使用机器视觉测量窄下凹特征部的方法_5

文档序号:9476020阅读:来源:国知局
充分观察到不同 特征部。
[0097]图7是检查系统44的一例示性实施例的俯视平面图,检查系统44经调适W从不 同方向检查工件26的多个特征部,例如间隙20及突出部120。图8是一成像器70的一成 像域130的图,成像器70可经操作用于揃取不同成像区域132a及13化中之间隙20及突出 部120的影像。图9A及图9B是一检查系统44的一替代例示性实施例的俯视图及侧视图, 检查系统44经调适W从不同方向检查工件26的多个特征部,例如间隙20及突出部120。 阳09引参考图1、图2、图7、图8及图9,成像器70 (或例示性成像器701至704)、光源 76a及76bW及一个或多个折迭镜122 (例如122a至122d)可经定位,因此每个成像器70 的视域80可经操作W揃取间隙20及突出部120两者的影像,使得成像器70的一成像域 130分成两个成像区域132a及13化(即像素数组被分成多数个成像区域132,其中成像区 域132a可经操作W揃取突出部120的一影像,且其中成像区域13化可经操作W揃取间隙 20的一影像)。在一些另外或追加实施例中,成像器70可经定位W具有间隙20的一直接 视域80 (因此,举例而言,视域80从垂直或几乎垂直角度揃取间隙20)(例如图9中所示) 及突出部120的一间接视域80。在此等实施例中,一个或多个折射镜122经定位W截取视 域80的一部分(例如一半)使其(例如)从垂直或几乎垂直角度揃取突出部120。
[0099] 在一些另外或追加实施例中,突出部120可W类似于用从照亮及分析间隙20的技 术的方式予W照亮及分析。举例而言,一个或多个可选额外光源76a及7化可用W提供方 向光使其基本上仅照亮视域80内组件22的侧壁32的突出部120,而不会基本上照亮视域 80内组件24的相邻外表面126。此外,方向光可成一角度进入视域80使得其仅截取侧壁 32及36的各自平面之间的视域80。如此,突出部120可被照亮而不会基本上照亮视域80 内的外表面126。暗阻障物118可经定位W吸收在组件22表面52上方传播的任何(或全 部)方向光,因此突出部120的每一侧显得暗且提供与突出部120的高对比度。将了解可 使用一单一组的方向光源76a及7化且折迭镜122 (或额外折迭镜)可经定位W分开来自 光源76a及76b的福射图案,因此其从所要方向方向性地照亮间隙20及突出部120。 阳100] 在一些另外或追加实施例中,成像器70可经定位W具有突出部120的一直接视域 80 (因此,举例而言,视域80从垂直或几乎垂直角度揃取突出部120)及间隙20的一间接视 域80。在此等实施例中,一个或多个折射镜122经定位W截取视域80的一部分(例如一 半)使其例如从垂直或几乎垂直角度(例如图7中所示)揃取间隙20。 阳101] 在一些另外或追加实施例中,间隙20及突出部120的影像可基本上同时或依序获 得。在一些另外或追加实施例中,成像器70可揃取单独成像区域132a及13化上的同时影 像。在一些另外或追加实施例中,成像器70可揃取单独成像区域132a及13化上的循序影 像,或成像器70可揃取整个成像区域130上的循序影像。在一些另外或追加实施例中,方 向照明可通过与影像揃取协调的相同方向光源76或单独光源76同时或依序供应。在一些 另外或追加实施例中,与成像器70相关的一个或多个透镜128可朝向或远离工件26移动 W调整循序影像揃取的焦距。 阳102] 图10是检查系统44的另一替代实施例的一俯视图,检查系统44经调适W从不同 方向检查工件26的多个特征部140及142,例如两个顶部特征部、两个侧面特征部或一顶部 特征部及一侧面特征部。参考图10,成像器70经定位W具有组件24的一外部拐角的一角 度。特定言之,成像器70具有观察组件24的外表面126W揃取特征部142的一影像的角 度,且该角度也观察镜122中的特征部140的反射。 阳103]软件算法可用W计算来自分开成像区域132a及13化的成像特征部的位置及/或 尺寸。为了使物体不同位置处的特征部140及142距成像器70类似焦距,镜122的位置可 经有利选择。因此,一单一成像器70可用W测量位于工件26不同区域的不同类型的特征 部。应注意成像域130可被分成两个W上成像区域132,且成像区域132可具有不同尺寸。 举例而言,用于揃取间隙20的成像区域132可小于用于揃取突出部120的成像区域。此外, 描述的实施例容许许多且精确的检查及测量,同时最小化成像器及照明组件的数目W及成 本。
[0104]图11是一检查系统44的另一替代实施例的俯视图,检查系统44经调适W检查工 件26上多个单独位置处的多个特征部。关于图11,工件26可具有任何组态且可具有含相 同或不同长度的可变量目的侧面。成像器70的数目及/或分开成像域132及镜122的数 目可经调整W最小化工件26的额外移动而减少或消除昂贵的运动致动器(未示出)。
[01化]如本文提出的实施例中例示性描述,检查系统44可有利地用W提供装置特征部 的一快速、简单及低成本测量。 阳106]前述说明本发明的实施例且不应解释为限制其。虽然已经描述一些特定例示性实 施例,但熟悉此项技术者将易于了解在本质上不脱离本发明的新颖教示及优点的情况下可 对掲示的例示性实施例W及其它实施例作出许多修改。 阳107]因此,全部此等修改意欲包含在如权利要求书中定义的本发明范围内。举例而言, 熟悉此项技术者将了解任何句子或段落的标的可与其它句子或段落中一些或全部的标的 结合,除了此等结合是相互排他之外。
[0108]熟悉此项技术者将显而易知在不脱离本发明的根本原理的情况下可对上述实施 例的细节作出许多更改。因此,本发明的范围应由w下权利要求书与其中所包含的权利要 求等效物所决定。
【主权项】
1. 一种沿着相邻于工件的第一表面的第一边缘的特征部的第一短轴测量第一尺寸的 方法,其中所述第一表面具有第一平面,其中所述特征部包含沿着横向于所述第一短轴的 长轴的长度,其中所述特征部包含沿着横向于所述长轴及所述第一短轴的第二短轴的第二 尺寸,其中所述第二尺寸从所述第一表面延伸至所述特征部的下凹表面,其中所述特征部 的所述下凹表面具有下凹平面,所述方法包括: 使用具有检查区的视域的成像器; 将所述工件定位在检查位置使得所述特征部的所述第一短轴位于所述成像器的所述 视域内; 将方向光传播至所述特征部上,使得进入所述成像器的所述视域的所述方向光的大部 分传播至所述下凹平面与所述第一平面之间的所述视域中; 用所述成像器撷取从所述特征部的所述下凹表面反射的光的影像;及 分析所述特征部的所述下凹表面与所述工件的所述表面之间的亮度差及/或色差以 利于判定所述特征部的所述第一尺寸的测量。2. 如权利要求1的方法,其中所述第一表面是第一上表面,其中所述第一平面具有第 一高度,其中所述第一尺寸是宽度,其中所述工件具有第二上表面,其具有与所述第一边缘 间隔开的第二边缘,其中所述第二上表面具有第二平面,其具有第二高度,其中所述第二尺 寸是深度,其中所述特征部是间隙,其中所述下凹表面是所述间隙的底部,其中所述下凹平 面具有底部高度,且其中所述间隙的所述底面与所述工件的所述第二上表面之间的亮度差 及/或色差也经分析。3. 如权利要求1或2的方法,其中所述方向光被聚焦在所述下凹表面上。4. 如权利要求1或2的方法,其中所述特征部的所述第一尺寸及所述特征部的所述第 二尺寸比所述特征部的长度短。5. 如权利要求1或2的方法,其中所述特征部的所述第一尺寸比所述特征部的所述第 二尺寸短。6. 如权利要求1或2的方法,其中所述成像器包含沿着列及行的像素数组,其中所述等 像素传送所述影像的灰阶或强度信息,且其中分析差异包含通过平行在所述长轴的像素列 将所述灰阶或强度信息分组以利于判定所述第一尺寸。7. 如权利要求6的方法,其中分析差异包含平均化通过沿着平行在所述长轴的所述等 像素列撷取的所述灰阶或强度以利于判定所述第一尺寸。8. 如权利要求1或2的方法,其中所述成像器包含沿着列及行的像素数组,且其中所述 工件与所述成像器之间沿着所述长轴的相对移动经实施以利于判定所述第一尺寸。9. 如权利要求1或2的方法,其中所述视域具有从所述成像器延伸的中心成像器轴,其 中所述方向光具有从光源延伸的中心照明轴,且其中所述照明轴与所述成像器轴交叉。10. 如权利要求1或2的方法,其中所述方向光具有从光源延伸的中心照明轴,且其中 所述照明轴具有平行在所述长轴的向量分量。11. 如权利要求1或2的方法,其中所述视域具有与所述特征部的所述第一短轴共面的 宽度尺寸,且其中所述视域的所述宽度尺寸比所述特征部的所述第一尺寸短五倍。12. 如权利要求1或2的方法,其中所述方向光具有从第一光源延伸的第一中心照明 轴,其中所述方向光具有从第二光源延伸的第二中心照明轴,其中所述等第一及第二照明 轴从不同方向接近所述特征部,其中所述第一边缘沿着大体垂直于所述第一表面的第一侧 壁界定第一壁平面,其中第二表面的第二边缘沿着大体垂直于所述第二表面的第二侧壁界 定第二壁平面,其中所述第一照明轴定位在所述第一壁平面与所述第二壁平面之间的第三 平面内,其中所述第二照明轴定位在所述第一壁平面与所述第二壁平面之间的第四平面 内,且其中所述等第一及第二照明轴相对于所述等第一或第二表面以非垂直角度定向。13. 如权利要求12的方法,其中所述第一照明轴定位在横向于所述第三平面的第五平 面内,其中所述第二照明轴定位在横向于所述第四平面的第六平面内,且其中所述等第五 及第六平面在所述特征部的所述下凹表面下方相互交叉。14. 如权利要求12的方法,其中所述第一照明轴定位在横向于所述第三平面的第五平 面内,其中所述第二照明轴定位在横向于所述第四平面的第六平面内,且其中所述等第五 及第六平面在所述特征部的所述下凹表面上方相互交叉。15. 如权利要求1或2的方法,其中所述工件具有第二上表面,其具有与所述第一边缘 间隔开的第二边缘,其中所述第一表面及所述第二上表面相对于所述特征部的所述下凹表 面具有不同高度。16. 如权利要求1或2的方法,其中所述第一尺寸介于Oym与500ym之间。17. 如权利要求1或2
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