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CN106289521A - 亮度校正方法及光学检测系统 - Google Patents

亮度校正方法及光学检测系统 Download PDF

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CN106289521A
CN106289521A CN201510390024.7A CN201510390024A CN106289521A CN 106289521 A CN106289521 A CN 106289521A CN 201510390024 A CN201510390024 A CN 201510390024A CN 106289521 A CN106289521 A CN 106289521A
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Abstract

一种亮度校正方法及光学检测系统。亮度校正方法应用于光学检测系统中。光学检测系统包含单光源照射器以及探针卡。单光源照射器用以朝向探针卡照射。探针卡具有多个检测位置。亮度校正方法包含：以感测芯片透过多个扩散片其中之一依序在检测位置量测亮度；以感测芯片在检测位置其中之一依序量测扩散片的透明度；以及筛选透明度中较大者所对应的扩散片并分别设置于亮度中较小者所对应的检测位置上方，并筛选透明度中较小者所对应的扩散片并分别设置于亮度中较大者所对应的检测位置上方。借此，根据本发明的亮度校正方法所制造的光学检测系统将可有效地降低光源均匀度、扩散片偏差度与不同检测位置所造成的检测偏差。

Description

亮度校正方法及光学检测系统
技术领域
本发明是有关于一种亮度校正方法以及光学检测系统。
背景技术
已知的光学检测系统所使用的单光源照射器通常会有均匀性问题。正常来说，单光源照射器所照射的光线在中央部分的光强度会大于外围部分的光强度。若已知的光学检测系统所使用的探针卡为多待测物(multi-DUT)探针卡，则探针卡的每一个检测位置所接收到的光线的亮度将不尽相同。为了解决此问题，已知的光学检测系统是进一步在每一检测位置上方设置扩散片，以使光线均匀化。
然而，扩散片之间往往也会有表现上的差异(例如透明度上的差异)，这取决于制程上的均匀性或批与批之间的偏差。除了上述光源均匀度与扩散片偏差度等两因素之外，若再结合一些边界条件(boundary criteria)，将可能使得在不同检测位置的检测结果差异更大，而目前也没有一套可行的规则用来解决此问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的一目的在于提出一种可有效解决上述问题的亮度校正方法以及光学检测系统。
为了达到上述目的，依据本发明的一实施方式，一种亮度校正方法应用于光学检测系统中。光学检测系统包含单光源照射器以及探针卡。单光源照射器用以朝向探针卡照射。探针卡具有多个检测位置。亮度校正方法包含：以感测芯片透过多个扩散片其中之一依序在检测位置量测亮度；以感测芯片在检测位置其中之一依序量测扩散片的透明度；以及筛选透明度中较大者所对应的扩散片并分别设置于亮度中较小者所对应的检测位置上方，并筛选透明度中较小者所对应的扩散片并分别设置于亮度中较大者所对应的检测位置上方。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的亮度校正方法还包含：计算亮度的均匀度比值；计算透明度的透明度平均值；分别计算透明度相对于透明度平均值的偏差度比值；以及摒弃偏差度比值的绝对值中大于均匀度比值者所对应的扩散片。
于本发明的一或多个实施方式中，上述筛选并设置扩散片的步骤还包含：计算亮度的亮度平均值；计算透明度的透明度平均值；以及筛选透明度中大于透明度平均值者所对应的扩散片并分别设置于亮度中小于亮度平均值者所对应的检测位置上方，并筛选透明度中小于透明度平均值者所对应的扩散片并分别设置于亮度中大于亮度平均值者所对应的检测位置上方。
于本发明的一或多个实施方式中，上述筛选并设置扩散片的步骤还包含：计算亮度的亮度平均值；将透明度由大到小均分为M个透明度群组，其中M为2的倍数；以及筛选透明度群组中排序第N个者所对应的扩散片并分别设置于亮度中小于亮度平均值者所对应的检测位置上方，并筛选透明度群组中排序第N+M/2个者所对应的扩散片并分别设置于亮度中大于亮度平均值者所对应的检测位置上方，其中N为小于等于M/2的正整数。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的亮度具有均匀度比值，并且第N个透明度群组的上限值与第N+M/2个透明度群组的下限值的差值是等于或小于均匀度比值的两倍。
依据本发明的另一实施方式，一种光学检测系统包含探针卡、多个扩散片以及单光源照射器。探针卡具有多个检测位置。扩散片分别设置于检测位置上方，其中扩散片分别具有多个透明度。单光源照射器用以朝向探针卡照射，使得照射至扩散片的光线分别具有多个亮度。亮度中较小者所对应的扩散片的透明度较大，并且亮度中较大者所对应的扩散片的透明度较小。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的亮度具有均匀度比值。透明度具有透明度平均值。每一透明度相对于透明度平均值具有偏差度比值，并且偏差度比值的绝对值是等于或小于均匀度比值。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的亮度具有亮度平均值。透明度具有透明度平均值。亮度中小于亮度平均值者所对应的扩散片的透明度是大于透明度平均值，并且亮度中大于亮度平均值者所对应的扩散片的透明度是小于透明度平均值。
于本发明的一或多个实施方式中，上述的亮度具有亮度平均值。透明度由大到小均分为M个透明度群组，M为2的倍数。亮度中小于亮度平均值者所对应的扩散片的透明度是位于透明度群组中排序第N个者中，亮度中大于亮度平均值者所对应的扩散片的透明度是位于透明度群组中排序第N+M/2个者中，并且N为小于等于M/2的正整数。
综上所述，本发明的亮度校正方法实质上是将透明度较大的扩散片设置于亮度较小的检测位置上方，并将透明度较小的扩散片设置于亮度较大的检测位置上方。换言之，本发明的亮度校正方法是对如何筛选扩散片以及如何排列扩散片的位置提出了一套规则，借以有效地透过补偿的方式将单光源照射器的光源均匀度问题最小化。借此，根据本发明的亮度校正方法所制造的光学检测系统将可有效地降低光源均匀度、扩散片偏差度与不同检测位置所造成的检测偏差。
以上所述仅是用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1为绘示本发明一实施方式的光学检测系统的示意图；
图2A为绘示本发明一实施方式的亮度校正方法的流程图；
图2B为绘示本发明另一实施方式的亮度校正方法的子流程图；
图2C为绘示本发明另一实施方式的亮度校正方法的子流程图；
图2D为绘示本发明另一实施方式的亮度校正方法的子流程图；
图3为绘示各扩散片的透明度相对于透明度平均值的偏差度比值的图表。
图4为绘示图1中的探针卡的示意图。
具体实施方式
以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
请参照图1，其为绘示本发明一实施方式的光学检测系统1的示意图。
如图1所示，于本实施方式中，光学检测系统1包含主机10、单光源照射器11、探针卡12以及多个扩散片13。探针卡12具有多个检测位置120，且扩散片13分别设置于检测位置120(即分别位于扩散片13下方的位置)上方。每一检测位置120用以电性连接感测芯片(图未示)，借以检测感测芯片的电性或光学特性。因制程上的均匀性或批与批之间的偏差，这些扩散片13分别具有多个透明度。单光源照射器11包含光源110以及检测头111。检测头111设置于光源110与探针卡12之间，且检测头111内设置有至少一透镜(图未示)，借以将光源110所发出的点光源尽可能转化成面光源。正常来说，单光源照射器11照射至探针卡12的光线会有均匀性上的偏差(例如在中央部分的光强度会大于外围部分的光强度)，因此在朝向探针卡12照射之后，会使得照射至扩散片13的光线分别具有多个亮度。主机10是电性连接单光源照射器11与探针卡12，用以控制单光源照射器11的光源110发光，并用以接收探针卡12的检测结果。特别来说，本发明的光学检测系统1可利用图2A所示的亮度校正方法进行校正，以降低光源均匀度、扩散片偏差度与不同检测位置120所造成的检测偏差。
请参照图2A，其为绘示本发明一实施方式的亮度校正方法的流程图。如图2A所示，并配合参照图1，本实施方式的亮度校正方法至少包含步骤S100～S102，如下所示。
步骤S100：以感测芯片透过多个扩散片13其中之一依序在检测位置120量测亮度。
于此步骤中，可先由多个扩散片13中任意挑选一个扩散片13，再以同一感测芯片透过被挑选的扩散片13依序在各个检测位置120量测亮度，且感测结果可经由探针卡12回传至主机10。为了量测各个检测位置120的亮度，此感测芯片为感光芯片(photosensitive chip)。
步骤S101：以感测芯片在检测位置120其中之一依序量测扩散片13的透明度。
于此步骤中，可先由多个检测位置120中任意挑选一个检测位置120，再以同一感测芯片在所挑选的检测位置120依序量测各个扩散片13的透明度。
步骤S102：筛选透明度中较大者所对应的扩散片13并分别设置于亮度中较小者所对应的检测位置120上方，并筛选透明度中较小者所对应的扩散片13并分别设置于亮度中较大者所对应的检测位置120上方。
因此，通过步骤S102，即可使亮度中较小者所对应的扩散片13的透明度较大，并且亮度中较大者所对应的扩散片13的透明度较小，进而有效地透过补偿的方式将单光源照射器11的光源均匀度问题最小化。
从另一方面来看，对于本发明的光学检测系统1来说，照射至扩散片13的光线分别具有多个亮度，且这些扩散片13也分别具有多个透明度。亮度中较小者所对应的扩散片13的透明度较大，并且亮度中较大者所对应的扩散片13的透明度较小。
请参照图2B，其为绘示本发明另一实施方式的亮度校正方法的子流程图。如图2A与图2B所示，于本实施方式中，在图2A中的步骤S101与步骤102之间，亮度校正方法还可进一步包含图2B所示的步骤S103a～S103d，如下所示。
步骤S103a：计算亮度的均匀度比值L1。
在此步骤中，亮度的均匀度比值L1为(Bmax-Bmin)/(Bmax+Bmin)，其中Bmax为步骤S100中所量测的亮度中最大者，而Bmin为步骤S100中所量测的亮度中最小者。
步骤S103b：计算透明度的透明度平均值Tavg。
步骤S103c：分别计算透明度相对于透明度平均值Tavg的偏差度比值U1。
在此步骤中，每一透明度相对于透明度平均值Tavg的偏差度比值U1为(T-Tavg)/Tavg。
步骤S103d：摒弃偏差度比值的绝对值中大于均匀度比值者所对应的扩散片13。
举例来说，请参照图3，其为绘示各扩散片13的透明度相对于透明度平均值的偏差度比值的图表。若步骤S103a中所计算的均匀度比值L1为3％，则根据步骤S103d，偏差度比值U1的绝对值中大于均匀度比值L1(即偏差度比值U1大于3％或小于-3％)的扩散片13是编号为第23、26、39与40号的扩散片13，而这些将被事先摒弃。借此，在后续筛选并设置扩散片13的步骤(即步骤S102)中，扩散片偏差度的范围将可与光源均匀度的范围相匹配，使得被筛选的扩散片13不会产生过度补偿的问题。
从另一方面来看，对于本发明的光学检测系统1来说，照射至扩散片13的光线的亮度具有均匀度比值L2。扩散片13的透明度具有透明度平均值Tavg。每一透明度相对于透明度平均值Tavg具有偏差度比值U2，并且偏差度比值U2的绝对值是等于或小于均匀度比值L2。
请参照图2C，其为绘示本发明另一实施方式的亮度校正方法的子流程图。如图2A与图2C所示，于本实施方式中，图2A中的步骤S102可进一步替换为图2C所示的步骤S104a～S104c，如下所示。
步骤S104a：计算亮度的亮度平均值B1avg。
步骤S104b：计算透明度的透明度平均值Tavg。
步骤S104c：筛选透明度中大于透明度平均值Tavg者所对应的扩散片13并分别设置于亮度中小于亮度平均值B1avg者所对应的检测位置120上方，并筛选透明度中小于透明度平均值Tavg者所对应的扩散片13并分别设置于亮度中大于亮度平均值B1avg者所对应的检测位置120上方。
然而，本发明并不以此为限。于实际应用中，探针卡12的检测位置120的亮度可进一步均分为K个亮度群组，而扩散片13的透明度也可均分为K个透明度群组，其中K为大于2的整数。则由暗至亮排序的亮度群组所对应的检测位置120，即可分别从由大至小排序的透明度群组中挑选扩散片13来设置。
通过上述步骤S104a～S104c，即可使亮度中较小者所对应的扩散片13的透明度较大，并且亮度中较大者所对应的扩散片13的透明度较小，进而有效地透过补偿的方式将单光源照射器11的光源均匀度问题最小化。
从另一方面来看，对于本发明的光学检测系统1来说，照射至扩散片13的光线的亮度具有亮度平均值B2avg。扩散片13的透明度具有透明度平均值Tavg。亮度中小于亮度平均值B2avg者所对应的扩散片13的透明度是大于透明度平均值Tavg，并且亮度中大于亮度平均值B2avg者所对应的扩散片13的透明度是小于透明度平均值Tavg。
另外要注意的是，于一实施方式中，若在步骤S101与步骤102之间已执行了步骤S103b，则步骤S104b可省略。
请参照图2D，其为绘示本发明另一实施方式的亮度校正方法的子流程图。如图2A与图2D所示，于本实施方式中，图2A中的步骤S102也可进一步替换为图2D所示的步骤S105a～S105c，如下所示。
步骤S105a：计算亮度的亮度平均值B1avg。
步骤S105b：将透明度由大到小均分为M个透明度群组，其中M为2的倍数。
在此步骤中，并配合参照图3，这些扩散片13的透明度由大到小是均分为四个透明度群组G1、G2、G3与G4，且每一透明群组的范围为1.5％，然而本发明并不以此为限。
步骤S105c：筛选透明度群组中排序第N个者所对应的扩散片13并分别设置于亮度中小于亮度平均值B1avg者所对应的检测位置120上方，并筛选透明度群组中排序第N+M/2个者所对应的扩散片13并分别设置于亮度中大于亮度平均值者B1avg所对应的检测位置120上方，其中N为小于等于M/2的正整数。
举例来说，请参照图4，其为绘示图1中的探针卡12的示意图。如图所示，于本实施方式中，在探针卡12中央的检测位置120(即编号为C2、C3、C6及C7的检测位置120)的亮度大于亮度平均值者B1avg，而在探针卡12两侧的检测位置120(即编号为C1、C4、C5及C8的检测位置120)的亮度小于亮度平均值者B1avg，则根据步骤S105c，可筛选透明度群组G1所对应的扩散片13并分别设置于探针卡12两侧的检测位置120上方，并可筛选透明度群组G3所对应的扩散片13并分别设置于探针卡12中央的检测位置120上方。
可替代地，于另一实施方式中，根据步骤S105c，亦可筛选透明度群组G2所对应的扩散片13并分别设置于探针卡12两侧的检测位置120上方，并可筛选透明度群组G4所对应的扩散片13并分别设置于探针卡12中央的检测位置120上方。
于一实施方式中，第N个透明度群组的上限值与第N+M/2个透明度群组的下限值的差值是等于或小于均匀度比值的两倍。举例来说，如图3所示，均匀度比值L1为3％，则透明度群组G1～G4的上限值与下限值之间的差值即为6％。
然而，本发明并不以此为限。于实际应用中，探针卡12的检测位置120的亮度可进一步均分为K个亮度群组，而扩散片13的透明度可均分为P个透明度群组，其中K为大于2的整数，而P为K的倍数。则由暗至亮排序的亮度群组所对应的检测位置120，即可分别从由大至小排序的透明度群组中排序第Q个、第Q+P/K个…第Q+(K-1)P/K个透明度群组中挑选扩散片13来设置，其中Q为为小于等于P/K的正整数。
举例来说，探针卡12的检测位置120的亮度可进一步均分为3个亮度群组，而扩散片13的透明度可均分为6个透明度群组。则由暗至亮排序的亮度群组所对应的检测位置120，即可分别从由大至小排序的透明度群组中排序第1个、第3个及第5个透明度群组中挑选扩散片13来设置。或者可替代地，可分别从由大至小排序的透明度群组中排序第2个、第4个及第6个透明度群组中挑选扩散片13来设置。
通过上述步骤S105a～S105c，同样可使亮度中较小者所对应的扩散片13的透明度较大，并且亮度中较大者所对应的扩散片13的透明度较小，进而有效地透过补偿的方式将单光源照射器11的光源均匀度问题最小化。
从另一方面来看，对于本发明的光学检测系统1来说，照射至扩散片13的光线的亮度具有亮度平均值B2avg。扩散片13的透明度由大到小均分为M个透明度群组，M为2的倍数。亮度中小于亮度平均值B2avg者所对应的扩散片13的透明度是位于透明度群组中排序第N个者中，亮度中大于亮度平均值B2avg者所对应的扩散片13的透明度是位于透明度群组中排序第N+M/2个者中，并且N为小于等于M/2的正整数。
由以上对于本发明的具体实施方式的详述，可以明显地看出，本发明的亮度校正方法实质上是将透明度较大的扩散片设置于亮度较小的检测位置上方，并将透明度较小的扩散片设置于亮度较大的检测位置上方。换言之，本发明的亮度校正方法是对如何筛选扩散片以及如何排列扩散片的位置提出了一套规则，借以有效地透过补偿的方式将单光源照射器的光源均匀度问题最小化。借此，根据本发明的亮度校正方法所制造的光学检测系统将可有效地降低光源均匀度、扩散片偏差度与不同检测位置所造成的检测偏差。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并不用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种亮度校正方法，其特征在于，应用于一光学检测系统中，该光学检测系统包含一单光源照射器以及一探针卡，该单光源照射器用以朝向该探针卡照射，该探针卡具有多个检测位置，该亮度校正方法包含：
以一感测芯片透过多个扩散片其中之一依序在所述检测位置量测亮度；
以该感测芯片在所述检测位置其中之一依序量测所述扩散片的透明度；以及
筛选所述透明度中较大者所对应的所述扩散片并分别设置于所述亮度中较小者所对应的所述检测位置上方，并筛选所述透明度中较小者所对应的所述扩散片并分别设置于所述亮度中较大者所对应的所述检测位置上方。
2.根据权利要求1所述的亮度校正方法，其特征在于，还包含：
计算所述亮度的一均匀度比值；
计算所述透明度的一透明度平均值；
分别计算所述透明度相对于该透明度平均值的偏差度比值；以及
摒弃所述偏差度比值的绝对值中大于该均匀度比值者所对应的所述扩散片。
3.根据权利要求1所述的亮度校正方法，其特征在于，筛选并设置所述扩散片的步骤还包含：
计算所述亮度的一亮度平均值；
计算所述透明度的一透明度平均值；以及
筛选所述透明度中大于该透明度平均值者所对应的所述扩散片并分别设置于所述亮度中小于该亮度平均值者所对应的所述检测位置上方，并筛选所述透明度中小于该透明度平均值者所对应的所述扩散片并分别设置于所述亮度中大于该亮度平均值者所对应的所述检测位置上方。
4.根据权利要求1所述的亮度校正方法，其特征在于，筛选并设置所述扩散片的步骤还包含：
计算所述亮度的一亮度平均值；
将所述透明度由大到小均分为M个透明度群组，其中M为2的倍数；以及
筛选所述透明度群组中排序第N个者所对应的所述扩散片并分别设置于所述亮度中小于该亮度平均值者所对应的所述检测位置上方，并筛选所述透明度群组中排序第N+M/2个者所对应的所述扩散片并分别设置于所述亮度中大于该亮度平均值者所对应的所述检测位置上方，其中N为小于等于M/2的正整数。
5.根据权利要求4所述的亮度校正方法，其特征在于，所述亮度具有一均匀度比值，并且该第N个透明度群组的一上限值与该第N+M/2个透明度群组的一下限值的差值是等于或小于该均匀度比值的两倍。
6.一种光学检测系统，其特征在于，包含：
一探针卡，具有多个检测位置；
多个扩散片，分别设置于所述检测位置上方，其中所述扩散片分别具有多个透明度；以及
一单光源照射器，用以朝向该探针卡照射，使得照射至所述扩散片的光线分别具有多个亮度，
其中所述亮度中较小者所对应的所述扩散片的所述透明度较大，并且所述亮度中较大者所对应的所述扩散片的所述透明度较小。
7.根据权利要求6所述的光学检测系统，其特征在于，所述亮度具有一均匀度比值，所述透明度具有一透明度平均值，每一所述透明度相对于该透明度平均值具有一偏差度比值，并且所述偏差度比值的绝对值是等于或小于该均匀度比值。
8.根据权利要求6所述的光学检测系统，其特征在于，所述亮度具有一亮度平均值，所述透明度具有一透明度平均值，所述亮度中小于该亮度平均值者所对应的所述扩散片的所述透明度是大于该透明度平均值，并且所述亮度中大于该亮度平均值者所对应的所述扩散片的所述透明度是小于该透明度平均值。
9.根据权利要求6所述的光学检测系统，其特征在于，所述亮度具有一亮度平均值，所述透明度由大到小均分为M个透明度群组，M为2的倍数，所述亮度中小于该亮度平均值者所对应的所述扩散片的所述透明度是位于所述透明度群组中排序第N个者中，所述亮度中大于该亮度平均值者所对应的所述扩散片的所述透明度是位于所述透明度群组中排序第N+M/2个者中，并且N为小于等于M/2的正整数。
10.根据权利要求9所述的光学检测系统，其特征在于，所述亮度具有一均匀度比值，并且该第N个透明度群组的一上限值与该第N+M/2个透明度群组的一下限值的差值是等于或小于该均匀度比值的两倍。
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