TWI693386B - 取像參數最佳化調整系統與方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種取像參數最佳化調整系統與方法,使用於一光學影像檢測系統,該光學影像檢測系統對一待測物的至少一量測位置檢測一量測數值,該方法包含在該量測位置執行以下步驟:選定至少一光源;決定複數個取像參數的一最佳化調整順序;設定最優先之取像參數的一參數調整範圍,並設定其餘之取像參數各別的預設值;基於其餘之取像參數的預設值,並在最優先之取像參數的該參數調整範圍內,擷取複數張檢測影像以計算一量測分布數值,並以該量測分布數值的數學統計公式決定最優先之取像參數在該參數調整範圍內的最佳值;以及,依序完成其餘之取像參數最佳化,記錄每個取像參數的最佳值,俾使該光學影像檢測系統以該等取像參數的最佳值對後續待測物在該量測位置進行檢測。

Description

取像參數最佳化調整系統與方法
本發明是關於一種參數調整系統與方法,特別是,本發明是一種取像參數最佳化調整系統與方法,用來最佳化調整一光學影像檢測系統對一待測物進行影像檢測的複數個取像參數。
習知光學影像檢測系統對PCB料件進行影像檢測,以判斷該PCB料件是否存在瑕疵。由於習知光學影像檢測系統因為零件組裝與機構件等外在環境問題,例如:機台的平整度、PCB料件的待測特性、相機的特性與光源系統的亮度調整等,都會影響系統對PCB料件進行影像檢測的正確性與穩定性,如何在實際檢測環境下搭配PCB料件的待測特性,找到影響檢測正確性的參數的最佳狀態,是此一產業所欲解決的重要課題。
本發明所欲解決的問題在於如何最佳化一光學影像檢測系統對一待測物進行影像檢測的複數個取像參數。因此,本發明的目的在於提供一種取像參數最佳化調整系統與方法,利用一光學影像檢測系統中影響檢測正確性的重要參數,依參數重要性(敏感度)的順序,在實際檢測環境下取得量測分布數值,並基於量測分布數值的數學統計公式決定重要參數的最佳值,其中該數學統計公式如標準差值或最大最小差值。
為實現本發明之上述目的之一,本發明提出一種取像參數最佳化調整方法,使用於一光學影像檢測系統,該光學影像檢測系統對一待 測物的至少一量測位置檢測一量測數值,該方法包含在該量測位置執行以下步驟:a.選定至少一光源,該光源輔助照明該待測物進行檢測;b.決定複數個取像參數的一最佳化調整順序;c.設定最優先之取像參數的一參數調整範圍,並設定其餘之取像參數各別的預設值;d.基於其餘之取像參數的預設值,並在最優先之取像參數的該參數調整範圍內,擷取複數張檢測影像以計算一量測分布數值,並以該量測分布數值的數學統計公式決定最優先之取像參數在該參數調整範圍內的最佳值,其中該數學統計公式如標準差值或最大最小差值;e.依該最佳化調整順序,分別設定進行最佳化取像參數的一參數調整範圍,且基於最優先之取像參數的最佳值與其餘之取像參數的預設值,並在進行最佳化取像參數的該參數調整範圍內,擷取複數張檢測影像以計算該量測分布數值,並以該量測分布數值的數學統計公式,決定進行最佳化取像參數在該調整範圍內的最佳值,其中該數學統計公式如標準差值或最大最小差值;以及f.記錄每個取像參數的最佳值;俾使該光學影像檢測系統以該等取像參數的最佳值對後續待測物在該量測位置進行檢測。
其中,該等取像參數至少包含:一對焦距離、一光源亮度及一相機曝光時間,而該最佳化調整順序依序為該對焦距離、該光源亮度及該相機曝光時間。
其中,該最優先之取像參數為該對焦距離,而其餘之取像參數包含該光源亮度及該相機曝光時間。
其中,本發明取像參數最佳化調整方法,進一步包含:調整順序先以敏感度最重的該取像參數開始調整:固定該光源亮度的預設值及 該相機曝光時間的預設值,先調整該對焦距離,並在該對焦距離的該參數調整範圍內,每變化一個該對焦距離,擷取複數張檢測影像以計算該量測分布數值,並以該量測分布數值的數學統計公式,決定該對焦距離在該參數調整範圍內的最佳值,其中該數學統計公式如標準差值或最大最小差值。
其中,本發明取像參數最佳化調整方法,進一步包含:調整該對焦距離的取像參數之後,再來調整該光源亮度的取像參數,而調整優化過程中,其餘之取像參數都固定不變,之後再調整該相機曝光時間的取像參數。
其中,本發明取像參數最佳化調整方法,進一步包含:以該光源亮度為進行最佳化取像參數;以及,固定該對焦距離的最佳值與該相機曝光時間的預設值,並在該光源亮度的該參數調整範圍內,擷取複數張檢測影像以計算該量測分布數值,並以該量測分布數值的數學統計公式,決定該光源亮度在該參數調整範圍內的最佳值,其中該數學統計公式如標準差值或最大最小差值。
其中,本發明取像參數最佳化調整方法,進一步包含:以該相機曝光時間為進行最佳化取像參數;以及,固定該對焦距離的最佳值與該光源亮度的最佳值,並在該相機曝光時間的該參數調整範圍內,擷取複數張檢測影像以計算該量測分布數值,並以該量測分布數值的數學統計公式,決定該相機曝光時間在該參數調整範圍內的最佳值,其中該數學統計公式如標準差值或最大最小差值。
其中,本發明取像參數最佳化調整方法,進一步包含:推廣到多光源的取像參數設定:選定一光源後,執行步驟b至步驟f,以取得該光 源下複數個取像參數的最佳值;以及選定另一光源後,執行步驟b至步驟f,以取得該另一光源下複數個取像參數的最佳值。
為實現本發明之上述目的之一,本發明提出一種取像參數最佳化調整系統,使用於一光學影像檢測系統,該光學影像檢測系統以複數個取像參數對一待測物的至少一量測位置擷取至少一檢測影像,該取像參數最佳化調整系統包含:一參數設定模組,接收一光源設定、複數個取像參數各別的預設值與各別的參數調整範圍,以及一包含最優先之取像參數的最佳化調整順序;一參數調整模組,根據該光源設定、複數個取像參數各別的預設值與各別的參數調整範圍,控制該光學影像檢測系統以各別的預設值與各別的參數調整範圍對該待測物擷取複數個檢測影像;一影像檢測模組,接收該等檢測影像以計算該量測位置的量測分布數值;以及一參數編輯模組,根據該光源設定、複數個取像參數各別的預設值與各別的參數調整範圍所獲得的該量測分布數值,計算該量測分布數值的數學統計公式,以決定各取像參數各別的最佳值,其中該數學統計公式如標準差值或最大最小差值;其中,該參數調整模組依該最佳化調整順序,固定其餘之取像參數的預設值,並在最優先之取像參數的該參數調整範圍內,控制該光學影像檢測系統擷取複數張檢測影像,由該影像檢測模組計算該量測分布數值,並由該參數編輯模組計算該量測分布數值的數學統計公式,以決定最優先之取像參數在該參數調整範圍內的最佳值,其中該數學統計公式如標準差值或最大最小差值。
其中,該參數調整模組依該最佳化調整順序,固定最優先之取像參數的最佳值與其餘之取像參數的預設值,並在進行最佳化取像參數 的該參數調整範圍內,控制該光學影像檢測系統擷取複數張檢測影像,由該影像檢測模組計算該量測分布數值,並由該參數編輯模組計算該量測分布數值的數學統計公式,以決定進行最佳化取像參數在該參數調整範圍內的最佳值,其中該數學統計公式如標準差值或最大最小差值。
根據本發明所實施的取像參數最佳化調整系統與方法,在一光學影像檢測系統的實際檢測環境下,對一待測物取得各取像參數的量測分布數據,並基於如標準差值或最大最小差值之數學統計公式決定取像參數的最佳值,因此,以該等取像參數的最佳值設定該光學影像檢測系統,對後續待測物進行檢測讓整個系統的穩定性最佳化。
1:待測物
2:移動平台
10:影像拍攝系統
11:相機
12:鏡頭
13:光源
14:Z軸對焦驅動機構
15:平台XY軸驅動機構
18:拍攝光軸
20:處理系統
21:參數設定模組
22:參數調整模組
23:影像檢測模組
24:參數編輯模組
25:亮度控制
26:控制軸卡
30:參數資料庫
100:取像參數最佳化調整方法
110~160:步驟
131~139:步驟
1331~1337:步驟
1351~1357:步驟
第一圖為本發明光學影像檢測系統之系統架構圖。
第二圖為本發明光學影像檢測系統之功能方塊圖。
第三圖為本發明取像參數最佳化調整方法之流程圖。
第四圖為本發明參數自動調整最佳化之流程圖。
第五A圖是以對焦距離作為進行最佳化取像參數,執行自動調整與計算最佳值之流程圖。
第五B圖是以光源亮度作為進行最佳化取像參數,執行自動調整與計算最佳值之流程圖。
第六圖為在不同對焦距離下,量測待測物的線寬距離的示意圖。
第七A圖是以對焦距離作為進行最佳化取像參數,在參數調整範圍內的量測分布數值之示意圖。
第七B圖是以光源亮度作為進行最佳化取像參數,在參數調整範圍內的量測分布數值之示意圖。
首先請參考第一、二圖,係顯示本發明光學影像檢測系統之系統架構圖。在本發明的一種實施例中,一光學影像檢測系統對一待測物1的複數個量測位置檢測一量測數值,以決定該量測位置是否存在瑕疵或影像清晰。該光學影像檢測系統包含一影像拍攝系統10、一移動平台2、至少一光源13與一處理系統20,其中該影像拍攝系統10包含一相機11與一鏡頭12,該移動平台2承載一待測物1,並在XY軸上移動該待測物1的一量測位置對準該影像拍攝系統的鏡頭12,藉由該光源13對該待測物1提供輔助照明以及在Z軸對焦移動後,使該相機11從該待測物1的量測位置擷取至少一檢測影像,由該處理系統根據該檢測影像計算一量測數值,而據以決定該量測位置是否存在瑕疵或影像清晰。在本發明的另一種實施例中,該光學影像檢測系統包含複數個光源,可因應該待測物1的特性提供不同種類的光源。
請繼續參考第二圖,係顯示本發明光學影像檢測系統之功能方塊圖。本發明光學影像檢測系統的處理系統20可透過控制軸卡26以控制平台XY軸驅動機構15與Z軸對焦驅動機構14,其中該平台XY軸驅動機構15驅動移動平台2,在XY軸上移動該待測物1的一量測位置對準該影像拍攝系統的鏡頭12;而Z軸對焦驅動機構14在鏡頭12對準該待測物1的量測位置後,可以調整對焦距離,使該相機11可以從該待測物1的量測位置清晰地拍攝檢測影像。此外,本發明光學影像檢測系統的處理系統20可透過亮度控 制25控制光源13的亮度,以提供最佳地輔助照明,且控制影像拍攝系統10的相機11,以接收檢測影像。
由於光學影像檢測系統的零件組裝與機構件等外在環境問題可能影響影像拍攝系統10擷取的檢測影像,進而影響處理系統20根據該檢測影像所計算的量測數值,並據以判斷量測位置是否影像清晰的穩定性或存在瑕疵的正確性。因此,本發明光學影像檢測系統的處理系統20執行一種取像參數最佳化調整方法100,以最佳化影響系統判斷正確性與穩定性的重要取像參數,如第三圖所示。稍後進一步詳細說明。在本發明的一種實施例中,這些重要的取像參數包含光源種類、光源亮度、相機曝光時間以及Z軸對焦距離。
本發明處理系統20執行該取像參數最佳化調整方法100的模組包含:一參數設定模組21、一參數調整模組22、一影像檢測模組23以及一參數編輯模組24,各模組的實施以軟體結合硬體協動運作。以下進一步說明各模組的功能與運作。參數設定模組21可接收人員對光學影像檢測系統的零件組裝與機構件進行參數設定,包含:一光源參數設定,接受人員對光源13設定光源種類與光源亮度的預設值及其參數調整範圍;一相機參數設定,接受人員對相機11設定相機曝光時間的預設值及其參數調整範圍;一對焦參數設定,接受人員對Z軸對焦距離設定預設值及其參數調整範圍;以及一最佳化調整順序,係依對影像拍攝系統10擷取檢測影像的影響程度,設定複數個取像參數的最佳化優先順序。在本發明的一種實施例中,當因應待測物1的量測位置選定光源種類後,最佳化調整順序為Z軸對焦距離、光源亮度及相機曝光時間,其中最優先之取像參數為Z軸對焦距離。
處理系統20的參數調整模組22根據參數設定模組21的該光源參數設定、該相機參數設定及該對焦參數設定所接收複數個取像參數各別的預設值與各別的參數調整範圍,控制該光學影像檢測系統的零件組裝與機構件,以各別參數的預設值與各別的參數調整範圍對該待測物1擷取複數個檢測影像,其中參數調整模組22控制該影像拍攝系統10的相機曝光時間,並透過亮度控制25對光源13控制光源亮度,且透過控制軸卡26分別控制Z軸對焦驅動機構14與平台XY軸驅動機構15。該Z軸對焦驅動機構14驅動光學影像檢測系統取像的對焦距離,平台XY軸驅動機構15驅動移動平台2承載該待測物1的量測位置對準影像拍攝系統10取像的鏡頭12。此外,該參數調整模組22依該最佳化調整順序來決定一進行最佳化取像參數。先固定其餘之取像參數的預設值,並以該進行最佳化取像參數所設定的該參數調整範圍內,控制該影像拍攝系統10擷取複數張檢測影像。
處理系統20的影像檢測模組23待參數調整模組22完成所有取像參數的設定後,控制該影像拍攝系統10的相機11從該待測物1擷取複數個檢測影像,並據以計算該量測位置的量測分布數值。參數編輯模組24根據影像檢測模組23基於取像參數的設定所獲得的量測分布數值,計算該量測分布數值的標準差值或最大最小差值之數學統計公式以決定進行最佳化取像參數各別的最佳值,並將最佳化取像參數各別的最佳值儲存於參數資料庫30,作為該光學影像檢測系統以該等取像參數的最佳值對後續待測物在該量測位置進行檢測。
請參考第三圖,係顯示本發明取像參數最佳化調整方法之流程圖。本發明取像參數最佳化調整方法100使用於第一圖與第二圖所示光學 影像檢測系統,該光學影像檢測系統可對一待測物1的至少一量測位置檢測一量測數值,以決定該量測位置是否存在瑕疵或影像清晰。在本發明的一種實施例中,光學影像檢測系統以第一個待測物1,如待測PCB板,進行取像參數最佳化調整,以作為後續待測物進行檢測的參數設定。本發明取像參數最佳化調整方法100包含以下步驟:步驟110,取像參數設定:由參數設定模組21接收人員對光學影像檢測系統的零件組裝與機構件進行參數設定,包含如上所述的光源參數設定、相機參數設定與對焦參數設定。步驟120,移動平台至量測位置(x,y):由參數調整模組22透過控制軸卡26控制平台XY軸驅動機構15,以驅動移動平台2承載該待測物1的量測位置(x,y)對準影像拍攝系統10取像的鏡頭12。步驟130,參數自動調整最佳化,如第四圖所示。稍後進一步詳細說明。
步驟140,記錄量測位置(x,y)的最佳化取像參數:記錄由步驟130所取得最佳化取像參數各別的最佳值,俾使後續實際檢測時,在各量測位置以最佳化取像參數控制影像檢測模組23對待測物進行取像,以進行後續瑕疵判斷或影像檢測。步驟150,判斷該待測物1是否還有下一個量測位置(x,y),若有下一個量測位置(Y),則到步驟120;若無下一個量測位置(N),則到步驟160。步驟160,完成取像參數最佳化:將參數資料庫30所儲存最佳化取像參數的最佳值,作為該光學影像檢測系統對後續待測物進行檢測的取像參數。
請參考第四圖,係顯示本發明參數自動調整最佳化之流程圖。第三圖所示步驟130進一步包含以下步驟:步驟131,選定光源種類,決定調整順序:本發明光學影像檢測系統包含至少一光源13,若系統包含 兩種以上的光源,參數設定模組21將接受人員選定光源種類,再決定複數個取像參數的最佳化調整順序,例如:Z軸對焦距離、光源亮度及相機曝光時間的最佳化調整順序。步驟132,參數調整模組22依最佳化調整順序先以最優先取像參數Z軸對焦距離進行最佳化調整,且固定光源亮度的預設值及相機曝光時間的預設值。步驟133,在Z軸對焦距離的調整範圍內連續取像檢測,決定Z軸最佳對焦值,如第五A圖所示,稍後進一步詳細說明。
步驟134,在步驟133之後取得Z軸對焦距離的最佳值後,接著參數調整模組22依最佳化調整順序對光源亮度進行最佳化調整,且固定Z軸對焦距離的最佳值及相機曝光時間的預設值。步驟135,在光源亮度的調整範圍內連續取像檢測,決定光源最佳亮度值,如第五B圖所示,稍後進一步詳細說明。步驟136,在步驟135之後取得光源亮度的最佳值後,接著參數調整模組22依最佳化調整順序對相機曝光時間進行最佳化調整,且固定Z軸對焦距離的最佳值及光源亮度的最佳值。步驟137,在相機曝光時間的調整範圍內連續取像檢測,決定相機最佳曝光時間,稍後進一步詳細說明。步驟138,編輯取像檢測參數,由參數編輯模組24編輯在量測位置(x,y)下由步驟133、135、137分別獲得的Z軸最佳對焦值、光源最佳亮度值與相機最佳曝光時間等取像參數。步驟139,記錄取像檢測參數,由參數編輯模組24儲存Z軸最佳對焦值、光源最佳亮度值與相機最佳曝光時間等取像參數至參數資料庫30。
接下來,請參考第五A圖與第七A圖,分別顯示以對焦距離作為進行最佳化取像參數,執行自動調整與計算最佳值之流程圖以及在參數調整範圍內的量測分布數值之示意圖。第四圖所示步驟133係在Z軸對焦 距離的調整範圍內連續取像檢測,決定Z軸最佳對焦值,進一步包含以下步驟:步驟1331,參數調整模組22從參數設定模組21載入Z軸對焦距離之調整範圍(-Z,+Z),該調整範圍(-Z,+Z)是由人員所設定而用以決定Z軸最佳對焦值。例如:人員設定Z軸對焦距離的預設值為10mm,差量範圍為+/-5mm,則調整範圍(-Z,+Z)=(5mm,15mm)。
步驟1332,參數調整模組22調整Z軸對焦距離為zi=+Z-di距離差量,並根據Z軸對焦距離的調整值zi,透過控制軸卡26控制Z軸對焦驅動機構14以驅動光學影像檢測系統取像的對焦距離至調整值zi,其中該di距離差量視Z軸對焦驅動機構14驅動鏡頭對焦位置的最小解析度而定,例如:di距離差量為1mm,則調整值zi分別為15mm、14mm、…、6mm、5mm。步驟1333,基於步驟132固定的光源亮度的預設值與相機曝光時間的預設值,以及步驟1332調整的Z軸對焦距離的調整值zi,影像檢測模組23控制影像拍攝系統10在調整值zi下,連續取像N張檢測影像,並計算且記錄每張檢測影像的量測數值。步驟1334,計算N張檢測影像的量測分布數值,包含:量測數值的平均以及由數學統計公式所得之數值,如最大最小差值與標準差值。如第六圖所示實施例,在不同對焦距離(mm)(調整值zi)Z1、Z2、Z3、Z4下,影像拍攝系統10所拍攝的N張檢測影像在線寬邊緣的模糊程度不同,如虛線框線所示。因此,計算線寬距離的量測數值(μm)受到模糊程度不同的影響,使得量測數值的標準差數據集中度也不同。對焦越清晰,則線寬邊緣的銳利度越明確,量測穩定度則越高。所以,在不同對焦距離(調整值zi)下,對焦距離(mm)Z3的標準差數據集中度優於其他對焦距離,其量測穩定度最高。
步驟1335,參數調整模組22判斷Z軸對焦距離的調整值zi是否為-Z,若調整值zi為-Z時(Y),則表示Z軸對焦距離在調整範圍(-Z,+Z)內已獲得所有量測分布數值,接著到步驟1336;若調整值zi不為-Z時(N),則表示在調整範圍(-Z,+Z)尚有調整值zi未獲得量測分布數值,將回到步驟1332。步驟1336,參數編輯模組24搜尋在調整範圍(-Z,+Z)內獲得量測分布數值中最小值的最大最小差值或標準差值δ(zi)。步驟1337,參數編輯模組24從量測分布數值中選擇最小值的最大最小差值或標準差值δ(zi),並將對焦距離調整至最小值δ(zi)所對應的zi位置,以作為在調整範圍(-Z,+Z)內的Z軸最佳對焦值(對焦距離),如第七A圖所示,從+Z逐步調整至-Z的範圍內的量測分布數值,以決定最小值的最大最小差值或標準差值δ(zi)所對應的調整值zi,其中該最小值的最大最小差值或標準差值δ(zi)表示在調整值zi下進行取像量測時,檢測系統產生的誤差相對較小,且檢測結果的穩定性相對較高。
在本發明的一種實施例中,步驟1331,參數調整模組22從參數設定模組21載入Z軸對焦距離之調整範圍(-Z,+Z)以(5mm,15mm)為例,步驟1332的di距離差量為1mm,則調整值zi分別為15mm、14mm、…、6mm、5mm。步驟1333與步驟1334以20張檢測影像為例,則步驟1333在每個調整值zi下,可計算獲得20個量測數值(μm),而步驟1334根據步驟1333的20個量測數值(μm),可計算出每個調整值zi的平均、最大最小差值以及標準差值δ(zi)。
因此,當步驟1335判斷Z軸對焦距離的調整值zi為-Z時(Y),可獲得由下表一所示在調整範圍(-Z,+Z)內的所有量測分布數值。步驟1336 可計算出對焦距離的每個調整值zi(15mm、14mm、…、6mm、5mm)的平均(μm)、最大數值(μm)、最小數值(μm)、最大最小差值(μm)與標準差值(μm)。步驟1337,從表一選擇最小值的最大最小差值0.2(即量測數值的最大值與最小值之差)或標準差值δ(zi)=0.07,進而決定最小值的最大最小差值或最小值的標準差值δ(zi)所對應的對焦距離位置為9mm,以作為在調整範圍(5mm,15mm)內Z軸最佳對焦值,完成第四圖所示步驟133。
接下來,請參考第五B圖與第七B圖,分別顯示以光源亮度作為進行最佳化取像參數,執行自動調整與計算最佳值之流程圖以及在參數調整範圍內的量測分布數值之示意圖。第四圖所示步驟135係在光源亮度的調整範圍內連續取像檢測,決定光源最佳亮度值,類似於步驟133之流 程,步驟135進一步包含以下步驟:步驟1351,參數調整模組22從參數設定模組21載入光源亮度之調整範圍(bmin,bmax),該調整範圍(bmin,bmax)是由人員所設定而用以決定步驟131所選定光源種類的光源最佳亮度值。步驟1352,參數調整模組22調整光源亮度為bi=bmax-di電流差量,並根據光源亮度的調整值bi,透過亮度控制25控制光源13的亮度,其中該di電流差量表示通過光源13的電流的最小解析度,以逐步調整光源13的亮度變化。步驟1353,基於步驟134固定的Z軸最佳對焦值及相機曝光時間預設值,以及步驟1352調整的光源亮度的調整值bi,影像檢測模組23控制影像拍攝系統10在調整值bi下連續取像N張檢測影像,並計算且記錄每張檢測影像的量測數值。步驟1354,計算N張檢測影像的量測分布數值,包含:量測數值的平均以及由數學統計公式所計算之數值,如最大最小差值與標準差值。
步驟1355,參數調整模組22判斷光源亮度的調整值bi是否為bmin,若調整值bi為bmin時(Y),則表示光源亮度在調整範圍(bmin,bmax)內已獲得所有量測分布數值,接著到步驟1356;若調整值bi不為bmin時(N),則表示在調整範圍(bmin,bmax)尚有調整值bi未獲得量測分布數值,將回到步驟1352。步驟1356,參數編輯模組24搜尋在調整範圍(bmin,bmax)內獲得量測分布數值中最小值的最大最小差值或標準差值δ(bi)。步驟1357,參數編輯模組24從量測分布數值中選擇最小值的最大最小差值或標準差值δ(bi),並將光源亮度調整至最小值的最大最小差值或最小值δ(bi)所對應的bi亮度,以作為在調整範圍(bmin,bmax)內的光源最佳亮度值,如第七B圖所示,從bmax逐步調整至bmin的範圍內的量測分布數值,以決定最小值的最大最小差值或標準差值δ(bi)所對應的bi,其中該最小值的最大最小差值或 標準差值δ(bi)表示在調整值bi下進行取像量測時,檢測系統產生的誤差相對較小,且檢測結果的穩定性相對較高。
接下來,第四圖所示步驟137係在相機曝光時間的調整範圍內連續取像檢測,決定相機最佳曝光時間,類似於步驟133、135之流程,步驟137進一步包含:參數調整模組22從參數設定模組21載入相機曝光時間之調整範圍(Smin,Smax),該調整範圍(Smin,Smax)是由人員所設定而用以決定相機11的最佳曝光時間;參數調整模組22以時間差量逐步調整曝光時間的調整值Si,來控制該相機11的曝光時間;基於步驟136固定的Z軸最佳對焦值及光源最佳亮度值,以及調整的曝光時間的調整值Si,影像檢測模組23控制影像拍攝系統10在調整值Si下連續取像N張檢測影像,並計算且記錄每張檢測影像的量測數值;計算N張檢測影像的量測分布數值;直到相機曝光時間在調整範圍(Smin,Smax)內已獲得所有量測分布數值;參數編輯模組24搜尋在調整範圍(Smin,Smax)內獲得量測分布數值中最小值的最大最小差值或標準差值δ(Si);參數編輯模組24從量測分布數值中選擇最小值的最大最小差值或標準差值δ(Si),並將相機曝光時間調整至最小值δ(Si)所對應的Si時間,以作為在調整範圍(Smin,Smax)內相機最佳曝光時間,其中該最小值的最大最小差值或標準差值δ(Si)表示在調整值Si下進行取像量測時,檢測系統產生的誤差相對較小,且檢測結果的穩定性相對較高。
在本發明的不同實施例中,當光學影像檢測系統包含多種光源,且在該待測物1的量測位置需要使用兩種或兩種以上光源進行檢測時,將為需要使用的光源逐一執行第四圖所示本發明參數自動調整最佳化之流程。以該量測位置需要使用兩種光源為例說明,先以預設值設定一個光源 A,自動調整另一光源B取得最佳化參數後,再以最佳化參數設定光源B,自動調整光源A取得最佳化參數。
130:參數自動調整最佳化
131~139:步驟

Claims (8)

  1. 一種取像參數最佳化調整方法,使用於一光學影像檢測系統,該光學影像檢測系統對一待測物的至少一量測位置檢測一量測數值,該方法包含在該量測位置執行以下步驟:a.選定至少一光源,該光源輔助照明該待測物進行檢測;b.決定複數個取像參數的其中之一為最優先之取像參數,其中該最優先之取像參數為一對焦距離;c.設定最優先之取像參數的一參數調整範圍,並設定其餘之取像參數各別的預設值;d.基於其餘之取像參數的預設值,並在最優先之取像參數的該參數調整範圍內,擷取複數張檢測影像以計算一量測分布數值,並以該量測分布數值的數學統計公式,決定最優先之取像參數在該參數調整範圍內的最佳值;e.決定其餘之取像參數的其中之一為次優先之取像參數,該次優先之取像參數為一光源亮度,設定該次優先之取像參數的一參數調整範圍,且基於最優先之取像參數的最佳值與其餘之取像參數的預設值,並在進行該次優先之取像參數的該參數調整範圍內,擷取複數張檢測影像以計算該量測分布數值,並以該量測分布數值的數學統計公式,進行該次優先之取像參數在該參數調整範圍內的最佳值;以及f.記錄該最優先之取像參數與該次優先之取像參數的最佳值;俾使該光學影像檢測系統以該等取像參數的最佳值對後續待測物在該量測位置進行檢測。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之取像參數最佳化調整方法,其中該等取像參數至少包含:該對焦距離、該光源亮度及一相機曝光時間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之取像參數最佳化調整方法,其中在該步驟e與該步驟f之間包含:設定該相機曝光時間的一參數調整範圍,且基於該最優先與該次優先之取像參數的最佳值,並在進行該相機曝光時間的該參數調整範圍內,擷取複數張檢測影像以計算該量測分布數值,並以該量測分布數值的數學統計公式,進行該相機曝光時間在該參數調整範圍內的最佳值。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之取像參數最佳化調整方法,其中該步驟d進一步包含:固定該光源亮度的預設值及該相機曝光時間的預設值,先調整該對焦距離,在該對焦距離的該參數調整範圍內,每變化一個該對焦距離,擷取複數張檢測影像以計算該量測分布數值,並以該量測分布數值的數學統計公式,決定該對焦距離在該參數調整範圍內的最佳值。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之取像參數最佳化調整方法,進一步包含:調整該對焦距離的取像參數之後,再來調整該光源亮度的取像參數,而調整優化過程中,其餘之取像參數都固定不變,之後再調整該相機曝光時間的取像參數。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之取像參數最佳化調整方法,進一步包含:推廣到多光源的取像參數設定:選定一光源後,執行步驟b至步驟 f,以取得該光源下複數個取像參數的最佳值;以及選定另一光源後,執行步驟b至步驟f,以取得該另一光源下複數個取像參數的最佳值。
  7. 一種取像參數最佳化調整系統,使用於一光學影像檢測系統,該光學影像檢測系統以複數個取像參數對一待測物的至少一量測位置擷取至少一檢測影像,該取像參數最佳化調整系統包含:一參數設定模組,接收一光源參數設定、複數個取像參數各別的預設值與各別的參數調整範圍,以及一包含最優先之取像參數的最佳化調整順序;一參數調整模組,根據該光源參數設定、複數個取像參數各別的預設值與各別的參數調整範圍,控制該光學影像檢測系統以各別的預設值與各別的參數調整範圍對該待測物擷取複數個檢測影像;一影像檢測模組,接收該等檢測影像以計算該量測位置的一量測分布數值;以及一參數編輯模組,根據該光源參數設定、複數個取像參數各別的預設值與各別的參數調整範圍所獲得的該量測分布數值,計算該量測分布數值的數學統計公式,以決定各取像參數各別的最佳值;其中,該參數調整模組依該最佳化調整順序,固定其餘之取像參數的預設值,並在最優先之取像參數的該參數調整範圍內,控制該光學影像檢測系統擷取複數張檢測影像,由該影像檢測模組計算該量測分布數值,並由該參數編輯模組計算該量測分布數值的數學統計公式,以決定最優先之取像參數在該參數調整範圍內的最佳值。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之取像參數最佳化調整系統,其中該參數調整模組依該最佳化調整順序,固定最優先之取像參數的最佳值與其餘之取像參數的預設值,並在進行最佳化取像參數的該參數調整範圍內,控制該光學影像檢測系統擷取複數張檢測影像,由該影像檢測模組計算該量測分布數值,並由該參數編輯模組計算該量測分布數值的數學統計公式,以決定進行最佳化取像參數在該參數調整範圍內的最佳值。
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