基于宏微双驱结构的显微镜离焦在线检测及补偿

【摘要】：光学成像检测设备的快速自动对焦是基于机器视觉进行快速缺陷检测的关键,为了解决检测过程中不同倍数物镜数景深(0.5um-91um)大跨度和被检测物体振动给快速对焦产生的影响,提出了基于宏微双驱结构的多景深动态跟随自动对焦方法。该方法由行程100um的压电陶瓷和行程25mm直流电机构成的宏微双驱动结构组成,利用激光三角法对不同倍数物镜进行离焦量和离焦方向的快速探测,通过压电陶瓷和直线电机的协同控制完成对焦任务。实验结果表明构建的该宏微结构对焦方式实现了低倍物镜±91um景深至高倍物镜±0.5um景深大范围的快速自动对焦,对焦时间控制在0.4s以内,并可实现被检测物体±3um振动范围的自动快速跟随对焦。该方法满足了新一代TFT-LCD工业检测装备对自动化对焦范围、速度和精度的要求,同时可以在FPD检测,线路板检测,生物医学,自动机器装配等方面得到应用。