JPH04166710A - 表面性状観測装置 - Google Patents
表面性状観測装置Info
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- JPH04166710A JPH04166710A JP29512590A JP29512590A JPH04166710A JP H04166710 A JPH04166710 A JP H04166710A JP 29512590 A JP29512590 A JP 29512590A JP 29512590 A JP29512590 A JP 29512590A JP H04166710 A JPH04166710 A JP H04166710A
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- light source
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、表面の曲面形状か異なる方向に配向する多
数の曲面要素の集合より成る曲面体につき、各曲面要素
の配向性を検出するのに適用される曲面性状観測装置に
関連し、殊にこの発明は、プリント基板上に実装された
部品につき、そのはんだ付は部分の形状などを検査する
のに好適な曲面性状観測装置に関する。
数の曲面要素の集合より成る曲面体につき、各曲面要素
の配向性を検出するのに適用される曲面性状観測装置に
関連し、殊にこの発明は、プリント基板上に実装された
部品につき、そのはんだ付は部分の形状などを検査する
のに好適な曲面性状観測装置に関する。
〈従来の技術〉
多配向性曲面をもつ曲面体として、プリント基板上に実
装された部品におけるはんだ付は部位の表面形状がその
代表例に挙げられる。従来、このはんだ付は部位は、目
視検査により検査されており、はんだ付は状態の良否、
すなわちはんだの有無、量、溶解性、短絡、導通不良な
どがこの目視検査によって判定されている。
装された部品におけるはんだ付は部位の表面形状がその
代表例に挙げられる。従来、このはんだ付は部位は、目
視検査により検査されており、はんだ付は状態の良否、
すなわちはんだの有無、量、溶解性、短絡、導通不良な
どがこの目視検査によって判定されている。
ところがこのような目視検査による方法では、検査ミス
の発生か避けられず、判定結果も検査する者によりまち
まちであり、また検査処理能力にも限界かある。
の発生か避けられず、判定結果も検査する者によりまち
まちであり、また検査処理能力にも限界かある。
そこで近年、この種の検査を自動的に行うことかできる
自動検査装置が各種提案されている。
自動検査装置が各種提案されている。
ところではんだ付は部位の表面形状は、3次元の拡がり
をもつ立体形状であって、これを検査するには、3次元
の形状情報を検出できることが不可欠の条件となる。
をもつ立体形状であって、これを検査するには、3次元
の形状情報を検出できることが不可欠の条件となる。
第8図はこの条件を満たす自動検査装置の一例を示すも
のであり、レーザなとの光源から板状をなすスリット光
1を基板2上のはんだ付は部位へ照射している。このス
リット光1の照射により、はんだ付は部位を含む基板2
の表面には、立体形状に沿って歪を受けた光切断線3か
生成されるもので、その光切断線3の反射光像を撮像装
置4で撮像して、その撮像パターンの歪状態をチエツク
することにより、はんだ付は部位の立体形状を検出する
。
のであり、レーザなとの光源から板状をなすスリット光
1を基板2上のはんだ付は部位へ照射している。このス
リット光1の照射により、はんだ付は部位を含む基板2
の表面には、立体形状に沿って歪を受けた光切断線3か
生成されるもので、その光切断線3の反射光像を撮像装
置4で撮像して、その撮像パターンの歪状態をチエツク
することにより、はんだ付は部位の立体形状を検出する
。
ところがこの検査方法の場合、スリット光lか照射され
た部分の形状情報か得られるのみであって、それ以外の
部分の立体形状を把握することは困難である。しかもは
んだ付は部位の表面は、その配向方向か基板2の垂直方
向に対して不定であるため、光源と撮像装置4との組み
合わせが少なくとも4組以上は必要であり、これかため
装置が複雑化し、かつ高精度の組立作業が必要となり、
コスト高を招くなどの問題がある。
た部分の形状情報か得られるのみであって、それ以外の
部分の立体形状を把握することは困難である。しかもは
んだ付は部位の表面は、その配向方向か基板2の垂直方
向に対して不定であるため、光源と撮像装置4との組み
合わせが少なくとも4組以上は必要であり、これかため
装置が複雑化し、かつ高精度の組立作業が必要となり、
コスト高を招くなどの問題がある。
そこでこの種問題を解消した方法として、検査対象であ
る曲面体の表面へ入射角が異なる光を照射し、曲面体の
表面からの各反射光像を撮像して、それぞれの撮像パタ
ーンより曲面体の有する各曲面要素の配向性を検出する
という方法が存在する。この方法の原理は、3次元画像
情報検出のひとつである「アクティブ・センシング法」
に属するものである。すなわちこの方法は、一定のパタ
ーンをもった光束を検査対象に投光したとき、その検査
対象から得られる反射光束のパターンか検査対象の立体
的形状に対応して変形を受けることに着目したもので、
その変形パターンから検査対象の形状を推定するという
方法である。
る曲面体の表面へ入射角が異なる光を照射し、曲面体の
表面からの各反射光像を撮像して、それぞれの撮像パタ
ーンより曲面体の有する各曲面要素の配向性を検出する
という方法が存在する。この方法の原理は、3次元画像
情報検出のひとつである「アクティブ・センシング法」
に属するものである。すなわちこの方法は、一定のパタ
ーンをもった光束を検査対象に投光したとき、その検査
対象から得られる反射光束のパターンか検査対象の立体
的形状に対応して変形を受けることに着目したもので、
その変形パターンから検査対象の形状を推定するという
方法である。
第9図は、この方法の原理説明図であり、光源5と撮像
装置6とから成る観測系と、観測対象である曲面体7と
の位置関係を示している。
装置6とから成る観測系と、観測対象である曲面体7と
の位置関係を示している。
同図において、光源5より曲面体7の表面に対して入射
仰角iで光束8を投光すると、角度i’ (=i)の
反射光束9が真上に置かれた撮像装置6に入射して検出
される。これにより前記光束8で照明された曲面体7の
曲面要素は基準面10に対してiの仰角をなして配向し
ていることが検出されたことになる。従ってもし曲面体
7の表面性状が、はんだ付は面のように異なる仰角方向
に配向している多数の曲面要素から成るものであれば、
入射仰角か異なる複数の光源を用いて曲面体7の表面に
投光すれば、それぞれの入射仰角に対応する曲面要素の
群か撮像装置6により検出され、これにより曲面体7表
面の各曲面要素かそれぞれとんな仰角をなして配向をし
ているか、すなわちはんだ付は部位の表面性状がどのよ
うであるかを検出できる。
仰角iで光束8を投光すると、角度i’ (=i)の
反射光束9が真上に置かれた撮像装置6に入射して検出
される。これにより前記光束8で照明された曲面体7の
曲面要素は基準面10に対してiの仰角をなして配向し
ていることが検出されたことになる。従ってもし曲面体
7の表面性状が、はんだ付は面のように異なる仰角方向
に配向している多数の曲面要素から成るものであれば、
入射仰角か異なる複数の光源を用いて曲面体7の表面に
投光すれば、それぞれの入射仰角に対応する曲面要素の
群か撮像装置6により検出され、これにより曲面体7表
面の各曲面要素かそれぞれとんな仰角をなして配向をし
ているか、すなわちはんだ付は部位の表面性状がどのよ
うであるかを検出できる。
また光源5か、入射仰角がi+Δiからi−Δiまで2
Δiの幅をもつ光束8を投光するならば、その幅に対応
した幅を有する反射光束9か撮像装置6により検出され
ることになる。すなわちこの場合は、基準面10となす
仰角かi十Δiからi−Δiまでの幅の角度をもつ曲面
要素が検出できることになる。
Δiの幅をもつ光束8を投光するならば、その幅に対応
した幅を有する反射光束9か撮像装置6により検出され
ることになる。すなわちこの場合は、基準面10となす
仰角かi十Δiからi−Δiまでの幅の角度をもつ曲面
要素が検出できることになる。
さらに第10図に示すように、曲面体7への入射仰角が
異なる複数の光源11. 12. 13をもって投光装
置を構成すれば、各光源による光束14,15.16の
入射仰角に対応した配向をもつ曲面要素かそれだけ詳細
に検出できることになる。
異なる複数の光源11. 12. 13をもって投光装
置を構成すれば、各光源による光束14,15.16の
入射仰角に対応した配向をもつ曲面要素かそれだけ詳細
に検出できることになる。
上記の原理に基づきはんだ付は部位の外観を検査する装
置として、円環状の白色光源を複数用いたものか提案さ
れている(特開昭61−293657号)。
置として、円環状の白色光源を複数用いたものか提案さ
れている(特開昭61−293657号)。
第11図はその検査原理を示すもので、半径か異なる3
個の円環状の白色光源17.18゜19を基準面10に
対して異なる高さ位置に水平に配置されている。
個の円環状の白色光源17.18゜19を基準面10に
対して異なる高さ位置に水平に配置されている。
いま各光源17.18.19の半径がrl(ただしn=
1.2.3 ) 、基準面IOに対する高さがり、(n
=1.2.3)とすると、曲面体7への各光束の入射仰
角はそれぞれi、 (n=1.2゜3)となり、曲面
体7における仰角がそれぞれisである各曲面要素を撮
像装置6により検出することができる。このとき各光源
17,18゜19から曲面体7の表面を経て撮像装置6
に至る全光路長に比して曲面要素の大きさが十分に小さ
いので、次式により入射仰角、すなわち検出しようとす
る曲面要素の仰角を定めればよい。
1.2.3 ) 、基準面IOに対する高さがり、(n
=1.2.3)とすると、曲面体7への各光束の入射仰
角はそれぞれi、 (n=1.2゜3)となり、曲面
体7における仰角がそれぞれisである各曲面要素を撮
像装置6により検出することができる。このとき各光源
17,18゜19から曲面体7の表面を経て撮像装置6
に至る全光路長に比して曲面要素の大きさが十分に小さ
いので、次式により入射仰角、すなわち検出しようとす
る曲面要素の仰角を定めればよい。
−N7「石−下
この検査方法においては、はんだ付は面に対する入射仰
角の異なる3個の光源17,18゜19による反射光像
を相互に識別するために、それぞれ光源17,18.1
9を時間的に異なったタイミングで点灯し、また消灯す
るようにしている。
角の異なる3個の光源17,18゜19による反射光像
を相互に識別するために、それぞれ光源17,18.1
9を時間的に異なったタイミングで点灯し、また消灯す
るようにしている。
〈発明か解決しようとする問題点〉
しかしながらこのような方法では、曲面体7の各曲面要
素か基準面10に対してとのような仰角をなして配向し
ているかを検出できるのみで、方位角の方向についての
配向の状態を検出するのは困難である。しかも順次点灯
方式であるから、曲面性状の検査を高速で行うことかで
きないばかりでなく、異なる投光タイミングで得た各画
像を貯蔵するためのメモリや、これら画像を同一視野像
として演算処理するだめの演算装置や、各光源を瞬間的
に点滅させるための制御装置などが必要であり、技術面
での煩雑さが多く、またそれかコスト面や信頼性の面で
課題となっている。
素か基準面10に対してとのような仰角をなして配向し
ているかを検出できるのみで、方位角の方向についての
配向の状態を検出するのは困難である。しかも順次点灯
方式であるから、曲面性状の検査を高速で行うことかで
きないばかりでなく、異なる投光タイミングで得た各画
像を貯蔵するためのメモリや、これら画像を同一視野像
として演算処理するだめの演算装置や、各光源を瞬間的
に点滅させるための制御装置などが必要であり、技術面
での煩雑さが多く、またそれかコスト面や信頼性の面で
課題となっている。
この発明は、上記問題に着目してなされたものて、はん
だ付は部位なとの曲面体の曲面性状、とくに方位角の方
向についての配向の状態を観測できる曲面性状観測装置
を提供することを目的とする。
だ付は部位なとの曲面体の曲面性状、とくに方位角の方
向についての配向の状態を観測できる曲面性状観測装置
を提供することを目的とする。
またこの発明の他の目的は、曲面体の曲面性状を短時間
で観測でき、しかもコストの低減と信頼性の向上とを実
現した曲面性状観測装置を提供することにある。
で観測でき、しかもコストの低減と信頼性の向上とを実
現した曲面性状観測装置を提供することにある。
く問題点を解決するための手段〉
請求項(1)にかかる発明は、観測対象である曲面体を
観測位置へ導入して前記曲面体の表面形状を観測する表
面性状観測装置であって、投光装置と撮像装置とを有し
ている。前記投光装置は、特定の色彩の光を投射する光
源列を備えており、前記光源列は、観測位置から見て特
定の方位角に対応する方向に設けられている。そして前
記撮像装置は、観測位置の真上位置に前記曲面体の表面
の反射光像を撮像可能に配置されている。
観測位置へ導入して前記曲面体の表面形状を観測する表
面性状観測装置であって、投光装置と撮像装置とを有し
ている。前記投光装置は、特定の色彩の光を投射する光
源列を備えており、前記光源列は、観測位置から見て特
定の方位角に対応する方向に設けられている。そして前
記撮像装置は、観測位置の真上位置に前記曲面体の表面
の反射光像を撮像可能に配置されている。
請求項(2)にかかる発明は、投光装置と撮像装置とを
有する同様の表面形状観測装置であって、前記投光装置
は、特定の色彩の光を時系列的に投射する複数の光源列
を備えると共に、各光源列は、観測位置から見てそれぞ
れ異なる方位角に対応する各方向に設けられたものであ
る。
有する同様の表面形状観測装置であって、前記投光装置
は、特定の色彩の光を時系列的に投射する複数の光源列
を備えると共に、各光源列は、観測位置から見てそれぞ
れ異なる方位角に対応する各方向に設けられたものであ
る。
請求項(3)にかかる発明は、投光装置と撮像装置とを
有する同様の表面形状観測装置であって、前記投光装置
は、各列毎に異なる色彩の光を同時に投射する複数の光
源列を備えると共に、各光源列は、観測位置から見てそ
れぞれ異なる方位角に対応する方向に設けられたもので
ある。
有する同様の表面形状観測装置であって、前記投光装置
は、各列毎に異なる色彩の光を同時に投射する複数の光
源列を備えると共に、各光源列は、観測位置から見てそ
れぞれ異なる方位角に対応する方向に設けられたもので
ある。
請求項(4)にかかる発明は、請求項(1)〜(3)に
おける各光源列が複数の点状光源を整列配置して構成さ
れたものである。
おける各光源列が複数の点状光源を整列配置して構成さ
れたものである。
請求項(5)にかかる発明は、請求項(1)〜(3)に
おける各光源列か長手形状をなす線状光源により構成さ
れたものである。
おける各光源列か長手形状をなす線状光源により構成さ
れたものである。
く作用〉
観測位置から見て所定の方位角に対応する方向の光源列
から所定の色彩の光が観測対象に投射されるので、観測
対象の曲面性状につき、前記方位角に対応する方向につ
いての配向の状態を検出することかできる。
から所定の色彩の光が観測対象に投射されるので、観測
対象の曲面性状につき、前記方位角に対応する方向につ
いての配向の状態を検出することかできる。
また観測位置から見て特定の方位角に対応する方向に特
定の色彩の光を投射する光源列を1個設けたとき、その
方位角に対応する方向についての配向をもつ曲面要素の
有無や位置を直接判定できる。
定の色彩の光を投射する光源列を1個設けたとき、その
方位角に対応する方向についての配向をもつ曲面要素の
有無や位置を直接判定できる。
さらに観測対象から見て異なる方位角に対応する各方向
の光源列からそれぞれ異なる色彩の光を同時に観測対象
へ投射させるとき、撮像装置では曲面体の表面からの反
射光像を各色彩別に同時を得ることができ、その撮像パ
ターンを用いて曲面体の表面性状を高速で判断し得る。
の光源列からそれぞれ異なる色彩の光を同時に観測対象
へ投射させるとき、撮像装置では曲面体の表面からの反
射光像を各色彩別に同時を得ることができ、その撮像パ
ターンを用いて曲面体の表面性状を高速で判断し得る。
〈実施例〉
第1図は、この発明が実施されたプリント基板検査装置
の概略構成を示す。
の概略構成を示す。
図示例の基板検査装置は、位置決め基板2O3を撮像し
て得られた前記位置決め基板2O3上にある各部品21
Sの検査領域のパラメータ(判定データ)と、被検査基
板20Tを撮像して得られた前記被検査基板2OT上に
ある各部品21Tの検査領域のパラメータ(被検査デー
タ)とを比較して、これらの各部品21Tか正しく実装
されかつはんだ付けされているかどうかを検査するため
のものであって、X軸テーブル部22.Y軸テーブル部
23.投光部24゜撮像部25.処理部26などをその
構成として含んでいる。
て得られた前記位置決め基板2O3上にある各部品21
Sの検査領域のパラメータ(判定データ)と、被検査基
板20Tを撮像して得られた前記被検査基板2OT上に
ある各部品21Tの検査領域のパラメータ(被検査デー
タ)とを比較して、これらの各部品21Tか正しく実装
されかつはんだ付けされているかどうかを検査するため
のものであって、X軸テーブル部22.Y軸テーブル部
23.投光部24゜撮像部25.処理部26などをその
構成として含んでいる。
X軸テーブル部22およびY軸テーブル部23は、それ
ぞれ処理部26からの制御信号に基づいて動作するモー
タ(図示せず)を備えており、これらモータの駆動によ
りX軸テーブル部22が撮像部25をX方向へ移動させ
、またY軸テーブル部23か基板2O3,20Tを支持
するコンベヤ27をX方向へ移動させる。
ぞれ処理部26からの制御信号に基づいて動作するモー
タ(図示せず)を備えており、これらモータの駆動によ
りX軸テーブル部22が撮像部25をX方向へ移動させ
、またY軸テーブル部23か基板2O3,20Tを支持
するコンベヤ27をX方向へ移動させる。
これら基板20S、20Tは、投光部24からの照射光
を受けつつ撮像部25により撮像される。
を受けつつ撮像部25により撮像される。
投光部24は、処理部26からの制御信号に基づき各列
毎に異なる色彩の光をそれぞれ発生して検査対象へ異な
る入射方位角で同時に照射するための複数の光源列28
a、28b、28c。
毎に異なる色彩の光をそれぞれ発生して検査対象へ異な
る入射方位角で同時に照射するための複数の光源列28
a、28b、28c。
28dを備えており、各光源列28 a〜28dを発し
た光束を前記基板2O3,20Tを投光して、その反射
光像を撮像部25て得て電気信号に変換する。
た光束を前記基板2O3,20Tを投光して、その反射
光像を撮像部25て得て電気信号に変換する。
第2図および第3図は、この投光部24の具体例を示し
ており、ドーム形状をなすフート29の内面に前記の各
光源列28a〜28dを構成する多数の点状光源28を
点在させた状態で配備しである。フード29は下面開口
を下方に向け、上面の開口部30に搬像部25を位置さ
せである。
ており、ドーム形状をなすフート29の内面に前記の各
光源列28a〜28dを構成する多数の点状光源28を
点在させた状態で配備しである。フード29は下面開口
を下方に向け、上面の開口部30に搬像部25を位置さ
せである。
前記点状光源28には、発光ダイオードか用いであるか
、異なる色彩の光を投射てきるものであれば、これに限
られないことは勿論である。
、異なる色彩の光を投射てきるものであれば、これに限
られないことは勿論である。
各光源列28a〜28dは、検査位置の上方であって検
査位置から見てそれぞれ異なる方位角に対応する各方向
に配置されるもので、第3図中、光源列28aに属する
各点状光源28かそれぞれOoと180°の方位角に対
応する各方向に位置し、光源列28bに属する各点状光
源28がそれぞれ45°と225°の方位角に対応する
各方向に位置し、光源列28cに属する各点状光源28
かそれぞれ90°と270°の方位角に対応する各方向
に位置し、光源列28dに属する各点状光源28がそれ
ぞれ135°と315°の方位角に対応する各方向に位
置するものである。
査位置から見てそれぞれ異なる方位角に対応する各方向
に配置されるもので、第3図中、光源列28aに属する
各点状光源28かそれぞれOoと180°の方位角に対
応する各方向に位置し、光源列28bに属する各点状光
源28がそれぞれ45°と225°の方位角に対応する
各方向に位置し、光源列28cに属する各点状光源28
かそれぞれ90°と270°の方位角に対応する各方向
に位置し、光源列28dに属する各点状光源28がそれ
ぞれ135°と315°の方位角に対応する各方向に位
置するものである。
なお光源列は、上記実施例のように必ずしも全方位角の
方向にわたって設ける必要はなく、特定の方位角の方向
に限って設けてもよく、その場合は、検出したい表面面
素の有無や位置を直接判定できる。
方向にわたって設ける必要はなく、特定の方位角の方向
に限って設けてもよく、その場合は、検出したい表面面
素の有無や位置を直接判定できる。
また前記の各光源列28a〜28dは、同じ色彩の光を
発生する点状光源28を用いて構成すると共に、各光源
列を時系列的に点灯し、消灯させる方式であってもよく
、その場合は高速検査は実現できないものの、方位角の
方向についての配向の状態を検出し得ることは勿論であ
る。
発生する点状光源28を用いて構成すると共に、各光源
列を時系列的に点灯し、消灯させる方式であってもよく
、その場合は高速検査は実現できないものの、方位角の
方向についての配向の状態を検出し得ることは勿論であ
る。
なお各光源列28a〜28dは、点状光源28を整列配
置した構成のものである必要はなく、第4図に示す如く
、色カバーを被せた蛍光灯のような線状光源28′に置
き換えることも可能である。
置した構成のものである必要はなく、第4図に示す如く
、色カバーを被せた蛍光灯のような線状光源28′に置
き換えることも可能である。
第5図は、検査対象48の表面の方位角検出原理を示す
もので、任意の点状光源28と検査対象48との幾何学
的関係を上方より俯撤して表したものである。
もので、任意の点状光源28と検査対象48との幾何学
的関係を上方より俯撤して表したものである。
同図において、点状光源28より検査対象480表面に
対して入射方位角jで光束49が投光されると、その反
射光束が検査対象48の真上に位置する撮像部25に入
射して検出される。
対して入射方位角jで光束49が投光されると、その反
射光束が検査対象48の真上に位置する撮像部25に入
射して検出される。
これにより前記光束49で照明された検査対象48にお
ける曲面要素は座標軸50に対しjの方位角をなして配
向していることか検出される。
ける曲面要素は座標軸50に対しjの方位角をなして配
向していることか検出される。
従って検査対象48の表面形状がはんだ付は面のように
異なる方位角方向に配向している多数の曲面要素から成
るものであれば、入射方位角か異なる複数の点状光源2
8より検査対象48の表面へ投光すれば、それぞれの入
射方位角に対応する曲面要素の群が撮像部25により検
出される。これにより検査対象48の表面の各曲面要素
かそれぞれとんな方位角をなして配向しているかを検出
できる。
異なる方位角方向に配向している多数の曲面要素から成
るものであれば、入射方位角か異なる複数の点状光源2
8より検査対象48の表面へ投光すれば、それぞれの入
射方位角に対応する曲面要素の群が撮像部25により検
出される。これにより検査対象48の表面の各曲面要素
かそれぞれとんな方位角をなして配向しているかを検出
できる。
また点状光源28か入射方位角かj−Δjからj+Δj
まで2Δjの幅をもつ光束49を投光するならば、その
幅に対応した幅を有する反射光束が撮像されることにな
り、この場合は、座標軸50となす方位角かj−Δjか
らj+Δjまての幅の角度をもつ曲面要素か検出できる
ことになる。
まで2Δjの幅をもつ光束49を投光するならば、その
幅に対応した幅を有する反射光束が撮像されることにな
り、この場合は、座標軸50となす方位角かj−Δjか
らj+Δjまての幅の角度をもつ曲面要素か検出できる
ことになる。
かくして第6図に示すように、検査対象48から見て異
なる方位角に対応する各方向にそれぞれ点状光源28を
配置して投光部24を構成すれば、各点状光源28によ
る光束49の入射方位角に対応した配向性をもつ曲面要
素をそれだけ詳細に検出できることになる。
なる方位角に対応する各方向にそれぞれ点状光源28を
配置して投光部24を構成すれば、各点状光源28によ
る光束49の入射方位角に対応した配向性をもつ曲面要
素をそれだけ詳細に検出できることになる。
つぎに撮像部25は、検査位置の真上に位置させたカラ
ーテレビカメラ32を備えており、前記基板20Sまた
は20Tからの反射光はこのカラーテレビカメラ32に
よって三原色のカラー信号R,G、Bに変換されて処理
部26へ供給される。
ーテレビカメラ32を備えており、前記基板20Sまた
は20Tからの反射光はこのカラーテレビカメラ32に
よって三原色のカラー信号R,G、Bに変換されて処理
部26へ供給される。
処理部26は、A/D変換部33.メモリ38゜ティー
チングテーブル352画像処理部34゜判定部36.X
、Yテーブルコントローラ37゜撮像コントローラ31
.CRT表示部41.プリンタ42.キーボード40.
フロッピーディスク装置43.制御部(CPU)39な
とから構成されるもので、ティーチングモードのとき、
位置決め基板2O3についてのカラー信号R2G、Bを
処理し、はんだ付は状態か良好な各部品21Sの所定領
域につき投光された各色彩の光の反射光により形成され
た色彩パターンを検出して、判定データファイルを作成
し、また検査モードのとき、被検査基板20Tについて
のカラー信号R,G、Bを処理し、基板上の各部品21
Tの所定領域につき同様の色彩パターンを検出して被検
査データファイルを作成する。
チングテーブル352画像処理部34゜判定部36.X
、Yテーブルコントローラ37゜撮像コントローラ31
.CRT表示部41.プリンタ42.キーボード40.
フロッピーディスク装置43.制御部(CPU)39な
とから構成されるもので、ティーチングモードのとき、
位置決め基板2O3についてのカラー信号R2G、Bを
処理し、はんだ付は状態か良好な各部品21Sの所定領
域につき投光された各色彩の光の反射光により形成され
た色彩パターンを検出して、判定データファイルを作成
し、また検査モードのとき、被検査基板20Tについて
のカラー信号R,G、Bを処理し、基板上の各部品21
Tの所定領域につき同様の色彩パターンを検出して被検
査データファイルを作成する。
そしてこの被検査データファイルと前記判定データファ
イルとを比較して、この比較結果から被検査基板2OT
上の所定の部品21Tにつきはんだ付は部分の良、不良
を自動的に判定する。
イルとを比較して、この比較結果から被検査基板2OT
上の所定の部品21Tにつきはんだ付は部分の良、不良
を自動的に判定する。
第7図(1)は、はんだ付けか良好であるとき、第7図
(2)ははんだか欠落しているとき、第7図(3)は部
品が欠落しているときのそれぞれのはんだ44の断面形
態と、各場合の撮像パターン45〜47との関係を対応
付けして示したものであり、各撮像パターン45〜47
間には明確な差異が現われるため、部品の存無やはんだ
付けの良否が判定できることになる。
(2)ははんだか欠落しているとき、第7図(3)は部
品が欠落しているときのそれぞれのはんだ44の断面形
態と、各場合の撮像パターン45〜47との関係を対応
付けして示したものであり、各撮像パターン45〜47
間には明確な差異が現われるため、部品の存無やはんだ
付けの良否が判定できることになる。
第1図に戻って、A/D変換部33は前記撮像部25か
らカラー信号R,G、Bが供給されたときに、これをア
ナログ・ディジタル変換して制御部39へ出力する。メ
モリ38はRAMなどを備え、制御部39の作業エリア
として使われる。画像処理部34は制御部39を介して
供給された画像データを画像処理して前記被検査データ
ファイルや判定データファイルを作成し、これらを制御
部39や判定部36へ供給する。
らカラー信号R,G、Bが供給されたときに、これをア
ナログ・ディジタル変換して制御部39へ出力する。メ
モリ38はRAMなどを備え、制御部39の作業エリア
として使われる。画像処理部34は制御部39を介して
供給された画像データを画像処理して前記被検査データ
ファイルや判定データファイルを作成し、これらを制御
部39や判定部36へ供給する。
ティーチングテーブル35はティーチング時に制御部3
9から判定データファイルか供給されたとき、これを記
憶し、また検査時に制御部39が転送要求を出力したと
き、この要求に応じて判定データファイルを読み出して
、これを制御部39や判定部36などへ供給する。
9から判定データファイルか供給されたとき、これを記
憶し、また検査時に制御部39が転送要求を出力したと
き、この要求に応じて判定データファイルを読み出して
、これを制御部39や判定部36などへ供給する。
判定部36は、検査時に制御部39から供給された判定
データファイルと、前記画像処理部34から転送された
被検査データファイルとを比較して、その被検査基板2
0Tにつきはんだ付は状態の良否を判定し、その判定結
果を制御部39へ出力する。
データファイルと、前記画像処理部34から転送された
被検査データファイルとを比較して、その被検査基板2
0Tにつきはんだ付は状態の良否を判定し、その判定結
果を制御部39へ出力する。
撮像コントローラ31は、制御部39と投光部24およ
び撮像部25とを接続するインターフェースなどを備え
、制御部39の出力に基づき投光部24の各点状光源2
8の光量を調整したり、撮像部25のカラーテレビカメ
ラ32の各色相光出力の相互バランスを保つなどの制御
を行う。
び撮像部25とを接続するインターフェースなどを備え
、制御部39の出力に基づき投光部24の各点状光源2
8の光量を調整したり、撮像部25のカラーテレビカメ
ラ32の各色相光出力の相互バランスを保つなどの制御
を行う。
X、 Yテーブルコントローラ37は制御部39と前記
X軸テーブル部22およびY軸テーブル部23とを接続
するインターフェースなどを備え、制御部39の出力に
基づきX軸テーブル部22およびY軸テーブル部23を
制御する。
X軸テーブル部22およびY軸テーブル部23とを接続
するインターフェースなどを備え、制御部39の出力に
基づきX軸テーブル部22およびY軸テーブル部23を
制御する。
CRT表示部41はブラウン管(CRT)を備え、制御
部39から画像データ、判定結果、キー人力データなど
が供給されたとき、これを画面上に表示する。プリンタ
42は制御部39から判定結果などが供給されたとき、
これを予め決められた書式(フォーマット)でプリント
アウトする。キーボード40は操作情報や位置決め基板
2O3に関するデータ、この位置決め基板2O3上の部
品21Sに関するデータなとを入力するのに必要な各種
キーを備えており、このキーボード40から入力された
情報やデータなどは制御部39へ供給される。
部39から画像データ、判定結果、キー人力データなど
が供給されたとき、これを画面上に表示する。プリンタ
42は制御部39から判定結果などが供給されたとき、
これを予め決められた書式(フォーマット)でプリント
アウトする。キーボード40は操作情報や位置決め基板
2O3に関するデータ、この位置決め基板2O3上の部
品21Sに関するデータなとを入力するのに必要な各種
キーを備えており、このキーボード40から入力された
情報やデータなどは制御部39へ供給される。
制御部39は、マイクロプロセッサなどを備えており、
つぎに述へる手順に沿って動作する。
つぎに述へる手順に沿って動作する。
まず新たな被検査基板20Tを検査するときには、制御
部39は、ティーチングを実行するために装置各部を制
御して投光部24や撮像部25をオンし、また撮像条件
やデータの処理条件を整える。つぎにY軸テーブル部2
3上に位置決め基板2O3かセットされると、制御部3
9はX軸テーブル部22およびY軸テーブル部23を制
御して位置決め基板2O3を位置出しした後、撮像部2
5に位置決め基板2O3を撮像させる。この撮像動作で
得られた三原色のカラー信号R,G、 BはA/D変換
部33てA/D変換され、その変換結果はメモリ38に
リアルタイムで記憶される。
部39は、ティーチングを実行するために装置各部を制
御して投光部24や撮像部25をオンし、また撮像条件
やデータの処理条件を整える。つぎにY軸テーブル部2
3上に位置決め基板2O3かセットされると、制御部3
9はX軸テーブル部22およびY軸テーブル部23を制
御して位置決め基板2O3を位置出しした後、撮像部2
5に位置決め基板2O3を撮像させる。この撮像動作で
得られた三原色のカラー信号R,G、 BはA/D変換
部33てA/D変換され、その変換結果はメモリ38に
リアルタイムで記憶される。
ついで制御部39は、前記メモリ38より各色相に対応
する画像データを画像処理部34へ転送させ、この画像
処理部34にて各色相の画像データを各色相別の適当な
しきい値で2値化するなどして、反射光の色彩パターン
を検出する。また制御部39は、画像処理部34を制御
し、各部品21Sの撮像パターンにつき各部分(電極な
ど)の明度をチエツクするなとして各部品21Sの電極
の位置や極性マークの位置などを識別させる。
する画像データを画像処理部34へ転送させ、この画像
処理部34にて各色相の画像データを各色相別の適当な
しきい値で2値化するなどして、反射光の色彩パターン
を検出する。また制御部39は、画像処理部34を制御
し、各部品21Sの撮像パターンにつき各部分(電極な
ど)の明度をチエツクするなとして各部品21Sの電極
の位置や極性マークの位置などを識別させる。
この後制御部39は、前記の各色彩パターンと前記の識
別結果とに基づいて、被検査基板20Tを検査するのに
必要な判定データファイルを作成し、これをティーチン
グテーブル35に記憶させた後、ティーチングを終了す
る。
別結果とに基づいて、被検査基板20Tを検査するのに
必要な判定データファイルを作成し、これをティーチン
グテーブル35に記憶させた後、ティーチングを終了す
る。
つぎに検査モードに移行すると、制御部39はティーチ
ングテーブル35やキーボード40からその日の日付デ
ータや、被検査基板20TのIDナンバ(識別番号)を
取り込むとともに、ティーチングテーブル35から判定
データファイルを読み出して、これを判定部36に供給
する。
ングテーブル35やキーボード40からその日の日付デ
ータや、被検査基板20TのIDナンバ(識別番号)を
取り込むとともに、ティーチングテーブル35から判定
データファイルを読み出して、これを判定部36に供給
する。
この後、制御部39は、撮像条件やデータの処理条件を
整えた後、Y軸テーブル部23上に被検査基板20Tか
セットされたかどうかをチエツクする。
整えた後、Y軸テーブル部23上に被検査基板20Tか
セットされたかどうかをチエツクする。
もしセットされておれば、制御部39は前記と同様、画
像処理部34にて各色彩パターンの検出および電極や極
性マークの識別を順次行わせた後、各色彩パターンと前
記の識別結果とに基づき被検査データファイルを作成す
る。ついて制御部39は、前記被検査データファイルを
判定部36に転送させ、この被検査データファイルと前
記判定データファイルとを比較させて、被検査基板2O
T上の所定の部品21Tにつきはんだ付けの良否を判定
させると共に、この判定結果をCRT表示部41やプリ
ンタ42に供給して、これらを表示させ、またプリント
アウトさせる。
像処理部34にて各色彩パターンの検出および電極や極
性マークの識別を順次行わせた後、各色彩パターンと前
記の識別結果とに基づき被検査データファイルを作成す
る。ついて制御部39は、前記被検査データファイルを
判定部36に転送させ、この被検査データファイルと前
記判定データファイルとを比較させて、被検査基板2O
T上の所定の部品21Tにつきはんだ付けの良否を判定
させると共に、この判定結果をCRT表示部41やプリ
ンタ42に供給して、これらを表示させ、またプリント
アウトさせる。
〈発明の効果〉
この発明は上記の如く、観測位置から見て所定の方位角
に対応する方向に光源列を設けてその光源列より観測対
象へ所定の色彩の光を投射するから、観測対象の曲面性
状につき、前記方位角に対応する方向についての配向の
状態を検出することが可能となった。
に対応する方向に光源列を設けてその光源列より観測対
象へ所定の色彩の光を投射するから、観測対象の曲面性
状につき、前記方位角に対応する方向についての配向の
状態を検出することが可能となった。
また請求項(1)にかかる発明では、観測位置から見て
特定の方位角に対応する方向に特定の色彩の光を投射す
る光源列を設けたから、その方位角に対応する方向につ
いての配向をもつ曲面要素の有無や位置を直接判定でき
る。
特定の方位角に対応する方向に特定の色彩の光を投射す
る光源列を設けたから、その方位角に対応する方向につ
いての配向をもつ曲面要素の有無や位置を直接判定でき
る。
さらに請求項(3)にかかる発明では、異なる色彩の光
を同時に投射する複数の光源列をもって投光装置を構成
すると共に、各光源列を観測位置から見てそれぞれ異な
る方位角に対応する各方向に配置したから、撮像装置で
は曲面体の表面からの反射光像を各色彩別に同時を得る
ことかでき、その撮像パターンを用いて曲面体の表面性
状を高速で判断し得る。また時系列的に各光源を点灯動
作させる方式のように、大きなメモリ容量を必要とせず
、また時間ずれのある画像を結合するための演算や光源
の点滅の夕゛イミングをとるための制御か不要であり、
コストの低減および信頼性の向上を実現する。
を同時に投射する複数の光源列をもって投光装置を構成
すると共に、各光源列を観測位置から見てそれぞれ異な
る方位角に対応する各方向に配置したから、撮像装置で
は曲面体の表面からの反射光像を各色彩別に同時を得る
ことかでき、その撮像パターンを用いて曲面体の表面性
状を高速で判断し得る。また時系列的に各光源を点灯動
作させる方式のように、大きなメモリ容量を必要とせず
、また時間ずれのある画像を結合するための演算や光源
の点滅の夕゛イミングをとるための制御か不要であり、
コストの低減および信頼性の向上を実現する。
また光源列は複数の点状光源を整列配置して構成される
から、発光ダイオードのような高寿命かつ小型の光源を
採択できる。
から、発光ダイオードのような高寿命かつ小型の光源を
採択できる。
さらに光源列は長手形状をなす線状光源により構成され
るから、蛍光灯のような安価で簡易な光源も採択できる
なと、発明目的を達成した顕著な効果を奏する。
るから、蛍光灯のような安価で簡易な光源も採択できる
なと、発明目的を達成した顕著な効果を奏する。
第1図はこの発明の一実施例にかかる基板検査装置の全
体構成を示す説明図、第2図は投光部の構成を示す拡大
断面図、第3図は光源列の構成例と配置状態とを示す投
光部の下面図、第4図は光源列の他の構成例と配置状態
を示す投光部の下面図、第5図および第6図は方位角の
検出原理を示す説明図、第7図ははんだ付は状態の良否
と撮像パターンとの関係を示す説明図、第8図は従来例
を示す説明図、第9図および第10図は仰角の検出原理
を示す説明図、第11図は従来例を示す説明図である。 24・・・・投光部 25・・・・撮像部26・
・・・処理部 28・・・・点状光源28a〜2
8d・・・・光源列 第2図股九静詰携底と示す搗天虻1梢図7G=〆S(2
0T) 第1o図仰肉=−蚕ね原理と子、4名(明図第11図従
訂り(Σ〒11え咽j」 1、事件の表示 特願平2−295125号、発明の
名称 表面性状観測装置 、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所〒616京都市右京区花園土堂町lO番地名称(2
94)オムロン株式会社 代表者立石義雄 、代理人 、補正の対象 図面 、補正の内容 図面中、「第4図」を別紙のとおり補正。
体構成を示す説明図、第2図は投光部の構成を示す拡大
断面図、第3図は光源列の構成例と配置状態とを示す投
光部の下面図、第4図は光源列の他の構成例と配置状態
を示す投光部の下面図、第5図および第6図は方位角の
検出原理を示す説明図、第7図ははんだ付は状態の良否
と撮像パターンとの関係を示す説明図、第8図は従来例
を示す説明図、第9図および第10図は仰角の検出原理
を示す説明図、第11図は従来例を示す説明図である。 24・・・・投光部 25・・・・撮像部26・
・・・処理部 28・・・・点状光源28a〜2
8d・・・・光源列 第2図股九静詰携底と示す搗天虻1梢図7G=〆S(2
0T) 第1o図仰肉=−蚕ね原理と子、4名(明図第11図従
訂り(Σ〒11え咽j」 1、事件の表示 特願平2−295125号、発明の
名称 表面性状観測装置 、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所〒616京都市右京区花園土堂町lO番地名称(2
94)オムロン株式会社 代表者立石義雄 、代理人 、補正の対象 図面 、補正の内容 図面中、「第4図」を別紙のとおり補正。
Claims (5)
- (1)観測対象である曲面体を観測位置へ導入して前記
曲面体の表面形状を観測する表面性状観測装置であって
、 投光装置と撮像装置とを有し、 前記投光装置は、特定の色彩の光を投射する光源列を備
え、 前記光源列は、観測位置から見て特定の方位角に対応す
る方向に設けられており、 前記撮像装置は、観測位置の真上位置に前記曲面体の表
面の反射光像を撮像可能に配置されて成る表面性状観測
装置。 - (2)観測対象である曲面体を観測位置へ導入して前記
曲面体の表面形状を観測する表面性状観測装置であって
、 投光装置と撮像装置とを有し、 前記投光装置は、特定の色彩の光を時系列的に投射する
複数の光源列を備え、 各光源列は、観測位置から見てそれぞれ異なる方位角に
対応する各方向に設けられており、 前記撮像装置は、観測位置の真上位置に前記曲面体の表
面の反射光像を撮像可能に配置されて成る表面性状観測
装置。 - (3)観測対象である曲面体を観測位置へ導入して前記
曲面体の表面形状を観測する表面性状観測装置であって
、 投光装置と撮像装置とを有し、 前記投光装置は、各列毎に異なる色彩の光を同時に投射
する複数の光源列を備え、 各光源列は、観測位置から見てそれぞれ異なる方位角に
対応する各方向に設けられており、 前記撮像装置は、観測位置の真上位置に前記曲面体の表
面の反射光像を撮像可能に配置されて成る表面性状観測
装置。 - (4)前記光源列は、複数の点状光源を整列配置して構
成されている請求項(1)〜(3)のいずれかに記載の
表面性状観測装置。 - (5)前記光源列は、長手形状をなす線状光源により構
成されている請求項(1)〜(3)のいずれかに記載の
表面性状観測装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29512590A JP2929701B2 (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 表面性状観測装置 |
| TW80108569A TW253986B (ja) | 1990-10-30 | 1991-10-30 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29512590A JP2929701B2 (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 表面性状観測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04166710A true JPH04166710A (ja) | 1992-06-12 |
| JP2929701B2 JP2929701B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=17816613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29512590A Expired - Fee Related JP2929701B2 (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 表面性状観測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2929701B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08307741A (ja) * | 1995-05-02 | 1996-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像撮像装置 |
| JP2004015297A (ja) * | 2002-06-05 | 2004-01-15 | Keio Gijuku | 対象物表面の色を再現した立体画像を作成する立体観察装置および方法 |
| EP1612569A3 (en) * | 2004-06-30 | 2006-02-08 | Omron Corporation | Method and apparatus for substrate surface inspection using multi-color light emission system |
| US8077307B2 (en) | 2008-04-09 | 2011-12-13 | Orbotech Ltd. | Illumination system for optical inspection |
| JP2013113793A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Panasonic Corp | 3次元計測装置およびそれに用いられる照明装置 |
-
1990
- 1990-10-30 JP JP29512590A patent/JP2929701B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08307741A (ja) * | 1995-05-02 | 1996-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像撮像装置 |
| JP2004015297A (ja) * | 2002-06-05 | 2004-01-15 | Keio Gijuku | 対象物表面の色を再現した立体画像を作成する立体観察装置および方法 |
| EP1612569A3 (en) * | 2004-06-30 | 2006-02-08 | Omron Corporation | Method and apparatus for substrate surface inspection using multi-color light emission system |
| US7394084B2 (en) | 2004-06-30 | 2008-07-01 | Omron Corporation | Method of generating image and illumination device for inspecting substrate |
| US8077307B2 (en) | 2008-04-09 | 2011-12-13 | Orbotech Ltd. | Illumination system for optical inspection |
| JP2013113793A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Panasonic Corp | 3次元計測装置およびそれに用いられる照明装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2929701B2 (ja) | 1999-08-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |