TWI407078B - Micro - lens array surface profile detection system and its detection method - Google Patents

Description

微透鏡陣列表面輪廓檢測系統及其檢測方法

本發明係涉及一種檢測系統及檢測方法，特別是指一種微透鏡陣列表面輪廓之檢測系統及方法之創新設計。

按，傳統利用非接觸式量測微透鏡陣列的表面輪廓檢測方式，概分為干涉與非干涉兩種。若以干涉的方式量測，可使用光學式輪廓儀法、電腦全像干涉法、剪切式干涉法等；而非干涉量測方式，則包括傳科刀口法、線量測法、及Ronchi法。

承上，與本案較為相關之習知技術，係為所述光學式輪廓儀法，該檢測方法是利用白光干涉理論為基礎，以直接干涉記錄其輪廓表面，組成機構包含顯微取像系統、相移系統、干涉儀系統所組成，而其量測原理係以干涉儀量測待測件波前與參考波前間的相位差，而待測件波前由待測表面輪廓高低起伏的反射所構成，參考波前則由參考板之參考面反射產生；因其之間的相位差會產生干涉條紋，其條紋能夠反映出表面高低的落差值，再由CCD取像後分析其表面輪廓。其輪廓儀的光路採用相移技術(phase-shifting technique)來求得相位差，並用相位重建技術，重建出三維的表面輪廓結構。此儀器多應用在MEMS結構、非球面微陣列結構、薄膜厚度量測…等。

然而，上述光學式輪廓儀法縱使能夠搜尋到全部透鏡的干涉條紋，但干涉條紋最內及最外的圓環，該習知方法仍無法判斷其相位角，蓋因，這兩部分相位角不一定是0度變化到180度的狀態，除此之外，剩下的圓環相位角都是從0度變化到180度的狀態，因此其由明到暗的變化是一個完整180度的變化，所以，導致習知微透鏡陣列表面輪廓檢測系統仍有較大判斷誤差現象存在之缺憾與不足，實有待再加以改善進化。

是以，針對上述習知微透鏡陣列表面輪廓檢測系統與方法所存在之問題點，如何研發出一種能夠更具理想實用性之創新設計，實有待相關業界及有心人士再加以思索突破之目標及方向。

有鑑於此，發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。

本發明之主要目的，係在提供一種微透鏡陣列表面輪廓檢測系統及其檢測方法，其所欲解決之問題點，係針對如何研發出一種更具理想實用性之微透鏡陣列檢測系統及其檢測方法為目標加以思索突破；本發明解決問題之技術特點，就系統面而言，係包含可微調式置放定位部、光學取像模組、光學干涉模組、中央控制部以及影像處理運算模組所構成；其中該影像處理運算模組設於中央控制部，以對影像資料進行去除雜訊雜點、尋找影像特徵點、產生具有中心圓環及複數內、外圓環之干涉條紋及輪廓分析、製表等影像處理作業；本發明之核心設計主要在於該影像處理運算模組是透過圖形分割與面積識別的方法找出每個圓環的中心位置，而微透鏡陣列影像基底之判斷是根據圖形分割與面積識別的方法而自動找出整個微透鏡陣列干涉影像的背景，復根據實際中心圓環面積與理想中心圓環面積之比例來判斷所述干涉條紋中心圓環相位角變化量，並根據實際第1區段之圓環條紋的亮度值變化量與理想第1區段之圓環條紋的亮度值變化量之比例，來判斷所述干涉條紋最外側基底處之圓環條紋相位角變化量，面積比例法及亮度比例法均可自由切換，選擇精確度較高之方法使用，接著找出每一區段亮度曲線之極大與極小值，分別對應到區段相位角從0度至180度時之亮度變化，再求出區段中點素之間所對應的微透鏡表面高度差；藉此創新獨特設計，使本發明對照先前技術而言，本發明所揭系統與方法將能夠精確搜尋到透鏡的干涉條紋，並且精準判斷干涉條紋最內及最外的圓環相位角，達到大幅提昇微透鏡陣列表面輪廓檢測精準度與品質之優點與進步性。

請參閱第1、2圖所示，係本發明之較佳實施例，惟此等實施例僅供說明之用，在專利申請上並不受此結構之限制；所述檢測系統係藉以檢測微透鏡陣列(Micro-lens Array)表面輪廓之用，該檢測系統A係包含下述構成：一可微調式置放定位部10，具一置放台面11以供微透鏡陣列05置放定位之用，且該可微調式置放定位部10能夠進行至少X、Y軸二水平軸向之微幅位移調整；該可微調式置放定位部10可為一XY軸數值控制平台(XY-Table)所構成，利用該XY軸數值控制平台以進行該微透鏡陣列05之精密位移，而能完整掃描整體微透鏡陣列05，並且能對微透鏡陣列05進行定位之動作；一光學取像模組20，設於該可微調式置放定位部10的置放台面11上方間隔處，該光學取像模組20包括一影像擷取裝置21(可採用CCD攝影機)以及一顯微鏡組22所構成，該顯微鏡組22與該影像擷取裝置21呈相對位狀態；一光學干涉模組30，係應用菲索(Fizeau)干涉儀架構，包括一雷射發射器31、一光纖32、一震動器與偏光片33、一半反射板34以及一參考板35所構成，其中，該震動器與偏光片33置於該雷射發射器31之發射端前方，該光纖32係置於震動器與偏光片33外側以將雷射光W導出，該半反射板34設於該光學取像模組20之影像擷取裝置21與顯微鏡組22之間，藉以將該光纖32所導出之雷射光W加以反射導向顯微鏡組22，該參考板35則置於顯微鏡組22與可微調式置放定位部10所設置放台面11之間，以利用雷射光W至參考板35第二面之部份反射光，作為微透鏡陣列表面輪廓檢測用之參考波面；一中央控制部40，可為一電腦，係與該可微調式置放定位部10、光學取像模組20、光學干涉模組30三者電性連結，藉以達到整合控制作動之功能；一影像處理運算模組50，設於該中央控制部40，藉以對該影像擷取裝置21所擷取之影像資料進行包括去除雜訊雜點、尋找影像特徵點、產生具有中心圓環及複數內、外圓環之干涉條紋(類似牛頓環)、以及輪廓分析、製表等影像處理與邏輯運算作業；且其中，該影像處理運算模組50，係選擇根據實際中心圓環面積與理想中心圓環面積之比例來判斷所述干涉條紋中心圓環相位角變化量，並根據實際第1區段之圓環條紋的亮度值變化量與理想第1區段之圓環條紋的亮度值變化量之比例，來判斷所述干涉條紋最外側基底處之圓環條紋相位角變化量。

承上，請配合第1、2圖所揭，所述檢測系統A之檢測方法係包含下述步驟：

(A)、開啟該可微調式置放定位部10、光學取像模組20之影像擷取裝置21以及光學干涉模組30之雷射發射器31；

(B)、透過一連線程式進行該影像擷取裝置與可微調式置放定位部之連線設定；

(C)、設定該可微調式置放定位部10之移動距離，例如待測物之微透鏡陣列大小若是86mm×86mm的陣列形式時，可設定每次平移量為0.1mm；

(D)、利用步驟(C)所設定之移動距離，進行X軸方向位移；

(E)、當步驟(D)每往X軸方向移動一設定距離，即令該影像擷取裝置執行取像動作；

(F)、藉由該影像擷取裝置20取得微透鏡陣列05之干涉條紋影像，係經由該影像處理運算模組以影像處理方式去除雜訊、雜點而獲得易分析之影像圖案；

(G)、藉由該影像處理運算模組50以影像處理方式尋找影像特徵點，再依據所找尋得出之影像特徵點，進行透鏡表面輪廓分析，並將該透鏡表面輪廓分析之結果繪製成圖表；且其中：該影像處理運算模組50係搜尋全部的干涉條紋以計算出整顆透鏡半徑與輪廓，並能判斷該干涉條紋最內及最外的圓環條紋相位角變化量，其中判斷該中心圓環之圓環條紋相位角變化量，係根據實際中心圓環面積與理想中心圓環面積之比例來判斷；而判斷最外側基底處之圓環條紋相位角變化量，係根據實際第1區段之圓環條紋的亮度值變化量與理想第1區段之圓環條紋的亮度值變化量之比例來判斷相位角變化量(此部份容於後文再詳述)；

(H)、當該可微調式置放定位部10進行X軸方向移動設定次數(如100次)後，令該可微調式置放定位部10進行Y軸方向位移一設定距離(0.1mm)，以變換成次一列之取像路徑，然後再令該可微調式置放定位部10繼續進行X軸方向之位移(如100次)；

(I)、重覆前述步驟(E)至步驟(H)，直到檢測完整體微透鏡陣列05。

其中，所述檢測方法係應用菲索干涉儀原理，利用該光學干涉模組所產生之反射光線互相干涉原理形成環狀干涉條紋(即牛頓環)，利用該環狀干涉條紋之圈數，以獲得各該透鏡彎曲輪廓之高度；並利用環狀干涉條紋各圈數亮度不同之特徵點進行運算處理，以獲得各該透鏡之表面輪廓圖；又依據該微透鏡陣列之光學影像上所產生之複數環狀干涉條紋，利用該影像處理運算模組之運算處理，能夠同時得到該等環狀干涉條紋之中心點座標位置。

以下茲再就本發明之各檢測細節進一步說明：

影像處理：(請配合參閱第2圖所揭)

從影像擷取裝置取像後的影像會有數顆微透鏡陣列(如第3圖所揭)，此影像處理是為了分割每個微透鏡陣列，以便可以針對某單顆微透鏡做個別處理。

影像之前處理：

在影像前處理，可採用低通濾波及開啟運算，通過這兩項處理來消除影像中的雜訊；接著對該影像進行二值化運算，在一閥值下把影像轉換成黑與白二色，此時就可以明顯的看出每顆微透鏡的圓環干涉條紋。

尋找影像特徵點：

1.　首先進行影像分割，將像素最多者判定為背景，影像分割處理以利後續步驟找出單顆微透鏡與其中心圓之圓心；

2.　確認分割出來的每個影像是否為圓型，由每個影像之中心位置開始，於0°、-180°、90°、-90°延伸出去，分析其四邊半徑是否相同，如相同則判定為圓型；

3.　將判定為圓型之影像，分析其面積大小，面積為最小者，判定其為中心圓；

4.　找出中心圓後，並尋找出中心圓之圓心位置。

物件分割：

係先把所有封閉的像素分割成數個物件，並於每個物件貼上標籤；加上背景也是一個物件，共可分割成n個物件。在n個物件當中，可得知每個物件的面積(pixels數)，其中，面積最大的物件將定義為背景，也就是微透鏡陣列基底的部分。

中心搜尋：

中心搜尋是為了尋找分割後物件的中心，把該物件內白色像素水平方向(x軸)與垂直方向(y軸)的座標個別相加，並計算該物件的總像素，參考公式如下：

圓形判斷：

要確認分割出來的物件是否都為圓形，若在此影像內包含不完整的微透鏡(干涉圓環呈弧形或半圓形(如第4圖所示))，則會把該物件列為非圓形。接著請參第5圖所揭，經過中心搜尋得到該物件中心(x _{c ,} y _c )後，於0°、-180°、90°、-90°延伸出去，遇到第一個黑色像素就停止，四個方向的延伸可得到右邊極限p _R 、左邊極限p _L 、上極限p _T 、下極限p _B 。再計算這四個極限點與中心的距離，可得該物件的四個半徑距離。中心與右極限點的半徑距離D _CR 、中心與左極限點的半徑距離D _CL 、中心與上極限點的半徑距離D _CT ；中心與下極限點的半徑距離D _CB ，其中：

D _CR =P _R -X _c

D _CL =X _c -P _L

D _CT =Y _c -P _T

D _CB =P _B -Y _c

正圓形的半徑相同，因此利用這四個半徑距離中的最大值與最小值相減，若相距大於某設定容忍值T(若干個像素)，則該封閉區域判斷為非正圓形，若相距小於某設定容忍值T(若干個像素)，則該封閉區域判斷為正圓形。

微透鏡中心圓搜尋：

當已經排除背景和非圓形，接著就可以搜尋微透鏡中心圓。在前述分割方法中，一顆微透鏡可分割成數個物件且每個物件均為同心圓，若找出物件的圓心再向背景延伸，便可以知道該微透鏡所對應的物件，再把所對應的物件面積相比較，面積最小且距離圓心最近的物件即為該顆微透鏡的中心圓。

微透鏡定位：

得到微透鏡的中心圓後，也就得到了微透鏡的圓心。通過圓心向外延伸至干涉影像背景，便可以得到每顆微透鏡的位置及整顆透鏡半徑與輪廓。方法為從圓心對0°、-180°、90°、-90°延伸出去，四個方向的延伸分別為右邊極限x _R 、左邊極限x _L 、上極限y _T 、下極限y _B 。通過這四個極限座標，就可以用(x _R ,y _T )、(x _R ,y _B )、(x _L ,y _B )、(x _L ,y _T )框出單顆微透鏡(如第10圖所示)，予以定位，而單一微透鏡結構示意圖係如第9圖所揭。

菲索干涉儀及透鏡陣列之分析：

菲索干涉儀原理可用光干涉來說明，菲索干涉儀的部份反射鏡與物體反射面的空氣楔距離為d，因為物體反射面所反射的光會比部份反射鏡的作用面所反射光線多跑了2d的光程差，所以形成兩道光干涉所需的相位差，而形成干涉條紋，干涉條紋可以直接由肉眼看到，亦可以CCD取得，由黑色的干涉條紋數目可以算出空氣楔間隔的距離大小，黑色干涉條紋之公式如下：2d=(n+1/2)λ

n：為條紋數

d：空氣楔間隔

λ：空氣間光波的波長

如第6圖所示，菲索干涉儀是由圓球狀的表面與平面所反射光線互相干涉形成環狀條紋，這些干涉條紋(如第7圖所示)類似牛頓環(Newton's Rings)。用(x _R ,y _T )、(x _R ,y _B )、(x _L ,y _B )、(x _L ,y _T )框出單顆微透鏡之後，還原影像的灰階值，連同在(x _R ,y _T )、(x _R ,y _B )、(x _L ,y _B )、(x _L ,y _T )框之外到另一個微透鏡方框的點素，沿著通過單顆微透鏡中心的方向，得到其灰階值變化的曲線，請參閱第8圖，將其由左而右，依序編號為第1 區段，第2 區段，...之亮度曲線。找出第i 區段亮度曲線之極大值T _i 與極小值D _i ，g(x,y) 為第i 區段亮度曲線點素(x,y) 之亮度值；第i 區段亮度曲線之極大值與第i -1區段亮度極大值為同一點T _{i -1} =T _i ；第i 區段亮度曲線之極小值與第i +1區段亮度極小值為同一點D _i =D _{i +1} ；在每一個區段裡，干涉條紋亮度值I 跟第一次反射光強度E ₁ 、第二次反射光強度E ₂ 之內積成正比： 其中，I 與E ₁ 、E ₂ 的關係式如下：

I 為第一道光與第二道光之干涉條紋亮度

E ₁ 為第一次反射光強度

E ₂ 為第二次反射光強度故知區段內干涉條紋之亮度呈現餘弦曲線之分佈情形。

干涉條紋相位角由0度變化到360度，呈現亮到暗又到亮的變化，代表微透鏡表面輪廓起伏量為λ/2，干涉條紋最內及最外的圓環，這兩部分習知的方法是沒辦法去判斷其相位角，也就是說，這兩部分相位角不一定是0度變化到180度，除此之外，無論是亮或是暗，都算是一個圓環，剩下的圓環相位角都是從0度變化到180度，明到暗的變化是一個完整180度的變化，相位角由0度變化到180度，代表微透鏡表面輪廓起伏量為λ/4，所以我們開發一個創新的方法來判斷 出內側圓環的相位角變化量，而最外側基底處之圓環條紋的相位角變化也很可能不是個完整的變化，可以利用我們所開發創新的方法來判斷其變化量。

判斷中心圓環之圓環條紋相位角變化量(α )，請配合參閱第11圖所揭：可根據實際中心圓環面積與理想中心圓環面積之比例來判斷中心圓環相位角變化量(α )。假設中心圓環為第n 區段，理想中心圓環面積可由中心外圍第二圈圓環(n-1 區段)的面積乘上係數推算而得： 其中，A 為中心圓環面積

A' 為n-1 區段之圓環的面積

τ₁ 為面積比例係數

判斷最外側基底處(第1區段)之圓環條紋相位角變化量(β )，請配合參閱第12圖：可根據實際第1區段之圓環條紋的亮度值變化量與理想第1區段之圓環條紋的亮度值變化量之比例來判斷相位角變化量(β )。理想第1區段圓環亮度值變化量可由2區段之圓環條紋的的亮度值變化量乘上係數推算而得，或由第2、3區段的亮度值變化量外差而得： 其中，△g 為第1區段之圓環條紋的亮度值變化量

△g' 為第2區段之圓環條紋的的亮度值變化量

τ₂ 為亮度值變化量比例係數

令△ _i 為第i 區段相位角從0度到180度時的亮度變化，當i =1時，

當i =n 時，

當1<i <n 時，△ _i 為亮度曲線的極大值與極小值之差值，△ _i =|T _i -D _i |

令A _i 為第i 區段相位角為90度時的亮度值

當i =1時，

當1<i =n 時，

亮度曲線點素(x,y) 與(x+1,y) 之間的相位角之差值δθ (x ,y )如下：

令中心圓(x _c ,y _c )所在的區段為第n區段，則第2區段至第(n-1)區段點素(x,y) 與(x+1,y) 之間所對應的微透鏡表面高度差δd(x) 的值可由以下公式可求出：

而該干涉條紋相位角變化示意圖係如第13圖所揭；由第1區段累計至微透鏡的中心圓(x _c ,y _c )所在的區段之每一個相鄰點素所對應的微透鏡表面高度差，可以計算出Lens Sag(△d )

請配合參閱第14圖所揭，係為干涉條紋曲率半徑計算示意圖，假設B(x ₂ ,y ₂ ) 為透鏡之最高點，則另取其前後兩點A(x ₁ , y ₁ ) 、C(x ₁ ,y ₁ ) (A 、C 亦可為曲面的兩個端點)則線段AB 及線段BC 之斜率m ₁ 、m ₂ 分別為

分別對線段AB 及線段BC 做中垂線L ₁ 、L ₂ ，其斜率分別為

則L ₁ 、L ₂ 的方程式分別為

L ₁ ：y =m ₁ 'x +c ₁

L ₂ ：y =m ₂ 'x +c ₂

利用L ₁ 、L ₂ 的聯立方程式，可求出兩直線方程式的交點D(x,y) 為

計算B 、P 兩點間的距離即可求得干涉條紋之曲率半徑r 為

在作干涉條紋之定量分析時，並不須刻意去找尋接觸點或基準點，若光學平板與工件被測面呈一微小角度相交，其上所產生出的條紋分別表示菲索干涉儀與被測面相對點的空氣楔高度。我們可以任意令工件表面某點為基準點，依此向前後左右推得工件表面整體的空氣楔高度(請配合參閱第15圖所揭)，最後將光學平板之傾斜高度扣掉，即得工件被測面之表面起伏情形。

此時R ² =r ² +(R -d )² =r ² +R ² -2Rd +d ²

亦即：0=r ² -2Rd +d ²

d很小，可忽略其二次方項，可得r ² -2Rd =0

即

假設第m圈暗紋作用面之間隙為d _m

d _m =mλ/2

代入得

化簡後可得第m 圈干涉條紋中暗紋之位置r _m 與圓球狀的microlens之半徑R ,干涉光波長λ 之關係如下：

實施例：

本實施例所用之微透鏡陣列規格為半徑：110μm、曲率半徑：1.561mm、陣列大小：10mm×10mm×1.2mm。

本發明是以菲索干涉儀為硬體架構來擷取影像，其光源可為氦氖雷射，波長為632nm，而所得到的影像如第4圖所示，進而分析出透鏡的彎曲輪廓之高度為0.9~1.1μm，而利用數學式驗證得知，此透鏡的彎曲輪廓之高度為1.0μm。本發明係為一套以非接觸方式量測微透鏡陣列之檢測系統，由影像擷取裝置擷取出微透鏡陣列之影像，再經過影像處理方式得到透鏡之半徑及中心點位置，再以菲索干涉儀的干涉原理得到透鏡之干涉圖，經過數學式的分析及計算得到微陣列之形狀資訊，透鏡直徑之誤差低於1%，彎曲高度之誤差低於1%。

本發明之優點：

所述「微透鏡陣列表面輪廓檢測系統及其檢測方法」主要藉由所述可微調式置放定位部、光學取像模組、光學干涉模組、中央控制部及影像處理運算模組之組成設計；其光學干涉模組應用菲索干涉儀架構且配合影像處理運算模組，中心區域選擇根據實際中心圓環面積與理想中心圓環面積之比例判斷干涉條紋中心圓環相位角變化量，而最外側區域選擇根據實際圓環條紋亮度值變化量與理想圓環條紋亮度值變化量之比例判斷干涉條紋最外側基底處圓環條紋相位角變化量之獨特設計，此二種方式均可自由選擇，以提高判斷精度；使本發明能夠精確搜尋到透鏡的干涉條紋，並且精準判斷干涉條紋最內及最外的圓環相位角，達到大幅提昇微透鏡陣列表面輪廓檢測精準度與品質之優點與進步性。

上述實施例所揭示者係藉以具體說明本發明，且文中雖透過特定的術語進行說明，當不能以此限定本發明之專利範圍；熟悉此項技術領域之人士當可在瞭解本發明之精神與原則後對其進行變更與修改而達到等效之目的，而此等變更與修改，皆應涵蓋於如后所述之申請專利範圍所界定範疇中。

05．．．微透鏡陣列

A．．．檢測系統

10．．．可微調式置放定位部

11．．．置放台面

20．．．光學取像模組

21．．．影像擷取裝置

22．．．顯微鏡組

30．．．光學干涉模組

31．．．雷射發射器

32．．．光纖

33．．．震動器與偏光片

34．．．半反射板

35．．．參考板

40．．．中央控制部

50．．．影像處理運算模組

第1圖：本發明之檢測系統架構簡示圖。

第2圖：本發明檢測系統之局部檢測方法流程方塊圖。

第3圖：本發明微透鏡陣列之示意圖。

第4圖：本發明分割物件判斷示意圖(弧形或半圓形被判斷為非圓形)。

第5圖：本發明物件的四個半徑距離示意圖。

第6圖：本發明菲索干涉儀示意圖。

第7圖：本發明環狀干涉條紋示意圖。

第8圖：本發明之灰階值變化曲線之示意圖。

第9圖：本發明單一微透鏡結構示意圖。

第10圖：本發明單顆微透鏡影像示意圖。

第11圖：本發明判斷中心圓環之圓環條紋相位角變化量示意圖。

第12圖：本發明判斷最外側基底處之圓環條紋相位角變化量曲線示意圖。

第13圖：本發明干涉條紋相位角變化示意圖。

第14圖：本發明曲率半徑計算示意圖。

第15圖：本發明菲索干涉儀工作表面整體的空氣楔高度示意圖。

05．．．微透鏡陣列

A．．．檢測系統

10．．．可微調式置放定位部

11．．．置放台面

20．．．光學取像模組

21．．．影像擷取裝置

22．．．顯微鏡組

30．．．光學干涉模組

31．．．雷射發射器

32．．．光纖

33．．．震動器與偏光片

34．．．半反射板

35．．．參考板

40．．．中央控制部

50．．．影像處理運算模組

Claims (9)

1. 一種微透鏡陣列表面輪廓檢測系統，藉以檢測微透鏡陣列表面輪廓之用，該檢測系統係包含一可微調式置放定位部、一光學取像模組、一光學干涉模組、一中央控制部、一影像處理運算模組所構成；其中該影像處理運算模組設於該中央控制部，藉以對該影像擷取裝置所擷取之影像資料進行包括去除雜訊雜點、尋找影像特徵點、產生具有中心圓環及複數內、外圓環之干涉條紋以及輪廓分析、製表等影像處理作業；且其中，該影像處理運算模組，是透過圖形分割與面積識別的方法而能找出每個圓環的中心位置，而微透鏡陣列影像基底之判斷，則是根據圖形分割與面積識別的方法而能自動找出整個微透鏡陣列干涉影像的背景(即微透鏡陣列之基底部份)，復根據面積比例法及亮度比例法以判斷第1區段與中心區段之相位角變化量，面積比例法係根據實際圓環面積與理想圓環面積之比例來判斷所述干涉條紋圓環相位角變化量，亮度比例法則根據實際之圓環條紋的亮度值變化量與理想之圓環條紋的亮度值變化量比例，面積比例法及亮度比例法均可自由切換，選擇精確度較高之方法使用，進而判斷所述干涉條紋最外側基底處之圓環條紋相位角變化量，接著找出每一區段亮度曲線之極大值與極小值，分別對應到區段相位角從0度至180度時之量度變化，再求出區段中點素之間所對應的微透鏡表面高度差。
2. 如申請專利範圍第1項所述之微透鏡陣列表面輪廓檢測系統，其中該可微調式置放定位部係具一置放台面以供該微透鏡陣列置放定位之用，且該可微調式置放定位部能夠進行至少X、Y軸二水平軸向之微幅位移調整；該光學取像模組設於該可微調式置放定位部上方間隔處，包括一影像擷取裝置以及一顯微鏡組所構成，該顯微鏡組與該影像擷取裝置相對位；該光學干涉模組係應用菲索干涉儀架構，包括一雷射發射器、一光纖、一震動器與偏光片、一半反射板以及一參考板所構成，其中該震動器與偏光片置於該雷射發射器之發射端前方，該光纖係置於震動器與偏光片外側以將雷射光導出，該半反射板設於該光學取像模組之影像擷取裝置與顯微鏡組之間，藉以將該光纖所導出之雷射光加以反射導向顯微鏡組，該參考板則置於顯微鏡組與可微調式置放定位部所設置放台面之間，以將雷射光擴散成二道或多道光束，以作為微透鏡陣列表面輪廓檢測用光源；該中央控制部則與該可微調式置放定位部、光學取像模組、光學干涉模組電性連結，藉以達到整合控制作動之功能。
3. 如申請專利範圍第1項所述之微透鏡陣列表面輪廓檢測系統，其中該可微調式置放定位部為一XY軸數值控制平台(XY-Table)，利用該XY軸數值控制平台以進行該微透鏡陣列之精密位移，而能完整掃描整體微透鏡陣列，並且能對微透鏡陣列進行定位之動作。
4. 如申請專利範圍第1項所述之微透鏡陣列表面輪廓檢測系統，其中該中央控制部為一電腦。
5. 如申請專利範圍第1項所述之微透鏡陣列表面輪廓檢測系統，其中該影像擷取裝置為高倍率CCD攝影機。
6. 一種微透鏡陣列表面輪廓檢測方法，係依據申請專利範圍第1項所述檢測系統之檢測方法，所述檢測方法包含：(A)、開啟該可微調式置放定位部、光學取像模組之影像擷取裝置以及光學干涉模組之雷射發射器；(B)、透過一連線程式進行該影像擷取裝置與可微調式置放定位部之連線設定；(C)、設定該可微調式置放定位部之移動距離；(D)、利用步驟(C)所設定之移動距離，進行X軸方向位移；(E)、當步驟(D)每往X軸方向移動一設定距離，即令該影像擷取裝置執行取像動作；(F)、藉由該影像擷取裝置取得微透鏡陣列之干涉條紋影像，係經由該影像處理運算模組以影像處理方式去除雜訊、雜點而獲得易分析之影像圖 案；(G)、藉由該影像處理運算模組以影像處理方式尋找影像特徵點，分離所有圓環圖案，確認分割出來之物件是否為圓形，並藉此找出中心圓，再依據所找尋得出之影像特徵點，產生具有中心圓環及複數內、外圓環之干涉條紋以及進行透鏡表面輪廓分析，並將該透鏡表面輪廓分析之結果繪製成圖表；且其中：該影像處理運算模組係搜尋全部的干涉條紋以計算出整顆透鏡半徑與輪廓，並能判斷該干涉條紋最內及最外的圓環條紋相位角變化量，其中判斷該中心圓環之圓環條紋相位角變化量，係根據實際中心圓環面積與理想中心圓環面積之比例來判斷；而判斷最外側基底處之圓環條紋相位角變化量，係根據實際第1區段之圓環條紋的亮度值變化量與理想第1區段之圓環條紋的亮度值變化量之比例來判斷相位角變化量；(H)、當該可微調式置放定位部進行X軸方向移動設定次數後，令該可微調式置放定位部進行Y軸方向位移一設定距離，以變換成次一列之取像路徑，然後再令該可微調式置放定位部繼續進行X軸方向之位移；(I)、重覆步驟(E)至步驟(H)，直到檢測完整體微透鏡陣列。
7. 如申請專利範圍第6項所述之微透鏡陣列表面輪廓檢測方法，其中所述檢測方法係應用菲索干涉儀原理，利用該光學干涉模組所產生之反射光線互相干涉原理形成環狀干涉條紋，利用該環狀干涉條紋之圈數，以獲得各該透鏡彎曲輪廓之高度；並利用環狀干涉條紋各圈數亮度不同之特徵點進行運算處理，以獲得各該透鏡之表面輪廓圖；又依據該微透鏡陣列之光學影像上所產生之複數環狀干涉條紋，利用該影像處理運算模組之運算處理，能夠同時得到該等環狀干涉條紋之中心點座標位置。
8. 如申請專利範圍第6項所述之微透鏡陣列表面輪廓檢測方法，其中所述理想中心圓環面積，係由中心外圍第二圈圓環的面積乘上係數推算而得，或由中心外圍第二、三圈圓環的面積外差而得。
9. 如申請專利範圍第6項所述之微透鏡陣列表面輪廓檢測方法，其中所述理想第1區段圓環亮度值變化量，可由2區段之圓環條紋的亮度值變化量乘上係數推算而得，或由第2、3區段的亮度值變化量外差而得。