JPH10104033A - 画像処理装置のキャリブレーションプレート、これを用いたキャリブレーション装置及び３次元位置計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像処理におけるステレオ法を用いた位置測
定で、高精度な較正を可能とする。 【解決手段】 透明基板２１の表面にキャリブレーショ
ン用のパターン２３が描かれ、前記透明基板２１の上方
から照明手段１５により照明され、前記透明基板２１の
上方に設けられた少なくとも２台のカメラでステレオ法
によってそれぞれ異なる方向から前記パターン２３が撮
像され、この撮像された画像を処理して算出されたパタ
ーン２３の画像のモニタ座標上の位置に基づいて、前記
画像内の各点のモニタ座標上の位置が較正されるキャリ
ブレーションプレート２０において、前記パターン２３
が、前記透明基板２１の上面に形成される。このとき、
前記透明基板２１の下面に無反射処理を施す。また、照
明手段１５をキャリブレーションプレート２０の下面側
に配設してもよい。さらに、パターン２３を不透明基板
の上面に形成し、この上面の上方から撮像してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理における
ステレオ法を用いた位置計測用のキャリブレーションプ
レート、及びこのキャリブレーションプレートを用いた
キャリブレーション装置又は３次元位置計測装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体集積回路（以後、ＩＣと言
う）の製品品質を高めるために、パッケージの外観検査
等が行われており、例えばＢＧＡ型パッケージにおいて
は、その端子部に配列されたボール形状の端子（以後、
ボール端子と言う）の高さを検査する工程はその重要な
工程の一つである。このようなＩＣの端子高さの検査工
程においては、従来より、画像処理技術を利用した位置
計測方法が多く用いられている。そして、この画像処理
技術の中でもステレオ法は非常に広い分野で利用されて
いる。

【０００３】従来のステレオ法を、図９に基づいて簡単
に説明する。まず、ステレオ法においては、測定点の絶
対的な座標を表すワールド座標を定義する。また、異な
る位置に置かれた少なくとも２台のカメラを用いて、同
一測定対象物を異なる方向から見たときの画像上の座標
をそれぞれのモニタ座標として定義する。図９において
は、ＩＣパッケージの一種であるＢＧＡ型パッケージ１
６のボール端子１７の高さ検査装置の例を示しており、
ＢＧＡ型パッケージ１６はボール端子１７が設けられた
端子面を上向きにして台１８上に設置される。この台１
８は、上下方向に移動可能となっている。また、ＢＧＡ
型パッケージ１６の端子面側に２台のカメラ１１、１２
が設けられており、カメラ１１はミラー１４を介してＢ
ＧＡ型パッケージ１６の平面画像を取り込み、カメラ１
２はＢＧＡ型パッケージ１６の所定角度の斜め方向から
画像を取り込んでいる。カメラ１２は調整機構１３上に
取り付けられており、上記所定角度やカメラ設置高さが
調整可能になっている。ＢＧＡ型パッケージ１６の上方
周囲には照明手段１５が配設され、画像データが鮮明に
なるように照明している。

【０００４】２台のカメラ１１、１２の画像データは、
画像処理装置１０に入力される。画像処理装置１０で
は、カメラ１１、１２で取り込んだ画像データを処理
し、各ボール端子１７に対応した各画像の位置（例え
ば、重心位置）を演算し、これをモニタ座標上の各ボー
ル端子１７の位置として取り込む。そして、得られたこ
のモニタ座標上の位置に基づいて、各測定点（例えば、
ボール端子１７の頂点位置）のワールド座標を算出する
ものである。これによって、各ボール端子１７の高さが
測定される。

【０００５】このステレオ法で重要なのは、ワールド座
標での同じ点を少なくとも２つの異なるモニタ座標の点
に対応させたとき、この対応する点に位置ずれが無いか
と言う問題である。すなわち、各モニタ座標上で指し示
す点がワールド座標上の正しい点に一致するためには、
ワールド座標上の同一点を異なるモニタ座標上で表した
ときに、各モニタ座標上で正しい位置を指し示さなけれ
ばならない。したがって、ステレオ法を精度良く使用す
るためには、各モニタ座標上での点の位置を正しく較正
（キャリブレーション）する必要がある。そして、この
ステレオ法のキャリブレーション方法としては、通常、
サンプルとしてワールド座標上の幾つかの点を定め、こ
れらの点に予め各モニタ座標上の座標を対応させておく
方法が行われている。このワールド座標上のサンプルと
して定めた位置を示すものとして、キャリブレーション
プレートが用いられている。

【０００６】例えば、ボール端子１７の高さ計測の場合
は、図１０に示すようなキャリブレーションプレート２
０が使用されている。このキャリブレーションプレート
２０には、ＢＧＡ型パッケージ１６の端子面を真上から
平面視したときの各ボール端子１７の基準位置と同じ位
置に、各ボール端子１７に対応した円形のパターン２３
が描かれている。このパターン２３は、図１１に示すよ
うに、例えばガラス基板等で構成される透明基板２１上
に感光剤２２を塗布し、この感光剤２２の上からパター
ンを描いたマスクを被せて露光を行い、感光剤２２を現
像して作成される。透明基板２１上には、パターン２３
の部分に相当する不透明な黒い部分Ａ（感光剤２２の露
光部分）と、それ以外の透明で無色な部分とが形成され
ている。なお、このようなキャリブレーションプレート
２０の特徴は、複雑なパターンでも簡単に、しかも精度
良く作成できる点にあるので、非常に多く使用されてい
る。

【０００７】そして、画像内の各点に対応するモニタ座
標上の位置を較正するときは、次のように行なう。上記
キャリブレーションプレート２０が設置された台１８を
所定距離ずつ上下方向に移動させてキャリブレーション
プレート２０の高さを設定し、この設定した高さ毎のキ
ャリブレーションプレート２０の各パターン２３の位置
（ボール端子１７の頂点位置に対応する）が前述のサン
プルとしてのワールド座標上の点として選択される。そ
して、上記のように設定した所定の高さ毎にキャリブレ
ーションプレート２０をカメラ１２で撮像し、このとき
の各パターン２３に対応する画像データに対して画像処
理によって各画像の重心位置等を演算し、この位置を各
パターン２３のモニタ座標上の位置として対応させる。
これによって、所定高さ毎のワールド座標上の各点（パ
ターン２３の位置）と、カメラ１２の画像でのモニタ座
標上の位置とが対応付けられ、ワールド座標の高さ方向
に関するモニタ座標上の位置が較正される。また、キャ
リブレーションプレート２０のカメラ１１による画像で
のモニタ座標上の位置に基づいて、ボール端子１７のワ
ールド座標の水平面内の位置に関するモニタ座標上の位
置が較正される。また、これらの対応関係を表した対応
テーブルが作成される。

【０００８】ついで、上記のモニタ座標上の位置の較正
結果を基に、実際のＢＧＡ型パッケージ１６のボール端
子１７の高さ検査を行なう際は、カメラ１２による各ボ
ール端子１７の斜めからの画像に対して画像処理を行
い、これによって各ボール端子１７のモニタ座標上の位
置を演算する。この演算したモニタ座標上の位置及び前
述の作成された対応テーブルに基づいて、各ボール端子
１７のワールド座標上での水平方向の位置及び高さ方向
の位置が演算され、この結果、ボール端子１７の高さが
測定される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のキャリブレーシ
ョンプレート２０は、上述のように、透明基板２１上に
パターン２３に相当する不透明な黒い部分Ａとそれ以外
の透明で無色な部分とを備えている。そして、透明基板
２１の方を上方（パターン２３の面を下方）にした状態
で、このキャリブレーションプレート２０をパターン２
３の面に垂直な方向（平面視）から見た場合は、パター
ン２３の見え方は照明方向に左右されずに変わらない。
したがって、このパターン２３の画像処理によるワール
ド座標の水平面内の位置を、正確に算出できる。

【００１０】しかしながら、従来のキャリブレーション
プレート２０をカメラ１２のように斜め方向から見たと
き、以下のような問題が生じている。第１の問題として
は、キャリブレーションプレート２０を斜め方向から見
た場合、パターン面を下方にして透明基板２１の方から
見ると、透明基板２１と空気の屈折率の違いによって、
実際の方向とは異なる方向からパターン２３を見ている
ことになる。この結果、取り込んだ画像データから算出
した各パターン２３に対応するモニタ座標上の位置が真
のモニタ座標上の位置と異なることになり、ワールド座
標上の位置を正確に測定することができなくなる。

【００１１】また、第２の問題としては、上記と反対に
パターン面を上方に置く場合、同一の照明手段で上方か
ら照明してカメラ１１、１２により画像を取り込むと、
そのレンズの方向からキャリブレーションプレート２０
に照明しない限り、パターン２３の後方にこのパターン
２３の陰Ｂができてしまうことである。図１２、１３、
及び図１４、１５は、この陰Ｂができる状態を示してい
る。図１２、１３はキャリブレーションプレート２０を
真上方向から照明手段１５で照明した場合を示し、図１
２はこの場合の斜視図、図１３はこのときの陰Ｂができ
る様子を説明する平面図である。この場合には、キャリ
ブレーションプレート２０の外周部にあるパターン２３
の陰Ｂが、透明基板２１を通して台１８の上面にでき
る。また、図１４、１５はキャリブレーションプレート
２０の中の一つのパターン２３に関する図で、斜め方向
から照明手段１５で照明した場合を示し、図１４はこの
場合の斜視図、図１５はこのときの陰Ｂができる様子を
説明する平面図である。この場合には、パターン２３の
陰Ｂが、透明基板２１を通してパターン２３の斜め下方
の台１８の上面にできる。これらのいずれの場合にも、
キャリブレーションプレート２０をカメラ１２で斜め方
向から撮像しても、あるいは、カメラ１１で上方から撮
像しても、上記陰Ｂ及びパターン２３の画像が共に取り
込まれる。

【００１２】通常、この画像データに対して画像処理を
行い、そして、例えば画像データの重心位置等を求め、
求めた位置を各パターン２３に対応するモニタ座標上の
位置として算出する。ここで、陰Ｂが無く、パターン２
３の画像データのみから上記重心位置等を算出したとき
は、この算出した位置は各パターン２３に対応する真の
モニタ座標上の位置Ｐ1 と正確に一致している。しかし
ながら、陰Ｂができている場合には、陰Ｂの画像がパタ
ーン２３の画像に近接して取り込まれるので、両者の画
像データから上記重心位置を算出したときは、前記真の
位置Ｐ1 と異なる位置Ｐ2 が算出される。このことは、
得られた画像データに対して陰Ｂの部分がノイズとして
作用するので、この画像データを画像処理してパターン
２３に対応するモニタ座標上の位置を演算したときに、
正確に演算されないことを意味している。このように、
斜め方向から見る場合、上記のようなキャリブレーショ
ンプレート２０をステレオ法のキャリブレーション用の
ターゲットとして用いるのは、モニタ座標上の位置を較
正する精度を低下させている。

【００１３】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、画像処理におけるステレオ法を用いた位
置測定での高精度な較正が可能なキャリブレーションプ
レート、このキャリブレーションプレートを用いたキャ
リブレーション装置、及び３次元位置計測装置を提供す
ることを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、透明基
板２１の表面にキャリブレーション用のパターン２３が
描かれ、前記透明基板２１の上方から照明手段１５によ
り照明され、前記透明基板２１の上方に設けられた少な
くとも２台のカメラでステレオ法によってそれぞれ異な
る方向から前記パターン２３が撮像され、この撮像され
た画像を処理して算出されたパターン２３の画像のモニ
タ座標上の位置に基づいて、前記画像内の各点のモニタ
座標上の位置が較正されるキャリブレーションプレート
２０において、前記パターン２３が、前記透明基板２１
の前記照明手段１５により照明される上面に形成されて
いる。

【００１５】請求項１に記載の発明によると、例えば透
明基板のような透明基板の上にキャリブレーション用の
パターンが描かれている場合に、このパターンの面を上
面とし、この上面の上方から少なくとも２台のカメラで
パターンを撮像する。このとき、パターンの画像は透明
基板等の屈折率の影響を受けずにカメラに取り込まれる
ので、正確な画像データが得られる。また、照明方法を
考慮したり、又は透明基板の下面に無反射処理を施した
りすることによって、パターンの陰を影響を無くすこと
ができる。よって、上記カメラで取り込んだ画像のパタ
ーンの部分が鮮明になるので、この画像を処理すること
により、パターンの各測定点の位置が精度良く演算でき
る。この演算結果に基づいて、パターンの各測定点の位
置を較正するので、キャリブレーションの精度の向上が
可能となる。

【００１６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のキャリブレーションプレート２０において、前記透明
基板２１の下面に無反射処理を施している。

【００１７】請求項２に記載の発明によると、透明基板
のパターン面と反対の下面に無反射処理を施しているの
で、パターンの陰が薄くなり、この結果、パターンの部
分と陰とのコントラストが明確になる。したがって、こ
の画像のパターンの部分が鮮明になるので、画像処理に
基づいてキャリブレーションの精度の向上が可能とな
る。

【００１８】請求項３に記載の発明は、透明基板２１の
表面にキャリブレーション用のパターン２３が描かれた
キャリブレーションプレート２０と、前記キャリブレー
ションプレート２０の上方に設けられ、かつ、前記パタ
ーン２３をステレオ法によってそれぞれ異なる方向から
撮像する少なくとも２台のカメラと、このカメラで撮像
された画像を処理して算出された前記パターン２３の画
像のモニタ座標上の位置に基づいて、前記画像内の各点
のモニタ座標上の位置を較正する画像処理装置とを備え
たキャリブレーション装置において、前記パターン２３
を前記透明基板２１の上面に形成すると共に、前記キャ
リブレーションプレート２０の下方に、キャリブレーシ
ョンプレート２０を照明する照明手段１５を配設した構
成としている。

【００１９】請求項３に記載の発明によると、透明基板
のパターン面と反対の下面側に照明手段を配設し、下面
側からパターンを照明しているので、パターンの陰が無
くなる。この結果、画像のパターンの部分が鮮明になる
ので、画像処理に基づいてキャリブレーションの精度の
向上が可能となる。

【００２０】請求項４に記載の発明は、基板の表面にキ
ャリブレーション用のパターン２３が描かれ、前記基板
の上方から照明手段１５により照明され、前記基板の上
方に設けられた少なくとも２台のカメラでステレオ法に
よってそれぞれ異なる方向から前記パターン２３が撮像
され、この撮像された画像を処理して算出されたパター
ン２３の画像のモニタ座標上の位置に基づいて、前記画
像内の各点のモニタ座標上の位置が較正されるキャリブ
レーションプレート２０において、前記基板が不透明基
板で構成され、かつ、前記パターン２３がこの不透明基
板の前記照明手段１５により照明される上面に形成され
ている。

【００２１】請求項４に記載の発明によると、不透明基
板の上面にパターンが描かれており、この上面の上方か
らカメラでパターンの画像を取り込む。このパターン
は、例えば、感光剤塗布面を所定のパターンのマスクで
被って感光させ、これを現像したもので構成してもよ
い。このとき、不透明基板がパターンの陰がキャリブレ
ーションプレートの下面にできるのを防止しているの
で、パターンの陰が無くなる。よって、画像のパターン
の部分が鮮明になるので、画像処理に基づいてキャリブ
レーションの精度の向上が可能となる。

【００２２】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
のキャリブレーションプレート２０において、前記パタ
ーン２３は、前記不透明基板の上面に作成した窪みに、
この不透明基板と光反射率が異なるようにする処理を施
して形成されている。

【００２３】請求項５に記載の発明によると、不透明基
板の上面に所定の窪みを作り、この窪みにこの不透明基
板と光反射率が異なるようにする処理を施してパターン
を形成している。不透明基板によってパターンの陰がキ
ャリブレーションプレートの下面にできるのを防止して
いるので、パターンの陰が無くなる。また、パターン部
分はこの不透明基板と光反射率が異なるようにする処理
を施しているので、パターンと他の部分とのコントラス
トが明確になる。この結果、画像のパターンの部分が鮮
明になるので、画像処理に基づいてキャリブレーション
の精度の向上が可能となる。

【００２４】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
のキャリブレーションプレート２０において、前記光反
射率が異なるようにする処理は、光を反射しない物質を
施す処理である。

【００２５】請求項６に記載の発明によると、不透明基
板と光反射率が異なるように、不透明基板の上面に作っ
た所定の窪みに光を反射しない物質を施して、パターン
を形成している。この処理は、例えば黒い樹脂の充填、
着色顔料の塗布、あるいはメッキ処理等を行なうことが
できる。これによって、パターン部分は不透明基板と光
反射率が異なるので、パターンと他の部分とのコントラ
ストが明確になる。この結果、画像のパターンの部分が
鮮明になるので、画像処理に基づいてキャリブレーショ
ンの精度の向上が可能となる。

【００２６】請求項７に記載の発明は、請求項４に記載
のキャリブレーションプレート２０において、前記パタ
ーン２３は、前記不透明基板に開けられた孔内に、この
不透明基板と光反射率が異なるようにする処理を施して
形成されている。

【００２７】請求項７に記載の発明によると、不透明基
板に孔を開け、この孔内に不透明基板と光反射率が異な
るようにする処理を施してパターンを形成している。不
透明基板によってパターンの陰がキャリブレーションプ
レートの下面にできるのを防止しているので、パターン
の陰が無くなる。また、パターン部分はこの不透明基板
と光反射率が異なるようにする処理を施しているので、
パターンと他の部分とのコントラストが明確になる。こ
の結果、画像のパターンの部分が鮮明になるので、画像
処理に基づいてキャリブレーションの精度の向上が可能
となる。

【００２８】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
のキャリブレーションプレート２０において、前記光反
射率が異なるようにする処理は、前記孔の壁面に、光を
反射しない物質を施す処理である。

【００２９】請求項８に記載の発明によると、不透明基
板と光反射率が異なるように、不透明基板に作った所定
の孔の壁面に光を反射しない物質を施して、パターンを
形成している。この処理は、例えば黒い樹脂の充填、着
色顔料の塗布、あるいはメッキ処理等を行なうことがで
きる。これによって、パターン部分は不透明基板と光反
射率が異なるので、パターンと他の部分とのコントラス
トが明確になる。この結果、画像のパターンの部分が鮮
明になるので、画像処理に基づいてキャリブレーション
の精度の向上が可能となる。

【００３０】請求項９に記載の発明は、請求項７に記載
のキャリブレーションプレート２０において、前記光反
射率が異なるようにする処理は、前記孔内に、光を反射
しない物質を埋める処理である。

【００３１】請求項９に記載の発明によると、不透明基
板と光反射率が異なるように、不透明基板に作った所定
の孔内に光を反射しない物質を埋め込み、パターンを形
成している。この処理は、例えば黒い樹脂や着色顔料の
充填等を行なうことができる。これによって、パターン
部分は不透明基板と光反射率が異なるので、パターンと
他の部分とのコントラストが明確になる。この結果、画
像のパターンの部分が鮮明になるので、画像処理に基づ
いてキャリブレーションの精度の向上が可能となる。

【００３２】請求項１０に記載の発明は、測定対象物の
上方に設けられ、かつ、測定対象物をステレオ法によっ
てそれぞれ異なる方向から撮像する少なくとも２台のカ
メラと、このカメラで撮像された前記測定対象物の画像
を処理し、この画像内の各測定点の位置から、この測定
対象物の３次元的位置を演算する画像処理装置とを備え
た３次元位置計測装置において、前記請求項１〜２、４
〜９のいずれかに記載のキャリブレーションプレート(2
0)の画像を処理して算出された前記パターン(23)の画像
のモニタ座標上の位置に基づいて、前記画像内の各点の
モニタ座標上の位置が較正されたものである。

【００３３】請求項１０に記載の発明によると、前述ま
での請求項に記載されたキャリブレーションプレートを
使用することによって、キャリブレーションの精度が向
上する。したがって、このキャリブレーション結果に基
づいて測定対象物の３次元的位置を演算するので、正確
な３次元位置計測が可能となる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるキャリブレ
ーションプレートの実施形態を詳細に説明する。図１及
び図２に基づいて、第１実施形態を説明する。図１は第
１実施形態におけるキャリブレーションプレート２０の
照明方法を表す斜視図であり、また図２はキャリブレー
ションプレート２０の真上方向から見た画像を示してい
る。本実施形態においては、キャリブレーションプレー
ト２０は、従来と同様に、例えばガラス基板のような透
明基板２１の上面にキャリブレーション用のパターン２
３が描かれている。このパターン２３は、例えば感光剤
の塗布面に描写すべきマスクを被せ、これを感光させて
形成することができるが、この方法には限定されない。
そして、照明手段１５は、カメラが設置されている上面
側ではなく、パターン２３と反対の下面側に設置されて
いる。

【００３５】このような構成によると、照明手段１５で
キャリブレーションプレート２０のパターン２３と反対
側から光を照射しているので、カメラでパターン２３が
ある面（上面）側のどの方向から撮像しても、パターン
２３の陰が写ることはない。したがって、鮮明な画像デ
ータが得られるので、この画像データを画像処理して求
めたモニタ座標上の位置によって、キャリブレーション
が精度良く行われる。この結果、このキャリブレーショ
ンに基づく測定対象物の位置測定、例えば３次元位置計
測等を正確に行うことが可能となる。

【００３６】また、第２実施形態の一例を、図３に示し
ている。図３は、本実施形態におけるキャリブレーショ
ンプレート２０の照明方法を表す斜視図である。同図に
おいて、キャリブレーションプレート２０は、第１実施
形態と同様に、透明基板２１の上面にキャリブレーショ
ン用のパターン２３が描かれている。また、この透明基
板２１の下面には、光を反射しないような無反射処理３
３（例えば、スリガラス相当の乱反射処理等）が施して
ある。そして、照明手段１５はパターン２３が描かれた
上面の上方に設置されており、カメラ（図９を参照）は
同じ上面側に設置されている。

【００３７】上記の構成によると、照明手段１５による
パターン２３の陰が透明基板２１の下面にできるが、下
面には無反射処理３３が施してあるので、上記の陰はぼ
やけた陰となる。このとき、パターン２３とこの陰との
コントラストは明確になるので、カメラで撮像したパタ
ーン２３の画像が鮮明になり、画像処理によって精度良
くパターン２３の位置を演算することができる。したが
って、パターン２３のモニタ座標上の位置が正確に算出
でき、キャリブレーションの精度向上が可能となる。

【００３８】次に、図４〜図５に基づいて、第３実施形
態を説明する。本実施形態では、透明な透明基板２１の
代わりに、不透明基板を使用する例を表している。図４
はキャリブレーションプレート２０の側面断面図を示
し、また、図５は本実施形態における照明方法を表す斜
視図である。キャリブレーションプレート２０は、不透
明基板２４上に感光剤２２を塗布し、この感光剤の上か
らキャリブレーション用のパターンを描いたマスクを被
せて露光を行い、感光剤２２を現像して作成されてい
る。これにより、不透明基板２４上にパターン２３に対
応した不透明な黒い部分Ａが形成される。そして、この
方法によるキャリブレーションプレート２０も、前実施
形態と同様に、複雑なパターンでも簡単に、しかも精度
良く作成できる。なお、不透明基板２４としては、例え
ばセラミック基板等のように感光剤２２の接着性が良い
白い基板などが使用できる。しかしながら、この不透明
基板２４はセラミック基板に限定されずに、例えば基板
面の平面性、板厚の均一性、及び、描かれた同一形状の
パターン２３の同一性等を満足するような基板であれば
よい。また、照明手段１５は、パターン２３が形成され
た上面の上方から照明している。

【００３９】以上のような構成によると、パターン２３
が描かれた面側のどの方向から照明手段１５で照明して
も、不透明基板２４がこの光を遮断するので、図２に示
した画像と同様に、不透明な黒い部分Ａ（パターン２３
の部分）の陰ができない。よって、カメラでどの方向か
ら画像を取り込んでも鮮明な画像データが得られる。し
たがって、この画像データを画像処理して求めたモニタ
座標上の位置によって、キャリブレーションが精度良く
行われる。この結果、このキャリブレーションに基づく
測定対象物の位置測定、例えば３次元位置計測等を正確
に行うことが可能となる。

【００４０】次に、図６〜図８に基づいて、第４実施形
態を説明する。本実施形態は、不透明基板２４の一例と
して、金属を使用する例を表している。図６は本実施形
態におけるキャリブレーションプレート２０の一例を表
す側面断面図であり、また、図７及び図８はそれぞれキ
ャリブレーションプレート２０の他の一例を示す側面断
面図である。図６において、金属基板２５の上面に例え
ばエッチングしたり、彫刻したり、又は切削加工したり
してパターン２３を描き、パターン２３に対応した窪み
２６を形成する。この窪み２６内に、金属基板２５と反
射率が異なるような部材２７を充填している。この部材
２７は、例えば黒い樹脂や着色顔料等で構成することが
できる。同様にして、図７においては、金属基板２５上
に形成した上記窪み２６の内面に、金属基板２５と反射
率が異なるような部材２７の例として黒いメッキ２８を
施している。また、図８においては、金属基板２５にパ
ターン２３に対応した孔３１を開け、この孔３１の中
に、金属基板２５と反射率が異なるような部材２７を埋
め込んでいる。なお、この孔３１の壁面に、上記と同様
に、着色顔料を塗ったり、又は黒いメッキ２８を施した
りすることも可能である。

【００４１】ここで、金属基板２５の上面の窪み２６や
孔３１以外の表面には、エッチング等の方法によって、
外部からの光を乱反射するような加工処理が行われてい
るものとする。これは、通常、金属基板２５の滑らかな
表面は外部からの光に対して正反射を起こすので、図５
に示したように同一の照明手段１５で照明しているとき
に、反射方向と異なる方向から金属基板２５の表面を見
た場合、パターン２３と金属基板２５とのコントラスト
を確保できない。これを防止するために、上記のように
乱反射処理を行い、照明の方向に左右されずに鮮明な画
像データが確保できるようにしている。

【００４２】上記の構成によると、前実施形態と同様
に、照明の方向に左右されず、パターン２３の陰が生じ
ない。したがって、この画像データに基づいてモニタ座
標上の測定点の位置を精度良く算出でき、よって、ワー
ルド座標上の位置との対応が正確となる。この結果、キ
ャリブレーション精度が向上するので、３次元位置計測
等における位置計測の精度を向上できる。なお、本実施
形態では、金属基板２５上にエッチング、彫刻又は切削
加工等によってパターン２３を形成しているが、前実施
形態における感光剤２２による場合に比べ、より簡単な
パターン２３を形成する場合に適用可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態におけるキャリブレーシ
ョンプレートの照明方法を表す斜視図である。

【図２】本発明の第１実施形態において真上方向から見
た画像を示す。

【図３】本発明の第２実施形態におけるキャリブレーシ
ョンプレートの照明方法を表す斜視図である。

【図４】本発明の第３実施形態のキャリブレーションプ
レートの側面断面図を示す。

【図５】本発明の第３実施形態における照明方法を表す
斜視図である。

【図６】本発明の第４実施形態のキャリブレーションプ
レートの一例を表す側面断面図を示す。

【図７】本発明の第４実施形態のキャリブレーションプ
レートの他例を表す側面断面図を示す。

【図８】本発明の第４実施形態のキャリブレーションプ
レートの他例を表す側面断面図を示す。

【図９】従来技術に係わる画像処理によるＢＧＡ型パッ
ケージのボール端子の高さ検査装置例を示す。

【図１０】キャリブレーションプレートの一例を表す平
面図である。

【図１１】従来技術に係わるキャリブレーションプレー
ト例の側面断面図を示す。

【図１２】従来技術に係わるキャリブレーションプレー
トを真上方向から照明した場合の斜視図を示す。

【図１３】従来技術に係わるキャリブレーションプレー
トを真上方向から照明した場合の陰を説明する平面図を
示す。

【図１４】従来技術に係わるキャリブレーションプレー
トを斜め方向から照明した場合の陰を説明する斜視図を
示す。

【図１５】従来技術に係わるキャリブレーションプレー
トを斜め方向から照明した場合の陰を説明する平面図を
示す。

【符号の説明】

１０…画像処理装置、１１、１２…カメラ、１３…調整
機構、１４…ミラー、１５…照明手段、１６…ＢＧＡ型
パッケージ、１７…ボール端子、１８…台、２０…キャ
リブレーションプレート、２１…透明基板、２２…感光
剤、２３…パターン、２４…不透明基板、２５…金属基
板、２６…窪み、２７…部材、２８…黒いメッキ、３１
…孔、３３…無反射処理。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板(21)の表面にキャリブレーショ
   ン用のパターン(23)が描かれ、前記透明基板(21)の上方
   から照明手段(15)により照明され、前記透明基板(21)の
   上方に設けられた少なくとも２台のカメラでステレオ法
   によってそれぞれ異なる方向から前記パターン(23)が撮
   像され、この撮像された画像を処理して算出されたパタ
   ーン(23)の画像のモニタ座標上の位置に基づいて、前記
   画像内の各点のモニタ座標上の位置が較正されるキャリ
   ブレーションプレート(20)において、 前記パターン(23)が、前記透明基板(21)の前記照明手段
   (15)により照明される上面に形成されたことを特徴とす
   るキャリブレーションプレート。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のキャリブレーションプ
   レート(20)において、前記透明基板(21)の下面に、無反
   射処理を施したことを特徴とするキャリブレーションプ
   レート。
3. 【請求項３】 透明基板(21)の表面にキャリブレーショ
   ン用のパターン(23)が描かれたキャリブレーションプレ
   ート(20)と、前記キャリブレーションプレート(20)の上
   方に設けられ、かつ、前記パターン(23)をステレオ法に
   よってそれぞれ異なる方向から撮像する少なくとも２台
   のカメラと、このカメラで撮像された画像を処理して算
   出された前記パターン(23)の画像のモニタ座標上の位置
   に基づいて、前記画像内の各点のモニタ座標上の位置を
   較正する画像処理装置とを備えたキャリブレーション装
   置において、 前記パターン(23)を前記透明基板(21)の上面に形成する
   と共に、 前記キャリブレーションプレート(20)の下方に、キャリ
   ブレーションプレート(20)を照明する照明手段(15)を配
   設したことを特徴とするキャリブレーション装置。
4. 【請求項４】 基板の表面にキャリブレーション用のパ
   ターン(23)が描かれ、前記基板の上方から照明手段(15)
   により照明され、前記基板の上方に設けられた少なくと
   も２台のカメラでステレオ法によってそれぞれ異なる方
   向から前記パターン(23)が撮像され、この撮像された画
   像を処理して算出されたパターン(23)の画像のモニタ座
   標上の位置に基づいて、前記画像内の各点のモニタ座標
   上の位置が較正されるキャリブレーションプレート(20)
   において、 前記基板が不透明基板で構成され、かつ、前記パターン
   (23)がこの不透明基板の前記照明手段(15)により照明さ
   れる上面に形成されたことを特徴とするキャリブレーシ
   ョンプレート。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のキャリブレーションプ
   レート(20)において、前記パターン(23)は、前記不透明
   基板の上面に作成した窪みに、この不透明基板と光反射
   率が異なるようにする処理を施して形成されたことを特
   徴とするキャリブレーションプレート。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のキャリブレーションプ
   レート(20)において、前記光反射率が異なるようにする
   処理は、光を反射しない物質を施す処理であることを特
   徴とするキャリブレーションプレート。
7. 【請求項７】 請求項４に記載のキャリブレーションプ
   レート(20)において、前記パターン(23)は、前記不透明
   基板に開けられた孔内に、この不透明基板と光反射率が
   異なるようにする処理を施して形成されたことを特徴と
   するキャリブレーションプレート。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のキャリブレーションプ
   レート(20)において、前記光反射率が異なるようにする
   処理は、前記孔の壁面に、光を反射しない物質を施す処
   理であることを特徴とするキャリブレーションプレー
   ト。
9. 【請求項９】 請求項７に記載のキャリブレーションプ
   レート(20)において、前記光反射率が異なるようにする
   処理は、前記孔内に、光を反射しない物質を埋める処理
   であることを特徴とするキャリブレーションプレート。
10. 【請求項１０】 測定対象物の上方に設けられ、かつ、
    測定対象物をステレオ法によってそれぞれ異なる方向か
    ら撮像する少なくとも２台のカメラと、このカメラで撮
    像された前記測定対象物の画像を処理し、この画像内の
    各測定点の位置から、この測定対象物の３次元的位置を
    演算する画像処理装置とを備えた３次元位置計測装置に
    おいて、 前記請求項１〜２、４〜９のいずれかに記載のキャリブ
    レーションプレート(20)の画像を処理して算出された前
    記パターン(23)の画像のモニタ座標上の位置に基づい
    て、前記画像内の各点のモニタ座標上の位置が較正され
    たものであることを特徴とする３次元位置計測装置。