[发明专利]高速TAG透镜辅助3D计量和扩展景深成像

权利要求书

1.一种用于操作可调谐声学梯度透镜TAG成像系统的方法，该方法包括：

(a)提供智能光照脉冲控制例程/电路SLPCRC，所述SLPCRC提供与TAG透镜成像系统的离焦点PFF模式相对应的第一曝光控制模式和与TAG透镜成像系统的扩展景深EDOF模式相对应的第二曝光控制模式；

(b)将工件放置在TAG透镜成像系统的视场中；

(c)周期性地调制TAG透镜成像系统的聚焦位置，而不宏观地调节TAG透镜成像系统中元件之间的间距，其中以至少30kHz的调制频率在包括工件的表面高度的聚焦范围内沿着聚焦轴方向在多个聚焦位置上周期性地调制聚焦位置；和

(d)通过激活所述PFF模式来操作TAG透镜成像系统，包括：

(d1)使用由被包括在所述SLPCRC中或输入到所述SLPCRC的PFF曝光控制数据集定义的PFF图像曝光序列来曝光图像堆栈，其中：

所述PFF图像曝光序列定义了在与周期性调制的聚焦位置的相应相位相对应的相应离散聚焦位置处采集的多个离散图像曝光增量，并且

所述多个离散图像曝光增量各自由照明源频闪操作的相应实例确定，所述照明源频闪操作具有在所述PFF图像曝光序列中定义的相应受控定时；和

(d2)处理所述图像堆栈，以确定或输出量化地指示与工件的表面形状相对应的三维表面坐标集的Z高度坐标图。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图像堆栈被输入到被包括在所述SLPCRC中的帧抓取器，并且处理步骤(d2)在所述帧抓取器所包括的处理器中执行，使得所述Z高度坐标图从帧抓取器输出，并且所述图像堆栈不从帧抓取器输出。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述PFF图像曝光序列被配置为在小于1秒、小于500毫秒或小于250毫秒内采集所述图像堆栈。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述相应受控定时被定义为所述PFF图像曝光序列中的预定序列，并且所述SLPCRC被配置为基于发起在所述PFF图像曝光序列中定义的预定序列的单个启动信号来提供整个图像堆栈。

5.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述SLPCRC的至少一部分被包括在TAG透镜成像系统的智能光照模块中，并且所述PFF曝光控制数据集的至少一部分被包括在所述智能光照模块中或被输入到智能光照模块；或者

所述SLPCRC的至少一部分被包括在TAG透镜成像系统的帧抓取器中，并且所述PFF曝光控制数据集的至少一部分被包括在所述帧抓取器中或被输入到所述帧抓取器。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述相应受控定时被定义为所述PFF图像曝光序列中的预定序列，并且所述SLPCRC被配置为基于发起在所述PFF图像曝光序列中定义的预定序列的单个启动信号来提供整个图像堆栈。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，在曝光步骤(d1)中，每个离散图像曝光增量由TAG透镜成像系统的帧抓取器根据所述PFF图像曝光序列进行图像采集的相应实例来确定。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，根据所述PFF图像曝光序列，为图像采集的每个实例触发相机。

9.根据权利要求8所述的方法，其中：

由所述帧抓取器根据所述PFF图像曝光序列向相机发送触发信号；或者

由TAG透镜成像系统的所述智能光照模块根据所述PFF图像曝光序列向相机发送触发信号。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，在曝光步骤(d1)中，每个离散图像曝光增量由TAG透镜成像系统的帧抓取器中根据所述PFF图像曝光序列进行图像存储的相应实例来确定。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，相机被连续触发并连续输出图像到所述帧抓取器，并且只有与所述多个离散图像曝光增量相对应的图像的相应实例被存储在所述帧抓取器中。