JP2944827B2 - 目視検査システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微小な部品を用いて組
立てられるプリント配線基板や、微細な加工を施した物
体に対しておこなう外観目視検査において使用する目視
検査システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント配線基板等の外観目視検
査においては、定められた検査箇所を定められた順序で
拡大鏡を用いて作業者が検査する方式が一般的である。
この場合、検査結果を記録するためには、検査対象物の
拡大図面や定められた記録用紙を手元に用意しておき、
同図面ないし用紙に逐一検査結果を記入していくという
方法を採っていた。さらに、検査結果を集計するために
は、検査結果がある程度の量に達した時点で上記図面な
いし用紙に記入された記録をコンピュータ上のデータベ
ースに別途記録しておく作業が必要であった。また、コ
ンピュータＣＡＤによってディスプレイに検査対象物の
画像を表示し、上記検査方法で発見した不良箇所の位置
を、入力装置を用いて特定することによってデータ入力
を行うシステムはあるが、ディスプレイに表示した検査
対象物のリアルタイム映像そのものを目視検査の対象と
し、該映像上の不良箇所と、該映像と同時に表示される
検査情報とを入力装置を用いて各々特定することによっ
て、該箇所に関しあらかじめ登録されている情報と該箇
所に関する検査情報とを合わせてひとつの検査結果デー
タとし、逐一記録するというシステムはない。上記の如
き従来の方式においては、次のような問題点を有してい
た。例えば、作業者がプリント配線基板上の不良箇所を
発見し該箇所に関する検査情報を拡大図面上に記入する
際には、該図面上で該不良箇所の位置を必ず確認しなけ
ればならず、非常に多くの部品が密集しているエリアや
形状の似た部品が集中しているエリアに不良箇所があっ
た場合、作業者には相当の注意力ないし集中力が求めら
れ作業工数も膨大になっていた。また、記録用紙を用い
る方法においても、発見した不良箇所の検査情報を記録
用紙に記入するためには、該不良箇所の回路記号等を拡
大図面から読取る必要があり、上記と同様の問題点を有
する。さらに、拡大図面ないし記録用紙に記入された検
査結果をコンピュータ上のデータベースに入力する作業
においては、作業者が記録を読み間違えたり入力し間違
えたりする確率が高く、集計結果の信頼性を低下させ結
果として誤った分析結果を導くことになりかねない。一
方、上記のコンピュータＣＡＤによって検査対象物の画
像を用いて不良箇所を特定する方式においては、検査箇
所がディスプレイに表示されている画面に合致している
かどうかを常に作業者が認識しておく必要があることに
加え、発見した不良箇所をディスプレイ上で確認すると
いう作業が必要であり、作業者には相当の注意力や経験
が求められる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来公知の目視検査方
式は上記の如き問題点を有しているが、本発明はこのよ
うな問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とす
るところは、目視検査対象物の任意の箇所のリアルタイ
ム映像を、任意の映写倍率及び任意の表示順序で任意の
時間だけディスプレイに自動で表示させることによって
該映像そのものを目視検査の対象とすることを可能にす
るとともに、該映像上の不良箇所の位置と、該映像と同
時に表示される検査情報とを入力装置を用いて各々特定
することによって、該箇所に関しあらかじめ登録された
情報と該箇所に関する検査情報とを合わせてひとつの検
査結果データとして逐一記録ないし処理することを可能
にし、さらに、結果として作業者が検査箇所及び検査順
序を全く意識することなく迅速且つ確実に検査を行うこ
とができるとともに、不良箇所の情報を一時的に記録し
ておくために行う上述の如き確認、記入作業や該記録を
登録する作業の際に要する、作業者の精神的、時間的負
担を排除することができる目視検査システムを提供しよ
うとするものである。また、任意の映写倍率で映像の焦
点を合わせる機構として、カメラ焦点合わせ機構（実願
平４−３９６９６号）を用いた自動映像表示システム
（特願平４−１８８５２４号)をシステムに採用するこ
とにより、システムを機構的及び物理的に簡略化すると
ともに、その製作費の低減と操作、運用、保守に関する
作業を簡略化することができる目視検査システムを提供
しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明における目視検査システムは、任意の水平方
向に移動するＸＹテーブルと、ＸＹテーブルを移動する
水平駆動部と、ＸＹテーブル上の目視検査対象物を映写
するカメラ及び拡大レンズと、カメラ及び拡大レンズを
移動するとともにそれらを移動後の位置に保持する機能
を有するカメラ焦点合わせ機構と、カメラ焦点合わせ機
構を駆動する垂直駆動部と、映写した目視検査対象物の
リアルタイム映像及び検査情報を表示するディスプレイ
と、ディスプレイ上の任意の箇所を特定する入力装置
と、水平駆動部及び垂直駆動部の動作を制御するととも
に目視検査対象物に関する各種情報及び検査結果データ
を記録ないし処理する機能を有するコントロール部とに
より構成される。

【０００５】

【作用及び実施例】次に、本発明につき、その一実施例
を示す添付図面を参照して説明する。本実施例は、部品
を実装したプリント配線基板の目視検査を行う際に、本
発明におけるシステムを使用する場合に関する。本実施
例において、コントロール部にはコンピュータを、入力
装置にはドット方式のタッチパネルを使用し、カメラ焦
点合わせ機構を駆動する垂直駆動部はギヤーとモーター
とから成る。また、コンピュータには本システムを制御
する制御プログラムが格納されており、該プログラム
は、映像と画像を同時にディスプレイに表示させること
によってディスプレイを映像表示領域と不良要因表示領
域とに分割する機能と、映写箇所、映写倍率、映写順
序、映写時間等の映写条件を任意に設定ないし変更する
機能と、該映写条件に基づき水平駆動部及び垂直駆動部
を相互に連係して動作させるべく信号を発する機能と、
映写箇所内の部品の位置とタッチパネルのドットの位置
との対応データを映写箇所毎に任意に設定ないし変更す
る機能と、プリント配線基板に関する各種情報及びディ
スプレイに表示する検査情報を任意に記録、変更、処理
する機能と、検査結果データを記録及び処理する機能と
を有する。図８ないし図９において、ディスプレイ１の
画面は、その上部を不良要因表示領域４、それより下の
部分を映像表示領域５として各々制御されており、ディ
スプレイ１の表面にはドット方式のタッチパネル２が固
着している。また、不良要因表示領域４上に位置する各
ドット３は各不良要因番号７と対応しており、その関係
はあらかじめコンピュータ８に登録されている。本シス
テムを用いて目視検査を実施するためには、検査に先立
ち、以下の如き基本データの登録ないし変更作業を行う
必要がある。まず、制御プログラムを実行して、検査対
象となるプリント配線基板の大きさ等の情報、該基板上
の各部品の部品番号、座標データ、回路記号やその他各
部品が有する固有のデータを基本データとしてコンピュ
ータに登録する。次に、制御プログラム上でＸＹテーブ
ル及びカメラ焦点合わせ機構をマニュアルモードで動作
させ、該基板上の映写箇所、該箇所の映写倍率、映写順
序、映写時間を映写個所毎に登録ないし変更する。即
ち、図１ないし図８において、プリント配線基板１１を
ＸＹテーブル１０上に置き、ディスプレイ１に表示され
る映像を見ながらＸＹテーブル１０を任意に動かして映
写箇所を決定する。引続き拡大レンズ１３の位置を移動
して映写倍率を決定し、該倍率で映像の焦点が合う位置
までカメラ１２を移動する。その後、決定した映写箇所
毎にその映写順序及び映写時間をコンピュータ８に連結
するキーボード等から入力する。これらの作業を必要回
数だけ繰返すことによって、プリント配線基板毎の駆動
データが作成及び登録される。尚、上記作業中、制御プ
ログラムは、当該映写箇所におけるＸＹテーブルの位置
が、基準点ないし直前の映写順序の映写箇所におけるそ
の位置に対して相対的にどれだけ移動しているのか、ま
た、同じく拡大レンズ及びカメラの位置が、その基準位
置ないし直前の映写順序の映写箇所におけるそれらの位
置に対して相対的にどれだけ移動しているのかを逐一算
出するため、タッチパネルの各ドットが各映写箇所にお
いてどの部品の映像上に位置するかを自動的に対応させ
て記録しておくことと、上記駆動データを作成すること
とが可能となる。上記基本データ及び駆動データの登録
後、制御プログラムにおいて本システムを自動モードで
稼働させて目視検査を開始すると、ＸＹテーブル及びカ
メラ焦点合わせ機構は、上記駆動データに基づき制御プ
ログラムが発する信号により以下の如き動作を行う。即
ち、図１、図２ないし図３において、上記信号を受けた
水平駆動部９は、最初の映写箇所の映像をディスプレイ
１に表示すべく、ＸＹテーブル１０及びＸＹテーブル１
０上に固定されたプリント配線基板１１を図２の位置か
ら図３に示す位置まで移動する。一方、同じく制御プロ
グラムからの信号を受けたモーター１５は、図４ないし
図６において、該映写箇所において設定されている映写
倍率を得るべく位置まで移動ユニット２８、３０を移動
するために、必要な方向に必要数だけ回転する。同じく
モーター１６も、該映写箇所の該映写倍率において焦点
を合わせるべく設定されている位置まで移動ユニット２
７、２９を移動するために、必要な方向に必要数だけ回
転する。例えば、ディスプレイに表示された映像を、任
意の映写箇所の映像から該箇所における映写倍率よりも
高い倍率に設定された映写箇所の映像へと先に送る場
合、図４ないし図６において、モーター１５、１６は、
ギヤー１７、１９を介しギヤー１８、２０をその上方か
ら見て時計回りと反対の方向に各々回転させるべく回転
する。さらにこの回転は、回転軸２５、２６、移動ユニ
ット２７、２８、２９、３０を介して移動板３１、３
２、３３、３４の垂直移動として伝達され、移動板３
１、３２、３３、３４に連結する拡大レンズ１３及びカ
メラ１２は下方に移動し、図５ないし図７に示す位置で
停止して保持される。尚、映写倍率が低く設定された映
写箇所の映像へと送る場合には、モーター１５、１６は
上記例と反対方向に回転し、拡大レンズ１３及びカメラ
１２は上方へと移動する。制御プログラム上の自動モー
ドを実行している間、本システムは駆動データに基づ
き、設定された映写箇所の映像を、該箇所毎に設定され
た条件で順次ディスプレイに表示すべく上記の動作を行
う。次に、本システムにおいて検査結果データを作成及
び記録する手順につき説明する。本システムを自動モー
ドで稼働中に任意の映像上で不良部品を作業者が発見す
ると、図１ないし図８において、作業者はタッチパネル
２上の不良部品の領域内の任意の位置を指先で軽く押
す。すると、押された部分に位置するドット３が該動作
を感知し、コンピュータ８へと信号を発する。信号を受
けた制御プログラムは、その信号がどの映像におけるど
のドットからのものかを判断し、それに該当する部品の
基本データを検索する。引続き該不良部品の不良要因番
号７を同じくタッチパネル２を押して特定することによ
り、上記基本データと合わせてひとつの検査結果データ
を作成して記録する。以上、本発明の一実施例を図面を
参照して説明したが、本発明は該実施例に限定されるも
のではなく、これに各種の改変を施して実施することが
できるものである。例えば、ドット方式のタッチパネル
に替えて超音波方式のタッチパネルやマウスを入力装置
とすることも可能である。また、より広範囲な映写倍率
を設定することを可能にすべく、支柱に伸縮機構を持た
せるとともに該機構を水平駆動部及び垂直駆動部と組合
わせて制御プログラムに制御させることも可能である。
また、カメラ焦点合わせ機構を複数組使用し、それらが
有する垂直駆動部毎にその動作を制御できるシステムと
することも可能である。この場合、ディスプレイの表示
部分及びタッチパネルを複数に分割して複数の映像を同
時に表示させる機能や、表示する映像を任意に選択でき
る機能を付加することが可能である。さらに、以下の如
き機能を単独ないし複数組合わせて付加することが可能
である。第一に、記録した検査結果データを逐一検索、
集計、編集、出力する機能。第二に、上述の駆動データ
の設定ないし変更作業において、ガイドレール上の拡大
レンズの任意の位置に対するカメラの相対的位置をあら
かじめ登録しておくことにより、カメラを拡大レンズの
移動に常に追随させて移動して映写焦点を合わせる機
能。第三に、自動モードとマニュアルモードを任意に切
換えられる機能。第四に、自動及びマニュアルの両モー
ドにおいて、映写箇所を任意に先送りないし後退させる
機能や、映写倍率を逐一変更させるとともに、それに伴
い逐一映写焦点を自動で合わせる機能。第五に、自動モ
ードを一時停止する機能。第六に、本システムで用いる
各種カメラを自動で動作させる機構や、該機構を他の機
構と連係して動作させる機能。第七に、ディスプレイに
表示した映像を逐一印刷させる機能や、映像データとし
て記録しておき任意にディスプレイに表示させる機能。
第八に、他のシステムで作成されたデータを読み込ん
で、該データを使用して本システムの基本データや駆動
データを作成する機能や、読み込んだデータに基づき自
動で駆動データを作成する機能。第九に、制御プログラ
ムの作業項目を映像と同時にディスプレイに表示し、入
力装置を用いて任意の項目を特定することによって、制
御プログラムに対して作業を指示する機能。第十に、上
述の不良要因に加え、その他の各種検査情報を映像と同
時に任意に表示し、その中から入力装置で特定された情
報を検査結果データの一部として記録する機能。

【０００６】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので以下に記載されるような効果を奏する。第一に、あ
らかじめ定められた検査箇所のリアルタイム映像を定め
られた映写倍率及び映写順序でディスプレイに表示する
ことにより、該映像そのものを目視検査の対象とするこ
とができ、作業者が検査箇所、検査順序を意識すること
なく円滑に検査作業を実施できるばかりか、未検査によ
る不良箇所の見逃しも防止できる。第二に、ディスプレ
イに表示される検査箇所のリアルタイム映像及び該映像
と同時に表示される検査情報の中から、不良箇所及び該
箇所に関する各種検査情報を簡単な操作で特定するだけ
で検査結果データを記録できるため、経験に関係無く誰
にでも容易に操作することができる。第三に、検査結果
を図面ないし記録用紙に一時的に記録するために要する
作業や記録したデータを改めてデータベースに登録する
作業を排除できるため、上記第一、第二の効果と併せ、
検査工程全体の作業効率を飛躍的に向上させることがで
きる。第四に、任意の拡大倍率において映像の焦点を合
わせる機構として、カメラ焦点合わせ機構（平成４年４
月２７日出願の実用新案）を用いた自動映像表示システ
ム（平成４年６月８日出願の特許）をシステムに採用す
ることにより、システムを機構的及び物理的に簡略化す
るとともに、その製作費の低減と操作、運用、保守に関
する作業を簡略化することができる。第五に、最も検査
しやすい範囲の検査箇所の映像を最も検査しやすい映写
倍率及び映写順序で、検査者の手を煩わすことなくいつ
でも検査者に提供できるので、検査者は検査だけに集中
することができ、誤判定の防止や検査結果の向上に寄与
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】システムの構成を示す概略図

【図２】ＸＹテーブルの動作を示す水平駆動部の平面図

【図３】ＸＹテーブルの動作を示す水平駆動部の平面図

【図４】一部を透視したカメラ焦点合わせ機構の側面図

【図５】一部を透視したカメラ焦点合わせ機構の側面図

【図６】カメラ焦点合わせ機構の駆動機構の要部正面図

【図７】カメラ焦点合わせ機構の駆動機構の要部正面図

【図８】タッチパネルとディスプレイの表示との関係を
示す概略図

【図９】不良要因表示領域と映像表示領域を示すディス
プレイの概略図

【符号の説明】

１ ディスプレイ ２ タッチパネル ３ ドット ４ 不良要因表示領域 ５ 映像表示領域 ６ 部品 ７ 不良要因番号 ８ コンピュータ ９ 水平駆動部 １０ ＸＹテーブル １１ プリント配線基板 １２ カメラ １３ 拡大レンズ １４ 蛇腹 １５、１６ モーター １７、１８、１９、２０ ギヤー ２１ 支柱 ２２ 背板 ２３、２４ ガイドレール ２５、２６ 回転軸 ２７、２８、２９、３０ 移動ユニット ３１、３２、３３、３４ 移動板 ３５、３６、３７、３８ ストッパー

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】任意の水平方向に移動するＸＹテーブル
   と、ＸＹテーブルを移動する水平駆動部と、ＸＹテーブ
   ル上の目視検査対象物を映写するカメラ及び拡大レンズ
   と、カメラ及び拡大レンズを移動するとともにそれらを
   移動後の位置に保持する機能を有するカメラ焦点合わせ
   機構と、カメラ焦点合わせ機構を駆動する垂直駆動部
   と、映写した目視検査対象物のリアルタイム映像及び検
   査情報を表示するディスプレイと、ディスプレイ上の任
   意の箇所を特定する入力装置と、水平駆動部及び垂直駆
   動部の動作を制御するとともに目視検査対象物に関する
   各種情報及び検査結果データを記録ないし処理する機能
   を有するコントロール部とにより構成されることを特徴
   とする目視検査システム。
2. 【請求項２】ディスプレイに表示するリアルタイム映像
   の数、各映像の映写倍率、映写順序、映写時間等の映写
   条件を目視検査対象物毎に任意に設定ないし変更できる
   機能と、該設定ないし変更に基づき水平駆動部と垂直駆
   動部とが相互に連係して自動で動作する機能とを有する
   ことをさらに特徴とする請求項１に記載の目視検査シス
   テム。
3. 【請求項３】ディスプレイに表示するリアルタイム映像
   そのものを目視検査の対象とし、該映像上の任意の箇所
   と、該映像と同時にディスプレイに表示される検査情報
   とを入力装置を用いて各々特定することによって、該箇
   所に関する各種情報と該箇所に関する検査情報とを合わ
   せてひとつの検査結果データとし、逐一コントロール部
   に記録する機能を有することをさらに特徴とする請求項
   １ないし請求項２に記載の目視検査システム。