CN105103533A - 高速摄像方法和高速摄像装置 - Google Patents

Abstract

不依赖摄像机的摄像特性、高速地对工件进行摄像。具体而言，在一边使由多台具有线传感器的摄像机构成的摄像单元和对工件进行保持的保持台以规定的移动速度相对地水平移动一边对该工件进行摄像的摄像过程中，根据摄像机的台数将移动速度调整为比由线传感器的分辨率和扫描频率所决定的最佳移动速度快的速度，根据摄像机的台数均等地分割扫描频率，将该扫描频率轮流分配给摄像机，一边重复在各扫描频率的起始点进行摄像机的快门开启、并且将摄像机的曝光时间调整到各扫描频率内的循环，一边对所述工件进行摄像，并根据由摄像机取得的亮度值对工件的图像进行重构。

Description

高速摄像方法和高速摄像装置

技术领域

本发明涉及对玻璃、半导体晶片以及电子基板等工件进行摄像的高速摄像方法和高速摄像装置。

背景技术

提出并实施有一种摄像方法，该方法如下所述：在沿扫描方向移动面型图像传感器的过程中，交替地重复进行在与移动方向垂直的水平方向上向与移动轨迹上的规定的位置错开1/2个像素的位置的移动，同时进行摄像(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特许第3907560号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，作为摄像对象的工件，例如半导体器件等，为了增加单位时间的制造数量，在基于图像分析处理的检查装置等中要求高生产量。这里，为了缩短每张基板所花费的检查时间，提出有如下的方式：使对工件进行保持的保持台的移动高速化，或者配置多台摄像机。

使保持台的移动高速化很容易。然而，当进行超过摄像机的扫描频率的高速摄像时，会输出与本应取得的图像数据不同的图像。即，存在以下问题：无法超过由摄像机的分辨率和扫描频率决定的最佳移动速度而对工件进行摄像。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其主要目的在于提供一种高速摄像方法和高速摄像装置，不受摄像机的扫描频率限制、能够高速地对工件进行摄像。

用于解决课题的手段

本发明为了达成这样的目的，采用如下的结构。

即，作为对工件进行摄像的高速摄像方法的一个实施方式，其特征在于，

所述高速摄像方法具有：

摄像过程，一边使由多台具有线传感器的摄像机构成的摄像单元和对所述工件进行保持的保持台以规定的移动速度相对地水平移动，一边对该工件进行摄像；以及

图像重构过程，根据由所述各摄像机所取得的亮度值对工件的图像进行重构，

在所述摄像过程中，根据摄像机的台数将所述移动速度调整为比最佳移动速度快的速度，所述最佳移动速度由线传感器的分辨率和扫描频率决定，

根据所述摄像机的台数均等地分割扫描频率，

将分割后的该扫描频率轮流分配给摄像机，一边重复在各扫描频率的起始点进行摄像机的快门开启、并且在各扫描频率内调整摄像机的曝光时间的循环，一边对所述工件进行摄像。

(作用·效果)根据该方法，按照摄像机的台数均等地分割扫描频率，对多台摄像机轮流分配该分割后的扫描频率，在各扫描频率的起始点进行摄像机的快门开启。此时，摄像机的曝光时间被调整到每个分割后的扫描频率。对原始的扫描频率进行分割，重复通过多台摄像机利用分割后的扫描频率而进行的一个循环的摄像来对工件进行摄像。因此，在以超过摄像机的最佳移动速度的速度对工件进行摄像的过程中，由于从后方追随的摄像机对未通过先行的摄像机完成摄像的区域的图像进行摄像，因此，能够取得作为目标的摄像区域整体的图像数据。此外，由于各摄像机的线传感器的曝光时间不重复，因此只要将根据各摄像机的输出信号而求得的亮度值合成就能够重构工件的图像。换言之，通过能够调整快门开启的摄像机使得曝光时间成为比分割后的扫描频率短的时间，能够很好地实施上述高速摄像方法。

并且，其他的实施方式的高速摄像方法具有：

摄像过程，一边使由多台具有线传感器的摄像机构成的摄像单元和对所述工件进行保持的保持台以规定的移动速度相对地水平移动，一边对该工件进行摄像；以及

图像重构过程，根据由所述各摄像机所取得的亮度值对工件的图像进行重构，

在所述摄像过程中，根据摄像机的台数将所述移动速度调整为比最佳移动速度快的速度，所述最佳移动速度由线传感器的分辨率和扫描频率决定，

根据所述摄像机的台数均等地分割扫描频率，

将分割后的该扫描频率轮流分配给摄像机，一边重复在各扫描频率的起始点进行摄像机的快门开启、并且使摄像机的曝光时间在超过分割后的扫描频率后终止、而使先行的摄像机和后行的摄像机的曝光时间重叠的循环，一边对所述工件进行摄像，将针对每个摄像机按照像素数对在多个像素的范围中取得的亮度值进行平均化而得到的亮度值保存到存储部中，

在所述图像重构过程中，按照取得的顺序从存储部读出所述亮度值，使运算时刻的像素的亮度值放大到平均化前的亮度值，根据从刚计算出的像素的亮度值减去当前时刻的放大后的亮度值而得到的亮度值，对工件的图像进行重构。

根据该方法，由于使先行和后行的摄像机的曝光时间重叠而进行摄像，因此从各摄像机输出的亮度值相互合成，然而，使运算时刻的像素的亮度值放大到平均化前的亮度值，求出从刚计算出的像素的亮度值减去当前时刻的放大后的亮度值而得到的亮度值，能够根据该亮度值对工件的图像进行重构。因此，即使是不能调整曝光时间的平价的摄像机，也能够不受摄像机自身的扫描频率限制、高速地取得工件的图像。

进一步地，在其他的实施方式中，高速摄像方法具有：

摄像过程，一边使具备多台具有相同的多个线传感器的摄像机的摄像单元和对所述工件进行保持的保持台以规定的移动速度相对地水平移动，一边对该工件进行摄像；以及

图像重构过程，根据由所述各摄像机所取得的亮度值对工件的图像进行重构，

在所述摄像过程中，根据摄像机的线传感器，将所述移动速度调整为比最佳移动速度快的速度，所述最佳移动速度由线传感器的分辨率和扫描频率决定，

根据所述摄像机具有的线传感器的数量均等地分割扫描频率，

在每台所述摄像机中将分割后的扫描频率轮流分配给线传感器，一边重复以在各扫描频率的起始点进行快门开启、并且使得对各线传感器的曝光时间在分割后的扫描频率内终止的方式进行调整的循环，一边对所述工件进行摄像，在该过程中，

一边重复将先行的摄像机和后行的摄像机的摄像定时错开并且交替地使相同部位重叠的摄像循环，一边对所述工件进行摄像，通过积分延迟电路将在每个摄像机中在多个线传感器的范围中取得的多个像素的亮度值作为一个像素的亮度值保存到存储部中，

在所述图像重构过程中，按照取得的顺序读出所述亮度值，使运算时刻的像素的亮度值放大到平均化前的亮度值，根据从刚计算出的像素的亮度值减去当前时刻的放大后的亮度值而得到的亮度值，对工件的图像进行重构。

根据该方法，由于一台摄像机具有多个线传感器，因此能够扩大每台摄像机的摄像范围。并且，根据摄像机的台数对扫描频率进行分割，能够以将分割后的扫描频率分配至各线传感器的状态进行工件的摄像。这里，由于通过积分延迟电路在每台摄像机中将在多个线传感器的范围中取得的多个像素的亮度值作为一个像素的亮度值进行输出，因此，能够利用合并功能高速地对工件进行摄像。此外，虽产生先行的摄像机和后行的摄像机摄像的范围重复的部分，但通过按照取得的顺序读出所述亮度值、将运算时刻的像素的亮度值放大到平均化前的亮度值、根据从刚计算出的像素的亮度值减去当前时刻的放大后的亮度值而得到的亮度值对工件的图像进行重构，由此，能够对去除了重复部分的亮度值的鲜明的工件的图像进行重构。

进一步地，在上述各实施方式中，优选高速摄像方法具有：

检测过程，对多台摄像机的每一台与保持台的相对的位置关系进行检测；以及

运算过程，根据在检测过程中求得的所述位置关系来求出摄像机之间的相对的偏移量；

在图像重构过程中，一边根据在运算过程中求得的偏移量对取得图像数据的位置进行校正，一边对图像进行重构。

根据该方法，由于各摄像机的位置偏移被抵消，因此能够省去进行微小的位置调整的麻烦并且容易地进行准确的对位，能够对图像进行重构。

并且，本发明为了达成如上的目的，采用如下的构成。

即，作为对工件进行摄像的高速摄像装置的一个实施方式，其特征在于，所述高速摄像装置具有：

保持台，其对所述工件进行保持；

照明单元，其朝向载置于所述保持台上的工件照射光；

摄像单元，其由多台具有对所述工件进行摄像的线传感器的摄像机构成；

水平驱动机构，其使所述保持台和摄像单元以规定的移动速度相对地水平移动；

控制部，其根据所述摄像机的台数，调整为比最佳移动速度快的移动速度，所述最佳移动速度由线传感器的分辨率和扫描频率决定，按照摄像机的台数均等地分割扫描频率，将分割后的该扫描频率轮流分配给摄像机，控制部一边重复在各扫描频率的起始点对摄像机进行快门开启、并且在各扫描频率内调整摄像机的曝光时间的循环，一边对所述工件进行摄像；以及

运算处理部，其根据由所述各摄像机所取得的亮度值对工件的图像进行重构。

根据该构成，控制部根据摄像机的台数调整为比最佳移动速度快的移动速度，最佳移动速度由线传感器的分辨率和扫描频率决定，按照摄像机的台数均等地分割扫描频率，将分割后的该扫描频率轮流分配给摄像机，一边重复在各扫描频率的起始点对摄像机进行快门开启、并且在各扫描频率内调整摄像机的曝光时间的循环，一边利用多台摄像机对所述工件进行摄像。因此，能够很好地实现上述方法的一个实施方式。

并且，在其他的高速摄像装置的实施方式中，其特征在于，所述高速摄像装置具有：

保持台，其对所述工件进行保持；

照明单元，其朝向载置于所述保持台上的工件照射光；

摄像单元，其由多台具有对所述工件进行摄像的线传感器的摄像机构成；

水平驱动机构，其使所述保持台和摄像单元以规定的移动速度相对地水平移动；

控制部，其根据所述摄像机的台数，调整为比最佳移动速度快的移动速度，最佳移动速度由线传感器的分辨率和扫描频率决定，按照摄像机的台数均等地分割扫描频率，将分割后的该扫描频率轮流分配给摄像机，控制部一边重复在各扫描频率的起始点对摄像机进行快门开启、并且使摄像机的曝光时间在超过分割后的扫描频率后终止、而使先行的摄像机和后行的摄像机的曝光时间重叠的循环，一边利用多台摄像机对所述工件进行摄像，该控制部使在每个摄像机中按照像素数对在多个像素的范围中取得的亮度值进行平均化而得到的亮度值保存到存储部中；以及

运算处理部，其从所述存储部按照取得的顺序读出所述亮度值，使运算时刻的像素的亮度值放大到平均化前的亮度值，根据从刚计算出的像素的亮度值减去当前时刻的放大后的亮度值而得到的值对工件的图像进行重构。

根据该构成，控制部根据摄像机的台数，调整为比最佳移动速度快的移动速度，最佳移动速度由线传感器的分辨率和扫描频率决定，按照摄像机的台数均等地分割扫描频率，将分割后的该扫描频率轮流分配给摄像机，一边重复在各扫描频率的起始点对摄像机进行快门开启、并且使摄像机的曝光时间在超过分割后的扫描频率后终止、而使先行的摄像机和后行的摄像机的曝光时间重叠的循环，一边利用多台摄像机对所述工件进行摄像，控制部使在每个摄像机中按照像素数对在多个像素的范围中取得的亮度值进行平均化而得到的亮度值保存到存储部中。因此，能够很好地实现上述方法的一个实施方式。

进而，在其他的高速摄像装置的实施方式中，其特征在于，所述高速摄像装置具有：

保持台，其对所述工件进行保持；

照明单元，其朝向载置于所述保持台上的工件照射光；

摄像单元，其由多台具有对所述工件进行摄像的相同的多个线传感器的摄像机构成；

水平驱动机构，其使所述保持台和摄像单元以规定的移动速度相对地水平移动；

控制部，其根据所述摄像机的线传感器，调整为比最佳移动速度快的移动速度，该最佳移动速度由线传感器的分辨率和扫描频率决定，根据摄像机具有的线传感器的数量均等地分割扫描频率，在每台摄像机中将分割后的扫描频率轮流分配给线传感器，控制部一边重复在各扫描频率的起始点进行快门开启、并且进行调整使得对各线传感器的曝光时间在分割后的扫描频率内终止的循环，一边利用多台摄像机对所述工件进行摄像，在该过程中，

所述控制部一边重复将先行的所述摄像机和后行的所述摄像机的摄像定时错开并且交替地使相同部位重叠的摄像循环，一边对所述工件进行摄像，在重复所述循环而对所述工件进行摄像后，所述控制部通过积分延迟电路使在每个摄像机中在多个线传感器的范围中取得的多个像素的亮度值作为一个像素的亮度值保存到存储部中，以及

运算处理部，其从所述存储部按照取得的顺序读出所述亮度值，使运算时刻的像素的亮度值放大到平均化前的亮度值，根据从刚计算出的像素的亮度值减去当前时刻的放大后的亮度值而得到的亮度值对工件的图像进行重构。

根据该构成，控制部根据摄像机的线传感器，调整为比由线传感器的分辨率和扫描频率所决定的最佳移动速度快的移动速度，根据摄像机具有的线传感器的数量均等地分割扫描频率，将分割后的扫描频率轮流分配给摄像机，控制部一边重复在各扫描频率的起始点进行快门开启、并且进行调整使得对各线传感器的曝光时间在分割后的扫描频率内终止的循环，一边对所述工件进行摄像，在该过程中，一边重复错开先行的所述摄像机和后行的所述摄像机的摄像定时并且交替地使相同的部位重叠的摄像循环，一边对所述工件进行摄像，在重复所述循环而对所述工件进行摄像后，控制部通过积分延迟电路使在每个摄像机中在多个线传感器的范围中取得的多个像素的亮度值作为一个像素的亮度值保存到存储部中。因此，能够很好地实现上述方法的一个实施方式。

在该构成中，摄像机例如由以下几部分构成：

镜筒部，其对从照明单元照射而被工件反射的光或者透过该工件的光进行引导；以及

光学部件，该光学部件使所述镜筒部中引导的光的一部分透过，并且使一部分改变角度而反射，将光引导至多台摄像机。

根据该构成，由于从相同视野取入的反射光被投影到多台摄像机的线传感器，因此，能够在没有位置偏移的相同条件下更高精度地对工件的图像进行重构。

此外，在上述各实施方式中，优选：

高速摄像装置具有检测器，该检测器对多台所述摄像机的每一台与保持台的相对的位置进行检测，

控制部具有存储部，该存储部对通过检测器检测的位置信息进行存储；

运算处理部一边从所述存储部读出针对每台摄像机所取得的位置信息、求出摄像机之间相对的偏移量、根据该偏移量对取得图像数据的位置进行校正，一边对图像进行重构。

根据该构成，由于各摄像机的位置偏移被抵消，因此能够省去进行微小的位置调整的麻烦并且容易进行正确的对位，能够对图像进行重构。

发明的效果

根据本发明的高速摄像方法和高速摄像装置，能够不受摄像机的扫描频率限制地进行工件的高速的摄像。

附图说明

图1是示出本实施例所涉及的内部检查装置的大致结构的立体图。

图2是示出本实施例所涉及的内部检查装置的大致结构的主视图。

图3是说明高速摄像装置的摄像动作的流程图。

图4是示出摄像机的切换的时序图。

图5是示出作为实施例的摄像对象的图像图案的图。

图6是示出图像的重构处理的示意图。

图7是示出变形例的摄像机的切换的时序图。

图8是示出作为变形例的摄像对象的图像图案的图。

图9是示出变形例的图像的重构处理的示意图。

图10是示出作为变形例的摄像对象的图像图案的图。

图11是示出变形例的第一摄像机的输出图像处理的示意图。

图12是示出变形例的第二摄像机的输出图像处理的示意图。

图13是示出变形例的图像的重构处理的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施例进行说明。此外，在本实施例中，以使用在正面上形成有电路图案的半导体晶片(以下，简称为“晶片W”)作为工件、为了检查晶片正面而对晶片整个面进行摄像的情况为例进行说明。

图1是示出本发明的实施例所涉及的高速摄像装置的大致结构的立体图。图2是示出高速摄像装置的主要部分结构的主视图，在局部包含剖视图。

高速摄像装置由摄像单元1、检查台2以及控制部3等构成。

摄像单元1由镜筒主体4、第一摄像机5、第二摄像机6、照明单元7、物镜8a、8b、8c以及旋转器9等构成。

镜筒主体4在上方分支为两根，在各个镜筒上分别具有第一摄像机5和第二摄像机6。并且，在镜筒主体4的下部隔着旋转器9而具有倍率不同的多个物镜8a、8b。即，构成为能够改变摄像视野。此外，旋转器9绕着轴P旋转。

并且，在镜筒主体4的侧面安装有照明单元7。在镜筒主体4的与照射单元7的连接部分配置有第一光学部件10，该第一光学部件10将来自照射单元7的光引导到下部的晶片W处，并且，使来自摄像单元1的落射光中从晶片W的正面或者透过晶片W后的背面侧发生镜面反射的反射光(以下，适当地称作“观察光”)全部透过。此外，第一光学部件10能够举出例如半透半反镜或者分束器等。

进一步，在镜筒主体4的分支部分配置有第二光学部件11，该第二光学部件11使来自晶片W的观察光分别向第一摄像机5和第二摄像机6分支。此外，通过第二光学部件11而分支的观察光被反射镜12全反射从而被引导到第二摄像机6。此外，第二光学部件11能够举出例如半透半反镜或者分束器等。

第一摄像机5和第二摄像机6使用具有相同扫描频率的元件。例如，分别具有使CCD(chargecoupleddevice)或者CMOS(complementarymetaloxidesemiconductor)等摄像元件一维排列的线传感器13a、13b。该摄像元件对与观察光的亮度对应的亮度值进行数字转换并作为亮度数据输出。

检查台2由保持台14、第一可动台15、第二可动台16以及第三可动台17等构成。

保持台14由比晶片W尺寸大的扁平的多孔质或金属制的卡盘工作台构成。

配置在保持台14的下部的三台可动台从下方起按照第一可动台15、第二可动台16以及第三可动台17的顺序配置。第一可动台15由滑块15s构成，该滑块15s沿着铺设在装置基台15b上的导轨15r在Y轴方向上往复移动。

第二可动台16由滑块16s构成，该滑块16s沿着铺设在基台16b上的导轨16r在X轴方向上往复移动，所述基台16b配置在第一可动台15的滑块15s上。

第三可动台17通过设置在第二可动台16的滑块16s上的电机18(例如直接驱动电机)而在θ方向上旋转。这里，在本实施例中，将X轴方向的移动设为主扫描方向。

这里，Y轴方向为线传感器13a、13b的摄像元件的排列方向且设为副扫描方向。此外，第一可动台15、第二可动台16构成本发明的水平驱动机构。

控制部3对摄像单元1和检查台2等的动作进行总体控制，并且在内部具有存储部20和运算处理部21。关于详细内容，通过该高速摄像装置的动作说明来进行说明。

接着，参照图3的流程图对取得使用上述高速摄像装置的晶片W的检查图像的一轮动作进行说明。

＜步骤S1＞条件设定

首先，决定作为检查台2的主扫描方向的第二可动台16的滑块16s的移动速度。这样，根据第一摄像机5和第二摄像机6的扫描频率来决定最佳移动速度V1。即，根据线传感器13a、13b的分辨率和扫描频率来决定。在本实施例中，预先通过实验或模拟来决定达到规定的分辨率的曝光时间。例如，在第一摄像机5和第二摄像机6的扫描频率为10kHz，一个像素为10μm，将观察倍率设为10倍的情况下，第一摄像机5和第二摄像机6的最佳移动速度V1为10mm/秒。

这里，由于摄像单元1在主扫描方向的前后具有两台摄像机即第一摄像机5和第二摄像机6，因此，在本实施例的情况下，将第二可动台16的滑块16s的主扫描速度V2设定为最佳移动速度V1的两倍即20mm/秒，并且，设定为交替进行两摄像机5、6的摄像。这些各个条件存储在控制部3的存储部20中。此外，第一摄像机5和第二摄像机6的曝光时间设定为比分割后的扫描频率略短，使用能够调整快门开启(shuttering)的定时的摄像机，在该扫描频率内适当地改变设定。即，未调整快门开启的定时的状态为用虚线51、61示出的定时，调整快门开启的定时而缩短了曝光时间的状态为用实线52、62示出的定时。

＜步骤S2＞晶片的设定

当条件设定完成时，通过输送机械手等从盒中输出晶片W，并如图1所示载置于保持台14上。晶片W根据形成于外周区域的定位边或者V槽口等进行对位。即，移动第一可动台15和第二可动台16进行对位，并且，使第三可动台17绕着电机18的旋转轴旋转来进行晶片W的对位。

＜步骤S3＞摄像开始

当完成了晶片W的对准处理和向摄像开始的初始位置的移动时，将摄像单元1移动、设定到规定的高度后，以第二可动台16的滑块16s的主扫描速度V2为在X轴方向上最佳移动速度V1两倍的速度进行扫描，并且开始晶片W的摄像。在摄像开始的同时，如图4所示，当从控制部3向第一摄像机5发送触发信号1时，接收该信号，第一摄像机5的快门变为开状态，摄像开始，观察光曝光于线传感器13a。并且，当从控制部3向第二摄像机6发送触发信号2时，接收该信号，第二摄像机6的快门变为开状态，摄像开始，观察光曝光于线传感器13b。此时，设定为触发信号1和触发信号2分别交替输出。进而，第一摄像机5和第二摄像机6如上述那样将快门开启时间设定为通常(即，用虚线51、61示出的状态)的一半(即，用实线52、62示出的状态)。

第一摄像机5和第二摄像机6一般构成为：即使将快门开启时间设定为较短，仍在经过通常的快门开启时间后输出图像数据。因此，在成为用虚线51、61示出的关状态后，来自两摄像机5、6的输出信号以亮度数据1a、1b…和亮度数据2a、2b…的方式从两摄像机4、6交替输出。这样，以两倍的速度移动工件，并且使用两台摄像机5、6，以表观上两倍的扫描频率进行摄像。

图5是作为摄像对象的图像图案，示出了分割为矩阵状的图像图案的亮度值(90)。这里空白的部分是指亮度值为0。并且，纵轴为摄像的时刻：t0～t16，横轴例示出用于摄像的线传感器的地址(1～16)。并且，在图中右侧一并示出第一摄像机5和第二摄像机6的快门为开状态的定时(t1a～t8a、t1b～t8b)。即，在定时t2，在线传感器的地址8、9，使用第一摄像机5，在快门为开的定时t2a进行亮度90部分的摄像。相同地，在定时t3，在线传感器的地址7、10，使用第二摄像机6，在快门为开的定时t2b进行亮度90部分的摄像。而且，将上述一系列的连续摄像处理设为一个循环，在从晶片W的一端扫描到另一端的期间，重复进行该循环，并且通过两摄像机5、6对晶片W进行摄像。

＜步骤S4＞图像重构处理

对在进行上述一系列的连续摄像处理循环而对图像进行摄像之后进行图像重构的处理进行说明。

图6的(a)是从第一摄像机5输出的亮度数据，图6的(b)是从第二摄像机6输出的亮度数据。当重复进行上述的连续摄像处理循环时，如图4和图5所示，第一摄像机5和第二摄像机6的摄像定时以及数据输出定时是交替进行的。因此，如图6的(a)所示，在与在快门为开的定时t1a～t8a摄像得到的图像对应的数据输出定时(即，时刻d1a～d8a)，分别从第一摄像机5输出各个亮度数据。并且，如图6的(b)所示，在与在快门为开的定时t1b～t8b摄像得到的图像对应的数据输出定时(即，时刻d1b～d8b)，分别从第二摄像机6输出各个亮度数据。

此外，从两摄像机5、6输出的信号经过模数转换后作为亮度值按照第一摄像机5和第二摄像机6分开而存储在存储部20中。

运算处理部21从存储部20读出两摄像机5、6的亮度值，对读出的亮度值交替地按照从早先开始的顺序进行排列，并如图6的(c)中示出那样进行合成，进行晶片W的整体图像的重构处理。此外，由于如上述那样，两摄像机5、6的曝光时间设定为通常的一半，因此存储在存储部20中的亮度值为原来的值的一半(45)。因此，在进行图像重构处理时，考虑该种情况，还同时进行将亮度值运算为两倍的值(90)的处理。

＜步骤S5＞晶片输出

当晶片W的摄像结束时，通过输送机械手等吸附晶片W，将晶片W输送到未图示的盒。至此完成取得一系列的检查图像的处理，此后重复进行相同的处理(步骤S6)。

仅仅使用配置在扫描方向的前后的第一摄像机5和第二摄像机6这两台摄像机并且将移动速度设定为摄像机的台数的两倍，无法用一台摄像机连续地对晶片W的整个面进行摄像。然而，根据上述实施例装置，在根据摄像机的台数将扫描频率进行二等分的定时，交替切换各摄像机5、6的摄像进而将曝光时间设定为原来的一半，由此，虽然使第一摄像机5和第二摄像机6各自的曝光时间为原来的一半，也能够取得晶片整体的图像无间断的、连续的图像数据。因此，只需根据取得的图像数据(亮度值)单纯地进行合成就能够容易地重构晶片W的整体图像。即，虽然速度为超过了摄像机的最佳移动速度V1的两倍速度V2，也能够容易且高精度地取得晶片W的图像，因此，能够提高检查工序的生产量。

本发明不限于上述的实施例，也能够如下进行变形实施。

(1)在上述实施例的装置和方法中，存在不能将第一摄像机5和第二摄像机6的曝光时间设定为较短的情况。但是，即使在使用这样的摄像机的情况下，也能够通过下面叙述的方式达成本发明的目的。即，能够通过代替上述的步骤S3、S4而进行以下的处理步骤S3’、S4’来实现。

＜步骤S3’＞摄像开始

当完成了晶片W的对准处理和向摄像开始的初始位置的移动时，在将摄像单元1移动、设定到规定的高度后，以第二可动台16的滑块16s的主扫描速度V2为在X轴方向上最佳移动速度V1两倍的速度进行扫描，并且开始晶片W的摄像。如图7所示，在摄像开始的同时，当从控制部3向第一摄像机5发送触发信号1时，接收该信号，第一摄像机5的快门变为开状态，摄像开始，观察光曝光于线传感器13a。并且，当从控制部3向第二摄像机6发送触发信号2时，接收该信号，第二摄像机6的快门变为开状态，摄像开始，观察光曝光于线传感器13b。此时，触发信号1和触发信号2分别交替输出。此外，对于第一摄像机5和第二摄像机6而言快门开启时间为通常的状态(即，用实线53、63示出的状态)，交替地重叠(overlap)相同部位并且进行摄像。并且，与上述步骤S3相同地，以两倍的速度移动工件，并且，使用两台摄像机5、6，以表观上两倍的扫描频率进行摄像。

图8是作为摄像对象的图像图案，示出分割为矩阵状的图像图案的亮度值(90)。这里空白的部分是指亮度值为0。并且，纵轴为摄像的时刻：t0～t16，横轴例示出用于摄像的线传感器的地址(1～16)。并且，在图中右侧一并示出第一摄像机5和第二摄像机6的快门为开状态的定时(t1a～t8a、t1b～t8b)。即，在定时t2～t3之间，在线传感器的地址8、9，使用第一摄像机5，在快门为开的定时t2a进行亮度90部分的摄像。相同地，在定时t3～t4之间，在线传感器的地址7、10，使用第二摄像机6，在快门为开的定时t2b进行亮度90部分的摄像。而且，将上述一系列的连续摄像处理设为一个循环，在从晶片W的一端扫描到另一端的期间，重复进行该循环，并且通过两摄像机5、6对晶片W进行摄像。

＜步骤S4’＞图像重构处理

对在进行上述一系列的连续摄像处理循环而对图像进行摄像之后进行图像重构的处理进行说明。

图9的(a)是从第一摄像机5输出的亮度数据，图9的(b)是从第二摄像机6输出的亮度数据。

当重复进行上述的连续摄像处理循环时，如图7和图8所示，第一摄像机5和第二摄像机6的摄像定时以及数据输出定时是交替进行的。因此，如图9的(a)所示，在与在快门为开的定时t1a～t8a摄像得到的图像对应的数据输出定时(即，时刻d1a～d8a)，从第一摄像机5输出各个亮度数据。并且，如图9的(b)所示，在与在快门为开的定时t1b～t8b摄像得到的图像对应的数据输出定时(即，时刻d1b～d8b)，从第二摄像机6输出各个亮度数据。(至此，与步骤S4相同)。此外，从两摄像机5、6输出的信号经过模数变换后作为亮度值按照第一摄像机5和第二摄像机6分开而存储在存储部20中，不过由于快门时间较长而在两个像素的范围中进行摄像，因此将两个像素的亮度值进行平均化后保存亮度值。因此，考虑到由两个摄像机取得的亮度值是按照各自时间序列进行平均化后的数据、以及是与另一个摄像机重叠而取得的，按照下述的顺序进行图像重构处理(这部分与上述步骤S4不同)。

首先，在该设定条件下，在交替地重复进行第一摄像机5和第二摄像机6的摄像来取得图像数据的情况下，重叠输出接收触发信号的当前时刻的摄像机开始摄像的前段的曝光时间内的输出信号与先行的摄像机的后段的曝光时间的输出信号。根据两输出信号而求得的亮度值作为合成有应该先行取得的亮度值的测定亮度值而存储到存储部20中。

因此，在运算处理部21中，对从存储部20读出的两摄像机5、6的亮度值分别交替地按照从早先开始的顺序进行排列，并且，进行运算求出从将读出的亮度值(B)扩大两倍的值(2B)减去之前的像素的亮度值(A)而得到的值(C＝A－2B)的处理。此外，将0代入相对于第一列的亮度值(B)的之前的像素的亮度值(A)开始处理。

例如，当对地址8、9进行说明时，执行如下操作。首先，由第一摄像机5在定时t1a摄像得到的图像在时刻d1a以亮度值(B)为0而输出。并且，对于该位置的亮度值(C)，将0代入之前像素的亮度值(A)。因此，计算出与时刻d1a的地址8、9对应的部分为亮度值0。接着，由第二摄像机6在定时t1b摄像得到的图像在时刻d1b以亮度值(B)为45进行输出。并且，对于该位置的亮度值(C)，计算出之前的像素的亮度值(A)为0。因此，计算出与时刻d1b的地址8、9对应的部分为亮度值90。

接着，由第一摄像机5在定时t2a摄像得到的图像在时刻d2a以亮度值(B)为45进行输出。并且，对于该位置的亮度值(C)，将90代入之前像素的亮度值(A)。因此，计算出与时刻d2a的地址8、9对应的部分为亮度值0。通过对全部的地址轮流连续地进行相同的处理，能够作为如图9的(c)中所示那样示出晶片W的整体的亮度值的整体图像进行重构。

如上所述，即使是不能调整曝光时间的平价的摄像机，也能够通过使用两台摄像机，从而与上述主实施例相同地实现不受摄像机的扫描频率限制、以超过最佳移动速度V1的两倍速度V2进行的摄像。

(2)在上述实施例的装置和方法中，第一摄像机5和第二摄像机6可以为具有多个线传感器的结构。在该种情况下，构成为在主扫描方向的前后邻接配置线传感器，构成为对由各个线传感器取得的相同地址的亮度值进行时间延迟积分处理(所谓的TDI(TimeDelayintegration)处理)。可以组合多个独立的线传感器和TDI电路来实现，也可以使用一般能够得到的所谓的TDI摄像机(上述结构为一体)。

在该种构成的情况下，如果线传感器自身的扫描频率与上述实施例相同、工件的移动速度为最佳移动速度V1，则能够对由多个传感器取得的亮度值进行时间延迟积分处理，实现高感度摄像。因此，在工件的亮度值较低的情况下，优选使用该种方式的摄像机进行检测。然而，在工件的移动速度与最佳移动速度V1不一致的情况下，时间延迟积分处理的定时无法配合，无法得到规定的取得图像数据。因此在本发明所涉及的变形例中，在使用TDI摄像机的情况下，代替上述的步骤S3’，进行下述的步骤S3”。

＜步骤S3”＞摄像开始

当完成了晶片W的对准处理和向摄像开始的初始位置的移动时，在将摄像单元1移动、设定到规定的高度后，将第二可动台16的滑块16s的主扫描速度V2设定为在X轴方向上最佳移动速度V1两倍的速度，进行扫描并且开始晶片W的摄像。此时，第一摄像机5和第二摄像机6例如构成为，使用在主扫描方向上具有四列线传感器和时间延迟积分处理电路的TDI摄像机。

并且，与上述的变形例(1)相同地，构成为从控制部3对第一摄像机5和第二摄像机6交替发送触发信号1和触发信号2。并且，第一摄像机5和第二摄像机6构成为交替地重叠相同部位并且进行摄像。而且，以主扫描速度V2移动工件，并且，使用两台摄像机5、6进行摄像。

图10是作为摄像对象的图像图案，示出分割为矩阵状的图像图案的亮度值(20)。这里空白的部分是指亮度值为0。并且，纵轴为摄像的时刻：t0～t16，横轴例示出用于摄像的传感器的地址(1～16)。

当按照两摄像机5、6分开并根据测定亮度值构成图像时，执行如下操作。例如，第一摄像机5在定时t3位于图11的(a)中示出的位置，在定时t5位于图11的(b)中示出的位置。而且，在定时t2～t3之间使用第一线传感器组而摄像取得的前段的亮度数据通过TDI处理被送至后段，与在定时t4～t5之间使用第二线传感器组摄像取得的后段的亮度数据进行累积处理。而且，规定的段数(在上述例中为两段)的累积的值在时刻d2a作为一次的摄像的亮度数据向外部输出。而且，当根据多次的摄像的输出信号来构成图像时，如图11的(c)所示，产生亮度值重复的部分。

另一方面，将第二摄像机6安装为对与第一摄像机5的摄像位置在主扫描方向上错开一个像素的位置进行观察。因此，第二摄像机6在定时t4对图12的(a)中示出的位置进行观察，在定时t6对图12的(b)中示出的位置进行观察。而且，在定时t3～t4之间使用第一线传感器组摄像取得的前段的亮度数据经过TDI处理被送到后段，与在定时t5～t6之间使用第二线传感器组摄像取得的后段的亮度数据进行累积处理。而且，规定的段数(在上述例中为两段)的累积的值在时刻d2b作为一次的摄像的亮度数据向外部输出。而且，当根据多次的摄像的输出信号来构成图像时，如图12的(c)所示，产生亮度值重复的部分。

在根据该测定亮度值对晶片W的图像进行重构时，在运算处理部21中，通过进行与上述变形例(1)相同的图像重构处理，能够重构所期望的整体图像。而且，通过使用多个线传感器进行TDI处理，能够取得如图13所示那样对亮度值进行放大了的图像数据。

根据该构成，能够以比使用由具有一个线传感器的摄像机构成的摄像单元的情况更高的高感度对工件进行摄像。

(3)在上述实施例的装置和方法中，也可以根据通过传感器或者各个摄像机的预备摄像而得到的第一摄像机5和第二摄像机6分别与保持台14的相对的位置关系而求得摄像机之间的相对的偏移量，从而根据该偏移量对图像进行校正。

(4)在上述实施例的装置和方法中，是在摄像单元1中具有两台摄像机即第一摄像机5和第二摄像机6的结构，该台数没有限制。即，摄像机可以为两台以上。在该种情况下，每当增加摄像机的台数都能够使第二可动台16的移动速度高速化。例如，将移动速度设定为最佳移动速度V1×摄像机的台数来移动第二可动台16的滑块16s。并且，也可以按照台数来均等地分割扫描频率，按照该分割的定时交替地进行摄像，并且将直至对摄像定时进行切换为止的时间设定为各个摄像机的曝光时间。

并且，在使用TDI摄像机的方式中，也根据设定的主扫描速度或所期望的増感程度而适当地设定在主扫描方向上并列的线传感器的数量或者进行合并(binning)的像素数(段数)。

标号说明

1：摄像单元；2：检查台；3：控制部；4：镜筒主体；5：第一摄像机；6：第二摄像机；7：照明单元；13a：线传感器(第一摄像机用)；13b：线传感器(第二摄像机用)；14：保持台；15：第一可动台；16：第二可动台；17：第三可动台；20：存储部；21：运算处理部。

Claims (9)

1.一种高速摄像方法，对工件进行摄像，其特征在于，

所述高速摄像方法具有：

摄像过程，一边使由多台具有线传感器的摄像机构成的摄像单元和对所述工件进行保持的保持台以规定的移动速度相对地水平移动，一边对该工件进行摄像；以及

图像重构过程，根据由所述各摄像机所取得的亮度值对工件的图像进行重构，

在所述摄像过程中，根据摄像机的台数将所述移动速度调整为比最佳移动速度快的速度，所述最佳移动速度由线传感器的分辨率和扫描频率决定，

根据所述摄像机的台数均等地分割扫描频率，

将分割后的该扫描频率轮流分配给摄像机，一边重复在各扫描频率的起始点进行摄像机的快门开启、并且在各扫描频率内调整摄像机的曝光时间的循环，一边对所述工件进行摄像。

2.一种高速摄像方法，对工件进行摄像，其特征在于，

所述高速摄像方法具有：

摄像过程，一边使由多台具有线传感器的摄像机构成的摄像单元和对所述工件进行保持的保持台以规定的移动速度相对地水平移动，一边对该工件进行摄像；以及

图像重构过程，根据由所述各摄像机所取得的亮度值对工件的图像进行重构，

在所述摄像过程中，根据摄像机的台数将所述移动速度调整为比最佳移动速度快的速度，所述最佳移动速度由线传感器的分辨率和扫描频率决定，

根据所述摄像机的台数均等地分割扫描频率，

将分割后的该扫描频率轮流分配给摄像机，一边重复在各扫描频率的起始点进行摄像机的快门开启、并且使摄像机的曝光时间在超过分割后的扫描频率后终止、而使先行的摄像机和后行的摄像机的曝光时间重叠的循环，一边对所述工件进行摄像，将针对每个摄像机按照像素数对在多个像素的范围中取得的亮度值进行平均化而得到的亮度值保存到存储部中，

在所述图像重构过程中，按照取得的顺序从存储部读出所述亮度值，使运算时刻的像素的亮度值放大到平均化前的亮度值，根据从刚计算出的像素的亮度值减去当前时刻的放大后的亮度值而得到的亮度值，对工件的图像进行重构。

3.一种高速摄像方法，对工件进行摄像，其特征在于，

所述高速摄像方法具有：

摄像过程，一边使具备多台摄像机的摄像单元和对所述工件进行保持的保持台以规定的移动速度相对地水平移动，一边对该工件进行摄像，其中所述多台摄像机具有相同的多个线传感器；以及

图像重构过程，根据由所述各摄像机所取得的亮度值对工件的图像进行重构，

在所述摄像过程中，根据摄像机的线传感器，将所述移动速度调整为比最佳移动速度快的速度，所述最佳移动速度由线传感器的分辨率和扫描频率决定，

根据所述摄像机具有的线传感器的数量均等地分割扫描频率，

在每台所述摄像机中将分割后的扫描频率轮流分配给线传感器，一边重复在各扫描频率的起始点进行快门开启、并且进行调整使得对各线传感器的曝光时间在分割后的扫描频率内终止的循环，一边对所述工件进行摄像，在该过程中，

一边重复将先行的摄像机和后行的摄像机的摄像定时错开并且交替地使相同部位重叠的摄像循环，一边对所述工件进行摄像，通过积分延迟电路将在每个摄像机中在多个线传感器的范围中而取得的多个像素的亮度值作为一个像素的亮度值保存到存储部中，

在所述图像重构过程中，按照取得的顺序读出所述亮度值，使运算时刻的像素的亮度值放大到平均化前的亮度值，根据从刚计算出的像素的亮度值减去当前时刻的放大后的亮度值而得到的亮度值，对工件的图像进行重构。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的高速摄像方法，其特征在于，

所述高速摄像方法具有：

检测过程，对多台所述摄像机的每一台与保持台的相对的位置关系进行检测；以及

运算过程，根据在所述检测过程中求得的所述位置关系来求出摄像机之间的相对的偏移量；

在所述图像重构过程中，一边根据在运算过程中求得的偏移量对取得图像数据的位置进行校正，一边对图像进行重构。

5.一种高速摄像装置，对工件进行摄像，其特征在于，所述高速摄像装置具有：

保持台，其对所述工件进行保持；

照明单元，其朝向载置于所述保持台上的工件照射光；

摄像单元，其由多台摄像机构成，所述多台摄像机具有对所述工件进行摄像的线传感器；

水平驱动机构，其使所述保持台和摄像单元以规定的移动速度相对地水平移动；

控制部，其根据所述摄像机的台数，调整为比最佳移动速度快的移动速度，所述最佳移动速度由线传感器的分辨率和扫描频率决定，按照摄像机的台数均等地分割扫描频率，将分割后的该扫描频率轮流分配给摄像机，一边重复在各扫描频率的起始点对摄像机进行快门开启、并且在各扫描频率内调整摄像机的曝光时间的循环，一边利用多台摄像机对所述工件进行摄像；以及

运算处理部，其根据由所述各摄像机所取得的亮度值对工件的图像进行重构。

6.一种高速摄像装置，对工件进行摄像，其特征在于，所述高速摄像装置具有：

保持台，其对所述工件进行保持；

照明单元，其朝向载置于所述保持台上的工件照射光；

摄像单元，其由多台摄像机构成，所述多台摄像机具有对所述工件进行摄像的线传感器；

水平驱动机构，其使所述保持台和摄像单元以规定的移动速度相对地水平移动；

控制部，其根据所述摄像机的台数，调整为比最佳移动速度快的移动速度，所述最佳移动速度由线传感器的分辨率和扫描频率决定，按照摄像机的台数均等地分割扫描频率，将分割后的该扫描频率轮流分配给摄像机，一边重复在各扫描频率的起始点对摄像机进行快门开启、并且使摄像机的曝光时间在超过分割后的扫描频率后终止、而使先行的摄像机和后行的摄像机的曝光时间重叠的循环，一边对所述工件进行摄像，所述控制部使在每个摄像机中按照像素数对在多个像素的范围中取得的亮度值进行平均化而得到的亮度值保存到存储部中；以及

运算处理部，其从所述存储部按照取得的顺序读出所述亮度值，使运算时刻的像素的亮度值放大到平均化前的亮度值，根据从刚计算出的像素的亮度值减去当前时刻的放大后的亮度值而得到的亮度值对工件的图像进行重构。

7.一种高速摄像装置，对工件进行摄像，其特征在于，所述高速摄像装置具有：

保持台，其对所述工件进行保持；

照明单元，其朝向载置于所述保持台上的工件照射光；

摄像单元，其由多台摄像机构成，所述多台摄像机具有对所述工件进行摄像的相同的多个线传感器；

水平驱动机构，其使所述保持台和摄像单元以规定的移动速度相对地水平移动；

控制部，其根据所述摄像机的线传感器，调整为比最佳移动速度快的移动速度，该最佳移动速度由线传感器的分辨率和扫描频率决定，根据所述摄像机具有的线传感器的数量均等地分割扫描频率，在每台所述摄像机中将分割后的扫描频率轮流分配给线传感器，一边重复在各扫描频率的起始点进行快门开启、并且进行调整使得对各线传感器的曝光时间在分割后的扫描频率内终止的循环，一边对所述工件进行摄像，在该过程中，

所述控制部一边重复将先行的所述摄像机和后行的所述摄像机的摄像定时错开并且交替地使相同部位重叠的摄像循环，一边对所述工件进行摄像，所述控制部通过积分延迟电路使在每个摄像机中在多个线传感器的范围中取得的多个像素的亮度值作为一个像素的亮度值保存到存储部中，以及

运算处理部，其从所述存储部按照取得的顺序读出所述亮度值，使运算时刻的像素的亮度值放大到平均化前的亮度值，根据从刚计算出的像素的亮度值减去当前时刻的放大后的亮度值而得到的亮度值对工件的图像进行重构。

8.根据权利要求5至7中的任意一项所述的高速摄像装置，其特征在于，

所述摄像单元具有：

镜筒部，其对从照明单元照射而被工件反射的光或者透过该工件的光进行引导；以及

光学部件，该光学部件使所述镜筒部中引导的光的一部分透过，并且使一部分改变角度而反射，将光引导至多台摄像机。

9.根据权利要求5至8中的任意一项所述的高速摄像装置，其特征在于，

所述高速摄像装置具有检测器，该检测器对多台所述摄像机的每一台与保持台的相对的位置进行检测，

所述控制部具有存储部，该存储部对通过检测器检测的位置信息进行存储；

所述运算处理部一边从所述存储部读出针对每台摄像机所取得的位置信息、求出摄像机之间相对的偏移量、根据该偏移量对取得图像数据的位置进行校正，一边对图像进行重构。