專利名稱：三維測量裝置、三維測量方法及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠使用相移法(phase shift method)等對測量對象進(jìn)行三維測量的三維測量裝置等的技術(shù)。
背景技術(shù)：
至今，作為檢查諸如配線基板的測量對象的質(zhì)量的方法，已使用了分析對測量對象進(jìn)行成像而獲得的圖像并檢查測量對象的質(zhì)量的方法。在二維圖像分析中，難以檢測測量對象中高度方向上的諸如裂痕和空腔的缺陷。由此，近來已使用通過三維圖像分析來測量測量對象的三維形狀并且檢查測量對象的質(zhì)量的方法。作為通過圖像分析來測量測量對象的三維形狀的方法，作為一種光切斷法的相移法(時(shí)間條紋分析法)被廣泛使用(例如，見日本未審查專利申請公開第2010-175554號(第
至
段)以及日本未審查專利申請公開第2009-204373號(第
至段))。以下描述相移法的原理。根據(jù)相移法，首先，投射裝置將亮度以正弦方式變化的條紋投射至測量對象。投射至測量對象的條紋的相位以預(yù)定相移量來改變。相位改變被重復(fù)多次(最少三次，通常四次以上)，直到條紋的相位移動(dòng)了一個(gè)周期。當(dāng)條紋的相位被改變時(shí)，成像裝置在每次相位被改變時(shí)對條紋被投射至其上的測量對象進(jìn)行成像。例如，當(dāng)相移量為/2 [rad]時(shí)，條紋的相位以O(shè)、Ji /2、Ji和3 Ji /2來改變，并且在各相位處拍攝測量對象的圖像。從而共拍攝四個(gè)圖像。當(dāng)相位被改變四次時(shí)，可通過從四個(gè)圖像提取各像素的亮度值并將亮度值應(yīng)用至以下等式(I)來計(jì)算坐標(biāo)(X，y)處的相位Φ (X，y)。Φ (x, y) = TarT1Uw2U, y)-Iπ/2(χ, y)/{I0(X, y)-Ιπ (X, y)} · · ·⑴在此等式中，IQ(x,y) > Ill72(x, y) > Iii (x, y)和 Ι3π/2(χ，y)分別為位于坐標(biāo)(x，y)處的像素在相位為O、Ji /2、和3 /2時(shí)的亮度值。當(dāng)相位Φ (x,y)可被計(jì)算時(shí)，通過三角測量(triangulation)原理基于相位Φ (x,y)來獲取各坐標(biāo)處的高度信息，并且可獲得測量對象的三維形狀。

發(fā)明內(nèi)容
在相移法中，如等式⑴右側(cè)所表達(dá)的，當(dāng)計(jì)算坐標(biāo)(X，y)處的相位Φ (X，y)時(shí)，需要計(jì)算位于坐標(biāo)U，y)處的像素的亮度值之間的差值。例如，當(dāng)投射裝置的照明裝置太暗時(shí)，從四個(gè)圖像提取的亮度值之間的差值減小，因此相位Φ (X，y)不能正確地從等式(I)算出。結(jié)果，可能產(chǎn)生不能正確地測量測量對象的三維形狀的問題。相反地，當(dāng)投射裝置的照明裝置太亮?xí)r，由于例如位于投射至測量對象的條紋的明亮部分中的像素的亮度值超過成像裝置的識別范圍的緣由，可能不能正確地算出亮度值之間的差值。因此，與投射裝置的照明裝置太暗的情況一樣，可能產(chǎn)生不能正確地測量測量對象的三維形狀的問題。期望提供一種三維測量裝置等的技術(shù)，能夠使用適當(dāng)?shù)臏y量照度對測量對象進(jìn)行
三維測量。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提 供了一種三維測量裝置，其包括投射單元、成像單元和控制單元。投射單元包括能夠改變照度的照明裝置。投射單元利用來自照明裝置的光將條紋投射至測量對象，并且改變被投射至測量對象的條紋的相位。成像單元拍攝條紋被投射至其的測量對象的圖像。控制單元通過使投射單元多次改變被投射至測量對象的條紋的相位以使成像單元拍攝多個(gè)圖像，從所拍攝的多個(gè)圖像中提取亮度值，基于所提取的亮度值計(jì)算測量對象的三維測量中的錯(cuò)誤率，通過改變照明裝置的照度來針對各照度計(jì)算錯(cuò)誤率，并且基于所計(jì)算的各照度的錯(cuò)誤率來確定用于三維測量測量對象的測量照度。三維測量裝置可通過改變照明裝置的照度來針對三維測量中的各照度計(jì)算錯(cuò)誤率，并且可基于各照度的錯(cuò)誤率來確定用于三維測量測量對象的測量照度。因此，當(dāng)通過改變投射至測量對象的條紋的相位來對測量對象進(jìn)行三維測量時(shí)，三維測量裝置可使用適當(dāng)?shù)臏y量照度(在該測量照度處，所算出的錯(cuò)誤率小)對測量對象進(jìn)行三維測量。在三維測量裝置中，測量對象可包括第一區(qū)域和錯(cuò)誤率不同于第一區(qū)域的錯(cuò)誤率的第二區(qū)域。在此情況下，控制單元通過改變照明裝置的照度來針對各照度計(jì)算第一和第二錯(cuò)誤率(分別為第一和第二區(qū)域的錯(cuò)誤率)，并且基于所計(jì)算的各照度的第一和第二錯(cuò)誤率來確定測量照度。因此，當(dāng)對包括錯(cuò)誤率彼此不同的多個(gè)區(qū)域的測量對象進(jìn)行三維測量時(shí)，可確定適當(dāng)?shù)臏y量照度。在三維測量裝置中，控制單元可針對各照度計(jì)算第一和第二錯(cuò)誤率之和，并且基于各照度的第一和第二錯(cuò)誤率之和來確定測量照度。在三維測量裝置中，控制單元可確定第一和第二錯(cuò)誤率之和小于預(yù)定閾值的照度范圍，并且將該照度范圍的中間值確定為測量照度。這樣，可防止錯(cuò)誤率具有急劇變化風(fēng)險(xiǎn)的值被用作測量照度。在三維測量裝置中，控制單元可基于第一和第二錯(cuò)誤率之和相對于照度的變化的變化率來確定測量照度。這樣，可防止錯(cuò)誤率具有急劇變化風(fēng)險(xiǎn)的值被用作測量照度。在三維測量裝置中，控制單元可將第一和第二錯(cuò)誤率之和最小的照度確定為測量照度。在三維測量裝置中，控制單元可通過將第一和第二錯(cuò)誤率中的至少一個(gè)乘以一權(quán)重系數(shù)來優(yōu)先化第一和第二錯(cuò)誤率中的一個(gè)，并且之后計(jì)算第一和第二錯(cuò)誤率之和。這樣，測量對象的多個(gè)區(qū)域中的錯(cuò)誤率重要的那些區(qū)域的錯(cuò)誤率可被優(yōu)先化，可計(jì)算錯(cuò)誤率之和，并且從而可基于錯(cuò)誤率之和來確定測量照度。在三維測量裝置中，控制單元可計(jì)算從通過改變條紋的相位而拍攝的多個(gè)圖像提取的并且對應(yīng)于多個(gè)圖像中的同一像素的多個(gè)亮度值之間的差，判斷所計(jì)算的亮度值之間的差是否小于第一閾值，并且計(jì)算亮度值之間的差小于第一閾值的像素的比例作為錯(cuò)誤率。這樣，當(dāng)照明裝置太暗從而照明裝置的照度不合適時(shí)，也可適當(dāng)?shù)赜?jì)算錯(cuò)誤率。在三維測量裝置中，控制單元可判斷從多個(gè)圖像提取的并且對應(yīng)于多個(gè)圖像中的同一像素的多個(gè)亮度值中的至少一個(gè)是否等于或大于第二閾值，并且計(jì)算等于或大于第二閾值的亮度值的比例作為錯(cuò)誤率。這樣，當(dāng)照明裝置太亮從而照明裝置的照度不合適時(shí)，也可適當(dāng)?shù)赜?jì)算錯(cuò)誤率。在三維測量裝置中，控制單元可判斷從通過改變條紋的相位而拍攝的多個(gè)圖像提取的并且對應(yīng)于多個(gè)圖像中的同一像素的多個(gè)亮度值中的至少一個(gè)是否等于或大于預(yù)定 閾值，并且計(jì)算等于或大于該閾值的亮度值的比例作為錯(cuò)誤率。這樣，當(dāng)照明裝置太亮從而照明裝置的照度不合適時(shí)，也可適當(dāng)?shù)赜?jì)算錯(cuò)誤率。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，提供了一種三維測量方法，包括利用來自能夠改變光的照度的照明裝置的光將條紋投射至測量對象。通過多次改變投射至測量對象的條紋的相位來拍攝多個(gè)圖像。從所拍攝的多個(gè)圖像提取亮度值?；谒崛〉牧炼戎涤?jì)算測量對象的三維測量中的錯(cuò)誤率。通過改變照明裝置的照度來針對各照度計(jì)算錯(cuò)誤率。基于所計(jì)算的各照度的錯(cuò)誤率來確定用于三維測量測量對象的測量照度。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方式，提供了一種程序，使三維測量裝置執(zhí)行利用來自能夠改變光的照度的照明裝置的光將條紋投射至測量對象。三維測量裝置執(zhí)行通過多次改變投射至測量對象的條紋的相位來拍攝多個(gè)圖像。三維測量裝置執(zhí)行從所拍攝的多個(gè)圖像提取亮度值。三維測量裝置執(zhí)行基于所提取的亮度值計(jì)算測量對象的三維測量中的錯(cuò)誤率。三維測量裝置執(zhí)行通過改變照明裝置的照度來針對各照度計(jì)算錯(cuò)誤率。三維測量裝置執(zhí)行基于所計(jì)算的各照度的錯(cuò)誤率來確定用于三維測量測量對象的測量照度。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可提供一種三維測量裝置等的技術(shù)，能夠使用適當(dāng)?shù)臏y量照度對測量對象進(jìn)行三維測量。


圖I是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的三維測量裝置的示圖；圖2是示出三維測量裝置的操作的流程圖；圖3是示出顯示在顯示單元的屏幕上的基板的二維圖像的實(shí)例的示圖；圖4是示出被投射至基板的條紋的照射狀態(tài)的示圖；圖5是示出錯(cuò)誤率的計(jì)算處理的流程圖；圖6是示出當(dāng)投射至基板的條紋的相位為O、Ji /2、和3 /2時(shí)條紋和垂直方向上的亮度值的曲線圖；圖7是示出當(dāng)投射至基板的條紋的相位為O、Ji /2、和3 /2時(shí)條紋和垂直方向上的亮度值的曲線圖；圖8是示出當(dāng)投射至基板的條紋的相位為O、Ji /2、和3 /2時(shí)條紋和垂直方向上的亮度值的曲線圖；圖9是示出投射單元的測量照度的確定處理的流程圖；圖10是示出投射單元的照度與基板選擇區(qū)域和焊料選擇區(qū)域的錯(cuò)誤率之間的關(guān)系的不圖；圖11是示出投射單元的照度、焊料選擇區(qū)域的錯(cuò)誤率、基板選擇區(qū)域的錯(cuò)誤率以及基板選擇區(qū)域和焊料選擇區(qū)域的錯(cuò)誤率之和之間的關(guān)系的示圖；圖12是示出投射單元的照度與基板選擇區(qū)域和焊料選擇區(qū)域的錯(cuò)誤率之間的關(guān)系的不圖；圖13是示出投射單元的照度、焊料選擇區(qū)域的錯(cuò)誤率、基板選擇區(qū)域的錯(cuò)誤率以及基板選擇區(qū)域和焊料選擇區(qū)域的錯(cuò)誤率之和之間的關(guān)系的示圖；圖14是示出在避開具有錯(cuò)誤率急劇變化的風(fēng)險(xiǎn)的值的情況下確定測量亮度的處理的流程圖；以及圖15是示出在避開具有錯(cuò)誤率急劇變化的風(fēng)險(xiǎn)的值的情況下確定測量亮度的另一處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。三維測量裝置的整體配置圖I是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的三維測量裝置100的示圖。如圖I中所示，三維測量裝置100包括在其上放置測量對象I的鏡臺10、投射單元20、成像單元15、二維圖像獲取照明單元14、控制單元16、存儲單元17、顯示單元18以及輸入單元19。鏡臺10連接至鏡臺移動(dòng)機(jī)構(gòu)11，該鏡臺移動(dòng)機(jī)構(gòu)被驅(qū)動(dòng)以移動(dòng)鏡臺10。鏡臺移動(dòng)機(jī)構(gòu)11電連接至控制單元16并響應(yīng)于來自控制單元16的驅(qū)動(dòng)信號在XYZ方向上移動(dòng)鏡臺10。投射單元20包括用作能夠改變照度的照明裝置的光源21、會聚來自光源21的光的聚光透鏡22、衍射由聚光透鏡22會聚的光的衍射光柵23以及將由衍射光柵23衍射的光投射至測量對象I的投射透鏡24。光源21的實(shí)例包括鹵素?zé)簟㈦瘹鉄?、汞燈以及LED(發(fā)光二極管)，但光源21的種類并不受特別地限制。光源21電連接至照度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25。照度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25在控制單元16的控制下調(diào)節(jié)光源21的照度。包括多個(gè)狹縫的衍射光柵23衍射來自光源21的光，并將亮度按正弦變化的條紋投射至測量對象I。衍射光柵23設(shè)置有將衍射光柵23在垂直于形成狹縫的方向的方向上移動(dòng)的光柵移動(dòng)機(jī)構(gòu)26。光柵移動(dòng)機(jī)構(gòu)26在控制單兀16的控制下移動(dòng)衍射光柵23,并改變投射至測量對象I的條紋的相位?？梢允褂蔑@示光柵狀條紋的液晶光柵等來替代衍射光 柵23和光柵移動(dòng)機(jī)構(gòu)26。當(dāng)成像單元15獲取顯示在顯示單元18的屏幕上的測量對象I的二維圖像時(shí)，二維圖像獲取照明單元14用光照射測量對象I。二維圖像獲取照明單元14包括兩個(gè)照明裝置，即，具有環(huán)形形狀的上部照明裝置12和下部照明裝置13。成像單元15包括諸如CXD (電荷耦合器件)傳感器或CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)傳感器的成像元件和將來自測量對象I的光形成在成像元件的成像表面的光學(xué)系統(tǒng)(諸如成像透鏡)。成像單元15對測量對象I (通過投射單元20將正弦條紋投射至該測量對象)進(jìn)行成像，以三維地測量該測量對象I。在二維圖像獲取照明單元14用光照射測量對象I的同時(shí)，成像單元15對測量對象I進(jìn)行成像以獲取顯示在顯示單元18上的二維圖像。例如,顯示單元18由液晶顯示器構(gòu)成。顯示單元18在控制單元16的控制下顯示測量對象I的二維圖像或三維圖像。輸入單元由鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸面板等構(gòu)成。輸入單元19從用戶輸入指令。
存儲單元17包括存儲三維測量裝置100的處理所需的各種程序的非易失性存儲器(諸如ROM(只讀存儲器))和用作控制單元16的工作區(qū)域的易失性存儲器(諸如RAM(隨機(jī)存取存儲器))。例如，控制單元16由CPU(中央處理單元)構(gòu)成。控制單元16基于存儲在存儲單元17中的各種程序整體上控制三維測量裝置100。例如，控制單元16控制照度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25以調(diào)節(jié)投射單元20的照度或控制光柵移動(dòng)機(jī)構(gòu)26以改變投射至測量對象I的條紋的相位?？刂茊卧?6控制成像單元15從而使得成像單元15捕獲測量對象I (在其上投射了條紋)的圖像，并基于捕獲的圖像通過相移法來三維地測量測量對象I。隨后將詳細(xì)描述控制單元16的控制。在該實(shí)施方式中，將描述其上形成了用來焊接安裝部件的焊料的基板I作為測量對象I的實(shí)例。用戶通過使用三維測量裝置100三維地測量基板I來檢查形成在基板I上的焊料的印刷狀態(tài)。操作的描述接下來，將描述三維測量裝置100的操作。圖2是示出三維測量裝置100的操作的流程圖。首先，三維測量裝置100的控制單元16控制鏡臺移動(dòng)機(jī)構(gòu)11，使得鏡臺移動(dòng)機(jī)構(gòu)11將鏡臺10移動(dòng)直至基板I的接收位置。鏡臺移動(dòng)機(jī)構(gòu)11從基板輸送裝置(未示出)接受基板1，并移動(dòng)鏡臺10以移動(dòng)基板I直至成像位置(SlOl)。接下來，控制單元16使得二維圖像獲取照明單元14照射基板1，并使得成像單元15在二維圖像獲取照明單元14照射基板I的同時(shí)對基板I進(jìn)行成像(S102)。然后，控制單元16獲取將要被顯示的二維圖像。當(dāng)控制單元16獲取二維圖像時(shí)，控制單元16在顯示單元18的屏幕上顯示所獲取的二維圖像(S103)。圖3是示出顯示在顯示單元18的屏幕上的二維圖像的實(shí)例的示圖。如圖3所示，作為測量對象I的基板I具有基板區(qū)域2 (第一區(qū)域)和形成焊料的焊料形成區(qū)域3 (第二區(qū)域)。當(dāng)二維圖像顯示在顯示單元18上時(shí)，用戶在觀看顯示在顯示單元18上的圖像的同時(shí)，通過輸入單元在基板區(qū)域2和焊料形成區(qū)域3中指定基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5。
這里，在單個(gè)焊料形成區(qū)域3很小的情況下，當(dāng)僅選擇焊料形成區(qū)域3時(shí)，像素的數(shù)量(其為隨后在三維測量中計(jì)算錯(cuò)誤率時(shí)的參數(shù))減少。因此，當(dāng)焊料形成區(qū)域3很小時(shí)，用戶可以在焊料形成區(qū)域3密集的部分中指定將多個(gè)焊料形成區(qū)域3包圍的焊料選擇區(qū)域5。返回參照圖2，當(dāng)基板I的二維圖像顯示在顯示單元18的屏幕上時(shí)，控制單元16 判斷是否指定了基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5 (S104)。當(dāng)指定了選擇區(qū)域時(shí)(S104中的“是”)，控制單元16判斷用戶是否通過輸入單元19輸入了確定照度的指令(S105)。當(dāng)用戶通過輸入單元19輸入了確定照度的指令時(shí)(S105中的“是”)，控制單元16控制照度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25從而使得照度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25將光源21的照度設(shè)定為初始值(例如，20)(S106)。當(dāng)將光源21的照度設(shè)定為初始值時(shí)，投射單元20將條紋投射至基板I。接下來，控制單元16使得成像單元15捕獲投射有條紋的基板I的圖像(S107)。接下來，控制單元16控制光柵移動(dòng)機(jī)構(gòu)26，使得光柵移動(dòng)機(jī)構(gòu)26移動(dòng)衍射光柵23，從而使得投射至基板I的條紋的相位以π/2 [rad]變化(S108)。當(dāng)條紋的相位被改變了時(shí)，控制單元16隨后確定是否以相同的照度捕獲了四個(gè)圖像(S109)。當(dāng)沒有以相同的照度捕獲四個(gè)圖像時(shí)(S109中的“否”)，控制單元16將處理返回至S107，并使得成像單元15對投射有條紋的基板I進(jìn)行成像。通過這種方式，以相同的照度捕獲了條紋的相位彼此不同的共四個(gè)圖像。圖4是示出條紋的照射狀態(tài)的示圖。圖4示出了當(dāng)條紋的相位從左側(cè)開始順次為
O、Ji /2、Ji和3 Ji /2時(shí)的條紋的照射狀態(tài)。參考圖2，當(dāng)以相同照度來拍攝基板I的第四圖像時(shí)(S109中的“是”)，控制單元16基于四個(gè)圖像而通過相移法來計(jì)算該圖像的各像素的高度(SllO)。在該情況下，控制單元16從四個(gè)圖像中提取各像素(坐標(biāo)(x，y))的亮度值，并且通過應(yīng)用下面的等式(2)來計(jì)算各像素的相位Φ (x,y)。接下來，控制單元16基于所計(jì)算的各像素的相位Φ (x,y)而利用三角測量原理來計(jì)算各像素的高度。下述等式⑵與上述的等式(I)相同，并且當(dāng)條紋的相位為O、π/2、π和3π/2時(shí)，Ι()(χ，y)、Ιπ/2(χ，y) > Ιπ (x，y)和 I311/2(χ，y)分別為像素(坐標(biāo))的亮度值。Φ (x, y) = Tan_1{I3lI/2(x γ)-Ιπ/2(χ y)}/ (I0 (χ Υ)_Ιπ (χ υ) I …⑵這里，當(dāng)亮度值被轉(zhuǎn)換為高度時(shí)，在預(yù)定條件下在像素中基于相位Φ (X，y)的高度轉(zhuǎn)換是不可行的，則該像素被認(rèn)為是錯(cuò)誤。當(dāng)各像素的亮度值被轉(zhuǎn)換為各坐標(biāo)的高度時(shí)，控制單元16隨后計(jì)算基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5中的高度轉(zhuǎn)換不可行的像素的比率(錯(cuò)誤率)(Slll)。下文將詳細(xì)地描述基于相位Φ (X，y)的高度轉(zhuǎn)換不可行的條件或者計(jì)算高度轉(zhuǎn)換不可行的像素的比率(錯(cuò)誤率)的方法。當(dāng)計(jì)算了錯(cuò)誤率時(shí)，控制單元16隨后確定現(xiàn)在的投射單元20的照度是否為最大值(例如，240) (SI 12)。當(dāng)投射單元20的照度不是最大時(shí)(SI 12中的“否”)，控制單元16改變投射單元20的照度(例如，照度+20) (S113)。然后，控制單元16將處理返回至S107，并且通過對以改變的照度投射了條紋的基板I成像而再次拍攝基板I的四個(gè)圖像。當(dāng)拍攝了四個(gè)圖像時(shí)，利用相移法來計(jì)算各像素(各坐標(biāo))的高度，并且通過改變的照度來計(jì)算錯(cuò)誤率。重復(fù)一系列處理直到投射單元20的照度變得最大。當(dāng)投射單元20的照度最大時(shí)(S112中的“是”)，控制單元16基于各照度下選擇區(qū)域4和5中的錯(cuò)誤率來確定三維測量中的測量照度。在該情況下，例如，選擇區(qū)域4和5的錯(cuò)誤率最小時(shí)的照度被確定為測量照度。此外，下文中，將詳細(xì)的描述確定測量照度的方法。當(dāng)確定了測量照度時(shí)，控制單元16將測量照度存儲在存儲單元17中。當(dāng)確定了測量照度時(shí)，所確定的測量照度可以被顯 示在顯示單元18上。由此，使用者可以觀看最佳照度以三維地測量基板I。用戶通過輸入單元19將顯示在顯示單元18上的照度輸入至三維測量裝置100，以設(shè)定投射單元20的照度。當(dāng)確定了測量照度時(shí)，控制單元16可以自動(dòng)地設(shè)定所確定的測
量照度。為了獲取基板I的在第二圖像以后的并且具有與基板I的第一圖像的構(gòu)造相同的構(gòu)造的圖像，投射單元20以所確定的測量照度將條紋投射至基板I。基于以該照度所拍攝的四個(gè)圖像來計(jì)算關(guān)于基板I的三維信息，并且將基板I的三維圖像顯示在顯示單元18的屏幕上。用戶觀看顯示在顯示單元18的屏幕上的三維圖像，并且檢查形成在基板I上的焊料的印刷狀態(tài)。參考圖2，已經(jīng)描述了一種情況，其中，用戶在觀看顯示在顯示單元18的屏幕上的基板I的圖像的同時(shí)來指定基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5。然而，該處理可以由控制單元16自動(dòng)執(zhí)行。也就是，控制單元16可以分析在S103中獲得的二維圖像，并且可以確定基板區(qū)域2和焊料形成區(qū)域3，以及可以根據(jù)基板區(qū)域2和焊料形成區(qū)域3來指定基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5。參考圖2，已經(jīng)描述了一種情況，其中，投射單元的照度的初始值被設(shè)定為20，該照度每次改變+20，并且改變照度直至最大值240。另一方面，重復(fù)的步長起初可以被設(shè)定得較大(例如，+50)，照度的初始值和最大值可以在錯(cuò)誤率可能減小的部分附近被重置，并且步長可被減小(例如+50 — +10 — +1)。這樣，可以有效且詳細(xì)地確定測量照度。錯(cuò)誤率的計(jì)算方法接下來，將詳細(xì)描述基于相位Φ (X，y)的高度轉(zhuǎn)換不可行(錯(cuò)誤)并且在圖2的SllO和Slll中描述的條件，或者高度轉(zhuǎn)換不可行的像素的比率(錯(cuò)誤率)的計(jì)算方法。圖5是示出錯(cuò)誤率的計(jì)算處理的流程圖。圖6、圖7和圖8是示出當(dāng)被投射至基板I的條紋的相位為O、31/2、31和3 31/2時(shí)條紋和垂直方向上的亮度值的曲線圖。圖6示出了投射單元20的照度適當(dāng)?shù)那闆r的實(shí)施例。圖7示出了投射單元20的照度太小的情況的實(shí)施例。圖8示出了投射單元20的照度太大的情況的實(shí)施例。如圖5所示，控制單元16在以相同照度拍攝的并且條紋的相位在其中彼此不同的四個(gè)圖像中提取各個(gè)像素(各個(gè)坐標(biāo)(x，y))和IW2 (x，y) (S201)。這里，可以從所有的所拍攝的圖像中提取亮度值或者可以從所有的基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5中提取亮度值(參見圖3)。接下來，控制單元16輸入對應(yīng)于基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5中的一個(gè)像素的亮度值 I()(x，y) > Ιπ/2(χ, y) > I11 (x, y)和 Ι3π/2(χ，y) (S202)。
接下來，控制單元16在選擇區(qū)域4和5中的一個(gè)像素中計(jì)算條紋的相位為O時(shí)的圖像(第一圖像)的亮度值I。U，y)與條紋的相位為η時(shí)的圖像(第三圖像)的亮度值
I,(X，y)之間的差的絕對值(S203)。同樣地，控制單元16在選擇區(qū)域4和5中的一個(gè)像素中計(jì)算條紋的相位為π/2時(shí)的圖像(第二圖像)的亮度值Ιπ/2(χ，y)與條紋的相位為3π/2時(shí)的圖像(第四圖像)的亮度值I3n/2(x，y)之間的差的絕對值(S203)。 接下來,控制單元16確定這兩個(gè)絕對值(也就是，亮度值Itl(X，y)與Ιπ (X，y)之間的差的絕對值和I /2(x，y)與I3 /2(x，y)之間的差的絕對值)中的較大值是否小于第一閾值 Thl (S205)。在S205中，控制單元16確定這兩個(gè)絕對值是否均小于第一閾值Thl。例如，第一閾值Thl為15 (參見圖6至圖8)。當(dāng)這兩個(gè)絕對值中的較大值小于第一閾值Thl時(shí)(S205中的“是”)，控制單元16確定利用相移法進(jìn)行高度轉(zhuǎn)換在該像素中是不可行的(錯(cuò)誤)(S208)。然后，控制單元16使處理繼續(xù)進(jìn)行至S209。另一方面，當(dāng)這兩個(gè)絕對值中的較大值大于等于第一閾值Thl (S205中的“否”)，控制單元16使處理繼續(xù)進(jìn)行至S206。在S206中，控制單元16確定四個(gè)亮度值IQ(x，y)、Ιπ/2(Χ，Υ)、Iu (x，y)和1^/2 (x，y)中的至少一個(gè)是否大于等于第二閾值Th2。第二閾值Th2為256(參見圖6和圖7)。當(dāng)這四個(gè)亮度值中的至少一個(gè)大于等于第二閾值Th2時(shí)(S206中的“是”)，控制單元16確定基于亮度值轉(zhuǎn)換為高度是不可行的(錯(cuò)誤的)(S208)，并且處理繼續(xù)進(jìn)行至S209。當(dāng)四個(gè)亮度值均小于第二閾值Th2時(shí)(S206中的“否”)，控制單元確定基于亮度值轉(zhuǎn)換為高度是可行的(S207)，并且處理繼續(xù)進(jìn)行至S209。在S209中，控制單元16判斷是否在基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5中的所有像素上執(zhí)行了錯(cuò)誤確定。當(dāng)在基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5中還有未確定的像素時(shí)(S209中的“否”)，控制單元16使處理返回至S202，并且重復(fù)S202至S209的處理。另一方面，當(dāng)在包含于基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5中的所有像素上執(zhí)行了確定時(shí)(S209中的“是”)，控制單元16計(jì)算基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5中的每一個(gè)中的錯(cuò)誤率(S210)。在該情況下，控制單元16可以通過用基板選擇區(qū)域4中發(fā)生錯(cuò)誤的像素?cái)?shù)除以整個(gè)基板選擇區(qū)域4中的像素?cái)?shù)來計(jì)算基板選擇區(qū)域4的錯(cuò)誤率(第一錯(cuò)誤率)。同樣地，控制單元16可以通過用焊料選擇區(qū)域5中發(fā)生錯(cuò)誤的像素?cái)?shù)除以整個(gè)焊料選擇區(qū)域5中的像素?cái)?shù)來計(jì)算焊料選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率(第二錯(cuò)誤率)。一旦改變投射單元20的照度，就執(zhí)行S201至S210的處理。因此，針對各照度通過這些處理來計(jì)算各選擇區(qū)域的錯(cuò)誤率。圖6示出了投影單元20的照度合適的情況的實(shí)例。圖6所示的實(shí)線表示在亮度值Itl(X，y)和亮度值Iπ (X，y)之間的差的絕對值與亮度值Ιπ/2(Χ，y)和亮度值Ι3π/2(χ，y)之間的差的絕對值之間的較大值。此外，在實(shí)線中，當(dāng)四個(gè)亮度值中的至少一個(gè)等于或大于第二閾值Th2時(shí)，亮度值為O。如圖6的實(shí)線所示,在整個(gè)區(qū)域中，兩個(gè)絕對值中的較大值等于或大于第一閾值Thl (15)(見S205)。而且，如圖6的實(shí)線所示，在整個(gè)區(qū)域中，四個(gè)亮度值小于第二閾值Th2(256)(見S206)。因此，在圖6所示的實(shí)例中，由于投影單元20的照度合適，且亮度值之間的差很大，所以在整個(gè)區(qū)域中，可以轉(zhuǎn)換成高度(見S207)。在圖6所示的實(shí)例中，錯(cuò)誤
率為0%。圖7示出了投影單元20的照度太小的情況的實(shí)例。如圖7的實(shí)線所示，在整個(gè)區(qū)域中，兩個(gè)絕對值中的較大值小于第一閾值Thl (見S205)。因此，在圖7所示的實(shí)例中，由于投影單元20的照度太小，且亮度值之間的差很小，所以在整個(gè)區(qū)域中，轉(zhuǎn)換成高度是不可行的(錯(cuò)誤)(見S208)。在圖7所示的實(shí)例中，錯(cuò)誤率為100%。圖8示出了投影單元20的照度太大的情況的實(shí)例。如圖8的實(shí)線所示，在由A所示的區(qū)域中，兩個(gè)絕對值中的較大值等于或大于第一閾值(見S205)。此外，在由A所示的區(qū)域中，四個(gè)亮度值中的至少一個(gè)值不等于大于第二閾值Th2 (見S206)。因此，在位于由A所示的范圍內(nèi)的像素中，可基于亮度值轉(zhuǎn)換成高度(見S207)。 另一方面，在由B所示的范圍中，四個(gè)亮度值中的至少一個(gè)值等于或大于第二閾值Th2 (見S206)。因此，在位于由B所示的范圍內(nèi)的像素中，不能基于亮度值轉(zhuǎn)換成高度(見S208)。而且，當(dāng)四個(gè)亮度值中的至少一個(gè)值等于或大于第二閾值Th2時(shí)，亮度值超過了成像單元15的識別范圍，因此，由實(shí)線所示的亮度值為O。如圖5至圖8所示，在本實(shí)施方式中，可通過利用第一和第二閾值來適當(dāng)?shù)赜?jì)算當(dāng)照度太暗或太亮且因此照度不合適時(shí)的錯(cuò)誤率。投影單元20的照度的確定方法接下來，將對如圖2的S114所述的投影單元20的測量照度的確定方法進(jìn)行詳細(xì)描述。圖9是示出投影單元20的測量照度的確定處理的流程圖。如圖9所示，控制單元16為每個(gè)照度計(jì)算基板選擇區(qū)域4的錯(cuò)誤率(第一錯(cuò)誤率)和焊料選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率(第二錯(cuò)誤率)之和。當(dāng)控制單元16為每個(gè)照度計(jì)算出選擇區(qū)域4和選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率的和時(shí)，控制單元16確定錯(cuò)誤率總和最小的照度作為投影單元20的測量照度(S302)。圖10是示出投影單元20的照度與基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率之間的關(guān)系的曲線圖。圖11是示出投影單元20的照度、焊料選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率、基板選擇區(qū)域4的錯(cuò)誤率以及基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率之和之間的關(guān)系的圖表。圖10和圖11示出了基板I (白色基板I)(其中，基板區(qū)域2是白色的)被用作測量對象I的情況的實(shí)例。在白色基板I的情況下，如圖11所示，當(dāng)照度為80時(shí)錯(cuò)誤率之和為4. 02%，是最小值。因此，在該情況下，80被選作測量照度(見S302)。圖12是示出投影單元20的照度與基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率之間的關(guān)系的示圖。圖13是示出投影單元20的照度、焊料選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率、基板選擇區(qū)域4的錯(cuò)誤率以及基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率之和之間的關(guān)系的示圖。圖12和圖13示出了基板I (藍(lán)色基板I)(其中，基板區(qū)域2是藍(lán)色的)被用作測量對象I的情況的實(shí)例。在藍(lán)色基板I的情況下，如圖13所示，當(dāng)照度為240時(shí)錯(cuò)誤率之和為4. 88%，是最小值。因此，在該情況下，240被選作測量照度(見S302)。以這種方式，在根據(jù)本實(shí)施方式的三維測量裝置100中，所確定的白色基板I的測量照度不同于藍(lán)色基板I。即，在本實(shí)施方式中，由于測量對象I的錯(cuò)誤率被實(shí)際進(jìn)行了計(jì)算，且可基于錯(cuò)誤率確定測量照度，所以可針對各種(顏色的)基板I來確定基于基板I的種類的適當(dāng)?shù)臏y量照度。在圖9的S301中，描述了簡單計(jì)算兩個(gè)選擇區(qū)域4和5的錯(cuò)誤率之和的情況。另一方面，控制單元16可通過將至少一個(gè)錯(cuò)誤率與權(quán)重系數(shù)相乘，來優(yōu)先化基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率之一，從而可計(jì)算出第一與第二錯(cuò)誤率之和。此處，三維測量中的測量對象不是基板區(qū)域2而是焊料形成區(qū)域3。焊料選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率對測量精度具有顯著影響。而且，在三維測量中從基板區(qū)域2獲取數(shù)據(jù)的原因在于確定焊料形成區(qū)域3的高度的基準(zhǔn)。因此，在基板區(qū)域2中，獲得平面的高度的平均值或僅僅用于計(jì)算傾斜度所需的數(shù)據(jù)就足夠了。因此，當(dāng)使用權(quán)重系數(shù)時(shí)，焊料選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率一般優(yōu)先于基板選擇區(qū)域4的錯(cuò)誤率。例如，焊料選擇區(qū)域5:基板選擇區(qū)域4的權(quán)重系數(shù)的比為6 4、7 3等。然而，如圖10和圖11所示，當(dāng)測量對象I是白色基板I時(shí),其中選擇區(qū)域4和選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率之和是最小值的照度為80。另一方面，當(dāng)照度為100時(shí)，基板選擇區(qū)域4的錯(cuò)誤率急劇增加，且選擇區(qū)域4和選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率之和也因此急劇增大。因此，當(dāng)80被確定為測量照度時(shí)，錯(cuò)誤率之和可能在測量照度略微偏離的情況下急劇增大。因此，控制單元16可在避開具有錯(cuò)誤率急劇變化的風(fēng)險(xiǎn)的值的情況下確定測量照度。圖14是示出在避開具有錯(cuò)誤率急劇變化的風(fēng)險(xiǎn)的值的情況下確定測量照度的處理的流程圖。如圖14所示，控制單元16為各照度計(jì)算基板選擇區(qū)域4的錯(cuò)誤率(第一錯(cuò)誤率)和焊料選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率(第二錯(cuò)誤率)的和(S401)。在該情況下，如上所述，控制單元16可將基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率中的至少一個(gè)與權(quán)重系數(shù)相乘，并隨后可計(jì)算出錯(cuò)誤率之和。接下來，控制單元16確定選擇區(qū)域4和選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率之和小于預(yù)定閾值Th3(例如，15%)的照度范圍(S402)。之后，控制單元16從錯(cuò)誤率之和小于閾值Th3的照度范圍中計(jì)算出中間值，并將該中間值確定為測量照度(S403)。例如，將對測量對象I是白色基板I且計(jì)算如圖10和圖11所示的錯(cuò)誤率的情況進(jìn)行描述。在該情況下，選擇區(qū)域4和選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率之和小于閾值Th3(15%)的照度范圍為40至80 (S402)。由于40至80的照度范圍的中間值為60，因此控制單元16將60確定為測量照度(S403)。通過圖14所示處理，可在避開了具有錯(cuò)誤率急劇變化的風(fēng)險(xiǎn)的值的情況下確定測量照度。另一方面，在測量對象I是藍(lán)色基板I且計(jì)算了圖12和圖13所示的錯(cuò)誤率的情況下，其中選擇區(qū)域4和選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率之和小于閾值Th3 (15% )的照度范圍為80至240(S402)。由于80至240的照度范圍的中間值為160，所以控制單元16將160確定為測 量照度(S403)。當(dāng)測量對象I是藍(lán)色基板I時(shí)，錯(cuò)誤率之和隨著測量照度單調(diào)減小。然而，當(dāng)照度進(jìn)一步增加或成像單元15的曝光時(shí)間被延長時(shí)，基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率均會增大。因此，存在錯(cuò)誤率之和會急劇增加的可能性。因此，不僅在測量對象I是白色基板I的情況下而且在測量對象I是藍(lán)色基板I的情況下，都能有效執(zhí)行圖14所示的處理。如上所述，作為防止具有錯(cuò)誤率急劇變化的風(fēng)險(xiǎn)的值被用作測量照度的一種方法，至此已描述了使用錯(cuò)誤率之和小于閾值Th3的照度的中間值的情況。另一方面，作為防止具有錯(cuò)誤率急劇變化的風(fēng)險(xiǎn)的值被用作測量照度的另一種方法，可使用錯(cuò)誤率之和相對于照度變化的變化率。
圖15是示出利用錯(cuò)誤率的變化率的另一處理的流程圖。如圖15所示，控制單元16對每個(gè)照度計(jì)算基板選擇區(qū)域4和焊料選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率之和(S501)。接著，控制單元16確定錯(cuò)誤率之和最小的照度。接著，控制單元I6計(jì)算錯(cuò)誤率之和的最小值與比錯(cuò)誤率之和為最小值的照度低一個(gè)等級的照度(例如，-20)的錯(cuò)誤率之和之間的差值。即，控制單元16計(jì)算錯(cuò)誤率之和最小的照度與比錯(cuò)誤率之和最小的照度低一個(gè)等級的照度之間的錯(cuò)誤率之和的差值。接著，控制單元16判斷錯(cuò)誤率之和的最小值與比錯(cuò)誤率之和為最小值的照度低一個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和之間的差值是否小于預(yù)定閾值Th4(S503)。例如，閾值Th4在約5%至約10%的范圍內(nèi)。當(dāng)錯(cuò)誤率之和的最小值與低一個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和之間的差值小于預(yù)定閾值Th4時(shí)(S503中的“是”)，控制單元16使處理進(jìn)行至S504。在S504中，控制單元16計(jì)算錯(cuò)誤率之和的最小值與比錯(cuò)誤率之和為最小值的照度高一個(gè)等級的照度(例如，+20)的錯(cuò)誤率之和之間的差值。即，控制單元16計(jì)算錯(cuò)誤率之和最小的照度與比錯(cuò)誤率之和最小的照度高一個(gè)等級的照度之間的錯(cuò)誤率之和的差值。接著，控制單元16判斷錯(cuò)誤率之和的最小值與高一個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和之間的差值是否小于預(yù)定閾值Th4。當(dāng)錯(cuò)誤率之和的最小值與高一個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和之間的差值小于預(yù)定閾值Th4時(shí)(S504中的“是”)，控制單元16確定錯(cuò)誤率之和最小的照度作為測量照度(S505)。在S503中，當(dāng)錯(cuò)誤率之和的最小值與比錯(cuò)誤率之和為最小值的照度低一個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和之間的差值等于或大于預(yù)定閾值Th4時(shí)(S503中的“否”)，控制單元16使處理進(jìn)行至S506。在S506中，控制單元16判斷錯(cuò)誤率之和的最小值與比錯(cuò)誤率之和為最小值的照度高一個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和之間的差值是否小于預(yù)定閾值Th4。當(dāng)錯(cuò)誤率之和的最小值與高一個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和之間的差值等于或大于預(yù)定閾值Th4時(shí)(S506中的“否”)，控制單元16確定錯(cuò)誤率之和最小的照度作為測量照度(S505)。另一方面，當(dāng)錯(cuò)誤率之和的最小值與比錯(cuò)誤率之和為最小值的照度高一個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和之間的差值小于預(yù)定閾值Th4時(shí)(S506中的“是”)，控制單元16使處理進(jìn)行至S507。在S507中，控制單元16計(jì)算比錯(cuò)誤率之和最小的照度高一個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和與高兩個(gè)等級(例如，+40)的照度的錯(cuò)誤率之和之間的差值。接著，控制單元16判斷高一個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和與高兩個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和之間的差值是否小于閾值Th4。當(dāng)高一個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和與高兩個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和之間的差值等于或大于閾值Th4時(shí)(S507中的“否”)，控制單元16確定錯(cuò)誤率之和最小的照度作為測量照度(S505)。另一方面，當(dāng)高一個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和與高兩個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和之間的差值小于閾值Th4時(shí)(S507中的“是”)，控制單元16確定比錯(cuò)誤率之和最小的照度高一個(gè)等級的照度作為測量照度(S508)。在S504中，當(dāng)錯(cuò)誤率之和的最小值與比錯(cuò)誤率之和為最小值的照度高一個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和之間的差值等于或大于預(yù)定閾值Th4時(shí)(S504中的“否”)，控制單元16將處理進(jìn)行至S509。在S509中，控制單元16計(jì)算比錯(cuò)誤率之和最小的照度低一個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和與低兩個(gè)等級的照度(例如，-40)的錯(cuò)誤率之和之間的差值。接著，控制單元16判斷低一個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和與低兩個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和之間的差值是否小于閾值Th4。當(dāng)?shù)鸵粋€(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和與低兩個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和之間的差值等于或大于閾值Th4時(shí)(S509中的“否”)，控制單元16確定錯(cuò)誤率之和最小的照度作為測量照度(S505)。另一方面，當(dāng)?shù)鸵粋€(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和與低兩個(gè)等級的照度的錯(cuò)誤率之和之間的差值小于閾值Th4時(shí)(S509中的“是”)，控制單元16確定比錯(cuò)誤率之和最小的照度低一個(gè)等級的照度作為測量照度(S510)。由于通過圖14所示的處理基于錯(cuò)誤率之和相對于照度的變化的變化率來確定測量照度，因此能夠避免采用具有錯(cuò)誤率急劇變化的風(fēng)險(xiǎn)的值作為測量照度。作用如上所述，根據(jù)實(shí)施方式的三維測量裝置100在通過改變投影單元20的照度來進(jìn)行的三維測量方式中能夠?qū)γ總€(gè)照度計(jì)算錯(cuò)誤率，并且能夠基于算得的每個(gè)照度的錯(cuò)誤率來確定用于三維測量測量對象I的測量照度。因此，根據(jù)實(shí)施方式的三維測量裝置100能夠用合適的測量照度對測量對象I進(jìn)行三維測量，使得對測量對象I進(jìn)行三維測量時(shí)，錯(cuò)誤率較小(無錯(cuò)誤的有效像素?cái)?shù)量大)。在該實(shí)施方式中，由于測量對象I的錯(cuò)誤率能夠被實(shí)際地算得并且能夠基于錯(cuò)誤率確定測量照度，所以對于各種測量對象I能夠確定適合于該種測量對象I的測量照度。例如，如上所述，能夠確定適合于白色基板I和藍(lán)色基板I中的每一個(gè)的測量照度。在該實(shí)施方式中，能夠基于兩個(gè)錯(cuò)誤率來確定測量照度，即，基板選擇區(qū)域4的錯(cuò)誤率(第一錯(cuò)誤率)以及焊料選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率(第二錯(cuò)誤率)。因此，在該實(shí)施方式中，當(dāng)測量對象I具有錯(cuò)誤率彼此不同的多個(gè)區(qū)域時(shí)，能夠根據(jù)各錯(cuò)誤率確定適當(dāng)?shù)臏y量照度。各種變形例至此已經(jīng)描述了其上形成有用于焊接裝配部件的焊料的基板I (白色基板I和藍(lán)色基板I)用作測量對象I 的示例。然而，測量對象I并不局限于此。測量對象I的另一示例包括其上形成有用于粘合裝配部件的粘合劑的基板。此外，測量對象I的示例包括形成有配線圖案的配線基板、形成有連接盤的基板、印制有玻璃的基板以及印制有熒光物質(zhì)的基板。此外，測量對象I的示例包括印制有諸如納米銀油墨、聚酰亞胺油墨、碳納米管油墨等的油墨的基板、執(zhí)行絲網(wǎng)印刷的基板以及形成有鋁電極的玻璃基板(被用作TFT(薄膜晶體管))。上述測量對象I的另一示例包括具有基板區(qū)域2 (第一區(qū)域)以及錯(cuò)誤率不同于基板區(qū)域2的錯(cuò)誤率的另一區(qū)域(第二區(qū)域)(例如，形成有粘合劑、配線圖案、連接盤、玻璃、油墨等的區(qū)域)的基板。三維測量裝置100能夠基于兩個(gè)錯(cuò)誤率(即，從基板區(qū)域2指定的基板選擇區(qū)域4的錯(cuò)誤率和從基板區(qū)域2以外的區(qū)域指定的選擇區(qū)域的錯(cuò)誤率)確定測量照度。至此，已經(jīng)描述了基于兩個(gè)不同的錯(cuò)誤率來確定測量照度的情況。當(dāng)然，三維測量裝置100可基于從錯(cuò)誤率彼此不同的三個(gè)以上區(qū)域指定的三個(gè)以上選擇區(qū)域的錯(cuò)誤率來確定測量照度。至此，已經(jīng)描述了條紋的相位改變四次以獲得四個(gè)圖像并應(yīng)用相移法的情況。然 而，當(dāng)相位改變的次數(shù)以及圖像的個(gè)數(shù)為三以上時(shí),也可應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式。當(dāng)控制單元16計(jì)算基板選擇區(qū)域4的錯(cuò)誤率、焊料選擇區(qū)域5的錯(cuò)誤率等時(shí)，控制單元16可將圖10至圖13所示出的圖示或表顯示在顯示單元18上。此外，當(dāng)控制單元16確定了測量照度時(shí)，控制單元16可執(zhí)行突出顯示與圖示或表中的該測量照度相對應(yīng)的部分的處理。因此，當(dāng)用戶觀看顯示在顯示單元18上的圖示和表時(shí)，用戶能夠容易地識別出測量照度。本發(fā)明包含于2011年2月I日向日本專利局提交的日本在先專利申請JP2011-019794中所公開的相關(guān)主題，其全部內(nèi)容通過引證結(jié)合于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以進(jìn)行各種修改、組合、子組合以及替換，其均在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種三維測量裝置，包括 投射單元，包括能夠改變照度的照明裝置，所述投射單元利用來自所述照明裝置的光將條紋投射至測量對象，并且改變被投射至所述測量對象的所述條紋的相位； 成像單元，拍攝其上被投射了所述條紋的所述測量對象的圖像；以及 控制單元，通過使所述投射單元多次改變被投射至所述測量對象的所述條紋的相位以使所述成像單元拍攝多個(gè)圖像，從所拍攝的所述多個(gè)圖像中提取亮度值，基于所提取的亮度值計(jì)算所述測量對象的三維測量中的錯(cuò)誤率，通過改變所述照明裝置的照度來針對各照度計(jì)算錯(cuò)誤率，并且基于所計(jì)算的各照度的錯(cuò)誤率來確定用于三維測量所述測量對象的測量照度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三維測量裝置， 其中，所述測量對象包括第一區(qū)域和錯(cuò)誤率不同于所述第一區(qū)域的錯(cuò)誤率的第二區(qū)域，并且 其中，所述控制單元通過改變所述照明裝置的照度來針對各照度計(jì)算第一錯(cuò)誤率和第二錯(cuò)誤率，并且基于所計(jì)算的各照度的所述第一錯(cuò)誤率和所述第二錯(cuò)誤率來確定所述測量照度，其中，所述第一錯(cuò)誤率和所述第二錯(cuò)誤率分別為所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的錯(cuò)誤率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維測量裝置，其中，所述控制單元針對各照度計(jì)算所述第一錯(cuò)誤率與所述第二錯(cuò)誤率之和，并且基于各照度的所述第一錯(cuò)誤率與所述第二錯(cuò)誤率之和來確定所述測量照度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維測量裝置，其中，所述控制單元確定所述第一錯(cuò)誤率與所述第二錯(cuò)誤率之和小于預(yù)定閾值的照度范圍，并且將該照度范圍的中間值確定為所述測量照度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維測量裝置，其中，所述控制單元基于所述第一錯(cuò)誤率與所述第二錯(cuò)誤率之和相對于照度的變化的變化率來確定所述測量照度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維測量裝置，其中，所述控制單元將所述第一錯(cuò)誤率與所述第二錯(cuò)誤率之和最小的照度確定為所述測量照度。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維測量裝置，其中，所述控制單元通過將所述第一錯(cuò)誤率和所述第二錯(cuò)誤率中的至少一個(gè)乘以權(quán)重系數(shù)來優(yōu)先化所述第一錯(cuò)誤率和所述第二錯(cuò)誤率中的一個(gè)，并且之后計(jì)算所述第一錯(cuò)誤率與所述第二錯(cuò)誤率之和。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三維測量裝置，其中，所述控制單元計(jì)算從通過改變所述條紋的相位而拍攝的所述多個(gè)圖像提取的并且對應(yīng)于所述多個(gè)圖像中的同一像素的多個(gè)亮度值之間的差，判斷所計(jì)算的亮度值之間的差是否小于第一閾值，并且計(jì)算亮度值之間的差小于所述第一閾值的像素的比例作為所述錯(cuò)誤率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的三維測量裝置，其中，所述控制單元判斷從所述多個(gè)圖像提取的并且對應(yīng)于所述多個(gè)圖像中的同一像素的多個(gè)亮度值中的至少一個(gè)是否等于或大于第二閾值，并且計(jì)算等于或大于所述第二閾值的亮度值的比例作為所述錯(cuò)誤率。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三維測量裝置，其中，所述控制單元判斷從通過改變所述條紋的相位而拍攝的所述多個(gè)圖像提取的并且對應(yīng)于所述多個(gè)圖像中的同一像素的多個(gè)亮度值中的至少一個(gè)是否等于或大于預(yù)定閾值，并且計(jì)算等于或大于該閾值的亮度值的比例作為所述錯(cuò)誤率。
11.一種三維測量方法，包括 利用來自能夠改變光的照度的照明裝置的光將條紋投射至測量對象； 通過多次改變投射至所述測量對象的所述條紋的相位來拍攝多個(gè)圖像； 從所拍攝的所述多個(gè)圖像提取亮度值； 基于所提取的亮度值計(jì)算所述測量對象的三維測量中的錯(cuò)誤率； 通過改變所述照明裝置的照度來針對各照度計(jì)算所述錯(cuò)誤率；以及 基于所計(jì)算的各照度的所述錯(cuò)誤率來確定用于三維測量所述測量對象的測量照度。
12.—種程序，使三維測量裝置執(zhí)行 利用來自能夠改變光的照度的照明裝置的光將條紋投射至測量對象； 通過多次改變投射至所述測量對象的所述條紋的相位來拍攝多個(gè)圖像； 從所拍攝的所述多個(gè)圖像提取亮度值； 基于所提取的亮度值計(jì)算所述測量對象的三維測量中的錯(cuò)誤率； 通過改變所述照明裝置的照度來針對各照度計(jì)算所述錯(cuò)誤率；以及 基于所計(jì)算的各照度的所述錯(cuò)誤率來確定用于三維測量所述測量對象的測量照度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種三維測量裝置、三維測量方法及程序。該三維測量裝置包括投射單元，包括能夠改變照度的照明裝置，投射單元利用來自照明裝置的光將條紋投射至測量對象，并且改變被投射至測量對象的條紋的相位；成像單元，拍攝其上被投射了條紋的測量對象的圖像；以及控制單元，通過使投射單元多次改變被投射至測量對象的條紋的相位以使成像單元拍攝多個(gè)圖像，從所拍攝的多個(gè)圖像中提取亮度值，基于所提取的亮度值計(jì)算測量對象的三維測量中的錯(cuò)誤率，通過改變照明裝置的照度來針對各照度計(jì)算錯(cuò)誤率，并且基于所計(jì)算的各照度的錯(cuò)誤率來確定用于三維測量測量對象的測量照度。
文檔編號G01B11/25GK102628678SQ20121002262
公開日2012年8月8日 申請日期2012年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月1日
發(fā)明者木村匠 申請人:索尼公司