JP2020122800A - 3次元測定装置、3次元測定方法、およびプログラム - Google Patents
3次元測定装置、3次元測定方法、およびプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020122800A JP2020122800A JP2020079260A JP2020079260A JP2020122800A JP 2020122800 A JP2020122800 A JP 2020122800A JP 2020079260 A JP2020079260 A JP 2020079260A JP 2020079260 A JP2020079260 A JP 2020079260A JP 2020122800 A JP2020122800 A JP 2020122800A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- height
- pixels
- region
- image
- subject
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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 (11)
- 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、前記領域についての高さの確からしさを表す指標を求め、前記指標が閾値以下の場合に、前記領域について求められた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。 - 前記複数の画素についての被写体高さのばらつきは、前記複数の画素についての被写体高さの標準偏差である、
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。 - 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4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5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7に記載の3次元計測装置。 - 前記高さ算出手段は、前記対象物の複数の領域のそれぞれについて、当該領域についての高さを求め、
前記複数の領域についての高さが前記判定手段によって信頼できると判定される場合に、前記複数の領域についての高さに基づいて、前記対象物の状態が正常であるか否かを判定する検査部をさらに備える、
請求項1から8のいずれか1項に記載の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10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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020079260A JP7088232B2 (ja) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | 検査装置、検査方法、およびプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020079260A JP7088232B2 (ja) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | 検査装置、検査方法、およびプログラム |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017045648A Division JP6702234B2 (ja) | 2017-03-10 | 2017-03-10 | 3次元測定装置、3次元測定方法、およびプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020122800A true JP2020122800A (ja) | 2020-08-13 |
JP7088232B2 JP7088232B2 (ja) | 2022-06-21 |
Family
ID=71992565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020079260A Active JP7088232B2 (ja) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | 検査装置、検査方法、およびプログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7088232B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114234847A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-25 | 苏州恒视智能科技有限公司 | 光栅投影系统及光栅相移高度测量自动校正补偿方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
JP2011133258A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Yamatake Corp | 3次元形状計測方法及び3次元形状計測装置 |
JP2013029975A (ja) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Fuji Electric Co Ltd | 車軸検出装置 |
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 |
JP2018151172A (ja) * | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 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 |
-
2020
- 2020-04-28 JP JP2020079260A patent/JP7088232B2/ja active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
JP2011133258A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Yamatake Corp | 3次元形状計測方法及び3次元形状計測装置 |
JP2013029975A (ja) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Fuji Electric Co Ltd | 車軸検出装置 |
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 |
JP2018151172A (ja) * | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 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 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114234847A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-25 | 苏州恒视智能科技有限公司 | 光栅投影系统及光栅相移高度测量自动校正补偿方法 |
CN114234847B (zh) * | 2021-12-08 | 2024-01-30 | 苏州恒视智能科技有限公司 | 一种光栅投影系统及光栅相移高度测量自动校正补偿方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7088232B2 (ja) | 2022-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8786700B2 (en) | Position and orientation measurement apparatus, position and orientation measurement method, and storage medium | |
US9835438B2 (en) | Distance measuring apparatus and method | |
JP2017146298A (ja) | 形状測定システム、形状測定装置及び形状測定方法 | |
JP6702234B2 (ja) | 3次元測定装置、3次元測定方法、およびプログラム | |
JP7186019B2 (ja) | 三次元形状計測装置及び三次元形状計測方法 | |
WO2022057117A1 (zh) | 画面校正的检测方法、装置和检测系统 | |
CN112313541A (zh) | 设备和方法 | |
TW201627633A (zh) | 板彎量測裝置和其板彎量測方法 | |
CN108632604B (zh) | 镜头光心的检测方法及装置 | |
JP7088232B2 (ja) | 検査装置、検査方法、およびプログラム | |
WO2018163537A1 (ja) | 相互反射検出装置、相互反射検出方法、およびプログラム | |
US10067029B2 (en) | Systems and methods for estimating modulation transfer function in an optical system | |
KR101343375B1 (ko) | 검사 장치의 진단 및 측정변수 설정 방법 | |
JP6867487B2 (ja) | 撮像装置 | |
JP2014066538A (ja) | 写真計測用ターゲット及び写真計測方法 | |
US11898838B2 (en) | Adjustment method and measurement method | |
KR101750883B1 (ko) | 비전 검사 시스템의 3차원 형상 측정 방법 | |
CN115063368A (zh) | 投射器装配异常检测方法、装置、电子设备及存储介质 | |
CN110906884B (zh) | 三维几何形状测量设备和三维几何形状测量方法 | |
TWI839081B (zh) | 偏移量的測定方法、測定裝置及電腦程式產品 | |
JP2021063700A (ja) | 三次元計測装置、コンピュータプログラム、制御システム及び物品の製造方法 | |
JP2016063336A (ja) | キャリブレーション方法、キャリブレーションプログラム及びキャリブレーション装置 | |
CN113227707B (zh) | 三维形状测定装置、三维形状测定方法以及存储介质 | |
US12000688B2 (en) | Shape inspection device, processing device, height image processing device using characteristic points in combination with correcetion reference regions to correct height measurements | |
US20230026608A1 (en) | Shape inspection device, processing device, height image processing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200428 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210329 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210406 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210524 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211109 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220107 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220510 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220523 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7088232 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |