发明内容
解决的技术问题
如以上所作的说明,在针对检查对象物品照射图案光并获得该物品的三维影像的方法中,三维影像的分辨率根据图案光具有的图案间距而决定。在形成图案光中使用的图案光栅通过细微加工而制作,因而图案光栅的间距(或光栅间距)可以非常细密地调节。因此,在使用图案光栅来形成图案光的情况下,可以使图案光的图案间距非常小地向检查对象物品照射,因而可以获得检查对象物品的精密的三维影像。但是,图案光栅具有的图案间距已固定,因而难以根据检查对象物品,变更其三维影像的分辨率。即,检查装置的图案光源中使用的图案光栅和压电元件的规格,在检查装置制作时,根据检查对象物品的要求事项预先决定并加装于检查装置,因而不容易将检查装置的图案光栅或压电元件变更为其他规格。
另外,在检查对象物品上两个测量点之间的高度差超过图案光的图案间距的整数倍的情况下,发生2π模糊性(2πambiguity)问题。为了使得能够在检查对象物品上测量更大的高度差异,可以使用加大图案光的图案间距的方法。但是,在该方法中,为了加大图案光的图案间距,如果使图案光栅的间距增加到既定水平以上,则移送装置可以充分变更图案光的图案的相位,因而相应地会存在无法移送图案光栅的问题。因此,在检查对象物品的表面曲折的段差较大、表面上的凸出部的高度多样的情况下,即使将利用图案间距固定的图案光栅形成的图案光照射于检查对象物品,也难以获得该物品的准确的三维影像。
另一方面,在使用利用DMD芯片的DLP投影仪而形成图案光的情况下,DLP投影仪变更所使用的图案影像,从而可以简单地变更相应图案光的图案间距或相位。但是,DLP投影仪由于其制作费用高昂,与使用图案光栅来形成图案光的方法相比,存在向检查对象物品照射的图案光的分辨率设置得较低的局限。这种问题因DLP投影仪可以形成的图案图像的像素的最小大小大于图案光栅可具有的最小图案间距而发生。
根据这种以往的三维形状检查装置中使用的图案光照射方法的特性,需制作一种能够根据检查对象物品的曲折特性或使用者要求而照射具有限定范围分辨率的图案光的装置,因而存在检查装置的制作费用增加的问题。因此,需要提供一种能够有效测量具有多样三维形状的检查对象物品的单一的检查装置。
技术方案
本公开一个实施例的图案光照射装置包括:框架,其具有分别沿唯一的光轴形成的多个贯通孔;第一图案光源,其固定安装于所述框架,构成得通过所述多个贯通孔的第一集合,照射具有固定间距的第一图案光;及第二图案光源,其固定安装于所述框架,构成得通过所述多个贯通孔的第二集合,照射具有可变间距的第二图案光。
就本公开一个实施例的图案光照射装置而言,所述第一图案光的间距设置得小于所述第二图案光的间距。
就本公开一个实施例的图案光照射装置而言,所述框架结合第一子框架与第二子框架而构成,所述多个贯通孔的第一集合在所述第一子框架及所述第二子框架上形成,所述多个贯通孔的第二集合在所述第二子框架上形成,所述第一图案光源固定安装于所述第一子框架,所述第二图案光源固定安装于所述第二子框架。
就本公开一个实施例的图案光照射装置而言,还包括在所述多个贯通孔的下端安装的多个反射镜,所述多个反射镜构成得将通过所述多个贯通孔照射的第一图案光或第二图案光反射,朝向检查对象照射。
就本公开一个实施例的图案光照射装置而言,还包括至少一个照相机,其固定安装于所述框架,构成得拍摄所述第一图案光或所述第二图案光照射的检查对象。
本公开一个实施例的检查装置包括:图案光照射装置,其朝向检查对象照射图案光;移送部,其移送所述检查对象;及控制部,其控制所述图案光照射装置和所述移送部;所述图案光照射装置包括:框架,其具有分别沿唯一的光轴形成的多个贯通孔;第一图案光源,其固定安装于所述框架,构成得通过所述多个贯通孔的第一集合,照射具有固定间距的第一图案光;及第二图案光源,其固定安装于所述框架,构成得通过所述多个贯通孔的第二集合,照射具有可变间距的第二图案光;所述控制部控制使得所述移送部将所述检查对象移送到所述图案光照射装置下方的检查位置,使得所述图案光照射装置朝向所述检查对象照射图案光。
就本公开一个实施例的检查装置而言,所述控制部控制所述图案光照射装置,使得所述第一图案光源和所述第二图案光源在互不相同的时间点照射图案光。
就本公开一个实施例的检查装置而言,所述第一图案光的间距设置得小于所述第二图案光的间距。
就本公开一个实施例的检查装置而言,所述框架结合第一子框架与第二子框架而构成,所述多个贯通孔的第一集合在所述第一子框架及所述第二子框架上形成,所述多个贯通孔的第二集合在所述第二子框架上形成,所述第一图案光源固定安装于所述第一子框架,所述第二图案光源固定安装于所述第二子框架。
发明效果
根据本公开的多样实施例,针对包括高度不同的曲折形状的检查对象,无需追加的装备及拍摄动作,只利用一个图案光照射装置便可以获得部件的三维影像。
根据本公开的多样实施例,即使在利用安装有一个图案光照射装置的检查装备来检查部件的情况下,也可以在部件的三维影像中保持高分辨率,同时获得表面上的段差或曲折严重的检查对象的精密三维影像。
根据本公开的多样实施例,只利用单一的图案光照射装置,便可以拍摄及检查包括高度不同的部件在内的诸如基板的检查对象,可以获得通过简化检查工序而节省生产费用的效果。
根据本公开的多样实施例,在构成图案光照射装置的框架上安装不同类型的图案光源,从而可以弹性地生产具有多样功能和构成的图案光照射装置及利用其的基板检查装置。
具体实施方式
下面参照附图,说明本公开的实施例。不过,在以下说明中,当存在不必要地混淆本公开要旨的忧虑时,省略对众所周知的功能或构成的具体说明。
本实施例中使用的术语“部”,意味着软件、FPGA(field-programmable gatearray,现场可编程门阵列)、诸如ASIC(application specific integrated circuit,专用集成电路)的硬件构成要素。但是,“部”并非限定于硬件及软件。“部”既可以构成得位于可寻址的存储介质中,也可以构成得使一个或其以上的处理器运行。因此,作为一个示例,“部”包括软件构成要素、面向对象的软件构成要素、诸如类构成要素及任务构成要素的构成要素、处理器、函数、属性、程序、子程序、程序代码的片段、驱动器、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、工作表、数组及变数。构成要素和“部”内提供的功能可以由更少数量的构成要素及“部”结合,或进一步分离为追加的构成要素和“部”。
本说明书中使用的所有技术术语及科学术语,只要未不同地定义,则具有本公开所属技术领域的技术人员一般理解的意义。本说明书中使用的所有术语是出于更明确地说明本公开的目的而选择的,不是为了限制本公开的范围而选择的。
只要未不同地提及,本说明书中记述的单数型的表达也一同包括复数型的表达,这也同样适用于权利要求项中记载的单数型的表达。
本公开的多样实施例中使用的“第一”、“第二”等表达,只是为了相互区分多个构成要素而使用的,并非限定相应构成要素的顺序或重要度。
本说明书中使用的诸如“包括的”及“具有的”的表达,只要在包含相应表达的语句或文章中未特别不同地提及,则应理解为内含包括其它实施例的可能性的开放型术语(open-ended terms)。
在本说明书中,“基于~”的表达,用于记述对在包含相应表达的语句中描述的决定或判断的行为或者动作产生影响的一个以上的因子,该表达不排斥对决定或判断的行为或动作产生影响的追加性因子。
在本说明书中,当提及某种构成要素“连接于”或“接续于”另一构成要素时,应理解为既可以是所述某种构成要素直接连接于或接续于所述另一构成要素,也可以是在所述某种构成要素与所述另一构成要素之间存在新的其它构成要素。
本说明书中使用的术语中,“图案光”意味着为了测量检查对象的三维形状而照射包括具有既定周期的图案的光。在以下实施例的图案光照射装置的图案光源中,作为具有条纹形态图案的图案光,说明了照射条纹的亮度呈正弦波形态的所谓正弦曲线(sinusoidal)图案光(或正弦波图案光)的情形。但是,本公开的图案光并非限定于正弦波图案光,包括明亮部分和黑暗部分反复显示的开-关(on-off)形态的图案光或亮度变化为三角波形的三角波图案光在内,可以是亮度变化具有既定周期、具有反复的图案的多样图案光。
以下说明的本公开的多样实施例中使用的图案光照射装置可以包括:图案光源(以下称为“光栅图案光源”),其使来自光源的光穿过图案光栅而形成图案光;图案光源(以下称为“反射图案光源”),其使来自DLP方式的投影仪,即来自光源的光,被包括微镜阵列的DMD芯片反射而形成图案图像,从而照射图案光。光栅图案光源和反射图案光源只是为了说明的便利而导入的术语,在解释这些图案光源的功能或动作方面,不得局限为这些术语具有的词典上的意义。
本公开的图案光照射装置可以包括一个以上的光栅图案光源和一个以上的反射图案光源。光栅图案光源照射的图案光的图案间距与反射图案光源照射的图案光相比,可以使图案间距比较小,因而本公开的图案光照射装置可以将图案间距小的图案光和图案间距大的图案光全部照射于相同的检查对象。即,具备本公开的图案光照射装置的基板检查装置利用光栅图案光源,照射具有细微间距的图案光,从而可以获得关于检查对象的细微部件的三维影像。另外,具备本公开的图案光照射装置的基板检查装置,利用反射图案光源来照射图案间距大的图案光,从而也可以获得关于同一检查对象的高度较高部件的三维影像。如上所述,将具有多样图案间距的图案光照射于检查对象,获得该检查对象的三维影像,从而可以有效地检查包括具有多样高度的部件的诸如基板的检查对象。即,根据本公开,使得单一的图案光照射装置可以照射多种种类的图案光,可以利用单一的检查装备,针对配置有多样高度部件的诸如基板的检查对象,有效地获得三维影像,因此,不仅能够获得关于检查对象的准确的影像,而且可以提高不良与否检查的速度。
图1图示了本公开一个实施例的图案光照射装置。如图所示,图案光照射装置100可以包括在单一框架140上大致呈圆形交替配置的光栅图案光源110和反射图案光源120。另外,用于拍摄检查对象的照相机180可以配置于框架140的中央。如图1所示,框架140可以具有诸如形成有贯通孔的圆盘的形状,但不限定于这种形状,可以根据诸如要制造的图案光照射装置或制造的图案光照射装置所加装的检查装置的外形或形状因数的因素而具有符合的形状。
在图1中图示了多个光栅图案光源110和多个反射图案光源120配置于框架140上的情形,但是,例如也可以是至少一个光栅图案光源110和至少一个反射图案光源120配置于框架140上。根据一个实施例,在框架140上配置的光栅图案光源或反射图案光源的个数如图1所示,可以分别为4个。但是,本公开的在框架140上配置的光栅图案光源或反射图案光源的个数和配置形态以及框架140的形状,可以根据包括图案光照射装置100要获得的三维影像的精密度、用于获得三维影像的拍摄时间、探测将使用的检查装备的大小和外形等在内的多样要求事项而变更。
光栅图案光源110使来自光源的光穿过图案光栅,从而形成图案光,并朝向检查对象照射。正如前面所作的说明,光栅图案光源110照射的图案光,可以是包括开-关形态的图案光、三角波形态的图案光、正弦波图案光等在内的具有周期性形态的多样图案的图案光之一。根据一个实施例,光栅图案光源110使来自光源的光穿过具有固定的细微间距的图案光栅,从而可以形成图案光并照射。此时,光栅图案光源110照射的图案光的图案间距已固定,其图案间距的大小可以设置得非常小。如上所述,图案光的图案间距很小的光栅图案光源110,可以用于获得包括高度很低的细微部件的基板的三维影像。
如图1所示,在多个光栅图案光源110配置于框架140的情况下,各个光栅图案光源110包括具有彼此不同间距的图案光栅,因此可以将图案间距彼此不同的图案光照射于检查对象。如上所述,如果多个光栅图案光源110将具有彼此不同的图案间距的图案光照射于检查对象,并将拍摄该检查对象的影像组合,则即使对于包括具有较大高度的部件的检查对象,也可以获得精密的三维影像。即,此时,与将具有单一图案间距的图案光照射于检查对象的情形相比,对于包括具有更大高度的部件的检查对象,可以在防止2π模糊性问题的同时,获得准确的三维影像。
另一方面,反射图案光源120可以使来自光源的光,反射到具备微镜阵列的元件,例如反射到DMD芯片,向检查对象照射图案影像。其中,通过对排列于DMD芯片的各微镜进行调整,可以调整图案的间距。反射图案光源120与光栅图案光源110相比,可以照射具有更大图案间距的图案光。另外,反射图案光源120与照射具有固定图案间距的图案光的光栅图案光源110相比,可以自由地变更图案光的图案间距。因此,当只使用光栅图案光源110时,在确保在诸如基板的检查对象中配置的高度较大部件的准确的三维影像方面存在界限,但在使用反射图案光源120时,通过照射具有较大图案间距的图案光,对于高度较大的部件,也可以获得更准确的三维影像。在此基础上,反射图案光源120在调节图案的图案间距的同时照射图案光,从而即使对于包括具有多样高度的部件的检查对象,也可以获得准确的三维影像。另外,与光栅图案光源110一样,多个反射图案光源120可以将分别照射的图案光的图案间距调节得彼此相异。如果如上所述调节图案光的图案间距,则当与照射具有单一图案间距的图案光的情形相比时,可以获得关于包括具有更高高度的部件的检查对象的准确的三维影像。
如图1所示,可以在框架140上形成有多个贯通孔160。贯通孔160可以在框架140中,在至少一个光栅图案光源110和至少一个反射图案光源120将分别安装的多个位置,贯通各个框架140形成。特别是贯通孔160可以形成得使贯通孔160相对于框架140的贯通方向,顺应从至少一个光栅图案光源110或至少一个反射图案光源120释放的图案光的光轴。多个贯通孔160可以形成得使多个图案光源110或120各自照射的图案光能够具有互不相同的光轴。即,贯通孔160可以在框架140上形成,以便与贯通孔160对应地在框架140上安装的图案光源110或120分别能够沿其各自唯一的光轴,照射各自的图案光。
图2图示了在框架140上形成有贯通孔160a、160b的图案光照射装置的侧面。为了说明的便利,在图2中,只图示了在框架140上安装有2个光栅图案光源110a、110b,在其下部形成有与光栅图案光源110a、110b对应的2个贯通孔160a、160b。从光栅图案光源110a、110b分别射出的图案光,可以分别穿过贯通孔160a、160b,在光路径控制要素170中反射,到达检查对象900。作为光路径控制要素170,可以使用反射镜。从业人员可以理解,以与以上说明的方式类似的方式,可以在图2所示的框架140上追加形成有其他光栅图案光源或反射图案光源和与之对应的贯通孔及光路径控制要素。即,从在框架140上追加安装的其他光栅图案光源或反射图案光源分别射出的图案光,可以借助于与图案光源分别对应地在框架上形成的贯通孔和光路径控制要素,到达相同的检查对象900。
图3图示了本公开另一实施例的图案光照射装置。如图所示,图案光照射装置300组装两个子框架340、350而制作,例如,可以在上部子框架340配置有至少一个光栅图案光源310,在下部子框架350配置有至少一个反射图案光源320。可以在上部子框架340配置有用于拍摄检查对象的照相机380。图3所示的各个子框架340、350图示为圆板形状,但与框架140一样,可以根据图案光照射装置或检查装置的形状或形状因数而具有不同形状。另外,如图3所示,上部子框架340可以包括截开的区域,用于在与下部子框架350结合时,配备供在下部子框架350上配置的反射图案光源320配置的空间。
在上部子框架340可以形成有使来自光栅图案光源310的图案光穿过的多个贯通孔360。另外,在上部子框架340可以形成有贯通孔390,以便照相机380能够拍摄检查对象。在上部子框架340形成的多个贯通孔360,与在图1的子框架140形成贯通孔160的形态一样,可以形成得使贯通孔360相对于上部子框架340的贯通方向顺应从至少一个光栅图案光源310释放的图案光的光轴。多个贯通孔360可以构成得使多个图案光源310分别照射的图案光具有互不相同的光轴。即,贯通孔360可以在上部子框架340形成,以便与贯通孔360对应地在上部子框架340上安装的光栅图案光源310能够分别沿各自唯一的光轴,照射各自的图案光。
在下部子框架350可以形成有供从光栅图案光源310穿过贯通孔360照射的图案光穿过的多个贯通孔365、用于使来自至少一个反射图案光源320的图案光穿过的多个贯通孔370。另外,在下部子框架350上,也在与上部子框架340的贯通孔390对应的位置形成有贯通孔395,以便照相机380拍摄检查对象。在下部子框架350形成的贯通孔365,可以在与上部子框架340的贯通孔360对应的下部子框架350的位置形成,以便与在上部子框架340形成的贯通孔360一样,光栅图案光源310可以沿着各自的唯一的光轴照射图案光。另外,在下部子框架350形成的贯通孔370,可以在下部子框架370形成,以便来自反射图案光源320的图案光具有唯一光轴地进行照射。
不同于图1所示的图案光照射装置100在单一框架140上配置光栅图案光源110和反射图案光源120,图3所示的图案光照射装置300采取在两个子框架340、350上分别区分光栅图案光源310和反射图案光源320进行配置的结构。在这种结构中,在一个子框架上只配置少数图案光源即可,因而可以缩小各子框架的大小。例如,在子框架为圆形的情况下,可以缩小其直径。在可以如上所述缩小子框架大小的情况下,结合子框架而构成的图案光照射装置整体的大小也可以一样地减小,可以获得使包括图案光照射装置在内的检查装备本身实现小型化的效果。
另外,当与图1的实施例比较时,在图3的实施例中,在两个子框架340、350中,将上部子框架340分离或排除在外,从而可以容易地体现与图1的框架140类似的形态。当难以缩小子框架的大小时,如上所述,将上部子框架340分离或排除在外而制造图案光照射装置,减小图案光照射装置的高度,从而也可以使检查装置小型化。
另外,如果利用如上所述的本公开的实施例,生产者在上部子框架340与下部子框架350结合的框架上加装一组的图案光源,或排除上部子框架340,只在下部子框架350加装另一组的图案光源,从而可以根据顾客的多样要求,弹性地生成具有互不相同构成的图案光源的图案光照射装置及利用其的基板检查装备。
图4图示了利用本公开一个实施例的图案光照射装置的基板检查装备10。基板检查装备10可以包括图案光照射装置400、移送部500和控制部600。
图案光照射装置400可以具有与图1的实施例所示的图案光照射装置100类似的结构。另外,图案光照射装置400为了拍摄关于检查对象900的影像,可以追加配备一个以上的侧面照相机492。侧面照相机492为了拍摄检查对象900的二维影像,或提高三维影像的品质,可以在与照相机480不同的倾斜角度,追加拍摄检查对象900的影像。
移送部500可以将检查对象900,例如,将贴装了部件的印刷电路板,移送至图案光照射装置400的照相机480下方的检查地点。另外,如果图案光照射装置400完成获得检查对象的三维影像,则移送部500为了后续工序,可以将检查对象移送到其他地点。
控制部600控制基板检查装备的全面运转。控制部600控制移送部500,使得将检查对象移送到位于图案光照射装置400的照相机480下方的检查地点或其他地点。如果检查对象借助于移送部500而到达检查地点,控制部600则控制图案光照射装置400,使得向检查对象照射图案光。在一个实施例,控制部600可以使得图案光照射装置400的光栅图案光源410首先使图案间距小的图案光在变更相位的同时进行照射,使得照相机部480拍摄到图案光。拍摄结束后,控制部600可以使得反射图案光源420使具有更大图案间距的图案光在变更相位的同时进行照射,使得照相机部480拍摄到图案光。控制部600可以从照相机部480接受传送拍摄的影像,对其进行处理,生成检查对象900的三维影像。附加地,控制部600可以控制使得侧面照相机492拍摄关于检查对象900的追加影像,将拍摄的影像用于生成三维影像。
本公开通过优选实施例进行了说明、举例,但只要是从业人员便会了解,可以在不超出附带的权利要求书的事项及范畴的情况下,实现多种变形及变更。