[發明專利]結合三維及二維形貌的量測方法及裝置

有效

• 申請號: 201310688068.9
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN104677307B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 張柏毅;張樂融;藍于瀅;陳俊賢
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 梁揮,常大軍

技術領域

本發明涉及一種量測方法及裝置，且特別涉及一種結合三維及二維形貌的量測方法及裝置。

背景技術

傳統上，集成電路(integrated circuit,IC)封裝機械視覺檢測包括二維檢測及三維形貌量測，其中IC正面以二維檢測及二維形貌/尺寸量測為主；IC底部則需量測三維IC接腳共面度、接腳二維尺度以及缺陷檢測。

然而，目前的量測技術通常需要通過兩組(或以上)不同的光源對物體進行多次掃描，以分別得到物體的2D及3D量測結果。如此不僅耗費量測時間，還會增加機具成本，更會導致過多的數據傳輸頻寬被占用。

因此，如何提供一種可有效結合三維及二維形貌的量測方法及裝置，乃目前業界所致力的課題之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結合三維及二維形貌的量測方法及裝置，其藉由一次多線掃描即可建立物體的三維及二維形貌，以達到快速量測的效果。

根據本發明的一實施例，提出一種量測方法，用以量測物體的三維及二維形貌，此物體的表面具有多個物點(object point)。此量測方法包括以下步驟。首先，經由投射裝置，將條紋圖案投射至物體表面。接著，藉由多線光電取像系統，接收并儲存多線影像。之后，物體與相移裝置系統做相對移動，以通過多線光電取像系統擷取多張相位光強影像，相移裝置系統包括投射裝置及多線光電取像系統。然后，依據相位光強影像決定物點的相位值，并通過三角幾何關系將相位值轉換為物點所對應的高度，以產生物體的三維形貌。以及，依據相位光強影像重建無相位變化的物體影像，無相位變化的物體影像是呈現物體的二維形貌尺寸。

根據本發明的一實施例，提出一種量測裝置，用以量測一物體的三維及二維形貌，此物體的表面具有多個物點。此量測裝置包括相移裝置系統以及影像處理單元。相移裝置系統包括投射裝置及多線光電取像系統。投射裝置用以將條紋圖案投射至物體的表面。多線光電取像系統用以接收并儲存多線影像。其中，物體與相移裝置系統做相對移動，以通過多線光電取像系統擷取多張相位光強影像。影像處理單元用以依據相位光強影像決定物點的相位值，并通過三角幾何關系將相位值轉換為物點所對應的高度，以產生物體的三維形貌。影像處理單元并依據相位光強影像重建無相位變化的物體影像，此無相位變化的物體影像系呈現物體的二維形貌尺寸。

以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。

附圖說明

圖1繪示依據本發明的一實施例的量測裝置的方框圖；

圖2繪示依據本發明的一實施例的量測方法的流程圖；

圖3A至圖3C繪示相移裝置系統的掃描機制示意圖；

圖4繪示投影裝置所投影的條紋光線與物體的高度的幾何關系示意圖；

圖5繪示重建無相位變化的物體影像的示意圖。

其中，附圖標記

10：物體

100：量測裝置

102：相移裝置系統

104：影像處理單元

106：投射裝置

108：多線光電取像系統

110：掃描載體

200：量測方法

202、204、206、208、210：步驟

L1：第一取像線

L2：第二取像線

L3：第三取像線

O1～O5：物點

PL：條紋光線

RP：參考平面

A、A’、B、C、C’、D、O：點

θ0、θn：角度

d0：有效波長為

502、504、506、508：影像

具體實施方式

以下是提出實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為范例說明，并不會限縮本發明欲保護的范圍。此外，實施例中的附圖是省略不必要的元件，以清楚顯示本發明的技術特點。

請同時參考圖1及圖2。圖1繪示依據本發明的一實施例的量測裝置100的方框圖。圖2繪示依據本發明的一實施例的量測方法200的流程圖。量測裝置100用以量測物體10的三維及二維形貌，其包括相移裝置系統102以及影像處理單元104。相移裝置系統102包括投射裝置106及多線光電取像系統108。投射裝置106例如是光柵投射器或其他結構光(structured light)源。多線光電取像系統108例如是三線感光耦合式(Charge Coupled Device，CCD)相機或其他多線CCD相機。影像處理單元104例如是集成電路或其他具運算能力的處理器。