JP3136655B2 - 画像検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子回路用プリント基
板上への実装工程中に、クリーム半田が正しく塗布され
ているか、電子部品が正しく実装されているか等の検査
を、カメラで撮像した検査対象物の画像データを画像処
理して行う画像検査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像検査装置を図８に基づいて説
明する。

【０００３】図８において、従来の画像検査装置は、Ｃ
ＣＤセンサを用いたエリアセンサカメラ４１と、検査対
象基板４４を照明する照明器具４２と、エリアセンサカ
メラ４１と照明器具４２とを支える支柱４３と、検査対
象基板４４を保持してＸ方向ーＹ方向に相対移動可能な
ＸＹテーブル４５と、ＸＹテーブル４５をＸ方向に移動
させるモータＸ・ロータリエンコーダＸ４６と、ＸＹテ
ーブル４５をＹ方向に移動させるモータＹ・ロータリエ
ンコーダＹ４７と、各種検査項目についての検査を行う
制御部４８と、制御内容や検査結果を表示するモニタテ
レビ４９と、制御内容を指示するキーボード５０とを備
えている。

【０００４】次に、従来の画像検査装置の動作を説明す
る。

【０００５】従来の画像検査装置では、検査対象基板４
４をエリアセンサカメラ４１で撮像し、その画像データ
を画像処理し、その画像処理データによって、検査して
いるが、エリアセンサカメラ４１は、検査対象基板４４
全体を一度に撮像し画像データを取込むことができな
い。従って、検査対象基板４４を、エリアセンサカメラ
４１で撮像できる大きさのエリアに分割して撮像し、そ
の画像データを制御部４８にあるメモリに順次蓄積し、
検査対象基板４４全体の画像データを蓄積し終えた時点
で、画像処理を行い、その画像処理データに基づいて、
各種検査項目についての検査が行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の画像検
査装置では、次のような問題点がある。

【０００７】エリアセンサカメラ４１が検査対象基板４
４を撮像可能エリア毎に分割して撮像するためには、こ
れら撮像可能エリアを一つ一つエリアセンサカメラ４１
の下にセットする必要があり、そのために、検査対象基
板４４を保持したＸＹテーブル４５が起動、停止を繰り
返すことになる。このとき、ＸＹテーブル４５の起動、
停止時に検査対象基板４４が振動するので、この振動が
減衰するまで、エリアセンサカメラ４１の撮像・画像デ
ータ取込みを待たねばならない。この場合、画像データ
を取込むのに一つのエリア当たり約０．５秒かかる。振
動減衰の時間待ちを入れると、例えば、１００ｍｍ×２
００ｍｍの検査対象基板４４の画像データを取込むのに
３分から４分必要となり、これに検査時間が加わるの
で、検査に長時間かかるという問題点があった。

【０００８】又、エリアセンサカメラ４１は検査対象基
板４４をエリアに分割して画像データの取込みを行って
いるが、隣り合ったエリア間で画像データが重複する可
能性があり、これを防ぐために、ＸＹテーブル４５の移
動精度を高める必要がある。或いは、画像処理や検査の
際に画像データの重複の影響を除去する調整をしなけれ
ばならないという問題点があった。

【０００９】又、エリアセンサカメラ４１では、検査す
べき一つの部分が同一のエリアに入らず、隣り合ったエ
リアに分割される場合があり、この場合には、画像処理
を行って検査するときに、エリア分割の影響を除くため
に複雑な処理が必要になるという問題点があった。

【００１０】更に、エリアセンサカメラ４１では、すべ
てのエリアの画像データを取込んだ後に、画像処理を行
うので、画像データを蓄積するメモリの大きさが、検査
対象基板４４の形状、大きさに依存し、大容量のメモリ
が必要な場合があるという問題点があった。

【００１１】本発明は、上記の問題点を解決して、検査
所要時間を短縮し、隣り合ったエリア間での画像データ
重複を無くし、検査すべき部分が複数のエリアに分割さ
れることを無くし、大容量のメモリの必要性を無くした
画像検査方法を提供することをその課題としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の画像検査方法
は、ラインセンサカメラと、検査対象物エリア全範囲の
画像データ記憶に要するよりも小容量の記憶容量となる
ように構成された取込み記憶手段と、切替え可能なメモ
リを備えて取込み記憶手段の記憶データのうち任意に指
定した範囲のみの画像データを読込む切出し記憶手段
と、前記の切出された画像データを画像処理して画像処
理データとする画像処理手段と、前記の画像処理データ
に基づいて検査を行う検査処理手段とを備えた画像検査
装置を用いて画像検査を行う方法であって、ラインセン
サカメラと検査対象物とを連続的に相対移動しながら、
検査対象物の検査エリアを、検査対象物の相対移動方向
に、それぞれ任意に設定された各個別検査エリアに分
け、順次各個別検査エリアに対応する範囲のみの画像デ
ータを、取込み記憶手段の記憶データから切出し記憶手
段に切出し、その切出された画像データを画像処理手段
で画像処理して画像処理データとし、検査処理手段で前
記画像処理データによって各個別検査エリアの検査を行
い、かつ前記検査処理手段は複数の検査処理手段で構成
され、画像処理手段で画像処理された各画像処理データ
を各検査処理手段に順次取込ませながら、各検査処理手
段において個別検査エリアを並列して検査させることを
特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明の画像検査方法は、上記の構成により、
ラインセンサカメラによって検査対象物を走査しなが
ら、取込み記憶手段に、検査対象物の画像データを連続
的に取込むことができ、また検査対象の所望の範囲に相
当する個別検査エリアの画像データのみを、前記取込み
記憶手段から切出して切出し記憶手段に記憶させ、これ
に基きその部分の検査を行うことができる。しかも複数
の検査処理手段によって各個別検査エリアの検査を並列
して行うことができる。従って、本発明によれば画像デ
ータの記憶手段の記憶容量が小さくて済み、検査に必要
な時間を短縮することができ、隣り合ったエリア間での
画像データの重複をなくすことができ、検査すべきまと
まりのある部分を一つの個別検査エリアに入れて検査す
ることができ、さらに各個別検査エリアの検査を並列し
て能率よく行うことができる。

【００１４】

【実施例】本発明の画像検査方法に用いる装置の一実施
例を図１から図７に基づいて説明する。

【００１５】図１と図４において、本実施例の画像検査
装置は、基板や部品の形状と色を区別できるＣＣＤセン
サを用いたカラーラインセンサカメラ撮像手段１と、検
査対象基板４を照明する照明器具２と、カラーラインセ
ンサカメラ１と照明器具２とを支える支柱３と、検査対
象基板４を保持して、カラーラインセンサカメラ１を構
成するレンズ２７とラインセンサ２８の取込み軸２９に
対して直角（Ｘ方向）に相対移動可能なテーブル５と、
このテーブル５の相対移動量を測定するリニアスケール
６と、このテーブル５をＸ方向に移動させるモータ７
と、モータ７の回転数によりテーブル５の移動量を測定
するロータリエンコーダ８と、画像検査装置の制御を行
う制御部９と、制御内容や検査結果を表示するモニタテ
レビ１０と、制御指示内容を対話形式で入力するキーボ
ード１１と、各検査項目の検査データを入出力するドラ
イバー装置１２とを備えている。

【００１６】又、図２と図３において、本実施例の画像
検査装置は、カラーラインセンサカメラ１が取込んだ画
像データをリンク状メモリに順次蓄え、メモリ容量以上
になると、先に取込まれ蓄えられた画像データを書き換
えて蓄える構造になっている取込みメモリ１３と、取込
みメモリ１３に蓄えられた画像データから、検査すべき
エリア（個別検査エリア）の画像データを切出して蓄え
る切出しメモリ１４（切出しメモリ１４は、図３に示す
ように、切出しメモリＡ２５と切出しメモリＢ２６とよ
り構成され、一方が取込みメモリ１３からの画像データ
を蓄えている間に、他方が自己が直前に蓄えた画像デー
タを次記の画像処理回路１５に出力する。）と、切出し
メモリ１４に切出された画像データを画像処理する画像
処理回路１５と、画像処理回路１５で画像処理された画
像処理データに基づいての検査を行う複数の検査処理回
路１６と、カラーラインセンサカメラ１が取込んだ画像
データを取込みメモリ１３に蓄えるために、予めプログ
ラムされた指示または制御部９の指示によって、取込み
メモリ１３に取込みメモリアドレスを送信する取込みメ
モリアドレス発生回路１７と、取込みメモリ１３が蓄え
ている画像データを個別検査エリア毎に切出して、これ
を切出しメモリ１４に蓄えるために、予めプログラムさ
れた指示または制御部９の指示によって、切出しメモリ
１４に切出しメモリアドレスを送信する切出しメモリア
ドレス発生回路１８と、切出しメモリ１４から、画像処
理回路１５や複数の検査処理回路１６に、予めプログラ
ムされた指示または制御部９の指示によって、画像デー
タを出力・入力し検査するタイミングをとるための信号
を出す画像処理タイミング発生回路１９と、前記リニア
スケール６から取込まれた信号によって、テーブル５の
移動量をカウントし、カラーラインセンサカメラ１の画
像データ取込みの開始・終了を行うリニアスケールカウ
ント回路２０と、モータ７を動作させ、ロータリエンコ
ーダ８から取込まれる信号によって、テーブル５の移動
量を制御するモータコントロール回路２１と、前記の照
明器具２、モニタテレビ１０、キーボード１１、ドライ
バー装置１２等とのインターフェイスを行うマンマシン
インターフェイス２２と、前記の制御部９をコントロー
ルするＣＰＵ２３と、制御部９のプログラムと各種検査
項目の検査用情報を蓄えるメモリ２４とを備えている。

【００１７】前記個別検査エリアは、検査対象物の検査
エリアを検査すべき各部分に対応して複数のエリアに分
けられたものであり、また検査対象物を相対移動させな
がらカラーラインセンサカメラ１によって画像データが
取込まれることとの関係上、検査対象物の検査エリア
を、検査対象物の相対移動方向にそれぞれ所望の幅を有
するようにして分けられたものとなる。そして各個別検
査エリアは、予め設定されてプログラムに組込まれる等
する。

【００１８】次に、本実施例の画像検査方法を図５から
図７に基づいて説明する。

【００１９】ステップ＃１において、図５に示すよう
に、カラーラインセンサカメラ１のレンズ２７が、画像
データ取込み原点３０から、テーブル５に保持された検
査対象基板４の画像データ取込み開始位置３１まで移動
する距離と、検査対象基板４の画像データ取込み終了位
置３２まで移動する距離と、カラーラインセンサカメラ
１が画像データを読込む１走査分のピッチを、制御部９
のＣＰＵ２３またはリニアスケールカウント回路２０に
設定する。

【００２０】ステップ＃２において、カラーラインセン
サカメラ１をメカ原点に戻し、画像データ取込み原点３
０に移動する。

【００２１】ステップ＃３において、モータ７が動作
し、テーブル５に保持された検査対象基板４がカラーラ
インセンサカメラ１に対して相対移動し、カラーライン
センサカメラ１が画像データ取込み原点３０から画像デ
ータ取込み開始位置３１の方向へ移動する。画像データ
取込み原点３０から画像データ取込み開始位置３１まで
の距離は、カラーラインセンサカメラ１が、検査対象基
板４上を等速度で移動するための準備距離であり、画像
データ取込み開始位置３１では、カラーラインセンサカ
メラ１は検査対象基板４と相対的に等速度で移動してい
る。カラーラインセンサカメラ１の動作はステップ＃４
に進む。

【００２２】ステップ＃４において、リニアスケール６
とリニアスケールカウント回路２０とによって、カラー
ラインセンサカメラ１が画像データ取込み開始位置３１
に到達したかどうかの判断を行う。カラーラインセンサ
カメラ１が画像データ取込み開始位置３１に到達した
ら、ステップ＃５に進む。

【００２３】ステップ＃５において、リニアスケールカ
ウント回路２０は、カラーラインセンサカメラ１に対し
て画像データ取込みを開始するようにパルス信号を出
す。このパルス信号に基づいてカラーラインセンサカメ
ラ１が画像データの取込みをスタートし、また取込みメ
モリ１３、切出しメモリ１４、画像処理回路１５、検査
処理回路１６等の検査機能をスタートさせて、図７に示
す画像検査処理がカラーラインセンサカメラ１の移動に
並行して行なわれる。カラーラインセンサカメラ１は、
検査対象基板４を保持したテーブル５が等速度で移動し
ている状態で、全画像データの取込みを連続的に行って
いるので振動は無い。従って、従来の技術では、検査対
象基板４をエリアに分割して画像データを取込んでいる
ので、検査対象基板を保持したテーブルが起動・停止す
る毎に振動が発生し、この振動が減衰するまでの時間待
ちのロスがあったが、本実施例では、このロスを無くす
ることができる。例えば、１００ｍｍ×２００ｍｍの検
査対象基板４の画像データを取込むのに、約１５秒かか
るだけである。

【００２４】ステップ＃６において、リニアスケールカ
ウント回路２０は、カラーラインセンサカメラ１がステ
ップ＃１で設定された画像データを読込む１走査分のピ
ッチを終了する毎に、トータル移動距離を演算し、その
演算結果を前記の画像データ取込み終了位置３２まで移
動する距離と比較して、カラーラインセンサカメラ１
が、画像データ取込み終了位置３２に到達したかどうか
の判断を行う。到達していれば、カラーラインセンサカ
メラ１は画像データ取込みを終了して、ステップ＃２に
戻り、次の同種の検査対象基板４の検査を繰り返す。但
し、異種の検査対象基板４の検査を行う場合には、ステ
ップ＃１にもどる。

【００２５】図７に示す画像検査処理は、カラーライン
センサカメラ１が画像データ取込み終了位置３２に到達
していなければ、ステップ＃５に戻り、カラーラインセ
ンサカメラ１に対して画像データ取込みを開始するよう
にパルス信号を出す。

【００２６】ステップ＃７において、予めプログラムさ
れた指示または制御部９の指示によって、切出しメモリ
アドレス発生回路１８が、取込みメモリ１３に検査すべ
き画像データが蓄えられているかどうかを判断する。蓄
えられていればステップ＃８に進む。

【００２７】ステップ＃８において、予めプログラムさ
れた指示または制御部９の指示によって、切出しメモリ
アドレス発生回路１８が、切出しメモリ１４に、検査対
象基板４の検査すべきエリア（個別検査エリア）を指定
する。

【００２８】ステップ＃９において、切出しメモリアド
レス発生回路１８の指示によって、個別検査エリアの画
像データが、取込みメモリ１３から切出しメモリ１４に
切り出される。切出しメモリ１４は切出しメモリＡ２５
と切出しメモリＢ２６とで構成されている。取込みメモ
リ１３の個別検査エリアの画像データは先ず切出しメモ
リＡ２５に切出される。取込みメモリ１３に取込まれた
画像データは、このように、すぐに切出しメモリ１４に
切り出されるので、取込みメモリ１３は、検査対象基板
４の総ての画像データを蓄える必要がなく、取込みメモ
リ１３の容量は検査対象基板４の形状、大きさに関係な
く、小量のメモリ容量で構成することができる。

【００２９】ステップ＃１０において、切出しメモリア
ドレス発生回路１８が、前記の切出しが終了したか否か
を判定する。終了していれば、ステップ＃１１に進む。

【００３０】ステップ＃１１において、切出しメモリア
ドレス発生回路１８が、切出しメモリ１４のメモリ切替
えを行い、次の個別検査エリアの画像データを切出しメ
モリＢ２６に切出すようにする。又、画像処理タイミン
グ発生回路１９が、予めプログラムされた指示または制
御部９の指示によって、画像処理、検査処理のタイミン
グを発生し、切出しメモリＡ２５に自己が蓄えている画
像処理データを画像処理回路１５に出力させ、画像処理
回路１５にその画像データを画像処理させる。画像処理
された画像処理データは、複数個ある検査処理回路１６
の中の１個を指定して入力される。指定された検査処理
回路１６は個別検査エリアの検査処理を行う。この場
合、取込みメモリ１３に蓄えられた画像データは、個別
検査エリアを任意に設定して切出すことができる。従っ
て、個別検査エリアが分割されることなく、一つのまと
まりあるものとなるので、画像処理、検査処理が容易に
行える。又、検査処理回路１６は複数個あり、一つの個
別検査エリアについて一つの検査処理回路１６が検査を
行っている間に、別の検査処理回路１６が別の個別検査
エリアについての検査を行うことができる。

【００３１】ステップ＃１２において、画像処理タイミ
ング発生回路１９が、それぞれの検査処理の終了を確認
する。

【００３２】ステップ＃１３において、画像処理タイミ
ング発生回路１９が、全検査項目終了を確認する。

【００３３】本発明の画像検査装置は、上記の実施例に
限らず種々の態様が可能である。例えば、ラインセンサ
で画像データを取込み、これを個別検査エリアに分けて
任意に切出して、画像処理し、検査することができれ
ば、画像検査装置を構成する各種メモリ、回路等の設計
は自由にできる。

【００３４】又、カラーラインセンサカメラを支柱に固
定して、検査対象基板を移動させているが、カラーライ
ンセンサカメラを移動させ検査対象基板を固定しても良
い。

【００３５】又、カラーラインセンサカメラはカラーの
必要は無く、ラインセンサであれば何でも良い。

【００３６】又、リニアスケールを用いて、テーブルの
移動量測定とそれを基にしたカラーラインセンサカメラ
の画像データ取込みの開始・終了を行っているが、ロー
タリエンコーダを用いてこれを行っても良い。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、画像データの記憶手段
の記憶容量が小さくて済み、検査に必要な時間を短縮す
ることができ、隣り合ったエリア間での画像データの重
複をなくすことができ、検査すべきまとまりのある部分
を一つの個別検査エリアに入れて検査することができ、
さらに各個別検査エリアの検査を複数の検査処理手段に
よって並行して能率良く行うことができる画像検査方法
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の斜視図である。

【図２】図１のブロック図である。

【図３】図２の切出しメモリの詳細図である。

【図４】図１のカラーラインセンサカメラのラインセン
サの平面図である。

【図５】図１のカラーラインセンサカメラの移動距離を
示す図である。

【図６】図１の動作を示すフローチャートである。

【図７】図１の動作を示すフローチャートである。

【図８】従来例の斜視図である。

【符号の説明】

１ カラーラインセンサカメラ ４ 検査対象基板 ５ テーブル ６ リニアスケール ７ モータ ８ ロータリエンコーダ ９ 制御部 ２７ カラーラインセンサカメラのレンズ ２８ カラーラインセンサカメラのラインセンサ ２９ カラーラインセンサカメラの取込み軸 ３０ 画像データ取込み原点 ３１ 取込み開始位置 ３２ 取込み終了位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 和久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−76284（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−14767（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−102652（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−118063（ＪＰ，Ａ) 特公 昭52−14112（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラインセンサカメラと、検査対象物エリ
   ア全範囲の画像データ記憶に要するよりも小容量の記憶
   容量となるように構成された取込み記憶手段と、切替え
   可能なメモリを備えて取込み記憶手段の記憶データのう
   ち任意に指定した範囲のみの画像データを読込む切出し
   記憶手段と、前記の切出された画像データを画像処理し
   て画像処理データとする画像処理手段と、前記の画像処
   理データに基づいて検査を行う検査処理手段とを備えた
   画像検査装置を用いて画像検査を行う方法であって、 ラインセンサカメラと検査対象物とを連続的に相対移動
   しながら、検査対象物の検査エリアを、検査対象物の相
   対移動方向に、それぞれ任意に設定された各個別検査エ
   リアに分け、順次各個別検査エリアに対応する範囲のみ
   の画像データを、取込み記憶手段の記憶データから切出
   し記憶手段に切出し、その切出された画像データを画像
   処理手段で画像処理して画像処理データとし、検査処理
   手段で前記画像処理データによって各個別検査エリアの
   検査を行い、かつ前記検査処理手段は複数の検査処理手
   段で構成され、画像処理手段で画像処理された各画像処
   理データを各検査処理手段に順次取込ませながら、各検
   査処理手段において個別検査エリアを並列して検査させ
   ることを特徴とする画像検査方法。