DE102006000296B3

DE102006000296B3 - Contact unit`s co-planarity measuring device for e.g. ball grid array, has sensor that detects wave reflected to light emitting diodes, where each light emitting diodes has set of illumination devices arranged at sensor

Info

Publication number: DE102006000296B3
Application number: DE200610000296
Authority: DE
Inventors: Christopher Howard
Original assignee: MACH INTELLIGENCE GmbH; MACHINE INTELLIGENCE GmbH
Current assignee: MACH INTELLIGENCE GmbH; MACHINE INTELLIGENCE GmbH
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2026-06-14

Abstract

The device has light emitting diodes (3) emitting a wave bundle towards a measuring object, where the wave bundle is reflected from the measuring object and is detected from the light emitting diodes. A sensor (4) detects wave reflected to the light emitting diodes, where each light emitting diodes has a set of illumination devices arranged at the sensor. A light barrier detects whether the measuring object is provided within a measuring area of the measuring device. An independent claim is also included for a method for measuring a co-planarity of a contact unit of an electronic component.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Messung der Koplanarität bzw. der Position von Objekten, und insbesondere auf die Messung von Kontaktelementen elektronischer Bauteile, die bewegt werden.The The present invention relates to a device and a Method for measuring the coplanarity or the position of objects, and in particular to the measurement of contact elements of electronic Components that are moved.

Kontaktelemente von elektronischen Bauteilen, wie z.B. von Ball Grid Arrays (BGA) und Dual In Line (DIL) Verpackungen, müssen eine Koplanarität innerhalb bestimmter Grenzen aufweisen, damit die Kontaktelemente zuverlässig an eine Leiterplatte angelötet werden können. Siehe dazu JEDEC STANDARD JESD22-B108A "Coplanarity Test for Surface-Mount Semiconductor Devices", Januar 2003, herausgegeben von der Jedec Solid State Technology Association.contact elements of electronic components, such as Ball Grid Arrays (BGA) and Dual In Line (DIL) packaging, must have a coplanarity within have certain limits, so that the contact elements reliably soldered a circuit board can be. See JEDEC STANDARD JESD22-B108A "Coplanarity Test for Surface Mount Semiconductor Devices ", January 2003, published by the Jedec Solid State Technology Association.

Für eine derartige Koplanaritätsbestimmung ist aus der EP 1 185 841 B1 eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren bekannt, bei dem eine Gruppe von Messelementen mit kugelförmiger Oberfläche seitlich unter einem Einfallswinkel von nicht mehr als 20° zur einer Ebene, an der die Elemente befestigt sind, von einer homogenen Lichtquelle beleuchtet werden. Die sich ergebenden Reflexionsmuster werden von zwei Kameras erfasst, wobei die erste Kamera in einem Winkel von 90° zu der Befestigungsebene und die zweite Kamera schräg zu der ersten Kamera angeordnet ist. Durch diese Anordnung erfasst die erste Kamera ein kreisringförmiges Reflexionsmuster, während die zweite Kamera aufgrund der schrägen Anordnung ein ellipsenförmiges Reflexionsmuster erfasst. Die erste Kamera ermittelt den Mittelpunkt des Kreisrings und somit eine seitliche Abweichung des zu vermessenden Elements. Die zweite Kamera ermittelt einen charakteristischen Punkt des ellipsenförmiges Reflexionsmusters. Die beiden Kameras sind mittels einer Eichebene miteinander in Bezug gesetzt, so dass über die von den Kameras ermittelten Punkte, sowie über die bekannte räumliche Anordnung der Kameras eine Tiefenposition der Messelemente bestimmt werden kann.For such Koplanaritätsbestimmung is from the EP 1 185 841 B1 a device or a method is known in which a group of measuring elements with spherical surface are illuminated laterally at an angle of incidence of not more than 20 ° to a plane to which the elements are fixed, by a homogeneous light source. The resulting reflection patterns are detected by two cameras, the first camera being arranged at an angle of 90 ° to the mounting plane and the second camera being arranged obliquely to the first camera. By this arrangement, the first camera detects an annular reflection pattern, while the second camera detects an ellipsoidal reflection pattern due to the oblique arrangement. The first camera determines the center of the annulus and thus a lateral deviation of the element to be measured. The second camera detects a characteristic point of the ellipsoidal reflection pattern. The two cameras are set in relation to each other by means of an oak plane, so that a depth position of the measuring elements can be determined via the points determined by the cameras and via the known spatial arrangement of the cameras.

Gemäß der EP 1 185 841 B1 können jedoch nur Kontaktelemente mit ausreichend gekrümmter Oberfläche vermessen werden. Zudem hängt die Genauigkeit der Messung von den Reflexionseigenschaften der Kontaktelemente ab, bzw. davon wie genau der charakteristische Punkt des ellipsenförmigen Reflexionsrings bestimmt werden kann.According to the EP 1 185 841 B1 However, only contact elements with a sufficiently curved surface can be measured. In addition, the accuracy of the measurement depends on the reflection properties of the contact elements, or how exactly the characteristic point of the elliptical reflection ring can be determined.

EP 1 521 212 A2 beschreibt ein Verfahren gemäß welchem eine Oberfläche unter Ausnutzung des Helmholtz-Prinzips rekonstruiert werden kann. Zum Generieren zweier Bilder nach dem Helmholtz-Prinzip wird eine Kamera und eine Lichtquelle verwendet, deren Positionen nach einem ersten Aufnehmen vertauscht werden, um ein zweites Bild aufzunehmen. EP 1 521 212 A2 describes a method according to which a surface can be reconstructed using the Helmholtz principle. To generate two images according to the Helmholtz principle, a camera and a light source are used whose positions are reversed after a first shot to take a second image.

Die Druckschrift US 5 933 240 A zeigt Vorrichtungen mit zwei Aussende- und Erfassungseinrichtungen. Diese Druckschrift zeigt keine Anordnung, bei der die Aussendeinrichtungen aus Beleuchtungseinrichtungen bestehen, die jeweils ringförmig um die Erfassungseinrichtung herum angeordnet sind. Auch eine Scheimpfluganordnung des Sensors der Erfassungseinrichtung ist aus dieser Druckschrift nicht bekannt.The publication US 5,933,240 shows devices with two emitting and detecting devices. This document does not show an arrangement in which the emitting devices consist of lighting devices, which are each arranged in a ring around the detection device around. A Scheimpflug arrangement of the sensor of the detection device is not known from this document.

KR 10 2000 0 051261 A zeigt eine Vorrichtung zur Vermessung von Ball Grid Arrays mit jeweils zwei gegenüberliegend angeordneten Beleuchtungsquellen. Diese Beleuchtungsquellen sind nicht ringförmig um die Erfassungseinheit herum angeordnet. Auch eine Scheimplfuganordnung des Sensors der Erfassungseinrichtung ist aus dieser Druckschrift nicht bekannt. KR 10 2000 0 051261 A shows an apparatus for measuring ball grid arrays, each with two oppositely arranged illumination sources. These illumination sources are not arranged annularly around the detection unit. A Scheimplfuganordnung the sensor of the detection device is not known from this document.

US 6 522 777 B1 zeigt eine Vorrichtung, die Bauteile durch Erfassen und Auswerten eines Projektionsmusters vermisst, das auf die Bauteile projiziert wird. Diese Vorrichtung weist nicht sowohl zwei Aussendeeinrichtungen als auch zwei Empfangseinrichtungen auf. US 6 522 777 B1 shows a device that measures components by detecting and evaluating a projection pattern that is projected onto the components. This device does not have both two emitting devices and two receiving devices.

JP 11 023 239 AA zeigt eine Messvorrichtung zur Untersuchung von Ball Grid Arrays mit nur einer Aussende- und Erfassungseinrichtung. JP 11 023 239 AA shows a measuring device for the investigation of ball grid arrays with only one emitting and detecting device.

US 5 621 530 A zeigt eine Messvorrichtung, die nicht nach dem Helmholtz-Prinzip funktioniert. Diese Messvorrichtung hat nur eine Erfassungseinrichtung, welche von einer Ringleuchte umgeben ist. US 5,621,530 A shows a measuring device that does not work on the Helmholtz principle. This measuring device has only one detection device, which is surrounded by a ring light.

Es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Messung der Position bzw. Koplanarität von Objekten, die bewegt werden, vorzusehen, mittels der/dem Objekte mit beliebiger Form vermessen werden können, ohne deren Geometrieeigenschaften zu kennen, nur voraussetzend, dass eine Reflektion stattfindet, die die Refraktion übertrifft.It the object of the present invention, a device and a Method for measuring the position or coplanarity of objects, which are intended to be provided by means of the object (s) with any Shape can be measured, without knowing their geometry properties, only assuming that a reflection takes place, which exceeds the refraction.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Messvorrichtung gemäß Anspruch 1 und einem Messverfahren gemäß Anspruch 6 gelöst.The The object of the invention is a measuring device according to claim 1 and a measuring method according to claim 6 solved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass bei der Messung die sog. Helmholtz-Reziprozität ausgenützt wird, d.h. dass die auf ein Element bzw. Objekt einfallende Lichtstrahlung bzw. Strahlung gleich der von dem Objekt abgestrahlten Lichtstrahlung bzw. Strahlung ist. Konkreter ausgedrückt bedeutet dies, dass wenn ein erster Lichtstrahl (Strahl) von einem ersten Ort (Aussendeort) aus zu einem Objekt ausgesendet wird, an diesem reflektiert und die Reflexion von einem zweiten Ort (Beobachtungsort) aus beobachtet wird, und man nun Aussendeort und Beobachtungsort vertauscht, so nimmt ein erneut ausgesendeter zweiter Lichtstrahl (Strahl) exakt den gleichen Lichtpfad ein, wie der erste Lichtstrahl, nur in umgekehrter Richtung. D.h. beide Lichtstrahlen werden an dem Objekt in exakt dem gleichen Punkt reflektiert.The essence of the invention is that during the measurement the so-called Helmholtz reciprocity is utilized, ie that the light radiation or radiation incident on an element or object is equal to the light radiation or radiation emitted by the object. More concretely, this means that if a first light beam (beam) From a first place (Aussendeort) out to an object is emitted, reflected at this and the reflection of a second location (observation) is observed from, and now exchanged Aussendeort and place of observation, takes a re-emitted second light beam (beam) exactly the same light path as the first light beam, only in the opposite direction. That is, both light beams are reflected at the object in exactly the same point.

Falls nun ein erster und zweiter Lichtstrahl (Strahl) gleichzeitig oder nacheinander ausgesendet werden, der eine von dem Aussendeort und der andere von dem Beobachtungsort, ist ein Reflexionspunkt auf dem Objekt, der an dem Aussendeort gesehen werden kann, der gleiche wie ein Reflexionspunkt, der an dem Beobachtungsort gesehen werden kann, da beide Lichtstrahlen (Strahlen) in dem gleichen Punkt an dem Objekt reflektiert werden. Auf diese Weise ist es möglich von zwei verschiedenen Beobachtungspunkten (Aussendeort und Beobachtungsort) aufgenommene Bilder miteinander in Bezug zu setzen, da der Reflexionspunkt, der in beiden Bildern abgebildet wird, ein und derselbe physikalische Punkt auf dem Objekt ist.If now a first and second light beam (beam) at the same time or be sent one after the other, the one from the Aussendeort and the other from the observation site is a reflection point the same object that can be seen at the broadcast site like a reflection point that can be seen at the observation location because both light rays (rays) in the same point on the object be reflected. In this way it is possible of two different Observation points (broadcast site and observation site) recorded Pictures with each other, since the reflection point, the in both pictures, one and the same physical one Point on the object is.

Des Weiteren ist bekannt, dass in diesem Reflexionspunkt der Einfallswinkel gleich zu dem Ausfallswinkel des Lichtstrahls (Strahls) bezüglich der Oberflächennormale des Objekts ist.Of Further, it is known that at this point of reflection the angle of incidence equal to the angle of failure of the light beam (beam) with respect to surface normal of the object.

Wenn nun Aussendeort und Beobachtungsort um 180° einander symmetrisch bezüglich einer Senkrechten zur Objektebene (oder Trägerebene an der das Objekt montiert ist) gegenüberliegen, dann ist aufgrund der Tatsache, dass Einfallswinkel und Ausfallswinkel in dem Reflexionspunkt gleich sind, auch bekannt, dass die Oberflächennormale in dem Reflexionspunkt senkrecht zur Objektebene ist. In einem höchsten Punkt, d.h. ein Punkt, der in Richtung der Senkrechten zur Objektebene am nächsten zu Aussendeort und Beobachtungsort gelegen ist, weist das Objekt (das z.B. konvex bezüglich Aussende- und Beobachtungsort bzw. kugelförmig ist) auch eine senkrechte Oberflächennormale auf. Aus diesem Grund ist bekannt, dass der Reflexionspunkt, der höchste Punkt auf dem Objekt ist. Umgekehrt kann bei einem Objekt das konkav bezüglich Aussende- und Beobachtungsort bzw. schüsselförmig ist, der tiefste Punkt der Oberfläche des Objekts bestimmt werden, da bei einem Objekt mit einer derartigen Oberfläche der tiefste Punkt eine senkrechte Oberflächenormale aufweist.If now broadcasting site and observation site by 180 ° symmetrically with respect to a vertical to the object level (or carrier level on which the object is mounted) opposite, then is due the fact that angle of incidence and angle of reflection in the point of reflection are equal, also known, that the surface normal in the reflection point perpendicular to the object plane. At a highest point, i. one point, the one in the direction of the perpendicular to the object plane closest to Aussendeort and observation location, the object (e.g., convex in terms of Transmitting and observing or spherical) is also a vertical surface normal on. For this reason, it is known that the reflection point, the highest point is on the object. Conversely, in the case of an object, the concave in terms of emission and Observation or bowl-shaped, the lowest point of the surface of the object, since in the case of an object having such a surface the lowest point has a vertical surface normal.

Somit ist es möglich die Position bzw. die Koplanarität eines Objekts (bzw. von Objekten) zu messen, ohne Annahmen über dessen Reflexionseigenschaften und Geometrieeigenschaften treffen zu müssen.Consequently Is it possible the position or coplanarity of an object (s), without assumptions about it Reflection properties and geometry properties must meet.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung mindestens eine erste und zweite Aussendeeinrichtung zum Aussenden von Wellen bzw. Wellenbündeln, die an verschiedenen räumlichen Positionen angeordnet sind, sowie mindestens eine erste und zweite Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Wellen auf. Die erste bzw. zweite Aussendeeinrichtung sendet eine erste bzw. eine zweite Welle oder ein erstes bzw. zweites Wellenbündel, welche vorzugsweise parallele Wellen aufweisen, zu einem oder mehreren zu vermessenden Objekten hin aus, die/das an diesem/diesen reflektiert werden, und jeweils von der ersten und zweiten Erfassungseinrichtung erfasst werden. Dabei ist die erste Erfassungseinrichtung derart angeordnet, dass sie die von dem Objekt/Objekten zu der zweiten Aussendeeinrichtung reflektierten Wellen erfasst, und die zweite Erfassungseinrichtung derart, dass sie die von dem Objekt/Objekten zu der ersten Aussendeeinrichtung reflektierten Wellen erfasst.According to the invention the device at least a first and second emitting device for Emitting waves or bundles of waves that are at different spatial Positions are arranged, as well as at least a first and second Detection device for detecting waves. The first or second sending device transmits a first and a second wave, respectively or a first or second wave bundle, which are preferably parallel Have waves, to one or more objects to be measured out, which are reflected on this / these, and respectively be detected by the first and second detection means. In this case, the first detection device is arranged such that they move from the object (s) to the second broadcasting device detected reflected waves, and the second detection means such that they move from the object (s) to the first emitting device captured reflected waves.

Konkreter ausgedrückt heißt das, dass die erste Erfassungseinrichtung derart angeordnet ist, dass sie von dem Objekt/Objekten reflektierte Wellen in dem Wellengang der zweiten Welle oder zweiten Wellenbündels zwischen zweiter Aussendeeinrichtung und Objekt, und die zweite Erfassungseinrichtung derart, dass sie von dem Objekt/Objekten reflektierte Wellen in dem Wellengang der ersten Welle oder Wellenbündels zwischen erster Aussendeeinrichtung und Objekt erfasst.concretely expressed is called that the first detection means is arranged such that they reflect waves from the object / objects in the waves the second wave or second wave bundle between the second emitting device and object, and the second detection means such that they from the object / objects reflected waves in the waves of the first wave or wave bundle detected between the first emitting device and object.

Praktisch kann diese Anordnung auf unterschiedliche Weise realisiert werden. Zum einen ist es denkbar bzw. realisierbar, dass die erste Erfassungseinrichtung an dem zu vermessenden Objekt/Objekten reflektierte Wellen bei einer Position erfasst, die im wesentlichen bzw. genau dem Ort entspricht, von dem aus die Welle oder Wellen der zweiten Aussendeeinrichtung ausgesendet wird/werden. In diesem Fall ist dann die zweite Erfassungseinrichtung derart aufgebaut bzw. angeordnet, dass sie an dem Objekt reflektierte Wellen bei einer Position erfasst, die im wesentlichen bzw. genau dem Ort entspricht, von dem aus die Welle bzw. die Wellen der ersten Aussendeeinrichtung ausgesendet wird/werden. D.h. die erste Erfassungseinrichtung erfasst die zu der zweiten Aussendeeinrichtung reflektierten Wellen unmittelbar vor bzw. bei der zweiten Aussendevorrichtung, und die zweite Erfassungseinrichtung erfasst die zu der ersten Aussendeeinrichtung reflektierten Wellen unmittelbar vor bzw. bei der ersten Aussendeeinrichtung.Practically This arrangement can be realized in different ways. On the one hand, it is conceivable or feasible that the first detection device at the object / objects to be measured waves reflected at a Detected position that corresponds substantially or exactly to the location, from which the shaft or waves of the second emitting device is / are sent out. In this case, the second detection device is then constructed such that it reflected on the object Waves detected at a position that is substantially or accurately corresponds to the place from which the wave or the waves of the first Broadcasting is / will be sent out. That the first detection device detects the waves reflected to the second emitting device immediately before or at the second emitting device, and the second detecting means detects the to the first emitting device reflected waves immediately before or at the first emitting device.

Andererseits ist es auch denkbar bzw. realisierbar, dass in dem Wellengang, der von der ersten Aussendeeinrichtung zu dem Objekt ausgesendeten Wellen zwischen erster Aussendeeinrichtung und Objekt, und/oder in dem Wellengang, der von der zweiten Aussendeeinrichtung zu dem Objekt ausgesendeten Wellen zwischen zweiter Aussendeeinrichtung und Objekt, jeweils ein halbdurchlässiges optisches Element, wie ein halbdurchlässiger Spiegel, angeordnet ist. Das halbdurchlässige optische Element ist entweder so angeordnet, dass es für von den Aussendeeinrichtungen zu dem Objekt ausgesendete Wellen durchlässig ist, aber von dem Objekt reflektierte Wellen unter einem bestimmten Winkel zu der Erfassungseinrichtung reflektiert, oder aber so, dass es für von dem Objekt zu den Erfassungseinrichtungen reflektierte Wellen durchlässig ist, aber von dem von den Aussendeinrichtungen ausgesendete Wellen unter einem bestimmten Winkel zu dem Objekt reflektiert.On the other hand, it is also conceivable or feasible that in the waves, the waves emitted by the first emitting device to the object between the first emitting device and object, and / or in the swell, the waves emitted by the second emitting device to the object between second Aussendeeinrich tion and object, each having a semitransparent optical element, such as a semitransparent mirror, is arranged. The semitransparent optical element is either arranged to be transparent to waves emitted by the emitting devices to the object, but to reflect waves reflected from the object at a certain angle to the detector, or else to reflect from the object to the detector Detection devices is reflected waves transmissive, but reflected by the emitted by the emitting devices waves at a certain angle to the object.

Mit Hilfe dieser Anordnung kann gewährleistet werden, dass die erste Erfassungseinrichtung von dem Objekt reflektierte Wellen in dem Wellengang der von der zweiten Aussendeeinrichtung ausgesendeten zweiten Welle oder zweiten Wellenbündels zwischen zweiter Aussendeeinrichtung und Objekt erfasst, und die zweite Erfassungseinrichtung von dem Objekt reflektierte Wellen in dem Wellengang der von der ersten Aussendeeinrichtung ausgesendeten ersten Welle oder ersten Wellenbündels zwischen erster Aussendeeinrichtung und Objekt erfasst, ohne dass erste Aussendeeinrichtung und zweite Erfassungseinrichtung bzw. zweite Aussendeeinrichtung und erste Erfassungseinrichtung am jeweils gleichen Ort angeordnet sein müssen.With Help of this arrangement can be guaranteed be that the first detector reflected from the object Waves in the swell of the second emitting device emitted second wave or second wave bundle between the second emitting device and object detected, and the second detection means of the Object reflected waves in the swell of the first Transmitting device emitted first wave or first wave bundle between first sending device and object detected without first sending device and second detection means and second emission means, respectively and first detection means arranged at the same location have to be.

Bevorzugt sind die Aussendeeinrichtungen und/oder die Erfassungseinrichtungen im Wesentlichen bzw. annähernd symmetrisch um 180° bezüglich einer zu „erwartenden" Oberflächennormale des Objekts gelegen. Dabei bezieht sich zu „erwartende" Oberflächennormale auf eine Normale, die sich in einer Messrichtung erstreckt. Konkreter ausgedrückt bedeutet dies, dass, falls man eine Koplanarität eines Objekts (Objekte) z.B. bezüglich einer z-Richtung (Messrichtung) messen will, sind die Aussendeeinrichtungen und/oder die Erfassungseinrichtungen im Wesentlichen symmetrisch um 180° bezüglich der Oberflächennormale des Objekts gelegen, die sich in die z-Richtung erstreckt und im wesentlichen durch den zu vermessenden Punkt geht. Das soll nicht bedeuten, dass die Lage des zu vermessenden Punktes im voraus bekannt ist. Bei einer Koplanaritätsvermessung von Kontaktelementen wie Ball Grid Arrays ist die ungefähre Lage der Kontaktelemente in dem Messbereich bekannt, so dass Messrichtung und die ungefähre Position des zu vermessenden Punkts bestimmt werden können, wodurch es möglich ist, vorstehenden beschriebenen, im Wesentlichen symmetrischen Aufbau zu realisieren.Prefers are the broadcasting facilities and / or the detection facilities essentially or approximately symmetrical about 180 ° with respect to a to "expected" surface normals of the object. It refers to "expected" surface normals to a normal, which extends in a measuring direction. concretely expressed means this means that if one has a coplanarity of an object (objects) e.g. in terms of to measure a z-direction (measuring direction) are the transmitting devices and / or the detection devices are substantially symmetrical by 180 ° with respect to the surface normal of the object which extends in the z-direction and in the essentially through the point to be measured. That should not mean that the location of the point to be measured is known in advance is. In a coplanarity measurement Contact elements like Ball Grid Arrays is the approximate location the contact elements in the measuring range known, so that measuring direction and the approximate Position of the point to be measured can be determined, thereby it possible is, as described above, substantially symmetrical structure to realize.

Bevorzugt werden die Welle bzw. Wellen von den Aussendeeinrichtungen gleichzeitig auf das zu vermessende Objekt (Messobjekt) bzw. Objekte ausgesendet, um den Reflexionspunkt durch Addition der Wellenintensitäten, der von den Aussendeeinrichtungen ausgesendeten Wellen, klar bestimmen zu können, so dass eine Vermessung eines sich bewegenden Objekts möglich ist, ohne dieses anhalten zu müssen. Es ist aber auch denkbar, dass die Welle bzw. Wellen von den Aussendeeinrichtungen nacheinander ausgesendet werden.Prefers become the wave or waves from the emitting devices simultaneously sent to the object to be measured (object to be measured) or objects, around the reflection point by adding the wave intensities, the clearly determined by the emitting devices waves can, so that a measurement of a moving object is possible, without having to stop this. But it is also conceivable that the wave or waves from the emitting devices be sent one after the other.

Bevorzugt sind die Aussendeeinrichtungen derart gestaltet, Wellen bzw. Wellenbündel impulsartig bzw. stroboskopartig aussenden. D.h. die Aussendeeinrichtungen senden z.B. Lichtblitze bezüglich des zu vermessenden Objekts aus, so dass das zu vermessende Objekt auch dann vermessen werden kann, wenn es sich bewegt. Alternativ können die Aussendeeinrichtungen die Wellen bzw. das Wellenbündel auch über einen längeren Zeitraum hinweg aussenden. Bei einer Vermessung von sich bewegenden Objekten ist der Aussendezeitraum so zu wählen, dass die Bewegungsunschärfe innerhalb tolerierbarer Grenzen bleibt.Prefers the emission devices are designed such that waves or wave bundles are pulsed or send out stroboscopically. That send the sending organizations e.g. Flashes of light with respect to to be measured object, so that the object to be measured also then it can be measured when it moves. Alternatively, the sending facilities the waves or the wave bundle also over a longer one Send out period. In a survey of moving Objects, the broadcast period is to be chosen so that the motion blur within tolerable limits remains.

Bevorzugt senden die Aussendeinrichtungen parallele Wellenbündel in Richtung eines zu vermessenden Objekts aus. Dies kann z.B. durch die Fokussierung mittels einer Linse bzw. eines telezentrischen Objektiv realisiert werden. Die Linse bzw. das telezentrische Objektiv kann Bestandteil der Erfassungseinrichtung sein.Prefers the emitting devices send parallel wave bundles in Direction of an object to be measured. This can e.g. by the focusing by means of a lens or a telecentric lens will be realized. The lens or the telecentric lens can Be part of the detection device.

Erfindungsgemäß ist die Erfassungseinrichtung eine Kamera und hat vorteilhafterweise ein Objektiv und einen Sensor. Die Kamera kann jede beliebige Einrichtung sein, die an einem zu erfassenden Objekt reflektierte Wellen erfassen kann, wie z.B. eine CCD-Kamera, eine Infrarotkamera, eine CMOS-Sensor, ein Sensor zur Erfassung von Ultraschallwellen, Röntgenstrahlung und dergleichen.According to the invention Detection device a camera and has advantageously a Lens and a sensor. The camera can be any device be that detect waves reflected on an object to be detected can, for example a CCD camera, an infrared camera, a CMOS sensor, a sensor for detecting ultrasonic waves, X-rays and the same.

Die Erfassungseinrichtung ist vorteilhafterweise so angeordnet, dass sie bezüglich des zu vermessenden Objekts eine größtmögliche Tiefenschärfe bzw. einen größtmöglichen Schärfebereich aufweist. Erfindungsgemäß hat die Erfassungseinrichtung bzw. der Sensor einer Kamera deshalb eine Scheimpfluganordnung bezüglich des zu vermessenden Objekts.The Detection device is advantageously arranged so that she re of the object to be measured a maximum depth of field or the largest possible focus range having. According to the invention Detecting device or the sensor of a camera therefore a Scheimpfluganordnung in terms of of the object to be measured.

Bevorzugt besteht eine Aussendeeinrichtung aus mindestens einer Leuchtdiode oder Laserdiode. Es kann aber auch jede andere Einrichtung verwendet werden, die Wellen irgendeiner Art erzeugt, wie z.B. Einrichtungen zur Erzeugung von Ultraschallwellen (Piezoelemente), Infrarotstrahlung, Röntgenstrahlung und dergleichen.Prefers there is a transmitting device of at least one light emitting diode or laser diode. But it can also use any other device which produces waves of some kind, e.g. facilities for generating ultrasonic waves (piezoelectric elements), infrared radiation, X-rays and the same.

Vorteilhaft sind eine Vielzahl von Leucht- oder Laserdioden ringförmig in gleichen Abstand um die Erfassungseinrichtung, wie z.B. dem Objektiv der Kamera, angeordnet. Vorteilhaft sind diese auch konzentrisch zu der Erfassungseinrichtung bzw. dem Objektiv der Kamera angeordnet.Advantageously, a plurality of light-emitting diodes or laser diodes are arranged in the form of an annular ring at the same distance around the detection device, such as the lens of the camera. These are also advantageous concentrically to the detection device or the Lens of the camera arranged.

Im allgemeinen weist die Vorrichtung desweiteren ein Positionserfassungselement welches erfasst, ob sich das Objekt innerhalb eines Messbereichs der Messvorrichtung befindet. Dieses Positionserfassungselement kann z.B. ein berührungslos arbeitendes Element, wie eine Lichtschranke, Induktionsschalter oder Bussysteme, oder aber auch ein nicht berührungslos arbeitendes Element, wie ein Kippschalter etc. sein.in the In general, the device further comprises a position detecting element which detects whether the object is within a measuring range the measuring device is located. This position detection element can e.g. a non-contact Element, such as a light barrier, induction switch or bus systems, or even a non-contact working element, such as a toggle switch, etc.

Vorteilhafterweise sind jeweils eine Aussendeeinrichtung und eine Erfassungseinrichtung integriert ausgebildet.advantageously, are each a transmitting device and a detection device integrated trained.

Vorteilhafterweise sind die Aussendeeinrichtungen und/oder die Erfassungseinrichtungen in gleicher Höhe bzw. in gleichem Abstand bezüglich eines zu erfassenden Objekts angeordnet.advantageously, are the broadcasting facilities and / or the detection facilities at the same height or equally spaced arranged an object to be detected.

Vorteilhafterweise sind die Aussendeeinrichtungen und Erfassungseinrichtungen derart konstruiert sind, dass Aussende- und Erfassungsort der Wellen nahezu identisch sind. Dies kann z.B. durch in die optische Achse der Erfassungseinrichtung eingeleitete parallele Wellenbündel von Normal- oder telezentrischen Beleuchtungen realisiert werden, oder durch eine Beleuchtungseinrichtung, die ringförmig um die Aussendeinrichtung herum angeordnet ist.advantageously, the sending and receiving devices are such are constructed, that the transmission and detection of waves almost are identical. This can e.g. through the optical axis of the detection device introduced parallel wave bundles be realized by normal or telecentric lighting, or by a lighting device, the annular order the emitting device is arranged around.

Vorteilhafterweise sind die Aussendeinrichtungen und/oder die Erfassungseinrichtungen derart angeordnet, dass sie mit dem zu vermessenden Objekt ein ebenes, gleichschenkliges Dreieck ausbilden, wobei das zu vermessende Objekt an dem Scheitel beider gleicher Schenkel gelegen ist.advantageously, are the emitting devices and / or the detection devices arranged so that they are a flat, with the object to be measured, form isosceles triangle, with the object to be measured located at the apex of both the same leg.

Im allgemeinen sind die Erfassungs- und/oder Aussendeeinrichtungen in einem Winkel zueinander ausgerichtet. Bevorzugt sind die Erfassungs- und/oder Aussendeeinrichtungen symmetrisch bezüglich des zu vermessenden Objekts/Objekte angeordnet.in the general are the collection and / or sending facilities aligned at an angle to each other. Preferably, the detection and / or emitting devices symmetrical with respect to the object / objects to be measured arranged.

Bei einem Messverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird mindestens eine erste Welle, die von einer ersten Aussendeeinrichtung in Richtung mindestens eines zu messenden Objekts ausgesendet und an diesem reflektiert wird, durch eine erste Erfassungseinrichtung erfasst, und mindestens eine zweite Welle, die von einer zweiten Aussendeeinrichtung in Richtung des zu messenden Objekts ausgesendet und an diesem reflektiert wird, durch eine zweite Erfassungseinrichtung erfasst. Dabei erfasst die erste Erfassungseinrichtung von dem Objekt reflektierte Wellen in dem Wellengang der zweiten Welle zwischen zweiter Aussendeeinrichtung und Objekt, und die zweite Erfassungseinrichtung erfasst von dem Objekt reflektierte Wellen in dem Wellengang der ersten Welle zwischen erster Aussendeeinrichtung und Objekt.at a measuring method according to the present Invention is at least a first wave from a first Transmitting device in the direction of at least one object to be measured emitted and reflected at this, by a first detection means detected, and at least one second wave by a second Emitting device emitted in the direction of the object to be measured and reflected therefrom by a second detection means detected. In this case, the first detection device detects the object reflected waves in the swell of the second wave between second emitting device and object, and the second detecting device detects waves reflected from the object in the swell of the first wave between first emitting device and object.

Die Erfindung wird nunmehr nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert.The Invention will now be described below with reference to preferred embodiments explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt eine integrierte Erfassungs-Aussendeeinheit für eine Verwendung in einer Messvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer Perspektive; 1 shows an integrated detection-emitting unit for use in a measuring device according to a first embodiment of the present invention in perspective;

2 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Messvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; 2 shows the basic structure of a measuring device according to the first embodiment;

3 zeigt den Strahlengang der Messvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bezüglich einer ebenen Platte; 3 shows the beam path of the measuring device according to the first embodiment with respect to a flat plate;

4 zeigt einen idealisiert den schematischen Aufbau eines Abbildemechanismus einer Messvorrichtung, 4 shows an idealized schematic structure of an imaging mechanism of a measuring device,

5 zeigt einen schematischen, beispielhaften Aufbau einer Messvorrichtung und dessen Koordinatensystem; 5 shows a schematic, exemplary construction of a measuring device and its coordinate system;

6 zeigt eine Projektion des schematischen Aufbaus von 5 auf die xy-Ebene; 6 shows a projection of the schematic structure of 5 on the xy plane;

7 zeigt eine Projektion des schematischen Aufbaus von 5 in die xz-Ebene; 7 shows a projection of the schematic structure of 5 into the xz plane;

8 zeigt den Strahlengang der Messvorrichtung bezüglich einem Objekt mit gekrümmter Oberfläche; und 8th shows the beam path of the measuring device with respect to a curved surface object; and

9 zeigt den prinzipiellen Aufbau gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 9 shows the basic structure according to a second embodiment of the present invention.

Nachstehend werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Lichtstrahlen als Wellen beschrieben. Jedoch ist es natürlich auch möglich, die bevorzugten Ausführungsbeispiele mit irgendeiner anderen geeigneten Wellenart auszuführen.below become the preferred embodiments described with light rays as waves. But of course it is possible, the preferred embodiments with any other suitable wave type.

In 1 ist eine integrierte Erfassungs-Aussendeeinheit 1 gezeigt, wie sie in einem ersten Ausführungsbeispiel der Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die integrierte Erfassungs-Aussendeeinheit 1 besteht im Wesentlichen aus einem Objektiv 2, durch welches Lichtstrahlen erfasst und auf einem Sensor 4 fokussiert werden können. Objektiv 2 und Sensor 4 bilden eine Erfassungseinrichtung. Der Sensor 4 hat eine Scheimpfluganordnung bezüglich eines Messbereichs, in dem sich das zu vermessende Objekt befindet, um eine hohe Tiefenschärfe zu gewährleisten. Leuchtdioden 3 mit hoher Lichtstärke sind als eine Aussendeeinrichtung konzentrisch in gleichen Abständen um das Objektiv 2 herum angeordnet und sind im Wesentlichen auf den zu vermessenden Bereich fokussiert. Sie bilden somit annähernd eine Punktlichtquelle aus. Die Enden der Leuchtdioden 3, an denen Licht ausgesendet wird, schließen mit einer Linse des Objektivs 2, an dem zu erfassendes Licht einfällt, im wesentlichen bündig ab. Dadurch wird erreicht, dass ein Erfassungsort von Lichtstrahlen, die an dem zu vermessenden Objekt reflektiert worden sind, und ein Aussendeort von Lichtstrahlen im wesentlichen übereinstimmt.In 1 is an integrated detection sending unit 1 as used in a first embodiment of the measuring device according to the present invention. The integrated detection transmission unit 1 consists essentially of a lens 2 through which light rays are detected and on a sensor 4 can be focused. lens 2 and sensor 4 form a detection device. The sensor 4 has a Scheimpflug arrangement with respect to a measuring area in which the object to be measured is located det to ensure a high depth of field. LEDs 3 with high luminous intensity are as a transmitting device concentrically at equal intervals around the lens 2 are arranged around and are focused essentially on the area to be measured. They thus form approximately a point light source. The ends of the LEDs 3 where light is emitted, close with a lens of the lens 2 , is incident on the light to be detected, substantially flush. As a result, it is achieved that a detection location of light beams which have been reflected on the object to be measured and a transmission location of light beams substantially coincide.

2 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Messvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Zwei integrierte Erfassungs-Aussendeeinheiten 1, mit einem Aufbau gemäß 1, sind mit einem vorbestimmten Abstand (z.B. 100mm) und einem Winkel (z.B. 38°) zueinander derart angeordnet, dass sich die Achsen der beiden Erfassungs-Aussendeeinheiten 1, um welche die Leuchtdioden 3 konzentrisch angeordnet sind, im wesentlichen in einem Messbereich schneiden. D.h. die Erfassungs-Aussendeeinheiten 1 sind so angeordnet, dass ein von der einen Erfassungs-Aussendeeinheit 1 ausgesendeter Lichtstrahl, der an einem zu vermessenden Objekt (Messobjekt) E, dass in diesem Fall ein Kontaktelement eines elektronischen Bauteils ist reflektiert wird, von der anderen Erfassungs-Aussendeeinheit erfasst werden kann und umgekehrt. Praktisch gesehen bedeutet dies, dass sich sowohl die Lichtkegel der Aussendeeinrichtungen als auch die Erfassungsbereiche der Erfassungseinrichtungen überschneiden in dem Messbereich überschneiden müssen. Weiter weist die Messvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Lichtschranke 5 als Positionserfassungselement auf, die erfasst, ob sich das zu vermessende Objekt E in dem Messbereich befindet. Bevorzugt sind die beiden Erfassungs-Aussendeeinheiten 1 symmetrisch zu dem zu vermessenden Objekt E angeordnet. Noch bevorzugter bilden sie mit dem zu vermessenden Objekt E ein ebenes, gleichschenkliges Dreieck aus, wobei das zu erfassende Objekt am Scheitelpunkt der beiden gleich langen Schenkel gelegen ist. 2 shows the basic structure of the measuring device according to the first embodiment of the present invention. Two integrated detection transmission units 1 , with a construction according to 1 , Are arranged with a predetermined distance (eg 100mm) and an angle (eg 38 °) to each other such that the axes of the two detection-emitting units 1 to which the light emitting diodes 3 are arranged concentrically, cut substantially in a measuring range. That is, the detection transmission units 1 are arranged so that one of the one detection-emitting unit 1 emitted light beam, which is reflected on an object to be measured (measurement object) E, that in this case a contact element of an electronic component is reflected by the other detection-emitting unit can be detected and vice versa. In practical terms, this means that both the cones of the emitting devices and the detection areas of the detectors overlap must overlap in the measuring range. Next, the measuring device according to this embodiment, a light barrier 5 as a position detection element which detects whether the object E to be measured is in the measuring range. The two detection transmission units are preferred 1 arranged symmetrically to the object E to be measured. More preferably, they form with the object to be measured E a flat, isosceles triangle, wherein the object to be detected is located at the apex of the two legs of equal length.

Im folgenden wird nun die Funktion der Messvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, sowie deren Messprinzip mit Bezug auf 2 bis 7 beschrieben.In the following, the function of the measuring device according to the first embodiment, and its measuring principle with reference to 2 to 7 described.

Zuerst wird die Vermessung eines ebenen Kontaktelements mit Bezug auf 3 beschrieben, die den Strahlengang der Messvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bezüglich einer ebenen Platte 6 zeigt. Wie in 3 gezeigt ist, werden zur Vermessung einer ebenen Platte 6, von der in 3 linken Erfassungs-Aussendeeinheit 1 Lichtstrahlen zu der Platte hin ausgesendet, die an der Oberfläche der Platte 6 reflektiert und von der in 3 rechten Erfassungs-Aussendeeinheit 1 erfasst werden, und gleichzeitig von der rechten Erfassungs-Aussendeeinheit 1 Lichtstrahlen zu der Platte 6 hin ausgesendet, die an der Oberfläche der Platte 6 reflektiert und von der linken Erfassungs-Aussendeeinheit 1 erfasst werden. Die Lichtstrahlen werden stroboskop- bzw. impulsartig ausgesendet, wenn das Positionserfassungselement 5 erkennt, dass sich das Objekt E in dem Messbereich der Vorrichtung befindet. Dadurch dass die Lichtstrahlen stroboskop- bzw. impulsartig ausgesendet werden, kann das Objekt E auch dann vermessen zu können, wenn es sich bewegt. Wie in 3 gezeigt ist, gibt es idealisiert gesehen genau einen Punkt R auf der Platte 6, in dem sich ein von der linken Erfassungs-Aussendeeinheit 1 ausgesendeter und von der rechten Erfassungs-Aussendeeinheit 1 erfasster Lichtstrahl, und ein von der rechten Erfassungs-Aussendeeinheit 1 ausgesendeter und von der linken Erfassungs-Aussendeeinheit 1 erfasster Lichtstrahl treffen. Dieser Punkt wird als heller Reflexionspunkt in jeweiligen Bildern der Erfassungs-Aussendeeinheiten 1 gesehen, da sich in diesem Punkt die Lichtintensitäten der von der linken und rechten Erfassungs-Aussendeeinheit 1 ausgesendeten Lichtstrahlen addieren. D.h. die linke Erfassungs-Aussendeeinheit 1 erfasst ein Bild mit einem hellen Punkt, und die rechte Erfassungs-Aussendeeinheit 1 erfasst ein Bild mit einem hellen Punkt, wobei diese beiden erfassten Punkte den gleichen physikalischen Punkt R auf der Platte 6 darstellen. Aus den Gesetzmäßigkeiten der geometrischen Optik ist bekannt, dass in diesem Punkt R auf der Platte 6 der Einfallswinkel der Lichtstrahlen gleich dem Ausfallswinkel der Lichtstrahlen bezüglich der Oberflächennormale ist. Infolge der Helmholtz-Reziproziät ist desweiteren bekannt, dass für alle reflektierenden oder teilweise reflektierenden Oberflächen sowohl der von der einen Erfassungs-Aussendeeinheit 1 erfasste helle Punkt als auch der von den anderen Erfassungs-Aussendeeinheit 1 erfasste helle Punkt Abbildungen des gleichen physikalischen Punktes (Reflexionspunkt R) auf der Platte 6 sind, und zwar unabhängig von den Reflexionseigenschaften und der Geometrie des zu vermessenden Objekts, wie hier die Platte 6.First, the measurement of a planar contact element with respect to 3 described the beam path of the measuring device according to the first embodiment with respect to a flat plate 6 shows. As in 3 shown are for measuring a flat plate 6 from the in 3 left detection transmission unit 1 Light rays emitted to the plate, which is on the surface of the plate 6 reflected and from the in 3 right detection transmission unit 1 be detected, and at the same time by the right detection transmission unit 1 Beams of light to the plate 6 sent out to the surface of the plate 6 reflected and from the left detection transmission unit 1 be recorded. The light beams are emitted stroboskop- or pulse-like when the position detection element 5 detects that the object E is in the measuring range of the device. The fact that the light beams are emitted stroboskop- or pulse-like, the object E can be measured even when it moves. As in 3 is shown, there is idealized exactly one point R on the plate 6 in which is one from the left detection transmission unit 1 emitted and from the right detection transmission unit 1 detected light beam, and one of the right detection-emitting unit 1 emitted and from the left detection transmission unit 1 hit detected light beam. This point becomes a bright reflection point in respective images of the detection emission units 1 seen, since in this point, the light intensities of the left and right detection-emitting unit 1 Add emitted light rays. That is, the left detection transmission unit 1 captures an image with a bright spot, and the right capture sending unit 1 captures a picture with a bright spot, where these two detected points have the same physical point R on the plate 6 represent. From the laws of geometric optics is known that in this point R on the plate 6 the angle of incidence of the light rays is equal to the angle of reflection of the light rays with respect to the surface normal. As a result of the Helmholtz reciprocity, it is further known that for all reflective or partially reflective surfaces, both of the one detection-emitting unit 1 detected light spot as well as that of the other detection broadcasting unit 1 captured bright spot images of the same physical point (reflection point R) on the plate 6 regardless of the reflection properties and the geometry of the object to be measured, as here the plate 6 ,

Da also bekannt ist, dass der helle Punkt, der von beiden Erfassungs-Aussendeeinheiten erfasst wird, der selbe physikalische Punkt auf der Platte 6 ist, in dem Einfallswinkel eingehender Lichtstrahlen gleich Ausfallswinkel ausgehender Lichtstrahlen ist, und da die Positionen der Erfassungs-Aussendeeinheiten 1 im Raum sowie die Brennweite des Objektivs bekannt ist, lässt sich die absolute Position des Reflexionspunkts sowie die Neigung der Platte 6 bzw. die Oberflächennormale der Platte 6 über eine Triangulation bestimmen. Aus der Positionsbestimmung kann wiederum auf die Koplanarität zurückgeschlossen werden.Thus, since it is known that the bright spot detected by both detection emitting units is the same physical point on the disk 6 is where incidence angle of incoming light rays is equal to angles of emission of outgoing light rays, and the positions of the detection emitting units 1 In the room and the focal length of the lens is known, the absolute position of the reflection point and the inclination of the plate can be 6 or the surface normal of the plate 6 determine by triangulation. From the position determination can in turn be deduced on the coplanarity.

Ein derartige Triangulation wird beispielhaft nachfolgend mit Bezug auf 4 bis 7 erläutert.Such a triangulation will be exemplified below with reference to FIG 4 to 7 explained.

4 zeigt idealisiert einen Abbildemechansimus der Messvorrichtung. Eine Linse des Objektivs 2 mit Brennweite f bildet ein Bild mit Höhe H, das in einem Abstand 1 von der Linse entfernt ist, in einem Brennpunkt f, der hinter der Linse bezüglich dem Bild mit Höhe H liegt und in dem der Sensor 4 angeordnet ist, mit Höhe h ab. Der Einfachheit halber wird für die folgende beispielhafte Berechnung von einer Abbildung des Bilds vor der Linse in einem Abstand f und mit einer Höhe h ausgegangen. Gemäß dem Strahlensatz (gleiche Dreiecke) besteht demzufolge in 4 folgender Zusammenhang: h/f = H/1 (1) 4 Ideally shows an imaging mechanism of the measuring device. A lens of the lens 2 with focal length f forms an image with height H, which is at a distance 1 from the lens, at a focal point f, which lies behind the lens with respect to the image with height H and in which the sensor 4 is arranged, with height h from. For the sake of simplicity, for the following exemplary calculation, a mapping of the image in front of the lens at a distance f and with a height h is assumed. According to the set of rays (equal triangles) therefore consists in 4 the following relationship: h / f = H / 1 (1)

5 zeigt einen beispielhaften Aufbau der Erfassungs-Aussendeeinheiten 1 zueinander. Die beiden Linsen der Objektive 2 haben bekannte Positionen, in diesem Beispiel hat die in 5 linke Linse (bzw. das Linsenzentrum) die Koordinaten (–I, 0, Z) und die in 5 rechte Linse (bzw. das Linsenzentrum) die Koordinaten (I, 0, Z), d.h. die Linsen sind symmetrisch bezüglich des Nullpunkts, der idealen Beobachtungsposition, gelegen. Das vorliegende Koordinatensystem ist ein rechtwinkliges Koordinatensystem, wie in der Figur unten links gezeigt ist. 5 shows an exemplary structure of the detection transmission units 1 to each other. The two lenses of the lenses 2 have known positions, in this example has the in 5 left lens (or the lens center) the coordinates (-I, 0, Z) and the in 5 right lens (or the lens center) the coordinates (I, 0, Z), ie the lenses are symmetrical with respect to the zero point, the ideal observation position, located. The present coordinate system is a rectangular coordinate system, as shown in the figure at the bottom left.

Der Sensor 4 jeder Erfassungs-Aussendeeinheit ist im Brennpunkt f und symmetrisch zur yz-Ebene angeordnet. Der linke Sensor 4 bildet einen zu erfassenden Punkt mit den unbekannten Koordinaten (x, y, z), welcher der vorstehend beschriebene gemeinsame Reflexionspunkt R ist, als zweidimensionalen Punkt mit den Koordinaten (yl, zl) ab, während der rechte Sensor den zu erfassenden Punkt als zweidimensionalen Punkt mit den Koordinaten (yr, zr) abbildet. Der Ursprung jedes Sensorkoordinatensystems liegt auf einer Verbindungslinie, die die beiden Linsenzentren verbindet. In der theoretischen Darstellung von 5 ist zu beachten, dass die Sensoren vor der Linse dargestellt sind, und nicht wie in der Realität hinter der Linse. Diese Anordnung soll lediglich verdeutlichen, dass entsprechend Gleichung (1) die von den Sensoren erfassten Bildkoordinaten bis auf die Vorzeichen gleich sind, ungeachtet, ob die Sensoren in dem Brennpunkt vor oder hinter der Linse angeordnet sind.The sensor 4 each detection emission unit is located at the focal point f and symmetric with the yz plane. The left sensor 4 forms a point to be detected with the unknown coordinates (x, y, z), which is the common reflection point R described above, as a two-dimensional point having coordinates (yl, zl), while the right sensor forms the point to be detected as a two-dimensional point with the coordinates (yr, zr). The origin of each sensor coordinate system lies on a connecting line connecting the two lens centers. In the theoretical presentation of 5 Note that the sensors are shown in front of the lens rather than behind the lens as in reality. This arrangement is merely intended to clarify that, according to equation (1), the image coordinates detected by the sensors are the same except for the signs, regardless of whether the sensors are arranged in the focal point in front of or behind the lens.

6 zeigt eine Projektion des schematischen Aufbaus von 5 auf die xy-Ebene. Aus 6 werden die xy-Koordinaten des zu erfassendes Punktes wie folgt bestimmt: Im ersten Schritt werden die x- und y-Koordinate des zu erfassenden Punkts gemäß dem Strahlensatz in Abhängigkeit der bekannten Größen –I, I, f, yr und yl bestimmt: yl/f = y/(I + x) (2) yr/f = y/(I – x). (3) 6 shows a projection of the schematic structure of 5 on the xy plane. Out 6 the xy coordinates of the point to be detected are determined as follows: In the first step, the x and y coordinates of the point to be detected are determined according to the set of rays depending on the known quantities -I, I, f, yr and yl: yl / f = y / (I + x) (2) yr / f = y / (I - x). (3)

Umformen der Gleichungen (2) und (3) ergibt: yl x – f y = –yl I (4) –yr x – f y = –yr I. (5) Transforming equations (2) and (3) yields: yl x - f y = -yl I (4) -Yr x - f y = -yr I. (5)

Anschließendes Elimieren von y durch Subtrahieren von Gleichung (5) von Gleichung (4) ergibt Gleichung (6), welche umgestellt Gleichung (7) ergibt, welche die x-Koordinate des zu erfassenden Punkts angibt: (yl + yr) x = (yr – yl) I (6) x = (yr – yl)/(yl + yr) I. (7) Subsequent elimination of y by subtracting equation (5) from equation (4) yields equation (6) which, converted, gives equation (7) indicating the x-coordinate of the point to be detected: (yl + yr) x = (yr - yl) I (6) x = (yr-yl) / (yl + yr) I. (7)

Auflösen von Gleichung (4) nach y führt zu Gleichung (8). Einsetzen von x gemäß Gleichung (7) in Gleichung (8) führt zu Gleichung (9), aus der die y-Koordinate des zu erfassenden Punkts bestimmt werden kann. Umformen der Gleichung (9) führt zu Gleichung (10): y = yl (I + x)/f (8) y = yl I (1 + (yr – yl)/(yl + yr))/f (9) y = yl I (2 yr/(yr + yl))/f. (10) Solving equation (4) for y leads to equation (8). Substituting x according to equation (7) into equation (8) leads to equation (9), from which the y-coordinate of the point to be detected can be determined. Transformation of equation (9) leads to equation (10): y = yl (I + x) / f (8) y = yl I (1 + (yr-yl) / (yl + yr)) / f (9) y = yl I (2 yr / (yr + yl)) / f. (10)

Die Bestimmung der z-Koordinate läuft entsprechend der Bestimmung der x- und y-Koordinate ab. Zur Erläuterung der Berechnung der z-Koordinate wird der schematische Aufbau von 5 in die xz-Ebene gemäß 7 projiziert.The determination of the z-coordinate proceeds in accordance with the determination of the x and y coordinates. To explain the calculation of the z-coordinate, the schematic structure of 5 in the xz-plane according to 7 projected.

Im ersten Schritt werden die x- und z-Koordinate des zu erfassenden Punkts gemäß dem Strahlensatz in Abhängigkeit der bekannten Größen –I, I, f, zr und zl bestimmt: zl/f = (Z – z)/(I + x) (11) zr/f = (Z – z)/(I – x) (12) In the first step, the x and z coordinates of the point to be detected are determined according to the set of rays as a function of the known quantities -I, I, f, zr and zl: zl / f = (Z - z) / (I + x) (11) zr / f = (Z - z) / (I - x) (12)

Eine Umformung dieser beiden Gleichungen derart, dass die freien Variablen x und z auf der linken Seite stehen, ergibt die Gleichungen (13) und (14): zl x + f z = fZ – zl I (13) –zr x + f z = fZ – zr I. (14) Transforming these two equations such that the free variables x and z are on the left gives the equations (13) and (14): zl x + fz = fz - zl I (13) -Zr x + fz = fz - zr I. (14)

Eliminieren von z durch Abziehen von Gleichung (14) von Gleichung (13) ergibt Gleichung (15). Auflösen von Gleichung (15) nach x führt zu Gleichung (16): (zl + zr) x = (zr – zl) I (15) x = (zr – zl)/(zl + zr) I. (16) Eliminate z by subtracting glide Equation (13) gives equation (15). Solving equation (15) for x leads to equation (16): (zl + zr) x = (zr - zl) I (15) x = (zr - zl) / (zl + zr) I. (16)

Auflösen von Gleichung (13) nach z ergibt Gleichung (17). Einsetzen von x gemäß Gleichung (16) in Gleichung (17) führt zu Gleichung (18), aus der die z-Koordinate des zu erfassenden Punkts bestimmt werden kann. Umformen der Gleichung (18) führt zu Gleichung (19): z = Z – zl (I + x)/f (17) z = Z – zl I (1 + (zr – zl)/(zl + zr))/f (18) z = Z – zl I (2 zr/(zr + zl))/f (19) Solving equation (13) for z gives equation (17). Substituting x according to equation (16) into equation (17) leads to equation (18), from which the z-coordinate of the point to be detected can be determined. Transformation of equation (18) leads to equation (19): z = Z - zl (I + x) / f (17) z = Z - zl I (1 + (zr - zl) / (zl + zr)) / f (18) z = Z - zl I (2 zr / (zr + zl)) / f (19)

Gemäß der vorstehenden Berechnung kann also über die Triangulation die x-, y- und z-Koordinate des zu erfassenden Punkts in Abhängigkeit der bekannten Größen –I, I, f, yr, yl, zr und zl bestimmt werden.According to the above Calculation can be over the triangulation is the x, y and z coordinate of the to be detected Point in dependence the known quantities -I, I, f, yr, yl, zr and zl are determined.

Des Weiteren kann, im Fall einer ebenen Oberfläche aus der Position des zu vermessenden Punkts bezüglich der beiden Erfassungs-Aussendeeinrichtungen die Neigung der Oberfläche bzw. die Oberflächenormale bestimmt werden (bzw. die Oberflächennormale in dem Reflexionspunkt im Fall einer gekrümmten Oberfläche), da bekannt ist, das in dem zu vermessenden Punkt Einfalls- und Ausfallswinkel gleich sind, und sich folglich der Reflexpunkt infolge einer Neigung der Oberfläche verschiebt.Of Further, in the case of a flat surface, from the position of surveying point regarding the two detection-emitting devices, the inclination of the surface or the surface normals be determined (or the surface normal in the reflection point in the case of a curved surface) It is known that the same in the point to be measured incident and Ausfallswinkel are, and therefore the reflex point due to a tendency of the surface shifts.

In der Realität sind die Linsen der Erfassungs-Aussendeeinrichtungen nicht parallel zueinander ausgerichtet, wie in der vorangegangenen Berechnung angenommen worden ist, sondern sind auf den Ursprung bzw. einen charakteristischen Punkt gerichtet. Dreht man nun die Linse und den Sensor gemäß der vorstehenden theoretischen Anordnung um den Linsenmittelpunkt, können die sich neu ergebenden Bildkoordinaten (yr', zr' bzw. yl', zl') auf dem Sensor mittels einer Transformationsmatrix aus den ursprünglichen Bildkoordinaten (yr, zr, bzw. yl, zl) berechnet werden.In the reality are the lenses of the detection transmitters not aligned parallel to each other, as in the previous one Calculation has been accepted, but are at the origin or a characteristic point. Now you turn the Lens and the sensor according to the above theoretical arrangement around the lens center, the newly resulting image coordinates (yr ', zr' or yl ', zl') on the sensor using a transformation matrix from the original ones Image coordinates (yr, zr, or yl, zl) are calculated.

Beispielhaft ist die Berechnung für solch eine Transformationsmatrix für die in 7 dargestellte Anordnung gezeigt. Die Rotation um eines der Linsenzentren (+ –I, 0, Z) in Richtung des Ursprungs um die Y-Achse um den Winkel α kann mittels folgender Drehmatrix berechnet werden:

By way of example, the calculation for such a transformation matrix for the in 7 shown arrangement shown. The rotation about one of the lens centers (+ -I, 0, Z) in the direction of the origin around the Y-axis by the angle α can be calculated by means of the following rotation matrix:

In dem Dreieck von 7, dass durch die Seiten L, I und Z gebildet wird, besteht folgender Zusammenhang: cos(α) = I/L (21)und sin(α) = Z/L. (22) (21) und (22) in (20) eingesetzt ergibt dann folgende Transformationsmatrix:

In the triangle of 7 that is formed by the sides L, I and Z, there is the following relationship: cos (α) = I / L (21) and sin (α) = Z / L. (22) (21) and (22) used in (20) then gives the following transformation matrix:

Nachfolgend wird nun die Vermessung eines Bauteils mit kugelförmiger bzw. gekrümmter Oberfläche beschrieben. Bei einer Koplanaritätsmessung von Elementen mit kugelförmiger Oberfläche, wie Ball Grid Arrays, ist vor allem die Position des höchsten Punkts der Elemente von Interesse. Dazu wird, wie in 8 gezeigt ist, die vorstehende Messvorrichtung bevorzugt so angeordnet, dass die beiden Erfassungs-Aussendeeinheiten 1 in gleichem Abstand von und unter gleichen Winkel (z.B. 38°), d.h. symmetrisch, zu dem zu vermessenden Objekt angeordnet sind, das in diesem Fall eine Kugel ist. Entsprechend der vorstehend beschriebenen Vermessung eines Objekts mit ebener Oberfläche (Platte 6) senden beide Erfassungs-Aussendeeinheiten 1 impuls- bzw. stroboskopartig Lichtstrahlen aus, wenn durch ein Positionserfassungselement, wie einer Lichtschranke, erkannt wird, dass sich das zu vermessende Objekt in dem Messbereich befindet. Demzufolge wird auch bei der Vermessung der Kugel 7 bzw. einem Objekt mit konvex gekrümmter Oberfläche ein heller Punkt in beiden Erfassungs-Aussendeeinheiten 1 erfasst, der ein Reflexionspunkt R auf der Kugel 7 ist, in welchem sich ein von der in 8 linken Erfassungs-Aussendeeinheit 1 ausgesendeter Lichtstrahl, der von der in 8 rechten Erfassungs-Aussendeeinheit 1 erfasst wird, und ein von der rechten Erfassungs-Aussendeeinheit 1 ausgesendeter Lichtstrahl, der von der linken Erfassungs-Aussendeeinheit 1 erfasst wird, reflektiert werden. Wie in 8 gezeigt ist und vorstehend beschrieben ist, ist dieser Reflexionspunkt R zwangsläufig der höchste Punkt auf der Kugel.The measurement of a component with a spherical or curved surface will now be described below. In a coplanarity measurement of elements with a spherical surface, such as ball grid arrays, the position of the highest point of the elements is of particular interest. This will, as in 8th is shown, the above measuring device preferably arranged so that the two detection-emitting units 1 equidistant from and at the same angle (eg 38 °), ie symmetrical, to the object to be measured, which in this case is a sphere. According to the above-described measurement of a flat surface object (plate 6 ) both send detection broadcasting units 1 Pulsed or stroboscopic light beams, if it is detected by a position detection element, such as a light barrier, that the object to be measured is in the measuring range. As a result, the sphere is also measured 7 or an object with a convex curved surface a bright spot in both detection-emitting units 1 detected, which is a reflection point R on the ball 7 is in which one of the in 8th left detection transmission unit 1 emitted light beam from the in 8th right detection transmission unit 1 is detected, and one from the right detection transmission unit 1 emitted light beam from the left detection-emitting unit 1 is detected, reflected. As in 8th is shown and described above, this reflection point R is inevitably the highest point on the ball.

Die exakte Position dieses Punktes, welcher der höchste Punkt auf der kugelförmigen Oberfläche ist, kann anschließend unter Anwendung einer Triangulation, wie sie vorstehend beschrieben ist, berechnet werden.The exact position of this point, which is the highest point on the spherical surface, can then be calculated using triangulation as described above net.

Für die Prüfung der Koplanarität mehrerer Objekte werden die Positionen der Reflexionspunkte R zueinander in Bezug gesetzt, um ihren relativen Abstand bezüglich einer Regressionsebene zu berechnen, zu welcher das Quadrat der Summe der Abstände alle relevanten, ermittelten Reflexionspunkte den kleinstmöglichen Wert hat. Die Summe der Abstände der beiden Punkte, die sich mit größtem Abstand bezüglich der Ebene gegenüberliegen, gibt den Koplanaritätsfehler an. Alternativ nimmt man die 3 höchsten Punkte, die das Massezentrum des zu vermessenden Objekts einschließen, und berechnet daraus eine Ebene, die diese 3 Punkte beinhaltet. Der Punkt, der am weitesten von dieser Ebene entfernt ist, gibt den Koplanaritätsfehler an.For the exam of coplanarity Of several objects, the positions of the reflection points R to each other relative to their relative distance with respect to a regression plane to calculate to which the square of the sum of the distances all relevant, determined reflection points the smallest possible Has value. The sum of the distances of the two points which differ by far the Level opposite, gives the coplanarity error at. Alternatively, take the 3 highest Points that include the center of mass of the object to be measured, and calculates a level containing these 3 points. Of the Point farthest from this plane gives the Koplanaritätsfehler at.

9 zeigt den prinzipiellen Aufbau gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung weist ein oder zwei LED-Lichtquellen 3, optische Lichtleiter L, halbdurchlässige Spiegel S, Linsen 2, Sensoren 4 und eine nicht dargestellte Positionserfassungseinrichtung auf. Die Vorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist so aufgebaut, dass die vorstehend aufgezählten Objekte, entsprechend 9, annähernd symmetrisch bezüglich einer zu erwartenden Oberflächennormale eines höchsten Punkts eines zu vermessenden Objekts E angeordnet sind. 9 shows the basic structure according to a second embodiment of the present invention. The device has one or two LED light sources 3 , optical fiber L, semitransparent mirror S, lenses 2 , Sensors 4 and a position detection device, not shown. The device according to the second embodiment is constructed so that the objects enumerated above, according to 9 are arranged approximately symmetrically with respect to an expected surface normal of a highest point of an object E to be measured.

Die Funktionsweise der Vorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist wie folgt: Die nicht dargestellte Positionserfassungseinrichtung erkennt, wenn sich das zu vermessende Objekt E (oder die zu vermessenden Objekte), in einem Messbereich der Vorrichtung befindet. Daraufhin sendet jede Aussendeinrichtung 3 zur gleichen Zeit einen Lichtblitz aus, der über den Lichtleiter L, wie z.B. ein Glasfaserkabel, zu einem halbdurchlässigen Spiegel S geleitet wird, und an diesem in Richtung des zu vermessenden Objekts E reflektiert wird. Bevor das von dem halbdurchlässigen Spiegel S reflektierte Licht auf das Objekt E auftrifft wird es mittels einer telezentrischen Linse 2 gebündelt, so dass es parallel auf das Objekt E auftrifft. Der Lichtstrahl, der den höchsten Punkt R des Objekts E mit beliebiger Oberfläche trifft, wird an diesem derart reflektiert, dass er sich genau parallel zu den von der gegenüberliegenden Lichtquelle 3 ausgesendeten Lichtstrahlen durch die gegenüberliegende Linse L und zu dem gegenüberliegenden, halbdurchlässigen Spiegel S hin ausbreitet. Der halbdurchlässige Spiegel S ist so beschaffen, dass er für von dem Objekt E reflektiertes Licht durchlässig ist, so dass er den an dem höchsten Punkt R reflektierten Lichtstrahl ohne Richtungsänderung durchlässt, der anschließend auf dem Sensor 4 als heller Bildpunkt abgebildet wird (bzw. ist der halbdurchlässige Spiegel S so beschaffen, dass der Sensor 4 einen Reflexionspunkt auf dem Objekt durch diesen hindurch erfassen kann). D.h. auf beiden Sensoren 4 der Vorrichtung wird jeweils ein heller Bildpunkt erfasst, die infolge der vorstehend beschriebenen Helmholtz-Reziproziät den gleichen physikalischen Punkt des Objekts E darstellen, nämlich den höchsten Punkt R des Objekts E. Eine Position des Punktes R, bzw. eine Koplanaritätsmessung des Objekts E (oder mehrerer Objekte) wird entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Verfahren bestimmt.The operation of the device according to the second embodiment is as follows: The position detection device, not shown, detects when the object to be measured E (or the objects to be measured) is located in a measuring range of the device. Thereupon, each transmitting device sends 3 at the same time a flash of light, which is passed over the light guide L, such as a fiber optic cable, to a semitransparent mirror S, and is reflected at this in the direction of the object E to be measured. Before the light reflected by the semitransparent mirror S is incident on the object E, it is detected by means of a telecentric lens 2 bundled so that it hits the object E in parallel. The light beam which hits the highest point R of the object E of arbitrary surface is reflected thereon so as to be exactly parallel to those of the opposite light source 3 emitted light rays through the opposite lens L and propagates to the opposite semi-transparent mirror S down. The semitransparent mirror S is made to be transparent to light reflected from the object E so as to transmit the light beam reflected at the highest point R without changing direction, which is then transmitted to the sensor 4 is represented as a bright pixel (or the semitransparent mirror S is such that the sensor 4 can detect a reflection point on the object therethrough). Ie on both sensors 4 The device is in each case a bright pixel detected that represent the same physical point of the object E due to the Helmholtz reciprocity described above, namely the highest point R of the object E. A position of the point R, or a coplanarity measurement of the object E (or multiple objects) is determined according to the first embodiment using the methods described above.

Dadurch, dass die Aussendeinrichtungen 3 gleichzeitig Lichtblitze aussenden, ist eine Vermessung des Objekts E möglich, ohne dass dieses angehalten werden muss.Due to the fact that the transmission facilities 3 emit light flashes simultaneously, a measurement of the object E is possible without this must be stopped.

Durch Verwendung des halbdurchlässigen Spiegels gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird gewährleistet, dass das von der Aussendeeinrichtung ausgesendetes Licht genau in den Strahlengang von Strahlen eingespiegelt werden kann, die von dem höchsten Punkt R des Objekts E zu dem Sensor 4 reflektiert werden, ohne dass die Aussendeeinrichtung 3 an der gleichen Stelle gelegen ist, wie der Sensor 4.By using the semitransparent mirror according to this embodiment, it is ensured that the light emitted by the emitting device can be accurately reflected in the beam path of rays coming from the highest point R of the object E to the sensor 4 be reflected without the sending device 3 located in the same place as the sensor 4 ,

Des weiteren führt die Verwendung der telezentrischen Linse 2 dazu, dass die von der Aussendeinrichtung 3 ausgesendeten Lichtstrahlen genau parallel auf Objekt E auftreffen.Furthermore, the use of the telecentric lens leads 2 to that of the sending out device 3 emit light rays exactly parallel to object E.

Optional kann die Vorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit nur einer LED-Lichtquelle 3 realisiert werden, an der beide Lichtleiter L vorgesehen sind.Optionally, the device according to the second embodiment with only one LED light source 3 can be realized, where both light guides L are provided.

Die vorliegende Erfindung kann verschiedenartig abgewandelt werden. So ist es z.B. möglich nicht nur ein Objekt sondern eine Vielzahl von Objekten bzw. Kontaktelementen gleichzeitig zu vermessen. Dies funktioniert wie folgt:
Alle Kontaktelemente werden nacheinander, bevorzugt aber gleichzeitig von zwei Erfassungs-Aussendeeinrichtungen gemäß dem Aufbau der vorstehend beschrieben Ausführungsbeispiele beleuchtet. Bevorzugt werden die Kontaktelemente stroboskop- bzw. impulsartig beleuchtet, wenn durch eine Positionserfassungseinrichtung erkannt wird, dass sie sich in einem Messbereich befinden, so dass eine Vermessung der Kontaktelemente während einer Bewegung der Kontaktelemente durchgeführt werden kann. Jede Erfassungs-Aussendeeinrichtung erfasst ein Bild mit einer Vielzahl von Reflexionspunkten, wobei je ein Reflexionspunkt zu einem Kontaktelement gehört. Die Zuordnung der Reflexionspunkte in beiden Bildern erfolgt entweder durch eine Eichung der Erfassungseinrichtung, so dass mindestens einem Punkt bekannt ist, an welcher Stelle er in beiden Erfassungnseinrichtungen abgebildet wird, oder aber durch einen sog. Matching-Algorithmus, der aufgrund der bekannten Position der Erfassungs-Aussendeeinrichtungen zueinander die Reflexionspunkte miteinander verknüpfen kann. Nachdem festgestellt worden ist, welche Reflexionspunkte miteinander korrespondieren, kann die Vermessung der Kontaktelemente mittels einer Triangulation gemäß den vorstehend aufgeführten Beispielen durchgeführt werden. Diese Mehrfachmessung ist für Kontaktelemente mit sowohl ebener, kugelförmiger als auch generell gewölbter Oberfläche anwendbar.The present invention can be variously modified. For example, it is possible to measure not just one object but a large number of objects or contact elements at the same time. This works as follows:
All contact elements are illuminated successively, but preferably simultaneously by two detection-emitting devices according to the structure of the embodiments described above. The contact elements are preferably illuminated stroboscopically or pulse-like when it is detected by a position detection device that they are located in a measuring range, so that a measurement of the contact elements during a movement of the contact elements can be performed. Each detection-emitting device detects an image having a plurality of reflection points, each having a reflection point associated with a contact element. The assignment of the reflection points in both images takes place either by calibration of the detection device, so that at least one point is known, at which point it is imaged in both detection devices, or else by a so-called matching algorithm, which can link the reflection points to each other on the basis of the known position of the detection-emitting devices. After it has been determined which reflection points correspond to each other, the measurement of the contact elements by means of triangulation according to the examples listed above can be performed. This multiple measurement is applicable to contact elements having both a planar, spherical and generally curved surface.

Des weiteren kann die vorstehend beschriebe Vorrichtung eingesetzt werden, um einen tiefsten Punkt einer konkaven Oberfläche eines Objekts zu bestimmen. So kann die Vorrichtung zum Beispiel zum Vermessen von Bohrungen verwendet werden, die z.B. durch Lasern hergestellt worden sind.Of Furthermore, the device described above can be used. to determine a lowest point of a concave surface of an object. For example, the device can measure bores may be used, e.g. have been produced by lasers.

Claims

Measuring device for measuring the coplanarity of contact elements of electrical components which are moved, with at least one first and one second emitting device ( 3 ) and at least one first and second detection device ( 4 ), each of the detection devices ( 4 ) a camera with lens ( 2 ) and sensor ( 4 ), the sensor ( 4 ) has a Scheimpflug arrangement with respect to a test object (E), wherein the first emitting device ( 3 ) emits a wave bundle in the direction of the test object (E) which is reflected by the test object (E) and by the first detection device ( 4 ), and the second sending device ( 3 ) emits a wave bundle in the direction of the test object (E) which is reflected by the test object (E) and by the second detection device ( 4 ), wherein the first detection device ( 4 ) to the second emitting device ( 3 ) reflected waves, and the second detection means ( 4 ) to the first emitting device ( 3 ) reflected waves, each emitting device ( 3 ) consists of a plurality of lighting devices which are annularly in each case one of the detection devices ( 4 ) are arranged around.

Measuring device according to claim 1, characterized in that the emitting devices ( 3 ) Emit wave bundles at the same time.

Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the emitting devices ( 3 ) Emit light beams stroboscopically.

Measuring device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the emitting device ( 3 ) consists of a light emitting diode.

Measuring device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the measuring device further comprises a position detecting element ( 5 ), which detects whether the measurement object (E) is located within a measuring range of the measuring device.

Method for measuring the coplanarity of contact elements of electrical components which are moved, using the measuring device according to one of Claims 1 to 5, with the following steps: emitting a first wave bundle from the first emitting device ( 3 ) in the direction of the measurement object (E), detecting the waves reflected by the measurement object (E) with the first detection device ( 2 . 4 ) made of lens ( 2 ) and sensor ( 4 ) having a Scheimpflug arrangement with respect to the test object (E), emitting a second wave bundle from the second emitting device ( 3 ) in the direction of the measurement object (E), detecting the waves reflected by the measurement object (E) with the second detection device ( 2 . 4 ) made of lens ( 2 ) and sensor ( 4 ), which has a Scheimpflug arrangement with respect to the test object (E), wherein the first detection device ( 4 ) to the second emitting device ( 3 ) reflected waves, and the second detection means ( 4 ) to the first emitting device ( 3 ) reflected waves detected.