基于机器微视觉的微结构平面运动测试技术

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第38卷第3期天津大学学报Vo1．38No．32005年3月JournalofTianjinUniversityMaf．2005基于机器微视觉的微结构平面运动测试技术金翠云，靳世久，栗大超，冯亚林，郝一龙(1．天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072；2．北京大学微电子学研究院，北京100871)摘要：为了对MEMS的微结构平面运动特性参数进行提取和分析，基于机器微视觉构建MEMS动态测试系统，提出模糊图像合成技术．在连续光照明下

2、获取微结构运动图像，利用光学检测方法增强模糊特征带，引入亚像素定位技术提取特征结构边缘，最终获得微结构的平面运动特性参数．实验结果表明，该系统测量误差小于100nm，具有较好的测量重复性精度，与现有系统相比，该系统测量原理简单，实现方便，且能满足微结构的测试需求．关键词：微机电系统；机器微视觉；动态测试；模糊图像；光学检测；亚像素中图分类号：TFr75l文献标志码：A文章编号：0493—2137(2005)03—0248—05MeasurementTechniqueofin—PlaneMotio

3、nforMicro-StructureBasedonMachineMicro．VisionJINCui．yun，JINShi．jiu，LIDa-chao，FENGYa．1in。，HAOYi-long。(1，StateKeyLaboratoryofPrecisionMeasuringTechnologyandInstruments，TianjinUniversity，Tianjin300072，China；2．InstituteofMicroelectronics，PekingUniversity

4、，Beijing100871，China)Abstract：Basedonmachinemicro—vision，microelectro-mechanicalsystem(MEMS)dynamictestingsystemWassetuptomeasuredynamicparametersformicro—structure．Blurimagesynthesistechniquewaspresentedtoextractandanalyzein-planemotioncharacteristi

5、csofMEMSmicro-structure．Intheconditionofcontinuouslighting，motionimagesofmicro-structurewereacquired．Usingopticalmeasuringmethodtheblurbeltwasen-hanced．Techniqueofsubpixellocationwasintroducedtoextractedgeofcharacteristicsstructure．Thein-planemotionc

6、haracteristicsofMEMSwereobtainedatlast．Experimentalresuhsindicatedthattheerrorofmeasure-mentislessthen100nmandtheprecisionofrepetitionmeasurmentishigh．Thesystemhastheadvantagesofeasiermeasuringtheoryandmoreconvenientrealizationcomparedwithothertestin

7、gsystem．Keywords：microelectro-mechanicalsystem；machinemicro-vision；dynamictesting；blurimage；opticalmeasuring；subpixel微机电系统(microelectro-mechanicalsystem，及机械力学参数、MEMS可靠性与器件失效模式、失效MEMS)是指适于批量制作的，集微型机构、微型传感机理等关键问题均可通过MEMS动态测试技术加以器、微型执行器、信号处理和控制电路、通讯接口电路

8、解决．同时，通过动态测试技术，还可以研究一系列相和能源等于一体的能完成特定功能的微系统．随着关的基础理论问题．因此，近年来MEMS动态测试技MEMS从研究阶段步人产业化阶段，MEMS对测试技术得到了国内外许多MEMS研究机构的高度重视．术的需求越来越迫切，尤其是对动态测试的需求更为Freeman等人j建立的干涉计算机微视觉系统(inter-迫切．这是因为MEMS的动态特性决定了MEMS器件ferometriccomputermicro-visionsystem，ICMVS)采用频的基本性能．ME