使用機(jī)器視覺(jué)測(cè)量窄下凹特征部的方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)案的交互參考
[0002] 本申請(qǐng)案是2013年5月17日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第61/824,545號(hào)的非 臨時(shí)申請(qǐng)案，且本申請(qǐng)案是2013年5月17日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第61/824,555 號(hào)的非臨時(shí)申請(qǐng)案，美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第61/824, 545號(hào)及美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第 61/824, 555號(hào)兩者的全部?jī)?nèi)容W引用方式并入本文中用于全部目的。 陽(yáng)00引版權(quán)公告
[0004] 慰 2015ElectroScientificIndustries,Inc.本專利檔案掲不內(nèi)容的一部分 包含受到版權(quán)保護(hù)的材料。版權(quán)所有者不反對(duì)專利檔案或?qū)＠麙魇緝?nèi)容中的任何一者去 復(fù)制，因?yàn)槠涑霈F(xiàn)在專利商標(biāo)局的專利文檔或檔案中，但另外無(wú)論如何保留全部版權(quán)。37 CFR§ 1. 71(d)。
技術(shù)領(lǐng)域 陽(yáng)0化]本申請(qǐng)案是關(guān)于測(cè)量工件的下凹特征部的系統(tǒng)及方法，且特定言之，本申請(qǐng)案是 關(guān)于測(cè)量相鄰組件之間的窄間隙的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0006] 消費(fèi)者電子器件的制造已經(jīng)成為極具競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)。除了電子器件之間的技術(shù)差異 之外，使用者體驗(yàn)通過(guò)器件的裝飾外觀及操作器件引起的觸覺(jué)敏感度來(lái)部分地界定。因此， 器件制造商持續(xù)地嘗試在其器件的外觀及感覺(jué)上作出提升。
[0007] 在制程期間，共通之處是消費(fèi)者電子器件的若干組件匹配在一起使得匹配表面之 間的相互作用特征部極其小，肉眼近乎不可見(jiàn)及/或無(wú)法通過(guò)觸摸來(lái)偵測(cè)。此等表面可包 含圍封體及/或玻璃顯示屏幕或觸摸屏幕使用者接口。隨著此接口持續(xù)達(dá)成越來(lái)越小的尺 寸，傳統(tǒng)檢查方法（例如使用習(xí)知機(jī)械視覺(jué)、2維及3維雷射傳感器或觸摸筆的方法）幾乎 并不足W判定仍可由人視覺(jué)或觸覺(jué)偵測(cè)到的實(shí)體特征部的尺寸或甚至其存在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 提供本
【發(fā)明內(nèi)容】
W呈簡(jiǎn)化形式介紹例示性實(shí)施例的【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述 的概念的選擇。本
【發(fā)明內(nèi)容】
并非意欲確定主張的主旨的關(guān)鍵或本質(zhì)發(fā)明概念，也非意欲確 定主張的標(biāo)的的范疇。
[0009] 一些實(shí)施例使用一種沿著相鄰與一工件的一第一表面的一第一邊緣的一特征部 的一第一短軸測(cè)量一第一尺寸的方法，其中該第一表面具有一第一平面，其中該特征部包 含沿著橫向于該第一短軸的一長(zhǎng)軸的一長(zhǎng)度，其中該特征部包含沿著橫向在該長(zhǎng)軸及該第 一短軸的一第二短軸的一第二尺寸，其中該第二尺寸從該第一表面延伸至該特征部的一下 凹表面，其中該特征部的該下凹表面具有一下凹平面，其中使用具有一檢查區(qū)的一視域的 一成像器，其中將該工件定位在一檢查位置使得該特征部的第一短軸位于該成像器的視域 內(nèi)，其中將方向光傳播至該特征部上，使得進(jìn)入該成像器的視域的該方向光的大部分傳播 至該下凹平面與該第一平面之間的視域中，其中該成像器揃取從該特征部的下凹表面反射 的光的一影像，且其中分析該特征部的下凹表面與該工件的表面之間的亮度差及/或色差 W利于判定該特征部的第一尺寸的一測(cè)量。
[0010] 一些另外或追加實(shí)施例使用一種沿著一工件的一第一上表面的一第一邊緣與一 第二上表面的一第二邊緣之間的一間隙的一第一短軸測(cè)量一寬度的方法，其中該第一上表 面具有一第一上高度，其中該第二上表面具有一第二上高度，其中該間隙包含沿著橫向于 該第一短軸的一長(zhǎng)軸的一長(zhǎng)度，其中該間隙具有沿著橫向于該長(zhǎng)軸及該第一短軸的一第二 短軸的一深度，其中該深度從該等上表面的至少一者延伸至該間隙的一底部，其中該間隙 的底部具有一底部高度，其中使用具有一檢查區(qū)的一視域的一成像器，其中將該工件定位 在一檢查位置使得該間隙的第一短軸位于該成像器的視域內(nèi)，其中將方向光傳播至該間隙 中，使得進(jìn)入該視域的方向光的大部分傳播至該底部高度與該第一上高度或該第二上高度 之間的視域中，其中該成像器揃取從該間隙的底部反射的光的一影像，且其中分析該底面 與該等上表面之間的亮度差及/或色差W利于判定該間隙的寬度的一測(cè)量。
[0011] 在一些另外或追加實(shí)施例中，方向光被聚焦在該間隙中。
[0012] 在一些另外或追加實(shí)施例中，間隙的寬度及間隙的深度比間隙的長(zhǎng)度短。
[0013] 在一些另外或追加實(shí)施例中，間隙的寬度比間隙的深度短。
[0014] 在一些另外或追加實(shí)施例中，視域具有與間隙的第一短軸共面的一寬度尺寸，且 該視域的寬度尺寸比間隙的寬度短五倍。
[0015] 在一些另外或追加實(shí)施例中，成像器包含沿著列及行的一像素?cái)?shù)組，該等像素傳 送影像的灰階或強(qiáng)度信息，且分析差異包含通過(guò)平行于長(zhǎng)軸的像素列將該灰階或強(qiáng)度信息 分組W利于判定第一邊緣與第二邊緣之間的間隔。
[0016] 在一些另外或追加實(shí)施例中，成像器包含用W揃取影像的沿著列及行的一像素?cái)?shù) 組，該等像素傳送該影像的灰階或強(qiáng)度信息，且分析差異包含平均化通過(guò)沿著列或行的像 素?fù)B取的該灰階或強(qiáng)度信息W利于判定第一邊緣與第二邊緣之間的間隔。
[0017] 在一些另外或追加實(shí)施例中，成像器具有沿著列及行的像素?cái)?shù)組，其用于揃取影 像。，且工件與成像器之間沿著長(zhǎng)軸的相對(duì)移動(dòng)經(jīng)實(shí)施W利于判定第一邊緣與第二邊緣之 間的間隔。
[0018] 在一些另外或追加實(shí)施例中，視域具有從成像器延伸的一中屯、成像器軸，方向光 具有從一光源延伸的一中屯、照明軸，且照明軸與成像器軸交叉。
[0019] 在一些另外或追加實(shí)施例中，方向光具有從一光源延伸的一中屯、照明軸，且照明 軸具有平行于長(zhǎng)軸的一向量分量。
[0020] 在一些另外或追加實(shí)施例中，照明軸是一第一照明軸，傳播方向光包含沿著一第 二照明軸傳播方向光，該等第一及第二照明軸從不同方向進(jìn)入間隙，第一邊緣界定大體垂 直于第一表面的一第一平面，第二邊緣界定大體垂直于第二表面的一第二平面，該第一照 明軸定位在該第一平面與該第二平面之間的一第=平面內(nèi)，該第二照明軸定位在該第一平 面與該第二平面之間的一第四平面內(nèi)，且該等第一及第二照明軸相對(duì)于該等第一或第二表 面W非垂直角度定向。
[0021] 在一些另外或追加實(shí)施例中，第一照明軸定位在橫向于第=平面的一第五平面 內(nèi)，第二照明軸定位在橫向于第四平面的一第六平面內(nèi)，且該等第五及第六平面在間隙底 部下方相互交叉。
[0022] 在一些另外或追加實(shí)施例中，第一照明軸定位在橫向于第=平面的一第五平面 內(nèi)，第二照明軸定位在橫向于第四平面的一第六平面內(nèi)，且該等第五及第六平面在間隙底 部上方相互交叉。
[0023] 在一些另外或追加實(shí)施例中，第一及第二表面相對(duì)于間隙底部具有不同高度。
[0024] 在一些另外或追加實(shí)施例中，寬度介于Oym與500ym之間。
[00巧]在一些另外或追加實(shí)施例中，深度介于500ym與2mm之間。 陽(yáng)0%] 在一些另外或追加實(shí)施例中，光源包括一LED、一光纖或一雷射。
[0027] 在一些另外或追加實(shí)施例中，工件包含多數(shù)個(gè)間隙，其等包含橫向?qū)?zhǔn)的第一及 第二間隙，其中揃取影像使用一相機(jī)，其中該相機(jī)及光源形成一檢查模塊，且其中第一及第 二間隙由獨(dú)立檢查模塊予W檢查。
[0028] 在一些另外或追加實(shí)施例中，工件包含多數(shù)個(gè)間隙，其等包含橫向?qū)?zhǔn)的第一及 第二間隙，其中揃取影像使用具有沿著列及行的一像素?cái)?shù)組的一相機(jī)，其中該像素?cái)?shù)組被 分成包含第一及第二成像域的多數(shù)個(gè)成像域，其中該第一成像域揃取第一間隙的一第一影 像，且其中該第二成像域揃取第二間隙的一第二影像。
[0029] 在一些另外或追加實(shí)施例中，第一表面相對(duì)于間隙底部具有一第一高度，其中第 二表面相對(duì)于間隙底部具有與該第一高度不同的一第二高度，其中該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著列及行的一像素?cái)?shù)組的一相機(jī)，其中該像 素?cái)?shù)組被分成包含第一及第二成像域的多數(shù)個(gè)成像域，其中該第一成像域揃取間隙的影 像，其中該第二成像域揃取該突出部的一第二影像，且其中來(lái)自該第二影像的數(shù)據(jù)用W判 定該第一高度與該第二高度之間的高度差。
[0030] 一些另外或追加實(shí)施例使用一種沿著一工件的一第一上表面的一第一邊緣與一 第二上表面的一第二邊緣之間的一間隙的一第一短軸測(cè)量一寬度的系統(tǒng)，其中該第一上表 面具有一第一上高度，其中該第二上表面具有一第二上高度，其中該間隙包含沿著橫向于 該第一短軸的一長(zhǎng)軸的一長(zhǎng)度，其中該間隙具有沿著橫向于該長(zhǎng)軸及該第一短軸的一第二 短軸的一深度，其中該深度從該第一或第二上表面的至少一者延伸至該間隙的一底部，其 中該間隙的底部具有一底部高度，其中寬度及深度比該長(zhǎng)度短，其中一成像器具有一檢查 區(qū)的一視域用于揃取從該間隙底部反射的光的影像，其中一照明系統(tǒng)可經(jīng)操作用于發(fā)射方 向光W照亮該間隙底部，其中該照明系統(tǒng)可經(jīng)操作W引導(dǎo)方向光進(jìn)入該成像器的視域，使 得進(jìn)入該視域的方向光的大部分經(jīng)引導(dǎo)進(jìn)入該底部高度與該第一上高度或該第二上高度 之間的視域，其中一工件定位機(jī)構(gòu)可經(jīng)操作用于將工件定位在一檢查位置使得該間隙的第 一短軸位于該成像器的視域內(nèi)，且其中處理電路可經(jīng)操作用于分析底面與該等第一及第二 上表面之間的亮度差及/或色差W利于判定該間隙寬度的一測(cè)量。
[0031] 一些另外或追加實(shí)施例使用一種沿著相鄰于一工件的一第一表面的一第一邊緣 的一第一特征部的一第一短軸測(cè)量一第一尺寸及用于沿著相鄰于該工件的一第二表面的 一第二邊緣的一第二特征部的一第=短軸測(cè)量一第=尺寸的方法，其中該第一表面具有一 第一平面，其中該第一特征部包含沿著橫向于該第一短軸的一第一長(zhǎng)軸的一第一長(zhǎng)度，其 中該第一特征部具有沿著橫向于該第一長(zhǎng)軸及該第一短軸的第二短軸的一第二尺寸，其中 該第二尺寸從該第一表面延伸至該第一特征部的一第一下凹表面，其中該第一特征部的第 一下凹表面具有一第一下凹平面，其中該第二表面具有一第二平面，其中該第二特征部包 含沿著橫向于該第=短軸的一第二長(zhǎng)軸的一第二長(zhǎng)度，其中該第二特征部具有沿著橫向于 該第二長(zhǎng)軸及該第=短軸的一第四短軸的一第四尺寸，其中該第四尺寸從該第二表面延伸 至該第二特征部的一第二下凹表面，其中該第二特征部的第