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文档简介
1、No 2 iWx m *JOURNAL OF TIANJIN UNIVERSITY激光干涉自动调焦原理和方法张凤林刘铁报戎进田赵彤(M*仪尬程豪*+/! fi 魚的才上.6令从千莎*飲中取稈丸年JML的S*仕色4d*CCD JttB#. 輒.乡竝电伉 爼戍的丄电*It科書邁厅测*$袞现鸟承厲久诅什力“卯巴有的義英豪比厦 轲比.有较為的*朗&关: 乂千莎千POPTICAL AUTOMATIC FOCUSSING BY LASERWAVE INTERFERENCEZlmFq 血 Uu Tieceii WaJtaKun ZhaoTM(Dept of Precision ImcmmcDis Eninc
2、cnng)Abetrct Oplxal auiomniK fociMmf baud oq buct hgh a part of ao inicr (crcncc optcaJ lyvlcm The focusum inforxxuiioD can be rcineval from icucrfcrofraim, the onl of foeuwAg iAlbruulion can be dcicclcd and oompematod with the opusHecgac lylcm comBiinn of CCD. a microcomputer nd steppermotor The me
3、thod a difkrcni from tbe exsisi- ing ones web as corrcUalion method and oo nt rail response charactcnslic. The focimuig accun- cy 0 hifk. easy 10 pul into prxnicc aod 3 potcntal appiicaiionsKey wwis hter wsw tefterfcreoc*,setMBnc 佃 rhg刊着半片体及光刻技术的发展.ci/潰焦技术得到发展.Hsftjt电n动魚和气动n 动术光电(1功醫饑包括相关旅和对比度检测袪.它n
4、有一定调編廉度.但对丸 电信号的处理比较复杂本文百次捷岀一斡根塞尢怫慷理进行自q鶴的方法.说方 法庄技术上丁实现.辅度和4f比校a用毘久光做光夕焦構度侃不大于 0.22/im.这种技术适用于机械筒长无股大的SAttU及类假的比学晟fit.人 加 大 常 字 酬戟2|I调焦原理以机MWK无限人的锻力*h亭万怯兄学系烧左Jtf tffl I)的特祥星期检勺精 助債配合使用玮想悄况厂HJfuft分别位卜物檢的削焦41和H時物檢的心廉面樹 辅助输*2何的域像光束为T4朮.捞体位十物俊航蕉鹵时渋廉是使停dhltU位十精 助麻储由的1程即诙从Xtfq为斤慙的*卩血图I中.3为蔚血人为其傩P亠为 辅助務fi
5、t Z为KftB; O为初tii. /为惊血.图2为采用r对国I质示主尢殆实現白动魚的Jt恪图 K4-和L;mtSf MIK的Jl路O为初面/为理想烬平面5tBSr BS?以及廉尢扩来枝和带 Attk. L4)t-r元件.miAf涉解境;HlNc滋尢目为兄mCCDi件为)t电接收 代时.尢東经bL扩MtL.经过BSWGfll转90 角传庄BS,处分 为购束一束透过BS:0CP.经M反妨后沿原允踣返回*4ii BS, 人射到CCD 上 成为另一束绘RS:反射(H转 W 角传ML WL. WlkrtWltiiart的处卜 事惊点町視为尢点蛭位卩焦面附近戒焦41上的*血反射(处穴一般为尤希&血町視为
6、 平dnlft.如金相试緋的4i面.羁滋胶片衣励丸剧半甘体衣矗笔)成为匚冉次成懂的病 点.由它发射的尢求沿压Jt踣运阿.常材農魚涪XL竝BS6U怕作为務尢&宀$考比厶 WV.庄CCD接收面上可岀现涉歼光殆中的“伫做CP址为倉除心和厶的不対称 设置的(采用5色尢时CPoJ以省左.通过*整葫尢束在空V中的仃出大小来卄代)莎 歼的舵状与鸿焦状态右艾爲焦対I涉阳为那&环状恵略相曲訥係列网心环当*血 Q近匚焦*)(理想停血位).十涉歼半住和条纹寛度大变寛;t*it好in対*ilU 时涉环消尖觇场来厦变成均匀的很撫I衿图变化悄况可对主比路的州統状态判 谀.卜曲#岀曳您*与卜涉环1T2有关的关条图3为实际X
7、J0的耳 效转折尤略黒曲的參芳比&乂平行尢具渡血方程为E. VR为大小.K = 2k/x为渡tt Z为室杯原点(可逸匚博力左点力W你廉们1993 当偉面h与靈血不咐合时(未阴到用想Wtfc时)为球面波.吕中沿尢细的尢线经过 匚M炖h反射返河透过匚列达CCD2牧贡的光程为亦 + 础)4 2Dt(n* l)+ Z(2)氏中.血为僮面人用开廉面(图示为佩点外務空的情形)的肿薦久为MttL(中心的折合 ”度并为材鏡匚的玻聘忻亨为力便计图3中鞫憧耶分以转折)t代簣实床尢路 并以线育岀.列达CCDJt牧|fc上的离轴尢线比沿光Wi (幢)尢线少一光fid.如图4 所示.其尢覆号沿尤釉的兄收亠肖F迷关系2严
8、d由田4可鮒“尺-心实际应用中./P冷0 +丿叫 触*近0 8Zf时认为尢理分布已均匀.则得/ocm2j(yy 6h Z;)= O.8/tcm14(M/r+ Zi)(12)式中,取值范!fl为。5/2.求鱗直足上式的ShZiA小值.就是强焦课幷用度通过 帝故分析壊用(13)AtrwsVoT加)2式中N4二于上.MWm的数值孔NA A.调您梢度a.调焦采 光專时 2=O632 8x若 N*=0 6S.則由(13)式算用v 0.22pm.而AM = 0.65的物镜的Ri( WifttS)为A/-羽茁T - 0.75/ifn,町见调魚精度0.22mii小于其最ft!.横足成淸略停的豪求缴尤干莎M蕪備
9、大课瓷与相应物tftltt* 之比利F述一般关系式bh .亠 2arcoos/ .8 亦 土03(14)2.2演備步进度M环(或畴环).由(II)式有号(岑产 血+ Z;)E或叶卜刑界取0. 1. ;次的聲环.有扌(歹;?八 血+Z;)(+ Dm.两式IHML可存出備时干涉图中泉处毎移过一个亮环对应的俅樓收面的移动为弘血 y?/(2?-H)(1$)干涉图中心八0.木“h-6h +衣厨灣療时若以CCD面上毎从1涉环中W 岀或收0个I涉环为判读依据.MMMM度为扌.采用MUimJt, A0 632 8 x 10 Jmm.则步进廉厦为0m式(II) U|面/衣b廉面外崗魚计算而得.內离焦有同样結!R.3自动*焦系统组成)t涉fl动调焦的(#理低图如图5示.票统廉图如图6示 k 沖 人 学 7 捺2IW厂MS 54实验与结论上用上述腐做方法进行了白动测魚丈腔图7为伸接收囲/位于焦点外 6m时拍撮的ffl 8为/位J *41上时拍損的i涉图图9为/位F焦点内 9“m时的涉图实丸中偉雄枚断捷賞璃板物慣枝术母強为厂6.25mm .V4-065.义听述“功曲俭方陵焙构简m. mmwA.识别界站.调事力
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