且以規(guī)律均勻照射成像一次。
[0090]在一些實(shí)例性實(shí)施例中，照相機(jī)405用于在多個(gè)所請(qǐng)求坐標(biāo)處捕捉圖像。視需要，對(duì)于此類情況，照相機(jī)405隨著其從一個(gè)坐標(biāo)向下一坐標(biāo)移動(dòng)而捕捉多個(gè)自動(dòng)聚焦圖像，以便其到達(dá)所請(qǐng)求對(duì)焦坐標(biāo)。視需要，自動(dòng)聚焦圖像被定義成小于用于檢驗(yàn)的圖像，以便實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)聚焦捕捉速率及帶寬。
[0091]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，由處理單元440接收并分析照相機(jī)405所捕捉的圖像數(shù)據(jù)，以確定照相機(jī)405的工作距離及/或所述工作距離相對(duì)于聚焦及/或標(biāo)稱工作距離的偏移。在一些實(shí)例性實(shí)施例中，分析是基于將由照相機(jī)405捕捉的圖像與一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器460中的圖像進(jìn)行比較及/或使其相關(guān)而進(jìn)行。視需要，存儲(chǔ)器460存儲(chǔ)用于定義照相機(jī)405的工作距離與所投射自動(dòng)聚焦圖案在所捕捉圖像上的定位之間的關(guān)系的模型。
[0092]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，處理單元440對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，以相對(duì)于空間隨機(jī)自動(dòng)聚焦圖案的能量降低物體圖案(例如，印刷及/或蝕刻在平坦表面上的圖案)的能量。在一些實(shí)例性實(shí)施例中，使用視情況與空間隨機(jī)自動(dòng)聚焦圖案的已知頻率范圍匹配的帶通濾波器(band pass filter),以增加空間隨機(jī)自動(dòng)聚焦圖案相對(duì)于印刷及/或蝕刻在平坦表面上的圖案的對(duì)比度。通常，可使用帶通濾波器是因?yàn)樗蹲綀D像中的最高頻率是與面板上的圖案邊緣相關(guān)聯(lián)且最低頻率是與在邊緣之間通常均勻的圖案自身相關(guān)聯(lián)。視需要，在掃描程序期間圖像的模糊會(huì)增加不模糊空間隨機(jī)自動(dòng)聚焦圖案相對(duì)于襯底上的模糊圖案的對(duì)比度。通常，模糊僅沿掃描方向出現(xiàn)。
[0093]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，來(lái)自處理器440的輸出由控制器445用于激活致動(dòng)器450，以調(diào)整檢驗(yàn)及/或成像系統(tǒng)的照相機(jī)的工作距離。通常，自動(dòng)聚焦系統(tǒng)與檢驗(yàn)及/或成像系統(tǒng)的照相機(jī)集成在一起，且致動(dòng)器450與自動(dòng)聚焦系統(tǒng)及/或其部分一起來(lái)調(diào)整照相機(jī)405的位置。通常，圖案產(chǎn)生器420、照相機(jī)405、處理器440、及存儲(chǔ)器460 —起構(gòu)成DMS。視需要，在一些高精度情況中，控制器致動(dòng)器將連接在閉合控制環(huán)路中。
[0094]現(xiàn)在參見圖8，其顯示根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例用于校準(zhǔn)自動(dòng)聚焦系統(tǒng)的實(shí)例性方法的簡(jiǎn)化流程圖。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在校準(zhǔn)程序期間，將照相機(jī)定位在工作距離范圍的一端處，以開始校準(zhǔn)過程(框605 )。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在此位置處，捕捉平坦表面的圖像，例如標(biāo)準(zhǔn)圖像(框610)，且捕捉斑點(diǎn)圖案的圖像，例如斑點(diǎn)圖像(框615)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，將所述標(biāo)準(zhǔn)圖像及相關(guān)聯(lián)斑點(diǎn)圖像連同對(duì)支撐照相機(jī)的致動(dòng)器的位置的參考一起存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中(框620)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述致動(dòng)器使照相機(jī)的工作距離遞增(框645)，且重復(fù)所述過程(框610、615、620)，直到在照相機(jī)的工作距離范圍內(nèi)捕捉標(biāo)準(zhǔn)圖像及斑點(diǎn)圖像為止(框623)。視需要，識(shí)別并存儲(chǔ)斑點(diǎn)圖像的特定區(qū)域。
[0095]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，檢驗(yàn)及/或分析所捕捉的標(biāo)準(zhǔn)圖像，以選擇將產(chǎn)生得到最佳聚焦的圖像的致動(dòng)器位置(框625)。通常，選擇產(chǎn)生得到最佳聚焦的圖像的致動(dòng)器位置是基于所定義準(zhǔn)則而自動(dòng)執(zhí)行。通常，處理器分析所述圖像并選擇及/或建議將產(chǎn)生得到最佳聚焦的圖像的致動(dòng)器位置。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，將與得到最佳聚焦的標(biāo)準(zhǔn)圖像相關(guān)聯(lián)的斑點(diǎn)圖像及其相關(guān)聯(lián)致動(dòng)器位置一起進(jìn)行標(biāo)記(框630)。視需要，將與其他斑點(diǎn)圖像中的每一個(gè)相關(guān)聯(lián)的致動(dòng)器位置更新為包含離開與選定圖像相關(guān)聯(lián)的致動(dòng)器位置的距離。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在自動(dòng)聚焦期間，使自動(dòng)聚焦圖像與在校準(zhǔn)期間捕捉的斑點(diǎn)圖像相關(guān)。通常，通過使斑點(diǎn)圖像與在校準(zhǔn)程序期間(在某一致動(dòng)器位置處)捕捉的斑點(diǎn)圖像中提供兩個(gè)圖像之間的最佳相關(guān)性的一個(gè)匹配來(lái)確定離開所需致動(dòng)器位置的距離。視需要，使用接近最大相關(guān)性圖像的幾個(gè)相關(guān)性的值來(lái)定義平滑函數(shù)(例如，拋物線)，且使用所述函數(shù)的最大值來(lái)作為所需致動(dòng)器位置。視需要，定義并使用一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來(lái)確定可用于確定離開所需致動(dòng)器位置的距離及方向的模型(框635)。在一些實(shí)例性實(shí)施例中，確定一個(gè)或多個(gè)斑點(diǎn)峰值中心的坐標(biāo)。視需要，將所述模型及/或參數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并在自動(dòng)聚焦期間加以使用(框640)。
[0096]現(xiàn)在參見圖9，其顯示根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例在自動(dòng)聚焦期間捕捉的圖像與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的校準(zhǔn)圖像之間的實(shí)例性相關(guān)值的簡(jiǎn)化曲線圖。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在檢驗(yàn)期間，使所反射空間隨機(jī)自動(dòng)聚焦圖案的圖像與來(lái)自校準(zhǔn)程序且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的圖像相關(guān)。視需要，執(zhí)行與多個(gè)校準(zhǔn)圖像的相關(guān)，且獲得相關(guān)值501。在一些實(shí)例性實(shí)施例中，確定所捕捉圖像與校準(zhǔn)圖像之間的相關(guān)性，直到找到峰值相關(guān)性502為止。視需要，基于與提供最高相關(guān)性的校準(zhǔn)圖像相關(guān)聯(lián)的工作距離或致動(dòng)器位置而定義照相機(jī)的工作距離或照相機(jī)相對(duì)于聚焦工作距離的距離。視需要，將與最大相關(guān)性相關(guān)聯(lián)的致動(dòng)器位置和在校準(zhǔn)期間保存的目標(biāo)致動(dòng)器位置進(jìn)行比較，且將位置差異報(bào)告給控制器。視需要，使用模型來(lái)定義到目標(biāo)致動(dòng)器位置的距離，所述模型用于計(jì)算從當(dāng)前所捕捉圖像到在目標(biāo)致動(dòng)器位置處捕捉的校準(zhǔn)圖像的距離。
[0097]現(xiàn)在參照見圖10，其顯示根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例在使DMS運(yùn)作與捕捉用于掃描平坦物體的圖像之間交替的簡(jiǎn)化時(shí)間線。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在照相機(jī)(例如，照相機(jī)128 (圖1)中的每一個(gè))掃描平坦表面的同時(shí)使用自動(dòng)聚焦系統(tǒng)來(lái)使所述照相機(jī)聚焦。通常，在掃描期間，照相機(jī)與目標(biāo)表面之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)。通常，在采集目標(biāo)表面的圖像時(shí)，所述照相機(jī)以快速照射脈沖710施加標(biāo)準(zhǔn)照射(例如，處于可見光范圍中)，以凍結(jié)掃描運(yùn)動(dòng)。通常，照相機(jī)的快門與照射脈沖710協(xié)調(diào)地打開，且照相機(jī)的像素被照射。通常，用于后續(xù)圖像采集的定時(shí)受照相機(jī)的讀出時(shí)間715限制。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在掃描期間的圖像采集之間捕捉自動(dòng)聚焦圖像。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，照相機(jī)及/或DMS例如給圖案產(chǎn)生器350、351、或352提供自動(dòng)聚焦照射脈沖720，以捕捉自動(dòng)聚焦圖像。在一些實(shí)例性實(shí)施例中，自動(dòng)聚焦照射脈沖720具有比標(biāo)準(zhǔn)照射脈沖710長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。通常，較長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間脈沖720會(huì)在掃描期間提供模糊的圖像，這在捕捉自動(dòng)聚焦圖像時(shí)通常是合乎需要的。通常，運(yùn)動(dòng)模糊會(huì)增加空間隨機(jī)自動(dòng)聚焦圖案與印刷及/或蝕刻在平坦表面上的圖案之間的對(duì)比度。通常，雖然平坦表面的圖像是模糊的，但由圖案產(chǎn)生器產(chǎn)生的空間隨機(jī)自動(dòng)聚焦圖案保持不模糊(例如，被聚焦)，因?yàn)樗鰣D案產(chǎn)生器隨照相機(jī)一起移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，照相機(jī)被編程為使用較小關(guān)注區(qū)域(ROI)來(lái)捕捉自動(dòng)聚焦圖像，使得照相機(jī)用于自動(dòng)聚焦的讀出時(shí)間725顯著短于用于獲得標(biāo)準(zhǔn)圖像的數(shù)據(jù)的讀出時(shí)間715。通常，用于自動(dòng)聚焦圖像的較小幀對(duì)于自動(dòng)聚焦來(lái)說為充足的，讀出時(shí)間的減少能夠提高檢驗(yàn)系統(tǒng)的效率。在一些實(shí)例性實(shí)施例中，在掃描期間針對(duì)每一標(biāo)準(zhǔn)圖像捕捉一個(gè)自動(dòng)聚焦圖像。另一選擇為，每捕捉多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖像才捕捉一次自動(dòng)聚焦圖像。
[0098]現(xiàn)在參見圖11，其顯示根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例使DMS運(yùn)作以捕捉平坦物體上的多個(gè)離散區(qū)域的圖像的簡(jiǎn)化時(shí)間線。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，使用自動(dòng)聚焦系統(tǒng)來(lái)使用于在平坦表面的多個(gè)所定義坐標(biāo)處捕捉圖像的照相機(jī)(例如，照相機(jī)132(圖1))聚焦?？杉磿r(shí)地或通過使照相機(jī)停在每一所定義坐標(biāo)處來(lái)攝取所定義坐標(biāo)處的圖像。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，通過在移動(dòng)到新坐標(biāo)的同時(shí)即時(shí)執(zhí)行自動(dòng)聚焦而避免了在從一個(gè)坐標(biāo)向下一坐標(biāo)移動(dòng)時(shí)的延遲。通常，此方法能夠在照相機(jī)已對(duì)焦的情況下到達(dá)所需坐標(biāo)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在照相機(jī)正向所需位置移動(dòng)時(shí)，通過以下操作來(lái)捕捉一個(gè)或多個(gè)自動(dòng)聚焦圖像:提供自動(dòng)聚焦照射脈沖720，打開照相機(jī)的快門及/或照射圖像傳感器的所述像素，并取得對(duì)每一照射脈沖720的讀出725響應(yīng)。通常，為自動(dòng)聚焦圖像定義小的R0I。視需要，一旦照相機(jī)到達(dá)所需坐標(biāo)，所述照相機(jī)便起始標(biāo)準(zhǔn)照射脈沖710且通常在讀出時(shí)間715內(nèi)捕捉F0V的完整圖像。通常,用于完整圖像的讀出時(shí)間花費(fèi)大約1-4 msec (例如,2 msec),而用于自動(dòng)聚焦圖像的讀出時(shí)間顯著更少，例如，少于50-200 Psec。
[0099]現(xiàn)在參見圖12，其顯示根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例以相同圖像使DMS運(yùn)作及掃描平坦物體的簡(jiǎn)化時(shí)間線。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)目標(biāo)物體的圖像采集與自動(dòng)聚焦圖像采集并不在時(shí)間上分離，且使用同一圖像來(lái)檢驗(yàn)平坦表面并為照相機(jī)提供自動(dòng)聚焦感測(cè)。在一些實(shí)例性實(shí)施例中，當(dāng)物體圖像也用作自動(dòng)聚焦圖像時(shí)，照相機(jī)提供標(biāo)準(zhǔn)照射脈沖710及自動(dòng)聚焦照射脈沖720兩者。通常，標(biāo)準(zhǔn)照射脈沖710與自動(dòng)聚焦照射脈沖720在時(shí)間上重疊。視需要，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)照射脈沖710與自動(dòng)聚焦照射脈沖720在時(shí)間上重疊時(shí)，使用一種算法來(lái)將自動(dòng)聚焦圖案自物體圖案分離。視需要，所述算法使用關(guān)于所述圖案的已知信息。視需要，與標(biāo)準(zhǔn)照射脈沖相比，自動(dòng)聚焦照射脈沖720是在更長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間內(nèi)提供。通常，當(dāng)延長(zhǎng)自動(dòng)聚焦照射脈沖720的持續(xù)時(shí)間時(shí)，物體圖案因掃描運(yùn)動(dòng)而是模糊的，且自動(dòng)聚焦圖案相對(duì)于物體圖案的對(duì)比度得以提高。視需要，使用兩個(gè)不同傳感器或照相機(jī)來(lái)捕捉自動(dòng)聚焦圖像及標(biāo)準(zhǔn)圖像。
[0100]在一些實(shí)例性實(shí)施例中，照相機(jī)在僅用標(biāo)準(zhǔn)照射脈沖710進(jìn)行照射與用標(biāo)準(zhǔn)照射脈沖710及自動(dòng)聚焦照射脈沖720兩者進(jìn)行照射之間交替。通常，在掃描期間，圖像之間存在大的重疊。視需要，將不包含自動(dòng)聚焦圖案的重疊圖像與包含自動(dòng)聚焦圖案的重疊圖像進(jìn)行比較，且此比較能夠?qū)⑺鰣D案分離。在一些實(shí)例性實(shí)施例中，分離是通過灰度級(jí)處理而進(jìn)行，灰度級(jí)專用于空間隨機(jī)自動(dòng)聚焦圖案。
[0101]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，用自動(dòng)聚焦照射脈沖720投射的空間隨機(jī)自動(dòng)聚焦圖案被引導(dǎo)到F0V的與多個(gè)行對(duì)應(yīng)的區(qū)域，所述多個(gè)行專用于檢測(cè)空間隨機(jī)自動(dòng)聚焦圖案。如此一來(lái)，標(biāo)準(zhǔn)照射未對(duì)所述F0V的由自動(dòng)聚焦圖案照射的區(qū)進(jìn)行照射。不同照射之間的空間分離可能夠提高斑點(diǎn)的對(duì)比度。在一些實(shí)例性實(shí)施例中，專用行對(duì)應(yīng)于圖像區(qū)域的一部分，例如，圖像區(qū)域的與掃描方向垂直的子切片，所述子切片在掃描期間被成像不止一次，例如，一次是在有空間隨機(jī)自動(dòng)聚焦圖案的情況下被成像且至少再一次是在無(wú)空間隨機(jī)自動(dòng)聚焦圖案的情況下被成像。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，針對(duì)每一所捕捉圖像均獲得完整讀出750。
[0102]用語(yǔ)“包括(comprise、comprising、include、including)”、“具有(having)”、及其同源詞均意指“包括但不限于(including but not limited to)”。
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