[發明專利]具有通過透鏡自動聚焦的激光標記系統

在審

• 申請號: 201780041902.1
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN109416725A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: C.巴恩斯;F.貝納亞德-謝里夫
• 申請（專利權）人: 錄象射流技術公司
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 黃濤;閆小龍

1.一種系統，包括：

具有標記激光器的掃描頭，所述標記激光器具有標記場；和

視覺系統，具有：嵌入掃描頭中的相機，所述相機具有在標記場內的視場（FOV）；和自動聚焦模塊，所述自動聚焦模塊使用FOV中一部件的目標表面的在焦點上的感興趣區域（ROI）中的像素信息來獲得在二維（2D）平面上方的豎直維度中的Z軸焦點，

其中標記激光器基于至少所述Z軸焦點選擇性地利用激光射束標記標記場中的目標表面。

2.根據權利要求1所述的系統，其中所述視覺系統是嵌入有所述制造激光器的通過透鏡（TTL）視覺系統，并且所述系統還包括：

圖形用戶界面（GUI），被配置為：

在顯示屏上顯示第一窗口，第一窗口用于顯示激光器的標記場的圖形表示，標記場包括所述部件的圖像，并且激光器被配置成在標記場中的任何位置施加標記；

顯示來自標記場內的相機視圖圖像的第二窗口，其中移動標記場內的相機視圖引起掃描頭中的反射鏡移動，使得所述部件處于相機視圖圖像內，所述相機視圖圖像由自動聚焦模塊生成；以及

接收對在第二窗口中顯示的相機視圖圖像內的所述部件的所述目標表面上的用戶識別的感興趣區域（ROI）的選擇、調整或尺寸確定，其中自動聚焦模塊執行對用戶識別的ROI的圖像壓縮以使用聚焦峰值確定算法來獲得相對于目標表面的Z軸焦點。

3.根據權利要求1所述的系統，其中，自動聚焦模塊基于沿著多個不同Z軸位置的像素信息來確定聯合圖像專家組（JPEG）壓縮值作為聚焦水平值；并且從所述多個不同Z軸位置確定峰值聚焦曲線，其中Z軸焦點對應于峰值聚焦曲線上的峰值焦點，所述峰值焦點被確定為多項式的斜率為零的位置。

4.根據權利要求1所述的系統，其中，所述視覺系統僅基于所述像素信息確定所述Z軸焦點。

5.根據權利要求1所述的系統，其中所述掃描頭包括至少兩個反射鏡，所述至少兩個反射鏡由所述標記激光器和所述視覺系統的相機共享。

6.根據權利要求1所述的系統，還包括：

掃描頭殼體，被配置為容納掃描頭和標記激光器；

Z軸平臺，包括耦合到所述掃描頭殼體的導軌組件；和

控制器，用于使軌道組件豎直移動，其中，響應于軌道組件的移動，標記激光器通過透鏡的Z軸焦點相對于2D平面被調整。

7.根據權利要求1所述的系統，其中所述鏡片是第一透鏡；并且所述系統還包括：

第二透鏡，具有由視覺系統的相機和標記激光器共享的光軸；和

控制器，被配置為控制第二透鏡的光軸以調整所述Z軸焦點。

8.一種方法，包括：

由激光標記系統的視覺系統確定感興趣區域（ROI）中的部件的目標表面上的焦點，所述視覺系統具有自動聚焦模塊，所述自動聚焦模塊使用像素信息來獲得二維（2D）平面上方的豎直維度上的Z軸焦點；

由激光標記系統的控制器，基于所述部件的目標表面上的Z軸焦點，自動調整激光標記系統的掃描頭中的焦點；以及

基于至少所述Z軸焦點利用由激光標記系統的掃描頭中的激光器產生的激光射束在所述部件的目標表面上標記出標記。

9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述視覺系統是嵌入有所述激光器的通過透鏡（TTL）視覺系統；并且所述方法還包括：

在顯示屏上顯示第一窗口，第一窗口用于顯示激光器的標記場的圖形表示，所述標記場包括所述部件的圖像，并且激光器被配置成在標記場中的任何位置施加標記；

顯示來自標記場內的相機視圖圖像的第二窗口，其中移動所述標記場內的相機視圖引起掃描頭中的反射鏡移動，使得所述部件處于相機視圖圖像內，相機視圖圖像由自動聚焦模塊生成；以及

接收對在第二窗口中顯示的相機視圖圖像內的用戶識別的感興趣區域（ROI）的選擇、調整或尺寸確定，其中自動聚焦模塊執行對用戶識別的ROI的圖像壓縮以使用聚焦峰值確定算法來獲得相對于目標表面的Z軸焦點。