三维测量装置制造方法及图纸

提供三维测量装置，当利用相移法进行三维测量时，能够显著地提高测量精度。基板检查装置(10)包括：运送印刷基板(1)的输送机(13)；向印刷基板(1)的表面从斜上方照射预定的光的照明装置(14)；以及拍摄被照射了该光的印刷基板(1)的相机(15)。并且，当获取通过相移法进行三维测量时所需的四组图像数据中的一个图像数据时，向被连续运送的印刷基板(1)照射具有矩形波状或梯形波状的光强度分布的条纹图案。并且，将每当印刷基板(1)被运送预定量时被拍摄的多次的图像数据的亮度值针对印刷基板(1)的各坐标位置进行相加，算出其平均值。

【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非接触式的三维测量装置。其中，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，通过预定的照射单元向被测量物照射预定的条纹图案。照射单元具备发出预定的光的光源以及将来自该光源的光变换为条纹图案的光栅而构成。光栅成为透过光的透光部和遮住光的遮光部配置为交替排列的构成。并且，使用配置在被测量物的正上方的拍摄单元来拍摄照射到被测量物上的条纹图案。作为拍摄单元，使用由透镜和拍摄元件等构成的CCD相机等。在上述构成之下，由相机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、条纹图案的相位。然后，例如使被测量物连续移动的同时使条纹图案的相位以4阶段变化，依次引入具有与这些对应的强度分布I0、I1、I2、I3的图像数据，基于下式(U2)求出相位(例如参照专利文献1)。使用该相位基于三角测量的原理能够求出被测量物上的各坐标(X，Y)中的高度(Z)。一般来说，在使用相移法的三维测量装置中，为了提高测量精度，照射具有正弦波状的光强度分布的条纹图案。但是，照射具有精度好的正弦波状的光强度分布的条纹图案非常难。与此相对，近年来，也看到如下的技术：通过将经由光栅变换的具有矩形波状的光强度分布的条纹图案错开焦点而照射到被测量物，由此作为具有正弦波状的光强度分布的条纹图案照射(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2007-85862号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，与对焦的情况不同，要将条纹图案的焦点错位情况维持管理为所期望的状态非常难，照射到被测量物上的条纹图案的光强度分布(波形)容易凌乱，有可能不会成为正弦波状的光强度分布。另外，条纹图案的焦点错位情况也会根据与被测量物的相对位置关系而不同，因此一旦与被测量物的相对位置关系发生变化，则条纹图案的光强度分布(波形)也可能会发生变化。进一步，由于错开焦点照射，因此也无法使用远心光学系统来照射条纹图案。结果，担心三维测量中的测量精度下降。另外，上述问题不一定限于在印刷基板上印刷的膏状焊料等的高度测量，在其他的三维测量装置的领域中也是存在的。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显著地提高测量精度的三维测量装置。用于解决问题的手段以下，关于适于解决上述问题的各技术方案分项进行说明。此外，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，所述照射单元具有发出预定的光的光源以及将来自该光源的光变换为预定的条纹图案的光栅，并且能够向被测量物(例如印刷基板)照射所述条纹图案；拍摄单元，所述拍摄单元能够拍摄被照射了所述条纹图案的所述被测量物；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相对移动；图像获取单元，所述图像获取单元能够获取与从所述照射单元照射的条纹图案的相对位置关系(相位)不同的所述被测量物涉及的多个图像数据(所述被测量物上的各坐标位置处的光强度分布不同的多个图像数据)；以及图像处理单元，能够基于由所述图像获取单元获取的多个图像数据通过相移法执行所述被测量物的三维测量，在所述图像获取单元获取所述多个图像数据中的一个图像数据时，在与所述被测量物的相对移动期间至少部分重叠的预定期间执行连续拍摄(曝光)的拍摄处理，或者在与所述被测量物的相对移动期间至少部分重叠的预定期间执行分多次进行拍摄(曝光)的拍摄处理，并执行针对所述被测量物上的各坐标位置相加或平均该拍摄结果(被拍摄的多个图像数据的各像素的亮度值)的处理。根据上述技术方案1，在使照射单元以及拍摄单元与被测量物相对移动的同时，连续拍摄或分多次拍摄被照射了预定的条纹图案(例如具有矩形波状的光强度分布的条纹图案)的被测量物，并针对被测量物上的各坐标位置相加或平均该拍摄结果。由此，在获取利用相移法进行三维测量时所需要的与条纹图案的相对位置关系(光强度分布)不同的被测量物涉及的多个图像数据中的一个图像数据时，与仅照射预定的条纹图案并拍摄的情况相比，能够获取具有更接近理想的正弦波的光强度分布的图像数据。这里，“正弦波状”是指“呈正弦波的形状”，在简单称为“正弦波状”的情况下，不仅是指理想的“正弦波”，还包括近似于“正弦波”的波形(关于后述的“矩形波”等其他的“非正弦波”也是一样的)。另外，上述“预定的条纹图案”也包含“具有正弦波状的光强度分布的条纹图案”。即，也可以构成为照射具有非理想的“正弦波”、近似于正弦波的光强度分布的条纹图案，获取具有更接近于理想的正弦波的光强度分布的图像数据。根据本技术方案，即使在对焦的状态下照射条纹图案，也能够获取具有正弦波状的光强度分布的图像数据。通过能够在对焦的状态下照射条纹图案，容易维持条纹图案的光强度分布(波形)。并且，也能够使用远心光学系统进行条纹图案的照射。结果，当利用相移法进行三维测量时，能够显著地提高测量精度。另外，上述与“被测量物的相对移动”相关的移动动作可以是被测量物连续相对移动的连续动作，也可以是被测量物间歇相对移动的(相对移动预定量)间歇动作。因此，执行上述“在与被测量物的相对移动期间至少部分重叠的预定期间连续拍摄(或分多次拍摄)的拍摄处理”也包含在被测量物的相对移动开始前的停止状态下开始拍摄处理的情况和在被测量物的相对移动停止后的停止状态下结束拍摄处理的情况等。例如，可以构成为在被测量物的相对移动停止状态下开始拍摄处理之后，开始被测量物的相对移动，在该被测量物的相对移动停止之后结束该拍摄处理。技术方案2.一种三维测量装置，其特征在于，包括：第一照射单元，所述第一照射单元具有发出预定的光的光源以及将来自该光源的光变换为预定的条纹图案的光栅，并且能够向被测量物(例如印刷基板)照射所述条纹图案；第二照射单元，所述第二照射单元能够向所述被测量物照射与所述条纹图案不同的第二光；拍摄单元，所述拍摄单元能够拍摄被照射了所述各种光的所述被测量物；移动单元，所述移动单元能够使所述各照射单元以及所述拍摄单元与所述被测量物相对移动；第一图像获取单元，所述第一图像获取单元能够获取与从所述第一照射单元照射的条纹图案的相对位置关系不同的所述被测量物涉及的多个图像数据(所述被测量物上的各坐标位置处的光强度分布不同的多个图像数据)；第一图像处理单元(三维测量单元)，所述第一图像处理单元能够基于由所述第一图像获取单元获取的多个图像数据通过相移法执行所述被测量物的三维测量；第二图像获取单元，所述第二图像获取单元在执行所述第一图像获取单元获取所述多个图像数据中的预定的图像数据时所进行的预定的拍摄处理之后到执行下一个图像数据的获取涉及的拍摄处理的期间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维测量装置，其特征在于，包括：照射单元，所述照射单元具有发出预定的光的光源以及将来自该光源的光变换为预定的条纹图案的光栅，并且能够向被测量物照射所述条纹图案；拍摄单元，所述拍摄单元能够拍摄被照射了所述条纹图案的所述被测量物；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相对移动；图像获取单元，所述图像获取单元能够获取与从所述照射单元照射的条纹图案的相对位置关系不同的所述被测量物涉及的多个图像数据；以及图像处理单元，能够基于由所述图像获取单元获取的多个图像数据通过相移法执行所述被测量物的三维测量，在所述图像获取单元获取所述多个图像数据中的一个图像数据时，在与所述被测量物的相对移动期间至少部分重叠的预定期间执行连续拍摄的拍摄处理，或者在与所述被测量物的相对移动期间至少部分重叠的预定期间执行分多次进行拍摄的拍摄处理，并执行针对所述被测量物上的各坐标位置相加或平均该拍摄结果的处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.24 JP 2015-2510531.一种三维测量装置，其特征在于，包括：照射单元，所述照射单元具有发出预定的光的光源以及将来自该光源的光变换为预定的条纹图案的光栅，并且能够向被测量物照射所述条纹图案；拍摄单元，所述拍摄单元能够拍摄被照射了所述条纹图案的所述被测量物；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相对移动；图像获取单元，所述图像获取单元能够获取与从所述照射单元照射的条纹图案的相对位置关系不同的所述被测量物涉及的多个图像数据；以及图像处理单元，能够基于由所述图像获取单元获取的多个图像数据通过相移法执行所述被测量物的三维测量，在所述图像获取单元获取所述多个图像数据中的一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅村信行，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