一种优化DMD倍率和夹角标定的方法与流程

一种优化dmd倍率和夹角标定的方法
技术领域
1.本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种优化dmd倍率和夹角标定的方法。


背景技术：

2.ldi曝光设备是基于数字微镜装的激光直接成像设备，利用计算机生产数据图形并输出到数字微镜，照射到数字微镜的光线被反射后进入光学投影系统，基于三维高精密移动平台，可以实现动态投影到基板表面相对应的成像位置进行曝光成像。ldi曝光设备采用多dmd扫描曝光，dmd数字微镜作为空间光调制器件，在ldi曝光设备中起到至关重要的作用。
3.当dmd投影的放大倍率以及夹角必须在误差范围内时，其与高精密移动平台的扫描范围和扫描位置匹配，ldi曝光设备才能够曝光出理想的图形。但由于机械加工和装配等影响，实际的dmd投影放大倍率和夹角都会与理论值有所偏差，这就使得实际曝光出来的图像会出现模糊、错图以及漏图等现象，因此减小dmd倍率和夹角标定的偏差显得尤为重要。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供一种优化dmd倍率和夹角标定的方法，解决现有技术中dmd倍率和夹角标定偏差较大的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：
6.一种优化dmd倍率和夹角标定的方法，包括以下步骤：
7.s1、在曝光机的三维运动平台上设置光学成像镜头和dmd数字微镜；
8.s2、在所述曝光机的图形文件上设置四个数据图形，并将所述四个数据图形输出到所述dmd数字微镜；
9.s3、所述dmd数字微镜通过投射点投影相应的图形，所述dmd数字微镜的投图视野内对应形成四个投影图形，其中两个投影图形沿x轴分布，另外两个投影图形沿y轴分布；
10.s4、移动所述三维运动平台获取其中一个投影图形的中心，并使得所述投影图形中心的位置与所述光学成像镜头中心的位置重合，此时，记录坐标数据；
11.s5、重复步骤s4，得到所述四个投影图形的坐标数据；
12.s6、通过预设算法对x方向的两个投影图形中心的坐标数据进行计算，得到x方向的放大倍率和夹角；通过预设算法对y方向的两个投影图形中心的坐标数据进行计算，得到y方向的放大倍率和夹角。
13.可选的，步骤s6中，所述通过预设算法对x方向的两个投影图形中心的坐标数据进行计算，得到x方向的放大倍率和夹角，包括：
14.设定放大之前x方向的两个图形之间的距离为l，计算x方向两个投影图形在x方向的差值δx和y方向的差值δy，以勾股定理求得两个投影图形之间的绝对距离m，算得放大倍率i＝m/l；
15.设定夹角为θ，tanθ＝δy/δx。
16.可选的，所述数据图形和投影图形均为十字形或米字形。
17.可选的，投影图形相对于数据图形呈一定角度倾斜。
18.可选的，所述dmd数字微镜设有四个所述投射点，分别用于投射所述四个投影图形。
19.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
20.本发明提供了一种优化dmd倍率和夹角标定的方法，该方法在dmd投图视野内沿x方向和y方向各形成两个图形，移动三维运动平台拍摄单个图形得到其坐标值，同时计算x方向和y方向的放大倍率和夹角，减小了单方向测试结果的误差。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
22.图1为dmd投图视野中的圆形投影示意图；
23.图2为图1中单个圆形中心的投影示意图；
24.图3为本发明实施例提供的dmd投图视野中的十字图形投影示意图；
25.图4为图3中单个十字图形中心的投影示意图；
26.图5为圆形投影在x方向的投影结果图；
27.图6为圆形投影在y方向的投影结果图；
28.图7为本发明实施例提供的十字图形投影在x方向的投影结果图；
29.图8为本发明实施例提供的十字图形投影在y方向的投影结果图。
具体实施方式
30.为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
31.需要理解的是，在本发明的描述中，具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。本发明使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案；可以理解的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
32.请结合参考图3和图4，图3为本发明实施例提供的dmd投图视野中的十字图形投影示意图；图4为图3中单个十字图形中心的投影示意图。
33.本发明提供的一种优化dmd倍率和夹角标定的方法，包括以下步骤：
34.s1、在曝光机的三维运动平台上设置光学成像镜头和dmd数字微镜；
35.s2、在所述曝光机的图形文件上设置四个数据图形，并将所述四个数据图形输出到所述dmd数字微镜；
36.s3、所述dmd数字微镜通过投射点投影相应的图形，所述dmd数字微镜的投图视野内对应形成四个投影图形，其中两个投影图形沿x轴分布，另外两个投影图形沿y轴分布；
37.s4、移动所述三维运动平台获取其中一个投影图形的中心，并使得所述投影图形中心的位置与所述光学成像镜头中心的位置重合，此时，记录坐标数据；
38.s5、重复步骤s4，得到所述四个投影图形的坐标数据；
39.s6、通过预设算法对x方向的两个投影图形中心的坐标数据进行计算，得到x方向的放大倍率和夹角；通过预设算法对y方向的两个投影图形中心的坐标数据进行计算，得到y方向的放大倍率和夹角。
40.作为一种可选的实施方式，步骤s6中，通过预设算法对x方向的两个投影图形中心的坐标数据进行计算，得到x方向的放大倍率和夹角，包括：
41.设定放大之前x方向的两个图形之间的距离为l，计算x方向两个投影图形在x方向的差值δx和y方向的差值δy，以勾股定理求得两个投影图形之间的绝对距离m，算得放大倍率i＝m/l；设定夹角为θ，tanθ＝δy/δx。
42.作为一种可选的实施方式，在光学成像镜头的下方可以设置基板，dmd数字微镜可以将图形投影至基板。
43.作为一种可选的实施方式，dmd数字微镜设有四个投射点，分别用于投射四个投影图形。
44.作为一种优选的实施方式，用于投射x轴方向上的两个投影图形的投射点之间的距离为可以设置的最大距离，用于投射y轴方向上的两个投影图形的投射点之间的距离为可以设置的最大距离，这样设置能减小成像过程中产生的误差。
45.作为一种可选的实施方式，上述方法中的数据图形和投影图形均为十字形或米字形。这样设置可以减小放大倍率和夹角标定的偏差。
46.请结合参考图1和图2，图1为dmd投图视野中的圆形投影示意图；图2为图1中单个圆形中心的投影示意图。
47.以往在dmd倍率及夹角的测试中，常用圆形投图，且只在x方向上进行投图，并计算x方向上的放大倍率和夹角，如图1所示，在dmd投图视野内，共有左右两个圆形，移动高精密平台分别拍两个圆形图形，如图2所示，获取圆形的中心并将该中心位置移动到相机中心的位置，此时记录平台的坐标，得到两组坐标数据，通过这两组数据求得x方向的放大倍率和夹角。
48.请继续参考图3和图4。
49.在本实施例中，用于投影的图形为十字图形。
50.在dmd投图视野内，x轴方向和y方向共有四个十字图形，移动高精密平台分别拍四个十字图形，获取十字图形的中心并将该中心位置移动到相机中心的位置，此时记录平台的坐标，得到四组坐标数据，通过这四组数据分别求得x方向、y方向的放大倍率和夹角。
51.作为一种可选的实施方式，投影图形与数据图形相比呈一定角度倾斜。这样设置可以使得投影图形的边缘更为清晰。
52.请结合参考图5至图8，图5为圆形投影在x方向的投影结果图；图6为圆形投影在y方向的投影结果图；图7为本发明实施例提供的十字图形投影在x方向的投影结果图；图8为本发明实施例提供的十字图形投影在y方向的投影结果图。
53.从图5和图6可以看出，使用圆形投图计算出的坐标x方向偏差有1.637pix(像素)、y方向偏差有2.596pix；而从图7和图8可以看出，使用十字图形投图计算出的坐标x方向偏差有0.959pix、y方向偏差有1.058pix。通过对两组数据进行比较发现：使用十字图形投图后在x方向和y方向上的偏差都有明显的优化。同时，将之前只测试x方向的放大倍率和夹角的方法修改为同时测量x方向和y方向的放大倍率和夹角，可以减少单方向测试结果的误差。
54.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。