JPH07120231A - 外観形状検査装置 - Google Patents
外観形状検査装置Info
- Publication number
- JPH07120231A JPH07120231A JP5287436A JP28743693A JPH07120231A JP H07120231 A JPH07120231 A JP H07120231A JP 5287436 A JP5287436 A JP 5287436A JP 28743693 A JP28743693 A JP 28743693A JP H07120231 A JPH07120231 A JP H07120231A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、画像による検査において、検査対
象の寸法が異なる場合に、標準化することにより、認識
アルゴリズムの作成を容易にし、検査速度を向上させ
る。 【構成】 検査対象物から得られた画像情報から検査対
象物の大きさに応じて、該検査対象物からのデータ取り
込み量を変える構成を有する外観形状検査装置。
象の寸法が異なる場合に、標準化することにより、認識
アルゴリズムの作成を容易にし、検査速度を向上させ
る。 【構成】 検査対象物から得られた画像情報から検査対
象物の大きさに応じて、該検査対象物からのデータ取り
込み量を変える構成を有する外観形状検査装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビカメラ等により
検査対象物を撮像し、その映像信号から検査対象物の形
状、寸法等を計測する検査装置に関するもので、例え
ば、プリント配線板上における電子部品やの電子部品の
はんだ付け状態をその外観状態で良否判定する検査装置
に関する。
検査対象物を撮像し、その映像信号から検査対象物の形
状、寸法等を計測する検査装置に関するもので、例え
ば、プリント配線板上における電子部品やの電子部品の
はんだ付け状態をその外観状態で良否判定する検査装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】テレビカメラ等により検査対象物を撮像
し、その映像信号から検査対象物の形状、寸法等を計測
し、検査する装置は従来から広く知られている。以下に
説明する実施例は、このような従来技術の一例として、
図２に多段照明式はんだ付け検査装置（例えば、特公平
５−２１４０３）に関するものである。図２において、
光投射角の異なる多段の照明器５から、検査対象４を介
して反射光がテレビカメラ６で受光される。この照明を
上段と下段で切り換えることにより得られる各段の映像
信号をコード信号生成部８で組み合わせ、対象面の角度
分布を示す傾斜コードパターンを生成する。ここで、こ
の傾斜コードとは、対象面の角度を例えば角度に応じた
段階のコードで表したものである。以下この傾斜コード
について簡単に説明する。テレビカメラ６で受光された
各段（本実施例では上段、下段の２段を例示）の反射光
は次のようなものとなる。すなわち、検査対象物である
はんだ面は、その形状に応じて、最も輝度の高い反射光
を返す角度がそれぞれ異なる。一方、各段の照明器によ
り得られる画像は、特定の角度で最大輝度を示し、対象
面がこの角度から変化するに従い輝度が低下する。よっ
て検査対象に垂直方向である上からの照明は、平坦部の
輝度が高く、斜めからの照明は、傾斜角の高い部分の輝
度が高くなる。このような反射特性を利用し、はんだ面
の認識をする。更に、各段の照明により得られる画像か
ら対象面の角度を１から８あるいは１から４までの傾斜
コードで表し、これを検査対象物の形状に合わせ配置し
たものが傾斜コードパターンとなる。なお、段差照明検
査装置と傾斜コードパターン、及びその認識処理に関し
ては例えば特開平４−６１５４９等に詳細に説明されて
いる。このようにして、得られた傾斜コードパターンを
利用して認識処理部９で検査対象の立体形状認識、なら
びに良否判定を行う。検査対象をプリント配線板上のは
んだ接合部とした場合を例に上げると、まず、検査対象
部を中心として受光部のテレビカメラの視野における各
段照明ごとの映像を撮る。この映像より傾斜コードを生
成するが、前述のように傾斜コードとは、テレビカメラ
の各画素位置の対象の角度を例えば８段階のコードとし
て表わすもので、傾斜コードが小さいほど平坦を示し、
傾斜コードが大きくなるに従って高い角度を示してい
る。また、この傾斜コードを生成する範囲は、事前にプ
リント配線板にある基準点より得られるランド位置の座
標をティーチング情報として記憶させ、検査を行う度に
はんだ付けランドに一致した形で設定される。この検査
ウインド内の各画素ごとに複数の映像信号よりコード生
成を行い、このコードパターンから対象物の立体形状を
認識し、良否判定を行う。
し、その映像信号から検査対象物の形状、寸法等を計測
し、検査する装置は従来から広く知られている。以下に
説明する実施例は、このような従来技術の一例として、
図２に多段照明式はんだ付け検査装置（例えば、特公平
５−２１４０３）に関するものである。図２において、
光投射角の異なる多段の照明器５から、検査対象４を介
して反射光がテレビカメラ６で受光される。この照明を
上段と下段で切り換えることにより得られる各段の映像
信号をコード信号生成部８で組み合わせ、対象面の角度
分布を示す傾斜コードパターンを生成する。ここで、こ
の傾斜コードとは、対象面の角度を例えば角度に応じた
段階のコードで表したものである。以下この傾斜コード
について簡単に説明する。テレビカメラ６で受光された
各段（本実施例では上段、下段の２段を例示）の反射光
は次のようなものとなる。すなわち、検査対象物である
はんだ面は、その形状に応じて、最も輝度の高い反射光
を返す角度がそれぞれ異なる。一方、各段の照明器によ
り得られる画像は、特定の角度で最大輝度を示し、対象
面がこの角度から変化するに従い輝度が低下する。よっ
て検査対象に垂直方向である上からの照明は、平坦部の
輝度が高く、斜めからの照明は、傾斜角の高い部分の輝
度が高くなる。このような反射特性を利用し、はんだ面
の認識をする。更に、各段の照明により得られる画像か
ら対象面の角度を１から８あるいは１から４までの傾斜
コードで表し、これを検査対象物の形状に合わせ配置し
たものが傾斜コードパターンとなる。なお、段差照明検
査装置と傾斜コードパターン、及びその認識処理に関し
ては例えば特開平４−６１５４９等に詳細に説明されて
いる。このようにして、得られた傾斜コードパターンを
利用して認識処理部９で検査対象の立体形状認識、なら
びに良否判定を行う。検査対象をプリント配線板上のは
んだ接合部とした場合を例に上げると、まず、検査対象
部を中心として受光部のテレビカメラの視野における各
段照明ごとの映像を撮る。この映像より傾斜コードを生
成するが、前述のように傾斜コードとは、テレビカメラ
の各画素位置の対象の角度を例えば８段階のコードとし
て表わすもので、傾斜コードが小さいほど平坦を示し、
傾斜コードが大きくなるに従って高い角度を示してい
る。また、この傾斜コードを生成する範囲は、事前にプ
リント配線板にある基準点より得られるランド位置の座
標をティーチング情報として記憶させ、検査を行う度に
はんだ付けランドに一致した形で設定される。この検査
ウインド内の各画素ごとに複数の映像信号よりコード生
成を行い、このコードパターンから対象物の立体形状を
認識し、良否判定を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、多段照明
式の外観検査装置は、検査範囲内において各画素ごとに
対象面の傾斜角をコード信号に生成している。しかし、
検査対象の寸法は多様であり、特に角形チップ部品にお
いては検査範囲内の画素数が約千にもなるため、検査範
囲内の各画素全てをコード信号に生成していてはその処
理時間が多大なものとなる。また、検査対象によっては
検査範囲の寸法差が５倍近くなるため、認識処理部にお
いて、認識アルゴリズムを作成する際、寸法の異なる検
査対象を同じアルゴリズムで比較するのが難しく、また
パラメータ調整も複雑化することになる。なお、このよ
うな問題は多段照明式の外観検査装置に限らず、特に大
小各種の電子部品を搭載した基板を検査するあらゆる検
査装置において、発生する問題である。
式の外観検査装置は、検査範囲内において各画素ごとに
対象面の傾斜角をコード信号に生成している。しかし、
検査対象の寸法は多様であり、特に角形チップ部品にお
いては検査範囲内の画素数が約千にもなるため、検査範
囲内の各画素全てをコード信号に生成していてはその処
理時間が多大なものとなる。また、検査対象によっては
検査範囲の寸法差が５倍近くなるため、認識処理部にお
いて、認識アルゴリズムを作成する際、寸法の異なる検
査対象を同じアルゴリズムで比較するのが難しく、また
パラメータ調整も複雑化することになる。なお、このよ
うな問題は多段照明式の外観検査装置に限らず、特に大
小各種の電子部品を搭載した基板を検査するあらゆる検
査装置において、発生する問題である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
め、本発明は、検査対象物から得られた画像情報から検
査対象物の大きさに応じて、該検査対象物からのデータ
取り込み量を変えることを特徴としたものである。
め、本発明は、検査対象物から得られた画像情報から検
査対象物の大きさに応じて、該検査対象物からのデータ
取り込み量を変えることを特徴としたものである。
【０００５】
【作用】このようにすることにより、 検査対象のサイ
ズが様々でも、等価的に一定の大きさに画一処理するこ
とで、傾斜コード生成処理時間が短縮でき、また認識ア
ルゴリズムを作成する上でも比較検討が容易になる。
ズが様々でも、等価的に一定の大きさに画一処理するこ
とで、傾斜コード生成処理時間が短縮でき、また認識ア
ルゴリズムを作成する上でも比較検討が容易になる。
【０００６】
【実施例】本発明は、検査範囲の寸法を認識し、一定の
大きさ（標準寸法）に対して何倍の大きさであるかを算
出し、その結果より得られている映像信号から間引き処
理を行い、残った一定量の映像信号により、判定あるい
は寸法測定するものである。従って、検査対象のサイズ
が様々でも、等価的に一定の大きさに画一処理すること
で、傾斜コード生成処理時間が短縮でき、また認識アル
ゴリズムを考案する上でも比較検討が容易になる。以下
図面に従って、本発明の実施例について説明する。図１
の装置は、検査範囲の寸法を認識し、一定の大きさに対
して何倍の大きさであるかを算出し、その結果より得ら
れている映像信号から間引き処理を行い、残った一定サ
イズにおける映像データを得るものである。本発明の寸
法標準化装置１０を段差照明式検査機に用いた一実施例
を図１、図２に基づき説明する。この寸法基準化装置１
０は、一例として、図２に示した従来のＡ／Ｄ変換回路
７とコード生成部８の間に加えることにする。検査対象
は、プリント配線板上の角形チップ部品のはんだ接合部
と仮定する。図２の検査対象４をテレビカメラ６で捕ら
えた映像信号はＡ／Ｄ変換回路７でデジタルデータに変
換された後、寸法標準化装置１０に入る。このデジタル
化された映像信号のパターンの一例を表わすと図３のよ
うになる。ここで、同図の１マスは１画素で、この例で
は一つのリードとその部分のはんだ状態を示している。
１１はリード、ａは最も反射の強い部分、すなわち、平
坦な部分、ｂはａより反射の弱い部分、ｃはｂより反射
の弱い部分、ｄは最も反射が弱い部分で最も急峻な部分
を表す。図５は図３におけるＸ−Ｙに相当する部分の基
板断面図で、１２ははんだ、１３はランドを示す。次に
この動作を説明する。まず、圧縮率設定部１で実際の検
査対象寸法と、データベース１４の検査対象基準の寸法
を読み取り、検査対象が基準の何倍（α）かを求める。
このαを基に、間引き処理部２で、映像信号パターンの
ランド幅方向と長さ方向の寸法から間引き処理を行い。
図４のようなランド幅方向と長さ方向の寸法パターンに
書換える。次に図３、図４の例を用いて、この動作につ
いてより具体的に説明する。まず、圧縮率設定部１でデ
ータベース１４から検査対象のランド幅Ｉと長さＪを読
み取り、これを基準寸法として実際の検査対象がその何
倍の大きさであるかを算出する。この例の場合、検査対
象のランド幅ｉと長さｊから基準寸法ランド幅Ｉ、長さ
Ｊに対して何倍（α）の大きさであるかを算出し、その
結果α＝２を得る。このαを基に、間引き処理部２で、
映像信号パターンのランド幅方向ｉと長さ方向ｊの寸法
から画素の間引き処理を行い。ランド幅方向ｉと長さ方
向ｊの寸法からそれぞれ４画素中から１画素分の映像デ
ータだけを抽出し、図４のようなランド幅方向Ｉと長さ
方向Ｊの寸法パターンに書換える。図に示した例では図
４のａ１は図３のａ１、ａ２、ａ３、ａ４から抽出され
た１画素であり、同じくｄ１は図３のｄ１、ｄ２、ｄ
３、ｄ４から抽出された１画素である。このように間引
き（抽出）処理により、図３のパターンの寸法はもとの
寸法の１／２（面積は１／４）となる。また、圧縮率設
定部１で得られたαを基に基準値修正部３ではティーチ
ング時に教えた実際の部品幅の画素数やランド幅の画素
数とはんだ付け検査に必要な諸条件を修正する機能を持
たせている。次に、コード作成部８では、間引き処理さ
れ、標準化された照明５を上段と下段で切り換えること
により得られた映像信号データから対象面の角度分布を
示す傾斜コードパターンを生成する。検査対象物である
はんだ面は、その形状に応じて、最も輝度の高い光を反
射する角度がそれぞれ異なる。一方、各段の照明器によ
り得られる画像は、特定の角度で最大輝度を示し、対象
面がこの角度から変化するに従い輝度が低下する。よっ
て検査対象に垂直方向である上からの照明は、平坦部の
輝度が高く、斜めからの照明は、傾斜角の高い部分の輝
度が高くなる。このような反射特性を利用し、対象面の
角度分布を示す傾斜コードパターンを生成する。このよ
うにして、得られた傾斜コードパターンを利用して認識
処理部９で検査対象の立体形状を認識し、良否判定を行
う。認識処理部９では傾斜コードパターンからはんだ形
状を認識しはんだ付け状態の良否を判定する。この技術
に関しては前述の通り、特許平４−６１５４９号公報に
記載されている。なお、 寸法標準化装置１０は一例と
して、Ａ／Ｄ変換回路７とコード信号生成部８の間に設
けた例について説明した。この場合は、データ数が減る
ことからコード生成に要する時間が短縮でき、最適であ
る。しかし、寸法標準化装置１０はコード信号生成部８
と認識処理部９の間に設けて、コード化されたデータか
ら間引き処理をするようにしても良い。また、以上の説
明では段差照明検査装置を例に説明したが、本発明は従
来から広く知られている画像による検査装置一般に用い
ることは容易に理解でき、上記実施例に限定されるもの
ではない。
大きさ（標準寸法）に対して何倍の大きさであるかを算
出し、その結果より得られている映像信号から間引き処
理を行い、残った一定量の映像信号により、判定あるい
は寸法測定するものである。従って、検査対象のサイズ
が様々でも、等価的に一定の大きさに画一処理すること
で、傾斜コード生成処理時間が短縮でき、また認識アル
ゴリズムを考案する上でも比較検討が容易になる。以下
図面に従って、本発明の実施例について説明する。図１
の装置は、検査範囲の寸法を認識し、一定の大きさに対
して何倍の大きさであるかを算出し、その結果より得ら
れている映像信号から間引き処理を行い、残った一定サ
イズにおける映像データを得るものである。本発明の寸
法標準化装置１０を段差照明式検査機に用いた一実施例
を図１、図２に基づき説明する。この寸法基準化装置１
０は、一例として、図２に示した従来のＡ／Ｄ変換回路
７とコード生成部８の間に加えることにする。検査対象
は、プリント配線板上の角形チップ部品のはんだ接合部
と仮定する。図２の検査対象４をテレビカメラ６で捕ら
えた映像信号はＡ／Ｄ変換回路７でデジタルデータに変
換された後、寸法標準化装置１０に入る。このデジタル
化された映像信号のパターンの一例を表わすと図３のよ
うになる。ここで、同図の１マスは１画素で、この例で
は一つのリードとその部分のはんだ状態を示している。
１１はリード、ａは最も反射の強い部分、すなわち、平
坦な部分、ｂはａより反射の弱い部分、ｃはｂより反射
の弱い部分、ｄは最も反射が弱い部分で最も急峻な部分
を表す。図５は図３におけるＸ−Ｙに相当する部分の基
板断面図で、１２ははんだ、１３はランドを示す。次に
この動作を説明する。まず、圧縮率設定部１で実際の検
査対象寸法と、データベース１４の検査対象基準の寸法
を読み取り、検査対象が基準の何倍（α）かを求める。
このαを基に、間引き処理部２で、映像信号パターンの
ランド幅方向と長さ方向の寸法から間引き処理を行い。
図４のようなランド幅方向と長さ方向の寸法パターンに
書換える。次に図３、図４の例を用いて、この動作につ
いてより具体的に説明する。まず、圧縮率設定部１でデ
ータベース１４から検査対象のランド幅Ｉと長さＪを読
み取り、これを基準寸法として実際の検査対象がその何
倍の大きさであるかを算出する。この例の場合、検査対
象のランド幅ｉと長さｊから基準寸法ランド幅Ｉ、長さ
Ｊに対して何倍（α）の大きさであるかを算出し、その
結果α＝２を得る。このαを基に、間引き処理部２で、
映像信号パターンのランド幅方向ｉと長さ方向ｊの寸法
から画素の間引き処理を行い。ランド幅方向ｉと長さ方
向ｊの寸法からそれぞれ４画素中から１画素分の映像デ
ータだけを抽出し、図４のようなランド幅方向Ｉと長さ
方向Ｊの寸法パターンに書換える。図に示した例では図
４のａ１は図３のａ１、ａ２、ａ３、ａ４から抽出され
た１画素であり、同じくｄ１は図３のｄ１、ｄ２、ｄ
３、ｄ４から抽出された１画素である。このように間引
き（抽出）処理により、図３のパターンの寸法はもとの
寸法の１／２（面積は１／４）となる。また、圧縮率設
定部１で得られたαを基に基準値修正部３ではティーチ
ング時に教えた実際の部品幅の画素数やランド幅の画素
数とはんだ付け検査に必要な諸条件を修正する機能を持
たせている。次に、コード作成部８では、間引き処理さ
れ、標準化された照明５を上段と下段で切り換えること
により得られた映像信号データから対象面の角度分布を
示す傾斜コードパターンを生成する。検査対象物である
はんだ面は、その形状に応じて、最も輝度の高い光を反
射する角度がそれぞれ異なる。一方、各段の照明器によ
り得られる画像は、特定の角度で最大輝度を示し、対象
面がこの角度から変化するに従い輝度が低下する。よっ
て検査対象に垂直方向である上からの照明は、平坦部の
輝度が高く、斜めからの照明は、傾斜角の高い部分の輝
度が高くなる。このような反射特性を利用し、対象面の
角度分布を示す傾斜コードパターンを生成する。このよ
うにして、得られた傾斜コードパターンを利用して認識
処理部９で検査対象の立体形状を認識し、良否判定を行
う。認識処理部９では傾斜コードパターンからはんだ形
状を認識しはんだ付け状態の良否を判定する。この技術
に関しては前述の通り、特許平４−６１５４９号公報に
記載されている。なお、 寸法標準化装置１０は一例と
して、Ａ／Ｄ変換回路７とコード信号生成部８の間に設
けた例について説明した。この場合は、データ数が減る
ことからコード生成に要する時間が短縮でき、最適であ
る。しかし、寸法標準化装置１０はコード信号生成部８
と認識処理部９の間に設けて、コード化されたデータか
ら間引き処理をするようにしても良い。また、以上の説
明では段差照明検査装置を例に説明したが、本発明は従
来から広く知られている画像による検査装置一般に用い
ることは容易に理解でき、上記実施例に限定されるもの
ではない。
【０００７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の寸法標準化
方式により検査対象の寸法を一定にすることは、対象物
の形状を認識するアルゴリズムの作成を容易にする。ま
た、検査速度の向上にもなるため、検査装置における性
能向上に著しい効果がある。
方式により検査対象の寸法を一定にすることは、対象物
の形状を認識するアルゴリズムの作成を容易にする。ま
た、検査速度の向上にもなるため、検査装置における性
能向上に著しい効果がある。
【図１】本発明による寸法標準化方式の基本構成を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図２】多段照明式外観検査装置の基本装置構成図。
【図３】本発明を説明する画像信号パターンのモデル
図。
図。
【図４】本発明を説明する画像信号パターンの基準化さ
れたモデル図。
れたモデル図。
【図５】はんだ付け部の断面図
１ 圧縮率設定部 ２ 間引き処理部 ３ 基準値修正部 ４ 検査対象 ５ 照明器 ６ 受光センサ（テレビカメラ） ８ コード生成部 ９ 認識処理部 １０ 寸法標準化装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 1/00 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｂ
Claims (3)
- 【請求項１】 検査対象物を撮像し得られた画像情報か
ら検査対象物の外観形状を検査する装置において、前記
検査対象物から得られた画像情報から検査対象物の大き
さに応じて該検査対象物の画像情報の取り込み量を変え
ることを特徴とした外観形状検査装置。 - 【請求項２】 検査対象物を撮像し得られた画像情報か
ら検査対象物の外観形状を検査する装置において、検査
対象寸法標準値と検査対象実寸法を比較し倍率を求める
手段と、該手段により求めた倍率に基づき前記実寸法を
前記寸法標準値に等しくするように前記画像情報を間引
く手段を有すること特徴とする外観形状検査装置 - 【請求項３】 検査対象への投光角度が相違する複数組
の照明光源と、その照明光源による検査対象からの反射
光を検査対象からの反射光輝度分布として受光しかつ電
気信号データとして出力するための受光センサと、前記
複数照明光源の発光位置を切換えて得られる複数の前記
受光センサ出力信号パターンを基に検査対象を含む２次
元検査領域内の各面の角度を表すコードの生成を行うコ
ード信号生成部と、該生成コードの前記検査領域におけ
る分布状態を基に前記検査対象の立体的形状を認識する
ことが可能な認識処理装置とを有する外観形状検査装置
において、前記検査対象物の寸法が標準寸法と異なる場
合に、前記受光センサ出力を間引き、処理データ量を前
記標準寸法に対するデータ量と等しくすることを特徴と
した外観形状検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5287436A JPH07120231A (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 外観形状検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5287436A JPH07120231A (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 外観形状検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07120231A true JPH07120231A (ja) | 1995-05-12 |
Family
ID=17717298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5287436A Pending JPH07120231A (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 外観形状検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120231A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277405A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-25 | Saki Corp:Kk | 外観検査方法および装置 |
-
1993
- 1993-10-22 JP JP5287436A patent/JPH07120231A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277405A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-25 | Saki Corp:Kk | 外観検査方法および装置 |
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