三维测量装置制造方法及图纸

提供一种当进行三维测量时能够提高测量精度等的三维测量装置。基板检查装置(10)包括移动印刷基板(1)的输送机(13)、向印刷基板(1)照射预定光的照明装置(14)、用于拍摄被照射了该光的印刷基板(1)的相机(15)。相机(15)包括设置为能够在上下方向上变位的拍摄元件和使印刷基板(1)的像成像在其上的双侧远心光学系统。并且，在进行以三维测量为目的的与印刷基板(1)的预定区域有关的拍摄的前一阶段，进行该预定区域的高度测量等的同时，基于其结果进行拍摄元件(17)的高度调整等。

【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非接触式的三维测量装置。例如，已知有使用相移法的三维测量装置。在利用相移法的三维测量装置中，例如，已知有如下三维测量装置，其包括：用于移动被测量物的移动机构；对该被测量物照射条纹状图案光的照射装置；拍摄照射了该图案光的被测量物的拍摄装置(例如，参照专利文献1)。拍摄装置由透镜和拍摄元件等构成。在该三维测量装置中，通过使被测量物相对于由照射装置和拍摄装置构成的测量头进行相对移动，能够获得被测量物上的光强度分布相差图案光的预定相位的多个图像数据。而且，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，当获得了被测量物上的光强度分布以图案光的相位相差90°的四组图像数据时，该四组图像数据中的被测量物上的预定坐标位置的亮度值I0、I1、I2、I3能够分别以下式(1)、(2)、(3)、(4)表示。I0＝αsinθ+β···(1)I1＝αsin(θ+90°)+β＝αcosθ+β···(2)I2＝αsin(θ+180°)+β＝-αsinθ+β···(3)I3＝αsin(θ+270°)+β＝-αcosθ+β···(4)其中，α：增益、β：偏移、θ：图案光的相位。如果针对相位θ求解上式(1)、(2)、(3)、(4)，则能够导出下式(5)。θ＝tan-1{(I0-I2)/(I1-I3)}··(5)然后，使用如上所述计算的相位θ，基于三角测量的原理求出被测量物上的各坐标(X、Y)中的高度(Z)。但是，当印刷基板等被测量物存在翘曲等时，难以使整个被测量物落入聚焦范围内，导致获取一部分失焦的图像数据，从而存在测量精度下降的风险。对此，近年来，还见到使由照射装置和拍摄装置构成的测量头在高度方向(Z轴方向)上相对移动来进行调节的技术，使得被测量物和拍摄装置之间的距离恒定(例如，参照专利文献2)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-247375号公报专利文献2：日本特表2006-516719号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题但是，如引用文献2那样，在使整个测量头在高度方向上相对移动的情况下，即使使测量头本身移动或者使放置有被测量物的工作台侧移动，也都构成为使具有重量的物体上下移动，因此难以进行精细移动和快速移动，从而存在测量精度和测量速度降低的担忧。此外，需要用于移动整个测量头和整个工作台的大规模的机构，因此装置有可能大型化。另外，上述问题并一定限于在印刷基板上印刷的膏状焊料等的三维测量，在其他的三维测量装置的领域中也是存在的。当然，不限于相移法的问题。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供当进行三维测量时能够提高测量精度等的三维测量装置。解决技术问题的手段以下，关于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附记特有的作用效果。技术方案1.一种三维测量装置，其特征在于，包括：照射单元，所述照射单元能够向被测量物(例如，印刷基板等)照射预定光(例如，条纹状的图案光等)；拍摄单元，所述拍摄单元具有设置为至少能够在上下方向(光轴方向)上变位的拍摄元件和使被照射了所述预定光的所述被测量物上的预定区域的像成像在该拍摄元件的双侧远心光学系统；移动单元，所述移动单元能够使所述照射单元和所述拍摄单元与所述被测量物相对移动；以及图像处理单元，所述图像处理单元能够基于由所述拍摄单元拍摄到的图像对所述被测量物上的预定的测量对象(例如，膏状焊料等)执行三维测量，所述三维测量装置还包括：测量单元，在所述预定光之下进行与所述被测量物上的预定区域有关的拍摄的至少前一阶段，所述测量单元能够测量该预定区域的高度(例如底基板的高度)；以及调整单元，所述调整单元在基于所述测量单元的测量结果进行与该预定区域有关的拍摄时，能够调整所述拍摄元件的高度位置，使得该预定区域与所述拍摄元件之间的距离为预定距离(使预定区域落入聚焦范围内的距离)。根据上述技术方案1，由于配合被测量物上的预定区域(拍摄区域)而调整拍摄元件的高度位置的同时进行拍摄，因此能够始终获得对焦的图像。其结果，即使在被测量物存在翘曲等的情况下，也可以使整个被测量物落入聚焦范围内(对整个被测量物获取对焦的图像)，从而能够提高测量精度。尤其是，在本技术方案中，通过仅使拍摄元件上下移动，以使被测量物与拍摄元件之间的距离保持恒定。由此，可以使与高度调整(Z轴校正)有关的机构比现有的机构紧凑。此外，能够进行精细且快速的移动，从而能够显著提高测量精度和测量速度。此外，由于利用双侧远心光学系统来进行高度调整，从而能够抑制拍摄元件的高度方向的位置变化和被测量物的表面的高度变化等引起的对倍率的影响。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，所述测量单元构成为在所述预定光之下进行与所述被测量物上的预定区域有关的拍摄的至少前一阶段，能够测量该预定区域的倾斜度，所述调整单元构成为在基于所述测量单元的测量结果进行与该预定区域有关的拍摄时，能够调整所述拍摄元件的倾斜度，使得所述拍摄元件的倾斜度(姿势)变为与该预定区域的倾斜度匹配的倾斜度。在被测量物存在翘曲等并且被测量物上的预定区域(拍摄区域)倾斜的情况下，存在拍摄单元的整个视野难以落入到聚焦范围内的可能性。当想要应对该不良状况时，以往需要配合被测量物的翘曲等而使整个拍摄单元(拍摄装置)倾斜，并对焦在整个视野上。但是，当整个拍摄单元倾斜时，拍摄单元的视野有可能偏离(从预定区域偏离)。此外，由于构成为控制具有重量的整个拍摄单元的姿势，因此难以进行精细移动和快速移动，从而存在降低测量精度和测量速度的担忧。此外，需要用于移动整个拍摄单元的大规模的机构，因此装置有可能大型化。这一点，根据上述技术方案2，由于配合被测量物上的预定区域(拍摄区域)而调整拍摄元件的倾斜度的同时进行拍摄，因此即使被测量物上的预定区域倾斜的情况，也能够在拍摄单元的整个视野始终获得对焦的图像。其结果，即使在被测量物存在翘曲等的情况下，也能够使整个被测量物落入聚焦范围内(对整个被测量物获取对焦的图像)，从而能够提高测量精度。尤其是，在本技术方案中，由于仅对拍摄元件进行倾斜度调整，因此与现有相比，能够使与倾斜度调整有关的机构极其小型化。此外，能够进行精细且快速的移动，从而能够显著提高测量精度和测量速度。此外，由于利用双侧远心光学系统来进行倾斜度调整，从而能够抑制拍摄元件的倾斜度等引起的对倍率的影响。技术方案3.如技术方案2所述的三维测量装置，其特征在于，包括校正单元，所述校正单元基于所述拍摄元件倾斜时的各像素在水平方向上的位置偏移量来校正由所述拍摄单元拍摄到的图像。当拍摄元件从基准姿势(水平姿势)倾斜时，各像素在水平方向上的位置偏移，因此拍摄元件的各像素和与其对应的被测量物上的坐标位置之间的位置关系也发生偏离。因此，当基于该状态下拍摄到的图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维测量装置，其特征在于，包括：照射单元，所述照射单元能够向被测量物照射预定光；拍摄单元，所述拍摄单元具有设置为至少能够在上下方向上变位的拍摄元件和使被照射了所述预定光的所述被测量物上的预定区域的像成像在该拍摄元件的双侧远心光学系统；移动单元，所述移动单元能够使所述照射单元和所述拍摄单元与所述被测量物相对移动；以及图像处理单元，所述图像处理单元能够基于由所述拍摄单元拍摄到的图像对所述被测量物上的预定的测量对象执行三维测量，所述三维测量装置还包括：测量单元，在所述预定光之下进行与所述被测量物上的预定区域有关的拍摄的至少前一阶段，所述测量单元能够测量该预定区域的高度；以及调整单元，所述调整单元在基于所述测量单元的测量结果进行与该预定区域有关的拍摄时，能够调整所述拍摄元件的高度位置，使得该预定区域与所述拍摄元件之间的距离为预定距离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.12 JP 2016-0243181.一种三维测量装置，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预定光；拍摄单元，所述拍摄单元具有设置为至少能够在上下方向上变位的拍摄元件和使被照射了所述预定光的所述被测量物上的预定区域的像成像在该拍摄元件的双侧远心光学系统；移动单元，所述移动单元能够使所述照射单元和所述拍摄单元与所述被测量物相对移动；以及图像处理单元，所述图像处理单元能够基于由所述拍摄单元拍摄到的图像对所述被测量物上的预定的测量对象执行三维测量，所述三维测量装置还包括：测量单元，在所述预定光之下进行与所述被测量物上的预定区域有关的拍摄的至少前一阶段，所述测量单元能够测量该预定区域的高度；以及调整单元，所述调整单元在基于所述测量单元的测量结果进行与该预定区域有关的拍摄时，能够调整所述拍摄元件的高度位置，使得该预定区域与所述拍摄元件之间的距离为预定距离。2.如权利要求1所述的三维测量装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：大山刚，坂井田宪彦，二村伊久雄，
申请(专利权)人：CKD株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP