JP2003270173A - 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】 従来と同様の光学系を用いて傾斜角度にかか
る分解能を向上し、検査の精度を向上する。 【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、はんだ付け部位を含む
検査領域について、赤，緑，青の各色成分のうち、これ
ら色成分の強度の平均値を上回る１または２個の色成分
を抽出する。この抽出処理により、各光源８，９，１０
に適合する傾斜面は、それぞれ赤，緑，青の単色の濃淡
画像に変換される。さらに光源８，９に適合する傾斜面
の境界位置は、赤と緑との混合色の濃淡画像に変換さ
れ、光源９，１０に適合する傾斜面の境界位置は、緑と
青との混合色の濃淡画像に変換される。

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
とる物体の曲面や、部品のリードの傾き状態など、所定
の検査対象物の表面状態を検査するための技術に関連す
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８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）の各色彩光を発する
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
面に対する仰角がＲ，Ｇ，Ｂの順に大きくなるように設
定されている。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】各光源８，９，１０からの照射光は、はん
だ２の表面で鏡面反射する。ここではんだ２の任意の位
置において、この位置から見た撮像装置３の方向に対称
となる方向からの光は、鏡面反射すると、撮像装置３に
導かれる。したがって上記の光学系によれば、図９に示
すように、はんだ表面の傾きによってＲ，Ｇ，Ｂの各色
彩が切り分けられた２次元画像が生成されることにな
る。図示例のような球体状のはんだであれば、中央部の
平坦面が赤色の画像領域として、基板面の近傍の急傾斜
面が青色の画像領域として、またこれらの中間に位置す
る比較的緩やかな傾斜面（緩傾斜面）が緑色の画像領域
として、それぞれ現れることになり、これら光源に対応
する色彩の分布状態に基づき、はんだ２の形状の良否な
どを判定することができる。

【０００６】上記の原理による検査は、球体状のはんだ
に限らず、フィレットの形状の検査にも適用することが
できる。図１０は、前記の光学系により基板上のフィレ
ットを観測した場合の色彩の分布状態を、フィレットの
傾斜状態に対応づけて示したものである。なお、この図
１０において、５０は基板面を、Ｓ１はランドの形成範
囲を、それぞれ示す。図１０の例でも、上方の急傾斜面
では青、中間の緩傾斜面では緑、基板面近くの平坦に近
い面では赤、というように、はんだの傾斜角度によって
観測される反射光が切り分けられる。

【０００７】上記の検査装置では、あらかじめＲ，Ｇ，
Ｂの各色彩毎に所定の２値化しきい値を設定しておき、
前記撮像装置３により得た画像をこれら２値化しきい値
により２値化して、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の２値パターン（以
下、これを「色彩パターン」という。）を抽出するよう
にしている。またこれらの色彩パターンについて、あら
かじめ良好な形状のはんだの画像において得られるパタ
ーンを登録しておき、検査対象の画像上における各色彩
パターンの特徴を前記登録パターンの特徴と比較するこ
とにより、はんだの表面状態の良否を判別するようにし
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年の部品実装基板で
は、高密度化に伴ってランドが小さくなっており、特に
携帯電話用の基板のような小型の基板では、ランドを小
さくせざるを得ない状態にある。しかしながらこのよう
にランドが小さくなると、フィレットの傾きが急峻にな
り、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色彩パターンを抽出するのが困難に
なる。

【０００９】図１１は、フィレットの傾きが急峻である
場合の観測例を示す。この例では、ランドの形成範囲Ｓ
２が小さくなるため、フィレットは、全長にわたって、
青色用の光源１０に対応する角度で傾斜するようにな
り、観測される反射光の大部分が青色光だけとなる場合
が起こり得る。

【００１０】同様の問題は、部品のリードの傾きを観測
する場合にも生じる。たとえば、前記図８の光学系を用
いてリードの上面を観測する場合、リードに浮きが生じ
ていても、その浮きによる傾斜角度の変化が微小であれ
ば、通常の赤色光による検出範囲に含まれるため、リー
ドの微小な浮きまで検出するのは困難となる。このよう
に、傾きが急峻な対象物の傾斜状態を詳細に観測した
り、傾斜角度の微小な変化を検出したい場合には、上記
の光学系では、対応は困難になる。

【００１１】一方、傾斜面の検出にかかる分解能を向上
する方法として、光源の数を増やすことが考えられる
が、この場合、コスト高となる。

【００１２】この発明は上記問題点に着目してなされた
もので、基板上のはんだやリードなど所定の検査対象物
の表面状態の検査を行う場合に、従来と同様の光学系を
用いて傾斜角度の検出にかかる分解能を向上し、急峻な
傾斜面の傾斜状態を詳細に観測したり、検査対象物の微
細な傾きの変化を精度良く検出できるようにして、検査
の精度を向上することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる第１の
表面状態検査方法は、検査対象物に対し、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、前記検査対象物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に対し、検査対象物
の画像を含む画像領域内の画素毎に、各色彩光に対応す
る色成分のうち強度が最大となる１の色成分を抽出する
処理、または強度が最大の色成分と強度が２番目に大き
い色成分とを抽出する処理のいずれかを、各色成分の強
度の関係に基づき選択して実行するステップと、前記画
像領域における色成分の抽出処理結果を示す画像データ
を用いて、前記検査対象物の表面状態を検査するステッ
プとを実行するようにしている。

【００１４】ここでいう「検査対象物」とは、たとえば
基板上のはんだ付け部位や部品のリードのように、曲面
状の表面や所定の傾斜角度を持つ表面（水平面を含
む。）を検査対象とするものである。仰角が異なる複数
の方向から照射される色彩光は、たとえば赤，緑，青の
各色彩とすることができるが、これに限らず、赤と緑の
ように、２種類の光源を用いてもよい。

【００１５】「検査対象物の画像を含む画像領域」は、
少なくとも、検査対象物の画像の輪郭線により切り出さ
れる画像領域（すなわち、検査対象物の画像そのもの）
とすることができる。望ましくは、検査対象物の画像よ
りも大きい矩形状の領域として設定するとよい。また、
前記画像領域として、複数の対象物を含む画像領域を設
定することもできる。また画像全体を１つの画像領域と
見なして処理することもできる。

【００１６】「各色彩光に対応する色成分」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
対応する色彩の特徴量と考えることができる。たとえ
ば、前記した赤，緑，青の各色彩光を照射する場合、
赤，緑，青の各色信号の強度を色成分と考えることがで
きる。なお、ディジタル画像においては、各色信号の強
度は、画素毎の階調により表すことができる。

【００１７】色成分を抽出する処理において、強度が最
大となる１の色成分のみを抽出するか、または強度が最
大の色成分と強度が２番目に大きい色成分との２つを抽
出するかは、たとえば、第１位の色成分と第２位の色成
分との強度の差に応じて決定することができる。すなわ
ち、第１位，第２位の各色成分間に所定値以上の強度の
差があれば、第１位の色成分のみを抽出し、両者の差が
所定値より小さい場合は、第１位および第２位の各色成
分を抽出すればよい。

【００１８】ここで、この発明にかかる色成分の抽出処
理の原理について、図８に示した光学系を例にして説明
する。なお、以下では、所定の光源から検査対象物に光
を照射したときにその照射光に対する鏡面反射光が撮像
装置に入射するような傾きを有する傾斜面を、「光源に
適合する傾斜面」と呼ぶことにする。また、他の光源を
挟まずに配置される２つの光源（前記図８の光源８と
９、および９と１０）を、「隣り合う光源」と呼び、こ
れら光源からの光を「隣り合う仰角方向からの光」と呼
ぶ。また、これら隣り合う光源の一方の光源に適合する
傾斜面から他方の光源に適合する傾斜面に移行する間の
傾斜面を「境界位置の傾斜面」と呼ぶことにする。

【００１９】検査対象物の傾斜面が所定の光源に適合し
ている場合には、その光源に対応する色成分が他の色成
分よりもはるかに優勢になると考えられるから、最も強
度が大きい色成分を抽出することによって前記光源から
の光と同じ色彩による画像を得ることができる。また隣
り合う光源に適合する傾斜面の境界位置にある傾斜面に
ついては、前記隣り合う光源に対応する各色成分の強度
が接近した状態にあると考えられるから、強度が最大の
色成分と強度が２番目に大きい色成分とを抽出すること
によって、前記隣り合う光源に対応する色彩の混合色に
よる画像を得ることができる。

【００２０】たとえば、上記図８の光学系により観測を
行う場合、各光源８，９，１０の配置方向に適合する傾
斜面を、それぞれ赤，緑，青の各色彩で表すことができ
る。さらに、光源８，９の間に対する境界位置の傾斜面
を、赤と緑との混合色により、光源９，１０の間に対す
る傾斜面を、緑と青との混合色により、それぞれ表すこ
とができる。このように、各光源に対応する色彩に加え
て、隣り合う光源に対応する色彩の混合色により傾斜面
を示すことができるので、画像上の各色彩の分布状態に
基づき、傾斜角度の検出にかかる分解能を従来よりも細
かく設定することができる。したがって従来と同様の光
学系により、より多くの光源を配置した場合と同様の分
解能をもって、検査対象物の表面の傾斜角度を認識する
ことができ、急峻な傾斜面を傾斜角度を切り分けて識別
したり、微細な角度変化を検出するなどして、検査の精
度を向上することができる。

【００２１】また、上記色成分の抽出処理後の画像を表
示する場合には、１または２の色成分により色彩が明瞭
化された画像を表示することができる。したがって検査
対象物の表面にやや拡散性がある場合でも、傾斜角度に
応じた所定の色成分が抽出されるので、検査対象物の表
面状態を明瞭に表すことができ、その表面状態の適否を
表示画面上で容易に判別することができる。

【００２２】さらに、図８のように、赤，緑，青の各色
彩光を照射する場合には、色成分を抽出する処理のステ
ップを、各色成分の強度の平均値を求めるステップと、
各色成分のうち前記平均値を上回る１または２個の色成
分を抽出するステップとを含むものとすることができ
る。

【００２３】たとえば、前記図８の構成の光学系におい
て、赤色の光源８に適合する傾斜面の画像では、赤色成
分が緑，青の色成分よりも圧倒的に優勢となるから、各
色成分の強度の平均値を上回るのは赤色成分のみとな
る。一方、光源８，９に適合する各傾斜面の境界位置で
は、赤色成分と緑色成分との強度の差が小さくなるが、
青色成分は小さいままであるので、各色成分の平均値を
上回るのは、赤，緑の各色成分となる。よって画素毎
に、各色成分の平均値を算出し、この平均値を下回る色
成分を除去することによって、着目画素に対応する傾斜
面の傾斜角度に応じた１または２個の色成分を抽出する
ことができる。

【００２４】なお、上記処理において、前記平均値が所
定値よりも低い画素（すなわち明度の低い画素）につい
ては、十分な反射が得られていない部分に対応するもの
として、上記抽出処理の対象から除外するのが望まし
い。

【００２５】つぎに、前記検査対象物の表面状態を検査
するステップは、色成分を抽出する処理のステップを実
行した後の前記画像領域において、この領域内の各画素
を、前記抽出された色成分の種類および組み合わせに基
づいてグループ分けするステップと、各グループに属す
る画素の分布状態に基づき前記対象物の表面状態の適否
を判別するステップとを含ませることができる。

【００２６】前記グループ分けのステップでは、個々の
色成分毎に、また隣り合う仰角方向からの光に対応する
２つの色成分の組み合わせ毎に、グループを設定するこ
とができる。ここで、単独の色成分のみが抽出された画
素は、その抽出された色成分に対応する色彩で表示され
る傾斜面の画像領域に含まれる。また、２つの色成分が
抽出された画素は、その抽出された色成分に対応する色
彩の混合色により表示される傾斜面の画像領域に含まれ
る。

【００２７】このように、上記のグループ分け処理によ
れば、検査対象物の表面状態をグループの数分の傾斜面
に切り分けて検出することが可能となる。ここで、傾斜
面の傾斜状態が変化すると、色成分の抽出処理結果が変
化し、グループ分け結果も変化することになり、その結
果、各グループに属する画素の分布状態も変化すること
になる。

【００２８】各グループに属する画素の分布状態は、た
とえば、各画素にグループ毎に異なるラベルを付けるラ
ベリング処理により、抽出することができる。この場合
には、ラベリング結果に基づき、各グループに対応する
画像領域を切り分けて認識することができる。

【００２９】また、各グループの分布状態が変化すれ
ば、おのずと、各グループに属する画素の数も変化する
から、各グループの画素数をもって、これらグループに
属する画素の分布状態を示すパラメータとすることもで
きる。

【００３０】前記検査対象物の表面状態の適否を判別す
るステップでは、ラベリング処理により抽出されたグル
ープ毎の特徴量（重心位置、面積など）、または前記画
素数などのパラメータを、所定の基準値と比較すること
により、適否判別を行うことができる。なお、前記基準
値は、あらかじめ、検査対象物のモデルの画像などを用
いて、良好な表面状態についての特徴量やパラメータを
求め、その算出結果の示す値に基づいて設定するのが望
ましい。

【００３１】上記のグループ分け処理および判別処理に
よれば、各グループに属する画素の分布状態に基づき、
各光源に適合する傾斜面およびこれらの境界位置の傾斜
面を切り分けて検出できるから、対象物の表面状態の適
否を、簡単かつ精度良く判別することが可能となる。

【００３２】さらに、この発明にかかる第２の表面状態
検査方法では、検査対象物に対し、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、前記検査対象物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に対し、検査対象物の画像
を含む画像領域内の画素毎に、所定の色彩光に対応する
色成分を段階設定された複数のしきい値と比較するステ
ップと、前記各画素における比較結果に応じて前記検査
対象物の表面状態を検査するステップとを実行するよう
にしている。

【００３３】たとえば前記図８の光学系によれば、同じ
色彩（たとえば青）により抽出可能な傾斜面であって
も、その傾斜角度によって前記色彩に対応する色成分の
強度が変化する。したがってこの色成分に複数のしきい
値を設定すれば、前記傾斜面の角度をさらに細かく切り
分けて検出することができ、より詳細な検索を行うこと
ができる。また、リードの浮きのような角度変化を検出
する場合でも、微小な角度変化まで検出して、検査精度
を向上することができる。

【００３４】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に
対し、検査対象物の画像を含む画像領域の画素毎に、各
光源に対応する色成分のうち強度が最大となる１の色成
分を抽出する処理、または強度が最大の色成分と強度が
２番目に大きい色成分とを抽出する処理のいずれかを、
各色成分の強度の関係に基づき選択して実行する色成分
抽出手段と、前記色成分抽出手段による処理が実行され
た後の前記画像領域内の画像データを用いて前記検査対
象物の表面状態の適否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。

【００３５】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。ま
たＬＥＤのような発光体を複数リング状に配列した発光
体群により、１つの光源を構成することができる。さら
に同色の発光体群を、複数段、同心円状に配列して、１
つの光源とすることもできる。

【００３６】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コンピュータ内
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することができ
る。

【００３７】色成分抽出手段、判別手段は、それぞれ前
記した色成分抽出処理を実行するステップ、検査対象物
の表面状態を検査するステップを実行するためのプログ
ラムが設定されたコンピュータにより構成することがで
きる。なお、このコンピュータのメモリには、前記プロ
グラムのほか、処理対象の画像データや色成分の抽出処
理後の画像データを格納することができる。

【００３８】また、色成分抽出手段および判別手段が処
理対象とする画像領域は、あらかじめ実装状態が良好な
基板や基板の設計データから求めた検査対象物の位置や
大きさに基づき、設定することができる。または、撮像
手段により得られた画像を表示し、この表示画面上で各
検査対象物に対応する画像領域の指定を受け付け、メモ
リに保存するようにしてもよい。ただし、画像全体に含
まれる検査対象物が１つであり、この画像上に検査対象
物が十分に大きく現れているならば、画像全体を処理対
象の画像領域とすることもできる。

【００３９】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（後記する第３の基板検査装置においても同様で
ある。）。

【００４０】上記構成の装置によれば、前記した第１の
方法に基づき、基板上のはんだや部品のリードなどの表
面について、傾斜角度をより細かく検出した上で、表面
状態の適否を自動判別することが可能となる。よって従
来と同様のハードウェア構成でより詳細な検査を行うこ
とができ、コストをかけずに、高性能の自動基板検査装
置を提供することができる。

【００４１】上記基板検査装置の好ましい態様では、前
記照明手段は、赤，緑，青の各色彩光をそれぞれ発光す
る３種類の光源を具備する。また色成分抽出手段は、前
記各光源に対応する色成分の強度の平均値を算出する手
段と、算出された平均値を上回る１または２の色成分を
抽出する手段とを具備する。この構成によれば、カラー
画像を構成するＲ，Ｇ，Ｂの各色信号の特徴量を各光源
に対応する色成分とすることができるので、色成分の抽
出処理を容易に行うことができる。また画素毎に、各色
成分の強度の平均値を上回る色成分を抽出することによ
って、各光源の配置方向に適合する傾斜面をその光源か
らの光と同じ色彩により、またこれらの傾斜面の境界位
置の傾斜面を対応する２光源の色彩の混合色により、そ
れぞれ抽出することができる。

【００４２】さらに好ましい態様の装置では、前記判別
手段は、前記色成分抽出手段による処理後の前記画像領
域において、この領域内の各画素を、前記抽出された色
成分の種類および組み合わせに基づいてグループ分けす
る手段を含み、各グループに属する画素の分布状態に基
づき前記検査対象物の表面状態の適否を判別するように
構成される。前記したように、検査領域内の各画素を、
色成分の種類および組み合わせに基づいてグループ分け
すれば、各光源に適合する傾斜面およびこれらの境界位
置の傾斜面を切り分けて検出することができる。よっ
て、検査対象物の表面を、光源の数を越える分解能をも
って自動的に切り分けることができ、その傾斜状態の良
否を精度良く判別することが可能となる。

【００４３】つぎに、この発明にかかる第２の基板検査
装置は、上記した第１の基板検査装置と同様の照明手
段、撮像手段、画像入力手段、色成分抽出手段のほか、
前記色成分抽出手段により抽出された各色成分による画
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。なお、色成分抽出手
段が処理対象とする画像領域は、任意に指定された画像
領域としても良いし、あらかじめ設定された画像領域を
対象とすることもできる。

【００４４】表示手段は、画像を表示するためのモニタ
装置やこのモニタ装置に対する表示制御手段により構成
される。なお、表示制御手段は、表示制御用のプログラ
ムが組みこまれたコンピュータにより構成することがで
きる。入力手段は、マウス、キーボード、コンソールな
どの入力操作用の機器により構成することができる。な
お、入力手段に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。

【００４５】上記第２の構成による基板検査装置は、ユ
ーザーが表示された画像を確認しながら、検査対象物の
良否を判定して、その判定結果を入力する目視検査装置
にかかるものである。この装置では、検査対象の基板に
ついて、各光源に対応する色彩、およびこれら色彩の混
合色により、傾斜角度の分解能が向上した画像を表示す
ることができるので、従来と同様の照明系により対象物
の表面状態をより詳細に観測することが可能となり、精
度の高い検査を行うことができる。

【００４６】さらにこの発明にかかる第３の基板検査装
置は、前記第１、第２の装置と同様の照明手段、撮像手
段、画像入力手段を具備し、さらに、画像入力手段によ
り取り込まれた入力画像に対し、検査対象物の画像を含
む画像領域内の画素毎に、所定の光源に対応する色成分
を段階設定された複数のしきい値と比較する比較手段
と、前記各画素における比較結果を用いて前記検査対象
物の表面状態の適否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。な
お、比較手段、判別手段は、それぞれその手段の処理を
実行するためのプログラムが設定されたコンピュータに
より構成するのが望ましい。

【００４７】上記第３の基板検査装置は、第１の基板検
査装置と同様に、検査対象物の表面状態の適否を自動判
別するものである。この構成の装置によれば、同じ色彩
パターンとして検出される傾斜面の傾斜角度を、複数の
しきい値によって詳細に切り分けて検出することができ
る。したがって、前記図１１に示した急峻な傾きのフィ
レットや、リードのわずかな浮きでも精度良く検出し、
判別精度を高めることが可能となる。しかもハードウェ
ア構成は、従来と同様にできるので、コストをかけずに
高性能の自動基板検査装置を提供することができる。

【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軸方向に（図１の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Ｒ，Ｇ，Ｂ毎のカラ
ー画像信号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、Ｒ，Ｇ，Ｂ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。

【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
域内で検査のための色彩パターンを抽出するのに必要な
２値化しきい値、抽出された色彩パターンの特徴量（色
彩パターンの位置，大きさなど）、後記する色グループ
毎の画素数、および良否判定のための基準値などの検査
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、はんだ付け
部位については、後記する各色成分の抽出処理や色グル
ープ毎の積算処理などを、はんだ以外の部位について
は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色彩パターンを抽出する処理や、抽
出した色彩パターンの特徴量を算出する処理を、検査領
域毎に実施する。

【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、検査対象領域毎
に、前記画像処理部１５により求められたグループ毎の
画素数や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、良否判定を行い、この判定結果を、ＣＰＵ
１１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
２１，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、はんだ付
け部位を検査する場合に、はんだ面の傾斜角度を従来よ
りも細かく切り分けて検出することによって、精度の高
い検査を行うようにしている。

【００６３】図２は、前記図１の光学系で得られる画像
について、はんだ面の傾斜角度の変化による赤（Ｒ），
緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色成分の階調の変化の状態を模
式したものである。なお、ここに示す傾斜角度は、水平
方向に対するはんだ面の角度であり、はんだ面が水平に
近づくほど小さい値をとる。

【００６４】図１の光学系によれば、赤色成分は、平坦
に近い角度範囲Ａ１で他の色成分よりも優勢となり、傾
斜角度が大きくなるにつれて小さくなる。反対に青色成
分は、傾斜角度が大きくなるのに応じて増加し、急峻な
はんだ面を示す角度範囲Ａ３で他の色成分よりも優勢と
なる。緑色成分は、前記角度範囲Ａ１とＡ３との間の緩
やかな傾斜面（緩傾斜面）に対応する角度範囲Ａ２で優
勢となり、またその他の角度範囲においては、はんだ面
の角度が角度範囲Ａ２に近づくにつれて増加する。また
角度範囲Ａ１からＡ２に移行する間の角度範囲ａ１で
は、減少する赤色成分に増加する緑色成分が徐々に接近
し、さらに両者の大小関係が逆転して差が広がってゆ
く。角度範囲Ａ２からＡ３に移行する間の角度範囲ａ２
でも同様に、減少する緑色成分に増加する青色成分が徐
々に接近し、さらに両者の大小関係が逆転して差が広が
る現象が生じる。

【００６５】この実施例では、上記の特性に基づき、検
査領域内の各画素について、それぞれ最も大きな色成
分、または最も大きな色成分と２番目に大きな色成分と
の２つを抽出することにより、前記５つの角度範囲Ａ
１，Ａ２，Ａ３，ａ１，ａ２に対応するはんだ面を切り
分けて抽出するようにしている。

【００６６】上記の色成分の抽出処理は、各色成分の平
均値を基準として行われる。前記図２に示すように、各
光源８，９，１０に適合する角度範囲Ａ１，Ａ２，Ａ３
では、それぞれ光源８，９，１０に対応する単独の色成
分が他の２つの色成分よりも優勢となる。この場合に３
つの色成分の平均値を求めると、優勢な１つの色成分に
よって平均値が引き上げられるから、前記平均値は、こ
の優勢な色成分と他の２つの劣勢な色成分との間に位置
するようになる。一方、境界位置の傾斜面に対応する角
度範囲ａ１，ａ２では、最も大きな色成分とつぎに大き
な色成分との差が小さくなり、しかも、これら２つの色
成分と残りの色成分との間には大きな差異があるから、
３つの色成分の平均値は、２番目に大きな色成分と残り
の劣勢な色成分との間に位置するようになる。

【００６７】図３は、色成分の抽出処理の具体例を示
す。図３（１）は、前記図２の角度範囲ａ１内の一画素
に対する処理を示す。図示例では、赤および緑の各色成
分の階調が大きいため、各階調の平均値Ａｖより階調が
小さくなるのは青色成分だけとなる。この場合、赤およ
び緑の各色成分の階調は維持されるが、青色成分の階調
はゼロに変更される。

【００６８】図３（２）は、前記図２の角度範囲Ａ１内
の一画素に対する処理を示す。この図示例では、赤色成
分の階調が他の２つよりも高く、また緑，青の各色成分
の階調の差が小さいため、平均値Ａｖを上回る階調を持
つのは赤色成分のみとなる。このような場合には、赤色
成分の階調のみが維持され、緑，青の各色成分の階調は
ゼロに変更される。

【００６９】他の角度範囲についても上記と同様であっ
て、角度範囲Ａ２では緑色成分の階調のみが、角度範囲
Ａ３では青色成分の階調のみが、それぞれ維持され、残
りの２成分の階調はゼロに変更される。また角度範囲ａ
２では、緑および青の各色成分の階調が維持され、赤色
成分の階調がゼロに変更される。

【００７０】このような処理により、角度範囲Ａ１，Ａ
２，Ａ３に対応する各傾斜面は、それぞれ赤，緑，青の
単色の濃淡画像に変換される。また角度範囲ａ１に対応
する傾斜面は、赤と緑との混合色の濃淡画像に、角度範
囲ａ２に対応する傾斜面は、緑と青との混合色の濃淡画
像に、それぞれ変換される。

【００７１】図４は、基板上のフィレットについて、上
記の色成分の抽出処理を実行した後に画像上に現れる色
彩分布を、フィレットの傾斜状態に対応させて模式的に
示す。図示例のフィレットの傾斜角度は、前記図２の角
度範囲Ａ３に対応する角度から徐々に小さくなって基板
面に接する位置で平坦になるように変化するので、この
傾斜角度が小さくなる方向に沿って、青（Ｂ），青と緑
との混合色（図中、ＢＧと示す。），緑（Ｇ），緑と赤
との混合色（図中、ＧＲと示す。），赤（Ｒ）の各色彩
領域が順に出現するようになる。なお、混合色ＢＧ，Ｇ
Ｒの色彩領域では、混合色を構成する２種類の色成分の
強度の比率によって、色合いが変化するようになる。

【００７２】このように、上記の色成分の抽出処理によ
れば、はんだ面の画像を構成する各画素を、抽出された
色成分の種類および組み合わせによって、上記５種類の
色彩領域にグループ分けすることができる（以下、これ
ら色彩領域に対応する５種類のグループを「色グルー
プ」と呼ぶ。）。

【００７３】上記５種類の色グループによれば、各色グ
ループに所属する画素の数をもって、画像上における前
記５種類の色彩の出現頻度を示すことができる。上記の
図４に示したように、５種類の色彩は、はんだ面の傾斜
角度に応じた分布状態を示すものとなるから、はんだ面
の傾斜状態が変化して各色彩の分布状態が変化すれば、
当然、各色彩の出現頻度も変化することになる。すなわ
ち、前記色グループ毎の画素数は、画像上の５種類の色
彩の分布状態を示すパラメータと考えることができるか
ら、この画素数をもって、はんだ面の傾斜状態の良否を
判断することができる。

【００７４】そこで、この実施例の基板検査装置では、
被検査基板１Ｔ上のはんだ付け部位について、前記図３
に示した方法により、設定された検査領域内の各画素に
つき、それぞれ単独または２つの色成分を抽出するとと
もに、各画素を、抽出された色成分の種類および組み合
わせに基づいて前記５種類の色グループに分類し、各色
グループ毎に、それぞれそのグループに含まれる画素の
数を求めるようにしている。さらにこの色グループ毎の
画素数を判定基準値と比較することにより、はんだ付け
部位の良否を判定するようにしている。以下、この検査
のためのティーチング、および検査における詳細な手順
を、順に説明する。

【００７５】図５は、ティーチング時の手順を示す。な
お、この図５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。

【００７６】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）。

【００７７】一方、係員は、前記検査領域がはんだ付け
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、ＳＴ３が「ＹＥＳ」となると、以
下、設定された検査領域内の画素に順に着目して、ＳＴ
４〜８の処理を実行する。

【００７８】ＳＴ４では、前記検査領域内の１画素につ
いて、Ｒ，Ｇ，Ｂの各階調の平均値Ａｖを算出し、つぎ
のＳＴ５では、平均値Ａｖを所定のしきい値Ｌ０と比較
する。このしきい値Ｌ０は、はんだ付け部位の画像の平
均的な明るさに基づいて設定されたもので、前記平均値
Ａｖがしきい値Ｌ０より小さい場合には、ＳＴ５は「Ｎ
Ｏ」となる。この場合には、以下のＳＴ６，７，８をス
キップして、着目画素に対する処理を終了する。

【００７９】平均値Ａｖがしきい値Ｌ０以上であれば、
ＳＴ５が「ＹＥＳ」となり、つぎのＳＴ６において、
Ｒ，Ｇ，Ｂの各階調のうち、前記平均値Ａｖよりも小さ
い階調をゼロに変更する。

【００８０】つぎに、ＳＴ７では、ＳＴ６の処理後の各
色成分の階調に基づき、着目画素が属する色グループを
決定する。ここでは、着目画素において、０より大きい
階調を持つ色成分が１つである場合には、その単独の色
成分により表される色彩（Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれか）に対
応する色グループを、所属グループとする。また、０よ
り大きい階調を持つ色成分が２つある場合には、その２
種類の色成分に対応する混合色（ＲＧまたはＧＢ）に対
応する色グループを、所属グループとする。

【００８１】このようにして、着目画素の所属グループ
が決まると、つぎのＳＴ８では、決定した色グループの
画素数を、現在の値に１を加算した値に更新する。な
お、初期の画素数はゼロに設定されている。以下、検査
領域内の各画素について同様の処理を実行することによ
り、この検査領域内において、Ｒ，Ｇ，Ｂ，ＲＧ，ＧＢ
の各色グループに属する画素数を求めることができる。

【００８２】検査領域内の全ての画素に対する処理が終
了すると、ＳＴ９が「ＹＥＳ」となってＳＴ１２に進
み、前記各色グループ毎に、それぞれ最終的に得た画素
数に基づき判定基準値を設定する。なお、この判定基準
値は、前記最終の画素数よりも所定の余裕度分だけ小さ
い値（たとえば最終の画素数の９０％に相当する値な
ど）とするのが望ましい。

【００８３】一方、ＳＴ２において、はんだ付け部位以
外の部位に検査領域が設定された場合には、ＳＴ３が
「ＮＯ」となり、ＳＴ１０，１１の各ステップによっ
て、従来と同様に、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色彩パターンを用い
た検査用データが設定されることになる。ＳＴ１０で
は、係員が表示部２０の画像上で最適な濃度を持つ位置
を指定するなどの方法により、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に２値化し
きい値を入力する。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。

【００８４】さらに、ＳＴ１１では、前記設定された２
値化しきい値に基づき、各色彩パターンを抽出する。そ
して、これら色彩パターンについて、重心位置、面積な
どの特徴量を算出する。この後は、ＳＴ１２に進み、前
記特徴量に基づき、良否判定のための判定基準値を設定
する。

【００８５】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、はんだ付け部
位であれば、検査領域内の画素を前記５種類の色グルー
プに分類してグループ毎の画素数を求め、はんだ付け部
位以外の部位であれば、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色彩パターンを
抽出してその特徴量を求める。そして求められた画素数
や特徴量に基づき、前記検査領域にかかる良否判定のた
めの判定基準値を設定する。そして、検査領域毎に、そ
の領域の設定データに前記判定基準値を対応づけた検査
情報（非はんだ付け部位については、各色彩パターンの
２値化しきい値も含む。）を作成し、メモリ１３に一時
保存する。

【００８６】すべての被検査部位にかかる設定が終了す
ると、ＳＴ１３が「ＹＥＳ」となり、ＳＴ１４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を作成し、ティーチングテー
ブル１８に保存する。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。

【００８７】図６は、前記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ＳＴ
２１以降の符号で示す。またこの図６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。

【００８８】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。

【００８９】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（ＳＴ２２）。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「Ｙ
ＥＳ」となり、以下、検査領域内の各画素に順に着目し
つつ、ティーチング時のＳＴ４〜８と同様の処理を実行
することにより、各画素を前記５種類の色グループに分
類し、これらのグループ毎の画素数を計数する（ＳＴ２
４〜２８）。なお、この場合も、階調平均値Ａｖがしき
い値Ｌ０より小さい画素については、ＳＴ２６〜２８の
ステップはスキップされる。

【００９０】検査領域内のすべての画素に対する処理が
終了すると、ＳＴ２９が「ＹＥＳ」となってＳＴ３２に
進む。ＳＴ３２では、各色グループについて得られた画
素数を、それぞれ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。

【００９１】一方、はんだ付け部位以外の部位を検査す
る場合には、ＳＴ２３が「ＮＯ」となり、ＳＴ３０にお
いて、検査領域内の濃淡画像を前記各色彩パターン毎の
２値化しきい値により２値化することによって、Ｒ，
Ｇ，Ｂの色彩パターンを抽出する。さらにつぎのＳＴ３
１で、抽出された各色彩パターンの特徴量を算出した
後、ＳＴ３２に進む。ＳＴ３２では、前記算出された特
徴量を前記判定基準値と比較することによって、被検査
部位の良否を判定する。

【００９２】以下、同様に、判定データファイル内の検
査情報に基づき、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、はんだ付け部位については、各色グ
ループの画素数を用いた判定処理が、はんだ付け部位以
外の部位については、３種類の色彩パターンの特徴量を
用いた判定処理が、それぞれ実行される。

【００９３】すべての被検査部位に対する判定処理が終
了すると、ＳＴ３３が「ＹＥＳ」となり、以下、ＳＴ３
４〜３６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、ＳＴ３７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。

【００９４】このように、この実施例の基板検査装置で
は、はんだ付け部位を検査する場合に、各光源８，９，
１０に対応する色彩、および隣り合う光源に対応する２
種類の混合色の計５種類の色彩について、それぞれ対応
する５種類の色グループの画素数を用いて各色彩の分布
状態の良否を判断するようにしたから、はんだ面の傾斜
角度を従来よりも細かく切り分けて検出し、詳細な検査
を行うことができる。

【００９５】また、各色成分の抽出処理では、画像デー
タを構成する３つの色成分の中から強度が最大となる１
の色成分、または最大の色成分と２番目に強度が大きい
色成分とを抽出する処理が、画素毎に行われるので、画
像中のはんだ表面の傾斜状態を、前記５種類の色彩によ
り表すことができる。したがって、上記した自動はんだ
検査装置に代えて、目視検査装置において前記色成分の
抽出処理を実行し、抽出処理後の画像を表示するように
すれば、前記５種類の色彩の分布状態に基づき、はんだ
付け部位の傾斜状態を詳細に認識することが可能とな
る。

【００９６】なお、上記実施例では、各色成分の階調の
平均値を基準にして色成分の抽出処理を行ったが、これ
に限らず、第１位および第２位の各色成分の階調を比較
し、両者の差が所定値より大きい場合には、第１位の色
成分のみを抽出し、両者の差が前記所定値以内であれ
ば、第２位までの色成分を抽出するようにしてもよい。

【００９７】ところで、前記図２では、単一の色成分が
優勢となる角度範囲Ａ１，Ａ２，Ａ３では、優勢な色成
分を同じ大きさに示しているが、実際には、同じ色彩で
検出できる角度範囲においても、角度によって微小な変
化が生じる。たとえば、前記図１１に示したフィレット
のような急峻な傾斜面は、図１の光学系では、青色パタ
ーンとして検出されるが、このような傾斜面では、上方
から下方に移行するにつれて、青色成分は徐々に減少す
ることになる。

【００９８】したがって単一の色成分が優勢となる検査
対象に対しては、この優勢な色成分について、複数のし
きい値を設定することができる。このような設定によれ
ば、従来の１つの色彩により検出される角度範囲をさら
に細かく切り分けて識別することが可能となるから、前
記の急峻な傾斜面についても、その傾きの状態を詳細に
認識して高精度の検査を行うことができる。またしきい
値の設定間隔を細かくすることによって、角度検出の分
解能を向上することができるから、微細な角度変化でも
精度良く検出することができる。

【００９９】図７は、上記の段階設定された複数のしき
い値を用いてＩＣのリードの状態を検査する場合の検査
対象の例を示す。実装状態が適正であれば、リードの上
面は平坦になるから、前記図１の投受光部によれば、画
像上のリードは赤色パターンにより表される。したがっ
て、赤色成分に複数のしきい値を設定することで、リー
ド上面の傾斜角度を細かく認識することが可能となる。

【０１００】図７（１）は、ある部品３０Ａの１本のリ
ード３１Ａに浮きが生じている状態を、図７（２）は、
同一部品３０Ｂの同じ位置のリード３１Ｂに、より微小
な浮きが生じている状態を、それぞれ示す。なお、図７
（１）（２）において、３２Ａ，３２Ｂは、良好な状態
のリードを示す。

【０１０１】これらのリード３１Ａ，３２Ａ，３１Ｂ，
３２Ｂを前記投光部４による照明下で撮像し、得られた
画像上で前記リード３１Ａ，３１Ｂを示す赤色成分を比
較すると、リード３１Ａにおける赤色成分は、リード３
１Ｂにおける赤色成分よりも小さくなる。また図７
（２）の不良のリード３１Ｂに対応する赤色成分を、そ
の他の良好なリード３２Ｂに対応する赤色成分と比較す
ると、前者は後者よりも小さな値を示す。したがって良
好なリード３２Ａ，３２Ｂおよび各不良のリード３１
Ａ，３１Ｂを示す赤色成分の大きさに対応させて３種類
のしきい値を設定すれば、これらのリードの傾きの違い
を精度良く検出することができる。

【０１０２】なお、この種の検査を行う場合、不良なリ
ードを検出するためのしきい値にそれぞれ赤色以外の色
彩パターンを対応づけるようにすれば、不良のリード
を、その傾きに応じた色彩パターンにより示すことがで
きる。たとえば図７（１）のように、リードの傾斜角度
が比較的大きい場合には、緑色パターンを出現させ、図
７（２）のように、リードの傾斜角度が微小である場合
には、イエローパターンを出現させるようにすれば、こ
れらの色彩によってリードの傾き状態を容易に判断する
ことができる。同様に、前記図１１のような例において
も、たとえば、青色成分に３段階のしきい値を設定し、
これらのしきい値により検出される傾斜面を、赤，緑，
青の各色彩パターンで表すようにすれば、緩やかな傾斜
面の場合と同様のパターン表示を行うことが可能とな
る。

【０１０３】なお、上記の複数のしきい値により傾斜角
度を検出する方法は、図１の基板検査装置に適用するこ
とができる。またこの検出方法とともに、上記した検出
角度によって表示色を変える方法を、図１と同様の光学
系を持つ目視検査装置に導入すれば、検査対象の微小な
傾きの変化でも、容易に視認して、高精度の検査を行う
ことができる。さらに、自動，目視のいずれの装置にお
いても、被検査部位の種類や検査目的に応じて、各光源
に対応する色彩とその混合色に対応する５種類の色彩パ
ターンによる検査，単一の色成分に複数のしきい値を設
定しての検査を切り替えて実行するようにしてもよい。

【０１０４】

【発明の効果】上記したように、この発明では、複数の
色彩光を異なる仰角方向から照射した照明下で得られた
カラー画像において、各色彩光に対応する色成分のうち
強度が最大となる１の色成分を抽出する処理、または強
度が最大の色成分と強度が２番目に大きい色成分を抽出
する処理により、各色彩光に適合する傾斜面、およびこ
れら傾斜面の境界位置にある傾斜面を、それぞれ異なる
色彩により抽出するので、従来と同様の構成の光学系に
より、傾斜角度の検出にかかる分解能を向上することが
できる。

【０１０５】またこの発明では、同じ色彩によって検出
される傾斜角度範囲について、その色彩を構成する色成
分を段階設定された複数のしきい値と比較するようにし
たので、従来と同様の構成の光学系により、傾斜角度の
検出にかかる分解能を向上することができる。

【０１０６】よって、この発明では、急峻な傾斜面の傾
斜角度を切り分けて検出したり、表面の微細な角度変化
を精度良く検出することが可能となり、従来と同様のハ
ードウェア構成をもって、検査対象物の表面状態にかか
る検査の精度を向上することができる。

【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】はんだ面の傾斜角度と各色成分の階調との関係
を示すグラフである。

【図３】色成分の抽出処理方法を示す説明図である。

【図４】５色の色領域により傾斜面が区分けされた状態
を示す説明図である。

【図５】ティーチング時の手順を示すフローチャートで
ある。

【図６】検査時の手順を示すフローチャートである。

【図７】同じ色彩の検出範囲に複数のしきい値を設定し
ての検査の対象例を示す説明図である。

【図８】従来の基板検査装置の光学系の構成を示す説明
図である。

【図９】図８の光学系による認識処理の原理を示す説明
図である。

【図１０】図８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８の光学系により急峻な傾斜面を観測した
場合の結果を示す説明図である。

【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 AA54 BB02 CC26 CC27 DD03 FF04 FF41 GG17 GG23 JJ03 JJ09 JJ26 MM03 NN02 PP12 QQ04 QQ08 QQ21 QQ24 QQ25 QQ28 QQ31 SS04 SS06 SS13 2G020 AA08 DA05 DA13 DA22 DA34 DA52 2G051 AA62 AA65 AB14 BA01 BB01 CA04 CB01 EA12 EA17 EB01 EC03 ED07

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象物に対し、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、前記検査対象物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に対し、検査対象物の画像
   を含む画像領域内の画素毎に、各色彩光に対応する色成
   分のうち強度が最大となる１の色成分を抽出する処理、
   または強度が最大の色成分と強度が２番目に大きい色成
   分とを抽出する処理のいずれかを、各色成分の強度の関
   係に基づき選択して実行するステップと、 前記画像領域における色成分の抽出処理結果を示す画像
   データを用いて、前記検査対象物の表面状態を検査する
   ステップとを実行するようにした表面状態検査方法。
2. 【請求項２】 前記複数の方向からの色彩光は、赤，
   緑，青の各色彩光であり、前記色成分を抽出する処理の
   ステップは、各色成分の強度の平均値を求めるステップ
   と、各色成分のうち前記平均値を上回る１または２個の
   色成分を抽出するステップとを含む請求項１に記載され
   た表面状態検査方法。
3. 【請求項３】 前記検査対象物の表面状態を検査するス
   テップは、色成分を抽出する処理のステップを実行した
   後の前記画像領域内において、この領域内の各画素を、
   前記抽出された色成分の種類および組み合わせに基づい
   てグループ分けするステップと、各グループに属する画
   素の分布状態に基づき前記検査対象物の表面状態の適否
   を判別するステップとを含んで成る請求項１または２に
   記載された表面状態検査方法。
4. 【請求項４】 検査対象物に対し、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、前記検査対象物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に対し、検査対象物の画像を含
   む画像領域内の画素毎に、所定の色彩光に対応する色成
   分を段階設定された複数のしきい値と比較するステップ
   と、 前記各画素における比較結果に応じて前記検査対象物の
   表面状態を検査するステップとを実行するようにした表
   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に対し、
   検査対象物の画像を含む画像領域内の画素毎に、各光源
   に対応する色成分のうち強度が最大となる１の色成分を
   抽出する処理、または強度が最大の色成分と強度が２番
   目に大きい色成分とを抽出する処理のいずれかを、各色
   成分の強度の関係に基づき選択して実行する色成分抽出
   手段と、 前記色成分抽出手段による処理が実行された後の前記画
   像領域内の画像データを用いて前記検査対象物の表面状
   態の適否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】 前記照明手段は、赤，緑，青の各色彩光
   をそれぞれ発光する３種類の光源を具備し、 前記色成分抽出手段は、前記各光源に対応する色成分の
   強度の平均値を算出する手段と、算出された平均値を上
   回る１または２の色成分を抽出する手段とを具備して成
   る請求項５に記載された基板検査装置。
7. 【請求項７】 前記判別手段は、前記色成分抽出手段に
   よる処理後の前記画像領域において、この領域内の各画
   素を、前記抽出された色成分の種類および組み合わせに
   基づいてグループ分けする手段を含み、各グループに属
   する画素の分布状態に基づき前記検査対象物の表面状態
   の適否を判別する請求項５または６に記載された基板検
   査装置。
8. 【請求項８】 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に対し、
   検査対象物の画像を含む画像領域内の画素毎に、各光源
   に対応する色成分のうち強度が最大となる１の色成分を
   抽出する処理、または強度が最大の色成分と強度が２番
   目に大きい色成分とを抽出する処理のいずれかを、各色
   成分の強度の関係に基づき選択して実行する色成分抽出
   手段と、 前記色成分抽出手段により抽出された各色成分による画
   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。
9. 【請求項９】 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に対し、
   検査対象物の画像を含む画像領域内の画素毎に、所定の
   光源に対応する色成分を段階設定された複数のしきい値
   と比較する比較手段と、 前記各画素における比較結果を用いて前記検査対象物の
   表面状態の適否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。