JP4061265B2 - 突起の高さ測定方法および測定装置 - Google Patents
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Description
このように、何らかのワーク表面に形成された突起の高さを測定することは、個々のロットごとに、仕様どおりの寸法をもった突起が形成されていることを確認する上で重要である。
特に、回路基板やLSIチップ上に配線用電極として形成された多数のバンプの場合、寸法にばらつきが生じていると、電気的な接触不良を誘発する要因になるので、出荷前の品質検査の段階で、個々のバンプの高さを測定することが必要になる。
一方、後者は、顕微鏡などの光学機器を用いて突起を上方から観察し、合焦点位置からピークの高さを計測する方法である。
また、たとえば、特開2001−298036号公報には、突起に照明を当て、その影となる領域を撮像することにより、高さを計測する方法が開示されており、本願出願人の特願2003−291367号では、1つの撮像装置を用いて、複数の突起の高さを測定する方法、装置が提案されている。
たとえば、前述した変位計を用いた方法では、レーザ変位計などの微小なスポットを突起に正確に照射する必要があるため、突起1つ1つについて正確な位置合わせが必要になり、多数の突起が形成されているワークについて全数測定するには、多大な時間を要してしまう。
また、共焦点を利用した方法では、顕微鏡などの光学機器の視野は比較的狭いため、一度に数個の突起についての測定を行うことしかできない。
更に、前掲の特開2001−298036号公報(特許文献1)に開示された方法では、斜めからの照明を広い範囲に均一に照射することが困難であり、やはり多数の突起についての測定を効率良く行うことは困難である。
また、特願2003−291367号で提案した高さの測定方法では、バンプの底面を真円と仮定している撮像画像の幅からバンプ径の大きさを推定しているため、原理上、底面が真円のバンプにしか適用することができない。
また、設計上バンプ底面が真円であっても、形成精度によっては計算後の高さに誤差を生じる原因となる。
そして、本発明の請求項2に係る突起の高さ測定方法は、請求項1に係る突起の高さ測定方法において、ワーク表面上に複数の突起が存在する場合に、撮像段階で、複数の突起対応像が互いに重なりを生じる仰角θの臨界角度をθ1とし、突起を構成する円錐の母線とワーク表面とのなす角度をθ2としたときに、撮像段階における仰角θを、θ1<θ<θ2なる範囲に設定することを特徴とするものである。
そしてまた、本発明の請求項3に係る突起の高さ測定方法は、請求項1〜2のいずれかに係る突起の高さ測定方法において、演算用データ抽出段階は、第1の輪郭線抽出段階により抽出された輪郭線の情報に基づき、第1のラベリング処理を行い、また、第2の輪郭線抽出段階により抽出された輪郭線の情報に基づき、第2のラベリング処理を行い、更に、各ラベリング処理の結果から、それぞれ、各測定対象とする突起位置を認識して、各測定対象とする突起に対応する演算用データとしての長さD、長さLを抽出するものであることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項4に係る突起の高さ測定方法は、請求項1〜3のいずれかに係る突起の高さ測定方法において、輪郭線抽出段階で、撮像段階により得られた平面画像を二値化処理し、画素値の変化する部分を境界線として認識するか、もしくは、撮像段階により得られた平面画像を微分処理し、画素値が極大値をとる部分を境界線として認識することを特徴とするものである。
また、本発明の請求項5に係る突起の高さ測定方法は、請求項1〜4のいずれかに係る突起の高さ測定方法において、第1の撮像段階で得られる平面画像における突起対応像上の、前記突起の母線部分に対応する部分の長さの最大なものを長さLとすることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項6に係る突起の高さ測定方法は、請求項1〜5のいずれかに係る突起の高さ測定方法において、ワーク表面上に複数の突起が存在する場合に、個々の突起対応像についての長さD、Lを抽出するとともに、各撮像段階で得られる平面画像における所定のアライメントマーク像の位置を基準として、各突起対応像の位置座標を抽出するようにし、各突起の位置と高さとを測定するようにしたことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項7に係る突起の高さ測定方法は、請求項1〜6のいずれかに係る突起の高さ測定方法において、第1の撮像段階で、ワーク表面に対して角度(90°−θ)で交差する投影面上に突起対応像を得るようにし、高さ演算段階で、h=(L−Dsin θ)/cos θなる式を用いて、突起の高さhを求めることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項8に係る突起の高さ測定方法は、上記の請求項7に係る突起の高さ測定方法において、第1の撮像段階で、ワーク表面に対して角度(90°−θ)で交差する投影面を定義し、前記投影面上に撮像画素を二次元配列してなるエリアセンサを用いて撮像を行うことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項9に係る突起の高さ測定方法は、上記の請求項1〜6のいずれかに係る突起の高さ測定方法において、上記のいずれかに記載の突起の高さ測定方法において、第1の撮像段階で、ワーク表面に対して平行な投影面上に、突起を仰角θの方向に投影することにより突起対応像を得るようにし、高さ演算段階で、h=(L−D)tan θなる式を用いて、突起の高さhを求めることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項10に係る突起の高さ測定方法は、請求項9に係る突起の高さ測定方法において、第1の撮像段階で、ワーク表面に対して平行な投影面を定義し、前記投影面上に画素を一次元配列してなるラインセンサを用意し、このラインセンサまたはワークを前記投影面に沿って移動させることにより撮像を行うことを特徴とするものである。
尚、ここでのラベリング処理とは、2値画像上で、1つの図形と判断できる隣接する画素の集合をグルーピングすることであるが、図形についての特徴を算出する段階まで含むこともある。
また、ここでの母線とは、突起の底面外周点と頂点とを結ぶ線部である。
また、本発明の請求項12に係る突起の高さ測定装置は、請求項11に係る突起の高さ測定装置において、第1の輪郭線抽出処理および第2の輪郭線抽出処理を、それぞれの撮像処理により得られた平面画像を二値化し、画素値の変化する部分を境界線として認識するか、もしくは、それぞれの撮像処理により得られた平面画像を微分し、画素値が極大値をとる部分を境界線として認識することにより実行することを特徴とするものである。
また、本発明の請求項13に係る突起の高さ測定装置は、請求項11〜12のいずれかに係る突起の高さ測定装置において、第1の撮像処理で得られる平面画像における突起対応像上の、前記突起の母線部分に対応する部分の長さの最大なものを長さLとすることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項14に係る突起の高さ測定装置は、請求項11〜13のいずれかに係る突起の高さ測定装置において、個々の突起対応像についての長さD、Lを抽出するとともに、各撮像処理で得られる平面画像における所定のアライメントマーク像の位置を基準として、各突起対応像の位置座標を抽出する機能を有し、各突起の位置と高さとを測定する機能を有することを特徴とするものである。
また、本発明の請求項15に係る突起の高さ測定装置は、請求項11〜14のいずれかに係る突起の高さ測定装置において、第1の撮像カメラが、ワーク表面に対して平行になるように一次元に配列され、かつ、突起を仰角θの方向から撮像することができる撮像画素により構成されたラインセンサを有し、第1の走査部が、前記ラインセンサもしくはワークを、ワーク表面に対して平行な投影面に沿って走査する機能を有し、制御処理装置が、h=(L−D)tan θなる式を用いて、突起の高さhを求めることを特徴とするものである。
本発明の突起の高さ測定方法は、このような構成にすることにより、多数の突起の高さを高速に測定することができ、且つ、バンプの形成精度の影響を受けずらい、突起の高さ測定方法の提供を可能としている。
具体的には、測定対象となる突起を含むワーク表面上の所定領域を仰角θの方向から撮像し、突起対応像を含む平面画像を得る第1の撮像段階と、測定対象となる突起を含むワーク表面真上から撮像し、突起対応像を含む平面画像を得る第2の撮像段階と、コンピュータに、前記第1の撮像段階により得られた平面画像に基づいて、前記突起対応像の第1の輪郭線を抽出する処理を実行させる第1の輪郭線抽出段階と、コンピュータに、前記第2の撮像段階により得られた平面画像に基づいて、前記突起対応像の第2の輪郭線を抽出する処理を実行させる第2の輪郭線抽出段階と、各測定対象となる突起について、それぞれ、測定対象の突起が円錐形であるとの仮定の下、コンピュータに、第1の輪郭線の情報に基づいて第1の撮像段階で得られる平面画像における突起対応像上の、前記突起の母線部分に対応する部分の長さLを、また、第2の輪郭線の情報に基づいて第2の撮像段階で得られる平面画像における突起対応像上の、前記母線部分に対応する部分の長さDを、それぞれ、突起の高さhを求めるための演算用データとして抽出させる、演算用データ抽出段階と、また、各測定対象となる突起について、それぞれ、コンピュータに、前記仰角θと、対応する前記抽出されたパラメータの長さD、長さLとに基づいて、前記突起の高さhを演算する処理を実行させる高さ演算段階とを有することにより、これを達成している。
詳しくは、特願2003−291367号で提案した高さの測定方法にはない、第2の撮像段階、第2の輪郭線抽出段階を有し、各測定対象となる突起について、それぞれ、測定対象の突起が円錐形であるとの仮定の下、コンピュータに、第2の撮像段階で得られる平面画像における突起対応像上の、前記突起の母線部分に対応する部分の長さDを、また、第1の撮像段階で得られる平面画像における突起対応像上の、前記母線部分に対応する部分の長さLを、突起の高さhを求めるための演算用データとして抽出させる、演算用データ抽出段階を有することにより、突起形状が設計通りでない場合、例えば、突起が錐形で底面の形状が楕円や多角形に変形している場合であっても、精度の高い測定を可能としている。
即ち、特願2003−291367号で提案した高さの測定方法における、突起(バンプとも言う)の底面を真円と仮定している撮像画像の幅から突起径の大きさを推定しているため、原理上、底面が真円のバンプにしか適用することができないという問題、さらにまた、設計上突起底面が真円であっても、形成精度によっては計算後の高さに誤差を生じる原因となるという問題を解決できるものとしている。
また、突起対応像の突起高さ方向幅の最大なものを長さLとするのが一般的である。
そして、ワーク表面上に複数の突起が存在する場合に、個々の突起対応像についての長さD、Lを抽出するとともに、各撮像段階で得られる平面画像における所定のアライメントマーク像の位置を基準として、各突起対応像の位置座標を抽出するようにし、各突起の位置と高さとを測定するようにする。
同時にそのような測定を実施できる装置の提供を可能とした。
図1は本発明の突起の高さ測定方法の実施の形態例の1例の処理のフローを示した図で、図2(a)は撮像カメラと被撮像物との位置関係を示した概略図で、図2(b)は第1の撮像カメラの仰角θの範囲を説明するための図で、図3(a)は第1の撮像カメラによる画像で、図3(b)は第2の撮像カメラによる画像で、図3(c)は第1の撮像カメラによる突起像を説明するための図で、
図4(a)は図1に示す実施の形態例の突起と第1の撮像カメラの撮像面との位置関係を示した概略図、図4(b)はラインセンサとその走査方向を説明するための図で、
図5は、別の形態例の突起と第1の撮像カメラの撮像面との位置関係を示した概略図で、
図6は本発明の突起の高さ測定装置の実施の形態例の1例の基本構成を示したブロック図で、図7は突起の高さ測定装置の概略図である。
尚、図1において、S11〜S15、S21〜S25、S31〜S36は処理ステップを示す。
図2〜図5、図7において、11は第1の撮像カメラ、11Aは第1の撮像カメラにより撮像された画像、11aは突起の画像、12は第2の撮像カメラ、12Aは第2の撮像カメラにより撮像された画像、12aは突起の画像、20は突起、30はワーク(配線基板のこと)、50a、50bはアライメントマーク画像、100はワーク(配線基板のこと)、110は突起、111は母線、111a、111bは母線111の撮像面での像、112は底辺の半径、116は(突起対応像の)底辺の半径、117は(突起対応像の)母線、210は撮像面(ラインセンサが走査される面のこと)、310は第1の撮像カメラ、320は第2の撮像カメラ、330は(第1の撮像カメラの)X軸ステージ、340は(第2の撮像カメラの)X軸ステージ、351は第1の撮像カメラの照明、352は第2の撮像カメラの照明、360は第1の撮像カメラ及び第2の撮像カメラの)Y軸ステージ、380はワーク(配線基板のこと)、385は突起、390は制御処理装置(制御画像処理装置とも言う)である。
また、図4(b)中、m、nは、それぞれ、ラインセンサを構成する画素のX軸方向幅、Y軸方向幅である。
また、図4(a)において、Lは母線111部に相当する撮像面210のY軸方向(副走査方向)の長さで、この場合、仰角θの撮像方向に直交する方向の前記Lの幅部に対応する幅をLLとし、また、図5(a)において、Laは母線111部に相当する撮像面210aのY軸方向(副走査方向)の長さで、この場合、撮像面の方向は仰角θの撮像方向に直交する。
本例は、配線基板からなるワーク(図7の380)表面に形成された突起(図7の385)の高さを測定する方法で、第1の撮像カメラ310、第2の撮像カメラ320を、それぞれ、ラインセンサカメラ(以下、単にラインセンサとも言う)とした、図7に示す突起高さ測定装置にて、測定対象となる突起を含むワーク表面上の所定領域を仰角θの方向から撮像し、突起対応像を含む平面画像を得て、また、測定対象となる突起を含むワーク表面真上から撮像し、突起対応像を含む平面画像を得て、得られた平面画像をデータ処理することにより、複数の測定対象の突起の高さを測定する方法である。
尚、突起は円錐形で、その底面にてワーク上に二次元的に配置されている。
尚、これを以って本発明の突起の高さの測定装置の1例の説明に代える。
図7に示す突起の高さの測定装置は、その構成をブロック図で示すと図6のようになるが、ワーク380表面に形成された突起385の高さを測定する測定装置で、測定対象となる突起385を含むワーク380表面上の第1の所定の撮像対象領域を仰角θの方向から撮像するラインセンサカメラからなる第1の撮像カメラ310と、前測定対象となる突起を含むワーク表面の第2の所定の撮像対象領域を真上から撮像するラインセンサカメラからなる第2の撮像カメラ320と、第1の撮像カメラ310と第2の撮像カメラ320とを一体的にしてY軸方向に走査するY軸ステージ360と、第1の撮像カメラ310と第2の撮像カメラ320とを、それぞれ、個別にX軸方向に走査するX軸ステージ330、340と、前記第1の撮像対象領域、第2の撮像対象領域を、それぞれ、照明するための照明部351、352と、これら撮像カメラ310、320、Y軸ステージ360、X軸ステージ330、340、照明部351、352を制御するとともに、測定に必要な処理を実行する制御処理装置390とを備えている。
そして、制御処理装置390は、前記撮像カメラ310、320、Y軸ステージ360、X軸ステージ330、340、照明部351、352を制御することにより、複数の測定対象となる突起を含むワーク380表面上の所定領域を仰角θの方向から撮像し、突起対応像を含む平面画像を得る第1の撮像処理と、複数の測定対象となる突起を含むワーク表面真上から撮像し、突起対応像を含む平面画像を得る第2の撮像処理と行う機能を有している。
図7に示す装置では、それぞれ、所定領域を各撮像カメラで撮像しながら、Y軸ステージ360およびX軸ステージ351、352を走査しながらワーク380の複数の測定対象突起のある領域全体を撮像し、合わせて、それぞれの撮像カメラの平面画像とする。
そして、コンピュータに、前記第1の撮像処理により得られた平面画像に基づいて、前記突起対応像の第1の輪郭線を抽出する処理を実行させる第1の輪郭線抽出処理と、コンピュータに、前記第2の撮像処理により得られた平面画像に基づいて、前記突起対応像の第2の輪郭線を抽出する処理を実行させる第2の輪郭線抽出処理と、第1の輪郭線抽出段階により抽出された輪郭線の情報に基づき、第1のラベリング処理を行い、また、第2の輪郭線抽出段階により抽出された輪郭線の情報に基づき、第2のラベリング処理を行い、各ラベリング処理の結果から、それぞれ、各測定対象とする突起位置を認識して、各測定対象とする突起に対応する演算用データとしての長さD、長さLを抽出する演算用データ抽出処理を行い、更に、各測定対象となる突起について、それぞれ、コンピュータに、前記仰角θと、対応する前記抽出された演算用データとしての長さD、長さLとに基づいて、前記突起の高さhを演算する処理を実行させる高さ演算処理を実行する機能とを有する。
尚、ここでは、測定対象の突起が円錐形であるとの仮定の下、コンピュータに、第1の撮像処理で得られる平面画像における突起対応像上の、突起の母線部分に対応する部分の長さLを、また、第2の撮像処理で得られる平面画像における突起対応像上の、前記母線部分に対応する部分の長さDを、突起の高さhを求めるための演算用データとして抽出させる。
尚、図7に示す突起の高さの測定装置の各処理の詳細については、以下の説明を以って代える。
先ず、測定対象となる突起を含むワーク表面上の所定領域を仰角θの方向から撮像し(S11)、突起対応像を含む第1の平面画像を得(S12)、また一方、測定対象となる突起を含むワーク表面真上から撮像し(S21)、突起対応像を含む第2の平面画像を得る。(S22)
第1の撮像カメラ310はワーク380表面に対して仰角θをなす方向から、突起の撮像を行い、第2の撮像カメラ320はワーク380表面に対して真上から撮像を行い、両撮像カメラは、それぞれ、X軸ステージ330、340のよりX軸方向走査が行われ、またY軸ステージ360によりY方向の走査が行われる。
この撮像状態を簡略して示したの図が図2(a)であり、本例の場合、第1の撮像カメラ11の仰角θを、突起の撮影像において突起の頂点が分かり、且つ、隣接する突起像が重ならないような範囲とし、図2(b)に示すように、複数の突起対応像が互いに重なりを生じる仰角θの臨界角度をθ1とし、突起を構成する円錐の母線とワーク表面とのなす角度をθ2としたときに、撮像段階における仰角θを、θ1<θ<θ2なる範囲に設定する。
尚、ここでは、各撮像領域内に同一のアライメントマーク画像が50a、50bが得られているとする。
第1の輪郭線を抽出する処理を実行することにより第1の輪郭線の情報が得られ(S14)、第2の輪郭線を抽出する処理を実行することにより第2の輪郭線の情報が得られる。(S24)
ここでは、撮像により得られた平面画像を二値化処理し、画素値の変化する部分を境界線として認識するか、もしくは、撮像段階により得られた平面画像を微分処理し、画素値が極大値をとる部分を境界線として認識する。
次いで、第1の輪郭線抽出段階により抽出された輪郭線の情報に基づき、第1のラベリング処理を行い(S15)、また、第2の輪郭線抽出段階により抽出された輪郭線の情報に基づき、第2のラベリング処理を行い(S25)、更に、各ラベリング処理の結果から、それぞれ、各測定対象とする突起位置を認識して、各測定対象とする突起に対応する突起の高さhを演算するための演算用データとしての長さD、長さLを抽出する。(S31〜S33)
本例の場合、図4(b)に示すようなX軸方向に画素を配列させたラインセンサを、図4(a)のY軸方向に走査して突起110の母線111の画像を得るもので、母線111の撮像画像の長さが、撮像面210上では、Y軸方向Lの長さに対応する。
但し、母線111の対応像は、図3(c)に示す第1の撮像カメラによる突起対応像の母線117に相当するもので、図3(c)に示す突起対応像において、突起頂点対応部Q0から底面周部相当部への各直線はいずれも突起の母線に相当するが、突起対応像において、母線C1の底面周部相当部Q1、母線C2の底面周部相当部Q2との交点Q3を通る母線Q0−Q4(この母線が117)が、母線の中で最大となる。
尚、この場合、突起対応像のQ1、Q2にそれぞれ相当する突起の2点を通る直線と、撮像面210とは平行である。
ここでは、このような母線(図3(c)の117に相当)を演算用データL、Dを求めるための対象母線として用いている。
第2の撮像カメラ12による突起対応像上では、母線111の撮像画像の長さは、図4(a)の突起の底面の半径112の長さに相当し、第2の撮像カメラ12による突起対応像上から、突起の底面の半径112の長さを、長さDとして得ることができる。
尚、この場合も、図3(c)の117に相当する母線を、演算用データL、Dを求めるための対象母線として用いているとする。
図5より、
hcosθ+Dsinθ=La (1)
が成り立ち、
h=(La−Dsin θ)/cos θ (2)
となる。
hcosθ+Dsinθ=LL=Lsinθ (3)
となる。
これより、
h=(L−D)tan θ (4)
となる。
この式(4)を用いて、仰角θと、対応する前記抽出された演算用データとしての長さD、長さLとに基づいて、突起の高さhを求めることができる。
上記のようにして、突起の高さを求めることができるが、母線を突起対応像の母線の中で最大のものを用いていることにより、このような計算方法が成り立つが、他の母線を用いても、式(4)とは別の計算方法により突起の高さhを得ることができる。
また、上記のように、本例の突起の高さ測定方法としては、第1の撮像カメラ、第2の撮像カメラとして、ラインセンサを用いたが、これに代え、先に述べたように(図4(a)の場合)、エリアセンサを用いて撮像して、式(2)から突起の高さhを求めても良い。
また、本例にて、第2の撮像カメラとしてエリアセンサを用いることもできる。
11A 第1の撮像カメラにより撮像された画像
11a 突起の画像
12 第2の撮像カメラ
12A 第2の撮像カメラにより撮像された画像
12a 突起の画像
20 突起
30 ワーク(配線基板のこと)
50a、50b アライメントマーク画像
100 ワーク(配線基板のこと)
110 突起
111 母線
111a 母線111の撮像面での長さ
112 底辺の半径
116 (突起対応像の)底辺の半径
117 (突起対応像の)母線
210 撮像面(ラインセンサが走査される面のこと)
310 第1の撮像カメラ
320 第2の撮像カメラ
330 (第1の撮像カメラの)X軸ステージ
340 (第2の撮像カメラの)X軸ステージ
351 第1の撮像カメラの照明
352 第2の撮像カメラの照明
360 第1の撮像カメラ及び第2の撮像カメラの)Y軸ステージ
380 ワーク(配線基板のこと)
385 突起
390 制御処理装置(制御画像処理装置とも言う)
Claims (15)
- ワーク表面に形成された突起の高さを測定する方法であって、測定対象となる突起を含むワーク表面上の所定領域を仰角θの方向から撮像し、突起対応像を含む平面画像を得る第1の撮像段階と、測定対象となる突起を含むワーク表面真上から撮像し、突起対応像を含む平面画像を得る第2の撮像段階と、コンピュータに、前記第1の撮像段階により得られた平面画像に基づいて、前記突起対応像の第1の輪郭線を抽出する処理を実行させる第1の輪郭線抽出段階と、コンピュータに、前記第2の撮像段階により得られた平面画像に基づいて、前記突起対応像の第2の輪郭線を抽出する処理を実行させる第2の輪郭線抽出段階と、各測定対象となる突起について、それぞれ、測定対象の突起が円錐形であるとの仮定の下、コンピュータに、前記第1の輪郭線の情報に基づいて前記第1の撮像段階で得られる平面画像における突起対応像上の母線部分に対応する部分の長さLを、また、前記第2の輪郭線の情報に基づいて前記第2の撮像段階で得られる平面画像における突起対応像上の母線部分に対応する部分の長さDを、それぞれ、突起の高さhを求めるための演算用データとして抽出させる、演算用データ抽出段階と、また、各測定対象となる突起について、それぞれ、コンピュータに、前記仰角θと、対応する前記抽出されたパラメータの長さD、長さLとに基づいて、前記突起の高さhを演算する処理を実行させる高さ演算段階とを有することを特徴とする突起の高さ測定方法。
- 請求項1に記載の突起の高さ測定方法において、ワーク表面上に複数の突起が存在する場合に、撮像段階で、複数の突起対応像が互いに重なりを生じる仰角θの臨界角度をθ1とし、突起を構成する円錐の母線とワーク表面とのなす角度をθ2としたときに、撮像段階における仰角θを、θ1<θ<θ2なる範囲に設定することを特徴とする突起の高さ測定方法。
- 請求項1ないし2に記載の突起の高さ測定方法において、演算用データ抽出段階は、第1の輪郭線抽出段階により抽出された輪郭線の情報に基づき、第1のラベリング処理を行い、また、第2の輪郭線抽出段階により抽出された輪郭線の情報に基づき、第2のラベリング処理を行い、更に、各ラベリング処理の結果から、それぞれ、各測定対象とする突起位置を認識して、各測定対象とする突起に対応する演算用データとしての長さD、長さLを抽出するものであることを特徴とする突起の高さ測定方法。
- 請求項1ないし3のいずれか1に記載の突起の高さ測定方法において、輪郭線抽出段階で、撮像段階により得られた平面画像を二値化処理し、画素値の変化する部分を境界線として認識するか、もしくは、撮像段階により得られた平面画像を微分処理し、画素値が極大値をとる部分を境界線として認識することを特徴とする突起の高さ測定方法。
- 請求項1ないし4のいずれか1に記載の突起の高さ測定方法において、第1の撮像段階で得られる平面画像における突起対応像上の、前記突起の母線部分に対応する部分の長さの最大なものを長さLとすることを特徴とする突起の高さ測定方法。
- 請求項1ないし5のいずれか1に記載の突起の高さ測定方法において、ワーク表面上に複数の突起が存在する場合に、個々の突起対応像についての長さD、Lを抽出するとともに、各撮像段階で得られる平面画像における所定のアライメントマーク像の位置を基準として、各突起対応像の位置座標を抽出するようにし、各突起の位置と高さとを測定するようにしたことを特徴とする突起の高さ測定方法。
- 請求項1ないし6のいずれか1に記載の突起の高さ測定方法において、第1の撮像段階で、ワーク表面に対して角度(90°−θ)で交差する投影面上に突起対応像を得るようにし、高さ演算段階で、h=(L−Dsin θ)/cos θなる式を用いて、突起の高さhを求めることを特徴とする突起の高さ測定方法。
- 請求項7に記載の突起の高さ測定方法において、第1の撮像段階で、ワーク表面に対して角度(90°−θ)で交差する投影面を定義し、前記投影面上に撮像画素を二次元配列してなるエリアセンサを用いて撮像を行うことを特徴とする突起の高さ測定方法。
- 請求項1ないし6のいずれか1に記載の突起の高さ測定方法において、第1の撮像段階で、ワーク表面に対して平行な投影面上に、突起を仰角θの方向に投影することにより突起対応像を得るようにし、高さ演算段階で、h=(L−D)tan θなる式を用いて、突起の高さhを求めることを特徴とする突起の高さ測定方法。
- 請求項9に記載の突起の高さ測定方法において、第1の撮像段階で、ワーク表面に対して平行な投影面を定義し、前記投影面上に画素を一次元配列してなるラインセンサを用意し、このラインセンサまたはワークを前記投影面に沿って移動させることにより撮像を行うことを特徴とする突起の高さ測定方法。
- ワーク表面に形成された突起の高さを測定する測定装置であって、測定対象となる突起を含むワーク表面上の第1の所定の撮像対象領域を仰角θの方向から撮像するラインセンサカメラからなる第1の撮像カメラと、前記第1の所定の撮像対象領域が前記ワーク表面上で移動するように、前記第1の撮像カメラを走査する第1の走査部と、測定対象となる突起を含むワーク表面の第2の所定の撮像対象領域を真上から撮像するラインセンサカメラあるいはエリアセンサカメラからなる第2の撮像カメラと該第2の撮像カメラを走査する第2の走査部、あるいは、測定対象となる突起を含むワーク表面の第2の所定の撮像対象領域を真上から撮像するエリアセンサカメラからなる第2の撮像カメラと、前記第1の撮像対象領域および第2の撮像対象領域を照明するための1つ以上の照明部と、前記の各撮像カメラ、前記各走査部、前記各照明部を制御するとともに、測定に必要な処理を実行する制御処理装置とを備え、前記制御処理装置は、前記各撮像カメラ、前記各走査部、前記各照明部を制御することにより、測定対象となる突起を含むワーク表面上の所定領域を仰角θの方向から撮像し、突起対応像を含む平面画像を得る第1の撮像処理と、測定対象となる突起を含むワーク表面真上から撮像し、突起対応像を含む平面画像を得る第2の撮像処理と、コンピュータに、前記第1の撮像処理により得られた平面画像に基づいて、前記突起対応像の第1の輪郭線を抽出する処理を実行させる第1の輪郭線抽出処理と、コンピュータに、前記第2の撮像処理により得られた平面画像に基づいて、前記突起対応像の第2の輪郭線を抽出する処理を実行させる第2の輪郭線抽出処理と、測定対象の突起が円錐形であるとの仮定の下、コンピュータに、前記第1の輪郭線の情報に基づいて前記第1の撮像段階で得られる平面画像における突起対応像上の母線部分に対応する部分の長さLを、また、前記第2の輪郭線の情報に基づいて前記第2の撮像段階で得られる平面画像における突起対応像上の母線部分に対応する部分の長さDを、突起の高さhを求めるための演算用データとして抽出させる、演算用データ抽出処理と、各測定対象となる突起について、それぞれ、コンピュータに、前記仰角θと、対応する前記抽出された演算用データとしての長さD、長さLとに基づいて、前記突起の高さhを演算する処理を実行させる高さ演算処理とを、実行する機能を有することを特徴とする突起の高さ測定装置。
- 請求項11に記載の突起の高さ測定装置において、第1の輪郭線抽出処理および第2の輪郭線抽出処理を、それぞれの撮像処理により得られた平面画像を二値化し、画素値の変化する部分を境界線として認識するか、もしくは、それぞれの撮像処理により得られた平面画像を微分し、画素値が極大値をとる部分を境界線として認識することにより実行することを特徴とする突起の高さ測定装置。
- 請求項11または12に記載の突起の高さ測定装置において、第1の撮像処理で得られる平面画像における突起対応像上の、前記突起の母線部分に対応する部分の長さの最大なものを長さLとすることを特徴とする突起の高さ測定装置。
- 請求項11〜13のいずれかに記載の突起の高さ測定装置において、個々の突起対応像についての長さD、Lを抽出するとともに、各撮像処理で得られる平面画像における所定のアライメントマーク像の位置を基準として、各突起対応像の位置座標を抽出する機能を有し、各突起の位置と高さとを測定する機能を有することを特徴とする突起の高さ測定装置。
- 請求項11ないし14のいずれか1に記載の突起の高さ測定装置において、第1の撮像カメラが、ワーク表面に対して平行になるように一次元に配列され、かつ、突起を仰角θの方向から撮像することができる撮像画素により構成されたラインセンサを有し、第1の走査部が、前記ラインセンサもしくはワークを、ワーク表面に対して平行な投影面に沿って走査する機能を有し、制御処理装置が、h=(L−D)tan θなる式を用いて、突起の高さhを求めることを特徴とする突起の高さ測定装置。
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