JP3361682B2 - 撮像対象領域位置決め撮像装置、検査装置、形状計測装置、及び製品製造方法 - Google Patents
撮像対象領域位置決め撮像装置、検査装置、形状計測装置、及び製品製造方法Info
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- JP3361682B2 JP3361682B2 JP02072896A JP2072896A JP3361682B2 JP 3361682 B2 JP3361682 B2 JP 3361682B2 JP 02072896 A JP02072896 A JP 02072896A JP 2072896 A JP2072896 A JP 2072896A JP 3361682 B2 JP3361682 B2 JP 3361682B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セキュリティ等監視用
の撮像装置、動体追跡撮像装置等の撮像対象領域位置決
め撮像装置、あるいは製造現場の形状計測装置や検査装
置等に於ける位置決め撮像技術に関する。まず、セキュ
リティ等監視用の撮像装置に於いては、撮像装置を移動
または回転することが好ましくない環境に設置するため
に好都合な撮像装置を提供する技術であり、また撮像対
象領域を高速に位置決めする技術に関するものである。
一方、動体追跡撮像装置に於いては、本発明に係る位置
決め技術により、距離と方角が高速に変化する対象を追
跡する技術の実現に関するものである。さらに、製造現
場の計測工程や検査工程に於いては、安全性を考慮し、
対象も撮像装置も移動せずに、任意の観察対象領域を任
意の倍率で高速に位置決めして撮像し、計測あるいは検
査を実行する技術に関するものである。
の撮像装置、動体追跡撮像装置等の撮像対象領域位置決
め撮像装置、あるいは製造現場の形状計測装置や検査装
置等に於ける位置決め撮像技術に関する。まず、セキュ
リティ等監視用の撮像装置に於いては、撮像装置を移動
または回転することが好ましくない環境に設置するため
に好都合な撮像装置を提供する技術であり、また撮像対
象領域を高速に位置決めする技術に関するものである。
一方、動体追跡撮像装置に於いては、本発明に係る位置
決め技術により、距離と方角が高速に変化する対象を追
跡する技術の実現に関するものである。さらに、製造現
場の計測工程や検査工程に於いては、安全性を考慮し、
対象も撮像装置も移動せずに、任意の観察対象領域を任
意の倍率で高速に位置決めして撮像し、計測あるいは検
査を実行する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】撮像対象領域を位置決めして撮像するに
は、従来大別して２種類の方法があった。その第１は、
機構的な位置決め装置によって対象物体を機械的に移動
させて位置決めする方法であり、その第２は、同じく機
構的な位置決め装置によって撮像装置を機械的に移動さ
せて位置決めする方法である。
は、従来大別して２種類の方法があった。その第１は、
機構的な位置決め装置によって対象物体を機械的に移動
させて位置決めする方法であり、その第２は、同じく機
構的な位置決め装置によって撮像装置を機械的に移動さ
せて位置決めする方法である。
【０００３】例えば、セキュリティ用の監視カメラの場
合には、回転（パン）及び傾斜（テイルト）機能を有す
る一種のロボットである電動旋回台に取付けることによ
り、アクティブ・カメラとなし、その必要性を充足して
いた。また、例えば、プリント配線板の検査の場合に
は、撮像装置であるカメラ自体をＸ−Ｙステージにより
位置決めするか、または対象物体であるプリント配線板
をＸ−Ｙステージにチャッキングして移動することによ
り、位置決めしていたのである。
合には、回転（パン）及び傾斜（テイルト）機能を有す
る一種のロボットである電動旋回台に取付けることによ
り、アクティブ・カメラとなし、その必要性を充足して
いた。また、例えば、プリント配線板の検査の場合に
は、撮像装置であるカメラ自体をＸ−Ｙステージにより
位置決めするか、または対象物体であるプリント配線板
をＸ−Ｙステージにチャッキングして移動することによ
り、位置決めしていたのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術
は、次のようなデメリットがあった。即ち、 イ）比較的に質量が大きいＴＶカメラを用いて位置決め
するためには、大きい運動エネルギーを必要とするし、
また相対的に質量小の物体でも位置決めを可及的高速に
するためには、搬送体の運動エネルギーを大きくする必
要があり、要する駆動エネルギー（電力等）も大であ
る。
は、次のようなデメリットがあった。即ち、 イ）比較的に質量が大きいＴＶカメラを用いて位置決め
するためには、大きい運動エネルギーを必要とするし、
また相対的に質量小の物体でも位置決めを可及的高速に
するためには、搬送体の運動エネルギーを大きくする必
要があり、要する駆動エネルギー（電力等）も大であ
る。
【０００５】ロ）機構式位置決め方式は限界速度が低い
ので、高速画像取込みや高速自動追尾の目的に適合しな
い。 ハ）質量大の可動体は危険であり、人体からの隔離もし
くは遮蔽等安全性を配慮した措置が必要となる場合が多
い。 ニ）容積（かさ）が小でなく、しかも動体であるため
に、外観が目立ち易く、使用環境によっては不適合な場
合も少なくない。
ので、高速画像取込みや高速自動追尾の目的に適合しな
い。 ハ）質量大の可動体は危険であり、人体からの隔離もし
くは遮蔽等安全性を配慮した措置が必要となる場合が多
い。 ニ）容積（かさ）が小でなく、しかも動体であるため
に、外観が目立ち易く、使用環境によっては不適合な場
合も少なくない。
【０００６】本発明は、以上述べた撮像対象領域位置決
め技術に於ける従来技術のデメリットに鑑み、以下のよ
うな技術課題を解決することを目的としている。 １）質量の大きいＴＶカメラを動かす必要が無く、また
対象も移動せずに位置決めする、位置決め撮像技術課題
の解決。 ２）高速で位置決めするための、位置決め撮像技術課題
の解決。
め技術に於ける従来技術のデメリットに鑑み、以下のよ
うな技術課題を解決することを目的としている。 １）質量の大きいＴＶカメラを動かす必要が無く、また
対象も移動せずに位置決めする、位置決め撮像技術課題
の解決。 ２）高速で位置決めするための、位置決め撮像技術課題
の解決。
【０００７】３）人体に対する安全性が十分ある、位置
決め撮像技術課題の解決。 ４）容積が小で、目立ち難い外観になしうる位置決め撮
像技術課題の解決。
決め撮像技術課題の解決。 ４）容積が小で、目立ち難い外観になしうる位置決め撮
像技術課題の解決。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】撮像対象領域位
置決め撮像技術に関する上述の課題を解決するために、
本発明は対象と撮像装置の間の光軸上に、撮像視角を決
定する手段及び結像手段を介在させて光路系となし、撮
像対象領域を光学的に選定してその像を結像し、結像し
た対象領域像を撮像手段が撮像する技術を提供すること
によって、前述の１）〜４）の各技術課題を解決する手
段としている。ここで、撮像視角決め手段は、光偏向反
射機能を有する光学装置であって、対象から入射してく
る光束を受光する、受光角を選定する光偏向ミラー装置
を含んでおり、結像手段はミラーの偏向によって選定さ
れた対象像を撮像手段の受光面に結像する結像光学系で
あり、撮像手段が結像された対象像を撮像する全体的構
造となしたことにより、上述の技術課題を解決するため
の手段となしている。特に撮像視角決め手段の光偏向ミ
ラー装置は、対象からの入射光束受光角度をミラーの偏
向によって２次元的に選定して、撮像視角を決定する。
また結像光学手段は、倍率指定信号または倍率指定デー
タの受容、あるいはコマンド入力による撮像倍率の変更
が可能な倍率可変光学系であり、これら撮像視角決め手
段と結像光学手段を対象と撮像目的に応じて連係的に動
作させて撮像対象領域を位置決めすることにより、上述
の課題を解決する手段としている。
置決め撮像技術に関する上述の課題を解決するために、
本発明は対象と撮像装置の間の光軸上に、撮像視角を決
定する手段及び結像手段を介在させて光路系となし、撮
像対象領域を光学的に選定してその像を結像し、結像し
た対象領域像を撮像手段が撮像する技術を提供すること
によって、前述の１）〜４）の各技術課題を解決する手
段としている。ここで、撮像視角決め手段は、光偏向反
射機能を有する光学装置であって、対象から入射してく
る光束を受光する、受光角を選定する光偏向ミラー装置
を含んでおり、結像手段はミラーの偏向によって選定さ
れた対象像を撮像手段の受光面に結像する結像光学系で
あり、撮像手段が結像された対象像を撮像する全体的構
造となしたことにより、上述の技術課題を解決するため
の手段となしている。特に撮像視角決め手段の光偏向ミ
ラー装置は、対象からの入射光束受光角度をミラーの偏
向によって２次元的に選定して、撮像視角を決定する。
また結像光学手段は、倍率指定信号または倍率指定デー
タの受容、あるいはコマンド入力による撮像倍率の変更
が可能な倍率可変光学系であり、これら撮像視角決め手
段と結像光学手段を対象と撮像目的に応じて連係的に動
作させて撮像対象領域を位置決めすることにより、上述
の課題を解決する手段としている。
【０００９】撮像装置によって対象を撮像する場合、撮
像対象が複数であるために、それらを幾つかの撮像対象
領域に分割して撮像する場合、あるいは撮像対象が広範
囲に亘る（大きい）ために、それを幾つかの撮像対象領
域に分割して撮像する場合などに於いては、夫々の撮像
対象領域を位置決めして撮像する必要が発生する。本発
明はその撮像対象領域を位置決めして撮像するために、
従来の技術のように機構的な位置の移動によって位置決
めするのではなく、撮像すべき領域を光学的に捉えるこ
とによって位置決めして、対象を撮像する新技術を提案
している。以下、本発明の課題を解決するための手段及
び作用を請求項に従って説明する。
像対象が複数であるために、それらを幾つかの撮像対象
領域に分割して撮像する場合、あるいは撮像対象が広範
囲に亘る（大きい）ために、それを幾つかの撮像対象領
域に分割して撮像する場合などに於いては、夫々の撮像
対象領域を位置決めして撮像する必要が発生する。本発
明はその撮像対象領域を位置決めして撮像するために、
従来の技術のように機構的な位置の移動によって位置決
めするのではなく、撮像すべき領域を光学的に捉えるこ
とによって位置決めして、対象を撮像する新技術を提案
している。以下、本発明の課題を解決するための手段及
び作用を請求項に従って説明する。
【００１０】請求項１に係る撮像対象領域位置決め撮像
装置は、対象を撮像する視角を決定するために、対象か
ら到達する光束を受光する角度に受光角を選定する撮像
視角決め手段と、撮像手段に対象像を結像し、かつ撮像
倍率を定める結像手段と、対象を照明し、定位置の光源
からの光束を偏向することによって、照明角度を変更し
得る照明手段であるか、あるいは光源位置を移動するこ
とによって照明角度を変更し得る照明手段と、撮像対象
領域の位置データに付随して入力された入力値、あるい
は演算手段による算出値に従って、撮像視角に対応した
角度で対象を照明するように前記照明手段を制御する照
明制御手段と、位置決めされた対象を撮像する撮像手段
と、を備えている。
装置は、対象を撮像する視角を決定するために、対象か
ら到達する光束を受光する角度に受光角を選定する撮像
視角決め手段と、撮像手段に対象像を結像し、かつ撮像
倍率を定める結像手段と、対象を照明し、定位置の光源
からの光束を偏向することによって、照明角度を変更し
得る照明手段であるか、あるいは光源位置を移動するこ
とによって照明角度を変更し得る照明手段と、撮像対象
領域の位置データに付随して入力された入力値、あるい
は演算手段による算出値に従って、撮像視角に対応した
角度で対象を照明するように前記照明手段を制御する照
明制御手段と、位置決めされた対象を撮像する撮像手段
と、を備えている。
【００１１】この撮像対象領域位置決め撮像装置は、撮
像視角に対応した照明角度で対象を照明して撮像するこ
とにより、視角が変化しても常に相対的に同一の照明角
度で照明するように制御する。
像視角に対応した照明角度で対象を照明して撮像するこ
とにより、視角が変化しても常に相対的に同一の照明角
度で照明するように制御する。
【００１２】請求項２に係る検査装置は、対象を撮像す
る視角を決定するために、対象から到達する光束を受光
する角度に受光角を選定する撮像視角決め手段と、検査
対象像を縮小結像する第１光学系と、検査対象像を変倍
する第２光学系とからなる結像手段と、視角指定信号に
より、前記撮像視角決め手段の受光角選定を制御して、
検査対象平面直交座標方形格子に準ずるように撮像視角
を選定せしめる視角制御手段と、焦点距離調節信号によ
り、前記結像手段を光軸に沿って移動させ、前記視角決
め手段の受光角に応じて発生する焦点距離のずれを解消
させ、かつ倍率指定信号により、前記第２光学系を調節
して、前記撮像視角決め手段の受光角に応じて発生する
倍率誤差を解消して、対象像を所定倍率で結像せしめる
結像制御手段と、位置決めされた検査対象を撮像する撮
像手段と、撮像された検査対象画像を表示する表示手段
と、を備えている。
る視角を決定するために、対象から到達する光束を受光
する角度に受光角を選定する撮像視角決め手段と、検査
対象像を縮小結像する第１光学系と、検査対象像を変倍
する第２光学系とからなる結像手段と、視角指定信号に
より、前記撮像視角決め手段の受光角選定を制御して、
検査対象平面直交座標方形格子に準ずるように撮像視角
を選定せしめる視角制御手段と、焦点距離調節信号によ
り、前記結像手段を光軸に沿って移動させ、前記視角決
め手段の受光角に応じて発生する焦点距離のずれを解消
させ、かつ倍率指定信号により、前記第２光学系を調節
して、前記撮像視角決め手段の受光角に応じて発生する
倍率誤差を解消して、対象像を所定倍率で結像せしめる
結像制御手段と、位置決めされた検査対象を撮像する撮
像手段と、撮像された検査対象画像を表示する表示手段
と、を備えている。
【００１３】この検査装置とは、撮像した検査対象の画
像を表示して、画像によって例えばプリント配線板等の
目視検査が出来るようにしたものである。そこで結像手
段を第１光学系と第２光学系で構成し、第１光学系は検
査対象像を縮小結像するので、数十センチメートルの遠
距離にある対象像を拡大して捉える。第２光学系は検査
対象像の拡大率を変える変倍作用を有するようにしてい
る。一方、本発明に係る技術に於いては、そのまま平面
形状の対象を撮像して画像を表示すると、３種類の歪み
誤差が生起する。対象平面上での領域分割歪みと、視角
の大きさに応じた対象からの焦点距離の逸脱と、視角の
大きさに応じた対象像サイズ変動である。そこで、この
検査装置はその歪みの夫々を解消して対象平面の実寸値
に即した画像を表示するようにしている。
像を表示して、画像によって例えばプリント配線板等の
目視検査が出来るようにしたものである。そこで結像手
段を第１光学系と第２光学系で構成し、第１光学系は検
査対象像を縮小結像するので、数十センチメートルの遠
距離にある対象像を拡大して捉える。第２光学系は検査
対象像の拡大率を変える変倍作用を有するようにしてい
る。一方、本発明に係る技術に於いては、そのまま平面
形状の対象を撮像して画像を表示すると、３種類の歪み
誤差が生起する。対象平面上での領域分割歪みと、視角
の大きさに応じた対象からの焦点距離の逸脱と、視角の
大きさに応じた対象像サイズ変動である。そこで、この
検査装置はその歪みの夫々を解消して対象平面の実寸値
に即した画像を表示するようにしている。
【００１４】請求項３に係る検査装置は、対象を撮像す
る視角を決定するために、対象から到達する光束を受光
する角度に受光角を選定する撮像視角決め手段と、検査
対象を照明し、定位置の光源からの光束を偏向すること
によって、照明角度を変更し得る照明手段であるか、あ
るいは光源位置を移動することによって照明角度を変更
し得る照明手段と、撮像対象領域の位置データに付随し
て入力された入力値、あるいは演算手段による算出値に
従って、撮像視角に対応した角度で対象を照明するよう
に前記照明手段を制御する照明制御手段と、検査対象像
を縮小結像する第１光学系と、検査対象像を変倍する第
２光学系とからなる結像手段と、視角指定信号により、
前記撮像視角決め手段の受光角選定を制御して、検査対
象平面直交座標方形格子に準ずるように撮像視角を選定
せしめる視角制御手段と、焦点距離調節信号により、前
記結像手段を光軸に沿って移動させ、前記視角決め手段
の受光角に応じて発生する焦点距離のずれを解消させ、
かつ倍率指定信号により、前記第２光学系を調節して、
前記撮像視角決め手段の受光角に応じて発生する倍率誤
差を解消して、対象像を所定倍率で結像せしめる結像制
御手段と、位置決めされた検査対象を撮像する撮像手段
と、撮像された検査対象画像を表示する表示手段と、を
備えている。
る視角を決定するために、対象から到達する光束を受光
する角度に受光角を選定する撮像視角決め手段と、検査
対象を照明し、定位置の光源からの光束を偏向すること
によって、照明角度を変更し得る照明手段であるか、あ
るいは光源位置を移動することによって照明角度を変更
し得る照明手段と、撮像対象領域の位置データに付随し
て入力された入力値、あるいは演算手段による算出値に
従って、撮像視角に対応した角度で対象を照明するよう
に前記照明手段を制御する照明制御手段と、検査対象像
を縮小結像する第１光学系と、検査対象像を変倍する第
２光学系とからなる結像手段と、視角指定信号により、
前記撮像視角決め手段の受光角選定を制御して、検査対
象平面直交座標方形格子に準ずるように撮像視角を選定
せしめる視角制御手段と、焦点距離調節信号により、前
記結像手段を光軸に沿って移動させ、前記視角決め手段
の受光角に応じて発生する焦点距離のずれを解消させ、
かつ倍率指定信号により、前記第２光学系を調節して、
前記撮像視角決め手段の受光角に応じて発生する倍率誤
差を解消して、対象像を所定倍率で結像せしめる結像制
御手段と、位置決めされた検査対象を撮像する撮像手段
と、撮像された検査対象画像を表示する表示手段と、を
備えている。
【００１５】この検査装置では、視角が変化しても相対
角度が常に同一の照明角度で対象を照明して、撮像した
画像を表示して、目視検査をなし得るようにしている。
角度が常に同一の照明角度で対象を照明して、撮像した
画像を表示して、目視検査をなし得るようにしている。
【００１６】請求項４に係る検査装置は、それぞれが、
対象を撮像する視角を決定するために、対象から到達す
る光束を受光する角度に受光角を選定する撮像視角決め
手段と、検査対象像を縮小結像する第１光学系と、検査
対象像を変倍する第２光学系とからなる結像手段と、視
角指定信号により、前記撮像視角決め手段の受光角選定
を制御して、検査対象平面直交座標方形格子に準ずるよ
うに撮像視角を選定せしめる視角制御手段と、焦点距離
調節信号により、前記結像手段を光軸に沿って移動さ
せ、前記視角決め手段の受光角に応じて発生する焦点距
離のずれを解消させ、かつ倍率指定信号により、前記第
２光学系を調節して、前記撮像視角決め手段の受光角に
応じて発生する倍率誤差を解消して、対象像を所定倍率
で結像せしめる結像制御手段と、位置決めされた検査対
象を撮像する撮像手段と、からなる一対の撮像対象領域
位置決め撮像装置と、表示手段とからなり、一対の前記
撮像対象領域位置決め撮像装置の撮像手段は、検査対象
に対して両眼視撮像を行い、前記表示手段は、両眼視画
像を表示して目視検査に提供し得るようにしている。
対象を撮像する視角を決定するために、対象から到達す
る光束を受光する角度に受光角を選定する撮像視角決め
手段と、検査対象像を縮小結像する第１光学系と、検査
対象像を変倍する第２光学系とからなる結像手段と、視
角指定信号により、前記撮像視角決め手段の受光角選定
を制御して、検査対象平面直交座標方形格子に準ずるよ
うに撮像視角を選定せしめる視角制御手段と、焦点距離
調節信号により、前記結像手段を光軸に沿って移動さ
せ、前記視角決め手段の受光角に応じて発生する焦点距
離のずれを解消させ、かつ倍率指定信号により、前記第
２光学系を調節して、前記撮像視角決め手段の受光角に
応じて発生する倍率誤差を解消して、対象像を所定倍率
で結像せしめる結像制御手段と、位置決めされた検査対
象を撮像する撮像手段と、からなる一対の撮像対象領域
位置決め撮像装置と、表示手段とからなり、一対の前記
撮像対象領域位置決め撮像装置の撮像手段は、検査対象
に対して両眼視撮像を行い、前記表示手段は、両眼視画
像を表示して目視検査に提供し得るようにしている。
【００１７】この検査装置は、一対の撮像対象領域位置
決め撮像装置と表示手段を備え、対象を両眼視撮像し
て、その両眼視画像を表示手段に表示し、目視検査をな
し得るようにしている。
決め撮像装置と表示手段を備え、対象を両眼視撮像し
て、その両眼視画像を表示手段に表示し、目視検査をな
し得るようにしている。
【００１８】請求項５に係る検査装置は、対象を撮像す
る視角を決定するために、対象から到達する光束を受光
する角度に受光角を選定する撮像視角決め手段と、検査
対象像を縮小結像する第１光学系と、検査対象像を変倍
する第２光学系とからなる結像手段と、視角指定信号に
より、前記撮像視角決め手段の受光角選定を制御して、
検査対象平面直交座標方形格子に準ずるように撮像視角
を選定せしめる視角制御手段と、焦点距離調節信号によ
り、前記結像手段を光軸に沿って移動させ、前記視角決
め手段の受光角に応じて発生する焦点距離のずれを解消
させ、かつ倍率指定信号により、前記第２光学系を調節
して、前記撮像視角決め手段の受光角に応じて発生する
倍率誤差を解消して、対象像を所定倍率で結像せしめる
結像制御手段と、位置決めされた検査対象を撮像して、
画像信号を出力する撮像手段と、この撮像手段から出力
された画像信号の位置データの歪みを補正して直交座標
データに変換し、品質良否判定用パラメータを算出する
良否判定用パラメータ算出手段と、品質良否判定用パラ
メータから検査対象の品質良否を自動的に判定する品質
良否自動判定手段とを備えている。
る視角を決定するために、対象から到達する光束を受光
する角度に受光角を選定する撮像視角決め手段と、検査
対象像を縮小結像する第１光学系と、検査対象像を変倍
する第２光学系とからなる結像手段と、視角指定信号に
より、前記撮像視角決め手段の受光角選定を制御して、
検査対象平面直交座標方形格子に準ずるように撮像視角
を選定せしめる視角制御手段と、焦点距離調節信号によ
り、前記結像手段を光軸に沿って移動させ、前記視角決
め手段の受光角に応じて発生する焦点距離のずれを解消
させ、かつ倍率指定信号により、前記第２光学系を調節
して、前記撮像視角決め手段の受光角に応じて発生する
倍率誤差を解消して、対象像を所定倍率で結像せしめる
結像制御手段と、位置決めされた検査対象を撮像して、
画像信号を出力する撮像手段と、この撮像手段から出力
された画像信号の位置データの歪みを補正して直交座標
データに変換し、品質良否判定用パラメータを算出する
良否判定用パラメータ算出手段と、品質良否判定用パラ
メータから検査対象の品質良否を自動的に判定する品質
良否自動判定手段とを備えている。
【００１９】この検査装置は、請求項２に係る検査装置
が、さらに、演算手段と判定手段を備え、演算手段で撮
像手段からの検査対象画像信号から、画像信号位置デー
タの歪み誤差を補正して品質良否判定用パラメータを算
出し、判定手段で良否判定を自動的に行うようにしてい
る。請求項６に係る検査装置は、対象を撮像する視角を
決定するために、対象から到達する光束を受光する角度
に受光角を選定する撮像視角決め手段と、検査対象を照
明し、定位置の光源からの光束を偏向することによっ
て、照明角度を変更し得る照明手段であるか、あるいは
光源位置を移動することによって照明角度を変更し得る
照明手段と、撮像対象領域の位置データに付随して入力
された入力値、あるいは演算手段による算出値に従っ
て、撮像視角に対応した角度で対象を照明するように前
記照明手段を制御する照明制御手段と、検査対象像を縮
小結像する第１光学系と、検査対象像を変倍する第２光
学系とからなる結像手段と、視角指定信号により、前記
撮像視角決め手段の受光角選定を制御して、検査対象平
面直交座標方形格子に準ずるように撮像視角を選定せし
める視角制御手段と、焦点距離調節信号により、前記結
像手段を光軸に沿って移動させ、前記視角決め手段の受
光角に応じて発生する焦点距離のずれを解消させ、かつ
倍率指定信号により、前記第２光学系を調節して、前記
撮像視角決め手段の受光角に応じて発生する倍率誤差を
解消して、対象像を所定倍率で結像せしめる結像制御手
段と、位置決めされた検査対象を撮像して画像信号を出
力する撮像手段と、この撮像手段から出力された画像信
号の位置データの歪みを補正して直交座標データに変換
し、品質良否判定用パラメータを算出する良否判定用パ
ラメータ算出手段と、品質良否判定用パラメータから検
査対象の品質良否を自動的に判定する品質良否自動判定
手段と、を備えている。
が、さらに、演算手段と判定手段を備え、演算手段で撮
像手段からの検査対象画像信号から、画像信号位置デー
タの歪み誤差を補正して品質良否判定用パラメータを算
出し、判定手段で良否判定を自動的に行うようにしてい
る。請求項６に係る検査装置は、対象を撮像する視角を
決定するために、対象から到達する光束を受光する角度
に受光角を選定する撮像視角決め手段と、検査対象を照
明し、定位置の光源からの光束を偏向することによっ
て、照明角度を変更し得る照明手段であるか、あるいは
光源位置を移動することによって照明角度を変更し得る
照明手段と、撮像対象領域の位置データに付随して入力
された入力値、あるいは演算手段による算出値に従っ
て、撮像視角に対応した角度で対象を照明するように前
記照明手段を制御する照明制御手段と、検査対象像を縮
小結像する第１光学系と、検査対象像を変倍する第２光
学系とからなる結像手段と、視角指定信号により、前記
撮像視角決め手段の受光角選定を制御して、検査対象平
面直交座標方形格子に準ずるように撮像視角を選定せし
める視角制御手段と、焦点距離調節信号により、前記結
像手段を光軸に沿って移動させ、前記視角決め手段の受
光角に応じて発生する焦点距離のずれを解消させ、かつ
倍率指定信号により、前記第２光学系を調節して、前記
撮像視角決め手段の受光角に応じて発生する倍率誤差を
解消して、対象像を所定倍率で結像せしめる結像制御手
段と、位置決めされた検査対象を撮像して画像信号を出
力する撮像手段と、この撮像手段から出力された画像信
号の位置データの歪みを補正して直交座標データに変換
し、品質良否判定用パラメータを算出する良否判定用パ
ラメータ算出手段と、品質良否判定用パラメータから検
査対象の品質良否を自動的に判定する品質良否自動判定
手段と、を備えている。
【００２０】この検査装置は、請求項３の検査装置が、
演算手段と判定手段を備え、対象を視角連係角度照明で
照明して、その画像信号から演算手段が画像信号位置デ
ータの歪み誤差を補正して品質良否判定用パラメータを
算出し、判定手段が自動的に良否判定をするようにして
いる。請求項７に係る検査装置は、対象を機構的に１次
元的、あるいは２次元的、あるいは３次元的に位置決め
する位置決め手段と、対象を撮像する視角を決定するた
めに、対象から到達する光束を受光する角度に受光角を
選定する撮像視角決め手段と、検査対象を照明し、定位
置の光源からの光束を偏向することによって、照明角度
を変更し得る照明手段であるか、あるいは光源位置を移
動することによって照明角度を変更し得る照明手段と、
撮像対象領域の位置データに付随して入力された入力
値、あるいは演算手段による算出値に従って、撮像視角
に対応した角度で対象を照明するように前記照明手段を
制御する照明制御手段と、検査対象像を縮小する第１光
学系と、検査対象を変倍する第２光学系とからなる結像
手段と、視角指定信号により、前記撮像視角決め手段の
受光角選定を制御して、検査対象平面直交座標方形格子
に準ずるように撮像視角を選定せしめる視角制御手段
と、焦点距離調節信号により、前記結像手段を光軸に沿
って移動させ、前記視角決め手段の受光角に応じて発生
する焦点距離のずれを解消させ、かつ倍率指定信号によ
り、前記第２光学系を調節して、前記撮像視角決め手段
の受光角に応じて発生する倍率誤差を解消して、対象像
を所定倍率で結像せしめる結像制御手段と、位置決めさ
れた検査対象を撮像して画像信号を出力する撮像手段
と、前記位置決め手段により、機構的に位置決めされた
検査対象の画像信号から、品質良否用パラメータを算出
する品質良否判定用パラメータ算出手段と、品質良否判
定用パラメータから検査対象の品質良否を自動的に判定
する品質良否自動判定手段と、を備えている。
演算手段と判定手段を備え、対象を視角連係角度照明で
照明して、その画像信号から演算手段が画像信号位置デ
ータの歪み誤差を補正して品質良否判定用パラメータを
算出し、判定手段が自動的に良否判定をするようにして
いる。請求項７に係る検査装置は、対象を機構的に１次
元的、あるいは２次元的、あるいは３次元的に位置決め
する位置決め手段と、対象を撮像する視角を決定するた
めに、対象から到達する光束を受光する角度に受光角を
選定する撮像視角決め手段と、検査対象を照明し、定位
置の光源からの光束を偏向することによって、照明角度
を変更し得る照明手段であるか、あるいは光源位置を移
動することによって照明角度を変更し得る照明手段と、
撮像対象領域の位置データに付随して入力された入力
値、あるいは演算手段による算出値に従って、撮像視角
に対応した角度で対象を照明するように前記照明手段を
制御する照明制御手段と、検査対象像を縮小する第１光
学系と、検査対象を変倍する第２光学系とからなる結像
手段と、視角指定信号により、前記撮像視角決め手段の
受光角選定を制御して、検査対象平面直交座標方形格子
に準ずるように撮像視角を選定せしめる視角制御手段
と、焦点距離調節信号により、前記結像手段を光軸に沿
って移動させ、前記視角決め手段の受光角に応じて発生
する焦点距離のずれを解消させ、かつ倍率指定信号によ
り、前記第２光学系を調節して、前記撮像視角決め手段
の受光角に応じて発生する倍率誤差を解消して、対象像
を所定倍率で結像せしめる結像制御手段と、位置決めさ
れた検査対象を撮像して画像信号を出力する撮像手段
と、前記位置決め手段により、機構的に位置決めされた
検査対象の画像信号から、品質良否用パラメータを算出
する品質良否判定用パラメータ算出手段と、品質良否判
定用パラメータから検査対象の品質良否を自動的に判定
する品質良否自動判定手段と、を備えている。
【００２１】この検査装置は、位置決め手段が対象を機
構的に位置決めして、画像信号から品質良否を自動判定
する。請求項８に係る検査装置は、それぞれが、対象を
撮像する視角を決定するために、対象から到達する光束
を受光する角度に受光角を選定する撮像視角決め手段
と、検査対象像を縮小結像する第１光学系と、検査対象
像を変倍する第２光学系とからなる結像手段と、視角指
定信号により、前記撮像視角決め手段の受光角選定を制
御して、検査対象平面直交座標方形格子に準ずるように
撮像視角を選定せしめる視角制御手段と、焦点距離調節
信号により、前記結像手段を光軸に沿って移動させ、前
記視角決め手段の受光角に応じて発生する焦点距離のず
れを解消させ、かつ倍率指定信号により、前記第２光学
系を調節して、前記撮像視角決め手段の受光角に応じて
発生する倍率誤差を解消して、対象像を所定倍率で結像
せしめる結像制御手段と、位置決めされた検査対象を撮
像する撮像手段とを備え、各々の撮像手段が、検査対象
に対してそれぞれの撮像を行って、両眼視画像信号を入
力する一対の撮像対象領域位置決め撮像装置と、前記両
眼視画像信号から品質良否判定用パラメータを算出する
品質良否判定用パラメータ算出手段と、前記品質良否判
定用パラメータから検査対象の品質良否を自動的に判定
する自動判定手段と、を備えている。
構的に位置決めして、画像信号から品質良否を自動判定
する。請求項８に係る検査装置は、それぞれが、対象を
撮像する視角を決定するために、対象から到達する光束
を受光する角度に受光角を選定する撮像視角決め手段
と、検査対象像を縮小結像する第１光学系と、検査対象
像を変倍する第２光学系とからなる結像手段と、視角指
定信号により、前記撮像視角決め手段の受光角選定を制
御して、検査対象平面直交座標方形格子に準ずるように
撮像視角を選定せしめる視角制御手段と、焦点距離調節
信号により、前記結像手段を光軸に沿って移動させ、前
記視角決め手段の受光角に応じて発生する焦点距離のず
れを解消させ、かつ倍率指定信号により、前記第２光学
系を調節して、前記撮像視角決め手段の受光角に応じて
発生する倍率誤差を解消して、対象像を所定倍率で結像
せしめる結像制御手段と、位置決めされた検査対象を撮
像する撮像手段とを備え、各々の撮像手段が、検査対象
に対してそれぞれの撮像を行って、両眼視画像信号を入
力する一対の撮像対象領域位置決め撮像装置と、前記両
眼視画像信号から品質良否判定用パラメータを算出する
品質良否判定用パラメータ算出手段と、前記品質良否判
定用パラメータから検査対象の品質良否を自動的に判定
する自動判定手段と、を備えている。
【００２２】この検査装置は、一対の撮像対象領域位置
決め撮像装置を備え、検査対象の両眼視画像信号から３
次元形状計測演算を行って、品質良否を自動判定する。
請求項９に係る検査装置は、対象を撮像する視角を決定
するために、対象から到達する光束を受光する角度に受
光角を選定する撮像視角決め手段と、検査対象像を縮小
結像する第１光学系と、検査対象像を変倍する第２光学
系とからなる結像手段と、視角指定信号により、前記撮
像視角決め手段の受光角選定を制御して、検査対象平面
直交座標方形格子に準ずるように撮像視角を選定せしめ
る視角制御手段と、焦点距離調節信号により、前記結像
手段を光軸に沿って移動させ、前記視角決め手段の受光
角に応じて発生する焦点距離のずれを解消させ、かつ倍
率指定信号により、前記第２光学系を調節して、前記撮
像視角決め手段の受光角に応じて発生する倍率誤差を解
消して、対象像を所定倍率で結像せしめる結像制御手段
と、位置決めされた検査対象を撮像する撮像手段と、前
記撮像手段の撮像により与えられた画像信号から演算を
行って品質良否判定用パラメータを算出する品質良否判
定用パラメータ算出手段と、品質良否判定用パラメータ
から検査対象の品質良否を自動的に判定する自動判定手
段と、前記撮像された画像を表示する表示手段と、自動
検査位相と目視再検査位相を選択する位相選択手段とを
備え、自動検査位相においては、品質良否自動判定手段
で、検査対象の品質良否判定がなされると、判定不良検
査対象のアドレスデータをメモリし、目視再検査位相に
おいて、前記メモリされたアドレスデータに従って、自
動検査判定不良検査対象を撮像し、画像表示するもので
ある。
決め撮像装置を備え、検査対象の両眼視画像信号から３
次元形状計測演算を行って、品質良否を自動判定する。
請求項９に係る検査装置は、対象を撮像する視角を決定
するために、対象から到達する光束を受光する角度に受
光角を選定する撮像視角決め手段と、検査対象像を縮小
結像する第１光学系と、検査対象像を変倍する第２光学
系とからなる結像手段と、視角指定信号により、前記撮
像視角決め手段の受光角選定を制御して、検査対象平面
直交座標方形格子に準ずるように撮像視角を選定せしめ
る視角制御手段と、焦点距離調節信号により、前記結像
手段を光軸に沿って移動させ、前記視角決め手段の受光
角に応じて発生する焦点距離のずれを解消させ、かつ倍
率指定信号により、前記第２光学系を調節して、前記撮
像視角決め手段の受光角に応じて発生する倍率誤差を解
消して、対象像を所定倍率で結像せしめる結像制御手段
と、位置決めされた検査対象を撮像する撮像手段と、前
記撮像手段の撮像により与えられた画像信号から演算を
行って品質良否判定用パラメータを算出する品質良否判
定用パラメータ算出手段と、品質良否判定用パラメータ
から検査対象の品質良否を自動的に判定する自動判定手
段と、前記撮像された画像を表示する表示手段と、自動
検査位相と目視再検査位相を選択する位相選択手段とを
備え、自動検査位相においては、品質良否自動判定手段
で、検査対象の品質良否判定がなされると、判定不良検
査対象のアドレスデータをメモリし、目視再検査位相に
おいて、前記メモリされたアドレスデータに従って、自
動検査判定不良検査対象を撮像し、画像表示するもので
ある。
【００２３】この検査装置は、先ず、自動検査に於いて
不良と判定した検査対象のアドレスデータをメモリし
て、そのアドレスに位置決めして撮像し、画像を表示し
て目視再検査を行う。また他の検査装置で不良判定され
た検査対象のアドレスデータを目視検査用として利用し
てもよい。請求項１０に係る検査装置は、自動検査部と
画像表示部とからなり、自動検査部が請求項５に係る検
査装置の構成を備え、更に記憶手段と送信手段を備え、
画像表示部が受信手段と表示手段を備えるものである。
不良と判定した検査対象のアドレスデータをメモリし
て、そのアドレスに位置決めして撮像し、画像を表示し
て目視再検査を行う。また他の検査装置で不良判定され
た検査対象のアドレスデータを目視検査用として利用し
てもよい。請求項１０に係る検査装置は、自動検査部と
画像表示部とからなり、自動検査部が請求項５に係る検
査装置の構成を備え、更に記憶手段と送信手段を備え、
画像表示部が受信手段と表示手段を備えるものである。
【００２４】この検査装置では、自動検査部の撮像手段
で検査対象を撮像して、記憶手段に記憶し、このデータ
を送信手段により、画像表示部側に送信する。画像表示
部側では、これを受信手段で受信して表示手段に表示す
る。
で検査対象を撮像して、記憶手段に記憶し、このデータ
を送信手段により、画像表示部側に送信する。画像表示
部側では、これを受信手段で受信して表示手段に表示す
る。
【００２５】請求項１１に係る形状計測装置は、対象を
機構的に１次元的、あるいは２次元的、あるいは３次元
的に位置決めする位置決め手段と、それぞれに、対象を
撮像する視角を決定するために、対象から到達する光束
を受光する角度に受光角を選定するための、光束を偏向
反射するミラー装置を含む光学装置と、視角制御手段か
らの視角指定信号によって、撮像領域からの光束をレン
ズ光学装置へ向かって反射する角度に、ミラー偏向角度
を決定するミラー偏向角度決定手段と、位置決め手段に
よって位置決めされた対象を撮像する撮像手段と、この
撮像手段に対象像を結像し、結像制御手段からの倍率指
定信号に従って、撮像倍率を決定する機能を有するレン
ズ光学装置と、を備える一対の撮像対象領域位置決め装
置と、撮像手段で左右視撮像して得られた対象の左右視
画像データを記憶する記憶手段、記憶手段に記憶された
左右視画像データから対象の３次元形状計測演算を行う
演算手段と、から構成されている。
機構的に１次元的、あるいは２次元的、あるいは３次元
的に位置決めする位置決め手段と、それぞれに、対象を
撮像する視角を決定するために、対象から到達する光束
を受光する角度に受光角を選定するための、光束を偏向
反射するミラー装置を含む光学装置と、視角制御手段か
らの視角指定信号によって、撮像領域からの光束をレン
ズ光学装置へ向かって反射する角度に、ミラー偏向角度
を決定するミラー偏向角度決定手段と、位置決め手段に
よって位置決めされた対象を撮像する撮像手段と、この
撮像手段に対象像を結像し、結像制御手段からの倍率指
定信号に従って、撮像倍率を決定する機能を有するレン
ズ光学装置と、を備える一対の撮像対象領域位置決め装
置と、撮像手段で左右視撮像して得られた対象の左右視
画像データを記憶する記憶手段、記憶手段に記憶された
左右視画像データから対象の３次元形状計測演算を行う
演算手段と、から構成されている。
【００２６】この形状計測装置は、撮像対象領域位置決
め装置を一対備え、位置決め手段が機構的に位置決めし
た対象を左右視撮像し、左右視画像データをメモリし
て、３次元形状計測演算を行い、対象の３次元形状を計
測するようにしている。請求項１２に係る製品製造方法
は、半製品の品質を検査し、不良判定された半製品に修
理修正を施すことによって半製品から完成品を製造する
製品製造方法であって、対象を撮像する視角を決定する
ために、対象から到達する光束を受光する角度に受光角
を選定する撮像視角決め手段と、検査対象像を縮小結像
する第１光学系と、検査対象像を変倍する第２光学系と
からなる結像手段と、視角指定信号により、前記撮像視
角決め手段の受光角選定を制御して、検査対象平面直交
座標方形格子に準ずるように撮像視角を選定せしめる視
角制御手段と、焦点距離調節信号により、前記結像手段
を光軸に沿って移動させ、前記視角決め手段の受光角に
応じて発生する焦点距離のずれを解消させ、かつ倍率指
定信号により、前記第２光学系を調節して、前記撮像視
角決め手段の受光角に応じて発生する倍率誤差を解消し
て、対象像を所定倍率で結像せしめる結像制御手段と、
位置決めされた検査対象を撮像する撮像手段と、前記撮
像手段が撮像することにより得られた画像信号から演算
を行って品質良否判定用パラメータを算出する品質良否
判定用パラメータ算出手段と、品質良否判定用パラメー
タから検査対象の品質良否を自動的に判定する自動判定
手段と、前記撮像された画像を表示する表示手段と、自
動検査位相と目視再検査位相を選択する位相選択手段と
を備え、自動検査位相においては、品質良否自動判定手
段で、検査対象の品質良否判定がなされると、判定不良
検査対象のアドレスデータをメモリし、目視再検査位相
において、前記メモリされたアドレスデータに従って、
自動検査判定不良検査対象を撮像し、画像表示する検査
装置を、製造ライン内に設置して、製造ラインに流れる
半製品の自動検査を行い、自動判定不良対象を画像表示
して目視再検査し、再検査により摘出された真の不良対
象を修理修正し、半製品を完成品とする。
め装置を一対備え、位置決め手段が機構的に位置決めし
た対象を左右視撮像し、左右視画像データをメモリし
て、３次元形状計測演算を行い、対象の３次元形状を計
測するようにしている。請求項１２に係る製品製造方法
は、半製品の品質を検査し、不良判定された半製品に修
理修正を施すことによって半製品から完成品を製造する
製品製造方法であって、対象を撮像する視角を決定する
ために、対象から到達する光束を受光する角度に受光角
を選定する撮像視角決め手段と、検査対象像を縮小結像
する第１光学系と、検査対象像を変倍する第２光学系と
からなる結像手段と、視角指定信号により、前記撮像視
角決め手段の受光角選定を制御して、検査対象平面直交
座標方形格子に準ずるように撮像視角を選定せしめる視
角制御手段と、焦点距離調節信号により、前記結像手段
を光軸に沿って移動させ、前記視角決め手段の受光角に
応じて発生する焦点距離のずれを解消させ、かつ倍率指
定信号により、前記第２光学系を調節して、前記撮像視
角決め手段の受光角に応じて発生する倍率誤差を解消し
て、対象像を所定倍率で結像せしめる結像制御手段と、
位置決めされた検査対象を撮像する撮像手段と、前記撮
像手段が撮像することにより得られた画像信号から演算
を行って品質良否判定用パラメータを算出する品質良否
判定用パラメータ算出手段と、品質良否判定用パラメー
タから検査対象の品質良否を自動的に判定する自動判定
手段と、前記撮像された画像を表示する表示手段と、自
動検査位相と目視再検査位相を選択する位相選択手段と
を備え、自動検査位相においては、品質良否自動判定手
段で、検査対象の品質良否判定がなされると、判定不良
検査対象のアドレスデータをメモリし、目視再検査位相
において、前記メモリされたアドレスデータに従って、
自動検査判定不良検査対象を撮像し、画像表示する検査
装置を、製造ライン内に設置して、製造ラインに流れる
半製品の自動検査を行い、自動判定不良対象を画像表示
して目視再検査し、再検査により摘出された真の不良対
象を修理修正し、半製品を完成品とする。
【００２７】
【実施例】以下、実施例を示す図面に沿って本発明を説
明する。図１は本発明に係る撮像対象領域位置決め撮像
装置を画像観測のための監視装置として具体化した第１
実施例の光学系配置図であり、図３は光学系配置の中の
光偏向ミラー装置の説明図、図４は第１実施例の全体的
構成を示している。また図２は図１と同じく第１実施例
のその他の光学系配置図であり、１個の光偏向ミラーを
傾斜角受光用モータと方位角受光用モータで全方位から
の入射光に対応している点では構造的に異なる。しか
し、他の１台の固定ミラーを介するか、または電気的に
対象反射像を正位に戻せば、機能上は２個の光偏向ミラ
ーを用いる図１の光学系配置と同様であるので、以下の
説明は基本的に図１の光学系配置によって行うこととす
る。
明する。図１は本発明に係る撮像対象領域位置決め撮像
装置を画像観測のための監視装置として具体化した第１
実施例の光学系配置図であり、図３は光学系配置の中の
光偏向ミラー装置の説明図、図４は第１実施例の全体的
構成を示している。また図２は図１と同じく第１実施例
のその他の光学系配置図であり、１個の光偏向ミラーを
傾斜角受光用モータと方位角受光用モータで全方位から
の入射光に対応している点では構造的に異なる。しか
し、他の１台の固定ミラーを介するか、または電気的に
対象反射像を正位に戻せば、機能上は２個の光偏向ミラ
ーを用いる図１の光学系配置と同様であるので、以下の
説明は基本的に図１の光学系配置によって行うこととす
る。
【００２８】本実施例は距離の異なる複数の監視領域を
含む対象を位置決め撮像して画像表示し、画像観測に供
する実施例である。例えば、単純化例として、ある工場
の中で、図４の作業者１が近距離のベンチ２ｂにいる時
間と、遠距離の作業台２ａで作業をする時間について、
撮像によって滞在時間計測を行い作業分析をしようとす
る時、監視箇所をベンチと作業台に位置決めした上、各
々適切な撮像倍率で監視領域像を結像して撮像する必要
がある。図１のＰは光学的試料としての対象である。Ｍ
θ及びＭφは平面ミラーであって、それぞれにはステッ
ピングモータ（図示せず）駆動により、回転軸を中心に
機構的には相互に独立に偏向するように構成している。
ただし後述のように、実際の受光角選定動作は、連係偏
向制御によってなされる。本実施例に於いて、図１の光
偏向ミラーＭθは、撮像対象と本実施例装置が存在する
空間の、ＸＹＺ３次元直交軸に於けるＺ軸方向の軸Ａθ
の周りを回転し、光偏向ミラーＭφはＸ軸方向の軸Ａφ
の周りを回転するので、両者の組合わせにより対象が存
在する光景を２次元的に走査することが出来る。そこ
で、それぞれのミラーの偏向角を選択すると、対象から
の入射光束を受光する角度が選定されるので、光景の中
の特定箇所を選択的に位置決めして、その箇所の像を二
重反射を経過させることによって、後方の結像光学系へ
送達することが出来る。この光偏向ミラーによる受光角
選定が、後方の結像光学系による結像と組合わさって、
撮像対象領域の位置決めを実現している。即ちミラーＭ
θの角度を変えることによりＸ方向位置決めが行われ、
またミラーＭφの角度を変えることにより、Ｙ方向位置
決めが行われる（図１に於いて、ミラーＭθとミラーＭ
φの配置が逆であっても、原理的には全く支障は無
い）。
含む対象を位置決め撮像して画像表示し、画像観測に供
する実施例である。例えば、単純化例として、ある工場
の中で、図４の作業者１が近距離のベンチ２ｂにいる時
間と、遠距離の作業台２ａで作業をする時間について、
撮像によって滞在時間計測を行い作業分析をしようとす
る時、監視箇所をベンチと作業台に位置決めした上、各
々適切な撮像倍率で監視領域像を結像して撮像する必要
がある。図１のＰは光学的試料としての対象である。Ｍ
θ及びＭφは平面ミラーであって、それぞれにはステッ
ピングモータ（図示せず）駆動により、回転軸を中心に
機構的には相互に独立に偏向するように構成している。
ただし後述のように、実際の受光角選定動作は、連係偏
向制御によってなされる。本実施例に於いて、図１の光
偏向ミラーＭθは、撮像対象と本実施例装置が存在する
空間の、ＸＹＺ３次元直交軸に於けるＺ軸方向の軸Ａθ
の周りを回転し、光偏向ミラーＭφはＸ軸方向の軸Ａφ
の周りを回転するので、両者の組合わせにより対象が存
在する光景を２次元的に走査することが出来る。そこ
で、それぞれのミラーの偏向角を選択すると、対象から
の入射光束を受光する角度が選定されるので、光景の中
の特定箇所を選択的に位置決めして、その箇所の像を二
重反射を経過させることによって、後方の結像光学系へ
送達することが出来る。この光偏向ミラーによる受光角
選定が、後方の結像光学系による結像と組合わさって、
撮像対象領域の位置決めを実現している。即ちミラーＭ
θの角度を変えることによりＸ方向位置決めが行われ、
またミラーＭφの角度を変えることにより、Ｙ方向位置
決めが行われる（図１に於いて、ミラーＭθとミラーＭ
φの配置が逆であっても、原理的には全く支障は無
い）。
【００２９】図３によって、光偏向ミラーの装置の形態
をさらに詳細に説明する。本発明に係る光偏向ミラー装
置の特徴は、対象光景からの光束を受容する第１装置で
あるミラーＭφが第２装置であるミラーＭθと、著しく
異なる形状を有することが必要である。これは視野の広
がりを持つ撮像領域を広い視野に亘って受容するために
必要な形態である。図３では、第１装置であるミラーＭ
φは第２装置であるミラーＭθに比較して著しく長大な
形状を示しているが、このことは第２装置がＸ方向に広
範囲の撮像領域をカバーするために他ならない。この場
合、長大な形状は必ずしも絶対無二の形態ではなく、Ｘ
方向を広範囲に受光し得る形態であれば他の形態でも構
わないことは言うまでもない。その１例として第２装置
と同程度の幅を持つミラーを使用し、これにＸ方向移動
装置を装備し、第２装置の偏向角に対応して第２装置を
必要な位置に移動させれば、同じ目的が達成される。
をさらに詳細に説明する。本発明に係る光偏向ミラー装
置の特徴は、対象光景からの光束を受容する第１装置で
あるミラーＭφが第２装置であるミラーＭθと、著しく
異なる形状を有することが必要である。これは視野の広
がりを持つ撮像領域を広い視野に亘って受容するために
必要な形態である。図３では、第１装置であるミラーＭ
φは第２装置であるミラーＭθに比較して著しく長大な
形状を示しているが、このことは第２装置がＸ方向に広
範囲の撮像領域をカバーするために他ならない。この場
合、長大な形状は必ずしも絶対無二の形態ではなく、Ｘ
方向を広範囲に受光し得る形態であれば他の形態でも構
わないことは言うまでもない。その１例として第２装置
と同程度の幅を持つミラーを使用し、これにＸ方向移動
装置を装備し、第２装置の偏向角に対応して第２装置を
必要な位置に移動させれば、同じ目的が達成される。
【００３０】次に結像光学系について説明する。全ミラ
ーを除去したと仮定すると、レンズＬで表した結像光学
系に関しては、試料Ｐは図１のＰ’に存在することにな
る。レンズＬは変倍光学系としての機能をも有し、対象
像を撮像素子Ｉの受光面上に所定のサイズとして結像す
る。第１実施例では、レンズＬをズームレンズとしてい
るので、図４の結像光学系制御ユニット７からの結像光
学系制御信号によりズーム倍率を指定すれば、所定のサ
イズの像が得られる。図１に於いて、Ｌ’はＬのズーム
位置である。ただし、レンズＬはズームレンズではな
く、レンズ交換により目的を達成することも出来る。第
１実施例の位置決め撮像のための光学的配置は上述の通
りであり、結像光学系によって、撮像したい対象領域の
サイズを設定し、ミラー偏向角を撮像したい領域の方向
に設定すれば、対象Ｐの撮像したい領域に撮像したいサ
イズの領域が位置決めされ、その領域を撮像することが
出来る。例えば対象例が上述の工場内光景であれば、図
４のメモリ１１に予め教示によって撮像位置と撮像エリ
アをメモリしておくことによって、入力ユニット１２で
その観測指示データを入力すれば、ズームレンズＬとミ
ラーＭθ、Ｍφが教示通りに動作し、所定の位置決め撮
像が達成されるのである。
ーを除去したと仮定すると、レンズＬで表した結像光学
系に関しては、試料Ｐは図１のＰ’に存在することにな
る。レンズＬは変倍光学系としての機能をも有し、対象
像を撮像素子Ｉの受光面上に所定のサイズとして結像す
る。第１実施例では、レンズＬをズームレンズとしてい
るので、図４の結像光学系制御ユニット７からの結像光
学系制御信号によりズーム倍率を指定すれば、所定のサ
イズの像が得られる。図１に於いて、Ｌ’はＬのズーム
位置である。ただし、レンズＬはズームレンズではな
く、レンズ交換により目的を達成することも出来る。第
１実施例の位置決め撮像のための光学的配置は上述の通
りであり、結像光学系によって、撮像したい対象領域の
サイズを設定し、ミラー偏向角を撮像したい領域の方向
に設定すれば、対象Ｐの撮像したい領域に撮像したいサ
イズの領域が位置決めされ、その領域を撮像することが
出来る。例えば対象例が上述の工場内光景であれば、図
４のメモリ１１に予め教示によって撮像位置と撮像エリ
アをメモリしておくことによって、入力ユニット１２で
その観測指示データを入力すれば、ズームレンズＬとミ
ラーＭθ、Ｍφが教示通りに動作し、所定の位置決め撮
像が達成されるのである。
【００３１】図４に於いて、１は作業者、２ａは作業
台、２ｂはベンチ、３ａは撮像装置、３ｂは結像光学
系、４は光偏向反射装置、５は制御・演算部、６は光偏
向反射装置４の受光角選択を制御するミラー偏向制御ユ
ニット、７は結像光学系３ｂの結像条件を制御する結像
光学系制御ユニット、８は撮像装置３ａの撮像条件を制
御する撮像制御ユニット、９は本実施例の全システムの
動作を制御するシステム制御ユニット、１０は自動合焦
ユニット、１１はメモリ、１２は入力ユニット、１３は
出力ユニット、１４は表示ユニット、１５はバスであ
る。
台、２ｂはベンチ、３ａは撮像装置、３ｂは結像光学
系、４は光偏向反射装置、５は制御・演算部、６は光偏
向反射装置４の受光角選択を制御するミラー偏向制御ユ
ニット、７は結像光学系３ｂの結像条件を制御する結像
光学系制御ユニット、８は撮像装置３ａの撮像条件を制
御する撮像制御ユニット、９は本実施例の全システムの
動作を制御するシステム制御ユニット、１０は自動合焦
ユニット、１１はメモリ、１２は入力ユニット、１３は
出力ユニット、１４は表示ユニット、１５はバスであ
る。
【００３２】次に、図５のフローチャートに従って、第
１実施例の動作教示フローを説明する。まず、オペレー
タが図４の入力ユニット１２により装置を教示モードに
セットする（ステップＳＴ〔以下、ＳＴと略す〕１）。
次に撮像装置３ａを定位置にセットし（ＳＴ２）、対象
光景のＩＤを入力する（ＳＴ３）。次に、入力ユニット
１２からミラー偏向制御ユニット６を介して光偏向ミラ
ー４ａ、４ｂを操作して、第１番目の光景領域に位置決
めし（ＳＴ４）、撮像制御ユニット８を介して撮像装置
３ａを操作して第１番目の光景領域を撮像して表示ユニ
ット１４に画像表示し（ＳＴ５）、オペレータが画像を
見ながら結像光学系制御ユニット７を介して結像光学系
３ｂを操作して、自動合焦機能を利用しながらこの光景
の撮像倍率を決定し（ＳＴ６）、決定した撮像条件デー
タ（位置データ及び倍率データ）をメモリ１１にメモリ
する（ＳＴ７）。光景領域ごとに倍率を設定しながら全
観測領域を順次撮像して、表示ユニット１４に画像表示
して行き（ＳＴ８）、この対象の観測光景領域の画像表
示の都度、撮像領域指定信号をオペレータが入力する
と、その撮像条件データはメモリ１１にメモリされる
（ＳＴ９）。このようにして、全光景領域の撮像条件デ
ータのメモリが完了すると、ＳＴ１０がＹＥＳとなっ
て、ファイルが閉じ（ＳＴ１１）、教示が完了する。以
上述べた操作フローに従って完成した教示データは、こ
の対象の観測すべき全光景領域の撮像条件データを含ん
でおり、図４のメモリ１１にメモリされたのである。
１実施例の動作教示フローを説明する。まず、オペレー
タが図４の入力ユニット１２により装置を教示モードに
セットする（ステップＳＴ〔以下、ＳＴと略す〕１）。
次に撮像装置３ａを定位置にセットし（ＳＴ２）、対象
光景のＩＤを入力する（ＳＴ３）。次に、入力ユニット
１２からミラー偏向制御ユニット６を介して光偏向ミラ
ー４ａ、４ｂを操作して、第１番目の光景領域に位置決
めし（ＳＴ４）、撮像制御ユニット８を介して撮像装置
３ａを操作して第１番目の光景領域を撮像して表示ユニ
ット１４に画像表示し（ＳＴ５）、オペレータが画像を
見ながら結像光学系制御ユニット７を介して結像光学系
３ｂを操作して、自動合焦機能を利用しながらこの光景
の撮像倍率を決定し（ＳＴ６）、決定した撮像条件デー
タ（位置データ及び倍率データ）をメモリ１１にメモリ
する（ＳＴ７）。光景領域ごとに倍率を設定しながら全
観測領域を順次撮像して、表示ユニット１４に画像表示
して行き（ＳＴ８）、この対象の観測光景領域の画像表
示の都度、撮像領域指定信号をオペレータが入力する
と、その撮像条件データはメモリ１１にメモリされる
（ＳＴ９）。このようにして、全光景領域の撮像条件デ
ータのメモリが完了すると、ＳＴ１０がＹＥＳとなっ
て、ファイルが閉じ（ＳＴ１１）、教示が完了する。以
上述べた操作フローに従って完成した教示データは、こ
の対象の観測すべき全光景領域の撮像条件データを含ん
でおり、図４のメモリ１１にメモリされたのである。
【００３３】次に、第１実施例観測フローについて、図
６のフローチャートに従って説明する。まず、オペレー
タが装置を観測モードにセットする（ＳＴ２１）。次
に、対象光景のＩＤを図４の入力ユニット１２から入力
すると（ＳＴ２２）、上述の教示モードで教示された位
置データに従って、システム制御ユニット９が第１番目
の観測領域に位置決めするよう指示し、ミラー偏向制御
ユニット６が光偏向ミラー４ａ、４ｂのステッピングモ
ータ（図示せず）を駆動して指示された受光角にミラー
を偏向させ、光学的な位置決めを行う（ＳＴ２３）。そ
こで、教示された倍率データを受けて、結像光学制御ユ
ニット７が指示して結像光学系３ｂのズームレンズを制
御して、所期の倍率に合わせる（ＳＴ２４）。このタイ
ミングで自動合焦機能が動作する（ＳＴ２５）。このよ
うにして撮像素子３ａの受光面上に結像した光景領域像
を、撮像制御ユニット８からの撮像指令により撮像素子
３ａが撮像し、表示ユニット１４にその画像を表示する
（ＳＴ２６）。表示された画像を目視観測することによ
って、オペレータが必要な作業を実施し（ＳＴ２７）、
教示データに従い、ＳＴ２８がＮＯとなればフローは循
環サイクル（ルートＡ）に入り、次の光景領域に移って
同様の位置決め・画像表示・光景観測のフローが繰返さ
れ、教示された全光景領域の画像表示及び作業が完了す
れば、ＳＴ８はＹＥＳとなって（ルートＢ）、ファイル
を閉じ（ＳＴ２９）、観測による全作業を終了する。
６のフローチャートに従って説明する。まず、オペレー
タが装置を観測モードにセットする（ＳＴ２１）。次
に、対象光景のＩＤを図４の入力ユニット１２から入力
すると（ＳＴ２２）、上述の教示モードで教示された位
置データに従って、システム制御ユニット９が第１番目
の観測領域に位置決めするよう指示し、ミラー偏向制御
ユニット６が光偏向ミラー４ａ、４ｂのステッピングモ
ータ（図示せず）を駆動して指示された受光角にミラー
を偏向させ、光学的な位置決めを行う（ＳＴ２３）。そ
こで、教示された倍率データを受けて、結像光学制御ユ
ニット７が指示して結像光学系３ｂのズームレンズを制
御して、所期の倍率に合わせる（ＳＴ２４）。このタイ
ミングで自動合焦機能が動作する（ＳＴ２５）。このよ
うにして撮像素子３ａの受光面上に結像した光景領域像
を、撮像制御ユニット８からの撮像指令により撮像素子
３ａが撮像し、表示ユニット１４にその画像を表示する
（ＳＴ２６）。表示された画像を目視観測することによ
って、オペレータが必要な作業を実施し（ＳＴ２７）、
教示データに従い、ＳＴ２８がＮＯとなればフローは循
環サイクル（ルートＡ）に入り、次の光景領域に移って
同様の位置決め・画像表示・光景観測のフローが繰返さ
れ、教示された全光景領域の画像表示及び作業が完了す
れば、ＳＴ８はＹＥＳとなって（ルートＢ）、ファイル
を閉じ（ＳＴ２９）、観測による全作業を終了する。
【００３４】次に、第２実施例を説明する。本実施例は
第１実施例と同じく本発明に係る撮像対象領域位置決め
撮像装置の具体例である監視装置に属するが、例えば室
外で数十メートルを超える長い塀に沿って侵入者等を監
視する場合等に適合する、自動追尾機能を有する監視装
置である。監視領域の視界が広く、かつ奥行が深いた
め、その大きな３次元空間のどの位置に侵入者が出現す
るか予知出来ない場合である。そこで第１実施例とは異
なる要素として次の３要素が挙げられる。
第１実施例と同じく本発明に係る撮像対象領域位置決め
撮像装置の具体例である監視装置に属するが、例えば室
外で数十メートルを超える長い塀に沿って侵入者等を監
視する場合等に適合する、自動追尾機能を有する監視装
置である。監視領域の視界が広く、かつ奥行が深いた
め、その大きな３次元空間のどの位置に侵入者が出現す
るか予知出来ない場合である。そこで第１実施例とは異
なる要素として次の３要素が挙げられる。
【００３５】（イ）侵入者検出機能：広大な空間の中の
どの位置に侵入者が出現しても、検出出来ること。 （ロ）自動位置決め機能、自動焦点位置合わせ機能、自
動倍率合わせ機能：検出した対象に撮像方向を定め、光
学系の焦点を合わせ、適切な倍率で撮像出来ること。
どの位置に侵入者が出現しても、検出出来ること。 （ロ）自動位置決め機能、自動焦点位置合わせ機能、自
動倍率合わせ機能：検出した対象に撮像方向を定め、光
学系の焦点を合わせ、適切な倍率で撮像出来ること。
【００３６】全体的な光学的配置及び機能は、図１の第
１実施例の場合と同様であるので再述は割愛する。図７
を用いて第２実施例の全体構成と機能を説明する。第２
実施例は、例えば長い塀に両側を囲まれた通路全景２の
光景の中に人物１が侵入すると、その人物を検出して
（上述のイ）、人物の方向に撮像視角を位置決めし、焦
点位置を合わせ、撮像倍率を合わせ（上述のロ）、人物
を撮像する監視装置である。装置は作動状態にあると
き、図７のシステム制御ユニット９からの指令により、
図７の通路全景２を、結像光学系制御ユニット７が結像
光学系３ｂを制御して、例えば縦７フレーム×横６フレ
ーム＝計４２フレームに分割し、ミラー偏向制御ユニッ
ト６が２個の光偏向ミラー４ａ及び４ｂの偏向角を制御
して左上から右下へと常時走査的に位置決めし、撮像制
御ユニット８が撮像装置３ａを制御して順次撮像してい
る。各フレームの画像信号は順次画像処理演算ユニット
１０に送られ、ＣＰＵ１１によってメモリ１２にメモリ
されているそれぞれのフレーム画像データと画像処理技
術上比較され、画像データ上の差違が検出されなければ
平常事態と見なされ、装置の動作は変化を示さない。
１実施例の場合と同様であるので再述は割愛する。図７
を用いて第２実施例の全体構成と機能を説明する。第２
実施例は、例えば長い塀に両側を囲まれた通路全景２の
光景の中に人物１が侵入すると、その人物を検出して
（上述のイ）、人物の方向に撮像視角を位置決めし、焦
点位置を合わせ、撮像倍率を合わせ（上述のロ）、人物
を撮像する監視装置である。装置は作動状態にあると
き、図７のシステム制御ユニット９からの指令により、
図７の通路全景２を、結像光学系制御ユニット７が結像
光学系３ｂを制御して、例えば縦７フレーム×横６フレ
ーム＝計４２フレームに分割し、ミラー偏向制御ユニッ
ト６が２個の光偏向ミラー４ａ及び４ｂの偏向角を制御
して左上から右下へと常時走査的に位置決めし、撮像制
御ユニット８が撮像装置３ａを制御して順次撮像してい
る。各フレームの画像信号は順次画像処理演算ユニット
１０に送られ、ＣＰＵ１１によってメモリ１２にメモリ
されているそれぞれのフレーム画像データと画像処理技
術上比較され、画像データ上の差違が検出されなければ
平常事態と見なされ、装置の動作は変化を示さない。
【００３７】しかし、４２フレーム中のいずれかのフレ
ームの画像データに差違が検出されると、装置は走査的
位置決めを中止し、システム制御ユニット９はミラー偏
向制御ユニット６を制御して光偏向ミラー４ａ及び４ｂ
の偏向角を、画像データに差違が発生したフレームへと
偏向させ、結像光学制御ユニット７が結像光学系３ｂを
制御して、そのフレームを教示された倍率迄自動的にズ
ームアップし焦点距離を合わせた後、表示ユニット１６
にその画像を表示するか、あるいは通信ユニット１５を
通じて他所にあるモニタ・ステーション（図示せず）に
送信することも出来るし、またその画像をメモリ１２に
メモリし、後刻必要に応じて表示ユニット１６に再生表
示することも、あるいは通信ユニット１６を通じてモニ
タ・ステーションに再生表示することも出来る。
ームの画像データに差違が検出されると、装置は走査的
位置決めを中止し、システム制御ユニット９はミラー偏
向制御ユニット６を制御して光偏向ミラー４ａ及び４ｂ
の偏向角を、画像データに差違が発生したフレームへと
偏向させ、結像光学制御ユニット７が結像光学系３ｂを
制御して、そのフレームを教示された倍率迄自動的にズ
ームアップし焦点距離を合わせた後、表示ユニット１６
にその画像を表示するか、あるいは通信ユニット１５を
通じて他所にあるモニタ・ステーション（図示せず）に
送信することも出来るし、またその画像をメモリ１２に
メモリし、後刻必要に応じて表示ユニット１６に再生表
示することも、あるいは通信ユニット１６を通じてモニ
タ・ステーションに再生表示することも出来る。
【００３８】次に本発明に係る、撮像対象領域位置決め
撮像装置を利用した検査装置を第３実施例とする。第３
実施例はプリント配線板に搭載された部品の実装状況を
検査する、プリント配線板実装検査装置を例として説明
する。図８は本実施例の光路系の光学的配置を示す図で
あり、また図９は検査装置の全体構成を示す図である。
図８の光偏向ミラーＭθは、撮像対象と本実施例装置が
存在する空間のＸＹＺ３次元直交軸に於けるＺ軸方向の
軸Ａθの周りを回転し、光偏向ミラーＭφはＸ軸方向の
軸Ａφの周りを回転するので、両者の組合わせにより対
象が存在する平面（以下、「対象平面」と略称する〕を
２次元的に走査することが出来る。そこで、それぞれの
ミラーの偏向角を選択することにより、対象からの入射
光束を受光する角度が選定されるので、対象平面の特定
箇所を選択的に位置決めして、その箇所の像を後方へ伝
達することが出来る。即ちミラーＭθの角度を変えるこ
とにより、Ｘ方向位置決めが行われ、またミラーＭφの
角度を変えることによりＹ方向位置決めが行われる。本
実施例の光偏向ミラー装置については、第１実施例に於
いて説明した通りであるので、再述を省略する。
撮像装置を利用した検査装置を第３実施例とする。第３
実施例はプリント配線板に搭載された部品の実装状況を
検査する、プリント配線板実装検査装置を例として説明
する。図８は本実施例の光路系の光学的配置を示す図で
あり、また図９は検査装置の全体構成を示す図である。
図８の光偏向ミラーＭθは、撮像対象と本実施例装置が
存在する空間のＸＹＺ３次元直交軸に於けるＺ軸方向の
軸Ａθの周りを回転し、光偏向ミラーＭφはＸ軸方向の
軸Ａφの周りを回転するので、両者の組合わせにより対
象が存在する平面（以下、「対象平面」と略称する〕を
２次元的に走査することが出来る。そこで、それぞれの
ミラーの偏向角を選択することにより、対象からの入射
光束を受光する角度が選定されるので、対象平面の特定
箇所を選択的に位置決めして、その箇所の像を後方へ伝
達することが出来る。即ちミラーＭθの角度を変えるこ
とにより、Ｘ方向位置決めが行われ、またミラーＭφの
角度を変えることによりＹ方向位置決めが行われる。本
実施例の光偏向ミラー装置については、第１実施例に於
いて説明した通りであるので、再述を省略する。
【００３９】次に図８によって、第３実施例の結像系を
説明する。図８に於いて全ミラーを除去したと仮定する
と、レンズ群Ｌ1 〜Ｌ3 から成る結像光学系に関して
は、試料Ｐは図８のＰ’に存在することになる。結像光
学系のうち、レンズＬ1Zは対象側に配置した第１結像光
学系であって、色消しレンズを使用し、プリント配線板
上に搭載された電子部品のはんだ接合部検査のように、
比較的に遠距離にある対象を拡大して（例えば画素サイ
ズが１５ｎｍ×１５ｎｍ）画像化する必要のある場合に
有効な像縮小光学系としての機能を有している。撮像素
子側に配置した第２結像光学系は、本実施例ではレンズ
Ｌ2 とレンズＬ3 から構成され、変倍光光学系としての
機能を有している。第２結像光学系に於いては、レンズ
Ｌ2 はレンズＬ1 が結像した対象試料の縮小像を受け
て、レンズＬ3 が捉え得る像としてレンズＬ3 へ伝達す
るリレーレンズの役割を有し、レンズＬ3 はこの像を撮
像素子Ｉの受光面上に所定のサイズとして結像する。こ
の第２結像光学系のレンズＬ2とレンズＬ3 は、変倍光
学系としての機能を有する一体化レンズとしても勿論有
効である。第３実施例では、レンズＬ3 をズームレンズ
としているので、図９の結像光学系制御ユニット７から
の結像光学系制御信号によりズーム倍率を指定すれば、
上述の所定のサイズの像が得られる。図８に於いて、Ｌ
3 ’はＬ3 のズーム位置である。ただし、レンズＬ3 は
ズームレンズではなくとも、レンズ交換により目的を達
成することも出来る。第３実施例の受光角選定のための
光学的配置は上述の通りであり、結像光学系によって、
撮像したい対象領域のサイズを設定し、ミラー偏向角を
撮像したい領域の方向に設定すれば、対象Ｐの中の撮像
したい領域に撮像したいサイズの領域が位置決めされ、
その領域を撮像することが出来る。
説明する。図８に於いて全ミラーを除去したと仮定する
と、レンズ群Ｌ1 〜Ｌ3 から成る結像光学系に関して
は、試料Ｐは図８のＰ’に存在することになる。結像光
学系のうち、レンズＬ1Zは対象側に配置した第１結像光
学系であって、色消しレンズを使用し、プリント配線板
上に搭載された電子部品のはんだ接合部検査のように、
比較的に遠距離にある対象を拡大して（例えば画素サイ
ズが１５ｎｍ×１５ｎｍ）画像化する必要のある場合に
有効な像縮小光学系としての機能を有している。撮像素
子側に配置した第２結像光学系は、本実施例ではレンズ
Ｌ2 とレンズＬ3 から構成され、変倍光光学系としての
機能を有している。第２結像光学系に於いては、レンズ
Ｌ2 はレンズＬ1 が結像した対象試料の縮小像を受け
て、レンズＬ3 が捉え得る像としてレンズＬ3 へ伝達す
るリレーレンズの役割を有し、レンズＬ3 はこの像を撮
像素子Ｉの受光面上に所定のサイズとして結像する。こ
の第２結像光学系のレンズＬ2とレンズＬ3 は、変倍光
学系としての機能を有する一体化レンズとしても勿論有
効である。第３実施例では、レンズＬ3 をズームレンズ
としているので、図９の結像光学系制御ユニット７から
の結像光学系制御信号によりズーム倍率を指定すれば、
上述の所定のサイズの像が得られる。図８に於いて、Ｌ
3 ’はＬ3 のズーム位置である。ただし、レンズＬ3 は
ズームレンズではなくとも、レンズ交換により目的を達
成することも出来る。第３実施例の受光角選定のための
光学的配置は上述の通りであり、結像光学系によって、
撮像したい対象領域のサイズを設定し、ミラー偏向角を
撮像したい領域の方向に設定すれば、対象Ｐの中の撮像
したい領域に撮像したいサイズの領域が位置決めされ、
その領域を撮像することが出来る。
【００４０】ここで、縮小光学系の倍率をｍ1 、変倍光
学系の倍率をｍ2 とすれば、結像光学系の総合倍率は、
ｍ＝ｍ1 ×ｍ2 である。本実施例検査装置の動作を簡単
に述べると、図９のメモリ１２にあらかじめ教示によっ
てプリント配線板上の撮像位置と撮像エリアをメモリし
ておけば、ズームレンズＬ3 とミラーＭθ、Ｍφが教示
通りに動作し、所定の位置決め撮像が達成される（詳細
説明は後述する）。
学系の倍率をｍ2 とすれば、結像光学系の総合倍率は、
ｍ＝ｍ1 ×ｍ2 である。本実施例検査装置の動作を簡単
に述べると、図９のメモリ１２にあらかじめ教示によっ
てプリント配線板上の撮像位置と撮像エリアをメモリし
ておけば、ズームレンズＬ3 とミラーＭθ、Ｍφが教示
通りに動作し、所定の位置決め撮像が達成される（詳細
説明は後述する）。
【００４１】図９に於いて、１は検査対象、２は検査対
象１をセットする載物台、３ａは撮像装置、３ｂは結像
光学系、４は光偏向反射装置、５は制御・演算部、６は
光偏向反射装置４の受光角選定を制御するミラー偏向制
御ユニット、７は結像光学系３ｂの結像条件を制御する
結像光学系制御ユニット、８は撮像装置３ａの撮像条件
を制御する撮像制御ユニット、９は本実施例の全システ
ムの動作を制御するシステム制御ユニット、１０は画像
処理演算ユニット、１１はＣＰＵ、１２はメモリ、１３
は入力ユニット、１４は出力ユニット、１５は通信ユニ
ット、１６は表示ユニット、１７はバスである。
象１をセットする載物台、３ａは撮像装置、３ｂは結像
光学系、４は光偏向反射装置、５は制御・演算部、６は
光偏向反射装置４の受光角選定を制御するミラー偏向制
御ユニット、７は結像光学系３ｂの結像条件を制御する
結像光学系制御ユニット、８は撮像装置３ａの撮像条件
を制御する撮像制御ユニット、９は本実施例の全システ
ムの動作を制御するシステム制御ユニット、１０は画像
処理演算ユニット、１１はＣＰＵ、１２はメモリ、１３
は入力ユニット、１４は出力ユニット、１５は通信ユニ
ット、１６は表示ユニット、１７はバスである。
【００４２】第３実施例の位置決め撮像機能のための基
本構成と概略の動作は以上述べた通りであり、一般的な
位置決め撮像による観察や観測の目的は達成される。し
かし、本発明に係る技術を計測や、計測を基礎とする検
査などに適用する場合には、斜方視から由来する歪みの
関与が無視出来なくなる。光偏向ミラーの偏向角が大に
なると、光路長は三角関数的に伸長し、撮像の目的によ
っては以下のような要素が問題となる場合が出てくる。
特に、対象がプリント配線板やウエハーのような平面状
である場合には、この歪みの存在がより顕在化する。
本構成と概略の動作は以上述べた通りであり、一般的な
位置決め撮像による観察や観測の目的は達成される。し
かし、本発明に係る技術を計測や、計測を基礎とする検
査などに適用する場合には、斜方視から由来する歪みの
関与が無視出来なくなる。光偏向ミラーの偏向角が大に
なると、光路長は三角関数的に伸長し、撮像の目的によ
っては以下のような要素が問題となる場合が出てくる。
特に、対象がプリント配線板やウエハーのような平面状
である場合には、この歪みの存在がより顕在化する。
【００４３】項目（１）焦点距離ずれ：結像光学系の焦
点距離は一定なので、光偏向ミラー偏向角が大となるに
つれ、焦点距離を半径とする３次元極座標上の焦点球面
と、対象平面の懸隔は、大となる。即ち、偏向角に比例
して、“焦点逸脱線分長”が甚しくなる。 項目（２）位置決め歪み：偏向角を等分割して、即ち、
等角でミラーを偏向させると、対象平面上に於ける位置
決めは方形格子（注：ここで、用語「方形」は正方形の
みならず長方形をも意味するとして用いている）上には
なく、偏向角の値に対応して歪んだ格子上に存在する。
点距離は一定なので、光偏向ミラー偏向角が大となるに
つれ、焦点距離を半径とする３次元極座標上の焦点球面
と、対象平面の懸隔は、大となる。即ち、偏向角に比例
して、“焦点逸脱線分長”が甚しくなる。 項目（２）位置決め歪み：偏向角を等分割して、即ち、
等角でミラーを偏向させると、対象平面上に於ける位置
決めは方形格子（注：ここで、用語「方形」は正方形の
みならず長方形をも意味するとして用いている）上には
なく、偏向角の値に対応して歪んだ格子上に存在する。
【００４４】項目（３）撮像領域サイズの異同：光偏向
ミラーの偏向角の値に対応して発生する、撮像対象領域
サイズの異同である。光偏向ミラーの偏向角が異なる位
置に撮像領域が存在すると、撮像対象領域のサイズが異
なる。 項目（４）画素歪み：焦点距離を半径とする３次元極座
標上の焦点球面を対象平面に投影しているので、１撮像
対象領域内の画素データ（位置及びサイズ）が、画素の
光偏向ミラーからの距離に従って異なるし、また対象平
面上直交座標データとも異なってしまう。
ミラーの偏向角の値に対応して発生する、撮像対象領域
サイズの異同である。光偏向ミラーの偏向角が異なる位
置に撮像領域が存在すると、撮像対象領域のサイズが異
なる。 項目（４）画素歪み：焦点距離を半径とする３次元極座
標上の焦点球面を対象平面に投影しているので、１撮像
対象領域内の画素データ（位置及びサイズ）が、画素の
光偏向ミラーからの距離に従って異なるし、また対象平
面上直交座標データとも異なってしまう。
【００４５】まず、項目（１）の焦点距離ずれに関す
る、本発明による解決技術について説明する。図１０に
於いて、当初Ｍ’の位置にあるミラーによりＯ’の位置
にある撮像領域を撮像し、次にＯの位置に位置決めし
て、次の撮像対象領域を撮像したとすると、対象からミ
ラーまでの光路長は、当初Ｍ’Ｏ’＝ｈ’であったもの
が、次にはＭ’Ｏに伸長する。そこで、Ｍ’Ｏがｈ’に
なるように、ミラーをＭ’から対象へ向かって近接させ
ると（トランスレータ機能）、Ｍの位置で撮像対象領域
Ｏが丁度結像光学系の焦点位置となり、焦点逸脱が解消
する。このとき、ミラーはＭＭ’＝ａだけ移動したこと
になる。この移動距離ａは、演算式（１）〜（３）から
演算手段により算出される。この光路長の変更は、図８
のミラー以降の全システムを移動させることを意味する
が、その方法では対象に対する光学系の相対位置が変化
してしまう。そこで実際上はミラー位置をそのままと
し、結像光学系のみを一体として前後移動させる。本実
施例では更に進んだ方法として、図８に示すように、モ
ータ（図示せず）駆動によりレンズＬ1Zのみを前後移動
させることによって、レンズ移動距離の短縮化と構造上
の簡単化を実現している。このレンズ移動は、図９のシ
ステム制御ユニット９からの指令により、結像光学系制
御ユニット７が結像光学系３ｂに送るレンズ移動制御信
号により、モータ（図示せず）を駆動して実現される。
ここで、結像光学系制御ユニット７は、以下の手順で算
出され伝達される情報により作動する。即ち、ＣＰＵ１
０が、予め図９のメモリ１２にメモリされた演算式
（１）〜（３）により、入力ユニット１３から入力され
た図１０のｈ’値を用いてａ値を算出し、この値をレン
ズＬ1Zの移動距離に換算して結像光学系制御ユニット７
に伝達すると、結像光学系制御ユニット７は、その値に
従ってモータを駆動してレンズＬ1Zを移動させるのであ
る。この方法では、レンズＬ1Zの前後移動によって上述
の縮小光学系倍率ｍ1 が変わるので、変倍光学系倍率ｍ
2 のズーム比を対応させることによって、総合倍率ｍ＝
ｍ1 ×ｍ2 が変化しないようにしている。
る、本発明による解決技術について説明する。図１０に
於いて、当初Ｍ’の位置にあるミラーによりＯ’の位置
にある撮像領域を撮像し、次にＯの位置に位置決めし
て、次の撮像対象領域を撮像したとすると、対象からミ
ラーまでの光路長は、当初Ｍ’Ｏ’＝ｈ’であったもの
が、次にはＭ’Ｏに伸長する。そこで、Ｍ’Ｏがｈ’に
なるように、ミラーをＭ’から対象へ向かって近接させ
ると（トランスレータ機能）、Ｍの位置で撮像対象領域
Ｏが丁度結像光学系の焦点位置となり、焦点逸脱が解消
する。このとき、ミラーはＭＭ’＝ａだけ移動したこと
になる。この移動距離ａは、演算式（１）〜（３）から
演算手段により算出される。この光路長の変更は、図８
のミラー以降の全システムを移動させることを意味する
が、その方法では対象に対する光学系の相対位置が変化
してしまう。そこで実際上はミラー位置をそのままと
し、結像光学系のみを一体として前後移動させる。本実
施例では更に進んだ方法として、図８に示すように、モ
ータ（図示せず）駆動によりレンズＬ1Zのみを前後移動
させることによって、レンズ移動距離の短縮化と構造上
の簡単化を実現している。このレンズ移動は、図９のシ
ステム制御ユニット９からの指令により、結像光学系制
御ユニット７が結像光学系３ｂに送るレンズ移動制御信
号により、モータ（図示せず）を駆動して実現される。
ここで、結像光学系制御ユニット７は、以下の手順で算
出され伝達される情報により作動する。即ち、ＣＰＵ１
０が、予め図９のメモリ１２にメモリされた演算式
（１）〜（３）により、入力ユニット１３から入力され
た図１０のｈ’値を用いてａ値を算出し、この値をレン
ズＬ1Zの移動距離に換算して結像光学系制御ユニット７
に伝達すると、結像光学系制御ユニット７は、その値に
従ってモータを駆動してレンズＬ1Zを移動させるのであ
る。この方法では、レンズＬ1Zの前後移動によって上述
の縮小光学系倍率ｍ1 が変わるので、変倍光学系倍率ｍ
2 のズーム比を対応させることによって、総合倍率ｍ＝
ｍ1 ×ｍ2 が変化しないようにしている。
【００４６】次に、項目（２）の位置決め位置の歪みに
関する、本発明の解決技術について説明する。受光角選
定をミラーの等角度分割偏向により位置決めを行うと、
その焦点位置は焦点距離を半径とする３次元極座標で球
面を形成するので、対象平面上では直交座標上の方形格
子ではなく、図１１に示したような歪んだ格子模様が描
かれる（ピンクッション・エラー）。これは、対象平面
上に焦点球面の中心射影、即ち心射図が描かれるためで
ある。図１１の格子歪みの生成を防止するには、受光角
選定を極座標等角分割法で行うのでなく、図１２の演算
式（４）で示された焦点球面の心射図投影演算に於い
て、予めＸ、Ｙの値を方形格子座標値として定め、しか
る後に光偏向ミラーの偏向値、θ及びφを逆問題解とし
て逆算算出すれば良い。本実施例は、この演算子を図９
のメモリ１２がメモリし、対象の実寸に応じた位置決め
座標値を用いて、ＣＰＵ１１がこの逆算を実施し、対象
平面上で方形格子を生成させている。
関する、本発明の解決技術について説明する。受光角選
定をミラーの等角度分割偏向により位置決めを行うと、
その焦点位置は焦点距離を半径とする３次元極座標で球
面を形成するので、対象平面上では直交座標上の方形格
子ではなく、図１１に示したような歪んだ格子模様が描
かれる（ピンクッション・エラー）。これは、対象平面
上に焦点球面の中心射影、即ち心射図が描かれるためで
ある。図１１の格子歪みの生成を防止するには、受光角
選定を極座標等角分割法で行うのでなく、図１２の演算
式（４）で示された焦点球面の心射図投影演算に於い
て、予めＸ、Ｙの値を方形格子座標値として定め、しか
る後に光偏向ミラーの偏向値、θ及びφを逆問題解とし
て逆算算出すれば良い。本実施例は、この演算子を図９
のメモリ１２がメモリし、対象の実寸に応じた位置決め
座標値を用いて、ＣＰＵ１１がこの逆算を実施し、対象
平面上で方形格子を生成させている。
【００４７】次に、項目（３）の撮像対象領域サイズの
異同に関する、本発明による解決技術について説明す
る。まず、このサイズ差違の算出法を説明する。これ
は、同一の対象物内の撮像対象領域のエリア・サイズの
差違であり、例えば１枚のプリント配線板の複数領域を
撮像しようとする場合、ミラーから最短距離にある撮像
対象領域と最長距離にある撮像対象領域とでは、ミラー
の偏向角の値に対応して面積の差違が発生する。図１３
に於いて、対象物のミラー位置Ｍ’から撮像対象領域を
見る視角αを以って、最短距離にある撮像対象領域を見
たときのΔｄ’の長さは、距離ｌだけ隔った最長距離の
撮像対象領域では、Δｄの長さとなる。このとき、前述
の焦点距離合わせをしない場合には、Δｄは演算式
（６）によって算出され、Δｄ’は演算式（５）によっ
て算出される。また、前述の焦点距離合わせを実施した
場合には、Δｄは演算式（７）によって算出される値と
なる。その大きさの比率＝Δｄ／Δｄ’となる。この差
違の解消方法は光学的方法であって、光偏向ミラーが対
象物を見る角度範囲（αより大で、βまたはβ’より
小）の伏角に応じて、撮像手段受光面に結像する撮像対
象領域像の倍率を、変倍光学系のズーム機能により変更
し、常に同一倍率でエリアを撮像する方法である。伏角
と倍率補正量の関係は、ルックアップ・テーブルとして
図９のメモリにメモリし、ＣＰＵ１１が実値から算出し
ている。この倍率補正についてはまた、既述の図８のレ
ンズＬ1Zの前後移動によっても同様の効果が得られる。
異同に関する、本発明による解決技術について説明す
る。まず、このサイズ差違の算出法を説明する。これ
は、同一の対象物内の撮像対象領域のエリア・サイズの
差違であり、例えば１枚のプリント配線板の複数領域を
撮像しようとする場合、ミラーから最短距離にある撮像
対象領域と最長距離にある撮像対象領域とでは、ミラー
の偏向角の値に対応して面積の差違が発生する。図１３
に於いて、対象物のミラー位置Ｍ’から撮像対象領域を
見る視角αを以って、最短距離にある撮像対象領域を見
たときのΔｄ’の長さは、距離ｌだけ隔った最長距離の
撮像対象領域では、Δｄの長さとなる。このとき、前述
の焦点距離合わせをしない場合には、Δｄは演算式
（６）によって算出され、Δｄ’は演算式（５）によっ
て算出される。また、前述の焦点距離合わせを実施した
場合には、Δｄは演算式（７）によって算出される値と
なる。その大きさの比率＝Δｄ／Δｄ’となる。この差
違の解消方法は光学的方法であって、光偏向ミラーが対
象物を見る角度範囲（αより大で、βまたはβ’より
小）の伏角に応じて、撮像手段受光面に結像する撮像対
象領域像の倍率を、変倍光学系のズーム機能により変更
し、常に同一倍率でエリアを撮像する方法である。伏角
と倍率補正量の関係は、ルックアップ・テーブルとして
図９のメモリにメモリし、ＣＰＵ１１が実値から算出し
ている。この倍率補正についてはまた、既述の図８のレ
ンズＬ1Zの前後移動によっても同様の効果が得られる。
【００４８】次に、項目（４）の同一撮像対象領域内の
画素データの異同の解決法について説明する。この歪み
の発生理由も基本的に項目（２）と同じであって、受光
角選定をミラーの等角分割偏向により位置決めを行う
と、その焦点位置は焦点距離を半径とする３次元極座標
で球面を形成するために発生するので、対象平面上の画
素データのＸ、Ｙ値と光偏向ミラー偏向角θ及びφとの
関係は、図１２の演算式（４）で示された焦点球面の心
射図投影演算より求めることが出来る。そこで本実施例
は、この演算子を図９のメモリ１２がメモリし、対象の
実寸に応じた位置決め座標値を用いて、ＣＰＵ１１がこ
の演算を実施し、この画素データ歪みを補正した後、品
質良否判定パラメータを算出している。
画素データの異同の解決法について説明する。この歪み
の発生理由も基本的に項目（２）と同じであって、受光
角選定をミラーの等角分割偏向により位置決めを行う
と、その焦点位置は焦点距離を半径とする３次元極座標
で球面を形成するために発生するので、対象平面上の画
素データのＸ、Ｙ値と光偏向ミラー偏向角θ及びφとの
関係は、図１２の演算式（４）で示された焦点球面の心
射図投影演算より求めることが出来る。そこで本実施例
は、この演算子を図９のメモリ１２がメモリし、対象の
実寸に応じた位置決め座標値を用いて、ＣＰＵ１１がこ
の演算を実施し、この画素データ歪みを補正した後、品
質良否判定パラメータを算出している。
【００４９】次に、図１４のフローチャートに従って、
第３実施例の動作教示フローを説明する。まずオペレー
タが図９の入力ユニット１３により装置を教示モードＩ
にセットする（ＳＴ３１）。次に対象のＩＤを入力し
（ＳＴ３２）、対象を図９の載物台の定位置にセットす
る（ＳＴ３３）。次に、入力ユニット１３からミラー偏
向制御ユニット６を介して光偏向ミラー４ａ、４ｂを操
作して、第１番目の観測領域に位置決めし（ＳＴ３
４）、結像光学系制御ユニット７を介して結像光学系３
ｂを操作して焦点距離を合わせつつ（ＳＴ３５）、撮像
制御ユニット８を介して撮像装置３ａを操作して第１番
目の観測領域を撮像して画像表示し（ＳＴ３６）、オペ
レータが画像を見ながら結像光学系制御ユニット７を介
して結像光学系３ｂを操作して、この対象の撮像倍率を
決定し、決定した倍率をメモリ１２にメモリする（ＳＴ
３７）。次に装置を教示モードＩＩにセットする（ＳＴ
３８）。教示モードＩＩでは、焦点距離合わせと設定倍
率に準じた倍率合わせは全て自動的に行われる。これら
の自動合わせは、図９の載物台２からの光偏向ミラー４
ａの高さをプリセットすると（ＳＴ３９）、焦点距離合
わせについては前述の演算式（１）〜（３）（図１０）
により、また倍率合わせについては前述の演算式（５）
〜（６）（図１３）により、それぞれ自動的に演算して
行われる。光偏向ミラー高さのプリセットは、別途設備
された高さセンサ（図示せず）によって、自動的に行っ
ても同様の効果が得られること勿論である。前記設定倍
率で光偏向ミラー４ａ、４ｂを操作して対象の全域を２
次元走査し、順次撮像して画像表示して行き（ＳＴ４
０）、この対象について検査に必要な領域の画像が表示
されたときごとに、その領域が撮像対象領域であること
を指定する信号をオペレータが入力すると、その位置デ
ータはメモリ１２にメモリされる（ＳＴ４１）。このよ
うにして、全検査領域の位置データのメモリが完了する
と、ＳＴ４２がＹＥＳとなって、対象を載物台２の定位
置から除外し（ＳＴ４３）、教示が完了する。以上述べ
た操作フローに従って完成した教示データは、この対象
の検査すべき全領域の位置データと撮像倍率データを含
んでおり、図９のメモリ１２にメモリされたのである。
この検査データの教示は、いま述べた検査対象そのもの
を用いる方法の他に、コンピュータ設計データ、即ちＣ
ＡＤデータの持つ位置データを利用して行うことも可能
である。その場合は現物が不要であるが、撮像のための
倍率データと光偏向ミラーの高さデータは別途入力して
やる必要がある。
第３実施例の動作教示フローを説明する。まずオペレー
タが図９の入力ユニット１３により装置を教示モードＩ
にセットする（ＳＴ３１）。次に対象のＩＤを入力し
（ＳＴ３２）、対象を図９の載物台の定位置にセットす
る（ＳＴ３３）。次に、入力ユニット１３からミラー偏
向制御ユニット６を介して光偏向ミラー４ａ、４ｂを操
作して、第１番目の観測領域に位置決めし（ＳＴ３
４）、結像光学系制御ユニット７を介して結像光学系３
ｂを操作して焦点距離を合わせつつ（ＳＴ３５）、撮像
制御ユニット８を介して撮像装置３ａを操作して第１番
目の観測領域を撮像して画像表示し（ＳＴ３６）、オペ
レータが画像を見ながら結像光学系制御ユニット７を介
して結像光学系３ｂを操作して、この対象の撮像倍率を
決定し、決定した倍率をメモリ１２にメモリする（ＳＴ
３７）。次に装置を教示モードＩＩにセットする（ＳＴ
３８）。教示モードＩＩでは、焦点距離合わせと設定倍
率に準じた倍率合わせは全て自動的に行われる。これら
の自動合わせは、図９の載物台２からの光偏向ミラー４
ａの高さをプリセットすると（ＳＴ３９）、焦点距離合
わせについては前述の演算式（１）〜（３）（図１０）
により、また倍率合わせについては前述の演算式（５）
〜（６）（図１３）により、それぞれ自動的に演算して
行われる。光偏向ミラー高さのプリセットは、別途設備
された高さセンサ（図示せず）によって、自動的に行っ
ても同様の効果が得られること勿論である。前記設定倍
率で光偏向ミラー４ａ、４ｂを操作して対象の全域を２
次元走査し、順次撮像して画像表示して行き（ＳＴ４
０）、この対象について検査に必要な領域の画像が表示
されたときごとに、その領域が撮像対象領域であること
を指定する信号をオペレータが入力すると、その位置デ
ータはメモリ１２にメモリされる（ＳＴ４１）。このよ
うにして、全検査領域の位置データのメモリが完了する
と、ＳＴ４２がＹＥＳとなって、対象を載物台２の定位
置から除外し（ＳＴ４３）、教示が完了する。以上述べ
た操作フローに従って完成した教示データは、この対象
の検査すべき全領域の位置データと撮像倍率データを含
んでおり、図９のメモリ１２にメモリされたのである。
この検査データの教示は、いま述べた検査対象そのもの
を用いる方法の他に、コンピュータ設計データ、即ちＣ
ＡＤデータの持つ位置データを利用して行うことも可能
である。その場合は現物が不要であるが、撮像のための
倍率データと光偏向ミラーの高さデータは別途入力して
やる必要がある。
【００５０】次に、第３実施例の検査フローについて、
図１５のフローチャートに従って説明する。まず、オペ
レータが装置を検査モードにセットする（ＳＴ５１）。
次に、検査対象のＩＤを図９の入力ユニット１３から入
力し（ＳＴ５２）、検査対象を載物台２の定位置にセッ
トすると（ＳＴ５３）、上述の教示モードで教示された
位置データに従って、システム制御ユニット９が第１番
目の検査領域に位置決めするよう指示し、ミラー偏向制
御ユニット６が光偏向ミラー４ａ、４ｂのステッピング
モータ（図示せず）を駆動して指示された受光角にミラ
ーを偏向させ、光学的な位置決めを行う（ＳＴ５４）。
そこで、ＣＰＵ１１がミラーの偏向データと教示された
高さデータから演算式（１）〜（３）（図１０）により
算出した焦点距離ずれデータを受けて、結像光学系制御
ユニット７が指示して結像光学系３ｂを移動（トランス
レート）させ、自動焦点距離合わせを行う（ＳＴ５
５）。するとＣＰＵ１１がミラーの偏向角データと教示
された高さデータから演算式（５）〜（７）（図１３）
により算出した倍率データを受けて、結像光学系制御ユ
ニット７が指示して結像光学系３ｂのズームレンズを制
御して、所期の倍率に合わせる（ＳＴ５６）。このよう
にして撮像素子３ａの受光面上に結像した検査領域像
を、撮像制御ユニット８からの撮像指令により撮像素子
３ａが撮像し、画像処理演算ユニット１０が画像データ
を得（ＳＴ５７）、画素データ歪みを補正して品質良否
判定パラメータを算出する（ＳＴ５８）。メモリ１２に
メモリされている品質良否判定アルゴリズムを用い、Ｃ
ＰＵ１１がこのパラメータから検査対象の品質良否を自
動判定する（ＳＴ５９）。判定結果データは必要によ
り、メモリ１２にメモリし、あるいは表示ユニット１６
に表示し、あるいはプリンタ等の出力ユニット１４に出
力する。教示データに従いＳＴ６１がＮＯとなれば、フ
ローチャートは循環サイクル（ルートＡ）に入り、次の
検査領域に移って同様の検査フローが繰返され、教示さ
れた全検査領域の自動検査が完了すれば、ＳＴ６１はＹ
ＥＳとなって（ルートＢ）、検査対象を定位置から除外
し（ＳＴ６２）、検査を終了する。また、メモリ１２に
メモリした検査結果は、ロットごとにまとめて通信ユニ
ット１５を通じて他所のステーションに送信し、品質管
理等に利用することも可能である（ステップは図示せ
ず）。
図１５のフローチャートに従って説明する。まず、オペ
レータが装置を検査モードにセットする（ＳＴ５１）。
次に、検査対象のＩＤを図９の入力ユニット１３から入
力し（ＳＴ５２）、検査対象を載物台２の定位置にセッ
トすると（ＳＴ５３）、上述の教示モードで教示された
位置データに従って、システム制御ユニット９が第１番
目の検査領域に位置決めするよう指示し、ミラー偏向制
御ユニット６が光偏向ミラー４ａ、４ｂのステッピング
モータ（図示せず）を駆動して指示された受光角にミラ
ーを偏向させ、光学的な位置決めを行う（ＳＴ５４）。
そこで、ＣＰＵ１１がミラーの偏向データと教示された
高さデータから演算式（１）〜（３）（図１０）により
算出した焦点距離ずれデータを受けて、結像光学系制御
ユニット７が指示して結像光学系３ｂを移動（トランス
レート）させ、自動焦点距離合わせを行う（ＳＴ５
５）。するとＣＰＵ１１がミラーの偏向角データと教示
された高さデータから演算式（５）〜（７）（図１３）
により算出した倍率データを受けて、結像光学系制御ユ
ニット７が指示して結像光学系３ｂのズームレンズを制
御して、所期の倍率に合わせる（ＳＴ５６）。このよう
にして撮像素子３ａの受光面上に結像した検査領域像
を、撮像制御ユニット８からの撮像指令により撮像素子
３ａが撮像し、画像処理演算ユニット１０が画像データ
を得（ＳＴ５７）、画素データ歪みを補正して品質良否
判定パラメータを算出する（ＳＴ５８）。メモリ１２に
メモリされている品質良否判定アルゴリズムを用い、Ｃ
ＰＵ１１がこのパラメータから検査対象の品質良否を自
動判定する（ＳＴ５９）。判定結果データは必要によ
り、メモリ１２にメモリし、あるいは表示ユニット１６
に表示し、あるいはプリンタ等の出力ユニット１４に出
力する。教示データに従いＳＴ６１がＮＯとなれば、フ
ローチャートは循環サイクル（ルートＡ）に入り、次の
検査領域に移って同様の検査フローが繰返され、教示さ
れた全検査領域の自動検査が完了すれば、ＳＴ６１はＹ
ＥＳとなって（ルートＢ）、検査対象を定位置から除外
し（ＳＴ６２）、検査を終了する。また、メモリ１２に
メモリした検査結果は、ロットごとにまとめて通信ユニ
ット１５を通じて他所のステーションに送信し、品質管
理等に利用することも可能である（ステップは図示せ
ず）。
【００５１】次に、第４実施例について、プリント配線
板に搭載された部品の実装状況を目視検査する、プリン
ト配線板実装検査装置を例として説明する。図１６は検
査装置の全体構成を示す図であり、図１７は検査の動作
ステップを示す、フローチャートである。本実施例は、
検査対象を撮像して画像表示し、その画像をオペレータ
が目視観測することによって、電子部品実装品質の良否
判定を行う検査装置である。そのため画像データを利用
した画像認識プロセスが不要であり、その全体構成（図
１６）は、第３実施例の全体構成から画像処理演算ユニ
ットを省略した構成となっている。本実施例の動作教示
フローは第３実施例と本質的に同様である。それは、自
動認識判定以外のステップが同様のためである。そこで
第４実施例の検査フローを、図１７に従って説明する。
まず、オペレータが装置を検査モードにセットする（Ｓ
Ｔ７１）。次に、検査対象のＩＤを図１６の入力ユニッ
ト１２から入力し（ＳＴ７２）、検査対象を載物台２の
定位置にセットすると（ＳＴ７３）、教示モードで教示
された位置データに従って、システム制御ユニット９が
第１番目の検査領域に位置決めするよう指示し、ミラー
偏向制御ユニット６が光偏向ミラー４ａ、４ｂのステッ
ピングモータ（図示せず）を駆動して指示された受光角
にミラーを偏向させ、光学的な位置決めを行う（ＳＴ７
４）。そこで、ＣＰＵ１０がミラーの偏向角データと教
示された高さデータから演算式（１）〜（３）（図１
０）により算出した焦点距離ずれデータを受けて、結像
光学系制御ユニット７が指示して結像光学系３ｂを移動
（トランスレート）させ、自動焦点距離合わせを行う
（ＳＴ７５）。するとＣＰＵ１０がミラーの偏向角デー
タと教示された高さデータから演算式（５）〜（７）
（図１３）により算出した倍率データを受けて、結像光
学系制御ユニット７が指示して結像光学系３ｂのズーム
レンズを制御して、所期の倍率に合わせる（ＳＴ７
６）。このようにして撮像素子３ａの受光面上に結像し
た検査領域像を、撮像制御ユニット８からの撮像指令に
より撮像素子３ａが撮像し、その画像を表示ユニット１
５に表示する（ＳＴ７７）。
板に搭載された部品の実装状況を目視検査する、プリン
ト配線板実装検査装置を例として説明する。図１６は検
査装置の全体構成を示す図であり、図１７は検査の動作
ステップを示す、フローチャートである。本実施例は、
検査対象を撮像して画像表示し、その画像をオペレータ
が目視観測することによって、電子部品実装品質の良否
判定を行う検査装置である。そのため画像データを利用
した画像認識プロセスが不要であり、その全体構成（図
１６）は、第３実施例の全体構成から画像処理演算ユニ
ットを省略した構成となっている。本実施例の動作教示
フローは第３実施例と本質的に同様である。それは、自
動認識判定以外のステップが同様のためである。そこで
第４実施例の検査フローを、図１７に従って説明する。
まず、オペレータが装置を検査モードにセットする（Ｓ
Ｔ７１）。次に、検査対象のＩＤを図１６の入力ユニッ
ト１２から入力し（ＳＴ７２）、検査対象を載物台２の
定位置にセットすると（ＳＴ７３）、教示モードで教示
された位置データに従って、システム制御ユニット９が
第１番目の検査領域に位置決めするよう指示し、ミラー
偏向制御ユニット６が光偏向ミラー４ａ、４ｂのステッ
ピングモータ（図示せず）を駆動して指示された受光角
にミラーを偏向させ、光学的な位置決めを行う（ＳＴ７
４）。そこで、ＣＰＵ１０がミラーの偏向角データと教
示された高さデータから演算式（１）〜（３）（図１
０）により算出した焦点距離ずれデータを受けて、結像
光学系制御ユニット７が指示して結像光学系３ｂを移動
（トランスレート）させ、自動焦点距離合わせを行う
（ＳＴ７５）。するとＣＰＵ１０がミラーの偏向角デー
タと教示された高さデータから演算式（５）〜（７）
（図１３）により算出した倍率データを受けて、結像光
学系制御ユニット７が指示して結像光学系３ｂのズーム
レンズを制御して、所期の倍率に合わせる（ＳＴ７
６）。このようにして撮像素子３ａの受光面上に結像し
た検査領域像を、撮像制御ユニット８からの撮像指令に
より撮像素子３ａが撮像し、その画像を表示ユニット１
５に表示する（ＳＴ７７）。
【００５２】オペレータはその画像を目視観測すること
によって、実装品質の良否を判定し（ＳＴ７８）、判定
結果を入力ユニット１２から入力する（ＳＴ７９）。判
定結果データは必要により、メモリ１１にメモリし、あ
るいは表示ユニット１６に表示し、あるいはプリンタ等
の出力ユニット１３に出力する。教示データに従いＳＴ
８０がＮＯとなれば、フローは循環サイクル（ルート
Ａ）に入り、次の検査領域に移って同様の検査フローが
繰返され、教示された全検査領域の目視検査が完了すれ
ば、ＳＴ８０はＹＥＳとなって（ルートＢ）、検査対象
を定位置から除外し（ＳＴ８１）、検査を終了する。ま
た、メモリ１１にメモリした検査結果は、ロットごとに
まとめて通信ユニット１４を通じて他所のステーション
に送信し、品質管理等に利用することも可能である（ス
テップは図示せず）。
によって、実装品質の良否を判定し（ＳＴ７８）、判定
結果を入力ユニット１２から入力する（ＳＴ７９）。判
定結果データは必要により、メモリ１１にメモリし、あ
るいは表示ユニット１６に表示し、あるいはプリンタ等
の出力ユニット１３に出力する。教示データに従いＳＴ
８０がＮＯとなれば、フローは循環サイクル（ルート
Ａ）に入り、次の検査領域に移って同様の検査フローが
繰返され、教示された全検査領域の目視検査が完了すれ
ば、ＳＴ８０はＹＥＳとなって（ルートＢ）、検査対象
を定位置から除外し（ＳＴ８１）、検査を終了する。ま
た、メモリ１１にメモリした検査結果は、ロットごとに
まとめて通信ユニット１４を通じて他所のステーション
に送信し、品質管理等に利用することも可能である（ス
テップは図示せず）。
【００５３】次に本発明の第５実施例である検査装置を
説明する。第５実施例の構成は図９の通りであり第３実
施例と同様であるが、第３実施例と異なる要素は、検査
対象の自動検査を行った後、不良判定された箇所のみを
画像表示して目視再検査を行う点である。第５実施例の
動作を図１８及び図１９のフローチャートを用いて説明
する。
説明する。第５実施例の構成は図９の通りであり第３実
施例と同様であるが、第３実施例と異なる要素は、検査
対象の自動検査を行った後、不良判定された箇所のみを
画像表示して目視再検査を行う点である。第５実施例の
動作を図１８及び図１９のフローチャートを用いて説明
する。
【００５４】第５実施例は自動検査の基本原理が図９で
説明した第３実施例のものと全く同様であるので、その
点については説明を省略するが、次の点のみ第３実施例
と異なるので説明を加える。 １）図１８は１検査対象の中に複数の検査領域を包含し
た場合の検査フローを例示したものである。例えばプリ
ント配線板上に搭載された電子部品のはんだ付け検査の
場合がその一例としてこれに該当する。そこで１標本の
中で順次全検査領域を自動的に走査し（Ａサイクル）、
検査領域毎に良否判定を行うようにしている。これらの
シーケンス制御は図９のシステム制御ユニット９からの
制御信号によって行われる。
説明した第３実施例のものと全く同様であるので、その
点については説明を省略するが、次の点のみ第３実施例
と異なるので説明を加える。 １）図１８は１検査対象の中に複数の検査領域を包含し
た場合の検査フローを例示したものである。例えばプリ
ント配線板上に搭載された電子部品のはんだ付け検査の
場合がその一例としてこれに該当する。そこで１標本の
中で順次全検査領域を自動的に走査し（Ａサイクル）、
検査領域毎に良否判定を行うようにしている。これらの
シーケンス制御は図９のシステム制御ユニット９からの
制御信号によって行われる。
【００５５】２）それらの検査領域の中で品質不良と自
動判定された場合には位置データとその位置の教示デー
タをメモリする（図１８、ＳＴ１０１）。 ３）１標本の全検査領域の自動判定が終了したら自動検
査位相が終了したので、その標本の目視再検査位相が始
まる（図１９、ＳＴ１０３）。 図１９の目視再検査ステップに於いては、再検査シーケ
ンスは、図９のメモリ１１にメモリされている不良箇所
位置データと不良箇所の教示データに従って（ＳＴ１１
０）、システム制御ユニット９の制御信号を介して、そ
の再検査領域の撮像方向に受光角を選定し（ＳＴ１０
３）、自動的に焦点距離を合わせ（ＳＴ１０４）、自動
的に倍率を合わせ（ＳＴ１０５）、撮像してその画像を
表示ユニット１６のスクリーン上に画像表示する（ＳＴ
１０６）。そこで、オペレータはこの画像を観測するこ
とによって目視検査を行い良否判定を下し（ＳＴ１０
７）、判定結果を入力ユニット１３に入力する（ＳＴ１
０８）。
動判定された場合には位置データとその位置の教示デー
タをメモリする（図１８、ＳＴ１０１）。 ３）１標本の全検査領域の自動判定が終了したら自動検
査位相が終了したので、その標本の目視再検査位相が始
まる（図１９、ＳＴ１０３）。 図１９の目視再検査ステップに於いては、再検査シーケ
ンスは、図９のメモリ１１にメモリされている不良箇所
位置データと不良箇所の教示データに従って（ＳＴ１１
０）、システム制御ユニット９の制御信号を介して、そ
の再検査領域の撮像方向に受光角を選定し（ＳＴ１０
３）、自動的に焦点距離を合わせ（ＳＴ１０４）、自動
的に倍率を合わせ（ＳＴ１０５）、撮像してその画像を
表示ユニット１６のスクリーン上に画像表示する（ＳＴ
１０６）。そこで、オペレータはこの画像を観測するこ
とによって目視検査を行い良否判定を下し（ＳＴ１０
７）、判定結果を入力ユニット１３に入力する（ＳＴ１
０８）。
【００５６】結果の入力が終わるとＳＴ１０９がＮＯで
あれば、再検査シーケンスはメモリ１１にメモリされて
いる不良箇所位置データと教示データに従って（ＳＴ１
１０）、システム制御ユニット９の制御信号を介して再
び図９の検査対象１の次の再検査位置に向かって受光角
を選定し（ＳＴ１０３）、以上述べた動作が反復される
（Ｃサイクル）。このようにして全ての再検査位置の再
検査が完了したらＳＴ１０９がＹＥＳとなり、検査対象
１を定位置から除外し（ＳＴ１１１）、全検査工程が完
了する。以上述べたように本実施例は良否判定を自動的
に行い、不良の領域だけを画像として表示するので、オ
ペレータは極く少数の目視検査を行えばよいことにな
り、大幅な省力化が実現されるばかりでなく、稍緩かな
自動検査判定基準を設定することによって不良箇所の不
摘出リスクを回避し、少数の良箇所過検出を許容して不
良判定し、不良判定のみの目視再検査を表示画像によっ
て行うのである。ここで、第５実施例の説明では、恰も
オペレータがマニュアルで検査対象を検査の定位置にセ
ットするかのような説明となっているが、その操作は本
発明の機能にとって本質的な要素ではないこと勿論であ
って、例えば検査対象をベルトコンベアにより検査の定
位置まで搬入し、センサ等の信号を利用して、図１８、
図１９のフローチャートに示した一連の自動検査及び目
視再検査を行うことも容易に可能である。また、この目
視再検査は、他の自動検査装置が判定した不良箇所につ
いても、同様に本実施例に於いて可能である。即ち、自
動検査済の検査対象をセットし、通信等によって不良箇
所データを受容することにより、本実施例が不良箇所を
選択的に撮像して画像表示を行うステップは、自機デー
タの場合と同様である。
あれば、再検査シーケンスはメモリ１１にメモリされて
いる不良箇所位置データと教示データに従って（ＳＴ１
１０）、システム制御ユニット９の制御信号を介して再
び図９の検査対象１の次の再検査位置に向かって受光角
を選定し（ＳＴ１０３）、以上述べた動作が反復される
（Ｃサイクル）。このようにして全ての再検査位置の再
検査が完了したらＳＴ１０９がＹＥＳとなり、検査対象
１を定位置から除外し（ＳＴ１１１）、全検査工程が完
了する。以上述べたように本実施例は良否判定を自動的
に行い、不良の領域だけを画像として表示するので、オ
ペレータは極く少数の目視検査を行えばよいことにな
り、大幅な省力化が実現されるばかりでなく、稍緩かな
自動検査判定基準を設定することによって不良箇所の不
摘出リスクを回避し、少数の良箇所過検出を許容して不
良判定し、不良判定のみの目視再検査を表示画像によっ
て行うのである。ここで、第５実施例の説明では、恰も
オペレータがマニュアルで検査対象を検査の定位置にセ
ットするかのような説明となっているが、その操作は本
発明の機能にとって本質的な要素ではないこと勿論であ
って、例えば検査対象をベルトコンベアにより検査の定
位置まで搬入し、センサ等の信号を利用して、図１８、
図１９のフローチャートに示した一連の自動検査及び目
視再検査を行うことも容易に可能である。また、この目
視再検査は、他の自動検査装置が判定した不良箇所につ
いても、同様に本実施例に於いて可能である。即ち、自
動検査済の検査対象をセットし、通信等によって不良箇
所データを受容することにより、本実施例が不良箇所を
選択的に撮像して画像表示を行うステップは、自機デー
タの場合と同様である。
【００５７】次に、第６実施例について、プリント配線
板に搭載された部品の実装状況を両眼視目視検査する、
プリント配線板実装検査装置を例として説明する。本実
施例は、検査対象を左右両眼視撮像して左右画像を同時
表示し、その画像をオペレータが目視観測することによ
って、電子部品実装品質の良否判定を行う検査装置であ
る。図２０は検査装置の全体構成を示す図であり、図２
１は検査の教示ステップを示すフローチャートであり、
図２２は検査の動作ステップを示すフローチャートであ
る。図２０に示されるように、第６実施例は、左右一対
の、光偏向ミラー４ａ、４ｂと４ａ’、４ｂ’、結像光
学系３ｂと３ｂ’、撮像装置３ａと３ａ’を、夫々具備
しており、載物台２上にセットした検査対象１に対し、
同時に左右の両眼視画像を得る例である。左右両眼視画
像を得る必要性は、例えばプリント配線板上に搭載され
ている電子部品の姿勢やはんだ付け状態を観測して目視
検査を行う場合に、同一部品の全方位観測が必要であ
る。本発明に係る撮像方式は、原理的に単眼視方式であ
るために、左右両方向からの画像検査のためには、対象
を回転するかあるいは、左右両眼視が必要になるのであ
る。
板に搭載された部品の実装状況を両眼視目視検査する、
プリント配線板実装検査装置を例として説明する。本実
施例は、検査対象を左右両眼視撮像して左右画像を同時
表示し、その画像をオペレータが目視観測することによ
って、電子部品実装品質の良否判定を行う検査装置であ
る。図２０は検査装置の全体構成を示す図であり、図２
１は検査の教示ステップを示すフローチャートであり、
図２２は検査の動作ステップを示すフローチャートであ
る。図２０に示されるように、第６実施例は、左右一対
の、光偏向ミラー４ａ、４ｂと４ａ’、４ｂ’、結像光
学系３ｂと３ｂ’、撮像装置３ａと３ａ’を、夫々具備
しており、載物台２上にセットした検査対象１に対し、
同時に左右の両眼視画像を得る例である。左右両眼視画
像を得る必要性は、例えばプリント配線板上に搭載され
ている電子部品の姿勢やはんだ付け状態を観測して目視
検査を行う場合に、同一部品の全方位観測が必要であ
る。本発明に係る撮像方式は、原理的に単眼視方式であ
るために、左右両方向からの画像検査のためには、対象
を回転するかあるいは、左右両眼視が必要になるのであ
る。
【００５８】次に、図２１のフローチャートに従って、
第６実施例の動作教示フローを説明する。まずオペレー
タが図２０の入力ユニット１２により装置を教示モード
Ｉにセットする（ＳＴ１２１）。次に検査対象のＩＤを
入力し（ＳＴ１２２）、検査対象を載物台２の定位置に
セットする（ＳＴ１２３）。次に、入力ユニット１２か
ら左右のミラー偏向制御ユニット６を介して光偏向ミラ
ー４ａ、４ｂと４ａ’、４ｂ’を操作して、第１番目の
観測領域に位置決めし（ＳＴ１２４）、結像光学系制御
ユニット７を介して結像光学系３ｂを操作して左右の焦
点距離を合わせつつ（ＳＴ１２５）、左右の撮像制御ユ
ニット８を介して撮像装置３ａと３ａ’を操作して第１
番目の観測領域を左右両眼視撮像して左右画像を表示し
（ＳＴ１２６）、オペレータが左右画像を見ながら左右
の結像光学系制御ユニット７を介して左右の結像光学系
３ｂと３ｂ’を操作して、この検査対象の左右撮像倍率
を決定し、決定した左右倍率をメモリ１２にメモリする
（ＳＴ１２７）。特別の意図をもたない通常の検査で
は、左右倍率は同一に設定される。
第６実施例の動作教示フローを説明する。まずオペレー
タが図２０の入力ユニット１２により装置を教示モード
Ｉにセットする（ＳＴ１２１）。次に検査対象のＩＤを
入力し（ＳＴ１２２）、検査対象を載物台２の定位置に
セットする（ＳＴ１２３）。次に、入力ユニット１２か
ら左右のミラー偏向制御ユニット６を介して光偏向ミラ
ー４ａ、４ｂと４ａ’、４ｂ’を操作して、第１番目の
観測領域に位置決めし（ＳＴ１２４）、結像光学系制御
ユニット７を介して結像光学系３ｂを操作して左右の焦
点距離を合わせつつ（ＳＴ１２５）、左右の撮像制御ユ
ニット８を介して撮像装置３ａと３ａ’を操作して第１
番目の観測領域を左右両眼視撮像して左右画像を表示し
（ＳＴ１２６）、オペレータが左右画像を見ながら左右
の結像光学系制御ユニット７を介して左右の結像光学系
３ｂと３ｂ’を操作して、この検査対象の左右撮像倍率
を決定し、決定した左右倍率をメモリ１２にメモリする
（ＳＴ１２７）。特別の意図をもたない通常の検査で
は、左右倍率は同一に設定される。
【００５９】次に装置を教示モードＩＩにセットする
（ＳＴ１２８）。教示モードＩＩでは、焦点距離合わせ
と設定倍率に準じた倍率合わせは左右とも全て自動的に
行われる。これらの自動合わせは、図２０の載物台２か
らの光偏向ミラー４ａ、４ａ’の高さをプリセットする
と（ＳＴ１２９）、焦点距離合わせについては前述の演
算式（１）〜（３）（図１０）により、また倍率合わせ
については前述の演算式（５）〜（６）（図１３）によ
り左右ともそれぞれ自動的に演算して行われる。光偏向
ミラー高さのプリセットは、別途設備された高さセンサ
（図示せず）によって、自動的に行っても同様の効果が
得られること勿論である。前記設定倍率で左右の光偏向
ミラー４ａ、４ｂと４ａ’、４ｂ’を操作して対象の全
域を２次元走査し、順次撮像して左右画像を表示して行
き（ＳＴ１３０）、この検査対象について検査に必要な
領域の画像が表示されたときごとに、その領域が撮像領
域であることを指定する信号をオペレータが入力する
と、その位置データはメモリ１１にメモリされる（ＳＴ
１３１）。このようにして、全検査領域の位置データの
メモリが完了すると、ＳＴ１３２がＹＥＳとなって、対
象を載物台２の定位置から除外し（ＳＴ１３３）、教示
が完了する。
（ＳＴ１２８）。教示モードＩＩでは、焦点距離合わせ
と設定倍率に準じた倍率合わせは左右とも全て自動的に
行われる。これらの自動合わせは、図２０の載物台２か
らの光偏向ミラー４ａ、４ａ’の高さをプリセットする
と（ＳＴ１２９）、焦点距離合わせについては前述の演
算式（１）〜（３）（図１０）により、また倍率合わせ
については前述の演算式（５）〜（６）（図１３）によ
り左右ともそれぞれ自動的に演算して行われる。光偏向
ミラー高さのプリセットは、別途設備された高さセンサ
（図示せず）によって、自動的に行っても同様の効果が
得られること勿論である。前記設定倍率で左右の光偏向
ミラー４ａ、４ｂと４ａ’、４ｂ’を操作して対象の全
域を２次元走査し、順次撮像して左右画像を表示して行
き（ＳＴ１３０）、この検査対象について検査に必要な
領域の画像が表示されたときごとに、その領域が撮像領
域であることを指定する信号をオペレータが入力する
と、その位置データはメモリ１１にメモリされる（ＳＴ
１３１）。このようにして、全検査領域の位置データの
メモリが完了すると、ＳＴ１３２がＹＥＳとなって、対
象を載物台２の定位置から除外し（ＳＴ１３３）、教示
が完了する。
【００６０】以上述べた操作フローに従って完成した教
示データは、この対象の検査すべき全領域の位置データ
と撮像倍率データを含んでおり、図２０のメモリ１１に
メモリされたのである。この検査データの教示は、いま
述べた検査対象そのものを用いる方法の他に、コンピュ
ータ設計データ、即ちＣＡＤデータの持つ位置データを
利用して行うことも可能である。その場合は現物が不要
であるが、撮像のための左右の倍率データと左右の光偏
向ミラーの高さデータは別途入力してやる必要がある。
示データは、この対象の検査すべき全領域の位置データ
と撮像倍率データを含んでおり、図２０のメモリ１１に
メモリされたのである。この検査データの教示は、いま
述べた検査対象そのものを用いる方法の他に、コンピュ
ータ設計データ、即ちＣＡＤデータの持つ位置データを
利用して行うことも可能である。その場合は現物が不要
であるが、撮像のための左右の倍率データと左右の光偏
向ミラーの高さデータは別途入力してやる必要がある。
【００６１】次に第６実施例の検査フローを、図２２に
従って説明する。まず、オペレータが装置を検査モード
にセットする（ＳＴ１４１）。次に、検査対象のＩＤを
図２０の入力ユニット１２から入力し（ＳＴ１４２）、
検査対象を載物台２の定位置にセットすると（ＳＴ１４
３）、上述の教示モードで教示された位置データに従っ
て、システム制御ユニット９が第１番目の検査領域を指
示し、左右のミラー偏向制御ユニット６が左右の光偏向
ミラー４ａ、４ｂと４ａ’、４ｂ’のステッピングモー
タ（図示せず）を駆動して指示された受光角に左右のミ
ラーを偏向させ、光学的な位置決めを行う（ＳＴ１４
４）。そこで、ＣＰＵ１０が左右ミラーの偏向角データ
と教示された左右高さデータから演算式（１）〜（３）
（図１０）により算出した焦点距離ずれデータを受け
て、左右の結像光学系制御ユニット７が指示して左右の
結像光学系３ｂと３ｂ’を移動（トランスレート）さ
せ、左右の自動焦点距離合わせを行う（ＳＴ１４５）。
するとＣＰＵ１０が左右ミラーの偏向角データと教示さ
れた左右高さデータから演算式（５）〜（７）（図１
３）により算出した左右倍率データを受けて、左右の結
像光学系制御ユニット７が指示して左右結像光学系３
ｂ、３ｂ’のズームレンズを制御して、所期の倍率に合
わせる（ＳＴ１４６）。このようにして左右撮像素子３
ａ、３ａ’の受光面上に結像した検査領域像を、左右撮
像制御ユニット８からの撮像指令により撮像素子３ａ、
３ａ’が撮像し、それぞれの画像を表示ユニット１５に
表示する（ＳＴ１４７）。
従って説明する。まず、オペレータが装置を検査モード
にセットする（ＳＴ１４１）。次に、検査対象のＩＤを
図２０の入力ユニット１２から入力し（ＳＴ１４２）、
検査対象を載物台２の定位置にセットすると（ＳＴ１４
３）、上述の教示モードで教示された位置データに従っ
て、システム制御ユニット９が第１番目の検査領域を指
示し、左右のミラー偏向制御ユニット６が左右の光偏向
ミラー４ａ、４ｂと４ａ’、４ｂ’のステッピングモー
タ（図示せず）を駆動して指示された受光角に左右のミ
ラーを偏向させ、光学的な位置決めを行う（ＳＴ１４
４）。そこで、ＣＰＵ１０が左右ミラーの偏向角データ
と教示された左右高さデータから演算式（１）〜（３）
（図１０）により算出した焦点距離ずれデータを受け
て、左右の結像光学系制御ユニット７が指示して左右の
結像光学系３ｂと３ｂ’を移動（トランスレート）さ
せ、左右の自動焦点距離合わせを行う（ＳＴ１４５）。
するとＣＰＵ１０が左右ミラーの偏向角データと教示さ
れた左右高さデータから演算式（５）〜（７）（図１
３）により算出した左右倍率データを受けて、左右の結
像光学系制御ユニット７が指示して左右結像光学系３
ｂ、３ｂ’のズームレンズを制御して、所期の倍率に合
わせる（ＳＴ１４６）。このようにして左右撮像素子３
ａ、３ａ’の受光面上に結像した検査領域像を、左右撮
像制御ユニット８からの撮像指令により撮像素子３ａ、
３ａ’が撮像し、それぞれの画像を表示ユニット１５に
表示する（ＳＴ１４７）。
【００６２】オペレータはその画像を目視観測すること
によって、その検査領域の電子部品の実装品質の良否を
判定し（ＳＴ１４８）、判定結果を入力ユニット１２か
ら入力する（ＳＴ１４９）。判定結果データは必要によ
り、メモリ１１にメモリし、あるいは表示ユニット１６
に表示し、あるいはプリンタ等の出力ユニット１３に出
力する。教示データに従い、ＳＴ１５０がＮＯとなれば
フローは循環サイクル（ルートＡ）に入り、次の検査領
域に移って同様の検査フローが繰返される。教示された
全検査領域の自動検査が完了すれば、ＳＴ１５０はＹＥ
Ｓとなって（ルートＢ）、検査対象を定位置から除外し
（ＳＴ１５１）、検査を終了する。また、メモリ１１に
メモリした検査結果は、ロットごとにまとめて通信ユニ
ット１４を通じて他所のステーションに送信し、品質管
理等に利用することも可能である（ステップは図示せ
ず）。
によって、その検査領域の電子部品の実装品質の良否を
判定し（ＳＴ１４８）、判定結果を入力ユニット１２か
ら入力する（ＳＴ１４９）。判定結果データは必要によ
り、メモリ１１にメモリし、あるいは表示ユニット１６
に表示し、あるいはプリンタ等の出力ユニット１３に出
力する。教示データに従い、ＳＴ１５０がＮＯとなれば
フローは循環サイクル（ルートＡ）に入り、次の検査領
域に移って同様の検査フローが繰返される。教示された
全検査領域の自動検査が完了すれば、ＳＴ１５０はＹＥ
Ｓとなって（ルートＢ）、検査対象を定位置から除外し
（ＳＴ１５１）、検査を終了する。また、メモリ１１に
メモリした検査結果は、ロットごとにまとめて通信ユニ
ット１４を通じて他所のステーションに送信し、品質管
理等に利用することも可能である（ステップは図示せ
ず）。
【００６３】次に、プリント配線板上に搭載された電子
部品の実装品質を、左右両眼視画像データにより自動的
に判定する両眼視自動検査装置を、本発明の第７実施例
として説明する。第７実施例検査装置の全体構成を図２
３に示す。本実施例は検査領域内の電子部品の実装状態
を、左右両眼視三角測量法を用いて形状計測し、その３
次元データから実装品質判定パラメータを算出し、自動
品質判定アルゴリズムによって品質良否を判定する、自
動検査装置である。ただし、本発明になる撮像領域位置
決め撮像装置を利用する三角測量法は、従来の通常三角
測量法と異なる計測環境を有しており、その条件に対し
て特殊な対応を行っている。その計測環境は、本発明の
位置決め法が光学的方法であるために、三角測量法上の
計測対象の位置が、検査領域の位置データの移動ととも
に移動することである。即ち、図２４に於いて、計測対
象である検査領域Ｏの位置は、対象平面に於いて２次元
的にすべて異なる位置にあるので、左右のミラーＡ、Ｂ
と成す角度、α、βもまた異なることになる。そこで本
実施例は検査領域ごとにその位置データを用いて図２４
演算式（８）の三角測量演算により、３次元形状計測を
行い、電子部品の実装品質判定パラメータを算出し、自
動判定アルゴリズムにより良否判定を行っている。
部品の実装品質を、左右両眼視画像データにより自動的
に判定する両眼視自動検査装置を、本発明の第７実施例
として説明する。第７実施例検査装置の全体構成を図２
３に示す。本実施例は検査領域内の電子部品の実装状態
を、左右両眼視三角測量法を用いて形状計測し、その３
次元データから実装品質判定パラメータを算出し、自動
品質判定アルゴリズムによって品質良否を判定する、自
動検査装置である。ただし、本発明になる撮像領域位置
決め撮像装置を利用する三角測量法は、従来の通常三角
測量法と異なる計測環境を有しており、その条件に対し
て特殊な対応を行っている。その計測環境は、本発明の
位置決め法が光学的方法であるために、三角測量法上の
計測対象の位置が、検査領域の位置データの移動ととも
に移動することである。即ち、図２４に於いて、計測対
象である検査領域Ｏの位置は、対象平面に於いて２次元
的にすべて異なる位置にあるので、左右のミラーＡ、Ｂ
と成す角度、α、βもまた異なることになる。そこで本
実施例は検査領域ごとにその位置データを用いて図２４
演算式（８）の三角測量演算により、３次元形状計測を
行い、電子部品の実装品質判定パラメータを算出し、自
動判定アルゴリズムにより良否判定を行っている。
【００６４】次に、第７実施例の検査フローについて、
図２６のフローチャートに従って説明する（なお、本実
施例の検査教示ステップは第６実施例の教示ステップと
同様であるので、再述は省略する）。まず、オペレータ
が装置を検査モードにセットする（ＳＴ１６１）。次
に、検査対象のＩＤを図２３の入力ユニット１３から入
力し（ＳＴ１６２）、検査対象を載物台２の定位置にセ
ットすると（ＳＴ１６３）、教示モードで教示された位
置データに従って、システム制御ユニット９が第１番目
の検査領域に位置決めするよう指示し、左右のミラー偏
向制御ユニット６が左右の光偏向ミラー４ａ、４ｂと４
ａ’、４ｂ’のステッピングモータ（図示せず）を駆動
して指示された受光角にミラーを偏向させ、光学的な位
置決めを行う（ＳＴ１６４）。そこで、ＣＰＵ１１がミ
ラーの左右の偏向角データと教示された左右高さデータ
から演算式（１）〜（３）（図１０）により算出した左
右の焦点距離ずれデータを受けて、左右結像光学系制御
ユニット７が指示して左右の結像光学系３ｂ、３ｂ’を
移動（トランスレート）させ、左右の自動焦点距離合わ
せを行う（ＳＴ１６５）。するとＣＰＵ１１がミラーの
左右の偏向角データと教示された左右高さデータから演
算式（５）〜（７）（図１３）により算出した左右倍率
データを受けて、左右結像光学系制御ユニット７が指示
して左右結像光学系３ｂ、３ｂ’のズームレンズを制御
して、所期の左右倍率に合わせる（ＳＴ１６６）。この
ようにして撮像素子３ａ、３ａ’の受光面上に結像した
検査領域像を、左右撮像制御ユニット８からの撮像指令
により撮像素子３ａ、３ａ’が撮像し、画像処理演算ユ
ニット１０が画像データを得（ＳＴ１６７）、画素デー
タ歪みを補正して３次元形状計測演算を行い（ＳＴ１６
８）、品質良否判定パラメータを算出する（ＳＴ１６
９）。
図２６のフローチャートに従って説明する（なお、本実
施例の検査教示ステップは第６実施例の教示ステップと
同様であるので、再述は省略する）。まず、オペレータ
が装置を検査モードにセットする（ＳＴ１６１）。次
に、検査対象のＩＤを図２３の入力ユニット１３から入
力し（ＳＴ１６２）、検査対象を載物台２の定位置にセ
ットすると（ＳＴ１６３）、教示モードで教示された位
置データに従って、システム制御ユニット９が第１番目
の検査領域に位置決めするよう指示し、左右のミラー偏
向制御ユニット６が左右の光偏向ミラー４ａ、４ｂと４
ａ’、４ｂ’のステッピングモータ（図示せず）を駆動
して指示された受光角にミラーを偏向させ、光学的な位
置決めを行う（ＳＴ１６４）。そこで、ＣＰＵ１１がミ
ラーの左右の偏向角データと教示された左右高さデータ
から演算式（１）〜（３）（図１０）により算出した左
右の焦点距離ずれデータを受けて、左右結像光学系制御
ユニット７が指示して左右の結像光学系３ｂ、３ｂ’を
移動（トランスレート）させ、左右の自動焦点距離合わ
せを行う（ＳＴ１６５）。するとＣＰＵ１１がミラーの
左右の偏向角データと教示された左右高さデータから演
算式（５）〜（７）（図１３）により算出した左右倍率
データを受けて、左右結像光学系制御ユニット７が指示
して左右結像光学系３ｂ、３ｂ’のズームレンズを制御
して、所期の左右倍率に合わせる（ＳＴ１６６）。この
ようにして撮像素子３ａ、３ａ’の受光面上に結像した
検査領域像を、左右撮像制御ユニット８からの撮像指令
により撮像素子３ａ、３ａ’が撮像し、画像処理演算ユ
ニット１０が画像データを得（ＳＴ１６７）、画素デー
タ歪みを補正して３次元形状計測演算を行い（ＳＴ１６
８）、品質良否判定パラメータを算出する（ＳＴ１６
９）。
【００６５】メモリ１２にメモリされている品質良否判
定アルゴリズムを用い、ＣＰＵ１１がこのパラメータか
ら検査対象の品質良否を自動判定する（ＳＴ１７０）。
判定結果データは必要により、メモリ１２にメモリし、
あるいは表示ユニット１６に表示し、あるいはプリンタ
等の出力ユニット１４に出力する（ＳＴ１７１）。教示
データに従いＳＴ１７２がＮＯとなれば、フローは循環
サイクル（ルートＡ）に入り、次の検査領域に移って同
様の検査フローが繰返され、教示された全検査領域の自
動検査が完了すれば、ＳＴ１７２はＹＥＳとなって（ル
ートＢ）、検査対象を定位置から除外し（ＳＴ１７
３）、検査を終了する。また、メモリ１２にメモリした
検査結果は、ロットごとにまとめて通信ユニット１５を
通じて他所のステーションに送信し、品質管理等に利用
することも可能である（ステップは図示せず）。
定アルゴリズムを用い、ＣＰＵ１１がこのパラメータか
ら検査対象の品質良否を自動判定する（ＳＴ１７０）。
判定結果データは必要により、メモリ１２にメモリし、
あるいは表示ユニット１６に表示し、あるいはプリンタ
等の出力ユニット１４に出力する（ＳＴ１７１）。教示
データに従いＳＴ１７２がＮＯとなれば、フローは循環
サイクル（ルートＡ）に入り、次の検査領域に移って同
様の検査フローが繰返され、教示された全検査領域の自
動検査が完了すれば、ＳＴ１７２はＹＥＳとなって（ル
ートＢ）、検査対象を定位置から除外し（ＳＴ１７
３）、検査を終了する。また、メモリ１２にメモリした
検査結果は、ロットごとにまとめて通信ユニット１５を
通じて他所のステーションに送信し、品質管理等に利用
することも可能である（ステップは図示せず）。
【００６６】次に本発明の第８実施例である、照明・撮
像・表示装置について説明する。第８実施例は、対象の
観測領域を撮像視角の偏向によって光学的に位置決めし
撮像する際、撮像視角、即ち受光角に対応した角度の光
束で観測領域を照明し、そのように照明された対象の観
測領域を撮像し、画像表示する照明・撮像・表示装置で
ある。もし光源が定位置にあると、観測領域を一定の角
度で照明する。そこで撮像視角を偏向して観測領域を位
置決めする場合、異なる位置にある領域に対してはそれ
に応じた視角でその領域を光学的に位置決めするため
に、必然的に照明角度と視角の成す角度も観測領域の位
置ごとに異なることになる。同一対象物でも位置が変わ
ると、明部と暗部の面積や形状や明度などが変わるので
その光景は異なって見え、従って異なる姿、即ち画像と
して撮像されてしまう。それでは、目視検査のために忠
実な表示画像は得られないし、況んや多くの形状計測法
にとっては正確な画像計測が不可能になる。形状計測の
場合、特に表面が鏡面反射性もしくは半鏡面反射性であ
ると、対象への入射光束は表面で正反射され、反射光束
は主として正反射方向へのみ進向するので、視角が正反
射方向に一致しない限り対象は著しく低明度像となり、
観測あるいは画像計測はほとんど不可能となる。
像・表示装置について説明する。第８実施例は、対象の
観測領域を撮像視角の偏向によって光学的に位置決めし
撮像する際、撮像視角、即ち受光角に対応した角度の光
束で観測領域を照明し、そのように照明された対象の観
測領域を撮像し、画像表示する照明・撮像・表示装置で
ある。もし光源が定位置にあると、観測領域を一定の角
度で照明する。そこで撮像視角を偏向して観測領域を位
置決めする場合、異なる位置にある領域に対してはそれ
に応じた視角でその領域を光学的に位置決めするため
に、必然的に照明角度と視角の成す角度も観測領域の位
置ごとに異なることになる。同一対象物でも位置が変わ
ると、明部と暗部の面積や形状や明度などが変わるので
その光景は異なって見え、従って異なる姿、即ち画像と
して撮像されてしまう。それでは、目視検査のために忠
実な表示画像は得られないし、況んや多くの形状計測法
にとっては正確な画像計測が不可能になる。形状計測の
場合、特に表面が鏡面反射性もしくは半鏡面反射性であ
ると、対象への入射光束は表面で正反射され、反射光束
は主として正反射方向へのみ進向するので、視角が正反
射方向に一致しない限り対象は著しく低明度像となり、
観測あるいは画像計測はほとんど不可能となる。
【００６７】そこで本実施例は、視角に追随した角度を
もって対象を照明することによって、視角と照明角度を
常に望ましい角度に保った照明を実現する照明機能を有
する照明・撮像・表示装置である。視角に追随する角度
の光束で対象を照明する場合、照明角度の与え方には凡
そ下記に掲げるやり方がある。 （１）正反射方向撮像方式：照明光束の入射角は、方位
角が視角と同一方向、あるいは１８０度回転方向、天頂
角が視角を正反射角とする方向とする（これらの角度は
すべて対象から見た角度による表現としている：以下同
様）。
もって対象を照明することによって、視角と照明角度を
常に望ましい角度に保った照明を実現する照明機能を有
する照明・撮像・表示装置である。視角に追随する角度
の光束で対象を照明する場合、照明角度の与え方には凡
そ下記に掲げるやり方がある。 （１）正反射方向撮像方式：照明光束の入射角は、方位
角が視角と同一方向、あるいは１８０度回転方向、天頂
角が視角を正反射角とする方向とする（これらの角度は
すべて対象から見た角度による表現としている：以下同
様）。
【００６８】（２）正面反射方向撮像方式：照明光束の
入射角は、方位角、天頂角共、視角と同一方向とする。 （３）偏角入射撮像方式：照明光束の入射角は、方位
角、天頂角共、視角と各一定の角度差を有する方向とす
る。 （４）多重正反射方向撮像方式：複数の照明光束の各入
射角は、方位角が視角と同一方向、あるいは１８０度回
転方向、天頂角が視角を正反射角とする各方向とする。
入射角は、方位角、天頂角共、視角と同一方向とする。 （３）偏角入射撮像方式：照明光束の入射角は、方位
角、天頂角共、視角と各一定の角度差を有する方向とす
る。 （４）多重正反射方向撮像方式：複数の照明光束の各入
射角は、方位角が視角と同一方向、あるいは１８０度回
転方向、天頂角が視角を正反射角とする各方向とする。
【００６９】以上の４方式は、照明によって対象の異な
る光景画像を提供するので、画像獲得技術上及び画像計
測技術上本質的に異なる意味を有する。これらの中
（１）〜（３）は主として白色単一光源を想定してお
り、また（４）は時差あるいは光波長差による、多重照
明を想定している。白色照明は、画像観測用あるいは画
像計測用であり、多重照明は、画像計測に利用されるこ
とが多い。本実施例は、予めこれらの方式による演算式
をメモリしているので、対象の形状観測または形状計測
に当たっては、対象の属性と目的に従って最適の方式を
選択する。
る光景画像を提供するので、画像獲得技術上及び画像計
測技術上本質的に異なる意味を有する。これらの中
（１）〜（３）は主として白色単一光源を想定してお
り、また（４）は時差あるいは光波長差による、多重照
明を想定している。白色照明は、画像観測用あるいは画
像計測用であり、多重照明は、画像計測に利用されるこ
とが多い。本実施例は、予めこれらの方式による演算式
をメモリしているので、対象の形状観測または形状計測
に当たっては、対象の属性と目的に従って最適の方式を
選択する。
【００７０】以下、図２７に沿って第８実施例の構成と
機能を述べる。図２７はその全体構成であって、載物台
２上の定位置にセットした対象１に対して、ミラー偏向
制御ユニット７は光偏向反射装置４ａ、４ｂを制御して
受光角を選定し、結像光学系制御ユニット８は結像光学
系３ｂを制御して対象の観測領域像を撮像装置３ａに結
像し、撮像制御ユニット９は撮像装置３ａを制御して結
像された観測領域像を撮像する。これらの光路系及びそ
の制御系とその制御方法は、図８（光路系図）及び図９
（全体構成）に示した本発明の第３実施例と基本的に同
様である。第８実施例は、更に光源制御ユニット１１と
照明装置５を備え、観測領域が載物台上で１、１’、
１”と異なる位置に存在する場合に、光源制御ユニット
１１は照明装置５を制御して、その領域位置に対応した
光源５ａ、５ａ’、５ａ”によって夫々の照明光束を投
光する。ここで、光源制御ユニット１１の制御機能は、
メモリ１３にメモリされた対象のアドレス・データから
ＣＰＵ１２が各アドレスの照明角度を算出し、システム
制御ユニット１０を介して光源制御ユニット１１が照明
装置５の光源位置を変更する。この照明装置５は、２次
元画像表示装置を使用しており、それは陰極線管（ＣＲ
Ｔ）である。
機能を述べる。図２７はその全体構成であって、載物台
２上の定位置にセットした対象１に対して、ミラー偏向
制御ユニット７は光偏向反射装置４ａ、４ｂを制御して
受光角を選定し、結像光学系制御ユニット８は結像光学
系３ｂを制御して対象の観測領域像を撮像装置３ａに結
像し、撮像制御ユニット９は撮像装置３ａを制御して結
像された観測領域像を撮像する。これらの光路系及びそ
の制御系とその制御方法は、図８（光路系図）及び図９
（全体構成）に示した本発明の第３実施例と基本的に同
様である。第８実施例は、更に光源制御ユニット１１と
照明装置５を備え、観測領域が載物台上で１、１’、
１”と異なる位置に存在する場合に、光源制御ユニット
１１は照明装置５を制御して、その領域位置に対応した
光源５ａ、５ａ’、５ａ”によって夫々の照明光束を投
光する。ここで、光源制御ユニット１１の制御機能は、
メモリ１３にメモリされた対象のアドレス・データから
ＣＰＵ１２が各アドレスの照明角度を算出し、システム
制御ユニット１０を介して光源制御ユニット１１が照明
装置５の光源位置を変更する。この照明装置５は、２次
元画像表示装置を使用しており、それは陰極線管（ＣＲ
Ｔ）である。
【００７１】本実施例は、対象のアドレス・データから
ＣＰＵ１２か各アドレスの照明角度を算出し、システム
制御ユニット１０を介して光源制御ユニット１１からＮ
ＴＳＣラインに乗せて照明装置５であるＣＲＴのスクリ
ーン上に例えば図２８、あるいは図２９のような白色パ
タンを黒色を背景として表示し、これを移動光源として
いる。このＣＲＴの機能は、液晶表示装置（ＬＣＤ）で
も、また２次元に配列された発光ダイオード（ＬＥＤ）
あるいは所謂豆球その他の単光源の集合照明装置でも目
的は達せられる。
ＣＰＵ１２か各アドレスの照明角度を算出し、システム
制御ユニット１０を介して光源制御ユニット１１からＮ
ＴＳＣラインに乗せて照明装置５であるＣＲＴのスクリ
ーン上に例えば図２８、あるいは図２９のような白色パ
タンを黒色を背景として表示し、これを移動光源として
いる。このＣＲＴの機能は、液晶表示装置（ＬＣＤ）で
も、また２次元に配列された発光ダイオード（ＬＥＤ）
あるいは所謂豆球その他の単光源の集合照明装置でも目
的は達せられる。
【００７２】また照明装置５は、図３０に示すように図
８の第３実施例光路系内にハーフミラーＨを挿入して照
明装置Ｓ（５）から発せられる光束を逆行して誘導し、
対象の観測領域を照明しても良い。その方法は、視角偏
向光路内を照明光束が通るので、必然的に視角と同一の
偏向を受け、上述の図２７の照明装置５のようにパタン
光源を移動する必要はないので、図３０の照明装置Ｈは
点光源でも良い。しかしパタン光源を用いても良いこと
は言うまでもなく、その移動によって角度選択はより狭
い範囲にはなるものの、照明角度を偏向させることは出
来、観測の目的と対象の性質によっては、その角度範囲
で十分な場合もある。
８の第３実施例光路系内にハーフミラーＨを挿入して照
明装置Ｓ（５）から発せられる光束を逆行して誘導し、
対象の観測領域を照明しても良い。その方法は、視角偏
向光路内を照明光束が通るので、必然的に視角と同一の
偏向を受け、上述の図２７の照明装置５のようにパタン
光源を移動する必要はないので、図３０の照明装置Ｈは
点光源でも良い。しかしパタン光源を用いても良いこと
は言うまでもなく、その移動によって角度選択はより狭
い範囲にはなるものの、照明角度を偏向させることは出
来、観測の目的と対象の性質によっては、その角度範囲
で十分な場合もある。
【００７３】以下、本実施例の動作ステップを、図３１
のフローチャートに従って説明する。まず観測対象のＩ
Ｄを入力ユニット１４から入力する（ＳＴ１８１）。次
に観測対象を定位置にセットし（ＳＴ１８２）、予めメ
モリしている複数の照明方式（上述）の中から、今用い
る関係を選択し、そのコードを入力する（ＳＴ１８
３）。すると装置は、既に教示によってメモリ１３にメ
モリしている観測領域の位置データから、自動的に撮像
視角、即ち受光角を選定する（ＳＴ１８４）。
のフローチャートに従って説明する。まず観測対象のＩ
Ｄを入力ユニット１４から入力する（ＳＴ１８１）。次
に観測対象を定位置にセットし（ＳＴ１８２）、予めメ
モリしている複数の照明方式（上述）の中から、今用い
る関係を選択し、そのコードを入力する（ＳＴ１８
３）。すると装置は、既に教示によってメモリ１３にメ
モリしている観測領域の位置データから、自動的に撮像
視角、即ち受光角を選定する（ＳＴ１８４）。
【００７４】次に同じく位置データから、上述の選択さ
れた対応関係に基づいてＣＰＵ１２が照明角度を算出し
（ＳＴ１８５）、システム制御ユニット１０を介して光
源制御ユニット１１が照明装置５を制御してそのスクリ
ーン上に光源画像を表示し、撮像制御ユニット９が撮像
装置３ａを制御して対象の観測領域を撮像して表示ユニ
ット１６の画面上にその画像を表示する（ＳＴ１８
６）。そこで 観測者はその画像を観測して（ＳＴ１８
７）、その目視結果を入力ユニット１４から入力する
（ＳＴ１８８）。教示された全ての観測領域の目視が終
了すると、ＳＴ１８９がＹＥＳとなって対象を定位置か
ら除外し（ＳＴ１９０）、全観測作業が完了する。結果
は必要があれば出力ユニット１５からプリントアウト等
のデータ出力をする。
れた対応関係に基づいてＣＰＵ１２が照明角度を算出し
（ＳＴ１８５）、システム制御ユニット１０を介して光
源制御ユニット１１が照明装置５を制御してそのスクリ
ーン上に光源画像を表示し、撮像制御ユニット９が撮像
装置３ａを制御して対象の観測領域を撮像して表示ユニ
ット１６の画面上にその画像を表示する（ＳＴ１８
６）。そこで 観測者はその画像を観測して（ＳＴ１８
７）、その目視結果を入力ユニット１４から入力する
（ＳＴ１８８）。教示された全ての観測領域の目視が終
了すると、ＳＴ１８９がＹＥＳとなって対象を定位置か
ら除外し（ＳＴ１９０）、全観測作業が完了する。結果
は必要があれば出力ユニット１５からプリントアウト等
のデータ出力をする。
【００７５】次に本発明の第９実施例として、撮像視角
に対応した角度の光束で検査対象を照明し、撮像して表
示した画像を目視検査に用いる、検査装置を説明する。
プリント配線板上に搭載された電子部品の搭載姿勢やは
んだ付けを検査する、実装品質検査装置を例として述べ
る。図３２はその全体的構成図、また図３３は検査のフ
ローを示すチャート図である。装置の全体構成は基本的
に図２７の照明・撮像・表示装置のそれと同様である
が、通信ユニット１６を備えているために、他のコンピ
ュータ等からの検査ステップの教示データを受信した
り、また検査結果データを他のコンピュータ等へ送信し
たりすることが出来る点が、相違点である。検査の動作
ステップは図３３の通りであって、まず装置を検査モー
ドにセットし（ＳＴ１９１）、検査対象のＩＤを入力ユ
ニット１４から入力し（ＳＴ１９２）、検査対象を定位
置にセットする（ＳＴ１９３）。次にメモリしている複
数の照明方式（上述）の中から、今用いる関係を選択
し、そのコードを入力する（ＳＴ１９４）。すると装置
は、既に教示によってメモリ１３にメモリしている検査
領域の位置データから、自動的に撮像視角、即ち受光角
を選定する（ＳＴ１９５）。
に対応した角度の光束で検査対象を照明し、撮像して表
示した画像を目視検査に用いる、検査装置を説明する。
プリント配線板上に搭載された電子部品の搭載姿勢やは
んだ付けを検査する、実装品質検査装置を例として述べ
る。図３２はその全体的構成図、また図３３は検査のフ
ローを示すチャート図である。装置の全体構成は基本的
に図２７の照明・撮像・表示装置のそれと同様である
が、通信ユニット１６を備えているために、他のコンピ
ュータ等からの検査ステップの教示データを受信した
り、また検査結果データを他のコンピュータ等へ送信し
たりすることが出来る点が、相違点である。検査の動作
ステップは図３３の通りであって、まず装置を検査モー
ドにセットし（ＳＴ１９１）、検査対象のＩＤを入力ユ
ニット１４から入力し（ＳＴ１９２）、検査対象を定位
置にセットする（ＳＴ１９３）。次にメモリしている複
数の照明方式（上述）の中から、今用いる関係を選択
し、そのコードを入力する（ＳＴ１９４）。すると装置
は、既に教示によってメモリ１３にメモリしている検査
領域の位置データから、自動的に撮像視角、即ち受光角
を選定する（ＳＴ１９５）。
【００７６】次に同じく位置データから、上述の選択さ
れた対応関係に基づいてＣＰＵ１２が照明角度を算出し
（ＳＴ１９６）、システム制御ユニット１０を介して光
源制御ユニット１１が照明装置５を制御してそのスクリ
ーン上に光源画像を表示し、撮像制御ユニット９が撮像
装置３ａを制御して対象の観測領域を撮像して表示ユニ
ット１７の画面上にその画像を表示する（ＳＴ１９
７）。そこで オペレータはその画像を観測して（ＳＴ
１９８）、その検査結果を入力ユニット１４から入力す
る（ＳＴ１９９）。教示された全ての検査領域の目視が
終了すると、ＳＴ２００がＹＥＳとなって対象を定位置
から除外し（ＳＴ２０１）、全観測作業が完了する。結
果は必要があれば出力ユニット１５からプリントアウト
等のデータ出力をすることが出来るし、また通信ユニッ
ト１６から他のコンピュータ等へ送信することも出来
る。
れた対応関係に基づいてＣＰＵ１２が照明角度を算出し
（ＳＴ１９６）、システム制御ユニット１０を介して光
源制御ユニット１１が照明装置５を制御してそのスクリ
ーン上に光源画像を表示し、撮像制御ユニット９が撮像
装置３ａを制御して対象の観測領域を撮像して表示ユニ
ット１７の画面上にその画像を表示する（ＳＴ１９
７）。そこで オペレータはその画像を観測して（ＳＴ
１９８）、その検査結果を入力ユニット１４から入力す
る（ＳＴ１９９）。教示された全ての検査領域の目視が
終了すると、ＳＴ２００がＹＥＳとなって対象を定位置
から除外し（ＳＴ２０１）、全観測作業が完了する。結
果は必要があれば出力ユニット１５からプリントアウト
等のデータ出力をすることが出来るし、また通信ユニッ
ト１６から他のコンピュータ等へ送信することも出来
る。
【００７７】次に本実施例の第１０実施例として、撮像
視角に対応した角度の光束で検査対象を照明し、撮像し
て画像データを出力し、良否判定アルゴリズムによって
対象の品質を判定する、自動検査装置を説明する。プリ
ント配線板上に搭載された電子部品の搭載姿勢やはんだ
付けを自動的に検査する、実装品質検査装置を例として
述べる。図３４は本実施例の全体的構成を示す図であ
り、図３５はその検査のステップを示すフローチャート
である。図３４の照明装置５は、２次元画像表示装置を
使用しており、それは陰極線管（ＣＲＴ）である。
視角に対応した角度の光束で検査対象を照明し、撮像し
て画像データを出力し、良否判定アルゴリズムによって
対象の品質を判定する、自動検査装置を説明する。プリ
ント配線板上に搭載された電子部品の搭載姿勢やはんだ
付けを自動的に検査する、実装品質検査装置を例として
述べる。図３４は本実施例の全体的構成を示す図であ
り、図３５はその検査のステップを示すフローチャート
である。図３４の照明装置５は、２次元画像表示装置を
使用しており、それは陰極線管（ＣＲＴ）である。
【００７８】本実施例は、対象のアドレス・データから
ＣＰＵ１３が各アドレスの照明角度を算出し、システム
制御ユニット１０を介して光源制御ユニット１１からＮ
ＴＳＣラインに乗せて照明装置５であるＣＲＴのスクリ
ーン上に、例えば、図３６のような環状カラーパタンを
表示し、これを移動光源としている。このパタンは前述
の方式（４）に該当するものであり、未知の自由曲面の
３次元形状をカラー画像化して、画像計測する方式であ
る。即ち、電子部品のはんだ接合部の３次元形状計測に
適用することも出来る。このカラー照明に応じて、撮像
装置３ａはカラー撮像素子を、また画像処理演算ユニッ
トもカラー画像処理演算用を使用している。しかしなが
ら、図３６のパタンは必ずしもカラーパタンであること
が必須条件ではなく、各環状パタンを黒色背景内の白色
表示とし、時差的にこれを表示して、モノクロ撮像装置
３ａが各タイミングで撮像して得られる画像データをモ
ノクロ画像演算処理ユニット１２がメモリして合成して
も良い。また、図３６のカラーパタンは対象曲面の傾斜
ベクトル計測用であるのに対して、図３７は同じくカラ
ーパタンであるが、放射状のパタンであり、対象曲面の
方位角ベクトル計測用である。これらのパタンは画像計
測の目的に応じて、選択することが出来る。
ＣＰＵ１３が各アドレスの照明角度を算出し、システム
制御ユニット１０を介して光源制御ユニット１１からＮ
ＴＳＣラインに乗せて照明装置５であるＣＲＴのスクリ
ーン上に、例えば、図３６のような環状カラーパタンを
表示し、これを移動光源としている。このパタンは前述
の方式（４）に該当するものであり、未知の自由曲面の
３次元形状をカラー画像化して、画像計測する方式であ
る。即ち、電子部品のはんだ接合部の３次元形状計測に
適用することも出来る。このカラー照明に応じて、撮像
装置３ａはカラー撮像素子を、また画像処理演算ユニッ
トもカラー画像処理演算用を使用している。しかしなが
ら、図３６のパタンは必ずしもカラーパタンであること
が必須条件ではなく、各環状パタンを黒色背景内の白色
表示とし、時差的にこれを表示して、モノクロ撮像装置
３ａが各タイミングで撮像して得られる画像データをモ
ノクロ画像演算処理ユニット１２がメモリして合成して
も良い。また、図３６のカラーパタンは対象曲面の傾斜
ベクトル計測用であるのに対して、図３７は同じくカラ
ーパタンであるが、放射状のパタンであり、対象曲面の
方位角ベクトル計測用である。これらのパタンは画像計
測の目的に応じて、選択することが出来る。
【００７９】以下、検査ステップの順を追って本装置の
機能を説明する。まず装置を検査モードにセットし（Ｓ
Ｔ２１１）、検査対象プリント配線板のＩＤを入力ユニ
ット１４から入力し（ＳＴ２１２）、プリント配線板を
定位置にセットする（ＳＴ２１３）。次にメモリしてい
る複数の照明方式（上述）の中から、今用いる関係を選
択し、そのコードを入力する（ＳＴ２１４）。すると装
置は、既に教示によってメモリ１３にメモリしている検
査領域の位置データから、自動的に撮像視角、即ち受光
角を選定する（ＳＴ２１５）。
機能を説明する。まず装置を検査モードにセットし（Ｓ
Ｔ２１１）、検査対象プリント配線板のＩＤを入力ユニ
ット１４から入力し（ＳＴ２１２）、プリント配線板を
定位置にセットする（ＳＴ２１３）。次にメモリしてい
る複数の照明方式（上述）の中から、今用いる関係を選
択し、そのコードを入力する（ＳＴ２１４）。すると装
置は、既に教示によってメモリ１３にメモリしている検
査領域の位置データから、自動的に撮像視角、即ち受光
角を選定する（ＳＴ２１５）。
【００８０】次に同じく位置データから、上述の選定さ
れた対応関係に基づいてＣＰＵ１３が照明角度を算出し
（ＳＴ２１６）、システム制御ユニット１０を介して光
源制御ユニット１１が照明装置５を制御して、そのスク
リーン上に図３６のカラーパタンを表示し、撮像制御ユ
ニット９がカラー撮像装置３ａを制御して対象プリント
配線板の検査領域を撮像して、カラー画像信号を画像処
理演算ユニット１２へ出力し、画像データを得る（ＳＴ
２１７）。ＣＰＵ１３はメモリ１４にメモリしている良
否判定アルゴリズムを用いて、画像データから検査領域
内のはんだ付け品質の自動判定を行い（ＳＴ２１９）、
判定結果データを表示ユニット１８に表示するか、ある
いは出力ユニット１６からプリント・アウト等の形態で
出力するか、メモリ１４にメモリしてロット単位で通信
ユニット１７から他の生産監視ステーション等へ送信す
ることが出来る（ＳＴ２２０）。対象プリント配線板の
全検査領域の検査が完了すれば、ＳＴ２２１がＹＥＳと
なって対象プリント配線板を定位置から除外し（ＳＴ２
２２）、全検査作業が完了する。
れた対応関係に基づいてＣＰＵ１３が照明角度を算出し
（ＳＴ２１６）、システム制御ユニット１０を介して光
源制御ユニット１１が照明装置５を制御して、そのスク
リーン上に図３６のカラーパタンを表示し、撮像制御ユ
ニット９がカラー撮像装置３ａを制御して対象プリント
配線板の検査領域を撮像して、カラー画像信号を画像処
理演算ユニット１２へ出力し、画像データを得る（ＳＴ
２１７）。ＣＰＵ１３はメモリ１４にメモリしている良
否判定アルゴリズムを用いて、画像データから検査領域
内のはんだ付け品質の自動判定を行い（ＳＴ２１９）、
判定結果データを表示ユニット１８に表示するか、ある
いは出力ユニット１６からプリント・アウト等の形態で
出力するか、メモリ１４にメモリしてロット単位で通信
ユニット１７から他の生産監視ステーション等へ送信す
ることが出来る（ＳＴ２２０）。対象プリント配線板の
全検査領域の検査が完了すれば、ＳＴ２２１がＹＥＳと
なって対象プリント配線板を定位置から除外し（ＳＴ２
２２）、全検査作業が完了する。
【００８１】次の第１１実施例は、請求項１記載の撮像
対象領域位置決め撮像装置が、機構的に対象を位置決め
する位置決め装置を備え、対象を異なる位置で撮像し、
それらの画像データから対象の３次元形状計測を行う形
状計測装置である。通常３次元形状計測には三角測量法
の原理が用いられるが、そのためには両眼視法を採用す
るか、または単眼視法の場合には表面のシェーディング
計測（Shape from Shading) 法や対象回転法などが提唱
されている。第１１実施例は、対象を最小２位置に位置
決めして撮像する方法を採用している（位置の数は目的
に応じて２以上でも構わない）。この方法の３次元形状
計測原理は、単眼複数位置撮像法とも言うべきものであ
って、請求項１記載の撮像対象領域位置決め撮像装置
が、異なる位置に対しては異なる視角で撮像する方法で
あるために、異なる位置の画像データを総合して用いれ
ば、単眼視法に属するものの三角測量法原理に準拠して
いることになる。図２５は図２４の三角測量法演算の位
置関係を単に入替えしただけのものである。即ち、偏向
ミラーが定位置にあり、対象Ｏが位置ｉにあるときに第
１回目の撮像をし、位置ｉ’に移動して対象Ｏ’となっ
たときに第２回目の撮像をすれば、ミラーと対象Ｏ及び
対象Ｏ’が成す角度はα、βとなり、図２４と同じく演
算式（８）の三角測量演算が成立する。そこで３次元形
状計測が実現されることになる。
対象領域位置決め撮像装置が、機構的に対象を位置決め
する位置決め装置を備え、対象を異なる位置で撮像し、
それらの画像データから対象の３次元形状計測を行う形
状計測装置である。通常３次元形状計測には三角測量法
の原理が用いられるが、そのためには両眼視法を採用す
るか、または単眼視法の場合には表面のシェーディング
計測（Shape from Shading) 法や対象回転法などが提唱
されている。第１１実施例は、対象を最小２位置に位置
決めして撮像する方法を採用している（位置の数は目的
に応じて２以上でも構わない）。この方法の３次元形状
計測原理は、単眼複数位置撮像法とも言うべきものであ
って、請求項１記載の撮像対象領域位置決め撮像装置
が、異なる位置に対しては異なる視角で撮像する方法で
あるために、異なる位置の画像データを総合して用いれ
ば、単眼視法に属するものの三角測量法原理に準拠して
いることになる。図２５は図２４の三角測量法演算の位
置関係を単に入替えしただけのものである。即ち、偏向
ミラーが定位置にあり、対象Ｏが位置ｉにあるときに第
１回目の撮像をし、位置ｉ’に移動して対象Ｏ’となっ
たときに第２回目の撮像をすれば、ミラーと対象Ｏ及び
対象Ｏ’が成す角度はα、βとなり、図２４と同じく演
算式（８）の三角測量演算が成立する。そこで３次元形
状計測が実現されることになる。
【００８２】第１１実施例の全体的構成図を図３８に、
またその計測ステップを図３９のフローチャートに、そ
れぞれ示す。計測ステップを追って本実施例の機能を説
明する。まず装置を計測モードにセットし（ＳＴ２３
１）、対象のＩＤを図３８の入力ユニット１３から入力
し（ＳＴ２３２）、対象を装置にセットするとステージ
２が対象を位置１に位置決めする（ＳＴ２３３）。
またその計測ステップを図３９のフローチャートに、そ
れぞれ示す。計測ステップを追って本実施例の機能を説
明する。まず装置を計測モードにセットし（ＳＴ２３
１）、対象のＩＤを図３８の入力ユニット１３から入力
し（ＳＴ２３２）、対象を装置にセットするとステージ
２が対象を位置１に位置決めする（ＳＴ２３３）。
【００８３】装置はメモリしている教示内容に従って、
システム制御ユニット９からの制御信号により、ミラー
偏向制御ユニット６が偏向ミラー装置４ａ、４ｂを制御
して受光角の自動選定（ＳＴ２３４）、結像光学系制御
ユニットが結像光学系３ｂを制御して自動焦点合わせ
（ＳＴ２３５）と自動倍率合わせ（ＳＴ２３６）を行
い、撮像制御ユニット８が撮像装置３ａを制御して対象
を撮像し、その画像信号を画像処理演算ユニット１０が
情報処理し、得られた画像データをメモリ１２にメモリ
する（ＳＴ２３７）。
システム制御ユニット９からの制御信号により、ミラー
偏向制御ユニット６が偏向ミラー装置４ａ、４ｂを制御
して受光角の自動選定（ＳＴ２３４）、結像光学系制御
ユニットが結像光学系３ｂを制御して自動焦点合わせ
（ＳＴ２３５）と自動倍率合わせ（ＳＴ２３６）を行
い、撮像制御ユニット８が撮像装置３ａを制御して対象
を撮像し、その画像信号を画像処理演算ユニット１０が
情報処理し、得られた画像データをメモリ１２にメモリ
する（ＳＴ２３７）。
【００８４】次にステージ２は対象を位置１’に位置決
めし、この位置の対象に対してルート（Ａ）を通じてＳ
Ｔ２３４からＳＴ２３７のフローを繰り返す。位置１と
１’に於ける画像データをメモリから呼出し、メモリ１
２にメモリされている図２４の演算式（８）を用いて、
ＣＰＵ１１が三角測量法演算を行い、３次元形状データ
を算出する（ＳＴ２４１）。
めし、この位置の対象に対してルート（Ａ）を通じてＳ
Ｔ２３４からＳＴ２３７のフローを繰り返す。位置１と
１’に於ける画像データをメモリから呼出し、メモリ１
２にメモリされている図２４の演算式（８）を用いて、
ＣＰＵ１１が三角測量法演算を行い、３次元形状データ
を算出する（ＳＴ２４１）。
【００８５】計測データは、表示ユニット１６に表示す
ることも出来るし、出力ユニット１４によりプリント・
アウトすることも、またメモリして通信ユニット１５か
ら他のコンピュータ等へ送信することも出来る（ＳＴ２
４２）。その後、対象をステージから取り外して（ＳＴ
２４３）、計測を終了する。本実施例に於いて、対象を
機構的に位置決めするステージは、計測の目的に応じ
て、１次元性でも、２次元性でも、Ｚ軸を伴う３次元性
でも、三角測量法上構わない。撮像装置３ａも、目的に
従ってモノクロカメラでも、カラーカメラでも原理上構
わない。また今回の説明では対象を位置決めする位置
を、２位置として説明したが、更に画像情報の信頼性を
向上するために、２以上の複数の位置に位置決めして画
像データを収集しても原理上の意義は全く等価であるこ
と、言うまでもない。
ることも出来るし、出力ユニット１４によりプリント・
アウトすることも、またメモリして通信ユニット１５か
ら他のコンピュータ等へ送信することも出来る（ＳＴ２
４２）。その後、対象をステージから取り外して（ＳＴ
２４３）、計測を終了する。本実施例に於いて、対象を
機構的に位置決めするステージは、計測の目的に応じ
て、１次元性でも、２次元性でも、Ｚ軸を伴う３次元性
でも、三角測量法上構わない。撮像装置３ａも、目的に
従ってモノクロカメラでも、カラーカメラでも原理上構
わない。また今回の説明では対象を位置決めする位置
を、２位置として説明したが、更に画像情報の信頼性を
向上するために、２以上の複数の位置に位置決めして画
像データを収集しても原理上の意義は全く等価であるこ
と、言うまでもない。
【００８６】次の第１２実施例は、第１１実施例に於い
て請求項１記載の撮像対象領域位置決め撮像装置を左右
一対宛備えた計測装置である。その全体的構成図を図４
０に、また計測ステップを図４１のフローチャートに示
す。本実施例は、図４０のステージ２が対象を位置１と
位置１’に位置決めして、夫々の位置で対象画像データ
を収集する点では、第１１実施例と全く同じ手順で計測
を行うが、夫々の位置で左右の請求項１記載の撮像対象
領域位置決め撮像装置が左右同時に画像データを獲得
し、メモリ１２にメモリして三角測量法演算に用い、３
次元形状計測を行う点が前実施例と異なる要点である。
て請求項１記載の撮像対象領域位置決め撮像装置を左右
一対宛備えた計測装置である。その全体的構成図を図４
０に、また計測ステップを図４１のフローチャートに示
す。本実施例は、図４０のステージ２が対象を位置１と
位置１’に位置決めして、夫々の位置で対象画像データ
を収集する点では、第１１実施例と全く同じ手順で計測
を行うが、夫々の位置で左右の請求項１記載の撮像対象
領域位置決め撮像装置が左右同時に画像データを獲得
し、メモリ１２にメモリして三角測量法演算に用い、３
次元形状計測を行う点が前実施例と異なる要点である。
【００８７】この左右視撮像方法は、立体形状を有する
対象を回転動作なしに表裏同時に形状計測するためのも
のである。例えば図４０のように、対象を位置１から１
次元的に位置１’に移動するだけで、対象の全方位表面
が観測出来るので、その結果対象の立体形状情報が得ら
れるのである。その他の要素は第１１実施例と同様であ
るので、説明を省略する。
対象を回転動作なしに表裏同時に形状計測するためのも
のである。例えば図４０のように、対象を位置１から１
次元的に位置１’に移動するだけで、対象の全方位表面
が観測出来るので、その結果対象の立体形状情報が得ら
れるのである。その他の要素は第１１実施例と同様であ
るので、説明を省略する。
【００８８】次に第１３実施例として、第１０実施例記
述の視角対応角度照明機能を有する自動検査装置に機構
的対象位置決め装置を適用した、検査装置を説明する。
本実施例の１例は、ビール瓶や一升瓶のひびや欠けや割
れ等、あるいはジュース缶や牛乳パック等の印刷ミスを
検出するための自動検査装置である。ビンを例にとる
と、検査はビンの口部、首部、腹部、底部などを全方位
にわたってセンシングする必要がある。そのため、従来
の検査装置は、ビンの周囲に多数のカメラを装備し、ブ
ラインド方向が存在しないようにしなければならなかっ
た。それは取りも直さず高コスト装置を意味するもので
あった。
述の視角対応角度照明機能を有する自動検査装置に機構
的対象位置決め装置を適用した、検査装置を説明する。
本実施例の１例は、ビール瓶や一升瓶のひびや欠けや割
れ等、あるいはジュース缶や牛乳パック等の印刷ミスを
検出するための自動検査装置である。ビンを例にとる
と、検査はビンの口部、首部、腹部、底部などを全方位
にわたってセンシングする必要がある。そのため、従来
の検査装置は、ビンの周囲に多数のカメラを装備し、ブ
ラインド方向が存在しないようにしなければならなかっ
た。それは取りも直さず高コスト装置を意味するもので
あった。
【００８９】またこれらの製造ラインは一般に非常に高
速なコンベア搬送であるために、その検査も相当な高速
を要求される。本実施例は、図４２の全体構成図及び図
４３の検査フローチャートに示すように、検査対象を単
に一直線上を移動させるだけで、全方位センシングを実
現しており、コンベヤ上を１次元的に移動する被検体に
適した機能となっている。更に必要であれば、Ｚ軸方向
に移動させる、上下位置決め機構を用意すれば、天頂角
方向のセンシングも可能である。
速なコンベア搬送であるために、その検査も相当な高速
を要求される。本実施例は、図４２の全体構成図及び図
４３の検査フローチャートに示すように、検査対象を単
に一直線上を移動させるだけで、全方位センシングを実
現しており、コンベヤ上を１次元的に移動する被検体に
適した機能となっている。更に必要であれば、Ｚ軸方向
に移動させる、上下位置決め機構を用意すれば、天頂角
方向のセンシングも可能である。
【００９０】また、本実施例は図４２の偏向ミラー装置
４にガルバノメータミラーを採用しているので、１００
０度／秒以上のベクタースピードが得られ、高速移動被
検体のライン・フローをディスターブせずに自動検査を
遂行することが出来る。このような全方位画像センシン
グには、特に視角の変化に対応した角度の光束で照明す
ることが重要であって、視角と照明角度を常に一定の幾
何光学的位置関係に固定しなければならず、視角に追随
する角度の照明が必須である。
４にガルバノメータミラーを採用しているので、１００
０度／秒以上のベクタースピードが得られ、高速移動被
検体のライン・フローをディスターブせずに自動検査を
遂行することが出来る。このような全方位画像センシン
グには、特に視角の変化に対応した角度の光束で照明す
ることが重要であって、視角と照明角度を常に一定の幾
何光学的位置関係に固定しなければならず、視角に追随
する角度の照明が必須である。
【００９１】図４２に於いて、検査対象の位置１、
１’、１”に対して照明装置５の光源位置を夫々５ａ、
５ａ’、５ａ”として、各照明を行い、図４３に示すよ
うに、夫々の位置で欠陥検出を行って結果をメモリし、
全位置の検査が完了した後、メモリされた結果を総合し
て被検体の良否についての判定を行っている。次の第１
４実施例は、検査対象を撮像してその画像データを送信
する、自動検査ステーションと、画像データを受信して
その画像を一括して再生表示する、画像表示ステーショ
ンとから成る、検査装置であって、製造ラインとは別の
場所に居る高度な専門的検査技能を有する検査員が、画
像による専門的判断を用いて検査することを可能にし
た、検査装置である。
１’、１”に対して照明装置５の光源位置を夫々５ａ、
５ａ’、５ａ”として、各照明を行い、図４３に示すよ
うに、夫々の位置で欠陥検出を行って結果をメモリし、
全位置の検査が完了した後、メモリされた結果を総合し
て被検体の良否についての判定を行っている。次の第１
４実施例は、検査対象を撮像してその画像データを送信
する、自動検査ステーションと、画像データを受信して
その画像を一括して再生表示する、画像表示ステーショ
ンとから成る、検査装置であって、製造ラインとは別の
場所に居る高度な専門的検査技能を有する検査員が、画
像による専門的判断を用いて検査することを可能にし
た、検査装置である。
【００９２】自動検査ステーションの全体的構成図は、
図９に示す第３実施例の全体的構成図と同様である。第
３実施例の自動検査装置と異なる機能は、この自動検査
ステーションでは、検査対象を撮像して得られた画像デ
ータを図９のメモリ１２にメモリし、通信ユニット１５
によって画像表示ステーションへ向けて送信する点であ
る。この送信方法はアナログ画像信号をそのまま送信し
ても良いし、また画像処理演算ユニット１０に於いてデ
ジタル画像データに変換した後、送信しても良い。
図９に示す第３実施例の全体的構成図と同様である。第
３実施例の自動検査装置と異なる機能は、この自動検査
ステーションでは、検査対象を撮像して得られた画像デ
ータを図９のメモリ１２にメモリし、通信ユニット１５
によって画像表示ステーションへ向けて送信する点であ
る。この送信方法はアナログ画像信号をそのまま送信し
ても良いし、また画像処理演算ユニット１０に於いてデ
ジタル画像データに変換した後、送信しても良い。
【００９３】更に撮像の都度その画像データを送信する
のではなく、多数の検査対象の画像データをメモリして
おき、それらを一括して送信する方式を採用しても良
い。送信メディアは、ＬＡＮ等のネットワーク、電話
線、無線、いづれも可能である。また、全ての検査対象
を逐一画像送信することは、送信情報量も所要時間も膨
大となるので、第５実施例のように、自動検査位相に於
いて不良判定された検査対象の画像データのみをメモリ
１２にメモリしておき、これを送信しても良い。
のではなく、多数の検査対象の画像データをメモリして
おき、それらを一括して送信する方式を採用しても良
い。送信メディアは、ＬＡＮ等のネットワーク、電話
線、無線、いづれも可能である。また、全ての検査対象
を逐一画像送信することは、送信情報量も所要時間も膨
大となるので、第５実施例のように、自動検査位相に於
いて不良判定された検査対象の画像データのみをメモリ
１２にメモリしておき、これを送信しても良い。
【００９４】この場合、９０％の検査対象が良品判定さ
れれば、画像表示ステーションに於ける専門検査員の負
荷は１０分の１となる。なお、画像データと共に、その
ＩＤデータ等の関連属性データも同時に送信すること
は、言うまでもない。画像表示ステーションは送信され
た画像データと関連属性データを受信し、これを一括し
て画像表示する。その全体的構成図は図４４に示した通
りである。
れれば、画像表示ステーションに於ける専門検査員の負
荷は１０分の１となる。なお、画像データと共に、その
ＩＤデータ等の関連属性データも同時に送信すること
は、言うまでもない。画像表示ステーションは送信され
た画像データと関連属性データを受信し、これを一括し
て画像表示する。その全体的構成図は図４４に示した通
りである。
【００９５】自動検査ステーションから送信された画像
その他のデータは、メモリ３にメモリし、入力ユニット
５からのデマンド入力により、表示ユニット８のスクリ
ーン上に画像表示する。この時、どのような方式の一括
表示をするかは、入力ユニット５から入力し、メモリ３
にメモリされている教示データによって指示される。一
括表示例を図４５に示す。
その他のデータは、メモリ３にメモリし、入力ユニット
５からのデマンド入力により、表示ユニット８のスクリ
ーン上に画像表示する。この時、どのような方式の一括
表示をするかは、入力ユニット５から入力し、メモリ３
にメモリされている教示データによって指示される。一
括表示例を図４５に示す。
【００９６】検査員はこれらの表示画像を目視観測して
良否判定を行い、その結果を入力ユニット５から入力
し、得られた検査データは出力ユニット６からプリント
・アウトするか、あるいは表示ユニット８に表示する
か、あるいはメモリ３にメモリして、他のステーション
へ通信ユニット７から送信することが出来る。更に、Ｃ
ＰＵ２が画像データ演算して、検体のコンピュータ・グ
ラフィックス画像として品質を一瞥判定可能な画像化し
た上で、表示ユニット８に表示し、検査員の観測に提供
することも可能である。
良否判定を行い、その結果を入力ユニット５から入力
し、得られた検査データは出力ユニット６からプリント
・アウトするか、あるいは表示ユニット８に表示する
か、あるいはメモリ３にメモリして、他のステーション
へ通信ユニット７から送信することが出来る。更に、Ｃ
ＰＵ２が画像データ演算して、検体のコンピュータ・グ
ラフィックス画像として品質を一瞥判定可能な画像化し
た上で、表示ユニット８に表示し、検査員の観測に提供
することも可能である。
【００９７】最後の第１５実施例は、第５実施例の検査
装置による画像目視再検査を行いながら最終的に不良と
判定された箇所を修理修正することによって半製品を完
成する、製造工程について説明する。図４６は対象がプ
リント配線板に電子部品をはんだ付けする製造ラインを
示している。左端のはんだ印刷機２１にプリント配線板
が搬入されると、そこでスクリーン印刷によりクリーム
はんだが塗布され、ベルトコンベアによりチップ装着機
２２に搬入され、チップ部品が装着されて次に異形部品
装着機２３に運ばれて異形部品が装着される。
装置による画像目視再検査を行いながら最終的に不良と
判定された箇所を修理修正することによって半製品を完
成する、製造工程について説明する。図４６は対象がプ
リント配線板に電子部品をはんだ付けする製造ラインを
示している。左端のはんだ印刷機２１にプリント配線板
が搬入されると、そこでスクリーン印刷によりクリーム
はんだが塗布され、ベルトコンベアによりチップ装着機
２２に搬入され、チップ部品が装着されて次に異形部品
装着機２３に運ばれて異形部品が装着される。
【００９８】予定された全ての部品の装着が終わるとリ
フロー炉２４に搬入され、クリームはんだが溶融されて
はんだ付けが完了する。はんだ付けプリント配線板は、
本発明に係る自動検査装置２５に送り込まれて電子部品
の有無やはんだ付けの良否の検査がなされる。自動検査
装置２５で自動検査ステップが終わったプリント配線板
は、画像表示装置及び目視再検査処理部２６で次に目視
再検査ステップに入る。同時にメモリされた自動検査不
良判定箇所の位置データが、再検査位置データとして呼
び出され、再度本発明になる位置決めをなされて、再検
査必要箇所として画像表示される。
フロー炉２４に搬入され、クリームはんだが溶融されて
はんだ付けが完了する。はんだ付けプリント配線板は、
本発明に係る自動検査装置２５に送り込まれて電子部品
の有無やはんだ付けの良否の検査がなされる。自動検査
装置２５で自動検査ステップが終わったプリント配線板
は、画像表示装置及び目視再検査処理部２６で次に目視
再検査ステップに入る。同時にメモリされた自動検査不
良判定箇所の位置データが、再検査位置データとして呼
び出され、再度本発明になる位置決めをなされて、再検
査必要箇所として画像表示される。
【００９９】そこでオペレータは表示画像について目視
再検査を行い、それが真の不良箇所であることを確認す
れば（ベリフィケーション）、この半製品プリント配線
板の不良箇所の修理修正をその場で即実行する。図４７
は、検査装置が修理台１９を備え、画像目視再検査がな
されて不良と判定された場合、検査対象１は修理台１９
へ引き出され、そこで修理対象１８として修理または修
正が施される。
再検査を行い、それが真の不良箇所であることを確認す
れば（ベリフィケーション）、この半製品プリント配線
板の不良箇所の修理修正をその場で即実行する。図４７
は、検査装置が修理台１９を備え、画像目視再検査がな
されて不良と判定された場合、検査対象１は修理台１９
へ引き出され、そこで修理対象１８として修理または修
正が施される。
【０１００】その場合の動作ステップは図４８のフロー
チャートの通りであり、オペレータが画像目視により不
良判定する度に（ＳＴ２９６）、その箇所の修理修正を
実施し（ＳＴ２９７）、再びプリント配線板を載物台上
の定位置２に戻すと、次の再検査箇所が光学的に位置決
めされて撮像・画像表示される。このようにして再検査
と修理修正が施されて全箇所の部品実装状態が完璧とな
った実装プリント配線板は製品として仕上げられたもの
であり、完成品として出荷される。検査と修理修正はこ
のように不即不離の関係にあり、不可欠のステップとし
て製造工程に組み込まれているのである。
チャートの通りであり、オペレータが画像目視により不
良判定する度に（ＳＴ２９６）、その箇所の修理修正を
実施し（ＳＴ２９７）、再びプリント配線板を載物台上
の定位置２に戻すと、次の再検査箇所が光学的に位置決
めされて撮像・画像表示される。このようにして再検査
と修理修正が施されて全箇所の部品実装状態が完璧とな
った実装プリント配線板は製品として仕上げられたもの
であり、完成品として出荷される。検査と修理修正はこ
のように不即不離の関係にあり、不可欠のステップとし
て製造工程に組み込まれているのである。
【０１０１】
【発明の効果】本発明によれば、対象を選んで撮像する
場合に、光学的な位置決め技術を実現したので、従来技
術のように対象あるいは撮像装置を機構的に位置決めす
る必要が無くなり、高速な位置決めばかりでなく、安全
性上も有利な技術を提供することが出来た。更に、この
技術に伴う座標歪み誤差の発生を制御して未然に抑止す
る技術や、演算によってそれを補正する方法をも提案し
たので、プリント配線板等の検査への適用技術や、３次
元形状計測装置への応用技術が可能になり、従来技術よ
りも簡潔かつ容積の小さい検査装置や計測装置の実現が
容易になり、従ってコストも低廉化出来る可能性が開か
れた。
場合に、光学的な位置決め技術を実現したので、従来技
術のように対象あるいは撮像装置を機構的に位置決めす
る必要が無くなり、高速な位置決めばかりでなく、安全
性上も有利な技術を提供することが出来た。更に、この
技術に伴う座標歪み誤差の発生を制御して未然に抑止す
る技術や、演算によってそれを補正する方法をも提案し
たので、プリント配線板等の検査への適用技術や、３次
元形状計測装置への応用技術が可能になり、従来技術よ
りも簡潔かつ容積の小さい検査装置や計測装置の実現が
容易になり、従ってコストも低廉化出来る可能性が開か
れた。
【０１０２】以下、本発明の効果を各請求項に従って具
体的に説明する。請求項１の発明によれば、撮像視角に
追随する角度で対象を照明するように技術を記載したの
で、視角が変わっても常に同一の照明条件で照明された
対象を撮像してその画像を表示することが出来る。
体的に説明する。請求項１の発明によれば、撮像視角に
追随する角度で対象を照明するように技術を記載したの
で、視角が変わっても常に同一の照明条件で照明された
対象を撮像してその画像を表示することが出来る。
【０１０３】請求項２の発明によれば、座標歪み誤差の
発生を制御して未然に防止し、かつ演算によってそれを
補正するようにしたので、撮像した対象像を画像表示し
て目視検査に提供する機能を有する検査装置が実現出来
た。
発生を制御して未然に防止し、かつ演算によってそれを
補正するようにしたので、撮像した対象像を画像表示し
て目視検査に提供する機能を有する検査装置が実現出来
た。
【０１０４】請求項３の発明によれば、照明方法を備え
たので、視角が変わっても常に同一の照明条件で照明さ
れた検査対象を撮像してその画像を表示して目視検査に
提供出来る。
たので、視角が変わっても常に同一の照明条件で照明さ
れた検査対象を撮像してその画像を表示して目視検査に
提供出来る。
【０１０５】請求項４の発明によれば、一対の撮像対象
領域位置決め撮像装置を備えたので、検査対象を両眼視
撮像してその画像を表示し、両眼視画像を目視検査に提
供出来る。請求項５の発明によれば、演算手段と判定手
段を備えたので、撮像手段から出力される検査対象の画
像信号を用いて、検査対象の品質良否判定パラメータを
算出し、そのパラメータを用いて品質良否の判定が出来
る。
領域位置決め撮像装置を備えたので、検査対象を両眼視
撮像してその画像を表示し、両眼視画像を目視検査に提
供出来る。請求項５の発明によれば、演算手段と判定手
段を備えたので、撮像手段から出力される検査対象の画
像信号を用いて、検査対象の品質良否判定パラメータを
算出し、そのパラメータを用いて品質良否の判定が出来
る。
【０１０６】請求項６の発明によれば、請求項３に係る
検査装置が、演算手段と判定手段を備えたので、検査対
象を視角追随角度の照明で照明し、それにより得られる
検査対象の画像データから検査対象の品質良否を自動的
に検査出来る。請求項７の発明によれば、位置決め手段
により機構的に位置決めされた検査対象を、視角に追随
した角度で照明して自動的に検査することが出来る。
検査装置が、演算手段と判定手段を備えたので、検査対
象を視角追随角度の照明で照明し、それにより得られる
検査対象の画像データから検査対象の品質良否を自動的
に検査出来る。請求項７の発明によれば、位置決め手段
により機構的に位置決めされた検査対象を、視角に追随
した角度で照明して自動的に検査することが出来る。
【０１０７】請求項８の発明によれば、一対の撮像対象
領域位置決め撮像装置を備え、検査対象を両眼視撮像
し、両眼視画像信号から品質良否の自動判定が出来る。
請求項９の発明によれば、自動検査で不良と判定された
対象のアドレスデータをメモリし、再検査時には不良判
定対象を再び位置決めして撮像し、その画像を画像表示
して目視再検査のために提供することが出来る。
領域位置決め撮像装置を備え、検査対象を両眼視撮像
し、両眼視画像信号から品質良否の自動判定が出来る。
請求項９の発明によれば、自動検査で不良と判定された
対象のアドレスデータをメモリし、再検査時には不良判
定対象を再び位置決めして撮像し、その画像を画像表示
して目視再検査のために提供することが出来る。
【０１０８】請求項１０の発明によれば、検査対象を撮
像してその画像データをメモリした後送信する自動検査
部と、送信された画像データを受信してその画像を一括
再生表示する画像表示部から成る検査装置としたので、
製造ライン等とは異なる場所に於いて、異なるタイミン
グで一括画像目視検査が実現される。
像してその画像データをメモリした後送信する自動検査
部と、送信された画像データを受信してその画像を一括
再生表示する画像表示部から成る検査装置としたので、
製造ライン等とは異なる場所に於いて、異なるタイミン
グで一括画像目視検査が実現される。
【０１０９】請求項１１の発明によれば、機構的な位置
決め手段が同一対象を位置決めし、一対の撮像対象領域
位置決め撮像装置で左右視撮像し、その左右視画像デー
タを用いて対象の３次元形状を計測する、形状計測装置
が実現される。この技術により、３次元形状計測に於け
る対象の回転等の煩さな手順が不要化する効果が得られ
た。
決め手段が同一対象を位置決めし、一対の撮像対象領域
位置決め撮像装置で左右視撮像し、その左右視画像デー
タを用いて対象の３次元形状を計測する、形状計測装置
が実現される。この技術により、３次元形状計測に於け
る対象の回転等の煩さな手順が不要化する効果が得られ
た。
【０１１０】最後に、請求項１２の発明によれば、製造
ラインを流れる半製品を、請求項９記載の検査装置で自
動検査し、品質不良判定が下された検査対象を再び撮像
して画像表示し、オペレータが目視再検査して真の不良
対象を確認したら、それを修理修正して完成品としてラ
インから出荷する、製品製造方法を実現した。
ラインを流れる半製品を、請求項９記載の検査装置で自
動検査し、品質不良判定が下された検査対象を再び撮像
して画像表示し、オペレータが目視再検査して真の不良
対象を確認したら、それを修理修正して完成品としてラ
インから出荷する、製品製造方法を実現した。
【図１】本発明に係る、撮像対象領域位置決め撮像装置
の光偏向ミラー装置を含む光学装置と、倍率決めをなす
結像レンズ光学装置の１例を示す図である。
の光偏向ミラー装置を含む光学装置と、倍率決めをなす
結像レンズ光学装置の１例を示す図である。
【図２】本発明に係る、撮像対象領域位置決め撮像装置
の光偏向ミラー装置の１例を示す図である。
の光偏向ミラー装置の１例を示す図である。
【図３】本発明に係る、光偏向ミラー装置の反射光学的
機能を示す図である。
機能を示す図である。
【図４】本発明の第１実施例監視装置の全体的構成を示
す図である。
す図である。
【図５】同第１実施例監視装置の教示モードのステップ
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図６】同第１実施例監視装置の観測モードのステップ
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施例監視装置の全体的構成を示
す図である。
す図である。
【図８】本発明の第３実施例検査装置の撮像対象領域位
置決め撮像装置の光偏向ミラー装置を含む光学装置と、
倍率決めをなす結像レンズ光学装置を示す図である。
置決め撮像装置の光偏向ミラー装置を含む光学装置と、
倍率決めをなす結像レンズ光学装置を示す図である。
【図９】同第３実施例検査装置の全体的構成を示す図で
ある。
ある。
【図１０】光偏向ミラー装置の高さと偏向角度による、
焦点距離の変化及び演算式を示す図である。
焦点距離の変化及び演算式を示す図である。
【図１１】光偏向ミラー装置のミラー偏向による、平面
投影歪み誤差を示す図である。
投影歪み誤差を示す図である。
【図１２】光偏向ミラー装置のミラー偏向を、対象平面
上で直交座標を描くように偏向角度を制御するために、
逆算する演算式とその関係を説明する図である。
上で直交座標を描くように偏向角度を制御するために、
逆算する演算式とその関係を説明する図である。
【図１３】光偏向ミラー装置の高さと偏向角度による、
画像サイズの変化及び演算式を示す図である。
画像サイズの変化及び演算式を示す図である。
【図１４】上記第３実施例検査装置の教示モードのステ
ップを示すフローチャートである。
ップを示すフローチャートである。
【図１５】同第３実施例検査装置の検査モードのステッ
プを示すフローチャートである。
プを示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第４実施例検査装置の全体的構成を
示す図である。
示す図である。
【図１７】同第４実施例検査装置の検査モードのステッ
プを示すフローチャートである。
プを示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第５実施例検査装置の自動検査モー
ドのステップを示すフローチャートである。
ドのステップを示すフローチャートである。
【図１９】同第５実施例検査装置の目視再検査モードの
ステップを示すフローチャートである。
ステップを示すフローチャートである。
【図２０】本発明の第６実施例検査装置の全体的構成を
示す図である。
示す図である。
【図２１】同第６実施例検査装置の教示モードのステッ
プを示すフローチャートである。
プを示すフローチャートである。
【図２２】同第６実施例検査装置の検査モードのステッ
プを示すフローチャートである。
プを示すフローチャートである。
【図２３】本発明の第７実施例検査装置の全体的構成を
示す図である。
示す図である。
【図２４】同第７実施例検査装置の両眼視による三角測
量法の原理を示す図である。
量法の原理を示す図である。
【図２５】本発明の第１２実施例検査装置の対象二重位
置による三角測量法の原理を示す図である。
置による三角測量法の原理を示す図である。
【図２６】上記第７実施例検査装置の検査モードのステ
ップを示すフローチャートである。
ップを示すフローチャートである。
【図２７】本発明の第８実施例照明・撮像・表示装置の
全体的構成を示す図である。
全体的構成を示す図である。
【図２８】同第８実施例照明・撮像・表示装置の照明角
度可変型光源の移動光源パタンの１例を示す図である。
度可変型光源の移動光源パタンの１例を示す図である。
【図２９】同第８実施例照明・撮像・表示装置の照明角
度可変型光源の移動光源パタンの他の１例を示す図であ
る。
度可変型光源の移動光源パタンの他の１例を示す図であ
る。
【図３０】同第８実施例照明・撮像・表示装置の照明角
度可変型光源の光路の例を示す図である。
度可変型光源の光路の例を示す図である。
【図３１】同第８実施例照明・撮像・表示装置の観測ス
テップを示すフローチャートである。
テップを示すフローチャートである。
【図３２】本発明第９実施例検査装置の全体的構成を示
す図である。
す図である。
【図３３】同第９実施例検査装置の検査モードのステッ
プを示すフローチャートである。
プを示すフローチャートである。
【図３４】本発明の第１０実施例検査装置の全体的構成
を示す図である。
を示す図である。
【図３５】同第１０実施例検査装置の検査モードのステ
ップを示すフローチャートである。
ップを示すフローチャートである。
【図３６】同第１０実施例検査装置の照明角度可変型光
源の移動光源パタンの１例を示す図である。
源の移動光源パタンの１例を示す図である。
【図３７】同第１０実施例検査装置の照明角度可変型光
源の移動光源パタンの他の１例を示す図である。
源の移動光源パタンの他の１例を示す図である。
【図３８】本発明の第１１実施例形状計測装置の全体的
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図３９】同第１１実施例形状計測装置の計測モードの
ステップを示すフローチャートである。
ステップを示すフローチャートである。
【図４０】本発明の第１２実施例形状計測装置の全体的
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図４１】同第１２実施例形状計測装置の計測モードの
ステップを示すフローチャートである。
ステップを示すフローチャートである。
【図４２】本発明の第１３実施例検査装置の全体的構成
を示す図である。
を示す図である。
【図４３】同第１３実施例検査装置の検査モードのステ
ップを示すフローチャートである。
ップを示すフローチャートである。
【図４４】本発明の第１４実施例検査装置の画像表示ス
テーションの全体的構成を示す図である。
テーションの全体的構成を示す図である。
【図４５】同第１４実施例検査装置の画像表示ステーシ
ョンの一括再生表示画面を示す図である。
ョンの一括再生表示画面を示す図である。
【図４６】プリント配線板に電子部品を搭載して、リフ
ローはんだ付けする、製造ラインを示す図である。
ローはんだ付けする、製造ラインを示す図である。
【図４７】本発明の第１５実施例の全体的構成を示す図
である。
である。
【図４８】同第１５実施例の動作を示すフローチャート
である。
である。
Ｐ 試料対象
Ｍφ 平面ミラー
Ｍθ 平面ミラー
Ｌ 結像光学系レンズ
Ｉ 撮像素子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｇ０６Ｆ 15/62 ４００
Ｈ０５Ｋ 13/04 15/64 Ｃ
(72)発明者 木地 英雄
神奈川県三浦郡葉山町長柄705番の261
(72)発明者 林 敦史
京都市上京区浄福寺通下立売下る田中町
475
(56)参考文献 特開 昭63−167981（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−180252（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−83712（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 11/00
G01B 11/24
G01N 21/88
G06T 1/00
G06T 7/00
H04N 7/18
H05K 13/04
Claims (12)
- 【請求項１】対象を撮像する視角を決定するために、対
象から到達する光束を受光する角度に受光角を選定する
撮像視角決め手段と、 撮像手段に対象像を結像し、かつ撮像倍率を定める結像
手段と、 対象を照明し、定位置の光源からの光束を偏向すること
によって、照明角度を変更し得る照明手段であるか、あ
るいは光源位置を移動することによって照明角度を変更
し得る照明手段と、 撮像対象領域の位置データに付随して入力された入力
値、あるいは演算手段による算出値に従って、撮像視角
に対応した角度で対象を照明するように前記照明手段を
制御する照明制御手段と、 位置決めされた対象を撮像する撮像手段と、 を備えたことを特徴とする撮像対象領域位置決め撮像装
置。 - 【請求項２】対象を撮像する視角を決定するために、対
象から到達する光束を受光する角度に受光角を選定する
撮像視角決め手段と、 検査対象像を縮小結像する第１光学系と、検査対象像を
変倍する第２光学系とからなる結像手段と、 視角指定信号により、前記撮像視角決め手段の受光角選
定を制御して、検査対象平面直交座標方形格子に準ずる
ように撮像視角を選定せしめる視角制御手段と、 焦点距離調節信号により、前記結像手段を光軸に沿って
移動させ、前記視角決め手段の受光角に応じて発生する
焦点距離のずれを解消させ、かつ倍率指定信号により、
前記第２光学系を調節して、前記撮像視角決め手段の受
光角に応じて発生する倍率誤差を解消して、対象像を所
定倍率で結像せしめる結像制御手段と、 位置決めされた検査対象を撮像する撮像手段と、 撮像された検査対象画像を表示する表示手段と、を備え
たことを特徴とする検査装置。 - 【請求項３】対象を撮像する視角を決定するために、対
象から到達する光束を受光する角度に受光角を選定する
撮像視角決め手段と、 検査対象を照明し、定位置の光源からの光束を偏向する
ことによって、照明角度を変更し得る照明手段である
か、あるいは光源位置を移動することによって照明角度
を変更し得る照明手段と、 撮像対象領域の位置データに付随して入力された入力
値、あるいは演算手段による算出値に従って、撮像視角
に対応した角度で対象を照明するように前記照明手段を
制御する照明制御手段と、 検査対象像を縮小結像する第１光学系と、検査対象像を
変倍する第２光学系とからなる結像手段と、 視角指定信号により、前記撮像視角決め手段の受光角選
定を制御して、検査対象平面直交座標方形格子に準ずる
ように撮像視角を選定せしめる視角制御手段と、 焦点距離調節信号により、前記結像手段を光軸に沿って
移動させ、前記視角決め手段の受光角に応じて発生する
焦点距離のずれを解消させ、かつ倍率指定信号により、
前記第２光学系を調節して、前記撮像視角決め手段の受
光角に応じて発生する倍率誤差を解消して、対象像を所
定倍率で結像せしめる結像制御手段と、位置決めされた
検査対象を撮像する撮像手段と、 撮像された検査対象画像を表示する表示手段と、を備え
たことを特徴とする検査装置。 - 【請求項４】それぞれが、対象を撮像する視角を決定す
るために、対象から到達する光束を受光する角度に受光
角を選定する撮像視角決め手段と、検査対象像を縮小結
像する第１光学系と、検査対象像を変倍する第２光学系
とからなる結像手段と、視角指定信号により、前記撮像
視角決め手段の受光角選定を制御して、検査対象平面直
交座標方形格子に準ずるように撮像視角を選定せしめる
視角制御手段と、焦点距離調節信号により、前記結像手
段を光軸に沿って移動させ、前記視角決め手段の受光角
に応じて発生する焦点距離のずれを解消させ、かつ倍率
指定信号により、前記第２光学系を調節して、前記撮像
視角決め手段の受光角に応じて発生する倍率誤差を解消
して、対象像を所定倍率で結像せしめる結像制御手段
と、位置決めされた検査対象を撮像する撮像手段と、か
らなる一対の撮像対象領域位置決め撮像装置と、表示手
段とからなり、 一対の前記撮像対象領域位置決め撮像装置の撮像手段
は、検査対象に対して両眼視撮像を行い、前記表示手段
は、両眼視画像を表示して目視検査に提供し得ることを
特徴とする検査装置。 - 【請求項５】対象を撮像する視角を決定するために、対
象から到達する光束を受光する角度に受光角を選定する
撮像視角決め手段と、 検査対象像を縮小結像する第１光学系と、検査対象像を
変倍する第２光学系とからなる結像手段と、 視角指定信号により、前記撮像視角決め手段の受光角選
定を制御して、検査対象平面直交座標方形格子に準ずる
ように撮像視角を選定せしめる視角制御手段と、 焦点距離調節信号により、前記結像手段を光軸に沿って
移動させ、前記撮像視角決め手段の受光角に応じて発生
する焦点距離のずれを解消させ、かつ倍率指定信号によ
り、前記第２光学系を調節して、前記撮像視角決め手段
の受光角に応じて発生する倍率誤差を解消して、対象像
を所定倍率で結像せしめる結像制御手段と、 位置決めされた検査対象を撮像して、画像信号を出力す
る撮像手段と、 この撮像手段から出力された画像信号の位置データの歪
みを補正して直交座標データに変換し、品質良否判定用
パラメータを算出する良否判定用パラメータ算出手段
と、 品質良否判定用パラメータから検査対象の品質良否を自
動的に判定する品質良否自動判定手段とを備えたことを
特徴とする検査装置。 - 【請求項６】対象を撮像する視角を決定するために、対
象から到達する光束を受光する角度に受光角を選定する
撮像視角決め手段と、 検査対象を照明し、定位置の光源からの光束を偏向する
ことによって、照明角度を変更し得る照明手段である
か、あるいは光源位置を移動することによって照明角度
を変更し得る照明手段と、 撮像対象領域の位置データに付随して入力された入力
値、あるいは演算手段による算出値に従って、撮像視角
に対応した角度で対象を照明するように前記照明手段を
制御する照明制御手段と、 検査対象像を縮小結像する第１光学系と、検査対象像を
変倍する第２光学系とからなる結像手段と、 視角指定信号により、前記撮像視角決め手段の受光角選
定を制御して、検査対象平面直交座標方形格子に準ずる
ように撮像視角を選定せしめる視角制御手段と、 焦点距離調節信号により、前記結像手段を光軸に沿って
移動させ、前記視角決め手段の受光角に応じて発生する
焦点距離のずれを解消させ、かつ倍率指定信号により、
前記第２光学系を調節して、前記撮像視角決め手段の受
光角に応じて発生する倍率誤差を解消して、対象像を所
定倍率で結像せしめる結像制御手段と、 位置決めされた検査対象を撮像して画像信号を出力する
撮像手段と、 この撮像手段から出力された画像信号の位置データの歪
みを補正して直交座標データに変換し、品質良否判定用
パラメータを算出する良否判定用パラメータ算出手段
と、 品質良否判定用パラメータから検査対象の品質良否を自
動的に判定する品質良否自動判定手段と、を備えたこと
を特徴とする検査装置。 - 【請求項７】対象を機構的に１次元的、あるいは２次元
的、あるいは３次元的に位置決めする位置決め手段と、 対象を撮像する視角を決定するために、対象から到達す
る光束を受光する角度に受光角を選定する撮像視角決め
手段と、 検査対象を照明し、定位置の光源からの光束を偏向する
ことによって、照明角度を変更し得る照明手段である
か、あるいは光源位置を移動することによって照明角度
を変更し得る照明手段と、 撮像対象領域の位置データに付随して入力された入力
値、あるいは演算手段による算出値に従って、撮像視角
に対応した角度で対象を照明するように前記照明手段を
制御する照明制御手段と、 検査対象像を縮小する第１光学系と、検査対象を変倍す
る第２光学系とからなる結像手段と、 視角指定信号により、前記撮像視角決め手段の受光角選
定を制御して、検査対象平面直交座標方形格子に準ずる
ように撮像視角を選定せしめる視角制御手段と、 焦点距離調節信号により、前記結像手段を光軸に沿って
移動させ、前記視角決め手段の受光角に応じて発生する
焦点距離のずれを解消させ、かつ倍率指定信号により、
前記第２光学系を調節して、前記撮像視角決め手段の受
光角に応じて発生する倍率誤差を解消して、対象像を所
定倍率で結像せしめる結像制御手段と、 位置決めされた検査対象を撮像して画像信号を出力する
撮像手段と、 前記位置決め手段により、機構的に位置決めされた検査
対象の画像信号から、品質良否用パラメータを算出する
品質良否判定用パラメータ算出手段と、 品質良否判定用パラメータから検査対象の品質良否を自
動的に判定する品質良否自動判定手段と、 を備えたことを特徴とする検査装置。 - 【請求項８】それぞれが、対象を撮像する視角を決定す
るために、対象から到達する光束を受光する角度に受光
角を選定する撮像視角決め手段と、検査対象像を縮小結
像する第１光学系と、検査対象像を変倍する第２光学系
とからなる結像手段と、視角指定信号により、前記撮像
視角決め手段の受光角選定を制御して、検査対象平面直
交座標方形格子に準ずるように撮像視角を選定せしめる
視角制御手段と、焦点距離調節信号により、前記結像手
段を光軸に沿って移動させ、前記視角決め手段の受光角
に応じて発生する焦点距離のずれを解消させ、かつ倍率
指定信号により、前記第２光学系を調節して、前記撮像
視角決め手段の受光角に応じて発生する倍率誤差を解消
して、対象像を所定倍率で結像せしめる結像制御手段
と、位置決めされた検査対象を撮像する撮像手段とを備
え、各々の撮像手段が、検査対象に対してそれぞれの撮
像を行って、両眼視画像信号を入力する一対の撮像対象
領域位置決め撮像装置と、 前記両眼視画像信号から品質良否判定用パラメータを算
出する品質良否判定用パラメータ算出手段と、 前記品質良否判定用パラメータから検査対象の品質良否
を自動的に判定する自動判定手段と、からなることを特
徴とする検査装置。 - 【請求項９】対象を撮像する視角を決定するために、対
象から到達する光束を受光する角度に受光角を選定する
撮像視角決め手段と、 検査対象像を縮小結像する第１光学系と、検査対象像を
変倍する第２光学系とからなる結像手段と、 視角指定信号により、前記撮像視角決め手段の受光角選
定を制御して、検査対象平面直交座標方形格子に準ずる
ように撮像視角を選定せしめる視角制御手段と、 焦点距離調節信号により、前記結像手段を光軸に沿って
移動させ、前記視角決め手段の受光角に応じて発生する
焦点距離のずれを解消させ、かつ倍率指定信号により、
前記第２光学系を調節して、前記撮像視角決め手段の受
光角に応じて発生する倍率誤差を解消して、対象像を所
定倍率で結像せしめる結像制御手段と、 位置決めされた検査対象を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段の撮像により与えられた画像信号から演算
を行って品質良否判定用パラメータを算出する品質良否
判定用パラメータ算出手段と、 品質良否判定用パラメータから検査対象の品質良否を自
動的に判定する自動判定手段と、 前記撮像された画像を表示する表示手段と、 自動検査位相と目視再検査位相を選択する位相選択手段
とを備え、 自動検査位相においては、品質良否自動判定手段で、検
査対象の品質良否判定がなされると、判定不良検査対象
のアドレスデータをメモリし、目視再検査位相におい
て、前記メモリされたアドレスデータに従って、自動検
査判定不良検査対象を撮像し、画像表示するものである
ことを特徴とする検査装置。 - 【請求項１０】自動検査部と画像表示部とからなる検査
装置であって、 前記自動検査部は、 対象を撮像する視角を決定するために、対象から到達す
る光束を受光する角度に受光角を選定する撮像視角決め
手段と、 検査対象像を縮小結像する第１光学系と、検査対象像を
変倍する第２光学系とからなる結像手段と、 視角指定信号により、前記撮像視角決め手段の受光角選
定を制御して、検査対象平面直交座標方形格子に準ずる
ように撮像視角を選定せしめる視角制御手段と、 焦点距離調節信号により、前記結像手段を光軸に沿って
移動させ、前記撮像視角決め手段の受光角に応じて発生
する焦点距離のずれを解消させ、かつ倍率指定信号によ
り、前記第２光学系を調節して、前記撮像視角決め手段
の受光角に応じて発生する倍率誤差を解消して、対象像
を所定倍率で結像せしめる結像制御手段と、 位置決めされた検査対象を撮像して、画像信号を出力す
る撮像手段と、 この撮像手段から出力された画像信号の位置データの歪
みを補正して直交座標データに変換し、品質良否判定用
パラメータを算出する良否判定用パラメータ算出手段
と、 品質良否判定用パラメータから検査対象の品質良否を自
動的に判定する品質良否自動判定手段と、 前記撮像手段により撮像された画像データ及び関連属性
データを記憶する記憶手段と、 この記憶手段により記憶されたデータを送信する送信手
段とを備え、 前記画像表示部は、 前記送信手段から送信されてくるデータを受信する受信
手段と、 この受信手段により受信された複数の画像データを、画
像化表示、もしくは一括画像化表示する表示手段とを備
えたことを特徴とする 検査装置。 - 【請求項１１】対象を機構的に１次元的、あるいは２次
元的、あるいは３次元的に位置決めする位置決め手段
と、 それぞれに、対象を撮像する視角を決定するために、対
象から到達する光束を受光する角度に受光角を選定する
ための、光束を偏向反射するミラー装置を含む光学装置
と、視角制御手段からの視角指定信号によって、撮像領
域からの光束をレンズ光学装置へ向かって反射する角度
に、ミラー偏向角度を決定するミラー偏向角度決定手段
と、位置決め手段によって位置決めされた対象を撮像す
る撮像手段と、この撮像手段に対象像を結像し、結像制
御手段からの倍率指定信号に従って、撮像倍率を決定す
る機能を有するレンズ光学装置と、を備える一対の撮像
対象領域位置決め装置と、 撮像手段で左右視撮像して得られた対象の左右視画像デ
ータを記憶する記憶手段と、 記憶手段に記憶された左右視画像データから対象の３次
元形状計測演算を行う演算手段と、 からなることを特徴とする形状計測装置。 - 【請求項１２】半製品の品質を検査し、不良判定された
半製品に修理修正を施すことによって半製品から完成品
を製造する製品製造方法であって、 対象を撮像する視角を決定するために、対象から到達す
る光束を受光する角度に受光角を選定する撮像視角決め
手段と、検査対象像を縮小結像する第１光学系と、検査
対象像を変倍する第２光学系とからなる結像手段と、視
角指定信号により、前記撮像視角決め手段の受光角選定
を制御して、検査対象平面直交座標方形格子に準ずるよ
うに撮像視角を選定せしめる視角制御手段と、焦点距離
調節信号により、前記結像手段を光軸に沿って移動さ
せ、前記視角決め手段の受光角に応じて発生する焦点距
離のずれを解消させ、かつ倍率指定信号により、前記第
２光学系を調節して、前記撮像視角決め手段の受光角に
応じて発生する倍率誤差を解消して、対象像を所定倍率
で結像せしめる結像制御手段と、位置決めされた検査対
象を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像すること
により得られた画像信号から演算を行って品質良否判定
用パラメータを算出する品質良否判定用パラメータ算出
手段と、品質良否判定用パラメータから検査対象の品質
良否を自動的に判定する自動判定手段と、前記撮像され
た画像を表示する表示手段と、自動検査位相と目視再検
査位相を選択する位相選択手段とを備え、自動検査位相
においては、品質良否自動判定手段で、検査対象の品質
良否判定がなされると、判定不良検査対象のアドレスデ
ータをメモリし、目視再検査位相において、前記メモリ
されたアドレスデータに従って、自動検査判定不良検査
対象を撮像し、画像表示する検査装置を、製造ライン内
に設置して、製造ラインに流れる半製品の自動検査を行
い、自動判定不良対象を画像表示して目視再検査し、再
検査により摘出された真の不良対象を修理修正し、半製
品を完成品とする製品製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02072896A JP3361682B2 (ja) | 1995-02-07 | 1996-02-07 | 撮像対象領域位置決め撮像装置、検査装置、形状計測装置、及び製品製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1887695 | 1995-02-07 | ||
| JP7-18876 | 1995-02-07 | ||
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