[发明专利]一种步进式光学加工系统和加工方法

权利要求书

1.一种步进式光学加工系统，其特征在于：包括加工平台、光学头、中央控制系统和位置补偿系统，所述位置补偿系统包括：

位置检测系统，用于检测光学头与加工平台的相对位置；

空间光调制器，用于产生一加工图形，该加工图形经光学头缩放后，在一位于加工平台上的待加工物表面的预定曝光区曝光，该空间光调制器具有位置补偿区，位于上述加工图形的四周，且该加工图形能动的产生于该位置补偿区中；以及

图形控制器，控制该加工图形在该空间光调制器的该位置补偿区中的产生位置，当该位置检测系统检测到光学头和加工平台之间的相对位置产生一位置误差时，该图形控制器控制该空间光调制器，使该加工图形在该位置补偿区中产生一位置偏移，该位置偏移满足该加工图形经光学头缩放后，达到预定曝光区。

2.如权利要求1所述的步进式光学加工系统，其特征在于：所述图形控制器为一图形处理单元，集成于所述中央控制系统中，该图形处理单元通过软件计算，得到加工图形补偿该位置误差所需的位置偏移量，并向空间光调制器传输一处理后的图像信号。

3.如权利要求2所述的步进式光学加工系统，其特征在于：所述图形处理单元的图像处理周期为16ms。

4.如权利要求1所述的步进式光学加工系统，其特征在于：所述图形控制器为一空间光调制器控制板卡，独立于所述中央控制系统，该空间光调制器控制板卡实时读取由位置检测系统检测到的光学头和加工平台之间的位置误差，计算加工图形补偿该误差所需的位置偏移量，并且实时地对板载高速缓存中的原始图像数据进行相应的移位操作，然后将操作结果输出给空间光调制器。

5.如权利要求4所述的步进式光学加工系统，其特征在于：所述空间光调制器控制板卡控制该空间光调制的移位操作周期为1ms。

6.如权利要求1所述的步进式光学加工系统，其特征在于：所述空间光调制器为数字微镜元件、液晶显示器件或硅基液晶器件中的一种。

7.如权利要求1所述的步进式光学加工系统，其特征在于：所述位置检测系统包括光栅尺和光栅读数头，所述光栅尺包括X轴光栅尺和Y轴光栅尺，所述光栅读数头读取光学头或加工平台位于该光标尺的X轴坐标和Y轴坐标，并向图形控制器发送一位置信号。

8.一种步进式光学加工方法，使用如权利要求1所述的步进式光学加工系统，其特征在于包括步骤：

(1)、设定加工参数，包括加工图形尺寸、光学头缩放系数、曝光频率、步进距离；

(2)、对待加工物表面的第一预定曝光区进行曝光；

(3)、中央控制系统根据步骤(1)中的加工参数，机械移动光学头或加工平台，使光学头来到待加工物表面的第二预定曝光区上方；

(4)、位置检测系统检测此次机械移动产生的位置误差，并向图形控制器提供一位置信号；

(5)、图形控制器根据上述位置信号计算补偿该位置误差所需的位置偏移量，并向空间光调制器输出一图形信号；

(6)、空间光调制器根据图形信号，刷新加工图形在位置补偿区的位置，使得该加工图形经光学头缩放后，在第二预定曝光区曝光；

(7)、重复上述步骤3至6，直至对整个待加工物表面曝光完毕。

9.如权利要求8所述的步进式光学加工方法，其特征在于：所述图形控制器向空间光调制器输出的图形信号是基于软件处理的方式形成的。

10.如权利要求8所述的步进式光学加工方法，其特征在于：所述图形控制器向空间光调制器输出的图形信号是基于硬件处理的方式形成的。