JP6848385B2 - 三次元形状計測装置 - Google Patents
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Description
であっても、当該影の領域にパターンが投影されるように投影手段を移動させることによって、当該領域にもパターンが投影された状態で計測対象を撮影することが可能になる。そのために、前記移動手段は、前記撮影手段が、前記計測手段が前記計測対象の三次元形状を計測することが可能なパターンを撮影し得る位置まで、前記投影手段を移動させるものであるとよい。
(三次元形状計測装置の構成)
まず、図1〜図3を用いて、本実施例に係る三次元形状計測装置1の構成例を説明する。図1は本実施例に係る三次元形状計測装置1のハードウェア構成を示す模式図、図2は第1の実施例に係る三次元形状計測装置の撮影手段、投影手段および移動手段と、計測対象物との配置関係を表す概略図である。図3は、移動手段13の内部構造を示す概略図である。
なお、本明細書では、撮影手段によって撮影された画像を「観測画像」という。
続いて、図4に基づいて制御装置12の三次元形状計測に関わる機能を説明する。制御装置12は、三次元形状計測に関わる機能として、画像取得部20、三次元形状計測部21、投影手段位置制御部22、影領域判定部23を有している。
次に、図5を参照して、本実施例における三次元形状計測の手順について説明する。まず、計測対象物Oに対して、プロジェクタ10から、パターンが投影される(ステップS11)。次に、撮影手段12によってパターンが投影されている状態の計測対象物Oが撮影され、制御装置12が、画像取得部20によって当該画像を取得する(ステップS12)。
なお、本実施例に係る三次元形状計測装置1では、プロジェクタ10を一つのみ配置していたが、必ずしもこのようにする必要はなく、二つ以上の投影手段を設けてもよい。例えば、図6に示すように、二つのプロジェクタ10a、10bを、基準版132の対向する位置に配置し、計測対象物Oに同時にパターンを投影するようにしてもよい。この場合には、回転機構131の駆動(回転)角度は180度とすることができる。
複数の投影手段によりパターンを投影すると、それだけ計測対象物Oに影の領域が生じにくくなるため、計測の効率を高めることができる。また、投影手段を移動させる場合にも、移動手段の回転角度を小さくすることができ、移動のための時間を短縮することが可能になる。このため、計測の効率化とコスト低減等のバランスを勘案して、任意の数の投影手段を配置することができる。
次に、本発明に係る他の実施例である基板外観検査装置5について説明する。基板外観検査装置5は、実施例1の三次元形状計測装置1にいわゆるカラーハイライト方式による外観検査を組み合わせた、基板の外観検査装置である。このため、三次元形状計測装置1の三次元形状の計測に関する部分については、実施例1と同様の構成であるから、実施例1と同一の符号を付して説明を省略する。
ている場合には、計測対象物Oは良品であると判定して(ステップS26)、処理を終了する。一方、はんだの状態が検査基準を満たしていないと判断された場合には、計測対象物Oは、不良品であると判定して(ステップS23)、処理を終了する。
<変形例>
なお、本実施例に係る基板外観検査装置5では、位相シフト方式による検査の後に、カラーハイライト方式の検査を行うようにしていたが、この順序が逆であっても構わない。また、それぞれの検査を並行して実施し、検査結果を最終的に照合して、良不良の判定を行うようにしてもよい。
上記各実施例は、本発明を例示的に説明するものに過ぎず、本発明は上記の具体的な形態には限定されない。本発明はその技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施例においては、移動機構13はモータとモータの回転により駆動する円筒状の回転機構及び基準板による構成であったが、必ずしもこのような構成に限る必要はない。例えば、モータとしては、回転モータの他リニアモータを使用してもよい。また、モータの代わりに他の手段(例えば空圧や油圧を用いたアクチュエータ)を用いてもよい。さらに、回転機構は円筒状でなくてもよいし、基準板を用いない構成であってもよい。
また、投影手段10の移動についても、上記実施例ではXY軸により定義される平面上で回転移動するものであったが、これに限る必要はなく、例えば、ZX軸により定義される平面上を回転移動するものであってもよいし、これらを組み合わせたものであってもよい。また、移動の方法も回転移動のみに限定されず、直線状や円弧以外の曲線状に移動するものであってもよい。
5・・・基板外観検査装置
10・・・プロジェクタ
11・・・カメラ
12・・・制御装置
13・・・移動機構
20・・・画像取得部
21・・・三次元形状計測部、
22・・・投影手段位置制御部、
23・・・影領域判定部
51・・・照明装置
O・・・計測対象物
Claims (4)
- 計測対象である基板に対してパターンを投影する投影手段と、
前記基板を中心とする円環状に配置されるとともに、前記基板に対して赤色光、緑色光、青色光、の各波長の照明光を照射する光源を備える照明手段と、
前記パターンが投影された前記基板、及び、前記照明光が照射された前記基板を、基板面に対して垂直な方向から撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により取得された画像を処理することで、前記基板の三次元形状を計測する計測手段と、
軸方向に円形に開口する中空部を有する円筒状の回転機構と、前記回転機構の前記開口の外周側に取り付けられ、前記軸方向に対して垂直な方向に延びてその外周端において前記投影手段が組付けられるとともに、その底面側において前記照明手段が組付けられる板状部と、を備え、前記回転機構が前記開口の円周方向に回転することによって前記板状部の外周端に組み付けられた前記投影手段を円周上で移動させる移動手段と、を有しており、
前記移動手段は前記基板の上方に前記開口が位置するように配置され、前記撮影手段は、前記基板に対して垂直な方向から前記開口を通じて、前記基板を撮影する、
ことを特徴とする、三次元形状計測装置。 - 前記移動手段は、
前記撮影手段が、前記計測手段が前記基板の三次元形状を計測することが可能なパターンを撮影し得る位置に、前記投影手段を移動させる
ことを特徴とする、請求項1に記載の三次元形状計測装置。 - 前記移動手段は、
前記投影手段を、前記基板を内部に含んだ円周上において回転移動させる
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の三次元形状計測装置。 - 前記投影手段を複数有することを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の三次元形状計測装置。
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