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三维测量装置制造方法及图纸

技术编号:17795928 阅读:39 留言:0更新日期:2018-04-25 19:23
本发明专利技术提供一种三维测量装置,能够实现在进行基于相移法的三维测量时测量效率的提高以及抑制测量精度的降低等。基板检查装置(10)包括运送印刷基板(1)的输送机(13)、针对印刷基板(1)从斜上方照射图案光的照明装置(14)、以及对被照射了该图案光的印刷基板(1)进行拍摄的相机(15)。作为相机(15)的拍摄元件(15b)使用将拍摄区域两分割并从分别不同的通道并行地进行来自该两个区域的输出的CCD区域传感器。并且,印刷基板(1)每被运送预定量,获取在相位按每预定量发生了变化的图案光下拍摄的四种数据。之后,基于从拍摄元件(15b)的同一通道获取的多个数据针对印刷基板(1)上的各坐标位置进行基于相移法的三维测量。

Three dimensional measuring device

The present invention provides a three-dimensional measuring device that can improve the measurement efficiency and reduce the reduction of measurement precision in three dimensional measurement based on phase shift method. The substrate inspection device (10) includes a conveyor (13) transporting a printed substrate (1), a lighting device (14) for a printed substrate (1) illuminating a pattern light above the oblique, and a camera (15) for taking a printed substrate (1) irradiated with the pattern light. The photographing element (15b), as a camera (15), uses a CCD region sensor that divides the shooting area two and carries out the output from the two regions in parallel from the different channels. Moreover, the printed substrate (1) is transported with a predetermined quantity every time, and obtains four data photographed under the change of the phase according to each predetermined quantity. After that, a number of data obtained from the same channel from the photographing element (15b) are measured on the basis of each coordinate position on the printed substrate (1) based on the phase shift method.

【技术实现步骤摘要】
三维测量装置
本专利技术涉及通过相移法进行三维测量的三维测量装置。
技术介绍
通常,当在印刷基板上安装电子部件时,首先在配设于印刷基板上的预定的电极图案上印刷焊膏。接着,基于该焊膏的粘性而将电子部件临时固定在印刷基板上。之后,所述印刷基板被引导至回流炉,并经过预定的回流工序来进行焊接。如今,在被引导到回流炉的之前阶段需要检查焊膏的印刷状态,在进行该检查时有时使用三维测量装置。以往,已提出了各种使用光的非接触式三维测量装置,例如有使用相移法的三维测量装置。作为使用了相移法的三维测量装置,已知有例如包括移动被测量物的移动机构、对该被测量物照射条纹状的图案光的照射装置、以及对该照射图案光的被测量物进行拍摄的拍摄装置(例如,参照专利文献1)。在该三维测量装置中,通过将被测量物相对于包括照射装置以及拍摄装置的测量头进行相对移动,能够获取被测量物上的光强度分布按照每个图案光的预定相位而不同的多个图像数据。并且,能够基于这些多个图像数据通过相移法进行被测量物的三维测量。例如在获取被测量物上的光强度分布以图案光的每90°相位而不同的四种图像数据的情况下,该四种图像数据中的被测量物上的预定的坐标位置的亮度值I0、I1、I2、I3能够分别通过下式(1)、(2)、(3)、(4)来表示。这里,α:偏移、β:增益、图案光的相位。若针对相位而求解上述式(1)、(2)、(3)、(4),则能够导出下式(5)。并且,能够使用如上述计算出的相位基于三角测量的原理求出被测量物上的各坐标(X、Y)上的高度Z。作为用于上述拍摄装置的拍摄元件已知有CCD(ChargeCoupledDevices:电荷耦合元件)区域传感器、CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor,互补金属氧化物半导体)区域传感器等。例如行间转移方式的CCD区域传感器包括被二维配置成矩阵状并且将入射光转换成与其光量相应的电荷并蓄积的多个受光部(像素)、将被蓄积在该受光部的电荷在垂直方上传送的多个垂直传送部、将从该垂直传送部传送的电荷在水平方向上传送的水平传送部、以及将从该水平传送部传送的电荷转换成电压而放大输出的输出放大器。近年来,在三维测量的领域中,要求测量的快速化。为了与其对应,例如作为拍摄元件考虑通过使用区域传感器来使拍摄速度(图像数据的获取速度)快速化,所述区域传感器将拍摄区域划分为左右两个区域并从分别不同的通道并行进行来自该两个区域的输出(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2012-247375号公报;专利文献2:日本专利文献特开2001-94886号公报。
技术实现思路
但是,在如专利文献1那样的三维测量装置中,在使用具有多个输出通道的拍摄元件的情况下,存在针对被测量物上的预定位置进行基于相移法的三维测量的基础上从不同的通道获取需要的多个数据(亮度值)的情况。例如如图14的(a)~(d)所示,假定以下情况:通过具有两个输出通道CH1、CH2的拍摄元件80每经过预定时间Δt对向该图右方连续运送的被测量物90进行拍摄,在针对被测量物90上的预定位置P进行基于相移法的三维测量的基础上获取需要的四种数据(亮度值)。在图14所示的例子中,在拍摄定时t1、t2,被测量物90上的预定位置P在与第一输出通道CH1对应的左侧拍摄区域80A被拍摄(参照图14的(a)、(b)),在拍摄定时t3、t4,被测量物90上的预定位置P在与第二输出通道CH2对应的右侧拍摄区域80B被拍摄。即,在进行四次拍摄期间,被测量物90上的预定位置P跨越了与各通道CH1、CH2对应的拍摄区域80A、80B的边界部(划分线)80C,因此预定位置P所涉及的四种数据从两个不同的通道各获取两个。在具有多个输出通道的拍摄元件中,由于输出放大器按照各通道不同,因此各通道中的增益、偏移的值不严格一致。即,由于相移所涉及的上述各式(1)~(4)中的“α(偏移)”以及“β(增益)”的值不一致,因此在如图14的(a)~(d)所示的情况下,有可能导致测量结果的误差增大。此外,上述问题不一定限于被印刷到印刷基板上的焊膏等的高度测量,在其他的三维测量装置的领域中也是包含在其中的。本专利技术是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供以下三维测量装置,在进行基于相移法的三维测量时,能够实现提高测量效率以及抑制测量精度降低等。下面,针对适于解决上述问题的各技术方案分项来进行说明。此外,根据需要针对对应的技术方案附加了特有的作用效果。技术方案1.一种三维测量装置,其特征在于,包括:照射单元,所述照射单元能够对被测量物(例如印刷基板)照射预定的图案光;拍摄单元,所述拍摄单元具有拍摄元件,并能够对照射所述图案光的所述被测量物进行拍摄,所述拍摄元件将预定的拍摄区域划分为多个区域,并从分别不同的通道并行地进行来自该被划分的多个区域的输出;移动单元,所述移动单元能够使所述照射单元以及所述拍摄单元与所述被测量物沿预定方向进行相对移动;数据获取单元,所述数据获取单元能够获取多个数据,所述多个数据是在从所述照射单元照射的所述图案光下按照每次所述照射单元以及所述拍摄单元与所述被测量物以预定量进行相对移动而在所述拍摄元件的所述多个区域中的同一区域拍摄的所述被测量物上的各坐标位置所涉及的多个数据;以及数据处理单元,所述数据处理单元能够基于由所述数据获取单元获取的所述多个数据并通过相移法执行所述被测量物上的各坐标位置所涉及的三维测量。根据上述技术方案1,例如针对被连续运送的被测量物照射具有条纹状(正弦波状)的光强度分布的图案光,该照射图案光的被测量物每被运送预定量(例如相当于图案光的90°相位的距离)而被拍摄单元拍摄。由此,获取被照射的图案光的相位每预定量(例如每90°相位)不同的多种图像数据。并且,基于这些图像数据进行被测量物的三维测量。进一步,在本技术方案中,使用了拍摄元件,所述拍摄元件将拍摄区域划分为多个区域,并从分别不同的通道并行地进行来自该被划分的多个区域的输出。由此,拍摄速度(图像数据的获取速度)的快速化成为可能,能够实现测量效率的提高。并且,在本技术方案中,构成为如下:基于从拍摄元件的同一通道获取的多个数据针对被测量物上的各坐标位置进行基于相移法的三维测量。因此,相移所涉及的上述各式(1)~(4)中的“α(偏移)”以及“β(增益)”的值一致,能够实现抑制测量精度的降低。技术方案2.如技术方案1所述的三维测量装置,其特征在于,所述拍摄元件被设置为使得划分所述多个区域的划分线(多个区域的边界部)沿所述预定方向。根据上述技术方案2,构成为如下:在拍摄元件中,不存在与预定方向(照射单元以及拍摄单元与被测量物的相对移动方向)正交的划分线,在与预定方向正交的方向上并列设置多个区域。由此,能够将拍摄元件的预定方向全体区域有效利用到数据获取上。进而,能够实现使照射单元以及拍摄单元与被测量物的相对移动速度快速化等测量效率的进一步提高。技术方案3.一种三维测量装置,其特征在于,包括:第一照射单元,所述第一照射单元能够对被测量物照射预定的图案光;第二照射单元,所述第二照射单元能够对所述被测量物照射与所述图案光不同的第二光;拍摄单元,所述拍摄单元具有拍摄元件,并能够对所述照射各种光的所述被测量物进行拍本文档来自技高网
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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,所述照射单元能够对被测量物照射预定的图案光;拍摄单元,所述拍摄单元具有拍摄元件,并能够对照射所述图案光的所述被测量物进行拍摄,所述拍摄元件将预定的拍摄区域划分为多个区域,并从分别不同的通道并行地进行来自该被划分的多个区域的输出;移动单元,所述移动单元能够使所述照射单元以及所述拍摄单元与所述被测量物沿预定方向进行相对移动;数据获取单元,所述数据获取单元能够获取多个数据,所述多个数据是在从所述照射单元照射的所述图案光下按照每次所述照射单元以及所述拍摄单元与所述被测量物以预定量进行相对移动而在所述拍摄元件的所述多个区域中的同一区域拍摄的所述被测量物上的各坐标位置所涉及的多个数据;以及数据处理单元,所述数据处理单元能够基于由所述数据获取单元获取的所述多个数据并通过相移法执行所述被测量物上的各坐标位置所涉及的三维测量。

【技术特征摘要】
2016.10.14 JP 2016-2024321.一种三维测量装置,其特征在于,包括:照射单元,所述照射单元能够对被测量物照射预定的图案光;拍摄单元,所述拍摄单元具有拍摄元件,并能够对照射所述图案光的所述被测量物进行拍摄,所述拍摄元件将预定的拍摄区域划分为多个区域,并从分别不同的通道并行地进行来自该被划分的多个区域的输出;移动单元,所述移动单元能够使所述照射单元以及所述拍摄单元与所述被测量物沿预定方向进行相对移动;数据获取单元,所述数据获取单元能够获取多个数据,所述多个数据是在从所述照射单元照射的所述图案光下按照每次所述照射单元以及所述拍摄单元与所述被测量物以预定量进行相对移动而在所述拍摄元件的所述多个区域中的同一区域拍摄的所述被测量物上的各坐标位置所涉及的多个数据;以及数据处理单元,所述数据处理单元能够基于由所述数据获取单元获取的所述多个数据并通过相移法执行所述被测量物上的各坐标位置所涉及的三维测量。2.如权利要求1所述的三维测量装置,其特征在于,所述拍摄元件被设置为使得划分所述多个区域的划分线沿所述预定方向。3.一种三维测量装置,其特征在于,包括:第一照射单元,所述第一照射单元能够对被测量物照射预定的图案光;第二照射单元,所述第二照射单元能够对所述被测量物照射与所述图案光不同的第二光;拍摄单元,所述拍摄单元具有拍摄元件,并能够对所述照射各种光的所述被测量物进行拍摄,所述拍摄元件将预...

【专利技术属性】
技术研发人员:梅村信行大山刚坂井田宪彦
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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