倾斜镜面成像的自动调焦方法

《倾斜镜面成像的自动调焦方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第31卷第12期光电工程Vol.31,No.122004年12月Opto-ElectronicEngineeringDec,2004文章编号：1003-501X(2004)12-0034-04倾斜镜面成像的自动调焦方法1,21孟永宏，靳刚(1.中国科学院力学研究所国家微重力实验室，北京100080;2.中国科学院研究生院，北京100039)摘要：倾斜镜面成像系统的像面与光轴倾斜，仅利用轴向自动调焦无法实现像面整体清晰。为此提出一种基于图像清晰度判断的自动调焦方法。该方法将轴向调焦与角度调焦相结合，通过步进方式平移和旋转像接收面，利用离焦函数

2、判断聚焦情况，采用数据拟合回归的方法实现了像面整体清晰。该方法在椭偏成像系统的应用结果验证了其有效性，调焦精度达到微米量级。关键词：自动调焦；角度调焦；椭偏成像；倾斜镜中图分类号：TB851文献标识码：AAnautomaticfocusingmethodfortheimagingofanillumination–tiltedspecular-reflectionimagingsystemMENGYong-hong,JINGang(1.StateKeyLaboratoryofMicrogravity,InstituteofMechanics,

3、theChineseAcademyofSciences,Beijing100080,China;2.GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China)Abstract：Theimageplaneofillumination-tiltedspecularreflectionimagingsystem(TSIS)isnotperpendiculartotheopticalaxes,whichmakesauto-focusinginopticalaxesdirectio

4、nunavailable.Inordertosolvethisproblem,anauto-focusingmethodbasedonimagebrightnessgradientsharpnessfunctionisproposed,whichcombinesauto-focusinginopticalaxesdirectionandangle-tiltedauto-focusingbystepmovingandrotatingimagingsensorsuccessively.Theauto-focusingmethodcanmakep

5、lanarimageclearlyinwholeimageplanebyusingdefocusingfunctionanddatafittingmethod.Experimentresultfromimagingellipsometrysystemdemonstratesitsavailabilityanditsprecisionreachesmicronorder.Keywords：Automaticfocusing；Anglefocusing；Imagingellipsometry；Tiltmirror引言纳米薄膜材料在分子生物学、生

6、物化学、电化学、材料学、微电子学等领域具有广泛的应用，与此同时，纳米薄膜检测技术获得迅速的发展，作为非接触、快速的纳米表面成像测量方法，椭偏成像测量(Imaging[1-3][4-7]Ellipsometry，简称IE)和等离子体共振成像(SurfacePlasmaResonanceImaging，简称SPRI)技术可满足对纳米膜层进行纵向分辨率为纳米量级、横向分辨率为微米量级的检测。以成像的观点来看，二者至少具有如下共同点：(1)样品可视为二维平面(因为薄膜厚度为纳米量级，而横向尺度为毫米、甚至厘米量级)；(2)样品表面与光轴成一倾斜夹角

7、；(3)样品的表面接近镜面，反射光波进入像接收器件。为讨论方便，本收稿日期：2004-04-16；收到修改稿日期：2004-08-26基金项目：(1)国家自然科学基金资助项目(90206029，60178033)；(2)中国科学院知识创新工程重大项目(KJCX1-SW-07-03)作者简介：孟永宏(1974-)，男(汉族)，陕西大荔人，工程师，硕士生，目前主要研究方向为纳米薄膜的光学检测方法、仪器及其在蛋白质芯片方面的应用，E-mail：yhong@imech.ac.cn。通讯作者简介：靳刚(1957-)，男(汉族)，北京市人，研究员，博士

8、，博士生导师，目前主要研究方向为纳米生物工程，着重于光学生物传感器和光学蛋白质芯片研究。E-mail：gajin@imech.ac.cn2004年12月孟永宏等：倾斜镜面成像的自