JP2002071577A - 外観検査装置および外観検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外観検査の対象範囲を拡大することができる
外観検査装置および外観検査方法を提供することを目的
とする。 【解決手段】 検査対象物を撮像して得られた画像デー
タを画像処理することにより所定の検査を行う外観検査
装置において、発光体４ａおよび反射体４ｂから成り検
査対象物に全天方向から白色照明光を照射する第１の照
明手段と、ＬＥＤ光源部４ｃ、４ｄおよび同軸光源部４
ｅより成り検査対象物に検査項目に応じた特定方向から
有色照明光を照射する第２の照明手段とを備え、検査時
には検査対象物に全天方向から白色照明光を照射すると
ともに検査項目に応じた特定方向から有色照明光を照射
する。これにより、検査目的に応じた特定部分のみを有
色照明の反射光により明瞭に検出することができ、従来
検査対象とならなかった検査項目を対象として外観検査
を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検査対象物を撮像
して得られた画像データを画像処理することにより検査
対象物について所定の検査を行う外観検査装置および外
観検査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品や機器の製造分野においては、
電子部品や基板などの検査対象物をカメラで撮像して所
定の検査を行う外観検査が広く行われている。この外観
検査は、検査対象物の撮像データを画像処理することに
より、電子部品などの検査対象物の検出や識別、位置ず
れなど各種の項目についての判定が行われる。これらの
外観検査にはカラー画像やモノクロ画像による画像認識
が用いられ、検査対象を撮像する際にはそれぞれの場合
に応じて各種の照明方法が用いられる。例えばカラー画
像を用いた外観検査では、検査対象物自体の色を検出す
る必要があるため、一般に白色照明が用いられ、またモ
ノクロ画像を用いた外観検査では検査項目に応じた特定
方向から光を照射する照明方法が用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
外観検査方法では、照明方法に起因して以下のような問
題点があった。まず白色照明下で撮像されたカラー画像
による外観検査においては、電子部品の樹脂モールド上
面の極性マークなどのように、同一材質範囲内に形成さ
れ周囲と比較して異なる粗度を有する平滑面が検出対象
部位となっているような場合には、本来同一材質である
ためカラー画像上で色の違いによって検出することがで
きなかった。また、特定方向からの照明によって撮像さ
れたモノクロ画像による外観検査において、電子部品を
接合する半田フィレットの形状などが検査対象となって
いる場合には、半田フィレットと電子部品の樹脂モール
ドとの境界、あるいは半田フィレットとリードとの境界
をモノクロ画像上での輝度の違いによって識別すること
が困難であった。このように、従来の外観検査において
は、検査項目によっては検出対象を正確に識別すること
が困難で、外観検査の対象範囲が制約されるという問題
点があった。

【０００４】そこで本発明は、外観検査の対象範囲を拡
大することができる外観検査装置および外観検査方法を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の外観検査
装置は、検査対象物を撮像して得られた画像データを画
像処理することにより所定の検査を行う外観検査装置で
あって、前記検査対象物を撮像してカラー画像を取得す
るカメラと、撮像時に検査対象物に白色照明光を照射す
る第１の照明手段と、撮像時に検査対象物に特定方向か
ら有色照明光を照射する第２の照明手段とを備えた。

【０００６】請求項２記載の外観検査装置は、請求項１
記載の外観検査装置であって、第１の照明手段が、前記
カラーカメラの撮像方向から光を照射する同軸光源部で
ある。

【０００７】請求項３記載の外観検査方法は、検査対象
物を撮像して得られた画像データを画像処理することに
より所定の検査を行う外観検査方法であって、前記検査
対象物をカメラによって撮像する際に、検査対象物に白
色照明光を照射するとともに特定方向から有色照明光を
照射し、前記カメラによって入手したカラー画像の中か
ら前記有色照明光によって着色された領域を識別するよ
うにした。

【０００８】請求項４記載の外観検査方法は、請求項３
記載の外観検査方法であって、前記領域が電子部品の極
性マークである。

【０００９】請求項５記載の外観検査方法は、請求項３
記載の外観検査方法であって、前記領域が基板の認識マ
ークである。

【００１０】請求項６記載の外観検査方法は、請求項３
記載の外観検査方法であって、前記領域が表面にクリー
ム半田が塗布された半田レベラである。

【００１１】請求項７記載の外観検査方法は、請求項３
記載の外観検査方法であって、前記領域が半田フィレッ
トが形成された基板の電極である。

【００１２】請求項８記載の外観検査方法は、請求項３
記載の外観検査方法であって、前記領域がリード浮きを
生じている半田フィレットの頂部である。

【００１３】本発明によれば、検査対象物をカメラによ
って撮像する際に、検査対象物に白色照明光を照射する
とともに特定方向から有色照明光を照射することによ
り、検査目的に応じた特定部分のみを有色照明の反射光
により明瞭に検出することができ、従来検査対象となら
なかった検査項目を対象として外観検査を行うことがで
きる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の実装
基板の外観検査装置の構成を示すブロック図、図２は本
発明の一実施の形態の色抽出処理の説明図、図３は本発
明の一実施の形態の実装基板の平面図、図４は本発明の
一実施の形態の電子部品の実装状態検査処理のフロー
図、図５は本発明の一実施の形態の半田付状態検査処理
のフロー図、図６は本発明の一実施の形態の半田ブリッ
ジ検査処理のフロー図、図７は本発明の一実施の形態の
半田検査処理の説明図、図８は本発明の一実施の形態の
半田ブリッジ検査処理の説明図、図９は本発明の一実施
の形態の電子部品の極性検査処理のフロー図、図１０は
本発明の一実施の形態の電子部品の極性検査処理の説明
図、図１１は本発明の一実施の形態の半田付状態検査処
理のフロー図、図１２は本発明の一実施の形態の半田付
状態検査処理の説明図、図１３は本発明の一実施の形態
のリード浮き検査処理のフロー図、図１４は本発明の一
実施の形態のリード浮き検査処理の説明図である。

【００１５】まず図１を参照して実装基板の外観検査装
置の構成について説明する。図１において、ＸＹテーブ
ル１上には電子部品が実装された検査対象物である実装
基板２（以下、単に「基板２」と略記。）が保持されて
おり、基板２には複数の種類の異なる電子部品３が実装
されている。図３に示すように基板２には、対角位置に
位置認識用の認識マーク２ａが形成されており、基板２
上面には電子部品接合用の回路電極２ｂが形成されてい
る。電極２ｂには端子型の矩形電子部品３１Ａ，３１Ｂ
や、接合用リードを備えたリード型の電子部品３２，３
３など種類の異なる多数の電子部品が半田接合される。

【００１６】外観検査においては、これら電子部品の有
無や位置ずれおよび電子部品の方向を示す極性の正否、
電子部品を回路電極に接合するための半田付け状態の良
否などが光学的に検査される。すなわち認識マーク２ａ
を認識することにより基板２の位置を検出し、この位置
に基づいて各電子部品の位置を特定する。極性検査にお
いては、電子部品３３の上面に形成された極性マーク３
３ａを認識することにより、電子部品３３の極性を判定
する。また、リード３３ｂの周囲を撮像して半田フィレ
ットの大きさや形状を認識することにより、半田付け状
態が検査される。

【００１７】基板２の上方には、照明部４とカメラ５よ
り成る撮像部が配設されている。照明部４はハロゲン光
源部（図示せず）によって発光される白色光を照射する
リング状の発光体４ａと略半球面状の反射体４ｂを備え
ており、発光体４ａから反射体４ｂの内面に向けて照射
された白色光は、球面状の反射面によって拡散反射さ
れ、下方の基板２を全天方向から照明する。すなわち発
光体４ａと反射体４ｂは、白色照明光を照射する全天型
の第１の照明手段となっている。第１の照明手段として
は、ＬＥＤなどの点光源をドーム状に配置したものや、
複数のリング状照明を上下方向に多段に配置したもので
もよく、検査対象物全体に均一にムラなく光を照射する
ものであればよい。

【００１８】また、反射体４ｂの内部には、赤色光を発
光するＬＥＤ光源部４ｃ，４ｄが上下２段に設けられて
おり、ＬＥＤ光源部４ｃ，４ｄから発光される赤色光
は、下方の基板２に対してそれぞれ方向の異なる斜め方
向から照射される。

【００１９】更に照明部４は、反射体４ｂの上方に配置
された同軸光源部４ｅを備えている。同軸光源部４ｅは
ＬＥＤによって発光し、この同軸光源部４ｅからの照射
光は、反射体４ｂの開口部に設けられたハーフミラー４
ｆによって反射されて、下方の基板２上にカメラ５の同
軸方向（撮像方向）から入射する。ＬＥＤ光源部４ｃ，
４ｄおよび同軸光源部４ｅは、それぞれ検査項目に応じ
てこれらのいずれか１つまたは複数が選択的に点灯され
る。すなわちＬＥＤ光源部４ｃ，４ｄおよび同軸光源部
４ｅは、基板２に対して検査項目に応じた特定方向から
有色照明光を照射する多段型の第２の照明手段となって
いる。

【００２０】照明部４は照明制御部１８に接続されてお
り、照明制御部１８によって照明部４を制御することに
より、全天型照明用の白色照明光を発光する発光体４
ａ、多段型照明用の赤色光を発光するＬＥＤ光源部４
ｃ，４ｄおよび同軸照明用の同軸光源部４ｅのいずれか
のみ、もしくはこれらを組み合わせて点灯させることが
できる。したがって、検査対象物に対して全天方向から
白色照明光を照射するとともに、検査項目に応じた特定
方向から有色照明光を照射することが可能となってい
る。

【００２１】照明部４の上方にはカメラ５が下向きに配
置されており、カメラ５は反射体４ｂの上部に設けられ
た開口を介して、前述の各種の照明手段によって照明さ
れた状態の基板２を撮像する。このときＸＹテーブル１
を駆動することにより基板２は水平移動し、基板２上に
実装された任意の電子部品３をカメラ５の直下に位置さ
せて撮像することができる。

【００２２】カメラ５はカメラコントロールユニット
（ＣＣＵ）６に接続されている。カメラコントロールユ
ニット６は撮像タイミングなどのカメラ５の撮像動作を
制御するとともに、撮像データからＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の三原色を抽出し、各要素ごとの画像
データとして出力する。Ｒ，Ｇ，Ｂの三要素の画像デー
タは第１の画像記憶部８に記憶されるとともに、カラー
モデル変換部７に送られる。

【００２３】カラーモデル変換部７は前記Ｒ，Ｇ，Ｂの
三要素のそれぞれの要素を１つの独立の次元とする３次
元のＲＧＢ画像データを、Ｈ（色相）、Ｓ（彩度）、Ｉ
（明度）のそれぞれの要素を１つの独立の次元とする３
次元のＨＳＩ画像データに変換する。変換されたＨＳＩ
画像データは第２の画像記憶部９に記憶される。そして
このＨＳＩ画像データは色抽出部１３に送られ、色抽出
部１３ではＨＳＩ画像データを用いて撮像視野内の所定
部位の色を抽出する処理、すなわち当該部位の本来の色
を他の特定の色に置き換えた画像（色抽出画像）を合成
する処理が行われる。この色抽出処理により得られた色
抽出画像は、第３の画像記憶部１０に格納される。

【００２４】半田付状態検査部１１は、第１の画像記憶
部８に格納されたＲＧＢ画像データを画像処理すること
により、電子部品の半田付け状態を検査する。したがっ
て半田付状態検査部１１は半田検査手段となっている。
部品搭載状態検査部１２は、色抽出処理がなされ第３の
画像記憶部１０に格納された色抽出画像を画像処理する
ことにより、電子部品の搭載状態、すなわち電子部品の
有無や位置ずれを検査する。したがって部品搭載状態検
査部１２は、実装検査手段となっている。

【００２５】半田付状態検査部１１、部品搭載状態検査
部１２、色抽出部１３は全体制御部１４と接続されてお
り、全体制御部１４には検査データ記憶部１５、ライブ
ラリ記憶部１６および検査結果記憶部１７の各記憶部が
接続されている。検査データ記憶部１５は、搭載状態検
査装置の検査処理における動作順序を示す検査シーケン
スデータを記憶する。この検査シーケンスデータの中に
は、検査の対象となる電子部品を特定するための部品識
別情報、色コード、検査項目に関する情報が含まれてい
る。

【００２６】ライブラリ記憶部１６は、検査対象の電子
部品についての各種のデータより構成される部品ライブ
ラリを記憶する。この部品ライブラリのデータは全体制
御部１４によって読み出されて色抽出部１３に送られ、
ここで各電子部品に応じたライブラリデータを用いた色
抽出処理が行われる。検査結果記憶部１７は、半田付状
態検査部１１、部品搭載状態検査部１２の検査結果を全
体制御部１４を介して受け取り格納する。照明制御部１
８は照明部４の点灯の制御や、照度などの照明条件の制
御を行う。機構制御部１９は、基板２を保持・位置決め
するＸＹテーブル１の動作を制御する。

【００２７】ここで図２を参照して色抽出処理について
説明する。カメラ５によって取り込まれカメラコントロ
ールユニット６によって出力された電子部品３を含む基
板２のＲＧＢ画像２０は、カラーモデル変換部７によっ
てＨＳＩ画像データにカラーモデル変換される。ここで
は、画像を構成する各画素毎にＲＧＢ次元で表された色
のデータをＨＳＩ次元でのデータに変換する処理が行わ
れ、カラーモデル変換後のデータからはＨ、Ｓ、Ｉの各
種類毎にデータが分離されて出力される。

【００２８】これにより、第２の画像記憶部９には、各
画素毎にＨ，Ｓ，Ｉのそれぞれのデータを対応させた画
像、すなわちＨ（色相）のみで表された色変換画像９
ａ，Ｓ（彩度）のみで表された色変換画像９ｂおよびＩ
（明度）のみで表された色変換画像９ｃが格納される。
そしてこれらの画像データは色抽出部１３へ送られ、
Ｈ，Ｉ，Ｓの各画像データに対して、変換テーブル２１
（Ｈテーブル２１ａ、Ｓテーブル２１ｂ、Ｉテーブル２
１ｃ）を用いたデータ変換が行われる。

【００２９】この変換テーブル２１を用いたデータ変換
は、各画素毎に求められたＨ，Ｓ，Ｉの数値データを所
定の変換法則に従って新たな数値データＨ’，Ｓ’，
Ｉ’に置き換えることによって行われる。ここで用いら
れる変換テーブル２１は、この変換法則を定めるもので
あり、検査対象の色に応じて異なる特性を備えた変換テ
ーブルが設定される。

【００３０】そしてデータ変換されたＨ’，Ｓ’，Ｉ’
の各画像は合成処理部２２によって合成され、色抽出画
像が合成される。合成された色抽出画像は、第３の画像
記憶部１０に記憶される。このような色抽出処理を行う
ことにより、本実施の形態に示す例では、検出対象の電
子部品３の部分（抽出した色に該当する部分）は白色部
２３ａに、その他の部分（抽出した色と異なる色の部
分）は黒色から灰色の範囲で色が変化する非白色部２３
ｂにそれぞれ変換された色抽出画像（モノクロ画像）２
３を得る。そして色抽出された色抽出画像は部品搭載状
態検査部１２に送られ、ここで所定部位に所定の電子部
品が正しい位置に正常な状態で搭載されているか否かに
ついての検査が行われる。

【００３１】この実装基板の外観検査装置は上記のよう
に構成されており、次に図４を参照して実装状態検査処
理について説明する。まず検査対象の基板２がＸＹテー
ブル１上に載置される。そして発光体４ａを点灯するこ
とにより白色照明が点灯される（ＳＴ１）。次いでカメ
ラ５によって検査対象の電子部品を含む画像の取り込み
が行われる（ＳＴ２）。これにより基板２のＲＧＢ画像
がカメラコントロールユニット６より出力され、カラー
モデル変換部７によってＨＳＩ画像にカラーモデル変換
される（ＳＴ３）。

【００３２】次いで色抽出部１３によって検査対象部位
に設定された色取り込み領域を対象として色抽出処理が
行われる（ＳＴ４）。そして色抽出画像を対象として部
品搭載状態検査部１２によって検査処理が行われる（Ｓ
Ｔ５）。すなわち、色抽出画像を画像処理することによ
り、基板２上における電子部品の有無や、位置ずれが検
出される。

【００３３】次に図５、図７を参照して半田付け状態検
査について説明する。この半田付け状態検査は、図３に
示す電子部品３３のリード３３ｂを基板２の電極２ｂに
接合する半田フィレットの形状を検出することにより、
半田付けが正常に行われているか否かを判定するもので
ある。この検査に際しては、まず上段照明が点灯される
（ＳＴ１１）。すなわち、照明部４に備えられたＬＥＤ
光源部４ｄおよび同軸光源部４ｅを点灯し、基板２に対
し上方から赤色の照明光を照射する。

【００３４】そしてこの状態で半田フィレット部分の画
像を取り込む（ＳＴ１２）。すると図７に示すように、
電子部品のリード３３ｂ上面や基板２の電極２ｂ上面の
うち半田が接合されていない平坦面に照射された照明光
は、これらの水平な表面によって上方に反射されカメラ
５によって受光される。これに対し、電極２ｂ上面とリ
ード３３ｂ側面とを接合して形成された半田フィレット
３４の傾斜した表面に入射した照明光は斜め方向に反射
される結果、上方のカメラ５によって受光されない。こ
れにより、カメラ５によって取得される画像上では、図
７（ａ）に示すように正常な半田フィレット３４が形成
された場合特有の白黒パターンを持ったモノクロ画像を
得ることができる。そしてこの画像に基づき検査処理が
行われる（ＳＴ１３）。

【００３５】すなわち半田フィレット３４が存在する場
合には、画像には図７（ａ）に示すように半田フィレッ
ト３４を示す暗部が現れ、半田フィレット３４が存在し
ない場合には、画像には図７（ｂ）に示すようにリード
３３ｂと電極２ｂの範囲に輝部のみが現れる。このよう
にモノクロ画像上で半田フィレット３４の存在を示す暗
部を検出することにより、半田フィレット３４の有無が
判定され、検出された暗部の形状や面積により半田フィ
レット３４の形状不良を検出することができる。

【００３６】次に図６、図８を参照して半田ブリッジ検
査について説明する。この半田ブリッジ検査は、図３に
示す電子部品３３のように、多数のリード３３ｂが狭ピ
ッチで配列されている場合において、はみ出した半田に
よって電極２ｂ間が連結されて電気的に短絡する不具合
の有無を検出するものである。この検査では、まず下段
照明、すなわち下段に配置されたＬＥＤ光源部４ｃが点
灯される（ＳＴ２１）。これにより、基板２表面に対し
て図８（ａ）に示すように低い角度の斜め方向から赤色
の照明光が照射され、この状態でリード間の画像が取り
込まれる（ＳＴ２２）。そして取り込まれた画像に基づ
いて検査処理が行われる（ＳＴ２３）。

【００３７】この画像取り込みにおいて斜め方向から照
射された照明光の反射光のうち、リード３３ｂの上面や
電極２ｂの上面など水平な面によって斜め方向に反射さ
れた反射光はカメラ５に受光されないのに対し、リード
３３ｂの端面に形成された半田フィレット３４や電極２
ｂからはみ出して形成された半田ブリッジ３５など、斜
面状側面を有する部分からの反射光は上方のカメラ５に
よって受光される。これにより、画像には図８（ｂ）に
示すように、半田フィレット３４や半田ブリッジ３５の
斜面状側面に相当する部分のみに光沢部３４ａ，３５ａ
が現れる。そしてこの光沢部３５ａの検出の有無によっ
て、半田ブリッジ３５の存在の有無を判定することがで
きる。

【００３８】すなわち、電子部品の半田付け状態を検査
する半田検査においては、多段型のＬＥＤ光源部４ｃ，
４ｄや同軸光源部４ｅを選択的に点灯することにより、
検査対象部位に応じて特定方向から照明光が照射され
る。そしてこの照明による反射光を上方のカメラ５で受
光することにより、異なる検査項目を同一の撮像手段に
よって処理することが可能となる。

【００３９】次に図９、図１０を参照して電子部品の極
性検査処理について説明する。極性検査は、実装状態で
の極性を有する電子部品（図３に示す電子部品３３参
照）が、正しい方向で実装されているか否かを、電子部
品３３の上面に形成された極性マーク３３ａを検出する
ことによって判定するものである。この極性マーク３３
ａは、電子部品３３の樹脂モールドに直接形成されたも
のであることから本来同質・同色であり、白色照明下で
撮像されたカラー画像上では、図１０（ａ）に示すよう
に極性マーク３３ａとその周囲とを明瞭に識別すること
が困難である。

【００４０】そこでこの極性検査においては、まず同軸
照明及び白色照明がともに点灯される（ＳＴ３１）。す
なわち、照明部４の発光体４ａと同軸光源部４ｅがとも
に点灯される。これにより、基板２には、方向性のない
全天方向からの白色照明光及び垂直同軸方向からの赤色
照明光が照射される。

【００４１】そしてこの状態で、電子部品３３上面の画
像取り込みが行われる（ＳＴ３２）。この画像取り込み
において、表面粗度が小さい滑らかな表面を有する極性
マーク３３ａの部分では、同軸方向からの赤色照明光は
上方に正反射される度合いが大きく、この正反射光はカ
メラ５によって受光される。これにより、取り込まれた
カラー画像上では、極性マーク３３ａの部分に有色照明
光と同色の赤色が着色されたように検出される。なお、
同軸方向から照射される有色照明光として、本実施例で
は赤色光を用いているが、周囲との識別が可能な色であ
れば赤色以外の照明光を用いてもよい。

【００４２】これに対して極性マーク３３ａ以外の電子
部品３３の上面は表面粗度が大きいためこの範囲に照射
された赤色照明光は拡散反射し、上方のカメラ５に入射
する反射光は少ない。また、極性マーク３３ａ以外の範
囲においては、全天方向から照射される白色照明光の拡
散反射光がカメラ５によって受光される。すなわち、カ
ラー画像上では極性マーク３３ａ以外の部分は、電子部
品３３の樹脂モールド本来の色が検出される。したがっ
て、図１０（ｂ）に示すように電子部品３３の画像にお
いて極性マーク３３ａとそれ以外の周囲からは異なる色
が検出され、これにより極性マーク３３ａは周囲から識
別される。

【００４３】このように、電子部品３３に表面処理の違
いによる表面粗度の差異が存在し、表面粗度が周囲と異
なる部分が検出対象部位となっている場合において、表
面粗度が小さい方からの有色照明光の正反射光を受光す
ることにより、極性マーク３３ａなど材質的には同質で
同色である検出対象部位を周囲から識別することができ
る。そして電子部品３３上面における極性マーク３３ａ
の位置を検出することにより検査処理が行われ（ＳＴ３
３）、電子部品３３の極性、すなわち実装方向の正否が
検出される。

【００４４】なお、周囲と異なる表面粗度を有する検出
対象部位として、本実施の形態では電子部品の極性マー
クを例にとって説明したが、これ以外の例、例えば基板
２の表面に形成された認識マーク２ａや、半田接合性を
向上させる目的で表面に半田膜が形成された半田レベラ
を有する電極などを検出対象部位とする場合についても
本発明を適用することができる。

【００４５】基板の認識マークの場合には、極性マーク
の場合と同様に、周囲の基板の表面と比較して平滑で表
面粗度が小さい認識マーク表面からの正反射光を受光す
ることにより、認識マークを周囲から分離・識別する。
また半田レベラが形成された電極の場合には、電極上面
に塗布されたクリーム半田と比較してより表面粗度が小
さい電極表面（半田膜表面）からの正反射光を受光する
ことによって、半田膜によって覆われた電極表面と類似
色でカラー画像上では識別が困難なクリーム半田を電極
表面から分離・識別することができる。

【００４６】次に図１１、図１２を参照して半田付け状
態の検査の第２の例について説明する。図５、図７に示
す半田付け状態検査では、多段型の有色照明光を用いて
いるが、この第２の例では、白色照明と有色照明を併用
して検査を行うものであり、図１２に示すようにリード
型の電子部品３２のリード３２ａを電極２ｂに半田接合
する半田フィレット３４の状態が検出される。この半田
付け状態検査では、まず同軸照明及び白色照明がともに
点灯される（ＳＴ４１）。すなわち、照明部４の発光体
４ａと同軸光源部４ｅがともに点灯される。これによ
り、基板２には、方向性のない全天方向からの白色照明
光（矢印ａ）及び垂直同軸方向からの赤色照明光（矢印
ｂ）が照射される。

【００４７】そしてこの状態で、電子部品３２の半田フ
ィレット部の画像取り込みが行われる（ＳＴ４２）。こ
の画像取り込みにおいて、表面粗度が小さい滑らかな表
面を有する電極２ｂの部分では、同軸方向からの赤色照
明光は上方に正反射される度合いが大きく、この正反射
光はカメラ５によって受光される。これにより、取り込
まれたカラー画像上では、電極２ｂの部分に赤色照明光
と同色の赤色が検出される。

【００４８】これに対して電子部品３２の上面は表面粗
度が大きいためこの範囲に照射された赤色照明光は拡散
反射し、上方のカメラ５に入射する反射光は少ない。ま
た、半田フィレット３４の表面は斜面状となっているた
めこの範囲からの赤色照明光の反射光はカメラ５には入
射しない。そして、電極２ｂ以外の範囲においては、全
天方向から照射される白色照明光の拡散反射光がカメラ
５によって受光される。すなわち、カラー画像上では電
極２ｂ以外の部分は、それぞれの部分の本来の色が主に
検出される。

【００４９】したがって、図１２（ｂ）に示すように電
子部品３２の半田フィレット部の画像において、電極２
ｂ、半田フィレット３４、電子部品３２、リード３２ａ
からはそれぞれ異なる色が検出され、これにより半田フ
ィレット３４は周囲から明瞭に分離検出される。このよ
うにして得られた画像を認識処理することにより（ＳＴ
４３）、半田フィレット３４の形状や大きさの適否の判
定が行われ、半田付け状態検査が終了する。

【００５０】このように半田付け状態検査に有色光の同
軸照明および全天型の白色照明を併用することにより、
モノクロ画像を用いた従来の外観検査において発生して
いた問題点、すなわち撮像視野がずれて電子部品３２が
検査枠内に含まれた場合に、半田フィレット３４と電子
部品３２との輝度差が明瞭でないために半田フィレット
３４の分離が困難となるという問題点を解消することが
できる。

【００５１】次に図１３、図１４を参照してリード浮き
検査について説明する。このリード浮き検査では、図１
４に示すようにリード型の電子部品３３のリード３３ｂ
の半田接合状態のうち、特にリード３３ｂが電極２ｂの
表面から浮き上がった状態となって、半田フィレット３
４がリード３３ｂと電極２ｂとの間を接合して形成され
ていない不良状態を検出するものである。このリード浮
き検査では、まず同軸照明及び白色照明がともに点灯さ
れる（ＳＴ５１）。すなわち、照明部４の発光体４ａと
同軸光源部４ｅがともに点灯される。これにより、基板
２には、方向性のない全天方向からの白色照明光（矢印
ａ）及び垂直同軸方向からの赤色照明光（矢印ｂ）が照
射される。

【００５２】そしてこの状態で、電子部品３３のリード
部の画像取り込みが行われる（ＳＴ５２）。この画像取
り込みにおいて、半田フィレット３４の頂部３４ａ近傍
の略水平部分では、同軸方向からの赤色照明光は上方に
正反射される度合いが大きく、この正反射光はカメラ５
によって受光される。これにより、取り込まれたカラー
画像上では、頂部３４ａに赤色照明光と同色の赤色が検
出される。

【００５３】これに対して半田フィレット３４のその他
の範囲から反射された赤色照明光はカメラ５には入射せ
ず、また、リード３３ｂからの反射光は頂部３４ａと比
較して赤色照明光を上方に反射する度合いが少なく、従
ってカメラ５に入射する赤色照明光は弱い。そして、頂
部３４ａ以外の範囲においては、全天方向から照射され
る白色照明光の拡散反射光がカメラ５によって受光され
る。すなわち、カラー画像上では頂部３４ａ以外の部分
からは赤色は検出されず、リード３３ｂの範囲では赤色
と明瞭に区別可能なピンク系の色が検出される。

【００５４】したがって、図１４（ｂ）に示すように電
子部品３３のリード部の画像において、赤色が検出され
る頂部３４ａは、他の範囲から明瞭に分離検出される。
このようにして得られた画像を認識処理することにより
（ＳＴ５３）、すなわちリード３３ｂの先端部付近に略
水平な半田フィレット３４の頂部３４ａを示す赤色部分
を検出することにより、リード浮きの判定が行われる。

【００５５】このようにリード浮き検査に有色光の同軸
照明および全天型の白色照明を併用することにより、モ
ノクロ画像を用いた従来の外観検査において発生してい
た問題点、すなわち撮像視野がずれてリード３３ｂが検
査枠内に含まれた場合に、リード浮きを示す半田フィレ
ット３４の頂部近傍の略水平部分とリード３３ｂとの輝
度差が明瞭でないために、リード浮きの特徴である頂部
の分離が困難となるという問題点を解消することができ
る。

【００５６】上記説明したように、本実施の形態に示す
各検査例は、検査対象物である電子部品のリード部、半
田フィレット部、極性マーク、位置認識マークなどを撮
像して得られたカラー画像データをカラー画像処理する
ことにより、所定項目を対象として行われるものであ
る。そして、前記各検査対象物をカメラによって撮像す
る際に、検査対象物に全天方向から白色照明光を照射す
るとともに、検査項目に応じた特定方向から有色照明光
を照射する。これにより、検査目的に応じた特定部分の
みを有色照明の反射光により明瞭に検出することがで
き、従来検査対象とすることが困難であった検査項目を
対象として外観検査を行うことができる。

【００５７】なお上記実施の形態では、検査対象物とし
て電子部品が実装された実装基板の例を示しているが、
これに限定されず、例えば電子部品など個片状態のワー
クを検査対象とする場合であってもよい。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、検査対象物をカメラに
よって撮像する際に、検査対象物に全天方向から白色照
明光を照射するとともに検査項目に応じた特定方向から
有色照明光を照射するようにしたので、検査目的に応じ
た特定部分のみを有色照明の反射光により明瞭に検出す
ることができ、従来検査対象とすることが困難であった
検査項目を対象として外観検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の実装基板の外観検査装
置の構成を示すブロック図

【図２】本発明の一実施の形態の色抽出処理の説明図

【図３】本発明の一実施の形態の実装基板の平面図

【図４】本発明の一実施の形態の電子部品の実装状態検
査処理のフロー図

【図５】本発明の一実施の形態の半田付状態検査処理の
フロー図

【図６】本発明の一実施の形態の半田ブリッジ検査処理
のフロー図

【図７】本発明の一実施の形態の半田検査処理の説明図

【図８】本発明の一実施の形態の半田ブリッジ検査処理
の説明図

【図９】本発明の一実施の形態の電子部品の極性検査処
理のフロー図

【図１０】本発明の一実施の形態の電子部品の極性検査
処理の説明図

【図１１】本発明の一実施の形態の半田付状態検査処理
のフロー図

【図１２】本発明の一実施の形態の半田付状態検査処理
の説明図

【図１３】本発明の一実施の形態のリード浮き検査処理
のフロー図

【図１４】本発明の一実施の形態のリード浮き検査処理
の説明図

【符号の説明】

２ 基板 ２ａ 認識マーク ３ 電子部品 ４ 照明部 ４ａ 発光体 ４ｂ 反射体 ４ｃ，４ｄ ＬＥＤ光源部 ４ｅ 同軸光源部 ５ カメラ ７ カラーモデル変換部 １１ 半田付状態検査部 １２ 部品搭載状態検査部 １８ 照明制御部 ３２，３３ 電子部品 ３３ａ 極性マーク ３４ 半田フィレット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 1/00 ４５０ Ｇ０６Ｔ 1/00 ４５０ Ｈ０５Ｋ 3/34 ５１２ Ｈ０５Ｋ 3/34 ５１２Ｂ Ｆターム(参考） 2G051 AB14 BA01 BA20 BB03 CA04 DA07 EA12 EA14 EA17 ED21 5B047 AA12 AB04 BB06 BC12 CB09 5B057 AA03 BA02 BA11 DA03 DA08 DB02 DB06 DC25 5E319 AA03 AA07 AB03 AB05 CC22 CD53

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査対象物を撮像して得られた画像データ
   を画像処理することにより所定の検査を行う外観検査装
   置であって、前記検査対象物を撮像してカラー画像を取
   得するカメラと、撮像時に検査対象物に白色照明光を照
   射する第１の照明手段と、撮像時に検査対象物に特定方
   向から有色照明光を照射する第２の照明手段とを備えた
   ことを特徴とする外観検査装置。
2. 【請求項２】第１の照明手段が、前記カラーカメラの撮
   像方向から光を照射する同軸光源部であることを特徴と
   する請求項１記載の外観検査装置。
3. 【請求項３】検査対象物を撮像して得られた画像データ
   を画像処理することにより所定の検査を行う外観検査方
   法であって、前記検査対象物をカメラによって撮像する
   際に、検査対象物に白色照明光を照射するとともに特定
   方向から有色照明光を照射し、前記カメラによって入手
   したカラー画像の中から前記有色照明光によって着色さ
   れた領域を識別することを特徴とする外観検査方法。
4. 【請求項４】前記領域が電子部品の極性マークであるこ
   とを特徴とする請求項３記載の外観検査方法。
5. 【請求項５】前記領域が基板の認識マークであることを
   特徴とする請求項３記載の外観検査方法。
6. 【請求項６】前記領域が表面にクリーム半田が塗布され
   た半田レベラであることを特徴とする請求項３記載の外
   観検査方法。
7. 【請求項７】前記領域が半田フィレットが形成された基
   板の電極であることを特徴とする請求項３記載の外観検
   査方法。
8. 【請求項８】前記領域がリード浮きを生じている半田フ
   ィレットの頂部であることを特徴とする請求項３記載の
   外観検査方法。