TW201300744A - 光學量測系統及其裝置 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種光學量測系統，係用於對一待測物之光學特性進行量測，光學量測系統包含一待測物、一光檢測模組、一導光模組以及一分析模組。本發明在光學量測系統中利用了該導光模組來從該待測物發出的光線中，接收軸向光線進行光學特性分析。故此，除可準確地量測待測物所發出光線的光強度以外，亦可同時取得待測物的軸向光線之光學特性。

Description

光學量測系統及其裝置

本發明揭露了一種光學量測系統，更明確的說，是一種可同時檢測一待測物的全光通量以及軸向光線之光學特性的光學量測系統。

目前發光二極體(LED)點測機在量測各個待測物時，均須使用積分球或大面積的光感測器來量測所有角度的光能量，以得出如全光通量、色溫、色座標、演色系數或頻譜等光學特性。隨著待測物的產能提高，待測物的檢測需求亦隨之增加。

然而，在使用積分球時，其體積與邊緣角度因經過多次反射，會造成光線的能量損失。理論上，每個積分球每次只能對一顆待測物進行測試。故此，為克服上述的各個問題，業界目前傾向於利用大面積的光感測器來對待測物進行光學檢測。

在利用大面積之光感測器來量測待測物之光學特性時，大多係透過在大面積光感測器的中心開洞或將由感測器的側向位置進行收光，藉以取得待測物的光學特性。然而，以上兩種習知方法會分別的造成能量損失與波長重覆性不佳的問題。

有鑑於現有的技藝中存在上述的缺失，因此如何研發出一種於便宜、效率高且可克服能量損失與波長重覆性不佳的光學量測系統，實為相關業界再加以思索並為突破之目標及方向。

有鑑於此，本發明之一範疇在於提供一種光學量測系統，可同時檢測一待測物的全光通量以及軸向光線之光學特性的光學量測系統。

本發明係提供一種光學量測系統，該光學量測系統包含一待測物、一光檢測模組、一導光模組以及一分析模組。該待測物用於接受一電能以產生一第一光線以及一第二光線。該光檢測模組，用於接收該第二光線以量測該第二光線之強度。該導光模組設置於該待測物以及該光檢測模組之間，該導光模組用於傳輸並改變該第一光線的行進方向，該導光模組包含一光輸入端、一光輸出端以及一導引部。該光輸入端形成於該導光模組之末端，用於反射並改變該第一光線的行進方向。該光輸出端形成於該導光模組相對於該光輸入端之另一末端，用於改變該第一光線的行進方向並輸出該第一光線。該導引部形成於該光輸入端以及該光輸出端之間，該導引部用於自該光輸入端傳輸該第一光線予該光輸出端。該分析模組用於自該導光模組接收該第一光線以量測該第一光線之光學特性。

本發明另提供一種光學量測裝置，該光學量測系統包含一承載座、一光檢測模組、一導光模組以及一分析模組。該承載座用於安裝一待測物。該光檢測模組具有一受光面，該受光面係面對該承載座，該光檢測模組係用於量測該待測物所發出之一光能之強度。該導光模組設置於該待測物以及該光檢測模組之間，該導光模組包含一光輸入端以及一光輸出端。該光輸入端相對應於該受光面之中央附近，用於接收該待測物產生的一軸向光線。該光輸出端相對應於該受光面之外側附近，用於輸出該待測物產生的該軸向光線。該分析模組用於接收及分析由該導光模組傳來之該軸向光線。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

為使本發明能更清楚的被說明，請參照以下本發明詳細說明及其中所包括之實例，以更容易地理解本發明。

本說明書僅對本發明之必要元件作出陳述，且僅係用於說明本發明其中之可能之實施例，然而說明書之記述應不侷限本發明所主張之技術本質的權利範圍。除非於說明書有明確地排除其可能，否則本發明並不侷限於特定方法、流程、功能或手段。亦應瞭解的是，目前所述僅係本發明可能之實施例，在本發明之實施或測試中，可使用與本說明書所述裝置或系統相類似或等效之任何方法、流程、功能或手段。

除非有另外定義，否則本說明書所用之所有技術及科學術語，皆具有與熟習本發明所屬技術者通常所瞭解的意義相同之意義。本說明書目前所述者僅係實例方法、流程及其相關資料。然而在本發明之實際使用時，其可使用與本說明書所述方法及材料相類似或等效之任何方法及手段。

再者，本說明書中所提及之一數目以上或以下，係包含數目本身。且應瞭解的是，本說明書揭示執行所揭示功能之某些方法、流程，存在多種可執行相同功能之與所揭示結構有關之結構，且上述之結構通常可達成相同結果。

再者，圖式僅為表達本創作之精神，其不以等比為必要，使用者得據所屬技術領域之知識自由的將各結構元件之比例放大或減小。另外，本說明書中的各圖式間的各元件間之比例已經過調整以維持各圖面的簡潔，故此，圖面中的各個元件的相對應大小、位置以及形狀均僅供參考，在不脫離本發明的發明觀念下，各個元件的大小、位置以及形狀等特徵之安排端看使用者之要求而自由變更。另外，考量本發明之各元件之性質為相互類似，故各元件間的說明、標號為相互適用。

本發明揭露一種光學量測系統，更明確的說，是一種可同時檢測一待測物的全光通量以及軸向光線之光學特性的光學量測系統。為對本發明的光學量測系統進行說明，請一併參閱圖一以及圖二，圖一係繪述了本發明的光學量測系統的示意圖，圖二係繪述了本發明的光學量測系統中導光模組的示意圖。其中，本發明光學量測系統1係包含有一待測物12、一光檢測模組14一導光模組16、一分析模組18以及一承載座20，以下將對上述的各個元件分別進行說明。

本發明的待測物12係泛指將電能轉換為光能的電子元件。於本較佳實施例中，待測物12為發光二極體裸晶晶片(LED bare die)，更明確的說，本待測物12是從晶圓完成分割且整齊排列之發光二極體裸晶晶片。然而，待測物12不以發光二極體裸晶晶片為限，其亦可為其他如雷射二極體晶片、紫外線二極體晶片、或其他接收電能以輸出光能之電子元件。待測物12安裝於承載座20上，待測物12在接受電能後，將電能轉換為光能並產生第一光線22以及第二光線24。本發明的第一光線22係泛指由待測物12發出且經導光模組16進入分析模組18的光線，而第二光線24則泛指由待測物12發出傳送至光檢測模組14的光線。第一光線22以及第二光線24的特性將於後部進行進一步的說明。承載座20係泛指任用以承載晶片的裝置，於本具體實施例中，承載座20為一晶圓承載裝置，然而其不以此為限，其亦得為一擴晶藍膜(BLUE FILM)或其他用於承載晶片的裝置。

光檢測模組14係泛指對待測物12發出的光線進行量測以產生相對應信號或數據的裝置。於本具體實施例中，光檢測模組14為光電轉換模組，更明確的說，光檢測模組14為太陽能電池。光檢測模組14具有一受光面142，受光面142係面對承載座20以接收待測物12所發出的第二光線24，並根據感測第二光線24來計算待測物12所發出光能的強度。於本具體實施例中，上述的強度為全光通量，意即待測物12所發出的所有光線的光通量之和。然而，其不以光通量為限，按使用者之需要，上述提及的強度亦得為照度或其他等效的單位或數值。

導光模組16係泛指用於導引、接收待測物12某特定角度光線的光學元件，更明確的說，本發明的導光模組16為一可自待測物12所發出的複數束光線中，接收具有特定行進方向或角度的光線並將光線引導至分析模組18的光學元件。與先前技術相異，本發明的導光模組16係設置於待測物12以及光檢測模組14之間而不會對光檢測模組14形成大面積的覆蓋。

於本具體實施例中，導光模組16係指一種用於傳輸、並改變第一光線22的行進方向的透明柱體，然而導光模組16並不以上述的設計為限。本發明的導光模組16係由一光輸入端162、一光輸出端164以及一導引部166以透明材料藉由一體成形製造而成。

光輸入端162係處於導光模組16距離待測物12較接近的一末端。光輸入端162係具有一反射結構1622，因而具有反射並改變第一光線22的行進方向的能力。。考量導光模組16係由透明材料所製成，反射結構1622係利用全內反射的光學現象來進行第一光線22的反射，反射結構1622將只對入射角大於全內反射臨界角的光線進行反射，而未達全內反射臨界角的光線將直接穿透並抵達光檢測模組14。再者，透過調整反射結構1622的形狀，使用者可自行選擇欲接收光線入射角的大小。

導引部166係形成於光輸入端162以及光輸出端164之間。導引部166更進一步的連接光輸入端162以及光輸出端164並使第一光線22得於光輸入端162以及光輸出端164間傳輸。需注意的是，由於導引部166係由透明材料所製成，故此，其亦將容許除第一光線22以外的光線通過。

光輸出端164則係泛指導光模組16較接近分析模組18的一末端，更明確的說，光輸出端164係設置於導光模組16相對於光輸入端162之另一末端。光輸出端164係用於輸出第一光線22，再者，光輸出端164係具有改變第一光線22的行進方向的功能。其中需注意的是，光輸出端164係具有一折射結構1642。折射結構1642係用於對第一光線22進行折射以改變第一光線22的行進方向。

分析模組18用於接收由導光模組16輸出之第一光線22以對第一光線22之光學特性進行量測並取得其相對應的光學特性。於本具體實施例中，分析模組18為一光譜儀，透過上述的方式，本發明的分析模組18可取得第一光線22的光學特性，再者，第一光線22自待測物12發射時係一軸向光線。軸向光線的意思為其行進方向係大致上的垂直於待測物12所處之平面。更明確的說，大致上垂直係指其出射角小於30度者。更進一步的，分析模組18係用於分析第一光線22的色溫、色座標、演色系數或光譜等光學特性。

相對於先前技術，本發明提出一種便宜、效率高且可克服能量損失與波長重覆性不佳的光學量測系統。另外，本發明亦開創性的在光學量測系統中利用了一引導模組，用以從待測物發出的光線中接收軸向光線。與先前技術不同，本發明的引導模組係設置於待測物以及光檢測模組之間，同時引導模組係透明，以使其在引導軸向光線之同時，將不會妨礙到待測物發射的光線的行進方向，從而可準確且有效的量測待測物所發出光線的全光通量以及其他光學特性。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。

1．．．光學量測系統

12．．．待測物

14．．．光檢測模組

142．．．受光面

16．．．導光模組

162．．．光輸入端

1622．．．反射結構

164．．．光輸出端

1642．．．折射結構

166．．．導引部

18．．．分析模組

20．．．承載座

22．．．第一光線

24．．．第二光線

圖一係繪述了本發明的光學量測系統的示意圖。

圖二係繪述了本發明的光學量測系統中導光模組的示意圖。

1．．．光學量測系統

12．．．待測物

14．．．光檢測模組

142．．．受光面

16．．．導光模組

18．．．分析模組

20．．．承載座

22．．．第一光線

24．．．第二光線

Claims (9)

1. 一種光學量測系統，包含：一待測物，用於接受一電能以產生一第一光線以及一第二光線；一光檢測模組，用於接收該第二光線以量測該第二光線之強度；一導光模組，設置於該待測物以及該光檢測模組之間，該導光模組用於傳輸並改變該第一光線的行進方向，該導光模組包含：一光輸入端，形成於該導光模組之末端，用於反射並改變該第一光線的行進方向；一光輸出端，形成於該導光模組相對於該光輸入端之另一末端，用於改變該第一光線的行進方向並輸出該第一光線；以及一導引部，形成於該光輸入端以及該光輸出端之間，該導引部用於自該光輸入端傳輸該第一光線予該光輸出端；以及一分析模組，用於自該導光模組接收該第一光線以量測該第一光線之光學特性。
2. 如申請專利範圍第1項之光學量測系統，其進一步包含一承載座，用於安裝該待測物。
3. 如申請專利範圍第1項之光學量測系統，其中該光檢測模組係為一太陽能電池。
4. 如申請專利範圍第1項之光學量測系統，其中該分析模組係為一光譜儀。
5. 如申請專利範圍第1項之光學量測系統，其中該光輸入端進一步具有一反射結構，用於反射該第一光線以改變該第一光線的行進方向。
6. 如申請專利範圍第1項之光學量測系統，其中該光輸出端進一步具有一折射結構，用於折射該第一光線以改變該第一光線的行進方向。
7. 一種光學量測裝置，包含：一承載座，用於安裝一待測物；一光檢測模組，具有一受光面，該受光面係面對該承載座，該光檢測模組係用於量測該待測物所發出之一光能之強度；一導光模組，設置於該承載座以及該光檢測模組之間，包含：一光輸入端，相對應於該受光面之中央附近，用於接收該待測物產生的一軸向光線；以及一光輸出端，相對應於該受光面之外側附近，用於輸出該待測物產生的該軸向光線；以及一分析模組，用於接收及分析由該導光模組傳來之該軸向光線。
8. 如申請專利範圍第7項之光學量測裝置，其中該光檢測模組係為一太陽能電池。
9. 如申請專利範圍第7項之光學量測裝置，其中該分析模組係為一光譜儀。