CN103123255B

CN103123255B - 三维测量装置

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Publication number: CN103123255B
Application number: CN201210172459.0A
Authority: CN
Inventors: 石垣裕之
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2032-05-25
Also published as: DE102012217240A1; US20130128282A1; DE102012217240B4; CN103123255A; JP5709009B2; JP2013104858A; US8693007B2

Abstract

本发明的课题在于提供一种三维测量装置，在进行采用相移法的三维测量时，可实现更高精度的测量。基板检查装置包括：照射装置，其对印刷电路板照射条纹状的光图案；对其进行摄像的照相机；控制装置，其根据已拍摄的图像数据进行三维测量。控制装置根据从第1照射装置照射第1光图案而获得的图像数据获得第1测量值，根据从第2照射装置照射第2光图案而获得的图像数据获得第2测量值。另外，针对照射两个光图案的全部照射区域，将由两个测量值指定的值作为该区域的高度数据，针对仅仅照射任意一者的一部分照射区域，根据由上述全部照射区域的高度数据而计算的补充数据，指定该区域相关的测量值的条纹次数，获得该区域的高度数据。

Description

三维测量装置

技术领域

本发明涉及三维测量装置。

背景技术

一般，在将电子器件安装于印刷电路板上的场合，首先在设置于印刷电路板上的规定的电极布图上印刷焊锡膏。接着，根据该焊锡膏的粘性，将电子器件临时固定于印刷电路板上。然后，将上述印刷电路板导向回流焊炉，经由规定的回流步骤，进行焊接。最近，在导向回流焊炉的前一阶段，必须要求检查焊锡膏的印刷状态，在上述检查时会采用三维测量装置。

近年，人们提出有多种采用光的所谓非接触式的三维测量装置，比如，提出有涉及采用相移法的三维测量装置的技术。

在采用该相移法的三维测量装置中，通过由光源与具有正弦波状图案的滤波器组合构成的照射机构，将具有正弦波状(条纹状)的光强度分布的光图案照射到被测量物(在该场合，为印刷电路板)。接着，采用设置于正上方的摄像机构观测基板上的点。摄像机构采用由透镜和成像元件等构成的CCD照相机等。在此场合，画面上的测量对象点P的光的强度I由下述式表示：

I＝e+f·cosφ

(其中，e：直流光噪音(偏差成分)，f：正弦波的对比度(反射率)，φ：因物体的凹凸部而具有的相位)

在此，通过移动光图案，按照比如4个阶段(φ+0，φ+π/2，φ+π，φ+3π/2)使相位变化，获取具有与它们相对应的强度分布I0、I1、I2、I3的图像，根据下述式求出调制量α：

α＝arctan{(I3-I1)/(I0-I2)}

采用该调制量α，求出焊锡膏等的测量对象上的点P的三维坐标(X，Y，Z)，由此，测量测量对象的三维形状，特别是高度。

但是，实际的测量对象具有较高的类型，还具有较低的类型。比如，关于焊锡膏，具有薄膜状的类型，也具有呈圆锥台状而突起的类型。此外，如果对应于这些测量对象中的最大的高度，扩大所照射的光图案的条纹的间距，则具有分辨率低，测量精度差的危险。另一方面，虽然可通过使条纹的间距变窄谋求精度的提高，但是，具有可测量的高度范围不足(条纹次数为另外的值)的危险。

于是，人们还提出有将周期(条纹间距)不同的光图案，即，周期短的光图案、周期长的光图案组合，进行测量的技术(比如，参照专利文献1)。由此，可不降低高度方向的分辨率，扩大可测量的高度范围。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2001-159510号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在像上述已有技术那样，将光源仅仅设置于1个部位的方案中，由于会在被测量物(测量对象)产生没有照射光图案的阴影的部分，故具有无法进行该部分的适合的测量的危险。

相对该情况，即使在从两个光源分别照射周期不同的光图案的方案的情况下，由于会产生仅仅照射一个周期的光图案的部分，故关于该部分，具有无法在上述那样的宽动态范围内，进行高分辨率的测量的危险。

另外，上述课题不一定限于印刷于印刷电路板上的焊锡膏等的高度测量，还包括其它的三维测量装置的领域。

本发明是针对这样的情况而提出的，本发明的目的在于提供一种三维测量装置，其可在进行采用相移法的三维测量时，实现更高精度的测量。

用于解决课题的技术方案

下面分项地对适合于解决上述课题的各技术方案进行说明。此外，根据需要，在相应的技术方案的后面记载有特有的作用效果。

技术方案1涉及一种三维测量装置，该三维测量装置包括：

多个照射机构，其可从分别不同的位置对被测量物照射多个光图案，该多个光图案具有条纹状的光强度分布，并且周期不同；

摄像机构，其可对照射上述各光图案的上述被测量物进行摄像；以及

图像处理机构，其根据通过上述摄像机构而拍摄的图像数据进行三维测量；

其特征在于，上述图像处理机构包括：

测量值获得机构，其根据多个图像数据，借助相移法而进行三维测量，将该测量值作为上述各光图案相关的测量值而获得，上述多个图像数据相关于：分别照射相位多次发生变化的上述各光图案后通过上述摄像机构而拍摄的上述各光图案；

第1高度数据获得机构，其针对上述多个光图案全部照射的全部照射区域，将由上述多个光图案相关的上述测量值指定的高度数据作为该全部照射区域相关的高度数据而获得；

补充数据获得机构，其根据上述全部照射区域的高度数据，获得仅仅照射上述多个光图案中的一部分的一部分照射区域相关的补充数据；以及

第2高度数据获得机构，其根据上述补充数据，指定上述一部分照射区域相关的上述测量值的条纹次数，将与该条纹次数的测量值相对应的高度数据作为该一部分照射区域相关的高度数据而获得。

按照上述技术方案1，根据分别从不同的位置对被测量物照射周期不同的多个光图案而获得的多个图像数据，通过相移法而进行三维测量，将该测量值作为各光图案的测量值而获得。另外，将根据多个光图案的测量值而指定的高度数据，作为被测量物的高度数据而获得。由此，可获得下述两种效果，即，作为利用长的周期的光图案的特性的、能增加可测量的高度范围；以及作为利用短的周期的光图案的特性的、能实现分辨率高的高精度测量。其结果是，可在较宽的动态范围内进行高分辨率的测量，可实现更高精度的测量。

但是，由于根据多个光图案的测量值，指定被测量物的高度数据，故针对仅仅照射多个光图案中的一部分的一部分照射区域，产生数据的缺少部分。

于是，在本技术方案中，针对全部照射多个光图案的全部照射区域，将由多个光图案的测量值指定的高度数据作为该全部照射区域的高度数据而获得，另一方面，针对仅仅照射多个光图案中的一部分的一部分照射区域，根据上述全部照射区域的高度数据计算补充数据，然后，根据它指定上述一部分照射区域的测量值的条纹次数，将与该条纹次数的测量值相对应的高度数据作为该一部分照射区域的高度数据而获得。

由此，不用说是针对全部照射多个光图案的全部照射区域，而且针对仅仅照射多个光图案的一部分的一部分照射区域，也可获得更高精度的高度数据。

另外，如果在一部分照射区域中包括的形状呈较平坦的形状，则还考虑将进行线性补充等而获得的补充数据照原样用作该一部分照射区域的高度数据，但是，不仅焊锡膏等的测量对象的一部分照射区域必定为这样的形状，而且还考虑呈比如具有较起伏的凹凸形状，由此，同样针对该一部分照射区域，从可获得更加接近真实值的方面来说，最好，照原样地采用实测值(与规定的条纹次数的测量值相对应的高度数据)。

技术方案2涉及一种三维测量装置，该三维测量装置包括：

第1照射机构，其可从第1位置对被测量物照射第1周期的第1光图案，该第1周期的第1光图案具有条纹状的光强度分布；

第2照射机构，其可从不同于上述第1位置的第2位置对被测量物照射第2周期的第2光图案，该第2周期的第2光图案具有条纹状的光强度分布、并且大于上述第1周期；

摄像机构，其可对照射上述光图案的上述被测量物进行摄像；以及

其特征在于，上述图像处理机构包括：

第1测量值获得机构，其根据多个图像数据，借助相移法而进行三维测量，将该测量值作为第1测量值而获得，该多个图像数据通过照射相位多次发生变化的上述第1光图案，以上述摄像机构而拍摄得到；

第2测量值获得机构，其根据多个图像数据，借助相移法而进行三维测量，将该测量值作为第2测量值而获得，该多个图像数据通过照射相位多次发生变化的上述第2光图案，以上述摄像机构而拍摄得到；

第1高度数据获得机构，其针对上述第1光图案和上述第2光图案均照射的全部照射区域，将由上述第1测量值和上述第2测量值指定的高度数据作为该全部照射区域的高度数据而获得；

补充数据获得机构，其根据上述全部照射区域的高度数据，获得照射上述第1光图案或上述第2光图案中的仅仅一者的一部分照射区域相关的补充数据；以及

第2高度数据获得机构，其根据上述补充数据，指定上述一部分照射区域相关的上述第1测量值或第2测量值的条纹次数，将与该条纹次数的第1测量值或第2测量值相对应的高度数据作为该一部分照射区域相关的高度数据而获得。

按照上述技术方案2，根据多个图像数据，借助相移法，进行三维测量，将该测量值作为第1测量值而获得，该多个图像数据为：将相位多次发生变化的第1周期的第1光图案从第1位置照射到被测量物而获得。并且，根据多个图像数据，借助相移法，进行三维测量，将该测量值作为第2测量值而获得，该多个图像数据为将相位多次发生变化的第2周期的第2光图案从第2位置照射到被测量物而获得。另外，将根据第1测量值和第2测量值指定的高度数据作为被测量物的高度数据而获得。由此，可获得以下两种效果，即，作为利用长的周期的第2光图案的特性的、能增加可测量的高度范围；以及作为利用短的周期的第1光图案的特性的、能实现分辨率高的高精度测量。其结果是，可在较宽的动态范围内进行高分辨率的测量，可实现更高精度的测量。

但是，由于根据第1测量值和第2测量值指定被测量物的高度数据，故针对仅仅照射第1光图案或第2光图案中的一者的一部分照射区域，产生数据的缺少部分。

于是，在本技术方案中，针对两个光图案均照射的全部照射区域，将由第1测量值和第2测量值指定的高度数据作为该全部照射区域的高度数据而获得，另一方面，针对仅仅照射第1个光图案或第2光图案中的一者的一部分照射区域，根据上述全部照射区域的测量值的高度数据，计算补充数据，然后，根据它指定上述一部分照射区域的第1测量值或第2测量值的条纹次数，将与该条纹次数的第1测量值或第2测量值相对应的高度数据作为该一部分照射区域相关的高度数据而获得。

由此，不用说是针对第1光图案和第2光图案的2者均照射的全部照射区域，而且针对仅仅照射两个光图案中的一者的一部分照射区域，也可获得更高精度的高度数据。

另外，如果在一部分照射区域中包括的形状呈较平坦的形状，故还考虑将进行线性补充等而获得的补充数据照原样用作该一部分照射区域相关的高度数据，但是，不仅焊锡膏等的测量对象的一部分照射区域必定为这样的形状，而且还考虑呈比如，具有较起伏的凹凸形状，由此，同样针对该一部分照射区域，从可获得更加接近真实值的方面来说，最好，照原样地采用实测值(与规定的条纹次数的第1测量值或第2测量值相对应的高度数据)。

技术方案3涉及根据上述技术方案2所述的三维测量装置，其特征在于，在从沿上述摄像机构的摄像方向(基本垂直方向)观看的俯视图中，上述第1照射机构和第2照射机构设置于夹持上述被测量物而面对的位置。

按照上述技术方案3，可降低产生第1光图案和第2光图案中的任意者均未照射的阴影的部分的危险，可更加确实地实现上述技术方案2的作用效果。

技术方案4涉及根据上述技术方案2所述的三维测量装置，其特征在于，分别具有2组上述第1照射机构和第2照射机构，从沿上述摄像机构的摄像方向观看的俯视图中，以上述被测量物为中心，上述第1照射机构和第2照射机构按照90°间隔交替地设置。

按照上述技术方案4，比如，像上述技术方案3的那样，包括2组面对的第1照射机构和第2照射机构，与以被测量物为中心而按照90°间隔设置的方案相比较，可极力地降低仅仅照射第1光图案或第2光图案中的一者的一部分照射区域的比例。其结果是，可进行精度更高的测量。

附图说明

图1为以示意方式表示基板检查装置的外观结构透视图；

图2为表示基板检查装置的电路结构的方框图；

图3为表示各光图案的分辨率或所测量的高度数据等的关系的图；

图4为表示从各照明装置对焊锡膏照射各光图案的状态的侧面示意图；

图5为表示照射了各光图案的状态的焊锡膏和其周边部的平面示意图；

图6为对沿图5中的K-K线剖面的全部照射区域的高度数据进行标定而绘制的图；

图7为对沿图5中的K-K线剖面的一部分照射区域的补充数据进行标定而绘制处理的图；

图8为根据图7所示的补充数据而指定的一部分照射区域的高度数据进行标定而绘制的图；

图9为对沿图5中的K-K线剖面的高度数据进行标定而绘制的图；

图10为表示另一实施方式的照明装置的设置结构的平面示意图；

图11为表示还一实施方式的照明装置的设置结构的平面示意图。

具体实施方式

下面参照附图，对一个实施方式进行说明。

图1为以示意方式表示具有本实施方式的三维测量装置的基板检查装置1的外观结构图。像该图所示的那样，基板检查装置1包括装载台3，其用于装载作为印刷有构成测量对象的焊锡膏(参照图4等)的被测量物的印刷电路板2；两个照明装置(作为第1照射机构的第1照明装置4A，和作为第2照明机构的第2照明装置4B)，其用于从斜上方对印刷电路板2的表面照射规定的光图案；作为摄像机构的照相机5，其用于对印刷电路板2上的上述被照射了的部分进行摄像；控制装置6，其用于进行基板检查装置1内的各种控制、图像处理、运算处理。控制装置6构成本实施方式的图像处理机构。

各照明装置4A、4B包括公知的液晶光学快门，可从斜上方照射相位每次按照四分之一间距而改变的条纹状的光图案。在本实施方式中，光图案按照与矩形状的印刷电路板2的一对边平行的方式沿X轴方向照射的方式设定。即，光图案的条纹与X轴方向相垂直，并且与Y轴方向平行地照射。

此外，各照明装置4A、4B从沿作为照相机5的摄像方向的基本垂直方向(Z轴方向)观看的平面观看(X-Y平面)，设置于夹持印刷电路板2而面对的位置。在这里，设置第1照明装置4A的位置相当于本实施方式的第1位置，设置第2照明装置4B的位置相当于第2位置。

还有，本实施方式的各照明装置4A、4B按照可分别照射条纹间距(周期)不同的光图案的方式构成。更具体地说，第1照明装置4A按照照射周期为600μm的第1光图案的方式构成，第2照明装置4B按照照射周期为800μm的第2光图案的方式构成。在本实施方式中，600μm相当于第1周期，800μm相对应于第2周期。

由此，可通过第1光图案，像图3所示的那样，按照测量对象点比如称为“-300(μm)”、“-200(μm)”、“-100(μm)”......的方式，按照“100(μm)”刻度的精度测量位于“-300(μm)”～“+300(μm)”的范围内的高度。另外，“+300(μm)”相当于1个以上的条纹次数的“-300(μm)”。

另一方面，通过第2光图案，按照测量对象点称为比如，“-400(μm)”，“-300(μm)”，“-200(μm)”的方式，按照“100(μm)”刻度的精度，测量位于“-400(μm)”～“+400(μm)”的范围内的高度。另外，“+400(μm)”相当于1个以上的条纹次数中的“-400(μm)”。

还有，在各照明装置4A、4B中，来自图中未示出的光源的光通过光纤导向一对聚光透镜，在这里形成平行光。该平行光经由液晶元件，导向设置于恒温控制装置的内部的投影透镜。接着，从投影透镜照射4个相位变化的光图案。像这样，各照明装置4A、4B采用液晶光学快门，由此，在制作条纹状的光图案的场合，获得其照度接近理想的正弦波，由此，三维测量的测量分辨率提高。另外，可进行光图案的相位移的电控制，可谋求控制系统的紧凑化。

在装载台3上设置电动机15、16，该电动机15、16通过控制装置6而驱动控制，由此，装载于装载台3上的印刷电路板2沿任意的方向(X轴方向和Y轴方向)而滑动。

照相机5由透镜、成像元件等构成。成像元件采用CCD传感器。显然，成像元件并不限于此，也可采用比如CMOS传感器等。

下面对控制装置6的电路结构进行说明。像图2所示的那样，控制装置6包括进行基板检查装置1的整体的控制的CPU和由输入输出界面21、键盘、鼠标或接触面板构成的‘输入机构’的输入装置22；CRT或液晶等的具有显示画面的‘显示机构’的显示装置23；用于存储基于照相机5的摄像的图像数据的图像数据存储装置24；用于存储各种运算结果的运算结果存储装置25；预先存储各种信息的设定数据存储装置26。另外，各装置22～26与CPU和输入输出界面21进行电连接。

下面对通过控制装置6进行的三维测量的处理内容进行说明。控制装置6首先驱动控制电动机15、16，使印刷电路板2移动，将照相机5的视野对准印刷电路板2上的规定的检查区域E。另外，检查区域E为以照相机5的视野的尺寸为1个单位，预先分割印刷电路板2的表面后的区域中的1个区域。

在这里，控制装置6驱动控制第1照明装置4A，开始第1光图案(周期为600μm)的照射，并且每次按照四分之一的间距移动该第1光图案的相位，依次切换控制4种照射。另外，控制装置6在像这样进行第1光图案的相位移动的照明的期间，驱动控制照相机5，针对各照射对检查区域E部分进行摄像，获得4个画面量的图像数据。

控制装置6根据已获得的4个画面量的图像数据，进行各种图像处理，根据也在背景技术中描述的公知的相移法，进行各坐标(像素)的高度测量，将该测量值作为第1测量值而存储。本处理构成本实施方式的第1测量值获得机构的功能。

接着，控制装置6驱动控制第2照明装置4B，开始其周期大于第1光图案的第2光图案(周期为800μm)的照射，并且每次按照四分之一的间距，移动该第2光图案的相位，依次切换控制4种照射。另外，控制装置6在像这样，进行第2光图案的相位移动的照明的期间，驱动控制照相机5，针对各照射，对检查区域E部分进行摄像，获得4个画面量的图像数据。

控制装置6根据已获得的4个画面量的图像数据，进行各种图像处理，与上述同样，根据也在背景技术中描述的公知的相移法，进行各坐标(像素)的高度测量，将该测量值作为第2测量值而存储。本处理构成本实施方式的第2测量值获得机构的功能。

接着，控制装置6针对全部照射区域WA1、WA2(参照图4，图5)，将根据上述第1测量值和第2测量值指定的高度数据作为该全部照射区域WA1、WA2的高度数据而获得，该全部照射区域WA1、WA2中，检查区域E中的第1光图案和第2光图案均被照射，且可获得上述第1测量值和第2测量值这两者。本处理构成本实施方式的第1高度数据获得机构的功能。图4为表示从各照明装置4A、4B对构成测量对象的焊锡膏H照射各光图案的状态的侧面示意图，图5为表示照射了各光图案的状态的焊锡膏H和其周边部的平面示意图。

像还根据图3所列举的对应表而明白的那样，在针对规定的测量对象点，作为第1测量值而获得的值比如，“+100(μm)”的场合，该测量对象点的高度数据的候补为条纹次数“1”的“+100(μm)”，条纹次数“2”的“+700(μm)”，或为条纹次数“3”的“+1300(μm)”。

在这里，在关于同一测量对象点，作为第2测量值而获得的值为比如为“-100(μm)”的场合，将该测量对象点的高度数据指定为“+700(μm)”。

但是，关于上述检查区域E中的仅仅照射了第1光图案的(没有照射第2光图案)的一部分照射区域WB1、与仅仅照射了第2光图案的(没有照射第1光图案)的一部分照射区域WB2，分别形成数据的缺少部分(参照图6中的A-A’之间，图6中的B-B’之间)。图6为对沿图5中的K-K线剖面的全部照射区域WA1、WA2的高度数据进行标定绘制的图。

接着，根据上述全部照射区域WA1、WA2的高度数据，获得涉及上述一部分照射区域WA1、WA2的补充数据。该处理构成本实施方式的补充数据获得机构的功能。

在本实施方式中，按照分别连接第1光图案或第2光图案的俯视照射方向(图5的左右方向)中的下述数据的方式进行线性补充(参照图7)，该数据为：接触一部分照射区域WB1(数据缺少部分)的两端的全部照射区域WA1、WA2的高度数据A、A’、接触一部分照射区域WB2的两端的全部照射区域WA1、WA2的高度数据B、B’。图7为对沿图5中的K-K线剖面的一部分照射区域WB1、WB2的补充数据进行标定绘制的图。

然后，根据涉及一部分照射区域WB1的上述补充数据，指定该一部分照射区域WB1相关的第1测量值条纹次数，将与该条纹次数的第1测量值相对应的高度数据作为该一部分照射区域WB1相关的高度数据而获得(参照图8)。同样，根据一部分照射区域WB2的补充数据，指定该一部分照射区域WB2相关的第2测量值的条纹次数，将与该条纹次数的第2测量值相对应的高度数据作为该一部分照射区域WB2的高度数据而获得(参照图8)。这些处理构成本实施方式的第2高度数据获得机构的功能。图8为对根据图7所示的补充数据而指定的一部分照射区域WB1、WB2的高度数据进行标定绘制的图。

在本实施方式中，最接近规定的测量对象点的补充数据的条纹次数(包括补充数据的范围的条纹次数)作为该测量对象点的条纹次数而指定。

在比如，一部分照射区域(仅仅照射第1光图案的区域)WB1中的规定的测量对象点相关的补充数据为“+1050(μm)”的场合，将该测量对象点相关的第1测量值的条纹次数指定为“3”(参照图3)。

在此，比如关于上述测量对象点，作为第1测量值而得到的值比如为“-100(μm)”的场合，将该测量对象点的高度数据指定为条纹次数为“3”的第1测量值对应的值“+1100(μm)”。

如果上述一系列的处理结束，则摄像视野整体(检查区域E的全部区域)的测量数据完成(参照图9)。图9为对沿图5中的K-K线剖面的高度数据进行标定绘制的图。

像这样获得的各检查区域E的测量数据存储于控制装置6的运算结果存储装置25中。接着，根据各检查区域E的测量数据，检测高于基准面的焊锡膏H的印刷范围，对该范围内的各部位的高度进行积分处理，由此，计算已印刷的焊锡膏H的量。接着，将像这样求出的焊锡膏H的位置、面积、高度或量等的数据与预先存储于设定数据存储装置26中的基准数据进行比较判断，根据该比较结果是否在允许范围内，判断该检查区域E的焊锡膏H的印刷状态是否良好。

在进行上述处理的期间，控制装置6驱动控制电动机15、16，将印刷电路板2移向下一检查区域E，然后，上述一系列的处理在全部的检查区域E反复地进行。

像这样，在本实施方式的基板检查装置1中，在通过控制装置6的控制移动检查区域E的同时，依次进行图像处理，由此，进行包括在印刷电路板2上的焊锡膏H的高度测量的三维测量，可高速而确实地检查焊锡膏H的印刷状态。

如果像上面具体描述的那样，采用本实施方式，可获得下述2者的效果：作为采用较长的周期的第2光图案的特性的、能增加可测量的高度范围；以及利用采用较短的周期的第1光图案的特性的、能实现分辨率高的高精度的测量。其结果是，可在较宽的动态范围内进行高分辨率的测量，可实现更高精度的测量。

特别是，在本实施方式中，关于两个光图案均照射的全部照射区域WA1、WA2，将根据第1测量值和第2测量值指定的高度数据作为该全部照射区域WA1、WA2的高度数据而获得，另一方面，关于仅仅照射第1光图案或第2光图案中的一者的一部分照射区域WB1、WB2，根据全部照射区域WA1、WA2的高度数据计算补充数据，然后，根据它指定一部分照射区域WB1、WB2的第1测量值或第2测量值的条纹次数，将与该条纹次数的第1测量值或第2测量值相对应的高度数据作为该一部分照射区域WB1、WB2的高度数据而获得。

由此，关于照射第1光图案和第2光图案这两者的全部照射区域WA1、WA2是不用说的，同样对于仅仅照射两个光图案中的一者的一部分照射区域WB1、WB2，可获得更高精度的高度数据。

此外，如果一部分照射区域WB1、WB2中包含的形状为较平坦的形状，则也考虑将作为线性补充等而获得的补充数据照原样地用作该一部分照射区域WB1、WB2的高度数据，但是，由于焊锡膏H的一部分照射区域WB1、WB2不仅仅一定为这样的形状，也考虑呈比如较起伏的凹凸形状，故同样关于该一部分照射区域WB1、WB2，从可获得更加接近真实的值的值的方面来说，最好，原样地采用实测值(与规定的条纹次数的第1测量值或第2测量值相对应的高度数据)。

还有，在本实施方式中，各照明装置4A、4B从沿作为照相机5的摄像方向的基本垂直方向(Z轴方向)观看的俯视图(X-Y平面)中，设置于夹持印刷电路板2而面对的位置。由此，可降低产生第1光图案和第2光图案中的任意者均未照射的阴影的部分的危险，可更加确实地实现上述作用效果。

再有，并不限于上述实施方式的记载内容，也可比如，像下述那样实施。显然，在下面没有列举的其它的应用例子、变更例子当然也是可能的。

(a)在上述实施方式中，在测量印刷而形成于印刷电路板2上的焊锡膏H的高度的基板检查装置1中具体实现三维测量装置，但是，并不限于此，也可在测量比如印刷于基板上的焊锡球、或安装于基板上的电子器件等的其它的部件的高度的方案中具体实现。

(b)在上述实施方式中，列举了将周期为600μm的第1光图案与周期为800μm的第2光图案组合，进行高度到达1500μm时的测量的场合的例子，但是，显然各光图案的周期、测量范围并不限于此。也可比如，第1光图案的形成周期更短(比如400μm)，可在第1光图案的条纹次数在4以上的范围内，进行测量的方案。

在这里，可通过进一步减小第1光图案的周期与第2光图案的周期的差，进一步减小仅仅照射第1光图案的一部分照射区域WB1的精度，与仅仅照射第2光图案的一部分照射区域WB2的精度的差。

(c)在上述实施方式中，形成从两个方向对印刷电路板2，照射周期不同的2种光图案的方案。但并不限于此，也可形成从3个方向对印刷电路板2照射周期不同的3种以上的光图案的方案。

显然，不仅仅为1种、1个方向，也可形成从多个方向照射同种(相同周期)的光图案的方案。比如，也可形成像上述实施方式那样，具有2组的面对地设置的第1照明装置4A和第2照明装置4B，该4个照明装置4A和照明装置4B以印刷电路板2为中心，按照90°间隔设置的方案(参照图10)。

但是，在该方案中，也具有产生仅仅照射第1光图案或第2光图案中的任意一者的区域(参照图10的斜线部分)的危险。

相对该情况，也可形成比如，分别每次两个地具有第1照明装置4A和第2照明装置4B，并且该第1照明装置4A和第2照明装置4B以印刷电路板2为中心，按照90°间隔交替地设置的方案，即，形成两个第1照明装置4A按照面对的方式设置，并且两个第2照明装置4B按照面对的方式设置的方案(参照图11)。

通过该方案，与上述图10所列举的方案相比较，可极力地减小产生仅仅照射第1光图案、第2光图案中的任意一者的区域的比例。其结果是，可进行精度更高的测量。

(d)在上述实施方式中，各光图案与矩形的印刷电路板2的一对边平行地沿X轴方向照射。即，形成光图案的条纹与X轴方向相垂直，并且与Y轴方向平行地照射的方案。并不限于此，也可形成比如，光图案的条纹按照与矩形的印刷电路板2、照相机5的摄像视野(检查区域E)的各边倾斜地(比如从平面倾斜45度)交叉的方式照射的方案。

(e)在上述实施方式中，形成多个照明装置4A、4B以印刷电路板2为中心，从平面观看等间距地设置的方案，但是，多个照明装置4A、4B不必等间距地设置，各照明装置4A、4B的设置仍可对应于印刷电路板2的方案等而任意地设定。

(f)在上述实施方式中，形成在获得一部分照射区域WB1、WB2的补充数据时，根据全部照射区域WA1、WA2的高度数据，进行线性补充的方案。但是，补充数据的获得方法并不限于此，也可形成通过其它的方法而进行的方案。

(g)在上述实施方式中，形成下述结构，即，在根据补充数据指定一部分照射区域WB1、WB2的补充数据时，最接近规定的测量对象点相关的补充数据的条纹次数(包含补充数据的范围的条纹次数)作为该测量对象点相关的条纹次数而指定的方案。指定一部分照射区域WB1、WB2的测量值的条纹次数的方法并不限于此，也可形成通过其它的方法而进行的方案。也可形成比如，计算由邻接的多个测量对象点(像素)构成的规定区域内的补充数据的平均值，将最接近该平均值的条纹次数(包含该平均值的范围的条纹次数)作为该规定区域的条纹次数而指定的方案。

Claims

1.一种三维测量装置，该三维测量装置包括：

多个照射机构，其能分别从不同的位置对被测量物照射多个光图案，该多个光图案具有条纹状的光强度分布，并且周期不同；

摄像机构，其能对照射上述光图案的上述被测量物进行摄像；以及

其特征在于，上述图像处理机构包括：

测量值获得机构，其根据多个图像数据，借助相移法而进行三维测量，将该测量值作为上述光图案相关的测量值而获得，上述多个图像数据相关于：分别照射相位多次发生变化的上述光图案后通过上述摄像机构而拍摄的上述光图案；

2.一种三维测量装置，该三维测量装置包括：

第1照射机构，其能从第1位置对被测量物照射第1周期的第1光图案，该第1周期的第1光图案具有条纹状的光强度分布；

第2照射机构，其能从不同于上述第1位置的第2位置对被测量物照射第2周期的第2光图案，该第2周期的第2光图案具有条纹状的光强度分布、并且大于上述第1周期；

其特征在于，上述图像处理机构包括：

3.根据权利要求2所述的三维测量装置，其特征在于，在从沿上述摄像机构的摄像方向观看的俯视图中，上述第1照射机构和第2照射机构设置于夹持上述被测量物而面对的位置。

4.根据权利要求2所述的三维测量装置，其特征在于，分别具有2组上述第1照射机构和第2照射机构，从沿上述摄像机构的摄像方向观看的俯视图中，以上述被测量物为中心，上述第1照射机构和第2照射机构按照90°间隔交替地设置。