探测装置及检测设备的制作方法

本实用新型涉及检测设备技术领域，尤其是检测设备的探测装置。本实用新型还涉及设有所述探测装置的检测设备。

背景技术：

现有光学检测仪器一般由光源单元、探测单元以及控制单元组成，其中，探测单元是光学检测仪器的重要组成部分，探测单元将直接影响检测结果的准确性。

在利用探测单元对待测对象，如晶圆、lcd基板、oled基板及手机壳等进行检测时，首先需要调整探测单元与待测对象之间的位置关系，以便于准确对待测对象进行探测。

一般探测单元包括信号光收集组件和探测器，其中，信号光收集组件用于将待测对象表面的信号光进行收集并将信号光成像至探测器的探测区域，探测器用于依据信号光形成探测信息，如图像信息或光强度信息等。

对探测单元进行调整时包括对信号光收集组件和探测器进行调整，以使得探测单元获得准确的探测信息，而现有探测单元在进行调整时灵活性差，调整过程繁琐复杂，不利于提高检测效率和检测精度，有待于作出进一步的改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种探测装置。该探测装置的各个部分可以单独进行调整，使得该探测装置具有较高的灵活性，其调整过程简单且便于实现，可显著提高检测效率和检测精度。

本实用新型的另一目的是提供一种设有所述探测装置的检测设备。

为实现上述目的，本实用新型提供一种探测装置，其特征在于，包括：

第一镜筒、第二镜筒和探测组件；所述第一镜筒的内部形成有第一光学通路，所述第一光学通路设有收集透镜组，所述第二镜筒的内部形成有第二光学通路，所述探测组件与所述第二镜筒连接；所述第一镜筒与第二镜筒的对接端通过连接组件连接，所述连接组件用于调节所述第一镜筒与第二镜筒之间的位置。

优选地，所述连接组件包括：第一轴向调节机构和第一轴向固定机构，所述第一轴向调节机构调节所述第一镜筒相对于所述第二镜筒沿第一光学通路光轴方向的位置，所述第一轴向固定机构固定所述第一镜筒相对于所述第二镜筒沿第一光学通路光轴方向的位置。

优选地，所述第一轴向调节机构包括第一螺纹副，所述第一螺纹副包括设于所述第一镜筒对接端的外螺纹或内螺纹和设于所述第二镜筒对接端的内螺纹或外螺纹，所述第一镜筒的对接端与所述第二镜筒的对接端通过螺纹相连接。

优选地，所述第一轴向固定机构包括设于所述第一螺纹副外围以锁紧所述第一螺纹副的第一卡扣。

优选地，所述探测组件包括第三镜筒和探测器，所述探测器通过第三镜筒与第二镜筒连接，所述第三镜筒包括第三镜筒a或第三镜筒b，所述第三镜筒a和第三镜筒b能够以更换的形式分先后次序分别连接于所述第二镜筒；所述探测器包括用于安装在所述第三镜筒a的第一探测器或用于安装在所述第三镜筒b的第二探测器。

优选地，所述第三镜筒与第二镜筒通过第二轴向固定机构相连接，所述第二轴向固定机构包括第二螺纹副，所述第二螺纹副包括设于所述第二镜筒对接端的外螺纹或内螺纹和设于所述第三镜筒对接端的内螺纹或外螺纹，所述第二镜筒的对接端与所述第三镜筒的对接端通过螺纹相连接。

优选地，还包括第三轴向固定机构，所述第三轴向固定机构包括设于所述第二螺纹副外围以锁紧所述第二螺纹副的第二卡扣。

优选地，所述第一探测器包括面阵探测器，所述第二探测器包括线阵探测器。

优选地，所述第三镜筒b设有光学元件，所述光学元件用于使所述收集透镜组收集到的信号光整形后进入所述第二探测器。

优选地，所述光学元件包括滤光片或偏振片。

优选地，所述第三镜筒b设有垂直于第三光学通路以容纳所述光学元件的侧向开口区域，所述光学元件连接于所述第三镜筒b，其光学镜片从侧面伸入所述侧向开口区域，并能够在所述侧向开口区域内移动。

优选地，所述第二镜筒被配置为与所述探测组件绕所述透镜收集组件光轴可旋转连接。

优选地，所述第二镜筒为与所述探测组件通过螺纹连接。

优选地，所述第二镜筒与第三镜筒之间设有调整机构；所述调整机构包括设置于所述第二镜筒的第一螺杆和第二螺杆，所述第一螺杆和第二螺杆的调节方向垂直于镜筒组件光轴，所述第三镜筒的外周部设有位于所述第一螺杆与第二螺杆之间的调节件，所述第一螺杆和第二螺杆的端部分别从两侧抵接于所述调节件。

优选地，进一步包括安装台，所述第二镜筒与安装台之间设有用于使探测装置在垂直于光轴的平面内偏移的第一调节机构和/或用于使所述探测装置绕旋转轴旋转或使所述探测装置相对于所述安装台平移的第二调节机构。

优选地，所述安装台中具有安装孔，所述第二镜筒贯穿所述安装孔，且所述第二镜筒被配置为在所述安装孔内沿偏移方向移动或绕旋转轴旋转。

优选地，所述第一调节机构包括设于所述第二镜筒两侧的两个第一调节螺杆，两个所述第一调节螺杆的调节方向共线，所述第一调节螺杆与所述安装台上的螺杆安装部螺纹连接，所述第一螺杆相对的一端分别从所述第二镜筒的两侧抵接于所述第二镜筒外周部的调节部位。

优选地，所述第二调节机构包括多个沿垂直方向设置的第二调节螺杆，多个所述第二调节螺杆的调节方向平行且不共线，所述第二调节螺杆与所述第二镜筒外周部的调节部位螺纹连接，其螺纹端抵接于所述安装台的支撑面。

优选地，所述收集透镜组包括用于收集待测对象表面信号光的第一透镜和第二透镜，所述探测器设置在第一透镜和第二透镜组成的收集透镜组的焦点上。

优选地，所述探测器与第三镜筒通过螺纹相连接。

为实现上述另一目的，

本实用新型提供一种检测设备，包括光源单元、探测单元以及控制单元，其中，所述探测单元为上述任一项所述的探测装置。

本实用新型所提供的探测装置，其第一镜筒与第二镜筒通过连接组件相连接，通过这样的设置，可以调整第一镜筒与第二镜筒的相对位置；通过调整第一镜筒相对于第二镜筒的位置，可以改变收集透镜组与待测对象之间的距离。这样，该探测装置的各个部分可以单独进行调整，使得该探测装置具有较高的灵活性，结构简单、便于调节，可显著提高检测效率和检测精度。

本实用新型还提供一种检测设备，由于所述探测装置具有上述技术效果，则设有该探测装置的检测设备也应具有相应的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例公开的一种探测装置的结构示意图，其第三镜筒为第三镜筒a，探测器为第一探测器；

图2为本实用新型实施例公开的一种探测装置的结构示意图，其第三镜筒为第三镜筒b，探测器为第二探测器；

图3为图2所示探测装置的剖视图；

图4为图2所示探测装置在另一视角下的结构示意图；

图5为图2所示探测装置的侧视图。

图中：

1.第一镜筒2.第二镜筒3.第三镜筒4.第一透镜5.第二透镜6.第一探测器7.第二探测器8.第一卡扣9.第二卡扣10.光学元件11.第一螺杆12.第二螺杆13.调节板14.安装台15.定位部件16.支撑板17.第一调节螺杆18.第二调节螺杆

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、左、右”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图1，图1为本实用新型实施例公开的一种探测装置的结构示意图，其第三镜筒为第三镜筒a，探测器为第一探测器。

在一种具体实施例中，本实用新型所提供的探测装置用于对检测设备上的探测单元进行调节，该检测设备用于对晶圆、lcd基板、oled基板及手机壳等待测对象进行检测，同一检测设备上可设置一个或多个探测装置。

如图所示，探测装置主要由第一镜筒1、第二镜筒2、探测器组件等部分组成，其中，探测组件包括第三镜筒3和探测器，第一镜筒1、第二镜筒2、第三镜筒3和探测器为分体式结构，沿光轴方向依次连接组装在一起，其中，在第一镜筒1的内部形成有第一光学通路，并在第一光学通路上安装有第一透镜4和第二透镜5，第一透镜4和第二透镜5一起组成收集透镜组，用于收集待测对象表面信号光，第一镜筒1除了用于安装第一透镜4和第二透镜5，还用于与第二镜筒2连接。

第二镜筒2的内部形成有第二光学通路，第三镜筒3的内部形成有第三光学通路，第一光学通路、第二光学通路和第三光学通路的光轴相重合，探测器位于第三镜筒3的上端，与第三镜筒3分开设计，可通过螺纹相连接成一体，第三镜筒3分为第三镜筒a和第三镜筒b，相应地，探测器分为第一探测器6和第二探测器7，其中，第一探测器6为面阵探测器，其主要的作用是将探测器的探测区域聚焦在待测对象的表面，且和探测光斑重合，采用面阵探测器进行对焦和光斑对准时因为探测器的探测区域较大，对准较为方便；第二探测器7为线阵探测器，其主要的作用是在检测过程对第一透镜4和第二透镜5收集到的信号光进行处理后再进入第二探测器7，形成探测信号。

在调节过程中，先安装并使用第三镜筒a和第一探测器6，然后再安装并使用第三镜筒b和第二探测器7，即第三镜筒a和第三镜筒b能够以更换的形式分先后次序分别安装在第二镜筒2上，当使用第二探测器7时，第二探测器7应处于第一透镜4和第二透镜5组成的收集透镜组的焦点上。

第一镜筒1的上端设有外螺纹，第二镜筒2的下端设有内螺纹，第一镜筒1的上端与第二镜筒2的下端形成螺纹副，通过螺纹相连接，通过转动第一镜筒1，可以使第一镜筒1相对于第二镜筒2向下或向上移动，从而调整第一镜筒相对于第二镜筒沿第一光学通路光轴方向的位置，同时，螺纹副的外围设有第一卡扣8，通过锁紧第一卡扣8，可以使螺纹副发生微量变形，使螺纹相互咬紧，从而将调整之后第一镜筒1与第二镜筒2两者之间沿第一光学通路光轴方向的位置固定。

第二镜筒2的上端设有外螺纹，第三镜筒3的下端设有内螺纹，第二镜筒2的上端与第三镜筒3的下端形成螺纹副，两者通过螺纹相连接，以固定第三镜筒相对于第二镜筒的位置，同时，螺纹副的外围设有第二卡扣9，通过锁紧第二卡扣9，可以使螺纹副发生微量变形，使螺纹相互咬紧，从而使第三镜筒3与第二镜筒2的固定更加可靠。

请参考图2、图3，图2为本实用新型实施例公开的一种探测装置的结构示意图，其第三镜筒为第三镜筒b，探测器为第二探测器；图3为图2所示探测装置的剖视图。

如图所示，第三镜筒a和第三镜筒b的结构不同，第三镜筒a为封闭式结构，当使用第三镜筒a时，第三镜筒a内不设置光学元件，主要用于连接第二镜筒2和第一探测器6。

与第三镜筒a不同，第三镜筒b设有光学元件10，通过光学元件可以使第一透镜4和第二透镜5收集到的信号光经过整形后，再进入第二探测器7，从而使得探测器或取得的探测信息更加清晰准确，光学元件10可以包括滤光片或偏振片等，例如，当光学元件10为偏振组件时，偏振组件可以有多个偏振片，偏振片的光轴与探测光偏振方向匹配，多个偏振片可以由其自身的驱动机构进行驱动，以选择不同的偏振片进入或退出第三镜筒b的第三光学通路。

第三镜筒b设有垂直于第三光学通路以容纳光学元件10的侧向开口区域，光学元件10的机体连接于第三镜筒b，其光学镜片从侧面伸入侧向开口区域，并能够在侧向开口区域内移动，半开放式的侧向开口区域能够为光学元件提供足够的移动空间。

第二镜筒2与第三镜筒b之间设有调整机构，以调整第二探测器7和待测对象之间的相对关系，即第二镜筒2与探测组件绕透镜收集组件光轴可旋转连接。

具体地，调整机构主要由第一螺杆11和第二螺杆12组成，第二镜筒2在外周部设有两个调整块，第一螺杆11和第二螺杆12以相对的方式可旋转地安装在第二镜筒2的两个调整块上，与调整块为螺纹配合关系，第一螺杆和第二螺杆的调节方向垂直于镜筒组件光轴，第三镜筒3的外周部设有位于第一螺杆11与第二螺杆12之间的调节板13，第一螺杆11和第二螺杆12的端部分别从两侧抵接于调节板13，通过旋拧第一螺杆和11第二螺杆12，可以使第二探测器7在水平面内旋转，使其在待测对象表面的探测区到达预定位置。例如，若旋拧第一螺杆11和第二螺杆12向左移动，则第二螺杆12将通过调节板13推动第三镜筒b和第二探测器7沿顺时针方向转动，若旋拧第一螺杆11和第二螺杆12向右移动，则第一螺杆11将通过调节板13推动第三镜筒b和第二探测器7沿逆时针方向转动，第一螺杆11和第二螺杆12既可以同时旋转，也可以先旋转其中一个，然后再旋转另一个，除了手动进行操作，也可以通过微型电机驱动其自动运行。

请参考图4、图5，图4为图2所示探测装置在另一视角下的结构示意图；图5为图2所示探测装置的侧视图。

如图所示，在至少一个实施例中，进一步设有安装台14，第二镜筒与安装台之间设有用于使调节装置在垂直于光轴的平面内偏移的第一调节机构和用于使探测装置绕旋转轴旋转或使探测装置相对于安装台平移的第二调节机构。

安装台14上设有用于安装探测装置的支撑平台，并在支撑平台上设有安装孔，第二镜筒2贯穿支撑平台上的安装孔，并被配置为在安装孔内沿偏移方向移动或绕旋转轴旋转，探测装置在第二镜筒2的外周部设有类似法兰的定位部件15，该定位部件15大体呈正方形，其四角部分别切去一部分后形成缺角部位，支撑平台的上表面设有位于通孔两侧的竖向支撑板16，定位部件15对角线方向上的两个缺角部位分别与两个竖向支撑板16相对应。

第一调节机构具有以对称的方式设于第二镜筒2两侧的第一调节螺杆17，支撑板16上开设有螺纹孔，第一调节螺杆17与安装台14上的支撑板16螺纹连接，其相对的一端分别从第二镜筒2的两侧抵接于定位部件15的缺角部位所形成的侧向平面，两个第一调节螺杆17的调节方向共线，通过旋拧第一调节螺杆17，可以使探测装置在垂直于光轴的平面内偏移。例如，当旋拧两个第一调节螺杆17一起向左移动时，探测装置将向左偏移，当旋拧两个第一调节螺杆17一起向右移动时，探测装置将向右偏移。

第二调节机构具有四个垂直于第一调节螺杆方向设置的第二调节螺杆18，第二镜筒2的四侧以对称的方式分别设有两个第二调节螺杆18，第二镜筒2外周部的定位部件15上开设有螺纹孔，第二调节螺杆18与定位部件15的螺纹孔螺纹配合，其螺纹端抵接于支撑平台的支撑面，四个第二调节螺杆的调节方向平行且不共线，第一调节螺杆17的轴线垂直于每一侧的两个第二调节螺杆18之间的连线，且大体位于两个第二调节螺杆18的中间位置。当四个第二调节螺杆18调节相同距离时，探测装置相对于安装台14上下移动，当四个第二螺杆18的调节距离不同时，探测装置相对于安装台14发生俯仰运动。

该探测装置主要能实现的功能包括：探测器与检测光斑的对准过程和探测器的探测过程。首先采用第三镜筒a和第一探测器6使探测器的探测区域聚焦在待测对象的表面，且与检测光斑重叠(因为面阵探测器的探测区域较大，在进行对准时比较容易且省时)；当光斑对准后将第三镜筒a更换第三镜筒b，并将第一探测器6更换为第二探测器7，通过调整机构、第一调节机构和第二调节机构进行微调，使得第二探测器7的线阵探测器区域与检测光斑的中心重叠，且第二探测器7的探测区域聚焦在待测对象表面的检测光斑上。

在探测过程中，首先在第二镜筒2上安装第三镜筒a和第一探测器6，旋转第一镜筒1和第二镜筒2，改变第一镜筒1末端相对于待测对象之间的距离，即改变第一透镜4和第二透镜5与待测对象之间的距离，当待测对象位于第一透镜4和第二透镜5形成的透镜组的焦点位置时，通过第二调节机构可以对探测装置的俯仰角进行调节；利用卡扣进行固定，使得第一镜筒1和第二镜筒2之间的相对位置不再发生变化；完成聚焦和对准后，将第三镜筒a和第一探测器更换为第三镜筒b和第二探测器，此时第一镜筒1和第二镜筒2保持不变，通过调整机构使得线阵探测器在待测对象上的线阵探测区域的位置发生变换，其主要是在待测对象表面发生旋转，通过调整机构可以使得第二探测器7在待测对象表面的探测区域位于预定方向；选择适当的光学元件，用于改变进入第二探测器7中的信号光，优化第二探测器7生成的探测信息。

通过以上设置，使得该检测装置可以准确获取待测对象的检测信息，且该检测装置使用简单。

上述实施例仅是本实用新型的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，第一镜筒1和第二镜筒2之间通过轴向的滑块和滑槽相配合，以进行轴向调节，或者，将第二镜筒2外周部的定位部件15设计成其他形状，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

本实用新型还提供一种检测设备，包括光源单元、探测单元以及控制单元，其中，探测单元为上文所描述的探测装置，有关检测设备的其他结构，请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本实用新型所提供的探测装置、检测设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。