CN103162641B - 三维测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三维测量装置，其中，在采用相移法而进行三维测量时，能谋求测量精度的提高，并且能谋求测量时间的缩短。基板检查装置包括：对印刷电路板照射条纹状的光图案的照射装置；对其摄像的照相机；根据图像数据进行三维测量的控制装置。照射装置包括光源与液晶快门，该液晶快门形成用于将该光变换为条纹状的光图案的光栅。控制装置在第1照射装置的第1光图案的条件下进行第1摄像处理，在其结束的同时，开始液晶快门的光栅切换，在不等待该光栅切换完成的情况下，在第2照射装置的第2光图案的条件下进行第2摄像处理，在其结束的同时，开始液晶快门的光栅切换，在不等待该光栅切换完成的情况下，进行下一第1摄像处理。

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图案上印刷焊锡膏。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，在导向到回流焊炉的前一阶段，有必要检查焊锡膏的印刷状态，在上述检查时，有时采用三维测量装置。

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，通过由发出规定光的光源与光栅组合而构成的照射机构将光图案照射到被测量物(在该场合，为印刷电路板)，其中，光栅将来自该光源的光变换为光图案，该光图案具有正弦波状(条纹状)的光强度分布。接着，采用设置于正上方的摄像机构观测板上的点。摄像机构采用由透镜和摄像元件等构成的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：因物体的凹凸而具有的相位)

在这里，通过对上述光栅进行移送或切换控制，比如，按照4个阶段(φ+0，φ+π/2，φ+π，φ+3π/2)使光图案的相位变化，获取图像，该图像具有与它们相对应的强度分布I0、I1、I2、I3，根据下述式，求出调制量α：

α＝arctan{(I3-I1)/(I0-I2)}

采用该调制量α，能求出印刷电路板上的焊锡膏等的测量对象点P的三维坐标(X，Y，Z)，由此，对测量对象的三维形状，特别是高度进行测量。

但是，上述照射机构仅仅为1个的情况下，由于会在被测量物(测量对象)产生没有被照射光图案的阴影的部分，故具有无法进行该阴影部分的合理的测量的危险。

针对该情况，一直以来，为了谋求测量精度的提高等效果，人们还提出从两个方向照射光图案进行测量的技术。

在此场合，在过去形成了下述的方案，其中，在依次移送(或切换)第1照射机构的光栅的同时，在相位多次发生变化的第1光图案的条件下，对规定的测量对象范围(摄像范围)的一组图像数据(比如，4个图像数据)全部进行摄像后，在依次移送等处理第2照射机构的光栅的同时，在相位多次发生变化的第2光图案的条件下，对该测量对象范围的一组图像数据全部进行摄像。

相对该情况，近年，人们还提出有下述的技术，其中，通过交替反复地进行下述的操作，即，在移送等处理第1照射机构的光栅的期间，从第2照射机构照射第2光图案，进行摄像，另一方面，在移送等处理第2照射机构的光栅的期间，从第1照射机构照射第1光图案，进行摄像，由此，谋求测量时间的缩短(比如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-276607号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，通常，在照相机等的摄像在较强的照明条件下短时间地进行的场合，受到机械的振动的影响变小，故以较短时间(比如，2msec)进行。

另一方面，为了避免振动等，照明机构的光栅的移送花费较长的时间(比如，20msec)进行。另外，即使在光栅采用液晶快门等的情况下，与上述情况相同，其切换控制需要较长的时间。

因此，在像专利文献1那样第1照射机构的光栅的移送等处理，与第2照射机构的光栅的移送等处理交替进行的方案的条件下，比如，针对规定的测量对象范围，假定在两个光图案的条件下摄像的次数共计为8次(针对各光图案，每个4次)，一次摄像所花费的时间分别为‘2msec’，一次光栅的移送所花费的时间分别为‘20msec’的场合，像图5所示的那样，在规定的测量对象范围相关的全部的处理结束为止，要求较长的测量时间，即，[第1光栅的移送时间(20ms)+第2光栅的移送时间(20ms)]×4次＝共计‘160msec’。

此外，在于一块印刷电路板上设定多个测量对象范围的场合，该一块印刷电路板的测量所需要的时间进一步地变为其数倍。由此，要求测量时间进一步的缩短。

还有，上述课题不必限于印刷于印刷电路板上的焊锡膏等的高度测量，也包括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，其中，在采用相移法而进行三维测量时，能谋求测量精度的提高，并且能谋求测量时间的缩短。

用于解决课题的方案

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

方案1涉及一种三维测量装置，其包括：

第1照射机构，该第1照射机构具有发出规定的光的第1光源与第1光栅，该第1光栅将来自该第1光源的光变换为具有条纹状的光强度分布的第1光图案，该第1照射机构能将该第1光图案从第1位置照射到被测量物；

第1光栅控制机构，该第1光栅控制机构控制上述第1光栅的移送或切换，多次地改变从上述第1照射机构照射的上述第1光图案的相位；

第2照射机构，该第2照射机构具有发出规定的光的第2光源与第2光栅，该第2光栅将来自该第2光源的光变换为具有条纹状的光强度分布的第2光图案，该第2照射机构能将该第2光图案从与第1位置不同的第2位置照射到被测量物；

第2光栅控制机构，该第2光栅控制机构控制上述第2光栅的移送或切换，多次地改变从上述第2照射机构照射的上述第2光图案的相位；

摄像机构，该摄像机构能对反射光进行摄像，该反射光来自照射了上述第1光图案或第2光图案的上述被测量物；

图像处理机构，该图像处理机构依据多个图像数据通过相移法进行三维测量，该多个图像数据依据相位多次发生变化的上述第1光图案或第2光图案的照射而获得，其特征在于，进行第1摄像处理或第2摄像处理中的一个摄像处理，

在上述其中一个摄像处理结束后，开始进行该一个摄像处理相关的上述第1光栅或上述第2光栅的移送或切换处理，

能在不等待上述移送或切换处理的完成的情况下，进行上述两个摄像处理中的另一摄像处理，

上述第1摄像处理为，照射上述相位不同的多个第1光图案而进行的多次摄像处理中的一次，

上述第2摄像处理为，照射上述相位不同的多个第2光图案而进行的多次摄像处理中的一次。

按照上述方案1，通过从两个方向照射光图案，能尽可能地防止在被测量物上产生没有照射光图案的阴影的部分的情况。其结果是，能谋求测量精度的提高。

此外，在本方案中，形成下述的方案，其中，进行第1光图案的条件下的一次第1摄像处理，第2光图案的条件下的一次第2摄像处理中的一个摄像处理，在该一个摄像处理结束后，开始该一个摄像处理的光栅的移送等处理，能在不等待该光栅的移送等处理的完成的情况下，进行上述两个摄像处理中的另一摄像处理。

即，形成下述的方案，其中，该方案能进行如下动作，即，进行第1摄像处理，在上述第1摄像处理结束后，开始上述第1光栅的移送或切换处理，在不等待上述第1光栅的移送或切换处理的完成的情况下，进行第2摄像处理，在上述第2摄像处理结束后，开始上述第2光栅的移送或切换处理，在不等待上述第2光栅的移送或切换处理的完成的情况下，进行上述第1摄像处理，其中，第1摄像处理为照射上述相位不同的多个第1光图案而进行的多次摄像处理中的一次，该第2摄像处理照射上述相位不同的多个第2光图案而进行的多次摄像处理中的一次。

像这样，在不等待一个光栅的移送等处理的完成情况下，进行另一光栅条件下的摄像，进而进行该摄像后的光栅的移送等处理，由此，能部分而重复地进行要求较长时间的两个光栅的移送处理。其结果是，针对规定的测量对象范围能缩短到获得对于进行三维测量来说必需的全部的图像数据为止所需要的时间。

方案2涉及方案1所述的三维测量装置，其特征在于，能在上述两个摄像处理中的一个摄像处理结束的同时，开始上述一个摄像处理相关的上述第1光栅或上述第2光栅的移送或切换处理，并且开始上述两个摄像处理中的另一摄像处理。

按照方案2，能进行如下动作，即，在上述第1摄像处理结束的同时，开始上述第1光栅的移送或切换处理，并且开始上述第2摄像处理，在上述第2摄像处理结束的同时，开始上述第2光栅的移送或切换处理，并且开始上述第1摄像处理。其结果是，能进一步提高上述方案1的作用效果，能进一步缩短测量时间。

比如，针对规定的测量对象范围，假定在两个光图案的条件下摄像的次数共计为8次(针对各光图案，每个为4次)，一次摄像所花费的时间分别为‘2msec’，一次光栅的移送或切换所花费的时间分别为‘20msec’的场合，在本方案中，结束规定的测量对象范围的全部的处理为止所必需的时间为第1光图案照射时的摄像时间(2ms)+[第2光图案照射时的摄像时间(2ms)+第2光栅的移送时间(20ms)]×4次＝共计‘90msec’。即，与交替地进行第1光栅和第2光栅的移送等处理处理的上述专利文献1的方案相比较，能实现‘70msec(约44％)’的缩短。

方案3涉及方案1或2所述的三维测量装置，其特征在于，至少在进行上述各摄像处理的期间，将上述摄像机构和上述被测量物的位置关系固定。

按照上述方案3，由于摄像中的摄像机构和被测量物的位置关系没有变化，故能防止测量对象范围的变窄等的情况。其结果是，能谋求例如设定多个测量对象范围的印刷电路板等的被测量物整体的测量所花费的测量时间的缩短。

方案4.涉及方案1～3中的任何一项所述的三维测量装置，其特征在于，将上述第1光图案作为第1周期的光图案，并且将上述第2光图案作为与上述第1周期不同(比如，长于第1周期)的第2周期的光图案。

按照上述方案4能获得两个效果，该两个效果为能增加能测量的高度范围，即，采用较长的周期的光图案(比如，第2光图案)的优点，以及能实现分辨率高的高精度的测量，即，采用周期短的光图案(比如，第1光图案)的优点。其结果是，能在较宽动态范围内进行高分辨率的测量，能实现更高精度的测量。

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立体图；

图2为表示基板检查装置的电路结构的方框图；

图3为用于说明照相机和照明装置的处理动作的时序图；

图4(a)～图4(c)为用于说明照相机的曝光和数据转送的处理动作的时序图；

图5为用于说明现有的照相机和照明装置的处理动作的时序图。

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，该装载台3用于装载作为被测量物的印刷电路板2，该被测量物由作为测量对象的焊锡膏被印刷而得到；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照射机构的第2照明装置4B)，其用于对于印刷电路板2的表面从斜上方照射规定的光图案；作为摄像机构的照相机5，其用于对印刷电路板2上的照射了光图案的部分进行摄像；控制装置6，其用于进行基板检查装置1内的各种控制和图像处理及运算处理。控制装置6构成本实施方式的图像处理机构。

第1照明装置4A包括发出规定光的第1光源4Aa与形成第1光栅的第1液晶快门4Ab，该第1光栅用于将来自该第1光源4Aa的光变换为具有条纹状的光强度分布的第1光图案，能相对印刷电路板2，从斜上方，以每次四分之一的间距进行相位变化的条纹状的第1光图案的照射。在这里，对液晶快门4Ab中的光栅形态进行切换控制的机构相当于第1光栅控制机构。

同样，第2照明装置4B包括发出规定光的第2光源4Ba，与形成第2光栅的第2液晶快门4Bb，该第2光栅用于将来自该第2光源4Ba的光变换为具有条纹状的光强度分布的第2光图案，能相对印刷电路板2，从斜上方，以每次四分之一的间距进行相位变化的条纹状的第2光图案的照射。在这里，对液晶快门4Bb中的光栅形态进行切换控制的机构相当于第2光栅控制机构。

更具体地说，在各照明装置4A、4B中，从光源4Aa、4Ba发出的光通过光纤导向一对聚光透镜，在这里形成平行光。该平行光经由液晶快门4Ab、4Bb导向投影透镜。接着，将条纹状的光图案从投影透镜照射到印刷电路板2上。像这样，通过在各照明装置4A、4B中采用液晶快门4Ab、4Bb，制作条纹的光图案的场合，能得到其照度接近理想的正弦波的条纹的光图案，由此，提高了三维测量的测量分辨率。另外，能进行光图案的相位变化的电控制，能谋求控制系统的紧凑化。

此外，在本实施方式中，在各照明装置4A、4B中，各光图案按照与矩形的印刷电路板2的一对边平行，沿X轴方向照射的方式设定。即，光图案的条纹按照与X轴方向相垂直，并且沿Y轴方向平行的方式照射。

另外，两个照明装置4A、4B按照在沿照相机5的摄像方向的基本垂直方向(Z轴方向)观看的平面图(X-Y平面)中，设置于夹持印刷电路板2而互相面对的位置。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。

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被驱动控制，由此，装载于装载台3上的印刷电路板2能向任意的方向(X轴方向和Y轴方向)而滑动。

照相机5由透镜、摄像元件等构成。摄像元件采用CMOS传感器。显然，摄像元件并不限于此，也可采用比如CCD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CPU，该CPU管控基板检查装置1的整体控制；输入输出界面21；输入装置22，该输入装置22为由键盘、鼠标或接触面板构成的‘输入机构’；显示装置23，该显示装置23为CRT、液晶等的具有显示画面的‘显示机构’；图像数据存储装置24，该图像数据存储装置24用于存储基于照相机5的摄像的图像数据；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。

下面参照图3的时序图，对通过控制装置6进行的三维测量处理的步骤进行详细说明。

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(测量对象范围)。另外，检查区域为以照相机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。

并且，控制装置6切换控制两个照明装置4A、4B的液晶快门4Ab、4Bb，将形成于该两个液晶快门4Ab、4Bb上的第1光栅和第2光栅的位置设置在规定的基准位置。

如果第1光栅和第2光栅的切换设定完成，则控制装置6在规定的时刻T1开始第1摄像处理。具体来说，使第1照明装置4A的第1光源4Aa发光，开始第1光图案的照射，并且驱动控制照相机5，开始照射了该第1光图案的检查区域部分的摄像。

接着，控制装置6在从摄像开始经过规定时间(在本实施方式中，为2msec)后的时刻T2，结束第1摄像处理。即，结束第1光图案的照射，并且结束该第1光图案的第1次的摄像。另外，将通过照相机5拍摄的图像数据转送而存储于图像数据存储装置24中。

然后，控制装置6在上述第1摄像处理结束的同时，于时刻T2开始第2摄像处理。具体来说，使第2照明装置4B的第2光源4Ba发光，开始第2光图案的照射，并且驱动控制照相机5，开始照射了该第2光图案的检查区域部分的摄像。

与此同时，控制装置6在时刻T2，开始第1照明装置4A的第1液晶快门4Ab的切换处理。具体来说，将形成于第1液晶快门4Ab的第1光栅的位置从上述基准位置，切换设定到第1光图案的相位按照四分之一间距(π/2)错开的第2位置。

之后，控制装置6在从上述第2摄像处理的开始，经过规定时间(在本实施方式中，为2msec)后的时刻T3，结束第2摄像处理。即，结束第2光图案的照射，并且结束该第2光图案的第1次的摄像。

然后，控制装置6在上述第2摄像处理结束的同时，于时刻T3开始第2照明装置4B的第2液晶快门4Bb的切换处理。具体来说，将形成于第2液晶快门4Bb的第2光栅的位置从上述基准位置，切换设定到第2光图案的相位按照四分之一间距(π/2)错开的第2位置。

接着，控制装置6在从上述第1液晶快门4Ab的切换处理开始，经过规定时间(在本实施方式中，为20msec)后的时刻T4，结束该切换处理。

同样，控制装置6在从上述第2液晶快门4Bb的切换处理开始，经过规定时间(在本实施方式中，为20msec)后的时刻T5，结束该切换处理。然后，多次反复地进行与上述时刻T1～T5的处理相同的处理。

即，在上述第1液晶快门4Ab的切换处理结束的同时，控制装置6在时刻T4，在相对上述第1次的第1摄像处理时的按四分之一间距错开的第1光图案的条件下，开始第2次的第1摄像处理，在由此起，经过2msec后的时刻T5，结束该第2次的第1摄像处理。

另外，控制装置6在第2液晶快门4Bb的切换处理结束及上述第2次的第1摄像处理结束的同时，在时刻T5，在相对上述第2次的第2摄像处理时的按照四分之一间距错开的第2光图案条件下，开始第2次的第2摄像处理。

像这样，反复4次地进行上述一系列的处理，由此，能获得针对规定的检查区域，进行三维测量所必要的全部的图像数据(在本实施方式中，每次4画面量，共计8画面量的图像数据)。

接着，控制装置6根据基于相位4次发生变化的各光图案的照射而获得的4个图像数据，通过同样在背景技术中描述的公知的相移法，进行高度测量(三维测量)。

像这样获得的各检查区域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，根据该每个检查区域的测量数据，检测高于基准面的焊锡膏的印刷范围，对该范围内的各部位的高度进行积分，由此，计算已印刷的焊锡膏的量。接着，对像这样求出的焊锡膏的位置、面积、高度、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，判断该检查区域中的焊锡膏的印刷状态是否良好。

在进行该处理的期间，控制装置6驱动控制电动机15、16，将印刷电路板2移动到下一检查区域，然后，在全部的检查区域反复进行上述一系列的处理。

像在上面具体描述的那样，按照本实施方式，通过从两个方向照射光图案，能尽可能地防止在印刷电路板2上产生没有照射光图案的阴影的部分的情况。其结果是，能谋求测量精度的提高。

另外，在本实施方式中，形成下述的方案，其中，在进行第1光图案的一次第1摄像处理，或第2光图案的一次第2摄像处理中的一个摄像处理，在该一个摄像处理结束的同时，开始该一个摄像处理相关的液晶快门4Ab、4Bb的切换处理，在不等待该切换处理完成的情况下，进行两个摄像处理中的另一摄像处理。

像这样，在不等待一个液晶快门4Ab、4Bb的切换处理完成的情况下，进行另一液晶快门4Ab、4Bb的摄像，进而进行该摄像后的液晶快门4Ab、4Bb的切换处理，由此，能部分重复地进行要求较长时间的两个液晶快门4Ab、4Bb的切换处理。

由此，针对规定的检查区域，能缩短到获得进行对于三维测量所必需的全部的图像数据为止所需要的时间，能以更短的时间，实现更高精度的测量。

比如，在本实施方式中，在结束规定的检查区域的全部处理为止所必需的时间为第1摄像处理所需要的时间(2ms)+[第2摄像处理所需要的时间(2ms)+第2光栅的切换所需要的时间(20ms)]×4次＝共计‘90msec’。

此外，在本实施方式中，在至少进行规定的检查区域相关的数据获得的期间(进行上述各摄像处理的期间)，使印刷电路板2停止，将照相机5和印刷电路板2的位置关系固定。即，由于摄像中的照相机5和印刷电路板2的位置关系没有改变，故能防止检查区域的变窄等的情况。其结果是，像本实施方式那样，在设定多个检查区域的印刷电路板2的测量中，能谋求测量时间的缩短。

还有，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上的焊锡膏的高度的基板检查装置1中具体化了三维测量装置，但是，并不限于此，也可在测量比如：印刷于板上的焊锡球、安装于板上的电子装置等其它部件的高度的方案中具体实现。

(b)在上述实施方式的相移法中，有形成光图案的相位每次按照四分之一间距变化的方案，但是，并不限于此，也可形成光图案的相位每次按照三分之一间距变化的方案。

(c)在上述实施方式中，有下述的方案，其中，用于将来自光源4Aa、4Ba的光变换为条纹状的光图案的光栅，该光栅由液晶快门4Ab、4Bb构成，并且通过对其进行切换控制，使光图案的相位移动。并不限于此，比如，也可形成比如，通过压电促动器等移送机构移送光栅部件，改变光图案的相位的方案。

(d)在上述实施方式中，没有特别谈及光源4Aa、4Ba的波长，但是，也可形成使各光源4Aa、4Ba的波长不同的方案。比如，也可使第1光源4Aa为发出具有第1波长成分(红色成分)的光的光源，并且使第2光源4Ba为发出具有第2波长成分(绿色成分)的光的光源。

(e)在上述实施方式中，关于照相机5的摄像处理，仅仅记载“摄像”，但是，更具体地说，分为实质的摄像时的曝光处理和已拍摄的数据的转送处理。

于是，在照相机5采用普通的CCD照相机等的场合，由于无法在曝光中进行数据转送，故在像上述实施方式那样，连续地进行第1摄像处理和第2摄像处理的场合，像图4(a)所示的例子那样，交替反复进行曝光处理和数据转送处理。

对于该情况，在照相机5采用CMOS照相机或具有能在数据转送中曝光的功能的CCD照相机等的场合，由于能部分重复地进行曝光处理和数据转送处理，故能谋求摄像时间，进而谋求测量时间的缩短。

具体来说，在曝光时间按照短于转送时间的方式设定的场合，像图4(b)所示的例子那样，在通过第1曝光获得的第1数据转送中，在第2曝光没有结束的最终限度的时刻，如果开始该第2曝光，则能在一边防止通过第1曝光获得的数据的消失，一边尽可能地缩短第1摄像处理和第2摄像处理所要求的摄像时间。

另一方面，在曝光时间按照长于转送时间的方式设定的场合，像图4(c)所示的例子的那样，在第1曝光结束后，如果立刻开始第2曝光，则能尽可能地缩短第1摄像处理和第2摄像处理所要求的摄像时间。

(f)在上述实施方式中，形成了在与第1摄像处理结束的同时，开始第2摄像处理的方案，但是，并不限于此，也可形成比如在第1摄像处理结束后，在经过规定时间(比如，1msec)后，开始第2摄像处理。

同样，在上述实施方式中，形成下述的方案，该方案为在第1摄像处理(第2摄像处理)结束的同时，开始第1液晶快门4Ab(第2液晶快门4Bb)的切换处理，但是，并不限于此，也可形成下述的方案，该方案为比如，第1摄像处理结束后，在经过规定时间(比如，1msec)后，开始第1液晶快门4Ab的切换处理。

(g)在上述实施方式中，没有特别谈及各光图案的周期(条纹间距)，但是，也可形成使各光图案的周期不同的方案。比如，将第1光图案作为第1周期(比如，600μm)的光图案，并且将第2光图案作为长于上述第1周期的第2周期(比如，800μm)的光图案。如果像这样，将周期短的第1光图案与周期长的第2光图案组合，进行测量，则能获得两个效果，该两个效果为：可增加能测量的高度范围，其作为采用较长的周期的第2光图案的优点，以及能实现分辨率的高精度的测量，其作为采用周期短的第1光图案的优点。其结果是，能在较宽的动态的范围内进行高分辨率的测量，能实现更高精度的测量。

在这里，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，也可形成如下方案，即，像上述实施方式那样，具有两组的相互面对地设置的第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。

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的危险。

对于该情况，也可形成下述的方案，该方案为比如，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，即，两个第1照明装置4A按照相互面对的方式设置，并且两个第2照明装置4B按照相互面对的方式设置。

通过该方案，能尽可能地减小产生仅仅照射第1光图案或第2光图案中的任意一者的区域的比例。其结果是，能进行精度更高的测量。

(h)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，构成光图案的条纹与X轴方向相垂直，并且沿Y轴方向平行地照射的方案。但并不限于此，也可形成比如，光图案的条纹按照与矩形的印刷电路板2或照相机5的摄像视野(检查区域)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。

(i)在上述实施方式中，就沿作为照相机5的摄像方向的基本垂直的方向(Z轴方向)观看的平面(X-Y平面)而观看来说，照明装置4A、4B以印刷电路板2为中心，从平面看等间距地设置于夹持印刷电路板2而相互面对的位置。并不限于此，照明装置4A、4B的设置能按照不产生未照射各光图案的阴影的部分的方式，对应于印刷电路板2的结构等，任意地设定。

标号的说明：

标号1表示基板检查装置；

标号2表示印刷电路板；

标号4A表示第1照明装置；

标号4Aa表示第1光源；

标号4Ab表示第1液晶快门；

标号4B表示第2照明装置；

标号4Ba表示第2光源；

标号4Bb表示第2液晶快门；

标号5表示照相机；

标号6表示控制装置。

Claims (5)

1.一种三维测量装置，其包括：

第1照射机构，该第1照射机构具有发出规定的光的第1光源与第1光栅，该第1光栅将来自该第1光源的光变换为具有条纹状的光强度分布的第1光图案，该第1照射机构能将该第1光图案从第1位置照射到被测量物；

第1光栅控制机构，该第1光栅控制机构控制上述第1光栅的移送或切换，多次地改变从上述第1照射机构照射的上述第1光图案的相位；

第2照射机构，该第2照射机构具有发出规定的光的第2光源与第2光栅，该第2光栅将来自该第2光源的光变换为具有条纹状的光强度分布的第2光图案，该第2照射机构能将该第2光图案从不同于上述第1位置的第2位置照射到被测量物；

第2光栅控制机构，该第2光栅控制机构控制上述第2光栅的移送或切换，多次地改变从上述第2照射机构照射的上述第2光图案的相位；

摄像机构，该摄像机构能对反射光进行摄像，该反射光来自照射了上述第1光图案或第2光图案的上述被测量物；

图像处理机构，该图像处理机构依据多个图像数据通过相移法进行三维测量，该多个图像数据依据相位多次发生变化的上述第1光图案或第2光图案的照射而获得，其特征在于，

进行第1摄像处理或第2摄像处理中的一个摄像处理，上述第1摄像处理为，照射上述相位不同的多个第1光图案而进行的多次摄像处理中的一次，上述第2摄像处理为，照射上述相位不同的多个第2光图案而进行的多次摄像处理中的一次，

在上述第1摄像处理结束的同时，开始进行该第1摄像处理相关的上述第1光栅的移送或切换处理，

能在不等待该第1摄像处理相关的上述第1光栅的移送或切换处理完成的情况下，进行上述第2摄像处理，

在该第2摄像处理结束的同时，能在不等待上述第1摄像处理相关的上述第1光栅的移送或切换处理完成的情况下，开始进行上述第2摄像处理相关的上述第2光栅的移送或切换处理，

上述第1摄像处理相关的上述第1光栅的移送或切换处理完成的同时，能进行下一次的第1摄像处理，

上述第1光栅或上述第2光栅的移送或切换处理所需要的时间比上述第1摄像处理或上述第2摄像处理所需要的时间长。

2.根据权利要求1所述的三维测量装置，其特征在于，能在上述两个摄像处理中的一个摄像处理结束的同时，开始该一个摄像处理相关的上述第1光栅或上述第2光栅的移送或切换处理，并且开始上述两个摄像处理中的另一摄像处理。

3.根据权利要求1所述的三维测量装置，其特征在于，至少在进行上述各摄像处理的期间，将上述摄像机构和上述被测量物的位置关系固定。

4.根据权利要求2所述的三维测量装置，其特征在于，至少在进行上述各摄像处理的期间，将上述摄像机构和上述被测量物的位置关系固定。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的三维测量装置，其特征在于，将上述第1光图案作为第1周期的光图案，并且将上述第2光图案作为与上述第1周期不同的第2周期的光图案。