[发明专利]图像测量设备的发光二级管照明方法和装置

说明书

在对待测工件执行低亮度连续照明、以及频闪照明和高亮度连续照明其中二者之一的图像测量设备中，使用普通高亮度LED，并且驱动电路可在伪连续照明、与频闪照明和连续照明其中二者之一之间进行切换。在伪连续照明中，通过脉冲发光减小平均亮度。在频闪照明中，瞬时地发出高亮度光。通过改变高亮度LED的发光周期而进行在伪连续照明、与频闪照明和连续照明其中二者之一之间的切换。

相关申请的交叉引用

根据美国专利法第119，本申请要求2012年11月19日提交的日本申请No.2012-253716的优先权，该申请的公开内容明确地通过引用将其整体并入本文。

技术领域

本发明涉及用于图像测量设备的LED照明方法和装置。特别是，本发明涉及用于图像测量设备的LED照明方法和装置，其适用于在使用普通高亮度LED的图像测量设备中使用，并在测量对象(下面称作“工件”)上进行低亮度连续照明和高强度频闪照明或高亮度连续照明。

背景技术

传统上如图1中所示，CNC图像测量设备在进行一个测量位置的测量时，相对于诸如CCD摄像机等的成像设备移动测量平台，将测量平台停止在该测量位置处，通过调节照明光量来获取工件的图像信息，并设定测量工具，对所获取的图像信息执行诸如边缘检测的图像处理。在包括测量1和测量2等等的所有测量位置处重复该测量，从而对所需位置执行测量。下面，将这种测量模式称作“标准测量模式”。

另一方面，为了提高测量生产率，已知有这样一种图像测量设备，其具有的测量模式为，在执行测量操作时无需将测量平台相对于成像设备停止在测量位置处。下面，将这种测量模式称作“无停止测量模式”。参见例如PCT国际申请No.2004-535587(第[0005]-[0006]段，图2)的日文翻译。如图2中所示，这种图像测量设备通过输入瞬时图像信息进行图像测量，而瞬时图像信息是通过频闪地照明工件或者用具有快门的CCD摄像机对工件进行成像而获取的，无需将测量平台停止在测量位置处。无停止测量模式的优点在于，通过适当设定平台移动速度与频闪脉冲宽度之间的关系而实现高速测量，且基本上不会降低测量精度。

近年来，具有更高亮度的LED、即高亮度LED得到了发展且已经商业化。因而，可使用高亮度LED来实现标准测量模式下的连续照明和无停止测量模式下的频闪照明。

然而，当LED连续发光时，例如当在标准测量模式中连续地观察工件时，使用额定功率点亮的高亮度LED会过亮。从而，必须用较小的功率来驱动该LED。不过，高亮度LED的特点在于，其在用大电流进行高亮度发光时是稳定的，而在用小电流进行低亮度发光时不能保持恒定的亮度，亮度随时间改变，从而不稳定。因此，为了使高亮度LED实现稳定的低亮度发光，要减小输送给LED的功率，通常通过在LED发光周期中输送较大电流，但执行间歇发光(脉冲发光)。

另一方面，在相同图像测量设备中，在无停止测量模式下当在工件移动的同时获取图像时，已知的一种方法是通过高亮度光在工件上执行瞬时照明(称作频闪光发射)而获取图像数据，以防止图像模糊。

在此情形中，为了获得不模糊的图像，LED的光发射必须是具有短发光间隔的频闪光。为了获取高精度的图像，必须按照诸如保持恒定发光间隔、恒定光量(亮度或光发射周期)等方式，对频闪光进行高精度的控制。

然而，当通过向图3A中所示的脉冲发光光源发出如图3B中所示的频闪照明命令间歇地点亮LED时，由于频闪光发射的发光间隔与脉冲光发射的间歇发光之间周期的差异性，如图3C中所示，导致难以再现出稳定的发光周期。

低亮度LED和高亮度LED可以被分别用于连续照明和频闪照明。不过，人们并不希望这样，因为这会增加光学组件的数量。