JP2013167464A - 三次元計測装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板検査装置は、プリント基板に対し縞状の光パターンを照射する照射装置と、これを撮像するカメラと、撮像された画像データを基に三次元計測を行う制御装置とを備えている。照射装置は、光を発する光源と、この光を縞状の光パターンに変換する液晶格子4bとを備えている。液晶格子4bは、一対のガラス基板31,32間に液晶層が形成されると共に、一方のガラス基板31に配置された共通電極33と、他方のガラス基板32上に複数並設された帯状電極34とを備えている。そして、帯状電極34を6本ずつのグループに分けて、各グループの帯状電極34a等同士がそれぞれ並列接続されると共に、当該並列接続された帯状電極34a群等がそれぞれ同一のスイッチング素子36a〜36fに接続され、当該スイッチング素子36a〜36fによりそれぞれ制御される。
【選択図】 図1
Description
[但し、e:直流光ノイズ(オフセット成分)、f:正弦波のコントラスト(反射率)、φ:その画素における正弦波の位相角]
ここで、上記格子を切替制御することにより、光パターンの位相を例えば4段階(φ+0、φ+π/2、φ+π、φ+3π/2)に変化させ、これらに対応する強度分布I0、I1、I2、I3をもつ画像を取り込み、下記式(2)に基づいて位相角φを求める。
そして、この位相角φを用いて、三角測量の原理に基づき、プリント基板(クリームハンダ)上の所定座標位置(X,Y)における高さ(Z)が算出される。これにより、計測対象の三次元形状が計測される。
そして、高さZは、下式(4)に従って導き出される。
[但し、Lh:照明装置90の基準面からの高さ、Lpc:カメラ91と照明装置90とのX軸方向の距離、Xh:計測対象点hのX座標。]
しかしながら、上記液晶格子では、各帯状電極に接続された各トランジスタの特性(オフセットやゲイン等)のばらつきにより、上記各帯状電極に印加される電圧にもばらつきが生じるため、同じ「明部」や「暗部」であっても、各帯状電極に対応する各ラインごとに光透過率(輝度レベル)がばらつくこととなる〔図15(a)参照〕。その結果、被計測物上に照射される光パターンも正弦波状の理想的な光強度分布とならず〔図15(b)参照〕、三次元計測結果に誤差が生じるおそれがある。尚、図15では、光パターンの一周期を6ライン(6本の帯状電極)により構成した場合を例示している。
前記光パターンの照射された前記被計測物からの反射光を撮像可能な撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像データを基に三次元計測を行う画像処理手段とを備え、
前記液晶格子は、
互いに対向して配置された一対の透明基板と、
前記両透明基板間に設けられた液晶層と、
前記一対の透明基板のうちの一方に設けられた共通電極と、
前記一対の透明基板のうちの他方に設けられると共に、所定間隔をあけて互いに平行となるよう配列された複数の帯状電極とを備え、
前記共通電極と前記帯状電極との間に印加される電圧を制御することにより、前記液晶層の透過率を変化させる構成であって、
前記複数の帯状電極を、n個(nは2以上の自然数)の帯状電極を1組とした複数の帯状電極組に区分けすると共に、
前記各組における配列順序がi番目(1≦i≦nの自然数)の帯状電極同士を並列接続し、
前記並列接続されたn個の帯状電極群にそれぞれ接続され、当該帯状電極群に印加される電圧を制御するn個のスイッチング素子を備え、
前記複数の帯状電極組を並列駆動するようにしたことを特徴とする三次元計測装置。
前記画像処理手段は、複数通りに位相変化させた前記光パターンの照射に基づき取得した複数通りの画像データを基に位相シフト法により三次元計測を行うことを特徴とする手段1に記載の三次元計測装置。
Claims (3)
- 所定の光を発する光源、及び、当該光源からの光を縞状の光強度分布を有する光パターンに変換する液晶格子を有し、当該光パターンを少なくとも被計測物に対し照射可能な照射手段と、
前記光パターンの照射された前記被計測物からの反射光を撮像可能な撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像データを基に三次元計測を行う画像処理手段とを備え、
前記液晶格子は、
互いに対向して配置された一対の透明基板と、
前記両透明基板間に設けられた液晶層と、
前記一対の透明基板のうちの一方に設けられた共通電極と、
前記一対の透明基板のうちの他方に設けられると共に、所定間隔をあけて互いに平行となるよう配列された複数の帯状電極とを備え、
前記共通電極と前記帯状電極との間に印加される電圧を制御することにより、前記液晶層の透過率を変化させる構成であって、
前記複数の帯状電極を、n個(nは2以上の自然数)の帯状電極を1組とした複数の帯状電極組に区分けすると共に、
前記各組における配列順序がi番目(1≦i≦nの自然数)の帯状電極同士を並列接続し、
前記並列接続されたn個の帯状電極群にそれぞれ接続され、当該帯状電極群に印加される電圧を制御するn個のスイッチング素子を備え、
前記複数の帯状電極組を並列駆動するようにしたことを特徴とする三次元計測装置。 - 前記格子の切替を制御し、前記照射手段から照射する正弦波状の光強度分布を有する光パターンの位相を複数通りに変化させる格子制御手段を備え、
前記画像処理手段は、複数通りに位相変化させた前記光パターンの照射に基づき取得した複数通りの画像データを基に位相シフト法により三次元計測を行うことを特徴とする請求項1に記載の三次元計測装置。 - 前記帯状電極組は、12個の帯状電極からなることを特徴とする請求項2に記載の三次元計測装置。
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