[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
【说明书】:

相关专利申请的交叉参考

本专利申请要求2010年7月16日提交的第61/364,984号美国临时专利申请的权益,该专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及幅材制造技术。

背景技术

幅材制造技术用于多种行业。幅材材料一般是指在幅材横向方向上具有固定尺寸且在幅材纵向方向上具有预定或未定长度的任何片状材料。幅材材料的实例包括(但不限于)金属、纸张、织造材料、非织造材料、玻璃、聚合物薄膜、柔性电路、带材以及它们的组合。有时使用金属材料来制造幅材,所用的金属材料包括钢和铝,但其他金属也可用于幅材制造。织造材料一般是指织物举例来说,非织造材料包括纸张、过滤介质以及绝缘材料。例如,薄膜包括透光的不透明聚合物薄膜,包括层合物和带涂层的薄膜,以及用于计算机显示器、电视机等的多种光学薄膜。

幅材制造方法通常利用连续的馈送制造系统,并且通常包括一个或多个电机驱动式或幅材驱动式可旋转的机械部件,例如,辊、浇注轮、皮带轮、齿轮、牵引辊、惰辊等。这些系统通常包括电子控制器,这些电子控制器输出控制信号,以使用电机并且以预定速度驱动幅材。

在许多情况下,希望检查幅材材料,看看幅材材料中是否存在瑕疵缺陷。对于设计成具有特定特性或性质的任何幅材材料而言,幅材材料检查可能特别重要,这是为了确保此类特性或性质中不存在缺陷。然而,人工检查会限制幅材制造的通过量,并且可能容易出现人为误差。

发明内容

本发明描述一种用于对幅材材料上的特征进行高分辨率检查的自动检查系统、装置和技术。所述技术可尤其用于对幅材材料进行高分辨率检查,这些幅材材料制造成包括采用微米级的微结构。所述技术可用于对沿着特定幅材行进的幅材材料进行检查,所述特定幅材包括微复制结构和微印刷结构,例如,采用微接触印刷制成的那些结构。此外,所述技术还可用于对输送机上的各个离散物体进行检查。本发明中所述的结构和技术可有利于对高分辨率检查光学器件的准确检查和自动对焦,对焦在小于10微米的公差内。所述自动对焦检查光学器件可补偿z轴上所谓的幅材颤动,所述z轴是指正交于二维幅材或输送机的表面的轴。通过在这些公差内实现自动对焦,可显著改善幅材检查,从而改善与特征大小小于5微米或甚至小于一微米的幅材材料相关的制造过程。

在一个实例中,本发明描述一种检查装置。所述检查装置可包括相机组件,所述相机组件包括:捕获与所检查的物体相关的光并使所述光准直的物镜;基于准直光形成物体图像的成像透镜;以及呈现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。所述检查装置还可包括: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,以便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。

在另一实例中,本发明描述一种使用检查装置的幅材系统。所述幅材系统可包括: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,其将幅材馈送穿过所述幅材系统;以及检查装置。所述检查装置可包括相机组件,所述相机组件包括:捕获与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。此外,所述检查装置可包括:光学传感器,其经定位以检测所述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,其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,其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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