JP4827431B2 - Three-dimensional measuring device and substrate inspection device - Google Patents
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Description
本発明は、計測対象物の三次元形状等を計測する三次元計測装置及び当該三次元計測装置を備える基板検査装置に関するものである。 The present invention relates to a three-dimensional measurement apparatus that measures a three-dimensional shape or the like of a measurement object and a substrate inspection apparatus that includes the three-dimensional measurement apparatus.
一般に、プリント基板は、ガラスエポキシ樹脂からなるベース基板の上に電極パターンを具備し、表面がレジスト膜によって保護されている。前記プリント基板上に電子部品を実装する場合、まず電極パターン上のレジスト膜による保護がされていない所定位置にクリームハンダが印刷される。次に、該クリームハンダの粘性に基づいてプリント基板上に電子部品が仮止めされる。その後、前記プリント基板がリフロー炉へ導かれ、所定のリフロー工程を経ることでハンダ付けが行われる。昨今では、リフロー炉に導かれる前段階においてクリームハンダの印刷状態を検査する必要があり、かかる検査に際して三次元計測装置が用いられることがある。 Generally, a printed circuit board has an electrode pattern on a base substrate made of glass epoxy resin, and the surface is protected by a resist film. When an electronic component is mounted on the printed board, cream solder is first printed at a predetermined position that is not protected by a resist film on the electrode pattern. Next, the electronic component is temporarily fixed on the printed circuit board based on the viscosity of the cream solder. Thereafter, the printed circuit board is guided to a reflow furnace, and soldering is performed through a predetermined reflow process. In recent years, it is necessary to inspect the printed state of cream solder in the previous stage of being guided to a reflow furnace, and a three-dimensional measuring device is sometimes used for such inspection.
近年、光を用いたいわゆる非接触式の三次元計測装置が種々提案されている。例えば、位相シフト法を用いた三次元計測装置においては、照射手段によって、可視光を光源とした縞状の光強度分布を有する光パターンを被測定物(この場合プリント基板)に照射する。そして、CCDカメラによって被測定物を撮像し、得た画像から前記光パターンの縞の位相差を解析することで、クリームハンダの三次元形状、特に高さが計測される。 In recent years, various so-called non-contact type three-dimensional measuring apparatuses using light have been proposed. For example, in a three-dimensional measurement apparatus using a phase shift method, an object to be measured (in this case, a printed circuit board) is irradiated with a light pattern having a striped light intensity distribution using visible light as a light source. Then, the object to be measured is imaged by a CCD camera, and the three-dimensional shape, particularly the height of the cream solder is measured by analyzing the phase difference of the stripes of the light pattern from the obtained image.
ところが、プリント基板上のクリームハンダの印刷部分の周囲(以下、背景領域という)の色は様々である。これは、ガラスエポキシ樹脂やレジスト膜に種々の色が使用されるためである。そして、例えば黒色などの比較的暗い色の背景領域では、CCDカメラによる撮像に基づく画像データのコントラストが小さくなってしまう。つまり、画像データ上、上記光パターンの明暗の差(輝度差)が小さくなってしまうのである。そのため、背景領域の高さの計測が困難となるおそれがある。本来であれば基板上に印刷されたクリームハンダの高さをより高精度で計測するためには、その基板内に高さ基準を採ることが望ましい。しかしながら、背景領域を高さ基準面として適正に利用できないため、その基板内に高さ基準を採ることができないといった不具合を生じるおそれがある。 However, the color around the printed portion of the cream solder on the printed circuit board (hereinafter referred to as the background region) varies. This is because various colors are used for the glass epoxy resin and the resist film. For example, in a relatively dark background area such as black, the contrast of image data based on imaging by a CCD camera is reduced. That is, the light / dark difference (luminance difference) of the light pattern is reduced in the image data. Therefore, it may be difficult to measure the height of the background area. Originally, in order to measure the height of the cream solder printed on the substrate with higher accuracy, it is desirable to take a height reference in the substrate. However, since the background area cannot be properly used as the height reference plane, there is a possibility that a height reference cannot be taken in the substrate.
これを解決するための手法として、撮像条件を切り換えて複数枚の画像を取り込み、当該複数枚の画像を合成して合成画像を用いて三次元計測を行う装置が考案されている。かかる技術においては、例えば撮像条件を32通りに切り替えて、複数枚の画像を取り込み、それらを合成することによって計測に最適な画像を生成し、所望の計測処理を実行している(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述した手法では、撮像条件を切り替えて複数枚の画像の合成処理を行うため、装置が複雑になりコストアップを招くおそれがある。また、予め設定された区画領域毎に規定の最大輝度条件を満足する区画領域画像を抽出し各区画領域画像を寄せ集めて一連の断面輪郭線部分像を含む合成画像を生成するため、合成処理に時間を要する結果となり、三次元計測に要する時間が著しく長くなってしまう。 However, in the above-described method, the imaging conditions are switched and a plurality of images are combined, which may complicate the apparatus and increase the cost. In addition, the composition processing is performed in order to generate a composite image including a series of cross-sectional contour partial images by extracting the partition area images satisfying the prescribed maximum luminance condition for each preset partition area and collecting the partition area images together. As a result, it takes time, and the time required for three-dimensional measurement is remarkably increased.
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、計測対象物の所定領域を高さ基準面として適正に利用可能であって、しかも、簡素化によりコストを低減させると共に三次元計測に要する時間の短縮化を図ることのできる三次元計測装置及び基板検査装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to appropriately use a predetermined area of the measurement object as a height reference plane, and to simplify the cost. An object of the present invention is to provide a three-dimensional measuring apparatus and a substrate inspection apparatus that can reduce the time required for three-dimensional measurement while reducing the time.
以下、上記目的等を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果等を付記する。 In the following, each means suitable for solving the above-mentioned purpose will be described in terms of items. In addition, the effect etc. peculiar to the means to respond | correspond as needed are added.
手段1.検査の対象となる第1測定エリア及び当該第1測定エリアの高さ計測の基準となる第2測定エリアを有する計測対象物に対し、三次元計測用の光を、設定される照射強度で照射可能な照射手段と、
前記照射手段による前記光の照射に基づき、撮像を行う撮像手段と、
前記照射手段をして、前記第1測定エリアに応じた照射強度で前記光を照射させ、当該照射の前又は後に、前記第2測定エリアに応じた照射強度で前記光を照射させることが可能な制御手段とを備え、
前記撮像手段は、前記制御手段による照射ごとに撮像を行うよう構成されていることを特徴とする三次元計測装置。
Imaging means for performing imaging based on irradiation of the light by the irradiation means;
The irradiation means can be used to irradiate the light with an irradiation intensity corresponding to the first measurement area, and to irradiate the light with an irradiation intensity corresponding to the second measurement area before or after the irradiation. Control means,
The three-dimensional measuring apparatus, wherein the imaging unit is configured to perform imaging for each irradiation by the control unit.
手段1に記載の三次元計測装置では、照射手段が、計測対象物に対し、三次元計測用の光を、設定される照射強度で照射可能となっている。この計測対象物は、検査の対象となる第1測定エリア及び当該第1測定エリアの高さ計測の基準となる第2測定エリアを有する。なお、「照射強度」とは、照射手段としての光源の輝度であることが考えられる。また、照射対象面の明るさ、すなわち、照度であることが考えられる。以下の手段でも同様とする。そして、撮像手段が照射手段による光の照射に基づき撮像を行う。
In the three-dimensional measuring apparatus described in the
ここで特に手段1では、制御手段が、照射手段に、第1測定エリアに応じた照射強度で光を照射させ、当該照射の前又は後に、第2測定エリアに応じた照射強度で光を照射させることが可能となっている。そして、制御手段による各照射強度での光の照射ごとに撮像手段による撮像が行われる。
Particularly in the
例えば第1測定エリアの計測を目的とする撮像を行った場合、画像データ上、第2測定エリアにおいては、輝度が高すぎたり低すぎたりあるいは明暗の差(輝度差)が小さくなってしまうことがある。その場合、高さ計測の基準となる第2測定エリアを適正に利用できないため、計測対象物に高さ基準を採ることができないといった不具合を生じるおそれがある。 For example, when imaging is performed for the purpose of measuring the first measurement area, the luminance is too high or too low in the second measurement area, or the difference between light and darkness (luminance difference) becomes small in the image data. There is. In that case, since the second measurement area serving as a reference for height measurement cannot be appropriately used, there is a possibility that a problem that the height reference cannot be adopted for the measurement object may occur.
この点、手段1によれば、第1測定エリアについては当該第1測定エリアに応じた照射強度で光を照射し、第2測定エリアについてはそれとは別の当該第2測定エリアに応じた照射強度で光を照射することができる。従って、第2測定エリアに合わせた撮像に基づく三次元計測が可能となり、第2測定エリアを計測の基準として適正に利用できる。すなわち、計測対象物の所定領域を高さ基準面として適正に利用可能となる。
In this regard, according to the
また、第1測定エリアの計測を目的とする撮像及び第2測定エリアの計測を目的とする撮像をそれぞれ1回ずつ行う構成とすれば、計2回の撮像によって計測対象物の三次元計測が可能となる。したがって、装置を簡素化できコストを低減させることができる。また、三次元計測に要する時間の短縮化を図ることができる。 Further, if the imaging for the purpose of measuring the first measurement area and the imaging for the purpose of measuring the second measurement area are each performed once, three-dimensional measurement of the measurement object can be performed by a total of two times of imaging. It becomes possible. Therefore, the apparatus can be simplified and the cost can be reduced. In addition, the time required for three-dimensional measurement can be shortened.
なお、「第1測定エリアに応じた照射強度」、「第2測定エリアに応じた照射強度」は、前もって設定しておいても良いし、都度別途計測して求めても良い。また、「第1測定エリアに応じた照射強度」が既知であれば、「第1測定エリアに応じた照射強度」を前もって設定しておき、「第1測定エリアに応じた照射強度」による撮像の映像データを基に「第2測定エリアに応じた照射強度」を求めても良い。 The “irradiation intensity according to the first measurement area” and the “irradiation intensity according to the second measurement area” may be set in advance or may be separately measured and obtained each time. In addition, if the “irradiation intensity according to the first measurement area” is known, the “irradiation intensity according to the first measurement area” is set in advance, and imaging by “the irradiation intensity according to the first measurement area” is performed. "Irradiation intensity according to the second measurement area" may be obtained based on the video data.
また、計測対象物をプリント基板とすれば、上述した第1測定エリアは、クリームハンダが印刷されたハンダ領域であることが考えられる。また、第2測定エリアは、ハンダ領域以外の背景領域あるいは背景領域に設けられた領域であることが考えられる。背景領域は、計測対象物がプリント基板であれば、クリームハンダの印刷されていない電極パターンの部分であったり、ガラスエポキシ樹脂の部分であったり、レジスト膜の部分であったりすることが考えられる。以下の手段でも同様である。 Further, if the measurement object is a printed circuit board, the first measurement area described above can be a solder area on which cream solder is printed. Further, the second measurement area may be a background area other than the solder area or an area provided in the background area. If the object to be measured is a printed circuit board, the background region may be a portion of an electrode pattern where cream solder is not printed, a portion of glass epoxy resin, or a portion of a resist film. . The same applies to the following means.
手段2.検査の対象となる第1測定エリア及び当該第1測定エリアの高さ計測の基準となる第2測定エリアを有する計測対象物に対し、三次元計測用の光を、設定される照射強度で照射可能な照射手段と、
前記照射手段による前記光の照射に基づき、撮像を行う撮像手段と、
前記撮像手段による撮像に基づき、前記計測対象物の三次元計測を行う三次元演算手段と、
前記第2測定エリアと当該第2測定エリアに応じた前記照射強度との対応関係を記憶する記憶手段と、
前記照射手段をして、前記第1測定エリアに応じた照射強度で前記光を照射させ、当該照射の前又は後に、前記記憶手段に記憶された前記対応関係に基づき、前記第2測定エリアに応じた照射強度で前記光を照射させる制御手段とを備え、
前記撮像手段は、前記制御手段による各照射強度での前記光の照射ごとに撮像を行うよう構成されていることを特徴とする三次元計測装置。
Mean 2. 3D measurement light is irradiated with a set irradiation intensity to a measurement object having a first measurement area to be inspected and a second measurement area to be a height measurement reference of the first measurement area. Possible irradiation means;
Imaging means for performing imaging based on irradiation of the light by the irradiation means;
Three-dimensional calculation means for performing three-dimensional measurement of the measurement object based on imaging by the imaging means;
Storage means for storing a correspondence relationship between the second measurement area and the irradiation intensity according to the second measurement area;
The irradiation unit is configured to irradiate the light with an irradiation intensity corresponding to the first measurement area, and before or after the irradiation, based on the correspondence stored in the storage unit, the second measurement area Control means for irradiating the light with a corresponding irradiation intensity,
The three-dimensional measuring apparatus, wherein the imaging unit is configured to perform imaging for each irradiation of the light at each irradiation intensity by the control unit.
手段2に記載の三次元計測装置においても、照射手段が、計測対象物に対し、三次元計測用の光を、設定される照射強度で照射可能となっている。この計測対象物は、検査の対象となる第1測定エリア及び当該第1測定エリアの高さ計測の基準となる第2測定エリアを有する。そして、撮像手段が照射手段による光の照射に基づき撮像を行い、三次元演算手段によって、計測対象物の三次元計測が行われる。 Also in the three-dimensional measurement apparatus described in the means 2, the irradiation means can irradiate the measurement target with the light for three-dimensional measurement with the set irradiation intensity. The measurement object has a first measurement area to be inspected and a second measurement area to be a reference for height measurement of the first measurement area. And an imaging means images based on irradiation of the light by an irradiation means, and three-dimensional measurement of a measurement target is performed by a three-dimensional calculating means.
ここで特に手段2では、第2測定エリアと当該第2測定エリアに応じた照射強度との対応関係が、記憶手段に記憶されている。具体的には、第2測定エリアの色に基づいて照射強度との対応関係を記憶しておくことが考えられる。すなわち、第2測定エリアの色が第1測定エリアに比べて暗い色である場合には、画像データ上の輝度差が比較的小さくなるため、相対的に大きな照射強度を対応させる。一方、第2測定エリアの色が第1測定エリアに比べて明るい色である場合には、画像データ上の輝度値が飽和するおそれがあるため、相対的に小さな照射強度を対応させる。そして、制御手段は、照射手段に、第1測定エリアに応じた照射強度で光を照射させ、当該照射の前又は後に、記憶手段に記憶された対応関係に基づき、第2測定エリアに応じた照射強度で光を照射させる。ここで、制御手段による各照射強度での光の照射ごとに撮像手段による撮像が行われる。 Here, particularly in the means 2, the correspondence between the second measurement area and the irradiation intensity corresponding to the second measurement area is stored in the storage means. Specifically, it is conceivable to store a correspondence relationship with the irradiation intensity based on the color of the second measurement area. That is, when the color of the second measurement area is darker than that of the first measurement area, the luminance difference on the image data is relatively small, and therefore a relatively large irradiation intensity is associated. On the other hand, when the color of the second measurement area is brighter than that of the first measurement area, the luminance value on the image data may be saturated, so a relatively small irradiation intensity is associated. Then, the control unit causes the irradiation unit to irradiate light with the irradiation intensity corresponding to the first measurement area, and before or after the irradiation, according to the second measurement area based on the correspondence relationship stored in the storage unit. Irradiate light with irradiation intensity. Here, imaging by the imaging unit is performed for each irradiation of light at each irradiation intensity by the control unit.
手段2によれば、第2測定エリアと当該第2測定エリアに応じた照射強度との対応関係を記憶しておき、第1測定エリアに応じた照射強度での光の照射とは別に、第2測定エリアに応じた照射強度で光が照射される。したがって、第2測定エリアに合わせた撮像に基づく三次元計測が可能となり、第2測定エリアを計測の基準として適正に利用できる。すなわち、計測対象物の所定領域を高さ基準面として適正に利用可能となる。 According to the means 2, the correspondence relationship between the second measurement area and the irradiation intensity according to the second measurement area is stored, and separately from the light irradiation with the irradiation intensity according to the first measurement area, 2 Light is irradiated with an irradiation intensity corresponding to the measurement area. Therefore, three-dimensional measurement based on imaging in accordance with the second measurement area is possible, and the second measurement area can be appropriately used as a measurement reference. That is, the predetermined area of the measurement object can be appropriately used as the height reference plane.
また、第1測定エリアの計測を目的とする撮像に前後して、第2測定エリアの計測を目的とする撮像を1回だけ行う構成とすれば、計2回の撮像によって計測対象物の三次元計測が可能となる。したがって、装置を簡素化できコストを低減させることができる。また、三次元計測に要する時間の短縮化を図ることができる。 Further, if the imaging for the purpose of measuring the second measurement area is performed only once before and after the imaging for the measurement of the first measurement area, the tertiary of the measurement object is obtained by the imaging twice. Original measurement becomes possible. Therefore, the apparatus can be simplified and the cost can be reduced. In addition, the time required for three-dimensional measurement can be shortened.
手段3.検査の対象となる第1測定エリア及び当該第1測定エリアの高さ計測の基準となる第2測定エリアを有する計測対象物に対し、三次元計測用の光を、設定される照射強度で照射可能な照射手段と、
前記照射手段による前記光の照射に基づき、撮像を行う撮像手段と、
前記撮像手段による撮像に基づき、前記計測対象物の三次元計測を行う三次元演算手段と、
前記第2測定エリアと当該第2測定エリアに応じた前記照射強度との対応関係を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された対応関係に基づき、前記第2測定エリアに応じた照射強度を設定する設定手段と、
前記照射手段をして、前記第1測定エリアに応じた照射強度で前記光を照射させ、当該照射の前又は後に、前記設定手段にて設定される照射強度で前記光を照射させる制御手段とを備え、
前記撮像手段は、前記制御手段による各照射強度での前記光の照射ごとに撮像を行うよう構成されていることを特徴とする三次元計測装置。
Means 3. 3D measurement light is irradiated with a set irradiation intensity to a measurement object having a first measurement area to be inspected and a second measurement area to be a height measurement reference of the first measurement area. Possible irradiation means;
Imaging means for performing imaging based on irradiation of the light by the irradiation means;
Three-dimensional calculation means for performing three-dimensional measurement of the measurement object based on imaging by the imaging means;
Storage means for storing a correspondence relationship between the second measurement area and the irradiation intensity according to the second measurement area;
Setting means for setting an irradiation intensity according to the second measurement area based on the correspondence stored in the storage means;
Control means for causing the irradiation means to irradiate the light at an irradiation intensity corresponding to the first measurement area, and to irradiate the light at an irradiation intensity set by the setting means before or after the irradiation; With
The three-dimensional measuring apparatus, wherein the imaging unit is configured to perform imaging for each irradiation of the light at each irradiation intensity by the control unit.
手段3に記載の三次元計測装置も、上述した構成と基本的に同様となっている。したがって、上記三次元計測装置と同様の効果を奏する。 The three-dimensional measuring apparatus described in the means 3 is basically the same as the configuration described above. Therefore, the same effects as those of the three-dimensional measuring apparatus can be obtained.
特に手段3では、記憶手段に記憶された対応関係に基づき、設定手段によって、第2測定エリアに応じた照射強度が設定される。そして、制御手段は、照射手段に、第1測定エリアに応じた照射強度で光を照射させ、当該照射の前又は後に、設定手段にて設定される照射強度で光を照射させる。ここで、制御手段による各照射強度での光の照射ごとに撮像手段による撮像が行われる。設定手段は、記憶手段に記憶された対応関係に基づき、自動で照射強度を設定する手段としてもよいし、又は、作業者が手動で照射強度を設定する手段としてもよい。後者のような構成とすれば、照射強度の設定に関する自由度が大きくなり、作業者の経験などをいかした幅広い照射強度の設定が可能となる。 In particular, in the means 3, the irradiation intensity corresponding to the second measurement area is set by the setting means based on the correspondence stored in the storage means. Then, the control unit causes the irradiation unit to irradiate the light with the irradiation intensity corresponding to the first measurement area, and causes the light to be irradiated with the irradiation intensity set by the setting unit before or after the irradiation. Here, imaging by the imaging unit is performed for each irradiation of light at each irradiation intensity by the control unit. The setting means may be a means for automatically setting the irradiation intensity based on the correspondence stored in the storage means, or a means for the operator to manually set the irradiation intensity. With the latter configuration, the degree of freedom regarding the setting of the irradiation intensity is increased, and a wide range of irradiation intensity settings can be made using the operator's experience.
なお、作業者が手動で照射強度を設定する構成における設定手段の構成としては、次のようなものが考えられる。 As the configuration of the setting means in the configuration in which the operator manually sets the irradiation intensity, the following can be considered.
手段4.手段3に記載の三次元計測装置において、
情報表示を行うための表示画面を有する表示手段と、
情報入力を行うための入力手段とを備え、
前記設定手段は、前記対応関係を前記表示手段の前記表示画面に表示し、前記入力手段を介して前記表示画面に表示された前記対応関係が選択されると、当該選択された対応関係に基づき、前記照射強度を設定するよう構成されていることを特徴とする三次元計測装置。
Means 4. In the three-dimensional measuring apparatus according to means 3,
Display means having a display screen for displaying information;
Input means for inputting information,
The setting means displays the correspondence on the display screen of the display means, and when the correspondence displayed on the display screen is selected via the input means, the setting is based on the selected correspondence. A three-dimensional measuring apparatus configured to set the irradiation intensity.
手段4によれば、対応関係が表示手段の表示画面に表示され、入力手段を介して表示画面に表示された対応関係が選択されると、当該選択された対応関係に基づき、照射強度が設定される。したがって、作業者が手動で照射強度を設定する場合であっても、比較的容易な照射強度の設定が実現される。 According to the means 4, when the correspondence is displayed on the display screen of the display means and the correspondence displayed on the display screen is selected via the input means, the irradiation intensity is set based on the selected correspondence. Is done. Therefore, even when the operator manually sets the irradiation intensity, a relatively easy setting of the irradiation intensity is realized.
なお、表示手段は、CRTや液晶などの表示画面を有するディスプレイ装置として具現化することが考えられる。また、入力手段は、マウスなどのポインティングデバイスや、表示画面と一体になったタッチパネルとして具現化することが考えられる。以下の手段でも同様とする。 The display means may be embodied as a display device having a display screen such as a CRT or a liquid crystal. Further, the input means may be embodied as a pointing device such as a mouse, or a touch panel integrated with a display screen. The same applies to the following means.
手段5.手段1乃至4のいずれかに記載の三次元計測装置において、
前記第1測定エリアに応じた照射強度は、予め定められた照射強度であることを特徴とする三次元計測装置。
Means 5. In the three-dimensional measuring apparatus according to any one of
The three-dimensional measuring apparatus according to
例えば、第1測定エリアに応じた照射強度を自動又は手動で設定することも考えられる。もっとも、例えば第1測定エリアがクリームハンダの印刷されたハンダ領域である場合など、第1測定エリアがほぼ同様の色を呈するため、第1測定エリアに応じた照射強度は、自ずと決定される。したがって、そのような場合には、手段5に示すように、予め定められた照射強度を採用することが考えられる。このようにすれば、装置の簡素化を促進でき、また、三次元計測に要する時間の短縮化を図ることができる。 For example, it is conceivable to set the irradiation intensity according to the first measurement area automatically or manually. However, for example, when the first measurement area is a solder area on which cream solder is printed, the first measurement area exhibits substantially the same color, and therefore the irradiation intensity corresponding to the first measurement area is naturally determined. Therefore, in such a case, as shown in the means 5, it is conceivable to adopt a predetermined irradiation intensity. In this way, simplification of the apparatus can be promoted, and the time required for three-dimensional measurement can be shortened.
手段6.検査の対象となる第1測定エリア及び当該第1測定エリアの高さ計測の基準となる第2測定エリアを有する計測対象物に対し、三次元計測用の光を、設定される照射強度で照射可能な照射手段と、
前記照射手段による前記光の照射に基づき、撮像を行う撮像手段と、
前記撮像手段による撮像に基づき、前記計測対象物の三次元計測を行う三次元演算手段と、
前記第1測定エリアと当該第1測定エリアに応じた前記照射強度との対応関係、及び、前記第2測定エリアと当該第2測定エリアに応じた前記照射強度との対応関係を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記対応関係に基づき、前記第1測定エリアに応じた第1の照射強度、及び、前記第2測定エリアに応じた第2の照射強度を設定する設定手段と、
前記照射手段をして、前記設定手段にて設定される第1の照射強度で前記光を照射させ、当該照射の前又は後に、前記設定手段にて設定される第2の照射強度で前記光を照射させる制御手段とを備え、
前記撮像手段は、前記制御手段による各照射強度での前記光の照射ごとに撮像を行うよう構成されていることを特徴とする三次元計測装置。
Means 6. 3D measurement light is irradiated with a set irradiation intensity to a measurement object having a first measurement area to be inspected and a second measurement area to be a height measurement reference of the first measurement area. Possible irradiation means;
Imaging means for performing imaging based on irradiation of the light by the irradiation means;
Three-dimensional calculation means for performing three-dimensional measurement of the measurement object based on imaging by the imaging means;
Storage means for storing a correspondence relationship between the first measurement area and the irradiation intensity according to the first measurement area, and a correspondence relationship between the second measurement area and the irradiation intensity according to the second measurement area. When,
Setting means for setting a first irradiation intensity corresponding to the first measurement area and a second irradiation intensity corresponding to the second measurement area based on the correspondence stored in the storage means;
The irradiating means irradiates the light with the first irradiation intensity set by the setting means, and the light with the second irradiation intensity set by the setting means before or after the irradiation. Control means for irradiating
The three-dimensional measuring apparatus, wherein the imaging unit is configured to perform imaging for each irradiation of the light at each irradiation intensity by the control unit.
手段6に記載の三次元計測装置も、上述した構成と同様、照射手段が、計測対象物に対し、三次元計測用の光を、設定される照射強度で照射可能となっている。この計測対象物は、検査の対象となる第1測定エリア及び当該第1測定エリアの高さ計測の基準となる第2測定エリアを有する。そして、撮像手段が照射手段による光の照射に基づき撮像を行い、三次元演算手段によって、計測対象物の三次元計測が行われる。 Similarly to the above-described configuration, the three-dimensional measurement apparatus described in the means 6 can also irradiate the measurement object with light for three-dimensional measurement with a set irradiation intensity. The measurement object has a first measurement area to be inspected and a second measurement area to be a reference for height measurement of the first measurement area. And an imaging means images based on the irradiation of the light by an irradiation means, and the three-dimensional calculation means performs three-dimensional measurement of a measurement object.
ここで特に手段6では、第1測定エリアと当該第1測定エリアに応じた照射強度との対応関係、及び、第2測定エリアと当該第2測定エリアに応じた照射強度との対応関係が、記憶手段に記憶されている。また、これらの対応関係に基づき、設定手段によって、第1測定エリアに応じた第1の照射強度、及び、第2測定エリアに応じた第2の照射強度が設定される。そして、制御手段は、照射手段に、設定手段にて設定される第1の照射強度で光を照射させ、当該照射の前又は後に、設定手段にて設定される第2の照射強度で光を照射させる。ここで、制御手段による各照射強度での光の照射ごとに撮像手段による撮像が行われる。 Here, in particular, in the means 6, the correspondence between the first measurement area and the irradiation intensity according to the first measurement area, and the correspondence between the second measurement area and the irradiation intensity according to the second measurement area are: It is stored in the storage means. Further, based on these correspondences, the setting means sets the first irradiation intensity corresponding to the first measurement area and the second irradiation intensity corresponding to the second measurement area. Then, the control means causes the irradiation means to irradiate light at the first irradiation intensity set by the setting means, and before or after the irradiation, emits light at the second irradiation intensity set by the setting means. Irradiate. Here, imaging by the imaging unit is performed for each irradiation of light at each irradiation intensity by the control unit.
手段6によれば、第2測定エリアに応じた第2の照射強度だけでなく、第1測定エリアに応じた第1の照射強度が、設定手段にて設定される。そして、第1及び第2の照射強度で光が照射されて撮像が行われる。したがって、上述した効果に加え、第1測定エリアの三次元計測が確実に実行可能となる点で有利である。 According to the means 6, not only the second irradiation intensity corresponding to the second measurement area but also the first irradiation intensity corresponding to the first measurement area is set by the setting means. Then, imaging is performed by irradiating light with the first and second irradiation intensities. Therefore, in addition to the effects described above, it is advantageous in that three-dimensional measurement in the first measurement area can be reliably performed.
手段7.手段6に記載の三次元計測装置において、
情報表示を行うための表示画面を有する表示手段と、
情報入力を行うための入力手段とを備え、
前記設定手段は、前記対応関係を前記表示手段の前記表示画面に表示し、前記入力手段を介して前記表示画面に表示された前記対応関係が選択されると、当該選択された対応関係に基づき、前記測定エリアに応じた照射強度を設定するよう構成されていることを特徴とする三次元計測装置。
Mean 7 In the three-dimensional measuring apparatus according to means 6,
Display means having a display screen for displaying information;
Input means for inputting information,
The setting means displays the correspondence on the display screen of the display means, and when the correspondence displayed on the display screen is selected via the input means, the setting is based on the selected correspondence. The three-dimensional measuring apparatus is configured to set an irradiation intensity according to the measurement area.
手段7によれば、対応関係が表示手段の表示画面に表示され、入力手段を介して表示画面に表示された対応関係が選択されると、当該選択された対応関係に基づき、測定エリアに応じた照射強度が設定される。したがって、作業者が手動で照射強度を設定する場合であっても、比較的容易な照射強度の設定が実現される。 According to the means 7, when the correspondence relation is displayed on the display screen of the display means and the correspondence relation displayed on the display screen is selected via the input means, the correspondence relation is selected according to the measurement area based on the selected correspondence relation. The irradiation intensity is set. Therefore, even when the operator manually sets the irradiation intensity, a relatively easy setting of the irradiation intensity is realized.
手段8.手段1乃至7のいずれかに記載の三次元計測装置において、
前記計測対象物の三次元計測は、前記第1測定エリアの三次元計測と前記第2測定エリアの三次元計測とを別個の撮像に基づき行うことによってなされるよう構成されていることを特徴とする三次元計測装置。
Means 8. In the three-dimensional measuring apparatus according to any one of
The three-dimensional measurement of the measurement object is configured to be performed by performing three-dimensional measurement of the first measurement area and three-dimensional measurement of the second measurement area based on separate imaging. 3D measuring device.
手段8によれば、第1測定エリアの三次元計測と第2測定エリアの三次元計測とが別個の撮像に基づいて行われ、計測対象物の三次元計測がなされる。すなわち、画像の合成などの複雑な処理は行われない。したがって、装置を簡素化できコストを低減させることができる。また、三次元計測に要する時間の短縮化を図ることができる。 According to the means 8, the three-dimensional measurement of the first measurement area and the three-dimensional measurement of the second measurement area are performed based on separate imaging, and the three-dimensional measurement of the measurement object is performed. That is, complicated processing such as image synthesis is not performed. Therefore, the apparatus can be simplified and the cost can be reduced. In addition, the time required for three-dimensional measurement can be shortened.
手段9.手段1乃至8のいずれかに記載の三次元計測装置において、
前記計測対象物は、前記第2測定エリアを複数個有しており、
前記制御手段は、前記照射手段をして、前記複数個の各第2測定エリアに対し、異なる照射強度で前記光を照射させることが可能に構成されていることを特徴とする三次元計測装置。
Means 9. In the three-dimensional measurement apparatus according to any one of
The measurement object has a plurality of the second measurement areas,
The control means is configured to allow the irradiation means to irradiate the plurality of second measurement areas with the light with different irradiation intensities. .
手段9によれば、複数個の各第2測定エリアに対し、異なる照射強度で光が照射可能となっている。このようにすれば、撮像回数が3回以上になるものの、各第2測定エリアの三次元計測が確実に実行可能となり、各第2測定エリアを計測の基準として適正に利用できる。すなわち、計測対象物の所定領域を高さ基準面として適正に利用可能となる。 According to the means 9, it is possible to irradiate light with different irradiation intensities on the plurality of second measurement areas. In this way, although the number of times of imaging is three times or more, three-dimensional measurement of each second measurement area can be reliably performed, and each second measurement area can be appropriately used as a measurement reference. That is, the predetermined area of the measurement object can be appropriately used as the height reference plane.
ところで、第1測定エリアがクリームハンダの印刷されたハンダ領域である場合など、以下のような構成を採用することが考えられる。 By the way, when the 1st measurement area is a solder field where cream solder was printed, it is possible to adopt the following composition.
手段10.検査の対象となる第1測定エリア及び当該第1測定エリアの高さ計測の基準となる第2測定エリアを有する計測対象物に対し、三次元計測用の光を、設定される照射強度で照射可能な照射手段と、
前記照射手段による前記光の照射に基づき、撮像を行う撮像手段と、
前記撮像手段による撮像に基づき、前記計測対象物の三次元計測を行う三次元演算手段と、
前記照射手段をして前記第1測定エリアに応じた第1の照射強度で前記光を照射させ、当該照射に基づく撮像により前記第2測定エリアの三次元計測が可能か否かを判断し、三次元計測が不可能と判断された場合には、前記第1の照射強度を前記第2測定エリアに応じて補正し、前記照射手段をして前記補正された第2の照射強度で前記光を照射させる制御手段と
を備えていることを特徴とする三次元計測装置。
Imaging means for performing imaging based on irradiation of the light by the irradiation means;
Three-dimensional calculation means for performing three-dimensional measurement of the measurement object based on imaging by the imaging means;
Irradiating the light with a first irradiation intensity corresponding to the first measurement area using the irradiation means, and determining whether or not three-dimensional measurement of the second measurement area is possible by imaging based on the irradiation; When it is determined that three-dimensional measurement is impossible, the first irradiation intensity is corrected according to the second measurement area, and the irradiation unit performs the irradiation with the corrected second irradiation intensity. And a control means for irradiating the three-dimensional measuring device.
手段10に記載の三次元計測装置では、照射手段が、計測対象物に対し、三次元計測用の光を、設定される照射強度で照射可能となっている。この計測対象物は、検査の対象となる第1測定エリア及び当該第1測定エリアの高さ計測の基準となる第2測定エリアを有する。なお、「照射強度」とは、照射手段としての光源の輝度であることが考えられる。また、照射対象面の明るさ、すなわち、照度であることが考えられる。以下の手段でも同様とする。そして、撮像手段が照射手段による光の照射に基づき撮像を行い、三次元演算手段によって、計測対象物の三次元計測が行われる。
In the three-dimensional measurement apparatus described in the
ここで特に手段10では、制御手段が、照射手段に第1測定エリアに応じた第1の照射強度で光を照射させ、当該照射に基づく撮像により第2測定エリアの三次元計測が可能か否かを判断し、三次元計測が不可能と判断された場合には、第1の照射強度を第2測定エリアに応じて補正し、照射手段に、補正された第2の照射強度で光を照射させる。
Here, in particular, in the
例えば第1測定エリアの計測を目的とする撮像を行った場合、画像データ上、第2測定エリアにおいては、輝度が高すぎたり低すぎたりあるいは明暗の差(輝度差)が小さくなってしまうことがある。その場合、高さ計測の基準となる第2測定エリアを適正に利用できないため、計測対象物に高さ基準を採ることができないといった不具合を生じるおそれがある。 For example, when imaging is performed for the purpose of measuring the first measurement area, the luminance is too high or too low in the second measurement area, or the difference between light and darkness (luminance difference) becomes small in the image data. There is. In that case, since the second measurement area serving as a reference for height measurement cannot be appropriately used, there is a possibility that a problem that the height reference cannot be adopted for the measurement object may occur.
この点、手段10では、第1の照射強度での照射に基づく撮像によって第2測定エリアの三次元計測が不可能である場合、第1の照射強度が第2測定エリアに応じて補正され、第2の照射強度で光が照射される。したがって、第2の照射強度での照射に基づく撮像によれば、第2測定エリアの三次元計測が確実に実行可能となり、第2測定エリアを計測の基準として適正に利用できる。一方、第1の照射強度での撮像によって第2測定エリアの三次元計測が可能である場合、当該撮像によって、第2測定エリアの三次元計測が実行でき、第2測定エリアを計測の基準として適正に利用できる。すなわち、いずれの場合であっても、計測対象物の所定領域を高さ基準面として適正に利用可能となる。
In this regard, in the
また、手段10によれば、場合によっては1回の撮像により、補正が行われる場合でも2回の撮像により、撮像領域の三次元計測がなされることになる。したがって、装置を簡素化できコストを低減させることができる。また、三次元計測に要する時間の短縮化を図ることができる。
According to the
なお、この構成における技術思想は、第1測定エリアの三次元計測を確実に実行可能とするための照射強度が予め分かっていることを前提とするものである。つまり、1回目の撮像によって第1測定エリアの三次元計測が確実に実行可能となるため、最初に第1の照射強度での撮像を行い、特定の場合にだけ、第2の照射強度での2回目の撮像を行おうとするのである。以下の構成でも同様である。 The technical idea in this configuration is based on the premise that the irradiation intensity for reliably performing the three-dimensional measurement of the first measurement area is known in advance. In other words, since the first imaging can surely perform the three-dimensional measurement of the first measurement area, the imaging with the first irradiation intensity is performed first, and the second irradiation intensity is used only in a specific case. The second imaging is to be performed. The same applies to the following configurations.
手段11.検査の対象となる第1測定エリア及び当該第1測定エリアの高さ計測の基準となる第2測定エリアを有する計測対象物に対し、三次元計測用の光を、設定される照射強度で照射可能な照射手段と、
前記照射手段による前記光の照射に基づき、撮像を行う撮像手段と、
前記撮像手段による撮像に基づき、前記計測対象物の三次元計測を行う三次元演算手段と、
前記照射手段をして前記第1測定エリアに応じた第1の照射強度で前記光を照射させる第1照射処理、前記第1照射処理に基づく撮像により前記第2測定エリアの三次元計測が可能か否かを判断する判断処理、前記判断処理にて前記三次元計測が不可能と判断された場合に前記第1の照射強度を前記第2測定エリアに応じて補正する補正処理、及び、前記照射手段をして前記補正処理にて補正された第2の照射強度で前記光を照射させる第2照射処理を実行可能な制御手段と
を備えていることを特徴とする三次元計測装置。
Imaging means for performing imaging based on irradiation of the light by the irradiation means;
Three-dimensional calculation means for performing three-dimensional measurement of the measurement object based on imaging by the imaging means;
A first irradiation process in which the irradiation means is used to irradiate the light with a first irradiation intensity corresponding to the first measurement area, and three-dimensional measurement of the second measurement area is possible by imaging based on the first irradiation process. A determination process for determining whether or not the three-dimensional measurement is impossible in the determination process, a correction process for correcting the first irradiation intensity according to the second measurement area, and And a control unit capable of executing a second irradiation process for irradiating the light with the second irradiation intensity corrected by the correction process using an irradiation unit.
手段11に記載の三次元計測装置においても、照射手段が、計測対象物に対し、三次元計測用の光を、設定される照射強度で照射可能となっている。この計測対象物は、検査の対象となる第1測定エリア及び当該第1測定エリアの高さ計測の基準となる第2測定エリアを有する。そして、撮像手段が照射手段による光の照射に基づき撮像を行い、三次元演算手段によって、計測対象物の三次元計測が行われる。
Also in the three-dimensional measurement apparatus described in the
ここで特に手段11では、制御手段によって、第1照射処理、判断処理、補正処理、及び、第2照射処理が実行可能となっている。第1照射処理では、照射手段に、第1測定エリアに応じた第1の照射強度で光を照射させる。判断処理では、第1照射処理に基づく撮像により第2測定エリアの三次元計測が可能か否かが判断される。補正処理では、判断処理にて三次元計測が不可能と判断された場合に第1の照射強度が補正される。そして、第2照射処理では、照射手段に補正処理にて補正された第2の照射強度で光を照射させる。
Here, in particular, in the
手段11によれば、第1の照射強度での照射に基づく撮像によって第2測定エリアの三次元計測が不可能である場合、第1の照射強度が第2測定エリアに応じて補正され、第2の照射強度で光が照射される。したがって、第2の照射強度での照射に基づく撮像によれば、第2測定エリアの三次元計測が確実に実行可能となり、第2測定エリアを計測の基準として適正に利用できる。一方、第1の照射強度での撮像によって第2測定エリアの三次元計測が可能である場合、当該撮像によって、第2測定エリアの三次元計測が実行でき、第2測定エリアを計測の基準として適正に利用できる。すなわち、計測対象物の所定領域を高さ基準面として適正に利用可能となる。
According to the
また、手段11によれば、場合によっては1回の撮像により、補正が行われる場合でも2回の撮像により、計測対象物の三次元計測がなされることになる。したがって、装置を簡素化できコストを低減させることができる。また、三次元計測に要する時間の短縮化を図ることができる。
Further, according to the
手段12.手段10又は11に記載の三次元計測装置において、
前記三次元演算手段は、前記第2の照射強度での撮像がなされた場合には、前記第1測定エリアの三次元計測と前記第2測定エリアの三次元計測とを別個の撮像に基づき行うことにより、前記計測対象物の三次元計測を行うよう構成されていることを特徴とする三次元計測装置。
The three-dimensional calculation means performs the three-dimensional measurement of the first measurement area and the three-dimensional measurement of the second measurement area based on separate imaging when imaging is performed with the second irradiation intensity. Thus, the three-dimensional measuring apparatus is configured to perform three-dimensional measurement of the measurement object.
手段12によれば、2回の撮像によって計測対象物の三次元計測を行う場合、第1測定エリアの三次元計測と第2測定エリアの三次元計測とが別個の撮像に基づいて行われ、計測対象物の三次元計測がなされる。すなわち、画像の合成などの複雑な処理は行われない。したがって、装置を簡素化できコストを低減させることができる。また、三次元計測に要する時間の短縮化を図ることができる。
According to the
手段13.手段10乃至12のいずれかに記載の三次元計測装置において、
前記第2測定エリアの三次元計測が可能か否かの判断は、前記第1の照射強度での照射に基づく撮像による画像データ中の背景領域における輝度を用いてなされることを特徴とする三次元計測装置。
Means 13. In the three-dimensional measurement apparatus according to any one of
The determination as to whether or not three-dimensional measurement of the second measurement area is possible is made using luminance in a background region in image data obtained by imaging based on irradiation at the first irradiation intensity. Former measuring device.
手段13によれば、第2測定エリアの三次元計測が可能か否かの判断は、第1の照射強度での照射に基づく撮像による画像データ中の背景領域における輝度を用いてなされる。このようにすれば、三次元計測が可能か否かの判断を容易に行うことができ、装置の簡素化に寄与する。 According to the means 13, the determination as to whether or not three-dimensional measurement of the second measurement area is possible is made by using the luminance in the background region in the image data obtained by imaging based on the irradiation with the first irradiation intensity. In this way, it is possible to easily determine whether or not three-dimensional measurement is possible, which contributes to simplification of the apparatus.
手段14.手段13に記載の三次元計測装置において、
前記三次元計測が可能か否かの判断は、前記背景領域における輝度の平均値と予め定められる輝度の目標値との差分を用いてなされることを特徴とする三次元計測装置。
Means 14. In the three-dimensional measuring apparatus according to means 13,
The determination as to whether or not the three-dimensional measurement is possible is made using a difference between an average luminance value in the background area and a predetermined luminance target value.
三次元計測が可能か否かの判断に画像データ中の輝度を用いる場合、手段14に示すように、背景領域における輝度の平均値と予め定められる輝度の目標値との差分を用いることが考えられる。例えば照射される光が縞状のパターンである場合、明暗の差が小さくなると、それに伴って平均輝度も小さくなることが知られている。そこで、予め目標値を定めておき、その目標値との差分を用いて判断することが考えられる。このようにすれば、三次元計測が可能か否かの判断を容易に行うことができ、装置の簡素化に寄与する。 When the luminance in the image data is used to determine whether or not three-dimensional measurement is possible, it is considered to use a difference between the average luminance value in the background area and a predetermined luminance target value as shown in the means 14. It is done. For example, when the light to be irradiated is a striped pattern, it is known that the average luminance decreases as the difference in brightness decreases. Thus, it is conceivable to determine a target value in advance and use the difference from the target value. In this way, it is possible to easily determine whether or not three-dimensional measurement is possible, which contributes to simplification of the apparatus.
手段15.手段13又は14に記載の三次元計測装置において、
前記第2測定エリアに応じた前記第1の照射強度の補正は、前記背景領域における輝度の平均値と予め定められる輝度の目標値との比率に基づいてなされることを特徴とする三次元計測装置。
The correction of the first irradiation intensity according to the second measurement area is performed based on a ratio between an average luminance value in the background area and a predetermined luminance target value. apparatus.
手段15によれば、第2測定エリアに応じた第1の照射強度の補正が、背景領域における輝度の平均値と目標値との比率に基づいてなされる。例えば平均値が目標値の1/2であれば、照射強度を2倍にするという具合である。このようにすれば、比較的簡単な構成によって照射強度を補正することができ、装置の簡素化に寄与する。
According to the
手段16.手段13又は14に記載の三次元計測装置において、
前記背景領域における輝度の平均値に基づき前記第1の照射強度の補正するための補正情報を記憶する記憶手段を備え、
前記第2測定エリアに応じた前記第1の照射強度の補正は、前記記憶手段に記憶された補正情報に基づいてなされることを特徴とする三次元計測装置。
Storage means for storing correction information for correcting the first irradiation intensity based on an average value of luminance in the background region;
The three-dimensional measurement apparatus according to
手段16によれば、第2測定エリアに応じた第1の照射強度の補正は、記憶手段に記憶された補正情報に基づいてなされる。上述したように照射強度を比率に基づいて補正することも可能だが、照射強度と画像の輝度とは必ずしも完全には線形比例しない。そこで、背景領域における輝度の平均値に基づき照射強度の補正するための補正情報を用意しておき、この補正情報に基づいて照射強度を補正することが考えられる。このようにすれば、補正した第2の照射強度がより適切なものとなり、第2の照射強度での照射に基づく撮像によって、第2測定エリアの三次元計測が確実に実行可能となる。
According to the
手段17.手段13又は14に記載の三次元計測装置において、
前記第2測定エリアと当該第2測定エリアに応じた前記照射強度との対応関係を記憶する記憶手段を備え、
前記第2測定エリアに応じた照射強度の補正は、前記記憶手段に記憶された対応関係に基づいてなされることを特徴とする三次元計測装置。
Means 17. In the three-dimensional measuring apparatus according to means 13 or 14,
Storage means for storing a correspondence relationship between the second measurement area and the irradiation intensity according to the second measurement area;
The three-dimensional measuring apparatus according to
手段17によれば、第2測定エリアと当該第2測定エリアに応じた照射強度との対応関係が記憶されている。具体的には、第2測定エリアの色に基づいて照射強度との対応関係を記憶しておくことが考えられる。すなわち、第2測定エリアの色が第1測定エリアに比べて暗い色である場合には、画像データ上の輝度差が比較的小さくなるため、相対的に大きな照射強度を対応させる。一方、第2測定エリアの色が第1測定エリアに比べて明るい色である場合には、画像データ上の輝度値が飽和するおそれがあるため、相対的に小さな照射強度を対応させる。ここで、第2測定エリアに応じた照射強度の補正は、記憶された対応関係に基づいてなされる。このようにすれば、補正した第2の照射強度がより適切なものとなり、第2の照射強度での照射に基づく撮像によって、第2測定エリアの三次元計測が確実に実行可能となる。 According to the means 17, the correspondence relationship between the second measurement area and the irradiation intensity corresponding to the second measurement area is stored. Specifically, it is conceivable to store a correspondence relationship with the irradiation intensity based on the color of the second measurement area. That is, when the color of the second measurement area is darker than that of the first measurement area, the luminance difference on the image data is relatively small, and therefore a relatively large irradiation intensity is associated. On the other hand, when the color of the second measurement area is brighter than that of the first measurement area, the luminance value on the image data may be saturated, so a relatively small irradiation intensity is associated. Here, the correction of the irradiation intensity according to the second measurement area is performed based on the stored correspondence. In this way, the corrected second irradiation intensity becomes more appropriate, and the three-dimensional measurement of the second measurement area can be reliably executed by imaging based on the irradiation with the second irradiation intensity.
手段18.手段17に記載の三次元計測装置において、
前記記憶手段に記憶された対応関係に基づき、前記第2測定エリアに応じた照射強度を設定する設定手段を備えていることを特徴とする三次元計測装置。
Means 18. In the three-dimensional measurement apparatus according to Means 17,
A three-dimensional measurement apparatus comprising: setting means for setting an irradiation intensity corresponding to the second measurement area based on the correspondence stored in the storage means.
手段18によれば、記憶手段に記憶された対応関係に基づき、設定手段によって、第2測定エリアに応じた照射強度が設定される。ここで設定手段は、記憶手段に記憶された対応関係に基づき、自動で照射強度を設定する手段としてもよいし、又は、作業者が手動で照射強度を設定する手段としてもよい。後者のような構成とすれば、照射強度の設定に関する自由度が大きくなり、作業者の経験などをいかした幅広い照射強度の設定が可能となる。 According to the means 18, the irradiation intensity corresponding to the second measurement area is set by the setting means based on the correspondence relationship stored in the storage means. Here, the setting means may be a means for automatically setting the irradiation intensity based on the correspondence stored in the storage means, or a means for the operator to manually set the irradiation intensity. With the latter configuration, the degree of freedom regarding the setting of the irradiation intensity is increased, and a wide range of irradiation intensity settings can be made using the operator's experience.
なお、設定手段を備える三次元計測装置の具体的な構成として、「情報表示を行うための表示画面を有する表示手段と、情報入力を行うための入力手段とを備え、前記設定手段は、前記対応関係を前記表示手段の前記表示画面に表示し、前記入力手段を介して前記表示画面に表示された前記対応関係が選択されると、当該選択された対応関係に基づき、前記照射強度を設定すること」としてもよい。このようにすれば、作業者が手動で照射強度を設定する場合であっても、比較的容易な照射強度の設定が実現される。なお、表示手段は、CRTや液晶などの表示画面を有するディスプレイ装置として具現化することが考えられる。また、入力手段は、マウスなどのポインティングデバイスや、表示画面と一体になったタッチパネルとして具現化することが考えられる。 In addition, as a specific configuration of the three-dimensional measuring apparatus including the setting unit, the display unit includes a display unit having a display screen for displaying information, and an input unit for inputting information. When the correspondence is displayed on the display screen of the display means and the correspondence displayed on the display screen is selected via the input means, the irradiation intensity is set based on the selected correspondence. It may be “to do”. In this way, even when the operator manually sets the irradiation intensity, a relatively easy setting of the irradiation intensity is realized. The display means may be embodied as a display device having a display screen such as a CRT or a liquid crystal. Further, the input means may be embodied as a pointing device such as a mouse, or a touch panel integrated with a display screen.
手段19.手段1乃至18のいずれかに記載の三次元計測装置において、
前記第2測定エリアは、黒色あるいは相対的に黒色に近い灰色であることを特徴とする三次元計測装置。
Means 19. In the three-dimensional measuring apparatus according to any one of
The three-dimensional measuring apparatus, wherein the second measurement area is black or gray that is relatively close to black.
手段19に示すように第2測定エリアが黒色あるいは相対的に黒色に近い灰色である場合、第1測定エリアに応じた照射強度での照射に基づく撮像による画像データ中において、第2測定エリア画像における明暗の差(輝度差)が小さくなるおそれが高い。したがって、このような構成においては、本発明の効果が際立つ。 When the second measurement area is black or gray that is relatively close to black as shown in the means 19, in the image data obtained by imaging based on irradiation with the irradiation intensity corresponding to the first measurement area, the second measurement area image There is a high possibility that the difference in brightness (brightness difference) will be small. Therefore, in such a configuration, the effect of the present invention stands out.
手段20.手段1乃至18のいずれかに記載の三次元計測装置において、
前記第2測定エリアは、白色あるいは相対的に白色に近い灰色であることを特徴とする三次元計測装置。
Means 20. In the three-dimensional measuring apparatus according to any one of
The three-dimensional measuring apparatus, wherein the second measurement area is white or gray that is relatively close to white.
手段20に示すように第2測定エリアが白色あるいは相対的に白色に近い灰色である場合、第1測定エリアに応じた照射強度での照射に基づく撮像による画像データ中において、第2測定エリア画像における輝度が高くなりすぎて飽和状態となってしまうおそれが高い。したがって、このような構成においては、本発明の効果が際立つ。 When the second measurement area is white or gray that is relatively close to white as shown in the means 20, in the image data obtained by imaging based on the irradiation with the irradiation intensity corresponding to the first measurement area, the second measurement area image There is a high possibility that the brightness of the liquid crystal becomes too high and becomes saturated. Therefore, in such a configuration, the effect of the present invention stands out.
手段21.手段1乃至20のいずれかに記載の三次元計測装置において、
前記計測対象物は、ベース基板に対して電極パターンが形成されたプリント基板であり、前記第1測定エリアは、前記電極パターン上にハンダが印刷されたハンダ領域であり、前記第2測定エリアは、ハンダ領域以外の背景領域に設けられ、前記電極パターン、前記ベース基板、前記電極パターン上を覆うレジスト膜、あるいは、前記ベース基板上を覆うレジスト膜の領域であり、前記プリント基板の検査に用いられることを特徴とする三次元計測装置。
The measurement object is a printed circuit board on which an electrode pattern is formed with respect to a base substrate, the first measurement area is a solder region in which solder is printed on the electrode pattern, and the second measurement area is The resist pattern is provided in a background area other than the solder area and covers the electrode pattern, the base substrate, the electrode pattern, or a resist film that covers the base substrate, and is used for the inspection of the printed circuit board. A three-dimensional measuring device characterized in that
手段21では、計測対象物が、ベース基板に対して電極パターンが形成されたプリント基板となっている。ここで、第1測定エリアは、電極パターンにハンダが印刷されたハンダ領域である。また、第2測定エリアは、ハンダ領域以外の背景領域に設けられ、具体的には、電極パターン、ベース基板、電極パターン上を覆うレジスト膜、あるいは、ベース基板上を覆うレジスト膜の領域となっている。
In the
この場合、電極パターン、ベース基板、電極パターン上を覆うレジスト膜、あるいは、ベース基板上を覆うレジスト膜の領域を、高さ計測の基準として適正に利用できる。すなわち、計測対象物の所定領域を高さ基準面として適正に利用可能となる。 In this case, the electrode pattern, the base substrate, the resist film covering the electrode pattern, or the region of the resist film covering the base substrate can be appropriately used as a reference for height measurement. That is, the predetermined area of the measurement object can be appropriately used as the height reference plane.
なお、ここで「ハンダが印刷されたハンダ領域」は、クリームハンダを含むいわゆるハンダの領域、銀ペーストの領域、導電性接着剤の領域、バンプの領域などを含むものとする。以下の手段でも同様である。 Here, the “solder area on which the solder is printed” includes a so-called solder area including cream solder, a silver paste area, a conductive adhesive area, and a bump area. The same applies to the following means.
以上は三次元計測装置の発明として説明してきたが、次のような三次元計測方法の発明として実現することもできる。 Although the above has been described as an invention of a three-dimensional measurement apparatus, it can also be realized as an invention of the following three-dimensional measurement method.
手段22.検査の対象となる第1測定エリア及び当該第1測定エリアの高さ計測の基準となる第2測定エリアを有する計測対象物に対し、三次元計測用の光を照射して撮像を行い、前記計測対象物の三次元計測を行う三次元計測方法であって、
前記撮像のための前記光の照射を、次に示す手順(1)〜(4)によって行うことを特徴とする三次元計測方法。
The three-dimensional measurement method characterized in that the light irradiation for the imaging is performed according to the following procedures (1) to (4).
(1)前記第1測定エリアに応じた第1の照射強度で前記光を照射する。 (1) The light is irradiated at a first irradiation intensity corresponding to the first measurement area.
(2)前記第1の照射強度での撮像に基づいて前記第2測定エリアの三次元計測が可能か否かを判断する。 (2) It is determined whether or not three-dimensional measurement of the second measurement area is possible based on imaging at the first irradiation intensity.
(3)前記第2測定エリアの三次元計測が不可能と判断された場合に、前記第2測定エリアに応じて前記第1の照射強度を補正する。 (3) When it is determined that three-dimensional measurement of the second measurement area is impossible, the first irradiation intensity is corrected according to the second measurement area.
(4)前記補正された第2の照射強度で前記光を照射する。 (4) The light is irradiated with the corrected second irradiation intensity.
このような三次元計測方法によっても、上述した三次元計測装置と同様の効果が奏される。すなわち、第2の照射強度での撮像に基づいて第2測定エリアの三次元計測が確実に実行可能となり、第2測定エリアを計測の基準として適正に利用できる。すなわち、計測対象物の所定領域を高さ基準面として適正に利用可能となる。そして、場合によっては1回の撮像により、補正が行われる場合でも2回の撮像により計測対象物の三次元計測がなされるため、装置を簡素化できコストを低減させることができる。また、三次元計測に要する時間の短縮化を図ることができる。 Even with such a three-dimensional measurement method, the same effects as those of the above-described three-dimensional measurement apparatus can be obtained. That is, the three-dimensional measurement of the second measurement area can be reliably executed based on the imaging with the second irradiation intensity, and the second measurement area can be appropriately used as a measurement reference. That is, the predetermined area of the measurement object can be appropriately used as the height reference plane. In some cases, even when correction is performed by one imaging, the measurement object is three-dimensionally measured by two imaging, so that the apparatus can be simplified and the cost can be reduced. In addition, the time required for three-dimensional measurement can be shortened.
さらに検査装置の発明として実現することもできる。 Furthermore, it can also be realized as an invention of an inspection apparatus.
手段23.手段1乃至21のいずれかに記載の三次元計測装置を具備し、又は、手段22に記載の三次元計測方法を採用し、さらに、前記計測対象物の三次元計測の結果に基づき前記計測対象物を検査する検査手段を備えていることを特徴とする検査装置。
このような検査装置においても、上述した効果が奏されることになる。なお、上記手段21の構成を前提とした「基板検査装置」としてもよい。すなわち、次に示すごとくである。
Even in such an inspection apparatus, the above-described effects are exhibited. A “substrate inspection apparatus” based on the configuration of the
手段24.手段1乃至20のいずれかに記載の三次元計測装置を具備し、又は、手段22に記載の三次元計測方法を採用し、さらに、前記計測対象物の三次元計測の結果に基づき前記計測対象物を検査する検査手段を備え、
前記計測対象物は、ベース基板に対して電極パターンが形成されたプリント基板であり、前記第1測定エリアは、前記電極パターン上にハンダが印刷されたハンダ領域であり、前記第2測定エリアは、ハンダ領域以外の背景領域に設けられ、前記電極パターン、前記ベース基板、前記電極パターン上を覆うレジスト膜、あるいは、前記ベース基板上を覆うレジスト膜の領域であることを特徴とする基板検査装置。
The measurement object is a printed circuit board on which an electrode pattern is formed with respect to a base substrate, the first measurement area is a solder region in which solder is printed on the electrode pattern, and the second measurement area is A substrate inspection apparatus provided in a background region other than a solder region, the electrode pattern, the base substrate, a resist film covering the electrode pattern, or a resist film region covering the base substrate .
このような基板検査装置においても、上述した効果が奏されることになる。 Even in such a substrate inspection apparatus, the above-described effects are exhibited.
以下、実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
[第1実施形態](但し、参考例)
図2に示すように、プリント基板1は、平板状をなし(平面を備え)、ガラスエポキシ樹脂等からなるベース基板2に、銅箔からなる電極パターン3が設けられている。さらに、所定の電極パターン3上には、クリームハンダ4が印刷形成されている。このクリームハンダ4が印刷された領域を「ハンダ領域」ということにする。ハンダ領域以外の部分を「背景領域」と総称するが、この背景領域には、電極パターン3が露出した領域(記号A)、ベース基板2が露出した領域(記号B)、ベース基板2上にレジスト膜5がコーティングされた領域(記号C)、及び、電極パターン3上にレジスト膜5がコーティングされた領域(記号D)が含まれる。なお、レジスト膜5は、所定配線部分以外にクリームハンダ4がのらないように、プリント基板1の表面にコーティングされるものである。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment] (However, Reference Example)
As shown in FIG. 2, the printed
図1は、本実施の形態における三次元計測装置を具備する印刷状態検査装置8を模式的に示す概略構成図である。同図に示すように、印刷状態検査装置8は、プリント基板1を載置するための載置台9と、プリント基板1の表面に対し斜め上方から所定の光成分パターンを照射するための「照射手段」としての照明装置10と、プリント基板1上の前記照射された部分を撮像するための「撮像手段」としてのCCDカメラ11と、印刷状態検査装置8内における各種制御や画像処理、演算処理を実施するための制御装置12とを備えている。なお、照明装置10は、設定される輝度で前記光成分パターンを照射可能に構成されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing a printing state inspection apparatus 8 including a three-dimensional measuring apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, the printing state inspection apparatus 8 includes a mounting table 9 for mounting the printed
前記載置台9には、モータ15,16が設けられており、該モータ15,16が制御装置12により駆動制御されることによって、載置台9上に載置されたプリント基板1が任意の方向(X軸方向及びY軸方向)へスライドさせられるようになっている。
The mounting table 9 is provided with
次に、制御装置12の電気的構成について説明する。
Next, the electrical configuration of the
図3に示すように、制御装置12は、印刷状態検査装置8全体の制御を司るCPU及び入出力インターフェース21、キーボードやマウス、あるいは、タッチパネルで構成される「入力手段」としての入力装置22、CRTや液晶などの表示画面を有する「表示手段」としての表示装置23、CCDカメラ11による撮像に基づく画像データを記憶するための画像データ記憶装置24、CCDカメラ11による撮像に基づいてクリームハンダ4の高さや体積の計測を行う「三次元演算手段」としての三次元演算装置25、検査結果を記憶するための検査結果記憶装置26、及び、照明用データベース27を備えている。照明用データベース27は、上記ハンダ領域(クリームハンダ4の種類)とそれに応じた照明装置10の輝度との対応関係を示すハンダ用テーブル27A及び、上記背景領域(プリント基板1の種類)とそれに応じた照明装置10の輝度との対応関係を示す基板用テーブル27Bを記憶している。本実施形態では、ハンダ用テーブル27Aは、図4(a)に示すように、A社、B社、C社などのハンダ領域に印刷されたクリームハンダ4の製造メーカと、それらに応じた照明装置10の輝度との対応関係を示すものとなっている。また、基板用テーブル27Bは、図4(b)に示すように、緑、青、黒などの背景領域の色と、それらに応じた照明装置10の輝度との対応関係を示すものとなっている。なお、これら各装置22〜27は、CPU及び入出力インターフェース21に対し電気的に接続されている。
As shown in FIG. 3, the
次に、制御装置12によって実行される、照明装置10の輝度を設定するための輝度設定処理について、図5のフローチャート及び図6、図7の説明図に基づき説明する。この輝度設定処理は、表示装置23の表示画面に表示される「設定」ボタンが選択操作されることで繰り返し実行されるものである。「設定」ボタンの選択操作は、入力装置22を介してなされるが、例えばマウス等のポインティングデバイスで選択操作されたり、あるいは、表示装置23と一体に構成されたタッチパネルで選択操作されたりする構成として実現される。
Next, luminance setting processing for setting the luminance of the
最初のステップ(以下、ステップを単に記号Sで示す)100において、検査対象となるプリント基板1の品種が入力されたか否かを判断する。プリント基板1は、ここで指定される品種ごとに検査の領域などが設定されているものとする。ここで品種が入力されたと判断された場合(S100:YES)、S110にて品種情報を表示し、S120へ移行する。一方、品種が入力されていないと判断された場合(S100:NO)、以降の処理を実行せず、本輝度設定処理を一旦終了する。
In the first step (hereinafter, the step is simply indicated by symbol S) 100, it is determined whether or not the type of the printed
S110における品種情報の表示例を、図6に示す。ここでは例えば品種Hが選択された場合を示している。具体的には、ウインドウW1が表示されている。このウインドウW1は、ウインドウW2,W3から構成されている。ウインドウW2にはハンダ領域の情報が表示され、ウインドウW3には背景領域の情報が表示される。いずれのウインドウW2,W3にも、プリント基板1の全体画像PG1,PG2が表示される。なお、この全体画像PG1,PG2は予め用意されているものとする。もちろん、CCDカメラ11による撮像に基づいて全体画像PG1,PG2を取得するようにしてもよい。
A display example of product type information in S110 is shown in FIG. Here, for example, the case where the product type H is selected is shown. Specifically, a window W1 is displayed. This window W1 is composed of windows W2 and W3. The window W2 displays solder area information, and the window W3 displays background area information. The entire images PG1, PG2 of the printed
そして、ウインドウW2に表示されるハンダ用の画像PG1には、クリームハンダ4の印刷されたハンダ領域であり、検査の対象となる「第1測定エリア」としての検査対象領域31(斜線を施して示した領域)が表示されている。一方、ウインドウW3に表示される背景用の画像PG2には、背景領域の一部であって、高さ計測の基準となる「第2測定エリア」としての計測基準領域32(斜線を施して示した領域)が表示されている。また、ウインドウW2にはハンダ用輝度の入力欄33が表示され、ウインドウW3には背景用輝度の入力欄34が表示される。これらの入力欄33,34には、輝度値がデフォルト表示されるようにしてもよいし、S110の段階では入力欄33,34を空欄にして表示するようにしてもよい。
The solder image PG1 displayed in the window W2 is a solder area on which the cream solder 4 is printed, and an inspection target area 31 (an oblique line is applied as a “first measurement area” to be inspected). (Shown area) is displayed. On the other hand, the background image PG2 displayed in the window W3 is a part of the background area, and is a measurement reference area 32 (shown with diagonal lines) as a “second measurement area” serving as a reference for height measurement. Area) is displayed. The window W2 displays a solder
図5の説明に戻り、S120では、ハンダ用輝度の入力欄33が選択されたか否かを判断する。ハンダ用輝度の入力欄33の選択は、入力装置22を介した選択操作によりなされる。すなわち、上述した「設定」ボタンの選択操作と同様、例えばマウス等のポインティングデバイスで選択操作されたり、あるいは、例えば表示装置23と一体に構成されたタッチパネルで選択操作されたりする構成が考えられる。以下、表示画面上での選択操作については同様とする。ここで入力欄33が選択されたと判断された場合(S120:YES)、S130にて選択リスト(これについては後述する)を表示し、S140へ移行する。一方、入力欄33が選択されていないと判断された場合(S120:NO)、S160へ移行する。
Returning to the description of FIG. 5, in S120, it is determined whether or not the solder
S140では、選択リストから輝度値が選択されたか否かを判断する。ここで輝度値が選択されたと判断された場合(S140:YES)、S150にてハンダ用輝度の設定処理を行い、S160へ移行する。一方、輝度値が選択されないうちは(S140:NO)、この判断処理を繰り返す。もちろん、所定時間経過しても選択されないような場合には、処理を終了してもよいし、警告等を行ってもよい(S180においても同様)。 In S140, it is determined whether a luminance value is selected from the selection list. If it is determined that a luminance value has been selected (S140: YES), a solder luminance setting process is performed in S150, and the process proceeds to S160. On the other hand, this determination process is repeated until the luminance value is not selected (S140: NO). Of course, if no selection is made even after a predetermined time has elapsed, the processing may be terminated, or a warning or the like may be given (the same applies to S180).
S160では、背景用輝度の入力欄34が選択されたか否かを判断する。背景用輝度の入力欄34の選択は、入力装置22を介した選択操作によりなされる。ここで入力欄34が選択されたと判断された場合(S160:YES)、S170にて、後述する選択リストを表示し、S180へ移行する。一方、入力欄34が選択されていないと判断された場合(S160:NO)、S200へ移行する。
In S160, it is determined whether or not the background
S180では、選択リストから輝度値が選択されたか否かを判断する。ここで輝度値が選択されたと判断された場合(S180:YES)、S190にて背景用輝度の設定処理を行い、S200へ移行する。一方、輝度値が選択されないうちは(S180:NO)、この判断処理を繰り返す。 In S180, it is determined whether a luminance value is selected from the selection list. If it is determined that a luminance value has been selected (S180: YES), background luminance setting processing is performed in S190, and the process proceeds to S200. On the other hand, this determination process is repeated until the luminance value is not selected (S180: NO).
S200では、終了指示があったか否かを判断する。この終了指示は、図示しない画面上の「終了」ボタンの選択操作によってなされる。ここで終了指示があったと判断された場合(S200:YES)、本輝度設定処理を終了する。一方、終了指示がないと判断された場合(S200:NO)、S120からの処理を繰り返す。 In S200, it is determined whether or not there is an end instruction. This end instruction is given by selecting an “end” button on a screen (not shown). If it is determined that an end instruction has been given (S200: YES), the brightness setting process is ended. On the other hand, if it is determined that there is no termination instruction (S200: NO), the processing from S120 is repeated.
次に上述した輝度値の選択及び設定(S120〜190)について、具体例を挙げて説明する。なお、ここでは背景用輝度の選択及び設定(S160〜S190)について説明するが、ハンダ用輝度の選択及び設定(S120〜150)も同様となる。 Next, the selection and setting of brightness values (S120 to 190) described above will be described with specific examples. Here, background luminance selection and setting (S160 to S190) will be described, but solder luminance selection and setting (S120 to 150) is the same.
図6に示した品種Hのプリント基板1の情報表示を前提にして説明する。S170における選択リストの表示は、例えば図7に示す態様で行われる。すなわち、背景用輝度の入力欄34が選択されると(S160:YES)、新たなウインドウW4が入力欄34の下側に表示される。表示される選択リストの内容は、図4(b)に示した基板用テーブルにおける色と輝度との対応関係である。そして、この選択リスト中の輝度値(図中に黒三角などで示した)が選択されると(S180:YES)、当該輝度値が設定されて(S190)、背景用輝度の入力欄34に表示される。なお、S180では輝度値を選択させるようにしているが、「緑」、「青」、「黒」などと示される基板種類(色)を選択させるようにしてもよいし、あるいは、それら輝度値及び基板種類のいずれか一方を選択させるようにしてもよい。
The description will be made on the premise of the information display of the printed
このようにしてハンダ用輝度及び背景用輝度が設定された後、検査開始が指示されると、図3に示すCPU及び入出力インターフェース21によって、設定された輝度となるように照明装置10が点灯され、プリント基板1の表面に対し斜め上方から所定の光成分パターンが照射される。そして、CPU及び入出力インターフェース21からの制御信号によりCCDカメラ11が照射部分を、それぞれの輝度ごとに撮像する。CCDカメラ11による撮像に基づく画像データは、画像データ記憶装置24へ記憶される。
When the inspection start is instructed after the solder luminance and the background luminance are set in this way, the
そして、CPU及び入出力インターフェース21からの制御信号によって、ハンダ用輝度での照射によって得られる画像データに基づき、三次元演算装置25が、図6に示すクリームハンダ4の検査対象領域31の三次元計測(高さ計測、体積計測など)を行う。また、背景用輝度での照射によって得られる画像データに基づき、三次元演算装置25が、図6に示すプリント基板1の計測基準領域32の三次元計測(基準高さ計測)を行う。これによって、プリント基板1の三次元計測が行われる。具体的には、計測基準領域32を高さ基準面として検査対象領域33のクリームハンダ4の高さや体積が計測されることになる。つまり、本実施形態においては、2回の撮像によって、プリント基板1の三次元計測が可能となるのである。なお、本実施形態において、三次元計測には位相シフト法を採用している。
Then, based on the image data obtained by the irradiation with the brightness for the solder by the control signal from the CPU and the input /
この計測値に基づいてCPU及び入出力インターフェース21は、クリームハンダ4の印刷状態を検査し、良/不良の判定を行って、その検査結果を、検査結果記憶装置26へ記憶する。また、不良判定されたプリント基板1は、図示しない排出機構によって排出される。
Based on this measured value, the CPU and the input /
以上詳述したように、本実施形態では、背景領域(計測基準領域32)とそれに応じた照明装置10の輝度との対応関係が基板用テーブル27Bとして照明用データベース27に記憶されている。そして、この基板用テーブル27Bに基づき、計測基準領域32の三次元計測を行うために、背景領域に応じた照明装置10の輝度(背景用輝度)が設定可能となっている。かかる構成の下、背景用輝度での照射によって得られる画像データに基づき、プリント基板1の計測基準領域32の三次元計測が行われる。これによって、計測基準領域32の三次元計測が確実に実行可能となり、計測基準領域32を、検査対象領域31の計測の基準として、適正に利用できる。すなわち、計測対象物の所定領域を高さ基準面として適正に利用することができる。特に、図4(b)の基板用テーブル27Bには、基板種類(基板色)が「黒」の場合に対応する輝度も用意されている。これは、計測基準領域32(背景領域)が黒色あるいは相対的に黒色に近い灰色である場合、検査対象領域31に応じた輝度での撮像に基づく画像データにおいては、計測基準領域32における明暗の差(輝度差)が小さくなるおそれが高いからである。したがって、本実施形態によれば、計測基準領域32が黒色あるいは相対的に黒色に近い灰色である場合には、効果が際立つ結果となる。
As described above in detail, in the present embodiment, the correspondence relationship between the background region (measurement reference region 32) and the luminance of the
また、本実施形態では、ハンダ領域(検査対象領域31)とそれに応じた照明装置10の輝度との対応関係が、ハンダ用テーブル27Aとして、照明用データベース27に記憶されている。そして、このハンダ用テーブル27Aに基づき、検査対象領域31の三次元計測を行うために、ハンダ領域に応じた照明装置10の輝度(ハンダ用輝度)が設定可能となっている。かかる構成の下、ハンダ用輝度での照射によって得られる画像データに基づき、プリント基板1の計測基準領域32の三次元計測が行われる。これによって、検査対象領域31の三次元計測が確実に実行可能となる。
In the present embodiment, the correspondence between the solder area (inspection area 31) and the luminance of the
このとき、検査対象領域31の計測を目的とする撮像に前後して計測基準領域32の計測を目的とする撮像が1回だけ行われるため、計2回の撮像によってプリント基板1の三次元計測が可能となる。これによって、三次元計測装置を簡素化できコストを低減させることができる。結果として、印刷状態検査装置8の簡素化およびコスト低減が実現される。また、三次元計測に要する時間の短縮化を図ることができる。
At this time, since the imaging for the measurement of the
さらにまた、本実施形態では、検査対象領域31の三次元計測と計測基準領域32の三次元計測とを別個の撮像(ハンダ用輝度での撮像、背景用輝度での撮像)に基づき行うことにより、プリント基板1の三次元計測を行う。すなわち、画像の合成などの複雑な処理は行われない。したがってこの点でも、装置の簡素化およびコスト低減が実現される。
Furthermore, in the present embodiment, the three-dimensional measurement of the
また、本実施形態では、上記ハンダ用テーブル27Aに示される対応関係を選択リストとして表示し(図5中のS130)、作業者による選択操作によって(S140:YES)、ハンダ用輝度を設定する(S150)。また、上記基板用テーブル27Bに示される対応関係を選択リストとして表示し(S170)、作業者による選択操作によって(S180:YES)、背景用輝度を設定する(S190)。このように手動による設定を行えるようになっているため、輝度の設定に関する自由度が大きくなり、作業者の経験などをいかした幅広い輝度の設定が可能となる。また、表示装置23の表示画面に選択リストが表示されるようになっており(図7参照)、入力装置22を介した選択操作によって輝度値が選択されるようになっているため、比較的容易な輝度の設定が実現される。
In the present embodiment, the correspondence shown in the solder table 27A is displayed as a selection list (S130 in FIG. 5), and the brightness for solder is set by the selection operation by the operator (S140: YES) ( S150). Further, the correspondence shown in the substrate table 27B is displayed as a selection list (S170), and the background brightness is set (S190) by the selection operation by the operator (S180: YES). Since manual setting can be performed in this way, the degree of freedom regarding luminance setting is increased, and a wide range of luminance settings can be made using the operator's experience. In addition, a selection list is displayed on the display screen of the display device 23 (see FIG. 7), and the luminance value is selected by a selection operation via the
以上説明した実施の形態において、例えば、次のように構成の一部を適宜変更して実施することも可能である。勿論、以下において例示しない他の変更例も当然可能である。 In the embodiment described above, for example, a part of the configuration can be appropriately changed as follows. Of course, other modifications not exemplified below are also possible.
(a)上記第1実施形態ではメーカ毎に輝度の異なるハンダ用テーブル27Aを記憶している構成であったが、ハンダ領域(クリームハンダ4の印刷された領域)の色が比較的安定している場合には、ハンダ用テーブル27Aを省略してもよい。すなわち、製造メーカ各社で大きな違いがないことに着目し、検査対象領域31の計測を目的とする撮像に際しては、予め決められた輝度で照明装置10を点灯する構成としてもよい。
(A) In the first embodiment, the solder table 27A having different brightness is stored for each manufacturer. However, the color of the solder area (area where the cream solder 4 is printed) is relatively stable. If there is, the solder table 27A may be omitted. That is, paying attention to the fact that there is no significant difference among the manufacturers, it is possible to employ a configuration in which the
(b)上記第1実施形態では、複数個の計測基準領域32(背景領域)に対し、同一の(唯一の)背景用輝度を設定し、当該背景用輝度による照明装置10の照射に基づき撮像を行っている。
(B) In the first embodiment, the same (unique) background luminance is set for a plurality of measurement reference regions 32 (background regions), and imaging is performed based on irradiation of the
これに対し、複数個の計測基準領域32を、異なる輝度での照射によって撮像する構成としてもよい。これは複数個の各計測基準領域32が、同一色であるとは限らないためである。そこで、図8に示すように、品種情報の表示において、各計測基準領域32に対応させてA〜Eなどの記号を表示し、各計測基準領域32毎に背景用輝度を設定可能な構成としてもよい。例えばプリント基板1の画像PG2に表示される記号に対応させるようにして入力欄35を用意するという具合である。
On the other hand, it is good also as a structure which images the some measurement reference area |
このようにすれば、撮像回数が3回以上になるものの、各計測基準領域32の三次元計測が確実に実行可能となり、各計測基準領域32を計測の基準として適正に利用できる。すなわち、プリント基板1の背景領域を高さ基準面として適正に利用可能となる。
In this way, although the number of times of imaging is three or more, the three-dimensional measurement of each
(c)計測基準領域32(背景領域)が黒色あるいは相対的に黒色に近い灰色である場合に効果が際立つ旨上述したが、計測基準領域32(背景領域)が白色あるいは相対的に白色に近い灰色である場合には、検査対象領域31(ハンダ領域)に応じた照射強度での撮像による画像データ中において、計測基準領域32(背景領域)における輝度が高くなりすぎて飽和状態となってしまうおそれが高い。したがって、上記基板用テーブル27Bに、基板種類(基板色)が「白」の場合に対応する輝度を用意しておけば、計測基準領域32(背景領域)が白色あるいは相対的に白色に近い灰色である場合に効果が際立つ結果となる。 (C) As described above, the effect is conspicuous when the measurement reference region 32 (background region) is black or gray that is relatively close to black. However, the measurement reference region 32 (background region) is white or relatively close to white. In the case of gray, the luminance in the measurement reference region 32 (background region) becomes too high in the image data obtained by imaging with the irradiation intensity corresponding to the inspection target region 31 (solder region) and becomes saturated. There is a high risk. Therefore, if the substrate table 27B has a brightness corresponding to the case where the substrate type (substrate color) is “white”, the measurement reference region 32 (background region) is white or gray that is relatively close to white. If this is the case, the effect is conspicuous.
(d)上記実施の形態では、プリント基板1に印刷形成されたクリームハンダ4の高さ等を計測する場合に具体化したが、ウエハ基板や実装基板等の検査装置にも適用できる。例えば、ウエハ基板の場合には、酸化膜の表面を基準高さとして利用可能となり、ハンダバンプの高さ、形状、体積等を算出可能となる。
(D) In the above-described embodiment, the present invention is embodied when measuring the height or the like of the cream solder 4 printed on the printed
(e)上記実施の形態では、三次元計測方法として位相シフト法を採用しているが、他にも光切断法や、モアレ法、合焦法、共焦点法、空間コード法、格子縞投影法等といった各種三次元計測方法を採用することもできる。 (E) In the above embodiment, the phase shift method is adopted as the three-dimensional measurement method. However, the light cutting method, the moire method, the focusing method, the confocal method, the spatial code method, and the lattice fringe projection method are also used. Various three-dimensional measurement methods such as these can also be adopted.
次に第2実施形態について説明する。
[第2実施形態]
図2に示すように、プリント基板1は、平板状をなし(平面を備え)、ガラスエポキシ樹脂等からなるベース基板2に、銅箔からなる電極パターン3が設けられている。さらに、所定の電極パターン3上には、クリームハンダ4が印刷形成されている。このクリームハンダ4が印刷された領域を「ハンダ領域」ということにする。ハンダ領域以外の部分を「背景領域」と総称するが、この背景領域には、電極パターン3が露出した領域(記号A)、ベース基板2が露出した領域(記号B)、ベース基板2上にレジスト膜5がコーティングされた領域(記号C)、及び、電極パターン3上にレジスト膜5がコーティングされた領域(記号D)が含まれる。なお、レジスト膜5は、所定配線部分以外にクリームハンダ4がのらないように、プリント基板1の表面にコーティングされるものである。
Next, a second embodiment will be described.
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 2, the printed
図1は、本実施の形態における三次元計測装置を具備する印刷状態検査装置8を模式的に示す概略構成図である。同図に示すように、印刷状態検査装置8は、プリント基板1を載置するための載置台9と、プリント基板1の表面に対し斜め上方から所定の光成分パターンを照射するための「照射手段」としての照明装置10と、プリント基板1上の前記照射された部分を撮像するための「撮像手段」としてのCCDカメラ11と、印刷状態検査装置8内における各種制御や画像処理、演算処理を実施するための制御装置12とを備えている。なお、照明装置10は、設定される輝度で前記光成分パターンを照射可能に構成されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing a printing state inspection apparatus 8 including a three-dimensional measuring apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, the printing state inspection apparatus 8 includes a mounting table 9 for mounting the printed
前記載置台9には、モータ15,16が設けられており、該モータ15,16が制御装置12により駆動制御されることによって、載置台9上に載置されたプリント基板1が任意の方向(X軸方向及びY軸方向)へスライドさせられるようになっている。
The mounting table 9 is provided with
次に、制御装置12の電気的構成について説明する。
Next, the electrical configuration of the
図3に示すように、制御装置12は、印刷状態検査装置8全体の制御を司る「制御手段」としてのCPU及び入出力インターフェース21、キーボードやマウス、あるいは、タッチパネルで構成される入力装置22、CRTや液晶などの表示画面を有する表示装置23、CCDカメラ11による撮像に基づく画像データを記憶するための画像データ記憶装置24、CCDカメラ11による撮像に基づいてクリームハンダ4の高さや体積の計測を行う「三次元演算手段」としての三次元演算装置25、及び、検査結果を記憶するための検査結果記憶装置26を備えている。なお、これら各装置22〜27は、CPU及び入出力インターフェース21に対し電気的に接続されている。
As shown in FIG. 3, the
ところで、検査の対象となるプリント基板1には、その品種ごとに検査の領域などが設定されている。例えば、図10に、品種Hのプリント基板1の品種情報を例示した。このような品種情報は、表示装置23の表示画面に表示される「品種表示」ボタンが選択操作され、品種が入力されることによってなされる。「品種表示」ボタンの選択操作は、入力装置22を介してなされるが、例えばマウス等のポインティングデバイスで選択操作されたり、あるいは、表示装置23と一体に構成されたタッチパネルで選択操作されたりする構成として実現される。
By the way, an inspection area or the like is set for each type of printed
図10に示すように、品種情報の表示においては、ウインドウW1が表示される。このウインドウW1は、ウインドウW2,W3から構成されている。ウインドウW2にはハンダ領域の情報が表示され、ウインドウW3には背景領域の情報が表示される。いずれのウインドウW2,W3にも、プリント基板1の全体画像PG1,PG2が表示される。なお、この全体画像PG1,PG2は予め用意されているものとする。もちろん、CCDカメラ11による撮像に基づいて全体画像PG1,PG2を取得するようにしてもよい。
As shown in FIG. 10, a window W1 is displayed in the display of product type information. This window W1 is composed of windows W2 and W3. The window W2 displays solder area information, and the window W3 displays background area information. The entire images PG1, PG2 of the printed
そして、ウインドウW2に表示されるハンダ用の画像PG1には、クリームハンダ4の印刷されたハンダ領域であって、検査の対象となる「第1測定エリア」としての検査対象領域31(斜線を施して示した領域)が表示される。一方、ウインドウW3に表示される背景用の画像PG2には、背景領域であって、高さ計測の基準となる「第2測定エリア」としての計測基準領域32(斜線を施して示した領域)が表示される。 The solder image PG1 displayed in the window W2 is a solder area on which the cream solder 4 is printed, and an inspection target area 31 (an oblique line is applied as a “first measurement area” to be inspected). Are displayed). On the other hand, the background image PG2 displayed in the window W3 is a background area, and a measurement reference area 32 (area shown by hatching) as a “second measurement area” that serves as a reference for height measurement. Is displayed.
プリント基板1には、検査視野が予め設定され、この検査視野に合わせて載置台9上に載置されたプリント基板1が任意の方向(X軸方向及びY軸方向)へスライドさせられ、この検査視野ごとに、照明装置10による光パターンの照射及びCCDカメラ11による撮像がなされて、検査対象領域31のクリームハンダ4の印刷状態が検査される。このとき、検査基準領域32が高さ基準面として利用される。
An inspection visual field is set in advance on the printed
次に、設定される検査視野ごとの撮像処理を、図11のフローチャートに基づいて説明する。この撮像処理は、CPU及び入出力インターフェース21にて実行されるものである。
Next, imaging processing for each set inspection visual field will be described based on the flowchart of FIG. This imaging process is executed by the CPU and input /
最初のステップ(以下、ステップを単に記号Sで示す)200において、照明装置10の輝度をクリームハンダ4に合わせて設定する。この輝度は、ハンダ用輝度として、予め決められたものである。
In the first step (hereinafter, the step is simply indicated by symbol S) 200, the luminance of the
続くS210では、CPU及び入出力インターフェース21によって、設定された輝度(ハンダ用輝度)となるように照明装置10が点灯され、プリント基板1の表面に対し斜め上方から所定の光成分パターンが照射される。そして、CPU及び入出力インターフェース21からの制御信号によりCCDカメラ11が照射部分を撮像する。CCDカメラ11による撮像に基づく画像データは、画像データ記憶装置24へ記憶される。
In subsequent S210, the
次のS220では、S210にて撮像された画像データに基づき、背景領域の平均輝度を算出する。 In the next S220, the average luminance of the background area is calculated based on the image data captured in S210.
続くS230では、背景領域の目標輝度とS220にて算出された平均輝度との差分がしきい値以上か否かを判断する。ここで差分がしきい値以上であると判断された場合(S230:YES)、S240へ移行する。一方、差分がしきい値を下回っている場合(S230:NO)、以降の処理を実行せず、本撮像処理を終了する。 In subsequent S230, it is determined whether or not the difference between the target luminance of the background area and the average luminance calculated in S220 is equal to or greater than a threshold value. If it is determined that the difference is greater than or equal to the threshold value (S230: YES), the process proceeds to S240. On the other hand, when the difference is below the threshold value (S230: NO), the subsequent processing is not executed and the present imaging processing is terminated.
差分がしきい値以上であると判断された場合に移行するS240では、輝度を補正する。具体的には、S220にて算出された平均輝度と目標輝度との比率に基づき、照明装置10の輝度を補正して設定する。すなわち、ハンダ用輝度が補正されて背景用輝度が設定されることになる。
In S240, where the difference is determined to be greater than or equal to the threshold value, the luminance is corrected. Specifically, the luminance of the
S250では、CPU及び入出力インターフェース21によって、補正された輝度(背景用輝度)となるように照明装置10が点灯され、プリント基板1の表面に対し斜め上方から所定の光成分パターンが照射される。そして、CPU及び入出力インターフェース21からの制御信号によりCCDカメラ11が照射部分を撮像する。CCDカメラ11による撮像に基づく画像データは、画像データ記憶装置24へ記憶される。
In S250, the
なお、以上の撮像処理が「制御手段」の実行する処理であり、詳しくは、S210における照明処理が「第1照射処理」に相当し、S230の処理が「判断処理」に相当し、S240における補正処理が「補正処理」に相当し、S250における照明処理が「第2照射処理」に相当することになる。 The above imaging process is a process executed by the “control unit”. Specifically, the illumination process in S210 corresponds to the “first irradiation process”, the process in S230 corresponds to the “determination process”, and the process in S240. The correction process corresponds to the “correction process”, and the illumination process in S250 corresponds to the “second irradiation process”.
以上の撮像処理に対する理解を容易にするため、具体例を挙げて説明する。 In order to facilitate understanding of the above imaging processing, a specific example will be described.
図12は、背景領域における光パターンの輝度をグラフとして模式的に示すものである。背景領域(計測基準領域32)の三次元計測を行うための理想的な輝度を、グラフ上部に二点鎖線で示した。縞状の光パターンを照射した場合、ある程度の振幅を有するサインカーブとなることが望ましい。ところが、ハンダ領域(検査対象領域31)に合わせた輝度で撮像した場合、背景領域が比較的暗い色である場合など、グラフ下部に実線で示すような振幅の小さなサインカーブとなってしまうことがある。つまり、明暗の差(輝度差)が小さくなってしまうのである。 FIG. 12 schematically shows the luminance of the light pattern in the background area as a graph. The ideal luminance for performing the three-dimensional measurement of the background region (measurement reference region 32) is indicated by a two-dot chain line at the top of the graph. When a striped light pattern is irradiated, a sine curve having a certain amplitude is desirable. However, when imaging is performed with luminance matching the solder area (inspection target area 31), a sine curve with a small amplitude as indicated by a solid line at the bottom of the graph may occur when the background area is a relatively dark color. is there. That is, the difference in brightness (brightness difference) becomes small.
そこで、上述の撮像処理においては、背景領域の平均輝度を算出し(図11中のS2230)、目標輝度との差がしきい値以上であるか否かを判断し(S230)、しきい値以上である場合(S230:YES)、ハンダ用輝度を補正して背景用輝度を設定する(S240)。図12で言えば、背景領域の輝度の平均値、すなわちグラフ下部のサインカーブの平均値Nを算出し(S220)、予め定められる理想的な輝度の平均値である目標値Mとの差分Dが、しきい値以上であるか否かを判断する(S230)。そして、しきい値以上である場合(S230:YES)、目標値Mと平均値Nとの比率に基づいて、ハンダ用輝度を補正して背景用輝度を設定する。具体的には、ハンダ用輝度を(M/N)倍して背景用輝度を設定する。 Therefore, in the above-described imaging process, the average luminance of the background area is calculated (S2230 in FIG. 11), and it is determined whether or not the difference from the target luminance is greater than or equal to the threshold (S230). If this is the case (S230: YES), the luminance for solder is corrected and the luminance for background is set (S240). In FIG. 12, the average luminance value of the background region, that is, the average value N of the sine curve at the bottom of the graph is calculated (S220), and the difference D from the target value M, which is a predetermined ideal average luminance value. Is greater than or equal to a threshold value (S230). If it is equal to or greater than the threshold value (S230: YES), the luminance for solder is corrected based on the ratio between the target value M and the average value N to set the background luminance. More specifically, the brightness for background is set by multiplying the brightness for solder by (M / N).
そして、背景用輝度での照明・撮像が行われた場合、CPU及び入出力インターフェース21からの制御信号によって、背景用輝度での照射によって得られた画像データに基づき、三次元演算装置25が、図10に示すプリント基板1の計測基準領域32の三次元計測を行う。また、ハンダ用輝度での照射によって得られる画像データに基づき、三次元演算装置25が、図10に示すクリームハンダ4の検査対象領域31の三次元計測を行う。これによって、プリント基板1の三次元計測が行われる。具体的には、計測基準領域32を高さ基準面として検査対象領域33のクリームハンダ4の高さや体積が計測されることになる。
Then, when illumination / imaging is performed at the background luminance, the three-dimensional
一方、背景用輝度での照明・撮像が行われない場合、CPU及び入出力インターフェース21からの制御信号によって、ハンダ用輝度での照射によって得られた画像データに基づき、三次元演算装置25が、図10に示すプリント基板1の検査対象領域31及び計測基準領域32の三次元計測を行う。これによって、プリント基板1の三次元計測が行われる。具体的には、計測基準領域32を高さ基準面として検査対象領域33のクリームハンダ4の高さや体積が計測されることになる。
On the other hand, when illumination / imaging at the background luminance is not performed, the three-dimensional
なお、本実施形態において、三次元計測には位相シフト法を採用している。 In this embodiment, the phase shift method is adopted for three-dimensional measurement.
この計測値に基づき、CPU及び入出力インターフェース21は、クリームハンダ4の印刷状態を検査し、良/不良の判定を行って、その検査結果を、検査結果記憶装置26へ記憶する。ここで不良判定されたプリント基板1は、図示しない排出機構によって排出される。
Based on this measurement value, the CPU and the input /
以上詳述したように、本実施形態では、最初にハンダ領域(検査対象領域31)に合わせたハンダ用輝度で照明装置10が点灯されて撮像が行われる(図11中のS200,S210)。クリームハンダ4の色が製造メーカによってそれほど異ならないという前提の下、1回目の撮像に基づいて、検査対象領域31の三次元計測は確実に実行可能となる。そして、この1回目の撮像に基づき、背景領域の輝度の平均値を算出し(S220)、輝度の目標値との差分がしきい値以上である場合は(S230:YES)、目標値との比率を用いてハンダ用輝度を補正して背景用輝度を設定する(S240)。背景用輝度が設定されると、この背景用輝度で照明装置10が点灯されて2回目の撮像が行われる(S250)。したがって、この2回目の撮像に基づけば、計測基準領域32の三次元計測が確実に実行可能となる。これによって、計測基準領域32の三次元計測が確実に実行可能となり、計測対象物の所定領域を高さ基準面として適正に利用可能となる。しかも、場合によっては1回の撮像により、補正が行われる場合でも2回の撮像により、撮像領域の三次元計測がなされることになる。したがって、装置を簡素化できコストを低減させることができる。また、三次元計測に要する時間の短縮化を図ることができる。
As described in detail above, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、2回の撮像がなされる場合、検査対象領域31の三次元計測と計測基準領域32の三次元計測とを別個の撮像(ハンダ用輝度での1回目の撮像、背景用輝度での2回目の撮像)に基づき行うことにより、プリント基板1(検査視野)の三次元計測を行う。すなわち、画像の合成などの複雑な処理は行われない。したがってこの点でも、装置の簡素化およびコスト低減が実現される。
Further, in the present embodiment, when imaging is performed twice, the three-dimensional measurement of the
さらにまた、本実施形態では、背景領域の平均輝度が算出され(図11中のS2230)、目標輝度との差がしきい値以上であるか否かが判断され(S230)、しきい値以上である場合(S230:YES)、ハンダ用輝度が補正されて背景用輝度が設定される(S240)。このように、背景領域の輝度を用い、また、輝度の目標値をの差分を用いて判断処理を行うため、判断処理の簡素化を図ることができる。さらに、補正処理においては、背景輝度の平均値と目標値との比率に基づく補正がなされる。したがって、補正処理の簡素化を図ることができる。これらのことからも、装置の簡素化およびコスト低減が実現される。 Furthermore, in this embodiment, the average luminance of the background area is calculated (S2230 in FIG. 11), and it is determined whether the difference from the target luminance is equal to or greater than a threshold (S230). (S230: YES), the luminance for solder is corrected and the luminance for background is set (S240). As described above, since the determination process is performed using the luminance of the background area and the difference between the target values of the luminance, the determination process can be simplified. Further, in the correction process, correction is performed based on the ratio between the average value of the background luminance and the target value. Therefore, the correction process can be simplified. Also from these things, simplification and cost reduction of an apparatus are implement | achieved.
また、計測基準領域32(背景領域)が黒色あるいは相対的に黒色に近い灰色である場合、検査対象領域31に応じた輝度での撮像に基づく画像データにおいて、背景領域における明暗の差(輝度差)が小さくなるおそれが高い。このような場合も、実際の輝度の平均値と目標値との比率で補正されて計測基準領域32の三次元計測が実行可能となるため、計測基準領域32が黒色あるいは相対的に黒色に近い灰色である場合には、効果が際立つ結果となる。
In addition, when the measurement reference region 32 (background region) is black or gray that is relatively close to black, in the image data based on imaging with luminance corresponding to the
以上説明した実施の形態において、例えば、次のように構成の一部を適宜変更して実施することも可能である。勿論、以下において例示しない他の変更例も当然可能である。 In the embodiment described above, for example, a part of the configuration can be appropriately changed as follows. Of course, other modifications not exemplified below are also possible.
(a)上記第2実施形態では画像データにおける背景領域の輝度の平均値と目標値との比率でハンダ用輝度を補正していた。このようにすれば比較的簡単な計算式でハンダ用輝度が補正されることになるが、照射強度と画像データの輝度とは、完全には線形比例しない。 (A) In the second embodiment, the luminance for solder is corrected by the ratio between the average value of the luminance of the background area in the image data and the target value. In this way, the luminance for solder is corrected with a relatively simple calculation formula, but the irradiation intensity and the luminance of the image data are not completely linearly proportional.
そこで、図9に二点鎖線で示すような「記憶手段」としてのデータベース28を備える構成とし、ここに補正情報を記憶しておくようにしてもよい。補正情報は、例えば背景領域の輝度の平均値に応じたハンダ用輝度の補正倍率であることが考えられる。そして、1回目の撮像に基づいて計測基準領域32の三次元計測が不可能と判断された場合、この補正情報を参照してハンダ用輝度を補正して背景用輝度を設定する。このようにすれば、設定される背景用輝度がより適切なものとなり、背景用輝度での撮像によって、第2測定エリアの三次元計測が確実に実行可能となる。
Therefore, the
また、同様に、「記憶手段」としてのデータベース28を備える構成とし、ここに対応情報を記憶しておくようにしてもよい。対応情報は、計測基準領域32と当該計測基準領域32に応じた輝度との対応関係を示すものである。そして、1回目の撮像に基づいて計測基準領域32の三次元計測が不可能と判断された場合、この対応情報を参照して計測基準領域32に応じた背景用輝度を設定する。このようにすれば、設定される背景用輝度がより適切なものとなり、背景用輝度での撮像によって、第2測定エリアの三次元計測が確実に実行可能となる。
Similarly, the
(b)計測基準領域32(背景領域)が黒色あるいは相対的に黒色に近い灰色である場合に効果が際立つ旨上述したが、計測基準領域32(背景領域)が白色あるいは相対的に白色に近い灰色である場合には、検査対象領域31(ハンダ領域)に応じた照射強度での撮像による画像データ中において、計測基準領域32(背景領域)における輝度が高くなりすぎて飽和状態となってしまうおそれが高い。したがって、計測基準領域32(背景領域)が白色あるいは相対的に白色に近い灰色である場合にも効果が際立つ結果となる。 (B) As described above, the effect is conspicuous when the measurement reference region 32 (background region) is black or gray that is relatively close to black. However, the measurement reference region 32 (background region) is white or relatively close to white. In the case of gray, the luminance in the measurement reference region 32 (background region) becomes too high in the image data obtained by imaging with the irradiation intensity corresponding to the inspection target region 31 (solder region) and becomes saturated. There is a high risk. Therefore, the effect is conspicuous even when the measurement reference region 32 (background region) is white or gray that is relatively close to white.
(c)上記実施の形態では、プリント基板1に印刷形成されたクリームハンダ4の高さ等を計測する場合に具体化したが、ウエハ基板や実装基板等の検査装置にも適用できる。例えば、ウエハ基板の場合には、酸化膜の表面を基準高さとして利用可能となり、ハンダバンプの高さ、形状、体積等を算出可能となる。
(C) In the above-described embodiment, the embodiment is implemented when measuring the height or the like of the cream solder 4 printed and formed on the printed
(d)上記実施の形態では、三次元計測方法として位相シフト法を採用しているが、他にも光切断法や、モアレ法、合焦法、共焦点法、空間コード法、格子縞投影法等といった各種三次元計測方法を採用することもできる。 (D) In the above embodiment, the phase shift method is adopted as the three-dimensional measurement method. However, the light cutting method, the moire method, the focusing method, the confocal method, the spatial code method, and the lattice fringe projection method are also used. Various three-dimensional measurement methods such as these can also be adopted.
1…プリント基板、2…ガラスエポキシ樹脂、3…電極パターン、4…クリームハンダ、5…レジスト膜、8…印刷状態検査装置、9…載置台、10…照明装置、11…CCDカメラ、12…制御装置、15,16…モータ、21…入出力インターフェース、22…入力装置、23…表示装置、24…画像データ記憶装置、25…三次元演算装置、26…検査結果記憶装置、27…照明用データベース、27A…ハンダ用テーブル、27B…基板用テーブル、28…データベース、31…検査対象領域、32…計測基準領域、33,34,35…入力欄。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記照射手段による前記光の照射に基づき、第1の測定エリア及び第2の測定エリアを含むよう前記計測対象物の撮像を、前記光の照射ごとに行う撮像手段と、
前記撮像手段による撮像に基づき、前記計測対象物の三次元計測を行う三次元演算手段と、
前記照射手段をして前記第1測定エリアに応じた第1の照射強度で前記光を照射させ、当該照射に基づく前記撮像手段による撮像結果に基づき前記第2測定エリアの平均輝度を算出し、当該平均輝度とその目標輝度との差が所定のしきい値以上か否かを判断し、
前記差が所定のしきい値以上の場合には、前記第1測定エリアに応じた照射強度での前記光の照射に基づく前記撮像手段による撮像結果に基づいて、前記第1の照射強度を補正して前記第2測定エリアに応じた第2の照射強度を設定し、前記照射手段をして前記設定された第2の照射強度で前記光を照射させる処理を実行し、
前記差が所定のしきい値未満の場合には、前記処理を実行しない制御手段と
を備えていることを特徴とする三次元計測装置。 3D measurement light is irradiated with a set irradiation intensity to a measurement object having a first measurement area to be inspected and a second measurement area to be a height measurement reference of the first measurement area. Possible irradiation means;
An imaging unit that performs imaging of the measurement object so as to include a first measurement area and a second measurement area based on the irradiation of the light by the irradiation unit;
Three-dimensional calculation means for performing three-dimensional measurement of the measurement object based on imaging by the imaging means;
Irradiating the light with a first irradiation intensity corresponding to the first measurement area using the irradiation means, and calculating an average luminance of the second measurement area based on an imaging result by the imaging means based on the irradiation ; Determine whether the difference between the average brightness and the target brightness is greater than or equal to a predetermined threshold,
When the difference is greater than or equal to a predetermined threshold value , the first irradiation intensity is corrected based on the imaging result by the imaging unit based on the irradiation of the light with the irradiation intensity corresponding to the first measurement area. And setting a second irradiation intensity corresponding to the second measurement area, and performing a process of irradiating the light with the set second irradiation intensity by using the irradiation means ,
And a control unit that does not execute the process when the difference is less than a predetermined threshold value .
前記照射手段による前記光の照射に基づき、第1の測定エリア及び第2の測定エリアを含むよう前記計測対象物の撮像を、前記光の照射ごとに行う撮像手段と、
前記撮像手段による撮像に基づき、前記計測対象物の三次元計測を行う三次元演算手段と、
前記照射手段をして前記第1測定エリアに応じた第1の照射強度で前記光を照射させる第1照射処理、前記第1照射処理に基づく前記撮像手段による撮像結果に基づき前記第2測定エリアの平均輝度を算出し、当該平均輝度とその目標輝度との差が所定のしきい値以上か否かを判断する判断処理を行い、
前記判断処理にて前記第2測定エリアの平均輝度とその目標輝度との差が所定のしきい値以上と判断された場合には、前記第1測定エリアに応じた照射強度での前記光の照射に基づく前記撮像手段による撮像結果に基づいて、前記第1の照射強度を補正して前記第2測定エリアに応じた第2の照射強度を設定する設定処理、及び、前記照射手段をして前記設定処理にて設定された第2の照射強度で前記光を照射させる第2照射処理を実行し、
前記判断処理にて前記第2測定エリアの平均輝度とその目標輝度との差が所定のしきい値未満と判断された場合には、前記設定処理及び第2照射処理を実行しない制御手段と
を備えていることを特徴とする三次元計測装置。 3D measurement light is irradiated with a set irradiation intensity to a measurement object having a first measurement area to be inspected and a second measurement area to be a height measurement reference of the first measurement area. Possible irradiation means;
An imaging unit that performs imaging of the measurement object so as to include a first measurement area and a second measurement area based on the irradiation of the light by the irradiation unit;
Three-dimensional calculation means for performing three-dimensional measurement of the measurement object based on imaging by the imaging means;
A first irradiation process for irradiating the light with a first irradiation intensity corresponding to the first measurement area by the irradiation unit; and the second measurement area based on an imaging result by the imaging unit based on the first irradiation process. A determination process is performed to determine whether or not the difference between the average brightness and the target brightness is equal to or greater than a predetermined threshold value ,
Wherein when the difference of the second average luminance measuring area and the target brightness at decision processing is determined to or greater than the predetermined threshold value, the light irradiation intensity corresponding to the first measurement area Based on the imaging result by the imaging means based on irradiation, a setting process for correcting the first irradiation intensity and setting a second irradiation intensity corresponding to the second measurement area, and the irradiation means Performing a second irradiation process for irradiating the light with the second irradiation intensity set in the setting process ;
A controller that does not execute the setting process and the second irradiation process when the difference between the average luminance of the second measurement area and the target luminance is less than a predetermined threshold value in the determination process ; A three-dimensional measuring apparatus characterized by comprising.
前記第2測定エリアは、黒色あるいは相対的に黒色に近い灰色であることを特徴とする三次元計測装置。 The three-dimensional measuring apparatus according to claim 1 or 2,
The three-dimensional measuring apparatus, wherein the second measurement area is black or gray that is relatively close to black.
前記第2測定エリアは、白色あるいは相対的に白色に近い灰色であることを特徴とする三次元計測装置。 The three-dimensional measuring apparatus according to claim 1 or 2,
The three-dimensional measuring apparatus, wherein the second measurement area is white or gray that is relatively close to white.
前記計測対象物は、ベース基板に対して電極パターンが形成されたプリント基板であり、前記第1測定エリアは、前記電極パターン上にハンダが印刷されたハンダ領域であり、前記第2測定エリアは、ハンダ領域以外の背景領域に設けられ、前記電極パターン、前記ベース基板、前記電極パターン上を覆うレジスト膜、あるいは、前記ベース基板上を覆うレジスト膜の領域であることを特徴とする基板検査装置。
Comprising the three-dimensional measuring device according to any one of claims 1 to 4, further comprising an inspection means for inspecting the measurement object based on a result of three-dimensional measurement of the measurement object;
The measurement object is a printed circuit board on which an electrode pattern is formed with respect to a base substrate, the first measurement area is a solder region in which solder is printed on the electrode pattern, and the second measurement area is A substrate inspection apparatus provided in a background region other than a solder region, the electrode pattern, the base substrate, a resist film covering the electrode pattern, or a resist film region covering the base substrate .
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