JP2009222676A - 線形状物検出装置、及び該線形状物検出装置に用いられる線形状物検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】照明12の光源により線形状物11に照明光(入射光i)が照射され、線形状物11で反射された反射光jをカメラ13で取り込んで画像データvdが生成される。画像データvdは、濃淡値で表した濃淡画像データveとして濃淡画像データ記憶部15に記憶され、濃淡画像データveに基づいて濃淡プロファイル作成部16で濃淡プロファイルvpが作成され、濃淡プロファイルvpに基づいて、線形状物検出部17で線形状物11の特徴vcを持つ部分が線形状物11として検出される。線形状物11は、検出結果結合部18で結合され、線形状物11が軌跡として検出される。
【選択図】図1
Description
このワイヤ検査装置では、リング照明及び同軸落斜照明によりボンディングワイヤに光が照射され、真上に設置された撮像手段で反射光が濃淡画像として撮像される。この場合、たとえば図15に示すように、ボンディングワイヤ1により半導体チップ1aとインナリード1bとが接続された状態で、xy座標を変えずに撮像手段をz方向に移動させることにより、同ボンディングワイヤ1の画像が複数枚取得される。次に、異なる高さで取得された複数枚の画像の濃淡値が加算され、図16(A)に示すような加算結果に対し、図16(B)に示すボンディングワイヤを横切る方向の断面において加算値が最大となる位置が検出される。そして、断面を移動させて同様の検出が行われ、加算最大値の軌跡が作成される。次に、図17(A)に示すように、加算最大値の軌跡に対して所定の幅をもたせた範囲内を検索領域とする。各高さで取得した画像において検索範囲内で濃淡値が最大となる位置を、その高さにおける線形状物の検出点とする。各々の高さの画像における検出点をつなぎ合わせることにより、図17(B)に示すように、線形状物の軌跡が求められる。
すなわち、特許文献1に記載されたワイヤ検査装置では、線形状物の下側の素材が金属などの反射率の大きい材質である場合や、検出対象の線形状物付近に線形状物以外の物体が存在する場合、複数画像の加算グラフの断面における最大値が線形状物に対応する値と一致しないことがあり、線形状物が正確に検出されないという問題点がある。
この例の線形状物検出装置は、同図に示すように、線形状物11を検出するための装置であり、照明12と、カメラ13と、ハーフミラー14と、濃淡画像記憶部15と、濃淡プロファイル作成部16と、線形状物検出部17と、検出結果結合部18とから構成されている。線形状物11は、たとえば、半導体部品中の半導体チップとインナリードとを接続するためのボンディングワイヤである。照明12は、たとえばLED(Light Emitting Diode、発光ダイオード)やハロゲンランプなどを光源として構成され、線形状物11に照明光を照射するためのものである。
これらの図を参照して、この例の線形状物検出装置に用いられる線形状物検出方法の処理内容について説明する。
この線形状物検出装置では、照明12の光源により線形状物11に照明光(入射光i)が照射され(照射処理)、線形状物11で反射された反射光jをカメラ13で取り込んで画像データvdが生成される(撮像処理)。撮像処理で生成された画像データvdは、濃淡値で表した濃淡画像データveとして濃淡画像データ記憶部15に記憶され(濃淡画像データ記憶処理)、この濃淡画像データ記憶処理で記憶されている濃淡画像データveに基づいて濃淡プロファイル作成部16で濃淡プロファイルvpが作成される(濃淡プロファイル作成処理)。そして、濃淡プロファイル作成処理で作成された濃淡プロファイルvpに基づいて、線形状物検出部17で線形状物11の特徴を検出することにより、線形状物11が検出される(線形状物検出処理)。また、上記線形状物検出処理では、線形状物11の径に基づいて、当該線形状物11の特徴を有する区間の長さが算出される。
線形状物検出部17Aは、濃淡プロファイルvp中に線形状物11の径に基づいて算出される長さの区間を設定し、区間を移動させながら、区間中央が区間内の濃淡プロファイルvpの対称中心となるような区間の箇所を検出する。対称性が検出された場合、対称中心点を線形状物11とする。他は、図1と同様の構成である。
これらの図を参照して、この例の線形状物検出装置に用いられる線形状物検出方法の処理内容について説明する。
この線形状物検出装置では、第1の実施例を示す図3中の線形状物検出処理(ステップA5)に代えて、濃淡プロファイルvpにおける線形状物11の径に基づいて算出される長さの区間で同線形状物11が検出され、上記区間内の点が対称となる対称中心点が線形状物11とされる(線形状物検出処理)。
線形状物検出部17Bは、検査対象物に対する入射光と前記反射光との軸がほぼ一致する構成のとき、断面がほぼ円形状である線形状物11の濃淡プロファイルvpにおける線形状物11の特徴を有する区間内の濃淡値が、図2のように中央で大きく両端で小さくなる特徴を利用し、その区間の中央を線形状物11として検出する。他は、図1と同様の構成である。
また、たとえば、区間内の中央付近のあらかじめ決められた範囲内の濃淡値の平均A、区間内の一端付近のあらかじめ決められた範囲内の濃淡値の平均B、区間内のもう一端付近のあらかじめ決められた範囲内の濃淡値の平均Cを計算したときに、平均Bと平均Cの比があらかじめ決められた範囲内であり、かつ平均Bまたは平均Cあるいは両方が平均Aよりも小さいことを用いて線形状物11を判断する。
また、たとえば、区間内における、中央付近のあらかじめ決められた位置における濃淡値と片端付近のあらかじめ決められた位置における濃淡値との差D、および中央付近のあらかじめ決められた位置における濃淡値ともう一端付近のあらかじめ決められた位置における濃淡値との差Eを計算し、差Dと差Eの差があらかじめ決められた範囲内となることを用いて線形状物11を判断する。
また、たとえば、区間内における、中央付近のあらかじめ決められた位置における濃淡値と片端付近のあらかじめ決められた位置における濃淡値との差D、および中央付近のあらかじめ決められた位置における濃淡値ともう一端付近のあらかじめ決められた位置における濃淡値との差Eを計算し、差Dと差Eの比があらかじめ決められた範囲内となることを用いて線形状物11を判断する。
また、たとえば、区間内の濃淡最大値が区間内の中央付近のあらかじめ決められた範囲内の位置にあり、かつ区間内のそれぞれの端付近であらかじめ決められた2点における濃淡値の差または比があらかじめ決められた範囲内にあることを用いて線形状物11を判断する。
線形状物検出部17Cは、濃淡プロファイルvpを微分して微分プロファイルを作成すると共に、同微分プロファイルにおける線形状物11の径に基づいて算出される長さの区間で対称性を検出し、この対称の中心点を線形状物11とする。他は、図1と同様の構成である。
これらの図を参照して、この例の線形状物検出装置に用いられる線形状物検出方法の処理内容について説明する。
この線形状物検出装置では、第1の実施例を示す図3中の線形状物検出処理(ステップA5)に代えて、濃淡プロファイルvpを微分して微分プロファイルが作成されると共に、同微分プロファイルにおける線形状物11の径に基づいて算出される長さの区間で対称性が検出され、この対称の中心点が線形状物11とされる(線形状物検出処理)。
線形状物検出部17Dは、線形状物11の特徴を表す部分を含む基準プロファイルを有し、取得されたプロファイル(たとえば、実施例2と同様の濃淡プロファイルvp、又は実施例3と同様の微分プロファイルのいずれか一方、又は両方)と上記基準プロファイルとの一致度が高くなる区間を検出し、この区間内の点を線形状物11とする。他は、図1と同様の構成である。この実施例では、取得されるプロファイルが、照明とカメラの位置関係で決まることを利用するため、プロファイルの形状によらず線形状物の検出が可能である。
この図を参照して、この例の線形状物検出装置に用いられる線形状物検出方法の処理内容について説明する。
この線形状物検出装置では、第1の実施例を示す図3中の線形状物検出処理(ステップA5)に代えて、濃淡プロファイル、又は同濃淡プロファイルを微分して得られる微分プロファイルのいずれか一方又は両方が取得され、取得されたプロファイルと基準プロファイルとの一致度が高くなる区間が検出され、この区間内の点が線形状物11とされる(線形状物検出処理)。
たとえば、図1の線形状物検出装置では、ハーフミラー14を用いずに、カメラ13の隣に同軸照明を配置し、線形状物11に上方から光を照射するようにしても良い。
12 照明(光源の一部)
13 カメラ(撮像手段)
14 ハーフミラー(光源の一部)
15 濃淡画像記憶部(濃淡画像データ記憶手段)
16 濃淡プロファイル作成部(濃淡プロファイル作成手段)
17 線形状物検出部(線形状物検出手段の一部)
18 検出結果結合部(線形状物検出手段の一部)
Claims (19)
- 検査対象物の画像データから線形状物を検出する線形状物検出装置であって、
前記検査対象物に照明光を照射するための光源と、
前記検査対象物による反射光を取り込んで画像データを生成する撮像手段と、
該撮像手段で生成された前記画像データを濃淡値で表した濃淡画像データとして記憶する濃淡画像データ記憶手段と、
該濃淡画像データ記憶手段で記憶されている前記濃淡画像データに基づいて濃淡プロファイルを作成する濃淡プロファイル作成手段と、
該濃淡プロファイル作成手段で作成された前記濃淡プロファイルの特徴が、前記光源と前記撮像手段の配置に応じて決定されることを利用して、前記濃淡プロファイルに基づいて前記検査対象物の特徴を検出することにより、前記線形状物を検出する線形状物検出手段とを備えてなることを特徴とする線形状物検出装置。 - 前記線形状物検出手段は、
前記撮像手段と前記検査対象物を結ぶ軸に対し前記照明が対称に配置される構成において、前記濃淡プロファイルの線形状物の特徴を有する区間内で対称性を持つことを利用して、前記濃淡プロファイルに基づいて前記検査対象物の特徴を検出することにより、前記線形状物を検出する構成とされていることを特徴とする請求項1に記載の線形状物検出装置。 - 前記線形状物検出手段は、
前記検査対象物に対する入射光と前記反射光との軸がほぼ一致するような構成において、断面形状がほぼ円である線形状物を検査対象物としたときに、前記濃淡プロファイルの線形状物の特徴を有する区間内で対称性を持ち、かつ濃淡値が区間の中央で大きく区間の両端で小さくなることを利用して、前記濃淡プロファイルに基づいて前記検査対象物の特徴を検出することにより、前記線形状物を検出する構成とされていることを特徴とする請求項1又は2記載の線形状物検出装置。 - 前記濃淡プロファイル作成手段は、
前記濃淡画像データ中の一次元方向の位置と濃淡値の関係をプロットすることで前記濃淡プロファイルを作成する構成とされていることを特徴とする請求項1、2又は3記載の線形状物検出装置。 - 前記濃淡プロファイル作成手段は、
前記濃淡画像データの一部又は全部を所定の平面上の一方向に投影し、投影後の位置と該位置での投影値との関係をプロットすることで前記濃淡プロファイルを作成する構成とされていることを特徴とする請求項1、2又は3記載の線形状物検出装置。 - 前記線形状物検出手段は、
前記濃淡プロファイルにおける前記線形状物の径に基づいて、当該線形状物の特徴を有する区間の長さを算出する構成とされていることを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の線形状物検出装置。 - 前記線形状物検出手段は、
前記濃淡プロファイルにおける前記線形状物の径に基づいて算出される長さの区間で当該線形状物を検出し、前記区間内の点が対称となる対称中心点を前記線形状物の一部とする構成とされていることを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6記載の線形状物検出装置。 - 前記線形状物検出手段は、
前記濃淡プロファイルを微分して微分プロファイルを作成すると共に、該微分プロファイルにおける前記線形状物の径に基づいて算出される長さの区間で対称性を検出し、この対称の中心点を前記線形状物の一部とする構成とされていることを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6記載の線形状物検出装置。 - 前記線形状物検出手段は、
前記線形状物の特徴を表す部分を含む基準プロファイルが設けられ、
前記濃淡プロファイル、又は該濃淡プロファイルを微分して得られる微分プロファイルのいずれか一方又は両方を取得し、取得されたプロファイルと前記基準プロファイルとの一致度が高くなる区間を検出し、この区間内の点を前記線形状物の一部とする構成とされていることを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6記載の線形状物検出装置。 - 検査対象物の画像データから線形状物を検出する線形状物検出装置に用いられる線形状物検出方法であって、
前記検査対象物に照明光を照射し、該照明光とほぼ同軸の反射光を取り込んで画像データを生成すると共に該画像データを濃淡値で表した濃淡画像データを生成し、該濃淡画像データに基づいて作成された濃淡プロファイルに基づいて、前記検査対象物の特徴を検出することにより、前記線形状物を検出することを特徴とする線形状物検出方法。 - 検査対象物の画像データから線形状物を検出する線形状物検出装置に用いられる線形状物検出方法であって、
光源により前記検査対象物に照明光を照射する照射処理と、
前記検査対象物による反射光を取り込んで画像データを生成する撮像処理と、
該撮像処理で生成された前記画像データを濃淡値で表した濃淡画像データとして記憶する濃淡画像データ記憶処理と、
該濃淡画像データ記憶処理で記憶されている前記濃淡画像データに基づいて濃淡プロファイルを作成する濃淡プロファイル作成処理と、
該濃淡プロファイル作成手段で作成された前記濃淡プロファイルの特徴が、前記光源と前記撮像手段の配置に応じて決定されることを利用して、前記濃淡プロファイルに基づいて前記検査対象物の特徴を検出することにより、前記線形状物を検出する線形状物検出処理とを行うことを特徴とする線形状物検出方法。 - 前記線形状物検出処理では、
前記撮像手段と前記検査対象物を結ぶ軸に対し前記照明が対称に配置される構成において、前記濃淡プロファイルの線形状物の特徴を有する区間内で対称性を持つことを利用して、前記濃淡プロファイルに基づいて前記検査対象物の特徴を検出することにより、前記線形状物を検出することを特徴とする請求項11記載の線形状物検出方法。 - 前記線形状物検出処理では、
前記検査対象物に対する入射光と前記反射光との軸がほぼ一致するような構成において、断面形状がほぼ円である線形状物を検査対象物としたときに、前記濃淡プロファイルの線形状物の特徴を有する区間内で対称性を持ち、かつ濃淡値が区間の中央で大きく区間の両端で小さくなることを利用して、前記濃淡プロファイルに基づいて前記検査対象物の特徴を検出することにより、前記線形状物を検出することを特徴とする請求項11又は12記載の線形状物検出方法。 - 前記濃淡プロファイル作成処理では、
前記濃淡画像データ中の一次元方向の位置と濃淡値の関係をプロットすることで前記濃淡プロファイルを作成することを特徴とする請求項11、12又は13記載の線形状物検出方法。 - 前記濃淡プロファイル作成処理では、
前記濃淡画像データの一部又は全部を所定の平面上の一方向に投影し、投影後の位置と該位置での投影値との関係をプロットすることで前記濃淡プロファイルを作成することを特徴とする請求項11、12又は13記載の線形状物検出方法。 - 前記線形状物検出処理では、
前記濃淡プロファイルにおける前記線形状物の径に基づいて、当該線形状物の特徴を有する区間の長さを算出することを特徴とする請求項11、12、13、14又は15記載の線形状物検出方法。 - 前記線形状物検出処理では、
前記濃淡プロファイルにおける前記線形状物の径に基づいて算出される長さの区間で当該線形状物を検出し、前記区間内の点が対称となる対称中心点を前記線形状物の一部とすることを特徴とする請求項11、12、13、14、15又は16記載の線形状物検出方法。 - 前記線形状物検出処理では、
前記濃淡プロファイルを微分して微分プロファイルを作成すると共に、該微分プロファイルにおける前記線形状物の径に基づいて算出される長さの区間で対称性を検出し、この対称の中心点を前記線形状物の一部とすることを特徴とする請求項11、12、13、14、15又は16記載の線形状物検出方法。 - 前記線形状物の特徴を表す部分を含む基準プロファイルを設けておき、
前記線形状物検出処理では、
前記濃淡プロファイル、又は該濃淡プロファイルを微分して得られる微分プロファイルのいずれか一方又は両方を取得し、取得されたプロファイルと前記基準プロファイルとの一致度が高くなる区間を検出し、この区間内の点を前記線形状物の一部とすることを特徴とする請求項11、12、13、14、15又は16記載の線形状物検出方法。
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