[发明专利]高分辨率自动对焦检查系统在审

专利信息
申请号: 201180034519.6 申请日: 2011-07-13
公开(公告)号: CN103026211A 公开(公告)日: 2013-04-03
发明(设计)人: 乔轶;J·W·莱;J·J·方丹;S·C·里德;C·P·塔尔诺维斯基;D·L·霍菲尔特 申请(专利权)人: 3M创新有限公司
主分类号: G01N21/89 分类号: G01N21/89;G01B11/14;B65H43/00
代理公司: 北京市金杜律师事务所 11256 代理人: 王茂华
地址: 美国明*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 高分辨率 自动 对焦 检查 系统
【权利要求书】:

1.一种检查装置,其包括:

相机组件,其包括:捕获与所检查的物体相关的光并使所述光准直的物镜,基于准直光形成所述物体的图像的成像透镜,以及呈现所述图像以用于检查所述物体的相机,其中所述相机组件限定距所述物镜的焦点距离,所述物镜限定所述相机组件的焦点;

光学传感器,其经定位以检测所述物镜与所述物体之间的实际距离;

致动器,其控制所述物镜的定位,从而控制所述物镜与所述物体之间的所述实际距离,其中当所述致动器移动所述物镜时,所述成像透镜保持在固定位置;以及

控制单元,其从所述光学传感器接收表示所述实际距离的信号,并且产生用于所述致动器的控制信号,以调整所述实际距离,从而使得所述实际距离保持基本等于所述焦点距离。

2.根据权利要求1所述的检查装置,其中:

所述物体包括幅材材料,所述幅材材料移动穿过所述检查装置,并且在介于25微米与1000微米之间的颤动距离内颤动,

所述检查装置相对于所述幅材材料定位,并且基本保持在所述幅材材料的焦点上,因为所述致动器控制所述物镜的定位,以补偿所述颤动距离。

3.根据权利要求1所述的检查装置,其中:

所述物体包括输送机上的物品,所述物品移动穿过所述检查装置,并且在介于25微米与1000微米之间的颤动距离内颤动,以及

所述检查装置相对于所述输送机上的所述物品定位,并且基本保持在所述物品的焦点上,因为所述致动器控制所述物镜的定位,以补偿所述颤动距离。

4.根据权利要求1所述的检查装置,其中所述物镜包括共同构成所述物镜的第一多个透镜,而且其中所述成像透镜包括共同构成镜筒透镜的第二多个透镜。

5.根据权利要求1所述的检查装置,其中所述相机组件限定小于约2微米的分辨率,而且所述焦点距离限定小于约10微米的焦点公差,其中所述致动器调整所述实际距离,从而使得所述实际距离在所述焦点公差内保持等于所述焦点距离。

6.根据权利要求5所述的检查装置,其中所述相机组件的所述分辨率小于约1微米,而且所述相机组件的所述焦点公差小于约2微米。

7.根据权利要求1所述的检查装置,其中所述光学传感器用传感器光对所述物体进行照明,检测所述传感器光的反射,并且基于所述传感器光反射时的侧向定位来确定所述实际距离。

8.根据权利要求7所述的检查装置,其中所述光学传感器相对于所述物体定位在非正交位置,使得所述传感器光导向所述物体,以便与所述物体的主要表面形成锐角。

9.根据权利要求1所述的检查装置,其中所述致动器包括压电致动器。

10.根据权利要求1所述的检查装置,其中所述物镜的重量小于所述相机组件的重量的十分之一。

11.根据权利要求10所述的检查装置,其中所述物镜的所述重量小于一英镑。

12.一种幅材系统,其包括:

幅材材料,其限定幅材纵向维度和幅材横向维度,其中z维度正交于所述幅材纵向维度和所述幅材横向维度;

一个或多个幅材引导元件,其将所述幅材材料馈送穿过所述幅材系统;以及

检查装置,其包括:

相机组件,所述相机组件包括:捕获与所述幅材材料相关的光并使所述光准直的物镜,基于准直光形成所述幅材材料的图像的成像透镜,以及呈现所述图像以用于检查所述幅材材料的相机,其中所述相机组件限定距所述物镜的焦点距离,所述物镜限定所述相机组件的焦点;

光学传感器,所述光学传感器经定位以检测所述z维度上所述物镜与所述幅材材料之间的实际距离;

致动器,所述致动器控制所述物镜相对于所述幅材材料的定位,以便控制所述z维度上所述物镜与所述幅材材料之间的所述实际距离,其中当所述致动器移动所述物镜时,所述成像透镜保持在固定位置;以及

控制单元,所述控制单元从所述光学传感器接收表示所述z维度上的所述实际距离的信号,并且产生用于所述致动器的控制信号,以调整所述z维度上的所述实际距离,从而使得所述z维度上的所述实际距离保持基本等于所述焦点距离。

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