本实用新型实施例涉及光学设备技术，尤其涉及一种图像控制器和调焦调平装置。
背景技术：
光刻机是液晶显示行业核心的加工设备之一。调焦调平装置是投影光刻机中的垂向位置测量传感器，当前主流的调焦调平装置多采样基于三角测量的光电式测量方案。如美国专利US4650983中记载了一种调焦调平检测装置和方法，测量光路分布于投影物镜光轴的两侧，包括依次以光路连接的照明单元、投影单元及探测单元。照明单元提供的光源出射光经透镜组聚光之后，由光纤传送至投影单元，为整个测量装置提供照明光源。通过投影狭缝的光经过透镜和反射镜之后，在玻璃基板表面当前曝光区域内形成测量光斑。测量光斑经探测单元、中继单元被光电传感器接收，形成带有待测物体表面高度信息的光强信号。
一般而言，光电传感器接收到光强信号(光学图像)并将其转化为电信号后形成原始图像数据，原始图像数据通过图像采集卡的处理后传输至数据处理板，由数据处理板进一步地处理以得到用户需要的信息。但是原始图像数据的数据量巨大，使后续的数据计算以及数据处理负担繁重，进而导致调焦调平装置的工作效率低下。
技术实现要素：
本实用新型实施例提供一种图像控制器和调焦调平装置，以实现降低光学图像数据的处理时间和传输时间，提高调焦调平装置的工作效率。
第一方面，本实用新型实施例提供一种图像控制器，所述图像控制器包括至少一组子图像控制器；
所述子图像控制器包括图像筛选电路和图像定位电路；所述图像筛选电路用于从原始图像数据中筛选出符合预设条件的有效光斑数据；所述图像定位电路与所述图像筛选电路电连接，用于从所述图像筛选电路获取所述有效光斑数据，并根据所述有效光斑数据计算得到光斑定位信息。
可选地，所述子图像控制器还包括滤波电路，所述滤波电路与所述图像筛选电路电连接，用于对原始图像数据进行滤波处理并将滤波后的原始图像数据传输至所述图像筛选电路。
可选地，所述图像控制器包括多组子图像控制器，多组子图像控制器并行连接。
可选地，所述图像控制器采用现场可编程门阵列或通用图像处理器。
第二方面，本实用新型实施例提供一种调焦调平装置，包括第一方面所述的图像控制器。
可选地，所述调焦调平装置还包括照明单元、投影单元、光电传感器和数据处理板；
所述照明单元用于提供照明光束；
所述投影单元位于所述照明单元与待测物体之间，用于将所述照明光束以一定角度入射到待测物体的表面；
所述光电传感器用于接收经待测物体表面反射的反射光束，并生成原始图像数据，所述光电传感器与所述图像控制器电连接，并将所述原始图像数据传输至所述图像控制器；
所述数据处理板与所述图像控制器电连接，所述图像控制器输出光斑定位信息至所述数据处理板。
可选地，所述数据处理板与多组所述子图像控制器中的图像定位电路电连接。
可选地，所述投影单元包括狭缝器件和投影透镜组，所述狭缝器件位于所述照明单元与所述投影透镜组之间。
可选地，所述狭缝器件上设置三个狭缝，相邻两个所述狭缝之间的距离不相等。
可选地，所述调焦调平装置还包括探测透镜组，所述探测透镜组位于所述光电传感器与待测物体之间。
本实用新型实施例提供的图像控制器包括图像筛选电路，图像筛选电路可以从原始图像数据中根据预设条件选择出部分数据，该部分数据包含了所有的光斑对应的数据，即包含了所有的有效数据，可以根据有效光斑数据得到光斑定位信息，进而使用户可以随时获取待测物体的位置信息，待测物体的位置信息包括待测物体的高度信息和倾斜度信息。本实用新型实施例由于使用图像筛选电路将原始图像数据中的部分无效数据过滤掉，只留下包含有效光斑数据的有效数据，减少后续处理的数据总量，降低了光学图像数据的处理时间和传输时间，提高了调焦调平装置的工作效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种图像控制器的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的有效光斑数据的筛选示意图；
图3为本实用新型实施例提供的另一种图像控制器的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的一种调焦调平装置的结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的一种狭缝器件的结构示意图；
图6为本实用新型实施例提供的另一种调焦调平装置的部分结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
图1为本实用新型实施例提供的一种图像控制器的结构示意图，参考图1，图像控制器60包括至少一组子图像控制器600(图1中示例性地设置图像控制器60包括一组子图像控制器600)。子图像控制器600包括图像筛选电路62和图像定位电路63，图像筛选电路62用于从原始图像数据中筛选出符合预设条件的有效光斑数据，图像定位电路63与图像筛选电路62电连接，用于从图像筛选电路62获取有效光斑数据，并根据有效光斑数据计算得到光斑定位信息。光斑定位信息指的是根据有效光斑数据计算出的各个光斑在坐标系中的位置。可以根据光斑定位信息得出各个光斑之间的距离。
图2为本实用新型实施例提供的有效光斑数据的筛选示意图，有效光斑数据的筛选可以使用本实用新型实施例提供的图像控制器中的图像筛选电路实现，参考图2，原始图像数据中包括三个光斑，分别为第一光斑Q1、第二光斑Q2和第三光斑Q3，第一光斑Q1和第二光斑Q2之间的距离为L1，第二光斑Q2和第三光斑Q3之间的距离为L2，L1≠L2。除了第一光斑Q1、第二光斑Q2和第三光斑Q3外，原始图像数据中还包括其他类型的数据(在图2中其他类型的数据以直线表示)，由于对于调焦调平装置有实际意义的数据为有效光斑数据，而与其他类型的数据无关，因此可以将其他类型的数据通过图像筛选电路62过滤掉，只留下有效光斑数据，进而可以减少后续处理的数据总量。需要说明的是，图2中所示原始图像数据以及有效光斑数据仅为一种示例，并非对本实用新型的限定，图像筛选电路62可以从原始图像数据中筛选出符合预设条件的有效光斑数据，预设条件在图2中所示例如可以为大于某一(光强)阈值。
本实用新型实施例提供的图像控制器包括图像筛选电路，图像筛选电路可以从原始图像数据中根据预设条件选择出部分数据，该部分数据包含了所有的光斑对应的数据，即包含了所有的有效数据，可以根据有效光斑数据得到光斑定位信息，进而使用户可以随时获取待测物体的位置信息，待测物体的位置信息包括待测物体的高度信息和倾斜度信息。本实用新型实施例由于使用图像筛选电路将原始图像数据中的部分无效数据过滤掉，只留下包含有效光斑数据的有效数据，减少后续处理的数据总量，降低了光学图像数据的处理时间和传输时间，提高了调焦调平装置的工作效率。
可选地，参考图1，子图像控制器600还包括滤波电路61，滤波电路61与图像筛选电路62电连接，用于对原始图像数据进行滤波处理并将滤波后的原始图像数据传输至图像筛选电路62。滤波电路61可以过滤出原始图像数据中的异常值，以提高原始图像数据的可靠性。
图像控制器还可以包括多组子图像控制器，图3为本实用新型实施例提供的另一种图像控制器的结构示意图，参考图3，图像控制器60包括多组子图像控制器600(图3中示例性地设置图像控制器60包括三组子图像控制器600)，多组子图像控制器600并行连接。本实用新型实施例提供的图像控制器可以是一种并行处理器，可以同时对多组原始图像数据进行滤波、数据筛选以及光斑定位信息计算，并行处理可以提高数据的处理速度和处理效率，降低了光学图像数据的处理时间和传输时间，提高了调焦调平装置的工作效率。
可选地，参考图1和图3，图像控制器60可以采用现场可编程门阵列(FPGA)或通用图像处理器(GPU)。FPGA(Field－Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
图4为本实用新型实施例提供的一种调焦调平装置的结构示意图，参考图4，本实用新型实施例提供的调焦调平装置包括上述任一实施例中的图像控制器60。调焦调平装置还包括照明单元10、投影单元20、光电传感器50和数据处理板70。照明单元10用于提供照明光束，照明单元10可以包括光源和照明透镜组，光源可以采用LED光源或卤素灯或镭射光源等。投影单元20位于照明单元10与待测物体30之间，用于将照明光束以一定角度α入射到待测物体30的表面。一般情况下，入射到待测物体30的上表面。待测物体30可以为透明物体或不透明物体，透明物体例如可以为玻璃基板。光电传感器50用于接收经待测物体30表面反射的反射光束，并生成原始图像数据，光电传感器50与图像控制器60电连接，光电传感器50将原始图像数据传输至图像控制器60，数据处理板70与图像控制器60电连接，图像控制器60输出光斑定位信息至数据处理板70。数据处理板70也可以称为主控制板，具有强大的计算和数据处理能力，能够对光斑定位信息按照用户需求做进一步的处理，例如可以通过数据处理板70将光斑定位信息以图或表的形式展现给用户。
可选地，参考图4，投影单元20包括狭缝器件201和投影透镜组202，狭缝器件201位于照明单元10与投影透镜组202之间。投影透镜组202可以与照明单元10同光轴设置。投影透镜组202可以对经过狭缝器件201的照明光束进行滤波和整形，保证照射到待测物体30表面的光束的质量。例如，投影透镜组202可以消除经过狭缝器件201的照明光束发生的畸变。
可选地，参考图4，调焦调平装置还包括探测透镜组40，探测透镜组40位于光电传感器50与待测物体30之间。探测透镜组40可以对经过待测物体30反射的照明光束进行滤波和整形，保证照射到光电传感器50的光束的质量。探测透镜组40还具有光线收集作用，使经过待测物体30反射的照明光束能够全部照射到光电传感器50上，提高了调焦调平装置的稳定性。
进一步地参考图4，照明单元10发出的照明光束通过狭缝器件201和投影透镜组202后投影到待测物体30的表面，形成光斑，待测物体30可以位于工件台上并根据工件台的运动而改变高度和倾斜度。照明单元10发出的光在待测物体30的表面发生反射，并最终被光电传感器50接收，光电传感器50例如可以使用CCD图像传感器或者互补金属氧化物半导体(CMOS)。照明单元10发出的照明光束通过狭缝器件201后，被分为若干束光线，该若干束光线通过投影透镜组202后以一定角度α倾斜入射到待测物体30上，形成入射光线。入射光线经待测物体30的表面反射后，形成携带有待测物体30表面信息的反射光线，反射光线通过探测透镜组40后入射到光电传感器50上，光电传感器50对待测物体30上的光斑进行成像。在调焦调平装置中，通过多个上述光斑测量，从而得到待测物体30的位置信息，待测物体30的位置信息包括待测物体30的高度信息和倾斜度信息。
图5为本实用新型实施例提供的一种狭缝器件的结构示意图，参考图4和图5，狭缝器件201上设置三个狭缝P，相邻两个狭缝P之间的距离不相等。为了便于区分，将三个狭缝P分别标记为第一狭缝P1、第二狭缝P2和第三狭缝P3，第一狭缝P1、第二狭缝P2之间的距离为K1，第二狭缝P2和第三狭缝P3之间的距离为K2，K1≠K2。狭缝器件201可以通过在一整面不透光材料中挖空形成多个狭缝P的方式来制作，简便易行，成本比较低。由于待测物体30表面并非一个完美的平面，待测物体30的表面存在一些凸起或凹陷，当待测物体30上的光斑位于凸起或凹陷时，其反射光往往并不能被光电传感器50接收到，因此设置多个狭缝P可以避免光电传感器50接收不到光斑图像的情况。示例性地，参考图2、图4和图5，由于光电传感器50接收到的光斑图像是待测物体30表面的光斑所成的像，待测物体30表面的光斑是经过狭缝器件201的照明光束产生的，因此光电传感器50接收到的光斑图像与狭缝器件201上的狭缝P一一对应。理想状况下，第一狭缝P1、第二狭缝P2和第三狭缝P3经过平面反射后分别对应形成第一光斑Q1、第二光斑Q2和第三光斑Q3。L1和K1，以及L2和K2存在倍率关系，若因待测物体30表面的凸起或凹陷无法产生某一光斑Q，剩余两个光斑的之间的距离为K，则可以根据L1、L2和K的数值以及倍率关系来判断缺失光斑的情况。K＝K1时，缺失的是第三光斑Q3；K＝K2时，缺失的是第一光斑Q1；K＝K1+K2时，缺失的是第二光斑Q2，然后再根据缺失光斑来判断凸起或凹陷的位置。因此狭缝器件201上设置三个狭缝P，相邻两个狭缝P之间的距离不相等时，可以避免光电传感器50接收不到光斑图像的情况，同时又可以根据缺失光斑来判断凸起或凹陷的位置。
图4中所示调焦调平装置中包括一个光电传感器50、一个图像控制器60和一个数据处理板70，在其他实施例中，调焦调平装置也可以包括多个光电传感器50、一个图像控制器60和一个数据处理板70。图6为本实用新型实施例提供的另一种调焦调平装置的部分结构示意图，参考图4和图6，一个图像控制器60与多个光电传感器50电连接(图6中示例性地设置一个图像控制器60与三个光电传感器50电连接)，一个图像控制器60包括多组子图像控制器600，一个光电传感器50与一个子图像控制器600电连接。多组子图像处理器600并行连接。数据处理板70与多组子图像控制器600中的图像定位电路63电连接。本实用新型实施例提供的图像控制器60可以是一种并行处理器，可以同时对多组原始图像数据进行滤波、数据筛选以及光斑定位信息计算，并行处理可以提高数据的处理速度和处理效率，降低了光学图像数据的处理时间和传输时间，提高了调焦调平装置的工作效率。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。