CN101506614B - 对电子元件的球和类似突起作三维视觉以及检查的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种三维视觉检查对象诸如电子元件的方法，该电子元件具有作为待检查特征的突起，诸如输入/输出接触球。该方法包括以下步骤：确定一对照相机的内部和外部参数；由两个照相机的参数形成校正的坐标系，该参数是在前面就第二图像捕捉装置关于第一图像捕捉装置的相对姿态而确定的。由照相机系统捕捉对象的一对图像，该对象在一表面上具有多个共面的突起，其中图像的图像坐标被变换成校正的坐标系的坐标。然后，为测量每个突起的共面性以及高度，确定每个突起的共轭点。也公开了用于捕捉图像和处理图像数据的装置的不同布局。

Description

对电子元件的球和类似突起作三维视觉以及检查的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于以三维视觉检查对象的方法，包括检查电子元件，其特征纹理需要详细到次像素级别的检查。也公开了一种实施此方法的装置。 
背景技术
在制造大量高精密小对象的高精密制造环境(诸如元件的微电子制作和封装)中，对于诸如微电子封装之类的每个成品对象来说，为了质量控制目的经常需要接受检查。由于量大，此检查必须是自动化的，并且由于检查包括细查封装的特定关键特征——诸如在球栅阵列(BGA)设备中处于球形态的接触元件的共面性，需要三维视觉。 
一些视觉系统将单轴的照相机与多个反射表面一起使用来获得对象的不同视图以被整合到单个图像中，诸如在US-6,055,054(Beaty等人)，WO01/04567以及US-2002/37098中所公开的视觉系统。通常，以软件的形式的算法用来处理对象的不同反射视图以被整合到待检查的单个图像中。 
在真实的立体视觉中的三维视图仅可以通过具有至少两个照相机而获得，诸如US-6,778,282(ICOS Vision Systems)，US-6,064,756以及US-6,064,757(两者都由Beaty等人)所公开的照相机。这些视觉系统通常利用第一照相机来捕捉对象的入射视图以及利用第二照相机来从另一角度直接或经由反射表面间接拍下第二视图。 
用于检查对象的立体视觉的本方法利用德国慕尼黑MVTec软件股份有限公司的HalconTM成像处理库(7.1版)的某些功能。从网址http://www.mvtec.com/download/documentation/documentation.html可得到一些HalconTM参考资料，包括在http://www.mvtec.com/download/documentation/pdf-7.1/3DMachineVision.pdf可得到的标题为《Machine Vision in World Coordinates》的关于三维视觉系统的用户手册，该用户手册连同其他相关的HalconTM 出版物一起通过引用纳入本说明书。 
该立体照相机系统包括从不同位置瞄准在同一对象上的两个照相机。以一对照相机，可以从对象上一点的投影捕捉一对图像点。该图像点经常被称作“共轭点”或“对应点”。通过利用两个照相机的内部参数以及在先前校准过程期间获得的第二照相机关于第一照相机的相对姿态(relative pose)，可以确定所述对象点与立体照相机的距离。 
可在图1(现有技术)中示出具有相同内部参数的两个平行瞄准的单维照相机的简化布局。基线，即，连接两个照相机的两个光学中心的直线，可以被假定为与第一照相机的x轴重合。然后，点P的投影的图像平面坐标(xc，zc)可以如下表示成两个图像u1和u2： 
u 1 = f x c z c
u 2 = f x c - b z c
其中f为焦距且b为基线的长度。共轭点的两个图像位置之间的差被称作差距d，其可以如下计算： 
d = ( u 1 - u 2 ) = f · b z c
给定照相机参数以及两个共轭点的图像坐标，那么相应的对象点P的zc坐标，即，该对象点与立体照相机的距离，可以从下面等式计算： 
z c = f · b d
应注意，两个照相机的内部照相机参数以及第二照相机关于第一照相机的相对姿态是必需的以确定P与立体照相机系统的距离。 
对于常规的立体视觉需要解决的两个基本操作是： 
步骤1——确定两个照相机的内部参数以及在初始组装期间它们之间的相对姿态，以及 
步骤2——为每个感兴趣的对象点确定一对共轭点以计算在检查期间捕获的立体图像对中的所述对象点与立体照相机系统的距离。 
第一操作包括对立体照相机系统的校准，由此校准盘被放置为使得校准盘完全位于立体图像对的两个视野中。使用HalconTM成像处理库，可以用被称为“双目校准”的算子同时对两个图像进行校准[见2005年7月出版的《Machine Vision in World Coordinates，Edition 2，HalconTM 7.1.0》第94页7.3节]。在成功校准之后，将构建被称为校正立体照相机系统的虚拟立体照相机系统，其中的校正坐标系是关于第一照相机的。 
因为三维图像表示的准确度受放置照相机的方式影响，所以重要的是在校准过程期间或在校准过程之间，以及在校准立体照相机系统的后续应用期间，两个照相机的内部照相机参数(例如焦距)和相对姿态(例如两个照相机之间的距离和方位)都不改变。因此，最好将两个照相机安装在一个稳定平台上。 
第二操作包括被称为“立体匹配过程”的过程，其在HalconTM处理中包括调用算子“双目差距”或“双目距离”[见前面引用的书第97页7.4节]，该算子处理必需的计算以从立体图像获取世界坐标。在HalconTM处理中，来自立体图像对的两个图像点被称为共轭点，该立体图像对是从同一对象点捕捉的。根据立体视觉的原理，共轭点的图像位置之间的差数可以用来计算对象点与校正立体照相机系统的距离，该差数被称为“差距”。 
根据立体视觉的原理，共轭点的图像位置之间的差数可以用来计算对象点与校正立体照相机系统的距离，该差数被称为“差距”。 
HalconTM库提供单独的函数来计算立体图像对的整个重叠区域的差距或距离。在可以计算该区域的差距或距离轮廓之前，这些函数必须首先执行匹配操作以为立体图像对的重叠区域内的所有图像点建立共轭点。必须首先根据从校准收集来的信息校正立体图像对以使它们全部的Y图像坐标对准。因此，后续的匹配过程主要用来找出共轭点在X图像坐标的差数。有3个不同的方法可供匹配函数，即，“对绝对差求和”、“对平方差求和”以及“对互相关标准化”，并且所有3个方法都是基于对小匹配窗内的灰度图案作比较。为了获得准确结果，对象的表面必须有足够的纹理信息以供捕捉。 
不幸地，当确定到具有变化的表面弯曲的小特征——诸如球栅阵列半导体封装的接触焊球尖端——的距离(因变化的表面弯曲而为可变的距离)时，该方法不可用。为了确定到每个球的或象球似的突起的弯曲表面的中心点的距离，使用HalconTM匹配方法是麻烦的且不准确的，因为所述球表面没有纹理特征，因此不适于HalconTM匹配方法。 
然而，HalconTM方法还提供函数来计算与共轭点的差距的距离或者直接计算与共轭点的距离，由此共轭点将由用户确定。应注意，可以将共轭点看作原始图像坐标的校正坐标。 
我们现已能够使用我们自己的方法检测球尖端的共轭点并且还能够使用Halcon函数计算每个球尖端与校正立体照相机的距离。可以从以下的公开内容中更容易理解我们的过程。 
发明内容 
本发明涉及一种三维视觉检查对象的方法，该对象包括微电子元件，其具有作为待检查特征的突起，其中该突起具有非平面的表面和/或具有弯曲，诸如针或球的尖端。在一般的实施方案中，该方法包括以下步骤： 
(a)提供具有相似内部参数的至少一对图像捕捉装置，其以立体视觉布局被布置； 
(b)校准每个所述图像捕捉装置以确定所述图像捕捉装置的内部和外部参数； 
(c)由两个图像捕捉装置的参数形成校正的坐标系，该参数是在前面就第二图像捕捉装置相对于第一图像捕捉装置的姿态，即相对姿态，而确定的； 
(d)使用每个所述图像捕捉装置来捕捉待检查对象的图像，其中所述对象具有多个共面的突起并且捕捉的所述图像具有每个所述突起的至少一个表面弯曲； 
(e)校正每个图像的坐标以在所述校正的坐标系中产生一对校正图像； 
(f)为在每个所捕捉该对图像上的每个突起的中心确定共轭点； 
(g)测量每个突起在校正的坐标系内与每个图像捕捉装置的距离以及突起的共面性。 
在该方法的一优选实施方案中，上述步骤(g)——测量每个突起与每个图像捕捉装置的距离以及计算突起的共面性，包括使用建立的数学函数从校正的坐标确定每个突起与每个图像捕捉装置的距离。 
该方法的另一优选实施方案中进一步包括步骤(h)，即，根据每个突起的距离计算突起的共面性以使用标准的最佳匹配(best-fit)平面算法形成座落平面(seating plane)。优选地，该方法进一步还包括步骤(i)，即，计算突起的高度，其中参考校正的坐标确定基平面；以及将突起到基平面的垂直距离看作突起高度。 
本发明的一方面，计算突起高度，通过(i)近似第二平面——除了第一座落平面之外——其由具有良好共面性值的突起构建；(ii)将所述第二平面移动标称突起高度的量以形成基平面；以及(iii)将突起的高度看作所述突起到基平面的垂直距离。 
在一优选实施方案中，通过使用校准栅来实现步骤(b)中的校准。 
在另一优选实施方案中，步骤(f)中确定每个突起的共轭点包括(i)在每个校正的图像中定位对象的边以画出对象的边界；以及(ii)进行标准的斑点分析以确定每个突起的大致位置。优选地，步骤(f)进一步包括(iii)在每个突起上投影两个“边-检测”窗以确定其顶边和底边的位置达到次像素准确度；(iv)从突起的中心竖直位置投影第三“边-检测”窗以在右图中检测突起的左边以及在左图中检测突起的右边达到次像素准确度；以及(v)将共轭点分派为突起的右边和左边。 
在本发明的又一实施方案中，步骤(g)进一步包括(vi)将突起的差距计算为所述右边和左边的位置之间的差；以及(vii)利用该差距和在校准期间计算的相对姿态确定突起与立体照相机布局的距离。 
优选地，在本方法中的待检查突起具有圆边或球尖端中的至少一个，所述圆边或球尖端包括针栅阵列(PGA)封装的针、球栅阵列(BGA)的球以及类似的微电子封装。 
本发明的另一方面，提供一种用于三维视觉检查非平面对象的装置，该非平面对象包括微电子元件，其中为了校准和/或测量目的实现前述方法中的任一个，本装置包括： 
(a)具有相似内部参数的至少一对图像捕捉装置，该图像捕捉装置以立体视觉布局被布置； 
(b)一对反射表面，用于反射待检查对象的图像以被每个所述图像捕捉装置捕捉；以及 
(c)固定所述待检查对象以使得所述对象的图像能够被如此反射和如此捕捉的装置； 
其中所述对象在至少一个表面或基层上具有多个共面的突起。 
优选地，待检查对象被放置在光源的环内，从而被照亮。更优选地，光源包括多个发光二极管(LED)，该发光二极管的光束被定位为朝向待检查对象约25°的倾角。优选地，可进一步提供背景光源。 
作为一优选实施方案，图像捕捉装置包括照相机和帧捕获器(frame grabber)，并且优选地，该帧捕获器经由包括IEEE-1394总线(也称为“Firewire”)的高速数据传输总线进一步连接到数据处理装置。优选地，数据处理装置是计算机，其能够运行至少一个用于校准、校正以及处理捕捉到的图像的程序。 
在一替换的实施方案中，该装置可以进一步包括用于另一成像过程的第三图像捕捉装置。优选地，第三图像捕捉装置被放置入该对前面两个图像捕捉装置之间，并被构造为检查对象的另一类型特征，或者另一类型对象。 
在另一替换的实施方案中，提供校准标线片，该校准标线片使其图像为校准过程而被捕捉，该校准标线片被可移去地安装。 
优选地，反射表面以与平行轴线约22.5°的倾角朝向待检查对象定位，以使得所述对象的图像被平行地反射进入图像捕捉装置。 
参考附图以及下文中的详细描述可更好地理解本发明的这些以及其他优点。 
附图说明
现将参考以下附图详细描述本发明，其中具体的实施方案被描述为本发明的工作方式的非限制实施例或例子，其中： 
图1(现有技术)示出了具有相同内部参数的两个平行瞄准的单维照相机的简化布局，该简化布局用在诸如HalconTM的常规成像系统中； 
图2以主视图示出了装置的基本实施方案，该装置实现根据本发明的方法； 
图3以示意图示出了装置的实施方案，该装置为了校准目的包括背景光源； 
图4示出了以正方形块的形式的校准栅以用在本发明的校准步骤； 
图5为了检查目的以示意图示出了装置的实施方案； 
图6以示意图示出了装置的第二实施方案，该装置包括用于二维/三维引脚成像的第三照相机、光源以及镜子； 
图7为了检查目的以示意图示出了装置的第三实施方案； 
图8为了检查目的以示意图示出了装置的第四实施方案； 
图9为了检查目的以示意图示出了装置的第五实施方案。 
具体实施方式 
在一般实施方案中，可以通过设置或布置一对照相机(10，12)以及其他元件，诸如包括环形灯(16)的照明元件以及反射表面或镜子(18)来实施本发明的方法，如在图2中以主视图所示的。 
用于三维视觉检查的本新颖方法处理诸如微电子元件的对象，该微电子元件具有待检测特征，该特征可包括从封装突出为非平面的表面和/或表面弯曲的输入-输出接触点，诸如微电子封装的针和球，该微电子封装包括针栅阵列(PGA)封装、球栅阵列(BGA)以及类似封装。 
本方法包括以下步骤： 
(a)提供具有相似内部参数的至少一对图像捕捉装置，其以立体视觉布局被布置； 
(b)校准每个所述图像捕捉装置以确定各个所述图像捕捉装置的内部和外部参数； 
(c)从两个图像捕捉装置的参数形成校正的坐标系，该参数是在前面就第二图像捕捉装置相对于第一图像捕捉装置的姿态(“相对姿态”)而确定的； 
(d)使用每个所述图像捕捉装置来捕捉待检查对象的图像，其中所述对象具有多个共面的突起并且捕捉的所述图像具有每个所述突起的至少一个表面弯曲； 
(e)校正每个图像的坐标以在所述校正的坐标系中产生一对校正图像； 
(f)为在捕捉的该对图像的每个上的每个突起的中心确定共轭点； 以及 
(g)测量每个突起在校正的坐标系内与每个图像捕捉装置的距离以及突起的共面性。 
理论上，在双目校准之后，可以确定在立体照相机系统前面的所有事物的距离。即使从双目校准得出的相对姿态(外部参数)在其中具有所谓的“测量平面”(世界坐标z＝0)，它在三维测量中也是不重要的。实际上，可以正确测量落入立体照相机系统的聚焦范围内的所有对象点的距离。测量平面更适于二维测量，由此对象是平面的并且总是实质上位于测量平面上。 
在本说明书中使用的术语“图像捕捉装置”用来包括照相机和帧捕获器。照相机可以包括照相机(still camera)或摄像机。术语“至少一对”包括两个或更多个照相机，其中至少两个照相机用于立体视觉，而第三以及后续照相机是可选的并且可以或不必涉及检查来自待检查对象的球形突起。“外部参数”包括限定第二照相机关于世界坐标中第一照相机的空间布置的参数。 
如图2所示，实施上面概括的校准和/或测量步骤的装置布局可以包括： 
(a)具有相似内部参数的至少一对图像捕捉设备，该图像捕捉设备以立体布局的方式布置； 
(b)一对反射表面，用于反射待检查对象的图像以被每个所述图像捕捉装置捕捉；以及 
(c)固定所述待检查对象以使得所述对象的图像能够被如此反射和如此捕捉的装置； 
其中所述对象在至少一个表面或基层上具有多个共面的突起。 
在本方法的一优选实施方案中，步骤(g)——测量每个突起与每个图像捕捉装置的距离以及计算突起的共面性——可以包括使用建立的数学函数从校正的坐标确定每个突起与每个图像捕捉装置的距离。 
优选地，该方法进一步包括根据每个突起的距离计算突起的共面性以使用标准的最佳匹配平面算法形成座落平面的步骤。 
优选地，如上所述的用于三维视觉的本方法可以进一步包括通过以下步骤计算突起高度： 
(i)近似第二平面——除了第一座落平面之外——其由具有良好共面性值的突起构建； 
(ii)移动所述第二平面标称突起高度的量以形成基平面；以及 
(iii)将突起的高度看作所述突起到基平面的垂直距离。 
上述校准步骤(b)可以与校准栅一起使用。 
步骤(f)中的确定每个突起的共轭点包括(i)在每个校正的图像中定位对象的边以画出对象的边界；以及(ii)进行标准的斑点分析以确定每个突起的大致位置。优选地，步骤(f)进一步包括(iii)在每个突起上投影两个“边-检测”窗以确定其顶边和底边的位置达到次像素准确度；(iv)从突起的中心竖直位置投影第三“边-检测”窗以在右图中检测突起的左边以及在左图中检测突起的右边达到次像素准确度；以及步骤(f)可优选地进一步包括(v)将共轭点分派为突起的右边和左边。 
作为另一优选实施方案，步骤(g)可以进一步包括(vi)将突起的差距计算为所述右边和左边的位置之间的差；以及(vii)利用该差距和在校准期间计算的相对姿态确定突起与立体照相机布局的距离。 
优选地，步骤(g)的测量每个突起的距离可以包括(i)将突起的差距计算为共轭点的位置之间的差。(ii)利用该差距和在校准期间计算的相对姿态确定突起与立体照相机系统的距离。 
在此应解释，术语“相对姿态”用在本说明书中是指图像捕捉装置的“外部参数”或者三维照相机相对彼此的位置，以及三维照相机相对待检查对象的位置。也可以认为“相对姿态”术语是指在HalconTM方法中所用的“三维姿态”。在HalconTM中，三维姿态是指具有6个参数的刚性变换表示法，即，3个旋转参数以及3个平移参数(Rot1，Rot2，Rot3，TransX，TransY，TransZ)。姿态的原理是，甚至绕任意轴线的平移仍可以用绕坐标系的X、Y以及Z轴的连续3个旋转表示。 
如图2所示，待检查对象优选地被放置在光源的环内，并被其照亮。光源环包括多个发光二极管(LED)，该发光二极管的光束被定位为朝向待检查对象约25°的倾角。优选地，进一步提供背景光源。 
在一优选实施方案中，如图3所示，照相机经由包括IEEE-1394总线(也称为“Firewire”)的高速数据传输总线连接到数据处理装置。以计算机的形式提供了数据处理装置，该计算机能够运行至少一个用于校准、校正以及处理捕捉到的图像的程序。反射表面可以被设置为朝向待检查对象与平行轴线约22.5°的倾角，以使得所述对象的图像被平行反射入图像捕捉装置。 
为了校准目的，在步骤(b)和/或(c)中，“校准栅”，也称为“校准标线片”，可以被设置作为可移去地安装的块来使其图像为校准过程被立体照相机系统所捕捉。该块优选为矩形板，该矩形板在矩形边界内设有精密点阵列，如图4所示，可以被使用。作为示例性校准过程，点的20个位置可以在每个照相机的视野内被捕捉。然后，这些位置中至少10个可以被选择用于校准过程。 
在校准过程期间，依次读取图像对以获得边界内的点位置。因为点之间的精确空间关系为已知，HalconTM函数可以用来计算内部照相机参数以及两个照相机之间的空间关系。使用这些信息，可以根据HalconTM方法建立被称为“校正立体照相机系统”的虚拟立体照相机系统，其中关于第一照相机确定该“校正立体照相机系统”。 
可以根据待检测及待处理对象的特征来改变照相机以及照明装置的空间布置。例如，如图3所示，其图像待捕捉的对象(14)可以被放置在环形灯(16)内以给对象(14)提供周边照明。另外可以设置后光以提供背景照明。 
从对象(14)反射的图像不必直接由照相机(10，12)捕捉。事实上，因为对象大小可能是小的微型芯片——该微型芯片如今是微电子封装的常见形状因素，所以难于平行安装照相机(10，12)来直接捕捉图像。更实用的是，使得图像间接——即，经由反射表面或镜子(22，24)被照相机(10，12)捕捉，以使得照相机(10，12)可以被分开放置但仍相互平行。优选地，镜子(22，24)被放置得与指向对象的平行轴线约22.5°的倾角(或者与其上放置有待检查对象的平面或视野67.5°的倾角)。 
图5示出了替换的布置，其中待检查对象(14)仍被放置在包括 LED元件(17)的环形灯内。在该布置中，照相机被定位为在每侧与对象(14)的入射轴约成45°。 
图6示出了另一替换的实施方案，其中待检查对象是含引脚的微电子封装(15)，其中以从封装的侧面突出的引脚(15a)为特征。示出了封装(15)，其由真空棍拾起，该真空棍包括拾取头(30)以及拾取臂(32)。可以设置反光或反射镜(34)，以使得可以从背景照亮封装(15)。示出了杆形灯(36)，其被设置来照亮封装(15)的侧面，尤其是在引脚从封装体突出的外围部分。可以在与引脚的同一高度上设置反射表面或镜子(38)以将图像反射到照相机(10，12)。优选地，通过光学元件(40)传递图像以增加图像的对比度，该光学元件包括非线性光学元件、滤光器等等。 
应注意，可选地，可以在两个照相机(10，12)中间或之间设置第三照相机(11)以使得整体上捕捉的、来自封装底面的图像能够与封装(15)每侧的引脚的各个外围图像比较或校正。与该对照相机(10，12)一样，该第三照相机(11)可以经由诸如Firewire连接(或IEEE-1394总线)的高速数据传输总线连接。可选地，可以设置以计算机(50)的形式的数据处理装置，该计算机运行一用于校准、校正以及处理所捕捉的图像的程序。 
图7示出了图3的布置的变型，其中相似地设置第三照相机(11)作为可选布局。不使用高速数据传输总线和静止照相机，摄像机可以用于微电子封装或其他的待检查对象的快速彻底检查，其中帧捕获器(42)(或其他外部设备)可以和每个摄像机串联使用，以使得视频图像可以被数字化以供在计算机(50)中处理，如图8和9所示。 
在HalconTM图像函数和算子中的、由多线程编程以及多核处理装置实现的某些平行化过程或平行式图形处理可以用来加快处理时间。包括帧捕获器接口的其他第三方图像处理算法也可以与HalconTM整体用于加快本说明书中描述的新颖方法的某些过程。此种改型、扩展或者适应不应认为脱离本发明的在下面权利要求中限定的范围。 

Claims (19)

1.一种三维视觉检查对象的方法，该对象包括微电子元件，其具有作为待检查特征的突起，其中所述突起具有非平面的表面，所述方法包括以下步骤：
(a)提供具有相似内部参数的至少一对图像捕捉装置，其以立体视觉布局被布置；
将待检查对象放置在光源环内，该光源环包括多个发光二极管，该发光二极管的光束被定位为朝向待检查对象成25°的倾角；
提供反射表面，所述反射表面以与平行轴线成22.5°的倾角朝向待检查对象定位，以使得所述对象的图像被平行地反射进入所述图像捕捉装置；
(b)校准每个所述图像捕捉装置以确定各个所述图像捕捉装置的内部和外部参数；
(c)由两个图像捕捉装置的参数形成校正的坐标系，该参数是在前面就第二图像捕捉装置相对于第一图像捕捉装置的姿态、即相对姿态、而确定的；
(d)使用每个所述图像捕捉装置经由所述反射表面来捕捉待检查对象的图像，其中所述对象具有多个共面的突起并且捕捉的所述图像具有每个所述突起的至少一个表面弯曲；
(e)校正每个图像的坐标以在所述校正的坐标系中产生一对校正图像；
(f)为在每个所捕捉该对图像上的每个突起的中心确定共轭点，其中确定每个突起的共轭点包括：
(i)在每个校正的图像中定位对象的边以画出对象的边界；以及
(ii)进行标准的斑点分析以确定每个突起的大致位置；以及
(g)根据所述共轭点测量每个突起在校正的坐标系内与每个图像捕捉装置的距离以及突起的共面性。
2.根据权利要求1的三维视觉检查对象的方法，其中，测量每个突起与每个图像捕捉装置的距离以及计算突起的共面性的步骤(g)包括：
使用建立的数学函数从校正的坐标确定每个突起与每个图像捕捉装置的距离。
3.根据权利要求2的三维视觉检查对象的方法，还包括步骤：
(h)根据每个突起的距离计算突起的共面性以使用标准的最佳匹配平面算法形成座落平面。
4.根据权利要求3的三维视觉检查对象的方法，还包括步骤：
(i)计算突起的高度，其中：
-参考校正的坐标确定基平面；以及
-将突起到基平面的垂直距离看作突起高度。
5.根据权利要求4的三维视觉检查对象的方法，其中突起高度计算如下：
(i)近似第二平面，除了第一座落平面之外，其由具有良好共面性值的突起构建；
(ii)将所述第二平面移动标称突起高度的量以形成基平面；以及
(iii)将突起的高度看作所述突起到基平面的垂直距离。
6.根据权利要求1的三维视觉检查对象的方法，其中通过使用校准栅实现校准步骤。
7.根据权利要求1的三维视觉检查对象的方法，其中检查的所述对象具有突起，所述突起具有表面弯曲。
8.根据权利要求1的三维视觉检查对象的方法，其中步骤(f)还包括：
(iii)在每个突起上投影两个“边-检测”窗以确定其顶边和底边的位置达到次像素准确度；
(iv)从突起的中心竖直位置投影第三“边-检测”窗以在右图中检测突起的左边以及在左图中检测突起的右边达到次像素准确度；以及
(v)将共轭点分派为突起的右边和左边。
9.根据权利要求8的三维视觉检查对象的方法，其中步骤(g)还包括：
(vi)将突起的差距计算为所述右边和左边的位置之间的差；以及
(vii)利用该差距和在校准期间计算的相对姿态确定突起与立体照相机布局的距离。
10.根据前述权利要求中任一项的三维视觉检查对象的方法，其中待检查突起具有圆边或球尖端中的至少一个，所述圆边或球尖端包括球栅阵列(BGA)的球。
11.一种用于三维视觉检查非平面对象的装置，该非平面对象包括微电子元件，其中，为了校准和测量目的实施前述方法中的任一个，所述装置包括：
(a)具有相似内部参数的至少一对图像捕捉装置，该图像捕捉装置以立体视觉布局被布置；
(b)一对反射表面，用于反射待检查对象的图像以被每个所述图像捕捉装置捕捉；
(c)固定所述待检查对象以使所述对象的图像能够被如此反射和如此捕捉的装置；以及
(d)光源环，该光源环包括多个发光二极管(LED)，该发光二极管的光束被定位为朝向待检查对象成25°的倾角；
其中所述反射表面以与平行轴线成22.5°的倾角朝向待检查对象定位，以使得所述对象的图像被平行地反射进入所述图像捕捉装置，
其中所述对象在至少一个表面或基层上具有多个共面的突起。
12.根据权利要求11的用于三维视觉检查非平面对象的装置，其中待检查对象被放置在所述光源环内，从而被照亮。
13.根据权利要求11的用于三维视觉检查非平面对象的装置，其中还提供背景光源。
14.根据权利要求11的用于三维视觉检查非平面对象的装置，其中该图像捕捉装置包括照相机和帧捕获器。
15.根据权利要求14的用于三维视觉检查非平面对象的装置，其中该帧捕获器经由包括也称为“Firewire”的IEEE-1394总线的高速数据传输总线连接到数据处理装置。
16.根据权利要求15的用于三维视觉检查非平面对象的装置，其中该数据处理装置是计算机，其能够运行至少一个用于校准、校正以及处理所捕捉图像的程序。
17.根据权利要求11-16中任一项的用于三维视觉检查非平面对象的装置，还包括用于另一成像过程的第三图像捕捉装置。
18.根据权利要求17的用于三维视觉检查非平面对象的装置，其中该第三图像捕捉装置被放置入该对前两个图像捕捉装置之间，并被构造为检查对象的另一类型特征，或者另一类型对象。
19.根据权利要求11的用于三维视觉检查非平面对象的装置，其中提供校准标线片，该校准标线片使其图像为校准过程而被捕捉，该校准标线片被可移去地安装。
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