[發明專利]三維測量裝置

有效

• 申請號: 201210132219.8
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN103162642A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 石垣裕之
• 申請（專利權）人: CKD株式會社
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 北京三幸商標專利事務所 11216
• 代理人: 劉激揚

技術領域

本發明涉及三維測量裝置。

背景技術

一般，在將電子器件安裝于印刷電路板上的場合，首先在設置于印刷電路板上的規定的電極布圖上印刷焊錫膏。接著，根據該焊錫膏的粘性，將電子器件臨時固定于印刷電路板上。然后，將上述印刷電路板導向回流焊爐，經由規定的回流步驟進行焊接。最近，在導向到回流焊爐的前一階段，有必要檢查焊錫膏的印刷狀態，在上述檢查時，有時采用三維測量裝置。

近年來，人們提出有多種采用光的所謂非接觸式的三維測量裝置，比如，提出了涉及采用相移法的三維測量裝置的技術。

在采用該相移法的三維測量裝置中，通過由發出規定光的光源與光柵組合構成的照射機構，將光圖案照射到被測量物(在該場合，為印刷電路板)，其中，光柵將來自該光源的光變換為光圖案，該光圖案具有正弦波狀(條紋狀)的光強度分布。接著，采用設置于正上方的攝像機構，觀測基板上的點。攝像機構采用由透鏡和攝像元件等構成的CCD照相機等。在此場合，畫面上的測量對象點P的光的強度I由下述式表示：

I＝e+f·cosφ

(其中，e：直流光噪音(偏差成分)，f：正弦波的對比度(反射率)，φ：因物體的凹凸而具有的相位)

在這里，通過對上述光柵進行移送或切換控制，例如按照4個階段(φ+0，φ+π/2，φ+π，φ+3π/2)使光圖案的相位變化，獲取圖像，該圖像具有與上述角度相對應的強度分布I0、I1、I2、I3，根據下述式，求出調制量α：

α＝arctan{(I3-I1)/(I0-I2)}

采用該調制量α，能求出印刷電路板上的焊錫膏等的測量對象點P的三維坐標(X，Y，Z)，由此，對測量對象的三維形狀，特別是高度進行測量。

但是，上述照射機構僅僅為1個的情況下，由于會在被測量物(測量對象)產生沒有被照射光圖案的陰影的部分，故具有一種危險，即，無法進行該陰影部分的合理的測量。

針對該情況，一直以來，為了謀求測量精度的提高等效果，人們還提出從兩個方向照射光圖案進行測量的技術。

在此場合，在過去，形成了下述的方案，其中，在依次移送(或切換)第1照射機構的光柵的同時，在使相位多次發生變化的第1光圖案的條件下，對規定的測量對象范圍(攝像范圍)的一組圖像數據(比如，4個圖像數據)全部進行攝像后，在依次移送等處理第2照射機構的光柵的同時，在使相位多次發生變化的第2光圖案的條件下，對該測量對象范圍的1組圖像數據全部進行攝像。

相對該情況，近年，人們還提出有下述的技術，其中，通過交替反復地進行下述的操作，謀求測量時間的縮短(比如，參照專利文獻1)，該操作為，在移送等處理第1照射機構的光柵的期間，從第2照射機構照射第2光圖案，進行攝像，另一方面，在移送等處理第2照射機構的光柵的期間，從第1照射機構照射第1光圖案，進行攝像。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-276607號公報

發明內容

發明要解決的課題

但是，通常，在照相機等的攝像在較強的照明條件下短時間地進行的場合，受到機械振動的影響變小，故以較短時間(比如，2msec)進行。

另一方面，為了避免振動等，照明機構的光柵的移送花費較長的時間(比如，20msec)進行。另外，即使在光柵采用液晶快門等的情況下，與上述情況相同，其切換控制需要較長的時間。

因此，在上述專利文獻1的方案的條件下，比如，針對規定的測量對象范圍，假定在兩個光圖案的條件下攝像的次數共計為8次(針對各光圖案，每個4次)，一次攝像所花費的時間分別為‘2msec’，一次光柵的移送所花費的時間分別為‘20msec’的場合，像圖6所示的那樣，在規定的測量對象范圍的全部的處理結束為止，要求較長的測量時間，即，[第1光柵的移送時間(20ms)+第2光柵的移送時間(20ms)]×4次＝共計‘160msec’。

此外，在于一塊印刷電路板上設定多個測量對象范圍的場合，該一塊印刷電路板的測量所需要的時間進一步地變為其數倍。由此，要求測量時間進一步的縮短。

還有，上述課題不必限于印刷于印刷電路板上的焊錫膏等的高度測量，也包括其它的三維測量裝置的領域。

本發明是針對上述情況而提出的，本發明的目的在于提供一種三維測量裝置，其中，在采用相移法而進行三維測量時，能謀求測量精度的提高，并且能謀求測量時間的縮短。

用于解決課題的技術方案