CN113138543A - 自动对焦控制方法、存储介质、控制设备及数字曝光机 - Google Patents

自动对焦控制方法、存储介质、控制设备及数字曝光机 Download PDF

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CN113138543A CN202110539741.7A CN202110539741A CN113138543A CN 113138543 A CN113138543 A CN 113138543A CN 202110539741 A CN202110539741 A CN 202110539741A CN 113138543 A CN113138543 A CN 113138543A
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刘白灵
王志冲
栾兴龙
苌川川
冯京
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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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Abstract

本发明提供一种自动对焦控制方法、存储介质、控制设备及数字曝光机，所述方法包括：获取前一扫描中各位置的自动对焦控制数据，以及当前扫描中当前位置的自动对焦测量数据；在当前扫描中，利用前一位置的自动对焦控制数据及预测误差、当前位置的自动对焦测量数据及测量误差，得到当前位置的自动对焦控制数据；将当前扫描与前一扫描的控制差异值与DOF进行比较，确定是否对所述当前位置的自动对焦控制数据进行修正，进而最终确定当前位置的自动对焦控制数据；根据最终确定当前位置的自动对焦控制数据控制聚焦平面。减少Autofocus受干扰误差、测量误差的影响，使当前位置的自动对焦控制数据能更准确的体现显示产品的膜层形貌。

Description

自动对焦控制方法、存储介质、控制设备及数字曝光机
技术领域
本发明涉及数字曝光机技术领域，尤其涉及一种自动对焦控制方法、存储介质、控制设备及数字曝光机。
背景技术
数字曝光机具有高分辨率和无需制作掩膜版(Mask)等优势，是未来曝光技术发展的方向，目前最主要的问题是曝光出现Scan Mura(扫描不均匀)和Tack Time较长，出现Scan Mura的概率非常大，显示产品Scan Mura与AutoFocus(自动聚焦)的控制有直接相关性，已经开放的基于AutoFocus的Mura分析方法能直接匹配产品Mura。
如何减少Autofocus对ScanMura的影响问题，是本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
为了减少Autofocus对ScanMura的影响，本发明提供一种自动对焦控制方法、存储介质、控制设备及数字曝光机。
第一方面，本发明实施例提供一种自动对焦控制方法，包括：
获取前一扫描中各位置的自动对焦控制数据，以及当前扫描中当前位置的自动对焦测量数据；
在当前扫描中，利用前一位置的自动对焦控制数据及预测误差、当前位置的自动对焦测量数据及测量误差，得到当前位置的自动对焦控制数据；
将当前扫描与前一扫描的控制差异值与DOF进行比较，确定是否对所述当前位置的自动对焦控制数据进行修正，进而最终确定当前位置的自动对焦控制数据；
根据最终确定当前位置的自动对焦控制数据控制聚焦平面。
在一些实施方式中，所述在当前扫描中，利用前一位置的自动对焦控制数据及预测误差、当前位置的自动对焦测量数据及测量误差，得到当前位置的自动对焦控制数据，包括：
基于前一位置的自动对焦控制数据及预测误差进行预测，得到当前位置的自动对焦控制数据预测值及预测误差预测值，并生成当前位置的预测分布函数；
基于当前位置的自动对焦测量数据与前一扫描中相应位置的自动对焦控制数据，确定当前位置的测量误差，并生成当前位置的测量分布函数；
将所述预测分布函数和所述测量分布函数交叠，确定当前位置的自动对焦控制数据及预测误差。
在一些实施方式中，所述基于前一位置的自动对焦控制数据及预测误差进行预测，得到当前位置的自动对焦控制数据预测值及预测误差预测值，包括：
利用下式进行预测操作，得到当前位置的自动对焦控制数据预测值：
Figure BDA0003071203460000021
其中，
Figure BDA0003071203460000022
为当前位置k的自动对焦控制数据预测值，Fk为预测操作，
Figure BDA0003071203460000023
为前一位置k-1的自动对焦控制数据；
利用下式进行预测操作，得到当前位置的预测误差预测值：
Figure BDA0003071203460000024
其中，Pk为当前位置k的预测误差预测值，Qk为干扰误差，Pk-1为前一位置k-1的预测误差。
在一些实施方式中，所述干扰误差是通过预设阈值范围内的均匀随机分布随机生成的。
在一些实施方式中，所述当前位置的预测分布函数，是以当前位置的自动对焦控制数据预测值作为平均值、当前位置的预测误差预测值作为方差的高斯分布函数；
所述当前位置的测量分布函数，是以当前位置的自动对焦测量数据作为平均值，当前位置的测量误差作为方差的高斯分布函数。
在一些实施方式中，所述将所述预测分布函数和所述测量分布函数交叠，确定当前位置的自动对焦控制数据及预测误差，包括：
将所述预测分布函数和所述测量分布函数交叠，将频率最大处的自动对焦控制数据及预测误差，分别确定为当前位置的自动对焦控制数据及预测误差；
所述当前位置的自动对焦控制数据，表达式为：
Figure BDA0003071203460000025
其中，
Figure BDA0003071203460000026
为当前位置k的自动对焦控制数据；
Figure BDA0003071203460000031
为当前位置k的自动对焦控制数据预测值；
Figure BDA0003071203460000032
为当前位置k的自动对焦测量数据；
系数K′＝∑0(Σ0+Σ1)-1，∑0＝Pk为预测分布函数的方差，Pk为当前位置k的预测误差预测值，∑1＝Rk为测量分布函数的方差，Rk为当前位置k的测量误差；
所述当前位置的预测误差，表达式为：P′k＝Pk+K′Pk，
其中，P′k为当前位置k的预测误差。
在一些实施方式中，所述基于当前位置的自动对焦测量数据与前一扫描中相应位置的自动对焦控制数据，确定当前位置的测量误差，包括：
计算当前位置的自动对焦测量数据与前一扫描中相应位置的自动对焦控制数据之间的第一差值；
响应于所述第一差值大于DOF，将所述第一差值减去DOF作为当前位置的测量误差；
响应于所述第一差值小于或等于DOF，当前位置的测量误差为0。
在一些实施方式中，所述当前扫描与前一扫描的控制差异值，按照如下方式计算得到：
针对所述当前位置之前的N个位置，计算每一位置在前一扫描中的自动对焦控制数据与在当前扫描中的自动对焦控制数据之间的第二差值；
取N个所述第二差值的平均值，作为所述控制差异值。
在一些实施方式中，所述当前扫描与前一扫描的控制差异值，是当前位置在前一扫描中的自动对焦控制数据与在当前扫描中的自动对焦控制数据之间的第三差值。
在一些实施方式中，所述将当前扫描与前一扫描的控制差异值与DOF进行比较，确定是否对所述当前位置的自动对焦控制数据进行修正，进而最终确定当前位置的自动对焦控制数据，包括：
响应于所述控制差异值小于或等于DOF，不进行修正；
响应于所述控制差异值大于DOF，将所述当前位置的自动对焦控制数据减去DOF以实现修正，最终确定当前位置的自动对焦控制数据。
在一些实施方式中，首次扫描中初始位置的预测误差是根据对同一曝光基板的多次曝光操作确定，所述首次扫描中初始位置的预测误差表达式如下：
Figure BDA0003071203460000041
其中，P0为首次扫描的初始位置的预测误差，Σ11、Σ22、Σ33分别表示第一传感器的方差、第二传感器的方差、第三传感器的方差，第一传感器、第二传感器、第三传感器用于测量自动对焦数据，∑12＝∑21为第一传感器与第二传感器之间的协方差，∑31＝∑13为第一传感器与第三传感器之间的协方差，∑23＝∑32为第二传感器与第三传感器之间的协方差。
第二方面，本发明实施例提供一种自动对焦控制装置，包括：
获取模块，用于获取前一扫描中各位置的自动对焦控制数据，以及当前扫描中当前位置的自动对焦测量数据；
预测模块，用于在当前扫描中，利用前一位置的自动对焦控制数据及预测误差、当前位置的自动对焦测量数据及测量误差，得到当前位置的自动对焦控制数据；
修正模块，用于将当前扫描与前一扫描的控制差异值与DOF进行比较，确定是否对所述当前位置的自动对焦控制数据进行修正，进而最终确定当前位置的自动对焦控制数据；
控制模块，用于根据最终确定当前位置的自动对焦控制数据控制聚焦平面。
第三方面，本发明实施例提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现如第一方面所述的自动对焦控制方法。
第四方面，本发明实施例提供一种控制设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第一方面所述的自动对焦控制方法。
第五方面，本发明实施例提供一种数字曝光机，包括：第四方面所述的控制设备。
与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例至少能够带来如下有益效果：
本发明从AutouFocus对Mura的贡献角度出发，提出了一种自动对焦控制方法，在当前Scan的自动对焦实时控制过程中，获取前一扫描中各位置的自动对焦控制数据，以及当前扫描中当前位置的自动对焦测量数据，利用当前Scan前一位置的自动对焦控制数据及预测误差、当前位置的自动对焦测量数据及测量误差，能够预测并优化得到当前位置的自动对焦控制数据，减少Autofocus受干扰误差、测量误差的影响，使预测并优化得到的当前位置的自动对焦控制数据能更准确的体现显示产品的膜层形貌，进一步地，考虑了数字曝光机的机台本身DOF的能力，将当前Scan与前一Scan的控制差异值与DOF进行比较，确定是否对当前位置的自动对焦控制数据进行修正，将相邻两个Scan间的控制差异值落在DOF能力内，进而最终确定当前位置的自动对焦控制数据，根据最终确定当前位置的自动对焦控制数据控制聚焦平面(Focus平面)，以使Focus平面始终处于DOF内，以减少离散信号对连续膜层高度变化的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是相关技术中简化的曝光过程示意图；
图2是相关技术中的高度测量示意图；
图3a是显示产品实际点亮的效果示意图；
图3b是通过仿真模拟条状Scan Mura的示意图；
图3c是通过仿真模拟细线状的Scan Mura的示意图；
图4是本发明实施例提供的一种自动对焦控制方法流程图；
图5是本发明实施例提供的利用前一位置的自动对焦控制数据及预测误差、当前位置的自动对焦测量数据及测量误差，得到当前位置的自动对焦控制数据的原理示意图；
图6是本发明实施例提供的同一位置不同Scan的Autofocus数据示意图；
图7a是本发明实施例提供的未采用本方法Autofocus数据仿真结果示意图；
图7b是本发明实施例提供的采用本方法的Autofocus数据仿真结果示意图；
图8是本发明实施例提供的一种自动对焦控制装置框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
在相关技术中，数字曝光机的分辨率与光源波长的关系为：
R＝K1λ/NA，
其中，R是数字曝光机的分辨率，K1是与光学系统的工艺参数相关的常数，NA是数字曝光机的镜片系统的数值孔径(numericalaperture，NA)的值，λ是数字曝光机的光源波长。
由以上关系可以得知：数字曝光机的光源波长λ越短，整个数字曝光机所提供的最低解析能力也就越小；数字曝光机的镜片系统的NA值越大，整个数字曝光机所提供的最低解析能力越小。
为了使光罩上的图案可以完全且精确地转移到光阻材料上，数字曝光机投射到光阻层上的图案必须具备一定的聚焦深度(Depth Of Focus，DOF)，使整个光阻层无论在接近光阻层表面或者接近地面，都具有相同的聚焦效果。一般而言，以DOF来表示数字曝光机所提供的聚焦深度：
DOF＝K2λ/(NA)2，
其中，K2是与光阻材料(也即光刻胶材料)相关的常数，为了使数字曝光机的聚焦深度增加，光源波长应该越长越好，数字曝光机的镜片系统的NA值也是越小越好，该规律与数字曝光机的分辨率要求相抵触，也就是数字曝光机分辨率高，所以数字曝光机的DOF较小。
数字曝光机虽然具有高分辨率，无需掩膜版(Mask)的优点，但由于其结构及曝光原理会引起Scan Mura(扫描不均匀)，而Scan Mura直接影响产品质量，因此，ScanMura是本领域亟待解决的问题。
从点亮的显示产品中观察ScanMura的整体规律在整个曝光基板(Glass)上是随机分布的，单条ScanMura的不均匀也是随机分布的，如图1简化的曝光过程示意图，影响曝光品质的因素主要有以下几点：
1、TTZ，即DMD(digitalmicro mirrordevice，数字微镜器件)的角度；
2、Dose，即曝光能量；
3、Fade，即曝光能量模糊区；
4、Lens Aberration，即镜片像差；
5、Focus平面，即聚焦平面；
6、Stage Movement，即机台运动情况；
7、Pattern Indensity，即图形密度。
以上因素与ScanMura的随机分布结果对比，有随机性表现的因素包括曝光过程中的Focus平面和Stage Movement。
由于数字曝光机有较高的分辨率，因此DOF较低，为了使Focus平面在曝光过程中始终处在DOF内，Focus平面不在最佳Focus平面的概率更大，当某一Scan的某些区域不在最佳Focus平面时会引起ScanMura。在曝光过程中每个曝光区域Eye内的传感器(Focus探测Sensor)会以2000Hz的频率测量曝光基板与机台之间的高度变化，根据测量到的高度变化，调节DMD的高度，保证曝光时Focus平面始终在DOF范围内。图2示出了具体的高度测量示意图，图2中传感器的光斑大小为5μm，根据三个传感器可以确定出传感器激光场的中心(Center of laser field)，测量DMD下玻璃基板地貌高度(也是曝光基板与机台之间的高度)的三个传感器测量该时刻曝光基板与机台之间的高度，三个测量数据可以遵循算法得出一个地貌高度值，根据该地貌高度值自动调整Focus平面，以到合适的位置，使得曝光一直处在DOF内，此功能即Autofocus。
三个传感器以2000Hz的频率测量曝光基板与机台之间的高度，机台运动速度越快，测量的Autofocus点数越多，两次测量点之间的间距就越大，DMD以Autofocus数据为准整体移动。根据相关技术在已经建立的Autofocus测量数据分析Scan Mura的方法、数学模型，并编写分析软件，仿真结果如图3a-图3c所示证明Autofocus是产生ScanMura的原因，其中图3a示出了显示产品实际点亮的效果，可以理解的是，一个数字曝光机包括多个曝光设备，每一曝光设备包括一个数字微镜装置(DMD)，每一曝光设备对应曝光基板上的一个曝光区域(Eye)。图3b所示的曝光区域Eye66的自动对焦测量数据地图中，仿真模拟出了条状Scan Mura，可以看到测量区域Scan Posotion的长度(也就是距离扫描起始点的长度)与扫描序号(Scan NO.)的对应关系。如图3c所示，仿真模拟出了曝光区域Eye66的DMD角度变化(Difference DMD Angle of Eye66(DMD Angle0.00096°)，虽没有明显的条状Scan Mura但存在细线状的Scan Mura。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作详细说明。
实施例一
图4示出了一种自动对焦控制方法流程图，如图4所示，本实施例提供一种自动对焦控制方法，包括步骤S100～步骤S400：
步骤S100、获取前一扫描(前一Scan)中各位置的自动对焦(Autofocus)控制数据，以及当前扫描(当前Scan)中当前位置的自动对焦测量数据。
可以理解的是，前一Scan中各位置的自动对焦控制数据是前一Scan中所最终确定的各位置的自动对焦控制数据，当前Scan中当前位置的自动对焦测量数据是当前Scan中要实时控制的当前位置的自动对焦测量数据，由于本方法是在当前Scan自动对焦实时控制过程中执行，因此当前位置是当前Scan中任一需要控制的位置。
步骤S200、在当前扫描(当前Scan)中，利用前一位置的自动对焦控制数据及预测误差、当前位置的自动对焦测量数据及测量误差，得到当前位置的自动对焦控制数据。
步骤S300、将当前扫描与前一扫描的控制差异值与DOF进行比较，确定是否对所述当前位置的自动对焦控制数据进行修正，进而最终确定当前位置的自动对焦控制数据。当前扫描与前一扫描的控制差异值能够反映当前扫描与前一扫描之间自动对焦数据的差异。
步骤S400、根据最终确定当前位置的自动对焦控制数据控制聚焦平面。
本实施例中，在当前Scan的自动对焦实时控制过程中，获取前一扫描中各位置的自动对焦控制数据，以及当前扫描中当前位置的自动对焦测量数据，利用当前Scan前一位置的自动对焦控制数据及预测误差、当前位置的自动对焦测量数据及测量误差，能够预测并优化得到当前位置的自动对焦控制数据，减少Autofocus受干扰误差(如噪声误差、设备误差)、测量误差的影响，使预测并优化得到的当前位置的自动对焦控制数据能更准确的体现显示产品的膜层形貌，进一步地，考虑了数字曝光机的机台本身DOF的能力，将当前Scan与前一Scan的控制差异值与DOF进行比较，确定是否对当前位置的自动对焦控制数据进行修正，将相邻两个Scan间的控制差异值落在DOF能力内，进而最终确定当前位置的自动对焦控制数据，根据最终确定当前位置的自动对焦控制数据控制聚焦平面(Focus平面)，以使Focus平面始终处于DOF内，以减少离散信号对连续膜层高度变化的影响。
步骤S200中利用前一位置的自动对焦控制数据及预测误差、当前位置的自动对焦测量数据及测量误差，得到当前位置的自动对焦控制数据，原理如图5所示，整个过程可以抽象成两个部分：预测操作和更新操作，整个流程是随着时间不断迭代以上两个部分来完成实时Autofocus控制数据的预测，预测操作部分考虑预测值和预测误差这两个因素，更新部分考虑测量误差的因素，通过更新部分对预测操作部分的结果进行修正，使Focus平面始终处于DOF内，进而能够得到更为符合显示产品的膜层形貌的曝光结果。可以理解的是，每一Scan中各个位置是根据机台运动速度(可以转换为测量频率，例如传感器以2000Hz的频率测量曝光基板与机台之间的高度变化)确定的，对于不同的数字曝光机来说，每一Scan中的各个位置可能不同，机台运动速度越快则测量的位置越少，位置之间的间隔越大，相反地，机台运动速度越慢测量的位置越多，位置之间的间隔越小。
基于图5所示的原理，在一些情形下，步骤S200可以包括步骤S201～步骤S203：
步骤S201、基于前一位置k-1的自动对焦控制数据及预测误差进行预测，得到当前位置k的自动对焦控制数据预测值及预测误差预测值，并生成当前位置k的预测分布函数。
在一些情形下，利用下式进行预测操作，得到当前位置的自动对焦控制数据预测值：
Figure BDA0003071203460000091
其中，
Figure BDA0003071203460000092
为当前位置k的自动对焦控制数据预测值，Fk为预测操作，
Figure BDA0003071203460000093
为前一位置k-1的自动对焦控制数据。
在实际应用中，当前位置k的自动对焦控制数据预测值
Figure BDA0003071203460000094
可以是当前位置k下各传感器所应测得的最优自动对焦数据，以三个传感器为例来说，
Figure BDA0003071203460000095
其中，S1、S2、S3分别为三个传感器(三个传感器可以分别为第一传感器、第二传感器、第三传感器)最优的自动对焦数据(Autofocus数据)。
值得说明的是，在首次扫描中初始位置的预测误差是根据对同一曝光基板的多次曝光操作确定，例如，对同一曝光基板的20次曝光操作确定。
在一些情形下，首次扫描中初始位置的预测误差表达式如下：
Figure BDA0003071203460000101
其中，P0为首次扫描的初始位置的预测误差的(协方差)矩阵，∑11、∑22、∑33分别表示第一传感器的方差、第二传感器的方差、第三传感器的方差，第一传感器、第二传感器、第三传感器用于测量自动对焦数据，∑12＝∑21为第一传感器与第二传感器之间的协方差，∑31＝∑13为第一传感器与第三传感器之间的协方差，∑23＝∑32为第二传感器与第三传感器之间的协方差。
根据对同一曝光基板的多次曝光操作确定首次扫描中初始位置的预测误差，可以按照如下方式进行：
确定某一传感器的Autofocus测量数据波动最大的位置，将该位置的Autofocus测量数据的波动标准差，作为该传感器的测量误差，即每个传感器都有一组测量误差所需数据，前述首次扫描的初始位置的预测误差的矩阵是通过两个传感器的测量误差数据利用协方差公式计算而来。
举例说明：第一传感器的Autofocus测量数据波动最大位置处共有20个数据，对这20个数据求平均值E(a)，同理对第二传感器和第三传感器分别求出平均值E(b)、E(c)，在三个传感器之间两两求协方差，也就是，利用两个传感器的Autofocus测量数据波动最大位置处测量误差所需数据(本例中为20各数据)的平均值，计算三个传感器中两两之间的协方差。
以第一传感器和第二传感器为例，此两个传感器之间的协方差如下：
Cov(a,b)＝E(ab)-E(a)E(b)，
则在首次扫描的初始位置的预测误差的(协方差)矩阵中，∑12＝∑21，第一传感器和第三传感器之间的协方差、第二传感器和第二传感器之间的协方差同理可得。而∑11、∑22、∑33则分别是三个传感器的Autofocus测量数据波动最大位置处(20个数据)的方差。
在一些情形下，利用下式进行预测操作，得到当前位置k的预测误差预测值：
Figure BDA0003071203460000102
其中，Pk为当前位置k的预测误差预测值，Qk为干扰误差，Pk-1为前一位置k-1的预测误差。
在实际应用中，干扰误差Qk可以是通过预设阈值范围内的均匀随机分布随机生成的，干扰误差Qk是一种外部干扰协方差，例如，预设阈值可以是0.2μm，则干扰误差Qk是在(-0.2μm，0.2μm)的范围内随机生成的外部干扰误差，可以理解的是，预设阈值可以根据实际情况设定，并不限于0.2μm。预设阈值反映进行自动对焦控制数据预测过程中所允许的误差范围，当预设阈值较大时，则表明自动对焦控制数据预测时的精度较低，当预设阈值较小时，则表明自动对焦控制数据预测时的精度较高。
进一步地，当前位置的预测分布函数，是以当前位置的自动对焦控制数据预测值作为平均值、当前位置的预测误差预测值作为方差的高斯分布函数。
在相关技术中，高斯分布公式如下：
Figure BDA0003071203460000111
本实施例中，将当前位置的自动对焦控制数据预测值
Figure BDA0003071203460000112
作为高斯分布函数的平均值μ，也就是令当前位置的预测分布函数的平均值(向量)
Figure BDA0003071203460000113
将当前位置的预测误差预测值Pk作为高斯分布函数的方差Σ，也就是令当前位置的预测分布函数的方差Σ0＝Pk，得到当前位置的预测分布函数N(x,μ0,Σ0)。
步骤S202、基于当前位置k的自动对焦测量数据与前一扫描中相应位置的自动对焦控制数据，确定当前位置的测量误差，并生成当前位置的测量分布函数。
在实际应用中，可以通过当前位置的自动对焦测量数据与前一扫描中相应位置(前一扫描中与当前位置相应的同一水平位置)的自动对焦控制数据之间的差值与DOF的关系，反映当前位置的自动对焦测量数据的误差程度，进而确定当前位置的测量误差，利用当前位置的测量误差可以用来修正前述的当前位置的自动对焦控制数据预测值及预测误差预测值，由于考虑了测量误差的因素，所以得到的修正后的自动对焦控制数据及预测误差是更加准确的，从而能够将Focus平面控制在DOF内。在一些情形下，步骤S202可以包括：
步骤S202-a、计算当前位置的自动对焦测量数据
Figure BDA0003071203460000114
与前一扫描中相应位置的自动对焦控制数据之间的第一差值。
步骤S202-b、响应于第一差值大于DOF，将第一差值减去DOF作为当前位置的测量误差Rk。
步骤S202-c、响应于第一差值小于或等于DOF，当前位置的测量误差Rk为0。
可以理解的是，当第一差值大于DOF，则说明该第一差值不在DOF内，为了使Focus平面控制在DOF内，需要将第一差值减去DOF，得到当前位置的测量误差，并利用该测量误差及当前位置的自动对焦测量数据生成当前位置的测量分布函数，来进一步修正预测分布函数。
进一步地，当前位置的测量分布函数，是以当前位置的自动对焦测量数据作为平均值，当前位置的测量误差作为方差的高斯分布函数。
本实施例中，将当前位置的自动对焦测量数据
Figure BDA0003071203460000121
作为平均值μ，也就是令当前位置的测量分布函数的平均值(向量)
Figure BDA0003071203460000122
将当前位置的测量误差Rk作为测量分布函数的方差∑，也就是令当前位置的测量分布函数的方差∑1＝Rk，得到当前位置的测量分布函数N(x,μ1,Σ1)。
步骤S203、将预测分布函数和测量分布函数交叠，确定当前位置的自动对焦控制数据及预测误差。
在一些实施方式中，步骤S203中将预测分布函数和测量分布函数交叠，确定当前位置的自动对焦控制数据及预测误差，包括：
步骤S203-a、将预测分布函数N(x,μ0,Σ0)和测量分布函数N(x,μ1,Σ1)交叠，将频率最大处的自动对焦控制数据及预测误差，分别确定为当前位置的自动对焦控制数据及预测误差。
所确定的当前位置的自动对焦控制数据及预测误差，也就是当前位置的最优控制数据，在一些情形下，当前位置的自动对焦控制数据，表达式为：
Figure BDA0003071203460000123
其中，
Figure BDA0003071203460000124
为当前位置k的自动对焦控制数据；
Figure BDA0003071203460000125
为当前位置k的自动对焦控制数据预测值；
Figure BDA0003071203460000126
为当前位置k的自动对焦测量数据；
系数K′＝∑0(Σ0+Σ1)-1，∑0＝Pk为预测分布函数的方差，Pk为当前位置k的预测误差预测值，∑1＝Rk为测量分布函数的方差，Rk为当前位置k的测量误差；
当前位置的预测误差，表达式为：P′k＝Pk+K′Pk，
其中，P′k为当前位置k的预测误差。
可见，系数K′是根据当前位置k的预测误差预测值和当前位置k的测量误差计算而来，因此，得到的当前位置k的自动对焦控制数据是经测量误差修正后的更为准确的自动对焦控制数据，利用此自动对焦控制数据对Focus平面进行控制，可以将Focus平面控制在DOF内，减少Autofocus数据对ScanMura的影响。
可以理解的是，每次迭代所确定的当前位置的自动对焦控制数据及预测误差，在下一次迭代(即对下一个当前位置进行预测)时作为前一位置的自动对焦控制数据及预测误差。
虽然步骤S200已经确定了当前位置的自动对焦控制数据，为了更加得到更加精确的自动对焦控制数据，可以通过当前扫描与前一扫描的控制差异值与DOF的关系，再次确认已经确定的当前位置的自动对焦控制数据是否位于DOF内，以确定是否对当前位置的自动对焦控制数据进行修正，进而最终确定当前位置的自动对焦控制数据。
在一些情形下，步骤S300中的当前扫描与前一扫描的控制差异值可以按照如下方式计算得到：
步骤a、针对当前位置之前的N个位置，计算每一位置在前一扫描中的自动对焦控制数据与在当前扫描中的自动对焦控制数据之间的第二差值。
步骤b、取N个第二差值的平均值，作为控制差异值ΩD。
在此情形下，对当前位置之前的N个位置计算第二差值，能够获知N个位置当前扫描与前一扫描的自动聚焦控制数据的差异程度，进一步通过取这N个第二差值的平均值，能够得到较好地反映当前扫描与前一扫描的控制差异的控制差异值ΩD，利用此控制差异值ΩD来进行与DOF的判断，能够较为准确地反映已经确定了当前位置的自动对焦控制数据是否需要修正，即反映已经确定的当前位置的自动对焦控制数据是否在DOF内。
在另一些情形下，当前扫描与前一扫描的控制差异值ΩD，是当前位置在前一扫描中的自动对焦控制数据与在当前扫描中的自动对焦控制数据之间的第三差值，
Figure BDA0003071203460000131
其中
Figure BDA0003071203460000132
为当前位置在前一扫描中的自动对焦控制数据。通过对当前位置的第三差值与DOF之间关系的判断，可以准确确定当前位置的自动对焦控制数据是否需要修正，并将当前位置的对焦控制数据修正至DOF内。
在图6所示的同一位置不同Scan的Autofocus数据示意图中，传感器以2000Hz的频率测量Autofocus数据，机台运动的速度越快，则测量Autofocus数据的位置(点数)越多，两次测量的位置之间的间距就越大，如图6所示，实心正方形表示一次探测的位置，每个虚线框表示一个位置距离下一个位置的距离，一次Scan是沿着扫描运动方向运动，不同的Scan是沿着扫描平移方向，沿着x轴箭头，为同一水平位置X输出不同Scan的Autofocus数据，假设图6中右侧的平滑曲线为实际的膜层变化曲线，实际的膜层变化应该是一个连续的变化，而实际的Autofocus测量数据只能用离散信号去量产，因此两个Scan在交界位置处会有明显的断差，该断差依靠DOF来弥补，当前Scan当前位置的自动对焦控制数据与前一Scan在相同位置处的Autofocus控制数据做差值得到第三差值，作为当前扫描与前一扫描的控制差异值ΩD，若该控制差异值ΩD超过DOF值，则认为已确定的当前位置的自动对焦控制数据有误，需要修正，从而使当前位置的自动对焦控制数据与前一Scan的Autofocus控制数据之差满足在DOF内；如果不超过DOF值，则认为当前已确定的当前位置的自动对焦控制数据为最优的控制数据，无需修正。
在实际应用中，步骤S300可以进一步包括：
响应于控制差异值小于或等于DOF，不进行修正；
响应于控制差异值大于DOF，将当前位置的自动对焦控制数据减去DOF以实现修正，最终确定当前位置的自动对焦控制数据。
也就是说，当控制差异值ΩD小于或等于DOF时，说明Focus平面在DOF内，无需再进一步修正，直接将已经确定的当前位置的自动对焦控制数据
Figure BDA0003071203460000141
作为最终确定的当前位置的自动对焦控制数据即可。而当控制差异值ΩD大于DOF时，则说明Focus平面不在DOF内，需要将已经确定的当前位置的自动对焦控制数据进行修正，具体的修正手段是将当前位置的自动对焦控制数据减去DOF，
Figure BDA0003071203460000142
将所得数据
Figure BDA0003071203460000143
作为最终确定的当前位置的自动对焦控制数据
Figure BDA0003071203460000144
也即修正后的自动对焦控制数据
Figure BDA0003071203460000145
应该理解的是，虽然图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
为了验证本方法的效果，可以利用相关技术中的ScanMura分析软件对Autofocus数据进行仿真，以曝光区域Eye68的平滑地图(Smooth Map of Eye68)来说，得到图7a所示的未采用本方法Autofocus数据仿真结果示意图，以及图7b所示的采用本方法的Autofocus数据仿真结果示意图，可以看出通过采用本方法，Autofocus数据的连续性明显优化。
实施例二
图8示出了一种自动对焦控制装置框图，如图8所示本实施例提供一种自动对焦控制装置，包括：
获取模块810，用于获取前一扫描中各位置的自动对焦控制数据，以及当前扫描中当前位置的自动对焦测量数据；
预测模块820，用于在当前扫描中，利用前一位置的自动对焦控制数据及预测误差、当前位置的自动对焦测量数据及测量误差，得到当前位置的自动对焦控制数据；
修正模块830，用于将当前扫描与前一扫描的控制差异值与DOF进行比较，确定是否对所述当前位置的自动对焦控制数据进行修正，进而最终确定当前位置的自动对焦控制数据；
控制模块840，用于根据最终确定当前位置的自动对焦控制数据控制聚焦平面。
可以理解的是，获取模块810可以用于执行实施例一的步骤S100，预测模块820可以用于执行实施例一的步骤S200，修正模块830可以用于执行实施例一的步骤S300，控制模块840可以用于执行实施例一的步骤S400。
进一步地，预测模块820在执行实施例一的步骤S200时，还可以进一步用于执行步骤S201至步骤S203。
上述各步骤的具体内容详见实施例一中的具体描述，此处不再赘述。
显然本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何限定的硬件和软件结合。
实施例三
本实施例提供一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现实施例一的自动对焦控制方法。
本实施例中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。方法的内容详见实施例一，此次不再赘述。
实施例四
本实施例提供一种控制设备，包括存储器和处理器，该存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时实现实施例一的自动对焦控制方法。
本实施例中，处理器可以是专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(ProgrammableLogic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述实施例中的方法。在处理器上运行的计算机程序被执行时所实现的方法可参照本发明前述实施例提供的方法的具体实施例，此处不再赘述。
实施例五
本实施例提供一种数字曝光机，包括：实施例四的控制设备。
在实际应用中，该控制设备可以是数字曝光机的机台控制器，通过采用实施例一的方法对自动对焦进行控制，能够实时优化调整Autofocus控制数据，以使Focus平面始终处于DOF范围内，既避免了同一Scan中不同位置之间出现条状ScanMura，又避免了不同Scan之间交界处出现的细线状的ScanMura，能够有效减少Autofocus对ScanMura的影响，明显提升曝光效果，更加真实准确地反映显示产品的膜层变化。
在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统和方法实施例仅仅是示意性的。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种自动对焦控制方法，其特征在于，包括：
获取前一扫描中各位置的自动对焦控制数据，以及当前扫描中当前位置的自动对焦测量数据；
在当前扫描中，利用前一位置的自动对焦控制数据及预测误差、当前位置的自动对焦测量数据及测量误差，得到当前位置的自动对焦控制数据；
将当前扫描与前一扫描的控制差异值与DOF进行比较，确定是否对所述当前位置的自动对焦控制数据进行修正，进而最终确定当前位置的自动对焦控制数据；
根据最终确定当前位置的自动对焦控制数据控制聚焦平面。
2.根据权利要求1所述的自动对焦控制方法，其特征在于，所述在当前扫描中，利用前一位置的自动对焦控制数据及预测误差、当前位置的自动对焦测量数据及测量误差，得到当前位置的自动对焦控制数据，包括：
基于前一位置的自动对焦控制数据及预测误差进行预测，得到当前位置的自动对焦控制数据预测值及预测误差预测值，并生成当前位置的预测分布函数；
基于当前位置的自动对焦测量数据与前一扫描中相应位置的自动对焦控制数据，确定当前位置的测量误差，并生成当前位置的测量分布函数；
将所述预测分布函数和所述测量分布函数交叠，确定当前位置的自动对焦控制数据及预测误差。
3.根据权利要求2所述的自动对焦控制方法，其特征在于，所述基于前一位置的自动对焦控制数据及预测误差进行预测，得到当前位置的自动对焦控制数据预测值及预测误差预测值，包括：
利用下式进行预测操作，得到当前位置的自动对焦控制数据预测值：
Figure FDA0003071203450000011
其中，
Figure FDA0003071203450000012
为当前位置k的自动对焦控制数据预测值，Fk为预测操作，
Figure FDA0003071203450000013
为前一位置k-1的自动对焦控制数据；
利用下式进行预测操作，得到当前位置的预测误差预测值：
Figure FDA0003071203450000021
其中，Pk为当前位置k的预测误差预测值，Qk为干扰误差，Pk-1为前一位置k-1的预测误差。
4.根据权利要求3所述的自动对焦控制方法，其特征在于，所述干扰误差是通过预设阈值范围内的均匀随机分布随机生成的。
5.根据权利要求2所述的自动对焦控制方法，其特征在于，所述当前位置的预测分布函数，是以当前位置的自动对焦控制数据预测值作为平均值、当前位置的预测误差预测值作为方差的高斯分布函数；
所述当前位置的测量分布函数，是以当前位置的自动对焦测量数据作为平均值，当前位置的测量误差作为方差的高斯分布函数。
6.根据权利要求2所述的自动对焦控制方法，其特征在于，所述将所述预测分布函数和所述测量分布函数交叠，确定当前位置的自动对焦控制数据及预测误差，包括：
将所述预测分布函数和所述测量分布函数交叠，将频率最大处的自动对焦控制数据及预测误差，分别确定为当前位置的自动对焦控制数据及预测误差；
所述当前位置的自动对焦控制数据，表达式为：
Figure FDA0003071203450000022
其中，
Figure FDA0003071203450000023
为当前位置k的自动对焦控制数据；
Figure FDA0003071203450000024
为当前位置k的自动对焦控制数据预测值；
Figure FDA0003071203450000025
为当前位置k的自动对焦测量数据；
系数K′＝∑0(∑0+∑1)-1，∑0＝Pk为预测分布函数的方差，Pk为当前位置k的预测误差预测值，∑1＝Rk为测量分布函数的方差，Rk为当前位置k的测量误差；
所述当前位置的预测误差，表达式为：P′k＝Pk+K′Pk，
其中，P′k为当前位置k的预测误差。
7.根据权利要求2所述的自动对焦控制方法，其特征在于，所述基于当前位置的自动对焦测量数据与前一扫描中相应位置的自动对焦控制数据，确定当前位置的测量误差，包括：
计算当前位置的自动对焦测量数据与前一扫描中相应位置的自动对焦控制数据之间的第一差值；
响应于所述第一差值大于DOF，将所述第一差值减去DOF作为当前位置的测量误差；
响应于所述第一差值小于或等于DOF，当前位置的测量误差为0。
8.根据权利要求1所述的自动对焦控制方法，其特征在于，所述当前扫描与前一扫描的控制差异值，按照如下方式计算得到：
针对所述当前位置之前的N个位置，计算每一位置在前一扫描中的自动对焦控制数据与在当前扫描中的自动对焦控制数据之间的第二差值；
取N个所述第二差值的平均值，作为所述控制差异值。
9.根据权利要求1所述的自动对焦控制方法，其特征在于，所述当前扫描与前一扫描的控制差异值，是当前位置在前一扫描中的自动对焦控制数据与在当前扫描中的自动对焦控制数据之间的第三差值。
10.根据权利要求1所述的自动对焦控制方法，其特征在于，所述将当前扫描与前一扫描的控制差异值与DOF进行比较，确定是否对所述当前位置的自动对焦控制数据进行修正，进而最终确定当前位置的自动对焦控制数据，包括：
响应于所述控制差异值小于或等于DOF，不进行修正；
响应于所述控制差异值大于DOF，将所述当前位置的自动对焦控制数据减去DOF以实现修正，最终确定当前位置的自动对焦控制数据。
11.根据权利要求2所述的自动对焦控制方法，其特征在于，首次扫描中初始位置的预测误差是根据对同一曝光基板的多次曝光操作确定，所述首次扫描中初始位置的预测误差表达式如下：
Figure FDA0003071203450000031
其中，P0为首次扫描的初始位置的预测误差，∑11、∑22、∑33分别表示第一传感器的方差、第二传感器的方差、第三传感器的方差，第一传感器、第二传感器、第三传感器用于测量自动对焦数据，∑12＝∑21为第一传感器与第二传感器之间的协方差，∑31＝∑13为第一传感器与第三传感器之间的协方差，∑23＝Σ32为第二传感器与第三传感器之间的协方差。
12.一种自动对焦控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取前一扫描中各位置的自动对焦控制数据，以及当前扫描中当前位置的自动对焦测量数据；
预测模块，用于在当前扫描中，利用前一位置的自动对焦控制数据及预测误差、当前位置的自动对焦测量数据及测量误差，得到当前位置的自动对焦控制数据；
修正模块，用于将当前扫描与前一扫描的控制差异值与DOF进行比较，确定是否对所述当前位置的自动对焦控制数据进行修正，进而最终确定当前位置的自动对焦控制数据；
控制模块，用于根据最终确定当前位置的自动对焦控制数据控制聚焦平面。
13.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1至11中任一项所述的自动对焦控制方法。
14.一种控制设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至11中任一项所述的自动对焦控制方法。
15.一种数字曝光机，其特征在于，包括：权利要求14所述的控制设备。
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