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TFT-LCD面板光学检测自动对焦系统设计
资料介绍
摘要：针对 TFT-LCD面板尺寸大、厚度薄、光透过率高的特性，建立了基于激光三角测距法的自动对焦系统。采用光学回路和杋械结构设计，对激光光斑中心位置准确求取以及自动对焦原理等算法进行了研究。首先，根据激光三角法测距原理进行了光学回路设计，并以纳米定位平台作为微小行程对焦驱动轴。其次，通过分析光斑图像特性，调节相机快门调整曝光量从而对图像进行噪声消除。另外，采用质心法快速提取光斑中心，在分析激光光斑中心位置与离焦关系的基础上，说明了自动对焦算法。最后，介绍了系统自动对焦时间的设定方法。实验结果表明：在行程为100um的自动对焦范围内，5X物镜下，自动对焦时间为0.36s，重复定位精度为±1.98μm。50X物镜下，自动对焦时间为0.4ls，重复定位精度为±0.26μm。该系统稳定性好、对焦精度高、抗干扰能力强，基本满足大尺寸玻璃基板光学检测的需要。
关键词：计算机視觉；自动对焦；激光三角法；光斑中心；亚像素
TFT-LCD自动光学检测设备是一个集成了光、机、电、自动化等技术的精密机器视觉识别系统，在液晶显示屏缺陷检测中，需要一种调焦装置实现高精度非接触的自动对焦系统来获取清晰玻璃基板图片。自动对焦技术是现代光学成像系统的一项重要技术，已有大量学者对其进行了研究3。自动对焦可分为两大类：主动对焦和被动对焦。主动对焦技术主要基于测距原理，如超声波测距法、反射能量法以及一些基于三角测距原理的方法。被动对焦技术利用获取的图像信息分析对焦方向，并调整焦距到最佳位置。激光三角法由于其具有非接触、测量准确度高、抗干扰能力强、材料适应性广，在现代测量领域中得到了广泛的应用。
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