JPS6131909A - 金属物体の立体形状検出装置およびその方法 - Google Patents
金属物体の立体形状検出装置およびその方法Info
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- JPS6131909A JPS6131909A JP15293284A JP15293284A JPS6131909A JP S6131909 A JPS6131909 A JP S6131909A JP 15293284 A JP15293284 A JP 15293284A JP 15293284 A JP15293284 A JP 15293284A JP S6131909 A JPS6131909 A JP S6131909A
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- slit
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- polarized light
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
・本発明は物体表面の立体形状を検出する装置に係り、
特に金属光沢面を有する物体表面の立体形状を正反射光
に影響されずに安定に検出するに好適な立体形状検出装
置に関する。
特に金属光沢面を有する物体表面の立体形状を正反射光
に影響されずに安定に検出するに好適な立体形状検出装
置に関する。
従来の物体表面の立体形状を検出する装置として光切断
法によるものがある。第１図は光切断法の原理を示す図
で、スリット状の光線（以下スリット光と呼ぶ）５を対
象物６に照射し、照射方向から一定角度傾いた方向より
スリット光５と対象物６の交Ｉｗ（以下スリット輝線と
呼ぶ）１７を２次元画便検出器（ＴＶカメラ）７により
２次元的に検出し、この検出画像１２Ａにより断面形状
（または高さ）Ａを検出するものである。また、対象物
６またはスリット光源（図示せず）と検出器７を一体と
したものを、スリット光５のなす平面と直角方向（矢印
Ｙ方向）に移動させながら、順次断面形状Ａを検出し蓄
積することによって、対象物６表面の立体形状を検出す
ることができる。
法によるものがある。第１図は光切断法の原理を示す図
で、スリット状の光線（以下スリット光と呼ぶ）５を対
象物６に照射し、照射方向から一定角度傾いた方向より
スリット光５と対象物６の交Ｉｗ（以下スリット輝線と
呼ぶ）１７を２次元画便検出器（ＴＶカメラ）７により
２次元的に検出し、この検出画像１２Ａにより断面形状
（または高さ）Ａを検出するものである。また、対象物
６またはスリット光源（図示せず）と検出器７を一体と
したものを、スリット光５のなす平面と直角方向（矢印
Ｙ方向）に移動させながら、順次断面形状Ａを検出し蓄
積することによって、対象物６表面の立体形状を検出す
ることができる。
しかし、対象物６表面が金属光沢面などの光沢面（以下
金属光沢面と呼ぶ）を含む場合にはその対象物６表面の
向きがスリット光５の照射方向に対して検出器７の検出
方向を正反射方向にする関係にあると、非常に大きな光
量が検出器７に入射されるため、検出器７受光部が飽和
することによってスリット輝線の位置が正確比検出でき
なくなる。またこれを防ぐため、スリット光５強度を弱
くするか検出器７の前に入射光量を減らすフィルタを挿
入したりすると、対象物６表面が金属光沢面の場合に表
面の向きが検出方向を正反射方向にする関係にあるとき
とないときの 検出光量比（々゛イナミツクレンジが大
きいことから、スリット輝線１７が検出不能になる部分
を生じて、安定した立体形状の検出が難かしくなる。第
２図は第１図の検出面ｇ！１２Ａの断面形状Ａの飽和部
Ｂと検出不能部Ｃを示している。なお、以下各図面を通
じて同一符号は相当部分を示す。
金属光沢面と呼ぶ）を含む場合にはその対象物６表面の
向きがスリット光５の照射方向に対して検出器７の検出
方向を正反射方向にする関係にあると、非常に大きな光
量が検出器７に入射されるため、検出器７受光部が飽和
することによってスリット輝線の位置が正確比検出でき
なくなる。またこれを防ぐため、スリット光５強度を弱
くするか検出器７の前に入射光量を減らすフィルタを挿
入したりすると、対象物６表面が金属光沢面の場合に表
面の向きが検出方向を正反射方向にする関係にあるとき
とないときの 検出光量比（々゛イナミツクレンジが大
きいことから、スリット輝線１７が検出不能になる部分
を生じて、安定した立体形状の検出が難かしくなる。第
２図は第１図の検出面ｇ！１２Ａの断面形状Ａの飽和部
Ｂと検出不能部Ｃを示している。なお、以下各図面を通
じて同一符号は相当部分を示す。
本発明の目的は対象物表面が金属光沢面を含む場合にも
安定に正確な立体形状を検出できる立体形状検出装置を
提供するにある。
安定に正確な立体形状を検出できる立体形状検出装置を
提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明は、光切断法忙おいてスリット光（スポット光を
誉む）を楕円偏光とし、スリット輝Ｍ（スポット輝点を
含む）の特定の方向の偏光成分（楕円偏光の短軸忙平行
な方向の偏光成分）のみ検出することにより、金属光沢
面からの正反射光量を低くおさえて安定な光切断線（点
を含む）の検出を可能にした立体形状検出装置である。
誉む）を楕円偏光とし、スリット輝Ｍ（スポット輝点を
含む）の特定の方向の偏光成分（楕円偏光の短軸忙平行
な方向の偏光成分）のみ検出することにより、金属光沢
面からの正反射光量を低くおさえて安定な光切断線（点
を含む）の検出を可能にした立体形状検出装置である。
以下に本発明の実施例を第３図ないし、第８図により説
明する。
明する。
はじめに第３図と第４図は本発明の楕円偏光による光切
断法の原理を説明するためのそれぞれ金属光沢面と散乱
面の表面における反射光強度の角度分布を示す図である
。第６図において、対象物６の金属光沢面６Ａ表面にあ
る入射角θで入射光５Ａを入射すると、その反射光強度
の角度分布は表面の微小な凹凸のために反射光強度の強
い正反射成分りと反射光強度の弱い乱反射成分ＥＫ分れ
る。この正反射成分りは入射角θ＝反射角θの反射の法
則に従うが、乱反射成分Ｅの強度分布は表面の凹凸の状
況に依存する。
断法の原理を説明するためのそれぞれ金属光沢面と散乱
面の表面における反射光強度の角度分布を示す図である
。第６図において、対象物６の金属光沢面６Ａ表面にあ
る入射角θで入射光５Ａを入射すると、その反射光強度
の角度分布は表面の微小な凹凸のために反射光強度の強
い正反射成分りと反射光強度の弱い乱反射成分ＥＫ分れ
る。この正反射成分りは入射角θ＝反射角θの反射の法
則に従うが、乱反射成分Ｅの強度分布は表面の凹凸の状
況に依存する。
一方の第４図において、対象物６の例えばセラミック板
や樹脂板などの表面または内部で入射光５Ａを散乱させ
る散乱物体面６Ｂ表面に入射光５Ａを入射すると、その
反射光強度の角度分布は一般にほとんど乱反射成分Ｅの
みとなって指向性がなくなる。
や樹脂板などの表面または内部で入射光５Ａを散乱させ
る散乱物体面６Ｂ表面に入射光５Ａを入射すると、その
反射光強度の角度分布は一般にほとんど乱反射成分Ｅの
みとなって指向性がなくなる。
そこで入射光５Ａに偏光光源からの偏光を用いた場合に
は、−′般に乱−探射成分Ｅは偏光が解。
は、−′般に乱−探射成分Ｅは偏光が解。
かれて、入射光５Ａの偏光方向と直角方向の偏光成分を
もつことになる一方、金属光沢面６Ａ表面にあける正反
射成分りは一般にＳ偏光成分やＰ偏光成分にそれぞれ異
なった位相変化をおこし、これにより一般に直線偏光が
入射しても正反射成分りは楕円偏光になるし、反対に入
射角、θと楕円偏光状態を適当に選んで入射すれば正反
射成分を直線偏光にすることもできる。
もつことになる一方、金属光沢面６Ａ表面にあける正反
射成分りは一般にＳ偏光成分やＰ偏光成分にそれぞれ異
なった位相変化をおこし、これにより一般に直線偏光が
入射しても正反射成分りは楕円偏光になるし、反対に入
射角、θと楕円偏光状態を適当に選んで入射すれば正反
射成分を直線偏光にすることもできる。
したがって、この金属光沢面６Ａ表面における反射光の
正反射成分りと乱反射成分Ｅの偏光特性の違いに着目し
、光切断法におけるスリット光（スポット光を含む）５
の入射光５Ａを楕円偏光（直線偏光と円偏光を含む）と
して、その反射光の特定方向の偏光成分（楕円偏光の短
軸に平行の偏光成分）のみを検出することにより、金属
光沢面６Ａの正反射成分の光量を低くおさえて乱反射成
分を主に検出できるので、これにより対象物６表面の正
反射部分と乱反射部分の検出器７の検出光量差のダイナ
ミックレンジを小さくすることが可能で、その結果検出
器７の飽和のない安定なスリット輝線（スポット輝点を
含む）１７の光切断線検出が可能となる。
正反射成分りと乱反射成分Ｅの偏光特性の違いに着目し
、光切断法におけるスリット光（スポット光を含む）５
の入射光５Ａを楕円偏光（直線偏光と円偏光を含む）と
して、その反射光の特定方向の偏光成分（楕円偏光の短
軸に平行の偏光成分）のみを検出することにより、金属
光沢面６Ａの正反射成分の光量を低くおさえて乱反射成
分を主に検出できるので、これにより対象物６表面の正
反射部分と乱反射部分の検出器７の検出光量差のダイナ
ミックレンジを小さくすることが可能で、その結果検出
器７の飽和のない安定なスリット輝線（スポット輝点を
含む）１７の光切断線検出が可能となる。
なお、対象物６に応じヤ正反射成分りと乱反射成分Ｅの
検出光量のバランスをとるには、入射光５Ａの楕円偏光
の状態を直線偏光と円偏光の間で適当に調整するか、ま
たは反射光からの検出光の偏光方向の調整をすればよい
。
検出光量のバランスをとるには、入射光５Ａの楕円偏光
の状態を直線偏光と円偏光の間で適当に調整するか、ま
たは反射光からの検出光の偏光方向の調整をすればよい
。
ついで第５図は本発明による立体形状検出装置の一実施
例の構成を示す斜視ブロック図である。第５図において
、スリット光５を形成するスリット光源に偏光レーザ１
とシリンドリカルレンズ４を組み合せたものを用い、偏
光レーザ１はＡｒ 、 Ｈｅ−Ｎｅ々どのガスレーザや
半導体レーザなど対象物６の分光反射率に応じて適当な
発振波長のものを選ぶことができる。またスリット光５
を楕円偏光にするための波長板２を偏光レーザ１とシリ
ンドリカルレンズ４の間に挿入し、スリット光５の楕円
偏光状態の調整は波長板２の厚さｔまたは取付は回転角
２の調整による。
例の構成を示す斜視ブロック図である。第５図において
、スリット光５を形成するスリット光源に偏光レーザ１
とシリンドリカルレンズ４を組み合せたものを用い、偏
光レーザ１はＡｒ 、 Ｈｅ−Ｎｅ々どのガスレーザや
半導体レーザなど対象物６の分光反射率に応じて適当な
発振波長のものを選ぶことができる。またスリット光５
を楕円偏光にするための波長板２を偏光レーザ１とシリ
ンドリカルレンズ４の間に挿入し、スリット光５の楕円
偏光状態の調整は波長板２の厚さｔまたは取付は回転角
２の調整による。
なお、スリット光５（スリット輝線１７）の幅を小さく
するためのレンズ３を偏光レーザ１とシリンドリカルレ
ンズ４の間に挿入し、以上により対象物（ＬＳＩなど）
６を上方よりスリット状に照射する楕円偏光のスリット
光源を構成する。一方で対象物６表面上のスリット輝線
１７をスリット光５の照射方向と異なる方向から結偉レ
ンズ８により結倫させて検出する２次元画像検出器（Ｔ
Ｖカメラ）７を配置する。この２次元画像検出器７は撮
債管または固体２次元イ′メージセンサを用いたＴＶカ
メラのほか、ガルバノミラ−とりニアセンサまたはフォ
トマルやフォトダイオードなどのポイントセンサとの組
合せによるものが使用できる。またスリット輝線１７を
検出すべき反射光の特定の偏光成分のみを検出するため
の偏光板９を対象物６と２次元画像検出器（ＴＶカメラ
）７の結債レンズ８との間（または検出器７の結倫レン
ズ８とセンサなどの間でもよい）に挿入し、検出する特
定の偏光成分の偏光方向の調整は偏光板９の取付は回転
角βの調整による。さらに、２次元画像検出器７により
検出されるスリット輝線１７の２次元画像信号より各走
査線内の最明点の位置を順次検出することによって断面
形状を表わす１次元波形データを抽出する光切断抽出回
路１０を検出器７の出力に接続し、この光切断抽出回路
１０は特開昭５６−７０４０７号公報に開示されている
回路など上記機能をもつものが利用できる。
するためのレンズ３を偏光レーザ１とシリンドリカルレ
ンズ４の間に挿入し、以上により対象物（ＬＳＩなど）
６を上方よりスリット状に照射する楕円偏光のスリット
光源を構成する。一方で対象物６表面上のスリット輝線
１７をスリット光５の照射方向と異なる方向から結偉レ
ンズ８により結倫させて検出する２次元画像検出器（Ｔ
Ｖカメラ）７を配置する。この２次元画像検出器７は撮
債管または固体２次元イ′メージセンサを用いたＴＶカ
メラのほか、ガルバノミラ−とりニアセンサまたはフォ
トマルやフォトダイオードなどのポイントセンサとの組
合せによるものが使用できる。またスリット輝線１７を
検出すべき反射光の特定の偏光成分のみを検出するため
の偏光板９を対象物６と２次元画像検出器（ＴＶカメラ
）７の結債レンズ８との間（または検出器７の結倫レン
ズ８とセンサなどの間でもよい）に挿入し、検出する特
定の偏光成分の偏光方向の調整は偏光板９の取付は回転
角βの調整による。さらに、２次元画像検出器７により
検出されるスリット輝線１７の２次元画像信号より各走
査線内の最明点の位置を順次検出することによって断面
形状を表わす１次元波形データを抽出する光切断抽出回
路１０を検出器７の出力に接続し、この光切断抽出回路
１０は特開昭５６−７０４０７号公報に開示されている
回路など上記機能をもつものが利用できる。
この光切断抽出回路１０で抽出される１次元波形データ
は波形解析により対象物（ＬＳＩなど）６の欠陥を判定
する欠陥判定回路１１に入力し、欠陥判定回路１１はミ
ニコンビーータなどを用いた例えば特開昭５７−３３３
０４号公報に開示されている欠陥判定法によるものが利
用できる。
は波形解析により対象物（ＬＳＩなど）６の欠陥を判定
する欠陥判定回路１１に入力し、欠陥判定回路１１はミ
ニコンビーータなどを用いた例えば特開昭５７−３３３
０４号公報に開示されている欠陥判定法によるものが利
用できる。
なお、２次元画像検出器７の出力には表示装置１２が接
続される。また対象物（ＬＳＩなど）６は矢印で示すＸ
方向（スリット光５のなす平面と直角方向）に移動可能
なボールねじ１４と駆動モータ１５からなる駆動機構を
有するテーブル１３上に搭載される。
続される。また対象物（ＬＳＩなど）６は矢印で示すＸ
方向（スリット光５のなす平面と直角方向）に移動可能
なボールねじ１４と駆動モータ１５からなる駆動機構を
有するテーブル１３上に搭載される。
第６図は第５図の対象物（ＬＳＩなど）６の詳細を例示
するフラットパッケージ形部品のはんだ付は部の拡大斜
視図で、対象物（ＬＳＩなど）６のリード６Ａの先端部
ははんだフイレッ）６ａを介在して基材面６Ｂ上のラン
ド６にとはんだ付けされている。また第７図（ａ） 、
（ｂ） 、 （ｃ）は第６図の対象物（ＬＳＩなど）
６の検査すべき、欠陥部を例示するそれぞれはんだブリ
ッジ、リード浮き、リードずれ部の断面図である。この
対象物（ＬＳＩなど）６の検出部分をなすリード６Ａと
はんだフィレット６ａとランド６ Ａ’の表面は金属光
沢面６Ａであり、基材面６Ｂは乱反射面６Ｂである。つ
ぎに第５図の上記構成による第６図と第７図に詳細例示
の対象物（ＬＳＩなど）６の断面形状（立体形状）検出
、などの動作を説明すると、まず偏光レーザ１から波長
板２とレンズ５とシリンドリカルレンズ４を通して形成
した平面状のスリット光５を対象物６上の検出位置に照
射し、２次元画像検出器（ＴＶカメラ）７より得られる
スリット輝線１７の２次元画倫を表示装置１２上で観察
しながら、基材面（乱反射面）６Ｂからの反射光量とリ
ード６Ａやハンダフィレット６ａやランド６になどの金
属光沢面（金属面）６Ａからの乱反射光量と同じく正反
射光量とが一定の範囲内となってバランスがとれるよう
に、波長板２の厚さｔまたは取付は回転角°Ｔの調整に
よるスリット光５の楕円偏光状態の調整と、偏光板９の
取付は回転角βの調整による検出偏光方向の調整と、偏
光レーザ１の取付は回転角γの調整を行なう。
するフラットパッケージ形部品のはんだ付は部の拡大斜
視図で、対象物（ＬＳＩなど）６のリード６Ａの先端部
ははんだフイレッ）６ａを介在して基材面６Ｂ上のラン
ド６にとはんだ付けされている。また第７図（ａ） 、
（ｂ） 、 （ｃ）は第６図の対象物（ＬＳＩなど）
６の検査すべき、欠陥部を例示するそれぞれはんだブリ
ッジ、リード浮き、リードずれ部の断面図である。この
対象物（ＬＳＩなど）６の検出部分をなすリード６Ａと
はんだフィレット６ａとランド６ Ａ’の表面は金属光
沢面６Ａであり、基材面６Ｂは乱反射面６Ｂである。つ
ぎに第５図の上記構成による第６図と第７図に詳細例示
の対象物（ＬＳＩなど）６の断面形状（立体形状）検出
、などの動作を説明すると、まず偏光レーザ１から波長
板２とレンズ５とシリンドリカルレンズ４を通して形成
した平面状のスリット光５を対象物６上の検出位置に照
射し、２次元画像検出器（ＴＶカメラ）７より得られる
スリット輝線１７の２次元画倫を表示装置１２上で観察
しながら、基材面（乱反射面）６Ｂからの反射光量とリ
ード６Ａやハンダフィレット６ａやランド６になどの金
属光沢面（金属面）６Ａからの乱反射光量と同じく正反
射光量とが一定の範囲内となってバランスがとれるよう
に、波長板２の厚さｔまたは取付は回転角°Ｔの調整に
よるスリット光５の楕円偏光状態の調整と、偏光板９の
取付は回転角βの調整による検出偏光方向の調整と、偏
光レーザ１の取付は回転角γの調整を行なう。
つぎにこのようにして検出光量のバランスのとれたスリ
ット輝線１７の２次元画像信号を２次元画像検出器７の
出力から光切断線抽出回路１０に入力して、各走査線内
の最明点の位置を順次検出することにより対象物６の断
面形状を表わす１次元波形データを抽出し、これにより
抽出された１次元波形データは欠陥判定回路（ミニコン
ピユータ）１１により波形解析することによって上記公
知の欠陥判定法などに従い上記対象物（ＬＳ Ｉなど）
６のはんだ付は部のはんだブリッジやリード浮きやリー
ドずれなどの欠陥部を判定し検出できる。さらに対象物
６を、駆動モータ１５によりボールねじ１４を介して駆
動されるテーブル１３により、スリット光５のなす平面
と直角方向（Ｙ方向）に移動させながら、上記同様の断
面形状の検出を行なうことにより、対象物（ＬＳＩなど
）６の所要検出部分全体の立体形状を検出するとともに
、これにより形状検査を行なえばより多くの検出情報か
ら、さらに高精度の欠陥部の判定検出が可能である。
ット輝線１７の２次元画像信号を２次元画像検出器７の
出力から光切断線抽出回路１０に入力して、各走査線内
の最明点の位置を順次検出することにより対象物６の断
面形状を表わす１次元波形データを抽出し、これにより
抽出された１次元波形データは欠陥判定回路（ミニコン
ピユータ）１１により波形解析することによって上記公
知の欠陥判定法などに従い上記対象物（ＬＳ Ｉなど）
６のはんだ付は部のはんだブリッジやリード浮きやリー
ドずれなどの欠陥部を判定し検出できる。さらに対象物
６を、駆動モータ１５によりボールねじ１４を介して駆
動されるテーブル１３により、スリット光５のなす平面
と直角方向（Ｙ方向）に移動させながら、上記同様の断
面形状の検出を行なうことにより、対象物（ＬＳＩなど
）６の所要検出部分全体の立体形状を検出するとともに
、これにより形状検査を行なえばより多くの検出情報か
ら、さらに高精度の欠陥部の判定検出が可能である。
以上にように本実施例、によれば、比較的簡単な構成で
金属光沢面などを含む対象物の断面形状および立体形状
を安定かつ高速に検出することができるから、例えばＬ
ＳＩなどのフラットパッケージ形部品のはんだ付は部の
自動欠陥検査が容易にできる。
金属光沢面などを含む対象物の断面形状および立体形状
を安定かつ高速に検出することができるから、例えばＬ
ＳＩなどのフラットパッケージ形部品のはんだ付は部の
自動欠陥検査が容易にできる。
つぎ忙第８図は不発明忙よる立体形状検出装置の他の実
施例の構成を示す斜視ブロック図である。第８図におい
ては、スポット状の光線（スポット光）１８を形成する
スポット光源忙偏光レーザ１と集晃レンズ３を組み合せ
たものを用い、かつスポット光１８を楕円偏光忙するた
めの波長板２を偏光レーザ１とレンズ３の量比挿入する
。また対象物６上のスポット輝点１８ａを照射方向と異
なる方向から結倫レンズ８により結倫させて検出する１
次元イメージセンサ（１次元画像検出器）１６を配置し
、この１次元センサ１６はＣＣＤリニアセンサやガルバ
ノミラ−とポイントセンサの組合せなどの１次元画像検
出機能をもつものでよい。またスポット輝点１８ａを検
出すべき反射光の特定の偏光成分のみを検出するための
偏光板９を対象物６と１次元センサ１６の間（この場合
は結倫レンズ８と１次元センサ１６の間）に挿入する。
施例の構成を示す斜視ブロック図である。第８図におい
ては、スポット状の光線（スポット光）１８を形成する
スポット光源忙偏光レーザ１と集晃レンズ３を組み合せ
たものを用い、かつスポット光１８を楕円偏光忙するた
めの波長板２を偏光レーザ１とレンズ３の量比挿入する
。また対象物６上のスポット輝点１８ａを照射方向と異
なる方向から結倫レンズ８により結倫させて検出する１
次元イメージセンサ（１次元画像検出器）１６を配置し
、この１次元センサ１６はＣＣＤリニアセンサやガルバ
ノミラ−とポイントセンサの組合せなどの１次元画像検
出機能をもつものでよい。またスポット輝点１８ａを検
出すべき反射光の特定の偏光成分のみを検出するための
偏光板９を対象物６と１次元センサ１６の間（この場合
は結倫レンズ８と１次元センサ１６の間）に挿入する。
さらＶｃｉ次元イメージセンサ１６の出力には光切断抽
出回路１０を経て欠陥判定回路１１が接続される。また
対象物（ＬＳＩなど）６は矢印で示すＸ方向、Ｙ方向に
移動可能なそれぞれボールねじ１４ｂ、１４ａと駆動モ
ータ１５ｂ 、 １５ａとからなる駆動機構を有するテ
ーブル１３上に搭載される。なお対象物６を移動させな
いで、照明系と検出系を一体で移動してもよい。この構
成では、偏光レーザ１と波長板２とレンズ５により楕円
偏光のスポット光１８を対象物（ＬＳＩなど）６上の検
出位置に照射し、そのスポット輝点１８ａを結債レンズ
８と偏光板９を通して１次元イメージセンサ１６により
検出。
出回路１０を経て欠陥判定回路１１が接続される。また
対象物（ＬＳＩなど）６は矢印で示すＸ方向、Ｙ方向に
移動可能なそれぞれボールねじ１４ｂ、１４ａと駆動モ
ータ１５ｂ 、 １５ａとからなる駆動機構を有するテ
ーブル１３上に搭載される。なお対象物６を移動させな
いで、照明系と検出系を一体で移動してもよい。この構
成では、偏光レーザ１と波長板２とレンズ５により楕円
偏光のスポット光１８を対象物（ＬＳＩなど）６上の検
出位置に照射し、そのスポット輝点１８ａを結債レンズ
８と偏光板９を通して１次元イメージセンサ１６により
検出。
し、そのスポット輝点１８ａの１次元画像信号を光切断
線抽出回路１０に入力する。これにより光切断線抽出回
路１０では、対象物６が静止状態にあるときには、１走
査線内の最明点の位置を検出することにより対象物６の
１検出点の高さを表わす１次元データを抽出し、さらに
対象物６をボールねじ１４ｂと駆動モータ１５ｂからな
る駆動機構によるテーブル１３の移動により矢印Ｘ方向
に移動させながら、各走査線内の最明点の位置を検出す
ることにより対象物６のＸ方向の各検出点の高さを表わ
す１次元データを抽出して、その結果としてＸ方向の１
断面形状を表わす１次元波形データをうる。この１次元
波形データを欠陥判定回路（ミニコンピユータ）１１に
より波形解析して欠陥判定することにより、第５図と同
様に対象物（ＬＳＩなど）６として例えばフラットパッ
ケージ形部品のはんだ付は部の欠陥検査ができる。また
対象物６をボールねじ１４ｂｉ４ａと駆動モータ１５ｂ
＋ １５ａからなる駆動機構によるテーブル１３の移
動により矢印Ｘ、Ｙ方向に移動させながら、対象物６上
の各検出点のスポット輝点１８ａを１次元イメージセン
サ１６により検出して、上記と同様の処理を行なうこと
により、対象物６の立体形状を検出でき、同様のＬＳＩ
などのフラットパッケージ形部品のはんだ付は部の欠陥
検査などをより高精度に行なえる。なおスポット光１８
の楕円偏光状態と検出光の偏光成分の調整は、対象物６
の移動などにより対象物（ＬＳＩなど）６上の各検出位
置にスポット光１８を当てたときに、各スポット輝点１
８ａの反射光の検出光量のばらつきが最小になるように
、第５図の同様の波長板２の厚さｔまたは取付は回転角
γと偏光板９の取付は回転角βと偏向レーザ１の取付は
回転角γなどの調整により行なえばよい。
線抽出回路１０に入力する。これにより光切断線抽出回
路１０では、対象物６が静止状態にあるときには、１走
査線内の最明点の位置を検出することにより対象物６の
１検出点の高さを表わす１次元データを抽出し、さらに
対象物６をボールねじ１４ｂと駆動モータ１５ｂからな
る駆動機構によるテーブル１３の移動により矢印Ｘ方向
に移動させながら、各走査線内の最明点の位置を検出す
ることにより対象物６のＸ方向の各検出点の高さを表わ
す１次元データを抽出して、その結果としてＸ方向の１
断面形状を表わす１次元波形データをうる。この１次元
波形データを欠陥判定回路（ミニコンピユータ）１１に
より波形解析して欠陥判定することにより、第５図と同
様に対象物（ＬＳＩなど）６として例えばフラットパッ
ケージ形部品のはんだ付は部の欠陥検査ができる。また
対象物６をボールねじ１４ｂｉ４ａと駆動モータ１５ｂ
＋ １５ａからなる駆動機構によるテーブル１３の移
動により矢印Ｘ、Ｙ方向に移動させながら、対象物６上
の各検出点のスポット輝点１８ａを１次元イメージセン
サ１６により検出して、上記と同様の処理を行なうこと
により、対象物６の立体形状を検出でき、同様のＬＳＩ
などのフラットパッケージ形部品のはんだ付は部の欠陥
検査などをより高精度に行なえる。なおスポット光１８
の楕円偏光状態と検出光の偏光成分の調整は、対象物６
の移動などにより対象物（ＬＳＩなど）６上の各検出位
置にスポット光１８を当てたときに、各スポット輝点１
８ａの反射光の検出光量のばらつきが最小になるように
、第５図の同様の波長板２の厚さｔまたは取付は回転角
γと偏光板９の取付は回転角βと偏向レーザ１の取付は
回転角γなどの調整により行なえばよい。
以上のように本実施例によれば、比較的簡単に高精度の
スポット光の投光光学系を構成できるので、スポット経
を小さくして検出倍率を上げて検出分解能を向上させる
ことにより、金属光沢面などを含む対象物の断面形状（
高さを含む）および立体形状を安定かつより高精度に検
出できるうえ、長い光切断線債・および広範囲の立体形
状を一度に検出できる。
スポット光の投光光学系を構成できるので、スポット経
を小さくして検出倍率を上げて検出分解能を向上させる
ことにより、金属光沢面などを含む対象物の断面形状（
高さを含む）および立体形状を安定かつより高精度に検
出できるうえ、長い光切断線債・および広範囲の立体形
状を一度に検出できる。
なお上記実施例では、照射光線として楕円偏光につき説
明したが、楕円偏光の特別の形態として直線偏光または
円偏光を用いてもよい。さらに偏光光源としてはレーザ
に限らず発光ダイオードと偏光板の組合せなどの直線偏
光しているものであってよい。また対象物としては、Ｌ
Ｓ ’Ｉなどのフラットパッケージ形部品のはんだ付は
部の形状検出および欠陥検査について説明したが、その
他の形状検査や物体位置決めや物体認識などを行ならも
のであってよい。
明したが、楕円偏光の特別の形態として直線偏光または
円偏光を用いてもよい。さらに偏光光源としてはレーザ
に限らず発光ダイオードと偏光板の組合せなどの直線偏
光しているものであってよい。また対象物としては、Ｌ
Ｓ ’Ｉなどのフラットパッケージ形部品のはんだ付は
部の形状検出および欠陥検査について説明したが、その
他の形状検査や物体位置決めや物体認識などを行ならも
のであってよい。
以上の説明のように本発明の立体形状検出装置によれば
、楕円偏向（直線偏向と円偏向も含む）光線を対象物に
照射して反射光の特定の偏光成分のみを検出するように
したので、従来の光切断法によるものでは困難であった
金属光沢面などの光沢面を含む対象物の立体形状をも安
定ｒ検出できる効果がある。
、楕円偏向（直線偏向と円偏向も含む）光線を対象物に
照射して反射光の特定の偏光成分のみを検出するように
したので、従来の光切断法によるものでは困難であった
金属光沢面などの光沢面を含む対象物の立体形状をも安
定ｒ検出できる効果がある。
第１図は従来の光切断法の原理を示す斜視図、第２図は
第１図の検出画像の詳細平面図、第３図、第４図は本発
明の楕円偏光による光切断法の原理を説明するそれぞれ
金属光沢面、散乱面の反射光強度の角度分布図、第５図
は本発明による立体形状検出装置の一実施例の構成を示
す斜視ブロック図、第６図は第５図の対象物の詳細を例
示する拡大斜視図、第７図（ａ）、Φ＞ 、 ＜ｃ）は
第６図の対象物のそれぞれ欠陥部を例示する断面図、第
８図は本発明による立体形状検出装置の他の実施例の構
成を示す斜視ブロック図である。 １・・・偏光レーザ、 ２・・・波長板、３・・・
レンズ、 ４・・・シリンドリカルレンズ、５
・・・スリット光、 ６・・・対象物（ＬＳＩ）、
７・・・ＴＶカメラ、 ８・・・結倹レンズ、９・
・・偏光板、１０・・・光切断抽出回路、１１・・・欠
陥判定回路（ミニコン）、１２・・・表示装置、１３・
・・テーブル、１４・・・ボールねじ、１５・・・モー
タ、−〉 艙］ 第 ｊ 口 第２乙 。 ／２．Ａ。 第３図 第４０ 第５同 １４ ＋５ 第 ６ Ｉ 躬７団 第 ｇ口
第１図の検出画像の詳細平面図、第３図、第４図は本発
明の楕円偏光による光切断法の原理を説明するそれぞれ
金属光沢面、散乱面の反射光強度の角度分布図、第５図
は本発明による立体形状検出装置の一実施例の構成を示
す斜視ブロック図、第６図は第５図の対象物の詳細を例
示する拡大斜視図、第７図（ａ）、Φ＞ 、 ＜ｃ）は
第６図の対象物のそれぞれ欠陥部を例示する断面図、第
８図は本発明による立体形状検出装置の他の実施例の構
成を示す斜視ブロック図である。 １・・・偏光レーザ、 ２・・・波長板、３・・・
レンズ、 ４・・・シリンドリカルレンズ、５
・・・スリット光、 ６・・・対象物（ＬＳＩ）、
７・・・ＴＶカメラ、 ８・・・結倹レンズ、９・
・・偏光板、１０・・・光切断抽出回路、１１・・・欠
陥判定回路（ミニコン）、１２・・・表示装置、１３・
・・テーブル、１４・・・ボールねじ、１５・・・モー
タ、−〉 艙］ 第 ｊ 口 第２乙 。 ／２．Ａ。 第３図 第４０ 第５同 １４ ＋５ 第 ６ Ｉ 躬７団 第 ｇ口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、対象物上にスリット状（スポット状を含む）の楕円
偏光を照射する楕円偏光光源と、対象物上に発生するス
リット状の輝線（スポット状の輝点を含む）を上記照射
方向とは異なる方向から特定の偏光成分のみ検出するこ
とにより対象物の断面形状（高さを含む）を検出する画
像検出器とからなる立体形状検出装置。 ２、上記楕円偏光光源は偏光レーザと波長板からなる特
許請求の範囲第１項記載の立体形状検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15293284A JPS6131909A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 金属物体の立体形状検出装置およびその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15293284A JPS6131909A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 金属物体の立体形状検出装置およびその方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6131909A true JPS6131909A (ja) | 1986-02-14 |
| JPH0544961B2 JPH0544961B2 (ja) | 1993-07-07 |
Family
ID=15551289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15293284A Granted JPS6131909A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 金属物体の立体形状検出装置およびその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6131909A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63170746U (ja) * | 1987-01-14 | 1988-11-07 | ||
| JPH0239449A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-02-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ワイヤボンディングの検査方法 |
| USRE33774E (en) * | 1988-03-02 | 1991-12-24 | Wegu-Messtechnik Gmbh | Coordinate measuring and testing machine |
| US5208463A (en) * | 1990-08-24 | 1993-05-04 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for detecting deformations of leads of semiconductor device |
| JPH05164520A (ja) * | 1991-12-19 | 1993-06-29 | Hitachi Ltd | ３次元形状検出方法および装置 |
| US5287759A (en) * | 1991-08-29 | 1994-02-22 | Adtec Engineering Co., Ltd. | Method and apparatus of measuring state of IC lead frame |
| JPH07103730A (ja) * | 1993-09-30 | 1995-04-18 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | リードフレーム検査装置 |
| JP2009216453A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Aisin Seiki Co Ltd | 内面測定装置 |
| JP2014062862A (ja) * | 2012-09-24 | 2014-04-10 | Ccs Inc | 製品検査システム、製品検査方法及び製品検査装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS528839A (en) * | 1975-07-10 | 1977-01-24 | Tokyo Optical Co Ltd | Observation method regarding phase structural body |
| JPS5467443A (en) * | 1977-11-09 | 1979-05-30 | Canon Inc | Observer |
| JPS5754803A (en) * | 1980-09-19 | 1982-04-01 | Toshiba Corp | Inspecting device for transparent pattern |
| JPS5929499A (ja) * | 1982-08-12 | 1984-02-16 | 株式会社日立製作所 | リ−ド先端位置検出方式 |
-
1984
- 1984-07-25 JP JP15293284A patent/JPS6131909A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS528839A (en) * | 1975-07-10 | 1977-01-24 | Tokyo Optical Co Ltd | Observation method regarding phase structural body |
| JPS5467443A (en) * | 1977-11-09 | 1979-05-30 | Canon Inc | Observer |
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| USRE33774E (en) * | 1988-03-02 | 1991-12-24 | Wegu-Messtechnik Gmbh | Coordinate measuring and testing machine |
| JPH0239449A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-02-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ワイヤボンディングの検査方法 |
| US5208463A (en) * | 1990-08-24 | 1993-05-04 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for detecting deformations of leads of semiconductor device |
| US5287759A (en) * | 1991-08-29 | 1994-02-22 | Adtec Engineering Co., Ltd. | Method and apparatus of measuring state of IC lead frame |
| JPH05164520A (ja) * | 1991-12-19 | 1993-06-29 | Hitachi Ltd | ３次元形状検出方法および装置 |
| JPH07103730A (ja) * | 1993-09-30 | 1995-04-18 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | リードフレーム検査装置 |
| JP2009216453A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Aisin Seiki Co Ltd | 内面測定装置 |
| JP2014062862A (ja) * | 2012-09-24 | 2014-04-10 | Ccs Inc | 製品検査システム、製品検査方法及び製品検査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0544961B2 (ja) | 1993-07-07 |
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