JPH08247960A - 外観検査装置 - Google Patents

外観検査装置

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JPH08247960A
JPH08247960A JP8088095A JP8088095A JPH08247960A JP H08247960 A JPH08247960 A JP H08247960A JP 8088095 A JP8088095 A JP 8088095A JP 8088095 A JP8088095 A JP 8088095A JP H08247960 A JPH08247960 A JP H08247960A
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JP
Japan
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value
determined
color
pixel
inspection apparatus
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Pending
Application number
JP8088095A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriaki Kaneda
田 憲 明 金
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Adtec Engineering Co Ltd
Original Assignee
Adtec Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 精度が良く、誤報の少ない外観検査装置を提
供する。 【構成】 CCDカメラ1で撮影した画像信号の全画像
を、比較器2において上限マスター画像設定装置3およ
び下限マスター画像設定装置4により定められた基準と
比較する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は外観検査装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】プリント基板等においては、金メッキ部
のキズ、変色、半田の盛り上がり、ハンダ面の銅見え、
ハンダのはみだし、ハンダのパットの欠け、レジスト部
の不良、シルク印刷の不良、異物付着、プリント配線の
ショート、配線切れ、プリント配線板の欠け、異種プリ
ント板の混入等の不良が生ずることがあり、従来はこれ
らの検査は目視による官能検査が主流であった。しか
し、目視による検査は検査員によるバラツキ等があり、
検査精度に問題があるため、画像信号による機械検査が
種々試みられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、画像信号に基
づいて機械的に検査を行う場合、プリント基板を測定対
象とする場合には良品であるにも関わらず不良品と判定
される所謂誤報の問題があり、十分な検査精度が得られ
ない欠点があった。この誤報は、プリント基板の一枚一
枚の色の相違、回路パターンの位置ずれ、或いは回路パ
ターンの幅のバラツキ等に起因するものであり、従来の
検査装置ではこれらによる画像信号の相違に基づいて単
純に不良品として判断してしまう問題があった。本発明
は上記した従来技術の問題点を解決することを目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために本発明の外観検査装置は、被検査対象物を撮
像し、被検査対象物を覆う複数の撮像点の複数の画素信
号を有する画像信号を出力する手段と、被検査対象物と
同一の複数の標準品を撮像して得られた前記同一撮像点
における複数の画素信号に基づいて前記撮像点毎に決定
された基準値と同様に決定された許容値とに基づいて、
前記各撮像点における画素信号の適正範囲を決定する手
段と、該画像信号を出力する手段からの画像信号の個々
の画素が、前記決定された適正範囲内であるか否か判断
する手段と、を備えたことを特徴とする。画像信号を出
力する手段は、CCD等を用いた撮像装置を用いること
が可能であり、カラー撮影が可能なものを用いることが
望ましい。得られた画像信号は個々の画像信号毎に適正
範囲内であるか判断する手段により判断される。この適
正範囲は適正範囲を決定する手段により決定される。適
正範囲を決定する手段は基準値と許容値とに基づいて適
正範囲を決定する。この基準値と許容値は被検査対象部
との同一の複数の標準品を用いて決定されるようになっ
ている。この標準品は例えば良品を用いれば良い。同一
撮像点(同一点)における複数の標準品の画像信号の画
素信号の平均値等を基準値として用いることができる。
この平均値とは単純平均だけでなく、最大値と最小値を
除去した平均値等も含む意味である。また平均値に変え
てメジアンやモード等を採用することも可能である。許
容値としては、該同一点における複数の画素信号の、分
散等の散布度を用いることが望ましい。分散の他に標準
偏差等を用いても良い。このような散布度を許容値とし
て用いることにより、被検査対象物による色の違いを補
償することが可能になる。また許容値として、その画素
の8近傍の上限値と下限値を用いることができる。この
8近傍の上限値と下限値を用いることにより、回路パタ
ーン検査等における回路の位置ズレやパターンの幅の相
違などを補償することが可能になる。更に、前記散布度
と8近傍の上限値及び散布度と下限値とを適宜スケーリ
ングした後に比較し、その比較結果に基づいて例えば大
きい値の方を選択し、これを許容値として、前記平均値
等から加減して範囲を設定するのが望ましい。前記画像
信号が色信号を含む場合には、前記適正範囲を決定する
手段において、前記基準値と許容値とが各色毎に決定さ
れ、判断する手段において、色毎に判断される。該判断
する手段による個々の画素に対する判断に基づいて、該
被検査対象物の合否を判定する手段を更に備えることも
可能である。例えば前記画像信号が色信号を含み、前記
適正範囲を決定する手段において、前記基準値と許容値
とが各色毎に決定され、更に前記判断する手段により色
毎の個々の画素に対する判断がなされる場合、この色毎
の判断に基づいて該被検査対象物の合否を判定すること
が可能である。前記判断する手段による判断結果は、表
示手段により任意の範囲毎に表示するように構成するこ
とが望ましい。なお、本発明の検査装置は種々の対象物
の検査に用いることが可能であるが、プリント基板の外
観検査に用いた場合、最も効果的である。
【0005】
【実施例】以下本発明をプリント基板の外観検査装置に
適用した実施例を図面に基づいて説明する。図1はこの
外観検査装置の外観図であり、撮像テーブル20上に載
置されたプリント基板であるワークWをCCDカメラ1
により撮影して、その画像信号を解析することにより検
査を行う様になっている。ワークWはコンベア21によ
り搬送され、撮像テーブル20に載せられて、撮影が終
わると再びコンベア22により搬送されるようになって
いる。撮像テーブル20において、ワークWは厳密に位
置決めされるようになっており、基準値と許容値を設定
するために事前に撮影される良品と同一の位置に位置決
めされるようになっている。
【0006】CCDカメラ1で撮影されたワークWの画
像信号は図2に示すように比較器2に送られるようにな
っている。比較器2において画像信号の各画素信号は上
限マスター画像及び下限マスター画像の各画素信号と個
々に比較され、各画素毎に上限マスター画像と下限マス
ター画像の範囲内にあるか否か判断されるようになって
いる。即ち比較器2では
【数1】 の判断がなされるようになっている。ここで、 baseU(x、y) : 上限マスター画像 baseL(x、y) : 下限マスター画像 target(x、y) : ワークW画像 permitU(x、y): 上限調整値 permitL(x、y): 下限調整値 x、y : 画素の位置座標
【0007】上限マスター画像設定装置3と下限マスタ
ー画像設定装置4において上限マスター画像及び下限マ
スター画像は次の様に決定されるように構成されてい
る。いまワークWと同一の良品のプリント基板をk1、
k2、ーーーknとし、予めこれらのプリント基板をCC
Dカメラ1により撮影して、画像信号を得て、下記式に
従ってbaseUとbaseLとを算出して、上限マス
ター画像と下限マスター画像を上限マスター画像設定装
置3及び下限マスター画像設定装置4に設定しておくよ
うになっている。
【数2】
【数3】 ここで、右辺の左項は各良品における同一点(同一撮像
点)の画素の平均値であり、これが基準値となる。この
平均値は単純平均であっても良いが、最大値と最小値を
除去した平均値を用いることが望ましい。また、メジア
ンやモード等を使用しても良い。なお、良品のプリント
基板に変えて、不良品のプリント基板をドローイング機
能で修正することにより、良品として使用可能である。
【0008】MAX(A、B)及びMAX(A、C)
は、上記基準値に付加される許容値であって、Aは標準
偏差、Bは8近傍の上限値とCは8近傍の下限値であ
る。Aは、次のように定義される。
【数4】 ここでσは標準偏差、aは整数であり、この実施例では
a=1、2、3、ーーーの任意の値を適宜使用する。こ
のAにより、ワークWによる同一位置での色の違いを補
償することができ、プリント基板毎の色違いによる誤報
を防止することができる。
【0009】次にB及びCは次のように定義される。
【数5】 ここでbはaと同様にb=1、2、3、ーーーの任意の
値を適宜使用する。Pは図3に示すように各画素信号の
値であり、P5を中心とする8近傍の値の中の最大値を
P5の値に置換して、これを8近傍の上限値とする。同
様に8近傍の値の中の最小値をP5の値に置換して、こ
れを8近傍の下限値とするようになっている。この処理
を全画素について実行する。このような8近傍の上限値
と下限値による許容値を加えることにより、プリント基
板の回路パターンのエッジ部のずれ、パターン幅の違い
等を補償することが可能になる。図4に示すように、回
路パターン部分の画素信号がff(16進)で表される
とすると、(A)の元の値に8近傍の最小値と最大値を
置換していくと、(B)及び(C)に示すようになる。
ここで、の列との列に着目すれば、最小値と置換し
た場合には、ff部分が少なくなり、回路パターンが細
くなる。一方最大値と置換した場合にはff部分が多く
なり、回路パターンが太くなる。このように8近傍に基
づく補正項を加えることにより、基板の回路パターンの
エッジ部のずれ、パターン幅の違いを吸収することが可
能になる。
【0010】次に式1のpermitU(x、y)及び
permitL(x、y)はユーザが任意に指定できる
許容値であり、この設定により合否基準を厳しくした
り、ゆるめたりすることが出来るようになっている。ま
た、特定のポイントに特異性がある場合などにこれを吸
収することが可能になる。図2の実施例では上限調整装
置5、下限調整装置6によりこれらをユーザが調整出来
るように構成している。
【0011】上記式2において、上記AとBを比較して
A又はBの大きい方をMAX(A、B)とし、これを平
均値に加えるようになっている。また上記式3において
は、上記AとCを比較して、A又はCの大きい方をMA
X(A、C)とし、これを平均値から引算するようにな
っている。上記A、B、Cを算出する際には、上記した
ようにa=1、2、3、ーーー、b=1、2、3、ーー
ーの値は適宜調整される。
【0012】上記した式1による判断は比較器2におい
て、RGBの各色面毎に行われ、その判断結果が濃度モ
ード判定装置7に送られるようになっている。濃度モー
ド判定装置7においては、例えば次のような判断基準に
より検査対象のプリント基板の合否を決定するようにな
っている。 3OR : R、G、B面のいずれかに式1の不合格画
素があれば欠陥品とする。 3AND: R、G、B面のすべてに式1の不合格画素
があれば欠陥品とする。 2AND: RとG、GとB、BとRの組み合わせで、
どれかの面に式1の不合格画素があれば欠陥品とする。
【0013】上記した基準により欠陥品とされたプリン
ト基板に更に面積モード判定装置8において面積判定を
加えることにより最終的に欠陥品の決定を行うようにな
っている。即ち、濃度モード判定装置7で欠陥と判定さ
れても、欠陥の面積が小さければ合格とすることが可能
である。面積判定に際しては画像を格子状に分割して格
子内において面積の判定を行う等の手法が採用可能であ
る。
【0014】面積モード判定装置8で欠陥品或いは良品
と判断された判断結果は表示装置9に表示されるように
なっている。この実施例においては、図5に示すよう
に、任意に区切られた領域のどの部分に式1を満たさな
い画素があるか表示できるようになっている。
【0015】以上説明した実施例においては、プリント
基板をCCDカメラ1により撮影し、その全画素に付い
て良品に基づいて決定された適正範囲に属するか否かの
判定が行われるから、極めて精度の高い検査が行える。
しかも、適正範囲は良品を基準として統計的に処理され
た値に基づいて決定され、更に8近傍処理による許容値
を加えるため、基板による色の違いや回路パターンの位
置ズレや幅の相違などを吸収できる。またこれは、官能
検査による良品に基づくものであるため、熟練した検査
員の判断基準をシュミレートすることになり、誤報の少
ない極めて高精度の検査を実現できる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明の外観検査装
置によれば、高精度でしかも誤報のすくない検査が行え
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す外観立面図。
【図2】本発明の一実施例を示す機能ブロック図。
【図3】本発明の一実施例における8近傍の説明図。
【図4】本発明の一実施例における8近傍処理の説明
図。
【図5】本発明の一実施例における表示例の説明図。
【符号の説明】
1:CCDカメラ、2:比較器、3:上限マスター画像
設定装置、4:下限マスター画像設定装置、5:上限調
整装置、6:下限調整装置、7:濃度モード判定装置、
8:面積モード判定装置、9:表示装置、20:撮像テ
ーブル、21:コンベア、22:コンベア。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検査対象物を撮像し、被検査対象物を
    覆う複数の撮像点の複数の画素信号を有する画像信号を
    出力する手段と、 被検査対象物と同一の複数の標準品を撮像して得られた
    前記同一撮像点における複数の画素信号に基づいて前記
    撮像点毎に決定された基準値と、同様に決定された許容
    値とに基づいて、前記各撮像点における画素信号の適正
    範囲を決定する手段と、 該画像信号を出力する手段からの画像信号の個々の画素
    が、前記決定された適正範囲内であるか否か判断する手
    段と、 を備えたことを特徴とする外観検査装置。
  2. 【請求項2】 前記基準値が同一撮像点における複数の
    画素信号の平均値である、 請求項1に記載の外観検査装置。
  3. 【請求項3】 前記許容値が、前記同一撮像点における
    複数の画素信号の散布度に基づいて決定される値であ
    る、 請求項1又は2に記載の外観検査装置。
  4. 【請求項4】 前記許容値が、前記同一撮像点における
    個々の画素信号の8近傍の上限値と下限値である、 請求項1又は2に記載の外観検査装置。
  5. 【請求項5】 前記許容値が、前記同一撮像点における
    複数の画素信号の散布度に基づいて決定される値と、前
    記同一撮像点における個々の画素信号の8近傍の上限値
    とを比較し、該比較結果により選択された散布度又は上
    限値の中の1つ及び前記散布度に基づいて決定される値
    と前記下限値を比較し、該比較結果により選択された散
    布度又は下限値の中の1つを前記許容値とした、 請求項1又は2に記載の外観検査装置。
  6. 【請求項6】 前記画像信号が色信号を含み、 前記適正範囲を決定する手段において、前記基準値と許
    容値とが各色毎に決定され、 前記判断する手段において各色毎に判断される、 請求項1又は2又は3又は4又は5に記載の外観検査装
    置。
  7. 【請求項7】 前記判断する手段による個々の画素に対
    する判断に基づいて、該被検査対象物の合否を判定する
    手段を更に備えた、 請求項1に記載の外観検査装置。
  8. 【請求項8】 前記画像信号が色信号を含み、前記適正
    範囲を決定する手段において、前記基準値と許容値とが
    各色毎に決定され、前記判断する手段により色毎の個々
    の画素に対する判断がなされ、該色毎の判断に基づい
    て、該被検査対象物の合否を判定する手段を更に備え
    た、 請求項1に記載の外観検査装置。
  9. 【請求項9】 前記被検査対象物がプリント基板であ
    る、 請求項1又は2又は3又は4又は5又は6又は7又は8
    に記載の外観検査装置。
  10. 【請求項10】 前記判断する手段による判断結果を、
    任意の範囲毎に表示する表示手段を更に備えた、 請求項1に記載の外観検査装置。
JP8088095A 1995-03-14 1995-03-14 外観検査装置 Pending JPH08247960A (ja)

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Cited By (7)

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