TWI466112B - 光學設備及光學定址方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種光學設備,且特別是有關於一種具有定址功能之光學設備。
利用光學方式檢測檢體時,由於檢測之檢體的受測點並非單一位置,而常常是多個非固定的位置。然而,受限於受測之檢體上無任何規律特徵點可供參考,通常只能採取開路測試(open-loop)的方式取像或訊號檢測,或者是透過光學掃描裝置,例如係雷射掃描振鏡(Galvo mirror)上所配置的檢流計(galvanometer)、光學編碼器或磁性編碼器,輸出光學掃描裝置目前的掃描位置資訊,再利用複雜且非線性的座標轉換關係式推算出實際的受測點位置。
由於受測點距離上述的位置資訊輸出點的距離遠大於受測檢體的維度,使得量測的誤差在作非線性座標轉換時被放大,造成受測點推算位置與實際位置間的定位精度差。此外,對於需要長時間持續間隔觀察的檢體試片,一旦檢體試片從原來的檢測設備移開之後,再次移入觀察時會有影像錯位的情況發生,不利於檢體進行時間變化的前後比對。
本發明係有關於一種設備,具有檢體偵測裝置及位置偵測裝置,可以同時取得檢體資訊及對應於檢體資訊之位
置資訊,據以獲得檢體之定址資訊。
根據本發明之一實施例,提出一種光學設備,用於定址待測之檢體。光學設備包括光學裝置、控制器及處理模組,光學設備包括光源、檢體偵測裝置及位置偵測裝置。檢體偵測裝置包括第一物鏡及第一感測器,光源之光束透過第一物鏡聚焦於檢體區之檢體。位置偵測裝置包括第二物鏡及第二感測器,光源之光束透過第二物鏡聚焦於編碼區。控制器控制光源之光束聚焦於檢體區的數個檢測位置以產生數個第一光訊號輸出至第一感測器,同時控制光源之光束聚焦於編碼區的數個編碼位置以產生數個第二光訊號輸出至第二感測器,每一檢測位置與對應之編碼位置之間的相對位置相同。處理模組根據第一及第二光訊號以得到檢體之定址資訊。
根據本發明之另一實施例,提出一種光學定址方法,方法包括以下步驟。提供一光學設備,包括光學裝置、控制器及處理模組。光學裝置包括光源、檢體偵測裝置及位置偵測裝置。檢體偵測裝置包括第一物鏡及第一感測器。位置偵測裝置包括第二物鏡及第二感測器。提供一待測物,包括一檢體區及一編碼區。檢體區具有複數個檢測位置且編碼區具有複數個編碼位置,檢體區上係具有一檢體。透過第一物鏡聚焦光源之光束於檢體上,且同時透過第二物鏡聚焦光源之光束於編碼區上。控制器控制光源之光束聚焦於複數個檢測位置後產生複數個第一光訊號以輸出至第一感測器,且控制光源之光束聚焦於編碼位置後產生複數個第二光訊號以輸出至第二感測器。每一檢測位
置與對應之編碼位置之間的相對位置相同。處理模組根據第一光訊號及第二光訊號計算檢體之定址資訊。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:
第1~2圖係繪示依照本發明不同實施例之光學設備的示意圖。請先參考第1圖,光學設備1包括一光學裝置10、一控制器160及一處理模組180。控制器160例如係包括致動器108之電路。光學裝置10包括一檢體偵測裝置及一位置偵測裝置,檢體偵測裝置包括第一光源102、第一感測器104、第一分光元件106及第一物鏡110。位置偵測裝置包括第二光源142、第二感測器144、第二分光元件146及第二物鏡140。
光學設備1可以用於檢測一待測物12,待測物12包括檢體區12A及編碼區12B。於一實施例中,檢體區12A上係具有一檢體S,且檢體區12A具有複數個檢測位置(未繪示),編碼區12B具有複數個編碼位置(未繪示)。第一光源102透過第一物鏡110聚焦於檢體S上,且第二光源142透過第二物鏡140聚焦於編碼區12B上,第一光源102及第二光源142係同時聚焦。第一分光元件106例如係一雙色分光鏡(Dichroic Mirror)。如第1圖所示,可以應用第一分光元件106將第一光源102反射至第一物鏡110後聚焦於檢體區12A,且應用第二分光元件146將第二光源142反射至第二物鏡140後聚焦於編碼區12B。
於一實施例中,第一光源102係提供具有第一波長之光束,第二光源142係提供具有第二波長之光束,第一波長及第二波長可以相同或不同,並不作限制。當第一波長與第二波長相同時,第一光源102及第二光源142可以整合為單一光源,以節省空間及成本。當第一波長與第二波長不相同時,可以分別依據檢體區12A及編碼區12B的特性,提供適當波長的光源。舉例來說,當檢體為一螢光標記之生物樣品時,第一光源102之第一波長需為可以激發此種螢光標記之特定波長。然而,第一光源102之第一波長不一定適合偵測編碼區12B。因此,第一光源102及第二光源142為獨立之光源可以提高檢測及定址的適用範圍。
於此實施例中,編碼位置包括不同反射率或不同光學極化方向之位置編碼資訊。如第1圖所示,控制器160控制第一光源102之第一光束L1聚焦於複數個檢測位置後係分別對應產生複數個第一光訊號S1,此些第一光訊號S1可以通過第一分光元件106並傳遞至第一感測器104。並且,控制器160可以控制第二光源142之第二光束L2聚焦於複數個編碼位置後分別對應產生複數個第二光訊號S2,此些第二光訊號S2可以通過第二分光元件146並傳遞至第二感測器144。
於此實施例中,致動器108係設置於第一物鏡110及第二物鏡140上,用以接收控制器160命令控制第一物鏡110及第二物鏡140的移動,第一物鏡110及第二物鏡140兩者的相對位置係固定地,因此,可以使得第一物鏡110
及第二物鏡140與待測物12之間產生位移,據以得到多個檢體資訊及編碼資訊。值得注意的是,第一光束L1聚焦之每一個檢測位置與對應之第二光束L2聚焦之編碼位置之間,具有一個固定的相對位置,控制器160控制第一物鏡110及第二物鏡140的聚焦位置同時移動時,此固定之相對位置不會改變。處理模組180可接著根據此些第一光訊號S1及此些第二光訊號S2計算檢體之定址資訊。
如第1圖所示,處理模組180可以包括一處理單元182、一運算器184及一儲存單元186。處理單元182耦接至第一感測器104及第二感測器144,處理單元182例如係一微處理器(Microprocessor)或處理器(Processor)。運算器184例如係電腦或中央處理機(CPU)。儲存單元186例如係記憶體(Memory)、磁帶、磁碟或光碟,儲存單元186係選擇性地設置並耦接於運算器184。
於此實施例中,運算器184命令控制器160調整第一物鏡110及第二物鏡140的聚焦位置。進一步來說,控制器160控制第一光源102之第一光束L1掃描路徑經過檢測位置,使得入射之第一光束L1由此些檢測位置反射為此些第一光訊號S1。同時,控制器160控制第二光源142之第二光束L2掃描路徑同時經過編碼位置,使得入射之第二光束L2由此些編碼位置反射為此些第二光訊號S2。接著,處理單元182接收此些第一光訊號S1及此些第二光訊號S2,由於每一個檢體位置及與此檢體位置對應之編碼位置之間的相對位置係固定,因此,可根據接收之第一光訊號S1產生一檢體資訊,且根據一接收之第二光訊號
S2產生對應此檢體資訊之一位置資訊。然後,運算器依據此位置資訊計算檢體之定址資訊。儲存單元186可以接收並儲存此定址資訊。
請參考第2圖,光學設備2包括光學裝置20、控制器260及處理模組280。控制器260例如係包括致動器208之電路。光學裝置20包括一檢體偵測裝置及一位置偵測裝置,檢體偵測裝置包括第一光源202、第一感測器204、第一分光元件206及第一物鏡210。位置偵測裝置包括第二光源242、第二感測器244、第二分光元件246及第二物鏡240。
光學設備2可以用於檢測一待測物22,待測物22包括檢體區22A及編碼區22B。處理模組280可以包括一處理單元282、一運算器284及一儲存單元286。處理單元282耦接至第一感測器204及第二感測器244。光學設備2包括的元件與檢測待測物22的方法與光學設備1很接近,差異在於控制器260係用以控制整個光學裝置20的移動,使得光學裝置20與待測物22之間產生位移,據以得到多個檢體資訊及編碼資訊。控制器260控制致動器208移動整個光學裝置20,使得光學裝置20可以沿著垂直於第一光束L1之光軸及平行於第一光束L1之光軸的方向移動,以對檢體進行掃描。此外,於另一實施例中,致動器可用以控制待測物沿垂直於第一光束L1之光軸及平行於第一光束L1之光軸的方向移動(未繪示於圖中)。處理模組280可接著根據此些第一光訊號S1及此些第二光訊號S2計算檢體之定址資訊。
第3~8圖繪示依照本發明不同實施例之光學裝置與檢測的待測物之示意圖。請先參考第3圖,光學裝置30包括一檢體偵測裝置及一位置偵測裝置,檢體偵測裝置包括第一光源302、第一感測器304、第一分光元件306及第一物鏡310。位置偵測裝置包括第二光源342、第二感測器344、第二分光元件346及第二物鏡340。光學裝置30可以替換上述之光學裝置10或光學裝置20,以應用於光學設備1~2中。
應用光學裝置30之光學設備可以用於檢測一待測物32,待測物32包括檢體區32A及編碼區32B。光學裝置30包括的元件與檢測待測物32的方法與光學裝置10及20很接近,差異在於光學裝置30的第一光源302及第一感測器304設置的位置係互相交換,且第二光源342及第二感測器344設置的位置係互相交換。因此,第一光訊號S1及第二光訊號S2的傳遞路徑與第1圖之光學裝置10及第2圖之光學裝置20不同。
請參考第4圖,光學裝置40包括一檢體偵測裝置及一位置偵測裝置,檢體偵測裝置包括第一光源402、第一感測器404、第一分光元件406及第一物鏡410。位置偵測裝置包括第二光源442、第二感測器444、第二分光元件446及第二物鏡440。光學裝置40可以替換上述之光學裝置10或光學裝置20,以應用於光學設備1~2中。
應用光學裝置40之光學設備可以用於檢測一待測物42,待測物42包括檢體區42A及編碼區42B。光學裝置40包括的元件與檢測待測物42的方法與光學裝置30很接
近,差異在於光學裝置40的第一光源402及第一感測器404設置的位置係互相交換。因此,第一光訊號S1的傳遞路徑與第3圖之光學裝置30不同。
請參考第5圖,光學裝置50包括一檢體偵測裝置及一位置偵測裝置,檢體偵測裝置包括第一光源502、第一感測器504、第一分光元件506及第一物鏡510。位置偵測裝置包括第二光源542、第二感測器544、第二分光元件546及第二物鏡540。光學裝置50可以替換上述之光學裝置10或光學裝置20,以應用於光學設備1~2中。
應用光學裝置50之光學設備可以用於檢測一待測物52,待測物52包括檢體區52A及編碼區52B。光學裝置50包括的元件與檢測待測物52的方法與光學裝置30很接近,差異在於光學裝置50的第二光源542及第二感測器544設置的位置係互相交換。因此,第二光訊號S2的傳遞路徑與第3圖之光學裝置30不同。
請參考第6圖,光學裝置60包括一檢體偵測裝置及一位置偵測裝置,檢體偵測裝置包括第一光源602、第一感測器604、第一分光元件606及第一物鏡610。位置偵測裝置包括第二感測器644、第二分光元件646及第二物鏡640。光學裝置60可以替換上述之光學裝置10或光學裝置20,以應用於光學設備1~2中。
應用光學裝置60之光學設備可以用於檢測一待測物62,待測物62包括檢體區62A及編碼區62B。光學裝置60包括的元件與檢測待測物62的方法與光學裝置10及20很接近,差異在於光學裝置60僅設置第一光源602,
而省略第二光源的設置。也就是說,將第1~2圖之光學裝置10~20中的第一光源102及202及第二光源142及242整合為單一之第一光源602,因此,以節省空間及成本。此外,於此實施例之第二分光元件646例如係一偏極化分光鏡(Polarization Beam Splitter,PBS),將四分之一波板643設置於第二分光元件646及第二物鏡640之間,可以提升回傳至第二感測器644之第二光訊號S2的能量效率。
請參考第7圖,光學裝置70包括一檢體偵測裝置及一位置偵測裝置,檢體偵測裝置包括第一感測器704、第一分光元件706及第一物鏡710。位置偵測裝置包括第二光源742、第二感測器744、第二分光元件746及第二物鏡740。光學裝置70可以替換上述之光學裝置10或光學裝置20,以應用於光學設備1或2中。
應用光學裝置70之光學設備可以用於檢測一待測物72,待測物72包括檢體區72A及編碼區72B。光學裝置70包括的元件與檢測待測物72的方法與光學裝置10和20很接近,差異在於光學裝置70僅設置第二光源742,而省略第一光源的設置。也就是說,將第1~2圖之光學裝置10和20中的第一光源102和202及第二光源142和242整合為單一之第二光源742,因此,可以節省空間及成本。
請參考第8圖,光學裝置80包括一檢體偵測裝置及一位置偵測裝置,檢體偵測裝置包括第一感測器804、第一分光元件806及第一物鏡810。位置偵測裝置包括第二
光源842、四分之一波板843、第二感測器844、第二分光元件846及第二物鏡840。光學裝置80可以替換上述之光學裝置10或光學裝置20,以應用於光學設備1或2中。
應用光學裝置80之光學設備可以用於檢測一待測物82,待測物82包括檢體區82A及編碼區82B。光學裝置80包括的元件與檢測待測物82的方法與光學裝置10~20很接近,差異在於光學裝置80僅設置第二光源842,而省略第一光源的設置,以節省空間及成本。此外,於此實施例之第二分光元件846例如係一偏極化分光鏡(Polarization Beam Splitter,PBS),將四分之一波板843設置於第二分光元件846及第二物鏡840之間,可以提升回傳至第二感測器844之第二光訊號S2的能量效率。
第9A~9D圖係繪示依照本發明不同實施例之待測物的示意圖,待測物92-1~92-4各具有檢體區920A~926A及編碼區920B~926B,可以應用於本發明任一實施例之光學裝置10~80。請先參考第9A圖,待測物92-1的編碼區920B之複數個編碼位置C1~C2可以分別對應至複數個微結構m,例如是具有複數個特定方式排列之孔洞,此特定之排列方式係與位置編碼有關。此外,當第一光源之聚焦位置由檢體位置P1移動至檢體位置P2時,第二光源之聚焦位置係對應地由編碼位置C1移動至編碼位置C2,且檢體位置P1與編碼位置C1之間的距離d1係與檢體位置P2與編碼位置C2之間的距離d2相同。
請參考第9B圖,待測物92-2與待測物92-1很相似,差別在於複數個編碼位置C1~C2對應之複數個微結構m
是以特定方式排列之圓孔及長洞排列。當然,微結構m亦可以是其他形狀之孔洞或凹槽(未繪示),並不作限制。請參考第9C圖,複數個編碼位置C1~C2對應之複數個微結構m也可以是混合複數個溝軌及孔洞(包含圓孔或長孔)之結構。請參考第9D圖,複數個編碼位置C1~C2對應之複數個微結構m亦可以是複數個溝軌,且每一個溝軌上設置有複數個編碼結構或位置編碼資訊。
於另一實施例中,複數個編碼位置C1~C2亦可以對應至不同反射率或不同光學極化方向的複數個位置編碼資訊。換句話說,並不限制此些編碼位置C1~C2係對應於第9A~9D圖之微結構,只要光束照射到此些編碼位置C1~C2可以產生不同光強度之訊號即可。換句話說,只要光束聚焦於不同編碼位置後,反射為複數個光訊號,且此些光訊號之能量不同即可,並不限制編碼位置的形式。
第10圖係繪示依照本發明一實施例之待測物的俯視圖。以下係以第1圖之光學設備1為例,說明光學設備1檢測並定址待測物12的具體方法。請同時參考第1及10圖,待測物12(例如係一檢測試片)具有一編碼區12B,具有複數個編碼位置C1~C3,例如係對應至具有複數個微結構之溝123及軌121。控制器160控制第二光源142之第二光束L2於每一個溝123及軌121之編碼結構進行掃描,以得到位置編碼資訊。並且,控制器160控制此光束跨越溝123及軌121進行掃描,以得到一溝軌資訊。
於一實施例中,係依據編碼方式將不同的編碼結構配置在編碼區12B中不同的溝123及軌121上,而每一軌道
上的編碼結構係沿著待測物12的Y軸方向(即溝123及軌121之軌道方向)分佈於區間B1,而軌道兩端的區間B2沒有設置編碼結構。
第11圖係繪示依照本發明一實施例之光束聚焦於待測物12不同位置時的示意圖。如第11圖所示,當第一光束L1由第一位置X1移動至第二位置X2時,第二光束L2係對應地由第三位置X3移動至第四位置X4時,且第一位置X1與第三位置X3之間的距離係等於第二位置X2與第四位置X4之間的距離。
第12圖係繪示當第二光束L2聚焦於如第10圖之區間B2並沿著待測物12的X軸方向跨越不同軌道時所對應之第二光訊號S2強度之示意圖。請參考第12圖,當第二光束L2聚焦於區間B2,並沿著待測物12的X軸方向跨越不同軌道時,第二感測器144(繪示於第1圖)所感測到代表位置資訊之光強度會在第二光束L2聚焦在軌121上時具有強度最強之訊號。而當第二光束L2聚焦在相鄰之兩個軌121之間的溝(groove)123上時,第二感測器144所感測到代表位置資訊之光強度會有最弱之訊號強度。藉由代表位置資訊之光強度的不同,可以推算出第二光束L2聚焦的溝軌位置。並且,藉由代表位置資訊之光強度波形的計數,可以推算跨軌的數目。更進一步地,在掃描的過程中(例如係以第二光束L2沿著待測物12的Y軸方向移動),可以使用伺服控制的方式將位置資訊光強度維持在最強或在最弱,據以得知此一掃描進行的溝及軌之特定位置。並可以藉由判讀溝軌上的位置編碼結構,透過解碼方
式獲得精確之定址(addressing)資訊。
第13~14圖係繪示依照本發明不同實施例之光學設備的掃描路徑的示意圖。請先參考第13圖,第二光束L2可以先從編碼區12B之溝軌的一端掃描至另一端,再循原路徑折返,並於編碼區12B的區間B2進行跨軌,然後再重複進行上述的掃描動作。請參考第14圖,第二光束L2也可以先從編碼區12B之溝軌的一端掃描至另一端,於編碼區12B的區間B2進行跨軌,然後以反方向從位置編碼溝軌的一端掃描至另一端,再重複進行上述有如S形的跨軌及掃描動作。
於此實施例中,待測物12-1及12-2之掃描路徑的規劃,可以沿著編碼區12B之溝軌的軌結構來進行掃描,也可沿著編碼區12B之溝軌的溝結構來進行掃描。除此之外,可以縮短編碼區12B之溝軌的溝軌間距,以提升掃描解析度(即影像或訊號取樣點的密度),或是將第13~14圖編碼區12B之溝軌的溝與軌同時佈滿著位置編碼結構,此時,訊號的掃描解析度將會是原先第13~14圖所繪示之編碼區12B的掃描解析度的兩倍。
第15圖係繪示依照本發明一實施例之光學定址方法的流程圖。首先,先承載待測物。接著,執行步驟S400,使用控制器將光束移到待測物之檢體區及編碼區。然後,執行步驟S410,進行跨越溝軌之動作。執行步驟S420,鎖定溝軌。執行步驟S430,進行掃描。執行步驟S440,獲得檢體資訊及位置資訊。執行步驟S450,儲存檢體資訊及位置資訊。接著,執行步驟S460,進行一判斷步驟以確
認是否進行下一個溝軌掃描。若是,則回到步驟S410。若否,則執行步驟S470,進行位置解碼、影像處理、重建及顯示。最後,卸載待測物。當然,第15圖僅係提供本發明一實施例之光學定址方法的流程示意,當然,本發明前述實施例所揭露之光學定址方法皆可以使用,並不作限制。
本發明上述實施例所揭露之光學設備與定址方法,利用一光束投射在待測物之檢體區的檢體上,進行取像或訊號檢測,而在待測物上相鄰於檢測區之編碼區,利用另一光束投射在此編碼區以獲取位置資訊。由於兩光束係相鄰且同動,使得每一取樣點之檢體資訊,具有一對應之位置資訊,因而獲得檢體資訊代表的影像或訊號具備定址特徵。此外,受測點可以是任一位置而且是可以多個受測點進行取像或訊號檢測,甚至可以利用同一位置的多次檢測,透過多次檢測取平均值的處理手法消除隨機雜訊,產出高訊號雜訊比(S/N)值的結果。或者,在訊號微弱的情況下,進行長時間的積分疊加以獲得足夠能量但無位置錯位(offset)的結果。透過定址(registration)方式亦能夠在不降低解析度的情況下,將小範圍影像拼接出大範圍影像。
除此之外,由於檢體區及編碼區之兩光束間相鄰且同動,因此,量測編碼區的光束反射之光訊號所得之位置資訊,與真正實際的受測點位置之間關係簡單且線性,誤差累積少而定位精度高;而由於檢體區與編碼區同時位於同一待測物或試片(承載容器)上,即便中途離開原先的檢
測設備,後續再次移入觀察時,仍具有可追溯性,不會有影像錯位的情況發生,非常便於進行檢體的時間變化比對,以及影像或訊號處理。再者,本發明上述實施例之光學設備,除了用於光學檢測之外,還可以應用於光學治療、雷射光鉗等光學操作,以提供操作過程所需之精準定位上的輔助。
綜上所述,雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。因此,本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1、2‧‧‧光學設備
10、20、30、40、50、60、70、80‧‧‧光學裝置
12、12-1、12-2、22、32、42、52、62、72、82、92-1、92-2、92-3、92-4‧‧‧待測物
12A、22A、32A、42A、52A、62A、72A、82A、920A、922A、924A、926A‧‧‧檢體區
12B、22B、32B、42B、52B、62B、72B、82B、920B、922B、924B、926B‧‧‧編碼區
102、142、202、242、302、342、402、442、502、542、602、742、842‧‧‧光源
104、144、204、244、304、344、404、444、504、544、604、644、704、744、804、844‧‧‧感測器
106、146、206、246、306、346、406、446、506、546、606、646、706、746、806、846‧‧‧分光元件
110、140、210、240、310、340、410、440、510、540、610、640、710、740、810、840‧‧‧物鏡
108、208‧‧‧致動器
121‧‧‧軌
123‧‧‧溝
160、260‧‧‧控制器
180、280‧‧‧處理模組
182、282‧‧‧處理單元
184、284‧‧‧運算器
186、286‧‧‧儲存單元
643、843‧‧‧四分之一波板
B1、B2‧‧‧區間
C1、C2、C3‧‧‧編碼位置
L1、L2‧‧‧光束
m‧‧‧微結構
P1、P2‧‧‧檢體位置
S1、S2‧‧‧光訊號
S‧‧‧檢體
S400~S470‧‧‧步驟
X1~X4‧‧‧位置
X、Y、Z‧‧‧方向
第1~2圖繪示依照本發明不同實施例之光學設備的示意圖。
第3~8圖繪示依照本發明不同實施例之光學裝置與檢測之待測物的示意圖。
第9A~9D圖係繪示依照本發明不同實施例之待測物的示意圖。
第10圖係繪示依照本發明一實施例之待測物的俯視圖。
第11圖係繪示依照本發明一實施例之第二光束聚焦於待測物之不同位置時的示意圖。
第12圖係繪示第二光束聚焦於如第10圖之區間B2跨越不同軌道時所對應之第二光訊號強度之示意圖。
第13~14圖係繪示依照本發明不同實施例之光學設備的掃描路徑的示意圖。
第15圖係繪示依照本發明一實施例之光學定址方法的流程圖。
S400~S470‧‧‧步驟
Claims (22)
- 一種光學設備,用於定址一檢體,檢體係位於具有一檢體區及一編碼區之待測物的該檢體區,該光學設備包括:一光學裝置,包括:一光源;一檢體偵測裝置,包括一第一物鏡及一第一感測器,該光源之光束透過該第一物鏡聚焦於該檢體區之一檢體上;及一位置偵測裝置,包括一第二物鏡及一第二感測器,該光源之光束透過該第二物鏡聚焦於該編碼區上;以及一處理模組,用以控制該光源之光束聚焦於該檢體區的複數個檢測位置,以產生複數個第一光訊號,且控制該光源之光束聚焦於該編碼區的複數個編碼位置,以產生複數個第二光訊號,每該檢測位置與對應之該編碼位置之間的相對位置相同,以根據該些第一光訊號及該些第二光訊號得到該檢體之一定址資訊。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學設備,其中該光源包括:一第一光源,提供具有一第一波長之光束;以及一第二光源,提供具有一第二波長之光束,該些第一光訊號係由該第一光源之光束聚焦於該些檢測位置後產生,該些第二光訊號係由該第二光源之光束聚焦於該些編碼位置後產生。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學設備,其中該光源之光束聚焦於該檢體後產生該些第一光訊號,該光源之光束聚焦於該編碼區後產生該些第二光訊號,該些第二光訊號之波長與該些第一光訊號之波長不相同。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學設備,其中該處理模組包括:一控制器,用以控制該光源之光束聚焦於該些檢測位置以產生該些第一光訊號輸出至該第一感測器,且控制該光源之光束聚焦於該些編碼位置以產生該些第二光訊號輸出至該第二感測器;一處理單元,耦接至該第一感測器及該第二感測器,以接收該些第一光訊號及該些第二光訊號,並據以得到一檢體資訊及對應該檢體資訊之一位置資訊;一運算器,耦接至該控制器及該處理單元,用以命令該控制器調整該光源之光束的聚焦位置,並接收該位置資訊以計算該定址資訊;以及一儲存單元,耦接至該運算器,用以儲存該定址資訊。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學設備,其中該光學裝置更包括:一第一分光元件,用以將該光源之光束傳遞至該檢體區,且將該些第一光訊號傳遞至該第一感測器;以及一,第二分光元件,用以將該光源之光束傳遞至該編碼區,且將該些第二光訊號傳遞至該第二感測器。
- 如申請專利範圍第5項所述之光學設備,其中該第一分光元件係一雙色分光鏡(Dichroic Mirror)。
- 如申請專利範圍第5項所述之光學設備,其中該第二分光元件係一極化分光鏡(Polarized Beam Splitter),該光學設備更包括:一四分之一波板,設置於該第二分光元件與該第二物鏡之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學設備,其中該些編碼位置係對應至複數個微結構,該光源之光束聚焦於該些編碼位置時,係經由該些微結構反射為該些第二光訊號。
- 如申請專利範圍第8項所述之光學設備,其中該些微結構包括圓孔、長孔及溝軌至少一者。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學設備,其中該些編碼位置包括不同反射率或不同光學極化方向之複數個位置編碼資訊。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學設備,其中該檢體區及該編碼區係相鄰而設。
- 如申請專利範圍第4項所述之光學設備,其中該控制器包括一致動器,該第一物鏡及該第二物鏡係設置於該致動器上且受到該致動器的控制,沿垂直於該光源之一光軸及平行於該光源之一光軸的方向移動。
- 如申請專利範圍第4項所述之光學設備,其中該控制器包括一致動器,用以控制該待測物或該光學裝置沿垂直於該光源之一光軸及平行於該光源之一光軸的方向移動。
- 一種光學定址方法,包括以下步驟: 提供一光學設備,包括一光學裝置及一處理模組,該光學裝置包括一光源、一檢體偵測裝置及一位置偵測裝置,該檢體偵測裝置包括一第一物鏡及一第一感測器,該位置偵測裝置包括一第二物鏡及一第二感測器;提供一待測物,包括一檢體區及一編碼區,該檢體區具有複數個檢測位置且該編碼區具有複數個編碼位置,該檢體區上係具有一檢體;透過該第一物鏡聚焦該光源之光束於該檢體上,且同時透過該第二物鏡聚焦該光源之光束於該編碼區上;該處理模組控制該光源之光束聚焦於該些檢測位置後產生複數個第一光訊號,且控制該光源之光束聚焦於該些編碼位置後產生複數個第二光訊號,其中每該檢測位置與對應之該編碼位置之間的相對位置相同;以及該處理模組根據該些第一光訊號及該些第二光訊號計算該檢體之定址資訊。
- 如申請專利範圍第14項所述之光學定址方法,其中該光源包括提供具有一第一波長之光束的第一光源及提供具有一第二波長之光束的一第二光源,該些第一光訊號係由該第一光源之光束聚焦於該些檢測位置後產生,該些第二光訊號係由該第二光源之光束聚焦於該些編碼位置後產生。
- 如申請專利範圍第14項所述之光學定址方法,其中該處理模組包括一控制器、一處理單元及一運算器,該處理單元耦接至該第一感測器及該第二感測器,且該定址資訊的計算方法包括: 該運算器命令該控制器調整該光源之光束的聚焦位置;該控制器控制該光源之光束之一掃描路徑經過該些檢測位置,該光源之光束由該些檢測位置反射為該些第一光訊號以輸出至該第一感測器;該控制器控制該光源之光束之該掃描路徑同時經過該些編碼位置,該些編碼位置包括不同反射率或不同光學極化方向之位置編碼資訊,該光源之光束由該些編碼位置反射為該些第二光訊號以輸出至該第二感測器;該處理單元接收該些第一光訊號及該些第二光訊號,據以產生檢體資訊及對應該檢體資訊之位置資訊;以及該運算器依據該位置資訊,計算該檢體之該定址資訊。
- 如申請專利範圍第16項所述之光學定址方法,其中該處理模組更包括一儲存單元,用以接收並儲存該定址資訊。
- 如申請專利範圍第14項所述之光學定址方法,其中該光學裝置更包括一第一分光元件及一第二分光元件,聚焦該光源之光束之步驟包括:應用該第一分光元件以將該光源之光束傳遞至該第一物鏡後聚焦於該檢體區;以及應用該第二分光元件以將該光源之光束傳遞至該第二物鏡後聚焦該編碼區。
- 如申請專利範圍第18項所述之光學定址方法, 其中該些第一光訊號係經由該第一分光元件傳遞至該第一感測器,且該些第二光訊號經由該第二分光元件傳遞至該第二感測器。
- 如申請專利範圍第14項所述之光學定址方法,其中該些編碼位置係對應至複數個微結構、具有不同反射率或不同光學極化方向之複數個位置編碼資訊至少其中一者,該光源之光束聚焦於該些編碼位置後係反射為該些第二光訊號,且該些第二光訊號之能量不同。
- 如申請專利範圍第16項所述之光學定址方法,其中該些編碼位置包括複數個溝軌,每該溝軌上設置有複數個編碼結構,控制該光束之該掃描路徑的步驟包括:控制該光源之光束於每該溝軌之該些編碼結構進行掃描,以得到該些位置編碼資訊;以及控制該光源之光束跨越該些溝軌進行掃描,以得到該些溝軌資訊。
- 如申請專利範圍第21項所述之光學定址方法,其中該位置資訊的產生係與該些編碼資訊及該溝軌資訊有關。
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