JPH03296607A - ３次元形状計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 ・概要 ・産業上の利用分野 ・従来の技術（第１０図〜第１２図） ・発明が解決しようとする課題 ・課題を解決するための手段（第１図）・作用 ・実施例 （ｉ）第１の実施例の説明 （ｉｉ　）第２の実施例の説明 （ｉｊ）第３の実施例の説明 （ｉｖ）第４の実施例の説明 ・発明の効果 （第２図〜第６図） （第７図） （第８回） （第９図） 〔概要〕 ３次元形状計測装置、特に被測定物に測定光を照射して
３次元形状を非接触で計測する装置に関し、 該測定光を被測定物の真上から照射することなく、該被
測定物の端部が鋭く立ち上がった状態であっても、その
高さ形状を正確に計測することを目的とし、 第１の装置は、測定光を発生する光源と、被測定物を載
置する試料台と、前記被測定物に測定光を照射する光学
手段と、前記被測定物からの反射光を検出する光検出手
段と、前記試料台の移動走査する移動手段と、前記光源
、光学手段及び光検出手段の入出力を制御する制御手段
とを具備し、前記光検出手段からの検出信号に基づいて
前記被測定物の形状計測処理をする３次元形状計測装置
において、前記測定光が前記試料台の基準面の鉛直方向
軸に対して角度θ１の方向から照射されることを含み構
成し、 第２の装置は、第１の装置において、前記光検出手段か
らの検出信号を補正する補正手段を備えていることを含
み構成し、 第３の装置は、第１．第２の装置において、前記被測定
物の測定領域に光検出手段を二基上設け、該光検出手段
からの二基上の検出信号に基づいて前記被測定物の形状
計測処理をすることを含み構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、３次元形状計測装置に関し、更に詳しく言え
ば被測定物に測定光を照射して３次元形状を非接触で計
測する装置に関するものである。

近年、半導体プリント基板の実装部品等の物体の３次元
形状を非接触で計測する装置の開発がされている。

当該装置は、基板上に形成された半導体部品に対して非
接触な状態を保ちながら３次元形状を計測することで表
面実装部品（ＳＭＤ）の位置ずれ、方向違い、浮き、欠
は等の検出をするものである。

ところで、従来例の装置によれば、被測定物の端部が緩
やかに変化する場合には、３次元形状を着痩良く測定す
ることができる。しかし、その端部が鋭く立ち上がる場
合には精度良く測定をすることができない。

そこで、端部が鋭く立ち上がった被測定物の３次元形状
を精度良く計測をすることができる装置が望まれている
。

〔従来の技術〕

第１Ｏ図〜第１２図は、従来例に係る説明図であるり、
第１０図は従来例に係る３次元形状計測装置の構成回を
示している。

図において、当該装置は、レーザ光源１と、Ｘ−Ｙステ
ージ２と、Ｘ、Ｙ走査用のガルバノミラ−３Ａ、３Ｂ及
び走査レンズ３Ｃ（例えばｆθレンズ）と、センサユニ
ット４Ａ〜４Ｄと、移動手段と、計測／制御回路から成
る。

その機能は、レーザ光源１からコリメートされたレーザ
光りが該ガルバノミラ−３Ａ及び３Ｂで変向走査され、
該レーザ光りが走査レンズ３Ｃにより集光される。集光
されたレーザ光りは、ＸＹステージ２に載置された被測
定物７の真上、すなわち、Ｘ−Ｙステージ２の基準面に
対する鉛直方向軸から入射されている。

また、Ｘ−Ｙステージ２は所定のクロック幅で移動装置
５を介して制御されている。この反射光をセンサユニッ
ト４Ａ〜４Ｄで検出する。このことで、被測定物７の高
さ形状が計測できる。

さらに、Ｙ走査用ガルバノミラ−３８をＹ方向に所定量
移動させて固定し、上記と同様にレーザ光りを照射して
反射光りを取得する。このような動作を繰り返して、被
測定部分全般に十字型にレーザ光りを走査する。

これにより、計測／制御装置６では、センサユニット４
Ａ〜４Ｄからの検出電流に基づいて被測定物７の３次元
形状を計測することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来例によればスポット状のレーザ光りを被
測定物７の真上方向から照射している。

このため、被測定物７の測定部分が緩やかに変化する場
合には効率よくレーザ光りを被測定領域に照射すること
ができ、特にＱ　Ｆ　Ｐ　（Ｑｕａｄ　ＦｌａｔＰａｃ
ｋａｇｅ）のように４方向に斜めに変化するリードがあ
る場合等の検査には適している。また、検査速度のデー
タ処理レートが０．５　Ｍ）Ｉｚと高速化が実現してい
る。

しかしながら、例えば第１１図の問題点に示すように、
半導体部品等の端部の変化が急激で、かつ、少量の半田
によって基板に接続されるような被測定物７の高さを測
定する場合には、レーザ光りの照射範囲がＷｌと非常に
狭くなる。

このことで、レーザ光りが被測定物７の最上部及び基底
部にまたがって照射される状態が存在し、被測定物７の
最上部からの反射光と基底部からの反射光とが併存する
状態があることになる。

従って、この際に取得できる反射光りに含まれるデータ
には、被測定物７の最上部及び基底部に係るデータの２
つとなり、このデータに中間部の高さデータが含まれて
いる。すなわち、垂直な側面部が斜面として計測される
ことになる。これにより、実質的に分解能が低下し、そ
の境界部分の正確な計測処理ができないという第１の間
層がある。

また、第１２図のようにＰ　Ｌ　ＣＣ（Ｐｌａｓｔｉｃ
Ｌｅａｄｅｄ　Ｃｈｉｐ　Ｃａｒｒｉｅｒ）　８の半田
接合状態を観測する場合には、半田接合部８ＡがＰＬＣ
Ｃ８のリード８Ｂよりも内側に入り込んでいるため、レ
ーザ光りを真上から照射する方法では、該接合部８Ａの
根元の部分にレーザ光りを到達させることができず、被
測定領域が死角となる。これにより、ＰＬＣＣ８の半田
接合部８Ａの３次元形状測定をすることができないとい
う第２の問題がある。

本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、
測定光を被測定物の真上から照射することなく、該被測
定物の端部が鋭く立ち上がった状態であっても、その高
さ形状を正確に計測することが可能となる３次元形状計
測装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 第１図は、本発明に係る３次元形状計測装置の原理を示
している。

その第１の装置は、測定光Ｌｌを発生する光源１１と、
被測定物１８を載置する試料台１２と、前記被測定物１
８に測定光Ｌ１を照射する光学手段１３と、前記被測定
物１８からの反射光Ｌ２を検出する光検出手段１４と、
前記試料台１２の移動走査する移動手段１５と、前記光
源１１．光学手段１３及び光検出手段１４の入出力を制
御する制御手段１６とを具備し、前記光検出手段１４か
らの検出信号Ｓに基づいて前記被測定物１８の形状計測
処理をする３次元形状計測装置において、前記測定光Ｌ
ｌが前記試料台１２の基準面の鉛直方向軸ＣＯに対して
角度θ１，０〈θ１〈±９０じ〕の方向から照射される
ことを特徴とし、その第２の装置は、第１の装置におい
て、前記光検出手段１４からの検出信号Ｓを補正する補
正手段１７を備えていることを特徴とし、その第３の装
置は、第１．第２の装置において、前記被測定物１８の
測定領域に光検出手段１４Ａ。

１４Ｂ、・・・を二基上設け、該光検出手段１４Ａ、　
１４Ｂ・・・からの二基上の検出信号Ｓｌ、Ｓ２・・・
に基づいて前記被測定物１８の形状計測処理をすること
を特徴とし、上記目的を達成する。

〔作用〕

本発明の第１の計測装置によれば、試料台１２の基準面
の鉛直方向軸に対して角度θ１の方向から測定光Ｌ１を
照射する光学手段１３が設けられている。

このため、被測定物１８の端部が鋭く立ち上がった状態
であっても、例えば、従来例のように真上からの照射で
は被測定領域が死角となるような部分に、測定光Ｌｌを
確実に照射することができる。

これにより、被測定物１日を移動走査することで、経時
的に得られる被測定物１８の側面部の高さ変位情報を反
射光Ｌ２の検出信号の電流変化として細かく取得するこ
とができる。このことで、形状測定性能が向上し、被測
定物１８の死角部分の正確な３次元形状測定を行うこと
ができる。

また、本発明の第２の計測装置によれば、光検出手段１
４からの検出信号Ｓを補正する補正手段１４が設けられ
ている。

このため、測定光Ｌｌを斜め方向から照射したことによ
る被測定物１８の高さの補正演算処理をすることができ
る。その演算方法は、被測定物１８の高さをり、試料台
１２の基準面の鉛直方向軸ＣＯと光学手段１３の光軸と
の成す角度、すなわち、測定光Ｌ１の入射角度を０１、
該鉛直方向軸ｃｏと光検出手段１３の光軸との成す角度
を０２及び反射光Ｌ２の位置変化量をＸとすると、ｈ＝
Ｘ／ｓｉｎ　　（θ２−θ１）により行われる。

また、本発明の第３の計測装置によれば、光検出手段１
４Ａ、１４Ｂを二辺上設け、この光検出手段１４Ａ　　
１４Ｂによって二辺上の反射光Ｌ２１．　　Ｌ２２が同
時に検出される。

このため、二辺上の反射光Ｌ２Ｌ　　Ｌ２２に係る検出
信号ＳＬ、Ｓ２・・・を同時に処理をすることができ、
計測時間を短縮することができる。

〔実施例〕

以下、添付図面に従って本発明に係る３次元形状計測装
置の実施例について説明する。

第２〜９図は本発明の実施例に係る３次元形状計測装置
の説明図である。

（１）第１の実施例の説明 第２図は、は本発明の第１実施例に係る３次元形状計測
装置の構成図である。

図において、本実施例に係る３次元形状計測装置は、レ
ーザ光源２Ｉと、Ｘ−Ｙステージ２２と、レーザ変向走
査手段２３と、センサユニット２４Ａ〜２４Ｄと、ステ
ージ駆動装置２５と、計測／駆動制御装置１２６等を主
な構成としている。

２１は光源１１の一実施例となるレーザ光源であり、測
定光Ｌ１となるレーザ光Ｌｌｌを発生するものである。

レーザ光源２１には、半導体レーザ発生器等を用いる。

２２ば試料台１２の一実施例となるＸ−Ｙステージであ
り、被測定物２８を載置するものである。

該ステージには被測定物１８の高さ測定の際に光学軸の
位置合わせをするための基準面が定義されている。

２３は光学手段１３の一実施例となるレーザ変向走査手
段であり、被測定物２８にレーザ光Ｌｌｌを斜めに照射
するものである。また、レーザ変向走査手段２３は、レ
ーザ光源２１から発生されたレーザ光Ｌｌｌを変向走査
するガルバノミラ−３１３３と、変向走査されたレーザ
光Ｌｌｌを変向する反射ミラー３５Ａ〜３５Ｄと、該ミ
ラー３１．３３及び３５Ａ〜３５Ｄを駆動するモータ３
２，３４及び３６Ａ〜３６Ｄから成る。

これらのモータ３２．３４及び３６Ａ〜３６Ｄは、測定
時にレーザ光Ｌｌｌが被測定物２８の斜め方向から入射
するよう制御手段４５でフィードバック制御される。な
お、レーザ変向走査手段２３の動作機能については、第
３図において詳述し、その他のレーザ光の入射方法につ
いては、第６図において説明をする。

２４Ａ〜２４Ｄは光検出手段１４一実施例となるセンサ
ユニットであり、被測定物２８からの反射光Ｌ２１を検
出するものである。１つのセンサユニット２４Ａはレン
ズ４１Ａと半導体装置検出素子（以下ＰＳＤという）４
２Ａから成り、被測定物２８からの反射光Ｌ２１を結像
レンズ４１Ａを介して取り込み、その入射位置変位、即
ち反射光の入射角度に応じた光電流を計測／駆動制御装
置２６に出力するものである。なお、本実施例ではセン
サユニット２４Ａ〜２４Ｄが被測定物２８の測定領域の
４方向に設置されている。

２５は移動手段１５の一実施例となるステージ駆動装置
であり、Ｘ−Ｙステージ２２の移動走査をするものであ
る０例えば、該駆動装置２５は、ガルバノミラ−３１，
３３等と同期してＸ−Ｙステージ２２を駆動し、・被測
定物２８の表面走査を行なうものである。

２６は制御手段１６の一実施例となる計測／駆動制御装
置であり、レーザ光源２１．レーザ変向走査手段２３及
びセンサユニット２４Ａ〜２４Ｄの入出力を制御するも
のである０例えば、その制御内容は、センサユニット２
４Ａ〜２４Ｄからの検出信号Ｓに基づいて被測定物２８
の形状を算出する計測処理やレーザ変向走査手段２３の
駆動をする駆動処理である。なお、計測／駆動制御装置
２６の動作機能については、第４図において説明をする
。

第３図は、本発明の第１の実施例に係るレーザ走査方法
の説明図である。

図において、一つのレーザ変向走査手段２３の動作機能
は、レーザ光源２１から発生されたレーザ光Ｌｌｌが、
ガルバノミラ−３１及び３３を駆動するモータ３２及び
３４により偏向走査され、偏向走査されたレーザ光Ｌｌ
ｌが反射ミラー３５Ａにより変向される。この際に、反
射ミラー３５Ａはモータ３６Ａにより駆動される。

これにより、レーザ光Ｌｌｌを被測定物２８の斜め方向
から入射させることができる。この際のレーザ光Ｌｌｌ
の照射方法は、ガルバノミラ−３１３３及び反射ミラー
３５Ａを制御することにより、Ｘ−Ｙステージ２２の基
準面の鉛直方向軸ＣＯに対して角度θ１．Ｏ〈θ１〈±
９０［”）の方向から照射されるものである。

また、被測定物２８からの反射光Ｌ２１は、センサユニ
ット２４Ａにより検出される。この際に、被測定物２８
からの反射光Ｌ２１が結像レンズ４１Ａを介して取り込
まれ、その入射位置変位、すなわち反射光Ｌ２１の入射
角度θ２±Δθに応じた光電流が検出され、該検出電流
Ｓが計測／駆動制御装置２６に出力される。

この検出電流Ｓには、レーザ光Ｌｌｌが照射されること
による被検査対象２８の表面の濃淡情報と、物体の３次
元形状情報を含んでいる。

第４図は本発明の各実施例に係る計測／駆動制御装置の
ブロック図である。

図において、当該制御装置２６は、信号処理回路６１Ａ
〜６１Ｄと、ＰＳＤ切換回路６２と、Ａ／Ｄ変換回路６
３と、マルチパスに接続された画像メモリー６４．ＣＰ
Ｕ６５．Ｉ１０ポート６６及び高さ演算回路６９と、切
換回路６８と、駆動回路７０゜７１．７２Ａ〜７２Ｄか
ら成る。

当該制御装置２６の動作は、例えば、第２図の被測定物
２８の右側面にレーザ光Ｌｌｌが照射されているものと
すれば、Ｐ　Ｓ　Ｄ４２Ａが被測定物２８からの反射光
Ｌ２１に応じた位置変位電流を検出して、それを信号処
理回路６１Ａに順次出力する。

信号処理回路６１Ａでは、反射光Ｌ２１に係るアナログ
位置変位信号が信号処理されて検出系の測定領域を選択
するＰＳＤ切換え回路６２により選択される０選択され
たアナログ信号は、Ａ／Ｄ回路６３へ出力される。Ａ／
Ｄ回路５では、入力された信号をデジタル信号にして、
それを画像メモリ６４に出力する。

画像メモリ６４に記憶された位置変位データＸは、ＣＰ
Ｕ６５からの制御命令信号に基づいて高さ演算回路６９
に出力される。なお、高さ演算回路６９は補正手段１７
の一実施例であり、従来例の高さ演算処理機能に併せて
、高さ演算補正処理機能を備えている。なお、レーザ光
Ｌｌｌを被測定物２８に斜めに入射したことによる高さ
補正処理については第５図において説明をする。

この際に、ＣＰＵ６５は計測位置と方向情報に基づきＸ
−Ｙステージ２２の移動量を算出し、ミラー切換え回路
６８を介してガルバノミラ−３１，３３、反射ミラー３
５Ａの駆動回路７２Ａの入出力を制御し、ミラーのモー
タ３２，３４．３６Ａを駆動制御する。

これにより、被測定物２８の一つの方向の高さ形状を演
算算出処理することができる。被測定物２８の他の３方
向の形状についても同様に計測処理される。このように
レーザ光Ｌｌｌを被測定物２８の４方向に順次照射しな
がら、高さデータを蓄積し、その高さデータを画像処理
することによって被測定物２８の３次元形状が計測され
る。この形状は、ｌ１０６６を介して、例えば、不回示
のデイスプレィ等に表示される。

第５図は、本発明の各実施例に係る高さ補正処理の説明
図である。

図において、レーザ光Ｌｌｌを被測定物２８に斜めに入
射したことによる畜さ補正処理は、以下のように行われ
、高さ演算回路６９により補正演算処理される。

その補正式は、Ｘ−Ｙステージ２２の基準面に対する鉛
直方向軸Ｃ○とレーザ変向走査手段の光軸方向とのなす
角、すなわち、レーザ光Ｌｌｌの入射角をθ１とし、セ
ンサユニット２４Ａ〜２４Ｄの光軸方向とのなす角度（
受光角）をθ２とし、鉛直方向軸ＣＯとセンサユニット
２４Ａ〜２４Ｄの光軸との位置変位をＸｌとし、被測定
物２８の高さをｈとすると、 ｓｉｎ　（θ２−θＩ）＝Ｘ１／ｈ となる。

なお、鉛直方向軸ＣＯとセンサユニッ）２４Ａ〜２４Ｄ
の光軸との位置変位Ｘ１は、Ｐ　Ｓ　Ｄ４２Ａ〜４２Ｄ
から出力されるアナログ位置変位信号として検出され、
それが２値化処理された位置変位データＸに基づくもの
である。

これにより、被測定物２８の高さｈは、ｈ＝Ｘｌ／５ｉ
ｎ（θ２−θ１） として算出することができる。

第６図（ａ）〜（ｄ）は、本発明の各実施例に係る他の
レーザ光の入射方法を説明する図である。

同図（ａ）は、レーザ光Ｌ１２を反射ミラー７４によっ
て変向し、被測定物２８に照射する光学系を示している
。これにより、簡単な構成で被測定物２８の測定領域に
レーザ光Ｌ１２を斜めに入射させることができる。

同図（ｂ）は、ガルバノミラ−の位置をレンズ７８の焦
点距離ｆよりも外側に設置し、レンズ７８を介してレー
ザ光Ｌ１３を照射する光学系を示している。この場合、
大口径のレンズ７８が必要になるが、変向操作の簡略化
が図られ、同図（ａ）と同様に被測定物２８の測定領域
にレーザ光Ｌ１３を斜めに入射させることができる。

同図（Ｃ）は、ガルバノミラ−の位置をレンズ８２の焦
点距離「よりも内側に設け、レンズ８２を介してレーザ
光Ｌ１４を照射する光学系を示している。これにより、
同図（ａ）、　　（ｂ）と同様に被測定物２８の測定領
域にレーザ光Ｌ１４を斜めに入射させることができる。

同図（ｄ）は、球凸レンズ８４、球凹レンズ８６の組合
せによってレーザ光Ｌ１５に照射角度をつける光学系を
示している。これにより、被測定物２８の測定領域にレ
ーザ光Ｌ１５を斜めに入射させることができる。

これらにより、第１の実施例に係る計測装置を構成する
。

次に、当該装置を用いて、第１２図のＰＬＣＣ８等の接
合部８Ａの状態を計測する場合について、その動作を補
足しながら説明をする。

まず、光学系の位置合わせをする。この際の位置合わせ
は、予め定義されたＸ−Ｙステージ２２の基準面にスポ
ット状のレーザ光Ｌｌｌを斜めθ１の方向から一点照射
し、センサユニット２４Ａ〜２４Ｄの光軸を一致させる
ように、計測／駆動制御装置２６を介して調整する。

例えば、停止されたＸ−Ｙステージ２２の基準面からの
反射光Ｌ２１がセンサユニット２４Ａ〜２４Ｄを介して
取り込まれ、その入射位置に係る光電流が計測／駆動制
御装置２６に出力される。これにより、レーザ光Ｌｌｌ
の光学軸とセンサ系の光学軸とが定まる。

次に、被測定物２８としてＰＬＣＣをステージ２２に載
置する。その後、Ｘ−Ｙステージ２２を所定速度により
駆動し、併せて、レーザ光Ｌｌｌを走査する。この際に
、レーザ光Ｌｌｌが、ガルバノミラ−３３により変向走
査され、被測定物２８に斜めに照射される。

これにより、ＰＬＣＣからの反射光Ｌ２Ｌがセンサユニ
ット２４Ａによって検出され、この検出信号Ｓが信号処
理される。そして、■サイクルの測定が終了する。これ
らの動作を繰り返すことでＰＬＣＣの表面が順次走査さ
れ、反射光Ｌ２１のデータが画像メモリ６４に取り込ま
れる。

その後、高さ演算回路６９で高さ演算補正処理がされる
ことにより、ＰＬＣＣ８の接合部８Ａの３次元形状を計
測することができる。

このようにして、本発明の第１の計測装置によれば、Ｘ
−Ｙステージ２２の基準面の鉛直方向軸ＣＯに対して角
度θ１の方向から測定光Ｌｌｌを照射するレーザ変向走
査手段２３が設けられている。

このため、被測定物２日の端部が鋭く立ち上がった状態
であっても、例えば、従来例のように真上からの照射で
は被測定領域が死角となるようなＰＬＣＣの半田接合部
分に、レーザ光Ｌｌｌを確実に照射することができる。

これにより、Ｘ−Ｙステージ２２に載置されたＰＬＣＣ
を移動走査することで、経時的に得られるＰＬＣＣの側
面部の高さ変位情報を反射光Ｌ２１の検出信号の変化量
として細かく取得することができる。

また、本発明の計測装置によれば、各センサユニット２
４Ａ〜２４Ｄからの検出信号Ｓを補正する高さ演算回路
６９が設けられている。

このため、レーザ光Ｌｌｌを斜め方向から照射したこと
による被測定物２８の高さｈの補正演算処理をすること
ができる。その演算式は、ｈ＝Ｘ／ｓｉｎ　　（θ２−
θ１）により行われる。

このことで、第１１図に示した半導体部品のように測定
面の高さ変化が急激な場合でも、レーザ光Ｌｌｌが従来
例のように被測定物２８の最上部と基底部とにまたがら
ず、その側面部の高さ変位情報を反射光Ｌ２１の検出信
号の変化量として細かく取得することができ、これらの
高さ情報に基づいて画像処理することにより被測定物２
８の正確な３次元形状の測定を行うことができる。

次に、本発明に係る３次元形状計測装置の他の実施例に
ついて説明する。

（１１）第２の実施例の説明 第７図は本発明の第２の実施例に係るレーザ走査方法の
説明図である。

図において、第１の実施例と異なるは第２の実施例では
、レーザ光Ｌ１を被測定物２日に対して斜め２方向から
入射させるものである。

すなわち、第１の実施例では反射ミラー３１゜３３．３
５Ａ〜３５Ｄを用いたが、第２の実施例では２つのガル
バノミラ−８８・・・（第７図には１つのみ図示）の振
り角を利用して、レーザ光Ｌｌを二つのレーザ光ＬＩＡ
、　　ＬＩＢに変向し、それをレンズ９”Ｏを介して被
測定物２８に入射させる。この反射光Ｌ２Ａ、　　Ｌ２
Ｂが鉛直方向軸ＣＯを基準にして照射系と反対側に設け
られた４つのセンサユニ７）９２Ａ、９２Ｂ・・・（第
７図には２つのみ図示）によって検出されるものである
。

これにより、被測定物２８からの複数の反射光ＬＬ２Ａ
、Ｌ２Ｂに基づく光電流Ｓ１．Ｓ２を同時に検出するこ
とができ、それを信号処理することで、計測時間を短縮
することができる。

（ｎｉ）第３の実施例の説明 第８図は本発明の第３の実施例に係るレーザ走査方法の
説明図である。

図において、第２の実施例と異なるは第３の実施例では
、４台のレーザ光源、８個のガルバノミラ−（第７図中
には２台のみ図示）９４Ａ、９４Ｂ・・・を用い、−レ
ーザ光源のオン、オフにより測定方向を選択するように
するものである。

従って、レーザ光ＬＩＣ，ＬＩＤを４方向から個々に照
射して光走査するため、１台の光源を使用した場合より
も精密な計測を行うことができる。

（ｔｖ）第４の実施例の説明 第９図は本発明の第４の実施例に係るレーザ走査方法の
説明図である。

図において、第４の実施例では第１の実施例に係るガル
バノミラ−３１，３３に代えて、ピラミッド型のポリゴ
ンミラー９６を使用し、レーザ光Ｌｌｌを被測定物２８
に変向照射するものである。

その変向機能は、ポリゴンミラー９６を所定の周速で回
転させながら上方に配置された図示しない４つの光源か
らレーザ光Ｌｌａ−Ｌｉｄを照射する。

このため、第１の実施例に比べて、レーザ光Ｌｌａ〜Ｌ
ｉｄの駆動制御を容易にすることができる。

このようにして、本発明に係る各実施例ではＸＹステー
ジ２２の基準面の鉛直方向軸ＣＯに対して所定の角度θ
１だけ傾けた斜め方向からレーザ光を被測定物２８に入
射させている。

このため、パッケージ高さの高い半導体部品やＰＬＣＣ
等の場合でもその形状を正確に計測することが可能とな
る。

なお、本実施例では測定光の光源としてレーザ光源を使
用したが、他の種類の光源を使用して計測を行うことも
可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば被測定物に対して
斜め方向からレーザ光を照射し、その補正処理をしてい
る。

このため、被測定領域の側面部の変化が急激な物体やＰ
ＬＣＣ等のように測定部分が内側に入り込んでいる物体
であっても、壱の反射光に係る検出信号を信号処理する
ことにより高さ情報としてきめ細かく取得することがで
きる。このことで、分解能が向上し着炭の高い形状計測
が可能となる。

また、光検出手段を二基上設け、二基上の反射光を同時
に検出している。

このため、複数の反射光の同時処理がされることから計
測時間の短縮を図ることができる。

これにより、３次元形状を高速、かつ、高精度に取得す
る形状計測装置の提供に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る３次元形状計測装置の原理図、 第２図は、本発明の第１の実施例に係る３次元形状計測
装置の構成図、 第３図は、本発明の第１の実施例に係るレーザ走査方法
の説明図、 第４図は、本発明の各実施例に係る計測／駆動制御装置
のブロック図、 第５図は、本発明の各実施例に係る高さ補正処理の説明
図、 第６図は、本発明の各実施例に係る他のレーザ光の入射
方法を説明する図、 第７図は、本発明の第２の実施例に係るレーザ走査方法
の説明図、 第８図は、本発明の第３の実施例に係るレーザ走査方法
の説明図、 第９図は、本発明の第４の実施例に係るレーザ走査方法
の説明図、 第１０図は、従来例に係る３次元形状計測装置の構成図
、 第１１図は、従来例に係る第１の問題点を説明する被測
定物の側面図、 第１２図は、従来例に係る第２の問題点を説明するＰＬ
ＣＣの側面図である。 （符号の説明） １１・・・光源、 １２・・・試料台、 １３・・・光学手段、 １４・・・光検出手段、 １５・・・移動手段、 １６・・・制御手段、 １７・・・補正手段、 ＣＯ・・・鉛直方向軸、 Ｌｌ・・・測定光、 Ｌ２・・・反射光、 Ｓ・・・検出信号、 θｌ・・・角度。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定光（Ｌ１）を発生する光源（１１）と、被測
   定物（１８）を載置する試料台（１２）と、前記被測定
   物（１８）に測定光（Ｌ１）を照射する光学手段（１３
   ）と、前記被測定物（１８）からの反射光（Ｌ２）を検
   出する光検出手段（１４）と、前記試料台（１２）の移
   動走査する移動手段（１５）と、前記光源（１１）、光
   学手段（１３）及び光検出手段（１４）の入出力を制御
   する制御手段（１６）とを具備し、前記光検出手段（１
   ４）からの検出信号（Ｓ）に基づいて前記被測定物（１
   ８）の形状計測処理をする３次元形状計測装置において
   、 前記測定光（Ｌ１）が前記試料台（１２）の基準面の鉛
   直方向軸（ＣＯ）に対して角度θ１（０＜θ１＜±９０
   °）の方向から照射されることを特徴とする３次元形状
   計測装置。
2. （２）請求項１記載の３次元形状計測装置において、前
   記光検出手段（１４）からの検出信号（Ｓ）を補正する
   補正手段（１７）を備えていることを特徴とする３次元
   形状計測装置。
3. （３）請求項１、２記載の３次元形状計測装置において
   、前記被測定物（１８）の測定領域に光検出手段（１４
   Ａ、１４Ｂ、・・・）を二以上設け、該光検出手段（１
   ４Ａ、１４Ｂ、・・・）からの二以上の検出信号（Ｓ１
   、Ｓ２・・・）に基づいて前記被測定物（１８）の形状
   計測処理をすることを特徴とする３次元形状計測装置。