一种可变行程的光学调焦系统的制作方法

本发明涉及光学成像调焦，具体涉及一种可变行程的光学调焦系统。

背景技术：

1、晶圆表面的缺陷检测是其加工工艺流程中关键的一个环节，圆晶表面积与所需要检测的微颗粒尺寸比例悬殊，这种类型的缺陷检测相当于是宏观背景下的微观检测；到了二十一世纪初期，借住计算机视觉的自动化在线检测系统率先被头部工厂所引用，使用自动光学检测系统检测采集到的散射光信息以直观图像的形式呈现出来，方便人工检测，现阶段圆晶表面缺陷检测主要有两个方面的难点，一方面在于检测精度需要达到亚微米量级；另一方面在于如何实现大面积一次性检测；光学显微镜由于其设计结构的原因，与普通的光学镜头相比，具有成像范围窄、成像亮度低等特点，使得光学显微镜对于调焦的准确性有很高的要求，而采用人工对焦的方式或者采用固定行程式的自动对焦调焦光学成像检测，人工操作和判断，对圆晶检测效率造成较大影响，而固定行程式的自动化调焦传动的自动光学检测系统光学成像质量和图像数据处理压力直接影响了圆晶表面质量检测的速度和准确性，检测可调范围受限较大。

2、现有技术中，有一些提高自动光学检测系统光学成像质量的方式提高检测速率，例如美国发明专利us20020162979a1公开了一种光学扫描装置和缺陷检测装置，该发明专利使用矩阵排列幅射光的感光元件，将光源辐射光束光栅转化为光束矩阵列，将光源产生的辐射光束通过衍射光栅转化为矩阵排列的光束阵列，通过物镜将这些光束聚焦成光束点状，样品上形成矩阵状光点阵列缺陷；该专利光学成像质量受限于成像分光的分辨率，分光得到的光强和清晰度可能会降低；

3、同时，现有技术中也存在通过弱化机械抖动方式提高成像质量的方案，例如日本发明专利jp07209684a，公开了一种具有图像抖动防止功能的镜筒，该发明专利采用抖动监测传感器控制防抖动系统削弱光学镜头受到的抖动晃动，主要用于普通的光学镜头的光学成像系统中，该技术方案受限于镜筒本身的空间结构，成像质量稳定效果可能较差，机械抖动、共振等有可能影响光学成像。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可变行程的光学调焦系统，以解决光学检测成像与调焦行程变化之间的适应性较差、调焦加速度突变限制光学成像质量和检测速度的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

3、一种可变行程的光学调焦系统，包括镜筒，镜筒内设有镜片安装腔，镜筒内设有一组同轴的成像镜片，镜筒上端面固定有连接座，连接座上端固定连接有安装盘，镜筒下端设有半透半反镜，半透半反镜与成像镜片的位置互相对应，位于半透半反镜侧面设有平行照射led模组，镜筒下端设有一组在圆周方向上均布的传动通槽，镜筒下端转动连接有支承圈，镜筒侧面上设有一组圆周分布的定位槽，通过设置支承圈，可补偿镜筒侧壁上加工传动通槽后造成的刚度损失并提高镜筒的尺寸稳定性。

4、优选地，镜片安装腔内设有一组上下分布的镜片安装套，镜片安装套内固定连接成像镜片，镜片安装套圆周方向上固定连接有延伸座，延伸座内设有延伸弹簧，延伸弹簧另一端固定连接有延伸支架，延伸座滑动连接延伸支架，镜片安装腔内设有一组上下分布的同步安装环，同步安装环下端固定连接有一组均布的同步固定座。

5、优选地，同步固定座内设有装夹斜面槽，装夹斜面槽与延伸支架能互相配合限位，同步固定座外侧面固定连接有侧向连接座，侧向连接座另一端固定连接有轨道滑块，传动通槽内滑动连接轨道滑块；

6、通过设置延伸支架和延伸弹簧的配合安装成像镜片并将成像镜片和镜片安装套推向同轴的对心位置处，提高了光学检测系统不同规格镜片的替换便捷性，提高了光学系统镜片拆装和维护的便捷性，提高了自动光学检测系统的使用范围和检测方式的多样性。

7、优选地，侧向连接座相邻镜片安装腔的侧面上设有振动吸收套；通过设置轨道滑接座、隔离导轨、第一滑接球以及振动吸收套，能在振动吸收套内弹簧的弹性张力作用下保持轨道滑接座和隔离导轨之间的位置关系的稳定，隔离了光学系统外部作用力对内部光学元件的直接作用提高了光学系统内部元件的安全性和状态稳定性。

8、优选地，位于镜筒外侧的轨道滑块具有光栅感光模组，定位槽内设有光栅尺，光栅感光模组与光栅尺的位置互相对应；

9、通过设置光栅感光模组、轨道滑接座、隔离导轨以及轨道滑块，隔离了光栅感光模组和光栅尺受到机械振动导致固有频率和激振频率相同时的发生弯曲变形和莫尔条纹间距变化的影响，降低了光栅尺部件受到机械系统故障影响而降低检测精度甚至损坏的可能，提高了光学检测系统位移控制的准确性和可靠性。

10、优选地，安装盘下侧设有传动同轴套，传动同轴套位于镜筒外侧，传动同轴套外侧固定连接有一组均布的传动安装座，传动安装座固定连接有传动微电机和两个上下分布的丝杠导向座，两个丝杠导向座内转动连接有传动丝杠，传动丝杠下端转动连接有螺纹副座，传动微电机能驱动传动丝杠旋转；

11、通过设置传动微电机、传动丝杠、螺纹副座以及动力传座，实现自动化控制传动微电机启停带动光学系统进行调焦传动，提高了自动光学检测系统调焦成像响应速度和调焦传动控制效率。

12、优选地，螺纹副座上固定有动力传座，动力传座朝向成像镜片轴心方向的端面固定连接有同步传递座，同步传递座另一端通过弹簧滑动连接有一组第二滑接球，同步传递座两侧分别设有次级吸收座，动力传座左侧滑动连接有两个活动传递座，次级吸收座的一侧通过活动传递座与动力传座连接，次级吸收座另一侧布设有相同的第二滑接球。

13、优选地，传动通槽内上下方向上滑动连接有轨道滑块，轨道滑块远离成像镜片轴心方向的端面上设有凹槽，凹槽朝向成像镜片轴心方向的底面在上下方向上滑动连接第二滑接球，同步传递座在上下方向上与两个次级吸收座相对的端面之间各自固定连接有一组次级吸收弹簧，两个次级吸收座另一端面各自固定连接有一组次级吸收弹簧和一个吸收推板，两个吸收推板另一端面各自与同一侧的凹槽的上下两个侧壁面在次级吸收弹簧的弹力作用下保持面接触贴合状态。

14、优选地，动力传座在上下方向上的两端分别固定连接有一个初级吸收座，两个初级吸收座分别位于轨道滑块的上侧和下侧，两个初级吸收座各自朝向轨道滑块端面各自固定连接有一个初级吸收弹簧，两个初级吸收弹簧另一端均固定连接有相同的一个吸收推板，位于轨道滑块上下侧的两个吸收推板分别在同一侧的初级吸收弹簧弹力作用下与轨道滑块上下两个端面保持面接触贴合状态；

15、通过设置螺纹副座、动力传座、第二滑接球以及轨道滑块，阻隔了调焦传动在成像镜片径向方向的抖动对光学系统的传递，降低了光学成像系统镜片的对心准确性受到调焦传动振动的影响，避免成像镜片不完全聚焦而降低自动光学检测系统成像质量和降低了检测数据分析处理压力，提高了光学检测系统高速调焦成像检测的性能；

16、通过设置次级吸收弹簧、初级吸收弹簧、同步传递座、活动传递座、次级吸收座以及吸收推板降低了高速调焦过程中加速度突变的传动冲击振动噪音对光学成像检测的影响，提高了自动光学检测系统调焦成像速度和准确性。

17、优选地，动力传座在镜筒圆周切线方向的两侧面各自固定连接有一个切向支撑架，两个切向支撑架下端均设有一组相同的次级吸收座和第二滑接球；

18、通过设置切向支撑架、第二滑接球、保护罩板、丝杠导向座以及螺纹副座，能阻隔并吸收调焦传动系统振动抖动切向分力，提高了光学检测系统的稳定性，对光学调焦系统传部分和光栅起到良好的保护作用。

19、优选地，镜筒下端转动连接有分光筒，分光筒内设有分光安装腔，分光安装腔内设有半透半反镜，分光筒下端固定连接有降噪筒和一组在光路圆周方向上均布的角度散射组件，降噪筒内固定连接有劈尖环组装件；

20、通过设置降噪筒和劈尖环组装件以及半透半反镜，降低了非检测领域的干扰光线进入成像光路中影响成像质量和检测速度。