TW580572B - Optical element measuring device - Google Patents

Description

580572 發明說明（l) (一）、【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種光學元件量測裝置，特別是一測量 反射率的光學元件量測裝置。

先前技術】 光電產業近年來成為熱門的新興產業之一，不論是工 業上的應用或是學術上的研究都有很大的進展。 在光學元件中，高反射鏡（High Reflection Mirror ^的應用極廣，大部分的高反射鏡係於一基板上鍍 光子薄膜所製成。在咼反射鏡的製程中，需要經過光學 儀器，測其反射率，並經由訊號處理轉換成可供比對的數 據，藉以控制高反射鏡的良率。 如圖1所示，在量測一光學元件8的反射率時，係由一 光源區5發射一光束進入設置有光學元件8的一量測裝置6 中。接著，經由光學元件8所反射出的光束再射入一積分 球7中，經由訊號處理得到所需的數據。其中，量測裝置6 係由四個反射元件61、62、63以及64固定於一基座65\所 組成，該等反射元件61、62 ' 63以及64之間的相對位置皆 需精準對位，以確保所量測之反射角度的精確度以及再現 性0 於上述的量測裝置中，一種量測裝置只能測量一固定 角度的反射率，並無法隨需要而任意調整。亦即，當測量 不同的反射角度時，即需更換另一量測裝置，造成二用上 的不便，同時增加製造成本。而且，量測裝置上反射元件

580572 五、發明說明（2) 之間的相，位置必須非常精準，若其中—個發生位移，即 無法準確量測到光學元件的反射率，造成所量測之再現性 差。同時’光源、量測裝置以及積分球必須位於同一直線 上’使得整個儀器的體積過大，造成儀器面積上縮小的限 制，進而減少每單位面積的產能。 (三）、【發明内容】 是以’為解決上述問題，本發明之目的係提供一種能 夠量測多種反射角度、突破裝置面積限制以及提高精確度 的光學元件量測裝置。 而’本發明係利用同心軸旋轉原理提供一種光學元件 畺測裝置，能夠量測光學元件之各種反射角角度的反射 率〇 為達上述目的，本發明係提供一種光學元件量測裝 ^，其係包含一基座、一轉盤、一積分球單元組以及一支 架。其中，基，座的圓周面上係設有一參考點；轉盤係軸設 =基座上，且轉盤的圓周面上係設有一定位刻度；積分球 單元係於轉盤之半徑方向自轉盤而向外側延設；支架係軸 設於轉盤上，用以挾持一光學元件，基座、轉盤與支架係 位於同心軸上，支架係設有一用以供支架定位之參考元 2。另外，本發明亦提供一種光學元件量測裝置，其係包 含一基座、一積分球單元以及一支架。其中，基座的圓g 面上係設有一定位刻度；積分球單元係樞接於基座上，i 積分球單元係設有一第一參考元件；支架係軸設於積分球

第6頁 580572 五、發明說明（3) 單元上，用以挾持-光學元件’基座、帛分球單元盥支架 係位於同心軸上，支架係設有一用以供支架定位 考元件。 矛一歹 緣是，本發明所提供的 用同心軸旋轉原理來量測光 率。與習知技術相比，本發 支架設置於同心軸上，以基 精確地調整積分球單元與支 元件之各種反射角度的反射 時，由於量測不同反射角度 進一步節省了製程上的成本 元不須位於同一直線上，減 增加每單位面積的產能。另 係固定於同心軸上，不易位 所以測量到結果的準確性以 一種光學元件量測裝置，係利 學兀件之各種反射角度的反射 明係將基座、積分球單元以及 座當作參考座標，即能快速並 架的角度，進而能夠量測光學 率’縮短了量測上的時間。同 時不需更換另一量測裝置，更 。再者，由於光源與積分球單 夕、整個儀器所佔的面積，進而 外，本發明中量測裝置的元件 移且減少發生量測上的誤差， 及重複性皆高。 (四）、【實施方式】 說明依據本發明實施例之一種 以下將參照相關圖式 光學元件量測裝置。 如圖Z A及 ------ T奴κ乐一貫施例係提供一 3 光學元件量測裝置1，其係包含一基座丨〗、 签厘11 轉盤12、一 積分球單元13以及一支架14。其中，其成1lAA_ -τ 暴座11的圓周面111 上係設有一參考點，轉盤1 2係軸設於基座11上，且 的圓周面121上係設有一定位刻度；積分球單元13係於轉

580572 五、發明說明（4) 盤1 2之半徑方向自轉盤丨2而向外側延設；支架丨4係轴設於 轉盤12上，用以挾持一光學元件2 (顯示於圖3A)，基座 11、轉盤1 2與支架1 4係位於同心軸上，支架1 4係設有一用 以供支架14定位之參考元件141。 如圖2 A及圖2 B所示，本實施例之基座11係將光學元件 3：測裝置1固定於光學儀器之測量槽（未顯示）中，以防 止光學元件量測裝置1在測量人員置換光學元件2時造成位 移。在此，基板11的特點包括重心低、平穩而不易產生搖 晃。另外，基座11的圓周面111上係設有一參考點，以供 轉盤12以及支架14定位之用。 請參考圖2A及圖2B，轉盤12係軸設於基座11之上，且 轉盤1 2的圓周面1 2 1上係設有一定位刻度。 再請參考圖2A及圖2B，積分球單元13係於轉盤12之半 径方向自轉盤1 2而向外側延設。在此，積分球單元1 3包含 一積分球131、一外殼體132以及一臂部133，積分球131係 設置於外殼體132内，且外殼體132係藉由臂部133而固定' 於轉盤12上。其中’積分球131係用以收集反射的光束， 並偵測其光通量，再經由訊號處理而得可供比較的數據。 / 於本實施例中，轉盤1 2的功能在調整積分球單元丨3的 旋轉角度，當轉盤12轉動時，積分球單元13隨之轉動，並 依據基座11之參考點的位置來調整積分球單元丨3的旋轉角 度。 另外，如圖2 A及圖2 B所示，本實施例中支架1 4係轴設 於轉盤12上，用以挾持一光學元件2 (顯示於圖3人），基

第8頁 580572 五、發明說明（5) 座11、轉盤1 2與支架1 4係位於同心軸上，且支架1 4上係設 有一用以供支架14定位之參考元件141。在此，支架14係 依據參考元件1 4 1與轉盤1 2之定位刻度的相對位置來調整 支架1 4的旋轉角度。亦即，支架丨4係依據所需，調整入射 光線射入光學元件2的入射角度，藉以改變光線自光學元 件2射出的方向，使得自光學元件2射出的光線能夠射入積 分球單元1 3。 另外’本發明之光學元件量測裝置1更包含一微調單 元15 ’此微調單元15係設置於基座η内，用以精密調整轉 盤12的旋轉角度，如圖2A及圖2B所示。 於本發明中，係利用基座丨丨、轉盤丨2與支架丨4位於同 心軸上的原理來進行作動。當光源射入光學元件2的入射 角增加Θ度時，其反射角會相對增加θ度，故光線經過光學 元件2之路徑的角度會增加2 6>度；同理，當光源射入光學 元件2的入射角減少Θ度時，其反射角會相對減少0度，故 光線經過光學元件2之路徑的角度亦減少2 0度。 圖3A、圖3B以及圖3C係為本實施例具體實施之一系列 示意圖。在利用光學儀器（未顯示）進行光學元件2的反 射率測量時，一開始必須將基座1 1鎖在光學儀器的測量槽 (未顯示）中，並將光學元件2放置於支架14上，如圖3A 所示。當欲量測的反射角度為7 0度時，係先將轉盤1 2上定 位刻度1 4 0度（即欲量測之反射角度的2倍）對準基座11之 參考點（0度）的位置，藉以調整積分球單元丨3的旋轉角 度，如圖3B所示。接著，再將支架14的參考元件141對準

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轉盤1 2上定位刻度7 0度（即欲量測之反射角度），藉以 整支架1 4的旋轉角度，如圖3C所示。最後，光源發射〜2 束於光學元件2中，接著反射光束進入積分球丨31中，緩由 訊號處理將反射光的光通量轉換成可供比對的數據。 需注意者，在本發明之光學元件量測裝置中，轉盤^ 係以基座11之參考點為基準而轉動，支架則以轉盤I? 基準而轉動，因此，轉盤12與支架14皆能夠以基座11之失 考點為基準而定位。凡熟悉該項技術者應當瞭解，如圖4 3 A、圖3 B以及圖3 C所示的光學元件量測裝置1之積分練1 3 1 係固定於轉盤1 2上，而支架1 4係軸設於轉盤1 2上，以便 得積分球1 3 1及支架1 4能夠以基座1 1之參考點為基準而定& 位；反之，亦可以將支架固定於轉盤上，而將積分球輪1 於轉盤上，同樣能夠使得積分球及支架以基座之參考點= 基準而定位。 ” 接著，如圖4所示，本發明之第二實施例亦提供一種 光學元件量測裝置3，其係包含一基座3 1、一積分球單元 32以及一支架33。

其中，基座31的圓周面311上係設有一定位刻度；積 分球單元32係樞接於基座31上’且積分球單元32係設有第 一參考元件324 ;支架33係轴設於基座31上，用以挾持一 光學元件4 (顯示於圖5A)。在此，基座31、積分球單元 3 2與支架3 3係位於同心軸上，支架3 3係設有一用以供支架 33定位之第二參考元件331。 請參考圖4，積分球單元32係包含一積分球321、一外

第10頁 580572 五、發明說明（7) 殼體322、一臂部323以及第一參考元件324。其中，積分 球321係設置於外殼體322内，且外殼體322係藉由臂部323 樞接於基座31上，且臂部323係設有第一參考元件324，其 係以基座3 1為間隔與積分球3 2 1相對而設。在此，積分球 單元32係依據基座31之定位刻度以第一參考元件324調整 積分球單元32的旋轉角度。 再請參考圖4，支架33係轴設於基座31上，用以挾持 一光學元件4 (顯示於圖5A)。其中，支架33係設有一用 以供支架33定位的第二參考元件331，且支架33係依據基 座31之定位刻度以第二參考元件mi調整支架33的旋轉角 度。 相同地，於本實施例中，基座3丨、積分球單元3 2與支 架3 3亦位於同心軸上。需注意者，在本發明中，支架3 3之 轴承與臂部323之樞軸係為一同心軸結構，而支架33之軸 承為内軸’臂部3 2 3之樞軸為外軸（如圖4所示）；另外， 熟知技術者亦可以採用支架33之軸承為外軸、臂部323之 樞軸為内軸的設計。 本貫施例所依據的原理係與第一實施例相同，但操作 上因元件的調整而有些許的差異。 /接著’圖5 A、圖5 β以及圖5 c係為本實施例具體實施之 加系列=意圖。當欲量測7 〇度反射角的反射率時，係將支 木33的第二參考元件331旋至基座31之定位刻度2〇度的位 玉置二即反射角70度之餘角，如圖5Β所示。接著，再將積分 球單凡32的第一參考元件324旋至基座31上定位刻度4〇度

580572 五、發明說明（8) 的位置，即反射角70度之餘角的2倍，如圖5C所示。最 後，光源自刻度0度處發射一光束於光學元件4中，接著反 射光束進入積分球321中，經由訊號處理將反射光的光通 量轉換成可供比對的數據。 不赞明所提供的一禋无学το件量測裝置，係利用同心 軸旋轉原理來量測光學元件之各種角度的反射率。與習知 技術相比，本發明將基座、積分球單元以及支架設置於同 =軸上，只須以基座當作參考座標，即能簡單地調整積分 上元件之各種角度的反 角度時不需更時承由於量測不同反射 *本。再者，由於光源與積ί球一步節省了製造 上，亦減少整個儀器所佔的面積 y、位於同一直線 產能。另外，本發明中量置沾進而增加每單位面積的 上，不易因產生位移而i生件係^於同心軸 果的準確性以及重複性皆高μ上的誤差，所以測量到結 上述僅為舉例性， 明之精神盥篇# 非為限制性者。任# 土 含於後附之申請專利範圍中：之專效修改或變更，均應： 580572 圖式簡單說明 (五）、【圖式簡單說明】 圖1係習知之光學元件量測裝置的示意圖。 圖2 A與圖2B係本發明第一實施例之光學元件量測裝置 的立體圖。 圖3A、圖3B與圖3C係為本發明第一實施例具體實施之 一系列立體示意圖。 圖4係本發明第二實施例之光學元件量測裝置的立體 圖。 圖5A、圖5B與圖5C係為本發明第二實施例具體實施之 一系列立體示意 圖。 元件符號說明： 1 光學元件量測裝置 11 基座 111 圓周面 12 轉盤 121 圓周面 13 積分球單元 131 積分球 132 外殼體 133 臂部 14 支架 141 參考元件 15 微調單元

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第14頁 圖式簡單說明 2 光學元件 3 光學元件量測裝置 31 基座 311 圓周面 32 積分球單元 321 積分球 322 外殼體 323 臂部 324 第一參考元件 33 支架 331 第二參考元件 4 光學元件 5 光源區 6 量測裝置 61 、 62 、 63 ' 64 反射元件 65 基座 7 積分球 8 光學元件

Claims (1)

1. 580572 六、申請專利範圍 〆種光學元件量測裝置，包含： /暴庳，該基座的圓周面上係設有一參考點； /轉盤，係軸設於該基座上，且該轉盤的圓周面上係設有 定位刻度 積分球單元，係於該轉盤之半徑方 設n 支架，係軸設於該轉盤上，用以挾持一光學元件，該基 废、該轉盤與該支架係位於同心軸上，該支架係設有一 用以供該支架定位之參考元件。 2如申請專利範圍第1項所述之光學元件量測袭置，更包 含：时 /微調單元，係設置於該基座上，且用以精密調整該轉盤 的旋轉角度。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之光學元件量測裝置，其 中： /、 該積分球單元包含一積分球、一外殼體以及一臂部，該積 分球係設置於該外殼體内，且該外殼體係藉由該臂部而 固定於該轉盤上。 如申凊專利範圍第1項所述之光學元件量測裝置，其 該轉盤轉動時該積分球單元隨之轉動，並依據該基座之參

   580572 六、申請專利範圍 考點的位置調整該積分球單元的旋轉角度。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之光學元件量測裝置，其 中： 該支架係依據該參考元件與該轉盤之定位刻度的相對位置 調整該支架的旋轉角度。 6 ·如申請專利範圍第1項所述之光學元件量測裝置，其 中： 量測時係先依據該基座之參考點以該轉盤調整該積分球單 元的旋轉角度，接著依據該轉盤之定位刻度以該支架之 參考元件調整該支架的旋轉角度。 7 · —種光學元件量測裝置，包含： 一基座’該基座的圓周面上係設有一定位刻度； 一積分球單元，係樞接於該基座上，且該積分球單元係設 有一第一參考元件；以及 一支架，係軸設於該基座上，用以挾持一光學元件，該其 座、該積分球單元與該支架係位於同心軸上，該支=^ 設有一用以供該支架定位之第二參考元件。 十’、 8 ·如申請專利範圍第7項所述之光學元件量測裝置，其 中·· ’、 該積分球單元包含一積分球、一外殼體以及一臂部，該積

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   六、申請專利範圍 分球係設置於該外毂體内，該外殼體係藉由該臂部而樞 接於該基座上，且該第〆參考元件係設置於該臂部上。 9 ·如申請專利範圍第8項所述之光學元件量測裝置，其 中： 該第一參考元件及該基分球係分別位於該基座之相對兩 側0 1 〇 ·如申請專利範圍第7項所述之光學元件量測裝置，其 中： 該積分球單元係依據該基座之定位刻度以該第一參考元件 調整該積分球單元的旋轉角度。 1 1 ·如申請專利範圍第7項所述之光學元件量測裝置，其 中： 3玄支架係依據該基座之定位刻度以該第二參考元件調整該 支架的旋轉角度。

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