JP2021050948A - 測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】透明テーブルの上面からの高さ情報（距離）を示す値の代表距離を決定する処理の画像処理情報が少なくて済む測定装置及び測定方法を提供する。【解決手段】突起部のそれぞれの測定領域ｐａを設定し、第１の基準面ＤＴから測定対象物までの距離である第１の測定領域距離ｐｖ１を取得し、第１の測定領域距離ｐｖ１から第２の基準面ＤＴの距離を引き演算して第２の測定領域距離ｐｖ２を取得し、第２の測定領域距離ｐｖ２に基づいて代表距離Ｖを取得する。【選択図】図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に関する。

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である代表距離を決定する代表距離決定部と、
前記複数の突起部それぞれにおける前記代表距離（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）

特許第5385703号公報

＜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。

上述した従来技術は（図８参照）、
（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８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８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８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測定領域（Ｄ）を特定し（図８の（ｄ）参照）、
（オ）特定された各測定領域において、透明テーブルの上面からの高さ情報（距離）を示す値のである代表距離（Ｅ）を決定する（図８の（ｅ）参照）、
というものである。

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）代表距離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。

（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。

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）を示す値である代表距離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を提供することを目的としている。

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、
前記透明テーブルの下方に設けられた、該透明テーブルの上面に載せられた又は上方に位置された複数の突起部を有する測定対象物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、前記照射光の前記測定対象物からの反射光を検出する光検出部と、
前記光検出部側の基準位置としてプログラム上に予め平坦度０値で水平面の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位置又は該上面位置の近傍に前記プログラム上で設定される、平坦度０値で水平面の前記第１の基準面からの距離であらわされる第２の基準面を設定する第２の基準面設定部と、
前記突起部のそれぞれの一部又は全部を含む領域である測定領域を前記プログラム上に設定する測定領域設定部と、
前記測定領域の各位置（ｘ、ｙ）の前記第１の基準面から前記測定対象物までの距離である第１の測定領域距離を示す第１の測定領域距離データを取得し、かつ、前記測定領域外の距離情報は取得しない第１の測定領域距離データ取得部と、
前記第１の測定領域距離から前記第２の基準面の距離を引き演算して、前記各位置（ｘ、ｙ）の前記第２の基準面から前記測定対象物までの距離である第２の測定領域距離を示す第２の測定領域距離データを取得する第２の測定領域距離データ取得部と、
前記第２の測定領域距離データに基づいて代表距離を示す代表距離データを取得する代表距離データ取得部と、
を備えてなることを特徴とする測定装置である。

［第２の発明］
透明テーブルと、
前記透明テーブルの下方に設けられた、該透明テーブルの上面に載せられた又は上方に位置された複数の突起部を有する測定対象物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、前記照射光の前記測定対象物からの対象物反射光を検出する光検出部と、
前記光検出部側の基準位置としてプログラム上に予め平坦度０値で水平面の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位置又は該上面位置の近傍に前記プログラム上で設定される、平坦度０値で水平面の前記第１の基準面からの距離であらわされる第２の基準面を設定する第２の基準面設定部と、
前記突起部のそれぞれの一部又は全部を含む領域である測定領域を前記プログラム上に設定する測定領域設定部と、
前記測定領域の各位置（ｘ、ｙ）の前記第１の基準面から前記測定対象物までの距離である第１の測定領域距離を示す第１の測定領域距離データを取得し、かつ、前記測定領域外の距離情報は取得しない第１の測定領域距離データ取得部と、
前記第１の測定領域距離データに基づいて第１の代表距離を示す第１の代表距離データを取得する第１の代表距離データ取得部と、
前記第１の代表距離から前記第２の基準面の距離を引き演算して、第２の代表距離を示す第２の代表距離データを取得する第２の代表距離データ取得部と、を備えてなることを特徴とする測定装置である。

［第３の発明］
前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に反射部材が設けられ、
前記光検出部で検出した前記反射部材の反射光である反射部材反射光を処理して、前記第２の基準面が設定されることを特徴とする請求項１又は２記載の測定装置である。

［第４の発明］
前記測定領域の設定は、測定位置にセットされている前記測定対処物の下面の二次元画像を撮影取得して該二次元画像に基づいて設定するものであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の測定装置である。

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
「前記突起部のそれぞれの一部又は全部を含む領域である測定領域を前記プログラム上に設定する測定領域設定部と、前記測定領域の各位置（ｘ、ｙ）の前記第１の基準面から前記測定対象物までの距離である第１の測定領域距離を示す第１の測定領域距離データを取得し、かつ、前記測定領域外の距離情報は取得しない第１の測定領域距離データ取得部と、前記第１の測定領域距離から前記第２の基準面の距離を引き演算して、前記各位置（ｘ、ｙ）の前記第２の基準面から前記測定対象物までの距離である第２の測定領域距離を示す第２の測定領域距離データを取得する第２の測定領域距離データ取得部と、記第２の測定領域距離データに基づいて代表距離を示す代表距離データを取得する代表距離データ取得部と、」という構成である
よって、先行技術である特許文献１における、全画素位置高さデータである第１の表面形状データ（Ｂ）、全画素位置高さデータであるテーブル表面形状データ（Ａ）と比較して、本発明は、測定対象物の測定では測定領域のみの部分画素位置各位置高さデータである。
さらに、先行技術である特許文献１は、全画素位置高さデータである第１の表面形状データ（Ｂ）からテーブル表面形状データ（Ａ）を引き演算して、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）を取得する工程が必須であるのに対して、本発明は、かかる工程が無いものである。
よって、突起部のそれぞれの一部又は全部を含む領域である測定領域の域範囲の情報のみで処理を可能としたものであるので、処理データ量が小さく、よって迅速で軽快な処理測定と格納データ量を小さくすることを実現するという作用効果を奏する。

本発明は、全画素位置のデータであるテーブル表面形状データ（Ｃ）の取得も使用もないものであるから、それは、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（Ｃ）の使用を否定するものである。
そうであるなら、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ものである。

［第２の発明］の効果
前記［第１の発明］と異なる点は、「前記第１の測定領域距離データに基づいて第１の代表距離を示す第１の代表距離データを取得する第１の代表距離データ取得部と、前記第１の代表距離から前記第２の基準面の距離を引き演算して、第２の代表距離を示す第２の代表距離データを取得する第２の代表距離データ取得部と、」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、第２の代表距離を示す第２の代表距離データの取得が第１の代表距離から第２の基準面の距離の引き演算であるので、その情報（データ）処理量はより小さいという効果を奏する。

［第３の発明］の効果
測定対象物と反射部材の同時測定を行って、第１の測定領域距離データを取得と第２の基準面の設定処理を平行してないし略同時に行進めることができる。

［第４の発明］の効果
最初に測定対処物の下面の二次元画像を撮影取得して該二次元画像に基づいて測定領域の設定を行うので、透明テーブル上に在る測定対象物の位置を変えることなく測定領域を正確に設定（特定）することができる。すなわち、測定対象物の突起部が曲がっているなどのことがあれば、それを正確に反映した測定領域を設定できる。

本発明の実施例１の概念図。 本発明の実施例１の処理を示すチャート図。 本発明の実施例１の処理をイメージ的に示した模式図。 本発明の実施例１の測定領域設定部の画面図。 本発明の実施例２の概念図。 本発明の実施例２の処理を示すチャート図。 本発明の実施例１の処理をイメージ的に示した模式図。 従来技術の処理をイメージ的に示した模式図。

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。

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、該透明テーブル２の上面に載せられた又は上方に位置された複数の突起部ｐｗを有する測定対象物Ｗに向けて照射光３を照射する光照射部４、照射光３の測定対象物Ｗからの反射光である対象物反射光８を検出する光検出部５とを有する光検出ユニット６と、
透明テーブル２の上部に設けた、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４５と、
測定位置にセットされている測定対処物Ｗの下面の白黒の二次元画像ｂｃを撮像する二次元画像取得部４６（ここでは「光検出部５」が兼ねている。）と、
二次元画像ｂｃに基づいて、突起部ｐｗのそれぞれの一部又は全部を含む領域（ここでは全部を含む領域）である測定領域ｐａを前記プログラム上に設定する測定領域設定部４１と、
光検出部５側の基準位置としてプログラム上に予め設定ないし定められている平坦度０値で水平面（各位置（ｘ、ｙ）（画素、ピクセル）の値は全て同値）の第１の基準面ＤＴと、
透明テーブル２の上面位置又は該上面位置の近傍に前記プログラム上で設定される、第１の基準面ＤＴからの距離であらわされる平坦度０値で水平面（各位置（ｘ、ｙ）（画素、ピクセル）の値は全て同値）の第２の基準面ＤＧを設定する第２の基準面設定部４０と、
測定領域ｐａの各位置（ｘ、ｙ）（画素、ピクセル）の第１の基準面ＤＴから測定対象物Ｗまでの距離である第１の測定領域距離ｐｖ１を示す第１の測定領域距離データｐｖｄ１を取得し（図３のＳＴＰ６）、かつ、測定領域ｐａ外である非測定領域ｈｐａの距離情報は取得しない第１の測定領域距離データ取得部４２と、
第１の測定領域距離ｐｖ１から第２の基準面ＤＴの距離を引き演算して、各位置（ｘ、ｙ）の第２の基準面ＤＴから測定対象物Ｗまでの距離である第２の測定領域距離ｐｖ２を示す第２の測定領域距離データｐｖｄ２を取得する（図３のＳＴＰ７）第２の測定領域距離データ取得部４３と、
第２の測定領域距離データｐｖｄ２に基づいて代表距離Ｖを示す代表距離データＶｄを取得する（図３のＳＴＰ８）代表距離データ取得部４４と、
測定対象物Ｗの配置域外である位置決め枠４５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、を有する構成となっている。
「水平面」とは傾斜角度０度という意味である。
第１の測定領域距離データ取得部４２の処理は、例えば、測定領域ｐａを「１」と設定し該測定領域ｐａ外（非測定領域ｈｐａ）を「０」と設定して、「０」の域は距離情報を取得しない、除外する又は記憶せず、「１」の域は各位置（ｘ、ｙ）の距離情報を取得する等する処理である。

第２の基準面設定部４０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反射部材反射光１２を処理して、３か所の反射部材７の反射部材代表距離（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、該反射部材代表距離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で傾きが０度の平面）に補正し、かつ、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（オフセットさせた）第２の基準面ＤＧを設定する。

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。

二次元画像取得部４６は、光検出部５が兼ねている。
二次元画像取得部４６を光検出部５とは別に設けた撮像手段とするのもよい。
また、二次元画像の取得は撮像手段によらないで、例えば、予め在るＣＡＤデータやそれを加工したものを二次元画像とし、該二次元画像により（基づいて）測定領域ｐａを決定するのもよい。
また、二次元画像取得部４６を設けず、例えば、予め在るＣＡＤデータやそれを加工したもの等に基づいて測定領域ｐａを決定しものを予め登録してあるものもよい。

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。

代表距離Ｖは、測定領域ｐａにおいて代表とする距離値であり、該距離値は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である。後述する実施例２の第２の代表距離Ｖ２も同様である。

制御部２０が設けられ、該制御部２０には、二次元画像取得部４６、測定領域設定部４１、第２の基準面設定部４０、第１の測定領域距離データ取得部４２、第２の測定領域距離データ取得部４３、代表距離データ取得部４４、代表距離Ｖが所定の距離範囲内にあるかどうかを判定する判定部１７等が設けられている。

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。センサ基準面ＤＴは「幾何公差の基準「データム」」である。

図２によって実施例１のステップを説明する。
ＳＴＰ１：二次元画像ｂｃを取得する。
ＳＴＰ２：測定領域ｐａを設定する。
ＳＴＰ３：反射部材７の下面を測定する。
ＳＴＰ４：第２の基準面ＤＧを設定する。
ＳＴＰ５：第１の測定領域距離ｐｖ１を取得する。
ＳＴＰ６：第２の測定領域距離ｐｖ２を取得する。
ＳＴＰ７：代表距離データＶｄを取得する。
ＳＴＰ８：判定を行う。

二次元画像ｂｃの撮影取得と同時に反射部材７の二次元画像も同じ画像で撮影取得され、測定領域ｐａの設定と反射部材の一部部位ないし全部部位を含む領域である反射部材領域ｒａを設定する。
反射部材領域ｒａ位置の測定と第１の測定領域距離ｐｖ１位置の測定は同時測定動作による。

図３は、各位置（ｘ、ｙ）（各画素位置）の一部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。
測定領域ｐａ（図３（ａ））及び反射部材領域ｒａ（図３（ｃ））が設定され、
第１の測定領域距離ｐｖ１（第１の測定領域距離ｐｖｄ１）が取得（図３（ｂ））及び第２の基準面ＤＧの設定がされ（図３（ｄ））、
引き演算（ｐｖ１−ＤＧ）によって第２の測定領域距離ｐｖ２（第２の測定領域距離ｐｖｄ２）が取得され（図３（ｂ））、（図３（ｅ））、
第２の測定領域距離ｐｖ２（第２の測定領域距離ｐｖｄ２）に基づいて代表距離Ｖが決定される（図３（ｆ））。

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、例えば測定領域ｐａが１ｍｍ×１ｍｍの１平方ミリメートルでは、その１か所の測定領域ｐａの画素数は４６５５画素ということになる。

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又は１μｍ〜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。

位相シフト法は、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で検出することは困難であり（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。よって、測定毎に第２の基準面ＤＧの設定が行うことが可能となっており、本実施例ではそのようにしている。

図４において、測定領域設定部４１の画面（ディスプレイの画面）には、測定対処物Ｗの下面の白黒の二次画像ｂｃと反射部材７の下面の白黒の二次画像７ｂｃが表示される。
測定しようとする突起部ｐｗ（ここでは二次元画像）の（ここでは全突起部をそれぞれ領域指定している。）を選択して閉じた囲いである測定領域ｐａを指定し、かつ、３か所の反射部材７を選択して３か所の閉じた囲いである反射部材領域ｒａを指定する。領域指定完了を決定すると、測定領域ｐａ、反射部材領域ｒａ以外の箇所は全て非測定領域ｈｐａとされる。
測定したい突起部のみを領域指定する一部突起部指定も行うこともできる。
非測定領域ｈｐａを測定領域設定部４１の画面（ディスプレイの画面）を見ながら手動でオペレータが設定する、ないし、予め設定されたデータを使用するのもよい。

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。

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。

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。

透明テーブル上面を直接測定してその上面位置の第２の基準面ＤＧとするのも、本発明の技術的範疇に含まれる。

測定対象物Ｗの下面（表面）全域及び反射部材の全部ないし一部を測定（撮影、検知等により）して、第１の基準面ＤＴから測定対象物の下面（表面）の全域の各画素位置（各位置（ｘ、ｙ））の距離であらわされる３次元形状情報である第１の表面形状データを作成し、また、第２の基準面ＤＧから測定対象物の下面（表面）の全域の各画素位置（各位置（ｘ、ｙ））の距離であらわされる３次元形状情報である第２の表面形状情報を作成する表面形状データ生成部１０を設け、第１の表面形状データ又は第２の表面形状データをディスプレイに表示できるようになっている。

図５〜図７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、第２の測定領域距離データ取得部４３と代表距離データ取得部４４を設けず、第１の測定領域距離データｐｖｄ１に基づいて第１の代表距離Ｖ１を示す第１の代表距離データＶｄ１を取得（図６のｓｔｐ５、図７の（ｃ））する第１の代表距離データ取得部５０と、第１の代表距離Ｖｄ１から第２の基準面ＤＧの距離を引き演算して、第２の代表距離Ｖ２を示す第２の代表距離データＶｄ２を取得（図６のｓｔｐ６、図７の（ｇ））する第２の代表距離データ取得部５１を設けた点にある。
第２の代表距離データＶｄ２について判定（例えば、良否）が行われる。

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。

ｐｗ：突起部、
Ｗ：測定対象物、
ｐａ：測定領域、
ｈｐａ：非測定領域、
ＤＴ：第１の基準面、
ｐｖ１：第１の測定領域距離、
ｐｖｄ１：第１の測定領域距離データ、
ＤＧ：第２の基準面、
ｐｖ２：第２の測定領域距離、
ｐｖｄ２：第２の測定領域距離データ、
Ｖ：代表距離、
Ｖｄ：代表距離データ、
ｂｃ：二次画像、
ｒａ：反射部材領域、
ｍｓ：反射部材面、
Ｖ１：第１の代表距離、
Ｖｄ１：第１の代表距離データ、
Ｖ２：第２の代表距離、
Ｖｄ２：第２の代表距離データ、
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、
７ｂｃ：二次元画像、
８：対象物反射光、
１０：表面形状データ生成部、
１２：反射部材反射光、
１７：判定部、
１９：位置決め枠、
２０：制御部、
４０：第２の基準面設定部、
４１：測定領域設定部、
４２：第１の測定領域距離データ取得部、
４３：第２の測定領域距離データ取得部、
４４：代表距離データ取得部、
４５：位置決め枠、
４６：二次元画像取得部、
５０：第１の代表距離データ取得部、
５１：第２の代表距離データ取得部。

［第４の発明］
前記測定領域の設定は、測定位置にセットされている前記測定対象物の下面の二次元画像を撮影取得して該二次元画像に基づいて設定するものであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の測定装置である。

［第４の発明］の効果
最初に測定対象物の下面の二次元画像を撮影取得して該二次元画像に基づいて測定領域の設定を行うので、透明テーブル上に在る測定対象物の位置を変えることなく測定領域を正確に設定（特定）することができる。すなわち、測定対象物の突起部が曲がっているなどのことがあれば、それを正確に反映した測定領域を設定できる。

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、該透明テーブル２の上面に載せられた又は上方に位置された複数の突起部ｐｗを有する測定対象物Ｗに向けて照射光３を照射する光照射部４、照射光３の測定対象物Ｗからの反射光である対象物反射光８を検出する光検出部５とを有する光検出ユニット６と、
透明テーブル２の上部に設けた、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４５と、
測定位置にセットされている測定対象物Ｗの下面の白黒の二次元画像ｂｃを撮像する二次元画像取得部４６（ここでは「光検出部５」が兼ねている。）と、
二次元画像ｂｃに基づいて、突起部ｐｗのそれぞれの一部又は全部を含む領域（ここでは全部を含む領域）である測定領域ｐａを前記プログラム上に設定する測定領域設定部４１と、
光検出部５側の基準位置としてプログラム上に予め設定ないし定められている平坦度０値で水平面（各位置（ｘ、ｙ）（画素、ピクセル）の値は全て同値）の第１の基準面ＤＴと、
透明テーブル２の上面位置又は該上面位置の近傍に前記プログラム上で設定される、第１の基準面ＤＴからの距離であらわされる平坦度０値で水平面（各位置（ｘ、ｙ）（画素、ピクセル）の値は全て同値）の第２の基準面ＤＧを設定する第２の基準面設定部４０と、
測定領域ｐａの各位置（ｘ、ｙ）（画素、ピクセル）の第１の基準面ＤＴから測定対象物Ｗまでの距離である第１の測定領域距離ｐｖ１を示す第１の測定領域距離データｐｖｄ１を取得し（図３のＳＴＰ６）、かつ、測定領域ｐａ外である非測定領域ｈｐａの距離情報は取得しない第１の測定領域距離データ取得部４２と、
第１の測定領域距離ｐｖ１から第２の基準面ＤＴの距離を引き演算して、各位置（ｘ、ｙ）の第２の基準面ＤＴから測定対象物Ｗまでの距離である第２の測定領域距離ｐｖ２を示す第２の測定領域距離データｐｖｄ２を取得する（図３のＳＴＰ７）第２の測定領域距離データ取得部４３と、
第２の測定領域距離データｐｖｄ２に基づいて代表距離Ｖを示す代表距離データＶｄを取得する（図３のＳＴＰ８）代表距離データ取得部４４と、
測定対象物Ｗの配置域外である位置決め枠４５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、を有する構成となっている。
「水平面」とは傾斜角度０度という意味である。
第１の測定領域距離データ取得部４２の処理は、例えば、測定領域ｐａを「１」と設定し該測定領域ｐａ外（非測定領域ｈｐａ）を「０」と設定して、「０」の域は距離情報を取得しない、除外する又は記憶せず、「１」の域は各位置（ｘ、ｙ）の距離情報を取得する等する処理である。

図４において、測定領域設定部４１の画面（ディスプレイの画面）には、測定対象物Ｗの下面の白黒の二次画像ｂｃと反射部材７の下面の白黒の二次画像７ｂｃが表示される。
測定しようとする突起部ｐｗ（ここでは二次元画像）の（ここでは全突起部をそれぞれ領域指定している。）を選択して閉じた囲いである測定領域ｐａを指定し、かつ、３か所の反射部材７を選択して３か所の閉じた囲いである反射部材領域ｒａを指定する。領域指定完了を決定すると、測定領域ｐａ、反射部材領域ｒａ以外の箇所は全て非測定領域ｈｐａとされる。
測定したい突起部のみを領域指定する一部突起部指定も行うこともできる。
非測定領域ｈｐａを測定領域設定部４１の画面（ディスプレイの画面）を見ながら手動でオペレータが設定する、ないし、予め設定されたデータを使用するのもよい。

Claims (4)

1. 透明テーブルと、
   前記透明テーブルの下方に設けられた、該透明テーブルの上面に載せられた又は上方に位置された複数の突起部を有する測定対象物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、前記照射光の前記測定対象物からの反射光を検出する光検出部と、
   前記光検出部側の基準位置としてプログラム上に予め平坦度０値で水平面の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位置又は該上面位置の近傍に前記プログラム上で設定される、平坦度０値で水平面の前記第１の基準面からの距離であらわされる第２の基準面を設定する第２の基準面設定部と、
   前記突起部のそれぞれの一部又は全部を含む領域である測定領域を前記プログラム上に設定する測定領域設定部と、
   前記測定領域の各位置（ｘ、ｙ）の前記第１の基準面から前記測定対象物までの距離である第１の測定領域距離を示す第１の測定領域距離データを取得し、かつ、前記測定領域外の距離情報は取得しない第１の測定領域距離データ取得部と、
   前記第１の測定領域距離から前記第２の基準面の距離を引き演算して、前記各位置（ｘ、ｙ）の前記第２の基準面から前記測定対象物までの距離である第２の測定領域距離を示す第２の測定領域距離データを取得する第２の測定領域距離データ取得部と、
   前記第２の測定領域距離データに基づいて代表距離を示す代表距離データを取得する代表距離データ取得部と、
   を備えてなることを特徴とする測定装置。
2. 透明テーブルと、
   前記透明テーブルの下方に設けられた、該透明テーブルの上面に載せられた又は上方に位置された複数の突起部を有する測定対象物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、前記照射光の前記測定対象物からの対象物反射光を検出する光検出部と、
   前記光検出部側の基準位置としてプログラム上に予め平坦度０値で水平面の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位置又は該上面位置の近傍に前記プログラム上で設定される、平坦度０値で水平面の前記第１の基準面からの距離であらわされる第２の基準面を設定する第２の基準面設定部と、
   前記突起部のそれぞれの一部又は全部を含む領域である測定領域を前記プログラム上に設定する測定領域設定部と、
   前記測定領域の各位置（ｘ、ｙ）の前記第１の基準面から前記測定対象物までの距離である第１の測定領域距離を示す第１の測定領域距離データを取得し、かつ、前記測定領域外の距離情報は取得しない第１の測定領域距離データ取得部と、
   前記第１の測定領域距離データに基づいて第１の代表距離を示す第１の代表距離データを取得する第１の代表距離データ取得部と、
   前記第１の代表距離から前記第２の基準面の距離を引き演算して、第２の代表距離を示す第２の代表距離データを取得する第２の代表距離データ取得部と、を備えてなることを特徴とする測定装置。
3. 前記透明テーブルの上面、下面、上側又は下側に反射部材が設けられ、
   前記光検出部で検出した前記反射部材の反射光である反射部材反射光を処理して、前記第２の基準面が設定されることを特徴とする請求項１又は２記載の測定装置。
4. 前記測定領域の設定は、測定位置にセットされている前記測定対処物の下面の二次元画像を撮影取得して該二次元画像に基づいて設定す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。
   

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