KR19990001076A - Component level measuring method and device - Google Patents

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변종은
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

기준면에 놓인 부품의 레벨 측정을 위해 그 부품면에 광을 조사하고, 지그부재로 광의 경로를 차단하여 부품면에 그림자화상을 형성한 다음, 그 그림자화상의 정보처리를 통해 기준면에 대한 부품의 레벨을 측정하도록 된 부품 레벨 측정방법이 개시되며, 이 방법을 수행하기 위한 최적의 장치로서 기준면에 놓인 부품면에 광을 출사하는 광원과, 그 광원으로부터 출사된 광을 차단하여 부품면에 그림자화상을 형성하도록 광원과 부품 사이의 광경로상에 마련되는 그림자화상 형성용 지그부재와, 그림자화상을 입력하기 위한 카메라와, 카메라에 입력된 그림자화상을 정보 처리하기 위한 화상처리수단 및 그림자화상 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이수단을 포함하는 부품 레벨 측정장치가 개시된다.To measure the level of the part placed on the reference plane, the part surface is irradiated with light, the light path is blocked by the jig member to form a shadow image on the part surface, and then the level of the part relative to the reference plane is processed through the information processing of the shadow image. Disclosed is a component level measuring method for measuring a light source, and as an optimal apparatus for performing the method, a light source for emitting light to a component surface placed on a reference surface, and a light image emitted from the light source to block a shadow image on the component surface. Displays a shadow image forming jig member provided on an optical path between a light source and a component, a camera for inputting a shadow image, image processing means for processing the shadow image input to the camera, and shadow image information Disclosed is a component level measuring apparatus including a display means for performing the same.

Description

부품 레벨 측정방법 및 그 장치Component level measuring method and device

본 발명은 평면테이블과 같은 기준면 위에 놓인 소형 평판 부품의 레벨을 측정하기 위한 부품 레벨 측정방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 특히 화상처리를 통하여 비접촉식으로 부품의 레벨을 측정할 수 있는 비접촉식 부품 레벨 측정방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a component level measuring method and apparatus for measuring the level of a small flat component placed on a reference plane such as a flat table, and in particular, a non-contact component level measuring method capable of measuring the level of the component in a non-contact manner through image processing. And to the apparatus.

최근, 공업제품의 소형화 및 고기능화에 따라 사용 부품도 점차 소형 정밀화되고 있다. 따라서, 그러한 소형 정밀화된 부품은 제조과정에서의 취급이 용이하지 않기 때문에 조립이나 검사 등을 위하여 현미경과 같은 정밀광학장치를 많이 사용하게 된다. 예를 들어, 반도체 패키지의 기판 실장시 리드프레임의 리드핀 높낮이에 대한 배열상태나 고정밀 가공품의 표면상태 또는 액정표시소자(LCD)나 전하결합소자(CCD)와 같은 평판형의 소형 부품에 대한 평탄면 검사를 위해 도 1에 도시된 바와 같은 레이저빔을 이용한 부품 레벨 측정장치가 이용된다. 이 측정장치는 도시된 바와 같이 발광원(11)으로부터 출사된 레이저빔을 스테이지 등의 기준면(10)에 놓여지는 검사 부품(1)면에 투사하여 반사되는 광빔을 수광부(12)로 수광하여 소위, 삼각측량법에 의해 상기 기준면(10)에 대한 부품(1)의 레벨을 측정할 수 있도록 되어 있다.In recent years, with the miniaturization and high functionalization of industrial products, the use parts are also gradually miniaturized and precision. Therefore, such small precision parts are not easy to handle in the manufacturing process, so many precision optical devices such as microscopes are used for assembly or inspection. For example, when the semiconductor package is mounted on a substrate, the arrangement of the lead pin height of the lead frame or the surface state of the high-precision workpiece or the flatness of a small flat component such as a liquid crystal display (LCD) or a charge coupled device (CCD) A part level measuring apparatus using a laser beam as shown in FIG. 1 is used for surface inspection. This measuring apparatus receives a light beam reflected by the light receiving portion 12 by projecting the laser beam emitted from the light emitting source 11 onto the surface of the inspection component 1 placed on the reference plane 10 such as a stage, as shown. The level of the component 1 with respect to the reference plane 10 can be measured by triangulation.

그런데, 상기 종래의 부품 레벨 측정장치는 다수의 부품을 효율적으로 측정하기가 어려운 문제점이 있다. 예컨대, 측정 효율을 높이기 위해 기준면을 컨베이어나 이송 가능한 평면테이블로 사용하는 경우, 부품 위치를 결정하기 위한 부가적인 장치가 마련되어야 하며, 부품의 위치결정 상태에 따라 측정 정밀도가 좌우되므로 신뢰도가 저하되는 문제점이 있다.However, the conventional component level measuring apparatus has a problem that it is difficult to efficiently measure a plurality of components. For example, when the reference plane is used as a conveyor or a transportable flat table to increase the measurement efficiency, an additional device for determining the position of the part must be provided, and the accuracy of the measurement depends on the position of the part. There is a problem.

그리고, 도시되어 있지는 않으나 영상정보 Industrial지(誌) 1992년 1월호 93 내지 101 페이지에 게재된 (주)삼협정기제작소(三協精機製作所)의 제품명 Sensorium-10과 같이, 스테이지상의 부품에 대한 최적 초점상태를 오토포커싱 광학계를 이용하여 확인하고 화상처리수단을 통해 부품의 레벨을 측정하는 장치가 있으나, 구성이 복잡하여 고가인 단점이 있다.Although not shown, as shown in the product name Sensorium-10 of Samhyeop Machinery Co., Ltd., published on pages 93 to 101 of the January 1992 issue of Image Information Industrial, it is optimized for the components on the stage. There is an apparatus for checking a focus state using an autofocusing optical system and measuring the level of a component through an image processing means, but there is a disadvantage in that the configuration is complicated and expensive.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 기준면에 대한 부품 레벨을 측정함에 있어서 측정 정밀도 향상된 부품 레벨 측정방법 및 그 장치를 제공함이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to improve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a method and apparatus for measuring a component level with improved measurement accuracy in measuring a component level with respect to a reference plane.

도 1은 종래의 부품 레벨 측정장치를 나타낸 개략적 구성도,1 is a schematic block diagram showing a conventional component level measuring apparatus,

도 2는 본 발명에 따른 부품 레벨 측정장치를 나타낸 개략적 구성도,2 is a schematic block diagram showing an apparatus for measuring a component level according to the present invention;

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 부품 레벨 측정방법 및 장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.3 and 4 are views for explaining the operation of the component level measuring method and apparatus according to the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

100...광원 200...부품 지지용 스테이지100 ... light source 200 ... stage for supporting parts

300...그림자화상 형성용 지그부재(광필터)300 ... Jig member for shadow image formation (optical filter)

400...카메라 500...화상처리수단400 camera 500 image processing means

600...모니터600 ... monitor

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 부품 레벨 측정방법은, 기준면에 놓인 부품의 레벨 측정을 위해 상기 부품면에 광을 조사하고, 지그부재로 상기 광의 경로를 차단하여 상기 부품면에 그림자화상을 형성한 다음, 그 그림자화상의 정보처리를 통해 상기 부품의 기준면에 대한 레벨을 측정하도록 된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the component level measuring method according to the present invention includes irradiating light onto the component surface for measuring the level of the component placed on a reference surface, and blocking a path of the light with a jig member to produce a shadow image on the component surface. After the formation, the level of the reference plane of the part is measured through the information processing of the shadow image.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 부품 레벨 측정장치는, 기준면에 놓인 부품의 레벨 측정을 위해 상기 부품면에 광을 출사하는 광원과; 상기 광원으로부터 출사된 광을 차단하여 상기 부품면에 그림자화상을 형성하도록 상기 광원과 상기 부품 사이의 광경로상에 마련되는 그림자화상 형성용 지그부재와; 상기 그림자화상을 입력하기 위한 카메라와; 상기 카메라에 입력된 그림자화상을 정보 처리하기 위한 화상처리수단 및 상기 그림자화상 정보를 디스플레이하기 위하여 상기 화상처리수단과 연결되는 디스플레이수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the component level measuring apparatus according to the present invention comprises: a light source for emitting light onto the component surface for measuring the level of the component placed on a reference surface; A shadow image forming jig member provided on an optical path between the light source and the component to block light emitted from the light source to form a shadow image on the component surface; A camera for inputting the shadow image; And image processing means for processing the shadow image input to the camera and display means connected to the image processing means for displaying the shadow image information.

상기 본 발명에 의한 부품 레벨 측정장치에 있어서, 상기 광원은 예컨대 레이저방출소자(LED)와 같은 점광원이 바람직하며, 상기 그림자화상 형성용 지그부재는 특정 파장대의 광만 투과시키는 광필터인 것이 바람직하다.In the component level measuring apparatus according to the present invention, the light source is preferably a point light source such as a laser emitting device (LED), and the jig member for shadow image forming is preferably an optical filter that transmits only light in a specific wavelength band. .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 부품 레벨 측정장치는 예컨대, 컨베이어나 스테이지 등의 기준면(10)에 놓인 부품(1)면에 광을 출사하도록 마련된 광원(100)과, 상기 광원(100)으로부터 출사된 광을 차단하여 상기 부품(1)면에 그림자화상(S)을 형성하도록 상기 광원(100)과 부품(1) 사이의 광경로상에 마련되는 그림자화상 형성용 지그부재(200)와, 상기 그림자화상(S)을 입력하기 위한 카메라(300)와, 상기 카메라(300)에 의해 입력된 그림자화상(S) 정보를 신호처리하기 위한 화상처리수단(400) 및 상기 그림자화상 정보를 디스플레이하기 위하여 상기 화상처리수단(400)과 연결되는 모니터(500)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the component level measuring apparatus according to the present invention includes, for example, a light source 100 provided to emit light onto a surface of a component 1 placed on a reference surface 10 such as a conveyor or a stage, and the light source 100. And a shadow image forming jig member 200 provided on an optical path between the light source 100 and the component 1 to block light emitted from the surface to form a shadow image S on the surface of the component 1. And a camera 300 for inputting the shadow image S, an image processing means 400 for signal processing the shadow image S information input by the camera 300, and the shadow image information. It comprises a monitor 500 which is connected to the image processing means 400 in order to.

상기 구성에 있어서, 특히 상기 광원(100)은 예컨대, 레이저방출소자(LED)와 같은 점광원이 바람직하며, 상기 그림자화상 형성용 지그부재(200)는 특정 파장대의 광만 투과시키는 광필터가 설치되는 것이 바람직하다.In the above configuration, in particular, the light source 100 is preferably a point light source such as, for example, a laser emitting device (LED), the jig member 200 for forming a shadow image is provided with an optical filter for transmitting only light of a specific wavelength band It is preferable.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 부품 레벨 측정방법 및 장치의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 이를 참조하여 본 발명에 따른 부품 레벨 측정방법 및 장치의 작용 원리를 설명하면 다음과 같다.3 and 4 are views for explaining the operation of the component level measuring method and apparatus according to the present invention, the operation principle of the component level measuring method and apparatus according to the present invention with reference to the following.

상기 광원(100)으로부터 출사된 광은 상기 그림자화상 형성용 지그부재(200)에 의해 차단된다. 이로써, 상기 부품(1)면에는 상기 지그부재(200)의 그림자화상이 형성된다. 이때 형성되는 그림자화상(S)의 길이는 부품의 높이에 따라 달라진다. 즉, 도 3을 참조하면 a 및 b는 각각 높이가 h 및 h'인 부품(1, 1')면에 대한 광입사점으로서 상호 d만큼의 거리 차이가 있다. 따라서, 그림자화상의 길이는 그 거리(d)에 해당되는 만큼 차이가 생긴다. θ는 상기 부품면(기준면 또는 지그부재의 끝단)과 광축이 이루는 각도로서, 이 각도(θ)에 의해 다음의 수학식을 통하여 부품 높이(h 또는 h')를 산출함으로써 기준면(100)에 대한 부품 레벨을 측정할 수 있다.Light emitted from the light source 100 is blocked by the shadow image forming jig member 200. As a result, a shadow image of the jig member 200 is formed on the surface of the component 1. The length of the shadow image S formed at this time depends on the height of the component. That is, referring to FIG. 3, a and b are light incidence points with respect to the surfaces of the parts 1 and 1 'having heights h and h', respectively, and have a distance difference d by mutually. Therefore, the length of the shadow image differs by the distance d. θ is an angle formed between the component surface (reference surface or the end of the jig member) and the optical axis, and by calculating the component height (h or h ') by the following equation by the angle (θ) with respect to the reference surface 100 Component level can be measured.

[수학식][Equation]

h = d tanθh = d tanθ

도 4의 (a)도와 (b)도 및 (c)도는 각각 측정 대상 부품의 높이에 따라 형성되는 그림자화상의 유형이 모니터(600)에 디스플레이되는 것을 보인 예시도로서, (b)도의 부품 높이가 h 일 때의 그림자화상 길이(Sh)를 기준으로 보면, (a)도의 부품 높이 h'는 h보다 큰 경우로서 그 그림자화상의 길이 Sh'는 Sh보다 짧아진다. 그리고, (c)도의 부품 높이 h는 h보다 작은 경우로서 그 그림자화상의 길이 Sh는 Sh보다 길어진다.(A), (b) and (c) of FIG. 4 are exemplary views showing that the type of shadow image formed according to the height of the component to be measured is displayed on the monitor 600, respectively. Based on the shadow image length Sh at h, the component height h 'in (a) is larger than h, and the length Sh' of the shadow image is shorter than Sh. The height h of the component in (c) is smaller than h, and the length Sh of the shadow image is longer than Sh.

따라서, 본 발명에 따른 부품 레벨 측정방법 및 장치에 의하면 상기 기준면(10)에 놓여진 부품(1)면에 형성되는 지그부재(200)의 그림자 화상정보를 카메라(300)로 입력하여 상기 화상처리수단(400)에 의해 그 길이를 기준 길이와 비교함으로써 기준면에 대한 부품 레벨을 용이하게 측정할 수가 있다.Therefore, according to the component level measuring method and apparatus according to the present invention, the shadow image information of the jig member 200 formed on the surface of the component 1 placed on the reference plane 10 is input to the camera 300 to perform the image processing means. By 400, the part level with respect to the reference plane can be easily measured by comparing the length with the reference length.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 부품 레벨 측정방법 및 그 장치에 따르면, 장치 구성이 단순하여 경제적이고 측정 부품의 그림자 화상처리에 의해 부품 레벨을 측정하므로, 예컨대 컨베이어나 이송 가능한 평면테이블을 기준면으로 사용하게 되는 경우에 있어서도 부품의 위치를 정적인 상태로 결정하지 않고 동적인 상태에서의 정밀측정이 가능하므로 측정 효율 및 측정 결과에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.According to the component level measuring method and the apparatus according to the present invention as described above, since the apparatus configuration is simple and economical, and the component level is measured by shadow image processing of the measuring component, for example, a conveyor or a transferable flat table may be used as a reference plane. Even in the case of use, it is possible to precisely measure in the dynamic state without determining the position of the component in the static state, thereby increasing the measurement efficiency and the reliability of the measurement result.

Claims (6)

기준면에 놓인 부품의 레벨 측정을 위해 상기 부품면에 광을 조사하고, 지그부재로 상기 광의 경로를 차단하여 상기 부품면에 그림자화상을 형성한 다음, 그 그림자화상의 정보처리를 통해 상기 기준면에 대한 부품의 레벨을 측정하도록 된 것을 특징으로 하는 부품 레벨 측정방법.In order to measure the level of the component placed on the reference plane, the component plane is irradiated with light, and a path of the light is blocked by a jig member to form a shadow image on the component plane, and then through the information processing of the shadow image, A component level measuring method, characterized in that for measuring the level of the component. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지그부재는 특정 파장대의 광만 투과시키는 광필터인 것을 특징으로 하는 부품 레벨 측정방법.The jig member is a component level measuring method, characterized in that the optical filter for transmitting only light of a specific wavelength band. 기준면에 놓인 부품의 레벨 측정을 위해 상기 부품면에 광을 출사하는 광원과;A light source for emitting light to the component surface for measuring the level of the component placed on the reference surface; 상기 광원으로부터 출사된 광을 차단하여 상기 부품면에 그림자화상을 형성하도록 상기 광원과 상기 부품 사이의 광경로상에 마련되는 그림자화상 형성용 지그부재와;A shadow image forming jig member provided on an optical path between the light source and the component to block light emitted from the light source to form a shadow image on the component surface; 상기 그림자화상을 입력하기 위한 카메라와;A camera for inputting the shadow image; 상기 카메라에 입력된 그림자화상을 정보 처리하기 위한 화상처리수단;및Image processing means for information processing of the shadow image input to the camera; and 상기 그림자화상 정보를 디스플레이하기 위하여 상기 화상처리수단과 연결되는 디스플레이수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 레벨 측정장치.And display means connected to said image processing means for displaying said shadow image information. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 광원은 점광원인 것을 특징으로 하는 부품 레벨 측정장치.And the light source is a point light source. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 광원은 레이저방출소자(LED)인 것을 특징으로 하는 부품 레벨 측정장치.And the light source is a laser emitting device (LED). 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 그림자화상 형성용 지그부재는 특정 파장대의 광만 투과시키는 광필터인 것을 특징으로 하는 부품 레벨 측정장치.The shadow image forming jig member is a component level measuring device, characterized in that the optical filter for transmitting only light of a specific wavelength band.
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