光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)及其光學(xué)檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種光學(xué)檢測(cè)裝置，包含一殼體、一反射層及一集光透鏡組。殼體內(nèi)部具有一檢測(cè)腔室以及連通檢測(cè)腔室的一通道，殼體上具有一開(kāi)口連通此通道。反射層布設(shè)于檢測(cè)腔室的一內(nèi)壁面。集光透鏡組設(shè)置于通道內(nèi)，光學(xué)檢測(cè)裝置用以供一光束由開(kāi)口進(jìn)入通道內(nèi)，光束穿過(guò)集光透鏡組而射入檢測(cè)腔室。
【專利說(shuō)明】光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)及其光學(xué)檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)及其光學(xué)檢測(cè)裝置，特別是具有集光透鏡組的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)及其光學(xué)檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，LED)在生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)階段，都需要測(cè)量?jī)x器檢驗(yàn)LED晶粒的電氣、福射度學(xué)、光度學(xué)(photometry)與色度學(xué)的特性。
[0003]以測(cè)量LED的光通量的方法為例，其將LED置于一積分球(Integrating Sphere)的內(nèi)部，積分球連接有一光感測(cè)器。接著，將LED接上電源而點(diǎn)亮后，使LED所發(fā)出的光線于積分球內(nèi)均勻散射。光感測(cè)器拾取積分球內(nèi)經(jīng)均勻散射后的光線，以測(cè)量并獲得LED的光通量值。
[0004]然而，晶圓階段的LED因尚未切割，故須以一探針接觸一 LED晶粒的電極的方式來(lái)點(diǎn)亮LED。但如此，LED將難以放在積分球內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。因此，必須將LED放在積分球外部，使LED所發(fā)出的光線透過(guò)積分球的一開(kāi)口而進(jìn)入積分球內(nèi)，以令光感測(cè)器拾取積分球內(nèi)經(jīng)均勻散射后的光線。
[0005]由于LED發(fā)光的空間分布特性，若積分球距離被測(cè)量的LED越遠(yuǎn)，則積分球的開(kāi)口面積就需相對(duì)增大，使得積分球的體積也一并增加。且原則上，積分球的開(kāi)口面積應(yīng)小于積分球內(nèi)部表面積的5%，使得目前運(yùn)用于檢測(cè)晶圓階段的LED的光通量所使用的積分球的內(nèi)徑,至少都要2時(shí)以上。
[0006]由于晶圓階段的LED是在同一片晶圓上布設(shè)許多的LED晶粒，若能夠同時(shí)測(cè)量同一片晶圓上的多顆LED晶粒，將可大幅提升檢測(cè)效率。但由于一般積分球的體積較大，因此并無(wú)法在同一片晶圓上同時(shí)安排多個(gè)積分球以同時(shí)測(cè)量多顆LED晶粒。如此一來(lái)，使得目前晶圓階段的LED的光學(xué)檢測(cè)效率無(wú)法提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)及其光學(xué)檢測(cè)裝置，以縮小光學(xué)檢測(cè)裝置的體積，而能夠于同一片晶圓上同時(shí)安排多個(gè)光學(xué)檢測(cè)裝置，以提升光學(xué)檢測(cè)效率。
[0008]本發(fā)明所揭露的光學(xué)檢測(cè)裝置，包含一殼體、一反射層及一集光透鏡組。殼體內(nèi)部具有一檢測(cè)腔室以及連通檢測(cè)腔室的一通道，殼體上具有一開(kāi)口連通此通道。反射層布設(shè)于檢測(cè)腔室的一內(nèi)壁面。集光透鏡組設(shè)置于通道內(nèi)，光學(xué)檢測(cè)裝置用以供一光束由開(kāi)口進(jìn)入通道內(nèi)，光束穿過(guò)集光透鏡組而射入檢測(cè)腔室。
[0009]本發(fā)明所揭露的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，包含一基座、多個(gè)光學(xué)檢測(cè)裝置、多個(gè)供電接頭及至少一感測(cè)運(yùn)算器。這些光學(xué)檢測(cè)裝置設(shè)置于基座，且每一光學(xué)檢測(cè)裝置包含一殼體、一反射層及一集光透鏡組。殼體內(nèi)部具有一檢測(cè)腔室以及連通檢測(cè)腔室的一通道，殼體上具有一開(kāi)口連通通道。反射層布設(shè)于檢測(cè)腔室的一內(nèi)壁面。集光透鏡組設(shè)置于通道內(nèi)。這些供電接頭分別位于這些開(kāi)口處。感測(cè)運(yùn)算器連接這些檢測(cè)腔室。[0010]根據(jù)上述本發(fā)明所揭露的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)及其光學(xué)檢測(cè)裝置，是通過(guò)集光透鏡組與檢測(cè)腔室的搭配，使光學(xué)檢測(cè)裝置的整體體積能夠小型化。并且，通過(guò)光學(xué)檢測(cè)裝置的體積小型化以及以數(shù)組排列的方式設(shè)置于基座上，使光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)能夠同一時(shí)間對(duì)多個(gè)待測(cè)物進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)。如此一來(lái)，本實(shí)施例的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)將可大幅提升光學(xué)檢測(cè)效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是根據(jù)圖1的結(jié)構(gòu)的局部分解圖。
[0013]圖3是根據(jù)圖1的光學(xué)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0014]圖4是根據(jù)圖1的待測(cè)物相對(duì)于光學(xué)檢測(cè)裝置的光學(xué)路徑圖。
[0015]圖5是根據(jù)待測(cè)物相對(duì)于公知的積分球的光學(xué)路徑圖。
[0016]圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的待測(cè)物相對(duì)于光學(xué)檢測(cè)裝置的光學(xué)路徑圖。
[0017]圖7是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖8是根據(jù)圖7的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0019]【主要元件符號(hào)說(shuō)明】
[0020]10光學(xué)檢測(cè)裝置
[0021]11 殼體`
[0022]111 第一殼件
[0023]1111 第一凹部
[0024]1112 第一凹槽
[0025]112 第二殼件
[0026]1121 第二凹部
[0027]1122 第二凹槽
[0028]113檢測(cè)腔室
[0029]113a檢測(cè)腔室
[0030]1131 腔室入口
[0031]1131a 腔室入口
[0032]1132 腔室出口
[0033]114 通道
[0034]115 開(kāi)口
[0035]12反射層
[0036]13集光透鏡組
[0037]131 第一透鏡
[0038]131a 第一透鏡
[0039]1311第一物側(cè)面
[0040]1311a第一物側(cè)面
[0041]1312第一像側(cè)面
[0042]1312a第一像側(cè)面
[0043]132 第二透鏡[0044]132a 第二透鏡
[0045]1321第二物側(cè)面
[0046]1321a第二物側(cè)面
[0047]1322第二像側(cè)面
[0048]1322a第二像側(cè)面
[0049]133第三透鏡
[0050]1331第三物側(cè)面
[0051]I332第三像側(cè)面
[0052]14感測(cè)運(yùn)算器
[0053]141光傳輸線
[0054]15供電接頭
[0055]16 擋板
[0056]17電源供應(yīng)器
[0057]20光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)
[0058]21 基座
[0059]211組配孔
[0060]212對(duì)位孔
[0061]30待測(cè)物
[0062]32 基板
[0063]40積分球
[0064]41積分球開(kāi)口
【具體實(shí)施方式】
[0065]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0066]請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖3，圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是根據(jù)圖1的結(jié)構(gòu)的局部分解圖，圖3是根據(jù)圖1的光學(xué)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0067]本發(fā)明的光學(xué)檢測(cè)裝置10，包含一殼體11、一反射層12及一集光透鏡組13。
[0068]殼體11內(nèi)部具有一檢測(cè)腔室113以及連通檢測(cè)腔室113的一通道114，殼體11上具有一開(kāi)口 115連通此通道114。檢測(cè)腔室113大致為一圓球形腔室。檢測(cè)腔室113具有一腔室入口 1131，檢測(cè)腔室113透過(guò)腔室入口 1131而連接通道114。
[0069]更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，殼體11包含一第一殼件111及一第二殼件112。第一殼件111具有自其一表面向下凹陷的一第一凹部1111及連接第一凹部1111的一第一凹槽1112。第一凹部1111大致為一半球形的凹陷，第一凹槽1112的一端連接第一凹部1111，第一凹槽1112的另一端貫穿第一殼件111的外表面。第二殼件112具有自其一表面向下凹陷的一第二凹部1121及連接第二凹部1121的一第二凹槽1122。第二凹部1121大致為一半球形的凹陷，第二凹槽1122的一端連接第二凹部1121，第二凹槽1122的另一端貫穿第二殼件112的外表面。第一殼件111及第二殼件112相結(jié)合，以使第一凹部1111與第二凹部1121共同形成檢測(cè)腔室113，而第一凹槽1112與第二凹槽1122共同形成通道114。第一凹槽1112貫穿第一殼件111外表面的一端與第二凹槽1122貫穿第二殼件112外表面的一端共同形成開(kāi)口 115。
[0070]需注意的是，本實(shí)施例的殼體11系以包含二殼件(第一殼件111、第二殼件112)為例，但不以此為限。舉例來(lái)說(shuō)，在其他實(shí)施例當(dāng)中，殼體11也可以由三個(gè)以上的殼件所共同組成。
[0071]反射層12布設(shè)于檢測(cè)腔室113的一內(nèi)壁面上。反射層12的材質(zhì)可以是但不限于硫酸鋇，在一實(shí)施例中，反射層12的反射率大于95%。
[0072]集光透鏡組13可包含至少二正透鏡，且集光透鏡組13設(shè)置于通道114內(nèi)。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例的集光透鏡組13包含一第一透鏡131、一第二透鏡132及一第三透鏡133,第一透鏡131、第二透鏡132及第三透鏡133皆為正透鏡。第一透鏡131鄰近開(kāi)口 115，第三透鏡133鄰近檢測(cè)腔室113，第二透鏡132介于第一透鏡131與第三透鏡133之間。
[0073]此外，檢測(cè)腔室113另具有一腔室出口 1132。光學(xué)檢測(cè)裝置10可另包含一感測(cè)運(yùn)算器14，感測(cè)運(yùn)算器14可以是但不限于一光感測(cè)器或一頻譜儀。感測(cè)運(yùn)算器14透過(guò)一光傳輸線141而連接于檢測(cè)腔室113的腔室出口 1132。
[0074]當(dāng)一待測(cè)物30(譬如LED晶粒)發(fā)出一光束而由光學(xué)檢測(cè)裝置10的開(kāi)口 115進(jìn)入通道114內(nèi)時(shí)，光束依序穿過(guò)集光透鏡組13的第一透鏡131、第二透鏡132及第三透鏡133。集光透鏡組13對(duì)光束進(jìn)行集光后，光束由腔室入口 1131射入檢測(cè)腔室113。并且，檢測(cè)腔室113內(nèi)的反射層12使光束于檢測(cè)腔室113內(nèi)進(jìn)行多次的反射并逐漸衰減，且因檢測(cè)腔室113為圓球形腔室，使得光束能夠于檢測(cè)腔室113內(nèi)形成均勻的照度分布。感測(cè)運(yùn)算器14則透過(guò)光傳輸線141拾取檢測(cè)腔室113內(nèi)照度均勻分布的光束，以測(cè)量并獲得待測(cè)物30的各種光學(xué)信息。
[0075]進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例的檢測(cè)腔室113系具有積分球的功效，而集光透鏡組13則用以縮小入射光束的截面積，使檢測(cè)腔室113的腔室入口 1131能夠盡可能的縮小。如此，檢測(cè)腔室113的體積將可相對(duì)縮小，使得整體光學(xué)檢測(cè)裝置10能夠小型化。
[0076]此外，本實(shí)施例的光學(xué)檢測(cè)裝置10另可包含一供電接頭15及一電源供應(yīng)器17。供電接頭15位于開(kāi)口 115處，電源供應(yīng)器17電性連接供電接頭15。因此，若待測(cè)物30為晶圓階段的LED晶粒，則可透過(guò)供電接頭15接觸待測(cè)物30而使待測(cè)物30通電發(fā)光。如此，使得光學(xué)檢測(cè)裝置10可同時(shí)對(duì)待測(cè)物30進(jìn)行供電與檢測(cè)的功能，以因應(yīng)不同型態(tài)的待測(cè)物30。
[0077]并且，在本實(shí)施例或其他實(shí)施例中，光學(xué)檢測(cè)裝置10另可包含一擋板16，擋板16設(shè)置于檢測(cè)腔室113內(nèi)，且擋板16介于腔室入口 1131及腔室出口 1132之間。借助擋板16的設(shè)置，以避免光束未經(jīng)充分反射便直接由腔室入口 1131射向腔室出口 1132，以確保感測(cè)運(yùn)算器14所測(cè)出的光學(xué)數(shù)據(jù)能夠具有良好的準(zhǔn)確度。
[0078]請(qǐng)接著繼續(xù)參照?qǐng)D4，圖4是根據(jù)圖1的待測(cè)物相對(duì)于光學(xué)檢測(cè)裝置的光學(xué)路徑圖，為了易于閱讀，本光路圖僅繪出光線第一次抵達(dá)檢測(cè)腔室113內(nèi)壁為止。
[0079]接著將針對(duì)集光透鏡組13及檢測(cè)腔室113之間的相關(guān)尺寸特征進(jìn)行說(shuō)明。如圖4所示，在本實(shí)施例中，集光透鏡組13的一光軸M系通過(guò)檢測(cè)腔室113的一幾何中心點(diǎn)C。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，因檢測(cè)腔室113大致為圓球形腔室，因此幾何中心點(diǎn)C大致為檢測(cè)腔室113的球心點(diǎn)。借助集光透鏡組13的光軸M通過(guò)檢測(cè)腔室113的一幾何中心點(diǎn)C，可令光學(xué)檢測(cè)裝置10具有良好的檢測(cè)效果。
[0080]此外，第一透鏡131的材質(zhì)為塑料，且第一透鏡131具有相對(duì)的一第一物側(cè)面1311以及一第一像側(cè)面1312，第一像側(cè)面1312朝向檢測(cè)腔室113。并且，第一透鏡131于光軸M上的厚度tl為2.1_。
[0081]第二透鏡132的材質(zhì)為玻璃(型號(hào)Schott_NSF5)，且第二透鏡132具有相對(duì)的一第二物側(cè)面1321以及一第二像側(cè)面1322，第二像側(cè)面1322朝向檢測(cè)腔室113。并且，第二透鏡132于光軸M上的厚度t2為2.5mm,且第二透鏡132與第一透鏡131于光軸M上的間距 LI 為 0.2mm。
[0082]第三透鏡133的材質(zhì)為塑料，且第三透鏡133具有相對(duì)的一第三物側(cè)面1331以及一第三像側(cè)面1332，第三像側(cè)面1332朝向檢測(cè)腔室113。并且，第三透鏡133于光軸M上的厚度t3為1.5mm,且第三透鏡133與第二透鏡132于光軸M上的間距L2為0.2mm,第三透鏡133與腔室入口 1131于光軸M上的間距L3為3.5mm。
[0083]至于第一物側(cè)面1311、一第一像側(cè)面1312、第二物側(cè)面1321、第二像側(cè)面1322、第三物側(cè)面1331以及一第三像側(cè)面1332的曲率數(shù)據(jù)，則如下表一所示。
[0084]表一
[0085]
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)檢測(cè)裝置，包含: 一殼體，其內(nèi)部具有一檢測(cè)腔室以及連通該檢測(cè)腔室的一通道，該殼體上具有一開(kāi)口連通該通道； 一反射層，布設(shè)于該檢測(cè)腔室的一內(nèi)壁面；以及 一集光透鏡組，設(shè)置于該通道內(nèi)，該光學(xué)檢測(cè)裝置用以供一光束由該開(kāi)口進(jìn)入該通道內(nèi)，該光束穿過(guò)該集光透鏡組而射入該檢測(cè)腔室。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，另包含一供電接頭，位于該開(kāi)口處。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，另包含一電源供應(yīng)器，連接該供電接頭。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，另包含一感測(cè)運(yùn)算器，連接該檢測(cè)腔室。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，另包含一擋板，該檢測(cè)腔室具有一腔室入口及一腔室出口，該腔室入口連接該通道，該腔室出口連接該感測(cè)運(yùn)算器，該擋板設(shè)置于該檢測(cè)腔室內(nèi)，且該擋板介于該腔室入口及該腔室出口之間。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其中該殼體包含一第一殼件及一第二殼件，該第一殼件具有自其一表面向下凹陷的一第一凹部及連接該第一凹部的一第一凹槽，該第二殼件具有自其一表面向下凹陷的一第二凹部及連接該第二凹部的一第二凹槽，該第一殼件及該第二殼件相結(jié)合，使該第一凹部與該第二凹部形成該檢測(cè)腔室，該第一凹槽與該第二凹槽形成該通道。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其中該集光透鏡組包含至少二正透鏡。
8.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其中該二正透鏡的至少其一為一非球面透鏡。
9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其中該集光透鏡組的一光軸通過(guò)該檢測(cè)腔室的一幾何中心點(diǎn)。
10.一種光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，包含: 一基座; 多個(gè)光學(xué)檢測(cè)裝置，設(shè)置于該基座，每一該光學(xué)檢測(cè)裝置包含: 一殼體，其內(nèi)部具有一檢測(cè)腔室以及連通該檢測(cè)腔室的一通道，該殼體上具有一開(kāi)口連通該通道； 一反射層，布設(shè)于該檢測(cè)腔室的一內(nèi)壁面；以及 一集光透鏡組，設(shè)置于該通道內(nèi)； 多個(gè)供電接頭，分別位于該些開(kāi)口處；以及 至少一感測(cè)運(yùn)算器，連接該些檢測(cè)腔室。
11.如權(quán)利要求10所述的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其中該基座上還具有一對(duì)位孔，該對(duì)位孔處還設(shè)有另一該供電接頭。
12.如權(quán)利要求10所述的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其中該基座上還具有多個(gè)貫通的組配孔，每一該供電接頭設(shè)置于該基座，且分別對(duì)應(yīng)該些組配孔，使得該些供電接頭分別位于該些光學(xué)檢測(cè)裝置的該些開(kāi)口處。
【文檔編號(hào)】G02B7/02GK103674490SQ201210427992
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月14日
【發(fā)明者】鄭陳嵚, 林建憲, 周敏杰, 陳于堂 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院