备产率的提升只能通过扩大视场宽度或者增大TDI相机的行频来实现，然而两者难度都很大。
[0004]因此，本专利技术提出了一种TDI相机、超分辨率图像的获取方法，能够在达到传统方案的设备的相同分辨率的前提下，提升超分辨率图像的产率。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种TDI相机、超分辨率图像的获取方法，以解决现有技术中提升超分辨率图像的产率难度较大的技术问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种TDI相机，包括：若干长方形像素单元，所述长方形像素单元包括感光区域和电路区域，所述感光区域和所述电路区域等面积沿所述像素单元的长边排布，所述长方形像素单元的长度为宽度的两倍；所述若干长方形像素单元呈阵列排布，奇数列的所述长方形像素单元构成第一像素阵列，偶数列的所述长方形像素单元构成第二像素阵列，且相邻两列的像素阵列中，所述第一像素阵列中的感光区域与所述第二像素阵列中的电路区域沿着所述像素单元的宽边方向对齐紧贴排布；若干沿45
°
倾斜的正方形微透镜单元，所述微透镜单元覆盖于所述第一像素阵列和所述第二像素阵列之上，且每个所述微透镜单元与每个所述像素单元的感光区域对应设置，以使每个所述微透镜单元全覆盖相应的所述像素单元的感光区域；所述微透镜单元呈阵列排布，与所述第一像素阵列对应的所述微透镜单元构成第一微透镜阵列，与所述第二像素阵列对应的所述微透镜单元构成第二微透镜阵列；所述第一微透镜阵列用于收集来自于目标对象的信号光并将所述信号光
汇聚到所述第一像素阵列的感光区域上形成所述目标对象的第一图像，所述第二微透镜阵列用于收集并汇聚所述信号光到所述第二像素阵列的感光区域上，形成所述目标对象的第二图像。
[0007]其有益效果在于：通过所述第一微透镜阵列和所述第二微透镜阵列分别将入射光聚焦到下方所对应的像素阵列的感光区域上，根据TDI相机成像原理，会获得两幅独立的图像，然后通过超分辨重建算法，将两幅图像合成，能够在达到传统方案的设备的相同分辨率的前提下，提升超分辨率图像的产率。
[0008]可选地，所述第一图像和所述第二图像在所述长方形像素单元的长边方向和短边方向均有所述长方形像素单元宽度的位置偏差。其有益效果在于：通过所述第一图像和所述第二图像在所述长方形像素单元的长边方向和短边方向均有所述长方形像素单元宽度的位置偏差，以获得两幅在水平方向和竖直方向上的对应位置处均间隔一定尺寸的图像。
[0009]可选地，所述TDI相机沿着所述长方形像素单元的长边方向进行扫描积分，以获取所述目标对象的图像。
[0010]可选地，通过预设移动速度匀速移动所述目标对象实现所述TDI相机的扫描以获取所述第一图像和所述第二图像。
[0011]可选地，根据第一乘积与所述TDI相机的光学放大倍率的商设置所述预设移动速度，所述第一乘积为所述长方形像素单元在沿所述TDI相机进行扫描积分的方向上所构成的长度与所述TDI相机的行频的乘积。其有益效果在于：通过所述预设移动速度进行移动的目标对象能够保证TDI相机在单位时间内所扫描的面积时现有技术的两倍。
[0012]第二方面，本专利技术提供一种超分辨率图像的获取方法，包括：获S1、获取通过如第一方面中任一项所述的TDI相机所得到的第一图像和第二图像；S2、将所述第一图像和第二图像中的像素，按照与所述第一图像和第二图像中的像素相对应的传感器的排列方式进行组合排列，以获取第三图像；S3、将所述第三图像旋转45度，并对旋转后的第三图像的附近区域填充像素值为0的像素，以得到第四图像，所述第四图像为包容所述旋转后的第三图像的最小矩形图像；S4、在行方向和列方向上均每隔两个像素对所述第四图像进行划分，以获取第五图像、第六图像、第七图像和第八图像；所述第五图像、所述第六图像、所述第七图像和所述第八图像的分辨率均小于所述第四图像；S5、根据所述第五图像、所述第六图像、所述第七图像和所述第八图像，获取第四图像内的各像素交界处的中心位置的像素值，以得到第九图像；S6、将所述第九图像旋转45度，得到第十图像，且所述第九图像进行旋转的方向与所述所述第三图像进行旋转的方向相反；S7、将所述第十图像中的虚拟像素进行删除，以得到超分辨率图像，所述虚拟像素为所述对旋转后的第三图像的附近区域填充像素值为0的像素。
[0013]其有益效果在于：现有技术由于技术的限制，需要启动四个TDI相机、获取四张低分辨率图像才可以合成一张超分辨率图像，而本专利技术所提供的超分辨率图像的获取方法仅需要两张低分辨率图像就可以合成与现有技术的分辨率一样的超分辨率图像，节省了资源、提高了效率。
[0014]可选地，在S4中，包括：在行方向和列方向上均每隔两个像素对所述第四图像进行划分，得到若干包含四个像素的子图部分；将若干所述子图部分中的四个像素按照在所述子图部分中占据同一相对位置的像素依次进行提取，并将占据在若干所述子图部分同一相
对位置的像素按照对应在所述第四图像中的位置，依次合成为第五图像、第六图像、第七图像和第八图像。
[0015]可选地，在S5中，包括：S51、对所述第五图像进行离散傅里叶变换，以获取第一频域图像；对所述第六图像进行离散傅里叶变换，以获取第二频域图像；对所述第七图像进行离散傅里叶变换，以获取第三频域图像；对所述第八图像进行离散傅里叶变换，以获取第四频域图像；S52、获取与所述第一频域图像、所述第二频域图像、所述第三频域图像、所述第四频域图像相对应的连续傅里叶变换的采样结果，所述连续傅里叶变换的采样结果的截断参数设置为1；
[0016]S53、根据所述连续傅里叶变换的采样结果，获取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TDI相机，其特征在于，包括：若干长方形像素单元，所述长方形像素单元包括感光区域和电路区域，所述感光区域和所述电路区域等面积沿所述像素单元的长边排布，所述长方形像素单元的长度为宽度的两倍；所述若干长方形像素单元呈阵列排布，奇数列的所述长方形像素单元构成第一像素阵列，偶数列的所述长方形像素单元构成第二像素阵列，且相邻两列的像素阵列中，所述第一像素阵列中的感光区域与所述第二像素阵列中的电路区域沿着所述像素单元的宽边方向对齐紧贴排布；若干沿45
°
倾斜的正方形微透镜单元，所述微透镜单元覆盖于所述第一像素阵列和所述第二像素阵列之上，且每个所述微透镜单元与每个所述像素单元的感光区域对应设置，以使每个所述微透镜单元全覆盖相应的所述像素单元的感光区域；所述微透镜单元呈阵列排布，与所述第一像素阵列对应的所述微透镜单元构成第一微透镜阵列，与所述第二像素阵列对应的所述微透镜单元构成第二微透镜阵列；所述第一微透镜阵列用于收集来自于目标对象的信号光并将所述信号光汇聚到所述第一像素阵列的感光区域上形成所述目标对象的第一图像，所述第二微透镜阵列用于收集并汇聚所述信号光到所述第二像素阵列的感光区域上，形成所述目标对象的第二图像。2.根据权利要求1所述的TDI相机，其特征在于，所述第一图像和所述第二图像在所述长方形像素单元的长边方向和短边方向均有所述长方形像素单元宽度的位置偏差。3.根据权利要求1所述的TDI相机，其特征在于，所述TDI相机沿着所述长方形像素单元的长边方向进行扫描积分，以获取所述目标对象的图像。4.根据权利要求3所述的TDI相机，其特征在于，通过预设移动速度匀速移动所述目标对象实现所述TDI相机的扫描以获取所述第一图像和所述第二图像。5.根据权利要求4所述的TDI相机，其特征在于，还包括：根据第一乘积与所述TDI相机的光学放大倍率的商设置所述预设移动速度，所述第一乘积为所述长方形像素单元在沿所述TDI相机进行扫描积分的方向上所构成的长度与所述TDI相机的行频的乘积。6.一种超分辨率图像的获取方法，其特征在于，包括：S1、获取通过如权利要求1～5中任一项所述的TDI相机所得到的第一图像和第二图像；S2、将所述第一图像和第二图像中的像素，按照与所述第一图像和第二图像中的像素相对应的传感器的排列方式进行组合排列，以获取第三图像；S3、将所述第三图像旋转45度，并对旋转后的第三图像的附近区域填充像素值为0的像素，以得到第四图像，所述第四图像为包容所述旋转后的第三图像的最小矩形图像；S4、在行方向和列方向上均每隔两个像素对所述第四图像进行划分，以获取第五图像、第六图像、第七图像和第八图像；所述第五图像、所述第六图像、所述第七图像和所述第八图像的分辨率均小于所述第四图像；S5、根据所述第五图像、所述第六图像、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾骏，徐健，刘耀阳，
申请(专利权)人：上海精积微半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：