JP2015122420A - 部品の傾き検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板に実装された電子部品の傾きをチェックできる部品の傾き検査装置を提供する。【解決手段】電子部品３２が実装されたプリント基板３１に光を照射する照射部２１と、光の照射されたプリント基板３１を撮影する撮影部２２と、撮影部２２が取得した撮影画像を用いて、プリント基板３１の法線方向に対する電子部品３２の傾きを算出する算出部１３と、算出部１３によって算出された傾きがあらかじめ決められた条件を満たしているかどうか判断する判断部１４と、判断部１４による判断結果に関する出力を行う出力部１５と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、プリント基板等に実装された部品の傾きを算出する部品の傾き検査装置に関する。

従来、輪郭に曲面を有する検査対象物を撮像し、その検査対象物の外観を検査する外観検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１７７２３８号公報

プリント基板に実装されている電子部品において、プリント基板に対する角度が決まっている場合がある。例えば、大画面映像表示装置で使用される多数のＬＥＤの実装された基板において、ＬＥＤを所定の角度だけ傾ける場合がある。そのような場合に、プリント基板に実装されたＬＥＤが所定の角度だけ傾いているかどうかを目視でチェックすることには過大な労力が要求されるという問題があった。
一般的に言えば、プリント基板に実装されている電子部品の角度を目視でチェックすることには過大な労力が要求されるという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、プリント基板に実装された電子部品の角度を算出し、その角度があらかじめ決められた条件を満たしているかどうか判断することができる部品の傾き検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明による部品の傾き検査装置は、電子部品が実装されたプリント基板に光を照射する照射部と、光の照射されたプリント基板を撮影する撮影部と、撮影部が取得した撮影画像を用いて、プリント基板の法線方向に対する電子部品の傾きを算出する算出部と、算出部によって算出された傾きがあらかじめ決められた条件を満たしているかどうか判断する判断部と、判断部による判断結果に関する出力を行う出力部と、を備えたものである。
このような構成により、プリント基板に実装された電子部品の傾きがあらかじめ決められた条件を満たすかどうかについて自動的にチェックすることができる。その結果、目視でチェックする必要がなくなり、そのチェックのための労力が軽減されることになる。

また、本発明による部品の傾き検査装置では、照射部は、プリント基板にライン光を照射するものであり、照射部の照射したライン光に直交する方向に、プリント基板と、照射部及び撮影部とを相対的に移動させる移動部をさらに備え、算出部は、撮影画像のライン光を用いて電子部品の高さを取得する高さ取得手段と、高さ取得手段が取得した電子部品の高さと、プリント基板上の電子部品の取り付け位置とを用いて電子部品の傾きを算出する算出手段と、を備えてもよい。
このような構成により、ライン光を用いて電子部品の高さを取得することによって電子部品の傾きを算出できることになる。

また、本発明による部品の傾き検査装置では、電子部品のプリント基板と反対側の端部は、滑らかに突出した形状を有しており、算出手段は、高さ取得手段が取得した電子部品の高さに応じた電子部品の形状と、プリント基板上の電子部品の取り付け位置とを用いて、電子部品の傾きを算出してもよい。
このような構成により、電子部品の形状を用いて傾きを算出するため、より正確な傾きを算出することができるようになる。

また、本発明による部品の傾き検査装置では、算出手段は、電子部品の頂点の高さ、及び頂点の位置とプリント基板上の電子部品の取り付け位置とのプリント基板の面方向の距離を用いることによって、電子部品の傾きを算出してもよい。
このような構成により、頂点の高さを用いて傾きを算出するため、より簡単に傾きを算出することができる。

また、本発明による部品の傾き検査装置では、算出部は、撮影画像における電子部品の形状の中心位置と、プリント基板上の電子部品の取り付け位置とのプリント基板の面方向の距離である中心距離を取得する中心距離取得手段と、電子部品の中心距離と電子部品の角度との関係を示す情報である距離関係情報が記憶される距離関係情報記憶手段と、距離関係情報を用いて、中心距離取得手段が取得した中心距離に対応する電子部品の傾きを取得する第１の傾き取得手段と、を備えてもよい。
このような構成により、中心距離と傾きとの関係を用い、簡単な２次元画像処理を行うことによって電子部品の傾きを取得することができる。

また、本発明による部品の傾き検査装置では、算出部は、撮影画像における電子部品の形状の幅を取得する幅取得手段と、撮影画像における電子部品の形状の幅と電子部品の角度との関係を示す情報である幅関係情報が記憶される幅関係情報記憶手段と、幅関係情報を用いて、幅取得手段が取得した幅に対応する傾きを取得する第２の傾き取得手段と、をさらに備え、判断部は、第１の傾き取得手段が取得した電子部品の傾きと、第２の傾き取得手段が取得した電子部品の傾きとが一致しない場合に、電子部品の傾きが不良であると判断してもよい。
このような構成により、第１及び第２の傾き取得手段で取得された傾きが一致しない場合、例えば、電子部品のリード線が折れ曲がっていることなどによって適切に傾きを取得できない場合に、そのことを検知することができるようになる。

本発明による部品の傾き検査装置によれば、プリント基板に実装された電子部品の傾きを自動的にチェックでき、そのチェックのための労力が軽減されることになる。

本発明の実施の形態１による部品の傾き検査装置の構成を示す模式図 同実施の形態における算出部の構成の一例を示すブロック図 同実施の形態における算出部の構成の一例を示すブロック図 同実施の形態による部品の傾き検査装置の動作を示すフローチャート 同実施の形態における高さの取得について説明するための図 同実施の形態における高さの取得について説明するための図 ＬＥＤのプリント基板への装着について説明するための図 同実施の形態における撮影画像の一例を示す図 同実施の形態における高さの取得について説明するための図 同実施の形態における高さの取得について説明するための図 同実施の形態における高さの取得について説明するための図 同実施の形態による部品の傾き検査装置の動作を示すフローチャート 同実施の形態における高さの取得について説明するための図 同実施の形態における高さの取得について説明するための図 同実施の形態における中心距離と角度との関係の一例を示す図 同実施の形態におけるシルエット幅と角度との関係の一例を示す図

以下、本発明による部品の傾き検査装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素及びステップは同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による部品の傾き検査装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による部品の傾き検査装置は、プリント基板に実装された電子部品を撮影することにより、その電子部品の傾きを取得し、その傾きが所定の条件を満たすかどうか判断するものである。

図１は、本実施の形態による部品の傾き検査装置１の構成を示すブロック図である。本実施の形態による部品の傾き検査装置１は、光学ユニット１１と、移動部１２と、算出部１３と、判断部１４と、出力部１５とを備える。

光学ユニット１１は、電子部品３２の実装されたプリント基板３１に光を照射し、その光の照射されたプリント基板３１を撮影するものであり、照射部２１と、撮影部２２とを備える。
照射部２１は、電子部品３２が実装されたプリント基板３１に光を照射する。照射部２１は、例えば、プリント基板３１にライン光を照射してもよく、または、ライン光以外の光を照射してもよい。後述するように、算出部１３における高さの取得が必須である場合、すなわち、光切断法による３次元計測を行う場合には、照射部２１はライン光を照射し、光切断法による３次元計測を行わない場合には、照射部２１はライン光を照射してもよく、その他の光を照射してもよい。その他の光は、例えば、撮影の照明用にプリント基板３１に出射されるものであり、ＬＥＤ等から出射される拡散光等であってもよい。照射部２１がライン光をプリント基板３１に照射する場合には、図１で示されるように、２個の照射部２１がそれぞれライン光をプリント基板３１に照射してもよく、１個または３個以上の照射部２１がライン光をプリント基板３１に照射してもよい。そのライン光は、光切断法による高さの取得のために用いられるものである。したがって、例えば、図１で示されるように、プリント基板３１に対して斜めからライン光が照射されてもよい。また、電子部品３２の傾き方向に関わらず適切に高さを取得できるようにするため、図１で示されるように、照射方向が対称になるように２個のライン光が照射されてもよい。その場合には、平坦なプリント基板３１上に照射された２個のライン光は、平行になることが好適である。そのような２個のライン光を用いることによって、電子部品３２の傾きが一方のライン光の照射方向と平行であったとしても、他方のライン光によって、その電子部品３２の高さを取得することができるようになる。そのライン光は、ラインレーザであってもよく、スリット光を出す集光レンズを用いて生成されたものであってもよい。ライン光がラインレーザである場合には、そのラインレーザは、例えば、テレセントリックレーザ光であってもよい。

撮影部２２は、照射部２１からの光の照射されたプリント基板３１を撮影する。撮影部２２の光軸は、例えば、プリント基板３１の法線方向であってもよく、またはそうでなくてもよい。本実施の形態では、前者の場合について主に説明する。なお、撮影部２２は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサによって実現される。

移動部１２は、光学ユニット１１とプリント基板３１とを相対的に移動させる。移動部１２は、光学ユニット１１とプリント基板３１とを相対的に移動させればよいため、例えば、光学ユニット１１のみを移動させてもよく、プリント基板３１のみを移動させてもよく、両者を移動させてもよい。本実施の形態では、移動部１２が光学ユニット１１のみを図中の矢印で示される方向に移動させる場合について主に説明する。移動部１２は、例えば、光学ユニット１１及びプリント基板３１の少なくとも一方を１軸方向に移動可能に保持するステージと、そのステージの移動方向に、光学ユニット１１及びプリント基板３１の少なくとも一方を移動させる駆動モータとを備えていてもよい。また、移動部１２は、撮影部２２とプリント基板３１との距離が一定となるように移動を行ってもよい。なお、ライン光を用いた光切断法による３次元計測を行う場合には、移動方向は、プリント基板３１に照射されたライン光に直交する方向であることが好適である。また、移動部１２は、プリント基板３１に照射されたライン光の方向にも両者を相対的に移動させてもよい。撮影部２２によって、プリント基板３１の全体を撮影することができるようにするためである。
なお、照射部２１がライン光を照射する場合には、撮影部２２は、移動部１２による移動が行われているときに、複数の撮影画像を撮影してもよい。そのようにすることで、プリント基板３１上の各位置について、高さを取得することができるようになる。

算出部１３は、撮影部２２が取得した撮影画像を用いて、プリント基板３１の法線方向に対する電子部品３２の傾きを算出する。なお、その傾きは、例えば、プリント基板３１の法線方向に対する角度（ｄｅｇ）で示されてもよく、結果として、その法線方向に対する角度が分かるのであれば、その他の方向を基準とした角度で示されてもよい。なお、算出部１３による傾きの算出方法については後述する。

判断部１４は、算出部１３によって算出された傾きがあらかじめ決められた条件を満たしているかどうか判断する。その条件は、プリント基板３１に実装された電子部品３２の傾きが適切である条件であってもよく、またはその電子部品３２の傾きが不適切である条件であってもよい。すなわち、条件が満たされた場合に、電子部品３２が適切に装着されたことになってもよく、そうでなくてもよい。電子部品３２が適切に装着されたことを示す条件は、例えば、「４度以上６度以下」のように、上限及び／または下限の閾値を示すものであってもよい。その条件は、図示しない記録媒体で記憶されており、判断部１４は、その条件を読み出して用いてもよい。

出力部１５は、判断部１４による判断結果に関する出力を行う。その出力は、例えば、「条件を満たす」「条件を満たさない」などの判断結果を示す情報であってもよく、その条件を満たすかどうかに応じた「電子部品の傾きが適切である」「電子部品の傾きが不適切である」であってもよい。また、電子部品の傾きが不適切である場合であって、プリント基板３１に複数の電子部品３２が実装される場合には、出力部１５は、傾きが不適切である電子部品３２を特定できる出力を行ってもよい。その出力は、例えば、傾きが不適切である電子部品３２を、他の電子部品３２と区別可能となるように、電子部品３２の実装されたプリント基板３１の画像を出力することであってもよい。
ここで、この出力は、例えば、表示デバイス（例えば、ＣＲＴや液晶ディスプレイなど）への表示でもよく、所定の機器への通信回線を介した送信でもよく、プリンタによる印刷でもよく、スピーカによる音声出力でもよく、記録媒体への蓄積でもよく、他の構成要素への引き渡しでもよい。なお、出力部１５は、出力を行うデバイス（例えば、表示デバイスやプリンタなど）を含んでもよく、あるいは含まなくてもよい。また、出力部１５は、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは、それらのデバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。

次に、算出部１３による処理について説明する。ここでは、算出部１３による傾きの算出について、（１）３次元形状を取得する場合、（２）頂点の高さを用いる場合、（３）中心距離を用いる場合のそれぞれについて説明する。

（１）３次元形状を取得する場合
この場合には、算出部１３は、図２Ａで示されるように、高さ取得手段４１と、算出手段４２とを備える。また、この場合には、照射部２１からライン光がプリント基板３１に照射されるものとする。また、この場合には、電子部品３２のプリント基板３１と反対側の端部は、滑らかに突出した形状をしているものとする。その形状は、例えば、略半球形状であってもよい。

高さ取得手段４１は、撮影部２２によって撮影された撮影画像のライン光を用いて電子部品３２の高さを取得する。ここで、図４Ａ，図４Ｂを用いて、高さ取得手段４１が電子部品３２の高さを取得する方法について説明する。図４Ａは、ライン光２５が斜めに照射されたプリント基板３１を撮影した撮影画像３０である。図４Ｂは、撮影画像３０で撮影された電子部品３２等を、プリント基板３１上のライン光２５のライン方向から見た図である。図４Ａで示されるように、高さのある電子部品３２に照射されたライン光２５の位置は、プリント基板３１上のライン光２５の位置に対して「Ｌ」だけずれている。なお、プリント基板３１の面方向に対する照射方向の角度θはあらかじめ分かっている。したがって、高さ取得手段４１は、撮影画像３０において「Ｌ」を取得し、次式を用いることによって、高さｈを取得することができる。なお、高さとは、プリント基板３１の法線方向の高さである。
ｈ＝Ｌ×ｔａｎθ

そのようにして取得された高さｈは、プリント基板３１や電子部品３２に投影されたライン光の位置における高さである。したがって、高さ取得手段４１は、撮影部２２がある地点に位置する場合に、照射されたライン光方向の高さを取得する。そして、移動部１２によって光学ユニット１１とプリント基板３１とが少しだけ相対的に移動された後にも同様にして、照射されたライン光方向の高さを取得する。そのような処理を繰り返すことによって、高さ取得手段４１は、プリント基板３１の全体について、各位置の高さを取得することができる。その各位置の高さは、例えば、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（ｘ１，ｙ１，ｚ１）等であってもよい。なお、ｘｙｚの３次元直交座標系は、例えば、ｘｙ平面がプリント基板３１の面方向に設定され、ｚ軸がプリント基板３１の法線方向（高さ方向）に設定されてもよい。また、この高さ取得手段４１によるライン光２５を用いた高さの取得方法はすでに公知であり、その詳細な説明を省略する。

なお、２個のライン光を用いて高さが取得される場合には、それぞれのライン光によって取得された高さを合成してもよい。その合成は、例えば、両ライン光によって取得された高さの平均を算出することであってもよく、両ライン光によって取得された高さのうち、大きい方の値を採用することであってもよく、その他の合成であってもよい。

算出手段４２は、高さ取得手段４１が取得した電子部品３２の高さと、プリント基板３１上の電子部品３２の取り付け位置とを用いて電子部品３２の傾きを算出する。その高さを用いるとは、直接的に用いることであってもよく、間接的に用いることであってもよい。ここでは、後者の場合について主に説明し、前者の場合については（２）において後述する。すなわち、算出手段４２は、取得された高さに応じた電子部品３２の形状と、プリント基板３１上の電子部品３２の取り付け位置とを用いて、電子部品の傾きを算出する。その形状は、通常、３次元の形状である。その形状は、例えば、高さ取得手段４１によって取得された、電子部品３２の高さ（ｘ，ｙ，ｚ）＝（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）等であってもよく、または、その高さを用いて算出手段４２によって取得されたポリゴン等の３次元形状のモデルであってもよい。

ここで、算出手段４２による電子部品３２の形状を用いた傾きの算出について、電子部品３２が砲弾型のＬＥＤ素子である場合について説明する。例えば、競技場等に設置される大画面映像表示装置においては、観客から見やすいように、その大画面映像表示装置を上方に設置し、観客に向けて光量を大きくするためにＬＥＤ素子をその方向に傾けている。また、大画面映像表示装置は複数の光源ユニットを格子状に配列されて構成されている。このため、各光源ユニットは、図５で示されるように、プリント基板３１に対してＬＥＤ素子３５を少し傾けて装着する。なお、図５は、ＬＥＤ素子３５の２本のリード線３５ａの並び方向からＬＥＤ素子３５を見た図である。プリント基板３１に装着されたＬＥＤ素子３５を２本のリード線３５ａの並び方向に傾けるのは困難であるため、図５で示されるように、通常、２本のリード線３５ａの並び方向に直角な平面内において、ＬＥＤ素子３５を傾けることになる。したがって、その傾き方向の傾きだけを取得すればよいため、例えば、移動部１２による移動方向（走査方向）は、２本のリード線３５ａの並び方向に直角な方向としてもよい。なお、傾き方向とは、プリント基板３１の法線に対してリード線３５ａが傾いている方向であると考えてもよい。

図６Ａは、そのようなＬＥＤ素子３５の実装されたプリント基板３１の撮影画像の一例を示す図である。図６Ｂは、図６ＡのＬＥＤ素子３５を側面方向（図６Ａの図中の下から上方向）に見た図である。図６Ａにおいて、ＬＥＤ素子３５の裏面側に、ＬＥＤ素子３５の２個の取り付け位置３５ｂが隠れているが、その取り付け位置はあらかじめ決められているため、その位置を知ることができる。その取り付け位置３５ｂは、例えば、図示しない記録媒体で記憶されていてもよい。また、撮影部２２は、プリント基板３１の法線方向の光軸を有しているため、図６Ｂで示されるように、ＬＥＤ素子３５の領域３５ｅの部分を撮影することができる。その結果、高さ取得手段４１は、その領域３５ｅの高さのデータを取得できる。そのようにして取得された高さのデータにおいて、算出手段４２は、図６Ｃで示されるように、頂点３５ｃの位置を特定する。その頂点３５ｃは、ＬＥＤ素子３５のうち、プリント基板３１から最も高い位置である。すなわち、高さが最も大きい位置が頂点３５ｃとなる。なお、取り付け位置３５ｂはあらかじめ分かっているため、算出手段４２は、頂点３５ｃの位置と、取り付け位置３５ｂとのプリント基板３１の面方向の距離ｄを取得できる。また、頂点３５ｃの高さｈは、高さ取得手段４１によって取得されているため、それらを用いて、算出手段４２は、取り付け位置３５ｂの中点を通るプリント基板３１の法線３５ｆと、取り付け位置３５ｂから頂点３５ｃに延びる直線との角度θ１を算出できる。なお、θ１＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／ｈ）である。本来、算出手段４２が算出したい傾きは、法線３５ｆと、取り付け位置３５ｂからＬＥＤ素子３５の先端３５ｄに延びる直線との角度「θ１＋θ２」である。なお、先端３５ｄは、ＬＥＤ素子３５をプリント基板３１の法線方向に実装した場合に、プリント基板３１からの高さが最も高くなる位置である。また、ＬＥＤ素子３５をプリント基板３１の法線方向に実装した場合に、法線３５ｆは、その先端３５ｄを通るものとする。ここでは、そのθ２が分からないため、算出手段４２は、ＬＥＤ素子３５の形状を、取り付け位置３５ｂの中点を中心にθ１だけ法線３５ｆの方向に回転させる。その回転によって、ＬＥＤ素子３５の形状は、θ１だけプリント基板３１の法線３５ｆに近い方向を向くことになる。その結果、図６Ｄで示されるように、図６Ｃの頂点３５ｃが、法線３５ｆ上となる。その図６Ｄにおいても、図６Ｃにおける説明と同様にθ１を算出し、ＬＥＤ素子３５の形状を、そのθ１だけ取り付け位置３５ｂを中心に回転させる。算出手段４２は、このような処理を終了条件が満たされるまで繰り返し、算出されたθ１をすべて加算することによって、図６Ｃにおけるθ１＋θ２に等しいとみなすことができる角度（傾き）を取得することができる。なお、その終了条件は、例えば、θ１を算出した回数であってもよく、算出されたθ１があらかじめ設定されている閾値より小さいことであってもよい。算出手段４２は、そのようにして算出した傾きを判断部１４に渡す。

なお、上述の説明では、電子部品３２の傾きの方向が光学ユニット１１の移動方向である場合について説明したが、そうでない場合であっても、同様にして電子部品３２の傾きを算出することができる。その場合には、法線３５ｆ、及び取り付け位置３５ｂの中点と頂点３５ｃとを通る直線を含む平面上において、図６Ｃや図６Ｄの説明のように、θ１等を算出することになる。また、リード線３５ａが１本の場合にも同様にして傾きを算出することができる。

また、上述の説明では、電子部品３２の形状が３次元の形状情報である場合について説明したが、そうでなくてもよい。上述の処理から分かるように、図６Ｃにおいて、頂点３５ｃを通る図面の平面方向の２次元の形状を用いて傾きを算出することもできる。したがって、算出手段４２は、そのような２次元の形状情報を取得してもよい。

（２）頂点の高さを用いる場合
この場合にも、算出部１３は、図２Ａで示されるように、高さ取得手段４１と、算出手段４２とを備える。また、この場合にも、照射部２１からライン光がプリント基板３１に照射されるものとする。また、この場合にも、電子部品３２のプリント基板３１と反対側の端部は、滑らかに突出した形状をしているものとする。なお、高さ取得手段４１については、前述の通りであり、その説明を省略する。

算出手段４２は、電子部品３２の頂点３５ｃの高さ、及び頂点３５ｃの位置とプリント基板３１上の電子部品３２の取り付け位置３５ｂとのプリント基板３１の面方向の距離を用いることによって、電子部品３２の傾きを算出する。すなわち、算出手段４２は、上記（１）の場合と同様にして、図６Ｃのθ１を算出する。なお、通常、θ１と、ＬＥＤ素子３５の傾き（＝θ１＋θ２）には、何らかの関係があると考えられる。したがって、算出手段４２は、そのθ１とＬＥＤ素子３５の傾きとの関係を用いて、θ１からＬＥＤ素子３５の傾きを算出してもよい。ＬＥＤ素子３５の傾きを算出する方法は、例えば、算出したθ１に所定の１より大きい値を掛けることであってもよく、θ１とＬＥＤ素子３５の傾きとの関係を示す情報（例えば、テーブルや関数等）を用いて、θ１からＬＥＤ素子３５の傾きを算出することであってもよく、その他の方法であってもよい。このようにして、（１）の場合よりも簡易な処理によって電子部品３２の傾きを算出することができる。算出手段４２は、その算出した傾きを判断部１４に渡す。

（３）中心距離を用いる場合
この場合には、算出部１３は、図２Ｂで示されるように、高さ取得手段５１と、中心距離取得手段５２と、距離関係情報記憶手段５３と、第１の傾き取得手段５４と、幅取得手段５５と、幅関係情報記憶手段５６と、第２の傾き取得手段５７とを備える。この場合にも、照射部２１からライン光がプリント基板３１に照射されるものとする。また、この場合には、電子部品３２の側面は、リード線３５ａと略平行な方向に延びていることが好適である。したがって、例えば、電子部品３２の側面部分は、リード線３５ａの方向が長さ方向となる略円筒形状であってもよい。なお、電子部品３２の側面は、例えば、リード線３５ａと平行な方向の電子部品３２の面である。

高さ取得手段５１は、上述の高さ取得手段４１と同様のものであり、その説明を省略する。
中心距離取得手段５２は、撮影画像における電子部品３２の形状の中心位置と、プリント基板３１上の電子部品３２の取り付け位置３５ｂとのプリント基板３１の面方向の距離である中心距離を取得する。その中心距離の取得について、図８Ａ，図８Ｂを用いて説明する。図８Ａは、図６ＡのＬＥＤ素子３５を側面方向（図６Ａの図中の下から上方向）に見た図である。図８Ｂは、プリント基板３１を撮影方向に見た図であり、高さ取得手段５１によって取得された高さが０でないところ（すなわち、電子部品３２の存在するところ）を網掛けで示したものである。中心距離取得手段５２は、高さ取得手段５１が取得した高さを用いて、高さが０でない領域を特定する。その領域は、ＬＥＤ素子３５の形状に応じた領域となる。そして、中心距離取得手段５２は、その特定した領域の中心位置を特定する。その中心位置の特定は、例えば、特定した領域のｘ軸方向の最大値及び最小値の中央の値と、ｙ軸方向の最大値及び最小値の中央の値とを算出することによって行われてもよく、特定した領域の重心を算出することによって行われてもよく、その他の方法によって行われてもよい。そして、図８Ｂで示されるように、中心距離取得手段５２は、ＬＥＤ素子３５の２個の取り付け位置３５ｂを通る直線と、その直線に平行な、特定した中心位置を通る直線との距離δを取得する。そのδが、中心距離である。なお、ＬＥＤ素子３５の傾き方向が分かっている場合には、中心距離取得手段５２は、傾きに対応するプリント基板３１に平行な方向（図８Ａの左右方向、図８Ｂの上下方向）についてのみ、ＬＥＤ素子３５の形状に対応する領域の中心を特定し、その中心位置と取り付け位置３５ｂとの距離δを取得してもよい。

距離関係情報記憶手段５３では、電子部品３２の中心距離と、電子部品３２の角度との関係を示す情報である距離関係情報が記憶される。その距離関係情報は、中心距離から、その中心距離に対応する角度を取得することができるのであれば、どのような情報であってもよい。例えば、関数であってもよく、テーブルであってもよく、その他の情報であってもよい。その両者の関係は、例えば、図９Ａで示されるものである。

距離関係情報記憶手段５３に距離関係情報が記憶される過程は問わない。例えば、記録媒体を介して距離関係情報が距離関係情報記憶手段５３で記憶されるようになってもよく、通信回線等を介して送信された距離関係情報が距離関係情報記憶手段５３で記憶されるようになってもよく、あるいは、入力デバイスを介して入力された距離関係情報が距離関係情報記憶手段５３で記憶されるようになってもよい。距離関係情報記憶手段５３での記憶は、ＲＡＭ等における一時的な記憶でもよく、あるいは、長期的な記憶でもよい。距離関係情報記憶手段５３は、所定の記録媒体（例えば、半導体メモリや磁気ディスク、光ディスクなど）によって実現されうる。

第１の傾き取得手段５４は、距離関係情報記憶手段５３で記憶されている距離関係情報を用いて、中心距離取得手段５２が取得した中心距離に対応する電子部品３２の傾きを取得する。第１の傾き取得手段５４は、例えば、距離関係情報が関数である場合には、その関数に中心距離を代入することによって傾きを算出してもよく、距離関係情報がテーブルである場合には、そのテーブルによって中心距離に対応付けられている傾きを取得してもよい。その取得された傾きは、判断部１４に渡される。

幅取得手段５５は、撮影画像における電子部品３２の形状の幅を取得する。その幅は、ＬＥＤ素子３５の傾き方向の幅である。すなわち、その幅は、傾きに対応するプリント基板３１に平行な方向（図８Ａの左右方向、図８Ｂの上下方向）の幅である。電子部品３２がＬＥＤ素子３５である場合には、通常、傾き方向は、リード線３５ａの並び方向に直交する方向となる。したがって、幅取得手段５５は、幅「Ｂ」を取得することになる。

幅関係情報記憶手段５６では、撮影画像における電子部品３２の形状の幅と電子部品３２の角度との関係を示す情報である幅関係情報が記憶される。その幅関係情報は、幅から、その幅に対応する角度を取得することができるのであれば、どのような情報であってもよい。例えば、関数であってもよく、テーブルであってもよく、その他の情報であってもよい。その両者の関係は、例えば、図９Ｂで示されるものである。

幅関係情報記憶手段５６に幅関係情報が記憶される過程は問わない。例えば、記録媒体を介して幅関係情報が幅関係情報記憶手段５６で記憶されるようになってもよく、通信回線等を介して送信された幅関係情報が幅関係情報記憶手段５６で記憶されるようになってもよく、あるいは、入力デバイスを介して入力された幅関係情報が幅関係情報記憶手段５６で記憶されるようになってもよい。幅関係情報記憶手段５６での記憶は、ＲＡＭ等における一時的な記憶でもよく、あるいは、長期的な記憶でもよい。幅関係情報記憶手段５６は、所定の記録媒体（例えば、半導体メモリや磁気ディスク、光ディスクなど）によって実現されうる。

第２の傾き取得手段５７は、幅関係情報を用いて、幅取得手段５５が取得した幅（シルエット幅）に対応する電子部品３２の傾きを取得する。第２の傾き取得手段５７は、例えば、幅関係情報が関数である場合には、その関数に取得された幅を代入することによって傾きを算出してもよく、幅関係情報がテーブルである場合には、そのテーブルによって取得された幅に対応付けられている傾きを取得してもよい。その取得された傾きは、判断部１４に渡される。なお、図９Ｂで示される幅関係情報を用いて傾きを取得する場合であって、幅が２．９５ｍｍ付近である場合には、第２の傾き取得手段５７は、幅のある傾き、すなわち、０〜３．８度を、シルエット幅Ｂに対応する傾きとして取得してもよい。

ここで、第１及び第２の傾き取得手段５４，５７の両方によって傾きを取得する理由について簡単に説明する。通常、第１の傾き取得手段５４による傾きの取得によってＬＥＤ素子３５の傾きを適切に取得することができる。しかし、図９Ａで示される距離関係情報は、例えば、リード線３５ａが折れ曲がっていないＬＥＤ素子３５について取得されたものであるため、リード線３５ａが折れ曲がっている場合には正確な角度を取得できていないことになる。したがって、シルエット幅を用いた角度の取得をも行い、第１及び第２の傾き取得手段５４，５７がそれぞれ取得した傾きが一致しない場合に、第１の傾き取得手段５４が取得した傾きが不適切なものであったと判断してもよい。そのため、シルエット幅を用いた傾きの取得をも行う場合には、判断部１４は、第１の傾き取得手段５４が取得した電子部品３２の傾きと、第２の傾き取得手段５７が取得した電子部品３２の傾きとが一致しないときに、その電子部品３２の傾きが不良である、すなわち適切でないと判断してもよい。なお、２個の傾きが一致するかどうかは、厳密な一致の判断であってもよく、誤差を考慮した一致の判断であってもよい。後者の場合には、例えば、
｜第１の傾き−第２の傾き｜＜ε
である場合に、２個の傾きが一致すると判断されてもよい。第１の傾きは、第１の傾き取得手段５４が取得した傾きであり、第２の傾きは、第２の傾き取得手段５７が取得した傾きである。また、εは誤差の程度の小さい値である。

なお、図９Ａ，図９Ｂで示される関係情報は、種々の角度でプリント基板３１に装着したＬＥＤ素子３５の撮影結果を用いて取得された中心距離δやシルエット幅Ｂと、角度との関係を示すものである。その図９Ｂにおいて、角度が約４度より小さい場合にシルエット幅がほぼ変わらないのは、砲弾型のＬＥＤ素子３５は、砲弾形状における先端３５ｄと反対側の形状が実際には図５で示される形状ではなく、少し出っ張っている形状であることによるものである。したがって、図９Ａで示される中心距離と角度との関係は略線形であるのに対して、図９Ｂで示されるシルエット幅Ｂと角度との関係は線形ではないため、シルエット幅Ｂのみを用いて角度を算出することは難しくなりうる。

また、ここでは、ＬＥＤ素子３５の位置を特定するために高さを取得する場合について説明しているが、輪郭抽出等の画像処理によってＬＥＤ素子３５の位置を特定するようにしてもよい。その場合には、照射部２１からプリント基板３１に照射される光はライン光でなくてもよく、例えば、拡散光であってもよい。

なお、距離関係情報記憶手段５３と幅関係情報記憶手段５６とは、同一の記録媒体によって実現されてもよく、あるいは、別々の記録媒体によって実現されてもよい。前者の場合には、距離関係情報を記憶している領域が距離関係情報記憶手段５３となり、幅関係情報を記憶している領域が幅関係情報記憶手段５６となる。

また、ここでは、（１）〜（３）の方法によって電子部品３２の傾きを算出する方法について説明したが、それ以外の方法によって傾きを算出してもよいことは言うまでもない。例えば、図２Ａで示される算出部１３の算出手段４２は、取得された高さに応じた電子部品３２の形状を用いることによって、図６Ｃの先端３５ｄの位置を特定することができる。具体的には、電子部品３２の形状において、図６Ｃの取り付け位置３５ｂから最も遠い位置を特定することによって、先端３５ｄの位置を特定できる。先端３５ｄの位置を特定できれば、算出手段４２は、その位置の高さｈと、その位置と取り付け位置３５ｂとのプリント基板３１に平行な方向の距離ｄとを用いることによって、図６ＣにおけるＬＥＤ素子３５の傾き（＝θ１＋θ２）を算出できる。したがって、算出部１３は、このようにして電子部品３２の傾きを算出してもよい。

次に、図２Ａで示される算出部１３を有する部品の傾き検査装置１の動作について、図３のフローチャートを用いて説明する。
（ステップＳ１０１）撮影部２２は、移動部１２によって移動されながら、照射部２１によってライン光の照射されたプリント基板３１を撮影する。この処理によって撮影部２２は、通常、複数の撮影画像を取得することになる。その撮影画像は、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。

（ステップＳ１０２）算出部１３の高さ取得手段４１は、プリント基板３１上の各点について、撮影画像を用いて高さを取得する。その高さのデータは、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。その高さのデータは、例えば、前述の（ｘ１，ｙ１，ｚ１）等であってもよい。

（ステップＳ１０３）算出手段４２は、ステップＳ１０２で取得された高さのデータを用いて、３次元の形状を取得する。その取得された３次元の形状情報は、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。なお、３次元の形状が高さのデータそのものである場合には、このステップの処理を行わなくてもよい。

（ステップＳ１０４）算出手段４２は、３次元の形状情報を用いて、頂点３５ｃの位置を検出する。なお、ステップＳ１０３からステップＳ１０４に進んだ場合には、その３次元の形状情報は、ステップＳ１０３で取得した形状情報、または高さのデータそのものであり、ステップＳ１０８からステップＳ１０４に進んだ場合には、その３次元の形状情報は、回転後の形状情報である。

（ステップＳ１０５）算出手段４２は、頂点３５ｃを検出できたかどうか判断する。そして、検出できた場合にはステップＳ１０６に進み、検出できなかった場合にはステップＳ１１０に進む。

（ステップＳ１０６）算出手段４２は、図６Ｃのθ１を算出する。

（ステップＳ１０７）算出手段４２は、ステップＳ１０６で算出したθ１が、あらかじめ決められている閾値より小さいかどうか判断する。そして、θ１が閾値より小さい場合には、ステップＳ１０９に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０８に進む。

（ステップＳ１０８）算出手段４２は、図６Ｄで示されるように、３次元の形状情報を、取り付け位置３５ｂを中心としてθ１だけ回転させる。そして、ステップＳ１０４に進む。

（ステップＳ１０９）算出手段４２は、それまでにステップＳ１０６で算出した各θ１を加算することによって、電子部品３２の傾きを算出する。

（ステップＳ１１０）判断部１４は、ステップＳ１０９で算出された傾きが、あらかじめ決められた条件を満たすかどうか判断する。なお、ステップＳ１０５からステップＳ１１０に進んだ場合には、頂点３５ｃの検出ができていないため、判断部１４は、電子部品３２の傾きが不良であると判断する。

（ステップＳ１１１）出力部１５は、判断部１４による判断結果を出力する。そして、プリント基板３１上の電子部品３２の傾きをチェックする一連の処理は終了となる。
なお、図３のフローチャートにおいて、プリント基板３１上に複数の電子部品３２が実装されている場合には、ステップＳ１０３〜Ｓ１１０の処理を電子部品３２ごとに繰り返して実行してもよい。その電子部品３２は、通常、どこに実装されるのかが分かっているため、算出手段４２は、取得された高さのデータについて、各電子部品３２の実装されている領域ごとに上述の処理を行ってもよい。
また、算出部１３が上記（２）の処理を行う場合には、ステップＳ１０６からステップＳ１０９に進み、ステップＳ１０９において前述のように傾きを算出してもよい。

次に、図２Ｂで示される算出部１３を有する部品の傾き検査装置１の動作について、図７のフローチャートを用いて説明する。
（ステップＳ２０１）撮影部２２は、移動部１２によって移動されながら、照射部２１によってライン光の照射されたプリント基板３１を撮影する。この処理によって撮影部２２は、通常、複数の撮影画像を取得することになる。その撮影画像は、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。

（ステップＳ２０２）算出部１３の高さ取得手段５１は、プリント基板３１上の各点について、撮影画像を用いて高さを取得する。その高さのデータは、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。

（ステップＳ２０３）中心距離取得手段５２は、取得された高さのデータを用いて、電子部品３２のシルエット（形状の輪郭）を抽出する。そのシルエットは、高さが閾値より大きいところと、そうでないところとの境界であってもよい。その抽出されたシルエットの情報は、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。

（ステップＳ２０４）中心距離取得手段５２は、シルエットを抽出できたかどうか判断する。そして、シルエットを抽出できた場合には、ステップＳ２０５に進み、そうでない場合には、ステップＳ２０９に進む。

（ステップＳ２０５）中心距離取得手段５２は、前述のようにして、シルエットの中心位置と、電子部品３２の取り付け位置３５ｂとのプリント基板３１に平行な方向の距離である中心距離δを取得する。その中心距離δは、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。

（ステップＳ２０６）第１の傾き取得手段５４は、距離関係情報記憶手段５３で記憶されている距離関係情報を用いて、ステップＳ２０５で取得された中心距離δに対応する傾きを取得する。その取得された傾きは、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。

（ステップＳ２０７）幅取得手段５５は、ステップＳ２０３で抽出されたシルエットの幅Ｂを取得する。そのシルエット幅Ｂは、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。

（ステップＳ２０８）第２の傾き取得手段５７は、幅関係情報記憶手段５６で記憶されている幅関係情報を用いて、ステップＳ２０７で取得されたシルエット幅Ｂに対応する傾きを取得する。その取得された傾きは、図示しない記録媒体で記憶されてもよい。

（ステップＳ２０９）判断部１４は、ステップＳ２０６で取得された傾きと、ステップＳ２０８で取得された傾きとが一致するかどうか判断する。そして、一致する場合には、判断部１４は、その傾きがあらかじめ決められた条件を満たすかどうか判断する。なお、ステップＳ２０４からステップＳ２０９に進んだ場合には、シルエットの検出ができていないため、判断部１４は、電子部品３２が実装されていないと判断する。

（ステップＳ２１０）出力部１５は、判断部１４による判断結果を出力する。そして、プリント基板３１上の電子部品３２の傾きをチェックする一連の処理は終了となる。
なお、図７のフローチャートにおいて、プリント基板３１上に複数の電子部品３２が実装されている場合には、ステップＳ２０３〜Ｓ２０９の処理を電子部品３２ごとに繰り返して実行してもよい。その電子部品３２は、通常、どこに実装されるのかが分かっているため、中心距離取得手段５２や幅取得手段５５等は、取得された高さのデータについて、各電子部品３２の実装されている領域ごとに上述の処理を行ってもよい。

以上のように、本実施の形態による部品の傾き検査装置１によれば、プリント基板３１に実装された電子部品３２の傾きが、あらかじめ決められた条件を満たすかどうか自動的にチェックすることができる。その結果、その確認を目視で行う必要がなくなり、労力が軽減されることになる。

なお、本実施の形態では、プリント基板３１に装着される電子部品３２がリード線３５ａを有する砲弾型のＬＥＤ素子３５である場合について主に説明したが、そうでなくてもよい。電子部品３２は、受光素子や、各種のセンサ（例えば、加速度センサ、ジャイロセンサ等）であってもよい。なお、部品の傾き検査装置１によって角度がチェックされる電子部品３２は、プリント基板３１への取り付け角度があらかじめ決められており、その取り付け角度が異なっている場合に問題となるものであることが好適である。

また、本実施の形態の図２Ｂで示される算出部１３を有する部品の傾き検査装置１では、算出部１３が幅取得手段５５、幅関係情報記憶手段５６、第２の傾き取得手段５７を備える場合について説明したが、そうでなくてもよい。算出部１３は、それらの構成を備えていなくてもよい。それらの構成を備えていなくても、算出部１３は、中心距離を用いて電子部品３２の傾きを取得することができる。

また、本実施の形態の図２Ｂで示される算出部１３を有する部品の傾き検査装置１では、算出部１３が高さ取得手段５１を備える場合について説明したが、そうでなくてもよい。算出部１３の中心距離取得手段５２や幅取得手段５５は、撮影画像において輪郭抽出等を行うことによって、中心距離の取得等を行ってもよい。そのように、輪郭抽出等によって中心距離の取得等を行う場合には、部品の傾き検査装置１は、移動部１２を備えていなくてもよい。そして、一回の撮影によってプリント基板３１の全体の撮影画像を取得し、その撮影画像を用いて輪郭抽出等の処理を行ってもよい。

また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素間で行われる情報の受け渡しは、例えば、その情報の受け渡しを行う２個の構成要素が物理的に異なるものである場合には、一方の構成要素による情報の出力と、他方の構成要素による情報の受け付けとによって行われてもよく、あるいは、その情報の受け渡しを行う２個の構成要素が物理的に同じものである場合には、一方の構成要素に対応する処理のフェーズから、他方の構成要素に対応する処理のフェーズに移ることによって行われてもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素が実行する処理に関係する情報、例えば、各構成要素が受け付けたり、取得したり、選択したり、生成したり、送信したり、受信したりした情報や、各構成要素が処理で用いる閾値や数式、アドレス等の情報等は、上記説明で明記していなくても、図示しない記録媒体において、一時的に、あるいは長期にわたって保持されていてもよい。また、その図示しない記録媒体への情報の蓄積を、各構成要素、あるいは、図示しない蓄積部が行ってもよい。また、その図示しない記録媒体からの情報の読み出しを、各構成要素、あるいは、図示しない読み出し部が行ってもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、各構成要素が処理で用いる閾値やアドレス、各種の設定値等の情報がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していなくても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

以上より、本発明による部品の傾き検査装置によれば、チェックのための労力を軽減できるという効果が得られ、例えば、プリント基板に実装されたＬＥＤ素子の傾きをチェックする装置等として有用である。

１ 部品の傾き検査装置
１１ 光学ユニット
１２ 移動部
１３ 算出部
１４ 判断部
１５ 出力部
２１ 照射部
２２ 撮影部
３１ プリント基板
３２ 電子部品
４１、５１ 高さ取得手段
４２ 算出手段
５２ 中心距離取得手段
５３ 距離関係情報記憶手段
５４ 第１の傾き取得手段
５５ 幅取得手段
５６ 幅関係情報記憶手段
５７ 第２の傾き取得手段

Claims (6)

1. 電子部品が実装されたプリント基板に光を照射する照射部と、
   前記光の照射されたプリント基板を撮影する撮影部と、
   前記撮影部が取得した撮影画像を用いて、前記プリント基板の法線方向に対する前記電子部品の傾きを算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された傾きがあらかじめ決められた条件を満たしているかどうか判断する判断部と、
   前記判断部による判断結果に関する出力を行う出力部と、を備えた部品の傾き検査装置。
2. 前記照射部は、前記プリント基板にライン光を照射するものであり、
   前記照射部の照射したライン光に直交する方向に、前記プリント基板と、前記照射部及び前記撮影部とを相対的に移動させる移動部をさらに備え、
   前記算出部は、
   前記撮影画像のライン光を用いて前記電子部品の高さを取得する高さ取得手段と、
   前記高さ取得手段が取得した前記電子部品の高さと、前記プリント基板上の当該電子部品の取り付け位置とを用いて前記電子部品の傾きを算出する算出手段と、を備えた、請求項１記載の部品の傾き検査装置。
3. 前記電子部品のプリント基板と反対側の端部は、滑らかに突出した形状を有しており、
   前記算出手段は、前記高さ取得手段が取得した前記電子部品の高さに応じた当該電子部品の形状と、前記プリント基板上の当該電子部品の取り付け位置とを用いて、前記電子部品の傾きを算出する、請求項２記載の部品の傾き検査装置。
4. 前記算出手段は、前記電子部品の頂点の高さ、及び当該頂点の位置と前記プリント基板上の当該電子部品の取り付け位置との当該プリント基板の面方向の距離を用いることによって、当該電子部品の傾きを算出する、請求項２記載の部品の傾き検査装置。
5. 前記算出部は、
   前記撮影画像における前記電子部品の形状の中心位置と、前記プリント基板上の当該電子部品の取り付け位置との当該プリント基板の面方向の距離である中心距離を取得する中心距離取得手段と、
   電子部品の中心距離と当該電子部品の角度との関係を示す情報である距離関係情報が記憶される距離関係情報記憶手段と、
   前記距離関係情報を用いて、前記中心距離取得手段が取得した中心距離に対応する電子部品の傾きを取得する第１の傾き取得手段と、を備えた、請求項１記載の部品の傾き検査装置。
6. 前記算出部は、
   前記撮影画像における前記電子部品の形状の幅を取得する幅取得手段と、
   撮影画像における電子部品の形状の幅と当該電子部品の角度との関係を示す情報である幅関係情報が記憶される幅関係情報記憶手段と、
   前記幅関係情報を用いて、前記幅取得手段が取得した幅に対応する傾きを取得する第２の傾き取得手段と、をさらに備え、
   前記判断部は、前記第１の傾き取得手段が取得した電子部品の傾きと、前記第２の傾き取得手段が取得した当該電子部品の傾きとが一致しない場合に、当該電子部品の傾きが不良であると判断する、請求項５記載の部品の傾き検査装置。

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