CN113767263A - 三维测量装置以及三维测量方法 - Google Patents

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Abstract

提供能够实现测量精度的提高等的三维测量装置以及三维测量方法。基板检查装置(10)包括具有照射装置(13)、投影装置(14)以及相机(15)的测量头(12)，首先，从照射装置(13)向印刷基板(1)上的检查范围照射狭缝光，测量该检查范围的高度。接着，基于该检查范围的高度求出该检查范围所包含的各焊膏的测量基准面的高度，并且确定在对焦状态下拍摄各焊膏的高度方向整个区域所需的需要对焦范围。接着，基于各焊膏的需要对焦范围和相机(15)的景深进行测量头(12)的高度位置和在该高度位置作为测量对象的焊膏的关联。然后，使测量头(12)相对于在此确定的规定的高度位置依次移动，对在该高度位置作为测量对象的焊膏(5)执行焊料测量。

Description

三维测量装置以及三维测量方法
技术领域
本发明涉及用于进行印刷基板等的三维测量的三维测量装置以及三维测量方法。
背景技术
通常，在印刷基板上安装电子部件的情况下，首先在配置于印刷基板上的规定的电极图案上印刷焊膏。接着，基于该焊膏的粘性，在印刷基板上临时固定电子部件。之后，将所述印刷基板引导至回流炉，经过规定的回流工序，来进行焊接。近来，需要在向回流炉引导的前一阶段检查焊膏的印刷状态，在该检查时有时使用三维测量装置。
以往，提出了各种对规定的图案光进行投影来进行三维测量的三维测量装置。其中，公知有利用了相移法的三维测量装置。
利用相移法的三维测量装置具备：投影装置，其从斜上方对印刷基板上的规定的检查范围投影具有条纹状的光强度分布的图案光(以下，称为“条纹图案”)；以及拍摄装置，其对该条纹图案的所投影的检查范围进行拍摄。
在该结构下，使投影到印刷基板上的规定的检查范围的条纹图案的相位按照多组(例如4组)移位，并且在相位不同的各条纹图案下进行拍摄，获取与该检查范围涉及的多组图像数据。然后，基于这些多个图像数据，通过相移法进行该检查范围的三维测量。
然而，在印刷基板存在翘曲等的情况下，一部分的检查范围难以收进于拍摄装置的景深内，获取了不对焦的图像数据，因此有可能导致测量精度降低。
对此，近年来，还考虑如下技术：在开始该检查范围所涉及的测量之前，使测量头向高度方向移动来进行调整，以使一体地具备投影装置和拍摄装置的测量头与印刷基板上的规定的检查范围的距离处于规定范围内(例如，参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-198129号公报；
专利文献2：日本特表2014-504721号公报。
发明内容
以往，由于拍摄元件的像素数少而拍摄装置的视野狭窄、印刷于印刷基板的焊膏的高度也仅是运算电路用的低的高度，因此在开始印刷基板上的规定的检查范围涉及的测量之前，若将测量头高度调整1次，则之后不进行高度调整，就能够针对该一个检查范围(拍摄视野)内的所有的焊膏来完成测量。
但是，近年来，拍摄元件的像素数大幅增加，如果是相同的分辨率，则能够进行大范围的拍摄，因此即使在一个检查范围内，也容易受到印刷基板的翘曲等的影响。
并且，由于焊料印刷用金属掩模的半蚀刻技术或分配方式的焊料涂敷技术等的发展，除了运算电路用的高度低的焊膏之外，电源电路、动力电路用的高度高的焊膏被印刷等的车载用的印刷基板等也随着汽车的电动化而增加，有时在一个检查范围内的焊膏的高度会产生较大的差异。
其结果是，有可能难以将一个检查范围内的所有焊膏(从位于最低位置的焊膏到位于最高位置的焊膏的高度范围)收进在拍摄装置的景深内。
即，在一次完成一个检查范围内的全部焊膏的测量的现有结构中，对于一个检查范围内的全部焊膏无法获取对焦的图像数据，测量精度有可能降低。
另外，上述课题不一定限于印刷在印刷基板上的焊膏等的三维测量，在其他的三维测量的领域中也是包含在内的。当然，并不限定于相移法。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够实现测量精度的提高等的三维测量装置以及三维测量方法。
发明内容
以下，对适于解决上述课题的各技术方案分项进行说明。另外，根据需要，对对应的技术方案附加特有的作用效果。
技术方案1.一种三维测量装置，使规定的测量单元(例如测量头)与规定的被测量物(例如印刷基板)上的规定的被测量区域(被测量物的全部区域或者其一部分)对位，针对配置在所述被测量区域内的被测量对象(例如焊膏)，通过规定的三维测量法(例如图案投影法)进行三维测量，所述三维测量装置的特征在于，
所述测量单元包括：
第一照射单元，能够向所述被测量区域照射规定的光(例如狭缝光)，所述规定的光用于进行该被测量区域的高度测量；
第二照射单元，能够向所述被测量区域照射规定的图案光，所述规定的图案光用于进行所述被测量对象的三维测量；以及
拍摄单元，能够对照射了所述规定的光或所述规定的图案光的所述被测量区域进行拍摄，
所述三维测量装置包括：
区域高度获取单元，基于照射所述规定的光并由所述拍摄单元拍摄而得到的图像数据来获取所述被测量区域的高度信息；
基准面高度获取单元，基于所述被测量区域的高度信息来计算该被测量区域所包含的多个所述被测量对象各自的测量基准面的高度信息；
需要对焦范围确定单元，针对所述多个被测量对象分别基于所述测量基准面的高度信息来确定在对焦状态下拍摄该被测量对象的高度方向整个区域所需的需要对焦范围；
关联单元，基于所述多个被测量对象的需要对焦范围和所述拍摄单元的景深来进行所述测量单元(至少所述拍摄单元)的高度位置和在该高度位置作为测量对象的所述被测量对象之间的关联；
高度调整单元，被构成为能够使所述测量单元(至少所述拍摄单元)在高度方向上移动，并能够使所述测量单元(至少所述拍摄单元)相对于通过所述关联而确定的规定的高度位置依次进行定位；以及
三维测量单元，能够在所述测量单元(至少所述拍摄单元)被定位的规定的高度位置基于在从所述第二照射单元照射的所述规定的图案光下由所述拍摄单元拍摄而得到的图像数据，对在该高度位置成为测量对象的所述被测量对象执行三维测量。
根据上述技术方案1，构成为：在执行被测量物上的规定的被测量区域中的被测量对象的三维测量时，进行测量单元(至少拍摄单元)的高度调整。
更详细而言，首先向被测量区域照射规定的光，测量该被测量区域的高度。接着，基于该被测量区域的高度信息求出该被测量区域所包含的各被测量对象的测量基准面的高度，并且确定在对焦状态下拍摄各被测量对象的高度方向整个区域所需的需要对焦范围。
接着，基于各被测量对象的需要对焦范围和拍摄单元的景深来进行测量单元(至少拍摄单元)的高度位置和在该高度位置作为测量对象的被测量对象的关联。然后，使测量单元(至少拍摄单元)相对于在此确定的规定的高度位置依次移动，对在该高度位置成为测量对象的被测量对象执行焊料测量。
通过该结构，能够针对一个被测量区域内的所有被测量对象(从位于最低位置的被测量对象到位于最高位置的被测量对象的高度范围)，使用在适当的对焦状态下拍摄到的图像数据来进行三维测量。其结果，能够实现测量精度的提高等。
技术方案2.在技术方案1所述的三维测量装置中，其特征在于，包括：
次数判定单元，在由所述高度调整单元进行高度调整的前一阶段，在所述测量单元被对位到所述被测量区域时的最初的高度位置执行所述三维测量单元的所述三维测量的情况下，判定在该被测量区域中所需的所述三维测量的次数是否增加，
在所述三维测量的次数不增加的情况下，在所述最初的高度位置执行由所述三维测量单元进行的最初的所述三维测量。
根据上述技术方案2，由于测量单元(至少拍摄单元)向高度方向的移动次数(高度调整次数)减少1次，因此能够缩短一个被测量区域涉及的总测量时间。
技术方案3.在技术方案1或2所述的三维测量装置中，其特征在于，包括：
距离判定单元，在进行所述高度调整单元的高度调整的情况下，判定在距所述测量单元被对位到所述被测量区域时的最初的高度位置的移动距离在所述测量单元向通过所述关联确定的所述测量单元(至少所述拍摄单元)的多个高度位置中的最下位的高度位置移动的情况下和向最上位的高度位置移动的情况下哪一个短，
所述高度调整单元使所述测量单元(至少所述拍摄单元)从所述最初的高度位置向所述最下位的高度位置或者所述最上位的高度位置中的移动距离短的一方移动。
根据上述技术方案3，能够缩短在完成一个被测量区域内的所有被测量对象的测量之前所需的高度方向的总移动距离。其结果，能够缩短一个被测量区域涉及的总测量时间。
技术方案4.在技术方案1至3中任一个所述的三维测量装置中，其特征在于，
所述关联单元对所述多个被测量对象分别进行所述测量单元(至少所述拍摄单元)的高度位置与所述被测量对象的关联，使得包含该被测量对象的需要对焦范围整体的所述景深至少存在一个。
根据上述技术方案4，由于至少一次能够在不分割被测量对象的整个高度方向的情况下同时进行三维测量，因此能够实现测量精度的提高。
技术方案5.一种三维测量方法，使具有规定的照射单元和规定的拍摄单元的规定的测量单元(例如测量头)与规定的被测量物(例如印刷基板)上的规定的被测量区域(被测量物的全部区域或者其一部分)对位，针对配置在所述被测量区域内的被测量对象(例如焊膏)，通过规定的三维测量法(例如图案投影法)进行三维测量，所述三维测量方法的特征在于，包括：
区域高度获取步骤，基于向所述被测量区域照射规定的光(例如狭缝光)并拍摄而得到的图像数据来获取所述被测量区域的高度信息；
基准面高度获取步骤，基于所述被测量区域的高度信息来计算该被测量区域所包含的多个所述被测量对象各自的测量基准面的高度信息；
需要对焦范围确定步骤，针对所述多个被测量对象分别基于所述测量基准面的高度信息来确定在对焦状态下拍摄该被测量对象的高度方向整个区域所需的需要对焦范围；
关联步骤，基于所述多个被测量对象的需要对焦范围和所述拍摄单元的景深来进行所述测量单元(至少所述拍摄单元)的高度位置和在该高度位置作为测量对象的所述被测量对象之间的关联；
高度调整步骤，使所述测量单元(至少所述拍摄单元)在高度方向上移动，并使所述测量单元(至少所述拍摄单元)相对于通过所述关联而确定的规定的高度位置依次进行定位；
三维测量步骤，在所述测量单元(至少所述拍摄单元)被定位的规定的高度位置基于向所述被测量区域照射规定的图案光并拍摄而得到的图像数据，对在该高度位置成为测量对象的所述被测量对象执行三维测量。
根据上述技术方案5，起到与上述技术方案1相同的作用效果。
技术方案6.在技术方案5所述的三维测量方法中，其特征在于，包括：
次数判定步骤，在进行所述高度调整步骤的前一阶段，在所述测量单元被对位到所述被测量区域时的最初的高度位置执行所述三维测量的情况下，判定在该被测量区域中所需的所述三维测量的次数是否增加，
在所述三维测量的次数不增加的情况下，在所述最初的高度位置执行最初的所述三维测量。
根据上述技术方案6，起到与上述技术方案2相同的作用效果。
技术方案7.在权利要求5或6所述的三维测量方法中，其特征在于，包括：
距离判定步骤，在进行所述高度调整步骤的情况下，判定在距所述测量单元被对位到所述被测量区域时的最初的高度位置的移动距离在所述测量单元向通过所述关联确定的所述测量单元(至少所述拍摄单元)的多个高度位置中的最下位的高度位置移动的情况下和向最上位的高度位置移动的情况下哪一个短，
在所述高度调整步骤中，使所述测量单元(至少所述拍摄单元)从所述最初的高度位置向所述最下位的高度位置或者所述最上位的高度位置中的移动距离短的一方移动。
根据上述技术方案7，起到与上述技术方案3相同的作用效果。
技术方案8.在技术方案5至7中任一个所述的三维测量方法，其特征在于，
在所述关联步骤中，对所述多个被测量对象分别进行所述测量单元(至少所述拍摄单元)的高度位置与所述被测量对象的关联，使得包含该被测量对象的需要对焦范围整体的所述景深至少存在一个。
根据上述技术方案8，起到与上述技术方案4相同的作用效果。
另外，作为上述“被测量物”，例如可举出印刷(或涂敷)有焊膏的印刷基板等。即，通过使用上述各技术方案所记载的三维测量装置(三维测量方法)，能够进行在印刷基板上印刷等的焊膏的三维测量。进而，在焊膏的检查中，能够基于该测量值进行焊膏的好坏判定。因此，在该检查中，起到上述作用效果，能够高精度地进行好坏判定。其结果是，能够实现焊料检查中的检查精度的提高。
另外，作为上述“用于进行三维测量的规定的图案光”，可举出具有条纹状(例如正弦波状)的光强度分布的图案光(条纹图案)等。通过照射该图案光，能够进行基于相移法的三维测量。其结果是，能够实现三维测量的测量精度的提高等。
如相移法那样，在基于在相位不同的图案光下拍摄并获取到的多个图像数据的亮度值的差异进行三维测量的结构中，即使亮度值的误差很小，也有可能对测量精度带来很大影响。因此，在利用相移法进行三维测量的结构下，上述各单元的作用效果更加奏效。特别是具有正弦波状的光强度分布的图案光的光强度分布(波形)容易走形，因此要求更高的精度。
利用了相移法的三维测量装置(三维测量方法)中的上述三维测量单元(三维测量步骤)构成为，例如基于使规定的图案光以不同的相位进行多次照射而拍摄到的光强度分布不同的多组图像数据，通过相移法执行被测量对象涉及的三维测量。
附图说明
图1是示出基板检查装置的概略结构的示意图。
图2是印刷基板的局部放大剖视图。
图3是示出印刷基板的概略结构的俯视示意图。
图4是示出基板检查装置的电结构的框图。
图5是示出视野内检查处理的流程图。
图6是示出测量头的高度位置和在该高度位置处作为测量对象的焊膏的对应关系的一例的示意图。
图7是示出测量头的高度位置和在该高度位置处作为测量对象的焊膏的对应关系的一例的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对一个实施方式进行说明。首先，对本实施方式中成为被测量物的印刷基板1的结构进行详细说明(参照图2、3)。图2是印刷基板1的局部放大剖视图。图3是示出印刷基板1的概略结构的俯视示意图。
如图2、3所示，印刷基板1在由玻璃环氧树脂等构成的平板状的基底基板2的表面上形成有由铜箔构成的电极图案3A、焊盘3B。在基底基板2的表面上，在除焊盘3B及其附近的部分涂覆有抗蚀剂膜4。然后，在焊盘3B上印刷(或涂敷)成为被测量对象的焊膏5。
另外，本实施方式涉及的印刷基板1例如是搭载于电动汽车等的车载用印刷基板，其构成为，安装逆变器电路等流过比较大的负载电流的电子部件的功率电路部PA、安装对功率电路PA进行控制的控制电路等流过比较小的信号电流的电子部件的控制电路部PB混合存在。
接着，详细说明构成本实施方式中的三维测量装置的基板检查装置10(参照图1)。图1是示出基板检查装置10的概略结构的示意图。以下，将图1的纸面左右方向设为“X轴方向”，将纸面前后方向设为“Y轴方向”，将纸面上下方向(铅垂方向)设为“Z轴方向”来进行说明。
基板检查装置10是对印刷在印刷基板1上的焊膏5的印刷状态进行检查的焊料印刷检查装置。基板检查装置10具备：运送机构11，进行印刷基板1的运送、定位等；作为测量单元的测量头12，用于进行印刷基板1的测量；以及控制装置40，用于实施运送机构11、测量头12的驱动控制等基板检查装置10内的各种控制、图像处理、运算处理(参照图4)。
运送机构11具备：沿着印刷基板1的运送方向(Y轴方向)配置的一对运送轨道11a；能够相对于各运送轨道11a可旋转地配置的环状的运送带11b；驱动该运送带11b的马达等驱动单元(省略图示)；以及用于将印刷基板1定位在规定位置的卡盘机构(省略图示)，由控制装置40驱动控制。
在上述结构下，运入到基板检查装置10的印刷基板1的与运送方向正交的宽度方向(X轴方向)的两侧缘部分别插入到运送轨道11a，并且载置在运送带11b上。接着，运送带11b开始动作，印刷基板1运送至规定的检查位置。当印刷基板1到达检查位置时，运送带11b停止，并且卡盘机构工作。通过该卡盘机构的动作，运送带11b被推起，成为印刷基板1的两侧缘部被运送带11b和运送轨道11a的上边部夹持的状态。由此，印刷基板1被定位固定在检查位置。当检查结束时，解除卡盘机构的固定，并且运送带11b开始动作。由此，印刷基板1从基板检查装置10运出。当然，运送机构11的结构并不限定于上述方式，也可以采用其他结构。
测量头12配置在印刷基板1的运送路(一对运送轨道11a)的上方。测量头12具备：照射装置13，能够从斜上方对印刷基板1上的规定的检查范围W(参照图3)照射狭缝光(线光)；投影装置14，能够从斜上方对规定的检查范围W投影条纹状的具有光强度分布的图案光(以下，称为“条纹图案”)；作为拍摄单元的相机15，其从正上方拍摄被照射了上述狭缝光的检查范围W或者投影了上述条纹图案的检查范围W；X轴移动机构16(参照图4)，其能够向X轴方向移动；Y轴移动机构17(参照图4)，其能够向Y轴方向移动；以及Z轴移动机构18(参照图4)，其能够向Z轴方向移动，并且测量头12由控制装置40驱动控制。
另外，如图3所示，印刷基板1上的规定的检查范围W与相机15的拍摄视野(拍摄范围)K相匹配，并且是在印刷基板1上预先设定的多个区域(检查范围W1、W2、W3、W4)中的一个区域。因此，检查范围W的大小与相机15的拍摄视野K的大小基本相同。“检查范围W”相当于本实施方式中的“被测量区域”。
控制装置40通过对X轴移动机构16以及Y轴移动机构17进行驱动控制，能够使测量头12(拍摄视野K)向固定定位于检查位置的印刷基板1上的任意的检查范围W的上方位置移动。然后，构成为通过一边使测量头12依次移动到在印刷基板1上设定的多个检查范围W1～W4，一边执行各检查范围W涉及的视野内检查处理，从而执行印刷基板1整个区域涉及的焊料印刷检查。
此外，控制装置40通过对Z轴移动机构18进行驱动控制，能够改变测量头12(相机15)与印刷基板1的相对高度关系。因此，通过Z轴移动机构18以及对其进行驱动控制的控制装置40的功能构成本实施方式中的“高度调整单元”。
照射装置13是公知的装置，因此省略详细的图示，其具备发出规定的光的光源、将来自该光源的光转换为狭缝光的转换部等，并由控制装置40驱动控制。在本实施方式中，构成为能够从斜上方对印刷基板1照射与Y轴方向平行的多行的狭缝光。“照射装置13”构成本实施方式中的“第一照射单元”，“狭缝光”相当于“用于进行高度测量的规定的光”。
如图1所示，投影装置14具备：光源19，其发出规定的光；光栅板20，其将来自该光源19的光转换为条纹图案；作为投影光学系统的投影透镜单元21，其将由该光栅板20生成的条纹图案成像于印刷基板1上；以及压电元件等驱动机构(省略图示)，其使光栅板20滑动位移，使投影于印刷基板1的条纹图案的相位偏移，并且投影装置14由控制装置40进行驱动控制。
投影装置14以其光轴J1与X-Z平面平行且相对于Z轴方向倾斜规定角度α(例如30°)的方式配置。“投影装置14”构成本实施方式中的“第二照射单元”，“条纹图案”相当于“用于进行三维测量的规定的图案光”。
光源19由射出白色光的卤素灯构成。从光源19射出的光在经由未图示的前处理透镜组等而平行光化的状态下沿着光轴J1入射到光栅板20。另外，作为光源19，也可以为代替卤素灯而采用白色LED等其他光源的构成。
光栅板20通过在由规定的透光材料(例如玻璃、丙烯酸树脂等)形成为平板状或膜状的基材上印刷(沉积)未图示的光栅图案而形成。光栅图案构成为透光部和遮光部交替地排列在X-Z平面上，所述透光部在Y轴方向上形成为直线状且以规定的透射率透射光，所述遮光部沿着Y轴方向形成为直线状且遮挡至少一部分光。
投影透镜单元21由一体地具备入射侧透镜以及射出侧透镜的双侧远心透镜(双侧远心光学系统)构成。但是，在图1中，为了简化，将投影透镜单元21图示为一个透镜。
在此，入射侧透镜对从光栅板20射出的光(条纹图案)进行聚光，具有在入射侧光轴J1与主光线平行的远心结构。另外，射出侧透镜用于使透射入射侧透镜的光(条纹图案)的像在印刷基板1上成像，并具有在射出侧光轴J1与主光线平行的远心结构。
另外，在本实施方式所涉及的投影装置14中，光栅板20相对于光轴J1以倾斜的方式进行设定(但是，在图1中简化图示)，以使投影在印刷基板1上的条纹图案在投影范围(在本实施方式中为与拍摄视野K大致相同的范围)整个区域内进行对焦，即针对印刷基板1，光栅板20以及投影透镜单元21的主面满足沙姆(Scheimpflug)条件。
在上述结构下，在投影装置14中，从光源19射出的光入射到光栅板20。然后，透射光栅板20内的光作为条纹图案射出，经由投影透镜单元21投影到印刷基板1上。由此，在本实施方式中，投影与印刷基板1的运送方向(Y轴方向)平行的条纹图案。
另外，通常，通过光栅的光不是完全的平行光，由于透光部和遮光部的边界部的衍射作用等，在投影的条纹图案的“明部”和“暗部”的边界部产生中间灰度区域。因此，投影到印刷基板1的条纹图案成为沿着与印刷基板1的运送方向(Y轴方向)正交的方向(X轴方向)具有正弦波状的光强度分布的图案光。
如图1所示，相机15具有：拍摄元件15a，其具有将多个受光元件二维排列的受光面；以及作为拍摄光学系统的拍摄透镜单元15b，其使拍摄视野K内(投影有条纹图案的印刷基板1的检查范围W)的像成像在该拍摄元件15a，所述相机15的光轴J2沿着与印刷基板1的上表面垂直的铅垂方向(Z轴方向)设定。在本实施方式中，采用CCD区域传感器作为拍摄元件15a。
拍摄透镜单元15b由一体地具备物体侧透镜、孔径光阑、像侧透镜等的双侧远心透镜(双侧远心光学系统)构成。但是，在图1中，为了简化，将拍摄透镜单元15b图示为一个透镜。
这里，物体侧透镜对来自印刷基板1的反射光进行聚光，具有在物体侧光轴J2与主光线平行的远心结构。另外，像侧透镜用于使从物体侧透镜透射孔径光阑后的光成像在拍摄元件15a的受光面上，具有在像侧光轴J2与主光线平行的远心结构。
由相机15拍摄并获取的图像数据随时在该相机15内部变换为数字信号后，以数字信号的形式输入到控制装置40，并存储在后述的图像数据存储装置44中。并且，控制装置40基于该图像数据实施后述的图像处理、运算处理等。
接着，参照图4对控制装置40的电结构进行说明。图4是示出基板检查装置10的电结构的框图。
如图4所示，控制装置40具备：管理基板检查装置10整体的控制的微型计算机41；由键盘、鼠标、触摸面板等构成的作为“输入单元”的输入装置42；具有CRT或液晶等显示画面的作为“显示单元”的显示装置43；用于存储由相机15拍摄并获取的图像数据等的图像数据存储装置44；用于存储基于该图像数据得到的三维测量结果等各种运算结果的运算结果存储装置45；以及用于预先存储格伯(Gerber)数据等各种信息的设定数据存储装置46等。
微型计算机41具备作为运算单元的CPU41a、存储各种程序的ROM41b、暂时存储运算数据、以及输入输出数据等各种数据的RAM41c等，微型计算机41与上述各装置42～46等电连接。并且，具有在与这些各装置42～46等之间进行各种数据或信号的输入输出控制的功能。
在设定数据存储装置46中存储有设定在印刷基板1上的多个检查范围W1～W4、以及与针对这些检查范围的相机15的拍摄视野K的移动顺序相关的信息等。在此，“拍摄视野K的移动顺序”是指针对在印刷基板1上设定的多个检查范围W1～W4，确定以怎样的顺序使相机15的拍摄视野K移动。
另外，印刷基板1所涉及的多个检查范围W(在本实施方式中为W1～W4)以及针对它们的拍摄视野K的移动顺序的设定是基于格伯数据等预先通过规定的程序自动地或者由作业者手动地进行的。
例如，在图3所示的例子中，设定为：以右上方的检查范围W1为起点开始检查，拍摄视野K按照“检查范围W1”→“检查范围W2”→“检查范围W3”→“检查范围W4”的顺序移动，对各检查范围W进行检查，由此检查印刷基板1整个区域。
接着，详细说明由基板检查装置10进行的印刷基板1的检查例程。该检查例程由控制装置40(微型计算机41)执行。
如上所述，当运入到基板检查装置10的印刷基板1被固定定位在规定的检查位置时，控制装置40首先执行印刷基板1的位置检测处理。
更详细而言，控制装置40检测附加在印刷基板1上的定位用标记(省略图示)，基于该检测出的标记的位置信息(坐标)和存储在格伯数据中的标记的位置信息(坐标)来计算印刷基板1的位置信息(倾斜、位置偏移等)。由此，结束印刷基板1的位置检测处理。然后，基于该印刷基板1的位置信息执行对测量头12(相机15)与印刷基板1的相对位置关系的偏差进行校正的校正处理。
之后，控制装置40对X轴移动机构16和Y轴移动机构17进行驱动控制，按照存储在设定数据存储装置46中的检查顺序执行将测量头12向印刷基板1的与第一个检查范围W1对应的位置移动的移动处理。
若测量头12的移动处理完成，相机15的拍摄视野K与印刷基板1上的第一个检查范围W1匹配，则执行该检查范围W1所涉及的视野内检查处理。关于该视野内检查处理的详细情况将后述(关于其他检查范围W2、W3、W4的视野内检查处理也是同样的)。
之后，当印刷基板1上的第一个检查范围W1所涉及的视野内检查处理结束时，按照存储在设定数据存储装置46中的检查顺序开始使测量头12向印刷基板1上的与第二个检查范围W2对应的位置移动的移动处理。
之后同样地，对印刷基板1上的第二～第四个检查范围W2～W4执行视野内检查处理，由此印刷基板1整体涉及的焊料印刷检查结束。
接着，参照图5的流程图详细说明在印刷基板1的各检查范围W中进行的视野内检查处理。该视野内检查处理由控制装置40(微型计算机41)执行。
首先，控制装置40在步骤S1中进行检查范围W的高度测量。这里，通过测量检查范围W中的焊盘3B表面、抗蚀剂膜4表面的高度位置等，来测量检查范围W中的印刷基板1的大致高度位置。步骤S1的处理工序相当于本实施方式中的“区域高度获取工序”，通过执行该处理工序的控制装置40的功能构成“区域高度获取单元”。
具体而言，在本实施方式中，通过公知的光切法(Light-Section Method)进行高度测量。即，一边驱动照射装置13，从斜上方对检查范围W照射相互平行的多行的狭缝光，一边利用相机15对该检查范围W进行拍摄。然后，基于由相机15获取的图像数据，基于三角测量的原理对狭缝光的像进行解析，由此测量检查范围W(印刷基板1)的高度。这里获取的检查范围W的高度信息(高度、翘曲、倾斜等各种信息)存储在运算结果存储装置45中。
接着，在步骤S2中，控制装置40计算成为各焊膏5的测量基准面的各焊盘3B的表面的高度位置。步骤S2涉及的处理工序相当于本实施方式中的“基准面高度获取工序”，通过执行该处理工序的控制装置40的功能构成“基准面高度获取单元”。
具体而言，在本实施方式中，基于在步骤S1中获取的检查范围W的高度信息，参照预先存储在设定数据存储装置46中的格伯数据等各种信息来计算位于检查范围W内的所有焊盘3B的表面的大致高度位置。这里计算出的各焊盘3B的表面的高度信息存储在运算结果存储装置45中。另外，在步骤S2中，由于没有要求严格程度，因此也可以将焊盘3B附近的抗蚀剂膜4表面的高度作为测量基准面的高度来代替。
接着，控制装置40在步骤S3中，针对处于检查范围W内的全部焊膏5分别计算以对焦状态拍摄该焊膏5的高度方向整个区域所需的需要对焦范围。步骤S3涉及的处理工序相当于本实施方式中的“需要对焦范围确定工序”，通过执行该处理工序的控制装置40的功能构成“需要对焦范围确定单元”。
具体而言，首先，将在步骤S2中获取的各焊盘3B的表面的高度位置设定为印刷在该焊盘3B上的焊膏5的需要对焦范围的下限值。接着，将对该下限值加上预先存储在设定数据存储装置46中的合格的焊膏5的高度允许最大值T(参照图6、7)而得到的值设定为各焊膏5的需要对焦范围的上限值。
接着，在步骤S4中，控制装置40进行测量头12的高度位置和在该高度位置处作为测量对象的焊膏5的关联。步骤S5涉及的处理工序相当于本实施方式中的“关联工序”，通过执行该处理工序的控制装置40的功能构成“关联单元”。
详细而言，基于在步骤S3中获取的各焊膏5的需要对焦范围、以及预先存储在设定数据存储装置46中的相机15的景深进行所述关联。
这里，参照图6、图7所示的2个例子对所述关联进行说明。图6、图7是示出测量头12的高度位置和在该高度位置处作为测量对象的焊膏5的关联关系的一例的示意图。
另外，在图6、7中，在假设在规定的检查范围W内存在9个焊膏5(焊膏5A～5I)的情况下，忽视这9个焊膏5A～5I在水平方向(X-Y平面)上的位置关系，并配置在其高度位置。
另外，在图6、7中，“Q0”表示测量头12被对位到检查范围W时的处于“最初的高度位置”时的景深。同样地，“Q1”、“Q2”、“Q3”分别表示测量头12位于Z轴方向上的“第一高度位置”、“第二高度位置”、“第三高度位置”的情况下的景深。
即，在图6、图7所示的例子中，进行所述关联，使得在测量头12处于“第一高度位置”时的景深Q1下，能够在对焦状态下对焊膏5A、5B、5C、5D这四个进行拍摄并测量，在测量头12处于“第二高度位置”时的景深Q2下，能够在对焦状态下对焊膏5E、5F这两个进行拍摄并测量，在测量头12处于“第三高度位置”时的景深Q3下，能够在对焦状态下对焊膏5G、5H、5I这三个进行拍摄并测量。
接着，控制装置40在步骤S5中，参考在步骤S4中进行的所述关联的结果，在当前的测量头12的高度位置、即测量头12被对位到检查范围W时的“最初的高度位置”，执行后述的“焊料测量”(利用了相移法的焊膏5的三维测量)的情况下，判定在该检查范围W中所需的“焊料测量”的次数是否增加。
步骤S5涉及的处理工序相当于本实施方式中的“次数判定工序”，通过执行该处理工序的控制装置40的功能构成“次数判定单元”。
这里作出“肯定判定”的情况下，即在判定为“焊料测量”的次数增加的情况下，转移到步骤S8，在判定为否定的情况下，即在判定为“焊料测量”的次数不增加的情况下，转移到步骤S6。
然后，控制装置40在步骤S6中，在当前的高度位置(最初的高度位置)执行最初的“焊料测量”。
例如，在图6的例子(情形1)中，即使测量头12保持“最初的高度位置”，也处于能够在对焦状态下拍摄并测量焊膏5E、5F的状态。在该情况下，测量头12首先在“最初的高度位置”对存在于“景深Q0”内的焊膏5E、5F执行“焊料测量(该检查范围W中的第一次焊料测量)”。
之后，在图6的例子(情形1)中，例如，测量头12向“第一高度位置”移动而对存在于“景深Q1”内的焊膏5A、5B、5C、5D执行“焊料测量(该检查范围W中的第二次焊料测量)”，之后，测量头12向“第三高度位置”移动而对存在于“景深Q3”内的焊膏5G、5H、5I执行“焊料测量(该检查范围W中的第三次焊料测量)”即可。
即，在图6的例子(情形1)中，能够省略测量头12向“第二高度位置”移动的动作工序，能够使向Z轴方向的移动次数(高度调整次数)减少1次。在这样的情况下，在本实施方式中，在步骤S5中判定为否定(判定为“焊料测量”的次数不增加)。
另一方面，在图7的例子(情形2)中，也是在测量头12保持“最初的高度位置”的状态下，能够在对焦状态下拍摄并测量焊膏5C、5D、5E这三个的状态。
但是，在该情形下，假设测量头12在“最初的高度位置”中对存在于“景深Q0”内的三个焊膏5C、5D、5E执行了“焊料测量(该检查范围W中的第一次焊料测量)”，则之后，例如测量头12必须向“第一高度位置”移动而对存在于“景深Q1”内的焊膏5A、5B执行“焊料测量(该检查范围W中的第二次焊料测量)”，之后，向“第二高度位置”移动而对存在于“景深Q2”内的焊膏5F执行“焊料测量(该检查范围W中的第三次焊料测量)”，进而之后向“第三高度位置”移动而对存在于“景深Q3”内的焊膏5G、5H、5I执行“焊料测量(该检查范围W中的第四次焊料测量)”，所需的“焊料测量”的次数增加到四次。
在这样的情况下，在本实施方式中，在步骤S5中判定为肯定(判定为“焊料测量”的次数增加)。即，通过经过步骤S5的处理工序，例如在图7的例子(情形2)中，测量头12在“最初的高度位置”不执行“景深Q0”涉及的“焊料测量”，例如向“第一高度位置”移动，对存在于“景深Q1”内的焊膏5A、5B、5C、5D执行“焊料测量(该检查范围W中的第一次焊料测量)”，之后，向“第二高度位置”移动，对存在于“景深Q2”内的焊膏5E、5F执行“焊料测量(该检查范围W中的第二次焊料测量)”，并且之后，向“第三高度位置”移动，对存在于“景深Q3”内的焊膏5G、5H、5I执行“焊料测量(该检查范围W中的第三次焊料测量)”，所需的“焊料测量”的次数成为三次。
在接着步骤S6的步骤S7中，控制装置40对检查范围W内的全部焊膏5判定是否完成了“焊料测量”。即，通过测量头12在“最初的高度位置”时针对“景深Q0”内进行的一次“焊料测量”，针对检查范围W内的所有焊膏5判定是否完成了“焊料测量”。
这里作出肯定判定的情况下，即针对检查范围W内的所有焊膏5完成了“焊料测量”的情况下，直接结束本处理。另一方面，在步骤S7中判定为否定的情况下，即关于检查范围W内的所有焊膏5未完成“焊料测量”的情况下，转移到步骤S8。
在步骤S8中，控制装置40为了测量未测量的焊膏5，判定测量头12的高度调整是否需要多次。
这里在作出肯定判定的情况下，即在需要剩余多次测量头12的高度调整的情况下，转移到步骤S11。另一方面，在判定为否定的情况下，即在测量头12的高度调整仅为剩余一次即可的情况下，转移到步骤S9。
在步骤S9中，控制装置40对Z轴移动机构18进行驱动控制，使测量头12向规定的高度位置移动并定位。在接下来的步骤S10中，控制装置40在该高度位置对未测量的焊膏5执行“焊料测量”。然后，结束本处理。关于“焊料测量”的详细情况在后面叙述。
步骤S9(对于后述的步骤S12、S14、S16也是同样)涉及的处理工序相当于本实施方式中的“高度调整工序”，通过执行该处理工序的控制装置40的功能构成“高度调整单元”。另外，步骤S10(关于后述的步骤S13、S15、S17也是同样)涉及的处理工序(焊料测量)相当于本实施方式中的“三维测量工序”，通过执行该处理工序的控制装置40的功能构成“三维测量单元”。
另一方面，在步骤S8中作出肯定判定并转移到的步骤S11中，控制装置40在从当前的测量头12的高度位置、即测量头12被对位到检查范围W时的“最初的高度位置”向通过上述步骤S4的关联而确定的测量头12的多个高度位置中位于最下位的高度位置(最下方高度位置)移动的情况下、和向位于最上位的高度位置(最上方高度位置)移动的情况下，判定向最下方高度位置移动时测量头12的移动距离是否短。
另外，由于相对于通过上述关联而确定的多个高度位置，从最下方高度位置向Z轴方向依次上升的测量头12的移动距离、和从最上方高度位置向Z轴方向依次下降的测量头12的移动距离相同，因此向最下方高度位置或最上方高度位置中的“最初的高度位置”起的移动距离短的一方移动时，对检查范围W内的全部的焊膏5完成“焊料测量”之前，测量头12移动的移动距离的合计(总移动距离)变短。
步骤S11涉及的处理工序相当于本实施方式中的“距离判定工序”，通过执行该处理工序的控制装置40的功能构成“距离判定单元”。
这里，在判定为肯定的情况下，即在判定为向最下方高度位置移动时测量头12的移动距离短的情况下，转移到步骤S12。
并且，控制装置40在步骤S12中，对Z轴移动机构18进行驱动控制，使测量头12向最下方高度位置移动并定位，并且在接下来的步骤S13中，执行最下方高度位置涉及的“焊料测量”。之后，转移到步骤S16。
另一方面，在步骤S11中判定为否定的情况下，即在判定为向最上方高度位置移动时测量头12的移动距离短的情况下，转移到步骤S14。
并且，控制装置40在步骤S14中，对Z轴移动机构18进行驱动控制，使测量头12向最上方高度位置移动并定位，并且在接下来的步骤S15中，执行最上方高度位置涉及的“焊料测量”。之后，转移到步骤S16。
例如，在图6、7的例子(情形1、2)中，两者都是测量头12向更接近“最初的高度位置”的“第一高度位置”移动而对“景深Q1”内执行“焊料测量”。
这里，假设在测量头12向比“最初的高度位置”远的“第三高度位置”移动而先执行了“景深Q3”内涉及的“焊料测量”的情况下，针对在检查范围W内的全部的焊膏5完成“焊料测量”之前，测量头12移动的总移动距离变长。
在步骤S16中，控制装置40对Z轴移动机构18进行驱动控制，使测量头12向与当前的高度位置最近的未测量的高度位置移动并定位，并且在接下来的步骤S17中，执行该高度位置涉及的“焊料测量”。之后，转移到步骤S18。
在步骤S18中，控制装置40对检查范围W内的全部焊膏5判定“焊料测量”是否完成。这里，在作出肯定判定的情况下，即针对检查范围W内的所有焊膏5完成“焊料测量”的情况下，直接结束本处理。
另一方面，在步骤S18中判定为否定的情况下，即关于检查范围W内的所有的焊膏5未完成“焊料测量”的情况下，再次转移到步骤S16，反复进行上述一系列的处理，直到针对检查范围W内的全部的焊膏5完成“焊料测量”为止。
接着，对在上述步骤S10等中进行的“焊料测量(利用了相移法的焊膏5的三维测量)”进行详细说明。
在本实施方式涉及的“焊料测量”中，针对检查范围W，一边使从投影装置14投影的条纹图案的相位变化，一边在相位不同的条纹图案下进行四次拍摄处理，由此获取光强度分布不同的四组图像数据。以下，进行详细说明。
如上所述，控制装置40在规定的检查范围W内完成测量头12的高度调整时，首先使投影装置14的光栅板20滑动移位，将形成于该光栅板20的光栅图案的位置设定为规定的基准位置(例如相位“0°”的位置)。
当光栅板20的定位完成时，控制装置40使投影装置14的光源19发光，投影规定的条纹图案，并且对相机15进行驱动控制，执行该条纹图案下的第一次的拍摄处理。
之后，控制装置40在规定的条纹图案下的第一次的拍摄处理的结束的同时，熄灭光源19，并且使光栅板20滑动移位。具体而言，使形成于光栅板20的光栅图案的位置从上述基准位置向条纹图案的相位错开四分之一间距(90°)的第二位置滑动移位。
当光栅板20的滑动移位完成时，控制装置40使光源19发光，对规定的条纹图案进行投影，并且对相机15进行驱动控制，执行该条纹图案下的第二次的拍摄处理。
以后，通过反复进行同样的处理，在每90°(各四分之一间距)相位不同的条纹图案下获取光强度分布不同的四组图像数据。由此，能够获取使具有正弦波状的光强度分布的条纹图案的相位每次偏移90°而得的四组图像数据。
并且，控制装置40基于如上述那样获取的规定的高度位置涉及的四组图像数据(各坐标的四组亮度值)，通过公知的相移法针对在该高度位置成为测量对象的焊膏5进行三维测量(各坐标的高度测量)。该三维测量结果被存储在运算结果存储装置45中。
这里，对公知的相移法进行说明。上述四组图像数据中的印刷基板1上的规定坐标位置的光强度(亮度)I0、I1、I2、I3分别能够通过下述式(1)、(2)、(3)、(4)表示。
I0＝αsinθ+β…(1)
I1＝αsin(θ+90°)+β＝αcosθ+β…(2)
I2＝αsin(θ+180°)+β＝-αsinθ+β…(3)
I3＝αsin(θ+270°)+β＝-αcosθ+β…(4)
其中，α：增益，β：偏移，θ：条纹图案的相位。
并且，若针对相位θ求解上述式(1)、(2)、(3)、(4)，则能够导出下述式(5)。
θ＝tan-1{(I0-I2)/(I1-I3)}…(5)
通过使用这样算出的相位θ，能够基于三角测量的原理求出印刷基板1上的各坐标(X，Y)中的高度(Z)。
接着，控制装置40基于如上述那样得到的三维测量结果(各坐标中的高度数据)来进行焊膏5的印刷状态的好坏判定处理。具体而言，控制装置40基于如上述那样得到的各焊膏5的测量结果来检测比按照每个焊盘3B(功率电路部PA用的焊盘、控制电路部PB用的焊盘)确定的判定值高出规定长度以上的焊膏5的印刷范围，对该范围内的各部位的高度进行积分，由此计算印刷后的焊膏5的量。
接着，控制装置40将这样求出的各焊膏5的位置、面积、高度或者量等的数据与预先存储在设定数据存储装置46中的基准数据(格伯数据等)进行比较判定，根据该比较结果是否处于允许范围内来判定该焊膏5的印刷状态是否良好。各焊膏5的好坏判定结果被存储在运算结果存储装置45中。
并且，控制装置40针对检查范围W内的全部焊膏5完成“焊料测量(包含好坏判定)”，当该检查范围W所涉及的视野内检查处理结束时，使测量头12向下一个检查范围W移动。之后，通过在印刷基板1上的全部检查范围W1～W4反复进行上述一系列的处理，印刷基板1整体涉及的焊料印刷检查结束。
如以上详述的那样，根据本实施方式，构成为：在执行印刷基板1上的规定的检查范围W中的焊膏5的三维测量(焊料测量)时，进行测量头12的高度调整。
更详细而言，首先，从照射装置13对检查范围W照射狭缝光，测量该检查范围W的高度。接着，基于该检查范围W的高度信息来求出该检查范围W所包含的各焊膏5的成为测量基准面的各焊盘3B的表面的高度，并且确定在对焦状态下拍摄各焊膏5的高度方向整个区域所需的需要对焦范围。
接着，基于各焊膏5的需要对焦范围及相机15的景深，进行测量头12的高度位置和在该高度位置处成为测量对象的焊膏5的关联。然后，使测量头12相对于在此确定的规定的高度位置依次移动，对在该高度位置成为测量对象的焊膏5执行焊料测量。
通过该结构，能够针对一个检查范围W内的全部焊膏5(从处于最低位置的焊膏5到位于最高位置的焊膏5的高度范围)使用在适当的对焦状态下拍摄到的图像数据来进行三维测量。其结果，能够实现测量精度的提高等。
另外，在本实施方式中，在进行测量头12的高度位置与在该高度位置处成为测量对象的焊膏5的关联的工序(步骤S4)中，在图6、7所示的例子中，为以下构成：对于多个焊膏5分别进行关联，使得包含该焊膏5的需要对焦范围整体的相机15的景深至少存在一个。
由此，至少一次能够在不分割焊膏5的整个高度方向的情况下同时进行三维测量(焊料测量)，因此能够实现测量精度的提高。
并且，在上述实施方式中，在测量头12被对位到检查范围W时的“最初的高度位置”执行了“焊料测量”的情况下，判定在该检查范围W中所需的“焊料测量”的次数是否增加(步骤S5)，这里判定为“焊料测量”的次数不增加的情况下，在“最初的高度位置”执行最初的“焊料测量”(步骤S6)。
由此，测量头12向高度方向的移动次数(高度调整次数)减少1次，因此能够缩短一个检查范围W涉及的总测量时间。
此外，在本实施方式中，构成为判定从测量头12被对位到检查范围W时的“最初的高度位置”在需要多次高度调整的情况下(步骤S8)向成为移动目的地的多个高度位置中的最下方高度位置或最上方高度位置中的哪一个移动时测量头12的移动距离变短(步骤S11)，使测量头12向移动距离短的一方移动(步骤S12、S14)。
由此，能够缩短完成一个检查范围W内的全部焊膏5的测量所需的高度方向的总移动距离。其结果，能够缩短一个检查范围W所涉及的总测量时间。
另外，并不限定于上述实施方式的记载内容，例如也可以如下实施。当然，以下未例示的其他应用例、变更例也是当然可以的。
(a)在上述实施方式中，将作为本申请发明的三维测量装置具体化为对印刷于印刷基板1的焊膏5的印刷状态进行检查的基板检查装置(焊料印刷检查装置)10，但不限于此，例如也可以具体化为检查安装于印刷基板上的电子部件等其他对象的装置。当然，也可以为将与基板不同的对象物作为被测量物进行三维测量的结构。
(b)在上述实施方式中，作为被测量区域，构成为与相机15的拍摄视野K匹配地在印刷基板1上设定有四个检查范围W1～W4，但被测量区域的分配并不限定于此。例如也可以将印刷基板1整个区域设定为一个测量区域。
另外，在上述实施方式中，构成为相对于固定在规定位置的印刷基板1上的四个检查范围W1～W4，使测量头12沿XY轴方向依次移动，由此进行印刷基板1整个区域的检查。不限于此，也可以为以下构成：在使测量头12相对于XY轴方向固定的状态下，使印刷基板1向XY轴方向移动，由此进行印刷基板1整个区域的检查。
(c)在上述实施方式中，构成为：在进行基于相移法的三维测量(焊料测量)的基础上，获取条纹图案的相位相差90°的四组图像数据，但相移次数和相移量并不限定于这些。也可以采用能够通过相移法进行三维测量的其他相移次数和相移量。
例如，可以构成为获取相位相差120°(或90°)的三组图像数据来进行三维测量，也可以构成为获取相位相差180°(或90°)的两组图像数据来进行三维测量。
(d)在上述实施方式中，构成为在进行基于相移法的三维测量的基础上，投影具有正弦波状的光强度分布的图案光，但不限于此，例如也可以构成为投影具有矩形波状、三角波状等非正弦波状的光强度分布的图案光。
但是，与对具有非正弦波状的光强度分布的图案光进行投影并进行三维测量相比，对具有正弦波状的光强度分布的图案光进行投影并进行三维测量的测量精度更好。因此，在实现测量精度的提高的方面，优选设为投影具有正弦波状的光强度分布的图案光来进行三维测量的结构。
(e)在上述实施方式中，构成为对印刷基板1投影条纹图案，对焊膏5通过相移法进行三维测量。不限于此，例如也可以构成为利用空间代码法、莫尔条纹法等其他三维测量法(图案投影法)进行三维测量。但是，在对焊膏5等小的被测量对象进行测量的情况下，更优选采用相移法等测量精度高的测量方法。
(f)在上述实施方式中，构成为对印刷基板1照射狭缝光，通过光切法进行检查范围W(印刷基板1)的高度测量，但检查范围W的高度测量方法并不限定于此。
例如，也可以采用以下与光切法不同的其他测量方法：从照射装置13照射激光指示器或者照射条纹的周期比从投影装置14照射的条纹图案(焊膏5的三维测量用的图案光)长(粗)的图案光，来进行高度测量等。
(g)照射三维测量用的图案光的第二照射单元(投影单元)的结构并不限定于上述实施方式。
例如，上述实施方式的投影装置14构成为使用光栅板20作为将来自光源19的光转换为条纹图案的转换单元。代替上述，也可以采用液晶光学快门等作为转换单元的结构。
另外，投影装置14的投影透镜单元21由一体地具备入射侧透镜以及射出侧透镜的双侧远心透镜(双侧远心光学系统)构成。不限于此，作为投影透镜单元21，也可以采用物体侧远心透镜(物体侧远心光学系统)。另外，也可以采用不具有远心结构的构成。
并且，在上述实施方式所涉及的投影装置14中，进行设定以针对印刷基板1，光栅板20以及投影透镜单元21的主面满足沙姆条件。不限于此，根据投影范围整个区域中的条纹图案的对焦状态，也可以不一定设定为满足沙姆条件。
(h)拍摄单元并不限定于上述实施方式的相机15。例如，在上述实施方式中，采用CCD区域传感器作为拍摄元件15a，但不限于此，例如也可以采用CMOS区域传感器等。
另外，拍摄透镜单元15b由双侧远心透镜(双侧远心光学系统)构成。不限于此，作为拍摄透镜单元15b，也可以采用物体侧远心透镜(物体侧远心光学系统)。另外，也可以采用不具有远心结构的构成。
(i)在上述实施方式中，在进行测量头12的高度位置和在该高度位置设为测量对象的焊膏5的关联的工序(步骤S4)中，在图6、7所示的例子中，构成为针对多个焊膏5的每一个，以包含该焊膏5的需要对焦范围整体的相机15的景深至少存在一个的方式进行关联，但关联方法并不限定于此。
例如，也可以为以下构成：对被定位的测量头12的高度位置进行分配，使得相机15的景深与包含检查范围W内的全部焊膏5的高度范围(从处于最低位置的焊膏5的需要对焦范围的下限至位于最高位置的焊膏5的需要对焦范围的上限为止的高度范围)不重叠。
另外，在该结构中，也可能存在在相机15的景深内不包含焊膏5的测量头12的高度位置，因此在该情况下，也可以构成为在该高度位置不使测量头12停止而不实施三维测量(焊料测量)。
另外，在上述结构中，也可能产生通过不同高度位置的三维测量(焊料测量)测量一个焊膏5的高度方向的多个部位的情况，因此在实现抑制测量精度的降低的基础上，上述实施方式所示的方法是优选的。
(j)在上述实施方式中，构成为在测量头12被对位到检查范围W时的“最初的高度位置”执行了“焊料测量”的情况下，判定在该检查范围W中所需的“焊料测量”的次数是否增加(步骤S5)，这里，在判定为“焊料测量”的次数不增加的情况下，在“最初的高度位置”执行最初的“焊料测量”(步骤S6)。
测量头12的移动顺序(测量顺序)并不限定于此。例如，也可以构成为：不进行上述判定处理等(步骤S5、S6)，而是从测量头12被对位到检查范围W时的“最初的高度位置”移动到通过上述关联(步骤S4)而确定的多个高度位置中的最下方高度位置或者最上方高度位置，执行最初的“焊料测量”。
(k)在上述实施方式中，构成为判定在从测量头12被对位到检查范围W时的“最初的高度位置”向在需要多次高度调整的情况下(步骤S8)成为移动目的地的多个高度位置中的最下方高度位置或者最上方高度位置中的哪一个移动而测量头12的移动距离变短(步骤S11)，使测量头12向移动距离短的一方移动(步骤S12、S14)。
测量头12的移动顺序(测量顺序)并不限定于此。例如，也可以构成为：使测量头12向最下方高度位置或者最上方高度位置中的距“最初的高度位置”的移动距离远的一方移动。
(l)在上述实施方式中，被构成为通过Z轴移动机构18使测量头12整体向Z轴方向移动。也可以取而代之，而构成为在测量头12中，相机15被设置成能够相对于照射装置13以及投影装置14相对移动，仅相机15能够向Z轴方向移动。在该情况下，关于上述关联(步骤S4)，也在相机15的高度位置与在该高度位置成为测量对象的焊膏5之间的关系中进行。
符号说明
1…印刷基板、3B…焊盘、4…抗蚀剂膜、5…焊膏、10…基板检查装置、12…测量头、13…照射装置、14…投影装置、15…相机、15a…拍摄元件、18…Z轴移动机构、40…控制装置、44…图像数据存储装置、45…运算结果存储装置、46…设定数据存储装置、K…拍摄视野、Q0～Q3…景深、W(W1～W4)…检查范围。

Claims (8)

1.一种三维测量装置，使规定的测量单元与规定的被测量物上的规定的被测量区域对位，针对配置在所述被测量区域内的被测量对象，通过规定的三维测量法进行三维测量，所述三维测量装置的特征在于，
所述测量单元包括：
第一照射单元，能够向所述被测量区域照射规定的光，所述规定的光用于进行该被测量区域的高度测量；
第二照射单元，能够向所述被测量区域照射规定的图案光，所述规定的图案光用于进行所述被测量对象的三维测量；以及
拍摄单元，能够对照射了所述规定的光或所述规定的图案光的所述被测量区域进行拍摄，
所述三维测量装置包括：
区域高度获取单元，基于照射所述规定的光并由所述拍摄单元拍摄而得到的图像数据来获取所述被测量区域的高度信息；
基准面高度获取单元，基于所述被测量区域的高度信息来计算该被测量区域所包含的多个所述被测量对象各自的测量基准面的高度信息；
需要对焦范围确定单元，针对所述多个被测量对象分别基于所述测量基准面的高度信息来确定在对焦状态下拍摄该被测量对象的高度方向整个区域所需的需要对焦范围；
关联单元，基于所述多个被测量对象的需要对焦范围和所述拍摄单元的景深来进行所述测量单元的高度位置和在该高度位置作为测量对象的所述被测量对象之间的关联；
高度调整单元，被构成为能够使所述测量单元在高度方向上移动，并能够使所述测量单元相对于通过所述关联而确定的规定的高度位置依次进行定位；以及
三维测量单元，能够在所述测量单元被定位的规定的高度位置基于在从所述第二照射单元照射的所述规定的图案光下由所述拍摄单元拍摄而得到的图像数据，对在该高度位置成为测量对象的所述被测量对象执行三维测量。
2.如权利要求1所述的三维测量装置，其特征在于，包括：
次数判定单元，在由所述高度调整单元进行高度调整的前一阶段，在所述测量单元被对位到所述被测量区域时的最初的高度位置执行所述三维测量单元的所述三维测量的情况下，判定在该被测量区域中所需的所述三维测量的次数是否增加，
在所述三维测量的次数不增加的情况下，在所述最初的高度位置执行由所述三维测量单元进行的最初的所述三维测量。
3.如权利要求1或2所述的三维测量装置，其特征在于，包括：
距离判定单元，在进行所述高度调整单元的高度调整的情况下，判定在距所述测量单元被对位到所述被测量区域时的最初的高度位置的移动距离在所述测量单元向通过所述关联确定的所述测量单元的多个高度位置中的最下位的高度位置移动的情况下和向最上位的高度位置移动的情况下哪一个短，
所述高度调整单元使所述测量单元从所述最初的高度位置向所述最下位的高度位置或者所述最上位的高度位置中的移动距离短的一方移动。
4.如权利要求1至3中任一项所述的三维测量装置，其特征在于，
所述关联单元对所述多个被测量对象分别进行所述测量单元的高度位置与所述被测量对象的关联，使得包含该被测量对象的需要对焦范围整体的所述景深至少存在一个。
5.一种三维测量方法，使具有规定的照射单元和规定的拍摄单元的规定的测量单元与规定的被测量物上的规定的被测量区域对位，针对配置在所述被测量区域内的被测量对象，通过规定的三维测量法进行三维测量，所述三维测量方法的特征在于，包括：
区域高度获取步骤，基于向所述被测量区域照射规定的光并拍摄而得到的图像数据来获取所述被测量区域的高度信息；
基准面高度获取步骤，基于所述被测量区域的高度信息来计算该被测量区域所包含的多个所述被测量对象各自的测量基准面的高度信息；
需要对焦范围确定步骤，针对所述多个被测量对象分别基于所述测量基准面的高度信息来确定在对焦状态下拍摄该被测量对象的高度方向整个区域所需的需要对焦范围；
关联步骤，基于所述多个被测量对象的需要对焦范围和所述拍摄单元的景深来进行所述测量单元的高度位置和在该高度位置作为测量对象的所述被测量对象之间的关联；
高度调整步骤，使所述测量单元在高度方向上移动，并使所述测量单元相对于通过所述关联而确定的规定的高度位置依次进行定位；
三维测量步骤，在所述测量单元被定位的规定的高度位置基于向所述被测量区域照射规定的图案光并拍摄而得到的图像数据，对在该高度位置成为测量对象的所述被测量对象执行三维测量。
6.如权利要求5所述的三维测量方法，其特征在于，包括：
次数判定步骤，在进行所述高度调整步骤的前一阶段，在所述测量单元被对位到所述被测量区域时的最初的高度位置执行所述三维测量的情况下，判定在该被测量区域中所需的所述三维测量的次数是否增加，
在所述三维测量的次数不增加的情况下，在所述最初的高度位置执行最初的所述三维测量。
7.如权利要求5或6所述的三维测量方法，其特征在于，包括：
距离判定步骤，在进行所述高度调整步骤的情况下，判定在距所述测量单元被对位到所述被测量区域时的最初的高度位置的移动距离在所述测量单元向通过所述关联确定的所述测量单元的多个高度位置中的最下位的高度位置移动的情况下和向最上位的高度位置移动的情况下哪一个短，
在所述高度调整步骤中，使所述测量单元从所述最初的高度位置向所述最下位的高度位置或者所述最上位的高度位置中的移动距离短的一方移动。
8.如权利要求5至7中任一项所述的三维测量方法，其特征在于，
在所述关联步骤中，
对所述多个被测量对象分别进行所述测量单元的高度位置与所述被测量对象的关联，使得包含该被测量对象的需要对焦范围整体的所述景深至少存在一个。
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