CN110426923A - 一种螺旋扫描式激光曝光设备及其运转方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种螺旋扫描式激光曝光设备及其运转方法，包括曝光设备、成像平台、旋转平台和底座，曝光设备设置在成像平台正上方，旋转平台安装在成像平台下方，底部安装在旋转平台下方，底座内安装有电机，电机与旋转平台之间通过旋转轴连接，曝光设备内安装有激光器、光源、曝光单元和激光器驱动装置，本发明结构设计新颖，自动化程度高，能够实现对待成像基板的螺旋式扫描，提高了立体成像的精度。

Description

一种螺旋扫描式激光曝光设备及其运转方法
技术领域
本发明涉及激光曝光设备技术领域，具体为一种螺旋扫描式激光曝光设备及其运转方法。
背景技术
曝光机是指通过开启灯光发出UVA波长的紫外线，将胶片或其他透体上的图像信息转移到涂有感光物质的表面上的设备；广泛应用于半导体、微电子、生物器件和纳米科技领域。
目前的激光曝光机一般采用直接曝光成像，成像效果差，因此，有必要进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种螺旋扫描式激光曝光设备及其运转方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种螺旋扫描式激光曝光设备，包括曝光设备、成像平台、旋转平台和底座，所述曝光设备设置在成像平台正上方，所述成像平台上放置有待曝光基板，所述旋转平台安装在成像平台下方，所述底座安装在旋转平台下方，所述底座内安装有电机，所述电机与旋转平台之间通过旋转轴连接，所述曝光设备内安装有激光器、光源、曝光单元、激光器驱动装置和控制器，所述控制器分别连接激光器驱动装置、光源、曝光单元，所述激光器驱动装置连接激光器，所述包括微反射镜阵列、物镜和分光镜，用于将激光器发出的光线通过分光镜、微反射镜阵列和物镜投影至下方基板的表面。
优选的，所述控制器内设有图像优化单元、存储单元、成像显示单元、中央处理器，所述中央处理器分别连接图像优化单元、存储单元和成像显示单元。
优选的，所述旋转平台包括上平台和下平台，所述上平台内侧设置第一半球形凸起，所述下平台内侧设置与第一半球形凸起对称的第二半球形凸起，所述第一半球形凸起和第二半球形凸起之间开有通孔，所述通孔之间安装有转轴。
优选的，运转方法包括以下步骤：
A、首先电机带动旋转平台转动，旋转平台带动成像平台转动，进而带动待曝光基板转动；
B、控制器控制激光器驱动装置驱动激光器发出激光束，同时控制发出的激光束围绕基板做螺旋扫描，得到一次扫描后的图像；之后控制器控制激光器驱动装置调整激光器的角度，再次控制激光束围绕基板做螺旋扫描，得到二次扫描后的图像；
C、将一次扫描后的图像和二次扫描后的图像进行合并后并通过图像优化单元进行优化后存储；
D、最后通过成像显示单元显示螺旋扫描后的图像。
优选的，所述步骤C中图像优化方法如下：
a、将扫描得到的图像的像素根据亮度值分成若干个图层，每个图层的亮度均不同，并将每个图层按亮度值，由高到低进行排列，且每一图层中的图像的边界都是由闭合曲线构成；
b、对于亮度最低的图层以及亮度最大的图层，先单独进行直方图均衡化处理，再去除背景噪声，最后进行噪点去除；
c、将处于最低亮度和最高亮度中间的图层先去除噪点，再去除背景噪声，最后进行直方图均衡化处理；
d、最后将处理过后的所有图层合并为一幅图像增强后的图像。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明结构设计新颖，自动化程度高，能够实现对待成像基板的螺旋式扫描，此外，采用两次螺旋扫描方式来采集基板图像，提高了立体成像的精度。
（2）本发明采用的旋转平台稳定性好，能够实现360°旋转，进而实现对基板进行旋转，提高了图像成像效率。
（3）本发明采用的图像优化方法降低了图像的全局亮度差异，增强了图像对比度，有效的抑制了噪声，进一步提高了图像的清晰度，进一步提高了成像图像的清晰度。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明旋转平台结构示意图；
图3为本发明控制原理框图；
图4为本发明流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种螺旋扫描式激光曝光设备，包括曝光设备1、成像平台2、旋转平台3和底座4，所述曝光设备1设置在成像平台2正上方，所述成像平台2上放置有待曝光基板5，所述旋转平台3安装在成像平台2下方，所述底座4安装在旋转平台3下方，所述底座4内安装有电机6，所述电机6与旋转平台3之间通过旋转轴7连接，所述曝光设备1内安装有激光器8、光源9、曝光单元10、激光器驱动装置11和控制器12，所述控制器12分别连接激光器驱动装置11、光源9、曝光单元10，所述激光器驱动装置11连接激光器8，所述曝光单元10包括微反射镜阵列、物镜和分光镜，用于将激光器发出的光线通过分光镜、微反射镜阵列和物镜投影至下方基板的表面；其中，控制器12内设有图像优化单元13、存储单元14、成像显示单元15、中央处理器16，所述中央处理器16分别连接图像优化单元13、存储单元14和成像显示单元15。
本发明中，旋转平台3包括上平台17和下平台18，所述上平台17内侧设置第一半球形凸起19，所述下平台18内侧设置与第一半球形凸起19对称的第二半球形凸起20，所述第一半球形凸起19和第二半球形凸起20之间开有通孔21，所述通孔21之间安装有转轴22。本发明采用的旋转平台稳定性好，能够实现360°旋转，进而实现对基板进行旋转，提高了图像成像效率。
工作原理：本发明的运转方法包括以下步骤：
A、首先电机带动旋转平台转动，旋转平台带动成像平台转动，进而带动待曝光基板转动；
B、控制器控制激光器驱动装置驱动激光器发出激光束，同时控制发出的激光束围绕基板做螺旋扫描，得到一次扫描后的图像；之后控制器控制激光器驱动装置调整激光器的角度，再次控制激光束围绕基板做螺旋扫描，得到二次扫描后的图像；
C、将一次扫描后的图像和二次扫描后的图像进行合并后并通过图像优化单元进行优化后存储；
D、最后通过成像显示单元显示螺旋扫描后的图像。
其中，步骤C中图像优化方法如下：
a、将扫描得到的图像的像素根据亮度值分成若干个图层，每个图层的亮度均不同，并将每个图层按亮度值，由高到低进行排列，且每一图层中的图像的边界都是由闭合曲线构成；
b、对于亮度最低的图层以及亮度最大的图层，先单独进行直方图均衡化处理，再去除背景噪声，最后进行噪点去除；
c、将处于最低亮度和最高亮度中间的图层先去除噪点，再去除背景噪声，最后进行直方图均衡化处理；
d、最后将处理过后的所有图层合并为一幅图像增强后的图像。
本发明采用的图像优化方法降低了图像的全局亮度差异，增强了图像对比度，有效的抑制了噪声，进一步提高了图像的清晰度，进一步提高了成像图像的清晰度。
综上所述，本发明结构设计新颖，自动化程度高，能够实现对待成像基板的螺旋式扫描，此外，采用两次螺旋扫描方式来采集基板图像，提高了立体成像的精度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种螺旋扫描式激光曝光设备，包括曝光设备（1）、成像平台（2）、旋转平台（3）和底座（4），其特征在于：所述曝光设备（1）设置在成像平台（2）正上方，所述成像平台（2）上放置有待曝光基板（5），所述旋转平台（3）安装在成像平台（2）下方，所述底座（4）安装在旋转平台（3）下方，所述底座（4）内安装有电机（6），所述电机（6）与旋转平台（3）之间通过旋转轴（7）连接，所述曝光设备（1）内安装有激光器（8）、光源（9）、曝光单元（10）、激光器驱动装置（11）和控制器（12），所述控制器（12）分别连接激光器驱动装置（11）、光源（9）、曝光单元（10），所述激光器驱动装置（11）连接激光器（8），所述曝光单元（10）包括微反射镜阵列、物镜和分光镜，用于将激光器发出的光线通过分光镜、微反射镜阵列和物镜投影至下方基板的表面。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋扫描式激光曝光设备，其特征在于：所述控制器（12）内设有图像优化单元（13）、存储单元（14）、成像显示单元（15）、中央处理器（16），所述中央处理器（16）分别连接图像优化单元（13）、存储单元（14）和成像显示单元（15）。
3.根据权利要求1所述的一种螺旋扫描式激光曝光设备，其特征在于：所述旋转平台（3）包括上平台（17）和下平台（18），所述上平台（17）内侧设置第一半球形凸起（19），所述下平台（18）内侧设置与第一半球形凸起（19）对称的第二半球形凸起（20），所述第一半球形凸起（19）和第二半球形凸起（20）之间开有通孔（21），所述通孔（21）之间安装有转轴（22）。
4.实现权利要求1所述的一种螺旋扫描式激光曝光设备的运转方法，其特征在于：运转方法包括以下步骤：
A、首先电机带动旋转平台转动，旋转平台带动成像平台转动，进而带动待曝光基板转动；
B、控制器控制激光器驱动装置驱动激光器发出激光束，同时控制发出的激光束围绕基板做螺旋扫描，得到一次扫描后的图像；之后控制器控制激光器驱动装置调整激光器的角度，再次控制激光束围绕基板做螺旋扫描，得到二次扫描后的图像；
C、将一次扫描后的图像和二次扫描后的图像进行合并后并通过图像优化单元进行优化后存储；
D、最后通过成像显示单元显示螺旋扫描后的图像。
5.根据权利要求1所述的一种螺旋扫描式激光曝光设备的运转方法，其特征在于：所述步骤C中图像优化方法如下：
a、将扫描得到的图像的像素根据亮度值分成若干个图层，每个图层的亮度均不同，并将每个图层按亮度值，由高到低进行排列，且每一图层中的图像的边界都是由闭合曲线构成；
b、对于亮度最低的图层以及亮度最大的图层，先单独进行直方图均衡化处理，再去除背景噪声，最后进行噪点去除；
c、将处于最低亮度和最高亮度中间的图层先去除噪点，再去除背景噪声，最后进行直方图均衡化处理；
d、最后将处理过后的所有图层合并为一幅图像增强后的图像。
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