TW202037963A - 投影裝置及三維測量裝置 - Google Patents

Abstract

[課題]提供一種在進行利用圖案投影法的三維測量時，可達成測量精度的提升等之投影裝置及三維測量裝置。 [解決手段]基板檢查裝置具備有對印刷基板1投影條紋圖案W的投影裝置。投影裝置具備有：將從既定光源射入的光轉換成條紋圖案W之光柵板20；構成用以使條紋圖案W對印刷基板1成像之兩側遠心透鏡光學系的射入側透鏡25及射出側透鏡26；及可變更被投影之條紋圖案W的周期之圖案周期變更機構22。圖案周期變更機構22係構成為一邊維持光柵板20及射入側透鏡25間的距離Lf1與射出側透鏡26及印刷基板1間的距離Lf2，一邊可變更射入側透鏡25及射出側透鏡26間的距離Ls。

Description

投影裝置及三維測量裝置

本發明係關於進行利用相移法等的圖案投影法之三維測量時，投影既定的圖案光之投影裝置及具備投影裝置之三維測量裝置。

一般，在印刷基板上安裝電子零件時，首先係在配設於印刷基板上之既定的電極圖案上印刷焊膏。接著，依據該焊膏的黏性而將電子零件暫時固定在印刷基板上。之後，前述印刷基板被引導到迴焊(reflow)爐，經由既定的迴焊步驟，進行焊接。近年來，在被引導到迴銲爐的前階段，必須檢查焊膏的印刷狀態，進行這樣的檢查時會有使用三維測量裝置之情況。

以往，已有提出各種投影既定的圖案光以進行三維測量之三維測量裝置。其中，利用相移法的三維測量裝置普遍為人所知。

利用相移法的三維測量裝置係具備：投影裝置，對印刷基板等的被測量物，從斜上方投影具有條紋狀的光強度分布之圖案光(以下，稱為「條紋圖案」)；及攝像裝置，對投影有該條紋圖案的被測量物進行攝像。

投影裝置具備發出既定光的光源、和將來自該光源的光轉換成條紋圖案之圖案生成部，在此產生的條紋圖案係透過由投影透鏡等構成的投影光學系對被測量物進行投影。

在這種構成下，將投影到被測量物之條紋圖案的相位位移(shift)複數種(例如4種)，並且在相位相異的各條紋圖案下進行攝像，取得關於被測量物之複數種圖像資料。接著，依據此等圖像資料，進行被測量物的三維測量。

然而，實際上被測量高度的測量對象，高度有高也有低。例如，以焊膏而言，以往印刷在一般的印刷基板上之焊膏的高度通常為100μm左右，惟近年來，在隨著汽車的電動化而增加的車載用印刷基板等中，會搭載電源電路等，也有焊膏的高度變成300～400μm左右的情況。

在此，例如，若配合車載用印刷基板，使用所投影之條紋圖案的周期要比以往還長的三維測量裝置，則高度的動態範圍(dynamic range)會增加，雖然可進行車載用印刷基板的測量，但是將其使用於以往的一般的印刷基板的測量時，高度解析度會變粗，導致恐有測量精度惡化之虞。

因此，為了使三維測量裝置具有汎用性，必須以在印刷基板等被測量物的凹凸程度大時會投影周期長的條紋圖案，在凹凸程度小時會投影周期短的條紋圖案之類的方式，投影因應被測量物的凹凸程度之條紋圖案。

然而，作為圖案生成部，於使用在薄膜、玻璃板等上印刷有光柵之習知的光柵板的情況，由於無法變更所印刷之光柵的寬度、間距，故投影於被測量物的條紋圖案係成為一定。

因此，假使想要藉由使用光柵板的三維測量裝置，投影依被測量物的凹凸程度而相異的條紋圖案時，會產生事先準備複數個所印刷之光柵的寬度、間距不同的光柵板，並依據被測量物的凹凸程度，分別使用此等光柵板之必要性。像這樣，每次都必須交換光柵板的三維測量裝置，其便利性差，會有導致生產性降低之虞。

另一方面，作為圖案生成部，也有使用複數個畫素二維配列成矩陣狀而成的液晶元件等之三維測量裝置等。

然而，習知的液晶元件由於畫素與畫素之間會成為暗部，故所生成的條紋圖案在微觀上會變成不連續，故投影在被測量物的條紋圖案不會成為假定的條紋圖案，會有三維測量的測量精度降低之虞。

對此，近年來，也有提出為了解決上述不良情況而使用特殊的液晶元件，依據被測量物的凹凸程度，變更光柵的寬度、間距，可投影不同周期的條紋圖案之三維測量裝置(例如，參照專利文獻1)。

具體而言，專利文獻1所記載的三維測量裝置係構成為：在液晶元件形成N條具有一定的間距與寬度之條紋狀電極，以3或4之倍數的電極數n將前述條紋狀電極分割成N/n個群組，依各群組一條一條形成具有正弦波狀的強度分布之光柵，依據前述電極數n將前述正弦波的一周期分割成n等分，將與該分割之各區域的正弦波的振幅和該正弦波的偏差強度的和的強度對應之液晶驅動信號，施加於前述條紋電極的每一者以產生N/n條具有正弦波強度分布的光柵圖案(條紋圖案)，並且以將該光柵圖案的一周期分割成3份或4份的周期作為單位，令施加於前述條紋電極之前述液晶驅動信號的電壓施加的配列依序改變，令前述光柵圖案的相位按2π/3或π/2間距位移(shift)，使前述電極數n改變，藉此形成適合於所測定之物體的表面形狀之光柵圖案。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平11-83454號公報

[發明欲解決之課題]

然而，在專利文獻1的構成中，上述特殊的液晶元件是必要的，恐有投影裝置的製造成本增大之虞。

再者，由於液晶元件係隔介有偏光薄膜，所以恐有投影到被測量物的條紋圖案變暗之虞。其結果，恐有無法取得精度佳的亮度圖像資料，而導致三維測量的測量精度降低之虞。

此外，上述課題未必限於印刷在印刷基板上之焊膏等的三維測量，於其他的三維測量領域中亦是固有的。當然，並非限定於相移法的問題。

本發明係有鑑於上述情事而完成者，其目的在提供一種在進行利用圖案投影法的三維測量時可謀求測量精度的提升等之投影裝置及三維測量裝置。 [用以解決課題之手段]

以下，針對適於解決上述課題的各手段，分項進行說明。另外，視需要，於對應的手段附註特有的作用效果。

手段1.一種投影裝置，係在進行關於既定的被測量物(例如，印刷基板)之三維測量時，對前述被測量物投影既定的圖案光，其特徵為： 具備： 發出既定的光之光源； 將從前述光源射入的光轉換成前述圖案光之光柵構件；及 使從前述光柵構件射出的前述圖案光對前述被測量物成像之投影光學系， 前述投影光學系係由具備相對於其光軸方向位於前述光柵構件側之光柵側透鏡和位於前述被測量物側之被測量物側透鏡的兩側遠心透鏡光學系所構成，且具備有光路長變更手段，其一邊維持前述光柵構件及前述光柵側透鏡間的光路長(光學距離)與前述被測量物側透鏡及前述被測量物間的光路長，一邊可變更前述光柵側透鏡及前述被測量物側透鏡間的光路長。

另外，「光柵構件」係包含：在藉由例如玻璃、丙烯酸樹脂等的透光材料形成平板狀或薄膜狀而成的基材上，印刷(蒸鍍)形成有光柵圖案者；藉由對不透明樹脂、金屬等進行加工並形成狹縫等的開口，而形成有光柵者等。

根據上述手段1，藉由使用光柵構件作為將來自光源的光轉換成圖案光之圖案生成部，可進行比使用液晶光柵等的情況更明亮之圖案光的投影，並且藉由具備上述光路長變更手段，可在不交換該光柵下，變更投影到被測量物之圖案光的周期(間距)。

再者，由於可使用在玻璃板等基材上印刷有光柵之既有的光柵板等的廉價光學構件，故與使用液晶元件等的高價光學控制元件作為圖案生成部的情況相比，可抑制圖案生成部的製造成本。

再者，如使用既有的液晶元件等的情況般，也不需要進行畫素的控制，可謀求控制的簡化，並且也不會有所生成的圖案光在微觀上成為不連續之情況，所以可將更理想的圖案光投影到被測量物。

此外，光路長變更手段係利用兩側遠心透鏡光學系，成為一邊維持光柵構件及光柵側透鏡間的光路長與被測量物側透鏡及被測量物間的光路長，一邊變更光柵側透鏡及被測量物側透鏡間的光路長之構成，所以不需要每當在變更圖案光的周期時，每次都要進行焦點調整等。

假若投影光學系沒有藉兩側遠心透鏡光學系構成時，由於在使光柵側透鏡及被測量物側透鏡間的光路長改變時對焦位置也會改變，所以需要有用以進行焦點調整的某些修正機構。

換言之，在本手段中，不需要具備此種修正機構，可達成裝置的構成、控制的進一步簡化。

手段2.前述光路長變更手段係具有一邊維持前述光軸方向上之前述光柵構件及前述光柵側透鏡間的相對位置關係(物理的距離)與前述光軸方向上之前述被測量物側透鏡及前述被測量物間的相對位置關係，一邊可變更前述光軸方向上之前述光柵側透鏡及前述被測量物側透鏡間的相對位置關係之構成。

根據上述手段2，由於可使用既有的光學變焦(zoom)機構，來實現上述手段1的構成，所以可謀求構造、控制的簡化，並可抑制製造成本。

手段3.如手段2之投影裝置，其中前述光路長變更手段係具有具備一邊維持前述光柵構件及前述光柵側透鏡間的相對位置關係，一邊使該光柵構件及光柵側透鏡移動之移動手段，藉此可變更前述光柵側透鏡及前述被測量物側透鏡間的相對位置關係之構成。

關於光柵構件與光柵側透鏡，藉由單一的移動手段，可統括地使之移動。另一方面，關於被測量物側透鏡與被測量物，在想要一邊維持兩者的相對位置關係一邊使之移動的情況，必須分別設置各自的移動手段，並將該等同步控制，恐有構造或控制極複雜化之虞。又，需要大規模的機構，恐有裝置大型化之虞，並且擔心會有難以敏捷地作動且周期變更速度降低，進而測量速度降低。

關於這點，根據上述手段3，不會產生此種不良情況，而能夠得到上述手段1的作用效果。

手段4.如手段1之投影裝置，其中前述光路長變更手段係藉由可變更從射入面至射出面為止的光路長之可變透鏡(例如液體透鏡)所構成。

根據上述手段4，可在不變更光柵構件及光柵側透鏡的相對位置關係、光柵側透鏡及被測量物側透鏡的相對位置關係與被測量物側透鏡及被測量物的相對位置關係下，而變更光柵側透鏡及被測量物側透鏡間的光路長。

藉由使用上述可變透鏡，可將光路長變更手段的構成設成緊湊。又，可進行敏捷的作動，而能謀求周期變更速度的提升，進而提升測量速度。

又，可抑制在使光柵側透鏡等物理性移動時可能產生的振動等。結果，可投影更高精度的圖案光，可達成測量精度的提升。

手段5.如手段1至4中任一者之投影裝置，其中配置成前述光柵構件及前述投影光學系的主面相對於前述被測量物滿足賽因福祿的條件。

根據上述手段5，以包含光柵板(光柵印刷面)的平面、包含投影光學系的主面之平面、和包含被測量物(圖案投影面)的平面滿足賽因福祿的條件之方式，設定成在同一直線上彼此相交，藉此可將圖案光在對焦狀態下投影到被測量物上的投影範圍整個區域。

結果，進行利用圖案投影法的三維測量時，可投影測量精度佳的圖案光。

此外，即便在光柵側透鏡與被測量物側透鏡的光路長(相對位置關係)改變的情況，由於賽因福祿的條件被滿足，所以即便在變更所投影之圖案光的周期的情況，也不需要在其前後進行光柵構件等的傾斜調整。

手段6.如手段1至5中任一者之投影裝置，其中構成為可投影具有條紋狀(例如正弦波狀)的光強度分布之圖案光，作為前述圖案光。

根據上述手段6，藉由投影具有條紋狀的光強度分布之圖案光，可進行利用相移法的三維測量。結果，可達成三維測量之測量精度的提升等。

如相移法所示，在依據於相位不同的圖案光下攝像並取得的複數個圖像資料之亮度值的差異，進行三維測量的構成中，即便亮度值的誤差很小，也有對測量精度造成非常大的影響之虞慮。因此，在本手段的構成下，更能達成上述各手段的作用效果。尤其，具有正弦波狀的光強度分布之圖案光由於光強度分布(波形)容易崩潰，所以被要求高的投影精度。

手段7.一種三維測量裝置，其特徵為︰ 如請求項1至6中任一項之投影裝置； 攝像手段，可對被投影前述圖案光之前述被測量物的既定範圍進行攝像；及 圖像處理手段，可依據藉由前述攝像手段所攝像並取得的圖像資料，執行關於前述被測量物的三維測量。

根據上述手段7，可利用從如手段1至6中任一者的投影裝置所投影的圖案光來進行三維測量。通常，在進行利用圖案投影法的三維測量之際，係將從既定的光源射出的光在圖案生成部(光柵構件)中轉換成既定的圖案光，並透過投影光學系對被測量物進行投影。且，藉由攝像手段對投影有圖案光的被測量物進行攝像，根據所取得的圖像資料進行被測量物的三維測量。

更具體而言，作為利用從如上述手段6之投影裝置所投影的圖案光來進行利用相移法之三維測量的三維測量裝置的一例係列舉如下： 「一種三維測量裝置，其特徵為具備： 如手段6之投影裝置； 攝像手段，可對被投影前述圖案光之前述被測量物的既定範圍進行攝像； 變位手段，使藉前述投影裝置投影的圖案光與前述被測量物之相對位置關係變位；及 圖像處理手段，在前述圖案光與前述被測量物的相對位置關係不同的狀態下，可依據藉前述攝像手段攝像並取得之關於前述被測量物的複數個圖像資料，利用相移法執行關於前述被測量物之三維測量。」。

此外，作為上述「被測量物」，係可舉出例如印刷有焊膏之印刷基板等。亦即，藉由使用上述各手段所記載的投影裝置，可進行印刷於印刷基板之焊膏的三維測量。進而，在焊膏的檢查中，可根據該測量值進行焊膏之良否判定。因此，在該檢查中，可達成上述各手段的作用效果，能夠以良好精度進行良否判定。結果，可謀求焊料印刷檢查裝置中之檢查精度的提升。

[用以實施發明的形態]

[第1實施形態] 以下，針對一實施形態，一邊參照圖式一邊進行說明。首先，針對本實施形態中作為被測量物之印刷基板1的構成詳細地說明(參照圖2、3)。圖2係顯示印刷基板1的概略構成之平面示意圖。圖3係印刷基板1的剖面示意圖。

如圖2、3所示，印刷基板1係在由玻璃環氧樹脂等所構成之平板狀基底基板2的表面上，形成由銅箔所構成的電極圖案3A、連接盤(land)3B而成。在基底基板2的表面上，於除了連接盤3B及其附近以外的部分塗布有阻劑膜4。且，在連接盤3B上印刷焊膏5。

此外，本實施形態的印刷基板1係例如搭載於電動汽車等的車載用印刷基板，係為逆變器電路(inverter circuit)等安裝流通較大的負載電流的電子零件之電源電路部PA、控制其之控制電路等安裝流通較小的信號電流之電子零件的控制電路部PB混合存在之構成。

其次，就構成本實施形態之三維測量裝置的基板檢查裝置10詳細地說明(參照圖1)。圖1係表示基板檢查裝置10的概略構成之示意圖。以下，將圖1的圖面左右方向設為「X軸方向」，圖面前後方向設為「Y軸方向」，圖面上下方向(鉛直方向)設為「Z軸方向」來說明。

基板檢查裝置10係對印刷於印刷基板1之焊膏5的印刷狀態進行檢查之焊料印刷檢查裝置。基板檢查裝置10具備有：搬送機構11，進行印刷基板1的搬送、定位等；檢查單元12，用以進行印刷基板1的檢查；及控制裝置13，用以實施搬送機構11、檢查單元12的驅動控制等基板檢查裝置10內的各種控制、圖像處理、運算處理(參照圖7)。

搬送機構11係具備：沿著印刷基板1的搬送方向(Y軸方向)配置之一對搬送軌道11a；以可對各搬送軌道11a旋轉的方式配設之環狀輸送帶11b；驅動該輸送帶11b之馬達等的驅動手段(省略圖示)；和用以將印刷基板1定位於既定位置之挾持機構(省略圖示)；並可藉控制裝置13進行驅動控制。

在上述構成下，朝基板檢查裝置10搬入的印刷基板1，其與搬送方向正交之寬度方向(X軸方向)的兩側緣部係分別插入搬送軌道11a，並載置於輸送帶11b上。接著，輸送帶11b開始動作，印刷基板1被搬送至既定的檢查位置。一旦印刷基板1到達檢查位置，輸送帶11b便停止，同時挾持機構作動。藉由此挾持機構的動作，輸送帶11b被往上推，成為藉由輸送帶11b與搬送軌道11a的上邊部挾持有印刷基板1的兩側緣部之狀態。藉此，印刷基板1被定位固定於檢查位置。當檢查完成時，便解除藉由挾持機構的固定，同時輸送帶11b開始動作。藉此，印刷基板1從基板檢查裝置10被搬出。當然，搬送機構11的構成不限定於上述形態，亦可採用其他構成。

檢查單元12係配設在印刷基板1的搬送路(一對搬送軌道11a)的上方。檢查單元12係具備︰投影裝置14，對印刷基板1上的既定檢查範圍從斜上方投影條紋圖案W(參照圖4)；作為攝像手段的相機15，對投影有該條紋圖案W之印刷基板1上的既定檢查範圍從正上方進行攝像；X軸移動機構16(參照圖7)，可朝X軸方向移動；及Y軸移動機構17(參照圖7)，可朝Y軸方向移動；藉由控制裝置13進行驅動控制。

此外，如圖2所示，印刷基板1上之既定的檢查範圍，係以相機15的攝像視野(攝像範圍)K的大小作為1單位預先設定在印刷基板1上之複數個區域(檢查範圍「1」～「15」)中的一個區域。

控制裝置13係可藉由驅動控制X軸移動機構16及Y軸移動機構17，將檢查單元12(攝像視野K)朝定位固定於檢查位置之印刷基板1上的任意檢查範圍的上方位置移動。構成為一邊使檢查單元12依序移動至設定在印刷基板1上的複數個檢查範圍，一邊持續執行各檢查範圍的檢查處理，藉此執行印刷基板1的整個區域之焊料印刷檢查。

如圖5所示，投影裝置14係具備：發出既定光的光源19；作為光柵構件的光柵板20，係將來自該光源19的光轉換成條紋圖案W；光柵移動機構(省略圖示)，使該光柵板20移動；作為投影光學系的投影透鏡群21，係將藉光柵板20生成的條紋圖案W成像於印刷基板1上；以及圖案周期變更機構22(參照圖6)，係可變更投影於印刷基板1之條紋圖案W的周期；且藉控制裝置13進行驅動控制。藉由「圖案周期變更機構22」，構成本實施形態的「光路長變更手段」。

投影裝置14係以其光軸J1與X-Z平面平行，且相對於Z軸方向傾斜既定角度α(例如30°)之方式配置。

光源19係由射出白色光的鹵素燈(halogen lamp)構成。從光源19射出的光係在透過未圖示的前處理透鏡群等而經平行光化的狀態下沿著光軸J1射入光柵單元20。

光柵板20係在藉既定的透光材料(例如玻璃、丙烯酸樹脂等)形成平板狀或薄膜狀的基材上，印刷(蒸鍍)形成有光柵23而成。本實施形態中，以光柵23的印刷面(光柵面)朝向投影透鏡群21側、即朝向光的射出側之方式配置有光柵板20。

光柵23係以沿著Y軸方向形成直線狀的透光部23a及遮光部23b在X-Z平面交替排列之方式構成。

投影透鏡群21係具有射入側透鏡25及射出側透鏡26，藉由此等兩透鏡25、26構成為兩側遠心透鏡光學系(兩側遠心透鏡透鏡)。

在此，射入側透鏡25係將自光柵板20射出的光(條紋圖案W)聚光，具有光軸J1和主光線在射入側成為平行之遠心透鏡構造。射入側透鏡25相當於本實施形態的光柵側透鏡。

射出側透鏡26係用以將透射射入側透鏡25之光(條紋圖案W)的像成像於印刷基板1上，具有光軸J1和主光線在射出側成為平行之遠心透鏡構造。射出側透鏡26相當於本實施形態的被測量物側透鏡。

其次，就圖案周期變更機構22，參照圖6詳細地說明。如圖6所示，圖案周期變更機構22具備沿著光軸J1方向(圖6左右方向)設置且供安裝射出側透鏡26之固定筒部22A、設成可對該固定筒部22A沿著光軸J1方向變位且供安裝光柵板20及射入側透鏡25之可動筒部22B、以及使該可動筒部22B在光軸J1方向上滑動變位之作為移動手段的滑動機構(省略圖示)，且藉控制裝置13進行驅動控制。

藉由這樣的構成，可一邊維持光軸J1方向之光柵板20及射入側透鏡25間的距離Lf1與光軸J1方向之射出側透鏡26及印刷基板1間的距離Lf2，一邊改變光軸J1方向之射入側透鏡25及射出側透鏡26間的距離Ls[參照圖6(a)、(b)]。

其結果，投影裝置14係可切換周期(條紋間距)不同的複數種條紋圖案W來進行投影。本實施形態中，係構成為可切換第1周期300μm(高度解析度3μm)的第1條紋圖案W1、和第2周期1000μm(高度解析度10μm)的第2條紋圖案W2等兩種條紋圖案W來進行投影。在此，「第1周期300μm」相當於「短周期」，「第2周期1000μm」相當於「長周期」。

更詳言之，藉由對圖案周期變更機構22進行驅動控制，將射入側透鏡25及射出側透鏡26間的距離Ls設定為第1距離Ls1[參照圖6(a)]，可將投影在印刷基板1上的條紋圖案W設定為短周期的第1條紋圖案W1。藉由投影第1條紋圖案W1，可將在0μm～300μm的高度範圍內的焊膏5以「3μm」刻度的精度進行測量。

另一方面，藉由對圖案周期變更機構22進行驅動控制，將射入側透鏡25及射出側透鏡26間的距離Ls設定為第2距離Ls2[參照圖6(b)]，可將投影在印刷基板1上的條紋圖案W設定為長周期的第2條紋圖案W2。藉由投影第2條紋圖案W2，可將在0μm～1000μm的高度範圍內的焊膏5以「10μm」刻度的精度進行測量。

再者，本實施形態的投影裝置14中，係以投影在印刷基板1上的條紋圖案W在投影範圍(本實施形態中與攝像視野K為相同範圍)的整個區域對焦之方式，設定成光柵板20相對於光軸J1傾斜(參照圖5)。然而，在圖6(a)、(b)中，為了謀求構成的簡化，光柵板20並沒有相對於光軸J1方向(圖6左右方向)傾斜，而是以配置成射入面20a及射出面(光柵面)20b與光軸J1正交的的狀態來圖示。

具體而言，係以光柵板20的射出面20b及投影透鏡群21的主面相對於印刷基板1滿足賽因福祿(Scheimpflug)的條件之方式設定。

在此，參照圖5說明關於賽因福祿的原理。賽因福祿的原理係指︰包含光柵板20的射出面20b之平面S1與包含投影透鏡群21的主面之平面S2在同一直線C(圖5上的點C之與圖面垂直的直線)上相交時，條紋圖案W在對焦狀態下被投影的物體面S3也在同一直線C上相交。因此，基於此種賽因福祿的原理之條件係為，包含光柵板20的射出面20b之平面S1、包含投影透鏡群21的主面之平面S2、和包含印刷基板1的表面(投影面)之平面S3係在同一直線C上彼此相交。

在上述構成下，於投影裝置14中，從光源19射出的光係對光柵板20的射入面20a射入。且，沿著光軸J1在光柵板20內直線前進。透射光柵板20內的光係從光柵板20的射出面(光柵面)20b被射出作為條紋圖案W。然後，藉由投影透鏡群21投影在印刷基板1上。

藉此，本實施形態中，如圖4所示，可投影與印刷基板1的搬送方向(Y軸方向)平行之條紋圖案W。

此外，通常，通過光柵23的光並非完全的平行光，起因於透光部23a及遮光部23b的交界部之繞射作用等，在條紋圖案W之「明部」及「暗部」的交界部會產生中間灰階區。因此，對印刷基板1投影的條紋圖案W，係成為沿著與印刷基板1的搬送方向(Y軸方向)正交之方向(X軸方向)具有正弦波狀的光強度分布之圖案光。但是，在圖4中，為求簡化而省略了中間灰階區，以明暗二值的條紋圖樣圖示了條紋圖案W。

相機15係如圖1所示，具有複數個受光元件呈二維配列而成的受光面之攝像元件15a；和使投影有條紋圖案W之印刷基板1的攝像視野K的像對該攝像元件15a成像之作為攝像光學系的攝像透鏡單元15b；其光軸J2係設定成沿著與印刷基板1的上面垂直的鉛直方向(Z軸方向)。本實施形態中，係採用CCD區域感測器作為攝像元件15a。

攝像透鏡單元15b係由一體地具備有物體側透鏡、孔徑光圈、像側透鏡等之兩側遠心透鏡(兩側遠心透鏡光學系)而構成。其中，圖1中，為求簡化，係將攝像透鏡單元15b圖示成一個透鏡。

在此，物體側透鏡係將來自印刷基板1的反射光聚光，具有光軸J2和主光線在物體側成為平行之遠心構造。又，像側透鏡係用以使從物體側透鏡穿透孔徑光圈的光成像於攝像元件15a的受光面，具有光軸J2與主光線在像側成為平行之遠心構造。

藉相機15攝像並取得的圖像資料係隨時在該相機15內部被轉換成數位信號後，以數位信號的形式輸入控制裝置13，並記憶於後述的圖像資料記憶裝置44。接著，控制裝置13係根據該圖像資料，實施如後述之圖像處理、運算處理等。控制裝置13係構成本實施形態的圖像處理手段。

接著，針對控制裝置13的電性構成，參照圖7來進行說明。圖7係顯示基板檢查裝置10的電性構成之方塊圖。

如圖7所示，控制裝置13係具備下述等元件：掌控基板檢查裝置10整體的控制之微電腦41；由鍵盤和滑鼠、觸控面板等所構成之作為「輸入手段」的輸入裝置42；具有CRT、液晶等的顯示畫面之作為「顯示手段」的顯示裝置43；用以記憶藉相機15攝像並取得的圖像資料等之圖像資料記憶裝置44；用以記憶依據該圖像資料所得到之三維測量結果等各種運算結果之運算結果記憶裝置45；以及用以事先記憶格博資料(Gerber Data)等各種資訊之設定資料記憶裝置46等。

微電腦41係具備︰作為運算手段之CPU41a、記憶各種程式之ROM41b、和將運算資料、輸出輸入資料等各種資料予以暫時記憶之RAM41c等，且與上述各裝置42～46等電性連接。並且，具有在與此等各裝置42～46等之間進行各種資料、信號的輸出輸入控制之功能。

於設定資料記憶裝置46記憶有︰關於設定在印刷基板1的複數個檢查範圍與相對於此等檢查範圍之相機15的攝像視野K的移動順序之資訊等。在此，「攝像視野K的移動順序」係指︰針對設定在印刷基板1上的複數個檢查範圍，制定以什麼樣的順序使相機15的攝像視野K持續移動。

此外，關於印刷基板1之複數個檢查範圍與攝像視野K相對於此等檢查範圍之移動順序的設定，係依據格博資料等事先藉由既定的程式以自動方式或由作業者以手動方式進行。

例如，在圖2所示的例子中，以右上隅角部的檢查範圍為起點，設定有攝像視野K的移動順序(檢查順序)。此外，圖2中，由兩點鏈線框所包圍的範圍係顯示攝像視野K(檢查範圍)，附加在此框內之帶有圓圈的數字「1」～「15」係表示檢查順序。又，圖2中，以點線箭頭表示攝像視野K的移動方向(移動路徑)。

其次，詳細地說明關於藉基板檢查裝置10所進行之印刷基板1的檢查路徑。這樣的檢查路徑係藉由控制裝置13(微電腦41)執行。

如上述，當被搬入基板檢查裝置10的印刷基板1定位固定於既定的檢查位置時，控制裝置13首先執行印刷基板1的位置檢測處理。

更詳言之，控制裝置13係檢測附加在印刷基板1上的定位用標記(省略圖示)，並依據該檢測出之標記的位置資訊(座標)、和記憶於格博資料之標記的位置資訊(座標)，算出印刷基板1的位置資訊(傾斜、位置偏移等)。藉此，結束印刷基板1的位置檢測處理。接著，依據此印刷基板1的位置資訊，執行修正檢查單元12(相機15)與印刷基板1之相對位置關係的偏移之修正處理。

然後，依據記憶於設定資料記憶裝置46的檢查順序，執行使檢查單元12朝向與印刷基板1上之第「1」號的檢查範圍對應之位置移動之移動處理。

在此期間，控制裝置13係依據記憶於設定資料記憶裝置46的格博資料，執行將投影到第「1」號的檢查範圍之條紋圖案W的周期調整成與該檢查範圍對應的周期之處理。

如圖2所示，本實施形態中，第「1」號的檢查範圍係成為控制電路部PB，在此係設定為短周期的第1條紋圖案W1。

當檢查單元12的移動處理完成，相機15的攝像視野K對準印刷基板1上之第「1」號的檢查範圍時，便從投影裝置14投影第1條紋圖案W1，執行關於印刷基板1上之第「1」號的檢查範圍的檢查處理。關於這樣的檢查處理的詳情，將於後敘述(關於其他檢查範圍的檢查處理亦同樣)。

其後，當關於印刷基板1上之第「1」號的檢查範圍之檢查處理結束時，便依據記憶於設定資料記憶裝置46的檢查順序，開始進行使檢查單元12朝向與印刷基板1上之第「2」號的檢查範圍對應的位置移動之移動處理。

在此期間，控制裝置13係與上述同樣，執行將投影到第「2」號的檢查範圍之條紋圖案W的周期調整(變更)成與該檢查範圍對應的周期之處理。

如圖2所示，本實施形態中，由於第「2」號的檢查範圍係成為電源電路部PA，故在此係設定為長周期的第2條紋圖案W2。

當檢查單元12的移動處理完成，相機15的攝像視野K對準印刷基板1上之第「2」號的檢查範圍時，便從投影裝置14投影第2條紋圖案W2，執行關於印刷基板1上之第「2」號的檢查範圍之檢查處理。

然後，當關於印刷基板1上之第「2」號的檢查範圍之檢查處理結束時，便依據記憶於設定資料記憶裝置46的檢查順序，開始進行使檢查單元12朝向與印刷基板1上之第「3」號的檢查範圍對應的位置移動之移動處理。

之後，同樣地，針對印刷基板1上之第「3」號～第「15」號的檢查範圍，藉由與該檢查範圍對應的條紋圖案W(第1條紋圖案W1或第2條紋圖案W2)執行檢查處理，藉此結束關於印刷基板1整體的焊料印刷檢查。

其次，說明關於在印刷基板1的各檢查範圍所進行之檢查處理。這樣的檢查處理係藉控制裝置13(微電腦41)執行。

本實施形態中，針對各檢查範圍，一邊使自投影裝置14投影之條紋圖案W的相位改變，一邊在相位不同的條紋圖案W下進行4次攝像處理，藉此取得光強度分布不同的4種圖像資料。以下，詳細地說明。

如上述，控制裝置13首先將X軸移動機構16及Y軸移動機構17進行驅動控制，以使檢查單元12移動，將相機15的攝像視野K與印刷基板1的既定檢查範圍對位。同時，將投影裝置14的光柵板20進行移動控制，將形成於該光柵板20之光柵23的位置設定為既定的基準位置(例如相位「0°」的位置)。

當光柵板20的定位完成時，控制裝置13係使投影裝置14的光源19發光，投影既定的條紋圖案W(第1條紋圖案W1或第2條紋圖案W2)，並驅動控制相機15，以執行該條紋圖案W下之第1次攝像處理。

然後，控制裝置13係在既定的條紋圖案W下於第1次攝像處理結束之同時，將光源19熄滅，並執行光柵板20的移動處理。具體而言，使形成於光柵板20之光柵23的位置從前述基準位置朝向條紋圖案W的相位偏移4分之1間距(90°)之第2位置移動。

當光柵板20的移動處理完成時，控制裝置13係使光源19發光，投影既定的條紋圖案W，並且驅動控制相機15，執行該條紋圖案W下的第2次攝像處理。

之後，藉由反覆進行同樣的處理，在相位逐次相差90°(逐次4分之1間距)的條紋圖案W下取得光強度分布不同的4種圖像資料。藉此，可取得使具有正弦波狀光強度分布之條紋圖案W的相位逐次位移(shift)90°的4種圖像資料。

接著，控制裝置13係依據如上述取得的4種圖像資料(各座標的4種亮度值)，藉由週知的相移法進行焊膏5的三維測量(各座標的高度測量)，將這樣的測量結果記憶於運算結果記憶裝置45。

在此，就週知的相移法進行說明。上述4種圖像資料之印刷基板1上的既定座標位置的光強度(亮度)I0、I1、I2、I3，係可分別藉由下式(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(gain)，β：偏移(offset)，θ：條紋圖案的相位。

接著，針對相位θ，求解上式(1)、(2)、(3)、(4)，便可導出下式(5)。

θ=tan^-1 ｛(I0-I2)/(I1-I3)｝・・(5) 藉由使用如上述算出的相位θ，可根據三角測量的原理，求取印刷基板1上之各座標(X,Y)的高度(Z)。

接著，控制裝置13係依據以上述方式得到的三維測量結果(各座標的高度資料)，進行焊膏5之印刷狀態的良否判定處理。具體而言，控制裝置13係依據如上述得到之檢查範圍的測量結果，依各檢查範圍(電源電路部PA、控制電路部PB)檢測比制定的高度基準面變高既定長度以上之焊膏5的印刷範圍，對該範圍內的各部位的高度進行積分，藉此算出所印刷之焊膏5的量。

接著，控制裝置13係將以此方式求得之焊膏5的位置、面積、高度或量等的資料，與預先記憶於設定資料記憶裝置46的基準資料(格博資料等)作比較判定，依據此比較結果是否在容許範圍內而判定該檢查範圍之焊膏5的印刷狀態之良否。

取得上述4種圖像資料後，在進行上述良否判定處理的期間，控制裝置13係使檢查單元12朝下一個檢查範圍移動。之後，在印刷基板1上之全部的檢查範圍反覆進行上述一連串的處理，藉此完成印刷基板1整體的焊料印刷檢查。

如以上詳述，根據本實施形態，從投影裝置14對印刷基板1投影條紋圖案W，並取得使該條紋圖案W的相位不同的4種圖像資料，依據此等圖像資料，進行藉由相移法之印刷基板1的三維測量。

此時，在本實施形態中，構成為依據印刷基板1上的檢查範圍的凹凸程度，變更從投影裝置14所投影之條紋圖案W的周期(間距)。具體而言，將短周期的第1條紋圖案W1與長周期的第2條紋圖案W2之兩種條紋圖案W切換並投影。

尤其根據本實施形態的投影裝置14，藉由使用光柵板20作為將來自光源19的光轉換成條紋圖案W之圖案生成部，可投影比使用液晶光柵等的情況更明亮之條紋圖案W，並且藉由具備圖案周期變更機構22，可在不交換該光柵板20下，變更投影到印刷基板1之條紋圖案W的周期。

再者，本實施形態中，由於可使用在玻璃板等的基材上印刷有光柵23之既有的光柵板20等廉價的光學構件作為圖案生成部，所以與使用高價的液晶元件等光學控制元件作為圖案生成部之情況相比較，可抑制圖案生成部的製造成本。

再者，如使用既有的液晶元件等的情況，亦不需要進行畫素的控制，可謀求控制的簡化，並且也不會有所生成的條紋圖案W在微觀上成為不連續之情況，所以可對印刷基板1進行投影更理想的條紋圖案W。

此外，由於投影透鏡群21係藉兩側遠心透鏡光學系構成，並構成為藉圖案周期變更機構22一邊維持光軸J1方向之光柵板20及射入側透鏡25間的距離Lf1與光軸J1方向之射出側透鏡26及印刷基板1間的距離Lf2，一邊變更光軸J1方向之射入側透鏡25及射出側透鏡26間的距離Ls，所以每當在變更條紋圖案W的周期時，不需要每次都進行焦點調整等。

假使是投影透鏡群21沒有藉兩側遠心透鏡光學系構成的情況，由於在使射入側透鏡25及射出側透鏡26間的距離Ls改變時，對焦位置也會改變，所以需要有用以進行焦點調整的某些修正機構。

換言之，根據本實施形態，可在不需要具備此種修正機構之情況下，達成裝置的構成、控制的進一步簡化。

又，本實施形態的圖案周期變更機構22係構成為具備沿著光軸J1方向設置且可供安裝射出側透鏡26之固定筒部22A、以相對於該固定筒部22A沿光軸J1方向可變位的方式設置且供安裝光柵板20及射入側透鏡25之可動筒部22B、和使該可動筒部22B在光軸J1方向滑動變位之作為移動手段的滑動機構，且變更射入側透鏡25及射出側透鏡26間的距離Ls。

此外，關於光柵板20與射入側透鏡25，係可藉由單一的移動手段(滑動機構)一起移動。另一方面，關於射出側透鏡26和印刷基板1，在想要一邊維持兩者的相對位置關係一邊使之移動的情況，必須分別設置各自的移動手段，並將該等同步控制，恐有構造或控制極複雜化之虞。又，需要大規模的機構，恐有裝置大型化之虞，並且擔心會有難以敏捷地作動且周期變更速度降低，進而測量速度降低。

關於這點，根據本實施形態，不會產生此種不良情況，而能夠得到上述各種的作用效果。

又，本實施形態的投影裝置14中，係以光柵板20的射出面20b及投影透鏡群21的主面相對於印刷基板1滿足賽因福祿(Scheimpflug)的條件之方式設定。

亦即，包含光柵板20的射出面20b之平面S1、包含投影透鏡群21的主面之平面S2、和包含印刷基板1的表面(投影面)之平面S3係設定成在同一直線C上彼此相交。

藉此，可將條紋圖案W在對焦狀態下投影到印刷基板1上的投影範圍整個區域。其結果，在進行利用圖案投影法的三維測量時，可投影測量精度佳的圖案光。

[第2實施形態] 其次，參照圖8，詳細說明關於第2實施形態。本實施形態中，在投影裝置14中，關於可變更條紋圖案W的周期之圖案周期變更機構(光路長變更手段)的構成係與第1實施形態不同。

上述第1實施形態的圖案周期變更機構22係構成為藉由使射入側透鏡25等沿光軸J1方向滑動變位，可變更射入側透鏡25及射出側透鏡26間的物理距離Ls，惟本實施形態中，構成為射入側透鏡25及射出側透鏡26間的物理距離Ls保持著一定的狀態，僅使射入側透鏡25及射出側透鏡26間的光學距離(光路長)改變。以下，詳細地說明。

關於與上述第1實施形態重複的部分，係使用同一構件名稱、同一符號等且省略其詳細的說明，並且以下主要針對與第1實施形態不同的部分來進行說明

如圖8(a)、(b)所示，本實施形態的投影裝置14中，光柵板20、射入側透鏡25及射出側透鏡26係安裝固定於沿光軸J1方向設置的固定筒部100。

再者，於固定筒部100，在射入側透鏡25與射出側透鏡26之間，安裝固定有構成圖案周期變更機構(光路長變更手段)之可變透鏡110。

本實施形態的可變透鏡110係具備有在光軸J1方向設成一對之透明樹脂板111A、111B、填充於該一對透明樹脂板111A、111B間所形成的凹穴(cavity)內之液體(例如矽油)112、和可調整該凹穴內之液體112的容量之液量調整機構(省略圖示)之液體透鏡，構成為藉由增減凹穴內之液體112的容量，可變更從射入面側的透明樹脂板111A至射出面側的透明樹脂板111B為止的物理距離(厚度)。

在此，填充於可變透鏡110內的液體112係具有比空氣的折射率還高的既定折射率。因此，行進於可變透鏡110內之光的光路長係在光學上變得比行進於空氣中之光的光路長還長。因此，若從可變透鏡110的透明樹脂板111A至透明樹脂板111B為止的物理距離變長，則從射入側透鏡25至射出側透鏡26為止的光學距離也會變長。

藉由此構成，根據本實施形態，可一邊使在光軸J1方向之射入側透鏡25及射出側透鏡26間的物理距離Ls維持一定，一邊僅變更射入側透鏡25及射出側透鏡26間的光學距離(光路長)[參照圖8(a)、(b)]。

例如若減少可變透鏡110內之液體112的容量，使可變透鏡110的厚度變薄[參照圖8(a)]，則射入側透鏡25及射出側透鏡26間的光路長(光學距離)會變短，投影於印刷基板1上的條紋圖案W會成為短周期的第1條紋圖案W1。

另一方面，若增加可變透鏡110內之液體112的容量，使可變透鏡110的厚度變厚[參照圖8(b)]，則射入側透鏡25及射出側透鏡26間的光路長(光學距離)會變長，投影於印刷基板1上的條紋圖案W會成為長周期的第2條紋圖案W2。

如以上詳述，根據本實施形態，可達成與上述第1實施形態同樣的作用效果。

尤其在本實施形態中，可在不變更光柵板20及射入側透鏡25的相對位置關係、射入側透鏡25及射出側透鏡26的相對位置關係、以及射出側透鏡26及印刷基板1的相對位置關係之下，變更射入側透鏡25及射出側透鏡26間的光路長。

藉由使用可變透鏡110，可將光路長變更手段的構成設成緊湊(compact)。又，可進行敏捷的作動，可達成周期變更速度的提升、進而測量速度的提升。

又，能抑制在使射入側透鏡25等物理性移動時可能產生的振動等。結果，可投影更高精度的圖案光，可達成測量精度的提升。

此外，不限定於上述實施形態的記載內容，例如亦可如以下般地實施。當然，亦可為以下未例示的其他應用例、變更例。

(a)上述各實施形態中，雖將本案發明之投影裝置及三維測量裝置具體化成對印刷於印刷基板1之焊膏5的印刷狀態進行檢查之基板檢查裝置10，但不限定於此，例如亦可具體化成對安裝於印刷基板上的電子零件等其他對象進行檢查之裝置。當然，亦可作成將與印刷基板不同的對象物作為被測量物來進行三維測量之構成。

(b)在上述各實施形態中，以將混合有電源電路部PA及控制電路部PB的印刷基板1作為被測量物，對該印刷基板1上的電源電路部PA投影長周期的第2條紋圖案W2來進行三維測量，且對控制電路部PB投影短周期的第1條紋圖案W1來進行三維測量之方式，作成依據印刷基板1上之各檢查範圍的凹凸程度來切換條紋圖案W的周期之構成。

不限定於此，亦可為以將僅具有電源電路部PA的印刷基板作為被測量物，對其僅投影長周期的第2條紋圖案W2來進行三維測量，將僅具有控制電路部PB的印刷基板作為被測量物，對其僅投影短周期的第1條紋圖案W1來進行三維測量之方式，作成依據在製造線所製造的印刷基板的種類來切換條紋圖案W的周期之構成。

又，亦可構成為對電源電路部PA，分別投影短周期的第1條紋圖案W1與長周期的第2條紋圖案W2兩者，並組合兩者來進行三維測量。藉此，測量時間雖然會增加，但是可在不會降低高度解析度的情況下擴大動態範圍。

(c)上述各實施形態中，在利用相移法進行三維測量方面，係構成為取得使條紋圖案W的相位逐次相差90°的4種圖像資料，但相移次數及相移量並不限定於此等。也可採用能夠利用相移法進行三維測量之其他的相移次數及相移量。例如，亦可構成為取得相位逐次相差120°或90°的3種圖像資料來進行三維測量。

(d)上述各實施形態中，在藉由相移法進行三維測量方面，作為條紋圖案W，係構成為投影具有正弦波狀的光強度分布之圖案光，但不限定於此，作為條紋圖案W，亦可構成為例如投影具有矩形波狀、三角波狀等非正弦波狀的光強度分布之圖案光。

其中，比起投影具有非正弦波狀的光強度分布之圖案光並進行三維測量者，投影具有正弦波狀的光強度分布之圖案光並進行三維測量者的測量精度較佳。因此，在達成測量精度的提升這點上，較佳為構成為投影具有正弦波狀的光強度分布之圖案光並進行三維測量。

(e)上述各實施形態中，係構成為對印刷基板1投影條紋圖案W，並藉由相移法進行三維測量，惟不限定於此，例如亦可構成為利用空間編碼法(space coding method)、疊紋法(moire method)等其他的圖案投影法來進行三維測量。其中，在對焊膏5等的小測量對象進行測量時，更佳為採用相移法等測量精度高的測量方法。

(f)上述各實施形態中，係構成為使檢查單元12(投影裝置14及相機15)相對於固定在既定位置之印刷基板1上的複數個檢查範圍依序移動，藉此進行印刷基板1的整個區域之檢查。不限定於此，亦可構成為在使檢查單元12固定的狀態下，使印刷基板1移動，藉此進行印刷基板1整個區域的檢查。

又，在上述各實施形態中，藉由在投影裝置14中具備使光柵板20移動之光柵移動機構，構成為在不使檢查單元12與印刷基板1相對移動的情況下，使固定於既定位置的印刷基板1、和投影於此之條紋圖案W的相對位置關係移動(相移)，惟使條紋圖案W與印刷基板1相對移動的構成(變位手段)並不限定於上述實施形態。

例如，如上述在印刷基板的整個區域中，在沒有切換所投影之條紋圖案W的周期之情況下，亦可構成為藉由輸送機(conveyor)等使印刷基板連續移動，或者藉由使檢查單元12相對於所固定的印刷基板連續移動，而使該印刷基板與投影於此之條紋圖案W的相對位置關係移動(相移)。

(g)上述各實施形態中，光源19係由射出白色光的鹵素燈所構成。不限定於此，亦可構成為使用白色LED等其他的光源。

(h)光柵板的構成並不限定於上述各實施形態。例如，上述實施形態的光柵板20係構成為在其射出面20b設有光柵23，但並不受限於此，例如亦構成為在可射入面20a設置有光柵23。

上述各實施形態中，係作成藉由印刷(蒸鍍)設有光柵23之構成，但不限定於此，例如亦可作成藉由雷射加工等其他的方法設有光柵23之構成。

上述各實施形態的光柵23係為透光部23a與遮光部23b交替地排列之二值的構成，但不限定於此，例如亦可構成為設有3階段以上之透射率相異的多值的光柵圖案。

上述各實施形態的光柵板20，係在藉由既定的透光材料(例如玻璃、丙烯酸樹脂等)形成平板狀或薄膜狀的基材上印刷(蒸鍍)形成有光柵23而成，但不限定於此，亦可採用藉由加工不透明樹脂、金屬等並形成狹縫(slit)等的開口，而形成有光柵的光柵板等。

(i)投影光學系的構成並不限定於上述各實施形態。例如，在上述各實施形態中，係構成為與印刷基板1上的電源電路部PA對應，投影第2周期1000μm的第2條紋圖案W2，與控制電路部PB對應，投影第1周期300μm的第1條紋圖案W1。所投影的條紋圖案W的周期、數量並不限定於此等。

例如亦可作成依據印刷基板1上之檢查範圍的凹凸程度，切換周期不同之3種以上的條紋圖案W來進行投影之構成。

(j)關於可變更條紋圖案W的周期之圖案周期變更機構(光路長變更手段)的構成，並不限定於上述各實施形態。

例如，上述第1實施形態的圖案周期變更機構22係構成為具備沿著光軸J1方向設置且供安裝射出側透鏡26之固定筒部22A、以相對於該固定筒部22A沿光軸J1方向可變位的方式設置且供安裝光柵板20及射入側透鏡25之可動筒部22B、和使該可動筒部22B在光軸J1方向滑動變位之作為移動手段的滑動機構，且變更射入側透鏡25及射出側透鏡26間的距離Ls。

不限定於此，亦可構成為在固定有光柵板20及射入側透鏡25的狀態下，使射出側透鏡26及印刷基板1移動，藉此變更射入側透鏡25及射出側透鏡26間的距離Ls。

惟，在這樣的構成中，必須對射出側透鏡26和印刷基板1分別設置各自的移動手段，恐有發生上述各種不良情況之虞，所以在這點方面，較佳為作成如上述第1實施形態的構成。

又，上述第2實施形態之可變透鏡的構成並不限定於可變透鏡(液體透鏡)100。亦可採用具有射入側透鏡25及射出側透鏡26間的物理距離Ls維持一定，僅使射入側透鏡25及射出側透鏡26間的光學距離(光路長)改變的構成之其他相異的可變透鏡(包含由複數個透鏡構成的透鏡單元)。

(k)攝像手段並不限定於上述實施形態的相機15。例如，在上述實施形態中，係採用CCD區域感測器作為攝像元件15a，但不限定於此，亦可採用例如CMOS區域感測器等。

又，攝像透鏡單元15b係由兩側遠心透鏡(兩側遠心透鏡光學系)所構成。不限定於此，亦可採用物體側遠心透鏡(物體側遠心光學系)作為攝像透鏡單元15b。又，亦可作成不具有遠心構造之構成。

(l)上述各實施形態的投影裝置14中，係設定成光柵板20的射出面20b及投影透鏡群21的主面相對於印刷基板1滿足賽因福祿的條件。

不限定於此，根據投影範圍的整個區域之條紋圖案W的對焦狀態，亦可未必要設定成滿足賽因福祿的條件。

1:印刷基板 5:焊膏 10:基板檢查裝置 12:檢查單元 13:控制裝置 14:投影裝置 15:相機 19:光源 20:光柵板 21:投影透鏡群 22:圖案周期變更機構 23:光柵 23a:透光部 23b:遮光部 25:射入側透鏡 26:射出側透鏡 J1:光軸 PA:電源電路部 PB:控制電路部 W(W1,W2):條紋圖案

圖1係表示基板檢查裝置的概略構成之示意圖。 圖2係表示印刷基板的概略構成之平面示意圖。 圖3係表示印刷基板的剖面示意圖。 圖4係表示投影於印刷基板上之條紋圖案的態樣之示意圖。 圖5係表示投影裝置的概略構成之示意圖。 圖6(a)、(b)係用以說明關於投影裝置的圖案周期變更機構之示意圖。 圖7係表示基板檢查裝置的電性構成之方塊圖。 圖8(a)、(b)係用以說明關於其他實施形態的投影裝置的圖案周期變更機構之示意圖。

1:印刷基板

20:光柵板

20a:射入面

20b:射出面

22:圖案周期變更機構

22A:固定筒部

22B:可動筒部

23:光柵

23a:透光部

23b:遮光部

25:射入側透鏡

26:射出側透鏡

J1:光軸

W(W1,W2):條紋圖案

Lf1,Lf2,Ls:距離

Ls1:第1距離

Ls2:第2距離

Claims (7)

1. 一種投影裝置，係在進行關於既定的被測量物之三維測量時，對前述被測量物投影既定的圖案光，其特徵為： 具備： 發出既定的光之光源； 將從前述光源射入的光轉換成前述圖案光之光柵構件；及 使從前述光柵構件射出的前述圖案光對前述被測量物成像之投影光學系， 前述投影光學系係由具備相對於其光軸方向位於前述光柵構件側之光柵側透鏡、和位於前述被測量物側之被測量物側透鏡的兩側遠心透鏡光學系所構成，且具備有光路長變更手段，其一邊維持前述光柵構件及前述光柵側透鏡間的光路長與前述被測量物側透鏡及前述被測量物間的光路長，一邊可變更前述光柵側透鏡及前述被測量物側透鏡間的光路長。
2. 如請求項1之投影裝置，其中 前述光路長變更手段係具有一邊維持前述光軸方向上之前述光柵構件及前述光柵側透鏡間的相對位置關係與前述光軸方向上之前述被測量物側透鏡及前述被測量物間的相對位置關係，一邊可變更前述光軸方向上之前述光柵側透鏡及前述被測量物側透鏡間的相對位置關係之構成。
3. 如請求項2之投影裝置，其中 前述光路長變更手段係具有藉由具備一邊維持前述光柵構件及前述光柵側透鏡間的相對位置關係，一邊使該光柵構件及光柵側透鏡移動之移動手段，可變更前述光柵側透鏡及前述被測量物側透鏡間的相對位置關係之構成。
4. 如請求項1之投影裝置，其中 前述光路長變更手段係藉由可變更從射入面至射出面為止的光路長之可變透鏡所構成。
5. 如請求項1之投影裝置，其中配置成前述光柵構件及前述投影光學系的主面相對於前述被測量物滿足賽因福祿的條件。
6. 如請求項1之投影裝置，其中構成為可投影具有條紋狀的光強度分布之圖案光，作為前述圖案光。
7. 一種三維測量裝置，其特徵為具備： 如請求項1至6中任一項之投影裝置； 攝像手段，可對被投影有前述圖案光之前述被測量物的既定範圍進行攝像；及 圖像處理手段，可依據藉由前述攝像手段所攝像並取得的圖像資料，執行關於前述被測量物的三維測量。

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