TWI756165B - 照射強度控制設備與方法、以及光學檢驗系統 - Google Patents
照射強度控制設備與方法、以及光學檢驗系統 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI756165B TWI756165B TW104138937A TW104138937A TWI756165B TW I756165 B TWI756165 B TW I756165B TW 104138937 A TW104138937 A TW 104138937A TW 104138937 A TW104138937 A TW 104138937A TW I756165 B TWI756165 B TW I756165B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- illumination
- solid
- pulses
- irradiation
- intensity
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
- F21S2/005—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction of modular construction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
- F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
- F21V23/0442—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors
- F21V23/0464—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors the sensor sensing the level of ambient illumination, e.g. dawn or dusk sensors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/30—Semiconductor lasers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/061—Sources
- G01N2201/06113—Coherent sources; lasers
- G01N2201/0612—Laser diodes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/062—LED's
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本發明提供一種光學檢驗系統、以及一種照射強度控制設備與方法。該設備(10)包含用於檢驗物件之一固態照射源(15)、及一電路(20、64、68、22、43、45、50、55),該電路用以:執行一初始校準過程,該初始校準過程選擇用於施加至該固態照射源之一固定電壓供應位準;以及對該固態照射源施加具有該所選固定電壓供應位準之複數個電壓脈衝(110)之一序列,由此使該固態照射源產生複數個固定強度照射脈衝之一序列以用於檢驗該等物件。
Description
本發明概言之是關於照射源,且具體而言是關於用於照射強度控制之方法及系統。
先前技術中已知用於控制照射源(諸如雷射二極體及發光二極體(light emitting diode;LED))之各種電路。舉例而言,美國第6,323,598號專利闡述各自包含至少一個發光二極體之複數個照射源,該等照射源由一開關電路依據一所施加輸入電壓而串聯地或並聯地連接。該美國專利之揭露內容以引用方式併入本文中。當在遍曆所施加輸入電壓之運行範圍之過程中所施加輸入電壓跨過一臨限值時,該開關電路將照射源自串聯連接切換至並聯連接,或反之亦然。由於照射源內之發光二極體是在一所定義轉折點(kick-over point)處被從串聯連接切換至並聯連接,因此電壓-亮度特性在該轉折點之相反側上改變。所得之整體電壓-亮度特性跨所施加輸入電壓之整個運行範圍具有較大亮度可變性,且亮度變異數並不僅限於運行範圍之一部分。
美國第7,356,058號專利闡述一種自適應性雷射二極體驅動器,該驅動器能夠驅動各種雷射二極體類型以及來自同一類型之不同雷射二極體,同時確保在二極體之壽命內及在其溫度改變時皆具有最佳光學效能。該美國專利之揭露內容以引用方式併入本文中。該驅動器自適應性地改變輸入資料訊號之電壓位準,以在極端調變條件下達成全電流切換以及短上升時間及下降時間。此是藉由不斷地監測一雷射二極體之輸出訊號而執行。基於所監測訊號,調整一調變電流,且作為回應,設定輸入資料訊號之低位準及高位準。根據一實施例,該自適應性雷射二極體驅動器可被整合於一被動光學網路(passive optical network;PON)之一光學線路終端(optical line terminal;OLT)或一光學網路單元(optical network unit;ONU)中。
美國第7,899,098號專利闡述一種用於一發射機或收發機之雷射二極體驅動器積體電路(integrated circuit;IC),該積體電路具有用於監測該發射機或收發機之一或複數個雷射二極體之正向電壓之電路,以使得能夠即時地評定該或該等雷射二極體之工作狀況(health)。該美國專利之揭露內容以引用方式併入本文中。
本發明之一實施例提供一種設備,其包含用於檢驗物件之一固態照射源、及一電路。該電路用以:執行一初始校準過程,該初始校準過程選擇用於施加至該固態照射源之一固定電壓供應位準;以及對該固態照射源施加具有該所選固定電壓供應位準之複數個電壓脈衝之一序列,由此使該固態照射源產生複數個固定強度照射脈衝之一序列以用於檢驗該等物件。
在某些實施例中,該電路包含一電容器,且用以在各該電壓脈衝之前將該電容器充電至該所選固定電壓供應位準,並藉由經由該固態照射源使該經充電電容器放電而產生各該電壓脈衝。在其他實施例中,該電路在該等照射脈衝之該序列期間不重新校準該固定電壓供應位準。
在某些實施例中,該固態照射源為其中該電壓供應位準與所發射光學強度間之一關係在個別照射源之中變化之一類型之照射源,且該電路用以藉由執行該初始校準過程來補償該關係之一變化。在其他實施例中,該固態照射源包含一發光二極體及一開關,且該電路包含一驅動器電路,該驅動器電路用以對該開關施加該等電壓脈衝之該序列以使該發光二極體產生該等照射脈衝。
在某些實施例中,該電路用以量測自該等被檢驗物件反射之光之一光學強度,並依據該所量測光學強度而選擇該固定電壓供應位準。在其他實施例中,該電路包含用以獲取該等被檢驗物件之影像之一成像偵測器及用以藉由處理該等影像來量測該光學強度之一處理器。在某些實施例中,該電路包含用以直接量測該固態照射源之該強度之一成像偵測器及用以藉由處理該等影像來量測該光學強度之一處理器。在替代實施例中,該電路用以對流過該固態照射源之一電流進行數位化,並依據該經數位化電流而選擇該固定電壓供應位準。
在某些實施例中,該固態照射源包含一或多個發光二極體。在其他實施例中,該固態照射源包含一或多個雷射二極體。
在某些實施例中,該電路用以選擇該電壓供應位準及該等電壓脈衝之一相應持續時間二者。在其他實施例中,該電路用以選擇多個電壓供應位準及多個相應類型之該等電壓脈衝之持續時間。在又一些實施例
中,該電路用以選擇使該等照射脈衝提供一預定義照射強度之一最短持續時間。
根據本發明之一實施例,亦提供一種方法,其包含運行用於檢驗物件之一固態照射源。執行一初始校準過程,該初始校準過程選擇用於施加至該固態照射源之一固定電壓供應位準。對該固態照射源施加具有該所選固定電壓供應位準之複數個電壓脈衝之一序列,由此使該固態照射源產生複數個固定強度照射脈衝之一序列以用於檢驗該等物件。
根據本發明之一實施例,亦提供一種光學檢驗系統,其包含一電路、一成像偵測器及一固態照射源。該固態照射源用以照射供檢驗之物件。該成像偵測器用以獲取該等被照射物件之影像。該電路用以:量測自該等被檢驗物件反射之光之一光學強度;執行一初始校準過程,該初始校準過程依據該所量測光學強度而選擇施加至該固態照射源之一固定電壓供應位準;以及對該固態照射源施加具有該所選固定電壓供應位準之複數個電壓脈衝之一序列以用於檢驗該等物件。
在某些實施例中,該電路用以在具有一已知反射率之一物件的由該成像偵測器獲取之至少一個影像中量測該光學強度。在其他實施例中,該電路用以在複數個該等被檢驗物件的由該成像偵測器獲取之複數個影像中量測該光學強度,並在該等物件內對該所量測光學強度求平均。
10‧‧‧檢驗系統
15‧‧‧脈衝式固態照射源
20‧‧‧照相機
22‧‧‧處理器
25‧‧‧固態光學器件/光學二極體
26‧‧‧光學器件
30‧‧‧電容器
35‧‧‧功率場效電晶體開關
43‧‧‧邏輯/定時控制電路
45‧‧‧可調式調節器
50‧‧‧電源供應器
55‧‧‧驅動器
64‧‧‧濾波器
68‧‧‧類比至數位轉換器
110‧‧‧脈衝
120‧‧‧標記
130‧‧‧標記
200~216‧‧‧步驟
VHI‧‧‧電壓
VLO‧‧‧電壓
連同圖式一起閱讀以下對本發明實施例之詳細說明,將更全面地理解本發明,在圖式中:第1a圖為一方塊圖,其示意性地例示根據本發明一實施例用於控制一
脈衝式照射源之強度之一系統;第1b圖顯示其中光學器件被串聯連接之脈衝式照射源之一實例;第1c圖顯示其中光學器件被並聯連接之脈衝式照射源之一實例;第2圖為一曲線圖,其顯示根據本發明一實施例用於控制一脈衝式照射源之強度之一系統中之訊號波形;以及第3圖為一流程圖,其示意性地例示根據本發明一實施例用於校準一脈衝式照射源之一方法。
某些光學檢驗系統使用了脈衝式光學照射源。在一典型之檢驗系統中,將一系列欲檢驗之物件(例如,平板顯示器或半導體晶圓)放置於一移動載台上,並藉由諸如一照相機之一成像偵測器對該等物件進行成像。該等物件相對於該照相機移動,同時來自該源之光脈衝以一短脈衝間隔照射該等移動物件。檢驗系統分析所獲取影像,例如,以偵測製造缺陷。此種類之脈衝式成像有助於防止因物件移動而使所獲取影像模糊。
在一典型檢驗系統中,維持對脈衝式照射源之照射強度之準確控制是重要的。一種控制照射強度之可能方式為對流過照射源之電流施加電流控制,乃因在固態照射源中,所發射光學功率與電流成比例。然而,維持穿過源之一固定電流通常涉及複雜且昂貴之高速電流回饋機制。
本文所述之本發明實施例提供用於照射強度控制之經改良
方法及系統。所揭示技術使用電壓控制而非電流控制來維持恆定照射強度。雖然電壓與照射強度間之關係可在不同照射源間變化,但發明人已發現此關係在極長時間週期內保持穩定。與光學二極體器件相關聯之特性電壓(例如,導通拐點電壓(turn on knee voltage))可隨著加熱或隨著製造變化而變化。然而,一旦電壓及脈衝持續時間被首先校準,其便既在複數個脈衝內又在複數個長脈衝序列內保持穩定。因此,此可能夠避免在長照射脈衝序列期間重新校準固定電壓供應位準。
在本文所述之某些實施例中,照射源被連接至一電路。在一初始校準過程中,該電路用以在評定出光學輸出是處於使檢驗系統有效運行之適當功率位準之後選擇欲施加至照射源之一固定電壓供應位準。
在一實例性實施例中,該電路使用檢驗系統之(已存在)照相機來量測照射強度,並使用此等量測值來校準照射源電壓位準。另外或另一選擇為,該電路可能在低通濾波之後對流過固態照射源之電流進行數位化,並基於經數位化電流而校準照射源電壓位準。
通常,由於電壓與照射強度間之關係之長期穩定性,僅稀少地需要進行此種類之重新校準。在一實例性實施方案中,在一檢驗批次開始時執行電壓校準。在校準之後,產生一長脈衝序列,而無需進行一重新校準。該長脈衝序列可用於檢驗多個物件。
與電流控制方案相較,所揭示電壓控制機制具有以下優點:實施更簡單、使用更少印刷電路板面積、成本更少,且更不易於引起電磁干擾。
第1a圖為一方塊圖,其示意性地例示根據本發明一實施例用於控制一脈衝式固態照射源(solid state illumination source;SSIS)15之強度之一系統10。固態照射源15包含耦合至一功率場效電晶體(field effect transistor;FET)開關35之一固態光學器件25,諸如一雷射二極體(laser diode;LD)或發光二極體(light emitting diode;LED)。來自器件25之光學訊號照射一欲檢驗之物件(圖中未顯示),且被照射物件由一成像偵測器(例如,一照相機20)成像。
在本實例中,系統10為用於在平板顯示器中找出缺陷之一檢驗系統之一部分。然而,另一選擇為,所揭示技術可用於任何其他適合應用中。
一處理器22分析藉由系統10進行缺陷識別之物件的且由照相機20獲取之複數個影像。在某些實施例中,如下文詳細所述,處理器22量測自被成像物件反射之光強度,且此強度量測被用作對照射源強度進行之初始校準過程之一部分。在其他實施例中,系統10包含一類比至數位轉換器(Analog-to-Digital Converter;ADC)68,類比至數位轉換器68對流過固態照射源15之電流進行取樣及數位化。在第1圖之實例中,藉由感測該固態照射源中之一適合電阻器二端之電壓來感測電流。一濾波器64,通常為一低通濾波器(low-pass filter;LPF),對所感測電流進行濾波並將其提供至類比至數位轉換器68以進行數位化。如下文將闡述,經數位化電流被回饋至處理器22且用於初始校準。
第1a圖之實例顯示二種類型之感測器(照相機20及類比至數位轉換器68),其皆可用作用於對照射源強度進行初始校準之回饋輸入。在各種實施方案中,可僅使用照相機、僅使用類比至數位轉換器或使用其二
者來執行校準。
在某些實施例中,處理器22經由一邏輯/定時控制電路43來控制照射脈衝。處理器22通常自照相機獲取資訊並實施下文所述之校準演算法。邏輯/定時控制電路43包含自檢驗系統接收移動物件之位置資訊之快速及即時電子器件,例如,一控制器、現場可程式化閘陣列(field programmable gate array;FPGA)、數位訊號處理器(digital signal processor;DSP)器件。如稍後將進一步闡述,邏輯/定時控制電路43亦控制照相機觸發及照射脈衝持續時間。
處理器22輸出一數位值,該數位值經由邏輯/定時控制電路43被發送至一可調式調節器45。可調式調節器45之輸出調節一電源供應器50之電壓。此電壓可給一選用電容器30充電。
邏輯/定時控制電路43較佳地經由驅動器55用以對場效電晶體35之閘極施加複數個電壓脈衝。該等電壓脈衝對穿過光學器件25之電流進行雙態導通及切斷,此會產生脈衝式輸出光學訊號。當場效電晶體35在一脈衝之開頭開始傳導時,電壓經由光學器件25放電,從而使照射源產生一照射脈衝。
場效電晶體35達到一電開關之作用。當該開關斷開(即,該場效電晶體不容許電流自汲極傳遞至源極)且無電流流過光學二極體25時,由可調式調節器45設定之固定電壓供應位準可給電容器30充電。當該開關閉合(即,該場效電晶體傳導電流)時,電壓放電且電流流過光學二極體25,從而產生光。
當場效電晶體35傳導時,光學二極體25及場效電晶體35(例
如,第1a圖所示之光學照射源15)二端之電壓之和為可調式調節器45之輸出,可調式調節器45充當本文中所指代之電壓控制源。在第1a圖中顯示為場效電晶體35之電開關可由任一適合開關器件來實施且並不限於場效電晶體(例如,雙極電晶體)。
對於在用於光學檢驗系統之脈衝式光學照射源15中所使用之典型光學二極體25,在脈衝介於自0.1微秒至1000微秒之範圍內時,穿過二極體25之電流位準可介於自0.01安至20安之範圍內。通常自用於檢驗系統之源15產生每秒10個至5000個脈衝。
穿過光學二極體25之電流之脈衝間穩定性是由若干個參數固定。舉例而言,此等參數包含來自調節器輸出之固定電壓供應位準、光學二極體之電流-電壓特性、場效電晶體35之閘極處之脈衝持續時間、及在電流傳導期間場效電晶體35二端之電壓降。場效電晶體35二端之電壓降主要相依於場效電晶體35之汲極端子與源極端子間之等效電阻。
發明人已發現,由源15產生的在脈衝持續時間內積分之照射功率在長時間週期內保持穩定。光學源脈衝間功率可在幾周之週期內保持穩定。換言之,對於一既定電壓輸出及施加至開關35之電壓脈衝之一既定脈衝持續時間(本文中稱作照射控制參數),具有一極高脈衝間穩定性之電流流過光學二極體。
雖然電壓及脈衝持續時間與照射強度間之關係為穩定的,但實際關係可能在不同照射源間變化。因此,在某些實施例中,處理器22執行一初始校準過程,此過程設定適當電壓及脈衝持續時間。
在一典型校準過程中,處理器22藉由以下操作而開始:設定
一低電壓位準,且逐漸地增加電壓供應位準直至自源15量測到用於使檢驗系統有效運行之一預定義功率位準為止。在某些實施例中,使用照相機20來執行該量測。在一實施例中,該系統包含多個照相機,且該校準過程對於確保使所有多個照相機中之照射位準相同而言是重要的。另外或另一選擇為,可使用濾波器64及類比至數位轉換器68來執行該量測。
處理器22經由邏輯/定時控制電路43、使用可調式調節器45之「電壓控制」輸入(例如,所選固定電壓供應位準)及驅動器55之「脈衝持續時間控制」輸入在穩態系統10處施加所選驅動條件。隨後,在一或多個連續光學檢驗場次(session)中使用此等參數,直至出現脈衝式功率位準輸出之一漂移(drift)為止。隨後,重新校準該等驅動條件。在其他實施例中,處理器22監測長時間間隔內之平均照射功率,並在偵測到照射功率改變之情形下修改輸出電壓。
第1a圖所示系統10之組態為一實例性組態,該實例性組態僅是為了使概念清晰起見而並非是以限制本發明實施例之方式繪示的。另一選擇為,可使用任一適合元件組態來執行本文所述系統10之功能。該實例性組態中之源15並不限於光學器件25及開關35,而是可包含複數個電元件及/或光學元件之任一適合組合。用於校準及控制源15之照射強度之各種組件(包含處理器22、電路43、照相機20、可調式調節器45、驅動器55、濾波器64、類比至數位轉換器68及相關聯組件)在本文中統稱作電路。在替代實施例中,可使用任一其他適合電路組態。
在某些實施例中,第1a圖所示電路可用於同時驅動一或多個光學照射源15,例如,被串聯連接且設置於一小印刷電路板(printed circuit board;PCB)上之複數個源。在其他實施例中,一或多個源各自被以單獨
電路分別地進行驅動,該一或多個源其中之每一者被以其相應穩態驅動條件來分別地校準。
系統10之元件之全部或任何部分可在一印刷電路板或任一適合基板上用單獨元件以硬體形式來實施、或者可以一或多個應用專用積體電路(Application-Specific Integrated Circuit;ASIC)或現場可程式化閘陣列(Field Programmable Gate Array;FPGA)來實施。另外或另一選擇為,系統10之某些元件可使用軟體、或者硬體或軟體之任一適合組合來實施。
在又一些實施例中,舉例而言,可在系統10之任一部分中使用處理器22來執行或協調本文所述系統10之功能其中之任一者,諸如用於分析所獲取影像。處理器22通常包含被以軟體形式程式化為執行本文所述功能之一通用電腦。可例如經由一網路以電子形式將軟體下載至電腦,或者另一選擇為或另外,可在非暫時性有形媒體(諸如,磁性記憶體、光學記憶體或電子記憶體)上提供及/或儲存軟體。
第1b圖顯示其中照射固態源26被串聯連接之固態照射源(solid state illumination source;SSIS)15之一實例。可串聯地連接若干照射源。在此實例中,穿過所有不同固態源之電流皆相等。
第1c圖顯示其中照射固態源26被並聯連接之固態照射源(solid state illumination source;SSIS)15之一實例。可並聯地連接若干照射源。在此實例中,穿過所有不同固態源之電壓皆相等。
第2圖為一曲線圖,其示意性地例示根據本發明一實施例用於控制脈衝式照射源15之強度之系統10中之複數個訊號波形。
此實例中顯示了四個脈衝110。即,經由驅動器55施加至場
效電晶體35(圖1中之電開關)之閘極之一脈衝列(pulse train)。所示之TTL位準是自VHI(開關斷開)至VLO(開關閉合),其中VHI及VLO為任何適合之TTL電壓。自一標記120至一標記130之脈衝寬度闡述導通脈衝且可具有自0.1微秒至1毫秒及更高之典型值。脈衝間之時間間隔可依據脈衝持續時間而變動,且提供如第2圖所示之脈衝工作循環。
第3圖為一流程圖,其示意性地例示根據本發明一實施例用於校準系統10中之脈衝式照射源15之一方法。以下說明以遇到一種新類型之一供檢驗物件開始,此需要設定一新檢驗方案(且具體而言是一新脈衝電壓位準)。
在一典型實施例中,檢驗過程涉及檢驗多種類型之物件(且因此涉及多個方案)。在此種情形中,對每一物件類型重複第3圖之方法。該物件可包含正被檢驗之實際樣本(例如,平板顯示器、印刷電路板、晶圓)中之一區域、或者具有已知反射率之一目標。
該方法以系統10(通常為處理器22或控制電路43)在一電壓調整步驟200處將電壓脈衝位準設定至某一初始值而開始。藉由控制可調式調節器45來設定該電壓位準。
隨後,在一量測步驟208處,系統10量測自物件反射之脈衝之照射強度。如上所述,可藉由使用照相機20獲取一或多個影像並由處理器22處理該等影像以估計照射強度來執行強度量測。另外或另一選擇為,可藉由使用類比至數位轉換器68對流過SSIS 15之電流進行數位化並將經數位化電流回饋至處理器22來執行該量測。
隨後,在一檢查步驟212處,系統檢查目前照射強度是否充足。若不充足,則方法循環回至以上步驟200,在此步驟中,系統按需要調整脈衝電壓位準(即,若所量測強度過低,則增加脈衝電壓位準,且反之亦然)。
若所量測照射強度適合,則系統繼續進行至在一檢驗步驟216處檢驗所討論類型之物件。通常,在檢驗階段期間,系統不時地重新評估照射強度(例如,藉由分支至步驟208)。若有必要,則系統調整脈衝電壓位準以維持適合照射強度。
在某些實施例中,檢驗系統10中之電路可用以校準並使用二或更多個照射強度(即,二或更多個脈衝長度與電壓對)。舉例而言,系統10可在同一掃描中對被檢驗物件上數個不同類型之區域進行成像,俾使每一類型之區域是使用一不同照射強度(不同脈衝長度/電壓對)被成像。
在某些實施例中,系統10之電路控制電壓及脈衝持續時間二者。此種雙重控制使得能夠設定各種效能折衷。
在使用照相機20之輸出作為一照射強度指示之實施例中,處理器22可以各種方式來確定照射強度。在某些實施例中,系統10可在校準過程期間對具有已知反射率之一專用被檢驗物件(「目標」)進行成像。另一選擇為,可對欲檢驗之實際物件執行校準。另一選擇為,如第1a圖中所見,照相機可直視照射源之輸出、或照射源之輸出之一部分(例如,經由一局部分束器(partial beam splitter))。
雖然本文中所述之實施例主要論及光學檢驗系統中之脈衝式照射控制,但本文所述之方法及系統亦可用於其中使用脈衝式照射源之
其他應用中,例如用於雷射材料處理中。
因此,將瞭解,上文所述之實施例僅是以舉例方式引述,且本發明並不限於上文中已具體顯示及闡述之內容。反之,本發明之範圍包含上文所述各種特徵之組合及子組合二者、以及本發明所屬技術領域中具有通常知識者在閱讀上述說明後將會聯想到且在先前技術中未揭示之變化及潤飾。以引用方式併入本專利申請案中之文件應被視為本申請案之一整體部分,只不過,當任何術語在此等所併入文件中是以與本說明書中所明確或暗含地作出之定義相衝突之一方式被定義時,應僅考慮本說明書中之定義。
10‧‧‧檢驗系統
15‧‧‧脈衝式固態照射源
20‧‧‧照相機
22‧‧‧處理器
25‧‧‧固態光學器件/光學二極體
30‧‧‧電容器
35‧‧‧功率場效電晶體開關
43‧‧‧邏輯/定時控制電路
45‧‧‧可調式調節器
50‧‧‧電源供應器
55‧‧‧驅動器
64‧‧‧濾波器
68‧‧‧類比至數位轉換器
Claims (26)
- 一種照射強度控制設備,包含:一固態照射源,用於照射供檢驗的物件,以檢驗該等物件;以及一電路,其用以:執行一初始校準過程,該初始校準過程包含:量測從該等被檢驗物件反射之光之一光學強度,並依據該所量測光學強度而選擇用於施加至該固態照射源之一固定電壓供應位準;以及對該固態照射源施加具有該所選固定(selected fixed)電壓供應位準之複數個電壓脈衝之一序列,由此使該固態照射源產生複數個固定強度照射脈衝之一序列以用於檢驗該等物件,其中該電路在該等照射脈衝之該序列期間不重新校準該固定電壓供應位準。
- 如請求項1所述之照射強度控制設備,其中該電路包含一電容器,且用以在各該電壓脈衝之前將該電容器充電至該所選固定電壓供應位準,並藉由經由該固態照射源使該經充電電容器放電而產生各該電壓脈衝。
- 如請求項1或2所述之照射強度控制設備,其中該固態照射源為其中該電壓供應位準與所發射光學強度間之一關係在個別照射源之中變化之一類型之照射源,且其中該電路用以藉由執行該初始校準過程來補償該關係之一變化。
- 如請求項1或2所述之照射強度控制設備,其中該固態照射源包含一發光二極體及一開關,且其中該電路包含一驅動器電路,該驅動器電路用以對該開關施加該等電壓脈衝之該序列以使該發光二極體產生該等照射脈衝。
- 如請求項1所述之照射強度控制設備,其中該電路包含用以獲取該等被檢驗物件之影像之一成像偵測器及用以藉由處理該等影像來量測該光學強度之一處理器。
- 如請求項1所述之照射強度控制設備,其中該電路包含用以直接量測該固態照射源之該強度之一成像偵測器及用以藉由處理該等影像來量測該光學強度之一處理器。
- 如請求項1或2所述之照射強度控制設備,其中該電路用以對流過該固態照射源之一電流進行數位化,並依據該經數位化電流而選擇該固定電壓供應位準。
- 如請求項1或2所述之照射強度控制設備,其中該固態照射源包含一或多個發光二極體。
- 如請求項1或2所述之照射強度控制設備,其中該固態照射源包含一或多個雷射二極體。
- 如請求項1或2所述之照射強度控制設備,其中該電路用以選擇該電壓供應位準及該等電壓脈衝之一相應持續時間二者。
- 如請求項1或2所述之照射強度控制設備,其中該電路用以選擇多個電壓供應位準及多個相應類型之該等電壓脈衝之持續時間。
- 如請求項1或2所述之照射強度控制設備,其中該電路用以選擇使該等照射脈衝提供一預定義照射強度之一最短持續時間。
- 一種照射強度控制方法,包含:運行用於檢驗物件之一固態照射源;執行一初始校準過程,該初始校準過程包含: 量測自該等被檢驗物件反射之光之一光學強度,並依據該所量測光學強度而選擇用於施加至該固態照射源之一固定電壓供應位準;對該固態照射源施加具有該所選固定電壓供應位準之複數個電壓脈衝之一序列,由此使該固態照射源產生複數個固定強度照射脈衝之一序列以用於檢驗該等物件;以及在該等照射脈衝之該序列期間避免(refraining-from)重新校準該固定電壓供應位準。
- 如請求項13所述之照射強度控制方法,其中施加該等電壓脈衝之該序列之步驟包含在各該電壓脈衝之前將一電容器充電至該所選固定電壓供應位準,並藉由經由該固態照射源使該經充電電容器放電而產生各該電壓脈衝。
- 如請求項13或14所述之照射強度控制方法,其中該固態照射源為其中該電壓供應位準與所發射光學強度間之一關係在個別照射源之中變化之一類型之照射源,且其中執行該初始校準過程之步驟包含補償該關係之一變化。
- 如請求項13或14所述之照射強度控制方法,其中該固態照射源包含一發光二極體及一開關,且其中施加該等電壓脈衝之該序列之步驟包含對該開關施加該等電壓脈衝之該序列以使該發光二極體產生該等照射脈衝。
- 如請求項13所述之照射強度控制方法,其中量測該光學強度之步驟包含處理由對該等被檢驗物件進行成像之一成像偵測器獲取之影像。
- 如請求項13或14所述之照射強度控制方法,其中執行該初始校準過程之 步驟包含對流過該固態照射源之一電流進行數位化,並依據該經數位化電流而選擇該固定電壓供應位準。
- 如請求項13或14所述之照射強度控制方法,其中該固態照射源包含一或多個發光二極體。
- 如請求項13或14所述之照射強度控制方法,其中該固態照射源包含一或多個雷射二極體。
- 如請求項13或14所述之照射強度控制方法,其中執行該初始校準過程之步驟包含選擇該電壓供應位準及該等電壓脈衝之一相應持續時間二者。
- 如請求項13或14所述之照射強度控制方法,其中執行該初始校準過程之步驟包含選擇多個電壓供應位準及多個相應類型之該等電壓脈衝之持續時間。
- 如請求項13或14所述之照射強度控制方法,其中執行該初始校準過程之步驟包含選擇使該等照射脈衝提供一預定義照射強度之一最短持續時間。
- 一種光學檢驗系統,包含:一固態照射源,用以照射供檢驗之物件;一成像偵測器,用以獲取該等被照射物件之影像;以及一電路,用以:量測自該等被檢驗物件反射之光之一光學強度;執行一初始校準過程,該初始校準過程依據該所量測光學強度而選擇施加至該固態照射源之一固定電壓供應位準;以及對該固態照射源施加具有該所選固定電壓供應位準之複數個電壓脈衝之一序列以用於檢驗該等物件,其中該電路在該等照射脈衝之該序列期間不重新校準該固定電壓 供應位準。
- 如請求項24所述之光學檢驗系統,其中該電路用以在具有一已知反射率之一物件的由該成像偵測器獲取之至少一個影像中量測該光學強度。
- 如請求項24所述之光學檢驗系統,其中該電路用以在複數個該等被檢驗物件的由該成像偵測器獲取之複數個影像中量測該光學強度,並在該等物件內對該所量測光學強度求平均。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201462083965P | 2014-11-25 | 2014-11-25 | |
US62/083,965 | 2014-11-25 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201619593A TW201619593A (zh) | 2016-06-01 |
TWI756165B true TWI756165B (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=56043752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW104138937A TWI756165B (zh) | 2014-11-25 | 2015-11-24 | 照射強度控制設備與方法、以及光學檢驗系統 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102589610B1 (zh) |
CN (1) | CN105628614B (zh) |
TW (1) | TWI756165B (zh) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201306647A (zh) * | 2011-07-14 | 2013-02-01 | Softkinetic Sensors Nv | 用於飛行測距的光源之驅動器電路 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3774952B2 (ja) * | 1996-09-27 | 2006-05-17 | 三菱電機株式会社 | 照明装置及びその制御方法 |
IE970331A1 (en) * | 1997-05-07 | 1998-11-18 | Lake Electronic Tech | A line voltage monitoring circuit |
JP4293767B2 (ja) * | 2002-08-30 | 2009-07-08 | シャープ株式会社 | 画像形成制御方法及び画像形成装置 |
US20070051883A1 (en) * | 2003-06-23 | 2007-03-08 | Advanced Optical Technologies, Llc | Lighting using solid state light sources |
JP3761550B2 (ja) * | 2003-09-24 | 2006-03-29 | Necビューテクノロジー株式会社 | 反射光強度測定機構を有するプロジェクタ |
JP4416636B2 (ja) * | 2004-12-14 | 2010-02-17 | 星和電機株式会社 | Led点灯制御装置 |
JP5021942B2 (ja) * | 2006-02-28 | 2012-09-12 | 日立オムロンターミナルソリューションズ株式会社 | イメージセンサ及び識別装置及びその補正方法 |
CN102804919B (zh) * | 2009-06-25 | 2016-01-20 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于与壁式调光器协同操作的驱动器 |
US8520200B2 (en) * | 2010-05-24 | 2013-08-27 | Camtek Ltd. | Advanced inspection method utilizing short pulses LED illumination |
JP2012053014A (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-15 | Toshiba Tec Corp | 色識別装置及び色識別方法 |
US8872763B2 (en) * | 2011-01-19 | 2014-10-28 | Seiko Epson Corporation | Position detecting system and position detecting method |
CN102235882A (zh) * | 2011-03-29 | 2011-11-09 | 徐峻锋 | 自校准光纤传感分析仪 |
JP5643241B2 (ja) * | 2012-02-14 | 2014-12-17 | Ckd株式会社 | 三次元計測装置 |
CN103702472A (zh) * | 2012-09-28 | 2014-04-02 | 北京航天计量测试技术研究所 | 光电自准直系统自适应光源 |
CN103220868A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-07-24 | 四川创境科技有限公司 | 一种大功率led开关电源 |
TWM488825U (zh) * | 2014-06-20 | 2014-10-21 | Shu-Chen Guo | 主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具 |
-
2015
- 2015-11-24 TW TW104138937A patent/TWI756165B/zh active
- 2015-11-24 KR KR1020150164375A patent/KR102589610B1/ko active IP Right Grant
- 2015-11-25 CN CN201510828406.3A patent/CN105628614B/zh active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201306647A (zh) * | 2011-07-14 | 2013-02-01 | Softkinetic Sensors Nv | 用於飛行測距的光源之驅動器電路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201619593A (zh) | 2016-06-01 |
KR20160062705A (ko) | 2016-06-02 |
CN105628614B (zh) | 2021-04-16 |
CN105628614A (zh) | 2016-06-01 |
KR102589610B1 (ko) | 2023-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20150316411A1 (en) | Method and System for Intrinsic LED Heating for Measurement | |
US10257497B2 (en) | Depth sensor, three-dimensional camera, and method of controlling noise of macro pixel | |
US8471565B2 (en) | System and method for output flux measurement of light emitting diode | |
JP2003188415A (ja) | Led点灯装置 | |
EP2734011B1 (en) | LED illuminating method and apparatus for image measuring device | |
US9980336B2 (en) | Light receiving device, light emitting device and light receiving/emitting device | |
JP6272890B2 (ja) | 距離値および距離イメージを測定するための装置および方法 | |
US20220214221A1 (en) | Phosphor Thermometry Imaging System and Control System | |
TWI451101B (zh) | 檢測系統及檢測方法 | |
TWI756165B (zh) | 照射強度控制設備與方法、以及光學檢驗系統 | |
US20190128736A1 (en) | Light source device and method for driving light source device | |
Dönsberg et al. | Transconductance amplifier for optical metrology applications of light-emitting diodes | |
CN210572735U (zh) | Tof传感器 | |
US20220151049A1 (en) | Malfunction detection device, light-emission driving device, and light emitting device | |
JP5592769B2 (ja) | 照明装置 | |
CN110231611A (zh) | Tof传感器及其距离检测方法 | |
JP6617378B2 (ja) | 照明装置 | |
US9726537B2 (en) | Systems and methods for determining ambient illumination having a bypass switch | |
RU69976U1 (ru) | Осветитель на полупроводниковом лазерном излучателе | |
JP2006170830A (ja) | 撮像素子検査装置 | |
JP2008027874A (ja) | 光照射システム及び光制御装置 | |
JP4227739B2 (ja) | 製品等検査装置及び照明制御装置 | |
WO2021180928A1 (en) | Detecting temperature of a time of flight (tof) system laser | |
CN114617565A (zh) | 用于运行辐射探测器的方法以及辐射探测器 | |
JP2023075545A (ja) | 照明装置キャリブレーション方法及び照明システム |