JP2021032580A - Measuring device and measuring method - Google Patents

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Abstract

To provide a measuring device and a measuring method which require less image processing information in a process of determining a representative value of a value indicating height information (distance) from an upper surface of a transparent table.SOLUTION: In an XY plane of first surface shape data DT, a region including each protrusion is specified, a first representative value v1 is determined in a specified region, and second reflected light of a reflecting member is processed and a value of a second reference plane DG which has the same distance value from the first reference plane DT is set, and a second representative value v2 is determined by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane DG from the value of the first representative value v1.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、主に突起部を有する電子部品の該突起部の位置を測定するのに適した測定装置及び測定方法に関する。 The present invention relates mainly to a measuring device and a measuring method suitable for measuring the position of a protrusion of an electronic component having a protrusion.

従来、
少なくとも1方向に並ぶ複数の突起部を備える測定対象物(検査対象物)を載せる透明テーブルと、
前記透明テーブルの上面に載せられた前記測定対象物に対して、前記透明テーブルの下面から光の強度が周期的に変化する光パターンの照射光を照射する光照射部と、
前記光パターンが照射された前記測定対象物を、前記透明テーブルの下面から撮影するCCDカメラからなる光検出部(撮像部)と、
前記光検出部で検出(撮影)された前記測定対象物の画像を処理して、前記測定対象物の下面(表面)の3次元形状を表すデータであって、XY平面における各画素位置(各位置(x、y))における、前記透明テーブルの上面からの距離(高さ情報、テーブル上面からの浮き距離)を示す表面形状データ(以下「テーブル表面形状データ」という。)を生成するテーブル表面形状データ生成部(画像処理部)と、
前記テーブル表面形状データ生成部で生成された前記テーブル表面形状データにより表されるXY平面において、前記測定対象物における前記複数の突起部それぞれが含まれる領域を特定し、特定された各領域において、前記透明テーブルの上面からの距離を示す値の代表値を決定する代表値決定部と、
前記複数の突起部それぞれにおける前記代表値の分布が予め設定された基準を満たしているかを判定する判定部と、を備える、測定装置(検査装置)が知られている。(例えば、特許文献1)
Conventionally
A transparent table on which a measurement object (inspection object) having a plurality of protrusions arranged in at least one direction is placed.
A light irradiation unit that irradiates the measurement object placed on the upper surface of the transparent table with irradiation light having a light pattern in which the intensity of light changes periodically from the lower surface of the transparent table.
An optical detection unit (imaging unit) including a CCD camera that photographs the measurement object irradiated with the light pattern from the lower surface of the transparent table.
Data representing the three-dimensional shape of the lower surface (surface) of the measurement object by processing the image of the measurement object detected (photographed) by the light detection unit, and each pixel position (each) in the XY plane. A table surface that generates surface shape data (hereinafter referred to as "table surface shape data") indicating a distance (height information, floating distance from the table top surface) from the upper surface of the transparent table at a position (x, y)). Shape data generation unit (image processing unit) and
In the XY plane represented by the table surface shape data generated by the table surface shape data generation unit, a region including each of the plurality of protrusions in the measurement object is specified, and in each of the specified regions, a region including each of the plurality of protrusions is specified. A representative value determining unit that determines a representative value of a value indicating a distance from the upper surface of the transparent table, and a representative value determining unit.
A measuring device (inspection device) including a determination unit for determining whether or not the distribution of the representative values in each of the plurality of protrusions satisfies a preset standard is known. (For example, Patent Document 1)

特許第5385703号公報Japanese Patent No. 5385703

<定義>
各位置(x、y)の位置(x、y)は、デジタル画像を構成する最小の要素で、画素と呼ばれているものである。この画素にはピクセルとドットがある。
各位置(x、y)は各画素の位置(ピクセル又はドットのことである。)のことである。
各位置(x、y)は各画素位置のことである。
画素数(走査距離の範囲のドット数で定義される「解像度」を含む。)は、例えば、2048画素×2048画素のCCDカメラからなる光検出部(撮像部)の画素数は約419万画素であり、処理領域を特定(指定)しない場合には、例えば、検出視野域(撮影視野域)では419万画素のすべての位置の高さ情報を取得する処理を行うことになる。検出視野域の全画素位置の高さ情報(距離)を取得する処理を以下「全画素位置高さ取得処理」ともいう。
<Definition>
The position (x, y) of each position (x, y) is the smallest element constituting the digital image and is called a pixel. This pixel has pixels and dots.
Each position (x, y) is the position of each pixel (which means a pixel or a dot).
Each position (x, y) is each pixel position.
The number of pixels (including the "resolution" defined by the number of dots in the scanning distance range) is, for example, the number of pixels of the light detection unit (imaging unit) composed of a CCD camera of 2048 pixels × 2048 pixels is about 4.19 million pixels. When the processing area is not specified (designated), for example, in the detection field area (shooting field area), the process of acquiring the height information of all the positions of 4.19 million pixels is performed. The process of acquiring the height information (distance) of all pixel positions in the detection field of view is also referred to as "all pixel position height acquisition process" below.

上述した従来技術は(図6参照)、
(ア)予めプログラム上に設定されているデータム面(第1の基準面DT)から透明テーブル上面の高さ情報(距離)である第2の基準面を全画素位置高さ取得処理により生成して、全画素位置の高さ情報からなるテーブル上面のテーブル表面形状データ(A)を記憶部に予め記憶しておき(図6の(a)参照)、
(イ)データム面(第1の基準面)から測定対象物の高さ情報(距離)である第1の表面形状データ(B)を全画素位置高さ取得処理により生成し(図6の(b)参照)、
(ウ)全画素位置の第1の表面形状データ(B)の値からテーブル表面形状データ(A)の値を差引く演算を行って、透明テーブル上面から測定対象物の全画素位置の高さ情報(距離)であるテーブル表面形状データ(C)を全画素位置高さ取得処理により生成し(図6の(c)参照)、
(エ)全画素位置の高さ情報(距離)であるテーブル表面形状データ(C)により表されるXY平面において、前記測定対象物における突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域(D)を特定し(図6の(d)参照)、
(オ)特定された各突起部領域において、透明テーブルの上面からの高さ情報(距離)を示す値の代表値(E)を決定する(図6の(e)参照)、
というものである。
The prior art described above (see FIG. 6)
(A) A second reference plane, which is the height information (distance) of the upper surface of the transparent table, is generated from the datum plane (first reference plane DT) set in advance in the program by the all pixel position height acquisition process. The table surface shape data (A) on the upper surface of the table, which is composed of height information of all pixel positions, is stored in advance in the storage unit (see FIG. 6A).
(A) The first surface shape data (B), which is the height information (distance) of the object to be measured, is generated from the datum plane (first reference plane) by the all-pixel position height acquisition process ((Fig. 6). b) See),
(C) The height of all pixel positions of the object to be measured from the upper surface of the transparent table by performing an operation of subtracting the value of the table surface shape data (A) from the value of the first surface shape data (B) of all pixel positions. The table surface shape data (C), which is information (distance), is generated by the all-pixel position height acquisition process (see (c) in FIG. 6).
(D) In the XY plane represented by the table surface shape data (C) which is the height information (distance) of all pixel positions, the protrusion region (D) is a region including each protrusion in the measurement object. (See (d) in FIG. 6),
(E) In each of the identified protrusion regions, a representative value (E) of a value indicating height information (distance) from the upper surface of the transparent table is determined (see (e) in FIG. 6).
That is.

従来技術は以下に述べるような問題を有するものであった。
(1)代表値を決定するためには、全画素位置(例えば、419万4千画素)の高さ情報からなるテーブル表面形状データの生成が必須である。
このテーブル表面形状データの生成は、[a]全画素位置(例えば、419万4千画素)の高さ情報からなる第1の表面形状データ(B)の取得、[b]全画素位置の高さ情報からなるテーブル表面形状データの取得、[c]第1の表面形状データ(B)の各画素の距離値からテーブル表面形状データの各画素の距離値を差引く全画素位置高さ取得処理(例えば、419万4千画素)の画像処理によるものである。
すなわち、三回の処理(前記[a]、[b]、[c])が全画素位置高さ取得処理であるため、画像処理情報量が膨大であるという欠点を有するものであった。
The prior art has the following problems.
(1) In order to determine the representative value, it is indispensable to generate table surface shape data including height information of all pixel positions (for example, 4,194,000 pixels).
The generation of the table surface shape data is as follows: [a] acquisition of the first surface shape data (B) consisting of height information of all pixel positions (for example, 4,194,000 pixels), and [b] height of all pixel positions. Acquisition of table surface shape data consisting of information, [c] All pixel position height acquisition process of subtracting the distance value of each pixel of table surface shape data from the distance value of each pixel of the first surface shape data (B) This is due to image processing (for example, 4,194,000 pixels).
That is, since the three processes (the [a], [b], and [c]) are all pixel position height acquisition processes, there is a drawback that the amount of image processing information is enormous.

(2)上記従来技術は、透明テーブルの物理的上面を直接測定して該透明テーブル上面位置を測定するものであるので、光検出部(撮像部)の分解能が透明テーブルの平坦度(「反り」も含む。)よりも小さい場合、テーブルの傾きによるテーブル上面の最大高さ位置と最低高さ位置が撮像部の分解能より大きい場合は、テーブル表面形状データは測定した各画素値の値が異なる箇所を有するものとなり、テーブル表面形状データの生成は、第1の表面形状データの全画素位置の値からテーブル表面形状データの全画素位置の値を差引くという膨大な情報量を処理するものになるという問題を有するものであった。 (2) In the above-mentioned prior art, the physical upper surface of the transparent table is directly measured to measure the position of the upper surface of the transparent table, so that the resolution of the light detection unit (imaging unit) is the flatness (“warp”) of the transparent table. If the maximum height position and the minimum height position of the table top surface due to the tilt of the table are larger than the resolution of the imaging unit, the measured pixel values of the table surface shape data are different. The table surface shape data is generated by subtracting the value of all pixel positions of the table surface shape data from the value of all pixel positions of the first surface shape data, which is a huge amount of information. It had the problem of becoming.

本発明は以上のような従来技術の欠点に鑑み、高さ情報(距離)を示す値の代表値を決定する又は決定するまでの処理の処理情報量が少なくて済む測定装置及び測定方法を提供することを目的としている。 In view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, the present invention provides a measuring device and a measuring method that require a small amount of processing information for determining or determining a representative value of a value indicating height information (distance). The purpose is to do.

上記目的を達成するために、本発明は以下のような構成としている。
[第1の発明]
透明テーブルと、
この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、
前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、
前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成する第1の表面形状データ生成部と、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定する第1の代表値決定部と、
前記光検出部で検出された、前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設けた反射部材からの反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される反射部材面を取得するとともに、前記反射部材面を前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に位置させた第2の基準面を設定する第2の基準面設定部と、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定する第2の代表値決定部と、を備え、
前記第2の基準面が、平坦度及び水平度が0度の水平面である又は補正等により平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である、
以上の構成であることを特徴とする測定装置である。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
[First invention]
With a transparent table
A light irradiation unit that irradiates the irradiation light upward, which is provided below the transparent table,
A photodetector provided below the transparent table and
A first reference plane set or defined in advance as a reference position on the photodetector side, and
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data generation unit that generates first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position, and a first surface shape data generation unit.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including each of the protrusions of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. The first representative value determination unit that determines the representative value of
The second reflected light, which is the reflected light from the reflecting member provided on the upper surface, the lower surface, the upper side or the lower side of the transparent table detected by the light detection unit, is processed to be processed from the first reference surface. A second reference surface setting unit that acquires a reflection member surface indicated by a distance and sets a second reference surface in which the reflection member surface is located at the upper surface position of the transparent table or near the upper surface position.
It is provided with a second representative value determining unit that determines a second representative value by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
The second reference plane is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, or is made a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees by correction or the like, and all the pixel positions thereof are from the first reference plane. Distance values are equivalent,
It is a measuring device characterized by having the above-mentioned configuration.

[第2の発明]
透明テーブルと、
この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、
前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、
前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設けた反射部材と、
前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成する第1の表面形状データ生成部と、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部が含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定する第1の代表値決定部と、
前記反射部材の領域ないし該反射部材が含まれる領域である反射部材領域を特定し、前記光検出部で検出した前記反射部材領域の反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される反射部材面を取得するとともに、前記反射部材面を前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に位置させた第2の基準面を設定する第2の基準面設定部と、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定する第2の代表値決定部と、を備え、
前記第2の基準面(第2の基準面データ)が、平坦度及び水平度が0度の水平面である又は補正等により平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である、
以上の構成であることを特徴とする測定装置である。
[Second invention]
With a transparent table
A light irradiation unit that irradiates the irradiation light upward, which is provided below the transparent table,
A photodetector provided below the transparent table and
Reflective members provided on the upper surface, lower surface, upper surface or lower side of the transparent table,
A first reference plane set or defined in advance as a reference position on the photodetector side, and
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data generation unit that generates first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position, and a first surface shape data generation unit.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including the protrusion of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. The first representative value determination unit that determines the representative value, and
The region of the reflective member or the reflective member region which is a region including the reflective member is specified, and the second reflected light which is the reflected light of the reflective member region detected by the light detection unit is processed to perform the second reflected light. A second reference for acquiring the reflective member surface indicated by the distance from the reference surface of 1 and setting a second reference surface in which the reflective member surface is located at the upper surface position of the transparent table or near the upper surface position. Surface setting part and
It is provided with a second representative value determining unit that determines a second representative value by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
The second reference plane (second reference plane data) is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, or is made a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees by correction or the like, and all pixel positions thereof. The distance values from the first reference plane are the same.
It is a measuring device characterized by having the above-mentioned configuration.

[第3の発明]
前記[第1の発明]又は[第2の発明]記載の測定装置において、前記第2の基準面から前記測定対象物の各画素の距離によって該測定対象物の表面の3次元形状を表す第2の表面形状データを、前記第1の表面形状データの値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行うことにより生成する第2の表面形状データ生成部を設けてなるものもよい。
[Third invention]
In the measuring device according to the [first invention] or [second invention], the three-dimensional shape of the surface of the measurement object is represented by the distance of each pixel of the measurement object from the second reference plane. A second surface shape data generation unit may be provided to generate the surface shape data of 2 by performing an operation of subtracting the value of the second reference surface from the value of the first surface shape data. ..

[第4の発明]
透明テーブルと、この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設けた反射部材と、を備えてなる測定装置による測定方法であって、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成し、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定し、
前記光検出部で検出された前記反射部材からの反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される反射部材面を取得するとともに、前記反射部材面を前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に設定した第2の基準面を生成し、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定し、
前記第2の基準面が、平坦度及び水平度が0度の水平面である又は補正等により平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である、ことを特徴とする測定方法である。
[Fourth Invention]
A transparent table, a light irradiation unit provided below the transparent table for irradiating irradiation light upward, a light detection unit provided below the transparent table, and a reference position on the light detection unit side. A measuring method using a measuring device including a first reference surface preset or defined as, and a reflecting member provided on the upper surface, the lower surface, the upper surface or the lower side of the transparent table.
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position is generated, and the surface shape data is generated.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including each of the protrusions of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. Determine the representative value of
The second reflected light, which is the reflected light from the reflecting member detected by the light detection unit, is processed to acquire the reflecting member surface indicated by the distance from the first reference surface, and the reflecting member is obtained. A second reference surface having a surface set at the upper surface position of the transparent table or near the upper surface position is generated.
The second representative value is determined by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
The second reference plane is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, or is made a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees by correction or the like, and all the pixel positions thereof are from the first reference plane. This is a measurement method characterized in that the distance values are the same.

[第5の発明]
透明テーブルと、この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設けた反射部材と、前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、を備えてなる測定装置による測定方法であって、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成し、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部が含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定し、
前記反射部材の領域ないし該反射部材が含まれる領域である反射部材領域を特定し、前記光検出部で検出した前記反射部材領域の反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される反射部材面を取得するとともに、前記反射部材面を前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に設定した第2の基準面を生成し、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定し、
前記第2の基準面が、平坦度及び水平度が0度の水平面である又は補正等により平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である、ことを特徴とする測定方法である。
[Fifth Invention]
A transparent table, a light irradiation unit provided below the transparent table for irradiating irradiation light upward, a light detection unit provided below the transparent table, and upper and lower surfaces of the transparent table. A measurement method using a measuring device including a reflection member provided on the upper side or the lower side and a first reference surface preset or determined as a reference position on the light detection unit side.
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position is generated, and the surface shape data is generated.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including the protrusion of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. Determine the representative value,
The region of the reflective member or the reflective member region which is a region including the reflective member is specified, and the second reflected light which is the reflected light of the reflective member region detected by the light detection unit is processed to perform the second reflected light. The reflection member surface indicated by the distance from the reference surface of 1 is acquired, and a second reference surface in which the reflection member surface is set at the upper surface position of the transparent table or near the upper surface position is generated.
The second representative value is determined by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
The second reference plane is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, or is made a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees by correction or the like, and all the pixel positions thereof are from the first reference plane. This is a measurement method characterized in that the distance values are the same.

[第6の発明]
前記[第1の発明]、[第2の発明]又は[第3の発明]記載の測定装置において、
前記反射部材を設けない構成であり、
前記第2の基準面が、前記透明テーブルの上面からの反射光であるテーブル上面反射光を処理して生成されるものであることを特徴とする測定装置である。
[Sixth Invention]
In the measuring device according to the above [first invention], [second invention] or [third invention].
It is a configuration without the reflective member.
The measuring device is characterized in that the second reference surface is generated by processing the table top surface reflected light which is the reflected light from the top surface of the transparent table.

[第7の発明]
透明テーブルと、
この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、
前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、
前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成する第1の表面形状データ生成部と、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定する第1の代表値決定部と、
プログラム上に生成されている前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である第2の基準面を設定する第2の基準面設定部と、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定する第2の代表値決定部と、を備え、
以上の構成であることを特徴とする測定装置である。
[Seventh Invention]
With a transparent table
A light irradiation unit that irradiates the irradiation light upward, which is provided below the transparent table,
A photodetector provided below the transparent table and
A first reference plane set or defined in advance as a reference position on the photodetector side, and
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data generation unit that generates first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position, and a first surface shape data generation unit.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including each of the protrusions of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. The first representative value determination unit that determines the representative value of
A horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees is set at the upper surface position of the transparent table generated on the program or near the upper surface position, and the distance values of all the pixel positions from the first reference surface are the same. The second reference plane setting unit that sets the second reference plane, which is
It is provided with a second representative value determining unit that determines a second representative value by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
It is a measuring device characterized by having the above-mentioned configuration.

本発明にあっては次のような効果を奏する。
[第1の発明]の効果
(1)全画素位置の距離(高さ情報)である第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域を特定して、前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定し、
平坦度及び水平度が0度の水平面である又は補正等により平坦度及び水平度が0度の水平面とされ、かつ、その全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である第2の基準面の値を設定し、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定するものである。
よって、全画素位置の距離(高さ情報)であるものは第1の表面形状データのみである。
そして、第2の代表値は第1の代表値から第2の基準面の値を差引いて取得するものである、例えば、突起部が100箇所あり、該100箇所の突起部の全てを突起部領域特定した場合は、第1の代表値は100箇所(100個の画素位置)であり、この100箇所の第1の代表値から第2の基準面の値(すべての値が同値)を差引くことで第2の代表値が得られものであるから、その処理情報量は極めて少情報量であるという効果を奏する。
すなわち、本発明は、従来技術に比べて少ない情報処理によって第2の代表値を決定するという作用効果を奏する。
(2)第1の代表値による判定等を可能とするものであるので、第1の代表値のみでの判定でよい場合は、第1の表面形状データの生成と、該第1の表面形状データにおいて突起部領域を特定し、該突起部領域において第1の代表値を決定するだけの少ない情報量の処理でよい。
(3)第1の表面形状データは測定対象物の下面(表面)の3次元形状を表すデータであるので、測定対象物の3次元形状画像を画面に表示して視覚による確認を行うのであれば、第2の表面形状データは使用しなくてもよい又は生成しなくてもよい。
本件発明は、第1の基準面、第2の基準面のいずれもが平坦度及び水平度が0度の水平面(各画素位置の値が同値)であるので、ディスプレイに表示される第1の表面形状データの3次元画像と第2の表面形状データの3次元画像は同じ3次元画像となる。
The present invention has the following effects.
Effect of [1st Invention] (1) A protrusion that is a region including each of the protrusions of the measurement object in the XY plane of the first surface shape data which is the distance (height information) of all pixel positions. A region is specified, and a first representative value, which is a representative distance value in the protrusion region, is determined.
The flatness and horizontality are horizontal planes of 0 degrees, or the flatness and horizontality are horizontal planes of 0 degrees by correction or the like, and the distance values of all the pixel positions from the first reference plane are the same. Set the value of the second reference plane,
The second representative value is determined by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
Therefore, only the first surface shape data is the distance (height information) of all pixel positions.
The second representative value is obtained by subtracting the value of the second reference plane from the first representative value. For example, there are 100 protrusions, and all of the 100 protrusions are projected. When the area is specified, the first representative value is 100 points (100 pixel positions), and the value of the second reference plane (all values are the same value) is different from the first representative value of these 100 points. Since the second representative value is obtained by subtracting it, the amount of processed information is extremely small.
That is, the present invention has the effect of determining the second representative value with less information processing than in the prior art.
(2) Since it is possible to make a judgment based on the first representative value, if the judgment is made only by the first representative value, the first surface shape data is generated and the first surface shape is used. Processing with a small amount of information is sufficient to specify the protrusion region in the data and determine the first representative value in the protrusion region.
(3) Since the first surface shape data is data representing the three-dimensional shape of the lower surface (surface) of the measurement object, the three-dimensional shape image of the measurement object may be displayed on the screen for visual confirmation. For example, the second surface shape data may not be used or generated.
In the present invention, since both the first reference plane and the second reference plane are horizontal planes having a flatness and a horizontality of 0 degrees (the values at each pixel position are the same), the first one displayed on the display. The three-dimensional image of the surface shape data and the three-dimensional image of the second surface shape data are the same three-dimensional image.

本発明は、反射部材の下面(表面)の測定データに基づいて、平坦度及び水平度が0度の水平面である第2の基準面を設定するものであるので、そもそも透明テーブル上面及び透明テーブルを測定(検出)しない、測定(検出)の対象とはしない、測定(検出)の対象から除外しているものである。すなわち、特許文献1の発明の、テーブル上面の測定で得られたところのテーブル表面形状データは無いものである。 In the present invention, the second reference plane, which is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, is set based on the measurement data of the lower surface (surface) of the reflective member. Therefore, the upper surface of the transparent table and the transparent table are set in the first place. Is not measured (detected), is not subject to measurement (detection), or is excluded from the subject of measurement (detection). That is, there is no table surface shape data obtained by measuring the table top surface of the invention of Patent Document 1.

本発明は領域特定及び代表値決定には、特許文献1の発明における必須の構成である、全画素位置のデータであるテーブル表面形状データを使用しないものであるので、その分情報処理量は少なくて済むものである。
特許文献1の発明における必須の構成である、全画素位置のデータであるテーブル表面形状データを使用しない本発明は、特許文献1の発明の目的を達成する中核的構成であるテーブル表面形状データの使用を否定するものであるから、特許文献1の発明には本発明に想到すること阻害する阻害要因がある。
Since the present invention does not use the table surface shape data, which is the data of all pixel positions, which is an indispensable configuration in the invention of Patent Document 1, the area identification and the representative value determination are reduced in the amount of information processing. It's all done.
The present invention, which does not use the table surface shape data which is the data of all pixel positions, which is an essential configuration in the invention of Patent Document 1, is the core configuration of the table surface shape data which achieves the object of the invention of Patent Document 1. Since the use is denied, the invention of Patent Document 1 has an inhibitory factor that hinders the idea of the present invention.

[第2の発明]の効果
前記[第1の発明]と異なる点は、前記反射部材の領域ないし該反射部材が含まれる領域である反射部材領域を特定し、前記光検出部で検出した前記反射部材領域の反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される第2の基準面を生成する、という点である。
よって、前記[第1の発明]と同様な効果を奏するとともに、反射部材の測定領域が特定した反射部材領域という狭い範囲に限定されるので、その狭い範囲の情報は少ない画素位置情報であるので処理情報量が小さいという効果を奏するものであり、またそれは、代表値を決定する処理において、従来技術の全画素位置の高さ情報からなるテーブル上面の表面形状データである「テーブル表面形状データ」という膨大な情報を使用しないことを意味するものである。
Effect of [Second Invention] The difference from the above [First Invention] is that the reflection member region or the reflection member region including the reflection member is specified and detected by the light detection unit. The point is that the second reflected light, which is the reflected light of the reflecting member region, is processed to generate the second reference plane indicated by the distance from the first reference plane.
Therefore, the same effect as that of the above [first invention] is obtained, and the measurement area of the reflective member is limited to a narrow range of the specified reflective member region. Therefore, the information in the narrow range is a small amount of pixel position information. It has the effect of reducing the amount of processing information, and it is the "table surface shape data" which is the surface shape data of the table top surface consisting of the height information of all the pixel positions of the prior art in the processing of determining the representative value. It means not to use the huge amount of information.

[第3の発明]の効果
前記[第1の発明]又は[第2の発明]記載の測定装置と同様な効果を奏するとともに、測定対象物の表面の3次元形状を表す第2の表面形状データによって、測定対象物の表面(下面又は上面)の3次元形状をディスプレイに表示することを可能とする。
Effect of [Third Invention] A second surface shape representing the three-dimensional shape of the surface of the object to be measured while having the same effect as the measuring device described in the above [first invention] or [second invention]. The data makes it possible to display the three-dimensional shape of the surface (lower surface or upper surface) of the object to be measured on the display.

[第4の発明]の効果
前記[第1の発明]の効果と同様な効果を奏する。
Effect of [Fourth Invention] An effect similar to that of the above-mentioned [First Invention] is obtained.

[第5の発明]の効果
前記[第2の発明]の効果と同様な効果を奏する。
Effect of [Fifth Invention] An effect similar to that of the above-mentioned [Second Invention] is obtained.

[第6の発明]の効果
第2の基準面が透明テーブルの上面からの反射光であるテーブル上面反射光を処理して生成され、該第2の基準面によって前記[第1の発明]、[第2の発明]又は[第3の発明]記載の測定装置と同様な効果を奏する。
Effect of [Sixth Invention] The second reference surface is generated by processing the table top surface reflected light which is the reflected light from the upper surface of the transparent table, and the second reference surface is used to generate the above [first invention]. It has the same effect as the measuring device described in the [second invention] or the [third invention].

[第7の発明]の効果
第2の基準面設定部による第2の基準面を設定を、反射部材の第2の反射光のみに限定しないで、プログラム上に生成されている透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値である第2の基準面を設定するものである。
例えば、予め測定し記憶してある透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍を第2の基準面として予め記憶しておく。例えば、平坦度及び平面度が0度の水平面である第1の基準面DTのコピーを、プログラム上に生成されている、予め測定し記憶してある透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍にオフセットして第2の基準面とする。例えば、第1の表面形状データの最も短い距離値ないし短い距離値の三か所の画素位置値を処理して第2に基準面を設定するなどがある。
前記[第1の発明]の効果と同様な効果を奏する。
Effect of [7th Invention] The setting of the second reference plane by the second reference plane setting unit is not limited to only the second reflected light of the reflecting member, but the transparent table 2 generated on the program. A second reference plane is set at or near the top surface position, which is a horizontal plane having a flatness and horizontality of 0 degrees and whose distance values from the first reference plane DT are the same for all pixel positions. Is.
For example, the upper surface position of the transparent table or the vicinity of the upper surface position, which is measured and stored in advance, is stored in advance as the second reference surface. For example, a copy of the first reference plane DT, which is a horizontal plane having a flatness and a flatness of 0 degrees, is placed at or near the upper surface position of the transparent table that has been measured and stored in advance and is generated on the program. It is offset and used as the second reference plane. For example, the reference plane is set secondly by processing the pixel position values of the three shortest distance values or the shortest distance values of the first surface shape data.
It has the same effect as the effect of the above [first invention].

本発明の実施例1の概念図。The conceptual diagram of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の処理を示すチャート図。The chart figure which shows the process of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の処理をイメージ的に示した模式図。The schematic diagram which showed the process of Example 1 of this invention as an image. 本発明の実施例1の領域特定部の画面図。The screen view of the area identification part of Example 1 of this invention. 本発明の実施例3の概念図。The conceptual diagram of Example 3 of this invention. 従来技術の処理をイメージ的に示した模式図。The schematic diagram which showed the processing of the prior art as an image.

以下、本発明を実施するための最良の形態である実施例について説明する。但し、本発明をこれら実施例のみに限定する趣旨のものではない。また、後述する実施例の説明に当って、前述した実施例の同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。 Hereinafter, examples which are the best mode for carrying out the present invention will be described. However, the present invention is not intended to be limited to these examples. Further, in the description of the embodiment described later, the same components of the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図1〜図4に示す本発明の実施例1において、測定装置1は次のような構成となっている。
透明石英ガラスからなる透明テーブル2と、
この透明テーブル2の下方に設けられた、上方に向けて照射光3を照射する光照射部4、照射光3の反射光を検出する光検出部5とを有する光検出ユニット6と、
光検出部5側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面DTと、
透明テーブル2の上部に設けた、突起部pwを有する測定対象物Wのセット位置を枠内に規制する、照射光3を透過する透明ガラスからなる囲い枠形態の位置決め枠19と、
測定対象物Wの配置域外である位置決め枠19内の透明テーブル2の上面に塗布形態で設けられた、照射光3を拡散反射する複数の反射部材7と、
透明テーブル2の上面に載せ位置されている測定対象物Wからの反射光である第1の反射光8を処理して、第1の基準面DTから測定対象物Wまでの各画素位置(各位置(x、y))の距離で該測定対象物Wの表面形状(3次元形状)を表す第1の表面形状データHD1を生成する第1の表面形状データ生成部10と、
領域特定部21と、
領域特定部21の画面に表示される第1の表面形状データHD1のXY平面において、測定対象物Wの突起部pwが含まれる領域である突起部領域paを特定し、特定された突起部領域paにおいて代表とする距離値である第1の代表値v1(最も高い画素の位置、最も低い画素の位置又は全画素位置の平均値など)を決定する第1の代表値決定部11と、
光検出部5で検出された反射光である第2の反射光12を処理して、第1の基準面DTからの距離で示される反射部材面msを取得するとともに、反射部材面msを透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に位置させた第2の基準面DGを設定する第2の基準面設定部13と、
第1の代表値v1から第2の基準面DGの値を差引く演算を行って第2の代表値v2を決定する第2の代表値決定部14と、
第2の基準面DGから測定対象物Wの各画素の距離によって該測定対象物Wの表面(下面)の3次元形状を表す第2の表面形状データHD2を、第1の表面形状データHD1の値から第2の基準面DGの値を差引く演算を行うことにより生成する第2の表面形状データ生成部16と、
第2の代表値v2が所定の高さ位置範囲内にあるかどうかを判定する判定部17と、
前記第1の代表値v1が所定の高さ位置範囲内にあるかどうかを判定する判定部18と、
制御部20と、からなっていて、
第2の基準面DGが、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値である。
In the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 4, the measuring device 1 has the following configuration.
A transparent table 2 made of transparent quartz glass and
A light detection unit 6 provided below the transparent table 2 and having a light irradiation unit 4 for irradiating the irradiation light 3 upward and a light detection unit 5 for detecting the reflected light of the irradiation light 3.
A first reference plane DT preset or defined as a reference position on the photodetector 5 side, and
A positioning frame 19 in the form of an enclosure made of transparent glass that transmits the irradiation light 3 that regulates the setting position of the measurement object W having the protrusion pw provided on the upper part of the transparent table 2 in the frame.
A plurality of reflecting members 7 for diffuse-reflecting the irradiation light 3 provided on the upper surface of the transparent table 2 in the positioning frame 19 outside the arrangement area of the measurement object W in a coating form.
Each pixel position (each) from the first reference surface DT to the measurement object W by processing the first reflected light 8 which is the reflected light from the measurement object W placed on the upper surface of the transparent table 2. The first surface shape data generation unit 10 that generates the first surface shape data HD1 representing the surface shape (three-dimensional shape) of the measurement object W at the distance of the position (x, y)), and
Area identification unit 21 and
In the XY plane of the first surface shape data HD1 displayed on the screen of the region specifying unit 21, the protrusion region pa, which is the region including the protrusion pw of the measurement object W, is specified, and the specified protrusion region is specified. A first representative value determining unit 11 for determining a first representative value v1 (highest pixel position, lowest pixel position, average value of all pixel positions, etc.), which is a representative distance value in pa,
The second reflected light 12 which is the reflected light detected by the photodetector 5 is processed to acquire the reflecting member surface ms indicated by the distance from the first reference surface DT, and the reflecting member surface ms is transparent. A second reference surface setting unit 13 for setting a second reference surface DG located at the upper surface position of the table 2 or near the upper surface position, and
A second representative value determination unit 14 that determines the second representative value v2 by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane DG from the first representative value v1.
The second surface shape data HD2 representing the three-dimensional shape of the surface (lower surface) of the measurement object W according to the distance of each pixel of the measurement object W from the second reference surface DG is the second surface shape data HD1 of the first surface shape data HD1. A second surface shape data generation unit 16 generated by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane DG from the value, and
A determination unit 17 for determining whether or not the second representative value v2 is within a predetermined height position range, and
A determination unit 18 for determining whether or not the first representative value v1 is within a predetermined height position range, and
It consists of a control unit 20
The second reference plane DG is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, and the distance values of all the pixel positions from the first reference plane DT are the same.

第2の基準面設定部13による第2の基準面DGの設定は以下のように行われる。
光検出部5で検出された反射部材7のうちの3か所の反射部材7の領域ないし該反射部材7が含まれる領域である反射部材領域raからの反射光である第2の反射光12を処理して、3か所の反射部材7の反射部材代表値(最も高い画素の位置値、最も低い画素の位置値又は全画素位置値の平均値など)を決定し、該反射部材代表値を結ぶ三角形の平面を作成し、該平面を平坦度及び平面度が0度(0値)の水平面(全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値)に補正した、第1の基準面DTからの距離で示される反射部材面msを取得するとともに、反射部材面msを透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に位置させた第2の基準面DGを設定する。
The setting of the second reference plane DG by the second reference plane setting unit 13 is performed as follows.
The second reflected light 12 which is the reflected light from the reflecting member region ra which is the region of the reflecting member 7 at three places of the reflecting member 7 detected by the light detection unit 5 or the region including the reflecting member 7. To determine the representative values of the reflective members (positional values of the highest pixel, the position value of the lowest pixel, the average value of all the pixel position values, etc.) of the three reflective member 7s, and the representative value of the reflective member. A first triangular plane is created, and the plane is corrected to a horizontal plane having a flatness and flatness of 0 degrees (0 value) (the distance values of all pixel positions from the first reference plane DT are the same). The reflection member surface ms indicated by the distance from the reference surface DT of the above is acquired, and the second reference surface DG in which the reflection member surface ms is located at the upper surface position of the transparent table 2 or near the upper surface position is set.

制御部20は、第1の表面形状データ生成部10、第1の代表値決定部11、第2の基準面設定部13、第2の代表値決定部14、第2の表面形状データ生成部16、判定部17、判定部18、領域特定部21等を有している。 The control unit 20 includes a first surface shape data generation unit 10, a first representative value determination unit 11, a second reference surface setting unit 13, a second representative value determination unit 14, and a second surface shape data generation unit. It has 16, a determination unit 17, a determination unit 18, a region identification unit 21, and the like.

第1の基準面DTは、光検出ユニット6を制御する制御部20においてプログラム上に任意に決められた基準位置ないし基準値であり、平坦度及び平面度が0度(0値)の水平面で高さ位置値は0値とされている。センサ基準面DTは「幾何公差の基準「データム」」である。
よって、請求項における「光検出部5側の基準位置」とは物理的な位置を意味するものではない。
The first reference plane DT is a reference position or a reference value arbitrarily determined on the program by the control unit 20 that controls the photodetection unit 6, and is a horizontal plane having a flatness and a flatness of 0 degrees (0 values). The height position value is set to 0 value. The sensor reference plane DT is a "geometric tolerance reference" datum "".
Therefore, the "reference position on the photodetector 5 side" in the claims does not mean a physical position.

図3は、各画素位置を示す模式図である。縦矢印は各画素位置の距離値を示している。
図3の(a)の左図は、一か所の反射部材表面形状データRDの最も距離値の短い画素位置を有する一列を示している。
図3の(a)の右図は、第1の表面形状データDH1の最も距離値の短い画素位置を有する一列を示している。
図3の(b)の左図は、反射部材領域raの最も距離値の短い画素位置を有する一列を示している。ここでは、反射部材領域raは反射部材7の全部を含む領域としている(図4参照)。
図3の(b)の右図は、一か所の突起部領域paの最も距離値の短い画素位置を有する一列を示している。
光検出部の視野域(撮影域)が30mm×30mm=900平方ミリメートルの画素は419万画素であるので、例えば突起部領域paが1mm×1mmの1平方ミリメートルでは、その1か所の突起部領域paの画素数は4655画素ということになる。
FIG. 3 is a schematic view showing each pixel position. The vertical arrow indicates the distance value of each pixel position.
The left figure of FIG. 3A shows a row having the shortest distance value pixel position of the reflective member surface shape data RD at one place.
The right figure of FIG. 3A shows a row of the first surface shape data DH1 having the shortest distance value pixel position.
The left figure of FIG. 3B shows a row having a pixel position having the shortest distance value in the reflective member region ra. Here, the reflective member region ra is a region including the entire reflective member 7 (see FIG. 4).
The right figure of FIG. 3B shows a row having the shortest distance value pixel position of one protrusion region pa.
A pixel having a viewing area (photographing area) of 30 mm × 30 mm = 900 square millimeters of the light detection unit is 4.19 million pixels. The number of pixels in the area pa is 4655 pixels.

本発明の光検出部の分解能は、透明テーブル上面の平坦度よりも高分解能である。
実施例1においては、透明テーブル2の上面の平坦度は0.6μm〜3μmの間であるが、光検出部の分解能は0.5μm又は0.25μmである。
The resolution of the photodetector of the present invention is higher than the flatness of the upper surface of the transparent table.
In Example 1, the flatness of the upper surface of the transparent table 2 is between 0.6 μm and 3 μm, but the resolution of the photodetector is 0.5 μm or 0.25 μm.

照射光3が透過する透明テーブル2およびその上面を光検出部5で検出することはできないし(検出できるだけの拡散反射光が得られない)、透明テーブル2からの反射光はノイズとして除去するようになっている。
照射光3が透過する位置決め枠19を光検出部5で検出することはできないし、位置決め枠19からの反射光はノイズとして除去するようになっている。
照射された照射光は測定対象物Wと反射部材7に当たりその反射光は同時に光検出部5で検出され処理される(図3の(a)参照)。よって、測定毎に第2の基準面DGの設定が行なわれる。
よって、拡散反射材である測定対象物Wと反射部材7以外の箇所の照射光は光検出部5で検出できる拡散反射光が得られず、プログラム上のデータでは測定不能画素位置として測定しない非測定画素位置として処理され、拡散反射光が得られた測定対象物Wの画素位置は第1の表面形状データHD1を形成し、反射部材7の画素位置は反射部材表面形状データRDを形成する(図3の(a)参照)。
The transparent table 2 through which the irradiation light 3 is transmitted and the upper surface thereof cannot be detected by the light detection unit 5 (diffuse reflected light that can be detected cannot be obtained), and the reflected light from the transparent table 2 is removed as noise. It has become.
The positioning frame 19 through which the irradiation light 3 passes cannot be detected by the light detection unit 5, and the reflected light from the positioning frame 19 is removed as noise.
The irradiated irradiation light hits the measurement object W and the reflecting member 7, and the reflected light is simultaneously detected and processed by the photodetector 5 (see (a) of FIG. 3). Therefore, the second reference plane DG is set for each measurement.
Therefore, the diffuse reflection light that can be detected by the light detection unit 5 cannot be obtained for the irradiation light of the portion other than the measurement object W and the reflection member 7 which are the diffuse reflection materials, and the data on the program does not measure as the unmeasurable pixel position. The pixel position of the measurement object W processed as the measurement pixel position and the diffuse reflected light is obtained forms the first surface shape data HD1, and the pixel position of the reflection member 7 forms the reflection member surface shape data RD ( (See (a) in FIG. 3).

領域特定部21の画面(ディスプレイの画面)には、XY平面における(XY平面からみた)第1の表面形状データHD1の画像と、XY平面における反射部材の反射部材表面形状データ22の画像が表示される(図4参照)。
領域特定部21の画面において、
反射部材表面形状データ22の三か所の反射部材領域raを特定し(図3の(b)、図4参照)、
第1の表面形状データHD1の突起部領域pa(ここでは全突起部を特定)を特定し(図3の(b)、図4参照)、
「処理」を指示すると第1の代表値v1の決定(図3の(c))、反射部材面msの取得と第2の基準面DGの設定(図3の(c))及び第2の代表値v2の決定(図3の(d))が自動的に行われる。
第2の基準面DGの設定は、反射部材面msと同位置に自動的に設定する非設定モードと、予め設定してある移動距離位置に自動的に設定する自動設定モードと、オペレーターが測定毎に任意に設定する任意設定モードが選択できるようになっている。
領域特定部21の画面は、画像を拡大表示することが可能であり、例えば、一か所の突起部pw部位を画面全域に拡大表示して領域を特定(指定)できる。
On the screen (display screen) of the region specifying unit 21, an image of the first surface shape data HD1 (viewed from the XY plane) in the XY plane and an image of the reflective member surface shape data 22 of the reflective member in the XY plane are displayed. (See FIG. 4).
On the screen of the area identification unit 21,
The three reflective member regions ra of the reflective member surface shape data 22 are specified (see FIG. 3B and FIG. 4).
The protrusion region pa (here, all protrusions are specified) of the first surface shape data HD1 is specified (see FIG. 3 (b) and FIG. 4).
When "processing" is instructed, the first representative value v1 is determined ((c) in FIG. 3), the reflection member surface ms is acquired, the second reference surface DG is set ((c) in FIG. 3), and the second. The determination of the representative value v2 ((d) in FIG. 3) is automatically performed.
The setting of the second reference surface DG is a non-setting mode that is automatically set at the same position as the reflective member surface ms, an automatic setting mode that is automatically set at a preset movement distance position, and an operator measures. The optional setting mode that can be set arbitrarily can be selected for each.
The screen of the area specifying unit 21 can enlarge and display an image, and for example, a region can be specified (designated) by enlarging and displaying one protrusion pw portion over the entire screen.

突起部領域paの特定は、ディスプレイに表示されたXY平面における(XY平面からみた)第1の表面形状データHD1の画像に、マウス等で囲い枠を描いて直接特定する方法、CADデータ等から予め特定箇所枠を作成しておいて、その特定箇所枠をディスプレイに表示されたXY平面における(XY平面からみた)第1の表面形状データHD1の画像に被せる操作によって特定する方法などがある。 The protrusion region pa can be specified from the method of directly specifying the image of the first surface shape data HD1 (viewed from the XY plane) on the XY plane displayed on the display by drawing a frame with a mouse or the like, CAD data, or the like. There is a method of creating a specific location frame in advance and specifying the specific location frame by covering the image of the first surface shape data HD1 (viewed from the XY plane) on the XY plane displayed on the display.

第2の表面形状データHD2は、第2の代表値v2決定後に自動的に生成されるようにするのもよいが、第2の表面形状データ作成部を設け、必要とする場合にオペレーターのディスプレイ画面上での第2の表面形状データ作成ボタンのクリック等の作成指示操作によって、記憶されている第1の表面形状データHD1値から第2の基準面DG値を引き演算することで生成するのがよい。 The second surface shape data HD2 may be automatically generated after the determination of the second representative value v2, but a second surface shape data creation unit is provided and the operator's display is provided when necessary. It is generated by subtracting the second reference surface DG value from the stored first surface shape data HD1 value by a creation instruction operation such as clicking the second surface shape data creation button on the screen. Is good.

第1の表面形状データHD1の3次元形状画像と第2の表面形状データHD2の3次元形状画像は、ディスプレイに表示できるようになっている。
各画素位置の高さ距離によりその表示線は色分け処理がされ、該色の違いにより高さが視認できるようになっている。
第1の基準面DT、第2の基準面DGのいずれもが平坦度及び水平度が0度の水平面(各画素位置の値が同値)であるので、ディスプレイに表示される第1の表面形状データHD1の3次元画像と第2の表面形状データHD2の3次元形状画像は視認的には同じとなる。
測定対象物Wの下面(表面)の形状の視認を目的とするのであれば、第1の表面形状データHD1の3次元形状画像のみでよいのであり、その場合は、第2の表面形状データHD2の生成を行わなくてもよいし第2の表面形状データ生成部16を設けなくてもよい。
The three-dimensional shape image of the first surface shape data HD1 and the three-dimensional shape image of the second surface shape data HD2 can be displayed on the display.
The display line is color-coded according to the height distance of each pixel position, and the height can be visually recognized by the difference in color.
Since both the first reference surface DT and the second reference surface DG are horizontal planes with 0 degree flatness and horizontality (the values at each pixel position are the same), the first surface shape displayed on the display. The three-dimensional image of the data HD1 and the three-dimensional shape image of the second surface shape data HD2 are visually the same.
If the purpose is to visually recognize the shape of the lower surface (surface) of the object W to be measured, only the three-dimensional shape image of the first surface shape data HD1 is sufficient. In that case, the second surface shape data HD2 It is not necessary to generate the second surface shape data generation unit 16.

(1)全画素位置の距離(高さ情報)である第1の表面形状データDTのXY平面において、測定対象物Wの突起部pwそれぞれが含まれる領域である突起部領域paを特定して、突起部領域paにおいて代表とする距離値である第1の代表値v1を決定し、
平坦度0の水平面である又は補正等により平坦度0の水平面とされた(すなわちその全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値)第2の基準面DGの値を設定し、
第1の代表値v1の値から第2の基準面DGの値を差引く演算を行って第2の代表値v2を決定するものである。
よって、全画素位置の距離(高さ情報)であるものは第1の表面形状データのみである。
そして、第2の代表値はv2は第1の代表値v1から第2の基準面DGの値(値は一つ(全画素値が同値))を差引いて取得するものである、例えば、突起部pwが100箇所あり、該100箇所の突起部pwの全てを突起部領域paを特定した場合は、第1の代表値v1は100箇所であり、この100箇所の第1の代表値v1から第基準面DGの値(値は一つ)を差引くことで第2の代表値v2が得られものであるから、その処理情報量は極めて少情報量であるという効果を奏する。
すなわち、従来技術に比べて少ない情報処理によって第2の代表値v2を決定する。
(2)第1の代表値v1による判定を可能とするものであるので、第1の代表値v1のみでの判定でよい場合は、第1の表面形状データHD1の生成と、該第1の表面形状データHD1において突起部領域paを特定し、該突起部領域paにおいて第1の代表値v1の決定だけの少ない情報量の処理でよい。
(3)第1の表面形状データHD1は測定対象物Wの下面(表面)の3次元形状を表すデータであるので、測定対象物Wの3次元形状画像を画面に表示して視覚による確認を行うのであれば、第2の表面形状データHD2(従来技術の「テーブル表面形状データ」に相当)使用しなくてもよい又は生成しなくてもよい。
本件発明は、第1の基準面DT、第2の基準面DGのいずれもが平坦度及び水平度が0度の水平面(各画素位置の値が同値)であるので、ディスプレイに表示される第1の表面形状データHD1の3次元画像と第2の表面形状データHD2の3次元画像は同じ3次元画像となる。
(4)本願発明は領域特定及び代表値決定には、特許文献1の発明における必須の構成である、全画素位置のデータであるテーブル表面形状データを使用しないものであるので、その分情報処理量は少なくて済むものである。
(1) In the XY plane of the first surface shape data DT, which is the distance (height information) of all pixel positions, the protrusion region pa, which is a region including each protrusion pw of the measurement object W, is specified. , The first representative value v1, which is a representative distance value in the protrusion region pa, is determined.
Set the value of the second reference plane DG that is a horizontal plane with a flatness of 0 or is made a horizontal plane with a flatness of 0 by correction or the like (that is, the distance values of all the pixel positions from the first reference plane DT are the same). ,
The second representative value v2 is determined by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane DG from the value of the first representative value v1.
Therefore, only the first surface shape data is the distance (height information) of all pixel positions.
The second representative value is obtained by subtracting the value of the second reference plane DG (one value (all pixel values are the same value)) from the first representative value v1 for v2, for example, a protrusion. When there are 100 parts pw and the protrusion region pa is specified for all of the 100 protrusions pw, the first representative value v1 is 100, and from the first representative value v1 of these 100 places. Since the second representative value v2 is obtained by subtracting the value (one value) of the first reference plane DG, the processing information amount is extremely small.
That is, the second representative value v2 is determined by less information processing than in the prior art.
(2) Since the determination based on the first representative value v1 is possible, if the determination using only the first representative value v1 is sufficient, the first surface shape data HD1 is generated and the first surface shape data HD1 is generated. The protrusion region pa may be specified in the surface shape data HD1, and processing with a small amount of information may be sufficient to determine the first representative value v1 in the protrusion region pa.
(3) Since the first surface shape data HD1 is data representing the three-dimensional shape of the lower surface (surface) of the measurement object W, the three-dimensional shape image of the measurement object W is displayed on the screen for visual confirmation. If this is done, the second surface shape data HD2 (corresponding to the "table surface shape data" of the prior art) may or may not be used.
In the present invention, since both the first reference plane DT and the second reference plane DG are horizontal planes with flatness and horizontality of 0 degrees (values at each pixel position are the same), the first reference plane DT and the second reference plane DG are displayed on the display. The three-dimensional image of the surface shape data HD1 of 1 and the three-dimensional image of the second surface shape data HD2 are the same three-dimensional image.
(4) Since the present invention does not use the table surface shape data, which is the data of all pixel positions, which is an essential configuration in the invention of Patent Document 1, the region is specified and the representative value is determined. The amount is small.

光検出ユニット6は、測定対象物Wに縞パターン(正弦波パターン・サイン波パターン)である照射光を投影し、その反射光3の位置を画像センサからなる光検出部5の各画素位置(各位置(x、y))で検知して処理する位相シフト法を採用している。
本発明のおいては、測定方法は位相シフト法に限定されるものではない。
3次元計測では、例えば、単眼視法、両眼視法、多眼視法、光レーダ法、光投影法、モアレ法、照度差ステレオ法があり、また、フォーカス変位センサ、ラインセンサ、1次元レーザ変位計、2次元レーザ変位計、光切断法などによる測定もあり、これらの測定方法によるものも本願発明の技術的範疇に含まれる。
光検出部9は、CMOSカメラ、CCDカメラ、ラインセンサカメラ(例えば「TDIカメラ」など。)、TOFカメラなど、多様な光検出部が技術的範疇に含まれる。
また、本発明においては、反射部材は拡散反射のものに限定されるものではない。鏡面反射など(正反射など)も本願発明の技術的範疇に含まれるものである。
例えば、レーザ変位計によるものは鏡面を高精度測定するのに適している。この場合、反射部材は設けなくてもよく、透明テーブルの上面そのものを検出し測定することが可能である。
The photodetection unit 6 projects irradiation light which is a striped pattern (sine wave pattern / sine wave pattern) onto the object W to be measured, and positions the reflected light 3 at each pixel position of the photodetector 5 composed of an image sensor ( A phase shift method is adopted in which detection and processing are performed at each position (x, y)).
In the present invention, the measuring method is not limited to the phase shift method.
In three-dimensional measurement, for example, there are monocular vision method, binocular vision method, multi-eye vision method, optical radar method, optical projection method, moire method, illuminance difference stereo method, and focus displacement sensor, line sensor, one-dimensional method. There are also measurements by a laser displacement meter, a two-dimensional laser displacement meter, an optical cutting method, and the like, and those by these measurement methods are also included in the technical category of the present invention.
The photodetector 9 includes various photodetectors such as a CMOS camera, a CCD camera, a line sensor camera (for example, "TDI camera"), and a TOF camera in the technical category.
Further, in the present invention, the reflective member is not limited to that of diffuse reflection. Specular reflection and the like (normal reflection and the like) are also included in the technical category of the present invention.
For example, a laser displacement meter is suitable for measuring a mirror surface with high accuracy. In this case, the reflective member does not have to be provided, and the upper surface of the transparent table itself can be detected and measured.

測定対象物Wのセット位置は、透明テーブル上面に載置する形態以外に透明テーブル上方(上側)に、例えば、測定対象物Wの上面を吸着して保持するアーム等によって位置されるような形態のものもある。
測定対象物Wは突起部pwを下にした状態で、透明テーブル2の上面又は上方にセットして測定を行う。
The setting position of the measurement object W is not only placed on the upper surface of the transparent table but also above the transparent table (upper side), for example, by an arm that attracts and holds the upper surface of the measurement object W. Some are.
The measurement object W is set on the upper surface or the upper surface of the transparent table 2 with the protrusion pw facing down for measurement.

反射部材を設ける位置は、透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設ける。透明テーブルの上面に設ける形態は、塗布、載置、接着によるものなどがある。透明テーブルの上側に設ける形態は、例えば、透明テーブルとは別体の透明テーブルに反射部材を設け、該別体の透明テーブルを透明テーブルの下側又は上側に配置する形態などがある。 The position where the reflective member is provided is provided on the upper surface, the lower surface, the upper surface or the lower side of the transparent table. The form provided on the upper surface of the transparent table includes application, placement, and adhesion. A form provided on the upper side of the transparent table includes, for example, a form in which a reflective member is provided on a transparent table separate from the transparent table, and the separate transparent table is arranged on the lower side or the upper side of the transparent table.

透明石英ガラスからなる透明テーブル2と、この透明テーブル2の下方に設けられた、上方に向けて照射光3を照射する光照射部4、照射光3の反射光を検出する光検出部5とを有する光検出ユニット6と、光検出部5側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面DTと、透明テーブル2の上部に固定形態で設けた、突起部pwを有する測定対象物Wのセット位置を枠内に規制する、照射光3が透過する透明ガラスからなる位置決め枠19と、測定対象物Wの配置域外である位置決め枠19内の透明テーブル2の上面に塗布形態で設けられた、照射光3を拡散反射する複数の反射部材7と、領域特定部21と、を備えた測定装置1は次のような測定方を実現しているものである。
透明テーブル2の上面に載せ位置されている測定対象物Wからの反射光である第1の反射光8を処理して、第1の基準面DTから測定対象物Wまでの各画素位置(各位置(x、y))の距離で該測定対象物Wの表面形状を表す第1の表面形状データHD1を生成し(図3の(a)参照)、
領域特定部21の画面に表示される第1の表面形状データHD1のXY平面において、測定対象物Wの突起部pwが含まれる領域である突起部領域paを特定し(図4、図3の(b))、特定された突起部領域paにおいて代表とする距離値である第1の代表値v1(最も高い画素の位置、最も低い画素の位置又は全画素位置の平均値など)を決定し(図4、図3の(c))、
光検出部5で検出された反射部材7のうちの3か所の反射部材7の領域ないし該反射部材7が含まれる領域である反射部材領域raからの反射光である第2の反射光12を処理して(図4参照)、3か所の反射部材7の反射部材代表値(最も高い画素の位置値、最も低い画素の位置値又は全画素位置値の平均値など)を決定し、該反射部材代表値を結ぶ三角形の平面を作成し、該平面を平坦度及び平面度が0度(0値)の水平面(全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値)に補正した第1の基準面DTからの距離で示される反射部材面ms(反射部材面データ)を取得するとともに、反射部材面msを透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に位置させた第2の基準面DG(第2の基準面データ)を設定し(図3の(c)参照)、
第1の代表値v1から第2の基準面DGの値を差引く演算を行って第2の代表値v2を決定し(図3の(d)参照)、
第2の代表値v2が所定の高さ位置範囲内にあるかどうかを判定し、
以上のごとく構成された測定方法である。
A transparent table 2 made of transparent quartz glass, a light irradiation unit 4 for irradiating the irradiation light 3 upward, and a light detection unit 5 for detecting the reflected light of the irradiation light 3 provided below the transparent table 2. Measurement having a light detection unit 6 having a light detection unit 6, a first reference surface DT preset or defined as a reference position on the light detection unit 5 side, and a protrusion pw provided in a fixed form on the upper part of the transparent table 2. A coating form is applied to the upper surface of a positioning frame 19 made of transparent glass through which irradiation light 3 transmits, which regulates the setting position of the object W in the frame, and a transparent table 2 in the positioning frame 19 outside the arrangement range of the measurement object W. The measuring device 1 provided with the plurality of reflecting members 7 for diffusing and reflecting the irradiation light 3 and the region specifying portion 21 realizes the following measurement method.
Each pixel position (each) from the first reference surface DT to the measurement object W by processing the first reflected light 8 which is the reflected light from the measurement object W placed on the upper surface of the transparent table 2. The first surface shape data HD1 representing the surface shape of the measurement object W at the distance of the position (x, y)) is generated (see (a) of FIG. 3).
In the XY plane of the first surface shape data HD1 displayed on the screen of the region specifying unit 21, the protrusion region pa, which is the region including the protrusion pw of the measurement object W, is specified (FIGS. 4 and 3). (B)), a first representative value v1 (highest pixel position, lowest pixel position, average value of all pixel positions, etc.), which is a representative distance value in the specified protrusion region pa, is determined. (Fig. 4, Fig. 3 (c)),
The second reflected light 12 which is the reflected light from the reflecting member region ra which is the region of the reflecting member 7 at three places of the reflecting member 7 detected by the light detection unit 5 or the region including the reflecting member 7. (See FIG. 4) to determine the representative values of the reflecting members of the three reflecting members 7 (positional values of the highest pixel, position values of the lowest pixels, average values of all pixel position values, etc.). A triangular plane connecting the representative values of the reflective members is created, and the plane is set to a horizontal plane having a flatness and a flatness of 0 degrees (0 value) (the distance values of all pixel positions from the first reference plane DT are the same value). The reflection member surface ms (reflection member surface data) indicated by the corrected distance from the first reference surface DT is acquired, and the reflection member surface ms is positioned at the upper surface position of the transparent table 2 or near the upper surface position. Set the reference plane DG (second reference plane data) of 2 (see (c) in FIG. 3), and set it.
The second representative value v2 is determined by subtracting the value of the second reference plane DG from the first representative value v1 (see (d) in FIG. 3).
It is determined whether or not the second representative value v2 is within the predetermined height position range, and the second representative value v2 is determined.
This is a measurement method configured as described above.

第2の基準面DGから測定対象物Wの各画素の距離によって該測定対象物Wの表面(下面)の3次元形状を表す第2の表面形状データHD2を、第1の表面形状データHD1の値から第2の基準面DGの値を差引く演算を行うことにより生成し、という固定を設けるのもよい。 The second surface shape data HD2 representing the three-dimensional shape of the surface (lower surface) of the measurement target W according to the distance of each pixel of the measurement target W from the second reference surface DG is the second surface shape data HD1 of the first surface shape data HD1. It may be fixed that it is generated by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane DG from the value.

図5に示す本発明の実施例2において、前記実施例1と主に異なる点は、位置決め枠19を設けない構成とし、光検出ユニットを照射部を白色レーザ光線からなる照射光26を照射する照射部とし且つ光検出部をCMOSセンサからなる光検出部27とした光検出ユニット28とし、測定対象物Wが置いていない(測定対象物Wの無い箇所)透明テーブル2の上面の複数個所の反射光であるテーブル上面反射光30(第2の反射光)を検出・処理して反射部材面msを取得し第2の基準面DGを設定するようにした測定装置29を形成した点にある。
照射光26の測定対象物Wで反射した反射光は第1の反射光31を形成する。
透明テーブル2の上面の白色レーザ光線の反射率を、該透明テーブル2の下面の反射率よりも大きくなるように、透過膜を施している。すなわち、白色レーザ光線の下面の透過率が高く上面の透過率それより低く設定されている。
光検出ユニット28は移動(走査)しながら測定を行う。
In the second embodiment of the present invention shown in FIG. 5, the main difference from the first embodiment is that the positioning frame 19 is not provided, and the light detection unit irradiates the irradiation unit with the irradiation light 26 composed of a white laser beam. The light detection unit 28 is an irradiation unit and the light detection unit is a light detection unit 27 composed of a CMOS sensor. The point is that the measuring device 29 is formed so as to detect and process the reflected light 30 (second reflected light) on the upper surface of the table, which is the reflected light, acquire the reflecting member surface ms, and set the second reference surface DG. ..
The reflected light reflected by the measurement object W of the irradiation light 26 forms the first reflected light 31.
A transmissive film is applied so that the reflectance of the white laser beam on the upper surface of the transparent table 2 is larger than the reflectance of the lower surface of the transparent table 2. That is, the transmittance of the lower surface of the white laser beam is high and the transmittance of the upper surface is set lower than that.
The photodetector unit 28 performs measurement while moving (scanning).

本発明の実施例4において、前記第1の実施例と主に異なる点は、第2の基準面設定部による第2の基準面の設定を、反射部材の第2の反射光のみに限定しないで、プログラム上に生成されている透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値である第2の基準面を設定する構成とした点にある。 In the fourth embodiment of the present invention, the main difference from the first embodiment is that the setting of the second reference plane by the second reference plane setting unit is not limited to only the second reflected light of the reflecting member. Then, in the upper surface position of the transparent table 2 generated on the program or in the vicinity of the upper surface position, a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees is set, and the distance values of all the pixel positions from the first reference surface DT. The point is that a second reference plane having the same value is set.

第2の基準面設定部による第2の基準面の設定を、反射部材の第2の反射光のみに限定しないで、プログラム上に生成されている透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値である第2の基準面を設定するものである。
例えば、予め測定し記憶してある透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍を第2の基準面として予め記憶ないし設定しておく。例えば、平坦度及び平面度が0度の水平面である第1の基準面DTのコピーを、プログラム上に生成されている、予め測定し記憶してある透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍にオフセットして第2の基準面とする。例えば、第1の表面形状データの最も短い距離値ないし短い距離値の三か所の画素位置値を処理して第2の基準面を設定するなどがある。
The setting of the second reference plane by the second reference plane setting unit is not limited to only the second reflected light of the reflecting member, but is located at the upper surface position of the transparent table 2 generated on the program or in the vicinity of the upper surface position. The second reference plane is set so that the flatness and the horizontality are horizontal planes of 0 degrees and the distance values of all the pixel positions from the first reference plane DT are the same.
For example, the upper surface position of the transparent table that has been measured and stored in advance or the vicinity of the upper surface position is stored or set in advance as the second reference surface. For example, a copy of the first reference plane DT, which is a horizontal plane having a flatness and a flatness of 0 degrees, is placed at or near the upper surface position of the transparent table that has been measured and stored in advance and is generated on the program. It is offset and used as the second reference plane. For example, the second reference plane may be set by processing the three pixel position values of the shortest distance value or the shortest distance value of the first surface shape data.

本発明は、主に端子などの突起部を有する電子部品の平坦度を測定する産業で利用される。 The present invention is mainly used in an industry for measuring the flatness of an electronic component having protrusions such as terminals.

DT:第1の基準面、
pw:突起部、
W:測定対象物、
pa:突起部領域、
v1:第1の代表値、
ra:反射部材領域、
ms:反射部材面、
DG:第2の基準面、
v2:第2の代表値、
HD1:第1の表面形状データ、
HD2:第2の表面形状データ、
RD:反射部材表面形状データ、
1:測定装置、
2:透明テーブル、
3:照射光、
4:光照射部、
5:光検出部、
6:光検出ユニット、
7:反射部材、
8:第1の反射光、
10:第1の表面形状データ生成部、
11:第1の代表値決定部、
12:第2の反射光、
13:第2の基準面設定部、
14:第2の代表値決定部、
16:第2の表面形状データ生成部、
17:判定部、
18:判定部、
19:位置決め枠、
20:制御部、
21:領域特定部、
25:照射部、
26:照射光、
27:光検出部、
28:光検出ユニット、
29:測定装置、
30:テーブル上面反射光、
31:第1の反射光。
DT: First reference plane,
pw: protrusion,
W: Object to be measured,
pa: protrusion area,
v1: First representative value,
ra: Reflective member area,
ms: Reflective member surface,
DG: Second reference plane,
v2: Second representative value,
HD1: First surface shape data,
HD2: Second surface shape data,
RD: Reflective member surface shape data,
1: Measuring device,
2: Transparent table,
3: Irradiation light,
4: Light irradiation part,
5: Photodetector,
6: Light detection unit,
7: Reflective member,
8: First reflected light,
10: First surface shape data generator,
11: First representative value determination unit,
12: Second reflected light,
13: Second reference plane setting unit,
14: Second representative value determination unit,
16: Second surface shape data generator,
17: Judgment unit,
18: Judgment unit,
19: Positioning frame,
20: Control unit,
21: Area identification part,
25: Irradiation part,
26: Irradiation light,
27: Photodetector,
28: Light detection unit,
29: Measuring device,
30: Table top reflected light,
31: First reflected light.

本発明は、主に突起部を有する電子部品の該突起部の位置を測定するのに適した測定装置及び測定方法に関する。 The present invention relates mainly to a measuring device and a measuring method suitable for measuring the position of a protrusion of an electronic component having a protrusion.

従来、
少なくとも1方向に並ぶ複数の突起部を備える測定対象物(検査対象物)を載せる透明テーブルと、
前記透明テーブルの上面に載せられた前記測定対象物に対して、前記透明テーブルの下面から光の強度が周期的に変化する光パターンの照射光を照射する光照射部と、
前記光パターンが照射された前記測定対象物を、前記透明テーブルの下面から撮影するCCDカメラからなる光検出部(撮像部)と、
前記光検出部で検出(撮影)された前記測定対象物の画像を処理して、前記測定対象物の下面(表面)の3次元形状を表すデータであって、XY平面における各画素位置(各位置(x、y))における、前記透明テーブルの上面からの距離(高さ情報、テーブル上面からの浮き距離)を示す表面形状データ(以下「テーブル表面形状データ」という。)を生成するテーブル表面形状データ生成部(画像処理部)と、
前記テーブル表面形状データ生成部で生成された前記テーブル表面形状データにより表されるXY平面において、前記測定対象物における前記複数の突起部それぞれが含まれる領域を特定し、特定された各領域において、前記透明テーブルの上面からの距離を示す値の代表値を決定する代表値決定部と、
前記複数の突起部それぞれにおける前記代表値の分布が予め設定された基準を満たしているかを判定する判定部と、を備える、測定装置(検査装置)が知られている。(例えば、特許文献1)
Conventionally
A transparent table on which a measurement object (inspection object) having a plurality of protrusions arranged in at least one direction is placed.
A light irradiation unit that irradiates the measurement object placed on the upper surface of the transparent table with irradiation light having a light pattern in which the intensity of light changes periodically from the lower surface of the transparent table.
An optical detection unit (imaging unit) including a CCD camera that photographs the measurement object irradiated with the light pattern from the lower surface of the transparent table.
Data representing the three-dimensional shape of the lower surface (surface) of the measurement object by processing the image of the measurement object detected (photographed) by the light detection unit, and each pixel position (each) in the XY plane. A table surface that generates surface shape data (hereinafter referred to as "table surface shape data") indicating a distance (height information, floating distance from the table top surface) from the upper surface of the transparent table at a position (x, y)). Shape data generation unit (image processing unit) and
In the XY plane represented by the table surface shape data generated by the table surface shape data generation unit, a region including each of the plurality of protrusions in the measurement object is specified, and in each of the specified regions, a region including each of the plurality of protrusions is specified. A representative value determining unit that determines a representative value of a value indicating a distance from the upper surface of the transparent table, and a representative value determining unit.
A measuring device (inspection device) including a determination unit for determining whether or not the distribution of the representative values in each of the plurality of protrusions satisfies a preset standard is known. (For example, Patent Document 1)

特許第5385703号公報Japanese Patent No. 5385703

<定義>
各位置(x、y)の位置(x、y)は、デジタル画像を構成する最小の要素で、画素と呼ばれているものである。この画素にはピクセルとドットがある。
各位置(x、y)は各画素の位置(ピクセル又はドットのことである。)のことである。
各位置(x、y)は各画素位置のことである。
画素数(走査距離の範囲のドット数で定義される「解像度」を含む。)は、例えば、2048画素×2048画素のCCDカメラからなる光検出部(撮像部)の画素数は約419万画素であり、処理領域を特定(指定)しない場合には、例えば、検出視野域(撮影視野域)では419万画素のすべての位置の高さ情報を取得する処理を行うことになる。検出視野域の全画素位置の高さ情報(距離)を取得する処理を以下「全画素位置高さ取得処理」ともいう。
<Definition>
The position (x, y) of each position (x, y) is the smallest element constituting the digital image and is called a pixel. This pixel has pixels and dots.
Each position (x, y) is the position of each pixel (which means a pixel or a dot).
Each position (x, y) is each pixel position.
The number of pixels (including the "resolution" defined by the number of dots in the scanning distance range) is, for example, the number of pixels of the light detection unit (imaging unit) composed of a CCD camera of 2048 pixels × 2048 pixels is about 4.19 million pixels. When the processing area is not specified (designated), for example, in the detection field area (shooting field area), the process of acquiring the height information of all the positions of 4.19 million pixels is performed. The process of acquiring the height information (distance) of all pixel positions in the detection field of view is also referred to as "all pixel position height acquisition process" below.

上述した従来技術は(図6参照)、
(ア)予めプログラム上に設定されているデータム面(第1の基準面DT)から透明テーブル上面の高さ情報(距離)である第2の基準面を全画素位置高さ取得処理により生成して、全画素位置の高さ情報からなるテーブル上面のテーブル表面形状データ(A)を記憶部に予め記憶しておき(図6の(a)参照)、
(イ)データム面(第1の基準面)から測定対象物の高さ情報(距離)である第1の表面形状データ(B)を全画素位置高さ取得処理により生成し(図6の(b)参照)、
(ウ)全画素位置の第1の表面形状データ(B)の値からテーブル表面形状データ(A)の値を差引く演算を行って、透明テーブル上面から測定対象物の全画素位置の高さ情報(距離)であるテーブル表面形状データ(C)を全画素位置高さ取得処理により生成し(図6の(c)参照)、
(エ)全画素位置の高さ情報(距離)であるテーブル表面形状データ(C)により表されるXY平面において、前記測定対象物における突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域(D)を特定し(図6の(d)参照)、
(オ)特定された各突起部領域において、透明テーブルの上面からの高さ情報(距離)を示す値の代表値(E)を決定する(図6の(e)参照)、
というものである。
The prior art described above (see FIG. 6)
(A) A second reference plane, which is the height information (distance) of the upper surface of the transparent table, is generated from the datum plane (first reference plane DT) set in advance in the program by the all pixel position height acquisition process. The table surface shape data (A) on the upper surface of the table, which is composed of height information of all pixel positions, is stored in advance in the storage unit (see FIG. 6A).
(A) The first surface shape data (B), which is the height information (distance) of the object to be measured, is generated from the datum plane (first reference plane) by the all-pixel position height acquisition process ((Fig. 6). b) See),
(C) The height of all pixel positions of the object to be measured from the upper surface of the transparent table by performing an operation of subtracting the value of the table surface shape data (A) from the value of the first surface shape data (B) of all pixel positions. The table surface shape data (C), which is information (distance), is generated by the all-pixel position height acquisition process (see (c) in FIG. 6).
(D) In the XY plane represented by the table surface shape data (C) which is the height information (distance) of all pixel positions, the protrusion region (D) is a region including each protrusion in the measurement object. (See (d) in FIG. 6),
(E) In each of the identified protrusion regions, a representative value (E) of a value indicating height information (distance) from the upper surface of the transparent table is determined (see (e) in FIG. 6).
That is.

従来技術は以下に述べるような問題を有するものであった。
(1)代表値を決定するためには、全画素位置(例えば、419万4千画素)の高さ情報からなるテーブル表面形状データの生成が必須である。
このテーブル表面形状データの生成は、[a]全画素位置(例えば、419万4千画素)の高さ情報からなる第1の表面形状データ(B)の取得、[b]全画素位置の高さ情報からなるテーブル表面形状データの取得、[c]第1の表面形状データ(B)の各画素の距離値からテーブル表面形状データの各画素の距離値を差引く全画素位置高さ取得処理(例えば、419万4千画素)の画像処理によるものである。
すなわち、三回の処理(前記[a]、[b]、[c])が全画素位置高さ取得処理であるため、画像処理情報量が膨大であるという欠点を有するものであった。
The prior art has the following problems.
(1) In order to determine the representative value, it is indispensable to generate table surface shape data including height information of all pixel positions (for example, 4,194,000 pixels).
The generation of the table surface shape data is as follows: [a] acquisition of the first surface shape data (B) consisting of height information of all pixel positions (for example, 4,194,000 pixels), and [b] height of all pixel positions. Acquisition of table surface shape data consisting of information, [c] All pixel position height acquisition process of subtracting the distance value of each pixel of table surface shape data from the distance value of each pixel of the first surface shape data (B) This is due to image processing (for example, 4,194,000 pixels).
That is, since the three processes (the [a], [b], and [c]) are all pixel position height acquisition processes, there is a drawback that the amount of image processing information is enormous.

(2)上記従来技術は、透明テーブルの物理的上面を直接測定して該透明テーブル上面位置を測定するものであるので、光検出部(撮像部)の分解能が透明テーブルの平坦度(「反り」も含む。)よりも小さい場合、テーブルの傾きによるテーブル上面の最大高さ位置と最低高さ位置が撮像部の分解能より大きい場合は、テーブル表面形状データは測定した各画素値の値が異なる箇所を有するものとなり、テーブル表面形状データの生成は、第1の表面形状データの全画素位置の値からテーブル表面形状データの全画素位置の値を差引くという膨大な情報量を処理するものになるという問題を有するものであった。 (2) In the above-mentioned prior art, the physical upper surface of the transparent table is directly measured to measure the position of the upper surface of the transparent table, so that the resolution of the light detection unit (imaging unit) is the flatness (“warp”) of the transparent table. If the maximum height position and the minimum height position of the table top surface due to the tilt of the table are larger than the resolution of the imaging unit, the value of each measured pixel value is different in the table surface shape data. The table surface shape data is generated by subtracting the value of all pixel positions of the table surface shape data from the value of all pixel positions of the first surface shape data, which is a process of processing a huge amount of information. It had the problem of becoming.

本発明は以上のような従来技術の欠点に鑑み、高さ情報(距離)を示す値の代表値を決定する又は決定するまでの処理の処理情報量が少なくて済む測定装置及び測定方法を提供することを目的としている。 In view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, the present invention provides a measuring device and a measuring method that require a small amount of processing information for determining or determining a representative value of a value indicating height information (distance). The purpose is to do.

上記目的を達成するために、本発明は以下のような構成としている。
[第1の発明]
透明テーブルと、
この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、
前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、
前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成する第1の表面形状データ生成部と、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定する第1の代表値決定部と、
前記光検出部で検出された、前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設けた反射部材からの反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される反射部材面を取得するとともに、前記反射部材面を前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に位置させた第2の基準面を設定する第2の基準面設定部と、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定する第2の代表値決定部と、を備え、
前記第2の基準面が、平坦度及び水平度が0度の水平面である又は補正等により平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である、
以上の構成であることを特徴とする測定装置である。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
[First invention]
With a transparent table
A light irradiation unit that irradiates the irradiation light upward, which is provided below the transparent table,
A photodetector provided below the transparent table and
A first reference plane set or defined in advance as a reference position on the photodetector side, and
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data generation unit that generates first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position, and a first surface shape data generation unit.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including each of the protrusions of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. The first representative value determination unit that determines the representative value of
The second reflected light, which is the reflected light from the reflecting member provided on the upper surface, the lower surface, the upper side or the lower side of the transparent table detected by the light detection unit, is processed to be processed from the first reference surface. A second reference surface setting unit that acquires a reflection member surface indicated by a distance and sets a second reference surface in which the reflection member surface is located at the upper surface position of the transparent table or near the upper surface position.
It is provided with a second representative value determining unit that determines a second representative value by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
The second reference plane is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, or is made a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees by correction or the like, and all the pixel positions thereof are from the first reference plane. Distance values are equivalent,
It is a measuring device characterized by having the above-mentioned configuration.

[第2の発明]
透明テーブルと、
この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、
前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、
前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設けた反射部材と、
前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成する第1の表面形状データ生成部と、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部が含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定する第1の代表値決定部と、
前記反射部材の領域ないし該反射部材が含まれる領域である反射部材領域を特定し、前記光検出部で検出した前記反射部材領域の反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される反射部材面を取得するとともに、前記反射部材面を前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に位置させた第2の基準面を設定する第2の基準面設定部と、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定する第2の代表値決定部と、を備え、
前記第2の基準面(第2の基準面データ)が、平坦度及び水平度が0度の水平面である又は補正等により平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である、
以上の構成であることを特徴とする測定装置である。
[Second invention]
With a transparent table
A light irradiation unit that irradiates the irradiation light upward, which is provided below the transparent table,
A photodetector provided below the transparent table and
Reflective members provided on the upper surface, lower surface, upper surface or lower side of the transparent table,
A first reference plane set or defined in advance as a reference position on the photodetector side, and
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data generation unit that generates first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position, and a first surface shape data generation unit.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including the protrusion of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. The first representative value determination unit that determines the representative value, and
The region of the reflective member or the reflective member region which is a region including the reflective member is specified, and the second reflected light which is the reflected light of the reflective member region detected by the light detection unit is processed to perform the second reflected light. A second reference for acquiring the reflective member surface indicated by the distance from the reference surface of 1 and setting a second reference surface in which the reflective member surface is located at the upper surface position of the transparent table or near the upper surface position. Surface setting part and
It is provided with a second representative value determining unit that determines a second representative value by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
The second reference plane (second reference plane data) is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, or is made a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees by correction or the like, and all pixel positions thereof. The distance values from the first reference plane are the same.
It is a measuring device characterized by having the above-mentioned configuration.

[第3の発明]
前記[第1の発明]又は[第2の発明]記載の測定装置において、前記第2の基準面から前記測定対象物の各画素の距離によって該測定対象物の表面の3次元形状を表す第2の表面形状データを、前記第1の表面形状データの値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行うことにより生成する第2の表面形状データ生成部を設けてなるものもよい。
[Third invention]
In the measuring device according to the [first invention] or [second invention], the three-dimensional shape of the surface of the measurement object is represented by the distance of each pixel of the measurement object from the second reference plane. A second surface shape data generation unit may be provided to generate the surface shape data of 2 by performing an operation of subtracting the value of the second reference surface from the value of the first surface shape data. ..

[第4の発明]
透明テーブルと、この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設けた反射部材と、を備えてなる測定装置による測定方法であって、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成し、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定し、
前記光検出部で検出された前記反射部材からの反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される反射部材面を取得するとともに、前記反射部材面を前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に設定した第2の基準面を生成し、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定し、
前記第2の基準面が、平坦度及び水平度が0度の水平面である又は補正等により平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である、ことを特徴とする測定方法である。
[Fourth Invention]
A transparent table, a light irradiation unit provided below the transparent table for irradiating irradiation light upward, a light detection unit provided below the transparent table, and a reference position on the light detection unit side. A measuring method using a measuring device including a first reference surface preset or defined as, and a reflecting member provided on the upper surface, the lower surface, the upper surface or the lower side of the transparent table.
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position is generated, and the surface shape data is generated.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including each of the protrusions of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. Determine the representative value of
The second reflected light, which is the reflected light from the reflecting member detected by the light detection unit, is processed to acquire the reflecting member surface indicated by the distance from the first reference surface, and the reflecting member is obtained. A second reference surface having a surface set at the upper surface position of the transparent table or near the upper surface position is generated.
The second representative value is determined by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
The second reference plane is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, or is made a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees by correction or the like, and all the pixel positions thereof are from the first reference plane. This is a measurement method characterized in that the distance values are the same.

[第5の発明]
透明テーブルと、この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設けた反射部材と、前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、を備えてなる測定装置による測定方法であって、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成し、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部が含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定し、
前記反射部材の領域ないし該反射部材が含まれる領域である反射部材領域を特定し、前記光検出部で検出した前記反射部材領域の反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される反射部材面を取得するとともに、前記反射部材面を前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に設定した第2の基準面を生成し、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定し、
前記第2の基準面が、平坦度及び水平度が0度の水平面である又は補正等により平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である、ことを特徴とする測定方法である。
[Fifth Invention]
A transparent table, a light irradiation unit provided below the transparent table for irradiating irradiation light upward, a light detection unit provided below the transparent table, and upper and lower surfaces of the transparent table. A measurement method using a measuring device including a reflection member provided on the upper side or the lower side and a first reference surface preset or determined as a reference position on the light detection unit side.
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position is generated, and the surface shape data is generated.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including the protrusion of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. Determine the representative value,
The region of the reflective member or the reflective member region which is a region including the reflective member is specified, and the second reflected light which is the reflected light of the reflective member region detected by the light detection unit is processed to perform the second reflected light. The reflection member surface indicated by the distance from the reference surface of 1 is acquired, and a second reference surface in which the reflection member surface is set at the upper surface position of the transparent table or near the upper surface position is generated.
The second representative value is determined by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
The second reference plane is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, or is made a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees by correction or the like, and all the pixel positions thereof are from the first reference plane. This is a measurement method characterized in that the distance values are the same.

[第6の発明]
前記[第1の発明]、[第2の発明]又は[第3の発明]記載の測定装置において、
前記反射部材を設けない構成であり、
前記第2の基準面が、前記透明テーブルの上面からの反射光であるテーブル上面反射光を処理して生成されるものであることを特徴とする測定装置である。
[Sixth Invention]
In the measuring device according to the above [first invention], [second invention] or [third invention].
It is a configuration without the reflective member.
The measuring device is characterized in that the second reference surface is generated by processing the table top surface reflected light which is the reflected light from the top surface of the transparent table.

[第7の発明]
透明テーブルと、
この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、
前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、
前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成する第1の表面形状データ生成部と、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定する第1の代表値決定部と、
プログラム上に生成されている前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である第2の基準面を設定する第2の基準面設定部と、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定する第2の代表値決定部と、を備え、
以上の構成であることを特徴とする測定装置である。
[Seventh Invention]
With a transparent table
A light irradiation unit that irradiates the irradiation light upward, which is provided below the transparent table,
A photodetector provided below the transparent table and
A first reference plane set or defined in advance as a reference position on the photodetector side, and
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data generation unit that generates first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position, and a first surface shape data generation unit.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including each of the protrusions of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. The first representative value determination unit that determines the representative value of
A horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees is set at the upper surface position of the transparent table generated on the program or near the upper surface position, and the distance values of all the pixel positions from the first reference surface are the same. The second reference plane setting unit that sets the second reference plane, which is
It is provided with a second representative value determining unit that determines a second representative value by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
It is a measuring device characterized by having the above-mentioned configuration.

本発明にあっては次のような効果を奏する。
[第1の発明]の効果
(1)全画素位置の距離(高さ情報)である第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域を特定して、前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定し、
平坦度及び水平度が0度の水平面である又は補正等により平坦度及び水平度が0度の水平面とされ、かつ、その全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である第2の基準面の値を設定し、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定するものである。
よって、全画素位置の距離(高さ情報)であるものは第1の表面形状データのみである。
そして、第2の代表値は第1の代表値から第2の基準面の値を差引いて取得するものである、例えば、突起部が100箇所あり、該100箇所の突起部の全てを突起部領域特定した場合は、第1の代表値は100箇所(100個の画素位置)であり、この100箇所の第1の代表値から第2の基準面の値(すべての値が同値)を差引くことで第2の代表値が得られものであるから、その処理情報量は極めて少情報量であるという効果を奏する。
すなわち、本発明は、従来技術に比べて少ない情報処理によって第2の代表値を決定するという作用効果を奏する。
(2)第1の代表値による判定等を可能とするものであるので、第1の代表値のみでの判定でよい場合は、第1の表面形状データの生成と、該第1の表面形状データにおいて突起部領域を特定し、該突起部領域において第1の代表値を決定するだけの少ない情報量の処理でよい。
(3)第1の表面形状データは測定対象物の下面(表面)の3次元形状を表すデータであるので、測定対象物の3次元形状画像を画面に表示して視覚による確認を行うのであれば、第2の表面形状データは使用しなくてもよい又は生成しなくてもよい。
本件発明は、第1の基準面、第2の基準面のいずれもが平坦度及び水平度が0度の水平面(各画素位置の値が同値)であるので、ディスプレイに表示される第1の表面形状データの3次元画像と第2の表面形状データの3次元画像は同じ3次元画像となる。
The present invention has the following effects.
Effect of [1st Invention] (1) A protrusion that is a region including each of the protrusions of the measurement object in the XY plane of the first surface shape data which is the distance (height information) of all pixel positions. A region is specified, and a first representative value, which is a representative distance value in the protrusion region, is determined.
The flatness and horizontality are horizontal planes of 0 degrees, or the flatness and horizontality are horizontal planes of 0 degrees by correction or the like, and the distance values of all the pixel positions from the first reference plane are the same. Set the value of the second reference plane,
The second representative value is determined by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
Therefore, only the first surface shape data is the distance (height information) of all pixel positions.
The second representative value is obtained by subtracting the value of the second reference plane from the first representative value. For example, there are 100 protrusions, and all of the 100 protrusions are projected. When the area is specified, the first representative value is 100 points (100 pixel positions), and the value of the second reference plane (all values are the same value) is different from the first representative value of these 100 points. Since the second representative value is obtained by subtracting it, the amount of processed information is extremely small.
That is, the present invention has the effect of determining the second representative value with less information processing than in the prior art.
(2) Since it is possible to make a judgment based on the first representative value, if the judgment is made only by the first representative value, the first surface shape data is generated and the first surface shape is used. Processing with a small amount of information is sufficient to specify the protrusion region in the data and determine the first representative value in the protrusion region.
(3) Since the first surface shape data is data representing the three-dimensional shape of the lower surface (surface) of the measurement object, the three-dimensional shape image of the measurement object may be displayed on the screen for visual confirmation. For example, the second surface shape data may not be used or generated.
In the present invention, since both the first reference plane and the second reference plane are horizontal planes having a flatness and a horizontality of 0 degrees (the values at each pixel position are the same), the first one displayed on the display. The three-dimensional image of the surface shape data and the three-dimensional image of the second surface shape data are the same three-dimensional image.

本発明は、反射部材の下面(表面)の測定データに基づいて、平坦度及び水平度が0度の水平面である第2の基準面を設定するものであるので、そもそも透明テーブル上面及び透明テーブルを測定(検出)しない、測定(検出)の対象とはしない、測定(検出)の対象から除外しているものである。すなわち、特許文献1の発明の、テーブル上面の測定で得られたところのテーブル表面形状データは無いものである。 In the present invention, the second reference plane, which is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, is set based on the measurement data of the lower surface (surface) of the reflective member. Therefore, the upper surface of the transparent table and the transparent table are set in the first place. Is not measured (detected), is not the target of measurement (detection), and is excluded from the target of measurement (detection). That is, there is no table surface shape data obtained by measuring the table top surface of the invention of Patent Document 1.

本発明は領域特定及び代表値決定には、特許文献1の発明における必須の構成である、全画素位置のデータであるテーブル表面形状データを使用しないものであるので、その分情報処理量は少なくて済むものである。
特許文献1の発明における必須の構成である、全画素位置のデータであるテーブル表面形状データを使用しない本発明は、特許文献1の発明の目的を達成する中核的構成であるテーブル表面形状データの使用を否定するものであるから、特許文献1の発明には本発明に想到すること阻害する阻害要因がある。
Since the present invention does not use the table surface shape data, which is the data of all pixel positions, which is an indispensable configuration in the invention of Patent Document 1, the area identification and the representative value determination are reduced in the amount of information processing. It's all done.
The present invention, which does not use the table surface shape data which is the data of all pixel positions, which is an essential configuration in the invention of Patent Document 1, is the core configuration of the table surface shape data which achieves the object of the invention of Patent Document 1. Since the use is denied, the invention of Patent Document 1 has an inhibitory factor that hinders the idea of the present invention.

[第2の発明]の効果
前記[第1の発明]と異なる点は、前記反射部材の領域ないし該反射部材が含まれる領域である反射部材領域を特定し、前記光検出部で検出した前記反射部材領域の反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される第2の基準面を生成する、という点である。
よって、前記[第1の発明]と同様な効果を奏するとともに、反射部材の測定領域が特定した反射部材領域という狭い範囲に限定されるので、その狭い範囲の情報は少ない画素位置情報であるので処理情報量が小さいという効果を奏するものであり、またそれは、代表値を決定する処理において、従来技術の全画素位置の高さ情報からなるテーブル上面の表面形状データである「テーブル表面形状データ」という膨大な情報を使用しないことを意味するものである。
Effect of [Second Invention] The difference from the above [First Invention] is that the reflection member region or the reflection member region including the reflection member is specified and detected by the light detection unit. The point is that the second reflected light, which is the reflected light of the reflecting member region, is processed to generate the second reference plane indicated by the distance from the first reference plane.
Therefore, the same effect as that of the above [first invention] is obtained, and the measurement area of the reflective member is limited to a narrow range of the specified reflective member region. Therefore, the information in the narrow range is a small amount of pixel position information. It has the effect of reducing the amount of processing information, and it is the "table surface shape data" which is the surface shape data of the table top surface consisting of the height information of all the pixel positions of the prior art in the processing of determining the representative value. It means not to use the huge amount of information.

[第3の発明]の効果
前記[第1の発明]又は[第2の発明]記載の測定装置と同様な効果を奏するとともに、測定対象物の表面の3次元形状を表す第2の表面形状データによって、測定対象物の表面(下面又は上面)の3次元形状をディスプレイに表示することを可能とする。
Effect of [Third Invention] A second surface shape representing the three-dimensional shape of the surface of the object to be measured while having the same effect as the measuring device described in the above [first invention] or [second invention]. The data makes it possible to display the three-dimensional shape of the surface (lower surface or upper surface) of the object to be measured on the display.

[第4の発明]の効果
前記[第1の発明]の効果と同様な効果を奏する。
Effect of [Fourth Invention] An effect similar to that of the above-mentioned [First Invention] is obtained.

[第5の発明]の効果
前記[第2の発明]の効果と同様な効果を奏する。
Effect of [Fifth Invention] An effect similar to that of the above-mentioned [Second Invention] is obtained.

[第6の発明]の効果
第2の基準面が透明テーブルの上面からの反射光であるテーブル上面反射光を処理して生成され、該第2の基準面によって前記[第1の発明]、[第2の発明]又は[第3の発明]記載の測定装置と同様な効果を奏する。
Effect of [Sixth Invention] The second reference surface is generated by processing the table top surface reflected light which is the reflected light from the upper surface of the transparent table, and the second reference surface is used to generate the above [first invention]. It has the same effect as the measuring device described in the [second invention] or the [third invention].

[第7の発明]の効果
第2の基準面設定部による第2の基準面を設定を、反射部材の第2の反射光のみに限定しないで、プログラム上に生成されている透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値である第2の基準面を設定するものである。
例えば、予め測定し記憶してある透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍を第2の基準面として予め記憶しておく。例えば、平坦度及び平面度が0度の水平面である第1の基準面DTのコピーを、プログラム上に生成されている、予め測定し記憶してある透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍にオフセットして第2の基準面とする。例えば、第1の表面形状データの最も短い距離値ないし短い距離値の三か所の画素位置値を処理して第2に基準面を設定するなどがある。
前記[第1の発明]の効果と同様な効果を奏する。
Effect of [7th Invention] The setting of the second reference plane by the second reference plane setting unit is not limited to only the second reflected light of the reflecting member, but the transparent table 2 generated on the program. A second reference plane is set at or near the top surface position, which is a horizontal plane having a flatness and horizontality of 0 degrees and whose distance values from the first reference plane DT are the same for all pixel positions. Is.
For example, the upper surface position of the transparent table or the vicinity of the upper surface position, which is measured and stored in advance, is stored in advance as the second reference surface. For example, a copy of the first reference plane DT, which is a horizontal plane having a flatness and a flatness of 0 degrees, is placed at or near the upper surface position of the transparent table that has been measured and stored in advance and is generated on the program. It is offset and used as the second reference plane. For example, the reference plane is set secondly by processing the pixel position values of the three shortest distance values or the shortest distance values of the first surface shape data.
It has the same effect as the effect of the above [first invention].

本発明の実施例1の概念図。The conceptual diagram of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の処理を示すチャート図。The chart figure which shows the process of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の処理をイメージ的に示した模式図。The schematic diagram which showed the process of Example 1 of this invention as an image. 本発明の実施例1の領域特定部の画面図。The screen view of the area specifying part of Example 1 of this invention. 本発明の実施例3の概念図。The conceptual diagram of Example 3 of this invention. 従来技術の処理をイメージ的に示した模式図。The schematic diagram which showed the processing of the prior art as an image.

以下、本発明を実施するための最良の形態である実施例について説明する。但し、本発明をこれら実施例のみに限定する趣旨のものではない。また、後述する実施例の説明に当って、前述した実施例の同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。 Hereinafter, examples which are the best mode for carrying out the present invention will be described. However, the present invention is not intended to be limited to these examples. Further, in the description of the embodiment described later, the same components of the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図1〜図4に示す本発明の実施例1において、測定装置1は次のような構成となっている。
透明石英ガラスからなる透明テーブル2と、
この透明テーブル2の下方に設けられた、上方に向けて照射光3を照射する光照射部4、照射光3の反射光を検出する光検出部5とを有する光検出ユニット6と、
光検出部5側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面DTと、
透明テーブル2の上部に設けた、突起部pwを有する測定対象物Wのセット位置を枠内に規制する、照射光3を透過する透明ガラスからなる囲い枠形態の位置決め枠19と、
測定対象物Wの配置域外である位置決め枠19内の透明テーブル2の上面に塗布形態で設けられた、照射光3を拡散反射する複数の反射部材7と、
透明テーブル2の上面に載せ位置されている測定対象物Wからの反射光である第1の反射光8を処理して、第1の基準面DTから測定対象物Wまでの各画素位置(各位置(x、y))の距離で該測定対象物Wの表面形状(3次元形状)を表す第1の表面形状データHD1を生成する第1の表面形状データ生成部10と、
領域特定部21と、
領域特定部21の画面(ディスプレイの画面)に表示される第1の表面形状データHD1のXY平面において、測定対象物Wの突起部pwが含まれる領域である突起部領域paを特定し、特定された突起部領域paにおいて代表とする距離値である第1の代表値v1(最も高い画素の位置、最も低い画素の位置又は全画素位置の平均値など)を決定する第1の代表値決定部11と、
光検出部5で検出された反射光である第2の反射光12を処理して、第1の基準面DTからの距離で示される反射部材面msを取得するとともに、反射部材面msを透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に位置させた第2の基準面DGを設定する第2の基準面設定部13と、
第1の代表値v1から第2の基準面DGの値を差引く演算を行って第2の代表値v2を決定する第2の代表値決定部14と、
第2の基準面DGから測定対象物Wの各画素の距離によって該測定対象物Wの表面(下面)の3次元形状を表す第2の表面形状データHD2を、第1の表面形状データHD1の値から第2の基準面DGの値を差引く演算を行うことにより生成する第2の表面形状データ生成部16と、
第2の代表値v2が所定の高さ位置範囲内にあるかどうかを判定する判定部17と、
前記第1の代表値v1が所定の高さ位置範囲内にあるかどうかを判定する判定部18と、
制御部20と、からなっていて、
第2の基準面DGが、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値である。
In the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 4, the measuring device 1 has the following configuration.
A transparent table 2 made of transparent quartz glass and
A light detection unit 6 provided below the transparent table 2 and having a light irradiation unit 4 for irradiating the irradiation light 3 upward and a light detection unit 5 for detecting the reflected light of the irradiation light 3.
A first reference plane DT preset or defined as a reference position on the photodetector 5 side, and
A positioning frame 19 in the form of an enclosure made of transparent glass that transmits the irradiation light 3 that regulates the setting position of the measurement object W having the protrusion pw provided on the upper part of the transparent table 2 in the frame.
A plurality of reflecting members 7 for diffuse-reflecting the irradiation light 3 provided on the upper surface of the transparent table 2 in the positioning frame 19 outside the arrangement area of the measurement object W in a coating form.
Each pixel position (each) from the first reference surface DT to the measurement object W by processing the first reflected light 8 which is the reflected light from the measurement object W placed on the upper surface of the transparent table 2. The first surface shape data generation unit 10 that generates the first surface shape data HD1 representing the surface shape (three-dimensional shape) of the measurement object W at the distance of the position (x, y)), and
Area identification unit 21 and
In the XY plane of the first surface shape data HD1 displayed on the screen (display screen) of the region specifying unit 21, the protrusion region pa, which is the region including the protrusion pw of the measurement object W, is specified and specified. First representative value determination for determining a first representative value v1 (highest pixel position, lowest pixel position, average value of all pixel positions, etc.) which is a representative distance value in the projected protrusion region pa. Part 11 and
The second reflected light 12 which is the reflected light detected by the photodetector 5 is processed to acquire the reflecting member surface ms indicated by the distance from the first reference surface DT, and the reflecting member surface ms is transparent. A second reference surface setting unit 13 for setting a second reference surface DG located at the upper surface position of the table 2 or near the upper surface position, and
A second representative value determination unit 14 that determines the second representative value v2 by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane DG from the first representative value v1.
The second surface shape data HD2 representing the three-dimensional shape of the surface (lower surface) of the measurement object W according to the distance of each pixel of the measurement object W from the second reference surface DG is the second surface shape data HD1 of the first surface shape data HD1. A second surface shape data generation unit 16 generated by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane DG from the value, and
A determination unit 17 for determining whether or not the second representative value v2 is within a predetermined height position range, and
A determination unit 18 for determining whether or not the first representative value v1 is within a predetermined height position range, and
It consists of a control unit 20
The second reference plane DG is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, and the distance values of all the pixel positions from the first reference plane DT are the same.

第2の基準面設定部13による第2の基準面DGの設定は以下のように行われる。
光検出部5で検出された反射部材7のうちの3か所の反射部材7の領域ないし該反射部材7が含まれる領域である反射部材領域raからの反射光である第2の反射光12を処理して、3か所の反射部材7の反射部材代表値(最も高い画素の位置値、最も低い画素の位置値又は全画素位置値の平均値など)を決定し、該反射部材代表値を結ぶ三角形の平面を作成し、該平面を平坦度及び平面度が0度(0値)の水平面(全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値)に補正した、第1の基準面DTからの距離で示される反射部材面msを取得するとともに、反射部材面msを透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に位置させた第2の基準面DGを設定する(図1、図2参照)
The setting of the second reference plane DG by the second reference plane setting unit 13 is performed as follows.
The second reflected light 12 which is the reflected light from the reflecting member region ra which is the region of the reflecting member 7 at three places of the reflecting member 7 detected by the light detection unit 5 or the region including the reflecting member 7. To determine the representative values of the reflective members (positional values of the highest pixel, the position value of the lowest pixel, the average value of all the pixel position values, etc.) of the three reflective member 7s, and the representative value of the reflective member. A first triangular plane is created, and the plane is corrected to a horizontal plane having a flatness and flatness of 0 degrees (0 value) (the distance values of all pixel positions from the first reference plane DT are the same). The reflection member surface ms indicated by the distance from the reference surface DT of the above is acquired, and the second reference surface DG in which the reflection member surface ms is located at the upper surface position of the transparent table 2 or near the upper surface position is set (FIG. 1. See Fig. 2) .

制御部20は、第1の表面形状データ生成部10、第1の代表値決定部11、第2の基準面設定部13、第2の代表値決定部14、第2の表面形状データ生成部16、判定部17、判定部18、領域特定部21等を有している。 The control unit 20 includes a first surface shape data generation unit 10, a first representative value determination unit 11, a second reference surface setting unit 13, a second representative value determination unit 14, and a second surface shape data generation unit. It has 16, a determination unit 17, a determination unit 18, an area identification unit 21, and the like.

第1の基準面DTは、光検出ユニット6を制御する制御部20においてプログラム上に任意に決められた基準位置ないし基準値であり、平坦度及び平面度が0度(0値)の水平面で高さ位置値は0値とされている。センサ基準面DTは「幾何公差の基準「データム」」である。 The first reference plane DT is a reference position or a reference value arbitrarily determined on the program by the control unit 20 that controls the light detection unit 6, and is a horizontal plane having a flatness and a flatness of 0 degrees (0 values). The height position value is set to 0 value. The sensor reference plane DT is a "geometric tolerance reference" datum "".

図3は、各画素位置を示す模式図である。縦矢印は各画素位置の距離値を示している。
図3の(a)の左図は、一か所の反射部材表面形状データRDの最も距離値の短い画素位置を有する一列を示している。
図3の(a)の右図は、第1の表面形状データDH1の最も距離値の短い画素位置を有する一列を示している。
図3の(b)の左図は、反射部材領域raの最も距離値の短い画素位置を有する一列を示している。ここでは、反射部材領域raは反射部材7の全部を含む領域としている(図4参照)。
図3の(b)の右図は、一か所の突起部領域paの最も距離値の短い画素位置を有する一列を示している。
FIG. 3 is a schematic view showing each pixel position. The vertical arrow indicates the distance value of each pixel position.
The left figure of FIG. 3A shows a row having the shortest distance value pixel position of the reflective member surface shape data RD at one place.
The right figure of FIG. 3A shows a row of the first surface shape data DH1 having the shortest distance value pixel position.
The left figure of FIG. 3B shows a row having a pixel position having the shortest distance value in the reflective member region ra. Here, the reflective member region ra is a region including the entire reflective member 7 (see FIG. 4).
The right figure of FIG. 3B shows a row having the shortest distance value pixel position of one protrusion region pa.

本発明の光検出部の分解能は、透明テーブル上面の平坦度よりも高分解能である。
実施例1においては、透明テーブル2の上面の平坦度は0.6μm〜3μmの間であるが、光検出部の分解能は0.5μm又は0.25μmである。
The resolution of the photodetector of the present invention is higher than the flatness of the upper surface of the transparent table.
In Example 1, the flatness of the upper surface of the transparent table 2 is between 0.6 μm and 3 μm, but the resolution of the photodetector is 0.5 μm or 0.25 μm.

照射光3が透過する透明テーブル2およびその上面を光検出部5で検出することはできないし(検出できるだけの拡散反射光が得られない)、透明テーブル2からの反射光はノイズとして除去するようになっている。
照射光3が透過する位置決め枠19を光検出部5で検出することはできないし、位置決め枠19からの反射光はノイズとして除去するようになっている。
照射された照射光は測定対象物Wと反射部材7に当たりその反射光は同時に光検出部5で検出され処理される(図3の(a)参照)。よって、測定毎に第2の基準面DGの設定が行なわれる。
よって、拡散反射材である測定対象物Wと反射部材7以外の箇所の照射光は光検出部5で検出できる拡散反射光が得られず、プログラム上のデータでは測定不能画素位置として測定しない非測定画素位置として処理され、拡散反射光が得られた測定対象物Wの画素位置は第1の表面形状データHD1を形成し、反射部材7の画素位置は反射部材表面形状データRDを形成する(図3の(a)参照)。
The transparent table 2 through which the irradiation light 3 is transmitted and the upper surface thereof cannot be detected by the light detection unit 5 (diffuse reflected light that can be detected cannot be obtained), and the reflected light from the transparent table 2 is removed as noise. It has become.
The positioning frame 19 through which the irradiation light 3 passes cannot be detected by the light detection unit 5, and the reflected light from the positioning frame 19 is removed as noise.
The irradiated irradiation light hits the measurement object W and the reflecting member 7, and the reflected light is simultaneously detected and processed by the photodetector 5 (see (a) of FIG. 3). Therefore, the second reference plane DG is set for each measurement.
Therefore, the diffuse reflection light that can be detected by the light detection unit 5 cannot be obtained for the irradiation light of the portion other than the measurement object W and the reflection member 7 which are the diffuse reflection materials, and the data on the program does not measure as the unmeasurable pixel position. The pixel position of the measurement object W processed as the measurement pixel position and the diffuse reflected light is obtained forms the first surface shape data HD1, and the pixel position of the reflection member 7 forms the reflection member surface shape data RD ( (See (a) in FIG. 3).

領域特定部21の画面(ディスプレイの画面)には、XY平面における(XY平面からみた)第1の表面形状データHD1の画像と、XY平面における反射部材の反射部材表面形状データ22の画像が表示される(図4参照)。
領域特定部21の画面(ディスプレイの画面)において、
反射部材表面形状データ22の三か所の反射部材領域raを特定し(図3の(b)、図4参照)、
第1の表面形状データHD1の突起部領域pa(ここでは全突起部を特定)を特定し(図3の(b)、図4参照)、
「処理」を指示すると第1の代表値v1の決定(図3の(c))、反射部材面msの取得と第2の基準面DGの設定(図3の(c))及び第2の代表値v2の決定(図3の(d))が自動的に行われる。
第2の基準面DGの設定は、反射部材面msと同位置に自動的に設定する非設定モードと、予め設定してある移動距離位置に自動的に設定する自動設定モードと、オペレーターが測定毎に任意に設定する任意設定モードが選択できるようになっている。
領域特定部21の画面は、画像を拡大表示することが可能であり、例えば、一か所の突起部pw部位を画面全域に拡大表示して領域を特定(指定)できる。
On the screen (display screen) of the region specifying unit 21, an image of the first surface shape data HD1 (viewed from the XY plane) in the XY plane and an image of the reflective member surface shape data 22 of the reflective member in the XY plane are displayed. (See FIG. 4).
On the screen of the area identification unit 21 (display screen) ,
The three reflective member regions ra of the reflective member surface shape data 22 are specified (see FIG. 3B and FIG. 4).
The protrusion region pa (here, all protrusions are specified) of the first surface shape data HD1 is specified (see FIG. 3 (b) and FIG. 4).
When "processing" is instructed, the first representative value v1 is determined ((c) in FIG. 3), the reflection member surface ms is acquired, the second reference surface DG is set ((c) in FIG. 3), and the second. The determination of the representative value v2 ((d) in FIG. 3) is automatically performed.
The setting of the second reference surface DG is a non-setting mode that is automatically set at the same position as the reflective member surface ms, an automatic setting mode that is automatically set at a preset movement distance position, and an operator measures. The optional setting mode that can be set arbitrarily can be selected for each.
The screen of the area specifying unit 21 can enlarge and display an image, and for example, a region can be specified (designated) by enlarging and displaying one protrusion pw portion over the entire screen.

突起部領域paの特定は、ディスプレイに表示されたXY平面における(XY平面からみた)第1の表面形状データHD1の画像に、マウス等で囲い枠を描いて直接特定する方法、CADデータ等から予め特定箇所枠を作成しておいて、その特定箇所枠をディスプレイに表示されたXY平面における(XY平面からみた)第1の表面形状データHD1の画像に被せる操作によって特定する方法などがある。 The protrusion region pa can be specified from the method of directly specifying the image of the first surface shape data HD1 (viewed from the XY plane) on the XY plane displayed on the display by drawing a frame with a mouse or the like, CAD data, or the like. There is a method of creating a specific location frame in advance and specifying the specific location frame by covering the image of the first surface shape data HD1 (viewed from the XY plane) on the XY plane displayed on the display.

第2の表面形状データHD2は、第2の代表値v2決定後に自動的に生成されるようにするのもよいが、第2の表面形状データ作成部を設け、必要とする場合にオペレーターのディスプレイ画面上での第2の表面形状データ作成ボタンのクリック等の作成指示操作によって、記憶されている第1の表面形状データHD1値から第2の基準面DG値を引き演算することで生成するのがよい。 The second surface shape data HD2 may be automatically generated after the determination of the second representative value v2, but a second surface shape data creation unit is provided and the operator's display is provided when necessary. It is generated by subtracting the second reference surface DG value from the stored first surface shape data HD1 value by a creation instruction operation such as clicking the second surface shape data creation button on the screen. Is good.

第1の表面形状データHD1の3次元形状画像と第2の表面形状データHD2の3次元形状画像は、ディスプレイに表示できるようになっている。
各画素位置の高さ距離によりその表示線は色分け処理がされ、該色の違いにより高さが視認できるようになっている。
第1の基準面DT、第2の基準面DGのいずれもが平坦度及び水平度が0度の水平面(各画素位置の値が同値)であるので、ディスプレイに表示される第1の表面形状データHD1の3次元画像と第2の表面形状データHD2の3次元形状画像は視認的には同じとなる。
測定対象物Wの下面(表面)の形状の視認を目的とするのであれば、第1の表面形状データHD1の3次元形状画像のみでよいのであり、その場合は、第2の表面形状データHD2の生成を行わなくてもよいし第2の表面形状データ生成部16を設けなくてもよい。
The three-dimensional shape image of the first surface shape data HD1 and the three-dimensional shape image of the second surface shape data HD2 can be displayed on the display.
The display line is color-coded according to the height distance of each pixel position, and the height can be visually recognized by the difference in color.
Since both the first reference surface DT and the second reference surface DG are horizontal planes with 0 degree flatness and horizontality (the values at each pixel position are the same), the first surface shape displayed on the display. The three-dimensional image of the data HD1 and the three-dimensional shape image of the second surface shape data HD2 are visually the same.
If the purpose is to visually recognize the shape of the lower surface (surface) of the object W to be measured, only the three-dimensional shape image of the first surface shape data HD1 is sufficient. In that case, the second surface shape data HD2 It is not necessary to generate the second surface shape data generation unit 16.

(1)全画素位置の距離(高さ情報)である第1の表面形状データDTにおいて、測定対象物Wの突起部pwそれぞれが含まれる領域である突起部領域paを特定して、突起部領域paにおいて代表とする距離値である第1の代表値v1を決定し、
平坦度0の水平面である又は補正等により平坦度0の水平面とされた(すなわちその全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値)第2の基準面DGの値を設定し、
第1の代表値v1の値から第2の基準面DGの値を差引く演算を行って第2の代表値v2を決定するものである。
よって、全画素位置の距離(高さ情報)であるものは第1の表面形状データのみである。
そして、第2の代表値はv2は第1の代表値v1から第2の基準面DGの値(値は一つ(全画素値が同値))を差引いて取得するものである、例えば、突起部pwが100箇所あり、該100箇所の突起部pwの全てを突起部領域paを特定した場合は、第1の代表値v1は100箇所であり、この100箇所の第1の代表値v1から第基準面DGの値(値は一つ)を差引くことで第2の代表値v2が得られものであるから、その処理情報量は極めて少情報量であるという効果を奏する。
すなわち、従来技術に比べて少ない情報処理によって第2の代表値v2を決定する。
(2)第1の代表値v1による判定を可能とするものであるので、第1の代表値v1のみでの判定でよい場合は、第1の表面形状データHD1の生成と、該第1の表面形状データHD1において突起部領域paを特定し、該突起部領域paにおいて第1の代表値v1の決定だけの少ない情報量の処理でよい。
(3)第1の表面形状データHD1は測定対象物Wの下面(表面)の3次元形状を表すデータであるので、測定対象物Wの3次元形状画像を画面に表示して視覚による確認を行うのであれば、第2の表面形状データHD2(従来技術の「テーブル表面形状データ」に相当)使用しなくてもよい又は生成しなくてもよい。
本件発明は、第1の基準面DT、第2の基準面DGのいずれもが平坦度及び水平度が0度の水平面(各画素位置の値が同値)であるので、ディスプレイに表示される第1の表面形状データHD1の3次元画像と第2の表面形状データHD2の3次元画像は同じ3次元画像となる。
(4)本願発明は領域特定及び代表値決定には、特許文献1の発明における必須の構成である、全画素位置のデータであるテーブル表面形状データを使用しないものであるので、その分情報処理量は少なくて済むものである。
(1) In the first surface shape data DT, which is the distance (height information) of all pixel positions, the protrusion region pa, which is a region including each of the protrusions pw of the measurement object W, is specified, and the protrusions The first representative value v1, which is a representative distance value in the region pa, is determined, and the distance value is determined.
Set the value of the second reference plane DG that is a horizontal plane with a flatness of 0 or is made a horizontal plane with a flatness of 0 by correction or the like (that is, the distance values of all the pixel positions from the first reference plane DT are the same). ,
The second representative value v2 is determined by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane DG from the value of the first representative value v1.
Therefore, only the first surface shape data is the distance (height information) of all pixel positions.
The second representative value is obtained by subtracting the value of the second reference plane DG (one value (all pixel values are the same value)) from the first representative value v1 for v2, for example, a protrusion. When there are 100 parts pw and the protrusion region pa is specified for all of the 100 protrusions pw, the first representative value v1 is 100, and from the first representative value v1 of these 100 places. Since the second representative value v2 is obtained by subtracting the value (one value) of the first reference plane DG, the processing information amount is extremely small.
That is, the second representative value v2 is determined by less information processing than in the prior art.
(2) Since the determination based on the first representative value v1 is possible, if the determination using only the first representative value v1 is sufficient, the first surface shape data HD1 is generated and the first surface shape data HD1 is generated. The protrusion region pa may be specified in the surface shape data HD1, and processing with a small amount of information may be sufficient to determine the first representative value v1 in the protrusion region pa.
(3) Since the first surface shape data HD1 is data representing the three-dimensional shape of the lower surface (surface) of the measurement object W, the three-dimensional shape image of the measurement object W is displayed on the screen for visual confirmation. If this is done, the second surface shape data HD2 (corresponding to the "table surface shape data" of the prior art) may or may not be used.
In the present invention, since both the first reference plane DT and the second reference plane DG are horizontal planes with flatness and horizontality of 0 degrees (values at each pixel position are the same), the first reference plane DT and the second reference plane DG are displayed on the display. The three-dimensional image of the surface shape data HD1 of 1 and the three-dimensional image of the second surface shape data HD2 are the same three-dimensional image.
(4) Since the present invention does not use the table surface shape data, which is the data of all pixel positions, which is an essential configuration in the invention of Patent Document 1, the region is specified and the representative value is determined. The amount is small.

光検出ユニット6は、測定対象物Wに縞パターン(正弦波パターン・サイン波パターン)である照射光を投影し、その反射光3の位置を画像センサからなる光検出部5の各画素位置(各位置(x、y))で検知して処理する位相シフト法を採用している。
本発明のおいては、測定方法は位相シフト法に限定されるものではない。
3次元計測では、例えば、単眼視法、両眼視法、多眼視法、光レーダ法、光投影法、モアレ法、照度差ステレオ法があり、また、フォーカス変位センサ、ラインセンサ、1次元レーザ変位計、2次元レーザ変位計、光切断法などによる測定もあり、これらの測定方法によるものも本願発明の技術的範疇に含まれる。
光検出部9は、CMOSカメラ、CCDカメラ、ラインセンサカメラ(例えば「TDIカメラ」など。)、TOFカメラなど、多様な光検出部が技術的範疇に含まれる。
また、本発明においては、反射部材は拡散反射のものに限定されるものではない。鏡面反射など(正反射など)も本願発明の技術的範疇に含まれるものである。
例えば、レーザ変位計によるものは鏡面を高精度測定するのに適している。この場合、反射部材は設けなくてもよく、透明テーブルの上面そのものを検出し測定することが可能である。
The photodetection unit 6 projects irradiation light which is a striped pattern (sine wave pattern / sine wave pattern) onto the object W to be measured, and positions the reflected light 3 at each pixel position of the photodetector 5 composed of an image sensor ( A phase shift method is adopted in which detection and processing are performed at each position (x, y)).
In the present invention, the measuring method is not limited to the phase shift method.
In three-dimensional measurement, for example, there are monocular vision method, binocular vision method, multi-eye vision method, optical radar method, optical projection method, moire method, illuminance difference stereo method, and focus displacement sensor, line sensor, one-dimensional method. There are also measurements by a laser displacement meter, a two-dimensional laser displacement meter, an optical cutting method, and the like, and those by these measurement methods are also included in the technical category of the present invention.
The photodetector 9 includes various photodetectors such as a CMOS camera, a CCD camera, a line sensor camera (for example, "TDI camera"), and a TOF camera in the technical category.
Further, in the present invention, the reflective member is not limited to that of diffuse reflection. Specular reflection and the like (normal reflection and the like) are also included in the technical category of the present invention.
For example, a laser displacement meter is suitable for measuring a mirror surface with high accuracy. In this case, the reflective member does not have to be provided, and the upper surface of the transparent table itself can be detected and measured.

測定対象物Wのセット位置は、透明テーブル上面に載置する形態以外に透明テーブル上方(上側)に、例えば、測定対象物Wの上面を吸着して保持するアーム等によって位置されるような形態のものもある。
測定対象物Wは突起部pwを下にした状態で、透明テーブル2の上面又は上方にセットして測定を行う。
The setting position of the measurement object W is not only placed on the upper surface of the transparent table but also above the transparent table (upper side), for example, by an arm that attracts and holds the upper surface of the measurement object W. Some are.
The measurement object W is set on the upper surface or the upper surface of the transparent table 2 with the protrusion pw facing down for measurement.

反射部材を設ける位置は、透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設ける。透明テーブルの上面に設ける形態は、塗布、載置、接着によるものなどがある。透明テーブルの上側に設ける形態は、例えば、透明テーブルとは別体の透明テーブルに反射部材を設け、該別体の透明テーブルを透明テーブルの下側又は上側に配置する形態などがある。 The position where the reflective member is provided is provided on the upper surface, the lower surface, the upper surface or the lower side of the transparent table. The form provided on the upper surface of the transparent table includes application, placement, and adhesion. A form provided on the upper side of the transparent table includes, for example, a form in which a reflective member is provided on a transparent table separate from the transparent table, and the separate transparent table is arranged on the lower side or the upper side of the transparent table.

透明石英ガラスからなる透明テーブル2と、この透明テーブル2の下方に設けられた、上方に向けて照射光3を照射する光照射部4、照射光3の反射光を検出する光検出部5とを有する光検出ユニット6と、光検出部5側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面DTと、透明テーブル2の上部に固定形態で設けた、突起部pwを有する測定対象物Wのセット位置を枠内に規制する、照射光3が透過する透明ガラスからなる位置決め枠19と、測定対象物Wの配置域外である位置決め枠19内の透明テーブル2の上面に塗布形態で設けられた、照射光3を拡散反射する複数の反射部材7と、領域特定部21と、を備えた測定装置1は次のような測定方を実現しているものである。
透明テーブル2の上面に載せ位置されている測定対象物Wからの反射光である第1の反射光8を処理して、第1の基準面DTから測定対象物Wまでの各画素位置(各位置(x、y))の距離で該測定対象物Wの表面形状を表す第1の表面形状データHD1を生成し(図2、図3の(a)参照)、
領域特定部21の画面(ディスプレイの画面)に表示される第1の表面形状データHD1のXY平面において、測定対象物Wの突起部pwが含まれる領域である突起部領域paを特定し(図4、図2、図3の(b))、特定された突起部領域paにおいて代表とする距離値である第1の代表値v1(最も高い画素の位置、最も低い画素の位置又は全画素位置の平均値など)を決定し(図4、図2、図3の(c))、
光検出部5で検出された反射部材7のうちの3か所の反射部材7の領域ないし該反射部材7が含まれる領域である反射部材領域raからの反射光である第2の反射光12を処理して(図4参照)、3か所の反射部材7の反射部材代表値(最も高い画素の位置値、最も低い画素の位置値又は全画素位置値の平均値など)を決定し、該反射部材代表値を結ぶ三角形の平面を作成し、該平面を平坦度及び平面度が0度(0値)の水平面(全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値)に補正した第1の基準面DTからの距離で示される反射部材面ms(反射部材面データ)を取得するとともに、反射部材面msを透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に位置させた第2の基準面DG(第2の基準面データ)を設定し(図2、図3の(c)参照)、
第1の代表値v1から第2の基準面DGの値を差引く演算を行って第2の代表値v2を決定し(図2、図3の(d)参照)、
第2の代表値v2が所定の高さ位置範囲内にあるかどうかを判定し、
以上のごとく構成された測定方法である。
A transparent table 2 made of transparent quartz glass, a light irradiation unit 4 for irradiating the irradiation light 3 upward, and a light detection unit 5 for detecting the reflected light of the irradiation light 3 provided below the transparent table 2. Measurement having a light detection unit 6 having a light detection unit 6, a first reference surface DT preset or defined as a reference position on the light detection unit 5 side, and a protrusion pw provided in a fixed form on the upper part of the transparent table 2. A coating form is applied to the upper surface of a positioning frame 19 made of transparent glass through which irradiation light 3 transmits, which regulates the setting position of the object W in the frame, and a transparent table 2 in the positioning frame 19 outside the arrangement range of the measurement object W. The measuring device 1 provided with the plurality of reflecting members 7 for diffusing and reflecting the irradiation light 3 and the region specifying portion 21 realizes the following measurement method.
Each pixel position (each) from the first reference surface DT to the measurement object W by processing the first reflected light 8 which is the reflected light from the measurement object W placed on the upper surface of the transparent table 2. The first surface shape data HD1 representing the surface shape of the measurement object W at the distance of the position (x, y)) is generated (see (a) of FIGS . 2 and 3).
In the XY plane of the first surface shape data HD1 displayed on the screen (display screen) of the region specifying unit 21, the protrusion region pa, which is the region including the protrusion pw of the measurement object W, is specified (FIG. 4, FIG. 2 and FIG. 3 (b)), the first representative value v1 (highest pixel position, lowest pixel position or all pixel position) which is a representative distance value in the specified protrusion region pa. (E.g., etc.) is determined ((c) in FIGS . 4, 2, and 3),
The second reflected light 12 which is the reflected light from the reflecting member region ra which is the region of the reflecting member 7 at three places of the reflecting member 7 detected by the light detection unit 5 or the region including the reflecting member 7. (See FIG. 4) to determine the representative values of the reflecting members of the three reflecting members 7 (positional values of the highest pixel, position values of the lowest pixels, average values of all pixel position values, etc.). A triangular plane connecting the representative values of the reflecting member is created, and the plane is set to a horizontal plane having a flatness and a flatness of 0 degrees (0 value) (the distance values of all pixel positions from the first reference plane DT are the same value). The reflection member surface ms (reflection member surface data) indicated by the corrected distance from the first reference surface DT is acquired, and the reflection member surface ms is positioned at the upper surface position of the transparent table 2 or near the upper surface position. Set the reference plane DG (second reference plane data) of 2 (see (c) of FIGS . 2 and 3), and set it.
The second representative value v2 is determined by subtracting the value of the second reference plane DG from the first representative value v1 (see (d) of FIGS . 2 and 3).
It is determined whether or not the second representative value v2 is within the predetermined height position range, and the second representative value v2 is determined.
This is a measurement method configured as described above.

第2の基準面DGから測定対象物Wの各画素の距離によって該測定対象物Wの表面(下面)の3次元形状を表す第2の表面形状データHD2を、第1の表面形状データHD1の値から第2の基準面DGの値を差引く演算を行うことにより生成し、という固定を設けるのもよい。 The second surface shape data HD2 representing the three-dimensional shape of the surface (lower surface) of the measurement target W according to the distance of each pixel of the measurement target W from the second reference surface DG is the second surface shape data HD1 of the first surface shape data HD1. It may be fixed that it is generated by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane DG from the value.

図5に示す本発明の実施例2において、前記実施例1と主に異なる点は、位置決め枠19を設けない構成とし、光検出ユニットを照射部を白色レーザ光線からなる照射光26を照射する照射部とし且つ光検出部をCMOSセンサからなる光検出部27とした光検出ユニット28とし、測定対象物Wが置いていない(測定対象物Wの無い箇所)透明テーブル2の上面の複数個所の反射光であるテーブル上面反射光30(第2の反射光)を検出・処理して反射部材面msを取得し第2の基準面DGを設定するようにした測定装置29を形成した点にある。
照射光26の測定対象物Wで反射した反射光は第1の反射光31を形成する。
透明テーブル2の上面の白色レーザ光線の反射率を、該透明テーブル2の下面の反射率よりも大きくなるように、透過膜を施している。すなわち、白色レーザ光線の下面の透過率が高く上面の透過率それより低く設定されている。
光検出ユニット28は移動(走査)しながら測定を行う。
In the second embodiment of the present invention shown in FIG. 5, the main difference from the first embodiment is that the positioning frame 19 is not provided, and the light detection unit irradiates the irradiation unit with the irradiation light 26 composed of a white laser beam. The light detection unit 28 is an irradiation unit and the light detection unit is a light detection unit 27 composed of a CMOS sensor. The point is that the measuring device 29 is formed so as to detect and process the reflected light 30 (second reflected light) on the upper surface of the table, which is the reflected light, acquire the reflecting member surface ms, and set the second reference surface DG. ..
The reflected light reflected by the measurement object W of the irradiation light 26 forms the first reflected light 31.
A transmissive film is applied so that the reflectance of the white laser beam on the upper surface of the transparent table 2 is larger than the reflectance of the lower surface of the transparent table 2. That is, the transmittance of the lower surface of the white laser beam is high and the transmittance of the upper surface is set lower than that.
The photodetector unit 28 performs measurement while moving (scanning).

本発明の実施例4において、前記第1の実施例と主に異なる点は、第2の基準面設定部による第2の基準面の設定を、反射部材の第2の反射光のみに限定しないで、プログラム上に生成されている透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値である第2の基準面を設定する構成とした点にある。 In the fourth embodiment of the present invention, the main difference from the first embodiment is that the setting of the second reference plane by the second reference plane setting unit is not limited to the second reflected light of the reflecting member. Then, in the upper surface position of the transparent table 2 generated on the program or in the vicinity of the upper surface position, a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees is set, and the distance values of all the pixel positions from the first reference surface DT. The point is that the second reference plane having the same value is set.

第2の基準面設定部による第2の基準面の設定を、反射部材の第2の反射光のみに限定しないで、プログラム上に生成されている透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値である第2の基準面を設定するものである。
例えば、予め測定し記憶してある透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍を第2の基準面として予め記憶ないし設定しておく。例えば、平坦度及び平面度が0度の水平面である第1の基準面DTのコピーを、プログラム上に生成されている、予め測定し記憶してある透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍にオフセットして第2の基準面とする。例えば、第1の表面形状データの最も短い距離値ないし短い距離値の三か所の画素位置値を処理して第2の基準面を設定するなどがある。
The setting of the second reference plane by the second reference plane setting unit is not limited to only the second reflected light of the reflecting member, but is located at the upper surface position of the transparent table 2 generated on the program or in the vicinity of the upper surface position. The second reference plane is set so that the flatness and the horizontality are horizontal planes of 0 degrees and the distance values of all the pixel positions from the first reference plane DT are the same.
For example, the upper surface position of the transparent table that has been measured and stored in advance or the vicinity of the upper surface position is stored or set in advance as the second reference surface. For example, a copy of the first reference plane DT, which is a horizontal plane having a flatness and a flatness of 0 degrees, is placed at or near the upper surface position of the transparent table that has been measured and stored in advance and is generated on the program. It is offset and used as the second reference plane. For example, the second reference plane may be set by processing the three pixel position values of the shortest distance value or the shortest distance value of the first surface shape data.

本発明は、主に端子などの突起部を有する電子部品の平坦度を測定する産業で利用される。 The present invention is mainly used in an industry for measuring the flatness of an electronic component having protrusions such as terminals.

DT:第1の基準面、
pw:突起部、
W:測定対象物、
pa:突起部領域、
v1:第1の代表値、
ra:反射部材領域、
ms:反射部材面、
DG:第2の基準面、
v2:第2の代表値、
HD1:第1の表面形状データ、
HD2:第2の表面形状データ、
RD:反射部材表面形状データ、
1:測定装置、
2:透明テーブル、
3:照射光、
4:光照射部、
5:光検出部、
6:光検出ユニット、
7:反射部材、
8:第1の反射光、
10:第1の表面形状データ生成部、
11:第1の代表値決定部、
12:第2の反射光、
13:第2の基準面設定部、
14:第2の代表値決定部、
16:第2の表面形状データ生成部、
17:判定部、
18:判定部、
19:位置決め枠、
20:制御部、
21:領域特定部、
25:照射部、
26:照射光、
27:光検出部、
28:光検出ユニット、
29:測定装置、
30:テーブル上面反射光、
31:第1の反射光。
DT: First reference plane,
pw: protrusion,
W: Object to be measured,
pa: protrusion area,
v1: First representative value,
ra: Reflective member area,
ms: Reflective member surface,
DG: Second reference plane,
v2: Second representative value,
HD1: First surface shape data,
HD2: Second surface shape data,
RD: Reflective member surface shape data,
1: Measuring device,
2: Transparent table,
3: Irradiation light,
4: Light irradiation part,
5: Photodetector,
6: Light detection unit,
7: Reflective member,
8: First reflected light,
10: First surface shape data generator,
11: First representative value determination unit,
12: Second reflected light,
13: Second reference plane setting unit,
14: Second representative value determination unit,
16: Second surface shape data generator,
17: Judgment unit,
18: Judgment unit,
19: Positioning frame,
20: Control unit,
21: Area identification part,
25: Irradiation part,
26: Irradiation light,
27: Photodetector,
28: Light detection unit,
29: Measuring device,
30: Table top reflected light,
31: First reflected light.

本発明は、主に突起部を有する電子部品の該突起部の位置を測定するのに適した測定装置及び測定方法に関する。 The present invention relates mainly to a measuring device and a measuring method suitable for measuring the position of a protrusion of an electronic component having a protrusion.

従来、
少なくとも1方向に並ぶ複数の突起部を備える測定対象物(検査対象物)を載せる透明テーブルと、
前記透明テーブルの上面に載せられた前記測定対象物に対して、前記透明テーブルの下面から光の強度が周期的に変化する光パターンの照射光を照射する光照射部と、
前記光パターンが照射された前記測定対象物を、前記透明テーブルの下面から撮影するCCDカメラからなる光検出部(撮像部)と、
前記光検出部で検出(撮影)された前記測定対象物の画像を処理して、前記測定対象物の下面(表面)の3次元形状を表すデータであって、XY平面における各画素位置(各位置(x、y))における、前記透明テーブルの上面からの距離(高さ情報、テーブル上面からの浮き距離)を示す表面形状データ(以下「テーブル表面形状データ」という。)を生成するテーブル表面形状データ生成部(画像処理部)と、
前記テーブル表面形状データ生成部で生成された前記テーブル表面形状データにより表されるXY平面において、前記測定対象物における前記複数の突起部それぞれが含まれる領域を特定し、特定された各領域において、前記透明テーブルの上面からの距離を示す値の代表値を決定する代表値決定部と、
前記複数の突起部それぞれにおける前記代表値の分布が予め設定された基準を満たしているかを判定する判定部と、を備える、測定装置(検査装置)が知られている。(例えば、特許文献1)
Conventionally
A transparent table on which a measurement object (inspection object) having a plurality of protrusions arranged in at least one direction is placed.
A light irradiation unit that irradiates the measurement object placed on the upper surface of the transparent table with irradiation light having a light pattern in which the intensity of light changes periodically from the lower surface of the transparent table.
An optical detection unit (imaging unit) including a CCD camera that photographs the measurement object irradiated with the light pattern from the lower surface of the transparent table.
Data representing the three-dimensional shape of the lower surface (surface) of the measurement object by processing the image of the measurement object detected (photographed) by the light detection unit, and each pixel position (each) in the XY plane. A table surface that generates surface shape data (hereinafter referred to as "table surface shape data") indicating a distance (height information, floating distance from the table top surface) from the upper surface of the transparent table at a position (x, y)). Shape data generation unit (image processing unit) and
In the XY plane represented by the table surface shape data generated by the table surface shape data generation unit, a region including each of the plurality of protrusions in the measurement object is specified, and in each of the specified regions, a region including each of the plurality of protrusions is specified. A representative value determining unit that determines a representative value of a value indicating a distance from the upper surface of the transparent table, and a representative value determining unit.
A measuring device (inspection device) including a determination unit for determining whether or not the distribution of the representative values in each of the plurality of protrusions satisfies a preset standard is known. (For example, Patent Document 1)

特許第5385703号公報Japanese Patent No. 5385703

<定義>
各位置(x、y)の位置(x、y)は、デジタル画像を構成する最小の要素で、画素と呼ばれているものである。この画素にはピクセルとドットがある。
各位置(x、y)は各画素の位置(ピクセル又はドットのことである。)のことである。
各位置(x、y)は各画素位置のことである。
画素数(走査距離の範囲のドット数で定義される「解像度」を含む。)は、例えば、2048画素×2048画素のCCDカメラからなる光検出部(撮像部)の画素数は約419万画素であり、処理領域を特定(指定)しない場合には、例えば、検出視野域(撮影視野域)では419万画素のすべての位置の高さ情報を取得する処理を行うことになる。検出視野域の全画素位置の高さ情報(距離)を取得する処理を以下「全画素位置高さ取得処理」ともいう。
<Definition>
The position (x, y) of each position (x, y) is the smallest element constituting the digital image and is called a pixel. This pixel has pixels and dots.
Each position (x, y) is the position of each pixel (which means a pixel or a dot).
Each position (x, y) is each pixel position.
The number of pixels (including the "resolution" defined by the number of dots in the scanning distance range) is, for example, the number of pixels of the light detection unit (imaging unit) composed of a CCD camera of 2048 pixels × 2048 pixels is about 4.19 million pixels. When the processing area is not specified (designated), for example, in the detection field area (shooting field area), the process of acquiring the height information of all the positions of 4.19 million pixels is performed. The process of acquiring the height information (distance) of all pixel positions in the detection field of view is also referred to as "all pixel position height acquisition process" below.

上述した従来技術は(図6参照)、
(ア)予めプログラム上に設定されているデータム面(第1の基準面DT)から透明テーブル上面の高さ情報(距離)である第2の基準面を全画素位置高さ取得処理により生成して、全画素位置の高さ情報からなるテーブル上面のテーブル表面形状データ(A)を記憶部に予め記憶しておき(図6の(a)参照)、
(イ)データム面(第1の基準面)から測定対象物の高さ情報(距離)である第1の表面形状データ(B)を全画素位置高さ取得処理により生成し(図6の(b)参照)、
(ウ)全画素位置の第1の表面形状データ(B)の値からテーブル表面形状データ(A)の値を差引く演算を行って、透明テーブル上面から測定対象物の全画素位置の高さ情報(距離)であるテーブル表面形状データ(C)を全画素位置高さ取得処理により生成し(図6の(c)参照)、
(エ)全画素位置の高さ情報(距離)であるテーブル表面形状データ(C)により表されるXY平面において、前記測定対象物における突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域(D)を特定し(図6の(d)参照)、
(オ)特定された各突起部領域において、透明テーブルの上面からの高さ情報(距離)を示す値の代表値(E)を決定する(図6の(e)参照)、
というものである。
The prior art described above (see FIG. 6)
(A) A second reference plane, which is the height information (distance) of the upper surface of the transparent table, is generated from the datum plane (first reference plane DT) set in advance in the program by the all pixel position height acquisition process. The table surface shape data (A) on the upper surface of the table, which is composed of height information of all pixel positions, is stored in advance in the storage unit (see FIG. 6A).
(A) The first surface shape data (B), which is the height information (distance) of the object to be measured, is generated from the datum plane (first reference plane) by the all-pixel position height acquisition process ((Fig. 6). b) See),
(C) The height of all pixel positions of the object to be measured from the upper surface of the transparent table by performing an operation of subtracting the value of the table surface shape data (A) from the value of the first surface shape data (B) of all pixel positions. The table surface shape data (C), which is information (distance), is generated by the all-pixel position height acquisition process (see (c) in FIG. 6).
(D) In the XY plane represented by the table surface shape data (C) which is the height information (distance) of all pixel positions, the protrusion region (D) is a region including each protrusion in the measurement object. (See (d) in FIG. 6),
(E) In each of the identified protrusion regions, a representative value (E) of a value indicating height information (distance) from the upper surface of the transparent table is determined (see (e) in FIG. 6).
That is.

従来技術は以下に述べるような問題を有するものであった。
(1)代表値を決定するためには、全画素位置(例えば、419万4千画素)の高さ情報からなるテーブル表面形状データの生成が必須である。
このテーブル表面形状データの生成は、[a]全画素位置(例えば、419万4千画素)の高さ情報からなる第1の表面形状データ(B)の取得、[b]全画素位置の高さ情報からなるテーブル表面形状データの取得、[c]第1の表面形状データ(B)の各画素の距離値からテーブル表面形状データの各画素の距離値を差引く全画素位置高さ取得処理(例えば、419万4千画素)の画像処理によるものである。
すなわち、三回の処理(前記[a]、[b]、[c])が全画素位置高さ取得処理であるため、画像処理情報量が膨大であるという欠点を有するものであった。
The prior art has the following problems.
(1) In order to determine the representative value, it is indispensable to generate table surface shape data including height information of all pixel positions (for example, 4,194,000 pixels).
The generation of the table surface shape data is as follows: [a] acquisition of the first surface shape data (B) consisting of height information of all pixel positions (for example, 4,194,000 pixels), and [b] height of all pixel positions. Acquisition of table surface shape data consisting of information, [c] All pixel position height acquisition process of subtracting the distance value of each pixel of table surface shape data from the distance value of each pixel of the first surface shape data (B) This is due to image processing (for example, 4,194,000 pixels).
That is, since the three processes (the [a], [b], and [c]) are all pixel position height acquisition processes, there is a drawback that the amount of image processing information is enormous.

(2)上記従来技術は、透明テーブルの物理的上面を直接測定して該透明テーブル上面位置を測定するものであるので、光検出部(撮像部)の分解能が透明テーブルの平坦度(「反り」も含む。)よりも小さい場合、テーブルの傾きによるテーブル上面の最大高さ位置と最低高さ位置が撮像部の分解能より大きい場合は、テーブル表面形状データは測定した各画素値の値が異なる箇所を有するものとなり、テーブル表面形状データの生成は、第1の表面形状データの全画素位置の値からテーブル表面形状データの全画素位置の値を差引くという膨大な情報量を処理するものになるという問題を有するものであった。 (2) In the above-mentioned prior art, the physical upper surface of the transparent table is directly measured to measure the position of the upper surface of the transparent table, so that the resolution of the light detection unit (imaging unit) is the flatness (“warp”) of the transparent table. If the maximum height position and the minimum height position of the table top surface due to the tilt of the table are larger than the resolution of the imaging unit, the measured pixel values of the table surface shape data are different. The table surface shape data is generated by subtracting the value of all pixel positions of the table surface shape data from the value of all pixel positions of the first surface shape data, which is a huge amount of information. It had the problem of becoming.

本発明は以上のような従来技術の欠点に鑑み、高さ情報(距離)を示す値の代表値を決定する又は決定するまでの処理の処理情報量が少なくて済む測定装置及び測定方法を提供することを目的としている。 In view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, the present invention provides a measuring device and a measuring method that require a small amount of processing information for determining or determining a representative value of a value indicating height information (distance). The purpose is to do.

上記目的を達成するために、本発明は以下のような構成としている。
[第1の発明]
透明テーブルと、
この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、
前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、
前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成する第1の表面形状データ生成部と、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定する第1の代表値決定部と、
前記光検出部で検出された、前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設けた反射部材からの反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される反射部材面を取得するとともに、前記反射部材面を前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に位置させた第2の基準面を設定する第2の基準面設定部と、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定する第2の代表値決定部と、を備え、
前記第2の基準面が、平坦度及び水平度が0度の水平面である又は補正等により平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である、
以上の構成であることを特徴とする測定装置である。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
[First invention]
With a transparent table
A light irradiation unit that irradiates the irradiation light upward, which is provided below the transparent table,
A photodetector provided below the transparent table and
A first reference plane set or defined in advance as a reference position on the photodetector side, and
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data generation unit that generates first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position, and a first surface shape data generation unit.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including each of the protrusions of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. The first representative value determination unit that determines the representative value of
The second reflected light, which is the reflected light from the reflecting member provided on the upper surface, the lower surface, the upper side or the lower side of the transparent table detected by the light detection unit, is processed to be processed from the first reference surface. A second reference surface setting unit that acquires a reflection member surface indicated by a distance and sets a second reference surface in which the reflection member surface is located at the upper surface position of the transparent table or near the upper surface position.
It is provided with a second representative value determining unit that determines a second representative value by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
The second reference plane is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, or is made a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees by correction or the like, and all the pixel positions thereof are from the first reference plane. Distance values are equivalent,
It is a measuring device characterized by having the above-mentioned configuration.

[第2の発明]
透明テーブルと、
この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、
前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、
前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設けた反射部材と、
前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成する第1の表面形状データ生成部と、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部が含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定する第1の代表値決定部と、
前記反射部材の領域ないし該反射部材が含まれる領域である反射部材領域を特定し、前記光検出部で検出した前記反射部材領域の反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される反射部材面を取得するとともに、前記反射部材面を前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に位置させた第2の基準面を設定する第2の基準面設定部と、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定する第2の代表値決定部と、を備え、
前記第2の基準面(第2の基準面データ)が、平坦度及び水平度が0度の水平面である又は補正等により平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である、
以上の構成であることを特徴とする測定装置である。
[Second invention]
With a transparent table
A light irradiation unit that irradiates the irradiation light upward, which is provided below the transparent table,
A photodetector provided below the transparent table and
Reflective members provided on the upper surface, lower surface, upper surface or lower side of the transparent table,
A first reference plane set or defined in advance as a reference position on the photodetector side, and
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data generation unit that generates first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position, and a first surface shape data generation unit.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including the protrusion of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. The first representative value determination unit that determines the representative value, and
The region of the reflective member or the reflective member region which is a region including the reflective member is specified, and the second reflected light which is the reflected light of the reflective member region detected by the light detection unit is processed to perform the second reflected light. A second reference for acquiring the reflective member surface indicated by the distance from the reference surface of 1 and setting a second reference surface in which the reflective member surface is located at the upper surface position of the transparent table or near the upper surface position. Surface setting part and
It is provided with a second representative value determining unit that determines a second representative value by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
The second reference plane (second reference plane data) is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, or is made a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees by correction or the like, and all pixel positions thereof. The distance values from the first reference plane are the same.
It is a measuring device characterized by having the above-mentioned configuration.

[第3の発明]
前記[第1の発明]又は[第2の発明]記載の測定装置において、前記第2の基準面から前記測定対象物の各画素の距離によって該測定対象物の表面の3次元形状を表す第2の表面形状データを、前記第1の表面形状データの値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行うことにより生成する第2の表面形状データ生成部を設けてなるものもよい。
[Third invention]
In the measuring device according to the [first invention] or [second invention], the three-dimensional shape of the surface of the measurement object is represented by the distance of each pixel of the measurement object from the second reference plane. A second surface shape data generation unit may be provided to generate the surface shape data of 2 by performing an operation of subtracting the value of the second reference surface from the value of the first surface shape data. ..

[第4の発明]
透明テーブルと、この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設けた反射部材と、を備えてなる測定装置による測定方法であって、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成し、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定し、
前記光検出部で検出された前記反射部材からの反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される反射部材面を取得するとともに、前記反射部材面を前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に設定した第2の基準面を生成し、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定し、
前記第2の基準面が、平坦度及び水平度が0度の水平面である又は補正等により平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である、ことを特徴とする測定方法である。
[Fourth Invention]
A transparent table, a light irradiation unit provided below the transparent table for irradiating irradiation light upward, a light detection unit provided below the transparent table, and a reference position on the light detection unit side. A measuring method using a measuring device including a first reference surface preset or defined as, and a reflecting member provided on the upper surface, the lower surface, the upper surface or the lower side of the transparent table.
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position is generated, and the surface shape data is generated.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including each of the protrusions of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. Determine the representative value of
The second reflected light, which is the reflected light from the reflecting member detected by the light detection unit, is processed to acquire the reflecting member surface indicated by the distance from the first reference surface, and the reflecting member is obtained. A second reference surface having a surface set at the upper surface position of the transparent table or near the upper surface position is generated.
The second representative value is determined by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
The second reference plane is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, or is made a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees by correction or the like, and all the pixel positions thereof are from the first reference plane. This is a measurement method characterized in that the distance values are the same.

[第5の発明]
透明テーブルと、この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設けた反射部材と、前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、を備えてなる測定装置による測定方法であって、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成し、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部が含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定し、
前記反射部材の領域ないし該反射部材が含まれる領域である反射部材領域を特定し、前記光検出部で検出した前記反射部材領域の反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される反射部材面を取得するとともに、前記反射部材面を前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に設定した第2の基準面を生成し、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定し、
前記第2の基準面が、平坦度及び水平度が0度の水平面である又は補正等により平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である、ことを特徴とする測定方法である。
[Fifth Invention]
A transparent table, a light irradiation unit provided below the transparent table for irradiating irradiation light upward, a light detection unit provided below the transparent table, and upper and lower surfaces of the transparent table. A measurement method using a measuring device including a reflection member provided on the upper side or the lower side and a first reference surface preset or determined as a reference position on the light detection unit side.
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position is generated, and the surface shape data is generated.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including the protrusion of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. Determine the representative value,
The region of the reflective member or the reflective member region which is a region including the reflective member is specified, and the second reflected light which is the reflected light of the reflective member region detected by the light detection unit is processed to perform the second reflected light. The reflection member surface indicated by the distance from the reference surface of 1 is acquired, and a second reference surface in which the reflection member surface is set at the upper surface position of the transparent table or near the upper surface position is generated.
The second representative value is determined by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
The second reference plane is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, or is made a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees by correction or the like, and all the pixel positions thereof are from the first reference plane. This is a measurement method characterized in that the distance values are the same.

[第6の発明]
前記[第1の発明]、[第2の発明]又は[第3の発明]記載の測定装置において、
前記反射部材を設けない構成であり、
前記第2の基準面が、前記透明テーブルの上面からの反射光であるテーブル上面反射光を処理して生成されるものであることを特徴とする測定装置である。
[Sixth Invention]
In the measuring device according to the above [first invention], [second invention] or [third invention].
It is a configuration without the reflective member.
The measuring device is characterized in that the second reference surface is generated by processing the table top surface reflected light which is the reflected light from the top surface of the transparent table.

[第7の発明]
透明テーブルと、
この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、
前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、
前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成する第1の表面形状データ生成部と、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定する第1の代表値決定部と、
プログラム上に生成されている前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である第2の基準面を設定する第2の基準面設定部と、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定する第2の代表値決定部と、を備え、
以上の構成であることを特徴とする測定装置である。
[Seventh Invention]
With a transparent table
A light irradiation unit that irradiates the irradiation light upward, which is provided below the transparent table,
A photodetector provided below the transparent table and
A first reference plane set or defined in advance as a reference position on the photodetector side, and
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data generation unit that generates first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position, and a first surface shape data generation unit.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including each of the protrusions of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. The first representative value determination unit that determines the representative value of
A horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees is set at the upper surface position of the transparent table generated on the program or near the upper surface position, and the distance values of all the pixel positions from the first reference surface are the same. The second reference plane setting unit that sets the second reference plane, which is
It is provided with a second representative value determining unit that determines a second representative value by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
It is a measuring device characterized by having the above-mentioned configuration.

本発明にあっては次のような効果を奏する。
[第1の発明]の効果
(1)全画素位置の距離(高さ情報)である第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域を特定して、前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定し、
平坦度及び水平度が0度の水平面である又は補正等により平坦度及び水平度が0度の水平面とされ、かつ、その全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である第2の基準面の値を設定し、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定するものである。
よって、全画素位置の距離(高さ情報)であるものは第1の表面形状データのみである。
そして、第2の代表値は第1の代表値から第2の基準面の値を差引いて取得するものである、例えば、突起部が100箇所あり、該100箇所の突起部の全てを突起部領域特定した場合は、第1の代表値は100箇所(100個の画素位置)であり、この100箇所の第1の代表値から第2の基準面の値(すべての値が同値)を差引くことで第2の代表値が得られものであるから、その処理情報量は極めて少情報量であるという効果を奏する。
すなわち、本発明は、従来技術に比べて少ない情報処理によって第2の代表値を決定するという作用効果を奏する。
(2)第1の代表値による判定等を可能とするものであるので、第1の代表値のみでの判定でよい場合は、第1の表面形状データの生成と、該第1の表面形状データにおいて突起部領域を特定し、該突起部領域において第1の代表値を決定するだけの少ない情報量の処理でよい。
(3)第1の表面形状データは測定対象物の下面(表面)の3次元形状を表すデータであるので、測定対象物の3次元形状画像を画面に表示して視覚による確認を行うのであれば、第2の表面形状データは使用しなくてもよい又は生成しなくてもよい。
本件発明は、第1の基準面、第2の基準面のいずれもが平坦度及び水平度が0度の水平面(各画素位置の値が同値)であるので、ディスプレイに表示される第1の表面形状データの3次元画像と第2の表面形状データの3次元画像は同じ3次元画像となる。
The present invention has the following effects.
Effect of [1st Invention] (1) A protrusion that is a region including each of the protrusions of the measurement object in the XY plane of the first surface shape data which is the distance (height information) of all pixel positions. A region is specified, and a first representative value, which is a representative distance value in the protrusion region, is determined.
The flatness and horizontality are horizontal planes of 0 degrees, or the flatness and horizontality are horizontal planes of 0 degrees by correction or the like, and the distance values of all the pixel positions from the first reference plane are the same. Set the value of the second reference plane,
The second representative value is determined by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
Therefore, only the first surface shape data is the distance (height information) of all pixel positions.
The second representative value is obtained by subtracting the value of the second reference plane from the first representative value. For example, there are 100 protrusions, and all of the 100 protrusions are projected. When the area is specified, the first representative value is 100 points (100 pixel positions), and the value of the second reference plane (all values are the same value) is different from the first representative value of these 100 points. Since the second representative value is obtained by subtracting it, the amount of processed information is extremely small.
That is, the present invention has the effect of determining the second representative value with less information processing than in the prior art.
(2) Since it is possible to make a judgment based on the first representative value, if the judgment is made only by the first representative value, the first surface shape data is generated and the first surface shape is used. Processing with a small amount of information is sufficient to specify the protrusion region in the data and determine the first representative value in the protrusion region.
(3) Since the first surface shape data is data representing the three-dimensional shape of the lower surface (surface) of the measurement object, the three-dimensional shape image of the measurement object may be displayed on the screen for visual confirmation. For example, the second surface shape data may not be used or generated.
In the present invention, since both the first reference plane and the second reference plane are horizontal planes having a flatness and a horizontality of 0 degrees (the values at each pixel position are the same), the first one displayed on the display. The three-dimensional image of the surface shape data and the three-dimensional image of the second surface shape data are the same three-dimensional image.

本発明は、反射部材の下面(表面)の測定データに基づいて、平坦度及び水平度が0度の水平面である第2の基準面を設定するものであるので、そもそも透明テーブル上面及び透明テーブルを測定(検出)しない、測定(検出)の対象とはしない、測定(検出)の対象から除外しているものである。すなわち、特許文献1の発明の、テーブル上面の測定で得られたところのテーブル表面形状データは無いものである。 In the present invention, the second reference plane, which is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, is set based on the measurement data of the lower surface (surface) of the reflective member. Therefore, the upper surface of the transparent table and the transparent table are set in the first place. Is not measured (detected), is not the target of measurement (detection), and is excluded from the target of measurement (detection). That is, there is no table surface shape data obtained by measuring the table top surface of the invention of Patent Document 1.

本発明は領域特定及び代表値決定には、特許文献1の発明における必須の構成である、全画素位置のデータであるテーブル表面形状データを使用しないものであるので、その分情報処理量は少なくて済むものである。
特許文献1の発明における必須の構成である、全画素位置のデータであるテーブル表面形状データを使用しない本発明は、特許文献1の発明の目的を達成する中核的構成であるテーブル表面形状データの使用を否定するものであるから、特許文献1の発明には本発明に想到すること阻害する阻害要因がある。
Since the present invention does not use the table surface shape data, which is the data of all pixel positions, which is an indispensable configuration in the invention of Patent Document 1, the area identification and the representative value determination are reduced in the amount of information processing. It's all done.
The present invention, which does not use the table surface shape data which is the data of all pixel positions, which is an essential configuration in the invention of Patent Document 1, is the core configuration of the table surface shape data which achieves the object of the invention of Patent Document 1. Since the use is denied, the invention of Patent Document 1 has an inhibitory factor that hinders the idea of the present invention.

[第2の発明]の効果
前記[第1の発明]と異なる点は、前記反射部材の領域ないし該反射部材が含まれる領域である反射部材領域を特定し、前記光検出部で検出した前記反射部材領域の反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される第2の基準面を生成する、という点である。
よって、前記[第1の発明]と同様な効果を奏するとともに、反射部材の測定領域が特定した反射部材領域という狭い範囲に限定されるので、その狭い範囲の情報は少ない画素位置情報であるので処理情報量が小さいという効果を奏するものであり、またそれは、代表値を決定する処理において、従来技術の全画素位置の高さ情報からなるテーブル上面の表面形状データである「テーブル表面形状データ」という膨大な情報を使用しないことを意味するものである。
Effect of [Second Invention] The difference from the above [First Invention] is that the reflection member region or the reflection member region including the reflection member is specified and detected by the light detection unit. The point is that the second reflected light, which is the reflected light of the reflecting member region, is processed to generate the second reference plane indicated by the distance from the first reference plane.
Therefore, the same effect as that of the above [first invention] is obtained, and the measurement area of the reflective member is limited to a narrow range of the specified reflective member region. Therefore, the information in the narrow range is a small amount of pixel position information. It has the effect of reducing the amount of processing information, and it is the "table surface shape data" which is the surface shape data of the table top surface consisting of the height information of all the pixel positions of the prior art in the processing of determining the representative value. It means not to use the huge amount of information.

[第3の発明]の効果
前記[第1の発明]又は[第2の発明]記載の測定装置と同様な効果を奏するとともに、測定対象物の表面の3次元形状を表す第2の表面形状データによって、測定対象物の表面(下面又は上面)の3次元形状をディスプレイに表示することを可能とする。
Effect of [Third Invention] A second surface shape representing the three-dimensional shape of the surface of the object to be measured while having the same effect as the measuring device described in the above [first invention] or [second invention]. The data makes it possible to display the three-dimensional shape of the surface (lower surface or upper surface) of the object to be measured on the display.

[第4の発明]の効果
前記[第1の発明]の効果と同様な効果を奏する。
Effect of [Fourth Invention] An effect similar to that of the above-mentioned [First Invention] is obtained.

[第5の発明]の効果
前記[第2の発明]の効果と同様な効果を奏する。
Effect of [Fifth Invention] An effect similar to that of the above-mentioned [Second Invention] is obtained.

[第6の発明]の効果
第2の基準面が透明テーブルの上面からの反射光であるテーブル上面反射光を処理して生成され、該第2の基準面によって前記[第1の発明]、[第2の発明]又は[第3の発明]記載の測定装置と同様な効果を奏する。
Effect of [Sixth Invention] The second reference surface is generated by processing the table top surface reflected light which is the reflected light from the upper surface of the transparent table, and the second reference surface is used to generate the above [first invention]. It has the same effect as the measuring device described in the [second invention] or the [third invention].

[第7の発明]の効果
第2の基準面設定部による第2の基準面を設定を、反射部材の第2の反射光のみに限定しないで、プログラム上に生成されている透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値である第2の基準面を設定するものである。
例えば、予め測定し記憶してある透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍を第2の基準面として予め記憶しておく。例えば、平坦度及び平面度が0度の水平面である第1の基準面DTのコピーを、プログラム上に生成されている、予め測定し記憶してある透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍にオフセットして第2の基準面とする。例えば、第1の表面形状データの最も短い距離値ないし短い距離値の三か所の画素位置値を処理して第2に基準面を設定するなどがある。
前記[第1の発明]の効果と同様な効果を奏する。
Effect of [7th Invention] The setting of the second reference plane by the second reference plane setting unit is not limited to only the second reflected light of the reflecting member, but the transparent table 2 generated on the program. A second reference plane is set at or near the top surface position, which is a horizontal plane having a flatness and horizontality of 0 degrees and whose distance values from the first reference plane DT are the same for all pixel positions. Is.
For example, the upper surface position of the transparent table or the vicinity of the upper surface position, which is measured and stored in advance, is stored in advance as the second reference surface. For example, a copy of the first reference plane DT, which is a horizontal plane having a flatness and a flatness of 0 degrees, is placed at or near the upper surface position of the transparent table that has been measured and stored in advance and is generated on the program. It is offset and used as the second reference plane. For example, the reference plane is set secondly by processing the pixel position values of the three shortest distance values or the shortest distance values of the first surface shape data.
It has the same effect as the effect of the above [first invention].

本発明の実施例1の概念図。The conceptual diagram of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の処理を示すチャート図。The chart figure which shows the process of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の処理をイメージ的に示した模式図。The schematic diagram which showed the process of Example 1 of this invention as an image. 本発明の実施例1の領域特定部の画面図。The screen view of the area specifying part of Example 1 of this invention. 本発明の実施例3の概念図。The conceptual diagram of Example 3 of this invention. 従来技術の処理をイメージ的に示した模式図。The schematic diagram which showed the processing of the prior art as an image.

以下、本発明を実施するための最良の形態である実施例について説明する。但し、本発明をこれら実施例のみに限定する趣旨のものではない。また、後述する実施例の説明に当って、前述した実施例の同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。 Hereinafter, examples which are the best mode for carrying out the present invention will be described. However, the present invention is not intended to be limited to these examples. Further, in the description of the embodiment described later, the same components of the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図1〜図4に示す本発明の実施例1において、測定装置1は次のような構成となっている。
透明石英ガラスからなる透明テーブル2と、
この透明テーブル2の下方に設けられた、上方に向けて照射光3を照射する光照射部4、照射光3の反射光を検出する光検出部5とを有する光検出ユニット6と、
光検出部5側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面DTと、
透明テーブル2の上部に設けた、突起部pwを有する測定対象物Wのセット位置を枠内に規制する、照射光3を透過する透明ガラスからなる囲い枠形態の位置決め枠19と、
測定対象物Wの配置域外である位置決め枠19内の透明テーブル2の上面に塗布形態で設けられた、照射光3を拡散反射する複数の反射部材7と、
透明テーブル2の上面に載せ位置されている測定対象物Wからの反射光である第1の反射光8を処理して、第1の基準面DTから測定対象物Wまでの各画素位置(各位置(x、y))の距離で該測定対象物Wの表面形状(3次元形状)を表す第1の表面形状データHD1を生成する第1の表面形状データ生成部10と、
領域特定部21と、
領域特定部21の画面(ディスプレイの画面)に表示される第1の表面形状データHD1のXY平面において、測定対象物Wの突起部pwが含まれる領域である突起部領域paを特定し、特定された突起部領域paにおいて代表とする距離値である第1の代表値v1(最も高い画素の位置、最も低い画素の位置又は全画素位置の平均値など)を決定する第1の代表値決定部11と、
光検出部5で検出された反射光である第2の反射光12を処理して、第1の基準面DTからの距離で示される反射部材面msを取得するとともに、反射部材面msを透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に位置させた第2の基準面DGを設定する第2の基準面設定部13と、
第1の代表値v1から第2の基準面DGの値を差引く演算を行って第2の代表値v2を決定する第2の代表値決定部14と、
第2の基準面DGから測定対象物Wの各画素の距離によって該測定対象物Wの表面(下面)の3次元形状を表す第2の表面形状データHD2を、第1の表面形状データHD1の値から第2の基準面DGの値を差引く演算を行うことにより生成する第2の表面形状データ生成部16と、
第2の代表値v2が所定の高さ位置範囲内にあるかどうかを判定する判定部17と、
前記第1の代表値v1が所定の高さ位置範囲内にあるかどうかを判定する判定部18と、
制御部20と、からなっていて、
第2の基準面DGが、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値である。
In the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 4, the measuring device 1 has the following configuration.
A transparent table 2 made of transparent quartz glass and
A light detection unit 6 provided below the transparent table 2 and having a light irradiation unit 4 for irradiating the irradiation light 3 upward and a light detection unit 5 for detecting the reflected light of the irradiation light 3.
A first reference plane DT preset or defined as a reference position on the photodetector 5 side, and
A positioning frame 19 in the form of an enclosure made of transparent glass that transmits the irradiation light 3 that regulates the setting position of the measurement object W having the protrusion pw provided on the upper part of the transparent table 2 in the frame.
A plurality of reflecting members 7 for diffuse-reflecting the irradiation light 3 provided on the upper surface of the transparent table 2 in the positioning frame 19 outside the arrangement area of the measurement object W in a coating form.
Each pixel position (each) from the first reference surface DT to the measurement object W by processing the first reflected light 8 which is the reflected light from the measurement object W placed on the upper surface of the transparent table 2. The first surface shape data generation unit 10 that generates the first surface shape data HD1 representing the surface shape (three-dimensional shape) of the measurement object W at the distance of the position (x, y)), and
Area identification unit 21 and
In the XY plane of the first surface shape data HD1 displayed on the screen (display screen) of the region specifying unit 21, the protrusion region pa, which is the region including the protrusion pw of the measurement object W, is specified and specified. First representative value determination for determining a first representative value v1 (highest pixel position, lowest pixel position, average value of all pixel positions, etc.) which is a representative distance value in the projected protrusion region pa. Part 11 and
The second reflected light 12 which is the reflected light detected by the photodetector 5 is processed to acquire the reflecting member surface ms indicated by the distance from the first reference surface DT, and the reflecting member surface ms is transparent. A second reference surface setting unit 13 for setting a second reference surface DG located at the upper surface position of the table 2 or near the upper surface position, and
A second representative value determination unit 14 that determines the second representative value v2 by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane DG from the first representative value v1.
The second surface shape data HD2 representing the three-dimensional shape of the surface (lower surface) of the measurement object W according to the distance of each pixel of the measurement object W from the second reference surface DG is the second surface shape data HD1 of the first surface shape data HD1. A second surface shape data generation unit 16 generated by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane DG from the value, and
A determination unit 17 for determining whether or not the second representative value v2 is within a predetermined height position range, and
A determination unit 18 for determining whether or not the first representative value v1 is within a predetermined height position range, and
It consists of a control unit 20
The second reference plane DG is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, and the distance values of all the pixel positions from the first reference plane DT are the same.

第2の基準面設定部13による第2の基準面DGの設定は以下のように行われる。
光検出部5で検出された反射部材7のうちの3か所の反射部材7の領域ないし該反射部材7が含まれる領域である反射部材領域raからの反射光である第2の反射光12を処理して、3か所の反射部材7の反射部材代表値(最も高い画素の位置値、最も低い画素の位置値又は全画素位置値の平均値など)を決定し、該反射部材代表値を結ぶ三角形の平面を作成し、該平面を平坦度及び平面度が0度(0値)の水平面(全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値)に補正した、第1の基準面DTからの距離で示される反射部材面msを取得するとともに、反射部材面msを透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に位置させた第2の基準面DGを設定する(図1、図2参照)
The setting of the second reference plane DG by the second reference plane setting unit 13 is performed as follows.
The second reflected light 12 which is the reflected light from the reflecting member region ra which is the region of the reflecting member 7 at three places of the reflecting member 7 detected by the light detection unit 5 or the region including the reflecting member 7. To determine the representative values of the reflective members (positional values of the highest pixel, the position value of the lowest pixel, the average value of all the pixel position values, etc.) of the three reflective member 7s, and the representative value of the reflective member. A first triangular plane is created, and the plane is corrected to a horizontal plane having a flatness and flatness of 0 degrees (0 value) (the distance values of all pixel positions from the first reference plane DT are the same). The reflection member surface ms indicated by the distance from the reference surface DT of the above is acquired, and the second reference surface DG in which the reflection member surface ms is located at the upper surface position of the transparent table 2 or near the upper surface position is set (FIG. 1. See Fig. 2) .

制御部20は、第1の表面形状データ生成部10、第1の代表値決定部11、第2の基準面設定部13、第2の代表値決定部14、第2の表面形状データ生成部16、判定部17、判定部18、領域特定部21等を有している。 The control unit 20 includes a first surface shape data generation unit 10, a first representative value determination unit 11, a second reference surface setting unit 13, a second representative value determination unit 14, and a second surface shape data generation unit. It has 16, a determination unit 17, a determination unit 18, a region identification unit 21, and the like.

第1の基準面DTは、光検出ユニット6を制御する制御部20においてプログラム上に任意に決められた基準位置ないし基準値であり、平坦度及び平面度が0度(0値)の水平面で高さ位置値は0値とされている。センサ基準面DTは「幾何公差の基準「データム」」である。 The first reference plane DT is a reference position or a reference value arbitrarily determined on the program by the control unit 20 that controls the photodetection unit 6, and is a horizontal plane having a flatness and a flatness of 0 degrees (0 values). The height position value is set to 0 value. The sensor reference plane DT is a "geometric tolerance reference" datum "".

図3は、各画素位置を示す模式図である。縦矢印は各画素位置の距離値を示している。
図3の(a)の左図は、一か所の反射部材表面形状データRDの最も距離値の短い画素位置を有する一列を示している。
図3の(a)の右図は、第1の表面形状データDH1の最も距離値の短い画素位置を有する一列を示している。
図3の(b)の左図は、反射部材領域raの最も距離値の短い画素位置を有する一列を示している。ここでは、反射部材領域raは反射部材7の全部を含む領域としている(図4参照)。
図3の(b)の右図は、一か所の突起部領域paの最も距離値の短い画素位置を有する一列を示している。
FIG. 3 is a schematic view showing each pixel position. The vertical arrow indicates the distance value of each pixel position.
The left figure of FIG. 3A shows a row having the shortest distance value pixel position of the reflective member surface shape data RD at one place.
The right figure of FIG. 3A shows a row of the first surface shape data DH1 having the shortest distance value pixel position.
The left figure of FIG. 3B shows a row having a pixel position having the shortest distance value in the reflective member region ra. Here, the reflective member region ra is a region including the entire reflective member 7 (see FIG. 4).
The right figure of FIG. 3B shows a row having the shortest distance value pixel position of one protrusion region pa.

本発明の光検出部の分解能は、透明テーブル上面の平坦度よりも高分解能である。
実施例1においては、透明テーブル2の上面の平坦度は0.6μm〜3μmの間であるが、光検出部の分解能は0.5μm又は0.25μmである。
The resolution of the photodetector of the present invention is higher than the flatness of the upper surface of the transparent table.
In Example 1, the flatness of the upper surface of the transparent table 2 is between 0.6 μm and 3 μm, but the resolution of the photodetector is 0.5 μm or 0.25 μm.

照射光3が透過する透明テーブル2およびその上面を光検出部5で検出することはできないし(検出できるだけの拡散反射光が得られない)、透明テーブル2からの反射光はノイズとして除去するようになっている。
照射光3が透過する位置決め枠19を光検出部5で検出することはできないし、位置決め枠19からの反射光はノイズとして除去するようになっている。
照射された照射光は測定対象物Wと反射部材7に当たりその反射光は同時に光検出部5で検出され処理される(図3の(a)参照)。よって、測定毎に第2の基準面DGの設定が行なわれる。
よって、拡散反射材である測定対象物Wと反射部材7以外の箇所の照射光は光検出部5で検出できる拡散反射光が得られず、プログラム上のデータでは測定不能画素位置として測定しない非測定画素位置として処理され、拡散反射光が得られた測定対象物Wの画素位置は第1の表面形状データHD1を形成し、反射部材7の画素位置は反射部材表面形状データRDを形成する(図3の(a)参照)。
The transparent table 2 through which the irradiation light 3 is transmitted and the upper surface thereof cannot be detected by the light detection unit 5 (diffuse reflected light that can be detected cannot be obtained), and the reflected light from the transparent table 2 is removed as noise. It has become.
The positioning frame 19 through which the irradiation light 3 passes cannot be detected by the light detection unit 5, and the reflected light from the positioning frame 19 is removed as noise.
The irradiated irradiation light hits the measurement object W and the reflecting member 7, and the reflected light is simultaneously detected and processed by the photodetector 5 (see (a) of FIG. 3). Therefore, the second reference plane DG is set for each measurement.
Therefore, the diffuse reflection light that can be detected by the light detection unit 5 cannot be obtained for the irradiation light of the portion other than the measurement object W and the reflection member 7 which are the diffuse reflection materials, and the data on the program does not measure as the unmeasurable pixel position. The pixel position of the measurement object W processed as the measurement pixel position and the diffuse reflected light is obtained forms the first surface shape data HD1, and the pixel position of the reflection member 7 forms the reflection member surface shape data RD ( (See (a) in FIG. 3).

領域特定部21の画面(ディスプレイの画面)には、第1の表面形状データHD1のXY平面における画像と、反射部材の反射部材表面形状データ22のXY平面における画像が表示される(図4参照)。
領域特定部21の画面において、
反射部材表面形状データ22の三か所の反射部材領域raを特定し(図3の(b)、図4参照)、
第1の表面形状データHD1の突起部領域pa(ここでは全突起部を特定)を特定し(図3の(b)、図4参照)、
「処理」を指示すると第1の代表値v1の決定(図3の(c))、反射部材面msの取得と第2の基準面DGの設定(図3の(c))及び第2の代表値v2の決定(図3の(d))が自動的に行われる。
第2の基準面DGの設定は、反射部材面msと同位置に自動的に設定する非設定モードと、予め設定してある移動距離位置に自動的に設定する自動設定モードと、オペレーターが測定毎に任意に設定する任意設定モードが選択できるようになっている。
領域特定部21の画面は、画像を拡大表示することが可能であり、例えば、一か所の突起部pw部位を画面全域に拡大表示して領域を特定(指定)できる。
On the screen (display screen) of the region specifying unit 21, an image of the first surface shape data HD1 in the XY plane and an image of the reflective member surface shape data 22 of the reflective member in the XY plane are displayed (see FIG. 4). ).
On the screen of the area identification unit 21,
The three reflective member regions ra of the reflective member surface shape data 22 are specified (see FIG. 3B and FIG. 4).
The protrusion region pa (here, all protrusions are specified) of the first surface shape data HD1 is specified (see FIG. 3 (b) and FIG. 4).
When "processing" is instructed, the first representative value v1 is determined ((c) in FIG. 3), the reflection member surface ms is acquired, the second reference surface DG is set ((c) in FIG. 3), and the second. The determination of the representative value v2 ((d) in FIG. 3) is automatically performed.
The setting of the second reference surface DG is a non-setting mode that is automatically set at the same position as the reflective member surface ms, an automatic setting mode that is automatically set at a preset movement distance position, and an operator measures. The optional setting mode that can be set arbitrarily can be selected for each.
The screen of the area specifying unit 21 can enlarge and display an image, and for example, a region can be specified (designated) by enlarging and displaying one protrusion pw portion over the entire screen.

突起部領域paの特定は、ディスプレイに表示された第1の表面形状データHD1のXY平面における画像に、マウス等で囲い枠を描いて直接特定する方法、CADデータ等から予め特定箇所枠を作成しておいて、その特定箇所枠をディスプレイに表示された第1の表面形状データHD1のXY平面における画像に被せる操作によって特定する方法などがある。 To specify the protrusion area pa, a method of directly specifying the image on the XY plane of the first surface shape data HD1 displayed on the display by drawing a frame with a mouse or the like, or creating a specific place frame in advance from CAD data or the like. Then, there is a method of specifying the specific location frame by an operation of covering the image on the XY plane of the first surface shape data HD1 displayed on the display.

第2の表面形状データHD2は、第2の代表値v2決定後に自動的に生成されるようにするのもよいが、第2の表面形状データ作成部を設け、必要とする場合にオペレーターのディスプレイ画面上での第2の表面形状データ作成ボタンのクリック等の作成指示操作によって、記憶されている第1の表面形状データHD1値から第2の基準面DG値を引き演算することで生成するのがよい。 The second surface shape data HD2 may be automatically generated after the determination of the second representative value v2, but a second surface shape data creation unit is provided and the operator's display is provided when necessary. It is generated by subtracting the second reference surface DG value from the stored first surface shape data HD1 value by a creation instruction operation such as clicking the second surface shape data creation button on the screen. Is good.

第1の表面形状データHD1の3次元形状画像と第2の表面形状データHD2の3次元形状画像は、ディスプレイに表示できるようになっている。
各画素位置の高さ距離によりその表示線は色分け処理がされ、該色の違いにより高さが視認できるようになっている。
第1の基準面DT、第2の基準面DGのいずれもが平坦度及び水平度が0度の水平面(各画素位置の値が同値)であるので、ディスプレイに表示される第1の表面形状データHD1の3次元画像と第2の表面形状データHD2の3次元形状画像は視認的には同じとなる。
測定対象物Wの下面(表面)の形状の視認を目的とするのであれば、第1の表面形状データHD1の3次元形状画像のみでよいのであり、その場合は、第2の表面形状データHD2の生成を行わなくてもよいし第2の表面形状データ生成部16を設けなくてもよい。
The three-dimensional shape image of the first surface shape data HD1 and the three-dimensional shape image of the second surface shape data HD2 can be displayed on the display.
The display line is color-coded according to the height distance of each pixel position, and the height can be visually recognized by the difference in color.
Since both the first reference surface DT and the second reference surface DG are horizontal planes with 0 degree flatness and horizontality (the values at each pixel position are the same), the first surface shape displayed on the display. The three-dimensional image of the data HD1 and the three-dimensional shape image of the second surface shape data HD2 are visually the same.
If the purpose is to visually recognize the shape of the lower surface (surface) of the object W to be measured, only the three-dimensional shape image of the first surface shape data HD1 is sufficient. In that case, the second surface shape data HD2 It is not necessary to generate the second surface shape data generation unit 16.

(1)全画素位置の距離(高さ情報)である第1の表面形状データHD1のXY平面において、測定対象物Wの突起部pwそれぞれが含まれる領域である突起部領域paを特定して、突起部領域paにおいて代表とする距離値である第1の代表値v1を決定し、
平坦度0の水平面である又は補正等により平坦度0の水平面とされた(すなわちその全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値)第2の基準面DGの値を設定し、
第1の代表値v1の値から第2の基準面DGの値を差引く演算を行って第2の代表値v2を決定するものである。
よって、全画素位置の距離(高さ情報)であるものは第1の表面形状データのみである。
そして、第2の代表値はv2は第1の代表値v1から第2の基準面DGの値(値は一つ(全画素値が同値))を差引いて取得するものである、例えば、突起部pwが100箇所あり、該100箇所の突起部pwの全てを突起部領域paを特定した場合は、第1の代表値v1は100箇所であり、この100箇所の第1の代表値v1から第基準面DGの値(値は一つ)を差引くことで第2の代表値v2が得られものであるから、その処理情報量は極めて少情報量であるという効果を奏する。
すなわち、従来技術に比べて少ない情報処理によって第2の代表値v2を決定する。
(2)第1の代表値v1による判定を可能とするものであるので、第1の代表値v1のみでの判定でよい場合は、第1の表面形状データHD1の生成と、該第1の表面形状データHD1において突起部領域paを特定し、該突起部領域paにおいて第1の代表値v1の決定だけの少ない情報量の処理でよい。
(3)第1の表面形状データHD1は測定対象物Wの下面(表面)の3次元形状を表すデータであるので、測定対象物Wの3次元形状画像を画面に表示して視覚による確認を行うのであれば、第2の表面形状データHD2(従来技術の「テーブル表面形状データ」に相当)使用しなくてもよい又は生成しなくてもよい。
本件発明は、第1の基準面DT、第2の基準面DGのいずれもが平坦度及び水平度が0度の水平面(各画素位置の値が同値)であるので、ディスプレイに表示される第1の表面形状データHD1の3次元画像と第2の表面形状データHD2の3次元画像は同じ3次元画像となる。
(4)本願発明は領域特定及び代表値決定には、特許文献1の発明における必須の構成である、全画素位置のデータであるテーブル表面形状データを使用しないものであるので、その分情報処理量は少なくて済むものである。
(1) In the XY plane of the first surface shape data HD1 which is the distance (height information) of all the pixel positions, the protrusion region pa, which is the region including each of the protrusions pw of the measurement object W, is specified. , The first representative value v1, which is a representative distance value in the protrusion region pa, is determined.
Set the value of the second reference plane DG that is a horizontal plane with a flatness of 0 or is made a horizontal plane with a flatness of 0 by correction or the like (that is, the distance values of all the pixel positions from the first reference plane DT are the same). ,
The second representative value v2 is determined by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane DG from the value of the first representative value v1.
Therefore, only the first surface shape data is the distance (height information) of all pixel positions.
The second representative value is obtained by subtracting the value of the second reference plane DG (one value (all pixel values are the same value)) from the first representative value v1 for v2, for example, a protrusion. When there are 100 parts pw and the protrusion region pa is specified for all of the 100 protrusions pw, the first representative value v1 is 100, and from the first representative value v1 of these 100 places. Since the second representative value v2 is obtained by subtracting the value (one value) of the first reference plane DG, the processing information amount is extremely small.
That is, the second representative value v2 is determined by less information processing than in the prior art.
(2) Since the determination based on the first representative value v1 is possible, if the determination using only the first representative value v1 is sufficient, the first surface shape data HD1 is generated and the first surface shape data HD1 is generated. The protrusion region pa may be specified in the surface shape data HD1, and processing with a small amount of information may be sufficient to determine the first representative value v1 in the protrusion region pa.
(3) Since the first surface shape data HD1 is data representing the three-dimensional shape of the lower surface (surface) of the measurement object W, the three-dimensional shape image of the measurement object W is displayed on the screen for visual confirmation. If this is done, the second surface shape data HD2 (corresponding to the "table surface shape data" of the prior art) may or may not be used.
In the present invention, since both the first reference plane DT and the second reference plane DG are horizontal planes with flatness and horizontality of 0 degrees (values at each pixel position are the same), the first reference plane DT and the second reference plane DG are displayed on the display. The three-dimensional image of the surface shape data HD1 of 1 and the three-dimensional image of the second surface shape data HD2 are the same three-dimensional image.
(4) Since the present invention does not use the table surface shape data, which is the data of all pixel positions, which is an essential configuration in the invention of Patent Document 1, the region is specified and the representative value is determined. The amount is small.

光検出ユニット6は、測定対象物Wに縞パターン(正弦波パターン・サイン波パターン)である照射光を投影し、その反射光3の位置を画像センサからなる光検出部5の各画素位置(各位置(x、y))で検知して処理する位相シフト法を採用している。
本発明のおいては、測定方法は位相シフト法に限定されるものではない。
3次元計測では、例えば、単眼視法、両眼視法、多眼視法、光レーダ法、光投影法、モアレ法、照度差ステレオ法があり、また、フォーカス変位センサ、ラインセンサ、1次元レーザ変位計、2次元レーザ変位計、光切断法などによる測定もあり、これらの測定方法によるものも本願発明の技術的範疇に含まれる。
光検出部9は、CMOSカメラ、CCDカメラ、ラインセンサカメラ(例えば「TDIカメラ」など。)、TOFカメラなど、多様な光検出部が技術的範疇に含まれる。
また、本発明においては、反射部材は拡散反射のものに限定されるものではない。鏡面反射など(正反射など)も本願発明の技術的範疇に含まれるものである。
例えば、レーザ変位計によるものは鏡面を高精度測定するのに適している。この場合、反射部材は設けなくてもよく、透明テーブルの上面そのものを検出し測定することが可能である。
The photodetection unit 6 projects irradiation light which is a striped pattern (sine wave pattern / sine wave pattern) onto the object W to be measured, and positions the reflected light 3 at each pixel position of the photodetector 5 composed of an image sensor ( A phase shift method is adopted in which detection and processing are performed at each position (x, y)).
In the present invention, the measuring method is not limited to the phase shift method.
In three-dimensional measurement, for example, there are monocular vision method, binocular vision method, multi-eye vision method, optical radar method, optical projection method, moire method, illuminance difference stereo method, and focus displacement sensor, line sensor, one-dimensional method. There are also measurements by a laser displacement meter, a two-dimensional laser displacement meter, an optical cutting method, and the like, and those by these measurement methods are also included in the technical category of the present invention.
The photodetector 9 includes various photodetectors such as a CMOS camera, a CCD camera, a line sensor camera (for example, "TDI camera"), and a TOF camera in the technical category.
Further, in the present invention, the reflective member is not limited to that of diffuse reflection. Specular reflection and the like (normal reflection and the like) are also included in the technical category of the present invention.
For example, a laser displacement meter is suitable for measuring a mirror surface with high accuracy. In this case, the reflective member does not have to be provided, and the upper surface of the transparent table itself can be detected and measured.

測定対象物Wのセット位置は、透明テーブル上面に載置する形態以外に透明テーブル上方(上側)に、例えば、測定対象物Wの上面を吸着して保持するアーム等によって位置されるような形態のものもある。
測定対象物Wは突起部pwを下にした状態で、透明テーブル2の上面又は上方にセットして測定を行う。
The setting position of the measurement object W is not only placed on the upper surface of the transparent table but also above the transparent table (upper side), for example, by an arm that attracts and holds the upper surface of the measurement object W. Some are.
The measurement object W is set on the upper surface or the upper surface of the transparent table 2 with the protrusion pw facing down for measurement.

反射部材を設ける位置は、透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設ける。透明テーブルの上面に設ける形態は、塗布、載置、接着によるものなどがある。透明テーブルの上側に設ける形態は、例えば、透明テーブルとは別体の透明テーブルに反射部材を設け、該別体の透明テーブルを透明テーブルの下側又は上側に配置する形態などがある。 The position where the reflective member is provided is provided on the upper surface, the lower surface, the upper surface or the lower side of the transparent table. The form provided on the upper surface of the transparent table includes application, placement, and adhesion. A form provided on the upper side of the transparent table includes, for example, a form in which a reflective member is provided on a transparent table separate from the transparent table, and the separate transparent table is arranged on the lower side or the upper side of the transparent table.

透明石英ガラスからなる透明テーブル2と、この透明テーブル2の下方に設けられた、上方に向けて照射光3を照射する光照射部4、照射光3の反射光を検出する光検出部5とを有する光検出ユニット6と、光検出部5側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面DTと、透明テーブル2の上部に固定形態で設けた、突起部pwを有する測定対象物Wのセット位置を枠内に規制する、照射光3が透過する透明ガラスからなる位置決め枠19と、測定対象物Wの配置域外である位置決め枠19内の透明テーブル2の上面に塗布形態で設けられた、照射光3を拡散反射する複数の反射部材7と、領域特定部21と、を備えた測定装置1は次のような測定方を実現しているものである。
透明テーブル2の上面に載せ位置されている測定対象物Wからの反射光である第1の反射光8を処理して、第1の基準面DTから測定対象物Wまでの各画素位置(各位置(x、y))の距離で該測定対象物Wの表面形状を表す第1の表面形状データHD1を生成し(図2、図3の(a)参照)、
領域特定部21の画面(ディスプレイの画面)に表示される第1の表面形状データHD1のXY平面において、測定対象物Wの突起部pwが含まれる領域である突起部領域paを特定し(図4、図2、図3の(b))、特定された突起部領域paにおいて代表とする距離値である第1の代表値v1(最も高い画素の位置、最も低い画素の位置又は全画素位置の平均値など)を決定し(図4、図2、図3の(c))、
光検出部5で検出された反射部材7のうちの3か所の反射部材7の領域ないし該反射部材7が含まれる領域である反射部材領域raからの反射光である第2の反射光12を処理して(図4参照)、3か所の反射部材7の反射部材代表値(最も高い画素の位置値、最も低い画素の位置値又は全画素位置値の平均値など)を決定し、該反射部材代表値を結ぶ三角形の平面を作成し、該平面を平坦度及び平面度が0度(0値)の水平面(全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値)に補正した第1の基準面DTからの距離で示される反射部材面ms(反射部材面データ)を取得するとともに、反射部材面msを透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に位置させた第2の基準面DG(第2の基準面データ)を設定し(図2、図3の(c)参照)、
第1の代表値v1から第2の基準面DGの値を差引く演算を行って第2の代表値v2を決定し(図2、図3の(d)参照)、
第2の代表値v2が所定の高さ位置範囲内にあるかどうかを判定し、
以上のごとく構成された測定方法である。
A transparent table 2 made of transparent quartz glass, a light irradiation unit 4 for irradiating the irradiation light 3 upward, and a light detection unit 5 for detecting the reflected light of the irradiation light 3 provided below the transparent table 2. Measurement having a light detection unit 6 having a light detection unit 6, a first reference surface DT preset or defined as a reference position on the light detection unit 5 side, and a protrusion pw provided in a fixed form on the upper part of the transparent table 2. A coating form is applied to the upper surface of a positioning frame 19 made of transparent glass through which irradiation light 3 transmits, which regulates the setting position of the object W in the frame, and a transparent table 2 in the positioning frame 19 outside the arrangement range of the measurement object W. The measuring device 1 provided with the plurality of reflecting members 7 for diffusing and reflecting the irradiation light 3 and the region specifying portion 21 realizes the following measurement method.
Each pixel position (each) from the first reference surface DT to the measurement object W by processing the first reflected light 8 which is the reflected light from the measurement object W placed on the upper surface of the transparent table 2. The first surface shape data HD1 representing the surface shape of the measurement object W at the distance of the position (x, y)) is generated (see (a) of FIGS . 2 and 3).
In the XY plane of the first surface shape data HD1 displayed on the screen (display screen) of the region specifying unit 21, the protrusion region pa, which is the region including the protrusion pw of the measurement object W, is specified (FIG. 4, FIG. 2 and FIG. 3 (b)), the first representative value v1 (highest pixel position, lowest pixel position or all pixel position) which is a representative distance value in the specified protrusion region pa. (E.g., etc.) is determined ((c) in FIGS . 4, 2, and 3),
The second reflected light 12 which is the reflected light from the reflecting member region ra which is the region of the reflecting member 7 at three places of the reflecting member 7 detected by the light detection unit 5 or the region including the reflecting member 7. (See FIG. 4) to determine the representative values of the reflecting members of the three reflecting members 7 (positional values of the highest pixel, position values of the lowest pixels, average values of all pixel position values, etc.). A triangular plane connecting the representative values of the reflecting member is created, and the plane is set to a horizontal plane having a flatness and a flatness of 0 degrees (0 value) (the distance values of all pixel positions from the first reference plane DT are the same value). The reflection member surface ms (reflection member surface data) indicated by the corrected distance from the first reference surface DT is acquired, and the reflection member surface ms is positioned at the upper surface position of the transparent table 2 or near the upper surface position. Set the reference plane DG (second reference plane data) of 2 (see (c) of FIGS . 2 and 3), and set it.
The second representative value v2 is determined by subtracting the value of the second reference plane DG from the first representative value v1 (see (d) of FIGS . 2 and 3).
It is determined whether or not the second representative value v2 is within the predetermined height position range, and the second representative value v2 is determined.
This is a measurement method configured as described above.

第2の基準面DGから測定対象物Wの各画素の距離によって該測定対象物Wの表面(下面)の3次元形状を表す第2の表面形状データHD2を、第1の表面形状データHD1の値から第2の基準面DGの値を差引く演算を行うことにより生成し、という固定を設けるのもよい。 The second surface shape data HD2 representing the three-dimensional shape of the surface (lower surface) of the measurement object W according to the distance of each pixel of the measurement object W from the second reference surface DG is the second surface shape data HD1 of the first surface shape data HD1. It may be fixed that it is generated by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane DG from the value.

図5に示す本発明の実施例2において、前記実施例1と主に異なる点は、位置決め枠19を設けない構成とし、光検出ユニットを照射部を白色レーザ光線からなる照射光26を照射する照射部とし且つ光検出部をCMOSセンサからなる光検出部27とした光検出ユニット28とし、測定対象物Wが置いていない(測定対象物Wの無い箇所)透明テーブル2の上面の複数個所の反射光であるテーブル上面反射光30(第2の反射光)を検出・処理して反射部材面msを取得し第2の基準面DGを設定するようにした測定装置29を形成した点にある。
照射光26の測定対象物Wで反射した反射光は第1の反射光31を形成する。
透明テーブル2の上面の白色レーザ光線の反射率を、該透明テーブル2の下面の反射率よりも大きくなるように、透過膜を施している。すなわち、白色レーザ光線の下面の透過率が高く上面の透過率それより低く設定されている。
光検出ユニット28は移動(走査)しながら測定を行う。
In the second embodiment of the present invention shown in FIG. 5, the main difference from the first embodiment is that the positioning frame 19 is not provided, and the light detection unit irradiates the irradiation unit with the irradiation light 26 composed of a white laser beam. The light detection unit 28 is an irradiation unit and the light detection unit is a light detection unit 27 composed of a CMOS sensor. The point is that the measuring device 29 is formed so as to detect and process the reflected light 30 (second reflected light) on the upper surface of the table, which is the reflected light, acquire the reflecting member surface ms, and set the second reference surface DG. ..
The reflected light reflected by the measurement object W of the irradiation light 26 forms the first reflected light 31.
A transmissive film is applied so that the reflectance of the white laser beam on the upper surface of the transparent table 2 is larger than the reflectance of the lower surface of the transparent table 2. That is, the transmittance of the lower surface of the white laser beam is high and the transmittance of the upper surface is set lower than that.
The photodetector unit 28 performs measurement while moving (scanning).

本発明の実施例4において、前記第1の実施例と主に異なる点は、第2の基準面設定部による第2の基準面の設定を、反射部材の第2の反射光のみに限定しないで、プログラム上に生成されている透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値である第2の基準面を設定する構成とした点にある。 In the fourth embodiment of the present invention, the main difference from the first embodiment is that the setting of the second reference plane by the second reference plane setting unit is not limited to only the second reflected light of the reflecting member. Then, in the upper surface position of the transparent table 2 generated on the program or in the vicinity of the upper surface position, a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees is set, and the distance values of all the pixel positions from the first reference surface DT. The point is that a second reference plane having the same value is set.

第2の基準面設定部による第2の基準面の設定を、反射部材の第2の反射光のみに限定しないで、プログラム上に生成されている透明テーブル2の上面位置ないし該上面位置近傍に、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の第1の基準面DTからの距離値が同値である第2の基準面を設定するものである。
例えば、予め測定し記憶してある透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍を第2の基準面として予め記憶ないし設定しておく。例えば、平坦度及び平面度が0度の水平面である第1の基準面DTのコピーを、プログラム上に生成されている、予め測定し記憶してある透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍にオフセットして第2の基準面とする。例えば、第1の表面形状データの最も短い距離値ないし短い距離値の三か所の画素位置値を処理して第2の基準面を設定するなどがある。
The setting of the second reference plane by the second reference plane setting unit is not limited to only the second reflected light of the reflecting member, but is located at the upper surface position of the transparent table 2 generated on the program or in the vicinity of the upper surface position. The second reference plane is set so that the flatness and the horizontality are horizontal planes of 0 degrees and the distance values of all the pixel positions from the first reference plane DT are the same.
For example, the upper surface position of the transparent table that has been measured and stored in advance or the vicinity of the upper surface position is stored or set in advance as the second reference surface. For example, a copy of the first reference plane DT, which is a horizontal plane having a flatness and a flatness of 0 degrees, is placed at or near the upper surface position of the transparent table that has been measured and stored in advance and is generated on the program. It is offset and used as the second reference plane. For example, the second reference plane may be set by processing the three pixel position values of the shortest distance value or the shortest distance value of the first surface shape data.

本発明は、主に端子などの突起部を有する電子部品の平坦度を測定する産業で利用される。 The present invention is mainly used in an industry for measuring the flatness of an electronic component having protrusions such as terminals.

DT:第1の基準面、
pw:突起部、
W:測定対象物、
pa:突起部領域、
v1:第1の代表値、
ra:反射部材領域、
ms:反射部材面、
DG:第2の基準面、
v2:第2の代表値、
HD1:第1の表面形状データ、
HD2:第2の表面形状データ、
RD:反射部材表面形状データ、
1:測定装置、
2:透明テーブル、
3:照射光、
4:光照射部、
5:光検出部、
6:光検出ユニット、
7:反射部材、
8:第1の反射光、
10:第1の表面形状データ生成部、
11:第1の代表値決定部、
12:第2の反射光、
13:第2の基準面設定部、
14:第2の代表値決定部、
16:第2の表面形状データ生成部、
17:判定部、
18:判定部、
19:位置決め枠、
20:制御部、
21:領域特定部、
25:照射部、
26:照射光、
27:光検出部、
28:光検出ユニット、
29:測定装置、
30:テーブル上面反射光、
31:第1の反射光。
DT: First reference plane,
pw: protrusion,
W: Object to be measured,
pa: protrusion area,
v1: First representative value,
ra: Reflective member area,
ms: Reflective member surface,
DG: Second reference plane,
v2: Second representative value,
HD1: First surface shape data,
HD2: Second surface shape data,
RD: Reflective member surface shape data,
1: Measuring device,
2: Transparent table,
3: Irradiation light,
4: Light irradiation part,
5: Photodetector,
6: Light detection unit,
7: Reflective member,
8: First reflected light,
10: First surface shape data generator,
11: First representative value determination unit,
12: Second reflected light,
13: Second reference plane setting unit,
14: Second representative value determination unit,
16: Second surface shape data generator,
17: Judgment unit,
18: Judgment unit,
19: Positioning frame,
20: Control unit,
21: Area identification part,
25: Irradiation part,
26: Irradiation light,
27: Photodetector,
28: Light detection unit,
29: Measuring device,
30: Table top reflected light,
31: First reflected light.

Claims (7)

透明テーブルと、
この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、
前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、
前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、
前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設けた反射部材と、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成する第1の表面形状データ生成部と、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定する第1の代表値決定部と、
前記光検出部で検出された前記反射部材からの反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される反射部材面を取得するとともに、前記反射部材面を前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に位置させた第2の基準面を設定する第2の基準面設定部と、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定する第2の代表値決定部と、を備え、
前記第2の基準面が、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である、
以上の構成であることを特徴とする測定装置。
With a transparent table
A light irradiation unit that irradiates the irradiation light upward, which is provided below the transparent table,
A photodetector provided below the transparent table and
A first reference plane set or defined in advance as a reference position on the photodetector side, and
Reflective members provided on the upper surface, lower surface, upper surface or lower side of the transparent table,
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data generation unit that generates first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position, and a first surface shape data generation unit.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including each of the protrusions of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. The first representative value determination unit that determines the representative value of
The second reflected light, which is the reflected light from the reflecting member detected by the light detection unit, is processed to acquire the reflecting member surface indicated by the distance from the first reference surface, and the reflecting member is obtained. A second reference surface setting unit for setting a second reference surface whose surface is located at the upper surface position of the transparent table or near the upper surface position, and a second reference surface setting unit.
It is provided with a second representative value determining unit that determines a second representative value by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
The second reference plane is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, and the distance values of all the pixel positions from the first reference plane are the same.
A measuring device having the above configuration.
透明テーブルと、
この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、
前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、
前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設けた反射部材と、
前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成する第1の表面形状データ生成部と、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部が含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定する第1の代表値決定部と、
前記反射部材の領域ないし該反射部材が含まれる領域である反射部材領域を特定し、前記光検出部で検出した前記反射部材領域の反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される反射部材面を取得するとともに、前記反射部材面を前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に位置させた第2の基準面を設定する第2の基準面設定部と、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定する第2の代表値決定部と、を備え、
前記第2の基準面が、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である、
以上の構成であることを特徴とする測定装置。
With a transparent table
A light irradiation unit that irradiates the irradiation light upward, which is provided below the transparent table,
A photodetector provided below the transparent table and
Reflective members provided on the upper surface, lower surface, upper surface or lower side of the transparent table,
A first reference plane set or defined in advance as a reference position on the photodetector side, and
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data generation unit that generates first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position, and a first surface shape data generation unit.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including the protrusion of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. The first representative value determination unit that determines the representative value, and
The region of the reflective member or the reflective member region which is a region including the reflective member is specified, and the second reflected light which is the reflected light of the reflective member region detected by the light detection unit is processed to perform the second reflected light. A second reference for acquiring the reflective member surface indicated by the distance from the reference surface of 1 and setting a second reference surface in which the reflective member surface is located at the upper surface position of the transparent table or near the upper surface position. Surface setting part and
It is provided with a second representative value determining unit that determines a second representative value by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
The second reference plane is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, and the distance values of all the pixel positions from the first reference plane are the same.
A measuring device having the above configuration.
前記第2の基準面から前記測定対象物の各画素の距離によって該測定対象物の表面の3次元形状を表す第2の表面形状データを、前記第1の表面形状データの値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行うことにより生成する第2の表面形状データ生成部を設けてなることを特徴とする請求項1又は2記載の測定装置。 The second surface shape data representing the three-dimensional shape of the surface of the measurement object according to the distance of each pixel of the measurement object from the second reference plane is obtained from the value of the first surface shape data. The measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein a second surface shape data generation unit is provided, which is generated by performing an operation of subtracting the value of the reference plane of the above. 透明テーブルと、この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設けた反射部材と、を備えてなる測定装置による測定方法であって、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成し、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定し、
前記光検出部で検出された前記反射部材からの反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される反射部材面を取得するとともに、前記反射部材面を前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に設定した第2の基準面を生成し、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定し、
前記第2の基準面が、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である、ことを特徴とする測定方法。
A transparent table, a light irradiation unit provided below the transparent table for irradiating irradiation light upward, a light detection unit provided below the transparent table, and a reference position on the light detection unit side. A measuring method using a measuring device including a first reference surface preset or defined as, and a reflecting member provided on the upper surface, the lower surface, the upper surface or the lower side of the transparent table.
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position is generated, and the surface shape data is generated.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including each of the protrusions of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. Determine the representative value of
The second reflected light, which is the reflected light from the reflecting member detected by the light detection unit, is processed to acquire the reflecting member surface indicated by the distance from the first reference surface, and the reflecting member is obtained. A second reference surface having a surface set at the upper surface position of the transparent table or near the upper surface position is generated.
The second representative value is determined by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
A measuring method characterized in that the second reference plane is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, and the distance values of all the pixel positions from the first reference plane are the same.
透明テーブルと、この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に設けた反射部材と、前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、を備えてなる測定装置による測定方法であって、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成し、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部が含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定し、
前記反射部材の領域ないし該反射部材が含まれる領域である反射部材領域を特定し、前記光検出部で検出した前記反射部材領域の反射光である第2の反射光を処理して、前記第1の基準面からの距離で示される反射部材面を取得するとともに、前記反射部材面を前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に設定した第2の基準面を生成し、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定し、
前記第2の基準面が、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である、ことを特徴とする測定方法。
A transparent table, a light irradiation unit provided below the transparent table for irradiating irradiation light upward, a light detection unit provided below the transparent table, and upper and lower surfaces of the transparent table. A measurement method using a measuring device including a reflection member provided on the upper side or the lower side and a first reference surface preset or determined as a reference position on the light detection unit side.
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position is generated, and the surface shape data is generated.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including the protrusion of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. Determine the representative value,
The region of the reflective member or the reflective member region which is a region including the reflective member is specified, and the second reflected light which is the reflected light of the reflective member region detected by the light detection unit is processed to perform the second reflected light. The reflection member surface indicated by the distance from the reference surface of 1 is acquired, and a second reference surface in which the reflection member surface is set at the upper surface position of the transparent table or near the upper surface position is generated.
The second representative value is determined by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
A measuring method characterized in that the second reference plane is a horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees, and the distance values of all the pixel positions from the first reference plane are the same.
前記反射部材を設けない構成であり、
前記第2の基準面が、前記透明テーブルの上面からの反射光であるテーブル上面反射光を処理して生成されるものであることを特徴とする請求項1、2又は3記載の測定装置。
It is a configuration without the reflective member.
The measuring apparatus according to claim 1, 2 or 3, wherein the second reference surface is generated by processing the table upper surface reflected light which is the reflected light from the upper surface of the transparent table.
透明テーブルと、
この透明テーブルの下方に設けられた、上方に向けて照射光を照射する光照射部と、
前記透明テーブルの下方に設けられた光検出部と、
前記光検出部側の基準位置として予め設定ないし定められている第1の基準面と、
前記透明テーブルの上面又は上方に位置されている突起部を有する測定対象物からの反射光である第1の反射光を処理して、前記第1の基準面から前記測定対象物までの各画素位置の距離で該測定対象物の表面形状を表す第1の表面形状データを生成する第1の表面形状データ生成部と、
前記第1の表面形状データのXY平面において前記測定対象物の前記突起部それぞれが含まれる領域である突起部領域を特定し、特定された前記突起部領域において代表とする距離値である第1の代表値を決定する第1の代表値決定部と、
プログラム上に生成されている前記透明テーブルの上面位置ないし該上面位置近傍に、平坦度及び水平度が0度の水平面とされかつその全画素位置の前記第1の基準面からの距離値が同値である第2の基準面を設定する第2の基準面設定部と、
前記第1の代表値から前記第2の基準面の値を差引く演算を行って第2の代表値を決定する第2の代表値決定部と、を備え、
以上の構成であることを特徴とする測定装置。
With a transparent table
A light irradiation unit that irradiates the irradiation light upward, which is provided below the transparent table,
A photodetector provided below the transparent table and
A first reference plane set or defined in advance as a reference position on the photodetector side, and
Each pixel from the first reference plane to the measurement object is processed by processing the first reflected light which is the reflected light from the measurement object having the protrusion located on the upper surface or the upper surface of the transparent table. A first surface shape data generation unit that generates first surface shape data representing the surface shape of the object to be measured by the distance of the position, and a first surface shape data generation unit.
In the XY plane of the first surface shape data, a protrusion region which is a region including each of the protrusions of the measurement object is specified, and a first distance value which is a representative distance value in the specified protrusion region. The first representative value determination unit that determines the representative value of
A horizontal plane having a flatness and a horizontality of 0 degrees is set at the upper surface position of the transparent table generated on the program or near the upper surface position, and the distance values of all the pixel positions from the first reference surface are the same. The second reference plane setting unit that sets the second reference plane, which is
It is provided with a second representative value determining unit that determines a second representative value by performing an operation of subtracting the value of the second reference plane from the first representative value.
A measuring device having the above configuration.
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