專利名稱：對測量目標(biāo)進(jìn)行測量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的示例性實施例涉及ー種對測量目標(biāo)進(jìn)行測量的方法。更具體地說，本發(fā)明的示例性實施例涉及ー種能夠提高精度的對測量目標(biāo)進(jìn)行測量的方法。
背景技術(shù)：
通常，電子裝置中至少采用ー個印刷電路板(PCB)。PCB通常包括基板、連接焊盤部和電連接到連接焊盤部的驅(qū)動芯片。設(shè)置在驅(qū)動芯片之下的連接端子電連接到連接焊盤部，連接端子通常經(jīng)由形成在連接焊盤部上的焊料電連接到連接焊盤部。因此，制造PCB的方法必須包括在連接焊盤部 上形成焊料。形成在連接焊盤部上的焊料的量可對連接焊盤部和連接端子之間的電連接產(chǎn)生影響。即，當(dāng)焊料形成得太多時，就可能在相鄰的連接焊盤部產(chǎn)生短路缺陷，當(dāng)焊料形成得相對少時，就可能在連接焊盤部和連接端子之間產(chǎn)生不良電連接。如上所述，由于形成在連接焊盤部上的焊料的量可對連接焊盤部和連接端子之間的電連接產(chǎn)生很大影響，所以需要精確測量形成在PCB上的焊料的量的エ藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實施例提供一種對測量目標(biāo)進(jìn)行測量的方法，該方法能夠精確地對測量目標(biāo)的區(qū)域進(jìn)行測量。本發(fā)明的示例性實施例還提供一種能夠精確地測量形成在印刷電路板上的焊料的區(qū)域的測量焊料區(qū)域的方法。本發(fā)明的示例性實施例還提供一種在針對每種顔色測量焊料區(qū)域之前校正每種顏色的均勻性以提高測量焊料區(qū)域的精度的方法。本發(fā)明的另外的特征將在以下的描述中進(jìn)行闡述，部分地將通過描述是清楚的，或者可通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的一個示例性實施例公開了ー種對印刷電路板(PCB)上的測量目標(biāo)進(jìn)行測量的方法。所述方法包括以下步驟利用第一圖像獲取PCB的三維高度信息，所述第一圖像是利用第一照明單元將光柵圖案光照射到PCB上而拍攝的；利用所獲取的高度信息將高度比基準(zhǔn)高度大或等于基準(zhǔn)高度而在PCB上突出的第一區(qū)域確定為測量目標(biāo)；利用第二圖像獲取PCB的顔色信息，所述第二圖像是通過將第二照明單元產(chǎn)生的光照射到PCB上而拍攝的；將所獲取的PCB的顔色信息之中的被確定為測量目標(biāo)的第一區(qū)域的第一顔色信息設(shè)定為基準(zhǔn)顔色信息；將基準(zhǔn)顔色信息與除第一區(qū)域之外的區(qū)域的顔色信息進(jìn)行比較以判定測量目標(biāo)是否形成在除第一區(qū)域之外的區(qū)域中。所述方法還可以包括將第一區(qū)域的基準(zhǔn)顔色信息和除第一區(qū)域之外的區(qū)域的顏色信息分為第一簇和第二簇。將基準(zhǔn)顔色信息與除第一區(qū)域之外的區(qū)域的顔色信息進(jìn)行比較以判定測量目標(biāo)是否形成在除第一區(qū)域之外的區(qū)域中的步驟可以包括檢查第二簇是否屬于第一簇；在第二簇屬于第一簇的情況下，判定與第二簇對應(yīng)的區(qū)域?qū)儆跍y量目標(biāo)區(qū)域。第一簇和第二簇可以包括利用色坐標(biāo)系統(tǒng)從所獲取的顔色信息提取的特征，并且所述特征包括色相、飽和度和強(qiáng)度中的至少ー種。所述方法還可以包括以下步驟從所獲取的PCB的顔色信息獲取預(yù)定的比較對象被定位成在PCB上突出的第二區(qū)域的第二顏色信息；從所獲取的PCB的顏色信息獲取沒有形成有測量目標(biāo)的第三區(qū)域的第三顔色信息；分別將第一區(qū)域的第一顔色信息、第二區(qū)域的第二顔色信息和第三區(qū)域的第三顔色信息分為第一簇、第二簇和第三簇。將基準(zhǔn)顔色信息與除第一區(qū)域之外的區(qū)域的顔色信息進(jìn)行比較以判定測量目標(biāo)是否形成在除第一區(qū)域之外的區(qū)域中的步驟可以包括檢查PCB上的除第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域之外的預(yù)
定部分的顔色信息是否屬于第一簇；在PCB上的除第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域之外的預(yù)定部分的顔色信息屬于第一簇的情況下，判定測量目標(biāo)形成在所述預(yù)定部分上。所述方法還可以包括以下步驟根據(jù)光柵単元的移動基于N束光柵圖案光來獲取可見度信息；將第一區(qū)域的可見度信息與除第一區(qū)域之外的區(qū)域的可見度信息進(jìn)行比較，以判定測量目標(biāo)是否形成在除第一區(qū)域之外的區(qū)域中。本發(fā)明的另ー示例性實施例公開了ー種對PCB上的測量目標(biāo)進(jìn)行測量的方法。所述方法包括以下步驟利用第一圖像獲取PCB的三維高度信息和可見度信息，所述第一圖像是利用第一照明單元將光柵圖案光照射到PCB上而拍攝的；利用所獲取的高度信息將高度比基準(zhǔn)高度大或等于基準(zhǔn)高度而在PCB上突出的第一區(qū)域確定為測量目標(biāo)；將第一區(qū)域的第一可見度信息與除第一區(qū)域之外的區(qū)域的第二可見度信息進(jìn)行比較，以判定測量目標(biāo)是否形成在除第一區(qū)域之外的區(qū)域中。本發(fā)明的又一示例性實施例公開了ー種測量焊料區(qū)域的方法。所述方法包括以下步驟將多個彩色照明照射到PCB上來獲取多個彩色圖像；利用所獲取的彩色圖像來生成飽和度圖；利用飽和度圖來提取焊料區(qū)域。將多個彩色照明照射到PCB上來獲取多個彩色圖像的步驟可以包括分別照射紅色照明、緑色照明和藍(lán)色照明來獲取紅色圖像、綠色圖像和藍(lán)色圖像。利用所獲取的彩色圖像來生成飽和度圖的步驟可以包括通過彩色圖像的色坐標(biāo)轉(zhuǎn)換來獲取對于每種顔色的色相信息、飽和度信息和強(qiáng)度信息中的至少ー種；利用每種顏色的飽和度信息來生成飽和度圖。利用飽和度圖來提取焊料區(qū)域的步驟可以包括利用每種顏色的強(qiáng)度信息從飽和度圖排除布線圖案區(qū)域和黒色阻焊劑區(qū)域中的至少ー個，并設(shè)定焊料區(qū)域。利用飽和度圖來提取焊料區(qū)域的步驟可以包括生成對于焊料區(qū)域中的每種顏色的飽和度平均值；利用每種顏色的飽和度信息和每種顏色的飽和度平均值來生成方差圖；將方差圖中的方差值與臨界值進(jìn)行比較，以生成代表形成有焊料的焊料區(qū)域的焊料圖。對于像素的每個方差值可以等式“對于每個像素的方差值=abs (R-RA) +abs (G-GA) +abs (B-BA) ’，來獲取，R、G和B是對于每個像素的飽和度信息，RA、GA和BA是對于每個像素的飽和度平均值。在將彩色照明照射到PCB上來獲取彩色圖像之前，所述方法還可以包括以下步驟將彩色照明照射到目標(biāo)上，以獲取對于每種顏色的多個照明圖像；獲得相對于每種顏色的每個照明圖像的對于每個像素的強(qiáng)度；針對每個像素對應(yīng)于每個像素的強(qiáng)度與任意基準(zhǔn)強(qiáng)度之比設(shè)定對于每種顔色的補(bǔ)償比。在利用所獲取的彩色圖像生成飽和度圖之前，所述方法還可以包括利用對于每種顏色的補(bǔ)償比補(bǔ)償彩色圖像?；鶞?zhǔn)強(qiáng)度可以對應(yīng)于每個彩色圖像的平均強(qiáng)度。在將彩色照明照射到PCB上來獲取彩色圖像之前，所述方法還可以包括以下步驟將彩色照明照射到形成在PCB上的焊料上，以獲取對于每種顏色的多個焊料圖像；從對于每種顔色的每個焊料圖像獲得焊料的對于每種顏色的強(qiáng)度；對應(yīng)于焊料的對于每種顏色的強(qiáng)度與任意基準(zhǔn)強(qiáng)度之比設(shè)定焊料的對于每種顏色的補(bǔ)償比。在利用所獲取的彩色圖像生成飽和度圖之前，所述方法還可以包括利用焊料的對于每種顏色的補(bǔ)償比補(bǔ)償彩色圖像。基準(zhǔn)強(qiáng)度可以對應(yīng)于對于每種顏色的多個焊料強(qiáng)度的平均強(qiáng)度。在將彩色照明照射到PCB上來獲取彩色圖像之前，所述方法還可以包括以下步/驟設(shè)定彩色照明的對于每種顏色的補(bǔ)償比，以校正對于彩色照明的顔色均勻性；設(shè)定焊料的對于每種顏色的補(bǔ)償比，以校正對于彩色照明的焊料均勻性。在利用所獲取的彩色圖像生成飽和度圖之前，所述方法還可以包括將每種顏色圖像與彩色照明的對于每種顏色的補(bǔ)償比和焊料的對于每種顏色的補(bǔ)償比相乗。根據(jù)上文，與高度比預(yù)定基準(zhǔn)高度Hl大或等于預(yù)定基準(zhǔn)高度對應(yīng)的區(qū)域被確定為焊料區(qū)域，焊料區(qū)域的顔色信息被設(shè)定為基準(zhǔn)顔色信息，用來將其它區(qū)域的顔色信息與焊料區(qū)域的顔色信息進(jìn)行比較。因此，與高度低于基準(zhǔn)高度Hl對應(yīng)的區(qū)域(可以省略)包含在焊料區(qū)域中，從而精確地測量了焊料區(qū)域。此外，即使基板上將焊料涂布得薄(這ー步經(jīng)常在形成焊料過程中產(chǎn)生)，也可以精確地測量焊料區(qū)域。此外，當(dāng)獲取第一區(qū)域ARl (即，與高度比預(yù)定基準(zhǔn)高度Hl大或等于預(yù)定基準(zhǔn)高度Hl對應(yīng)的焊料區(qū)域)的顔色信息、以及第二區(qū)域AR2和第三區(qū)域AR3的顔色信息，并對這些信息分簇時，可以更加清楚地判定沒有清楚地包含在焊料區(qū)域中的部分。此外，可以利用可見度信息來更加精確地確定焊料區(qū)域。此外，可以通過沿著各個方向照射光柵圖案光來更加精確地確定焊料區(qū)域。此外，精確地對形狀進(jìn)行三維測量，并精確地對區(qū)域進(jìn)行ニ維判定，并且實時對區(qū)域進(jìn)行ニ維和三維確定，從而可以減少根據(jù)諸如照明的設(shè)備或PCB的條件的影響，并且可以獲得對噪聲的穩(wěn)健性。此外，利用通過彩色照明獲得的彩色圖像生成飽和度圖和方差圖，并利用飽和度圖和方差圖設(shè)定焊料區(qū)域，從而提高了測量焊料區(qū)域的精度。此外，在測量焊料區(qū)域之前，執(zhí)行對彩色照明校正顔色均勻性和對彩色照明校正焊料均勻性中的至少ー個處理，從而提高了測量焊料區(qū)域的精度。應(yīng)該理解，前述的總體描述和下面的詳細(xì)描述是示例性的和說明性的，并意圖提供對所要求保護(hù)的發(fā)明的進(jìn)ー步解釋。


附圖示出了本發(fā)明的各實施例并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理，包括所述附圖以提供對本發(fā)明的進(jìn)ー步的理解，所述附圖被并入且構(gòu)成說明書的一部分。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用于測量三維形狀的方法的三維形狀測量設(shè)備的示意圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的測量焊料區(qū)域的方法的流程圖；圖3是示出PCB的形成焊料的部分的截面圖；圖4是示出包含在測量圖2中的焊料區(qū)域的方法中的獲得ニ維顏色信息的過程的示例性實施例的流程圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的另ー示例性實施例的測量焊料區(qū)域的方法的流程圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的另ー示例性實施例的用于測量三維形狀的方法的三維形狀測量設(shè)備示意圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明又一示例性實施例的測量焊料區(qū)域的方法的流程圖；圖8是示出分別對應(yīng)于紅色照明、緑色照明和藍(lán)色照明的紅色圖像、綠色圖像和藍(lán)色圖像；圖9是示出飽和度圖的示例的圖像；圖10是示出方差圖的示例的圖像；圖11是示出焊料圖的示例的圖像；圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的校正顔色均勻性的方法的流程圖；圖13是示出通過將灰色目標(biāo)用作目標(biāo)物體而獲得的紅色照明的圖像。
具體實施例方式下面參照示出本發(fā)明的示例實施例的附圖更充分地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以許多形式來實現(xiàn)并且不應(yīng)被解釋成局限于這里闡述的示例實施例。相反，提供這些實施例以使本公開將徹底和完全，并將把本發(fā)明的范圍充分傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚起見，可能夸大層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)元件或?qū)颖槐硎鰹椤霸诹硪辉驅(qū)由稀?、“連接到”或“結(jié)合到”另ー元件或?qū)訒r，該元件可直接在另一元件上、連接或結(jié)合到另一元件或?qū)樱蛘呖稍谒鼈冎g存在中間元件。相反，當(dāng)元件被表述為“直接在另一元件或?qū)由稀?、“直接連接到”或“直接結(jié)合到”另一元件或?qū)訒r，不存在中間元件。相同的標(biāo)號始終指示相同的元件。如這里所使用，用語“和/或”包括一個或多個相關(guān)列出項的任意和所有的結(jié)合。應(yīng)當(dāng)理解，雖然這里可使用“第一”、“第二”、“第三”等用語來描述各個元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受這些用語的限制。這些用語僅僅用來區(qū)分ー個元件、組件、區(qū)域、層或部分和另外ー個元件、組件、區(qū)域、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明的教導(dǎo)的情況下，第一元件、第一組件、第一區(qū)域、第一層或第一部分可以被稱為第二元件、第二組件、第二區(qū)域、第二層或第二部分。可在這里使用諸如“在下方”、“下面的”或“底部的”和“上面的”或“頂部的”等空間關(guān)系術(shù)語來容易地描述圖中所示的一個元件或特征相對于另一元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解，除了附圖中描述的方位以外，空間關(guān)系術(shù)語還意圖包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果ー副附圖中的裝置翻轉(zhuǎn)，則被描述為在其他元件或部件“下面”或“下方”的元件的方位將變?yōu)樵谄渌虿考摹吧厦妗?。因此，示例性術(shù)語“下面”可既包括在下 面的方位又包括在上面的方位。裝置可以位于另外的方位(旋轉(zhuǎn)90度或者在其他方向)，進(jìn)而這里使用的空間關(guān)系描述符應(yīng)該被相應(yīng)地解釋。
這里使用的術(shù)語僅僅是為了描述特定的示例實施例，而無意限制本發(fā)明。如這里所使用的，単數(shù)形式的“一”、“ー個”和“所述”意圖同樣包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外明確地指出。還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)在說明書使用用語“包括”和/或“包含”或“具有”時，這些用語指明所陳述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但是不排除存在或者附加ー個或多個其他的特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。
這里參照截面圖來描述示例實施例，所述截面圖是本發(fā)明的理想化示例實施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖。同樣地，可以預(yù)期由于例如制造技術(shù)和/或公差會引起附圖的形狀的變化。因此，這里描述的各示例實施例不應(yīng)被解釋成局限于這里示出的區(qū)域的特定形狀，而是可以包括由于例如制造引起的形狀的偏差。例如，示出為矩形的注入?yún)^(qū)域通常將在它的邊緣具有圓形的或彎曲的特征和/或注入濃度的梯度，而不是從植入?yún)^(qū)域到非植入?yún)^(qū)域的突然的改變。同樣地，通過注入形成的浸沒的區(qū)域可在浸沒的區(qū)域和表面之間的區(qū)域引起一定程度注入，注入可在所述表面發(fā)生。因此，圖中示出的區(qū)域事實上是示意圖并且它們的形狀并非意圖要示出裝置的區(qū)域的真實形狀，也不是意圖限制本發(fā)明的范圍。除非另外限定，這里使用的所有的術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)的含義與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常所理解的含義相同。還應(yīng)當(dāng)理解，諸如那些在通常使用的詞典中限定的術(shù)語應(yīng)被解釋成具有與它們在相關(guān)領(lǐng)域的上下文的含義一致的含義，并且不應(yīng)以理想化的或者過于形式化的理解來解釋所述術(shù)語，除非這里特別地定義。以下，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施例。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用于測量三維形狀的方法的三維形狀測量設(shè)備的示意圖。參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用于測量三維形狀的方法的三維形狀測量設(shè)備可包括測量臺部件100、圖像拍攝部件200、具有第一照明部件300和第二照明部件400的第一照明単元、第二照明単元450、圖像獲取部件500、模塊控制部件600和中央控制部件700。測量臺部件100可包括支撐測量目標(biāo)10的臺110和使臺110移動的臺移動單元120。在一個示例性實施例中，如果測量目標(biāo)10通過臺110相對于圖像拍攝部件200、第一照明部件300和第二照明部件400運動，則在測量目標(biāo)10中的測量位置可能變化。圖像拍攝部件200布置在臺110上方以接收被測量目標(biāo)10反射的光井測量測量目標(biāo)10的圖像。即，圖像拍攝部件200接收從第一照明部件300和第二照明部件400發(fā)出且被測量目標(biāo)10反射的光，并且拍攝測量目標(biāo)10的俯視圖。圖像拍攝部件200可包括照相機(jī)210、成像透鏡220、濾波器230和燈240。照相機(jī)210接收被測量目標(biāo)10反射的光并拍攝測量目標(biāo)10的俯視圖。照相機(jī)210可包括諸如CXD照相機(jī)或CMOS照相機(jī)中的ー個。成像透鏡220布置在照相機(jī)210之下，以將被測量目標(biāo)10反射的光成像到照相機(jī)210上。濾波器230布置在成像透鏡220之下，以對被測量目標(biāo)10反射的光進(jìn)行濾波并將濾波后的光提供到成像透鏡220。濾波器230可包括諸如頻率濾波器、顏色濾波器和光強(qiáng)控制濾波器中的ー個。燈240可以按照圓形布置在濾波器230之下以將光提供給測量目標(biāo)10，以便拍攝諸如測量目標(biāo)10的ニ維形狀的特定圖像。第一照明部件300可在例如圖像拍攝部件200的右側(cè)被布置成相對于支撐測量目標(biāo)10的臺110傾斜。第一照明部件300可包括第一光源単元310、第一光柵單元320、第一光柵移動単元330和第一聚光透鏡340。第一光源単元310可包括光源和至少ー個透鏡以產(chǎn)生光，第一光柵單兀320布置在第一光源單兀310之下以將由第一光源單兀310產(chǎn)生的光變成具有光柵圖案的第一光柵圖案光。第一光柵移動單兀330連接到第一光柵單兀320以移動第一光柵單元320，并且可包括例如壓電移動單元和精細(xì)線性移動單元中的ー個。第ー聚光透鏡340布置在第一光柵單元320之下以將從第一光柵單元320出射的第一光柵圖案光會聚在測量目標(biāo)10上。例如，第二照明部件400可布置在圖像拍攝部件200的左側(cè)并相對于支撐測量目標(biāo)10的臺110傾斜。第二照明部件400可包括第二光源単元410、第二光柵單元420、第二光柵移動単元430和第二聚光透鏡440。第二照明 部件400基本上與上面描述的第一照明部件300相同，因此將省略任何進(jìn)ー步的描述。當(dāng)?shù)谝徽彰鞑考?00中第一光柵移動単元330順序地移動第一光柵單元320N次且N個第一光柵圖案光照射到測量目標(biāo)10上吋，圖像拍攝部件200可順序地接收被測量目標(biāo)10反射的N個第一光柵圖案光并拍攝N個第一圖案圖像。另外，當(dāng)?shù)诙彰鞑考?00中第二光柵移動単元430順序地移動第二光柵單元420N次且N個第二光柵圖案光照射到測量目標(biāo)10上吋，圖像拍攝部件200可順序地接收被測量目標(biāo)10反射的N個第二光柵圖案光并拍攝N個第二圖案圖像?！癗”是自然數(shù)，例如可以是4。在示例性實施例中，第一照明部件300和第二照明部件400被描述為產(chǎn)生第一光柵圖案光和第二光柵圖案光的照明設(shè)備?；蛘?，照明部件可以大于或等于三個。換句話說，光柵圖案光可以以各種方向照射到測量目標(biāo)10上，并可拍攝各種圖案圖像。例如，當(dāng)三個照明部件布置成等邊三角形的形狀并使圖像拍攝部件200成為等邊三角形形狀的中心吋，三束光柵圖案光可以以不同的方向照射到測量目標(biāo)10上。例如，當(dāng)四個照明部件布置成正方形的形狀且圖像拍攝部件200為正方形形狀的中心時，四束光柵圖案光可以以不同的方向照射到測量目標(biāo)10上。另外，第一照明単元可包括八個照明部件，光柵圖案光可以以八個方向照射到測量目標(biāo)10上以拍攝圖像。第二照明単元450將光照射到測量目標(biāo)10上以獲取測量目標(biāo)10的ニ維圖像。在一個示例性實施例中，第二照明単元450可包括紅色照明452、緑色照明454和藍(lán)色照明456。例如，紅色照明452、綠色照明454和藍(lán)色照明456可在測量目標(biāo)10之上布置成圓形以分別照射紅光、綠光和藍(lán)光，而且可如圖I所示布置在不同的高度。圖像獲取部件500電連接到圖像拍攝部件200的照相機(jī)210，以從照相機(jī)210根據(jù)第一照明單元獲取圖案圖像，并存儲獲得的圖案圖像。另外，圖像獲取部件500從照相機(jī)210根據(jù)第二照明單元獲取ニ維圖像，并存儲獲得的ニ維圖像。例如，圖像獲取部件500可包括接收照相機(jī)210中拍攝的N個第一圖案圖像和N個第二圖案圖像并且存儲這些圖像的成像系統(tǒng)。模塊控制部件600電連接到測量臺部件100、圖像拍攝部件200、第一照明部件300和第二照明部件400，以控制測量臺部件100、圖像拍攝部件200、第一照明部件300和第二照明部件400。模塊控制部件600可包括例如照明控制器、光柵控制器和臺控制器。照明控制器控制第一光源單兀310和第二光源單兀410以產(chǎn)生光,光柵控制器控制第一光柵移動単元330和第二光柵移動単元430以移動第一光柵單元320和第二光柵單元420。臺控制器控制臺移動單元120來以上下運動和左右運動使臺110移動。中 央控制部件700電連接到圖像獲取部件500和模塊控制部件600以控制圖像獲取部件500和模塊控制部件600。具體地說，中央控制部件700從圖像獲取部件500的成像系統(tǒng)接收N個第一圖案圖像和N個第二圖案圖像以處理所述圖像，從而可測得測量目標(biāo)的三維形狀。另外，中央控制部件700可控制模塊控制部件600的照明控制器、光柵控制器和臺控制器。因此，中央控制部件700可包括圖像處理板、控制板和接ロ板。以下，將詳細(xì)描述通過使用上面描述的三維形狀測量設(shè)備來測量形成在印刷電路板上的測量目標(biāo)10的方法。將采用焊料作為測量目標(biāo)10的示例來描述。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的測量焊料區(qū)域的方法的流程圖。圖3是示出PCB的形成焊料的部分的截面圖。參照圖I到圖3，為了測量焊料區(qū)域，首先，在步驟SllO中，通過使用第一圖像獲得PCB 900的三維高度信息，所述第一圖像通過使用第一照明單元將光柵圖案光照射到PCB900上而拍攝。例如，光柵圖案光可以以至少兩個方向照射。三維高度信息可通過執(zhí)行相對于第一圖像的桶算法(bucket algorithm)來獲得，根據(jù)第一光柵單元320和第二光柵單元420的N次順序移動而照射光柵圖案光來獲得所述
第一圖像。然后，在步驟S120中，通過使用獲得的高度信息將以大于或等于基準(zhǔn)高度Hl的高度在PCB900的基板910上突出的第一區(qū)域ARl確定為焊料區(qū)域。當(dāng)與大于或等于最小閾值高度的高度對應(yīng)的區(qū)域通常可被視為焊料區(qū)域時，基準(zhǔn)高度Hl被設(shè)置為預(yù)定的最小閾值高度。此后，在步驟S130中，通過使用第二圖像獲得PCB 900的顏色信息，所述第二圖像通過將第二照明單元450產(chǎn)生的光照射到PCB 900上而拍攝。第二照明単元450為獲得測量目標(biāo)10的ニ維圖像而發(fā)光。在示例性實施例中，第ニ照明単元450可包括分別發(fā)出紅光、綠光和藍(lán)光的紅色照明452、緑色照明454和藍(lán)色照明456。不但可使用彩色照相機(jī)獲得第二圖像，而且可使用黒白照相機(jī)獲得第二圖像。因此，如圖I所示的照相機(jī)210可包括黒白照相機(jī)。在另ー示例性實施例中，第二照明単元250可包括単色光的照明単元。第二圖像可通過使用彩色照相機(jī)獲得，圖I所示的照相機(jī)210可包括彩色照相機(jī)。顏色信息可包括例如RGB (紅、綠和藍(lán))信息或CMY (青、品紅和黃)信息。此外，第一顔色信息可包括根據(jù)其他顏色組合的顔色信息。第一顔色信息可由第一區(qū)域ARl的像素單元獲得。同時，PCB 900的顏色信息可如下面獲得。圖4是示出包含在圖2中的測量焊料區(qū)域的方法中的獲得ニ維顏色信息的過程的示例性實施例的流程圖。參照圖4，為獲得PCB 900的顏色信息，首先，在步驟S132中，第二照明單元450產(chǎn)生的光照射到PCB 900上以拍攝第二圖像。然后，在步驟S133中，從拍攝的第二圖像中提取RGB信息或CMY信息。在示例性實施例中，在圖I示出的圖像獲取部件500獲得拍攝的第二圖像后，可通過使用圖I示出的圖像處理板提取RGB信息或CMY信息。
此后，在步驟S134中，對提取的RGB信息或CMY信息進(jìn)行濾波以獲得濾波后的RGB信息或CMY信息。在示例性實施例中，在圖像處理板中，通過選擇的標(biāo)準(zhǔn)從提取的RGB信息或CMY信息中排除偏離平均值的數(shù)據(jù)，除了偏離的數(shù)據(jù)之外的剰余數(shù)據(jù)被最終確定為RGB信息或CMY信息。再次參照圖I到圖3，然后，在步驟S140中，所獲得的PCB 900的顏色信息中的、被確定為焊料區(qū)域的第一區(qū)域ARl的第一顔色信息被設(shè)置為基準(zhǔn)顔色信息。此后，在步驟S150中，比較基準(zhǔn)顔色信息與除了第一區(qū)域ARl之外的區(qū)域的顔色信息，以判斷焊料是否形成在除第一區(qū)域ARl之外的區(qū)域中。同時，為獲得具有與基準(zhǔn)顔色信息基本相同的顔色信息的區(qū)域，可使用其他區(qū)域的顔色信息。 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的另ー示例性實施例的測量焊料區(qū)域的方法的流程圖。參照圖3到圖5，在將第一區(qū)域ARl的第一顔色信息設(shè)置為基準(zhǔn)顔色信息的步驟S140之后，在步驟S142中，從所測量的PCB 900的顏色信息中獲得突出比較對象(protruding comparison object)920所在的第二區(qū)域AR2的第二顏色信息。比較對象920可對應(yīng)于PCB的焊盤。由于第二區(qū)域AR2的第二顔色信息可從顏色信息中獲得，所以第二顔色信息基本上與第一顏色信息相同。第二顏色信息可包括RGB信息或CMY信息。此外，第二顏色信息可包括根據(jù)其他顏色組合的顔色信息。此后，在步驟S144中，從測量的PCB 900的顔色信息中獲取沒有形成測量目標(biāo)的第三區(qū)域AR3的第三顔色信息。第三區(qū)域AR3對應(yīng)于沒有高度的表面區(qū)域。由于第三區(qū)域AR3的第三顔色信息可從顏色信息中獲得，所以第三顔色信息基本上可與第一顏色信息和第二顏色信息相同。例如，第三顏色信息可包括RGB信息或CMY信息。此外，第三顔色信息可包括根據(jù)其他顏色組合的顔色信息。然后,在步驟S146中，第一區(qū)域AR1、第二區(qū)域AR2和第三區(qū)域AR3的第一顏色信息、第二顏色信息和第三顏色信息被分成第一簇(cluster)、第二簇和第三簇。第一顔色信息、第二顔色信息和第三顔色信息指示每個區(qū)域的顔色信息，該顏色信息顯示了姆個區(qū)域的特性趨向(characteristic tendency)。因此,第一顏色信息、第二顔色信息和第三顔色信息可形成每個區(qū)域的特定簇。簇可包括通過使用色坐標(biāo)系統(tǒng)而從獲得的顔色信息中提取的特征。例如，第一簇、第二簇和第三簇可包括從RGB信息或CMY信息中轉(zhuǎn)換的色相、飽和度和強(qiáng)度(HSI)中的至少ー種?？赏ㄟ^使用眾所周知的方法執(zhí)行將RGB信息或CMY信息轉(zhuǎn)換成HSI信息的過程，因此將省略進(jìn)ー步的描述?？蓪⒎执厮惴?clustering algorithm)應(yīng)用到具有所述區(qū)域的姆個HSI信息中的至少ー種信息的第一區(qū)域AR1、第二區(qū)域AR2和第三區(qū)域AR3，從而第一區(qū)域AR1、第二區(qū)域AR2和第三區(qū)域AR3可分別被分成第一簇、第二簇和第三簇。如上所述，在根據(jù)顏色信息將第一區(qū)域ARl、第二區(qū)域AR2和第三區(qū)域AR3分成簇之后，在步驟S150的比較基準(zhǔn)顔色信息和除了第一區(qū)域ARl之外的區(qū)域的顔色信息以判斷焊料是否形成在除第一區(qū)域ARl之外的區(qū)域中的過程中，檢查除了第一區(qū)域AR1、第二區(qū)域AR2和第三區(qū)域AR3之外的PCB900的預(yù)定部分的顔色信息是否屬于第一簇，在顔色信息屬于第一簇的情況下，可以判定焊料形成在預(yù)定部分上如果不屬于第一區(qū)域AR1、第二區(qū)域AR2和第三區(qū)域AR3的基板910的預(yù)定部分與存在于基準(zhǔn)高度Hl之下的焊料的區(qū)域AR4(以下，稱為“第四區(qū)域”)對應(yīng)，則由于第四區(qū)域AR4的顔色信息類似于第一區(qū)域ARl的第一顔色信息，所以第四區(qū)域AR4屬于與根據(jù)第一顔色信息分入第一簇的第一區(qū)域ARl的組相同的組。即，第四區(qū)域AR4可被分入第一簇，類似于第一區(qū)域ARl。因此，與僅僅將與大于或等于基準(zhǔn)高度的高度對應(yīng)的區(qū)域判斷為焊料區(qū)域的方法相比較，作為焊料區(qū)域的與小于預(yù)定基準(zhǔn)高度的高度對應(yīng)的區(qū)域也可包括在焊料區(qū)域中，從而可以更準(zhǔn)確地確定焊料區(qū)域。雖然在圖5中描述了將區(qū)域分成三簇的示例，簇的數(shù)量可以是兩個或大于或等于四個。例如，當(dāng)簇的數(shù)量是四時，可如下面確定焊料區(qū)域。首先，獲取除了被確定為焊料區(qū)域的第一區(qū)域ARl之外的預(yù)定區(qū)域的顔色信息，以將第一區(qū)域ARl的基準(zhǔn)顔色信息和預(yù)定區(qū)域的顔色信息分別分成第一簇和第二簇。然后，在步驟S150的比較基準(zhǔn)顔色信息和除了第一區(qū)域ARl之外的區(qū)域的顔色信息以判斷焊料是否形成在除第一區(qū)域ARl之外的區(qū)域中的過程中，檢查第二簇是否屬于第一簇，在第ニ簇屬于第一簇的情況下，可以判斷對應(yīng)于第二簇的區(qū)域?qū)儆诤噶蠀^(qū)域。在步驟S130中的PCB 900的顏色信息的獲取過程中，可以另外使用可見度(visibility)信息?？梢姸缺硎緢D像的亮度信號中的振幅Bi (x,y)與平均值A(chǔ)iU, y)的比率，且大約具有隨反射率的増加而增加的趨勢?？梢姸萔 i(x，y)如下面所限定V i(x, y) = Bi (x, y)/Ai(x, y)光柵圖案光以各個方向照射到PCB 900上以拍攝各種圖案圖像。如圖I中所示，圖像獲取部件500從照相機(jī)210拍攝的N個圖案圖像在X-Y坐標(biāo)系中的每個位置i (X，y)提取N個亮度等級I11, I12,. . . , I1n，通過使用N級桶算法(N-bucket algorithm)產(chǎn)生平均亮度Ai (X, y)和可見度V i (X, y)。例如，當(dāng)N是3和N是4時，可見度如下產(chǎn)生。當(dāng)N是3時，可見度如下產(chǎn)生
Ii +Ii +Ii
權(quán)利要求
1.ー種測量焊料區(qū)域的方法，所述方法包括以下步驟 將多個彩色照明照射到印刷電路板上來獲取多個彩色圖像； 利用所獲取的彩色圖像來生成飽和度圖； 利用飽和度圖來提取焊料區(qū)域。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，將多個彩色照明照射到印刷電路板上來獲取多個彩色圖像的步驟包括分別照射紅色照明、緑色照明和藍(lán)色照明來獲取紅色圖像、綠色圖像和藍(lán)色圖像。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，利用所獲取的彩色圖像來生成飽和度圖的步驟包括 通過彩色圖像的色坐標(biāo)轉(zhuǎn)換來獲取對于每種顔色的色相信息、飽和度信息和強(qiáng)度信息中的至少ー種； 利用每種顏色的飽和度信息來生成飽和度圖。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，利用飽和度圖來提取焊料區(qū)域的步驟包括利用每種顏色的強(qiáng)度信息從飽和度圖排除布線圖案區(qū)域和黒色阻焊劑區(qū)域中的至少ー個，并設(shè)定焊料區(qū)域。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，利用飽和度圖來提取焊料區(qū)域的步驟包括 生成對于焊料區(qū)域中的每種顏色的飽和度平均值； 利用每種顏色的飽和度信息和每種顏色的飽和度平均值來生成方差圖； 將方差圖中的方差值與臨界值進(jìn)行比較，以生成代表形成有焊料的焊料區(qū)域的焊料圖。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，對于像素的每個方差值由下面的等式獲取 對于姆個像素的方差值=abs (R-RA) +abs (G-GA) +abs (B-BA), 其中，R、G和B是對于每個像素的飽和度信息，RA、GA和BA是對于每個像素的飽和度平均值。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，在將彩色照明照射到印刷電路板上來獲取彩色圖像之前，所述方法還包括以下步驟 將彩色照明照射到目標(biāo)上，以獲取對于每種顏色的多個照明圖像； 獲得相對于每種顏色的每個照明圖像的對于每個像素的強(qiáng)度； 針對每個像素對應(yīng)于每個像素的強(qiáng)度與任意基準(zhǔn)強(qiáng)度之比設(shè)定對于每種顔色的補(bǔ)償比， 在利用所獲取的彩色圖像生成飽和度圖之前，所述方法還包括利用對于每種顏色的補(bǔ)償比補(bǔ)償彩色圖像。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，基準(zhǔn)強(qiáng)度對應(yīng)于每個彩色圖像的平均強(qiáng)度。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，在將彩色照明照射到印刷電路板上來獲取彩色圖像之前，所述方法還包括以下步驟 將彩色照明照射到形成在印刷電路板上的焊料上，以獲取對于每種顏色的多個焊料圖像； 從對于每種顏色的每個焊料圖像獲得焊料的對于每種顏色的強(qiáng)度； 對應(yīng)于焊料的對于每種顏色的強(qiáng)度與任意基準(zhǔn)強(qiáng)度之比設(shè)定焊料的對于每種顏色的補(bǔ)償比， 在利用所獲取的彩色圖像生成飽和度圖之前，所述方法還包括利用焊料的對于每種顔色的補(bǔ)償比補(bǔ)償彩色圖像。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，基準(zhǔn)強(qiáng)度對應(yīng)于對于每種顏色的多個焊料強(qiáng)度的平均強(qiáng)度。
11.如權(quán)利要求I所述的方法，在將彩色照明照射到印刷電路板上來獲取彩色圖像之前，所述方法還包括以下步驟 設(shè)定彩色照明的對于每種顏色的補(bǔ)償比，以校正對于彩色照明的顔色均勻性； 設(shè)定焊料的對于每種顏色的補(bǔ)償比，以校正對于彩色照明的焊料均勻性， 在利用所獲取的彩色圖像生成飽和度圖之前，所述方法還包括將每種顏色圖像與彩色照明的對于每種顏色的補(bǔ)償比和焊料的對于每種顏色的補(bǔ)償比相乗。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對測量目標(biāo)進(jìn)行測量的方法。為了對PCB上的測量目標(biāo)進(jìn)行測量，利用將光柵圖案光照射到PCB上而拍攝的第一圖像來獲取PCB的三維高度信息。然后，利用高度信息將高度比基準(zhǔn)高度大而在PCB上突出的第一區(qū)域確定為測量目標(biāo)。然后，利用將光照射到PCB上而拍攝的第二圖像來獲取PCB的顏色信息。然后，將PCB的顏色信息之中的被確定為測量目標(biāo)的第一區(qū)域的第一顏色信息設(shè)定為基準(zhǔn)顏色信息。然后，將基準(zhǔn)顏色信息與除第一區(qū)域之外的區(qū)域的顏色信息進(jìn)行比較，以判定測量目標(biāo)是否形成在除第一區(qū)域之外的區(qū)域中。因此，可以精確地對測量目標(biāo)進(jìn)行測量。
文檔編號G01N21/956GK102654466SQ20121009994
公開日2012年9月5日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日
發(fā)明者柳希昱, 鄭仲基, 金珉永 申請人:株式會社高永科技