專利名稱：一種貼片印刷錫膏快速三維測量系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及印刷電路板制造技術領域，具體涉及一種電路板上印刷錫膏的三維測量系統(tǒng)。
背景技術：
在電子制造業(yè)的印刷電路板上安裝元器件時，目前通常采用的是表面貼片安裝技術(SMT)。工藝過程中，首先要在電路板上印刷錫膏，然后要檢測所印刷錫膏的質(zhì)量，包括面積、體積、形狀等，如果有缺陷，則立即修復，以避免后期產(chǎn)品缺陷，需更高的修復成本。同時，調(diào)整印刷錫膏的設備參數(shù)，以避免更多印刷缺陷。在對印刷錫膏的體積、形狀檢測中， 需要精確檢測所印刷錫膏的三維高度。目前市場上同類產(chǎn)品是采用正弦光柵投影、相位移動的相位測量法，即投影光柵亮度呈正弦變化的光柵圖案到被檢測的印刷了錫膏的電路板上，采集圖像，然后移動光柵的相位四分之一周期，再次采集圖像，共移動相位、采集圖像四次，得到四幅圖像J2(^Jr)、AhiO和A(^Jr)。則圖像上各像素點的相位為
v ii is j設斜( 力為錫膏上某點的相位，其沿光柵方向的鄰近電路板基板點的相位為
夠(Ajre),則錫膏相對于電路板基板的相對相位為JfT(JtJf) =(Ajr0)，錫膏相對于電路板的相對高度(即印刷錫膏的厚度)為
2jek其中/7是相位展開時根據(jù)具體情況確定的一個0附近的整數(shù)，Γ為光柵的周期， i =t 6>是一個常數(shù)，θ是投影光軸與圖像采集光軸間的夾角。存在的問題是由于計算各點相位時要計算反正切函數(shù)，計算速度慢，不能滿足在線實時檢測的需要。另外，由于反正切函數(shù)的值域是1-1/ ^/ ,這樣相位展開時，需要加上幾個2x , F易確定，相位展開存在難度。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種計算速度快、在線實時檢測性能好的貼片印刷錫膏快速三維測量系統(tǒng)。為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案一種貼片印刷錫膏快速三維測量系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)的結構包括結構光投影單元、圖像采集單元和計算機；計算機連接控制結構光投影單元和圖像采集單元；結構光投影單元包括光源、聚光透鏡、線性漸變光柵、遠心鏡頭和控制光柵的移相裝置，遠心鏡頭設于漸變光柵前面，漸變光柵設于光源頭面，移相裝置連接控制漸變光柵；圖像采集單元包括數(shù)字相機、偏振片、遠心鏡頭，偏振片設于遠心鏡頭前面，遠心鏡頭設于數(shù)字相機前面；計算機連接控制數(shù)字相機、光源及移相轉(zhuǎn)置。該系統(tǒng)的測量方法為采用亮度呈三角波周期變化的亮度線性漸變光柵投影，然后從與投影方向成角度θ用數(shù)字相機采集光柵投影下的錫膏圖像/Un)；然后移動光柵
的相位四分之一周期，采集第二幅圖像Z2(J^V)；然后繼續(xù)同方向移動光柵的相位四分之一
周期，采集第三幅圖像A(^y)；然后再繼續(xù)同方向移動光柵的相位四分之一周期，采集第
四幅圖像Z4(^JK)；根據(jù)采集的在不同相位的光柵投影下的四幅圖像的灰度值，快速計算得
到印刷錫膏的相對于電路板附近位置的相對高度，而不用進行反正切函數(shù)計算，其中第四幅圖像的灰度值也可以由前三幅圖像的灰度值計算得到I4 (u) = J1(AJT)+ J5(U) I7 (^.ν)；可根據(jù)整個三維測量中移相、采集、存儲的時間開銷與三維高度測量軟件運算的時間開銷比較進行靈活選擇，然后分別計算圖像中各錫膏區(qū)域像素點對光柵的調(diào)制后相位
、錫膏相對于電路板附近位置的相對調(diào)制相位卻ky)和相對高度虛拉力( I ) /i丨ι 丨A(^y) 2/,( 少)Ifij 11 Z4(α Jf) > Z2(x,Jf) ’ IjIlJ
TXj^JtJ r t ν Tt \(2) IiWiM:Il(^y)>Ii(^y) ι υ !./4(^)^/3( ^),則(3)如果/扣水/扣丨)IiIj ι |Λ(&_Κ)</2(χ^)’ 則
Z3 (χ. v)-Z1(X1Jr)
hK^yi-ui^y)(4)Iilj I I i4(^jr) >Z2(^jr),則 選擇與投影光柵線平行方向的錫膏相鄰電路板位置一個點(而，灼)或幾個點作為基板，同樣按上述方法計算得到 φ^Λ 或幾個值取平均，相對調(diào)制相位為
權利要求1.一種貼片印刷錫膏快速三維測量系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)的結構包括結構光投影單元、圖像采集單元和計算機；計算機連接控制結構光投影單元和圖像采集單元；結構光投影單元包括光源、聚光透鏡、線性漸變光柵、遠心鏡頭和控制光柵的移相裝置，遠心鏡頭設于漸變光柵前面，漸變光柵設于光源頭面，移相裝置連接控制漸變光柵；圖像采集單元包括數(shù)字相機、偏振片、遠心鏡頭，偏振片設于遠心鏡頭前面，遠心鏡頭設于數(shù)字相機前面；計算機連接控制數(shù)字相機、光源及移相轉(zhuǎn)置。
2.根據(jù)權利要求1所述的貼片印刷錫膏快速三維測量系統(tǒng)，其特征在于所述線性漸變光柵為亮度呈三角波周期變化的亮度線性漸變光柵。
3.根據(jù)權利要求1所述的貼片印刷錫膏快速三維測量系統(tǒng)，其特征在于投影光源采用數(shù)字微處理設備投影儀或者均勻光源照射。
專利摘要本實用新型公開了一種貼片印刷錫膏快速三維測量系統(tǒng)，包括結構光投影單元、圖像采集單元和計算機；計算機連接控制結構光投影單元和圖像采集單元；結構光投影單元包括光源、聚光透鏡、線性漸變光柵、遠心鏡頭和控制光柵的移相裝置；圖像采集單元包括數(shù)字相機、偏振片、遠心鏡頭；計算機連接控制數(shù)字相機、光源及移相轉(zhuǎn)置。本實用新型通過采用線性漸變光柵代替正弦光柵，根據(jù)移相的光柵投影下采集多幅圖像來計算各點相位，不需要三角函數(shù)，而是線性函數(shù)，計算速度快。另外，將光柵周期選擇大于錫膏高度可能產(chǎn)生的對光柵的最大調(diào)制距離，這樣相位展開時得到的錫膏相對高度值應在一個光柵周期范圍內(nèi)，若為負，則加上一個周期，使相位展開變得簡單。
文檔編號G01B11/02GK202126246SQ20112015731
公開日2012年1月25日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權日2011年5月17日
發(fā)明者周賢善, 章云, 羅兵, 陽孝鑫 申請人:東莞市神州視覺科技有限公司