專利名稱：三維形狀測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及三維形狀測量方法，更具體地說，涉及下述測量方法，即，在檢查對象物不處于正常檢查模式中，在有裸板信息的板時通過DB(Date Base數(shù)據(jù)庫)檢索裸板信息，在由無裸板信息的供應廠商供應的板時通過裸板(bare board)學習，能夠測量板的目標對象物(target object)的三維形狀。
背景技術：
現(xiàn)有技術的三維形狀測量方法如圖9所示，為了測量三維形狀，為了獲得相應于基準面的基準相位，將產(chǎn)生自照明源(圖中未示出)的光照射到光柵裝置(圖中未示出)，使光柵圖案照明照射到基準面(S10)。在將光柵圖案照明照射到基準面時，按照能夠利用相移算法(bucket algorithm)的方式使用PZT激勵器(Piezoelectric Actuator壓電激勵器，圖中未示出)以微小間隔移送光柵同時照射到基準面，并通過CCD攝影機(圖中未示出)和圖像板(圖中未示出)獲得光柵圖案圖像(S11)。當由圖像板獲得光柵圖案圖像時，對光柵圖案圖像適用相移算法(S12)，以獲得相對于基準面的基準相位(S13)。
當獲得與基準面相應的基準相位時，為了獲得與檢查對象相應的物體相位，首先將檢查對象物放置到移送臺上，使產(chǎn)生自照明源的光照射到光柵(圖中未示出)，以照射到檢查對象物的測量面(S15)。在照射光柵圖案照明時，按照能夠利用相移算法的方式使用PZT激勵器以微小間隔移送光柵同時照射到測量面，并通過CCD攝影機和圖像板獲得由測量面反射的光柵圖案圖像(S16)。當在圖像板上獲得由測量面反射的光柵圖案圖像時，對光柵圖案圖像適用相移算法(S17)，以獲得檢查對象物的物體相位(S18)。
當獲得基準相位和物體相位時，從基準相位中扣除物體相位(S20)，獲得莫爾條紋相位(S21)。當獲得莫爾條紋相位時，將該莫爾條紋相位展開(S22)，利用展開的結(jié)果來求解檢查對象物的實際高度信息(S23)，從而測量測量物的三維形狀。

發(fā)明內(nèi)容
但是，上述的現(xiàn)有技術的三維形狀測量方法，在測量不是通常進行的檢查對象物的全新的檢查對象物的情況下，由于以手動方式一一計算測量條件后再實施，因此存在增加作業(yè)者的疲勞、降低測量作業(yè)的生產(chǎn)效率的問題。
因此，本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，目的在于提供一種三維形狀測量方法，在檢查對象物處于正常檢查模式的情況下，測量基于正常檢查模式的板的三維形狀，在檢查對象物不處于正常檢查模式的情況下，通過數(shù)據(jù)庫檢索裸板信息，或者在由無裸板信息的供應廠商供應的板的情況下，通過裸板學習，測量板的三維形狀，以能夠改善測量作業(yè)的生產(chǎn)效率。
本發(fā)明的另一目的在于，在不同步驟使在測量三維形狀時使用的照明源的亮度恒定維持來測量三維形狀，由此能夠改善三維形狀的測量質(zhì)量。
為了達到上述目的，本發(fā)明的三維形狀測量方法包括下述步驟由中央控制部控制模塊控制部和圖像獲取部，以測量第一照明源的亮度；當?shù)谝徽彰髟吹牧炼葴y量結(jié)束時，由中央控制部控制模塊控制部和圖像獲取部，以測量將相位變換為高度的因數(shù)；當?shù)谝徽彰髟吹牧炼群蛯⑾辔蛔儞Q為高度的因數(shù)被測量時，由中央控制部確認測量作業(yè)是否為正常檢查模式；當在確認是否為正常檢查模式的步驟中被確認為正常檢查模式時，由中央控制部控制模塊控制部和圖像獲取部，以測量基于正常檢查模式的板的三維形狀；當在確認是否為正常檢查模式的步驟中被確認為不是正常檢查模式時，由中央控制部檢索數(shù)據(jù)庫以確認是否存在相對于板的裸板信息；在確認是否存在裸板信息的步驟中，當不存在裸板信息時，由中央控制部控制模塊控制部和圖像獲取部，實施裸板學習；在確認是否存在裸板信息的步驟中，當存在裸板信息時或者當實施裸板學習的步驟產(chǎn)生裸板學習信息時，由中央控制部控制模塊控制部和圖像獲取部，以測量基于學習檢查模式的板的三維形狀；當在測量基于正常檢查模式的板的三維形狀的步驟中和在測量基于學習檢查模式的板的三維形狀的步驟中板的三維形狀被分別測量時，中央控制部利用所測量的三維形狀信息分析板是否為正常。


圖1為表示本發(fā)明的三維形狀測量方法適用的三維形狀測量系統(tǒng)的圖；圖2A至2C為表示各板、裸板和校準目標的結(jié)構(gòu)的圖；圖3為表示本發(fā)明三維形狀測量方法的流程圖；圖4為詳細表示對圖3所示的第一照明源的亮度進行測量的步驟的流程圖；圖5為詳細表示對圖3所示的將相位變換成高度的因數(shù)進行測量的步驟的流程圖；圖6A和圖6B為詳細表示對根據(jù)圖3所示的正常檢查模式的板的三維形狀進行測量的步驟的流程圖；圖7A和圖7B為詳細表示圖3所示的裸板學習步驟的流程圖；圖8A和圖8B為詳細表示對根據(jù)圖3所示的學習檢查模式的板的三維形狀進行測量的步驟的流程圖；圖9為表示現(xiàn)有的三維形狀測量方法的流程圖。
標號的說明10 中央控制部20 模塊控制部30 圖像獲取部40 圖形投影器41 照明部41a 第一照明源42 光柵移送裝置
50 第二照明源60 臺移送裝置61 X-Y臺70 攝影機80 DB具體實施方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施例進行說明如下。
圖1為表示本發(fā)明的三維形狀測量方法適用的三維形狀測量系統(tǒng)的圖。如圖所示，本發(fā)明的三維形狀測量方法適用的三維形狀測量系統(tǒng)包括中央控制部10、模塊控制部20、圖像獲取部30、至少一個以上的圖形投影器40、第二照明源50、X-Y臺61、臺移送裝置60和攝影機70，依次對各構(gòu)成進行說明如下。
攝影機70適用CCD(電荷耦合裝置)或者CMOS(互補金屬氧化物半導體)攝影機，攝影機70的下側(cè)設有透鏡72、濾光器71和第二照明源50。攝影機70上具備的第二照明源50包括圓形排列多個發(fā)光二極管(圖中未示出)或者適用圓形燈(圖中未示出)，作為測量檢查對象物的板62和裸板63特定位置的特殊形狀的照明使用。
臺移送裝置60使位于攝影機70下側(cè)的X-Y臺61驅(qū)動以按照攝影機70可以對板62、裸板63或校準目標64進行攝影的方式將其分別移送到預定的位置。
三維形狀測量系統(tǒng)具備以實線和虛線分別表示的兩個圖形投影器40中的至少一個，圖形投影器40分別傾斜地設置在對板62、裸板63或校準目標64進行攝影的攝影機70的一側(cè)或另一側(cè)。圖形投影器40包括照明部41、光柵移送裝置42、光柵裝置43和透鏡44。照明部41由第一照明源41a和透鏡41b、41c構(gòu)成，從第一照明源41a產(chǎn)生的照明透過透鏡44照射到光柵裝置43后，分別照射到作為檢查對象物的板62、裸板63或校準目標64。
圖像獲取部30接收由攝影機70拍攝的圖像將其傳送到中央控制部10，模塊控制部20由臺控制器21、光柵控制器22、照明控制器23構(gòu)成。照明控制器23控制照明部41的第一照明源41a或第二照明源50，光柵控制器22控制光柵移送裝置42的驅(qū)動，臺控制器21控制臺移送裝置60的驅(qū)動。
中央控制部10由控制板11、圖像處理板12和接口板13構(gòu)成。中央控制部10通過接口板13對模塊控制部20和圖像獲取部30發(fā)送/接收控制信號和信息，圖像處理板12處理從圖像獲取部30接收的圖像，控制板11整體地控制本發(fā)明的三維形狀測量系統(tǒng)。此外，中央控制部10在DB(數(shù)據(jù)庫)80中檢索新板供應廠商的裸板信息或者存儲通過學習檢查模式獲得的裸板信息。
使用附圖1至圖3對使用上述構(gòu)成的三維形狀測量系統(tǒng)測量板62的三維形狀的方法進行說明如下。
圖1為表示本發(fā)明的三維形狀測量方法適用的三維形狀測量系統(tǒng)的圖，圖2A至2C分別為表示板、裸板和校準目標的結(jié)構(gòu)的圖，圖3為表示本發(fā)明三維形狀測量方法的流程圖。
如圖1至圖3所示，在測量三維形狀之前，實施適用本發(fā)明的三維形狀測量系統(tǒng)的初始設定作業(yè)。三維形狀測量系統(tǒng)的初始設定作業(yè)首先實施步驟S100，由中央控制部10控制模塊控制部20和圖像獲取部30以測定第一照明源41a的亮度。當?shù)谝徽彰髟?1a的亮度測量結(jié)束時，實施步驟S200，由中央控制部10控制模塊控制部20和圖像獲取部30以測定將相位變換成高度的因數(shù)，由此三維形狀測量系統(tǒng)的初始設定作業(yè)結(jié)束。
當三維形狀測量系統(tǒng)初始設定作業(yè)用的第一照明源41a的亮度和將相位變換成高度的因數(shù)被測量時，實施步驟S300，由中央控制部10確認測量作業(yè)是否為正常檢查模式。由中央控制部10確認是否為正常檢查模式的方法，當操作者在進行板62的測量作業(yè)時使用鍵盤(圖中未示出)那樣的輸入裝置輸入的信息和使用預先設置在三維形狀測量系統(tǒng)中的作業(yè)程序來選擇正常檢查模式或?qū)W習檢查模式時，由中央控制部10對其進行識別和確認。
在確認是否為正常檢查模式的步驟S300中，當被確認為是正常檢查模式時，實施步驟S400，由中央控制部10控制模塊控制部20和圖像獲取部30以測量根據(jù)正常檢查模式的板62的三維形狀。反之，在確認是否為正常檢查模式的步驟S300中，當被確認為不是正常檢查模式時，實施步驟S500，由中央控制部10檢索DB80以確認有沒有相對于板62的裸板信息。
確認有沒有裸板信息的步驟S500實施步驟S510，通過驅(qū)動臺移送裝置60的臺控制器21控制X-Y臺61以將板62移送到測量位置。當板被移送到測量位置時，實施步驟S520，由中央控制部10控制照明控制器23以使第二照明源50接通。當?shù)诙彰髟?0被接通時，實施步驟S530，攝影機70對板62進行攝影，當圖像獲取部30獲得圖像時使用該圖像由中央控制部10算出與板62特定部分的特殊形狀相對的圖像信息。板和裸板63的特殊部分用可以區(qū)別不同制造廠商或板62適用的不同產(chǎn)品的標記(圖中未示出)表示。當與板62的目標對象物的特殊部分相對的位置信息被算出時，實施步驟S540，由中央控制部10在DB80中檢索與算出的板62的目標對象物的特殊部分相對的圖像信息一致的裸板信息。實施步驟S550，由中央控制部10確認檢索的結(jié)果裸板信息是否存在DB80中，以檢查與當前測量的板62相對的裸板信息是否存在DB80中。
在確認有沒有相對于當前測量的板62的裸板信息的步驟S500中，在沒有裸板信息的情況下，實施步驟S600，由中央控制部10控制模塊控制部20和圖像獲取部30以進行裸板學習。
在確認有沒有裸板信息的步驟S500中，在裸板信息存在或?qū)嵤┞惆鍖W習的步驟S600中，當裸板學習信息產(chǎn)生時，實施步驟S700，由中央控制部10控制模塊控制部20和圖像獲取部30以測量根據(jù)學習檢查模式的板的三維形狀。在測量根據(jù)正常檢查模式的板的三維形狀的步驟S400和測量根據(jù)學習檢查模式的板的三維形狀的步驟S700中，當各板62的三維形狀被測量時，中央控制部10使用測量的三維形狀信息實施分析板62是否正常的步驟S800，對板的上述目標對象物的三維形狀進行測量后，判斷形成于板62上的焊料62e有沒有不良。如此，可以根據(jù)板62是處于正常檢查模式還是學習檢查模式來測量板62的三維形狀，從而可以更易于實施板62的三維形狀測量作業(yè)。
對本發(fā)明測量三維形狀的方法中步驟S100、S200、S400、S600、S700的構(gòu)成更詳細地依次說明如下。
由中央控制部10控制模塊控制部20和圖像獲取部30以測量第一照明源41a的亮度的步驟S100如圖1至圖4所示，首先，由中央控制部10設定照明調(diào)整命令值的范圍后，實施步驟S110，根據(jù)各設定的調(diào)整命令值通過模塊控制部20具有的照明控制器23的控制對第一照明源41a的亮度進行調(diào)整。
為了調(diào)整第一照明源41a的亮度使用校準目標64。如圖2C所示，校準目標64包括平面64a和臺階64b并由灰色形成，為測量三維形狀的初始作業(yè)時測量第一照明源41a的亮度或者算出將相位變換成高度的因數(shù)時適用校準目標64。為了使用校準目標64來測量第一照明源41a的亮度，實施步驟S111，通過模塊控制部20具有的、驅(qū)動臺移送裝置60的臺控制器21來驅(qū)動X-Y臺61使校準目標64移送到測量位置。測量位置表示攝影機70可以對校準目標進行攝影的位置。
當校準目標64被移送到測量位置時，實施步驟S112，通過模塊控制部20具有的照明控制器23使第一照明源41a接通。當?shù)谝徽彰髟?1a被接通時，實施步驟S113，由中央控制部10設定照明調(diào)整命令值的范圍。調(diào)整命令值的輸入可以使用鍵盤(圖中未示出)等的輸入裝置，當使用者輸入調(diào)整命令值范圍的信息時，由中央控制部10進行識別來設定調(diào)整命令值的范圍。當調(diào)整命令值的范圍被設定時，實施步驟S114，根據(jù)由中央控制部10設定的照明調(diào)整命令值控制照明控制器23來調(diào)整第一照明源41a的亮度。
當?shù)谝徽彰髟?1a的亮度被調(diào)整時，實施步驟S120，由中央控制部10通過驅(qū)動模塊控制部20具有的光柵移送裝置42的光柵控制器22使光柵裝置43移送N次，每一次移送由攝影機70進行攝影并通過圖像獲取部30獲得校準目標64的圖像。當校準目標64的圖像被獲得時，實施步驟S130，通過中央控制部10具有的接口板13和圖像處理板12分別接收該圖像并對圖像進行平均處理以算出平均圖像。平均圖像處理是獲得平均圖像的處理，即在獲得校準目標64的圖像時使光柵裝置43移送N次，從每一次移送時由攝影機70進行攝影而獲得的N個圖像中去除光柵形狀，從而獲得去除光柵形狀的平均圖像。在本發(fā)明中，至少移送四次來獲得圖像，然后對平均圖像進行處理。
當相對于校準目標64的平均圖像被算出時，實施步驟S140，由中央控制部10對算出的平均圖像的代表亮度值作為相應調(diào)整命令值的照明的亮度進行設定。當相對于各照明調(diào)整命令值的照明的亮度被設定時，實施步驟S150，由中央控制部10確認照明調(diào)整命令值是否為最大。確認照明調(diào)整命令值是否為最大的目的是，在照明調(diào)整命令值的設定范圍中，如果照明調(diào)整命令值最大，則中央控制部10判斷為第一照明源41a的亮度調(diào)整作業(yè)結(jié)束。
如果照明調(diào)整命令值為最大，則實施步驟S160，由中央控制部10定義與各調(diào)整命令值相適合的照明的亮度。當與各調(diào)整命令值相適合的照明的亮度被定義時，實施步驟S170，由中央控制部10將與調(diào)整命令值相適合的照明的亮度創(chuàng)建成照明索引表。照明索引表為定義根據(jù)各照明調(diào)整命令值的照明的亮度的表，通過使用照明索引表可以使用第一照明源41a來線性地調(diào)整板62和裸板63的三維形狀測量時的照明的亮度，可以改善測量質(zhì)量。
在第一照明源41a如圖1中實線和虛線所示具有多個的情況下，定義與調(diào)整命令值相適合的照明的亮度的步驟S160實施由中央控制部10確認第一照明源41a是否為多個的步驟S161。在第一照明源41a為多個的情況下，實施步驟S162，使多個第一照明源41a中的某一個第一照明源41a斷開，使其他的第一照明源41a接通。如果多個第一照明源41a中的某一個第一照明源41a為圖1中實線所示的第一照明源41a，則其他的第一照明源41a表示圖1中以虛線示出的第一照明源41a。
當其他的第一照明源41a接通時，實施步驟S163，確認該第一照明源41a的調(diào)整命令值是否為最大。如果其他的第一照明源41a的調(diào)整命令值為最大，則實施步驟S164，由中央控制部10對一個第一照明源41a和其他第一照明源41a與各調(diào)整命令值相適合的照明的亮度值進行比較，然后選擇照明亮度值小的作為與各調(diào)整命令值相適合的照明的亮度的值進行計算。當與各調(diào)整命令值相適合的照明的亮度的值被算出時，實施步驟S165，由中央控制部10定義與第一照明源的各調(diào)整命令值相適合的照明的亮度的值，然后將定義成各調(diào)整命令值的照明的亮度值創(chuàng)建為照明索引表。
當?shù)谝徽彰髟?1a的亮度測量結(jié)束時，實施步驟S200，由中央控制部10控制模塊控制部20和圖像獲取部30以測量將相位變換成高度的因數(shù)，實施步驟S210，該過程如圖1至圖3和圖5所示，通過由中央控制部10選擇的調(diào)整命令值控制模塊控制部20的照明控制器23來調(diào)節(jié)第一照明源41a的亮度。
為了調(diào)節(jié)第一照明源41a的亮度，實施步驟S211，通過驅(qū)動臺移送裝置60的臺控制器21來驅(qū)動X-Y臺61使校準目標64移送到測量位置。當校準目標被移送到測量位置時，實施步驟S212，通過照明控制器23使第一照明源41a接通。當?shù)谝徽彰髟?1a被接通時，實施步驟S213，由中央控制部10選擇調(diào)整命令值。當調(diào)整命令值被選擇時，實施步驟S214，由中央控制部10以與選擇的調(diào)整命令值相適合的照明的亮度控制照明控制器23以調(diào)節(jié)第一照明源41a的亮度。
當?shù)谝徽彰髟?1a的亮度被調(diào)節(jié)時，實施步驟S220，由中央控制部10確認校準目標64的測量部分是否為平面64a。校準目標64的測量部分是否為平面64a的確認是在使第二照明源50接通的狀態(tài)下使用由攝影機70拍攝的圖像由中央控制部10進行確認，當不是平面64a時，中央控制部10驅(qū)動臺移送裝置60使校準目標64的平面64a移送到攝影機70的焦點位置或者操作者通過手動作業(yè)移送。
如果測量部分是平面64a，則實施步驟S230，由中央控制部10將校準目標64的平面64a設定為檢查區(qū)域。當平面64a被設定為檢查區(qū)域時，實施步驟S240，通過驅(qū)動光柵移送裝置42的光柵控制器22使光柵裝置43移送N次，同時每一次移送將光柵圖案照明照射到平面64a上，當反射的圖像被攝影機70拍攝時由圖像獲取部30獲得該平面64a的圖像。當平面64a的圖像被圖像獲取部30獲得時，實施步驟S250，由中央控制部10將獲得的圖像利用N-相移算法獲得平面64a的相位圖后以第一基準面m的相位圖進行存儲。第一基準面的相位圖那樣的信息使用與中央控制部10具有的控制板11連接的硬盤等的存儲裝置(圖中未示出)進行存儲。
當平面64a的第一基準面m的相位圖被存儲時，再次實施步驟S220，確認測量部分是否為平面64a，當不是平面64a時，實施步驟S260，由中央控制部10將校準目標64的臺階64b設定為檢查區(qū)域。當臺階64b被設定為檢查區(qū)域時，實施步驟S270，通過驅(qū)動光柵移送裝置42的光柵控制器22使光柵裝置43移送N次，同時每一次移送時將光柵圖案照明照射到臺階64b上，當反射的圖像被攝影機70拍攝時由圖像獲取部30獲得該臺階64b的圖像。當臺階64b的圖像被圖像獲取部30獲得時，實施步驟S280，由中央控制部10將獲得的圖像利用N-相移算法獲得臺階64b的相位圖。
在獲得并存儲平面64a的第一基準面的相位圖的步驟S250和獲得臺階64b的相位圖的步驟S260中分別獲得平面64a和臺階64b的相位圖時，實施步驟S290，使用該相位圖算出并存儲將各像素的相位變換成高度的因數(shù)。當使用相移算法算出各點的相位、使用算出的相位算出該點的高度值時，將相位變換成高度值時需要將相位變換成高度的因數(shù)。在攝影機70的特性上，將圖像的各像素每一相位變換成高度的因數(shù)被適用，為了算出將各像素的相位變換成高度的因數(shù)，中央控制部10使用與第一基準面m相對的相位信息和臺階64b部分的相位圖算出與第一基準面m相對的臺階64b部分的相對高度相位。當臺階64b部分的相對高度相位被算出時，中央控制部10使用算出的臺階64b部分的相對高度相位和臺階64b部分的圖案周期信息以及預知的校準目標64的臺階64b的高度信息算出將相位變換成高度的因數(shù)。
在第一照明源41a如圖1中實線和虛線所示具有多個的情況下，分別對各第一照明源41a實施算出并存儲將相對于各像素的相位變換成高度的因數(shù)的步驟S290。在具有多個第一照明源41a的情況下，首先，實施步驟S291，使用通過由第一照明源41a的照明產(chǎn)生的光柵圖案照明所獲得的相位圖算出將各像素的相位變換成高度的因數(shù)。
當將各像素的相位變換成高度的因數(shù)被算出時，實施步驟S292，由中央控制部10確認第一照明源41a是否為多個。當根據(jù)一個第一照明源41a的將各像素的相位變換成高度的因數(shù)被算出時，實施步驟S293，由中央控制部10控制模央控制部20的照明控制器23使將相位變換成高度的因數(shù)被算出的該一個第一照明源41a斷開，使其他的第一照明源41a接通。
當其他的第一照明源41a被接通時，實施步驟S294，由中央控制部10確認將與由其他的第一照明源41a的照明產(chǎn)生的光柵圖案照明相應的各像素的相位變換成高度的因數(shù)是否被算出。當將與由其他的第一照明源41a的照明產(chǎn)生的光柵圖案照明相應的各像素的相位變換成高度的因數(shù)被算出時，實施步驟S295，由中央控制部10存儲將與多個第一照明源41a相應的各像素的相位變換成高度的因數(shù)。
在確認將與由其他的第一照明源41a的照明產(chǎn)生的光柵圖案照明相應的各像素的相位變換成高度的因數(shù)是否被算出的步驟294中，當將各像素的相位變換成高度的因數(shù)未被算出時，返回到步驟S210，由中央控制部10根據(jù)選擇的調(diào)整命令值控制模塊控制部20的照明控制器23來調(diào)節(jié)第一照明源的亮度。
當照明索引表和將相位變換成高度的因數(shù)被算出時，實施步驟S400，測量與正常檢查模式相應的板的目標對象物的三維形狀。測量與正常檢查模式相應的板的目標對象物的三維形狀的步驟S400如圖1至圖3、圖6A和圖6B所示地通過驅(qū)動臺移送裝置60的臺控制器21來驅(qū)動X-Y臺61，以實施步驟S410，將板62移送到測量位置。
當板62被移送到測量位置時，實施步驟S420，通過選擇的調(diào)整命令值由中央控制部10控制照明控制器23來調(diào)節(jié)第一照明源41a的亮度。當?shù)谝徽彰髟?1a的亮度被調(diào)節(jié)時，實施步驟S430，由中央控制部10控制模塊控制部20和圖像獲取部30來獲得板62的相位圖以算出相對于第一基準面m的相對高度相位。當相對于第一基準面m的相對高度相位被算出時，實施步驟S440，由中央控制部10使用該相位算出相位柱狀圖、使用該相位柱狀圖算出板62的目標對象物的三維形狀。
使用該相位算出相位柱狀圖、使用該相位柱狀圖算出板62的目標對象物的三維形狀的步驟S440，在由如圖1實線和虛線分別所示的第一照明源41a中的任一個第一照明源41a構(gòu)成的情況下、相對于與由第一照明源41a產(chǎn)生的光柵圖案照明相應的板62的第一基準面m的相對高度相位被算出時，實施步驟S442，由中央控制部10使用該相位算出相位柱狀圖。當相位柱狀圖被算出時，實施步驟S443，由中央控制部10從算出的相位柱狀圖中分離第二基準面n和焊料62e，算出第二基準面n和焊料62e的重量中心。
算出第二基準面n和焊料62e的重量中心的方法由中央控制部10使用預先存儲的板62的尺寸信息對第二基準面n和焊料62e進行分離。當?shù)诙鶞拭鎛和焊料62e被分離時，由中央控制部10使用重量中心法分別算出第二基準面n和焊料62e的重量中心。
當?shù)诙鶞拭鎛和焊料62e的重量中心被算出時，實施步驟S444，由中央控制部10使用第二基準面n和焊料62e的重量中心算出焊料62e的代表高度。當焊料62e的代表高度被算出時，實施步驟S445，使用該高度由中央控制部10算出焊料62e的體積、高度分布和位置偏移(positional offset)。
以下是在圖1中實線和虛線分別所示的第一照明源41a均具備、第一照明源41a為多個的情況下，算出相對于第一基準面m的相對高度相位和相位柱狀圖并使用該相位柱狀圖算出板62的三維形狀的步驟S440。
在具備多個第一照明源41a的情況下，當相對于與由多個第一照明源41a中任一個第一照明源41a產(chǎn)生的光柵圖案照明相應的板62的第一基準面m的相對高度相位和相對于與由其他的第一照明源41a產(chǎn)生的光柵圖案照明相應的板62的第一基準面m的相對高度相位分別被算出時，實施步驟S441，由中央控制部10算出并存儲在相對于各第一基準面m的相對高度相位中去除了噪音的綜合高度相位。
當綜合高度相位被存儲時，實施步驟S442，如只具有一個第一照明源41a的情況那樣，由中央控制部10使用存儲的綜合高度相位算出相位柱狀圖，并實施步驟S443，由中央控制部10從算出的相位柱狀圖中分離第二基準面n和焊料62e來算出第二基準面n和焊料62e的重量中心。然后，實施步驟S444，由中央控制部10使用算出的第二基準面n和焊料62e的重量中心算出焊料62e的代表高度，當焊料62e的代表高度被算出時，實施步驟S445，使用該代表高度由中央控制部10算出焊料62e的體積、高度分布和位置偏移。
焊料62e的高度分布的計算是以第二基準面n作為基準進行計算，焊料62e體積的計算是對于各像素預先算出的將相位變換成高度的因數(shù)和焊料62e的高度信息即相位差相乘后將其全部相加來計算。此外，焊料62e的位置偏移的計算是使用焊料62的體積、使用算出的焊料62e的整體重量中心和各高度的位置偏移信息且使用焊料62e脫離導電襯墊62d的中心多遠的位置來計算，從而判別板62有沒有不良。
在確認有沒有裸板信息的步驟S500中，在沒有裸板信息的情況下，實施步驟S600，由中央控制部10控制模塊控制部20和圖像獲取部30來實施裸板學習。
實施裸板學習的步驟S600如圖1至圖3、圖7A、圖7B所示，為了將裸板63移送到測量位置，實施步驟S610，通過驅(qū)動臺移送裝置60的臺控制器21來驅(qū)動X-Y臺61，使裸板63移送到測量位置。為了與板62相區(qū)別，裸板63包括基板62a、導電圖62b、焊接掩模62c和導電襯墊62d。
當裸板63被移送到測量位置時，實施步驟S620，通過選擇的調(diào)整命令值由中央控制部10控制照明控制器23來調(diào)節(jié)第一照明源41a的亮度。當?shù)谝徽彰髟?1a的亮度被調(diào)節(jié)時，實施步驟S630，由中央控制部10控制模塊控制部20和圖像獲取部30以獲得裸板63的相位圖算出相對于第一基準面m的相對高度相位。第一基準面m表示裸板63的基板62a，中央控制部10使用預先輸入的裸板信息算出第一基準面m的高度。
當相對于第一基準面m的相對高度相位被算出時，實施步驟S640，由中央控制部10使用算出的相對于第一基準面m的相對高度相位和第二照明源50產(chǎn)生的照明被反射后由攝影機70拍攝的裸板的圖像將算出的相對于裸板特定部分的位置信息和圖像信息作為裸板信息存儲到DB80中。
將相對于裸板特殊形狀的位置信息作為裸板信息存儲到DB80中的步驟S640，由于只具有一個第一照明源41a的情況與具有多個的情況其詳細的過程不同，因此，首先列舉只具有一個第一照明源41a的情況作為例子進行說明如下。
當相對于第一基準面m的相對高度相位被算出時，實施步驟S642，由中央控制部10將算出的相對于第一基準面m的相對高度相位作為裸板63的高度相位信息進行存儲。當高度相位信息被存儲時，實施步驟S643，由中央控制部10確認裸板63的全部區(qū)域的學習是否結(jié)束。當全部區(qū)域的學習結(jié)束時，實施步驟S644，由中央控制部10控制模塊控制部20具有的照明控制器23使第一照明源41a斷開而使第二照明源50接通。當?shù)诙彰髟?0被接通時，實施步驟S645，由中央控制部10控制圖像獲取部30通過攝影機70獲得相對于裸板63的特殊形狀的圖像并存儲，使用存儲的圖像和高度相位信息算出相對于裸板63的特殊形狀的位置信息并作為裸板信息存儲到DB80中。
在將相當于裸板的特殊形狀的位置信息作為裸板信息存儲到DB80的步驟S640中，在第一照明源41a為多個的情況下，首先，當相對于與多個第一照明源41a中的任一個第一照明源41a相應的裸板63的第一基準面m的相對高度相位和相對于與其他的第一照明源41a相應的裸板63的第一基準面m的相對高度相位分別被算出時，實施步驟S641，由中央控制部10在相對于各第一基準面m的相對高度相位中去除噪音來算出綜合高度相位。當綜合高度相位被算出時后面與第一照明源41a為一個的情況相同。即，當綜合高度相位被算出時，實施步驟S642，由中央控制部10將該綜合高度相位作為高度相位信息進行存儲。
當高度相位信息被存儲時，實施步驟S643，由中央控制部10確認裸板63的全部區(qū)域的學習是否結(jié)束。當全部區(qū)域的學習結(jié)束時，實施步驟S644，由中央控制部10控制模塊控制部20具有的照明控制器23使第一照明源41a斷開而使第二照明源50接通。當?shù)诙彰髟?0被接通時，實施步驟S644，由中央控制部10控制圖像獲取部30通過攝影機70獲得相對于裸板63的特殊形狀的圖像并進行存儲，使用存儲的圖像和高度相位信息算出相對于裸板特定部分的位置信息和圖像信息并作為裸板信息存儲到DB80中，裸板學習結(jié)束。
在確認有沒有裸板信息的步驟S500中，在有裸板信息的情況下，使用附圖1至圖3、圖8A、圖8B測量與學習檢查模式相應的板62的三維形狀的步驟S700說明如下。
測量與學習檢查模式相應的板62的目標對象物的三維形狀的步驟S700，首先實施步驟S710，在DB80中檢索與板62適合的裸板信息并讀取一致的裸板信息。當與板62適合的裸板信息被讀取時，實施步驟S720，由中央控制部10控制模塊控制部20具有的照明控制器23，如果第二照明源50處于接通狀態(tài)則使第二照明源50斷開。當?shù)诙彰髟?0被斷開時，實施步驟S730，由中央控制部10通過驅(qū)動臺移送裝置60的臺控制器21來驅(qū)動X-Y臺61使板62移送到測量位置。
當板62被移送到測量位置時，實施步驟S740，通過選擇的調(diào)整命令值由中央控制部10控制照明控制器23來調(diào)節(jié)第一照明源41a的亮度。當?shù)谝徽彰髟?1a的亮度被調(diào)節(jié)時，實施步驟S750，由中央控制部10控制模塊控制部20和圖像獲取部30以獲得板62的相位圖并算出相對于第一基準面m的相對高度相位。當相對于第一基準面m的相對高度相位被算出時，實施步驟S760，由中央控制部10使用該相對高度相位算出相位柱狀圖并算出相對于板62的特定部分的三維形狀。
使用相對于第一基準面m的相對高度相位算出相位柱狀圖并算出板62的三維形狀的步驟S760存在只具有一個第一照明源41a的情況和具有多個的情況。
在只具有一個第一照明源41a的情況下，使用相對于第一基準面m的相對高度相位算出相位柱狀圖并算出板62的三維形狀的步驟S760，當相對于與由第一照明源41a產(chǎn)生的光柵圖案照明相應的板62的第一基準面m的相對高度相位被算出時，實施步驟S762，由中央控制部10將算出的相對于第一基準面m的相對高度相位作為板62的高度相位信息進行存儲。當高度相位信息被存儲時，實施步驟S763，由中央控制部10使用學習并存儲在DB80中的裸板63的高度相位信息和步驟S762中存儲的板62的高度相位信息，分離焊料62e的高度相位信息。當在該檢查位置焊料62e的高度相位信息被分離時，中央控制部10從算出的焊料62e的高度相位信息中算出實際高度，使用該實際高度算出焊料62e的體積、高度分布和位置偏移。為此，當焊料62e的高度相位信息被分離時，實施步驟S764，由中央控制部10從分離的焊料62e的高度相位信息中算出實際高度信息，算出焊料62e的體積、高度分布和位置偏移。
在具有多個第一照明源41a的情況下使用相對于第一基準面m的相對高度相位算出相位柱狀圖并算出板62的三維形狀的步驟S760首先，當相對于與多個第一照明源41a中的任一個第一照明源41a相應的板62的第一基準面m的相對高度相位和相對于與其他的第一照明源41a相應的板62的第一基準面m的相對高度相位分別被算出時，實施步驟S761，由中央控制部10在算出的相對于各第一基準面m的相對高度相位中去除噪音來算出綜合高度相位。以后的過程與只具有一個第一照明源41a的情況相同，其余的過程大致說明如下。
當綜合高度相位被算出時，實施步驟S762，由中央控制部10將綜合高度相位作為高度相位信息進行存儲。當高度相位信息被存儲時，則實施步驟S763，由中央控制部10使用學習并存儲在DB80中的裸板63的高度相位信息和步驟S762中存儲的板62的高度相位信息，分離焊料62e的高度相位信息。當焊料62e的高度相位信息被分離時，則實施步驟S764，由中央控制部10從分離的焊料62e的高度相位信息中算出實際高度信息，算出焊料62e的體積、高度分布和位置偏移。
使用附圖6A至圖8B對在測量三維形狀的方法中按照可以判別板62有沒有不良的方式調(diào)節(jié)第一照明源41a亮度的步驟S420、S620、S740更詳細地說明如下。
調(diào)節(jié)第一照明源41a亮度的步驟S420、S620、S740根據(jù)第一照明源41a為一個的情況和為多個的情況不同而不同，在第一照明源41a為一個的情況下，使用附圖6A、圖7A和圖8A對調(diào)節(jié)第一照明源41a亮度的步驟S420、S620、S740說明如下。
調(diào)節(jié)第一照明源41a亮度的步驟S420、S620、S740分別首先實施步驟S422、S622、S742，由中央控制部10控制照明控制器23使第一照明源41a接通。當?shù)谝徽彰髟?1a被接通時，實施步驟S423、S623、S743，由中央控制部10選擇預先輸入的調(diào)整命令值。當調(diào)整命令值被選擇時，實施步驟S424、S624、S744，由中央控制部10控制照明控制器23以與選擇的調(diào)整命令值相應的照明亮度對第一照明源41a的亮度進行調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)第一照明源41a的亮度。
在第一照明源41a為多個的情況下，使用附圖6B、圖7B和圖8B對調(diào)節(jié)第一照明源41a亮度的步驟S420、S620、S740說明如下。
在第一照明源41a為多個的情況下，調(diào)節(jié)第一照明源41a亮度的步驟S420、S620、S740分別首先實施步驟S421、S621、S741，由中央控制部10確認多個第一照明源41a中的任一個第一照明源41a是否被選擇。當確認一個第一照明源41a被選擇時，實施步驟S422、S622、S742，由中央控制部10控制照明控制器23使被選擇的一個第一照明源41a接通。當該一個第一照明源41a被接通時，實施步驟S423、S623、S743，由中央控制部10選擇預先輸入的調(diào)整命令值。當調(diào)整命令值被選擇時，實施步驟S424、S624、S744，由中央控制部10控制照明控制器23以與選擇的調(diào)整命令值相應的照明亮度對該一個第一照明源41a的亮度進行調(diào)節(jié)。
當確認該一個第一照明源41a是否被選擇的結(jié)果是該一個第一照明源41a未被選擇時，實施步驟S425、S625、S745，由中央控制部10控制照明控制器23使該其他的第一照明源41a接通。當該其他的第一照明源41a被接通時，實施步驟S426、S626、S746，由中央控制部10選擇預先輸入的調(diào)整命令值。當調(diào)整命令值被選擇時，實施步驟S427、S627、S747，由中央控制部10控制照明控制器23以與選擇的調(diào)整命令值相應的照明亮度對該其他的第一照明源41a的亮度進行調(diào)節(jié)。
當?shù)谝徽彰髟?1a的亮度被調(diào)節(jié)時，分別實施步驟S430、S630、S750，算出相對于第一基準面m的相對高度相位。算出相對于第一基準面m的相對高度相位的步驟S430、S630、S750根據(jù)第一照明源41a為一個的情況和為多個的情況不同而不同，在第一照明源41a為一個的情況下，使用附圖6A、圖7A和圖8A對算出相對于第一基準面m的相對高度相位的步驟S430、S630、S750說明如下。
當?shù)谝徽彰髟?1a的亮度被調(diào)節(jié)時，實施步驟S431、S631、S751，通過驅(qū)動光柵移送裝置42的光柵控制器22使光柵裝置43移送N次，同時當每一次移送時照射與由第一照明源41a產(chǎn)生的照明相應的光柵圖案照明而被反射的圖像由攝影機70拍攝時，由圖像獲取部30獲得該圖像。在圖像獲取部30獲得圖像時，為了擴展檢查區(qū)域而反復實施圖像獲取部30獲得圖像的步驟S431、S631、S751，實施擴展設定的檢查區(qū)域的步驟S432、S632、S752。如圖2A所示，擴展檢查區(qū)域的概念適用于為了在由形成于基板62a上的導電圖62b、焊接掩模62c、導電襯墊62d和焊料62e構(gòu)成的板62中以第二基準面n為基準來求解焊料62e的高度。第二基準面n表示從板的底面至焊接掩模62c和導電襯墊62d的高度，即與從第一基準面m至焊接掩模62c和導電襯墊62d的重量中心適合的高度。此外，如圖2A和圖2B所示，在板62和裸板63中，當A區(qū)域被設定為檢查區(qū)域而檢查開始時，為了算出第二基準面n的高度需要將檢查區(qū)域擴展至B區(qū)域。
當在由圖像獲取部30獲得圖像的步驟S431、S631、S751和設定的擴展檢查區(qū)域的步驟S432、S632、S752中圖像獲取部30分別獲得圖像時，實施步驟S433、S633、S753，由中央控制部10使用N-相移算法算出相位圖進行存儲。當相位圖被算出并被存儲時，實施步驟S434、S634、S754，使用預先存儲的第一基準面m的相位圖與存儲于中央控制部10的相位圖的差算出在該檢查位置相對于第一基準面m的相對高度相位。
在第一照明源41a為多個的情況下，使用附圖6B、圖7B和圖8B對算出相對于第一基準面m的相對高度相位的步驟S430、S630、S750說明如下。
當多個第一照明源41a中的任一個第一照明源41a的亮度被調(diào)節(jié)時，實施步驟S431、S631、S751，通過驅(qū)動光柵移送裝置42的光柵控制器22使光柵裝置43移送N次，同時當每一次移送時照射與由該一個第一照明源41a產(chǎn)生的照明相應的光柵圖案照明而反射的圖像由攝影機70拍攝時，由圖像獲取部30獲得該圖像。在圖像獲取部30獲得圖像時，為了擴展檢查區(qū)域而反復實施圖像獲取部30獲得圖像的步驟S431、S631、S751，實施擴展設定的檢查區(qū)域的步驟S432、S632、S752。當在由圖像獲取部30獲得圖像的步驟S431、S631、S751和設定的擴展檢查區(qū)域的步驟S432、S632、S752中圖像獲取部30分別獲得圖像時，實施步驟S433、S633、S753，由中央控制部10使用N-相移算法算出相位圖進行存儲。當相位圖被算出時，實施步驟S434、S634、S754，使用預先存儲的第一基準面m的相位圖與存儲于中央控制部10的相位圖的差算出在該檢查位置相對于第一基準面m的相對高度相位。
當多個第一照明源41a中其他的第一照明源41a的亮度被調(diào)節(jié)時，實施步驟S435、S635、S755，通過驅(qū)動光柵移送裝置42的光柵控制器22使光柵裝置43移送N次，同時當每一次移送時照射與由該其他的第一照明源41a產(chǎn)生的照明相應的光柵圖案照明而反射的圖像由攝影機70拍攝時，由圖像獲取部30獲得該圖像。當圖像獲取部30獲得與該其他的第一照明源41a相應的圖像時，實施對設定的檢查區(qū)域進行擴展的步驟S436、S636、S756、使用N-相移算法算出相位圖并進行存儲的步驟S437、S637、S757，和算出相對于第一基準面m的相對高度相位的步驟S438、S638、S758，從而算出與該其他的第一照明源41a相應的相對高度相位。
當對于在三維形狀測量系統(tǒng)中設置一個第一照明源41a的情況和設置多個第一照明源41a的情況被計算出各個相對高度相位時，使用該相對高度相位來測量板62的目標對象物的三維形狀，使用測量的結(jié)果可以判別板62的焊料62e是否存在不良。
如以上所說明，本發(fā)明的三維形狀測量方法具有以下優(yōu)點，在檢查對象物處于正常檢查模式時可以測量與正常檢查模式相應的板的三維形狀，在不處于正常檢查模式時通過DB檢索與板一致的裸板信息或者當檢查對象物為由沒有裸扳信息的供應廠商供應的板時通過學習模式來測量板的三維形狀，由此可以改善三維形狀測量作業(yè)的生產(chǎn)率。
本發(fā)明的另一目的在于提供以下優(yōu)點，即在不同階段使三維形狀測量時使用的照明源的亮度恒定地維持來測量三維形狀，由此可以改善三維形狀的測量質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.三維形狀測量方法，包括下述步驟由中央控制部控制模塊控制部和圖像獲取部，以測量第一照明源的亮度；當所述第一照明源的亮度測量結(jié)束時，由中央控制部控制模塊控制部和圖像獲取部，以測量將相位變換為高度的因數(shù)；當所述第一照明源的亮度和將所述相位變換為高度的因數(shù)被測量時，由中央控制部確認測量作業(yè)是否為正常檢查模式；當在確認是否為所述正常檢查模式的步驟中確認為正常檢查模式時，由中央控制部控制模塊控制部和圖像獲取部，以測量基于正常檢查模式的板的目標對象物的三維形狀；當在確認是否為所述正常檢查模式的步驟中確認為不是正常檢查模式時，由中央控制部檢索數(shù)據(jù)庫以確認是否存在相對于板的裸板信息；在確認是否存在所述裸板信息的步驟中，當不存在裸板信息時，由中央控制部控制模塊控制部和圖像獲取部，實施裸板學習；在確認是否存在所述裸板信息的步驟中，當存在裸板信息時或者當實施裸板學習的步驟產(chǎn)生裸板學習信息時，由中央控制部控制模塊控制部和圖像獲取部，以測量基于學習檢查模式的板的三維形狀；當在測量基于所述正常檢查模式的板的三維形狀的步驟中和在測量基于所述學習檢查模式的板的目標對象物的三維形狀的步驟中板的目標對象物的三維形狀被分別測量時，中央控制部利用所測量的三維形狀信息分析板是否為正常。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀測量方法，其特征在于，所述測量第一照明源的亮度的步驟包括通過中央控制部設定調(diào)整命令值的范圍以后，根據(jù)各設定的調(diào)整命令值，并通過模塊控制部具有的照明控制器的控制，來調(diào)節(jié)第一照明源的亮度；當所述第一照明源的亮度被調(diào)節(jié)時，由中央控制部通過驅(qū)動模塊控制部具有的光柵移送裝置的光柵控制器使光柵裝置移送N次，每次移送時由攝影機進行攝影，并通過圖像獲取部獲得校準目標的圖像；將所述獲得的圖像分別通過中央控制部具有的接口板和圖像處理板進行接收，對圖像進行平均處理，算出平均圖像；當所述平均圖像被算出時，由中央控制部將算出的平均圖像的代表亮度設定為相應調(diào)整命令值的照明的亮度；當對于所述各調(diào)整命令值的照明亮度被設定時，由中央控制部確認調(diào)整命令值是否為最大；當所述調(diào)整命令值為最大時，由中央控制部定義相應于各調(diào)整命令值的照明的亮度；當定義了相應于各調(diào)整命令值的照明的亮度時，由中央控制部將各調(diào)整命令值的相應照明的亮度創(chuàng)建為照明索引表。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維形狀測量方法，其特征在于，在設定調(diào)整命令值的范圍后，通過各設定的調(diào)整命令值來調(diào)節(jié)第一照明源的亮度的步驟包括通過模塊控制部具有的對臺移送裝置進行驅(qū)動的臺控制器對X-Y臺進行驅(qū)動，以將校準目標移送到測量位置；當所述校準目標被移送到測量位置時，通過模塊控制部具有的照明控制器使第一照明源接通；當所述第一照明源被接通時，由中央控制部設定照明調(diào)整命令值的范圍；當設定了所述照明調(diào)整命令值的范圍時，由中央控制部通過設定的調(diào)整命令值控制照明控制器來調(diào)節(jié)第一照明源的亮度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維形狀測量方法，其特征在于，定義相應于所述調(diào)整命令值的照明的亮度的步驟包括由中央控制部確認第一照明源是否為多個；當所述第一照明源為多個時，使多個第一照明源中的任一個第一照明源斷開，使其它的第一照明源接通；當所述其它的第一照明源被接通時，確認該第一照明源的調(diào)整命令值是否為最大；當所述其它的第一照明源的調(diào)整命令值為最大時，由中央控制部對與一個第一照明源的調(diào)整命令值相應的照明亮度和與其它的第一照明源的調(diào)整命令值相應的照明亮度進行比較，然后選擇照明亮度小的作為相應于各調(diào)整命令值的照明亮度來計算；當相應于各調(diào)整命令值的照明亮度被算出時，由中央控制部定義相應于第一照明源的各調(diào)整命令值的照明亮度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀測量方法，其特征在于，測量將所述相位變換為高度的因數(shù)的步驟包括由中央控制部根據(jù)所選擇的調(diào)整命令值，控制模塊控制部的照明控制器來調(diào)節(jié)第一照明源的亮度；當所述第一照明源的亮度被調(diào)節(jié)時，由中央控制部確認校準目標的測量部分是否為平面；如果所述測量部分為平面，則由中央控制部將校準目標的平面設定為檢查區(qū)域；當所述平面設定為檢查區(qū)域時，通過驅(qū)動光柵移送裝置的光柵控制器使光柵裝置移送N次，同時在每次移送時將光柵圖案照明照射到平面，當反射的圖像被攝影機攝影時，由圖像獲取部獲得所述平面的圖像；當平面圖像被所述圖像獲取部獲得時，由中央控制部對所獲得的圖像利用N-相移算法獲得平面相位圖，并作為第一基準面的相位圖進行存儲；當在確認所述測量部分是否為平面的步驟中確認為不是平面時，由中央控制部將校準目標的臺階設定為檢查區(qū)域；當臺階被設定為檢查區(qū)域時，通過驅(qū)動光柵移送裝置的光柵控制器使光柵裝置移送N次，同時在每次移送時將光柵圖案照明照射到臺階，當反射的圖像被攝影機攝影時，由圖像獲取部獲得所述臺階的圖像；當臺階圖像被所述圖像獲取部獲得時，由中央控制部利用N-相移算法獲得臺階的相位圖；當在獲得所述平面的第一基準面的相位圖并進行存儲的步驟中和在獲得所述臺階的相位圖的步驟中分別獲得了平面和臺階相位圖時，利用所述相位圖算出將各像素的相位變換為高度的因數(shù)并進行存儲。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維形狀測量方法，其特征在于，所述由中央控制部根據(jù)所選擇的調(diào)整命令值控制模塊控制部的照明控制器來調(diào)節(jié)第一照明源的亮度的步驟包括通過用于驅(qū)動臺移送裝置的臺控制器驅(qū)動X-Y臺，以使校準目標移送到測量位置；當所述校準目標被移送到測量位置時，通過照明控制器使第一照明源接通；當所述第一照明源被接通時，由中央控制部選擇調(diào)整命令值；當選擇了調(diào)整命令值時，由中央控制部以相應于所選擇的調(diào)整命令值的照明亮度控制照明控制器，來調(diào)節(jié)第一照明源的亮度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維形狀測量方法，其特征在于，所述利用所述相位圖算出將各像素的相位變換為高度的因數(shù)并進行存儲的步驟包括使用通過由第一照明源的照明產(chǎn)生的光柵圖案照明所獲得的相位圖，算出將各像素的相位變換成高度的因數(shù)；當所述將各像素的相位變換成高度的因數(shù)被算出時，由中央控制部確認第一照明源是否為多個；如果所述第一照明源為多個，則由中央控制部確認將與由多個第一照明源中的任一個第一照明源的照明產(chǎn)生的光柵圖案照明相應的各像素的相位變換成高度的因數(shù)是否被算出；當將與由所述一個第一照明源的照明產(chǎn)生的光柵圖案照明相應的各像素的相位變換成高度的因數(shù)被算出時，由中央控制部控制模塊控制部的照明控制器，使將相位變換為高度的因數(shù)被算出的一個第一照明源斷開，使其他的第一照明源接通；當所述其他的第一照明源被接通時，由中央控制部確認將與由其他的第一照明源的照明產(chǎn)生的光柵圖案照明相應的各像素的相位變換成高度的因數(shù)是否被算出；當所述將與由其他的第一照明源的照明產(chǎn)生的光柵圖案照明相應的各像素的相位變換成高度的因數(shù)被算出時，由中央控制部存儲與多個第一照明源相應的將各像素的相位變換成高度的因數(shù)；在所述由中央控制部確認將與由所述一個第一照明源的照明產(chǎn)生的光柵圖案照明相應的各像素的相位變換成高度的因數(shù)是否被算出的步驟中和在確認將與由其他的第一照明源的照明產(chǎn)生的光柵圖案照明相應的各像素的相位變換成高度的因數(shù)是否被算出的步驟中，當將各像素的相位變換成高度的因數(shù)未被算出時，由中央控制部根據(jù)選擇的調(diào)整命令值控制模塊控制部的照明控制器，來調(diào)節(jié)第一照明源的亮度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀測量方法，其特征在于，所述檢索數(shù)據(jù)庫以確認是否存在相對于板的裸板信息的步驟包括通過驅(qū)動臺移送裝置的臺控制器控制X-Y臺以使板移送到測量位置；當所述板被移送到測量位置時，由中央控制部控制照明控制器使第二照明源接通；當所述第二照明源被接通時，由攝影機進行攝影，當圖像由圖像獲取部獲得時使用所述圖像由中央控制部算出與板的特定部分相應的位置信息和圖像信息；當所述與板的特殊部分相應的位置信息被算出時，由中央控制部在數(shù)據(jù)庫中檢索算出的板的特定部分相應的位置信息和與圖像信息一致的裸板信息；和由中央控制部確認在數(shù)據(jù)庫中是否存在檢索結(jié)果的裸板信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀測量方法，其特征在于，所述測量基于正常檢查模式的板的目標對象物的三維形狀的步驟包括通過驅(qū)動臺移送裝置的臺控制器控制X-Y臺以使板移送到測量位置；當所述板被移送到測量位置時，通過選擇的調(diào)整命令值，由中央控制部控制照明控制器來調(diào)節(jié)第一照明源；當?shù)谝徽彰髟吹牧炼缺徽{(diào)節(jié)時，由中央控制部控制模塊控制部和圖像獲取部來獲得板的相位圖，以算出相對于第一基準面的相對高度相位；當相對于第一基準面的相對高度相位被算出時，由中央控制部使用所述相對高度相位算出相位柱狀圖，使用所述相位柱狀圖算出板的目標對象物的三維形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的三維形狀測量方法，其特征在于，所述算出相對于第一基準面的相對高度相位和相位柱狀圖，使用所述相位柱狀圖算出板的目標對象物的三維形狀的步驟包括當相對于與由第一照明源產(chǎn)生的光柵圖案照明相應的板的第一基準面的相對高度相位被算出時，由中央控制部使用所述相對高度相位算出相位柱狀圖；當所述相位柱狀圖被算出時，由中央控制部從算出的相位柱狀圖中分離第二基準面和焊料，算出第二基準面和焊料的重量中心；當?shù)诙鶞拭婧秃噶系闹亓恐行谋凰愠鰰r，由中央控制部使用第二基準面和焊料的重量中心算出焊料的代表高度；當焊料的代表高度被算出時，使用所述代表高度由中央控制部算出焊料的體積、高度分布和位置偏移。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的三維形狀測量方法，其特征在于，所述算出相對于第一基準面的相對高度相位和相位柱狀圖，使用所述相位柱狀圖算出板的目標對象物的三維形狀的步驟包括當相對于與由多個第一照明源中任一個第一照明源產(chǎn)生的光柵圖案照明相應的板的第一基準面的相對高度相位和相對于與由其他的第一照明源產(chǎn)生的光柵圖案照明相應的板的第一基準面的相對高度相位分別被算出時，由中央控制部算出在相對于各第一基準面的相對高度相位中去除了噪音的綜合高度相位并進行存儲；當存儲了綜合高度相位時，由中央控制部使用存儲的綜合高度相位算出相位柱狀圖；當所述相位柱狀圖被算出時，由中央控制部從算出的相位柱狀圖中分離第二基準面和焊料，算出第二基準面和焊料的重量中心；當所述第二基準面和焊料的重量中心被算出時，由中央控制部使用第二基準面和焊料的重量中心算出焊料的代表高度；當所述焊料的代表高度被算出時，使用所述代表高度由中央控制部算出焊料的體積、高度分布和位置偏移。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀測量方法，其特征在于，所述實施裸板學習的步驟包括通過驅(qū)動臺移送裝置的臺控制器控制X-Y臺以使裸板移送到測量位置；當所述裸板被移送到測量位置時，通過選擇的調(diào)整命令值由中央控制部控制照明控制器來調(diào)節(jié)第一照明源；當所述第一照明源的亮度被調(diào)節(jié)時，由中央控制部控制模塊控制部和圖像獲取部來獲得裸板的相位圖，以算出相對于第一基準面的相對高度相位；當相對于所述第一基準面的相對高度相位被算出時，由中央控制部使用算出的相對于第一基準面的相對高度相位和第二照明源產(chǎn)生的照明被反射后由攝影機拍攝的裸板圖像，將算出的相對于裸板特定部分的位置信息和圖像信息作為裸板信息存儲到數(shù)據(jù)庫中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的三維形狀測量方法，其特征在于，所述將算出的相對于裸板特定部分的位置信息作為裸板信息存儲到數(shù)據(jù)庫中的步驟包括當所述相對于第一基準面的相對高度相位被算出時，由中央控制部將算出的相對于第一基準面的相對高度相位作為裸板的高度相位信息進行存儲；當所述高度相位信息被存儲時，由中央控制部確認裸板的全部區(qū)域的學習是否結(jié)束；當所述全部區(qū)域的學習結(jié)束時，由中央控制部控制模塊控制部具有的照明控制器使第一照明源斷開而使第二照明源接通；當?shù)诙彰髟幢唤油〞r，由中央控制部控制圖像獲取部通過攝影機獲得相對于裸板特定部分的圖像并進行存儲，使用存儲的圖像和高度相位信息算出相對于裸板特定部分的位置信息并作為裸板信息存儲到數(shù)據(jù)庫中。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的三維形狀測量方法，其特征在于，所述將算出的相對于裸板特定部分的位置信息作為裸板信息存儲到數(shù)據(jù)庫中的步驟包括當相對于與多個第一照明源中的任一個第一照明源相應的裸板的第一基準面的相對高度相位和相對于與其他的第一照明源相應的裸板的第一基準面的相對高度相位分別被算出時，由中央控制部在相對于各第一基準面的相對高度相位中去除噪音以算出綜合高度相位；當所述綜合高度相位被算出時，由中央控制部將所述綜合高度相位作為高度相位信息進行存儲；當所述高度相位信息被存儲時，由中央控制部確認裸板的全部區(qū)域的學習是否結(jié)束；當所述全部區(qū)域的學習結(jié)束時，由中央控制部控制模塊控制部具有的照明控制器使第一照明源斷開而使第二照明源接通；當?shù)诙彰髟幢唤油〞r，由中央控制部控制圖像獲取部通過攝影機獲得相對于裸板特定部分的圖像并進行存儲，使用存儲的圖像和高度相位信息算出相對于裸板特定部分的位置信息，并作為裸板信息存儲到數(shù)據(jù)庫中。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維形狀測量方法，其特征在于，所述測量基于學習檢查模式的板的目標對象物的三維形狀的步驟包括在數(shù)據(jù)庫中檢索與板相應的裸板信息并讀取一致的裸板信息；當所述與板相應的裸板信息被讀取時，由中央控制部控制模塊控制部具有的照明控制器，如果第二照明源處于接通狀態(tài)則使第二照明源斷開；當所述第二照明源被斷開時，由中央控制部通過驅(qū)動臺移送裝置的臺控制器來驅(qū)動X-Y臺以使板移送到測量位置；當所述板被移送到測量位置時，通過選擇的調(diào)整命令值由中央控制部控制照明控制器來調(diào)節(jié)第一照明源的亮度；當所述第一照明源的亮度被調(diào)節(jié)時，由中央控制部控制模塊控制部和圖像獲取部以獲得板的相位圖，并算出相對于第一基準面的相對高度相位；當所述相對于第一基準面的相對高度相位被算出時，由中央控制部使用所述相對高度相位算出相位柱狀圖，并算出相對于板的特定部分的三維形狀。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的三維形狀測量方法，其特征在于，所述算出相對高度相位和相位柱狀圖并算出相對于板的特定部分的三維形狀的步驟包括當相對于與由第一照明源產(chǎn)生的光柵圖案照明相應的板的第一基準面的相對高度相位被算出時，由中央控制部將算出的相對于第一基準面的相對高度相位作為板的高度相位信息進行存儲；當所述高度相位信息被存儲時，由中央控制部使用學習并存儲在DB中的裸板的高度相位信息和所述板的高度相位信息，分離焊料的高度相位信息；當所述焊料的高度相位信息被分離時，由中央控制部從分離的焊料的高度相位信息中算出實際高度，并算出焊料的體積、高度分布和位置偏移。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的三維形狀測量方法，其特征在于，所述算出相對高度相位和相位柱狀圖并算出相對于板的特定部分的三維形狀的步驟包括當相對于與多個第一照明源中的任一個第一照明源相應的板的第一基準面的相對高度相位和相對于與其他的第一照明源相應的板的第一基準面的相對高度相位分別被算出時，由中央控制部在算出的相對于各第一基準面的相對高度相位中去除噪音以算出綜合高度相位；當所述綜合高度相位被算出時，由中央控制部將綜合高度相位作為高度相位信息進行存儲；當所述高度相位信息被存儲時，由中央控制部使用學習并存儲在數(shù)據(jù)庫中的裸板的高度相位信息和所述板的高度相位信息，分離焊料的高度相位信息；當所述焊料的高度相位信息被分離時，由中央控制部從分離的焊料的高度相位信息中算出實際高度信息，并算出焊料的體積、高度分布和位置偏移。
18.根據(jù)權(quán)利要求9、12或15所述的三維形狀測量方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)第一照明源的亮度的步驟包括由中央控制部控制照明控制器使第一照明源接通；當所述第一照明源被接通時，由中央控制部選擇預先輸入的調(diào)整命令值；當所述調(diào)整命令值被選擇時，由中央控制部控制照明控制器以與選擇的調(diào)整命令值相應的照明亮度對第一照明源的亮度進行調(diào)節(jié)。
19.根據(jù)權(quán)利要求9、12或15所述的三維形狀測量方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)第一照明源的亮度的步驟包括當具有多個第一照明源時，由中央控制部確認多個第一照明源中的任一個第一照明源是否被選擇；當確認所述一個第一照明源被選擇時，由中央控制部控制照明控制器使被選擇的一個第一照明源接通；當所述一個第一照明源被接通時，由中央控制部選擇預先輸入的調(diào)整命令值；當所述調(diào)整命令值被選擇時，由中央控制部控制照明控制器以與選擇的調(diào)整命令值相應的照明亮度對所述一個第一照明源的亮度進行調(diào)節(jié)；當確認所述一個第一照明源是否被選擇的結(jié)果是所述一個第一照明源未被選擇時，由中央控制部控制照明控制器使其他的第一照明源接通；當所述其他的第一照明源被接通時，由中央控制部選擇預先輸入的調(diào)整命令值；當所述調(diào)整命令值被選擇時，由中央控制部控制照明控制器以與選擇的調(diào)整命令值相應的照明亮度對所述其他的第一照明源的亮度進行調(diào)節(jié)。
20.根據(jù)權(quán)利要求9、12或15所述的三維形狀測量方法，其特征在于，所述算出相對于第一基準面的相對高度相位的步驟包括當?shù)谝徽彰髟吹牧炼缺徽{(diào)節(jié)時，通過驅(qū)動光柵移送裝置的光柵控制器使光柵裝置移送N次，同時當每一次移送時，由攝影機拍攝通過與由第一照明源產(chǎn)生的照明相應的光柵圖案照明而反射的圖像，由圖像獲取部獲得所述圖像；當圖像被所述圖像獲取部獲得時，擴展檢查區(qū)域從而擴展設定的檢查區(qū)域，以反復實施所述圖像獲取部獲得圖像的步驟；當在所述由圖像獲取部獲得圖像的步驟和擴展設定的檢查區(qū)域的步驟中圖像分別被圖像獲取部獲得時，由中央控制部使用N-相移算法算出相位圖并進行存儲；當所述相位圖被算出時，使用預先存儲的第一基準面的相位圖與存儲于中央控制部的相位圖的差算出在相應的檢查位置相對于第一基準面的相對高度相位。
21.根據(jù)權(quán)利要求9、12或15所述的三維形狀測量方法，其特征在于，所述算出相對于第一基準面的相對高度相位的步驟包括當多個第一照明源中的任一個第一照明源的亮度被調(diào)節(jié)時，通過驅(qū)動光柵移送裝置的光柵控制器使光柵裝置移送N次，同時當每一次移送時，由攝影機拍攝通過與由一個第一照明源產(chǎn)生的照明相應的光柵圖案照明而反射的圖像，由圖像獲取部獲得所述圖像；當圖像被所述圖像獲取部獲得時，擴展檢查區(qū)域從而擴展設定的檢查區(qū)域，以反復實施所述圖像獲取部獲得圖像的步驟；當在所述由圖像獲取部獲得圖像的步驟和擴展設定的檢查區(qū)域的步驟中圖像分別被圖像獲取部獲得時，由中央控制部使用N-相移算法算出相位圖并進行存儲；當所述相位圖被算出時，使用預先存儲的第一基準面的相位圖與存儲于中央控制部的相位圖的差算出在相應的檢查位置相對于第一基準面的相對高度相位；當其他的第一照明源的亮度被調(diào)節(jié)時，通過驅(qū)動光柵移送裝置的光柵控制器使光柵裝置移送N次，同時當每一次移送時，由攝影機拍攝通過與由所述其他的第一照明源產(chǎn)生的照明相應的光柵圖案照明而反射的圖像，由圖像獲取部獲得所述圖像；當圖像獲取部獲得與所述其他的第一照明源相應的圖像時，反復實施對設定的檢查區(qū)域進行擴展的步驟、使用N-相移算法算出相位圖并進行存儲的步驟、和算出相對于第一基準面的相對高度相位的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及三維形狀測量方法，當檢查對象物不處于正常檢查模式的場合，在有裸板信息的板時通過數(shù)據(jù)庫檢索裸板信息、在由沒有裸板信息的供應廠商供應的板的場合通過裸板學習來測量板的三維形狀。本發(fā)明的三維形狀測量方法包括以下步驟測量第一照明源(41a)的亮度、測量將相位變換成高度的因數(shù)、確認測量作業(yè)是否為正常檢查模式、測量與正常檢查模式相應的板(62)的三維形狀、確認有沒有關于板的裸板信息、在沒有裸板信息的情況下實施裸板學習、當裸板信息存在或產(chǎn)生裸板學習信息時測量與學習檢查模式相應的板的目標對象物的三維形狀、使用三維形狀信息來分析板是否正常。由此，更易于實施板的三維形狀測量作業(yè)。
文檔編號G01B9/02GK101029820SQ200710002910
公開日2007年9月5日 申請日期2007年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者金珉永, 金熙泰, 俞炳敏, 韓世鉉, 李承埈 申請人:株式會社高永科技