CN106066158B - 测定装置 - Google Patents

Abstract

一种测定装置，能够容易地对测定对象物的背面的形状进行测定。测定装置具备：载置台部(6)，载置平板状的测定对象物；显微镜(8)，具有物镜(8b)及拍摄部(8c)；及角隅棱镜(12)，配置于所述载置台部的与所述测定对象物的背面侧的测定位置相对应的位置，所述拍摄部经由所述角隅棱镜以及所述物镜拍摄所述测定对象物的背面侧的测定位置的像。

Description

测定装置

技术领域

本发明涉及一种测定平板显示器用玻璃基板、金属薄板、硅晶片以及树脂薄板等的背面的尺寸、形状的测定装置。

背景技术

以往，已知有固定于基台上的玻璃板的尺寸测定方法(例如，参照专利文献1)。根据该尺寸测定方法，通过利用CCD照相机拍摄玻璃板的表面的图像能够测定玻璃板的形状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-241921号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在上述尺寸测定方法中，存在这样的问题：即使能够测定玻璃板的表面的形状，也无法测定背面的形状。因此，在测定玻璃板的背面的形状的情况下，需要将玻璃板翻转的作业。

本发明的目的在于提供一种能够容易地对测定对象物的背面的形状进行测定的测定装置。

用于解决课题的手段

本发明的测定装置的特征在于，具备：载置台部，载置平板状的测定对象物；显微镜，具有物镜以及拍摄部；及角隅棱镜，配置于所述载置台部的与所述测定对象物的背面侧的测定位置相对应的位置，所述拍摄部经由所述角隅棱镜以及所述物镜拍摄所述测定对象物的背面侧的测定位置的像。

另外，本发明的测定装置的特征在于，在所述载置台部的与所述测定对象物的背面侧的多个所述测定位置相对应的各个位置形成有配置所述角隅棱镜的配置部，所述角隅棱镜分别配置于各个所述配置部，所述测定装置还具备使所述显微镜沿所述测定对象物的边缘部移动的显微镜移动部，所述拍摄部经由所述角隅棱镜以及所述物镜依次拍摄所述测定对象物的背面侧的多个测定位置的像。

另外，本发明的测定装置的特征在于，具备：载置台部，载置平板状的测定对象物；显微镜，具有物镜以及拍摄部；角隅棱镜，位于所述测定对象物的背面侧；角隅棱镜移动部，使所述角隅棱镜沿所述测定对象物的边缘部移动；显微镜移动部，使所述显微镜沿所述测定对象物的边缘部移动；及控制部，使所述角隅棱镜追随所述显微镜的移动而依次向所述测定对象物的背面侧的测定位置移动，所述拍摄部经由所述角隅棱镜以及所述物镜依次拍摄所述测定对象物的背面侧的多个测定位置的像。

另外，本发明的测定装置的特征在于，所述测定对象物在边缘部具有倒角部分，所述拍摄部经由所述物镜以及所述角隅棱镜拍摄所述测定对象物的背面的所述倒角部分的像。

另外，本发明的测定装置的特征在于，所述测定对象物为平板显示器用玻璃基板、金属薄板、硅晶片以及树脂薄板中的任一者。

发明效果

根据本发明的测定装置，能够容易地对测定对象物的背面的形状进行测定。

附图说明

图1是第一实施方式的测定装置的侧视图。

图2是第一实施方式的测定装置的载置台部的俯视图。

图3是第一实施方式的角隅棱镜的立体图。

图4是从上方观察配置于第一实施方式的测定装置的载置台部上的角隅棱镜的图。

图5是载置于第一实施方式的测定装置的载置台部上的工件的边缘部的侧视图。

图6是表示使用第一实施方式的测定装置测定工件的背面的状况的图。

图7是在使用反射镜测定工件的背面的情况下，从上方观察配置于载置台部的下部的反射镜的图。

图8是表示使用反射镜测定工件的背面的状况的图。

图9是第二实施方式的测定装置的侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图，以将平板显示器用玻璃基板作为测定对象物(以下，称作工件)进行测定的情况为例说明第一实施方式的测定装置。图1是第一实施方式的测定装置的侧视图。如图1所示，测定装置2具备：矩形平板状的载置台部6，对工件4以与水平面平行的方式进行载置；以及显微镜8，用于测定载置于载置台部6上的工件4。

在载置台部6，如图2所示，在工件4载置于载置台部6的情况下，在与工件4的边缘部相对应的位置6a上形成有多个用于配置角隅棱镜12的配置部14。配置部14是形成于载置台部6的表面的凹状部分，在各配置部14配置有各个角隅棱镜12。

图3是角隅棱镜12的立体图。如图3所示，角隅棱镜12是上部12x具有圆筒形状且下部12y具有三角锥形状的部件。在此，在角隅棱镜12的上端形成有用于使光入射的圆形的入射面12a，在下部12y的内表面形成有用于反射光的三个反射面12b。

此外，如图4所示，角隅棱镜12以使入射面12a的中心位于与工件4的边缘部相对应的位置6a的外侧的方式配置于与工件4的背面侧的测定位置相对应的位置。另外，各个角隅棱镜12以使入射面12a比载置台部6的表面的位置低0mm～2mm的方式配置于配置部14内。

如图1所示，显微镜8在镜筒8a的下侧的端部具备以规定的倍率观察工件4的物镜8b，在镜筒8a的上侧的端部具备经由物镜8b拍摄工件4的像的CCD照相机8c。另外，显微镜8在镜筒8a的侧部具备落射照明部8e。此外，显微镜8由能够沿工件4的表面在水平面内以二维方式移动的未图示的框架支承。

图5是工件4的边缘部的侧视图。如图5所示，对工件4的边缘部实施有倒角加工，在侧面4a的上下分别形成有上倾斜面4b、下倾斜面4c。此外，图5所示的上倾斜面4b的倒角尺寸L1以及下倾斜面4c的倒角尺寸L2是由测定装置2进行测定的测定对象。

接着，参照附图，以使用放大5倍的物镜8b以及外径30mm、高度22.7mm的角隅棱镜12的情况为例说明使用测定装置2测定工件4的背面的形状的处理。此外，物镜8b的原本的工作距离(以下，称作工作距离)为64mm。后述详细说明工作距离。

首先，测定装置2的未图示的控制部使未图示的驱动部进行驱动，从而使支承于框架的显微镜8移动，如图6所示，使显微镜8的位置对准角隅棱镜12的正上方。接着，调整物镜8b的水平位置，以使物镜8b的中心轴X的位置位于距角隅棱镜12的入射面12a的中心Y的位置为规定距离的位置；调整物镜8b的铅垂位置，以使从物镜8b的射出面至角隅棱镜12的入射面12a的距离A为34.132mm。在此，从工件4的边缘部至角隅棱镜12的入射面12a的中心Y的距离F为4mm。另外，从角隅棱镜12的入射面12a至工件4的背面的距离G为2mm。

接着，控制部从落射照明部8e射出照明光。射出的照明光在被镜筒8a内的未图示的分光镜反射后，经由物镜8b向角隅棱镜12的入射面12a入射。入射到入射面12a的照明光在反射面12b再次发生反射，并照射工件4的背面的测定位置。

在工件4的背面的测定位置处所反射的反射光在反射面12b再次发生反射并经由入射面12a入射到物镜8b之后，透过分光镜在未图示的拍摄元件成像，成像于拍摄元件的像被CCD照相机8c拍摄。由此，基于拍摄到的拍摄数据测定下倾斜面4c的倒角尺寸L2。

之后，控制部重复执行一边使显微镜8沿工件4的边缘部移动一边依次从角隅棱镜12的正上方拍摄测定位置的像的处理，直到拍摄完所有测定位置为止。

接着，说明物镜8b的工作距离。如上所述，放大5倍的物镜8b的原本的工作距离B为64mm。另外，角隅棱镜12内的光路长度为将距离C(19.872mm)、距离D(8.485mm)、距离E(17.043mm)累加所得的45.4mm。

此外，通过角隅棱镜12的折射而延伸的光路长度能够基于数学式1进行计算。在数学式1中，t是角隅棱镜12内的光路长度，n是角隅棱镜12的折射率。

t(n-1)/n…数学式1

根据数学式1，通过折射而延伸的光路长度为：45.4mm×(1.52mm-1mm)/1.52mm＝15.532mm。

在将角隅棱镜12内的光路长度换算为空气中的光路长度的情况下，从角隅棱镜12内的光路长度(45.4mm)减去通过折射而延伸的光路长度(15.532mm)。其结果是，将45.4mm-15.532mm＝29.868mm作为空气中的光路长度进行计算。

以上，从原本的工作距离B(64mm)减去29.868mm所得的34.132mm成为使用了外径30mm、高度22.7mm的角隅棱镜12的情况下的工作距离(距离A)。进而，从距离A(34.132mm)减去从入射面12a至工件4的背面的距离G(2mm)所得的32.132mm成为使用了该角隅棱镜12的情况下的从物镜8b的射出面至测定位置为止的实际的工作距离。

这样，通过适当地组合物镜8b的倍率、物镜8b的位置、角隅棱镜12的尺寸、角隅棱镜12的位置，能够确保适当的工作距离和光路长度，能够测定工件4的背面的形状。

根据该第一实施方式的测定装置2，通过在载置台部6中在与工件4的边缘部相对应的位置6a上配置角隅棱镜12，能够在不翻转工件4的情况下容易地测定工件4的背面的形状。

此外，如图7所示，也可考虑在载置台部6平行于与工件4的边缘部相对应的位置6a地配置一对反射镜20，并且如图8所示，通过使光在反射镜20处发生反射来测定工件4的背面的形状。该情况下，反射镜20的角度调整困难，但是根据第一实施方式的测定装置2，无需调整反射镜20的角度就能够容易地测定工件4的背面的形状。

接着，说明第二实施方式的测定装置。该第二实施方式的测定装置取代如第一实施方式那样在配置部14配置角隅棱镜12，而是在载置台部6形成使角隅棱镜12移动的狭缝，使角隅棱镜12追随显微镜8而移动。因此，在第二实施方式中，详细说明与第一实施方式不同的部分，对于重复的部分，适当地省略说明。

图9是第二实施方式的测定装置的侧视图。如图9所示，测定装置28具备：矩形平板状的载置台部6，对工件4以与水平面平行的方式进行载置；以及显微镜8，用于测定载置于载置台部6的工件4。

在此，在载置台部6，在工件4载置于载置台部6的情况下，沿与工件4的边缘部相对应的位置6a(参照图2)形成有狭缝30。另外，在载置台部6的下部具备：滑动件32，搭载有角隅棱镜12；导轨34，对滑动件32以能够沿狭缝30滑动的方式进行支承；滚珠丝杠36，使滑动件32沿导轨34移动；以及马达38，驱动滚珠丝杠36。另外，显微镜8被支承于能够沿工件4的表面在水平面内以二维的方式移动的框架。

接着，参照附图，说明使用第二实施方式的测定装置28测定工件4的背面的形状时的处理。此外，以下，与第一实施方式相同，以使用了放大5倍的物镜8b以及外径30mm、高度22.7mm的角隅棱镜12的情况为例进行说明。

首先，测定装置28的未图示的控制部使未图示的驱动部进行驱动，从而使支承于框架的显微镜8移动，如图9所示，使显微镜8的位置对准角隅棱镜12的正上方。接着，控制部从物镜8b的落射照明部8e射出照明光。射出的照明光在镜筒8a内的未图示的分光镜上反射后，经由物镜8b向角隅棱镜12的入射面12a入射。入射到入射面12a的照明光在反射面12b再次发生反射，并照射工件4的背面的测定位置。

在工件4的背面的测定位置处所反射的反射光在反射面12b再次发生反射并经由入射面12a入射到物镜8b之后，透过分光镜在未图示的拍摄元件成像。

控制部在该状态下对马达38进行驱动而使滚珠丝杠36旋转，使搭载了角隅棱镜12的滑动件32沿导轨34依次移动，并且一边使支承于框架的显微镜8沿狭缝30依次移动，一边利用CCD照相机8c进行拍摄。由此，能够连续地测定工件4的下倾斜面4c上的多个测定位置的倒角尺寸L2。

根据该第二实施方式的测定装置28，在载置台部6形成使角隅棱镜12移动的狭缝，使角隅棱镜12与显微镜8同步地移动，由此能够容易并且连续地测定工件4的背面的形状。

此外，上述各实施方式所使用的工件4为薄的平板状的测定对象物即可，除平板显示器用玻璃基板以外，还能够使用金属薄板、硅晶片、树脂薄板等。

另外，在上述各实施方式中，以使用了外径30mm、高度22.7mm的角隅棱镜12的情况为例进行了说明，但是也可以使用尺寸不同的角隅棱镜。例如，使用外径20mm、高度15.5mm的角隅棱镜。在该情况下，角隅棱镜内的光路长度为31mm，图6所示的距离C为12.672mm，距离D为8.485mm，距离E为9.843mm。在该情况下，通过调整物镜8b的铅垂位置以使距离A为43.605mm，能够确保适当的工作距离和光路长度，能够测定工件4的背面的形状。

另外，在使用了外径18mm、高度14mm的角隅棱镜的情况下，角隅棱镜内的光路长度为28mm，图6所示的距离C为11.172mm，距离D为8.485mm，距离E为8.343mm。该情况下，通过调整物镜8b的铅垂位置以使距离A为45.579mm，能够确保适当的工作距离和光路长度，能够测定工件4的背面的形状。

另外，在上述各实施方式中，以使用放大5倍的物镜8b的情况为例进行了说明，但是也可以使用不同的倍率的物镜。例如，使用放大10倍的物镜。该情况下，原本的工作距离B为48mm。在该情况下，通过调整物镜8b的铅垂位置，以确保适当的工作距离和光路长度，也能够测定工件4的背面的形状。

另外，在上述第二实施方式中，以将马达38和滚珠丝杠36组合得到的驱动系统为例进行了说明，但是也可以通过使用线性马达而使角隅棱镜12沿狭缝30移动。

附图标记说明

2、28、测定装置；4、工件；6、载置台部；8、显微镜；8a、镜筒；8b、物镜；8c、CCD照相机；12、角隅棱镜；30、狭缝。

Claims (6)

1.一种测定装置，其特征在于，具备：

载置台部，载置平板状的测定对象物；

显微镜，具有物镜以及拍摄部；及

角隅棱镜，配置于所述载置台部的与所述测定对象物的背面侧的测定位置相对应的位置，

所述拍摄部经由所述角隅棱镜以及所述物镜拍摄所述测定对象物的背面侧的测定位置的像，

在所述载置台部的与所述测定对象物的背面侧的多个所述测定位置相对应的各个位置形成有配置所述角隅棱镜的配置部，

所述角隅棱镜配置于各个所述配置部，

所述测定装置还具备使所述显微镜沿所述测定对象物的边缘部移动的显微镜移动部，

所述拍摄部经由所述角隅棱镜以及所述物镜依次拍摄所述测定对象物的背面侧的多个测定位置的像。

2.根据权利要求1的测定装置，其特征在于，

所述测定对象物在边缘部具有倒角部分，

所述拍摄部经由所述物镜以及所述角隅棱镜拍摄所述测定对象物的背面的所述倒角部分的像。

3.根据权利要求1或2所述的测定装置，其特征在于，

所述测定对象物为平板显示器用玻璃基板、金属薄板、硅晶片以及树脂薄板中的任一者。

4.一种测定装置，其特征在于，具备：

载置台部，载置平板状的测定对象物；

显微镜，具有物镜以及拍摄部；

角隅棱镜，位于所述测定对象物的背面侧；

角隅棱镜移动部，使所述角隅棱镜沿所述测定对象物的边缘部移动；

显微镜移动部，使所述显微镜沿所述测定对象物的边缘部移动；及

控制部，使所述角隅棱镜追随所述显微镜的移动而依次向所述测定对象物的背面侧的测定位置移动，

所述拍摄部经由所述角隅棱镜以及所述物镜依次拍摄所述测定对象物的背面侧的多个测定位置的像。

5.根据权利要求4所述的测定装置，其特征在于，

所述测定对象物在边缘部具有倒角部分，

所述拍摄部经由所述物镜以及所述角隅棱镜拍摄所述测定对象物的背面的所述倒角部分的像。

6.根据权利要求4或5所述的测定装置，其特征在于，

所述测定对象物为平板显示器用玻璃基板、金属薄板、硅晶片以及树脂薄板中的任一者。