JP2003222598A - 曲面体の表面状態検査方法および基板検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 拡散反射性を持つ曲面体が認識対象となる場
合にも、安定した検査を行うことができるようにする。 【解決手段】 Ｒ，Ｇ，Ｂの各色彩光を発光する光源
８，９，１０が異なる仰角方向に配置された投光部４を
具備する基板検査装置において、ティーチング時に、は
んだ付け部位を含む画像領域について、Ｒ，Ｇ，Ｂの各
階調をメモリ１３に登録された調整倍率を用いて調整し
た後、その調整処理後の各階調からそれぞれ白色成分に
対応する階調を除去する。さらにこの白色成分除去処理
後の画像を、最も優勢な色成分が除去処理前よりも強調
され、かつ処理前の画像の明度が回復するように補正し
た後、ＣＲＴ表示部２０に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、部品実装基板上
に形成されたはんだ付け部位のように表面が曲面形状を
とる物体（以下、「曲面体」という。）の表面状態を検
査する技術に関連する。

【０００２】

【従来の技術】出願人は、以前に、はんだ付け部位の鏡
面反射性を利用して、画像処理の手法により基板上のは
んだ付け部位を自動検査する装置を開発した（特許文献
１参照。）。

【０００３】

【特許文献１】特公平６−１１７３号 公報

【０００４】図９は、上記特許文献１に開示された基板
検査装置の構成および検査の原理を示す。この検査装置
は、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色彩光を有する
３個の光源８，９，１０と撮像装置３とにより検査対象
の画像を生成するもので、各光源８，９，１０は、基板
１に対してそれぞれ異なる仰角方向に配備される。一
方、撮像装置３は、検査対象のはんだ２を真上位置から
撮像するように配備される。

【０００５】上記構成によれば、各光源８，９，１０か
らの色彩光は、それぞれはんだ２の表面上でその光源の
配置方向（仰角の方向）に対応する位置に照射される。
ここで各色彩光の照射位置におけるはんだ表面の傾き
が、いずれもその照明光の鏡面反射光を撮像装置に導く
ことが可能な方向に傾斜している場合には、図１０に示
すように、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色彩光の照射位置に対応させ
て各色彩が色分けされた２次元画像が生成されることに
なる。

【０００６】前記検査装置では、各光源８，９，１０の
基板面に対する仰角がＲ，Ｇ，Ｂの順に大きくなるよう
にするとともに、はんだ表面上で切り分けて検出したい
傾斜角度の範囲に応じて各光源８，９，１０の配置方向
を決定している。よって各光源８，９，１０による照明
下で得られた画像上で、優勢となる色彩を抽出すると、
図１１に示すように、基板面から見た仰角が最も小さい
平坦面、仰角が最も大きい急傾斜面、これらの中間に位
置する比較的緩やかな傾斜面（暖傾斜面）に応じて、各
色彩成分を明確に切り分けることができる。

【０００７】このように、はんだ表面の傾斜角度に応じ
てＲ，Ｇ，Ｂの各色彩が色分けされた２次元画像が生成
されるので、あらかじめ良好な形状のはんだの画像にお
ける各色彩のパターンを登録しておき、検査対象の画像
上における各色彩のパターンを前記登録パターンと比較
することにより、はんだの表面状態の良否を判別するこ
とができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年の部品実
装基板の製造元では、環境上の問題を考慮して、鉛を含
まないはんだ（鉛フリーはんだ）を採用する頻度が高ま
っている。ところがこの鉛フリーはんだは、組成金属の
固化の温度の差が大きい非共晶合金であるため、その表
面は細かい凹凸のある梨地状になりやすい。このため、
鉛とスズとを主成分とする従来の共晶はんだに比べて、
表面の拡散反射性が高くなる。一方、この検査装置で
は、係員にとっての視認性を考慮して、各光源から拡散
する光の混合によって白色照明が施されるように、各光
源の強度を調整するので、鉛フリーはんだのような拡散
反射性を有する対象物を撮像すると、各色彩光の混合に
よって画像が白っぽくなったり、各色彩パターン間の境
界が不明瞭になる、という現象が起きる。また上記の調
整処理では、白色の拡散反射板を、その板面を水平方向
に沿わせた状態で設置して、この拡散反射面を撮像し、
画像上の拡散反射面の色彩を参照しながら調整を行うた
め、この拡散反射板の設置状態に近いはんだの平坦面で
の赤色が特に視認しにくい状態となる。

【０００９】上記の検査装置では、検査のためのティー
チング時には、モデルのはんだの画像を表示し、係員に
より各色彩パターンを抽出するための２値化しきい値や
抽出された色彩パターンの適否を判別するための判定基
準値などの設定を行う必要がある。しかしながら検査対
象の鉛フリーはんだの画像において、上記のように各色
彩の混合によって白っぽい画像が生成されたり、各色彩
パターン間の境界が不明瞭になると、最適な２値化しき
い値を目視により画像から判断するのが容易でなく、設
定作業に時間がかかる、という問題が生じる。また上記
の光学系は、目視方式の検査装置にも用いることができ
るが、各色彩パターン間の境界位置などにおける色彩の
微妙な違いを確認するのが困難になると、各検査部位の
良否を判別するのに時間がかかる。

【００１０】また、検査対象の鉛フリーはんだの拡散反
射性が大きくなると、各色成分間の階調の差が小さくな
り、検査精度を安定化させるのが困難になる虞がある。

【００１１】この発明は上記問題点に着目してなされた
もので、鉛フリーはんだのような拡散反射性を持つ曲面
体を検査対象とする場合にも、検査を安定して行うこと
ができるようにすることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる第１の
曲面体の表面状態検査方法は、検査対象面に対する仰角
が異なる複数の方向からそれぞれ異なる色彩光を照射し
た照明状態下で、前記検査対象面上の曲面体からの反射
光を撮像するステップと、前記撮像により得られた画像
中の曲面体像を含む画像領域において、各色彩が混合し
て生じる白色成分の強度を画素毎に抽出する処理と、各
画素における色成分の強度をそれぞれその画像について
抽出された白色成分の強度に対応する値だけ減衰させる
処理とを実行するステップと、前記減衰処理後の各画素
について、それぞれその画素における各色成分のうち最
も強度の大きい色成分が減衰処理前に比べて強調され、
かつ前記減衰処理によりその画素における各色成分の強
度の総和に生じた損失が補われるように、各色成分の強
度を変更する処理を実行するステップと、前記各色成分
の強度の変更処理後の画像における各色彩の分布状態に
基づき、前記曲面体の表面状態の検査に関わる処理を実
行するステップとを、実行するものである。

【００１３】ここでいう「検査対象面」とは、たとえば
基板の表面であり、また「曲面体」として、基板上に形
成されるはんだを指すことができる。異なる仰角の方向
から照射される色彩光は、赤，緑，青の三原色の光とす
るのが望ましいが、これに限らず、三原色以外の色彩光
を照射してもよい。

【００１４】一般に表示用のカラー画像は、赤（Ｒ），
緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色彩毎の階調を組み合わせるこ
とにより形成され、Ｒ，Ｇ，Ｂが同じ割合で混合したと
きに白色が現れるようになる。よって前記白色成分を生
成する「各色彩」は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色彩と言うことが
できる。

【００１５】強度の減衰処理や変更処理の対象となる各
色成分とは、画像上において、前記複数の方向から照射
される各色彩光に対応するものと考えることができる。
したがって、前記曲面体に三原色Ｒ，Ｇ，Ｂの各色彩光
が照射される場合には、処理対象となる色成分は、Ｒ，
Ｇ，Ｂの三色と考えてよい。色成分の強度は、カメラな
どの撮像手段に入射する反射光の強さに対応するもの
で、ディジタル画像においては、画素毎の階調により表
すことができる。なお、この発明においては、色成分の
強度が大きくなるほど、階調の値が大きくなるようにす
るのが望ましい。

【００１６】前記白色成分の抽出処理、強度の減衰処
理、強度の変更処理は、いずれも、検査対象の曲面体像
を含む画像領域内の画素毎に実行することができる。白
色成分の抽出処理では、ディジタル濃淡画像中の曲面体
像を含む画像領域において、各色成分に共通する所定量
の強度を白色成分として抽出する。たとえば、各色成分
の強度の中の最小値を白色成分として抽出することがで
きる。または、この最小値の所定割合分の強度を白色成
分として抽出してもよい。

【００１７】各色成分の強度を減衰させる処理では、各
色成分の強度からそれぞれ前記白色成分として抽出した
値を差し引く処理によって、各色成分の強度を所定量ず
つ減衰させることができる。この減衰処理により、各色
彩の拡散反射光が混合することによって生じた白色成分
が取り除かれるので、減衰処理後の各色成分の強度は、
曲面体の表面からの各色彩の鏡面反射光の強さを、精度
良く反映したものになると、言うことができる。

【００１８】つぎに、各色成分の強度を変更する処理で
は、前記減衰処理後に最も大きくなった色成分の強度
を、さらに減衰処理前の強度よりも大きくし、かつ減衰
処理により各色成分の強度の総和に生じた損失が元の強
度の総和に近い値になるように、各色成分に所定量の強
度を補充する。たとえば、前記減衰処理を行う前の各色
成分の強度の総和と減衰処理後と各色成分の強度の総和
との比率を求め、その比率に応じて、減衰処理後の各色
成分毎の強度を倍増することができる。または、前記白
色成分として除去された強度を、減衰処理後の強度の比
率に応じて各色成分に振り分け、加算するようにしても
よい。

【００１９】なお、この強度変更処理では、各色成分の
強度の総和を減衰処理前と同じ値にまで回復させるのが
望ましい。このようにすれば、曲面体像の明るさを減衰
処理前と同じにすることができるので、処理が行われな
い曲面体像の周囲部分との間での明るさが異なることが
なく、ティーチングや目視検査のために表示された画像
を見ても、違和感が生じることがない。ただし、各色彩
の分布状態を視認するのに十分な明るさであり、周囲の
明るさに対しても大きな差が生じないのであれば、各色
成分の強度の総和が減衰処理前よりも低い値になって
も、差し支えはない。

【００２０】上記の白色成分の抽出処理および強度の減
衰処理により、各色彩光が認識対象の曲面上で拡散反射
することによって生じた白色成分を取り除き、各色彩が
それぞれの鏡面反射光の強度に応じた状態で分布する画
像を生成することができる。さらに、強度の変更処理に
より、前記減衰処理によって暗くなった画像が色彩の確
認が可能な明るさに調整されるとともに、曲面体表面の
傾斜角度に対応する色成分がより強調されるような補正
がなされるので、最も優勢な各成分と他の色成分との間
に十分な差をもたせることができる。よって、曲面体に
対し、精度の高い検査を安定して行うことが可能とな
る。

【００２１】この発明にかかる第２の検査方法は、検査
対象面に対する仰角が異なる複数の方向からそれぞれ異
なる色彩光を照射した照明状態下で、前記検査対象面に
対して任意の傾斜角度を持つ拡散反射面からの反射光を
撮像するステップと、前記撮像により得た画像中の拡散
反射面像において、前記傾斜角度に対応する仰角方向か
らの光に応じた色成分が他の色成分よりも大きくなるよ
うに、各色成分の強度の調整倍率を決定するステップ
と、前記拡散反射面を撮像したときと同様の照明状態下
で検査対象面上の曲面体からの反射光を撮像するステッ
プと、前記撮像により得られた画像中の曲面体像を含む
画像領域において、各色成分の強度を前記調整倍率に基
づき調整するステップと、前記調整処理後の前記画像領
域において、各色彩が混合して生じる白色成分の強度を
画素毎に抽出する処理と、各画素における色成分の強度
をそれぞれその画素について抽出された白色成分の強度
に対応する値だけ減衰させる処理とを実行するステップ
と、前記減衰処理後の各画素について、それぞれその画
素における各色成分のうち最も強度の大きい色成分が減
衰処理前に比べて強調され、かつ前記減衰処理によりそ
の画素における各色成分の強度の総和に生じた損失が補
われるように、各色成分の強度を変更する処理を実行す
るステップと、前記強度の変更処理後の画像における各
色彩の分布状態に基づき前記曲面体の表面状態の検査に
関わる処理を実行するステップとを、実行するようにし
ている。

【００２２】前記拡散反射面像における「傾斜角度に対
応する仰角方向からの光」とは、前記傾斜角度を持つ面
を検出できる仰角方向に配備された光源からの光であ
る。言い換えれば、前記拡散反射面を同様の傾斜角度を
持つ鏡面に置き換えた場合に、撮像装置に鏡面反射光を
導くことが可能な方向に配備された光源からの光と言う
ことができる。

【００２３】たとえば前記図９の構成において、前記拡
散反射面の傾斜角度がはんだの平坦面に対応する角度に
設定されている場合には、「傾斜角度に対応する仰角方
向からの光」は、赤色光となる。また傾斜角度がはんだ
の暖傾斜面に対応する角度に設定されている場合には、
前記光は緑色光となり、同様に、傾斜角度がはんだの急
傾斜面に対応する角度に設定されている場合には、前記
光は青色光となる。

【００２４】前記拡散反射面からの反射光を撮像するス
テップと、各色成分の強度の調整倍率を決定するステッ
プとは、検査に先立ち実行されるものである。これらの
ステップは、拡散反射面の傾斜角度を変更しながら、複
数回にわたって繰り返されるのが望ましい。たとえば、
拡散反射面を各色彩光の検出対象となる傾斜角度に順に
設定しながら、傾斜角度毎に、各色彩光による照明状態
下で撮像を行い、得られた画像において、前記拡散反射
面の傾斜角度に対応する色成分が他の色成分よりも大き
くなるように、各色成分の強度に対する倍率を調整す
る。この後は、傾斜角度毎の調整結果を総合して最終的
な調整倍率を決定する。

【００２５】検査対象面上の曲面体からの反射光を撮像
するステップ以降の各ステップは、検査時に行われるも
のである。すなわち、検査においては、検査対象の曲面
体からの反射光を撮像し、得られた画像中の曲面体像に
ついて、まず前記調整倍率に基づき、各色成分の強度を
調整した上で、前記した白色成分の抽出処理、強度の減
衰処理、強度の変更処理の各処理を実行し、処理後の画
像を用いて曲面体の表面状態の検査に関わる処理が実行
されることになる。

【００２６】上記の方法によれば、各光源の配置方向に
対応する傾斜面の画像に対し、それぞれ傾斜面が鏡面で
ある場合に優勢となる色成分を強調するような調整が行
われるので、検査対象の曲面体の表面の拡散反射性が高
く、各色成分間での強度の差が出にくい場合にも、表面
が鏡面となる曲面体と同様に、傾斜角度に応じた色彩分
布を得ることができる。さらに、この調整を実行した後
に、白色成分の抽出処理、強度の減衰処理、強度の変更
処理の各処理が実行されるので、拡散反射光による影響
が取り除かれ、各色彩の分布状態が明瞭化された画像を
得ることができる。

【００２７】なお前記強度の調整倍率を決定するステッ
プでは、前記拡散反射板を用いた方法に限らず、表面形
状が既知のモデルの曲面体を撮像し、この画像上におい
て各光源に対応する傾斜面のパターンがそれぞれその光
源に対応する色彩パターンとして現れるような調整倍率
を設定してもよい。

【００２８】また倍率の調整は、ディジタル画像上の色
成分の強度に対する倍率に限らず、アナログの画像信号
に対して設定することもできる。たとえば撮像装置から
のアナログ画像を画像処理装置に取り込んで処理を行う
場合に、画像処理装置側で入力された画像信号のゲイン
を調整することができる。またこれに代えて、撮像装置
側の出力ゲインを調整することもできる。この画像信号
のゲイン調整に際しても、拡散面の傾斜角度を各色彩光
の方向に応じて順に変更しながら、各傾斜角度において
それぞれその傾斜角度に対応する色成分が他の色成分よ
りも大きくなるように、ゲイン調整を行うのが望まし
い。

【００２９】ただし、色成分の強度を調整する方法で
は、検査対象の曲面体像に対応する画像領域のみを調整
できるのに対し、アナログの画像信号を調整する場合に
は、曲面体以外の部位（たとえば基板の表面、部品の上
面など）も、同様に調整されることになる。しかしなが
らいずれの部位に対しても、その表面の傾斜角度に応じ
た色成分が強められる調整がなされるだけであるので、
傾斜角度によってどのような色彩が生じるのかが明らか
であれば、画像表示を確認するのに、さほどの支障は生
じない。

【００３０】上記した第１，第２の各検査方法におい
て、曲面体の表面状態の検査に関わる処理では、前記強
度の変更処理後の画像中の前記曲面体像を含む画像領域
における各色彩の分布状態を、あらかじめ設定されたモ
デルデータと比較して、前記曲面体の表面状態の良否を
判別することができる。前記モデルデータは、あらかじ
めモデルの曲面体を、検査時と同様の照明条件、撮像条
件により撮像し、得られた画像につき、白色成分の抽出
処理、強度の減衰処理、強度の変更処理などを実行する
（２番目の方法を採用する場合には、これらの処理の前
に、各色成分の強度を調整倍率に基づき調整する処理を
実行する。）ことによって得ることができる。

【００３１】なお、モデルデータは、前記曲面体像を各
色成分毎に所定のしきい値により２値化して得られる複
数の色彩パターンにより構成するのが望ましい。この場
合、検査においては、各種処理を経た後の曲面体像を含
む画像領域を、同様の２値化しきい値により２値化し、
得られた各色彩パターンの特徴量（面積、重心位置な
ど）をモデルデータの特徴量と比較することができる。
この比較において、両者間の差異が許容範囲内であると
認定された場合には、検査対象の曲面体の表面形状は良
好であるという判定が行われることになる。なお、前記
色彩パターンを抽出するための２値化しきい値、および
比較処理時の判定基準値となるモデルデータの特徴量
は、メモリ内に登録しておくのが望ましい。

【００３２】上記の方法によれば、拡散性を有する曲面
体の表面状態を自動検査する場合に、精度の高い検査を
安定して行うことが可能となる。一方、前記曲面体の表
面状態を目視検査する場合には、前記検査に関わる処理
には、前記強度の変更処理後の画像を表示する処理と、
この表示された画像中の前記曲面体像について、良否の
判断結果を示すデータの入力を受け付ける処理とを含ま
せることができる。このような方法によれば、検査員に
対し、曲面体の表面の傾斜状態に応じて各色彩の分布状
態が明瞭化された画像を提示することができるので、曲
面体像の表面状態の良否の判断を的確に行うことがで
き、自動検査の場合と同様に、精度の高い検査を安定し
て行うことができる。

【００３３】つぎにこの発明にかかる第１の基板検査装
置は、異なる色彩光を発光する複数の光源を検査対象の
基板面に対してそれぞれ異なる仰角の方向に配備して成
る照明手段と、前記基板からの反射光を撮像するための
撮像手段と、前記照明手段の各光源を点灯させた状態で
前記撮像手段により生成された画像を取り込む画像入力
手段と、前記画像入力手段により取り込まれた入力画像
中のはんだの画像を含む画像領域において、各色彩が混
合して生じる白色成分の強度を画素毎に抽出する処理
と、各画素における色成分の強度をそれぞれその画素に
ついて抽出された白色成分の強度に対応する値だけ減衰
させる処理とを実行する白色成分減衰手段と、前記減衰
処理後の各画素について、それぞれその画素における各
色成分のうち最も強度の大きい色成分が減衰処理前に比
べて強調され、かつ前記減衰処理によりその画素におけ
る各色成分の強度の総和に生じた損失が補われるよう
に、各色成分の強度を変更する処理を実行する強度補正
手段と、前記強度補正処理後の画像中の前記画像領域に
おいて、各色彩の分布状態をあらかじめ登録されたモデ
ルデータと比較して、前記はんだの表面状態を判別する
判別手段と、前記判別手段による判別結果を出力する出
力手段とを具備する。

【００３４】前記照明手段には、たとえば色彩毎に異な
る径を有するリング状の光源を設けることができる。複
数の光源は、たとえば赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の
各色彩を発光する３種類の光源とすることができるが、
これに限らず、三原色以外の色彩光を発光する光源や白
色照明用の光源を含んでもよい。

【００３５】撮像手段は、各色彩毎の画像信号を生成可
能なＣＣＤカメラにより構成することができる。画像入
力手段は、検査のための画像処理を行う装置本体内に組
み込まれ、処理対象となる画像を生成するためのもの
で、前記撮像手段からの画像信号を増幅処理するための
増幅回路や処理用のディジタル画像を生成するためのＡ
／Ｄ変換回路を含む構成とすることができる。なお、撮
像手段は、アナログの画像信号を生成するものに限ら
ず、ディジタルカメラであってもよい。この場合は、画
像入力手段は、各色彩毎のディジタル画像データを個別
に取り込むための入力ポートとして構成される。

【００３６】白色成分減衰手段、強度補正手段、判別手
段の各手段は、前記した装置本体内の制御主体であっ
て、各手段に対応するプログラムを実行するＣＰＵによ
り構成するのが望ましい。ただし、これらの手段はＣＰ
Ｕに限らず、一部の手段を、ＡＳＩＣ（特定用途向けＩ
Ｃ）などの専用部品により構成することもできる。

【００３７】出力手段は、前記判別手段による判別結果
を、外部の装置に出力するためのインターフェース回路
として、構成することができる。また、前記判別結果を
表示する表示手段、または、前記判別結果を所定の記憶
媒体に格納する情報記憶手段をもって、出力手段とする
こともできる。

【００３８】白色成分減衰手段は、前記した白色成分の
抽出処理および強度の減衰処理を実行することによっ
て、入力された画像を、検査対象のはんだの表面からの
拡散反射光の影響が取り除かれた画像に変換する。強度
補正手段は、前記した強度の変更処理を実行することに
より、強度の減衰処理により失われた画像の明るさを補
填するとともに、最も優勢な色成分がより強調されるよ
うに、前記減衰処理後の画像を調整する。

【００３９】判別手段は、強度の変更処理後の画像中の
はんだの画像における各色彩パターンを抽出し、この色
彩パターンをモデルデータと比較することによって、は
んだの表面状態の良否を判別する。モデルデータとの比
較は、前記したように、各色彩パターンの特徴量をモデ
ルデータの特徴量と比較することによって、行うことが
できる。なお、この判別処理のために、前記基板検査装
置には、前記色彩パターンを抽出するための２値化しき
い値、モデルデータの特徴量による判定基準値を登録す
るためのメモリが設けられるのが望ましい。（モデルデ
ータそのものは、必ずしもメモリに登録する必要はな
い。２値化しきい値や判定基準値を登録することによっ
て、モデルデータを登録したものとみなすことができる
からである。）さらに、前記基板検査装置には、ティー
チング処理のための画像を表示するための表示手段や、
マウス，キーボード，コンソールなどの入力手段を設け
るのが望ましい。

【００４０】上記の基板検査装置では、ティーチング時
に撮像され、入力された画像に対しても、白色成分減衰
手段および強度補正手段による処理が行われ、処理後の
画像が表示手段に表示される。したがって、前記表示手
段に表示された画像上で２値化しきい値に適した箇所を
指定する処理を迷わずに行うことができ、検査用データ
の設定および登録処理を効率良く行うことができる。ま
た検査時にも、白色成分減衰手段および強度補正手段に
よる処理によって明瞭化された色彩分布に基づき自動検
査が行われるので、精度の高い検査を安定して行うこと
ができる。

【００４１】つぎに、この発明にかかる第２の基板検査
装置は、前記第１の装置と同様の照明手段、画像入力手
段、白色成分減衰手段、強度補正手段の各手段と、前記
強度補正手段による強度の変更処理後の画像を表示する
表示手段と、この表示手段により表示された画像中のは
んだの画像について、良否の判断結果を示すデータの入
力を受け付ける入力手段とを具備する。

【００４２】前記表示手段は、ＣＲＴ，ＬＣＤなどによ
る表示装置、およびこの表示装置に調整処理後の画像を
表示させるためのＤ／Ａ変換回路やインターフェースな
どにより構成される。先に述べた第１の基板検査装置の
表示手段も、これと同様である。入力手段も、前記第１
の基板検査装置におけるのと同様に、マウス、キーボー
ド、コンソールなどにより構成することができる。な
お、入力手段より入力されたデータは、外部の装置など
に出力したり、所定の記憶媒体に保存することができ
る。

【００４３】上記第２の基板検査装置によれば、検査対
象のはんだについて、白色成分減衰手段および強度補正
手段による処理を経た後の画像が表示手段に表示される
ので、はんだの表面の傾斜状態に応じて明瞭化された色
彩分布に基づき、正確な目視を効率良く行うことがで
き、精度の高い検査を安定して行うことができる。

【００４４】さらに、上記第１，第２の基板検査装置に
は、前記画像入力手段により取り込まれた入力画像中の
はんだの画像を含む画像領域において、あらかじめ設定
された各色成分の強度の調整倍率に基づき各色成分の強
度を調整する強度調整手段を具備させることができる。
この場合の白色成分減衰手段は、前記強度調整手段によ
る調整処理後の画像を処理対象とするように設定され
る。

【００４５】なお前記強度調整手段は、前記白色成分減
衰手段や強度補正手段が設定されるのと同じコンピュー
タに、その手段を実行するためのプログラムを組み込む
ことにより実現することができる。また決定された調整
倍率も、このコンピュータのメモリに登録することがで
きる。あるいは、強度調整手段は、撮像手段側の出力ゲ
インまたは画像入力手段に取り込まれて増幅処理される
際のゲインを調整する手段として構成することもでき
る。

【００４６】前記各色成分の強度の調整に用いられる調
整倍率は、前記照明手段の各光源を点灯させた状態下
で、前記基板面に対して任意の傾斜角度を持つ拡散反射
面を前記撮像手段により撮像したときの入力画像中の前
記拡散反射面像において、前記傾斜角度に対応する仰角
方向からの光に応じた色成分が他の色成分よりも大きく
なるように、色成分毎に決定することができる。

【００４７】上記の強度調整手段を具備する基板検査装
置によれば、白色成分の抽出処理および強度の減衰処理
を実行する前に、検査対象のはんだの画像について、は
んだ表面の傾斜角度に対応する色成分を強調するような
調整処理が行われるので、拡散反射性を有する鉛フリー
はんだを検査対象とする場合には、このはんだの表面の
傾斜状態に応じた色彩分布を得た上で、拡散反射光の影
響を取り除いて、前記色彩の分布状態を明瞭にすること
ができる。

【００４８】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施例にか
かる基板検査装置の構成を示す。この基板検査装置は、
検査対象の基板を撮像して得た画像を処理して、前記基
板上のはんだ付け部位などの良否を判別するためのもの
で、撮像部３，投光部４，制御処理部５，Ｘ軸テーブル
部６，Ｙ軸テーブル部７などにより構成される。なお、
図中の１Ｔは、検査対象の基板（以下「被検査基板１
Ｔ」という。）である。また１Ｓは、はんだ付け状態や
部品の実装状態が良好な基準基板であって、検査に先立
つティーチング時に用いられる。

【００４９】前記Ｙ軸テーブル部７は、基板１Ｓ，１Ｔ
を支持するコンベヤ２４を具備し、図示しないモータに
よりこのコンベヤ２４を動かして、前記基板１Ｓ，１Ｔ
をＹ軸方向（図中、紙面に直交する方向）に沿って移動
させる。前記Ｘ軸テーブル部６は、Ｙ軸テーブル部７の
上方で、撮像部３および投光部４を支持しつつ、これら
をＸ軸方向（図の左右方向）に移動させる。

【００５０】前記投光部４は、異なる径を有する３個の
円環状光源８，９，１０により構成される。これらの光
源８，９，１０は、それぞれ赤色光、緑色光、青色光の
各色彩光を発光するもので、観測位置の真上位置に中心
を合わせることにより、前記基板１Ｓ，１Ｔの支持面か
ら見て、異なる仰角に対応する方向に位置するように配
備される。

【００５１】前記撮像部３は、カラー画像生成用のＣＣ
Ｄカメラであって、その光軸が各光源８，９，１０の中
心に対応し、かつ鉛直方向に沿うように位置決めされ
る。これにより観測対象である基板１Ｓ，１Ｔからの反
射光が撮像部３に入射し、三原色のカラー信号Ｒ，Ｇ，
Ｂに変換されて制御処理部５へ入力される。

【００５２】制御処理部５は、ＣＰＵ１１を制御主体と
するコンピュータであって、画像入力部１２，メモリ１
３，撮像コントローラ１４，画像処理部１５，ＸＹテー
ブルコントローラ１６，検査部１７，ティーチングテー
ブル１８，入力部１９，ＣＲＴ表示部２０，プリンタ２
１，送受信部２２，外部メモリ装置２３などを構成とし
て含む。

【００５３】画像入力部１２は、撮像部３からのＲ，
Ｇ，Ｂの各画像信号を増幅する増幅回路や、これら画像
信号をディジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路
などを備える。メモリ１３には、各色彩毎のディジタル
量の濃淡画像データや、これら濃淡画像を２値化処理し
て得られる２値画像などを格納するための画像格納領域
が設定されている。さらにこのメモリ１３には、後記す
る強度調整処理のために、Ｒ，Ｇ，Ｂの各階調に対する
調整倍率などが格納される。

【００５４】撮像コントローラ１４は、撮像部３および
投光部４をＣＰＵ１１に接続するインターフェースなど
を備え、ＣＰＵ１１からの命令に基づき投光部４の各光
源の光量を調整したり、撮像部３の各色彩光出力の相互
バランスを保つなどの制御を行う。

【００５５】ＸＹテーブルコントローラ１６は、前記Ｘ
軸テーブル部６およびＹ軸テーブル部７をＣＰＵ１１に
接続するインターフェースなどを含み、ＣＰＵ１１から
の指令に基づき、Ｘ軸テーブル部６およびＹ軸テーブル
部７の移動動作を制御する。

【００５６】ティーチングテーブル１８は、基板毎の検
査用データを記憶するための記憶部である。このティー
チングテーブル１８には、種々の基板毎に、検査領域の
設定位置および大きさ，この検査領域内でＲ，Ｇ，Ｂの
各色彩パターンを抽出するのに必要な２値化しきい値
（各色成分毎の２値化しきい値のほか、明度に対する２
値化しきい値を含む。），抽出された色彩パターンによ
り良否判定を行うための基準値（色彩パターンの位置，
大きさなどの特徴量毎に設定される。）などの検査情報
をまとめた判定ファイルが格納される。これらの判定フ
ァイルは、検査に先立ち、前記基準基板１Ｓを撮像して
得られた画像を用いて係員により教示されるもので、検
査時には、ＣＰＵ１１により読み出されてメモリ１３な
どにセットされ、画像処理部１５や検査部１７などに供
給される。

【００５７】画像処理部１５は、メモリ１３に格納され
たＲ，Ｇ，Ｂの各画像データより、Ｒ，Ｇ，Ｂの各階
調、およびこれら階調の総和により表される明度を画素
単位で抽出する。さらに画像処理部１５は、前記２値化
しきい値を用いて各検査領域の画像データを順に２値化
し、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色彩パターンを抽出する。

【００５８】検査部１７は、前記ティーチングテーブル
１８より判定基準値などの供給を受け、前記画像処理部
１５により抽出された各色彩パターンの特徴量を判定基
準値と比較するなどして、はんだの形成位置，大きさ，
形状などの良否を判定し、この判定結果を、ＣＰＵ１１
に出力する。ＣＰＵ１１は、各検査領域毎の判定結果を
総合して被検査基板１Ｔが良品か否かを判定する。この
最終的な判定結果は、ＣＲＴ表示部２０やプリンタ２
１，あるいは送受信部２２に出力される。

【００５９】前記入力部１９は、検査のための各種条件
や検査情報の入力などを入力するためのもので、キーボ
ードやマウスなどにより構成される。ＣＲＴ表示部２０
（以下、単に「表示部２０」という。）は、ＣＰＵ１１
から画像データ、検査結果、前記入力部１９からの入力
データなどの供給を受けて、これを表示画面上に表示す
る。またプリンタ２１は、ＣＰＵ１１から検査結果など
の供給を受け、これを予め定められた形式でプリントア
ウトする。

【００６０】送受信部２２は、部品実装機，はんだ付け
装置などの他の装置との間でデータのやりとりを行うた
めのもので、たとえば不良と判定された被検査基板１Ｔ
について、その識別情報や不良の内容を後段の修正装置
に送信することにより、不良箇所を速やかに修正するこ
とができる。外部メモリ装置２３は、フレキシブルディ
スク，光磁気ディスクなどの記憶媒体にデータを読み書
きするための装置であって、前記検査結果を保存した
り、検査に必要なプログラムや設定データを外部から取
り込むために用いられる。

【００６１】なお、上記構成において、画像処理部１５
および検査部１７は、上記した各処理を実行するための
プログラムを組み込んだ専用のプロセッサにより構成さ
れる。ただし、必ずしも、専用のプロセッサを設ける必
要はなく、メインの制御を行うＣＰＵ１１に画像処理部
１５および検査部１７の機能を付与するようにしてもよ
い。

【００６２】この実施例の基板検査装置では、基板面か
ら見た仰角が５〜１５°の範囲にある平坦面、１５〜２
２．５°の範囲にある暖傾斜面、２２．５〜３７．５°
の範囲にある急傾斜面が、それぞれＲ，Ｇ，Ｂによって
検出されるように、各光源８，９，１０の配置方向を決
定している。

【００６３】またこの実施例では、各光源８，９，１０
からの光が混合されることによって白色照明が施される
ように、基板の代わりに、白色の拡散反射板を用いて各
光源８，９，１０の光量を調整している。この調整は、
前記拡散反射板をその板面を水平方向に沿わせて設置し
た状態で撮像し、画像上の拡散反射面の色彩が実物と同
じ白色になるように、各光源８，９，１０の光量を調整
することにより行われる。

【００６４】図２は、前記光量調整の完了した光源８，
９，１０による照明下で拡散反射板を撮像したときに得
られるＲ，Ｇ，Ｂの各階調と前記拡散反射板の傾斜角度
（図中、基板面からの仰角として示す。）との関係を示
す。前記した光量調整は、通常、拡散反射板を水平方向
に設置した状態で行われるので、前記した平坦面に対応
する傾斜角度では、この傾斜角度に対応するＲの強度が
他のＧ，Ｂの強度とほぼ同じ値になり、その結果、画像
上には赤色のパターンが現れずに、白色の色彩パターン
が現れるようになる。また暖傾斜面や急傾斜面でも、こ
れらの面の傾斜角度に対応する色彩がわずかに優勢とな
るだけとなり、その結果、Ｇ，Ｂの各色彩パターンが白
みがかった状態で現れるようになる。

【００６５】このような設定による光学系で鉛フリーは
んだを観測すると、前記拡散板ほど顕著な状態は生じな
いものの、はんだ表面の拡散反射性により、いずれの傾
斜面についても、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分間における階調
の差が小さくなる。この差の度合いは、はんだ表面の凹
凸状態によってまちまちであるが、特に拡散反射性が高
い場合には、画像上の白色成分が大きくなり、全体的に
白っぽい画像が生成される。この種の装置では、ティー
チング時には、表示された画像上で各色彩パターンに応
じた色みを持つ画像領域を指定するなどして２値化しき
い値を設定するが、このように画像が白っぽくなると、
２値化しきい値に適した画像領域を見極めるのが困難と
なり、ティーチングの効率が低下する、という問題が生
じる。また各色成分間での階調の差が小さいと、検査精
度を安定させるのが困難になる、という問題もある。

【００６６】そこでこの実施例では、鉛フリーはんだを
検査対象とする場合には、各色成分の強度を傾斜角度に
応じた調整値により調整する処理（以下、この処理を
「強度調整処理」と呼ぶ。）や、各色成分の混合により
生じる白色成分を取り除く処理（以下、この処理を「脱
白処理」と呼ぶ。）を施すようにしている。そしてティ
ーチング時には、これらの処理により調整された画像を
表示して２値化しきい値や判定基準値の設定操作を受け
付けて、検査情報を生成する。これに伴い、検査時に
も、検査対象の画像に同様の調整を施し、この調整後の
画像に前記２値化しきい値や判定基準値を適用して、は
んだ付け部位の良否を判定するようにしている。

【００６７】以下、強度調整処理および脱白処理の詳細
な内容について説明する。強度調整処理では、各画素毎
に、Ｒ，Ｇ，Ｂの各階調にそれぞれ所定の倍率を乗じる
ことにより、画像を調整するようにしている。ここで使
用される倍率は、たとえば図３に示すように、前記した
拡散反射板３０を各光源８，９，１０の配置方向に対応
する傾斜角度に順に設定しながら撮像して、各傾斜角度
毎に得られる画像の階調を調整することによって決定す
ることができる。また形状が既知のはんだ部位の画像を
取り込んで、この画像上の各色彩パターンがこのはんだ
の形状に対応するように調整することによって決定して
もよい。

【００６８】この実施例の基板検査装置では、前者の拡
散反射板３０を用いる方法によって、平坦面，暖傾斜
面，急傾斜面の各面に対応する傾斜角度範囲（５〜１５
°，１５〜２２．５°，２２．５〜３７．５°の各範
囲）において、それぞれこの角度範囲において優勢とな
るべき色成分の階調が他の色成分の階調よりも大きくな
るように各色成分の調整倍率を設定したところ、Ｒの階
調に対しては１．０７、Ｇの階調に対しては１．０３、
Ｂの階調に対しては１．００の各倍率を得た。図４は、
この強度調整処理を行った後に、前記拡散反射板につい
て得られる階調の特性を示すもので、平坦面に対応する
角度範囲ではＲが、暖傾斜面に対応する角度範囲ではＧ
が、急傾斜面に対応する角度範囲ではＢが、それぞれ他
の色彩よりも優勢に現れている。

【００６９】上記の倍率は、各光源８，９，１０の配置
方向と各色彩による検出範囲との関係を維持するのに必
要な設定値であるから、光源８，９，１０の配置関係が
変更されない限り維持されるのが望ましい。たとえばＲ
の階調に対する倍率のみが大きくなると、前記図４にお
けるＲの階調の特性曲線が上方に移動するが、その結
果、Ｒが優勢になる角度範囲が大きくなり、暖傾斜面側
の一部にもＲの色彩パターンが現れるようになり、各光
源の配置方向と検出範囲との関係に狂いが生じてしま
う。

【００７０】このようにして設定された調整倍率は、メ
モリ１３などに保存され、以後、鉛フリーはんだを含む
検査領域の画像を処理する都度、または係員の指定に応
じて、入力した画像データに前記登録された倍率を用い
た強度調整処理を実行することになる。

【００７１】つぎに脱白処理では、前記強度調整処理と
同様に、処理対象の画像を構成するＲ，Ｇ，Ｂの各階調
を画素単位で調整する。この実施例では、各色成分から
それぞれ３色の成分の混合によって生じた白色成分を除
去する白色成分除去処理と、この白色成分除去によって
低減した画像の明度を、各色成分間の強度の優劣関係を
維持したまま、白色成分除去前の明度を回復させる強度
補正処理とを続けて実行するようにしている。

【００７２】図５は、白色成分除去処理の原理を示す。
この白色成分除去処理では、前記強度調整処理後のＲ，
Ｇ，Ｂの各色成分は、本来の鏡面反射光に対応する色成
分に各色彩光の拡散反射に伴う白色成分が加えられたも
のであるという前提に立つ。

【００７３】すなわち白色成分除去処理前の各階調を
（Ｒ_ｉｎ，Ｇ_ｉｎ，Ｂ_ｉｎ）、白色成分除去処理後の各
階調を（Ｒ_ｍ，Ｇ_ｍ，Ｂ_ｍ）、本来の鏡面反射光に基づ
く階調を（Ｒ_Ｓ，Ｇ_Ｓ，Ｂ_Ｓ）、各色成分に含まれる白
色成分の強さをＣとする（以下、単に「白色成分Ｃ」と
いう。）と、つぎの（１）式に示すように、白色除去処
理後の各色成分は、本来の色成分に等しくなる。

【００７４】 （Ｒ_ｍ，Ｇ_ｍ，Ｂ_ｍ） ＝（Ｒ_ｉｎ−Ｃ，Ｇ_ｉｎ−Ｃ，Ｂ_ｉｎ−Ｃ） ＝（（（Ｒ_Ｓ＋Ｃ）−Ｃ），（（Ｇ_Ｓ＋Ｃ）−Ｃ），（（Ｂ_Ｓ＋Ｃ）−Ｃ）） ＝（Ｒ_Ｓ，Ｇ_Ｓ，Ｂ_Ｓ） ・・・（１）

【００７５】また白色成分は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分が
等しい割合で混合することによって生じるものである。
また観測対象の傾斜面の傾斜角度に対応しない色成分は
出来るだけ取り除かれるのが望ましい。このような点に
鑑み、この実施例では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各階調のうちの最
小値を前記白色成分Ｃとして抽出し、Ｒ，Ｇ，Ｂの各階
調からこの最小の階調Ｃを差し引くようにしている。

【００７６】ここで代表的な色相の算出定義であるＨＳ
Ｉ変換に基づき、処理後の色成分（Ｒ_ｍ，Ｇ_ｍ，Ｂ_ｍ）
の示す色相Ｈ_ｍを求めると、（２）式に示すように、こ
の色相Ｈ_ｍは、白色成分除去処理前の色成分（Ｒ_ｉｎ，
Ｇ_ｉｎ，Ｂ_ｉｎ）の示す色相Ｈ_ｉｎと同じ値になること
がわかる。

【００７７】

【数１】

【００７８】つぎに強度の補正処理においては、明度が
Ｒ，Ｇ，Ｂの各階調の総和によって表される点に着目し
て、前記白色成分除去処理を行う前の明度Ｌ_ｉｎおよび
処理後の明度Ｌ_ｍを用いて、つぎの（３）式に示すよう
に処理後の各色成分（Ｒ_ｍ，Ｇ_ｍ，Ｂ_ｍ）を倍増し、そ
の結果を最終の調整処理画像の色成分（Ｒ_ｏｕｔ，Ｇ
_ｏｕｔ，Ｂ_ｏｕｔ）として決定する。

【００７９】

【数２】

【００８０】なお、上記の処理によって求めた最終の色
成分（Ｒ_ｏｕｔ，Ｇ_ｏｕｔ，Ｂ_{ｏｕ ｔ}）によれば、
（４）式に示すように、調整処理後の画像の明度Ｌ
_ｏｕｔは、白色成分除去処理前の画像の明度Ｌ_ｉｎと等
しくなる。

【００８１】

【数３】

【００８２】このように、２段階の処理によって、処理
前の画像の色相および明度を維持したまま、拡散した各
色成分の混合によって生じた白色成分を取り除くことが
できるので、前記した平坦面，暖傾斜面，急傾斜面の各
面に対応する角度範囲について、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの
色成分を明瞭にした画像を示すことができる。

【００８３】なお、上記した強度の補正処理では、処理
前の明度と処理後の明度との比率に基づき、各色成分を
均等な割合で倍増しているが、これに代えて、図６のよ
うな方法による補正を行ってもよい。

【００８４】図６の例では、この白色除去処理後の各色
成分のうち、最も大きい成分（図示例ではＲ）に対し
て、所定の値２ａを加算するとともに、つぎに大きい成
分（図示例ではＧ）に対し、前記Ｒへの加算値の半分の
値ａを加えている。ここで加算値の１単位となるａを、
前記白色成分除去処理において除去した白色成分Ｃの値
とすれば、つぎの（５）式に示すように、白色成分除去
処理において除かれた３Ｃ分の明るさが復活することに
なり、先の各色成分を倍増する方法と同様に、処理前の
画像の明るさを維持することができる。

【００８５】 Ｌ_ｏｕｔ＝Ｒ_ｏｕｔ＋Ｇ_ｏｕｔ＋Ｂ_ｏｕｔ ＝（Ｒ_ｍ＋２ａ）＋（Ｇ_ｍ＋ａ）＋Ｂ_ｍ ＝Ｒ_ｍ＋Ｇ_ｍ＋Ｂ_ｍ＋３ａ ＝（Ｒ_ｉｎ−Ｃ）＋（Ｇ_ｉｎ−Ｃ）＋（Ｂ_ｉｎ−Ｃ）＋３Ｃ ＝Ｒ_ｉｎ＋Ｇ_ｉｎ＋Ｂ_ｉｎ ＝Ｌ_ｉｎ ・・・（５）

【００８６】図７は、前記基板検査装置におけるティー
チング時の手順を示す。なお、この図７および以下の説
明では、各処理のステップを「ＳＴ」と示す。ティーチ
ング時には、まず係員が入力部１９を操作して教示対象
とする基板名や基板のサイズなどを登録した後、前記基
準基板１ＳをＹ軸テーブル部７上にセットし、前記投光
部４による照明下で撮像を開始する（ＳＴ１）。この処
理により、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画像信号が画像入力部１２に
取り込まれた後、ディジタル変換処理が施され、前記メ
モリ１３内に処理対象のカラー濃淡画像データが入力さ
れる。またここで入力されたカラー画像は、前記表示部
２０に表示される。

【００８７】係員は、所定の被検査部位に撮像部３およ
び投光部４を位置決めして撮像を行い、得られた画像に
対し、マウスなどを用いて検査領域を指定する。この指
定操作を受けて、ＣＰＵ１１は、ＳＴ２に進み、前記検
査領域の設定位置および大きさを取り込んでメモリ１３
内に一時保存する（ＳＴ２）。さらにつぎのＳＴ３で
は、前記検査領域内の各画素につき、それぞれＲ，Ｇ，
Ｂの各階調を抽出する。

【００８８】一方、係員は、前記検査領域がはんだ部位
を含むものである場合には、その旨を示す識別情報を前
記検査領域の設定操作に続いて入力する。この識別情報
の入力によって、ＳＴ４が「ＹＥＳ」となり、前記検査
領域内の各画素につき、それぞれ前記した強度調整処
理，白色成分除去処理，強度補正処理が順に実行される
（ＳＴ５〜７）。

【００８９】なお、ここには図示していないが、前記Ｓ
Ｔ５〜７の処理が行われると、前記表示部２０では、検
査領域に対応する表示が前記した最終調整処理後の階調
（Ｒ _ｏｕｔ，Ｇ_ｏｕｔ，Ｂ_ｏｕｔ）による画像に切り替
えられる。つぎに係員は、この画像を参照しながらはん
だ付け部位を示す各色彩パターンを抽出するのに最適な
２値化しきい値を入力すると、ＣＰＵ１１は、この設定
値を取り込み、前記検査領域の設定データ（位置や大き
さ）に対応づけて前記メモリ１３に保存する（ＳＴ
８）。さらにＳＴ９では、これら２値化しきい値により
抽出された各色彩パターンからはんだの面積，形状，位
置などが計測され、これら計測値に基づき、前記判定処
理のための基準値が設定される。

【００９０】以下、同様に、基板上の被検査部位が順に
撮像され、検査領域の設定が行われた後、２値化しきい
値や判定基準値の設定のための一連の処理が実行され
る。なお、はんだ付け部位以外の被検査部位について
は、前記した識別情報の入力が行われないので、ＳＴ４
が「ＮＯ」となってＳＴ５〜７の処理がスキップされ、
入力された画像をそのまま用いての設定処理が行われ
る。

【００９１】このようにしてすべての被検査部位にかか
る設定が終了すると、ＳＴ１０が「ＹＥＳ」となり、Ｓ
Ｔ１１で、各被検査部位についてメモリ１３に一時保存
された検査情報により判定データファイルが作成され、
ティーチングテーブル１８に保存される。なお、この判
定データファイルでは、前記はんだ付け部位の検査領域
として指定された検査領域には、識別用のフラグが設定
される。

【００９２】図８は、基板検査装置における自動検査の
手順を示す。なお、この図では、各ステップをＳＴ２１
以降の符号で示す。またこの図８の手順は、１枚の基板
に対して行われるもので、被検査基板の数に応じて繰り
返されることになる。

【００９３】この検査に先立ち、係員は、被検査基板１
Ｔの種類を基板名などにより指定する。ＣＰＵ１１は、
この指定に応じてティーチングテーブル１８より前記被
検査基板１Ｔに対応する判定データファイルを読み出し
てメモリ１３内にセットする。この状態下で検査開始操
作が行われると、最初のＳＴ２１で、被検査基板１Ｔが
Ｙ軸テーブル部７に搬入され、撮像が開始される。

【００９４】つぎにＣＰＵ１１は、前記判定データファ
イル内の検査領域の設定データに基づき、最初の被検査
部位に撮像部３および投光部４を位置決めして、前記被
検査部位の画像を生成し、その画像上に検査領域を設定
する。ここでこの検査領域に前記した識別用のフラグが
設定されている場合には、ＳＴ２３が「ＹＥＳ」とな
り、以下、強度調整処理，白色成分除去処理，強度補正
処理を順に行って、前記検査領域内の画像データを調整
する（ＳＴ２４〜２６）。

【００９５】この後、ＳＴ２７では、前記２値化しきい
値に基づき、検査領域内の濃淡画像を２値化し、Ｒ，
Ｇ，Ｂの各色彩パターンを抽出する。さらにつぎのＳＴ
２８では、抽出された各色彩パターンを用いて、はんだ
の面積，形状，位置などを計測し、この計測結果を前記
判定基準値と比較することによって、はんだ付け部位の
良否を判定する。

【００９６】以下、同様に、判定データファイル内の設
定データに基づき、各被検査部位が順に撮像されて検査
領域が設定された後、その領域内の画像データに基づ
き、被検査部位の良否が判定される。なお、はんだ付け
部位以外の検査領域については、前記ＳＴ２３の判定が
「ＮＯ」となってＳＴ２４〜２６の処理がスキップさ
れ、入力画像をそのまま使用して２値化処理や判定処理
が行われることになる。

【００９７】すべての被検査部位に対する判定処理が終
了すると、ＳＴ２９が「ＹＥＳ」となり、以下、ＳＴ３
０〜３２において、各被検査部位に対する判定結果に基
づき、被検査基板１Ｔについて、良品または不良品のい
ずれかの判定処理が行われる。さらに、ＳＴ３３で、こ
の判定結果を出力し、前記被検査基板１Ｔに対する検査
を終了する。

【００９８】上記したように、この実施例の基板検査装
置では、鉛フリーはんだが搭載された基板を検査対象と
する場合に、強度補正処理により画像上の平坦面，暖傾
斜面，急傾斜面についてそれぞれその面に応じた色成分
が他の色成分よりも大きくなるように調整するととも
に、脱白処理により各色成分にかかる白みを除去するよ
うにしたので、はんだの各斜面をＲ，Ｇ，Ｂの各色彩に
より明瞭に表すことができる。よってティーチング時に
は、この調整処理後の画像から２値化しきい値を設定す
るのに適した部分を迷わずに読み取ることができ、２値
化しきい値や判定基準値の設定を効率良く行うことがで
きる。さらに検査においても、同様の調整処理が行われ
た画像に前記２値化しきい値や判定基準値を適用して、
安定した検査を行うことができる。

【００９９】

【発明の効果】この発明では、異なる色彩光を発光する
複数の光源がそれぞれ異なる仰角の方向に配備された照
明系を用いて鉛フリーはんだのような拡散反射性を持つ
曲面体の表面状態を検査する場合に、画像中の曲面体像
を含む画像領域における色彩の分布状態が明瞭になるよ
うな処理を行った上で、検査に関わる処理を実行するよ
うにしたので、精度の高い検査を安定して行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる基板検査装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】光源の光量調整後に拡散反射板の画像について
得られる階調の特性を示すグラフである。

【図３】強度調整処理に使用される調整倍率の決定方法
を示す説明図である。

【図４】強度調整処理後に拡散反射板の画像について得
られる階調の特性を示すグラフである。

【図５】白色成分除去処理の一方法を示す説明図であ
る。

【図６】強度補正処理の一方法を示す説明図である。

【図７】ティーチング時の手順を示すフローチャートで
ある。

【図８】検査時の手順を示すフローチャートである。

【図９】基板検査装置の光学系の構成および認識処理の
原理を示す説明図である。

【図１０】図１０の光学系による認識処理の原理を示す
説明図である。

【図１１】図１０の光学系により得られるはんだの画像
上での階調の特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１Ｓ，１Ｔ 基板 ２ はんだ ３ 撮像部 ４ 投光部 ５ 制御処理部 ８，９，１０ 光源 １１ ＣＰＵ １２ 画像入力部 １３ メモリ １５ 画像処理部 ２０ ＣＲＴ表示部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA49 BB05 CC25 CC26 EE04 FF42 GG17 GG23 HH12 HH14 JJ03 JJ09 JJ26 NN13 PP12 PP15 QQ03 QQ05 QQ24 QQ25 QQ26 QQ27 RR05 RR08 2G051 AA65 AB14 BA01 BA08 BB01 CA04 EA11 EA17 EA24 EB01 5B057 AA03 BA02 BA19 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CE11 CE17 DA04 DB02 DB06 DB09 5E319 AA06 CC22 CD53

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象面に対する仰角が異なる複数の
   方向からそれぞれ異なる色彩光を照射した照明状態下
   で、前記検査対象面上の曲面体からの反射光を撮像する
   ステップと、 前記撮像により得られた画像中の曲面体像を含む画像領
   域において、各色彩が混合して生じる白色成分の強度を
   画素毎に抽出する処理と、各画素における色成分の強度
   をそれぞれその画素について抽出された白色成分の強度
   に対応する値だけ減衰させる処理とを実行するステップ
   と、 前記減衰処理後の各画素について、それぞれその画素に
   おける各色成分のうち最も強度の大きい色成分が減衰処
   理前に比べて強調され、かつ前記減衰処理によりその画
   素における各色成分の強度の総和に生じた損失が補われ
   るように、各色成分の強度を変更する処理を実行するス
   テップと、 前記各色成分の強度の変更処理後の画像における各色彩
   の分布状態に基づき、前記曲面体の表面状態の検査に関
   わる処理を実行するステップとを、実行するようにした
   曲面体の表面状態検査方法。
2. 【請求項２】 検査対象面に対する仰角が異なる複数の
   方向からそれぞれ異なる色彩光を照射した照明状態下
   で、前記検査対象面に対して任意の傾斜角度を持つ拡散
   反射面からの反射光を撮像するステップと、 前記撮像により得た画像中の拡散反射面像において、前
   記傾斜角度に対応する仰角方向からの光に応じた色成分
   が他の色成分よりも大きくなるように、各色成分の強度
   の調整倍率を決定するステップと、 前記拡散反射面を撮像したときと同様の照明状態下で検
   査対象面上の曲面体からの反射光を撮像するステップ
   と、 前記撮像により得られた画像中の曲面体像を含む画像領
   域において、各色成分の強度を前記調整倍率に基づき調
   整するステップと、 前記調整処理後の前記画像領域において、各色彩が混合
   して生じる白色成分の強度を画素毎に抽出する処理と、
   各画素における色成分の強度をそれぞれその画素につい
   て抽出された白色成分の強度に対応する値だけ減衰させ
   る処理とを実行するステップと、 前記減衰処理後の各画素について、それぞれその画素に
   おける各色成分のうち最も強度の大きい色成分が減衰処
   理前に比べて強調され、かつ前記減衰処理によりその画
   素における各色成分の強度の総和に生じた損失が補われ
   るように、各色成分の強度を変更する処理を実行するス
   テップと、 前記強度の変更処理後の画像における各色彩の分布状態
   に基づき前記曲面体の表面状態の検査に関わる処理を実
   行するステップとを、実行するようにした曲面体の表面
   状態検査方法。
3. 【請求項３】 前記曲面体の表面状態の検査に関わる処
   理は、前記強度の変更処理後の画像中の前記曲面体像を
   含む画像領域における各色彩の分布状態を、あらかじめ
   設定されたモデルデータと比較して、前記曲面体の表面
   状態の良否を判別する処理を含んで成る請求項１または
   ２に記載された曲面体の表面状態検査方法。
4. 【請求項４】 前記曲面体の表面状態の検査に関わる処
   理は、前記強度の変更処理後の画像を表示する処理と、
   この表示された画像中の前記曲面体像について、良否の
   判断結果を示すデータの入力を受け付ける処理とを含ん
   で成る請求項１または２に記載された曲面体の表面状態
   検査方法。
5. 【請求項５】 異なる色彩光を発光する複数の光源を検
   査対象の基板面に対してそれぞれ異なる仰角の方向に配
   備して成る照明手段と、 前記基板からの反射光を撮像するための撮像手段と、 前記照明手段の各光源を点灯させた状態で前記撮像手段
   により生成された画像を取り込む画像入力手段と、 前記画像入力手段により取り込まれた入力画像中のはん
   だの画像を含む画像領域において、各色彩が混合して生
   じる白色成分の強度を画素毎に抽出する処理と、各画素
   における色成分の強度をそれぞれその画素について抽出
   された白色成分の強度に対応する値だけ減衰させる処理
   とを実行する白色成分減衰手段と、 前記減衰処理後の各画素について、それぞれその画素に
   おける各色成分のうち最も強度の大きい色成分が減衰処
   理前に比べて強調され、かつ前記減衰処理によりその画
   素における各色成分の強度の総和に生じた損失が補われ
   るように、各色成分の強度を変更する処理を実行する強
   度補正手段と、 前記強度の変更処理後の画像中の前記画像領域におい
   て、各色彩の分布状態をあらかじめ設定されたモデルデ
   ータと比較して、前記はんだの表面状態を判別する判別
   手段と、 前記判別手段による判別結果を出力する出力手段とを具
   備して成る基板検査装置。
6. 【請求項６】 異なる色彩光を発光する複数の光源を検
   査対象の基板に対してそれぞれ異なる仰角の方向に配備
   して成る照明手段と、 前記基板からの反射光を撮像するための撮像手段と、 前記照明手段の各光源を点灯させた状態で前記撮像手段
   により生成された画像を取り込む画像入力手段と、 前記画像入力手段により取り込まれた入力画像中のはん
   だの画像を含む画像領域において、各色彩が混合して生
   じる白色成分の強度を画素毎に抽出する処理と、各画素
   における色成分の強度をそれぞれその画素について抽出
   された白色成分の強度に対応する値だけ減衰させる処理
   とを実行する白色成分減衰手段と、 前記減衰処理後の各画素について、それぞれその画素に
   おける各色成分のうち最も強度の大きい色成分が減衰処
   理前に比べて強調され、かつ前記減衰処理によりその画
   素における各色成分の強度の総和に生じた損失が補われ
   るように、各色成分の強度を変更する処理を実行する強
   度補正手段と、 前記強度の変更処理後の画像を表示する表示手段と、 前記表示手段により表示された画像中のはんだの画像に
   ついて、良否の判断結果を示すデータの入力を受け付け
   る入力手段とを具備して成る基板検査装置。
7. 【請求項７】 請求項５または６に記載された基板検査
   装置であって、 前記画像入力手段により取り込まれた入力画像中のはん
   だの画像を含む画像領域において、あらかじめ設定され
   た各色成分の強度の調整倍率に基づき各色成分の強度を
   調整する強度調整手段を具備し、 前記白色成分減衰手段は、前記強度調整手段による調整
   処理後の画像を処理対象とする基板検査装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載された基板検査装置であ
   って、 前記各色成分の強度の調整に用いられる調整倍率は、前
   記照明手段の各光源を点灯させた状態下で、前記基板面
   に対して任意の傾斜角度を持つ拡散反射面を前記撮像手
   段により撮像したときの入力画像中の前記拡散反射面像
   において、前記傾斜角度に対応する仰角方向からの光に
   応じた色成分が他の色成分よりも大きくなるように、色
   成分毎に決定された倍率である基板検査装置。