專利名稱：光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法及其裝置，其特別是提供一待 測樣品水平面測度，用以達(dá)到光學(xué)機(jī)構(gòu)的調(diào)校。
背景技術(shù)：
在已知白光干涉分析儀測量微小表面形貌的技術(shù)中，大都需要透過 將待測樣品進(jìn)行水平調(diào)校，藉以提升測量的準(zhǔn)確度并縮短掃描范圍，而 有益于測量速度與準(zhǔn)確度的增進(jìn)，使得這類的白光干涉分析儀測量技術(shù) 可解析表面形貌至奈米等級(jí)。
然而，這類已知白光干涉分析儀測量技術(shù)，其中的一種待測樣品水 平調(diào)校方式，是使用手動(dòng)方式調(diào)整承載該待測樣品的載臺(tái)的傾斜角度， 并輔以觀測待測樣品表面干涉條紋的粗細(xì)以及條紋傾斜角度，來回調(diào)整 該載臺(tái)的傾斜角度，直到干涉條紋消失為止，則表示此白光干涉分析儀 的光軸垂直該待測樣品的表面。其中，若光軸與該待測樣品的載臺(tái)旋轉(zhuǎn) 中心不一致時(shí)，需同時(shí)調(diào)整該載臺(tái)的傾斜角度與高度，而這樣的待測樣 品調(diào)平方式應(yīng)用在高倍率物鏡的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，往往會(huì)因?yàn)楦叨日{(diào)整過大 而造成失焦。因此，這樣的待測樣品調(diào)平方式不但調(diào)平的準(zhǔn)確度會(huì)因人 而異，且其操作的時(shí)間也相當(dāng)長。再者，這樣的待測樣品調(diào)平方式如果
使用在多視野掃描縫合(Multi-FOV)中，往往會(huì)因?yàn)橐恍〗嵌鹊恼`差，而 在遠(yuǎn)距離處產(chǎn)生很大的偏移，且若又使用于高倍率物鏡的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)， 此偏移現(xiàn)象會(huì)更加明顯。
已知白光干涉分析儀測量技術(shù)，其中的另 一種待測樣品水平調(diào)校方 式，是將待測樣品設(shè)置在載臺(tái)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心，利用調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)兩 個(gè)相互垂直的旋轉(zhuǎn)軸，并依據(jù)獲得的影像計(jì)算光流(Optical Flow)的變 化決定調(diào)整方向與軸向，再來回調(diào)整該載臺(tái)的傾斜角度，直到干涉條紋 消失為止。然而，此方法雖可透過自動(dòng)化的手段達(dá)成，但因?yàn)槠淅谜{(diào)
整該載臺(tái)的傾斜角度、影像擷取、光流計(jì)算以及判斷，使得整個(gè)待測樣 品的調(diào)平程序過于耗時(shí)，占據(jù)整個(gè)待測樣品測量總時(shí)間的比例太高而導(dǎo) 致待測樣品表面形貌測量的時(shí)間效率不佳。再者，這種白光干涉分析儀 測量技術(shù)的待測樣品水平調(diào)校方式，同樣受限于只適合單 一視野的表面 形貌測量，且其需要將待測樣品放置于載臺(tái)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心，否 則無法進(jìn)行其自動(dòng)化的測量作業(yè)。另外，若待測樣品的表面過于粗糙， 則會(huì)使得待測樣品表面的干涉條紋不明顯，進(jìn)而導(dǎo)致無法使用光流的特 性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是解決前述的已知技術(shù)在決定旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的 旋轉(zhuǎn)中心的坐標(biāo)問題，提供一種縮短旋轉(zhuǎn)中心的決定所耗費(fèi)時(shí)間，并獲 得更準(zhǔn)確的旋轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)的光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法及其裝置。
為了解決上述技術(shù)問題本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種光學(xué)機(jī)構(gòu)水 平調(diào)整方法，其包括下列步驟提供運(yùn)算控制單元、影像擷取裝置以及粗 略高度傳感器；將待測物件放置在物件承載裝置的物件平臺(tái)上；在該待 測物件的待測平面上的視野范圍中定義至少三個(gè)待測點(diǎn)，并透過該運(yùn)算 控制單元、該影像擷取裝置以及該粗略高度傳感器獲得該些待測點(diǎn)的水 平坐標(biāo)參數(shù)以及高度坐標(biāo)參數(shù)；該運(yùn)算控制單元根據(jù)該些待測點(diǎn)的坐標(biāo) 參數(shù)進(jìn)行，并演算該待測物件的待測平面的平面方程式，且該平面方程 式表示為^+^+"-"，其中該^軸位置參數(shù)與^軸位置參數(shù)分別定義為水 平面上兩個(gè)正交方向上的位置參數(shù)，該z軸位置參數(shù)則是垂直方向上的位 置參數(shù)；該運(yùn)算控制單元控制該物件承載裝置，使得該物件平臺(tái)所承載 的待測物件以^軸旋轉(zhuǎn)第一旋轉(zhuǎn)角《，該第一旋轉(zhuǎn)角《系為silrW/W+c2); 該運(yùn)算控制單元控制該物件承載裝置，使得該物件平臺(tái)所承載的待測物
件以Y軸旋轉(zhuǎn)第二旋轉(zhuǎn)角《，該第二旋轉(zhuǎn)角《系為sin-i(fl/V"2 + 62 + c2);該 運(yùn)算控制單元獲得旋轉(zhuǎn)中心位置；該運(yùn)算控制單元控制該物件承載裝置
的高度調(diào)整裝置，直到旋轉(zhuǎn)中心達(dá)到聚焦高度位置參數(shù)；以及該運(yùn)算控
制單元獲得調(diào)平后的坐標(biāo)是與初始坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。
一種光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整裝置，其包括高度測量裝置，其進(jìn)一步包括
影像擷取裝置，其是具有影像擷取功能的光學(xué)裝置；光學(xué)機(jī)構(gòu)，其包括 有干涉物鏡、焦距調(diào)節(jié)裝置與光源訊號(hào)導(dǎo)引裝置；光源裝置，其是光源 訊號(hào)的產(chǎn)生裝置；粗略高度傳感器，是用以測量單點(diǎn)位置高度的裝置；運(yùn) 算控制單元，其具有邏輯演算裝置、記憶裝置以及控制裝置；物件承載 裝置，其進(jìn)一步包括物件平臺(tái)，其是承載物件的平臺(tái)；高度調(diào)整裝置， 其是用以調(diào)節(jié)該物件平臺(tái)垂直高度；第一水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置；第二水平轉(zhuǎn) 軸調(diào)整裝置；第一水平位移調(diào)整裝置；第二水平位移調(diào)整裝置；其中該 第一水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置設(shè)置于該第二水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置上，該第二水平
轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置設(shè)置于該第一水平位移調(diào)整裝置上，該第一水平位移調(diào)整 裝置設(shè)置于該第二水平位移調(diào)整裝置上；以及該第一水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置 與該第二水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置相互正交并用以調(diào)節(jié)該物件平臺(tái)在水平面上
的傾斜角度，且該高度調(diào)整裝置、該第一水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置、該第二水 平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置、該第一水平位移調(diào)整裝置以及該第二水平位移調(diào)整裝 置可分別回饋所對(duì)應(yīng)的位置信息至該運(yùn)算控制單元。
本發(fā)明提出了一種旋轉(zhuǎn)中心決定方法，其可以經(jīng)過一次調(diào)校就完成 旋轉(zhuǎn)中心的三維坐標(biāo)，而無需反復(fù)調(diào)整水平坐標(biāo)與旋轉(zhuǎn)角度，亦無需事 先調(diào)整旋轉(zhuǎn)中心的高度，有效降低誤差，并可同時(shí)檢驗(yàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)制的精度 好壞，并提升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的可靠度與精確度。
本發(fā)明提供的光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法及其裝置，其可應(yīng)用于光學(xué)系 統(tǒng)，如白光干涉分析儀的調(diào)校，并可使用于多視野的光學(xué)測量。并且使 得測量無須回復(fù)到旋轉(zhuǎn)中心，才能執(zhí)行調(diào)平，因此可在物件平臺(tái)上任何地方調(diào) 平。


圖1為本發(fā)明光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整裝置的系統(tǒng)元件關(guān)聯(lián)圖； 圖2為本發(fā)明光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法的步驟流程圖。 圖中
1、高度測量裝置 11、影像擷取裝置 12、光學(xué)機(jī)構(gòu) 13、光源裝 置 14、粗略高度傳感器 2、運(yùn)算控制單元 3、物件承載裝置 31、物 件平臺(tái) 32、高度調(diào)整裝置33、第一水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置34、第二水平
轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置 35、第一水平位移調(diào)整裝置 36、第二水平位移調(diào)整裝置 4、待測物件41、待測平面 5、光軸101-107、步驟
具體實(shí)施例方式
參考圖1所示，其是本發(fā)明光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整裝置的系統(tǒng)元件關(guān)聯(lián) 圖。本發(fā)明光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整裝置包括高度測量裝置1、運(yùn)算控制單元2、 物件承載裝置3以及待測物件4,并用以透過該待測物件4的表面形貌測 量而獲得該待測物件4的平面方程式后，進(jìn)一步獲得該待測物件4的表 面傾斜角度。
前述的本發(fā)明光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整裝置中，該高度測量裝置1包括影 像擷取裝置ll、光學(xué)機(jī)構(gòu)12、光源裝置13以及粗略高度傳感器14,用以測 量待測物件表面上任意位置的高度坐標(biāo)參數(shù)。其中該影像擷取裝置11是 具有影像擷取功能的光學(xué)裝置，舉例來說，這類光學(xué)裝置可以是一 CCD 或CMOS光學(xué)感測元件及其相關(guān)的控制以及訊號(hào)傳輸電氣線路；該光學(xué)機(jī) 構(gòu)12包括有干涉物鏡、焦距調(diào)節(jié)裝置與光源訊號(hào)導(dǎo)引裝置；該光源裝置 13是光源訊號(hào)的產(chǎn)生裝置，并可產(chǎn)生白光光源訊號(hào)的入射光束，且該光 源訊號(hào)經(jīng)由該光學(xué)機(jī)構(gòu)12投射至該物件承載裝置3上；以及該粗略高度傳 感器14,是用以測量單點(diǎn)位置高度的裝置，且其可以選擇使用快速干涉測量 方法或激光三角法。
前述的本發(fā)明光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整裝置中，該運(yùn)算控制單元2具有邏 輯演算裝置、記憶裝置以及控制裝置，并可由電子電路或者是計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)所達(dá)成，其中該邏輯演算裝置根據(jù)該高度測量裝置1回饋的訊息演算 獲得偵測點(diǎn)的高度坐標(biāo)參數(shù)，以及根據(jù)該高度測量裝置1中的粗略高度傳 感器14回饋的訊息演算獲得粗略的高度坐標(biāo)參數(shù)。該記憶裝置儲(chǔ)存該邏 輯演算裝置與該控制裝置操作所需的資料，而該控制裝置則用以控制該 物件承載裝置3的機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
前述的本發(fā)明光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整裝置中，該物件承載裝置3具有多軸 控制的平臺(tái)，且包括物件平臺(tái)31、高度調(diào)整裝置32、第一水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝 置33、第二水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置34、第一水平位移調(diào)整裝置35以及第二水平 位移調(diào)整裝置36。其中該物件平臺(tái)31系一承載物件的平臺(tái)；該高度調(diào)整裝
置32是用以調(diào)節(jié)該物件平臺(tái)31垂直高度，該第一水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置33與該 第二水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置34相互正交并用以調(diào)節(jié)該物件平臺(tái)31在水平面上的 傾斜角度，該第一水平位移調(diào)整裝置35與該第二水平位移調(diào)整裝置36相互正 交并用以調(diào)節(jié)該物件平臺(tái)31的水平位置。再者，該高度調(diào)整裝置32、該第 一水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置33、該第二水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置34、該第一水平位移調(diào)整 裝置35以及該第二水平位移調(diào)整裝置36可分別回饋所對(duì)應(yīng)的位置信息至該運(yùn) 算控制單元2，藉以獲得該物件平臺(tái)31的機(jī)構(gòu)姿態(tài)以及該待測物件4表面任 一點(diǎn)的位置信息。
前述本發(fā)明光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整裝置中，該待測物件4是一光學(xué)用校正平板 或一待測物件，該待測物件4上表面定義為一待測平面41,該待測平面41是 指該高度測量裝置1掃瞄該待測物件4的最大視野范圍內(nèi)的表面。另外關(guān)于 前述該光源訊號(hào)經(jīng)由該光學(xué)機(jī)構(gòu)12投射至該物件承載裝置3的光源投射方向 定義為一光軸5，且該光軸5的方向定義為垂直方向，而垂直該光軸5的平面 定義為水平面。
基于前述本發(fā)明光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整裝置的實(shí)施例，透過該高度測量裝置1 的光源裝置13提供一光源訊號(hào)經(jīng)過該高度測量裝置1的光學(xué)機(jī)構(gòu)12，使得入 射光束抵達(dá)該待測物件4的待測平面41并反射形成攜帶干涉訊號(hào)的反射光束， 且該反射光束的干涉訊號(hào)再經(jīng)過該光學(xué)機(jī)構(gòu)12后被該粗略高度傳感器14所擷 取，并獲得粗略的高度坐標(biāo)參數(shù)。另外，該高度測量裝置1的光源裝置13 所提供的光源訊號(hào)經(jīng)過該高度測量裝置1的光學(xué)機(jī)構(gòu)12，使得入射光束抵達(dá) 該待測物件4的待測平面41并反射形成攜帶干涉訊號(hào)的反射光束，且該反射 光束的干涉訊號(hào)再經(jīng)過該光學(xué)機(jī)構(gòu)12后，該運(yùn)算控制單元2可選擇該影像擷 取裝置11擷取該反射光束的干涉訊號(hào)，并將該影像擷取裝置11擷取的訊號(hào)傳 輸至該運(yùn)算控制單元2進(jìn)行后續(xù)的演算。
因此，可透過該運(yùn)算控制單元2選擇該粗略高度傳感器14快速獲得該待 測物件4的待測平面41的粗略高度坐標(biāo)參數(shù)。另外，也可以透過該運(yùn)算控制 單元2選擇該其控制裝置與手段以及記憶裝置，進(jìn)行調(diào)節(jié)該物件平臺(tái)31上的 待測物件4的待測平面41并紀(jì)錄該影像擷取裝置11所擷取的光學(xué)信息，使得 本發(fā)明光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整裝置可透過該運(yùn)算控制單元2所具有的邏輯演算裝
置，計(jì)算影像擷取裝置11所擷取的光學(xué)信息，并獲得該待測物件4的待測平 面41的平面坐標(biāo)以及平面方程式，進(jìn)而獲得該物件承載裝置3的表面傾斜角 度。
前述的高度測量裝置1可采用自動(dòng)對(duì)焦、粗略高度測量以及白光干涉測量 中的任一已知技術(shù)，這類技術(shù)如快速千涉測量法或激光三角法，而達(dá)到獲得該 待測物件4的待測平面41任一待測點(diǎn)的高度坐標(biāo)信息。
進(jìn)一步參考圖2所示，其是本發(fā)明光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法的步驟流程圖。 本發(fā)明光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法之主要步驟包括步驟IOI，其將該待測物件4 放置在該物件承載裝置3中的物件平臺(tái)31上，將該物件承載裝置3回饋的位 置信息歸零，并透過該高度調(diào)整裝置32調(diào)整物件平臺(tái)31高度至聚焦高度Zf， 同時(shí)定義初始視野中心的坐標(biāo)參數(shù)為(Xe,y"Ze);步驟102，其在該待測物件4 的待測平面41的表面上任意定義至少三個(gè)待測點(diǎn)，并透過該影像擷取裝置11 擷取的影像以及該運(yùn)算控制單元2的判斷而獲得該些待測點(diǎn)的平面坐標(biāo)參數(shù) 為(^,y,)、 (、,y》以及(x"y3),且透過該粗略高度傳感器14以及該運(yùn)算控制單 元2的判斷而獲得該些待測點(diǎn)的高度坐標(biāo)參數(shù)；步驟103,其是該運(yùn)算控制單 元2根據(jù)該些待測點(diǎn)的平面坐標(biāo)參數(shù)與高度坐標(biāo)參數(shù)演算該待測物件4的待測
平面41的平面方程式，且該平面方程式可表示為<formula>formula see original document page 11</formula>, 其中該軸位 置參數(shù)與^軸位置參數(shù)分別定義為水平面上兩個(gè)正交方向上的位置參數(shù)，該z
軸位置參數(shù)則是垂直方向上的位置參數(shù)，而("Ac)向量是該待測平面41的表 面方向；步驟104,其是該運(yùn)算控制單元2控制該物件承載裝置3的第一水平 轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置33與第二水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置34， ^吏得該物件平臺(tái)31所承載的 待測物件4以^軸旋轉(zhuǎn)一第一旋轉(zhuǎn)角《，該第一旋轉(zhuǎn)角《為sin-'(W62+c2)，且 此時(shí)該待測物件4的待測平面41平行該^軸；步驟105，其是該運(yùn)算控制單元 2控制該物件承載裝置3的第一水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置33與第二水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝 置34,使得該物件平臺(tái)31所承載的待測物件4以^軸旋轉(zhuǎn)一第二旋轉(zhuǎn)角《， 該第二旋轉(zhuǎn)角《為sin-Wa2+62+c2)，且此時(shí)該待測物件4的待測平面"垂 直該z軸亦即垂直該光軸5;步驟106,其是該運(yùn)算控制單元2控制該物件承 載裝置3的高度調(diào)整裝置32，直到z軸位置參數(shù)為z。，且z。=(d-ax。-by。)/c，其 中(x。,y。)是旋轉(zhuǎn)中心的水平坐標(biāo)參數(shù)；步驟1Q7，其將初始視野中心的坐標(biāo)參
數(shù)(x。,y。,z。)平移到目前的平面坐標(biāo)系統(tǒng)，則初始視野中心的平面坐標(biāo)參數(shù)可表 示為 (x'，y'),其中 x'=(xe-x。)cos(9x-((zc-z。)cos(9y+(yc-y。)sin《)sin6>x+x0 ，
y'=(ye -y。)cos& -(ze -z。)sin《+y。，且將水平坐標(biāo)移動(dòng)至(x'，y),即可回復(fù)到初使
的待測物件4觀測區(qū)域。
基于前述本發(fā)明的光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整裝置及其操作方法，本發(fā)明針對(duì)單一 視野的調(diào)平，可藉由調(diào)平后的坐標(biāo)是與初始坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，使得測量無 須回復(fù)到旋轉(zhuǎn)中心，才能執(zhí)行調(diào)平，因此可在物件平臺(tái)上任何地方調(diào)平，并可 透過電路或任何邏輯控制方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法達(dá)到自動(dòng) 化的手段，而提升白光干涉測量的速度。
前述該運(yùn)算控制單元2根據(jù)該些待測點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)，并可采用最小平方法 或擬合法演算該待測平面41的平面方程式。
另夕卜，前述步驟101至步驟106是針對(duì)單一視野，當(dāng)需要多視野的測量時(shí)， 在各個(gè)視野中選擇三個(gè)以內(nèi)的視野，并分別于所擇的視野中定義至少三個(gè)待測 點(diǎn)，且該些待測點(diǎn)的平面坐標(biāo)參數(shù)為(x"y,)、 (X2,y。以及(x"y3),同時(shí)分別對(duì) 應(yīng)各個(gè)待測點(diǎn)且透過該高度調(diào)整裝置32調(diào)整物件平臺(tái)31高度至聚焦高度，使
得該些平面坐標(biāo)參數(shù)為(x'，yi)、 (x"y》以及(x"y。的待測點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的高度分別
為z,、 22以及23,再經(jīng)過該運(yùn)算控制單元2根據(jù)該些待測點(diǎn)的平面坐標(biāo)參數(shù)與 高度坐標(biāo)參數(shù)演算該待測物件4的待測平面41的平面方程式，而同樣再經(jīng)過 步驟103至步驟106獲得旋轉(zhuǎn)中心的坐標(biāo)并定義新的坐標(biāo)系。
雖然本發(fā)明以具體實(shí)施例揭露如上，然其所揭露的具體實(shí)施例并非 用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范 圍內(nèi)，可作各種的更動(dòng)與潤飾，其所作的更動(dòng)與潤飾皆屬于本發(fā)明的范 疇，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以申請(qǐng)專利范圍所界定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法，其特征在于包括下列步驟提供運(yùn)算控制單元、影像擷取裝置以及粗略高度傳感器；將待測物件放置在物件承載裝置的物件平臺(tái)上；在該待測物件的待測平面上的視野范圍中定義至少三個(gè)待測點(diǎn)，并透過該運(yùn)算控制單元、該影像擷取裝置以及該粗略高度傳感器獲得該些待測點(diǎn)的水平坐標(biāo)參數(shù)以及高度坐標(biāo)參數(shù)；該運(yùn)算控制單元根據(jù)該些待測點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)進(jìn)行，并演算該待測物件的待測平面的平面方程式，且該平面方程式表示為ax+by+cz＝d，其中該x軸位置參數(shù)與y軸位置參數(shù)分別定義為水平面上兩個(gè)正交方向上的位置參數(shù)，該z軸位置參數(shù)則是垂直方向上的位置參數(shù)；該運(yùn)算控制單元控制該物件承載裝置，使得該物件平臺(tái)所承載的待測物件以x軸旋轉(zhuǎn)第一旋轉(zhuǎn)角θ1，該第一旋轉(zhuǎn)角θ1系為該運(yùn)算控制單元控制該物件承載裝置，使得該物件平臺(tái)所承載的待測物件以y軸旋轉(zhuǎn)第二旋轉(zhuǎn)角θ2，該第二旋轉(zhuǎn)角θ2系為該運(yùn)算控制單元獲得旋轉(zhuǎn)中心位置；該運(yùn)算控制單元控制該物件承載裝置的高度調(diào)整裝置，直到旋轉(zhuǎn)中心達(dá)到聚焦高度位置參數(shù)；以及該運(yùn)算控制單元獲得調(diào)平后的坐標(biāo)是與初始坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法，其特征在于提供光 學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整裝置，該光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整裝置包括高度測量裝置、以及 物件承載裝置；其中該高度測量裝置，包括前述的影像擷取裝置、粗略高度傳感器、以及光 學(xué)機(jī)構(gòu)與光源裝置；該影像擷取裝置是具有影像擷取功能的光學(xué)裝置，該光學(xué) 機(jī)構(gòu)包括有干涉物鏡、焦距調(diào)節(jié)裝置與光源訊號(hào)導(dǎo)引裝置，該光源裝置是光源 訊號(hào)的產(chǎn)生裝置；該物件承載裝置，包括物件平臺(tái)、高度調(diào)整裝置、第一水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置、第二水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置、第一水平位移調(diào)整裝置、以及第二水平位移調(diào)整裝置；該第一水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置與該第二水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置相互正交并用以調(diào) 節(jié)該物件平臺(tái)在水平面上的傾斜角度，且該高度調(diào)整裝置、該第一水平轉(zhuǎn)軸調(diào) 整裝置、該第二水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置、該第一水平位移調(diào)整裝置以及該第二水平 位移調(diào)整裝置可分別回饋所對(duì)應(yīng)的位置信息至該運(yùn)算控制單元。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法，其特征在于該運(yùn)算 控制單元具有邏輯演算裝置、記憶裝置以及控制裝置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法，其特征在于獲得該 些待測點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)的方法選自自動(dòng)對(duì)焦法、粗略高度測量法以及白光干涉 測量法。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法，其特征在于該運(yùn)算 控制單元根據(jù)該些待測點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)，并采用最小平方法演算該待測平面的平 面方程式。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法，其特征在于該運(yùn)算 控制單元根據(jù)該些待測點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)，并釆用擬合法演算該待測平面的平面方 程式。
7、 一種光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法，其特征在于包括下列步驟 提供運(yùn)算控制單元、影像擷取裝置以及粗略高度傳感器； 將待測物件放置在物件承載裝置的物件平臺(tái)上；在該待測物件的待測平面上的多數(shù)個(gè)視野中選擇三個(gè)以內(nèi)的視野， 并分別于所擇的視野中定義至少三個(gè)待測點(diǎn)，并透過該運(yùn)算控制單元、該影 像擷取裝置以及該粗略高度傳感器獲得該些待測點(diǎn)的水平坐標(biāo)參數(shù)以及 高度坐標(biāo)參數(shù)；該運(yùn)算控制單元根據(jù)該些待測點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)進(jìn)行，并演算該待測 物件的待測平面的平面方程式，且該平面方程式表示為^+杪+"="，其 中該x軸位置參數(shù)與^軸位置參數(shù)分別定義為水平面上兩個(gè)正交方向上 的位置參數(shù)，該z軸位置參數(shù)則是垂直方向上的位置參數(shù)；該運(yùn)算控制單元控制該物件承載裝置，使得該物件平臺(tái)所承載的 待測物件以x軸旋轉(zhuǎn)第一旋轉(zhuǎn)角3，該第一旋轉(zhuǎn)角《系為sin-^/W+c2);該運(yùn)算控制單元控制該物件承載裝置，使得該物件平臺(tái)所承載的 待測物件以y 軸旋轉(zhuǎn)第二旋轉(zhuǎn)角《，該第二旋轉(zhuǎn)角《系為<formula>formula see original document page 4</formula>;該運(yùn)算控制單元獲得旋轉(zhuǎn)中心位置；該運(yùn)算控制單元控制該物件承載裝置的高度調(diào)整裝置，直到旋轉(zhuǎn) 中心達(dá)到聚焦高度位置參數(shù)；該運(yùn)算控制單元獲得調(diào)平后的坐標(biāo)是與初始坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系；透過該運(yùn)算控制單元、該影像擷取裝置以及該粗略高度傳感器獲 得該些待測點(diǎn)的水平坐標(biāo)參數(shù)以及高度坐標(biāo)參數(shù)；以及該運(yùn)算控制單元紀(jì)錄結(jié)果根據(jù)該運(yùn)算控制單元所紀(jì)錄的各個(gè)視野 之間的^軸位置參數(shù)值、^軸位置參數(shù)值以及z軸位置參數(shù)值，重組各個(gè) 視野的坐標(biāo)關(guān)系。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法，其特征在于該高度 測量裝置獲得該些待測點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)的方法選自自動(dòng)對(duì)焦法、粗略高度測 量法以及白光干涉測量法。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法，其特征在于該運(yùn)算 控制單元根據(jù)該些待測點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)，并采用最小平方法演算該待測平面的平 面方程式。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法，其特征在于該運(yùn)算 控制單元根據(jù)該些待測點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)，并采用擬合法演算該待測平面的平面方 程式。
11、 一種光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整裝置，其特征在于包括 高度測量裝置，其進(jìn)一步包括 影像擷取裝置，其是具有影像擷取功能的光學(xué)裝置；光學(xué)機(jī)構(gòu)，其包括有干涉物鏡、焦距調(diào)節(jié)裝置與光源訊號(hào)導(dǎo)引裝置； 光源裝置，其是光源訊號(hào)的產(chǎn)生裝置； 粗略高度傳感器，是用以測量單點(diǎn)位置高度的裝置； 運(yùn)算控制單元，其具有邏輯演算裝置、記憶裝置以及控制裝置； 物件承載裝置，其進(jìn)一步包括物件平臺(tái)，其是承載物件的平臺(tái)；高度調(diào)整裝置，其是用以調(diào)節(jié)該物件平臺(tái)垂直高度；第一水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置；第二水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置；第一水平位移調(diào)整裝置；第二水平位移調(diào)整裝置；其中該第一水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置設(shè)置于該第二水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置上，該第二水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置設(shè)置于該第一水平位移調(diào)整裝置上，該第一水平位移調(diào)整裝置設(shè)置于該第二水平位移調(diào)整裝置上；以及該第一水平轉(zhuǎn)軸 調(diào)整裝置與該第二水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置相互正交并用以調(diào)節(jié)該物件平臺(tái)在 水平面上的傾斜角度，且該高度調(diào)整裝置、該第一水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置、 該第二水平轉(zhuǎn)軸調(diào)整裝置、該第一水平位移調(diào)整裝置以及該第二水平位移調(diào)整裝置可分別回饋所對(duì)應(yīng)的位置信息至該運(yùn)算控制單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整方法及其裝置，其提供包括高度測量裝置、運(yùn)算控制單元、物件承載裝置以及待測物件所構(gòu)成的光學(xué)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整裝置，以進(jìn)行該待測物件在各軸傾斜角的表面形貌測量，并計(jì)算或擬合該待測物件在不同姿態(tài)下的平面方程式，再透過幾何關(guān)系，由平面方程式?jīng)Q定旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心，最后獲得調(diào)平后的坐標(biāo)是與初始坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，使得測量無須回復(fù)到旋轉(zhuǎn)中心，才能執(zhí)行調(diào)平，因此可在物件平臺(tái)上任何地方調(diào)平。
文檔編號(hào)G01B11/24GK101387596SQ20071014926
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2007年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月10日
發(fā)明者林耀明 申請(qǐng)人:中茂電子(深圳)有限公司