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JP2006084445A - Image acquisition device - Google Patents

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JP2006084445A
JP2006084445A JP2004272372A JP2004272372A JP2006084445A JP 2006084445 A JP2006084445 A JP 2006084445A JP 2004272372 A JP2004272372 A JP 2004272372A JP 2004272372 A JP2004272372 A JP 2004272372A JP 2006084445 A JP2006084445 A JP 2006084445A
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JP
Japan
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image acquisition
image
flash light
light
acquisition device
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004272372A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukie Shigeno
幸英 茂野
Hiromi Chatani
博美 茶谷
Naohisa Hayashi
尚久 林
Noriyuki Kondo
教之 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd filed Critical Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To acquire accurately an image of a prescribed domain on a moving object by using a light emitting diode. <P>SOLUTION: This image acquisition device 1 is equipped with a conveyor 2 for moving the object 9 continuously, and a head part 3 provided over the conveyor 2. The head part 3 has the LED 31 for emitting flash light, a microscope 32 guiding the flash light to the object 9 and entered by light from the object 9, and an imaging device 33 for converting an object 9 image formed with a prescribed magnification by the microscope 32 into an electric signal. In the image acquisition device 1, a current exceeding an allowable current at the continuous lighting time is inputted into the LED 31, and flash light is irradiated to the object 9 moved by the conveyor 2, and the image of an inspection domain on the object 9 is acquired. Hereby, the image of the inspection domain on the moving object 9 can be acquired accurately by using the LED 31. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、対象物上の所定領域の画像を取得する画像取得装置に関する。   The present invention relates to an image acquisition device that acquires an image of a predetermined area on an object.

従来より、半導体基板やガラス基板(以下、「基板」という。)上の所定の検査領域の画像を取得して、基板上のパターンを検査することが行われている。また、近年では、移動する基板上の検査領域の画像を、ストロボ光源からのフラッシュ光を利用して取得する画像取得装置が知られている(例えば、特許文献1および2参照。)。このような画像取得装置では、一般的には、キセノンランプがストロボ光源として利用される。   Conventionally, a pattern on a substrate is inspected by acquiring an image of a predetermined inspection area on a semiconductor substrate or a glass substrate (hereinafter referred to as “substrate”). In recent years, there has been known an image acquisition device that acquires an image of an inspection region on a moving substrate using flash light from a strobe light source (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In such an image acquisition apparatus, a xenon lamp is generally used as a strobe light source.

なお、特許文献3では、ストロボ光源として複数の発光ダイオード(LED)を利用したデジタルカメラにおいて、所定の時間内において複数のLEDを順次点灯することにより各LEDに負担をかけることなく所望の点灯状態を実現する技術が開示されている。
特開平10−123016号公報 特開平11−326233号公報 特開2001−215579号公報
In Patent Document 3, in a digital camera using a plurality of light emitting diodes (LEDs) as a strobe light source, a desired lighting state can be obtained without burdening each LED by sequentially lighting the plurality of LEDs within a predetermined time. A technique for realizing the above is disclosed.
JP-A-10-123016 JP 11-326233 A JP 2001-215579 A

ところで、LEDはキセノンランプに比べて制御が容易かつ光強度が安定していることが知られている。上記の画像取得装置においてキセノンランプに替えてLEDをストロボ光源として利用する場合、定格電流を供給して得られるLEDからのフラッシュ光では、撮像に必要な光量を得ることができず、画像を精度よく取得することができない。   By the way, it is known that the LED is easier to control and has a stable light intensity than the xenon lamp. When using an LED as a strobe light source instead of a xenon lamp in the image acquisition device described above, the amount of light required for imaging cannot be obtained with the flash light from the LED obtained by supplying the rated current, and the image is accurate. Can't get well.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、発光ダイオードを用いて移動する対象物上の所定領域の画像を精度よく取得することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to accurately acquire an image of a predetermined area on a moving object using a light emitting diode.

請求項1に記載の発明は、対象物上の所定領域の画像を取得する画像取得装置であって、撮像デバイスと、前記撮像デバイスに対して対象物を相対的に移動する移動機構と、連続点灯時の許容電流を超える電流が入力されてフラッシュ光を対象物に向けて照射する発光ダイオードと、前記フラッシュ光に由来する対象物からの光を前記撮像デバイスへと導き、前記撮像デバイス上に前記対象物上の所定領域の像を形成する光学系と、前記発光ダイオードの発光と前記撮像デバイスによる撮像とを制御する制御部とを備える。   The invention according to claim 1 is an image acquisition device that acquires an image of a predetermined area on an object, and includes an imaging device, a moving mechanism that moves the object relative to the imaging device, A light-emitting diode that irradiates flash light toward an object when a current exceeding an allowable current at the time of lighting is input, and guides light from the object derived from the flash light to the imaging device. An optical system that forms an image of a predetermined area on the object, and a control unit that controls light emission of the light emitting diode and imaging by the imaging device.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像取得装置であって、前記発光ダイオードに入力される電流が前記許容電流の5倍以上である。   A second aspect of the present invention is the image acquisition device according to the first aspect, wherein a current input to the light emitting diode is five times or more of the allowable current.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の画像取得装置であって、前記フラッシュ光のパルス幅が1ミリ秒以下である。   A third aspect of the present invention is the image acquisition device according to the first or second aspect, wherein the pulse width of the flash light is 1 millisecond or less.

請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の画像取得装置であって、前記発光ダイオードが前記フラッシュ光を出射する周期が1/300秒以下である。   A fourth aspect of the present invention is the image acquisition device according to any one of the first to third aspects, wherein a cycle in which the light emitting diode emits the flash light is 1/300 seconds or less.

請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の画像取得装置であって、前記制御部が、前記フラッシュ光のパルス幅を変更する。   A fifth aspect of the present invention is the image acquisition device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the control unit changes a pulse width of the flash light.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の画像取得装置であって、前記制御部が、対象物の前記撮像デバイスに対する相対的な移動速度に基づいて前記フラッシュ光の前記パルス幅を変更する。   A sixth aspect of the present invention is the image acquisition device according to the fifth aspect, wherein the control unit determines the pulse width of the flash light based on a relative moving speed of an object with respect to the imaging device. change.

請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の画像取得装置であって、前記制御部が、対象物に応じて前記フラッシュ光の光量を変更する。   A seventh aspect of the present invention is the image acquisition device according to the sixth aspect, wherein the control unit changes the amount of the flash light in accordance with an object.

請求項8に記載の発明は、請求項5に記載の画像取得装置であって、前記光学系の倍率が可変であり、前記制御部が、前記光学系の前記倍率に基づいて前記フラッシュ光の前記パルス幅を変更する。   The invention according to an eighth aspect is the image acquisition device according to the fifth aspect, wherein the magnification of the optical system is variable, and the controller is configured to control the flash light based on the magnification of the optical system. The pulse width is changed.

請求項1ないし8の発明では、発光ダイオードを用いて撮像デバイスに対して相対的に移動する対象物上の所定領域の画像を精度よく取得することができる。   According to the first to eighth aspects of the present invention, it is possible to accurately acquire an image of a predetermined area on the object that moves relative to the imaging device using the light emitting diode.

また、請求項4の発明では、短い周期にて所定領域の画像を取得することができ、請求項5の発明では、発光ダイオードを用いることにより容易にパルス幅を変更することができる。   In the invention of claim 4, an image of a predetermined region can be acquired in a short cycle. In the invention of claim 5, the pulse width can be easily changed by using a light emitting diode.

また、請求項6の発明では、相対的な移動速度に合わせつつ所望の解像度にて画像を取得することができ、請求項8の発明では、撮像倍率に合わせつつ所望の解像度にて画像を取得することができる。   In the invention of claim 6, an image can be acquired at a desired resolution while matching the relative moving speed. In the invention of claim 8, an image can be acquired at a desired resolution while matching the imaging magnification. can do.

図1は本発明の一の実施の形態に係る画像取得装置1の構成を示す図である。画像取得装置1は、紙幣等の印刷物、半導体チップ等の工業用部品、あるいは、半導体基板やガラス基板等の各種基板等の対象物上の所定の領域の画像を取得するためのものであり、取得された画像は検査や当該対象物に対する処理(例えば、プリント配線基板上における半導体チップのボンディング等)に利用される。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image acquisition apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The image acquisition device 1 is for acquiring an image of a predetermined area on an object such as a printed matter such as a banknote, an industrial part such as a semiconductor chip, or various substrates such as a semiconductor substrate or a glass substrate, The acquired image is used for inspection and processing (for example, bonding of a semiconductor chip on a printed wiring board) for the object.

画像取得装置1は、対象物9を図1中のY方向へと連続的に移動するコンベア2、コンベア2の上方に設けられたヘッド部3、および、画像取得装置1の各構成に接続された制御部4を備える。コンベア2は、それぞれがX方向を向く複数のシャフト21をY方向に所定の間隔にて配列して有する。各シャフト21にはローラ22が取り付けられ、複数のローラ22に接するように環状のベルト23(図1中では、ベルト23の一部のみを図示している。)が設けられる。複数のシャフト21の一部はモータ24に接続されて回転し、ベルト23上に載置された対象物9は、モータ24の回転速度に応じて(+Y)方向に連続的に移動する。モータ24の回転軸にはエンコーダ25が取り付けられ、エンコーダ25の出力は制御部4へと出力される。   The image acquisition device 1 is connected to each component of the conveyor 2 that continuously moves the object 9 in the Y direction in FIG. 1, the head unit 3 provided above the conveyor 2, and the image acquisition device 1. The control unit 4 is provided. The conveyor 2 has a plurality of shafts 21 each facing in the X direction arranged in the Y direction at predetermined intervals. A roller 22 is attached to each shaft 21, and an annular belt 23 (only a part of the belt 23 is shown in FIG. 1) is provided so as to contact the plurality of rollers 22. A part of the plurality of shafts 21 is connected to the motor 24 to rotate, and the object 9 placed on the belt 23 continuously moves in the (+ Y) direction according to the rotation speed of the motor 24. An encoder 25 is attached to the rotating shaft of the motor 24, and the output of the encoder 25 is output to the control unit 4.

ヘッド部3は、フラッシュ光を出射する発光ダイオード31(以下、「LED31」という。)を有し、LED31からのフラッシュ光は光学系である顕微鏡32が有するハーフミラー321により折り返されて対象物9上へと導かれる。フラッシュ光の対象物9からの反射光は顕微鏡32により取り込まれ、撮像デバイス33上に対象物9の像が結ばれる。撮像デバイス33は、複数の受光素子を2次元に配列して有し、撮像デバイス33から対象物9の画像データが制御部4に出力される。なお、顕微鏡32は図示省略のレンズ群を有し、顕微鏡32の倍率は可変とされる。所定の倍率において顕微鏡32の対象物9側の開口数(NA)は、例えば、0.2とされ、撮像デバイス33側の開口数は0.02とされる。   The head unit 3 includes a light emitting diode 31 that emits flash light (hereinafter referred to as “LED 31”), and the flash light from the LED 31 is folded back by a half mirror 321 included in a microscope 32 that is an optical system. Guided up. The reflected light of the flash light from the object 9 is captured by the microscope 32, and an image of the object 9 is formed on the imaging device 33. The imaging device 33 has a plurality of light receiving elements arranged two-dimensionally, and image data of the object 9 is output from the imaging device 33 to the control unit 4. The microscope 32 has a lens group (not shown), and the magnification of the microscope 32 is variable. At a predetermined magnification, the numerical aperture (NA) on the object 9 side of the microscope 32 is, for example, 0.2, and the numerical aperture on the imaging device 33 side is 0.02.

次に、画像取得装置1が、対象物9上の所定領域の画像を取得する動作について説明する。以下の説明において、対象物9上には複数の検査対象の領域(以下、「検査領域」という。)が周期的に設定され、一定の倍率にて各検査領域の画像を取得するものとする。対象物9上における複数の検査領域の位置は制御部4にて予め記憶されている。   Next, an operation in which the image acquisition device 1 acquires an image of a predetermined area on the object 9 will be described. In the following description, a plurality of areas to be inspected (hereinafter referred to as “inspection areas”) are periodically set on the object 9, and an image of each inspection area is acquired at a constant magnification. . The positions of the plurality of inspection areas on the object 9 are stored in advance by the control unit 4.

検査領域の画像を取得する際には、まず、駆動されるコンベア2上において(−Y)側に対象物9が載置され、(+Y)方向へと連続的に移動を開始する。そして、エンコーダ25からの出力が制御部4へと出力されることにより、対象物9のヘッド部3に対する移動速度が検出される。本実施の形態では、例えば、毎秒100ミリメートル(mm)の一定の速度にて対象物9が連続的に移動する。また、対象物9の搬送経路上においてヘッド部3の(−Y)側には、対象物9の通過を検出するセンサ26が取り付けられ、センサ26からの出力により制御部4にて対象物9の位置が特定される。これにより、制御部4では対象物9上の各検査領域がヘッド部3の撮像位置へと到達する正確な時刻が求められる。   When acquiring an image of the inspection area, first, the object 9 is placed on the (−Y) side on the driven conveyor 2 and starts moving continuously in the (+ Y) direction. Then, the output from the encoder 25 is output to the control unit 4 so that the moving speed of the object 9 relative to the head unit 3 is detected. In the present embodiment, for example, the object 9 moves continuously at a constant speed of 100 millimeters (mm) per second. A sensor 26 that detects the passage of the object 9 is attached to the (−Y) side of the head unit 3 on the transport path of the object 9, and the control unit 4 uses the output from the sensor 26 to detect the object 9. Is determined. Thereby, the control unit 4 obtains an accurate time when each inspection region on the object 9 reaches the imaging position of the head unit 3.

続いて、対象物9がヘッド部3の下方へと到達し、対象物9上の(+Y)側の検査領域(以下、「第1検査領域」という。)がヘッド部3による撮像位置へと近づくと、撮像デバイス33の電子シャッタがONとされる(すなわち、撮像デバイス33の各受光素子での電荷の蓄積が開始される)。そして、対象物9上の第1検査領域がヘッド部3の撮像位置へと到達すると、LED31からパルス幅が5マイクロ秒(μ秒)のフラッシュ光が対象物9に向けて照射される。なお、本実施の形態では、フラッシュ光のパルス幅は予め決定されている。   Subsequently, the object 9 reaches below the head unit 3, and the (+ Y) side inspection area (hereinafter referred to as “first inspection area”) on the object 9 reaches the imaging position by the head unit 3. When approaching, the electronic shutter of the imaging device 33 is turned on (that is, charge accumulation at each light receiving element of the imaging device 33 is started). When the first inspection region on the object 9 reaches the imaging position of the head unit 3, flash light having a pulse width of 5 microseconds (μ seconds) is emitted from the LED 31 toward the object 9. In the present embodiment, the pulse width of the flash light is determined in advance.

このとき、フラッシュ光の強度はLED31に供給される電流に依存し、供給電流は、例えば、LED31を連続点灯する際における許容電流(例えば、定格電流)より大きい1アンペア(A)とされ、対象物9上の第1検査領域に照射されるフラッシュ光の積算光量が所定の量となるようにパルス幅に応じて決定される。好ましくは、LED31に入力される電流は、連続点灯時の許容電流の5倍以上とされる。フラッシュ光の対象物9からの反射光は顕微鏡32により撮像デバイス33へと導かれ、撮像デバイス33上に対象物9上の第1検査領域の像が所定の倍率にて形成される。フラッシュ光の照射後、撮像デバイス33の電子シャッタがOFFとされ、第1検査領域の画像が取得される。以下の説明において、単に「フラッシュ光」という場合は、パルス幅に応じて決定された(許容電流以上の)電流がLED31に供給されることにより出射される高強度のフラッシュ光を意味するものとする。   At this time, the intensity of the flash light depends on the current supplied to the LED 31, and the supplied current is, for example, 1 ampere (A) larger than the allowable current (for example, rated current) when the LED 31 is continuously lit. It is determined according to the pulse width so that the integrated light amount of the flash light applied to the first inspection region on the object 9 becomes a predetermined amount. Preferably, the current input to the LED 31 is at least five times the allowable current during continuous lighting. The reflected light from the object 9 of the flash light is guided to the imaging device 33 by the microscope 32, and an image of the first inspection region on the object 9 is formed on the imaging device 33 at a predetermined magnification. After the flash light irradiation, the electronic shutter of the imaging device 33 is turned off, and an image of the first inspection area is acquired. In the following description, the term “flash light” simply means high-intensity flash light that is emitted when a current determined in accordance with the pulse width (more than the allowable current) is supplied to the LED 31. To do.

ここで、前述のように対象物9は毎秒100mmにて移動し、フラッシュ光が照射される間に対象物9は0.5マイクロメートル(μm)だけ移動するため、撮像デバイス33にて取得される画像では、0.5μmのぶれが生じる。言い換えれば、画像取得装置1では1画素に対応する対象物9上の正方形領域の1辺の長さ(以下、「解像度」という。)が0.5μm以上の画像が取得可能とされる。実際には、顕微鏡32の倍率に応じて、0.5μmの解像度またはこれより粗い解像度の画像が取得される。以下の説明では、取得可能な画像の解像度の最小値を限界解像度という。   Here, as described above, the object 9 moves at 100 mm per second, and the object 9 moves by 0.5 μm (μm) while being irradiated with flash light. In an image, a blur of 0.5 μm occurs. In other words, the image acquisition device 1 can acquire an image having a length of one side (hereinafter referred to as “resolution”) of a square area on the object 9 corresponding to one pixel of 0.5 μm or more. Actually, depending on the magnification of the microscope 32, an image having a resolution of 0.5 μm or a coarser resolution is acquired. In the following description, the minimum value of the resolution of an image that can be acquired is referred to as limit resolution.

第1検査領域の画像が取得されると、第1検査領域から(−Y)側に200μmだけ離れた第2検査領域の画像が取得される。具体的には、第2検査領域がヘッド部3による撮像位置へと近づくと、撮像デバイス33の電子シャッタがONとされる。そして、第2検査領域がヘッド部3による撮像位置へと到達すると同時に、LED31からパルス幅が5μ秒のフラッシュ光が出射されて第2検査領域の画像が取得される。このとき、第2検査領域に対するフラッシュ光の照射は直前のフラッシュ光の照射から1/500秒経過後に行われる。続いて、第2検査領域に対するフラッシュ光の照射から1/500秒経過後にフラッシュ光がさらに照射され、第2検査領域から(−Y)側に200μmだけ離れた第3検査領域の画像が取得される。すなわち、画像取得装置1では、LED31から1/500秒の周期にてフラッシュ光が出射され、対象物9上において200μmの周期にて形成された各検査領域の画像が取得される。対象物9上の全ての検査領域の画像が取得されると、画像取得動作が終了する。   When the image of the first inspection region is acquired, the image of the second inspection region that is 200 μm away from the first inspection region on the (−Y) side is acquired. Specifically, when the second inspection area approaches the imaging position of the head unit 3, the electronic shutter of the imaging device 33 is turned on. Then, at the same time when the second inspection area reaches the imaging position by the head unit 3, flash light having a pulse width of 5 μs is emitted from the LED 31 and an image of the second inspection area is acquired. At this time, the flash light irradiation to the second inspection region is performed after 1/500 second has elapsed since the last flash light irradiation. Subsequently, the flash light is further irradiated after 1/500 second from the irradiation of the flash light to the second inspection region, and an image of the third inspection region separated by 200 μm from the second inspection region to the (−Y) side is acquired. The That is, in the image acquisition device 1, flash light is emitted from the LED 31 at a cycle of 1/500 seconds, and an image of each inspection region formed at a cycle of 200 μm on the object 9 is acquired. When the images of all the inspection areas on the object 9 are acquired, the image acquisition operation ends.

以上のように、図1の画像取得装置1では、コンベア2により移動する対象物9に対してパルス幅が5μ秒のフラッシュ光がLED31から出射され、LED31の発光に同期して撮像デバイス33による撮像が制御されて対象物9上の検査領域の画像が取得される。ここで、一般的な発光ダイオードにおいて、連続点灯の際の許容電流にて5μ秒だけフラッシュ光を出射した場合には、対象物9上に照射される光の量が少ないため撮像デバイス33の受光素子に十分な電荷が蓄積されず、対象物9上の検査領域の画像を適切に取得することができない。これに対し、画像取得装置1におけるLED31には、連続点灯時の許容電流を超える電流が入力されるため、5μ秒間の短い時間であっても対象物9上に撮像に必要な光量が付与される。これにより、LED31を用いて撮像デバイス33に対して移動する対象物9上の検査領域の画像を精度よく取得することができる。   As described above, in the image acquisition device 1 of FIG. 1, flash light having a pulse width of 5 μs is emitted from the LED 31 to the object 9 that is moved by the conveyor 2, and is synchronized with the light emission of the LED 31 by the imaging device 33. Imaging is controlled and an image of the inspection region on the object 9 is acquired. Here, in a general light emitting diode, when flash light is emitted for 5 μsec at an allowable current during continuous lighting, the amount of light irradiated onto the object 9 is small, and thus the light receiving of the imaging device 33 is received. Sufficient charges are not accumulated in the element, and an image of the inspection region on the object 9 cannot be acquired appropriately. On the other hand, the LED 31 in the image acquisition device 1 receives a current exceeding the allowable current during continuous lighting, so that the light quantity necessary for imaging is applied to the object 9 even for a short time of 5 μsec. The Thereby, the image of the inspection area on the object 9 that moves relative to the imaging device 33 using the LED 31 can be obtained with high accuracy.

上記動作例では5μ秒のパルス幅のフラッシュ光を出射する場合について述べたが、LED31では、一般的なキセノンランプを用いて可能とされる10μ秒以下のパルス幅のフラッシュ光の出射を同様に実現することができる。このような場合、発光時間が極めて短いため、LED31の温度が破損に繋がる温度(例えば、135度)まで上昇しないことが確認されている。したがって、一般的な発光ダイオードでは放熱板を設けることにより熱による破損を抑制して一定の寿命が確保されるが、画像取得装置1のLED31では放熱板を省略することも可能である。また、10μ秒のパルス幅のフラッシュ光を出射するキセノンランプを利用した場合に、0.5μm〜100μmの解像度の画像が主に取得されるが、キセノンランプに替えてLED31を利用する場合でも、同様の範囲の解像度(限界解像度)の画像を取得することができ、この場合、対象物9は撮像デバイス33に対して毎秒50mm以上10m以下の移動速度にて移動する。   In the above operation example, the case where flash light having a pulse width of 5 μs is emitted has been described, but in the LED 31, the emission of flash light having a pulse width of 10 μs or less, which is possible using a general xenon lamp, is similarly performed. Can be realized. In such a case, since the light emission time is extremely short, it has been confirmed that the temperature of the LED 31 does not rise to a temperature that leads to breakage (for example, 135 degrees). Therefore, in a general light emitting diode, by providing a heat sink, damage due to heat is suppressed and a certain life is ensured. However, the heat sink can be omitted in the LED 31 of the image acquisition device 1. In addition, when a xenon lamp that emits flash light having a pulse width of 10 μs is used, an image with a resolution of 0.5 μm to 100 μm is mainly acquired, but even when the LED 31 is used instead of the xenon lamp, An image with a resolution in the same range (limit resolution) can be acquired. In this case, the object 9 moves with respect to the imaging device 33 at a moving speed of 50 mm or more and 10 m or less per second.

また、一般的に、キセノンランプでは1/300秒の周期にてフラッシュ光を出射することが限界となるが、上記動作例において1/500秒の周期にてフラッシュ光を出射する場合について述べたように、LED31では1/300秒以下の周期であってもフラッシュ光を出射することが可能である。これにより、画像取得装置1ではキセノンランプを用いる場合よりも短い周期にて検査領域の画像を取得することができる。なお、実際には1/1000秒以下の周期であってもフラッシュ光の出射が可能である。   In general, in a xenon lamp, it is limited to emit flash light at a period of 1/300 seconds. In the above operation example, the case of emitting flash light at a period of 1/500 seconds has been described. As described above, the LED 31 can emit flash light even with a period of 1/300 seconds or less. As a result, the image acquisition apparatus 1 can acquire an image of the inspection region with a shorter cycle than when a xenon lamp is used. Actually, the flash light can be emitted even with a period of 1/1000 second or less.

次に、画像取得装置1による画像取得動作の他の例について説明する。本動作例における画像取得装置1では、異なる種類の複数の対象物9に対してそれぞれ異なる限界解像度にて検査領域の画像が取得される。詳細には、一の種類の対象物(以下、「第1対象物」という。)9がコンベア2により一定速度にて移動し、第1対象物9に対して設定された限界解像度に合わせて制御部4により顕微鏡32の倍率が変更される。そして、顕微鏡32の倍率(および対象物9の移動速度)に基づいてLED31からのフラッシュ光のパルス幅が決定される。第1対象物9上の検査領域がヘッド部3の撮像位置へと到達すると、決定されたパルス幅にてフラッシュ光が出射され、第1対象物9上の検査領域の画像が設定された限界解像度にて取得される。   Next, another example of the image acquisition operation by the image acquisition device 1 will be described. In the image acquisition apparatus 1 in this operation example, the images of the inspection region are acquired with different limit resolutions for the plurality of different types of objects 9. Specifically, one type of object (hereinafter referred to as “first object”) 9 is moved at a constant speed by the conveyor 2, and is matched with the limit resolution set for the first object 9. The magnification of the microscope 32 is changed by the control unit 4. Then, the pulse width of the flash light from the LED 31 is determined based on the magnification of the microscope 32 (and the moving speed of the object 9). When the inspection area on the first object 9 reaches the imaging position of the head unit 3, flash light is emitted with the determined pulse width, and the limit where the image of the inspection area on the first object 9 is set Obtained at resolution.

続いて、他の種類の対象物(以下、「第2対象物」という。)9がコンベア2により同じ速度にて移動し、第2対象物9に対して設定された第1対象物9とは異なる限界解像度に合わせて顕微鏡32の倍率が変更される。制御部4では顕微鏡32の倍率に基づいてLED31からのフラッシュ光のパルス幅が決定される。例えば、第2対象物9に対する限界解像度が、第1対象物9に対する限界解像度の1.5倍である(すなわち、1.5倍粗い)場合には、第1対象物9における条件と比較して、顕微鏡32の倍率が1/(1.5)倍にされるとともに、フラッシュ光のパルス幅が1.5倍とされる。そして、第2対象物9上の検査領域が撮像位置へと到達すると、決定されたパルス幅にてフラッシュ光が出射され、第2対象物9上の検査領域の画像が設定された限界解像度にて取得される。   Subsequently, another type of object 9 (hereinafter referred to as “second object”) 9 moves at the same speed by the conveyor 2, and the first object 9 set for the second object 9 and The magnification of the microscope 32 is changed according to different limit resolutions. In the control unit 4, the pulse width of the flash light from the LED 31 is determined based on the magnification of the microscope 32. For example, when the limit resolution for the second object 9 is 1.5 times the limit resolution for the first object 9 (that is, 1.5 times coarser), it is compared with the condition for the first object 9. Thus, the magnification of the microscope 32 is 1 / (1.5) times and the pulse width of the flash light is 1.5 times. When the inspection area on the second object 9 reaches the imaging position, flash light is emitted with the determined pulse width, and the image of the inspection area on the second object 9 is set to the set limit resolution. Is obtained.

以上のように、本動作例における画像取得装置1では、制御部4が顕微鏡32の倍率に基づいてフラッシュ光のパルス幅を変更する。ここで、キセノンランプを利用する場合に、フラッシュ光のパルス幅を変更するには複雑な回路を設ける必要があるが、画像取得装置1では発光ダイオードを用いることにより容易にパルス幅を変更することができるとともに、撮像倍率を合わせつつ所望の解像度にて画像を取得することが実現される。   As described above, in the image acquisition device 1 in this operation example, the control unit 4 changes the pulse width of the flash light based on the magnification of the microscope 32. Here, when a xenon lamp is used, it is necessary to provide a complicated circuit in order to change the pulse width of the flash light. However, the image acquisition device 1 can easily change the pulse width by using a light emitting diode. In addition, it is possible to obtain an image with a desired resolution while adjusting the imaging magnification.

次に、画像取得装置1による画像取得動作のさらに他の例について説明する。本動作例における画像取得装置1では、異なる種類の複数の対象物9が、例えば、コンベア2上で施される処理に合わせて異なる速度にてコンベア2により移動しつつ、検査領域の画像が取得される。なお、顕微鏡32の倍率および取得される検査領域の画像の解像度は一定とされる。   Next, still another example of the image acquisition operation by the image acquisition device 1 will be described. In the image acquisition apparatus 1 in this operation example, an image of an inspection region is acquired while a plurality of different types of objects 9 are moved by the conveyor 2 at different speeds in accordance with, for example, processing performed on the conveyor 2. Is done. Note that the magnification of the microscope 32 and the resolution of the acquired image of the inspection region are fixed.

詳細には、一の種類の対象物(以下、「第3対象物」という。)9がコンベア2上に載置されると、第3対象物9が一定の速度にて移動する。そして、第3対象物9の移動速度(および所望の解像度)に基づいてLED31からのフラッシュ光のパルス幅が決定され、第3対象物9上の検査領域の画像が所望の解像度にて取得される。   Specifically, when one type of object 9 (hereinafter referred to as “third object”) 9 is placed on the conveyor 2, the third object 9 moves at a constant speed. Then, the pulse width of the flash light from the LED 31 is determined based on the moving speed (and the desired resolution) of the third object 9, and an image of the inspection region on the third object 9 is acquired at the desired resolution. The

続いて、第3対象物9とは異なる種類の対象物(以下、「第4対象物」という。)9がコンベア2上に載置され、第4対象物9に施される処理の種類に応じて減速した回転速度にてモータ24が回転し、第4対象物9が第3対象物9より遅い速度にて移動する。制御部4では、第3対象物9の移動速度に基づいてLED31からのフラッシュ光のパルス幅が決定される。例えば、第4対象物9の移動速度が、第3対象物9の移動速度の0.8倍である場合には、第3対象物9における条件と比較して、フラッシュ光のパルス幅は1/(0.8)倍とされる。そして、第4対象物9上の検査領域が撮像位置へと到達すると、決定されたパルス幅にてフラッシュ光が出射され、第4対象物9上の検査領域の画像が第3対象物9の場合と同じ解像度にて取得される。   Subsequently, a different type of object (hereinafter referred to as “fourth object”) 9 different from the third object 9 is placed on the conveyor 2, and the type of processing applied to the fourth object 9 is changed. Accordingly, the motor 24 rotates at a rotational speed that is decelerated accordingly, and the fourth object 9 moves at a slower speed than the third object 9. In the control unit 4, the pulse width of the flash light from the LED 31 is determined based on the moving speed of the third object 9. For example, when the moving speed of the fourth object 9 is 0.8 times the moving speed of the third object 9, the pulse width of the flash light is 1 as compared with the condition for the third object 9. /(0.8) times. When the inspection area on the fourth object 9 reaches the imaging position, flash light is emitted with the determined pulse width, and an image of the inspection area on the fourth object 9 is displayed on the third object 9. Acquired at the same resolution as the case.

以上のように、本動作例における画像取得装置1では、制御部4が対象物9の移動速度に基づいてフラッシュ光のパルス幅を変更する。これにより、対象物9の移動速度が異なる場合等であっても、対象物9の移動速度に合わせつつ所望の解像度にて安定して画像を取得することができる。なお、コンベア2のモータ24の回転速度が制御部4により制御されてもよく、この場合も、モータ24の回転速度から求められる対象物9の移動速度に基づいてフラッシュ光のパルス幅が変更される。   As described above, in the image acquisition device 1 in this operation example, the control unit 4 changes the pulse width of the flash light based on the moving speed of the object 9. Thereby, even when the moving speed of the object 9 is different, an image can be stably acquired at a desired resolution while matching the moving speed of the object 9. Note that the rotation speed of the motor 24 of the conveyor 2 may be controlled by the control unit 4. In this case also, the pulse width of the flash light is changed based on the moving speed of the object 9 obtained from the rotation speed of the motor 24. The

また、上記実施の形態では、キセノンランプに替えてLED31を利用する観点にて説明を行ってきたが、画像取得装置1のLED31は、一般的なキセノンランプでは実現が困難であった10μ秒より長いパルス幅のフラッシュ光を出射してもよく、この場合、LED31の寿命等を考慮すれば、フラッシュ光のパルス幅は1ミリ秒(m秒)以下であることが好ましい。   Further, in the above embodiment, the description has been made from the viewpoint of using the LED 31 instead of the xenon lamp. However, the LED 31 of the image acquisition device 1 is 10 seconds since it is difficult to realize with the general xenon lamp. A flash light having a long pulse width may be emitted. In this case, considering the lifetime of the LED 31, the pulse width of the flash light is preferably 1 millisecond (msec) or less.

さらに、画像取得装置1では、制御部4により対象物9に応じてフラッシュ光の光量が変更されてもよく、この場合、変更後の光量に合わせてLED31への供給電流およびフラッシュ光のパルス幅が決定され、対象物9上の検査領域の画像が適切に取得される。   Further, in the image acquisition device 1, the light amount of the flash light may be changed according to the object 9 by the control unit 4. In this case, the supply current to the LED 31 and the pulse width of the flash light according to the changed light amount. Is determined, and an image of the inspection region on the object 9 is appropriately acquired.

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.

上記の異なる限界解像度にて画像を取得する動作例、および、異なる速度にて移動する対象物9の画像を取得する動作例においても、1つの対象物9上に複数の検査領域が存在する場合には、LED31から1/300秒以下の周期にてフラッシュ光が出射され、短い周期にて画像が取得されてもよい。   When there are a plurality of inspection regions on one object 9 in the above-described operation example of acquiring an image at different limit resolutions and the operation example of acquiring an image of the object 9 moving at different speeds. Alternatively, flash light may be emitted from the LED 31 at a cycle of 1/300 seconds or less, and an image may be acquired at a short cycle.

上記実施の形態では、固定された撮像デバイス33に対して対象物9が移動するが、固定された対象物9に対して撮像デバイス33を移動する移動機構が設けられてもよい。すなわち、撮像デバイス33に対する対象物9の移動は相対的なものでよい。   In the above embodiment, the object 9 moves relative to the fixed imaging device 33, but a moving mechanism that moves the imaging device 33 relative to the fixed object 9 may be provided. That is, the movement of the object 9 relative to the imaging device 33 may be relative.

上記実施の形態における顕微鏡32は、フラッシュ光の対象物9からの反射光を撮像デバイス33へと導くが、対象物9の種類によっては、照射されるフラッシュ光のうちの対象物9を透過した光が撮像デバイス33へと導かれてもよい。すなわち、顕微鏡32はフラッシュ光に由来する対象物9からの光を撮像デバイス33へと導くのであれば、いかなるものであってもよい。また、画像取得装置の設計によっては、撮像デバイス33にメカニカルシャッタが設けられてもよい。   The microscope 32 in the above embodiment guides the reflected light of the flash light from the object 9 to the imaging device 33. Depending on the type of the object 9, the light passes through the object 9 in the irradiated flash light. Light may be guided to the imaging device 33. That is, the microscope 32 may be anything as long as it guides the light from the object 9 derived from the flash light to the imaging device 33. Depending on the design of the image acquisition apparatus, the imaging device 33 may be provided with a mechanical shutter.

また、画像取得装置1では、短時間の間に10μ秒以下のフラッシュ光を非常に短い周期で対象物9に照射することにより(いわゆる、バースト点灯)、対象物9上に照射される光の量を増すことも可能である。   Further, in the image acquisition device 1, by irradiating the object 9 with flash light of 10 μsec or less in a very short period (so-called burst lighting), the light irradiated on the object 9 is reduced. It is also possible to increase the amount.

画像取得装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an image acquisition apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像取得装置
2 コンベア
4 制御部
9 対象物
31 LED
32 顕微鏡
33 撮像デバイス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image acquisition apparatus 2 Conveyor 4 Control part 9 Object 31 LED
32 Microscope 33 Imaging device

Claims (8)

対象物上の所定領域の画像を取得する画像取得装置であって、
撮像デバイスと、
前記撮像デバイスに対して対象物を相対的に移動する移動機構と、
連続点灯時の許容電流を超える電流が入力されてフラッシュ光を対象物に向けて照射する発光ダイオードと、
前記フラッシュ光に由来する対象物からの光を前記撮像デバイスへと導き、前記撮像デバイス上に前記対象物上の所定領域の像を形成する光学系と、
前記発光ダイオードの発光と前記撮像デバイスによる撮像とを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする画像取得装置。
An image acquisition device for acquiring an image of a predetermined area on an object,
An imaging device;
A moving mechanism for moving an object relative to the imaging device;
A light emitting diode that irradiates flash light toward an object when a current exceeding an allowable current during continuous lighting is input,
An optical system for guiding light from an object derived from the flash light to the imaging device, and forming an image of a predetermined area on the object on the imaging device;
A control unit for controlling light emission of the light emitting diode and imaging by the imaging device;
An image acquisition apparatus comprising:
請求項1に記載の画像取得装置であって、
前記発光ダイオードに入力される電流が前記許容電流の5倍以上であることを特徴とする画像取得装置。
The image acquisition device according to claim 1,
The image acquisition apparatus according to claim 1, wherein a current input to the light emitting diode is five times or more of the allowable current.
請求項1または2に記載の画像取得装置であって、
前記フラッシュ光のパルス幅が1ミリ秒以下であることを特徴とする画像取得装置。
The image acquisition device according to claim 1 or 2,
An image acquisition apparatus, wherein a pulse width of the flash light is 1 millisecond or less.
請求項1ないし3のいずれかに記載の画像取得装置であって、
前記発光ダイオードが前記フラッシュ光を出射する周期が1/300秒以下であることを特徴とする画像取得装置。
The image acquisition device according to any one of claims 1 to 3,
The image acquisition apparatus according to claim 1, wherein the light emitting diode emits the flash light at a period of 1/300 seconds or less.
請求項1ないし4のいずれかに記載の画像取得装置であって、
前記制御部が、前記フラッシュ光のパルス幅を変更することを特徴とする画像取得装置。
The image acquisition device according to any one of claims 1 to 4,
The image acquisition apparatus, wherein the control unit changes a pulse width of the flash light.
請求項5に記載の画像取得装置であって、
前記制御部が、対象物の前記撮像デバイスに対する相対的な移動速度に基づいて前記フラッシュ光の前記パルス幅を変更することを特徴とする画像取得装置。
The image acquisition device according to claim 5,
The image acquisition apparatus, wherein the control unit changes the pulse width of the flash light based on a relative moving speed of an object with respect to the imaging device.
請求項6に記載の画像取得装置であって、
前記制御部が、対象物に応じて前記フラッシュ光の光量を変更することを特徴とする画像取得装置。
The image acquisition device according to claim 6,
The image acquisition apparatus, wherein the control unit changes a light amount of the flash light according to an object.
請求項5に記載の画像取得装置であって、
前記光学系の倍率が可変であり、
前記制御部が、前記光学系の前記倍率に基づいて前記フラッシュ光の前記パルス幅を変更することを特徴とする画像取得装置。
The image acquisition device according to claim 5,
The magnification of the optical system is variable,
The image acquisition apparatus, wherein the control unit changes the pulse width of the flash light based on the magnification of the optical system.
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