[发明专利]透明基板内部二维码深度测量系统和测量方法

权利要求书

1.透明基板内部二维码深度测量系统，其特征在于，所述系统包括：激光位移传感器、成像装置、高精度运动Z轴、环形光源、XY运动平台和工控机；

所述激光位移传感器，位于透明基板上方且垂直于XY运动平台，用于获取透明基板上表面的高度值并将获取的高度值传输给工控机；

所述成像装置，位于垂直于透明基板的高精度运动Z轴上且可相对于Z轴方向上下移动，用于根据工控机的控制从上至下获取透明基板内不同位置处的二维码图像，并将获取的二维码图像传输给工控机；

所述环形光源，放置于XY运动平台下方且位于透明基板底部，用于发射环形光，以照亮透明基板内的二维码；

所述XY运动平台，放置有透明基板，用于移动使激光位移传感器聚焦到二维码所在区域的基板表面，以及配合高精度运动Z轴一起移动使成像装置聚焦到二维码所在区域的基板表面；

所述工控机，用于控制成像装置从设定的透明基板初始表面位置开始，按照预设定的间距和步数从上至下获取不同位置处的二维码图像，并根据能量梯度算法，计算出每张图像的清晰度，得到最佳清晰度图像所对应的Z轴高度；然后依据该Z轴高度和透明基板上表面的高度变化值，计算得到二维码深度；

所述工控机，还用于利用blob分析得到所有二维码码点的面积和码点数，计算出单个码点的大小。

2.根据权利要求1所述的透明基板内部二维码深度测量系统，其特征在于，所述工控机，还用于根据成像装置聚焦到透明基板表面时的Z轴高度确定透明基板上表面的初始位置，同时根据激光位移传感器聚焦到透明基板表面时采集的高度值确定测量的初始高度。

3.根据权利要求1所述的透明基板内部二维码深度测量系统，其特征在于，所述激光位移传感器安装在固定转接板上且不随成像装置移动。

4.根据权利要求1所述的透明基板内部二维码深度测量系统，其特征在于，所述成像装置采用0.5倍镜头加10倍镜头的组合镜头，所述组合镜头的总放大倍率为5倍，景深为3.7um。

5.根据权利要求1所述的透明基板内部二维码深度测量系统，其特征在于，所述环形光源置于透明基板底部；所述环形光源的位置和高度可调。

6.透明基板内部二维码深度的测量方法，利用权利要求1-5中任一项所述的测量系统实现，其特征在于，所述方法包括：

控制成像装置从透明基板的上表面开始，按照预设定的间距和步数从上至下获取不同位置处的二维码图像；

根据能量梯度算法，计算出每张图像的清晰度，得到最佳清晰度图像所对应的Z轴高度；

依据该Z轴高度和透明基板上表面的高度变化值，计算得到二维码深度；

通过blob分析得到所有二维码码点的面积和码点数，计算出单个码点的大小。

7.根据权利要求6所述的透明基板内部二维码深度的测量方法，其特征在于，所述方法进一步包括：调整环形光源的位置和高度，使环形光源能够完全点亮透明基板中的二维码。

8.根据权利要求6所述的透明基板内部二维码深度的测量方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

利用环形光源发射环形光，照亮透明基板中的二维码；

调节XY运动平台和高精度运动Z轴，使成像装置找到二维码所在区域并聚焦到二维码所在区域的基板表面，记录XY运动平台和高精度运动Z轴所对应的3个电机的坐标，并根据成像装置聚焦到透明基板表面时的Z轴高度确定测量的初始表面位置；

调节XY运动平台，使激光位移传感器聚焦到透明基板的表面，记录此时XY运动平台所对应的电机的坐标，并根据激光位移传感器聚焦到透明基板表面时采集的高度值确定测量的初始高度。