一种贴片印刷锡膏快速三维测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种贴片印刷锡膏快速三维测量系统，包括结构光投影单元、图像采集单元和计算机；计算机连接控制结构光投影单元和图像采集单元；结构光投影单元包括光源、聚光透镜、线性渐变光栅、远心镜头和控制光栅的移相装置；图像采集单元包括数字相机、偏振片、远心镜头；计算机连接控制数字相机、光源及移相转置。本实用新型专利技术通过采用线性渐变光栅代替正弦光栅，根据移相的光栅投影下采集多幅图像来计算各点相位，不需要三角函数，而是线性函数，计算速度快。另外，将光栅周期选择大于锡膏高度可能产生的对光栅的最大调制距离，这样相位展开时得到的锡膏相对高度值应在一个光栅周期范围内，若为负，则加上一个周期，使相位展开变得简单。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及印刷电路板制造
，具体涉及一种电路板上印刷锡膏的三维测量系统。
技术介绍
在电子制造业的印刷电路板上安装元器件时，目前通常采用的是表面贴片安装技术(SMT)。工艺过程中，首先要在电路板上印刷锡膏，然后要检测所印刷锡膏的质量，包括面积、体积、形状等，如果有缺陷，则立即修复，以避免后期产品缺陷，需更高的修复成本。同时，调整印刷锡膏的设备参数，以避免更多印刷缺陷。在对印刷锡膏的体积、形状检测中， 需要精确检测所印刷锡膏的三维高度。目前市场上同类产品是采用正弦光栅投影、相位移动的相位测量法，即投影光栅亮度呈正弦变化的光栅图案到被检测的印刷了锡膏的电路板上，采集图像，然后移动光栅的相位四分之一周期，再次采集图像，共移动相位、采集图像四次，得到四幅图像J2(^Jr)、AhiO和A(^Jr)。则图像上各像素点的相位为v ii is j设斜( 力为锡膏上某点的相位，其沿光栅方向的邻近电路板基板点的相位为夠(Ajre),则锡膏相对于电路板基板的相对相位为JfT(JtJf) =(Ajr0)，锡膏相对于电路板的相对高度(即印刷锡膏的厚度)为2jek其中/7是相位展开时根据具体情况确定的一个0附近的整数，Γ为光栅的周期， i =t 6>是一个常数，θ是投影光轴与图像采集光轴间的夹角。存在的问题是由于计算各点相位时要计算反正切函数，计算速度慢，不能满足在线实时检测的需要。另外，由于反正切函数的值域是1-1/ ^/ ,这样相位展开时，需要加上几个2x , F易确定，相位展开存在难度。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种计算速度快、在线实时检测性能好的贴片印刷锡膏快速三维测量系统。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案一种贴片印刷锡膏快速三维测量系统，其特征在于该系统的结构包括结构光投影单元、图像采集单元和计算机；计算机连接控制结构光投影单元和图像采集单元；结构光投影单元包括光源、聚光透镜、线性渐变光栅、远心镜头和控制光栅的移相装置，远心镜头设于渐变光栅前面，渐变光栅设于光源头面，移相装置连接控制渐变光栅；图像采集单元包括数字相机、偏振片、远心镜头，偏振片设于远心镜头前面，远心镜头设于数字相机前面；计算机连接控制数字相机、光源及移相转置。该系统的测量方法为采用亮度呈三角波周期变化的亮度线性渐变光栅投影，然后从与投影方向成角度θ用数字相机采集光栅投影下的锡膏图像/Un)；然后移动光栅的相位四分之一周期，采集第二幅图像Z2(J^V)；然后继续同方向移动光栅的相位四分之一周期，采集第三幅图像A(^y)；然后再继续同方向移动光栅的相位四分之一周期，采集第四幅图像Z4(^JK)；根据采集的在不同相位的光栅投影下的四幅图像的灰度值，快速计算得到印刷锡膏的相对于电路板附近位置的相对高度，而不用进行反正切函数计算，其中第四幅图像的灰度值也可以由前三幅图像的灰度值计算得到I4 (u) = J1(AJT)+ J5(U) I7 (^.ν)；可根据整个三维测量中移相、采集、存储的时间开销与三维高度测量软件运算的时间开销比较进行灵活选择，然后分别计算图像中各锡膏区域像素点对光栅的调制后相位、锡膏相对于电路板附近位置的相对调制相位却ky)和相对高度虚拉力( I ) /i丨ι 丨A(^y) 2/,( 少)Ifij 11 Z4(α Jf) > Z2(x,Jf) ’ IjIlJTXj^JtJ r t ν Tt \(2) IiWiM:Il(^y)>Ii(^y) ι υ !./4(^)^/3( ^),则(3)如果/扣水/扣丨)IiIj ι |Λ(&_Κ)</2(χ^)’ 则Z3 (χ. v)-Z1(X1Jr)hK^yi-ui^y)(4)Iilj I I i4(^jr) >Z2(^jr),则 选择与投影光栅线平行方向的锡膏相邻电路板位置一个点(而，灼)或几个点作为基板，同样按上述方法计算得到 φ^Λ 或几个值取平均，相对调制相位为权利要求1.一种贴片印刷锡膏快速三维测量系统，其特征在于该系统的结构包括结构光投影单元、图像采集单元和计算机；计算机连接控制结构光投影单元和图像采集单元；结构光投影单元包括光源、聚光透镜、线性渐变光栅、远心镜头和控制光栅的移相装置，远心镜头设于渐变光栅前面，渐变光栅设于光源头面，移相装置连接控制渐变光栅；图像采集单元包括数字相机、偏振片、远心镜头，偏振片设于远心镜头前面，远心镜头设于数字相机前面；计算机连接控制数字相机、光源及移相转置。2.根据权利要求1所述的贴片印刷锡膏快速三维测量系统，其特征在于所述线性渐变光栅为亮度呈三角波周期变化的亮度线性渐变光栅。3.根据权利要求1所述的贴片印刷锡膏快速三维测量系统，其特征在于投影光源采用数字微处理设备投影仪或者均勻光源照射。专利摘要本技术公开了一种贴片印刷锡膏快速三维测量系统，包括结构光投影单元、图像采集单元和计算机；计算机连接控制结构光投影单元和图像采集单元；结构光投影单元包括光源、聚光透镜、线性渐变光栅、远心镜头和控制光栅的移相装置；图像采集单元包括数字相机、偏振片、远心镜头；计算机连接控制数字相机、光源及移相转置。本技术通过采用线性渐变光栅代替正弦光栅，根据移相的光栅投影下采集多幅图像来计算各点相位，不需要三角函数，而是线性函数，计算速度快。另外，将光栅周期选择大于锡膏高度可能产生的对光栅的最大调制距离，这样相位展开时得到的锡膏相对高度值应在一个光栅周期范围内，若为负，则加上一个周期，使相位展开变得简单。文档编号G01B11/02GK202126246SQ20112015731公开日2012年1月25日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年5月17日专利技术者周贤善, 章云, 罗兵, 阳孝鑫 申请人:东莞市神州视觉科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种贴片印刷锡膏快速三维测量系统，其特征在于：该系统的结构包括结构光投影单元、图像采集单元和计算机；计算机连接控制结构光投影单元和图像采集单元；结构光投影单元包括光源、聚光透镜、线性渐变光栅、远心镜头和控制光栅的移相装置，远心镜头设于渐变光栅前面，渐变光栅设于光源头面，移相装置连接控制渐变光栅；图像采集单元包括数字相机、偏振片、远心镜头，偏振片设于远心镜头前面，远心镜头设于数字相机前面；计算机连接控制数字相机、光源及移相转置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兵，章云，周贤善，阳孝鑫，
申请(专利权)人：东莞市神州视觉科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44