CN212276097U - 显微镜的检测治具及包含其的显微镜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种显微镜的检测治具及包含其的显微镜装置。显微镜的检测治具包含致动模组及动力源。致动模组包含：致动件，用以接触待测物的表面以及驱使待测物相对于待测物的几何中心轴方向进行自体旋转运动；及承载件，其上设置有致动件动力源与致动件相互连接以驱动致动件转动。本实用新型的显微镜的检测治具可用于具有立体结构的待测物进行显微镜检测。

Description

显微镜的检测治具及包含其的显微镜装置

技术领域

本实用新型是有关一种显微镜的检测治具，特别是一种可用于检测具有立体结构的待测物的检测治具和及包括其的显微镜装置。

背景技术

一般来说，不论是在光学显微镜或是电子显微镜的检测过程中，为了使光束或带电粒子束穿透待测物以进行检测，常使用切割或辗磨等方法将待测样品制备为薄切片。然而，随着科技发展以及制程的演进，待检测物的种类及检测目的越趋广泛，可包含，例如：零组件完成品的整体结构、或超高精度陶瓷的细部结构等。在此情况下，若将待测样品制备为薄切片必然会造成样品的破坏与损毁，且由于待测物具有立体结构，故检测目标就不仅局限于二维平面。因此，有必要开发可适用于检测立体结构的显微镜检测治具。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种显微镜的检测治具及包含该检测治具的显微镜装置，其中，一种显微镜的检测治具，其可固定并旋转待测物，以供显微镜针对具有立体结构的待测物进行检测。

本实用新型一实施例的显微镜的检测治具包含：

一致动模组，致动模组包含：

致动件，用以接触一待测物的表面以及驱使待测物相对于待测物的几何中心轴方向进行自体旋转运动；及

承载件，其上设置有致动件；以及

一动力源，与致动件相互连接以驱动致动件转动。

较佳地，致动件可包含一第一滚轮元件，其设置于待测物下并与待测物的一外表面直接接触、承载待测物以及带动待测物进行自体旋转运动；

一支撑件，其相对于第一滚轮元件而设置于该待测物下并抵靠所述待测物的表面以支撑待测物。

较佳地，致动件可包含一对第二滚轮元件，成对的第二滚轮元件分别设置于待测物下、与待测物的一外表面直接接触以及带动待测物进行自体旋转运动。

较佳地，致动件可包含卷带，其绕设于待测物上以与待测物的一外表面接触，并且卷带带动待测物进行自体旋转运动。

较佳地，致动件与待测物的一外表面直接接触，并透过致动件与待测物的表面之间的摩擦力而驱使待测物进行自体旋转运动。

较佳地，本实用新型的显微镜的检测治具可更包含一辅助元件，其设置于待测物上以施加一外力于待测物上而增加致动件与待测物之间的摩擦力。

本实用新型的显微镜的检测治具可更包含一延伸件，其延伸设置于待测物上，致动件与延伸件直接接触，并透过致动件与延伸件之间的一摩擦力而驱使该待测物进行该自体旋转运动。

较佳地，致动件可包含一转轴，其插入待测物中并使待测物进行自体旋转运动。

较佳地，本实用新型的显微镜的检测治具所包含的动力源可透过连接件与致动件相互连接，连接件可包含万向接头、连杆或齿轮组。

较佳地，本实用新型的显微镜的检测治具更包含一限位元件，其设置于待测物上以保持或改变待测物的几何中心轴方向。

较佳地，限位元件可为一夹具，其夹持待测物以保持或改变待测物的几何中心轴方向。

较佳地，本实用新型的显微镜的检测治具更包含一限位元件，其插入待测物中以固定或改变待测物的几何中心轴方向。

较佳地，承载件可沿着其X轴方向、Y轴方向及Z轴方向的至少其中的一方向移动。

本实用新型的另一实施例提供一种显微镜装置，其包含：

一发射组件，发射组件包含一发射源及一透镜组件；

一检测治具，其包含：

一致动模组，其包含致动件及承载该致动件的承载件，致动件接触待测物的表面并驱使待测物相对于待测物的几何中心轴方向进行自体旋转运动；及

一动力源，与致动件相互连接以驱动致动件运动；

其中，发射源发射一能量源，透镜组件将能量源导向待测物。

本实用新型的再一实施例提供一种显微镜装置，其包含：

一发射组件，发射组件包含一发射源及一透镜组件；

一检测治具，其包含：

一致动模组，其包含致动件及承载该致动件的承载件，致动件接触待测物的表面并驱使待测物相对于待测物的几何中心轴方向进行自体旋转运动；及

一动力源，与致动件相互连接以驱动致动件运动；以及

一真空腔体，检测治具设置于其中；

其中，发射源发射能量源，透镜组件将能量源导向待测物。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型提供的显微镜的检测治具可用于立体结构的显微镜检测，传统的检测方法是将待测物制备为薄切片，不仅对待测样品造成破坏，且其检测目标也仅局限于平面。而本实用新型的显微镜的检测治具可在保持待测样品完整结构的情况下进行检测，可用于零组件完成品的良率检测。且本实用新型的显微镜的检测治具透过致动件或限位元件的驱动，使待测物产生转动或改变与光束/电子束之间的角度，因此可针对待测物外观的每一个面向进行检测，改善传统检测方法无法检测立体结构的缺点。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型进行示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1为根据本实用新型第一实施例的显微镜的检测治具的侧视立体示意图。

图2为根据本实用新型第二实施例的显微镜的检测治具的侧视立体示意图。

图3为根据本实用新型第三实施例的显微镜的检测治具的侧视立体示意图。

图4为根据本实用新型第四实施例的显微镜的检测治具的侧视示意图。

图5为根据本实用新型第五实施例的显微镜的检测治具的侧视立体示意图。

图6为根据本实用新型第六实施例的显微镜的检测治具的侧视立体示意图。

图7为根据本实用新型第七实施例的显微镜的检测治具的侧视立体示意图。

图8为根据本实用新型第八实施例的显微镜的检测治具的侧视立体示意图。

图9为根据本实用新型第九实施例的显微镜的检测治具的侧视立体示意图。

图10为根据本实用新型第十实施例的显微镜的检测治具的侧视立体示意图。

图11为根据本实用新型第十一实施例的显微镜的检测治具的侧视立体示意图。

图12为图11的正面示意图。

图13为根据本实用新型包含检测治具的显微镜装置的第一实施例的系统方块示意图。

图14为根据本实用新型包含检测治具的显微镜装置的第二实施例的系统方块示意图。

图15为根据本实用新型一实施例的显微镜装置检测方法示意图。

图16为根据本实用新型另一实施例的显微镜装置检测方法示意图。

附图标号说明：

10、致动模组；

11、待测物；

20、动力源；

30、延伸件；

40、连接件；

50、辅助元件；

60、61、限位元件；

101、致动件；

102、承载件；

111、第一滚轮元件；

112、支撑件；

113、第二滚轮元件；

114、卷带；

115、转轴；

A、几何中心轴；

B、轴心；

C、检测光束或电子束方向；

D、间距；

E、观察方向；

d1、d2、d3、d4、待测点；

α、角度；

701、发射组件；

702、检测治具；

703、控制系统；

704、信号侦测系统；

705、真空系统；

706、真空腔体；

711、发射源；

721、透镜组件。

具体实施方式

以下将详述本实用新型的各实施例，并配合附图作为例示。除了这些详细说明之外，本实用新型还可广泛地施行于其它的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本实用新型的保护范围内，并以权利要求的保护范围为准。在说明书的描述中，为了使读者对本实用新型有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本实用新型可能在省略部分或全部特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免对本实用新型形成不必要的限制。附图中相同或类似的元件将以相同或类似符号来表示。特别注意的是，附图仅为示意之用，并非代表元件实际的尺寸或数量，有些细节可能未完全绘出，以求附图的简洁。

请参考图1，根据本实用新型一实施例的显微镜的检测治具包含致动模组10及动力源20。致动模组10包含致动件101及承载件102。致动件101用以接触待测物11的表面，并驱使待测物11相对于待测物11的几何中心轴A进行自体旋转运动，动力源20与致动件101可相互连接以驱动致动件101转动。其次，承载件102上设置有致动件101，在图1中所绘的承载件102为大于致动件101的基座，然而本实用新型并不限于此。另外，承载件102可为致动件101的一部分，可作为结合件连接致动件101与动力源20或其他元件，或可作为移动整个致动模组10的移动元件。

继续参考图1，在本实施例中，致动件101可包含第一滚轮元件111及支撑件112，第一滚轮元件111设置于待测物11下，其撑托待测物11并直接接触待测物11的外表面以带动待测物11自体旋转。支撑件112也设置于待测物11下，且和第一滚轮元件111分别位于待测物11的相对侧，其也可对待测物11起支撑作用。

在另一实施例中，请参考图1和图2，致动件101可包含一对第二滚轮元件113，其分别设置于待测物11下、与待测物11的一外表面直接接触以及带动待测物11进行自体旋转运动。此处所谓的待测物11的表面，可以是待测物11的结构(可为待测物欲检测的部分，或为非检测的部分)，或是可拆卸地暂时固定于待测物11的结构的表面物。请参考图3所示，本实用新型的显微镜的检测治具可更包含延伸件30，其延伸设置于待测物11上，致动件101与延伸件30直接接触，并透过致动件101与延伸件30之间的摩擦力而驱使待测物11进行自体旋转运动。

继续参考图1和图2，第二滚轮元件113可同时兼具带动及支撑待测物11的功能，其中动力源20透过连接件40而和第二滚轮元件113连接以驱动第二滚轮元件113。或者，在此一实施例中，致动件101可更包含其他支撑件112，该支撑件112设置于一适当的位置，例如支撑件112设置于该对第二滚轮元件113之间。

是以，根据图1所绘示的实施例，待测物11和第一滚轮元件111以各自的轴心为旋转轴作旋转运动，其中各自的旋转轴为平行但并非同一轴，故本实用新型的检测治具可透过异轴旋动的方式使待测物进行自体旋转。而图2的待测物11和该对第二滚轮元件113也分别相对于各自的轴心为旋转轴作旋转运动，故也为异轴旋动的形态。然而，本实用新型并不以此为限制，待测物11与致动件101可以各自的轴心为旋转轴作旋转运动，其中各自的旋转轴可不平行但非同一轴，如图4所示。在图4中，致动件101的第一滚轮元件111与待测物11的外表面接触，其承载待测物11并带动待测物11自体旋转，其中，待测物11的几何中心轴A及第一滚轮元件111的轴心B不平行。

在又一实施例中，请参考图5，致动件可包含卷带114，其绕设于待测物11的一外表面上以带动待测物11进行自体旋转运动。在另一实施例中，请参阅图6，致动件可包含转轴115，其可插入待测物11中以使待测物11进行自体旋转，如此可省略连接件40。其中，作为致动件的转轴115是与待测物11的内表面直接接触，透过转轴115与待测物11之间的摩擦力而驱使待测物11进行自体旋转。是以，根据图6所绘示的实施例，待测物11和转轴115是以待测物11的几何中心轴为旋转轴作旋转运动，其中待测物11的几何中心轴和转轴115的旋转轴为相同的一轴，故本实用新型的显微镜的检测治具可透过同轴转动的方式使待测物进行自体旋转。

在以上实施例中，致动件是与待测物直接地接触以驱动待测物转动，然而，在另一实施例中，本实用新型的显微镜的检测治具可更包含固持元件(图未示)以固持待测物，而致动件是与固持元件直接地接触，进而间接地驱使待测物进行自体旋转运动。

于此须说明的是，本实用新型中所述的致动件可与待测物的表面直接地或间接地接触，进而透过致动件与待测物之间的摩擦力而驱使待测物进行自体旋转运动，故二者之间的摩擦力为驱动待测物旋转的必要条件。可选择的，致动件可与待测物的内部直接地或间接地接触，进而透过致动件与待测物之间的摩擦力而驱使待测物进行自体旋转运动根据本实用新型的另一实施例，请参阅图7，本实用新型的显微镜的检测治具可更包含辅助元件50，其设置于待测物11上以施加外力于待测物11上，进而增加致动件101与待测物11之间的摩擦力。图7中的辅助元件50仅为例示性绘示，辅助元件50的位置及型态可依需求而有所调整，其可为能增加致动件101与待测物11之间摩擦力的任意元件。

在本实用新型的实施例中，动力源20可透过连接件40以与致动件101相互连接，请参阅回图2及图3，其中，连接件40可为，举例而言，万向接头、连杆或齿轮组，但本实用新型并不局限于此，连接件40可为能连接动力源20及致动件101的任意元件。是以，在所有部件被安排于一局限的空间的情况时，致动件101和动力源20之间的连结可透过连接件40的连接使得位置的安排上较具弹性，例如当显微镜的检测治具的所有部件被设置在有限大小的承载件102上时，连接件40可以有连接和调整位置的作用，使得本实用新型的显微镜的检测治具部件安排更具弹性。

本实用新型的目的在于开发可适用于检测立体结构的显微镜的检测治具，在前述实施例中，是透过驱动待测物自体旋转以检测待测物在固定几何中心轴方向的情况下的各面向的立体结构。在另一实施例中，承载件102还可移动以改变待测物的位置，举例而言，承载件102可沿着其X轴方向、Y轴方向及Z轴方向的至少其中的一方向移动。

在另外一实施例中，本实用新型的显微镜的检测治具可更包含限位元件，其可保持或改变待测物的几何中心轴方向，换句话说，其可固定或改变待测物的轴心方向A与检测光束或电子束方向C之间的角度。请参阅图8及图9，限位元件60、限位元件61相当于致动件，其接触待测物11的表面并驱使待测物11相对于待测物11的几何中心轴A进行自体旋转运动，同时可用于固定或改变待测物11的几何中心轴A与检测光束或电子束方向C之间的角度。其次，限位元件60、限位元件61可分别设置于待测物11上以保持或改变待测物11的几何中心轴A方向，其可为夹具(如图8所示)以夹持待测物，或可为插入元件(如图9所示)插入待测物11中以保持或改变待测物11的几何中心轴方向。如图8及图9所示，限位元件60、限位元件61可分别使待测物11的几何中心轴A与检测光束或电子束方向C之间的角度α改变，角度α可为90度至0度，借此以检测待测物11在改变几何中心轴A方向的情况下的各面向的立体结构。

本实用新型的显微镜的检测治具所检测的待测物的几何中心轴方向并不限于上述实施例，在本实用新型的另一实施例中，待测物的几何中心轴A方向可与检测光束或电子束方向C平行，也就是，待测物的几何中心轴A与检测光束或电子束方向C之间的角度α可为0度，如图10所示。于此可了解，本实用新型的显微镜的检测治具可用于检测具有立体结构的待测物，较佳地，可用于检测待测物在度不同几何中心轴方向的情况下的各面向的立体结构。

另外一方面，根据另一实施例，本实用新型所提供的显微镜的检测治具的连接件的轴心与待测物之间的距离为可变动的，较佳地，本实用新型所提供的显微镜的检测治具的连杆的轴心与待测物之间的距离为可变动的，请参阅图11及图12。其中，本实用新型的显微镜的检测治具的动力源20透过连杆(连接件40)连接致动件101，进而致动件101可驱使待测物进行自体旋转。再参阅图12，其为图11的显微镜的检测治具由观察方向E观察的正视图，其中连杆(连接件40)的轴心与待测物11的几何中心轴间的间距D为可调整的，也就是，间距D的距离可依需求而增加或减少，因此提升本实用新型的显微镜的检测治具的使用弹性。

根据本实用新型的另一实施例，提供一种包含上述检测治具的显微镜装置，请参阅图13，一种检测时待测物无须在真空腔体中检测的显微镜包括一发射组件701、检测治具702、控制系统703和信号侦测系统704。如前述实施例所述，待测物11设置于检测治具702上接受发射组件701所发出的能量干涉后形成所需的信号(例如影像信号)，此信号可为信号侦测系统704所侦测。其次，发射组件701包括一发射源711和透镜组件721，其中发射源711作为能量源以发射作用于待测物11的能量或物质，例如可见或不可见光，而透镜组件721则可包括若干光学元件以让可见光或不可见光通过以形成和待测物11干涉后可被侦测的信号。再者，控制系统703则可和发射组件701和信号侦测系统704连接以控制发射组件701发出的能量大小以及侦测信号的处理。但不限地，控制系统703还可控制检测治具702的致动速度或其他部件的操作。

请参考图14，和图13不同之处在于，图14显示一种检测时待测物须在真空腔体中检测的显微镜。是以，图14的显微镜更包括一真空系统705和真空腔体706，其中真空系统705对于真空腔体706控制以维持检测时所需的真空或低压环境，而待测物11和检测治具702则设置于真空腔体706中。于图14的实施例中，发射源711所发出的能量源，举例但不限地，例如电子束。是以，本实用新型的检测治具702的精简尺寸可放置于空间受限的环境中，例如真空腔体706中。

本实用新型的另一实施例提供一种显微镜装置检测方法，包含下列步骤：提供待测物至显微镜装置的检测治具上；驱使显微镜装置发射能量源至待测物；以及驱使待测物旋转以使能量源扫描待测物表面的多个待测点，其中，检测治具与上述实施例中所揭露者相同，因此其元件结构细节不再赘述。请参阅图15的(a)部分，待测物11可相对于其几何中心轴A方向进行自体旋转运动，因而检测光束或电子束(能量源)可扫描待测物11表面上的多个待测点d1，根据一实施例，能量源可于待测物表面扫描出具有环形轨迹的多个待测点d1，且当待测物的几何中心轴A方向固定时，多个待测点至几何中心A轴的距离相同。当待测物11移动时，举例而言，透过本实用新型的显微镜的检测治具的承载件102而改变待测物11的位置时，能量源可于待测物表面扫描出具有另一环形轨迹的多个待测点d2，如图15的(b)部分所示。根据上述，本实用新型的显微镜装置检测方法透过驱使待测物进行自体旋转的方式，可快速轻易地连续检测到待测物同一表面上的多个待测位置而无须使用复杂缓慢地多次或多轴向的待测物移动方式。

须说明的是，待测物11的几何中心轴A方向可依需求而有所调整，较佳地，可透过但不限于上述实施例中所述的限位元件以保持或改变几何中心轴A的方向，几何中心轴A方向可平行或近似于平行检测光束或电子束方向C(也就是能量源的发射方向)，如图15所示；几何中心轴A方向也可垂直或近似于垂直检测光束或电子束方向C，如图16所示。请参阅图16的(a)部分，待测物11可相对于其几何中心轴A方向进行自体旋转运动，因而检测光束或电子束(能量源)可扫描待测物11表面上的多个待测点d3，根据一实施例，能量源可于待测物表面扫描出具有环形轨迹的多个待测点d3，且当待测物的几何中心轴A方向固定时，多个待测点至几何中心轴A的距离相同。当待测物11移动时，举例而言，透过本实用新型的显微镜的检测治具的承载件102而改变待测物11的位置时，能量源可于待测物表面扫描出具有另一环形轨迹的多个待测点d4，如图16的(b)部分所示。须说明的是，本实用新型所请的检测治具可适用于检测立体结构的光学显微镜或电子显微镜，当使用于电子显微镜时，其可适用于真空腔体内。

综上所述，本实用新型所提供的显微镜的检测治具可用于立体结构的显微镜检测，传统的检测方法是将待测物制备为薄切片，不仅对待测样品造成破坏，且其检测目标也仅局限于平面。而本实用新型的显微镜的检测治具可在保持待测样品完整结构的情况下进行检测，可用于零组件完成品的良率检测。且本实用新型的显微镜的检测治具透过致动件或限位元件的驱动，使待测物产生转动或改变与光束/电子束之间的角度，因此可针对待测物外观的每一个面向进行检测，改善传统检测方法无法检测立体结构的缺点。

以上所述的实施例仅是为说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在使本领域普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，当不能以其限定本实用新型的保护范围，即但凡依本实用新型所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种显微镜的检测治具，其特征在于，所述显微镜的检测治具包含：

一致动模组，其包含：

一致动件，其接触一待测物的表面以及驱使所述待测物相对于所述待测物的一几何中心轴方向进行一自体旋转运动；及

一承载件，其上设置有所述致动件；以及

一动力源，与所述致动件相互连接以驱动所述致动件运动。

2.根据权利要求1所述的显微镜的检测治具，其特征在于，所述致动件包含：

一第一滚轮元件，其与所述待测物的一外表面接触、承载所述待测物以及带动所述待测物进行所述自体旋转运动；以及

一支撑件，其抵靠所述待测物的所述表面以支撑所述待测物；或

一对第二滚轮元件，成对的所述第二滚轮元件分别设置于所述待测物下、与所述待测物的一外表面接触以及带动所述待测物进行所述自体旋转运动；或

一卷带，其绕设于所述待测物上以与所述待测物的一外表面接触，并且所述卷带带动所述待测物进行所述自体旋转运动；或

一转轴，其插入所述待测物中并使所述待测物进行所述自体旋转运动。

3.根据权利要求1所述的显微镜的检测治具，其特征在于，所述致动件与所述待测物的一外表面直接接触，并透过所述致动件与所述待测物的表面之间的一摩擦力而驱使所述待测物进行所述自体旋转运动。

4.根据权利要求3所述的显微镜的检测治具，其特征在于，所述显微镜的检测治具更包含一辅助元件，其设置于所述待测物上以施加一外力于所述待测物上而增加所述致动件与所述待测物之间的所述摩擦力。

5.根据权利要求1所述的显微镜的检测治具，其特征在于，所述显微镜的检测治具更包含一延伸件，其延伸设置于所述待测物上，所述致动件与所述延伸件直接接触，并透过所述致动件与所述延伸件之间的一摩擦力而驱使所述待测物进行所述自体旋转运动。

6.根据权利要求1所述的显微镜的检测治具，其特征在于，所述动力源透过一连接件与所述致动件相互连接，所述连接件包含一万向接头、一连杆或一齿轮组。

7.根据权利要求1所述的显微镜的检测治具，其特征在于，所述显微镜的检测治具更包含一限位元件，所述限位元件设置于所述待测物上以保持或改变所述待测物的所述几何中心轴方向；或，所述限位元件为一夹具，其夹持所述待测物以保持或改变所述待测物的所述几何中心轴方向；或，所述限位元件插入所述待测物中以固定或改变所述待测物的所述几何中心轴方向。

8.根据权利要求1所述的显微镜的检测治具，其特征在于，所述承载件沿着其X轴方向、Y轴方向及Z轴方向的至少其中的一方向移动。

9.一种显微镜装置，其特征在于，所述显微镜装置包含：

一发射组件，包含一发射源及一透镜组件；

一检测治具，其包含：

一致动模组，其包含一致动件及承载所述致动件的一承载件，所述致动件接触一待测物的表面并驱使所述待测物相对于所述待测物的一几何中心轴方向进行一自体旋转运动；及

一动力源，与所述致动件相互连接以驱动所述致动件运动；以及

一真空腔体，所述检测治具设置于其中；

其中，所述发射源发射一能量源，所述透镜组件将所述能量源导向所述待测物。

10.根据权利要求9所述的显微镜装置，其特征在于，所述显微镜装置更包括控制所述发射组件的运作的一控制系统以及一与所述控制系统电性连接的信号侦测系统，其中所述信号侦测系统侦测所述能量源和所述待测物干涉后得到的一信号并传送所述信号到所述控制系统。

Images