前言

在屏幕模组前道检测、半导体晶圆检测、生物显微检测等领域中，常规显微镜光学系统的成像景深在微米或亚微米量级，且成像视场小，需要进行横向扫描成像。被测物体的轻微形变或倾斜容易导致高速扫描运动过程中成像失焦，而手动对焦或反差对焦会极大降低检测效率，难以满足日益增长的高速、高精度显微检测需求。

为了解决这一行业痛点，埃科光电自主研发了智能对焦传感器IFU-S6系列，以及挂载该传感器的一整套智能对焦系统（IFS），目前已通过多次现场验证，取得显著效果，获得广泛认可。

产品介绍

埃科智能对焦系统（IFS）主要组成：

单物镜智能对焦系统

三物镜智能对焦系统

同轴激光自动对焦原理

埃科智能对焦系统基于同轴激光传感的高速自动对焦技术开发而成，相比于常规的反差对焦技术，基于同轴激光的自动对焦技术可以实现kHz级的高速对焦反馈和亚微米级的超高对焦精度，能够保证成像系统始终采集到高对比度图片。

其基本光学原理参考图（1）的示意图，自动对焦传感器内部输出的半椭圆形准直激光光束经分光片耦合进物镜中后，在物镜焦平面前后的光斑轮廓如图（2）所示。

在焦面上方，激光轮廓始终在光锥中心切面的右侧；在焦面下方，激光轮廓始终在中心切面的左侧；在焦面处则汇聚成一根很细的激光线。通过检测激光轮廓中心的位置，可以判断当前物镜的离焦量大小和离焦的方向。

基于这种光学原理，在回反光路上，利用高速图像传感器实时采集和分析激光轮廓中心位置即可实现物镜离焦量的高速采样。

产品特征

高速实时跟焦

智能对焦系统支持6.3kHz高速离焦量采样，能够迅速检测目标表面的离焦距离和离焦方向，快速调整物镜工作高度，确保被测表面能够实时清晰成像。在常规的10倍物镜，离焦100um的情况下，再对焦时间小于100ms。

亚微米级追焦精度

智能对焦系统的对焦精度达到亚微米级，静态对焦精度优于1/4景深，动态跟踪对焦精度优于1/2景深。

广域对焦范围

在常规物镜倍率下，智能对焦系统拥有足够大的对焦范围，可弥补目标物上料时的高度定位偏差，适应更复杂的对焦场景。

场景适应性佳

智能对焦系统支持线式分段激光采样，能够兼容更复杂的目标表面纹理，满足严苛的检测需求；同时提供660/785/850nm三种激光波长，适应不同的成像波段需求。

组件配置灵活

智能对焦系统支持多物镜切换应用，可应对需要多个复检倍率的瑕疵检测场景；还能够兼容多种相机靶面、明/暗场光源及Z轴执行器，各部分组件可根据实际使用场景自由选配，游刃有余地应对不同场景视觉应用。

应用场景

埃科智能对焦系统目前已在显示面板、半导体、PCB、生物医疗等领域的亚微米级高精度检测场景中广泛应用，并获得高度认可。

显示面板前道检测

在显示面板的前道Array制程中，使用线扫TDI相机对产品全检后，还需用显微镜再进行高分辨率瑕疵复检。

在屏幕面板平面度较高时，埃科智能对焦系统实测可以应对1m/s的飞拍扫描速度。

曲面屏内弧检测

针对手机曲面屏模组内弧的隐裂瑕疵进行检测时，由于屏幕倾斜程度较大，屏幕模组的装夹定位误差可能达到几百微米。

埃科智能对焦系统和运动控制算法可以在120mm/s的扫描速度下应对曲面屏内弧的极限倾斜高差。

晶圆瑕疵检测

晶圆制程中的应力很容易造成晶圆翘曲，在面对亚微米级别的晶圆瑕疵显微检测时，这类形变会导致检测区域难以同时清晰成像。

埃科智能对焦系统支持分段激光采样，可以应对有图晶圆表面的复杂纹理，满足数百mm/s速度下的实时跟焦需求。

下图是10倍镜的实拍扫描结果，开启自动跟焦功能后，接近100um的斜面高差下，离焦量可以始终保持在景深范围内。