[0001] 本发明涉及一种测定平板显示器用玻璃基板、金属薄板、硅晶片以及树脂薄板等的背面的尺寸、形状的测定装置。

[0002] 以往，已知有固定于基台上的玻璃板的尺寸测定方法(例如，参照专利文献1)。根据该尺寸测定方法，通过利用CCD照相机拍摄玻璃板的表面的图像能够测定玻璃板的形状。

[0003] 现有技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1：日本特开2001-241921号公报

[0026] 以下，参照附图，以将平板显示器用玻璃基板作为测定对象物(以下，称作工件)进行测定的情况为例说明第一实施方式的测定装置。图1是第一实施方式的测定装置的侧视图。如图1所示，测定装置2具备：矩形平板状的载置台部6，对工件4以与水平面平行的方式进行载置；以及显微镜8，用于测定载置于载置台部6上的工件4。

[0027] 在载置台部6，如图2所示，在工件4载置于载置台部6的情况下，在与工件4的边缘部相对应的位置6a上形成有多个用于配置角隅棱镜12的配置部14。配置部14是形成于载置台部6的表面的凹状部分，在各配置部14配置有各个角隅棱镜12。

[0028] 图3是角隅棱镜12的立体图。如图3所示，角隅棱镜12是上部12x具有圆筒形状且下部12y具有三角锥形状的部件。在此，在角隅棱镜12的上端形成有用于使光入射的圆形的入射面12a，在下部12y的内表面形成有用于反射光的三个反射面12b。

[0029] 此外，如图4所示，角隅棱镜12以使入射面12a的中心位于与工件4的边缘部相对应的位置6a的外侧的方式配置于与工件4的背面侧的测定位置相对应的位置。另外，各个角隅棱镜12以使入射面12a比载置台部6的表面的位置低0mm～2mm的方式配置于配置部14内。

[0030] 如图1所示，显微镜8在镜筒8a的下侧的端部具备以规定的倍率观察工件4的物镜8b，在镜筒8a的上侧的端部具备经由物镜8b拍摄工件4的像的CCD照相机8c。另外，显微镜8在镜筒8a的侧部具备落射照明部8e。此外，显微镜8由能够沿工件4的表面在水平面内以二维方式移动的未图示的框架支承。

[0031] 图5是工件4的边缘部的侧视图。如图5所示，对工件4的边缘部实施有倒角加工，在侧面4a的上下分别形成有上倾斜面4b、下倾斜面4c。此外，图5所示的上倾斜面4b的倒角尺寸L1以及下倾斜面4c的倒角尺寸L2是由测定装置2进行测定的测定对象。

[0032] 接着，参照附图，以使用放大5倍的物镜8b以及外径30mm、高度22.7mm的角隅棱镜12的情况为例说明使用测定装置2测定工件4的背面的形状的处理。此外，物镜8b的原本的工作距离(以下，称作工作距离)为64mm。后述详细说明工作距离。

[0033] 首先，测定装置2的未图示的控制部使未图示的驱动部进行驱动，从而使支承于框架的显微镜8移动，如图6所示，使显微镜8的位置对准角隅棱镜12的正上方。接着，调整物镜8b的水平位置，以使物镜8b的中心轴X的位置位于距角隅棱镜12的入射面12a的中心Y的位置为规定距离的位置；调整物镜8b的铅垂位置，以使从物镜8b的射出面至角隅棱镜12的入射面12a的距离A为34.132mm。在此，从工件4的边缘部至角隅棱镜12的入射面12a的中心Y的距离F为4mm。另外，从角隅棱镜12的入射面12a至工件4的背面的距离G为2mm。

[0034] 接着，控制部从落射照明部8e射出照明光。射出的照明光在被镜筒8a内的未图示的分光镜反射后，经由物镜8b向角隅棱镜12的入射面12a入射。入射到入射面12a的照明光在反射面12b再次发生反射，并照射工件4的背面的测定位置。

[0035] 在工件4的背面的测定位置处所反射的反射光在反射面12b再次发生反射并经由入射面12a入射到物镜8b之后，透过分光镜在未图示的拍摄元件成像，成像于拍摄元件的像被CCD照相机8c拍摄。由此，基于拍摄到的拍摄数据测定下倾斜面4c的倒角尺寸L2。

[0036] 之后，控制部重复执行一边使显微镜8沿工件4的边缘部移动一边依次从角隅棱镜12的正上方拍摄测定位置的像的处理，直到拍摄完所有测定位置为止。

[0037] 接着，说明物镜8b的工作距离。如上所述，放大5倍的物镜8b的原本的工作距离B为64mm。另外，角隅棱镜12内的光路长度为将距离C(19.872mm)、距离D(8.485mm)、距离E(17.043mm)累加所得的45.4mm。

[0038] 此外，通过角隅棱镜12的折射而延伸的光路长度能够基于数学式1进行计算。在数学式1中，t是角隅棱镜12内的光路长度，n是角隅棱镜12的折射率。

[0039] t(n-1)/n…数学式1

[0040] 根据数学式1，通过折射而延伸的光路长度为：45.4mm×(1.52mm-1mm)/1.52mm＝15.532mm。

[0041] 在将角隅棱镜12内的光路长度换算为空气中的光路长度的情况下，从角隅棱镜12内的光路长度(45.4mm)减去通过折射而延伸的光路长度(15.532mm)。其结果是，将45.4mm-15.532mm＝29.868mm作为空气中的光路长度进行计算。

[0042] 以上，从原本的工作距离B(64mm)减去29.868mm所得的34.132mm成为使用了外径30mm、高度22.7mm的角隅棱镜12的情况下的工作距离(距离A)。进而，从距离A(34.132mm)减去从入射面12a至工件4的背面的距离G(2mm)所得的32.132mm成为使用了该角隅棱镜12的情况下的从物镜8b的射出面至测定位置为止的实际的工作距离。

[0043] 这样，通过适当地组合物镜8b的倍率、物镜8b的位置、角隅棱镜12的尺寸、角隅棱镜12的位置，能够确保适当的工作距离和光路长度，能够测定工件4的背面的形状。

[0044] 根据该第一实施方式的测定装置2，通过在载置台部6中在与工件4的边缘部相对应的位置6a上配置角隅棱镜12，能够在不翻转工件4的情况下容易地测定工件4的背面的形状。

[0045] 此外，如图7所示，也可考虑在载置台部6平行于与工件4的边缘部相对应的位置6a地配置一对反射镜20，并且如图8所示，通过使光在反射镜20处发生反射来测定工件4的背面的形状。该情况下，反射镜20的角度调整困难，但是根据第一实施方式的测定装置2，无需调整反射镜20的角度就能够容易地测定工件4的背面的形状。

[0046] 接着，说明第二实施方式的测定装置。该第二实施方式的测定装置取代如第一实施方式那样在配置部14配置角隅棱镜12，而是在载置台部6形成使角隅棱镜12移动的狭缝，使角隅棱镜12追随显微镜8而移动。因此，在第二实施方式中，详细说明与第一实施方式不同的部分，对于重复的部分，适当地省略说明。

[0047] 图9是第二实施方式的测定装置的侧视图。如图9所示，测定装置28具备：矩形平板状的载置台部6，对工件4以与水平面平行的方式进行载置；以及显微镜8，用于测定载置于载置台部6的工件4。

[0048] 在此，在载置台部6，在工件4载置于载置台部6的情况下，沿与工件4的边缘部相对应的位置6a(参照图2)形成有狭缝30。另外，在载置台部6的下部具备：滑动件32，搭载有角隅棱镜12；导轨34，对滑动件32以能够沿狭缝30滑动的方式进行支承；滚珠丝杠36，使滑动件32沿导轨34移动；以及马达38，驱动滚珠丝杠36。另外，显微镜8被支承于能够沿工件4的表面在水平面内以二维的方式移动的框架。

[0049] 接着，参照附图，说明使用第二实施方式的测定装置28测定工件4的背面的形状时的处理。此外，以下，与第一实施方式相同，以使用了放大5倍的物镜8b以及外径30mm、高度22.7mm的角隅棱镜12的情况为例进行说明。

[0050] 首先，测定装置28的未图示的控制部使未图示的驱动部进行驱动，从而使支承于框架的显微镜8移动，如图9所示，使显微镜8的位置对准角隅棱镜12的正上方。接着，控制部从物镜8b的落射照明部8e射出照明光。射出的照明光在镜筒8a内的未图示的分光镜上反射后，经由物镜8b向角隅棱镜12的入射面12a入射。入射到入射面12a的照明光在反射面12b再次发生反射，并照射工件4的背面的测定位置。

[0051] 在工件4的背面的测定位置处所反射的反射光在反射面12b再次发生反射并经由入射面12a入射到物镜8b之后，透过分光镜在未图示的拍摄元件成像。

[0052] 控制部在该状态下对马达38进行驱动而使滚珠丝杠36旋转，使搭载了角隅棱镜12的滑动件32沿导轨34依次移动，并且一边使支承于框架的显微镜8沿狭缝30依次移动，一边利用CCD照相机8c进行拍摄。由此，能够连续地测定工件4的下倾斜面4c上的多个测定位置的倒角尺寸L2。

[0053] 根据该第二实施方式的测定装置28，在载置台部6形成使角隅棱镜12移动的狭缝，使角隅棱镜12与显微镜8同步地移动，由此能够容易并且连续地测定工件4的背面的形状。

[0054] 此外，上述各实施方式所使用的工件4为薄的平板状的测定对象物即可，除平板显示器用玻璃基板以外，还能够使用金属薄板、硅晶片、树脂薄板等。

[0055] 另外，在上述各实施方式中，以使用了外径30mm、高度22.7mm的角隅棱镜12的情况为例进行了说明，但是也可以使用尺寸不同的角隅棱镜。例如，使用外径20mm、高度15.5mm的角隅棱镜。在该情况下，角隅棱镜内的光路长度为31mm，图6所示的距离C为12.672mm，距离D为8.485mm，距离E为9.843mm。在该情况下，通过调整物镜8b的铅垂位置以使距离A为43.605mm，能够确保适当的工作距离和光路长度，能够测定工件4的背面的形状。

[0056] 另外，在使用了外径18mm、高度14mm的角隅棱镜的情况下，角隅棱镜内的光路长度为28mm，图6所示的距离C为11.172mm，距离D为8.485mm，距离E为8.343mm。该情况下，通过调整物镜8b的铅垂位置以使距离A为45.579mm，能够确保适当的工作距离和光路长度，能够测定工件4的背面的形状。

[0057] 另外，在上述各实施方式中，以使用放大5倍的物镜8b的情况为例进行了说明，但是也可以使用不同的倍率的物镜。例如，使用放大10倍的物镜。该情况下，原本的工作距离B为48mm。在该情况下，通过调整物镜8b的铅垂位置，以确保适当的工作距离和光路长度，也能够测定工件4的背面的形状。

[0058] 另外，在上述第二实施方式中，以将马达38和滚珠丝杠36组合得到的驱动系统为例进行了说明，但是也可以通过使用线性马达而使角隅棱镜12沿狭缝30移动。

[0059] 附图标记说明

[0060] 2、28、测定装置；4、工件；6、载置台部；8、显微镜；8a、镜筒；8b、物镜；8c、CCD照相机；12、角隅棱镜；30、狭缝。