使用机器视觉测量窄下凹特征部的方法
【专利说明】
[0001] 相关申请案的交互参考
[0002] 本申请案是2013年5月17日申请的美国临时专利申请案第61/824,545号的非 临时申请案，且本申请案是2013年5月17日申请的美国临时专利申请案第61/824,555 号的非临时申请案，美国临时专利申请案第61/824, 545号及美国临时专利申请案第 61/824, 555号两者的全部内容W引用方式并入本文中用于全部目的。 阳00引版权公告
[0004] 慰 2015ElectroScientificIndustries,Inc.本专利档案掲不内容的一部分 包含受到版权保护的材料。版权所有者不反对专利档案或专利掲示内容中的任何一者去 复制，因为其出现在专利商标局的专利文档或档案中，但另外无论如何保留全部版权。37 CFR§ 1. 71(d)。
技术领域 阳0化]本申请案是关于测量工件的下凹特征部的系统及方法，且特定言之，本申请案是 关于测量相邻组件之间的窄间隙的系统及方法。
【背景技术】
[0006] 消费者电子器件的制造已经成为极具竞争的市场。除了电子器件之间的技术差异 之外，使用者体验通过器件的装饰外观及操作器件引起的触觉敏感度来部分地界定。因此， 器件制造商持续地尝试在其器件的外观及感觉上作出提升。
[0007] 在制程期间，共通之处是消费者电子器件的若干组件匹配在一起使得匹配表面之 间的相互作用特征部极其小，肉眼近乎不可见及/或无法通过触摸来侦测。此等表面可包 含围封体及/或玻璃显示屏幕或触摸屏幕使用者接口。随着此接口持续达成越来越小的尺 寸，传统检查方法（例如使用习知机械视觉、2维及3维雷射传感器或触摸笔的方法）几乎 并不足W判定仍可由人视觉或触觉侦测到的实体特征部的尺寸或甚至其存在。
【发明内容】
[0008] 提供本
【发明内容】
W呈简化形式介绍例示性实施例的【具体实施方式】中进一步描述 的概念的选择。本
【发明内容】
并非意欲确定主张的主旨的关键或本质发明概念，也非意欲确 定主张的标的的范畴。
[0009] 一些实施例使用一种沿着相邻与一工件的一第一表面的一第一边缘的一特征部 的一第一短轴测量一第一尺寸的方法，其中该第一表面具有一第一平面，其中该特征部包 含沿着横向于该第一短轴的一长轴的一长度，其中该特征部包含沿着横向在该长轴及该第 一短轴的一第二短轴的一第二尺寸，其中该第二尺寸从该第一表面延伸至该特征部的一下 凹表面，其中该特征部的该下凹表面具有一下凹平面，其中使用具有一检查区的一视域的 一成像器，其中将该工件定位在一检查位置使得该特征部的第一短轴位于该成像器的视域 内，其中将方向光传播至该特征部上，使得进入该成像器的视域的该方向光的大部分传播 至该下凹平面与该第一平面之间的视域中，其中该成像器揃取从该特征部的下凹表面反射 的光的一影像，且其中分析该特征部的下凹表面与该工件的表面之间的亮度差及/或色差 W利于判定该特征部的第一尺寸的一测量。
[0010] 一些另外或追加实施例使用一种沿着一工件的一第一上表面的一第一边缘与一 第二上表面的一第二边缘之间的一间隙的一第一短轴测量一宽度的方法，其中该第一上表 面具有一第一上高度，其中该第二上表面具有一第二上高度，其中该间隙包含沿着横向于 该第一短轴的一长轴的一长度，其中该间隙具有沿着横向于该长轴及该第一短轴的一第二 短轴的一深度，其中该深度从该等上表面的至少一者延伸至该间隙的一底部，其中该间隙 的底部具有一底部高度，其中使用具有一检查区的一视域的一成像器，其中将该工件定位 在一检查位置使得该间隙的第一短轴位于该成像器的视域内，其中将方向光传播至该间隙 中，使得进入该视域的方向光的大部分传播至该底部高度与该第一上高度或该第二上高度 之间的视域中，其中该成像器揃取从该间隙的底部反射的光的一影像，且其中分析该底面 与该等上表面之间的亮度差及/或色差W利于判定该间隙的宽度的一测量。
[0011] 在一些另外或追加实施例中，方向光被聚焦在该间隙中。
[0012] 在一些另外或追加实施例中，间隙的宽度及间隙的深度比间隙的长度短。
[0013] 在一些另外或追加实施例中，间隙的宽度比间隙的深度短。
[0014] 在一些另外或追加实施例中，视域具有与间隙的第一短轴共面的一宽度尺寸，且 该视域的宽度尺寸比间隙的宽度短五倍。
[0015] 在一些另外或追加实施例中，成像器包含沿着列及行的一像素数组，该等像素传 送影像的灰阶或强度信息，且分析差异包含通过平行于长轴的像素列将该灰阶或强度信息 分组W利于判定第一边缘与第二边缘之间的间隔。
[0016] 在一些另外或追加实施例中，成像器包含用W揃取影像的沿着列及行的一像素数 组，该等像素传送该影像的灰阶或强度信息，且分析差异包含平均化通过沿着列或行的像 素揃取的该灰阶或强度信息W利于判定第一边缘与第二边缘之间的间隔。
[0017] 在一些另外或追加实施例中，成像器具有沿着列及行的像素数组，其用于揃取影 像。，且工件与成像器之间沿着长轴的相对移动经实施W利于判定第一边缘与第二边缘之 间的间隔。
[0018] 在一些另外或追加实施例中，视域具有从成像器延伸的一中屯、成像器轴，方向光 具有从一光源延伸的一中屯、照明轴，且照明轴与成像器轴交叉。
[0019] 在一些另外或追加实施例中，方向光具有从一光源延伸的一中屯、照明轴，且照明 轴具有平行于长轴的一向量分量。
[0020] 在一些另外或追加实施例中，照明轴是一第一照明轴，传播方向光包含沿着一第 二照明轴传播方向光，该等第一及第二照明轴从不同方向进入间隙，第一边缘界定大体垂 直于第一表面的一第一平面，第二边缘界定大体垂直于第二表面的一第二平面，该第一照 明轴定位在该第一平面与该第二平面之间的一第=平面内，该第二照明轴定位在该第一平 面与该第二平面之间的一第四平面内，且该等第一及第二照明轴相对于该等第一或第二表 面W非垂直角度定向。
[0021] 在一些另外或追加实施例中，第一照明轴定位在横向于第=平面的一第五平面 内，第二照明轴定位在横向于第四平面的一第六平面内，且该等第五及第六平面在间隙底 部下方相互交叉。
[0022] 在一些另外或追加实施例中，第一照明轴定位在横向于第=平面的一第五平面 内，第二照明轴定位在横向于第四平面的一第六平面内，且该等第五及第六平面在间隙底 部上方相互交叉。
[0023] 在一些另外或追加实施例中，第一及第二表面相对于间隙底部具有不同高度。
[0024] 在一些另外或追加实施例中，宽度介于Oym与500ym之间。
[00巧]在一些另外或追加实施例中，深度介于500ym与2mm之间。 阳0%] 在一些另外或追加实施例中，光源包括一LED、一光纤或一雷射。
[0027] 在一些另外或追加实施例中，工件包含多数个间隙，其等包含横向对准的第一及 第二间隙，其中揃取影像使用一相机，其中该相机及光源形成一检查模块，且其中第一及第 二间隙由独立检查模块予W检查。
[0028] 在一些另外或追加实施例中，工件包含多数个间隙，其等包含横向对准的第一及 第二间隙，其中揃取影像使用具有沿着列及行的一像素数组的一相机，其中该像素数组被 分成包含第一及第二成像域的多数个成像域，其中该第一成像域揃取第一间隙的一第一影 像，且其中该第二成像域揃取第二间隙的一第二影像。
[0029] 在一些另外或追加实施例中，第一表面相对于间隙底部具有一第一高度，其中第 二表面相对于间隙底部具有与该第一高度不同的一第二高度，其中该等不同的第一及第二 高度界定一突出部，其中揃取影像使用具有沿着列及行的一像素数组的一相机，其中该像 素数组被分成包含第一及第二成像域的多数个成像域，其中该第一成像域揃取间隙的影 像，其中该第二成像域揃取该突出部的一第二影像，且其中来自该第二影像的数据用W判 定该第一高度与该第二高度之间的高度差。
[0030] 一些另外或追加实施例使用一种沿着一工件的一第一上表面的一第一边缘与一 第二上表面的一第二边缘之间的一间隙的一第一短轴测量一宽度的系统，其中该第一上表 面具有一第一上高度，其中该第二上表面具有一第二上高度，其中该间隙包含沿着横向于 该第一短轴的一长轴的一长度，其中该间隙具有沿着横向于该长轴及该第一短轴的一第二 短轴的一深度，其中该深度从该第一或第二上表面的至少一者延伸至该间隙的一底部，其 中该间隙的底部具有一底部高度，其中宽度及深度比该长度短，其中一成像器具有一检查 区的一视域用于揃取从该间隙底部反射的光的影像，其中一照明系统可经操作用于发射方 向光W照亮该间隙底部，其中该照明系统可经操作W引导方向光进入该成像器的视域，使 得进入该视域的方向光的大部分经引导进入该底部高度与该第一上高度或该第二上高度 之间的视域，其中一工件定位机构可经操作用于将工件定位在一检查位置使得该间隙的第 一短轴位于该成像器的视域内，且其中处理电路可经操作用于分析底面与该等第一及第二 上表面之间的亮度差及/或色差W利于判定该间隙宽度的一测量。
[0031] 一些另外或追加实施例使用一种沿着相邻于一工件的一第一表面的一第一边缘 的一第一特征部的一第一短轴测量一第一尺寸及用于沿着相邻于该工件的一第二表面的 一第二边缘的一第二特征部的一第=短轴测量一第=尺寸的方法，其中该第一表面具有一 第一平面，其中该第一特征部包含沿着横向于该第一短轴的一第一长轴的一第一长度，其 中该第一特征部具有沿着横向于该第一长轴及该第一短轴的第二短轴的一第二尺寸，其中 该第二尺寸从该第一表面延伸至该第一特征部的一第一下凹表面，其中该第一特征部的第 一下凹表面具有一第一下凹平面，其中该第二表面具有一第二平面，其中该第二特征部包 含沿着横向于该第=短轴的一第二长轴的一第二长度，其中该第二特征部具有沿着横向于 该第二长轴及该第=短轴的一第四短轴的一第四尺寸，其中该第四尺寸从该第二表面延伸 至该第二特征部的一第二下凹表面，其中该第二特征部的第