[发明专利]机器视觉系统中的使用多个光设置的对焦点操作

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年12月23日提交的美国专利申请61/580,145的优先权，在此通过引用包含此公开的全部内容。

技术领域

这里公开的实施例通常涉及机器视觉检查系统，并且更特别地涉及向非专家操作员提供利用对焦深度操作进行的精确且高效的表面形状检查的视频工具和方法。

背景技术

可以利用精密机器视觉检查系统(或简称为“视觉系统”)来获得被检查对象的精密尺寸测量并且检查各种其它对象特征。这种系统可以包括计算机、照相机和光学系统、以及在多个方向上可移动以使得能够进行工件检查的精密台。可以表征为通用“离线”精密视觉系统的一个示例性现有技术系统是可商购获得的QUICK系列的基于PC的视觉系统和可购自位于伊利诺伊州奥罗拉的三丰美国公司(MAC)的软件。例如，2003年1月出版的QVPAK 3D CNC Vision Measuring Machine User’s Guide和1996年9月出版的QVPAK 3D CNC Vision Measuring Machine Operation Guide中大体描述了QUICK系列的视觉系统和软件的特征和操作，这些均通过引用全部包含于此。这类系统能够使用显微镜型的光学系统并且使台移动从而以各种倍率提供小的或相对较大的工件的检查图像。

机器视觉检查系统通常利用自动化的视觉检查。美国专利6,542,180('180专利)教导了这种自动化的视觉检查的各种方面并且通过引用全部包含于此。如'180专利中所教导的，自动化的视频检查计量仪器通常具有使得用户能够针对各特定工件配置定义自动检查事件序列的编程能力。例如，这可以通过基于文本的编程、或者经由通过存储与用户所进行的检查操作序列相对应的机器控制指令序列来逐渐地“学习”检查事件序列的记录模式、或者经由这两种方法的组合来实现。这种记录模式经常称为“学习模式”或“训练模式”。一旦在“学习模式”中定义了检查事件序列，之后就可以在“运行模式”期间使用这种序列来自动获取(以及附加分析或检查)工件的图像。

包括特定检查事件序列(即，如何获取各图像以及如何分析/检查各所获取图像)的机器控制指令通常存储为特定工件配置所特有的“部分程序”或“工件程序”。例如，部分程序定义如何获取各图像，诸如相对于工件如何定位照相机、以何种照明水平、以何种倍率水平等。此外，部分程序定义例如如何通过利用一个或多个视频工具来分析/检查所获取图像。

可以使用视频工具(或简称为“工具”)来进行检查和/或机器控制操作。视频工具是向精密机器视觉检查系统的非专家用户提供图像处理和检查操作的重要且广为人知的操作和编程辅助。例如，在前面并入的'180专利和通过引用全部包含于此的美国专利7,627,162中论述了视频工具。在学习模式期间，可以针对代表性工件上的特定部分或关注区域来确定视频工具的设置参数和操作(通常称为“训练”视频工具)，并且对这些设置参数和操作进行记录以自动并可靠地检查相似工件。设置参数通常可以使用视觉检查系统软件的各种图形用户界面窗口小部件以及/或者菜单来进行配置。这些工具可以包括例如边缘/边界检测工具、自动调焦工具、形状或模式匹配工具和尺寸测量工具等。例如，这些工具常规用在以上所论述的诸如QUICK系列的视觉系统和相关联的软件等的各种可商购获得的机器视觉检查系统中。