高速攝像方法和高速攝像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)玻璃、半導(dǎo)體晶片以及電子基板等工件進(jìn)行攝像的高速攝像方法和高速攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]提出并實(shí)施有一種攝像方法，該方法如下所述:在沿掃描方向移動(dòng)面型圖像傳感器的過程中，交替地重復(fù)進(jìn)行在與移動(dòng)方向垂直的水平方向上向與移動(dòng)軌跡上的規(guī)定的位置錯(cuò)開1/2個(gè)像素的位置的移動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行攝像(專利文獻(xiàn)I)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特許第3907560號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]然而，作為攝像對(duì)象的工件，例如半導(dǎo)體器件等，為了增加單位時(shí)間的制造數(shù)量，在基于圖像分析處理的檢查裝置等中要求高生產(chǎn)量。這里，為了縮短每張基板所花費(fèi)的檢查時(shí)間，提出有如下的方式:使對(duì)工件進(jìn)行保持的保持臺(tái)的移動(dòng)高速化，或者配置多臺(tái)攝像機(jī)。
[0008]使保持臺(tái)的移動(dòng)高速化很容易。然而，當(dāng)進(jìn)行超過攝像機(jī)的掃描頻率的高速攝像時(shí)，會(huì)輸出與本應(yīng)取得的圖像數(shù)據(jù)不同的圖像。即，存在以下問題:無法超過由攝像機(jī)的分辨率和掃描頻率決定的最佳移動(dòng)速度而對(duì)工件進(jìn)行攝像。
[0009]本發(fā)明是鑒于這樣的情況而完成的，其主要目的在于提供一種高速攝像方法和高速攝像裝置，不受攝像機(jī)的掃描頻率限制、能夠高速地對(duì)工件進(jìn)行攝像。
[0010]用于解決課題的手段
[0011]本發(fā)明為了達(dá)成這樣的目的，采用如下的結(jié)構(gòu)。
[0012]S卩，作為對(duì)工件進(jìn)行攝像的高速攝像方法的一個(gè)實(shí)施方式，其特征在于，
[0013]所述尚速攝像方法具有:
[0014]攝像過程，一邊使由多臺(tái)具有線傳感器的攝像機(jī)構(gòu)成的攝像單元和對(duì)所述工件進(jìn)行保持的保持臺(tái)以規(guī)定的移動(dòng)速度相對(duì)地水平移動(dòng)，一邊對(duì)該工件進(jìn)行攝像；以及
[0015]圖像重構(gòu)過程，根據(jù)由所述各攝像機(jī)所取得的亮度值對(duì)工件的圖像進(jìn)行重構(gòu)，
[0016]在所述攝像過程中，根據(jù)攝像機(jī)的臺(tái)數(shù)將所述移動(dòng)速度調(diào)整為比最佳移動(dòng)速度快的速度，所述最佳移動(dòng)速度由線傳感器的分辨率和掃描頻率決定，
[0017]根據(jù)所述攝像機(jī)的臺(tái)數(shù)均等地分割掃描頻率，
[0018]將分割后的該掃描頻率輪流分配給攝像機(jī)，一邊重復(fù)在各掃描頻率的起始點(diǎn)進(jìn)行攝像機(jī)的快門開啟、并且在各掃描頻率內(nèi)調(diào)整攝像機(jī)的曝光時(shí)間的循環(huán)，一邊對(duì)所述工件進(jìn)行攝像。
[0019](作用.效果)根據(jù)該方法，按照攝像機(jī)的臺(tái)數(shù)均等地分割掃描頻率，對(duì)多臺(tái)攝像機(jī)輪流分配該分割后的掃描頻率，在各掃描頻率的起始點(diǎn)進(jìn)行攝像機(jī)的快門開啟。此時(shí)，攝像機(jī)的曝光時(shí)間被調(diào)整到每個(gè)分割后的掃描頻率。對(duì)原始的掃描頻率進(jìn)行分割，重復(fù)通過多臺(tái)攝像機(jī)利用分割后的掃描頻率而進(jìn)行的一個(gè)循環(huán)的攝像來對(duì)工件進(jìn)行攝像。因此，在以超過攝像機(jī)的最佳移動(dòng)速度的速度對(duì)工件進(jìn)行攝像的過程中，由于從后方追隨的攝像機(jī)對(duì)未通過先行的攝像機(jī)完成攝像的區(qū)域的圖像進(jìn)行攝像，因此，能夠取得作為目標(biāo)的攝像區(qū)域整體的圖像數(shù)據(jù)。此外，由于各攝像機(jī)的線傳感器的曝光時(shí)間不重復(fù)，因此只要將根據(jù)各攝像機(jī)的輸出信號(hào)而求得的亮度值合成就能夠重構(gòu)工件的圖像。換言之，通過能夠調(diào)整快門開啟的攝像機(jī)使得曝光時(shí)間成為比分割后的掃描頻率短的時(shí)間，能夠很好地實(shí)施上述高速攝像方法。
[0020]并且，其他的實(shí)施方式的高速攝像方法具有:
[0021]攝像過程，一邊使由多臺(tái)具有線傳感器的攝像機(jī)構(gòu)成的攝像單元和對(duì)所述工件進(jìn)行保持的保持臺(tái)以規(guī)定的移動(dòng)速度相對(duì)地水平移動(dòng)，一邊對(duì)該工件進(jìn)行攝像；以及
[0022]圖像重構(gòu)過程，根據(jù)由所述各攝像機(jī)所取得的亮度值對(duì)工件的圖像進(jìn)行重構(gòu)，
[0023]在所述攝像過程中，根據(jù)攝像機(jī)的臺(tái)數(shù)將所述移動(dòng)速度調(diào)整為比最佳移動(dòng)速度快的速度，所述最佳移動(dòng)速度由線傳感器的分辨率和掃描頻率決定，
[0024]根據(jù)所述攝像機(jī)的臺(tái)數(shù)均等地分割掃描頻率，
[0025]將分割后的該掃描頻率輪流分配給攝像機(jī)，一邊重復(fù)在各掃描頻率的起始點(diǎn)進(jìn)行攝像機(jī)的快門開啟、并且使攝像機(jī)的曝光時(shí)間在超過分割后的掃描頻率后終止、而使先行的攝像機(jī)和后行的攝像機(jī)的曝光時(shí)間重疊的循環(huán)，一邊對(duì)所述工件進(jìn)行攝像，將針對(duì)每個(gè)攝像機(jī)按照像素?cái)?shù)對(duì)在多個(gè)像素的范圍中取得的亮度值進(jìn)行平均化而得到的亮度值保存到存儲(chǔ)部中，
[0026]在所述圖像重構(gòu)過程中，按照取得的順序從存儲(chǔ)部讀出所述亮度值，使運(yùn)算時(shí)刻的像素的亮度值放大到平均化前的亮度值，根據(jù)從剛計(jì)算出的像素的亮度值減去當(dāng)前時(shí)刻的放大后的亮度值而得到的亮度值，對(duì)工件的圖像進(jìn)行重構(gòu)。
[0027]根據(jù)該方法，由于使先行和后行的攝像機(jī)的曝光時(shí)間重疊而進(jìn)行攝像，因此從各攝像機(jī)輸出的亮度值相互合成，然而，使運(yùn)算時(shí)刻的像素的亮度值放大到平均化前的亮度值，求出從剛計(jì)算出的像素的亮度值減去當(dāng)前時(shí)刻的放大后的亮度值而得到的亮度值，能夠根據(jù)該亮度值對(duì)工件的圖像進(jìn)行重構(gòu)。因此，即使是不能調(diào)整曝光時(shí)間的平價(jià)的攝像機(jī)，也能夠不受攝像機(jī)自身的掃描頻率限制、高速地取得工件的圖像。
[0028]進(jìn)一步地，在其他的實(shí)施方式中，高速攝像方法具有:
[0029]攝像過程，一邊使具備多臺(tái)具有相同的多個(gè)線傳感器的攝像機(jī)的攝像單元和對(duì)所述工件進(jìn)行保持的保持臺(tái)以規(guī)定的移動(dòng)速度相對(duì)地水平移動(dòng)，一邊對(duì)該工件進(jìn)行攝像；以及
[0030]圖像重構(gòu)過程，根據(jù)由所述各攝像機(jī)所取得的亮度值對(duì)工件的圖像進(jìn)行重構(gòu)，
[0031]在所述攝像過程中，根據(jù)攝像機(jī)的線傳感器，將所述移動(dòng)速度調(diào)整為比最佳移動(dòng)速度快的速度，所述最佳移動(dòng)速度由線傳感器的分辨率和掃描頻率決定，
[0032]根據(jù)所述攝像機(jī)具有的線傳感器的數(shù)量均等地分割掃描頻率，
[0033]在每臺(tái)所述攝像機(jī)中將分割后的掃描頻率輪流分配給線傳感器，一邊重復(fù)以在各掃描頻率的起始點(diǎn)進(jìn)行快門開啟、并且使得對(duì)各線傳感器的曝光時(shí)間在分割后的掃描頻率內(nèi)終止的方式進(jìn)行調(diào)整的循環(huán)，一邊對(duì)所述工件進(jìn)行攝像，在該過程中，
[0034]—邊重復(fù)將先行的攝像機(jī)和后行的攝像機(jī)的攝像定時(shí)錯(cuò)開并且交替地使相同部位重疊的攝像循環(huán)，一邊對(duì)所述工件進(jìn)行攝像，通過積分延遲電路將在每個(gè)攝像機(jī)中在多個(gè)線傳感器的范圍中取得的多個(gè)像素的亮度值作為一個(gè)像素的亮度值保存到存儲(chǔ)部中，
[0035]在所述圖像重構(gòu)過程中，按照取得的順序讀出所述亮度值，使運(yùn)算時(shí)刻的像素的亮度值放大到平均化前的亮度值，根據(jù)從剛計(jì)算出的像素的亮度值減去當(dāng)前時(shí)刻的放大后的亮度值而得到的亮度值，對(duì)工件的圖像進(jìn)行重構(gòu)。
[0036]根據(jù)該方法，由于一臺(tái)攝像機(jī)具有多個(gè)線傳感器，因此能夠擴(kuò)大每臺(tái)攝像機(jī)的攝像范圍。并且，根據(jù)攝像機(jī)的臺(tái)數(shù)對(duì)掃描頻率進(jìn)行分割，能夠以將分割后的掃描頻率分配至各線傳感器的狀態(tài)進(jìn)行工件的攝像。這里，由于通過積分延遲電路在每臺(tái)攝像機(jī)中將在多個(gè)線傳感器的范圍中取得的多個(gè)像素的亮度值作為一個(gè)像素的亮度值進(jìn)行輸出，因此，能夠利用合并功能高速地對(duì)工件進(jìn)行攝像。此外，雖產(chǎn)生先行的攝像機(jī)和后行的攝像機(jī)攝像的范圍重復(fù)的部分，但通過按照取得的順序讀出所述亮度值、將運(yùn)算時(shí)刻的像素的亮度值放大到平均化前的亮度值、根據(jù)從剛計(jì)算出的像素的亮度值減去當(dāng)前時(shí)刻的放大后的亮度值而得到的亮度值對(duì)工件的圖像進(jìn)行重構(gòu)，由此，能夠?qū)θコ酥貜?fù)部分的亮度值的鮮明的工件的圖像進(jìn)行重構(gòu)。
[0037]進(jìn)一步地，在上述各實(shí)施方式中，優(yōu)選高速攝像方法具有:
[0038]檢測(cè)過程，對(duì)多臺(tái)攝像機(jī)的每一臺(tái)與保持臺(tái)的相對(duì)的位置關(guān)系進(jìn)行檢測(cè)；以及
[0039]運(yùn)算過程，根據(jù)在檢測(cè)過程中求得的所述位置關(guān)系來求出攝像機(jī)之間的相對(duì)的偏移量；
[0040]在圖像重構(gòu)過程中，一邊根據(jù)在運(yùn)算過程中求得的偏移量對(duì)取得圖像數(shù)據(jù)的位置進(jìn)行校正，一邊對(duì)圖像進(jìn)行重構(gòu)。
[0041]根據(jù)該方法，由于各攝像機(jī)的位置偏移被抵消，因此能夠省去進(jìn)行微小的位置調(diào)整的麻煩并且容易地進(jìn)行準(zhǔn)確的對(duì)位，能夠?qū)D像進(jìn)行重構(gòu)。
[0042]并且，本發(fā)明為了達(dá)成如上的目的，采用如下的構(gòu)成。
[0043]S卩，作為對(duì)工件進(jìn)行攝像的高速攝像裝置的一個(gè)實(shí)施方式，其特征在于，所述高速攝像裝置具有:
[0044]保持臺(tái)，其對(duì)所述工件進(jìn)行保持；
[0045]照明單元，其朝向載置于所述保持臺(tái)上的工件照射光；
[0046]攝像單元，其由多臺(tái)具有對(duì)所述工件進(jìn)行攝像的線傳感器的攝像機(jī)構(gòu)成；
[0047]水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其使所述保持臺(tái)和攝像單元以規(guī)定的移動(dòng)速度相對(duì)地水平移動(dòng)；
[0048]控制部，其根據(jù)所述攝像機(jī)的臺(tái)數(shù)，調(diào)整為比最佳移動(dòng)速度快的移動(dòng)速度，所述最佳移動(dòng)速度由線傳感器的分辨率和掃描頻率決定，按照攝像機(jī)的臺(tái)數(shù)均等地分割掃描頻率，將分割后的該掃描頻率輪流分配給攝像機(jī)，控制部一邊重復(fù)在各掃描頻率的起始點(diǎn)對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行快門開啟、并且在各掃描頻率內(nèi)調(diào)整攝像機(jī)的曝光時(shí)間的循環(huán)，一邊對(duì)所述工件進(jìn)行攝像；以及
[0049]運(yùn)算處理部，其根據(jù)由所述各攝像機(jī)所取得的亮度值對(duì)工件的圖像進(jìn)行重構(gòu)。
[0050]根據(jù)該構(gòu)成，控制部根據(jù)攝像機(jī)的臺(tái)數(shù)調(diào)整為比最佳移動(dòng)速度快的移動(dòng)速度，最佳移動(dòng)速度由線傳感