[發明專利]即時檢測全場厚度的光學裝置

有效

• 申請號: 201610569125.5
• 申請日: 2016-07-19
• 公開（公告）號: CN107543502B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 王偉中;宋泊锜
• 申請（專利權）人: 王偉中
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

一種即時檢測全場厚度的光學裝置，包含兩個光源單元、兩個屏幕、兩個影像擷取器及影像處理模塊。兩個光源單元分別產生行進至平面待測件的參考點的第一入射光與第二入射光，該第一入射光與該第二入射光為點擴束且具有相干性的球面光波，并分別產生第一干涉條紋與第二干涉條紋。兩個屏幕分別將第一干涉條紋與第二干涉條紋成像于其上。兩個影像擷取器分別設置于兩個屏幕之上，擷取干涉條紋的光強影像。影像處理模塊與影像擷取器連接以獲得數字信號，并計算平面待測件的全場厚度分布。本發明可直接求得平面待測件的全場厚度分布，而無需經過相位移或先以其它設備測量平面待測件的任一點的絕對厚度，從而節省了檢測上所需的時間與相關設備的成本。

技術領域

本發明涉及一種檢測厚度的光學裝置，特別是涉及一種能即時檢測全場厚度的光學裝置。

背景技術

隨著市場對于顯示器的需求，柔性顯示器(flexible display)已成為目前顯示器產業的研發重點之一，而柔性顯示器中最關鍵的元件便為可撓性基板?？蓳闲曰宄隧毦邆淞己玫牟牧闲再|與光學特性之外，其厚度均勻度也是影響顯示器質量好壞的因素之一。

多數柔性顯示器采用卷對卷(Roll-to-Roll)的生產方式來達到快速量產，厚度不均勻的可撓性基板會導致柔性顯示器容易產生翹曲(warpage)甚至在制程中產生破裂或損壞，因此，可撓性基板厚度檢測在品管中是重要且必須的，而為了響應快速生產線上的厚度檢測需求，有必要發展即時全場厚度測量方法。

現有的全場厚度測量方法主要以光學干涉進行測量，而可概分為單點測量的光學干涉術及全場測量的光學干涉術。光學干涉術具有非接觸式、全域性及高準確度等測量的優點，其中，單點測量的光學干涉術必須通過點對點掃描的測量方式來完成全場測量；而全場測量的光學干涉術則必須使用相位移技術來求解相位，因此，此兩種測量方法均無法快速地測量全場的厚度分布，而較難應用于線上即時檢測。

有鑒于此，申請人于中國臺灣第I486550公告專利(以下簡稱前案)提出大范圍面積全場厚度測量理論-角度入射干涉術(Angular Incidence Interferometry，AII)便是克服前述缺點的光學干涉術。

前案無需執行相位移而通過僅擷取一張能直接反應待測試片厚度的干涉條紋進行測量分析，雖克服現有光學干涉的缺點，然而，本領域技術人員均知，前案僅通過該干涉條紋仍無法直接計算求得待測試片的全場厚度，仍需通過代入待測試片的平均厚度值或是試片中至少一點的絕對厚度值于計算式中，才能得到待測試片的全場厚度值。換句話說，要先得知待測試片平均厚度值或試片中一點的絕對厚度值時，仍需額外的時間與設備(例如單點的絕對厚度測量儀器)來求取。

因此，若可不必預知待測試片的平均厚度值或待測試片中一點的絕對厚度值便可直接測量待測試片的全場絕對厚度，將能節省檢測上所需的時間及相關設備的成本，并能降低不同測量架設與方法間準確度不匹配而彼此限制的缺點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種即時檢測全場厚度的光學裝置。

本發明即時檢測全場厚度的光學裝置，適用于即時檢測一平面待測件的全場厚度，該光學裝置包含兩個光源單元、兩個屏幕、兩個影像擷取器、及影像處理模塊。

所述光源單元分別產生一斜向行進至該平面待測件的一參考點的第一入射光，以產生一第一干涉條紋、及一斜向行進至該參考點的第二入射光，以產生一第二干涉條紋，該第一入射光與該第二入射光為點擴束且具有相干性的球面光波，且該第一入射光于該參考點的一入射向量與該第二入射光于該參考點的一入射向量彼此不重疊。

所述屏幕分別用于將該第一干涉條紋與該第二干涉條紋成像于其上。

所述影像擷取器分別設置于該兩個屏幕之上，用于擷取該兩個屏幕上的干涉條紋的光強影像。