基于條紋投影的光學顯微鏡自動對焦系統(tǒng)研究
發(fā)布時間：2021-08-05 16:05
自動對焦技術在光學影像測量中得到廣泛應用,由于各種成像和測量要求的不同,對自動對焦技術的要求也不同。在工業(yè)顯微測量中,環(huán)境微動和振動會使被測物偏離顯微鏡的焦面,這時自動對焦技術在光學顯微鏡中就顯得至關重要。本文針對液晶面板生產(chǎn)中缺陷顯微檢測的自動對焦問題,設計了一套基于投影條紋的自動對焦顯微鏡系統(tǒng),對設計的光路進行仿真,驗證系統(tǒng)可行性;并搭建實驗裝置,研究分析系統(tǒng)關鍵技術參數(shù),最后設計組裝完成一套自動對焦顯微鏡系統(tǒng)。具體的研究工作如下:（1）介紹了國內(nèi)外自動對焦方法的發(fā)展和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,闡述了本文的研究意義。對現(xiàn)有的自動對焦技術進行分類,闡述了光學顯微鏡的原理,并從成像原理出發(fā)分析了對焦的幾種方法,研究構(gòu)建了光學顯微鏡的調(diào)焦過程數(shù)學模型。（2）設計基于條紋投影的自動對焦顯微鏡系統(tǒng),使用Tracepro對該系統(tǒng)光路進行仿真,分析不同的清晰度評價函數(shù)的優(yōu)劣,對處理光柵圖的清晰度評價函數(shù)進行選擇;通過仿真系統(tǒng)對不同的被測物進行對焦,驗證基于條紋投影的自動對焦顯微鏡系統(tǒng)的可行性。（3）搭建使用數(shù)字投影光柵的實驗系統(tǒng),分析光柵周期對系統(tǒng)對焦范圍的影響,分別使用等周期光柵、變周期光柵和不同物鏡進...
【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：70 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
自動對焦的方法及分類
圖 2.2 傅科刀口法Fig 2.2 Foucal knife method（4）臨界角法臨界角法運用了光的全反射原理，其調(diào)焦原理如圖 2.3 所示，當被測物位于面 B 時，物體表面的光經(jīng)過透鏡成平行光射入臨界角棱鏡中，發(fā)生全反射后象限光電探測器接受[38]。這時四象限光電探測器上接受的光對稱分布，輸出號為零。當被測物位于近焦或遠焦的位置時，入射到臨界角棱鏡的光為匯聚散的光，四象限光電探測器上接受到的光強不同，根據(jù)光電探測器輸出的信以判斷離焦量和離焦方向。臨界角法同樣結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但線性范圍小際中多采用 2-3 次反射來消除裝校誤差。
圖 2.2 傅科刀口法Fig 2.2 Foucal knife method臨界角法角法運用了光的全反射原理，其調(diào)焦原理如圖 2.3 所示，當被測物位，物體表面的光經(jīng)過透鏡成平行光射入臨界角棱鏡中，發(fā)生全反射電探測器接受[38]。這時四象限光電探測器上接受的光對稱分布，輸。當被測物位于近焦或遠焦的位置時，入射到臨界角棱鏡的光為匯，四象限光電探測器上接受到的光強不同，根據(jù)光電探測器輸出的離焦量和離焦方向。臨界角法同樣結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但線性范圍采用 2-3 次反射來消除裝校誤差。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]改進的人工魚群算法在顯微鏡自動對焦中的應用[J]. 江旻珊,閆瑾,徐曉立,張學典. 光電工程. 2018(12)
[2]一種基于清晰度的顯微浮雕輪廓術[J]. 付光凱,曹益平. 光電子·激光. 2018(08)
[3]大范圍高精度激光誘導擊穿光譜顯微對焦系統(tǒng)[J]. 蔣章偉,燕艷,李陽,畢云峰. 光學學報. 2018(12)
[4]基于對焦深度法的光學顯微鏡系統(tǒng)設計[J]. 陳健,王靈陽,陳德全,張茂林. 應用光學. 2017(06)
[5]基于圖像處理的手機屏幕缺陷檢測系統(tǒng)研究[J]. 高如新,任曉朵,吳獻,魏愛權. 測控技術. 2017(04)
[6]基于飽和像素剔除的自動對焦評價函數(shù)[J]. 王燁茹,馮華君,徐之海,李奇,陳躍庭. 光學學報. 2016(12)
[7]納米光刻中調(diào)焦調(diào)平測量系統(tǒng)的工藝相關性[J]. 孫裕文,李世光,葉甜春,宗明成. 光學學報. 2016(08)
[8]像散法離焦檢測系統(tǒng)的分析與校準[J]. 陳力,王軍華,徐敏. 激光與光電子學進展. 2016(05)
[9]顯微鏡自動對焦方法研究綜述[J]. 田畔,谷朝臣,胡潔,吳開杰,彭穎紅. 光學技術. 2014(01)
[10]基于數(shù)字圖像處理的自動對焦算法的比較與分析[J]. 李全勇,李亨. 電腦知識與技術. 2013(35)
碩士論文
[1]基于視覺圖像的光學顯微自動對焦技術研究[D]. 柏天舒.合肥工業(yè)大學 2017
[2]基于圖像分析的3A算法研究[D]. 杜磊.西安電子科技大學 2014
[3]基于圖像處理技術的焦點控制系統(tǒng)的研究[D]. 呂猛.天津大學 2010
[4]顯微圖像融合算法研究[D]. 陳穎.中國科學院研究生院（空間科學與應用研究中心） 2010
[5]被動式自動對焦算法的研究[D]. 黃娟.太原理工大學 2008
[6]基于圖像處理的自動對焦理論和技術研究[D]. 蔣婷.武漢理工大學 2008
[7]數(shù)字成像系統(tǒng)的自動對焦算法研究[D]. 田宜彬.浙江大學 2002
本文編號：3324053
【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：70 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
自動對焦的方法及分類
圖 2.2 傅科刀口法Fig 2.2 Foucal knife method（4）臨界角法臨界角法運用了光的全反射原理，其調(diào)焦原理如圖 2.3 所示，當被測物位于面 B 時，物體表面的光經(jīng)過透鏡成平行光射入臨界角棱鏡中，發(fā)生全反射后象限光電探測器接受[38]。這時四象限光電探測器上接受的光對稱分布，輸出號為零。當被測物位于近焦或遠焦的位置時，入射到臨界角棱鏡的光為匯聚散的光，四象限光電探測器上接受到的光強不同，根據(jù)光電探測器輸出的信以判斷離焦量和離焦方向。臨界角法同樣結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但線性范圍小際中多采用 2-3 次反射來消除裝校誤差。
圖 2.2 傅科刀口法Fig 2.2 Foucal knife method臨界角法角法運用了光的全反射原理，其調(diào)焦原理如圖 2.3 所示，當被測物位，物體表面的光經(jīng)過透鏡成平行光射入臨界角棱鏡中，發(fā)生全反射電探測器接受[38]。這時四象限光電探測器上接受的光對稱分布，輸。當被測物位于近焦或遠焦的位置時，入射到臨界角棱鏡的光為匯，四象限光電探測器上接受到的光強不同，根據(jù)光電探測器輸出的離焦量和離焦方向。臨界角法同樣結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但線性范圍采用 2-3 次反射來消除裝校誤差。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]改進的人工魚群算法在顯微鏡自動對焦中的應用[J]. 江旻珊,閆瑾,徐曉立,張學典. 光電工程. 2018(12)
[2]一種基于清晰度的顯微浮雕輪廓術[J]. 付光凱,曹益平. 光電子·激光. 2018(08)
[3]大范圍高精度激光誘導擊穿光譜顯微對焦系統(tǒng)[J]. 蔣章偉,燕艷,李陽,畢云峰. 光學學報. 2018(12)
[4]基于對焦深度法的光學顯微鏡系統(tǒng)設計[J]. 陳健,王靈陽,陳德全,張茂林. 應用光學. 2017(06)
[5]基于圖像處理的手機屏幕缺陷檢測系統(tǒng)研究[J]. 高如新,任曉朵,吳獻,魏愛權. 測控技術. 2017(04)
[6]基于飽和像素剔除的自動對焦評價函數(shù)[J]. 王燁茹,馮華君,徐之海,李奇,陳躍庭. 光學學報. 2016(12)
[7]納米光刻中調(diào)焦調(diào)平測量系統(tǒng)的工藝相關性[J]. 孫裕文,李世光,葉甜春,宗明成. 光學學報. 2016(08)
[8]像散法離焦檢測系統(tǒng)的分析與校準[J]. 陳力,王軍華,徐敏. 激光與光電子學進展. 2016(05)
[9]顯微鏡自動對焦方法研究綜述[J]. 田畔,谷朝臣,胡潔,吳開杰,彭穎紅. 光學技術. 2014(01)
[10]基于數(shù)字圖像處理的自動對焦算法的比較與分析[J]. 李全勇,李亨. 電腦知識與技術. 2013(35)
碩士論文
[1]基于視覺圖像的光學顯微自動對焦技術研究[D]. 柏天舒.合肥工業(yè)大學 2017
[2]基于圖像分析的3A算法研究[D]. 杜磊.西安電子科技大學 2014
[3]基于圖像處理技術的焦點控制系統(tǒng)的研究[D]. 呂猛.天津大學 2010
[4]顯微圖像融合算法研究[D]. 陳穎.中國科學院研究生院（空間科學與應用研究中心） 2010
[5]被動式自動對焦算法的研究[D]. 黃娟.太原理工大學 2008
[6]基于圖像處理的自動對焦理論和技術研究[D]. 蔣婷.武漢理工大學 2008
[7]數(shù)字成像系統(tǒng)的自動對焦算法研究[D]. 田宜彬.浙江大學 2002
本文編號：3324053
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