JPH0715375B2 - 形状検出方法 - Google Patents
形状検出方法Info
- Publication number
- JPH0715375B2 JPH0715375B2 JP30376489A JP30376489A JPH0715375B2 JP H0715375 B2 JPH0715375 B2 JP H0715375B2 JP 30376489 A JP30376489 A JP 30376489A JP 30376489 A JP30376489 A JP 30376489A JP H0715375 B2 JPH0715375 B2 JP H0715375B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子回路基板上の電子部品の実装状態を検出
するための形状検出方法に関する。
するための形状検出方法に関する。
（従来の技術） 従来、レーザ光などの光ビームを投光して平板上の凹凸
形状を検出する方法として本出願人によって既に提案さ
れ「形状検出装置」として題された先行出願（特願平1-
5650号）などがあり、第５図に示すような構成をとって
いた。図において20はレーザ光源で、このレーザ光源20
より発するレーザ光をコリメータ21を介して同期振動ミ
ラー22により屈折し、レンズ23を通して被検出物24に照
射する。この被検出物24上に照射されたスポット光を検
出するため別に設けたレンズ25を介して、同期振動ミラ
ー26により屈折させた反射光を光位置検部27によって検
出するように構成されていた。この場合、同期振動ミラ
ー22と26とは同期して光を同じ角度に屈折させるもの
で、これによってＸ方向へのレーザ光走査を行わせるよ
になっていた。また、被検出物体は前記Ｘ方向への走査
とは異なるＹ方向へ移動されるようになっていた。この
ような構成で、レーザ光をＸ方向に走査してＸ方向のビ
ームスポット高さ位置を投光走査に同期した受光素子で
検出し、Ｙ方向には被検出物体を移動させることでＸ、
Ｙの二次平面上の物体の高さを測定していた。
形状を検出する方法として本出願人によって既に提案さ
れ「形状検出装置」として題された先行出願（特願平1-
5650号）などがあり、第５図に示すような構成をとって
いた。図において20はレーザ光源で、このレーザ光源20
より発するレーザ光をコリメータ21を介して同期振動ミ
ラー22により屈折し、レンズ23を通して被検出物24に照
射する。この被検出物24上に照射されたスポット光を検
出するため別に設けたレンズ25を介して、同期振動ミラ
ー26により屈折させた反射光を光位置検部27によって検
出するように構成されていた。この場合、同期振動ミラ
ー22と26とは同期して光を同じ角度に屈折させるもの
で、これによってＸ方向へのレーザ光走査を行わせるよ
になっていた。また、被検出物体は前記Ｘ方向への走査
とは異なるＹ方向へ移動されるようになっていた。この
ような構成で、レーザ光をＸ方向に走査してＸ方向のビ
ームスポット高さ位置を投光走査に同期した受光素子で
検出し、Ｙ方向には被検出物体を移動させることでＸ、
Ｙの二次平面上の物体の高さを測定していた。
このような形状検出装置で電子回路基板上の電子部品の
実装状態を外観検査する場合等においては、半田付け部
分等の光沢や鏡面性を有する表面に光ビームを投光する
と、第６図に示すように、１次反射ビームスポットS1以
外に光ビームの２次反射ビームスポットS2や３次反射ビ
ームスポットS3などの異常反射が発生し、ビームスポッ
ト高さ位置を検出する受光素子28にはビームスポットの
高さ位置が異なる複数のビームスポットPS1〜PS3等が結
像されることがあった。
実装状態を外観検査する場合等においては、半田付け部
分等の光沢や鏡面性を有する表面に光ビームを投光する
と、第６図に示すように、１次反射ビームスポットS1以
外に光ビームの２次反射ビームスポットS2や３次反射ビ
ームスポットS3などの異常反射が発生し、ビームスポッ
ト高さ位置を検出する受光素子28にはビームスポットの
高さ位置が異なる複数のビームスポットPS1〜PS3等が結
像されることがあった。
また、この２次反射や３次反射のみならず隣接して設け
られた電子部品等の死角内にビームスポットが入り検出
不可能となることがあった。
られた電子部品等の死角内にビームスポットが入り検出
不可能となることがあった。
（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の測定においては２次反射や３次反射等の
異常反射や、三角測量の基本的問題である死角による検
出不可という問題があるとますます正確な１次反射ビー
ムスポット位置を選択して検出することが困難となる欠
点があった。
異常反射や、三角測量の基本的問題である死角による検
出不可という問題があるとますます正確な１次反射ビー
ムスポット位置を選択して検出することが困難となる欠
点があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、２次反射、３次反射を発生するような光
沢面や鏡面性を有する物体の３次元的な位置、形状、寸
法等を死角の影響を受けずに正確に測定、検出できる形
状検出方法を提供しようとするものである。
するところは、２次反射、３次反射を発生するような光
沢面や鏡面性を有する物体の３次元的な位置、形状、寸
法等を死角の影響を受けずに正確に測定、検出できる形
状検出方法を提供しようとするものである。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の形状検出方法は、被検
出物体の上方より光ビームを投光して被検出物体上にビ
ームスポットを生成し、三角測量法により該ビームスポ
ットの高さ位置を検出して形状を検出する方法におい
て、前記光ビームの投光軸に対して相対する角度位置よ
り、ビームスポット像を検出する複数の受光素子を配置
し、それぞれの受光素子による１つまたは複数のスポッ
ト像位置出力のうち、最も低い位置を出力した受光素子
を選択し、この選択された受光素子の１つまたは複数の
スポット像位置出力のうち、最も高い位置出力をビーム
スポット高さ位置としたことを特徴とするものである。
出物体の上方より光ビームを投光して被検出物体上にビ
ームスポットを生成し、三角測量法により該ビームスポ
ットの高さ位置を検出して形状を検出する方法におい
て、前記光ビームの投光軸に対して相対する角度位置よ
り、ビームスポット像を検出する複数の受光素子を配置
し、それぞれの受光素子による１つまたは複数のスポッ
ト像位置出力のうち、最も低い位置を出力した受光素子
を選択し、この選択された受光素子の１つまたは複数の
スポット像位置出力のうち、最も高い位置出力をビーム
スポット高さ位置としたことを特徴とするものである。
（作用） 本発明の形状検出方法では、投光したレーザ光は半田付
部の光沢や鏡面性により２次反射や３次反射が発生し、
ビームスポットには１次反射ビームスポットS1、２次反
射ビームスポットS2、３次反射ビームスポットS3との３
ケ所に生成される。その生成されたS1、S2、S3はライン
イメージセンサーで各ビームスポットの高さ位置を検出
することができる。しかしながら隣接する部品の死角内
に入るとS1、S2、S3は検出されない場合があり、この場
合には前記S1、S2、S3を測定した位置に設けたもう一方
側の受光素子によって検出が可能となる。そして、これ
ら複数の受光素子で検出したビームスポットから、求め
るS1のビームスポット位置出力を選択するようにしたの
で、正確なビームスポット位置を検出できる。
部の光沢や鏡面性により２次反射や３次反射が発生し、
ビームスポットには１次反射ビームスポットS1、２次反
射ビームスポットS2、３次反射ビームスポットS3との３
ケ所に生成される。その生成されたS1、S2、S3はライン
イメージセンサーで各ビームスポットの高さ位置を検出
することができる。しかしながら隣接する部品の死角内
に入るとS1、S2、S3は検出されない場合があり、この場
合には前記S1、S2、S3を測定した位置に設けたもう一方
側の受光素子によって検出が可能となる。そして、これ
ら複数の受光素子で検出したビームスポットから、求め
るS1のビームスポット位置出力を選択するようにしたの
で、正確なビームスポット位置を検出できる。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図によって
説明する。
説明する。
第１図は、形状検出装置の構成図で、図中ＬはＬ側検出
部で、ＲはＲ側検出部である。このＬ側検出部とＲ側検
出部とは投光したレーザ光の光軸に対して相対する角度
に設けられた検出部で、ともに受光素子L1、R1とレンズ
L2、R2とを有する対称的構成をなしている。このような
構成をなす形状検出装置の測定台上に部品ＡおよびＢを
装着した回路基板１を装着し、図示していない光源部よ
りレーザ光を垂直に照射しＳ点を検出しようとすると、
このレーザ光のスポットはＲ側検出部の受光素子R1上に
Ｐ′S1のスポット像を結像する。しかしながらＬ側検出
部には部品Ａの死角に入って検出されない。また、Ｓ点
における２次反射ビームスポットS2はＬ、Ｒいずれの検
出部に入ってPS2およびＰ′S2の結像を得る。さらに、S
2点より発した３次反射S3はＬ側検出部の受光素子L1上
にPS3のスポット像は結像するが、Ｒ側検出部には部品
Ｂの死角に入って検出されない。
部で、ＲはＲ側検出部である。このＬ側検出部とＲ側検
出部とは投光したレーザ光の光軸に対して相対する角度
に設けられた検出部で、ともに受光素子L1、R1とレンズ
L2、R2とを有する対称的構成をなしている。このような
構成をなす形状検出装置の測定台上に部品ＡおよびＢを
装着した回路基板１を装着し、図示していない光源部よ
りレーザ光を垂直に照射しＳ点を検出しようとすると、
このレーザ光のスポットはＲ側検出部の受光素子R1上に
Ｐ′S1のスポット像を結像する。しかしながらＬ側検出
部には部品Ａの死角に入って検出されない。また、Ｓ点
における２次反射ビームスポットS2はＬ、Ｒいずれの検
出部に入ってPS2およびＰ′S2の結像を得る。さらに、S
2点より発した３次反射S3はＬ側検出部の受光素子L1上
にPS3のスポット像は結像するが、Ｒ側検出部には部品
Ｂの死角に入って検出されない。
ここで、前記受光素子L1およびR1として第２図に示すラ
インイメージセンサーを用い、これらの各ラインイメー
ジセンサーの出力をラインイメージセンサー駆動検出部
L3およびR3を介してビームスポット位置検出部L4および
R4に入力し、このL4およびR4の出力を１次反射ビームス
ポット位置検出部５によって合成演算させ１次反射ビー
ムスポット位置出力を得ることができる。これらのライ
ンイメージセンサー駆動検出部L3、R3、ビームスポット
位置検出部L4、R4および１次反射ビームスポット位置検
出部５にはそれぞれ検出タイミング制御部６からのタイ
ミング信号が入り、このタイミング信号によって各ビー
ムスポット位置を検出することによって１次反射ビーム
スポット位置を選択する。
インイメージセンサーを用い、これらの各ラインイメー
ジセンサーの出力をラインイメージセンサー駆動検出部
L3およびR3を介してビームスポット位置検出部L4および
R4に入力し、このL4およびR4の出力を１次反射ビームス
ポット位置検出部５によって合成演算させ１次反射ビー
ムスポット位置出力を得ることができる。これらのライ
ンイメージセンサー駆動検出部L3、R3、ビームスポット
位置検出部L4、R4および１次反射ビームスポット位置検
出部５にはそれぞれ検出タイミング制御部６からのタイ
ミング信号が入り、このタイミング信号によって各ビー
ムスポット位置を検出することによって１次反射ビーム
スポット位置を選択する。
また、第３図に示すように受光素子L1の出力とR1の出力
とを求めると、第１図の場合にはPS1とＰ′S3がそれぞ
れ部品Ａおよび部品Ｂの死角内にあることから図上には
表れないが、その高さ位置PS1とＰ′S1は同一となり、
他のPS2とＰ′S2およびPS3とＰ′S3は異なる位置となる
ため、各受光素子出力のうち同一高さ位置を示す検出ピ
ークを１次反射ビームスポット位置として検出できる。
とを求めると、第１図の場合にはPS1とＰ′S3がそれぞ
れ部品Ａおよび部品Ｂの死角内にあることから図上には
表れないが、その高さ位置PS1とＰ′S1は同一となり、
他のPS2とＰ′S2およびPS3とＰ′S3は異なる位置となる
ため、各受光素子出力のうち同一高さ位置を示す検出ピ
ークを１次反射ビームスポット位置として検出できる。
実際に第１図に示すような死角があると、第３図にて斜
線ａ、ｂ以下の点線部分が検出できない部分であり、本
発明で後述のアルゴリズムを用いている。このアルゴリ
ズムは第４図に示すような方式によっている。すなわ
ち、検出スタート指令によりＬ側検出部とＲ側検出部で
は、それぞれ１つまたは複数のビームスポット位置を測
定する。次に１次反射ビームスポット検出部では、Ｌ側
検出部とＲ側検出部が測定したビームスポット位置のう
ち、最も低いビームスポット位置を検出した検出部を選
択して、その検出部の最も高いビームスポット位置を１
次反射ビームスポット位置として出力するようにしてあ
る。
線ａ、ｂ以下の点線部分が検出できない部分であり、本
発明で後述のアルゴリズムを用いている。このアルゴリ
ズムは第４図に示すような方式によっている。すなわ
ち、検出スタート指令によりＬ側検出部とＲ側検出部で
は、それぞれ１つまたは複数のビームスポット位置を測
定する。次に１次反射ビームスポット検出部では、Ｌ側
検出部とＲ側検出部が測定したビームスポット位置のう
ち、最も低いビームスポット位置を検出した検出部を選
択して、その検出部の最も高いビームスポット位置を１
次反射ビームスポット位置として出力するようにしてあ
る。
このようなアルゴリズムにおいては死角のない場合にも
矛盾がなく適用できるので、死角の有無を判定する必要
もなく、死角が発生しない対象物の検出のも適用するこ
とができる。
矛盾がなく適用できるので、死角の有無を判定する必要
もなく、死角が発生しない対象物の検出のも適用するこ
とができる。
以上のように、一次反射ビームスポットを少なくとも、
一方の検出部で検出できれば、２次、３次反射等が混在
しても正確に一次反射ビームスポット位置を選択検出す
ることができる。
一方の検出部で検出できれば、２次、３次反射等が混在
しても正確に一次反射ビームスポット位置を選択検出す
ることができる。
なお、実施例では検出部を２個で１対のものとして配置
したが、３個の場合には投光ビームの周囲を３等分する
位置に、４個の場合には左、右、前、後の４等分位置に
配置することにより、正確に１次反射ビームスポット位
置を選択検出することができる。
したが、３個の場合には投光ビームの周囲を３等分する
位置に、４個の場合には左、右、前、後の４等分位置に
配置することにより、正確に１次反射ビームスポット位
置を選択検出することができる。
また、本発明は、第５図に示されるように、レーザ光を
Ｘ方向に投光走査し、この投光走査に同期追従してビー
ムスポット高さを検出する受光検出部を有し、Ｙ方向に
はＹ軸テーブルにて被検出物を移動させ、XY平面上の物
体の凹凸の高さを検出する方法、あるいは、投受光系は
走査ぜず１点の高さを検出し、被検査物をXYテーブルで
XY方向に走査して物体の高さを検出する方法などに用い
ることができる。
Ｘ方向に投光走査し、この投光走査に同期追従してビー
ムスポット高さを検出する受光検出部を有し、Ｙ方向に
はＹ軸テーブルにて被検出物を移動させ、XY平面上の物
体の凹凸の高さを検出する方法、あるいは、投受光系は
走査ぜず１点の高さを検出し、被検査物をXYテーブルで
XY方向に走査して物体の高さを検出する方法などに用い
ることができる。
（発明の効果） 従来では、電子部品を装着、半田付けをした実装回路基
板や、金属面を有する部品、製品のように光沢や鏡面性
を有する物体の位置、形状、寸法を三角測量の原理を利
用して非接触で測定または検査を行なう場合、異常反射
や死角の影響を受ける。
板や、金属面を有する部品、製品のように光沢や鏡面性
を有する物体の位置、形状、寸法を三角測量の原理を利
用して非接触で測定または検査を行なう場合、異常反射
や死角の影響を受ける。
しかしながら、以上説明したように本発明の形状検出方
法は、被検出物体の上方より光ビームを投光して被検出
物体上にビームスポットを生成し、三角測量法により該
ビームスポットの高さ位置を検出して形状を検出する方
法において、前記光ビームの投光軸に対して相対する角
度位置より、ビームスポット像を検出する複数の受光素
子を配置し、それぞれの受光素子による１つまたは複数
のスポット像位置出力のうち、最も低い位置を出力した
受光素子を選択し、この選択された受光素子の１つまた
は複数のスポット像位置出力のうち、最も高い位置出力
をビームスポット高さ位置としたので、異常反射や死角
のいずれかが発生した場合、および、いずれも混在した
場合の両方についても正確に１対反射ビームスポット位
置を選択検出することができ、この結果、３次元形状の
高精度な測定、検査が可能となる効果がある。
法は、被検出物体の上方より光ビームを投光して被検出
物体上にビームスポットを生成し、三角測量法により該
ビームスポットの高さ位置を検出して形状を検出する方
法において、前記光ビームの投光軸に対して相対する角
度位置より、ビームスポット像を検出する複数の受光素
子を配置し、それぞれの受光素子による１つまたは複数
のスポット像位置出力のうち、最も低い位置を出力した
受光素子を選択し、この選択された受光素子の１つまた
は複数のスポット像位置出力のうち、最も高い位置出力
をビームスポット高さ位置としたので、異常反射や死角
のいずれかが発生した場合、および、いずれも混在した
場合の両方についても正確に１対反射ビームスポット位
置を選択検出することができ、この結果、３次元形状の
高精度な測定、検査が可能となる効果がある。
第１図ないし第４図は本発明の一実施例で、第１図は２
つの検出部を有する形状検出の構成図、第２図は同形状
検出処理部のブロック図、第３図は受光素子の出力図、
第４図は本発明のアルゴリズムを示すフローチャート、
第５図および第６図は従来例で、第５図は形状検出装置
の斜視図、第６図は異常反射状態を示す平面図である。 L1、R1……受光素子
つの検出部を有する形状検出の構成図、第２図は同形状
検出処理部のブロック図、第３図は受光素子の出力図、
第４図は本発明のアルゴリズムを示すフローチャート、
第５図および第６図は従来例で、第５図は形状検出装置
の斜視図、第６図は異常反射状態を示す平面図である。 L1、R1……受光素子
Claims (1)
- 【請求項１】被検出物体の上方より光ビームを投光して
被検出物体上にビームスポットを生成し、三角測量法に
より該ビームスポットの高さ位置を検出して形状を検出
する方法において、前記光ビームの投光軸に対して相対
する角度位置より、ビームスポット像を検出する複数の
受光素子を配置し、それぞれの受光素子による１つまた
は複数のスポット像位置出力のうち、最も低い位置を出
力した受光素子を選択し、この選択された受光素子の１
つまたは複数のスポット像位置出力のうち、最も高い位
置出力をビームスポット高さ位置としたことを特徴とす
る形状検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30376489A JPH0715375B2 (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 形状検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30376489A JPH0715375B2 (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 形状検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03163304A JPH03163304A (ja) | 1991-07-15 |
| JPH0715375B2 true JPH0715375B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=17924997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30376489A Expired - Fee Related JPH0715375B2 (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 形状検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715375B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6153643B2 (ja) | 2016-05-12 | 2017-06-28 | 株式会社椿本チエイン | 移植装置及び移植方法 |
-
1989
- 1989-11-22 JP JP30376489A patent/JPH0715375B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6153643B2 (ja) | 2016-05-12 | 2017-06-28 | 株式会社椿本チエイン | 移植装置及び移植方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03163304A (ja) | 1991-07-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |