JP2023116923A - 検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像アセンブリと撮像アセンブリに撮像される対象物との衝突を抑制すること。【解決手段】検査装置は、固定焦点光学系を有する撮像アセンブリと、対象物の表面の複数のエリアのそれぞれが固定焦点光学系の被写界深度に順次配置されるように、撮像アセンブリと対象物とを相対移動させる移動装置と、複数のエリアのそれぞれの高さデータを取得する高さデータ取得部と、撮像アセンブリの外形データを記憶する装置データ記憶部と、高さデータ及び外形データに基づいて、複数のエリアのそれぞれが被写界深度に配置されるときの撮像アセンブリの少なくとも一部と対象物との衝突可能性を判定する判定部と、衝突可能性が低いと判定されたエリアが被写界深度に配置され、衝突可能性が高いと判定されたエリアが被写界深度に配置されないように、移動装置を制御する移動制御部と、被写界深度に配置されたエリアが撮像されるように、撮像アセンブリを制御する撮像制御部と、を備える。【選択図】図４

Description

本明細書で開示する技術は、検査装置及び検査方法に関する。

検査装置に係る技術分野において、特許文献１に開示されているような検査装置が知られている。

国際公開第２０２１／００９８８４号

特許文献１において、基板の表面から各部品の高さに応じた距離だけ離れた基準位置に焦点があるように固定焦点型のカメラを昇降させた場合、カメラと基板及び部品の少なくとも一方とが衝突する可能性がある。

本明細書で開示する技術は、撮像アセンブリと撮像アセンブリに撮像される対象物との衝突を抑制することを目的とする。

本明細書は、検査装置を開示する。検査装置は、固定焦点光学系を有する撮像アセンブリと、対象物の表面の複数のエリアのそれぞれが固定焦点光学系の被写界深度に順次配置されるように、撮像アセンブリと対象物とを相対移動させる移動装置と、複数のエリアのそれぞれの高さデータを取得する高さデータ取得部と、撮像アセンブリの外形データを記憶する装置データ記憶部と、高さデータ及び外形データに基づいて、複数のエリアのそれぞれが被写界深度に配置されるときの撮像アセンブリの少なくとも一部と対象物との衝突可能性を判定する判定部と、衝突可能性が低いと判定されたエリアが被写界深度に配置され、衝突可能性が高いと判定されたエリアが被写界深度に配置されないように、移動装置を制御する移動制御部と、被写界深度に配置されたエリアが撮像されるように、撮像アセンブリを制御する撮像制御部と、を備える。

本明細書で開示する技術によれば、撮像アセンブリと撮像アセンブリに撮像される対象物との衝突が抑制される。

図１は、実施形態に係る検査装置を模式的に示す図である。 図２は、実施形態に係る制御装置を示す機能ブロック図である。 図３は、実施形態に係るエリアの設定方法を説明するための図である。 図４は、実施形態に係る衝突可能性の判定方法を説明するための図である。 図５は、実施形態に係る検査方法を示すフローチャートである。 図６は、実施形態に係るコンピュータシステムを示すブロック図である。

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。一部の構成要素を用いない場合もある。

実施形態においては、ＸＹＺ直交座標系を規定し、ＸＹＺ直交座標系を参照しながら各部の位置関係について説明する。水平面内のＸ軸と平行な方向をＸ軸方向とする。Ｘ軸と直交する水平面内のＹ軸と平行な方向をＹ軸方向とする。水平面と直交するＺ軸と平行な方向をＺ軸方向とする。Ｘ軸及びＹ軸を含む平面を適宜、ＸＹ平面、と称する。ＸＹ平面は、水平面と平行である。Ｚ軸は鉛直線と平行である。Ｚ軸方向は上下方向である。＋Ｚ方向は上方向であり、－Ｚ方向は下方向である。

［検査装置］
図１は、実施形態に係る検査装置１を模式的に示す図である。図１に示すように、検査装置１は、撮像アセンブリ２と、テーブル３と、移動装置４と、制御装置５とを備える。

撮像アセンブリ２は、テーブル３に支持された対象物Ｗを撮像する。撮像アセンブリ２は、撮像装置６と、照明装置７とを有する。

撮像装置６は、テーブル３に支持された対象物Ｗを撮像して、対象物Ｗの画像を取得する。撮像装置６は、対象物Ｗを上方から撮像する。撮像装置６は、固定焦点光学系８と、イメージセンサ９とを有する。固定焦点光学系８は、複数の光学素子を有する。固定焦点光学系８の焦点ＦＰは、固定焦点光学系８の先端面１０（下端面）よりも下方に存在する。固定焦点光学系８と焦点ＦＰとの相対位置は、変化しない。固定焦点光学系８の光軸ＡＸは、Ｚ軸と平行である。イメージセンサ９は、固定焦点光学系８を介して対象物Ｗの画像を取得する。イメージセンサ９として、ＣＣＤ（Couple Charged Device）イメージセンサ及びＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサの少なくとも一方が例示される。

照明装置７は、テーブル３に支持された対象物Ｗを照明光で照明する。照明装置７は、撮像装置６よりも下方に配置される。照明装置７は、テーブル３よりも上方に配置される。照明装置７は、固定焦点光学系８の先端面１０よりも固定焦点光学系８の焦点ＦＰに近い位置に配置される。

照明装置７は、光源１１と、支持部材１２とを有する。光源１１は、照明光を射出する。光源１１として、発光ダイオード（ＬＥＤ：light emitting diode）が例示される。光源１１は、照明光として白色光を射出する。光源１１は、円環状である。固定焦点光学系８の光軸ＡＸは、円環状の光源１１の内側に配置される。支持部材１２は、光源１１を支持する。支持部材１２は、光源１１の周囲に配置される。支持部材１２の上端部は、撮像装置６に固定される。支持部材１２の下端部は、光源１１よりも下方に配置される。実施形態において、撮像アセンブリ２の下端部は、支持部材１２の下端部を含む。

照明装置７は、複数の照明条件のそれぞれで対象物Ｗを照明する。照明装置７は、光源１１を複数有する。光源１１は、第１の内径を有する第１光源１１Ａと、第１の内径よりも大きい第２の内径を有する第２光源１１Ｂと、第２の内径よりも大きい第３の内径を有する第３光源１１Ｃとを含む。複数の光源１１のうち、第１光源１１Ａがテーブル３から最も遠い位置に配置され、第１光源１１Ａに次いで第２光源１１Ｂがテーブル３から遠い位置に配置され、第３光源１１Ｃがテーブル３に最も近い位置に配置される。

照明条件は、対象物Ｗに入射する照明光の入射角度を含む。第１光源１１Ａから射出された照明光が対象物Ｗに入射する入射角度θ１と、第２光源１１Ｂから射出された照明光が対象物Ｗに入射する入射角度θ２と、第３光源１１Ｃから射出された照明光が対象物Ｗに入射する入射角度θ３とは、異なる。照明装置７は、複数の入射角度θのそれぞれで対象物Ｗに照明光を照射する。第１光源１１Ａから照明光が射出されるときに第２光源１１Ｂ及び第３光源１１Ｃのそれぞれから照明光は射出されない。第２光源１１Ｂから照明光が射出されるときに第３光源１１Ｃ及び第１光源１１Ａのそれぞれから照明光は射出されない。第３光源１１Ｃから照明光が射出されるときに第１光源１１Ａ及び第２光源１１Ｂのそれぞれから照明光は射出されない。

撮像装置６は、照明装置７により対象物Ｗが照明された状態で、対象物Ｗを撮像する。光源１１は、撮像装置６の撮像範囲ＩＲよりも外側に配置される。撮像装置６の撮像範囲ＩＲは、固定焦点光学系８の視野を含む。撮像装置６は、光源１１の内側の空間を介して対象物Ｗを撮像する。

移動装置４は、撮像アセンブリ２とテーブル３とを相対移動させる。撮像アセンブリ２とテーブル３とが相対移動することにより、撮像アセンブリ２と対象物Ｗとが相対移動する。移動装置４は、撮像アセンブリ２と対象物Ｗとを、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の３つの方向に相対移動させる。実施形態において、テーブル３の位置が固定され、移動装置４は、撮像アセンブリ２を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の３つの方向に移動させる。移動装置４は、撮像アセンブリ２を移動させる動力を発生するアクチュエータを含む。撮像装置６と照明装置７とは、固定される。撮像装置６と照明装置７とは、一緒に移動する。なお、移動装置４は、撮像アセンブリ２及びテーブル３の両方を移動させてもよい。撮像アセンブリ２の位置が固定され、移動装置４は、テーブル３を移動させてもよい。

実施形態において、対象物Ｗの表面は、撮像装置６の撮像範囲ＩＲよりも大きい。移動装置４は、対象物Ｗの表面の複数のエリアＡＲのそれぞれが撮像装置６の撮像範囲ＩＲに順次撮像されるように、撮像アセンブリ２と対象物ＷとをＸＹ平面内において相対移動させる。対象物Ｗの表面の全部が撮像装置６の撮像範囲ＩＲに同時に配置されなくても、対象物Ｗの表面の複数のエリアＡＲのそれぞれが撮像装置６の撮像範囲ＩＲに順次配置されるように、撮像装置６の撮像範囲ＩＲとテーブル３に支持された対象物ＷとのＸＹ平面内における相対位置が調整されることにより、撮像装置６は、対象物Ｗの表面の複数のエリアＡＲのそれぞれの画像を取得することができる。

また、移動装置４は、対象物Ｗの表面の複数のエリアＡＲのそれぞれが固定焦点光学系８の被写界深度ＤＦに順次配置されるように、撮像アセンブリ２と対象物ＷとをＺ軸方向に相対移動させる。対象物Ｗの表面の複数のエリアＡＲのそれぞれが撮像装置６の撮像範囲ＩＲに順次配置され、且つ、撮像範囲ＩＲに配置された対象物Ｗの表面のエリアＡＲが被写界深度ＤＦに配置されることにより、撮像装置６は、撮像範囲ＩＲに配置された対象物Ｗの表面のエリアＡＲの画像を適正に取得することができる。

制御装置５は、コンピュータシステムを含む。制御装置５は、撮像アセンブリ２及び移動装置４を制御する。制御装置５は、移動装置４を制御して、撮像アセンブリ２の撮像範囲ＩＲ及び被写界深度ＤＦと対象物Ｗの表面との相対位置を調整する。制御装置５は、撮像アセンブリ２を制御して、対象物Ｗの照明条件及び撮像条件を調整する。撮像条件として、対象物Ｗを撮像するタイミング、シャッター速度、及び固定焦点光学系８の絞りが例示される。制御装置５は、撮像アセンブリ２を制御して、規定の照明条件のそれぞれで照明され、規定の撮像条件で撮像された対象物Ｗの画像を取得する。

［制御装置］
図２は、実施形態に係る制御装置５を示す機能ブロック図である。制御装置５は、入力装置１３に接続される。入力装置１３は、作業者に操作される。作業者に操作されることにより、入力装置１３は、入力データを生成する。入力装置１３により生成された入力データは、制御装置５に出力される。入力装置１３として、コンピュータ用キーボード、マウス、ボタン、スイッチ、及びタッチパネルの少なくとも一つが例示される。

制御装置５は、高さデータ取得部１４と、装置データ記憶部１５と、エリア設定部１６と、判定部１７と、エリア記憶部１８と、順序決定部１９と、移動制御部２０と、撮像制御部２１とを有する。

高さデータ取得部１４は、対象物Ｗの表面の複数のエリアＡＲのそれぞれの高さデータを取得する。高さデータは、対象物Ｗの表面の複数の位置Ｐの高さデータを含む。高さデータとは、対象物Ｗの表面のＺ軸方向の位置をいう。対象物Ｗの表面の高さデータは、例えば対象物Ｗの設計データから導出される。なお、対象物Ｗの表面の高さデータは、検査装置１とは別の測定装置によって測定されてもよい。入力装置１３は、入力データとして対象物Ｗの表面の高さデータを生成する。対象物Ｗの表面の高さデータは、入力装置１３を介して制御装置５に入力される。高さデータ取得部１４は、入力装置１３から対象物Ｗの表面の高さデータを取得する。

装置データ記憶部１５は、撮像アセンブリ２の諸元データを記憶する。撮像アセンブリ２の諸元データは、撮像アセンブリ２の外形データを含む。撮像アセンブリ２の外形データは、撮像アセンブリ２の外形及び寸法を含む。また、撮像アセンブリ２の諸元データは、固定焦点光学系８の被写界深度ＤＦを含む。また、撮像アセンブリ２の諸元データは、固定焦点光学系８と焦点ＦＰとの相対位置を含む。

エリア設定部１６は、対象物Ｗの表面に複数のエリアＡＲを設定する。エリア設定部１６は、高さデータ取得部１４により取得された対象物Ｗの表面の複数の位置Ｐのそれぞれの高さデータと、装置データ記憶部１５に記憶されている固定焦点光学系８の被写界深度ＤＦとに基づいて、対象物Ｗの表面に複数のエリアＡＲを設定する。

図３は、実施形態に係るエリアＡＲの設定方法を説明するための図である。図３に示す例において相互に高さが異なる複数の位置Ｐ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７）が対象物Ｗの表面に存在する。エリア設定部１６は、相互に高さが異なる対象物Ｗの表面の複数の位置Ｐが被写界深度ＤＦに同時に配置されるように、エリアＡＲを設定する。図３に示す例においては、位置Ｐ１と位置Ｐ２とが被写界深度ＤＦに同時に配置される。エリア設定部１６は、相互に高さが異なり且つ被写界深度ＤＦに同時に配置可能な位置Ｐ１と位置Ｐ２を含むように、エリアＡＲとして第１エリアＡＲ１を設定する。同様に、エリア設定部１６は、相互に高さが異なり且つ被写界深度ＤＦに同時に配置可能な位置Ｐ３と位置Ｐ４とを含むように、エリアＡＲとして第２エリアＡＲ２を設定する。エリア設定部１６は、相互に高さが異なり且つ被写界深度ＤＦに同時に配置可能な位置Ｐ５と位置Ｐ６とを含むように、エリアＡＲとして第３エリアＡＲ３を設定する。エリア設定部１６は、位置Ｐ７を含むように、エリアＡＲとして第４エリアＡＲ４を設定する。

判定部１７は、高さデータ取得部１４により取得された対象物Ｗの表面の高さデータ及び装置データ記憶部１５に記憶されている撮像アセンブリ２の外形データに基づいて、複数のエリアＡＲ（ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４）のそれぞれが被写界深度ＤＦに配置されるときの撮像アセンブリ２の少なくとも一部と対象物Ｗとの衝突可能性を判定する。

図４は、実施形態に係る衝突可能性の判定方法を説明するための図である。対象物ＷのエリアＡＲを撮像する場合、撮像アセンブリ２は、エリアＡＲと対向するように、ＸＹ平面内において移動する。撮像アセンブリ２は、エリアＡＲと対向するようにＸＹ平面内において移動した後、エリアＡＲの表面が被写界深度ＤＦに配置されるように、Ｚ軸方向に移動する。例えば第１エリアＡＲ１を撮像する場合、撮像アセンブリ２は、第１エリアＡＲ１と対向するように、ＸＹ平面内において移動した後、第１エリアＡＲ１の表面が被写界深度ＤＦに配置されるように、Ｚ軸方向に移動する。第１エリアＡＲ１の表面が被写界深度ＤＦに配置された後、撮像アセンブリ２は、第１エリアＡＲ１を撮像する。第１エリアＡＲ１の撮像が終了した後、例えば第２エリアＡＲ２を撮像するために、撮像アセンブリ２は、第２エリアＡＲ２と対向するように、ＸＹ平面内において移動する。撮像アセンブリ２は、第２エリアＡＲ２と対向するようにＸＹ平面内において移動した後、第２エリアＡＲ２の表面が被写界深度ＤＦに配置されるように、Ｚ軸方向に移動する。第２エリアＡＲ２の表面が被写界深度ＤＦに配置された後、撮像アセンブリ２は、第２エリアＡＲ２を撮像する。以下同様に、撮像アセンブリ２は、対象物Ｗの表面の複数のエリアＡＲのそれぞれが被写界深度ＤＦに順次配置されるように移動して、被写界深度ＤＦに配置されたエリアＡＲを撮像する。

対象物Ｗの表面のエリアＡＲを被写界深度ＤＦに配置させるために撮像アセンブリ２をＺ軸方向に移動した場合、対象物Ｗの表面の３次元形状によっては、撮像アセンブリ２の少なくとも一部と対象物Ｗとが衝突する可能性がある。図４に示す例においては、対象物Ｗの表面の第１，第２,第３エリアＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３のそれぞれを被写界深度ＤＦに配置させるために撮像アセンブリ２をＺ軸方向に移動した場合、撮像アセンブリ２と対象物Ｗとが衝突する可能性は低いものの、対象物Ｗの表面の第４エリアＡＲ４を被写界深度ＤＦに配置させるために撮像アセンブリ２をＺ軸方向に移動した場合、照明装置７の支持部材１２の下端部と対象物Ｗの第３エリアＡＲ３の表面とが衝突する可能性がある。

判定部１７は、対象物Ｗの表面の高さデータ及び撮像アセンブリ２の外形データに基づいて、複数のエリアＡＲ（ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４）のそれぞれを被写界深度ＤＦに配置させたときの照明装置７の下端部と対象物Ｗとの衝突可能性を判定することができる。

エリア記憶部１８は、判定部１７により衝突可能性が低いと判定されたエリアＡＲと、衝突可能性が高いと判定されたエリアＡＲとのそれぞれを記憶する。図４に示す例においては、エリア記憶部１８は、判定部１７により衝突可能性が低いと判定された第１，第２，第３エリアＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３と、衝突可能性が高いと判定された第４エリアＡＲ４とのそれぞれを記憶する。

順序決定部１９は、衝突可能性が低いと判定された複数のエリアＡＲの撮像順序を決定する。順序決定部１９は、撮像アセンブリ２と対象物Ｗとの相対移動の距離が短くなるように、撮像順序を決定する。図４に示す例において、順序決定部１９は、衝突可能性が低いと判定された第１，第２，第３エリアＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３を順次撮像する場合において、撮像アセンブリ２の移動距離が短くなるように、撮像順序を決定する。図４に示す例において、第１エリアＡＲ１の高さが最も高く、第１エリアＡＲ１に次いで第２エリアＡＲ２の高さが高く、第３エリアＡＲ３の高さが最も低い。そのため、順序決定部１９は、例えば、第１エリアＡＲ１が撮像された後、第２エリアＡＲ２が撮像され、次いで第３エリアＡＲ３が撮像されるように、撮像順序を決定する。これにより、撮像アセンブリ２は、被写界深度ＤＦに第１，第２，第３エリアＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３のそれぞれを順次配置させる場合、Ｚ軸方向の移動については専ら－Ｚ方向のみに移動すればよい。これにより、撮像アセンブリ２のＺ軸方向の移動距離が長くなることが抑制される。例えば、第２エリアＡＲ２が撮像された後、第１エリアＡＲ１が撮像され、次いで第３エリアＡＲ３が撮像されるように、撮像順序が決定された場合、撮像アセンブリ２は、第２エリアＡＲ２の撮像が終了した後、被写界深度ＤＦに第１エリアＡＲ１が配置されるように、＋Ｚ方向に移動する必要があり、第１エリアＡＲ１の撮像が終了した後、被写界深度ＤＦに第３エリアＡＲ２が配置されるように、－Ｚ方向に大きく移動する必要がある。この場合、撮像アセンブリ２のＺ軸方向の移動距離が長くなる可能性がある。また、衝突可能性が低いと判定されたエリアＡＲが多数存在する場合、撮像順序が最適化されることにより、ＸＹ平面内における撮像アセンブリ２の移動距離が長くなることが抑制される。

移動制御部２０は、衝突可能性が低いと判定されたエリアＡＲが被写界深度ＤＦに配置され、衝突可能性が高いと判定されたエリアＡＲが被写界深度ＤＦに配置されないように、移動装置４を制御する。実施形態において、移動制御部２０は、衝突可能性が高いと判定されたエリアＡＲの上方に撮像アセンブリ２を配置しない。図４に示す例においては、移動制御部２０は、衝突可能性が低いと判定された第１，第２，第３エリアＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３が被写界深度ＤＦに配置され、衝突可能性が高いと判定された第４エリアＡＲ４の上方に撮像アセンブリ２が移動しないように、移動装置４を制御する。

実施形態において、移動制御部２０は、衝突可能性が低いと判定されたエリアＡＲの複数の位置Ｐの高さの平均値と固定焦点光学系８の焦点ＦＰとが一致するように、移動装置４を制御する。図３に示す例においては、移動制御部２０は、第１エリアＡＲ１の撮像において、第１エリアＡＲ１の位置Ｐ１の高さと位置Ｐ２の高さとの平均値と、固定焦点光学系８の焦点ＦＰとが一致するように、撮像アセンブリ２のＺ軸方向の位置を制御する。移動制御部２０は、第２エリアＡＲ２の撮像において、第２エリアＡＲ２の位置Ｐ３の高さと位置Ｐ４の高さとの平均値と、固定焦点光学系８の焦点ＦＰとが一致するように、撮像アセンブリ２のＺ軸方向の位置を制御する。移動制御部２０は、第３エリアＡＲ３の撮像において、第３エリアＡＲ３の位置Ｐ５の高さと位置Ｐ６の高さとの平均値と、固定焦点光学系８の焦点ＦＰとが一致するように、撮像アセンブリ２のＺ軸方向の位置を制御する。

撮像制御部２１は、被写界深度ＤＦに配置されたエリアＡＲが撮像されるように、撮像アセンブリ２を制御する。

［検査方法］
図５は、実施形態に係る検査方法を示すフローチャートである。高さデータ取得部１４は、入力装置１３から高さデータを取得する。高さデータ取得部１４は、対象物Ｗの表面の複数の位置Ｐの高さデータを取得する（ステップＳ１）。

図３に示した例においては、高さデータ取得部１４は、位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７の高さデータを取得する。高さデータは、対象物Ｗの設計データ又は検査装置１とは別の測定装置の測定データから導出可能である。

エリア設定部１６は、相互に高さが異なり且つ被写界深度ＤＦに同時に配置可能な対象物Ｗの表面の複数の位置Ｐを含むように、エリアＡＲを設定する（ステップＳ２）。

図３に示した例においては、エリア設定部１６は、位置Ｐ１と位置Ｐ２とを含むように第１エリアＡＲ１を設定し、位置Ｐ３と位置Ｐ４とを含むように第２エリアＡＲ２を設定し、位置Ｐ５と位置Ｐ６とを含むように第３エリアＡＲ３を設定し、位置Ｐ７を含むように第４エリアＡＲ４を設定する。

判定部１７は、カウンタｉを初期値である１に設定する（ステップＳ３）。

判定部１７は、ステップＳ１において取得された高さデータ及び装置データ記憶部１５に記憶されている撮像アセンブリ２の外形データに基づいて、第ｉエリア（第１エリアＡＲ１）が被写界深度ＤＦに配置されるときに照明装置７の支持部材１２の下端部と対象物Ｗとの衝突可能性が有るか否かを判定する（ステップＳ４）。

ステップＳ４において、衝突可能性が有ると判定した場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、判定部１７は、第ｉエリアを衝突可能性が有るエリアＡＲとしてエリア記憶部１８に記憶させる（ステップＳ５）。

ステップＳ４において、衝突可能性が無いと判定した場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、判定部１７は、第ｉエリアを衝突可能性が無いエリアＡＲとしてエリア記憶部１８に記憶させる（ステップＳ６）。

判定部１７は、ステップＳ２において設定された全てのエリアＡＲについて衝突可能性を判定したか否かを判定する（ステップＳ７）。

ステップＳ７において、全てのエリアＡＲについて衝突可能性を判定していないと判定した場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、判定部１７は、カウンタｉをインクリメントし（ステップＳ８）、ステップＳ４の処理に戻る。判定部１７は、ステップＳ２において設定された全てのエリアＡＲについて衝突可能性を判定するまで、ステップＳ４からステップＳ８の処理を繰り返す。

ステップＳ７において、全てのエリアＡＲについて衝突可能性を判定したと判定された場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、順序決定部１９は、エリア記憶部１８に記憶されている衝突可能性が無いと判定された複数のエリアＡＲの撮像順序を決定する（ステップＳ９）。

順序決定部１９は、衝突可能性が無いと判定された複数のエリアＡＲを順次撮像するときの撮像アセンブリ２の移動距離が短くなるように、撮像順序を決定する。

撮像順序が決定された後、衝突可能性が無いと判定された複数のエリアＡＲが撮像アセンブリ２により順次撮像される。移動制御部２０は、衝突可能性が無いと判定されたＡＲエリアが被写界深度ＤＦに順次配置されるように、移動装置４を制御する。撮像制御部２１は、被写界深度ＤＦに配置されたエリアＡＲが撮像されるように、撮像アセンブリ２を制御する（ステップＳ１０）。

［コンピュータシステム］
図６は、実施形態に係るコンピュータシステム１０００を示すブロック図である。上述の制御装置５は、コンピュータシステム１０００を含む。コンピュータシステム１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサ１００１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリを含むメインメモリ１００２と、ストレージ１００３と、入出力回路を含むインターフェース１００４とを有する。制御装置５の機能は、プログラムとしてストレージ１００３に記憶されている。プロセッサ１００１は、プログラムをストレージ１００３から読み出してメインメモリ１００２に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、プログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム１０００に配信されてもよい。

プログラムは、上述の実施形態に従って、コンピュータシステム１０００に、対象物Ｗの表面の複数のエリアＡＲのそれぞれが撮像アセンブリ２の固定焦点光学系８の被写界深度ＤＦに順次撮像されるように、撮像アセンブリ２と対象物Ｗとを相対移動させることと、複数のエリアＡＲのそれぞれの高さデータ及び撮像アセンブリ２の外形データに基づいて、複数のエリアＡＲのそれぞれが被写界深度ＤＦに配置されるときの撮像アセンブリ２の少なくとも一部と対象物Ｗとの衝突可能性を判定することと、衝突可能性が低いと判定されたエリアＡＲが被写界深度ＤＦに配置され、衝突可能性が高いと判定されたエリアＡＲが被写界深度ＤＦに配置されないように、撮像アセンブリ２と対象物Ｗとを相対移動させることと、被写界深度ＤＦに配置されたエリアＡＲが撮像されるように、撮像アセンブリ２を制御することと、を実行させることができる。

［効果］
以上説明したように、実施形態によれば、対象物Ｗの表面の３次元形状を示す高さデータと撮像アセンブリ２の外形データとに基づいて、対象物Ｗの表面の複数のエリアＡＲのそれぞれが撮像アセンブリ２の被写界深度ＤＦに配置されるときの撮像アセンブリ２の少なくとも一部と対象物Ｗとの衝突可能性が判定される。衝突可能性が低いと判定されたエリアＡＲは、被写界深度ＤＦに配置された状態で撮像アセンブリ２により撮像される。衝突可能性が高いと判定されたエリアＡＲは、被写界深度ＤＦに配置されず、撮像アセンブリ２により撮像されない。これにより、撮像アセンブリ２と撮像アセンブリ２に撮像される対象物Ｗとの衝突が抑制される。

実施形態において、撮像アセンブリ２は、撮像装置６と、照明装置７とを有する。照明装置７は、撮像装置６の固定焦点光学系８の先端面１０よりも焦点ＦＰに近い位置に配置される。これにより、撮像アセンブリ２は、照明光で照明された対象物Ｗを撮像できるので、対象物Ｗの画像を適正に取得することができる。実施形態においては、照明装置７の支持部材１２の下端部が対象物Ｗに近い位置に配置される。照明装置７の支持部材１２の下端部と対象物Ｗとの衝突可能性が判定されることにより、撮像アセンブリ２と対象物Ｗとの衝突が抑制される。

エリア設定部１６は、相互に高さが異なり且つ被写界深度ＤＦに同時に配置可能な対象物Ｗの表面の複数の位置Ｐを含むように、エリアＡＲを設定する。これにより、撮像アセンブリ２による撮像回数を抑制することができる。例えば、図３に示したように、対象物Ｗの表面に相互に高さが異なる７つの位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７が存在する場合において、固定焦点光学系８の焦点ＦＰと対象物Ｗの表面とを一致させた状態で対象物Ｗの表面を撮像しようとすると、撮像アセンブリ２による撮像回数は、７回必要になる。実施形態においては、相互に高さが異なり且つ被写界深度ＤＦに同時に配置可能な対象物Ｗの表面の複数の位置Ｐを含むように、エリアＡＲが設定されるので、固定焦点光学系８の被写界深度ＤＦに対象物Ｗの表面のエリアＡＲを配置させた状態で対象物Ｗの表面を撮像しようとすると、撮像アセンブリ２による撮像回数は、４回で済む。

移動制御部２０は、衝突可能性が低いと判定されたエリアＡＲの複数の位置Ｐの高さの平均値と固定焦点光学系８の焦点ＦＰとが一致するように、移動装置４を制御する。これにより、複数の位置Ｐのそれぞれに撮像アセンブリ２のピントがあった状態で、エリアＡＲが撮像される。

衝突可能性が低いと判定された複数のエリアＡＲの撮像順序が順序決定部１９により決定される。撮像アセンブリ２と対象物Ｗとの相対移動の距離が短くなるように、撮像順序が決定される。これにより、検査装置１による検査時間の短縮が図られる。

１…検査装置、２…撮像アセンブリ、３…テーブル、４…移動装置、５…制御装置、６…撮像装置、７…照明装置、８…固定焦点光学系、９…イメージセンサ、１０…先端面、１１…光源、１１Ａ…第１光源、１１Ｂ…第２光源、１１Ｃ…第３光源、１２…支持部材、１３…入力装置、１４…高さデータ取得部、１５…装置データ記憶部、１６…エリア設定部、１７…判定部、１８…エリア記憶部、１９…順序決定部、２０…移動制御部、２１…撮像制御部、１０００…コンピュータシステム、１００１…プロセッサ、１００２…メインメモリ、１００３…ストレージ、１００４…インターフェース、ＡＲ…エリア、ＡＲ１…第１エリア、ＡＲ２…第２エリア、ＡＲ３…第３エリア、ＡＲ４…第４エリア、ＡＸ…光軸、ＤＦ…被写界深度、ＦＰ…焦点、ＩＲ…撮像範囲、Ｐ…位置、Ｐ１…位置、Ｐ２…位置、Ｐ３…位置、Ｐ４…位置、Ｐ５…位置、Ｐ６…位置、Ｐ７…位置、Ｗ…対象物。

Claims (6)

1. 固定焦点光学系を有する撮像アセンブリと、
   対象物の表面の複数のエリアのそれぞれが前記固定焦点光学系の被写界深度に順次配置されるように、前記撮像アセンブリと前記対象物とを相対移動させる移動装置と、
   複数の前記エリアのそれぞれの高さデータを取得する高さデータ取得部と、
   前記撮像アセンブリの外形データを記憶する装置データ記憶部と、
   前記高さデータ及び前記外形データに基づいて、複数の前記エリアのそれぞれが前記被写界深度に配置されるときの前記撮像アセンブリの少なくとも一部と前記対象物との衝突可能性を判定する判定部と、
   前記衝突可能性が低いと判定された前記エリアが前記被写界深度に配置され、前記衝突可能性が高いと判定された前記エリアが前記被写界深度に配置されないように、前記移動装置を制御する移動制御部と、
   前記被写界深度に配置された前記エリアが撮像されるように、前記撮像アセンブリを制御する撮像制御部と、を備える、
   検査装置。
2. 前記撮像アセンブリは、
   前記固定焦点光学系及び前記固定焦点光学系を介して前記対象物の画像を取得するイメージセンサを含む撮像装置と、
   前記固定焦点光学系の先端面よりも前記固定焦点光学系の焦点に近い位置に配置される照明装置と、を有し、
   前記判定部は、前記照明装置と前記対象物との衝突可能性を判定する、
   請求項１に記載の検査装置。
3. 前記エリアを設定するエリア設定部を備え、
   前記エリア設定部は、相互に高さが異なり且つ前記被写界深度に同時に配置可能な前記対象物の表面の複数の位置を含むように、前記エリアを設定する、
   請求項１又は請求項２に記載の検査装置。
4. 前記移動制御部は、前記衝突可能性が低いと判定された前記エリアの複数の位置の高さの平均値と前記固定焦点光学系の焦点とが一致するように、前記移動装置を制御する、
   請求項３に記載の検査装置。
5. 前記衝突可能性が低いと判定された複数の前記エリアの撮像順序を決定する順序決定部を備え、
   前記順序決定部は、前記相対移動の距離が短くなるように、前記撮像順序を決定する、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の検査装置。
6. 対象物の表面の複数のエリアのそれぞれが撮像アセンブリの固定焦点光学系の被写界深度に順次撮像されるように、前記撮像アセンブリと前記対象物とを相対移動させることと、
   複数の前記エリアのそれぞれの高さデータ及び前記撮像アセンブリの外形データに基づいて、複数の前記エリアのそれぞれが前記被写界深度に配置されるときの前記撮像アセンブリの少なくとも一部と前記対象物との衝突可能性を判定することと、
   前記衝突可能性が低いと判定された前記エリアが前記被写界深度に配置され、前記衝突可能性が高いと判定された前記エリアが前記被写界深度に配置されないように、前記相対移動させることと、
   前記被写界深度に配置された前記エリアが撮像されるように、前記撮像アセンブリを制御することと、を含む、
   検査方法。

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