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三维测量装置制造方法及图纸

技术编号:16934106 阅读:54 留言:0更新日期:2018-01-03 04:25
本发明专利技术提供三维测量装置,能够在利用相移法进行三维测量时保持所需的测量精度的同时提高测量速度。基板检查装置(1)包括:从斜上方向印刷基板(2)的表面照射预定的光图案的照明装置(4);拍摄印刷基板(2)上的照射了光图案的部分的相机(5);以及实施基板检查装置(1)内的各种控制、图像处理、运算处理的控制装置(6)。控制装置(6)对于包含满足预定的判断条件的膏状焊料的检查区域,通过四次拍摄方式获取图像数据来执行高精度的三维测量,对于除此之外的检查区域,通过两次拍摄方式获取图像数据来短时间内执行三维测量。

Three dimensional measuring device

The invention provides a three-dimensional measurement device for maintaining the required measurement accuracy while using phase shift method to measure the measurement speed. Substrate inspection device (1) includes: from the oblique direction on the printed circuit board (2) lighting device light pattern of the predetermined illuminated surface (4); printed circuit board (2) shooting on the irradiation light pattern part of the camera (5); and the implementation of a substrate inspection device (1) in the control image processing and operation processing control device (6). The control device (6) for inspection area contains cream solder to meet the conditions of a predetermined judgment, to perform high-precision three-dimensional measurement by four shooting method for image data, to check the area in addition, through the two shooting mode to obtain image data to perform 3D measurement within a short period of time.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维测量装置
本专利技术涉及利用相移法进行三维测量的三维测量装置。
技术介绍
一般来说,在印刷基板上安装电子部件的情况下,首先在配置于印刷基板上的预定的电极图案上印刷膏状焊料。接着,基于该膏状焊料的粘性在印刷基板上临时固定电子部件。之后,所述印刷基板被导入回流炉,通过经过预定的回流工序进行焊接。最近,在被导入回流炉的前一阶段,需要检查膏状焊料的印刷状态,在进行该检查时,有时使用三维测量装置。近年来,提出了各种使用光的所谓非接触式的三维测量装置,例如提出了与使用相移法的三维测量装置有关的技术。在利用该相移法的三维测量装置中,通过由发出预定的光的光源和将来自该光源的光转换为具有正弦波状(条纹状)的光强度分布的光图案的光栅组合构成的照射单元,将光图案照射至印刷基板(被测量物)。并且,使用配置于正上方的拍摄单元观察基板上的点。作为拍摄单元,使用由透镜及拍摄元件等构成的CCD(电荷耦合器件)相机等。在上述构成之下,由拍摄单元拍摄的图像数据上的各像素的光的强度(亮度)I由下式(U1)给出。其中,f:增益、e:偏移、光图案的相位。这里,通过移送或切换控制上述光栅,使光图案的相位例如以四阶段变化,获取具有与它们对应的强度分布I0、I1、I2、I3的图像数据,基于下式(U2)取消f(增益)和e(偏移),求出相位然后,使用该相位角基于三角测量的原理求出印刷基板上的各坐标(X,Y)上的高度(Z)(例如参照专利文献1)。对于此,近年来,提出了代替上述四次拍摄方式使光图案的相位以三阶段变化、并根据三组图像数据获取相位的三次拍摄方式(例如参照专利文献2)。在先技术文献专利文献专利文献1:日本专利文献特开平5-280945号公报;专利文献2:日本专利文献特开2002-81924号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而,四次拍摄方式由于基于更多的图像数据进行测量,因此虽然能够进行高精度的测量,但是测量(尤其是获取图像数据等)需要时间。相反,三次拍摄方式测量时间变短,但是对于相对尺寸小的膏状焊料(测量对象)存在测量精度不够的情况。因此,在检查包含需要高精度测量的相对尺寸小的膏状焊料的印刷基板等时,由于测量需要大量的时间。例如,当假设对于预定的测量区域(拍摄区域)一次拍摄所需的时间分别为“10毫秒”、切换一次光栅等所需的时间分别为“20毫秒”时,完成预定的测量区域涉及的所有拍摄处理(最后的拍摄处理)所需的时间是,在四次拍摄方式的情况下,如图8的(a)所示,成为〔拍摄处理所需时间“10毫秒”×四次〕+〔光栅的切换等所需时间“20毫秒”×三次〕=合计“100毫秒”。另一方面,在三次拍摄方式的情况下,如图8的(b)所示,成为〔拍摄处理所需时间“20毫秒”×三次〕+〔光栅的切换等所需时间“20毫秒”×两次〕=合计“70毫秒”。当然,在一张印刷基板上设定有多个测量区域的情况下,测量该一张印刷基板所需的时间分别变成其几倍。此外,上述问题不一定限于印刷在印刷基板上的膏状焊料等的高度测量,在其他的三维测量装置领域也是存在的。本专利技术是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,提供当利用相移法进行三维测量时能够保持必要的测量精度的同时提高测量速度的三维测量装置。用于解决问题的手段以下,针对适于解决上述问题的各技术方案分项进行说明。另外,根据需要对相应的技术方案标记特有的作用效果。技术方案1.一种三维测量装置,其特点在于,包括:照射单元,所述照射单元能够向被测量物(例如印刷基板等)照射具有条纹状的光强度分布的光图案;拍摄单元,所述拍摄单元能够拍摄被照射了所述光图案的所述被测量物上的预定的测量区域(测量区域);图像获取单元,所述图像获取单元构成为控制所述照射单元和所述拍摄单元,使所述光图案的相位变化成多组,能够获取在该各光图案之下分别拍摄的所述测量区域涉及的多组图像(图像数据),并且能够根据所述测量区域将对所述测量区域应该获取(拍摄)的图像数量进行变更;以及图像处理单元,所述图像处理单元能够根据由所述图像获取单元获取的图像通过相移法对所述测量区域内的测量对象(例如膏状焊料等)执行三维测量,所述图像获取单元在所述测量区域内包含满足预定的判断条件的所述测量对象的情况下,获取在第一预定数量组(例如四组)的相位下照射光图案来拍摄的所述第一预定数量组的图像,在所述测量区域内不包含满足所述判断条件的所述测量对象的情况下,获取在比所述第一预定数量少的第二预定数量组(例如三组)的相位下照射光图案来拍摄的所述第二预定数量组的图像。一般地,由三维测量装置测量的印刷基板上印刷有大小不同的各种膏状焊料,其种类和配置根据各测量区域而异。也就是说,即使是包含需要高精度测量的相对尺寸小的膏状焊料的印刷基板,也有可能存在不需要高精度测量的测量区域。尽管如此,以往对于设定在印刷基板上的所有测量区域通过预先设定的相同的拍摄方式(例如当进行高精度的测量时为四次拍摄方式、当不太需要测量精度要且在较短时间内进行测量时为三次拍摄方式)统一进行测量。与此相对,根据上述技术方案1,对于包含满足预定的判断条件(例如大小小于预定值)的测量对象的测量区域,能够根据第一预定数量组(例如四组)的图像执行更高精度的三维测量,另一方面,对于除此之外的测量区域,根据比所述第一预定数量少的第二预定数量组(例如三组)的图像在更短时间执行三维测量。其结果是,当利用相移法进行三维测量时,能够对满足预定的判断条件的测量对象(需要高精度测量的测量对象)保持所需的测量精度,并且提高测量速度。此外,上述“预定的判断条件”包括测量对象的大小小于预定值(例如“面积”、“体积”、“周长”或“短边长度”小于预定值)、测量对象属于预定的属性(例如安装在作为测量对象的膏状焊料上的部件的种类为预定的种类)等。此外,能够基于预先存储于预定的存储单元的被测量物涉及的设计数据(格伯数据(Gerber数据)等)进行判断在测量区域内是否包含有满足预定的判断条件的测量对象。技术方案2.在技术方案1所述的三维测量装置中,其特点在于,在所述图像获取单元获取了所述第一预定数量组(例如四组)的图像的情况下,所述图像处理单元对于所述测量区域内的满足所述判断条件的所述测量对象,根据所述第一预定数量组的图像通过相移法进行三维测量,对于所述测量区域内的不满足所述判断条件的测量对象,根据所述第二预定数量组(例如三组)的图像通过相移法进行三维测量。根据上述技术方案2,对于不满足预定的判断条件的测量对象(不太需要测量精度的测量对象),能够根据更少的图像在更短时间进行三维测量。其结果是,能够进一步提高测量速度。另外,能够使在获取第一预定数量组(例如四组)的图像的情况下的关于“不满足预定的判断条件的测量对象”的测量精度、和当根据在第二预定数量组(例如三组)的相位照射光图案来拍摄的第二预定数量组的图像进行三维测量时的关于“不满足预定的判断条件的测量对象”的测量精度相等。技术方案3.在技术方案1或2所述的三维测量装置中,其特点在于,包括条件设定单元,所述条件设定单元能够根据外部操作设定所述判断条件。根据上述技术方案3,能够任意设定预定的判断条件,从而能够提高便利性和普遍性。技术方案4.在技术方案3所述的三维测量装置中,其特点在于,包括预定时间显示单元,所述预定时间显示单元能够显示在由所述条本文档来自技高网
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三维测量装置

【技术保护点】
一种三维测量装置,其特征在于,包括:照射单元,所述照射单元能够向被测量物照射具有条纹状的光强度分布的光图案;拍摄单元,所述拍摄单元能够拍摄被照射所述光图案的所述被测量物上的预定的测量区域;图像获取单元,所述图像获取单元构成为控制所述照射单元和所述拍摄单元,使所述光图案的相位变化成多组,能够获取在该各光图案之下分别拍摄的所述测量区域涉及的多组图像,并且能够根据所述测量区域将对所述测量区域应该获取的图像数量进行变更;以及图像处理单元,所述图像处理单元能够根据由所述图像获取单元获取的图像通过相移法对所述测量区域内的测量对象执行三维测量,所述图像获取单元在所述测量区域内包含满足预定的判断条件的所述测量对象的情况下,获取在第一预定数量组的相位下照射光图案来拍摄的所述第一预定数量组的图像,在所述测量区域内不包含满足所述判断条件的所述测量对象的情况下,获取在比所述第一预定数量少的第二预定数量组的相位下照射光图案来拍摄的所述第二预定数量组的图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.05 JP 2015-1975161.一种三维测量装置,其特征在于,包括:照射单元,所述照射单元能够向被测量物照射具有条纹状的光强度分布的光图案;拍摄单元,所述拍摄单元能够拍摄被照射所述光图案的所述被测量物上的预定的测量区域;图像获取单元,所述图像获取单元构成为控制所述照射单元和所述拍摄单元,使所述光图案的相位变化成多组,能够获取在该各光图案之下分别拍摄的所述测量区域涉及的多组图像,并且能够根据所述测量区域将对所述测量区域应该获取的图像数量进行变更;以及图像处理单元,所述图像处理单元能够根据由所述图像获取单元获取的图像通过相移法对所述测量区域内的测量对象执行三维测量,所述图像获取单元在所述测量区域内包含满足预定的判断条件的所述测量对象的情况下,获取在第一预定数量组的相位下照射光图案来拍摄的所述第一预定数量组的图像,在所述测量区域内不包含满足所述判断条件的所述测量对象的情况下,获取在比所述第一预定数量少的第二预定数量组的相位下照射光图案来拍摄的所述第二预定数量组的图像。2.如权利要求1所述的三维测量装置,其特征在于,在所述图像获取单元获取了所述第一预定数量组的图...

【专利技术属性】
技术研发人员:今枝昭弘大山刚坂井田宪彦
申请(专利权)人:CKD株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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