一种数字光栅辅助自动聚焦方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种数字光栅辅助自动聚焦方法及装置，通过设置数字微镜器件DMD模块，经过照明光源照射后，生成数字光栅图形，通过设置投影镜头，可将数字光栅图形投射在三维平台上，通过设置观测模块和控制模块，可判断投影镜头是否离焦，然后控制三维平台完成粗聚焦，通过设置传感器模块，能够实时反馈三维平台位置信息，并通过控制模块调整三维平台，完成精聚焦；本发明专利技术能够实时聚焦，具有操作简便，快速自动聚焦的优点，同时数字微镜器件DMD模块取代物理掩膜版，节省制作掩膜版的时间成本和经济成本。

A method and device of automatic focusing assisted by digital grating

【技术实现步骤摘要】
一种数字光栅辅助自动聚焦方法及装置
本专利技术涉及光学加工与测量
，特别是指一种数字光栅辅助自动聚焦方法及装置。
技术介绍
随着半导体产业的快速发展，自动聚焦方法对于激光直写成像(LDI)系统、光学自动检测(AOI)设备等方面的需求也是越来越大。目前，对于上述应用中所采用的的自动聚焦方法，通常采用标准的黑白棋盘格物理掩模版来实现的，本专利技术申请人在操作过程中，发现以下缺陷：该方式无法实时聚焦，在平台运动过程中，由于平台不同位置处的起伏导致局部离焦现象发生，该种方式往往受限于物理掩模版成本、平台自身起伏状态，且在运动过程中也难以操作，通常也只能离线进行静态标定。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种，以致力于解决
技术介绍
中的全部问题或者之一。基于上述目的，本专利技术提供的一种数字光栅辅助自动聚焦方法，包括以下步骤：数字微镜器件DMD模块接收照明光源照射；数字微镜器件DMD模块处理接收到的照明光源，生成数字光栅图形并以一定角度反射；投影镜头接收数字光栅图形，聚焦投影在三维平台上；相机模块接收到三维平台反射的数字光栅图形，判断投影镜头是否离焦；若投影镜头离焦，控制模块控制三维平台移动完成粗聚焦，若投影镜头未离焦，则进行下一步骤；传感器模块发射激光信号，投射在三维平台上，并在接收到三维平台反射的激光信号后与初始设定信息比较，计算出偏移量后发送至控制模块；控制模块接收到信号后，控制三维平台移动完成精聚焦。可选的，所述数字微镜器件DMD模块接收照明光源照射；所述照明光源为强光源。可选的，所述强光源为黄色光。可选的，所述数字微镜器件DMD模块处理接收的照明光源，生成数字光栅图形并以一定角度反射；所述光栅图形为黑白棋盘格标定图形。可选的，所述若投影镜头离焦，控制模块控制三维平台移动完成粗聚焦，若投影镜头未离焦，则进行下一步骤；所述粗聚焦采用相位法对焦。可选的，所述传感器模块发射激光信号，投射在三维平台上，并在接收到三维平台反射的激光信号后与初始设定信息比较，计算出偏移量后发送至控制模块；所述激光信号为红色光信号。本专利技术还提供一种数字光栅辅助自动聚焦装置，其特征在于，包括：照明模块，用以提供照明光源；数字微镜器件DMD模块，用以处理所述照明光源并生成数字光栅图形；三维平台，用以投射所述数字光栅图形；投影镜头，用以聚焦所述数字光栅图形并投射在所述三维平台上；相机模块，用以接收所述三维平台反射的所述数字光栅图形，判断所述投影镜头是否离焦；控制模块，用以控制所述三维平台移动，完成粗聚焦；传感器模块，用以发射光信号并接收所述三维平台反射的光信号，计算偏移量并发送至控制模块；控制模块还用于控制所述三维平台运动，完成精聚焦。可选的，所述照明模块为黄色强光源。可选的，所述数字微镜器件DMD模块包括数字微镜器件DMD芯片和DMD控制模块，所述数字微镜器件DMD芯片可接收光源并产生数字光栅图形，所述数字微镜器件DMD控制模块用以控制所述数字微镜器件DMD芯片产生数字光栅图形。可选的，还包括分色分光镜，所述分色分光镜放置于所述数字微镜器件DMD模块与所述相机模块之间，起到滤光的作用。从上面所述可以看出，本专利技术提供的一种数字光栅辅助自动聚焦方法及装置，采用数字微镜器件DMD模块生成数字光栅图形，取代物理掩膜版，去除制作物理掩膜版所需的经济成本和时间成本；数字光栅能够在平台运动的过程中灵活开闭，更方便高效地完成实验操作，提高工作的效率；采用CCD相机系统和平台控制模块实现投影镜头的粗聚焦，整体上实现自动对焦功能，避免每次操作都要离线进行静态对焦，提高工作效率，在粗聚焦的基础上，通过激光位移传感器实现实时精准聚焦，从而避免因平台起伏而产局部离焦的情况发生，更避免传统方法中反复离线静态对焦的操作，提升操作过程的简便性，提高工作效率。附图说明图1为本专利技术的数字光栅辅助自动聚焦装置示意图；图2为本专利技术的数字光栅辅助自动聚焦方法流程示意图；图3为本专利技术的数字棋盘图案。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。需要说明的是，本专利技术实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本专利技术实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种数字光栅辅助自动聚焦装置，包括：照明模块1，用以提供照明光源；数字微镜器件模块，用以处理照明光源并生成数字光栅图形；三维平台12，用以投射数字光栅图形；投影镜头5，用以聚焦数字光栅图形并投射在三维平台上；相机模块8，用以接收三维平台反射的数字光栅图形，判断投影镜头是否离焦；控制模块11，用以控制三维平台12移动，完成粗聚焦；传感器模块7，用以发射光信号并接收三维平台反射的光信号，计算偏移量并发送至控制模块；控制模块11还用于控制三维平台12运动，完成精聚焦。本专利技术通过设置照明模块1,为装置提供照明光源,数字微镜器件DMD模块接收照明光源后,经过处理生成数字光栅图形并以一定角度反射出去,投影镜头5接收到数字光栅图形,并聚焦投影到三维平台12上,三维平台12同时反射数字光栅图形并被相机模块8观测,相机模块8判断投影镜头5是否离焦,若离焦,则相机模块8输出信号给控制模块11,控制模块11接收到相机模块8传输信号后,控制三维平台12调整高度,事三维平台12位于投影镜头5的焦深范围内,以实现粗聚焦,若未离焦,则传感器模块7发射激光信号至三维平台12上,传感器模块7接收到三维平台12反射的激光信号,传感器模块7将接收到的激光信号与初始设定的激光信号进行对比,计算出偏移量,并把偏移量传输给控制模块11,控制模块11接收到信号后,控制三维平台12调整高度,完成精准聚焦。在聚焦过程中，传感器模块7能够实时接收反馈信号，从而能够实现实时聚焦的功能，提升聚焦的快速性。作为一种实施方式，照明模块7采用黄色强光源，黄色光穿透性较强，在数字光栅图形的传导及观测过程中，不易被干扰，使观测结果更准确，以保证聚焦的快速精确性；数字微镜器件DMD模块包括数字微镜器件DMD芯片3和DMD控制模块9，DMD芯片3接收照明光源，DMD控制模块9控制数字微镜器件DMD芯片生成数字光栅图形；还包括第一分色分光镜4和第二分色分光镜6，第一分色分光镜装设于数字微镜器件DMD芯片3与投影镜头5的光传输路径上，第二分色分光镜6装设于第一分色分光镜4与相机系统8的光传输路径上，分色分光镜具有滤光的作用。可选的，黄色光源可选用590纳米波段黄光光源。举例来说，照明模块1提供黄色照明光源，黄色照明光源经过反射镜2反射后形成的光斑投射在数字微镜器件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字光栅辅助自动聚焦方法，其特征在于，包括以下步骤：/n数字微镜器件DMD模块接收照明光源照射；/n数字微镜器件DMD模块处理接收到的照明光源，生成数字光栅图形并以一定角度反射；/n投影镜头接收数字光栅图形，聚焦投影在三维平台上；/n相机模块接收到三维平台反射的数字光栅图形，判断投影镜头是否离焦；/n若投影镜头离焦，控制模块控制三维平台移动完成粗聚焦，若投影镜头未离焦，则进行下一步骤；/n传感器模块发射激光信号，投射在三维平台上，并在接收到三维平台反射的激光信号后与初始设定信息比较，计算出偏移量后发送至控制模块；/n控制模块接收到信号后，控制三维平台移动完成精聚焦。/n

【技术特征摘要】
1.一种数字光栅辅助自动聚焦方法，其特征在于，包括以下步骤：
数字微镜器件DMD模块接收照明光源照射；
数字微镜器件DMD模块处理接收到的照明光源，生成数字光栅图形并以一定角度反射；
投影镜头接收数字光栅图形，聚焦投影在三维平台上；
相机模块接收到三维平台反射的数字光栅图形，判断投影镜头是否离焦；
若投影镜头离焦，控制模块控制三维平台移动完成粗聚焦，若投影镜头未离焦，则进行下一步骤；
传感器模块发射激光信号，投射在三维平台上，并在接收到三维平台反射的激光信号后与初始设定信息比较，计算出偏移量后发送至控制模块；
控制模块接收到信号后，控制三维平台移动完成精聚焦。


2.根据权利要求1所述一种数字光栅辅助自动聚焦方法，其特征在于：所述数字微镜器件DMD模块接收照明光源照射；所述照明光源为强光源。


3.根据权利要求2所述的一种数字光栅辅助自动聚焦方法，其特征在于：所述强光源为黄色光。


4.根据权利要求1所述的一种数字光栅辅助自动聚焦方法，其特征在于：所述数字微镜器件DMD模块处理接收的照明光源，生成数字光栅图形并以一定角度反射；所述光栅图形为黑白棋盘格标定图形。


5.根据权利要求1所述的一种数字光栅辅助自动聚焦方法，其特征在于：所述若投影镜头离焦，控制模块控制三维平台移动完成粗聚焦，若投影镜头未离焦，则进行下一步骤；所述粗聚焦采用相位法对焦。


6.根据权利要求1所述的一种数字光栅辅助自动聚焦...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄胜洲，王雷，王风涛，尚正阳，梁艺，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34