TW201326788A - 光學視野調整方法 - Google Patents

Abstract

一種光學視野調整方法，包括：一光電耦合器、一透鏡及一發射光源；本發明係應用於光學檢測設備中，透鏡位於光電耦合器之前方，發射光源投射於一反射元件後反射至待測物上，而後入射至透鏡及光電耦合器，該透鏡及光電耦合器與法線形成一第一夾角，反射元件反射至待測物之反射線與法線形成一第三夾角，反射元件與法線平行延伸線形成一第二夾角。本發明利用反射元件所夾之第三夾角進行水平與垂直方向之位置與角度移動調整，改善傳統技術中直接針對體積龐大且移動不易之發射光源機台位置調整之缺失，僅透過微調輕薄微型之反射元件即可對發射光源完成視野明暗度調整。

Description

光學視野調整方法

本發明為一種光學視野調整方法，特別係指利用反射鏡片元件所夾之第三夾角進行水平方向橫移達成調整發射光源明暗視野亮度之目的。

明視野觀察原理係將光線均勻照射在待測物上，捕捉透射物品或反射回來的光線之觀測方式，然後從物品的光線透射率或反射率的對應數值計算出所觀測圖像之對比值，屬於最基本的觀測方法。

暗視野觀察原理係光線經由暗視野聚光鏡不直接照射在待測物上，而是僅將光線斜射於待測物上，利用聚光鏡內部反射所產生的繞射光照射在待測物表面，因此只捕捉物品表面之散射光線，經此產生背景暗、主體發光之效果。

實際應用時，通常檢測設備針對印刷電路板、各種尺寸液晶面板、半導體晶圓、晶粒或晶片、照射鏡片或透明玻璃等相關具鏡面材質之樣品當觀測物顯示圖像背景變暗，則其細微的傷痕或凹凸缺陷處所反射出來的散射光線就能被檢測儀器清楚看見，此時即稱為暗視野觀測，由於某些特定情況下，電路板、液晶面板、晶圓、鏡片或玻璃等相關具鏡面材質之樣品皆存在非常微細且肉眼無法察覺之缺陷及凹凸不平整，利用普通明視野觀測並無法及時察覺，此時必須透過高靈敏度精密檢測裝置應用暗視野觀測方式將待測物微細缺陷指出。

傳統發射光源調整方式請參閱第1圖，係習知技術之光學狀態模擬示意圖。首先固定發射光源1與線性掃描取像系統之工作距離，然後將取像系統角度調整固定，即攝影機2與鏡頭3以及待測物4入射光線路徑與第一法線5所夾之左側夾角θ11，然後透過搬移發射光源1構件位置移動程序，完成光源系統對準固定至右側夾角θ12，透過操作人員實際需求，調整至明視野(光線反射)或暗視野(光線漫射)狀態，也可以是明暗視野狀態，就是介於明暗視野交界之中間區域。

經由上述說明得知傳統光源系統明暗視野狀態調整必須直接利用搬移發射光源1構件位置完成校準程序，當待測物體積及重量愈龐大時，則發射光源1構件體積及重量也會相對更加龐大，如此將造成操作更加不方便且校準精度也會受影響。

本發明之目的係透過反射鏡片之設計，將反射元件與法線延伸線所夾之第三夾角進行水平與垂直方向之位置與角度移動調整，改善傳統技術中直接針對體積龐大且移動不易之發射光源機台位置調整之缺失，僅透過微調輕薄微型之反射元件即可對發射光源完成視野明暗度調整。

為連上述目的，本發明係為一種光學視野調整方法，包括：一光電耦合器、一透鏡及一發射光源；本發明係應用於光學檢測設備中，透鏡位於光電耦合器之前方，發射光源投射於一反射元件後反射至待測物上，而後入射至透鏡及光電耦合器，該透鏡及光電耦合器與法線形成一第一夾角，反射元件反射至待測物之反射線與法線形成一第三夾角，反射元件與法線平行延伸線形成一第二夾角。

本發明主要透過反射鏡片之設計，將反射元件設置於發射光源投射路徑上，由於反射元件反射至待測物之反射路徑與法線會形成一第三夾角，而反射元件與法線平行延伸線也會形成一第二夾角，當待測物需要進行明暗視野調整時，先以下列數學方程式計算出第三夾角需位移之角度，然後直接透過反射元件水平與垂直方向之位置與角度移動調整，將反射元件微調至數學方程式計算出之第三夾角移動數值與調整角度，經此完成發射光源視野明暗度調整。

(90度-2*θ2)=θ3

另外，由於反射元件選用反射鏡片材質組成，其反射效率較佳且光源能量損耗低，即使計算出之調整角度數值極為渺小，同樣能藉由輕薄微型之反射元件輕易達成水平與垂直方向之位置與角度調整目的。

為了使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點，因此將在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點。

請參閱第2圖，係本發明第一實施例之光學狀態模擬示意圖。本發明主要應用於光學檢測設備中，包括：一光電耦合器21、一透鏡22及一發射光源23；透鏡22位於光電耦合器21之前方，發射光源23投射於一反射元件24後反射至待測物25上，而後入射至透鏡22及光電耦合器21，該待測物25至透鏡22及光電耦合器21之光束路徑與第二法線26形成一第一夾角θ1，反射元件24反射至待測物25之反射線與第二法線26會形成一第三夾角θ3，其中待測物25水平表面皆與第二法線26互相垂直，反射元件24與第二法線26平行延伸線則形成一第二夾角θ2。

本實施例透過反射元件24之鏡片設計，當發射光源23欲進行明視野或暗視野之投射狀態調整時，經由(90度-兩倍第二夾角)=第三夾角之數學方程式，得到反射元件24與第二法線26所夾之第三夾角θ3水平或垂直方向需移動位置距離數值與調整角度，計算完成只需針對反射元件24微調即可將發射光源23視野明暗度加以調整，該第三夾角θ3位移距離及調整角度數學計算方程式如下所列：

(90度-2*θ2)=θ3

由於本發明之反射元件24選用反射鏡片材質組成，其反射效率佳且光源能量損耗低，當待測物25至透鏡22及光電耦合器21之光束路徑與第二法線26形成之第一夾角θ1調整固定後，此時第一夾角θ1即為取像系統之固定值，因此即使計算出之第三夾角θ3數值極為渺小，同樣能藉由輕薄微型之反射元件24輕易達成水平與垂直方向之位置與角度校準目的，完全不需考慮如何針對發射光源構件進行微調，同時校準精度更加準確。

請參閱第3圖，係本發明第二實施例針對反射元件水平方向位置橫移之光學狀態模擬示意圖。如同前述第一實施例所述，當發射光源23欲進行明暗視野微調時，經由數學方程式求出第三夾角θ3之角度，然後將反射元件24進行前後水平方向位置距離移動，使發射光源23視野明暗度具有最佳取像系統角度。

請參閱第4圖，係本發明第三實施例針對反射元件垂直方向角度微調之光學狀態模擬示意圖。本實施例與上述第二實施例大致相同，其差異僅在於當第三夾角θ3利用數學方程式求出需微調角度數值後，將反射元件24進行垂直方向高低位置距離移動，經此獲得發射光源23最佳視野明暗度。

因此，經由上述詳細實施例說明，透過本發明之反射元件24鏡片設計，確實能有效針對發射光源23取像系統角度之視野明暗度作最佳化調整，且校準精密度更加準確，完全改善習知技術直接移動發射光源23構件方式之缺失及不便。

惟上述各實施例係用以說明本發明之特點，其目的在使熟習該技術者能瞭解本發明之內容並據以實施，而非限定本發明之專利範圍，故凡其他未脫離本發明所揭示之精神而完成之等效修飾或修改，仍應包含在以下所述之申請專利範圍中。

1．．．發射光源

2．．．攝影機

3．．．鏡頭

4．．．待測物

5．．．第一法線

θ11．．．左側夾角

θ12．．．右側夾角

21．．．光電耦合器

22．．．透鏡

23．．．發射光源

24．．．反射元件

25．．．待測物

26．．．第二法線

θ1．．．第一夾角

θ2．．．第二夾角

θ3．．．第三夾角

第1圖為習知技術之光學狀態模擬示意圖。

第2圖為本發明第一實施例之光學狀態模擬示意圖。

第3圖為本發明第二實施例針對反射元件水平方向位置橫移之光學狀態模擬示意圖。

第4圖為本發明第三實施例針對反射元件垂直方向角度微調之光學狀態模擬示意圖。

21．．．光電耦合器

22．．．透鏡

23．．．發射光源

24．．．反射元件

25．．．待測物

26．．．第二法線

θ1．．．第一夾角

θ2．．．第二夾角

θ3．．．第三夾角

Claims (6)

1. 一種光學視野調整方法，係應用於光學檢測設備中，包括：一光電耦合器；一透鏡，位於該光電耦合器之前方；以及一發射光源，該發射光源投射於一反射元件後反射至待測物上，而後入射至透鏡及光電耦合器，該透鏡及光電耦合器與法線形成一第一夾角，反射元件反射至待測物之反射線與法線形成一第三夾角，反射元件與法線平行延伸線形成一第二夾角，透過反射元件位置校準程序進行發射光源視野明暗度調整，其調整方式係將反射元件所夾之第三夾角進行水平與垂直方向之位置與角度移動調整。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學視野調整方法，其中該第三夾角位移角度計算公式為(90度-兩倍第二夾角)=第三夾角。
3. 如申請專利範圍第2項所述之光學視野調整方法，其中該第三夾角位移角度計算公式數學方程式為(90度-2＊θ2)=θ3。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光學視野調整方法，其中該反射元件係選用鏡片材質組成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光學視野調整方法，其中該第一夾角為取像系統調整完成之固定值。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光學視野調整方法，其中該待測物水平表面係與法線互相垂直。