发明名称 物体尺寸量测系统及方法
摘要 本发明提供一种物体尺寸量测系统,包含:第一共焦显微量测装置、第二共焦显微量测装置及位移装置,该第一及第二共焦显微量测装置分别配置于待测物之待测尺寸方向之第一及第二两侧端面且其两共焦显微量测装置的第一物镜分别面向该待测物之两端面,其中该第二共焦显微量测装置之第一物镜系载置于该位移装置上并随该位移装置之轴向移动而接近或远离该物镜所面向之待测物之端面。本发明并进一步提供一种应用于前述量测系统之方法。
申请公布号 TWI273215 申请公布日期 2007.02.11
申请号 TW094132986 申请日期 2005.09.23
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 郑凯宇;陈彦良;徐祥瀚;陈怡菁;蓝玉屏
分类号 G01B11/00(2006.01) 主分类号 G01B11/00(2006.01)
代理机构 代理人 郭雨岚 台北市大安区仁爱路3段136号15楼;林发立 台北市大安区仁爱路3段136号15楼
主权项 1.一种物体尺寸量测系统,包含:第一共焦显微量测 装置、第二共焦显微量测装置及位移装置,该第一 及第二共焦显微量测装置对称于待测物厚度方向 分别配置,其中该第一及第二共焦显微量测装置均 包含光源、分光镜、第一物镜、第二物镜、针孔 、光侦测器、第一透镜及第二透镜,且该第二共焦 显微量测装置之该第一物镜系载置于该位移装置 上并随该位移装置之轴向移动而接近或远离该物 镜所面向之待测物之端面。 2.如申请专利范围第1项所述之物体尺寸量测系统, 其中前述第一共焦显微量测装置之光源输出之光 束经该第一共焦显微量测装置之第一透镜及第二 透镜形成准直光束入射于该第一共焦显微量测装 置之分光镜,前述光束穿过该分光镜经第一物镜聚 焦于待测物第一端面上,再由前述待测物的第一端 面反射光束沿原路径经该分光镜来到该第一共焦 显微量测装置之第二物镜,聚焦并穿过该第一共焦 显微量测装置之针孔而为该第一共焦显微量测装 置之光侦测器所接收;前述第二共焦显微量测装置 依前述光路镜射于前述第一共焦显微量测装置,该 第二共焦显微量测装置之第一物镜负载于位移装 置上使该物镜的聚焦光束聚焦于待测物的第二端 面上。 3.如申请专利范围第2项所述之物体尺寸量测系统, 其中前述位移装置轴向移动使其负载的第二共焦 显微量测装置之第一物镜的焦点与第一共焦显微 量测装置之第一物镜的焦点重合,其穿透光束沿第 二共焦显微量测装置之第一物镜、分光镜、第二 物镜、针孔至光侦测器,此时前述之位移装置位移 値设为第一位置点。 4.如申请专利范围第2项所述之物体尺寸量测系统, 其中前述由待测物第一端面的反射光束经第一共 焦显微量测装置之第二物镜聚焦并穿过针孔而为 光侦测器所接收,当该光侦测器输出最大光强度値 ,系为该物镜的焦平面与待测物第一端面重合。 5.如申请专利范围第2项所述之物体尺寸量测系统, 其中前述由待测物第二端面的反射光束经第二共 焦显微量测装置之第二物镜聚焦并穿过针孔而为 光侦测器所接收,当该光侦测器输出最大光强度値 ,系为该物镜的焦平面与待测物第二端面重合。 6.如申请专利范围第2项所述之物体尺寸量测系统, 其中前述第一及第二共焦显微装置的两第一物镜 焦点重合时,第二共焦显微量测装置之光侦测器输 出最大光强度値设为前述位移装置的第一位置点, 于第一及第二共焦显微装置之间置入一待测物,前 述位移装置轴向移动至该光侦测器第二次侦测最 大光强度値,设为第二位置点,前述两位置点之差 値即为该待测物的尺寸値。 7.如申请专利范围第1项所述之物体尺寸量测系统, 其中前述待测物的尺寸値系为液晶之厚度値。 8.一种物体尺寸量测系统,包含:第一共焦显微量测 装置、第二共焦显微量测装置、位移装置及两双 光束干涉仪,该第一及第二共焦显微量测装置对称 于待测物厚度方向分别配置,其中该第一及第二共 焦显微量测装置均包含光源、分光镜、第一物镜 、第二物镜、针孔、光侦测器、第一透镜及第二 透镜,且该第二共焦显微量测装置之该第一物镜系 载置于该位移装置上并随该位移装置之轴向移动 而接近或远离该物镜所面向之待测物之端面,前述 两双光束干涉仪系分别设置于每一共焦显微量测 装置之第一物镜与其面向之待测物端面之间。 9.如申请专利范围第8项所述之物体尺寸量测系统, 其中前述每一双光束干涉仪均包含参考面镜及分 光镜。 10.如申请专利范围第8项所述之物体尺寸量测系统 ,其中前述第一共焦显微量测装置之光源输出之光 束经该第一共焦显微量测装置之第一透镜及第二 透镜形成准直光束入射于该第一共焦显微量测装 置之分光镜,前述光束穿过该分光镜入射该第一物 镜,当光束经该第一物镜聚焦时,系由前述干涉仪 分成两道光,此两道光分别入射于前述待测物表面 及该干涉仪,且此两道光沿着原路径经前述分光镜 来到该第一共焦显微量测装置之第二物镜,聚焦并 同时发生干涉作用而穿过该第一共焦显微量测装 置之针孔被该第一共焦显微量测装置之光侦测器 所接收;前述第二共焦显微量测装置依前述光路镜 射于前述第一共焦显微量测装置,该第二共焦显微 量测装置之第一物镜负载于位移装置上使该物镜 的聚焦光束聚焦于待测物的第二端面上。 11.如申请专利范围第8项所述之物体尺寸量测系统 ,其中前述位移装置轴向移动使其负载的第二共焦 显微量测装置之第一物镜的焦点与第一共焦显微 量测装置之第一物镜的焦点重合,其穿透光束沿第 二共焦显微量测装置之第一物镜、分光镜、第二 物镜、针孔至光侦测器,此时前述之位移装置位移 値设为第一位置点。 12.如申请专利范围第8项所述之物体尺寸量测系统 ,其中前述由待测物第一端面的反射光束经第一共 焦显微量测装置之第二物镜聚焦并穿过针孔而为 光侦测器所接收,当该光侦测器输出最大光强度値 ,系为该物镜的焦平面与待测物第一端面重合。 13.如申请专利范围第8项所述之物体尺寸量测系统 ,其中前述由待测物第二端面的反射光束经第二共 焦显微量测装置之第二物镜聚焦并穿过针孔而为 光侦测器所接收,当该光侦测器输出最大光强度値 ,系为该物镜的焦平面与待测物第二端面重合。 14.如申请专利范围第8项所述之物体尺寸量测系统 ,其中前述第一及第二共焦显微装置的两第一物镜 焦点重合时,第二共焦显微量测装置之光侦测器输 出最大光强度値设为前述位移装置的第一位置点, 于第一及第二共焦显微装置之间置入一待测物,前 述位移装置轴向移动至该光侦测器第二次侦测最 大光强度値,设为第二位置点,前述两位置点之差 値即为该待测物的尺寸値。 15.如申请专利范围第8项所述之物体尺寸量测系统 ,其中前述待测物的尺寸値系为液晶的厚度値。 16.一种物体尺寸量测方法,包含: 提供具有第一共焦显微量测装置、第二共焦显微 量测装置及位移装置之物体尺寸量测系统; 使第一共焦显微量测装置之第一物镜及第二共焦 显微量测装置之第一物镜的焦平面重合; 将前述位移装置的位置点设为第一位置点; 将待测物置于前述两第一物镜间; 使第一共焦显微量测装置之第一物镜的焦平面与 待测物第一端面重合; 移动位移装置,使第二共焦显微量测装置之第一物 镜的焦平面与待测物第二端面重合; 将前一步骤之位移装置的位置点设为第二位置点; 计算前述第一位置点及第二位置点之差値,该差値 即为待测物之尺寸値。 17.如申请专利范围第16项所述之物体尺寸量测系 统,其中前述物体尺寸量测系统具有如申请专利范 围第1项或第8项所述之构成。 18.如申请专利范围第17项所述之物体尺寸量测方 法,其中前述第二共焦显微量测装置之光侦测器得 最大光强度値时,为前述第一共焦显微量测装置之 第一物镜的焦平面与前述第二共焦显微量测装置 之第一物镜的焦平面重合或前述第二共焦显微量 测装置之第一物镜的焦平面与前述待测物的第二 端面重合。 19.如申请专利范围第17项所述之物体尺寸量测方 法,其中前述第一共焦显微量测装置之光侦测器得 最大光强度値时,为前述第一共焦显微量测装置之 第一物镜的焦平面与前述待测物的第一端面重合 。 图式简单说明: 第一图系显示本发明之物体尺寸量测系统之第一 具体实施例。 第二图系显示第一图之系统归零光路图。 第三图系显示本发明之物体尺寸量测系统之第二 具体实施例。 第四图系显示第三图所示之第二具体实施例之量 测基准示意。 第五图系应用于本发明之待测物之剖面图,显示该 待测物呈多层层状配置。 第六图系显示本发明之物体尺寸量测方法之流程 图。 第七图系显示传统共焦显微装置之架构图,并显示 其光路。 第八图系显示第七图中之待测物于水平(轴向)方 向移动时之光路变化图。 第九图系显示第八图之焦平面与离焦平面之光强 度变化图。
地址 新竹县竹东镇中兴路4段195号
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