光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置以及干涉相位差顯微鏡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭露一種光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置以及干涉相位差顯微鏡。光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)組件以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)組件具有多個(gè)驅(qū)動(dòng)槽，其等間距環(huán)狀排列于旋轉(zhuǎn)組件的側(cè)壁。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)凸塊，其持續(xù)環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。光學(xué)組件設(shè)置于旋轉(zhuǎn)組件，當(dāng)驅(qū)動(dòng)凸塊位于驅(qū)動(dòng)槽內(nèi)時(shí)，驅(qū)動(dòng)凸塊推動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使光學(xué)組件間歇性地旋轉(zhuǎn)。
【專利說明】光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置以及干涉相位差顯微鏡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明主要關(guān)于一種旋轉(zhuǎn)裝置，尤指一種光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置以及干涉相位差顯微鏡?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前可利用干涉相位差顯微鏡取得一物體表面的立體影像，以針對半導(dǎo)體上的缺陷提供測量與分析。一般已知的干涉相位差顯微鏡是利用偏振片旋轉(zhuǎn)，并將偏振片于預(yù)定的多個(gè)旋轉(zhuǎn)角度靜止后，經(jīng)由影像傳感器擷取一物體于不同偏置(bias)上的影像。之后經(jīng)由適合的影像處理法以及積分計(jì)算后，將前述的多個(gè)影像形成前述物體表面的立體影像。
[0003]前述偏振片的旋轉(zhuǎn)于已知技術(shù)上是經(jīng)由步進(jìn)馬達(dá)來控制。通過間歇性地驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)來使偏振片旋轉(zhuǎn)，并停止至預(yù)定的旋轉(zhuǎn)角度。然而，要將偏振片精確的停止于特定的旋轉(zhuǎn)角度上，需要經(jīng)過復(fù)雜的控制，增加了制作上的困難度。此外，由于需控制步進(jìn)馬達(dá)間歇性的旋轉(zhuǎn)，因此無法進(jìn)一步提高步進(jìn)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度，使得對于物體的影像擷取的速度較慢，增加了整體干涉相位差顯微鏡的檢測時(shí)間。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的為提供一種光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置以及干涉相位差顯微鏡，可增加偏振片或是檢偏鏡等光學(xué)組件的旋轉(zhuǎn)速度，并可精確的停在預(yù)定的旋轉(zhuǎn)角度，以減少整體干涉相位差顯微鏡的檢測時(shí)間。
[0005]為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供了一種光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置，該光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置包括一旋轉(zhuǎn)組件以及一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)組件具有一中心孔、多個(gè)驅(qū)動(dòng)槽以及一周緣側(cè)壁，其中中心孔位于旋轉(zhuǎn)組件的中央，驅(qū)動(dòng)槽等間距環(huán)狀排列于周緣側(cè)壁。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一旋轉(zhuǎn)座、一驅(qū)動(dòng)組件、一馬達(dá)以及一驅(qū)動(dòng)凸塊。馬達(dá)持續(xù)地驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件旋轉(zhuǎn)，且驅(qū)動(dòng)凸塊設(shè)置于旋轉(zhuǎn)座上。其中光學(xué)組件設(shè)置于中心孔，當(dāng)驅(qū)動(dòng)凸塊位于驅(qū)動(dòng)槽內(nèi)時(shí)，驅(qū)動(dòng)凸塊推動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件，進(jìn)而使光學(xué)組件間歇性地旋轉(zhuǎn)。
[0006]為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供了一種干涉相位差顯微鏡，包括前述的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置、一光源、一光學(xué)組件、一物體、一影像傳感器、以及一干涉相位差棱鏡。光源產(chǎn)生一光束，且所述的光束沿一行進(jìn)路線行進(jìn)。光學(xué)組件設(shè)置于光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置的中心孔，且位于行進(jìn)路線上。物體以及一影像傳感器位于行進(jìn)路線上。干涉相位差棱鏡，位于物體以及影像傳感器之間。每當(dāng)光學(xué)組件靜止時(shí)，影像傳感器感測照射于影像傳感器上的光束，并形成一影像號(hào)。
[0007]綜上所述，本發(fā)明的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置可于馬達(dá)持續(xù)地驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件旋轉(zhuǎn)的情況下間歇性地旋轉(zhuǎn)光學(xué)組件。由于馬達(dá)不需間歇性地轉(zhuǎn)動(dòng)，因此可大幅簡化對于馬達(dá)的精確控制，亦可提高馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)速度，減少了整體干涉相位差顯微鏡的檢測時(shí)間。另外，通過旋轉(zhuǎn)組件以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的配合，光學(xué)組件亦可精確的停止于預(yù)定的旋轉(zhuǎn)角度上。
【專利附圖】
【附圖說明】[0008]圖1為本發(fā)明的第一實(shí)施例的干涉相位差顯微鏡的示意圖；
[0009]圖2為本發(fā)明的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置的立體圖，其中一光學(xué)組件設(shè)置于光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置上;
[0010]圖3為本發(fā)明的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置分解圖，其中光學(xué)組件設(shè)置于光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置上；
[0011]圖4至圖7為本發(fā)明的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置俯視圖，其中一光學(xué)組件設(shè)置于旋轉(zhuǎn)組件，驅(qū)動(dòng)凸塊持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件間歇性地轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0012]圖8為本發(fā)明的第二實(shí)施例的干涉相位差顯微鏡的示意圖；
[0013]圖9為本發(fā)明的第三實(shí)施例的干涉相位差顯微鏡的示意圖；
[0014]圖10為本發(fā)明的第四實(shí)施例的干涉相位差顯微鏡的示意圖；
[0015]圖11為本發(fā)明的第五實(shí)施例的干涉相位差顯微鏡的示意圖；
[0016]圖12為本發(fā)明的第六實(shí)施例的干涉相位差顯微鏡的示意圖；
[0017]圖13為本發(fā)明的第七實(shí)施例的干涉相位差顯微鏡的示意圖；以及
[0018]圖14為本發(fā)明的第八實(shí)施例的干涉相位差顯微鏡的示意圖。
[0019]【主要組件符號(hào)說明】
[0020]干涉相位差顯微鏡1、la、lb、lc、Id、le、If、Ig ;光源 10 ；
[0021]投光鏡組20;
[0022]濾鏡21 ；
[0023]聚光鏡22 ；
[0024]偏振片(光學(xué)組件)23 ；
[0025]波片24 ；
[0026]取像鏡組30 ；
[0027]分光鏡31 ；
[0028]干涉相位差棱鏡32 ；
[0029]物鏡33 ；
[0030]檢偏鏡(光學(xué)組件)34;
[0031]成像鏡35;
[0032]波片36 ；
[0033]反射鏡37 ；
[0034]干涉相位差棱鏡38 ；
[0035]聚焦透鏡39 ；
[0036]物體40 ；
[0037]影像傳感器50 ；
[0038]光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置60 ；
[0039]基座61;
[0040]環(huán)形孔611;
[0041 ]孔壁 612 表面 613 ;
[0042]周壁614;
[0043]鎖孔615;
[0044]旋轉(zhuǎn)組件62 ；[0045]中心孔621;
[0046]孔壁6211;
[0047]驅(qū)動(dòng)槽622 ；
[0048]內(nèi)凹弧面623;
[0049]表面624 ；
[0050]端部6231 ；
[0051]驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)63;
[0052]驅(qū)動(dòng)組件631;
[0053]圓弧區(qū)段6311;
[0054]內(nèi)凹區(qū)段6312;
[0055]驅(qū)動(dòng)凸塊632;
[0056]旋轉(zhuǎn)座633 ；
[0057]馬達(dá)634 ；
[0058]驅(qū)動(dòng)軸635 ；
[0059]指標(biāo)偵測器64 ；
[0060]本體641 ；
[0061]固定組件642;
[0062]指針組件65 ；
[0063]數(shù)據(jù)處理模塊70 ；
[0064]基準(zhǔn)線Al ；
[0065]旋轉(zhuǎn)軸AX1、AX2;
[0066]圓心Cl ；
[0067]第一排列方向Dl;
[0068]第二排列方向D2;
[0069]第一旋轉(zhuǎn)方向Rl;
[0070]第二旋轉(zhuǎn)方向R2。
【具體實(shí)施方式】
[0071]圖1為本發(fā)明的第一實(shí)施例的干涉相位差顯微鏡I的示意圖。于本實(shí)施例中，干涉相位差顯微鏡I為一反射式顯微鏡，干涉相位差顯微鏡I包括一光源10、一投光鏡組20、一取像鏡組30、一物體40、一影像傳感器50、一光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置60、以及一數(shù)據(jù)處理模塊70。
[0072]光源10可為一發(fā)光二極管、一激光二極管、或是一燈泡，用以產(chǎn)生一光束，光束的中心波長可為55nm，頻寬20nm。前述的光束沿一行進(jìn)路線行進(jìn)。投光鏡組20、取像鏡組30、物體40、以及影像傳感器50均設(shè)置于前述光束的行進(jìn)路線上。
[0073]投光鏡組20包括一濾鏡21 (flter)、一聚光鏡22 (collection lens)、一光學(xué)組件23、以及一波片24。濾鏡21、聚光鏡22、偏振片23、以及波片24沿一第一排列方向Dl直線排列，且分別垂直于第一排列方向D1。由光源10產(chǎn)生的光束先照射至投光鏡組20，并可經(jīng)過投光鏡組20的濾鏡21、聚光鏡22、偏振片23、以及波片24等。
[0074]光學(xué)組件23，例如偏振片，鄰近于光源10，并置于光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置60上，并經(jīng)由光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置60間歇性地轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，光束穿透偏振片23后由于偏振片23可產(chǎn)生不同相位的偏極光。于本實(shí)施例中，波片24可為四分之一波片(QffP)。
[0075]取像鏡組30包括一分光鏡31 (beam splitter)、一干涉相位差棱鏡32(differential interference contrast prism, DIC prism)、一 物鏡 33(obj ectivelens)、一檢偏鏡34 (analyzer)、以及一成像鏡35 (imaging lens)。分光鏡31、干涉相位差棱鏡32、物鏡33、檢偏鏡34、以及成像鏡35沿一第二排列方向D2直線排列，且分別垂直于第二排列方向D2。分光鏡31位于影像傳感器50以及干涉相位差棱鏡32之間，干涉相位差棱鏡32位于物體40以及影像傳感器50之間，檢偏鏡34鄰近于影像傳感器50，且檢偏鏡34位于成像鏡35與分光鏡31之間。成像鏡35位于檢偏鏡34與影像傳感器之間。
[0076]光束穿過投光鏡組20的波片24后，經(jīng)過分光鏡31、干涉相位差棱鏡32、物鏡33至物體40。光束進(jìn)入分光鏡31由沿第一排列方向Dl行進(jìn)改變?yōu)檠氐诙帕蟹较駾2行進(jìn)，換句話說，光束進(jìn)入分光鏡31后以90度朝向干涉相位差棱鏡32反射。光束進(jìn)入干涉相位差棱鏡32后被分為兩道光束(其可為互相垂直的偏振光(Ο-ray及E-ray)，并形成一干涉系統(tǒng))通過物鏡33而到達(dá)物體40上，前述的兩道光束經(jīng)由物體40反射后，再經(jīng)過物鏡33、干涉相位差棱鏡32、分光鏡31、檢偏鏡34、成像鏡35至影像傳感器50而被影像傳感器50感測接收。但前述兩道光束進(jìn)入干涉相位差棱鏡32時(shí)會(huì)再度合成為一道光束，并具有物體40的干涉影像信息。前述光束沿第二排列方向D2穿過分光鏡31，且經(jīng)過檢偏鏡34后產(chǎn)生干涉。
[0077]前述光束穿過投光鏡組20和取像鏡組30中的各個(gè)組件所形成的變化，以及光束經(jīng)由物體40反射后所形成的變化為一已知技術(shù)，于此不再多加解釋。
[0078]于本實(shí)施例中，每當(dāng)偏振片23停止旋轉(zhuǎn)時(shí)，影像傳感器50感測到光束并形成一影像信號(hào)，并傳送影像信號(hào)至數(shù)據(jù)處理模塊70，并且數(shù)據(jù)處理模塊70依據(jù)影像信號(hào)產(chǎn)生一影像。其中數(shù)據(jù)處理模塊70可為一計(jì)算機(jī)或微處理器等等。
[0079]圖2為本發(fā)明的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置60的立體圖。圖3為本發(fā)明的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置60分解圖。圖4為本發(fā)明的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置60俯視圖，其中光學(xué)組件23固定于光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置60上，且經(jīng)由光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置60間歇性地旋轉(zhuǎn)。光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置60包括一基座61、一旋轉(zhuǎn)組件62、一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)63、一指針偵測器64以及一指針組件65。
[0080]基座61可為一平板或一開放式殼體，用以容納旋轉(zhuǎn)組件62與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)63等等。旋轉(zhuǎn)組件62樞接于基座61上，并可于基座61上旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)組件62具有一中心孔621、多個(gè)驅(qū)動(dòng)槽622以及多個(gè)內(nèi)凹弧面623。其中中心孔621位于旋轉(zhuǎn)組件62的中央。于本實(shí)施例中，光學(xué)組件23固定于中心孔621上。多個(gè)驅(qū)動(dòng)槽622以及多個(gè)內(nèi)凹弧面623分別等間距環(huán)狀排列于旋轉(zhuǎn)組件62的周緣側(cè)壁上，且驅(qū)動(dòng)槽622以及內(nèi)凹弧面623可為交錯(cuò)排列。然而，驅(qū)動(dòng)槽622的數(shù)目并不予以限制，舉例而言，可為兩個(gè)、四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)。
[0081]基座61具有一環(huán)形孔611,且環(huán)形孔611的孔壁612凸出于該基座61的一表面613外。而旋轉(zhuǎn)組件62的中心孔621的孔壁6211亦凸出于該旋轉(zhuǎn)組件62的一表面624夕卜，使旋轉(zhuǎn)組件62的中心孔621的孔壁6211可嵌入基座61的環(huán)形孔611內(nèi)而可旋轉(zhuǎn)者。旋轉(zhuǎn)組件62可為一棘輪結(jié)構(gòu)。
[0082]在一實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)槽622可為八個(gè)，相對地內(nèi)凹弧面623亦為八個(gè)，兩相鄰的驅(qū)動(dòng)槽622相隔45度方位角。如圖4所示，一基準(zhǔn)線Al通過旋轉(zhuǎn)組件62的圓心。驅(qū)動(dòng)槽622位于相對于基準(zhǔn)線Al的O度、45度、90度、135度、180度、225度、270度、以及315度的方位角上。于另一實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)槽622可為四個(gè)，相對地內(nèi)凹弧面623亦為四個(gè)，兩相鄰的驅(qū)動(dòng)槽622相隔90度方位角，驅(qū)動(dòng)槽622位于相對于基準(zhǔn)線Al的O度、90度、180度、以及270度的方位角上。
[0083]驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)63包括一驅(qū)動(dòng)組件631、一驅(qū)動(dòng)凸塊632、旋轉(zhuǎn)座633以及一馬達(dá)634。驅(qū)動(dòng)組件631設(shè)有一旋轉(zhuǎn)軸AX1，其中驅(qū)動(dòng)組件631以旋轉(zhuǎn)軸AXl為軸心旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)組件631的周緣側(cè)壁上具有一圓弧區(qū)段6311以及一內(nèi)凹區(qū)段6312。且圓弧區(qū)段6311的形狀(或曲度)對應(yīng)于內(nèi)凹弧面623。內(nèi)凹區(qū)段6312的兩端連接于圓弧區(qū)段6311兩端，且朝向驅(qū)動(dòng)凸塊632。驅(qū)動(dòng)組件631與驅(qū)動(dòng)凸塊632設(shè)置于一旋轉(zhuǎn)座633上，且驅(qū)動(dòng)凸塊632位于驅(qū)動(dòng)組件631的內(nèi)凹區(qū)段6312內(nèi)彼此相對應(yīng)。
[0084]驅(qū)動(dòng)凸塊632可為一柱狀結(jié)構(gòu)，固定垂直于旋轉(zhuǎn)座633上。驅(qū)動(dòng)凸塊632環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸AXl旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)634設(shè)置于基座61下方。馬達(dá)634包括一沿旋轉(zhuǎn)軸AXl突出的驅(qū)動(dòng)軸635。驅(qū)動(dòng)軸635透過基座61并固定于驅(qū)動(dòng)組件631上。馬達(dá)634可以一定速持續(xù)旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件631以及驅(qū)動(dòng)凸塊632同樣以一定速持續(xù)旋轉(zhuǎn)。因此，每當(dāng)驅(qū)動(dòng)組件631旋轉(zhuǎn)至圓弧區(qū)段6311而面對旋轉(zhuǎn)組件62的內(nèi)凹弧面623，旋轉(zhuǎn)組件62不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。而當(dāng)驅(qū)動(dòng)組件631繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至內(nèi)凹區(qū)段6312，而驅(qū)動(dòng)凸塊632會(huì)因轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)組件62的驅(qū)動(dòng)槽622中，進(jìn)而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件62轉(zhuǎn)動(dòng)一段距離，直至驅(qū)動(dòng)凸塊632離開驅(qū)動(dòng)槽622，旋轉(zhuǎn)組件62停止旋轉(zhuǎn)。如此不斷重復(fù)動(dòng)作，旋轉(zhuǎn)組件62即形成間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0085]在一實(shí)施例中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)凸塊632位于驅(qū)動(dòng)槽622內(nèi)時(shí)，驅(qū)動(dòng)凸塊632可驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件62以一旋轉(zhuǎn)軸AX2為圓心間歇性地旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得固定于旋轉(zhuǎn)組件62上的光學(xué)組件23間歇性地旋轉(zhuǎn)，并可精確地靜止于預(yù)定的旋轉(zhuǎn)角度上，在一實(shí)施例中，前述的旋轉(zhuǎn)角度可定義為相對于基準(zhǔn)線Al的O度、90度、180度、以及270度等方位角。另外，所述的旋轉(zhuǎn)軸AXl平行于旋轉(zhuǎn)軸AX2，且旋轉(zhuǎn)組件62的旋轉(zhuǎn)方向與驅(qū)動(dòng)組件631的旋轉(zhuǎn)方向相反。
[0086]于另一實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)凸塊632以及內(nèi)凹區(qū)段6312的數(shù)目可為兩個(gè)以上，可視旋轉(zhuǎn)組件62以及驅(qū)動(dòng)組件631的相對尺寸，以及驅(qū)動(dòng)槽622的數(shù)目作一調(diào)整，并不予以限制。
[0087]指標(biāo)偵測器64設(shè)置于基座61上，且指針組件65固定于旋轉(zhuǎn)組件62上。當(dāng)指針組件65經(jīng)過指針偵測器64時(shí)，指標(biāo)偵測器64產(chǎn)生一信號(hào)。在一實(shí)施例中，指標(biāo)偵測器64可為一 U型結(jié)構(gòu)，指針組件65可為一金屬片，且可為一 Z型結(jié)構(gòu)的金屬片。指針偵測器64產(chǎn)生一磁場，當(dāng)指針組件65經(jīng)過U型結(jié)構(gòu)內(nèi)部時(shí)，磁場產(chǎn)生變化，指標(biāo)偵測器64產(chǎn)生一信號(hào)至數(shù)據(jù)處理模塊70，借以偵測旋轉(zhuǎn)組件62的轉(zhuǎn)速以及光學(xué)組件23的旋轉(zhuǎn)角度?；?1具有一周壁614,并于周壁614上表面上設(shè)置有鎖孔615。而指標(biāo)偵測器64具有一本體641及位于本體641兩側(cè)的固定組件642，固定組件642可使用螺絲固定于鎖孔615內(nèi)固定。因此，指針偵測器64的U型結(jié)構(gòu)為一側(cè)向開口，使旋轉(zhuǎn)組件62上的指針組件65通過開口時(shí)，即產(chǎn)生一信號(hào)至數(shù)據(jù)處理模塊70，借以偵測旋轉(zhuǎn)組件62的轉(zhuǎn)速以及光學(xué)組件23的旋轉(zhuǎn)角度。
[0088]數(shù)據(jù)處理模塊70耦接于光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置60的馬達(dá)634以及指標(biāo)偵測器64，并耦接于影像傳感器50。數(shù)據(jù)處理模塊70可依據(jù)信號(hào)來判斷旋轉(zhuǎn)組件62，并可進(jìn)一步依據(jù)信號(hào)來調(diào)整馬達(dá)634的轉(zhuǎn)速。同時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊70可依據(jù)四個(gè)或八個(gè)驅(qū)動(dòng)槽622進(jìn)而設(shè)定指針組件65通過指針偵測器64的開口時(shí)，即表示已完成四個(gè)或八個(gè)旋轉(zhuǎn)角度或計(jì)算轉(zhuǎn)速。[0089]圖5至圖7為本發(fā)明的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置60俯視圖，其中光學(xué)組件23固定于光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置60，且位于光束的行進(jìn)路線上。在一實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)組件631以一定速且沿一第一旋轉(zhuǎn)方向Rl持續(xù)旋轉(zhuǎn)。于圖4中,驅(qū)動(dòng)組件631沿一第一旋轉(zhuǎn)方向Rl持續(xù)旋轉(zhuǎn),但由于內(nèi)凹弧面623面對驅(qū)動(dòng)組件631的圓弧區(qū)段6311，因此旋轉(zhuǎn)組件62無法相對于驅(qū)動(dòng)組件631旋轉(zhuǎn)，而保持靜止的狀態(tài)。此時(shí)數(shù)據(jù)處理模塊70可驅(qū)動(dòng)影像傳感器50感測照射于影像傳感器50的光束，并形成一影像信號(hào)，影像傳感器50并將前述的影像信號(hào)傳輸于數(shù)據(jù)處理模塊70進(jìn)行處理。
[0090]由于驅(qū)動(dòng)組件631持續(xù)沿旋轉(zhuǎn)方向持續(xù)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)凸塊632轉(zhuǎn)動(dòng)至圖5中的位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)凸塊632位于驅(qū)動(dòng)槽622的開孔，并開始驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件62旋轉(zhuǎn)。于圖5至圖6的過程中，驅(qū)動(dòng)凸塊632位于驅(qū)動(dòng)槽622內(nèi)，且驅(qū)動(dòng)凸塊632由驅(qū)動(dòng)槽622的開孔朝向驅(qū)動(dòng)槽622的底部移動(dòng)，且驅(qū)動(dòng)凸塊632驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件62沿一第二旋轉(zhuǎn)方向R2旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，內(nèi)凹弧面623的端部6231對應(yīng)于驅(qū)動(dòng)組件631的內(nèi)凹區(qū)段6312，因此，旋轉(zhuǎn)組件62的內(nèi)凹弧面623并未被卡固，所以旋轉(zhuǎn)組件62可以轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0091]于圖6至圖7的過程中，驅(qū)動(dòng)凸塊632由驅(qū)動(dòng)槽622的底部朝向驅(qū)動(dòng)槽622的開孔移動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)凸塊632位于如圖7的位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)凸塊632開始脫離驅(qū)動(dòng)槽622，并停止驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件62。此時(shí)，內(nèi)凹弧面623的端部6231面對驅(qū)動(dòng)組件631的圓弧區(qū)段6311，旋轉(zhuǎn)組件62停止旋轉(zhuǎn)。之后，光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置60不斷重復(fù)圖4至圖7的位置，因此可使得，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)63能于持續(xù)旋轉(zhuǎn)的情況下，使光學(xué)組件23間歇性地旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而增加了影像傳感器50感測光束的頻率。
[0092]每當(dāng)光學(xué)組件23于預(yù)定的旋轉(zhuǎn)角度靜止時(shí)，影像傳感器50感測光束，并形成一影像信號(hào)，每一影像信號(hào)可經(jīng)由數(shù)據(jù)處理模塊70形成一影像(微分相位差影像)。在一實(shí)施例中，光學(xué)組件23為一偏振片(于后述的實(shí)施例中光學(xué)組件23可為一檢偏鏡),通過馬達(dá)634的定速旋轉(zhuǎn)，可使光學(xué)組件23間歇旋轉(zhuǎn)，并于相對于基準(zhǔn)線Al的0°、90°、180°、270°等旋轉(zhuǎn)角度上靜止。前述的0°、90°、180°、270°亦可為光學(xué)組件(偏振片)23的偏置(bias)角。因此當(dāng)光學(xué)組件23旋轉(zhuǎn)一周后，數(shù)據(jù)處理模塊70可控制影像傳感器50于偏振片23靜止時(shí)取得四影像。
[0093]前述的四個(gè)影像可為相位差影像。在一實(shí)施例中，可經(jīng)四幅影像處理法將前述四個(gè)相位差影像進(jìn)行計(jì)算，以取得微分相位差信息，再經(jīng)由線積分(linear integration)還原為一原始像位信息，即可將前述的四個(gè)相位差影像合并為物體40的一表面的立體影像，前述的立體影像可包括表面的高度數(shù)值，因此可提供物體表面的測量與分析。
[0094]于另一實(shí)施例中，依據(jù)改變驅(qū)動(dòng)槽622、驅(qū)動(dòng)凸塊632的數(shù)目以及旋轉(zhuǎn)組件62和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)63可于偏振片(光學(xué)組件)23的不同的偏置角取得不同數(shù)目的相位差影像，因此可采用不同的影像處理法進(jìn)行處理。例如于偏置角0°、180°時(shí)取得兩個(gè)微分相位差影像，可利用二幅影像處理法進(jìn)行處理；于又一例子中可采用六幅影像處理法進(jìn)行處理；于又一例子中可采用八幅影像處理法進(jìn)行處理。由于前述的影像處理法均為一已知技術(shù)，在此不多作進(jìn)一步解釋。
[0095]圖8為本發(fā)明的第二實(shí)施例的干涉相位差顯微鏡Ia的示意圖。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的主要差異說明如下。于第二實(shí)施例中，投光鏡組20不包括波片24，而取像鏡組30包括一波片36,位于檢偏鏡34以及分光鏡31之間。[0096]圖9為本發(fā)明的第三實(shí)施例的干涉相位差顯微鏡Ib的示意圖。第三實(shí)施例與第一實(shí)施例的主要差異說明如下。于第三實(shí)施例中，檢偏鏡(光學(xué)組件)34固定于旋轉(zhuǎn)組件62的中心孔621，而非第一實(shí)施例的偏振片23固定于旋轉(zhuǎn)組件62的中心孔621。
[0097]圖10為本發(fā)明的第四實(shí)施例的干涉相位差顯微鏡Ic的示意圖。第四實(shí)施例與第二實(shí)施例的主要差異說明如下。于第三實(shí)施例中，檢偏鏡(光學(xué)組件)34，且固定于旋轉(zhuǎn)組件62的中心孔621。
[0098]圖11為本發(fā)明的第五實(shí)施例的干涉相位差顯微鏡Id的示意圖，其中干涉相位差顯微鏡I為一穿透式顯微鏡，且偏振片(光學(xué)組件)23固定于旋轉(zhuǎn)組件62的中心孔621。第五實(shí)施例與第一實(shí)施例的主要差異說明如下。于第五實(shí)施例中，取像鏡組30不包括分光鏡31，取像鏡組30還包括一反射鏡37 (mirror)、一干涉相位差棱鏡38、以及一聚焦透鏡39 (condenser)。反射鏡37用以改變光束的行進(jìn)方向，亦可選擇不設(shè)置反射鏡37，而將投光鏡組20沿第二排列方向D2排列。反射鏡37 (mirror)、干涉相位差棱鏡38、以及聚焦透鏡39沿第二排列方向D2排列。光束穿過投光鏡組20的波片24后，經(jīng)過反射鏡37、干涉相位差棱鏡38、聚焦透鏡39至物體40，并穿透物體40后，再經(jīng)過物鏡33、干涉相位差棱鏡32、檢偏鏡34、成像鏡35至影像傳感器50。
[0099]圖12為本發(fā)明的第六實(shí)施例的干涉相位差顯微鏡Ie的示意圖。第六實(shí)施例與第五實(shí)施例的主要差異說明如下。于第六實(shí)施例中，投光鏡組20不包括波片24，而取像鏡組30包括一波片36，位于檢偏鏡34以及干涉相位差棱鏡32之間。
[0100]圖13為本發(fā)明的第七實(shí)施例的干涉相位差顯微鏡If的示意圖。第七實(shí)施例與第五實(shí)施例的主要差異說明如下。于第七實(shí)施例中，檢偏鏡(光學(xué)組件)34固定于旋轉(zhuǎn)組件62的中心孔621，而非第五實(shí)施例的偏振片23固定于旋轉(zhuǎn)組件62的中心孔621。
[0101]圖14為本發(fā)明的第八實(shí)施例的干涉相位差顯微鏡Ig的示意圖。第八實(shí)施例與第六實(shí)施例的主要差異說明如下。于第八實(shí)施例中，檢偏鏡(光學(xué)組件)34固定于旋轉(zhuǎn)組件62的中心孔621。
[0102]依據(jù)圖1、以及圖8至圖14的實(shí)施例可知，本發(fā)明的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置60可應(yīng)用于各種反射式或是穿透式干涉相位差顯微鏡，但不以前述所揭露的干涉相位差顯微鏡為限，因此可大幅簡化各式干涉相位差顯微鏡的研發(fā)和制作。
[0103]綜上所述，本發(fā)明的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置可于馬達(dá)持續(xù)地驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件旋轉(zhuǎn)的情況下間歇性地旋轉(zhuǎn)光學(xué)組件。由于馬達(dá)不需間歇性地轉(zhuǎn)動(dòng)，因此可大幅簡化對于馬達(dá)的精確控制，亦可提高馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)速度，減少了整體干涉相位差顯微鏡的檢測時(shí)間。另外，通過旋轉(zhuǎn)組件以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的配合，光學(xué)組件亦可精確的停止于預(yù)定的旋轉(zhuǎn)角度上。
[0104]本發(fā)明雖以各種實(shí)施例揭露如上，然而其僅為范例參考而非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟悉此項(xiàng)技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許的更動(dòng)與潤飾。因此上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，包括: 旋轉(zhuǎn)組件，具有中心孔、多個(gè)驅(qū)動(dòng)槽以及周緣側(cè)壁，其中所述中心孔位于所述旋轉(zhuǎn)組件的中央，所述驅(qū)動(dòng)槽等間距環(huán)狀排列于所述周緣側(cè)壁；以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括； 旋轉(zhuǎn)座； 驅(qū)動(dòng)組件，設(shè)置于該旋轉(zhuǎn)座上； 馬達(dá)，持續(xù)地驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)組件旋轉(zhuǎn)；以及 驅(qū)動(dòng)凸塊，設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)座上； 其中所述光學(xué)組件設(shè)置于所述中心孔，當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)凸塊位于所述驅(qū)動(dòng)槽內(nèi)時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)凸塊推動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)組件，進(jìn)而使所述光學(xué)組件間歇性地旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)槽為兩個(gè)、四個(gè)、六個(gè)或是八個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)組件具有多個(gè)等間距環(huán)狀排列于所述側(cè)壁的內(nèi)凹弧面，且所述多個(gè)內(nèi)凹弧面以及所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)槽交錯(cuò)排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)組件的側(cè)壁具有圓弧區(qū)段，且所述圓弧區(qū)段的形狀對應(yīng)于所述內(nèi)凹弧面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)組件的側(cè)壁具有圓弧區(qū)段以及連接于所述圓弧區(qū)段兩端的內(nèi)凹區(qū)段，且所述內(nèi)凹區(qū)段朝向所述驅(qū)動(dòng)凸塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)組件以第一旋轉(zhuǎn)軸為圓心旋轉(zhuǎn)，所述驅(qū)動(dòng)組件以第二旋轉(zhuǎn)軸為圓心旋轉(zhuǎn)，所述第一旋轉(zhuǎn)軸平行于所述第二旋轉(zhuǎn)軸，且所述旋轉(zhuǎn)組件的旋轉(zhuǎn)方向與所述驅(qū)動(dòng)組件的旋轉(zhuǎn)方向相反。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)組件以及所述馬達(dá)以定速持續(xù)旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，所述光學(xué)組件為偏振片或檢偏鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，還包括指針偵測器以及設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)組件的指針組件，其中當(dāng)所述指針組件經(jīng)過所述指針偵測器時(shí)，所述指針偵測器產(chǎn)生信號(hào)。
10.一種干涉相位差顯微鏡，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置，且所述干涉相位差顯微鏡還包括: 光源，產(chǎn)生光束，且所述的光束沿一行進(jìn)路線行進(jìn)； 光學(xué)組件，設(shè)置于所述光學(xué)旋轉(zhuǎn)裝置的所述中心孔，且位于所述行進(jìn)路線上； 物體，位于所述行進(jìn)路線上； 影像傳感器，位于所述行進(jìn)路線 上；以及 干涉相位差棱鏡，位于所述物體以及所述影像傳感器之間； 其中每當(dāng)所述光學(xué)組件靜止時(shí)，所述影像傳感器感測到所述光束，并形成影像信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的干涉相位差顯微鏡，其特征在于，還包括偏振片，位于所述行進(jìn)路線上，其中所述偏振片鄰近于所述光源，且所述光學(xué)組件為檢偏鏡，鄰近于所述影像傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的干涉相位差顯微鏡，其特征在于，還包括檢偏鏡，位于所述行進(jìn)路線上，其中所述光學(xué)組件為偏振片，鄰近于所述光源，且所述檢偏鏡鄰近于所述影像傳感器。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的干涉相位差顯微鏡，其特征在于，所述干涉相位差顯微鏡為反射式顯微鏡，還包括分光鏡，位于所述影像傳感器以及所述干涉相位差棱鏡之間，其中所述光束被所述物體反射。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的干涉相位差顯微鏡，其特征在于，所述干涉相位差顯微鏡為穿透式顯微鏡，其中所 述光束穿透所述物體。
【文檔編號(hào)】G02B26/06GK103809284SQ201210505467
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月7日
【發(fā)明者】劉定坤, 余昇剛 申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院