[发明专利]三维测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及三维测量装置。

背景技术

一般，在电子部件安装于印刷基板上的场合，首先，在设置于 印刷基板上的规定电极图案上印刷焊锡膏。接着，根据该焊锡膏的 粘性，将电子部件临时固定于印刷基板上。然后，将上述印刷基板 导向回焊炉，通过经过规定的回焊工序，进行焊接。最近，在导向 回焊炉的前阶段，必须检查焊锡膏的印刷状态，在进行该检查时， 采用三维测量装置。

近年，人们提出有采用光的所谓的非接触式的各种三维测量装 置，比如，人们提出有采用相位移法、空间编码法等的三维测量装 置的技术。

在上述技术的三维测量装置中，采用CCD照相机等的摄像机 构。比如，在采用相位移法的场合，通过由光源和正弦波图案的滤 波器的组合形成的照射机构，对被测量物照射具有正弦波状的光强 度分布的图案光(在此场合，为印刷基板)。接着，采用设置于正上 方的CCD照相机等，对基板上的点进行观察。在此场合，画面上 的规定的测量对象点的光的强度I按照下述式给出。

I＝e+f·cosφ

(其中，e表示直流光噪音(偏置成分)，f表示正弦波的对比度(反 射率)，φ表示通过物体的凹凸提供的相位)

此时，使图案光移动，按照比如，4个等级(φ+0，φ+π/2， φ+π，φ+3π/2)改变相位，获取具有对应于它们的强度分布I0、 I 1、I2、I3的图像，根据下述式，计算调制量α。

α＝arctan{(I3-I1)/(I0-I2)}

采用该调制量α，计算印刷基板(焊锡膏)上的测量对象点的3 维坐标(X，Y，Z)，于是，测量焊锡膏的三维形状，特别是高度。

但是，在三维测量装置的领域，由于摄像机构的照相机透镜的 视场角，对应于测量对象点的高度，该高度数据、印刷基板上的坐 标数据按照与实际不同的方式测量。根据该原理，参照图4而进行 说明。

象上述那样，从规定的照射机构发出的图案光H在规定的测量 对象点反射，其反射光H’通过照相机70而摄像。根据它，三维 测量装置可将比如，位于摄像面(基准面)M上的测量对象点A(X0， Z0)，识别为在与摄像面中心O’离开X0的位置，位于高度Z0(＝ 0)处的点。

相对该情况，在通过在与摄像面中心O’离开X1的位置，位 于与摄像面M离开Z1的高度处的测量对象点B(X1，Z1)反射的反 射光H’射入照相机70的场合，三维测量装置将该反射光H’误 认为在与摄像面中心O’离开X0的位置，位于高度Z2处的测量 对象点C(X0，Z2)反射的光。其形成测量误差，具有导致测量精度 的降低的危险。

为了消除这样的不利情况，在三维测量装置的领域，采用因测 量对象点的高度，所测量的高度数据、摄像面上的坐标数据不产生 偏差的远心光学系统(比如，专利文献1)。

已有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2003-527582号文献

发明内容

但是，上述远心光学系统具有尺寸非常大、价格高，并且摄像 视野狭窄等的问题。

另外，上述课题不必限于印刷于印刷基板上的焊锡膏等的高度 测量，该课题也存在于其它的三维测量装置的领域。

本发明是针对上述情况而提出的，本发明的目的在于提供一种 三维测量装置，其不采用远心光学系统，可谋取测量精度的提高。

下面对适合于解决上述课题的各技术方案，分项地进行说明。 另外，根据需要，在对应的技术方案的后面，附加有特有的作用效 果。

技术方案1涉及一种三维测量装置，其包括：

照射机构，该照射机构可至少对被测量物，照射具有条纹状的 光强度分布的图案光；

摄像机构，该摄像机构可对来自照射了上述图案光的被测量物 的反射光进行摄像；

图像处理机构，该图像处理机构至少根据通过上述摄像机构摄 制的图像数据，进行上述被测量物上的各坐标位置的高度测量，

其特征在于三维测量装置包括补偿运算机构，该补偿运算机构 至少根据上述摄像机构的高度信息，与对上述被测量物照射的图案 光的照射角信息，对相对通过上述图像处理机构测量的上述被测量 物上的测量对象点的坐标数据和高度数据，由上述摄像机构的透镜 的视场角产生的偏差进行补偿。