TWI427263B - 突起之高度測定方法、突起之高度測定裝置、程式 - Google Patents

Description

突起之高度測定方法、突起之高度測定裝置、程式

本發明，係有關於突起之高度測定方法以及測定裝置，更詳細而言，係有關於對在電路基板或是LSI晶片等之工件表面所形成的突塊等之突起的高度，以良好精確度來進行測定之突起之高度測定方法以及測定裝置。

在電路基板或是BGA(Ball Grid Array)等之LSI晶片上，為了作為配線用電極來使用，而係被設置有多數之微小的突塊等之突起。如此這般，對於被形成於某種之工件表面上的突起之高度作測定一事，對於在各個的批量中，對是否形成有合乎規格之尺寸的突起進行確認一事上，係為重要。特別是，若是在作為配線用電極而被形成於電路基板或是LSI晶片上之多數突起的尺寸上產生有偏差，則會成為導致電性接觸不良的重要原因，因此，在出貨前之品質檢查的階段，係成為有必要對各個的突起之高度作測定。

於此，作為習知之對此種突起之高度作測定的方法，係經由對包含有成為測定對象之突起的工件表面上之區域作攝像，並根據所攝像之畫像中的亮度值而進行二值化處理，而將畫像中之區域分為明部區域、暗部區域，並將經由暗部區域所構成之畫像中的區域視為突起區域，而將經由明部區域所構成之區域視為對應於工件之工件區域，藉 由此，將突起區域抽出，並根據該突起區域，而演算突起之高度。

〔專利文獻1〕日本特開2005-61953號公報

然而，就算是突塊等之突起係形成為圓錐形狀者，亦由於突起之頂部係帶有圓形部分，因此，經由在對畫像作攝像時所使用之照明光的反射，會有突起之頂部成為發光而可視的情況。此時，所攝像之對應於突起的突起區域之頂部，由於會被視為明部區域，因此，在如上述一般之藉由將暗部區域視為突起區域而進行突起區域之抽出的情況中，會成為將除了突起區域之頂部以外的區域視為突起區域。故而，由於係將突起區域辨識為較實際之突起區域為更小，其結果，係產生有無法將突起之高度以良好精確度來演算的問題。進而，由於突起係成為圓錐形狀，因此係難以均勻地施加照明，而會有隨著從突起之中心部朝向左右方向移動而變得看起來更為明亮的情形。此時，所攝像之對應於突起的突起區域之左右端的部分，由於會被視為明部區域，因此，在如上述一般之藉由將暗部區域視為突起區域而進行突起區域之抽出的情況中，會成為將除了突起區域之左右端的部分以外的區域視為突起區域。故而，由於係將突起區域辨識為較實際之突起區域為更小，其結果，係產生有無法將突起之高度以良好精確度來演算的問 題。

本發明，係有鑑於此種問題而進行者，其目的，係在於提供一種：能夠將突起之高度以良好精確度而測定出來的突起之高度測定方法、以及測定裝置。

為了解決上述課題，申請專利範圍第1項所記載之發明，係為一種對被形成於工件表面上之圓錐形狀的突起之高度作測定的突起之高度測定方法，其特徵為，具備有：攝像步驟，係將包含有成為測定對象之前述突起的前述工件表面上之區域，從仰角之方向來進行攝像；和突起區域抽出步驟，係根據藉由前述攝像步驟所攝像之畫像中的亮度值，而將前述畫像中之區域分成明部區域、暗部區域、中間部區域，並藉由在前述明部區域、暗部區域、中間部區域中，將經由前述明部區域與暗部區域所構成之區域，視為對應於前述突起之突起區域，並將經由前述中間部區域所構成之區域，視為對應於前述工件之工件區域，而將前述突起區域從前述畫像中抽出；和直徑母線測定步驟，係測定出對應於藉由前述突起區域步驟所抽出之前述突起區域的底面直徑部分之直徑對應部的長度，和對應於前述突起區域之母線部分的母線對應部之長度；和高度演算步驟，係根據前述直徑對應部之長度、和前述母線對應部之長度、和前述仰角，而演算出前述突起之高度。

若藉由此，則就算是在經由對畫像攝像時所使用之照 明光的反射，而使得突起之頂部發光而被攝像的情況時，經由將所攝像之畫像中的區域分成明部區域、暗部區域、中間部區域，並將經由明部區域與暗部區域所構成之畫像中的區域視為突起區域，而將中間部區域視為工件區域，能夠將突起區域正確地抽出，藉由此，能夠以良好精確度來演算突起之高度。

為了解決上述課題，申請專利範圍第2項所記載之發明，係在申請專利範圍第1項所記載之突起之高度測定方法中，具備有以下特徵：前述突起區域抽出步驟，係在將經由前述明部區域與前述暗部區域所構成之區域，視為對應於前述突起之突起區域，並將經由前述中間部區域所構成之區域，視為對應於前述工件之工件區域後，藉由對於前述突起區域進行膨脹處理、以及收縮處理，而將前述突起區域從前述畫像中而抽出。

若藉由此，則就算是在經由對畫像攝像時所使用之照明光的反射，而使得突起之頂部發光而被攝像的情況時，經由將所攝像之畫像中的區域分成明部區域、暗部區域、中間部區域，並在將經由明部區域與暗部區域所構成之畫像中的區域視為突起區域，而將中間部區域視為工件區域後，對於被視為突起區域之明部區域進行膨脹處理、收縮處理，而能夠將突起區域正確地抽出，藉由此，能夠以更為良好精確度來演算突起之高度。

為了解決上述課題，申請專利範圍第3項所記載之發明，係為一種對被形成於工件表面上之圓錐形狀的突起之 高度作測定的突起之高度測定方法，其特徵為，具備有：攝像步驟，係將包含有成為測定對象之前述突起的前述工件表面上之區域，從仰角之方向來進行攝像；和突起區域抽出步驟，係根據藉由前述攝像步驟所攝像之畫像中的亮度值，而將前述畫像中之區域分成明部區域、暗部區域、中間部區域，並藉由在前述明部區域、前述暗部區域、前述中間部區域中，將經由前述明部區域與前述暗部區域所構成之區域，視為對應於前述突起之突起區域，並將經由前述中間部區域所構成之區域，視為對應於前述工件之工件區域，而將前述突起區域從前述畫像中抽出；和直徑母線測定步驟，係測定出對應於藉由前述突起區域步驟所抽出之前述突起區域的底面直徑部分之直徑對應部的長度，和對應於前述突起區域之母線部分的母線對應部之長度；和記憶步驟，係預先記憶前述直徑對應部之規定值；和判定步驟，係對於藉由前述直徑母線測定步驟所測定之直徑對應部的長度，相對於前述所記憶之直徑對應部的規定值，是否落於預先所訂定之範圍內一事作判定；和決定步驟，係當藉由前述判定步驟而判定前述所測定之直徑對應部的長度係並非落於前述預先所訂定之範圍內的情況時，將前述所記憶之直徑對應部的規定值，決定為演算前述突起之高度時所使用之演算值；和高度演算步驟，係根據藉由前述決定步驟所決定之演算值、和前述母線對應部之長度、和前述仰角，而演算出前述突起之高度。

若藉由此，則就算是在經由對畫像攝像時所使用之照 明光的反射，而使得突起之頂部發光而被攝像的情況時，經由將所攝像之畫像中的區域分成明部區域、暗部區域、中間部區域，並將經由明部區域與暗部區域所構成之畫像中的區域視為突起區域，而將中間部區域視為工件區域，能夠將突起區域正確地抽出，藉由此，能夠以良好精確度來演算突起之高度。

進而，藉由對於所測定之直徑對應部的長度，相對於預先所記憶之直徑對應部的長度(規定值)，是否落於預先所訂定之範圍內一事作判定，並當判定所測定之直徑對應部的長度係並非落於預先所訂定之範圍內的情況時，將預先所記憶之直徑對應部的長度(規定值)，決定為演算突起之高度時所使用之直徑對應部的長度(演算值)，由於能夠因應於所測定之直徑對應部的長度，而在對突起之高度作演算時使用最適當的值，因此，係能夠以良好精確度來演算突起之高度。

為了解決上述課題，申請專利範圍第4項所記載之發明，係在申請專利範圍第3項所記載之突起之高度測定方法中，具備有以下特徵：前述決定步驟，當藉由前述判定手段而判定前述所測定之直徑對應部的長度係落於前述預先所訂定之範圍內的情況時，係將前述所測定之直徑對應部的長度，決定為演算前述突起之高度時所使用的演算值。

若藉由此，則藉由對於所測定之直徑對應部的長度，相對於預先所記憶之直徑對應部的長度(規定值)，是否 落於預先所訂定之範圍內一事作判定，並當判定所測定之直徑對應部的長度係落於預先所訂定之範圍內的情況時，將所測定之直徑對應部的長度，決定為演算突起之高度時所使用之直徑對應部的長度(演算值)，由於能夠因應於所測定之直徑對應部的長度，而在對突起之高度作演算時使用最適當的值，因此，係能夠以良好精確度來演算突起之高度。

為了解決上述課題，申請專利範圍第5項所記載之發明，係為一種對被形成於工件表面上之圓錐形狀的突起之高度作測定的突起之高度測定裝置，其特徵為，具備有：攝像手段，係將包含有成為測定對象之前述突起的前述工件表面上之區域，從仰角之方向來進行攝像；和突起區域抽出手段，係根據藉由前述攝像步驟所攝像之畫像中的亮度值，而將前述畫像中之區域分成明部區域、暗部區域、中間部區域，並藉由在前述明部區域、暗部區域、中間部區域中，將經由前述明部區域與暗部區域所構成之區域，視為對應於前述突起之突起區域，並將經由前述中間部區域所構成之區域，視為對應於前述工件之工件區域，而將前述突起區域從前述畫像中抽出；和直徑母線測定手段，係測定出對應於藉由前述突起區域手段所抽出之前述突起區域的底面直徑部分之直徑對應部的長度，和對應於前述突起區域之母線部分的母線對應部之長度；和高度演算手段，係根據前述直徑對應部之長度、和前述母線對應部之長度、和前述仰角，而演算出前述突起之高度。

若藉由此，則就算是在經由對畫像攝像時所使用之照明光的反射，而使得突起之頂部發光而被攝像的情況時，經由將所攝像之畫像中的區域分成明部區域、暗部區域、中間部區域，並將經由明部區域與暗部區域所構成之畫像中的區域視為突起區域，而將中間部區域視為工件區域，能夠將突起區域正確地抽出，藉由此，能夠以良好精確度來演算突起之高度。

為了解決上述課題，申請專利範圍第6項所記載之發明，係在申請專利範圍第5項所記載之突起之高度測定裝置中，具備有以下特徵：前述突起區域抽出手段，係在將經由前述明部區域與前述暗部區域所構成之區域，視為對應於前述突起之突起區域，並將經由前述中間部區域所構成之區域，視為對應於前述工件之工件區域後，藉由對於前述突起區域進行膨脹處理、以及收縮處理，而將前述突起區域從前述畫像中而抽出。

若藉由此，則就算是在經由對畫像攝像時所使用之照明光的反射，而使得突起之頂部發光而被攝像的情況時，經由將所攝像之畫像中的區域分成明部區域、暗部區域、中間部區域，並在將經由明部區域與暗部區域所構成之畫像中的區域視為突起區域，而將中間部區域視為工件區域後，對於被視為突起區域之明部區域進行膨脹處理、收縮處理，而能夠將突起區域正確地抽出，藉由此，能夠以更為良好精確度來演算突起之高度。

為了解決上述課題，申請專利範圍第7項所記載之發 明，係為一種對被形成於工件表面上之圓錐形狀的突起之高度作測定的突起之高度測定裝置，其特徵為，具備有：攝像手段，係將包含有成為測定對象之前述突起的前述工件表面上之區域，從仰角之方向來進行攝像；和突起區域抽出手段，係根據藉由前述攝像手段所攝像之畫像中的亮度值，而將前述畫像中之區域分成明部區域、暗部區域、中間部區域，並藉由在前述明部區域、前述暗部區域、前述中間部區域中，將經由前述明部區域與前述暗部區域所構成之區域，視為對應於前述突起之突起區域，並將經由前述中間部區域所構成之區域，視為對應於前述工件之工件區域，而將前述突起區域從前述畫像中抽出；和直徑母線測定手段，係測定出對應於藉由前述突起區域手段所抽出之前述突起區域的底面直徑部分之直徑對應部的長度，和對應於前述突起區域之母線部分的母線對應部之長度；和記憶手段，係預先記憶前述直徑對應部之規定值；和判定手段，係對於藉由前述直徑母線測定手段所測定之直徑對應部的長度，相對於前述所記憶之直徑對應部的規定值，是否落於預先所訂定之範圍內一事作判定；和決定手段，係當藉由前述判定手段而判定前述所測定之直徑對應部的長度係並非落於前述預先所訂定之範圍內的情況時，將前述所記憶之直徑對應部的規定值，決定為演算前述突起之高度時所使用之演算值；和高度演算手段，係根據藉由前述決定手段所決定之演算值、和前述母線對應部之長度、和前述仰角，而演算出前述突起之高度。

若藉由此，則就算是在經由對畫像攝像時所使用之照明光的反射，而使得突起之頂部發光而被攝像的情況時，經由將所攝像之畫像中的區域分成明部區域、暗部區域、中間部區域，並將經由明部區域與暗部區域所構成之畫像中的區域視為突起區域，而將中間部區域視為工件區域，能夠將突起區域正確地抽出，藉由此，能夠以良好精確度來演算突起之高度。

進而，藉由對於所測定之直徑對應部的長度，相對於預先所記憶之直徑對應部的長度(規定值)，是否落於預先所訂定之範圍內一事作判定，並當判定所測定之直徑對應部的長度係並非落於預先所訂定之範圍內的情況時，將預先所記憶之直徑對應部的長度(規定值)，決定為演算突起之高度時所使用之直徑對應部的長度(演算值)，由於能夠因應於所測定之直徑對應部的長度，而在對突起之高度作演算時使用最適當的值，因此，係能夠以良好精確度來演算突起之高度。

為了解決上述課題，申請專利範圍第8項所記載之發明，係在申請專利範圍第7項所記載之突起之高度測定裝置中，具備有以下特徵：前述決定手段，當藉由前述判定手段而判定前述所測定之直徑對應部的長度係落於前述預先所訂定之範圍內的情況時，係將前述所測定之直徑對應部的長度，決定為演算前述突起之高度時所使用的演算值。

若藉由此，則藉由對於所測定之直徑對應部的長度， 相對於預先所記憶之直徑對應部的長度(規定值)，是否落於預先所訂定之範圍內一事作判定，並當判定所測定之直徑對應部的長度係落於預先所訂定之範圍內的情況時，將所測定之直徑對應部的長度，決定為演算突起之高度時所使用之直徑對應部的長度(演算值)，由於能夠因應於所測定之直徑對應部的長度，而在對突起之高度作演算時使用最適當的值，因此，係能夠以良好精確度來演算突起之高度。

若藉由本發明，則就算是在經由對畫像攝像時所使用之照明光的反射，而使得突起之頂部發光而被攝像的情況時，經由將所攝像之畫像中的區域分成明部區域、暗部區域、中間部區域，並將經由明部區域與暗部區域所構成之畫像中的區域視為突起區域，而將中間部區域視為工件區域，能夠將突起區域正確地抽出，藉由此，能夠以良好精確度來演算突起之高度。

進而，藉由對於所測定之直徑對應部的長度，相對於預先所記憶之直徑對應部的長度(規定值)，是否落於預先所訂定之範圍內一事作判定，並當判定所測定之直徑對應部的長度係並非落於預先所訂定之範圍內的情況時，將預先所記憶之直徑對應部的長度(規定值)，決定為演算突起之高度時所使用之直徑對應部的長度(演算值)，由於能夠因應於所測定之直徑對應部的長度，而在對突起之 高度作演算時使用最適當的值，因此，係能夠以良好精確度來演算突起之高度。

以下，使用圖面，對本發明之最佳形態作說明。

本實施形態，係展示經由突起之高度測定裝置而對被形成於工件表面之圓錐形狀的突起之高度作測定的情況之其中一例。

〔突起之高度測定裝置〕

首先，針對本實施形態之突起之高度測定裝置，使用圖1而作概念性說明。

圖1，係為展示本實施形態之突起之高度測定裝置的概略圖。

如圖1所示一般，在本實施形態中之突起之高度測定裝置1中，係對包含有成為測定對象之突起11的工件12表面上之區域，從仰角之方向來進行攝像，並根據所攝像之畫像中的亮度值，而將畫像中之區域分為明部區域、暗部區域、中間部區域。接下來，將經由明部區域與暗部區域所構成之區域，視為對應於突起11之突起區域，並將經由中間部區域所構成之區域，視為對應於工件12之工件區域，而後，對於突起區域，施加膨脹處理、以及收縮處理，藉由此，將突起區域從畫像中抽出。接下來，測定對應於所抽出之突起區域的底面直徑部分之直徑對應部的 長度，和對應於突起區域之母線部分的母線對應部之長度，並判定所測定之直徑對應部的長度，相對於預先所記憶之直徑對應部的規定值，是否落在預先所訂定之範圍內。接下來，當判定所測定之直徑對應部的長度係並非落於預先所訂定之範圍內時，將所記憶之直徑對應部的規定值，決定為在演算突起之高度時所使用的演算值，並根據該演算值、和母線對應部之長度、和仰角，而演算出突起之高度。

〔突起之高度測定裝置的構成以及功能〕

接下來，參考圖1乃至圖2，對構成本實施形態之突起之高度測定裝置的各部之構造以及功能作說明。圖2，係為展示突起之高度測定裝置的控制處理部中之概要構成的區塊圖。

如圖1所示一般，該突起之高度測定裝置1，其構成係包含有畫像取得部2、和控制處理部3。

(畫像取得部2)

首先，針對畫像取得部2作說明。畫像取得部2，係為對包含有成為測定對象之突起11的工件12表面上之特定區域作攝像的部分。

畫像取得部2，係藉由攝像機21、照明22、X軸平台23、Y軸平台24、移動平台25所構成。

攝像機21，係作為用以對工件12表面上之特定區域 作攝像的攝像手段而起作用者。攝像機21，係並未被特別限定，而可以使用區域感測攝像機、線狀感測器等，但是，在本實施形態中，係針對使用線狀感測器攝像機的情況，而於以下作說明。於此，藉由該攝像機21所攝像之方向，係如同於圖中之虛線所示，為朝向斜下方，並將攝像機21之視野，設為視野區域E。該視野區域E，係為一面受到由位置於上方之照明22所致的照明，一面從具有仰角θ之方向而被攝像的區域。

照明22，係為在藉由攝像機21而對包含有成為測定對象之突起11的工件12表面上之特定區域作攝像時，用以對視野區域E進行照明者。其係以成為與攝像機21一同移動，並恆常對視野區域E作照明的方式而被配置。照明22，例如，係可使用線狀照明、環狀照明、半球狀照明等，特別是，係以使用難以產生突起11之陰影，而能在工件12之表面與突起11處得到明暗對比者為理想。

X軸平台23、Y軸平台24、移動平台25，係當攝像機21對包含有成為測定對象之突起11的工件12的表面上之特定區域作攝像時，用以使攝像機21之位置、工件12之位置移動者。具體而言、X軸平台23，係為用以使攝像機21在圖之X軸方向(主掃瞄方向)上移動者，Y軸平台24，係為用以使移動平台25在圖之Y軸方向(副掃瞄方向)上移動者。藉由使用X軸平台23、Y軸平台24而使攝像機21之位置、工件12之位置移動，能夠使前述之視野區域E在工件12之全區域上移動，而成為能夠 藉由攝像機21來對工件12之全面作攝像。

(控制處理部3)

接下來，針對控制處理部3作說明。控制處理部3，係為對畫像取得部2之動作作管理，並使用經由畫像取得部12所取得之畫像，來對突起11之高度作演算的部分。

控制處理部3，係如圖2所示，藉由輸入部31；顯示部32；作為記憶手段之記憶部33；外部機器連接部34；以及作為突起區域抽出手段、直徑母線測定手段、判定手段、決定手段、高度演算手段之控制部35所構成。

輸入部31，係為未圖示之鍵盤等所具備的數字鍵等之操作鍵等，並產生對應於將直徑對應部之長度預先作記憶的情況時等之該當操作的輸入資訊，而輸出至控制部35。

顯示部32，係顯示藉由畫像取得部2所取得之畫像資訊等。

記憶部33，係作為當將直徑對應部之長度預先作記憶的情況等時之記憶手段而起作用。在將應顯示於顯示部32之資訊作積蓄記憶，並因應於需要而作為積蓄資訊來輸出至控制部35的同時，若是藉由在輸入部31中之操作而使得該應被顯示的資訊被輸入/更新，則將該被更新之資訊，經由控制部35，作為積蓄資訊而接收，並積蓄記憶於所指定的位址中。

外部機器連接部34，係在與畫像取得部2之間收訊有資訊時，將通訊資訊作收訊，並輸出至控制部35，或是在 使用攝像機21而對工件12表面上之特定區域作攝像時，為了使攝像機21之位置移動，而對X軸平台23、Y軸平台24送訊對位資訊者。

控制部35，係作為突起區域抽出手段、直徑母線測定手段、判定手段、決定手段、高度演算手段而起作用。具體而言，係為抽出突起區域(突起區域抽出手段)，並對對應於所抽出之突起區域的底面直徑部分之直徑對應部的長度，和對應於突起區域之母線部分的母線對應部之長度作測定(直徑母線測定手段)，而判定直徑對應部之長度是否落於預先所記憶之特定的範圍內(判定手段)，並決定在演算突起之高度時所使用之直徑對應部的長度(決定手段)，而演算出突起之高度(高度演算手段)的部分。進而，亦使用上述之通訊資訊、輸入資訊、以及記憶資訊，而產生應顯示於顯示部32之顯示資訊，並輸出至顯示部32，使其實行必要之顯示，或是產生上述通訊資訊，並經由外部機器連接部34而進行對畫像取得部之通訊。

〔突起之高度測定處理〕

接下來，使用圖3之流程圖，對突起之高度測定裝置中的突起之高度測定處理作說明。

圖3，係為展示突起之高度測定裝置中的突起之高度測定處理的流程圖。

首先，對包含有成為測定對象之突起的工件表面上之區域，從仰角之方向來進行攝像(攝像步驟)(步驟 S11)。

圖4，係為當藉由攝像機而對工件表面上之特定區域作攝像時的圖。

具體而言，如圖4所示一般，使用攝像機21，而從仰角之方向來對工件12表面上之特定區域作攝像。例如，如圖所示，仰角θ，係為在立於攝像機21之攝像面的中心位置之法線與工件12之表面間的角度。

於此，仰角θ之下限值θ 1，係作為在對工件12之表面上的複數之突起11作攝像時，會使複數之突起11相互產生重疊而被攝像的臨限角度而被定義。圖5，係為展示下限值θ 1之側面圖。如圖所示，針對相鄰接之一對的突起11a與11b，將突起11a之底面的輪廓位置與突起11b之頂點位置相連接的虛線，與工件12之表面所成的角度，係相當於下限值θ 1。

圖6(a)，係為展示當仰角θ為下限值θ 1以上時之突起11a與11b的圖，圖6(b)，係為展示當仰角θ係為下限值θ 1以下時之突起11a與11b的圖。另外，圖6(a)(b)之突起11a與11b中所示的縱線與橫線，係為用以將圓錐形狀明確化而記載者。

在仰角θ係為下限值θ 1以上的情況時，係如圖6(a)所示一般，突起11a與突起11b係可不會相互產生重疊地被攝像。在仰角θ係為下限值θ 1以下的情況時，係如圖6(b)所示一般，由於突起11與突起11b係會相互產生重疊地被攝像，因此會變得無法將各個的突起作為 各別之區域而辨識出來。

另一方面，仰角θ之上限值θ 2，係當將各個的突起11假定為圓錐時，作為構成突起11之圓錐的母線與工件12之表面間所成的角度而被定義。圖7，係為展示上限值θ 2之側面圖，圖8(a)，係為展示當仰角θ為上限值θ 2以上時之突起11的圖，圖8(b)，係為展示當仰角θ為上限值θ 2以下時之突起11的圖。另外，在圖8(a)(b)之突起11中所示的縱線與橫線，係為用以將圓錐形狀明確化而記載者。

當仰角θ係為上限值以上的情況時，係如圖8(a)所示，突起11之頂點部分，係被埋入至突起11的內部，而成為無法辨識出對應於突起11之頂點位置的點。當仰角θ係為上限值以下的情況時，係如圖8(b)所示，由於對應於突起11a之頂點部分的點，係出現在突起11的輪廓線上，因此係成為能夠將其辨識出來。

圖9，係為展示經由攝像機21所攝像之畫像的概略圖。

在經由攝像機21而對工件12表面上的特定區域作攝像後的畫像中，係被攝像有突起區域41與工件區域42。此時，經由在對畫像作攝像時所使用的照明22之光的反射，突起區域之頂部43係在發光的狀態下被攝像。

接下來，根據所攝像之畫像中的亮度值，將畫像中之區域分為明部區域、暗部區域、中間部區域，並將經由明部區域與暗部區域所構成之區域，視為對應於突起之突起 區域，將經由中間部區域所構成之區域，視為對應於工件之工件區域，而後，對於突起區域，施加膨脹處理、以及收縮處理，藉由此，將突起區域從畫像中抽出(突起區域抽出步驟)(步驟S12)。

首先，根據所攝像之畫像中的亮度值，將畫像中之區域分為明部區域、暗部區域、中間部區域，並在明部區域、暗部區域、中間部區域中，將經由明部區域與暗部區域所構成之區域，視為對應於突起之突起區域，將經由中間部區域所構成之區域，視為對應於工件之工件區域(二值化處理)。

具體而言，係對於圖9中所示之畫像進行二值化處理。二值化處理，係為產生畫像之直方圖，並根據其與特定臨限值間之大小關係，在較特定之臨限值為更大的像素中，例如係賦予像素值1，而在特定之臨限值以下的像素中，例如係賦予像素值0的處理。

如圖10所示一般，將進行二值化處理時之臨限值，例如設定為70、220的2個。而後，根據畫像中之亮度值，將畫像中之區域，分為70以下(暗部區域)、70~220(中間部區域)、220~255(明部區域)。

圖11(a)，係為進行了二值化處理之後的畫像之概略圖。

在如上述一般而將畫像中之區域分為明部區域(相當於突起區域之頂部43的部分)、暗部區域(相當於突起區域之除去頂部以外的部分44之部分)、中間部區域 (相當於工件區域42之部分)之後，在明部區域與暗部區域中，例如賦予像素值1，而在中間部區域中，賦予像素值0。

如此這般，係成為將畫像分為：經由明部區域(相當於突起區域之頂部43的部分)與暗部區域(相當於突起區域之除去頂部以外的部分44之部分)所構成的畫像中之區域(例如賦予有像素值1之區域)、和經由中間部區域(相當於工件區域42之部分)所構成之畫像中的區域(例如被賦予有像素值0的區域)，並藉由將經由明部區域(相當於突起區域之頂部43的部分)與暗部區域(相當於突起區域之除去頂部以外的部分44之部分)所構成的畫像中之區域(例如賦予有像素值1之區域)，視為突起區域41，而將經由中間部區域(相當於工件區域42之部分)所構成之畫像中的區域(例如被賦予有像素值0的區域)，視為工件區域42，就算是經由在對畫像作攝像時所使用的照明之光的反射而使得突起之頂部成為發光狀態而被攝像的情況時，亦能夠正確地抽出突起區域41，藉由此，能夠以良好精確度來對突起之高度作演算。

接下來，藉由對突起區域進行膨脹處理、以及收縮處理(填埋處理)，而將突起區域從畫像中抽出。

具體而言，係對二值化處理後之畫像的突起區域進行膨脹處理、以及收縮處理(填埋處理)。經由對二值化處理後之畫像的突起區域進行膨脹處理、以及收縮處理(填埋處理)，明部區域與暗部區域間之邊界係被消除，而能 夠得到如圖11(b)所示一般的畫像。如此這般，在進行了二值化處理後，經由進行填埋處理，而能夠更為正確地將突起區域抽出，藉由此，能夠以更為良好的精確度來演算出突起之高度。

接下來，對對應於所抽出之突起區域的底面直徑部分之直徑對應部的長度，與對應於突起區域之母線部分的母線對應部之長度作測定(步驟S13)。

圖12，係為對突起區域之直徑對應部與母線對應部作說明之圖。

如圖12所示一般，針對所抽出之突起區域，辨識出3個的輪廓線C1、C2、C3與3個的點Q0、Q1、Q2。當成為測定對象之突起11係為圓錐形狀的情況時，在將所抽出之突起區域的「對應於突起11之底面直徑部分的部分」辨識為直徑對應部的同時，將突起區域41上之「對應於突起之母線部分之部分，」辨識為母線對應部，而測定出直徑對應部之長度D與母線對應部之長度L。

若是突起11係為完全的圓錐形狀，則輪廓線C1、C2係成為對應於圓錐之母線，而輪廓線C3係成為對應於圓錐之底面的圓周部分。故而，連接圖之輪廓線上的點Q1、Q2之線52，係成為「對應於突起11之底面直徑部分的部分」(以下，稱為直徑對應部52)。又，通過此線52之終點Q3，而連接圖之尖點Q0與輪廓線C3上之點Q4的線51，係與輪廓線C1、C2同樣，對應於圓錐之母線。亦即是，連接點Q0、Q4之線51，係成為「對應於突 起之母線部分的部分」(以下，稱為母線對應部51)。

接下來，將直徑對應部之規定值預先作記憶(記憶步驟)(步驟S14)。

將突起之直徑對應部的長度(規定值)預先作設定，而後，根據此直徑對應部之規定值，而決定在實際對突起之高度作演算時所使用的直徑對應部之長度。

接下來，判定所測定之直徑對應部的長度，相對於預先所記憶之直徑對應部的規定值，是否落在預先所訂定的範圍之內(判定步驟)(步驟S15)。

所謂預先所訂定之範圍內，係指當所測定之直徑對應部的長度，相對於預先所記憶之直徑對應部的規定值，例如係為±20%左右的長度時之情況。

接下來，當判定所測定之直徑對應部的長度係並非落於預先所訂定之範圍內時(步驟S15：NO)，將所記憶之直徑對應部的規定值，決定為在演算突起之高度時所使用的演算值(決定步驟)(步驟S16)。

當判定所測定之直徑對應部的長度係並非落於預先所訂定之範圍內時，則由於係無法將所測定之直徑對應部的長度，判斷為在測定時被適當地測定者，因此，在對突起之高度作演算時，係並不使用所測定之直徑對應部的長度，而將所記憶之直徑對應部的規定值，作為在演算突起之高度時所使用者。藉由此，就算是在測定時並未將直徑對應部適切地作測定的情況時，亦能夠以良好精確度來對突起之高度作演算。

另一方面，當判定所測定之直徑對應部的長度係落於預先所訂定之範圍內時(步驟S15：YES)，則將所測定之直徑對應部的規定值，決定為在演算突起之高度時所使用的演算值(決定步驟)(步驟S17)。

當判定所測定之直徑對應部的長度係落在預先所訂定之範圍內的情況時，則由於係能夠將所測定之直徑對應部的長度，判斷為在測定時被適當地測定者，因此，將所測定之直徑對應部的規定值，作為在演算突起之高度時所使用者。藉由此，能夠以良好精確度來演算出突起的高度。

接下來，根據所決定之演算值、和母線對應部之長度、以及仰角，而演算出突起之高度(高度演算步驟)(步驟S18)。

圖13，係為展示在藉由攝像機而進行了攝像後，對突起之高度作演算時之演算的原理之側面圖。

當攝像機21係為線狀感測器攝像機的情況時，使攝像機21在X軸方向(圖13之垂直於紙面的方向)以及Y軸方向作掃瞄所得到的畫像，係成為由平行於工件12之表面的平面所成之投影面61上的投影像。當攝像機21位置於圖之點P1的位置時，雖然係僅能夠進行突起11之頂點附近的攝像，但是，若是使此攝像機21沿著投影面61，而從點P1之位置起移動至P2之位置為止，則成為能夠將突起11從頂點起直到底部為止而作掃瞄。

於圖12中所示之直徑對應部52的長度D，雖係相等於實際之突起11的底面之直徑，但是母線對應部51之長 度L，由於係依存於畫像之被攝像的角度(仰角θ)，因此係並不會成為相等於實際之突起11的母線之長度。於此，如上述一般，突起區域41之母線對應部的長度L，係成為於圖13中所示之投影面61上的點P1~P2之距離。

接下來，針對根據直徑對應部之長度(演算值)D、母線對應部之長度L、以及仰角θ，而演算出突起11之高度h的方法作說明。

於此，如圖13所示，若是考慮一三角形ABC，則AC=h，若是將構成實際之突起11的底面之圓的半徑設為r，則BC=L-r，藉由AC=Bctan θ，可以得到h=(L-r)tan θ的數式。藉由此式，能夠演算出突起11之高度h。故而，藉由將直徑對應部之長度(演算值)、和母線對應部之長度、以及仰角θ代入上述之式中，而演算出突起之高度。

如以上所說明一般，就算是在經由對畫像攝像時所使用之照明光的反射，而使得突起之頂部發光而被攝像的情況時，經由將所攝像之畫像中的區域分成明部區域、暗部區域、中間部區域，並在將經由明部區域與暗部區域所構成之畫像中的區域視為突起區域，而將中間部區域視為工件區域後，對於被視為突起區域之明部區域進行膨脹處理、收縮處理，而能夠將突起區域正確地抽出，藉由此，能夠以更為良好精確度來演算突起之高度。

進而，藉由對於所測定之直徑對應部的長度，相對於 預先所記憶之直徑對應部的長度(規定值)，是否落於預先所訂定之範圍內一事作判定，並當判定所測定之直徑對應部的長度係並非落於預先所訂定之範圍內的情況時，將預先所記憶之直徑對應部的長度(規定值)，決定為演算突起之高度時所使用之直徑對應部的長度(演算值)，由於能夠因應於所測定之直徑對應部的長度，而在對突起之高度作演算時使用最適當的值，因此，係能夠以良好精確度來演算突起之高度。

另外，在本實施形態中，雖係根據將成為測定對象之突起設為圓錐形狀之假定，但是，在食用上，係並不一定僅限定為對圓錐狀之突起作測定者。例如，當突起之形狀係為四角錐狀時，若是從四角錐之正面方向來進行攝像，則能夠適用與前述之手法完全相同的手法。又，針對半球狀之突起等，只要可以容許產生某種程度的誤差，則亦能夠適用本發明之測定方法。此時，係可將突起區域之橫方向的最大寬幅設為D，將縱方向之最大寬幅設為L，並使用上述之式，而能夠求取出高度h。

1‧‧‧突起之高度測定裝置

2‧‧‧畫像取得部

3‧‧‧控制處理部

11、11a、11b‧‧‧突起

12‧‧‧工件

21‧‧‧攝像機

22‧‧‧照明

23‧‧‧X軸平台

24‧‧‧Y軸平台

25‧‧‧移動平台

31‧‧‧輸入部

32‧‧‧顯示部

33‧‧‧記憶部

34‧‧‧外部機器連接部

35‧‧‧控制部

41‧‧‧突起區域

42‧‧‧工件區域

43‧‧‧突起區域之頂部

44‧‧‧除去了突起區域之頂部後的部分

51‧‧‧母線對應部

52‧‧‧直徑對應部

61‧‧‧投影面

C1~C3‧‧‧輪廓線

D‧‧‧直徑對應部之長度

E‧‧‧視野區域

h‧‧‧突起之高度

L‧‧‧母線對應部之長度

P1~P2‧‧‧幾何學上之點

Q0~Q4‧‧‧突起區域上之點

r‧‧‧半徑

θ‧‧‧仰角

〔圖1〕展示本實施形態之突起之高度測定裝置的概略圖。

〔圖2〕係為展示突起之高度測定裝置的控制處理部中之概要構成的區塊圖。

〔圖3〕展示突起之高度測定裝置中的突起之高度測 定處理的流程圖。

〔圖4〕當藉由攝像機而對工件表面上之特定區域作攝像時的圖

〔圖5〕展示下限值之側面圖。

〔圖6〕(a)係為展示當仰角係為下限值以上時之突起的圖，(b)係為展示當仰角係為下限值以下時之突起的圖。

〔圖7〕展示上限值之側面圖。

〔圖8〕(a)係為展示當仰角係為上限值以上時之突起的圖，(b)係為展示當仰角係為上限值以下時之突起的圖。

〔圖9〕展示經由攝像機21所攝像之畫像的概略圖。

〔圖10〕展示進行二值化處理時之臨限值的圖。

〔圖11〕(a)係為進行了二值化處理後之畫像的概略圖，(b)係為進行了埋孔處理後之畫像的概略圖。

〔圖12〕對突起區域之直徑對應部與母線對應部作說明之圖。

〔圖13〕展示在藉由攝像機而進行了攝像後，對突起之高度作演算時之演算的原理之側面圖。

1‧‧‧突起之高度測定裝置

2‧‧‧畫像取得部

3‧‧‧控制處理部

11‧‧‧突起

12‧‧‧工件

21‧‧‧攝像機

22‧‧‧照明

23‧‧‧X軸平台

24‧‧‧Y軸平台

25‧‧‧移動平台

E‧‧‧視野區域

Claims (9)

1. 一種突起之高度測定方法，係為對被形成於工件表面上之圓錐形狀的突起之高度作測定的突起之高度測定方法，其特徵為，具備有：攝像步驟，係將包含有成為測定對象之前述突起的前述工件表面上之區域，從仰角之方向來進行攝像；和突起區域抽出步驟，係根據藉由前述攝像步驟所攝像之畫像中的亮度值，而將前述畫像中之區域分成明部區域、暗部區域、中間部區域，並藉由在前述明部區域、暗部區域、中間部區域中，將經由前述明部區域與暗部區域所構成之區域，視為對應於前述突起之突起區域，並將經由前述中間部區域所構成之區域，視為對應於前述工件之工件區域，而將前述突起區域從前述畫像中抽出；和直徑母線測定步驟，係測定出對應於藉由前述突起區域抽出步驟所抽出之前述突起區域的底面直徑部分之直徑對應部的長度，和對應於前述突起區域之母線部分的母線對應部之長度；和高度演算步驟，係根據前述直徑對應部之長度、和前述母線對應部之長度、和前述仰角，而演算出前述突起之高度。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之突起之高度測定方法，其中，前述突起區域抽出步驟，係在將經由前述明部區域與前述暗部區域所構成之區域，視為對應於前述突起之突起區域，並將經由前述中間部區域所構成之區域， 視為對應於前述工件之工件區域後，藉由對於前述突起區域進行膨脹處理、以及收縮處理，而將前述突起區域從前述畫像中抽出。
3. 一種突起之高度測定方法，係為對被形成於工件表面上之圓錐形狀的突起之高度作測定的突起之高度測定方法，其特徵為，具備有：攝像步驟，係將包含有成為測定對象之前述突起的前述工件表面上之區域，從仰角之方向來進行攝像；和突起區域抽出步驟，係根據藉由前述攝像步驟所攝像之畫像中的亮度值，而將前述畫像中之區域分成明部區域、暗部區域、中間部區域，並藉由在前述明部區域、前述暗部區域、前述中間部區域中，將經由前述明部區域與前述暗部區域所構成之區域，視為對應於前述突起之突起區域，並將經由前述中間部區域所構成之區域，視為對應於前述工件之工件區域，而將前述突起區域從前述畫像中抽出；和直徑母線測定步驟，係測定出對應於藉由前述突起區域抽出步驟所抽出之前述突起區域的底面直徑部分之直徑對應部的長度，和對應於前述突起區域之母線部分的母線對應部之長度；和記憶步驟，係預先記憶前述直徑對應部之規定值；和判定步驟，係對於藉由前述直徑母線測定步驟所測定之直徑對應部的長度，相對於前述所記憶之直徑對應部的規定值，是否落於預先所訂定之範圍內一事作判定；和 決定步驟，係當藉由前述判定步驟而判定前述所測定之直徑對應部的長度係並非落於前述預先所訂定之範圍內的情況時，將前述所記憶之直徑對應部的規定值，決定為演算前述突起之高度時所使用之演算值；和高度演算步驟，係根據藉由前述決定步驟所決定之演算值、和前述母線對應部之長度、和前述仰角，而演算出前述突起之高度。
4. 如申請專利範圍第3項所記載之突起之高度測定方法，其中，前述決定步驟，當藉由前述判定手段而判定前述所測定之直徑對應部的長度係落於前述預先所訂定之範圍內的情況時，係將前述所測定之直徑對應部的長度，決定為演算前述突起之高度時所使用的演算值。
5. 一種突起之高度測定裝置，係為對被形成於工件表面上之圓錐形狀的突起之高度作測定的突起之高度測定裝置，其特徵為，具備有：攝像手段，係將包含有成為測定對象之前述突起的前述工件表面上之區域，從仰角之方向來進行攝像；和突起區域抽出手段，係根據藉由前述攝像手段所攝像之畫像中的亮度值，而將前述畫像中之區域分成明部區域、暗部區域、中間部區域，並藉由在前述明部區域、暗部區域、中間部區域中，將經由前述明部區域與暗部區域所構成之區域，視為對應於前述突起之突起區域，並將經由前述中間部區域所構成之區域，視為對應於前述工件之工件區域，而將前述突起區域從前述畫像中抽出；和 直徑母線測定手段，係測定出對應於藉由前述突起區域抽出手段所抽出之前述突起區域的底面直徑部分之直徑對應部的長度，和對應於前述突起區域之母線部分的母線對應部之長度；和高度演算手段，係根據前述直徑對應部之長度、和前述母線對應部之長度、和前述仰角，而演算出前述突起之高度。
6. 如申請專利範圍第5項所記載之突起之高度測定裝置，其中，前述突起區域抽出手段，係在將經由前述明部區域與前述暗部區域所構成之區域，視為對應於前述突起之突起區域，並將經由前述中間部區域所構成之區域，視為對應於前述工件之工件區域後，藉由對於前述突起區域進行膨脹處理、以及收縮處理，而將前述突起區域從前述畫像中抽出。
7. 一種突起之高度測定裝置，係為對被形成於工件表面上之圓錐形狀的突起之高度作測定的突起之高度測定裝置，其特徵為，具備有：攝像手段，係將包含有成為測定對象之前述突起的前述工件表面上之區域，從仰角之方向來進行攝像；和突起區域抽出手段，係根據藉由前述攝像手段所攝像之畫像中的亮度值，而將前述畫像中之區域分成明部區域、暗部區域、中間部區域，並藉由在前述明部區域、前述暗部區域、前述中間部區域中，將經由前述明部區域與前述暗部區域所構成之區域，視為對應於前述突起之突起 區域，並將經由前述中間部區域所構成之區域，視為對應於前述工件之工件區域，而將前述突起區域從前述畫像中抽出；和直徑母線測定手段，係測定出對應於藉由前述突起區域抽出手段所抽出之前述突起區域的底面直徑部分之直徑對應部的長度，和對應於前述突起區域之母線部分的母線對應部之長度；和記憶手段，係預先記憶前述直徑對應部之規定值；和判定手段，係對於藉由前述直徑母線測定手段所測定之直徑對應部的長度，相對於被記憶於前述記憶手段之直徑對應部的規定值，是否落於預先所訂定之範圍內一事作判定；和決定手段，係當藉由前述判定手段而判定前述所測定之直徑對應部的長度係並非落於前述預先所訂定之範圍內的情況時，將記憶於前述記憶手段之直徑對應部的規定值，決定為演算前述突起之高度時所使用之演算值；和高度演算手段，係根據藉由前述決定手段所決定之演算值、和前述母線對應部之長度、和前述仰角，而演算出前述突起之高度。
8. 如申請專利範圍第7項所記載之突起之高度測定裝置，其中，前述決定手段，當藉由前述判定手段而判定前述所測定之直徑對應部的長度係落於前述預先所訂定之範圍內的情況時，係將前述所測定之直徑對應部的長度，決定為演算前述突起之高度時所使用的演算值。
9. 一種突起之高度測定程式，其特徵為：係在電腦上實行，並使其發揮功能而成為如申請專利範圍第5項或第7項中所記載之突起之高度測定裝置。