JP2000121563A - 外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 明るさの経時変化、電源電圧による照度のバ
ラツキ等の問題を解消し、且つ、より実物に近い色を再
現して検査精度を向上させる。 【解決手段】 実装基板１に光を照射する照明手段２
と、実装基板１を撮像するカラーＣＣＤカメラ３とを有
し、このカラーＣＣＤカメラ３で撮像した画像情報に基
づいて実装基板１の検査対象物を検査する外観検査装置
において、照明手段２をマーカ検知用照明部６，７と部
品検査用照明部８とから構成し、マーカ検知用照明部
６，７は実装基板１に対する照射方向が異なる２つの位
置にそれぞれ配置した赤色発光ダイオードＤ１，Ｄ２を
有し、異なる位置の赤色発光ダイオードＤ１，Ｄ２が実
装基板１に対して光を照射し、部品検査用照明部８は赤
色発光ダイオードＤ３と緑色発光ダイオードＤ４及び青
色発光ダイオードＤ５を有し、この３色を合成して得た
白色光を実装基板１に対して照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、実装基板の外観を
撮像し、撮像した画像情報に基づいて実装基板を検査す
る外観検査装置に関し、特に、実装基板に光を照射する
照明手段に係わる。

【０００２】

【従来の技術】この種の外観検査装置は照明手段とカラ
ーＣＣＤカメラ等の撮像手段とを有し、照明手段で実装
基板の検査領域を照射し、先ず、実装基板の基準マーカ
を読取り、基準マーカの位置情報より実装基板の位置補
正を行う。次に、照明手段で光が照射された実装基板の
外観を撮像手段で順次撮像する。この撮像して得た画像
情報と予め入力された基準情報とを順次比較することに
より部品実装不良、ハンダ付け不良等を検出するもので
ある。そして、従来においては、前記照明手段として螢
光灯を用いていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例のように照明手段として螢光灯を用いた場合には、
次のような問題がある。即ち、螢光灯は明るさの経時変
化を大きいため、頻繁に撮像手段のホワイトバランス調
整を行う必要があり、又、螢光灯の寿命により定期的な
交換が必要である。

【０００４】また、螢光灯は電源電圧の変動により照度
が変動するため、入力画像がバラツキ、これによって誤
判定が多く出る。

【０００５】さらに、基準マーカには銅はく、銀メッ
キ、金メッキ等といろいろな種類があり、螢光灯では表
面の凹凸や反射率等の影響で正確な形状情報が得られな
い場合がある。従って、適正な位置補正が困難で入力画
像がバラツキ、誤判定が発生する。

【０００６】そこで、本発明は、螢光灯を用いることに
起因する上述の種々の問題を解消した外観検査装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、実装
基板に光を照射する照明手段と、前記実装基板を撮像す
る撮像手段とを有し、この撮像手段で撮像した画像情報
に基づいて前記実装基板の検査対象物を検査する外観検
査装置において、前記照明手段をマーカ検知用照明部と
部品検査用照明部とから構成し、前記マーカ検知用照明
部は赤色発光ダイオードが前記実装基板に対して光を照
射するように構成し、前記部品検査用照明部は赤色発光
ダイオードと緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオー
ドを有し、この３色を合成して得た白色光を前記実装基
板に対して照射するように構成したことを特徴とする。

【０００８】請求項２の発明は、前記請求項１に記載の
外観検査装置において、前記マーカ検知用照明部の前記
赤色発光ダイオードは、前記実装基板に対する照射方向
が異なる複数の位置にそれぞれ配置され、前記実装基板
に対して複数の方向から光を照射するように構成したこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項３の発明は、前記請求項１又は請求
項２に記載の外観検査装置において、前記照明手段と前
記実装基板との間に配置され、前記照明手段から照射さ
れた光を拡散させる拡散手段を有することを特徴とす
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００１１】図１（ａ）は本発明の一実施形態に係る外
観検査装置の概念図、図１（ｂ）はマーカ用検知照明部
の照射方向を示す概念図、図１（ｃ）は部品検査用照明
部の照明状態を示す概念図、図２は外観検査装置の一部
を破断して示す正面図、図３は外観検査装置の概略斜視
図である。

【００１２】図１〜図３において、外観検査装置は実装
基板１に光を照射する照明手段２と実装基板１を撮像す
る撮像手段であるカラーＣＣＤカメラ３を有する。この
カラーＣＣＤカメラ３は実装基板１の上方に配置され、
その鏡筒３ａの開口部は下方に開口している。カラーＣ
ＣＤカメラ３はカメラ用ブラケット４（図２に示す）を
介して基台（図示せず）に固定されている。そして、こ
のカラーＣＣＤカメラ３に対して図示しないＸＹテーブ
ル（ＸＹ移動手段）に載置された実装基板１が該ＸＹテ
ーブルを介してＸ，Ｙ方向に２次元的に移動するように
なっている。

【００１３】照明手段２は照明用ブラケット５（図２に
示す）を介して上記基台に前記カラーＣＣＤカメラ３と
共に固定されている。照明手段２はマーカ検知用照明部
６，７と部品検査用照明部８とを有し、マーカ検知用照
明部６，７は上部位置と下部位置とに分離されている。

【００１４】上部位置のマーカ検知用照明部６は、前記
カラーＣＣＤカメラ３の鏡筒３ａの開口部下方に近接さ
れ、且つ、鏡筒３ａと略同心位置の円周状に沿って配置
されたリング状空間の上部ダイオード収容室６ａを有す
る。この上部ダイオード収容室６ａ内には円周方向に一
定間隔置きに赤色発光ダイオードＤ１が収容され、この
赤色発光ダイオードＤ１は実装基板１に対して略真上か
ら光を照射する。

【００１５】下部位置のマーカ検知用照明部７は、上部
ダイオード収容室６ａより下方に位置し、上部ダイオー
ド収容室６ａより大径の円周状に沿って配置されたリン
グ状空間の下部内周ダイオード収容室７ａを有する。こ
の下部内周ダイオード収容室７ａ内には一定間隔置きに
赤色発光ダイオードＤ２が収容され、この赤色発光ダイ
オードＤ２は実装基板１に対して略全周方向の斜め上か
ら光を照射する。

【００１６】部品検査用照明部８は、下部内周ダイオー
ド収容室７よりさらに大径の円周状に沿って配置された
リング状空間の下部外周ダイオード収容室８ａを有す
る。この下部外周ダイオード収容室８ａ内には赤色発光
ダイオードＤ３と緑色発光ダイオードＤ４及び青色発光
ダイオードＤ５を１組とするダイオード群が一定間隔置
きに全周に亘って単一の円周状に配置されており、この
３色を合成して得た白色光を前記実装基板１に対して照
射する。このダイオード群Ｄ３〜Ｄ５は実装基板１に対
して略全周方向の斜め上から光を照射する。

【００１７】拡散手段である拡散板９は、前記照明手段
２と前記実装基板１との間に配置され、前記照明手段２
から照射された光を拡散して実装基板１側に射出する。

【００１８】実装基板１上には各種部品（図示せず）等
が実装されていて、該実装基板１は前記ＸＹテーブル上
に載置されてＸ，Ｙ方向に移動するようになっている。
この部品の実装状態（欠品、ズレ等）等が検査対象物と
なる。又、実装基板１には検査領域の位置決めとなる基
準マーカ（図示せず）が所定位置に表示されている。基
準マーカは銅はく、銀メッキ、金メッキ、半田メッキ等
で設けられている。

【００１９】上記構成において、照明手段２の発光は全
て発光ダイオードＤ１〜Ｄ５にて行われる。発光ダイオ
ードＤ１〜Ｄ５は、図４に示すように、螢光灯と比較し
て長時間光量が安定しているためカラーＣＣＤカメラ３
のホワイトバランス調整及び寿命による交換が不要（メ
ンテナンスフリー）であり、各発光ダイオードＤ１〜Ｄ
５は電源電圧による照度のバラツキが極めて少ないた
め、安定した画像情報が得られ誤判定が少ない。

【００２０】基準マーカ（図示せず）の読取り工程で
は、マーカ検知用照明部６，７の赤色発光ダイオードＤ
１，Ｄ２を発光させる。すると、図１（ｂ）に示すよう
に、実装基板１に対して真上からと斜め上からの２方向
から光が照射される。従って、基準マーカ等の影ができ
にくいため、色々な種類（銅はく、銀メッキ、金メッキ
等）の基準マーカを正確に読取ることができる。このデ
ータに基づいて実装基板１がＸＹテーブルを介してカラ
ーＣＣＤカメラ３及び照明手段２に対して２次元的に移
動され、適正な位置補正がなされる。

【００２１】部品検査工程では、部品検査用照明部８の
赤色発光ダイオードＤ３と緑色発光ダイオードＤ４及び
青色発光ダイオードＤ５を組とするダイオード群を発光
させる。すると、図１（ｃ）に示すように、各ダイオー
ド群の赤色と青色及び緑色の３色光が合成して白色光と
なり、この白色光が実装基板１の検査領域に対して照射
される。このように３色ダイオードＤ３，Ｄ４，Ｄ５よ
り得た白色光を照射するため、より実物に近い色を再現
でき、検査精度が高くなる。例えば、色の再現性が高い
ため、真黒と真黒に近い黒との差を判別できる。

【００２２】また、照明手段２からの光は拡散板９によ
り拡散されて実装基板１に照射されるため、部品面のフ
ラックスやシルク印刷等があっても画像が安定し、検査
精度が向上する。

【００２３】尚、前記実施形態によれば、マーカ検知用
照明部６，７は実装基板１に対して真上と斜め上の２つ
の方向から光を照射するよう構成したが、３つ以上の方
向から光を照射するように構成しても良い。また、部品
検査用照明部８の赤色発光ダイオードＤ３と緑色発光ダ
イオードＤ４及び青色発光ダイオードＤ５を１組とする
ダイオード群は、単一の円周状にのみ配置したが、同心
円状に複数の円周状に配置しても良い。このように複数
の円周状に配置すれば、さらに部品の影等が発生しにく
く検査精度の向上に供する。さらにまた、カラーＣＣＤ
カメラ３及び照明手段２側を固定して実装基板１側をＸ
Ｙテーブルにより移動するようにしたが、カラーＣＣＤ
カメラ３及び照明手段２側を実装基板１に対して移動す
るようにしても良い。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、各発光ダイオードは長時間光量が安定している
ためホワイトバランス調整及び寿命による交換が不要
（メンテナンスフリー）であり、各発光ダイオードは電
源電圧による照度のバラツキが極めて少ないため、安定
した画像情報が得られて誤判定が少ないと共に、赤色発
光ダイオードと緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオ
ードより射出した３色光を合成して得た白色光を照射す
るため、より実物に近い色を再現でき、検査精度が向上
する。

【００２５】請求項２の発明によれば、２方向から光を
照射し、影ができにくいため、色々な種類（銅はく、銀
メッキ、金メッキ等）の基準マーカを正確に読取ること
ができ、その結果、適正な位置補正がなされ安定した検
査が行える。

【００２６】請求項３の発明によれば、拡散手段により
拡散された光が照射されるため、部品面のフラックスや
シルク印刷等があっても画像が安定し、検査精度の向上
に供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る外観検査装
置の概念図、（ｂ）はマーカ用検知照明部の照射方向を
示す概念図、（ｃ）は部品検査用照明部の照明状態を示
す概念図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る外観検査装置の一部
を破断で示す正面図である。

【図３】本発明の一実施形態に係る外観検査装置の概略
斜視図である。

【図４】発光ダイオードと螢光灯との時間に対する光量
変化の特性線図である。

【符号の説明】

１ 実装基板 ２ 照明手段 ３ カラーＣＣＤカメラ（撮像手段） ６，７ マーカ検知用照明部 ８ 部品検査用照明部 ９ 拡散板（拡散手段） Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 赤色発光ダイオード Ｄ４ 緑色発光ダイオード Ｄ５ 青色発光ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G051 AA65 AB02 AB14 BA01 BA08 BB01 BB20 CA03 CA06 CB05 DA07 EA17 EA23 5C022 AA01 AC00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実装基板に光を照射する照明手段と、前
   記実装基板を撮像する撮像手段とを有し、この撮像手段
   で撮像した画像情報に基づいて前記実装基板の検査対象
   物を検査する外観検査装置において、 前記照明手段をマーカ検知用照明部と部品検査用照明部
   とから構成し、前記マーカ検知用照明部は赤色発光ダイ
   オードが前記実装基板に対して光を照射するように構成
   し、前記部品検査用照明部は赤色発光ダイオードと緑色
   発光ダイオード及び青色発光ダイオードを有し、この３
   色を合成して得た白色光を前記実装基板に対して照射す
   るように構成したことを特徴とする外観検査装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載の外観検査装置にお
   いて、 前記マーカ検知用照明部の前記赤色発光ダイオードは、
   前記実装基板に対する照射方向が異なる複数の位置にそ
   れぞれ配置され、前記実装基板に対して複数の方向から
   光を照射するように構成したことを特徴とする外観検査
   装置。
3. 【請求項３】 前記請求項１又は請求項２に記載の外観
   検査装置において、 前記照明手段と前記実装基板との間に配置され、前記照
   明手段から照射された光を拡散させる拡散手段を有する
   ことを特徴とする外観検査装置。