CN108267461A - 一种可变光路的光学显微镜检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可变光路的光学显微镜检测设备，包括第一发光单元、第二发光单元、半反射镜、物镜单元和载物台机构。通过第一发光单元和第二发光单元提供不同波长的可变光，进而在光路引导单元中形成两个方向相反的光路，通过切换光路的照射方向，使得检测设备可呈现出生物显微镜和金相显微镜的功能，进而对不同的铟锡氧化物进行检测。而人们通过观测机构就可以对铟锡氧化物进行检测，由于铟锡氧化物对红外光不透光的特性，通过可变光源的红外光来源以及红外光光致荧光呈相机构，更准确的检测出铟锡氧化物的产品。

Description

一种可变光路的光学显微镜检测设备

技术领域

本发明涉及显微镜领域，尤其涉及一种可变光路的光学显微镜检测设备。

背景技术

铟锡氧化物是一种具有透光特性的半导体导电材料，并用来制备各类半导体器件如：薄膜晶体管平面显示器、发光二极管、太阳能电池、气体传感器和垂直腔面发射机光器等需要透明导电薄膜工艺的器件。一般铟锡氧化物在可见光光谱波段可呈现良好的透光效率，而在深紫外光以及红外光中则呈现反射特性。故除了电子器件所需的光电透光应用外，铟锡氧化物亦可用于车大楼玻璃外墙以及车用前挡玻璃的制红外线遮光应用。

一般铟锡氧化物工艺是采用溅镀法进行工艺施作,再透过黄光以及蚀刻工艺达到器件所需的图像化效果，进而依序完成透明导电膜的制作。光学显微镜目检方式是一般常见的方法，用来检视图像化工艺后的铟锡氧化物薄膜。而在薄膜晶体管平面显示器相关产业中，由于玻璃衬底也兼具良好透光特性，故会增加光学目检的困难度。而在进行目检时，只能通用光学显微镜肉眼观察或监测，在衬底为透明状态下易形成目检误差，导致产品良率瑕疵。

发明内容

为此，需要提供一种可变光路的光学显微镜检测设备，解决目检容易形成误差，导致产品不良率高的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种可变光路的光学显微镜检测设备，包括第一发光单元、第二发光单元、半反射镜、物镜单元和载物台机构；

所述第一发光单元与第二发光单元相对设置，载物台机构的载物平台上的通光孔位于第一发光单元的光路上，以及载物台机构的载物平台上的通光孔也位于第二发光单元的光路上，物镜单元的入射端对准载物台的通光孔，所述半反射镜的反射面朝向物镜单元的出射端设置，所述物镜单元是具有红外光致荧光呈现功能的物镜；

载物台机构用于接收第一发光单元的光束时载物台机构的载物平台上的通光孔开启，以及载物台机构用于接收第二发光单元的光束时载物台机构的载物平台上的通光孔闭合。

进一步地，还包括观测机构，观测机构包括目镜、棱镜反射组和补助透镜，补助透镜设置在半反射镜的反射光路上，棱镜反射组设置在补助透镜与目镜之间，棱镜反射组用于反射光束到目镜上。

进一步地，还包括同步电路单元，同步电路单元与第一发光单元电连接，同步电路单元与第二发光单元电连接，同步电路单元用于协调控制第一发光单元或第二发光单元发光时载物台上通光孔的开启或闭合。

进一步地，还包括光源机构，光源机构包括第一发光单元、第二发光单元和光路引导单元，第一发光单元设置在光源机构的一侧面上，第二发光单元设置在光源机构的另一侧面上，光路引导单元用于引导第一发光单元形成一个环形光路，且光路引导单元用于引导第二发光单元形成一个与第一发光单元方向相反的环形光路。

进一步地，所述载物台机构还包括三轴控制器和载物平台，所述载物平台的通光孔上设置有遮光板，同步电路单元设置有同步开关，同步开关设置在载物平台的内部空腔上，同步开关与遮光板连接，载物平台的通光孔位于光路引导单元的环形光路上，三轴控制器设置在载物平台的一侧。

进一步地，所述光源机构还包括切换单元，切换单元的第一输出端与第一发光单元电连接，切换单元的第二输出端与第二发光单元电连接，所述切换单元的输入端与同步电路单元电连接。

进一步地，所述光路引导单元包括第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜，第一反射镜的镜面同时与光源机构的第一发光单元和第二反射镜的镜面相对设置，第三反射镜的镜面同时与第二反射镜的镜面和光源机构的第二发光单元相对设置，第一反射镜与光源机构的第一发光单元之间设置有第一聚光镜组，第三反射镜与光源机构的第二发光单元之间设置有第二聚光镜组，第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜用于反射引导第一发光单元或第二发光单元发射出的光束。

进一步地，所述载物台机构与第二反射镜之间设置有第三聚光镜组。

进一步地，所述载物台机构与第一反射镜之间设置有第四聚光镜组。

进一步地，所述载物台机构还包括夹具，所述夹具设置有多个，多个夹具沿着载物平台的顶面的边缘设置。

区别于现有技术，上述技术方案通过第一发光单元和第二发光单元提供不同波长的可变光，进而在光路引导单元中形成两个方向相反的光路，通过切换光路的照射方向，使得检测设备可呈现出生物显微镜和金相显微镜的功能，进而对不同的铟锡氧化物进行检测。在载物台机构上放置需要检测的物品，通过对第一发光单元和第二发光单元的光路进行切换，同时随光路切换系统同步变换的载物台机构，使得检测设备可呈现出生物显微镜和金相显微镜的功能，进而对不同的铟锡氧化物进行检测。而人们通过观测机构就可以对铟锡氧化物进行检测，由于铟锡氧化物对红外光不透光的特性，通过可变光源的红外光来源以及红外光致荧光呈相机构，更容易正确的检测出铟锡氧化物的产品。

附图说明

图1为具体实施方式所述可变光路的光学显微镜检测设备的示意图；

图2为具体实施方式所述可变光路的光学显微镜检测设备的具有循环光路的示意图；

图3为具体实施方式所述可变光路的光学显微镜检测设备的载物台机构的示意图。

附图标记说明：

10、第一发光单元；

20、第二发光单元；

30、半反射镜；

40、物镜单元；

50、载物台机构；501、第一聚光镜组；502、第二聚光镜组；

503、第三聚光镜组；504、第四聚光镜组；505、三轴控制器单元；

506、载物平台；507、遮光板；508、夹具；

60、观测机构；601、目镜；602、棱镜反射组；603、补助透镜；

70、光源机构；703、光路引导单元；7031、第一反射镜；

7032、第二反射镜；7033、第三反射镜；

801、同步开关。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1、图2和图3，本实施例提供一种可变光路的光学显微镜检测设备，包括第一发光单元10、第二发光单元20、半反射镜30、物镜单元40和载物台机构50；所述第一发光单元与第二发光单元相对设置，载物台机构的载物平台上的通光孔位于第一发光单元的光路上，以及载物台机构的载物平台上的通光孔也位于第二发光单元的光路上，物镜单元的入射端对准载物台的通光孔，所述半反射镜的反射面朝向物镜单元的出射端设置，所述物镜单元是具有红外光致荧光呈现功能的物镜；载物台机构用于接收第一发光单元的光束时载物台机构的载物平台上的通光孔开启，以及载物台机构用于接收第二发光单元的光束时载物台机构的载物平台上的通光孔闭合。

本实施例中可以人为设定第一发光单元照射的光束由载物台机构的下方入射，而第二发光单元照射的光束则由载物台机构的上方入射，当光源从上方入射时，光学检测设备呈现金相显微镜的功能，此时载物台机构的载物平台上的通光孔关闭，光源发射光为白光(复合光)，光线从上方入射到被测物体，再从被测物体表面反射回来；当光源从下方入射时，光学检测设备呈现生物显微镜的功能，此时载物台机构的载物平台上的通光孔开启，光源发射光为红外光，光线从下方入射到被测物体，被测物体可以为铟锡氧化物，由于红外光入射到ITO(铟锡氧化物)薄膜会呈现不透光的全反射现象，故可通过亮暗辨别出ITO薄膜和蚀刻道，人们可以使用特定的观测物品，进而通过半反射镜和物镜单元来观测ITO，特定的观测物品可以为显微镜的目镜，使之达到通过光学显微镜检测设备来检测ITO的产品是否合格。

本实施例中还包括观测机构60，观测机构包括目镜601、棱镜反射组602和补助透镜603，补助透镜设置在半反射镜的反射光路上，棱镜反射组设置在补助透镜与目镜之间，棱镜反射组用于反射光束到目镜上。通过不同倍数的目镜与物镜进行观察，检测员可以通过目镜观测经由物镜、半反射镜和棱镜所呈现的图像，进而判断被检测的物品是否合格。而物镜组中的物镜具有具红外光致荧光呈现功能，有利于观测人员对检测的产品进行检测。通过物镜调换物镜组中的物镜，选着不同倍数的物镜进行观测，再经过半反射镜的反射，为了提高观测图像的清晰度，在半反射镜与棱镜组之间通过补助透镜进行聚光，进而在通过棱镜组中的多个棱镜进行折射光线，使得光线按照一定规定的路线传送，进而通过选着合适的目镜就可以对检测物品进行观测。

本实施例中还包括光源机构70，光源机构包括第一发光单元、第二发光单元和光路引导单元703，第一发光单元设置在光源机构的一侧面上，第二发光单元设置在光源机构的另一侧面上，光路引导单元用于引导第一发光单元形成一个环形光路，且光路引导单元用于引导第二发光单元形成一个与第一发光单元方向相反的环形光路。所述光源机构还包括切换单元704，切换单元的第一输出端与第一发光单元电连接，切换单元的第二输出端与第二发光单元电连接，所述切换单元的输入端与同步电路单元电连接。所述光路引导单元包括第一反射镜7031、第二反射镜7032和第三反射镜7033，第一反射镜的镜面同时与光源机构的第一发光单元和第二反射镜的镜面相对设置，第三反射镜的镜面同时与第二反射镜的镜面和光源机构的第二发光单元相对设置，第一反射镜与光源机构的第一发光单元之间设置有第一聚光镜组501，第三反射镜与光源机构的第二发光单元之间设置有第二聚光镜组502，第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜用于反射引导第一发光单元或第二发光单元发射出的光束。所述载物台机构与第二反射镜之间设置有第三聚光镜组503。所述载物台机构与第一反射镜之间设置有第四聚光镜组504。所述载物台机构还包括三轴控制器和载物平台，所述载物平台的通光孔上设置有遮光板，同步电路单元设置有同步开关，同步开关设置在载物平台的内部空腔上，同步开关与遮光板连接，载物平台的通光孔位于光路引导单元的环形光路上，三轴控制器设置在载物平台的一侧。

通过人为设定，当光源机构由第一发光单元照射出光束时，光束会照射在与光源机构水平位置相同的第一反射镜上，该光束会通过第一反射镜再反射到在第一反射镜正上方的第二反射镜上，第二反射镜会再次反射光束到与第二反射镜水平位置相同的第三反射镜上，进而通过第三反射镜反射到第二发光单元上，在而此时第二发光单元关闭，因此形成一个逆时针的环形光路。同理当光束有光源机构由第二发光单元照射出光束时，则形成一个顺时针的环形光路。为了有使得光束在照射时保持高强度的集中，通过聚光镜组中的多个聚光镜进行聚光，使得光束不会在反射时发生发散的情况，或者出现光源照射面积较大的情况，进而影响光学显微镜检测设备的检测效果，出现不必要的误差。

光源机构可以通过一个发光源和一个可调整的角度的反射或折射光镜，进而达到具有两个不同方向的光束，可调整的角度的反射或折射光镜可以通过电机在调整光镜的角度，进而达到照射出不同方向的光束的目的。光源机构可以为可调谐激光器，波长可调谐是指激光器发出的光的波长是可以调节的，根据需要调节激光器的波长控制单元，使激光器输出波长发生变化，通常调节范围在几nm到几十nm。可调谐激光器从实现技术上主要分为三种：电流控制方式、温度控制方式和机械控制方式；或者，光源机构可以通过开关的切换来控制不同颜色、亮度等的显示灯，达到控制光源变换的目的。

使用切换单元对第一发光单元和第二发光单元进行切换，当光束顺时针照射时，光束会从上方入射到载物平台上，此时光学显微镜检测设备呈现金相显微镜的功能，与此同时通过同步开关控制遮光板移动，使得载物台机构的通光孔被遮光板所遮挡，进而达到关闭通光孔的目的，由于发射的光束为白光(复合光)，因此光线从上方入射到被测物体时，会从被测物体表面反射到观测机构进行观测，达到采用光学显微镜进行检测的目的；当光束逆时针照射时，使得光束从下方入射到载物平台上，此时光学显微镜检测设备呈现生物显微镜的功能，与此同时通过同步开关控制遮光板移动，使得载物台机构的通光孔被遮光板所遮挡，进而达到开启通光孔的目的，光源发射光为红外光，光线从下方入射到被测物体，由于红外光入射到ITO(铟锡氧化物)薄膜会呈现不透光的全反射现象，故可通过亮暗辨别出ITO薄膜和蚀刻道。

对于ITO是一种具有透光特性的半导体导电材料，基于其透明导电薄膜对红外线(1200nm到2600nm)光谱的穿透与反射物理特性，经由所设计的可变光源及可变光路机构,搭配光致荧光呈相装置,用以提升任何透明导电薄膜的目检效率,并可同时兼具金相与生物显微镜的特性功能。

本实施例中还包括同步电路单元，同步电路单元与第一发光单元电连接，同步电路单元与第二发光单元电连接，同步电路单元用于协调控制第一发光单元或第二发光单元发光时载物台上通光孔的开启或闭合。所述载物台机构还包括三轴控制器505和载物平台506，所述载物平台的通光孔上设置有遮光板507，同步电路单元设置有同步开关801，同步开关设置在载物平台的内部空腔上，同步开关与遮光板连接，载物平台的通光孔位于光路引导单元的环形光路上，三轴控制器设置在载物平台的一侧。所述载物台机构还包括夹具508，所述夹具设置有多个，多个夹具沿着载物平台的顶面的边缘设置。通过载物台机构可以放置不同种类的铟锡氧化物制备的半导体器件，并通过载物平台上的夹具进行装夹，在使用三轴控制器来调整载物平台的位置，例如，调整载物平台的高度、左右移动和前后移动，进而使得光束的聚焦在通光孔上，提高载物平台的灵活性，这样的三轴控制器在本领域中较为常见属于现有技术，在此不进行详细赘述。

同步电路单元包括同步电路和同步开关，同步开关可以采用电磁开关来控制遮光板的开启和闭合，通过同步电路与光源机构进行同步协调，使得光源机构由第一发光单元发射出光束时，同步电路接收到光源机构发送的电信号，进而控制电磁开关控制遮光板开启通光孔；同理，当光源机构由第二发光单元发射出光束时，同步电路接收到光源机构发送的电信号，进而控制电磁开关控制遮光板关闭通光孔。达到了光束照射路线与通光孔开启或关闭同步协调的目的。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可变光路的光学显微镜检测设备，其特征在于，包括第一发光单元、第二发光单元、半反射镜、物镜单元和载物台机构；

所述第一发光单元与第二发光单元相对设置，载物台机构的载物平台上的通光孔位于第一发光单元的光路上，以及载物台机构的载物平台上的通光孔也位于第二发光单元的光路上，物镜单元的入射端对准载物台的通光孔，所述半反射镜的反射面朝向物镜单元的出射端设置，所述物镜单元是具有红外光致荧光呈现功能的物镜；

载物台机构用于接收第一发光单元的光束时载物台机构的载物平台上的通光孔开启，以及载物台机构用于接收第二发光单元的光束时载物台机构的载物平台上的通光孔闭合。

2.根据权利要求1所述的一种可变光路的光学显微镜检测设备，其特征在于，还包括观测机构，观测机构包括目镜、棱镜反射组和补助透镜，补助透镜设置在半反射镜的反射光路上，棱镜反射组设置在补助透镜与目镜之间，棱镜反射组用于反射光束到目镜上。

3.根据权利要求1所述的一种可变光路的光学显微镜检测设备，其特征在于，还包括同步电路单元，同步电路单元与第一发光单元电连接，同步电路单元与第二发光单元电连接，同步电路单元用于协调控制第一发光单元或第二发光单元发光时载物台上通光孔的开启或闭合。

4.根据权利要求3所述的一种可变光路的光学显微镜检测设备，其特征在于，还包括光源机构，光源机构包括第一发光单元、第二发光单元和光路引导单元，第一发光单元设置在光源机构的一侧面上，第二发光单元设置在光源机构的另一侧面上，光路引导单元用于引导第一发光单元形成一个环形光路，且光路引导单元用于引导第二发光单元形成一个与第一发光单元方向相反的环形光路。

5.根据权利要求4所述的一种可变光路的光学显微镜检测设备，其特征在于，所述载物台机构还包括三轴控制器和载物平台，所述载物平台的通光孔上设置有遮光板，同步电路单元设置有同步开关，同步开关设置在载物平台的内部空腔上，同步开关与遮光板连接，载物平台的通光孔位于光路引导单元的环形光路上，三轴控制器设置在载物平台的一侧。

6.根据权利要求4所述的一种可变光路的光学显微镜检测设备，其特征在于，所述光源机构还包括切换单元，切换单元的第一输出端与第一发光单元电连接，切换单元的第二输出端与第二发光单元电连接，所述切换单元的输入端与同步电路单元电连接。

7.根据权利要求4所述的一种可变光路的光学显微镜检测设备，其特征在于，所述光路引导单元包括第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜，第一反射镜的镜面同时与光源机构的第一发光单元和第二反射镜的镜面相对设置，第三反射镜的镜面同时与第二反射镜的镜面和光源机构的第二发光单元相对设置，第一反射镜与光源机构的第一发光单元之间设置有第一聚光镜组，第三反射镜与光源机构的第二发光单元之间设置有第二聚光镜组，第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜用于反射引导第一发光单元或第二发光单元发射出的光束。

8.根据权利要求7所述的一种可变光路的光学显微镜检测设备，其特征在于，所述载物台机构与第二反射镜之间设置有第三聚光镜组。

9.根据权利要求7所述的一种可变光路的光学显微镜检测设备，其特征在于，所述载物台机构与第一反射镜之间设置有第四聚光镜组。

10.根据权利要求1所述的一种可变光路的光学显微镜检测设备，其特征在于，所述载物台机构还包括夹具，所述夹具设置有多个，多个夹具沿着载物平台的顶面的边缘设置。