TWI596325B - 決定物體或透明光學元件的資訊的方法與系統以及形成光學組件方法 - Google Patents

Description

決定物體或透明光學元件的資訊的方法與系統以及形成光學 組件方法 參照相關申請

本申請主張臨時申請案No.62/037,966的優先權，其標題為具有機械定位特徵的透鏡的尺寸與光學性質的光學評估，於2014年8月15日提申。以及本申請主張臨時申請案No.62/039,398的優先權，其標題為透鏡上的特徵位置的光學評估，於2014年8月19日提申。在此引入兩篇臨時申請案的全文內容作為參考。

在特定樣態，本揭露是有關於描述模造透鏡的幾何與光學性質的方法與工具，模造透鏡用在消費性產品，並且以鑽石轉模造製造透鏡。本揭露更有關於包括此種模造透鏡的光學組件的製造，以及包括此種光學組件的消費性產品的製造。

用在智慧型手機、手機、平板、攜帶型電腦、汽車以及卡車中的微型化相機的市場正快速擴張。對最先進的相機的影像品質需求迫使製造商發展複雜的、由很多非球面模造透鏡所組成的光學組件。

圖1繪示一例示性光學組件，由四個模造塑膠透鏡所組成。尤其是，在美國專利號No.7,777,972中說明的此組件包含四個透鏡，四個透鏡在組件的相平面170前排列，以在感測器上形成一影像。透鏡元件排列成具有非球面凸物側面101、非球面凸像側面102以及正折射率的一第一透鏡元件100的第一透鏡群。組件也包括含第二透鏡元件110、第三透鏡元件120與第四透鏡元件130的的第二透鏡群。

負折射率的第二透鏡元件110有非球面凸物側面111與非球面凹像側面112。第三透鏡元件120具有非球面凹物側面121與非球面凸像側面122。第四透鏡元件130具有非球面凸物側面131與非球面凹像側面132。孔徑止擋140位在第一透鏡元件100與被取像的物體之間。紅外線濾波器150配置在第四透鏡元件130的像側面132與像平面170之間。紅外線濾波器150不影響成像光學透鏡組件的焦長。感測器蓋玻璃160被排列在紅外線濾波器150與像平面170之間，感測器蓋玻璃160也不影響成像光學透鏡組件的焦長。

一般來說，彎曲的透鏡面是對一軸呈旋轉對稱，且每個表面上的軸名義上位在一共用軸(組件的光軸)。透鏡面軸的共用片見性(centration，即定心)對整體組件的光學效能很重要。另外也很重要的是，每個透鏡面的曲率與在每個透鏡表面之間的間隙，即透鏡的厚度與鄰近透鏡之間的間隙。

於是，每個獨立的透鏡典型包括多個片見性與間隙基準，以足夠小的公差製造。當圖1中繪示的曲面功能光學面層疊在一起，提供最終透鏡組件的適當對齊。這些基準一般 由每個透鏡上額外的非光學作用區域提供，其形成環繞有效的透鏡部分邊緣的一環。當組裝時，透鏡的非光學部分相對於彼此層疊在一起，整體透鏡組件設計需求對齊與間隔的透鏡部分。

因為緊縮製造公差，在很多案例中習知的量測儀器(如接觸探針與儀表、觸覺輪廓儀、檢視顯微鏡)不再能達到所需的準確度或量測再現性。此外，在製造層面來說，用以量測某些透鏡性質(如折射率或雙折射性)的量測儀器也無法在市場上買到。於是，量測儀器的缺漏直至今日。

本揭露的方法與裝置可用以評估透明樣品的尺寸與光學性質，尤其是包括含彎曲的有效面區域的透鏡，且包括名義上平的、平行的上與下表面區域，舉例而言，在組件裡，機構上定位這些透鏡。

在實施例中，裝置包括光學量測系統，用於量測樣品的名義上平行的上和下表面區域的相對位置，並且，使用來自樣品的名義上平行的上、下表面區域的兩個或多個位置所計算的光學和物理厚度而得到的訊息，用數據處理系統評估樣品的光學和尺寸特性。

二擇一地，或額外地，本揭露的方法與裝置，對樣品的上、下表面，通過組合三維表面形貌訊息(例如高度輪廓)與二維圖像(例如強度分佈)，評估透明樣品(例如透鏡)的尺寸性質。形貌訊息和兩個圖像可以從樣品的相同側獲得。

方法和裝置可以在生產環境中使用。

在一般情況下，樣品可以是透鏡，其包括被彎曲的上下有效表面區域(例如具有光功率)，以及不被使用於導光的額外的上和下表面的區域。不被使用於導光的額外的上和下表面的區域是用於把在組件中的這些透鏡進行機械定位。這些部分可以具有平面平行表面。彎曲部分可以被稱為有效部分，而其他(例如，平面平行的部分)為非作用的部分。樣本可以具有是凸或凹、球面或非球面的有效部分的表面區域。

非作用部分的上和下表面可以是名義上平坦的或呈圓錐形，並且可以包括名義上為圓形的特徵或邊界，邊界為名義上與有效面積區域的頂點同心。

樣品可以是透鏡，用於便攜式電子設備的相機組件中。

在一般情況下，尺寸特性可包括相對於額外的表面區域的參考特徵(例如，名義上圓形的參考特徵)的有效表面區域的頂點的位置。在一些實施例中，透鏡頂點是由三維的掠面表面形貌地圖評估而得，而參考特徵位於部件的二維圖像中。二維圖像可以來自如三維地圖相同的數據採集而提取，或可以是獨立的步驟的一部分。

尺寸特性可包括樣品的上和下頂點特徵的相對高度。這種量測可以依賴於來自於在樣品的名義上平行的上、下表面區域的兩個或多個位置所計算出的光學和物理厚度的額外訊息。

在某些實施例中，當透過樣品取景以確定其橫向位置時，該方法包括補償透鏡的折射性質。

在一些實施例中，裝置包括部件夾具，其包括輔助參考表面。這個輔助參考表面可以是名義上平坦的，並且位於光學組件之下的一距離，在測試時，它反射通過光學部件傳播回部件並朝向量測偵測管道的光。

在一些實施例中，裝置包括部件夾具、光學量測系統以及資料處理系統。部件夾具同時具有輔助參考表面與用於至少部分透明的樣品的夾具。光學量測系統為了量測輔助參考表面的位置以及在名義上平行的樣品的上、下表面區域。資料處理系統使用來自於在樣品的名義上平行的上和下表面區域的兩個或多個位置所計算的光學和物理厚度而衍生的訊息，評估樣品的光學與尺寸性質。

在一些實施例中，完整的量測循環包括輔助參考表面的形貌的一個單獨的量測。

在一些實施例中，裝置包括元件(多個)，以改變量測系統(例如偏振器和/或波板)中使用的光的偏振狀態，以便評估與/或補償樣品的材料的雙折射性質。

在一些實施例中，光學量測裝置的視野延伸超出待測的光學部件的橫向範圍。為了提高精確度和降低漂移的靈敏度，相對於參考表面的內部基準，在參考表面未被光學部件覆蓋的區域，系統進行參考表面的位置的一個附加的量測。

在一些實施例中，光學量測裝置是同調掃描干涉儀。例如，光學量測裝置可以是同調掃描干涉儀，掃描名義上平行於待測的光學部件的光軸。光源的同調特性可以被選擇，以提高(例如，最大化)的干涉信號的信噪比(對經由部件掃 描的過程中遇到的每個透明介面而蒐集的)。

在一些實施例中，根據有關部件的厚度和光學性質的量測或標稱訊息，同調掃描干涉儀自動調節光源同調特性來增強(例如，最大化)信噪比。

在一些實施例中，相對於儀器在多個方位角方向量測樣本的量測結果被組合，以產生具有降低的系統誤差的最終結果。

在一些實施例中，藉由掃描，使用共焦顯微鏡組態，用於偵測樣品的透明介面的位置。

在某些實施例中，聚焦感應或結構照明的量測裝置被用於藉由掃描偵測樣品的透明介面的位置。

在某些實施例中，聚焦感應或結構照明的量測裝置被用於藉由掃描偵測透明介面的位置。

在一些實施例中，用於量測的輻射光被選擇在紫外光譜、可見光或紅外光譜。量測最佳在頻譜域內進行，該頻譜域靠近光學組件被設計的頻譜域。

在某些實施例中，設備和方法可以用於描述模造鏡片的厚度和折射率。二選一地，或額外地，這些方法和裝置可以被用描述於模造透鏡的特徵(例如，關鍵的特徵)之間的厚度和橫向距離。

在一般情況下，典型的透鏡成形工藝依賴於兩個模具彼此面對的精確對齊。模具之間的距離定義了模造部件的厚度。透鏡厚度為最終透鏡組件的性能的一關鍵參數。揭露的方法和裝置可以為頂點到頂點之間的厚度提供製程控制訊 息，例如，以次微米的精確度提供。

橫跨透鏡的厚度變化提供了關於透鏡的兩半的相對的傾斜的定量訊息，另一個參數通常是對最終透鏡成像能力至關重要的。藉由揭露的裝置和方法，傾斜或平行度誤差是可被量測的另一個製程控制參數。

在透鏡內的折射率與其變化也提供了製程控制的相關訊息。超出公差的折射率變化或應力雙折射性指出射出成形工藝的問題。這兩個參數影響光學構件的成像性能。以揭露的裝置和方法，針對製程控制，這兩個參數可以被定量評估。

模具之間的橫向定心定義了透鏡的頂點到頂點的定心，是對於最終透鏡能力另一個關鍵參數。揭露的方法和裝置對頂到頂點定心可以提供製程控制訊息，例如，用次數十微米精確。

成形工藝的參數也影響模具內的填充因子(fill factor)，因此頂點高度和定心對應於定位特徵。超出公差的頂點到特徵的高度和頂點到特徵的定心可以指出射出成形工藝的問題。這兩個參數影響光學元件的成像性能。以揭露的方法和裝置，針對製程控制，兩個參數被定量評估。

本發明的各個方面總結如下。

在一般情況下，在第一個樣態中，本發明的方法，用於決定有關於由有效部分(例如透鏡部分)和非作用部分(例如平面平行的部分)所構成的透明光學元件的訊息，有效部分包括至少一彎曲表面與包括相對的第一和第二表面的非作用部分，該方法包括： 將量測光導向透明的光學元件；偵測來自於非作用部分的第一表面上的至少一個位置的反射的量測光；偵測來自於相應於非作用部分的第一表面上的至少一個位置的第二表面上的位置的反射的量測光；基於偵測到的光，決定關於非作用部分的訊息；以及基於關於非作用部分的訊息，評估透明光學元件。

方法的實施例可包括一個或多個下列特徵與/或其他樣態的特徵。例如，可使用同調掃描干涉(CSI)進行非作用的部分的第一和第二表面的表面量測。二擇一地，可使用共焦顯微鏡進行非作用的部分的第一和第二表面的表面量測。

關於非作用部分的訊息可包括：非作用部分的第一表面的高度輪廓和非作用部分的第二表面的高度輪廓。關於非作用部分的訊息可包括：非作用的部分的物理厚度輪廓或光學厚度輪廓。

關於非作用部分中的訊息可包括：有關形成透明光學元件的材料的折射率的訊息。例如，關於折射率的訊息可包括材料的群折射率與/或材料的相折射率。關於折射率的訊息可包括關於非作用部分的不同位置之間的折射率的變化的訊息。關於折射率的訊息可包括關於形成透明的光學元件的材料(如塑膠)的雙折射性的訊息。

在一些實施例中，方法更包括偵測來自於支撐透明光學元件的夾具上的參考特徵的反射的量測光，以及基於來自於參考特徵的偵測光，決定關於參考特徵的訊息。從參考特徵反射的量測光可從對應於非作用部分的第一表面上至少一個位置的位置反射(例如，成像到偵測器的相同位置)。從參 考特徵被反射之前和之後，量測光可藉由透明的光學元件傳送。在一些實施例中，透明的光學元件不處於來自參考特徵的反射的量測光的光徑上。在一些情況下，方法可包括偵測來自於在第二位置的夾具的反射的量測光，第二位置不同於對應於非作用部分的第一表面的至少一個位置。

對於第一偏振，量測光可被偵測，以及第二偏振不同於第一偏振。

基於關於非作用部分的訊息，評估透明的光學元件可包括推斷關於有效部分的尺寸或光學特性的訊息。

在一些實施例中，非作用的部分是透明的光學元件的傾斜控制連鎖。有效部分的至少一個曲面可以是球面，或者非球面表面。有效部分可包括相對第一曲面的第二曲面。

關於有效部分的訊息可包括關於形成透鏡部分的材料的雙折射性訊息。關於有效部分的訊息可包括關於形成透鏡部分的材料的折射率的變化的訊息。

評估透明的光學元件可包括決定透明的光學元件是否滿足規格需求，規格需求是基於非作用部分的訊息。非作用部分可圍繞有效部分的圓周。

在又一樣態中，本發明的形成光學組件的方法，包括：使用前述方法，決定透明的光學元件的訊息，其中透明的光學元件是透鏡；以及相對於鏡筒中一個或多個其他透鏡，固定該些透鏡以形成光學組件。方法可包括相對於一個感測器，固定光學組件以提供數位相機的模組。

一般而言，在另一樣態中，本發明的系統，用於決定關於包括有效部分(如透鏡部分)與非作用部分(如平面平行的部分)的透明的光學元件的訊息，有效部分包括至少一個曲面與非作用部分包括互相相對的第一和第二表面，系統包括：夾具，用於支撐透明的光學元件；光學儀器，包括光源、偵測器以及光學元件，當透明的光學元件被支撐在夾具上，光學元件被排列以將光從光源導向透明的光學元件，且來自於透明光學元件的反射光導至偵測器；以及電子控制器，與偵測器通信。基於來自非作用部分的第一和第二表面相應的位置的偵測光，電子控制器被程式化以決定關於非作用部分的訊息。

系統的實施例可包括下列一個或多個特徵與/或其他樣態的特徵。例如，光學儀器可以是光學掠面表面形貌儀，諸如同調掃描干涉儀或共焦顯微鏡。

夾具可包括位於光學儀器的光徑中的參考特徵。在一些實施例中，參考特徵是平面反射器。夾具可包括支架，支架定位透明光學元件使其離參考特徵一距離。夾具可包括致動器，致動器用於相對於光學儀器的光軸旋轉透明的光學元件。

光源能提供具有可變頻譜的光。

光學儀器可包括偏振模組，偏振膜組配置成將來自於光源的光偏振。偏振模組也可配置以選擇性地在正交偏振狀態將來自光源的光偏振。

一般來說，在又一樣態中，本發明的方法，用於決定關於透明的光學元件的訊息，透明的光學元件具有透鏡部 分與平面平行部分，方法包括：使用光學儀器以獲得高度訊息(如表面輪廓)，高度訊息是關於透明光學元件的第一表面以及相對第一表面的透明的光學元件的第二表面；使用光學儀器以獲得第一表面和第二表面的強度的強度地圖(如影像)；以及基於高度訊息和強度地圖，決定關於透明的光學元件上第一表面和第二表面至少一個的一個或多個特徵的尺寸訊息。

方法的實施例可包括下列一個或多個特徵與/或其他樣態的特徵。例如，光學儀器可以是同調掃描干涉顯微鏡或共焦顯微鏡。

關於第一和第二表面的高度訊息可個別包括第一和第二表面的表面輪廓。如申請專利範圍第1項的方法，其中基於連續的強度框(使用光學儀器的多元件的偵測器收集)，決定強度地圖。對於連續的強度框，藉由平均在多元件偵測器的每個元件的強度，決定強度地圖。使用光學儀器以獲得強度地圖可包括：相對於光學儀器的第一和第二表面的最佳焦點的對應位置，決定多元件偵測器的每個元件的強度。

尺寸訊息可包括第一或第二表面的頂點的位置，相對於第一或第二表面的另一特徵。在一些情況下，尺寸訊息是頂點和其他特徵之間的橫向距離，橫向距離是在名義上平行於平面平行部分的平面上所測得的距離。其它特徵可以是位於第一或第二表面的平面平行部分的特徵。其它特徵可以是一個環形的特徵，名義上的中心定位在頂點。其他特徵可以是位在平行平面部分的第一與/或第二表面的階梯。

光學儀器可被用於進行量測，以第一表面面向光 學儀器量測透明的光學目標，且以第二表面面向光學儀器量測透明的光學目標。以第一表面面向光學儀器的透明的光學目標的量測結果中得到的資料，可用以決定第一表面的透鏡部分的頂點的位置。以第一表面面向光學儀器的透明的光學目標的量測結果中得到的資料，可用相對於第一表面的平面平行部分的特徵的位置，決定第一表面的透鏡部分的頂點的位置。以第一表面面向光學儀器的透明的光學目標的量測結果中得到的資料，可用相對於第二表面的平面平行部分的特徵的位置，決定第一表面的平面平行部分的特徵的位置。以第二表面面向光學儀器的透明的光學目標的量測結果中得到的資料，可用相對於第一表面的頂點的位置，決定第二表面的透鏡部分的頂點的位置。

決定尺寸訊息可包括折射效應，折射效應來自於透明的光學元件相對於光學儀器的傾斜。考慮折射效應的尺寸訊息，可為光學儀器的對側的透明的光學元件的表面上的特徵的位置。

光學儀器可用於相對於光學儀器的軸的第一方位角，進行透明的光學目標的量測，光學儀器可用於相對於軸的第二方位角(不同於第一方位角)，進行透明的光學目標的量測。決定尺寸訊息可包括以第一方位角的透明光學元件的量測結果得到的資料，決定關於一個或多個特徵的尺寸訊息，以及決定尺寸訊息可包括以第二方位角的透明光學元件的量測結果得到的資料，決定關於一個或多個特徵的尺寸訊息。基於第一和第二方位角所獲得的尺寸訊息，決定尺寸訊息可包括減少 尺寸訊息的誤差。

方法可包括決定透明的光學元件是否滿足基於尺寸訊息的規格要求。

在另一樣態中，本發明的系統用於決定關於透明的光學元件的訊息，系統包括：光學儀器與電子控制器，電子控制器與光學儀器通信，且電子控制器程式化以使系統進行前述樣態的方法。

系統的實施例可包括一個或更多的其他樣態。

一般來說，在另一樣態中，本發明的方法用於決定關於具有一個彎曲部分和平面部分的目標的訊息，彎曲部分包括具有頂點的第一曲面與定義目標的軸，該方法包括：將量測光導至目標；偵測從彎曲部分的第一曲面反射的量測光；偵測從目標的其他表面的至少一個反射的量測光；以及基於偵測到的光，決定關於彎曲部分的第一曲面的頂點的訊息。

方法的實施例可包括下列一個或多個特徵與/或其他樣態的特徵。例如，目標可以是一個透明的光學元件，例如透鏡元件(例如模造的透鏡元件)。在一些實施例中，目標是一個光學元件的模具的一部分，諸如用於透鏡元件的一側的模具。

彎曲部分可包括相對第一曲面的第二曲面，第二曲面具有頂點，關於第一曲面的頂點的訊息包括在第一表面的頂點與第二表面的頂點之間的透鏡的厚度，透鏡的厚度沿光軸量測。

彎曲部分可包括相對第一曲面的第二曲面，第二 曲面具有頂點，關於第一曲面的頂點的訊息包括在第一表面的頂點與第二表面的頂點之間的橫向偏移，橫向偏移沿正交於光軸的平面量測。

量測光可以通過光學儀器被導至目標，當量測光反射時，第一曲面面對光學儀器。決定關於第一曲面的頂點的訊息可包括決定頂點的位置。至少一個其他表面可包括面向光學儀器的其他表面，且決定關於第一曲面的頂點的訊息更包括：在至少一個其它表面上，決定一橫向偏移，在正交於頂點與關注特徵之間的光軸的平面量測橫向偏移。至少一個其它表面可包括面離光學儀器的表面，且決定關於第一曲面的頂點的訊息更包括：決定一個橫向偏移，在正交於在面離光學儀器的表面上的特徵以及面向光學儀器的其他表面上的關注特徵之間的光軸的平面量測橫向偏移。彎曲部分可包括相對第一曲面的第二曲面，且決定關於第一曲面的頂點的訊息包括：決定第二曲面的頂點的位置。決定關於第一曲面的頂點的訊息可包括：基於第一和第二曲面的頂點的位置，沿光軸量測，決定曲面部分的厚度。在一些實施例中，決定關於第一曲面的頂點的訊息包括：決定第一表面的頂點與第二表面的頂點之間的橫向偏移，在一個正交於光軸的平面量測橫向偏移，基於：(i)在第一曲面的頂點與面向光學儀器的另一表面上的關注特徵之間的橫向偏移；(ii)在面向光學儀器的另一表面上的關注特徵與面離光學儀器的表面上的關注特徵之間的橫向偏移；(iii)在第二曲面的頂點與面離光學儀器的表面上的關注特徵之間的橫向偏移。

決定關於第一曲面的頂點的訊息可包括：決定關於平面部分的至少一個表面的傾斜的訊息，且當決定關於第一表面的頂點的訊息時，考慮傾斜。關於傾斜的訊息是傾斜角α_tilt，相對於光學儀器(用於將量測光導至物體)的光軸。

方法可包括在偵測量測光之後，相對於光學儀器(用於將量測光導至物體)調整目標的方位角，且在調整方位角之後，重複偵測來自第一曲面與來自至少一個其他表面的量測光。方法可包括在方位角調整後，基於所偵測的量測光，決定關於第一曲面的頂點的附加訊息。

在一些實施例中，方法包括在偵測量測光之後，改變量測光的偏振狀態，並在偏振態改變之後，重複來自第一曲面與來自至少一個其它表面的量測光的偵測。方法可包括在偏振狀態變化之前或之後，基於所偵測的量測光，決定關於目標的雙折射的訊息。

方法可包括基於關於第一曲面的頂點的訊息，評估目標。評估目標可包括決定目標是否滿足基於關於第一曲面的頂點的訊息的規範要求。

平面部分可以是目標的傾斜控制連鎖。彎曲部分的至少一個彎曲表面可以是一個非球面。平面部分可以圍繞彎曲部分的圓周。

在又一樣態中，本發明的一種形成光學組件的方法，包括：使用前述方法，決定關於目標的訊息，其中目標是一個透鏡；以及相對於鏡筒中一個或多個其他透鏡固定透鏡，以形成光學組件。方法可包括相對於一個感測器固定光學組 件，以提供一個數位相機的模組。

在又一樣態中，本發明的一種系統，用於決定關於目標的訊息，目標具有彎曲部分和平面部分，彎曲部分具有含頂點的第一曲面且定義目標的軸，系統包括：夾具，用於支撐目標；光學儀器，包括光源、偵測器以及光學元件，光學元件佈置為將光由光源導向目標，當目標被支撐在夾具上，由目標的反射光導到偵測器；以及電子控制器，與偵測器通信，基於來自目標的第一曲面與來自其他表面至少一個所偵測到的光，電子控制器被程式化以決定關於第一表面的頂點的訊息。

系統的實施例可包括以下列一個或多個特徵與/或其他樣態的特徵。例如，光學儀器可以是光學掠面表面形貌儀，諸如同調掃描干涉儀或共焦顯微鏡。

夾具可以包括致動器，致動器配置為相對於光學儀器重定向目標。例如，致動器可被配置為相對於光學儀器的光軸來旋轉物體。

光學儀器可包括偏振膜組，偏振模組配置為偏振來自光源的光。在正交偏振狀態，偏振模組可配置為選擇性偏振來自光源的光(例如，使用一個或多個偏振器和/或波板)。

偵測器可以是多元件的偵測器(例如，CMOS陣列或CCD陣列)，以及光學儀器可被裝配為將目標的表面成像到多元件的偵測器。

光源能改變其光譜輸出。例如，光源可包括不同顏色的兩個或更多個LED。改變從兩個或更多個LED的相對光強度，而變化光的顏色。光源可以是可見光與/或紅外光源。

本發明的其它樣態和優點將從下面描述中更顯而易見。

100‧‧‧第一透鏡元件

101‧‧‧非球面凸物側面

102‧‧‧非球面凸像側面

110‧‧‧第二透鏡元件

111‧‧‧非球面凸物側面

112‧‧‧非球面凹像側面

120‧‧‧第三透鏡元件

121‧‧‧非球面凹物側面

122‧‧‧非球面凸像側面

130‧‧‧第四透鏡元件

131‧‧‧非球面凸物側面

132‧‧‧非球面凹像側面

140‧‧‧孔徑止擋

150‧‧‧紅外線濾波器

160‧‧‧感測器蓋玻璃

170‧‧‧像平面

200‧‧‧透鏡

201‧‧‧光學量測儀器

210‧‧‧平面平行部分

211‧‧‧表面

212‧‧‧表面

220‧‧‧透鏡部分

221‧‧‧表面

222‧‧‧表面

300‧‧‧CSI顯微鏡

301‧‧‧電子處理器

302‧‧‧光源

304‧‧‧輸入光

306‧‧‧干涉目標

308‧‧‧中繼光學器

310‧‧‧中繼光學器

312‧‧‧分光器

314‧‧‧瞳平面

315‧‧‧孔徑止擋

316‧‧‧虛邊線

317‧‧‧主實線

318‧‧‧物鏡

320‧‧‧分光器

322‧‧‧測試光

324‧‧‧測試表面

326‧‧‧平台

328‧‧‧參考光

330‧‧‧參考光學

332‧‧‧組合光

334‧‧‧電子偵測器

336‧‧‧中繼透鏡

338‧‧‧場止擋

340、342、344、346‧‧‧偏振元件

350‧‧‧移動平台

400‧‧‧夾具

410‧‧‧支撐結構

420‧‧‧參考面

421‧‧‧外部分

422‧‧‧內部分

500‧‧‧流程圖

510、520、530、540、550、560、570、580、590‧‧‧步驟

700‧‧‧流程圖

710、720‧‧‧步驟

800‧‧‧流程圖

810、820、830、840、850、860、870、880‧‧‧步驟

900‧‧‧透鏡

910‧‧‧非作用部分

911‧‧‧平面

912‧‧‧平面

914c‧‧‧關注特徵的中心，上表面

914i‧‧‧邊緣

914o‧‧‧邊緣

512c‧‧‧關於特徵的中心，下表面

915i‧‧‧邊緣

915o‧‧‧邊緣

916‧‧‧平面

917‧‧‧平面

918‧‧‧邊緣

919‧‧‧邊緣

920‧‧‧有效部分

921‧‧‧上表面

922‧‧‧下表面

923‧‧‧頂點

924‧‧‧頂點

1400‧‧‧流程圖

1405、1410、1415、1420、1425、1430、1435、1440、1445、1450、1455、1460、1465‧‧‧步驟

1600‧‧‧流程圖

1605、1610、1615、1620、1625、1630、1635、1640、1645、1650、1655、1660、1665、1670、1675‧‧‧步驟

1800‧‧‧流程圖

1805、1810、1815、1820、1825、1830、1835、1840、1845、 1850、1855‧‧‧步驟

1900‧‧‧透鏡模具

1912‧‧‧外平面

1914‧‧‧階梯

1914o‧‧‧外邊緣

1916‧‧‧內平面

1921‧‧‧曲面

1923‧‧‧頂點

2000‧‧‧流程圖

2001‧‧‧流程圖

2010、2020、2030、2040、2050、2060、2070‧‧‧步驟

2011、2021、2031、2041、2051、2061、2071‧‧‧步驟

2100‧‧‧流程圖

2101‧‧‧流程圖

2110、2120、2130、2140、2150、2160、2170、2180‧‧‧步驟

T‧‧‧厚度

圖1是成像光學透鏡組件的剖面圖。

圖2A待測試的透鏡樣品的側視圖。

圖2B是圖2A中待測的透鏡樣品的上視圖。

圖3是同調掃描干涉顯微鏡的示意圖。

圖4A是安裝在具有參考面的夾具上的待測的透鏡樣品的側視圖。

圖4B與圖4C是圖4A中的透鏡樣品與夾具的側視圖，繪示量測過程中的兩個步驟。

圖5是流程圖，繪示使用同調掃描干涉(coherence scanning interferometry,CSI)應用的流程以及圖4B與圖4C中繪示的步驟。

圖6A與圖6B是側視圖，繪示另一實施例的量測步驟。

圖7是一流程圖，繪示使用同調掃描干涉的一實施例的流程以及繪示在圖6A與圖6B中的步驟。

圖8是流程圖，繪示量測在透鏡的上與下平行面之間的雙折射性的一實施例流程。

圖9是待測的另一透鏡樣品的側視圖。

圖10是圖9中待測的透鏡樣品的上視圖。

圖11繪示圖9中待測的透鏡樣品的另一上視圖。在關注的橫方向仔細描繪，為了說明誇大了離心性(decenter)。

圖12是示意圖，繪示透過樣品量測關注特徵的明顯且實際的最佳焦距位置。

圖13繪示圖9中待測的透鏡樣品的側視圖。在此為凹透鏡表面面向光學儀器。

圖14是流程圖，繪示使用CSI的一實施例的流程。

圖15A是示意圖，繪示對於折射效應校正的關注特徵明顯且實際的位置。

圖15B繪示因為折射所引起的方位角的傾斜與橫向偏移。

圖16是流程圖，繪示使用CSI的另一實施例的流程。

圖17A和17B是上視圖，繪示透鏡在不同的樣品與儀器方位角方向。

圖18是流程圖，繪示使用CSI的又一實施例的流程。

圖19是待測的透鏡模具的側視圖。

圖20A是流程圖，繪示出透鏡的特性分析的流程。

圖20B是流程圖，繪示出另一個透鏡的特性分析的流程。

圖21A和21B是流程圖，繪示出透鏡的成形工藝的特性分析的流程。

參照圖2A與圖2B，透鏡200包括非作用的平面平行部分210與有效的透鏡部分220。在此例中，平面平行部分包括兩名義上平的、名義上平行的表面211與212。在此，「名義上」參照為透鏡的設計。名義上的平坦與名義上的平行可能發生可察覺的偏差，如來自於製造誤差。透鏡部分220為凹凸透鏡(meniscus lens)，具有上凸面221與下凹面222。一般來 說，表面221與222可為球面或非球面。平面平形表面211與212，舉例而言，可為形成在樣品上的特徵。在最終組件中，相對於一個或多個透鏡協助對齊與固定透鏡。

光學量測儀器201用以評估一些透鏡200的光學性質，尤其是包括折射率的均勻性與殘留應力的雙折射性，以及諸如透鏡厚度的尺寸特徵，包括但不限於厚度T，在圖中其為座標x、y的函數(如圖2A中所示的直角座標系統)。本揭露的方法藉由量測在平面平行表面211與212之間的區域的光學性質與實際尺寸進行評估。這些量測結果可作為透鏡的整體光學與尺寸性質的一個指標。

一般來說，光學量測儀器201可以是各種不同儀器之一，能夠執行透鏡200掠面表面形貌量測。儀器的例子包括同調掃描干涉顯微鏡(coherence scanning interferometry,CSI)(如揭露在P.de Groot的“同調掃描干涉”，在表面形貌的光學量測，由R.Leach編輯，chapt.9,pp.187-208,(Springer Verlag，柏林，2011))、成像共焦顯微鏡(如揭露在R.Artigas的“成像共焦顯微鏡”，在表面形貌的光學量測，由R.Leach編輯，chapt.11,pp.237-286，(Springer柏林海德堡，2011))、結構照明顯微鏡(如揭露在X.M.Colonna de Lega的“使用調變照明非接觸表面特性分析”，美國專利(2014年))、焦點感測(如揭露在F.Helmli的“焦點變化儀器”，在表面形貌的光學量測，由R.Leach編輯，chapt.7,pp.131-166，(Springer柏林海德堡，2011))或波長調諧傅立葉轉換的相偏移干涉(Fourier transform phase shifting interferometry,FTPSI)系統(如揭露 在L.L.Deck的“傅立葉轉換相偏移干涉”，在應用光學42(13),2354-2365(2003))。

參照圖3，作為一個例子，適於描述透鏡200的一種光學量測工具是CSI顯微鏡300。在本系統中，光源302引導輸入光304通過中繼光學器308、310以及分光器312到干涉目標306。中繼光學器308、310由空間中延伸的源302，將輸入光304成像在孔徑止擋315與相應的干涉目標306的瞳平面314上(如虛邊線316和主實線317所示)。

在圖3的實施例中，干涉目標306是Mirau型，包括一個物鏡318、分光器320以及參改表面322。分光器320將輸入光304分離成測試光122以及參考光328，測試光122被導至被平台326支撐的透鏡200，且參考光328由參考表面322反射。物鏡318個別聚焦測試光與參考光到測試表面與參考表面。支撐參考面322的參考光學330被塗布成只反射聚焦的參考光，使得大多數的輸入光在被分光器320分離之前通過參考光學。

從測試和參考表面反射之後，藉由分光器320將測試光與參考光重新組合，以形成組合光332。其是由分光器312和中繼透鏡336輸送，以在電子偵測器334上形成光學干涉圖樣(舉例而言，一個多元件CCD或CMOS偵測器)。穿過偵測器的光學干涉圖案的強度分佈由偵測器的不同元件量測，並儲存在電子處理器301(例如，獨立或聯網的電腦，或與系統的其它部件集成的處理器)中進行分析。中繼透鏡336將目標306的焦平面上的不同點成像到偵測器334上對應的 點。

位於中繼光學器308與310之間的場止擋338定義被測試光122照射的測試表面324的區域。在透鏡200和參考面的反射之後，組合光332在物鏡的瞳平面314形成源的二次圖像。

任選地，偏振元件340、342、344以及346定義被導至相應的測試面與參考面的測試光與參考光的偏振狀態，並且該偏振狀態的組合光被導至偵測器。根據實施例，每個偏振元件可為偏光鏡(例如線性偏光鏡)、相位差板(如半或四分之一波板)，或類似的光學元件，可影響入射光束的偏振狀態。再者，在一些實施例中，一個或多個偏振元件可不存在。此外，根據本實施例，分光器312可為偏振分光器或非偏振分光器。一般而言，因為偏振元件340、342與/或346的存在，在測試表面324的測試光322的偏振狀態可為光在瞳平面314中的方位角位置的函數。

在目前說明的實施例中，源302提供寬帶波長的照光(如具有全寬度的發光頻譜是半最大超過20奈米、半最大超過50奈米，或最佳地，更超過100奈米)。舉例而言，源302可以是白光二極體(LED)、鹵素燈泡的燈絲、如氙的弧光燈或所謂的超連續光譜源(supercontinuum source)，在光學材料使用非線性效應，以產生很廣的源光譜(>200奈米)。波長的寬頻對應於有限的同調長度。移動平台350調整在測試與參考光之間的相對光徑長度，以在每個偵測器元件產生光干涉信號。例如，在圖3的實施例中，移動平台350是壓電轉換器， 耦合到干涉目標306，以調整測試面與干涉目標之間的距離，並從而改變在偵測器的測試光與參考光之間的相對光徑長度。

返回參考圖2A，光學儀器201沿平行於圖2A中所示的z軸的觀察方向向下看透鏡200。在圖中，S1和S2個別表示從透鏡200的名義上的上與下平面平行表面211與212上的反射光。在量測數據採集時，系統在全域座標系中的x，y和z蒐集這些表面的高度資訊。這個座標系統由光學儀器201建立。在理想情況下，透鏡表面的旋轉軸名義上是對齊平行z軸。

透鏡200的上表面211的量測訊息由光在空氣中(圖中的訊號“S1”)的反射而得。個別地，在圖中，透鏡200的下表面212的量測訊息由光在透鏡材料(訊號“S2”)內的反射而得。

考慮如系統300的CSI顯微鏡系統的特定例子，在特定的座標x、y的上表面211與下表面212之間的相對距離T，T給定為T=T'/n _G (1)其中T'是表觀或量測的光學厚度，藉由CSI顯微術或藉由使用同調資訊的波長調諧FTPSI來決定，以及在低NA(如0.06或更小)，n_G是群速折射率(在高NA，如0.2或更高，因為傾角的影響，n_G值可改變，從而導致有效的群速折射率)。反之，當使用共焦、結構照明或焦點感測時，信號S2將出現在一個較高的位置z，。在此例中，物理厚度由下式給出T=nT" (2) 其中T"是如由共焦或相關的焦點敏感的儀器測定的表觀或量測的光學厚度，n是相速度折射率。

厚度地圖T'(x,y)或T"(x,y)提供了關於物理厚度T(x,y)的均勻性與平均值的訊息，以及透鏡200的光學特性，如例示的折射率n_G(x,y)或n(x,y)。在一些例子中，合成物的均勻性與尺寸、光學這兩種性質的平均值，是足以在透鏡200的製程中控制。

如果需要的話，如厚度地圖T(x,y)或光學折射率n(x,y)等額外訊息可通過其他方式取得，例如藉由接觸式輪廓儀(如揭露在P.Scott的“藉接觸探針儀器的非球面的量測的最新發展“，Proc.SPIE4927,199-207(2002))，可補充由光學量測儀器201所進行的量測，由物理厚度允許分離與獨立評估折射率效應。

雖然上述的透鏡的特性分析僅依賴於對表面211和212的高度輪廓資料訊息，透鏡的特性分析也可以利用其他訊息。例如，在一些實施例中，包括特定的參考夾具提供附加的光學訊息。參考圖4A，在某些實施例中，透鏡200被安裝在具有嵌入的參考面420的夾具400上。在圖4A中，S1、S2以及S3表示透鏡200的關注的上與下表面(211和212)以及參考夾具的上表面420的反射光，該些反射光藉由沿z軸量測的距離T_air由下透鏡面212分離出來。

夾具400包括支撐結構410與反射上表面420。透鏡200擱置在支撐結構410上，將透鏡定位在離反射面420的一距離T_air上。支撐結構410可由透鏡200對側上的多個支柱 或壁組成，或者可以是一個單一的圓柱形支撐，由反射面420的外部分421分離出內部分422。夾具400可以專門為透鏡200量身訂做，當量測不同形狀的透鏡時，可以用另一夾具取代。

圖4B和4C繪示使用光學儀器201的兩個連續的量測步驟，量測透鏡200的平面平行部分210的全域。根據圖5的流程500，這些步驟提供的量測訊息，包括表面211、212以及420的高度輪廓量測，以完成透鏡的光學性質與幾何性質的特性分析。在圖中，表觀高度量測Z_1,...4各自對應於反射光S1...S4。

在第一步驟中，如圖4B所示，用於三個表面211、212以及420的量測訊息被收集(步驟510、520、530)。其中，下表面212和輔助參考面420穿過透鏡材料量測並因此對應於表觀高度。用於三個表面的量測訊息被收集，而無需調整在夾具上的透鏡的位置。

在第二步驟中，如圖4C所示，透鏡由夾具400被移除(步驟540)，且輔助參考面420第二次量測(信號S4)(步驟550)。

量測訊息被組合以產生透鏡元件的上與下平行表面之間的厚度和折射率分佈的地圖。對於同調掃描干涉儀與可相比的干涉儀器，在獲得表觀高度訊息Z_1,...4後，物理和光學厚度地圖分別為：T(x,y)=z ₁(x,y)-z ₂(x,y)+z ₃(x,y)-z ₄(x,y) (3)

T'(x,y)=z ₁(x,y)-z ₂( _x ,y). (4)

接著，群速折射率的地圖為 n _G (x,y)=T'(x,y)/T(x,y). (5)

當量測系統依賴於共焦、結構照明或焦點感測表面輪廓儀，方程式(4)和(5)成為T"(x,y)=z ₁(x,y)-z ₂(x,y), (6)

n=T/T". (7)

根據從透鏡的一側到另一側的量測厚度的變化，厚度地圖提供關於透鏡的平均厚度資訊以及在透鏡的兩側之間可能的傾斜。折射率地圖提供了關於整個鏡片面積可能的折射率梯度的訊息。

作為可選擇的附加步驟，知道在透鏡內的材料的標稱折射率的分散性，經常可變換群折射率到相折射率：n=Transform(n _G ). (8)

在某些情況下，變換可簡如添加一常數。例如，該添加的常數是，其中n(k)是材料的標稱折射率(由製造商所稱或經由一些方法量測)，以波數的函數表示，並且K₀是用於量測頻譜帶的質心波數。其它變換是可能的，例如一個查找表或多項式函數。藉由量測的群折射率的擬合(fitting)數據點(使用儀器)，變換多項式可產生測試樣品的已知折射率的函數。

為了提高流程的精度，也可以附加量測。例如，參考圖6A、6B以及圖7，在一些實施例中，為了從光徑暢通的夾具參考面反射的S5，藉由透鏡200，附加量測z₅(x,y)同時被透鏡圖像擷取(在流程圖700的步驟710)。舉例而言，對於夾具可在兩個量測步驟之間移動的例子，這個附加訊息可 相對於該光學儀器提供夾具的整體的高度位移量。此訊息可以校正z₄(x,y)的量測結果，舉例而言，藉由提供位移量或位移量的組合，為了在量測之間的夾具位置的改變的尖端與傾斜補償(步驟720)。

在一些實施例中，為了儀器的不同組態，重複量測，使得大體上以不同的頻譜分佈收集數據。例如，第一頻譜分佈的中心位於400奈米與490奈米之間，第二頻譜分佈的中心位於490奈米與590奈米之間，以及第三光譜分佈的中心位於590奈米與700奈米之間。每個頻譜分佈提供了透鏡材料的光學特性的一個獨立的量測。群速折射率或相速折射率的多個量測值接著可被組合，以波長(或色散)導出該材料的光學特性變化的估算。與/或用於控制製程，其可用於驗證該材料是否在工差範圍內。在儀器量測群折射率(如同調掃描干涉儀)的例子中，色散的估計進一步被用來計算折射率的估計值，舉例而言，藉由質心波數使用一階導數的乘積來計算。在一些實施例中，多頻譜分佈同時存在，而儀器收集從掃描數據採集所得到的數據。多頻譜帶在偵側器被分離，舉例而言，使用色敏元件(配備彩色濾波器的CCD或CMOS照相機)隔開偵測器。二擇一地，來自感測器的返回光藉由二色性(dichroic)光學元件在空間中被分離，二色性光學元件反射或輸送特定頻譜構件到多個單色感測器。最少需要兩個頻譜帶以估計該材料的色散。

雖然前述量測可以使用偏振光或非偏振的光來進行，也可點滴收集有關使用偏振光的透鏡200的額外訊息。例 如，參考圖8，以透鏡(或其它部分透明的樣品)的製造揭示問題，可決定關於透鏡的偏振相依的光學特性資訊，包括應力雙折射的效應。在大多數情況下，沒有應力與相應的應力雙折射性的透鏡是製程控制的設計目標。

樣品中的應力雙折射性的存在可通過觀察其在樣品的平面平行區域的效應進行監測。在此，概述在流程圖500中或流程圖700中的量測過程進行至少兩次，其中在量測系統所使用的照明光的不同偏振狀態下，進行每個完整的數據採集週期。使用常規偏振器與/或波板來操縱光學量測儀器的偏振狀態。

例如，如流程圖800所示，以線性沿著x方向線偏振的照明光進行第一量測，並線性以沿y方向線偏振的照明光重複進行第一量測。在一些實施例中，相對於透鏡200上的參考特徵，對齊偏振方向。例如，其中的透鏡是射出成形(injection-molded)透鏡，參考特徵可對應閘，閘為射出材料進入模具孔穴的位置。

收集到的多個折射率地圖接著被組合，以提供存在於透鏡材料的雙折射性的定量量測。例如，在步驟870中，從量測結果計算出雙折射效應。在步驟880中，從該量測值計算平均折射率。雙折射性，舉例而言，可表現為通過透鏡的光徑差，如流程圖800的步驟870所示。在此，通過透鏡的雙折射性的累積效應被計算為B(x,y)=[n ₂(x,y)-n ₁(x,y)]T (9)

而平均折射率(如步驟880中所示)為

類似地，雙折射性可表示為材料內每單位長度的傳播的光徑差。相速折射率n_1,2對應於兩個偏振方向。為了製程控制，藉由群折射率量測(舉例而言，遵循來自CSI顯微鏡的量測結果)，這些折射率可被適當表示。此外，為了一些製程控制的情況，光學厚度變化的量測為 B'(x,y)=T' ₂(x,y)-T' ₁(x,y) (11)

或為B"(x,y)=T"₂(x,y)-T"₁(x,y) (12)

使用圖2A中簡單的組態可能已足夠。

儘管前述實施例涉及量測，描述透鏡的非作用區域(如平面平行部分)的量測，且一般從這些表徵推斷關於透鏡的訊息。其它實施例也是可能的。舉例而言，也可進行量測並直接描述透鏡的有效部分。

參照圖9與圖10，測試中的樣品透鏡900，包括含曲面的有效部分920、非作用部分。非作用部分由好幾個環繞有效部分的名義上的平面組成。圖9繪示透鏡900的側視圖，而圖10繪示上視圖。有效部分920對應於上凸面921與下凸面922。上表面921具有一個頂點923，頂點923與沿下表面922的頂點924相同的軸線為名義上對齊。

非作用部分由一系列有階梯特徵的平面、環形表面在透鏡900的每一側偏移內與外平面表面。一般而言，非作用部分的表面，舉例而言，可包括形成在樣品上的特徵，在最終裝配時協助透鏡的對齊與夾持，與/或使透鏡特徵的相對對 齊的量測更便利。在此例子中，非作用部分的上側包括平面912和916。步驟914分離平面912和916、步驟914在邊緣914o接觸面912、在邊緣914i接觸面916。表面916在邊緣918接觸上凸面921。

非作用部分的下側包括平面911和917。步驟915分離面911與917。步驟915在邊緣915o接觸面911、在邊緣915i接觸面917。面917在邊緣919接觸下凹面922。

光學量測儀器201是用來評估透鏡900的一些尺寸特徵，包括(但不限於)頂點到頂點的厚度T_Apex與表面特徵位置的相對的x,y橫向偏移(參照共通軸z)，包括(但不限於)頂點中心與對齊的表面特徵。通過量測上表面輪廓來決定三維頂點位置、相對的三維位置以及其他表面特徵的形貌，以進行這些評估。這些量測作為透鏡整體的尺寸特性的指標。

如圖9所示，在操作過程中，光學儀器201沿著平行於z軸的觀察方向向下看樣品，對應於儀器201的光軸。在量測數據採集時，在全域座標系的x,y,z中，系統對關注的表面收集高度和強度訊息。

頂點923的量測訊息由光在空氣中的反射(在圖9中的信號S_UA)衍生，如在上表面關注的其他特徵中的量測訊息(在圖9中的信號S_UF)。個別地，下表面上的關注特徵的量測訊息是從透鏡材料內(在圖9中的信號S_LF)的反射光而衍生。

考慮CSI顯微鏡系統的特定例子，如圖3中所示，一般信號S_UA被處理以產生高度訊息，接著被分析以決定的頂 點923的三維位置P_UA。從信號S_UF導出的高度訊息可以與P_UA組合以決定H_UA，在z的頂點高度，相對於關注特徵的上表面-面912。相同的高度訊息也可以用以決定上表面邊緣特徵的位置，舉例而言，關注特徵912的上表面為名義上的圓形邊緣。二擇一地，或附加地，信號S_UF可被處理以產生強度訊息，接著被分析以決定上表面邊緣特徵914o的位置。

S_LF是非干涉強度信號，可被分析以決定下表面邊緣特徵915o的位置。參照圖12，S_LF可以用顯微鏡系統在最佳焦點Z位置進行量測，如圖12中所示，在x,y位置、相對於上表面的焦平面被T_BF所取代。對於厚度T_feature和折射率n，為接近垂直的入射角度，T_BF可以計算為：T _BF =T _feature /n (13)

對於這個計算，厚度與折射率可以假設為標稱值或先前通過其他方式量測，如使用相同的儀器或卡尺。取決於給定應用所要求的精度，可以更有利於補償來自穿過透鏡材料的折射的球面像差的影響，並為T_BF計算校正值，如使用下列公式：

式中NA表示光學儀器的數值孔徑。

上表面頂點C_UA的橫向位置由P_UA的x,y座標給出。其他關注特徵的位置可以用其他方式來定義，例如，作為量測的邊緣位置的中心，在圖11中指示為C_UF與C_LF。在這些位置之間的橫向距離對應於平行於z軸的軸之間的偏移，隱含為基準面，並在某些情況下對應於上表面的平面特徵。舉例而 言，間特徵橫向距離XY_Feature可以計算為：XY _Feature =C _UF -C _LF (14)

類似地，上表面頂點到特徵的橫向距離XY_UAF可以計算為：XY _UAF =C _UA -C _UF (15)

在某些情況下，XY_Feature足以在透鏡的製造中控制製程，例如，作為半模的橫向對齊的工具。類似地，XY_UAF連同相對的頂點高度H_UA，足以用於識別透鏡形成的問題。例如，這些來自上表面的半模的預期尺寸偏離。

需明確地量測在上表面頂點和下表面頂點之間的尺寸特性，諸如圖9中的頂點厚度T_Apex或間頂點橫向距離XY_Apex，如圖11中所示對應於C_UA和C_LA之間的橫向距離。在一些實施例中，參照圖13，這可以通過額外量測透鏡900，其定向為下表面911、917以及922面向光學儀器201，同時，相對於與透鏡900的上表面面對光學儀器201所進行的量測，保持方位角的軌道。使用類似於用於第一量測中描述的方法，該第二量測提供H_LA、P_LA以及下表面頂點到特徵的橫向距離XY_LAF，對應於C_LA與C_LF之間的橫向距離：XY _LAF =C _LA -C _LF (16)

需要注意的是，對於在圖13中繪示的特定的幾何形狀，H_LA是負的。

在某些情況下，該第二量測可提供XY_Feature的獨立量測。

在一些實施例中，首先從透鏡一表面面向儀器量 測，然後量測另一個，所得到的量測訊息根據在圖14中所示的流程1400組合，以產生全頂點厚度的量測與所欲的橫向距離。在此實施例中，步驟的順序如下：首先，透鏡900被定位成上表面面對量測儀器201(步驟1405)。在此組態中，量測儀器201至少在上表面的頂點的區域中量測高度輪廓，並計算此上頂點的位置(步驟1410)。透鏡900位在相同的位置，對關注的上特徵，儀器201量測高度輪廓與強度分佈，例如邊緣914o(步驟1415)。在步驟1420中，系統接著計算上頂點高度H_UA，與上頂點到特徵的橫向距離XY_UAF(如使用方程式(15))。

對下表面特徵的量測而言，量測儀器201與透鏡900量測相對彼此移動，使得關注的下特徵，例如邊緣915o，處於最佳焦點位置(步驟1425)。此位置可使用T_feature與n的標稱值或量測值來決定。在此位置，儀器量測下特徵的強度分布(步驟1430)。使用來自強度分佈的訊息，系統計算(在步驟1435中)一個間特徵的橫向偏移XY_Feature。

下一步，透鏡900被翻轉並定位成其下表面面向儀器201(步驟1440)。在此位置，在下頂點924的區域中量測高度輪廓，且計算下頂點位置P_LA(步驟1445)。然後，為下表面上的一個或多個特徵(例如邊緣915o)，系統在步驟1450中量測高度輪廓與強度分佈。以此量測，系統計算一個下頂點高度H_LA與下頂點到特徵的橫向距離XY_LAF(步驟1455)。

在步驟1460中，頂點厚度T_Apex可以計算為：T _Apex =H _UA +T _feature +H _LA (17)

最後，在步驟1465，間頂點橫向距離XY_Apex對應C_UA和C_LA之間的橫向距離，並且可以根據以下內容計算，其中上標代表參數是否從上表面量測或下表面量測獲得：XY _Apex =XY _UAF ^upper +(XY _Feature ) ^upper -XY _LAF ^lower (18)

如果下表面量測提供間特徵的橫向距離XY_Feature的獨立量測，下面的表達式可以任選地用於減少潛在的統計可變性：XY _Feature =0.5[XY _Feature ^upper +XY _Feature ^lower ] (19)

XY _Apex =XY _UAF ^upper +XY _Feature -XY _LAF ^lower (20)

在一些實施例中，如先前參照圖4A至圖4C中討論，該裝置可包括部件夾具，部件夾具包括名義上平的反射面，反射面置於樣品下，使得通過樣品傳播回來的反射光朝向量測儀器。此種實施例可以改善使用光學儀器201獲取的強度圖像的對比。

在某些實施例中，關於區域內x,y空間變化中的訊息(包括關注特徵)可被利用來更準確地決定尺寸特徵。例如，該訊息可以包括折射率n(x,y)、厚度T(x,y)，以及表面形貌S_UA(x,y)和S_LA(x,y)等的地圖。

參照圖15A與圖15B，待測的透鏡的平面區域似乎是平行的，但在實際中和理想是有可能偏差的。例如，通過上下關注特徵的最佳擬合平面可能偏離平行。這可以產生相對於第二量測(下表面面向儀器)，對第一量測(上表面朝向儀器)的非平行部分的傾斜。例如，個別相對於上和下表面的不 平行特徵會調整部件的傾斜。這些相對部件的傾斜形成楔角W，可從厚度地圖T(x,y)來導出並納入的尺寸特徵計算。舉例而言，頂點厚度T_Apex可以表示為：T _Apex =f _ApexZ (H _UA ,T _feature ,H _LA ,W) (21)

橫向距離XY _Feature 與XY _Apex 可表示為：XY _Feature =f _FeatureXY (C _UF ,C _LF ,W) (22)

XY _Apex =f _ApexXY (XY _UAF ,XY _Feature ,XY _LAF ,W) (23)

圖9繪示通過上表面介面量測的下表面邊緣，似乎是垂直於掠面表面形貌儀的光軸，但在實際中有可能和理想偏差。此外，這種偏差可具有(x,y)的依賴性，例如，在表面形貌圖S_UA(x,y)中顯露為在局部傾斜的變化。圖15A繪示在特定的橫向位置的關注定位，此位置透過一光束量具有一折射率n的材料厚度T，首先遇到相對於垂直的一表面傾斜αtilt。

由於折射效應，關注定位在明顯且實際的橫向位置之間的橫向偏移△L大約為：△L=T sin(α _refr ) (24)其中根據Snell定律，sin(α _refr )與sin(α _tilt )相關：sin(α _refr )=sin(α _tilt )/n. (25)因此，△L為：△L=T sin(α _tilt )/n. (26)

在圖15A中，厚度T被描繪為沿著光束的方向量測，在同一方位的樣品如預期的某些厚度的量測方法。對於一些實施例，T可以對應於沿光軸的厚度。對於小的α_tilt值通常 遇到的這種對△L的影響這種潛在的差異是可忽略的。

在XY平面，局部的傾斜α_tilt會有一些方位角取向θ_tilt。如圖15B所示，橫向偏移△L具有相同的方位角取向。關注定位的位置明顯的x,y座標校正個別為：△x=△L．cos(θ _tilt ) (27)

△y=△L．sin(θ _tilt ) (28)

在一般情況下，折射率n、厚度T、傾斜α_tilt以及方位角方向θ_tilt取決於橫向位置(x,y)，所以△L通常是(x,y)的函數。折射校正可被應用到每個量測的邊緣點，隨後校正的邊緣點的集合可根據需要分析，以產生關注特徵的校正位置。

參考圖16，繪示在流程圖1600中，例示性實施例說明具有透鏡的傾斜角。在此，透鏡首先被定位成其上表面面向量測儀器(步驟1605)，並使用儀器來量測上頂點區域的高度輪廓，以及從該量測中，計算上頂點位置P_UA(步驟1610)。然後，系統對關注的上特徵(如上表面914或在上表面上的邊緣)量測高度和強度分佈(步驟1615)。從此量測中，系統計算的上特徵中心C_UF。在步驟1620中，系統隨後計算的上頂點高度H_UA與上頂點到特徵的橫向距離XY_UAF。為了下一次量測，使用為T_feature與n的標稱值與量測值，系統相對於光學儀器移動透鏡，使得關注的下特徵(如平面或邊緣)位在一個最好的聚焦位置(步驟1625)。在這個位置上，系統量測測下表面特徵的強度分佈，並且量測在下表面的表觀邊緣位置(步驟1630)。對橫向偏移△L，藉系統校正這些量測值。對每個邊緣位置使用局部的折射率n、傾斜α_tilt以及厚度T(步驟1635)。 使用校正的邊緣位置，系統計算下特徵的中心的位置C_LF(步驟1640)。具有上、下特徵的位置(C_UF和C_LF)以及楔角W，系統計算間特徵的橫向偏移XY_Feature(步驟1645)。在此，楔角對應於透鏡的厚度地圖中的傾斜。

接著，在步驟1650中，透鏡被翻轉，使得下表面面對光學儀器(步驟1650)以及獲取下頂點區域的高度輪廓(步驟1655)。從這個高度輪廓系統計算下頂點位置P_LA。然後，系統量測關注的下表面特徵的高度輪廓與強度分佈(步驟1660)。接著從步驟1655和1660取得的訊息進行計算下表面頂點高度H_LA以及下頂點到特徵的橫向距離XY_LAF(步驟1665)。對H_LA使用此值以及隨著H_UA與T_feature的值，系統計算頂點厚度T_Apex(步驟1670)。使用XY_UAF、XY_LAF、XY_Feature以及W，系統還計算一個間頂點的橫向偏移的值XY_Apex(步驟1675)。

在一些實施例中，相對於光學儀器，在兩個或更多個方位角方向量測樣品。在不同的方位角方向，通過獲得透鏡的尺寸特性的獨立量測，系統可以組合這些獨立的量測值，以便在最終報告的尺寸特性減少系統誤差。

系統誤差來源的例子包括光軸與掃描軸之間的錯對位，照明的橫向或軸向不對齊，以及在樣品傾斜的偏差。

在一些情況下，系統誤差具有一個組件，其獨立於樣品的取向。例如，兩個特定的特徵之間的報告的橫向距離可因一些在儀器座標(△x_bias,△y_bias)的偏移被偏差。這個偏差可以取決於被量測的特定樣品特徵。在這樣的情況下，在測 定橫向距離中，相對於儀器在一個方位角方向θ₀量測樣品以及相對於儀器在方位角方向θ₁₈₀量測樣品，其中θ₁₈₀相對於θ₀應偏移180°，可以通過組合此兩量測值，減少系統誤差。如圖17A與圖17B所示，這對應於在樣品座標(x_sample,y_sample)與儀器座標(x_instr,y_instr)之間的180°的相對方位角旋轉。這種相對方位取向可以通過樣品夾持或對準部件本身的顯著特徵來實現。例如，樣品支撐可包括旋轉台和尺，可手動或自動以所需數量繞著光學儀器的光軸旋轉。

參照圖18，流程圖1800繪示利用樣本旋轉的一例示性方法。此過程結合了相對於儀器的四個不同取向的透鏡進行的測定序列：

- 位在方位取向θ₀，上表面面對儀器

- 位在方位取向θ₁₈₀，上表面面對儀器

- 位在方位取向θ₀，下表面面對儀器

- 位在方位取向θ₁₈₀，下表面面對儀器

具體步驟如下。首先，將透鏡定位成其上表面面對光學儀器且位在方位角方向θ₀(步驟1805)。在此取向中，系統執行連續的高度與強度分佈量測，並計算與的值(步驟1810)。

對於下一個量測序列，透鏡定位成其上表面面對光學儀器且位在方位角方向θ₁₈₀(步驟1815)。在此取向中，系統執行連續的高度和強度分佈量測，並計算與的值(步驟1820)。

對於隨後的量測序列，透鏡定位成其下表面面對 光學儀器且位在方位角方向θ₀(步驟1825)。在此取向中，系統執行連續的高度和強度分佈量測，並計算的值(步驟1830)。

對於最終的量測序列，透鏡定位成其下表面面對光學儀器且位在方位角方向θ₁₈₀(步驟1835)。在此取向中，系統執行連續的高度和強度分佈量測，並計算的值(步驟1840)。其中，在這些相對取向作出的量測的順序不重要，可由方便性決定。

所計算的值接著用來計算在每個方向與的構成值的間頂點的橫向距離(步驟1845)。最後，使用這些構成值，系統計算間頂點的橫向距離(步驟1850)與最終頂點到特徵的橫向距離與(步驟1855)。

最後報告的橫向距離XY ^final 藉由組合在θ₀與θ₁₈₀量測的相應的橫向距離計算，分別為XY ⁰與XY ¹⁸⁰：XY ^final =f _combine (XY ⁰ ,XY ¹⁸⁰) (29)

前述方程式可以應用於關注的橫向距離，包括那些先前討論的，如間特徵的橫向距離XY_Feature、頂點到特徵的橫向距離XY_UAF與XY_LAF以及間頂點的橫向距離XY_Apex。如果橫向距離的構成的量測都在參考的樣本框中，也就是說，相對於樣品座標(x_sample,y_sample)，在一些情況下，組合功能可以簡單為構成量測值的算術平均值。二選一地，或額外地，在一個單一的步驟，一些操作可以映射工具參考框的結果到樣品參考框。可能其他的操作可說明先前決定的殘存工具偏差。

如前所述，量測誤差的另一種潛在的來源是在樣 品中的材料的雙折射性。在某些情況下，使用多種偏光狀態(例如，使用偏振器與/或波板)的儀器獲得的量測結果，通過結合多種量測值可以減少量測誤差。這可進一步與相對於儀器的樣品的相對方位取向的變化組合。

以上所述的裝置和方法允許評價在生產過程中的透明樣品，特別是包括透鏡(含彎曲的有效表面區域以及作為代用品的平面平行區域)，以決定樣品的尺寸與光學特性。透明的樣品包括鏡片，如模造鏡片，其是多透鏡的透鏡組件的一部分，透鏡組件例如是數碼相機的一部分。這種透鏡組件被廣泛用於移動設備中的照相機，諸如手機，智慧手機，和平板電腦，在其他例子中。

在一些實施例中，上述方法可以應用於測定製造透鏡用的模具。例如，參考圖19，被測樣品可以是半個透鏡模具1900。此模具包括曲面1921，對應於利用模具所形成的透鏡的有效區。曲面1921具有頂點1923。模具還包括平面部分，平面部分由第一內平面1916與第二外平面1912組成。平面被階梯1914分離。在描述模具1900的量測時，階梯1914的外邊緣1914o可做為關注特徵。藉由沿著儀器201的z軸量測的高度H_A，外平面1912與頂點1923被偏移。模具1900藉由獲得高度輪廓與強度分布進行特性分析，舉例而言，來自表面1921(經由光S_A)與外平面1912(光S_F)的高度輪廓與強度分布。例如關於頂點位置與頂點到關注特徵邊緣的橫向偏移的訊息可由前述透鏡900的說明決定。

在圖20A與圖20B中的流程圖繪示出了所述技術 的可能應用。圖20A中的流程圖2000繪示透鏡的特性分析技巧，使用如上所述的厚度與雙折射率的量測(步驟2010)。在步驟2020中，基於這些量測，系統將得出厚度、平行度、平均折射率、折射率梯度以及雙折射等的值。這些值下一步與這些參數的預定規格相比(步驟2030)。

對於那些不符合規格的透鏡，透鏡被拒收(步驟2040)，且系統得出相應的成形處超出製程控制目標以外(步驟2050)。對於那些符合規格的透鏡，透鏡被分類成厚度倉(步驟2060)且相應的成形處被報告為在製程控制目標之內(步驟2070)。

圖20B中的流程圖2001繪示透鏡特性分析技術，使用頂點到特徵的高度、頂點厚度、間頂點橫向距離以及間特徵橫向距離等的量測。在此，在第一步驟2011中，如上所述說明的量測從高度和強度數據得到對透鏡的各種特徵的位置。在步驟2021中，基於這些量測，系統將得出頂點到特徵高度、頂點厚度，間頂點橫向距離以及間特徵的橫向距離等的值。這些值接著與這些參數的預定規格相比(步驟2031)。

對於那些不符合規格的透鏡，鏡片被拒收(步驟2041)，且系統得出相應的成形處作為超出製程控制目標以外(步驟2051)。對於那些符合規格的透鏡，鏡片被分類成厚度倉(步驟2061)且相應的成形處被報告為在製程控制目標之內(步驟2071)。

量測技術也可以用來對用於製造透鏡的模造工藝特性分析。在圖21A和圖21B中的流程圖繪示對模造工藝特 性分析的實施例。

在圖21A中的流程圖2100繪示的過程，第一步驟2110是量測透鏡的非作用部分的厚度和雙折射性。根據這些量測結果，系統分析透鏡的厚度、平行度、平均折射率、折射率梯度以及雙折射性等(步驟2120)。基於這種分析，模具的兩半的相對位置被調整，以滿足厚度與平行度規格(步驟2130)。成形工藝參數(例如，溫度和升溫速率、透鏡材料組成物、注射壓力)被調節，以便滿足折射率的規格(步驟2140)。

在圖21B中的流程圖2101繪示製程，第一步驟2150是量測的透鏡表面的高度輪廓以及頂點與特徵的橫向位置。根據這些量測結果，系統決定與得出頂點到特徵的高度、頂點厚度、間頂點的橫向距離以及間特徵的橫向距離(步驟2160)。基於此種分析，模具的兩半的相對位置被調整，以滿足厚度和橫向定心的規格(步驟2130)。成形工藝參數(如溫度和升溫速率、透鏡材料組成物)被調整，以滿足頂點到特徵的功能規格(步驟2140)。

雖然上述流程圖繪示雙折射與厚度量測以及頂點與特徵的量測是分開的程序，在一些實施例中，這兩組量測可以結合，舉例而言，以改良透鏡的特性分析與/或透鏡成形。

雖然已說明某些實施例，但其他實施例也是可能的。例如，雖然透鏡200與透鏡900均為凹凸透鏡，更一般地說，其他類型的透鏡也可以使用揭露的技術進行特性分析。舉例而言，如凸凸透鏡、凹凹透鏡、平凸透鏡以及平凹透鏡等。透鏡表面可為非球面的。在一些實施例中，透鏡的表面可以包 括拐點(points of inflection)，其中，表面的凹部改變。此種表面的一個例子是圖1中所示的表面132。

此外，除了上述說明的那些以外，也可使用多種對齊特徵。例如，雖然在透鏡200與900的平表面是環形表面，但其他幾何形狀也是可能的。離散的特徵，如在表面上有升起部分、下陷或在表面上簡單地標記，可以用作在上述的量測時的特徵。

儘管本說明書一般集中於光學部件的量測，一個相關種類應用是用於製造射出成形透鏡的模具的量測。在這種情況下，一個模具表現出所有出現在透鏡上的特徵，即，特徵是一個有效的光學表面以及一個或多個位置、中心定位或對位基準。對於透鏡的一側，所說明的量測步驟容易施加。例如，相對於機械基準，儀器是用來量測光學表面的頂點的中心定位與高度。其它量測步驟包括外基準面之間的階梯的特性分析，以及陡峭的錐形中心定位基準面的角度。

在某些實施例中，例如當被測部件比光學儀器的視野大時，部件的不同區域的量測可以被拼接在一起，以提供整個部件的量測。拼接量測的例示性技巧揭露在J.Roth和P.de Groot的“粗糙表面的寬場掃描白光干涉，”Proc.ASPE春季專題會議，表面量測進展，57-60(1997)。

在一些實施例中，附加的校正可被應用，以提高量測精確度。例如，可施加表面的反射特性上的相變化的校正。見，例如，在P.de Groot,J.Biegen,J.Clark,X.Colonna de Lega以及D.Grigg的“量測工業零件的幾何尺寸的光學干 涉”，應用光學41(19),3853-3860(2002)。

在某些實施例中，部件可以從多於一個視角量測，或從兩側量測。見，例如，在P.de Groot,J.Biegen,J.Clark,X.Colonna de Lega以及D.Grigg的“量測工業零件的幾何尺寸的光學干涉”，應用光學41(19),3853-3860(2002)。

量測的結果可與其它的量測進行組合，例如，包括對非球面形式的探針量測，如揭露在，例如P.Scott的“藉由接觸探針儀器在非球面量測的近期發展”，4927,199-207(2002)。

可應用各種數據處理方法。例如，可使用適於量測多個表面的方法(使用同調掃描干涉儀)。見，如P.J.de Groot與X.CXolonna de Lega的“藉由干涉顯微鏡的透明膜剖析與分析”，Proc.SPIE 7064,706401-1 706401-6(2008)。

依據在此說明的方法和附圖，與上述的量測和分析相關的計算可以在電腦程式中使用的標準編程技術實現。程式碼被應用於輸入數據，以執行在此所述的功能與產生輸出訊息。輸出訊息可應用於一個或多個輸出設備，諸如顯示器。每個程式可以在高級程序或物件導向程式語言中實行，以和電腦系統進行通信。然而，如果需要的話，程式可以組合語言或機械語言來實行。在任何情況下，語言可以編譯語言或翻譯語言。此外，為此目的，程式可以在預編程的專用集成電路上運行。

每個此種電腦程式最佳儲存在儲存媒體或裝置上(例如，ROM、光碟或磁碟)，其可被通用或專用的可編程電 腦讀取，當儲存媒體或裝置由電腦讀取以執行在此描述的程序，用於配置和操作該電腦。電腦程式也可在程式執行期間駐留在快取記憶體或主記憶體中。校正方法也可被實現，至少部分地，作為電腦可讀的儲存媒體，配置有電腦程式，其中，如此配置的儲存媒體使電腦以特定和既定方式操作以執行在此描述的功能。

其他實施例位在下列的申請專利範圍。

200‧‧‧透鏡

201‧‧‧光學量測儀器

210‧‧‧平面平行部分

211‧‧‧表面

212‧‧‧表面

220‧‧‧透鏡部分

221‧‧‧表面

222‧‧‧表面

T‧‧‧厚度

Claims (60)

1. 一種決定透明光學元件的資訊的方法，該透明光學元件包含一透鏡部分與一平面平行部分，該方法包含：使用一光學儀器以獲得該透明光學元件的一第一表面與相對於該第一表面的該透明光學元件的一第二表面的高度資訊；使用該光學儀器以獲得該第一表面的一強度地圖與該第二表面的一強度地圖；以及基於該高度資訊與該些強度地圖，在該第一表面與該第二表面中的至少一個，決定該透明光學元件的一個或多個特徵的尺寸資訊。
2. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該光學儀器是同調掃描干涉顯微鏡。
3. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該關於該第一表面與該第二表面的高度資訊各自包含該第一表面與該第二表面的表面輪廓(profile)。
4. 如申請專利範圍第1項的方法，其中使用該光學儀器的一多元件偵測器蒐集連續的強度框，該強度地圖被決定。
5. 如申請專利範圍第4項的方法，其中對該連續的強度框，藉由平均該多元件偵測器的每個元件的強度，該強度地圖被決定。
6. 如申請專利範圍第4項的方法，其中使用光學儀器以獲得該強度地圖包含：相對於該光學儀器，在該第一表面與該第二表面最佳聚焦的個別位置，對該多元件偵測器的每個 元件決定一強度。
7. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該尺寸資訊包含：相對於該第一表面或該第二表面上另一特徵的該第一或該第二表面的一頂點的該位置。
8. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該尺寸資訊是位於該頂點與其他特徵之間的一橫向距離，該橫向距離是由名義上平行於該平面平行部分的一平面量測的一距離。
9. 如申請專利範圍第8項的方法，其中其他特徵是位在該第一或該第二表面的該平面平行部分的一特徵。
10. 如申請專利範圍第9項的方法，其中該其他特徵是一環形特徵，名義上以該頂點為中心。
11. 如申請專利範圍第9項的方法，其中其他特徵是在該平面平行部分的該第一與/或該第二表面上的一階梯。
12. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該第一表面面向該光學儀器，該光學儀器用以進行該透明光學物體的量測，以及該第二表面面向該光學儀器，該光學儀器用以進行該透明光學物體的量測。
13. 如申請專利範圍第12項的方法，其中該第一表面面向該光學儀器，由該透明光學物體的量測結果所獲取的資料用以決定該第一表面的該透鏡部分的一頂點的一位置。
14. 如申請專利範圍第13項的方法，其中該第一表面面向該光學儀器，由該透明光學物體的量測結果所獲取的資料用以相對於該第一表面的該平面平行部分上的一特徵的一位置，決定該第一表面的該透鏡部分的該頂點的該位置。
15. 如申請專利範圍第12項的方法，其中該第一表面面向該光學儀器，由該透明光學物體的量測結果所獲取的資料用以相對於該第二表面的該平面平行部分上的一特徵的一位置，決定該第一表面的該平面平行部分上的一特徵的一位置。
16. 如申請專利範圍第15項的方法，其中該第二表面面向該光學儀器，由該透明光學物體的量測結果所獲取的資料用以相對於該第一表面上的該頂點的該位置，決定該第二表面的該透鏡部分的一頂點的一位置。
17. 如申請專利範圍第1項的方法，其中決定該尺寸資訊包含：相對於該光學儀器，因為傾斜該透明光學元件，導致一折射效應。
18. 如申請專利範圍第17項的方法，其中導致該折射效應的該尺寸資訊是在該光學儀器對側的該透明光學元件的表面上的一特徵的一位置。
19. 如申請專利範圍第1項的方法，其中相對於該光學儀器的一軸，該光學儀器用以進行以第一方位角方位量測該透明光學物體，相對於不同於該第一方位角方位的該軸，該光學儀器用以進行以第二方位角方位量測該透明光學物體。
20. 如申請專利範圍第19項的方法，其中決定該尺寸資訊包含：以該第一方位角方位的該透明光學元件的量測所獲得的資料，決定關於一個或多個特徵的尺寸資訊，以及以該第二方位角方位的該透明光學元件的量測所獲得的資料，決定關於一個或多個特徵的尺寸資訊。
21. 如申請專利範圍第20項的方法，其中決定該尺寸資訊包含：基於由該第一與該第二方位角方位得到的該尺寸資訊，減少尺寸資訊內的誤差。
22. 如申請專利範圍第1項的方法，更包含：決定該透明光學元件是否符合基於該尺寸資訊的規格需求。
23. 一種決定透明光學元件的資訊的系統，該系統包含：一光學儀器；以及一電子控制器，與該光學儀器通訊且程式化，以使該系統進行任一前述申請專利範圍的該方法。
24. 一種決定物體的資訊的方法，用以決定關於一物體的資訊，該物體包含一曲面部分與一平面部分，該曲面部分包含有一頂點的一第一曲面且該第一曲面定義該物體的一軸，該方法包含：將量測光導向該物體；偵測由該彎曲部分的該第一曲面反射的量測光；偵測由該物體的至少一另一表面反射的量測光；以及基於該些偵測光，決定關於該彎曲部分的該第一曲面的該頂點的資訊。
25. 如申請專利範圍第24項的方法，其中該物體是一透明光學元件。
26. 如申請專利範圍第25項的方法，其中該透明光學元件是一透鏡元件。
27. 如申請專利範圍第26項的方法，其中該透鏡元件是一模造透鏡元件。
28. 如申請專利範圍第24項的方法，其中該物體是為製造一光學元件的一模具的部分。
29. 如申請專利範圍第24項的方法，其中該物體是為製造一透鏡元件的一側的一模具。
30. 如申請專利範圍第24項的方法，其中該彎曲部分包含：相對於該第一曲面的一第二曲面，該第二曲面具有一頂點，且關於該第一曲面的該頂點的資訊包含：沿著該光軸，量測在該第一表面的該頂點與該第二表面的該頂點之間的該透鏡的一厚度。
31. 如申請專利範圍第24項的方法，其中該彎曲部分包含：相對於該第一曲面的一第二曲面，該第二曲面具有一頂點，且關於該第一曲面的該頂點的資訊包含：正交於該光軸的一平面，量測在第一表面的該頂點與該第二表面的該頂點之間的一橫向偏移。
32. 如申請專利範圍第24項的方法，其中該量測光藉由一光學儀器被導至該物體，且當反射該量測光時，該第一曲面面向該光學儀器。
33. 如申請專利範圍第32項的方法，其中決定關於該第一曲面的該頂點的資訊包含：決定該頂點的一位置。
34. 如申請專利範圍第33項的方法，其中該至少另一表面包含面向該光學儀器，且決定關於該第一曲面的該頂點的資訊的另一表面更包含：在正交於在該頂點與在該至少一個另一表面上的一關注特徵之間的該光軸的一平面上量測，決定一橫向偏移。
35. 如申請專利範圍第34項的方法，其中該至少一個另一表面包含：面離該光學儀器的一表面，且決定關於該第一曲面的該頂點的資訊更包含：在正交於在面離該光學儀器的該表面上的一特徵與面向該光學儀器的該另一表面上的該關注特徵之間的該光軸的一平面上量測，決定一橫向偏移。
36. 如申請專利範圍第35項的方法，其中該曲面部分包含：相對於該第一曲面的一第二曲面，且決定關於該第一曲面的該頂點的資訊包含：決定該第二曲面的該頂點的一位置。
37. 如申請專利範圍第36項的方法，其中決定關於該第一曲面的該頂點的資訊包含：基於該第一與該第二曲面頂點的該些位置，沿著該光軸量測，決定該彎曲部分的一厚度。
38. 如申請專利範圍第36項的方法，其中決定關於該第一曲面的該頂點的資訊包含在正交於該光軸的平面量測，在該第一表面的該頂點與該第二表面的該頂點之間決定一橫向偏移，基於：(i)在該第一曲面的該頂點與面向該光學儀器的該另一表面上的該關注特徵之間的該橫向偏移；(ii)在面向該光學儀器的該另一表面上的該關注特徵與面離該光學儀器的該表面上的該關注特徵之間的該橫向偏移；(iii)在該第二曲面的該頂點與面離該光學儀器的該表面上的該關注特徵之間的該橫向偏移。
39. 如申請專利範圍第24項的方法，其中決定關於該第一曲面的該頂點的資訊包含：決定關於在該平面部分的至少一表面上的一傾斜的資訊，以及當決定關於該第一表面的該頂 點的資訊時導致該傾斜。
40. 如申請專利範圍第39項的方法，其中關於該傾斜的資訊是相對於一光學儀器的一光軸的傾斜角α _tilt ，該光學儀器用以將量測光導至該物體。
41. 如申請專利範圍第24項的方法，更包含：在偵測該量測光之後，針對一光學儀器調整該物體的一方位角方位，該光學儀器用以將量測光導至該物體，以及在方位角方位調整之後，重覆偵測由該第一曲面與由該至少一個另一表面的量測光。
42. 如申請專利範圍第41項的方法，更包含：在該方位角方位的調整之後，基於該偵測的量測光，決定關於該第一曲面的該頂點的額外資訊。
43. 如申請專利範圍第24項的方法，更包含：在偵測該量測光之後，改變該量測光的偏振狀態，以及在偏振狀態改變之後，重複偵測來自該第一曲面與來自該至少一個另一表面的量測光。
44. 如申請專利範圍第43項的方法，更包含：在偏振狀態改變之前與之後，基於該被偵測的量測光，決定關於該物體的雙折射資訊。
45. 如申請專利範圍第24項的方法，更包含：基於關於該第一曲面的該頂點的資訊，評估該物體。
46. 如申請專利範圍第45項的方法，其中評估該物體包含：基於關於該第一曲面的該頂點資訊，決定該物體是否符合規格需求。
47. 如申請專利範圍第24項的方法，其中該平面部分是該物體的一傾斜控制連鎖(interlock)。
48. 如申請專利範圍第24項的方法，其中該彎曲部分的至少一曲面是一非球面。
49. 如申請專利範圍第24項的方法，其中該平面部分位於該彎曲部分的圓周附近。
50. 一種形成光學組件方法，該方法包含：使用申請專利範圍第24項的方法，決定關於該物體的資訊，其中該物體是一透鏡；以及相對於鏡筒中一個或多個其他透鏡，固定該透鏡，以形成該光學組件。
51. 如申請專利範圍第50項的方法，更包含：相對於一感測器固定該光學組件，以提供一數位相機的一模組。
52. 一種決定物體的資訊的系統，該物體包含一彎曲部分與一平面部分，該彎曲部分包含有一頂點且定義該物體一軸的一第一曲面，該系統包含：一夾具，支撐該物體；一光學儀器，包含一光源、一偵測器以及排列以由光源導光至該物體的多個光學元件，當該物體被該夾具支撐且將由物體的反射光導至該偵測器；以及一電子控制器，與該偵測器通訊，該電子控制器被程式化，基於由該第一曲面與由該物體的該至少一個另一表面的偵測光，以決定關於該第一表面的該頂點的資訊。
53. 如申請專利範圍第52項的系統，其中該光學儀器是一光學 掠面(areal)表面形貌儀。
54. 如申請專利範圍第53項的系統，其中該光學掠面表面形貌儀是一同調掃描干涉儀。
55. 如申請專利範圍第53項的系統，其中該光學掠面表面形貌儀是一共焦顯微鏡。
56. 如申請專利範圍第52項的系統，其中該夾具包含：一致動器，裝配為相對於該光學儀器重定向該物體。
57. 如申請專利範圍第56項的系統，其中該致動器被裝配為相對於該光學儀器的一光軸旋轉該物體。
58. 如申請專利範圍第52項的系統，其中該光學儀器包含一偏振模組，該偏振模組裝配為偏振來自該光源的光。
59. 如申請專利範圍第58項的系統，其中該偏振模組被裝配為在正交偏振狀態，選擇性偏振來自該光源的光。
60. 如申請專利範圍第52項的系統，其中該偵測器是多元件的偵測器，且該光學儀器被裝配為把該物體的一表面成像在該多元件的偵測器上。