[發明專利]用于利用成像系統生成關注區域的三維模型的方法和設備

有效

• 申請號: 201210417742.5
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN103106682B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 德拉戈斯·戈盧博維克;約翰·廷吉
• 申請（專利權）人: 諾信公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 張建濤,車文

技術領域

本發明涉及一種成像系統，該成像系統被構造成利用多個二維圖像生成目標對象的關注區域的三維模型。更具體地，本發明涉及一種X-射線成像系統，該X-射線成像系統使用具有已知幾何形狀的基準標記以允許利用廉價的成像設備獲得高質量的三維模型。

背景技術

檢查電路部件及其安裝以檢查缺陷的存在或以便確定缺陷的原因是必要的。一種用于檢查集成電路部件的內部結構及其在印刷電路板上的安裝的已知技術是X-射線成像。來自X-射線源的X-射線穿過電路板上的關注區域，并且所產生的X-射線圖像或投影被在電路板的與X-射線源相反的側上的X-射線檢測器檢測。這產生穿過關注區域的二維圖像或片段。X-射線源產生具有穿過關注區域的足夠能量同時還具有在所得到的圖像內產生明顯反差的足夠低的能量的X-射線。

這種二維成像技術是有效的，但是通常提供不充足的信息。例如，可能存在遮蔽穿過關注區域的期望視圖的物體，或可能簡單地是關注區域足夠地復雜以需要在三維中復查。關注區域可以是部件的全部或僅部分，或可以是多個部件。

可以通過利用層析X射線照相組合技術組合穿過關注區域的從不同視角或投影取得的多個二維圖像來獲得關注區域的三維模型。所得到的三維模型允許用戶檢驗穿過關注區域的任何平面，以檢查三維圖像來發現缺陷諸如空穴。然而，為了從層析X射線照相組合獲得良好的結果，有必要高精度地了解X-射線源、關注區域和檢測器的相對位置和定向。因為在被使用的數學公式中需要該幾何信息，所以在層析X射線照相組合中組合二維圖像的方式依賴于該幾何信息。結果，現有的層析X射線照相組合系統需要高精度機械系統，該機械系統用于使系統的元件即X-射線源、關注區域和檢測器相對于彼此移動。對高精度機械設備的這種需要使得層析X射線照相組合x-射線成像系統比二維x-射線成像系統更加昂貴。

期望提供一種相對廉價的成像系統，該成像系統能夠提供關注區域的有用層析X射線照相組合模型。

發明內容

在本發明的第一方面，提供了一種在例如層析X射線照相組合系統中生成目標對象的關注區域的三維表示的方法。該方法包括以下步驟：

a）識別在目標對象的關注區域中的或在可移動表面上的基準標記，所述可移動表面相對于關注區域被固定，所述基準標記具有已知的幾何形狀；

b）當關注區域和基準標記位于相對于輻射源的第一位置并且檢測器位于相對于輻射源的第一檢測器位置時，通過利用檢測器檢測來自輻射源的輻射而產生基準標記的第一圖像和關注區域的第一圖像；

c）相對于輻射源將基準標記和關注區域移動到相對于輻射源的第二位置，并且將檢測器移動到相對于輻射源的第二檢測器位置；

d）當關注區域和基準標記位于相對于輻射源的第二位置并且檢測器位于相對于輻射源的第二檢測器位置時，通過利用檢測器檢測來自輻射源的輻射，來產生基準標記的第二圖像和關注區域的第二圖像；

e）利用基準標記的第二圖像與關于基準標記的預期的第二圖像的信息的比較，來生成關于關注區域的校正的第二圖像數據；以及

f）利用用于關注區域的第一圖像或校正的第一圖像數據和校正的第二圖像數據，來生成關注區域的三維表示。

根據第一方面的方法允許通過在成像過程期間對位置不精確性進行校正而使用相對不精確的且相應地便宜的定位機構。通常，輻射源是靜止的并且目標對象和檢測器相對于輻射源移動經過預定位置。根據本發明的第一方面的方法使用在目標對象的關注區域上或附近的具有已知幾何形狀的基準標記來調節關注區域和基準標記的捕捉圖像，以補償在檢測器和關注區域相對于輻射源的定位中的不精確性。在該方法中，關注區域和基準標記這兩者均移動經過預定位置。在每個預定位置處，輻射源、關注區域（和基準標記）和檢測器之間的預期空間關系是已知的。基準標記的幾何形狀是已知的（或者假定為已知）。利用該信息，連同基準標記的已知的或測量的初始位置，能夠關于基準標記和檢測器的每個預定位置計算基準標記的預期圖像。

隨后能夠計算圖像變換，以在每個預定位置處建立基準標記的捕捉圖像到基準標記的預期圖像的映射。該圖像變換隨后能夠用于變換每個預定位置處的關注區域的捕捉圖像，以便關于每個預定位置產生關注區域的相應的校正圖像。實際上，圖像被變換成對應于在成像系統的元件在每個預定位置處處于理想的空間關系的情況下利用成像系統的元件所取得的圖像。

隨后通過層析X射線照相組合技術組合這些關于每個預定位置的校正圖像，以產生關注區域的三維模型或圖像。