自动对焦技术是各种成像系统、计算机机器视觉和精密仪器中的关键技术之一。随着科学技术的不断发展,高精度/高速度的微进给技术已经成为MEMS领域的研究前沿,广泛应用于工业在线检测、自动加工、实物仿形、产品质量控制、生物医学等领域。从二十世纪起,由于精密加工与超精密加工与测量的要求,许多设备仪器需要在大范围内实现高精度的连续进给运动,如平板显示屏自动光学检测系统、集成电路制造系统、光栅刻划机进给系统等。本文从精密定位平台研究入手,分析了现有精密定位平台和对焦控制系统的局限性,提出了一种新型的大行程纳米级精密对焦系统。　　 1)本文对国内外大行程纳米级精密对焦平台现状、当前激光微距离测量的发展状况进行了研究,探讨了对焦平台在行程和精度之间的设计难度,比较了各种激光测距方法的优缺点,确定了采用三角法作为大行程纳米级精密对焦系统的设计基础。　　 2)介绍了大行程纳米级精密对焦系统的设计,对焦平台采用两级进给结构设计,采用粗动与精动系统相结合,以达到高的定位精度和分辨率。对焦平台运动控制系统构成和原理,包括驱动系统的组成,主从控制方式和智能控制方法。　　 3)分析了基于三角法的自动对焦系统的光学特性,针对成像系统的特点,采用计算机处理技术和嵌入式控制技术,提出显微镜系统的对焦模型及对焦判定方法。　　 4)通过分析现有的自动对焦算法,提出一种基于三角法和通光率最大判定法的自动对焦方法,三角法可以快速,大范围的实现调焦,通光率法通过对能量和灰阶的变化进行双重判定,实现精确对焦。　　 5)将大行程纳米级精密对焦控制系统应用于平板显示屏自动光学检测设备上,针对平板检测中要求的快速性、精确性、稳定性,试验了对焦系统对焦的速度、精度和重复对焦精度。实验结果表明,改进型自动对焦算法适用性广,对焦速度快,对焦精确度高,具有相当的实用价值。