CN104765137A - 显微镜头与包括该显微镜头的显微镜系统 - Google Patents

显微镜头与包括该显微镜头的显微镜系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种显微镜头，所述显微镜头具有目镜端和物镜端，其中，所述目镜端的中心轴线和所述物镜端的中心轴线相交，并且所述显微镜头还包括设置在所述目镜端和所述物镜端之间的反光镜，以使入射光线和/或出射光线在所述目镜端和所述物镜端之间经由所述反光镜的反射而入射和/或出射。同时，本发明还提供了一种包括上述显微镜头的显微镜系统。通过本发明提供的显微镜头和显微镜系统，能够改善对被观察对象(例如玻璃基板)上的缺陷的观察和识别，从而提高良率的准确性。

Description

显微镜头与包括该显微镜头的显微镜系统
技术领域
本发明涉及光学显微技术领域，尤其涉及用于在TFT-LCD领域的阵列基板维修制程中全方位分析和观察被观察对象缺陷的显微镜头以及包括该显微镜头的显微镜系统。
背景技术
在TFT-LCD领域中，通常采用现有阵列基板维修设备中的显微镜系统分析和观察作为被观察对象(例如玻璃基板)的平面图像信息(例如缺陷)。具体地，如图1所示，在现有显微镜系统中，入射光线L1垂直于载物台1通过显微镜头2入射至被观察对象3表面，而反射光线L2则从被观察对象3表面反射回来，再次通过显微镜头2，从而进入照相机(未图示)，以经由光电转换器件在显示器上显示关于被观察对象3表面的图像信息。然而，通过上述观察分析系统和方法，只能得到被观察对象(例如玻璃基板)的平面图像信息，而不能获得其高度、形貌等其他信息，从而无法清晰和全面地辨识被观察对象上的缺陷，进而易造成错判或过判，对良率的准确统计造成影响。更有甚者，会对后续工序设备及工艺造成严重影响。
因此，业界亟待一种改善后的显微镜头以及包括该显微镜头的显微镜系统。
发明内容
本发明旨在克服或者减轻上述现有使技术中存在的至少一个或多个技术问题。
因此，本发明的至少一个目的在于提供一种显微镜头，其能够改善对被观察对象(例如玻璃基板)上的缺陷的观察和识别，从而提高良率的准确性。
而本发明的另一个目的在于提供一种显微镜系统，其能够改善对被观察对象(例如玻璃基板)上的缺陷的观察和识别，从而提高良率的准确性。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种显微镜头，该显微镜头具有目镜端和物镜端，其中，目镜端的中心轴线和物镜端的中心轴线相交，并且显微镜头还包括设置在目镜端和物镜端之间的反光镜，以使入射光线和/或出射光线在目镜端和物镜端之间经由反光镜的反射而入射和/或出射。
优选地，反光镜相对于目镜端的中心轴线的倾斜角度被设置成为入射光线的入射角度或出射光线的出射角度的一半。
优选地，反光镜包括环形反射面，入射光线和/或出射光线经由环形反射面的反射而入射和/或出射。
优选地，反光镜与目镜端和物镜端彼此独立，或者反光镜与目镜端和物镜端为一体的。
优选地，显微镜头还包括自带光源，自带光源以围绕方式设置在物镜端内部。
优选地，自带光源包括自带电源的LED光源或用于引入外部光源的光纤。
优选地，自带电源为片状电池和/或环状电池。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种显微镜系统，该显微镜系统包括：
用于承载被观察对象的载物台；
如上所述的显微镜头，用于观察位于载物台上的被观察对象；以及
显微镜头旋转机构，用于进行显微镜头相对于位于载物台上的被观察对象的360°环形旋转，从而实现对被观察对象的360°全方位观察。
优选地，显微镜头旋转机构包括环形轨道，显微镜头可移动地设置在环形轨道上。
优选地，显微镜头通过齿轮机构设置在环形轨道上。
优选地，显微镜头旋转机构还包括用于驱动显微镜头的驱动电机。
根据本发明的又一个方面，本发明提供了一种显微镜系统，该显微镜系统包括：
用于承载被观察对象的载物台；
如上所述的显微镜头，用于观察位于载物台上的被观察对象；以及
显微镜头旋转驱动机构，用于使得显微镜头绕其目镜端的中心轴线旋转。
优选地，显微镜头旋转驱动机构还包括用于驱动显微镜头旋转的驱动电机。
由上可知，本发明提供的显微镜头和显微镜系统，至少取得了如下技术效果：首先，通过在显微镜头内部设置特定角度反光镜，改变光路，达到特定角度的显微立体观察；其次，通过在显微镜头内部设置光源，起到增强光线的效果；再者，通过在显微镜系统中设置镜头旋转机构，实现显微镜头对被观察对象的360°全方位观察。因此，本发明提供的显微镜头和显微镜系统，能够改善对被观察对象(例如玻璃基板)上的缺陷的观察和识别，从而提高良率的准确性，进而避免对后续工序设备及工艺造成严重影响。
本发明能够实现的其它发明目的以及可以取得的其它技术效果将在下述的具体实施方式中结合对具体实施例的描述和附图的示意进行阐述。
附图说明
为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1是传统显微镜系统的工作原理和结构示意图；
图2是根据本发明一个具体实施例的显微镜系统的工作原理和结构示意图；
图3是根据本发明另一个具体实施例的显微镜系统的工作原理和结构示意图；
图4是根据本发明又一个具体实施例的显微镜系统的工作原理和结构示意图；
图5是根据本发明一个具体实施例的显微镜头的运动轨迹示意图；和
图6是根据本发明另一个具体实施例的显微镜头的运动轨迹示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的具体实施例，所述具体实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同的标号表示相同或相似的元件。下面参考附图描述的具体实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能解释为对本发明的一种限制。
首先，本发明提供了一种显微镜头，可应用于现有技术的显微镜系统中，或者可应用于本发明提供的显微镜系统(参见图2-4，将在下面进行详述)中，用于在TFT-LCD领域的阵列基板维修制程中全方位地分析和观察被观察对象(如玻璃基板)上的缺陷。
以图2所示的显微镜系统为例，本发明提供了一种显微镜头20，该显微镜头20具有目镜端21和物镜端22，其中，目镜端21的中心轴线和物镜端22的中心轴线相交，并且显微镜头20还包括设置在目镜端21和物镜端22之间的反光镜40，以使入射光线L1和/或出射光线L2在目镜端21和物镜端22之间经由反光镜40的反射而入射和/或出射。也就是说，本发明提供的显微镜头20中，目镜端21和物镜端22之间采用了相对倾斜的布置方式来取代现有技术中直线形式的布置方式，同时在显微镜头20中还设置有特定角度的反光镜40。这样，可以将反射光线L2按预定角度光路返回且增加反射光强度。具体地，反光镜40相对于目镜端21的中心轴线的倾斜角度被设置成为入射光线L1的入射角度或者出射光线L2的出射角度的一半。例如，在如图2所示的具体实施例中，相对于目镜端21的中心轴线，入射光线L1的入射角或者出射光线L2的出射角为60°，相应地，反射镜40的倾斜角度则为30°。又例如，在其它实施例中，相对于目镜端21的中心轴线，若入射光线L1的入射角或者出射光线L2的出射角为45°，相应地，反射镜40的倾斜角度则为22.5°。这样，根据本发明，以上述方式设置的显微镜头20，通过在显微镜头内部设置特定角度的反光镜，改变光路，达到特定角度的显微立体观察。因此，本发明提供的显微镜头，能够全方位地分析和观察被观察对象(如玻璃基板)上的缺陷，从而改善对被观察对象上的缺陷的观察和识别，提高良率的准确性，进而避免对后续工序设备及工艺造成严重影响。
根据本发明的优选实施例，反光镜40可以包括环形反射面，其中，入射光线L1和/或出射光线L2可经由环形反射面的反射而入射和/或出射。这样，可以在改变光路的同时，增加反射光强度。值得一提的是，这里所描述的环形反射面可以是任意构造或形态的反射面，只要其能够实现对入射光线和出射光线的反射即可。
根据本发明，在如图2所示的本发明的一个具体实施例中，反光镜40设置在显微镜头20的内部，并且与显微镜头20的目镜端21和物镜端22形成为一体的。这种设计能够最优地节省显微镜头的空间，简化其结构，从而能够以最简易地方式将结合有反光镜40的显微镜头20以整体组件形式适用于本发明提供的显微镜系统或者其他类似场合，从而实现更加方便和更加广泛的应用。可选地，在本发明的其它实施例中，反光镜可以与显微镜头的目镜端和物镜端彼此独立。此时，反光镜可以设置在显微镜头的外部。这种设计能够灵活地处置反光镜，实现显微镜头结合反光镜和显微镜头不结合反光镜的双重应用，从而在一定程度上降低显微镜头的使用成本。
图3显示了根据本发明的另一个具体实施例的一种显微镜头，而图4显示了根据本发明的又一个具体实施例的一种显微镜头，它们与图2所示的显微镜头大致相同。然而，与图2所示的显微镜头的具体实施例不同之处在于，在图3和图4所示的具体实施例中，显微镜头20还包括自带光源50，其中，自带光源50以围绕方式设置在显微镜头20物镜端22内部。这样，不仅可以方便显微镜头作为整体组件使用，而且还可以增强反射光强度。进一步地，在图3所示的具体实施例中，自带光源50可以包括自带电源的LED光源，其中，自带电源可以为片状电池和/或环状电池。而在4所示的具体实施例中，自带光源50还可以包括用于引入外部光源(未图示)的光纤60，从而将外部光源引入显微镜头中。这样，本发明提供的显微镜头20，不仅可以采用现有设计中原有光源，而且还可以采用显微镜头20自带的光源，从而提高本发明提供的显微镜头20的使用灵活性，并且能够提高反射光强度。
与此同时，本发明还相应地提供了一种显微镜系统。如图2-4所示，该显微镜系统包括：用于承载被观察对象(例如玻璃基板)30的载物台10；用于观察位于载物台10上的被观察对象30的如前所述的显微镜头20；以及显微镜头旋转机构，该显微镜头旋转机构用于进行显微镜头20相对于位于载物台10上的被观察对象30的360°环形旋转，从而实现对被观察对象30的360°全方位观察。
如图6所示，显微镜头旋转机构包括环形轨道70，显微镜头20可移动地设置在环形轨道70上。优选地，显微镜头20可以通过齿轮机构(未图示)设置在环形轨道70上；当然，这里所指的齿轮机构可以是能够实现显微镜头相对于环形轨道移动的任何适宜的运动机构。还优选地，显微镜头旋转机构还可以包括用于驱动显微镜头20的驱动电机(未图示)；当然，这里所指的驱动电机可以是能够实现显微镜头相对于环形轨道移动的任何适宜的驱动源，例如微型伺服电机。
需要指出的是，本发明提供的显微镜系统中，可以通过至少以下两种方式完成显微镜头20相对于位于载物台10上的被观察对象30的360°环形旋转。第一种方式如图5所示，以显微镜头20的目镜端21的中心轴线为轴心，使得显微镜头20绕其目镜端21的中心轴线旋转，从而实现对位于载物台10上的被观察对象30的360°的观察。具体地，在图5所示的方式中，通过配置成使得显微镜头20绕其目镜端21的中心轴线旋转的显微镜头旋转驱动机构驱动显微镜头的旋转。进一步地，显微镜头旋转驱动机构包括用于驱动所述显微镜头旋转的驱动电机。第二种方式如图6所示，在显微镜系统中提供环形轨道70，使得包括目镜端21的显微镜头围绕环形轨道70的中心(通常为被观察对象30的放置位置)进行360°旋转，从而实现对位于载物台10上的被观察对象30的360°的观察。当然，本发明提供的显微镜系统中，第二种方式是优选的。进一步地，通过上述的显微镜头旋转机构，结合前面所述的显微镜头中反射镜的不同特定角度(例如，30°、45°、60°等)的设计，可以实现对被观察对象30的360°全方位的观察。
由上可知，本发明提供的显微镜系统，首先，通过在显微镜头内部设置特定角度反光镜，改变光路，达到特定角度的显微立体观察；其次，通过在显微镜头内部设置光源，起到增强光线的效果；再者，通过在显微镜系统中设置镜头旋转机构，实现显微镜头对被观察对象的360°全方位观察。因此，本发明提供的显微镜头和显微镜系统，能够改善对被观察对象(例如玻璃基板)上的缺陷的观察和识别，从而提高良率的准确性，进而避免对后续工序设备及工艺造成严重影响。
上述本发明的具体实施例仅例示性的说明了本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明，熟知本领域的技术人员应明白，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，对本发明所作的任何改变和改进都在本发明的范围内。本发明的权利保护范围，应如本申请的申请专利范围所界定的为准。

Claims (13)

1.一种显微镜头，所述显微镜头具有目镜端和物镜端，其特征在于，所述目镜端的中心轴线和所述物镜端的中心轴线相交，并且所述显微镜头还包括设置在所述目镜端和所述物镜端之间的反光镜，以使入射光线和/或出射光线在所述目镜端和所述物镜端之间经由所述反光镜的反射而入射和/或出射。
2.根据权利要求1所述的显微镜头，其特征在于，
所述反光镜相对于所述目镜端的中心轴线的倾斜角度被设置成为入射光线的入射角度或出射光线的出射角度的一半。
3.根据权利要求1所述的显微镜头，其特征在于，
所述反光镜包括环形反射面，入射光线和/或出射光线经由所述环形反射面的反射而入射和/或出射。
4.根据权利要求1所述的显微镜头，其特征在于，
所述反光镜与所述目镜端和所述物镜端彼此独立，或者所述反光镜与所述目镜端和所述物镜端为一体的。
5.根据权利要求1所述的显微镜头，其特征在于，
所述显微镜头还包括自带光源，所述自带光源以围绕方式设置在物镜端内部。
6.根据权利要求5所述的显微镜头，其特征在于，
所述自带光源包括自带电源的LED光源或用于引入外部光源的光纤。
7.根据权利要求6所述的显微镜头，其特征在于，
所述自带电源为片状电池和/或环状电池。
8.一种显微镜系统，其特征在于，所述显微镜系统包括：
用于承载被观察对象的载物台；
如权利要求1至7任一项所述的显微镜头，用于观察位于所述载物台上的被观察对象；以及
显微镜头旋转机构，用于进行所述显微镜头相对于位于所述载物台上的被观察对象的360°环形旋转，从而实现对被观察对象的360°全方位观察。
9.根据权利要求8所述的显微镜系统，其特征在于，
所述显微镜头旋转机构包括环形轨道，所述显微镜头可移动地设置在所述环形轨道上。
10.根据权利要求9所述的显微镜系统，其特征在于，
所述显微镜头通过齿轮机构设置在所述环形轨道上。
11.根据权利要求9所述的显微镜系统，其特征在于，
所述显微镜头旋转机构还包括用于驱动所述显微镜头的驱动电机。
12.一种显微镜系统，其特征在于，所述显微镜系统包括：
用于承载被观察对象的载物台；
如权利要求1至7任一项所述的显微镜头，用于观察位于所述载物台上的被观察对象；以及
显微镜头旋转驱动机构，用于使得显微镜头绕其目镜端的中心轴线旋转。
13.根据权利要求12所述的显微镜系统，其特征在于，
所述显微镜头旋转驱动机构还包括用于驱动所述显微镜头旋转的驱动电机。
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