| 主权项 |
1.一种量测工件距离的装置,包括:(a)在工作上产生亮点的机构,该亮点发出扩散反射光;(b)二维侦感器阵列;以及(c)截收至少一部分该扩散反射光,并将所截收到的所有光线聚焦于该二维侦感器阵列呈现环形影像的光学系统。2.如申请专利范围第1项的装置,其中该二维侦感器阵列是电荷耦合元件阵列。3.如申请专利范围第1项的装置,其中该光学系统包括至少一个透镜。4.如申请专利范围第3项的装置,其中该至少一个透镜的至少一个是旋影透镜。5.如申请专利范围第3项的装置,其中该扩散反射光经过光学路径从工作到该二维侦感器阵列,该光学系统另包括折叠该光学路径的机构。6.如申请专利范围第5项的装置,其中该光学系统具有一对称轴,折叠该光学路径的该至少一个透镜与该机构,与该对称轴实质上同中心。7.如申请专利范围第6项的装置,其中折叠该光学路径的该机构包括锥形镜。8.如申请专利范围第3项的装置,其中该至少一个透镜是球面的。9.一种量测到工件之距离的方法,包括:(a)提供一量测装置,包括:(i)在工件上产生亮点的机构,该亮点发出扩散反射光;(ii)二维侦感器阵列;以及(iii)截收至少一部分该扩散反射光,并将所截收到的所有光线聚焦于该二维侦感器阵列呈现环形影像的光学系统,以及(b)决定该环形影像的直径。10.一种量测工件凹室尺寸的方法,该凹室至少以一壁为界,该方法包括的步骤有:(a)在凹室内嵌入单一反射器;(b)将入射光束导引至该单一反射器,藉以将反射光束导引到内壁,该反射的光线进一步从在该壁上某一位置的点反射回该单一反射器,并从该单一反射器反射出该凹室外;(c)在凹室外部某一位置的截收点截收该反射光;以及(d)推算该点的该位置。11.如申请专利范围第10项的方法,进一步包括扫描该壁的步骤。12.如申请专利范围第11项的方法,其中该扫描是移动该反射器。13.如申请专利范围第12项的方法,其中该扫描是平行于该入射光束移动该反射器。14.如申请专利范围第12项的方法,其中该扫描是以平行于该入射光束为轴旋转该反射器。15.如申请专利范围第12项的方法,其中该扫描是以垂直于该入射光束为轴旋转该反射器。16.如申请专利范围第11项的方法,其中该扫描是移动该工件。17.如申请专利范围第16项的方法,其中该扫描是平行于该入射光束移动该工件。18.如申请专利范围第16项的方法,其中该扫描是以平行于该入射光束为轴旋转该工件。19.如申请专利范围第10项的方法,其中该点之该位置的该推算是沿一射线从该截收点至该射线与该反射光束之交点回溯。20.一种以三角测量法量测到工件之距离的改进方法,其中从工件上的亮点扩散反射的光被聚焦成一影像,在侦感器上具有一位置,改进的步骤包括:(a)提供该被照点既定结构;以及(b)从影像中解卷积该结构,藉以增进影像位置的估算。21.如申请专利范围第20项的方法,其中提供该被照点结构的步骤包括:(i)将入射光导引至光遮的孔径区域,该孔域区域具有一对应于该结构的透明图案,藉以使至少部分该入射光通过该孔径区域;(ii)通过该孔径区域的入射光聚焦于工件上。22.如申请专利范围第21项的方法,其中该入射光是非相干性。23.如申请专利范围第21项的方法,其中该入射光是多色光。24.如申请专利范围第21项的方法,其中该聚焦的机构包括至少一个透镜。25.如申请专利范围第24项的方法,其中该至少一个透镜是轴向透镜。26.一种量测工件凹室尺寸的方法,该凹室至少以一壁为界,该方法包括的步骤有:(a)在凹室内嵌入一反射器;(b)将入射光束导引至该反射器,藉以将反射光束导引到内壁,该反射的光线进一步自在该壁上某一位置的点反射回该反射器,并从该反射器反射出该凹室外;(c)该反射器绕着实际垂直于该入射光束的轴旋转以扫描该壁;(d)在位于凹室外部某一位置的截收点截收该反射光;以及(e)推算该点的该位置。27.一种量测工件凹室尺寸的方法,该凹室至少以一壁为界,该方法包括的步骤有:(a)在凹室内嵌入一反射器;(b)将入射光束导引至该反射器,藉以将反射光束导引到内壁,该反射的光线进一步自在该壁某位置的点反射回该反射器,并从该反射器反射出该凹室外;(c)移动该工件以扫描该壁;(d)在位于凹室外部某一位置的截收点截收该反射光;以及(e)推算该点的该位置。28.如申请专利范围第27项的方法,其中该扫描是使工件实际平行于该入射光束移动。29.如申请专利范围第27项的方法,其中该扫描是使工件实际绕着平行于该入射光束的轴旋转。30.一种量测工件凹室尺寸的方法,该凹室至少以一壁为界,该方法包括的步骤有:(a)在凹室内嵌入至少一反射器;(b)将入射光束导引至该至少一反射器,藉以提供一导引到内壁的反射光束,该反射的光线进一步自在该壁上某位置的点扩散反射回该至少一反射器,并进一步从该至少一反射器反射出该凹室外;(c)在位于凹室外部某一位置的截收点截收该扩散反射光;以及(d)推算该点的该位置。31.如申请专利范围第30项的方法,进一步包括扫描该壁的步骤。32.如申请专利范围第31项的方法,其中该扫描是移动该反射器。33.如申请专利范围第32项的方法,其中该扫描是使该反射器实际平行于该入射光束移动。34.如申请专利范围第32项的方法,其中该扫描是使该反射器实际绕着平行于该入射光束的轴旋转。35.如申请专利范围第30项的方法,其中该点之该位置的该推算是沿一射线从该截收点至该射线与该反射光束之交点回溯。36.一种量测工件凹室尺寸的方法,该凹室至少以一壁为界,该方法包括的步骤有:(a)在凹室内嵌入一反射器;(b)将入射光束导引至该反射器,藉以将反射光束导引到内壁,该反射的光线进一步自该壁上某位置的点反射回该反射器,并从该反射器反射出该凹室外;(c)使用完全位于凹室外部的可聚焦光学系统截收该反射光;以及(d)推算该点的该位置。37.如申请专利范围第36项的方法,进一步包括扫描该壁的步骤。38.如申请专利范围第37项的方法,其中该扫描是移动该反射器。39.如申请专利范围第38项的方法,其中该扫描是实际平行于该入射光束移动反射器。40.如申请专利范围第38项的方法,其中该扫描是以实际平行于该入射光束为轴旋转该反射器。41.如申请专利范围第36项的方法,其中该点之该位置的该推算是沿一射线从该截收点至该射线与该反射光束之交点回溯。图式简单说明:第一图(习知技术)是典型习知技术之三角测量装置的设计图;第二图A是有内凹室之工件的截面图,它的内壁与入射光平行;第二图B是内有凹室之工件的截面图,它的内壁具有凹角;第三图说明使用第一图之装置量测非Lambertian反射形状之距离所产生的系统误差;第四图是根据本发明第一方面之实施例的设计截面图;第五图是根据本发明第一方面之第二实施例的设计截面图;第六图是根据本发明第一方面修改第一图之装置的部分设计图,用以量测第二图之工件的内部尺寸;第七图A说明第六图的反射镜以垂直于入射光束的方向为轴,旋转扫描第六图之工的件内壁;第七图B说明第六图的反射镜以平行于入射光束的方向为轴,旋转扫描第六图之工的件内壁;第八图A说明下凹工件的点扩散反射光;第八图B显示第八图A之入射光束的圆形截面;第八图C显示第八图A之入射光束的结构化截面;第八图D显示当入射光束具有第八图B之圆形截面时,第八图A之亮点聚焦影像的状状;第八图E显示当入射光束具有第八图C之结构截面时,第八图A之亮点聚焦影像的形状;第九图是提供结构化照明光束的装置截面图。 |
