JP5881235B2 - Three-dimensional measuring apparatus, three-dimensional measuring method and program - Google Patents

Three-dimensional measuring apparatus, three-dimensional measuring method and program Download PDF

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Description

本技術は、位相シフト法等を使用して測定対象物を3次元測定する3次元測定装置等の技術に関する。   The present technology relates to a technology such as a three-dimensional measurement apparatus that three-dimensionally measures a measurement object using a phase shift method or the like.

従来から、配線基板等の測定対象物の品質を検査する方法として、測定対象物を撮像して得られた画像を解析して、測定対象物の品質を検査する方法が用いられている。2次元的な画像解析では、測定対象物の欠け、凹み等の高さ方向の欠陥検出が困難であるため、近年においては、3次元的な画像解析により測定対象物の3次元形状を測定して、測定対象物の品質を検査する方法が用いられるようになってきている。   Conventionally, as a method for inspecting the quality of a measurement object such as a wiring board, a method for inspecting the quality of the measurement object by analyzing an image obtained by imaging the measurement object is used. In two-dimensional image analysis, since it is difficult to detect defects in the height direction such as chipping or dents in the measurement object, in recent years, the three-dimensional shape of the measurement object is measured by three-dimensional image analysis. Therefore, a method for inspecting the quality of a measurement object has been used.

画像解析により測定対象物の3次元形状を測定する方法として、光切断法の一種である位相シフト法(時間縞解析法)が広く用いられている(例えば、特許文献1、2参照)。   As a method for measuring the three-dimensional shape of a measurement object by image analysis, a phase shift method (time fringe analysis method), which is a kind of light cutting method, is widely used (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

位相シフト法の原理について説明する。位相シフト法では、まず、投影部から正弦波状に輝度が変化する縞が測定対象物に投影される。測定対象物に投影される縞の位相は、所定の位相シフト量でシフトされる。位相シフトは、縞の位相が1周期分移動するまで複数回(最低3回、通常4回以上)繰り返される。縞の位相がシフトされると、撮像部により、位相がシフトされる度に、縞が投影された測定対象物が撮像される。例えば、位相シフト量がπ/2[rad]である場合、0、π/2、π、3π/2と縞の位相がシフトされ、各位相で測定対象物の画像が撮像される。そして合計4枚の画像が取得される。   The principle of the phase shift method will be described. In the phase shift method, first, fringes whose luminance changes in a sinusoidal shape are projected from the projection unit onto the measurement object. The phase of the fringe projected on the measurement object is shifted by a predetermined phase shift amount. The phase shift is repeated a plurality of times (minimum 3 times, usually 4 times or more) until the phase of the stripe moves by one period. When the phase of the fringes is shifted, the measurement object on which the fringes are projected is imaged by the imaging unit each time the phase is shifted. For example, when the phase shift amount is π / 2 [rad], the fringe phase is shifted to 0, π / 2, π, 3π / 2, and an image of the measurement object is captured at each phase. A total of four images are acquired.

4回の位相シフトの場合、4枚の画像からそれぞれ画素の輝度値を取得し、下記の式(1)に適用することにより、座標(x、y)での位相φ(x、y)を求めることができる。
φ(x、y)=Tan−1{I3π/2(x、y)−Iπ/2(x、y)}/{I(x、y)−Iπ(x、y)}・・・(1)
In the case of four phase shifts, the luminance value of each pixel is obtained from four images and applied to the following equation (1) to obtain the phase φ (x, y) at the coordinates (x, y). Can be sought.
φ (x, y) = Tan −1 {I 3π / 2 (x, y) −I π / 2 (x, y)} / {I 0 (x, y) −I π (x, y)} · (1)

なお、I(x、y)、Iπ/2(x、y)、Iπ(x、y)、I3π/2(x、y)は、それぞれ、位相が0、π/2、π、3π/2である場合における、座標(x、y)に位置する画素の輝度値である。 Note that I 0 (x, y), I π / 2 (x, y), I π (x, y), and I 3π / 2 (x, y) have phases of 0, π / 2, and π, respectively. This is the luminance value of the pixel located at the coordinates (x, y) in the case of 3π / 2.

位相φ(x、y)を求めることができれば、位相φ(x、y)に基づいて三角測量の原理により各座標での高さ情報を得て、測定対象物の3次元形状を得ることができる。   If the phase φ (x, y) can be obtained, the height information at each coordinate is obtained by the principle of triangulation based on the phase φ (x, y) to obtain the three-dimensional shape of the measurement object. it can.

特開2010−175554号公報(段落[0003]〜[0005])JP 2010-175554 A (paragraphs [0003] to [0005]) 特開2009−204373号公報(段落[0023]〜[0027])JP 2009-204373 A (paragraphs [0023] to [0027])

式(1)の右辺に示されているように、位相シフト法では、座標(x、y)における位相φ(x、y)を求める場合、その座標(x、y)に位置する画素の輝度値の差を求める必要がある。   As shown on the right side of Expression (1), in the phase shift method, when obtaining the phase φ (x, y) at the coordinates (x, y), the luminance of the pixel located at the coordinates (x, y) It is necessary to find the difference in values.

ここで、例えば、投影部の照明が暗すぎる場合、4枚の画像からそれぞれ取得される輝度値の差が小さくなるため、式(1)により位相φ(x、y)を正確に算出することができない。結果として、正確に基板の3次元形状を測定することができないという問題がある。   Here, for example, when the illumination of the projection unit is too dark, the difference in luminance value acquired from each of the four images is small, and therefore the phase φ (x, y) is accurately calculated by equation (1). I can't. As a result, there is a problem that the three-dimensional shape of the substrate cannot be measured accurately.

一方、投影装置の照明が明るすぎる場合、測定対象物に投影された縞の明るい部分に位置する画素の輝度値が、輝度値の最大値である255を超える等の理由により、正確に輝度値の差を算出することができない。従って、照明が暗い場合と同様に、正確に測定対象物の3次元形状を測定することができないという問題がある。   On the other hand, when the illumination of the projection device is too bright, the luminance value of the pixel located in the bright portion of the stripe projected onto the measurement object exceeds the luminance value of 255, which is the maximum luminance value. The difference cannot be calculated. Therefore, there is a problem that the three-dimensional shape of the measurement object cannot be measured accurately as in the case where the illumination is dark.

ここで、配線基板等の測定対象物は、部分ごとに明るさが異なっている場合がある。例えば、基板上に塗布されたレジストの下に配線がある集中している部分は、配線が集中していない部分に比べて暗くなる。   Here, the measurement object such as the wiring board may have different brightness for each part. For example, a portion where the wiring is concentrated under the resist applied on the substrate is darker than a portion where the wiring is not concentrated.

このような場合に、基板(レジスト)が明るい部分に適切な照度で縞を投影すると、その照度は、基板(レジスト)が暗い部分に対しては、適切な照度ではないので、基板が暗い部分では正確に測定対象物の3次元形状を測定することができない。同様に、基板が暗い部分に適切な照度で縞を投影すると、その照度は、基板が明るい部分に対しては、適切な照度ではないので、基板が明るい部分では正確に測定対象物の3次元形状を測定することができないといった問題がある。   In such a case, when a fringe is projected onto a bright part of the substrate (resist) with an appropriate illuminance, the illuminance is not appropriate for a dark part of the substrate (resist). Thus, the three-dimensional shape of the measurement object cannot be measured accurately. Similarly, when a fringe is projected onto a dark part of the substrate with an appropriate illuminance, the illuminance is not appropriate to an area where the substrate is bright. There is a problem that the shape cannot be measured.

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、測定対象物が明るさ(色)の異なる複数の領域を有している場合に、適切にその測定対象物を3次元測定することができる3次元測定装置等の技術を提供することにある。   In view of the circumstances as described above, an object of the present technology is to appropriately measure a measurement object three-dimensionally when the measurement object has a plurality of regions having different brightness (colors). It is to provide a technology such as a three-dimensional measuring apparatus.

上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る3次元測定装置は、投影部と、撮像部と、制御部とを具備する。
前記投影部は、照度を変化可能な照明を有し、前記照明からの光により測定対象物に縞を投影する。
前記制御部は、前記撮像部により前記測定対象物の画像を撮像させ、撮像された前記測定対象物の画像から輝度値を取得し、取得された前記輝度値に基づいて、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックを割り当て、割り当てられた前記検査ブロック毎に、前記照明の測定照度を決定し、決定された前記測定照度で、それぞれ、前記投影部により前記検査ブロックに対して縞を投影し、前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像を前記撮像部により撮像し、撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定する。
In order to achieve the above object, a three-dimensional measurement apparatus according to an embodiment of the present technology includes a projection unit, an imaging unit, and a control unit.
The projection unit has illumination capable of changing illuminance, and projects a stripe on a measurement object by light from the illumination.
The control unit causes the imaging unit to capture an image of the measurement object, acquires a brightness value from the captured image of the measurement object, and applies the measurement object to the measurement object based on the acquired brightness value. A plurality of inspection blocks are allocated to each of the assigned inspection blocks, and the measurement illuminance of the illumination is determined for each of the assigned inspection blocks, and the projection unit projects a stripe on the inspection block with the determined measurement illuminance. Then, a fringe image of the inspection block on which the fringes are projected is picked up by the imaging unit, and the measurement object is three-dimensionally measured based on the picked-up stripe images.

この3次元測定装置では、測定対象物の画像が撮像され、撮像された測定対象物の画像から輝度値が取得されて、この輝度値に基づいて、測定対象物に対して複数の検査ブロックが割り当てられる。これにより、測定対象物の明るさ(色)に応じた適切な検査ブロックの割り当てが可能となる。従って、測定対象物が明るさ(色)の異なる複数の領域を有している場合に、適切にその測定対象物を3次元測定することができる。   In this three-dimensional measurement apparatus, an image of a measurement object is captured, a luminance value is acquired from the captured image of the measurement object, and a plurality of inspection blocks are provided for the measurement object based on the luminance value. Assigned. This makes it possible to assign an appropriate inspection block according to the brightness (color) of the measurement object. Therefore, when the measurement object has a plurality of regions having different brightness (colors), the measurement object can be appropriately measured three-dimensionally.

上記3次元測定装置において、前記測定対象物は、前記測定対象物上に複数の検査物を有していてもよい。
この場合、前記制御部は、前記複数の検査ブロックを割り当てるとき、前記検査物の周囲の領域である検査物周囲領域の輝度値を前記測定対象物の画像から取得し、取得された前記検査物周囲領域の輝度値に基づいて、前記複数の検査物に対してそれぞれ輝度属性を設定し、同じ輝度属性を持つ前記検査物が存在する前記測定対象物の領域毎に、前記検査ブロックを割り当てることで、前記測定対象物に対して前記複数の検査ブロックを割り当ててもよい。
In the three-dimensional measurement apparatus, the measurement object may have a plurality of inspection objects on the measurement object.
In this case, when assigning the plurality of inspection blocks, the control unit acquires a luminance value of an inspection object surrounding area, which is an area around the inspection object, from the image of the measurement object, and the acquired inspection object A luminance attribute is set for each of the plurality of inspection objects based on a luminance value of a surrounding area, and the inspection block is assigned to each area of the measurement object where the inspection object having the same luminance attribute exists. Thus, the plurality of inspection blocks may be assigned to the measurement object.

これにより、測定対象物の明るさ(色)に応じて適切に検査ブロックを割り当てることができる。   Thereby, a test | inspection block can be appropriately allocated according to the brightness (color) of a measurement object.

上記3次元測定装置において、前記制御部は、前記検査ブロック毎に前記測定照度を決定するとき、前記投影部により前記検査ブロックに対して縞を投影し、前記縞が投影された前記検査ブロックの前記縞画像を前記撮像部により撮像し、前記縞画像から輝度値を取得し、前記輝度値に基づいて3次元測定におけるエラー率を算出し、前記照明の照度を変化させて前記エラー率を前記照度毎に算出し、前記照度毎の前記エラー率に基づいて、前記測定照度を決定してもよい。   In the three-dimensional measurement apparatus, when the control unit determines the measurement illuminance for each inspection block, the projection unit projects a stripe on the inspection block, and the inspection block on which the stripe is projected The fringe image is captured by the imaging unit, a luminance value is acquired from the fringe image, an error rate in three-dimensional measurement is calculated based on the luminance value, and the illuminance of the illumination is changed to calculate the error rate. It may be calculated for each illuminance, and the measured illuminance may be determined based on the error rate for each illuminance.

この3次元測定装置では、検査ブロック毎に、照明の照度毎のエラー率が実際に算出される。そして、この照度毎のエラー率に基づいて、検査ブロック毎の測定照度が決定される。これにより、検査ブロック毎の測定照度を適切に決定することができる。   In this three-dimensional measuring apparatus, an error rate for each illumination intensity is actually calculated for each inspection block. Based on the error rate for each illuminance, the measured illuminance for each inspection block is determined. Thereby, the measurement illumination intensity for every test | inspection block can be determined appropriately.

上記3次元測定装置において、前記制御部は、前記エラー率を算出するとき、前記検査物が形成されている領域である検査物形成領域の輝度値と、前記検査物周囲領域の輝度値とを前記縞画像から取得し、前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記エラー率を算出してもよい。   In the three-dimensional measuring apparatus, when the control unit calculates the error rate, the control unit calculates a luminance value of an inspection object forming region that is an area where the inspection object is formed and a luminance value of the surrounding region of the inspection object. The error rate may be calculated based on the luminance value of the inspection object area and the luminance value of the surrounding area, which are obtained from the fringe image.

上記3次元測定装置において、前記制御部は、前記エラー率を算出するとき、前記検査ブロックに含まれる前記複数の検査物のうち、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物を判定し、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物についての前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記エラー率を算出してもよい。   In the three-dimensional measurement apparatus, when the error rate is calculated, the control unit determines an inspection object having a luminance attribute related to the inspection block among the plurality of inspection objects included in the inspection block. The error rate may be calculated based on a luminance value of the inspection object region and a luminance value of the surrounding region for an inspection object having a luminance attribute related to the inspection block.

これにより、検査ブロック毎に適切にエラー率を算出することができる。   Thereby, an error rate can be appropriately calculated for each inspection block.

上記3次元測定装置において、前記制御部は、前記エラー率が最小となる照度を前記検査ブロックの前記測定照度として決定してもよい。   The said three-dimensional measuring apparatus WHEREIN: The said control part may determine the illumination intensity that the said error rate becomes the minimum as the said measurement illumination intensity of the said test | inspection block.

これにより、測定対象物を3次元測定する際に、エラー率が小さい適切な測定照度で検査ブロックに対して縞を投影するができる。   Thereby, when measuring a measurement object three-dimensionally, a fringe can be projected with respect to a test | inspection block with the appropriate measurement illumination intensity with a small error rate.

上記3次元測定装置において、前記制御部は、前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定するとき、前記検査物が形成されている領域である検査物形成領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とを前記縞画像から取得し、前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記測定対象物を3次元測定してもよい。   In the three-dimensional measurement apparatus, when the control unit performs three-dimensional measurement of the measurement object based on the fringe image, a luminance value of an inspection object formation region that is an area where the inspection object is formed, and The brightness value of the surrounding area may be acquired from the striped image, and the measurement object may be measured three-dimensionally based on the brightness value of the inspection object area and the brightness value of the surrounding area.

上記3次元測定装置において、前記制御部は、前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定するとき、前記検査ブロックに含まれる前記複数の検査物のうち、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物を判定し、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物についての前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記測定対象物を3次元測定してもよい。   In the three-dimensional measurement apparatus, when the control unit performs three-dimensional measurement of the measurement object based on the fringe image, the control unit has an association with the inspection block among the plurality of inspection objects included in the inspection block. Determining the inspection object having the luminance attribute, and based on the luminance value of the inspection object area and the luminance value of the surrounding area for the inspection object having the luminance attribute related to the inspection block, An object may be measured three-dimensionally.

これにより、検査ブロック毎に適切に測定対象物を3次元測定することができる。   Thereby, a measurement object can be appropriately measured three-dimensionally for each inspection block.

上記3次元測定装置は、前記測定対象物の輝度値と、前記測定照度とが関連付けられたテーブルを記憶する記憶部を有していてもよい。
この場合、前記制御部は、前記検査ブロック毎に前記測定照度を決定するとき、前記記憶部に記憶された前記テーブルを参照して、前記測定対象物の画像から取得された前記輝度値に対応する前記測定照度を判定することで前記測定照度を決定してもよい。
The three-dimensional measurement apparatus may include a storage unit that stores a table in which a luminance value of the measurement object and the measurement illuminance are associated with each other.
In this case, when determining the measurement illuminance for each inspection block, the control unit refers to the table stored in the storage unit and corresponds to the luminance value acquired from the image of the measurement object. The measured illuminance may be determined by determining the measured illuminance.

本技術の一形態に係る3次元測定方法は、測定対象物の画像を撮像させることを含む。
撮像された前記測定対象物の前記画像から輝度値が取得される。
取得された前記輝度値に基づいて、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックが割り当てられる。
割り当てられた前記検査ブロック毎に、前記照明の測定照度が決定さえる。
決定された前記測定照度で、それぞれ、前記検査ブロックに対して縞が投影される。
前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像が撮像される。
撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物が3次元測定される。
A three-dimensional measurement method according to an embodiment of the present technology includes capturing an image of a measurement object.
A luminance value is acquired from the imaged image of the measurement object.
Based on the acquired luminance value, a plurality of inspection blocks are assigned to the measurement object.
For each of the assigned inspection blocks, the measured illuminance of the illumination is determined.
Stripes are projected onto the inspection block at the determined measurement illuminance.
A stripe image of the inspection block on which the stripe is projected is captured.
The measurement object is three-dimensionally measured based on the captured stripe image.

本技術の一形態に係るプログラムは、3次元測定装置に、測定対象物の画像を撮像させるステップを実行させる。
撮像された前記測定対象物の前記画像から輝度値を取得するステップを実行させる。
取得された前記輝度値に基づいて、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックを割り当てるステップを実行させる。
割り当てられた前記検査ブロック毎に、照明の測定照度を決定するステップを実行させる。
決定された前記測定照度で、それぞれ、前記検査ブロックに対して縞を投影するステップを実行させる。
前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像を撮像するステップを実行させる。
撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定するステップを実行させる。
A program according to an embodiment of the present technology causes a three-dimensional measurement apparatus to execute a step of capturing an image of a measurement target.
A step of acquiring a luminance value from the imaged measurement object is executed.
Based on the acquired luminance value, a step of assigning a plurality of inspection blocks to the measurement object is executed.
A step of determining a measurement illuminance of illumination is executed for each of the assigned inspection blocks.
A step of projecting a fringe on the inspection block is executed with the determined measurement illuminance.
The step of capturing a fringe image of the inspection block on which the fringes are projected is executed.
The step of three-dimensionally measuring the measurement object is executed based on the captured stripe image.

本技術の他の形態に係る3次元測定方法は、第1の領域と、前記第1の領域とは異なる色濃度の第2の領域とを有する基板の、前記第1及び第2の領域にそれぞれ対応する第1及び第2の色濃度情報を取得し、
前記第1の領域に対して、前記第1の色濃度情報に基づく照度で格子縞を照射して測定を行い、
前記第2の領域に対して、前記第2の色濃度情報に基づく照度で格子縞を照射して測定を行う。
In the three-dimensional measurement method according to another aspect of the present technology, the first and second regions of the substrate having a first region and a second region having a color density different from the first region are provided. Obtaining the corresponding first and second color density information,
Measuring the first region by irradiating a checkered pattern with illuminance based on the first color density information,
Measurement is performed by irradiating the second region with a lattice pattern at an illuminance based on the second color density information.

上記3次元測定方法において、前記色濃度の取得は、所定の照度の格子縞を前記第1及び第2の領域に対して照射して測定を行い、その測定結果のエラー率に基づいて設定されてもよい。   In the three-dimensional measurement method, the acquisition of the color density is performed by irradiating the first and second regions with a lattice pattern having a predetermined illuminance, and is set based on an error rate of the measurement result. Also good.

本技術のさらに別の形態に係る3次元測定方法は、第1の領域と、前記第1の領域とは異なる色濃度の第2の領域とを有する基板の、前記第1の基板領域に対して、第1の照度で格子縞を照射して測定を行い、
前記第2の基板領域に対して、前記第1の照度とは異なる第2の照度で格子縞を照射して測定を行う。
A three-dimensional measurement method according to still another embodiment of the present technology is directed to a first substrate region of a substrate having a first region and a second region having a color density different from that of the first region. And measure by irradiating the plaid with the first illuminance,
Measurement is performed by irradiating the second substrate region with lattice fringes at a second illuminance different from the first illuminance.

以上説明したように、本技術によれば、測定対象物が明るさ(色)の異なる複数の領域を有している場合に、適切にその測定対象物を3次元測定することができる3次元測定装置等の技術を提供することができる。   As described above, according to the present technology, when the measurement object has a plurality of regions having different brightness (colors), the measurement object can be appropriately three-dimensionally measured. Techniques such as measuring devices can be provided.

本技術の一実施形態に係る3次元測定装置を示す図である。It is a figure showing a three-dimensional measuring device concerning one embodiment of this art. 基板の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a board | substrate. 基板上の領域に複数の検査ブロックが割り当てられるときの処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a process when a some test | inspection block is allocated to the area | region on a board | substrate. 半田の周囲に設定された半田周囲領域を示す図である。It is a figure which shows the solder surrounding area | region set around the solder. 半田周囲領域の平均輝度値と、輝度属性とが関連付けられたルックアップテーブルを示す図である。It is a figure which shows the look-up table with which the average luminance value of the solder surrounding area and the luminance attribute were linked | related. 基板上の領域に対して、複数の検査ブロックが割り当てられたときの一例を示す図である。It is a figure which shows an example when the some test | inspection block is allocated with respect to the area | region on a board | substrate. 基板上の領域に対して、複数の検査ブロックが割り当てられたときの他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example when the some test | inspection block is allocated with respect to the area | region on a board | substrate. 基板上の領域に対して、複数の検査ブロックが割り当てられたときのさらに別の例を示す図である。It is a figure which shows another example when a some test | inspection block is allocated with respect to the area | region on a board | substrate. 検査ブロック割り当てについての比較例を示す図であり、基板(レジスト)の明るさ(色)が考慮されずに、基板上の領域に対して検査ブロックが割り当てられたときの様子を示す図である。It is a figure which shows the comparative example about inspection block allocation, and is a figure which shows a mode when the inspection block is allocated with respect to the area | region on a board | substrate, without considering the brightness (color) of a board | substrate (resist). . 検査ブロック毎に、3次元測定における測定照度が決定されるときの処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a process when the measurement illumination intensity in three-dimensional measurement is determined for every test | inspection block. 縞の照射状態を示す図であるIt is a figure which shows the irradiation state of a stripe エラー率が算出されるときの処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a process when an error rate is calculated. 検査ブロックと、測定照度とが関連付けられたルックアップテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the look-up table in which the test | inspection block and the measurement illumination intensity were linked | related. 基板が3次元測定されるときの処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a process when a board | substrate is measured three-dimensionally. 半田周囲領域の平均輝度値と、輝度属性と、測定照度とが関連付けられたルックアップテーブルを示す図である。It is a figure which shows the look-up table in which the average brightness | luminance value of the solder surrounding area, the brightness | luminance attribute, and the measurement illumination intensity were linked | related.

<第1実施形態>
以下、図面を参照しながら、本技術の実施形態を説明する。
図1は、本技術の一実施形態に係る3次元測定装置100を示す図である。図1に示すように、3次元測定装置100は、ステージ10と、ステージ移動機構11と、照明部14と、撮像部15と、制御部16と、記憶部17と、表示部18と、入力部19と、投影部20とを備えている。
<First Embodiment>
Hereinafter, embodiments of the present technology will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a three-dimensional measurement apparatus 100 according to an embodiment of the present technology. As shown in FIG. 1, the three-dimensional measurement apparatus 100 includes a stage 10, a stage moving mechanism 11, an illumination unit 14, an imaging unit 15, a control unit 16, a storage unit 17, a display unit 18, and an input. A unit 19 and a projection unit 20 are provided.

本実施形態の説明では、3次元測定装置100により3次元測定される測定対象物1の一例として、実装部品を半田付けするための半田2(検査物)が形成された基板1を例に挙げて説明する(図2参照)。半田2は、例えば、クリーム半田印刷機等により基板1上に形成される。ユーザは、3次元測定装置100を用いて、基板1を3次元測定し、基板1上に形成された半田2の印刷状態を検査する。   In the description of the present embodiment, as an example of the measurement object 1 that is three-dimensionally measured by the three-dimensional measurement apparatus 100, the substrate 1 on which the solder 2 (inspection object) for soldering the mounted component is formed is taken as an example. (See FIG. 2). The solder 2 is formed on the substrate 1 by, for example, a cream solder printer. The user uses the three-dimensional measuring apparatus 100 to three-dimensionally measure the substrate 1 and inspects the printing state of the solder 2 formed on the substrate 1.

ステージ10には基板1が載置される。ステージ移動機構11は、制御部16に電気的に接続されており、制御部16からの駆動信号に応じて、ステージ10をXYZ方向に移動させる。   The substrate 1 is placed on the stage 10. The stage moving mechanism 11 is electrically connected to the control unit 16 and moves the stage 10 in the XYZ directions in accordance with a drive signal from the control unit 16.

投影部20は、照度を変化可能な照明としての光源21と、光源21からの光を集光する集光レンズ22と、集光レンズ22により集光された光を回折する回折格子23と、回折格子23により回折された光を基板1に投影する投影レンズ24とを有する。   The projection unit 20 includes a light source 21 as illumination that can change illuminance, a condensing lens 22 that condenses light from the light source 21, a diffraction grating 23 that diffracts light collected by the condensing lens 22, And a projection lens 24 that projects the light diffracted by the diffraction grating 23 onto the substrate 1.

光源21としては、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、水銀ランプ、LED(Light Emitting Diode)等が挙げられるが、光源21の種類は、特に限定されない。光源21は、照度調整機構25に電気的に接続されている。照度調整機構25は、制御部16の制御により、光源21の照度を調整する。   Examples of the light source 21 include a halogen lamp, a xenon lamp, a mercury lamp, and an LED (Light Emitting Diode), but the type of the light source 21 is not particularly limited. The light source 21 is electrically connected to the illuminance adjustment mechanism 25. The illuminance adjustment mechanism 25 adjusts the illuminance of the light source 21 under the control of the control unit 16.

回折格子23は、複数のスリットを有しており、光源21からの光を回折させて、正弦波状に輝度が変化する縞を基板1に投影させる。回折格子23には、スリットが形成された方向と直交する方向に回折格子23を移動させる格子移動機構26が設けられている。この格子移動機構26は、制御部16の制御に応じて、回折格子23を移動させ、基板1に投影される縞の位相をシフトさせる。なお、回折格子23、格子移動機構26の代わりに、格子状の縞模様を表示する液晶格子等が用いられても構わない。   The diffraction grating 23 has a plurality of slits, diffracts light from the light source 21, and projects a fringe whose luminance changes in a sine wave shape onto the substrate 1. The diffraction grating 23 is provided with a grating moving mechanism 26 that moves the diffraction grating 23 in a direction orthogonal to the direction in which the slits are formed. The grating moving mechanism 26 moves the diffraction grating 23 under the control of the control unit 16 to shift the phase of the fringes projected on the substrate 1. In place of the diffraction grating 23 and the grating moving mechanism 26, a liquid crystal grating or the like that displays a lattice-like stripe pattern may be used.

照明部14は、基板1に対して光を照射する。この照明部14は、例えば、環状の形状を有する上部照明12及び下部照明13の2つの照明を含む。   The illumination unit 14 irradiates the substrate 1 with light. The illumination unit 14 includes, for example, two illuminations of an upper illumination 12 and a lower illumination 13 having an annular shape.

撮像部15は、CCD(Charge Coupled Device)センサ、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサ等の撮像素子と、基板1からの光を撮像素子の撮像面に結像させる結像レンズ等の光学系とを含む。撮像部15は、基板1(半田2)を3次元測定するために、投影部20により正弦波状の縞が投影された基板1を撮像する。また、撮像部15は、照明部14により基板1が照らされている状態で、基板1の全体を撮像する。   The imaging unit 15 includes an imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) sensor and a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor, and an optical system such as an imaging lens that forms an image of light from the substrate 1 on the imaging surface of the imaging element. including. The imaging unit 15 images the substrate 1 on which the sine wave-like stripes are projected by the projection unit 20 in order to measure the substrate 1 (solder 2) three-dimensionally. The imaging unit 15 captures an image of the entire substrate 1 in a state where the substrate 1 is illuminated by the illumination unit 14.

表示部18は、例えば、液晶ディスプレイ等により構成され、制御部16の制御に応じて、基板1の3次元画像等を表示する。入力部19は、キーボード、マウス、タッチパネル等により構成され、ユーザからの指示を入力する。   The display unit 18 is configured by, for example, a liquid crystal display or the like, and displays a three-dimensional image or the like of the substrate 1 under the control of the control unit 16. The input unit 19 includes a keyboard, a mouse, a touch panel, and the like, and inputs instructions from the user.

記憶部17は、3次元測定装置100の処理に必要な各種のプログラムが記憶されるROM(Read Only memory)等の不揮発性のメモリと、制御部16の作業領域として用いられるRAM(Random Access memory)等の揮発性のメモリとを有する。   The storage unit 17 includes a non-volatile memory such as a ROM (Read Only Memory) in which various programs necessary for the processing of the three-dimensional measuring apparatus 100 are stored, and a RAM (Random Access memory) used as a work area of the control unit 16. ) And other volatile memories.

制御部16は、例えば、CPU(Central Processing Unit)により構成され、記憶部17に記憶された各種のプログラムに基づき、3次元測定装置100を統括的に制御する。例えば、制御部16は、照度調整機構25を制御して、投影部20の照度を調整したり、格子移動機構26を制御して、基板1に投影される縞の位相をシフトさせたりする。また、撮像部15を制御して縞が投影された基板1の画像を撮像したり、撮像された画像に基づいて位相シフト法により基板1を3次元測定したりする。制御部16の制御については、後に詳述する。   The control unit 16 is configured by, for example, a CPU (Central Processing Unit), and comprehensively controls the three-dimensional measurement apparatus 100 based on various programs stored in the storage unit 17. For example, the control unit 16 controls the illuminance adjustment mechanism 25 to adjust the illuminance of the projection unit 20 or controls the lattice movement mechanism 26 to shift the phase of the stripes projected on the substrate 1. In addition, the imaging unit 15 is controlled to capture an image of the substrate 1 on which the fringes are projected, or the substrate 1 is three-dimensionally measured by the phase shift method based on the captured image. The control of the control unit 16 will be described in detail later.

図2は、基板1の一例を示す図である。図2に示すように、基板1上には、複数の半田2が形成されている。複数の半田2は、それぞれパッド上に形成されている。また、基板1上には、半田2が形成されている部分を除いて、基板1上の全域に亘って、例えば、ソルダーレジスト(以下、単にレジスト)が形成されている。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the substrate 1. As shown in FIG. 2, a plurality of solders 2 are formed on the substrate 1. The plurality of solders 2 are respectively formed on the pads. On the substrate 1, for example, a solder resist (hereinafter simply referred to as “resist”) is formed over the entire area of the substrate 1 except for the portion where the solder 2 is formed.

図2に示す一例では、基板1は、明るさ(色)が異なる複数の領域を有している。例えば、レジストの下に配線が集中している部分は、配線が集中していない部分に比べて暗くなる。以降の説明では、配線が集中しているなどの理由により、基板1(レジスト)が暗くなっている領域を暗領域と呼び、配線が集中しておらず基板1(レジスト)が明るい領域を明領域と呼ぶ。   In the example illustrated in FIG. 2, the substrate 1 has a plurality of regions with different brightness (color). For example, a portion where the wiring is concentrated under the resist is darker than a portion where the wiring is not concentrated. In the following description, a region where the substrate 1 (resist) is dark due to the concentration of wiring is called a dark region, and a region where the wiring is not concentrated and the substrate 1 (resist) is bright is described. This is called a region.

[動作説明]
次に、3次元測定装置100の制御部16の処理について説明する。
[Description of operation]
Next, processing of the control unit 16 of the three-dimensional measuring apparatus 100 will be described.

「検査ブロック4が割り当てられるときの処理」
まず、基板1上の領域に複数の検査ブロック4が割り当てられるときの処理について説明する。
“Process when inspection block 4 is allocated”
First, processing when a plurality of inspection blocks 4 are assigned to an area on the substrate 1 will be described.

図3は、基板1上の領域に複数の検査ブロック4が割り当てられるときの処理を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing processing when a plurality of inspection blocks 4 are assigned to an area on the substrate 1.

まず、3次元測定装置100の制御部16は、ステージ移動機構11を制御して、ステージ10を基板1の受け取り位置まで移動させる。そして、制御部16は、基板1受け渡し装置(図示せず)から、基板1を受け取り、ステージ10を移動させて基板1を撮像位置まで移動させる。   First, the control unit 16 of the three-dimensional measurement apparatus 100 controls the stage moving mechanism 11 to move the stage 10 to the receiving position of the substrate 1. And the control part 16 receives the board | substrate 1 from the board | substrate 1 delivery apparatus (not shown), moves the stage 10, and moves the board | substrate 1 to an imaging position.

次に、制御部16は、照明部14を制御して照明部14を発光させて、基板1に光を照射する。そして、制御部16は、撮像部15を制御して、撮像部15により基板1全体を撮像する(ステップ101)。このとき、制御部16は、撮像部15により基板1の全体を1度に撮像してもよいし、ステージ10移動機構により基板1をXY方向に移動させながら、撮像部15により基板1を領域毎に撮像することで、基板1の全体を撮像してもよい。これにより、制御部16は、基板1の全体画像の情報を取得する。   Next, the control unit 16 controls the illumination unit 14 to cause the illumination unit 14 to emit light and irradiate the substrate 1 with light. And the control part 16 controls the imaging part 15, and images the whole board | substrate 1 by the imaging part 15 (step 101). At this time, the control unit 16 may image the entire substrate 1 at a time by the imaging unit 15, or the substrate 1 is moved to the region by the imaging unit 15 while moving the substrate 1 in the XY direction by the stage 10 moving mechanism. You may image the whole board | substrate 1 by imaging for every. Thereby, the control unit 16 acquires information on the entire image of the substrate 1.

基板1の全体画像の情報を取得すると、次に、制御部16は、複数の半田2それぞれについて、半田2の周囲に設定された半田周囲領域3bの輝度値を取得する(ステップ102)。   When the information of the entire image of the board 1 is acquired, the control unit 16 next acquires the luminance value of the solder surrounding area 3b set around the solder 2 for each of the plurality of solders 2 (step 102).

図4は、半田2の周囲に設定された半田周囲領域3bを示す図である。図4に示すように、半田2の周囲には半田周囲領域3bが設定されている。本明細書中では、基板1上で半田2(パッド)が形成されている領域を半田形成領域3aと呼び、半田形成領域3aの周囲に設定されている領域を半田周囲領域3bと呼ぶ。   FIG. 4 is a diagram showing a solder surrounding area 3 b set around the solder 2. As shown in FIG. 4, a solder surrounding area 3 b is set around the solder 2. In the present specification, a region where the solder 2 (pad) is formed on the substrate 1 is referred to as a solder formation region 3a, and a region set around the solder formation region 3a is referred to as a solder peripheral region 3b.

制御部16は、図4に示すような半田周囲領域3bから輝度値を取得する。次に、制御部16は、半田周囲領域3bの輝度値の平均値を算出する(ステップ103)。これにより、制御部16は、半田2の周囲の基板1(レジスト)がどの程度の明るさであるかを認識することができる。図4に示す例では、半田周囲領域3bの形状が矩形である場合の一例が示されているが、半田周囲領域3bの形状は、特に限定されない。   The control unit 16 acquires the luminance value from the solder surrounding area 3b as shown in FIG. Next, the control unit 16 calculates the average value of the luminance values of the solder surrounding area 3b (step 103). Thereby, the control unit 16 can recognize how bright the substrate 1 (resist) around the solder 2 is. In the example shown in FIG. 4, an example in which the shape of the solder surrounding region 3b is rectangular is shown, but the shape of the solder surrounding region 3b is not particularly limited.

制御部16は、半田周囲領域3bの輝度値の平均値を算出すると、次に、輝度値の平均値に基づいて、複数の半田2に対して、それぞれ輝度属性を設定する(ステップ104)。   After calculating the average value of the luminance values of the solder surrounding area 3b, the control unit 16 next sets the luminance attribute for each of the plurality of solders 2 based on the average value of the luminance values (step 104).

半田周囲領域3bの平均輝度値と、輝度属性との関係について説明する。図5は、半田周囲領域3bの平均輝度値と、輝度属性とが関連付けられたルックアップテーブルを示す図である。このルックアップテーブルは、記憶部17に記憶されている。   The relationship between the average luminance value of the solder surrounding area 3b and the luminance attribute will be described. FIG. 5 is a diagram showing a look-up table in which the average luminance value of the solder surrounding area 3b is associated with the luminance attribute. This lookup table is stored in the storage unit 17.

図5に示すように、半田周囲領域3bの平均輝度値は、0〜50、51〜101、102〜152、153〜203、204〜255の5段階に分類されている。そして、平均輝度値0〜50、51〜101、102〜152、153〜203、204〜255に対応して、それぞれ順番に輝度属性1、2、3、4、5が関連付けられている。   As shown in FIG. 5, the average luminance value of the solder surrounding area 3b is classified into five levels of 0 to 50, 51 to 101, 102 to 152, 153 to 203, and 204 to 255. The luminance attributes 1, 2, 3, 4, and 5 are sequentially associated with the average luminance values 0 to 50, 51 to 101, 102 to 152, 153 to 203, and 204 to 255, respectively.

図5では、半田周囲領域3bの平均輝度値が5段階に分類された場合が示されているが、半田周囲領域3bの平均輝度値は、2段階〜4段階、あるいは、6段階以上に分類されていてもよい。半田周囲領域3bの平均輝度値の段階数が多くなるに従って、1つの基板1に対して割り当てられる検査ブロック4数(図6参照)が多くなる。   FIG. 5 shows a case where the average luminance value of the solder peripheral region 3b is classified into five levels. However, the average luminance value of the solder peripheral region 3b is classified into two levels to four levels, or six levels or more. May be. As the number of steps of the average luminance value of the solder surrounding area 3b increases, the number of inspection blocks 4 (see FIG. 6) assigned to one substrate 1 increases.

ステップ104では、制御部16は、このルックアップテーブルを参照し、複数の半田2に対して、それぞれ輝度属性を設定する。例えば、図4に示す一例において、暗領域内の複数の半田2について、それぞれ半田周囲領域3bのレジストの平均輝度値が30であったとする。この場合、暗領域内の複数の半田2に対して、それぞれ輝度属性1が設定される。また、例えば、図4に示す一例において、明領域内の複数の半田2について、半田周囲領域3bのレジストの平均輝度値が155であったとする。この場合、明領域内の複数の半田2それぞれに対して、輝度属性4が設定される。   In step 104, the control unit 16 refers to this lookup table and sets a luminance attribute for each of the plurality of solders 2. For example, in the example shown in FIG. 4, it is assumed that the average brightness value of the resist in the solder peripheral region 3b is 30 for each of the plurality of solders 2 in the dark region. In this case, the luminance attribute 1 is set for each of the plurality of solders 2 in the dark region. Further, for example, in the example shown in FIG. 4, it is assumed that the average luminance value of the resist in the solder peripheral region 3 b is 155 for the plurality of solders 2 in the bright region. In this case, the luminance attribute 4 is set for each of the plurality of solders 2 in the bright region.

複数の半田2に対してそれぞれ輝度属性を設定すると、次に、制御部16は、検査ブロック4を割り当てるべき輝度属性を選択する(ステップ105)。ステップ105では、例えば、輝度属性1、輝度属性2、輝度属性3、輝度属性4、輝度属性5の順番で輝度属性が選択される。   When the luminance attribute is set for each of the plurality of solders 2, the control unit 16 next selects the luminance attribute to which the inspection block 4 should be assigned (step 105). In step 105, for example, the luminance attributes are selected in the order of luminance attribute 1, luminance attribute 2, luminance attribute 3, luminance attribute 4, and luminance attribute 5.

なお、検査ブロック4割り当ての順番は、これに限定されない。例えば、輝度属性5、輝度属性4、輝度属性3、輝度属性2、輝度属性1の順番であっても構わないし、ランダムであっても構わない。なお、ステップ104において、制御部16が半田2に対して輝度属性を設定するときに使用しなかった輝度属性がある場合には、ステップ105では、制御部16は、その輝度属性は、選択しない。   In addition, the order of inspection block 4 allocation is not limited to this. For example, the order of luminance attribute 5, luminance attribute 4, luminance attribute 3, luminance attribute 2, and luminance attribute 1 may be in order, or may be random. When there is a luminance attribute that is not used when the control unit 16 sets the luminance attribute for the solder 2 in step 104, the control unit 16 does not select the luminance attribute in step 105. .

例えば、図4に示す一例において、上記したように、暗領域内の複数の半田2に対して、それぞれ輝度属性1が設定され、明領域内の複数の半田2に対してそれぞれ輝度属性4が設定された場合を想定する。この場合、例えば、輝度属性1、輝度属性4の順番、あるいは、輝度属性4、輝度属性1の順番で、検査ブロック4を割り当てるべき輝度属性値が選択される。この場合、ステップ105において、輝度属性2、3、5は、選択されない。   For example, in the example shown in FIG. 4, as described above, the luminance attribute 1 is set for each of the plurality of solders 2 in the dark region, and the luminance attribute 4 is set for each of the plurality of solders 2 in the bright region. Assume that it is set. In this case, for example, the luminance attribute value to which the inspection block 4 is to be assigned is selected in the order of the luminance attribute 1 and the luminance attribute 4, or the order of the luminance attribute 4 and the luminance attribute 1. In this case, in step 105, the luminance attributes 2, 3, and 5 are not selected.

制御部16は、検査ブロック4を割り当てる輝度属性を選択すると、選択された輝度属性を持つ半田2が存在する基板1上の領域に対して、検査ブロック4の割り当てを実行する(ステップ106)。図6を参照して、検査ブロック4の大きさは、撮像部15の撮像視野に対応する大きさとされる。   When the control unit 16 selects the luminance attribute to which the inspection block 4 is assigned, the control unit 16 assigns the inspection block 4 to the area on the substrate 1 where the solder 2 having the selected luminance attribute is present (step 106). With reference to FIG. 6, the inspection block 4 has a size corresponding to the imaging field of the imaging unit 15.

ステップ106では、まず、制御部16は、そのとき選択されている輝度属性を持つ複数の半田2の位置座標の情報と、サイズの情報とを記憶部17から読み出す。半田2の位置座標の情報と、サイズの情報とは、あらかじめ記憶部17に記憶されていてもよいし、ステップ101で撮像された基板1の全体画像の情報に基づいて、制御部16が算出してもよい。   In step 106, first, the control unit 16 reads out the position coordinate information and size information of the plurality of solders 2 having the luminance attribute selected at that time from the storage unit 17. The position coordinate information and the size information of the solder 2 may be stored in advance in the storage unit 17 or calculated by the control unit 16 based on the information of the entire image of the substrate 1 captured in step 101. May be.

そして、制御部16は、そのとき選択されている輝度属性を持つ複数の半田2が撮像部15の撮像視野に納まるかを判定する。すなわち、制御部16は、そのとき選択されている輝度属性を持つ複数の半田2が1つの検査ブロック4に収まるかを判定する。   Then, the control unit 16 determines whether or not the plurality of solders 2 having the luminance attribute selected at that time are within the imaging field of the imaging unit 15. That is, the control unit 16 determines whether or not the plurality of solders 2 having the luminance attribute selected at that time can be accommodated in one inspection block 4.

そのとき選択されている輝度属性を持つ複数の半田2が1つの撮像視野に収まる場合には、その輝度属性を持つ複数の半田2が1つの検査ブロック4に含まれるように、基板1上の領域に対して検査ブロック4を割り当てる。   When a plurality of solders 2 having the selected luminance attribute can be accommodated in one imaging field of view, the plurality of solders 2 having the luminance attribute are included in one inspection block 4 so as to be included in one inspection block 4. The inspection block 4 is assigned to the area.

一方、そのとき選択されている輝度属性を持つ複数の半田2が、撮像部15の撮像視野に収まらない場合、つまり複数の半田2が1つの検査ブロック4に収まらない場合、制御部16は、その複数の半田2が存在する基板1上の領域に対して、複数の検査ブロック4を割り当てる。このとき、制御部16は、半田2の座標情報と、サイズの情報に基づいて、検査ブロック4数が最も小さくなるように、基板1上の領域に対して検査ブロック4を割り当てる。また、この場合、制御部16は、基板1をXY方向へ移動させて検査ブロック4単位で基板1が撮像されるときに、基板1のXY方向への移動量が最も小さくなるように、基板1上の領域に対して検査ブロック4を割り当てる。   On the other hand, when the plurality of solders 2 having the luminance attribute selected at that time do not fit in the imaging field of the imaging unit 15, that is, when the plurality of solders 2 do not fit in one inspection block 4, the control unit 16 A plurality of inspection blocks 4 are assigned to an area on the substrate 1 where the plurality of solders 2 exist. At this time, the control unit 16 assigns the inspection block 4 to the area on the substrate 1 so that the number of inspection blocks 4 is minimized based on the coordinate information of the solder 2 and the size information. Further, in this case, the control unit 16 moves the substrate 1 in the XY direction so that the amount of movement of the substrate 1 in the XY direction is minimized when the substrate 1 is imaged in units of the inspection block 4. The inspection block 4 is assigned to the area above 1.

そのとき選択されている輝度属性を持つ半田2が存在する基板1上の領域に対して、検査ブロック4を割り当てると、次に、制御部16は、全ての半田2に対して検査ブロック4の割り当てが完了したかを判定する(ステップ107)。完了していない場合(ステップ107のNO)、制御部16は、ステップ105へ戻り、再び、検査ブロック4を割り当てるべき輝度属性を選択する。そして、制御部16は、そのとき選択された輝度属性を持つ半田2に対して、検査ブロック4の割り当てを実行する(ステップ106)。   When the inspection block 4 is assigned to the area on the substrate 1 where the solder 2 having the luminance attribute selected at that time is present, the control unit 16 next assigns the inspection block 4 to all the solders 2. It is determined whether the assignment has been completed (step 107). If not completed (NO in step 107), the control unit 16 returns to step 105, and again selects a luminance attribute to which the inspection block 4 should be assigned. Then, the control unit 16 assigns the inspection block 4 to the solder 2 having the luminance attribute selected at that time (step 106).

このような処理により、同じ輝度属性を有する半田2(半田周囲領域3bの平均輝度値が同じ範囲内にある半田2)が存在する領域毎に、基板1上の領域に対して1又は複数の検査ブロック4が割り当てられる。すなわち、基板1(レジスト)の明るさ(色)毎に、1又は複数の検査ブロック4が割り当てられる。   By such processing, one or a plurality of areas for the area on the substrate 1 exist for each area where the solder 2 having the same luminance attribute (solder 2 in which the average luminance value of the solder surrounding area 3b is in the same range) exists. Test block 4 is assigned. That is, one or a plurality of inspection blocks 4 are assigned for each brightness (color) of the substrate 1 (resist).

図6は、基板1上の領域に対して、複数の検査ブロック4が割り当てられたときの一例を示す図である。図6に示すような検査ブロック4が基板1上の領域に対して割り当てられるときの処理について、具体的に説明する。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example when a plurality of inspection blocks 4 are assigned to an area on the substrate 1. A process when the inspection block 4 as shown in FIG. 6 is assigned to an area on the substrate 1 will be specifically described.

上記したように、暗領域内の複数の半田2について、半田周囲領域3bの平均輝度値が30であり、暗領域内の複数の半田2に対して、それぞれ輝度属性1が設定されたとする。また、明領域内の複数の半田2について、半田周囲領域3bのレジストの平均輝度値が155であり、明領域内の複数の半田2それぞれに対して、輝度属性4が設定されたとする。そして、ステップ105で、検査ブロック4を割り当てるべき輝度属性として、輝度属性1が選択されたとする。   As described above, it is assumed that the average luminance value of the solder peripheral region 3b is 30 for the plurality of solders 2 in the dark region, and the luminance attribute 1 is set for each of the plurality of solders 2 in the dark region. Further, it is assumed that the average luminance value of the resist in the solder peripheral region 3b is 155 for the plurality of solders 2 in the bright region, and the luminance attribute 4 is set for each of the plurality of solders 2 in the bright region. In step 105, it is assumed that the luminance attribute 1 is selected as the luminance attribute to which the inspection block 4 is to be assigned.

この場合、制御部16は、輝度属性1を持つ暗領域内の複数の半田2が存在する基板1上の領域に対して、検査ブロック4を割り当てる(ステップ106)。このとき、制御部16は、半田2の座標情報と、サイズの情報とに基づいて、輝度属性1を持つ暗領域内の複数の半田2が、撮像部15の撮像視野(1つの検査ブロック4)に納まるかを判定する。図6では、輝度属性1を持つ暗領域内の複数の半田2は、撮像部15の撮像視野に収まるので、暗領域内の複数の半田2が撮像部15の撮像視野に納まると判定される。この場合、制御部16は、図6に示すように、暗領域内の複数の半田2が存在する基板1上の領域に対して検査ブロック4a(実線参照)を割り当てる。   In this case, the control unit 16 assigns the inspection block 4 to the area on the substrate 1 where the plurality of solders 2 in the dark area having the luminance attribute 1 exist (step 106). At this time, based on the coordinate information of the solder 2 and the size information, the control unit 16 causes the plurality of solders 2 in the dark region having the luminance attribute 1 to be captured by the imaging field 15 (one inspection block 4). ). In FIG. 6, since the plurality of solders 2 in the dark region having the luminance attribute 1 are within the imaging field of the imaging unit 15, it is determined that the plurality of solders 2 in the dark region are within the imaging field of the imaging unit 15. . In this case, as shown in FIG. 6, the control unit 16 assigns the inspection block 4a (see the solid line) to the area on the substrate 1 where the plurality of solders 2 exist in the dark area.

次に、制御部16は、全ての半田2に対して検査ブロック4が割り当てられたかを判定する(ステップ107)。この場合、まだ、検査ブロック4が割り当てられていない半田2が残っているので(ステップ107のNO)、制御部16は、ステップ105へ戻る。   Next, the control unit 16 determines whether or not the inspection block 4 is assigned to all the solders 2 (step 107). In this case, since the solder 2 to which the inspection block 4 is not yet assigned remains (NO in Step 107), the control unit 16 returns to Step 105.

ステップ105では、検査ブロック4を割り当てる輝度属性として、輝度属性4が選択される。次に、制御部16は、輝度属性4を持つ明領域内の複数の半田2が存在する基板1上の領域に対して、検査ブロック4を割り当てる(ステップ106)。   In step 105, the luminance attribute 4 is selected as the luminance attribute to which the inspection block 4 is assigned. Next, the control unit 16 assigns the inspection block 4 to the area on the substrate 1 where the plurality of solders 2 in the bright area having the luminance attribute 4 exist (step 106).

このとき、制御部16は、半田2の座標情報と、サイズの情報とに基づいて、輝度属性4を持つ明領域内の複数の半田2が、撮像部15の撮像視野(1つの検査ブロック4)に納まるかを判定する。図6では、輝度属性4を持つ明領域内の複数の半田2は、撮像部15の撮像視野に収まらないので、制御部16は、明領域内の複数の半田2が撮像部15の撮像視野に納まらないと判定する。   At this time, based on the coordinate information of the solder 2 and the size information, the control unit 16 causes the plurality of solders 2 in the bright region having the luminance attribute 4 to be captured by the imaging field 15 (one inspection block 4). ). In FIG. 6, since the plurality of solders 2 in the bright region having the luminance attribute 4 do not fit in the imaging field of the imaging unit 15, the control unit 16 determines that the plurality of solders 2 in the bright region are in the imaging field of view of the imaging unit 15. It is determined that it does not fit in.

この場合、制御部16は、輝度属性4を持つ複数の半田2が存在する基板1上の領域に対して、複数の検査ブロック4を割り当てる。このとき、制御部16は、半田2の座標情報と、サイズの情報に基づいて、検査ブロック数が最も小さくなるように、基板1上の領域に対して複数の検査ブロック4を割り当てる。また、この場合、制御部16は、基板1がXY方向へ移動されて検査ブロック単位で基板1が撮像されるときに、基板1のXY方向への移動量が最も小さくなるように、基板1上の領域に対して検査ブロック4を割り当てる。   In this case, the control unit 16 assigns the plurality of inspection blocks 4 to the area on the substrate 1 where the plurality of solders 2 having the luminance attribute 4 exist. At this time, the control unit 16 assigns the plurality of inspection blocks 4 to the area on the substrate 1 so that the number of inspection blocks is minimized based on the coordinate information of the solder 2 and the size information. In this case, the control unit 16 also moves the substrate 1 so that the amount of movement of the substrate 1 in the XY direction is minimized when the substrate 1 is moved in the XY direction and the substrate 1 is imaged in units of inspection blocks. The inspection block 4 is assigned to the upper area.

これにより、図6に示すように、輝度属性4を持つ明領域内の複数の半田2が存在する基板1上の領域に対して、検査ブロック4b(点線参照)、検査ブロック4c(1点鎖線参照)、検査ブロック4d(2点鎖線参照)、検査ブロック4e(破線参照)が割り当てられる。   As a result, as shown in FIG. 6, the inspection block 4b (see the dotted line) and the inspection block 4c (one-dot chain line) are applied to the area on the substrate 1 where the plurality of solders 2 in the bright area having the luminance attribute 4 exist. Reference), inspection block 4d (refer to the two-dot chain line), and inspection block 4e (refer to the broken line) are allocated.

次に、制御部16は、全ての半田2に対して検査ブロック4が割り当てられたかを判定する(ステップ106)。この場合、全ての半田2に対して検査ブロック4が割り当てられているので(ステップ106のYES)、制御部16は、処理を終了する。   Next, the control unit 16 determines whether or not the inspection block 4 is assigned to all the solders 2 (step 106). In this case, since the inspection block 4 is assigned to all the solders 2 (YES in step 106), the control unit 16 ends the process.

図7は、基板1上の領域に対して、複数の検査ブロック4が割り当てられたときの他の例を示す図である。図7では、図6と比べて、基板1上の半田2の位置は同じであるが、暗領域の位置が異なっている。   FIG. 7 is a diagram illustrating another example when a plurality of inspection blocks 4 are assigned to an area on the substrate 1. In FIG. 7, compared with FIG. 6, the position of the solder 2 on the substrate 1 is the same, but the position of the dark region is different.

図7に示すような検査ブロック4が割り当てられるときの処理について説明する。制御部16は、撮像部15を制御して、撮像部15により基板全体を撮像する(ステップ101)。次に、制御部16は、基板1の全体画像から半田周囲領域3bの輝度値の情報を取得し(ステップ102)、複数の半田2それぞれについて、半田周囲領域3bの輝度値の平均値を算出する(ステップ103)。   A process when the inspection block 4 as shown in FIG. 7 is assigned will be described. The control unit 16 controls the imaging unit 15 and images the entire substrate by the imaging unit 15 (step 101). Next, the control unit 16 acquires information on the luminance value of the solder peripheral region 3b from the entire image of the substrate 1 (step 102), and calculates the average value of the luminance values of the solder peripheral region 3b for each of the plurality of solders 2. (Step 103).

次に、制御部16は、半田周囲領域3bの輝度値の平均値に基づいて、複数の半田2に対して、それぞれ輝度属性を設定する(ステップ104)。このとき、制御部16は、図5に示すルックアップテーブルを参照して、複数の半田2に対してそれぞれレジストの輝度属性を設定する。   Next, the control unit 16 sets a luminance attribute for each of the plurality of solders 2 based on the average value of the luminance values of the solder surrounding area 3b (step 104). At this time, the control unit 16 refers to the lookup table shown in FIG. 5 and sets the brightness attribute of the resist for each of the plurality of solders 2.

例えば、図7に示す一例において、暗領域内の複数の半田2について、それぞれ半田周囲領域3bの平均輝度値が30であり、暗領域内の複数の半田2に対して、それぞれ輝度属性1が設定されたとする。また、図7に示す一例において、明領域内の複数の半田2について、それぞれ半田周囲領域3bの平均輝度値が155であり、明領域内の複数の半田2それぞれに対して、輝度属性4が設定されたとする。   For example, in the example shown in FIG. 7, the average luminance value of the solder peripheral region 3 b is 30 for each of the plurality of solders 2 in the dark region, and the luminance attribute 1 is set for each of the plurality of solders 2 in the dark region. Suppose that it is set. In the example shown in FIG. 7, the average luminance value of the solder peripheral region 3b is 155 for each of the plurality of solders 2 in the bright region, and the luminance attribute 4 is set for each of the plurality of solders 2 in the bright region. Suppose that it is set.

そして、ステップ105において、検査ブロック4を割り当てるべき輝度属性として、輝度属性1が選択されたとする。この場合、制御部16は、半田2の座標情報と、サイズの情報とに基づいて、輝度属性1を持つ暗領域内の複数の半田2が、撮像部15の撮像視野(1つの検査ブロック4)に納まるかを判定する。   In step 105, it is assumed that the luminance attribute 1 is selected as the luminance attribute to which the inspection block 4 is to be assigned. In this case, based on the coordinate information of the solder 2 and the size information, the control unit 16 causes the plurality of solders 2 in the dark region having the luminance attribute 1 to be captured by the imaging field 15 (one inspection block 4). ).

図7では、輝度属性1を持つ暗領域内の複数の半田2は、撮像部15の撮像視野に収まる。この場合、制御部16は、図7に示すように、暗領域内の複数の半田2が存在する基板1上の領域に対して検査ブロック4f(破線参照)を割り当てる。   In FIG. 7, the plurality of solders 2 in the dark region having the luminance attribute 1 are within the imaging field of the imaging unit 15. In this case, as shown in FIG. 7, the control unit 16 assigns the inspection block 4f (see the broken line) to the area on the substrate 1 where the plurality of solders 2 exist in the dark area.

次に、制御部16は、105へ戻り、検査ブロック4を割り当てるべき輝度属性として、輝度属性4を選択する。そして、制御部16は、半田2の座標情報と、サイズの情報とに基づいて、輝度属性4を持つ明領域内の複数の半田2が、撮像部15の撮像視野(1つの検査ブロック4)に納まるかを判定する。図7では、輝度属性4を持つ明領域内の複数の半田2は、撮像部15の撮像視野に収まらない。   Next, the control unit 16 returns to 105 and selects the luminance attribute 4 as the luminance attribute to which the inspection block 4 should be assigned. Then, based on the coordinate information of the solder 2 and the size information, the control unit 16 causes the plurality of solders 2 in the bright area having the luminance attribute 4 to be captured by the imaging unit 15 (one inspection block 4). It is determined whether it fits. In FIG. 7, the plurality of solders 2 in the bright area having the luminance attribute 4 do not fit in the imaging field of the imaging unit 15.

この場合、制御部16は、半田2の座標情報と、サイズの情報に基づいて、検査ブロック4数が最も小さくなるように、かつ、基板1のXY方向への移動量が最も小さくなるように、基板1上の領域に対して、複数の検査ブロック4を割り当てる。   In this case, based on the coordinate information of the solder 2 and the size information, the control unit 16 minimizes the number of inspection blocks 4 and minimizes the amount of movement of the substrate 1 in the XY direction. A plurality of inspection blocks 4 are assigned to the area on the substrate 1.

これにより、図7に示すように、輝度属性4を持つ明領域内の複数の半田2が存在する基板1上の領域に対して、検査ブロック4g(点線参照)、検査ブロック4h(1点鎖線参照)、検査ブロック4i(2点鎖線参照)が割り当てられる。   As a result, as shown in FIG. 7, the inspection block 4g (see the dotted line) and the inspection block 4h (one-dot chain line) are applied to the area on the substrate 1 where the plurality of solders 2 in the bright area having the luminance attribute 4 exist. Reference) and inspection block 4i (refer to the two-dot chain line) are assigned.

図8は、基板1上の領域に対して、複数の検査ブロック4が割り当てられたときのさらに別の例を示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing still another example when a plurality of inspection blocks 4 are assigned to the area on the substrate 1.

図8に示すような検査ブロック4が割り当てられるときの処理について説明する。制御部16は、撮像部15を制御して、撮像部15により基板全体を撮像する(ステップ101)。次に、制御部16は、基板1の全体画像から半田周囲領域3bの輝度値の情報を取得し(ステップ102)、複数の半田2それぞれについて、半田周囲領域3bの輝度値の平均値を算出する(ステップ103)。   A process when the inspection block 4 as shown in FIG. 8 is assigned will be described. The control unit 16 controls the imaging unit 15 and images the entire substrate by the imaging unit 15 (step 101). Next, the control unit 16 acquires information on the luminance value of the solder peripheral region 3b from the entire image of the substrate 1 (step 102), and calculates the average value of the luminance values of the solder peripheral region 3b for each of the plurality of solders 2. (Step 103).

次に、制御部16は、半田周囲領域3bの輝度値の平均値に基づいて、複数の半田2に対して、それぞれ輝度属性を設定する(ステップ104)。このとき、制御部16は、図5に示すルックアップテーブルを参照して、複数の半田2に対してそれぞれレジストの輝度属性を設定する。   Next, the control unit 16 sets a luminance attribute for each of the plurality of solders 2 based on the average value of the luminance values of the solder surrounding area 3b (step 104). At this time, the control unit 16 refers to the lookup table shown in FIG. 5 and sets the brightness attribute of the resist for each of the plurality of solders 2.

例えば、図8に示す一例において、暗領域内の複数の半田2について、それぞれ半田周囲領域3bのレジストの平均輝度値が30であり、暗領域内の複数の半田2に対して、それぞれ輝度属性1が設定されたとする。また、図8に示す一例において、明領域内の複数の半田2について、それぞれ半田周囲領域3bのレジストの平均輝度値が155であり、明領域内の複数の半田2それぞれに対して、輝度属性4が設定されたとする。   For example, in the example shown in FIG. 8, the average luminance value of the resist in the solder peripheral region 3b is 30 for each of the plurality of solders 2 in the dark region, and the luminance attribute for each of the plurality of solders 2 in the dark region. Assume that 1 is set. In the example shown in FIG. 8, the average luminance value of the resist in the solder peripheral region 3b is 155 for each of the plurality of solders 2 in the bright region, and the luminance attribute for each of the plurality of solders 2 in the bright region. Assume that 4 is set.

ステップ105において、検査ブロック4を割り当てるべき輝度属性として、輝度属性1が選択されたとする。このとき、制御部16は、半田2の座標情報と、サイズの情報とに基づいて、輝度属性1を持つ暗領域内の複数の半田2が、撮像部15の撮像視野(1つの検査ブロック4)に納まるかを判定する。図8では、輝度属性1を持つ暗領域内の複数の半田2が撮像部15の撮像視野に収まらない。この場合、制御部16は、半田2の座標情報と、サイズの情報に基づいて、検査ブロック4数が最も小さくなるように、かつ、基板1のXY方向への移動量が最も小さくなるように、基板1上の領域に対して、複数の検査ブロック4を割り当てる(ステップ106)。   In step 105, it is assumed that the luminance attribute 1 is selected as the luminance attribute to which the inspection block 4 is to be assigned. At this time, based on the coordinate information of the solder 2 and the size information, the control unit 16 causes the plurality of solders 2 in the dark region having the luminance attribute 1 to be captured by the imaging field 15 (one inspection block 4). ). In FIG. 8, the plurality of solders 2 in the dark region having the luminance attribute 1 do not fit in the imaging field of the imaging unit 15. In this case, based on the coordinate information of the solder 2 and the size information, the control unit 16 minimizes the number of inspection blocks 4 and minimizes the amount of movement of the substrate 1 in the XY direction. A plurality of inspection blocks 4 are assigned to the area on the substrate 1 (step 106).

これにより、図8に示すように、暗領域内に含まれる複数の半田2が存在する基板1上の領域に対して、検査ブロック4j(点線参照)、検査ブロック4k(一点鎖線参照)が割り当てられる。   As a result, as shown in FIG. 8, the inspection block 4j (see the dotted line) and the inspection block 4k (see the alternate long and short dash line) are assigned to the region on the substrate 1 where the plurality of solders 2 included in the dark region are present. It is done.

次に、制御部16は、ステップ105へ戻り、検査ブロック4を割り当てるべき輝度属性として、輝度属性4を選択する。そして、制御部16は、半田2の座標情報と、サイズの情報とに基づいて、輝度属性4を持つ明領域内の複数の半田2が撮像部15の撮像視野(1つの検査ブロック4)に納まるかを判定する。図8では、輝度属性4を持つ明領域内の複数の半田2が撮像部15の撮像視野に収まる大きさとされていない。この場合、制御部16は、半田2の座標情報と、サイズの情報に基づいて、検査ブロック4数が最も小さくなるように、かつ、基板1のXY方向への移動量が最も小さくなるように、基板1上の領域に対して検査ブロック4を割り当てる(ステップ106)。   Next, the control unit 16 returns to Step 105 and selects the luminance attribute 4 as the luminance attribute to which the inspection block 4 should be assigned. Then, based on the coordinate information of the solder 2 and the size information, the control unit 16 places a plurality of solders 2 in the bright region having the luminance attribute 4 in the imaging field of view of the imaging unit 15 (one inspection block 4). Judge whether it fits. In FIG. 8, the plurality of solders 2 in the bright region having the luminance attribute 4 are not sized to fit in the imaging field of the imaging unit 15. In this case, based on the coordinate information of the solder 2 and the size information, the control unit 16 minimizes the number of inspection blocks 4 and minimizes the amount of movement of the substrate 1 in the XY direction. The inspection block 4 is assigned to the area on the substrate 1 (step 106).

これにより、図8に示すように、明領域内の複数の半田2が存在する基板1上の領域に対して、検査ブロック4l(2点鎖線参照)、検査ブロック4m(破線参照)が割り当てられる。   As a result, as shown in FIG. 8, the inspection block 4l (refer to the two-dot chain line) and the inspection block 4m (refer to the broken line) are assigned to the region on the substrate 1 where the plurality of solders 2 exist in the bright region. .

図3に示す検査ブロック4割り当ての処理は、例えば、3次元測定装置100で3次元測定する基板1の種類を変更した場合に、変更後の1枚目の基板1に対して実行される。1枚目の基板1と同様の構成を有する2枚目以降の基板1については、1枚目の基板1で割り当てられた検査ブロック4が使用される。   For example, when the type of the substrate 1 to be three-dimensionally measured by the three-dimensional measuring apparatus 100 is changed, the inspection block 4 allocation process illustrated in FIG. 3 is executed on the first substrate 1 after the change. For the second and subsequent substrates 1 having the same configuration as the first substrate 1, the inspection block 4 assigned by the first substrate 1 is used.

図9は、ブロック割り当てについての比較例を示す図であり、基板1(レジスト)の明るさ(色)が考慮されずに、基板1上の領域に対して検査ブロック4が割り当てられたときの様子を示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing a comparative example of block allocation. When the inspection block 4 is allocated to an area on the substrate 1 without considering the brightness (color) of the substrate 1 (resist). It is a figure which shows a mode.

図9に示す例では、半田2の座標情報と、サイズの情報に基づいて、検査ブロック4数が最も小さくなるように、かつ、基板1のXY方向への移動量が最も小さくなるように基板1上の領域に対して検査ブロック4が割り当てられる。この例では、検査ブロック4の割り当てにおいて、基板1(レジスト)の明るさ(色)が考慮されていない。   In the example shown in FIG. 9, based on the coordinate information of the solder 2 and the size information, the board so that the number of inspection blocks 4 is minimized and the amount of movement of the board 1 in the XY direction is minimized. The inspection block 4 is assigned to the area above 1. In this example, the brightness (color) of the substrate 1 (resist) is not considered in the allocation of the inspection block 4.

図9に示す例では、検査ブロック4o、4p、4qには、明領域内の半田2と、暗領域内の半田2とが含まれている。この場合、基板1に縞を投影して基板1(半田2)を3次元測定する際に、明領域に対して適切な照度で縞を投影すると、その照度は、暗領域に対しては、適切な照度ではないので、暗領域では、正確に基板1(半田2)の3次元形状を測定することができない。同様に、暗領域に適切な照度で縞を投影すると、その照度は、明領域に対しては、適切な照度ではないので、基板1が明るい部分では正確に基板1(半田2)の3次元形状を測定することができない。   In the example illustrated in FIG. 9, the inspection blocks 4o, 4p, and 4q include the solder 2 in the bright region and the solder 2 in the dark region. In this case, when the stripe is projected onto the substrate 1 and the substrate 1 (solder 2) is measured three-dimensionally, if the stripe is projected with an appropriate illuminance on the bright area, the illuminance is Since the illuminance is not appropriate, the three-dimensional shape of the substrate 1 (solder 2) cannot be measured accurately in the dark region. Similarly, when a stripe is projected on a dark area with an appropriate illuminance, the illuminance is not appropriate for a bright area. Therefore, the substrate 1 (solder 2) is accurately three-dimensional in a bright part of the substrate 1. The shape cannot be measured.

例えば、検査ブロック4o、1p、1qで、それぞれ、明領域に対して適切な照度で縞を投影して撮像部15により撮像し、その後、暗領域に対して適切な照度で縞を投影して撮像部15により撮像することも考えられる。しかしながら、この場合、検査ブロック4o、1p、1qでそれぞれ照度を変えて縞の投影と撮像が必要となるので、検査タクトが遅くなってしまう。   For example, in the inspection blocks 4o, 1p, and 1q, a stripe is projected with an appropriate illuminance on a bright area and imaged by the imaging unit 15, and then a stripe is projected with an appropriate illuminance on a dark area. It is also conceivable to take an image with the imaging unit 15. However, in this case, since it is necessary to project and image stripes by changing the illuminance in each of the inspection blocks 4o, 1p, and 1q, the inspection tact is delayed.

一方、本実施形態では、図3に示す処理により、図6〜図8に示すように、基板1(レジスト)の明るさ(色)に応じて、適切に検査ブロック4を割り当てることができる。これにより、検査ブロック4毎に適切な測定照度を決定して、その測定照度でブロックに縞を投影して撮像することで正確に基板1(半田2)の3次元形状を測定することができる。また、3次元測定時において、同じ検査ブロック4で、照度を異ならせて縞の投影と撮像とを繰り返す場合に比べて、縞の投影と撮像の回数を少なくすることができるので、検査タクトが遅くなってしまうことを防止することができる。   On the other hand, in the present embodiment, the inspection block 4 can be appropriately allocated according to the brightness (color) of the substrate 1 (resist) as shown in FIGS. Thereby, it is possible to accurately measure the three-dimensional shape of the substrate 1 (solder 2) by determining an appropriate measurement illuminance for each inspection block 4, and projecting and imaging stripes on the block with the measurement illuminance. . Further, in the three-dimensional measurement, since the number of times of projection and imaging of fringes can be reduced as compared with the case where the projection and imaging of fringes are repeated with the same inspection block 4 with different illuminances, the inspection tact time is reduced. It can be prevented from becoming slow.

「検査ブロック4毎に、測定照度が決定されるときの処理」
次に、検査ブロック4毎に、3次元測定における測定照度が決定されるときの処理について説明する。図10は、検査ブロック4毎に、3次元測定における測定照度が決定されるときの処理を示すフローチャートである。
“Process when measurement illuminance is determined for each inspection block 4”
Next, a process when the measurement illuminance in the three-dimensional measurement is determined for each inspection block 4 will be described. FIG. 10 is a flowchart showing processing when the measurement illuminance in the three-dimensional measurement is determined for each inspection block 4.

まず、制御部16は、複数の検査ブロック4のうち、縞を投影する検査ブロック4を選択する(ステップ201)。検査ブロック4が選択される順番は、特に限定されないが、例えば、基板1のXY方向への移動距離が最も少ないように選択される。   First, the control part 16 selects the test | inspection block 4 which projects a fringe among the some test | inspection blocks 4 (step 201). The order in which the inspection blocks 4 are selected is not particularly limited. For example, the inspection blocks 4 are selected so that the movement distance of the substrate 1 in the XY direction is the shortest.

次に、制御部16は、ステージ10移動機構を制御して、選択された検査ブロック4に縞が投影可能な位置に基板1の位置を移動させる。なお、本実施形態は、基板1がXY方向へ移動される形態とされているが、撮像部15及び投影部20がXY方向へ移動されてもよい。あるいは、基板1と、撮像部15及び投影部20との両方がXY方向に移動されてもよい。   Next, the control unit 16 controls the stage 10 moving mechanism to move the position of the substrate 1 to a position where a stripe can be projected onto the selected inspection block 4. In the present embodiment, the substrate 1 is moved in the XY directions. However, the imaging unit 15 and the projection unit 20 may be moved in the XY directions. Alternatively, both the substrate 1 and the imaging unit 15 and the projection unit 20 may be moved in the XY directions.

次に、制御部16は、照度調整機構25を制御して、光源21の照度を初期値(例えば、20)に設定する(ステップ203)。光源21の照度が初期値に設定されると、投影部20により、基板1の検査ブロック4に対して縞が投影される。次に、制御部16は、縞が投影された検査ブロック4を撮像部15により撮像する(ステップ204)。   Next, the control unit 16 controls the illuminance adjustment mechanism 25 to set the illuminance of the light source 21 to an initial value (for example, 20) (step 203). When the illuminance of the light source 21 is set to an initial value, the projection unit 20 projects a stripe onto the inspection block 4 of the substrate 1. Next, the control unit 16 images the inspection block 4 on which the fringes are projected by the imaging unit 15 (step 204).

次に、制御部16は、格子移動機構26を制御して回折格子23を移動させることで、検査ブロック4に対して投影される縞の位相をπ/2[rad]シフトさせる(ステップ205)。縞の位相をシフトさせると、次に、制御部16は、同じ照度で4枚の画像が撮像されたかを判定する(ステップ206)。   Next, the control unit 16 controls the grating moving mechanism 26 to move the diffraction grating 23, thereby shifting the phase of the fringes projected onto the inspection block 4 by π / 2 [rad] (step 205). . When the phase of the fringes is shifted, the control unit 16 next determines whether four images are captured with the same illuminance (step 206).

同じ照度で4枚の画像が撮像されていない場合(ステップ206のNO)、制御部16は、ステップ204へ戻り、縞が投影された検査ブロック4を撮像する。これにより、同じ照度で、それぞれ縞の位相が異なる合計4枚の画像が撮像される。   When four images are not captured with the same illuminance (NO in step 206), the control unit 16 returns to step 204 and captures the inspection block 4 on which the stripes are projected. As a result, a total of four images with the same illuminance and different fringe phases are captured.

図11は、縞の照射状態を示す図である。図11には、左側から順番に縞の位相が0、π/2、π、3π/2である場合の縞の照射状態が示されている。   FIG. 11 is a diagram illustrating a stripe irradiation state. FIG. 11 shows the irradiation state of the stripes when the phase of the stripes is 0, π / 2, π, 3π / 2 in order from the left side.

再び、図10を参照して、同じ照度で4枚目の画像が撮像された場合(ステップ206のYES)、制御部16は、取得された4枚の画像に基づいて、位相シフト法により、画像の各画素での高さを算出する(ステップ207)。   Referring to FIG. 10 again, when the fourth image is captured with the same illuminance (YES in step 206), the control unit 16 uses the phase shift method based on the acquired four images. The height at each pixel of the image is calculated (step 207).

この場合、制御部16は、検査ブロック4の4枚の画像から、半田形成領域3a及び半田周囲領域3b(図4参照)の各画素(各座標(x、y))の輝度値I、Iπ/2、Iπ、I3π/2を取得する。そして、制御部16は、以下の式(2)を適用することにより、半田形成領域3a及び半田周囲領域3b内において、各画素での位相φ(x、y)を算出する。そして、制御部16は、算出された各画素での位相φ(x、y)に基づいて、3角測量の原理を利用して、各画素の高さを算出する。 In this case, the control unit 16 determines the luminance value I 0 of each pixel (each coordinate (x, y)) in the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b (see FIG. 4) from the four images of the inspection block 4. I π / 2 , I π , and I 3π / 2 are acquired. And the control part 16 calculates the phase (phi) (x, y) in each pixel in the solder formation area | region 3a and the solder surrounding area | region 3b by applying the following formula | equation (2). Then, the control unit 16 calculates the height of each pixel using the principle of triangulation based on the calculated phase φ (x, y) at each pixel.

φ(x、y)=Tan−1{I3π/2(x、y)−Iπ/2(x、y)}/{I(x、y)−Iπ(x、y)}・・・(2)
なお、この式(2)は、上記した式(1)と同じであり、I(x、y)、Iπ/2(x、y)、Iπ(x、y)、I3π/2(x、y)は、それぞれ、縞の位相が0、π/2、π、3π/2である場合における各画素(各座標)の輝度値である。
φ (x, y) = Tan −1 {I 3π / 2 (x, y) −I π / 2 (x, y)} / {I 0 (x, y) −I π (x, y)} · (2)
The formula (2) is the same as the above formula (1), and I 0 (x, y), I π / 2 (x, y), I π (x, y), I 3π / 2 (X, y) is a luminance value of each pixel (each coordinate) when the phase of the stripe is 0, π / 2, π, 3π / 2, respectively.

ここで、輝度値を高さに変換する際に、所定の条件下で、その画素では、位相φ(x、y)に基づく高さの変換が不可とされ、その画素は、エラーとされる。   Here, when converting the luminance value to the height, under a predetermined condition, the pixel cannot be converted in height based on the phase φ (x, y), and the pixel is regarded as an error. .

各画素の輝度値を各座標の高さに変換すると、次に、制御部16は、高さの変換が不可とされた画素の割合(エラー率)を算出する(ステップ208)。   Once the luminance value of each pixel is converted to the height of each coordinate, the control unit 16 then calculates the ratio (error rate) of the pixels whose height cannot be converted (step 208).

なお、位相φ(x、y)に基づく高さへの変換が不可とされる条件や、高さへの変換が不可とされた画素の割合(エラー率)の算出方法についての詳細は、後述する。   Note that details on the condition that the conversion to the height based on the phase φ (x, y) is impossible and the calculation method of the ratio (error rate) of the pixels that cannot be converted to the height will be described later. To do.

エラー率を算出すると、次に、制御部16は、現在の投影部20の照度が最大値(例えば、240)であるかを判定する(ステップ209)。照度が最大値でない場合(ステップ209のNO)、制御部16は、照度を変更する(例えば、照度+20)(ステップ210)。   After calculating the error rate, the control unit 16 next determines whether or not the current illuminance of the projection unit 20 is the maximum value (for example, 240) (step 209). When the illuminance is not the maximum value (NO in Step 209), the control unit 16 changes the illuminance (for example, illuminance +20) (Step 210).

そして、制御部16は、再びステップ204へ戻り、その変更された照度で縞が投影された検査ブロック4を撮像して、再び4枚の画像を撮像する。4枚の画像が撮像されると、位相シフト法により各画素(各座標)での高さが算出され、その照度でのエラー率が算出される。この一連の処理は、投影部20の照度が最大となるまで繰り返される。   And the control part 16 returns to step 204 again, images the test | inspection block 4 with which the stripe was projected with the changed illumination intensity, and images four images again. When four images are captured, the height at each pixel (each coordinate) is calculated by the phase shift method, and the error rate at that illuminance is calculated. This series of processing is repeated until the illuminance of the projection unit 20 becomes maximum.

照度が最大値である場合(ステップ209のYES)、制御部16は、各照度でのエラー率に基づいて、対象となっている検査ブロック4を3次元測定するための測定照度を決定する(ステップ211)。この場合、例えば、エラー率が最小となる照度が測定照度として決定される。   When the illuminance is the maximum value (YES in Step 209), the control unit 16 determines the measurement illuminance for three-dimensionally measuring the target inspection block 4 based on the error rate at each illuminance ( Step 211). In this case, for example, the illuminance that minimizes the error rate is determined as the measured illuminance.

次に、制御部16は、全ての検査ブロック4で測定照度が決定されたかを判定する(ステップ212)。測定照度が決定されていない検査ブロック4が残っている場合(ステップ212のNO)、制御部16は、ステップ201へ戻り、再び縞を投影する検査ブロック4を選択する。   Next, the control unit 16 determines whether or not the measurement illuminance has been determined in all the inspection blocks 4 (step 212). When the inspection block 4 for which the measurement illuminance is not determined remains (NO in step 212), the control unit 16 returns to step 201 and selects the inspection block 4 on which the fringes are projected again.

一方、全ての検査ブロック4で測定照度が決定された場合(ステップ212のYES)、制御部16は、処理を終了する。このようにして、複数の検査ブロック4それぞれについて、基板1を3次元測定する際の最適な測定照度が決定される。   On the other hand, when the measurement illuminance is determined in all the inspection blocks 4 (YES in step 212), the control unit 16 ends the process. In this way, for each of the plurality of inspection blocks 4, the optimum measurement illuminance when the substrate 1 is three-dimensionally measured is determined.

図10に示す、検査ブロック4毎に測定照度を決定する処理は、例えば、3次元測定装置100で3次元測定する基板1の種類を変更した場合に、変更後の1枚目の基板1に対して実行される。1枚目の基板1と同様の構成を有する2枚目以降の基板1については、1枚目の基板1で決定された測定照度が使用される。   The process for determining the measurement illuminance for each inspection block 4 shown in FIG. 10 is performed on the first substrate 1 after the change, for example, when the type of the substrate 1 to be three-dimensionally measured by the three-dimensional measuring apparatus 100 is changed. It is executed against. For the second and subsequent substrates 1 having the same configuration as that of the first substrate 1, the measured illuminance determined by the first substrate 1 is used.

図10の説明では、投影部20の照度の初期値を20に設定し、照度を+20ずつ変化させて、最大値240まで変化させる場合について説明した。一方、最初は繰り返しのステップ幅を大きく設定し(例えば、+50)、エラー率が小さくなる付近に照度の初期値及び最大値を再設定して、ステップ幅を小さくしていく方法が用いられてもよい(例えば、+50→+10→+1)。これにより、効率的かつ詳細に測定照度を決定することができる。   In the description of FIG. 10, the case where the initial value of the illuminance of the projection unit 20 is set to 20 and the illuminance is changed by +20 is changed to the maximum value 240. On the other hand, a method is used in which the repetition step width is initially set large (for example, +50), and the initial value and maximum value of illuminance are reset near the error rate to reduce the step width. (For example, + 50 → + 10 → + 1). Thereby, measurement illuminance can be determined efficiently and in detail.

「エラー率の算出方法」
次に、図10のステップ207、208で説明した、位相φ(x、y)に基づく高さへの変換が不可(エラー)とされる条件や、高さへの変換が不可とされる画素の割合(エラー率)の算出方法について、詳細に説明する。
"Error rate calculation method"
Next, as described in Steps 207 and 208 of FIG. 10, the condition that the conversion to the height based on the phase φ (x, y) is impossible (error) and the pixel that cannot be converted to the height are made. A method for calculating the ratio (error rate) will be described in detail.

図12は、エラー率が算出されるときの処理を示すフローチャートである。   FIG. 12 is a flowchart illustrating a process when the error rate is calculated.

まず、制御部16は、同じ照度で撮像された、縞の位相が異なる検査ブロック4の4枚の画像から、各画素(各座標(x、y))の輝度値I(x、y)、Iπ/2(x、y)、Iπ(x、y)、I3π/2(x、y)を取得する(ステップ301)。この場合、制御部16は、検査ブロック4の画像全体からではなく、検査ブロック4内の半田形成領域3a及び半田周囲領域3b(図4参照)から各画素の輝度値を取得する。 First, the control unit 16 picks up the luminance value I 0 (x, y) of each pixel (each coordinate (x, y)) from four images of the inspection block 4 that are captured with the same illuminance and have different fringe phases. , I π / 2 (x, y), I π (x, y), and I 3π / 2 (x, y) are acquired (step 301). In this case, the control unit 16 acquires the luminance value of each pixel not from the entire image of the inspection block 4 but from the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b (see FIG. 4) in the inspection block 4.

このとき、制御部16は、その検査ブロック4と関連性を有する輝度属性(その検査ブロック4が割り当てられるときに使用された輝度属性)を持つ半田2の半田形成領域3a及び半田周囲領域3bの輝度値I、Iπ/2、Iπ、I3π/2を使用する。一方、制御部16は、その検査ブロック4と関連性を有しない輝度属性(その検査ブロック4が割り当てられるときに使用されていない輝度属性)を持つ半田2についての半田形成領域3a及び半田周囲領域3bの輝度値I、Iπ/2、Iπ、I3π/2は使用しない。 At this time, the control unit 16 sets the solder formation area 3a and the solder surrounding area 3b of the solder 2 having a luminance attribute related to the inspection block 4 (the luminance attribute used when the inspection block 4 is assigned). Luminance values I 0 , I π / 2 , I π , and I 3π / 2 are used. On the other hand, the control unit 16 includes a solder formation region 3a and a solder surrounding region for the solder 2 having a luminance attribute that is not related to the inspection block 4 (a luminance attribute that is not used when the inspection block 4 is assigned). The luminance values I 0 , I π / 2 , I π , and I 3π / 2 of 3b are not used.

例えば、図6に示す検査ブロック4b、4c、4dには、輝度属性4を持つ明領域内の半田2と、輝度属性1を持つ暗領域内の半田2とが含まれている。この場合、制御部16は、検査ブロック4b、4c、4dの照度毎のエラー率を算出するとき、輝度属性4を持つ明領域内の半田2についての半田形成領域3a及び半田周囲領域3bの輝度値I、Iπ/2、Iπ、I3π/2を使用する。一方、制御部16は、輝度属性1を持つ暗領域内の半田2についての半田形成領域3a及び半田周囲領域3bの輝度値I、Iπ/2、Iπ、I3π/2は使用しない。 For example, inspection blocks 4b, 4c, and 4d shown in FIG. 6 include solder 2 in a bright area having luminance attribute 4 and solder 2 in a dark area having luminance attribute 1. In this case, when the control unit 16 calculates the error rate for each illuminance of the inspection blocks 4b, 4c, and 4d, the luminance of the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b for the solder 2 in the bright region having the luminance attribute 4 The values I 0 , I π / 2 , I π , I 3π / 2 are used. On the other hand, the control unit 16 does not use the brightness values I 0 , I π / 2 , I π , and I 3π / 2 of the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b for the solder 2 in the dark region having the luminance attribute 1. .

一方、図6に示す検査ブロック4aには、輝度属性1を持つ暗領域内の半田2と、輝度属性4を有する明領域内の半田2の一部とが含まれている。この場合、制御部16は、検査ブロック4aの照度毎のエラー率を算出するとき、輝度属性1を持つ暗領域内の半田2についての半田形成領域3a及び半田周囲領域3bの輝度値I、Iπ/2、Iπ、I3π/2を使用する。一方、制御部16は、輝度属性4を持つ明領域内の半田2についての半田形成領域3a及び半田周囲領域3bの輝度値I、Iπ/2、Iπ、I3π/2は使用しない。 On the other hand, the inspection block 4 a shown in FIG. 6 includes the solder 2 in the dark area having the luminance attribute 1 and a part of the solder 2 in the bright area having the luminance attribute 4. In this case, when the control unit 16 calculates the error rate for each illuminance of the inspection block 4a, the luminance value I 0 of the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b for the solder 2 in the dark region having the luminance attribute 1, I π / 2 , I π , and I 3π / 2 are used. On the other hand, the control unit 16 does not use the brightness values I 0 , I π / 2 , I π , and I 3π / 2 of the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b for the solder 2 in the bright region having the luminance attribute 4. .

このような処理により、検査ブロック4毎に適切にエラー率を算出することができる。ここでの説明では、図6に示す基板1を例に挙げて説明したが、図7に示す基板1、図8に示す基板1についても同様である。   By such processing, the error rate can be appropriately calculated for each inspection block 4. In the description here, the substrate 1 shown in FIG. 6 has been described as an example, but the same applies to the substrate 1 shown in FIG. 7 and the substrate 1 shown in FIG.

再び図12を参照して、半田形成領域3a及び半田周囲領域3bから輝度値を取得すると、次に、制御部16は、半田形成領域3a及び半田周囲領域3b内の1つの画素に対応する輝度値I、Iπ/2、Iπ、I3π/2を入力する(ステップ302)。 Referring to FIG. 12 again, when the luminance value is acquired from the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b, the control unit 16 next, the luminance corresponding to one pixel in the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b. The values I 0 , I π / 2 , I π , and I 3π / 2 are input (step 302).

次に、制御部16は、半田形成領域3a及び半田周囲領域3b内の1つの画素について、縞の位相が0である場合の画像(1枚目)の輝度値Iと、縞の位相がπである場合の画像(3枚目)の輝度値Iπとの差の絶対値を算出する(ステップ303)。同様にして、制御部16は、半田形成領域3a及び半田周囲領域3b内の1つの画素について、縞の位相がπ/2である場合の画像(2枚目)の輝度値Iπ/2と、縞の位相が3π/2である場合の画像(4枚目)の輝度値I3π/2との差の絶対値を算出する(ステップ304)。 Next, the control unit 16 determines the luminance value I 0 of the image (first sheet) when the phase of the stripe is 0 and the phase of the stripe for one pixel in the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b. The absolute value of the difference from the luminance value I π of the image (third image) when π is calculated (step 303). Similarly, the control unit 16 sets the luminance value I π / 2 of the image (second sheet) when the phase of the stripe is π / 2 for one pixel in the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b. Then, the absolute value of the difference from the luminance value I 3π / 2 of the image (fourth image) when the fringe phase is 3π / 2 is calculated (step 304).

次に、制御部16は、輝度値I及びIπの差の絶対値と、輝度値Iπ/2及びI3π/2の差の絶対値との2つの絶対値のうち、大きいほうの値が第1の閾値Th1未満であるかを判定する(ステップ305)。第1の閾値Th1は、例えば、10〜20程度とされる。 Next, the control unit 16 determines the larger of the two absolute values of the absolute value of the difference between the luminance values I 0 and I π and the absolute value of the difference between the luminance values I π / 2 and I 3π / 2 . It is determined whether the value is less than the first threshold Th1 (step 305). The first threshold Th1 is, for example, about 10-20.

2つの絶対値のうち、大きいほうの値が第1の閾値Th1未満である場合(ステップ305のYES)、制御部16は、その画素については、位相シフト法による高さへの変換を不可(エラー)とする(ステップ308)。そして、制御部16は、次のステップ309へ進む。   When the larger value of the two absolute values is less than the first threshold Th1 (YES in Step 305), the control unit 16 cannot convert the pixel into a height by the phase shift method ( Error) (step 308). Then, the control unit 16 proceeds to the next step 309.

すなわち、2つの絶対値のうち、大きい方の値が小さすぎる場合、上記式(2)で位相φを算出するときに、位相φの値を正確に算出することができない。従って、その画素では、高さ方向の変換を不可(エラー)とすることとしている。   That is, when the larger one of the two absolute values is too small, the value of the phase φ cannot be accurately calculated when the phase φ is calculated by the above equation (2). Therefore, in the pixel, the conversion in the height direction is disabled (error).

例えば、検査ブロック4に対して縞が投影されるときに、光源21の照度が小さすぎて検査ブロック4に対して投影される縞が暗すぎる場合に、2つの絶対値のうち、大きい方の値が第1の閾値Th1(例えば、15)を未満となる。このような場合に、高さ方向への変換が不可(エラー)となる。   For example, when a stripe is projected onto the inspection block 4 and the illuminance of the light source 21 is too small and the stripe projected onto the inspection block 4 is too dark, the larger of the two absolute values is used. The value is less than the first threshold Th1 (for example, 15). In such a case, conversion in the height direction becomes impossible (error).

一方、2つの絶対値のうち、大きいほうの値が第1の閾値Th1以上である場合(ステップ305のNO)、制御部16は、次のステップ306へ進む。ステップ306では、制御部16は、4つの輝度値I(x、y)、Iπ/2(x、y)、Iπ(x、y)、I3π/2(x、y)のうち、少なくとも1つの値が第2の閾値Th2以上であるかを判定する。第2の閾値Th2は、例えば、255とされる。 On the other hand, when the larger one of the two absolute values is equal to or greater than the first threshold Th1 (NO in step 305), the control unit 16 proceeds to the next step 306. In step 306, the control unit 16 selects one of the four luminance values I 0 (x, y), I π / 2 (x, y), I π (x, y), and I 3π / 2 (x, y). , It is determined whether at least one value is greater than or equal to the second threshold Th2. The second threshold Th2 is, for example, 255.

4つの輝度値のうち、少なくとも1つの値が第2の閾値Th2以上である場合(ステップ306のYES)、制御部16は、輝度値に基づく高さへの変換を不可(エラー)とする(ステップ308)。そして、制御部16は、次のステップ309へ進む。   When at least one of the four luminance values is equal to or greater than the second threshold Th2 (YES in step 306), the control unit 16 disables conversion to height based on the luminance value (error) ( Step 308). Then, the control unit 16 proceeds to the next step 309.

すなわち、4つの輝度値のうち、少なくとも1つが、255以上となると、輝度値の上限を超えてしまうため、上記式(2)で位相φを算出するときに、位相φの値を正確に算出することができない。従って、その画素では、高さ方向の変換を不可(エラー)とすることとしている。   That is, when at least one of the four luminance values is 255 or more, the upper limit of the luminance value is exceeded. Therefore, when calculating the phase φ by the above equation (2), the value of the phase φ is accurately calculated. Can not do it. Therefore, in the pixel, the conversion in the height direction is disabled (error).

一方、4つの輝度値が全て第2の閾値Th2未満である場合(ステップ306のNO)、制御部16は、輝度値に基づく高さへの変換を可として(ステップ307)、次のステップ309へ進む。   On the other hand, when all the four luminance values are less than the second threshold Th2 (NO in step 306), the control unit 16 allows conversion to height based on the luminance value (step 307), and the next step 309. Proceed to

ステップ309では、制御部16は、その検査ブロック4と関連性を有する輝度属性(その検査ブロック4が割り当てられるときに使用された輝度属性)を持つ半田2の半田形成領域3a及び半田周囲領域3b内の全ての画素について、高さ方向への変換の可、不可の判定がされたかを判定する。   In step 309, the control unit 16 causes the solder formation region 3 a and the solder surrounding region 3 b of the solder 2 having the luminance attribute related to the inspection block 4 (the luminance attribute used when the inspection block 4 is assigned). It is determined whether or not it is determined whether or not conversion in the height direction is possible for all of the pixels.

半田形成領域3a及び半田周囲領域3bについて、未判定の画素が残っている場合(ステップ309のNO)、制御部16は、ステップ302へ戻り、ステップ302〜309の処理を繰り返す。   When the undetermined pixel remains in the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b (NO in step 309), the control unit 16 returns to step 302 and repeats the processing in steps 302 to 309.

一方、半田形成領域3a及び半田周囲領域3bに含まれる全ての画素について、判定が終了した場合(ステップ309のYES)、制御部16は、半田形成領域3a及び半田周囲領域3b内に含まれる画素のエラー率を算出する(ステップ310)。この場合、制御部16は、半田形成領域3a及び半田周囲領域3b内でエラーとなった画素の数を、半田形成領域3a及び半田周囲領域3bの全ての画素数で除算することで、エラー率を算出することができる。   On the other hand, when the determination is completed for all the pixels included in the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b (YES in Step 309), the control unit 16 determines the pixels included in the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b. Is calculated (step 310). In this case, the control unit 16 divides the number of pixels having an error in the solder formation region 3a and the solder peripheral region 3b by the total number of pixels in the solder formation region 3a and the solder peripheral region 3b, thereby obtaining an error rate. Can be calculated.

ステップ301〜ステップ310の処理は、投影部20の光源21の照度が変化される度に実行される(図10参照)。これにより、光源21の照度毎にエラー率が算出される。また、光源21の照度毎のエラー率は、検査ブロック4毎に算出される(図10参照)。   Steps 301 to 310 are executed whenever the illuminance of the light source 21 of the projection unit 20 is changed (see FIG. 10). Thereby, the error rate is calculated for each illuminance of the light source 21. Further, the error rate for each illuminance of the light source 21 is calculated for each inspection block 4 (see FIG. 10).

例えば、基板1上の暗領域に対して割り当てられた検査ブロック4a(図6参照)、検査ブロック4f(図7参照)、検査ブロック4j、1k(図8参照)において、光源21の照度が150のときに、エラー率が10%で最小となったとする。この場合、検査ブロック4a、1f、1j、1kでは、測定照度は、150とされる。   For example, in the inspection block 4a (see FIG. 6), inspection block 4f (see FIG. 7), inspection blocks 4j and 1k (see FIG. 8) assigned to the dark area on the substrate 1, the illuminance of the light source 21 is 150. In this case, it is assumed that the error rate is minimum at 10%. In this case, the measurement illuminance is 150 in the inspection blocks 4a, 1f, 1j, and 1k.

また、例えば、基板1上の明領域に対して割り当てられた検査ブロック4b〜1e(図6参照)、検査ブロック4g〜1i(図7参照)、検査ブロック4l、1m(図8参照)において、光源21の照度が10のときにエラー率が5%で最小となったとする。この場合、検査ブロック4b〜1e、1g〜1i、1l、1mでは、測定照度は10とされる。   Further, for example, in the inspection blocks 4b to 1e (see FIG. 6), the inspection blocks 4g to 1i (see FIG. 7), and the inspection blocks 4l and 1m (see FIG. 8) assigned to the bright area on the substrate 1, It is assumed that when the illuminance of the light source 21 is 10, the error rate is 5% and the minimum. In this case, the measurement illuminance is 10 in the inspection blocks 4b to 1e, 1g to 1i, 1l, and 1m.

各検査ブロック4での測定照度が決定されると、制御部16は、検査ブロック4と、測定照度とを関連付けて記憶部17に記憶する。   When the measurement illuminance at each inspection block 4 is determined, the control unit 16 stores the inspection block 4 and the measurement illuminance in association with each other in the storage unit 17.

図13は、検査ブロック4と、測定照度とが関連付けられたルックアップテーブルの一例を示す図である。図13に示す例では、図6に示す基板1の各検査ブロック4に対して、測定照度が関連付けられたときの様子が示されている。図6に示すように、検査ブロック4aに対して、測定照度150が関連付けられ、検査ブロック4b〜1eに対して、測定照度10が関連付けられている。測定照度が決定された場合、その測定照度を表示部18に表示してもよい。これにより、ユーザは、各検査ブロック4での最適な測定照度を視認することができる。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a lookup table in which the inspection block 4 and the measured illuminance are associated with each other. In the example illustrated in FIG. 13, a state when the measurement illuminance is associated with each inspection block 4 of the substrate 1 illustrated in FIG. 6 is illustrated. As shown in FIG. 6, the measurement illuminance 150 is associated with the inspection block 4a, and the measurement illuminance 10 is associated with the inspection blocks 4b to 1e. When the measurement illuminance is determined, the measurement illuminance may be displayed on the display unit 18. Thereby, the user can visually recognize the optimum measurement illuminance in each inspection block 4.

「基板1を3次元測定するときの処理」
次に、検査ブロック4毎に測定照度が決定された後、その測定照度で検査ブロック4に縞が投影されて基板1(半田2)が3次元測定されるときの処理について説明する。
“Process when measuring substrate 1 three-dimensionally”
Next, after the measurement illuminance is determined for each inspection block 4, a process when the substrate 1 (solder 2) is three-dimensionally measured by projecting stripes onto the inspection block 4 with the measurement illuminance will be described.

図14は、基板1が3次元測定されるときの処理を示すフローチャートである。まず、制御部16は、複数の検査ブロック4のうち、縞を投影する検査ブロック4を選択する(ステップ401)。なお、検査ブロック4が選択される順番は、特に限定されないが、例えば、基板1のXY方向への移動距離が最も少ないように選択される。   FIG. 14 is a flowchart showing processing when the substrate 1 is three-dimensionally measured. First, the control unit 16 selects an inspection block 4 on which a fringe is projected from among the plurality of inspection blocks 4 (step 401). The order in which the inspection blocks 4 are selected is not particularly limited. For example, the inspection blocks 4 are selected so that the movement distance of the substrate 1 in the XY direction is the shortest.

次に、制御部16は、ステージ10移動機構を制御して、選択された検査ブロック4に縞が投影可能な位置に基板1の位置を移動させる(ステップ402)。なお、基板1がXY方向に移動される代わりに、撮像部15及び投影部20がXY方向へ移動されてもよい。あるいは、基板1と、撮像部15及び投影部20との両方がXY方向に移動されてもよい。   Next, the control unit 16 controls the stage 10 moving mechanism to move the position of the substrate 1 to a position where a stripe can be projected onto the selected inspection block 4 (step 402). Note that instead of the substrate 1 being moved in the XY directions, the imaging unit 15 and the projection unit 20 may be moved in the XY directions. Alternatively, both the substrate 1 and the imaging unit 15 and the projection unit 20 may be moved in the XY directions.

次に、制御部16は、その検査ブロック4に対応する測定照度を記憶部17から読み出す(ステップ403)。検査ブロック4と、測定照度とは、上記したように、測定照度が決定されたときに、記憶部17に関連付けられて記憶されているので(図13参照)、制御部16は、この測定照度を読み出せばよい。そして、制御部16は、記憶部17から読み出した測定照度で光源21を発光させる(ステップ403)。これにより、検査ブロック4に対して、エラー率が少ない、基板1(レジスト)の明るさ(色)に応じた適切な照度で縞が投影される。   Next, the control part 16 reads the measurement illumination intensity corresponding to the test | inspection block 4 from the memory | storage part 17 (step 403). As described above, the inspection block 4 and the measured illuminance are stored in association with the storage unit 17 when the measured illuminance is determined (see FIG. 13). Can be read out. And the control part 16 makes the light source 21 light-emit with the measurement illumination intensity read from the memory | storage part 17 (step 403). Thereby, the fringes are projected onto the inspection block 4 with an appropriate illuminance corresponding to the brightness (color) of the substrate 1 (resist) with a low error rate.

縞が投影されると、次に、制御部16は、縞が投影された検査ブロック4を撮像部15により撮像する(ステップ404)。次に、制御部16は、格子移動機構26を制御して回折格子23を移動させることで、検査ブロック4に対して投影される縞の位相をπ/2[rad]シフトさせる(ステップ405)。縞の位相をシフトさせると、次に、制御部16は、縞の位相が異なる4枚の画像が撮像されたかを判定する(ステップ406)。   When the stripe is projected, the control unit 16 images the inspection block 4 on which the stripe is projected by the imaging unit 15 (step 404). Next, the control unit 16 controls the grating moving mechanism 26 to move the diffraction grating 23 to shift the phase of the fringes projected onto the inspection block 4 by π / 2 [rad] (step 405). . After shifting the fringe phase, the control unit 16 next determines whether four images having different fringe phases have been captured (step 406).

縞の位相が異なる4枚の画像が撮像されていない場合(ステップ406のNO)、制御部16は、ステップ404へ戻り、縞が投影された検査ブロック4を撮像する。これにより、それぞれ縞の位相が異なる合計4枚の画像が撮像される。   When four images with different fringe phases are not captured (NO in step 406), the control unit 16 returns to step 404 and images the inspection block 4 on which the fringes are projected. As a result, a total of four images with different fringe phases are captured.

4枚目の画像が撮像された場合(ステップ406のYES)、制御部16は、取得された4枚の画像に基づいて、位相シフト法により、画像の各画素での高さを算出する(ステップ407)。   When the fourth image is captured (YES in step 406), the control unit 16 calculates the height at each pixel of the image by the phase shift method based on the acquired four images (step 406). Step 407).

この場合、制御部16は、検査ブロック4の4枚の画像から各画素(各座標(x、y))の輝度値I、Iπ/2、Iπ、I3π/2を取得する。そして、制御部16は、上記式(2)を適用することにより、各画素での位相φ(x、y)を算出する。そして、制御部16は、算出された各画素での位相φ(x、y)に基づいて、3角測量の原理を利用して、各画素の高さを算出する(ステップ407)。 In this case, the control unit 16 acquires the luminance values I 0 , I π / 2 , I π , and I 3π / 2 of each pixel (each coordinate (x, y)) from the four images of the inspection block 4. And the control part 16 calculates phase (phi) (x, y) in each pixel by applying said Formula (2). Then, the control unit 16 calculates the height of each pixel using the principle of triangulation based on the calculated phase φ (x, y) at each pixel (step 407).

ステップ407では、制御部16は、検査ブロック4内の半田形成領域3a及び半田周囲領域3bから各画素の輝度値を取得して、半田形成領域3a及び半田周囲領域3bにおいて高さを算出する。この場合、制御部16は、その検査ブロック4と関連性を有する輝度属性(その検査ブロック4が割り当てられるときに使用された輝度属性)を持つ半田2についての半田形成領域3a及び半田周囲領域3bから各画素の輝度値を取得して高さを算出する。   In step 407, the control unit 16 acquires the luminance value of each pixel from the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b in the inspection block 4, and calculates the height in the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b. In this case, the control unit 16 has a solder formation area 3a and a solder surrounding area 3b for the solder 2 having a luminance attribute related to the inspection block 4 (the luminance attribute used when the inspection block 4 is assigned). The luminance value of each pixel is acquired from the above, and the height is calculated.

例えば、図6に示す検査ブロック4b、4c、4dには、輝度属性4を持つ明領域内の半田2と、輝度属性1を持つ暗領域内の半田2とが含まれている。制御部16は、検査ブロック4b、4c、4dを3次元測定するとき、輝度属性4を持つ明領域内の半田2についての半田形成領域3a及び半田周囲領域3bの輝度値I、Iπ/2、Iπ、I3π/2を使用して、半田形成領域3a及び半田周囲領域3bの高さを算出する。一方、制御部16は、検査ブロック4b、4c、4dを3次元測定するとき、輝度属性1を持つ暗領域内の半田2についての半田形成領域3a及び半田周囲領域3bの輝度値I、Iπ/2、Iπ、I3π/2は使用しない。 For example, inspection blocks 4b, 4c, and 4d shown in FIG. 6 include solder 2 in a bright area having luminance attribute 4 and solder 2 in a dark area having luminance attribute 1. When the control unit 16 three-dimensionally measures the inspection blocks 4b, 4c, and 4d, the luminance values I 0 and I π / of the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b for the solder 2 in the bright region having the luminance attribute 4 are measured. 2 , I π , I 3π / 2 are used to calculate the heights of the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b. On the other hand, when the control unit 16 three-dimensionally measures the inspection blocks 4b, 4c, and 4d, the luminance values I 0 and I of the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b for the solder 2 in the dark region having the luminance attribute 1 are measured. π / 2 , I π , and I 3π / 2 are not used.

一方、図6に示す検査ブロック4aには、輝度属性1を持つ暗領域内の半田2と、輝度属性4を持つ明領域内の半田2の一部とが含まれている。制御部16は、検査ブロック4aを3次元測定するとき、輝度属性1を持つ暗領域内の半田2についての半田形成領域3a及び半田周囲領域3bの輝度値I、Iπ/2、Iπ、I3π/2を使用する。一方、制御部16は、検査ブロック4aを3次元測定するとき、輝度属性4を持つ明領域内の半田2についての半田形成領域3a及び半田周囲領域3bの輝度値I、Iπ/2、Iπ、I3π/2は使用しない。 On the other hand, the inspection block 4 a shown in FIG. 6 includes the solder 2 in the dark area having the luminance attribute 1 and a part of the solder 2 in the bright area having the luminance attribute 4. When the control unit 16 measures the inspection block 4a three-dimensionally, the luminance values I 0 , I π / 2 , I π of the solder forming region 3a and the solder surrounding region 3b for the solder 2 in the dark region having the luminance attribute 1 are measured. , I 3π / 2 is used. On the other hand, when the control unit 16 measures the inspection block 4a three-dimensionally, the luminance values I 0 , I π / 2 of the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b for the solder 2 in the bright region having the luminance attribute 4, I π and I 3π / 2 are not used.

これにより、基板1(レジスト)の明るさ(色)が異なる複数の領域を適切に3次元測定することができる。   Thereby, it is possible to appropriately three-dimensionally measure a plurality of regions having different brightness (color) of the substrate 1 (resist).

次に、制御部16は、全ての検査ブロック4で3次元測定が終了したかを判定する(ステップ408)。3次元測定が終了していない検査ブロック4が残っている場合(ステップ408のNO)、制御部16は、ステップ401へ戻り、再び縞を投影する検査ブロック4を選択する。ステップ401〜ステップ408の一連の処理は、全ての検査ブロック4で3次元測定が終了するまで実行される。   Next, the control unit 16 determines whether or not the three-dimensional measurement is completed in all the inspection blocks 4 (step 408). When the inspection block 4 for which the three-dimensional measurement is not completed remains (NO in Step 408), the control unit 16 returns to Step 401 and selects the inspection block 4 on which the fringes are projected again. A series of processing from step 401 to step 408 is executed until the three-dimensional measurement is completed in all the inspection blocks 4.

全ての検査ブロック4について3次元測定が実行されたとき、例えば、制御部16は、測定結果を合成して、基板1(半田2)の3次元形状を表示部18の画面上に表示させてもよい。ユーザは、基板1(半田2)の3次元形状を視認することで、半田2の形状が適切な形状であるかを検査することができる。また、制御部16は、基板1上の半田2の量を表示部18の画面上に表示させてもよい。ユーザは、半田2の量を視認することで、基板1上の半田2の量が適切な量であるかを検査することができる。   When the three-dimensional measurement is executed for all the inspection blocks 4, for example, the control unit 16 combines the measurement results and displays the three-dimensional shape of the substrate 1 (solder 2) on the screen of the display unit 18. Also good. The user can inspect whether the shape of the solder 2 is an appropriate shape by visually recognizing the three-dimensional shape of the substrate 1 (solder 2). Further, the control unit 16 may display the amount of the solder 2 on the substrate 1 on the screen of the display unit 18. The user can inspect whether the amount of the solder 2 on the substrate 1 is an appropriate amount by visually recognizing the amount of the solder 2.

図13に示す処理により、全ての検査ブロック4に対して、それぞれ基板1(レジスト)の明るさに応じた最適な測定照度(エラー率が最小となる測定照度)で縞が投影され、検査ブロック4の画像が取得される。そして、最適な測定照度で縞が投影された検査ブロック4の画像に基づいて、3次元測定を実行することができる。これにより、基板1が明るさ(色)の異なる複数の領域を有している場合でも、基板1(半田2)を精度よく3次元測定することができる。   By the processing shown in FIG. 13, stripes are projected on all the inspection blocks 4 with the optimum measurement illuminance (measurement illuminance that minimizes the error rate) according to the brightness of the substrate 1 (resist). Four images are acquired. And based on the image of the test | inspection block 4 by which the fringe was projected with the optimal measurement illumination intensity, a three-dimensional measurement can be performed. Thereby, even when the board | substrate 1 has a several area | region where brightness (color) differs, the board | substrate 1 (solder 2) can be measured three-dimensionally accurately.

<各種変形例>
半田周囲領域3bの平均輝度値と、輝度属性と、測定照度とが関連づけられて予めテーブル化されていてもよい。
<Various modifications>
The average luminance value of the solder surrounding area 3b, the luminance attribute, and the measured illuminance may be associated with each other and tabulated in advance.

図15は、半田周囲領域3bの平均輝度値と、輝度属性と、測定照度とが関連付けられたルックアップテーブルを示す図である。   FIG. 15 is a diagram illustrating a look-up table in which the average luminance value, the luminance attribute, and the measured illuminance of the solder surrounding area 3b are associated with each other.

図15に示す例では、半田周囲領域3bの平均輝度値0〜50、51〜101、102〜152、153〜203、204〜255に対応して(輝度属性1〜5に対応して)、それぞれ順番に、測定照度150、100、60、10、5が関連付けられている。すなわち、このルックアップテーブルは、基板1(レジスト)の明るさ(色)に応じた適切な測定照度がテーブル化されている。   In the example shown in FIG. 15, corresponding to the average luminance values 0 to 50, 51 to 101, 102 to 152, 153 to 203, and 204 to 255 of the solder peripheral region 3b (corresponding to the luminance attributes 1 to 5), Measurement illuminances 150, 100, 60, 10, and 5 are associated with each other in order. In other words, this lookup table is tabulated with appropriate measurement illuminance according to the brightness (color) of the substrate 1 (resist).

半田周囲領域3bの平均輝度値に対して(輝度属性に対して)、どのように測定照度が設定されるかについて説明する。   A description will be given of how the measurement illuminance is set with respect to the average luminance value of the solder surrounding area 3b (for the luminance attribute).

ここでの説明では、平均輝度値0〜50に対して、測定照度がどのように設定されるかについて説明する。この場合、例えば、半田周囲領域3bの平均輝度値がそれぞれ、11、21、31、41、51である半田2が形成された基板1が用意される。そして、5種類の半田2それぞれについて、半田形成領域3a及び半田周囲領域3bのエラー率が、照度毎に算出される。そして、5種類の半田2それぞれについて、エラー率が最小となる照度が判定される。   In the description here, how the measured illuminance is set for the average luminance values 0 to 50 will be described. In this case, for example, the substrate 1 on which the solder 2 having the average luminance values of the solder surrounding area 3b of 11, 21, 31, 41, 51 is formed is prepared. For each of the five types of solder 2, the error rates of the solder formation region 3a and the solder surrounding region 3b are calculated for each illuminance. The illuminance at which the error rate is minimized is determined for each of the five types of solder 2.

5種類の半田2でエラー率が最小となる照度が判定されると、エラー率が最小となる照度の平均値が算出される。例えば、5種類の半田2で、エラー率が最小となる照度が、170、160、150、140、130である場合、平均値150が算出される。この場合、平均輝度値0〜50に対して、測定照度150が設定される。   When the illuminance at which the error rate is minimized with the five types of solder 2 is determined, an average value of illuminance at which the error rate is minimized is calculated. For example, when the illuminance at which the error rate is the minimum is 170, 160, 150, 140, 130 with five types of solder 2, the average value 150 is calculated. In this case, the measurement illuminance 150 is set for the average luminance value of 0-50.

平均輝度値51〜101、102〜152、153〜203、204〜255である場合も同様にして、測定照度が設定される。   Similarly, when the average luminance values are 51 to 101, 102 to 152, 153 to 203, and 204 to 255, the measured illuminance is set.

制御部16は、基板1上の領域に検査ブロック4を割り当てるとき、半田周囲領域3bの輝度値の平均値を算出し、図15に示すルックアップテーブルを参照して、基板1上の複数の基板1に対してそれぞれ輝度属性を設定する(図3参照)。そして、制御部16は、同じ輝度属性を持つ半田2が存在する基板1上の領域に対して、検査ブロック4を割り当てる。   When allocating the inspection block 4 to the area on the substrate 1, the control unit 16 calculates the average value of the luminance values of the solder surrounding area 3b, and refers to the look-up table shown in FIG. A luminance attribute is set for each of the substrates 1 (see FIG. 3). Then, the control unit 16 assigns the inspection block 4 to the area on the substrate 1 where the solder 2 having the same luminance attribute exists.

制御部16は、基板1を3次元測定するとき、図15に示すルックアップテーブルを参照する。そして、制御部16は、輝度属性1〜5を持つ半田2(半田周囲領域3bの平均輝度値が0〜50、51〜101、102〜152、153〜203、204〜255である半田2)を含む検査ブロック4に対して、どのような測定照度で縞を投影するかを決定する。そして、制御部16は、決定された測定照度で検査ブロック4に対して縞を投影する。この場合、輝度属性1、2、3、4、5を持つ半田2を含む検査ブロック4対して、それぞれ、測定照度150、100、50、10、5で縞が投影される。制御部16は、縞が投影された検査ブロック4を撮像して、検査ブロック4の画像を得て、この検査ブロック4の画像に基づいて、基板1を3次元測定する。   The controller 16 refers to the look-up table shown in FIG. 15 when measuring the substrate 1 three-dimensionally. And the control part 16 is the solder 2 with the brightness | luminance attributes 1-5 (The solder 2 whose average brightness | luminance value of the solder surrounding area | region 3b is 0-50, 51-101, 102-152, 153-203, 204-255) The measurement illuminance at which the fringes are projected is determined for the inspection block 4 including. And the control part 16 projects a stripe with respect to the test | inspection block 4 with the determined measurement illumination intensity. In this case, the stripes are projected at the measurement illuminances 150, 100, 50, 10 and 5 respectively on the inspection block 4 including the solder 2 having the luminance attributes 1, 2, 3, 4 and 5. The control unit 16 images the inspection block 4 on which the stripes are projected, obtains an image of the inspection block 4, and three-dimensionally measures the substrate 1 based on the image of the inspection block 4.

このような処理においても上記した第1実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、3次元測定装置100は、基板1が明るさ(色)の異なる複数の領域を有している場合でも、基板1(半田2)を精度よく3次元測定することができる。   Even in such processing, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained. That is, the three-dimensional measuring apparatus 100 can accurately three-dimensionally measure the substrate 1 (solder 2) even when the substrate 1 has a plurality of regions with different brightness (colors).

図15では、半田周囲領域3bの平均輝度値が5段階に分類された場合が示されているが、半田周囲領域3bの平均輝度値は、2段階〜4段階、あるいは、6段階以上に分類されていてもよい。半田周囲領域3bの平均輝度値の段階数が多くなるに従って、1つの基板1に対して割り当てられる検査ブロック4数が多くなる。   FIG. 15 shows a case where the average luminance value of the solder peripheral region 3b is classified into five levels. However, the average luminance value of the solder peripheral region 3b is classified into two levels to four levels, or six levels or more. May be. As the number of steps of the average luminance value of the solder surrounding area 3b increases, the number of inspection blocks 4 assigned to one board 1 increases.

以上の説明では、測定対象物1として、実装部品を実装するための半田2が形成された基板1を例に挙げて説明した。しかし、測定対象物1は、これに限られない。測定対象物1の他の例としては、実装部品を接着するための接着剤が形成された基板が挙げられる。また、ランドが形成された基板、ガラスが印刷された基板、蛍光体が印刷された基板等が挙げられる。また、ナノ銀インク、ポリイミドインク、カーボンナノチューブインク等のインクが印刷された基板、シルク印刷が施された基板、アルミニウム電極が形成されたガラス基板(TFT(Thin Film Transistor)として用いられる)等が挙げられる。   In the above description, the substrate 1 on which the solder 2 for mounting the mounting component is formed as the measurement object 1 has been described as an example. However, the measuring object 1 is not limited to this. Another example of the measurement object 1 is a substrate on which an adhesive for bonding a mounting component is formed. Moreover, the board | substrate with which the land was formed, the board | substrate with which glass was printed, the board | substrate with which the fluorescent substance was printed, etc. are mentioned. In addition, substrates printed with inks such as nano silver ink, polyimide ink, carbon nanotube ink, substrates with silk printing, glass substrates with aluminum electrodes (used as TFT (Thin Film Transistor)), etc. Can be mentioned.

以上の説明では、縞の位相を4回シフトさせ、4枚の画像を取得して位相シフト法を適用する場合について説明した。しかし、位相のシフト回数及び画像の枚数は、3以上であれば、本技術を適用することができる。   In the above description, the case where the phase of the fringe phase is shifted four times, four images are acquired, and the phase shift method is applied has been described. However, the present technology can be applied if the number of phase shifts and the number of images are three or more.

本技術は、以下の構成もとることができる。
(1)照度を変化可能な照明を有し、前記照明からの光により測定対象物に縞を投影する投影部と、
撮像部と、
前記撮像部により前記測定対象物の画像を撮像させ、撮像された前記測定対象物の画像から輝度値を取得し、取得された前記輝度値に基づいて、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックを割り当て、割り当てられた前記検査ブロック毎に、前記照明の測定照度を決定し、決定された前記測定照度で、それぞれ、前記投影部により前記検査ブロックに対して縞を投影し、前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像を前記撮像部により撮像し、撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定する制御部と
を具備する3次元測定装置。
(2)上記(1)に記載の3次元測定装置であって、
前記測定対象物は、前記測定対象物上に複数の検査物を有し、
前記制御部は、前記複数の検査ブロックを割り当てるとき、前記検査物の周囲の領域である検査物周囲領域の輝度値を前記測定対象物の画像から取得し、取得された前記検査物周囲領域の輝度値に基づいて、前記複数の検査物に対してそれぞれ輝度属性を設定し、同じ輝度属性を持つ前記検査物が存在する前記測定対象物の領域毎に、前記検査ブロックを割り当てることで、前記測定対象物に対して前記複数の検査ブロックを割り当てる
3次元測定装置。
(3)上記(2)に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記検査ブロック毎に前記測定照度を決定するとき、前記投影部により前記検査ブロックに対して縞を投影し、前記縞が投影された前記検査ブロックの前記縞画像を前記撮像部により撮像し、前記縞画像から輝度値を取得し、前記輝度値に基づいて3次元測定におけるエラー率を算出し、前記照明の照度を変化させて前記エラー率を前記照度毎に算出し、前記照度毎の前記エラー率に基づいて、前記測定照度を決定する
3次元測定装置。
(4)上記(3)に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記エラー率を算出するとき、前記検査物が形成されている領域である検査物形成領域の輝度値と、前記検査物周囲領域の輝度値とを前記縞画像から取得し、前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記エラー率を算出する
3次元測定装置。
(5)上記(4)に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記エラー率を算出するとき、前記検査ブロックに含まれる前記複数の検査物のうち、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物を判定し、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物についての前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記エラー率を算出する
3次元測定装置。
(6)上記(3)乃至(5)のうち何れか1つに記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記エラー率が最小となる照度を前記検査ブロックの前記測定照度として決定する
3次元測定装置。
(7)上記(2)に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定するとき、前記検査物が形成されている領域である検査物形成領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とを前記縞画像から取得し、前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記測定対象物を3次元測定する
3次元測定装置。
(8)上記(7)に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定するとき、前記検査ブロックに含まれる前記複数の検査物のうち、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物を判定し、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物についての前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記測定対象物を3次元測定する
3次元測定装置。
(9)上記(1)又は(2)に記載の3次元測定装置であって、
前記測定対象物の輝度値と、前記測定照度とが関連付けられたテーブルを記憶する記憶部を有し、
前記制御部は、前記検査ブロック毎に前記測定照度を決定するとき、前記記憶部に記憶された前記テーブルを参照して、前記測定対象物の画像から取得された前記輝度値に対応する前記測定照度を判定することで前記測定照度を決定する
3次元測定装置。
(10)測定対象物の画像を撮像させ、
撮像された前記測定対象物の前記画像から輝度値を取得し、
取得された前記輝度値に基づいて、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックを割り当て、
割り当てられた前記検査ブロック毎に、照明の測定照度を決定し、
決定された前記測定照度で、それぞれ、前記検査ブロックに対して縞を投影し、
前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像を撮像し、
撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定する
3次元測定方法。
(11)3次元測定装置に、
測定対象物の画像を撮像させるステップと、
撮像された前記測定対象物の前記画像から輝度値を取得するステップと、
取得された前記輝度値に基づいて、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックを割り当てるステップと、
割り当てられた前記検査ブロック毎に、照明の測定照度を決定するステップと、
決定された前記測定照度で、それぞれ、前記検査ブロックに対して縞を投影するステップと、
前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像を撮像するステップと、
撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定するステップと
を実行させるプログラム。
(12)第1の領域と、前記第1の領域とは異なる色濃度の第2の領域とを有する基板の、前記第1及び第2の領域にそれぞれ対応する第1及び第2の色濃度情報を取得し、
前記第1の領域に対して、前記第1の色濃度情報に基づく照度で格子縞を照射して測定を行い、
前記第2の領域に対して、前記第2の色濃度情報に基づく照度で格子縞を照射して測定を行う
3次元測定方法。
(13)上記(12)に記載の3次元測定方法であって、
前記色濃度の取得は、所定の照度の格子縞を前記第1及び第2の領域に対して照射して測定を行い、その測定結果のエラー率に基づいて設定される
3次元測定方法。
(14)第1の領域と、前記第1の領域とは異なる色濃度の第2の領域とを有する基板の、前記第1の基板領域に対して、第1の照度で格子縞を照射して測定を行い、
前記第2の基板領域に対して、前記第1の照度とは異なる第2の照度で格子縞を照射して測定を行う
3次元測定方法。
The present technology can have the following configurations.
(1) A projection unit that has illumination capable of changing illuminance, and projects a stripe on a measurement object by light from the illumination;
An imaging unit;
The imaging unit captures an image of the measurement object, acquires a luminance value from the captured image of the measurement object, and performs a plurality of inspections on the measurement object based on the acquired luminance value A block is allocated, and for each of the allocated inspection blocks, a measurement illuminance of the illumination is determined, and with the determined measurement illuminance, a stripe is projected onto the inspection block by the projection unit, and the stripe is A three-dimensional measurement apparatus comprising: a control unit that images a projected fringe image of the inspection block by the imaging unit and measures the measurement object three-dimensionally based on the captured stripe image.
(2) The three-dimensional measuring apparatus according to (1) above,
The measurement object has a plurality of inspection objects on the measurement object,
When assigning the plurality of inspection blocks, the control unit acquires a luminance value of an inspection object surrounding area, which is an area around the inspection object, from an image of the measurement object, and acquires the acquired inspection object surrounding area. Based on the luminance value, setting a luminance attribute for each of the plurality of inspection objects, and assigning the inspection block to each area of the measurement object where the inspection object having the same luminance attribute exists, A three-dimensional measurement apparatus that assigns the plurality of inspection blocks to a measurement object.
(3) The three-dimensional measuring apparatus according to (2) above,
When the control unit determines the measurement illuminance for each inspection block, the projection unit projects a stripe on the inspection block, and the imaging unit captures the fringe image of the inspection block on which the stripe is projected. To obtain a luminance value from the fringe image, calculate an error rate in three-dimensional measurement based on the luminance value, change the illuminance of the illumination to calculate the error rate for each illuminance, A three-dimensional measuring apparatus that determines the measured illuminance based on the error rate for each illuminance.
(4) The three-dimensional measuring apparatus according to (3) above,
The control unit, when calculating the error rate, obtains a luminance value of an inspection object formation region that is an area where the inspection object is formed and a luminance value of the surrounding area of the inspection object from the fringe image, A three-dimensional measuring apparatus that calculates the error rate based on a luminance value of the inspection object region and a luminance value of the surrounding region.
(5) The three-dimensional measuring apparatus according to (4) above,
When calculating the error rate, the control unit determines an inspection object having a luminance attribute associated with the inspection block among the plurality of inspection objects included in the inspection block, and relates to the inspection block. A three-dimensional measurement apparatus that calculates the error rate based on a luminance value of the inspection object region and a luminance value of the surrounding region for an inspection object having a luminance attribute having a property.
(6) The three-dimensional measurement apparatus according to any one of (3) to (5) above,
The control unit determines an illuminance that minimizes the error rate as the measured illuminance of the inspection block.
(7) The three-dimensional measuring apparatus according to (2) above,
When the three-dimensional measurement of the measurement object is performed based on the fringe image, the control unit obtains a luminance value of an inspection object formation area, which is an area where the inspection object is formed, and a luminance value of the surrounding area. A three-dimensional measuring apparatus that obtains from the fringe image and measures the measurement object three-dimensionally based on a luminance value of the inspection object region and a luminance value of the surrounding region.
(8) The three-dimensional measuring apparatus according to (7) above,
When the control unit performs three-dimensional measurement of the measurement object based on the fringe image, the inspection object having a luminance attribute having an association with the inspection block among the plurality of inspection objects included in the inspection block And measuring the measurement object three-dimensionally based on the luminance value of the inspection object region and the luminance value of the surrounding region for the inspection object having a luminance attribute related to the inspection block. Dimensional measuring device.
(9) The three-dimensional measuring apparatus according to (1) or (2) above,
A storage unit that stores a table in which the luminance value of the measurement object and the measurement illuminance are associated;
The control unit, when determining the measurement illuminance for each inspection block, refers to the table stored in the storage unit, the measurement corresponding to the luminance value acquired from the image of the measurement object A three-dimensional measuring apparatus that determines the measured illuminance by determining illuminance.
(10) An image of the measurement object is taken,
Obtaining a luminance value from the image of the measured object to be imaged;
Based on the acquired luminance value, assign a plurality of inspection blocks to the measurement object,
For each inspection block assigned, determine the measured illuminance of the illumination,
With the determined measured illuminance, respectively, project a stripe on the inspection block;
Capture a stripe image of the inspection block on which the stripe is projected,
A three-dimensional measurement method that three-dimensionally measures the measurement object based on the captured stripe image.
(11) In the three-dimensional measuring device,
Capturing an image of the measurement object;
Obtaining a luminance value from the imaged image of the measurement object;
Assigning a plurality of inspection blocks to the measurement object based on the acquired luminance value;
Determining a measured illuminance of illumination for each of the assigned inspection blocks;
Projecting stripes on the inspection block, respectively, with the determined measured illuminance;
Capturing a fringe image of the inspection block on which the fringes are projected;
A step of performing a three-dimensional measurement of the measurement object based on the captured stripe image.
(12) First and second color densities corresponding to the first and second areas, respectively, of a substrate having a first area and a second area having a color density different from that of the first area. Get information,
Measuring the first region by irradiating a checkered pattern with illuminance based on the first color density information,
A three-dimensional measurement method in which measurement is performed by irradiating the second region with a lattice pattern with illuminance based on the second color density information.
(13) The three-dimensional measurement method according to (12) above,
The acquisition of the color density is performed by irradiating the first and second regions with lattice stripes having a predetermined illuminance, and is set based on an error rate of the measurement result.
(14) irradiating the first substrate region of the substrate having the first region and the second region having a color density different from the first region with a grid pattern at a first illuminance; Make measurements,
A three-dimensional measurement method in which measurement is performed by irradiating the second substrate region with lattice fringes with a second illuminance different from the first illuminance.

1…基板
2…半田
3a…半田形成領域
3b…半田周囲領域
4…検査ブロック
10…ステージ
11…ステージ移動機構
15…撮像部
16…制御部
17…記憶部
20…投影部
21…光源
100…3次元測定装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate 2 ... Solder 3a ... Solder formation area 3b ... Solder surrounding area 4 ... Inspection block 10 ... Stage 11 ... Stage moving mechanism 15 ... Imaging part 16 ... Control part 17 ... Memory | storage part 20 ... Projection part 21 ... Light source 100 ... 3 Dimensional measuring device

Claims (10)

照度を変化可能な照明を有し、前記照明からの光により測定対象物に縞を投影する投影部と、
撮像部と、
前記撮像部により前記測定対象物の画像を撮像させ、撮像された前記測定対象物の画像から輝度値を取得し、取得された前記輝度値に基づいて、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックを割り当て、割り当てられた前記検査ブロック毎に、前記照明の測定照度を決定し、決定された前記測定照度で、それぞれ、前記投影部により前記検査ブロックに対して縞を投影し、前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像を前記撮像部により撮像し、撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定する制御部と
を具備し、
前記測定対象物は、前記測定対象物上に複数の検査物を有し、
前記制御部は、前記複数の検査ブロックを割り当てるとき、前記検査物の周囲の領域である検査物周囲領域の輝度値を前記測定対象物の画像から取得し、取得された前記検査物周囲領域の輝度値に基づいて、前記複数の検査物に対してそれぞれ輝度属性を設定し、同じ輝度属性を持つ前記検査物が存在する前記測定対象物の領域毎に、前記検査ブロックを割り当てることで、前記測定対象物に対して前記複数の検査ブロックを割り当てる
3次元測定装置。
A projection unit having illumination capable of changing illuminance, and projecting a stripe on a measurement object by light from the illumination;
An imaging unit;
The imaging unit captures an image of the measurement object, acquires a luminance value from the captured image of the measurement object, and performs a plurality of inspections on the measurement object based on the acquired luminance value A block is allocated, and for each of the allocated inspection blocks, a measurement illuminance of the illumination is determined, and with the determined measurement illuminance, a stripe is projected onto the inspection block by the projection unit, and the stripe is A control unit that captures a projected fringe image of the inspection block by the imaging unit, and three-dimensionally measures the measurement object based on the captured striped image ;
The measurement object has a plurality of inspection objects on the measurement object,
When assigning the plurality of inspection blocks, the control unit acquires a luminance value of an inspection object surrounding area, which is an area around the inspection object, from an image of the measurement object, and acquires the acquired inspection object surrounding area. Based on the luminance value, setting a luminance attribute for each of the plurality of inspection objects, and assigning the inspection block to each area of the measurement object where the inspection object having the same luminance attribute exists, Assigning the plurality of inspection blocks to the measurement object
3D measuring device.
請求項に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記検査ブロック毎に前記測定照度を決定するとき、前記投影部により前記検査ブロックに対して縞を投影し、前記縞が投影された前記検査ブロックの前記縞画像を前記撮像部により撮像し、前記縞画像から輝度値を取得し、前記輝度値に基づいて3次元測定におけるエラー率を算出し、前記照明の照度を変化させて前記エラー率を前記照度毎に算出し、前記照度毎の前記エラー率に基づいて、前記測定照度を決定する
3次元測定装置。
The three-dimensional measuring apparatus according to claim 1 ,
When the control unit determines the measurement illuminance for each inspection block, the projection unit projects a stripe on the inspection block, and the imaging unit captures the fringe image of the inspection block on which the stripe is projected. To obtain a luminance value from the fringe image, calculate an error rate in three-dimensional measurement based on the luminance value, change the illuminance of the illumination to calculate the error rate for each illuminance, A three-dimensional measuring apparatus that determines the measured illuminance based on the error rate for each illuminance.
請求項に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記エラー率を算出するとき、前記検査物が形成されている領域である検査物形成領域の輝度値と、前記検査物周囲領域の輝度値とを前記縞画像から取得し、前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記エラー率を算出する
3次元測定装置。
The three-dimensional measuring apparatus according to claim 2 ,
The control unit, when calculating the error rate, obtains a luminance value of an inspection object formation region that is an area where the inspection object is formed and a luminance value of the surrounding area of the inspection object from the fringe image, A three-dimensional measuring apparatus that calculates the error rate based on a luminance value of the inspection object region and a luminance value of the surrounding region.
請求項に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記エラー率を算出するとき、前記検査ブロックに含まれる前記複数の検査物のうち、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物を判定し、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物についての前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記エラー率を算出する
3次元測定装置。
The three-dimensional measuring apparatus according to claim 3 ,
When calculating the error rate, the control unit determines an inspection object having a luminance attribute associated with the inspection block among the plurality of inspection objects included in the inspection block, and relates to the inspection block. A three-dimensional measurement apparatus that calculates the error rate based on a luminance value of the inspection object region and a luminance value of the surrounding region for an inspection object having a luminance attribute having a property.
請求項に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記エラー率が最小となる照度を前記検査ブロックの前記測定照度として決定する
3次元測定装置。
The three-dimensional measuring apparatus according to claim 2 ,
The control unit determines an illuminance that minimizes the error rate as the measured illuminance of the inspection block.
請求項に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定するとき、前記検査物が形成されている領域である検査物形成領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とを前記縞画像から取得し、前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記測定対象物を3次元測定する
3次元測定装置。
The three-dimensional measuring apparatus according to claim 1 ,
When the three-dimensional measurement of the measurement object is performed based on the fringe image, the control unit obtains a luminance value of an inspection object formation area that is an area where the inspection object is formed and a luminance value of the surrounding area. A three-dimensional measuring apparatus that obtains from the fringe image and measures the measurement object three-dimensionally based on a luminance value of the inspection object region and a luminance value of the surrounding region.
請求項に記載の3次元測定装置であって、
前記制御部は、前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定するとき、前記検査ブロックに含まれる前記複数の検査物のうち、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物を判定し、前記検査ブロックと関連性を有する輝度属性を持つ検査物についての前記検査物領域の輝度値と、前記周囲領域の輝度値とに基づいて、前記測定対象物を3次元測定する
3次元測定装置。
The three-dimensional measuring apparatus according to claim 6 ,
When the control unit performs three-dimensional measurement of the measurement object based on the fringe image, the inspection object having a luminance attribute having an association with the inspection block among the plurality of inspection objects included in the inspection block And measuring the measurement object three-dimensionally based on the luminance value of the inspection object region and the luminance value of the surrounding region for the inspection object having a luminance attribute related to the inspection block. Dimensional measuring device.
請求項1に記載の3次元測定装置であって、
前記測定対象物の輝度値と、前記測定照度とが関連付けられたテーブルを記憶する記憶部を有し、
前記制御部は、前記検査ブロック毎に前記測定照度を決定するとき、前記記憶部に記憶された前記テーブルを参照して、前記測定対象物の画像から取得された前記輝度値に対応する前記測定照度を判定することで前記測定照度を決定する
3次元測定装置。
The three-dimensional measuring apparatus according to claim 1,
A storage unit that stores a table in which the luminance value of the measurement object and the measurement illuminance are associated;
The control unit, when determining the measurement illuminance for each inspection block, refers to the table stored in the storage unit, the measurement corresponding to the luminance value acquired from the image of the measurement object A three-dimensional measuring apparatus that determines the measured illuminance by determining illuminance.
複数の検査物を有する測定対象物の画像を撮像させ、
撮像された前記測定対象物の前記画像から、前記検査物の周囲の領域である検査物周囲領域の輝度値を取得し、
取得された前記検査物周囲領域の輝度値に基づいて、前記複数の検査物に対してそれぞれ輝度属性を設定し、
同じ輝度属性を持つ前記検査物が存在する前記測定対象物の領域毎に検査ブロックを割り当てることで、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックを割り当て、
割り当てられた前記検査ブロック毎に、照明の測定照度を決定し、
決定された前記測定照度で、それぞれ、前記検査ブロックに対して縞を投影し、
前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像を撮像し、
撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定する
3次元測定方法。
Take an image of the measurement object with multiple inspection objects ,
From the captured image of the measurement object, obtain a luminance value of an inspection object surrounding area, which is an area around the inspection object ,
Based on the acquired brightness value of the surrounding area of the inspection object, a brightness attribute is set for each of the plurality of inspection objects,
By assigning an inspection block for each area of the measurement object where the inspection object having the same luminance attribute exists, a plurality of inspection blocks are assigned to the measurement object,
For each inspection block assigned, determine the measured illuminance of the illumination,
With the determined measured illuminance, respectively, project a stripe on the inspection block;
Capture a stripe image of the inspection block on which the stripe is projected,
A three-dimensional measurement method that three-dimensionally measures the measurement object based on the captured stripe image.
3次元測定装置に、
複数の検査物を有する測定対象物の画像を撮像させるステップと、
撮像された前記測定対象物の前記画像から、前記検査物の周囲の領域である検査物周囲領域の輝度値を取得するステップと、
取得された前記検査物周囲領域の輝度値に基づいて、前記複数の検査物に対してそれぞれ輝度属性を設定するステップと、
同じ輝度属性を持つ前記検査物が存在する前記測定対象物の領域毎に検査ブロックを割り当てることで、前記測定対象物に対して複数の検査ブロックを割り当てるステップと、
割り当てられた前記検査ブロック毎に、照明の測定照度を決定するステップと、
決定された前記測定照度で、それぞれ、前記検査ブロックに対して縞を投影するステップと、
前記縞が投影された前記検査ブロックの縞画像を撮像するステップと、
撮像された前記縞画像に基づいて前記測定対象物を3次元測定するステップと
を実行させるプログラム。
In the three-dimensional measuring device,
Capturing an image of a measurement object having a plurality of inspection objects ;
Obtaining a luminance value of an inspection object surrounding area, which is an area around the inspection object, from the imaged image of the measurement object;
Setting a luminance attribute for each of the plurality of inspection objects based on the acquired luminance value of the surrounding area of the inspection object;
Assigning a plurality of inspection blocks to the measurement object by assigning an inspection block to each area of the measurement object where the inspection object having the same luminance attribute exists ;
Determining a measured illuminance of illumination for each of the assigned inspection blocks;
Projecting stripes on the inspection block, respectively, with the determined measured illuminance;
Capturing a fringe image of the inspection block on which the fringes are projected;
A step of performing a three-dimensional measurement of the measurement object based on the captured stripe image.
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