JP2001289613A - オートフォーカス方法 - Google Patents

オートフォーカス方法

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JP2001289613A
JP2001289613A JP2000101484A JP2000101484A JP2001289613A JP 2001289613 A JP2001289613 A JP 2001289613A JP 2000101484 A JP2000101484 A JP 2000101484A JP 2000101484 A JP2000101484 A JP 2000101484A JP 2001289613 A JP2001289613 A JP 2001289613A
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JP
Japan
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camera
distance
difference
focusing
work
Prior art date
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JP2000101484A
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English (en)
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Teiji Aisaka
禎二 逢坂
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な制御で高精度に焦点を合わせることがで
きるオートフォーカス方法を提供する。 【解決手段】第1のカメラAでワークを撮影することに
より、第2の面4と第2のカメラBの間の距離情報A1
を測定する第1の測定工程と、第2のカメラBでワーク
を撮影することにより、第1の面8と第1のカメラAの
間の距離情報B1を測定する第2の測定工程と、予め設
定された第2のカメラの合焦位置情報A0と距離情報A
1との差分Bdを求める第1の演算工程と、予め設定さ
れた第1のカメラの合焦位置情報B0と距離情報B1と
の差分Adを求める第2の演算工程と、第2のカメラと
第2の面との間の距離を差分Bdだけ修正する第1の修
正工程と、第1のカメラと第1の面との間の距離を差分
Adだけ修正する第2の修正工程とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CCDカメラ等の
焦点をワーク表面に高精度で合わせるためのオートフォ
ーカス方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、オートフォーカスの方法として、
例えば特開平6−34366号公報には、カメラとワー
クの距離を変化させ、その時のコントラストを算出し、
そのコントラストが最大となる位置を合焦位置とする方
法が記載されている。
【0003】また、特開平8−9424号公報には、立
体画像のために2台のカメラを輻輳角θに配置し、その
左右の視差量情報を処理してフォーカス情報を得る方法
が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コント
ラスト法では合焦するまでに、コントラストの算出とカ
メラとワークの距離の微動制御を何回も繰り返す必要が
あり、処理時間が長くかかるという問題があった。また
コントラストの算出も複雑であった。
【0005】また、左右2台のカメラの視差量情報を処
理する方法では、処理が複雑となるため処理時間がかか
り、また高精度な合焦は困難であった。
【0006】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、簡単な制御で高精度に
焦点を合わせることができるオートフォーカス方法を提
供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わるオートフォーカ
ス方法は、第1及び第2の2台のカメラで、1つのワー
クを直交する2方向から観測し、前記第1及び第2のカ
メラの焦点を前記ワークの互いに直交する第1及び第2
の面にそれぞれ合わせるためのオートフォーカス方法で
あって、前記第1のカメラで前記ワークを撮影すること
により、前記第2の面と前記第2のカメラの間の距離情
報A1を測定する第1の測定工程と、前記第2のカメラ
で前記ワークを撮影することにより、前記第1の面と前
記第1のカメラの間の距離情報B1を測定する第2の測
定工程と、予め設定された前記第2のカメラの合焦位置
情報A0と前記距離情報A1との差分Bdを求める第1
の演算工程と、予め設定された前記第1のカメラの合焦
位置情報B0と前記距離情報B1との差分Adを求める
第2の演算工程と、前記第2のカメラと前記第2の面と
の間の距離を前記差分Bdだけ修正する第1の修正工程
と、前記第1のカメラと前記第1の面との間の距離を前
記差分Adだけ修正する第2の修正工程とを具備するこ
とを特徴としている。
【0008】また、この発明に係わるオートフォーカス
方法において、前記第1及び第2の測定工程と、前記第
1及び第2の演算工程と、前記第1及び第2の修正工程
とを、所望の合焦精度が得られるまで繰り返すことを特
徴としている。
【0009】また、この発明に係わるオートフォーカス
方法において、第1及び第2の2台のカメラで、1つの
ワークを直交する2方向から観測し、前記第1のカメラ
の焦点を、前記ワークの第1の面に合わせるためのオー
トフォーカス方法であって、前記第2のカメラで前記ワ
ークを撮影することにより、前記第1の面と前記第1の
カメラの間の距離情報B1を測定する測定工程と、予め
設定された前記第1のカメラの合焦位置情報B0と前記
距離情報B1との差分Adを求める演算工程と、前記第
1のカメラと前記第1の面との間の距離を前記差分Ad
だけ修正する修正工程とを具備することを特徴としてい
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0011】図1は、本発明をインクジェットヘッド用
ヒーターボードの寸法を測定する装置に適用した一実施
形態を示す図である。
【0012】図1に示した装置は、10mm程度の矩形
状に切断された半導体チップ上の特定パターン位置とチ
ップ切断面との距離を画像処理により1μm以内の精度
で測定する装置である。
【0013】このような高精度測定を行う場合、フォー
カス調整も高精度に合わせる必要があり、レンズ等の光
学系にもよるが、一般的に10μm以内に合焦させる必
要がある。
【0014】この装置による測定結果は、次工程のチッ
プ組付け時に図5に示すチップ切断面6を基準として用
いるが、次工程についての説明は本発明と直接関係しな
いので省略する。
【0015】本実施形態の装置は、図1に示すように、
ワークである矩形状の半導体チップ2の特定パターンの
位置を測定するカメラAと、カメラAとほぼ垂直な方向
から半導体チップ2の切断面の位置を測定するカメラB
と、半導体チップ2とカメラA,Bの距離を微動可能な
直交した2軸ステージAs,Bsと、カメラA,Bの画
像を取込む画像処理装置Vと、2軸ステージAs,Bs
を位置制御可能なコントローラCとを備えている。
【0016】次に、上記のように構成される装置の動作
について、図2に示すフローチャートを参照して説明す
る <ステップS1>カメラAの画像を画像処理装置Vに取
込み、半導体チップ2の切断面4の位置A1を算出す
る。
【0017】この時の画像視野の様子を図3(a)に示
す。図中白い部分が半導体チップ2であり、背景は暗く
してある。
【0018】まだ合焦していないので像はボケている
が、この状態でチップ切断面4の位置A1の大まかな測
定を行なう。このA1の値は、ステップS1からステッ
プS6を繰り返すことにより、図3(b),(c)に示
すように次第に正確な値となる。
【0019】<ステップS2>カメラBの画像を画像処
理装置Vに取込み、半導体チップ2のパターン面8の位
置B1を算出する。
【0020】この時の画像視野の様子を図4(a)に示
す。まだ合焦していないので像はボケているが、この状
態で半導体チップ2のパターン面8の位置B1の大まか
な測定を行なう。このB1の値は、ステップS1からス
テップS6を繰り返すことにより、図4(b),(c)
に示すように次第に正確な値となる。
【0021】<ステップS3>半導体チップ2の切断面
4の登録位置A0とステップS1で求めたA1の差を算
出し、カメラBのズレ量を求める。
【0022】ここでA0は、半導体チップ2がカメラA
の視野内でどの位置にある時に、切断面4にカメラBが
最もフォーカスが合うかをあらかじめ調べておき、その
時のA1の値をA0としてコントローラCに設定してお
く。
【0023】カメラBの相対ズレ量Bdは、 Bd=A1−A0 として算出する。半導体チップ2をカメラBの観測方向
にBdだけ移動することにより、半導体チップの切断面
4の位置に、カメラBのフォーカスが最も合うようにな
る。
【0024】<ステップS4>半導体チップ2のパター
ン面8の登録位置B0とステップS2で求めたB1の差
を算出し、カメラAのズレ量を求める。
【0025】ここでB0は、ステップS3と同様に、半
導体チップ2がカメラBの視野内でどの位置にある時
に、パターン面8にカメラAが最もフォーカスが合うか
をあらかじめ調べておき、その時のB1の値をB0とし
てコントローラCに設定しておく。
【0026】カメラAの相対ズレ量Adは、 Ad=B1−B0 として算出する。半導体チップ2をカメラAの観測方向
にAdだけ移動することにより、半導体チップのパター
ン面8の位置に、カメラAのフォーカスが最も合うよう
になる。
【0027】<ステップS5>ステップS3及びステッ
プS4で算出したAd,Bdの値が十分小さければ、合
焦したものとして、オートフォーカス動作を終了し、ス
テップS7を行う。
【0028】相対移動量Ad,Bdの値がまだ大きけれ
ば、合焦していないものとし、続けてステップS6を行
う。
【0029】<ステップS6>半導体チップ2を2軸ス
テージAs,Bsで微動させ位置決めする。
【0030】その時の相対移動量は、それぞれステップ
S3、ステップS4で求めたAd,Bdである。ステー
ジ移動後、ステップS1に戻る。
【0031】<ステップS7>カメラA,Bの合焦した
状態での画像を用いて画像処理を行い、カメラAでの画
像から特定パターン位置Axを算出し、カメラBでの画
像から切断面6の位置Bxを高精度に算出する。
【0032】さらにその差(Bx−Ax)を測定結果と
して次工程に出力する。
【0033】ここで特定パターンの測定方法について
は、パターンマッチング等の方法で容易に測定可能であ
る。
【0034】チップエッジ位置の高精度測定方法に関し
ても、本発明と直接関係しないので省略する。
【0035】以上で、オートフォーカスと測定が終了す
る。
【0036】実際に、上記の方法でオートフォーカスを
行なったところ、ステップS1からステップS6を2回
程度繰り返すことにより、十分合焦した良好な像が得ら
れた。
【0037】また、レンズ等の光学系、測定要求精度、
さらにワーク等の条件によっては、1回の動作でも十分
な合焦画像を得ることができる。
【0038】また、本実施形態ではカメラA,B共に高
精度測定が必要なので、2台共オートフォーカスさせた
が、高精度測定がカメラAだけで良い場合は、カメラB
による測定と、カメラAのワーク間距離の微動制御だけ
でも良く、処理はさらに簡単になり処理時間も短縮する
ことができる。
【0039】なお本実施形態では、カメラA,Bは固定
で、半導体チップを微動ステージ上に置いて合焦させた
が、反対にチップを固定でカメラを微動させてもよい。
【0040】またこの場合、2台のカメラを同一の2軸
微動ステージ上に載せてもよいし、それぞれのカメラ毎
に微動ステージを設けてもよい。
【0041】以上説明したように、上記の実施形態によ
れば、2台のカメラA,Bで、1つのワークを直交する
2方向から観測する時に、カメラAで得たカメラBのワ
ーク距離情報を用いてカメラBとワークの距離を微動制
御させ、カメラBで得たカメラAのワーク距離情報を用
いてカメラAとワークの距離を微動制御させ、2台のカ
メラA,Bを合焦させることにより、従来のコントラス
ト法に比較して、簡単な処理にもかかわらず、2台のカ
メラを高速に合焦させることができる。
【0042】また、合焦処理を2回以上とすることによ
りさらに鮮明な合焦画像を得ることができる。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な制御で高精度に焦点を合わせることができるオー
トフォーカス方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明をインクジェットヘッド用ヒーターボー
ドの寸法を測定する装置に適用した一実施形態を示す図
である。
【図2】図1に示す装置の動作を示すフローチャートで
ある。
【図3】カメラAの撮影画像を示す図である。
【図4】カメラBの撮影画像を示す図である。
【図5】ワークの観測方向を示す図である。
【符号の説明】
A,B カメラ As,Bs ステージ V 画像処理装置 C コントローラ 2 ワーク 4,6 切断面 8 パターン面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA07 AA09 AA22 DD06 DD10 FF04 JJ03 JJ05 JJ26 MM03 QQ13 QQ25 QQ31 RR08 2F112 AC06 BA05 BA06 CA02 FA03 FA35 FA45 2H051 AA10 BA47 CE14 DA11 GB12 GB15 5B047 AA07 AA12 BA02 BC05 CA17 CB11 CB23 5C022 AA01 AB28 AB61

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1及び第2の2台のカメラで、1つの
    ワークを直交する2方向から観測し、前記第1及び第2
    のカメラの焦点を前記ワークの互いに直交する第1及び
    第2の面にそれぞれ合わせるためのオートフォーカス方
    法であって、 前記第1のカメラで前記ワークを撮影することにより、
    前記第2の面と前記第2のカメラの間の距離情報A1を
    測定する第1の測定工程と、 前記第2のカメラで前記ワークを撮影することにより、
    前記第1の面と前記第1のカメラの間の距離情報B1を
    測定する第2の測定工程と、 予め設定された前記第2のカメラの合焦位置情報A0と
    前記距離情報A1との差分Bdを求める第1の演算工程
    と、 予め設定された前記第1のカメラの合焦位置情報B0と
    前記距離情報B1との差分Adを求める第2の演算工程
    と、 前記第2のカメラと前記第2の面との間の距離を前記差
    分Bdだけ修正する第1の修正工程と、 前記第1のカメラと前記第1の面との間の距離を前記差
    分Adだけ修正する第2の修正工程とを具備することを
    特徴とするオートフォーカス方法。
  2. 【請求項2】 前記第1及び第2の測定工程と、前記第
    1及び第2の演算工程と、前記第1及び第2の修正工程
    とを、所望の合焦精度が得られるまで繰り返すことを特
    徴とする請求項1に記載のオートフォーカス方法。
  3. 【請求項3】 第1及び第2の2台のカメラで、1つの
    ワークを直交する2方向から観測し、前記第1のカメラ
    の焦点を、前記ワークの第1の面に合わせるためのオー
    トフォーカス方法であって、 前記第2のカメラで前記ワークを撮影することにより、
    前記第1の面と前記第1のカメラの間の距離情報B1を
    測定する測定工程と、 予め設定された前記第1のカメラの合焦位置情報B0と
    前記距離情報B1との差分Adを求める演算工程と、 前記第1のカメラと前記第1の面との間の距離を前記差
    分Adだけ修正する修正工程とを具備することを特徴と
    するオートフォーカス方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105874384A (zh) * 2016-01-06 2016-08-17 深圳市莫孚康技术有限公司 基于多种测距方式的跟焦***、方法及拍摄***
KR20160121718A (ko) * 2015-04-10 2016-10-20 한국교통대학교산학협력단 다중 카메라를 이용한 자동 초점 장치 및 그 방법

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