JPH0797022B2

JPH0797022B2 - 形状測定装置、形状測定方法、および形状測定装置の校正方法

Info

Publication number: JPH0797022B2
Application number: JP2239009A
Authority: JP
Inventors: 伸一宇野; 三津二井上; 菊代小池; 一晴下田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-09-11
Filing date: 1990-09-11
Publication date: 1995-10-18
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: JPH03218407A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は形状の測定方法に係り、特に基板上に電子部品
を接合するはんだなどの鏡面を有する被測定対象物を測
定、検査するための形状測定装置、形状測定方法および
形状測定装置の校正方法に関する。

（従来の技術）従来、はんだ付け状態の検査は主に目視に頼られてい
た。近年、このような人手による作業を廃止しようと、
自動化のための検査装置や形状測定装置の開発が行われ
ている。

まず、第13図に示したように光を斜めから照射して、そ
の反射光を検出するものが考えられている。これは第14
図に示したようにはんだが付いていないと光は真上には
反射しないので、真上からこれを見ようとすると画面は
暗くなる。はんだが付いていれば明るくなる。この明暗
の度合からはんだの付き方を検出するものである。

しかし、このような方法でははんだの有無は検出できて
も、はんだの量の過不足についての検出は困難であっ
た。さらに、はんだの表面状態によって影響が出て、信
頼性が低く、実用的ではない。

次に、第15図に示すような光切断を応用した形状測定が
考えられている。被測定対象部分上にスリット光もしく
はスポット光を走査したときの被測定対象部分の画像を
光が入射した方向と異なる角度で撮像して得る。この画
像よりはんだ付け状態の形状を測定するものである。

しかし、通常の拡散反射面を有する対象物であれば何ら
問題は生じないが、はんだ表面が鏡面状態となるので以
下のような問題が生じて実用が不向きである。

第１に鏡面状態のために斜めからの入射する光の反射を
一つのカメラでは認識できない部分が生じる。第２に検
出時間が長いなどの実用的ではない面がある。

次に特開昭63−76073号『形状測定装置』のようなステ
レオ照度差法を適用することが考えられる。このステレ
オ照度差法は複数の光源を順次切換えて照明し、照度差
マップを作成する。この照度差マップから画素に対応す
る被測定対象物の傾きを求め、これをつないで形状を検
出するものである。

しかし、はんだの表面は鏡面と類似した反射特性を持
つ。そこで、ステレオ照度差法を用いるための条件であ
る完全拡散面と異なり、検出が困難である。これはステ
レオ照度差法が光を照射したときの方向に対する面の傾
きによい照度が異なること、すなわち照度差を利用して
形状を測定することに起因する。そこで、被測定対象物
の表面が鏡面であると、傾きが異なることで撮像手段の
方向に対して光がほとんど反射しない。そのため、撮像
装置に得られる画像は、照度差を持った画像ではなく、
２値化されたような画像しか得られないのである。つま
り、このような状態であるとステレオ照度差法で必要で
ある照度差を得られないため、この手法でははんだのよ
うな鏡面を持つ物体の形状を測定は困難である。

また、ステレオ照度差法では予め対象となる物質の傾き
の照度を記憶しておく必要がある。そのため、被測定対
象物表面の特性が変化してしまうもの、すなわちはんだ
のようにつややフラックスの量によって表面の状態が変
わってしまうものに対しては測定精度の信頼性が低くな
る。

（発明が解決しようとする課題）上述のように、これまでのはんだ付け検査や形状測定装
置および方法では、はんだ付け状態の様々な検査項目に
対処できなかったり、測定が困難であった。

本発明はこのような従来の検査、測定が困難であったは
んだなどの表面がほぼ鏡面状である対象物に対してもそ
の形状を精度よく測定可能な形状測定装置とこの装置に
用いる形状測定方法を提供する。

また、このような形状測定装置に不可欠な校正方法を提
供する。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、第１には鏡面反射性を帯びた表面を有する被
測定対象物を所定位置に載置する載置台と、この載置台
の対向方向に存する予め定められた複数の位置から前記
載置台上の前記被測定対象物に対して各々所定角度で光
を照射できる複数の光源と、この複数の光源のうち、任
意の単数または複数の前記光源を独立に点灯可能にする
光源制御手段と、前記光源で照明される前記被測定対象
物を含めた画像を所定位置から撮像する単数または複数
の撮像手段と、この撮像手段により取り込まれた、少な
くとも一箇所は異なる箇所に存する前記光源の前記照明
により生ずる前記被測定対象物における輝点に基づく複
数の画像データを記憶する記憶手段と、この記憶手段に
より記憶させた前記画像データによる、少なくとも前記
被測定対象物の前記載置台での載置面に対する角度情報
の推定に基づいて前記被測定対象物の形状を測定、認識
または検査を行う形状認識手段とを具備したことを特徴
とする形状測定装置である。

また前記第１の発明の変形例として、鏡面反射性を帯び
た表面を有する被測定対象物を所定位置に載置する載置
台と、この載置台の対向方向に存する予め定められた単
数または複数の位置から前記載置台上の前記被測定対象
物に対して各々所定角度で光を照射できる単数または複
数の光源と、この単数または複数の光源のうち、任意の
前記光源を独立に点灯可能にする光源制御手段と、前記
光源で照明される前記被測定対象物を含めた画像を複数
の所定位置から撮像できる複数の撮像手段と、この撮像
手段のうち、任意の前記撮像手段を独立に動作可能にす
る撮像制御手段と、少なくとも一箇所は異なる箇所に存
する前記撮像手段により取り込まれた、前記照明により
生ずる前記被測定対象物における輝点に基づく複数の画
像データを記憶する記憶手段と、この記憶手段により記
憶させた前記画像データによる、少なくとも前記被測定
対象物の前記載置台での載置面に対する角度情報の推定
に基づいて前記被測定対象物の形状を測定、認識または
検査を行う形状認識手段とを具備したことを特徴とする
形状測定装置である。

また撮像手段は、被測定対象物に合わせて縦横の拡大比
率を変更する光学系を具備したことを特徴とする前記形
状測定装置である。

そして複数の光源は、それぞれ既知の角度情報の幅を有
し、且つこの角度情報の幅と一部が重なるように光源と
被測定対象物との距離、大きさ及び受光レベルが設定さ
れていることを特徴とする前記形状測定装置である。

さらに光源は、それぞれ面光源で構成されていることを
特徴とする前記形状測定装置である。

加えて複数の光源によって構成される前記光源の集合体
は、複数の波長域の光を発することを特徴とする前記形
状測定装置である。

本発明は、第２には鏡面反射性を帯びた表面を有する被
測定対象物を所定位置に載置する載置工程と、この被測
定対象物の載置部の対向方向に存する予め定められた複
数の位置から前記載置部の前記被測定対象物に対して各
々所定角度で光を照射できる複数の光源のうち、任意の
単数または複数の光源を独立に点灯可能に点灯する光源
点灯工程と、前記光源で照明される前記被測定対象部分
を含めた画像を単数または複数の所定位置から撮像する
撮像工程と、この撮像工程を経て取り込まれた、少なく
とも一箇所は異なる箇所に存する前記光源の前記照明に
より生ずる前記被測定対象物における輝点に基づく複数
の画像データを記憶する記憶工程と、この記憶工程にて
記憶させた前記画像データによる、少なくとも前記被測
定対象物の前記載置部での載置面に対する角度情報の推
定に基づいて前記被測定対象物の形状を測定、認識また
は検査を行う形状認識工程とを具備したことを特徴とす
る形状測定方法である。

また前記第２の発明の変形例として、鏡面反射性を帯び
た表面を有する被測定対象物を所定位置に載置する載置
工程と、この被測定対象物の載置部の対向方向に存する
予め定められた単数または複数の位置から前記載置部の
前記被測定対象物に対して各々所定角度で光を照射でき
る単数または複数の光源のうち、任意の前記光源を独立
に点灯可能に点灯する光源点灯工程と、前記光源で照明
される前記被測定対象部分を含めた画像を複数の所定位
置から撮像する複数の撮像手段のうち、任意の前記撮像
手段を独立に動作可能にして撮像する撮像工程と、この
撮像工程を経て、少なくとも一箇所は異なる箇所に存す
る前記撮像手段により取り込まれた、前記照明により生
ずる前記被測定対象物における輝点に基づく複数の画像
データを記憶する記憶工程と、この記憶工程にて記憶さ
せた前記画像データによる、少なくとも前記被測定対象
物の前記載置部での載置面に対する角度情報の推定に基
づいて前記被測定対象物の形状を測定、認識または検査
を行う形状認識工程とを具備したことを特徴とする形状
測定方法である。

また光源点灯工程は、任意の位置の光源を点灯し、且つ
その他の位置にある光源を１か所のみ消灯させ、これを
予め定められた順番で順次異なる位置の前記光源を点滅
させて行うことを特徴とする前記形状測定方法である。

そして光源点灯工程は、予め定められたブロックに分け
られた複数の位置の光源を順次点灯させ、且つその他の
位置にある前記ブロックの光源を消灯させ、これを予め
定められた順番で順次異なる位置の前記光源を前記ブロ
ック毎に点滅させて行うことを特徴とする前記形状測定
方法である。

ここで、このブロックの光源は、他の前記ブロックの光
源と一部重複するように組み合わされたことを特徴とす
る前記形状測定方法である。

さらに形状認識工程は、記憶手段で記憶された画像デー
タから光源制御工程で点灯された光源に対応する画像上
の輝点を分類し、且つ複数の前記画像のデータのそれぞ
れに対応する光源の位置と撮像手段の位置との関係から
画像データ上の画素に対応する被測定対象物の載置部で
の載置面に対する角度情報から形状を測定することを特
徴とする前記形状測定方法である。

ここで、この形状認識工程は、記憶工程において記憶さ
れた複数の画像データから光源が単独の前記ブロック単
位で被測定対象物を照明したときの前記画像データを抽
出する画像演算工程を有することを特徴とする前記形状
測定方法である。

加えて形状認識工程は、求めた画素に対する被測定対象
物の載置部での載置面に対する角度情報の真偽を判定す
る際に、予め定められた基準データとの比較により判定
を行うことを特徴とする前記形状測定方法である。

本発明は、第３には予め形状が既知であり表面が略鏡面
である被測定基準物を載置台に載置し、任意の位置の光
源を点灯し、このときの画像データを撮像手段により得
て、前記画像データでの輝点の位置と前記被測定基準物
の形状データとにより前記光源の位置と前記撮像手段の
位置との関係を校正することを特徴とする前記形状測定
装置の校正方法である。

（作用）このような手段を備えたことで、はんだのような鏡面状
態の表面を有する物体の形状測定を正確に行うことがで
きる。この形状測定原理を第１図を用いて説明する。

まず、光源より被測定対象物に光を照射し、このときの
画像を撮像する。撮像された画像は、はんだ表面に正反
射した光を撮らえている。すなわち、この画像で明るい
点は光源の位置と撮像装置との位置関係から傾きの情報
として得られる。そこで、この傾きの情報とは、 Θ_ｉ＝90−（θ_ｊ＋θ_ｉ）/2 …（１）、の式で求められる。つまり、予め定まっている光源の被
測定対象物に対する光の入射角度θ_ｉと撮像装置の角度
θ_ｊから、撮像された画像の明るい点の傾きθが求まる
ものである。

次に光源の位置を変更し、変更後の画像を撮像装置によ
り取り込む。このとき光源の位置を変更したことで被測
定対象物に対する光の入射角度がθ_i+1に変更される。
すなわち、このとき撮像された画像の明るい点（輝点）
の傾きΘ_i+1は、 Θ_i+1＝90−（θ_ｉ＋θ_i+1）/2 …（１′）で求められる。

以下、同様にΘ₃,Θ₄,…，Θ_ｘと求めていく。

次に傾きΘ₁,Θ₂,…，Θ_ｘを求めた被測定対象物表面の
形状を求めるわけである。形状を測定する際には高さ方
向の情報が必要である。

ここで被測定対象物の外形形状は、任意の座標（x,y）
の高さをｚとすると、ｚ＝ｆ（x,y） …（２）の式で表される。

この式は、傾きを積分することにより求めることができ
る。

このような画像から形状を認識するにあたり、各画像を
重ねて考えてみることにする。第２図のように明るい点
が連続的につながっていれば、各明るい点の傾きΘ₁,Θ
₂,…，Θ_ｘから、順に高さ情報を計算して容易に形状の
検出できる。しかし、このように検出するためには連続
的に光源の位置を変更したときの各データを取らねばな
らず、現状ではあまり実用性はない。そこで実際に測定
を行う場合はもっと疎らなサンプリング点を取ることに
なる。すなわち、撮像された画像を重ねると、第３図の
ような画像になる。このような疎らな点の角度は分かっ
ていても、高さ情報に変換できなければ形状の測定はで
きない。そこで、はんだが溶融状態から凝固したもので
あることに着目して、その表面の傾きは通常連続的に変
化する形状と認識できる。そこでこのサンプリング点か
ら近似式を求める。この近似式は測定対象物の形状を表
す（２）式と同等と考えることができるわけである。

また、光源は被測定対象物に対して十分な距離を有し、
かつ小さな対象部分であることが前提となる。光源が近
ければ被測定対象物の周辺部での光の入射角度が異な
り、上記（１）式を満足させない。そこで対象物に対し
て十分な距離をおくことで中央部と周辺部の光の入射角
度の傾きを無視できる程度のものとする。もちろん被測
定対象物が小さな物でなければ、光源との距離をいくら
離してもやはり周辺部で入射光の角度差が生じてしまう
ので正確な測定ができなくなる。したがって、上述のよ
うな前提が必要になる。しかし、照射角度の中央部と周
辺部との異なりは、形状の測定精度の誤差の許容範囲に
よっては照明の位置・大きさと、被測定対象物までの相
対的距離などの関係値から、形状測定時に計算により補
正するようにしてもよい。

また、ここで（１）式を満足するのは、光源が点光源の
場合である。実際に点光源を照射するような装置を実現
するには、新たな光源を設計せねばならず技術的にも生
産コスト的にあまり実用的ではない。そこで一般によく
使われている光源にある程度大きさを持ったものを使用
してもよい。ここで、ある程度大きさをもった光源とし
ては、LED（発光ダイオード）が考えられるが、リング
照明などの面光源でも何ら差支えない（ここでリング照
明は所定の幅を持っているので面光源であると考えられ
る）。何故なら円周上にあるLEDを一斉に点灯させるこ
とによってリング照明と同じ作用が得られるからであ
る。このようなリング照明の場合には明るく輝くのが点
ではなくて線となるのでウインドウを掛けて明るく輝く
部分の重心をとりその重心部分を起点と見做すことによ
って上述した処理を行うことができる。ただし、これら
の場合には、光源がある程度大きさを持っているので照
明角度に幅が生じる。そのため、画面上での明るい点は
この光源の大きさによって、 Θ_ｉ＝｛90−（θ_ｊ＋θ_ｉ）/2｝±α …（３）、の傾きの幅を持った角度情報となる。また、この傾きの
幅の大きさαは、光源自身の大きさと被測定対象物まで
の距離よおび画像入力の際の受光素子の感度と２値化レ
ベルによって影響される。

この場合も、上述と同様に形状を測定することができる
が、この傾きの幅を利用してさらに測定精度を高めるこ
とができる。

例えば、被測定対象物に対して30度の角度に光源Ａを配
置したとする。そして、この光源Ａは±５度の照射角度
の幅を持つように光源Ａの大きさと被測定対象物までの
距離が設定されている。すると、この光源Ａによって照
明された被測定対象物を被測定対象物に対して90度、す
なわち真上から撮影した画像データＡを得ると、この画
像データＡの照明により明るい点は、上述の式（３）に
より、｛90−（90＋30）/2｝±５＝（90−60）±５＝30±５となる。次に被測定対象物に対して50度の角度に光源Ｂ
を配置し、先の光源と同じ用に±５度の照射角度の幅を
持つように光源Ｂの大きさと被測定対象物までの距離が
設定する。このとき画像データＢは上述（３）式より、｛90−（90＋50）/2｝±５＝（90−70）±５＝20±５となる。すなわち、画像データＡの明るい点の持つ角度
情報は25度〜35度、画像データＢの明るい点の持つ角度
情報は15度〜25度となる。この画像データＡと画像デー
タＢとを合成すると、第22図のようになる。ここで画像
データＡの明るい点の集合Ａと画像データＢの明るい点
の集合Ｂとの重なる領域ABは、この二つの角度情報を同
時に有することとなる。すなわち、領域ABは25度の角度
を持つものである。ここで、同様な光源Ｃを被測定対象
物に対して70度の角度で照射するように配置すれば、領
域BCは35度の角度情報を持つこととなる。このように点
光源では被測定対象物に対して照射した角度に応する被
測定対象物の傾きのみしか得られなかったのに対して、
面光源を用いてその大きさを工夫することにより他の光
源との間の照射角度に対応する被測定対象物の傾きを持
つ画素を検出することができるものである。もちろん、
重ね合わせは隣接する光源とは限らない。２重、３重に
重ねて、画像データを演算することにより画素に応する
被測定対象物の傾きを求めるようにしてもよいものであ
る。

さらに、被測定対象物に投影された光源の分離ができる
場合は、複数の光源により同時に照射し、これを撮像し
て、撮像後の画像から光源を分離・認識して、画像処理
することにより形状を測定する。これにより撮像回数を
減少させ、測定の時間短縮を計れる。これは１画面を撮
像する時間に比べて、ほとんどの内容の画像処理を１回
行う時間が極めて短いことを利用して、撮像回数を減ら
し、画像処理回数を多くすることで最終的な測定時間を
短くしたものである。

また、この撮像回数を減らし、測定時間を短くする方法
として、複数の光源全体を幾つかのブロックに分類し
て、このブロックのいくつかからなるグループをいくつ
か構成し、この光源グループに照射されたときの画像の
差画像を取ることにより、各ブロック毎の画像に演算上
で分離する方法がある。これは、例えば光源を全体をAB
Cの３つのブロックに分割した場合、ABの光源ブロック
により構成されるグループ１により照明されたときの画
像データ１と、ACの光源ブロックにより構成されるグル
ープ２とにより照明された画像データ２を得たとする。
画像データABと画像データACとの間の演算を行うと、AN
D条件では光源ブロックＡにより照明されたときの画像
データＡが得られ、この画像データABまたは画像データ
ACより画像データＡを引き去ることにより光源ブロック
Ｂまたは光源ブロックＣにより照明されたときの画像デ
ータＢまたは画像データＣを得ることができる。このよ
うにすることで、撮像回数を減らし、測定の時間短縮を
図ることができるものである。

また、被測定対象物によっては特定の方向に分解能を必
要とする場合がある。しかし、この分解能は撮像手段の
受光部である受光素子の画素数もしくは受光管の走査線
数によって定められ、これを多くしたい場合には、画面
を拡大するか、最初から画素数または走査線数が多い受
光部を用いるしかなかった。だが、画素数または走査線
数が多い受光部を用いるには技術的な限界があるので、
通常は画面を拡大することが多い。しかし、半導体チッ
プのリードを計測するような場合には、画面を拡大して
しまうと１度の撮像で得られる画像データの中に入るリ
ードの本数が削減され、結果として撮像回数を増やすこ
ととなり、測定の時間を増大させることとなってしま
う。そこで光学系により縦横の拡大比率を変更すること
により分解能が必要な方向のみ拡大し、分解能をさして
必要としない方向に対しては拡大しない、または分解能
を必要とする方向より低い拡大率で拡大する、または測
定に影響しない最低限の倍率を有する範囲内で縮小させ
る光学系を用いて測定にあたるものである。

また、このような新しい形状測定装置が正しく作動する
ためには、光源位置と撮像位置との関係が正しく認識さ
れて初めてその信頼性が生じる。そのための校正方法と
して、予め既知な形状の被測定基準体により校正を行う
必要がある。この被測定基準体は特に球形または半球形
の形状のものがよい。例えば、被測定基準体には多面体
を用いると、反射部位が面なので、分りやすいという利
点があるが、光源が完璧な点光源ではなく、通常は大き
さを持つので、反射すべき部位が面だけではこの微妙な
光源の大きさ、すなわち入射光の角度幅を考慮にいれた
校正ができない。つまり、上述の（３）式の±αの範囲
内であれば、反射すべき面で反射してしまい、この±α
の範囲の校正はできなくなってしまうのである。この点
において、被測定基準体に球形または半球形の形状のも
のを用いることで、光源の照射角度および大きさが明確
に認識することができるものである。

また、被測定対象物が鏡面状であるとされるものでも散
乱光が生ずる場合もある。そこでこのような散乱光の影
響を受ける受光レベルも調整の必要がある。この受光レ
ベルとは撮像手段が持つ受光素子そのものの受光レベル
と、画像処理を行なう際の、例えば２値化を行なう際の
２値化レベルのようなものを含んだものである。

（実施例）以下の本発明の形状測定方法を用いた形状測定装置の第
１の実施例を図面を用いて説明する。

第４図は第１の実施例の構成図である。外乱光を遮る半
円球状のカバー（１）にLED（２）を経線方向に10度ご
と、緯度方向に５度ごとに配置してある。このLED
（２）は個々に独立して点灯可能なように制御装置
（３）に接続されている。また、カバー（１）の下方に
は基板を載置するＸ−Ｙテーブル（４）が設けられてい
る。また、このＸ−Ｙテーブル（４）は制御装置（３）
に制御可能に接続されている。さらに、カバー（１）の
垂線方向にカメラ（５）を配置している。このカメラ
（５）は撮像した画像信号を画像処理装置（６）に送信
可能に接続されており、さらに画像処理装置（６）はそ
の処理結果をモニタ（７）に表示可能に接続されてい
る。また、画像処理装置（６）およびモニタ（７）は制
御装置（３）の指令により動作するように接続されてい
る。

次にこの装置を用いて本発明方法の作用を説明する。ま
ず、Ｘ−Ｙテーブル（４）上に被測定対象物である電子
部品をはんだ付けした基板（ａ）が載置される。基板
（ａ）が載置されると制御装置（３）はＸ−Ｙテーブル
（４）を駆動して、カメラ（５）が撮像する画面の中心
にはんだ付け部がくるようにする。これは予め基板
（ａ）がＸ−Ｙテーブル（４）に位置決めされており、
その情報からＸ−Ｙテーブル（４）を駆動することによ
り行う。

このように被測定対象部分を撮像位置に位置合せした後
に、制御装置（３）はカバー（１）に設けられたLED
（２）の電子部品のリード方向に沿った一列を上から順
番に一つずつ点灯させていく。このとき、各LED（２）
で照明されたはんだ付け部分の画像をカメラ（５）で順
次撮像していく。このときの画面を第５図に示す。

次にこうして撮像された画像は画像データとして画像処
理装置（６）に送信され記憶される。画像処理装置
（６）では、この記憶された画像データより形状を測定
する。

ここで光源（2a）を点灯したときの画像の明るい点（輝
点）Ａを第５図に示す。なお、第５図からも判る通り輝
点とは、実際にはある程度の領域を持ったものとなって
いる。このＡの重心（代表点）G₁、および点Ａのなす傾
きΘ_１を求める。以下同様に、光源（2b）、（2c）、…
についての明るい点B,C,…と求めていく、なお、傾き０
の領域、すなわち基板表面はカメラ（５）に内蔵された
落射照明機構を用いてはんだと基板の境界を求めてあ
り、この境界位置をG₀とする。以下の表にこれを示す。

このときΘ_ｉは上述の作用の項で述べたように各撮像時
の光源の位置から計算する。ここでG₀とG₁,G₁とG₂,…は
つながりを有していない。そこでG₀とG₁との中点C₀,G₁
とG₂との中点C₁,G₂とG₃との中点C₂,…を順次算出する。
ここでC₁からC₂までの面の傾きをΘ_２と想定して、はん
だ表面の形状を測定する。

ここでG₀とG₁との中点C₀を傾きの始まりとしたが、実際
には傾きはG₀から始まっている。このG₀からC₀までの傾
き（０＜θ＜Θ_１）と高さは誤差精度内にあるものとす
る。すなわち、C₀を設定するかわりに、C₀をG₀と置換え
てもよい。

ここでC₀からC₁までの長さをL₁、C₁からC₂までの長さを
L₂、…とする。このとき、C₁の高さZ₁は、 Z₁＝L₁×tanΘ_１ …（４），で算出できる。以下、C₂の高さZ₂は、 C_iの高さZ_iは、で算出できる。

この検出結果を結ぶことにより第６図に示したようには
んだの断面形状が算出できる。この第６図では、リード
と同じ方向のLED（２）の列を順次点灯させていった
が、他のLED（２）の列を点灯させていくことで、第７
図のようにはんだ全体の形状を検出することもできる。

上述の検査装置では光源であるLEDが完全な点光源であ
ることを条件としている。しかし、実際にLEDは光源に
大きさを持ち、そのため照射光は±αの誤差を有して照
射されている。このときの問題点は、第８図にように明
るく輝く点（輝点）が重なってしまうことにある。この
場合も、第１の実施例同様に重心を用いてもよい。しか
し、あくまでもこの明るい点は誤差を含んだ情報である
ことを考慮して、これを若干修正する手法を用いること
にする。ここで、光源（2a）を点灯したときの画像の明
るい点Ａを第８図に示す。このＡの重心（代表点）G₁、
およびＡのなす傾きΘ_１とともにＡの長さL₁を求める。
以下同様に、光源（2b）、（2c）、…についての明るい
点B,C,…と求めていく。以下の表２にこれを示す。

ここでＡとB,BとC,…の交点C₁,C₂,…を求めるときに第
１の実施例では単に中点を求めていたが、ここでは長さ
L₁とL₂,L₂とL₃,…との比を用いる。すなわち、と交点を求める。このように比を用いて交点を算出する
ことで、上述の効果に加えてより誤差を小さくしようと
したものである。

次に本発明の第２の実施例を示す。装置の構成は第１の
実施例と同様なので説明は省略する。

撮像する対象部分の位置合せは前述と同様である。ここ
で検出すべき画面をカメラ（５）を用いて画像処理装置
（３）に撮り込むのであるが、撮り込んだ画像データは
第９図のように格子状に分割するようになっている。

さて、制御装置（３）は順次LED（２）を一個づつ点灯
させていき、このときの画像をカメラ（５）により順次
画像処理装置（６）に記憶していく。このとき、格子状
に分割された領域の光強度を取り込んだ画像ごとに算出
し、最も明るい点が強い画像に対応するLED（２）の位
置から求まる傾きΘを、その領域の傾きとする。後はこ
の傾きのデータより高さ情報を算出し、第10図のような
形状を検出する。

ここでステレオ照度差法との違いは、格子状に分割され
た領域の一つに対してすべての光源位置に対する明るい
点の画素数が最も多い光源位置のときの傾きΘをその領
域の傾きとするのは、光源位置を変えたことによる照度
差を得るのではなく、あくまでも一つの領域の中で最も
多い傾きをその領域の代表とすることにある。

上述のように本発明の方法を用いると、表面が鏡面状で
ある物体に対しても形状測定が容易に行うことができ
る。

以下に本発明の第３の実施例を説明する。装置の構成は
第１の実施例と同じなので省略する。対象部分の位置合
せを行うと、制御装置（３）はLED（２）を複数個点灯
させる。このときの点灯させる複数個のLED（２）とは
決して混同することのないような位置にあるものとす
る。例えば、リードの進捗方向と一致する経線を０度と
するときの経度０度、緯度70度の位置のLED（２）と経
度±20度、緯度20度の位置のLED（２）との３つのLED
（２）を点灯させる。このとき、はんだの形状が第17図
（ａ）のような正常な状態であれば、第16図（ａ）のよ
うな画像が得られる。もし、はんだの形状が第17図
（ｂ）のようにはんだ過剰の状態であれば、第16図
（ｂ）のような画像になるため、どこの輝点がどのLED
（２）に対応するか判別可能である。これは、はんだと
いう対象の性質上、経度±20度、緯度20度の位置の２つ
のLED（２）による輝点の位置が入れ変わることがあり
えないということがほぼ成り立っているためである。も
ちろん、これ以外の組合せも対象の性質に合わせて、何
通りも考えられる。

このような複数の照明位置の組合せにより得られた画像
を画像処理装置（６）に記憶し、演算することで第１の
実施例と同様に形状を測定できるわけである。これによ
り撮像回数を減らすことができ、測定時間の短縮を計れ
る。他の方法として、光源の色を変える（いわゆるカラ
ー照明）ことによって画像処理装置（６）で処理する画
像の分離を容易にすることも考えられる。画像の分離が
し易くなることで、ピッチの狭いリード間のはんだ付け
部分の認識が容易になる。つまり光源が赤色の光源、青
色の光源、黄色の光源の三種類から構成されている場合
にはフィルタを掛けるなどして赤色の光源からの反射
像、青色の光源からの反射像、黄色の光源からの反射像
を分離して採取できるのである。ここで例えば、隣合う
緯度または経度の光源の色を変えて、これにより分離し
てもよい。隣合う緯度の光源の色を変えた場合で考える
と、一番低緯度の照明を赤色、真ん中の緯度の照明を青
色、一番高緯度の照明を黄色とすれば、各緯度毎の画像
が分離して処理しやすくなるのは言うまでもない。ま
た、この他にも分離の方法がある。以下に第４の実施例
として示す。

装置の構成は第１の実施例と同様なので省略する。被測
定対象物の対象部分の位置合せを行うと、制御装置
（３）はLED（２）を複数個点灯させる。このとき、20
度から90度まで５度間隔で緯度方向に配置されたLED
（２）をLED（２−１）,LED（２−２），…,LED（２−1
5）とすると、第１回目の点灯では奇数番のLED（２−
１），（２−３），…，（２−15）を点灯させる。これ
をカメラ（５）により撮像して、画像処理装置（６）に
記憶する。このときの画像を第18図（ａ）に示す。続い
て、第２回目の点灯では、LED（２−２），（２−
３），（２−６），（２−７），（２−10），（２−1
1），（２−14），（２−15）を点灯させ、上述と同様
に画像処理装置（６）に記憶する。このときの画像を第
18図（ｂ）に示す。さらに第３回目はLED（２−４），
…，（２−７），（２−12），…，（２−15）を、第４
回目は（２−８），…，（２−15）を点灯し、それぞれ
上述と同様に画像処理装置（６）に記憶する。このとき
の画像を第18図（ｃ），（ｄ）に示す。第27図の表３に
撮像した画像とLED（２）の点灯の関係を示す。ここで
第２回目の画像から第１回目の画像を差引いた画像を得
て、LED（２−２），（２−６），（２−10），（２−1
4）の明るい点が抽出される。逆に第１回目の画像から
第２回目の画像を差引いた画像を得ることによって、LE
D（２−１），（２−５），（２−９），（２−15）の
明るい点が抽出される。また、第１回目の画像と第２回
目の画像との明るい画素の重複する部分を求めると、LE
D（２−３），（２−７），（２−11），（２−15）の
明るい点が抽出される。これらの抽出した結果を用いる
ことで、第３回目の画像より（２−４），（２−12）
が、第４回目の画像より（２−８）が抽出することがで
きる。

このように画像同士の演算を行なうことにより、LED
（２−１），（２−２），（２−３），…，（２−15）
が各々単独に照明した場合の明るい点を抽出でき、この
抽出されたデータを基に、その画素の傾きにより引測定
物の形状を測定する。測定原理は第１の実施例と同じな
ので詳細は省略する。これにより撮像回数を減らし、測
定時間の短縮を計れる。

次に本発明の第５の実施例を説明する。上述の第１乃至
第３の実施例では、説明のために非常に測定しやすい形
状のみを例にあげて述べてきた。しかし、実際の測定で
は、これまでの実施例の説明では無視してきた、大小の
ノイズが生じやすく、このノイズによる影響を考えず
に、正確な測定は有り得ないものである。この第５の実
施例では、どのようにノイズの影響を削減するかを説明
する。

装置の構成は第１の実施例と同じなので省略する。被測
定対象物の対象部分の位置合せを行うと、制御装置
（３）はLED（２）をの任意の一つを点灯させる。この
とき、第19図のように画像上に複数の明るい点が表れた
とする。小さい点は、ノイズ除去、すなわち縮小又は膨
張処理を行なうことで削除する。しかし、それでも削除
されないノイズが発生した場合、このノイズは形状測定
に多大な影響を与えることとなる。ここで被測定対象物
がはんだのようにその形状が基本的な形状と類似すると
いうような条件がある程度満たされる場合、その基本的
な形状が持ち得る条件と被測定多少物より得られた画像
データを比較し、被測定対象物より得た画像データの真
偽を判定する。たとえば、はんだのフィレットの形状は
凹面状になる。すなわち、光源（２）を点灯させると
き、緯度80゜から緯度20゜に順次10゜ごとに点灯させて
いった場合、被測定対象物より得られる画像の明るい点
は、各画像データを重ねると、傾きの小さいものから大
きいものまで順番に並んで表れるはずである。つまり、
任意の光源によって得られた被測定対象物の画像データ
に複数の明るい点が、その光源の一つ前と一つ後に得た
画像データに対して、その間に存在する明るい点を真と
し、それ以外であった場合は無視して形状測定を行なう
とする。また、いくつかの明るい点が前後のデータの明
るい点の間に存在する場合は、より理想値に近い側の明
るい点を真の明るい点と判断し、それ以外は測定の際に
は無視することにする。

つまり、任意の光源によって得られた被測定物の画像デ
ータに複数の明るい点が表れた場合、その前後の画像デ
ータの明るい点との位置関係より真の明るい点を判定す
る。このときの判定となる基準形状のデータは良品から
実際に得た画像データを用いて実際に比較を行なっても
良いし、計算上または論理上の理想値データや設計デー
タを用いてもよい。

次に第６の実施例について説明する。第６の実施例は、
基本的構成については第５の実施例までに記載されてい
る形状測定装置と同様であるが、画像の入力部分に特徴
があるものである。そこで、形状測定装置全体の構成は
第１の実施例と同様なので省略し、撮像手段の構成を中
心に説明する。第20図に示したようにカメラ（５）の光
学系の一部にシリンドリカルレンズ（5a）を配置してあ
る。このシリンドリカルレンズ（5a）は他の光学系とは
独立して回転可能に設けられており、モータ（5b）が回
転駆動することにより任意の角度にシリンドリカルレン
ズ（5a）の方向を制御できるように構成されている。モ
ータ（5b）はその回転量を制御可能に制御部（３）に接
続されている。

次に第６の実施例の作用を説明する。被測定対象物とし
て、QFPのリード部のはんだの形状を測定する。ここで
通常のシリンドリカルレンズのない撮像手段で撮像した
画像を第21図（ａ）に、シリンドリカルレンズ（5a）を
用いた撮像手段で撮像した画像を第21図（ｂ）に示す。
ここでQFPのリード部のはんだの形状を測定する際に重
要な部分は、図中破線で示したはんだフィレットの背の
部分の形状である。ところが従来の撮像光学系のみで撮
像した画像では、破線方向の画像の分解能は撮像手段の
受光素子の画素数（撮像管を使用したカメラでは走査線
数）によって定められてしまう。よって、分解能を向上
させるためには測定部位をなるべく拡大して撮像せねば
ならない。しかし、前述の記載でも触れた通り、画像の
撮像時間は最も時間がかかる部分であり、分解能を上げ
るために撮像手段の倍率を拡大すると、一度に撮像でき
るリードの本数が削減してしまう。そこでシリンドリカ
ルレンズ（5a）を光学系に組入れることで、分解能が必
要な破線方向にのみ拡大を行い、この破線と直交する方
向は通常のままの撮像ができるようにしたものである。
QFPの他の方向を向いたリードを検査するときには、モ
ータ（5b）を駆動させ、シリンドリカルレンズ（5a）を
90度回転させればよい。

次に本発明の第７の実施例を示す。第７の実施例も形状
測定装置の基本的な構成は第１の実施例と同様であるの
で省略する。第７の実施例で第１の実施例と異なる点
は、第１の実施例でカバー（１）に取付けられたLED
（２）は経線方向に10度ごと、緯度方向に５度ごと取付
けられているのに対して、第６の実施例では緯度方向に
20度ごと取付けられている。また、この光源であるLED
（２）の一つを点灯して被測定対象物を照明した時に得
られる画像データの明るい点に対応する被測定対象物の
傾き角度情報は設定した照射角度に対応する傾き角度±
７度になるように設定されている。この設定は光源であ
るLED（２）と被測定対象物との距離と、LED（２）の大
きさと、カメラ（５）の受光感度、並びに２値化レベル
などによって設定されるものである。ここで被測定対象
物を所定位置に位置決めした後、順次LED（２）を点灯
させ、これと同期してカメラ（５）により画像データを
取り込んでいく。取り込まれた画像データは画像処理装
置（６）にて演算される。ここでこの演算の内容を緯度
方向10度、30度および50度の位置にあるLED（２）を点
灯させたときに得た３つの画像データを例にとり、第23
図を用いて説明する。緯度方向10度の位置にあるLED
（２）を点灯させたときに得た画像データ上の明るい点
に対応する被測定対象物の傾きの角度情報は33度から47
度である。緯度方向30度の位置にあるLED（２）を点灯
させたときに得た画像データ上の明るい点に対応する被
測定対象物の傾きの角度情報は23度から37度である。緯
度方向50度の位置にあるLED（２）を点灯させたときに
得た画像データ上の明るい点に対応する被測定対象物の
傾きの角度情報は13度から27度である。したがって、こ
の二つの画像データの明るい点が重複する点は、10度と
30度との位置にあるLED（２）による重複部位の角度情
報は33度から37度、30度と50度との位置にあるLED
（２）による重複部位の角度情報は23度から27度であ
る。この二つの重複部位に内接する円を設定する。この
円の中心を結ぶ線分上に中心を持ち、この二つの重複部
位に外装し、かつ30度のLED（２）によって得られた画
像データの明るい部位に包含される外接円を設定する。
この外接円で囲まれる領域の角度情報は、28度から32度
である。すなわち、この重複した２つの領域と外接円で
囲まれる領域の持つ角度を角度情報の中心を取り、角度
の低いものから順に25度、30度,35度とすると、５度ご
との測定精度で形状を測定することができる。他のLED
（２）すべてに対しても同様に行うことで、全体に５度
ごとの測定精度で形状を測定することができる。

次に本発明の第１の実施例を用いて、形状測定装置の校
正方法を示す。まず、第１の実施例の形状測定装置の被
測定対象物として、第24図のような半球形状の測定基準
体Ｓを配置する。測定基準体Ｓの表面は形状測定装置が
測定する被測定対象物と同じ材質または同じ反射率を持
つ材質で構成されている。さらにこの測定基準体Ｓは拡
散板の上に載置されており、この拡散板は図示しない光
源を点灯させることにより拡散板全体より発光するよう
に構成されている。

以下に本発明の形状測定装置の校正方法の作用を説明す
る。まず、図示しない光源を点灯し、拡散板全体を発光
させた状態でカメラ（５）により撮像を行う。このとき
の画像を第25図に示す。この画像では測定基準体Ｓが影
の部分となるので、画像処理装置（６）により測定基準
体Ｓの重心を求め、この測定基準体Ｓの位置を認識す
る。次に拡散板の図示しない光源を消灯し、カメラ
（５）内部に図示しないハーフミラーによって落射照明
可能な図示しないLEDを点灯して、このときの測定基準
体Ｓをカメラ（５）により撮像する。このとき、正しく
カメラ（５）が配置されていれば、このときの画像デー
タ上の明るい点の中心は、先の測定基準体Ｓの重心と一
致する。もし、一致しない場合は、一致するようにカメ
ラ（５）の位置を修正する。落射照明による明るい点
と、測定基準体Ｓの重心を一致させた後に、LED（２）
を順次点灯させていく。このときの画像データ上に表れ
る明るい点の位置は、カメラ（５）と半球形状に対する
LED（２）の角度により計算上予測される位置にあるか
を比較され、LED（２）の設置位置が正しくあるか判定
される。このとき、予測される位置と実際の明るい点の
位置が異なれば、LED（２）の位置を修正するか、画像
処理装置（６）内の記憶するLED（２）の設置角度を修
正する。後は第26図のように順番にLED（２）の点灯を
繰り返し、修正を行う。また、このときにLED（２）に
より明るい点に対応する被測定対象物の角度情報の幅を
設定する。形状測定装置としては、光源と被測定対象物
との距離とLED（２）の大きさがすでに決められている
ので、ここでは受光素子の感度、すなわちカメラ（５）
により撮像された画像データの２値化レベルを設定する
ことにより、角度情報の幅を変化させるものである。

なお、上述の第１乃至第７の実施例では説明のため撮像
装置が一つのときのみの実施例を説明したが、このよう
な一つの撮像装置では当然測定範囲に死角が生じてしま
う。そこで第11図のように撮像装置を複数にしてもよ
い。このようなときでも画像処理装置に予め記憶させる
条件を変更するだけで、上述の実施例のすべてに適用可
能である。そして、もちろん複数の撮像装置を配置し、
光源を単数または複数設けて、上述の第１乃至第７の実
施例と撮像装置と光源との位置を入れ替えるようにして
も良い。双方に相対的位置変化があれば測定原理には影
響が無いからである。また、第11図ではLEDの配置位置
をずらして撮像装置用の透過孔を用いずにハーフミラー
を用いた落射照明型にしてもよい。この落射照明は通常
の光学式顕微鏡などに用いられているものでよいので、
特に説明はしない。また、単数の光源のみで形状を測定
する場合は、本実施例のような固定式でなく、第12図の
ように移動式のものを用いてもよい。

なお、本実施例の作用の説明では形状測定の対象を一つ
しか述べていないが、これは説明の簡略化のためであ
る。実際にはんだ付け形状を測定するような場合には、
複数の被測定対象物に対して（例えば電子部品のリード
部分）ウインドウを設定して、一度にそれぞれの形状を
測定することができる。このように一度に複数の形状の
測定ができることにより測定速度の高速化もできるもの
である。

さらに、本実施例では形状測定の対象をカメラ（５）の
中心にくるように移動させたが、これは相対的な位置合
せができればよいので、カメラ（５）によって位置合せ
するようにしてもよい。

［発明の効果］上述のように本発明の方法を用いた形状測定装置を用い
ると、従来の測定方法では困難であった表面が鏡面状態
の物体でも容易に素早い測定が可能となった。また、そ
の校正方法も確立しているので本発明の形状測定装置お
よびそれに用いる形状測定方法に関する測定精度を十分
信頼生の高いものにできる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の形状測定原理を説明するた
めの説明図、第４図は本発明の第１の実施例の構成図、
第５図乃至第７図は同じく作用を説明するための説明
図、第８図は同じく第２の実施例の形状検出結果を示す
測定図、第９図および第10図は第３の実施例の作用を説
明するための説明図、第11図および第12図は本発明を用
いた装置の他の実施例を示した構成図、第13図乃至第15
図は従来技術を説明するための説明図、第16図および第
17図は同じく第３の実施例の作用を説明するための説明
図、第18図は同じく第４の実施例の作用を説明するため
の説明図、第19図は同じく第５の実施例の作用を説明す
るための説明図、第20図は同じく第６の実施例の主要構
成を示す構成図、第21図および第22図は同じく第６の実
施例の作用を説明するための説明図、第23図および第24
図は同じく第７の実施例の作用を説明するための説明
図、第25図乃至第26図は同じく校正方法の作用を説明す
るための説明図、第27図は第４の実施例の作用を説明す
るための図である。１……カバー,2……LED ３……制御装置,4……Ｘ−Ｙテーブル，５……カメラ,6……画像処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小池菊代神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者下田一晴東京都青梅市新町1381番地１東芝コンピュータエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献特開昭61−41906（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−198009（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−293657（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−22510（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鏡面反射性を帯びた表面を有する被測定対
象物を所定位置に載置する載置台と、この載置台の対向
方向に存する予め定められた複数の位置から前記載置台
上の前記被測定対象物に対して各々所定角度で光を照射
できる複数の光源と、この複数の光源のうち、任意の単
数または複数の前記光源を独立に点灯可能にする光源制
御手段と、前記光源で照明される前記被測定対象物を含
めた画像を所定位置から撮像する単数または複数の撮像
手段と、この撮像手段により取り込まれた、少なくとも
一箇所は異なる箇所に存する前記光源の前記照明により
生ずる前記被測定対象物における輝点に基づく複数の画
像データを記憶する記憶手段と、この記憶手段により記
憶させた前記画像データによる、少なくとも前記被測定
対象物の前記載置台での載置面に対する角度情報の推定
に基づいて前記被測定対象物の形状を測定、認識または
検査を行う形状認識手段とを具備したことを特徴とする
形状測定装置。
【請求項２】鏡面反射性を帯びた表面を有する被測定対
象物を所定位置に載置する載置台と、この載置台の対向
方向に存する予め定められた単数または複数の位置から
前記載置台上の前記被測定対象物に対して各々所定角度
で光を照射できる単数または複数の光源と、この単数ま
たは複数の光源のうち、任意の前記光源を独立に点灯可
能にする光源制御手段と、前記光源で照明される前記被
測定対象物を含めた画像を複数の所定位置から撮像でき
る複数の撮像手段と、この撮像手段のうち、任意の前記
撮像手段を独立に動作可能にする撮像制御手段と、少な
くとも一箇所は異なる箇所に存する前記撮像手段により
取り込まれた、前記照明により生ずる前記被測定対象物
における輝点に基づく複数の画像データを記憶する記憶
手段と、この記憶手段により記憶させた前記画像データ
による、少なくとも前記被測定対象物の前記載置台での
載置面に対する角度情報の推定に基づいて前記被測定対
象物の形状を測定、認識または検査を行う形状認識手段
とを具備したことを特徴とする形状測定装置。
【請求項３】撮像手段は、被測定対象物に合わせて縦横
の拡大比率を変更する光学系を具備したことを特徴とす
る請求項１または請求項２記載の形状測定装置。
【請求項４】複数の光源は、それぞれ既知の角度情報の
幅を有し、且つこの角度情報の幅と一部が重なるように
光源と被測定対象物との距離、大きさ及び受光レベルが
設定されていることを特徴とする請求項１または請求項
２記載の形状測定装置。
【請求項５】光源は、それぞれ面光源で構成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の形状測
定装置。
【請求項６】複数の光源によって構成される前記光源の
集合体は、複数の波長域の光を発することを特徴とする
請求項１または請求項２記載の形状測定装置。
【請求項７】鏡面反射性を帯びた表面を有する被測定対
象物を所定位置に載置する載置工程と、この被測定対象
物の載置部の対向方向に存する予め定められた複数の位
置から前記載置部の前記被測定対象物に対して各々所定
角度で光を照射できる複数の光源のうち、任意の単数ま
たは複数の光源を独立に点灯可能に点灯する光源点灯工
程と、前記光源で照明される前記被測定対象部分を含め
た画像を単数または複数の所定位置から撮像する撮像工
程と、この撮像工程を経て取り込まれた、少なくとも一
箇所は異なる箇所に存する前記光源の前記照明により生
ずる前記被測定対象物における輝点に基づく複数の画像
データを記憶する記憶工程と、この記憶工程にて記憶さ
せた前記画像データによる、少なくとも前記被測定対象
物の前記載置部での載置面に対する角度情報の推定に基
づいて前記被測定対象物の形状を測定、認識または検査
を行う形状認識工程とを具備したことを特徴とする形状
測定方法。
【請求項８】鏡面反射性を帯びた表面を有する被測定対
象物を所定位置に載置する載置工程と、この被測定対象
物の載置部の対向方向に存する予め定められた単数また
は複数の位置から前記載置部の前記被測定対象物に対し
て各々所定角度で光を照射できる単数または複数の光源
のうち、任意の前記光源を独立に点灯可能に点灯する光
源点灯工程と、前記光源で照明される前記被測定対象部
分を含めた画像を複数の所定位置から撮像する複数の撮
像手段のうち、任意の前記撮像手段を独立に動作可能に
して撮像する撮像工程と、この撮像工程を経て、少なく
とも一箇所は異なる箇所に存する前記撮像手段により取
り込まれた、前記照明により生ずる前記被測定対象物に
おける輝点に基づく複数の画像データを記憶する記憶工
程と、この記憶工程にて記憶させた前記画像データによ
る、少なくとも前記被測定対象物の前記載置部での載置
面に対する角度情報の推定に基づいて前記被測定対象物
の形状を測定、認識または検査を行う形状認識工程とを
具備したことを特徴とする形状測定方法。
【請求項９】光源点灯工程は、任意の位置の光源を点灯
し、且つその他の位置にある光源を１か所のみ消灯さ
せ、これを予め定められた順番で順次異なる位置の前記
光源を点滅させて行うことを特徴とする請求項７記載の
形状測定方法。
【請求項１０】光源点灯工程は、予め定められたブロッ
クに分けられた複数の位置の光源を順次点灯させ、且つ
その他の位置にある前記ブロックの光源を消灯させ、こ
れを予め定められた順番で順次異なる位置の前記光源を
前記ブロック毎に点滅させて行うことを特徴とする請求
項７記載の形状測定方法。
【請求項１１】ブロックの光源は、他の前記ブロックの
光源と一部重複するように組み合わされたことを特徴と
する請求項10記載の形状測定方法。
【請求項１２】撮像工程は、任意の位置の撮像手段を動
作し、且つその他の位置にある撮像手段を１か所のみ動
作中止させ、これを予め定められた順番で順次異なる位
置の前記撮像手段を継続的に動作させて行うことを特徴
とする請求項８記載の形状測定方法。
【請求項１３】形状認識工程は、前記工程において記憶
された複数の画像データから光源が単独の前記ブロック
単位で被測定対象物を照明したときの前記画像データを
抽出する画像演算工程を有することを特徴とする請求項
11記載の形状測定方法。
【請求項１４】形状認識工程は、記憶手段で記憶された
画像データから光源制御工程で点灯された光源に対応す
る画像上の輝点を分類し、且つ複数の前記画像データの
それぞれに対応する光源の位置と撮像手段の位置との関
係から画像データ上の画素に対応する被測定対象物の載
置部での載置面に対する角度情報から形状を測定するこ
とを特徴とする請求項７乃至請求項13のいずれか一項記
載の形状測定方法。
【請求項１５】形状認識工程は、求めた画素に対する被
測定対象物の載置部での載置面に対する角度情報の真偽
を判定する際に、予め定められた基準データとの比較に
より判定を行うことを特徴とする請求項７乃至請求項14
のいずれか一項記載の形状測定方法。
【請求項１６】予め形状が既知であり表面が略鏡面であ
る被測定基準物を載置台に載置し、任意の位置の光源を
点灯し、このときの画像データを撮像手段により得て、
前記画像データでの輝点の位置と前記被測定基準物の形
状データとにより前記光源の位置と前記撮像手段の位置
との関係を校正することを特徴とする請求項１または請
求項２記載の形状測定装置を対象とする形状測定装置の
校正方法。