CN117255973A - 具有自动焦距位置控制的数字平版印刷术设备及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本公开内容的实施方式涉及数字平版印刷术系统及相关方法，所述系统包括：至少一个光源，经配置以将光束经由透镜发射至基板上；至少一个图像传感器，经配置以经由透镜检测来自基板的反射光束；至少一个马达，经配置以移动透镜以将光束聚焦至基板上；及控制器，与所述至少一个光源、至少一个图像传感器及至少一个马达通信，其中所述控制器用以响应于来自至少一个图像传感器的至少一个信号致动所述至少一个马达以移动透镜。
Description
技术领域
本公开内容的实施方式涉及具有自动焦距位置控制的数字平版印刷术设备及使用这样的数字平版印刷术设备的方法。
背景技术
光刻术广泛地用于制造半导体装置及显示装置，诸如液晶显示器(liquidcrystal display；LCD)及有机发光二极管显示器(organic light emitting diode；OLED)。大面积基板通常用于制造LCD。LCD或平板通常用于有源矩阵显示器，诸如计算机、触摸面板装置、个人数字助理(personal digital assistant；PDA)、手机、电视监视器及类似者。通常，平板可包括液晶材料层，液晶材料层形成夹在两个板之间的像素。当跨液晶材料施加来自电源的功率时，通过液晶材料的光的量可被控制在像素位置处，从而能够产生图像。
通常采用数字平版印刷术技术来建立作为形成像素的液晶材料层的一部分并入的电特征。根据此技术，光敏光刻胶通常施加至基板的至少一个表面。随后，图案产生器利用光将光敏光刻胶的所选择区域暴露为图案的一部分，以对在选择性区域中的光刻胶引起化学变化，从而为后续的材料移除及/或材料添加工艺制备这些选择性区域，以产生电特征。
需要用以在基板上精确且成本高效地产生图案的新的设备、方法及系统。
发明内容
根据各种实施方式，本文公开一种数字平版印刷术系统，所述系统包含：至少一个光源，经配置以将光束经由透镜发射至基板上；至少一个图像传感器，经配置以经由透镜检测来自基板的反射光束；至少一个马达，经配置以移动透镜以将光束聚焦至基板上；及控制器，与所述至少一个光源、至少一个图像传感器，及至少一个马达通信，其中所述控制器经配置以响应于来自至少一个图像传感器的至少一个信号致动所述至少一个马达以移动透镜。
在进一步实施方式中，本文公开一种数字平版印刷术系统，所述系统包含：多个光源，各自经配置以将光束经由透镜发射至基板上；多个图像传感器，各自经配置以经由透镜检测来自基板的反射光束，其中每一光源与每一图像传感器配对；至少一个马达，经配置以移动透镜以将光束聚焦至基板上；多个自动焦距通道，各自与多个光源的至少一个光源及多个图像传感器的至少一个图像传感器相关联；及控制器，所述控制器与多个光源、多个图像传感器及至少一个马达通信，其中所述控制器用以响应于来自所述多个图像传感器的一或多个信号致动所述至少一个马达以移动所述透镜。
本文进一步公开在数字平版印刷术系统中自动地聚焦光束的方法的实施方式，所述方法包含：将来自至少一个光源的至少一个光束经由透镜引导至基板上；将来自所述基板的至少一个光束反射通过透镜并且反射至至少一个图像传感器；通过控制器接收来自至少一个图像传感器的至少一个信号，其中所述至少一个信号指示在基板上的光束的位置；和通过控制器控制透镜的位置以将光束聚焦至基板表面上。
附图说明
本公开内容以实例的方式而非限制的方式被说明，在附图的诸图中，相同的标记指示相似的元件。应注意，本公开内容中对“一(an)”或“一个(one)”实施方式的不同引用不一定指相同实施方式，这样的引用意味着至少一个实施方式。
图1示出根据本公开内容的一或多个实施方式的数字平版印刷术系统的示意图。
图2示出透镜相对于基板表面的位置变化的示意图。
图3A示出基板高度图，该图描绘在图像扫描期间的光学透镜的散焦(defocusing)。
图3B示出基板高度图，该图描绘在图像扫描内的低对比度非均匀亮度区域(即，不均(mura))。
图4示出控制用以在基板表面上维持光束聚焦的透镜位置的方法。
图5A示出基板高度图，该图描绘当使用比例积分微分控制连同一或多个通道的自动聚焦质心来确定位置时，在扫描期间测量的基板高度。
图5B示出基板高度图，该图描绘当通过动态通道选择控制连同一或多个通道的自动聚焦质心来确定位置时，在扫描期间测量的基板高度。
图6A示出基板高度图，该图描绘当使用比例积分微分控制连同一或多个通道的自动聚焦质心来确定位置时，在扫描期间测量的基板高度。
图6B示出基板高度图，该图描绘当通过卡尔曼滤波器控制方法连同一或多个通道的自动聚焦质心来确定位置时，在扫描期间测量的基板高度。
图7A示出基板高度图，该图描绘当使用比例积分微分控制连同一或多个通道的自动聚焦质心来确定位置时，在扫描期间测量的基板高度。
图7B示出基板高度图，该图描绘当通过参考位置连同实时自动聚焦信号反馈控制来确定位置时，在扫描期间测量的基板高度。
图8描绘实施本文所述的系统及方法的计算装置的说明性实例的示图。
具体实施方式
本公开内容的实施方式涉及以稳健且准确的方式控制数字平版印刷术工具内的透镜的位置，以提供具有很少或无不均的精确聚焦。数字平版印刷术系统及方法使用基板(例如，玻璃基板)上的光源打印装置结构。如本文所述的数字平版印刷术系统及方法尤其用于制造显示器。例如，客户可订购5000部手机，并且针对这些5000件向半导体制造者提供图案。制造者可在每个基板上形成数百个这些图案。相同的制造工艺可重复例如100次或200次。半导体制造者典型地扫描所述第一基板作为初始参考扫描。然而，每个基板(例如，玻璃)可能略有不同，并且位置可能以机器之间的一些未对准而以一种方式或其他方式略微偏斜。追踪基板中的高度变化使得控制器能够移动透镜以在扫描期间适当地聚焦光源。
根据本文所述的实施方式的自动聚焦系统利用穿过精确透镜、且随后投射至基板上的一或多个光束。光源随后被反射回来且使用图像传感器测量以确定光源的位置。在一些实施方式中，基板有效地形成具有投射在透明表面上的线的反射镜(mirror)，所述透明表面下方具有反射材料(例如，铬)。由于此反射率，可能难以识别基板表面的位置。在一些实施方式中，当一层材料打印在另一层上时，在这些层上建立不同类型的反射率。光束可由于这些不同的反射率而散焦。例如，透镜可远离目标位置漂移至一侧或另一侧。在一些实施方式中，基板含有多个层，每个层是透明的。基板可由例如五个、六个、七个、八个或九个透明层形成。当将光束引导在基板处时，信号变得非常有噪声，使得系统难以确定表面的高度。
在一些情况下，基板可经加热及/或冷却并且基板的高度变化，例如，这可引起光源在边缘上弯曲。如本文所述的系统及方法经配置以在这样的条件期间将光源聚焦。当系统不是正在扫描基板时，透镜相对于基板的高度可改变。例如，当新的基板放置在台上时，每个个别基板在高度方面与另一基板略有不同，因为基板材料具有不同的厚度(例如，以微米为数量级)。系统内的传感器经配置以确定此高度变化。这样的信息可用作控制光源聚焦的反馈。当系统及方法使用光源执行打印操作时，有益的是维持光源的聚焦。根据本文的实施方式的所描述的自动聚焦子系统与自动聚焦子系统的改良的软件控制共同起作用。
为了实现实时准确聚焦，考虑各种参数，包括基板条件(例如，形貌、反射率、图案结构等等)、卡盘平面度、台移动、计量噪声及热效应。根据本文所述的方法及系统实时收集这样的参数数据并且利用实时数据以控制光源的位置。在一些实施方式中，历史参数数据(例如，来自先前的扫描及平版印刷术步骤)也可用以控制光源的位置。
本文所述的系统及方法通过使用控制器及马达单元来精确控制光学透镜的位置而实时改良所述光学透镜的聚焦准确度。根据本文实施方式的系统及方法利用实时自动聚焦信号及经验参考位置以确定在印刷期间的实际移动。这样的系统及方法还利用部分或全部自动聚焦信号以在不同使用实例下驱动一或多个马达。根据各个实施方式的系统及方法可最小化不均并且产生改良的打印保真度、可选地忽略(disregard)基板上的下伏(underlying)层、下伏层图案的定向/密度、及/或扫描速度。
在本文所述的系统及方法中，为了尤其在高扫描速度期间维持聚焦，有益的是“运行中(on the fly)”聚焦光源。为了维持精确聚焦，考虑了各种参数，包括在扫描期间的基板条件(例如，形貌、反射率及图案结构)、卡盘平面度、台移动、计量噪声及热效应。
本文所述的实施方式在高速度扫描期间利用定位控制。位置可通过以下方法来确定：1)自动聚焦信号质心连同比例积分微分(proportional-integral-derivative；PID)控制，也就是使用PID控制回路及所有通道的自动聚焦信号质心作为反馈来决定移动；2)自动聚焦信号质心连同卡尔曼滤波器，也就是使用卡尔曼滤波器及所有通道的自动聚焦信号质心作为反馈来决定移动；3)自动聚焦信号质心连同动态通道选择(类似于1))相结合，动态地使用一些但并非全部通道来确定移动；及/或4)经验参考位置连同实时自动聚焦信号反馈；并且4)此方法不同于方法3)，因为：位置不总是由实时自动聚焦信号确定。相反，方法4)使用预定义的参考位置和实时自动聚焦信号二者，并且参考位置可来自普通基板(即，无下伏图案)、第一层打印、由其他方法产生的后处理位置。取决于是否存在任何下伏层/图案及/或下伏图案的定向/密度，可使用不同的方法。
图1示出根据本公开内容的一或多个实施方式的数字平版印刷术系统100的示意图。在系统100中，光源102经配置以经由反射器108和透镜110将光束104投射至基板106。基板可由合适的材料形成，包括但不限于玻璃、反射材料、金属、铬、聚合物、晶体或氧化物。透镜可为光学透镜、球面透镜或非球面透镜。光源102可经由安装板112安装在系统100中，安装板112经配置以在操作期间稳定光源102。合适的光源包括但不限于激光器、连续波(continuous wave；CW)激光器、质量(Q)开关激光器(quality(Q)-switched laser)、锁模激光器等。反射器108可由任何合适的材料形成，包括但不限于镜子、玻璃、金属等。透镜110可以是由任何合适材料形成的光学透镜，所述材料包括但不限于玻璃、二氧化硅、结晶材料、纳米结晶材料等。
系统100进一步包括至少一个图像传感器114，图像传感器114可安装至条带板(stripe board)115。在一些实施方式中，多个图像传感器114可成列安装在条带板上。图像传感器114可为线性图像传感器、互补金属氧化物半导体(complementary metal oxidesemiconductor；CMOS)或有源像素图像传感器、电荷耦合装置(charge-coupled device；CCD)图像传感器、以逐行方式将光学图像转换为模拟信号的固态装置等等。图像传感器114可用于检测基板106上的光源点116。如图1中所示，光束104在光源点116处反射离开基板106，将反射束118引导至反射器120。反射束118从反射器120反射离开至反射器122，在反射器122处，反射束118被引导至图像传感器114作为自动聚焦信号。
在图1中所示的实施方式中，系统100具有单个自动聚焦通道124，然而应当理解，在一些实施方式中，系统100可包括多个自动聚焦通道。例如，系统100可包括多个自动聚焦通道，以使得每个通道与光源和线性图像传感器对相关联。在一些实施方式中，如本文所述的系统包括至少三个自动聚焦通道。
系统100可进一步包括由控制器126和一或多个马达128组成的单元。合适的控制器126包括但不限于比例控制器、积分控制器、比例积分控制器、比例微分控制器或比例积分微分(PID)控制器。
合适的马达包括但不限于线性马达，例如压电马达、超声波马达、超声波谐振马达、压电步进马达、压电行走马达(piezo-walk motor)、压电粘滑(piezo stick-slip)马达、弯曲型马达(flexure type motor)及惯性马达(inertial motor)。控制器126经配置以致动一或多个线性马达128。根据实施方式，一或多个线性马达128相对于基板106移动透镜110，以改良及/或优化光源104在基板106上的聚焦。数据处理单元130将向至少一个图像传感器114、光源102及控制器126发送信号并且从上述的至少一个图像传感器114、光源102及控制器126接收信号。
图2示出透镜210相对于基板206的表面207的位置变化的示意图。当基板经历处理、构建电路层和装置特征时，透镜210难以将光束聚焦至基板表面上。本文所述的系统及方法经配置以检测基板表面的位置并且优化光束至基板表面上的聚焦。
如图2中所示，当光束204穿过透镜210在点215处到达基板206时，束204从基板206反射回来而在211处到达透镜210。在使用光源(未示出)对基板206进行后续扫描期间，基板表面的高度可改变，例如，如由△Z所示从207改变至209，从而减小基板表面与透镜210之间的距离。
如图2中所示，当基板206表面的高度如由209所示朝向透镜210移位时，光束213在点217处从表面209反射离开并且在216处返回到透镜210。根据实施方式，基板高度的变化(△Z)可通过自动聚焦信号质心变化来采集和测量。光束204在点215处反射之后于线性图像传感器214上产生束点218。束点218的质心经计算并且表示207与210之间的相对距离。类似地，光束213在线性图像传感器214上产生束点219(需要加上它)。照此，线性图像传感器214上的移位(△L)可采集基板高度变化(△Z)。
透镜210的移动可由如上所述的一或多个自动聚焦通道来确定，例如，由基板高度变化(△Z)造成的线性图像传感器214上的移位(△L)。由基板表面的高度变化(△Z)(即207至209)造成的从211至216(和从点215至217)的移位△L可使光源散焦及/或产生不均。
考虑到基板表面的高度变化△Z，采用根据本文实施方式的系统及方法来重新聚焦光源。在一些实施方式中，光源在基板表面上的入射(例如，在点215、217处)与反射光束沿着线性传感器214的移动之间存在对应关系。例如，线性移位的测量指示基板表面相对于透镜的高度变化。照此，系统100可使用自动聚焦通道来校准，以便在处理期间维持目标聚焦(例如，像素数目)。普通(未涂覆)基板可经扫描并且用于校准。随后，高度的变化将基于基板材料(例如，玻璃)厚度的变化。基板可在打印期间经预扫描，随后当实际将像素打印至基板上时，实时扫描打印。当扫描基板时，若实际像素数目改变，则控制器确定光束距离目标某个数目的像素。使用反馈回路，控制器126命令线性马达128移动透镜110以将光束104的焦点返回至目标位置。
图3A示出基板高度图，该图描绘在图像扫描期间的光学透镜的散焦。控制器和马达单元用于自动聚焦数字平版印刷术系统内的光源。此基板高度图示出在处理期间聚焦不受控制时可能出现的问题。在此扫描期间，沿着y轴的70次扫描沿着x轴进行12800帧(frame)。基板高度图经由透镜显示基板的形貌。经扫描的基板包括多层装置、电路特征及膜。透镜将光束聚焦在下伏的特征上，而不是基板的表面上，造成所描绘的水平线和竖直线。若线性马达无法移动透镜以追踪基板的表面，则造成的误差大于聚焦深度(depth offocus)，并且所打印图案变得散焦。
在一或多个实施方式中，基板可含有铬或其他金属及非金属材料，也就是说，基板可由材料的组合组成。类似地，基板的一个区域可具有与基板的其他区域不同的材料组合。当光源扫描具有这样的不规则材料的基板时，由于透镜可能移动到错误的位置，光源变得散焦，造成图3A中所示的线。根据本文的一或多个实施方式的系统及方法经配置以消除由此散焦造成的变化。换言之，从基板反射的光束可不从基板的表面反射，而是从基板内的下伏装置或层反射。照此，透镜尝试将光束聚焦在下伏层特征上，而不是在当前正被打印的表面上。这可引起马达将透镜移动至不想要的位置，从而使束散焦，并且造成图3A中所示的图案。根据一或多个实施方式的系统和方法在此不促进这些错误信号，而是补偿这些信号。本文所述的系统及方法经配置以在高速度扫描期间维持准确的定位控制。控制透镜的移动可最小化不均并且提高打印保真度。
图3B示出基板高度图，该图描绘在图像扫描内的低对比度非均匀亮度区域(即，不均)。在某些情况下，透镜的不适当移动可能造成不均。如图3B的基板高度图中所示，在大约以下(x,y)坐标处存在不均：(10mm,-80mm)。
根据一或多个实施方式，本文描述一种用于尤其使用控制器及线性马达连同图像传感器来控制透镜位置的方法400。在一或多个实施方式中，控制器经校准至光束沿着图像传感器并且相对于基板表面的高度的位置。如图4中所示的控制方法400利用自动聚焦信号质心连同比例积分微分(PID)控制来引导透镜的位置。在方框402处，光源将光束经由透镜投射至基板。
在方框404处，光束从基板反射并且通过透镜返回。反射的光束照射至图像传感器(例如，线性图像传感器)上，所述图像传感器经配置以在沿着图像传感器的长度的多个位置处接收并且检测光束。如图2中所示，反射的光束可用于确定光束的预期211与实际216位置之间的移位△L。
在方框406处，控制器从图像传感器接收信号，所述信号指示通过透镜反射回来并且反射至图像传感器上的反射光束的位置。控制器确定光束的实际位置与光束的目标位置之间的差异。如图2中所示，沿着经反射光束的长度的移位(△L)对应于基板表面的高度变化(△Z)。
在方框408处，控制器确定基板表面的当前高度。控制器随后利用控制方法，例如PID控制回路，连同一或多个通道的自动聚焦信号质心作为反馈以确定透镜的移动，用于相对于经确定的基板高度进行适当的聚焦。例如，若透镜将光束聚焦在基板表面下方的下伏结构上，则控制器移动透镜以将光束聚焦至基板表面上(即，在下伏结构上方的高度处)。在一些实施方式中，控制器使用动态通道选择连同一或多个通道的自动聚焦信号质心作为反馈。例如，控制器动态地使用一些但并非所有通道来控制透镜的移动。在其他实施方式中，控制器使用所有通道来控制透镜的移动。在一或多个实施方式中，从图像传感器收集自动信号，且随后这些信号的质心被确定并且用于查明(ascertain)位置。
在一些实施方式中，作为上文讨论的PID控制回路的替代方案，方法400将卡尔曼滤波器(即，线性二次估计)与一或多个通道的自动聚焦信号质心组合在一起作为反馈。在此实施方式中，控制器利用来自一或多个通道的自动聚焦信号质心的历史数据，所述历史数据与当前的一或多个通道测量相结合。在此实施方式中，卡尔曼滤波器还预测表面高度将如何变化，并且控制器致动线性马达以移动透镜以将光束聚焦至基板的表面上。在一些实施方式中，卡尔曼滤波器基于以下方程：
卡尔曼滤波器模型假设在时间k处的真实状态是从在(k-l)处的状态演化而来，根据以下方程：
xk＝Fkxk-1+Bkuk+wk
其中
Fk为应用于先前状态xk-1的状态转变模型；
Bk为应用于控制向量uk的控制输入模型；
wk为工艺噪声，被假设为提取自零均值多元正态分布N，具有协方差Qk:wk～N(0,Qk)。
在时间k处，根据以下进行真实状态xk的观察(或测量)zk：
zk＝Hkxk+vk
其中
Hk为观察模型，将真实状态空间映射至所观察的空间中，并且
vk为观察噪声，被假设为零均值高斯白噪声，具有协方差Rk:vk～N(0,Rk)。
初始状态及每一步骤处的噪声向量{x0，w1，…，wk，v1，…，vk}都被假设为相互独立的。
在一些实施方式中，作为上文讨论的PID控制回路的替代方案，方法400将基板的经验参考位置(例如，基板的参考图)与一或多个通道的实时自动聚焦信号质心组合在一起作为反馈。在一些实施方式中，每个基板具有用识别码追踪的参考图。在此实施方式中，透镜的位置不总是由来自一或多个通道的实时自动聚焦信号来确定。控制器利用如由控制器控制的透镜的预定参考位置连同实时自动聚焦信号二者。参考位置可来自普通(plain)基板(即，无下伏图案或特征)、第一层打印、由其他方法产生的后处理位置等等。在一些实施方式中，取决于是否存在任何下伏的层或图案、下伏图案的定向或密度等，可使用上述控制方法中的任何方法。例如，由于基板表面的反射率变化，穿过透镜的光束可能会散焦。本文所述的系统和方法经配置以测量基板表面的实际高度。为此，使用关于基板表面的高度及/或滤波的先前信息来移动透镜，以维持光束聚焦在基板表面上。
图5A示出基板高度图，该图描绘当使用比例积分微分控制连同一或多个通道的自动聚焦质心来确定位置时，在扫描期间测量的基板高度。在此扫描期间，沿着y轴的35次扫描沿着x轴进行了12,800帧。控制器收集自动聚焦信号并且确定这些信号的质心。PID控制器使用此质心以产生透镜的位置。在一些实施方式中，扫描基板的此方法可在“空白基板”(例如，完美表面、未涂覆表面)上使用。
图5B示出基板高度图，该图描绘当通过动态通道选择控制连同一或多个通道的自动聚焦质心来确定位置时，在扫描期间测量的基板高度。此控制方法被用来动态地选择某些自动聚焦通道；一些(但并非全部)通道可用作对PID控制器的反馈以确定移动。在此扫描期间，使用了三个自动聚焦通道(即，三个图像传感器和光源对)，并且每次扫描的数据被储存在存储器中并且能由控制器存取。在控制回路中使用来自具有最佳信号的通道的数据。在一些实施方式中，控制器可动态地选择通道的数目。在扫描期间，光束可落在某个像素位置上。一些位置可位于复杂的装置特征、反射材料及/或多层结构之上。在这样的位置处的扫描可能具有相对更多的噪声(也就是说，透镜在该像素位置处难以聚焦)。所述系统可动态地增加该位置处的通道数目，以改良反馈信号。使用此方法来控制透镜的位置，消除及/或减少了如图3A中所示的线。
图6A示出基板高度图，该图描绘当使用PID控制连同自动聚焦质心来确定位置时，在扫描期间测量的基板高度。为了产生此基板高度图，沿着y轴的57次扫描沿着x轴进行了6545帧。使用此方法来控制透镜的位置，消除及/或减少了如图3A中所示的线。
图6B示出基板高度图，该图描绘当通过自动聚焦质心连同卡尔曼滤波器控制来确定位置时，在扫描期间测量的基板高度。此方法类似于调低立体声的高音控制，以便仅有较低频率的信号通过。在此实施方式中，使用此方法控制透镜的位置消除及/或减少了如图3A中所示的线。
图7A示出基板高度图，该图描绘当通过自动聚焦质心连同比例积分微分控制来确定位置时，在扫描期间测量的基板高度。在此扫描期间，沿着y轴的55次扫描沿着x轴进行了6,400帧。基板高度图产生了一些线图案。
图7B示出基板高度图，该图描绘当通过参考位置连同实时自动聚焦信号反馈控制来确定位置时，在扫描期间测量的基板高度。在这些扫描期间，使用了经验参考位置。例如，本文描述的系统和方法可将每个数据扫描储存于存储器中。控制系统可利用每个一或多个先前层作为参考。此参考数据(或历史数据)可得以利用并且与实时图像传感器信号组合作为控制回路中的反馈信号。在一些实施方式中，由于基板内的多个层，实时信号可含有噪声。照此，由于过量的噪声，实时信号可被忽略。
例如，当确定实时信号是可靠的时，可利用实时信号。在一些实施方式中，使用实时信号进行反馈，控制器知道基板的特定区域(或像素)处的基板的实际高度。可将此实际高度与第一层进行比较，因为参考图储存于系统的存储器内，并且可确定高度差。控制器将在此对应的像素区域处应用此差异。根据本文所述的一或多个实施方式，与图3A中呈现的扫描相比，通过控制器利用此方法来致动线性马达以控制透镜的位置，显著地减少或消除了图7B中所示的噪声或线图案。
图8图示以计算机系统800的示例形式的机器的图示，所述计算机系统包括由如本文所述的系统可执行以进行本文讨论的方法中的任何一或多者的指令集合。在一个实施中，所述系统可包括指令以使得能够执行结合图1、图2及图4所示和所述的工艺及对应部件。
在替代实施中，所述系统可包括机器，所述机器连接(例如，网络连接)至局域网(Local Area Network；LAN)、内联网、外联网、或互联网中的其他机器。所述机器可在客户端服务器网络环境中作为服务器机器进行操作。所述机器可以是个人计算机(personalcomputer；PC)、神经计算机、机顶盒(set-top box；STB)、个人数字助理(Personal DigitalAssistant；PDA)、蜂窝电话、服务器、网络路由器、交换器或桥接器，或能够执行指定要由所述机器采取的动作的指令集(顺序或以其他方式)的任何机器。此外，虽然仅图示单个机器，但也应认为术语“机器”以包括个别地或共同地执行一组(或多组)指令以进行本文所述的方法中的任何一或多者的机器的任何集合。
示例计算机系统800可包括处理装置(处理器)802、主存储器804(例如，只读存储器(read-only memory；ROM)、闪存存储器、动态随机存取存储器(dynamic random accessmemory；DRAM)(诸如同步DRAM(SDRAM))、静态存储器806(例如，闪存存储器、静态随机存取存储器(static random access memory；SRAM))，及数据对象储存装置818，上述各者经由总线830与彼此通信。
处理装置802表示一或多个通用处理装置，诸如微处理器、中央处理单元或类似物。更特定言之，处理装置802可为复杂指令集计算(complex instruction setcomputing；CISC)微处理器、精简指令集计算(reduced instruction set computing；RISC)微处理器、超长指令字(very long instruction word；VLIW)微处理器、或实施其他指令集的处理器、或实施指令集组合的处理器。处理装置802也可为一或多个专用处理装置，诸如专用集成电路(application specific integrated circuit；ASIC)、场可编程门阵列(field programmable gate array；FPGA)、数字信号处理器(digital signalprocessor；DSP)、网络处理器或类似物。在本公开内容的各种实施中，处理装置802经配置以执行用于本文所述的装置或系统的指令，以执行本文所述操作和工艺。
计算机系统800可进一步包括网络接口装置808。计算机系统800还可包括视频显示单元810(例如，液晶显示器(liquid crystal display；LCD)或阴极射线管(cathode raytube；CRT))、字母数字输入装置812(例如，键盘)、光标控制装置814(例如，鼠标)，及信号产生装置816(例如，扬声器)。
数据储存装置818可包括计算机可读介质828，在所述计算机可读介质上储存如本文所述的装置和系统的一或多组指令，所述装置和系统实现本文所述的方法或功能中的任何一或多者。在计算机系统800执行指令期间，所述指令也可完全或至少部分地驻留在主存储器804内及/或处理装置802的处理逻辑826内，主存储器804和处理装置802也构成计算机可读介质。
所述指令可进一步经由网络接口装置808在网络820上发送或接收。虽然计算机可读储存介质828在示例实施中被示出为单个介质，但术语“计算机可读储存介质”应视为包括储存一或多组指令的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库，及/或相关联的高速缓存及服务器)。术语“计算机可读储存介质”还应视为包括能够储存、编码或携带由机器执行的指令集并且引起机器执行本公开内容的一或多个方法中的任一者的任何介质。术语“计算机可读储存介质”应相应地视为包括但不限于，固态存储器、光学介质及磁性介质。
先前的描述阐述了许多特定细节，诸如特定系统、部件、方法等的实例，以提供对本公开内容的若干实施方式的良好理解。然而，将对本领域技术人员来说明显的是，本公开内容的至少一些实施方式可在没有这些特定细节的情况下实践。在其他情况下，熟知的部件或方法未经详细描述或以简单的方框图格式呈现，以避免不必要地使本公开内容模糊。因此，所阐述的特定细节仅是示例性的。特定实施可与这些示例性细节不同，并且仍然被预期在本公开内容的范围内。
如本文所使用，单数形式“一(a；an)”、“该(the)”及“所述(the)”包括复数形式，除非上下文另有明确指示。因此，例如，提及“前驱物”包括单一前驱物以及两种或更多种前驱物的混合物；且提及“反应物”包括单一反应物以及两种或更多种反应物的混合物等。
在整个此说明书中对“一个实施方式”或“一实施方式”的引用意味着结合实施方式描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施方式中。因此，在整个此说明书的各种位置出现的短语“在一个实施方式中”或“在一实施方式中”不必皆代表相同的实施方式。此外，术语“或”意欲意味着包含的“或”而非排他的“或”。当本文使用术语“约”或“大约”时，此意欲意味着所呈现的标称值精确在±10％以内，使得“约10”将包括从9至11。
与测量的量有关的术语“至少约”是指测量的量的正常变化，如由本领域技术人员在进行测量且运用与测量目标和测量设备精度及高于所述测量目标和精度的任何量相当的谨慎程度时所期望的。在某些实施方式中，术语“至少约”包括所叙述的数减去10％和任何更高的量，使得“至少约10”将包括9和任何大于9的量。此术语也可表示为“约10或更多”。类似地，术语“小于约”典型地包括所叙述的数加10％和任何更低的量，使得“小于约10”将包括11和任何小于11的量。此术语也可表示为“约10或更少”。
除非本文另有说明，否则对本文中的数值范围的叙述意欲用作单独提及落入所述范围内的每一单独值的速记方法，并且将每一单独值并入说明书中，如同所述单独值在本文中单独叙述一样。除非本文中另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文所述的所有方法皆可以任何合适的顺序进行。本文提供的任何及所有实例，或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅意欲说明某些材料和方法并且不对范围构成限制。说明书中的任何语言都不应被解释为指示任何未要求保护的元素对于所公开的材料及方法的实践是必要的。
尽管以特定次序示出和描述了本文方法的操作，但是可改变每一方法的操作次序，使得可以相反的次序执行某些操作，或使得可至少部分地与其他操作同时进行某些操作。在另一实施方式中，不同操作的指令或子操作可以间歇及/或交替的方式进行。
应理解，上述描述意欲为说明性的，而非限制性的。在阅读和理解以上描述之后，许多其他实施方式对于本领域技术人员而言将是明显的。因此，本公开内容的范围应当参考所附的权利要求书连同这样的权利要求所赋予的等效物的全部范围来确定。
Claims (20)
1.一种数字平版印刷术系统，包含：
至少一个光源，经配置以将光束经由透镜发射至基板上；
至少一个图像传感器，经配置以经由所述透镜检测来自所述基板的反射光束；
至少一个马达，经配置以移动所述透镜以将所述光束聚焦至所述基板上；和
控制器，与所述至少一个光源、所述至少一个图像传感器，及所述至少一个马达通信，其中所述控制器经配置以响应于来自所述至少一个
图像传感器的至少一个信号致动所述至少一个马达以移动所述透镜。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个光源包含激光器、连续波(CW)激光器、质量(Q)开关激光器，或锁模激光器中的至少一者。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述基板包含玻璃、反射材料、金属、铬、聚合物、晶体或氧化物中的至少一种材料。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述透镜包含光学透镜、球面透镜或非球面透镜中的至少一者。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个图像传感器包含线性图像传感器、互补金属氧化物半导体(CMOS)或有源像素图像传感器、电荷耦合装置(CCD)图像传感器、或固态装置中的至少一者。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个马达包含线性马达，所述线性马达包含压电马达、超声波马达、超声波谐振马达、压电步进马达、压电行走马达、压电粘滑马达、弯曲型马达或惯性马达中的至少一者。
7.如权利要求1所述的系统，进一步包含与所述至少一个光源及所述至少一个图像传感器相关联的一或多个自动聚焦通道。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器经配置以使用比例积分微分控制方法来致动所述至少一个马达，所述比例积分微分控制方法使用来自所述一或多个自动聚焦通道的自动聚焦信号质心作为反馈信号。
9.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器经配置以使用卡尔曼滤波器控制方法来致动所述至少一个马达，所述卡尔曼滤波器控制方法使用来自所述一或多个自动聚焦通道的自动聚焦信号质心作为反馈信号。
10.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器经配置以使用比例积分微分控制方法来致动所述至少一个马达，所述比例积分微分控制方法具有使用来自所述一或多个自动聚焦通道的自动聚焦信号质心作为反馈信号的动态通道选择。
11.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器经配置以使用经验参考位置控制方法来致动所述至少一个马达，所述经验参考位置控制方法使用来自所述一或多个自动聚焦通道的实时自动聚焦信号质心作为反馈信号。
12.一种数字平版印刷术系统，包含：
多个光源，所述多个光源各自经配置以将光束经由透镜发射至基板上；多个图像传感器，所述多个图像传感器各自经配置以经由所述透镜检测来自所述基板的反射光束，其中每一光源与每一图像传感器配对；
至少一个马达，经配置以移动所述透镜以将所述光束聚焦至所述基板上；
多个自动焦距通道，所述多个自动聚焦通道各自与所述多个光源的至少一个光源及所述多个图像传感器的至少一个图像传感器相关联；和
控制器，所述控制器与所述多个光源、所述多个图像传感器及所述至少一个马达通信，其中所述控制器用以致动所述至少一个马达以响应
于来自所述多个图像传感器的一或多个信号移动所述透镜。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述控制器用以使用比例积分微分控制方法来致动所述至少一个马达，所述比例积分微分控制方法使用来自所述一或多个自动聚焦通道的自动聚焦信号质心作为反馈信号；或者
其中所述控制器用以使用卡尔曼滤波器控制方法来致动所述至少一个马达，所述卡尔曼滤波器控制方法使用来自所述一或多个自动聚焦通道的自动聚焦信号质心作为反馈信号；或者
其中所述控制器用以使用比例积分微分控制方法来致动所述至少一个马达，所述比例积分微分控制方法具有使用来自所述一或多个自动聚焦通道的自动聚焦信号质心作为反馈信号的动态通道选择；或者
其中所述控制器用以使用经验参考位置控制方法来致动所述至少一个马达，所述经验参考位置控制器方法使用来自所述一或多个自动聚焦通道的实时自动聚焦信号质心作为反馈信号。
14.一种在数字平版印刷术系统中自动地聚焦光束的方法，包含以下步骤：
将来自至少一个光源的至少一个光束经由透镜引导至基板上；
将来自所述基板的所述至少一个光束反射通过所述透镜并且反射至至少一个图像传感器；
通过控制器接收来自所述至少一个图像传感器的至少一个信号，其中所述至少一个信号指示在所述基板上的所述光束的位置；和
通过所述控制器控制所述透镜的位置以将所述光束聚焦至所述基板的表面上。
15.如权利要求14所述的方法，进一步包含以下步骤：校准所述至少一个图像传感器，以使所述反射光束沿所述至少一个图像传感器的长度的长度变化(△L)与所述基板的所述表面的高度变化(△Z)相关联。
16.如权利要求14所述的方法，其中控制所述透镜的所述位置的步骤包含以下步骤：致动至少一个马达以移动所述透镜。
17.如权利要求16所述的方法，其中控制所述透镜的所述位置的步骤包含以下步骤：
通过所述控制器使用比例积分微分控制方法来致动所述至少一个马达，所述比例积分微分控制方法使用来自所述一或多个自动聚焦通道的自动聚焦信号质心作为反馈信号；或者
使用卡尔曼滤波器控制方法来致动所述至少一个马达，所述卡尔曼滤波器控制方法使用来自所述一或多个自动聚焦通道的自动聚焦信号质心作为反馈信号；或者
使用比例积分微分控制方法来致动所述至少一个马达，所述比例积分微分控制方法具有使用来自所述一或多个自动聚焦通道的自动聚焦信号质心作为反馈信号的动态通道选择；或者
使用经验参考位置控制方法来致动所述至少一个马达，所述经验参考位置控制方法使用来自所述一或多个自动聚焦通道的实时自动聚焦信
号质心作为反馈信号。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述至少一个马达是线性马达，所述线性马达选自由以下各者组成的群组：压电马达、超声波马达、超声波谐振马达、压电步进马达、压电行走马达、压电粘滑马达、弯曲型马达及惯性马达。
19.如权利要求14所述的方法，其中所述基板包含选自由以下各者组成的群组的至少一种材料：玻璃、反射材料、金属、铬、聚合物、晶体或氧化物。
20.如权利要求14所述的方法，其中所述至少一个图像传感器选自由以下各者组成的群组：线性图像传感器、互补金属氧化物半导体(CMOS)或有源像素图像传感器、电荷耦合装置(CCD)图像传感器及固态装置。
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