JPH10326337A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｙ方向の画像分解能を一定にする。 【解決手段】 Ｘ−Ｙテーブル３はＹ方向に移動し、リ
ニアスケール６はその移動量を検出する。リニアスケー
ル６の出力信号は、その１周期がテーブル３の所定の移
動量に相当する正弦波である。シグナルパルスユニット
７は、スケール６の出力信号をパルス信号に変換する。
画像認識装置８は、パルス信号をカウントして所定のカ
ウントごとにスタートパルスを出力する。ラインセンサ
カメラ２はスタートパルスに応じて画像取り込みを行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パターン検査装置
等の画像処理装置に係り、特にラインセンサカメラによ
って画像取り込みを行う画像処理装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、物体の形状の認識や計測あるいは
検査を自動化する技術として画像処理が利用され、この
ような画像処理技術を利用した装置としてパターン検査
装置が提案されている（例えば、特願平８−１５７９７
０号）。特願平８−１５７９７０号に開示されたパター
ン検査装置では、検査対象となるワークをＸ−Ｙテーブ
ル上に載せて、これをラインセンサカメラによって撮像
し、ワーク上に形成されたパターンの画像を取り込む。
そして、取り込んだパターンを基準となるマスタパター
ンと比較することによりパターンの検査を行う。

【０００３】ラインセンサカメラはＸ方向に画素が配列
されたカメラなので、Ｘ−ＹテーブルをＸ方向と垂直な
Ｙ方向に移動させることにより、２次元の画像データが
得られる。このようなラインセンサカメラを用いた画像
取り込みでは、通常のエリアセンサよりも高分解能の画
像取り込みが可能になるという特徴がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ラインセンサ
カメラによって画像取り込みを行うパターン検査装置等
の画像処理装置では、Ｘ−ＹテーブルのＹ方向の移動速
度の変動により、Ｙ方向の画像分解能が変化し、Ｘ方向
の画像分解能とＹ方向の画像分解能の比が１：１になら
ないという問題点があった。つまり、Ｘ方向の画像分解
能は、ラインセンサカメラの画素数によって決定され、
Ｙ方向の画像分解能は、ラインセンサカメラの画素の大
きさおよびカメラとＸ−Ｙテーブルの相対速度によって
決定される（図４）。したがって、Ｘ−Ｙテーブルの移
動速度がモータや駆動機構の誤差等によって変動する
と、Ｙ方向の画像分解能が変化してしまう。Ｙ方向の分
解能の変化により、Ｘ方向の分解能とＹ方向の分解能の
比が１：１から外れると、計測結果や再現性等に影響を
与えてしまう結果となる。本発明は、上記課題を解決す
るためになされたもので、Ｙ方向の画像分解能を一定に
することができる画像処理装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、撮像対象とな
るワークを載置するためのＸ−Ｙテーブルと、Ｘ−Ｙテ
ーブルをＹ方向に駆動する駆動手段と、Ｘ−Ｙテーブル
のＹ方向の移動量を検出するリニアスケールと、リニア
スケールの出力をパルス信号に変換する変換手段と、パ
ルス信号をカウントして所定のカウントごとにスタート
パルスを出力するスタートパルス生成手段と、Ｘ方向に
複数の画素が配設され、スタートパルスに応じて前記ワ
ークの画像取り込みを行うラインセンサカメラとを有す
るものである。リニアスケールの出力信号は、その１周
期がＸ−ＹテーブルのＹ方向の所定の移動量に相当する
正弦波である。よって、Ｘ−ＹテーブルのＹ方向の移動
速度が変化して移動量が変動すれば、それに応じてリニ
アスケールの出力信号の周期が変化し、パルス信号の周
期が変化する。スタートパルス生成手段はパルス信号を
カウントして所定のカウントごとにスタートパルスを出
力するので、パルス信号の周期の変化により、スタート
パルスの周期が変化する。こうして、Ｘ−Ｙテーブルの
Ｙ方向の移動速度に応じてスタートパルスの周期を変化
させることにより、Ｘ−Ｙテーブルの移動速度に応じた
画像取り込みを行うことができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の画像処理装
置の実施の形態となるパターン検査装置のブロック図で
ある。図１において、１は撮像対象となるワーク、２は
ワーク１を撮像するラインセンサカメラ、３はワーク１
を載置するためのＸ−Ｙテーブル、４はＸ−Ｙテーブル
３をＹ方向に駆動する駆動手段となるモータ、５はモー
タ４を制御するモータコントローラ、６はＸ−Ｙテーブ
ル３のＹ方向の移動量を検出するリニアスケール、７は
リニアスケール６の出力信号をパルス信号に変換する変
換手段となるシグナルパルスユニット、８はパルス信号
をカウントして所定のカウントごとにラインセンサカメ
ラ２にスタートパルスを出力するスタートパルス生成手
段となる画像認識装置である。

【０００７】撮像対象となるワーク１としては、パター
ンが形成されたグリーンシート等がある。グリーンシー
トは、アルミナ粉末を液状のバインダで練り合わせてシ
ート状に加工したものであり、高融点の金属を含むペー
ストがスクリーン印刷されている。このグリーンシート
を焼結加工すれば、ＰＧＡ（Pin Grid Array）用のセラ
ミック基板となる。

【０００８】このようなワーク１をＸ−Ｙテーブル３上
に載せ、ワーク１をラインセンサカメラ２によって撮像
する。カメラ２によって取り込まれる画像のサイズは、
Ｘ方向が例えば４０９６画素である。そして、画像認識
装置８から出力されるモータ制御パルスによってモータ
コントローラ５がモータ４を制御することにより、モー
タ４は、Ｘ−Ｙテーブル３をＸ方向と垂直なＹ方向に移
動させる。このとき、カメラ２が後述するスタートパル
スに応じて画像取り込みを繰り返すことにより、Ｙ方向
の画像のサイズは例えば８１９２画素となる。

【０００９】カメラ２によって撮像された横４０９６画
素×縦８１９２画素の濃淡画像は、画像認識装置８内で
ディジタル化され図示しない画像メモリに格納される。
画像認識装置８は、画像メモリに記憶されたパターンと
基準となるマスタパターンを比較して、ワーク１のパタ
ーンに欠陥がないかどうかを検査する。

【００１０】このようなパターン検査装置では、Ｘ−Ｙ
テーブル３のＹ方向の移動速度に対して取り込みタイミ
ングを同期させることなく画像取り込みを行うと、Ｙ方
向の分解能が移動速度に応じて変化する。これは、上記
移動速度が図２（ａ）のように規定値Ｖから変化する
と、ワーク１上に形成された、Ｘ方向、Ｙ方向の幅がそ
れぞれ一定でＹ方向に一定の間隔で並んだパターンＭを
撮像するとき、図２（ｃ）のように一定となるべきパタ
ーンＭのＹ方向の幅及び間隔が図２（ｂ）のように変化
することを意味する。

【００１１】そこで、本実施の形態では、以下のように
テーブル３のＹ方向の移動速度に対して取り込みタイミ
ングを同期させることによりＹ方向の分解能を一定とす
る。まず、リニアスケール６は、光学スリットが一定間
隔で多数配列されたスケールと固定スリットに光を照射
して両者のスリットを通過する光量を検出する構成とな
っている。このような構成により、テーブル３の移動に
伴う両スリットの相対位置の変化による光量変化を検出
して、テーブル３のＹ方向の移動量を検出する。

【００１２】このリニアスケール６の出力信号ＲＯは、
１周期がテーブル３のＹ方向の所定の移動量に相当する
図３（ａ）、（ｄ）のような正弦波信号である。よっ
て、テーブル３のＹ方向の移動速度が変化して単位時間
当たりの移動量が変動すれば、それに応じて正弦波信号
ＲＯの周期も変化する。

【００１３】続いて、シグナルパルスユニット７は、リ
ニアスケール６の出力信号ＲＯを図３（ｂ）、（ｅ）の
ようなパルス信号ＰＯに変換する。このとき、シグナル
パルスユニット７は、信号ＲＯを内挿処理して分解能を
上げたパルス信号ＰＯを出力する。ここで、上記所定の
移動量を８μｍ、内挿数（正弦波の分割数、つまり正弦
波１周期当たりのパルス数）を８０とすれば、パルス信
号ＰＯの１周期はテーブル３のＹ方向の移動量０．１μ
ｍに相当する。

【００１４】次に、画像認識装置８は、シグナルパルス
ユニット７から出力されるパルス信号ＰＯをカウントし
て、所定のカウント値（本実施の形態では８０パルス）
ごとに図３（ｃ）、（ｆ）のような「Ｌ」レベルのスタ
ートパルスＳＰをラインセンサカメラ２に出力する。そ
して、ラインセンサカメラ２は、「Ｌ」レベルのスター
トパルスＳＰが出力される度に画像取り込みを行う。

【００１５】以上のような動作により、Ｘ−Ｙテーブル
３のＹ方向の移動速度が速くなって単位時間当たりの移
動量が大きくなり、正弦波信号ＲＯの周期が図３（ａ）
のようにＣ１からＣ２に長くなると、パルス信号ＰＯの
周期が図３（ｂ）のようにＤ１からＤ２に長くなる。こ
れにより、スタートパルスＳＰの周期が図３（ｃ）のよ
うに長くなり、画像取り込みの周期が長くなる。

【００１６】また、テーブル３のＹ方向の移動速度が遅
くなって単位時間当たりの移動量が小さくなり、正弦波
信号ＲＯの周期が図３（ｄ）のようにＣ１からＣ３に短
くなると、パルス信号ＰＯの周期が図３（ｅ）のように
Ｄ１からＤ３に短くなる。これにより、スタートパルス
ＳＰの周期が図３（ｆ）のように短くなり、画像取り込
みの周期が短くなる。

【００１７】以上のように、Ｘ−Ｙテーブル３のＹ方向
の移動速度に応じてスタートパルスＳＰの周期を変化さ
せることにより、Ｘ−Ｙテーブル３の移動速度に応じた
画像取り込みを行うことができ、Ｙ方向の画像分解能を
一定にすることができる。その結果、Ｘ方向の画像分解
能とＹ方向の画像分解能の比を１：１にすることができ
る。また、その誤差は、リニアスケール６の分解能（本
実施の形態では０．１μｍ）以下となる。

【００１８】これにより、テーブル３の移動速度が図２
（ａ）のように規定値Ｖから変化しても、Ｘ方向、Ｙ方
向の幅がそれぞれ一定でＹ方向に一定の間隔で並んだパ
ターンＭの画像を図２（ｃ）のように正しく取り込むこ
とができる。なお、本実施の形態では、上記所定のカウ
ント値を８０としたが、これは１画素の大きさ（分解能
の設定値）を８μｍとした場合である（つまり、８μｍ
／０．１μｍ＝８０）。したがって、８μｍでない場合
は、パルス信号ＰＯの周期０．１μｍを必要な数だけカ
ウントすればよいことは言うまでもない。

【００１９】また、スタートパルスＳＰに応じて取り込
みを開始するラインセンサカメラ２の取込時間は常に一
定で変化しない。よって、この取込時間は、スタートパ
ルスＳＰの周期がとり得る最小値以下となる。また、本
実施の形態では、パターン検査装置を例にとって説明し
たが、ラインセンサカメラによって画像取り込みを行う
画像処理装置であれば、他の装置でも適用できることは
言うまでもない。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、リニアスケールと変換
手段とスタートパルス生成手段とを設けて、スタートパ
ルス生成手段が出力するスタートパルスに応じて画像取
り込みをラインセンサカメラに行わせることにより、Ｘ
−Ｙテーブルの移動速度に応じた画像取り込みを行うこ
とができ、Ｙ方向の画像分解能を一定にすることができ
る。その結果、Ｘ方向の画像分解能とＹ方向の画像分解
能の比を１：１にすることができ、撮像対象の画像を正
しく取り込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像処理装置の実施の形態となるパ
ターン検査装置のブロック図である。

【図２】 Ｘ−ＹテーブルのＹ方向の移動速度の変動に
対する入力画像の変化を示す図である。

【図３】 リニアスケールの出力信号、シグナルパルス
ユニットの出力信号及びスタートパルスを示すタイミン
グチャート図である。

【図４】 Ｘ、Ｙ方向の画像分解能を説明するための図
である。

【符号の説明】

１…ワーク、２…ラインセンサカメラ、３…Ｘ−Ｙテー
ブル、４…モータ、５…モータコントローラ、６…リニ
アスケール、７…シグナルパルスユニット、８…画像認
識装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像対象となるワークを載置するための
   Ｘ−Ｙテーブルと、 Ｘ−ＹテーブルをＹ方向に駆動する駆動手段と、 Ｘ−ＹテーブルのＹ方向の移動量を検出するリニアスケ
   ールと、 リニアスケールの出力をパルス信号に変換する変換手段
   と、 パルス信号をカウントして所定のカウントごとにスター
   トパルスを出力するスタートパルス生成手段と、 Ｘ方向に複数の画素が配設され、スタートパルスに応じ
   て前記ワークの画像取り込みを行うラインセンサカメラ
   とを有することを特徴とする画像処理装置。