專利名稱：玻璃板檢查系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃板的檢查。術(shù)語(yǔ)定義用在本發(fā)明說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中的如下術(shù)語(yǔ)，將具有如下含義“缺陷”總地表示在玻璃板表面或內(nèi)部的顆粒和瑕疵?！安ＡО濉北硎締为?dú)的玻璃片或者從單獨(dú)的玻璃片上分離出來(lái)的玻璃條，其取決于 檢查系統(tǒng)的特定應(yīng)用，即該系統(tǒng)是用于檢查玻璃條，還是用于檢查從玻璃條中分離出來(lái)的 單獨(dú)的玻璃片?！肮馐蓖ǔ１硎倦姶泡椛?，其包括可見(jiàn)光和非可見(jiàn)光范圍的輻射?！靶袙呙枵障鄼C(jī)”表示具有由像素組成的光敏區(qū)域的檢測(cè)器，其光敏區(qū)域的長(zhǎng)度L 至少是該區(qū)域?qū)挾萕的10倍。行掃描照相機(jī)包括延時(shí)積分(TDI)照相機(jī)(也被稱為時(shí)域 積分照相機(jī))，其L/W的比值大于10。
背景技術(shù)：
玻璃板常用作顯示領(lǐng)域中的基板，如液晶顯示器(IXD)和有機(jī)發(fā)光二極管(OLED) 顯示器中，其需要表面基本上沒(méi)有1微米及以上尺寸的缺陷。據(jù)此，需要付出額外的努力去 尋找有效的方法來(lái)檢查玻璃板的這種缺陷。缺陷尺寸很小，在檢查中正常使用的波長(zhǎng)處玻璃板是透明的，玻璃板很薄(如在 顯示應(yīng)用中是0. 2至1. 2毫米量級(jí))，這些情況給檢查帶來(lái)了挑戰(zhàn)性問(wèn)題。更進(jìn)一步，由于 平板顯示器的需求增加，玻璃制造生產(chǎn)線的數(shù)量也增加。因此，檢查裝置的需求也增加，從 而使得所述裝置的成本和復(fù)雜性作為評(píng)價(jià)一個(gè)系統(tǒng)的適合性的重要考慮。如下述公開(kāi)，本發(fā)明提供了一種檢查系統(tǒng)，其符合可靠檢查顯示器玻璃的相關(guān)性 能標(biāo)準(zhǔn)，其中采用了相對(duì)便宜的光學(xué)元件，可以容易地安裝到一個(gè)緊密的器件中，其可在制 造設(shè)置中輕松地配置。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)本發(fā)明的第1方面，公開(kāi)了一種用于檢查具有第一表面和第二表面的透明玻 璃板的裝置，其中包括(A)光源，其照射玻璃板的一部分；(B)行掃描照相機(jī)，其檢測(cè)從玻璃板上或玻璃板內(nèi)的缺陷散射的光，該行掃描照相 機(jī)包括多個(gè)像素，其形成具有長(zhǎng)度L和寬度W的光敏區(qū)域；以及(C)光學(xué)系統(tǒng)，其將從缺陷散射的光傳輸?shù)叫袙呙枵障鄼C(jī)，該光學(xué)系統(tǒng)具有數(shù)值孔 徑NA并且包括(i)主凹面反射鏡，其具有第一部分和第二部分，該反射鏡具有曲率半徑R ；和(ii)凸面次反射鏡；其中
(a)從缺陷散射的光經(jīng)過(guò)光路到達(dá)行掃描照相機(jī)，該光路包括來(lái)自凹面主反射鏡 的第一部分的反射、來(lái)自凸面次反射鏡的反射以及來(lái)自凹面主反射鏡的第二部分的反射；(b)主和次反射鏡的曲率中心基本重合，并且次反射鏡的半徑基本上等于主反射 鏡的半徑的一半；以及(c) L、W和R滿足下列關(guān)系L/R 彡 0.25;和對(duì)于NA 彡 0. 10, ff/R ^ 0. 14* (sqrt (1_ (L/R)2) _1)+0. 046 ；禾口對(duì)于NA 彡 0. 12, ff/R ^ 0. 14* (sqrt (1- (L/R)2) -1) +0. 033 ；禾口對(duì)于NA 彡 0. 15, ff/R ^ 0. 14* (sqrt (1_ (L/R)2) _1)+0. 020。依據(jù)本發(fā)明的第2方面，公開(kāi)了一種用于檢查具有第一表面和第二表面的透明玻 璃板的裝置，其中包括(A)光源，其照射玻璃板的一部分；(B)行掃描照相機(jī)，其檢測(cè)從玻璃板上或玻璃板內(nèi)的缺陷散射的光，該行掃描照相 機(jī)包括多個(gè)像素，其形成具有長(zhǎng)度L和寬度W的光敏區(qū)域；以及(C)光學(xué)系統(tǒng)，其將從缺陷散射的光傳輸?shù)叫袙呙枵障鄼C(jī)，該光學(xué)系統(tǒng)具有數(shù)值孔 徑NA并且包括(i)主凹面反射鏡，其具有第一部分和第二部分，該反射鏡具有曲率半徑R ；和(ii)凸面次反射鏡；其中(a)從缺陷散射的光經(jīng)過(guò)光路到達(dá)行掃描照相機(jī)，該光路包括來(lái)自凹面主反射鏡 的第一部分的反射、來(lái)自凸面次反射鏡的反射以及來(lái)自凹面主反射鏡的第二部分的反射；(b)主和次反射鏡的曲率中心基本重合，次反射鏡的半徑基本上等于主反射鏡的 半徑的一半；以及(c)所述光學(xué)系統(tǒng)在聚焦到玻璃板第一表面上時(shí)在該表面處具有半徑Dl的點(diǎn)擴(kuò) 散函數(shù)并且在第二表面處具有半徑D2的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，其中Dl和D2滿足下列關(guān)系D2/D1 彡 35其中玻璃板的厚度在0. 2至1. 2毫米范圍內(nèi)。依據(jù)本發(fā)明的第3方面，公開(kāi)了一種用于檢查具有第一表面和第二表面的透明玻 璃板上或內(nèi)的缺陷的方法，其中包括(A)照射玻璃板的一部分；(B)將由玻璃板缺陷散射的光通過(guò)一光學(xué)系統(tǒng)傳輸至行掃描照相機(jī)，該光學(xué)系統(tǒng) 具有數(shù)值孔徑NA并且包括(i)主凹面反射鏡，其具有第一部分和第二部分，該反射鏡具有曲率半徑R ；和(ii)凸面次反射鏡；以及(C)提供玻璃板和行掃描照相機(jī)之間的相對(duì)移動(dòng)(如使玻璃板相對(duì)于行掃描照相 機(jī)平移)；其中(a)從缺陷散射的光經(jīng)過(guò)光路到達(dá)行掃描照相機(jī)，該光路包括來(lái)自凹面主反射鏡 的第一部分的反射、來(lái)自凸面次反射鏡的反射以及來(lái)自凹面主反射鏡的第二部分的反射；
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(b)主和次反射鏡的曲率中心基本重合，次反射鏡的半徑基本上等于主反射鏡的 半徑的一半；(c)行掃描照相機(jī)包括多個(gè)像素，其形成具有長(zhǎng)度L和寬度W的光敏區(qū)域；以及(d)L、W和R滿足關(guān)系L/R ( 0. 25 ；和對(duì)于NA 彡 0. 10, ff/R ^ 0. 14* (sqrt (1_ (L/R)2) _1)+0. 046 ；禾口對(duì)于NA 彡 0. 12, ff/R ^ 0. 14* (sqrt (1- (L/R)2) -1) +0. 033 ；禾口對(duì)于NA 彡 0. 15, ff/R ^ 0. 14* (sqrt (1_ (L/R)2) _1)+0. 020。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的第1和第2方面的裝置和/或第3方面的方法具有以 下特征中的一部分或全部(a)光學(xué)系統(tǒng)的NA滿足下列關(guān)系0. 1 ^ NA ^ 0. 15 ；(b)光學(xué)系統(tǒng)具有1 1的放大率；(c)光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌位于次反射鏡處；(d)行掃描照相機(jī)的像素尺寸在5至20微米范圍內(nèi)；(e)光路只包含反射光學(xué)表面；(f)光學(xué)系統(tǒng)在物空間中基本上為遠(yuǎn)心，從而在光學(xué)系統(tǒng)的景深內(nèi)圖像尺寸的變 化小于行掃描照相機(jī)的像素尺寸；(g)光學(xué)系統(tǒng)的場(chǎng)曲小于光學(xué)系統(tǒng)的景深；(h)光學(xué)系統(tǒng)在行掃描照相機(jī)的光敏區(qū)域長(zhǎng)度L上的幾何畸變小于；和/或(i)聚焦機(jī)構(gòu)，其調(diào)整以下至少一個(gè)(1)玻璃板和主凹面反射鏡的第一部分之間 的光路，和(2)主凹面反射鏡的第二部分和行掃描照相機(jī)之間的光路?？梢岳斫獾氖?，前述的大體描述和如下的詳細(xì)描述僅僅是本發(fā)明的范例，其打算 提供用于理解本發(fā)明的本質(zhì)和特征的總體看法或框架。附加特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將在隨后 的詳細(xì)描述中闡述，其中通過(guò)這里記載的本發(fā)明的實(shí)施例的描述或理解，有些部分對(duì)本領(lǐng) 域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。還包括用于進(jìn)一步理解本發(fā)明的附圖，其并入并組成了說(shuō) 明書(shū)的一部分?？梢岳斫獾氖?，說(shuō)明書(shū)和附圖中公開(kāi)的本發(fā)明的多個(gè)特征，可以用作任意或 全部的組合。通過(guò)非限定的例子，實(shí)施例的多個(gè)特征可以通過(guò)如下方面的闡述進(jìn)行組合。依據(jù)本發(fā)明的第1方面，提供一種用于檢查具有第一表面和第二表面的透明玻璃 板的裝置，其中包括(A)光源，其照射玻璃板的一部分；(B)行掃描照相機(jī)，其檢測(cè)由玻璃板上或內(nèi)的缺陷散射的光，該行掃描照相機(jī)包括 多個(gè)像素，其形成具有長(zhǎng)度L和寬度W的光敏區(qū)域；以及(C)光學(xué)系統(tǒng)，其將從缺陷散射的光傳輸?shù)叫袙呙枵障鄼C(jī)，該光學(xué)系統(tǒng)具有數(shù)值孔 徑NA并且包括(i)主凹面反射鏡，其具有第一部分和第二部分，該反射鏡具有曲率半徑R ；和(ii)凸面次反射鏡；其中(a)從缺陷散射的光經(jīng)過(guò)光路到達(dá)行掃描照相機(jī)，該光路包括來(lái)自凹面主反射鏡 的第一部分的反射、來(lái)自凸面次反射鏡的反射以及來(lái)自凹面主反射鏡的第二部分的反射；
(b)主和次反射鏡的曲率中心基本重合，次反射鏡的半徑基本上等于主反射鏡的 半徑的一半；以及(c) L，W和R滿足關(guān)系L/R ( 0. 25 ；和對(duì)于NA 彡 0. 10, ff/R ^ 0. 14* (sqrt (1_ (L/R)2) _1)+0. 046 ；禾口對(duì)于NA 彡 0. 12, ff/R ^ 0. 14* (sqrt (1- (L/R)2) -1) +0. 033 ；禾口對(duì)于NA 彡 0. 15, ff/R ^ 0. 14* (sqrt (1_ (L/R)2) _1)+0. 020。依據(jù)本發(fā)明的第2方面，提供如第1方面的裝置，其中光學(xué)系統(tǒng)在聚焦到玻璃板第 一表面上時(shí)在該表面處具有半徑Dl的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)并且在第二表面處具有半徑D2的點(diǎn)擴(kuò)散 函數(shù)，其中Dl和D2滿足關(guān)系D2/D1 彡 35其中玻璃板的厚度在0. 2至1. 2毫米范圍內(nèi)。依據(jù)本發(fā)明的第3方面，提供一種用于檢查具有第一表面和第二表面的透明玻璃 板的裝置，其中包括(A)光源，其照射玻璃板的一部分；(B)行掃描照相機(jī)，其檢測(cè)由玻璃板上或內(nèi)的缺陷散射的光，該行掃描照相機(jī)包括 多個(gè)像素，其形成具有長(zhǎng)度L和寬度W的光敏區(qū)域；以及(C)光學(xué)系統(tǒng)，其將從缺陷散射的光傳輸?shù)叫袙呙枵障鄼C(jī)，該光學(xué)系統(tǒng)具有數(shù)值孔 徑NA并且包括(i)主凹面反射鏡，具有第一部分和第二部分，該反射鏡具有曲率半徑R ；和(ii)凸面次反射鏡；其中(a)從缺陷散射的光經(jīng)過(guò)光路到達(dá)行掃描照相機(jī)，該光路包括來(lái)自凹面主反射鏡 的第一部分的反射、來(lái)自凸面次反射鏡的反射以及來(lái)自凹面主反射鏡的第二部分的反射；(b)主和次反射鏡的曲率中心基本重合，次反射鏡的半徑基本上等于主反射鏡的 半徑的一半；以及(c)所述光學(xué)系統(tǒng)在聚焦到玻璃板第一表面上時(shí)在該表面處具有半徑Dl的點(diǎn)擴(kuò) 散函數(shù)并且在第二表面處具有半徑D2的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，其中Dl和D2滿足關(guān)系
0090]D2/D1 彡 35其中玻璃板的厚度在0. 2至1. 2毫米范圍內(nèi)。依據(jù)本發(fā)明的第4方面，提供如第1，2，3方面中任意一個(gè)的裝置，其中NA滿足關(guān) 系式0. 10 ^ NA ^ 0. 15。依據(jù)本發(fā)明的第5方面，提供如第1-4方面中任意一個(gè)的裝置，其中光學(xué)系統(tǒng)具有 1 1的放大率。依據(jù)本發(fā)明的第6方面，提供如第1-5方面中任意一個(gè)的裝置，其中光學(xué)系統(tǒng)的孔 徑光闌位于次反射鏡處。依據(jù)本發(fā)明的第7方面，提供如第1-6方面中任意一個(gè)的裝置，其中行掃描照相機(jī) 的像素尺寸在5至20微米的范圍內(nèi)。依據(jù)本發(fā)明的第8方面，提供如第1-7方面中任意一個(gè)的裝置，其中光路只包括反射光學(xué)表面。依據(jù)本發(fā)明的第9方面，提供如第1-8方面中任意一個(gè)的裝置，其中光學(xué)系統(tǒng)在物 空間中基本上為遠(yuǎn)心，從而在光學(xué)系統(tǒng)的景深內(nèi)，圖像尺寸的變化小于行掃描照相機(jī)的像 素尺寸。依據(jù)本發(fā)明的第10方面，提供如第1-9方面中任意一個(gè)的裝置，其中光學(xué)系統(tǒng)的 場(chǎng)曲小于光學(xué)系統(tǒng)的景深。依據(jù)本發(fā)明的第11方面，提供如第1-10方面中任意一個(gè)的裝置，其中光學(xué)系統(tǒng)在 行掃描照相機(jī)的光敏區(qū)域長(zhǎng)度L方向上的幾何畸變小于1%。依據(jù)本發(fā)明的第12方面，提供如第1-11方面中任意一個(gè)的裝置，進(jìn)一步包括聚焦 機(jī)構(gòu)，其調(diào)整以下至少一個(gè)(i)玻璃板和主凹面反射鏡物體的第一部分之間的光路；和(ii)主凹面反射鏡物體的第二部分和行掃描照相機(jī)之間的光路。依據(jù)本發(fā)明的第13方面，提供一種用于檢查具有第一表面和第二表面的透明玻 璃板的表面或內(nèi)部缺陷的方法，其中包括(A)照射玻璃板的一部分；(B)將由玻璃板缺陷散射的光通過(guò)一光學(xué)系統(tǒng)傳輸至行掃描照相機(jī)，該光學(xué)系統(tǒng) 具有數(shù)值孔徑NA并且包括(i)主凹面反射鏡，具有第一部分和第二部分，該反射鏡具有曲率半徑R ；和(ii)凸面次反射鏡；以及(C)提供玻璃板和行掃描照相機(jī)之間的相對(duì)移動(dòng)；其中(a)由缺陷散射的光經(jīng)過(guò)光路到達(dá)行掃描照相機(jī)，該光路包括來(lái)自凹面主反射鏡 的第一部分的反射、來(lái)自凸面次反射鏡的反射以及來(lái)自凹面主反射鏡的第二部分的反射；(b)主和次反射鏡的曲率中心基本重合，次反射鏡的半徑基本上等于主反射鏡的 半徑的一半；(c)行掃描照相機(jī)包括多個(gè)像素，其形成具有長(zhǎng)度L和寬度W的光敏區(qū)域；以及(d)L，W和R滿足關(guān)系:L/R ≥ 0. 25;和對(duì)于NA ≥ 0. 10, ff/R ^ 0. 14* (sqrt (1_ (L/R)2) _1)+0. 046 ；禾口對(duì)于NA ≥ 0. 12, ff/R ^ 0. 14* (sqrt (1- (L/R)2) -1) +0. 033 ；禾口對(duì)于NA ≥ 0. 15, ff/R ^ 0. 14* (sqrt (1_ (L/R)2) _1)+0. 020。依據(jù)本發(fā)明的第14方面，提供一種如第13方面的方法，其中光學(xué)系統(tǒng)在聚焦到玻 璃板第一表面上時(shí)在該表面處具有半徑Dl的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)并且在第二表面處具有半徑D2的 點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，其中Dl和D2滿足關(guān)系D2/D1 ≥ 35其中玻璃板的厚度在0. 2至1. 2毫米范圍內(nèi)。依據(jù)本發(fā)明的第15方面，提供一種如第13或14方面的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)調(diào) 整以下至少一個(gè)，將玻璃板圖像聚焦到行掃描照相機(jī)上(i)玻璃板和主凹面反射鏡的第一部分之間的光路；和
(ii)主凹面反射鏡的第二部分和行掃描照相機(jī)之間的光路。依據(jù)本發(fā)明的第16方面，提供一種如第13-15方面中任意一個(gè)的方法，其中光學(xué) 系統(tǒng)在物空間基本上為遠(yuǎn)心，從而在光學(xué)系統(tǒng)的景深內(nèi)，圖像尺寸的變化小于行掃描照相 機(jī)的像素尺寸。依據(jù)本發(fā)明的第17方面，提供一種如第13-16方面中任意一個(gè)的方法，其中光學(xué) 系統(tǒng)的場(chǎng)曲小于光學(xué)系統(tǒng)的景深。依據(jù)本發(fā)明的第18方面，提供一種如第13-17方面中任意一個(gè)的方法，其中光學(xué) 系統(tǒng)在行掃描照相機(jī)的光敏區(qū)域長(zhǎng)度方向上的幾何畸變小于1%。


圖1是表示本發(fā)明的檢查系統(tǒng)的實(shí)施例的組件和運(yùn)動(dòng)的示意圖。圖2是表示行掃描照相機(jī)的操作模式的示意圖。圖3是表示照明器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖4是表示將玻璃板表面的圖像聚焦到行掃描器的多種方式的示意圖。特別是，左 邊圖表示調(diào)整反射鏡/照相機(jī)/照明器到表面的距離，中間圖表示利用“長(zhǎng)號(hào)(trombone)形” 反射鏡件調(diào)整從表面到反射鏡的光路，以及右邊圖表示調(diào)整反射鏡到照相機(jī)傳感器的距離。圖5是采用兩個(gè)反射球形元件的基本上遠(yuǎn)心反射鏡的實(shí)施例的光線軌跡。圖6是采用兩個(gè)反射球形元件的基本上遠(yuǎn)心反射鏡的實(shí)施例的光線軌跡。圖7是采用兩個(gè)反射球形元件和一個(gè)反射鏡裝配用于改變反射鏡物面或像面方 向的基本上遠(yuǎn)心反射鏡的實(shí)施例的光線軌跡。圖8是表示用于成像的部分玻璃表面(目標(biāo))投影到主反射鏡上，以及記錄圖像 的行掃描照相機(jī)(行掃描傳感器)，以及主反射鏡的第一和第二部分，其形成由缺陷散射的 光的光路部分的示意圖。圖9是按照作為反射鏡數(shù)值孔徑(NA)函數(shù)的行掃描傳感器的標(biāo)準(zhǔn)化長(zhǎng)度L和標(biāo) 準(zhǔn)化寬度W(即L/R和W/R，其中R是反射鏡的主反射鏡的曲率半徑)的工作范圍(曲線的 下部區(qū)域)的繪圖。圖10是表示在保持玻璃板所需表面聚焦，同時(shí)保持板的其它表面離焦時(shí)反射鏡 的數(shù)值孔徑的角色的示意圖。圖11是表示對(duì)于圖5的遠(yuǎn)心反射鏡，從玻璃板的一個(gè)表面(-250微米點(diǎn))到另一 個(gè)表面(250微米點(diǎn))的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的變化的ZEMAX圖。圖12是表示在反射鏡的全部視場(chǎng)內(nèi)，在保持玻璃板所需表面聚焦，同時(shí)保持板的 其它表面離焦時(shí)低場(chǎng)曲的角色的示意圖。圖13是表示在整個(gè)視場(chǎng)范圍內(nèi)，基本遠(yuǎn)心反射鏡在保持檢查幾何形狀一致性方 面的優(yōu)點(diǎn)的示意圖。圖14是表示聚焦和離焦時(shí)具有一致成像質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)的示意圖。圖15表示了本發(fā)明的檢查系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的典型封裝。
具體實(shí)施例方式如前所述，本發(fā)明涉及玻璃板的檢查，在一個(gè)應(yīng)用中，用于檢查顯示屏玻璃，其形式是單獨(dú)玻璃板或者是從中分離出玻璃板的玻璃條。在制造顯示屏玻璃的過(guò)程中經(jīng)常要進(jìn)行缺陷檢查。重要的是，所述玻璃具有兩邊 (“A”邊和“B”邊)，其兩邊的缺陷需要分開(kāi)檢測(cè)。為了檢測(cè)缺陷，顯示屏玻璃通過(guò)一個(gè)記 錄由缺陷散射的光的攝像系統(tǒng)成像。在一些情況下，玻璃的全部區(qū)域被檢查，在另一些情況 下，玻璃的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域被檢查并且被用作檢查樣品。因?yàn)樾枰焖贆z查大面積的玻璃，所以使用行掃描照相機(jī)來(lái)檢查缺陷。該照相機(jī) 具有在一個(gè)方向的長(zhǎng)視場(chǎng)(如，27mm)和在垂直方向的窄視場(chǎng)(如，1.3mm)。為了處理方便 (分析)，在沿視場(chǎng)長(zhǎng)軸的任意位置檢測(cè)到的缺陷，將在傳感器上產(chǎn)生基本上相同的圖案。為了便于有效的檢查，在一些實(shí)施例中，這里公開(kāi)的檢查系統(tǒng)具有以下特征(a)視場(chǎng)(FOV)，與行掃描照相機(jī)的光敏區(qū)域的長(zhǎng)度L 一樣長(zhǎng)；(b)用于檢測(cè)小缺陷的足夠高的分辨率；(c)大的數(shù)值孔徑(NA)，來(lái)觀測(cè)弱散射缺陷；(d)景深(DOF)足夠小，從而在玻璃板的A和B邊上的缺陷可以被區(qū)分，即DOF小 于玻璃板厚度時(shí)可以被觀測(cè)；(e)基本上平的視場(chǎng)，從而玻璃板的表面在整個(gè)FOV上仍然保持聚焦?fàn)顟B(tài)；(f)色彩校正，從而可以使用不同波長(zhǎng)的光源；(g)制造成本合理；以及(h)從關(guān)于玻璃板法線對(duì)稱的同一組角度收集光束的能力，無(wú)論缺陷所處的位置。在光學(xué)術(shù)語(yǔ)中，上述最后一個(gè)特征對(duì)應(yīng)于檢查系統(tǒng)，或者更精確的，檢查系統(tǒng)的透 鏡部分在物側(cè)為遠(yuǎn)心或基本上遠(yuǎn)心，即透鏡的入瞳遠(yuǎn)離組成該透鏡的元件，從而在物側(cè)的 主光束基本上平行于透鏡的光軸，如主光束和光軸之間的夾角小于0. 5°。遠(yuǎn)心或基本上遠(yuǎn) 心也意味著透鏡的放大率不變或者基本上不隨物體距離而改變。在歷史上，檢查系統(tǒng)使用由多個(gè)折射透鏡元件組成的透鏡。這種透鏡不能提供全 部的上述特征。例如，基于折射原理的一些系統(tǒng)由于具有大的景深(D0F)，從而不能區(qū)分A 邊和B邊的缺陷。再者，在檢查應(yīng)用中使用的一些折射透鏡沒(méi)有足夠平的視場(chǎng)，從而導(dǎo)致 靠近視場(chǎng)(FOV)邊緣的缺陷的聚焦不同于靠近中心的缺陷。因此，上述系統(tǒng)不能一致地分 辨A邊和B邊的缺陷。此外，由于本身的性質(zhì)，折射元件的色彩校正最好在有限的波長(zhǎng)范圍 內(nèi)。重要的是，在成本和色彩校正方面，具有大視場(chǎng)和足夠平視場(chǎng)的折射遠(yuǎn)心透鏡眾所周知 地復(fù)雜，其由至少一個(gè)很大的透鏡元件組成，并且昂貴。根據(jù)本發(fā)明，使用基于反射而非折射的透鏡系統(tǒng)，將玻璃板表面的一部分成像到 行掃描照相機(jī)。如下述詳細(xì)描述(參見(jiàn)如圖9)，反射透鏡系統(tǒng)具有與行掃描照相機(jī)的特征 緊密聯(lián)系的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)，從而上述兩個(gè)部件一起工作，以提供在任意合理的成本內(nèi)折 射系統(tǒng)無(wú)法獲得的性能水平。一個(gè)采用反射透鏡10的檢查系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。如圖所示，除了反射透 鏡10和行掃描照相機(jī)18外，該系統(tǒng)通常包括用于照明一部分玻璃板的照明器12，用于將 玻璃表面的圖像聚焦到行掃描照相機(jī)18的光敏面上的聚焦系統(tǒng)20，用于在玻璃板和透鏡/ 照相機(jī)組件之間產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)(橫向移動(dòng)16)的傳送器。典型的，平移玻璃板，同時(shí)保持透 鏡/照相機(jī)組件靜止，來(lái)獲得相對(duì)移動(dòng)，如果需要還可以相反的設(shè)置，或者玻璃板的移動(dòng)和 透鏡/照相機(jī)的移動(dòng)一起進(jìn)行。在連續(xù)移動(dòng)玻璃條的情況下，玻璃條的移動(dòng)可以提供在玻璃板和透鏡/照相機(jī)組件之間的部分或者全部的相對(duì)移動(dòng)。圖2更詳細(xì)的表示了相對(duì)移動(dòng)。事實(shí)上，該圖表示了相對(duì)移動(dòng)26如何產(chǎn)生玻璃表 面24的圖像，其穿過(guò)行掃描傳感器21的傳感像素22，從而使得照相機(jī)產(chǎn)生作為時(shí)間函數(shù) 的散射光到達(dá)每個(gè)像素的數(shù)字輸出指示。使用行掃描傳感器21，尤其是由TDI組成該照相 機(jī)，提供了快速收集大量圖像信息的優(yōu)點(diǎn)。然而，行掃描照相機(jī)具有其形狀在與圖像移動(dòng)交 叉的方向很長(zhǎng)，而在沿著圖像移動(dòng)的方向很短的缺點(diǎn)。這種矩形形狀造成了一個(gè)圖像難題， 通過(guò)使用上述描述和如下更詳細(xì)描述的反射透鏡，被本發(fā)明所克服。如本領(lǐng)域所知，在TDI行掃描照相機(jī)的情況下，該照相機(jī)包括一組像素陣列，其行 方向與相對(duì)移動(dòng)的方向平行，而列垂直于上述方向。同樣如本領(lǐng)域所知，如這種照相機(jī)，通 過(guò)每個(gè)行像素收集的光與照相機(jī)和記錄的圖像之間相對(duì)移動(dòng)的同步，作為對(duì)入射光曝光結(jié) 果的像素聚集的電荷，從列之間循環(huán)積分。在這種方式下，對(duì)與照相機(jī)相對(duì)移動(dòng)的物體發(fā)出 的光的照相機(jī)的敏感度，相比于單列像素的敏感度基本上增加了。如上述解釋，行掃描照相機(jī)具有在一個(gè)方向上的大視場(chǎng)。行掃描傳感器在另一個(gè) 方向上可以非常窄(常用的傳感器為1個(gè)像素)，或者相對(duì)窄(如一個(gè)商用可獲得的TDI傳 感器為96個(gè)像素)。上述情況中，傳感器在兩個(gè)方向上的長(zhǎng)度比大于10。在顆粒檢查中使用的行掃描照相機(jī)(傳感器)典型的在一個(gè)線方向上具有的像素 在5μπι-20μπι范圍內(nèi)。具有這些直徑的缺陷，如顆粒，可以被光學(xué)檢查。因此，提供直接傳 輸上述缺陷的圖像到行傳感器的具有單一放大率的透鏡，提供了一種有足夠敏感度來(lái)檢查 大區(qū)域的上述尺寸范圍內(nèi)的顆粒的方法。傳感器還可以使用子像素分辨技術(shù)來(lái)檢查相當(dāng)小 于一個(gè)像素尺寸的缺陷。上述技術(shù)的一個(gè)例子是通過(guò)反射和散射光的總和來(lái)推測(cè)缺陷的尺 寸。使用該方法可以使得當(dāng)保持足夠的敏感度來(lái)檢查大區(qū)域的同時(shí)，將檢查缺陷的范圍延 伸到小于檢測(cè)器的像素尺寸。上述情況中，如下所述，這里公開(kāi)的檢查系統(tǒng)的反射透鏡提供 了以單一放大率檢查上述類型缺陷的足夠的成像質(zhì)量。更具體的，反射透鏡提供了像側(cè)的 分辨率至少與傳感器像素尺寸相同，從而圖像被傳感器限定。再者，透鏡具有相對(duì)小的f值 (相對(duì)大的數(shù)值孔徑)，以在分配到每行的短的曝光時(shí)間內(nèi)聚集足夠的光線。圖3表示了用作圖1中的照明器12的裝置的實(shí)施例。如圖所示，照明器包括一個(gè) 光源32，如工作在紅外波段的激光源，通過(guò)光纖束39連接到光源32的光纖線形發(fā)光體38， 在玻璃板上產(chǎn)生照明線34的柱形聚光鏡36。其它裝置當(dāng)然也可以用作照明器12。再者， 雖然優(yōu)選的為聚焦照明，散射照明也合適于一些應(yīng)用中。圖4表示了將玻璃板14的一個(gè)表面上的圖像，如A邊的表面，聚焦到行掃描照相 機(jī)18的光敏區(qū)域的典型方法。圖4的左邊圖表示整個(gè)檢查組件(照明器12，透鏡10，和照 相機(jī)18)與玻璃板的相對(duì)移動(dòng)20，而中間圖表示了使用反射鏡組件的移動(dòng)20，具體在本實(shí) 施例中是一組“長(zhǎng)號(hào)形”反射鏡，從而改變玻璃板14(目標(biāo))到透鏡的光路?？梢酝ㄟ^(guò)由本 發(fā)明的反射透鏡提供的相對(duì)長(zhǎng)的工作距離來(lái)便于反射鏡組件的移動(dòng)。圖4的右邊圖表示了 透鏡與行掃描照相機(jī)18距離的調(diào)整20以改變聚焦。再者，本發(fā)明的反射透鏡，在這種情況 下，通過(guò)透鏡相對(duì)長(zhǎng)的反向工作距離使得該方法便利。對(duì)比于通過(guò)使用實(shí)際移動(dòng)行掃描照 相機(jī)18，移動(dòng)反射鏡組件如中間圖所示的長(zhǎng)號(hào)形組件，來(lái)改變透鏡和行掃描照相機(jī)18所需 的光學(xué)距離。應(yīng)該知道的是，如果需要同時(shí)檢查玻璃板14的兩個(gè)表面，可以使用分束器將圖像光束沿兩個(gè)行掃描照相機(jī)18分離，其一個(gè)聚焦玻璃板的一個(gè)表面(如A邊)而另一個(gè)則聚 焦相反面(如B邊)。圖5和6表示了本發(fā)明的檢查系統(tǒng)中使用的反射透鏡的典型實(shí)例。概括的說(shuō)，這 些透鏡的組成在美國(guó)專利No. 3748015中公開(kāi)，其全部?jī)?nèi)容作為參考在這里引入。每個(gè)透鏡 包括一個(gè)主凹面反射鏡5 (圖右邊的大反射鏡)，和一個(gè)次凸面反射鏡6 (圖中間的較小的反 射鏡)。主反射鏡5和次反射鏡6的曲率中心重合或基本上重合，以及次反射鏡6的半徑等 于或基本等于主反射鏡5的半徑的一半。兩個(gè)透鏡的規(guī)格在表1中說(shuō)明，其中尺寸單位為 毫米，標(biāo)識(shí)“大”表示圖5的透鏡，標(biāo)識(shí)“小”表示圖6的透鏡。上述圖中表示的透鏡超過(guò)了目前檢查玻璃板表面方案的折射透鏡的性能。這些透 鏡具有一個(gè)平的視場(chǎng)，從而使得玻璃板平的表面上的所有缺陷都被同樣地聚焦，而位于相 反表面上的缺陷將被同樣地離焦，無(wú)論它們的位置是否在以及的視場(chǎng)內(nèi)。這允許很容易地 區(qū)分一個(gè)表面上的缺陷_所說(shuō)的A邊-與另一面上的缺陷-所述的B邊。折射透鏡具有固 有的彎曲焦平面，其在光學(xué)設(shè)計(jì)中必須通過(guò)平衡正和負(fù)的曲率來(lái)近似校正。在圖5和6中，物面和像面如圖所示是共面的。在許多應(yīng)用中，使物面和像面相互 垂直將更加方便。通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)反射鏡來(lái)獲得上述變向。圖7表示了使用設(shè)置 在長(zhǎng)號(hào)形結(jié)構(gòu)中的三個(gè)旋轉(zhuǎn)反射鏡7的實(shí)施例，其可用于物面或像面的定向和聚焦。圖8表示了圖5-7反射透鏡中的主反射鏡80的功能。標(biāo)記為“目標(biāo)”82和“行掃 描傳感器”84的小矩形，分別表示了被檢查的玻璃區(qū)域和圖像傳感器區(qū)域。如圖虛線矩形 (主反射鏡80的第一和第二部分)，在主反射鏡80上的足跡將更大。結(jié)合圖5-7可以從該 圖中看出，從玻璃板(目標(biāo))散射的光通過(guò)光路到達(dá)行掃描傳感器，該光路包括從凹面主反 射鏡5的第一部分的反射，由凸面次反射鏡6的反射，再到凹面主反射鏡5的第二部分的反 射。雖然如圖8中所示的矩形形狀，但是第一和第二部分可以典型的具有腎形結(jié)構(gòu)。參見(jiàn) 如美國(guó)專利No. 3951546和7158215。更具體而言，為了將玻璃板表面部分在像面最佳成像的本發(fā)明的反射透鏡，具有 半徑基本等于目標(biāo)和反射鏡曲率中心距離的彎曲(拱形)形狀。如上所述，行掃描照相機(jī) 具有矩形形狀。根據(jù)本發(fā)明，可以發(fā)現(xiàn)與該矩形形狀相關(guān)的像差沒(méi)有減少檢查系統(tǒng)檢查在 玻璃板制造過(guò)程中遭遇的缺陷的能力，玻璃板制造中提供的主反射鏡的彎曲半徑R，透鏡的 數(shù)值孔徑(NA)和傳感器的長(zhǎng)度L和寬度W滿足以下關(guān)系L/R 彡 0.25;和對(duì)于NA 彡 0. 10, ff/R ^ 0. 14* (sqrt (1_ (L/R)2) _1)+0. 046 ；禾口對(duì)于NA 彡 0. 12, ff/R ^ 0. 14* (sqrt (1- (L/R)2) -1) +0. 033 ；禾口對(duì)于NA 彡 0. 15, ff/R ^ 0. 14* (sqrt (1_ (L/R)2) _1)+0. 020。上述關(guān)系如圖9所示，其中水平軸表示長(zhǎng)度L與主反射鏡的彎曲半徑的標(biāo)準(zhǔn)化，如 L/R，垂直軸表示寬度W與主反射鏡的彎曲半徑的標(biāo)準(zhǔn)化，如W/R。圖10是表示玻璃板2需要的表面1聚焦，而在另一個(gè)表面3離焦的透鏡的數(shù)值孔 徑的示意圖。在玻璃板2的多個(gè)表面有缺陷時(shí)，其經(jīng)常是這種情況，保持在表面1聚焦和另 一個(gè)表面3離焦是很重要的。隨著玻璃板2變得更薄，表面的間距也減小，分辨不同表面上 的缺陷也隨之變得困難。這里公開(kāi)的檢查系統(tǒng)的反射透鏡的兩個(gè)方面，根據(jù)它們發(fā)生的表 面允許缺陷被精確的分類。
首先，透鏡可以制造為具有足夠的數(shù)值孔徑，其結(jié)果是造成足夠小的景深，從而使 得感興趣的表面1聚焦而使得另一面3基本上離焦。在玻璃板的厚度為0. 2到1. 2毫米的 范圍下，數(shù)值孔徑大約為0. 1或更高可以實(shí)際得到上述結(jié)果。聚焦和離焦的區(qū)別如圖11所 示，其通過(guò)焦距表示圖5的反射透鏡從玻璃板的一個(gè)表面(-250微米點(diǎn)處)到另一個(gè)表面 3(250微米點(diǎn)處)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)。圖11中，單位是微米，艾利半徑是2. 714微米，視場(chǎng)是1， RMS半徑是23. 021，GEO半徑是31. 909，刻度條是200，參考是主光線，表面是IMA。如表1 所示，圖5的透鏡具有0. 12的數(shù)值孔徑。該圖使用0. 5mm范圍構(gòu)造，因?yàn)槠浣婆c0. 7mm 厚的玻璃板的光學(xué)厚度相應(yīng)。注意到離焦點(diǎn)的直徑是-0. 12mm，其比聚焦點(diǎn)的直徑大200倍 并且因此輻射少了 4X104。甚至如果由于保持樣品的機(jī)械(如，對(duì)樣品的機(jī)械振動(dòng))，所需 要的圖像沒(méi)有完美聚焦，不需要的一邊的缺陷將比需要的一邊的缺陷變得更大。更一般而言，為了有助于區(qū)分玻璃板第一面與第二面上的缺陷，在一些實(shí)施例中， 光學(xué)系統(tǒng)在聚焦到第一面上時(shí)在該面上具有半徑Dl的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，以及在第二面上具有 半徑D2的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，其中Dl和D2滿足關(guān)系式D2/D1彡35。如圖11所示，圖5中的反射 透鏡完全滿足該標(biāo)準(zhǔn)。第二，透鏡的視場(chǎng)沿著圓弧恰好為平面，并且基本上沿著圓弧的線形近似是平的。 圖12表示了與具有大視場(chǎng)曲率121的視場(chǎng)相比，平面視場(chǎng)120在區(qū)別表面1上和與其相反 的表面3上的缺陷所起的角色。大的數(shù)值孔徑和平面視場(chǎng)120的結(jié)合使得在透鏡的整個(gè)視 場(chǎng)范圍內(nèi)，感興趣的表面1聚焦同時(shí)保持另一表面3基本上離焦。圖13是表示基本遠(yuǎn)心的結(jié)構(gòu)130，對(duì)比非遠(yuǎn)心的結(jié)構(gòu)131，在整個(gè)視場(chǎng)范圍內(nèi)，具 有保持檢測(cè)幾何形狀一致性的優(yōu)點(diǎn)的示意圖。檢測(cè)具有兩個(gè)或多個(gè)部分反射表面的透明基 板的系統(tǒng)遇到在該表面上缺陷的假像或虛像133，其散射光，然后被不同的表面反射到成像 系統(tǒng)形成。這些假像可以基本上改變?nèi)毕莸膶?shí)像。事實(shí)上，它們經(jīng)常比實(shí)像更亮?？梢酝?過(guò)成像處理技術(shù)，將這些虛像與實(shí)像區(qū)分開(kāi)。然而，如果虛像和實(shí)像之間的關(guān)系在透鏡的整 個(gè)視場(chǎng)范圍內(nèi)是變化的，則該成像處理任務(wù)將變得更困難。然而，如果成像系統(tǒng)是遠(yuǎn)心，或者基本上是遠(yuǎn)心的，則實(shí)像和虛像的空間關(guān)系在視 場(chǎng)范圍內(nèi)是固定不變的，基本上減少了成像處理的復(fù)雜度。圖13表示了本發(fā)明的反射透鏡 的優(yōu)點(diǎn)。具體而言，其表示了在物空間遠(yuǎn)心或基本遠(yuǎn)心，如何使得在視場(chǎng)范圍內(nèi)，由第一表 面上的缺陷而成的像132與由第二表面反射所成的虛像133之間，保持一個(gè)固定的關(guān)系。圖14表示了在整個(gè)視場(chǎng)范圍內(nèi)完美校正圖像的重要性，S卩，與非一致的成像質(zhì)量 141相反，在聚焦和離焦情況下的一致成像質(zhì)量140。從圖中可以看出，聚焦和離焦圖像在 視場(chǎng)范圍內(nèi)一致有助于區(qū)分感興趣的表面上的缺陷和另一個(gè)表面3上的缺陷。這在應(yīng)用圖 像處理來(lái)提取感興趣的特征時(shí)，是非常重要的。上述固定成像質(zhì)量140在行掃描照相機(jī)具 有前述的尺寸時(shí)獲得。反射透鏡的遠(yuǎn)心和基本遠(yuǎn)心，在聚焦時(shí)也很有用。因而，減小透鏡到傳感器的距 離，在不改變放大率和降低成像質(zhì)量的情況下，具有增加透鏡與目標(biāo)的相關(guān)光路的效果，同 時(shí)這種減小也不是很大。這是透鏡在像側(cè)和物側(cè)同時(shí)遠(yuǎn)心或基本遠(yuǎn)心的結(jié)果，以及由透鏡 的對(duì)稱設(shè)計(jì)而得到。因而，除了在物側(cè)聚焦，還可以改變透鏡和傳感器之間的有效光路，以 補(bǔ)償透鏡與目標(biāo)的距離變化，從而獲得聚焦。圖15表示了本發(fā)明的檢查系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的典型的部件封裝，即待測(cè)表面位置150 ；照明器152 ；行掃描照相機(jī)的位置156 ；和聚焦機(jī)構(gòu)158。本實(shí)施例的反射透鏡154是 圖5的反射透鏡。如表1所示，該透鏡的主反射鏡的直徑大約為150毫米或者約6英寸。據(jù) 此，整個(gè)檢查系統(tǒng)可以提供一個(gè)非常小的封裝內(nèi)，如該封裝的體積為約5000立方厘米或者 300立方英寸。除了將該檢查系統(tǒng)組裝在一個(gè)小的封裝內(nèi)外，由于使用了反射透鏡，該系統(tǒng)與現(xiàn) 有的使用折射透鏡的檢查系統(tǒng)相比，制造成本更低。特別是，反射透鏡使用以低成本加工成 大視場(chǎng)的球面元件。具體而言，相比于折射透鏡，球面反射鏡更容易加工，且可以從便宜的 材料獲得。作為反射透鏡，在所有波段具有色彩校正。本發(fā)明因此提供了用于檢查玻璃板的一個(gè)或兩個(gè)表面的系統(tǒng)。安裝該系統(tǒng)使待 測(cè)表面在反射透鏡的物面。該透鏡將一細(xì)條區(qū)域以單一的放大率成像到行掃描照相機(jī)上， 該細(xì)條區(qū)域在與透鏡圓周正切的方向上很長(zhǎng)，而在徑向方向上很短。安裝線形照明器來(lái)照 明該細(xì)條區(qū)域。為了進(jìn)行檢查，該系統(tǒng)沿著與細(xì)條區(qū)域的長(zhǎng)軸垂直的方向，相對(duì)玻璃進(jìn)行移 動(dòng)，可以是相對(duì)玻璃移動(dòng)該系統(tǒng)，或者當(dāng)該系統(tǒng)被固定時(shí)移動(dòng)玻璃。在移動(dòng)過(guò)程中行掃描照 相機(jī)收集圖像信息并匯集為一個(gè)區(qū)域圖像。在一些實(shí)施例中，根據(jù)應(yīng)用，在圖像收集過(guò)程中 可以進(jìn)行調(diào)整，以保證圖像聚焦到行掃描傳感器上。例如，可以檢測(cè)焦點(diǎn)位置，其可以是檢 查玻璃與透鏡距離的外部傳感器，也可以是處理從行掃描照相機(jī)得到的圖像以決定是否調(diào) 整該距離來(lái)保持聚焦?fàn)顟B(tài)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從前述公開(kāi)中明顯得到不脫離本發(fā)明范圍和精神的多個(gè)改 變。以下權(quán)利要求將要闡述為覆蓋具體實(shí)施例，以及這些實(shí)施例的改變，變化，和等價(jià)。 表 1* “工作距離”指的是從次反射鏡的頂點(diǎn)到物面的距離。
權(quán)利要求
一種用于檢查具有第一表面和第二表面的透明玻璃板的裝置，該裝置包括(A)光源，其照射玻璃板的一部分；(B)行掃描照相機(jī)，其檢測(cè)從玻璃板上或玻璃板內(nèi)的缺陷散射的光，該行掃描照相機(jī)包括多個(gè)像素，這些像素形成具有長(zhǎng)度L和寬度W的光敏區(qū)域；以及(C)光學(xué)系統(tǒng)，其將從缺陷散射的光傳輸?shù)叫袙呙枵障鄼C(jī)，該光學(xué)系統(tǒng)具有數(shù)值孔徑NA并且包括(i)主凹面反射鏡，其具有第一部分和第二部分，該反射鏡具有曲率半徑R；和(ii)凸面次反射鏡；其中(a)從缺陷散射的光經(jīng)過(guò)光路到達(dá)行掃描照相機(jī)，該光路包括來(lái)自凹面主反射鏡的第一部分的反射、來(lái)自凸面次反射鏡的反射以及來(lái)自凹面主反射鏡的第二部分的反射；(b)主和次反射鏡的曲率中心基本重合，次反射鏡的半徑基本上等于主反射鏡的半徑的一半；以及(c)L、W和R滿足下述關(guān)系L/R≤0.25；和對(duì)于NA≥0.10，W/R≤0.14*(sqrt(1 (L/R)2) 1)+0.046；和對(duì)于NA≥0.12，W/R≤0.14*(sqrt(1 (L/R)2) 1)+0.033；和對(duì)于NA≥0.15，W/R≤0.14*(sqrt(1 (L/R)2) 1)+0.020。
2.一種用于檢查具有第一表面和第二表面的透明玻璃板的裝置，該裝置包括(A)光源，其照射玻璃板的一部分；(B)行掃描照相機(jī)，其檢測(cè)從玻璃板上或玻璃板內(nèi)的缺陷散射的光，該行掃描照相機(jī)包 括多個(gè)像素，這些像素形成具有長(zhǎng)度L和寬度W的光敏區(qū)域；以及(C)光學(xué)系統(tǒng)，其將從缺陷散射的光傳輸?shù)叫袙呙枵障鄼C(jī)，該光學(xué)系統(tǒng)具有數(shù)值孔徑 NA并且包括(i)主凹面反射鏡，其具有第一部分和第二部分，該反射鏡具有曲率半徑R ；和 ( )凸面次反射鏡； 其中(a)從缺陷散射的光經(jīng)過(guò)光路到達(dá)行掃描照相機(jī)，該光路包括來(lái)自凹面主反射鏡的第 一部分的反射、來(lái)自凸面次反射鏡的反射以及來(lái)自凹面主反射鏡的第二部分的反射；(b)主和次反射鏡的曲率中心基本重合，并且次反射鏡的半徑基本上等于主反射鏡的 半徑的一半；以及(c)所述光學(xué)系統(tǒng)在聚焦到玻璃板第一表面上時(shí)在該表面處具有半徑D1的點(diǎn)擴(kuò)散函 數(shù)并且在第二表面處具有半徑D2的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，其中Dl和D2滿足下述關(guān)系D2/D1 彡 35其中玻璃板的厚度在0.2至1.2毫米范圍內(nèi)。
3 .如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中NA滿足下述關(guān)系式 0. 10 ^ NA ^ 0. 15。
4.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中光學(xué)系統(tǒng)具有1 1的放大率。
5.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌位于次反射鏡處。
6.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中光學(xué)系統(tǒng)在物空間中為基本上遠(yuǎn)心，使得在光學(xué) 系統(tǒng)的景深內(nèi)圖像尺寸的變化小于行掃描照相機(jī)的像素尺寸。
7.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中光學(xué)系統(tǒng)的場(chǎng)曲小于光學(xué)系統(tǒng)的景深。
8.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中在行掃描照相機(jī)的光敏區(qū)域的長(zhǎng)度L上光學(xué)系 統(tǒng)的幾何畸變小于1%。
9.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，進(jìn)一步包括聚焦機(jī)構(gòu)，其用于調(diào)整以下至少一個(gè) (i)玻璃板和主凹面反射鏡物體的第一部分之間的光路長(zhǎng)度；和( )主凹面反射鏡物體的第二部分和行掃描照相機(jī)之間的光路長(zhǎng)度。
10.一種用于檢查具有第一表面和第二表面的透明玻璃板上或內(nèi)的缺陷的方法，該方 法包括(A)照射玻璃板的一部分；(B)將由玻璃板缺陷散射的光通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)傳輸至行掃描照相機(jī)，該光學(xué)系統(tǒng)具有數(shù) 值孔徑NA并且包括(i)主凹面反射鏡，其具有第一部分和第二部分，該反射鏡具有曲率半徑R ；和 ( )凸面次反射鏡；以及(C)提供玻璃板和行掃描照相機(jī)之間的相對(duì)移動(dòng)； 其中(a)從缺陷散射的光經(jīng)過(guò)光路到達(dá)行掃描照相機(jī)，該光路包括來(lái)自凹面主反射鏡的第 一部分的反射、來(lái)自凸面次反射鏡的反射以及來(lái)自凹面主反射鏡的第二部分的反射；(b)主和次反射鏡的曲率中心基本重合，并且次反射鏡的半徑基本上等于主反射鏡的 半徑的一半；(c)行掃描照相機(jī)包括多個(gè)像素，這些像素形成具有長(zhǎng)度L和寬度W的光敏區(qū)域；以及(d)L、W和R滿足下述關(guān)系 L/R ^ 0. 25 ；和對(duì)于 NA 彡 0. 10, ff/R ^ 0. 14*(sqrt(l-(L/R)2)-l)+0 對(duì)于 NA 彡 0. 12，W/R ( 0. 14*(sqrt(l-(L/R)2)-l)+0 對(duì)于 NA 彡 0. 15，W/R 彡 0. 14*(sqrt(l-(L/R)2)-l)+0.046 ；和 .033 ；和 020。
全文摘要
提供一種用于檢測(cè)在玻璃板或玻璃條(2，14)內(nèi)部或其表面上的顆?；蛉毕莸牟Ａz查系統(tǒng)。安裝該系統(tǒng)使得待測(cè)表面(1)位于反射透鏡(10)的物面中。該透鏡將細(xì)條狀區(qū)域成像在行掃描照相機(jī)(18)上，該細(xì)條狀區(qū)域在沿透鏡圓周正切的方向上很長(zhǎng)，而在徑向方向上很短。安裝線形照明器(12)來(lái)照射條狀區(qū)域。為了進(jìn)行檢查，沿著與細(xì)條的長(zhǎng)軸垂直的方向，使該系統(tǒng)相對(duì)于玻璃運(yùn)動(dòng)，可以是相對(duì)玻璃移動(dòng)該系統(tǒng)，或者當(dāng)系統(tǒng)固定時(shí)移動(dòng)玻璃。在移動(dòng)過(guò)程中通過(guò)行掃描照相機(jī)收集圖像信息并匯集成一圖像。
文檔編號(hào)G02F1/13GK101900691SQ20101023347
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者C·K·伊斯特曼, D·M·伯格, J·高里爾 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司