[發明專利]三維測量裝置

有效

• 申請號: 201680003486.1
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN107110643B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 大山剛;坂井田憲彥;間宮高弘;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;G06T1/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 劉軍

提供一種在利用相移法進行三維測量時能夠在更短時間內實現更高精度的測量的三維測量裝置。基板檢查裝置(1)具備：照明裝置(4)，對印刷基板(2)照射條紋狀的光圖案；相機(5)，拍攝在印刷基板(2)上照射光圖案的部分；控制裝置(6)，基于所拍攝的圖像數據進行三維測量。控制裝置(6)基于在第一位置照射第一周期的第一光圖案所獲得的圖像數據來計算第一高度測量值，并從該圖像數據取得增益和偏移的值。另外，基于在斜移半個像素間距的第二位置照射第二周期的第二光圖案所獲得的圖像數據并利用所述增益和偏移的值來計算第二高度測量值。并且，將由第一測量值和第二測量值確定的高度數據作為真實的數據來獲取。

技術領域

本發明涉及利用相移法進行三維測量的三維測量裝置。

背景技術

通常當在印刷基板上安裝電子部件時，首先在配設于印刷基板上的預定的電極圖案上印刷焊膏。接著，通過該焊膏的粘性而將電子部件暫時固定在印刷基板上。之后，所述印刷基板被引導到回流爐，經過預定的回流工藝來進行焊接。最近，在被引導到回流爐的之前階段需要檢查焊膏的印刷狀態，在進行這種檢查時有時使用三維測量裝置。

近年來，已提出各種使用光的所謂的非接觸式三維測量裝置，例如已提出有關使用相移法的三維測量裝置的技術。

在利用該相移法的三維測量裝置中，通過由發出預定的光的光源和將來自該光源的光轉換成具有正弦波狀(條紋狀)的光強度分布的光圖案的光柵組合構成的照射單元將光圖案照射到被測物體(在此情況下為印刷在印刷基板上的焊膏)。并且，針對基板上的點使用配置在其正上方的攝像單元來觀測。作為攝像單元使用由透鏡和攝像元件等構成的CCD相機等。

在上述構成的情況下，由攝像單元拍攝的圖像數據上的各像素的光的強度(亮度)I由下式(R1)給出。

這里，f：增益、e：偏移、光圖案的相位。

在這里，通過切換控制上述光柵，使光圖案的相位變化到例如4個階段并引入具有與這些相位對應的強度分布I₀、I₁、I₂、I₃的圖像數據，基于下式(R2)取消f(增益)和e(偏移)來求出相位

并且，使用該相位并根據三角測量的原理，求出焊膏等被測物體在各坐標(X、Y)上的高度(Z)。

近年來，還提出了如下的三維測量裝置(例如，參照專利文獻1)，即，基于在第一位置照射第一光圖案所獲得的圖像數據來計算各個像素的第一高度數據，還基于在從那里向預定方向錯開半個像素間距的第二位置照射第二光圖案所獲得的圖像數據來計算各個像素的第二高度數據，由此能夠進行更高精度的測量。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利文獻特開2010-169433號公報。

發明內容

發明所要解決的技術問題

然而，如上所述，在利用相移法的三維測量中，需要使所照射的光圖案的相位變化到4個階段(或者3個階段)來拍攝4種(或者3種)圖像。

因此，當在兩個不同的位置進行測量時，需要在各位置各拍攝4次 (或者3次)、合計8次(或者6次)，即，首先在第一位置照射第一光圖案，并使其相位變化4個階段(或者3個階段)，在這些相位下拍攝4 種(或者3種)圖像，之后改變攝像單元與被測物體的位置關系，在第二位置照射第二光圖案，并使其相位變化4個階段(或者3個階段)，在這些相位下拍攝4種(或者3種)圖像，因此拍攝時間有可能大幅增加。

另外，當在一張印刷基板上設定有多個測量對象范圍時，測量該一張印刷基板所需的時間更加倍增。因此，要求進一步縮短測量時間。