[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以更短时间实现更高精度的测量的三维测量装置。基板检查装置(8)具备：照明装置(10)，向印刷基板(1)照射预定的光图案；相机(11)，拍摄照射该光图案的部分；以及控制装置(12)，实施各种控制和图像处理、运算处理。控制装置(12)首先基于以四组相位照射与焊料区域对应的第一亮度的第一光图案来拍摄的四组图像数据，进行与焊料区域有关的三维测量，并且基于该四组图像数据掌握根据预定的拍摄条件所确定的增益和偏移的关系。接着基于以二组相位照射与背景区域对应的第二亮度的第二光图案来拍摄的二组图像数据，并利用所述增益和偏移的关系，进行与背景区域有关的三维测量。

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

一般来说，印刷基板在由玻璃环氧树脂制成的基底基板上具有电极图案，其表面由抗蚀膜保护。当在该印刷基板上安装电子部件时，首先在电极图案上的未由抗蚀膜保护的预定位置印刷膏状焊料。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。

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变换为具有正弦波状(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，将光图案照射至被测量物(此情况下为印刷基板)。并且，使用配置于正上方的拍摄单元观测基板上的点。作为拍摄单元，使用由透镜及拍摄元件等构成的CCD相机等。

在上述构成之下，由拍摄单元拍摄的图像数据上的各坐标(像素)的光的强度(亮度)I由下式(T1)给出。

其中，f：增益，e：偏移，光图案的相位。

这里，通过切换控制上述光栅，使光图案的相位例如以四阶段变化，引入具有与它们对应的强度分布I₀、I₁、I₂、I₃的图像数据，基于下式(T2)取消f(增益)和e(偏移)，求出相位

并且，使用该相位基于三角测量的原理求出被测量物上的各坐标(X，Y)的高度(Z)。

然而，印刷基板上的膏状焊料的印刷部分周围(以下称为背景区域)的颜色是各种各样的。这是因为玻璃环氧树脂和抗蚀膜使用各种各样的颜色。并且，在例如黑色等较暗颜色的背景区域中，由拍摄单元拍摄的图像数据的对比度变小。也就是说，在图像数据上，上述光图案的明暗之差(亮度差)变小。因此，背景区域的高度测量可能很困难。理应为了更高精度地测量基板上印刷的膏状焊料的高度，优选在该基板内采取高度基准。但是，由于背景区域不能作为高度基准面适当地利用，因此有可能发生在该基板内不能采取高度基准的不良情况。

鉴于此，近年来，还提出了利用亮度不同的两种光图案进行测量的三维测量装置(例如，参照专利文献1)。具体而言，基于通过照射第一亮度的光图案而获得的图像数据，进行印刷基板上的检查对象区域(焊料区域)有关的三维测量，并且基于通过照射第二亮度的光图案而获得的图像数据，进行印刷基板上的测量基准区域(背景区域)有关的三维测量，将测量基准区域作为高度基准面来测量检查对象区域的膏状焊料的高度和体积。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利文献特开2006-300539号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，如上所述，在利用相移法的现有的三维测量装置中，需要使照射的光图案的相位以四阶段(或三阶段)变化，拍摄四组(或三组)图像。