JPH0755432A - Length and height measuring apparatus - Google Patents
Length and height measuring apparatusInfo
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- JPH0755432A JPH0755432A JP20431893A JP20431893A JPH0755432A JP H0755432 A JPH0755432 A JP H0755432A JP 20431893 A JP20431893 A JP 20431893A JP 20431893 A JP20431893 A JP 20431893A JP H0755432 A JPH0755432 A JP H0755432A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、物体の形状計測装置に
係り、より詳細には光切断法を利用したプリント基板上
のバンプ等の物体の高さ測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an object shape measuring apparatus, and more particularly to an apparatus for measuring the height of an object such as a bump on a printed circuit board using a light cutting method.
【０００２】近年のプリント基盤や半導体集積回路等に
は回路配線パターンあるいはバンプ等が形成されてい
る。これらは、製造工程において設計どおりに形成され
ていれば問題はないが、多種多様な原因によって、設計
値どおりには形成されない。そこで、これらが設計どお
りに形成されているかを検査する必要がある。In recent years, printed circuit boards, semiconductor integrated circuits, etc. have circuit wiring patterns or bumps formed thereon. There is no problem if these are formed as designed in the manufacturing process, but due to various causes, they are not formed as designed. Therefore, it is necessary to inspect whether these are formed as designed.
【０００３】[0003]
【従来の技術】光切断法においては、断面形状が帯状も
しくは線状（外観上はシート状）である測定光を測定対
象物に投射し、測定対象物の表面形状に従って変形され
た当該測定光の反射光をテレビカメラ等の画像入力装置
によって検出する。そののち、当該測定光の変形量及び
基線長などの投影、測定系の倍率及び幾何学的配置から
測定対象物の形状を算出する。2. Description of the Related Art In the light-section method, a measuring light having a strip-shaped or linear (sheet-like appearance) cross section is projected onto a measuring object, and the measuring light is deformed according to the surface shape of the measuring object. The reflected light is detected by an image input device such as a television camera. After that, the shape of the measurement object is calculated from the projection of the deformation amount of the measurement light and the baseline length, the magnification of the measurement system, and the geometrical arrangement.
【０００４】従来の光切断法を利用した物体の高さの計
測の原理構成図を、図７に示す。図７において、光源１
から発生した単波長の光は、スリット３によって断面形
状が帯状もしくは線状の光となり、レンズ４によって集
光され、測定対象物５に投射される。この時の投射光
は、測定対象物５上の測定するべき長さの両端部を通る
ように投射される。測定対象物５からの反射光は、反射
光レンズ２０によって拡大されＣＣＤカメラ１３によっ
て映像信号に変換される。FIG. 7 is a block diagram showing the principle of measuring the height of an object using the conventional optical cutting method. In FIG. 7, the light source 1
The single-wavelength light generated from the light has a band-shaped or linear light cross-sectional shape by the slit 3, is condensed by the lens 4, and is projected onto the measurement target 5. The projection light at this time is projected so as to pass through both ends of the length to be measured on the measurement object 5. The reflected light from the measuring object 5 is magnified by the reflected light lens 20 and converted into a video signal by the CCD camera 13.
【０００５】従来技術における高さの測定は、計測対象
をより正確に測定するため、レンズの視野を小さくして
焦点深度を浅くし、測定対象物５をより細かく観察して
いた。In the height measurement in the prior art, in order to measure the object to be measured more accurately, the field of view of the lens is made small to make the depth of focus shallow and the object 5 to be measured is observed more finely.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の高
さ測定においては、反射光レンズ２０の視野と焦点深度
との関係から広い視野で精密な測定が困難であった。However, in the above conventional height measurement, it was difficult to perform a precise measurement in a wide field of view due to the relationship between the field of view of the reflected light lens 20 and the depth of focus.
【０００７】すなわち、レンズの視野と焦点深度とは互
いに二律背反的関係にあり、焦点深度が浅い場合には視
野が狭くなり、逆に焦点深度が深い場合には視野が広く
なるものの、測定対象物の周辺部の像が不鮮明になるの
である。That is, the field of view of the lens and the depth of focus have an antinomy relation with each other. When the depth of focus is shallow, the field of view becomes narrow, and when the depth of focus is deep, the field of view becomes wide, but The image in the periphery of the image becomes unclear.
【０００８】したがって、図８に示すような測定対象物
が非常に大きいものを正確に計測することは出来ない。
また、図９に示すような、ある台の上にある測定対象物
のαの高さを計測することは出来ない。Therefore, it is impossible to accurately measure an object having a very large size as shown in FIG.
Further, it is not possible to measure the height α of the measuring object on a certain table as shown in FIG.
【０００９】本発明の目的は、測定対象物の大きさに拘
らず、一つの装置構成で測定領域の拡大化と測定精度の
精細化を達成し得る長さ及び高さ測定装置を提供するこ
とにある。It is an object of the present invention to provide a length and height measuring device which can achieve a wide measurement area and a fine measurement accuracy with a single device configuration regardless of the size of an object to be measured. It is in.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、例えば図１に示すよう
に、断面形状が帯状もしくは線状である測定光を測定対
象物５に投射する投射系１、２、３、４と、前記測定対
象物５における測定すべき長さ及び高さ全体を含む視野
からの前記測定光の反射光を集光する低倍率レンズ６
と、前記低倍率レンズ６を通過した光を分光する分光器
７と、前記分光された光のうち一部の光を集光する高倍
率レンズ１０と、前記分光された光のうち他の一部の光
を集光する他の高倍率レンズ１１と、前記複数の高倍率
レンズ１０、１１を通過した複数の光を合成して一つの
光像を生成する画像合成手段と、を備えて構成する。In order to solve the above-mentioned problems, the invention as set forth in claim 1 uses, for example, as shown in FIG. Projection systems 1, 2, 3 and 4 for projecting onto the object, and a low-magnification lens 6 that collects the reflected light of the measurement light from the visual field including the entire length and height to be measured of the measurement object 5.
A spectroscope 7 that disperses the light that has passed through the low-magnification lens 6, a high-magnification lens 10 that condenses a part of the disperse light, and another one of the disperse lights. A high-magnification lens 11 for condensing light of a certain part, and an image synthesizing means for synthesizing a plurality of lights having passed through the plurality of high-magnification lenses 10, 11 to generate one optical image. To do.
【００１１】請求項４に記載の発明は、例えば図３に示
すように、断面形状が帯状もしくは線状である測定光を
測定対象物５に投射する投射系１、３、４と、前記測定
対象物における測定位置からの前記測定光の反射光を集
光する反射光レンズ２０と、前記測定対象物５における
基準位置からの前記測定光の反射光を集光する他の反射
光レンズ２１と、前記の複数の反射光レンズ２０、２１
を通過した複数の光を合成して一つの光像を形成する画
像合成手段と、を備えて構成する。According to a fourth aspect of the present invention, for example, as shown in FIG. 3, projection systems 1, 3 and 4 for projecting measuring light having a band-shaped or linear cross-sectional shape onto a measuring object 5 and the measurement. A reflected light lens 20 that collects the reflected light of the measurement light from the measurement position on the object, and another reflected light lens 21 that collects the reflected light of the measurement light from the reference position on the measurement object 5. , The plurality of reflected light lenses 20, 21
Image combining means for combining a plurality of lights that have passed through to form one optical image.
【００１２】[0012]
【作用】請求項１に記載の発明によれば、図１に示すよ
うに、投射系１、２、３、４による測定光が測定対象物
５上に帯状もしくは線状の光像を形成する。この測定光
の反射光は低倍率レンズ６により集光されるが、低倍率
レンズ６は測定対象物５の測定すべき長さ及び高さ全体
を視野にいれているため、集光される反射光は測定対象
物５の全体を含んでいる。低倍率レンズ６を通過した反
射光は分光器７により複数の光に分光され、それぞれ高
倍率レンズ１０、１１に指向される。分光された反射光
は、複数の高倍率レンズ１０、１１によって個別に拡大
され、測定対象物５の部分的な詳細観察が可能になる。
高倍率レンズ１０、１１によって部分的に拡大された反
射光は、撮像菅等を含んだ光電変換器（以下、ＣＣＤカ
メラという）１３の受光面上の一点に集光され、一つの
光像として合成される。以上の作用により、一つの光学
系で測定対象全体の詳細な観察が可能になる。According to the first aspect of the present invention, as shown in FIG. 1, the measurement light from the projection systems 1, 2, 3, and 4 forms a band-shaped or linear light image on the measurement object 5. . The reflected light of this measurement light is condensed by the low-magnification lens 6, but since the low-magnification lens 6 has the entire length and height of the measuring object 5 to be measured in the visual field, the reflected light is condensed. The light includes the entire measuring object 5. The reflected light that has passed through the low-magnification lens 6 is split into a plurality of lights by the spectroscope 7 and directed to the high-magnification lenses 10 and 11, respectively. The spectrally reflected light is individually magnified by the plurality of high-magnification lenses 10 and 11, and a partial detailed observation of the measurement object 5 becomes possible.
The reflected light partially enlarged by the high-magnification lenses 10 and 11 is condensed at one point on the light-receiving surface of a photoelectric converter (hereinafter referred to as a CCD camera) 13 including an image pickup tube and the like to form one light image. Is synthesized. With the above operation, one optical system enables detailed observation of the entire measurement target.
【００１３】請求項４に記載の発明によれば、図３に示
すように、投射系１、３、４による測定光が測定対象物
５上に帯状もしくは線状の光像を形成する。この測定光
の反射光は、複数の反射光レンズ２０、２１により個別
に拡大され、測定対象物５の部分的な詳細観察が可能に
なる。反射光レンズに２０、２１によって部分的に拡大
された反射光はＣＣＤカメラ１３の受光面上の一点に集
光され、一つの光像として合成される。以上の作用によ
り、一つの光学系で測定対象物全体の詳細な観察が可能
になる。According to the fourth aspect of the invention, as shown in FIG. 3, the measurement light from the projection systems 1, 3 and 4 forms a strip-shaped or linear light image on the measurement object 5. The reflected light of the measurement light is individually magnified by the plurality of reflected light lenses 20 and 21, and a partial detailed observation of the measurement object 5 becomes possible. The reflected light partially enlarged by the reflected light lenses 20 and 21 is condensed at one point on the light receiving surface of the CCD camera 13 and is combined into one optical image. With the above operation, detailed observation of the entire measurement object can be performed with one optical system.
【００１４】[0014]
【実施例】次に、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。 （Ｉ）第１実施例 図１に請求項１及び２に対応する実施例を示す。図１
は、２か所の測定点の間の長さを測定する場合を示して
いる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. (I) First Embodiment FIG. 1 shows an embodiment corresponding to claims 1 and 2. Figure 1
Shows the case where the length between two measuring points is measured.
【００１５】図１に示すように、本装置は、断面形状
が、帯状もしくは線状である測定光を測定対象物５に投
射する投射系１、２、３、４と、前記測定対象物５にお
ける測定すべき長さ全体を含む視野からの前記測定光の
反射光を集光する低倍率レンズ６と、前記低倍率レンズ
６を通過した光を分光する分光器７と、前記分光された
光のうち一部の光を集光する高倍率レンズ１０と、前記
分光された光のうち他の一部の光を集光する他の高倍率
レンズ１１と、前記複数の高倍率レンズ１０、１１を通
過した複数の光を合成して一つの光像を生成する画像合
成手段とを備えている。As shown in FIG. 1, the present apparatus includes projection systems 1, 2, 3, 4 for projecting measuring light having a band-shaped or linear cross-section onto a measuring object 5, and the measuring object 5. A low-magnification lens 6 that collects reflected light of the measurement light from a field of view including the entire length to be measured, a spectroscope 7 that disperses the light that has passed through the low-magnification lens 6, and the disperse light. A high-magnification lens 10 that collects a part of the light, another high-magnification lens 11 that collects another part of the split light, and the plurality of high-magnification lenses 10 and 11. And an image synthesizing means for synthesizing a plurality of lights that have passed through to generate one optical image.
【００１６】投射系は、単波長の光を発生する光源１
と、それを測定対象の方向へ指向するミラー２と、光を
帯状もしくは線状の断面形状となるように変形させるス
リット３と、スリット３によって変形された光を測定対
象物５上に集光させる入射光レンズ４によって構成され
ている。The projection system is a light source 1 for generating light of a single wavelength.
A mirror 2 that directs the light toward a measurement target, a slit 3 that transforms the light into a strip-shaped or linear cross-sectional shape, and the light that is transformed by the slit 3 is focused on the measurement target 5. It is composed of an incident light lens 4.
【００１７】低倍率レンズ６は測定対象からの反射光全
体がレンズの視野の中に収められて拡大されるように配
置されている。分光器７は、低倍率レンズ６からの反射
光全体を分光出来るように配置されている。The low-magnification lens 6 is arranged so that the entire reflected light from the object to be measured is contained in the field of view of the lens and expanded. The spectroscope 7 is arranged so as to disperse the entire reflected light from the low-magnification lens 6.
【００１８】また、高倍率レンズ１０は、分光器７によ
って分光された測定対象物５からの反射光の内、基準位
置の情報を含んだ光（図中Ｐ２からの光）を部分的に拡
大し、さらにＣＣＤカメラ１３の受光面上にその結像点
が得られるように位置を調整して配置されている。Further, the high-magnification lens 10 partially magnifies the light (light from P2 in the figure) containing the information of the reference position among the reflected light from the measuring object 5 which is split by the spectroscope 7. Further, the position is adjusted so that the image forming point can be obtained on the light receiving surface of the CCD camera 13.
【００１９】高倍率レンズ１１は、分光器７によって分
光された測定対象物５からの反射光の内、測定対象の高
さの情報を含んだ光（図中Ｐ１からの光）を部分的に拡
大し、さらにＣＣＤカメラ１３の受光面上で、基準位置
の情報を含んだ光（図中Ｐ２からの光）と同一点にその
結像点が得られるように位置を調整して配置されてい
る。The high-magnification lens 11 partially reflects the light (light from P1 in the figure) containing the information on the height of the measuring object among the reflected light from the measuring object 5 which is split by the spectroscope 7. Enlarged, and further, on the light receiving surface of the CCD camera 13, the position is adjusted so that the image forming point can be obtained at the same point as the light (light from P2 in the figure) including the information of the reference position. There is.
【００２０】次に作用を説明する。光源１から出力され
た光は、ミラー２によって測定対象物５の方向へ指向さ
れ、スリット３によって断面形状が帯状または線状にな
り、入射光レンズ４によって集光され測定対象物５に投
射される。投射された光は測定対象物５の高さの情報を
含んだ反射光となる。この反射光は、低倍率レンズ６に
よって反射光全体がレンズの視野の中に収められて拡大
され、分光器７によって二つに分けられる。測定対象物
５の高さの情報を含んだ反射光（図中Ｐ１からの光）
は、ミラー８によって変向されて高倍率レンズ１１に当
てられ、詳細に観察出来るようになる。一方、基準位置
の情報を含んだ反射光（図中Ｐ２からの光）は、高倍率
レンズ１０に当てられ、詳細に観察出来るようになる。
高倍率レンズ１０と高倍率レンズ１１によってそれぞれ
拡大され、ＣＣＤカメラ１３の受光面の同一位置に集光
された測定対象物５からの反射光は、ＣＣＤカメラ１３
によって合成され、映像信号として出力される。Next, the operation will be described. The light output from the light source 1 is directed by the mirror 2 in the direction of the measuring object 5, the slit 3 has a band-shaped or linear cross-sectional shape, is condensed by the incident light lens 4, and is projected onto the measuring object 5. It The projected light becomes reflected light containing information on the height of the measurement target 5. This reflected light is expanded by the low-magnification lens 6 so that the entire reflected light is contained in the field of view of the lens, and is divided into two by the spectroscope 7. Reflected light including information on the height of the measuring object 5 (light from P1 in the figure)
Is deflected by the mirror 8 and applied to the high-magnification lens 11 so that it can be observed in detail. On the other hand, the reflected light (the light from P2 in the drawing) including the information on the reference position is applied to the high-magnification lens 10 and can be observed in detail.
The reflected light from the measurement object 5 that is magnified by the high-magnification lens 10 and the high-magnification lens 11 and is condensed at the same position on the light receiving surface of the CCD camera 13 is the CCD camera 13.
Are combined and output as a video signal.
【００２１】以上のように、本実施例によれば、低倍率
レンズ６によって測定対象物５の全体像を拡大し、複数
の高倍率レンズ１０、１１によって細部を細かく観察す
ることにより、簡単な調整だけでレンズの焦点深度より
大きな測定対象物の全体を一つの光学系で詳細に観察す
ることが可能になる。 （II）第２実施例 図２に請求項３に対応する実施例を示す。図２は、２か
所の測定点の間の長さを測定する場合を示している。As described above, according to the present embodiment, the low magnification lens 6 magnifies the entire image of the object 5 to be measured, and the high magnification lenses 10 and 11 make it possible to observe the details in detail. Only by adjustment, it becomes possible to observe in detail the entire measuring object, which is larger than the focal depth of the lens, with one optical system. (II) Second Embodiment FIG. 2 shows an embodiment corresponding to claim 3. FIG. 2 shows a case where the length between two measurement points is measured.
【００２２】図２に示すように、本実施例においては、
ＣＣＤカメラ等が２台となり、その出力を合成する映像
合成装置１５が付加されている他は前記第１実施例と同
様であるので付加された部分のみ説明する。As shown in FIG. 2, in this embodiment,
It is the same as the first embodiment except that it has two CCD cameras and the like and an image synthesizing device 15 for synthesizing the outputs thereof is added. Therefore, only the added portion will be described.
【００２３】本実施例は、第１実施例における画像合成
手段として、前記の高倍率レンズ１１を通過した測定対
象物５の高さの情報を含んだ反射光を電気信号に変換す
るＣＣＤカメラ１４と、前記の高倍率レンズ１０を通過
した基準位置の情報を含んだ反射光を電気信号に変換す
る他のＣＣＤカメラ１３と、前記のＣＣＤカメラ１３、
１４からの出力信号を入力として前記測定対象物の高さ
の情報を含んだ反射光の像と基準位置の情報を含んだ反
射光の像を合成して一つの光の像を生成する画像合成装
置１５とを備えている。In this embodiment, as the image synthesizing means in the first embodiment, a CCD camera 14 for converting the reflected light containing the height information of the measuring object 5 which has passed through the high magnification lens 11 into an electric signal. And another CCD camera 13 for converting the reflected light containing the information of the reference position which has passed through the high magnification lens 10 into an electric signal, and the CCD camera 13,
Image synthesis for generating an image of one light by inputting an output signal from 14 and synthesizing the image of the reflected light including the information of the height of the measuring object and the image of the reflected light including the information of the reference position. And a device 15.
【００２４】次に作用を説明する。本実施例において
は、測定対象物５に投射した測定光を分光し、それぞれ
個別の高倍率レンズ１０、１１で拡大するまでは前記第
１実施例と同様である。Next, the operation will be described. This embodiment is the same as the first embodiment until the measurement light projected on the measurement object 5 is dispersed and enlarged by the individual high-magnification lenses 10 and 11, respectively.
【００２５】本実施例は、測定対象物からの二つの反射
光をそれぞれ個別のＣＣＤカメラ１３、１４で画像信号
に変換し、それらの画像信号を画像処理装置１５によっ
て電気的信号処理により合成する。In this embodiment, the two reflected lights from the object to be measured are converted into image signals by the respective CCD cameras 13 and 14, and the image signals are combined by the image processing device 15 by electric signal processing. .
【００２６】以上のように、本実施例によれば、高倍率
レンズ１０、１１からの結像点を一点に集光するために
高倍率レンズ１０、１１の配置を調整する必要がないの
で、より簡単な調整だけでレンズの焦点深度より大きな
測定対象の全体を一つの光学系で詳細に観察することが
可能になる。 （III ）第３実施例 図３に請求項４及び５に対応する実施例を示す。図３
は、２か所の測定点の間の長さを測定する場合を示して
いる。As described above, according to this embodiment, it is not necessary to adjust the arrangement of the high-magnification lenses 10 and 11 in order to focus the image forming points from the high-magnification lenses 10 and 11 on one point. With a simpler adjustment, it becomes possible to observe the entire measurement target, which is larger than the focal depth of the lens, in detail with one optical system. (III) Third Embodiment FIG. 3 shows an embodiment corresponding to claims 4 and 5. Figure 3
Shows the case where the length between two measuring points is measured.
【００２７】図３に示すように、本実施例においては、
投射系１、３、４は、前記第１及び第２実施例と同様で
ある。本実施例では、前記測定対象物５における測定位
置からの前記測定光の反射光を集光する反射光レンズ２
０と、前記測定対象物５における基準位置からの前記測
定光の反射光を集光する他の反射光レンズ２１と、前記
複数の反射光レンズ２０、２１を通過した複数の光を合
成して一つの光像を形成する画像合成手段を備えてい
る。As shown in FIG. 3, in the present embodiment,
The projection systems 1, 3, 4 are the same as those in the first and second embodiments. In the present embodiment, the reflected light lens 2 that collects the reflected light of the measurement light from the measurement position on the measurement object 5.
0, another reflected light lens 21 that collects the reflected light of the measurement light from the reference position on the measurement object 5, and the plurality of lights that have passed through the plurality of reflected light lenses 20 and 21 are combined. The image synthesizing means for forming one light image is provided.
【００２８】次に作用を説明する。光源１からの単波長
の光が断面形状を帯状または線状に変えられて測定対象
物５に投射され、測定対象物５の高さの情報を含んだ反
射光となるまでは上記第１及び第２実施例と同様である
ので説明は省略する。Next, the operation will be described. The light of a single wavelength from the light source 1 is changed to a strip shape or a linear shape in cross section and is projected on the measurement target 5, and becomes the reflected light including the height information of the measurement target 5 until the first and the above. Since it is similar to the second embodiment, the explanation is omitted.
【００２９】測定対象物５の高さの情報を含んだ反射光
の内、測定対象物５の高さを示す反射光は、反射光レン
ズ２０によって拡大され、ＣＣＤカメラ１３によって映
像信号に変換される。また、反射光の中の基準位置を示
す光は他の反射光レンズ２１によって拡大され、ＣＣＤ
カメラ１３の受光面上の、高さを示す反射光と同一位置
に集光され、高さを示す反射光と合成され、映像信号に
変換された後出力される。Of the reflected light including the height information of the measuring object 5, the reflected light indicating the height of the measuring object 5 is magnified by the reflected light lens 20 and converted into a video signal by the CCD camera 13. It Further, the light indicating the reference position in the reflected light is magnified by another reflected light lens 21,
The light is condensed at the same position on the light receiving surface of the camera 13 as the reflected light indicating the height, combined with the reflected light indicating the height, converted into a video signal, and then output.
【００３０】本実施例によれば、測定対象物５からの複
数の反射光をそれぞれ個別の反射光レンズによって拡大
することにより、第１、第２実施例よりも高い精度でレ
ンズの焦点深度より大きな計測対象を一つの光学系で計
測することが可能となる。 （IV）第４実施例 図４に請求項６に対応する実施例を示す。図４は、２か
所の測定点の間の長さを測定する場合を示している。According to this embodiment, a plurality of reflected lights from the object 5 to be measured are magnified by individual reflected light lenses, so that the depth of focus of the lens is higher than that of the first and second embodiments. It is possible to measure a large measurement target with one optical system. (IV) Fourth Embodiment FIG. 4 shows an embodiment corresponding to claim 6. FIG. 4 shows a case where the length between two measurement points is measured.
【００３１】図４に示すように、本実施例においては、
ＣＣＤカメラが２台となり、その出力を合成する映像合
成装置１５が付加されている他は前記第３実施例と同様
であるので、付加された部分のみ説明する。As shown in FIG. 4, in this embodiment,
It is the same as the third embodiment except that two CCD cameras are provided and an image synthesizing device 15 for synthesizing the outputs thereof is added. Therefore, only the added portion will be described.
【００３２】本実施例は、第３実施例における画像合成
手段として、前記の反射光レンズ２０を通過した測定対
象物５の高さの情報を含んだ反射光を電気信号に変換す
るＣＣＤカメラ１３と、前記の反射光レンズ２１を通過
した基準位置の情報を含んだ反射光を電気信号に変換す
る他のＣＣＤカメラ１４と、前記のＣＣＤカメラ等１
３、１４からの出力信号を入力として測定対象物５の高
さの情報を含んだ反射光の像と基準位置の情報を含んだ
反射光の像を合成して一つの光の像を生成する画像合成
装置１５とを備えている。In this embodiment, as the image synthesizing means in the third embodiment, the CCD camera 13 for converting the reflected light including the height information of the measuring object 5 which has passed through the reflected light lens 20 into an electric signal. And another CCD camera 14 for converting the reflected light including the information of the reference position which has passed through the reflected light lens 21 into an electric signal, and the CCD camera etc. 1
Using the output signals from 3 and 14 as input, the image of the reflected light including the information on the height of the measuring object 5 and the image of the reflected light including the information on the reference position are combined to generate one light image. The image synthesizing device 15 is provided.
【００３３】次に作用を説明する。本実施例において、
帯状又は線状の投射光を測定対象物５に当て、測定対象
物５の高さの情報を含んだ反射光をそれぞれ個別の反射
光レンズ２０、２１で拡大するまでは前記第３実施例と
同様であるので省略する。Next, the operation will be described. In this example,
The strip-shaped or linear projection light is applied to the measuring object 5 and the reflected light including the height information of the measuring object 5 is magnified by the individual reflected light lenses 20 and 21, respectively, and the third embodiment. Since it is similar, it is omitted.
【００３４】本実施例では、反射光レンズ２０、２１で
拡大された反射光をそれぞれ個別のＣＣＤカメラ１３、
１４で映像化し、それらを画像処理装置１５によって合
成する。In the present embodiment, the reflected light magnified by the reflected light lenses 20 and 21 is supplied to the individual CCD cameras 13,
The image is visualized by 14, and these are synthesized by the image processing device 15.
【００３５】以上のように、本実施例によれば、反射光
レンズ２０、２１からの結像点を一点に集光するため
に、図３における反射光レンズ２０、２１及びミラー
７、８の配置を調整する必要がないので、より簡便に、
且つ第１、第２実施例よりも高い精度でレンズの焦点深
度より大きな計測対象を一つの光学系で計測することが
可能となる。 （Ｖ）第５実施例 図５に請求項１に対応する他の実施例を示す。図５は、
図１の第１実施例において、金バンプを測定対象物と
し、バンプ上の２点を測定点とした場合を示している。
なお、測定対象物以外の装置の構成及び作用は第１実施
例と同様であるので説明は省略する。As described above, according to this embodiment, in order to focus the image forming points from the reflected light lenses 20 and 21 on one point, the reflected light lenses 20 and 21 and the mirrors 7 and 8 in FIG. Since there is no need to adjust the placement,
In addition, it is possible to measure a measurement target having a larger depth of focus than the lens with one optical system with higher accuracy than in the first and second embodiments. (V) Fifth Embodiment FIG. 5 shows another embodiment corresponding to claim 1. Figure 5
In the first embodiment of FIG. 1, the case where gold bumps are the objects to be measured and two points on the bumps are the measurement points is shown.
The configuration and operation of the device other than the measurement object are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
【００３６】本実施例においては、金バンプの鞍部の高
さαが一度に測定可能であることを示している。さら
に、本実施例は、図２〜図４に示す第２〜第４実施例に
対しても、適応可能である。 （VI）変形例 図６に本発明の変形例を示す。前述の各実施例では、測
定点を２点としたが、本発明の適用はこの態様には限定
されない。その例として、金バンプを測定対象物とし、
バンプ上の３点を測定点とした場合を図６に示す。In this embodiment, it is shown that the height α of the saddle portion of the gold bump can be measured at one time. Furthermore, this embodiment is applicable to the second to fourth embodiments shown in FIGS. (VI) Modified Example FIG. 6 shows a modified example of the present invention. In each of the above-described embodiments, the number of measurement points is two, but the application of the present invention is not limited to this mode. As an example, a gold bump is the measurement target,
FIG. 6 shows the case where three points on the bump are used as measurement points.
【００３７】本変形例においては、３つの測定点からの
反射光をそれぞれ詳細に観察するため、高倍率レンズが
３個で構成されている。その他の構成は第１実施例と同
様である。In this modification, three high-magnification lenses are used in order to observe the reflected light from the three measurement points in detail. Other configurations are similar to those of the first embodiment.
【００３８】本変形例では、金バンプ上の３つの測定点
からの反射光は、それぞれの反射光に対応した高倍率レ
ンズ１０、１１、１２で拡大され、詳細に観察できるよ
うになる。さらに、３つの反射光は、ＣＣＤカメラ等１
３上の一点に集光され、映像化される。本変形例によれ
ば、金バンプ上の３つの測定点間の長さが一度に測定可
能である。すなわち、測定範囲の拡大、あるいは大型の
測定対象物であっても、一つの装置で精密な測定が可能
となる。In this modification, the reflected light from the three measurement points on the gold bump is magnified by the high-magnification lenses 10, 11 and 12 corresponding to the respective reflected lights and can be observed in detail. In addition, the three reflected lights are reflected by the CCD camera 1
It is focused on one point on 3 and visualized. According to this modification, the length between the three measurement points on the gold bump can be measured at one time. That is, even if the measurement range is expanded or a large measurement object is used, precise measurement can be performed with one device.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上説明したように、請求項第１に記載
の発明によれば、低倍率レンズによって測定対象物の全
体像を拡大し、複数の高倍率レンズによって細部を細か
く観察することにより、簡単な調整だけでレンズの焦点
深度より大きな測定対象物の全体を一つの光学系で詳細
に観察することが可能になる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the whole image of the object to be measured is magnified by the low-magnification lens and the details are observed finely by the plurality of high-magnification lenses. With just one simple adjustment, it is possible to observe in detail the entire object to be measured, which is larger than the focal depth of the lens, with a single optical system.
【００４０】また、請求項第４に記載の発明によれば、
測定対象物からの複数の反射光をそれぞれ個別の高倍率
レンズによって拡大することにより、請求項１に記載の
発明よりも高い精度でレンズの焦点深度より大きな測定
対象物を一つの光学系で計測することが可能となる。According to the invention described in claim 4,
A plurality of reflected lights from the measurement object are magnified by individual high-magnification lenses, so that the measurement object having a larger focal depth than the lens can be measured with one optical system with higher accuracy than the invention according to claim 1. It becomes possible to do.
【００４１】よって、本発明は、光切断法の検出可能領
域を拡大し、測定対象物の測定精度の向上に寄与すると
ころが大きい。Therefore, the present invention greatly expands the detectable area of the light section method and contributes greatly to the improvement of the measurement accuracy of the object to be measured.
【図１】請求項１及び２に記載の発明の基本構成及び第
１実施例の全体の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of the invention described in claims 1 and 2 and an overall configuration of a first embodiment.
【図２】請求項３に記載の発明の基本構成及び第２実施
例の全体の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a basic configuration of the invention described in claim 3 and an overall configuration of a second embodiment.
【図３】請求項４及び５に記載の発明の基本構成及び第
３実施例の全体の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a basic configuration of the invention described in claims 4 and 5 and an overall configuration of a third embodiment.
【図４】請求項６に記載の発明の基本構成及び第４実施
例の全体の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a basic configuration of an invention according to claim 6 and an overall configuration of a fourth embodiment.
【図５】第５実施例の全体の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an overall configuration of a fifth embodiment.
【図６】変形例の全体の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an overall configuration of a modified example.
【図７】従来の光切断法による物体の高さを計測する方
法を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a method of measuring the height of an object by a conventional light cutting method.
【図８】従来の光切断法により大きな対象物を計測した
場合を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a case where a large object is measured by a conventional optical cutting method.
【図９】従来の光切断法により台に乗った対象物を計測
した場合を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a case where an object on a table is measured by a conventional optical cutting method.
１…光源 ２…ミラー ３…スリット ４…入射光レンズ ５…測定対象物 ６…低倍率レンズ ７…分光器 ８…分光器（ミラー） ９…ミラー １０…高倍率レンズ １１…高倍率レンズ １２…高倍率レンズ １３…ＣＣＤカメラ １４…ＣＣＤカメラ １５…画像合成装置 ２０…反射光レンズ ２１…反射光レンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source 2 ... Mirror 3 ... Slit 4 ... Incident light lens 5 ... Measurement object 6 ... Low magnification lens 7 ... Spectrometer 8 ... Spectrometer (mirror) 9 ... Mirror 10 ... High magnification lens 11 ... High magnification lens 12 ... High-magnification lens 13 CCD camera 14 CCD camera 15 Image synthesizer 20 Reflected light lens 21 Reflected light lens
Claims (6)
光を測定対象物（５）に投射する投射系（１、２、３、
４）と前記測定対象物（５）における測定すべき長さ及
び高さ全体を含む視野からの前記測定光の反射光を集光
する低倍率レンズ（６）と、 前記低倍率レンズ（６）を通過した光を分光する分光器
（７）と、 前記分光された光のうち一部の光を集光する高倍率レン
ズ（１０）と、 前記分光された光のうち他の一部の光を集光する他の高
倍率レンズ（１１）と、 前記複数の高倍率レンズ（１０、１１）を通過した複数
の光を合成して一つの光像を生成する画像合成手段と、 を備えたことを特徴とする長さ及び高さ測定装置。1. A projection system (1, 2, 3, ...) For projecting measuring light having a strip-shaped or linear cross-sectional shape onto a measurement object (5).
4) and a low-magnification lens (6) that collects reflected light of the measurement light from a visual field including the entire length and height to be measured in the measurement object (5), and the low-magnification lens (6) A spectroscope (7) that disperses the light that has passed through, a high-magnification lens (10) that condenses a part of the disperse light, and another part of the disperse light. Another high-magnification lens (11) for condensing the light, and an image synthesizing means for synthesizing a plurality of lights that have passed through the plurality of high-magnification lenses (10, 11) to generate one optical image. A length and height measuring device characterized by the above.
において、 前記画像合成手段は、受光面の入射光を電気信号に変換
する光電変換器（１３）を含み、前記複数の高倍率レン
ズ（１０、１１）の各結像点が前記光電変換器（１３）
の受光面の同一位置に集光するように当該複数の高倍率
レンズ（１０、１１）を配置してなることを特徴とする
長さ及び高さ測定装置。2. The length and height measuring device according to claim 1, wherein the image synthesizing means includes a photoelectric converter (13) for converting incident light on the light receiving surface into an electric signal, and the plurality of height measuring devices are provided. Each imaging point of the magnification lens (10, 11) is the photoelectric converter (13).
2. A length and height measuring device, characterized in that a plurality of high-magnification lenses (10, 11) are arranged so as to collect light at the same position on the light receiving surface.
において、 前記画像合成手段は、前記高倍率レンズ（１０）を通過
した光を電気信号に変換する光電変換器（１３）と、 前記他の高倍率レンズ（１１）を通過した光を電気信号
に変換する他の光電変換器（１４）と、 前記複数の光電変換器（１３、１４）からの出力信号を
入力として前記複数の光の像を合成して一つの光の像を
生成する画像合成装置（１５）と、 を備えたことを特徴とする長さ及び高さ測定装置。3. The length and height measuring device according to claim 1, wherein the image synthesizing means includes a photoelectric converter (13) for converting light passing through the high magnification lens (10) into an electric signal. , Another photoelectric converter (14) that converts light that has passed through the other high-magnification lens (11) into an electric signal, and the plurality of photoelectric converters (13, 14) using the output signals from the plurality of photoelectric converters (13, 14) as inputs An image synthesizing device (15) for synthesizing the light images of 1 to generate one light image, and a length and height measuring device.
光を測定対象物（５）に投射する投射系（１、３、４）
と、 前記測定対象物（５）における測定位置からの前記測定
光の反射光を集光する反射光レンズ（２０）と、 前記測定対象物（５）における基準位置からの前記測定
光の反射光を集光する他の反射光レンズ（２１）と、 前記複数の反射光レンズ（２０、２１）を通過した複数
の光を合成して一つの光像を形成する画像合成手段と、 を備えたことを特徴とする長さ及び高さ測定装置。4. A projection system (1, 3, 4) for projecting measuring light having a strip-shaped or linear cross-section onto a measurement object (5).
A reflected light lens (20) that collects reflected light of the measurement light from a measurement position on the measurement object (5); and reflection light of the measurement light from a reference position on the measurement object (5). Another reflected light lens (21) for condensing the light, and an image synthesizing means for synthesizing the plurality of lights having passed through the plurality of reflected light lenses (20, 21) to form one optical image. A length and height measuring device characterized by the above.
において、 前記画像合成手段は、受光面の入射光を電気信号に変換
する光電変換器（１３）を含み、前記反射光レンズ（２
０）及び前記他の反射光レンズ（２１）の各結像点が前
記光電変換器（１３）の受光面の同一位置に集光するよ
うに当該複数の反射光レンズ（２０、２１）及びミラー
（７、８）を配置してなることを特徴とする長さ及び高
さ測定装置。5. The length and height measuring device according to claim 4, wherein the image synthesizing means includes a photoelectric converter (13) for converting incident light on the light receiving surface into an electric signal, and the reflected light lens. (2
0) and the plurality of reflected light lenses (20, 21) and mirrors so that each image forming point of the other reflected light lens (21) is focused on the same position on the light receiving surface of the photoelectric converter (13). (7, 8) is arranged, The length and height measuring device characterized by the above-mentioned.
において、 前記画像合成手段は前記の反射光レンズ（２０）を通過
した光を電気信号に変換する光電変換器（１３）と、 前記他の反射光レンズ（２１）を通過した光を電気信号
に変換する他の光電変換器（１４）と、 前記光電変換器（１３）および前記他の光電変換器（１
４）からの出力信号を入力として前記複数の光の像を合
成して一つの光の像を生成する画像合成装置（１５）
と、 を備えたことを特徴とする長さ及び高さ測定装置。6. The length and height measuring device according to claim 4, wherein the image synthesizing means includes a photoelectric converter (13) for converting the light passing through the reflected light lens (20) into an electric signal. , Another photoelectric converter (14) for converting the light passing through the other reflected light lens (21) into an electric signal, the photoelectric converter (13) and the other photoelectric converter (1
An image synthesizing device (15) for synthesizing the plurality of light images by receiving the output signal from 4) as an input to generate one light image.
And a length and height measuring device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20431893A JPH0755432A (en) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | Length and height measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20431893A JPH0755432A (en) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | Length and height measuring apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0755432A true JPH0755432A (en) | 1995-03-03 |
Family
ID=16488501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20431893A Withdrawn JPH0755432A (en) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | Length and height measuring apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0755432A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006317288A (en) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Central Japan Railway Co | Bolt height measuring method and device, bolt looseness determination method, and bolt looseness detection device |
| JP2007121295A (en) * | 2005-10-24 | 2007-05-17 | General Electric Co <Ge> | Method and system for inspecting object |
-
1993
- 1993-08-18 JP JP20431893A patent/JPH0755432A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006317288A (en) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Central Japan Railway Co | Bolt height measuring method and device, bolt looseness determination method, and bolt looseness detection device |
| JP2007121295A (en) * | 2005-10-24 | 2007-05-17 | General Electric Co <Ge> | Method and system for inspecting object |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001031 |