JPS63128207A - 実装部品検査装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　　要〕 本発明は、光切断法を用いてプリント板上の部品の実装
状態を検査する実装部品検査装置において、光センサで
検知された二次元画像から、その明るさ分布の重心位置
を求め、この重心位置から部品の高さ情報を算出するよ
うにしたことにより、ノイズによる検知誤差をなくし、
正確な高さ情報を得ることができるようにしたものであ
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、プリント板上に実装された電子部品（特には
チップ部品）の実装状態（例えば、品種ちがい、取付位
置ちがい、過不足等）を光切断法を用いて自動検査する
実装部品検査装置に関する。

近年、特にチップ部品にみられるように、部品の微小化
、実装の高密度化が進み、従来から一般に行われてきた
人間の目視による外観検査が困難になってきた。現在、
このような背景から、実装部品の外観検査の自動化が強
く望まれている。

〔従来の技術〕

第７図（１１１に、光切断法を用いた従来の実装部品検
査装置の概略構成を示す。従来の装置では、まず光源１
から出力された光を線状のスリット２を通過させること
により線状の光ビームＩ１１を作成し、この光ビーム１
１をレンズ３を介してプリント板Ｐ上に斜め上方から照
射する。するとそこには、部品Ｍの形状に沿った光切断
線りが形成されるので、これを上記照射方向とは異なる
斜め上方からレンズ４によって二次元センサ５上に結像
させる。二次元センサ５からは、第７図（ｂｌに示すよ
うに、上記光切断線りに対応した明るさ分布を持つ二次
元画像が得られる。次に、この二次元画像をＡ／Ｄ変換
器６でデジタル信号に変換し、ピーク検出回路７に送る
。このピーク検出回路７は、第７図（ｂ）に示した二次
元画像（ただし、Ａ／Ｄ変、　換器６でデジタル化され
ている）における線方向（Ｘ方向）の各位置ごとに、こ
れと直交する方向（Ｘ方向）に沿った明るさ分布のピー
クを検出する回路であり、ここで得られたピーク位置か
ら高さ情報を得ている。そして最後に、この高さ情報に
基づき、不図示の検査手段で部品Ｍの実装状態を検査す
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の装置では、上述したようにピーク検出回路７
で得られた明るさ分布のピークの位置から高さ情報を得
ていたため、ピーク付近にある小さなノイズの影響によ
って、検出されたピーク位置が真のピーク位置からずれ
てしまうことがあった。例えば、第７図（ｂｌの直線ａ
ｂに沿った明るさ分布を第８図に示すが、同図に示され
るように、ピークの付近にスパイク状のノイズが重なっ
てピーク値を超えてしまった場合、そのノイズの位置が
ピーク位置として検出されてしまうので、大きな検出誤
差が生じてしまった。

このようにピーク位置に誤差が生じると、このピーク位
置に基づいて得られる部品の高さ情報にも更に大きな誤
差が生じ、従って部品検査の精度低下にもつながった。

本発明は、上記問題点に鑑み、上述したようなノイズの
影響を受けることなく、正確な高さ情報を得ることので
きる実装部品検査装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の実装部品検査装置は、光センサで検知された二
次元画像から、その線方向と直交する方向に沿った明る
さ分布の重心位置を検出し、この重心位置から高さ情報
を得るようにしたものである。

〔作　　用〕

一般に、上記の明るさ分布は、真のピーク位置を中心と
してほぼ左右対称になっている。よって、このような明
るさ分布から得られた重心位置は、真のピーク位置とほ
ぼ一致する。たとえピーク付近にノイズが生じた場合で
あっても、このノイズ量は、明るさ分布の全体に含まれ
る明るさ情報の量と比べればほとんどゼロに等しい。こ
のことから、上記重心位置はノイズの影響をほとんど受
けることなく、はぼ真のピーク位置を示すことになる。

従って、このような重心位置に基づいて得られる高さ情
報は、非常に正確なものとなる。

〔実　　施　　例〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す概略構成図である。

同図において、光源ｌからＡ／Ｄ変換器６までは第７図
ｆａｌに示した従来の装置と同様であるので、その説明
を省略する。本実施例の特徴は、Ａ／Ｄ変換器６の次段
に重心検出回路８を設けたことにある。この重心検出回
路８は、詳しくは後述するが、第７図（ｂｌに示したと
同様な二次元画像（ただし、実際は、Ａ／Ｄ変換器６に
よってデジタル化された画像である）から、線方向（ｙ
方向）の各位置ごとに、これと直交する方向（Ｘ方向）
に沿って得られる明るさ分布の重心位置を求める回路で
ある。本実施例では、この重心検出回路８で得られた重
心位置から高さ情報を算出し、この高さ情報に基づき、
不図示の既知の検査手段で部品Ｍの実装状態（例えば、
品種ちがい、取付位置ちがい、過不足等）を検査するよ
うにしている。

この検査は、例えば、上記高さ情報をプリント板Ｐの全
体について得ることにより部品Ｍの三次元形状を知り、
この形状を基準の形状と比較して上記実装状態を判断す
ること等により行う。

第２図に、上記重心検出回路８の具体的な回路構成の一
例を示す。この回路８は、１個の乗算器８１．２個の累
積器８２．８３および割算器８４から構成されている。

上記構成において、乗術器８１は、二次元センサ５から
Ａ／Ｄ変換器６を介して得られる二次元画像の上述した
明るさ分布（その−例を第３図に示す）の各位置毎の明
るさ情報Ａと、位置情報Ｂとの積Ａ＊Ｂを算出する。累
積器８２は、各位置毎に得られた積Ａ＊Ｂの総和ΣＡ＊
Ｂを算出する。

これと同時に、もう一方の累積器８３は、各位置毎の明
るさ情報Ａの総和ΣＡを算出する。そして最後に、割算
器８４が、累積器８２で得られた結果（ΣＡ）ｋＢ）を
累積器８３で得られた結果（ΣＡ）で割る。するとこの
結果が、明るさ分布の重心位置となる。

第３図に示すように、明るさ分布は真のピーク位置を中
心としてほぼ左右対称になっている。よって、上記重心
検出回路８で得られた重心位置は、真のピーク位置とほ
ぼ一致する。もし、同図に示すようにスパイク状のノイ
ズがピークの付近に生じても、このノイズ量は、明るさ
分布全体に含まれる明るさ情報の量と比べればほとんど
ゼロに等しい。このことから、上記重心位置はノイズの
影響をほとんど受けることがなく、はぼ真のピーク位置
と一致することになり、従って正確な高さ情報を得るこ
とができる。

次に、本発明の他の実施例の特徴部分を第４図に示す。

本実施例は、第２図に示した重心検出回路８に対し、Ａ
／Ｄ変換器６からの明るさ情報Ａを低レベル明るさ情報
除外回路９を介して与えるようにしたものである。

上記回路９は、所定のスライスレベルＳＬ以下の明るさ
情報を重心検出回路８に与えないようにする回路である
。その具体的な構成の一例としては、第４図に示される
ように、比較器９１とゲート９２からなっている。比較
器９１は、上述した明るさ分布の各位置における明るさ
情報Ａを所定のスライスレベルＳＬと比較し、前者が後
者よりも大きいときにオン信号を出力する。ゲート９２
は、比較器９１から上記オン信号が出力されたときのみ
開き、このときの明るさ情報Ａを通過させて重心検出回
路８に送る。このようにすることにより、スライスレベ
ル設定回路の不安定な明るさ情報を、上述した重心位置
の検出において参照しないようにすることができる。

上記実施例では、固定されたスライスレベルＳＬを用い
たが、明るさ分布のピーク値に応じてスライスレベルＳ
Ｌを最適レベルに設定するようにしてもよい。第５図に
、このようなスライスレベル設定回路１０を設けた、他
の実施例の構成を示す。

上記スライスレベル設定回路１０は、ピーク検出器１０
１と乗算器１０２とから構成されている。

ピーク検出器１０１は、明るさ分布のピーク値、すなわ
ちすべての明るさ情報Ａの中の最大値Ａ　ＨＡ　Ｘを検
出する。乗算器１０２は、上記ピーク値ＡＭＡＸを少数
（Ｃ）倍（例えば０．５倍）し、この値を上述した比較
器９１のスライスレベルＳＬとして用いる。また、上記
ピーク検出器１０１でピーク検出が終了するまでに送ら
れてくる明るさ情報Ａと位置情報Ｂとを、それぞれ記憶
回路１１．１２に記憶しておき、ピーク検出が終了した
後に上記記憶回路１１．１２の情報を順次読出すように
している。

上記第４図、第５図に示した実施例によれば、スライス
レベルＳＬ（第４図の実施例では固定、第５図の実施例
ではピーク値ＡＭＡＸの例えば１／２倍）以下の不安定
な明るさ情報を除外し、ピーク近傍の安定した明るさ情
報だけを用いて重心位置を検出できる。従って、第６図
に示すように、例えば反射率の高い部分等からの迷光の
影響が明るさ分布の低いレベル領域に現われた場合であ
っても、これによって重心位置が点線で示すように迷光
側にずれてしまうことはなく、よって一層正確な高さ情
報を得ることができるようになる。

なお、本発明では光学系の構成は第１図に示したものに
限定されることはなく、光切断線をプリント板上に形成
してそれに対応した二次元画像を得るようにしたもので
あれば、どのような構成であってもよい。例えば、二次
元センサ５の代わりにラインセンサを用いて、上記光切
断線を高さ方向に沿って順次ライン状に検知していくこ
とにより、上記二次元画像を得るようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明の実装部品検査装置によれば、明るさ分布の重心
位置に基づいて、ノイズの影響を受けない正確な高さ情
報を得ることができ、従って、高精度の実装部品検査が
可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施を示す概略構成図、第２図は同
実施例に係る重心検出回路８の具体的な構成の一例を示
す回路図、 第３図は同実施例によって得られる明るさ分布とその重
心位置を示す図、 ＝１３− 第４図は本発明の他の実施例における特徴部分を示す回
路図、 第５図は本発明の更に他の実施例における特徴部分を示
す回路図、 第６図は第４図および第５図の実施例によって得られる
明るさ分布とその重心位置を示す図、第７図（ａｌは従
来の装置を示す概略構成図、第７図（ｂｌは上記従来の
装置の二次元センサ５で得られる二次元画像の一例を示
す図、 第８図は上記従来の装置で得られる明るさ分布とその検
出されたピーク位置を示す図である。 ■・・・光源、 ２・・・スリット、 ３．４・・・レンズ、 ５・・・二次元センサ、 ８・・・重心検出回路、 ８１・・・乗算器、 ８２．８３・・・累積器、 ８４・・・割算器、 ９・・・低レベル明るさ情報除外回路、９１・・・比較
器、 ９２　・　・　・ゲート、 １０・・・スライスレベルＰａ　足回路、１０１・・・
ピーク検出器、 １０２・・・乗算器、 １１１２・・・記憶回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）部品の実装されたプリント板上に線状の光ビームを
   照射する光照射手段（１、２、３）と、該光照射手段に
   よる前記光ビームの照射によって前記プリント板上に形
   成された光切断線を前記照射の方向とは異なる方向から
   光センサ（５）で二次元画像として検知する光検知手段
   （４、５）と、 該二次元画像から得られる高さ情報に基づき前記部品の
   実装状態を検査する検査手段とを有する実装部品検査装
   置において、 前記光検知手段で得られた二次元画像からその線方向と
   直交する方向に沿った明るさ分布の重心位置を検出する
   重心検出手段（８）を具備し、該重心位置から前記高さ
   情報を得るようにしたことを特徴とする実装部品検査装
   置。 ２）前記重心検出手段は、前記明るさ分布の各位置にお
   ける明るさ情報と位置情報との積を求める乗算器（８１
   ）と、該乗算器で得られた積の総和を求める第１の累積
   器（８２）と、前記明るさ分布の各位置における明るさ
   情報の総和を求める第２の累積器（８３）と、前記第１
   の累積器で得られた結果を前記第２の累積器で得られた
   結果で割る割算器（８４）とから構成され、該割算器で
   得られた結果を前記重心位置とすることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の実装部品検査装置。 ３）前記明るさ分布に含まれる所定のスライスレベル以
   下の明るさ情報を前記重心検出手段における前記重心位
   置の検出から除外する低レベル明るさ情報除外手段（９
   ）を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の実装部品検査装置。 ４）前記低レベル明るさ情報除外手段は、前記明るさ分
   布の各位置における明るさ情報を前記所定のスライスレ
   ベルと比較する比較器（９１）と、前記明るさ情報が前
   記所定のスライスレベル以下の時に閉じ、それ以外の時
   に開いて前記明るさ情報を前記重心検出手段に送るゲー
   ト（９２）とから構成されることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項記載の実装部品検査装置。 ５）前記明るさ分布のピーク値を求め、該ピーク値を小
   数倍した値を前記スライスレベルとして設定するスライ
   スレベル設定手段（１０）を設けたことを特徴とする特
   許請求の範囲第３項または第４項記載の実装部品検査装
   置。 ６）前記小数は０．５であることを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載の実装部品検査装置。 ７）前記光センサは二次元センサであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか１つに記
   載の実装部品検査装置。