JP2018151172A - 3次元測定装置、3次元測定方法、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
できるか否かを判定する判定手段と、を備える。
正弦波パターンの光を投影する投影手段と、
前記光が投影された対象物の画像を取得する画像取得手段と、
前記対象物に投影する光の位相を異ならせて撮影された複数の画像に基づいて、前記画像中に設定された領域に含まれる複数の画素それぞれについて当該画素にある被写体の基準平面からの高さを求め、前記複数の画素についての高さの平均を前記領域についての高さとして求める高さ算出手段と、
前記複数の画素について高さのばらつきをσ、前記複数の画素の数をN、前記領域についての高さの許容誤差をETとしたときに、σ/N1/2≦ETであれば前記領域についての高さが信頼できると判定し、そうでなければ信頼できないと判定する判定手段と、
を備える。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態は基板検査を行うための3次元計測装置である。本実施形態に係る3次元計測装置は、部品が取り付けられた基板(測定対象物)にパターン光を投影して撮影を行い、3角測量の原理を用いて測定対象物の3次元形状を測定する。本実施形態では、基板の表面高さ(基板が設置されている面と平行な基準面からの距離)を測定し、基板に部品が正常に取り付けられているかどうかを検査(部品浮き検査)する。
図1は、本実施形態に係る3次元計測装置100の構成を示す図である。3次元計測装置100は、大略、投影部110、カメラ120、演算装置130から構成される。
の1周期)ずつずらして4回の投影を行う。以下では、これら複数の縦縞のパターン光を縦縞パターン光セットと称する。このように、縦縞パターン光セットのそれぞれを測定対象物150に投影して撮影した複数の画像から、画像に生じた輝度の変化の位相を算出することで測定対象物150の高さを測定できる。
[[基板検査の全体処理]]
図3は、本実施形態に係る3次元計測装置100が行う基板検査の一つである部品浮き検査処理の全体の流れを示すフローチャートである。ここで示すフローチャートは処理の一例であり、その処理内容や処理順序は適宜変更して構わない。なお、投影部110とカメラ120のキャリブレーション(較正処理)は完了しているものとする。
図4は、ステップS106における距離算出処理の詳細な流れを示すフローチャートである。図4は、1つの距離検出領域の高さを求める処理である。したがって、距離検出領域53a〜53dのそれぞれについて図4に示す処理が実行される。以下では、図4において処理の対象とされている距離検出領域を対象領域と称する。
れる)。これにより、位相誤差のヒストグラムは、図5(C)に示すような中心が0の1つの正規分布55となる。一方、ステップS206の判定がNOであれば、位相接続ミスの補正が正しく行えないため、ステップS220に進み撮影条件を変えて再撮影を行うことを提案する。
図6(A),6(B)は、実験による評価結果を示す図である。図6(A)は比較的好条件の領域についての評価結果を示し、図6(B)は図6(A)よりも条件が悪い領域についての評価結果を示す。
積を変化させて領域サイズ(画素数)と標準偏差の関係についても評価した。
測定誤差は、本来は複数回の測定を行わなければ求められない。本実施形態では、領域内の複数画素の高さの平均として領域の高さを求めているので、領域内の高さの標準偏差と領域内の画素の数から、領域の高さの標準誤差を推定可能である。したがって、1回の測定(より正確には、1セットのパターン光投影と撮影)により、高さの測定誤差を求めることができる。
上記の説明では、位相シフト法を用いて部品の高さを求めているが、部品高さを求める具体的な手法は位相シフト法に限られない。その他に利用可能な手法として、スリット光あるいはスポット光を投影する光切断法、空間符号化が施されたパターン光を投影する符号化光投影法なども利用可能である。具体的な手法に関わらず、領域内の各点についての高さのばらつきおよび領域サイズから、領域内の平均高さの誤差を求められる。
131:制御部 133:画像入力部 134:3次元位置算出部 135:精度判定部
136:検査部 137:通知部
Claims (9)
- 対象物の画像を取得する画像取得手段と、
前記画像に基づいて、前記画像中に設定された領域に含まれる複数の画素それぞれについて当該画素にある被写体の高さを求め、前記複数の画素についての被写体の高さから前記領域についての高さを求める高さ算出手段と、
前記複数の画素についての被写体高さのばらつきと、前記複数の画素の数とに基づいて、前記領域について求められた高さが信頼できるか否かを判定する判定手段と、
を備える3次元計測装置。 - 前記高さ算出手段は、前記複数の画素の被写体の高さの平均を前記領域についての高さとして求める、
請求項1に記載の3次元計測装置。 - 前記判定手段は、(前記複数の画素についての被写体高さの標準偏差)/(前記複数の画素の数)1/2が閾値以下の場合に、前記領域についての高さが信頼できると判定する、
請求項1または2に記載の3次元計測装置。 - 前記判定手段によって前記領域についての高さが信頼できないと判定された場合に、前記領域を拡大して高さを再算出するか、もしくは、撮影条件を変えて画像を再取得するか、またはこれらの処理を行うことを提案する制御手段をさらに備える、
請求項1から3のいずれか1項に記載の3次元計測装置。 - 位相シフト法、光切断法、符号化光投影法のいずれかの手法により前記画素それぞれについて当該画素にある被写体の高さを求める、
請求項1から4のいずれか1項に記載の3次元計測装置。 - 正弦波パターンの光を投影する投影手段と、
前記光が投影された対象物の画像を取得する画像取得手段と、
前記対象物に投影する光の位相を異ならせて撮影された複数の画像に基づいて、前記画像中に設定された領域に含まれる複数の画素それぞれについて当該画素にある被写体の基準平面からの高さを求め、前記複数の画素についての高さの平均を前記領域についての高さとして求める高さ算出手段と、
前記複数の画素について高さのばらつきをσ、前記複数の画素の数をN、前記領域についての高さの許容誤差をETとしたときに、σ/N1/2≦ETであれば前記領域についての高さが信頼できると判定し、そうでなければ信頼できないと判定する判定手段と、
を備える3次元計測装置。 - 前記高さ算出手段は、前記複数の画像に基づいて、前記複数の画素のそれぞれについて前記光の位相を求め、位相接続処理および位相接続ミスの補正処理を行ってから前記複数の画素のそれぞれについての高さを求めるものであり、
前記判定手段は、前記補正処理前の位相を複数のクラスに分類し、含まれる画素の最も多いクラスに含まれる画素の数が、前記複数の画素の全体の数の所定割合よりも少ない場合も、前記領域についての高さが信頼できないと判定する、
請求項6に記載の3次元計測装置。 - 対象物の画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像に基づいて、前記画像中に設定された領域に含まれる複数の画素それぞれについて当該画素にある被写体の高さを求め、前記複数の画素についての被写体の高さから前
記領域についての高さを求める高さ算出ステップと、
前記複数の画素についての被写体高さのばらつきと、前記複数の画素の数とに基づいて、前記領域について求められた高さが信頼できるか否かを判定する判定ステップと、
を含む、3次元計測方法。 - 請求項8に記載の方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020122800A (ja) * | 2020-04-28 | 2020-08-13 | オムロン株式会社 | 3次元測定装置、3次元測定方法、およびプログラム |
WO2021181785A1 (ja) * | 2020-03-12 | 2021-09-16 | オムロン株式会社 | 三次元形状計測装置 |
JP2022535671A (ja) * | 2019-04-30 | 2022-08-10 | 浙江大学 | 物体回折格子イメージの位相シフト法による位相測定の像点源追跡を用いた誤差校正方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63258166A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像信号のノイズ検出方法 |
JPH07225834A (ja) * | 1994-02-10 | 1995-08-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像ノイズ検出装置 |
JP2004340832A (ja) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回路基板の外観検査方法及び回路基板の外観検査装置 |
US20080109184A1 (en) * | 2006-11-06 | 2008-05-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Position and orientation measurement method and apparatus |
JP2013130457A (ja) * | 2011-12-21 | 2013-07-04 | Azbil Corp | 形状計測装置、形状計測システム、及び形状計測方法 |
JP2016130663A (ja) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | オムロン株式会社 | 検査装置及び検査装置の制御方法 |
JP2017015556A (ja) * | 2015-07-01 | 2017-01-19 | 名古屋電機工業株式会社 | 基板高さ解析装置、基板高さ解析方法および基板高さ解析プログラム |
-
2017
- 2017-03-10 JP JP2017045648A patent/JP6702234B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63258166A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像信号のノイズ検出方法 |
JPH07225834A (ja) * | 1994-02-10 | 1995-08-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像ノイズ検出装置 |
JP2004340832A (ja) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回路基板の外観検査方法及び回路基板の外観検査装置 |
US20080109184A1 (en) * | 2006-11-06 | 2008-05-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Position and orientation measurement method and apparatus |
JP2013130457A (ja) * | 2011-12-21 | 2013-07-04 | Azbil Corp | 形状計測装置、形状計測システム、及び形状計測方法 |
JP2016130663A (ja) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | オムロン株式会社 | 検査装置及び検査装置の制御方法 |
JP2017015556A (ja) * | 2015-07-01 | 2017-01-19 | 名古屋電機工業株式会社 | 基板高さ解析装置、基板高さ解析方法および基板高さ解析プログラム |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022535671A (ja) * | 2019-04-30 | 2022-08-10 | 浙江大学 | 物体回折格子イメージの位相シフト法による位相測定の像点源追跡を用いた誤差校正方法 |
JP7374518B2 (ja) | 2019-04-30 | 2023-11-07 | 浙江大学 | 物体回折格子イメージの位相シフト法による位相測定の像点源追跡を用いた誤差校正方法 |
WO2021181785A1 (ja) * | 2020-03-12 | 2021-09-16 | オムロン株式会社 | 三次元形状計測装置 |
JP2021143939A (ja) * | 2020-03-12 | 2021-09-24 | オムロン株式会社 | 三次元形状計測装置 |
JP2020122800A (ja) * | 2020-04-28 | 2020-08-13 | オムロン株式会社 | 3次元測定装置、3次元測定方法、およびプログラム |
JP7088232B2 (ja) | 2020-04-28 | 2022-06-21 | オムロン株式会社 | 検査装置、検査方法、およびプログラム |
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