3次元形状測定方法
【課題】検査対象物がノーマル検査モードではない場合、ベアボード情報を検索し、ベアボード情報がない供給業体で供給されたボードである場合、ベアボード学習を通じてボードのターゲット対象物の3次元形状を測定する方法に関する。
【解決手段】第1照明源の明るさを測定する段階と、位相を高さに変換したファクターを測定する段階と、ノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階と、ベアボード情報がない場合にベアボード学習を実施する段階と、ベアボード情報があるか又はベアボード学習情報が発生されると学習検査モードによるボードのターゲット対象物の3次元形状を測定する段階と、3次元形状情報を用いてボードが正常か否かを分析する段階と、から構成され、ボードのターゲット対象物の3次元形状測定作業をより容易に実施することができる。
【解決手段】第1照明源の明るさを測定する段階と、位相を高さに変換したファクターを測定する段階と、ノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階と、ベアボード情報がない場合にベアボード学習を実施する段階と、ベアボード情報があるか又はベアボード学習情報が発生されると学習検査モードによるボードのターゲット対象物の3次元形状を測定する段階と、3次元形状情報を用いてボードが正常か否かを分析する段階と、から構成され、ボードのターゲット対象物の3次元形状測定作業をより容易に実施することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、3次元形状測定方法に係るもので、より詳しくは検査対象物がノーマル検査モードではない場合において、ベアボード情報があるボードの場合DB(Date BaSe)を通じてベアボード情報を検索して、ベアボード情報がない供給業体で供給されたボードである場合にベアボード(bare board)学習を通じてボードのターゲット対象物(target object)の3次元形状を測定することができる方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来の3次元形状測定方法は図9に示されたように、3次元形状を測定するために基準面に該当する基準位相を得るために照明源(図示せず)から発生された光を格子装置(図示せず)に照射して基準面に格子パターン照明を照射させる(S10)。基準面に格子パターン照明を照射の際、バケットアルゴリズムを適用することができるように格子をPZTアクチュエーター(Piezoelectric Actuator:図示せず)を用いて微小間隔で移送しながら基準面に照射して、これをCCDカメラ(図示せず)と映像ボード(図示せず)を通じて得る(S11)。映像ボードで格子パターン映像が得られると、格子パターン映像をバケットアルゴリズムを適用して(S12)、基準面に対する基準位相を得る(S13)。
【0003】
基準面に該当する基準位相が得られると検査対象に該当する物体位相を得るためにまず、検査対象物を移送テーブル上に載せて照明源から発生された光を格子(図示せず)に照射して検査対象物の測定面に照射する(S15)。格子パターン照明の照射の際、バケットアルゴリズムを適用することができるように格子をPZTを用いて微小間隔で移送しながら測定面に照射して、測定面で反射される格子パターン映像をCCDカメラと映像ボードを通じて得る(S16)。映像ボードで測定面から反射される格子パターン映像が得られると、格子パターン映像をバケットアルゴリズムを適用して(S17)、検査対象物の物体位相を得る(S18)。
【0004】
基準位相と物体位相が得られると基準位相から物体位相を引いて(S20)、モアレ位相を得る(S21)。モアレ位相が得られるとそのモアレ位相をアンラッピング(S22)して、アンラッピングされた結果を用いて検査対象物の実際の高さ情報を求めて(S23)測定物の3次元形状を測定することになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところが、前記のような従来の3次元形状測定方法は通常的に進行していた検査対象物ではない全く新しい検査対象物を測定する場合に受動で測定条件をいちいち算出した後、実施することによって作業者の疲労が増加され測定作業の生産性が低下される問題点がある。
【0006】
そこで、本発明の目的は前記のような問題点を解決するためのもので、検査対象物がノーマル検査モードである場合にノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定して、ノーマル検査モードではない場合にDBを通じてベアボード情報を検索するか又はベアボード情報がない供給業体で供給されたボードである場合にベアボード学習を通じてボードの3次元形状を測定して測定作業の生産性を改善することができる3次元形状測定方法を提供することにある。
【0007】
本発明の他の目的は3次元形状の測定の際適用される照明源の明るさを段階別に一定に維持させて3次元形状を測定することによって3次元形状測定品質を改善することができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
このような目的を達成するための本発明の3次元形状測定方法は、中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御して第1照明源の明るさを測定する段階と、第1照明源の明るさ測定が完了されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御して位相を高さに変換したファクターを測定する段階と、第1照明源の明るさと位相を高さに変換したファクターが測定されると中央制御部で測定作業がノーマル検査モードであるかを確認する段階と、ノーマル検査モードであるかを確認する段階でノーマル検査モードで確認されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御してノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階と、ノーマル検査モードであるかを確認する段階でノーマル検査モードではないものと確認されると中央制御部でDBを検索してボードに対するベアボード情報の有無を確認する段階と、ベアボード情報の有無を確認する段階でベアボード情報がない場合に中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御してベアボード学習を実施する段階と、ベアボード情報の有無を確認する段階でベアボード情報があるか又はベアボード学習を実施する段階でベアボード学習情報が発生されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御して学習検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階と、ノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階と学習検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階でそれぞれボードの3次元形状が測定されると中央制御部は測定された3次元形状情報を用いてボードが正常か否かを分析する段階と、で具備されることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明の実施例を添付された図面を参照して説明すると次のようだ。
【0010】
図1は本発明の3次元形状測定方法が適用される3次元形状測定システムを示した図である。示されたように、本発明の3次元形状測定方法が適用された3次元形状測定システムは中央制御部(10)、モジュール制御部(20)、映像獲得部(30)、少なくとも一つ以上のパターンプロジェクター(40)、第2照明源(50)、X−Yテーブル(61)、テーブル移送装置(60)及びカメラ(70)で構成されて、各々の構成を順次に説明すると次のようだ。
【0011】
カメラ(70)はCCD(Charge Coupled Device)あるいはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カメラが適用されて、カメラ(70)の下側にはレンズ(72)、光学フィルタ(optical filter)(71)及び第2照明源(50)が設置される。カメラ(70)に具備される第2照明源(50)は多数個の発光ダイオード(図示せず)が円形で配列されて具備されるか又は円形ランプ(図示せず)が適用されて検査対象物であるボード(62)やベアボード(63)の特定位置の特異形状を測定するための照明で使用される。
【0012】
テーブル移送装置(60)はカメラ(70)の下側に位置したX−Yテーブル(61)を駆動させてカメラ(70)がボード(62)、ベアボード(63)又はキャリブレーションターゲット(calibration target)(64)を撮影できるようにそれぞれを予定された測定位置に移送させる。
【0013】
パターンプロジェクター(40)は3次元形状測定システムに実線と点線でそれぞれ示された二つのパターンプロジェクター(40)のうち少なくとも一つ以上が具備されて、ボード(62)、ベアボード(63)又はキャリブレーションターゲット(64)を撮影するカメラ(70)の一側又は他側にそれぞれ斜めに設置される。パターンプロジェクター(40)は照明部(41)、格子移送装置(42)、格子装置(43)及びレンズ(44)で構成される。照明部(41)は第1照明源(41a)とレンズ(41b、41c)で構成されて、第1照明源(41a)から発生された照明はレンズ(41b、41c)を透過して格子装置(43)に照射された後、検査対象物であるボード(62)、ベアボード(63)又はキャリブレーションターゲット(64)にそれぞれ照射することになる。
【0014】
映像獲得部(30)はカメラ(70)で撮影された映像を受信して中央制御部(10)に伝送して、モジュール制御部(20)はテーブル制御器(21)、格子制御器(22)、照明制御器(23)で構成される。照明制御器(23)は照明部(41)の第1照明源(41a)又は第2照明源(50)を制御して、格子制御器(22)は格子移送装置(42)の駆動を制御して、テーブル制御器(21)はテーブル移送装置(60)の駆動を制御するように構成される。
【0015】
中央制御部(10)は制御ボード(11)、イメージ処理ボード(12)及びインターフェースボード(13)で構成される。中央制御部(10)はインターフェースボード(13)を通じてモジュール制御部(20)及び映像獲得部(30)に制御信号や情報を送受信して、イメージ処理ボード(12)は映像獲得部(30)から受信した映像を処理して、制御ボード(11)は本発明の3次元形状測定システムを全般的に制御する。また、中央制御部(10)はDB(80)で新しいボード供給業体のベアボード情報を検索するか又は学習検査モードによって得られたベアボード情報を貯蔵する。
【0016】
前記のように構成された3次元形状測定システムを用いてボード(62)の3次元形状を測定する方法を添付された図1乃至図3を用いて説明すると次のようだ。
【0017】
図1は本発明の3次元形状測定方法が適用される3次元形状測定システムを示した図であり、図2A乃至図2Cはそれぞれボードとベアボードとキャリブレーションターゲットの構成を示した図であり、図3は本発明の3次元形状測定方法を示した流れ図である。
【0018】
図1乃至図3に示されたように3次元形状を測定する前に本発明が適用された3次元形状測定システムの初期設定作業を実施する。3次元形状測定システムの初期設定作業はまず、中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御して第1照明源(41a)の明るさを測定する段階(S100)を実施する。第1照明源(41a)の明るさ測定が完了されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御して位相を高さに変換したファクターを測定する段階(S200)を実施して3次元形状測定システムの初期設定作業を完了する。
【0019】
3次元形状測定システムの初期設定作業のための第1照明源(41a)の明るさと位相を高さに変換したファクターが測定されると中央制御部(10)で測定作業がノーマル検査モードであるかを確認する段階(S300)を実施する。中央制御部(10)でノーマル検査モードであるかを確認する方法は作業者がボード(62)の測定作業の際キーボード(図示せず)のような入力装置を用いて入力された情報や3次元形状測定システムに予め設置された作業プログラムを用いてノーマル検査モードあるいは学習検査モードを選択するとこれを中央制御部(10)で認識して確認する。
【0020】
ノーマル検査モードであるかを確認する段階(S300)でノーマル検査モードで確認されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御してノーマル検査モードによるボード(62)の3次元形状を測定する段階(S400)を実施する。反対にノーマル検査モードであるかを確認する段階(S300)でノーマル検査モードではないものと確認されると中央制御部(10)でDB(80)を検索してボード(62)に対するベアボード情報の有無を確認する段階(S500)を実施する。
【0021】
ベアボード情報の有無を確認する段階(S500)はテーブル移送装置(60)を駆動するテーブル制御器(21)によってX−Yテーブル(61)を制御してボード(62)を測定位置に移送させる段階(S510)を実施する。ボード(62)が測定位置に移送されると中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して第2照明源(50)をオンさせる段階(S520)を実施する。第2照明源(50)がオンになるとボード(62)をカメラ(70)で撮影して映像獲得部(30)で映像が得られるとその映像を用いて中央制御部(10)でボード(62)の特定部分の特異形状に対するイメージ情報を算出する段階(S530)を実施する。ボードやベアボード(63)の特異部分は製造業体別又はボード(62)が適用される製品別に区別できるマーク(図示せず)で表示される。ボード(62)のターゲット対象物の特異部分に対する位置情報が算出されると中央制御部(10)で算出されたボード(62)のターゲット対象物の特異部分に対するイメージ情報と一致されるベアボード情報をDB(80)で検索する段階(S540)を実施する。検索した結果ベアボード情報がDB(80)にあるか否かを中央制御部(10)で確認する段階(S550)を実施して現在測定されるボード(62)に対するベアボード情報がDB(80)にあるか否かを検査する。
【0022】
現在測定されるボード(62)に対するベアボード情報の有無を確認する段階(S500)でベアボード情報がない場合に中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御してベアボード学習を実施する段階(S600)を実施する。
【0023】
ベアボード情報の有無を確認する段階(S500)でベアボード情報があるか又はベアボード学習を実施する段階(S600)でベアボード学習情報が発生されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御して学習検査モードによるボード(62)の3次元形状を測定する段階(S700)を実施する。ノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階(S400)と学習検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階(S700)でそれぞれボード(62)の3次元形状が測定されると中央制御部(10)は測定された3次元形状情報を用いてボード(62)が正常か否かを分析する段階(S800)を実施してボード(62)の前記ターゲット対象物の3次元形状を測定した後ボード(62)に形成されるソルダ(62e)の不良の有無を判別する。このようにボード(62)がノーマル検査モードであるか又は学習検査モードであるかによってボード(62)の3次元形状を測定することができるようにしてボード(62)の3次元形状測定作業をより容易に実施することができるようになる。
【0024】
本発明の3次元形状を測定する方法で段階(S100,S200,S400,S600,S700)の構成をより詳しく順次に説明すると次のようだ。
【0025】
中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御して第1照明源(41a)の明るさを測定する段階(S100)は図1乃至図4に示されたように、まず中央制御部(10)で照明調整命令値の範囲を設定した後、各設定された調整命令値によってモジュール制御部(20)に具備される照明制御器(23)の制御によって第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S110)を実施する。
【0026】
第1照明源(41a)の明るさを調節するためにキャリブレーションターゲット(64)が使用される。キャリブレーションターゲット(64)は図2Cに示されたように平面(64a)と段差(64b)を有してグレー色で形成されて3次元形状を測定するための初期作業の際第1照明源(41a)の明るさを測定するか又は位相を高さに変換したファクターの算出の際適用される。キャリブレーションターゲット(64)を用いて第1照明源(41a)の明るさを測定するためにモジュール制御部(20)に具備されテーブル移送装置(60)を駆動するテーブル制御器(21)によってX−Yテーブル(61)を駆動してキャリブレーションターゲット(64)を測定位置に移送させる段階(S111)を実施する。測定位置はカメラ(70)がキャリブレーションターゲット(64)を撮影することができる位置を示す。
【0027】
キャリブレーションターゲット(64)が測定位置に移送されるとモジュール制御部(20)に具備される照明制御器(23)によって第1照明源(41a)をオンさせる段階(S112)を実施する。第1照明源(41a)がオンになると中央制御部(10)で照明調整命令値の範囲を設定する段階(S113)を実施する。調整命令値の入力はキーボード(図示せず)などのような入力装置を用いて使用者が調整命令値の範囲の情報を入力すると中央制御部(10)で認識して調整命令値の範囲を設定する。調整命令値の範囲が設定されると中央制御部(10)で設定された照明調整命令値によって照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S114)を実施する。
【0028】
第1照明源(41a)の明るさが調節されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)に具備され格子移送装置(42)を駆動する格子制御器(22)によって格子装置(43)をN回移送させて、移送の度にカメラ(70)で撮影して映像獲得部(30)を通じてキャリブレーションターゲット(64)の映像を得る段階(S120)を実施する。キャリブレーションターゲット(64)の映像が得られるとその映像を中央制御部(10)に具備されるインターフェースボード(13)とイメージ処理ボード(12)を通じてそれぞれ受信して映像を平均処理して平均映像を算出する段階(S130)を実施する。平均映像処理はキャリブレーションターゲット(64)の映像を得る際格子装置(43)をN回移送させて、移送の度にカメラ(70)で撮影して得られたN個の映像から格子形状が除去された平均映像を得るための処理で本発明では少なくとも4回以上移送させて映像を得た後平均映像を処理する。
【0029】
キャリブレーションターゲット(64)に対する平均映像が算出されると中央制御部(10)で算出された平均映像の代表明るさ値を該当調整命令値の照明の明るさで設定する段階(S140)を実施する。各照明調整命令値に対する照明の明るさが設定されると中央制御部(10)で照明調整命令値が最大であるかを確認する段階(S150)を実施する。照明調整命令値が最大であるか否かを確認することは照明調整命令値の設定された範囲で照明調整命令値が最大であれば中央制御部(10)は第1照明源(41a)の明るさ調節作業が完了されたことで判断するためである。
【0030】
照明調整命令値が最大であれば中央制御部(10)で各調整命令値に該当される照明の明るさを正義する段階(S160)を実施する。各調整命令値に該当される照明の明るさが正義されると中央制御部(10)で各調整命令値に対する該当照明の明るさを照明索引テーブルで作成する段階(S170)を実施する。照明索引テーブルは各照明調整命令値による照明の明るさを正義したもので照明索引テーブルを用いることによって第1照明源(41a)を用いてボード(62)やベアボード(63)の3次元形状測定の際照明の明るさを線形的に調整することができて測定品質を改善することができる。
【0031】
第1照明源(41a)が図1に実線と点線で示されたように複数個が具備される場合に調整命令値に該当される照明の明るさを正義する段階(S160)は中央制御部(10)で第1照明源(41a)が複数個であるかを確認する段階(S161)を実施する。第1照明源(41a)が複数個である場合に複数個の第1照明源(41a)のうちいずれか一方の第1照明源(41a)をオフさせて、他方の第1照明源(41a)をオンさせる段階(S162)を実施する。複数個の第1照明源(41a)のうちいずれか一方の第1照明源(41a)が図1で実線で図示した第1照明源(41a)であれば、他方の第1照明源(41a)は図1で点線で図示した第1照明源(41a)を示す。
【0032】
他方の第1照明源(41a)がオンになるとその第1照明源(41a)の調整命令値が最大であるかを確認する段階(S163)を実施する。他方の第1照明源(41a)の調整命令値が最大であれば中央制御部(10)で一方の第1照明源(41a)と他方の第1照明源(41a)のそれぞれの調整命令値に該当される照明の明るさ値を比較した後、照明の明るさ値が小さいものを選択して各調整命令値に該当される照明の明るさ値で算出する段階(S164)を実施する。各調整命令値に該当される照明の明るさ値が算出されると中央制御部(10)で第1照明源の各調整命令値に該当される照明の明るさ値を正義する段階(S165)を実施した後、各調整命令値に正義される照明の明るさ値を照明索引テーブルで作成する。
【0033】
第1照明源(41a)の明るさ測定が完了されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御して位相を高さに変換したファクターを測定する段階(S200)を実施して、この過程は図1乃至図3と図5に示されたように中央制御部(10)で選択された調整命令値によってモジュール制御部(20)の照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S210)を実施する。
【0034】
第1照明源(41a)の明るさを調節するためにテーブル移送装置(60)を駆動するテーブル制御器(21)によってX−Yテーブル(61)を駆動してキャリブレーションターゲット(64)を測定位置に移送させる段階(S211)を実施する。キャリブレーションターゲット(64)が測定位置に移送されると照明制御器(23)によって第1照明源(41a)をオンさせる段階(S212)を実施する。第1照明源(41a)がオンになると中央制御部(10)で調整命令値を選択する段階(S213)を実施する。調整命令値が選択されると中央制御部(10)で選択された調整命令値に該当される照明の明るさで照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S214)を実施する。
【0035】
第1照明源(41a)の明るさが調節されると中央制御部(10)でキャリブレーションターゲット(64)の測定部分が平面(64a)であるかを確認する段階(S220)を実施する。キャリブレーションターゲット(64)の測定部分が平面(64a)であるか否かの確認は第2照明源(50)をオンさせた状態でカメラ(70)で撮影された映像を用いて中央制御部(10)が確認して、平面(64a)ではないと中央制御部(10)がテーブル移送装置(60)を駆動してキャリブレーションターゲット(64)の平面(64a)をカメラ(70)の焦点位置に移送させるか又は作業者が手作業で移送させる。
【0036】
測定部分が平面(64a)であれば中央制御部(10)でキャリブレーションターゲット(64)の平面(64a)を検査領域に設定する段階(S230)を実施する。平面(64a)が検査領域に設定されると格子移送装置(42)を駆動する格子制御器(22)によって格子装置(43)をN回移送させながら、移送の度に格子パターン照明を平面(64a)に照射して反射される映像がカメラ(70)に撮影されるとその平面(64a)の映像を映像獲得部(30)で得る段階(S240)を実施する。映像獲得部(30)で平面(64a)の映像が得られると中央制御部(10)で得られた映像をN―バケットアルゴリズムを用いて平面(64a)の位相地図を得た後第1基準面(m)の位相地図で貯蔵する段階(S250)を実施する。第1基準面の位相地図のような情報は中央制御部(10)に具備される制御ボード(11)と連結されるハードディスク等のような貯蔵装置(図示せず)を用いて貯蔵する。
【0037】
平面(64a)の第1基準面(m)の位相地図が貯蔵されると測定部分が平面(64a)であるかを確認する段階(S220)を再び実施して平面(64a)ではないと中央制御部(10)でキャリブレーションターゲット(64)の段差(64b)を検査領域に設定する段階(S260)を実施する。段差(64b)が検査領域に設定されると格子移送装置(42)を駆動する格子制御器(22)によって格子装置(43)をN回移送させながら、移送の度に格子パターン照明を段差(64b)に照射して反射される映像がカメラ(70)に撮影されるとその段差(64b)の映像を映像獲得部(30)で得る段階(S270)を実施する。映像獲得部(30)で段差(64b)の映像が得られると中央制御部(10)で得られた映像をN―バケットアルゴリズムを用いて段差(64b)の位相地図を得る段階(S280)を実施する。
【0038】
平面(64a)の第1基準面の位相地図を得て貯蔵する段階(S250)と段差(64b)の位相地図を得る段階(S280)でそれぞれ平面(64a)と段差(64b)の位相地図が得られるとその位相地図を用いて各画素の位相を高さに変換したファクターを算出して貯蔵する段階(S290)を実施する。位相を高さに変換したファクターはバケットアルゴリズムを用いて各地点の位相を算出して、算出された位相を用いて該当地点の高さ値を算出する時、位相を高さ値に変換する際要求される。カメラ(70)の特性上、映像の各画素毎に位相を高さに変換したファクターが適用されて、各画素の位相を高さに変換したファクターを算出するために中央制御部(10)は第1基準面(m)に対する位相情報と段差(64b)部分の位相地図を用いて第1基準面(m)に対する段差(64b)部分の相対高さ位相を算出する。段差(64b)部分の相対高さ位相が算出されると中央制御部(10)は算出された段差(64b)部分の相対高さ位相と段差(64b)部分のパターン周期情報及び予め知っているキャリブレーションターゲット(64)の段差(64b)の高さ情報を用いて位相を高さに変換したファクターを算出する。
【0039】
各画素に対する位相を高さに変換したファクターを算出して貯蔵する段階(S290)は第1照明源(41a)が図1に示されたように実線と点線で複数個が具備される場合にそれぞれの第1照明源(41a)に対して実施することになる。複数個の第1照明源(41a)が具備される場合にまず、第1照明源(41a)で照射された照明によって発生された格子パターン照明によって得られた位相地図を用いて各画素の位相を高さに変換したファクターを算出する段階(S291)を実施する。
【0040】
各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されると中央制御部(10)で第1照明源(41a)が複数個であるかを確認する段階(S292)を実施する。 一方の第1照明源(41a)による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)の照明制御器(23)を制御して位相を高さに変換したファクターが算出された一方の第1照明源(41a)をオフさせて他方の第1照明源(41a)をオンさせる段階(S293)を実施する。
【0041】
他方の第1照明源(41a)がオンになると中央制御部(10)で他方の第1照明源(41a)で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されたか否かを確認する段階(S294)を実施する。他方の第1照明源(41a)で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されると中央制御部(10)で複数個の第1照明源(41a)による各画素の位相を高さに変換したファクターを貯蔵する段階(S295)を実施する。
【0042】
他方の第1照明源(41a)で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されたか否かを確認する段階(S294)で各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されないと中央制御部(10)で選択された調整命令値によってモジュール制御部(20)の照明制御器(23)を制御して第1照明源の明るさを調節する段階(S210)にリターンすることになる。
【0043】
照明索引テーブルと位相を高さに変換したファクターが算出されるとノーマル検査モードによるボードのターゲット対象物の3次元形状を測定する段階(S400)を実施する。ノーマル検査モードによるボードのターゲット対象物の3次元形状を測定する段階(S400)は図1乃至図3、図6A及び図6Bに示されたようにテーブル移送装置(60)を駆動するテーブル制御器(21)によってX−Yテーブル(61)を駆動してボード(62)を測定位置に移送させる段階(S410)を実施する。
【0044】
ボード(62)が測定位置に移送されると選択された調整命令値によって中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S420)を実施する。第1照明源(41a)の明るさが調節されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御してボード(62)の位相地図を得て第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S430)を実施する。第1基準面(m)に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部(10)でこれを用いて位相ヒストグラムを算出してその位相ヒストグラムを用いてボード(62)のターゲット対象物の3次元形状を算出する段階(S440)を実施する。
【0045】
第1基準面(m)に対する相対高さ位相と位相ヒストグラムを算出して、その位相ヒストグラムを用いてボード(62)の3次元形状を算出する段階(S440)は図1に実線や点線でそれぞれ図示された第1照明源(41a)のうちいずれか一方の第1照明源(41a)で構成される場合に第1照明源(41a)で発生された格子パターン照明によるボード(62)の第1基準面(m)に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部(10)でこれを用いて位相ヒストグラムを算出する段階(S442)を実施する。位相ヒストグラムが算出されると中央制御部(10)で算出された位相ヒストグラムから第2基準面(n)とソルダ(62e)を分離して第2基準面(n)とソルダ(62e)の重さ中心を算出する段階(S443)を実施する。
第2基準面(n)とソルダ(62e)の重さ中心を算出する方法は中央制御部(10)で予め貯蔵されたボード(62)の寸法情報を用いて第2基準面(n)とソルダ(62e)を分離する。第2基準面(n)とソルダ(62e)が分離されると中央制御部(10)で重さ中心法を用いて第2基準面(n)とソルダ(62e)の重さ中心をそれぞれ算出する。
【0046】
第2基準面(n)とソルダ(62e)の重さ中心が算出されると中央制御部(10)で第2基準面(n)とソルダ(62e)の重さ中心を用いてソルダ(62e)の代表高さを算出する段階(S444)を実施する。ソルダ(62e)の代表高さが算出されるとこれを用いて中央制御部(10)でソルダ(62e)の体積と高さ分布と位置オフセット(positional offset)を算出する段階(S445)を実施する。
【0047】
図1で実線と点線でそれぞれ図示された第1照明源(41a)がすべて具備され第1照明源(41a)が複数個になる場合に第1基準面(m)に対する相対高さ位相と位相ヒストグラムを算出してその位相ヒストグラムを用いてボード(62)の3次元形状を算出する段階(S440)は次のようだ。
【0048】
複数個の第1照明源(41a)が具備される場合に複数個の第1照明源(41a)のうちいずれか一方の第1照明源(41a)で発生された格子パターン照明によるボード(62)の第1基準面(m)に対する相対高さ位相と他方の第1照明源(41a)で発生された格子パターン照明によるボード(62)の第1基準面(m)に対する相対高さ位相がそれぞれ算出されると中央制御部(10)でそれぞれの第1基準面(m)に対する相対高さ位相でノイズを除去した統合高さ位相を算出して貯蔵する段階(S441)を実施する。
【0049】
統合高さ位相が貯蔵されると第1照明源(41a)が一つだけ具備される場合のように中央制御部(10)で貯蔵された統合高さ位相を用いて位相ヒストグラムを算出する段階(S442)を実施して、中央制御部(10)で算出された位相ヒストグラムから第2基準面(n)とソルダ(62e)を分離して第2基準面(n)とソルダ(62e)の重さ中心を算出する段階(S443)を実施する。この後、中央制御部(10)で第2基準面(n)の重さ中心とソルダ(62e)の重さ中心を用いてソルダ(62e)の代表高さを算出する段階(S444)を実施して、ソルダ(62e)の代表高さが算出されるとこれを用いて中央制御部(10)でソルダ(62e)の体積と高さ分布と位置オフセットを算出する段階(S445)を実施する。
【0050】
ソルダ(62e)の高さ分布の算出は第2基準面(n)を基準に算出されて、ソルダ(62e)の体積の算出は各画素に対して予め算出された位相を高さに変換したファクターとソルダの高さ情報即ち、位相差をかけた後これを全部たして算出する。また、ソルダ(62e)の位置オフセットの算出はソルダ(62e)の体積を用いて算出されたソルダ(62e)の全体重さ中心と各高さの位置オフセット情報を用いて導電性パッド(62d)の中心からソルダ(62e)がどのくらい位置を離脱したかを用いて算出してボード(62)の不良の有無を判別することになる。
【0051】
ベアボード情報の有無を確認する段階(S500)でベアボード情報がない場合に中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御してベアボード学習を実施する段階(S600)を実施する。
【0052】
ベアボード学習を実施する段階(S600)は図1乃至図3、図7A、図7Bに示されたようにベアボード(63)を測定位置に移送させるためにテーブル移送装置(60)を駆動するテーブル制御器(21)によってX−Yテーブル(61)を駆動してベアボード(63)を測定位置に移送させる段階(S610)を実施する。ベアボード(63)はボード(62)と区別するためのものでベース基板(62a)、導電性パターン(62b)、ソルダマスク(62c)及び導電性パッド(62d)で構成される。
【0053】
ベアボード(63)が測定位置に移送されると選択された調整命令値によって中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S620)を実施する。第1照明源(41a)の明るさが調節されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御してベアボード(63)の位相地図を得て第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S630)を実施する。第1基準面(m)はベアボード(63)のベース基板(62a)を示すもので中央制御部(10)は予め入力されたベアボード情報を用いて第1基準面(m)の高さを算出することになる。
【0054】
第1基準面(m)に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部(10)で算出された第1基準面(m)に対する相対高さ位相と第2照明源(50)で発生された照明が反射された後カメラ(70)で撮影されたベアボード(63)の映像を用いて算出されるベアボードの特定部分に対する位置情報及びイメージ情報をベアボード情報でDB(80)に貯蔵する段階(S640)を実施する。
【0055】
ベアボードの特異形状に対する位置情報をベアボード情報でDB(80)に貯蔵する段階(S640)は第1照明源(41a)が一つだけ具備される場合と複数個が具備される場合のその詳細な過程が相違するのでまず、第1照明源(41a)が一つだけ具備される場合の例をあげて説明すると次のようだ。
【0056】
第1基準面(m)に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部(10)で算出された第1基準面(m)に対する相対高さ位相をベアボード(63)の高さ位相情報で貯蔵する段階(S642)を実施する。高さ位相情報が貯蔵されると中央制御部(10)でベアボード(63)のすべての領域の学習が完了されたか否かを確認する段階(S643)を実施する。すべての領域の学習が完了されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)に具備される照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)をオフさせて第2照明源(50)をオンさせる段階(S644)を実施する。第2照明源(50)がオンになると中央制御部(10)で映像獲得部(30)を制御してカメラ(70)を通じてベアボード(63)の特異形状に対する映像を得て貯蔵して、貯蔵された映像と高さ位相情報を用いてベアボード(63)の特異形状に対する位置情報を算出してベアボード情報でDB(80)に貯蔵する段階(S645)を実施する。
【0057】
ベアボードの特異形状に対する位置情報をベアボード情報でDB(80)に貯蔵する段階(S640)で第1照明源(41a)が複数個である場合にまず、複数個の第1照明源(41a)のうちいずれか一方の第1照明源(41a)によるベアボード(63)の第1基準面(m)に対する相対高さ位相と他方の第1照明源(41a)によるベアボード(63)の第1基準面(m)に対する相対高さ位相がそれぞれ算出されると中央制御部(10)でそれぞれの第1基準面(m)に対する相対高さ位相でノイズを除去して統合高さ位相を算出する段階(S641)を実施する。統合高さ位相が算出されると以後は第1照明源(41a)が一つである場合と同一である。即ち、統合高さ位相が算出されるとその統合高さ位相を中央制御部(10)で高さ位相情報で貯蔵する段階(S642)を実施する。
【0058】
高さ位相情報が貯蔵されると中央制御部(10)でベアボード(63)のすべての領域の学習が完了されたか否かを確認する段階(S643)を実施する。すべての領域の学習が完了されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)に具備される照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)をオフさせて第2照明源(50)をオンさせる段階(S644)を実施する。第2照明源(50)がオンになると中央制御部(10)で映像獲得部(30)を制御してカメラ(70)を通じてベアボード(63)の特異形状に対する映像を得て貯蔵して、貯蔵された映像と高さ位相情報を用いてベアボード(63)の特定部分に対する位置情報及びイメージ情報を算出してベアボード情報でDB(80)に貯蔵する段階(S645)を実施してベアボード学習を完了する。
【0059】
ベアボード情報の有無を確認する段階(S500)でベアボード情報がある場合に学習検査モードによるボード(62)の3次元形状を測定する段階(S700)を添付された図1乃至3、図8A、図8Bを用いて説明すると次のようだ。
【0060】
学習検査モードによるボード(62)のターゲット対象物の3次元形状を測定する段階(S700)はまず、ボード(62)に該当されるベアボード情報をDB(80)で検索して一致するベアボード情報をリードする段階(S710)を実施する。ボード(62)に該当されるベアボード情報がリードされると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)に具備される照明制御器(23)を制御して第2照明源(50)がオンの状態であれば第2照明源(50)をオフさせる段階(S720)を実施する。第2照明源(50)がオフされると中央制御部(10)でテーブル移送装置(60)を駆動するテーブル制御器(21)によってX−Yテーブル(61)を駆動してボード(62)を測定位置に移送させる段階(S730)を実施する。
【0061】
ボード(62)が測定位置に移送されると選択された調整命令値によって中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S740)を実施する。第1照明源(41a)の明るさが調節されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御してボード(62)の位相地図を得て第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S750)を実施する。第1基準面(m)に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部(10)でこれを用いて位相ヒストグラムを算出してボード(62)の特定部分に対する3次元形状を算出する段階(S760)を実施する。
【0062】
第1基準面(m)に対する相対高さ位相を用いて位相ヒストグラムを算出してボード(62)の3次元形状を算出する段階(S760)は第1照明源(41a)が一つだけ具備される場合と複数個が具備される場合がある。
【0063】
第1照明源(41a)が一つだけ具備される場合に第1基準面(m)に対する相対高さ位相を用いて位相ヒストグラムを算出してボード(62)の3次元形状を算出する段階(S760)は第1照明源(41a)による格子パターン照明によるボード(62)の第1基準面(m)に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部(10)で算出された第1基準面(m)に対する相対高さ位相をボード(62)の高さ位相情報で貯蔵する段階(S762)を実施する。高さ位相情報が貯蔵されると中央制御部(10)で学習されDB(80)に貯蔵されたベアボード(63)の高さ位相情報と段階(S762)で貯蔵されるボード(62)の高さ位相情報を用いてソルダ(62e)の高さ位相情報を分離する段階(S763)を実施する。該当検査位置でソルダ(62e)の高さ位相情報が分離されると中央制御部(10)は算出されたソルダ(62e)の相対高さ位相情報から実際高さ情報を算出して、これを用いてソルダ(62e)の体積、高さ分布及び位置オフセットを算出する。これをためにソルダ(62e)の高さ位相情報が分離されると中央制御部(10)で分離されたソルダ(62e)の高さ位相情報から実際高さ情報を算出してソルダ(62e)の体積と高さ分布と位置オフセットを算出する段階(S764)を実施する。
【0064】
複数個の第1照明源(41a)が具備される場合に第1基準面(m)に対する相対高さ位相を用いて位相ヒストグラムを算出してボード(62)の3次元形状を算出する段階(S760)はまず、複数個の第1照明源(41a)のうちいずれか一方の第1照明源(41a)によるボード(62)の第1基準面(m)に対する相対高さ位相と他方の第1照明源(41a)によるボード(62)の第1基準面(m)に対する相対高さ位相がそれぞれ算出されると中央制御部(10)で算出されたそれぞれの第1基準面(m)に対する相対高さ位相でノイズを除去して統合高さ位相を算出する段階(S761)を実施する。以後の過程は第1照明源(41a)が一つだけ具備される場合と同一であり、残りの過程を概略的に説明すると次のようだ。
【0065】
統合高さ位相が算出されると統合高さ位相を中央制御部(10)で高さ位相情報で貯蔵する段階(S762)を実施する。高さ位相情報が貯蔵されると中央制御部(10)で学習されDB(80)に貯蔵されたベアボードの高さ位相情報と段階(S762)で貯蔵されたボード(62)の高さ位相情報を用いてソルダ(62e)の高さ位相情報を分離する段階(S763)を実施する。ソルダ(62e)の高さ位相情報が分離されると中央制御部(10)で分離されたソルダ(62e)の高さ位相情報から実際高さ情報を算出してソルダ(62e)の体積と高さ分布と位置オフセットを算出する段階(S764)を実施する。
【0066】
3次元形状を測定する方法でボード(62)の不良の有無を判別することができるように第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S420,S620,S740)を添付された図6A乃至図8Bを用いてより詳しく説明すると次のようだ。
【0067】
第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S420,S620,S740)は第1照明源(41a)が一つである場合と複数個である場合によって異なって、第1照明源(41a)が一つである場合に第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S420,S620,S740)を添付された図6A、図7A及び図8Aを用いて説明すると次のようだ。
【0068】
第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S420,S620,S740)は各々まず、中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)をオンさせる段階(S422,S622,S742)を実施する。第1照明源(41a)がオンになると中央制御部(10)で予め入力された調整命令値を選択する段階(S423,S623,S743)を実施する。調整命令値が選択されると中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)を選択された調整命令値による照明の明るさで第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S424,S624,S744)を実施して第1照明源(41a)の明るさを調節する。
【0069】
第1照明源(41a)が複数個である場合に第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S420,S620,S740)を添付された図6B、図7B及び図8Bを用いて説明すると次のようだ。
【0070】
第1照明源(41a)が複数個である場合に第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S420,S620,S740)は各々まず、中央制御部(10)で複数個の第1照明源(41a)のうちいずれか一方の第1照明源(41a)が選択されたか否かを確認する段階(S421,S621,S741)を実施する。一方の第1照明源(41a)が選択されたことが確認されると中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して選択された一方の第1照明源(41a)をオンさせる段階(S422,S622,S742)を実施する。一方の第1照明源(41a)がオンになると中央制御部(10)で予め入力された調整命令値を選択する段階(S423,S623,S743)を実施する。調整命令値が選択されると中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して一方の第1照明源(41a)を選択された調整命令値による照明の明るさで調節する段階(S424,S624,S744)を実施する。
【0071】
一方の第1照明源(41a)が選択されたか確認した結果一方の第1照明源(41a)が選択されないと中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して他方の第1照明源(41a)をオンさせる段階(S425,S625,S745)を実施する。他方の第1照明源(41a)がオンになると中央制御部(10)で予め入力された調整命令値を選択する段階(S426,S626,S746)を実施する。調整命令値が選択されると中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して他方の第1照明源(41a)を選択された調整命令値による照明の明るさで調節する段階(S427,S627,S747)を実施する。
【0072】
第1照明源(41a)の明るさが調節されると第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S430,S630,S750)をそれぞれ実施する。第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S430,S630,S750)は第1照明源(41a)が一つである場合と複数個である場合によって異なって、第1照明源(41a)が一つである場合に第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S430,S630,S750)を添付された図6A、図7A、図8Aを用いて説明すると次のようだ。
【0073】
第1照明源(41a)の明るさが調節されると格子移送装置(42)を駆動する格子制御器(22)によって格子装置(43)をN回移送させながら、移送の度に第1照明源(41a)で発生された照明による格子パターン照明を照射して反射される映像がカメラ(70)で撮影されるとその映像を映像獲得部(30)で得る段階(S431,S631,S751)を実施する。映像獲得部(30)で映像が得られると検査領域を拡張して映像を映像獲得部(30)で得る段階(S431,S631,S751)を繰り返して実施するために設定された検査領域を拡張する段階(S432,S632,S752)を実施する。検査領域を拡張する概念は図2Aに示されたように、ベース基板(62a)に形成された導電性パターン(62b)、ソルダマスク(62c)、導電性パッド(62d)及びソルダ(62e)で構成されたボード(62)で第2基準面(n)を基準にしてソルダ(62e)の高さを求めるために適用される。第2基準面(n)はボードの底面からソルダマスク(62c)及び導電性パッド(62d)までの高さ即ち、第1基準面(m)からソルダマスク(62c)及び導電性パッド(62d)までの重さ中心に該当される高さを示す。また、図2A及び図2Bに示されたようにボード(62)やベアボード(63)でA領域が検査領域で設定され検査が開始されると、第2基準面(n)の高さ値を算出するためにB領域まで検査領域を拡張することになる。
【0074】
映像を映像獲得部(30)で得る段階(S431,S631,S751)と設定された検査領域を拡張する段階(S432,S632,S752)でそれぞれ映像獲得部(30)に映像が得られると中央制御部(10)でN―バケットアルゴリズムを用いて位相地図を算出して貯蔵する段階(S433,S633,S753)を実施する。位相地図が算出され貯蔵されると予め貯蔵された第1基準面(m)の位相地図と中央制御部(10)に貯蔵された位相地図の差を用いて該当検査位置で第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S434,S634,S754)を実施する。
【0075】
第1照明源(41a)が複数個である場合に第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S430,S630,S750)を添付された図6B、図7B及び図8Bを用いて説明すると次のようだ。
【0076】
複数個の第1照明源(41a)のうちいずれか一方の第1照明源(41a)の明るさが調節されると格子移送装置(42)を駆動する格子制御器(22)によって格子装置(43)をN回移送させながら、移送の度に一方の第1照明源(41a)で発生された照明による格子パターン照明を照射して反射される映像がカメラ(70)で撮影されるとその映像を映像獲得部(30)で得る段階(S431,S631,S751)を実施する。映像獲得部(30)で映像が得られると検査領域を拡張して映像を映像獲得部(30)で得る段階(S431,S631,S751)を繰り返して実施するために設定された検査領域を拡張する段階(S432,S632,S752)を実施する。映像を映像獲得部(30)で得る段階(S431,S631,S751)と設定された検査領域を拡張する段階(S432,S632,S752)でそれぞれ映像獲得部(30)に映像が得られると中央制御部(10)でN―バケットアルゴリズムを用いて位相地図を算出して貯蔵する段階(S433,S633,S753)を実施する。位相地図が算出され貯蔵されると予め貯蔵された第1基準面(m)の位相地図と中央制御部(10)に貯蔵された位相地図の差を用いて該当検査位置で第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S434,S634,S754)を実施する。
【0077】
複数個の第1照明源(41a)のうち他方の第1照明源(41a)の明るさが調節されると格子移送装置(42)を駆動する格子制御器(22)によって格子装置(43)をN回移送させながら、移送の度に他方の第1照明源(41a)で発生された照明による格子パターン照明を照射して反射される映像がカメラ(70)で撮影されるとその映像を映像獲得部(30)で得る段階(S435,S635,S755)を実施する。他方の第1照明源(41a)による映像が映像獲得部(30)で得られると設定された検査領域を拡張する段階(S436,S636,S756)とN―バケットアルゴリズムを用いて位相地図を算出して貯蔵する段階(S437,S637,S757)と第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S438,S638,S758)を実施して他方の第1照明源(41a)による相対高さ位相を算出する。
【0078】
3次元形状測定システムに一つの第1照明源(41a)が設置される場合と複数個の第1照明源(41a)が設置される場合に対して各々の相対高さ位相が算出されるとこれを用いてボード(62)のターゲット対象物の3次元形状を測定して、測定された結果を用いてボード(62)のソルダ(62e)が不良であるか否かを判別することができる。
【0079】
以上説明したように、本発明の3次元形状測定方法は検査対象物がノーマル検査モードである場合にノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定して、ノーマル検査モードではない場合にDBを通じてボードと一致されるベアボード情報を検索するか又はベアボード情報がない供給業体で供給されたボードである場合にベアボード学習を通じてボードの3次元形状を測定することによって3次元形状測定作業の生産性を改善することができる利点を提供する。
【0080】
本発明の他の目的は3次元形状の測定の際適用される照明源の明るさを段階別に一定に維持させて3次元形状を測定することによって3次元形状の測定品質を改善することができる利点を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0081】
【図1】本発明の3次元形状測定方法が適用される3次元形状測定システムを示した図。
【図2A】ボードとベアボードとキャリブレーションターゲットの構成を示した図。
【図2B】ボードとベアボードとキャリブレーションターゲットの構成を示した図。
【図2C】ボードとベアボードとキャリブレーションターゲットの構成を示した図。
【図3】本発明の3次元形状測定方法を示した流れ図。
【図4】図3に示した第1照明源の明るさを測定する段階を詳細に示した流れ図。
【図5】図3に示した位相を高さに変換したファクターを測定する段階を詳細に示した流れ図。
【図6A】図3に示したノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階を詳細に示した流れ図。
【図6B】図3に示したノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階を詳細に示した流れ図。
【図7A】図3に示したベアボード学習段階を詳細に示した流れ図。
【図7B】図3に示したベアボード学習段階を詳細に示した流れ図。
【図8A】図3に示した学習検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階を詳細に示した流れ図。
【図8B】図3に示した学習検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階を詳細に示した流れ図。
【図9】従来の3次元形状測定方法を示した流れ図。
【符号の説明】
【0082】
10:中央制御部
20:モジュール制御部
30:映像獲得部
40:パターンプロジェクター
41:照明部
41a:第1照明源
42:格子移送装置
43:格子装置
50:第2照明源
60:テーブル移送装置
61:X−Yテーブル
70:カメラ
80:DB
【技術分野】
【0001】
本発明は、3次元形状測定方法に係るもので、より詳しくは検査対象物がノーマル検査モードではない場合において、ベアボード情報があるボードの場合DB(Date BaSe)を通じてベアボード情報を検索して、ベアボード情報がない供給業体で供給されたボードである場合にベアボード(bare board)学習を通じてボードのターゲット対象物(target object)の3次元形状を測定することができる方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来の3次元形状測定方法は図9に示されたように、3次元形状を測定するために基準面に該当する基準位相を得るために照明源(図示せず)から発生された光を格子装置(図示せず)に照射して基準面に格子パターン照明を照射させる(S10)。基準面に格子パターン照明を照射の際、バケットアルゴリズムを適用することができるように格子をPZTアクチュエーター(Piezoelectric Actuator:図示せず)を用いて微小間隔で移送しながら基準面に照射して、これをCCDカメラ(図示せず)と映像ボード(図示せず)を通じて得る(S11)。映像ボードで格子パターン映像が得られると、格子パターン映像をバケットアルゴリズムを適用して(S12)、基準面に対する基準位相を得る(S13)。
【0003】
基準面に該当する基準位相が得られると検査対象に該当する物体位相を得るためにまず、検査対象物を移送テーブル上に載せて照明源から発生された光を格子(図示せず)に照射して検査対象物の測定面に照射する(S15)。格子パターン照明の照射の際、バケットアルゴリズムを適用することができるように格子をPZTを用いて微小間隔で移送しながら測定面に照射して、測定面で反射される格子パターン映像をCCDカメラと映像ボードを通じて得る(S16)。映像ボードで測定面から反射される格子パターン映像が得られると、格子パターン映像をバケットアルゴリズムを適用して(S17)、検査対象物の物体位相を得る(S18)。
【0004】
基準位相と物体位相が得られると基準位相から物体位相を引いて(S20)、モアレ位相を得る(S21)。モアレ位相が得られるとそのモアレ位相をアンラッピング(S22)して、アンラッピングされた結果を用いて検査対象物の実際の高さ情報を求めて(S23)測定物の3次元形状を測定することになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところが、前記のような従来の3次元形状測定方法は通常的に進行していた検査対象物ではない全く新しい検査対象物を測定する場合に受動で測定条件をいちいち算出した後、実施することによって作業者の疲労が増加され測定作業の生産性が低下される問題点がある。
【0006】
そこで、本発明の目的は前記のような問題点を解決するためのもので、検査対象物がノーマル検査モードである場合にノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定して、ノーマル検査モードではない場合にDBを通じてベアボード情報を検索するか又はベアボード情報がない供給業体で供給されたボードである場合にベアボード学習を通じてボードの3次元形状を測定して測定作業の生産性を改善することができる3次元形状測定方法を提供することにある。
【0007】
本発明の他の目的は3次元形状の測定の際適用される照明源の明るさを段階別に一定に維持させて3次元形状を測定することによって3次元形状測定品質を改善することができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
このような目的を達成するための本発明の3次元形状測定方法は、中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御して第1照明源の明るさを測定する段階と、第1照明源の明るさ測定が完了されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御して位相を高さに変換したファクターを測定する段階と、第1照明源の明るさと位相を高さに変換したファクターが測定されると中央制御部で測定作業がノーマル検査モードであるかを確認する段階と、ノーマル検査モードであるかを確認する段階でノーマル検査モードで確認されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御してノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階と、ノーマル検査モードであるかを確認する段階でノーマル検査モードではないものと確認されると中央制御部でDBを検索してボードに対するベアボード情報の有無を確認する段階と、ベアボード情報の有無を確認する段階でベアボード情報がない場合に中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御してベアボード学習を実施する段階と、ベアボード情報の有無を確認する段階でベアボード情報があるか又はベアボード学習を実施する段階でベアボード学習情報が発生されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御して学習検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階と、ノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階と学習検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階でそれぞれボードの3次元形状が測定されると中央制御部は測定された3次元形状情報を用いてボードが正常か否かを分析する段階と、で具備されることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明の実施例を添付された図面を参照して説明すると次のようだ。
【0010】
図1は本発明の3次元形状測定方法が適用される3次元形状測定システムを示した図である。示されたように、本発明の3次元形状測定方法が適用された3次元形状測定システムは中央制御部(10)、モジュール制御部(20)、映像獲得部(30)、少なくとも一つ以上のパターンプロジェクター(40)、第2照明源(50)、X−Yテーブル(61)、テーブル移送装置(60)及びカメラ(70)で構成されて、各々の構成を順次に説明すると次のようだ。
【0011】
カメラ(70)はCCD(Charge Coupled Device)あるいはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カメラが適用されて、カメラ(70)の下側にはレンズ(72)、光学フィルタ(optical filter)(71)及び第2照明源(50)が設置される。カメラ(70)に具備される第2照明源(50)は多数個の発光ダイオード(図示せず)が円形で配列されて具備されるか又は円形ランプ(図示せず)が適用されて検査対象物であるボード(62)やベアボード(63)の特定位置の特異形状を測定するための照明で使用される。
【0012】
テーブル移送装置(60)はカメラ(70)の下側に位置したX−Yテーブル(61)を駆動させてカメラ(70)がボード(62)、ベアボード(63)又はキャリブレーションターゲット(calibration target)(64)を撮影できるようにそれぞれを予定された測定位置に移送させる。
【0013】
パターンプロジェクター(40)は3次元形状測定システムに実線と点線でそれぞれ示された二つのパターンプロジェクター(40)のうち少なくとも一つ以上が具備されて、ボード(62)、ベアボード(63)又はキャリブレーションターゲット(64)を撮影するカメラ(70)の一側又は他側にそれぞれ斜めに設置される。パターンプロジェクター(40)は照明部(41)、格子移送装置(42)、格子装置(43)及びレンズ(44)で構成される。照明部(41)は第1照明源(41a)とレンズ(41b、41c)で構成されて、第1照明源(41a)から発生された照明はレンズ(41b、41c)を透過して格子装置(43)に照射された後、検査対象物であるボード(62)、ベアボード(63)又はキャリブレーションターゲット(64)にそれぞれ照射することになる。
【0014】
映像獲得部(30)はカメラ(70)で撮影された映像を受信して中央制御部(10)に伝送して、モジュール制御部(20)はテーブル制御器(21)、格子制御器(22)、照明制御器(23)で構成される。照明制御器(23)は照明部(41)の第1照明源(41a)又は第2照明源(50)を制御して、格子制御器(22)は格子移送装置(42)の駆動を制御して、テーブル制御器(21)はテーブル移送装置(60)の駆動を制御するように構成される。
【0015】
中央制御部(10)は制御ボード(11)、イメージ処理ボード(12)及びインターフェースボード(13)で構成される。中央制御部(10)はインターフェースボード(13)を通じてモジュール制御部(20)及び映像獲得部(30)に制御信号や情報を送受信して、イメージ処理ボード(12)は映像獲得部(30)から受信した映像を処理して、制御ボード(11)は本発明の3次元形状測定システムを全般的に制御する。また、中央制御部(10)はDB(80)で新しいボード供給業体のベアボード情報を検索するか又は学習検査モードによって得られたベアボード情報を貯蔵する。
【0016】
前記のように構成された3次元形状測定システムを用いてボード(62)の3次元形状を測定する方法を添付された図1乃至図3を用いて説明すると次のようだ。
【0017】
図1は本発明の3次元形状測定方法が適用される3次元形状測定システムを示した図であり、図2A乃至図2Cはそれぞれボードとベアボードとキャリブレーションターゲットの構成を示した図であり、図3は本発明の3次元形状測定方法を示した流れ図である。
【0018】
図1乃至図3に示されたように3次元形状を測定する前に本発明が適用された3次元形状測定システムの初期設定作業を実施する。3次元形状測定システムの初期設定作業はまず、中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御して第1照明源(41a)の明るさを測定する段階(S100)を実施する。第1照明源(41a)の明るさ測定が完了されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御して位相を高さに変換したファクターを測定する段階(S200)を実施して3次元形状測定システムの初期設定作業を完了する。
【0019】
3次元形状測定システムの初期設定作業のための第1照明源(41a)の明るさと位相を高さに変換したファクターが測定されると中央制御部(10)で測定作業がノーマル検査モードであるかを確認する段階(S300)を実施する。中央制御部(10)でノーマル検査モードであるかを確認する方法は作業者がボード(62)の測定作業の際キーボード(図示せず)のような入力装置を用いて入力された情報や3次元形状測定システムに予め設置された作業プログラムを用いてノーマル検査モードあるいは学習検査モードを選択するとこれを中央制御部(10)で認識して確認する。
【0020】
ノーマル検査モードであるかを確認する段階(S300)でノーマル検査モードで確認されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御してノーマル検査モードによるボード(62)の3次元形状を測定する段階(S400)を実施する。反対にノーマル検査モードであるかを確認する段階(S300)でノーマル検査モードではないものと確認されると中央制御部(10)でDB(80)を検索してボード(62)に対するベアボード情報の有無を確認する段階(S500)を実施する。
【0021】
ベアボード情報の有無を確認する段階(S500)はテーブル移送装置(60)を駆動するテーブル制御器(21)によってX−Yテーブル(61)を制御してボード(62)を測定位置に移送させる段階(S510)を実施する。ボード(62)が測定位置に移送されると中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して第2照明源(50)をオンさせる段階(S520)を実施する。第2照明源(50)がオンになるとボード(62)をカメラ(70)で撮影して映像獲得部(30)で映像が得られるとその映像を用いて中央制御部(10)でボード(62)の特定部分の特異形状に対するイメージ情報を算出する段階(S530)を実施する。ボードやベアボード(63)の特異部分は製造業体別又はボード(62)が適用される製品別に区別できるマーク(図示せず)で表示される。ボード(62)のターゲット対象物の特異部分に対する位置情報が算出されると中央制御部(10)で算出されたボード(62)のターゲット対象物の特異部分に対するイメージ情報と一致されるベアボード情報をDB(80)で検索する段階(S540)を実施する。検索した結果ベアボード情報がDB(80)にあるか否かを中央制御部(10)で確認する段階(S550)を実施して現在測定されるボード(62)に対するベアボード情報がDB(80)にあるか否かを検査する。
【0022】
現在測定されるボード(62)に対するベアボード情報の有無を確認する段階(S500)でベアボード情報がない場合に中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御してベアボード学習を実施する段階(S600)を実施する。
【0023】
ベアボード情報の有無を確認する段階(S500)でベアボード情報があるか又はベアボード学習を実施する段階(S600)でベアボード学習情報が発生されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御して学習検査モードによるボード(62)の3次元形状を測定する段階(S700)を実施する。ノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階(S400)と学習検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階(S700)でそれぞれボード(62)の3次元形状が測定されると中央制御部(10)は測定された3次元形状情報を用いてボード(62)が正常か否かを分析する段階(S800)を実施してボード(62)の前記ターゲット対象物の3次元形状を測定した後ボード(62)に形成されるソルダ(62e)の不良の有無を判別する。このようにボード(62)がノーマル検査モードであるか又は学習検査モードであるかによってボード(62)の3次元形状を測定することができるようにしてボード(62)の3次元形状測定作業をより容易に実施することができるようになる。
【0024】
本発明の3次元形状を測定する方法で段階(S100,S200,S400,S600,S700)の構成をより詳しく順次に説明すると次のようだ。
【0025】
中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御して第1照明源(41a)の明るさを測定する段階(S100)は図1乃至図4に示されたように、まず中央制御部(10)で照明調整命令値の範囲を設定した後、各設定された調整命令値によってモジュール制御部(20)に具備される照明制御器(23)の制御によって第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S110)を実施する。
【0026】
第1照明源(41a)の明るさを調節するためにキャリブレーションターゲット(64)が使用される。キャリブレーションターゲット(64)は図2Cに示されたように平面(64a)と段差(64b)を有してグレー色で形成されて3次元形状を測定するための初期作業の際第1照明源(41a)の明るさを測定するか又は位相を高さに変換したファクターの算出の際適用される。キャリブレーションターゲット(64)を用いて第1照明源(41a)の明るさを測定するためにモジュール制御部(20)に具備されテーブル移送装置(60)を駆動するテーブル制御器(21)によってX−Yテーブル(61)を駆動してキャリブレーションターゲット(64)を測定位置に移送させる段階(S111)を実施する。測定位置はカメラ(70)がキャリブレーションターゲット(64)を撮影することができる位置を示す。
【0027】
キャリブレーションターゲット(64)が測定位置に移送されるとモジュール制御部(20)に具備される照明制御器(23)によって第1照明源(41a)をオンさせる段階(S112)を実施する。第1照明源(41a)がオンになると中央制御部(10)で照明調整命令値の範囲を設定する段階(S113)を実施する。調整命令値の入力はキーボード(図示せず)などのような入力装置を用いて使用者が調整命令値の範囲の情報を入力すると中央制御部(10)で認識して調整命令値の範囲を設定する。調整命令値の範囲が設定されると中央制御部(10)で設定された照明調整命令値によって照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S114)を実施する。
【0028】
第1照明源(41a)の明るさが調節されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)に具備され格子移送装置(42)を駆動する格子制御器(22)によって格子装置(43)をN回移送させて、移送の度にカメラ(70)で撮影して映像獲得部(30)を通じてキャリブレーションターゲット(64)の映像を得る段階(S120)を実施する。キャリブレーションターゲット(64)の映像が得られるとその映像を中央制御部(10)に具備されるインターフェースボード(13)とイメージ処理ボード(12)を通じてそれぞれ受信して映像を平均処理して平均映像を算出する段階(S130)を実施する。平均映像処理はキャリブレーションターゲット(64)の映像を得る際格子装置(43)をN回移送させて、移送の度にカメラ(70)で撮影して得られたN個の映像から格子形状が除去された平均映像を得るための処理で本発明では少なくとも4回以上移送させて映像を得た後平均映像を処理する。
【0029】
キャリブレーションターゲット(64)に対する平均映像が算出されると中央制御部(10)で算出された平均映像の代表明るさ値を該当調整命令値の照明の明るさで設定する段階(S140)を実施する。各照明調整命令値に対する照明の明るさが設定されると中央制御部(10)で照明調整命令値が最大であるかを確認する段階(S150)を実施する。照明調整命令値が最大であるか否かを確認することは照明調整命令値の設定された範囲で照明調整命令値が最大であれば中央制御部(10)は第1照明源(41a)の明るさ調節作業が完了されたことで判断するためである。
【0030】
照明調整命令値が最大であれば中央制御部(10)で各調整命令値に該当される照明の明るさを正義する段階(S160)を実施する。各調整命令値に該当される照明の明るさが正義されると中央制御部(10)で各調整命令値に対する該当照明の明るさを照明索引テーブルで作成する段階(S170)を実施する。照明索引テーブルは各照明調整命令値による照明の明るさを正義したもので照明索引テーブルを用いることによって第1照明源(41a)を用いてボード(62)やベアボード(63)の3次元形状測定の際照明の明るさを線形的に調整することができて測定品質を改善することができる。
【0031】
第1照明源(41a)が図1に実線と点線で示されたように複数個が具備される場合に調整命令値に該当される照明の明るさを正義する段階(S160)は中央制御部(10)で第1照明源(41a)が複数個であるかを確認する段階(S161)を実施する。第1照明源(41a)が複数個である場合に複数個の第1照明源(41a)のうちいずれか一方の第1照明源(41a)をオフさせて、他方の第1照明源(41a)をオンさせる段階(S162)を実施する。複数個の第1照明源(41a)のうちいずれか一方の第1照明源(41a)が図1で実線で図示した第1照明源(41a)であれば、他方の第1照明源(41a)は図1で点線で図示した第1照明源(41a)を示す。
【0032】
他方の第1照明源(41a)がオンになるとその第1照明源(41a)の調整命令値が最大であるかを確認する段階(S163)を実施する。他方の第1照明源(41a)の調整命令値が最大であれば中央制御部(10)で一方の第1照明源(41a)と他方の第1照明源(41a)のそれぞれの調整命令値に該当される照明の明るさ値を比較した後、照明の明るさ値が小さいものを選択して各調整命令値に該当される照明の明るさ値で算出する段階(S164)を実施する。各調整命令値に該当される照明の明るさ値が算出されると中央制御部(10)で第1照明源の各調整命令値に該当される照明の明るさ値を正義する段階(S165)を実施した後、各調整命令値に正義される照明の明るさ値を照明索引テーブルで作成する。
【0033】
第1照明源(41a)の明るさ測定が完了されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御して位相を高さに変換したファクターを測定する段階(S200)を実施して、この過程は図1乃至図3と図5に示されたように中央制御部(10)で選択された調整命令値によってモジュール制御部(20)の照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S210)を実施する。
【0034】
第1照明源(41a)の明るさを調節するためにテーブル移送装置(60)を駆動するテーブル制御器(21)によってX−Yテーブル(61)を駆動してキャリブレーションターゲット(64)を測定位置に移送させる段階(S211)を実施する。キャリブレーションターゲット(64)が測定位置に移送されると照明制御器(23)によって第1照明源(41a)をオンさせる段階(S212)を実施する。第1照明源(41a)がオンになると中央制御部(10)で調整命令値を選択する段階(S213)を実施する。調整命令値が選択されると中央制御部(10)で選択された調整命令値に該当される照明の明るさで照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S214)を実施する。
【0035】
第1照明源(41a)の明るさが調節されると中央制御部(10)でキャリブレーションターゲット(64)の測定部分が平面(64a)であるかを確認する段階(S220)を実施する。キャリブレーションターゲット(64)の測定部分が平面(64a)であるか否かの確認は第2照明源(50)をオンさせた状態でカメラ(70)で撮影された映像を用いて中央制御部(10)が確認して、平面(64a)ではないと中央制御部(10)がテーブル移送装置(60)を駆動してキャリブレーションターゲット(64)の平面(64a)をカメラ(70)の焦点位置に移送させるか又は作業者が手作業で移送させる。
【0036】
測定部分が平面(64a)であれば中央制御部(10)でキャリブレーションターゲット(64)の平面(64a)を検査領域に設定する段階(S230)を実施する。平面(64a)が検査領域に設定されると格子移送装置(42)を駆動する格子制御器(22)によって格子装置(43)をN回移送させながら、移送の度に格子パターン照明を平面(64a)に照射して反射される映像がカメラ(70)に撮影されるとその平面(64a)の映像を映像獲得部(30)で得る段階(S240)を実施する。映像獲得部(30)で平面(64a)の映像が得られると中央制御部(10)で得られた映像をN―バケットアルゴリズムを用いて平面(64a)の位相地図を得た後第1基準面(m)の位相地図で貯蔵する段階(S250)を実施する。第1基準面の位相地図のような情報は中央制御部(10)に具備される制御ボード(11)と連結されるハードディスク等のような貯蔵装置(図示せず)を用いて貯蔵する。
【0037】
平面(64a)の第1基準面(m)の位相地図が貯蔵されると測定部分が平面(64a)であるかを確認する段階(S220)を再び実施して平面(64a)ではないと中央制御部(10)でキャリブレーションターゲット(64)の段差(64b)を検査領域に設定する段階(S260)を実施する。段差(64b)が検査領域に設定されると格子移送装置(42)を駆動する格子制御器(22)によって格子装置(43)をN回移送させながら、移送の度に格子パターン照明を段差(64b)に照射して反射される映像がカメラ(70)に撮影されるとその段差(64b)の映像を映像獲得部(30)で得る段階(S270)を実施する。映像獲得部(30)で段差(64b)の映像が得られると中央制御部(10)で得られた映像をN―バケットアルゴリズムを用いて段差(64b)の位相地図を得る段階(S280)を実施する。
【0038】
平面(64a)の第1基準面の位相地図を得て貯蔵する段階(S250)と段差(64b)の位相地図を得る段階(S280)でそれぞれ平面(64a)と段差(64b)の位相地図が得られるとその位相地図を用いて各画素の位相を高さに変換したファクターを算出して貯蔵する段階(S290)を実施する。位相を高さに変換したファクターはバケットアルゴリズムを用いて各地点の位相を算出して、算出された位相を用いて該当地点の高さ値を算出する時、位相を高さ値に変換する際要求される。カメラ(70)の特性上、映像の各画素毎に位相を高さに変換したファクターが適用されて、各画素の位相を高さに変換したファクターを算出するために中央制御部(10)は第1基準面(m)に対する位相情報と段差(64b)部分の位相地図を用いて第1基準面(m)に対する段差(64b)部分の相対高さ位相を算出する。段差(64b)部分の相対高さ位相が算出されると中央制御部(10)は算出された段差(64b)部分の相対高さ位相と段差(64b)部分のパターン周期情報及び予め知っているキャリブレーションターゲット(64)の段差(64b)の高さ情報を用いて位相を高さに変換したファクターを算出する。
【0039】
各画素に対する位相を高さに変換したファクターを算出して貯蔵する段階(S290)は第1照明源(41a)が図1に示されたように実線と点線で複数個が具備される場合にそれぞれの第1照明源(41a)に対して実施することになる。複数個の第1照明源(41a)が具備される場合にまず、第1照明源(41a)で照射された照明によって発生された格子パターン照明によって得られた位相地図を用いて各画素の位相を高さに変換したファクターを算出する段階(S291)を実施する。
【0040】
各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されると中央制御部(10)で第1照明源(41a)が複数個であるかを確認する段階(S292)を実施する。 一方の第1照明源(41a)による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)の照明制御器(23)を制御して位相を高さに変換したファクターが算出された一方の第1照明源(41a)をオフさせて他方の第1照明源(41a)をオンさせる段階(S293)を実施する。
【0041】
他方の第1照明源(41a)がオンになると中央制御部(10)で他方の第1照明源(41a)で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されたか否かを確認する段階(S294)を実施する。他方の第1照明源(41a)で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されると中央制御部(10)で複数個の第1照明源(41a)による各画素の位相を高さに変換したファクターを貯蔵する段階(S295)を実施する。
【0042】
他方の第1照明源(41a)で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されたか否かを確認する段階(S294)で各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されないと中央制御部(10)で選択された調整命令値によってモジュール制御部(20)の照明制御器(23)を制御して第1照明源の明るさを調節する段階(S210)にリターンすることになる。
【0043】
照明索引テーブルと位相を高さに変換したファクターが算出されるとノーマル検査モードによるボードのターゲット対象物の3次元形状を測定する段階(S400)を実施する。ノーマル検査モードによるボードのターゲット対象物の3次元形状を測定する段階(S400)は図1乃至図3、図6A及び図6Bに示されたようにテーブル移送装置(60)を駆動するテーブル制御器(21)によってX−Yテーブル(61)を駆動してボード(62)を測定位置に移送させる段階(S410)を実施する。
【0044】
ボード(62)が測定位置に移送されると選択された調整命令値によって中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S420)を実施する。第1照明源(41a)の明るさが調節されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御してボード(62)の位相地図を得て第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S430)を実施する。第1基準面(m)に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部(10)でこれを用いて位相ヒストグラムを算出してその位相ヒストグラムを用いてボード(62)のターゲット対象物の3次元形状を算出する段階(S440)を実施する。
【0045】
第1基準面(m)に対する相対高さ位相と位相ヒストグラムを算出して、その位相ヒストグラムを用いてボード(62)の3次元形状を算出する段階(S440)は図1に実線や点線でそれぞれ図示された第1照明源(41a)のうちいずれか一方の第1照明源(41a)で構成される場合に第1照明源(41a)で発生された格子パターン照明によるボード(62)の第1基準面(m)に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部(10)でこれを用いて位相ヒストグラムを算出する段階(S442)を実施する。位相ヒストグラムが算出されると中央制御部(10)で算出された位相ヒストグラムから第2基準面(n)とソルダ(62e)を分離して第2基準面(n)とソルダ(62e)の重さ中心を算出する段階(S443)を実施する。
第2基準面(n)とソルダ(62e)の重さ中心を算出する方法は中央制御部(10)で予め貯蔵されたボード(62)の寸法情報を用いて第2基準面(n)とソルダ(62e)を分離する。第2基準面(n)とソルダ(62e)が分離されると中央制御部(10)で重さ中心法を用いて第2基準面(n)とソルダ(62e)の重さ中心をそれぞれ算出する。
【0046】
第2基準面(n)とソルダ(62e)の重さ中心が算出されると中央制御部(10)で第2基準面(n)とソルダ(62e)の重さ中心を用いてソルダ(62e)の代表高さを算出する段階(S444)を実施する。ソルダ(62e)の代表高さが算出されるとこれを用いて中央制御部(10)でソルダ(62e)の体積と高さ分布と位置オフセット(positional offset)を算出する段階(S445)を実施する。
【0047】
図1で実線と点線でそれぞれ図示された第1照明源(41a)がすべて具備され第1照明源(41a)が複数個になる場合に第1基準面(m)に対する相対高さ位相と位相ヒストグラムを算出してその位相ヒストグラムを用いてボード(62)の3次元形状を算出する段階(S440)は次のようだ。
【0048】
複数個の第1照明源(41a)が具備される場合に複数個の第1照明源(41a)のうちいずれか一方の第1照明源(41a)で発生された格子パターン照明によるボード(62)の第1基準面(m)に対する相対高さ位相と他方の第1照明源(41a)で発生された格子パターン照明によるボード(62)の第1基準面(m)に対する相対高さ位相がそれぞれ算出されると中央制御部(10)でそれぞれの第1基準面(m)に対する相対高さ位相でノイズを除去した統合高さ位相を算出して貯蔵する段階(S441)を実施する。
【0049】
統合高さ位相が貯蔵されると第1照明源(41a)が一つだけ具備される場合のように中央制御部(10)で貯蔵された統合高さ位相を用いて位相ヒストグラムを算出する段階(S442)を実施して、中央制御部(10)で算出された位相ヒストグラムから第2基準面(n)とソルダ(62e)を分離して第2基準面(n)とソルダ(62e)の重さ中心を算出する段階(S443)を実施する。この後、中央制御部(10)で第2基準面(n)の重さ中心とソルダ(62e)の重さ中心を用いてソルダ(62e)の代表高さを算出する段階(S444)を実施して、ソルダ(62e)の代表高さが算出されるとこれを用いて中央制御部(10)でソルダ(62e)の体積と高さ分布と位置オフセットを算出する段階(S445)を実施する。
【0050】
ソルダ(62e)の高さ分布の算出は第2基準面(n)を基準に算出されて、ソルダ(62e)の体積の算出は各画素に対して予め算出された位相を高さに変換したファクターとソルダの高さ情報即ち、位相差をかけた後これを全部たして算出する。また、ソルダ(62e)の位置オフセットの算出はソルダ(62e)の体積を用いて算出されたソルダ(62e)の全体重さ中心と各高さの位置オフセット情報を用いて導電性パッド(62d)の中心からソルダ(62e)がどのくらい位置を離脱したかを用いて算出してボード(62)の不良の有無を判別することになる。
【0051】
ベアボード情報の有無を確認する段階(S500)でベアボード情報がない場合に中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御してベアボード学習を実施する段階(S600)を実施する。
【0052】
ベアボード学習を実施する段階(S600)は図1乃至図3、図7A、図7Bに示されたようにベアボード(63)を測定位置に移送させるためにテーブル移送装置(60)を駆動するテーブル制御器(21)によってX−Yテーブル(61)を駆動してベアボード(63)を測定位置に移送させる段階(S610)を実施する。ベアボード(63)はボード(62)と区別するためのものでベース基板(62a)、導電性パターン(62b)、ソルダマスク(62c)及び導電性パッド(62d)で構成される。
【0053】
ベアボード(63)が測定位置に移送されると選択された調整命令値によって中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S620)を実施する。第1照明源(41a)の明るさが調節されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御してベアボード(63)の位相地図を得て第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S630)を実施する。第1基準面(m)はベアボード(63)のベース基板(62a)を示すもので中央制御部(10)は予め入力されたベアボード情報を用いて第1基準面(m)の高さを算出することになる。
【0054】
第1基準面(m)に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部(10)で算出された第1基準面(m)に対する相対高さ位相と第2照明源(50)で発生された照明が反射された後カメラ(70)で撮影されたベアボード(63)の映像を用いて算出されるベアボードの特定部分に対する位置情報及びイメージ情報をベアボード情報でDB(80)に貯蔵する段階(S640)を実施する。
【0055】
ベアボードの特異形状に対する位置情報をベアボード情報でDB(80)に貯蔵する段階(S640)は第1照明源(41a)が一つだけ具備される場合と複数個が具備される場合のその詳細な過程が相違するのでまず、第1照明源(41a)が一つだけ具備される場合の例をあげて説明すると次のようだ。
【0056】
第1基準面(m)に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部(10)で算出された第1基準面(m)に対する相対高さ位相をベアボード(63)の高さ位相情報で貯蔵する段階(S642)を実施する。高さ位相情報が貯蔵されると中央制御部(10)でベアボード(63)のすべての領域の学習が完了されたか否かを確認する段階(S643)を実施する。すべての領域の学習が完了されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)に具備される照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)をオフさせて第2照明源(50)をオンさせる段階(S644)を実施する。第2照明源(50)がオンになると中央制御部(10)で映像獲得部(30)を制御してカメラ(70)を通じてベアボード(63)の特異形状に対する映像を得て貯蔵して、貯蔵された映像と高さ位相情報を用いてベアボード(63)の特異形状に対する位置情報を算出してベアボード情報でDB(80)に貯蔵する段階(S645)を実施する。
【0057】
ベアボードの特異形状に対する位置情報をベアボード情報でDB(80)に貯蔵する段階(S640)で第1照明源(41a)が複数個である場合にまず、複数個の第1照明源(41a)のうちいずれか一方の第1照明源(41a)によるベアボード(63)の第1基準面(m)に対する相対高さ位相と他方の第1照明源(41a)によるベアボード(63)の第1基準面(m)に対する相対高さ位相がそれぞれ算出されると中央制御部(10)でそれぞれの第1基準面(m)に対する相対高さ位相でノイズを除去して統合高さ位相を算出する段階(S641)を実施する。統合高さ位相が算出されると以後は第1照明源(41a)が一つである場合と同一である。即ち、統合高さ位相が算出されるとその統合高さ位相を中央制御部(10)で高さ位相情報で貯蔵する段階(S642)を実施する。
【0058】
高さ位相情報が貯蔵されると中央制御部(10)でベアボード(63)のすべての領域の学習が完了されたか否かを確認する段階(S643)を実施する。すべての領域の学習が完了されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)に具備される照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)をオフさせて第2照明源(50)をオンさせる段階(S644)を実施する。第2照明源(50)がオンになると中央制御部(10)で映像獲得部(30)を制御してカメラ(70)を通じてベアボード(63)の特異形状に対する映像を得て貯蔵して、貯蔵された映像と高さ位相情報を用いてベアボード(63)の特定部分に対する位置情報及びイメージ情報を算出してベアボード情報でDB(80)に貯蔵する段階(S645)を実施してベアボード学習を完了する。
【0059】
ベアボード情報の有無を確認する段階(S500)でベアボード情報がある場合に学習検査モードによるボード(62)の3次元形状を測定する段階(S700)を添付された図1乃至3、図8A、図8Bを用いて説明すると次のようだ。
【0060】
学習検査モードによるボード(62)のターゲット対象物の3次元形状を測定する段階(S700)はまず、ボード(62)に該当されるベアボード情報をDB(80)で検索して一致するベアボード情報をリードする段階(S710)を実施する。ボード(62)に該当されるベアボード情報がリードされると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)に具備される照明制御器(23)を制御して第2照明源(50)がオンの状態であれば第2照明源(50)をオフさせる段階(S720)を実施する。第2照明源(50)がオフされると中央制御部(10)でテーブル移送装置(60)を駆動するテーブル制御器(21)によってX−Yテーブル(61)を駆動してボード(62)を測定位置に移送させる段階(S730)を実施する。
【0061】
ボード(62)が測定位置に移送されると選択された調整命令値によって中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S740)を実施する。第1照明源(41a)の明るさが調節されると中央制御部(10)でモジュール制御部(20)と映像獲得部(30)を制御してボード(62)の位相地図を得て第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S750)を実施する。第1基準面(m)に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部(10)でこれを用いて位相ヒストグラムを算出してボード(62)の特定部分に対する3次元形状を算出する段階(S760)を実施する。
【0062】
第1基準面(m)に対する相対高さ位相を用いて位相ヒストグラムを算出してボード(62)の3次元形状を算出する段階(S760)は第1照明源(41a)が一つだけ具備される場合と複数個が具備される場合がある。
【0063】
第1照明源(41a)が一つだけ具備される場合に第1基準面(m)に対する相対高さ位相を用いて位相ヒストグラムを算出してボード(62)の3次元形状を算出する段階(S760)は第1照明源(41a)による格子パターン照明によるボード(62)の第1基準面(m)に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部(10)で算出された第1基準面(m)に対する相対高さ位相をボード(62)の高さ位相情報で貯蔵する段階(S762)を実施する。高さ位相情報が貯蔵されると中央制御部(10)で学習されDB(80)に貯蔵されたベアボード(63)の高さ位相情報と段階(S762)で貯蔵されるボード(62)の高さ位相情報を用いてソルダ(62e)の高さ位相情報を分離する段階(S763)を実施する。該当検査位置でソルダ(62e)の高さ位相情報が分離されると中央制御部(10)は算出されたソルダ(62e)の相対高さ位相情報から実際高さ情報を算出して、これを用いてソルダ(62e)の体積、高さ分布及び位置オフセットを算出する。これをためにソルダ(62e)の高さ位相情報が分離されると中央制御部(10)で分離されたソルダ(62e)の高さ位相情報から実際高さ情報を算出してソルダ(62e)の体積と高さ分布と位置オフセットを算出する段階(S764)を実施する。
【0064】
複数個の第1照明源(41a)が具備される場合に第1基準面(m)に対する相対高さ位相を用いて位相ヒストグラムを算出してボード(62)の3次元形状を算出する段階(S760)はまず、複数個の第1照明源(41a)のうちいずれか一方の第1照明源(41a)によるボード(62)の第1基準面(m)に対する相対高さ位相と他方の第1照明源(41a)によるボード(62)の第1基準面(m)に対する相対高さ位相がそれぞれ算出されると中央制御部(10)で算出されたそれぞれの第1基準面(m)に対する相対高さ位相でノイズを除去して統合高さ位相を算出する段階(S761)を実施する。以後の過程は第1照明源(41a)が一つだけ具備される場合と同一であり、残りの過程を概略的に説明すると次のようだ。
【0065】
統合高さ位相が算出されると統合高さ位相を中央制御部(10)で高さ位相情報で貯蔵する段階(S762)を実施する。高さ位相情報が貯蔵されると中央制御部(10)で学習されDB(80)に貯蔵されたベアボードの高さ位相情報と段階(S762)で貯蔵されたボード(62)の高さ位相情報を用いてソルダ(62e)の高さ位相情報を分離する段階(S763)を実施する。ソルダ(62e)の高さ位相情報が分離されると中央制御部(10)で分離されたソルダ(62e)の高さ位相情報から実際高さ情報を算出してソルダ(62e)の体積と高さ分布と位置オフセットを算出する段階(S764)を実施する。
【0066】
3次元形状を測定する方法でボード(62)の不良の有無を判別することができるように第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S420,S620,S740)を添付された図6A乃至図8Bを用いてより詳しく説明すると次のようだ。
【0067】
第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S420,S620,S740)は第1照明源(41a)が一つである場合と複数個である場合によって異なって、第1照明源(41a)が一つである場合に第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S420,S620,S740)を添付された図6A、図7A及び図8Aを用いて説明すると次のようだ。
【0068】
第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S420,S620,S740)は各々まず、中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)をオンさせる段階(S422,S622,S742)を実施する。第1照明源(41a)がオンになると中央制御部(10)で予め入力された調整命令値を選択する段階(S423,S623,S743)を実施する。調整命令値が選択されると中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して第1照明源(41a)を選択された調整命令値による照明の明るさで第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S424,S624,S744)を実施して第1照明源(41a)の明るさを調節する。
【0069】
第1照明源(41a)が複数個である場合に第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S420,S620,S740)を添付された図6B、図7B及び図8Bを用いて説明すると次のようだ。
【0070】
第1照明源(41a)が複数個である場合に第1照明源(41a)の明るさを調節する段階(S420,S620,S740)は各々まず、中央制御部(10)で複数個の第1照明源(41a)のうちいずれか一方の第1照明源(41a)が選択されたか否かを確認する段階(S421,S621,S741)を実施する。一方の第1照明源(41a)が選択されたことが確認されると中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して選択された一方の第1照明源(41a)をオンさせる段階(S422,S622,S742)を実施する。一方の第1照明源(41a)がオンになると中央制御部(10)で予め入力された調整命令値を選択する段階(S423,S623,S743)を実施する。調整命令値が選択されると中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して一方の第1照明源(41a)を選択された調整命令値による照明の明るさで調節する段階(S424,S624,S744)を実施する。
【0071】
一方の第1照明源(41a)が選択されたか確認した結果一方の第1照明源(41a)が選択されないと中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して他方の第1照明源(41a)をオンさせる段階(S425,S625,S745)を実施する。他方の第1照明源(41a)がオンになると中央制御部(10)で予め入力された調整命令値を選択する段階(S426,S626,S746)を実施する。調整命令値が選択されると中央制御部(10)で照明制御器(23)を制御して他方の第1照明源(41a)を選択された調整命令値による照明の明るさで調節する段階(S427,S627,S747)を実施する。
【0072】
第1照明源(41a)の明るさが調節されると第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S430,S630,S750)をそれぞれ実施する。第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S430,S630,S750)は第1照明源(41a)が一つである場合と複数個である場合によって異なって、第1照明源(41a)が一つである場合に第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S430,S630,S750)を添付された図6A、図7A、図8Aを用いて説明すると次のようだ。
【0073】
第1照明源(41a)の明るさが調節されると格子移送装置(42)を駆動する格子制御器(22)によって格子装置(43)をN回移送させながら、移送の度に第1照明源(41a)で発生された照明による格子パターン照明を照射して反射される映像がカメラ(70)で撮影されるとその映像を映像獲得部(30)で得る段階(S431,S631,S751)を実施する。映像獲得部(30)で映像が得られると検査領域を拡張して映像を映像獲得部(30)で得る段階(S431,S631,S751)を繰り返して実施するために設定された検査領域を拡張する段階(S432,S632,S752)を実施する。検査領域を拡張する概念は図2Aに示されたように、ベース基板(62a)に形成された導電性パターン(62b)、ソルダマスク(62c)、導電性パッド(62d)及びソルダ(62e)で構成されたボード(62)で第2基準面(n)を基準にしてソルダ(62e)の高さを求めるために適用される。第2基準面(n)はボードの底面からソルダマスク(62c)及び導電性パッド(62d)までの高さ即ち、第1基準面(m)からソルダマスク(62c)及び導電性パッド(62d)までの重さ中心に該当される高さを示す。また、図2A及び図2Bに示されたようにボード(62)やベアボード(63)でA領域が検査領域で設定され検査が開始されると、第2基準面(n)の高さ値を算出するためにB領域まで検査領域を拡張することになる。
【0074】
映像を映像獲得部(30)で得る段階(S431,S631,S751)と設定された検査領域を拡張する段階(S432,S632,S752)でそれぞれ映像獲得部(30)に映像が得られると中央制御部(10)でN―バケットアルゴリズムを用いて位相地図を算出して貯蔵する段階(S433,S633,S753)を実施する。位相地図が算出され貯蔵されると予め貯蔵された第1基準面(m)の位相地図と中央制御部(10)に貯蔵された位相地図の差を用いて該当検査位置で第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S434,S634,S754)を実施する。
【0075】
第1照明源(41a)が複数個である場合に第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S430,S630,S750)を添付された図6B、図7B及び図8Bを用いて説明すると次のようだ。
【0076】
複数個の第1照明源(41a)のうちいずれか一方の第1照明源(41a)の明るさが調節されると格子移送装置(42)を駆動する格子制御器(22)によって格子装置(43)をN回移送させながら、移送の度に一方の第1照明源(41a)で発生された照明による格子パターン照明を照射して反射される映像がカメラ(70)で撮影されるとその映像を映像獲得部(30)で得る段階(S431,S631,S751)を実施する。映像獲得部(30)で映像が得られると検査領域を拡張して映像を映像獲得部(30)で得る段階(S431,S631,S751)を繰り返して実施するために設定された検査領域を拡張する段階(S432,S632,S752)を実施する。映像を映像獲得部(30)で得る段階(S431,S631,S751)と設定された検査領域を拡張する段階(S432,S632,S752)でそれぞれ映像獲得部(30)に映像が得られると中央制御部(10)でN―バケットアルゴリズムを用いて位相地図を算出して貯蔵する段階(S433,S633,S753)を実施する。位相地図が算出され貯蔵されると予め貯蔵された第1基準面(m)の位相地図と中央制御部(10)に貯蔵された位相地図の差を用いて該当検査位置で第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S434,S634,S754)を実施する。
【0077】
複数個の第1照明源(41a)のうち他方の第1照明源(41a)の明るさが調節されると格子移送装置(42)を駆動する格子制御器(22)によって格子装置(43)をN回移送させながら、移送の度に他方の第1照明源(41a)で発生された照明による格子パターン照明を照射して反射される映像がカメラ(70)で撮影されるとその映像を映像獲得部(30)で得る段階(S435,S635,S755)を実施する。他方の第1照明源(41a)による映像が映像獲得部(30)で得られると設定された検査領域を拡張する段階(S436,S636,S756)とN―バケットアルゴリズムを用いて位相地図を算出して貯蔵する段階(S437,S637,S757)と第1基準面(m)に対する相対高さ位相を算出する段階(S438,S638,S758)を実施して他方の第1照明源(41a)による相対高さ位相を算出する。
【0078】
3次元形状測定システムに一つの第1照明源(41a)が設置される場合と複数個の第1照明源(41a)が設置される場合に対して各々の相対高さ位相が算出されるとこれを用いてボード(62)のターゲット対象物の3次元形状を測定して、測定された結果を用いてボード(62)のソルダ(62e)が不良であるか否かを判別することができる。
【0079】
以上説明したように、本発明の3次元形状測定方法は検査対象物がノーマル検査モードである場合にノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定して、ノーマル検査モードではない場合にDBを通じてボードと一致されるベアボード情報を検索するか又はベアボード情報がない供給業体で供給されたボードである場合にベアボード学習を通じてボードの3次元形状を測定することによって3次元形状測定作業の生産性を改善することができる利点を提供する。
【0080】
本発明の他の目的は3次元形状の測定の際適用される照明源の明るさを段階別に一定に維持させて3次元形状を測定することによって3次元形状の測定品質を改善することができる利点を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0081】
【図1】本発明の3次元形状測定方法が適用される3次元形状測定システムを示した図。
【図2A】ボードとベアボードとキャリブレーションターゲットの構成を示した図。
【図2B】ボードとベアボードとキャリブレーションターゲットの構成を示した図。
【図2C】ボードとベアボードとキャリブレーションターゲットの構成を示した図。
【図3】本発明の3次元形状測定方法を示した流れ図。
【図4】図3に示した第1照明源の明るさを測定する段階を詳細に示した流れ図。
【図5】図3に示した位相を高さに変換したファクターを測定する段階を詳細に示した流れ図。
【図6A】図3に示したノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階を詳細に示した流れ図。
【図6B】図3に示したノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階を詳細に示した流れ図。
【図7A】図3に示したベアボード学習段階を詳細に示した流れ図。
【図7B】図3に示したベアボード学習段階を詳細に示した流れ図。
【図8A】図3に示した学習検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階を詳細に示した流れ図。
【図8B】図3に示した学習検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階を詳細に示した流れ図。
【図9】従来の3次元形状測定方法を示した流れ図。
【符号の説明】
【0082】
10:中央制御部
20:モジュール制御部
30:映像獲得部
40:パターンプロジェクター
41:照明部
41a:第1照明源
42:格子移送装置
43:格子装置
50:第2照明源
60:テーブル移送装置
61:X−Yテーブル
70:カメラ
80:DB
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御して第1照明源の明るさを測定する段階と、
前記第1照明源の明るさ測定が完了されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御して位相を高さに変換したファクターを測定する段階と、
前記第1照明源の明るさと前記位相を高さに変換したファクターが測定されると中央制御部で測定作業がノーマル検査モードであるかを確認する段階と、
前記ノーマル検査モードであるかを確認する段階でノーマル検査モードで確認されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御してノーマル検査モードによるボードのターゲット対象物の3次元形状を測定する段階と、
前記ノーマル検査モードであるかを確認する段階でノーマル検査モードではないものと確認されると中央制御部でDBを検索してボードに対するベアボード情報の有無を確認する段階と、
前記ベアボード情報の有無を確認する段階でベアボード情報がない場合に中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御してベアボード学習を実施する段階と、
前記ベアボード情報の有無を確認する段階でベアボード情報があるか又は前記ベアボード学習を実施する段階でベアボード学習情報が発生されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御して学習検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階と、
前記ノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階と前記学習検査モードによるボードのターゲット対象物の3次元形状を測定する段階でそれぞれボードのターゲット対象物の3次元形状が測定されると中央制御部は測定された3次元形状情報を用いてボードが正常か否かを分析する段階と、で具備されることを特徴とする3次元形状測定方法。
【請求項2】
前記第1照明源の明るさを測定する段階は中央制御部を通じて調整命令値の範囲を設定した後、各設定された調整命令値によってモジュール制御部に具備される照明制御器の制御によって第1照明源の明るさを調節する段階と、
前記第1照明源の明るさが調節されると中央制御部でモジュール制御部に具備され格子移送装置を駆動する格子制御器によって格子装置をN回移送させて、移送の度にカメラで撮影して映像獲得部を通じてキャリブレーションターゲットの映像を得る段階と、
前記得られた映像を中央制御部に具備されるインターフェースボードとイメージ処理ボードを通じてそれぞれ受信して映像を平均処理して平均映像を算出する段階と、
前記平均映像が算出されると中央制御部で算出された平均映像の代表明るさ値を該当調整命令値の照明の明るさで設定する段階と、
前記各調整命令値に対する照明の明るさが設定されると中央制御部で調整命令値が最大であるかを確認する段階と、
前記調整命令値が最大であれば中央制御部で各調整命令値に該当される照明の明るさを正義する段階と、
前記各調整命令値に該当される照明の明るさが正義されると中央制御部で各調整命令値に対する該当照明の明るさを照明索引テーブルで作成する段階と、で具備されることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状測定方法。
【請求項3】
前記調整命令値の範囲を設定した後、各設定された調整命令値によって第1照明源の明るさを調節する段階はモジュール制御部に具備されテーブル移送装置を駆動するテーブル制御器によってX−Yテーブルを駆動してキャリブレーションターゲットを測定位置に移送させる段階と、
前記キャリブレーションターゲットが測定位置に移送されるとモジュール制御部に具備される照明制御器によって第1照明源をオンさせる段階と、
前記第1照明源がオンになると中央制御部で照明調整命令値の範囲を設定する段階と、
前記照明調整命令値の範囲が設定されると中央制御部で設定された調整命令値によって照明制御器を制御して第1照明源の明るさを調節する段階と、で具備されることを特徴とする請求項2に記載の3次元形状測定方法。
【請求項4】
前記調整命令値に該当される照明の明るさを正義する段階は中央制御部で第1照明源が複数個であるかを確認する段階と、
前記第1照明源が複数個である場合に複数個の第1照明源のうちいずれか一方の第1照明源をオフさせて、他方の第1照明源をオンさせる段階と、
前記他方の第1照明源がオンになるとその第1照明源の調整命令値が最大であるかを確認する段階と、
前記他方の第1照明源の調整命令値が最大であれば中央制御部で一方の第1照明源と他方の第1照明源のそれぞれの調整命令値に該当される照明の明るさを比較した後、照明の明るさが小さいものを選択して各調整命令値に該当される照明の明るさで算出する段階と、
前記各調整命令値に該当される照明の明るさが算出されると中央制御部で第1照明源の各調整命令値に該当される照明の明るさを正義する段階と、で具備されることを特徴とする請求項2に記載の3次元形状測定方法。
【請求項5】
前記位相を高さに変換したファクターを測定する段階は中央制御部で選択された調整命令値によってモジュール制御部の照明制御器を制御して第1照明源の明るさを調節する段階と、
前記第1照明源の明るさが調節されると中央制御部でキャリブレーションターゲットの測定部分が平面であるかを確認する段階と、
前記測定部分が平面であれば中央制御部でキャリブレーションターゲットの平面を検査領域に設定する段階と、
前記平面が検査領域に設定されると格子移送装置を駆動する格子制御器によって格子装置をN回移送させながら、移送の度に格子パターン照明を平面に照射して反射される映像がカメラに撮影されるとその平面の映像を映像獲得部で得る段階と、
前記映像獲得部で平面の映像が得られると中央制御部で得られた映像をN―バケットアルゴリズムを用いて平面の位相地図を得て第1基準面の位相地図で貯蔵する段階と、
前記測定部分が平面であるかを確認する段階で平面ではないと中央制御部でキャリブレーションターゲットの段差を検査領域に設定する段階と、
段差が検査領域に設定されると格子移送装置を駆動する格子制御器によって格子装置をN回移送させながら、移送の度に格子パターン照明を段差に照射して反射される映像がカメラに撮影されるとその段差の映像を映像獲得部で得る段階と、
前記映像獲得部で段差の映像が得られると中央制御部で得られた映像をN―バケットアルゴリズムを用いて段差の位相地図を得る段階と、
前記平面の第1基準面の位相地図を得て貯蔵する段階と前記段差の位相地図を得る段階でそれぞれ平面と段差の位相地図が得られるとその位相地図を用いて各画素の位相を高さに変換したファクターを算出して貯蔵する段階と、で具備されることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状測定方法。
【請求項6】
前記中央制御部で選択された調整命令値によってモジュール制御部の照明制御器を制御して第1照明源の明るさを調節する段階はテーブル移送装置を駆動するテーブル制御器によってX−Yテーブルを駆動してキャリブレーションターゲットを測定位置に移送させる段階と、
前記キャリブレーションターゲットが測定位置に移送されると照明制御器によって第1照明源をオンさせる段階と、
前記第1照明源がオンになると中央制御部で調整命令値を選択する段階と、
前記調整命令値が選択されると中央制御部で選択された調整命令値に該当される照明の明るさで照明制御器を制御して第1照明源の明るさを調節する段階と、で具備されることを特徴とする請求項5に記載の3次元形状測定方法。
【請求項7】
前記得られた位相地図を用いて各画素の位相を高さに変換したファクターを算出して貯蔵する段階は第1照明源で照射された照明によって発生された格子パターン照明によって得られた位相地図を用いて各画素の位相を高さに変換したファクターを算出する段階と、
前記各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されると中央制御部で第1照明源が複数個であるかを確認する段階と、
前記第1照明源が複数個であれば複数個の第1照明源のうちいずれか一方の 第1照明源で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されたか否かを中央制御部で確認する段階と、
前記一方の第1照明源で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されると中央制御部でモジュール制御部の照明制御器を制御して位相を高さに変換したファクターが算出された一方の第1照明源をオフさせて他方の第1照明源をオンさせる段階と、
前記他方の第1照明源がオンになると中央制御部で他方の第1照明源で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されたか否かを確認する段階と、
前記他方の第1照明源で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されると中央制御部で複数個の第1照明源による各画素の位相を高さに変換したファクターを貯蔵する段階と、
前記一方の第1照明源で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されたか否かを中央制御部で確認する段階と前記他方の第1照明源で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されたか否かを確認する段階で各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されないと中央制御部で選択された調整命令値によってモジュール制御部の照明制御器を制御して第1照明源の明るさを調節する段階にリターンすることを特徴とする請求項5に記載の3次元形状測定方法。
【請求項8】
前記DBを検索してボードに対するベアボード情報の有無を確認する段階はテーブル移送装置を駆動するテーブル制御器によってX−Yテーブルを制御してボードを測定位置に移送させる段階と、
前記ボードが測定位置に移送されると中央制御部で照明制御器を制御して第2照明源をオンさせる段階と、
前記第2照明源がオンになるとボードをカメラで撮影して映像獲得部で映像が得られるとその映像を用いて中央制御部でボードの特定部分に対する位置情報及びイメージ情報を算出する段階と、
前記ボードの特異形状に対する位置情報が算出されると中央制御部で算出されたボードの特定部分に対する位置情報及びイメージ情報と一致されるベアボード情報をDBで検索する段階と、
前記検索した結果ベアボード情報がDBにあるか否かを中央制御部で確認する段階と、で具備されることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状測定方法。
【請求項9】
前記ノーマル検査モードによるボードのターゲット対象物の3次元形状を測定する段階はテーブル移送装置を駆動するテーブル制御器によってX−Yテーブルを駆動してボードを測定位置に移送させる段階と、
前記ボードが測定位置に移送されると選択された調整命令値によって中央制御部で照明制御器を制御して第1照明源の明るさを調節する段階と、
前記第1照明源の明るさが調節されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御してボードの位相地図を得て第1基準面に対する相対高さ位相を算出する段階と、
前記第1基準面に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部でこれを用いて位相ヒストグラムを算出してその位相ヒストグラムを用いてボードのターゲット対象物の3次元形状を算出する段階と、で具備されることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状測定方法。
【請求項10】
前記第1基準面に対する相対高さ位相と位相ヒストグラムを算出して、その位相ヒストグラムを用いてボードの3次元形状を算出する段階は第1照明源で発生された格子パターン照明によるボードの第1基準面に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部でこれを用いて位相ヒストグラムを算出する段階と、
前記位相ヒストグラムが算出されると中央制御部で算出された位相ヒストグラムから第2基準面とソルダを分離して第2基準面とソルダの重さ中心を算出する段階と、
前記第2基準面とソルダの重さ中心が算出されると中央制御部で第2基準面とソルダの重さ中心を用いてソルダの代表高さを算出する段階と、
前記ソルダの代表高さが算出されるとこれを用いて中央制御部でソルダの体積と高さ分布と位置オフセットを算出する段階と、で具備されることを特徴とする請求項9に記載の3次元形状測定方法。
【請求項11】
前記第1基準面に対する相対高さ位相と位相ヒストグラムを算出してその位相ヒストグラムを用いてボードのターゲット対象物の3次元形状を算出する段階は複数個の第1照明源が具備される場合に複数個の第1照明源のうちいずれか一方の第1照明源で発生された格子パターン照明によるボードの第1基準面に対する相対高さ位相と他方の第1照明源で発生された格子パターン照明によるボードの第1基準面に対する相対高さ位相がそれぞれ算出されると中央制御部でそれぞれの第1基準面に対する相対高さ位相でノイズを除去した統合高さ位相を算出して貯蔵する段階と、
前記統合高さ位相が貯蔵されると央制御部で貯蔵された統合高さ位相を用いて位相ヒストグラムを算出する段階と、
前記位相ヒストグラムが算出されると中央制御部で算出された位相ヒストグラムから第2基準面とソルダを分離して第2基準面とソルダの重さ中心を算出する段階と、
前記第2基準面とソルダの重さ中心が算出されると中央制御部で第2基準面の重さ中心とソルダの重さ中心を用いてソルダの代表高さを算出する段階と、
前記ソルダの代表高さが算出されるとこれを用いて中央制御部でソルダの体積と高さ分布と位置オフセットを算出する段階と、で具備されることを特徴とする請求項9に記載の3次元形状測定方法。
【請求項12】
前記ベアボード学習を実施する段階はテーブル移送装置を駆動するテーブル制御器によってX−Yテーブルを駆動してベアボードを測定位置に移送させる段階と、
前記ベアボードが測定位置に移送されると選択された調整命令値によって中央制御部で照明制御器を制御して第1照明源の明るさを調節する段階と、
前記第1照明源の明るさが調節されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御してベアボードの位相地図を得て第1基準面に対する相対高さ位相を算出する段階と、
前記第1基準面に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部で算出された第1基準面に対する相対高さ位相と第2照明源で発生された照明が反射された後カメラで撮影されたベアボードの映像を用いて算出されたベアボードの特定部分に対する位置情報及びイメージ情報をベアボード情報でDBに貯蔵する段階と、で具備されることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状測定方法。
【請求項13】
前記ベアボードの特異形状に対する位置情報をベアボード情報でDBに貯蔵する段階は前記第1基準面に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部で算出された第1基準面に対する相対高さ位相をベアボードの高さ位相情報で貯蔵する段階と、
前記高さ位相情報が貯蔵されると中央制御部でベアボードのすべての領域の学習が完了されたか否かを確認する段階と、
前記すべての領域の学習が完了されると中央制御部でモジュール制御部に具備される照明制御器を制御して第1照明源をオフさせて第2照明源をオンさせる段階と、
前記第2照明源がオンになると中央制御部で映像獲得部を制御してカメラを通じてベアボードの特定部分に対する映像を得て貯蔵して、貯蔵された映像と高さ位相情報を用いてベアボードの特定部分に対する位置情報を算出してベアボード情報でDBに貯蔵する段階と、で具備されることを特徴とする請求項12に記載の3次元形状測定方法。
【請求項14】
前記ベアボードの特異形状に対する位置情報をベアボード情報でDBに貯蔵する段階はいずれか一方の第1照明源によるベアボードの第1基準面に対する相対高さ位相と他方の第1照明源によるベアボードの第1基準面に対する相対高さ位相がそれぞれ算出されると中央制御部でそれぞれの第1基準面に対する相対高さ位相でノイズを除去して統合高さ位相を算出する段階と、
前記統合高さ位相が算出されると統合高さ位相を中央制御部で高さ位相情報で貯蔵する段階と、
前記高さ位相情報が貯蔵されると中央制御部でベアボードのすべての領域の学習が完了されたか否かを確認する段階と、
前記すべての領域の学習が完了されると中央制御部でモジュール制御部に具備される照明制御器を制御して第1照明源をオフさせて第2照明源をオンさせる段階と、
前記第2照明源がオンになると中央制御部で映像獲得部を制御してカメラを通じてベアボードの特定部分に対する映像を得て貯蔵して、貯蔵された映像と高さ位相情報を用いてベアボードの特定部分に対する位置情報を算出してベアボード情報でDBに貯蔵する段階と、で具備されることを特徴とする請求項12に記載の3次元形状測定方法。
【請求項15】
前記学習検査モードによるボードのターゲット対象物の3次元形状を測定する段階はボードに該当されるベアボード情報をDBで検索して一致するベアボード情報をリードする段階と、
前記ボードに該当されるベアボード情報がリードされると中央制御部でモジュール制御部に具備される照明制御器を制御して第2照明源がオンの状態であれば第2照明源をオフさせる段階と、
前記第2照明源がオフされると中央制御部でテーブル移送装置を駆動するテーブル制御器によってX−Yテーブルを駆動してボードを測定位置に移送させる段階と、
前記ボードが測定位置に移送されると選択された調整命令値によって中央制御部で照明制御器を制御して第1照明源の明るさを調節する段階と、
前記第1照明源の明るさが調節されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御してボードの位相地図を得て第1基準面に対する相対高さ位相を算出する段階と、
前記第1基準面に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部でこれを用いて位相ヒストグラムを算出してボードのターゲット対象物の3次元形状を算出する段階と、で具備されることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状測定方法。
【請求項16】
前記第1基準面に対する相対高さ位相と位相ヒストグラムを算出してボードのターゲット対象物の3次元形状を算出する段階は第1照明源による格子パターン照明によるボードの第1基準面に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部で算出された第1基準面に対する相対高さ位相をボードの高さ位相情報で貯蔵する段階と、
前記高さ位相情報が貯蔵されると中央制御部で学習されDBに貯蔵されたベアボードの高さ位相情報と前記ボードの高さ位相情報を用いてソルダの高さ位相情報を分離する段階と、
前記ソルダの高さ位相情報が分離されると中央制御部で分離されたソルダの高さ位相情報から実際高さ情報を算出してソルダの体積と高さ分布と位置オフセットを算出する段階と、で具備されることを特徴とする請求項15に記載の3次元形状測定方法。
【請求項17】
前記第1基準面に対する相対高さ位相と位相ヒストグラムを算出してボードの3次元形状を算出する段階はいずれか一方の第1照明源によるボードの第1基準面に対する相対高さ位相と他方の第1照明源によるボードの第1基準面に対する相対高さ位相がそれぞれ算出されると中央制御部で算出されたそれぞれの第1基準面に対する相対高さ位相でノイズを除去して統合高さ位相を算出する段階と、
前記統合高さ位相が算出されると統合高さ位相を中央制御部で高さ位相情報で貯蔵する段階と、
前記高さ位相情報が貯蔵されると中央制御部で学習されDBに貯蔵されたベアボードの高さ位相情報と前記ボードの高さ位相情報を用いてソルダの高さ位相情報を分離する段階と、
前記ソルダの高さ位相情報が分離されると中央制御部で分離されたソルダの高さ位相情報から実際高さ情報を算出してソルダの体積と高さ分布と位置オフセットを算出する段階と、で具備されることを特徴とする請求項15に記載の3次元形状測定方法。
【請求項18】
前記第1照明源の明るさを調節する段階は中央制御部で照明制御器を制御して第1照明源をオンさせる段階と、
前記第1照明源がオンになると中央制御部で予め入力された調整命令値を選択する段階と、
前記調整命令値が選択されると中央制御部で照明制御器を制御して第1照明源を選択された調整命令値による照明の明るさで第1照明源の明るさを調節する段階と、で具備されることを特徴とする請求項9、12または15に記載の3次元形状測定方法。
【請求項19】
前記第1照明源の明るさを調節する段階は複数個の第1照明源が具備される場合に中央制御部で複数個の第1照明源のうちいずれか一方の第1照明源が選択されたか否かを確認する段階と、
前記一方の第1照明源が選択されたことが確認されると中央制御部で照明制御器を制御して選択された一方の第1照明源をオンさせる段階と、
前記一方の第1照明源がオンになると中央制御部で予め入力された調整命令値を選択する段階と、
前記調整命令値が選択されると中央制御部で照明制御器を制御して一方の第1照明源を選択された調整命令値による照明の明るさで調節する段階と、
前記一方の第1照明源が選択されたか確認した結果一方の第1照明源が選択されないと中央制御部で照明制御器を制御して他方の第1照明源をオンさせる段階と、
前記他方の第1照明源がオンになると中央制御部で予め入力された調整命令値を選択する段階と、
前記調整命令値が選択されると中央制御部で照明制御器を制御して他方の第1照明源を選択された調整命令値による照明の明るさで調節する段階と、で具備されることを特徴とする請求項9、12または15に記載の3次元形状測定方法。
【請求項20】
前記第1基準面に対する相対高さ位相を算出する段階は第1照明源の明るさが調節されると格子移送装置を駆動する格子制御器によって格子装置をN回移送させながら、移送の度に第1照明源で発生された照明による格子パターン照明を照射して反射される映像がカメラで撮影されるとその映像を映像獲得部で得る段階と、
前記映像獲得部で映像が得られると検査領域を拡張して前記映像を映像獲得部で得る段階を繰り返して実施するために設定された検査領域を拡張する段階と、
前記映像を映像獲得部で得る段階と前記設定された検査領域を拡張する段階でそれぞれ映像獲得部に映像が得られると中央制御部でN―バケットアルゴリズムを用いて位相地図を算出して貯蔵する段階と、
前記位相地図が算出され貯蔵されると予め貯蔵された第1基準面の位相地図と中央制御部に貯蔵された位相地図の差を用いて該当検査位置で第1基準面に対する相対高さ位相を算出する段階と、で具備されることを特徴とする請求項9、12または15に記載の3次元形状測定方法。
【請求項21】
前記第1基準面に対する相対高さ位相を算出する段階は複数個の第1照明源のうちいずれか一方の第1照明源の明るさが調節されると格子移送装置を駆動する格子制御器によって格子装置をN回移送させながら、移送の度に一方の第1照明源で発生された照明による格子パターン照明を照射して反射される映像がカメラで撮影されるとその映像を映像獲得部で得る段階と、
前記映像獲得部で映像が得られると検査領域を拡張して前記映像を映像獲得部で得る段階を繰り返して実施するために設定された検査領域を拡張する段階と、
前記映像を映像獲得部で得る段階と前記設定された検査領域を拡張する段階でそれぞれ映像獲得部に映像が得られると中央制御部でN―バケットアルゴリズムを用いて位相地図を算出して貯蔵する段階と、
前記位相地図が算出され貯蔵されると予め貯蔵された第1基準面の位相地図と中央制御部に貯蔵された位相地図の差を用いて該当検査位置で第1基準面に対する相対高さ位相を算出する段階と、
他方の第1照明源の明るさが調節されると格子移送装置を駆動する格子制御器によって格子装置をN回移送させながら、移送の度に他方の第1照明源で発生された照明による格子パターン照明を照射して反射される映像がカメラで撮影されるとその映像を映像獲得部で得る段階と、
前記他方の第1照明源による映像が映像獲得部で得られると前記設定された検査領域を拡張する段階と前記N―バケットアルゴリズムを用いて位相地図を算出して貯蔵する段階と前記第1基準面に対する相対高さ位相を算出する段階を繰り返して実施する段階と、で具備されることを特徴とする請求項9、12または15に記載の3次元形状測定方法。
【請求項1】
中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御して第1照明源の明るさを測定する段階と、
前記第1照明源の明るさ測定が完了されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御して位相を高さに変換したファクターを測定する段階と、
前記第1照明源の明るさと前記位相を高さに変換したファクターが測定されると中央制御部で測定作業がノーマル検査モードであるかを確認する段階と、
前記ノーマル検査モードであるかを確認する段階でノーマル検査モードで確認されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御してノーマル検査モードによるボードのターゲット対象物の3次元形状を測定する段階と、
前記ノーマル検査モードであるかを確認する段階でノーマル検査モードではないものと確認されると中央制御部でDBを検索してボードに対するベアボード情報の有無を確認する段階と、
前記ベアボード情報の有無を確認する段階でベアボード情報がない場合に中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御してベアボード学習を実施する段階と、
前記ベアボード情報の有無を確認する段階でベアボード情報があるか又は前記ベアボード学習を実施する段階でベアボード学習情報が発生されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御して学習検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階と、
前記ノーマル検査モードによるボードの3次元形状を測定する段階と前記学習検査モードによるボードのターゲット対象物の3次元形状を測定する段階でそれぞれボードのターゲット対象物の3次元形状が測定されると中央制御部は測定された3次元形状情報を用いてボードが正常か否かを分析する段階と、で具備されることを特徴とする3次元形状測定方法。
【請求項2】
前記第1照明源の明るさを測定する段階は中央制御部を通じて調整命令値の範囲を設定した後、各設定された調整命令値によってモジュール制御部に具備される照明制御器の制御によって第1照明源の明るさを調節する段階と、
前記第1照明源の明るさが調節されると中央制御部でモジュール制御部に具備され格子移送装置を駆動する格子制御器によって格子装置をN回移送させて、移送の度にカメラで撮影して映像獲得部を通じてキャリブレーションターゲットの映像を得る段階と、
前記得られた映像を中央制御部に具備されるインターフェースボードとイメージ処理ボードを通じてそれぞれ受信して映像を平均処理して平均映像を算出する段階と、
前記平均映像が算出されると中央制御部で算出された平均映像の代表明るさ値を該当調整命令値の照明の明るさで設定する段階と、
前記各調整命令値に対する照明の明るさが設定されると中央制御部で調整命令値が最大であるかを確認する段階と、
前記調整命令値が最大であれば中央制御部で各調整命令値に該当される照明の明るさを正義する段階と、
前記各調整命令値に該当される照明の明るさが正義されると中央制御部で各調整命令値に対する該当照明の明るさを照明索引テーブルで作成する段階と、で具備されることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状測定方法。
【請求項3】
前記調整命令値の範囲を設定した後、各設定された調整命令値によって第1照明源の明るさを調節する段階はモジュール制御部に具備されテーブル移送装置を駆動するテーブル制御器によってX−Yテーブルを駆動してキャリブレーションターゲットを測定位置に移送させる段階と、
前記キャリブレーションターゲットが測定位置に移送されるとモジュール制御部に具備される照明制御器によって第1照明源をオンさせる段階と、
前記第1照明源がオンになると中央制御部で照明調整命令値の範囲を設定する段階と、
前記照明調整命令値の範囲が設定されると中央制御部で設定された調整命令値によって照明制御器を制御して第1照明源の明るさを調節する段階と、で具備されることを特徴とする請求項2に記載の3次元形状測定方法。
【請求項4】
前記調整命令値に該当される照明の明るさを正義する段階は中央制御部で第1照明源が複数個であるかを確認する段階と、
前記第1照明源が複数個である場合に複数個の第1照明源のうちいずれか一方の第1照明源をオフさせて、他方の第1照明源をオンさせる段階と、
前記他方の第1照明源がオンになるとその第1照明源の調整命令値が最大であるかを確認する段階と、
前記他方の第1照明源の調整命令値が最大であれば中央制御部で一方の第1照明源と他方の第1照明源のそれぞれの調整命令値に該当される照明の明るさを比較した後、照明の明るさが小さいものを選択して各調整命令値に該当される照明の明るさで算出する段階と、
前記各調整命令値に該当される照明の明るさが算出されると中央制御部で第1照明源の各調整命令値に該当される照明の明るさを正義する段階と、で具備されることを特徴とする請求項2に記載の3次元形状測定方法。
【請求項5】
前記位相を高さに変換したファクターを測定する段階は中央制御部で選択された調整命令値によってモジュール制御部の照明制御器を制御して第1照明源の明るさを調節する段階と、
前記第1照明源の明るさが調節されると中央制御部でキャリブレーションターゲットの測定部分が平面であるかを確認する段階と、
前記測定部分が平面であれば中央制御部でキャリブレーションターゲットの平面を検査領域に設定する段階と、
前記平面が検査領域に設定されると格子移送装置を駆動する格子制御器によって格子装置をN回移送させながら、移送の度に格子パターン照明を平面に照射して反射される映像がカメラに撮影されるとその平面の映像を映像獲得部で得る段階と、
前記映像獲得部で平面の映像が得られると中央制御部で得られた映像をN―バケットアルゴリズムを用いて平面の位相地図を得て第1基準面の位相地図で貯蔵する段階と、
前記測定部分が平面であるかを確認する段階で平面ではないと中央制御部でキャリブレーションターゲットの段差を検査領域に設定する段階と、
段差が検査領域に設定されると格子移送装置を駆動する格子制御器によって格子装置をN回移送させながら、移送の度に格子パターン照明を段差に照射して反射される映像がカメラに撮影されるとその段差の映像を映像獲得部で得る段階と、
前記映像獲得部で段差の映像が得られると中央制御部で得られた映像をN―バケットアルゴリズムを用いて段差の位相地図を得る段階と、
前記平面の第1基準面の位相地図を得て貯蔵する段階と前記段差の位相地図を得る段階でそれぞれ平面と段差の位相地図が得られるとその位相地図を用いて各画素の位相を高さに変換したファクターを算出して貯蔵する段階と、で具備されることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状測定方法。
【請求項6】
前記中央制御部で選択された調整命令値によってモジュール制御部の照明制御器を制御して第1照明源の明るさを調節する段階はテーブル移送装置を駆動するテーブル制御器によってX−Yテーブルを駆動してキャリブレーションターゲットを測定位置に移送させる段階と、
前記キャリブレーションターゲットが測定位置に移送されると照明制御器によって第1照明源をオンさせる段階と、
前記第1照明源がオンになると中央制御部で調整命令値を選択する段階と、
前記調整命令値が選択されると中央制御部で選択された調整命令値に該当される照明の明るさで照明制御器を制御して第1照明源の明るさを調節する段階と、で具備されることを特徴とする請求項5に記載の3次元形状測定方法。
【請求項7】
前記得られた位相地図を用いて各画素の位相を高さに変換したファクターを算出して貯蔵する段階は第1照明源で照射された照明によって発生された格子パターン照明によって得られた位相地図を用いて各画素の位相を高さに変換したファクターを算出する段階と、
前記各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されると中央制御部で第1照明源が複数個であるかを確認する段階と、
前記第1照明源が複数個であれば複数個の第1照明源のうちいずれか一方の 第1照明源で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されたか否かを中央制御部で確認する段階と、
前記一方の第1照明源で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されると中央制御部でモジュール制御部の照明制御器を制御して位相を高さに変換したファクターが算出された一方の第1照明源をオフさせて他方の第1照明源をオンさせる段階と、
前記他方の第1照明源がオンになると中央制御部で他方の第1照明源で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されたか否かを確認する段階と、
前記他方の第1照明源で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されると中央制御部で複数個の第1照明源による各画素の位相を高さに変換したファクターを貯蔵する段階と、
前記一方の第1照明源で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されたか否かを中央制御部で確認する段階と前記他方の第1照明源で照射された照明によって発生された格子パターン照明による各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されたか否かを確認する段階で各画素の位相を高さに変換したファクターが算出されないと中央制御部で選択された調整命令値によってモジュール制御部の照明制御器を制御して第1照明源の明るさを調節する段階にリターンすることを特徴とする請求項5に記載の3次元形状測定方法。
【請求項8】
前記DBを検索してボードに対するベアボード情報の有無を確認する段階はテーブル移送装置を駆動するテーブル制御器によってX−Yテーブルを制御してボードを測定位置に移送させる段階と、
前記ボードが測定位置に移送されると中央制御部で照明制御器を制御して第2照明源をオンさせる段階と、
前記第2照明源がオンになるとボードをカメラで撮影して映像獲得部で映像が得られるとその映像を用いて中央制御部でボードの特定部分に対する位置情報及びイメージ情報を算出する段階と、
前記ボードの特異形状に対する位置情報が算出されると中央制御部で算出されたボードの特定部分に対する位置情報及びイメージ情報と一致されるベアボード情報をDBで検索する段階と、
前記検索した結果ベアボード情報がDBにあるか否かを中央制御部で確認する段階と、で具備されることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状測定方法。
【請求項9】
前記ノーマル検査モードによるボードのターゲット対象物の3次元形状を測定する段階はテーブル移送装置を駆動するテーブル制御器によってX−Yテーブルを駆動してボードを測定位置に移送させる段階と、
前記ボードが測定位置に移送されると選択された調整命令値によって中央制御部で照明制御器を制御して第1照明源の明るさを調節する段階と、
前記第1照明源の明るさが調節されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御してボードの位相地図を得て第1基準面に対する相対高さ位相を算出する段階と、
前記第1基準面に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部でこれを用いて位相ヒストグラムを算出してその位相ヒストグラムを用いてボードのターゲット対象物の3次元形状を算出する段階と、で具備されることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状測定方法。
【請求項10】
前記第1基準面に対する相対高さ位相と位相ヒストグラムを算出して、その位相ヒストグラムを用いてボードの3次元形状を算出する段階は第1照明源で発生された格子パターン照明によるボードの第1基準面に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部でこれを用いて位相ヒストグラムを算出する段階と、
前記位相ヒストグラムが算出されると中央制御部で算出された位相ヒストグラムから第2基準面とソルダを分離して第2基準面とソルダの重さ中心を算出する段階と、
前記第2基準面とソルダの重さ中心が算出されると中央制御部で第2基準面とソルダの重さ中心を用いてソルダの代表高さを算出する段階と、
前記ソルダの代表高さが算出されるとこれを用いて中央制御部でソルダの体積と高さ分布と位置オフセットを算出する段階と、で具備されることを特徴とする請求項9に記載の3次元形状測定方法。
【請求項11】
前記第1基準面に対する相対高さ位相と位相ヒストグラムを算出してその位相ヒストグラムを用いてボードのターゲット対象物の3次元形状を算出する段階は複数個の第1照明源が具備される場合に複数個の第1照明源のうちいずれか一方の第1照明源で発生された格子パターン照明によるボードの第1基準面に対する相対高さ位相と他方の第1照明源で発生された格子パターン照明によるボードの第1基準面に対する相対高さ位相がそれぞれ算出されると中央制御部でそれぞれの第1基準面に対する相対高さ位相でノイズを除去した統合高さ位相を算出して貯蔵する段階と、
前記統合高さ位相が貯蔵されると央制御部で貯蔵された統合高さ位相を用いて位相ヒストグラムを算出する段階と、
前記位相ヒストグラムが算出されると中央制御部で算出された位相ヒストグラムから第2基準面とソルダを分離して第2基準面とソルダの重さ中心を算出する段階と、
前記第2基準面とソルダの重さ中心が算出されると中央制御部で第2基準面の重さ中心とソルダの重さ中心を用いてソルダの代表高さを算出する段階と、
前記ソルダの代表高さが算出されるとこれを用いて中央制御部でソルダの体積と高さ分布と位置オフセットを算出する段階と、で具備されることを特徴とする請求項9に記載の3次元形状測定方法。
【請求項12】
前記ベアボード学習を実施する段階はテーブル移送装置を駆動するテーブル制御器によってX−Yテーブルを駆動してベアボードを測定位置に移送させる段階と、
前記ベアボードが測定位置に移送されると選択された調整命令値によって中央制御部で照明制御器を制御して第1照明源の明るさを調節する段階と、
前記第1照明源の明るさが調節されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御してベアボードの位相地図を得て第1基準面に対する相対高さ位相を算出する段階と、
前記第1基準面に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部で算出された第1基準面に対する相対高さ位相と第2照明源で発生された照明が反射された後カメラで撮影されたベアボードの映像を用いて算出されたベアボードの特定部分に対する位置情報及びイメージ情報をベアボード情報でDBに貯蔵する段階と、で具備されることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状測定方法。
【請求項13】
前記ベアボードの特異形状に対する位置情報をベアボード情報でDBに貯蔵する段階は前記第1基準面に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部で算出された第1基準面に対する相対高さ位相をベアボードの高さ位相情報で貯蔵する段階と、
前記高さ位相情報が貯蔵されると中央制御部でベアボードのすべての領域の学習が完了されたか否かを確認する段階と、
前記すべての領域の学習が完了されると中央制御部でモジュール制御部に具備される照明制御器を制御して第1照明源をオフさせて第2照明源をオンさせる段階と、
前記第2照明源がオンになると中央制御部で映像獲得部を制御してカメラを通じてベアボードの特定部分に対する映像を得て貯蔵して、貯蔵された映像と高さ位相情報を用いてベアボードの特定部分に対する位置情報を算出してベアボード情報でDBに貯蔵する段階と、で具備されることを特徴とする請求項12に記載の3次元形状測定方法。
【請求項14】
前記ベアボードの特異形状に対する位置情報をベアボード情報でDBに貯蔵する段階はいずれか一方の第1照明源によるベアボードの第1基準面に対する相対高さ位相と他方の第1照明源によるベアボードの第1基準面に対する相対高さ位相がそれぞれ算出されると中央制御部でそれぞれの第1基準面に対する相対高さ位相でノイズを除去して統合高さ位相を算出する段階と、
前記統合高さ位相が算出されると統合高さ位相を中央制御部で高さ位相情報で貯蔵する段階と、
前記高さ位相情報が貯蔵されると中央制御部でベアボードのすべての領域の学習が完了されたか否かを確認する段階と、
前記すべての領域の学習が完了されると中央制御部でモジュール制御部に具備される照明制御器を制御して第1照明源をオフさせて第2照明源をオンさせる段階と、
前記第2照明源がオンになると中央制御部で映像獲得部を制御してカメラを通じてベアボードの特定部分に対する映像を得て貯蔵して、貯蔵された映像と高さ位相情報を用いてベアボードの特定部分に対する位置情報を算出してベアボード情報でDBに貯蔵する段階と、で具備されることを特徴とする請求項12に記載の3次元形状測定方法。
【請求項15】
前記学習検査モードによるボードのターゲット対象物の3次元形状を測定する段階はボードに該当されるベアボード情報をDBで検索して一致するベアボード情報をリードする段階と、
前記ボードに該当されるベアボード情報がリードされると中央制御部でモジュール制御部に具備される照明制御器を制御して第2照明源がオンの状態であれば第2照明源をオフさせる段階と、
前記第2照明源がオフされると中央制御部でテーブル移送装置を駆動するテーブル制御器によってX−Yテーブルを駆動してボードを測定位置に移送させる段階と、
前記ボードが測定位置に移送されると選択された調整命令値によって中央制御部で照明制御器を制御して第1照明源の明るさを調節する段階と、
前記第1照明源の明るさが調節されると中央制御部でモジュール制御部と映像獲得部を制御してボードの位相地図を得て第1基準面に対する相対高さ位相を算出する段階と、
前記第1基準面に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部でこれを用いて位相ヒストグラムを算出してボードのターゲット対象物の3次元形状を算出する段階と、で具備されることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状測定方法。
【請求項16】
前記第1基準面に対する相対高さ位相と位相ヒストグラムを算出してボードのターゲット対象物の3次元形状を算出する段階は第1照明源による格子パターン照明によるボードの第1基準面に対する相対高さ位相が算出されると中央制御部で算出された第1基準面に対する相対高さ位相をボードの高さ位相情報で貯蔵する段階と、
前記高さ位相情報が貯蔵されると中央制御部で学習されDBに貯蔵されたベアボードの高さ位相情報と前記ボードの高さ位相情報を用いてソルダの高さ位相情報を分離する段階と、
前記ソルダの高さ位相情報が分離されると中央制御部で分離されたソルダの高さ位相情報から実際高さ情報を算出してソルダの体積と高さ分布と位置オフセットを算出する段階と、で具備されることを特徴とする請求項15に記載の3次元形状測定方法。
【請求項17】
前記第1基準面に対する相対高さ位相と位相ヒストグラムを算出してボードの3次元形状を算出する段階はいずれか一方の第1照明源によるボードの第1基準面に対する相対高さ位相と他方の第1照明源によるボードの第1基準面に対する相対高さ位相がそれぞれ算出されると中央制御部で算出されたそれぞれの第1基準面に対する相対高さ位相でノイズを除去して統合高さ位相を算出する段階と、
前記統合高さ位相が算出されると統合高さ位相を中央制御部で高さ位相情報で貯蔵する段階と、
前記高さ位相情報が貯蔵されると中央制御部で学習されDBに貯蔵されたベアボードの高さ位相情報と前記ボードの高さ位相情報を用いてソルダの高さ位相情報を分離する段階と、
前記ソルダの高さ位相情報が分離されると中央制御部で分離されたソルダの高さ位相情報から実際高さ情報を算出してソルダの体積と高さ分布と位置オフセットを算出する段階と、で具備されることを特徴とする請求項15に記載の3次元形状測定方法。
【請求項18】
前記第1照明源の明るさを調節する段階は中央制御部で照明制御器を制御して第1照明源をオンさせる段階と、
前記第1照明源がオンになると中央制御部で予め入力された調整命令値を選択する段階と、
前記調整命令値が選択されると中央制御部で照明制御器を制御して第1照明源を選択された調整命令値による照明の明るさで第1照明源の明るさを調節する段階と、で具備されることを特徴とする請求項9、12または15に記載の3次元形状測定方法。
【請求項19】
前記第1照明源の明るさを調節する段階は複数個の第1照明源が具備される場合に中央制御部で複数個の第1照明源のうちいずれか一方の第1照明源が選択されたか否かを確認する段階と、
前記一方の第1照明源が選択されたことが確認されると中央制御部で照明制御器を制御して選択された一方の第1照明源をオンさせる段階と、
前記一方の第1照明源がオンになると中央制御部で予め入力された調整命令値を選択する段階と、
前記調整命令値が選択されると中央制御部で照明制御器を制御して一方の第1照明源を選択された調整命令値による照明の明るさで調節する段階と、
前記一方の第1照明源が選択されたか確認した結果一方の第1照明源が選択されないと中央制御部で照明制御器を制御して他方の第1照明源をオンさせる段階と、
前記他方の第1照明源がオンになると中央制御部で予め入力された調整命令値を選択する段階と、
前記調整命令値が選択されると中央制御部で照明制御器を制御して他方の第1照明源を選択された調整命令値による照明の明るさで調節する段階と、で具備されることを特徴とする請求項9、12または15に記載の3次元形状測定方法。
【請求項20】
前記第1基準面に対する相対高さ位相を算出する段階は第1照明源の明るさが調節されると格子移送装置を駆動する格子制御器によって格子装置をN回移送させながら、移送の度に第1照明源で発生された照明による格子パターン照明を照射して反射される映像がカメラで撮影されるとその映像を映像獲得部で得る段階と、
前記映像獲得部で映像が得られると検査領域を拡張して前記映像を映像獲得部で得る段階を繰り返して実施するために設定された検査領域を拡張する段階と、
前記映像を映像獲得部で得る段階と前記設定された検査領域を拡張する段階でそれぞれ映像獲得部に映像が得られると中央制御部でN―バケットアルゴリズムを用いて位相地図を算出して貯蔵する段階と、
前記位相地図が算出され貯蔵されると予め貯蔵された第1基準面の位相地図と中央制御部に貯蔵された位相地図の差を用いて該当検査位置で第1基準面に対する相対高さ位相を算出する段階と、で具備されることを特徴とする請求項9、12または15に記載の3次元形状測定方法。
【請求項21】
前記第1基準面に対する相対高さ位相を算出する段階は複数個の第1照明源のうちいずれか一方の第1照明源の明るさが調節されると格子移送装置を駆動する格子制御器によって格子装置をN回移送させながら、移送の度に一方の第1照明源で発生された照明による格子パターン照明を照射して反射される映像がカメラで撮影されるとその映像を映像獲得部で得る段階と、
前記映像獲得部で映像が得られると検査領域を拡張して前記映像を映像獲得部で得る段階を繰り返して実施するために設定された検査領域を拡張する段階と、
前記映像を映像獲得部で得る段階と前記設定された検査領域を拡張する段階でそれぞれ映像獲得部に映像が得られると中央制御部でN―バケットアルゴリズムを用いて位相地図を算出して貯蔵する段階と、
前記位相地図が算出され貯蔵されると予め貯蔵された第1基準面の位相地図と中央制御部に貯蔵された位相地図の差を用いて該当検査位置で第1基準面に対する相対高さ位相を算出する段階と、
他方の第1照明源の明るさが調節されると格子移送装置を駆動する格子制御器によって格子装置をN回移送させながら、移送の度に他方の第1照明源で発生された照明による格子パターン照明を照射して反射される映像がカメラで撮影されるとその映像を映像獲得部で得る段階と、
前記他方の第1照明源による映像が映像獲得部で得られると前記設定された検査領域を拡張する段階と前記N―バケットアルゴリズムを用いて位相地図を算出して貯蔵する段階と前記第1基準面に対する相対高さ位相を算出する段階を繰り返して実施する段階と、で具備されることを特徴とする請求項9、12または15に記載の3次元形状測定方法。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【公開番号】特開2007−199070(P2007−199070A)
【公開日】平成19年8月9日(2007.8.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−16348(P2007−16348)
【出願日】平成19年1月26日(2007.1.26)
【出願人】(506414749)コー・ヤング・テクノロジー・インコーポレーテッド (37)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年8月9日(2007.8.9)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年1月26日(2007.1.26)
【出願人】(506414749)コー・ヤング・テクノロジー・インコーポレーテッド (37)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]