專利名稱：測量三維形狀的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的示例性實施例涉及一種測量三維形狀的方法，更具體地講，涉及這樣一 種測量三維形狀的方法，該方法能夠通過使用從裸板的CAD信息提取的特征信息或通過學 習裸板提取的特征信息重新對準板的檢測區(qū)域，來測量板的三維形狀。
背景技術(shù)：
以下示意性地解釋傳統(tǒng)的測量三維形狀的方法。 為了測量印刷電路板(PCB)板(以下稱為板，其中，所述板包括形成在其上的焊
料)的三維形狀，傳統(tǒng)的測量三維形狀的方法包括二維檢測和三維檢測。 在二維檢測中，將二維光照射到板上，并且通過使用相機來拍攝和檢測從所述板
反射的二維圖像。在三維檢測中，投影儀產(chǎn)生圖案光(pattern light)并將圖案光照射到
板上，通過使用相機來拍攝和檢測反射的圖案圖像。 在三維檢測中，在使用N-bucket算法獲得相位信息的情況下，將投影儀的光柵以 規(guī)則的間隔轉(zhuǎn)移N次來獲得N個圖案圖像。在獲得N個圖案圖像之后，通過使用N-bucket 算法獲得相位信息，并通過使用獲得的相位信息產(chǎn)生板的檢測區(qū)域中的檢測目標的高度信 息，從而測量三維形狀。 當通過使用N-bucket算法獲得相位信息來測量板的三維形狀時，在板上形成焊 料的過程中或者由于其他原因，可能使板翹曲或收縮。 當板翹曲或收縮時，定義的檢測區(qū)域變形。當定義的檢測區(qū)域變形時，傳統(tǒng)的測量 三維形狀的方法不能發(fā)現(xiàn)檢測區(qū)域的變形，因此傳統(tǒng)方法不能精確地檢測三維形狀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實施例提供了一種測量三維形狀的方法，該方法能夠通過使用從 裸板的CAD信息提取的特征信息或通過學習裸板提取的特征信息重新對準板的檢測區(qū)域， 來測量板的三維形狀。 本發(fā)明的示例性實施例還提供了一種測量三維形狀的方法，該方法能夠通過使用 從裸板的CAD信息提取的特征信息或者通過學習裸板提取的特征信息重新對準板的檢測 區(qū)域并對檢測區(qū)域進行檢測，來精確地測量板的三維形狀。 在下面的描述中將闡明本發(fā)明另外的特點，并且部分地通過描述會變得更加清 楚，或者通過實施本發(fā)明可以了解。 本發(fā)明的示例性實施例公開了一種測量三維形狀的方法。所述方法包括從數(shù)據(jù) 庫讀取特征信息；將板傳送到測量位置；將測量頭轉(zhuǎn)移到所述板的檢測區(qū)域；將用于三維 測量的第一發(fā)光裝置的光和用于二維測量的第二發(fā)光裝置的光照射到所述檢測區(qū)域，以拍 攝從所述檢測區(qū)域反射的第一反射圖像和第二反射圖像；通過將所述特征信息與拍攝的第 一反射圖像和第二反射圖像中的至少一個進行比較來檢測所述檢測區(qū)域的變形，以重新對 準所述檢測區(qū)域；檢測重新對準的檢測區(qū)域。
本發(fā)明的示例性實施例公開了一種三維形狀測量設(shè)備。所述三維形狀測量設(shè)備包 括臺，將目標板傳送到測量位置；至少一個投影儀，將圖案光照射到所述目標板的檢測區(qū) 域；二維發(fā)光部分，將用于二維測量的光照射到所述目標板的檢測區(qū)域；相機部分，拍攝從 所述目標板反射的圖案圖像和二維圖像；控制部分，從數(shù)據(jù)庫讀取所述檢測區(qū)域的特征信 息?？刂撇糠滞ㄟ^將所述特征信息與拍攝的圖案圖像和二維圖像中的至少一個進行比較來 檢測所述檢測區(qū)域的變形，以重新對準所述檢測區(qū)域。 根據(jù)本發(fā)明，通過使用從CAD文件提取的裸板的特征信息或通過學習裸板提取的 特征信息來重新對準板的檢測區(qū)域并進行檢測，從而即使板翹曲或收縮也能精確地測量板 的三維形狀。 應該理解，以上總體描述和以下詳細描述是示例性和解釋性的，并旨在提供如權(quán) 利要求所述的本發(fā)明的進一步解釋。


被包括以提供本發(fā)明的進一步理解的附圖包含在本說明書中并構(gòu)成本說明書的
一部分，其示出本發(fā)明的實施例，并與以下描述一起用來解釋本發(fā)明的原理。
圖1是示出應用根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的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三維形狀的方法的流程圖。 圖3是示出在圖2中學習裸板的方法的流程圖。 圖4A至圖4C是示出在圖3中學習特征信息的方法的流程圖。 圖5是示出圖1中所示的裸板的平面圖。 圖6A至圖6C是示出圖5中所示的裸板或板的檢測區(qū)域的放大平面圖。
圖7A和圖7B是示出圖5中所示的裸板或板的感興趣區(qū)域的放大剖視圖。
具體實施例方式
在下文中參照附圖更充分地描述了本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的實施例。然 而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實施，且不應被解釋為局限于在這里所闡述的實施例。 相反，提供這些示例性實施例使得本公開是徹底的，并將本發(fā)明的范圍充分地傳達給本領(lǐng) 域技術(shù)人員。在附圖中，為了清晰起見，會夸大層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸。在附圖中，相 同的標號表示相同的元件。 應該理解的是，當元件或?qū)颖环Q作在另一元件或?qū)?上"或者"連接到"另一元件 或?qū)訒r，該元件或?qū)涌梢灾苯釉诹硪辉驅(qū)由匣蛘咧苯舆B接到另一元件或?qū)?，或者可?存在中間元件或中間層。相反，當元件被稱作"直接"在另一元件或?qū)?上"或者"直接連接 到"另 一元件或?qū)訒r，不存在中間元件或中間層。 在下文中，將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的測量三維形狀的方法。
圖1是示出應用根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的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三維形狀的方法的流程 圖。圖3是示出在圖2中學習裸板的方法的流程圖。 在描述圖1至圖3中示出的根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的測量三維形狀的方法之前，將示意性地描述應用所述測量三維形狀的方法的三維形狀測量設(shè)備。 參照圖l，三維形狀測量設(shè)備包括測量頭100、控制部分200、數(shù)據(jù)庫300、測量頭轉(zhuǎn)
移部分400和顯示裝置500。 測量頭100可包括傳送臺10、多個投影儀20和相機部分30。傳送臺10包括x/y 臺11和臺傳送裝置12。臺傳送裝置12沿x軸方向和/或y軸方向傳送x/y臺11，從而傳 送裸板1 (參照圖6A和圖7A)或板2 (參照圖6B和圖7B)。板2包括裸板1和形成在裸板 l上的焊料2a(參照圖6B)。 每個投影儀20可包括發(fā)光裝置21、光柵部分22和聚光透鏡23。例如，光柵部分 22可包括光柵22a和光柵轉(zhuǎn)移裝置22b。光柵22a將來自發(fā)光裝置21的光改變?yōu)閳D案光， 以將圖案光照射到裸板1或板2上。光柵轉(zhuǎn)移裝置22b以規(guī)則的間隔轉(zhuǎn)移光柵22a。聚光 透鏡23安裝在光柵部分22之下，以接收并會聚圖案光，從而將會聚的圖案光提供給裸板1 或板2。 相機部分30可包括濾光器31、成像透鏡32和相機33，以獲得二維圖像或圖案圖 像。二維發(fā)光部分40安裝在相機部分30之下。在二維檢測中，二維發(fā)光部分40產(chǎn)生二維 光并將二維光照射到裸板1或板2上。上述測量頭100由測量頭轉(zhuǎn)移部分400沿x軸方向 或y軸方向轉(zhuǎn)移。 控制部分200可包括主控制器210、臺控制器220、光柵控制器230、發(fā)光控制器 240和圖像獲取部分250。根據(jù)本發(fā)明，主控制器210可使用多波長來整體上控制三維形狀 測量設(shè)備。臺控制器220控制傳送臺10，光柵控制器230控制光柵轉(zhuǎn)移裝置22b。發(fā)光控 制器240控制投影儀20的發(fā)光裝置21和二維發(fā)光部分40。圖像獲取部分250對通過相機 部分30獲得的圖案圖像或二維圖像進行圖像處理，以將經(jīng)圖像處理的圖案圖像或經(jīng)圖像 處理的二維圖像傳輸?shù)街骺刂破?10。 數(shù)據(jù)庫300存儲具有裸板1的二維信息和三維信息的CAD信息。CAD信息中的二 維信息存儲在二維數(shù)據(jù)庫310中，CAD信息中的三維信息存儲在三維數(shù)據(jù)庫320中。數(shù)據(jù) 庫300可連接到主控制器210，并根據(jù)主控制器210的請求將CAD信息傳輸?shù)街骺刂破??？?選擇地，當在主控制器210中產(chǎn)生裸板1的二維特征信息和三維特征信息時，數(shù)據(jù)庫300可 接收產(chǎn)生的特征信息并更新CAD信息。 顯示裝置500可根據(jù)控制部分200的控制顯示三維形狀測量設(shè)備的狀態(tài)，和/或 顯示主控制器210中產(chǎn)生的二維和三維檢測的結(jié)果。 以下將描述通過使用三維形狀測量設(shè)備來測量板2的三維形狀的方法。
如圖1至圖3所示，首先，當存在作為測量目標的板2的裸板1的CAD文件時，在 步驟S110中，通過使用定義的檢測區(qū)域(或視野)FOV的信息來從CAD文件提取裸板l的 每個檢測區(qū)域FOV的特征信息，并將特征信息存儲在數(shù)據(jù)庫300中?？赏ㄟ^使用CAD程序 設(shè)計裸板1來編寫CAD文件，從控制部分200來提取CAD文件中在裸板1上預先定義的每 個檢測區(qū)域FOV的特征信息。如圖5所示，基于參考標記la(參照圖5)在一個裸板l上定 義多個檢測區(qū)域FOV，并且在每個檢測區(qū)域FOV中定義多個感興趣區(qū)域ROI ?？赏ㄟ^使用控 制部分200預先定義檢測區(qū)域FOV和感興趣區(qū)域ROI。 在存儲從CAD文件提取的裸板1的每個檢測區(qū)域的特征信息之后，在檢測板2之 前，控制部分300從數(shù)據(jù)庫300讀取從CAD文件提取的裸板1的每個檢測區(qū)域的特征信息。在數(shù)據(jù)庫300中不存在裸板1的CAD文件的情況下，在步驟S120中，通過使用定義的檢測 區(qū)域FOV的信息來對裸板1的每個檢測區(qū)域FOV進行二維檢測和三維檢測，以學習裸板1 的特征信息，并將學習特征信息的結(jié)果更新到數(shù)據(jù)庫300中。S卩，在數(shù)據(jù)庫300中不存在裸 板1的特征信息的情況下，控制部分200執(zhí)行學習以提取裸板1的特征信息。
在通過上述處理提取裸板1的特征信息之后，在步驟S130中，通過使用從CAD文 件提取并存儲在數(shù)據(jù)庫300中的特征信息或者經(jīng)學習提取并更新到數(shù)據(jù)庫300中的特征信 息來檢測板2的每個檢測區(qū)域F0V是否由于板2的翹曲或收縮而變形，并對準板2的每個檢 測區(qū)域F0V，從而存儲板2的檢測區(qū)域信息。在存儲板2的檢測區(qū)域信息之后，在步驟S140 中，通過使用板2的檢測區(qū)域信息來對板2進行二維檢測和三維檢測，以測量板2的三維形 狀。 以下將詳細描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的測量三維形狀的方法的每一步驟。
在從CAD文件提取裸板1的每個檢測區(qū)域FOV的特征信息并將特征信息存儲在數(shù) 據(jù)庫300中的步驟Sl 10中，在存在板2的裸板1的二維CAD文件的情況下，在步驟Sl 11中， 通過使用定義的檢測區(qū)域FOV的信息來從二維CAD文件提取裸板1的每個檢測區(qū)域FOV的 二維特征信息。在從二維CAD文件提取裸板1的每個檢測區(qū)域FOV的二維特征信息之后， 在步驟S112中，將所述二維特征信息存儲在數(shù)據(jù)庫300中。 在將二維特征信息存儲在數(shù)據(jù)庫300中之后，在存在作為測量目標的板2的裸板1 的三維CAD文件的情況下，在步驟S113中，通過使用定義的檢測區(qū)域FOV的信息來從三維 CAD文件提取裸板1的每個檢測區(qū)域FOV的三維特征信息。在從三維CAD文件提取裸板1 的每個檢測區(qū)域F0V的三維特征信息之后，在步驟S114中，將所述三維特征信息存儲在數(shù) 據(jù)庫300中。 如圖6A所示，從二維CAD文件提取的裸板1的每個檢測區(qū)域FOV的二維特征信息 和從三維CAD文件提取的裸板1的每個檢測區(qū)域FOV的三維特征信息可包括在CAD文件中 位于裸板1的每個檢測區(qū)域FOV中的參考標記la、孔lb、引線圖案lc、焊盤ld和絲印圖案 (silk pattern) le的位置坐標、大小、圖像和邊界線的信息，并且可對應于檢測區(qū)域FOV和 感興趣區(qū)域ROI來存儲圖像信息。通過學習提取的特征信息可與通過使用CAD文件獲得的 裸板1的每個檢測區(qū)域FOV的三維特征信息基本上相同。 在學習裸板1的特征信息并將學習的結(jié)果更新到數(shù)據(jù)庫300中的步驟S120中，在 步驟S121中，檢測裸板1的二維特征信息和三維特征信息是否存在于數(shù)據(jù)庫300中。當二 維特征信息和三維特征信息都不存在于數(shù)據(jù)庫300中時，在步驟S 122中，通過使用定義的 檢測區(qū)域FOV的信息來對裸板1的每個檢測區(qū)域FOV進行二維檢測和三維檢測，以學習裸 板1的二維特征信息和三維特征信息。在學習裸板1的二維特征信息和三維特征信息之后， 在步驟S123中，將學習的裸板1的二維特征信息和三維特征信息更新到數(shù)據(jù)庫300中。
在檢測裸板1的二維特征信息和三維特征信息是否存在于數(shù)據(jù)庫300中的步驟 S121中，在裸板1的二維特征信息和三維特征信息中的至少一個存在于數(shù)據(jù)庫300中的情 況下，在步驟S124中，檢測僅有裸板1的二維特征信息不存在于數(shù)據(jù)庫300中。當僅有二 維特征信息不存在于數(shù)據(jù)庫300中時，在步驟S125中，通過使用定義的檢測區(qū)域FOV的信 息來對裸板1的每個檢測區(qū)域FOV進行二維檢測，以學習裸板1的二維特征信息。在學習 裸板1的二維特征信息之后，在步驟S126中，將學習的裸板1的二維特征信息更新到數(shù)據(jù)庫300中。 在檢測僅有裸板1的二維特征信息不存在于數(shù)據(jù)庫300中的步驟S124中，在不是 僅有裸板1的二維特征信息不存在于數(shù)據(jù)庫300中的情況下，在步驟S127中，檢測僅有裸 板1的三維特征信息不存在于數(shù)據(jù)庫300中。當僅有三維特征信息不存在于數(shù)據(jù)庫300中 時，在步驟S128中，通過使用定義的檢測區(qū)域FOV的信息來對裸板1的每個檢測區(qū)域FOV 進行三維檢測，以學習裸板1的三維特征信息。在學習裸板1的三維特征信息之后，在步驟 S129中，將學習的裸板1的三維特征信息更新到數(shù)據(jù)庫300中。 在下文中，將參照圖1和圖4A至圖4C來詳細地描述上述步驟S121至S129中的 步驟S122、S125和S128。 在對裸板1的每個檢測區(qū)域FOV進行二維檢測和三維檢測以學習裸板1的二維特 征信息和三維特征信息的步驟S122中，首先，在裸板1的二維特征信息和三維特征信息都 不存在于數(shù)據(jù)庫300中的情況下，在步驟Sll中，通過傳送臺10將裸板1傳送到測量位置。 在傳送裸板1之后，在步驟S12中，通過使用測量頭100來檢測裸板1的參考標記la(參照 圖5)。在檢測裸板1的參考標記la之后，在步驟S13中，基于參考標記la將測量頭100轉(zhuǎn) 移到檢測區(qū)域F0V。通過測量頭轉(zhuǎn)移部分400來傳送測量頭100。 在測量頭100被轉(zhuǎn)移到裸板1的檢測區(qū)域F0V之后，在步驟S14和S15中，投影儀 20和二維發(fā)光部分40被交替操作以產(chǎn)生圖案光和二維光并將圖案光和二維光照射到檢測 區(qū)域F0V上，從而通過相機部分30拍攝反射的圖案圖像和二維圖像，以提取檢測區(qū)域F0V 的二維特征信息和三維特征信息。在提取二維特征信息和三維特征信息之后，在步驟S16 中，存儲二維特征信息和三維特征信息。在存儲二維特征信息和三維特征信息之后，在步驟 S17中，檢測提取并存儲了二維特征信息和三維特征信息的檢測區(qū)域FOV是不是最后的檢 測區(qū)域F0V。在提取并存儲了二維特征信息和三維特征信息的檢測區(qū)域F0V是最后的檢測 區(qū)域F0V的情況下，在步驟S18中，卸載裸板1。在提取并存儲了二維特征信息和三維特征 信息的檢測區(qū)域F0V不是最后的檢測區(qū)域F0V的情況下，當前處理返回基于參考標記la將 測量頭100轉(zhuǎn)移到檢測區(qū)域F0V的步驟S13。 在對裸板1的每個檢測區(qū)域FOV進行二維檢測以學習裸板1的二維特征信息的步 驟S125中，首先，在僅有裸板1的二維特征信息不存在于數(shù)據(jù)庫300中的情況下，在步驟 S21中，通過傳送臺10將裸板1傳送到測量位置。在傳送裸板1之后，在步驟S22中，通過 使用測量頭100來檢測裸板1的參考標記la。在檢測裸板1的參考標記la之后，在步驟 S23中，基于參考標記la將測量頭100轉(zhuǎn)移到檢測區(qū)域F0V。在將測量頭100轉(zhuǎn)移到裸板1 的檢測區(qū)域F0V之后，在步驟S24中，二維發(fā)光部分40被操作以產(chǎn)生二維光并將二維光照 射到檢測區(qū)域FOV上，從而通過相機部分30拍攝反射的二維圖像，以提取檢測區(qū)域FOV的 二維特征信息。 在提取了二維特征信息之后，在步驟S25中，存儲二維特征信息。在存儲二維特征 信息之后，在步驟S26中，檢測提取并存儲了二維特征信息的檢測區(qū)域F0V是不是最后的檢 測區(qū)域F0V。在提取并存儲了二維特征信息的檢測區(qū)域F0V是最后的檢測區(qū)域F0V的情況 下，在步驟S27中，卸載裸板1。在提取并存儲了二維特征信息的檢測區(qū)域FOV不是最后的 檢測區(qū)域F0V的情況下，當前處理返回基于參考標記la將測量頭100轉(zhuǎn)移到檢測區(qū)域F0V 的步驟S23。
在對裸板1的每個檢測區(qū)域FOV進行三維檢測以學習裸板1的三維特征信息的步 驟S128中，在僅有裸板1的三維特征信息不存在于數(shù)據(jù)庫300中的情況下，在步驟S31中， 通過傳送臺10將裸板1傳送到測量位置。在傳送裸板1之后，在步驟S32中，通過使用測 量頭100來檢測裸板1的參考標記la。在檢測裸板1的參考標記la之后，在步驟S33中， 基于參考標記la將測量頭100轉(zhuǎn)移到檢測區(qū)域F0V。 在將測量頭100轉(zhuǎn)移到裸板1的檢測區(qū)域F0V之后，在步驟S34中，投影儀20被操 作以產(chǎn)生圖案光并將圖案光照射到檢測區(qū)域FOV上，從而通過相機部分30拍攝反射的圖案 圖像，以提取檢測區(qū)域FOV的三維特征信息。在提取了三維特征信息之后，在步驟S35中， 存儲三維特征信息。在存儲三維特征信息之后，在步驟S36中，檢測提取并存儲了三維特征 信息的檢測區(qū)域FOV是不是最后的檢測區(qū)域FOV。在提取并存儲了三維特征信息的檢測區(qū) 域FOV是最后的檢測區(qū)域FOV的情況下，在步驟S37中，卸載裸板1。在提取并存儲了三維 特征信息的檢測區(qū)域FOV不是最后的檢測區(qū)域FOV的情況下，當前處理返回基于參考標記 la將測量頭100轉(zhuǎn)移到檢測區(qū)域FOV的步驟S33。 如圖1和圖2所示，在檢測板2的每個檢測區(qū)域FOV是否變形之后，對準板2的每 個檢測區(qū)域F0V，從而存儲板2的檢測區(qū)域信息，并通過使用板2的檢測區(qū)域信息對板2進 行二維檢測的步驟S130中，首先，在步驟S131中，通過傳送臺10將板2(參照圖6A)傳送 到測量位置。在傳送板2之后，在步驟S132中，通過使用測量頭100來檢測板2的參考標 記la。在檢測板2的參考標記la之后，在步驟S133中，基于參考標記la將測量頭100轉(zhuǎn) 移到檢測區(qū)域F0V。板2的檢測區(qū)域FOV可通過與圖5所示的裸板1的檢測區(qū)域FOV基本 相同的方法來定義。 在測量頭100被轉(zhuǎn)移到檢測區(qū)域F0V之后，在步驟S134和S135中，對應于二維檢 測和三維檢測，投影儀20和二維發(fā)光部分40被交替操作以產(chǎn)生圖案光和二維光并將圖案 光和二維光照射到板2的檢測區(qū)域FOV上，從而通過相機部分30拍攝反射的圖案圖像和二 維圖像，以提取檢測區(qū)域FOV的二維特征信息和三維特征信息。如圖6B和圖7B所示，板2 的每個檢測區(qū)域FOV的二維特征信息和三維特征信息可包括位于板2的每個檢測區(qū)域FOV 中的參考標記la、孔lb、引線圖案lc、焊盤ld和絲印圖案le的位置坐標、大小、圖像和邊界 線的信息，并且可對應于檢測區(qū)域FOV和感興趣區(qū)域ROI來存儲圖像信息。
在提取檢測區(qū)域FOV的二維特征信息和三維特征信息之后，在步驟S136中，通過 使用從CAD文件提取并存儲在數(shù)據(jù)庫300中的特征信息或者經(jīng)學習提取并更新到數(shù)據(jù)庫 300中的特征信息來檢測每個定義的檢測區(qū)域F0V是否由于板2的翹曲或收縮而變形，并重 新對準板2的檢測區(qū)域FOV。 S卩，在步驟S136中，將通過二維檢測和三維檢測提取的檢測 區(qū)域FOV的二維特征信息和三維特征信息與從CAD文件提取并存儲在數(shù)據(jù)庫300中的特征 信息或者經(jīng)學習提取并更新到數(shù)據(jù)庫300中的特征信息進行比較，從而在存在差異的情況 下，確定板2由于板2的翹曲或收縮而變形，從而重新對準檢測區(qū)域FOV。
通過控制部分200來執(zhí)行檢測區(qū)域FOV的重新對準。在如圖6B和圖7B所示的位 于板2的檢測區(qū)域FOV中的參考標記la、孔lb、引線圖案lc、焊盤ld和絲印圖案le等如 圖6C所示沿x軸方向或y軸方向變形的情況下，當通過使用圖6A中的裸板1的特征信息 或從CAD文件提取的特征信息提取根據(jù)x軸和y軸的坐標關(guān)系(即，用作板2的檢測區(qū)域 FOV的變形量的坐標差)產(chǎn)生的特征信息時，控制部分200通過使用所述特征信息來校正并重新對準板2的檢測區(qū)域F0V。當通過使用裸板1的特征信息重新對準板2的檢測區(qū)域 FOV時，使用沒有或幾乎沒有變形的裸板1。 在重新對準板2的檢測區(qū)域FOV之后，在步驟S137中，存儲板2的檢測區(qū)域信息。 即，在通過使用板2的檢測區(qū)域FOV的特征信息重新對準板2的檢測區(qū)域FOV之后，存儲檢 測區(qū)域信息。 在存儲板2的檢測區(qū)域信息之后，在步驟S138中，測量頭100的投影儀20和二維 發(fā)光部分40被交替操作以根據(jù)檢測區(qū)域信息產(chǎn)生圖案光和二維光并將圖案光和二維光照 射到檢測區(qū)域FOV上，從而通過相機部分30拍攝反射的圖案圖像和二維圖像，以對板2的 檢測區(qū)域FOV進行二維檢測和三維檢測。即，當板2的檢測區(qū)域FOV變形時，校正變形以重 新對準檢測區(qū)域F0V，從而對板2的檢測區(qū)域FOV交替進行二維檢測和三維檢測。
在對板2的檢測區(qū)域FOV交替進行二維檢測和三維檢測的情況下，因為如圖5、圖 6A至圖6C、圖7A和圖7B所示，引線圖案lc、焊盤ld和絲印圖案le可通過二維檢測容易地 區(qū)別，所以可更精確地執(zhí)行三維檢測。此外，因為可通過三維檢測容易地提取引線圖案lc、 焊盤ld和焊料2a的形狀，所以可容易地提取在二維檢測中不容易區(qū)別的雜質(zhì)2b。
在二維檢測和三維檢測之后，在步驟S139中，檢測板2的檢測區(qū)域FOV是不是最 后一個。其后，在板2的檢測區(qū)域FOV不是最后一個的情況下，當前處理返回將測量頭100 轉(zhuǎn)移到檢測區(qū)域F0V的步驟S133。 S卩，在將板2的檢測區(qū)域F0V的檢測結(jié)果存儲為檢測區(qū) 域信息之后，校正板2的檢測區(qū)域F0V，并對校正的檢測區(qū)域F0V進行二維檢測和三維檢測 以測量板2的三維形狀，從而連續(xù)地檢測板2的所有檢測區(qū)域F0V。 在通過使用板2的檢測區(qū)域信息執(zhí)行二維檢測和三維檢測之后，在操作S140和 S150中，對二維檢測和三維檢測的結(jié)果進行分類，并進行存儲和顯示。即，在執(zhí)行二維檢測 和三維檢測之后，控制部分200存儲結(jié)果，并在顯示裝置500中顯示結(jié)果以容易地觀看結(jié) 果，從而完成板2的二維檢測或三維形狀的測量。 可在測量印刷電路板、電子元件等的三維形狀中采用根據(jù)本發(fā)明的測量三維形狀 的方法。 本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的是，可在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對本發(fā)明 進行各種修改和變化。因此，本發(fā)明旨在覆蓋落入權(quán)利要求及其等同物的范圍中的本發(fā)明 的修改和變化。
權(quán)利要求
一種測量三維形狀的方法，包括從數(shù)據(jù)庫讀取特征信息；將板傳送到測量位置；將測量頭轉(zhuǎn)移到所述板的檢測區(qū)域；將用于三維測量的第一發(fā)光裝置的光和用于二維測量的第二發(fā)光裝置的光照射到所述檢測區(qū)域，以拍攝從所述檢測區(qū)域反射的第一反射圖像和第二反射圖像；通過將所述特征信息與拍攝的第一反射圖像和第二反射圖像中的至少一個進行比較來檢測所述檢測區(qū)域的變形，以重新對準所述檢測區(qū)域；檢測重新對準的檢測區(qū)域。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述特征信息包括作為測量目標的板的裸板的參考標記、？L、引線圖案、焊盤和絲印圖案的信息中的至少一個。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述特征信息包括二維特征信息和三維特征信息中的至少一個。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，在所述特征信息不存在于數(shù)據(jù)庫中的情況下，所述方法還包括通過使用重新對準的檢測區(qū)域的信息來學習并存儲所述板的裸板的特征信息。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，學習并存儲裸板的特征信息的步驟包括通過臺傳送裝置將所述裸板傳送到測量位置；在傳送所述裸板之后，通過使用測量頭來檢測所述裸板的參考標記；在檢測所述裸板的參考標記之后，基于所述參考標記將測量頭轉(zhuǎn)移到所述檢測區(qū)域；在將測量頭轉(zhuǎn)移到所述裸板的所述檢測區(qū)域之后，操作第一發(fā)光裝置和/或第二發(fā)光裝置以產(chǎn)生圖案光和/或二維光并將圖案光和/或二維光照射到所述檢測區(qū)域，通過相機拍攝反射的圖案圖像和/或二維圖像以提取所述檢測區(qū)域的二維特征信息或三維特征信息；檢測提取了特征信息的所述檢測區(qū)域是不是最后的檢測區(qū)域，在所述檢測區(qū)域不是最后的檢測區(qū)域的情況下，將測量頭轉(zhuǎn)移到下一檢測區(qū)域以提取所述下一檢測區(qū)域的二維特征信息或三維特征信息。
6. 如權(quán)利要求2所述的方法，還包括將所述檢測區(qū)域劃分為多個感興趣區(qū)域，其中，關(guān)于每個感興趣區(qū)域重新對準所述檢測區(qū)域。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，將第一發(fā)光裝置的光照射到所述板的檢測區(qū)域的步驟包括將測量頭轉(zhuǎn)移到所述檢測區(qū)域；在按照預定間隔轉(zhuǎn)移光柵的同時將圖案光照射到所述檢測區(qū)域N次。
8. —種三維形狀測量設(shè)備，包括臺，將目標板傳送到測量位置；至少一個投影儀，將圖案光照射到所述目標板的檢測區(qū)域；二維發(fā)光部分，將用于二維測量的光照射到所述目標板的檢測區(qū)域；相機部分，拍攝從所述目標板反射的圖案圖像和二維圖像；控制部分，從數(shù)據(jù)庫讀取所述檢測區(qū)域的特征信息，其中，控制部分通過將所述特征信息與拍攝的圖案圖像和拍攝的二維圖像中的至少一個進行比較來檢測所述檢測區(qū)域的變形，以重新對準所述檢測區(qū)域。
9. 如權(quán)利要求8所述的三維形狀測量設(shè)備，其中，所述特征信息包括所述目標板的裸板的參考標記、？L、引線圖案、焊盤和絲印圖案的信息中的至少一個。
10. 如權(quán)利要求8所述的三維形狀測量設(shè)備，在所述特征信息不存在于數(shù)據(jù)庫中的情況下，通過使用重新對準的檢測區(qū)域的信息來學習并存儲裸板的特征信息。
11. 如權(quán)利要求8所述的三維形狀測量設(shè)備，其中，投影儀包括光源、光柵、將光柵轉(zhuǎn)移N次的光柵轉(zhuǎn)移裝置、以及聚光透鏡。
12. 如權(quán)利要求11所述的三維形狀測量設(shè)備，其中，所述至少一個投影儀包括多個投影儀，所述多個投影儀沿彼此不同的方向?qū)D案光照射到所述檢測區(qū)域。
13. 如權(quán)利要求12所述的三維形狀測量設(shè)備，其中，所述多個投影儀采用多波長。
14. 如權(quán)利要求8所述的三維形狀測量設(shè)備，其中，控制部分將所述檢測區(qū)域劃分為多個感興趣區(qū)域，其中，關(guān)于每個感興趣區(qū)域重新對準所述檢測區(qū)域。
全文摘要
一種測量三維形狀的方法。為了測量三維形狀，從數(shù)據(jù)庫讀取特征信息。將板傳送到測量位置。將測量頭轉(zhuǎn)移到所述板的檢測區(qū)域。將用于三維測量的第一發(fā)光裝置的光和用于二維測量的第二發(fā)光裝置的光照射到所述檢測區(qū)域，以拍攝從所述檢測區(qū)域反射的第一反射圖像和第二反射圖像。通過將所述特征信息與拍攝的第一反射圖像和第二反射圖像中的至少一個進行比較來檢測所述檢測區(qū)域的變形，以重新對準所述檢測區(qū)域。檢測重新對準的檢測區(qū)域。因此，可精確地測量三維形狀。
文檔編號G01B11/25GK101726262SQ200910179448
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月13日
發(fā)明者金珉永, 黃鳳夏 申請人:株式會社高永科技