CN106292003B - 一种用于光学检测lcd屏幕的自动调整方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整方法、装置及系统，涉及自动控制技术领域，为解决在更换被测物后，需要操作人员手动调节的问题而发明。该系统包括：相机镜头架、相机镜头、物距调整装置、焦距调整装置和控制器，方法包括：获取相机镜头视场里的被测物的第一图像；控制焦距调整装置调节焦距，调节焦距为根据第一图像，生成焦距控制指令，将焦距控制指令发送至变焦电机；控制物距调整装置调节物距，调节物距为根据第一图像，生成物距控制指令，将物距控制指令发送至物距电机；在控制物距调整装置调节物距后，根据调整结果再次控制焦距调整装置调节焦距。本发明主要应用于检测LCD屏幕的过程中。

Description

一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整方法、装置及系统。

背景技术

AOI(Automatic Optic Inspection，自动光学检测)，是新兴的检测技术，是基于光学原理对某一物品的常见缺陷进行检测。常见的LCD屏幕尺寸从3.5寸到7.9寸不等，而且其相应的分辨率也从960*640像素到2560*1536像素不等。在光学检测LCD屏幕的过程中，为保证检测正确率，要求被检测的LCD屏幕的一个像素点至少需要对应检测相机的9个像素点，即LCD屏幕成像占相机视场的比例越大越好。因此，如果检小屏幕时，相机离被检测物就比较近；如果检大屏幕时，相机就需要离被检测物就比较远。当相机与被检测物之间的距离发生变化后，新的图像就变得模糊，此时需要通过调节相机的调焦圈来调节图像的清晰度。

现有的自动调焦镜头，通过在镜头内设置移动镜片组的电机，再接收相机给镜头发送的调整命令控制电机实现调焦。但是能够实现自动调焦功能镜头必须匹配相同厂商的相机才能使用。而在AOI检测中使用的高稳定性高分辨率的工业相机的生产商通常不生产镜头，而生产自动调焦镜头的生产商又不生产工业相机，因此现场的镜头都是采用手动调节胶圈的方式来进行调焦。

现有技术中，在更换被测物后，需要重新调整相机高度和相机调焦圈，在调节过程中一方面需要操作人员有丰富的调节经验，另一方面需要花费大量的时间，严重影响AOI检测设备的检测效率。随着人工成本的增加，工厂的生产线都往无人全自动化产线方向发展，操作人员难以进入产线内进行调节。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整方法、装置及系统，能够解决在更换被测物后，需要操作人员手动调节的问题。

根据本发明的实施例，提供了一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整系统，所述系统包括：相机镜头架、相机镜头、物距调整装置、焦距调整装置和控制器；

所述相机镜头，用于拍摄被测物；

所述相机镜头架，用于固定相机镜头；

所述物距调整装置，用于调整所述相机镜头与所述被测物之间的物距，包括物距电机、丝杠和物距原点传感器，所述相机镜头架设置在所述丝杠上，所述丝杠与所述物距电机连接，所述物距原点传感器设置在所述丝杠上；

所述焦距调整装置，用于调整所述相机镜头与所述被测物之间的焦距，包括变焦电机、锁紧齿条和焦距原点传感器，所述锁紧齿条锁紧在所述相机镜头的调焦圈上、所述锁紧齿条与所述变焦电机的齿轮相互啮合，所述焦距原点传感器设置在所述相机镜头架上；

所述控制器，用于获取所述相机镜头视场里的所述被测物的第一图像；控制所述焦距调整装置调节焦距，所述调节焦距为根据所述第一图像，生成焦距控制指令，将所述焦距控制指令发送至所述变焦电机，以使得所述调焦圈随着所述锁紧齿条转动；控制所述物距调整装置调节物距，所述调节物距为根据所述第一图像，生成物距控制指令，将所述物距控制指令发送至所述物距电机，以使得所述相机镜头随着所述相机镜头架沿所述丝杠移动；在控制所述物距调整装置调节物距后，根据调整结果再次控制所述焦距调整装置调节焦距。

根据本发明实施例，还提供了一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整方法，用于调整物距和焦距的系统，所述系统包括：相机镜头架、相机镜头、物距调整装置、焦距调整装置和控制器，所述方法包括：

获取所述相机镜头视场里的所述被测物的第一图像；

控制所述焦距调整装置调节焦距，所述调节焦距为根据所述第一图像，生成焦距控制指令，将所述焦距控制指令发送至所述变焦电机，以使得所述调焦圈随着所述锁紧齿条转动；

控制所述物距调整装置调节物距，所述调节物距为根据所述第一图像，生成物距控制指令，将所述物距控制指令发送至所述物距电机，以使得所述相机镜头随着所述相机镜头架沿所述丝杠移动；

在控制所述物距调整装置调节物距后，根据调整结果再次控制所述焦距调整装置调节焦距。

根据本发明实施例，还提供了一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整装置，用于调整物距和焦距的系统，所述系统包括：相机镜头架、相机镜头、物距调整装置、焦距调整装置和控制器，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于获取所述相机镜头视场里的所述被测物的第一图像；

调节焦距单元，用于控制所述焦距调整装置调节焦距，所述调节焦距为根据所述第一图像，生成焦距控制指令，将所述焦距控制指令发送至所述变焦电机，以使得所述调焦圈随着所述锁紧齿条转动；

调节物距单元，用于控制所述物距调整装置调节物距，所述调节物距为根据所述第一图像，生成物距控制指令，将所述物距控制指令发送至所述物距电机，以使得所述相机镜头随着所述相机镜头架沿所述丝杠移动；

所述调节焦距单元，还用于在控制所述物距调整装置调节物距后，根据调整结果再次控制所述焦距调整装置调节焦距。

由以上技术方案可知，本发明提供的一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整方法、装置及系统，自动调整系统包括相机镜头架、相机镜头、物距调整装置、焦距调整装置和控制器，通过控制器控制物距调整装置和焦距调整装置，实现相机镜头与被测物之间的物距和相机镜头的焦距。通过相机镜头的拍摄图像，控制器的图像处理功能，控制器对物距调整装置控制，以及控制器对焦距调整装置的控制，实现在光学检测LCD屏幕过程中的自动调整。与现有技术中，在光学检测LCD屏幕更换被检测LCD屏幕大小后，手动调整相比，能够实现符合检测需求的自动调整，不需要操作人员手动调节，节约人工成本，也节省调试时间。同时还能增加调整的准确度，和多个AOI检测设备被测物拍摄图像的一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于光学检测LCD屏幕自动调整系统示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种用于光学检测LCD屏幕自动调整系统示意图；

图3为本发明实施例提供的第一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的第二种用于光学检测LCD屏幕的自动调整方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的第三种用于光学检测LCD屏幕的自动调整方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整方法的焦距调整流程图；

图7为本发明实施例提供的一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整方法的物距调整流程图；

图8为本发明实施例提供的一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整装置的组成框图。

其中，11-相机镜头架、12-相机镜头、13-物距调整装置、131-物距电机、132-丝杠，133-物距原点传感器，14-焦距调整装置，141-变焦电机、142-锁紧齿条、143-焦距原点传感器，15-控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整系统，如图1和图2所示，所述系统包括：相机镜头架11、相机镜头12、物距调整装置13、焦距调整装置14和控制器15；

所述相机镜头12，用于拍摄被测物。

所述相机镜头是AOI光学检测系统的一个重要部件，用于拍摄被测物，本发明主要针对LCD屏幕的检测。

所述相机镜头架11，用于固定相机镜头12。

相机镜头架用于固定相机镜头，在本发明实施例中对相机镜头架的具体形状及包括的部件不做限定。

所述物距调整装置13，用于调整所述相机镜头12与所述被测物之间的物距，包括物距电机131、丝杠132和物距原点传感器133，所述相机镜头架11设置在所述丝杠132上，所述丝杠132与所述物距电机131连接，所述物距原点传感器133设置在所述丝杠132上。

物距调整装置与相机镜头架连接，物距调整装置在移动时，带动相机镜头架移动，以调节相机镜头架上的相机镜头与被测物之间的距离。具体的相机镜头架设置在物距调整装置的丝杆上，通过丝杆带动相机镜头架移动，丝杆能够将连接的物距电机的转动转换成沿丝杆方向的移动。

物距调整装置，还包括供电模块、数据接收模块、电机驱动模块等，在本发明实施例中对实现物距调整装置的公知部分，不做详细阐述。

所述焦距调整装置14，用于调整所述相机镜头12与所述被测物之间的焦距，包括变焦电机141、锁紧齿条142和焦距原点传感器143，所述锁紧齿条142锁紧在所述相机镜头12的调焦圈上、所述锁紧齿条142与所述变焦电机141的齿轮相互啮合，所述焦距原点传感器143设置在所述相机镜头架11上。

焦距调整装置与相机镜头连接，焦距调整装置中的变焦电机转动时带动锁紧齿条转动，锁紧齿条带动锁紧的相机镜头的调焦圈，通过驱动电机实现对调焦圈的调节。

焦距调整装置，还包括供电模块、数据接收模块、电机驱动模块等，在本发明实施例中对实现焦距调整装置的公知部分，不做详细阐述。

所述控制器15，用于获取所述相机镜头12视场里的所述被测物的第一图像；控制所述焦距调整装置14调节焦距，所述调节焦距为根据所述第一图像，生成焦距控制指令，将所述焦距控制指令发送至所述变焦电机141，以使得所述调焦圈随着所述锁紧齿条142转动；控制所述物距调整装置13调节物距，所述调节物距为根据所述第一图像，生成物距控制指令，将所述物距控制指令发送至所述物距电机131，以使得所述相机镜头12随着所述相机镜头12架11沿所述丝杠132移动；在控制所述物距调整装置13调节物距后，根据调整结果再次控制所述焦距调整装置14调节焦距。

控制器中包括显示屏、输入设备和输出设备，显示屏可以显示被测物的图像信息和其他相关参数，输入设备和输出设备能够传输控制信号，同时能够实现人机交互。在人机交互的过程中，可以对相关参数做修改。

可选地，所述物距电机131通过联轴器与所述丝杠132连接，所述丝杠132通过滑块与所述相机镜头12架11连接，所述滑块在所述物距电机131转动时上下运动。

由以上技术方案可知，本发明提供的一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整系统，自动调整系统包括相机镜头架、相机镜头、物距调整装置、焦距调整装置和控制器，通过控制器控制物距调整装置和焦距调整装置，实现相机镜头与被测物之间的物距和相机镜头的焦距。通过相机镜头的拍摄图像，控制器的图像处理功能，控制器对物距调整装置控制，以及控制器对焦距调整装置的控制，实现在光学检测LCD屏幕过程中的自动调整。与现有技术中，在光学检测LCD屏幕更换被检测LCD屏幕大小后，手动调整相比，能够实现符合检测需求的自动调整，不需要操作人员手动调节，节约人工成本，也节省调试时间。同时还能增加调整的准确度，和多个AOI检测设备被测物拍摄图像的一致性。

本发明实施例提供了第一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整方法，用于调整物距和焦距的系统，所述系统包括：相机镜头架、相机镜头、物距调整装置、焦距调整装置和控制器，如图3所示，所述方法包括：

S301、获取所述相机镜头视场里的所述被测物的第一图像。

通过相机镜头视场，能观测到被测物的图像，只有在相机镜头视场里被观测到才能获取到被测物的图像。

S302、控制所述焦距调整装置调节焦距，所述调节焦距为根据所述第一图像，生成焦距控制指令，将所述焦距控制指令发送至所述变焦电机，以使得所述调焦圈随着所述锁紧齿条转动。

通过分析第一图像，判断是否需要调节焦距。控制器控制焦距调整装置调节焦距，在控制过程中，控制器与焦距调整装置之间存在交互过程，需要经过多次的交互调整，才能完成焦距的调节。控制器生成焦距控制指令，焦距调整装置中的变焦电机接收焦距控制指令，以使得调焦圈随着变焦电机锁紧齿条的转动而转动。

S303、控制所述物距调整装置调节物距，所述调节物距为根据所述第一图像，生成物距控制指令，将所述物距控制指令发送至所述物距电机，以使得所述相机镜头随着所述相机镜头架沿所述丝杠移动。

调整焦距后，判断是否需要调节物距。控制器控制物距调整装置调节物距，在控制过程中，控制器与物距调整装置之间存在交互过程，需要经过多次的交互调整，才能完成物距的调节。控制器生成物距控制指令，物距调整装置中的物距电机接收物距控制指令，以使得相机镜头随着相机镜头架沿丝杆移动。

S304、在控制所述物距调整装置调节物距后，根据调整结果再次控制所述焦距调整装置调节焦距。

在控制所述物距调整装置调节物距后，由于物距的改变会影响图像的的拍摄效果，所以还需要再次调节焦距。

由以上技术方案可知，本发明提供的一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整方法，自动调整系统包括相机镜头架、相机镜头、物距调整装置、焦距调整装置和控制器，通过控制器控制物距调整装置和焦距调整装置，实现相机镜头与被测物之间的物距和相机镜头的焦距。通过相机镜头的拍摄图像，控制器的图像处理功能，控制器对物距调整装置控制，以及控制器对焦距调整装置的控制，实现在光学检测LCD屏幕过程中的自动调整。与现有技术中，在光学检测LCD屏幕更换被检测LCD屏幕大小后，手动调整相比，能够实现符合检测需求的自动调整，不需要操作人员手动调节，节约人工成本，也节省调试时间。同时还能增加调整的准确度，和多个AOI检测设备被测物拍摄图像的一致性。

本发明实施例还提供了第二种用于光学检测LCD屏幕的自动调整方法，用于调整物距和焦距的系统，所述系统包括：相机镜头架、相机镜头、物距调整装置、焦距调整装置和控制器，如图4所示，包括：

S401、获取变焦电机的焦距脉冲计数值，所述焦距脉冲计数值为所述变焦电机的焦距脉冲偏移量。

控制器给变焦电机发送脉冲信号实现变焦电机的转动，脉冲信号包括正脉冲信号和负脉冲信号，以实现变焦电机的正传或反转。统计焦距脉冲计数值时，正脉冲信号和负脉冲信号相互抵消，焦距脉冲计数值表示与初始变焦电机的状态相比，变焦电机相对移动的脉冲数量。

S402、根据所述焦距脉冲计数值，生成焦距原点控制信号，所述焦距原点控制信号用于抵消所述焦距脉冲偏移量。

焦距原点控制信号用于抵消就焦距脉冲偏移量，例如焦距脉冲计数值为+5，表示变焦电机的偏移量为5个正向脉冲，那么焦距原点控制信号为5个负向脉冲，以抵消焦距脉冲偏移量，使得焦距脉冲计数值为零。

S403、将所述焦距原点控制信号发送至所述变焦电机，以便所述变焦电机回转到初始位置。

发送焦距原点控制信号，发送信号可以通过有线通信方式传输，也可以通过无线方式传输，在本发明实施例中不做限定。在变焦电机接收到焦距原点控制信号后，转动变焦电机，使得变焦电机回到原点。

S404、获取焦距感应信号，所述焦距感应信号由检测所述变焦电机是否回到原点的焦距原点传感器发出。

在将焦距原点控制信号发送至变焦电机之后，并不知道什么时候变焦电机带动调焦圈回到原点，所以获取变焦电机上设置的焦距原点传感器的焦距感应信号。通过焦距感应信号，反映变焦电机是否回到原点。

S405、当所述焦距感应信号为已回归原点信号时，确定所述变焦电机已回到原点。

已回归原点信号，变焦电机回到原点的信号，是根据焦距原点传感器的检测特性决定的。例如，焦距原点传感器是电磁传感器，当调焦圈回到原点时，传感器内部的磁铁动作，带动开关触点吸合，通知控制器调焦圈已经到达原点。具体的是通过电平信号检测调焦圈是否到达原点，在检测端口经接近开关接到5V电源上，同时接一个电阻接地，当开关闭合以后，检测端口的电平变为高电平，断开之后为低电平，也就是上拉电路。

对焦原点是比实际拍摄所需最小物距更小的一个调焦环位置，能够测量的LCD屏幕最小尺寸为4寸，由于比4寸大的屏幕，要得最佳拍摄比例，所需的最佳物距大于0.3米因此使用最小尺寸的屏幕来确定对焦原点。把4寸屏幕放到拍摄位置，假设此时最佳物距是0.3m，那么物距原点设为0.2m。0.1m为保护距离，以便容忍机械系统的误差。

S406、获取所述相机镜头视场里的所述被测物的第一图像。

S407、控制所述焦距调整装置调节焦距，所述调节焦距为根据所述第一图像，生成焦距控制指令，将所述焦距控制指令发送至所述变焦电机，以使得所述调焦圈随着所述锁紧齿条转动。

S408、控制所述物距调整装置调节物距，所述调节物距为根据所述第一图像，生成物距控制指令，将所述物距控制指令发送至所述物距电机，以使得所述相机镜头随着所述相机镜头架沿所述丝杠移动。

S409、在控制所述物距调整装置调节物距后，根据调整结果再次控制所述焦距调整装置调节焦距。

本发明实施例还提供了第三种用于光学检测LCD屏幕的自动调整方法，用于调整物距和焦距的系统，所述系统包括：相机镜头架、相机镜头、物距调整装置、焦距调整装置和控制器，如图5所示，包括：

S501、获取物距电机的物距脉冲计数值，所述物距脉冲计数值为所述物距电机的物距脉冲偏移量。

控制器给物距电机发送脉冲信号实现物距电机的转动，脉冲信号包括正脉冲信号和负脉冲信号，以实现物距电机的正传或反转。统计物距脉冲计数值时，正脉冲信号和负脉冲信号相互抵消，物距脉冲计数值表示与初始物距电机的状态相比，物距电机相对移动的脉冲数量。

S502、根据所述物距脉冲计数值，生成物距原点控制信号，所述物距原点控制信号用于抵消所述物距脉冲偏移量。

物距原点控制信号用于抵消就物距脉冲偏移量，例如物距脉冲计数值为+5，表示物距电机的偏移量为5个正向脉冲，那么物距原点控制信号为5个负向脉冲，以抵消物距脉冲偏移量，使得物距脉冲计数值为零。

S503、将所述物距原点控制信号发送至所述物距电机，以便所述物距电机回转到初始位置。

发送物距原点控制信号，发送信号可以通过有线通信方式传输，也可以通过无线方式传输，在本发明实施例中不做限定。在物距电机接收到物距原点控制信号后，转动物距电机，使得物距电机回到原点。

S504、获取物距感应信号，所述物距感应信号由检测所述物距电机是否回到原点的所述物距原点传感器发出。

在将物距原点控制信号发送至物距电机之后，并不知道什么时候物距电机带动相机镜头回到原点，所以获取物距电机上设置的物距原点传感器的物距感应信号。通过物距感应信号，反映物距电机是否回到原点。

S505、当所述物距感应信号为已回归原点信号时，确定所述物距电机已回到原点。

已回归原点信号，物距电机回到原点的信号，是根据物距原点传感器的检测特性决定的。例如，物距原点传感器是电磁传感器，当相机镜头回到原点时，传感器内部的磁铁动作，带动开关触点吸合，通知控制器相机镜头已经到达原点。具体的是通过电平信号检测相机镜头是否到达原点，在检测端口经接近开关接到5V电源上，同时接一个电阻接地，当开关闭合以后，检测端口的电平变为高电平，断开之后为低电平，也就是上拉电路。

物距电机的原点，是指将相机镜头移动到物距调整装置中丝杆的中心位置，中心位置的设置，增加的相机镜头的可调范围。

S506、获取所述相机镜头视场里的所述被测物的第一图像。

S507、控制所述焦距调整装置调节焦距，所述调节焦距为根据所述第一图像，生成焦距控制指令，将所述焦距控制指令发送至所述变焦电机，以使得所述调焦圈随着所述锁紧齿条转动。

S508、控制所述物距调整装置调节物距，所述调节物距为根据所述第一图像，生成物距控制指令，将所述物距控制指令发送至所述物距电机，以使得所述相机镜头随着所述相机镜头架沿所述丝杠移动。

S509、在控制所述物距调整装置调节物距后，根据调整结果再次控制所述焦距调整装置调节焦距。

本发明实施例还提供了一种控制器控制所述焦距调整装置调节焦距的方法，如图6所示，包括：

S601、计算所述第一图像的第一屏幕边缘梯度。

S602、若所述第一屏幕边缘梯度不大于第一阈值，则将第一控制指令发送至变焦电机，所述第一控制指令使所述调焦圈向远焦方向转动，并且使所述变焦电机转动第一步长的距离，在所述变焦电机接收并执行所述第一控制指令之后，获取所述被测物的第二图像，计算所述第二图像的第二屏幕边缘梯度，若所述第二屏幕边缘梯度不大于所述第一阈值，则继续执行步骤S602，若所述第二屏幕边缘梯度大于所述第一阈值则执行下一步骤S603。

本步骤中对变焦电机发送的第一控制指令为第一步长的控制指令，使得每次变焦电机变动的范围较大，是通过第一控制指令对变焦电机进行粗调。优选的，假设从对焦原点到对焦清晰，要经过M个脉冲，则第一步长＝M/10，即从原点到最清晰点，需调整10步。

第一阈值可以设置为固定的数值，也可以是可动态调整的数值，其动态调整条件为每调一个第一步长，计算画面整体梯度，当调整一次的梯度增长率达到15％时，此时对应的边缘梯度数值作为第一阈值。

S603、若所述第一屏幕边缘梯度大于第一阈值，则将第二控制指令发送至所述变焦电机，所述第二控制指令使所述调焦圈向近焦方向转动，并且使所述变焦电机转动第二步长的距离。

若屏幕边缘梯度大于第一阈值，则对变焦电机发送的第二控制指令为第二步长控制指令，使得变焦电机变动的范围较小，是通过第二控制指令对变焦电机的细调。优选的，假设从对焦原点到对焦清晰，要经过M个脉冲，则小步长＝M/200，即从原点到最清晰点，需调整200步。

S604、在所述变焦电机接收并执行所述第二控制指令之后，获取所述被测物的第三图像。

S605、计算所述第三图像的整体梯度，并记录所述整体梯度的标号，所述标号具有预置规则。

在开始调焦时，屏幕边缘梯度变化较为平缓，采用屏幕边缘梯度作为度量标准，在图像接近清晰后，屏幕边缘梯度的变化不大，所以采用整体梯度作为是否对焦完成的判断标准。由于画面的分辨率角度，直接计算梯度运算量太大，所以降低被测物的图像采样点，降低分辨率，然后计算整体梯度。

记录整体梯度的标号，可以是阿拉伯数字、字母、罗马数字等等，在本发明实施例中不做限定。所述标号，具有预置规则，能够体现先后顺序即可。

S606、若所述整体梯度对应的标号是第一预置标号，则执行步骤S603。

当整体梯度对应的标号是第一预置标号时，没有比较对象，所以转到步骤S603再次调整变焦电机，获取被测物的图像的整体梯度。

S607、若所述整体梯度对应的标号不是第一预置标号，则比较所述整体梯度是否小于所述整体梯度的标号的前一标号对应的整体梯度。

S608、若所述整体梯度不小于所述整体梯度的标号的前一标号对应的整体梯度，则执行步骤S603。

由于图像整体梯度的变化是从小到大，再到小的过程，所以当整体梯度不小于前一标号对应的整体梯度时，不能表明已找到整体梯度的最大值。所以还需要进行调节。

S609、若所述整体梯度小于所述整体梯度的标号的前一标号对应的整体梯度，则将第三控制指令发送至所述变焦电机，所述第三控制指令使调焦圈向近焦方向转动，并且使所述变焦电机转动所述第二步长的距离，完成此次焦距调节。

若整体梯度小于整体梯度的标号的前一标号对应的整体梯度，则整体梯度的标号的前一标号对应的整体梯度为被测物图像整体梯度的最大值。第三控制指令与第二控制指令都能够使变焦电机转动第二步长的距离，第三控制指令与第二控制指令控制变焦电机的转动方向是相反的。

本发明实施例还提供了一种控制器控制所述物距调整装置调节物距的方法，如图7所示，包括：

S701、计算所述第一图像中所述被测物的尺寸与所述第一图像的尺寸的比例；

第一图像是指相机镜头的视场，而相机镜头视场中的可能包括全部被测物或被测物的一部分，所以第一图像中被测物的尺寸与所述第一图像的尺寸的比例，若小于1则能得出确切的数值，若大于1则不能得出确切的数值。对于比例大于1时，不确切的数值也不影响物距的调整。

S702、若所述比例小于最佳视场比例，则将所述第四控制指令发送至所述物距电机，所述第四控制指令使所述相机镜头向拉近所述被测物方向移动，并且使所述物距电机转动第三步长的距离，同时将所述第五控制指令发送至所述变焦电机，所述第五控制指令使所述调焦圈向近焦方向转动，并且使所述变焦电机转动第四步长的距离。

最佳视场比例是一个范围至，通常选取一个基准值，然后实际的最佳视场比例是基准值，再加上一个较小的偏差范围。例如，基准值为95％，偏差范围为1％，最终的最佳视场比例为95％±1％。

假设被测物LCD屏幕的尺寸从4寸到11寸，4寸屏幕的最佳视场到11寸屏幕的最佳视场，物距电机需经过K个脉冲，则第三步长＝K/100，即100步调整可以使4寸屏幕的最佳视场切换到11寸屏幕的最佳视场。

假设从4寸屏幕的最大整体梯度到11寸屏幕的最大整体梯度，变焦电机需要转动P个脉冲，则第四步长＝P/100，即100步调整可以使4寸屏幕的最佳视场的清晰成像切换到11寸屏幕的最佳视场的清晰成像。

在调整物距电机的同时，对变焦电机也做调整，使得步骤S601中计算图像中被测物的尺寸与图像尺寸的比例不受影响。

S703、若所述比例大于最佳视场比例，则将所述第六控制指令发送至所述物距电机，所述第六控制指令使所述相机镜头向远离所述被测物方向移动，并且使所述物距电机转动第三步长的距离，同时将所述第七控制指令发送至所述变焦电机，所述第七控制指令使所述调焦圈向远焦方向转动，并且使所述变焦电机转动第四步长的距离。

本步骤的对物距电机和变焦电机的调节方向，与步骤S702中对物距电机和变焦电机的调节方向相反。

S704、若所述比例等于最佳视场比例，则完成此次物距调节。

S705、在所述物距电机接收并执行所述第四控制指令或者第六控制指令后，获取所述被测物的第四图像。

执行第四控制指令或者第六控制指令，说明比例还没有达到最佳视场比例，还需要继续检测调整。所以物距电机接收并执行第四控制指令或者第六控制指令后，获取被测物的第四图像。

S706、计算所述第四图像中所述被测物的尺寸与所述第四图像的尺寸的比例，跳转执行步骤S702或步骤S703。

根据本发明实施例，还提供了一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整装置，用于调整物距和焦距的系统，所述系统包括：相机镜头架、相机镜头、物距调整装置、焦距调整装置和控制器，如图8所示，所述装置包括：获取单元81、调节焦距单元82、调节物距单元83，其中，

获取单元81，用于获取所述相机镜头视场里的所述被测物的第一图像；

调节焦距单元82，用于控制所述焦距调整装置调节焦距，所述调节焦距为根据所述第一图像，生成焦距控制指令，将所述焦距控制指令发送至所述变焦电机，以使得所述调焦圈随着所述锁紧齿条转动；

调节物距单元83，用于控制所述物距调整装置调节物距，所述调节物距为根据所述第一图像，生成物距控制指令，将所述物距控制指令发送至所述物距电机，以使得所述相机镜头随着所述相机镜头架沿所述丝杠移动；

所述调节焦距单元82，还用于在控制所述物距调整装置调节物距后，根据调整结果再次控制所述焦距调整装置调节焦距。

由以上技术方案可知，本发明提供的一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整装置，自动调整系统包括相机镜头架、相机镜头、物距调整装置、焦距调整装置和控制器，通过控制器控制物距调整装置和焦距调整装置，实现相机镜头与被测物之间的物距和相机镜头的焦距。通过相机镜头的拍摄图像，控制器的图像处理功能，控制器对物距调整装置控制，以及控制器对焦距调整装置的控制，实现在光学检测LCD屏幕过程中的自动调整。与现有技术中，在光学检测LCD屏幕更换被检测LCD屏幕大小后，手动调整相比，能够实现符合检测需求的自动调整，不需要操作人员手动调节，节约人工成本，也节省调试时间。同时还能增加调整的准确度，和多个AOI检测设备被测物拍摄图像的一致性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整系统，其特征在于，所述系统包括：相机镜头架、相机镜头、物距调整装置、焦距调整装置和控制器；

所述相机镜头，用于拍摄被测物；

所述相机镜头架，用于固定相机镜头；

所述物距调整装置，用于调整所述相机镜头与所述被测物之间的物距，包括物距电机、丝杠和物距原点传感器，所述相机镜头架设置在所述丝杠上，所述丝杠与所述物距电机连接，所述物距原点传感器设置在所述丝杠上；

所述焦距调整装置，用于调整所述相机镜头与所述被测物之间的焦距，包括变焦电机、锁紧齿条和焦距原点传感器，所述锁紧齿条锁紧在所述相机镜头的调焦圈上、所述锁紧齿条与所述变焦电机的齿轮相互啮合，所述焦距原点传感器设置在所述相机镜头架上；

所述控制器，用于获取所述相机镜头视场里的所述被测物的第一图像；控制所述焦距调整装置调节焦距，所述调节焦距为根据所述第一图像，生成焦距控制指令，将所述焦距控制指令发送至所述变焦电机，以使得所述调焦圈随着所述锁紧齿条转动；控制所述物距调整装置调节物距，所述调节物距为根据所述第一图像，生成物距控制指令，将所述物距控制指令发送至所述物距电机，以使得所述相机镜头随着所述相机镜头架沿所述丝杠移动；在控制所述物距调整装置调节物距后，根据调整结果再次控制所述焦距调整装置调节焦距；

其中，焦距原点是比实际拍摄所需最小物距更小的调焦环位置；

所述焦距原点传感器是电磁传感器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述物距电机通过联轴器与所述丝杠连接，所述丝杠通过滑块与所述相机镜头架连接，所述滑块在所述物距电机转动时上下运动。

3.一种用于光学检测LCD屏幕的自动调整方法，用于调整物距和焦距的系统，所述系统包括：相机镜头架、相机镜头、物距调整装置、焦距调整装置和控制器，其特征在于，

所述相机镜头，用于拍摄被测物；

所述相机镜头架，用于固定相机镜头；

所述物距调整装置，用于调整所述相机镜头与所述被测物之间的物距，包括物距电机、丝杠和物距原点传感器，所述相机镜头架设置在所述丝杠上，所述丝杠与所述物距电机连接，所述物距原点传感器设置在所述丝杠上；

所述焦距调整装置，用于调整所述相机镜头与所述被测物之间的焦距，包括变焦电机、锁紧齿条和焦距原点传感器，所述锁紧齿条锁紧在所述相机镜头的调焦圈上、所述锁紧齿条与所述变焦电机的齿轮相互啮合，所述焦距原点传感器设置在所述相机镜头架上；

所述方法包括：

获取所述相机镜头视场里的所述被测物的第一图像；

控制所述焦距调整装置调节焦距，所述调节焦距为根据所述第一图像，生成焦距控制指令，将所述焦距控制指令发送至所述变焦电机，以使得所述调焦圈随着所述锁紧齿条转动；

控制所述物距调整装置调节物距，所述调节物距为根据所述第一图像，生成物距控制指令，将所述物距控制指令发送至所述物距电机，以使得所述相机镜头随着所述相机镜头架沿所述丝杠移动；

在控制所述物距调整装置调节物距后，根据调整结果再次控制所述焦距调整装置调节焦距；

在所述控制器获取所述相机镜头视场里的所述被测物的第一图像之前，包括：

获取变焦电机的焦距脉冲计数值，所述焦距脉冲计数值为所述变焦电机的焦距脉冲偏移量；

根据所述焦距脉冲计数值，生成焦距原点控制信号，所述焦距原点控制信号用于抵消所述焦距脉冲偏移量；

将所述焦距原点控制信号发送至所述变焦电机，以便所述变焦电机回转到初始位置；

获取所述变焦电机上设置的焦距原点传感器的焦距感应信号，通过焦距感应信号，反映变焦电机是否回到原点；

其中，所述焦距原点传感器是电磁传感器；

焦距原点是比实际拍摄所需最小物距更小的调焦环位置。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述将所述焦距原点控制信号发送至所述变焦电机之后，还包括：

获取焦距感应信号，所述焦距感应信号由检测所述变焦电机是否回到原点的焦距原点传感器发出；

当所述焦距感应信号为已回归原点信号时，确定所述变焦电机已回到原点。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述控制器获取所述相机镜头视场里的所述被测物的第一图像之前，包括：

获取物距电机的物距脉冲计数值，所述物距脉冲计数值为所述物距电机的物距脉冲偏移量；

根据所述物距脉冲计数值，生成物距原点控制信号，所述物距原点控制信号用于抵消所述物距脉冲偏移量；

将所述物距原点控制信号发送至所述物距电机，以便所述物距电机回转到初始位置。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述将所述物距原点控制信号发送至所述物距电机之后，还包括：

获取物距感应信号，所述物距感应信号由检测所述物距电机是否回到原点的所述物距原点传感器发出；

当所述物距感应信号为已回归原点信号时，确定所述物距电机已回到原点。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制器控制所述焦距调整装置调节焦距，包括：

步骤1、计算所述第一图像的第一屏幕边缘梯度；

步骤2、若所述第一屏幕边缘梯度不大于第一阈值，则将第一控制指令发送至变焦电机，所述第一控制指令使所述调焦圈向远焦方向转动，并且使所述变焦电机转动第一步长的距离，在所述变焦电机接收并执行所述第一控制指令之后，获取所述被测物的第二图像，计算所述第二图像的第二屏幕边缘梯度，若所述第二屏幕边缘梯度不大于所述第一阈值，则继续执行步骤2，若所述第二屏幕边缘梯度大于所述第一阈值则执行下一步骤3；

步骤3、若所述第一屏幕边缘梯度大于第一阈值，则将第二控制指令发送至所述变焦电机，所述第二控制指令使所述调焦圈向近焦方向转动，并且使所述变焦电机转动第二步长的距离；

步骤4、在所述变焦电机接收并执行所述第二控制指令之后，获取所述被测物的第三图像；

步骤5、计算所述第三图像的整体梯度，并记录所述整体梯度的标号，所述标号具有预置规则；

步骤6、若所述整体梯度对应的标号是第一预置标号，则执行步骤3；

步骤7、若所述整体梯度对应的标号不是第一预置标号，则比较所述整体梯度是否小于所述整体梯度的标号的前一标号对应的整体梯度；

步骤8、若所述整体梯度不小于所述整体梯度的标号的前一标号对应的整体梯度，则执行步骤3；

步骤9、若所述整体梯度小于所述整体梯度的标号的前一标号对应的整体梯度，则将第三控制指令发送至所述变焦电机，所述第三控制指令使调焦圈向近焦方向转动，并且使所述变焦电机转动所述第二步长的距离，完成此次焦距调节。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制器控制所述物距调整装置调节物距，包括：

步骤1、计算所述第一图像中所述被测物的尺寸与所述第一图像的尺寸的比例；

步骤2、若所述比例小于最佳视场比例，则将第四控制指令发送至所述物距电机，所述第四控制指令使所述相机镜头向拉近所述被测物方向移动，并且使所述物距电机转动第三步长的距离，同时将第五控制指令发送至所述变焦电机，所述第五控制指令使所述调焦圈向近焦方向转动，并且使所述变焦电机转动第四步长的距离；

步骤3、若所述比例大于最佳视场比例，则将第六控制指令发送至所述物距电机，所述第六控制指令使所述相机镜头向远离所述被测物方向移动，并且使所述物距电机转动第三步长的距离，同时将第七控制指令发送至所述变焦电机，所述第七控制指令使所述调焦圈向远焦方向转动，并且使所述变焦电机转动第四步长的距离；

步骤4、若所述比例等于最佳视场比例，则完成此次物距调节；

步骤5、在所述物距电机接收并执行所述第四控制指令或者第六控制指令后，获取所述被测物的第四图像；

步骤6、计算所述第四图像中所述被测物的尺寸与所述第四图像的尺寸的比例，跳转执行步骤2或步骤3。