JP7139953B2 - 三次元形状測定装置、三次元形状測定方法及びプログラム - Google Patents
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Description
としてしまう虞がある。また、そもそも全ての投影部からの照射パターンに基づいて取得される測定対象の高さデータの信頼度が低い(十分に高くない)場合であっても、そのようなデータの中から相対的に最も信頼度が高いデータを基準として処理を行うことになる。このように、客観的には信頼度が十分でない高さデータを用いて得られた統合高さデータ、ひいてはこれにより測定される三次元形状の精度は、低いものになる虞がある。
(適用例の構成)
本発明は例えば、図1に示すような三次元形状測定装置に適用することができる。図1は本適用例に係る三次元形状測定装置9の構成を示す模式図である。三次元形状測定装置9は、測定対象物Oの三次元形状を測定する装置であり、図1に示すように主な構成として投影手段としてのプロジェクタ91aおよび91b、撮影手段としてのカメラ92、測定手段としての制御装置93(例えばコンピュータ)、を有している。
)、RAM(Random Access Memory)、不揮発性の記憶装置(例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリなど)、入力装置(例えば、キーボード、マウス、タッチパネ
ルなど)、表示装置(例えば、液晶ディスプレイなど)を備えるコンピュータにより構成することができる。
続いて、制御装置93の三次元形状測定に関わる機能を説明する。制御装置93は、三次元形状測定に関わる機能として、画像取得部931、高さデータ算出部932、補正値算出部933、合成データ作成部934、三次元形状測定部935、を有している。
次に、図2を参照して、本適用例における三次元形状測定の手順について説明する。まず、制御装置93は、測定対象物Oについての測定基準箇所の高さ想定値を取得する(ステップS901)。具体的には、例えば、ユーザーが入力手段を介して、測定基準箇所の設計値を高さ想定値として、記憶手段に記憶する。
)。続けて、制御装置93は、プロジェクタ91bについても同様に、パターンbを投影させ(ステップS904)、カメラ92によってパターンaが投影されている状態の測定対象物Oを撮影させて画像取得部931が観測画像bを取得する(ステップS905)。
次に、本発明を実施するための形態の他の例である基板検査装置1について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
基板検査装置1は、いわゆる位相シフト法によって電子回路基板の三次元形状の検査を行う外観検査装置であり、図3A及び図3Bは、基板検査装置1のハードウェア構成の概略を示している。図3A及び図3Bに示すように、基板検査装置1は主なハードウェア構成として、プロジェクタ11c、11d、11e、11fと、カメラ12、制御装置13、基板搬送手段14、基板保持機構15、治具Jを有している。
の傾斜角を有するように配置される。
続いて、制御装置13の三次元形状測定に関わる機能を説明する。図5は、制御装置13の三次元形状測定に関わる機能を示す機能ブロック図である。制御装置13は、三次元形状測定に関わる機能として、画像取得部131、プロジェクタ光量判定部132、高さデータ算出部133、高さデータ異常判定部134、補正値算出部135、補正値登録部136、合成データ作成部137、三次元形状測定部138、合否判定部139を有している。
f、とする。
次に、図6を参照して、本実施形態における基板検査の手順について説明する。まず、制御装置13は、基板Kについての測定基準箇所であるフィデューシャルマークFの高さ想定値を取得する(ステップS101)。例えば、ユーザーが入力手段を介して、基板Kの基準面の高さ設計値(例えば、3mm)を、高さ想定値として記憶手段に記憶してもよい。
なお、上記実施形態1では、測定基準箇所は検査対象である基板Kに設けられたフューディシャルマークであったが、測定基準箇所は必ずしもフューディシャルマークである必要は無い。例えば、基板Kの基板面の任意の位置を測定基準箇所としてもよい。
上記各実施形態は、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、上記各例においては、全てのプロジェクタについての観測画像を取得してから、高さデータを算出する処理を行っていたが、プロジェクタ毎に、パターン投影、観測画像取得、高さデータ算出の処理を行うようにしてもよい。
の他の高さデータとの高さの値の差違を求める、差違分算出ステップ(S908)と、前記基準高さデータ以外の高さデータに対して、前記差違分算出ステップで求められた差違分をオフセットする補正を行う、高さデータ補正ステップ(S909)と、前記高さデータ補正ステップで補正された高さデータと、前記基準高さデータとを合成する、合成データ作成ステップ(S910)と、前記合成データ作成ステップで作成された合成データに基づいて、前記測定対象の三次元形状を測定する、三次元形状測定ステップ(S911)と、を有する三次元形状の測定方法である。
9・・・三次元形状測定装置
11、91・・・プロジェクタ
12、92・・・カメラ
13、93・・・制御装置
14・・・基板搬送手段
15・・・基板保持機構
J・・・治具
K・・・基板
O・・・測定対象物
Claims (11)
- 測定対象に対してパターンを投影する複数の投影手段と、
前記複数の投影手段が投影するパターン毎に、前記パターンが投影された前記測定対象を含む像を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段によって撮影された画像を処理することで、前記測定対象の三次元形状を測定する測定手段と、を有しており、
前記測定手段は、
前記画像から、前記複数の投影手段が投影するパターン毎に、前記測定対象の高さデータを算出し、該算出されたそれぞれの高さデータのうち、前記測定対象に対して予め設定された測定基準箇所の高さの値が、予め設定された高さ想定値に最も近い高さデータを、前記算出された各高さデータを合成する基準としての基準高さデータとして選択し、該基準高さデータとその他の全ての前記算出された高さデータとの高さの差異をそれぞれ求め、前記基準高さデータ以外の全ての前記高さデータのそれぞれに対して前記差違分をオフセットする補正を行ったうえで、前記算出された各高さデータを合成し、該合成された高さデータに基づいて前記測定対象の三次元形状を測定する、
ことを特徴とする三次元形状測定装置。 - 前記測定基準箇所は、前記複数の投影手段が投影するいずれのパターンを撮影した画像であっても、実際の高さとの誤差の少ない高さデータが算出できる領域である、ことを特徴とする、請求項1に記載の三次元形状測定装置。
- 前記測定対象は、電子回路基板又は該基板に配置された部品であって、
前記測定基準箇所は、前記基板に設けられたフィデューシャルマーク、又は、前記基板面である、
ことを特徴とする請求項2に記載の三次元形状測定装置。 - 前記測定基準箇所は、前記三次元形状測定装置内に設置された治具であり、
前記撮影手段は、前記測定対象と併せて前記冶具を撮影する、
ことを特徴とする、請求項2に記載の三次元形状測定装置。 - 前記測定手段は、前記算出された各高さデータに異常があるか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の三次元形状測定装置。 - 測定対象の三次元形状を測定するための方法であって、
前記測定対象の高さ測定の基準となる測定基準箇所の高さ想定値を設定する、想定値設定ステップと、
前記測定対象に第1の投影手段から映像パターンを投影する第1の投影ステップと、
前記第1の投影ステップで映像パターンが投影された前記測定対象を含む像を撮影する第1の撮影ステップと、
測定対象に第2の投影手段から映像パターンを投影する第2の投影ステップと、
前記第2の投影ステップで映像パターンが投影された前記測定対象を含む像を撮影する第2の撮影ステップと、
前記第1の撮影ステップ及び前記第2の撮影ステップで撮影された各画像から、当該画像毎に前記測定対象の高さデータを算出する、高さデータ算出ステップと、
前記高さデータ算出ステップで算出された複数の高さデータのうち、前記測定基準箇所の高さの値が前記高さ想定値に最も近い値である高さデータを、前記算出された各高さデータを合成する基準としての基準高さデータとして選択する、基準選択ステップと、
前記基準高さデータと、その他の高さデータとの高さの値の差違を求める、差違分算出ステップと、
前記基準高さデータ以外の高さデータに対して、前記差違分算出ステップで求められた差違分をオフセットする補正を行う、高さデータ補正ステップと、
前記高さデータ補正ステップで補正された高さデータと、前記基準高さデータとを合成する、合成データ作成ステップと、
前記合成データ作成ステップで作成された合成データに基づいて、前記測定対象の三次元形状を測定する、三次元形状測定ステップと、を有する
ことを特徴とする、三次元形状の測定方法。 - 前記測定対象は、電子回路基板又は該基板に配置された部品であって、
前記測定基準箇所は、前記基板に設けられたフィデューシャルマーク、又は、前記基板面である、
ことを特徴とする請求項6に記載の三次元形状の測定方法。 - 前記測定基準箇所は前記測定対象が配置される装置内の治具であって、
前記の各撮影ステップでは、前記測定対象と併せて、前記冶具が撮影される、
ことを特徴とする請求項6に記載の三次元形状の測定方法。 - 前記高さデータ算出ステップで算出された各高さデータに異常があるか否かを判定する、高さデータ異常確認ステップをさらに有する、
ことを特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載の三次元形状の測定方法。 - 前記差違分算出ステップで求められた差違の値を記憶装置に記憶させる、差違分登録ステップをさらに有しており、
前記高さデータ補正ステップでは、前記差違分登録ステップで登録された差違の値を参照することによって、差違の値をオフセットする補正を行う、
ことを特徴とする請求項6から9のいずれか1項に記載の三次元形状の測定方法。 - 請求項6から10のいずれか1項に記載の各ステップを有する処理を三次元形状測定装置に実行させるためのプログラム。
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