DE102015116047B4 - Test device and control method for a test device - Google Patents
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Abstract
Prüfvorrichtung (1), aufweisend:eine Bildaufnahmeeinrichtung (110);eine Projektionseinrichtung (112) zum Projizieren eines Musterbilds (51) in ein Gesichtsfeld (41) der Bildaufnahmeeinrichtung (110);eine Informationsverarbeitungseinrichtung (13) zum Durchführen einer Prüfung mindestens eines im Gesichtsfeld (41) der Bildaufnahmeeinrichtung (110) eingeschlossenen Objektes unter Verwendung eines Bildes, welches mittels der Bildaufnahmeeinrichtung (110) photographiert wurde unter Projizieren eines Musterbilds (51) durch die Projektionseinrichtung (112); sowieeine Steuereinrichtung (12) zum Steuern der Bildaufnahmeeinrichtung (110) und der Projektionseinrichtung (112);dadurch gekennzeichnet, dassdie Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, wenn im Gesichtsfeld (41) der Bildaufnahmeeinrichtung (110) ein Sekundärreflexionsobjekt (42a) vorhanden ist, welches eine durch an einer Reflexionsfläche eines anderen Objekts (43) reflektiertes Licht verursachte Sekundärreflexion hervorbringen kann, eine Steuerung zum Verändern des Projektionsbereichs eines von der Projektionseinrichtung (112) zu projizierenden Musterbilds (51) derart durchzuführen, so dass kein Licht auf die Reflexionsfläche trifft, und zum Photographieren des Sekundärreflexionsobjekts (42a) mittels der Bildaufnahmeeinrichtung (110) unter Projizieren des Musterbildes (52-56) mit dem veränderten Projektionsbereich durchzuführen,wobei die Prüfvorrichtung (1) ferner eine Speichereinrichtung (3) zum Speichern eines Prüfprogramms aufweist, welches Information zum Ermitteln eines Sekundärreflexionsobjekts (42a) unter mehreren zu prüfenden Objekten enthält;wobei die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, auf Grundlage des Prüfprogramms zu beurteilen, ob im Gesichtsfeld (41) der Bildaufnahmeeinrichtung (110) ein Sekundärreflexionsobjekt (42a) vorhanden ist, wobei das Prüfprogramm Information über eine Aufnahmebedingung beim Photographieren eines Sekundärreflexionsobjekts (42a) enthält, wobei die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, die Änderung des Projektionsbereichs des beim Photographieren des Sekundärreflexionsobjekts (42a) zu projizierenden Musterbilds (51) auf Grundlage der Information über die Aufnahmebedingung durchzuführen,wobei die Steuereinrichtung ferner dazu eingerichtet ist, wenn im Gesichtsfeld (41) der Bildaufnahmeeinrichtung (110) ein Sekundärreflexionsobjekt (42a) vorhanden ist, eine Steuerung durchzuführen, welche die Position des Sekundärreflexionsobjekts (42a) innerhalb des Gesichtsfelds (41) der Bildaufnahmeeinrichtung (110) derart verändert, dass das Sekundärreflexionsobjekt (42a) eine vorbestimmte Position innerhalb des Gesichtsfelds (41) der Bildaufnahmeeinrichtung (110) einnimmt, um danach unter Projizieren des Musterbildes (52-56) mit dem veränderten Projektionsbereich das Sekundärreflexionsobjekt (42a) mittels der Bildaufnahmeeinrichtung (110) zu photographieren,wobei die vorbestimmte Position das Zentrum des Gesichtsfeldes (41) der Bildaufnahmeeinrichtung (110) ist.Inspection device (1), comprising:an image recording device (110);a projection device (112) for projecting a sample image (51) into a field of view (41) of the image recording device (110);an information processing device (13) for carrying out an inspection of at least one object enclosed in the field of view (41) of the image recording device (110) using an image which was photographed by means of the image recording device (110) while projecting a sample image (51) through the projection device (112); and a control device (12) for controlling the image recording device (110) and the projection device (112); characterized in that the control device (12) is designed to, when a secondary reflection object (42a) is present in the field of view (41) of the image recording device (110), which can produce a secondary reflection caused by light reflected on a reflection surface of another object (43), carry out a control for changing the projection area of a pattern image (51) to be projected by the projection device (112) in such a way that no light hits the reflection surface, and for photographing the secondary reflection object (42a) by means of the image recording device (110) while projecting the pattern image (52-56) with the changed projection area, wherein the test device (1) further comprises a storage device (3) for storing a test program which contains information for determining a secondary reflection object (42a) among several to be objects to be checked;wherein the control device (12) is set up to judge on the basis of the test program whether a secondary reflection object (42a) is present in the field of view (41) of the image recording device (110), wherein the test program contains information about a recording condition when photographing a secondary reflection object (42a), wherein the control device (12) is set up to carry out the change in the projection area of the pattern image (51) to be projected when photographing the secondary reflection object (42a) on the basis of the information about the recording condition,wherein the control device is further set up, when a secondary reflection object (42a) is present in the field of view (41) of the image recording device (110), to carry out a control which changes the position of the secondary reflection object (42a) within the field of view (41) of the image recording device (110) such that the secondary reflection object (42a) has a predetermined position within the field of view (41) the image recording device (110) in order to then photograph the secondary reflection object (42a) by means of the image recording device (110) by projecting the pattern image (52-56) with the changed projection area, wherein the predetermined position is the center of the field of view (41) of the image recording device (110).
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL FIELD
Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfvorrichtung zum Prüfen eines Objekts unter Verwendung eines Bildes, das im Zustand mit einem auf das betreffende Objekt projizierten Musterbild aufgenommen wurde.The invention relates to an inspection apparatus for inspecting an object using an image taken in the state with a pattern image projected onto the object in question.
TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
Forschungen über Methoden, unter Verwendung von Bildern die dreidimensionale Gestalt von Objekten zu vermessen, zählen zum Stand der Technik. Beispielsweise werden bei den als aktive Triangulationsverfahren oder aktive Stereoverfahren bezeichneten Methoden in einem Zustand, während mittels eines Projektors ein Musterbild (Streifenmuster, Punktmuster o. Ä.) auf ein Objekt projiziert wird, photographische Aufnahmen durchgeführt, um durch Analysieren von Veränderungen des Musters oder der Luminanz, die Abhängigkeit von den Unebenheiten der Objektoberfläche auftreten, die dreidimensionale Information des Objekts zu erfassen. Als Beispiele aktiver Triangulationsverfahren sind das Phasenschiebeverfahren, das Raumkodierverfahren u. a. praktisch implementiert worden.Research into methods for measuring the three-dimensional shape of objects using images is state of the art. For example, in methods known as active triangulation methods or active stereo methods, photographs are taken while a pattern image (stripe pattern, dot pattern, etc.) is being projected onto an object using a projector in order to capture the three-dimensional information of the object by analyzing changes in the pattern or luminance that occur depending on the unevenness of the object's surface. Examples of active triangulation methods that have been practically implemented include the phase shift method, the spatial coding method, and others.
Bei diesen Verfahren kann das Phänomen auftreten, dass Licht, welches von einem Objekt reflektiert wird, die Messgenauigkeit für andere in der Umgebung vorhandene Objekte herabsetzt. Dieses Phänomen soll mit Bezug auf
Wenn allerdings, wie in
Als Maßnahme gegen Sekundärreflexionsstörungen schlägt Patentdokument 1 ein Verfahren vor, eine dadurch exaktere Messung einer Oberflächengestalt durchzuführen, dass Musterbilder aus zwei oder mehr Richtungen eingestrahlt werden, um auf Grundlage einer Messgenauigkeit (Reliabilität) für die einzelnen Richtungen Schattendefekte, Spiegeldefekte usw. zu eliminieren. Dieses herkömmliche Verfahren versucht jedoch lediglich den Einfluss von Störungen zu verringern, indem es Messergebnisse verschiedener Richtungen kombiniert, und beseitigt nicht grundlegend das Auftreten von Sekundärreflexionsstörungen. Folglich ist es in Umgebungen, wo Sekundärreflexionen auftreten, aus welcher Richtung ein Musterbild auch eingestrahlt wird (z.B. wenn ringsum viele hohe Objekte existieren), mit herkömmlichen Verfahren schwierig, den Einfluss von Sekundärreflexionsstörungen zu eliminieren.As a measure against secondary reflection noise,
Die
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des oben beschriebenen Sachverhalts gemacht und setzt sich zum Ziel, Technologie bereitzustellen, um in einer Prüfvorrichtung zum Prüfen eines Objekts unter Verwendung eines Bildes, das im Zustand mit einem auf das betreffende Objekt projizierten Musterbild aufgenommen wurde, Sekundärreflexionsstörungen zu unterdrücken und damit hochzuverlässige Messungen sowie Prüfungen zu ermöglichen.The present invention has been made in view of the above-described facts, and aims to provide technology for suppressing secondary reflection noise in an inspection apparatus for inspecting an object using an image taken in the state with a pattern image projected onto the object in question, thereby enabling highly reliable measurements and inspections.
ABRISS DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, wird der folgende Aufbau angewendet. Eine Prüfvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Merkmale des Anspruchs 1.In order to achieve the above object, the following structure is adopted. A test apparatus according to the present invention comprises the features of
Gemäß diesem Aufbau wird, wenn sich innerhalb des Gesichtsfeldes der Bildaufnahmeeinrichtung ein Sekundärreflexionsobjekt befindet, der Projektionsbereich des Musterbilds derart verändert, dass auf die Reflexionsfläche des die Sekundärreflexion verursachenden Ursachenobjekts kein Licht (Musterbild) trifft. Dies ermöglicht, die Entstehung von Sekundärreflexionsstörungen zu unterdrücken, sodass Projektionsmuster auf einem Prüfobjekt korrekt photographiert (beobachtet) werden können und die Genauigkeit von Messung und Prüfung des Prüfobjektes verbessert werden kann.According to this structure, when a secondary reflection object is present within the field of view of the image pickup device, the projection range of the pattern image is changed so that no light (pattern image) is incident on the reflection surface of the cause object causing the secondary reflection. This makes it possible to suppress the generation of secondary reflection noise, so that projection patterns on a test object can be correctly photographed (observed) and the accuracy of measurement and inspection of the test object can be improved.
Ferner ist eine Speichereinrichtung zum Speichern eines Prüfprogramms vorgesehen, das Information zum Ermitteln eines Sekundärreflexionsobjekts unter mehreren zu prüfenden Objekten enthält, wobei die Steuereinrichtung auf Grundlage des Prüfprogramms beurteilt, ob im Gesichtsfeld der Bildaufnahmeeinrichtung ein Sekundärreflexionsobjekt vorhanden ist. Dadurch, dass ein solches Prüfprogramm vorab erstellt und in der Prüfvorrichtung eingestellt wird, kann die Detektion eines Sekundärreflexionsobjekts im Gesichtsfeld einfach und korrekt durchgeführt werden, sodass eine Verkürzung der Prozedurdauer von Messung und Prüfung sowie eine Genauigkeitsverbesserung erreicht werden kann.Furthermore, a storage device is provided for storing an inspection program containing information for detecting a secondary reflection object among a plurality of objects to be inspected, wherein the control device judges whether a secondary reflection object is present in the field of view of the image pickup device based on the inspection program. By preparing such an inspection program in advance and setting it in the inspection device, the detection of a secondary reflection object in the field of view can be carried out easily and correctly, so that a shortening of the procedure time of measurement and inspection and an improvement in accuracy can be achieved.
Das Prüfprogramm enthält Information über eine Aufnahmebedingung beim Photographieren eines Sekundärreflexionsobjekts und die Steuereinrichtung führt die Änderung des Projektionsbereichs des beim Photographieren des Sekundärreflexionsobjekts zu projizierenden Musterbilds auf Grundlage der Information über die Aufnahmebedingung durch. Dadurch, dass auf diese Weise auch Aufnahmebedingungen für einzelne Sekundärreflexionsobjekte in der Prüfvorrichtung eingestellt werden, kann die Steuerung der Änderung des Projektionsbereichs, um Sekundärreflexion zu unterdrücken, einfach und korrekt durchgeführt werden, sodass eine Verkürzung der Prozedurdauer von Messung und Prüfung sowie eine Genauigkeitsverbesserung erreicht werden kann.The inspection program contains information on a shooting condition when photographing a secondary reflection object, and the control device carries out the change of the projection range of the pattern image to be projected when photographing the secondary reflection object based on the information on the shooting condition. By setting shooting conditions for individual secondary reflection objects in the inspection device in this way, the control of the change of the projection range to suppress secondary reflection can be carried out easily and correctly, so that a shortening of the procedure time of measurement and inspection and an improvement in accuracy can be achieved.
Vorzugsweise ist ferner eine Musterbildspeichereinheit vorgesehen, die vorab Daten für eine Mehrzahl von Musterbildern mit voneinander abweichendem Projektionsbereich speichert, wobei die Steuereinrichtung, wenn im Gesichtsfeld der Bildaufnahmeeinrichtung ein Sekundärreflexionsobjekt vorhanden ist, aus der in der Musterbildspeichereinheit gespeicherten Mehrzahl von Musterbildern ein Musterbild auswählt, welches das Sekundärreflexionsobjekt im Projektionsbereich einschließt, jedoch die Reflexionsfläche nicht im Projektionsbereich einschließt, und das von der Projektionseinrichtung zu projizierende Musterbild in das ausgewählte Musterbild ändert. Dass die Daten der Musterbilder bereitgehalten werden, ermöglicht es (verglichen damit, jedes Mal die Musterbilder zu generieren) die Umschaltprozedur für die Musterbilder zu vereinfachen.Preferably, there is further provided a pattern image storage unit which stores data for a plurality of pattern images having different projection ranges in advance, wherein the control means, when a secondary reflection object is present in the field of view of the image pickup means, selects a pattern image which includes the secondary reflection object in the projection range but does not include the reflection surface in the projection range from the plurality of pattern images stored in the pattern image storage unit, and changes the pattern image to be projected by the projection means to the selected pattern image. Holding the data of the pattern images makes it possible to simplify the switching procedure for the pattern images (compared to generating the pattern images each time).
Bei Vorliegen z.B. eines Falls, wo sich im Zentrum des Gesichtsfeldes ein Sekundärreflexionsobjekt befindet, und eines Falls, wo sich am Rand des Gesichtsfeldes ein Sekundärreflexionsobjekt befindet, lässt sich sagen, dass der Projektionsbereich des Musterbildes verändert werden muss. Geht es aber darum, Musterbilder für jede Position innerhalb des Gesichtsfelds vorzubereiten, wird die Anzahl der Musterbilder enorm, wobei auch in der Musterbildspeichereinheit eine große Speicherkapazität sichergestellt werden muss, was zu einer Kostensteigerung bei der Vorrichtung führt. Wenn im Gesichtsfeld der Bildaufnahmeeinrichtung ein Sekundärreflexionsobjekt vorhanden ist, wird eine Steuerung von der Steuereinrichtung durchgeführt, welche die Position des Sekundärreflexionsobjekts innerhalb des Gesichtsfelds der Bildaufnahmeeinrichtung derart verändert, dass das Sekundärreflexionsobjekt eine vorbestimmte Position innerhalb des Gesichtsfelds der Bildaufnahmeeinrichtung einnimmt, um danach unter Projizieren des Musterbildes mit dem veränderten Projektionsbereich das Sekundärreflexionsobjekt mittels der Bildaufnahmeeinrichtung zu photographieren. Wenn auf diese Weise dafür gesorgt ist, dass ein Sekundärreflexionsobjekt mit einer vorbestimmte Position innerhalb des Gesichtsfelds in Übereinstimmung gebracht wird, genügt es, Musterbilder nur für unterschiedliche Größen und unterschiedliche Formen vorzubereiten - Musterbilder für unterschiedliche Positionen vorzubereiten ist unnötig. Mit anderen Worten können für Sekundärreflexionsobjekte mit im Wesentlichen gleicher Größe und Form einheitlich dieselben Musterbilder benutzt werden. Folglich kann die Anzahl der bereitzuhaltenden Musterbilder umfassend reduziert werden, was auch eine Reduktion der Speicherkapazität der Musterbildspeichereinheit ermöglicht. Der vorliegende Aufbau ist besonders wirkungsvoll, wenn die Anzahl der Musterbilder, die in der Projektionseinrichtung vorab gespeichert werden können, begrenzt ist.For example, in a case where a secondary reflection object is located in the center of the field of view and a case where a secondary reflection object is located at the edge of the field of view, it can be said that the projection range of the pattern image must be changed. However, when it is a matter of preparing pattern images for each position within the field of view, the number of pattern images becomes enormous and a large storage capacity must also be secured in the pattern image storage unit, which leads to an increase in the cost of the device. When a secondary reflection object is present in the field of view of the image pickup device, control is performed by the control device which changes the position of the secondary reflection object within the field of view of the image pickup device so that the secondary reflection object assumes a predetermined position within the field of view of the image pickup device and then photographs the secondary reflection object by means of the image pickup device while projecting the pattern image with the changed projection range. If it is ensured in this way that a secondary reflection object is aligned with a predetermined position within the field of view, it is sufficient to create pattern images only for different Preparing sizes and different shapes - Preparing pattern images for different positions is unnecessary. In other words, the same pattern images can be uniformly used for secondary reflection objects having substantially the same size and shape. Consequently, the number of pattern images to be kept ready can be reduced greatly, which also enables a reduction in the storage capacity of the pattern image storage unit. The present structure is particularly effective when the number of pattern images that can be stored in advance in the projection device is limited.
Bei der vorbestimmten Position handelt es sich um das Zentrum des Gesichtsfeldes der Bildaufnahmeeinrichtung. Im Zentrum des Gesichtsfelds der Bildaufnahmeeinrichtung ist die Aberration des optischen Systems der Bildaufnahmeeinrichtung am kleinsten. Da es außerdem üblich ist, das Projektionszentrum der Projektionseinrichtung in Übereinstimmung mit der Gegend des Zentrums des Gesichtsfelds der Bildaufnahmeeinrichtung zu bringen, wird im Zentrum des Gesichtsfelds der Bildaufnahmeeinrichtung auch die Verzerrung des Projektionsmusters (Verzerrung aufgrund der Aberration des optischen Systems der Projektionseinrichtung) minimal. Folglich kann eine weitere Verbesserung der Mess- und Prüfgenauigkeit dadurch erwartet werden, dass Projektion und Bildaufnahme durchgeführt werden, nachdem das Sekundärreflexionsobjekt mit dem Zentrum des Gesichtsfelds der Bildaufnahmeeinrichtung in Übereinstimmung gebracht wurde.The predetermined position is the center of the field of view of the image pickup device. At the center of the field of view of the image pickup device, the aberration of the optical system of the image pickup device is the smallest. In addition, since it is common to make the projection center of the projection device coincide with the area of the center of the field of view of the image pickup device, at the center of the field of view of the image pickup device, the distortion of the projection pattern (distortion due to the aberration of the optical system of the projection device) also becomes minimal. Consequently, further improvement in measurement and inspection accuracy can be expected by performing projection and image pickup after the secondary reflection object is coincident with the center of the field of view of the image pickup device.
Vorzugsweise generiert die Steuereinrichtung, wenn im Gesichtsfeld der Bildaufnahmeeinrichtung ein Sekundärreflexionsobjekt vorhanden ist, auf Grundlage von Information über die Position und Größe des Sekundärreflexionsobjekts oder der Reflexionsfläche ein Musterbild, welches das Sekundärreflexionsobjekt im Projektionsbereich einschließt, jedoch die Reflexionsfläche nicht im Projektionsbereich einschließt, und das von der Projektionseinrichtung zu projizierende Musterbild in das ausgewählte Musterbild ändert. Dieser Aufbau ermöglicht, den entsprechend der Position und Größe des Sekundärreflexionsobjektes optimalen Projektionsbereich zu verwirklichen, sodass eine Verbesserung der Mess- und Prüfgenauigkeit erwartet werden kann. Ferner kann eine Verkürzung der Prozedurdauer erreicht werden, weil es nicht nötig ist, das Sekundärreflexionsobjekt oder das Aufnahmegesichtsfeld physikalisch zu bewegen.Preferably, when a secondary reflection object is present in the field of view of the image pickup device, the control device generates a pattern image which includes the secondary reflection object in the projection area but does not include the reflection area in the projection area, based on information about the position and size of the secondary reflection object or the reflection surface, and changes the pattern image to be projected by the projection device into the selected pattern image. This structure makes it possible to realize the optimum projection area according to the position and size of the secondary reflection object, so that an improvement in measurement and inspection accuracy can be expected. Furthermore, a shortening of the procedure time can be achieved because it is not necessary to physically move the secondary reflection object or the pickup field of view.
Zu bevorzugen ist, dass sich der Projektionsbereich des Musterbildes, welches von der Projektionseinrichtung projiziert wird, wenn im Gesichtsfeld der Bildaufnahmeeinrichtung ein Sekundärreflexionsobjekt vorhanden ist, durch Ausnehmen des Abschnitts der Reflexionsfläche aus dem Projektionsbereich eines gewöhnlichen Musterbilds ergibt, das von der Projektionseinrichtung projiziert wird, wenn im Gesichtsfeld der Bildaufnahmeeinrichtung kein Sekundärreflexionsobjekt vorhanden ist. Hiermit kann der Projektionsbereich maximal groß gemacht werden, sodass die Anzahl der mit einer einmaligen Projektion und Bildaufnahme messbaren Objekte größtmöglich gemacht werden kann. Dies ermöglicht, eine Verkürzung der Prozedurdauer zu erreichen.It is preferable that the projection area of the pattern image projected by the projection device when a secondary reflection object is present in the field of view of the image pickup device is obtained by excluding the portion of the reflection surface from the projection area of an ordinary pattern image projected by the projection device when no secondary reflection object is present in the field of view of the image pickup device. This makes it possible to make the projection area as large as possible, so that the number of objects that can be measured with a single projection and image pickup can be made as large as possible. This makes it possible to achieve a shortening of the procedure time.
Eine andere Prüfvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Merkmale des Anspruchs 5.Another testing device according to the present invention comprises the features of claim 5.
Gemäß diesem Aufbau wird, im Falle des Photographierens eines Sekundärreflexionsobjektes, die Projektionsposition des Musterbilds derart verändert, dass auf die Reflexionsfläche des die Sekundärreflexion verursachenden Ursachenobjekts kein Licht (Musterbild) trifft. Dies ermöglicht, die Entstehung von Sekundärreflexionsstörungen zu unterdrücken, sodass Projektionsmuster auf einem Prüfobjekt korrekt photographiert (beobachtet) werden können und die Genauigkeit von Messung und Prüfung des Prüfobjektes verbessert werden kann.According to this structure, in the case of photographing a secondary reflection object, the projection position of the pattern image is changed so that no light (pattern image) is incident on the reflection surface of the cause object causing the secondary reflection. This makes it possible to suppress the generation of secondary reflection noise, so that projection patterns on a test object can be correctly photographed (observed) and the accuracy of measurement and inspection of the test object can be improved.
Ferner ist eine Speichereinrichtung zum Speichern eines Prüfprogramms vorgesehen, das Information zum Ermitteln eines Sekundärreflexionsobjekts unter mehreren zu prüfenden Objekten enthält, wobei die Steuereinrichtung auf Grundlage des Prüfprogramms beurteilt, ob es sich bei einem zu photographierenden Objekt um ein Sekundärreflexionsobjekt handelt. Dadurch, dass ein solches Prüfprogramm vorab erstellt und in der Prüfvorrichtung eingestellt wird, kann die Detektion eines Sekundärreflexionsobjekts einfach und korrekt durchgeführt werden, sodass eine Verkürzung der Prozedurdauer von Messung und Prüfung sowie eine Genauigkeitsverbesserung erreicht werden kann.Furthermore, a storage device is provided for storing an inspection program containing information for detecting a secondary reflection object among a plurality of objects to be inspected, wherein the control device judges whether an object to be photographed is a secondary reflection object based on the inspection program. By preparing such an inspection program in advance and setting it in the inspection device, the detection of a secondary reflection object can be carried out easily and correctly, so that a shortening of the procedure time of measurement and inspection and an improvement in accuracy can be achieved.
Weiter enthältdas Prüfprogramm Information über eine Aufnahmebedingung beim Photographieren eines Sekundärreflexionsobjekts und die Steuereinrichtung stellt die Projektionsposition des Musterbildes beim Photographieren des Sekundärreflexionsobjekts auf Grundlage der Information über die Aufnahmebedingung ein. Dadurch, dass auf diese Weise auch Aufnahmebedingungen für einzelne Sekundärreflexionsobjekte in der Prüfvorrichtung eingestellt werden, kann die Steuerung der Einstellung der Projektionsposition, um Sekundärreflexion zu unterdrücken, einfach und korrekt durchgeführt werden, sodass eine Verkürzung der Prozedurdauer von Messung und Prüfung sowie eine Genauigkeitsverbesserung erreicht werden kann.Further, the inspection program contains information on a shooting condition when photographing a secondary reflection object, and the control device adjusts the projection position of the pattern image when photographing the secondary reflection object based on the information on the shooting condition. By also setting shooting conditions for individual secondary reflection objects in the inspection device in this way, control of adjusting the projection position to suppress secondary reflection can be easily and correctly performed, so that a shortening of the procedure time of measurement and inspection and an improvement in accuracy can be achieved.
Die Prüfvorrichtung lässt sich bevorzugt auf eine Leiterplattenprüfvorrichtung zum Prüfen von Bauelementen auf einer Leiterplatte anwenden. In diesem Fall handelt es sich bei den zu prüfenden Gegenständen um Objekte wie z.B. Chipbauelemente oder integrierte Schaltungen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht selbst dann, wenn in der Umgebung der zu prüfenden Bauelemente ein Ursachenobjekt für Sekundärreflexion (z.B. ein hohes Objekt wie ein Steckverbinderbauelement) vorhanden ist, durch Unterdrücken der Entstehung von Sekundärreflexionsstörungen eine hochzuverlässige Bauelementvermessung und Bauelementprüfung.The test apparatus is preferably applicable to a circuit board test apparatus for testing components on a circuit board. In this case, the items to be tested are objects such as chip components or integrated circuits. The present invention enables highly reliable component measurement and testing by suppressing the generation of secondary reflection noise even when a secondary reflection causing object (eg a tall object such as a connector component) is present in the vicinity of the components to be tested.
Angemerkt wird, dass die vorliegende Erfindung als eine Prüfvorrichtung oder Leiterplattenprüfvorrichtung aufgefasst werden kann, die zumindest einen Teil der oben beschriebenen Mittel oder Funktionen aufweist. Auch kann die Erfindung als ein Prüfsystem aufgefasst werden, das eine Prüfvorrichtung oder Leiterplattenprüfvorrichtung mit zumindest einem Teil der oben beschriebenen Mittel oder Funktionen sowie eine Programmiervorrichtung zum Erstellen eines Prüfprogramms, das den Betrieb der Prüfvorrichtung oder Leiterplattenprüfvorrichtung definiert, umfasst. Ferner kann die Erfindung auch als ein Prüfverfahren oder ein Steuerverfahren für eine Prüfvorrichtung, als ein Computerprogramm, um einen Computer die Schritte dieses Verfahrens ausführen zu lassen, oder als ein computerlesbares Speichermedium, auf dem das betreffende Computerprogramm nichtflüchtig gespeichert ist, aufgefasst werden. Alle vorstehenden Strukturen und Verrichtungen können, solange kein technischer Widerspruch entsteht, miteinander kombiniert werden, um die Erfindung zu bilden.It is noted that the present invention can be understood as a test device or circuit board test device that has at least some of the means or functions described above. The invention can also be understood as a test system that includes a test device or circuit board test device with at least some of the means or functions described above and a programming device for creating a test program that defines the operation of the test device or circuit board test device. Furthermore, the invention can also be understood as a test method or a control method for a test device, as a computer program for letting a computer carry out the steps of this method, or as a computer-readable storage medium on which the relevant computer program is stored in a non-volatile manner. All of the above structures and devices can be combined with one another to form the invention, as long as no technical contradiction arises.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht, in einer Prüfvorrichtung zum Prüfen eines Objekts unter Verwendung eines Bildes, das im Zustand mit einem auf das betreffende Objekt projizierten Musterbild aufgenommen wurde, durch Unterdrücken von Sekundärreflexionsstörungen hochzuverlässige Messungen und Prüfungen zu verwirklichen.The present invention makes it possible to realize highly reliable measurements and tests by suppressing secondary reflection noise in an inspection apparatus for inspecting an object using an image taken in the state with a pattern image projected onto the object in question.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENSHORT DESCRIPTION OF THE CHARACTERS
-
1 Schematisches Diagramm des Hardwareaufbaus einer Leiterplattenprüfvorrichtung1 Schematic diagram of the hardware structure of a printed circuit board test device -
2 Flussdiagramm des Ablaufs einer Programmierprozedur2 Flowchart of the sequence of a programming procedure -
3 Flussdiagramm des Ablaufs einer Messung und Prüfung bei einer ersten Ausführungsform3 Flowchart of the measurement and testing process in a first embodiment -
4 Diagramm des Ablaufs einer Messung und Prüfung bei der ersten Ausführungsform4 Diagram of the measurement and test procedure in the first embodiment -
5 Beispiel eines Musterbilds bei der ersten Ausführungsform5 Example of a sample image in the first embodiment -
6 Flussdiagramm des Ablaufs einer Messung und Prüfung bei einer zweiten Ausführungsform6 Flowchart of the measurement and testing procedure in a second embodiment -
7 Diagramm des Ablaufs einer Messung und Prüfung bei der zweiten Ausführungsform7 Diagram of the measurement and test procedure in the second embodiment -
8 Flussdiagramm des Ablaufs einer Messung und Prüfung bei einer dritten Ausführungsform8 Flowchart of the measurement and testing procedure in a third embodiment -
9 Diagramm des Ablaufs einer Messung und Prüfung bei der dritten Ausführungsform9 Diagram of the measurement and test procedure in the third embodiment -
10 Flussdiagramm des Ablaufs einer Messung und Prüfung bei einer vierten Ausführungsform10 Flowchart of the measurement and testing procedure in a fourth embodiment -
11 Diagramm des Ablaufs einer Messung und Prüfung bei der vierten Ausführungsform11 Diagram of the measurement and test procedure in the fourth embodiment -
12 Diagramm zur Erläuterung von Sekundärreflexionsstörungen12 Diagram explaining secondary reflection disturbances -
13 Beispiel eines nach Aufprojektion eines Musterbildes photographierten Phasenbildes13 Example of a phase image photographed after projecting a pattern image
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGEMBODIMENTS OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Technologie, um in einer Prüfvorrichtung zum Prüfen eines Objekts unter Verwendung eines Bildes, das im Zustand mit einem auf das betreffende Objekt projizierten Musterbild aufgenommen wurde, durch Unterdrücken von Sekundärreflexionsstörungen hochzuverlässige Messungen und Prüfungen zu verwirklichen. Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf Prüfvorrichtungen, die auf aktiven Triangulationsverfahren oder aktiven Stereoverfahren basierende dreidimensionale Messungen benutzen, und ist insbesondere bevorzugt anwendbar auf Prüfvorrichtungen, die im Bereich der FA (Fabrikautomation) oder im Kraftfahrzeugbereich verwendet werden. Als Prüfungen im FA-Bereich können beispielhaft u. a. Ausschussprüfungen, Positionierungsprüfungen, Beschriftungsprüfungen und Sichtprüfungen mit Bildsensoren (3D-Roboterführungen, 3D-Digitalisierer, industrielle Bildsensoren usw.) genannt werden. Als eine Prüfung im Kraftfahrzeugbereich kann beispielhaft u. a. die Reifen-Geometrieprüfung mittels eines Gestaltmesssensors genannt werden.The present invention relates to technology for realizing highly reliable measurements and inspections by suppressing secondary reflection noise in an inspection apparatus for inspecting an object using an image taken in the state with a pattern image projected onto the object in question. The present invention is applicable to inspection apparatuses that use three-dimensional measurements based on active triangulation methods or active stereo methods, and is particularly preferably applicable to inspection apparatuses used in the field of FA (factory automation) or in the automotive field. Examples of inspections in the FA field include reject inspections, positioning inspections, label inspections, and visual inspections using image sensors (3D robot guides, 3D digitizers, industrial image sensors, etc.). Examples of inspections in the automotive field include tire geometry inspection using a shape measurement sensor.
Im Folgenden sollen detailliert Beispiele, in denen die Erfindung auf eine Leiterplattenprüfvorrichtung im FA-Bereich angewendet wurde, als bevorzugte Formen der Ausführung der vorliegenden Erfindung erläutert werden. Aufbau, Betrieb usw. der in den folgenden Ausführungsformen beschriebenen Vorrichtungen bezwecken aber nicht, den Bereich der Erfindung auf nur dieselben einzuschränken, sondern dienen als Beispiele.Hereinafter, examples in which the invention was applied to a circuit board inspection apparatus in the FA field will be explained in detail as preferred forms of carrying out the present invention. However, the structure, operation, etc. of the apparatuses described in the following embodiments are not intended to limit the scope of the invention to only them, but are intended as examples.
<Erste Ausführungsform><First Embodiment>
Hardwareaufbau eines LeiterplattenprüfsystemsHardware structure of a printed circuit board testing system
Mit Bezug auf
Die Leiterplattenprüfvorrichtung 1 umfasst als Hauptbestandteile eine Bühne 10, eine Messeinheit 11, eine Steuereinrichtung 12, eine Informationsverarbeitungseinrichtung 13, eine Anzeigeeinrichtung 14 und eine Speichereinrichtung (Datenbank) 3. Die Messeinheit 11 weist eine Bildaufnahmeeinrichtung (Bildsensor) 110, eine Beleuchtungseinrichtung 111 und eine Projektionseinrichtung (Projektor) 112 auf.The circuit
Die Bühne 10 ist eine Struktur, um eine Leiterplatte 15 festzuhalten sowie Lot 151 und ein als Prüfobjekt dienendes Bauelement 150 an einem Gesichtsfeld der Bildaufnahmeeinrichtung 110 auszurichten. Mit der X-Achse und Y-Achse parallel zur Bühne 10 und der Z-Achse senkrecht zur Bühne 10 angenommen, wie in
Bei der Beleuchtungseinrichtung 111 (111R, 111G, 111B) handelt es sich um ein Beleuchtungsmittel zum Einstrahlen von Beleuchtungslicht (Rotlicht RL, Grünlicht GL, Blaulicht BL) unterschiedlicher Farbe (Wellenlänge) auf die Leiterplatte 15.
Die Steuereinrichtung 12 ist ein Steuerungsmittel zum Steuern des Betriebs der Leiterplattenprüfvorrichtung, wobei sie die Bewegungssteuerung der Bühne 10, die Schaltsteuerung der Beleuchtungseinrichtung 111, die Schaltsteuerung sowie Änderung von Muster und Lichtintensität für die Projektionseinrichtung 112, die Bildaufnahmesteuerung für die Bildaufnahmeeinrichtung 110 und Ähnliches übernimmt.The
Die Informationsverarbeitungseinrichtung 13 weist Funktionen auf, um durch Verwendung der aus der Bildaufnahmeeinrichtung 110 importierten Bilddaten auf das Bauelement 150, das Lot 151 usw. bezogene verschiedenartige Messwerte zu erfassen und den Zustand von Lötverbindungen gegenüber einem Anschluss des Bauelements 150, einer Kontaktinsel (Leiterplattenkontaktfläche) auf der Leiterplatte o. Ä. zu prüfen. Die Anzeigeeinrichtung 14 dient dazu, die mit der Informationsverarbeitungseinrichtung 13 erhaltenen Messwerte und Prüfergebnisse anzuzeigen. Die Speichereinrichtung 3 ist eine Datenbank zum Ablegen von in der Leiterplattenprüfvorrichtung gebrauchten Prüfprogrammen, durch die Leiterplattenprüfvorrichtung erhaltenen Daten (Bildern, Messergebnissen, Prüfergebnissen usw.) und Ähnlichem. Bei den Prüfprogrammen handelt es sich um Software, die den Betrieb der Leiterplattenprüfvorrichtung 1 definiert und verschiedene Computerprogramme, die von der Steuereinrichtung 12 und der Informationsverarbeitungseinrichtung 13 ausgeführt werden, sowie verschiedene von diesen Computerprogrammen benutzte Parameterdaten beinhaltet. In den Parameterdaten der Prüfprogramme sind z.B. Informationen über die auf der Leiterplatte vorhandenen Bauelemente (Artikelnummer, Position, Größe usw.), photographische Aufnahmebedingungen (Einstellwerte für die Beleuchtungseinrichtung 111 und die Projektionseinrichtung 112 u. Ä.), Prüfgebiete (Gesichtsfelder) und deren Photographierreihenfolge, Prüfmerkmale, Beurteilungskriterien (Schwellwerte und Wertebereiche zum Feststellen von Mängeln/Mangelfreiheit) und Ähnliches definiert. Außerdem sind in den Parameterdaten der Prüfprogramme auch Informationen zum Ermitteln von Bauelementen, die dem Einfluss von Sekundärreflexionsstörungen unterliegen, (Sekundärreflexionsobjekte) photographische Aufnahmebedingungen beim Photographieren der betreffenden Bauelemente und Ähnliches definiert. Die Prüfprogramme werden im Voraus vor einer Prüfung mittels der Programmiervorrichtung 2 erstellt und in der Speichereinrichtung 3 registriert. (Diese Arbeit wird „Programmieren“ oder auch „Teaching“ genannt.)The
Sowohl die Steuereinrichtung 12 als auch die Informationsverarbeitungseinrichtung 13 können z.B. durch einen Allzweckcomputer gebildet werden, der eine CPU (zentrale Rechen- und Verarbeitungseinheit), einen Arbeitsspeicher, einen Hilfsspeicher (Festplattenlaufwerk o. Ä.) und ein Eingabegerät (Tastatur, Maus, Tastfeld o. Ä.) aufweist. Ferner kann auch die Programmiervorrichtung z.B. durch einen Allzweckcomputer gebildet werden, der eine CPU, einen Arbeitsspeicher, einen Hilfsspeicher und ein Eingabegerät aufweist. Angemerkt wird, dass in
Phasenschiebeverfahrenphase-shifting method
Unter den aktiven Triangulationsverfahren gibt es grob eingeteilt die Zeitkodierverfahren und die Raumkodierverfahren, während es unter den Zeitkodierverfahren das Lichtschnittverfahren und das Phasenschiebeverfahren gibt. In der vorliegenden Ausführungsform soll als ein Beispiel das Phasenschiebeverfahren erläutert werden.Among the active triangulation methods, there are roughly divided into the time coding method and the space coding method, while among the time coding methods there are the light section method and the phase shift method. In the present embodiment, the phase shift method will be explained as an example.
Das Phasenschiebeverfahren ist eine Methode, eine dreidimensionale Information (Höheninformation) für eine Objektoberfläche zu messen, indem man die bei der Projektion eines Musterbilds auf die Objektoberfläche auftretenden Verzerrungen des Musters analysiert. Konkret wird, während unter Verwendung der Projektionseinrichtung 112 ein vorbestimmtes Muster (z.B. ein Streifenmuster mit sinusförmig variierender Luminanz) auf die Leiterplatte projiziert ist, eine photographische Aufnahme mit der Bildaufnahmeeinrichtung 110 durchgeführt. In diesem Fall erscheint, wie in
Auf diese Weise wird mit dem Phasenschiebeverfahren ausgehend von periodischen Änderungen der Luminanz von Bild zu Bild auf die Höhe der Objektoberfläche geschlossen. Das Auftreten von Sekundärreflexionsstörungen, wie sie anhand von
Im Folgenden sollen als Prozeduren, die mit Maßnahmen gegen Sekundärreflexionsstörungen befasst sind, konkret (1) eine Programmierprozedur und (2) eine auf Phasenschieben basierende Mess- und Prüfprozedur erläutert werden. Angemerkt wird, dass sich mit dem Leiterplattenprüfsystem der vorliegenden Ausführungsform auch Messungen und Prüfungen unter Benutzung des Farblichtreflexbeleuchtungsverfahrens durchführen lassen, auf eine Erläuterung derselben aber verzichtet wird, da bekannte Methoden benutzt werden können. Ferner sei angenommen, dass vor der Programmierprozedur (z.B. bei der Herstellung oder beim Aufstellen der Leiterplattenprüfvorrichtung 1) eine Gesichtsfeldjustierung und Fokussierung der Bildaufnahmeeinrichtung 110, das Schreiben eines Musterbildes in einen Speicher der Projektionseinrichtung 112, eine Abstimmung von Projektionsposition, Lichtintensität, Schärfe und Auflösungsvermögen der Projektionseinrichtung 112, eine Einstellung von gewöhnlichen (standardmäßigen) Aufnahmebedingungen usw. vorgenommen durchgeführt worden sind.In the following, as procedures dealing with measures against secondary reflection noise, (1) a programming procedure and (2) a measurement and inspection procedure based on phase shifting will be explained specifically. It should be noted that with the circuit board inspection system of the present embodiment, measurements and inspections can also be carried out using the color light reflection illumination method, but an explanation of these will be omitted since known methods can be used. Furthermore, it is assumed that before the programming procedure (eg during manufacture or installation of the circuit board inspection device 1), a field of view adjustment and focusing of the
(1) Programmierung (Teaching)(1) Programming (Teaching)
Wenn man eine Probeleiterplatte zur Programmierung in die Bühne 10 einlegt und der Programmiervorrichtung 2 den Befehl zum Starten einer Programmierprozedur (Prüfprogrammerstellungsstart) eingibt, wird die Prozedur von
In Schritt S200 steuert die Steuereinrichtung 12 die Bühne 10, um sie ein auf der Probeleiterplatte befindliches Prüfgebiet in das Gesichtsfeld der Bildaufnahmeeinrichtung 110 bewegen zu lassen. In Schritt S201 schaltet die Steuereinrichtung 12 die Beleuchtungseinrichtung 111 komplett ein (oder projiziert von der Projektionseinrichtung 112 aus ein gleichmäßiges Weißlicht ohne Muster) und lässt die Bildaufnahmeeinrichtung 110 eine photographische Aufnahme machen. (Das hier erfasste Bild wird im Folgenden „musterloses Bild“ genannt.) Als Nächstes lässt die Steuereinrichtung 12 in Schritt S202 die Projektionseinrichtung 112 ein Musterbild mit einem Streifenmuster projizieren, um die Bildaufnahmeeinrichtung 110 Phasenbilder aufnehmen zu lassen, wobei unter Variieren der Phase des Streifenmusters mehrere (z.B. vier) Phasenbilder aufgenommen werden. Das musterlose Bild und die Phasenbilder, die in Schritt S201 und Schritt S202 erhalten wurden, werden in die Programmiervorrichtung 2 importiert.In step S200, the
Die Programmiervorrichtung 2 stellt für die einzelnen Prüfobjekte, die auf der Leiterplatte vorhanden sind, jeweils ein Prüffenster ein (Schritt S203). Bei den Prüffenstern, die z.B. durch das umschreibende Rechteck eines Bauelements definiert sind, handelt es sich um Informationen zum Bestimmen von Position und Größe der Prüfobjekte. Das Einstellen der Prüffenster kann anhand von CAD-Informationen der Leiterplatte automatisch erfolgen oder auch manuell von einem Arbeiter durchgeführt werden. Im Falle manuellen Einstellens ist die Bedienung einfach und praktisch, wenn das musterlose Bild am Bildschirm angezeigt und ermöglicht wird, auf dem Bild mittels einer Maus o. Ä. die Gebiete für die Prüffenster festzulegen. Das Paradebeispiel eines Prüfobjekts ist ein Bauelement, doch es können außer Bauelementen auch andere Objekte (z.B. Verdrahtungen, Lot, Kontaktinseln, Teile von Bauelementen wie Anschlüsse usw.) als Prüfobjekte eingestellt werden. Hinterher stellt die Programmiervorrichtung 2 für die einzelnen Prüfobjekte Prüfparameter (Prüfmerkmale, Beurteilungskriterien usw.) ein (Schritt S204). Auf eine Erläuterung des Einstellens der Prüfparameter wird verzichtet, da es dasselbe wie bei herkömmlichem Programmieren ist.The programming device 2 sets an inspection window for each inspection object present on the circuit board (step S203). The inspection windows, which are defined by the circumscribing rectangle of a component, for example, are information for determining the position and size of the inspection objects. The inspection windows can be set automatically using CAD information of the circuit board, or manually by an operator. In the case of manual setting, operation is simple and convenient if the patternless image is displayed on the screen and the areas for the inspection windows can be specified on the image using a mouse or the like. The prime example of an inspection object is a component, but objects other than components (e.g. wiring, solder, contact pads, parts of components such as terminals, etc.) can also be set as inspection objects. The programming device 2 then sets inspection parameters (inspection characteristics, evaluation criteria, etc.) for each inspection object (step S204). An explanation of how to set the test parameters is omitted, as it is the same as conventional programming.
Anschließend wird die Programmierung zur Sekundärreflexionsunterdrückung ausgeführt. Zunächst wird in Schritt S205 eine Prozedur ausgeführt, welche beurteilt, ob es unter den Prüfobjekten, für die ein Prüffenster eingestellt wurde, Sekundärreflexionsobjekte gibt, und die detektierten Sekundärreflexionsobjekten mit einem Flag markiert. Die Prozedur von Schritt S205 kann darin bestehen, dass die Programmiervorrichtung 2 automatisch detektiert und einstellt, oder auch darin, dass ein Arbeiter visuell detektiert und manuell einstellt. Für die automatische Detektion kann ein Verfahren, das die Reliabilität, Schärfe und Luminanz des Projektionsmusters in den in Schritt S202 erfassten Phasenbildern bewertet, ein Verfahren, das die Streuung und den Fehler der aus diesen Phasenbildern berechneten Höheninformation bewertet, oder Ähnliches verwendet werden. Oder es können auch aus CAD-Informationen der Leiterplatte die Höhen und Positionsbeziehungen aller Objekte erfasst werden, um die Sekundärreflexionsobjekte durch eine geometrische Rechnung auf Grundlage der Einfallswinkel des Projektionsmusters, der Höhen der Objekte und der Abstände zwischen den Objekten zu detektieren. Andererseits kann im Falle manueller Einstellung das musterlose Bild der Leiterplatte am Bildschirm angezeigt und ermöglicht werden, mittels einer Maus o. Ä. die Sekundärreflexionsobjekte auszuwählen.Then, programming for secondary reflection suppression is carried out. First, in step S205, a procedure is carried out which judges whether there are secondary reflection objects among the inspection objects for which an inspection window has been set, and marks the detected secondary reflection objects with a flag. The procedure of step S205 may be that the programming device 2 automatically detects and sets, or that a worker visually detects and manually sets. For automatic detection, a method which evaluates the reliability, sharpness and luminance of the projection pattern in the phase images acquired in step S202, a method which evaluates the dispersion and error of the height information calculated from these phase images, or the like may be used. Or, the heights and positional relationships of all objects may be acquired from CAD information of the circuit board to detect the secondary reflection objects by a geometric calculation based on the incident angles of the projection pattern, the heights of the objects, and the distances between the objects. On the other hand, in case of manual adjustment, the patternless image of the circuit board can be displayed on the screen and it is possible to select the secondary reflection objects using a mouse or similar.
Anschließend stellt die Programmiervorrichtung 2 für die Sekundärreflexionsobjekte, welche mit einem Flag markiert wurden (Schritt S206; JA), photographische Aufnahmebedingungen zur Sekundärreflexionsunterdrückung ein (Schritt S207). In der vorliegenden Ausführungsform werden, da zum Prüfungszeitpunkt eine Prozedur „Bewegen des Sekundärreflexionsobjekts ins Gesichtsfeldzentrum der Bildaufnahmeeinrichtung 110 und Photographieren unter Projektion eines Musterbildes nur auf ein das Sekundärreflexionsobjekt beinhaltendes Gebiet“ durchgeführt wird, als Aufnahmebedingungen zumindest eine die Gesichtsfeldposition während des Photographierens des Sekundärreflexionsobjekts definierende Bedingung und eine den Projektionsbereich (oder die Projektionsgröße) des Musterbildes definierende Bedingung eingestellt. Angemerkt wird, dass falls im Bild mehrere Sekundärreflexionsobjekte vorhanden sind, die photographischen Aufnahmebedingungen zur Sekundärreflexionsunterdrückung getrennt für jedes Sekundärreflexionsobjekt eingestellt werden können, oder auch mehrere benachbarte Sekundärreflexionsobjekte als eine Gruppe behandelt und die photographischen Aufnahmebedingungen zur Sekundärreflexionsunterdrückung gruppenweise eingestellt werden können.Subsequently, the programming device 2 sets photographic conditions for secondary reflection suppression (step S207) for the secondary reflection objects which have been flagged (step S206; YES). In the present embodiment, since a procedure of “moving the secondary reflection object to the visual field center of the
Mit dem Obigen ist die Programmierung für die in Schritt S200 eingestellten Prüfgebiete abgeschlossen. Wenn die Leiterplatte größer als das Gesichtsfeld der Bildaufnahmeeinrichtung 110 ist, wird das Prüfgebiet verändert, um dann die Prozedur von Schritt S200 bis S207 zu wiederholen (Schritt S208). Wenn z.B. die Größe der Leiterplatte 210 mm × 210 mm beträgt und die Bildaufnahmeeinrichtung 110 ein Gesichtsfeld von 30 mm × 30 mm aufweist, wird die Programmierung für 7 × 7 = 49 Prüfgebiete durchgeführt. Als Letztes legt die Programmiervorrichtung 2 das Prüfprogramm in der Speichereinrichtung 3 ab, um die Prozedur abzuschließen (Schritt S209). Angemerkt wird, dass nachdem die Einstellungen für alle Prüfobjekte auf der Leiterplatte fertiggestellt sind, eine Prozedur durchgeführt werden kann, welche die Positionen und die Abarbeitungsreihenfolge der Prüfgebiete bei der Prüfung so optimiert, dass die Anzahl photographischer Aufnahmen und die zurückzulegende Wegstrecke der Bühne 10 bei der Prüfung minimiert werden.With the above, the programming for the inspection areas set in step S200 is completed. If the board is larger than the field of view of the
(2) Messung und Prüfung basierend auf Phasenschieben(2) Measurement and testing based on phase shifting
Anhand eines Flussdiagramms in
Wird eine zu prüfenden Leiterplatte auf der Bühne 10 eingeliefert, so führt die Steuereinrichtung 12 auf Grundlage von Passermarken auf der Leiterplatte einen Positionsabgleich der Leiterplatte durch (Schritt S300) und bringt danach das erste Prüfgebiet in Übereinstimmung mit dem Gesichtsfeld der Bildaufnahmeeinrichtung 110 (Schritt S301). In
Um zunächst das ganze Gesichtsfeld (Prüfgebiet) 41 zu photographieren, stellt die Steuereinrichtung 12 das Musterbild der Projektionseinrichtung 112 auf ein „gewöhnliches Musterbild“ ein (Schritt S302). Unter einem gewöhnlichen Musterbild wird ein Musterbild zum Projizieren eines Streifenmusters auf im Wesentlichen das gesamte Gesichtsfeld der Bildaufnahmeeinrichtung 110 verstanden. Ein Beispiel für den Zustand des Gesichtsfeldes bei Aufprojektion eines gewöhnlichen Musterbildes ist (2) in
4 mm × 4 mm, 6 mm × 6 mm, 8 mm × 8 mm bzw. 10 mm × 10 mm jeweils im Zentrum des Gesichtsfeldes 41 ein Streifenmuster zu projizieren. Mit anderen Worten wurden die Sekundärreflexionsunterdrückungsmusterbilder 52-56 durch Einschränken des Projektionsbereichs eines Musterbildes auf einen Abschnitt des Gesichtsfeldes 41 erhalten. Angemerkt wird, dass in
4 mm × 4 mm, 6 mm × 6 mm, 8 mm × 8 mm and 10 mm × 10 mm, respectively, to project a stripe pattern in the center of the field of
In Schritt S303 lässt die Steuereinrichtung 12, unter Umschalten der Phase eines von der Projektionseinrichtung 112 projizierten gewöhnlichen Musterbildes 51, die Bildaufnahmeeinrichtung 110 photographieren, wodurch mehrere Phasenbilder erhalten werden. (Die in Schritt S303 erfassten Phasenbilder seien „gewöhnliche Phasenbilder“ genannt.) Die Daten der erfassten Phasenbilder werden von der Informationsverarbeitungseinrichtung 13 importiert. Unter Verwendung der in Schritt S303 erhaltenen gewöhnlichen Phasenbilddaten berechnet die Informationsverarbeitungseinrichtung 13 in Schritt S304, indem sie die Phase der Luminanzänderung der einzelnen Bildpunkte analysiert, für jeden Bildpunkt eine Höhe. Die berechnete Höheninformation wird in Form von (als Höhendaten bezeichneten) Bilddaten, bei denen der Bildpunktwert die Höhe über der Leiterplattenoberfläche (Z-Position) ausdrückt, gesichert. Ein Beispiel für Höhendaten zeigt (3) in
Als Nächstes greift die Steuereinrichtung 12 auf das Prüfprogramm zu, um zu beurteilen, ob im gegenwärtigen Gesichtsfeld 41 ein Prüfobjekt existiert, das mit dem Flag für Sekundärreflexionsobjekte markiert ist (Schritt S305). Falls ein Sekundärreflexionsobjekt vorhanden ist, bewegt die Steuereinrichtung 12, entsprechend den photographischen Aufnahmebedingungen für die Sekundärreflexionsunterdrückung im Prüfprogramm, das betreffende Sekundärreflexionsobjekt in das Gesichtsfeldzentrum der Bildaufnahmeeinrichtung 110 (Schritt S306) und stellt das Projektionsmuster der Projektionseinrichtung 112 auf ein geeignetes „Sekundärreflexionsunterdrückungsmusterbild“ (Schritt S307) um.Next, the
Beispielhaft sei angenommen, dass die rechte Seitenfläche des Steckverbinderbauelements 43 als Reflexionsfläche wirkt, sodass Licht von der Projektionseinrichtung 112 zur Oberseite des Chipbauelements 42a reflektiert wird und am Chipbauelement 42a Sekundärreflexionsstörungen auftreten. In diesem Fall wird wie in (4) in
Dann lässt in Schritt S308 die Steuereinrichtung 12, unter Umschalten der Phase des von der Projektionseinrichtung 112 projizierten Sekundärreflexionsunterdrückungsmusterbilds, die Bildaufnahmeeinrichtung 110 photographieren, um mehrere Phasenbilder zu erfassen. (Die in Schritt S308 erfassten Phasenbilder seien „Sekundärreflexionsunterdrückungsphasenbilder“ genannt.) In Schritt S309 führt die Informationsverarbeitungseinrichtung 13 unter Verwendung der in Schritt S308 erhaltenen Sekundärreflexionsunterdrückungsphasenbilddaten die gleiche Prozedur wie in Schritt S304 durch, um Höhendaten für den Abschnitt des Sekundärreflexionsobjekts zu generieren. Dabei kann anstelle von Information, die in den Sekundärreflexionsunterdrückungsphasenbilddaten fehlt (z.B. Höheninformation für die Leiterplattenoberfläche, Höheninformation für die Umgebung des Sekundärreflexionsobjekts o. Ä.), aus den gewöhnlichen Phasenbilddaten extrahierte Information benutzt werden. Wenn im Gesichtsfeld 41 noch weitere Sekundärreflexionsobjekte vorhanden sind, wird die Prozedur der Schritte S306-S309 wiederholt, sodass Höhendaten für alle Sekundärreflexionsobjekte erhalten werden. Ein Beispiel für Höhendaten eines Sekundärreflexionsobjekts ist (6) in
In Schritt S310 führt die Informationsverarbeitungseinrichtung 13 die in Schritt S304 generierten Höhendaten für das gesamte Gesichtsfeld mit den in Schritt S309 generierten Höhendaten für das Sekundärreflexionsobjekt zusammen. Als Zusammenführverfahren kann ein beliebig geartetes Bildsyntheseverfahren verwendet werden, wie etwa ein Verfahren, welches die Daten des betreffenden Abschnitts in den Höhendaten für das gesamte Gesichtsfeld durch die Höhendaten für das Sekundärreflexionsobjekt ersetzt, oder ein Verfahren, welches den Mittelwert oder einen gewichteten Mittelwert der Daten des betreffenden Abschnitts in den Höhendaten für das gesamte Gesichtsfeld und der Höhendaten für das Sekundärreflexionsobjekt errechnet. Ermöglicht wird hierdurch, wie in (7) in
Nachdem die Prozedur in Schritt S301-S310 für alle Prüfgebiete ausgeführt wurde (Schritt S311), führt die Informationsverarbeitungseinrichtung 13 unter Verwendung der in Schritt S310 erhaltenen zusammengeführten Höhendaten eine Prüfung der einzelnen Prüfobjekte (z.B. auf den Grabsteineffekt, Lotkehlenmängel o. Ä.) durch und gibt das Ergebnis aus (Schritt S312). Damit schließt die Mess- und Prüfprozedur bezüglich einer Leiterplatte ab.After the procedure in steps S301-S310 is carried out for all the inspection areas (step S311), the
Vorteile der AusführungsformAdvantages of the embodiment
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn sich innerhalb des Gesichtsfeldes 41 der Bildaufnahmeeinrichtung 110 ein Sekundärreflexionsobjekt (Beispiel: das Chipbauelement 42a) befindet, der Projektionsbereich der Musterbilder derart verändert, dass auf die Reflexionsfläche des die Sekundärreflexion verursachenden Ursachenobjekts (Beispiel: das Steckverbinderbauelement 43) kein Licht trifft. Dies ermöglicht, die Entstehung von Sekundärreflexionsstörungen zu unterdrücken, sodass Projektionsmuster auf einem Prüfobjekt korrekt photographiert (beobachtet) werden können und die Genauigkeit von Messung und Prüfung des Prüfobjektes verbessert werden kann.According to the present embodiment, when a secondary reflection object (example: the
Dass bei der vorliegenden Ausführungsform Daten verschiedenartiger Musterbilder in der Musterbildspeichereinheit 50 der Projektionseinrichtung 112 bereitgehalten werden, ermöglicht zudem eine Vereinfachung der Prozedur des Umschaltens der Musterbilder.That in the present embodiment, data of various pattern images in the pattern
Weil die photographischen Aufnahmen erfolgen, nachdem das Sekundärreflexionsobjekt ins Gesichtsfeldzentrum bewegt wurde, kann für Objekte mit im Wesentlichen gleicher Größe und Form einheitlicher Gebrauch von ein und denselben Musterbildern gemacht werden, was ermöglicht, die Anzahl der bereitzuhaltenden Musterbilder beträchtlich zu verringern. Die Möglichkeit, die Anzahl der Musterbilder (das Datenvolumen) zu verringern, ist von großem praktischen Nutzen, da in der Regel die Speicherkapazität der in der Projektionseinrichtung 112 verbauten Musterbildspeichereinheit (Speicher) 50 begrenzt ist. Ferner kann eine weitere Verbesserung der Mess- und Prüfgenauigkeit erwartet werden, weil im Gesichtsfeldzentrum das optische System der Bildaufnahmeeinrichtung 110 die geringste Aberration aufweist und auch die Verzerrung des Projektionsmusters (Verzerrung aufgrund der Aberration des optischen Systems der Projektionseinrichtung 112) am geringsten ist.Because photographing is performed after the secondary reflection object is moved to the visual field center, uniform use can be made of one and the same pattern images for objects having substantially the same size and shape, making it possible to considerably reduce the number of pattern images to be kept on hand. The ability to reduce the number of pattern images (the data volume) is of great practical use because the storage capacity of the pattern image storage unit (memory) 50 installed in the
Angemerkt wird, dass bei der vorliegenden Ausführungsform das Sekundärreflexionsobjekt zwar in das Gesichtsfeldzentrum bewegt wird, der Bereich der Erfindung hierdurch jedoch nicht beschränkt ist. Sofern Projektion und photographische Aufnahmen durchgeführt werden, nachdem das Sekundärreflexionsobjekt derart bewegt wurde, dass es an eine vorbestimmte Position innerhalb des Gesichtsfeldes der Bildaufnahmeeinrichtung gelangt, können zumindest die Wirkungen der Sekundärreflexionsunterdrückung, der Vereinfachung der Umschaltprozedur für die Musterbilder sowie der Vereinheitlichung der Musterbilder erzielt werden.Note that, although the secondary reflection object is moved to the visual field center in the present embodiment, the scope of the invention is not limited by this. If projection and photographing are performed after the secondary reflection object is moved to a predetermined position within the visual field of the image pickup device, at least the effects of suppressing secondary reflection, simplifying the switching procedure for the pattern images, and unifying the pattern images can be achieved.
<Zweite Ausführungsform><Second Embodiment>
Als Nächstes soll eine zweite Ausführungsform der Erfindung erläutert werden. Während bei der obigen ersten Ausführungsform das Sekundärreflexionsobjekt in das Gesichtsfeldzentrum bewegt und dann photographiert wurde, ist die zweite Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass, ohne die Position des Sekundärreflexionsobjekts im Gesichtsfeld zu ändern, angepasst an die Position und Größe des Sekundärreflexionsobjekts ein Musterbild mit einem geeigneten Projektionsbereich generiert und projiziert wird. Weil der grundlegende Aufbau des Leiterplattenprüfsystems der gleiche wie bei der ersten Ausführungsform ist, werden nachfolgend hauptsächlich die Eigentümlichkeiten in Aufbau und Betrieb erläutert.Next, a second embodiment of the invention will be explained. While in the above first embodiment, the secondary reflection object was moved to the visual field center and then photographed, the second embodiment is characterized in that, without changing the position of the secondary reflection object in the visual field, a pattern image having an appropriate projection range is generated and projected in accordance with the position and size of the secondary reflection object. Since the basic structure of the circuit board inspection system is the same as in the first embodiment, the peculiarities in structure and operation will be mainly explained below.
Anhand von
Zunächst wird wie bei der ersten Ausführungsform das gesamte Gesichtsfeld unter Verwendung gewöhnlicher Musterbilder photographiert, und auf Grundlage der gewöhnlichen Phasenbilder werden Höhendaten für das gesamte Gesichtsfeld berechnet (Schritt S300-S304 in
Danach greift die Steuereinrichtung 12 auf das Prüfprogramm zu, um zu beurteilen, ob im gegenwärtigen Gesichtsfeld 41 ein Prüfobjekt existiert, das mit dem Flag für Sekundärreflexionsobjekte markiert ist (Schritt S305). Falls ein Sekundärreflexionsobjekt vorhanden ist, generiert die Steuereinrichtung 12, entsprechend den photographischen Aufnahmebedingungen für die Sekundärreflexionsunterdrückung im Prüfprogramm, Sekundärreflexionsunterdrückungsmusterbilder zur Verwendung beim Photographieren des betreffenden Sekundärreflexionsobjekts (Schritt S600). Als Aufnahmebedingungen für die Sekundärreflexionsunterdrückung werden Informationen über die Position und Größe des Sekundärreflexionsobjekts (z.B. Koordinatenwerte des linken oberen und rechten unteren Punktes des das Sekundärreflexionsobjekt einhüllenden Rechtecks - im Falle, dass mehrere benachbarte Sekundärreflexionsobjekte als eine Gruppe zusammen photographiert werden, des die zur Gruppe gehörigen Sekundärreflexionsobjekte einhüllenden Rechtecks) gegeben. Dann schreibt die Steuereinrichtung 12 die Daten der generierten Sekundärreflexionsunterdrückungsmusterbilder in den Speicher der Projektionseinrichtung 112, um das Projektionsmuster der Projektionseinrichtung 112 zu ändern (Schritt S601). Die Prozedur ab diesem Punkt (Schritt S308-S312) stimmt mit der Prozedur der ersten Ausführungsform überein.Thereafter, the
Gemäß dem Aufbau der vorliegenden Ausführungsform werden, wie in (4) in
Die vorliegende Ausführungsform ermöglicht, den entsprechend der Position und Größe des Sekundärreflexionsobjektes am besten geeigneten Projektionsbereich zu verwirklichen, weswegen die Entstehung von Störungen weitestmöglich unterdrückt und eine noch größere Verbesserung der Mess- und Prüfgenauigkeit erwartet werden kann. Zudem kann der physikalische Antrieb für die Bühnenbewegung usw. reduziert und eine Verkürzung der Prozedurdauer erreicht werden, weil keine Notwendigkeit besteht, die Position des Sekundärreflexionsobjekts innerhalb des Gesichtsfeldes zu verändern.The present embodiment makes it possible to realize the most suitable projection range according to the position and size of the secondary reflection object, and therefore the generation of noise can be suppressed as much as possible and an even greater improvement in measurement and inspection accuracy can be expected. In addition, the physical drive for stage movement, etc. can be reduced and a shortening of the procedure time can be achieved because there is no need to change the position of the secondary reflection object within the field of view.
Angemerkt wird, dass in der vorliegenden Ausführungsform zwar die Sekundärreflexionsunterdrückungsmusterbilder zum Prüfungszeitpunkt generiert werden, es aber auch möglich ist, zum Programmierzeitpunkt vorab Sekundärreflexionsunterdrückungsmusterbilder für jedes Sekundärreflexionsobjekt zu generieren und zu speichern. Falls die Musterbildspeichereinheit (der Speicher) der Projektionseinrichtung 112 ausreichend Speicherkapazität besitzt, genügt es, die Daten aller Musterbilder vorab in die Projektionseinrichtung 112 zu schreiben. Falls die Speicherkapazität in der Projektionseinrichtung 112 nicht ausreicht, können die Daten der Musterbilder in einer Musterbildspeichereinheit innerhalb der Speichereinrichtung 3 oder des Hilfsspeichers der Informationsverarbeitungseinrichtung 13 abgelegt und zur nötigen Zeit die Daten eines benötigten Musterbildes von der Steuereinrichtung 12 eingelesen und gebraucht werden.Note that, although in the present embodiment the secondary reflection suppression pattern images are generated at the time of inspection, it is also possible to generate and store secondary reflection suppression pattern images for each secondary reflection object in advance at the time of programming. If the pattern image storage unit (memory) of the
<Dritte Ausführungsform><Third Embodiment>
Als Nächstes soll eine dritte Ausführungsform der Erfindung erläutert werden. Wenn innerhalb des Gesichtsfeldes ein Sekundärreflexionsobjekt vorhanden ist, werden bei der ersten und zweiten Ausführungsform photographische Aufnahmen des gesamten Gesichtsfelds unter Verwendung gewöhnlicher Musterbilder sowie photographische Aufnahmen des Sekundärreflexionsobjektes unter Verwendung von Sekundärreflexionsunterdrückungsmusterbildern durchgeführt. Demgegenüber ist die dritte Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Gesichtsfeld anstatt mit gewöhnlichen Musterbildern mit Sekundärreflexionsunterdrückungsmusterbildern photographiert wird, bei denen kein Licht auf die Reflexionsfläche eines Ursachenobjektes fällt. Weil der grundlegende Aufbau des Leiterplattenprüfsystems der gleiche wie bei der ersten Ausführungsform ist, werden nachfolgend hauptsächlich die Eigentümlichkeiten in Aufbau und Betrieb erläutert.Next, a third embodiment of the invention will be explained. When a secondary reflection object exists within the visual field, in the first and second embodiments, photographing of the entire visual field is performed using ordinary pattern images and photographing of the secondary reflection object is performed using secondary reflection suppression pattern images. In contrast, the third embodiment is characterized in that the entire visual field is photographed using secondary reflection suppression pattern images in which no light is incident on the reflection surface of a cause object, instead of using ordinary pattern images. Since the basic structure of the circuit board inspection system is the same as that of the first embodiment, the peculiarities in structure and operation will be mainly explained below.
Anhand von
Zunächst wird wie bei der ersten Ausführungsform die zu prüfende Leiterplatte eingeliefert und das erste Prüfgebiet in Übereinstimmung mit dem Gesichtsfeld der Bildaufnahmeeinrichtung 110 gebracht (Schritt S300-S301 in
Ist dagegen ein Sekundärreflexionsobjekt vorhanden (Schritt S800; JA), so generiert die Steuereinrichtung 12 Sekundärreflexionsunterdrückungsmusterbilder auf Grundlage der photographischen Aufnahmebedingungen für die Sekundärreflexionsunterdrückung im Prüfprogramm (Schritt S802). Bei der vorliegenden Ausführungsform werden als Aufnahmebedingungen für die Sekundärreflexionsunterdrückung Informationen über die Position und Größe der Reflexionsfläche des das Ursachenobjekt darstellenden Steckverbinderbauelements 43 (z.B. Koordinatenwerte des linken oberen und rechten unteren Punktes eines Rechteckgebiets, das von dem Projektionsbereich auszunehmen ist, um kein Licht auf die Reflexionsfläche fallen zu lassen) gegeben. Und als Sekundärreflexionsunterdrückungsmusterbilder werden, wie in (2) in
Danach werden unter Verwendung der in Schritt S801 oder S803 eingestellten Musterbilder photographische Aufnahmen von Phasenbildern durchgeführt (Schritt S804) und in der Informationsverarbeitungseinrichtung 13 Höhendaten berechnet (Schritt S805). Die Prozedur ab diesem Punkt (Schritt S311-S312) stimmt mit der Prozedur der ersten Ausführungsform überein.Thereafter, using the pattern images set in step S801 or S803, photographing of phase images is performed (step S804), and height data is calculated in the information processing device 13 (step S805). The procedure from this point (step S311-S312) is the same as the procedure of the first embodiment.
Gemäß dem Aufbau der vorliegenden Ausführungsform werden, wie in (2) in
Weil bei der vorliegenden Ausführungsform die Musterbilder auf ein durch Ausnehmen der Reflexionsfläche gebildetes Gebiet projiziert werden, kann der Projektionsbereich der Musterbilder maximal groß ausgebildet werden. Dadurch kann die Anzahl der Objekte, die sich durch einmaliges Projizieren und Photographieren vermessen lassen, maximiert werden, was ermöglicht, verglichen mit der ersten und zweiten Ausführungsform eine Reduktion der Anzahl der photographischen Aufnahmen sowie eine Verkürzung der Prozedurdauer zu erzielen.In the present embodiment, since the pattern images are projected onto an area formed by removing the reflection surface, the projection area of the pattern images can be made as large as possible. As a result, the number of objects that can be measured by projecting and photographing once can be maximized, making it possible to achieve a reduction in the number of photographing shots and a shortening of the procedure time compared with the first and second embodiments.
Angemerkt wird, dass in der vorliegenden Ausführungsform zwar die Sekundärreflexionsunterdrückungsmusterbilder zum Prüfungszeitpunkt generiert werden, es aber auch möglich ist, zum Programmierzeitpunkt vorab Sekundärreflexionsunterdrückungsmusterbilder für jedes Prüfgebiet zu generieren und zu speichern. Falls die Musterbildspeichereinheit (der Speicher) der Projektionseinrichtung 112 ausreichend Speicherkapazität besitzt, genügt es, die Daten aller Musterbilder vorab in die Projektionseinrichtung 112 zu schreiben. Falls die Speicherkapazität in der Projektionseinrichtung 112 nicht ausreicht, können die Daten der Musterbilder in einer Musterbildspeichereinheit innerhalb der Speichereinrichtung 3 oder des Hilfsspeichers der Informationsverarbeitungseinrichtung 13 abgelegt und zur nötigen Zeit die Daten eines benötigten Musterbildes von der Steuereinrichtung 12 eingelesen und gebraucht werden.Note that, although in the present embodiment the secondary reflection suppression pattern images are generated at the time of inspection, it is also possible to generate and store secondary reflection suppression pattern images for each inspection area in advance at the time of programming. If the pattern image storage unit (memory) of the
<Vierte Ausführungsform><Fourth Embodiment>
Als Nächstes soll eine vierte Ausführungsform der Erfindung erläutert werden. Wenn innerhalb des Gesichtsfeldes ein Sekundärreflexionsobjekt vorhanden ist, wird bei der ersten bis dritten Ausführungsform zur Unterdrückung von Sekundärreflexionsstörungen der Projektionsbereich der Musterbilder verändert, wogegen die vierte Ausführungsform dadurch gekennzeichnet ist, dass die Sekundärreflexionsstörungen durch Neueinstellen der Projektionsposition für die Musterbilder unterdrückt wird. Weil der grundlegende Aufbau des Leiterplattenprüfsystems der gleiche wie bei der ersten Ausführungsform ist, werden nachfolgend hauptsächlich die Eigentümlichkeiten in Aufbau und Betrieb erläutert.Next, a fourth embodiment of the invention will be explained. In the first to third embodiments, when a secondary reflection object exists within the field of view, the projection range of the pattern images is changed to suppress secondary reflection noise, whereas the fourth embodiment is characterized in that the secondary reflection noise is suppressed by resetting the projection position for the pattern images. Since the basic structure of the circuit board inspection system is the same as that of the first embodiment, the peculiarities in structure and operation will be mainly explained below.
Anhand von
Zunächst wird wie bei der ersten Ausführungsform das gesamte Gesichtsfeld unter Verwendung gewöhnlicher Musterbilder photographiert, und auf Grundlage der gewöhnlichen Phasenbilder werden Höhendaten für das gesamte Gesichtsfeld berechnet (Schritt S300-S304 in
Danach greift die Steuereinrichtung 12 auf das Prüfprogramm zu, um zu beurteilen, ob im gegenwärtigen Gesichtsfeld 41 ein Prüfobjekt existiert, das mit dem Flag für Sekundärreflexionsobjekte markiert ist (Schritt S305). Falls ein Sekundärreflexionsobjekt vorhanden ist, steuert die Steuereinrichtung 12 die Bühne 10 entsprechend den photographischen Aufnahmebedingungen für die Sekundärreflexionsunterdrückung im Prüfprogramm, um das betreffende Sekundärreflexionsobjekt an eine Position zu bewegen, an der keine Sekundärreflexion auftritt (Schritt S1000). Konkret wird wie in (4) in
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn sich innerhalb des Gesichtsfeldes 41 der Bildaufnahmeeinrichtung 110 ein Sekundärreflexionsobjekt (Beispiel: das Chipbauelement 42a) befindet, die Projektionsposition der Musterbilder (die Gesichtsfeldposition) derart verändert, dass auf die Reflexionsfläche des die Sekundärreflexion verursachenden Ursachenobjekts (Beispiel: das Steckverbinderbauelement 43) kein Licht trifft. Dies ermöglicht, die Entstehung von Sekundärreflexionsstörungen zu unterdrücken, sodass Projektionsmuster auf einem Prüfobjekt korrekt photographiert (beobachtet) werden können und die Genauigkeit von Messung und Prüfung des Prüfobjektes verbessert werden kann.According to the present embodiment, when a secondary reflection object (example: the
Die vorliegende Ausführungsform hat ferner auch den Vorzug, dass eine Projektionseinrichtung mit kleiner Speicherkapazität der Musterbildspeichereinheit oder eine Projektionseinrichtung eines Typs, bei dem sich die Musterbilder nicht verändern lassen, verwendet werden kann, weil keine Notwendigkeit wie bei der ersten bis dritten Ausführungsform besteht, die Musterbilder zu ändern.The present embodiment also has the advantage that a projection device having a small storage capacity of the pattern image storage unit or a projection device of a type in which the pattern images cannot be changed can be used because there is no need to change the pattern images as in the first to third embodiments.
<Weitere Ausführungsformen><Other embodiments>
Die obigen Beschreibungen von Ausführungsformen sollen die vorliegende Erfindung lediglich beispielhaft erläutern, ohne die Erfindung auf die vorgenannten konkreten Formen zu beschränken. Innerhalb des Bereichs ihrer technischen Idee kann die Erfindung vielfältig abgewandelt werden. Beispielsweise wurde in den obigen Ausführungsformen das Phasenschiebeverfahren verwendet, doch die Erfindung kann auch auf andere Verfahren als das Phasenschiebeverfahren bevorzugt angewendet werden, wenn diese den Arbeitsgang umfassen, dass ein Objekt im Zustand mit einem aufprojizierten Musterbild photographiert wird. Ferner wurden in den obigen Ausführungsformen Beispiele erläutert, in denen die Erfindung auf die Prüfung von Leiterplatten angewendet ist. Die Erfindung ist jedoch in ihrem Anwendungsbereich hierauf nicht beschränkt, sondern kann z.B. auf im FA-Bereich, Kraftfahrzeugbereich o. Ä. verwendete Prüfvorrichtungen bevorzugt angewendet werden.The above descriptions of embodiments are intended to explain the present invention merely by way of example, without limiting the invention to the aforementioned concrete forms. The invention can be modified in many ways within the scope of its technical idea. For example, the phase shift method was used in the above embodiments, but the invention can also be preferably applied to methods other than the phase shift method if they include the operation of photographing an object in the state with a pattern image projected thereon. Furthermore, in the above embodiments, examples in which the invention is applied to the inspection of printed circuit boards were explained. However, the invention is not limited in its scope of application to this, but can be preferably applied to, for example, inspection devices used in the FA field, automotive field, or the like.
1: Leiterplattenprüfvorrichtung, 2: Programmiervorrichtung, 3: Speichereinrichtung
10: Bühne, 11: Messeinheit, 12: Steuereinrichtung, 13: Informationsverarbeitungseinrichtung, 14: Anzeigeeinrichtung, 15: Leiterplatte
41: Gesichtsfeld, 42a, 42b: Chipbauelement, 43: Steckverbinderbauelement 50: Musterbildspeichereinheit, 51: gewöhnliches Musterbild, 52-56: Sekundärreflexionsunterdrückungsmusterbild
90: Reflexionsfläche eines reflektierenden Bauelements einschließender Abschnitt
110: Bildaufnahmeeinrichtung, 111: Beleuchtungseinrichtung, 111R: Rotlichtquelle, 111G: Grünlichtquelle, 111B: Blaulichtquelle, 112: Projektionseinrichtung 150: Bauelement, 151: Lot
200: Bildaufnahmeeinrichtung, 201: Projektor, 201L: gemustertes Licht, 201R: Primärreflexionslicht, 202: Objekt, 203: hohes Objekt, 203L: Reflexionslicht, 203R: Sekundärreflexionslicht
RL: Rotlicht, GL: Grünlicht, BL: Blaulicht, PL: gemustertes Licht1: PCB test device, 2: programming device, 3: storage device
10: Stage, 11: Measuring unit, 12: Control device, 13: Information processing device, 14: Display device, 15: Circuit board
41: field of view, 42a, 42b: chip component, 43: connector component 50: pattern image storage unit, 51: ordinary pattern image, 52-56: secondary reflection suppression pattern image
90: Section enclosing the reflection surface of a reflective component
110: Image recording device, 111: Illumination device, 111R: Red light source, 111G: Green light source, 111B: Blue light source, 112: Projection device 150: Component, 151: Lot
200: image pickup device, 201: projector, 201L: patterned light, 201R: primary reflection light, 202: object, 203: high object, 203L: reflection light, 203R: secondary reflection light
RL: red light, GL: green light, BL: blue light, PL: patterned light
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