專利名稱：：偵測待測物表面的輪廓的測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于一種偵測待測物表面輪廓的測量方法，尤指利用干涉波包峰值偵測法，能有效分辨出干涉波包，偵測待測物表面輪廓的測量方法。
背景技術(shù)：
：在顯示器面板、印刷電路板、半導體等產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)中，為了產(chǎn)品效能及品質(zhì)的維護，在研發(fā)的過程中或是在制造的品管上，是需要有多種偵測方式來偵測上述產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品(后稱待測物)的種種物理及化學特性，其中，偵測這些待測物表面的輪廓，也是一項極重要的測量。請參閱圖1,圖1是已知技術(shù)的光測裝置02測量待測物04表面輪廓的示意圖。針對偵測這些待測物04表面的輪廓，美國第5633715號專利揭露了一種干涉波包峰值偵測法的測量技術(shù)，利用一個光測裝置02產(chǎn)生白光的光線L照射并掃描待測物04表面，接著，光測裝置02對應該光線L，由光測裝置02的影像傳感器03接收反射自待測物04表面的反射光Lr,并將此反射光Lr光強度的光信號轉(zhuǎn)換為相對應的電信號，以便于供后續(xù)相關(guān)電子設(shè)備對本發(fā)明的測量方法進行處理。在同一個待測物04表面的相同位置，改變光測裝置02與待測物04表面垂直方向的相對位置可以產(chǎn)生復數(shù)個光程差(OPD)。其中，改變所述的相對位置，可以通過直接移動待測物04表面，或是移動光測裝置02中的透鏡組05，來改變待測物04表面與光測裝置02間的相對位置。所述復數(shù)個光程差中的每一個光程差分別對應一個光強度(I),從該復數(shù)個光程差中，取樣所對應該反射光Lr的光強度最大者的光程差，以作為一標準光程差。所以，待測物04表面的每一個不同的位置都有一個相對應的標準光程差，通過這些標準光程差可以對應組合出待測物04表面輪廓的請參閱圖2，圖2是已知技術(shù)同一待測物04表面位置所產(chǎn)生波紋10的關(guān)系圖。在待測物04表面的同一點位置，利用復數(shù)個光程差與相對應的光強度的關(guān)系，可以產(chǎn)生一個波紋10的對應圖標。波紋10分為至少一干涉波包(envelope)10A以及至少一非干涉波紋10B,干涉波包10A是對應待測物04表面的輪廓以產(chǎn)生，觀察者只要由關(guān)系圖中選取最大反射光Lr的光強度Imax，所對應即為標準光程差12(此位置的波紋IO可稱為峰值Vp)。請參閱圖3，圖3是已知技術(shù)多個干涉波包IOA的關(guān)系圖。然而，當待測物04表面有鍍膜時，常常發(fā)現(xiàn)所偵測出的千涉波包10A不只一個，特別如顯示器面板或顯示器面板中各項元件的偵測，如彩色濾光片，因為所述待測物04表面可能有透明的層狀表面，因此產(chǎn)生如關(guān)系圖中多個干涉波包IOA。但是，已知技術(shù)將此多個干涉波包10A均同時視為有效，也就是當作一個干涉波包10Ae來進行處理，通過一階導數(shù)取平方來運算，所計算出干涉波包10Ae的峰值Vpe與實際不符。其計算僅得一個峰值Vpe，對應出一個錯誤的標準光程差12e，而實際上，是2個、3個、甚至更多峰值Vp,是應該分別對應出多個標準光程差12，結(jié)果產(chǎn)生誤判。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種以干涉波包峰值偵測法偵測待測物表面輪廓的測量方法，在該測量方法中利用門檻值范圍對比波紋，能有效分辨出不同的的干涉波包，以解決上述問題。本發(fā)明是關(guān)于一種利用一干涉波包峰值偵測法(coherenceenvelopepeakdetection)偵測一待測物表面的輪廊的測量方法，該干涉波包峰值偵測法是利用一光測裝置偵測該待測物面的輪廓以產(chǎn)生一波紋。該波紋是復數(shù)個光程差與相對應的光強度的關(guān)系，該波紋分為至少一千涉波包以及至少一非干涉波紋，該干涉波包對應該待測物表面的輪廓以產(chǎn)生。該測量方法包含下列步驟首先，于該非千涉波紋，以一預定的間隔，接連選取一預定數(shù)量的復數(shù)組光程差作為復數(shù)個樣本光程差。接著，計算所述預定數(shù)量的樣本光程差所對應所述光強度的平均值，并計算所述預定數(shù)量的樣本光程差所對應所述光強度的標準差。接著，計算一門檻值范圍，該門檻值范圍是介于該平均值加以及減該標準差。最后，判斷該波紋中所對應的復數(shù)個光強度，在該門檻值范圍外且連續(xù)的光強度所對應的波紋，為一個所述的干涉波包。因此，通過本發(fā)明利用干涉波包峰值偵測法偵測待測物表面輪廓的測量方法，在該測量方法中利用非干涉波紋產(chǎn)生特有的門檻值范圍，利用該門檻值范圍對比波紋，即能有效分辨出不同的干涉波包。進一步，選取正確的干涉波包的峰值，即使在待測物表面有透明薄膜的狀態(tài)，也不至于誤判待測物表面的輪廓。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。圖1為已知技術(shù)光測裝置測量待測物表面輪廓的示意圖；圖2為已知技術(shù)同一待測物表面位置所產(chǎn)生波紋的關(guān)系圖；圖3為已知技術(shù)多個干涉波包的關(guān)系圖；圖4為本發(fā)明所參考波紋的關(guān)系圖；圖5為本發(fā)明測量方法的流程圖；以及圖6為本發(fā)明測量方法的更進一步流程圖。主要組件符號說明光測裝置02影像傳感器03待測物04透鏡組05光線L反射光Lr波紋10千涉波包10A、10Ae非干涉波紋10B峰值Vp、Vpe標準差Sn安全系數(shù)N標準光程差12、12e平均值A(chǔ)v門榲值Vas具體實施方式本發(fā)明的測量方法所利用的光測裝置02，是如圖l所述光測裝置02—樣，所利用的偵測法也是一種干涉波包峰值偵測法。即以光測裝置02產(chǎn)生光線L照射以及掃描待測物04表面，傳統(tǒng)方法習慣以白光(whitelight)的光線L照射，白光屬于低同調(diào)(coherence)光源，同調(diào)長度(coherencelength)短，只在有限的一個小范圍光程差變化內(nèi)能觀察到干涉(interference)現(xiàn)象，而本發(fā)明的光線L不限于白光。接著，光測裝置02對應光線L，由光測裝置02的影像傳感器03接收反射自待測物04表面的反射光Lr，并將此反射光Lr的光強度(intensity)的光信號轉(zhuǎn)換為相對應的電信號，以便于供后續(xù)相關(guān)電子設(shè)備對本發(fā)明的測量方法進行處理。在相同的待測物04表面位置，改變光測裝置02與待測物04表面垂直方向的相對位置，以產(chǎn)生所述的復數(shù)個光程差。其中，可以移動待測物04表面，來改變待測物04表面與光測裝置02間的相對位置，以產(chǎn)生所述光程差?；蛘呤?，移動光測裝置02中的透鏡組05,來改變待測物04表面與光測裝置02間的相對位置，以產(chǎn)生所述光程差。實務上依操作者的狀況而執(zhí)行。如圖2，所述光程差中的每一個光程差分別對應一個光強度，從該復數(shù)個光程差中，取樣所對應反射光Lr的光強度最大的光程差以作為一標準光程差12(此位置的波紋10可稱為峰值Vp)。進一步說明，標準光程差12為干涉波包10A中，最大光強度所對應的光程差。通過對待測物04表面每一個位置偵測出峰值Vp，也就是通過對待測物04表面每一個位置偵測反射光Lr的最大光強度，可得到復數(shù)個標準光程差12,利用這些標準光程差12就可以對應出待測物04表面上每一點的高度，進而可以組合出待測物04表面的輪廓。請同時參閱圖4以及圖5，圖4是本發(fā)明所參考波紋10的關(guān)系圖。圖5是本發(fā)明測量方法的流程圖。本發(fā)明是關(guān)于一種利用一干涉波包峰值偵測法如前述，該干涉波包峰值偵測法是利用光測裝置02偵測待測物04表面同一位置的輪廓以產(chǎn)生一波紋10。波紋10為復數(shù)個光程差與相對應的光強度的關(guān)系，波紋IO分為至少一干涉波包10A以及至少一非干涉波紋10B,干涉波包IOA是對應待測物04表面的輪廊以產(chǎn)生。該測量方法包含下列步驟步驟S02:在非干涉波紋10B，以一預定的間隔，接連選取一預定數(shù)量的復數(shù)組光程差作為復數(shù)個樣本光程差。步驟S04:計算所述預定數(shù)量的樣本光程差所對應所述光強度的平均值A(chǔ)v，并計算所述預定數(shù)量的樣本光程差所對應所述光強度的標準差(standarddeviation)Sn。步驟S06:計算一門檻值(threshold)Vas范圍，該門檻值Vas范圍是介于平均值A(chǔ)v加以及減標準差Sn，以數(shù)學式表示如下(Av-Sn)<Vas<(Av+Sn)。步驟S08:判斷波紋10中所對應的復數(shù)個光強度，在該門檻值Vas范圍外且連續(xù)的光強度所對應的波紋10，為一個所述的千涉波包IOA。進一步，更理想的方式請根據(jù)圖4并參閱圖6，圖6是本發(fā)明測量方法的更進一步流程圖，該測量方法包含下列步驟步驟S12:在非干涉波紋10B，以一預定的間隔，接連選取一預定數(shù)量的復數(shù)組光程差作為復數(shù)個樣本光程差。步驟S14:計算所述預定數(shù)量的樣本光程差所對應所述光強度的平均值A(chǔ)v，并計算所述預定數(shù)量的樣本光程差所對應所述光強度的標準差Sn。步驟S16:定義一安全系數(shù)N。步驟S18:計算一門檻值Vas范圍，該門檻值Vas范圍是介于平均值A(chǔ)v加以及減安全系數(shù)N乘以標準差Sn，以數(shù)學式表示如下N(Av-Sn)<Vas<N(Av+Sn)。步驟S20:判斷波紋10中所對應的復數(shù)個光強度，在該門檻值Vas范圍外且連續(xù)的光強度所對應的波纟文10,為一個所述的干涉波包IOA。如此，圖6實施例的步驟較圖5增加安全系數(shù)，使得門檻值Vas范圍較有調(diào)整的彈性，也能選取較適合的門檻值Vas范圍，使更能精確的偵測分辨出每一個不相關(guān)聯(lián)且獨立的干涉波包10A,后續(xù)，再由觀測人員通過其他原則選取他所要的干涉波包IOA，來繪出他所要的待測物04表面輪廓。請同時參閱圖4以及表一，以一實驗實施例來進行說明。表一是圖四的波紋10所呈現(xiàn)的光強度，連續(xù)的序號即為在波紋10上以預定的間隔，接連選取的復數(shù)組樣本光程差。在序號1~10的非干涉波紋10B中，以此10組光程差作為樣本光程差來計算(如圖5步驟S02及圖6步驟S12所言，所述預定數(shù)量在此即為10)。所以，所計算出光強度的平均值為90,所計算出的標準差為1.35。假設(shè)安全系數(shù)為3，則，門檻值范圍是介于85.5-94.5。表一圖四波紋的光強度表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>以此門搵值Vas范圍85.5~94.5對比所有波紋10的光程差后，發(fā)現(xiàn)，序號19~35樣本光程差的光強度以及序號52~63樣本光程差的光強度是在門檻值Vas范圍之外，也就是說發(fā)現(xiàn)了序號19-35以及序號52~63兩組干涉波包IOA。在實務上是表示此光測裝置02測量到待測物04表面有兩個不同的輪廓表現(xiàn)，通常，位置較高者可能是一個透明鍍膜或透明層，而操作者明確了解多個干涉波包10A后，可以明確依據(jù)所要的干涉波包IOA取樣，經(jīng)由前述取峰值Vp的方式，以測得最精確的待測物04表面輪廓。總之，本發(fā)明是一種利用干涉波包峰值偵測法偵測待測物表面的輪廓的測量方法，其是利用光測裝置偵測待測物表面的輪廓以產(chǎn)生波紋，波紋分為非干涉波紋以及干涉波包，先在非干涉波紋中接連選取復數(shù)個樣本光程差。接著計算所述樣本光程差所對應光強度的平均值以及標準差，即得范圍介于平均值加以及減標準差之間的門檻值范圍。最后判斷波紋中所對應的復數(shù)個光強度，在該門樣值范圍外且連續(xù)的光強度所對應的波紋，即為一個千涉波包。因此，通過本發(fā)明利用干涉波包峰值偵測法偵測待測物04表面輪廓的測量方法，在該測量方法中利用非干涉波紋10B產(chǎn)生特有的門檻值Vas范圍，利用該門檻值Vas范圍對比波紋10,即能有效分辨出不同的干涉波包10A。進一步，以正確的干涉波包IOA的峰值Vp，即使在待測物04表面有透明薄膜的狀態(tài)，也不至于誤判待測物04表面的輪廓。再者，以門檻值Vas范圍對比波紋IO,能適用于種種不同的光源(不限于白光)、種種不同的待測物的材質(zhì)，并且不需等待光測裝置02完全掃描待測物04完成，而即能作及時(realtime)的計算。通過以上較佳具體實施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具有相等性的安排于本發(fā)明所^l申請的專利范圍的范疇內(nèi)。權(quán)利要求1.一種利用一干涉波包峰值偵測法偵測一待測物表面的輪廓的測量方法，該干涉波包峰值偵測法是利用一光測裝置偵測該待測物表面的輪廓以產(chǎn)生一波紋，該波紋為復數(shù)個光程差與相對應的光強度的關(guān)系，該波紋分為至少一干涉波包以及至少一非干涉波紋，該干涉波包是對應該待測物表面的輪廓以產(chǎn)生，其特征在于，該測量方法包含下列步驟在該非干涉波紋，以一預定的間隔，接連選取一預定數(shù)量的復數(shù)組光程差作為復數(shù)個樣本光程差；計算所述預定數(shù)量的樣本光程差所對應所述光強度的平均值，并計算所述預定數(shù)量的樣本光程差所對應所述光強度的標準差；計算一門檻值范圍，該門檻值范圍是介于該平均值加以及減該標準差；以及判斷該波紋中所對應的復數(shù)個光強度，在該門檻值范圍外且連續(xù)的光強度所對應的波紋，為一個所述的干涉波包。2、如權(quán)利要求l所述的測量方法，其特征在于，該測量方法還包含下列步驟定義一安全系數(shù)；以及計算一門檻值范圍，該門檻值范圍是介于該平均值加以及減該安全系數(shù)乘以該標準差。3、如權(quán)利要求l所述的測量方法，其特征在于，所述干涉波包峰值偵測法是以該光測裝置產(chǎn)生一光線照射該待測物表面，接著該光測裝置接收對應該光線來自該待測物表面的反射光以產(chǎn)生光強度，改變該光測裝置與該待測物表面的相對位置以產(chǎn)生所述的復數(shù)個光程差，所述光程差中的每一個光程差分別對應一個光強度，從該復數(shù)個光程差中，取樣所對應該反射光的光強度最大的光程差以作為一標準光程差，通過該標準光程差以對應出該待測物表面的輪廓的高度。4、如權(quán)利要求3所述的測量方法，其特征在于，所述標準光程差為該干涉波包中，最大光強度所對應的光程差。5、如權(quán)利要求3所述的測量方法，其特征在于，所述反射光的光強度，是通過該光測裝置的影像傳感器將該反射光的光信號轉(zhuǎn)換為相對應的電信6、如權(quán)利要求3所述的測量方法，其特征在于，所述干涉波包峰值偵測法是移動該待測物表面，來改變該待測物表面與該光測裝置間的相對位置，以產(chǎn)生所述光程差。7、如權(quán)利要求3所述的測量方法，其特征在于，所述干涉波包峰值偵測法是移動該光測裝置中的透鏡組，來改變該待測物表面與該光測裝置間的相對位置，以產(chǎn)生所述光程差。全文摘要本發(fā)明提供一種偵測待測物表面的輪廓的測量方法，尤其是有關(guān)于一種利用干涉波包峰值偵測法偵測待測物表面的輪廓的測量方法。利用光測裝置偵測待測物表面的輪廓以產(chǎn)生波紋，波紋分為非干涉波紋以及干涉波包，先在非干涉波紋中接連選取復數(shù)個樣本光程差。接著計算所述樣本光程差所對應光強度的平均值以及標準差，即得范圍介于平均值加以及減標準差之間的門檻值范圍。最后判斷波紋中所對應的復數(shù)個光強度，在該門檻值范圍外且連續(xù)的光強度所對應的波紋，即為一個干涉波包。通過本發(fā)明，可以有效分辨出不同的干涉波包，而選取正確的干涉波包的峰值，即使在待測物表面有透明薄膜的狀態(tài)，也不至于誤判待測物表面的輪廓。文檔編號G01B11/24GK101245993SQ20071007912公開日2008年8月20日申請日期2007年2月13日優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日發(fā)明者王幰彰申請人:宏瀨科技股份有限公司