一种图像扫描时的自动聚焦装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种图像扫描时的自动聚焦装置，包括平台(1)、镜头(2)、压电陶瓷设备(3)以及图像采集设备(4)，所述的图像采集设备(4)中设置一个成像传感器。采用上述技术方案，利用计算机数据处理、压电陶瓷调节装置及一个成像传感器，用三幅聚焦于不同焦平面的图像的清晰度来判定是否已经聚焦，对不平度较大的被检测物体影像进行快速、实时、自动地聚焦，提高其图像的清晰度，其体积很小，成本较低。
【专利说明】
一种图像扫描时的自动聚焦装置
技术领域
[0001]本实用新型属于光学影像的技术领域，涉及数字图像处理技术。更具体地，本实用新型涉及一种图像扫描时的自动聚焦装置。
【背景技术】
[0002]一个光学检测系统的景深一般都会随着分辨率的增加而减小。
[0003]如图1所示，被检测的物体，如平板显示器、半导体晶圆或者是生物医学的切片本身的弯曲程度大于这个景深的时候，则就需要设计一个自动聚焦系统，在检测扫描时，使每一幅图像都保持清晰。
[0004]但是，在现有技术中，还缺乏相关的应用技术。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供一种图像扫描时的自动聚焦装置，其目的是在检测扫描时，快速、实时、自动地实现聚焦。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为:
[0007]本实用新型的图像扫描时的自动聚焦装置，包括平台、镜头、压电陶瓷设备以及图像采集设备，所述的图像采集设备中设置一个成像传感器。
[0008]所述的图像扫描时的自动聚焦装置设置计算机处理系统和平台位置控制器，所述的平台位置控制器通过信号线路分别与所述的平台、计算机处理系统连接。
[0009]所述的图像扫描时的自动聚焦装置还设置镜头位置控制器，所述的镜头位置控制器通过信号线路分别与所述的压电陶瓷设备、计算机处理系统连接。
[0010]所述的成像传感器通过信号线路与所述的计算机处理系统连接。
[0011]为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本实用新型还提供了以上所述的图像扫描时的自动聚焦装置的自动聚集方法，其技术方案是:
[0012]在图像扫描过程中，镜头的焦距一直在沿着其轴线方向变动；
[0013]成像传感器在平台高速移动的状态下拍摄三张图像，切出平台平面投影上的位置重叠部分；
[0014]然后利用每幅图像的焦平面位置以及所对应的清晰度，算出下一幅图的位置；
[0015]通过镜头的位置调整，进行下一幅图片的聚焦；
[0016]以此类推，完成对被测物体的自动聚焦，提高图片的清晰度。
[0017]所述的镜头由压电陶瓷设备驱动。
[0018]所述的平台的扫描运动由所述的平台位置控制器控制。
[0019]本实用新型采用上述技术方案，利用计算机数据处理、压电陶瓷调节装置及一个成像传感器，用三幅聚焦于不同焦平面的图像的清晰度来判定是否已经聚焦，实现对不平度较大的被检测物体影像的快速、实时、自动地聚焦，提高其图像的清晰度，其体积很小，成本较低。
【附图说明】
[0020]附图所示内容及图中标记简要说明如下:
[0021]图1为被检测物体弯曲度大于景深的示意图；
[0022]图2为本实用新型的自动聚集的原理图；
[0023]图3为本实用新型的装置结构示意图；
[0024]图4为本实用新型中各焦平面采图示意图。
[0025]图中标记为:
[0026]1、平台，2、镜头，3、压电陶瓷设备，4、图像采集设备，5、平台位置控制器，6、镜头位置控制器，7、计算机处理系统。
【具体实施方式】
[0027]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0028]如图3所示本实用新型的结构，为一种图像扫描时的自动聚焦装置，包括平台1(XYstage)、镜头2( lens)、压电陶瓷设备3( lens piezo)以及图像采集设备4。
[0029]为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现在检测扫描时，快速、实时、自动地实现聚焦的发明目的，本实用新型采取的技术方案为:
[0030]如图3所示，本实用新型的图像扫描时的自动聚焦装置，所述的图像采集设备4中设置一个成像传感器，即相机(camera)。只用一个相机，高速串行采图。用三幅聚焦于不同焦平面的图像的清晰度来判定是否已经聚焦。
[0031 ]若没有聚焦，根据推算出来的聚焦位置来移动焦平面，以达到快速聚焦。
[0032]所述的图像扫描时的自动聚焦装置设置计算机处理系统7(PC)和平台位置控制器5(X/Y-Pos Controller)，所述的平台位置控制器5通过信号线路分别与所述的平台1、计算机处理系统7连接。平台I的位置按X、Y两个方向扫描。
[0033]所述的图像扫描时的自动聚焦装置还设置镜头位置控制器6(Z-PosController)，所述的镜头位置控制器6通过信号线路分别与所述的压电陶瓷设备3、计算机处理系统7连接。镜头2的位置按Z方向调节。
[0034]所述的成像传感器通过信号线路与所述的计算机处理系统7连接。
[0035]为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本实用新型还提供了以上所述的图像扫描时的自动聚焦装置的自动聚集方法，其技术方案是:
[0036]在图像扫描过程中，镜头2的焦距一直在沿着其轴线方向变动；
[0037]成像传感器在平台I高速移动的状态下拍摄三张图像，切出平台I平面投影上的位置重叠部分；
[0038]利用三幅不同焦平面的图像的z位置和图像对比度来算出理想聚焦位置。实现一步到位的自动聚焦。
[0039]然后利用每幅图像的焦平面位置以及所对应的清晰度，算出下一幅图的位置；
[0040]通过镜头2的位置调整，进行下一幅图片的聚焦；[0041 ]以此类推，完成对被测物体的自动聚焦，提高图片的清晰度。
[0042]所述的镜头2由压电陶瓷设备3驱动。
[0043]所述的平台I的扫描运动由所述的平台位置控制器5控制。
[0044]具体地说:
[0045]如图4所示，在系统扫描时，单个镜头的焦距一直在上下变动(Ζ+Ζο,Ζ+i)。相机在高速移动中状态下拍摄三张图像，切出X/Y位置重叠部分(图4中的两条竖直虚线划定部分八然后利用每幅图像的焦平面位置^^⑷力⑷上办似及所对应的清晰度’算出下一幅图的Zo(n+l)的位置。
[0046]通过机头(镜头)的上下调整，进行下一幅图片的聚焦。以此类推，完成对被测物体进行自动聚焦，提高图片的清晰度。
[0047]上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种图像扫描时的自动聚焦装置，包括平台(I)、镜头(2)、压电陶瓷设备(3)以及图像采集设备(4 )，其特征在于:所述的图像采集设备(4)中设置一个成像传感器。2.按照权利要求1所述的图像扫描时的自动聚焦装置，其特征在于:所述的图像扫描时的自动聚焦装置设置计算机处理系统(7)和平台位置控制器(5)，所述的平台位置控制器(5)通过信号线路分别与所述的平台(1)、计算机处理系统(7)连接。3.按照权利要求1所述的图像扫描时的自动聚焦装置，其特征在于:所述的图像扫描时的自动聚焦装置设置计算机处理系统(7)和镜头位置控制器(6)，所述的镜头位置控制器(6)通过信号线路分别与所述的压电陶瓷设备(3)、计算机处理系统(7)连接。4.按照权利要求2或3所述的图像扫描时的自动聚焦装置，其特征在于:所述的成像传感器通过信号线路与所述的计算机处理系统(7)连接。
【文档编号】H04N5/232GK205622737SQ201620190807
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】伍祥辰
【申请人】伍祥辰