使用連續(xù)運(yùn)動(dòng)掃描和時(shí)間插值的主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的制作方法
【專利摘要】用于將諸如透鏡的第一光學(xué)元件與諸如圖像傳感器的第二光學(xué)元件主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的方法和設(shè)備使用連續(xù)掃描，即使沒(méi)有來(lái)自光學(xué)元件之一的同步信號(hào)。在掃描期間，收集關(guān)于被掃描的光學(xué)元件的計(jì)時(shí)位置信息，并且然后，諸如通過(guò)針對(duì)一組位置-時(shí)間對(duì)擬合曲線以估計(jì)在被掃描的光學(xué)元件的位置和時(shí)間之間的關(guān)系。然后可以使用該關(guān)系來(lái)估計(jì)當(dāng)獲取圖像數(shù)據(jù)或其他對(duì)準(zhǔn)質(zhì)量指示的數(shù)據(jù)采樣時(shí)的被掃描的光學(xué)元件的位置。根據(jù)這種對(duì)準(zhǔn)質(zhì)量-位置數(shù)據(jù)，可以確定最佳對(duì)準(zhǔn)位置，并且，可以然后將被掃描的光學(xué)元件定位在所確定的對(duì)準(zhǔn)位置處。
【專利說(shuō)明】使用連續(xù)運(yùn)動(dòng)掃描和時(shí)間插值的主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)
[0001]對(duì)于相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求名稱為“使用連續(xù)運(yùn)動(dòng)掃描和時(shí)間插值的主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)”的、在2012年4月13日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/623,932的權(quán)益。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及在制造或測(cè)試期間的光學(xué)組件的自動(dòng)機(jī)器人對(duì)準(zhǔn)，并且更具體地涉及包含光學(xué)組件通過(guò)可能的對(duì)準(zhǔn)位置的連續(xù)運(yùn)動(dòng)掃描以優(yōu)化光學(xué)組件的布置的設(shè)備和方法。

【背景技術(shù)】
[0004]在許多精密制造工藝中使用機(jī)器人。例如，機(jī)器人用于諸如在蜂窩電話和汽車的倒車攝像頭的制造中精確地在數(shù)字相機(jī)傳感器之前對(duì)準(zhǔn)透鏡。在其他示例中，在電信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的制造中，機(jī)器人對(duì)準(zhǔn)在激光器或者光傳感器之前的光纖的端部。該透鏡的許多很小，在直徑上在幾毫米的數(shù)量級(jí)上，并且因此必須相對(duì)于傳感器或激光器以經(jīng)常在大約±5微米或更小的數(shù)量級(jí)的高精度被定位。
[0005]為了控制成本，經(jīng)常使用不太精確的方法來(lái)制造用于透鏡的光學(xué)元件并且在透鏡外殼中安裝該光學(xué)元件。結(jié)果，該光學(xué)元件和透鏡經(jīng)常件彼此之間不均勻。即，組件的尺寸和對(duì)稱性經(jīng)常透鏡或其他光學(xué)組件之間彼此不同，導(dǎo)致在組件的焦距和光軸取向上的變化。
[0006]為了補(bǔ)償這樣的變化，使用幾種已知方法來(lái)將每一個(gè)透鏡相對(duì)于其對(duì)應(yīng)的圖像傳感器定制對(duì)準(zhǔn)。一種方法包含:向傳感器安裝具有精細(xì)螺紋的支架，并且在互補(bǔ)螺紋的鏡筒中安裝一組光學(xué)元件。然后，當(dāng)透鏡鏡筒被以螺紋旋入支架內(nèi)時(shí)，可以調(diào)整在光學(xué)元件和傳感器之間的距離。一旦光學(xué)元件被布置得距傳感器期望的距離，則可以相對(duì)于支架固定鏡筒以防止進(jìn)一步的旋轉(zhuǎn)。不幸的是，該方法允許僅沿著z軸(光軸)的在光學(xué)元件和傳感器之間的距離的調(diào)整。因此，該方法被稱為僅使用一個(gè)自由度的對(duì)準(zhǔn)。這樣的對(duì)準(zhǔn)方法不能補(bǔ)償在光學(xué)元件中的所有的可能不對(duì)稱或在鏡筒內(nèi)的光學(xué)元件的不良對(duì)準(zhǔn)。
[0007]由Automat1n Engineering, Inc.("AEi")，Wilmington, MA 開(kāi)發(fā)的一種更復(fù)雜的方法包含:使用相機(jī)模塊或其他光電產(chǎn)品組件幾何體通過(guò)粘結(jié)劑將透鏡鏡筒(其在該情況下不要求螺紋)附接到圖像傳感器或其基板或包括該圖像傳感器的相機(jī)外殼，使得多個(gè)自由度對(duì)準(zhǔn)是可能的。機(jī)器人在自由空間中調(diào)整透鏡鏡筒相對(duì)于圖像傳感器的位置，機(jī)器人然后將透鏡鏡筒保持在位，直到粘結(jié)劑充分固化以防止一旦機(jī)器人釋放透鏡鏡筒的令人討厭的蠕動(dòng)。使用該方法，可以沿著所有三個(gè)線性軸(x、y和z)調(diào)整透鏡的位置，并且，可以調(diào)整透鏡的俯仰(圍繞X軸的旋轉(zhuǎn))和橫搖(圍繞I軸的旋轉(zhuǎn))，以實(shí)現(xiàn)相對(duì)于傳感器的透鏡定位和定向，這補(bǔ)償了在光學(xué)元件中的缺陷，并且以該方式，將光學(xué)元件相對(duì)于圖像傳感器的位置安裝在鏡筒內(nèi)。該方法被稱為圍繞5自由度對(duì)準(zhǔn)。
[0008]也由Automat1n Engineering, Inc.開(kāi)發(fā)的該方法的改進(jìn)包含:機(jī)器人將透鏡圍繞透鏡的光軸或圍繞z軸旋轉(zhuǎn)以優(yōu)化圖像質(zhì)量，以補(bǔ)償在該軸上的角透鏡不對(duì)稱。注意，對(duì)于螺紋鏡筒對(duì)準(zhǔn)方法而言，圍繞光軸或Z軸的對(duì)準(zhǔn)一般是不可能的，因?yàn)榉浅２豢赡芡瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)期望的透鏡至傳感器間隔(通過(guò)將鏡筒以螺紋旋入和旋出)和期望的透鏡旋轉(zhuǎn)角(通過(guò)旋轉(zhuǎn)鏡筒)兩者。向5自由度對(duì)準(zhǔn)方法加上該改進(jìn)提供了 6自由度對(duì)準(zhǔn)。
[0009]“被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)”涉及使用精密機(jī)械夾具、工具和關(guān)于組件的表面的物理特性(基準(zhǔn)點(diǎn))等，基于組件的設(shè)計(jì)規(guī)格來(lái)將組件彼此對(duì)準(zhǔn)。例如，透鏡的目標(biāo)設(shè)計(jì)焦距可以用于相對(duì)于傳感器定位透鏡。然而，被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)假定組件完美地符合它們的理論設(shè)計(jì)規(guī)格。這當(dāng)然通常對(duì)于真實(shí)世界產(chǎn)品并不出現(xiàn)。因此，被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)方法通常不能充分地補(bǔ)償在諸如透鏡的組件中的件到件的變化，除非每件被獨(dú)立地測(cè)試以確認(rèn)其實(shí)際規(guī)格。
[0010]相反，“主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)”涉及在制造期間測(cè)量組件的組合的一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵性能屬性，并且在反饋循環(huán)中使用被測(cè)的屬性來(lái)控制這種制造。例如，可以在機(jī)器人將透鏡步進(jìn)通過(guò)一系列離散位置(例如，沿著X、y和Z軸)和取向(例如，圍繞Z軸傾斜、搖動(dòng)或旋轉(zhuǎn))的同時(shí)，在透鏡和圖像傳感器組合的視角內(nèi)布置諸如測(cè)試圖案的可視目標(biāo)。計(jì)算機(jī)分析在每一個(gè)步驟來(lái)自傳感器的圖像數(shù)據(jù)，并且基于該分析，計(jì)算機(jī)控制機(jī)器人定位和定向該透鏡以獲得最佳的圖像質(zhì)量。然后諸如通過(guò)粘結(jié)劑將該透鏡相對(duì)于傳感器固定在位。因此，主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)能夠補(bǔ)償在組件中的件到件變化。
[0011]雖然主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)要求被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)不需要的硬件和軟件，但是主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)可能未必比被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)更昂貴。例如，經(jīng)?？梢允褂迷诮o定的制造臺(tái)中的較不精確的并且因此較不昂貴的固定和移動(dòng)平臺(tái)來(lái)執(zhí)行主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)也可以提供較高的制造產(chǎn)量，這導(dǎo)致降低的制造成本。然而，步進(jìn)通過(guò)所有的測(cè)試位置和取向耗費(fèi)時(shí)間。制造商持續(xù)地尋求縮短循環(huán)時(shí)間，并且因此加速制造過(guò)程。
[0012]Dietrich ff.Vook 等的名稱為“Camera Module with Focus AdjustmentStructure and Systems and Methods for Making the Same” 美國(guó)專利公布N0.2005/0007485公開(kāi)了具有聚焦調(diào)整結(jié)構(gòu)的相機(jī)模塊。公開(kāi)了可變形的聚焦調(diào)整結(jié)構(gòu)。
[0013]Andrew Butterfield 等的名稱為“Posit1ning Wafer Lenses on ElectronicImagers”的美國(guó)專利N0.8，063，975公開(kāi)了在光學(xué)路徑之外使用粘性的粘結(jié)劑來(lái)將透鏡附接到電子成像器。
[0014]Yuesheng Lu等的名稱為“Vehicular Camera and Lens Assembly”的美國(guó)專利公布N0.2012/0019940公開(kāi)了用于將相機(jī)鏡頭與成像器對(duì)準(zhǔn)和將相機(jī)鏡頭安裝到成像器的各種手段。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于將第一光學(xué)元件與第二光學(xué)元件主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。所述方法涉及用處理器執(zhí)行操作。機(jī)器人沿著從開(kāi)始位置到結(jié)束位置的軌跡連續(xù)掃描第一光學(xué)元件。在機(jī)器人從開(kāi)始位置到結(jié)束位置連續(xù)掃描第一光學(xué)元件的同時(shí)，存儲(chǔ)第一光學(xué)元件的多個(gè)時(shí)間上間隔的位置。另外，獲取多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)。多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)產(chǎn)生于經(jīng)過(guò)第一光學(xué)元件并且被第二光學(xué)元件接收的光學(xué)信號(hào)。每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)包含用來(lái)指示第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度的數(shù)據(jù)。估計(jì)期望對(duì)準(zhǔn)位置。該估計(jì)至少部分地基于多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)和第一光學(xué)元件的多個(gè)時(shí)間上間隔的位置。機(jī)器人將第一光學(xué)元件移動(dòng)到期望對(duì)準(zhǔn)位置。
[0016]對(duì)于每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)，可以按照與對(duì)該對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)獲取圖像數(shù)據(jù)的計(jì)時(shí)關(guān)系存儲(chǔ)第一光學(xué)元件的對(duì)應(yīng)的位置。
[0017]可選地，對(duì)于每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)，可以按照與該對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的獲取的計(jì)時(shí)關(guān)系來(lái)產(chǎn)生同步信號(hào)。
[0018]對(duì)于多個(gè)時(shí)間上間隔的位置的每一個(gè)位置，可以響應(yīng)于同步信號(hào)來(lái)存儲(chǔ)第一光學(xué)元件的位置。
[0019]可選地，可以估計(jì)在下述部分之間的關(guān)系:(a)在第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度，和(b)第一光學(xué)元件的位置?？梢曰诙鄠€(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)和第一光學(xué)元件的多個(gè)時(shí)間上間隔的位置來(lái)估計(jì)該關(guān)系。估計(jì)期望對(duì)準(zhǔn)位置可以基于該關(guān)系。
[0020]第二光學(xué)元件可以包括數(shù)字圖像傳感器。對(duì)于多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)，可以從數(shù)字圖像傳感器獲取相應(yīng)的圖像的圖像數(shù)據(jù)，并且可以按照與獲取該圖像數(shù)據(jù)的計(jì)時(shí)關(guān)系來(lái)產(chǎn)生同步信號(hào)。
[0021 ] 數(shù)字圖像傳感器可以產(chǎn)生同步信號(hào)。
[0022]對(duì)于第一光學(xué)元件的多個(gè)時(shí)間上間隔的位置的每一個(gè)位置，可以存儲(chǔ)該位置被獲取時(shí)的對(duì)應(yīng)的獲取時(shí)間?？梢曰诘谝还鈱W(xué)元件的多個(gè)時(shí)間上間隔的位置和每一個(gè)位置的相應(yīng)的獲取時(shí)間來(lái)估計(jì)(a)第一光學(xué)元件的位置和(b)時(shí)間之間的第一關(guān)系?？梢怨烙?jì)與時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的相應(yīng)的一些被獲取時(shí)的時(shí)間對(duì)應(yīng)的、第一光學(xué)元件的多個(gè)位置?？梢允褂脮r(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)被獲取時(shí)的時(shí)間和第一關(guān)系來(lái)進(jìn)行該估計(jì)?？梢怨烙?jì)(a)在第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度和(b)第一光學(xué)元件的位置之間的第二關(guān)系。估計(jì)可以基于多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)和第一光學(xué)元件的多個(gè)的位置。估計(jì)期望對(duì)準(zhǔn)位置可以涉及基于第二關(guān)系來(lái)估計(jì)期望對(duì)準(zhǔn)位置。
[0023]存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)的獲取時(shí)間可以涉及訪問(wèn)第一時(shí)鐘。獲取多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)可以涉及對(duì)多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)訪問(wèn)第二時(shí)鐘。第二時(shí)鐘與第一時(shí)鐘不同。第一時(shí)鐘可以與第二時(shí)鐘同步?？蛇x地或替代地，可以計(jì)算第一時(shí)鐘和第二時(shí)鐘之間的偏差，并且，可以存儲(chǔ)偏差。
[0024]第一光學(xué)元件可以包括透鏡，并且第二光學(xué)元件可以包括圖像傳感器。可以定位目標(biāo)，使得透鏡將目標(biāo)的圖像投影在圖像傳感器上。指示第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度的數(shù)據(jù)可以包括從圖像傳感器獲取的圖像數(shù)據(jù)。
[0025]估計(jì)第二關(guān)系可以涉及分析圖像數(shù)據(jù)以計(jì)算多個(gè)聚焦得分。第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度可以基于多個(gè)聚焦得分。
[0026]本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于將第一光學(xué)元件與第二光學(xué)元件主動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括機(jī)器人、運(yùn)動(dòng)控制器、測(cè)量控制器和對(duì)準(zhǔn)處理器。機(jī)器人被配置為握持第一光學(xué)元件。運(yùn)動(dòng)控制器被配置為使得機(jī)器人沿著從開(kāi)始位置到結(jié)束位置的軌跡連續(xù)掃描第一光學(xué)元件。在機(jī)器人從開(kāi)始位置到結(jié)束位置連續(xù)掃描第一光學(xué)元件的同時(shí)，存儲(chǔ)第一光學(xué)元件的多個(gè)時(shí)間上間隔的位置。測(cè)量控制器被配置為在機(jī)器人從開(kāi)始位置到結(jié)束位置連續(xù)掃描第一光學(xué)元件的同時(shí)獲取多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)。每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)產(chǎn)生于經(jīng)過(guò)第一光學(xué)元件并且被第二光學(xué)元件接收的光學(xué)信號(hào)。每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)包含用來(lái)指示第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度的數(shù)據(jù)。對(duì)準(zhǔn)處理器被配置為至少部分地基于多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)和第一光學(xué)元件的多個(gè)時(shí)間上間隔的位置來(lái)估計(jì)期望對(duì)準(zhǔn)位置。對(duì)準(zhǔn)處理器使得機(jī)器人將第一光學(xué)元件移動(dòng)到期望對(duì)準(zhǔn)位置。
[0027]運(yùn)動(dòng)控制器可以被配置為對(duì)多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)，按照與對(duì)該對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)獲取圖像數(shù)據(jù)的計(jì)時(shí)關(guān)系存儲(chǔ)第一光學(xué)元件的對(duì)應(yīng)的位置。
[0028]測(cè)量控制器可以被配置為對(duì)于多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)，按照與該對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的獲取的計(jì)時(shí)關(guān)系來(lái)產(chǎn)生同步信號(hào)。運(yùn)動(dòng)控制器可以被配置為響應(yīng)于同步信號(hào)來(lái)存儲(chǔ)第一光學(xué)元件的位置。
[0029]對(duì)準(zhǔn)處理器可以被配置為基于多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)和第一光學(xué)元件的多個(gè)時(shí)間上間隔的位置估計(jì)在下述部分之間的關(guān)系:(a)第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度，和(b)第一光學(xué)元件的位置。對(duì)準(zhǔn)處理器可以被配置為基于該關(guān)系來(lái)估計(jì)期望對(duì)準(zhǔn)位置。
[0030]第二光學(xué)元件可以包括數(shù)字圖像傳感器。測(cè)量控制器可以被配置為對(duì)于多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)，從數(shù)字圖像傳感器獲取相應(yīng)的圖像的圖像數(shù)據(jù)，并且以與獲取該圖像數(shù)據(jù)的計(jì)時(shí)關(guān)系來(lái)產(chǎn)生同步信號(hào)。
[0031]第二光學(xué)元件可以包括數(shù)字圖像傳感器，該數(shù)字圖像傳感器被配置為產(chǎn)生同步信號(hào)。
[0032]運(yùn)動(dòng)控制器可以被配置為，對(duì)于第一光學(xué)元件的多個(gè)時(shí)間上間隔的位置的每一個(gè)位置，存儲(chǔ)該位置被獲取時(shí)的對(duì)應(yīng)的第一獲取時(shí)間。系統(tǒng)還可以包括曲線擬合器，該曲線擬合器被配置為基于第一光學(xué)元件的多個(gè)時(shí)間上間隔的位置和每一個(gè)位置的相應(yīng)的獲取時(shí)間來(lái)估計(jì)(a)第一光學(xué)元件的位置和(b)時(shí)間之間的第一關(guān)系。對(duì)準(zhǔn)處理器可以被配置為使用時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的獲取時(shí)間和第一關(guān)系估計(jì)與時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的相應(yīng)的一些被獲取時(shí)的時(shí)間對(duì)應(yīng)的、第一光學(xué)元件的多個(gè)位置。對(duì)準(zhǔn)處理器也可以被配置為基于多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)和第一光學(xué)元件的多個(gè)時(shí)間上間隔的位置估計(jì)(a)在第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度和(b)第一光學(xué)元件的位置之間的第二關(guān)系。對(duì)準(zhǔn)處理器也可以被配置為基于第二關(guān)系來(lái)估計(jì)期望對(duì)準(zhǔn)位置。
[0033]系統(tǒng)也可以包括耦接到運(yùn)動(dòng)控制器的第一時(shí)鐘和耦接到測(cè)量控制器的、與第一時(shí)鐘不同的第二時(shí)鐘。運(yùn)動(dòng)控制器可以被配置為從第一時(shí)鐘獲得每一個(gè)第一獲取時(shí)間。測(cè)量控制器可以被配置為存儲(chǔ)與多個(gè)時(shí)間上間隔的數(shù)據(jù)項(xiàng)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的獲取時(shí)間對(duì)應(yīng)的、從第二時(shí)鐘獲得的第二獲取時(shí)間。系統(tǒng)也可以包括耦接到第一時(shí)鐘和第二時(shí)鐘的時(shí)鐘同步器。時(shí)鐘同步器可以被配置為同步第一時(shí)鐘與第二時(shí)鐘。可選地或替代地，時(shí)鐘同步器可以被配置為計(jì)算在第一時(shí)鐘和第二時(shí)鐘之間的偏差，并且存儲(chǔ)偏差。
[0034]第一光學(xué)元件可以包括透鏡，并且第二光學(xué)元件可以包括圖像傳感器?？梢远ㄎ荒繕?biāo)，使得透鏡將目標(biāo)的圖像投影在圖像傳感器上。指示第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度的數(shù)據(jù)可以包括從圖像傳感器獲取的圖像數(shù)據(jù)。
[0035]對(duì)準(zhǔn)處理器可以被配置為，在估計(jì)第二關(guān)系期間，分析圖像數(shù)據(jù)以計(jì)算多個(gè)聚焦得分。在第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)的程度可以基于多個(gè)聚焦得分。
[0036]本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于將第一光學(xué)元件與第二光學(xué)元件主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀程序代碼被存儲(chǔ)在介質(zhì)上。計(jì)算機(jī)可讀程序代碼被配置為使得機(jī)器人沿著從開(kāi)始位置到結(jié)束位置的軌跡連續(xù)掃描第一光學(xué)元件。在機(jī)器人從開(kāi)始位置到結(jié)束位置連續(xù)掃描第一光學(xué)元件的同時(shí)，存儲(chǔ)第一光學(xué)元件的多個(gè)時(shí)間上間隔的位置。獲取多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)。多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)產(chǎn)生于經(jīng)過(guò)第一光學(xué)元件并且被第二光學(xué)元件接收的光學(xué)信號(hào)。每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)包含用來(lái)指示第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度的數(shù)據(jù)。至少部分地基于多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)和第一光學(xué)元件的多個(gè)時(shí)間上間隔的位置估計(jì)期望對(duì)準(zhǔn)位置。機(jī)器人將第一光學(xué)元件移動(dòng)到期望對(duì)準(zhǔn)位置。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0037]通過(guò)參考下面結(jié)合附圖的特定實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，可以更全面地理解本發(fā)明，其中:
[0038]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)器人主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的透視示意圖示。
[0039]圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖1的對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)的圖示。
[0040]圖3是圖1的系統(tǒng)的一部分的截面圖。
[0041]圖4是中心聚焦得分對(duì)光學(xué)元件的z軸位置的假想圖。
[0042]圖5是中心和四角聚焦得分對(duì)未對(duì)準(zhǔn)的光學(xué)元件的z軸位置的假想圖。
[0043]圖6是目標(biāo)、透鏡和圖像傳感器以及透鏡圍繞兩個(gè)軸的可能旋轉(zhuǎn)的透視示意圖
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[0044]圖7是中心和四角聚焦得分對(duì)z軸位置的假想圖，其除了對(duì)準(zhǔn)的光學(xué)元件之外與圖6的圖形類似。
[0045]圖8是圖示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的當(dāng)光學(xué)元件在步進(jìn)掃描中的相鄰位置之間轉(zhuǎn)換時(shí)的光學(xué)元件的位置的假想圖。
[0046]圖9是本發(fā)明的實(shí)施例的示意框圖。
[0047]圖10是圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、用于計(jì)算在被掃描的光學(xué)元件的位置和時(shí)間之間的關(guān)系的曲線擬合的假想圖。
[0048]圖1lA和IlB包含用于圖示由本發(fā)明的實(shí)施例執(zhí)行的操作的示意流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0049]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，公開(kāi)了用于使用連續(xù)掃描來(lái)將諸如透鏡的第一光學(xué)元件與諸如圖像傳感器的第二光學(xué)元件主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的方法和設(shè)備。在掃描期間，本發(fā)明的實(shí)施例收集關(guān)于被掃描的光學(xué)元件的計(jì)時(shí)位置信息(timed posit1n informat1n),并且然后諸如通過(guò)針對(duì)一組位置-時(shí)間對(duì)的曲線擬合來(lái)估計(jì)被掃描的光學(xué)元件的位置和時(shí)間之間的關(guān)系。這種關(guān)系可以然后用于估計(jì)圖像數(shù)據(jù)或其他對(duì)準(zhǔn)質(zhì)量指示數(shù)據(jù)樣本被獲取時(shí)的時(shí)間的被掃描的光學(xué)元件的位置。根據(jù)這種對(duì)準(zhǔn)質(zhì)量與位置數(shù)據(jù)的對(duì)比，可以確定最佳對(duì)準(zhǔn)位置，并且可以然后將被掃描的光學(xué)元件定位在所確定的對(duì)準(zhǔn)位置處。
[0050]一些實(shí)施例利用來(lái)自圖像傳感器電路的同步信號(hào)來(lái)觸發(fā)記錄關(guān)于被掃描的光學(xué)元件的位置信息。在其中圖像傳感器電路不產(chǎn)生同步信號(hào)的一些實(shí)施例中，通過(guò)圖像捕獲組件來(lái)綜合同步信號(hào)。
[0051]如上所提及的，為了在組裝或測(cè)試操作期間將對(duì)象對(duì)準(zhǔn)所建立的方法涉及使用直接與物體之間的對(duì)準(zhǔn)程度(質(zhì)量)相關(guān)的主動(dòng)反饋或測(cè)量值。例如，透鏡或其他光學(xué)物體可以與發(fā)光二極管最佳地對(duì)準(zhǔn)以通過(guò)使用光束輪廓傳感器(beam profiling sensor)產(chǎn)生最高的聚焦光束，以檢測(cè)何時(shí)通過(guò)透鏡的來(lái)自二極管的光束功率密度最高。在圖1中示意地圖示的另一個(gè)示例中，使用自動(dòng)機(jī)器人(由夾子100表示)來(lái)通過(guò)下述方式在兩個(gè)對(duì)象102和104的組裝期間在數(shù)字相機(jī)傳感器104之前最佳對(duì)準(zhǔn)透鏡102:在傳感器104被加電并且指向?qū)?zhǔn)目標(biāo)106的同時(shí)評(píng)估由傳感器104捕獲的圖像的聚焦的清晰度，同時(shí)相對(duì)于傳感器104將透鏡102定位在沿著X、y和z軸的連續(xù)位置處和圍繞x、y和z軸的連續(xù)取向上。分別通過(guò)角度Θ X、Θ y和Θ z來(lái)指示俯仰(圍繞X軸)、橫搖(圍繞y軸)和圍繞z軸(光軸)的橫擺旋轉(zhuǎn)。
[0052]圖2圖示了示例性對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)200。目標(biāo)200具有由傳感器104看到的、在其中心202和角204、206、208和210處的高對(duì)比度特征。在圖2中所示的示例性目標(biāo)中，每一個(gè)高對(duì)比度特征包括在白色背景上的略旋轉(zhuǎn)的黑色方塊和諸如棋盤圖案或線對(duì)的其他高對(duì)比度元素。因此，由傳感器104成像的、具有最佳圖像聚焦質(zhì)量的透鏡102相對(duì)于傳感器104的位置和取向?qū)⑹菆D像在目標(biāo)200上空間分布的高對(duì)比度變化上具有最高觀察的圖像強(qiáng)度梯度或?qū)Ρ榷戎?。換句話說(shuō)，當(dāng)透鏡102步進(jìn)通過(guò)其各個(gè)位置和取向，當(dāng)在圖像中檢測(cè)到最高對(duì)比度或強(qiáng)度梯度時(shí)，透鏡102被定位以提供最佳的聚焦。
[0053]使用釘床、加載彈簧的測(cè)試探針(“彈簧針”)或其他公知的電路內(nèi)測(cè)試夾具(未示出)暫時(shí)向傳感器104提供電力，并且將圖像傳感器104電連接到控制機(jī)器人100的計(jì)算機(jī)108。通過(guò)該測(cè)試夾具，計(jì)算機(jī)108從圖像傳感器104接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)，并且評(píng)估圖像聚焦質(zhì)量或另一個(gè)圖像屬性或另一組圖像的屬性。在一些情況下，分離(但是互連)的計(jì)算機(jī)(未示出)控制機(jī)器人100，并且接收和評(píng)估圖像數(shù)據(jù)。接收和評(píng)估圖像數(shù)據(jù)的該計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)108的一部分在此被稱為“測(cè)量系統(tǒng)”。可選地包括編碼器或由計(jì)算機(jī)使用來(lái)測(cè)量機(jī)器人100的位置的其他裝置的控制機(jī)器人100的計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)108的一部分在此被統(tǒng)稱為“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”。
[0054]使用粘結(jié)劑(在此由粘結(jié)點(diǎn)110表示，但是替代地由粘結(jié)劑的環(huán)形或其他沉積物表示)來(lái)將透鏡102粘合到圖像傳感器104或其基板112，如在圖3中更清楚地所示，圖3是圖1的組件的截面圖。在諸如用于諸如蜂窩電話的移動(dòng)裝置的相機(jī)模塊的典型示例中，透鏡至傳感器距離114標(biāo)稱為大約150微米加或減大約50微米。粘結(jié)劑通常在對(duì)準(zhǔn)處理開(kāi)始之前被施加，雖然可以在其后施加另外的粘結(jié)劑。對(duì)于在對(duì)準(zhǔn)處理開(kāi)始之前施加的粘結(jié)劑施加足夠的粘結(jié)劑以適應(yīng)于可以定位和定向透鏡102的末端，同時(shí)仍然在透鏡102和傳感器104或基板112之間提供足夠的機(jī)械粘合。
[0055]一旦找到了提供最佳的圖像聚焦質(zhì)量的位置和取向，則機(jī)器人100在粘結(jié)劑至少部分地固化的同時(shí)將透鏡102保持在位。大多數(shù)粘結(jié)劑在它們固化的同時(shí)收縮。因此，在確定提供最佳聚焦的透鏡位置和取向后，一些實(shí)施例進(jìn)一步調(diào)整透鏡位置和取向以補(bǔ)償預(yù)期的粘結(jié)劑收縮?？蛇x地，可以向粘結(jié)劑施加紫外線光束和/或熱量(未示出)以加速固化。
[0056]在這些和其他對(duì)準(zhǔn)示例中，通過(guò)將透鏡102可能沿著多個(gè)軌跡步進(jìn)通過(guò)一系列離散的位置和取向，可以使得尋找最佳對(duì)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)是有方法的、可重復(fù)的和可自動(dòng)化的。步進(jìn)通常以比預(yù)期更大的透鏡-圖像傳感器間隔來(lái)開(kāi)始，以產(chǎn)生良好聚焦的圖像，并且繼續(xù)到比預(yù)期小的透鏡-圖像傳感器間隔以產(chǎn)生良好聚焦的圖像。例如，對(duì)于預(yù)期在大約150μπι處產(chǎn)生良好聚焦的圖像的透鏡102，該步進(jìn)可以在大約200 μ m的透鏡-圖像傳感器間隔處開(kāi)始，并且每一個(gè)步驟可以涉及將透鏡移動(dòng)大約ΙΟμπι，直到透鏡102在相對(duì)于圖像傳感器104的大約50 μ m內(nèi)或者更近。在每一個(gè)步驟處，透鏡102被短暫地保持就位，并且獲取光學(xué)功率、光束密度、所獲取的圖像傳感器聚焦質(zhì)量或與對(duì)準(zhǔn)的質(zhì)量直接相關(guān)的另一種屬性的測(cè)量。使用傳統(tǒng)的設(shè)備，一個(gè)這樣的掃描需要大約4秒來(lái)完成。通常，使得透鏡102接近圖像傳感器104。然而，透鏡102的移動(dòng)可以在任何一個(gè)方向上，即，朝著圖像傳感器104或背離圖像傳感器104。
[0057]假定將透鏡102沿著z軸向由圖4中圖形中的刻度線400表示的幾個(gè)位置A、B、C、D、E、F、G和H的每一個(gè)逐步地移動(dòng)，并且計(jì)算機(jī)108捕獲圖像，并且計(jì)算在這些位置A-H的每一個(gè)處的目標(biāo)106的中心202和四角204、206、208和210的聚焦得分。可以基于測(cè)試下的相機(jī)捕獲的關(guān)注區(qū)域中從亮到暗或從暗到亮的邊緣轉(zhuǎn)換的空間變化率或梯度來(lái)計(jì)算該聚焦得分。
[0058]通過(guò)點(diǎn)402來(lái)指示假設(shè)的中心聚焦得分。計(jì)算機(jī)108然后計(jì)算最佳地?cái)M合點(diǎn)402的多項(xiàng)式方程。曲線404表示點(diǎn)402的假設(shè)的最佳擬合的多項(xiàng)式方程的圖。因此，該曲線404和方程描述了在光束或圖像聚焦質(zhì)量和透鏡位置之間的關(guān)系。從多項(xiàng)式方程，計(jì)算機(jī)108計(jì)算應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生最佳中心聚焦得分408、即在曲線404中的峰值處的透鏡102的z軸位置406。峰值408可以表示擬合的方程的局部最大值。計(jì)算機(jī)108可以然后使得機(jī)器人將透鏡102定位在所確定的沿著z軸的最佳位置406處，并且允許粘結(jié)劑固化。
[0059]更復(fù)雜的系統(tǒng)可以重復(fù)用于改善精度的測(cè)試。例如，每一個(gè)測(cè)試可以確定相對(duì)于前一個(gè)測(cè)試提供改善的聚焦得分的位置和/或取向，并且每一個(gè)隨后的測(cè)試可以以根據(jù)前一個(gè)測(cè)試的結(jié)果定位和/或取向的透鏡開(kāi)始，以便迭代地找到提供良好的聚焦得分的位置和取向。
[0060]如所述，光學(xué)元件可能未完美地被安裝在透鏡102內(nèi)。例如，光學(xué)元件可能相對(duì)于它們的理想取向傾斜。而且，傳感器104可能未完美地垂直于z軸或在z軸的中心。結(jié)果，產(chǎn)生最佳中心聚焦得分408的沿著z軸的透鏡102的位置406 (圖4)可能未必產(chǎn)生最佳聚焦的角204、206、208和210。因此，當(dāng)沿著z軸向圖像傳感器104步進(jìn)透鏡102時(shí)，目標(biāo)200的角204、206、208或210之一在目標(biāo)200的中心202之前(即，在比目標(biāo)200的中心202更大的距傳感器104的z軸距離處)進(jìn)入最佳聚焦。類似地，其他角204、206、208和/或210在沿著z軸的透鏡102的其他位置處進(jìn)入最佳聚焦。
[0061]當(dāng)機(jī)器人100將透鏡102步進(jìn)通過(guò)沿著z軸的位置A-H(圖4，400)時(shí)，計(jì)算機(jī)108也分析表示目標(biāo)200的角204、206、208和210的傳感器圖像數(shù)據(jù)的部分，并且對(duì)四角的每一個(gè)擬合多項(xiàng)式曲線。圖5描述了假設(shè)的一組曲線500、502、504和506，其表示聚焦得分對(duì)于四角204、206、208和210的多項(xiàng)式方程擬合。在這個(gè)假設(shè)示例中，由聚焦得分曲線506表示的右下角206在比目標(biāo)200的中心202或其他三角204、208或210的任何一個(gè)更小的z軸(透鏡至傳感器)距離處被最佳地聚焦。類似地，由聚焦得分曲線500表示的左下角208在比中心208或其他三角204、206或210的任何一個(gè)更大的z軸透鏡至傳感器距離處被最佳地聚焦。注意，中心和四角聚焦得分曲線408、500、502、504和506的形狀和高度可以因?yàn)樵谕哥R102中的諸如不對(duì)稱的缺陷而不必是相同的。
[0062]從與曲線500、502、504和506對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式方程，計(jì)算機(jī)108確定優(yōu)化角204、206,208和210的聚焦的透鏡102的俯仰和橫搖角(θ x和Θ y)。在角聚焦得分曲線500、502,504和506中的每一個(gè)峰值和中心聚焦得分曲線404的峰值之間的相應(yīng)的距離508、510、512和514與透鏡102的相應(yīng)部分相對(duì)于理想情況俯仰和橫搖的量成比例，并且因此與用于補(bǔ)償透鏡缺陷所需的俯仰和橫搖的量成比例。所需的俯仰和橫搖的量也取決于在目標(biāo)200的中心202和用于計(jì)算聚焦得分的高對(duì)比度特征204、206、208或210之間的距離212。高對(duì)比度特征204、206、208或210距目標(biāo)200的中心202越遠(yuǎn)，則對(duì)于在聚焦得分中的峰值距在中心聚焦得分中的峰值408的給定位移508、510、512或514需要校正更多的俯仰和橫搖。
[0063]峰值在中心聚焦得分曲線404左部的角聚焦得分曲線(在該假設(shè)情況下由曲線504和506例示)對(duì)應(yīng)于當(dāng)透鏡102比當(dāng)目標(biāo)200的中心202在最佳聚焦時(shí)更接近圖像傳感器104時(shí)在最佳聚焦的角204和206 (在該情況下，右上角和右下角)。因此，透鏡102應(yīng)當(dāng)被俯仰和/或橫搖，以便增大在透鏡102和將這些角204和206成像的圖像傳感器104的部分之間的距離。
[0064]類似地，峰值在中心聚焦得分曲線404的右面的角聚焦得分曲線(由曲線500和502例示)對(duì)應(yīng)于當(dāng)透鏡102比當(dāng)目標(biāo)200的中心202在最佳聚焦時(shí)距圖像傳感器104更遠(yuǎn)時(shí)在最佳聚焦的角208和210 (在該情況下，左上角和左下角)。因此，透鏡102應(yīng)當(dāng)被俯仰和/或橫搖，以便減小在透鏡102和將這些角208和210成像的圖像傳感器104的部分之間的距離。
[0065]如在圖6中示意地所示(為了清楚而使用不同的目標(biāo)600，但是保持上面的關(guān)于透鏡缺陷的假設(shè))，取決于透鏡102圍繞J軸橫搖的方式(順時(shí)針或逆時(shí)針)，圍繞y軸橫搖透鏡102同時(shí)使得透鏡102距將目標(biāo)600的右上角P和右下角Q成像的圖像傳感器104的部分更接近或更遠(yuǎn)。這樣的橫搖也使得透鏡102距將左下角R和左上角S成像的圖像傳感器104的部分更遠(yuǎn)或更接近，但是是以與角P和Q的指向相反的指向。因此，圍繞y軸在負(fù)方向上(即，與箭頭602相反)橫搖透鏡102向右移動(dòng)聚焦得分曲線504和506，并且其向左移動(dòng)聚焦得分曲線500和502。
[0066]類似地，圍繞X軸俯仰透鏡102將同時(shí)使得透鏡102距將左下角R和右下角Q成像的圖像傳感器104的部分更接近或更遠(yuǎn)，并且，以相反的指向，取決于透鏡102圍繞X軸俯仰的方式(順時(shí)針和逆時(shí)針)，使得透鏡102距將左上角S和右上角P成像的圖像傳感器104的部分更遠(yuǎn)或更接近。
[0067]如剛才所述將透鏡102俯仰和橫搖一起使得所有的聚焦得分曲線500、502、504和506彼此更接近。
[0068]如所述，距離508、510、512和514 (圖5)指示透鏡102應(yīng)當(dāng)被俯仰或橫搖以補(bǔ)償未聚焦的角的相對(duì)量。對(duì)于在中心聚焦得分曲線的峰值408和在角聚焦得分曲線500-506中的峰值之間的給定距離508-514，在目標(biāo)200的中心202和任何角(例如，206)之間的距離212 (圖2)越大，則透鏡102需要傾斜或搖動(dòng)得越少。
[0069]因此，可以調(diào)整透鏡102的俯仰和橫搖(即兩個(gè)自由度可用)，通過(guò)這一點(diǎn)，計(jì)算機(jī)108可以調(diào)整透鏡102，使得所有四個(gè)角聚焦得分在相同或近乎相同的z軸位置處具有峰值，如圖7中所示的假設(shè)圖中所示。可以使用平面幾何來(lái)基于距離508-514計(jì)算透鏡102應(yīng)當(dāng)被俯仰和/或橫搖的量。取決于在透鏡中的缺陷，不可能找到同時(shí)最大化所有四個(gè)角聚焦得分的單個(gè)取向(即，ΘΧ和0y)。而且，不可能同時(shí)最大化四個(gè)角聚焦得分和中心聚焦得分。如圖7中所示，在已經(jīng)調(diào)整了透鏡102取向后，中心聚焦得分404可以在距峰值角聚焦得分的z軸距離700處具有峰值。
[0070]因此，計(jì)算機(jī)108可以將四個(gè)角聚焦得分和中心聚焦得分加權(quán)以確定沿著運(yùn)動(dòng)軸的位置和圍繞該運(yùn)動(dòng)軸的取向的最佳折中?；趯?duì)特定相機(jī)組件的需要來(lái)選擇這些權(quán)重(中心-各角)。在一些實(shí)施例中，中心聚焦得分與角聚焦得分的權(quán)重比可以是50/50、60/40,75/25,100/0或任何其他適當(dāng)?shù)臋?quán)重比。使用權(quán)重比100/0對(duì)于中心聚焦得分優(yōu)化，并且其使得四個(gè)角聚焦得分曲線峰值重合(或近乎如此)，雖然如圖7中所示，角聚焦得分可以在與中心聚焦得分峰值不同的z軸位置處具有峰值。
[0071]計(jì)算機(jī)108 (圖1)可以迭代地執(zhí)行上述的過(guò)程。例如，在第一遍，計(jì)算機(jī)108可以確定如上所述集體提供了在四個(gè)角聚焦得分之間和在中心聚焦得分和角聚焦得分之間的可接受的平衡的透鏡102的俯仰和橫搖。然后，在第二遍，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)可以使得機(jī)器人100根據(jù)第一遍的結(jié)果來(lái)將透鏡102傾斜和搖動(dòng)，并且再一次執(zhí)行上述的過(guò)程?？蛇x地，可以執(zhí)行另外的迭代遍。
[0072]迄今，已經(jīng)將在測(cè)試下的透鏡102的移動(dòng)路徑(軌跡)描述為線性的或有角度的(例如，圍繞軸俯仰和橫搖)。然而，可以使用其他I維、2維或更多維度的軌跡。示例性軌跡包括線性的、螺旋的、螺線的和框形的。
[0073]雖然上述過(guò)程可以產(chǎn)生透鏡的可接受的位置和取向，但是該過(guò)程較慢，因?yàn)樵诿恳粋€(gè)測(cè)試位置和取向，當(dāng)捕獲圖像或其他測(cè)量值時(shí)，機(jī)器人必須停止。圖8是用于在兩個(gè)相鄰的測(cè)試位置Zl和Z2之間的轉(zhuǎn)換的、相對(duì)于時(shí)間繪制的沿著z軸的位移的假想圖形。在透鏡102在位置Zl的同時(shí)計(jì)算機(jī)108已經(jīng)捕獲到圖像后，計(jì)算機(jī)108使機(jī)器人100將透鏡102移動(dòng)到位置Z2。作為具有質(zhì)量和慣性的機(jī)械系統(tǒng)，該移動(dòng)包含加速到轉(zhuǎn)換速率的時(shí)間段800，其后跟隨減速和穩(wěn)定的時(shí)間段802。如果該系統(tǒng)比未達(dá)到臨界阻尼，則該透鏡位置可能波動(dòng)(未示出)，直到它充分地穩(wěn)定。
[0074]為了在制造和測(cè)試應(yīng)用期間的物體的更有效和高效的主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，重要的是能夠盡可能塊地實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)。這使得可以在給定時(shí)間段中組裝和測(cè)試的單元數(shù)更多。因此，實(shí)現(xiàn)位置和取向的最有效和最快的掃描以找到最佳的聚焦對(duì)準(zhǔn)是理想的。使用各種方法來(lái)減少將物體對(duì)準(zhǔn)所需的時(shí)間量。這些方法包括沿著各種軌跡的掃描，諸如線掃描、框掃描和螺旋掃描。根據(jù)定義，“掃描”是沿著軌跡的位置和/或取向的序列，其中，對(duì)于每個(gè)位置和/或取向測(cè)量聚焦質(zhì)量或另一個(gè)對(duì)準(zhǔn)質(zhì)量度量?？梢栽跈C(jī)器人停止在每一個(gè)位置和/或取向的同時(shí)執(zhí)行該測(cè)量，或者，在掃描期間收集的圖像數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，并且在以后被分析，諸如在掃描的剩余部分期間或在已經(jīng)完成掃描后被分析。與何時(shí)分析圖像數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)(即，在機(jī)器人在其中捕獲圖像數(shù)據(jù)的位置的同時(shí)或在機(jī)器人已經(jīng)移動(dòng)到超過(guò)那個(gè)位置后)，我們參考捕獲圖像數(shù)據(jù)的位置和/或取向的對(duì)準(zhǔn)質(zhì)量的測(cè)量。在“步進(jìn)掃描”中，透鏡或要對(duì)準(zhǔn)的其他物體依序移動(dòng)到一組位置和/或取向的每一個(gè)位置和/或取向。在要取得測(cè)量的每一個(gè)位置和/或取向，停止運(yùn)動(dòng)，并且然后，捕獲圖像數(shù)據(jù)。
[0075]用于減小掃描所需的時(shí)間的一種方法是不在沿著其軌跡的每個(gè)測(cè)量位置和/或取向處停止。相反，在機(jī)器人處于運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，沿著軌跡連續(xù)(即沒(méi)有停頓)移動(dòng)透鏡或其他物體，并且，在每個(gè)測(cè)量位置和/或取向處捕獲圖像數(shù)據(jù)。這被稱為“連續(xù)掃描”。只要通過(guò)在移動(dòng)透鏡或另外物體的同時(shí)獲取測(cè)量值未顯著地減小測(cè)量精度，則連續(xù)掃描可以顯著地減少執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)掃描所需的時(shí)間。例如，可以節(jié)省加速時(shí)間800和減速和穩(wěn)定時(shí)間802的大部分。在一些實(shí)施例中，連續(xù)掃描可以節(jié)省在步進(jìn)掃描的連續(xù)位置和/或取向之間步進(jìn)所需的循環(huán)時(shí)間804的大約35-50%。
[0076]在實(shí)現(xiàn)連續(xù)掃描的一個(gè)困難是在獲取測(cè)量數(shù)據(jù)的同時(shí)記錄被對(duì)準(zhǔn)的物體的位置和/或取向。較之用于控制連續(xù)掃描運(yùn)動(dòng)和記錄對(duì)應(yīng)的物體的位置和/或取向的軌跡的系統(tǒng)，如果使用不同的一組硬件或不同的軟件控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行數(shù)據(jù)收集或?qū)?zhǔn)質(zhì)量測(cè)量的儀器或系統(tǒng)，則尤其困難。
[0077]本發(fā)明的一些實(shí)施例使用輸入給關(guān)聯(lián)至每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的電信號(hào)，在連續(xù)掃描期間使測(cè)量提取或信息收集與每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的位置和取向同步。在這樣的把透鏡與圖像傳感器對(duì)準(zhǔn)的系統(tǒng)中，圖像傳感器電路在每次產(chǎn)生圖像時(shí)產(chǎn)生視頻同步信號(hào)。該同步信號(hào)被饋送到運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，并且響應(yīng)于該同步信號(hào)，該運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)記錄當(dāng)捕獲每一個(gè)圖像時(shí)的透鏡的位置和/或取向。
[0078]視頻同步脈沖通常由諸如在倒車攝像頭中使用的傳感器的視頻圖像傳感器產(chǎn)生。然而，在諸如靜止數(shù)字照像機(jī)的其他環(huán)境中使用的傳感器和相關(guān)電路通常不產(chǎn)生視頻同步信號(hào)，這使得上述對(duì)準(zhǔn)處理不適合于這些傳感器。本發(fā)明的一些實(shí)施例通過(guò)當(dāng)捕獲圖像時(shí)合成同步信號(hào)來(lái)解決該問(wèn)題，如下更詳細(xì)所述。本發(fā)明的其他實(shí)施例不要求同步信號(hào)。
[0079]在圖9中示意地示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。在連續(xù)掃描期間，在幾個(gè)時(shí)間的每一個(gè)處(優(yōu)選但非必須，以規(guī)則的時(shí)間間隔)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900記錄時(shí)間和透鏡102的位置和/或取向(或機(jī)器人100的位置和/或取向，據(jù)之可以確定透鏡102的位置和/或取向)。這些加時(shí)間戳的位置和/或取向被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器902中。并行地，測(cè)量系統(tǒng)904記錄圖像數(shù)據(jù)和每一個(gè)圖像數(shù)據(jù)采樣被獲取的時(shí)間。這些加時(shí)間戳的圖像數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器906 中。
[0080]運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900和測(cè)量系統(tǒng)904可以使用單個(gè)(公共)時(shí)鐘(未示出)。然而，如果在這兩個(gè)并行操作(運(yùn)動(dòng)和測(cè)量)之前運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900和測(cè)量系統(tǒng)904利用獨(dú)立的時(shí)鐘908和910，則時(shí)鐘908和910被時(shí)鐘同步器912同步，或者在執(zhí)行該兩個(gè)并行操作之前、期間或之后，時(shí)鐘同步器912確定和存儲(chǔ)在該兩個(gè)時(shí)鐘之間的偏差。注意記錄位置和/或取向數(shù)據(jù)的速率或時(shí)間可以與獲取圖像數(shù)據(jù)的速率或時(shí)間不同。而且，所記錄的位置和/或取向數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)量可以與所記錄的圖像的數(shù)量不同。這些差別可以是使用獨(dú)立的時(shí)鐘908和910的結(jié)果，和/或，它們可以是在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900和測(cè)量系統(tǒng)904的編程上的差別的結(jié)果。
[0081]如果每一個(gè)圖像是在位置和/或取向被記錄的同時(shí)被獲取，則對(duì)準(zhǔn)處理器916可以執(zhí)行計(jì)算，并且如上所述命令運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900對(duì)準(zhǔn)透鏡102。然而，在大多數(shù)情況下，與獲取每一個(gè)圖像同時(shí)地記錄位置和/或取向是不可能的、不實(shí)用的、不方便的或不期望的。在這些情況下，在執(zhí)行掃描后，曲線擬合器914針對(duì)加時(shí)間戳的位置和/或取向值902擬合線性方程或其他方程。
[0082]圖10是示出由運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900在由刻度線1002表示的幾個(gè)時(shí)間處記錄的、表示沿著Z軸的位置的假想的一組加時(shí)間戳的點(diǎn)1000。圖10也示出對(duì)這些點(diǎn)1000擬合的假想曲線1004 (對(duì)應(yīng)于擬合的方程)。
[0083]注意，如果運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900在機(jī)器人達(dá)到轉(zhuǎn)換速率后開(kāi)始記錄位置和/或取向數(shù)據(jù)，并且其在機(jī)器人開(kāi)始減速(如在圖10中表示)之前停止記錄數(shù)據(jù)，則機(jī)器人100的加速度1006和減速度1008可能不由曲線1004表示，并且較之加速度1006和減速度1008數(shù)據(jù)被記錄和用于曲線擬合，線性曲線可能更擬合到點(diǎn)1000。為了避免必須擬合非線性方程，推薦僅在機(jī)器人100在以其轉(zhuǎn)換速率行進(jìn)的同時(shí)收集位置和/或取向數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)。然而，通過(guò)對(duì)于方程擬合的適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，在圖10的轉(zhuǎn)換速率部分之外的操作是可能的。具體地說(shuō)，應(yīng)當(dāng)使用高階非線性方程。
[0084]應(yīng)當(dāng)選擇掃描的開(kāi)始位置或取向，使得機(jī)器人100在任何給定的測(cè)試中在達(dá)到感興趣的第一位置和/或取向之前具有加速和達(dá)到其轉(zhuǎn)換速率的機(jī)會(huì)。類似地，應(yīng)當(dāng)選擇掃描的結(jié)束位置和/或取向，使得機(jī)器人100在測(cè)試中在機(jī)器人100開(kāi)始減速之前達(dá)到感興趣的最后位置和/或取向。
[0085]然后可以使用擬合到點(diǎn)1000的方程來(lái)估計(jì)與在掃描期間的任何時(shí)間對(duì)應(yīng)并且具體地說(shuō)與對(duì)圖像數(shù)據(jù)906記錄的時(shí)間戳對(duì)應(yīng)的位置和/或取向。例如，假定在圖10中表示的掃描期間記錄了 8個(gè)圖像，每一個(gè)圖像已經(jīng)在與虛線垂直線1010對(duì)應(yīng)的時(shí)間A、B、C、D、E、F、G和H(1012)處被記錄。對(duì)準(zhǔn)處理器916使用這些時(shí)間A-H(1012)和擬合的方程來(lái)估計(jì)在獲取圖像時(shí)的時(shí)間處的透鏡102的位置和/或取向1014。在此使用術(shù)語(yǔ)“估計(jì)”，因?yàn)閿M合的方程和曲線1004表示在掃描期間在時(shí)間和透鏡102的位置和/或取向之間的關(guān)系(“運(yùn)動(dòng)軌跡”)的估計(jì)。該估計(jì)可能是完美的；盡管如此，它在此被稱為估計(jì)。
[0086]在這種估計(jì)中的誤差可以由幾個(gè)因素引起，該幾個(gè)因素包括:時(shí)鐘不精確或四舍五入、用于測(cè)量機(jī)器人100的位置和/或取向的編碼器918的不準(zhǔn)確和機(jī)器人100在掃描的轉(zhuǎn)換部分期間移動(dòng)的速度上的變化。即使向記錄的位置和/或取向902分配的時(shí)間戳或向記錄的圖像數(shù)據(jù)906分配的時(shí)間戳包括不準(zhǔn)確，使用位置和/或取向的多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)1000和使用圖像數(shù)據(jù)的多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)402(圖4)，做平均以消除這些不準(zhǔn)確的效果。
[0087]在此使用的術(shù)語(yǔ)“估計(jì)”包括計(jì)算?？梢詧?zhí)行一個(gè)或多個(gè)計(jì)算來(lái)達(dá)到估計(jì)。在此使用的術(shù)語(yǔ)“擬合方程”和“擬合曲線”可以包括估計(jì)。曲線擬合是針對(duì)一系列數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)造具有最佳擬合的曲線或數(shù)學(xué)函數(shù)的公知處理，可能受到約束的限制。曲線擬合可以涉及插值或平滑，在插值中，要求對(duì)數(shù)據(jù)的精確擬合，在平滑中，構(gòu)造近似擬合數(shù)據(jù)的“平滑”函數(shù)。曲線或方程擬合可以包含多項(xiàng)式方程，可能包括對(duì)數(shù)或指數(shù)函數(shù)。
[0088]對(duì)準(zhǔn)處理器916 (圖9)使用它從圖像數(shù)據(jù)計(jì)算的透鏡的估計(jì)的位置和/或取向和聚焦得分實(shí)現(xiàn)了如上所述的對(duì)準(zhǔn)處理。例如，在圖10中的8個(gè)時(shí)間A-H(1012)可對(duì)應(yīng)于在圖4中的8個(gè)刻度線A-H(400)，其表示捕獲圖像并計(jì)算聚焦得分的沿z軸的位置。對(duì)準(zhǔn)處理器916向運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900發(fā)送命令(經(jīng)由連接920)，以驅(qū)動(dòng)測(cè)試過(guò)程掃描(以定位和定向機(jī)器人100)并且在粘結(jié)劑固化的同時(shí)最后將透鏡定位。
[0089]在其中圖像傳感器104每當(dāng)它捕獲圖像時(shí)產(chǎn)生同步信號(hào)的實(shí)施例中，可以向運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900提供該同步信號(hào)，如虛線902所示，并且，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900可以響應(yīng)于同步信號(hào)存儲(chǔ)透鏡102的位置和/或取向(或機(jī)器人100的位置和/或取向，從其可以確定透鏡102的位置和/或取向)。
[0090]在其中圖像傳感器104不產(chǎn)生同步信號(hào)的一些實(shí)施例中，測(cè)量系統(tǒng)904可以每當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)904獲取圖像數(shù)據(jù)采樣時(shí)合成同步信號(hào)，并且該合成的同步信號(hào)可以被提供到運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900，如虛線922所示。如上所述，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900可以響應(yīng)于該合成的同步信號(hào)來(lái)存儲(chǔ)透鏡102的位置和/或取向(或機(jī)器人100的位置和/或取向，據(jù)之可以確定透鏡102的位置和/或取向)。
[0091]圖1lA和IlB包含圖示本發(fā)明的實(shí)施例的操作的流程圖。在1100處，定位目標(biāo)106，因此透鏡102將目標(biāo)106的圖像投影在圖像傳感器104上。在1102處，如果運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900 (圖9)和測(cè)量系統(tǒng)904利用獨(dú)立的時(shí)鐘908和910，則將兩個(gè)時(shí)鐘908和910同步，或者記錄在該兩個(gè)時(shí)鐘之間的偏差，因此，由運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900記錄的時(shí)間可以與由測(cè)量系統(tǒng)904記錄的時(shí)間相關(guān)。
[0092]在1104處，連續(xù)掃描開(kāi)始。機(jī)器人100沿著z軸或沿著另一個(gè)軸或沿著包含幾個(gè)橫軸的復(fù)雜路徑來(lái)掃描透鏡102。在機(jī)器人100掃描透鏡102的同時(shí)，在1106處，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900(圖9)從編碼器918獲取數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)指示沿著軌跡來(lái)定位或定向透鏡(或機(jī)器人)。當(dāng)機(jī)器人100移動(dòng)透鏡102時(shí)，取得透鏡102的位置或取向的幾個(gè)測(cè)量值，由此產(chǎn)生透鏡102的多個(gè)時(shí)間上間隔的位置(為了說(shuō)明的簡(jiǎn)化，術(shù)語(yǔ)“位置”有時(shí)用于表示位置和/或取向)。
[0093]也從諸如時(shí)鐘908 (圖9)的時(shí)鐘記錄位置或取向的每一個(gè)被測(cè)量的時(shí)間。在1108處，位置測(cè)量值與取得該測(cè)量值的時(shí)間相關(guān)聯(lián)。在1110處，針對(duì)透鏡102的測(cè)量位置對(duì)照取得該測(cè)量值的時(shí)間，曲線擬合器914自動(dòng)擬合第一方程。該方程表示在掃描期間的在透鏡的位置和時(shí)間之間的估計(jì)關(guān)系。
[0094]在機(jī)器人100 (圖1)掃描透鏡102并且運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900 (圖9)獲取指示沿著軌跡在何處定位或定向透鏡(或機(jī)器人)的數(shù)據(jù)的同時(shí)，在1112處，測(cè)量系統(tǒng)904從圖像傳感器104獲取一系列時(shí)間上間隔的圖像(對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng))。可以對(duì)于每一個(gè)圖像分析聚焦質(zhì)量或指示透鏡102多好地與圖像傳感器104對(duì)準(zhǔn)的另一個(gè)度量。因此，每一個(gè)圖像包含指示在透鏡102和圖像傳感器104之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度的數(shù)據(jù)。應(yīng)當(dāng)在掃描的一部分期間獲取對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)，該掃描的一部分至少部分地與其間獲取透鏡位置1106的掃描的一部分重疊。然而，掃描的非重疊部分可以用于獲取對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)1112和透鏡位置1106。
[0095]在1114處，測(cè)量系統(tǒng)904開(kāi)始循環(huán)，該循環(huán)對(duì)每一個(gè)獲取的圖像執(zhí)行一次。在該循環(huán)內(nèi)，在1116處，測(cè)量系統(tǒng)904計(jì)算聚焦得分或指示在透鏡102和圖像傳感器104之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度的其他值。如所述，該值可以是圖像強(qiáng)度梯度、在目標(biāo)200的部分上的對(duì)比度值、簡(jiǎn)單強(qiáng)度或任何其他適當(dāng)值。在1118處，測(cè)量系統(tǒng)904使用獲取圖像的時(shí)間和表示在透鏡位置和時(shí)間之間的關(guān)系的第一方程來(lái)計(jì)算在獲取圖像的時(shí)間處的透鏡102的位置。在1120處，聚焦得分與其相應(yīng)的透鏡位置相關(guān)聯(lián)。如果存在更多圖像，則在1122處，該循環(huán)返回到1116，否則控制前進(jìn)到1124。
[0096]在1124處，針對(duì)聚焦得分對(duì)照相關(guān)聯(lián)的透鏡位置(當(dāng)獲取圖像時(shí)的時(shí)間)擬合第二方程。該第二方程表示在下述部分之間的估計(jì)的關(guān)系:(a)透鏡至傳感器的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)的程度(諸如，聚焦得分)，和(b)透鏡的位置。對(duì)準(zhǔn)處理器916然后計(jì)算第二方程的局部最大值。該局部最大值提供了透鏡102的良好對(duì)準(zhǔn)位置的估計(jì)。如所述，可以修改該對(duì)準(zhǔn)位置，以諸如補(bǔ)償粘結(jié)劑的預(yù)期收縮。無(wú)論怎樣，結(jié)果在此被稱為估計(jì)的對(duì)準(zhǔn)位置。機(jī)器人然后將透鏡102移動(dòng)到估計(jì)的對(duì)準(zhǔn)位置。
[0097]如所述，在1130處，可以迭代如上所述的操作以改善在諸如沿著z軸或圍繞y軸的旋轉(zhuǎn)的一個(gè)自由度內(nèi)的估計(jì)的對(duì)準(zhǔn)位置的精度。在1132處，如果需要，則對(duì)于自由度的每一個(gè)執(zhí)行這些操作。雖然流程圖指示可以在1130處完成用于單個(gè)自由度的所有操作并且然后對(duì)于另一個(gè)自由度在1132處執(zhí)行任何操作，但是不必是這種情況。換句話說(shuō)，可以將用于單個(gè)自由度的迭代與用于其他自由度的對(duì)準(zhǔn)過(guò)程混和。
[0098]透鏡102的位置和/或取向被記錄的時(shí)間，或者替代地，在相繼記錄之間的時(shí)間間隔可以被預(yù)編程、被自動(dòng)確定或是用戶可配置的。例如，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900 (圖9)可以基于將方程和要測(cè)試的距離或取向(角度)的總的范圍擬合的點(diǎn)的期望數(shù)量和機(jī)器人100移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的速率來(lái)自動(dòng)確定適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔。換句話說(shuō)，考慮到加速和減速的時(shí)間，可以自動(dòng)選擇時(shí)間間隔，使得在機(jī)器人行進(jìn)或旋轉(zhuǎn)距離或取向的整個(gè)范圍所花費(fèi)的時(shí)間中記錄期望數(shù)量的點(diǎn)。如所述，其間運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900(圖9)記錄透鏡102的相繼位置和/或取向的時(shí)間間隔可以但是不必是規(guī)則的。類似地，其間測(cè)量系統(tǒng)904從圖像傳感器104獲取相繼的圖像的時(shí)間間隔可以但是不必是規(guī)則的。因此，如在此使用，術(shù)語(yǔ)“時(shí)間上間隔”不必然表示以規(guī)則的時(shí)間間隔。
[0099]較之步進(jìn)掃描所允許的，使用連續(xù)掃描允許系統(tǒng)獲取更多的每單位時(shí)間的圖像和/或位置和/或取向采樣點(diǎn)。這些另外的點(diǎn)可以用于改善如上所述的曲線擬合的精度，而不負(fù)面地影響執(zhí)行單獨(dú)的掃描所需的時(shí)間?？蛇x地或替代地，時(shí)間節(jié)省(相比于步進(jìn)掃描)可以用于縮短整個(gè)對(duì)準(zhǔn)過(guò)程或執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)另外的迭代。
[0100]可以根據(jù)諸如電荷耦合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)的各種技術(shù)來(lái)制造圖像傳感器104。另外，圖像傳感器104輸出可以符合各種標(biāo)準(zhǔn)，諸如VGA、NTSC、PAL、SMIA、MIPI 或 HiSPI。
[0101]如在此使用，術(shù)語(yǔ)“透鏡”表示具有一個(gè)或多個(gè)傳統(tǒng)光學(xué)元件的物體。雖然在將透鏡與圖像傳感器對(duì)準(zhǔn)的上下文中一般地提出了上面的說(shuō)明，但是在此所述的方法和設(shè)備等同地適用于將其他光學(xué)元件(諸如光纖)與其他無(wú)源光學(xué)元件(諸如其他光纖)或與其他光學(xué)傳感器(諸如光電二極管)或與光學(xué)源(諸如發(fā)光二極管(LED)和激光器)對(duì)準(zhǔn)。集體地，在權(quán)利要求中將所有這樣的透鏡、圖像傳感器、光纖、光電二極管、LED和激光器等稱為“光學(xué)元件”。雖然已經(jīng)描述了將諸如透鏡的一個(gè)光學(xué)元件與諸如圖像傳感器的另一個(gè)光學(xué)元件的對(duì)準(zhǔn)，但是可以以適當(dāng)?shù)男薷娜缢鍪褂迷诖怂龅姆椒ê驮O(shè)備來(lái)將諸如幾條光纖的多個(gè)光學(xué)元件與諸如光學(xué)傳感器或光學(xué)源的單個(gè)光學(xué)元件對(duì)準(zhǔn)。而且，被對(duì)準(zhǔn)的光學(xué)元件可以但是不必全部被安裝在諸如印刷電路板、集成電路板或集成電路基板的常用基板上。
[0102]如在此和在權(quán)利要求中使用，“處理器”可以是:單個(gè)處理器；多處理器，諸如多核處理器或在單個(gè)或多個(gè)集成電路基板上或在單個(gè)或多個(gè)電路板上彼此互連的多個(gè)處理器；單個(gè)計(jì)算機(jī)或多個(gè)互連的計(jì)算機(jī)。雖然一些權(quán)利要求引用“通過(guò)處理器”執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)操作，但是應(yīng)當(dāng)明白:可以通過(guò)不同的處理器來(lái)執(zhí)行每一個(gè)操作；可以通過(guò)單個(gè)處理器執(zhí)行所有的操作；可以通過(guò)多個(gè)處理器的任何組合來(lái)執(zhí)行操作的任何組合；可以在多個(gè)處理器上分布單個(gè)操作的執(zhí)行；并且，這些和其他組合在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
[0103]如在權(quán)利要求中使用，術(shù)語(yǔ)“光學(xué)元件的位置”表示下述部分的至少一個(gè):光學(xué)元件的位置和光學(xué)元件的取向。即，術(shù)語(yǔ)“位置”表示位置和/或取向。如在此使用，術(shù)語(yǔ)“自動(dòng)”或“自動(dòng)地”表示沒(méi)有人為干涉地執(zhí)行，雖然人可以啟動(dòng)該執(zhí)行。例如，針對(duì)一組數(shù)據(jù)自動(dòng)擬合方程要求處理器確定方程的參數(shù)，而不用來(lái)自人的幫助。
[0104]雖然通過(guò)上述示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是可以在不偏離在此公開(kāi)的發(fā)明構(gòu)思的情況下進(jìn)行對(duì)于所說(shuō)明的實(shí)施例的修改和所說(shuō)明的實(shí)施例的改變。而且，可以以上面未列出和/或未明確地要求保護(hù)的方式來(lái)組合所公開(kāi)的方面或這些方面的部分。因此，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)被看作限于所公開(kāi)的實(shí)施例。
[0105]可以使用軟件、硬件或其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)900、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器902、測(cè)量系統(tǒng)904、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器906、曲線擬合器914、對(duì)準(zhǔn)處理器916、時(shí)鐘908和910、時(shí)鐘同步器912和在此所述的其他組件和處理?？梢杂蓤?zhí)行在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的指令的處理器來(lái)執(zhí)行這些功倉(cāng)泛。
[0106]雖然已經(jīng)參考流程圖和/或框圖來(lái)描述了實(shí)施例的方面，但是每一個(gè)方框的全部或一部分或方框的組合的功能、操作、判定等可以被組合、分離為獨(dú)立的操作或以其他順序被執(zhí)行。每一個(gè)方框的全部或一部分或方框的組合可以被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)程序指令(諸如軟件)、硬件(諸如組合邏輯、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或其他硬件)、固件或其組合?？梢杂蓤?zhí)行在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的指令或被在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的指令控制的處理器實(shí)現(xiàn)實(shí)施例。存儲(chǔ)器可以是適合于存儲(chǔ)控制軟件或其他指令和數(shù)據(jù)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、快閃存儲(chǔ)器或任何其他存儲(chǔ)器或其組合。限定本發(fā)明的功能的指令可以以許多形式被傳遞到處理器，該許多形式包括但是不限于:在永久有形非可寫入存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，在計(jì)算機(jī)內(nèi)的只讀存儲(chǔ)器裝置，諸如ROM ;或者，被計(jì)算機(jī)I/O附件可讀的裝置，諸如CD-ROM或DVD盤)上永久存儲(chǔ)的信息；在永久有形可寫入存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，軟盤、可裝卸快閃存儲(chǔ)器和硬盤驅(qū)動(dòng)器)上可改變地存儲(chǔ)的信息，或通過(guò)包括有線或無(wú)線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信介質(zhì)被傳送到計(jì)算機(jī)的信息。而且，雖然可以結(jié)合各個(gè)說(shuō)明性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述了實(shí)施例，但是可以使用多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)體現(xiàn)系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于把第一光學(xué)元件(102)與第二光學(xué)元件(104)主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述方法包括用處理器(108)執(zhí)行下述操作: 使機(jī)器人(100)沿著從開(kāi)始位置到結(jié)束位置的軌跡連續(xù)掃描(1104)所述第一光學(xué)元件(102)； 在所述機(jī)器人(100)從所述開(kāi)始位置到所述結(jié)束位置連續(xù)掃描所述第一光學(xué)元件(102)的同時(shí)，存儲(chǔ)(1106)所述第一光學(xué)元件(102)的多個(gè)時(shí)間上間隔的位置(1000，902)，并獲取(1112)多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)，其中，所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)產(chǎn)生于經(jīng)過(guò)所述第一光學(xué)元件(102)并且被所述第二光學(xué)元件(104)接收的光學(xué)信號(hào)，且包含用來(lái)指示所述第一光學(xué)元件(102)和所述第二光學(xué)元件(104)之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度的數(shù)據(jù)； 至少部分地基于所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)和所述第一光學(xué)元件(102)的所述多個(gè)時(shí)間上間隔的位置(1000，902)估計(jì)(1128)期望對(duì)準(zhǔn)位置；以及 使所述機(jī)器人(100)把所述第一光學(xué)元件(102)移動(dòng)(1128)到所述期望對(duì)準(zhǔn)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，存儲(chǔ)所述第一光學(xué)元件(102)的所述多個(gè)時(shí)間上間隔的位置(1000，902)包括:對(duì)所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)，按照與對(duì)該對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)獲取圖像數(shù)據(jù)的計(jì)時(shí)關(guān)系存儲(chǔ)所述第一光學(xué)元件的對(duì)應(yīng)的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 對(duì)所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)，按照與該對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的獲取的計(jì)時(shí)關(guān)系來(lái)產(chǎn)生同步信號(hào)(920，922)； 其中，存儲(chǔ)所述第一光學(xué)元件(102)的所述多個(gè)時(shí)間上間隔的位置(1000，902)包括:對(duì)所述多個(gè)時(shí)間上間隔的位置的每一個(gè)位置，響應(yīng)于所述同步信號(hào)(920，922)來(lái)存儲(chǔ)所述第一光學(xué)元件的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括: 基于所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)和所述第一光學(xué)元件(102)的所述多個(gè)時(shí)間上間隔的位置(1000，902)估計(jì)在下述二者之間的關(guān)系(1124): (a)所述第一光學(xué)元件(102)和所述第二光學(xué)元件(104)之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度，和 (b)所述第一光學(xué)元件(102)的位置； 其中，估計(jì)(1128)所述期望對(duì)準(zhǔn)位置包括基于所述關(guān)系來(lái)估計(jì)所述期望對(duì)準(zhǔn)位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中: 所述第二光學(xué)元件(103)包括數(shù)字圖像傳感器；并且 獲取所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)包括:對(duì)所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)，從所述數(shù)字圖像傳感器獲取相應(yīng)圖像的圖像數(shù)據(jù)，并且按照與獲取該圖像數(shù)據(jù)的計(jì)時(shí)關(guān)系來(lái)產(chǎn)生所述同步信號(hào)(920，922)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，產(chǎn)生所述同步信號(hào)(920，922)包括:利用所述數(shù)字圖像傳感器(104)產(chǎn)生所述同步信號(hào)(920，922)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 對(duì)所述第一光學(xué)元件(102)的所述多個(gè)時(shí)間上間隔的位置(1000，902)的每一個(gè)位置，存儲(chǔ)獲取該位置的對(duì)應(yīng)獲取時(shí)間； 基于所述第一光學(xué)元件(102)的所述多個(gè)時(shí)間上間隔的位置(1000，902)和每一個(gè)位置的相應(yīng)的獲取時(shí)間來(lái)估計(jì)(1110) (a)所述第一光學(xué)元件(102)的位置和(b)時(shí)間之間的第一關(guān)系; 使用所述時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)被獲取時(shí)的時(shí)間和所述第一關(guān)系來(lái)估計(jì)(1118)與所述時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的相應(yīng)一些被獲取時(shí)的時(shí)間相對(duì)應(yīng)的所述第一光學(xué)元件的多個(gè)位置； 基于所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)和所述第一光學(xué)元件的所述多個(gè)位置估計(jì)(1124)下述二者之間的第二關(guān)系: (a)所述第一光學(xué)元件(102)和所述第二光學(xué)元件(104)之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度，和 (b)所述第一光學(xué)元件(102)的位置； 其中，估計(jì)(1128)所述期望對(duì)準(zhǔn)位置包括:基于所述第二關(guān)系來(lái)估計(jì)所述期望對(duì)準(zhǔn)位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中: 存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)獲取時(shí)間包括:訪問(wèn)第一時(shí)鐘(908);并且 獲取所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)包括:對(duì)所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)，訪問(wèn)與所述第一時(shí)鐘(908)不同的第二時(shí)鐘(910)； 并且，所述方法進(jìn)一步包括: 同步(1102)所述第一時(shí)鐘(908)與所述第二時(shí)鐘(910)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中: 存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)獲取時(shí)間包括:訪問(wèn)第一時(shí)鐘(908);并且 獲取所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)包括:對(duì)所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)，訪問(wèn)與所述第一時(shí)鐘(908)不同的第二時(shí)鐘(910)； 并且所述方法進(jìn)一步包括: 計(jì)算(1102)所述第一時(shí)鐘(908)和所述第二時(shí)鐘(910)之間的偏差；并且 存儲(chǔ)(1102)所述偏差。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述第一光學(xué)元件(102)包括透鏡，并且所述第二光學(xué)元件(104)包括圖像傳感器，所述方法進(jìn)一步包括: 定位(1100)目標(biāo)(106，200)，使得所述透鏡(102)把所述目標(biāo)(106，200)的圖像投影在所述圖像傳感器上； 其中，指示所述第一光學(xué)元件(102)和所述第二光學(xué)元件(104)之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度的數(shù)據(jù)(906)包括從所述圖像傳感器獲取的圖像數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，估計(jì)所述第二關(guān)系包括: 分析所述圖像數(shù)據(jù)以計(jì)算(1116)多個(gè)聚焦得分；并且 使所述第一光學(xué)元件(102)和所述第二光學(xué)元件(104)之間的所述光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度基于所述多個(gè)聚焦得分。
12.一種用于把第一光學(xué)元件(102)與第二光學(xué)元件(104)主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 機(jī)器人(100)，所述機(jī)器人(100)被配置為握持所述第一光學(xué)元件(102)； 運(yùn)動(dòng)控制器(108，900)，所述運(yùn)動(dòng)控制器(108，900)被配置為使所述機(jī)器人(100)沿著從開(kāi)始位置到結(jié)束位置的軌跡連續(xù)掃描所述第一光學(xué)元件(102)，并且，在所述機(jī)器人(100)從所述開(kāi)始位置到所述結(jié)束位置連續(xù)掃描所述第一光學(xué)元件(102)的同時(shí)，存儲(chǔ)所述第一光學(xué)元件(102)的多個(gè)時(shí)間上間隔的位置(902)； 測(cè)量控制器(108，904)，所述測(cè)量控制器(108，904)被配置，使得在所述機(jī)器人(100)從所述開(kāi)始位置到所述結(jié)束位置連續(xù)掃描所述第一光學(xué)元件(102)的同時(shí)，獲取多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)，其中，所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)產(chǎn)生于經(jīng)過(guò)所述第一光學(xué)元件(102)并且被所述第二光學(xué)元件(104)接收的光學(xué)信號(hào)，且包含用來(lái)指示在所述第一光學(xué)元件(102)和所述第二光學(xué)元件(104)之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度的數(shù)據(jù)；以及 對(duì)準(zhǔn)處理器(108，916)，所述對(duì)準(zhǔn)處理器(108，916)被配置為至少部分地基于所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)和所述第一光學(xué)元件(102)的所述多個(gè)時(shí)間上間隔的位置(902)來(lái)估計(jì)期望對(duì)準(zhǔn)位置，并且使所述機(jī)器人(100)把所述第一光學(xué)元件(102)移動(dòng)到所述期望對(duì)準(zhǔn)位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述運(yùn)動(dòng)控制器(108，900)被配置為對(duì)所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)，按照與對(duì)該對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)獲取圖像數(shù)據(jù)的計(jì)時(shí)關(guān)系存儲(chǔ)所述第一光學(xué)元件(102)的對(duì)應(yīng)的位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中: 所述測(cè)量控制器(108，904)被配置為對(duì)所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)，按照與該對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的獲取的計(jì)時(shí)關(guān)系來(lái)產(chǎn)生同步信號(hào)(920，922);并且 所述運(yùn)動(dòng)控制器(108，900)被配置為響應(yīng)于所述同步信號(hào)(922)來(lái)存儲(chǔ)所述第一光學(xué)元件的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述對(duì)準(zhǔn)處理器(108，916)被配置為: 基于所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)和所述第一光學(xué)元件(102)的所述多個(gè)時(shí)間上間隔的位置(902)估計(jì)在下述二者之間的關(guān)系: (a)所述第一光學(xué)元件(102)和所述第二光學(xué)元件(104)之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度，和 (b)所述第一光學(xué)元件(102)的位置；并且 基于所述關(guān)系來(lái)估計(jì)所述期望對(duì)準(zhǔn)位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中: 所述第二光學(xué)元件(104)包括數(shù)字圖像傳感器；以及 所述測(cè)量控制器(108，904)被配置為對(duì)所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)，從所述數(shù)字圖像傳感器獲取相應(yīng)的圖像的圖像數(shù)據(jù)，并且按照與獲取該圖像數(shù)據(jù)的計(jì)時(shí)關(guān)系來(lái)產(chǎn)生所述同步信號(hào)(922)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述第二光學(xué)元件(104)包括數(shù)字圖像傳感器，所述數(shù)字圖像傳感器被配置為產(chǎn)生所述同步信號(hào)(920)。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中: 所述運(yùn)動(dòng)控制器(108，900)被配置為，對(duì)所述第一光學(xué)元件(102)的所述多個(gè)時(shí)間上間隔的位置(902)的每一個(gè)位置，存儲(chǔ)獲取該位置的對(duì)應(yīng)的第一獲取時(shí)間； 曲線擬合器(108，914)，所述曲線擬合器(108，914)被配置為基于所述第一光學(xué)元件(102)的所述多個(gè)時(shí)間上間隔的位置(902)和每一個(gè)位置的相應(yīng)的獲取時(shí)間來(lái)估計(jì)(a)所述第一光學(xué)元件(102)的位置和(b)時(shí)間之間的第一關(guān)系； 所述對(duì)準(zhǔn)處理器(108，916)被配置為: 使用所述時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)被獲取時(shí)的時(shí)間和所述第一關(guān)系估計(jì)與所述時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)的相應(yīng)的一些被獲取時(shí)的時(shí)間相對(duì)應(yīng)的所述第一光學(xué)元件(102)的多個(gè)位置； 基于所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)和所述第一光學(xué)元件的所述多個(gè)位置估計(jì)下述二者之間的第二關(guān)系:(a)所述第一光學(xué)元件(102)和所述第二光學(xué)元件(104)之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度，和(b)所述第一光學(xué)元件(102)的位置；并且基于所述第二關(guān)系來(lái)估計(jì)所述期望對(duì)準(zhǔn)位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 耦接到所述運(yùn)動(dòng)控制器(108，900)的第一時(shí)鐘(908);以及 耦接到所述測(cè)量控制器(108，904)的、與所述第一時(shí)鐘(908)不同的第二時(shí)鐘(910)； 其中: 所述運(yùn)動(dòng)控制器(108，900)被配置為從所述第一時(shí)鐘(908)獲得每一個(gè)第一獲取時(shí)間；并且 所述測(cè)量控制器(108，904)被配置為存儲(chǔ)從所述第二時(shí)鐘(910)獲得的、與所述多個(gè)時(shí)間上間隔的數(shù)據(jù)項(xiàng)(904)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的獲取時(shí)間相對(duì)應(yīng)的第二獲取時(shí)間； 并且所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 時(shí)鐘同步器(108，912)，所述時(shí)鐘同步器(108，912)耦接到所述第一時(shí)鐘(908)和所述第二時(shí)鐘(910)，并且被配置為同步所述第一時(shí)鐘(908)與所述第二時(shí)鐘(910)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 耦接到所述運(yùn)動(dòng)控制器(108，900)的第一時(shí)鐘(908);以及 耦接到所述測(cè)量控制器(108，904)的、與所述第一時(shí)鐘(908)不同的第二時(shí)鐘(910)； 其中: 所述運(yùn)動(dòng)控制器(108，900)被配置為從所述第一時(shí)鐘(908)獲得每一個(gè)第一獲取時(shí)間；并且 所述測(cè)量控制器(108，904)被配置為存儲(chǔ)從所述第二時(shí)鐘(910)獲得的、與所述多個(gè)時(shí)間上間隔的數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)的獲取時(shí)間相對(duì)應(yīng)的第二獲取時(shí)間； 并且所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 時(shí)鐘同步器(108，92)，所述時(shí)鐘同步器(108，92)耦接到所述第一時(shí)鐘(908)和所述第二時(shí)鐘(910)，并且被配置為計(jì)算所述第一時(shí)鐘(908)和所述第二時(shí)鐘(910)之間的偏差，并且存儲(chǔ)所述偏差。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中: 所述第一光學(xué)元件(102)包括透鏡； 所述第二光學(xué)元件(104)包括圖像傳感器； 并且所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 目標(biāo)(106，200)，所述目標(biāo)(106，200)被定位，使得所述透鏡把所述目標(biāo)(106，200)的圖像投影在所述圖像傳感器上；并且 其中，指示所述第一光學(xué)元件(102)和所述第二光學(xué)元件(104)之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度的數(shù)據(jù)(906)包括從所述圖像傳感器獲取的圖像數(shù)據(jù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述對(duì)準(zhǔn)處理器(108，916)被配置為，在估計(jì)所述第二關(guān)系期間: 分析所述圖像數(shù)據(jù)以計(jì)算多個(gè)聚焦得分(906);并且 使所述第一光學(xué)元件(102)和所述第二光學(xué)元件(104)之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度基于所述多個(gè)聚焦得分。
23.一種用于把第一光學(xué)元件(102)與第二光學(xué)元件(104)主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀程序代碼被存儲(chǔ)在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，所述計(jì)算機(jī)可讀程序代碼被配置為: 使機(jī)器人(100)沿著從開(kāi)始位置到結(jié)束位置的軌跡連續(xù)掃描所述第一光學(xué)元件(102)； 在所述機(jī)器人(100)從所述開(kāi)始位置到所述結(jié)束位置連續(xù)掃描所述第一光學(xué)元件(102)的同時(shí): 存儲(chǔ)所述第一光學(xué)元件(902)的多個(gè)時(shí)間上間隔的位置(902);并且 獲取多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)，其中，所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng): 產(chǎn)生于經(jīng)過(guò)所述第一光學(xué)元件(102)并且被所述第二光學(xué)元件(104)接收的光學(xué)信號(hào)；并且 包含用來(lái)指示所述第一光學(xué)元件(102)和所述第二光學(xué)元件(104)之間的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)程度的數(shù)據(jù)； 至少部分地基于所述多個(gè)時(shí)間上間隔的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)(906)和所述第一光學(xué)元件(102)的所述多個(gè)時(shí)間上間隔的位置估計(jì)期望對(duì)準(zhǔn)位置；以及 使所述機(jī)器人(100)把所述第一光學(xué)元件(102)移動(dòng)到所述期望的對(duì)準(zhǔn)位置。
【文檔編號(hào)】G02B27/62GK104350408SQ201380026472
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月13日
【發(fā)明者】安德烈·比 申請(qǐng)人:自動(dòng)化工程機(jī)械公司