JPH0915162A - 基板外観目視検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 死角のない外観の目視検査を迅速に行うこと
ができる。 【構成】 基板２表面を撮像するカメラ１と、撮像画面
を表示する表示部９と、カメラ１による基板２の撮像領
域を変更する撮像領域変更部と、カメラ１による基板の
撮影角度を変更する撮影角度変更部とを備える。また撮
影角度変更に応じた撮像領域の変動を基板とカメラとの
相対位置変更で補正する制御回路８を備えている。撮影
角度変更によって死角のない検査が可能である上に、撮
影角度変更に応じた撮像領域の変動が基板２とカメラ１
との相対位置変更で補正されるために、撮影角度を変更
しても視野中心から現在の撮像領域が外れてしまうこと
がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリント基板の外観の目
視検査のための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高密度実装の要請に伴ってプリント基板
に形成されるパターンも非常に細かいものとなってきて
いるが、この基板の外観を目視検査するにあたり、ビデ
オカメラを用いて撮影した画像をＣＲＴディスプレイ上
に表示し、これを観察して検査することが行われてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この時、従来は水平に
置かれた基板を真上から撮影することで行っているため
に、ＩＣの端子下部の半田不良が発見しにくいという問
題を有している。また、画像の倍率の関係から、ＣＲＴ
ディスプレイ上に基板全面を見せることができないこと
に鑑み、基板の種類毎に撮影領域（検査領域）のティー
チングを行っておき、ティーチングした領域を順次撮影
して表示するようにしているのであるが、基板上の検査
領域が非常に多い場合、検査すべき領域をティーチング
せずに済ませてしまうことが多々あった。さらには、あ
る検査領域の撮影の後、他の検査領域に移る時、画面に
この移動状況がそのまま映し出されるとともに、移動の
ショックによるカメラの揺れも画面に現れてしまい、画
像から良否判断を行う検査者にとって、これは検査効率
を低下させてしまうものであった。

【０００４】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは死角のない外観の目視
検査を迅速に行うことができる基板外観目視検査装置を
提供するにあり、他の目的とするところは、検査すべき
領域のティーチングのセットし忘れを防止することがで
き、ティーチング済みエリアを確実に判別することがで
き、さらに画面に不要な揺れが生じたりすることがない
基板外観目視検査装置を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、基板
表面を撮像するカメラと、撮像画面を表示する表示部
と、カメラによる基板の撮像領域を変更する撮像領域変
更部と、カメラによる基板の撮影角度を変更する撮影角
度変更部とを備えるとともに、撮影角度変更に応じた撮
像領域の変動を基板とカメラとの相対位置変更で補正す
る制御回路を備えていることに第１の特徴を有してお
り、基板表面を撮像するカメラと、撮像画面を表示する
表示部と、カメラによる基板の撮像領域を変更する撮像
領域変更部と、カメラによる基板の撮影角度を変更する
撮影角度変更部と、大視野画面において撮像領域を大ま
かに設定するプリティーチング部と、プリティーチング
部で設定された領域を順次表示して教示点の設定を促す
ティーチング部とを備えていることに第２の特徴を有し
ており、基板表面を撮像するカメラと、撮像画面を表示
する表示部と、カメラによる基板の撮像領域を変更する
撮像領域変更部と、カメラによる基板の撮影角度を変更
する撮影角度変更部と、撮像領域を設定するティーチン
グ部と、ティーチング済みエリアを現在画像に重ねて表
示部に表示させる画像制御部とを備えていることに第３
の特徴を有しており、さらに基板表面を撮像するカメラ
と、撮像画面を表示する表示部と、カメラによる基板の
撮像領域を変更する撮像領域変更部と、カメラによる基
板の撮影角度を変更する撮影角度変更部とを備えるとと
もに、上記表示部に静止画像を表示させている間に撮像
領域変更部及び撮影角度変更部を作動させる制御部を備
えていることに第４の特徴を有している。

【０００６】

【作用】本発明の第１の特徴とするところによれば、撮
影角度変更によって死角のない検査が可能である上に、
撮影角度変更に応じた撮像領域の変動が基板とカメラと
の相対位置変更で補正されるために、撮影角度を変更し
ても視野中心から現在の撮像領域が外れてしまうことが
ない。

【０００７】また第２の特徴とするところによれば、テ
ィーチングすべきエリアを大視野画面において撮像領域
を大まかに設定するプリティーチングで指示しておくこ
とができるために、検査すべき領域に教示点をセットし
忘れるという事態を無くしたり少なくしたりすることが
できるとともに、ティーチング操作を手際よく行うこと
ができる。

【０００８】そして第３の特徴とするところによれば、
ティーチング済みエリアが画面に表示されるために、新
たに設定すべき教示点がどこかの判別や、教示点のセッ
トのし忘れがないかの判別が容易となる。加えるに第４
の特徴とするところによれば、撮像領域の変更や撮影角
度の変更時にも、画面に揺れが生じることがない。

【０００９】

【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、図１において、１は基板２を撮影するためにビデ
オカメラであり、このビデオカメラ１はＸ軸方向に可動
となっているテーブル３に対して鉛直軸θの軸回りに可
動とされた支持台４を介して取り付けられているととも
に、支持台４に対して水平軸Ｒの軸回りに可動の状態で
取り付けられている。さらに上記基板２はＹ軸方向に可
動となっているテーブル５上に配設されている。図中６
は上記の各部材が設置された台であり、振動吸収部７を
有している。

【００１０】なお、上記Ｘ，Ｙ軸方向の移動及び鉛直軸
θ及び水平軸Ｒの軸回りの回転は、制御回路８の出力に
よって各モータを駆動することで行われる。そして、上
記ビデオカメラ１には、電動式ズームレンズを備えるオ
ートフォーカスタイプのものが用いられており、このビ
デオカメラ１で撮影された画像は、制御回路８を通じて
ＣＲＴディスプレイ９上に表示される。

【００１１】この基板外観目視検査装置では、手動とテ
ィーチングと検査の３つ（厳密にはプリティーチングを
含む４つ）のモードで作動させることができる。第１は
手動モードであり、制御回路８に接続された入力手段に
よって、撮影すべき領域やビデオカメラ１の撮影角度を
変更すれば、制御回路８は変更に応じたモータを作動さ
せる。

【００１２】この時、入力手段から入力された内容がビ
デオカメラ１または基板２にＸ，Ｙ両軸方向の移動を行
わせるだけの場合には、Ｘ軸用及びＹ軸用のモータを入
力された分だけ作動させて撮影領域を変更するだけであ
るが、鉛直軸θ及び水平軸Ｒの軸回りの回転を伴うもの
である場合には、図２に示すように、入力があった時点
での現在位置から視野中心の基板上座標を求めて記憶し
ておき、Ｒ軸及びθ軸の手動による移動の指示があれ
ば、さきほど記憶していた基板上座標が再度視野中心と
なるように、Ｘ，Ｙ軸方向の補正量を演算し、それまで
視野中心にあった領域が、ビデオカメラ１の撮影角度が
変わった後も視野中心に位置するように制御する。ま
た、上記演算の結果、θ，Ｒ軸の変更に伴うＸ，Ｙ軸方
向の上記補正動作がＸ，Ｙ軸の動作範囲を越えることが
判明すれば、Ｒ軸の補正も行って、視野中心からさきほ
どの領域が外れてしまうことがないように、制御回路８
は補正演算を行うとともに各モータを制御する。３軸位
置決め動作を行うわけである。図３は、視点を保持して
Ｒ，θ軸を固定位置へ位置決めする場合のフローを示し
ており、この場合には、θ軸についても必要とあれば補
正を行う４軸位置決め動作を行うようにしている。

【００１３】ある領域を検査すべくビデオカメラ１と基
板２との相対位置を設定した状態で、検査領域がＩＣの
端子などで隠れて見えない場合にビデオカメラ１を傾け
て斜め方向から撮影しようとした場合、通常であれば、
視野がずれてしまうために再度Ｘ，Ｙ軸方向の移動を入
力部から指示しなくてはならないのであるが、この基板
外観目視検査装置においては、その必要がなく、必要と
する領域を視野にいれたままにしておくことができるわ
けであり、しかもＸ−Ｙ軸が動作範囲の限界近くにある
時でも可能な限りビデオカメラ１を傾けることができる
とともにオーバーランを生じたりすることがないもので
あり、再原点復帰作業などを不要としているものであ
る。また、予め全軸の移動先を計算してから、４軸同時
に動作させることから、高速に位置決めすることができ
る。なお、この視野固定のための自動補正機能は、実際
の検査モードにおいても作動するのはもちろん、後述す
るティーチング時にも作動する。

【００１４】次にティーチング時の動作について説明す
る。検査領域を順次セットしていくティーチングに際し
て、このものではおおまかな検査部位をマウス等の入力
手段を用いて指定することで、ティーチングすべき点を
生成するプリティーチング機能を備えたものとしてい
る。図４はこのプリティーチングについてのフローを示
しており、大きな視野（基準倍率）の中で検査する部品
をおおまかに指定しておくと、次のティーチング時に
は、プリティーチングで指定された多数の領域が拡大倍
率で順次表示されることから、各領域について位置
（Ｘ，Ｙ）の微調整を行ったり、拡大倍率や絞り、視野
の傾き角度（θ、Ｒ）等を細かく設定していくことで、
検査すべき領域について教示点をセットし忘れることが
なくなるものである。

【００１５】なお、プリティーチング操作としては、入
力手段としてマウスを用いる場合、左釦のクリック操作
でその位置を記憶、右釦のクリック操作で最後にクリッ
クしたポイントから順に削除することができるようにし
ておくことが好ましい。誤って左釦をクリックした場合
の訂正が可能となる。そして、プリティーチングの終了
を示すキー操作が行われば、以上の処理から抜け出して
通常のティーチング動作に移るようにしておくことが望
ましい。またティーチング中にあっては、Ｒ軸＝θ軸＝
０で倍率が基準倍率に等しければ、いつでもプリティー
チングに移れるようにしておくことが望ましい。

【００１６】ところで、プリティーチングとティーチン
グとの相違は、次の通りである。すなわち、通常のティ
ーチングでは、そのステップ動作で最後に移動した教示
点である現ポイントは、教示点が増えるにつれて１ずつ
増加していき、ポイント挿入を行うと、現ポイントは挿
入された新しいポイントに変わるが、プリティーチング
の段階では、現ポイントが１である時、プリティーチ点
を増やしてポイント２、ポイント３を登録していっても
現ポイントは１のままとしている。

【００１７】図６にティーチング時のフローを示す。前
記自動補正機能が働くようにしているのはもちろんであ
るが、ここでは既に教示点としたティーチング済みエリ
アが明確となるように、カメラ画像に各教示点の視野範
囲（エリア）を重ねて表示するようにしてある。つま
り、ティーチングで検査ポイントが教示（挿入／変更）
された時に、その時点での画面の四隅が基板上のどこに
あたるかを計算して記憶しておき、手動操作やステップ
動作等でカメラ位置やズーム倍率などが変更された時に
は、現時点での視野範囲を基板上座標に変換しておく。
そして、全教示点の中から現表示エリアに重なるティー
チングエリアを持つ教示点を探し、それらの各教示点に
ついて、記憶しているエリアを現在の画像に重ねて表示
する。この時、エリアの内側は網掛けで塗りつぶした四
角形として描画してバックの画像が透けて見えるように
しておく。この表示処理は、手動操作などでカメラ位置
やズーム倍率などが変更される度に再実行する。ティー
チング済みエリアの表示が必要でない場合に応じて、上
記表示機能はオフとすることができるようにしておくこ
とが望ましい。処理時間の短縮を図ることができる。

【００１８】ところで、上記のような自動補正機能を有
するものにおいて特に問題となるのが、カメラ位置の変
更などを行った際の画面の揺れである。検査者の目の疲
労を招くだけでなく、画面が鮮明になるまで良否の判断
を下せないことから、処理時間の増大にもつながってし
まう。このために、この基板外観目視検査装置では、前
述の振動吸収部７を設けて振動を早期に吸収してしまう
ことができるようにしている上に、ある教示点の画面を
ＣＲＴディスプレイ９に映している状態から、次の教示
点に移ったり撮影角度を変更したりするにあたっては、
まず画面をフリーズ（静止表示）させ、この間に次のカ
メラ位置等に変更し、この変更に伴う揺れが納まった時
点で上記静止画面を解除してビデオカメラ１からの動画
像に変更するということを行っている。実際の検査時に
は、ＣＲＴディスプレイ９上に揺れのある画面が現れる
ことがないものである。また、カメラ位置変更のための
モータの位置決めと、ズーム・フォーカス・絞りといっ
たカメラ設定とを並行に動作させることで、高速な画像
切換を可能としている。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴とする
ところによれば、撮影角度変更によって死角のない検査
が可能である上に、撮影角度変更に応じた撮像領域の変
動が基板とカメラとの相対位置変更で補正されるため
に、撮影角度を変更しても視野中心から現在の撮像領域
が外れてしまうことがないものであり、常に所定の領域
を視野に納めたまま撮影角度の変更を行うことができる
ことから、検査やティーチング操作を迅速に行うことが
できる。

【００２０】また第２の特徴とするところによれば、テ
ィーチングすべきエリアを大視野画面において撮像領域
を大まかに設定するプリティーチングで指示しておくこ
とができるために、検査すべき領域に教示点をセットし
忘れるという事態を無くしたり少なくしたりすることが
できるものであって、多数の教示点をセットすべき場合
においてもティーチング操作を手際よく的確に行うこと
ができる。

【００２１】そして第３の特徴とするところによれば、
ティーチング済みエリアが画面に表示されるために、新
たに設定すべき教示点がどこかの判別や、教示点のセッ
トのし忘れがないかの判別が容易となり、ティーチング
操作がしやすくなるものである。また第４の特徴とする
ところによれば、撮像領域の変更や撮影角度の変更時に
も、画面に揺れが生じることがないために、検査者の疲
労を抑えることができると同時に、検査に要する時間の
短縮化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例を示すもので、(a)はブロック図、(b)
は斜視図である。

【図２】同上の自動補正機能のフローチャートである。

【図３】同上の自動補正機能の他のフローチャートであ
る。

【図４】同上のプリティーチング部のフローチャートで
ある。

【図５】同上のプリティーチング部の他の動作のフロー
チャートである。

【図６】同上のティーチング部の動作のフローチャート
である。

【図７】同上の画面切換動作のフローチャートである。

【符号の説明】

１ ビデオカメラ ２ 基板 ８ 制御回路 ９ ＣＲＴディスプレイ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板表面を撮像するカメラと、撮像画面
   を表示する表示部と、カメラによる基板の撮像領域を変
   更する撮像領域変更部と、カメラによる基板の撮影角度
   を変更する撮影角度変更部とを備えるとともに、撮影角
   度変更に応じた撮像領域の変動を基板とカメラとの相対
   位置変更で補正する制御回路を備えていることを特徴と
   する基板外観目視検査装置。
2. 【請求項２】 基板表面を撮像するカメラと、撮像画面
   を表示する表示部と、カメラによる基板の撮像領域を変
   更する撮像領域変更部と、カメラによる基板の撮影角度
   を変更する撮影角度変更部と、大視野画面において撮像
   領域を大まかに設定するプリティーチング部と、プリテ
   ィーチング部で設定された領域を順次表示して教示点の
   設定を促すティーチング部とを備えていることを特徴と
   する基板外観目視検査装置。
3. 【請求項３】 基板表面を撮像するカメラと、撮像画面
   を表示する表示部と、カメラによる基板の撮像領域を変
   更する撮像領域変更部と、カメラによる基板の撮影角度
   を変更する撮影角度変更部と、撮像領域を設定するティ
   ーチング部と、ティーチング済みエリアを現在画像に重
   ねて表示部に表示させる画像制御部とを備えていること
   を特徴とする基板外観目視検査装置。
4. 【請求項４】 基板表面を撮像するカメラと、撮像画面
   を表示する表示部と、カメラによる基板の撮像領域を変
   更する撮像領域変更部と、カメラによる基板の撮影角度
   を変更する撮影角度変更部とを備えるとともに、上記表
   示部に静止画像を表示させている間に撮像領域変更部及
   び撮影角度変更部を作動させる制御部を備えていること
   を特徴とする基板外観目視検査装置。