[发明专利]三维测量装置

说明书

提供一种在利用相移法进行三维测量时能够在更短时间内实现更高精度的测量的三维测量装置。基板检查装置(1)具备：照明装置(4)，对印刷基板(2)照射条纹状的光图案；相机(5)，拍摄在印刷基板(2)上照射光图案的部分；控制装置(6)，基于所拍摄的图像数据进行三维测量。控制装置(6)基于在第一位置照射第一周期的第一光图案所获得的图像数据来计算第一高度测量值，并从该图像数据取得增益和偏移的值。另外，基于在斜移半个像素间距的第二位置照射第二周期的第二光图案所获得的图像数据并利用所述增益和偏移的值来计算第二高度测量值。并且，将由第一测量值和第二测量值确定的高度数据作为真实的数据来获取。

技术领域

本发明涉及利用相移法进行三维测量的三维测量装置。

背景技术

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，通过该焊膏的粘性而将电子部件暂时固定在印刷基板上。之后，所述印刷基板被引导到回流炉，经过预定的回流工艺来进行焊接。最近，在被引导到回流炉的之前阶段需要检查焊膏的印刷状态，在进行这种检查时有时使用三维测量装置。

近年来，已提出各种使用光的所谓的非接触式三维测量装置，例如已提出有关使用相移法的三维测量装置的技术。

在利用该相移法的三维测量装置中，通过由发出预定的光的光源和将来自该光源的光转换成具有正弦波状(条纹状)的光强度分布的光图案的光栅组合构成的照射单元将光图案照射到被测物体(在此情况下为印刷在印刷基板上的焊膏)。并且，针对基板上的点使用配置在其正上方的摄像单元来观测。作为摄像单元使用由透镜和摄像元件等构成的CCD相机等。

在上述构成的情况下，由摄像单元拍摄的图像数据上的各像素的光的强度(亮度)I由下式(R1)给出。

这里，f：增益、e：偏移、光图案的相位。

在这里，通过切换控制上述光栅，使光图案的相位变化到例如4个阶段并引入具有与这些相位对应的强度分布I₀、I₁、I₂、I₃的图像数据，基于下式(R2)取消f(增益)和e(偏移)来求出相位

并且，使用该相位并根据三角测量的原理，求出焊膏等被测物体在各坐标(X、Y)上的高度(Z)。

近年来，还提出了如下的三维测量装置(例如，参照专利文献1)，即，基于在第一位置照射第一光图案所获得的图像数据来计算各个像素的第一高度数据，还基于在从那里向预定方向错开半个像素间距的第二位置照射第二光图案所获得的图像数据来计算各个像素的第二高度数据，由此能够进行更高精度的测量。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利文献特开2010-169433号公报。

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，如上所述，在利用相移法的三维测量中，需要使所照射的光图案的相位变化到4个阶段(或者3个阶段)来拍摄4种(或者3种)图像。

因此，当在两个不同的位置进行测量时，需要在各位置各拍摄4次 (或者3次)、合计8次(或者6次)，即，首先在第一位置照射第一光图案，并使其相位变化4个阶段(或者3个阶段)，在这些相位下拍摄4 种(或者3种)图像，之后改变摄像单元与被测物体的位置关系，在第二位置照射第二光图案，并使其相位变化4个阶段(或者3个阶段)，在这些相位下拍摄4种(或者3种)图像，因此拍摄时间有可能大幅增加。

另外，当在一张印刷基板上设定有多个测量对象范围时，测量该一张印刷基板所需的时间更加倍增。因此，要求进一步缩短测量时间。