NL1009296C2 - Use of Nipkow disc to scan optically three-dimensional object in discrete parallel planes for computer resolution of contours - Google Patents

Use of Nipkow disc to scan optically three-dimensional object in discrete parallel planes for computer resolution of contours Download PDF

Info

Publication number
NL1009296C2
NL1009296C2 NL1009296A NL1009296A NL1009296C2 NL 1009296 C2 NL1009296 C2 NL 1009296C2 NL 1009296 A NL1009296 A NL 1009296A NL 1009296 A NL1009296 A NL 1009296A NL 1009296 C2 NL1009296 C2 NL 1009296C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
image
optical testing
parallel planes
computer
plane
Prior art date
Application number
NL1009296A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Gerold Staudinger
Original Assignee
Gerold Staudinger
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gerold Staudinger filed Critical Gerold Staudinger
Priority to NL1009296A priority Critical patent/NL1009296C2/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1009296C2 publication Critical patent/NL1009296C2/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302—Contactless testing
    • G01R31/308—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
    • G01R31/309—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation of printed or hybrid circuits or circuit substrates

Abstract

A light beam (10) shone through an aperture (13) in a rotating Nipkow disc (8) scans an object (4) in a succession of parallel planes (a-e). The images are resolved by computer to produce a three-dimensional representation of the object. Monochromatic or achromatic light is focused by the lens (9) to a point (11) in a plane (12) with a depth of focus (14) of a few microns. Light from the object is reflected only when the illuminated point is in line with the opening. By varying the distance between the measuring head and the object in discrete steps, a succession of parallel planes is scanned. The object illustrated (4) is a soldered joint to the connecting wire (5) between a microchip (2) and printed circuit board (1).

Description

-1--1-

De uitvinding betreft een inrichting waarmee een object optisch afgetast wordt in opeenvolgende nagenoeg 05 evenwijdige vlakken waarbij van elk vlak een contourbeeld van het object gegenereerd wordt. Het gegenereerde beeld heeft voldoende contrast om door een computer beoordeeld te worden.The invention relates to a device with which an object is scanned optically in successive substantially 05 parallel planes, whereby a contour image of the object is generated from each plane. The generated image has enough contrast to be judged by a computer.

10 De afstand tussen de meetkop en het object wordt tijdens het meten steeds versteld waarbij de onderlinge afstand tussen de meetvlakken gemeten wordt. De contouren en de gemeten afstanden geven de informatie over het object. De informatie wordt digitaal verwerkt. De beelden kunnen ook 15 visueel geïnspecteerd worden.10 The distance between the measuring head and the object is always adjusted during measurement, whereby the mutual distance between the measuring surfaces is measured. The contours and the measured distances provide the information about the object. The information is processed digitally. The images can also be visually inspected.

Het is bekend kleine hoogteverschillen te meten met een laser en Doppler-effect, echter het aftasten van een driedimensionaal object is op deze wijze zeer tijdrovend.It is known to measure small height differences with a laser and Doppler effect, however scanning a three-dimensional object is very time consuming in this way.

De uitvinding maakt gebruik van de eigenschappen van een 20 Nipkow-schijf in combinatie met een lens en monochromatisch licht. De Nipkow-schijf geeft een beeld van het object. Door door de openingen van de Nipkow-schi jf het object te belichten ontstaat een optisch beeld met een bijzonder kleine diepte-scherpte. De dieptescherpte kan tot enkele 25 microns beperkt worden. De afbeelding van het object beperkt zich tot datgene wat in het vlak van het brandpunt van de lens waar te nemen is. In de practijk wordt de contour van het object afgebeeld. Het blijkt dat het beeld voldoende contrast heeft om door een computer beoordeeld te 30 worden. Door de afstand tussen object en meetkop trapsgewijs te veranderen kunnen een aantal afbeeldingen van nagenoeg evenwijdige vlakken gegenereerd worden. Het begin en eind van de meting wordt aangegeven door het verschjinen van de eerste contour en eindigt bij het 35 verdwijnen van de laatste contour. Dit gegeven, gekoppeld aan de meting van de onderlinge afstanden van de meetvlakken geeft een drie dimensionaal interpreteerbaar beeld van het object.The invention utilizes the properties of a Nipkow disc in combination with a lens and monochromatic light. The Nipkow disc provides an image of the object. By illuminating the object through the openings of the Nipkow disc, an optical image is created with a particularly small depth of sharpness. The depth of sharpness can be limited to a few 25 microns. The image of the object is limited to what can be seen in the plane of the focal point of the lens. In practice, the contour of the object is depicted. It appears that the image has enough contrast to be judged by a computer. By gradually changing the distance between the object and the measuring head, a number of images of almost parallel surfaces can be generated. The beginning and end of the measurement is indicated by the appearance of the first contour and ends when the last contour disappears. This, coupled with the measurement of the mutual distances of the measuring surfaces, gives a three-dimensional interpretable image of the object.

1009296 -2-1009296 -2-

Een voorbeeld van de toepassing van de inrichting is het testen van de verbinding tussen een chip en het onderliggende substraat van een gedrukte bedrading. Hiertoe worden gouddraden met aan beide einden een loodkogel 05 gebruikt. De afmeting van de loodkogel en de vorm van de gouddraad geven een indicatie van de kwaliteit van de verbinding. Ook andere verbindingsvormen hebben herkenbare vormen welke met deze inrichting getest kunnen worden.An example of the application of the device is to test the connection between a chip and the underlying substrate of a printed circuit board. For this purpose, gold wires with a lead ball 05 at both ends are used. The size of the lead bullet and the shape of the gold thread give an indication of the quality of the connection. Other connection forms also have recognizable forms which can be tested with this device.

10 Een uitvoering van de uitvinding wordt besproken aan de hand van de tekening.An embodiment of the invention is discussed with reference to the drawing.

Fig. 1 toont schematisch de opstelling.Fig. 1 schematically shows the arrangement.

Fig. 2a tot en met 2e toont diverse beelden gegenereerd met 15 de inrichting.Fig. 2a through 2e show various images generated with the device.

In Fig. 1 is met (1) de gedrukte bedrading aangegeven. Op gedrukte bedrading (1) is de chip (2) geplaatst met geleider (3). Op geleider (3) en op geleider (7) van de 20 gedrukte bedrading (1) is een hechtverbinding (4, 6) van bijvoorbeeld gouddraad (5) gemaakt.In FIG. 1 the printed wiring is indicated by (1). On printed wiring (1), the chip (2) is placed with conductor (3). On the conductor (3) and on the conductor (7) of the printed wiring (1) an adhesive connection (4, 6) of, for example, gold wire (5) is made.

De optische inrichting bestaat uit de draaiende Nipkow-schijf (8) en lens (9). De lichtbundel is met (10) aangegeven. De lichtbundel (10) komt samen in brandpunt 25 (11) en brandpunt (11) beweegt in een vlak (12) tijdens het draaien van de Nipkow-schijf. De verlichting van het object geschiedt door de Nipkow-schijf waardoor alleen licht teruggekaatst wordt als een verlicht punt van het object in lijn met een opening (13) van de Nipkow-schijf ligt. 30 Hierdoor is de dieptescherpte van het stelsel zeer gering en tot enige microns te beperken. Bij (14) is het gebied van de dieptescherpte aangegeven.The optical device consists of the rotating Nipkow disk (8) and lens (9). The light beam is indicated with (10). The light beam (10) converges at focal point 25 (11) and focal point (11) moves in a plane (12) while rotating the Nipkow disc. The object is illuminated by the Nipkow disc, so that light is reflected only when an illuminated point of the object is in line with an opening (13) of the Nipkow disc. As a result, the depth of focus of the system is very small and can be limited to a few microns. At (14) the area of the depth sharpness is indicated.

Het optische stelsel kan zowel met een eenvoudige lens en monochromatisch licht danwel met wit licht en een 35 achromatisch lenzenstelsel uitgevoerd worden.The optical system can be constructed with either a simple lens and monochromatic light or with white light and an achromatic lens system.

In Fig. 2a tot en met 2e is een impressie gegeven van de beelden welke gegenereerd worden van de vlakken a tot en met e. Daar met de vertikale verplaatsing van het object de 1009296 -3- verplaatsing gemeten wordt is de combinatie van afstanden en beelden een driedimensionale impressie van het object te verkrijgen. Met een computer zijn de beelden met hun onderlinge afstanden te interpreteren en kan softwarematig 05 instructies gegeven worden. Bijvoorbeeld goedkeur of afkeur ofwel een verdere test of reparatie. Softwarematig kunnen de beelden opgeslagen worden en en statistisch verwerkt worden.In FIG. 2a to 2e inclusive, an impression is given of the images generated from planes a to e. Since the vertical displacement of the object measures the 1009296 -3 displacement, the combination of distances and images gives a three-dimensional impression of the object. With a computer the images can be interpreted with their mutual distances and software 05 can be given instructions. For example, approve or reject either a further test or repair. The images can be stored by software and processed statistically.

De inrichting is niet beperkt tot electronica doch op vele 10 andere gebieden inzetbaar.The device is not limited to electronics, but can be used in many other areas.

10092öè10092öè

Claims (7)

1. Inrichting voor het optisch testen van objecten met het kenmerk dat de inrichting een beeld geeft van een in plaats 05 en niveau bepaald vlak van het te onderzoeken object.Device for optical testing of objects, characterized in that the device provides an image of a plane determined in position 05 and level of the object to be examined. 2. Inrichting voor het optisch testen volgens conclusie l met het kenmerk dat het te onderzoeken object afgebeeld wordt in een serie afbeeldingen van elkaar opeenvolgende 10 nagenoeg evenwijdige vlakken met een gemeten onderlinge afstand.2. Optical testing device according to claim 1, characterized in that the object to be examined is displayed in a series of images of successive substantially parallel planes with a measured mutual distance. 3. Inrichting voor het optisch testen volgens conclusie l en 2 met het kenmerk dat het beeld van een vlak verkregen 15 wordt met een Nipkow-schijf (8), lens (9) en monochromatisch licht.Optical testing device according to claims 1 and 2, characterized in that the image of a plane is obtained with a Nipkow disk (8), lens (9) and monochromatic light. 4. Inrichting voor het optisch testen volgens conclusie 1, 2 en 3 met het kenmerk dat het beeld van een vlak verkregen 20 wordt met een Nipkow-schijf (8), achromatisch lenzenstelsel (9) en wit licht.Optical testing device according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the image of a plane is obtained with a Nipkow disk (8), achromatic lens system (9) and white light. 5. Inrichting voor het optisch testen volgens conclusie 1, 2, 3 en 4 roet het kenmerk dat het beeld van het te 25 onderzoeken object voor een computer interpreteerbaar is.5. Optical testing device according to claims 1, 2, 3 and 4 has the feature that the image of the object to be examined is interpretable for a computer. 6. Inrichting voor het optisch testen volgens conclusie 1, 2, 3, 4 en 5 met het kenmerk dat het beeld met een computer beoordeeld wordt, waarbij bepaald wordt naar welke testfase 30 overgegaan moet worden.Optical testing device according to claims 1, 2, 3, 4 and 5, characterized in that the image is assessed with a computer, whereby it is determined which test phase should be switched over. 7. Inrichting voor het optisch testen volgens conclusie 1, 2, 3, 4, 5 en 6 met het kenmerk dat het te meten object mechanische verbindingen (4, 5, 6) betreft zoals voorkomen 35 bij electronische bouwstenen. * v ioo.o2°eDevice for optical testing according to claim 1, 2, 3, 4, 5 and 6, characterized in that the object to be measured concerns mechanical connections (4, 5, 6) as they occur with electronic building blocks. * v ioo.o2 ° e
NL1009296A 1998-06-02 1998-06-02 Use of Nipkow disc to scan optically three-dimensional object in discrete parallel planes for computer resolution of contours NL1009296C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1009296A NL1009296C2 (en) 1998-06-02 1998-06-02 Use of Nipkow disc to scan optically three-dimensional object in discrete parallel planes for computer resolution of contours

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1009296 1998-06-02
NL1009296A NL1009296C2 (en) 1998-06-02 1998-06-02 Use of Nipkow disc to scan optically three-dimensional object in discrete parallel planes for computer resolution of contours

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1009296C2 true NL1009296C2 (en) 1999-12-03

Family

ID=19767235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1009296A NL1009296C2 (en) 1998-06-02 1998-06-02 Use of Nipkow disc to scan optically three-dimensional object in discrete parallel planes for computer resolution of contours

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL1009296C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG109977A1 (en) * 2001-12-17 2005-04-28 Agilent Technologies Inc System and method for identifying solder joint defects

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4015988A1 (en) * 1990-05-18 1991-11-21 Max Planck Ges Ev IR tomograph based on confocal imaging principal - uses either IR radiation source for computer tomography or IR radiation from cells in biological tissue
FR2682490A1 (en) * 1991-10-11 1993-04-16 Oreal APPARATUS FOR OBSERVING THE MICROSCOPIC STRUCTURE OF THE SKIN OR THE LIKE IN VIVO.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4015988A1 (en) * 1990-05-18 1991-11-21 Max Planck Ges Ev IR tomograph based on confocal imaging principal - uses either IR radiation source for computer tomography or IR radiation from cells in biological tissue
FR2682490A1 (en) * 1991-10-11 1993-04-16 Oreal APPARATUS FOR OBSERVING THE MICROSCOPIC STRUCTURE OF THE SKIN OR THE LIKE IN VIVO.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG109977A1 (en) * 2001-12-17 2005-04-28 Agilent Technologies Inc System and method for identifying solder joint defects

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6366357B1 (en) Method and system for high speed measuring of microscopic targets
US6750974B2 (en) Method and system for 3D imaging of target regions
US6098031A (en) Versatile method and system for high speed, 3D imaging of microscopic targets
US4942618A (en) Method and apparatus for determining the shape of wire or like article
US6934019B2 (en) Confocal wafer-inspection system
US6724489B2 (en) Three dimensional scanning camera
JP4913597B2 (en) High-speed multiple line 3D digitization method
US7271919B2 (en) Confocal displacement sensor
KR20070034100A (en) System and Method for Simultaneous 3D Height Measurement on Multiple Faces of Objects
NL1009296C2 (en) Use of Nipkow disc to scan optically three-dimensional object in discrete parallel planes for computer resolution of contours
JP2019100753A (en) Printed circuit board inspection device and printed circuit board inspection method
JP2007071716A (en) Confocal scanning microscope
US20040263862A1 (en) Detecting peripheral points of reflected radiation beam spots for topographically mapping a surface
JPH04221705A (en) Visual inspection device
JP2000329531A (en) Apparatus and method for measurement of three- dimensional shape
JPH02247510A (en) Appearance inspection device
JP2022176530A (en) Laser raster scan type image acquisition device and image display apparatus using the same
WO2003087711A1 (en) High-precision measuring method for object to be measured by laser reflection beam and device therefor
JP2002076050A (en) Wire splicing equipment
JP2002236002A (en) Height-measuring instrument
JP2001091211A (en) Height-measuring device
JPH01105105A (en) Shape measuring instrument
JPH03120407A (en) Inspection instrument for liquid dripping state on printed board
KR20010099825A (en) Apparatus and method to measure three- dimensional data
JP2002039718A (en) Acceptance judging method and equipment of thin film

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20030101