基于条纹投影的光学显微镜自动对焦系统研究
发布时间：2021-08-05 16:05
自动对焦技术在光学影像测量中得到广泛应用,由于各种成像和测量要求的不同,对自动对焦技术的要求也不同。在工业显微测量中,环境微动和振动会使被测物偏离显微镜的焦面,这时自动对焦技术在光学显微镜中就显得至关重要。本文针对液晶面板生产中缺陷显微检测的自动对焦问题,设计了一套基于投影条纹的自动对焦显微镜系统,对设计的光路进行仿真,验证系统可行性;并搭建实验装置,研究分析系统关键技术参数,最后设计组装完成一套自动对焦显微镜系统。具体的研究工作如下:（1）介绍了国内外自动对焦方法的发展和国内外研究现状,阐述了本文的研究意义。对现有的自动对焦技术进行分类,阐述了光学显微镜的原理,并从成像原理出发分析了对焦的几种方法,研究构建了光学显微镜的调焦过程数学模型。（2）设计基于条纹投影的自动对焦显微镜系统,使用Tracepro对该系统光路进行仿真,分析不同的清晰度评价函数的优劣,对处理光栅图的清晰度评价函数进行选择;通过仿真系统对不同的被测物进行对焦,验证基于条纹投影的自动对焦显微镜系统的可行性。（3）搭建使用数字投影光栅的实验系统,分析光栅周期对系统对焦范围的影响,分别使用等周期光栅、变周期光栅和不同物镜进...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自动对焦的方法及分类
图 2.2 傅科刀口法Fig 2.2 Foucal knife method（4）临界角法临界角法运用了光的全反射原理，其调焦原理如图 2.3 所示，当被测物位于面 B 时，物体表面的光经过透镜成平行光射入临界角棱镜中，发生全反射后象限光电探测器接受[38]。这时四象限光电探测器上接受的光对称分布，输出号为零。当被测物位于近焦或远焦的位置时，入射到临界角棱镜的光为汇聚散的光，四象限光电探测器上接受到的光强不同，根据光电探测器输出的信以判断离焦量和离焦方向。临界角法同样结构简单，灵敏度高，但线性范围小际中多采用 2-3 次反射来消除装校误差。
图 2.2 傅科刀口法Fig 2.2 Foucal knife method临界角法角法运用了光的全反射原理，其调焦原理如图 2.3 所示，当被测物位，物体表面的光经过透镜成平行光射入临界角棱镜中，发生全反射电探测器接受[38]。这时四象限光电探测器上接受的光对称分布，输。当被测物位于近焦或远焦的位置时，入射到临界角棱镜的光为汇，四象限光电探测器上接受到的光强不同，根据光电探测器输出的离焦量和离焦方向。临界角法同样结构简单，灵敏度高，但线性范围采用 2-3 次反射来消除装校误差。
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进的人工鱼群算法在显微镜自动对焦中的应用[J]. 江旻珊,闫瑾,徐晓立,张学典. 光电工程. 2018(12)
[2]一种基于清晰度的显微浮雕轮廓术[J]. 付光凯,曹益平. 光电子·激光. 2018(08)
[3]大范围高精度激光诱导击穿光谱显微对焦系统[J]. 蒋章伟,燕艳,李阳,毕云峰. 光学学报. 2018(12)
[4]基于对焦深度法的光学显微镜系统设计[J]. 陈健,王灵阳,陈德全,张茂林. 应用光学. 2017(06)
[5]基于图像处理的手机屏幕缺陷检测系统研究[J]. 高如新,任晓朵,吴献,魏爱权. 测控技术. 2017(04)
[6]基于饱和像素剔除的自动对焦评价函数[J]. 王烨茹,冯华君,徐之海,李奇,陈跃庭. 光学学报. 2016(12)
[7]纳米光刻中调焦调平测量系统的工艺相关性[J]. 孙裕文,李世光,叶甜春,宗明成. 光学学报. 2016(08)
[8]像散法离焦检测系统的分析与校准[J]. 陈力,王军华,徐敏. 激光与光电子学进展. 2016(05)
[9]显微镜自动对焦方法研究综述[J]. 田畔,谷朝臣,胡洁,吴开杰,彭颖红. 光学技术. 2014(01)
[10]基于数字图像处理的自动对焦算法的比较与分析[J]. 李全勇,李亨. 电脑知识与技术. 2013(35)
硕士论文
[1]基于视觉图像的光学显微自动对焦技术研究[D]. 柏天舒.合肥工业大学 2017
[2]基于图像分析的3A算法研究[D]. 杜磊.西安电子科技大学 2014
[3]基于图像处理技术的焦点控制系统的研究[D]. 吕猛.天津大学 2010
[4]显微图像融合算法研究[D]. 陈颖.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2010
[5]被动式自动对焦算法的研究[D]. 黄娟.太原理工大学 2008
[6]基于图像处理的自动对焦理论和技术研究[D]. 蒋婷.武汉理工大学 2008
[7]数字成像系统的自动对焦算法研究[D]. 田宜彬.浙江大学 2002
本文编号：3324053
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自动对焦的方法及分类
图 2.2 傅科刀口法Fig 2.2 Foucal knife method（4）临界角法临界角法运用了光的全反射原理，其调焦原理如图 2.3 所示，当被测物位于面 B 时，物体表面的光经过透镜成平行光射入临界角棱镜中，发生全反射后象限光电探测器接受[38]。这时四象限光电探测器上接受的光对称分布，输出号为零。当被测物位于近焦或远焦的位置时，入射到临界角棱镜的光为汇聚散的光，四象限光电探测器上接受到的光强不同，根据光电探测器输出的信以判断离焦量和离焦方向。临界角法同样结构简单，灵敏度高，但线性范围小际中多采用 2-3 次反射来消除装校误差。
图 2.2 傅科刀口法Fig 2.2 Foucal knife method临界角法角法运用了光的全反射原理，其调焦原理如图 2.3 所示，当被测物位，物体表面的光经过透镜成平行光射入临界角棱镜中，发生全反射电探测器接受[38]。这时四象限光电探测器上接受的光对称分布，输。当被测物位于近焦或远焦的位置时，入射到临界角棱镜的光为汇，四象限光电探测器上接受到的光强不同，根据光电探测器输出的离焦量和离焦方向。临界角法同样结构简单，灵敏度高，但线性范围采用 2-3 次反射来消除装校误差。
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进的人工鱼群算法在显微镜自动对焦中的应用[J]. 江旻珊,闫瑾,徐晓立,张学典. 光电工程. 2018(12)
[2]一种基于清晰度的显微浮雕轮廓术[J]. 付光凯,曹益平. 光电子·激光. 2018(08)
[3]大范围高精度激光诱导击穿光谱显微对焦系统[J]. 蒋章伟,燕艳,李阳,毕云峰. 光学学报. 2018(12)
[4]基于对焦深度法的光学显微镜系统设计[J]. 陈健,王灵阳,陈德全,张茂林. 应用光学. 2017(06)
[5]基于图像处理的手机屏幕缺陷检测系统研究[J]. 高如新,任晓朵,吴献,魏爱权. 测控技术. 2017(04)
[6]基于饱和像素剔除的自动对焦评价函数[J]. 王烨茹,冯华君,徐之海,李奇,陈跃庭. 光学学报. 2016(12)
[7]纳米光刻中调焦调平测量系统的工艺相关性[J]. 孙裕文,李世光,叶甜春,宗明成. 光学学报. 2016(08)
[8]像散法离焦检测系统的分析与校准[J]. 陈力,王军华,徐敏. 激光与光电子学进展. 2016(05)
[9]显微镜自动对焦方法研究综述[J]. 田畔,谷朝臣,胡洁,吴开杰,彭颖红. 光学技术. 2014(01)
[10]基于数字图像处理的自动对焦算法的比较与分析[J]. 李全勇,李亨. 电脑知识与技术. 2013(35)
硕士论文
[1]基于视觉图像的光学显微自动对焦技术研究[D]. 柏天舒.合肥工业大学 2017
[2]基于图像分析的3A算法研究[D]. 杜磊.西安电子科技大学 2014
[3]基于图像处理技术的焦点控制系统的研究[D]. 吕猛.天津大学 2010
[4]显微图像融合算法研究[D]. 陈颖.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2010
[5]被动式自动对焦算法的研究[D]. 黄娟.太原理工大学 2008
[6]基于图像处理的自动对焦理论和技术研究[D]. 蒋婷.武汉理工大学 2008
[7]数字成像系统的自动对焦算法研究[D]. 田宜彬.浙江大学 2002
本文编号：3324053
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