TWI481814B - 三維測定裝置 - Google Patents

Description

三維測定裝置

本發明係關於一種三維測定裝置。

一般在印刷基板上安裝電子零件時，首先，在配設於印刷基板上的預定電極圖案上印刷糊狀焊料。其次，依據該糊狀焊料的黏性而在印刷基板上暫時焊接電子零件。其後，將前述印刷基板導入回流爐，經過預定的回流步驟，進行焊接。最近，在被導入回流爐的前階段，需要檢查糊狀焊料的印刷狀態，值此檢查之際，有時要使用三維測定裝置。

近幾年，被提出各種使用光的所謂非接觸式的三維測定裝置，例如被提出關於使用相位位移法的三維測定裝置之技術。

在利用該相位位移法的三維測定裝置方面，係藉由由光源與正弦波圖案的濾光器之組合構成的照射手段，將具有正弦波狀(條紋狀)的光強度分布之圖案光照射於被測定物(此情況為印刷基板)。然後，使用配置於正上方的攝影手段觀測基板上之點。就攝影手段而言，使用由透鏡及攝影元件等構成的CCD攝影機等。此情況，畫面上的測定對象點P之光的強度I係以下式所給予。

I=B+A．cos Φ

〔其中，B：直流光雜訊(偏移成分)、A：正弦波的對比(反射率)、Φ：由物體的凹凸所給予的相位〕

此時，使圖案光移動，使相位變化成例如四階段(Φ+0、Φ+π/2、Φ+π、Φ+3 π/2)，取入具有對應於此等相位的強度分布I1、I2、I3、I4的圖像，依據下述式求出調變分(用於導出高度的位置資訊)θ。

θ=arctan{(I4-I2)/(I1-I3)}

使用此調變分θ求出印刷基板上的糊狀焊料等的測定對象點P之三維座標(X、Y、Z)，以測定測定對象的三維形狀，特別是高度。

然而，在印刷基板上的糊狀焊料之印刷部分(焊料印刷區域)與其他部分(背景區域)，由於光的反射率等不同，所以在同一亮度的圖案光下，可能會難以取得各部分更加正確的資料。

例如，關於反射率比較高的焊料印刷區域，若圖案光的亮度過高，則在由攝影手段所拍攝的圖像資料中，於對應於該焊料印刷區域的像素會產生亮度飽和狀態(saturation)，可能會難以測定更加正確的高度。另一方面，關於反射率比較低的背景區域，若圖案光的亮度過低，則圖像資料上，圖案光的明暗差(亮度差)會變小，可能會難以測定高度。

對此，在近幾年也被提出分別進行適合焊料印刷區域的攝影條件(照射亮度)的攝影、及適合背景區域的攝影條件的攝影，適當地進行高度測定之技術(參照例如專利文獻1)。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1 特開2006-300539號公報

然而，即使是相同焊料印刷區域內或背景區域內，由於例如攝影機與印刷基板的位置關係、糊狀焊料的表面形狀等，在印刷基板上反射而射入攝影機的圖案光之反射率在印刷基板上的各位置也不相同。

例如，在預定的糊狀焊料的表面形狀為球面狀時等，即使是對應於該糊狀焊料的同一區域內，也會產生反射率高的部分與低的部分。因此，在以適合反射率高的部分的攝影條件(照射亮度)攝影時，反射率低的部分會變成暗的圖像，有測定精度降低之虞。另一方面，在以適合反射率低的部分的攝影條件攝影時，有反射率高的部分會變成亮度飽和狀態之虞。結果，有測定精度降低之虞。

再者，上述課題未必限於進行印刷於印刷基板上的糊狀焊料等的高度測定的情況，在其他三維測定裝置的領域也是存在的。當然，不是限於相位位移法的問題。

本發明係有鑑於上述情況而完成，其目的在於提供一種當進行三維測定時，可謀求測定精度提高等的三維測定裝置。

以下，就適合解決上述課題的各手段逐項進行說明。再者，於因應需求而對應的手段附注特有的作用效果。

手段1.一種三維測定裝置，其特徵在於具備：照射手段，其係可對於所連續搬送的被測定物，沿著該被測定物的搬送方向切換並照射具有條紋狀的光強度分布且亮度不同的複數種圖案光；攝影手段，其係拍攝來自被照射前述各種圖案光的前述被測定物的反射光，輸出至少包含亮度值的圖像資料；圖像資料取得手段，其係每次將前述被測定物搬送預定量，就將在每預定量相位就變化的同一亮度的圖案光下所拍攝的複數種圖像資料作為一組，取得在前述複數種圖案光下所拍攝的複數組圖像資料組；判定手段，其係判定對應於前述被測定物上的各座標位置之前述圖像資料的各像素的亮度值是否包含在預先設定的有效範圍內；抽出手段，其係對前述被測定物的各座標位置，從前述複數組圖像資料組中，抽出前述圖像資料的各像素的亮度值在前述有效範圍內的圖像資料組；及三維測定手段，其係以前述所抽出的圖像資料組為基礎而進行關於前述被測定物的各座標位置的三維測定。

藉由上述手段1，對於被連續搬送的被測定物照射具有條紋狀的光強度分布的圖案光，被照射該圖案光的被測定物每次被搬送預定量(相當於例如圖案光的相位π /2分的距離)就被攝影手段攝影。藉此，可取得所照射的圖案光的相位每預定量(例如各π /2)就不同的複數種(例如四種)的圖像資料。然後，以此等圖像資料為基礎而進行被測定物的三維測定。

再者，在本手段中，在亮度不同的複數種圖案光下取得複數組由上述複數種的圖像資料構成的圖像資料組。然後，判定對應於被測定物上的各座標位置(測定點)之圖像資料的各像素的亮度值是否包含在預先設定的有效範圍內，並且對被測定物的各座標位置，從複數組圖像資料組中抽出圖像資料的各像素的亮度值在有效範圍內的圖像資料組，以該所抽出的圖像資料組為基礎，利用例如相位位移法進行關於被測定物的各座標位置的三維測定。

結果，可對被測定物的各座標位置，使用更加適當的亮度的圖像資料進行三維測定，可謀求測定精度的提高。

手段2.如記載於手段1之三維測定裝置，其特徵在於：前述判定手段至少判定前述圖像資料的各像素的亮度值是否比相當於飽和位準的值更小。

藉由上述手段2，將比相當於飽和位準的值更小的值設定於上述有效範圍的上限，藉此可抑制因為上述亮度飽和而導致的測定精度降低。

手段3.如記載於手段1或2之三維測定裝置，其特徵在於：在前述複數組圖像資料組之中，前述圖像資料的各像素的亮度值在前述有效範圍內的圖像資料組(比相當於飽和位準的值更小的圖像資料組)有複數組時，前述抽出手段抽出在前述複數種圖案光之中照射亮度最高的圖案光下所拍攝的圖像資料組。

藉由上述手段3，可抽出具有更大的亮度值的圖像資料，可進行更加適當的三維測定。

手段4.如記載於手段1或2之三維測定裝置，其特徵在於具備：平均值計算手段，其係在由前述抽出手段所抽出的圖像資料組有複數組時，計算該複數組圖像資料組的平均值；以由前述平均值計算手段所算出之圖像資料組的平均值為基礎，前述三維測定手段進行前述三維測定。

藉由上述手段4，可抽出可進行更加適當的三維測定的圖像資料。

手段5.如記載於手段1至4中任一手段之三維測定裝置，其特徵在於：設定比可得到前述圖像資料的各像素的亮度值之下限值(例如「0」)更大的值作為前述有效範圍之下限值。

藉由上述手段5，為了進行更加適當的三維測定，可抽出具有充分亮度的圖像資料。

手段6.如記載於手段1至5中任一手段之三維測定裝置，其特徵在於具備：對位手段，其係使在前述被測定物的搬送方向中不同位置上所分別拍攝的前述圖像資料相互間的座標系一致。

藉由上述手段6，不使被測定物的搬送停止，可取得各圖像資料，所以可謀求測定效率的提高等。

1‧‧‧印刷基板

4‧‧‧糊狀焊料

10‧‧‧基板檢查裝置

13‧‧‧輸送帶

14‧‧‧照明裝置

15‧‧‧攝影機

16‧‧‧控制裝置

P1~P32‧‧‧座標

G1~G16‧‧‧圖像資料

H‧‧‧有效範圍

W‧‧‧攝影範圍

第1圖為概略地顯示一實施形態之基板檢查裝置的概略立體圖。

第2圖為印刷基板的剖面圖。

第3圖為顯示基板檢查裝置概略的方塊圖。

第4圖為用於說明和時間經過共同變化的攝影機的攝影範圍與印刷基板的座標位置之關係的示意圖。

第5圖為用於說明和時間經過共同變化的圖案光種類(照射亮度)及印刷基板的各座標位置的圖案光相位的對應表。

第6圖為概略地顯示將複數個圖像資料的座標位置進行對位的狀態的圖表。

第7圖為概略地顯示預先設定有關於印刷基板的各座標位置的各資料的群組經整理並重新排列的狀態的圖表。

第8圖為顯示關於印刷基板的預定座標位置的十六種資料(亮度值)一具體例的圖表。

第9圖為顯示和第8圖的資料比較，用於說明亮度飽和狀態的理論上的數值的圖表。

以下，就一實施形態一面參照圖面一面進行說明。首先，就作為被測定物的印刷基板的構造詳細地進行說明。

如第2圖所示，印刷基板1呈平板狀，在由玻璃環氧樹脂等構成的基底基板2上設有由銅箔構成的電極圖案3。再者，在預定的電極圖案3上印刷形成有糊狀焊料4。將印刷有此糊狀焊料4的區域作為「焊料印刷區域」。雖然將焊料印刷區域以外的部分總稱為「背景區域」，但在此背景區域中卻包含電極圖案3露出的區域(記號A)、基底基板2露出的區域(記號B)、於基底基板2上塗布有抗蝕膜5的區域(記號C)、及於電極圖案3上塗布有抗蝕膜5的區域(記號D)。再者，抗蝕膜5係被塗布於印刷基板1的表面使以糊狀焊料4不會在預定配線部分以外之上。

其次，就具備本實施形態的三維測定裝置之基板檢查裝置的構造詳細地進行說明。第1圖為概略地顯示基板檢查裝置10的概略構造圖。

基板檢查裝置10具備：作為搬送印刷基板1之搬送手段的輸送帶13；作為對於印刷基板1的表面從斜上方照射預定光之照射手段的照明裝置14；作為拍攝來自被照射該光的印刷基板1的反射光之攝影手段的攝影機15；及用於實施基板檢查裝置10內的各種控制或圖像處理、運算處理的控制裝置16(參照第3圖)。

在輸送帶13上設有未圖示的馬達，藉由利用控制裝置16驅動控制該馬達，將載置於輸送帶13上的印刷基板1向預定方向(第1圖右方向)以定速連續搬送。藉此，攝影機15的攝影範圍W就會對於印刷基板1向反方向(第1圖左方向)相對移動下去。

照明裝置14具備發出預定光的四個照明(光源)。具體而言，具備第一照明14A~第四照明14D。

第一照明14A~第四照明14D分別具備眾所周知的液晶光學快門，構成對於印刷基板1為沿著其搬送方向可照射具有條紋狀(正弦波狀)的光強度分布之圖案光。即，可照射條紋的方向和印刷基板1的搬送方向正交的圖案光。

然而，從第一照明14A~第四照明14D所照射的圖案光之照射亮度分別不同。

如下更詳細地說明：從第一照明14A照射第一亮度的圖案光；從第二照明14B照射第一亮度兩倍的第二亮度的圖案光；從第三照明14C照射第二亮度兩倍的第三亮度的圖案光；從第四照明14D照射第三亮度兩倍的第四亮度的圖案光。

在本實施形態中例如將第一亮度設定為「50(cd/m2)」、將第二亮度設定為為「100(cd/m2)」、將第三亮度設定為「200(cd/m2)」、將第四亮度為設定「400(cd/m2)」。

此外，關於本實施形態的攝影機15，採用使用CCD感測器的256階度的單色CCD攝影機作為攝影元件。即，由攝影機15所拍攝的圖像在該攝影機15內部被轉換為數位信號後，作為至少各像素含有從「0」到「255」的任一值之亮度值的圖像資料被輸入到控制裝置16。然後，控制裝置16以該圖像資料為基礎而實施如後述的圖像處理或三維測定處理、檢查處理等。

其次，就控制裝置16的電氣構造，參照第3圖詳細地進行說明。第3圖為顯示基板檢查裝置10概略的方塊圖。

如第3圖所示，控制裝置16具備：掌管整個基板檢查裝置10控制的CPU及輸入輸出介面21；作為以鍵盤或滑鼠或者觸控面板構成的輸入手段的輸入裝置22；作為具有CRT或液晶等顯示畫面的顯示手段的顯示裝置23；用於記憶由攝影機15所拍攝的圖像資料的圖像資料記憶裝置24；用於記憶基於該圖像資料所得到的三維測定結果等各種運算結果的運算結果記憶裝置25等。再者，此等各裝置22~25電性連接於CPU及輸入輸出介面21。

其次，就以基板檢查裝置10所執行的三維測定處理等的各種處理，詳細地進行說明。

控制裝置16驅動控制輸送帶13而以定速連續搬送印刷基板1。然後，控制裝置16基於來自設於輸送帶13上的未圖示的編碼器的信號，驅動控制照明裝置14及攝影機15。

如下更詳細地說明每次印刷基板1被搬送預定量△x，即每次經過預定時間△t，就依預定的順序切換從照明裝置14照射的光，並且利用攝影機15拍攝被照射該光的印刷基板1。在本實施形態中，將前述預定量△x設定為相當於從照明裝置14(第一照明14A~第四照明14D)照射的圖案光之相位π /8分(22.5°分)的距離。此外，攝影機15的攝影範圍W被設定為相當於前述圖案光之相位2π 分(360°分)的長度。

此處，就從照明裝置14照射的光與攝影機15的攝影範圍W之關係，舉出具體例，詳細地進行說明。第4圖為用於說明和時間經過一起相對移動的攝影機15的攝影範圍W與印刷基板1的座標位置之關係的示意圖。第5圖為用於說明和時間經過一起變化的圖案光種類(照射亮度)及印刷基板1的各座標位置的圖案光相位的對應表。

如第4、5圖所示，在預定的攝影定時t1，從第一照明14A對於印刷基板1照射第一亮度的圖案光。此時，印刷基板1之中相當於其搬送方向(X方向)的座標P1~P17的範圍位於攝影機15的攝影範圍W內。即，在攝影定時t1，取得被照射第一亮度的圖案光之印刷基板1表面的座標P1~P17的範圍的圖像資料G1。再者，關於和搬送方向正交的方向(Y方向)，印刷基板1的Y方向全部範圍包含在攝影機15的攝影範圍內，關於X方向的同一座標位置的Y方向的各座標位置，在圖案光的種類及相位上無不同(以下同樣)。

如第5圖所示，在攝影定時t1，以被照射於印刷基板1的圖案光的相位在座標P17為「0°」、在座標P16為「22.5°」、在座標P15為「45°」、…、在座標P1為「360°」的方式，取得圖案光的相位在各座標P1~P17各偏移「22.5°」的圖像資料。

在從攝影定時t1經過預定時間△t的攝影定時t2，從第二照明14B對於印刷基板1照射第二亮度的圖案光。此時，相當於印刷基板1的座標P2~P18的 範圍位於攝影機15的攝影範圍W內，取得該範圍的圖像資料G2。

在從攝影定時t2經過預定時間△t的攝影定時t3，從第三照明14C對於印刷基板1照射第三亮度的圖案光。此時，相當於印刷基板1的座標P3~P19的範圍位於攝影機15的攝影範圍W內，取得該範圍的圖像資料G3。

在從攝影定時t3經過預定時間△t的攝影定時t4，從第四照明14D對於印刷基板1照射第四亮度的圖案光。此時，相當於印刷基板1的座標P4~P20的範圍位於攝影機15的攝影範圍W內，取得該範圍的圖像資料G4。

在從攝影定時t4經過預定時間△t的攝影定時t5，從第一照明14A對於印刷基板1照射第一亮度的圖案光。此時，相當於印刷基板1的座標P5~P21的範圍位於攝影機15的攝影範圍W內，取得該範圍的圖像資料G5。

在從攝影定時t5經過預定時間△t的攝影定時t6，從第二照明14B對於印刷基板1照射第二亮度的圖案光。此時，相當於印刷基板1的座標P6~P22的範圍位於攝影機15的攝影範圍W內，取得該範圍的圖像資料G6。

在從攝影定時t6經過預定時間△t的攝影定時t7，從第三照明14C對於印刷基板1照射第三亮度的圖案光。此時，相當於印刷基板1的座標P7~P23的 範圍位於攝影機15的攝影範圍W內，取得該範圍的圖像資料G7。

在從攝影定時t7經過預定時間△t的攝影定時t8，從第四照明14D對於印刷基板1照射第四亮度的圖案光。此時，相當於印刷基板1的座標P8~P24的範圍位於攝影機15的攝影範圍W內，取得該範圍的圖像資料G8。

在從攝影定時t8經過預定時間△t的攝影定時t9，從第一照明14A對於印刷基板1照射第一亮度的圖案光。此時，相當於印刷基板1的座標P9~P25的範圍位於攝影機15的攝影範圍W內，取得該範圍的圖像資料G9。

在從攝影定時t9經過預定時間△t的攝影定時t10，從第二照明14B對於印刷基板1照射第二亮度的圖案光。此時，相當於印刷基板1的座標P10~P26的範圍位於攝影機15的攝影範圍W內，取得該範圍的圖像資料G10。

在從攝影定時t10經過預定時間△t的攝影定時t11，從第三照明14C對於印刷基板1照射第三亮度的圖案光。此時，相當於印刷基板1的座標P11~P27的範圍位於攝影機15的攝影範圍W內，取得該範圍的圖像資料G11。

在從攝影定時t11經過預定時間△t的攝影定時t12，從第四照明14D對於印刷基板1照射第四亮度的圖案光。此時，相當於印刷基板1的座標P12~P28 的範圍位於攝影機15的攝影範圍W內，取得該範圍的圖像資料G12。

在從攝影定時t12經過預定時間△t的攝影定時t13，從第一照明14A對於印刷基板1照射第一亮度的圖案光。此時，相當於印刷基板1的座標P13~P29的範圍位於攝影機15的攝影範圍W內，取得該範圍的圖像資料G13。

在從攝影定時t13經過預定時間△t的攝影定時t14，從第二照明14B對於印刷基板1照射第二亮度的圖案光。此時，相當於印刷基板1的座標P14~P30的範圍位於攝影機15的攝影範圍W內，取得該範圍的圖像資料G14。

在從攝影定時t14經過預定時間△t的攝影定時t15，從第三照明14C對於印刷基板1照射第三亮度的圖案光。此時，相當於印刷基板1的座標P15~P31的範圍位於攝影機15的攝影範圍W內，取得該範圍的圖像資料G15。

在從攝影定時t15經過預定時間△t的攝影定時t16，從第四照明14D對於印刷基板1照射第四亮度的圖案光。此時，相當於印刷基板1的座標P16~P32的範圍位於攝影機15的攝影範圍W內，取得該範圍的圖像資料G16。

在從攝影定時t16經過預定時間△t的定時，再次進行和上述攝影定時t1的處理同樣的處理。以後，反覆進行和上述攝影定時t1~t16的處理同樣的處理。

如此一來，若取得關於印刷基板1的預定座標位置的所有資料，則執行將上述各圖像資料G1~G16的座標位置進行對位的對位處理(參照第6圖)。執行此種處理的功能構成本實施形態的對位手段。第6圖為概略地顯示將在攝影定時t1~t16取得的複數個圖像資料G1~G16的座標位置進行對位的狀態的圖表。

接著，將關於複數個圖像資料G1~G16的同一座標位置的各資料歸納為各座標位置後，整理為預先設定的各群組，記憶於運算結果記憶裝置25(參照第7圖)。第7圖為概略地顯示將關於第6圖所示的印刷基板1的各座標位置的各資料經整理並重新排列為預先設定的各群組的狀態的圖表。然而，在第7圖中，僅例示關於座標P17的部分。

在本實施形態中，關於印刷基板1的各座標位置，係分成以下四種群組資料而被記憶：在第一亮度的圖案光下所拍攝，由該圖案光的相位各偏移90°的四種資料(圖像資料G1、G5、G9、G13)構成的第一群組資料；在第二亮度的圖案光下所拍攝，由該圖案光的相位各偏移90°的四種資料(圖像資料G2、G6、G10、G14)構成的第二群組資料；在第三亮度的圖案光下所拍攝，由該圖案光的相位各偏移90°的四種資料(圖像資料G3、G7、G11、G15)構成的第三群組資料；在第四亮度的圖案光下所拍攝，由該圖案光的相位各偏移90°的四種資料(圖像資料G4、G8、G12、G16)構成的第四群組資料。此處，各群組資料分別相當於本實施形態的圖像資料組， 取得此等圖像資料組的處理功能構成圖像資料取得手段。

此處，將關於焊料印刷區域中的預定座標位置的十六種資料(亮度值)一具體例顯示於第8圖。在第8圖所示之例中，第三及第四群組資料之中，圖案光從初始相位的位移量對應於〔0°〕及〔90°〕之處的亮度值成為相當於飽和位準的「255」(參照附有散點圖案的部分)。

然而，關於亮度值成為飽和位準「255」，即亮度飽和狀態的上述地方，實際射入攝影機15之光的亮度位準與被記憶作為圖像資料的亮度值也有不成比例的可能性。例如，如第9圖所例示，也有入射光的亮度位準為相當於亮度值「255」的位準以上的可能性。再者，關於第9圖所示的上述地方之值為將入射光的亮度位準置換成對應於其他部分的256階度的資料之值的理論上的數值。

於是，其次，就印刷基板1的各座標位置，判定包含於上述四個群組的四種資料(總計十六種的圖像資料G1~G16)的亮度值之值是否分別包含於預先設定的有效範圍H內。執行此種判定處理的功能構成本實施形態的判定手段。

在本實施形態中，判定亮度值是否包含於「11」以上「254」以下的範圍(參照第8圖)。

接著，對印刷基板1的各座標位置，從四個群組資料之中抽出圖像資料G1~G16的各像素的亮度 值在上述有效範圍H(11≦H≦254)內的群組資料。藉此，從作為進行三維測定的基礎的資料中排除含有成為亮度飽和狀態的圖像資料的群組資料。執行此種抽出處理的功能構成本實施形態的抽出手段。

在第8圖所示之例方面，抽出在第二亮度的圖案光下所拍攝的第二群組資料。再者，在圖像資料的各像素的亮度值在有效範圍H內的群組資料有複數個的情況(也包含全部四個群組資料的情況)，抽出在上述複數種的圖案光之中照射亮度最高的圖案光下所拍攝的群組資料。例如，在全部的群組資料滿足上述條件的情況，抽出在第四亮度的圖案光下所拍攝的第四群組資料。

其次，控制裝置16基於上述抽出的群組資料，利用在先前技術中也出示的眾所周知的相位位移法進行各座標的高度測定。然後，藉由對各座標反覆進行該處理，計算整個印刷基板1的高度資料記憶於運算結果記憶裝置25作為該印刷基板1的三維資料。此種處理功能構成本實施形態的三維測定手段。

然後，以如上述所得到的測定結果為基礎而進行糊狀焊料4的印刷狀態的好壞判定。具體而言，檢測高度比高度基準面超過預定長度的糊狀焊料4的印刷範圍，計算此範圍內的部位的體積。然後，將該體積和預先設定的基準值比較判定，藉由此比較結果是否在容許範圍內，來判定該糊狀焊料4的印刷狀態的好壞。

如以上詳述，在本實施形態中，對於被連續搬送的印刷基板1照射具有條紋狀的光強度分布的圖 案光，被照射該圖案光的印刷基板1每當被搬送預定量就被攝影機15攝影。藉此，可取得被照射的圖案光的相位各π /2不同的四種圖像資料。然後，以此等圖像資料為基礎而進行印刷基板1的三維測定。

再者，在本實施形態中，在亮度不同的四種圖案光下取得複數組由四種圖像資料構成的群組資料。然後，判定對應於印刷基板1上的各座標位置之圖像資料的各像素的亮度值是否包含在預先設定的有效範圍H內，並且對印刷基板1的各座標位置，從四個群組資料中抽出圖像資料的各像素的亮度值在有效範圍H內的群組資料，以該所抽出的群組資料為基礎，利用相位位移法進行關於印刷基板1的各座標位置的三維測定。

結果，可對印刷基板1的各座標位置，使用更加適當的亮度的圖像資料進行三維測定，可謀求測定精度的提高。

再者，也可以不受上述實施形態的記載內容限定，而例如如下般地實施。以下不例示的其他應用例、變更例也當然可實施。

(a)在上述實施形態方面，係將三維測定裝置具體化成測定印刷形成於印刷基板1上的糊狀焊料4高度的基板檢查裝置10，但不限於此，也可以具體化成例如測定印刷於基板上的焊料凸塊或安裝於基板上的電子零件等其他構件高度的構造。

(b)在上述實施形態的相位位移法方面，係成為使圖案光的相位每四分之一間距變化的構造，但不 限於此，也可以形成使圖案光的相位每三分之一間距變化的構造。

(c)照明裝置14的構造並不受上述實施形態限定。例如，在上述實施形態方面，係成為具備照射亮度不同的四個照明(光源)的構造，但除此之外，也可以採用具備一個光源，適當變更控制其照射亮度的構造。

此外，各照明14A~14D的照射亮度也不受上述實施形態限定，例如亦可將第一亮度設定為「100(cd/m2)」、將第二亮度設定為「200(cd/m2)」、將第三亮度設定為「300(cd/m2)」、將第四亮度設定為「400(cd/m2)」等和上述實施形態不同的設定。

(d)攝影機15的構造並不受上述實施形態限定。例如，也可以採用使用CMOS感測器的攝影機等作為攝影元件。此外，關於攝影機15的輸出階度，也不限於上述實施形態的256階度，也可以是例如1024階度等和上述實施形態不同的設定。

(e)在上述實施形態方面，係成為下述構造：當判定對應於印刷基板1上的各座標位置之圖像資料G1~G16的各像素的亮度值是否包含在預先設定的有效範圍H內時，係判定上限值是否是比相當於飽和位準的值「255」更小的「254」以下。上限值並不受此值限定，也可以設定為不同的值。

此外，在上述實施形態方面，係設定比可得到圖像資料G1~G16的各像素的亮度值之下限值「0」更大的值即「11」作為有效範圍H之下限值，但此下限 值並不受此值限定，也可以設定為不同的值。再者，關於下限，由於不產生如上限的亮度飽和等的缺點，所以也可以是以有效範圍H之下限值為「0」，即不設定下限值的構造。

(f)在上述實施形態方面，係成為下述構造：當抽出圖像資料G1~G16的各像素的亮度值在有效範圍H內的群組資料時，取得在亮度不同的四種圖案光下拍攝的四個群組資料，但群組資料的數量並不受此數量限定，若有兩個以上即可。

(g)在上述實施形態方面，係成為下述構造：在圖像資料的各像素的亮度值在有效範圍H內的群組資料有複數個的情況，抽出在四種圖案光之中照射亮度最高的圖案光下所拍攝的群組資料。使用於三維測定的群組資料的抽出方法並不受此方法限定，也可以採用不同的方法。

例如，也可以是下述構造：在圖像資料的各像素的亮度值在有效範圍H內的群組資料有複數個的情況，計算該複數個群組資料的平均值，以該群組資料的平均值為基礎而進行三維測定。此處，計算群組資料的平均值的處理功能構成本實施形態的平均值計算手段。

(h)在上述實施形態方面，係採用相位位移法作為使用圖案光的三維測定方法，但除此之外，也可以採用空間編碼法或疊紋(moire)法、聚焦法等之類的各種三維測定方法。

1‧‧‧印刷基板

10‧‧‧基板檢查裝置

13‧‧‧輸送帶

14‧‧‧照明裝置

14A‧‧‧第一照明

14B‧‧‧第二照明

14C‧‧‧第三照明

14D‧‧‧第四照明

15‧‧‧攝影機

W‧‧‧攝影範圍

Claims (13)

1. 一種三維測定裝置，其特徵在於具備：照射手段，其係可對於所連續搬送的被測定物，沿著該被測定物的搬送方向切換並照射具有條紋狀的光強度分布且亮度不同的複數種圖案光；攝影手段，其係拍攝來自被照射前述各種圖案光的前述被測定物的反射光，輸出至少包含亮度值的圖像資料；圖像資料取得手段，其係每次將前述被測定物搬送預定量，就將在每預定量相位變化的同一亮度的圖案光下所拍攝的複數種圖像資料作為一組，取得在前述複數種圖案光下所拍攝的複數組圖像資料組；判定手段，其係判定對應於前述被測定物上的各座標位置之前述圖像資料的各像素的亮度值是否包含在預先設定的有效範圍內；抽出手段，其係對前述被測定物的各座標位置，從前述複數組圖像資料組中，抽出前述圖像資料的各像素的亮度值在前述有效範圍內的圖像資料組；及三維測定手段，其係以前述所抽出的圖像資料組為基礎而進行關於前述被測定物的各座標位置的三維測定。
2. 如申請專利範圍第1項之三維測定裝置，其中前述判定手段至少判定前述圖像資料的各像素的亮度值是否比相當於飽和位準的值更小。
3. 如申請專利範圍第1項之三維測定裝置，其中在前述複數組圖像資料組之中，前述圖像資料的各像素的亮度值在前述有效範圍內的圖像資料組有複數組時，前述抽出手段抽出在前述複數種圖案光之中照射亮度最高的圖案光下所拍攝的圖像資料組。
4. 如申請專利範圍第2項之三維測定裝置，其中在前述複數組圖像資料組之中，前述圖像資料的各像素的亮度值在前述有效範圍內的圖像資料組有複數組時，前述抽出手段抽出在前述複數種圖案光之中照射亮度最高的圖案光下所拍攝的圖像資料組。
5. 如申請專利範圍第1項之三維測定裝置，其中具備：平均值計算手段，其係在由前述抽出手段所抽出的圖像資料組有複數組時，計算該複數組圖像資料組的平均值；以由前述平均值計算手段所算出之圖像資料組的平均值為基礎，前述三維測定手段進行前述三維測定。
6. 如申請專利範圍第2項之三維測定裝置，其中具備：平均值計算手段，其係在由前述抽出手段所抽出的圖像資料組有複數組時，計算該複數組圖像資料組的平均值；以由前述平均值計算手段所算出之圖像資料組的平均值為基礎，前述三維測定手段進行前述三維測定。
7. 如申請專利範圍第1項之三維測定裝置，其中設定比下限值更大的值作為前述有效範圍之下限值，該下限值係可得到前述圖像資料的各像素的亮度值之值。
8. 如申請專利範圍第2項之三維測定裝置，其中設定比下限值更大的值作為前述有效範圍之下限值，該下限值係可得到前述圖像資料的各像素的亮度值之值。
9. 如申請專利範圍第3項之三維測定裝置，其中設定比下限值更大的值作為前述有效範圍之下限值，該下限值係可得到前述圖像資料的各像素的亮度值之值。
10. 如申請專利範圍第4項之三維測定裝置，其中設定比下限值更大的值作為前述有效範圍之下限值，該下限值係可得到前述圖像資料的各像素的亮度值之值。
11. 如申請專利範圍第5項之三維測定裝置，其中設定比下限值更大的值作為前述有效範圍之下限值，該下限值係可得到前述圖像資料的各像素的亮度值之值。
12. 如申請專利範圍第6項之三維測定裝置，其中設定比下限值更大的值作為前述有效範圍之下限值，該下限值係可得到前述圖像資料的各像素的亮度值之值。
13. 如申請專利範圍第1至12項中任一項之三維測定裝置，其中具備：對位手段，其係使在前述被測定物的搬送方向中不同位置上所分別拍攝的前述圖像資料相互間的座標系一致。