JP3878023B2 - 三次元計測装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定対象物の三次元形状等を位相シフト法を用いて計測する三次元計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プリント基板上に電子部品を実装する場合、まずプリント基板上に配設された所定の電極パターン上にクリームハンダが印刷される。次に、該クリームハンダの粘性に基づいてプリント基板上に電子部品が仮止めされる。その後、前記プリント基板がリフロー炉へ導かれ、所定のリフロー工程を経ることでハンダ付けが行われる。昨今では、リフロー炉に導かれる前段階においてクリームハンダの印刷状態を検査する必要があり、かかる検査に際して三次元計測装置が用いられることがある。
【０００３】
近年、光を用いたいわゆる非接触式の三次元計測装置が種々提案されており、中でも位相シフト法を用いた三次元計測装置に関する技術が提案されている（特開平１１−２１１４４３号公報、特許第２７１１０４２号等）。
【０００４】
上記技術における三次元計測装置においては、ＣＣＤカメラが用いられる。すなわち、光源と正弦波パターンのフィルタとの組み合わせからなる照射手段により、縞状の光強度分布を有する光パターンを測定物体（この場合プリント基板）に照射する。そして、基板上の点を真上に配置したＣＣＤカメラを用いて観測する。この場合、画面上の点Ｐの光の強度Ｉは下式で与えられる。
【０００５】
Ｉ＝ｅ＋ｆ・ｃｏｓφ ［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：物体の凹凸により与えられる位相］
このとき、光パターンを移動させて、位相を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、下記式に基づいて位置情報θを求める。
【０００６】
θ＝ａｒｃｔａｎ｛（Ｉ３−Ｉ１）／（Ｉ０−Ｉ２）｝
この位置情報θを用いて、プリント基板（クリームハンダ）上の点Ｐの３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が求められ、もってクリームハンダの三次元形状、特に高さが計測される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記技術における三次元計測装置においては、位相を４段階に変化させ、各段階に対応する強度分布をもつ４通りの画像を取得する必要がある。つまり、位相を変化させる度に撮像を行わなければならず、結果として１つのポイントに関し撮像を４回行う必要がある。このため、撮像に時間を要することとなり、ひいては、計測開始から終了までの時間が長いものとなってしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、計測対象物の三次元形状を位相シフト法を用いて計測するに際し、計測に要する時間の短縮を図ることの可能な三次元計測装置を提供することを主たる目的の一つとしている。
【０００９】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成し得る特徴的手段について以下に説明する。また、各手段につき、特徴的な作用及び効果を必要に応じて記載する。
【００１０】
手段１．計測対象物及びその周囲の非計測対象物に対し、略均一に照射可能な均一光照明と、少なくとも前記計測対象物に対し、縞状の光強度分布を有するとともに、互いに異なる波長成分を有し、互いに相対位相関係の異なる少なくとも２つの光成分パターンを同時に照射可能な照射手段と、前記均一光の照射された計測対象物及びその周囲の非計測対象物からの反射光を撮像可能、かつ、少なくとも前記光成分パターンの照射された計測対象物からの反射光を各光成分毎に分離して撮像可能な撮像手段と、前記撮像手段にて撮像された均一光による画像データに基づき、前記計測対象物の存在する領域を抽出する領域抽出手段と、前記撮像手段にて光成分毎に撮像された少なくとも２通りの画像データに基づき、少なくとも前記領域抽出手段にて存在領域の抽出された計測対象物の所定の高さを演算する演算手段とを備えたことを特徴とする三次元計測装置。
【００１１】
手段１によれば、計測対象物及びその周囲の非計測対象物に対し、均一光照明によって、略均一光が照射される。そして、前記略均一光の照射された計測対象物及びその周囲の非計測対象物からの反射光が、撮像手段によって撮像されることで、画像データが得られる。該画像データに基づき、領域抽出手段によって、計測対象物の存在する領域が抽出される。この場合、計測対象物と非計測対象物との反射の程度の相違により、計測対象物の領域を確実に特定することができる。また、少なくとも計測対象物に対し、照射手段によって、少なくとも２つの光成分パターンが同時に照射される。ここで、各光成分パターンは、縞状の光強度分布を有するとともに、互いに異なる波長成分を有し、互いに相対位相関係が異なっている。そして、光成分パターンの照射された計測対象物からの反射光が、撮像手段によって各光成分毎に分離されて撮像される。さらに、前記異なる相対位相関係下において撮像手段にて撮像された少なくとも２通りの画像データに基づき、演算手段では、少なくとも前記計測対象物の所定の高さが演算される。従って、相対位相関係を異ならせる毎に撮像を行う必要があった従来技術とは異なり、各光成分毎に、異なる相対位相関係下毎に、まとめて撮像を行うことができる。このため、１つのポイントに関し照射及び撮像に要する時間が著しく短縮が図られることとなり、もって、計測に要する時間の飛躍的な短縮を図ることができる。併せて、演算に際しては、既に計測対象物の領域が抽出、特定されている。従って、非計測対象物を考慮した補正演算等を行う必要がない。その結果、演算の簡素化や、補正のための設備の大型化、複雑化の防止等を図ることができる。
【００１２】
手段２．前記均一光照明は、白色光を照射可能な白色光照明であることを特徴とする手段１に記載の三次元計測装置。
【００１３】
手段２によれば、白色光照明を用いることにより、計測対象物と非計測対象物とに異なる着色がされていれば、反射光の相違が、輝度だけでなく、色差についても表れやすい。従って、領域抽出手段によって計測対象物の存在する領域を抽出する際に、計測対象物と非計測対象物との反射光の輝度の相違によっても、色差の相違によっても、計測対象物の領域を確実に特定することができる。
【００１４】
手段３．計測対象物及びその周囲の非計測対象物に対し、白色光を照射可能な白色光照明と、少なくとも前記計測対象物に対し、縞状の光強度分布を有するとともに、互いに異なる波長成分を有し、互いに相対位相関係の異なる少なくとも３つの光成分パターンを同時に照射可能な照射手段と、前記白色光の照射された計測対象物及びその周囲の非計測対象物からの反射光を撮像可能、かつ、少なくとも前記光成分パターンの照射された計測対象物からの反射光を各光成分毎に分離して撮像可能な撮像手段と、前記撮像手段にて撮像された白色光による画像データに基づき、前記計測対象物の存在する領域を抽出する領域抽出手段と、前記撮像手段にて光成分毎に撮像された少なくとも３通りの画像データに基づき、位相シフト法により少なくとも前記領域抽出手段にて存在領域の抽出された計測対象物の所定の高さを演算する演算手段とを備えたことを特徴とする三次元計測装置。
【００１５】
手段３によれば、計測対象物及びその周囲の非計測対象物に対し、白色光照明によって、白色光が照射される。そして、前記白色光の照射された計測対象物及びその周囲の非計測対象物からの反射光が、撮像手段によって撮像されることで、画像データが得られる。該画像データに基づき、領域抽出手段によって、計測対象物の存在する領域が抽出される。この場合、計測対象物と非計測対象物との反射の程度の相違により、計測対象物の領域を確実に特定することができる。また、少なくとも計測対象物に対し、照射手段によって、複数の光成分パターンが同時に照射される。ここで、各光成分パターンは、縞状の光強度分布を有するとともに、互いに異なる波長成分を有し、互いに相対位相関係が異なっている。そして、光成分パターンの照射された計測対象物からの反射光が、撮像手段によって各光成分毎に分離されて撮像される。さらに、前記異なる相対位相関係下において撮像手段にて撮像された複数通りの画像データに基づき、演算手段では、位相シフト法により少なくとも前記計測対象物の所定の高さが演算される。従って、相対位相関係を異ならせる毎に撮像を行う必要があった従来技術とは異なり、各光成分毎に、異なる相対位相関係下毎に、まとめて撮像を行うことができる。このため、１つのポイントに関し照射及び撮像に要する時間が著しく短縮が図られることとなり、もって、計測に要する時間の飛躍的な短縮を図ることができる。併せて、演算に際しては、既に計測対象物の領域が抽出、特定されている。従って、非計測対象物を考慮した補正演算等を行う必要がない。その結果、演算の簡素化や、補正のための設備の大型化、複雑化の防止等を図ることができる。
【００１６】
手段４．前記領域抽出手段は、前記計測対象物と前記非計測対象物との輝度の差に基づいて、前記計測対象物の存在する領域を抽出することを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の三次元計測装置。
【００１７】
手段４によれば、計測対象物の存在する領域が、領域抽出手段によって、画像データから計測対象物と非計測対象物との輝度の差に基づいて抽出される。このため、計測対象物や非計測対象物の表面の色に関わらず、輝度を比較するだけの比較的容易な処理によって、領域を抽出することができる。
【００１８】
手段５．前記白色光照明による前記計測対象物及び前記非計測対象物への照射方向は、前記撮像手段による前記計測対象物及び前記非計測対象物の撮像方向と角度が異なることを特徴とする手段４に記載の三次元計測装置。
【００１９】
手段５によれば、計測対象物及び非計測対象物に対する照射方向と撮像方向とで角度が異なる。従って、照射された白色光の反射角度が、照射されたものの表面状態等によって異なることとなる。このため、撮像手段で撮像される反射光の輝度が、計測対象物と非計測対象物とで異なることを利用して、より確実に計測対象物の存在する領域を抽出することができる。
【００２０】
手段６．前記領域抽出手段は、前記計測対象物と非計測対象物との色差に基づいて、前記計測対象物の存在する領域を抽出することを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の三次元計測装置。
【００２１】
手段６によれば、計測対象物の存在する領域が、領域抽出手段によって、画像データから計測対象物と非計測対象物との色差に基づいて抽出される。このため、計測対象物や非計測対象物の表面の色を比較するだけの比較的容易な処理によって、領域を抽出することができる。
【００２２】
手段７．前記照射手段は、少なくとも３つの光成分パターンを同時に照射可能であり、前記演算手段は、３通りの画像データに基づいて演算するものであって、前記互いに異なる相対位相関係をそれぞれα，０，βとしたとき、前記演算手段は、前記３通りの画像データから得られる計測部の輝度をそれぞれ同一振幅及び同一オフセット成分に換算したＶ０，Ｖ１，Ｖ２、及び、下記式（１）により位置情報θを求め、該位置情報θに基づき前記所定の高さを演算するものであることを特徴とする手段１乃至６のいずれかに記載の三次元計測装置。
【００２３】
【数２】

【００２４】
手段７のように、さほど複雑でない数式に基づいて位置情報θを求めることができ、該位置情報θに基づき前記所定の高さを演算することができる。そのため、３通りの画像データに基づいて計測対象物の所定の高さを求めるに際し、演算が複雑になってしまうことによる遅延が生じない。
【００２５】
手段８．前記互いに異なる波長成分を有する３つの光成分パターンは、それぞれ、赤色、緑色、青色の光成分パターンであることを特徴とする手段７に記載の三次元計測装置。
【００２６】
手段８によれば、波長域がオーバーラップしにくく、撮像手段において各光成分毎に比較的容易に分離できる。しかも、比較的容易に照射手段を構成することができる。
【００２７】
手段９．前記照射手段は、光源からの光を、所定の波長成分について縞状に遮光するとともに残りの波長成分について透光を許容するフィルタ格子縞板を用いて、互いに相対位相関係の異なる各光成分パターンを同時に透光可能なフィルタ格子縞板機構を備えていることを特徴とする手段１乃至８のいずれかに記載の三次元計測装置。
【００２８】
手段９によれば、フィルタ格子縞板によって、所定の波長成分が縞状に遮光され、残りの波長成分が透光を許容される。このため、例えば複数のフィルタ格子縞板を組み合わせた場合には、各光成分のみが縞状に透光を許容される。また、縞状に透光された光成分は正弦波に近いパターンを形成し、該光成分パターンは、互いに相対位相関係が異なっている。従って、演算手段による計測対象物の所定の高さの演算がより正確に行われる。
【００２９】
手段１０．前記照射手段は、フィルタ格子縞板を備えており、
前記フィルタ格子縞板は、１枚の板によって構成され、光源からの光をそれぞれ所定の波長成分のみについて透光する領域が縞状に配列され、互いに相対位相関係の異なる各光成分パターンを同時に透光可能であることを特徴とする手段１乃至９のいずれかに記載の三次元計測装置。
【００３０】
手段１０によれば、フィルタ格子縞板によって、所定の波長成分が縞状に透光される。このため、縞状に透光された所定の波長成分は、互いに相対位相関係が異なる正弦波に近い光成分パターンを形成する。従って、演算手段による計測対象物の所定の高さの演算がより正確に行われる。また、フィルタ格子縞板が１枚の板で構成されているため、照明手段を比較的容易に設計でき、コンパクト化、及び、コストの低減を図ることができる。
【００３１】
手段１１．前記照射手段は、３つの光成分パターンを同時に照射可能であり、前記フィルタ格子縞板は、互いに波長成分の異なる第１、第２、第３の波長成分について、第１の波長成分のみを透光する第１の領域と、第１及び第２の波長成分のみを透光する第２の領域と、第２及び第３の波長成分のみを透光する第３の領域と、第３の波長成分のみを透光する第４の領域とを順に縞状に配列した構成であることを特徴とする手段１０に記載の三次元計測装置。
【００３２】
手段１１によれば、フィルタ格子縞板によって、各波長成分が、透光可能な縞状の領域が交互に繰り返される。このため、４種類の領域を構成するだけで、各波長成分毎に、互いに相対位相関係が異なる正弦波に近い光成分パターンを確実に形成できる。尚、互いに相対位相関係が異なる正弦波に近い光成分パターンを形成できれば、４種類以上の領域を構成するようにしてもよい。
【００３３】
手段１２．前記第１の領域は赤、前記第２の領域は黄、前記第３の領域はシアン、前記第４の領域は青に色分けされていることを特徴とする手段１１に記載の三次元計測装置。
【００３４】
手段１２によれば、フィルタ格子縞板が、赤、黄、シアン、青の順に縞状に配列されている。このため、互いに異なる波長成分を有する３つの光成分パターンとして赤色、緑色、青色を透光できる。従って、波長域がオーバーラップしにくく、撮像手段において各光成分毎に比較的容易に分離できる。しかも、比較的容易に照射手段を構成することができる。
【００３５】
手段１３．計測対象物及びその周囲の非計測対象物に対し、略均一な均一波長成分を有する光と、少なくとも縞状の光強度分布を有するとともに、互いに相対位相関係の異なる複数の所定波長成分を有する光成分パターンとを同時に照射可能な照射手段と、前記照射手段から照射された計測対象物からの反射光を、前記均一波長成分、及び、前記複数の所定波長成分の各光成分毎に分離して撮像可能な撮像手段と、前記撮像手段にて撮像された均一波長成分に対応する画像データに基づき、前記計測対象物の存在する領域を抽出する領域抽出手段と、前記撮像手段にて分離撮像された複数の所定波長成分に対応する画像データに基づき、少なくとも前記領域抽出手段にて存在領域の抽出された計測対象物の所定の高さを演算する演算手段とを備えたことを特徴とする三次元計測装置。
【００３６】
手段１３によれば、計測対象物に対し、照射手段によって、略均一な均一波長成分を有する光と、少なくとも縞状の光強度分布を有するとともに、互いに相対位相関係の異なる複数の所定波長成分を有する光成分パターンとが、同時に照射される。このため、１つの照射手段のみで、各光成分を照射可能でき、別途の照明を設けることによる装置の大型化を防止できる。また、撮像手段によって、均一波長成分、及び、複数の所定波長成分が各光成分毎に分離して撮像され、１回の撮像のみで各画像データが同時に得られる。そして、均一波長成分の画像データに基づき、領域抽出手段によって、計測対象物の存在する領域が抽出される。この場合、計測対象物と非計測対象物との反射の程度の相違により、計測対象物の領域を確実に特定することができる。前記撮像手段にて分離撮像された複数の所定波長成分に対応する画像データに基づき、演算手段では、少なくとも前記計測対象物の所定の高さが演算される。従って、相対位相関係を異ならせる毎に撮像を行う必要があった従来技術とは異なり、各光成分毎に、異なる相対位相関係下毎に、まとめて撮像を行うことができる。このため、１つのポイントに関し１回の照射及び撮像で、必要な画像データを得ることができる。従って、１つのポイントに要する時間が著しく短縮が図られることとなり、もって、計測に要する時間の飛躍的な短縮を図ることができる。併せて、演算に際しては、既に計測対象物の領域が抽出、特定されている。従って、非計測対象物を考慮した補正演算等を行う必要がない。その結果、演算の簡素化や、補正のための設備の大型化、複雑化の防止等を図ることができる。
【００３７】
手段１４．前記均一波長成分の波長領域と前記複数の所定波長成分の波長領域とが異なることを特徴とする手段１３に記載の三次元計測装置。
【００３８】
手段１４によれば、前記均一波長成分の波長領域と前記複数の所定波長成分の波長領域とが異なるため、均一波長成分、及び、複数の所定波長成分が各光成分毎に確実に分離して撮像できる。
【００３９】
手段１５．前記光成分パターンは、略正弦波状の光強度分布を有することを特徴とする手段１乃至１４のいずれかに記載の三次元計測装置。
【００４０】
手段１５によれば、光成分パターンは、略正弦波状の光強度分布を有するため、より一層の計測精度の向上を図ることができる。
【００４１】
手段１６．前記計測対象物の高さの基準となる基準面の高さを測定する基準高さ測定手段を設けたことを特徴とする手段１乃至１５のいずれかに記載の三次元計測装置。
【００４２】
手段１６によれば、基準高さ測定手段によって、計測対象物の高さの基準となる基準面の高さが測定される。このため、３次元計測装置に対する計測対象物の高さ位置関係だけでなく、計測対象物自体の高さ（厚み）を測定することができる。
【００４３】
手段１７．前記計測対象物がプリント基板上に印刷されたクリームハンダであり、該クリームハンダの領域、高さから印刷状態の良否を判定する判定手段を設けたことを特徴とする手段１乃至１６のいずれかに記載の三次元計測装置。
【００４４】
手段１７によれば、プリント基板上に印刷されたクリームハンダの領域と高さが計測され、その計測値に基づいて良否判定が行われる。このため、クリームハンダの計測に際して上記各作用効果が奏され、しかも精度よく良否判定を行うことができる。
【００４５】
手段１８．前記計測対象物がプリント基板上に設けられたハンダバンプであり、該ハンダバンプの領域、高さからハンダバンプの形状の良否を判定する判定手段を設けたことを特徴とする手段１乃至１６のいずれかに記載の三次元計測装置。
【００４６】
手段１８によれば、プリント基板上に設けられたハンダバンプの領域と高さが計測され、その計測値に基づいて良否判定が行われる。このため、ハンダバンプの計測に際して上記各作用効果が奏され、しかも精度よく良否判定を行うことができる。
【００４７】
手段１９．三次元計測装置に用いられるフィルタ格子縞板であって、１枚の板状体からなり、光源からの光を、所定の波長成分について縞状に遮光するとともに残りの波長成分について透光を許容し、互いに相対位相関係の異なる少なくとも２つの光成分パターンを同時に透光可能なフィルタ格子縞板。
【００４８】
手段１９によれば、フィルタ格子縞板によって、所定の波長成分が縞状に透光される。このため、縞状に透光された所定の波長成分は、互いに相対位相関係が異なる正弦波に近い光成分パターンを形成する。また、１枚の板で少なくとも２つの光成分パターンを同時に透光できるため、三次元計測装置を比較的容易に設計でき、コンパクト化、及び、コストの低減を図ることができる。尚、前記三次元計測装置は、「手段１乃至１８のいずれかに記載の三次元計測装置」としてもよい。
【００４９】
手段２０．前記フィルタ格子縞板は、３つの光成分パターンを同時に透光するものであって、互いに波長成分の異なる第１、第２、第３の波長成分について、第１及び第２の波長成分のみを透光する第１の領域と、第２及び第３の波長成分のみを透光する第２の領域とを順に縞状に配列した構成であることを特徴とする手段１９に記載のフィルタ格子縞板。
【００５０】
手段２０のように、第１、第２の領域を順に配列することにより、第１、第３の波長成分が位相の異なる略正弦波状の光成分パターンとして透光できる。また、第２の波長成分は、格子縞全領域に渡って均一となり、縞状の光成分パターンに加えて、均一な光照射を同時に行うことが可能である。
【００５１】
手段２１．前記第１の領域は黄、前記第２の領域はシアンに色分けされていることを特徴とする手段２０に記載のフィルタ格子縞板。
【００５２】
手段２１によれば、フィルタ格子縞板が、黄、シアンの順に縞状に配列されている。このため、互いに異なる波長成分を有する２つの光成分パターンとして赤色、青色を透光できる。従って、波長域がオーバーラップしにくい光成分パターンを透光できる。
【００５３】
手段２２．三次元計測装置に用いられるフィルタ格子縞板であって、１枚の板状体からなり、光源からの光を、所定の波長成分について縞状に遮光するとともに残りの波長成分について透光を許容し、互いに相対位相関係の異なる少なくとも３つの光成分パターンを同時に透光可能なフィルタ格子縞板。
【００５４】
手段２２によれば、フィルタ格子縞板によって、所定の波長成分が縞状に透光される。このため、縞状に透光された所定の波長成分は、互いに相対位相関係が異なる正弦波に近い光成分パターンを形成する。また、１枚の板で少なくとも３つの光成分パターンを同時に透光できるため、三次元計測装置を比較的容易に設計でき、コンパクト化、及び、コストの低減を図ることができる。尚、前記三次元計測装置は、「手段１乃至１８のいずれかに記載の三次元計測装置」としてもよい。
【００５５】
手段２３．前記フィルタ格子縞板は、３つの光成分パターンを同時に透光するものであって、互いに波長成分の異なる第１、第２、第３の波長成分について、第１の波長成分のみを透光する第１の領域と、第１及び第２の波長成分のみを透光する第２の領域と、第２及び第３の波長成分のみを透光する第３の領域と、第３の波長成分のみを透光する第４の領域とを順に縞状に配列した構成であることを特徴とする手段２２に記載のフィルタ格子縞板。
【００５６】
手段２３のように、第１から第４の領域を順に配列することにより、第１、第２、第３の波長成分が位相の異なる略正弦波状の光成分パターンとして透光できる。
【００５７】
手段２４．前記第１の領域は赤、前記第２の領域は黄、前記第３の領域はシアン、前記第４の領域は青に色分けされていることを特徴とする手段２３に記載のフィルタ格子縞板。
【００５８】
手段２４によれば、フィルタ格子縞板が、赤、黄、シアン、青の順に縞状に配列されている。このため、互いに異なる波長成分を有する３つの光成分パターンとして赤色、緑色、青色を透光できる。従って、波長域がオーバーラップしにくい光成分パターンを透光できる。
【００５９】
手段２５．前記手段１７乃至２４のいずれかに記載のフィルタ格子縞板を備えることを特徴とする三次元計測装置。
【００６０】
手段２５のように、フィルタ格子縞板を備えることよって、三次元計測装置が比較的容易に設計できる。
【００６１】
手段２６．前記手段１７乃至２４のいずれかに記載のフィルタ格子縞板を備えることを特徴とする照明手段。
【００６２】
手段２６のように、フィルタ格子縞板を備えることによって、互いに異なる波長成分を有する複数の光成分パターンを照射できる照明手段が比較的容易に設計できる。
【００６３】
【発明の実施の形態】
以下、一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施の形態における三次元計測装置を具備する印刷状態検査装置１を模式的に示す概略構成図である。同図に示すように、印刷状態検査装置１は、計測対象物としてのクリームハンダＨの印刷されてなるプリント基板Ｋを載置するためのテーブル２と、プリント基板Ｋの表面に対し斜め上方から所定の光成分パターンを照射するための照射手段を構成する照明装置３と、プリント基板Ｋ上の前記照射された部分を撮像するための撮像手段を構成するＣＣＤカメラ４と、プリント基板Ｋの表面に対し白色光を照射するための白色光照明Ｌと、基準高さを測定するための図示しないレーザーポインタとを備えている。なお、本実施の形態におけるクリームハンダＨは、プリント基板Ｋ上に設けられた銅箔からなる電極パターン上に印刷形成されている。
【００６４】
テーブル２には、モータ５，６が設けられており、該モータ５，６によって、テーブル２上に載置されたプリント基板Ｋが任意の方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）へスライドさせられるようになっている。
【００６５】
白色光照明Ｌは、プリント基板Ｋの上方、かつ、ＣＣＤカメラ４の下方に設けられている。尚、白色光照明Ｌは比較的大径のリング状をなしているため、ＣＣＤカメラ４によるプリント基板Ｋの撮像を妨げることはない。また、白色光照明Ｌは、該白色光照明Ｌの中央方向、斜め下方へと白色光を照射する。すなわち、プリント基板Ｋ周囲の斜め上方から、白色光が照射されるようになっている。
【００６６】
本実施の形態における照明装置３からは、赤、緑、青のぞれぞれ位相の異なる光成分パターンが照射されるようになっている。より詳しくは、図２に示すように、照明装置３は、光源１１と、光源１１からの光を集める集光レンズ１２と、照射レンズ１３と、両レンズ１２，１３間に配設された赤、緑、青色のフィルタ格子縞板１４，１５，１６とを備えている。赤色フィルタ格子縞板１４は、部位に応じて赤色の度合いが正弦波状（縞状）に変化しており、赤色の成分についてのみ縞状に遮光（透光）させ他の波長域の全透光を許容するようになっている。また、緑色フィルタ格子縞板１５は、部位に応じて緑色の度合いが正弦波状（縞状）に変化しており、緑色の成分についてのみ縞状に遮光（透光）させ他の波長域の全透光を許容するようになっている。但し、その正弦波は、赤色フィルタ格子縞板１４に比べて位相が所定ピッチ（本実施の形態では「π／２」）ずれている（図３参照）。さらに、青色フィルタ格子縞板１６は、部位に応じて青色の度合いが正弦波状（縞状）に変化しており、青色の成分についてのみ縞状に遮光（透光）させ他の波長域の全透光を許容するようになっている。但し、その正弦波は、前記緑色フィルタ格子縞板１５に比べて位相が所定ピッチ（本実施の形態では「π／２」）ずれている（図３参照）。つまり、これら赤、緑、青色のフィルタ格子縞板１４，１５，１６は、互いに位相が所定ピッチずらされた状態で張り合わされている（勿論、相互に離間していても差し支えない）。
【００６７】
そして、光源１１から放たれた光は、集光レンズ１２、前記各色フィルタ格子縞板１４，１５，１６、及び照射レンズ１２を経て図４に示すような光成分パターンとしてプリント基板Ｋ上に照射されるようになっている。
【００６８】
また、前記ＣＣＤカメラ４は、第１〜第３のダイクロイックミラー２１，２２，２３及びそれらに対応する第１〜第３の撮像部２４，２５，２６を備えている。すなわち、第１のダイクロイックミラー２１は、所定の波長域内（赤色光に対応）の光を反射（それ以外の波長の光を透過）し、第１の撮像部２４はその反射光を撮像する。また、第２のダイクロイックミラー２２は、所定の波長域内（緑色光に対応）の光を反射（それ以外の波長の光を透過）し、第２の撮像部２５はその反射光を撮像する。さらに、第３のダイクロイックミラー（通常のミラーを用いてもよい）２３は、所定の波長域内（青色光に対応）の光を反射（それ以外の波長の光を透過）し、第３の撮像部２６はその反射光を撮像する。また、ＣＣＤカメラ４は、一般的なカラー撮像も可能となっている。
【００６９】
本実施の形態においては、図１，２に示すように、前記ＣＣＤカメラ４、照明装置３、モータ５，６、及び、白色光照明Ｌを駆動制御するとともに、ＣＣＤカメラ４により撮像された撮像データに基づき種々の演算を実行するための制御装置７が設けられている。すなわち、プリント基板Ｋがテーブル２上に載置されると、制御装置７は、まずモータ５，６を駆動制御して所定の位置に移動させ、プリント基板Ｋを初期位置に移動させる。この初期位置は、例えばＣＣＤカメラ４の視野の大きさを１単位としてプリント基板Ｋの表面を予め分割しておいた中の１つの位置である。
【００７０】
また、制御装置７は、白色光照明Ｌを駆動制御して白色光の照射を開始する。すると、白色光のＣＣＤカメラの方向への反射光は、平面であるプリント基板Ｋでは少なく暗くなる。一方、表面に凹凸のあるクリームハンダＨでは乱反射によって、前記反射光がプリント基板Ｋよりも多く明るくなる。かかる照射が行われている間に、制御装置７はＣＣＤカメラ４を駆動制御して検査エリア部分を一斉に撮像し、カラーの画像データを得る（第１の撮像）。
【００７１】
次に、照明装置３を駆動制御して光成分パターンの照射を開始する。このとき、光成分パターンには、位相が所定ピッチで相違する複数の波長域のものが含まれているため、従来のように位相を所定ピッチずつシフトさせるといった処理を必要としない。さらに、このようにして各光成分パターンの位相がずらされた一斉照射が行われている間に、制御装置７はＣＣＤカメラ４を駆動制御して、これら各波長域毎に（撮像部２４〜２６）ごとに検査エリア部分を一斉に撮像し、それぞれ３画面分の画像データを得る（第２の撮像）。
【００７２】
さらに、レーザーポインタを駆動制御して、クリームハンダＨの高さを求めるために、検査エリア内の基準高さとして後述する方法で選択された部分の高さを測定する。
【００７３】
さて、制御装置７は画像メモリを備えており、画像データを順次記憶する。この記憶した画像データに基づいて、制御装置７は各種画像処理を行う。かかる画像処理が行われている間に、制御装置７は、モータ５，６を駆動制御してテーブル２を次の検査エリアへと移動せしめる。制御装置７は、ここでの画像データについても画像メモリへ格納する。一方、画像メモリでの画像処理が一旦終了した場合、すでに画像メモリには次の画像データが記憶されているので、速やかに制御装置７は次の画像処理を行うことができる。つまり、検査は、一方で次なる検査エリア（ｍ＋１番目）への移動及び画像入力を行い、他方ではｍ番目の画像処理及び比較判定を行う。以降、全ての検査エリアでの検査が完了するまで、交互に同様の上記並行処理が繰り返し行われる。このように、本実施の形態の印刷状態検査装置１においては、制御装置７の制御により検査エリアを移動しながら、順次画像処理を行うことにより、プリント基板Ｋ上のクリームハンダＨの印刷状態を高速かつ確実に検査することができるようになっている。
【００７４】
次に、制御装置７の行う画像処理及び演算処理、並びに、比較判定処理について説明する。まず、第１の撮像において得られた画像データを用いて、クリームハンダＨの印刷されたハンダ領域が抽出される。すなわち、制御装置７は、画像データのうち輝度に関するデータを所定の閾値によって二値化する。第１の撮像による画像データは、上述のように、ハンダ領域は明るく、それ以外の領域は暗くなっている。このため、明るい領域をハンダ領域として認識させることで、ハンダ領域及びクリームハンダＨの印刷されていない非計測対象分物としてのプリント基板Ｋ面である非ハンダ領域が抽出されるようになっている。
【００７５】
ここで抽出された非ハンダ領域内で、基準高さを測定する部分が制御装置７によって選択される。非ハンダ領域は、プリント基板Ｋ面であり、平面をなしているため、レーザーポインタによって容易に測定することができる。
【００７６】
次に、制御装置７は、第２の撮像において得られた３画面の画像データを用いて、ハンダ領域内の高さを算出する。クリームハンダＨに投影された光パターンに関して、高さの相違に基づく位相のずれが生じる。そこで、制御装置７では、光パターンの位相が所定ピッチずつずれた各波長域での画像データに基づき、位相シフト法（縞走査法）の原理に基づいて反射面の高さを算出するのである。
【００７７】
すなわち、各画面上の点Ｐの輝度は、それぞれ正弦波を示す式で表すことができる。本実施の形態の如く赤色、緑色、青色の相対位相関係をそれぞれα，０，β（但し、α≠０，β≠０，α≠β）とし、各式の振幅とオフセット成分を揃えた場合の各画面上の点Ｐの輝度Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２は、それぞれ下式で与えられる。
【００７８】
Ｖ０＝Ａｓｉｎ（θ＋α）＋Ｂ ・・・（２ａ）
Ｖ１＝Ａｓｉｎθ＋Ｂ ・・・（２ｂ）
Ｖ２＝Ａｓｉｎ（θ＋β）＋Ｂ ・・・（２ｃ）
但し、θ：高さを導出するための位置情報、Ａ：振幅、Ｂ：オフセット成分。
【００７９】
これらの式（２ａ）〜（２ｃ）より、下記式（２ｄ）が導き出される。
【００８０】
【数３】

【００８１】
ここで、本実施の形態では、位相のずれがπ／２ずつであるため、α＝π／２，β＝−π／２とおける。すると、上記式（２ｄ）より下記式が（２ｅ）が導き出される。
【００８２】
ｔａｎθ＝（２Ｖ１−Ｖ０−Ｖ２）／（Ｖ０−Ｖ２） ・・・（２ｅ）
かかる式（２ｅ）より、下記式（２ｇ）が導き出される。
【００８３】
θ＝arctan｛（２Ｖ１−Ｖ０−Ｖ２）／（Ｖ０−Ｖ２）｝・・・（２ｇ）
このように演算された位置情報θを用いて、下記式に基づいてハンダ領域内の点Ｐの高さＺを求める。
【００８４】
ここで、照明装置３の鉛直線と、照明装置３から点Ｐに向けて照射したときの照射光線とのなす角をεとすると、当該角εは、下式（３）により表される。
【００８５】
ε＝ｆ（θ＋２ｎπ） ・・（３）
そして、高さＺは、下記式（４）に従って導き出される。
【００８６】
Ｚ＝Ｌｐ−Ｌｐｃ／ｔａｎε＋Ｘｐ／ｔａｎε ・・（４）
（但し、Ｌｐ：照明装置３の基準面からの高さ、Ｌｐｃ：ＣＣＤカメラ４と照明装置３とのＸ軸方向の距離、Ｘｐ：点ＰのＸ座標。）
このようにして得られた点Ｐの高さデータは、撮像画面の画素Ｐ単位に演算され、制御装置７のメモリに格納される。また、当該各部のデータに基づいて、ハンダ領域内での各部の高さを積分することにより、印刷されたクリームハンダＨの量が算出される。そして、このようにして求めたクリームハンダＨの位置、面積、高さ又は量等のデータが予め記憶されている基準データと比較判定され、この比較結果が許容範囲内にあるか否かによって、その検査エリアにおけるクリームハンダＨの印刷状態の良否が判定されるのである。
【００８７】
以上詳述したように、本実施の形態によれば、異なる相対位相関係下においてＣＣＤカメラ４による第１の撮像に基づく画像データ、及び、第２の撮像に基づく３通りの画像データに基づき、クリームハンダＨの高さを演算することとした。従って、相対位相関係を異ならせる毎に撮像を行う必要があった従来技術とは異なり、各光成分毎に、異なる相対位相関係下毎に、まとめて撮像を行うことができる。このため、１つのポイントに関し２回の照射及び２回の撮像を行えばよく、照射及び撮像に要する時間が著しく短縮が図られることとなり、その結果、計測に要する時間の飛躍的な短縮を図ることができる。また、所定の波長成分の光成分パターンを照射した場合、計測対象物の色合い等によって反射率が大きく相違する場合があるが、かかる場合でも第２の撮像が行われることによって反射率による影響が相殺されることとなる。その結果、計測の精度の向上を図ることができる。
【００８８】
また、３通りずつの画像データに基づいてクリームハンダＨの高さを求めることができることから、４回の撮像データに基づいて演算されていた従来技術に比べて、総合的なデータ数が少なくて済み、ひいては演算時間の著しい短縮を図ることができる。その結果、計測に要する時間の飛躍的な短縮を図ることができる。
【００８９】
特に、本実施の形態ではさほど複雑でない数式に基づいて位置情報θを求めることができ、該位置情報θに基づき高さを演算することができる。そのため、演算が複雑になってしまうことによる遅延が生じずに、上記作用効果が確実に奏される。
【００９０】
さらに、上記例において、照明装置３は、フィルタ格子縞板１４〜１６を用いて、互いに相対位相関係の異なる各光成分パターンを合成して照射可能なフィルタ格子縞板機構を備えている。このため、液晶を使用しなくてもよい分、構成の簡素化を図ることができる。
【００９１】
加えて、白色光照明ＬをクリームハンダＨの印刷されたプリント基板Ｋに斜め上方から照射した際の反射光の輝度が、ハンダ領域と非ハンダ領域とで異なる。このため、クリームハンダＨやプリント基板Ｋの表面の色に関わらず、画像データの輝度を比較するだけの容易な処理により、ハンダ領域及び非ハンダ領域を抽出することができる。このため、演算に際しては、非ハンダ領域を考慮した補正演算等を行う必要がない。その結果、演算の簡素化や、補正のための設備の大型化、複雑化の防止等を図ることができる。
【００９２】
また、第２の撮像による画像データからの高さ算出は、ハンダ領域のみについて行われる。ハンダ領域内は、単一色であり、かつ、製品ごとの色差もほとんどない。このため、赤色、青色、黄色の３つの反射光において、適切な輝度が得られず、バランスが崩れて高さが算出できないといった事態を防ぐことができる。
【００９３】
尚、上述した実施の形態の記載内容に限定されることなく、例えば次のように実施してもよい。
【００９４】
（ａ）上記実施の形態では、照明装置７は、赤、緑、青色のフィルタ格子縞板１４，１５，１６とを備えているが、図４に示すように、ガラスなどの一枚の透明な板に、赤Ｒ、黄Ｙ、シアンＣ、青Ｂ、赤Ｒ、黄Ｙ、シアンＣ、青Ｂ・・・・の順に一定幅の縞を印刷（又は塗装）することにより、格子縞板３０を構成してもよい。各縞の色の度合いは、正弦波状に変化させず、均一になっている。
【００９５】
詳しくは、各縞には、特定の波長だけを透光させ、その他の波長を遮光する顔料を使用している。すなわち、図５に示すように、赤Ｒは、赤色成分の波長だけを透光させる。黄Ｙは、黄色成分、つまり、赤色及び緑色成分の波長だけを透光させる。シアンＣは、シアン成分、つまり、緑色及び青色成分の波長だけを透光させる。青Ｂは、青色成分の波長だけを透光させる。このとき、赤色、緑色、青色成分における各透光させる波長域は、ＣＣＤカメラ４の赤色、緑色、青色のそれぞれ感度の高い波長域とほぼ一致することが好ましい。
【００９６】
各縞の色の配列が、赤Ｒ、黄Ｙ、シアンＣ、青Ｂの順であるため、赤色、緑色、青色成分の波長ごとに格子縞板３０を透光する部分と遮光する部分が所定間隔で繰り返される。このため、格子縞板３０の透過光が照射エリアに投影されると、照射エリアの各波長ごとの輝度は、図６に示すように、ほぼ正弦波状になる。また、赤色、緑色、青色の相対位相関係は、それぞれ−π／２，０，π／２となる。従って、格子縞板３０を適用することで、高さを算出するための光パターンの照射を行うことができる。
【００９７】
尚、格子縞板３０に使用する色の数は、上記４色以上を使用してもよく、例えば、８色でも１０色でも１６色でもよい。
【００９８】
また、１枚の格子縞板に、赤、緑、青色の印刷（又は塗装）を施すとともに、当該印刷（又は塗装）に際し、各色の位相が互いに所定ピッチずらされるように構成してもよい。上記の場合には、各色の度合いが必ずしも正弦波状とならなくとも矩形波状となっていても差し支えない。
【００９９】
さらに、赤、緑、青の順に一定幅の縞を印刷することにより、格子縞板を構成してもよい。この場合には、照射エリアの各波長毎の輝度は略正弦波となり、赤、緑、青の相対位相関係は、それぞれ−２π／３，０，２π／３となる。
【０１００】
（ｂ）上記実施の形態では、白色光照明Ｌを斜め上方から照射した際の反射光の輝度によって、ハンダ領域及び非ハンダ領域を抽出しているが、白色光を上方から照射した際の反射光をカラー撮像することで、クリームハンダＨとプリント基板Ｋとの色差によって、ハンダ領域と非ハンダ領域とを区別するようにしてもよい。
【０１０１】
（ｃ）基準面の高さ測定は、レーザーポインタによる測定に限定されるわけではなく、別途の測定装置等を使用してもよい。また、基準面の高さ測定は、第１の撮像手段によって抽出された非測定物領域に対応する第２の撮像手段によって得られた３つの光成分パターンの画像領域に対して、位相シフト法によって基準面高さを測定してもよい。この場合に、各色毎の反射率の違いが問題になるときは、何らかの補正手段を加えて算出すればよい。例えば、照明装置３と同軸上にハーフミラーを設置し、別途の白色光を照射して得られる新たな３画面の画像データを追加して高さ算出を行ってもよい。また、基準面の高さ測定は、第１の撮像手段によって抽出された非測定物領域に対応する第２の撮像手段によって得られた少なくとも１つの光成分パターンの画像を用い、三角測量の原理に基づいて、光成分パターンの位置変化を高さデータに変換して基準面測定を行ってもよい。
【０１０２】
（ｄ）上記実施の形態における各光成分パターンは、必ずしも厳密に赤、青、緑に区別する必要はない。要するに、波長域が異なっていればよいという趣旨であって、黄色（ＲＧ）、シアン（青緑）色等の中間色を有する光成分パターンであってもよい。
【０１０３】
（ｅ）また、光成分パターンを３つの成分でなく、４つの成分とし、第２の撮像で４画面の画像データを得るようにしてもよく、該４画面の画像データを用いて、高さを算出してもよい。
【０１０４】
（ｆ）上記実施の形態ではプリント基板Ｋに印刷形成されたクリームハンダＨの高さ等を計測する場合に具体化したが、他にもＩＣパッケージ（例えばリード）に印刷形成されたクリームハンダの高さ等を計測する場合にも具体化できる。さらに、他の計測対象物の高さ等を計測する場合に具体化してもよい。他の計測対象物としては、基板上に印刷された印刷物、積層体等が挙げられる。
【０１０５】
（ｇ）また、上記実施の形態をハンダバンプの検査装置として、抽出したハンダ領域の輪郭と高さとから、ハンダバンプの形状、体積を算出し、検査をする場合にも具体化できる。この場合、ハンダバンプの形状が球状であっても、良好に検査を行うことができる。
【０１０６】
（ｈ）上記実施の形態のフィルタ格子縞板１４，１５，１６や（ａ）の格子縞板を製造する際には、印刷又は塗装を施してもよいし、ダイクロイックフィルタに代表される無機フィルタを縞状に貼り付けてもよいし、感光フィルムに複数波長の光パターンを照射してもよい。
【０１０７】
（ｉ）上記実施の形態では、領域抽出用の光として、白色光照明Ｌから白色光を照射するようになっている。これに対して、特に白色光に限定されるわけではなく、例えば、赤、青、緑、シアン、黄等のいずれか１つでもよい。
【０１０８】
（ｊ）上記実施の形態では、印刷状態検査装置１は白色光照明Ｌ及び照明装置３を備えているが、白色光照明Ｌを省略するとともに、照明装置３に代えて、赤、緑、青のそれぞれ位相の異なる光成分パターン及び紫外線を照射可能な照明装置を設けてもよい。すなわち、該照明装置は、光源と、集光レンズと、照射レンズと、フィルタ格子縞板を備えている。光源は、赤、緑、青色の波長（白色光）に加えて、紫外線も同時に発光可能となっている。また、フィルタ格子縞板は、赤、緑、青色のそれぞれの波長について縞状に遮光（透光）させるとともに、紫外線の全透光を許容するようになっている。また、この場合、ＣＣＤカメラ４に代えて、赤、緑、青色の波長域、及び、紫外線について同時に撮像し、各波長域毎に分離した画像データを得られるＣＣＤカメラが採用される。
【０１０９】
このような構成とすることで、１回の撮像を行うだけで、４つの画像データを得ることができる。そして、これら４つの画像データのうち、紫外線の画像データは、計測対象物の領域抽出に利用でき、赤、緑、青色のそれぞれの波長域の３画像データは、高さ算出に利用できる。
【０１１０】
その結果、白色光照明Ｌを設ける必要が無いため、小型で低コストな印刷状態検査装置を提供できる。また、撮像も１回でよいため、処理の高速化を図ることができる。
【０１１１】
尚、必ずしも紫外線に限定されるわけではなく、白色光以外の波長領域であればよく、例えば、赤外線でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態における三次元計測装置を具備する印刷状態検査装置を模式的に示す概略斜視図である。
【図２】一実施の形態におけるより詳細な三次元計測装置の構成を模式的に示す概略構成図である。
【図３】相対位相関係の異なる赤、緑、青の各フィルタの光強度分布の一例を示すグラフである。
【図４】別の実施の形態における格子縞を模式的に示す平面図である。
【図５】（ａ）は別の形態における格子縞板の各色における透過率と波長の関係を示すグラフであり、（ｂ）は別の形態におけるカメラの感度と波長の関係を示すグラフである。
【図６】格子縞板の透過光が投影された照射エリアにおけるの各波長ごとの輝度を示すグラフである。
【符号の説明】
１…印刷状態検査装置、３…照明手段としての照明装置、４…撮像手段としてのＣＣＤカメラ、７…演算手段を構成する制御装置、１１…光源、１４…赤色フィルタ格子縞板、１５…緑色フィルタ格子縞板、１６…青色フィルタ格子縞板、Ｌ…白色光照明、Ｈ…計測対象物としてのクリームハンダ、Ｋ…プリント基板。

Claims (18)

1. 計測対象物及びその周囲の非計測対象物に対し、略均一に照射可能な均一光照明と、
   少なくとも前記計測対象物に対し、縞状の光強度分布を有するとともに、互いに異なる波長成分を有し、互いに相対位相関係の異なる少なくとも２つの光成分パターンを同時に照射可能な照射手段と、
   前記均一光の照射された計測対象物及びその周囲の非計測対象物からの反射光を撮像可能、かつ、
   少なくとも前記光成分パターンの照射された計測対象物からの反射光を各光成分毎に分離して撮像可能な撮像手段と、
   前記撮像手段にて撮像された均一光による画像データに基づき、前記計測対象物の存在する領域を抽出する領域抽出手段と、
   前記撮像手段にて光成分毎に撮像された少なくとも２通りの画像データに基づき、少なくとも前記領域抽出手段にて存在領域の抽出された計測対象物の所定の高さを演算する演算手段とを備えたことを特徴とする三次元計測装置。
2. 前記均一光照明は、白色光を照射可能な白色光照明であることを特徴とする請求項１に記載の三次元計測装置。
3. 計測対象物及びその周囲の非計測対象物に対し、白色光を照射可能な白色光照明と、
   少なくとも前記計測対象物に対し、縞状の光強度分布を有するとともに、互いに異なる波長成分を有し、互いに相対位相関係の異なる少なくとも３つの光成分パターンを同時に照射可能な照射手段と、
   前記白色光の照射された計測対象物及びその周囲の非計測対象物からの反射光を撮像可能、かつ、
   少なくとも前記光成分パターンの照射された計測対象物からの反射光を各光成分毎に分離して撮像可能な撮像手段と、
   前記撮像手段にて撮像された白色光による画像データに基づき、前記計測対象物の存在する領域を抽出する領域抽出手段と、
   前記撮像手段にて光成分毎に撮像された少なくとも３通りの画像データに基づき、位相シフト法により少なくとも前記領域抽出手段にて存在領域の抽出された計測対象物の所定の高さを演算する演算手段とを備えたことを特徴とする三次元計測装置。
4. 前記領域抽出手段は、前記計測対象物と前記非計測対象物との輝度の差に基づいて、前記計測対象物の存在する領域を抽出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の三次元計測装置。
5. 前記白色光照明による前記計測対象物及び前記非計測対象物への照射方向は、前記撮像手段による前記計測対象物及び前記非計測対象物の撮像方向と角度が異なることを特徴とする請求項４に記載の三次元計測装置。
6. 前記領域抽出手段は、前記計測対象物と非計測対象物との色差に基づいて、前記計測対象物の存在する領域を抽出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の三次元計測装置。
7. 前記照射手段は、少なくとも３つの光成分パターンを同時に照射可能であり、
   前記演算手段は、３通りの画像データに基づいて演算するものであって、
   前記互いに異なる相対位相関係をそれぞれα，０，βとしたとき、前記演算手段は、前記３通りの画像データから得られる計測部の輝度をそれぞれ同一振幅及び同一オフセット成分に換算したＶ０，Ｖ１，Ｖ２、及び、下記式（１）により位置情報θを求め、該位置情報θに基づき前記所定の高さを演算するものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の三次元計測装置。
   

   
8. 前記互いに異なる波長成分を有する３つの光成分パターンは、それぞれ、赤色、緑色、青色の光成分パターンであることを特徴とする請求項７に記載の三次元計測装置。
9. 前記照射手段は、光源からの光を、所定の波長成分について縞状に遮光するとともに残りの波長成分について透光を許容するフィルタ格子縞板を用いて、互いに相対位相関係の異なる各光成分パターンを同時に照射可能なフィルタ格子縞板機構を備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の三次元計測装置。
10. 前記照射手段は、フィルタ格子縞板を備えており、
    前記フィルタ格子縞板は、１枚の板によって構成され、光源からの光をそれぞれ所定の波長成分のみについて透光する領域が縞状に配列され、互いに相対位相関係の異なる各光成分パターンを同時に透光可能であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の三次元計測装置。
11. 前記照射手段は、３つの光成分パターンを同時に照射可能であり、
    前記フィルタ格子縞板は、互いに波長成分の異なる第１、第２、第３の波長成分について、第１の波長成分のみを透光する第１の領域と、第１及び第２の波長成分のみを透光する第２の領域と、第２及び第３の波長成分のみを透光する第３の領域と、第３の波長成分のみを透光する第４の領域とを順に縞状に配列した構成であることを特徴とする請求項１０に記載の三次元計測装置。
12. 前記第１の領域は赤、前記第２の領域は黄、前記第３の領域はシアン、前記第４の領域は青に色分けされていることを特徴とする請求項１１に記載の三次元計測装置。
13. 計測対象物及びその周囲の非計測対象物に対し、略均一に照射され均一波長成分を有する光と、少なくとも縞状の光強度分布を有するとともに、互いに相対位相関係の異なる複数の所定波長成分を有する光成分パターンとを同時に照射可能な照射手段と、
    前記照射手段から照射された計測対象物からの反射光を、前記均一波長成分、及び、前記複数の所定波長成分の各光成分毎に分離して撮像可能な撮像手段と、
    前記撮像手段にて撮像された均一波長成分に対応する画像データに基づき、前記計測対象物の存在する領域を抽出する領域抽出手段と、
    前記撮像手段にて分離撮像された複数の所定波長成分に対応する画像データに基づき、少なくとも前記領域抽出手段にて存在領域の抽出された計測対象物の所定の高さを演算する演算手段とを備えたことを特徴とする三次元計測装置。
14. 前記均一波長成分の波長領域と前記複数の所定波長成分の波長領域とが異なることを特徴とする請求項１３に記載の三次元計測装置。
15. 前記光成分パターンは、略正弦波状の光強度分布を有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の三次元計測装置。
16. 前記計測対象物の高さの基準となる基準面の高さを測定する基準高さ測定手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の三次元計測装置。
17. 前記計測対象物がプリント基板上に印刷されたクリームハンダであり、該クリームハンダの領域、高さから印刷状態の良否を判定する判定手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の三次元計測装置。
18. 前記計測対象物がプリント基板上に設けられたハンダバンプであり、該ハンダバンプの領域、高さからハンダバンプの形状の良否を判定する判定手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の三次元計測装置。

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