JP2011257390A - 高速光学測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】速い動作速度、固定位置の対象物、光学測定センサーを用いて光学測定時間を短縮することで、ディスプレイ装置の大面積化、複数の対象物集合体化による製品検査コストの上昇を最小化する高速光学測定装置を提供する。
【解決手段】複数の測定位置を持つ対象物または複数の対象物集合体全体の光の大きさを調節して入射させる対物レンズ部、対物レンズ部から入射した光の光経路を変更する光経路部、光の進行方向を変更する制御信号を出力する制御回路部、入射光を測定する測定センサー、及び前記光経路部で進行方向が変更された光を前記測定センサーの大きさと位置と一致させる接眼レンズ部でなる。
【選択図】 図２
【解決手段】複数の測定位置を持つ対象物または複数の対象物集合体全体の光の大きさを調節して入射させる対物レンズ部、対物レンズ部から入射した光の光経路を変更する光経路部、光の進行方向を変更する制御信号を出力する制御回路部、入射光を測定する測定センサー、及び前記光経路部で進行方向が変更された光を前記測定センサーの大きさと位置と一致させる接眼レンズ部でなる。
【選択図】 図２
Description
本発明は高速光学測定装置に係り、より詳しくは駆動部に結合されたミラーまたは複数のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー集合体、つまりＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）の光の反射を用いて対象物の複数の測定位置または複数の対象物集合体の高速光学測定ができるようにする装置に関する。
技術の発展につれて、モニター、ＴＶなどの大面積化とともにＬＥＤ電光板、交通信号灯、自動車ランプなどのような数多い発光素子を集合して使うなど、ディスプレイ装置の変化が急速に進んでおり、これら製品の品質を測定、管理するために、対象物の複数の測定位置または複数の対象物集合体のそれぞれの対象物の光学特性を測定しなければならない必要性がある。
このような理由で従来の測定方法は多軸移動の可能な駆動機構物に測定センサーを位置させ、この測定センサーを固定位置上の対象物の測定を要する複数の測定位置に順次移動して個別に測定するか、あるいは対象物を多軸移動の可能な駆動機構物に固定して移動し、対象物の複数の測定位置が固定された測定センサーの位置に順次位置するようにして測定するため、高速で対象物の光学測定を行うことに限界があった。
添付の図１は従来の方法を採用した光学特性を測定する装置の例示図である。図１に示すように、多軸移動の可能な駆動機構物の測定センサー固定位置Ａに測定センサーを固定し、それぞれの駆動軸Ｘ、Ｙの駆動部ＸＭ、ＹＭをそれぞれ制御し、測定センサーＢを各Ｌの距離に位置する対象物の測定位置Ｐ１、Ｐ２、・・・、ＰＮに順次移動して光学測定を行う。
この場合、測定センサーＢをそれぞれの測定位置にＬ距離だけＮ回移動して測定しなければならないので、対象物の測定位置または対象物集合体中の個別対象物の個数が増加するにつれて測定時間が比例して延びることにより製品製造コストの上昇要因となる。または、測定対象物の測定位置または対象物集合体中の個別対象物の個数の増加につれて比例して増える測定時間を減らすために、図１に示す装置を複数設置することになる場合、これもやはり製品製造コストが上昇する要因となる。
結局、このような問題点を解決するためには、コストを上昇させずに複数の測定位置を持つ対象物または複数の対象物集合体と測定センサーをそれぞれの指定位置に固定し、対象物の個別測定位置または複数の対象物集合体中の個別対象物を選択的に測定することができる装置及び方法が必要である。
本発明は前記のような問題点を解決するためになされたもので、対象物の光を駆動部に結合されたミラーに反射させ、平面での移動距離Ｌｘ、Ｌｙに応じて相対的に極めて小さな中心角ｆの変位でミラーを制御して光の進行方向を変更することで、対象物の個別測定位置または複数の対象物集合体中の個別対象物を順次選択して高速で光学測定することを目的とする。
本発明の他の目的は、対象物または複数の対象物集合体の全体光をＭＥＭＳミラー集合体、つまりＤＭＤに反射させ、対象物の測定位置または複数の対象物集合体中の個別対象物の光が到逹する一つ以上のＤＭＤの微細ミラーを選択的に制御することで、対象物の個別測定位置または複数の対象物集合体の個別対象物の数が無数に多いかその間隔が微細な場合にも高速光学測定が可能な装置を提供することを目的とする。
このような目的を達成するための本発明の対象物の複数の測定位置中の個別位置または複数の対象物集合体中の個別対象物の高速光学特性を測定する高速光学測定装置は、複数の測定位置を持つ対象物または複数の対象物集合体全体の光の大きさを調節して入射させる対物レンズ部；前記対物レンズ部から入射した光の光経路を変更する光経路部；前記光経路部を制御して光の進行方向を変更する制御信号を出力する制御回路部；入射光を測定する測定センサー；前記光経路部で進行方向を変更した光を前記測定センサーの大きさと位置と一致させる接眼レンズ部；及び前記接眼レンズ部を通じて入射した光が前記測定センサーと一致するように前記測定センサーを固定する測定センサー連結部；を含んでなる。
前記光経路部は、前記対物レンズ部から入射した光が着像されるミラー；及び前記ミラーを制御して光の進行方向を変更する駆動部；を含んでなることができる。
また、本発明の他の実施例による、対象物の複数の測定位置中の個別位置または複数の対象物集合体中の個別対象物の高速光学特性を測定する高速光学測定装置は、複数の測定位置を持つ対象物または複数の対象物集合体全体の光の大きさを調節して入射させる対物レンズ部；前記対物レンズ部から入射した光の光経路を変更する光経路部；前記光経路部を制御して光の進行方向を変更する制御信号を出力する制御回路部；入射光を測定する第１測定センサー；前記対物レンズ部によってＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー集合体、つまりＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）に入射し、前記制御回路部から出力される第１の制御信号に同期するＤＭＤの微細ミラーによる光の進行方向を変更した光を前記第１測定センサーの大きさと位置と一致させる第１の接眼レンズ部；入射光を測定する第２測定センサー；前記ＤＭＤの微細ミラーが第２の制御信号に同期して光の進行方向を変更した光を前記第２測定センサーの大きさと位置と一致させる第２の接眼レンズ部；及び前記それぞれの接眼レンズ部を通じて入射した光が前記それぞれの測定センサーと一致するように前記測定センサーを固定する測定センサー連結部；を含んでなり、前記制御回路部はそれぞれの発光素子に相当するミラーを順次制御する。
前記複数の第１及び第２測定センサー中の一つ以上は映像を獲得することができるイメージセンサーであり、対象物の大きさ、配列、色相及び個数のいずれか一つ以上の検出条件によって対象物の測定位置または対象物集合体中の個別対象物に相当するミラーを制御することができる。
前述したように、本発明は駆動部に結合されたミラーまたはＭＥＭＳミラー集合体、つまりＤＭＤの速い動作速度、固定位置の対象物、光学測定センサーを用いて光学測定時間を短縮することにより、ディスプレイ装置の大面積化、複数の対象物集合体化による製品検査コストの上昇を最小化する高速光学測定装置を提供することができる。
本明細書及び特許請求の範囲に使用する用語や単語は通常的または辞書的意味に限定されて解釈されなく、発明者は自分の発明を最良の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に従って本発明の技術的思想に合う意味と概念に解釈されなければならない。
明細書の全般にわたり、ある部分がある構成要素を“含む”というとき、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなくて他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。また、明細書に記載された“・・・部”、“・・・器”、“モジュール”などの用語は少なくとも一つの機能または動作を処理する単位を意味し、これはハードウェア、ソフトウェアまたはハードウェア及びソフトウェアの結合で具現可能である。
以下、図面を参照して本発明の一実施例について詳細に説明する。
図２は本発明による高速光学測定装置の構成を示す図、図３は本発明による高速光学測定方法を示す図である。同図に示すように、本発明の高速光学測定装置１００は、対物レンズ部１４０、接眼レンズ部１３０、測定センサー１２０、制御回路部１１０、及び光経路部１５０を含んでなる。
対物レンズ部１４０は複数の測定位置を持つ対象物または複数の対象物集合体全体の光の大きさを調節して入射させるように構成される。
制御回路部１１０は、対物レンズ部１４０を通じて入射した対象物の平面上の測定位置Ｐ１、Ｐ２、・・・、ＰＮをそれぞれのミラー１５４の回転角ｆに変換して制御信号を出力する。
回転角ｆは測定対象物（Ｘ）のＸ、Ｙ中心からの水平角（Ｆ）と垂直角（θ）に換算することができる。
具体的に、平面での移動距離Ｌｘ、Ｌｙに応じて、相対的に極めて小さな中心角ｆの変位でミラーを制御して光の進行方向を変更することで、対象物の個別測定位置または複数の対象物集合体中の個別対象物を順次選択して高速で光学測定を行うものである。
光経路部１５０は、対物レンズ部１４０から入射した光を制御して光の進行方向を変更するように構成される。
このために、光経路部１５０は、光が着像されるミラー１５４と、ミラー１５４を制御して光の進行方向を変更する駆動部１５２とからなる。
すなわち、制御回路部１１０から出力される制御信号に同期化して駆動される駆動部１５２と、駆動部１５２に結合されて回転角ｆで回転するミラー１５４とからなる。
駆動回路部１５２は、測定対象物の平面での移動距離Ｌｘ、Ｌｙに応じて、相対的に極めて小さな中心角ｆの変位でミラー１５４を制御して光の進行方向を変更するように制御する。
具体的に、ｌ×ｈの大きさのミラーに対象物の全体大きさＬ×Ｈが入射し、センサーがミラーの中心からｄの距離にあるとき、平面距離Ｌｘ、Ｌｙと水平角（Φ）及び垂直角（θ）の関係は下記の数式１のように表現される。
このようなミラーはＭＥＭＳミラーで構成することができる。
ＭＥＭＳは微細技術で機械部品、センサー、アクチュエータ、及び電子回路を一つのシリコン基板上に集積化した装置であって、アクチュエータによって動作されるもので、一般的な技術なのでその詳細な説明は省略する。
接眼レンズ部１３０は光経路部１５０において進行方向を変更した光を測定センサー１２０のサイズと位置と一致させるように構成される。
すなわち、接眼レンズ部１３０は、駆動部１５２に結合されたミラー１５４で進行方向が変更された対象物の光を測定センサー１２０で要求する適切なサイズに変換して測定センサー１２０の位置に入射させるように構成される。
このために、接眼レンズ部１３０を通過した対象物の光が正確に測定センサー１２０の位置に到逹するように測定センサー１２０を固定する測定センサー連結部１２２でなる。
測定センサー１２０は、品質を測定及び管理するために対象物の複数の測定位置または複数の対象物集合体のそれぞれの対象物の光学特性を測定するように構成される。
このような対物レンズ部１４０と接眼レンズ部１３０は、対象物の正確な光学測定を保証するために、光の波長別に反射、吸収及び透過が均一である必要がある。
また、対物レンズ部１４０は一部波長帯域の光のみを選択的に透過できるフィルターを装着することができる構造を持つこともできる。
図４は本発明による対象物の複数位置または複数の対象物集合体の高速光学特性測定装置の実施例を示す図である。同図に示すように、Ｎ個の発光素子がＬの間隔でＭ行に配置され、Ｄの距離にある発光素子全体の光は対物レンズ部１４０によって個別対象物のそれぞれの光が接眼レンズ部１３０を通じて測定センサーに到達可能な大きさに変換されてミラー１５４に入射し、入射したＮ個の発光素子の光は制御回路部１１０から出力される制御信号に同期して駆動されるミラー１５４が回転角ｆで回転することにより、Ｎ個の発光素子の中で特定の発光素子の光だけが接眼レンズ部１３０を通じて測定センサー１２０の位置に到逹することになる。
以下、添付図面を参照して本発明の他の実施例について説明する。
図５の本発明による対象物複数位置または複数の対象物集合体の高速光学特性測定装置に二つ以上の測定センサーを使う実施例を参照すれば、駆動部１５２に結合されたミラーまたはＭＥＭＳミラー集合体、つまりＤＭＤの制御可能な複数の光進行位置に複数の接眼レンズと測定センサーをさらに備えて高速光学測定ができるように構成したものである。
具体的に、Ｎ個の発光素子がＬの間隔でＭ行に配置され、Ｄの距離にある対象物の光は対物レンズ部１４０によってＭＥＭＳミラー集合体、つまりＤＭＤに入射し、制御回路部１１０から出力される第１の制御信号に同期するＤＭＤミラー１５４による光の進行方向に位置する第１の接眼レンズ部１３２、第１の接眼レンズ部１３２から入射した光の特性を測定する第１の測定センサー１２２、ＤＭＤミラー１５４上のＮ×Ｍ個の各発光素子の位置を検出し、検出された位置の特定発光素子の光が到逹する一つ以上のＤＭＤの微細ミラーが制御回路部１１０から出力される第２の制御信号に同期して変更した光の進行方向に位置する第２の接眼レンズ部１３４、及び第２の接眼レンズ部１３４から入射した光の特性を測定する第２の測定センサー１２４でなり、それぞれの発光素子に相当するミラーを順次制御して高速光学測定が行えるように構成されたものである。
このような複数の第１及び第２測定センサー１２２、１２４の一つ以上がイメージセンサーで構成されることができ、このような測定センサーは、対象物の大きさ、配列、色相及び個数のいずれか一つ以上の検出条件によって対象物の測定位置または対象物集合体中の個別対象物に相当するミラーを制御する。
前述したように、本発明によれば、ＭＥＭＳミラー集合体、つまりＤＭＤの速い動作速度、固定位置の対象物、光学測定センサーを用いて光学測定時間を短縮することで、ディスプレイ装置の大面積化、複数の対象物集合体化による製品検査コストの上昇を最小化することができるものである。
以上、本発明は前述した具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲内で多様な変形及び修正が可能であるのは当業者に明らかなものであり、このような変形及び修正が添付の特許請求範囲に属するものであるのはいうまでもない。
本発明は、駆動部に結合されたミラーまたは複数のＭＥＭＳミラー集合体、つまりＤＭＤの光の反射を用いて対象物の複数の測定位置または複数の対象物集合体の高速光学測定を行う装置に適用可能である。
１１０ 制御回路部
１１２ 駆動回路部
１１４ 制御信号入力部
１２０、１２２、１２４ 測定センサー
１３０、１３２、１３４ 接眼レンズ
１４０ 対物レンズ部
１５０ 光経路部
１５２ 駆動部
１５４ ミラー
１１２ 駆動回路部
１１４ 制御信号入力部
１２０、１２２、１２４ 測定センサー
１３０、１３２、１３４ 接眼レンズ
１４０ 対物レンズ部
１５０ 光経路部
１５２ 駆動部
１５４ ミラー
Claims (5)
- 対象物の複数の測定位置中の個別位置または複数の対象物集合体中の個別対象物の高速光学特性を測定する高速光学測定装置において、
複数の測定位置を持つ対象物または複数の対象物集合体全体の光の大きさを調節して入射させる対物レンズ部；
前記対物レンズ部から入射した光の光経路を変更する光経路部；
前記光経路部を制御して光の進行方向を変更する制御信号を出力する制御回路部；
入射光を測定する測定センサー；
前記光経路部で進行方向を変更した光を前記測定センサーの大きさと位置と一致させる接眼レンズ部；及び
前記接眼レンズ部を通じて入射した光が前記測定センサーと一致するように前記測定センサーを固定する測定センサー連結部；
を含んでなることを特徴とする、高速光学測定装置。 - 前記光経路部は、
前記対物レンズ部から入射した光が着像されるミラー；及び
前記ミラーを制御して光の進行方向を変更する駆動部；
を含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の高速光学測定装置。 - 前記ミラーは、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラーでなることを特徴とする、請求項２に記載の高速光学測定装置。
- 対象物の複数の測定位置中の個別位置または複数の対象物集合体中の個別対象物の高速光学特性を測定する高速光学測定装置において、
複数の測定位置を持つ対象物または複数の対象物集合体全体の光の大きさを調節して入射させる対物レンズ部；
前記対物レンズ部から入射した光の光経路を変更する光経路部；
前記光経路部を制御して光の進行方向を変更する制御信号を出力する制御回路部；
入射光を測定する第１測定センサー；
前記対物レンズ部によってＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー集合体、つまりＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）に入射し、前記制御回路部から出力される第１の制御信号に同期するＤＭＤの微細ミラーによる光の進行方向を変更した光を前記第１測定センサーの大きさと位置と一致させる第１の接眼レンズ部；
入射光を測定する第２測定センサー；
前記ＤＭＤの微細ミラーが第２の制御信号に同期して光の進行方向を変更した光を前記第２測定センサーの大きさと位置と一致させる第２の接眼レンズ部；及び
前記それぞれの接眼レンズ部を通じて入射した光が前記それぞれの測定センサーと一致するように前記測定センサーを固定する測定センサー連結部；
を含んでなり、
前記制御回路部はそれぞれの発光素子に相当するミラーを順次制御することを特徴とする、高速光学測定装置。 - 前記複数の第１及び第２測定センサー中の一つ以上は映像を獲得することができるイメージセンサーであり、対象物の大きさ、配列、色相及び個数のいずれか一つ以上の検出条件によって対象物の測定位置または対象物集合体中の個別対象物に相当するミラーを制御することを特徴とする、請求項４に記載の高速光学測定装置。
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