JP2013036791A - 3次元測定装置、3次元測定方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本技術の一形態に係る3次元測定装置は、投影部と、撮像部と、制御部とを具備する。前記投影部は、照度を変化可能な照明を有し、前記照明からの光により測定対象物に縞を投影する。前記制御部は、前記撮像部により前記測定対象物の画像を撮像させ、撮像された前記測定対象物の画像から輝度値を取得し、取得された前記輝度値に基づいて、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックを割り当て、割り当てられた前記検査ブロック毎に、前記照明の測定照度を決定し、決定された前記測定照度で、それぞれ、前記投影部により前記検査ブロックに対して縞を投影し、前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像を前記撮像部により撮像し、撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定する。
【選択図】図6
Description
φ(x、y)=Tan−1{I3π/2(x、y)−Iπ/2(x、y)}/{I0(x、y)−Iπ(x、y)}・・・(1)
前記投影部は、照度を変化可能な照明を有し、前記照明からの光により測定対象物に縞を投影する。
前記制御部は、前記撮像部により前記測定対象物の画像を撮像させ、撮像された前記測定対象物の画像から輝度値を取得し、取得された前記輝度値に基づいて、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックを割り当て、割り当てられた前記検査ブロック毎に、前記照明の測定照度を決定し、決定された前記測定照度で、それぞれ、前記投影部により前記検査ブロックに対して縞を投影し、前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像を前記撮像部により撮像し、撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定する。
この場合、前記制御部は、前記複数の検査ブロックを割り当てるとき、前記検査物の周囲の領域である検査物周囲領域の輝度値を前記測定対象物の画像から取得し、取得された前記検査物周囲領域の輝度値に基づいて、前記複数の検査物に対してそれぞれ輝度属性を設定し、同じ輝度属性を持つ前記検査物が存在する前記測定対象物の領域毎に、前記検査ブロックを割り当てることで、前記測定対象物に対して前記複数の検査ブロックを割り当ててもよい。
この場合、前記制御部は、前記検査ブロック毎に前記測定照度を決定するとき、前記記憶部に記憶された前記テーブルを参照して、前記測定対象物の画像から取得された前記輝度値に対応する前記測定照度を判定することで前記測定照度を決定してもよい。
撮像された前記測定対象物の前記画像から輝度値が取得される。
取得された前記輝度値に基づいて、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックが割り当てられる。
割り当てられた前記検査ブロック毎に、前記照明の測定照度が決定さえる。
決定された前記測定照度で、それぞれ、前記検査ブロックに対して縞が投影される。
前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像が撮像される。
撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物が3次元測定される。
撮像された前記測定対象物の前記画像から輝度値を取得するステップを実行させる。
取得された前記輝度値に基づいて、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックを割り当てるステップを実行させる。
割り当てられた前記検査ブロック毎に、照明の測定照度を決定するステップを実行させる。
決定された前記測定照度で、それぞれ、前記検査ブロックに対して縞を投影するステップを実行させる。
前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像を撮像するステップを実行させる。
撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定するステップを実行させる。
前記第1の領域に対して、前記第1の色濃度情報に基づく照度で格子縞を照射して測定を行い、
前記第2の領域に対して、前記第2の色濃度情報に基づく照度で格子縞を照射して測定を行う。
前記第2の基板領域に対して、前記第1の照度とは異なる第2の照度で格子縞を照射して測定を行う。
以下、図面を参照しながら、本技術の実施形態を説明する。
図1は、本技術の一実施形態に係る3次元測定装置100を示す図である。図1に示すように、3次元測定装置100は、ステージ10と、ステージ移動機構11と、照明部14と、撮像部15と、制御部16と、記憶部17と、表示部18と、入力部19と、投影部20とを備えている。
次に、3次元測定装置100の制御部16の処理について説明する。
まず、基板1上の領域に複数の検査ブロック4が割り当てられるときの処理について説明する。
次に、検査ブロック4毎に、3次元測定における測定照度が決定されるときの処理について説明する。図10は、検査ブロック4毎に、3次元測定における測定照度が決定されるときの処理を示すフローチャートである。
なお、この式(2)は、上記した式(1)と同じであり、I0(x、y)、Iπ/2(x、y)、Iπ(x、y)、I3π/2(x、y)は、それぞれ、縞の位相が0、π/2、π、3π/2である場合における各画素(各座標)の輝度値である。
次に、図10のステップ207、208で説明した、位相φ(x、y)に基づく高さへの変換が不可(エラー)とされる条件や、高さへの変換が不可とされる画素の割合(エラー率)の算出方法について、詳細に説明する。
次に、検査ブロック4毎に測定照度が決定された後、その測定照度で検査ブロック4に縞が投影されて基板1(半田2)が3次元測定されるときの処理について説明する。
半田周囲領域3bの平均輝度値と、輝度属性と、測定照度とが関連づけられて予めテーブル化されていてもよい。
(1)照度を変化可能な照明を有し、前記照明からの光により測定対象物に縞を投影する投影部と、
撮像部と、
前記撮像部により前記測定対象物の画像を撮像させ、撮像された前記測定対象物の画像から輝度値を取得し、取得された前記輝度値に基づいて、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックを割り当て、割り当てられた前記検査ブロック毎に、前記照明の測定照度を決定し、決定された前記測定照度で、それぞれ、前記投影部により前記検査ブロックに対して縞を投影し、前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像を前記撮像部により撮像し、撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定する制御部と
を具備する3次元測定装置。
(2)上記(1)に記載の3次元測定装置であって、
前記測定対象物は、前記測定対象物上に複数の検査物を有し、
前記制御部は、前記複数の検査ブロックを割り当てるとき、前記検査物の周囲の領域である検査物周囲領域の輝度値を前記測定対象物の画像から取得し、取得された前記検査物周囲領域の輝度値に基づいて、前記複数の検査物に対してそれぞれ輝度属性を設定し、同じ輝度属性を持つ前記検査物が存在する前記測定対象物の領域毎に、前記検査ブロックを割り当てることで、前記測定対象物に対して前記複数の検査ブロックを割り当てる
3次元測定装置。
(3)上記(2)に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記検査ブロック毎に前記測定照度を決定するとき、前記投影部により前記検査ブロックに対して縞を投影し、前記縞が投影された前記検査ブロックの前記縞画像を前記撮像部により撮像し、前記縞画像から輝度値を取得し、前記輝度値に基づいて3次元測定におけるエラー率を算出し、前記照明の照度を変化させて前記エラー率を前記照度毎に算出し、前記照度毎の前記エラー率に基づいて、前記測定照度を決定する
3次元測定装置。
(4)上記(3)に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記エラー率を算出するとき、前記検査物が形成されている領域である検査物形成領域の輝度値と、前記検査物周囲領域の輝度値とを前記縞画像から取得し、前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記エラー率を算出する
3次元測定装置。
(5)上記(4)に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記エラー率を算出するとき、前記検査ブロックに含まれる前記複数の検査物のうち、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物を判定し、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物についての前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記エラー率を算出する
3次元測定装置。
(6)上記(3)乃至(5)のうち何れか1つに記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記エラー率が最小となる照度を前記検査ブロックの前記測定照度として決定する
3次元測定装置。
(7)上記(2)に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定するとき、前記検査物が形成されている領域である検査物形成領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とを前記縞画像から取得し、前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記測定対象物を3次元測定する
3次元測定装置。
(8)上記(7)に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定するとき、前記検査ブロックに含まれる前記複数の検査物のうち、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物を判定し、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物についての前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記測定対象物を3次元測定する
3次元測定装置。
(9)上記(1)又は(2)に記載の3次元測定装置であって、
前記測定対象物の輝度値と、前記測定照度とが関連付けられたテーブルを記憶する記憶部を有し、
前記制御部は、前記検査ブロック毎に前記測定照度を決定するとき、前記記憶部に記憶された前記テーブルを参照して、前記測定対象物の画像から取得された前記輝度値に対応する前記測定照度を判定することで前記測定照度を決定する
3次元測定装置。
(10)測定対象物の画像を撮像させ、
撮像された前記測定対象物の前記画像から輝度値を取得し、
取得された前記輝度値に基づいて、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックを割り当て、
割り当てられた前記検査ブロック毎に、照明の測定照度を決定し、
決定された前記測定照度で、それぞれ、前記検査ブロックに対して縞を投影し、
前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像を撮像し、
撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定する
3次元測定方法。
(11)3次元測定装置に、
測定対象物の画像を撮像させるステップと、
撮像された前記測定対象物の前記画像から輝度値を取得するステップと、
取得された前記輝度値に基づいて、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックを割り当てるステップと、
割り当てられた前記検査ブロック毎に、照明の測定照度を決定するステップと、
決定された前記測定照度で、それぞれ、前記検査ブロックに対して縞を投影するステップと、
前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像を撮像するステップと、
撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定するステップと
を実行させるプログラム。
(12)第1の領域と、前記第1の領域とは異なる色濃度の第2の領域とを有する基板の、前記第1及び第2の領域にそれぞれ対応する第1及び第2の色濃度情報を取得し、
前記第1の領域に対して、前記第1の色濃度情報に基づく照度で格子縞を照射して測定を行い、
前記第2の領域に対して、前記第2の色濃度情報に基づく照度で格子縞を照射して測定を行う
3次元測定方法。
(13)上記(12)に記載の3次元測定方法であって、
前記色濃度の取得は、所定の照度の格子縞を前記第1及び第2の領域に対して照射して測定を行い、その測定結果のエラー率に基づいて設定される
3次元測定方法。
(14)第1の領域と、前記第1の領域とは異なる色濃度の第2の領域とを有する基板の、前記第1の基板領域に対して、第1の照度で格子縞を照射して測定を行い、
前記第2の基板領域に対して、前記第1の照度とは異なる第2の照度で格子縞を照射して測定を行う
3次元測定方法。
2…半田
3a…半田形成領域
3b…半田周囲領域
4…検査ブロック
10…ステージ
11…ステージ移動機構
15…撮像部
16…制御部
17…記憶部
20…投影部
21…光源
100…3次元測定装置
Claims (14)
- 照度を変化可能な照明を有し、前記照明からの光により測定対象物に縞を投影する投影部と、
撮像部と、
前記撮像部により前記測定対象物の画像を撮像させ、撮像された前記測定対象物の画像から輝度値を取得し、取得された前記輝度値に基づいて、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックを割り当て、割り当てられた前記検査ブロック毎に、前記照明の測定照度を決定し、決定された前記測定照度で、それぞれ、前記投影部により前記検査ブロックに対して縞を投影し、前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像を前記撮像部により撮像し、撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定する制御部と
を具備する3次元測定装置。 - 請求項1に記載の3次元測定装置であって、
前記測定対象物は、前記測定対象物上に複数の検査物を有し、
前記制御部は、前記複数の検査ブロックを割り当てるとき、前記検査物の周囲の領域である検査物周囲領域の輝度値を前記測定対象物の画像から取得し、取得された前記検査物周囲領域の輝度値に基づいて、前記複数の検査物に対してそれぞれ輝度属性を設定し、同じ輝度属性を持つ前記検査物が存在する前記測定対象物の領域毎に、前記検査ブロックを割り当てることで、前記測定対象物に対して前記複数の検査ブロックを割り当てる
3次元測定装置。 - 請求項2に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記検査ブロック毎に前記測定照度を決定するとき、前記投影部により前記検査ブロックに対して縞を投影し、前記縞が投影された前記検査ブロックの前記縞画像を前記撮像部により撮像し、前記縞画像から輝度値を取得し、前記輝度値に基づいて3次元測定におけるエラー率を算出し、前記照明の照度を変化させて前記エラー率を前記照度毎に算出し、前記照度毎の前記エラー率に基づいて、前記測定照度を決定する
3次元測定装置。 - 請求項3に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記エラー率を算出するとき、前記検査物が形成されている領域である検査物形成領域の輝度値と、前記検査物周囲領域の輝度値とを前記縞画像から取得し、前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記エラー率を算出する
3次元測定装置。 - 請求項4に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記エラー率を算出するとき、前記検査ブロックに含まれる前記複数の検査物のうち、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物を判定し、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物についての前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記エラー率を算出する
3次元測定装置。 - 請求項3に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記エラー率が最小となる照度を前記検査ブロックの前記測定照度として決定する
3次元測定装置。 - 請求項2に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定するとき、前記検査物が形成されている領域である検査物形成領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とを前記縞画像から取得し、前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記測定対象物を3次元測定する
3次元測定装置。 - 請求項7に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定するとき、前記検査ブロックに含まれる前記複数の検査物のうち、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物を判定し、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物についての前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記測定対象物を3次元測定する
3次元測定装置。 - 請求項1に記載の3次元測定装置であって、
前記測定対象物の輝度値と、前記測定照度とが関連付けられたテーブルを記憶する記憶部を有し、
前記制御部は、前記検査ブロック毎に前記測定照度を決定するとき、前記記憶部に記憶された前記テーブルを参照して、前記測定対象物の画像から取得された前記輝度値に対応する前記測定照度を判定することで前記測定照度を決定する
3次元測定装置。 - 測定対象物の画像を撮像させ、
撮像された前記測定対象物の前記画像から輝度値を取得し、
取得された前記輝度値に基づいて、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックを割り当て、
割り当てられた前記検査ブロック毎に、照明の測定照度を決定し、
決定された前記測定照度で、それぞれ、前記検査ブロックに対して縞を投影し、
前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像を撮像し、
撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定する
3次元測定方法。 - 3次元測定装置に、
測定対象物の画像を撮像させるステップと、
撮像された前記測定対象物の前記画像から輝度値を取得するステップと、
取得された前記輝度値に基づいて、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックを割り当てるステップと、
割り当てられた前記検査ブロック毎に、照明の測定照度を決定するステップと、
決定された前記測定照度で、それぞれ、前記検査ブロックに対して縞を投影するステップと、
前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像を撮像するステップと、
撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定するステップと
を実行させるプログラム。 - 第1の領域と、前記第1の領域とは異なる色濃度の第2の領域とを有する基板の、前記第1及び第2の領域にそれぞれ対応する第1及び第2の色濃度情報を取得し、
前記第1の領域に対して、前記第1の色濃度情報に基づく照度で格子縞を照射して測定を行い、
前記第2の領域に対して、前記第2の色濃度情報に基づく照度で格子縞を照射して測定を行う
3次元測定方法。 - 請求項12に記載の3次元測定方法であって、
前記色濃度の取得は、所定の照度の格子縞を前記第1及び第2の領域に対して照射して測定を行い、その測定結果のエラー率に基づいて設定される
3次元測定方法。 - 第1の領域と、前記第1の領域とは異なる色濃度の第2の領域とを有する基板の、前記第1の基板領域に対して、第1の照度で格子縞を照射して測定を行い、
前記第2の基板領域に対して、前記第1の照度とは異なる第2の照度で格子縞を照射して測定を行う
3次元測定方法。
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