JPH05296745A - 形状測定装置 - Google Patents
形状測定装置Info
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- JPH05296745A JPH05296745A JP4102752A JP10275292A JPH05296745A JP H05296745 A JPH05296745 A JP H05296745A JP 4102752 A JP4102752 A JP 4102752A JP 10275292 A JP10275292 A JP 10275292A JP H05296745 A JPH05296745 A JP H05296745A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】形状測定を短時間で行うことが可能な形状測定
装置を提供することにある。 【構成】複数のＬＥＤ２…を任意に選択しながらはんだ
Ｓを異なる角度から照明し、はんだＳの表面で正反射し
た光を撮像し、得られた画像から正反射光の像の位置を
求めてはんだＳの３次元形状を測定する形状測定装置に
おいて、ＬＥＤ２…を複数個同時に点灯させてはんだＳ
を帯状に照明し、得られた画像を格子状に分割して複数
の画像領域を形成し、各画像領域に予め決められたはん
だＳの部分的な傾き情報を対応させ、各画像領域の明る
さと傾き情報とを基にはんだＳの形状を演算する。
装置を提供することにある。 【構成】複数のＬＥＤ２…を任意に選択しながらはんだ
Ｓを異なる角度から照明し、はんだＳの表面で正反射し
た光を撮像し、得られた画像から正反射光の像の位置を
求めてはんだＳの３次元形状を測定する形状測定装置に
おいて、ＬＥＤ２…を複数個同時に点灯させてはんだＳ
を帯状に照明し、得られた画像を格子状に分割して複数
の画像領域を形成し、各画像領域に予め決められたはん
だＳの部分的な傾き情報を対応させ、各画像領域の明る
さと傾き情報とを基にはんだＳの形状を演算する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、形状の測定方法に係
り、特に基板上に電子部品を接合するはんだ等のように
鏡面を有する被測定対象物を測定する形状測定装置に関
する。
り、特に基板上に電子部品を接合するはんだ等のように
鏡面を有する被測定対象物を測定する形状測定装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子部品のはんだ付け状態の検査
は主に目視に頼られていた。近年、このような人手によ
る作業を廃止しようと、自動化のための検査装置や形状
測定装置の開発が行われている。
は主に目視に頼られていた。近年、このような人手によ
る作業を廃止しようと、自動化のための検査装置や形状
測定装置の開発が行われている。
【０００３】そして、はんだの形状を測定する装置とし
て、例えば本出願人による特願平２−２３９００９号明
細書に記載されているようなものがある。すなわち、こ
の種の形状測定装置は、例えば多数のＬＥＤを内側に有
するカバ−を用いて電子部品を覆い、ＬＥＤを１つずつ
点灯させる。そして、形状測定装置はＬＥＤの光をはん
だの表面で反射させ、正反射光をカメラに取込む。上述
の形状測定装置の形状測定原理を図８（ａ）、（ｂ）及
び図９（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
て、例えば本出願人による特願平２−２３９００９号明
細書に記載されているようなものがある。すなわち、こ
の種の形状測定装置は、例えば多数のＬＥＤを内側に有
するカバ−を用いて電子部品を覆い、ＬＥＤを１つずつ
点灯させる。そして、形状測定装置はＬＥＤの光をはん
だの表面で反射させ、正反射光をカメラに取込む。上述
の形状測定装置の形状測定原理を図８（ａ）、（ｂ）及
び図９（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
【０００４】まず、光源（ＬＥＤ）より測定対象物Ｏに
光が照射され、このときの画像が撮像装置Ｐによって撮
像される。撮像された画像は、はんだ表面に正反射した
光を撮らえている。そして、この画像で明るい点は光源
と撮像装置との位置関係から傾きの情報として得られ
る。そこで、この傾きの情報とは下式で求められる。 Θi ＝９０−（θj ＋θi ）／２ つまり、予め定まっている光源の測定対象物Ｏに対する
光の入射角度θi と撮像装置Ｐの角度θj から、撮像さ
れた画像の明るい点の傾きθが求まる。
光が照射され、このときの画像が撮像装置Ｐによって撮
像される。撮像された画像は、はんだ表面に正反射した
光を撮らえている。そして、この画像で明るい点は光源
と撮像装置との位置関係から傾きの情報として得られ
る。そこで、この傾きの情報とは下式で求められる。 Θi ＝９０−（θj ＋θi ）／２ つまり、予め定まっている光源の測定対象物Ｏに対する
光の入射角度θi と撮像装置Ｐの角度θj から、撮像さ
れた画像の明るい点の傾きθが求まる。
【０００５】次に光源の位置を変更し、変更後の画像を
撮像装置Ｐにより取込む。このとき光源の位置を変更し
たことで測定対象物Ｏに対する光の入射角度がθi+1 に
変更される。すなわち、このとき撮像された画像の明る
い点の傾きθi+1 は下式で求められる。 Θi+1 ＝９０−（θj ＋θi+1 ）／２ 以下、同様にΘ3 、Θ4 、…、Θx と求めていく。
撮像装置Ｐにより取込む。このとき光源の位置を変更し
たことで測定対象物Ｏに対する光の入射角度がθi+1 に
変更される。すなわち、このとき撮像された画像の明る
い点の傾きθi+1 は下式で求められる。 Θi+1 ＝９０−（θj ＋θi+1 ）／２ 以下、同様にΘ3 、Θ4 、…、Θx と求めていく。
【０００６】次に傾きΘ1 、Θ2 、…、Θx を求めた測
定対象物表面Ｏの形状が求められる。形状を測定する際
には高さ方向の情報が必要である。ここで、測定対象物
の外形形状は、任意の座標（ｘ、ｙ）の高さをｚとする
と、ｚ＝ｆ（ｘ、ｙ）の式で表される。この式は、傾き
を積分することにより求めることができる。つぎに、は
んだの形状測定のための具体的な作業を図９〜図１３に
基づいて説明する。
定対象物表面Ｏの形状が求められる。形状を測定する際
には高さ方向の情報が必要である。ここで、測定対象物
の外形形状は、任意の座標（ｘ、ｙ）の高さをｚとする
と、ｚ＝ｆ（ｘ、ｙ）の式で表される。この式は、傾き
を積分することにより求めることができる。つぎに、は
んだの形状測定のための具体的な作業を図９〜図１３に
基づいて説明する。
【０００７】図９中に、はんだＳの表面に生じる明るい
点の例が示されている。図中において、符号Ａ〜Ｄは明
るい点を示している。この明るい点Ａ〜Ｄは点灯するＬ
ＥＤの切換えに伴い、リ−ドＲの延びる方向に沿って一
つずつ順に発生する。
点の例が示されている。図中において、符号Ａ〜Ｄは明
るい点を示している。この明るい点Ａ〜Ｄは点灯するＬ
ＥＤの切換えに伴い、リ−ドＲの延びる方向に沿って一
つずつ順に発生する。
【０００８】まず、点Ａがあらわれた場合、点Ａの重心
（代表点）Ｇ1 、及び点Ａのなす傾きΘ1 を求める。そ
して、他のＬＥＤについての明るい点Ｂ〜Ｄがあらわれ
た場合も同様に、各点の重心Ｇ2 〜Ｇ4 、及び各点のな
す傾きΘ2 〜Θ4 が求められる。そして、Ａ〜Ｄの４点
だけではなく５点以上の測定点を設定した場合には、測
定点の数に応じて重心Ｇ5 、Ｇ6 、…、及び傾きΘ5 、
Θ6 、…が求められる。なお、傾き０の領域、すなわち
基板表面は、例えば、はんだＳと基板との境界位置Ｇ0
を基にして判別される。
（代表点）Ｇ1 、及び点Ａのなす傾きΘ1 を求める。そ
して、他のＬＥＤについての明るい点Ｂ〜Ｄがあらわれ
た場合も同様に、各点の重心Ｇ2 〜Ｇ4 、及び各点のな
す傾きΘ2 〜Θ4 が求められる。そして、Ａ〜Ｄの４点
だけではなく５点以上の測定点を設定した場合には、測
定点の数に応じて重心Ｇ5 、Ｇ6 、…、及び傾きΘ5 、
Θ6 、…が求められる。なお、傾き０の領域、すなわち
基板表面は、例えば、はんだＳと基板との境界位置Ｇ0
を基にして判別される。
【０００９】ここで、図９中において、はんだＳは基板
表面上に隆起しており、リ−ドＲの突出方向に沿って延
びるとともに、リ−ドＲの先端から離れるに従って低く
傾斜している。
表面上に隆起しており、リ−ドＲの突出方向に沿って延
びるとともに、リ−ドＲの先端から離れるに従って低く
傾斜している。
【００１０】図９中のＧ0 とＧ1 、Ｇ1 とＧ2 、…はつ
ながりを有していない。そこで、Ｇ0 とＧ1 との中点Ｃ
0 、Ｇ1 とＧ2 との中点Ｃ1 、Ｇ2 とＧ3 との中点
Ｃ2 、…を順次算出する。ここでＣ1 からＣ2 までの面
の傾きをΘ2 と想定して、はんだＳの表面の形状を測定
する。ここでＣ0 からＣ1 までの長さをＬ1 、Ｃ1 から
Ｃ2 までの長さをＬ2 、…とする。このとき、Ｃ1 の高
さＺ1 は下式で算出される。 Ｚ1 ＝Ｌ1 × tanΘ1 以下、Ｃ2 の高さＺ2 は下式で算出される。 Ｚ2 ＝Ｌ2 × tanΘ2 ＋Ｚ1 結局、Ｃi の高さＺi は下式で算出される。
ながりを有していない。そこで、Ｇ0 とＧ1 との中点Ｃ
0 、Ｇ1 とＧ2 との中点Ｃ1 、Ｇ2 とＧ3 との中点
Ｃ2 、…を順次算出する。ここでＣ1 からＣ2 までの面
の傾きをΘ2 と想定して、はんだＳの表面の形状を測定
する。ここでＣ0 からＣ1 までの長さをＬ1 、Ｃ1 から
Ｃ2 までの長さをＬ2 、…とする。このとき、Ｃ1 の高
さＺ1 は下式で算出される。 Ｚ1 ＝Ｌ1 × tanΘ1 以下、Ｃ2 の高さＺ2 は下式で算出される。 Ｚ2 ＝Ｌ2 × tanΘ2 ＋Ｚ1 結局、Ｃi の高さＺi は下式で算出される。
【００１１】この検出結果を結ぶことにより図１０に示
したようにはんだＳの断面形状が算出できる。この図１
０では、リ−ドＲと同じ方向のＬＥＤの列を順次点灯さ
せていったが、他のＬＥＤの列を点灯させていくこと
で、図１１のようにはんだＳの全体の形状を検出するこ
ともできる。
したようにはんだＳの断面形状が算出できる。この図１
０では、リ−ドＲと同じ方向のＬＥＤの列を順次点灯さ
せていったが、他のＬＥＤの列を点灯させていくこと
で、図１１のようにはんだＳの全体の形状を検出するこ
ともできる。
【００１２】また、図１２に示すように、画像デ−タを
格子状に分割する場合もある。この場合は、格子状に分
割された領域の光強度を取込んだ画像毎に算出し、最も
明るい点が強い画像に対応するＬＥＤの位置から求まる
傾きΘを、その領域の傾きとする。後はこの傾きのデ−
タより図１２に示すように高さ情報を算出し、図１３の
ような形状を算出する。
格子状に分割する場合もある。この場合は、格子状に分
割された領域の光強度を取込んだ画像毎に算出し、最も
明るい点が強い画像に対応するＬＥＤの位置から求まる
傾きΘを、その領域の傾きとする。後はこの傾きのデ−
タより図１２に示すように高さ情報を算出し、図１３の
ような形状を算出する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来の形状測定装置においては、はんだＳの部分的な
傾き及び高さが順次合成されてはんだＳの全体形状が求
められる。このため、ＬＥＤを１つずつ点滅制御する必
要があった。そして、はんだＳの形状算出に手間が係
り、その分だけ形状測定に多くの時間を要していた。本
発明の目的とするところは、形状測定を短時間で行うこ
とが可能な形状測定装置を提供することにある。
な従来の形状測定装置においては、はんだＳの部分的な
傾き及び高さが順次合成されてはんだＳの全体形状が求
められる。このため、ＬＥＤを１つずつ点滅制御する必
要があった。そして、はんだＳの形状算出に手間が係
り、その分だけ形状測定に多くの時間を要していた。本
発明の目的とするところは、形状測定を短時間で行うこ
とが可能な形状測定装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、複数の光源を任意に選択しなが
ら測定対象物を異なる角度から照明し、測定対象物の表
面で正反射した光を撮像し、得られた画像から正反射光
の像の位置を求めて測定対象物の３次元形状を測定する
形状測定装置において、光源を複数個同時に点灯させて
測定対象物を帯状に照明し、得られた画像を格子状に分
割して複数の画像領域を形成し、各画像領域に予め決め
られた測定対象物の部分的な傾き情報を対応させ、各画
像領域の明るさと傾き情報とを基に測定対象物の形状を
演算することにある。こうすることによって本発明は、
形状測定を短時間で行えるようにしたことにある。
成するために本発明は、複数の光源を任意に選択しなが
ら測定対象物を異なる角度から照明し、測定対象物の表
面で正反射した光を撮像し、得られた画像から正反射光
の像の位置を求めて測定対象物の３次元形状を測定する
形状測定装置において、光源を複数個同時に点灯させて
測定対象物を帯状に照明し、得られた画像を格子状に分
割して複数の画像領域を形成し、各画像領域に予め決め
られた測定対象物の部分的な傾き情報を対応させ、各画
像領域の明るさと傾き情報とを基に測定対象物の形状を
演算することにある。こうすることによって本発明は、
形状測定を短時間で行えるようにしたことにある。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図５に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００１６】図１は第１の実施例の形状測定装置の構成
図である。外乱光を遮る半円球状のカバ−１に光源とし
てのＬＥＤ２…を経線方向に１０度毎、緯度方向に５度
ごとに配置してある。このＬＥＤ２…は個々に独立して
点灯可能なように制御装置３に接続されている。また、
カバ−１の下方には基板を載置する載置台としてのＸ−
Ｙテ−ブル４が設けられている。また、このＸ−Ｙテ−
ブル４は制御装置３に制御可能に接続されている。さら
に、カバ−１の垂線方向に撮像手段としてのカメラ５を
配置している。このカメラ５は撮像した画像信号を画像
処理装置６に送信可能に接続されており、さらに画像処
理装置６はその処理結果をモニタ７に表示可能に接続さ
れている。また、画像処理装置６は制御装置３の指令に
より動作するよう接続されている。
図である。外乱光を遮る半円球状のカバ−１に光源とし
てのＬＥＤ２…を経線方向に１０度毎、緯度方向に５度
ごとに配置してある。このＬＥＤ２…は個々に独立して
点灯可能なように制御装置３に接続されている。また、
カバ−１の下方には基板を載置する載置台としてのＸ−
Ｙテ−ブル４が設けられている。また、このＸ−Ｙテ−
ブル４は制御装置３に制御可能に接続されている。さら
に、カバ−１の垂線方向に撮像手段としてのカメラ５を
配置している。このカメラ５は撮像した画像信号を画像
処理装置６に送信可能に接続されており、さらに画像処
理装置６はその処理結果をモニタ７に表示可能に接続さ
れている。また、画像処理装置６は制御装置３の指令に
より動作するよう接続されている。
【００１７】前記制御装置３は、ＬＥＤ２…の点灯順序
を決定してＬＥＤ２…を点灯させる光制御機能を備えて
いる。そして、制御装置３は、各緯度毎のＬＥＤ２…を
組合わせ、緯度方向に一列に並んだＬＥＤ２…を同時に
点灯させる。また、ＬＥＤ２…の各列毎にリング状に点
灯し、ＬＥＤ２…の点灯は例えばカバ−１の上側から下
側へ順に切換えられる。
を決定してＬＥＤ２…を点灯させる光制御機能を備えて
いる。そして、制御装置３は、各緯度毎のＬＥＤ２…を
組合わせ、緯度方向に一列に並んだＬＥＤ２…を同時に
点灯させる。また、ＬＥＤ２…の各列毎にリング状に点
灯し、ＬＥＤ２…の点灯は例えばカバ−１の上側から下
側へ順に切換えられる。
【００１８】画像処理装置６は、カメラ５から出力され
た画像デ−タを取込んで所定のアドレスに記憶する機能
を有している。さらに、画像処理装置６は、画像デ−タ
を格子状に均等に分割して複数の画像領域を形成する。
また、画像処理装置６は各画像領域に測定対象物の傾き
情報を予め対応させており、各画像領域の明るさと上記
傾き情報とに基づいて測定対象物の形状を演算する。そ
して、この画像処理装置６と前述の制御装置３とによっ
て演算制御手段８が構成されている。
た画像デ−タを取込んで所定のアドレスに記憶する機能
を有している。さらに、画像処理装置６は、画像デ−タ
を格子状に均等に分割して複数の画像領域を形成する。
また、画像処理装置６は各画像領域に測定対象物の傾き
情報を予め対応させており、各画像領域の明るさと上記
傾き情報とに基づいて測定対象物の形状を演算する。そ
して、この画像処理装置６と前述の制御装置３とによっ
て演算制御手段８が構成されている。
【００１９】次に、この装置を用いて上述の形状測定装
置の作用を説明する。まず、Ｘ−Ｙテ−ブル４上に測定
対象物である電子部品９をはんだ付けした基板１０が載
置される。基板１０が載置されると制御装置３はＸ−Ｙ
テ−ブル４を駆動して、カメラ５が撮像する画面の中心
にはんだ付け部がくるようにする。これは予め基板１０
がＸ−Ｙテ−ブル４に位置決めされており、その情報か
らＸ−Ｙテ−ブル４を駆動することにより行う。
置の作用を説明する。まず、Ｘ−Ｙテ−ブル４上に測定
対象物である電子部品９をはんだ付けした基板１０が載
置される。基板１０が載置されると制御装置３はＸ−Ｙ
テ−ブル４を駆動して、カメラ５が撮像する画面の中心
にはんだ付け部がくるようにする。これは予め基板１０
がＸ−Ｙテ−ブル４に位置決めされており、その情報か
らＸ−Ｙテ−ブル４を駆動することにより行う。
【００２０】このように測定対象物を撮像位置に位置合
せした後に、制御装置３はカバ−１に設けられたＬＥＤ
２…を、同じ緯度上の列毎に（リング状に）上から順番
に点灯させていく。このとき、各列毎に照明されたはん
だ付け部分の画像がカメラ５により順次撮像される。
せした後に、制御装置３はカバ−１に設けられたＬＥＤ
２…を、同じ緯度上の列毎に（リング状に）上から順番
に点灯させていく。このとき、各列毎に照明されたはん
だ付け部分の画像がカメラ５により順次撮像される。
【００２１】このときの画面が図２（ａ）〜（ｄ）に示
されている。図２（ａ）は例えば最上段のＬＥＤ２…の
列を点灯させた時の画像である。光源角度と撮像角度と
の関係に応じて照明光が正反射し、はんだＳの表面の外
縁部に明るい部分Ａが生じる。同様にＬＥＤ２…を切換
えて点灯させると、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、
はんだＳの傾きに応じて明るい部分Ｂ〜Ｄが発生する。
これらの明るい部分Ｂ〜Ｄのあらわれる位置は、点灯す
るＬＥＤ２…の列が下へ移るほど、はんだＳの内側で且
つリ−ドＲの軸心に近い部分に変化する。
されている。図２（ａ）は例えば最上段のＬＥＤ２…の
列を点灯させた時の画像である。光源角度と撮像角度と
の関係に応じて照明光が正反射し、はんだＳの表面の外
縁部に明るい部分Ａが生じる。同様にＬＥＤ２…を切換
えて点灯させると、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、
はんだＳの傾きに応じて明るい部分Ｂ〜Ｄが発生する。
これらの明るい部分Ｂ〜Ｄのあらわれる位置は、点灯す
るＬＥＤ２…の列が下へ移るほど、はんだＳの内側で且
つリ−ドＲの軸心に近い部分に変化する。
【００２２】つぎにこうして撮像された画像は画像デ−
タとして画像処理装置６へ送信され記憶される。画像処
理装置６では、この記憶された画像デ−タに基づいて形
状が測定される。
タとして画像処理装置６へ送信され記憶される。画像処
理装置６では、この記憶された画像デ−タに基づいて形
状が測定される。
【００２３】ここで記憶した画像デ−タは図３に示すよ
うに格子状に分割され、複数の画像領域（以下、領域と
称する）Ｈn (n=1〜k)が形成される。これら領域Ｈn 互
いに均等な大きさに設定され、複数の画素により構成さ
れている。そして、図３において、領域Ｈn の全体の大
きさは、領域Ｈn の全体にはんだＳの全体と、基板１０
及びリ−ドＲの一部が含まれるよう設定されている。
うに格子状に分割され、複数の画像領域（以下、領域と
称する）Ｈn (n=1〜k)が形成される。これら領域Ｈn 互
いに均等な大きさに設定され、複数の画素により構成さ
れている。そして、図３において、領域Ｈn の全体の大
きさは、領域Ｈn の全体にはんだＳの全体と、基板１０
及びリ−ドＲの一部が含まれるよう設定されている。
【００２４】つぎに各領域Ｈn 内の画素の持つ明るさの
平均値をもとめ、所定値以上の明るさを持つ領域を選
ぶ。この所定値以上の明るさを持つ領域は、上述のよう
に光源角度と撮像角度の関係に基づいて光が正反射して
いる部分であり、その傾きは下式で求められる。 θn ＝９０−（θj ＋θi ）／２ つまり、予め定まっている光源の測定対象物に対する光
の入射角度θi と撮像角度θj から、所定値以上の明る
さを持つ領域の傾きΘn が求まる。
平均値をもとめ、所定値以上の明るさを持つ領域を選
ぶ。この所定値以上の明るさを持つ領域は、上述のよう
に光源角度と撮像角度の関係に基づいて光が正反射して
いる部分であり、その傾きは下式で求められる。 θn ＝９０−（θj ＋θi ）／２ つまり、予め定まっている光源の測定対象物に対する光
の入射角度θi と撮像角度θj から、所定値以上の明る
さを持つ領域の傾きΘn が求まる。
【００２５】つぎに、図３（ｂ）で示すように、光源角
度を変えて撮像した画像デ−タを先の場合と同じ位置で
格子状に分割し、各領域内の画素の持つ明るさの平均値
をもとめ、所定値以上の明るさを持つ領域を選ぶ。光源
の角度を変更したことで測定対象物に対する光の入射角
度がθi+1 に変更される。すなわち、この領域の傾きは
下式で求められる。 θn+1 ＝９０−（θj ＋θn+1 ）／２
度を変えて撮像した画像デ−タを先の場合と同じ位置で
格子状に分割し、各領域内の画素の持つ明るさの平均値
をもとめ、所定値以上の明るさを持つ領域を選ぶ。光源
の角度を変更したことで測定対象物に対する光の入射角
度がθi+1 に変更される。すなわち、この領域の傾きは
下式で求められる。 θn+1 ＝９０−（θj ＋θn+1 ）／２
【００２６】以下、同様にθ3 、θ4 、…、θx と求め
ていく。図４は、上述のように求められた各領域Ｈi の
傾き情報の一例を示している。なお、カメラ５に内蔵さ
れた落射照明機構を用いてはんだＳと基板ａとの境界が
求められており、傾き０°の領域はこの境界を基にして
判別されている。
ていく。図４は、上述のように求められた各領域Ｈi の
傾き情報の一例を示している。なお、カメラ５に内蔵さ
れた落射照明機構を用いてはんだＳと基板ａとの境界が
求められており、傾き０°の領域はこの境界を基にして
判別されている。
【００２７】さて、上記傾き情報から高さ情報を求める
ために、まず、Ｙ方向列の各領域の中心Ｗx がそれぞれ
算出される。傾きのある領域の手前の傾き０°の領域
（基準領域）を基準として、領域Ｈ1 までの距離を
Ｌ1 、その傾きをθ1 とすれば領域Ｈ1 の高さＺ1 は下
式で算出できる。 Ｚ1 ＝Ｌ1 × tanθ1 以下同様に、傾き情報のある領域の高さＺm を求める。
さらに、Ｙ方向に領域列を変えて上記方法により高さ情
報を求める。
ために、まず、Ｙ方向列の各領域の中心Ｗx がそれぞれ
算出される。傾きのある領域の手前の傾き０°の領域
（基準領域）を基準として、領域Ｈ1 までの距離を
Ｌ1 、その傾きをθ1 とすれば領域Ｈ1 の高さＺ1 は下
式で算出できる。 Ｚ1 ＝Ｌ1 × tanθ1 以下同様に、傾き情報のある領域の高さＺm を求める。
さらに、Ｙ方向に領域列を変えて上記方法により高さ情
報を求める。
【００２８】この様にして求めた各領域の高さ情報か
ら、図５のような形状が算出される。上記各領域の高さ
情報は、値の低い高さ情報にその領域の高さを重ねるこ
とにより作成される。つまり、例えば、傾き情報が２０
°である領域の高さ情報は、傾き情報が１０°である領
域の高さ情報に、θi ＝２０°とした場合の高さＺiの
値を加えた値となる。
ら、図５のような形状が算出される。上記各領域の高さ
情報は、値の低い高さ情報にその領域の高さを重ねるこ
とにより作成される。つまり、例えば、傾き情報が２０
°である領域の高さ情報は、傾き情報が１０°である領
域の高さ情報に、θi ＝２０°とした場合の高さＺiの
値を加えた値となる。
【００２９】すなわち、上述のような形状測定装置にお
いては、ＬＥＤ２…が同じ緯度上の列毎に纏めて点灯制
御され、上から順番にリング状に点灯する。さらに、画
像処理装置６において記憶された画像デ−タは図３に示
すように格子状に分割され、各領域Ｈn 内の画素の持つ
明るさの平均値が求められる。そして、所定値以上の明
るさを持つ領域が選ばれ、光が正反射している部分の傾
き及び高さが求められる。
いては、ＬＥＤ２…が同じ緯度上の列毎に纏めて点灯制
御され、上から順番にリング状に点灯する。さらに、画
像処理装置６において記憶された画像デ−タは図３に示
すように格子状に分割され、各領域Ｈn 内の画素の持つ
明るさの平均値が求められる。そして、所定値以上の明
るさを持つ領域が選ばれ、光が正反射している部分の傾
き及び高さが求められる。
【００３０】したがって、ＬＥＤ２…の個別の点滅制御
が不要になり、ＬＥＤ２…の点滅制御が簡略化され、は
んだＳの３次元形状を短時間で算出することが可能にな
る。なお、本実施例においてはカメラ５が１つのみ備え
られているが、例えば図６に示すように複数のカメラ５
…を適宜配置すれば、測定範囲に死角が生じることを防
止できる。
が不要になり、ＬＥＤ２…の点滅制御が簡略化され、は
んだＳの３次元形状を短時間で算出することが可能にな
る。なお、本実施例においてはカメラ５が１つのみ備え
られているが、例えば図６に示すように複数のカメラ５
…を適宜配置すれば、測定範囲に死角が生じることを防
止できる。
【００３１】また、本実施例では形状測定の対象を一つ
しか述べていないが、これは作用の説明の簡略化のため
である。実際にははんだ付け形状を測定するような場合
には、複数の対象物に対して（例えば電子部品のリ−ド
部分）ウインドウを設定して、一度にそれぞれの形状を
測定することができる。このように一度に複数の形状の
測定ができることにより測定速度の高速化もできるもの
である。
しか述べていないが、これは作用の説明の簡略化のため
である。実際にははんだ付け形状を測定するような場合
には、複数の対象物に対して（例えば電子部品のリ−ド
部分）ウインドウを設定して、一度にそれぞれの形状を
測定することができる。このように一度に複数の形状の
測定ができることにより測定速度の高速化もできるもの
である。
【００３２】また、本実施例では光源としてＬＥＤ２…
が設けられているが、他の照明を光源として用いてもよ
い。さらに、例えば、一つ或いは複数の光源の光束を分
割し、分割された光束を光ファイバでカバ−１に導くこ
とも可能である。そして、本発明は要旨を逸脱しない範
囲で種々に変形することが可能である。
が設けられているが、他の照明を光源として用いてもよ
い。さらに、例えば、一つ或いは複数の光源の光束を分
割し、分割された光束を光ファイバでカバ−１に導くこ
とも可能である。そして、本発明は要旨を逸脱しない範
囲で種々に変形することが可能である。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、複数の光
源を任意に選択しながら測定対象物を異なる角度から照
明し、測定対象物の表面で正反射した光を撮像し、得ら
れた画像から正反射光の像の位置を求めて測定対象物の
３次元形状を測定する形状測定装置において、光源を複
数個同時に点灯させて測定対象物を帯状に照明し、得ら
れた画像を格子状に分割して複数の画像領域を形成し、
各画像領域に予め決められた測定対象物の部分的な傾き
情報を対応させ、各画像領域の明るさと傾き情報とを基
に測定対象物の形状を演算するものである。したがって
本発明は、形状測定を短時間で行えるという効果があ
る。
源を任意に選択しながら測定対象物を異なる角度から照
明し、測定対象物の表面で正反射した光を撮像し、得ら
れた画像から正反射光の像の位置を求めて測定対象物の
３次元形状を測定する形状測定装置において、光源を複
数個同時に点灯させて測定対象物を帯状に照明し、得ら
れた画像を格子状に分割して複数の画像領域を形成し、
各画像領域に予め決められた測定対象物の部分的な傾き
情報を対応させ、各画像領域の明るさと傾き情報とを基
に測定対象物の形状を演算するものである。したがって
本発明は、形状測定を短時間で行えるという効果があ
る。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）はＬＥＤの照明角度を順次変化
させた場合の正反射光を示す説明図。
させた場合の正反射光を示す説明図。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は画像デ−タが格子状に分割さ
れた状態を示す説明図。
れた状態を示す説明図。
【図４】格子と傾き情報との対応を示す説明図。
【図５】測定結果の一例を示す説明図。
【図６】変形例を示す説明図。
【図７】他の変形例を示す説明図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は測定原理を示す説明図。
【図９】作用を示す説明図。
【図１０】作用を示す説明図。
【図１１】作用を示す説明図。
【図１２】作用を示す説明図。
【図１３】測定結果の一例を示す説明図。
１…カバ−、２…ＬＥＤ（光源）、３…制御装置、４…
Ｘ−Ｙテ−ブル、５…カメラ（撮像手段）、６…画像処
理装置、Ｓ…はんだ（測定対象物）。
Ｘ−Ｙテ−ブル、５…カメラ（撮像手段）、６…画像処
理装置、Ｓ…はんだ（測定対象物）。
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の光源を任意に選択しながら測定対
象物を異なる角度から照明し、上記測定対象物の表面で
正反射した光を撮像し、得られた画像から正反射光の像
の位置を求めて上記測定対象物の３次元形状を測定する
形状測定装置において、上記光源を複数個同時に点灯さ
せて上記測定対象物を帯状に照明し、得られた画像を格
子状に分割して複数の画像領域を形成し、各画像領域に
予め決められた上記測定対象物の部分的な傾き情報を対
応させ、上記各画像領域の明るさと上記傾き情報とを基
に上記測定対象物の形状を演算することを特徴とする形
状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4102752A JPH05296745A (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4102752A JPH05296745A (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 形状測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05296745A true JPH05296745A (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=14335950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4102752A Pending JPH05296745A (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05296745A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010033593A (ja) * | 2009-10-30 | 2010-02-12 | Renesas Technology Corp | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| JP2011232087A (ja) * | 2010-04-26 | 2011-11-17 | Omron Corp | 形状計測装置およびキャリブレーション方法 |
| US8125632B2 (en) | 2004-01-23 | 2012-02-28 | Renesas Electronics Corporation | Fabrication method of semiconductor integrated circuit device |
| JP2013054011A (ja) * | 2011-09-06 | 2013-03-21 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 面法線計測装置、面法線計測システム及び面法線計測プログラム |
| JP2014206388A (ja) * | 2013-04-10 | 2014-10-30 | オリンパス株式会社 | 撮像装置、画像処理装置及び画像処理方法 |
-
1992
- 1992-04-22 JP JP4102752A patent/JPH05296745A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8125632B2 (en) | 2004-01-23 | 2012-02-28 | Renesas Electronics Corporation | Fabrication method of semiconductor integrated circuit device |
| US8259295B2 (en) | 2004-01-23 | 2012-09-04 | Renesas Electronics Corporation | Fabrication method of semiconductor integrated circuit device |
| JP2010033593A (ja) * | 2009-10-30 | 2010-02-12 | Renesas Technology Corp | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| JP2011232087A (ja) * | 2010-04-26 | 2011-11-17 | Omron Corp | 形状計測装置およびキャリブレーション方法 |
| US8363929B2 (en) | 2010-04-26 | 2013-01-29 | Omron Corporation | Shape measurement apparatus and calibration method |
| JP2013054011A (ja) * | 2011-09-06 | 2013-03-21 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 面法線計測装置、面法線計測システム及び面法線計測プログラム |
| JP2014206388A (ja) * | 2013-04-10 | 2014-10-30 | オリンパス株式会社 | 撮像装置、画像処理装置及び画像処理方法 |
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