JP4083854B2 - 画像検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば種類の異なる複数の電子部品を配設し、該各電子部品の電極をはんだ付けして実装された配線基板実装構造体等からなる被画像検出対象に対して、はんだ付け部のはんだ付けの状態等の外観検査をする装置等のような、被画像検出対象から画像信号を検出しその画像信号を処理して被画像検出対象の状態を判断する画像検出装置に関し、特に高速に画像信号を検出し、短いタクトタイムで状態の判定を可能にする画像検出装置および外観検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像信号を検出し、その画像を処理して検出対象の状態を判断する装置としては、たとえば“Ｔｏｓｈｉｆｕｍｉ Ｈｏｎｄａ、 Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｖｉｓｕａｌ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ＳｏｌｄｅｒＪｏｉｎｔ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｂａｓｅｄｏｎ Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｓｈａｐｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ、 ＭＶＡ９６”（従来技術１）に記載されているように、ポリゴンミラーを回転させてレーザビームを走査しｘ方向の線状の画像データを検出し、走査方向と鉛直なＹ方向に検査対象を移動させ、前記線状の画像データを蓄積して２次元画像を検出し、画像処理を行うことではんだ付部の検査を行う装置が知られている。
【０００３】
また、特開平５−２４９０４７号公報（従来技術２）には、被検査対象に光を照射する光源と、前記被検査対象上に前記光を走査させる光走査手段と、前記被検査対象を移動させる移動手段と、前記被検査対象からの反射光の位置を検出する光検出手段と、該光検出手段によって検出された反射光の位置に基づいて前記被検査対象の配線パターンを認識し、かつ前記被検査パターンの検査に係る画像処理をする画像処理手段を具備するパターン検査装置において、検査パターンの密度を検出する検査パターン密度検出手段と、該検査パターン密度検出手段で検出された検査パターンの密度に基づいて前記移動手段による前記被検査対象の移動速度を調整する移動速度調整手段とを設け、画像処理手段の画像処理能力の範囲内で被検査対象を移動制御することができ、その結果、パターン検査の信頼性を向上させることが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常、プリント基板上には０．３ｍｍのリードピッチのＱＦＰのように電極部が極めて微細なものから部品サイズが３．２ｍｍ×２．６ｍｍのチップ部品のように電極部が大きなものまで様々なものがはんだ付けされて実装される。
従来技術１では、このような被画像検出対象に対して、もっとも微細なものを検出するのに必要な解像度をもとに検査する検出解像度を決定していたため、サイズが大きく、粗い解像度での検出でもかまわないものも高い解像度で検出することになり、この結果、画像信号の検出時間の増大が発生していた。
また、従来技術２においては、被画像検出対象を移動させる移動手段の速度を制御することによって微細なパターンについては画像検出器から画素サイズを小さくした画像信号を検出し、粗いパターンについては画像検出器から画素サイズを大きくした画像信号を検出する点について考慮されていない。
【０００５】
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、種類の異なる複数の検出対象要素または検出パターンを配設または形成して構成された被画像検出対象に対して、上記各検出対象要素または各検出対象パターンについて画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出することができる画像検出装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、種類の異なる複数の検出対象要素または検出パターンを配設または形成して構成された被画像検出対象に対して、上記各検出対象要素または各検出対象パターンについて画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出して、各検出対象要素または各検出対象パターンの欠陥または欠陥候補を見逃しすることなく高速で検査できるようにした検査装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、種類の異なる複数の電子部品を配設し、該複数の電子部品の電極をはんだ付けして実装して構成された配線基板実装構造体に対して、各電子部品のはんだ付け部について画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出して、はんだ付け部の欠陥または欠陥候補を見逃しすることなく高速で検査できるようにした画像検出装置または検査装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、被画像検出対象に対してある線状の区間の物理量を検出し、画像信号に変換する画像検出器と、少なくとも、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出する線状の区間と直交する方向に移動させるＹステージと、前記画像検出器から得られる画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器から得られるデジタル画像信号を格納する画像格納手段と、該画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を読み出して処理する画像処理手段と、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された画像検出領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、該演算手段によって決定された画像検出領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出されたＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、前記演算手段によって決定された画像検出領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする画像検出装置である。
【０００８】
また、本発明は、被画像検出対象に対してある線状の区間の物理量を検出し、画像信号に変換する画像検出器と、少なくとも、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出する線状の区間と直交する方向に移動させるＹステージと、前記画像検出器から得られる画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器から得られるデジタル画像信号を格納する画像格納手段と、該画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を読み出して処理する画像処理手段と、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された画像検出領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、該演算手段によって決定された画像検出領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出されたＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、前記コントロール手段において算出された画像検出領域毎のＹステージの移動速度にほぼ反比例する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする画像検出装置である。
【０００９】
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記画像処理手段において処理する画像検出領域毎のデジタル画像信号について、Ｘ方向の画素サイズをＹ方向の画素サイズに調整させるＸ方向画素サイズ調整手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記Ｘ方向画素サイズ調整手段を、前記画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を読み出してＸ方向について圧縮処理または伸長処理するように構成したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された所望の画像検出領域について更に複数の画像検出要素領域に細分割し、該細分割された画像検出要素領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、前記所望の画像検出領域において、前記演算手段によって決定された画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出されたＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、前記所望の画像検出領域において、前記演算手段によって決定された画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された所望の画像検出領域について更に複数の画像検出要素領域に分割し、該分割された画像検出要素領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、前記所望の画像検出領域において、該演算手段によって決定された画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出されたＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、前記所望の画像検出領域において、前記コントロール手段において算出された画像検出要素領域毎のＹステージの移動速度にほぼ反比例する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記画像処理手段において処理する前記所望の画像検出領域における画像検出要素領域毎のデジタル画像信号について、Ｘ方向の画素サイズをＹ方向の画素サイズに調整させるＸ方向画素サイズ調整手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記Ｘ方向画素サイズ調整手段を、前記画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を読み出してＸ方向について圧縮処理または伸長処理するように構成したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された所望の画像検出領域について更に複数の画像検出要素領域に細分割し、前記分割された画像検出領域毎および細分割された画像検出要素領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、該演算手段によって決定された画像検出領域毎および画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出されたＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、前記同期信号発生手段から得られる同期信号を基にして、前記演算手段によって決定された画像検出領域毎および画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記画像検出装置において、被画像検出対象を画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された所望の画像検出領域について更に複数の画像検出要素領域に細分割し、前記分割された画像検出領域毎および細分割された画像検出要素領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、該演算手段によって決定された画像検出領域毎および画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出された画像検出領域毎および画像検出要素領域毎のＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、前記コントロール手段において算出されたＹステージの移動速度にほぼ反比例する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記画像処理手段において処理する前記画像検出領域毎および画像検出要素領域毎のデジタル画像信号について、Ｘ方向の画素サイズをＹ方向の画素サイズに調整させるＸ方向画素サイズ調整手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記Ｘ方向画素サイズ調整手段を、前記画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を読み出してＸ方向について圧縮処理または伸長処理するように構成したことを特徴とする。
また、本発明は、前記画像検出装置において、被画像検出対象を、種類の異なる複数の検出対象要素または検出対象パターンを配設または形成して構成し、前記種類の異なる各検出対象要素または各検出対象パターンについて、配設または形成位置座標に対応させて前記画像処理手段で処理する画素サイズを記載したテーブルを格納するテーブル格納手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記テーブル格納手段には、更に前記画像処理手段で処理する処理パラメータを前記画素サイズに対応させて記載したテーブルを格納することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記被画像検出対象を、種類の異なる複数の電子部品を配設し、該各電子部品の電極をはんだ付けして実装された配線基板実装構造体で構成し、前記画像処理手段において、前記各電子部品のはんだ付け部のはんだ付け欠陥または欠陥候補を検査するように構成したことを特徴とする。
また、本発明は、前記画像検出装置において、予め画像検出器における画像信号としての出力値の変動を、蓄積時間の変化あるいは検出特性の変化をもとに求めておき、該蓄積時間の変化あるいは検出特性の変化が生じた際、この蓄積時間の変化あるいは検出特性の変化に応じて画像検出器における画像信号としての出力値の増減を補正する検出値補正手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
以上説明したように、前記構成によれば、種類の異なる複数の検出対象要素または検出パターンを配設または形成して構成された被画像検出対象に対して、上記各検出対象要素または各検出対象パターンについて画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出することができる画像検出装置を実現することができる。
また、前記構成によれば、種類の異なる複数の検出対象要素または検出パターンを配設または形成して構成された被画像検出対象に対して、上記各検出対象要素または各検出対象パターンについて画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出して、各検出対象要素または各検出対象パターンの欠陥または欠陥候補を見逃しすることなく高速で検査できるようにした検査装置を実現することができる。
また、前記構成によれば、種類の異なる複数の電子部品をはんだ付けして実装して構成された配線基板実装構造体に対して、各電子部品のはんだ付け部について画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出して、はんだ付け部の欠陥または欠陥候補を見逃しすることなく高速で検査できるようにした画像検出装置または検査装置を実現することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１〜図９を用いて説明する。
図１は本発明に係るプリント基板上に実装された電子部品のはんだ付状態を検査する装置の一実施の形態の概略構成を示す図である。被画像検出対象である検査対象の配線基板実装構造体１０１は、Ｙステージ１０２上に保持される。Ｙステージ１０２は、演算手段であるＣＰＵを内蔵したシーケンスコントローラ（コントロール手段）１０３により制御される。同期信号発生手段（エンコーダ）１０４は、Ｙステージの移動量に応じてパルスを発生させるもの、即ち、Ｙステージ１０２が一定距離移動する度に同期信号を発生させるものである。イメージセンサ等で構成される画像検出器１０５は、同期信号発生手段１０６から得られる同期信号３０５、３０６、３０７によってアクティブに作用してサンプリングされて、Ｙステージ１０２が移動するＹ方向と直交するＸ方向の線状の１次元の画素列からなる１次元の画像信号を検出するものである。この画像検出器１０５から検出されるＸ方向の線状の１次元画像信号は、同期信号３０５、３０６、３０７とＹステージ１０２の移動速度Ｖとの関係に応じてＹ方向の画素サイズ（画素幅）が変化することになる。検出光学系１２０は、はんだ付け部から得られる反射光を集光させる集光レンズ１２１と画像検出器１０５とによって構成される。なお、この検出光学系１２０には、上記画素幅の最大のものより大きいスポット幅を有するスリット状の照明光を照射する照明光学系（図示せず）が備えられている。
【００１９】
同期信号生成手段１０６は、同期信号発生手段（エンコーダ）１０４が発生するパルスに同期して画像検出器１０５に対してサンプリングする同期信号を与えるものである。メモリ（画像格納手段）１０７は、画像検出器１０５により検出された１次元画像信号１１１を蓄積し、２次元の画素列からなる２次元画像信号とするものである。画素サイズ一致手段１０８は、ＸおよびＹ方向それぞれの画素サイズを一致させるように画素サイズを修正（変更）させるものである。画像処理手段１０９は、画素サイズ一致手段１０８により、ＸおよびＹ方向それぞれの画素サイズを一致させた２次元の画像信号からはんだ付け部の欠陥または欠陥候補を抽出するものである。１１０は、画像処理パラメータ蓄積手段である。なお、シーケンスコントローラ（コンロール手段）１０３、画像処理手段１０９、画像処理パラメータ蓄積手段１１０、およびキーボードやマウスやネットワーク等で構成された入力手段１２５は、例えばバス１２６によって接続されている。
【００２０】
従って、画素サイズ一致手段１０８は、メモリ１０７に蓄積された２次元画像信号のＸおよびＹ方向それぞれの画素サイズが一致するよう修正（変更）する。次に、画像処理手段１０９は、ＸおよびＹ方向それぞれの画素サイズが一致するよう修正された２次元の画素列からなる２次元画像信号に対して、画像処理パラメータ蓄積手段１１０に蓄積された画像処理パラメータを用いて画像処理をしてはんだ付け部の欠陥または欠陥候補が抽出される。
１１０にて処理する方法としては、たとえば特願平８−３００４６７号はんだ付検査装置の画像処理・検査対象物形状検出手段と同様の方法が適用される。即ち、画素サイズ一致手段１０８によって、Ｘ方向にも画素サイズを一致させた状態で出力される２次元の画像信号から、画像処理手段１０９においてはんだ付け部に対してウインドウを設定し、該設定されたウインドウ内における高さ情報を抽出し、該高さ情報からはんだの過不足を判定し、不足によるリードの浮きや過剰によるリード間の短絡等の欠陥や欠陥候補を抽出する。はんだ付け部の高さ情報を抽出する方法としては、光切断法や合焦点法がある。
【００２１】
光切断法の場合には、はんだ付け部に対してＹ方向の斜め方向からスリット光束を照射し、上方からこのスリット光束とＹステージ１０２の走査とによる２次元画像信号を画像検出器１０５によって検出することによって、はんだ付け部の光切断による高さ情報を示す２次元の画像信号が得られる。はんだ付け部に対してスリット光束をＹ方向の斜め方向から照射した場合、画像検出器１０５は高さに応じてＹ方向にシフトした画像信号を検出することになる。
合焦点法の場合、最も焦点が合った部分から焦点の合った特徴ある画像信号が得られる。これによって、画像検出器１０５によって検出される画像信号からはんだ付け部の高さ情報を抽出することができる。
【００２２】
図２は、検査対象プリント板１０１への電子部品の実装と画像スキャン単位を示している。検査対象プリント板１０１上には、様々な部品が実装されている。２０１はリードピッチが０．３ｍｍのＱＦＰ、２０２は１．２７ｍｍピッチのＳＯＰ、２０３は部品サイズが３．２ｍｍ×２．６ｍｍのチップ部品である。ＱＦＰ２０１は、電極部が微細であるため、そのはんだ付の良否を正確に判定するためには小さい画素サイズでの画像検出が必要であるが、ＳＯＰ２０２の部品に関しては中程度、チップ部品２０３に対しては粗い画素サイズでの検出で正確な判定を行うことができる。イメージセンサ等の画像検出器１０５が検出する線状の１次元画像は、一般にプリント板の幅に比較して小さい。よって、Ｙステージ１０２が１回移動する毎に連続して検出される領域は、２０４、２０５、２０６、２０７に示すように、画像検出器１０１が検出可能な長さと等しい幅を持つ短冊形の領域となる。ここで、２０４〜２０７に示すそれぞれの領域において、同一のスピードでＹステージ１０２を移動させるものとする。
【００２３】
ここで、２次元画像信号のＹ方向の画素サイズは、画像検出器１０５に対する検出タイミングとＹステージ１０２のスピードＶとの相関によって決定される。このため、Ｙステージ１０２のスピードが同一である１つの画像検出領域において画素サイズは一定となる。よって、シーケンスコンロール１０３内の演算手段であるＣＰＵ（図示せず）は、メモリ１１０に格納されたはんだ付部位置テーブルデータ４０１と画像検出器１０１が検出可能なＸ方向の長さとに基づいて、１つの画像検出領域の中においてもっとも小さな画素サイズでの検出が必要な検出対象要素または検出対象パターン（各電子部品のはんだ付け部）を求め、この求めた画素サイズでその画像検出領域における画像信号１１１を検出すればよいことになる。
領域２０４ではＱＦＰ２０１の画像が検出される。同様に領域２０５ではＱＦＰ２０１とＳＯＰ２０２、領域２０６ではＳＯＰ２０２、領域２０７ではチップ部品２０３の画像が検出される。このため、領域２０４と領域２０５とでは小さい画素サイズで画像を検出する必要があるが、領域２０６では中程度、領域２０７では粗い画素サイズでの画像の検出でよい。
【００２４】
図３には、同期信号生成手段１０６の詳細な構成および動作を示している。図３（ａ）には、同期信号生成手段１０６における入出力信号の関係を示す。Ｙステージ１０２のスピードは標準の速度以外に標準速度の２倍、３倍の速度を設定することが可能になっている。なお、本実施の形態では、標準速度とその２、３倍の速度でＹステージを動作可能としているが、この速度は任意に決定することが可能である。図３（ｂ）に示すように、３０１、３０２、３０３の各々は、シーケンスコントローラ（コントロール手段）１０３の駆動制御に基づいて移動されるＹステージ１０２の移動量に応じて同期信号発生手段（Ｙステージ位置パルス発生手段）１０４で発生して同期信号生成手段１０６に入力される同期パルスであり、３０１は標準速度、３０２は２倍速、３０３は３倍速でＹステージを動作させた場合のパルスを示している。エンコーダ等から構成された同期信号発生手段１０４は、ある一定距離Ｙステージ１０２が移動する毎にパルスを発生させるため、Ｙステージ１０２の速度とパルスの間隔とは比例の関係になる。
【００２５】
３０４は、同期信号生成手段１０６に設けられたステージ速度設定レジスタで、画像取り込み開始前にＹステージの速度Ｖと相関関係にある値がシーケンスコンローラ１０３内のＣＰＵから算出されて設定される。すなわち、ステージ速度設定レジスタ３０４に対して、Ｙステージのスピードが標準の速度の場合は１、２倍の速度の場合は２というようにＹステージスピードと比例関係にある値を設定する。このようにステージ速度設定レジスタ３０４に設定されたステージ速度Ｖに応じた信号３１０に基づいて、シーケンスコントローラ１０３は、Ｙステージ１０２を駆動制御して移動させる。
このとき、同期信号生成手段１０６において、同期信号発生手段１０４で発生させる各同期パルス３０１、３０２、３０３を基準として、ステージ速度設定レジスタ３０４に設定されたステージ速度値Ｖに逆比例するＹ方向の画素幅に応じた時間間隔毎に、図３（ｃ）に示す画像検出外部同期信号３０５、３０６、３０７を発生させて画像検出器１０５に与える。画像検出器１０５は、画像検出外部同期信号３０５、３０６、３０７によりアクティブに作用して画像動作して、Ｙ方向の画素幅が決まり、１次元画像信号１１１が検出されることになる。
【００２６】
即ち、各画像検出外部同期信号３０５、３０６、３０７は、画像検出器１０５における各線状の画像の取り込みタイミングを示している。３０５は３０４に１が設定してある状態で同期パルス３０１が同期信号生成手段１０６に入力された場合における画像検出外部同期信号である。同様に３０６は３０４に２が設定してある状態で３０２が入力された場合、３０７は３０４に３が設定してある状態で３０３が入力された場合における画像検出外部同期信号を示している。各画像検出外部同期信号３０５、３０６、３０７における時間間隔Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3は、全て同一となって、画像検出器１０５に対して与えられることになる。
一般に画像検出レートは、画像検出器１０５の最大画像検出レートか、または画像処理手段１０９の最大処理レートをもとに決定され、これをもとに画像検出外部同期信号３０５、３０６、３０７は決定される。上記の如く、画像検出外部同期の信号３０５〜３０７において、アクティブになる時間間隔Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3をすべて同一にすれば、すべての場合において最大画像検出レートによる画像検出、あるいは最大処理レートによる画像処理を実現することができる。
【００２７】
画像信号１１１におけるステージ移動方向、すなわちＹ方向の画素サイズは、画像の取り込みタイミングＴとＹステージの移動速度Ｖとの相関により決定される。画像検出外部同期３０５〜３０７は、ある一定距離移動する毎に発生するパルス信号３０１〜３０３を基準としているため、画像検出器１０５から画像信号１１１をＹ方向の画素サイズを正確にして抽出することが可能となる。図３（ｃ）に示すように、画像検出外部同期３０５〜３０７の時間間隔Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3が、一定の場合、画像信号１１１におけるＹ方向の画素サイズ（画素幅）は、ＹステージのスピードＶと比例関係になる。
図２で説明したように、画像検出領域毎２０４、２０５、２０６、２０７に、同期信号生成手段１０６のＹステージ速度設定レジスタ３０４に対してステージ速度が設定されるので、検出領域毎２０４、２０５、２０６、２０７に、画像検出器１０５から検出される画像信号１１１に対して必要とされるＹ方向の画素サイズ（画素幅）が決定されることになる。即ち、高速に画像を検出するためには複数ある短冊形の領域２０４〜２０７をすべて同一のスピードで画像を検出するのではなく、各領域の画素サイズに合わせてＹステージのスピードを決定すればよい。たとえばＱＦＰの検出領域２０４および２０５を標準の速度、ＳＯＰの検出領域２０６を標準の２倍速、チップ部品の検出領域２０７を標準の３倍速というように移動させる。
【００２８】
図４には、画像処理パラメータ蓄積手段（記憶装置）１１０のデータ構成を示している。
はんだ付部位置テーブルデータ４０１は、検査対象プリント基板１０１上のすべてのはんだ付部の種類のパラメータ（ｉ１，ｉ２，ｉ３，ｉ１，ｉ２・・・・）に対し、それぞれの代表位置（基準位置）（（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３），（ｘ４，ｙ４），（ｘ５，ｙ５）・・・・）で示され、例えばプリント基板のＣＡＤシステムから得られるＣＡＤデータに基づいて入力されて格納される。すべてのはんだ付部の種類のパラメータ（ｉ１，ｉ２，ｉ３，ｉ１，ｉ２・・・・）には、実装される電子部品の種類に応じた形状データが含まれることになる。
はんだ付部検査パラメータテーブルデータ４０２は、はんだ付部の種類（ｉ１，ｉ２，ｉ３・・・・）毎に、画像処理手段１０９にて用いる画像処理パラメータ（（ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５），（ｐ１’，ｐ２’，ｐ３’，ｐ４’，ｐ５’），（ｐ１”，ｐ２”，ｐ３”，ｐ４”，ｐ５”）・・・・）とはんだ付部の画像を検出するのに必要な画像検出画素サイズ（ｐsize１，ｐsize２，ｐsize３，・・・・）とが記載されて構成され、例えば、入力手段１２５を用いて入力されて格納される。画像処理パラメータとしては、リードピッチ、リード幅、リード厚さ、はんだのリードからのはみ出し量、および正常にはんだ付けされた場合における基板電極からのリードの高さ等の情報である。
【００２９】
シーケンスコントローラ１０３内に設けられたＣＰＵは、記憶装置１１０に格納されたデータ４０１および電子部品の形状データ（ＱＦＰ１，ｉ１；ＳＯＰ１，ｉ２；チップ部品１，ｉ３；・・・・）４０３を読みだすことによって、図２に示すプリント基板１０１上に実装された電子部品（ＱＦＰ２０１、ＳＯＰ２０２、チップ部品２０３等）の配置情報を算出し、該電子部品の配置情報が算出されたプリント基板に対して、検査装置の仕様である画像検出器１０５のスキャン幅のデータ４０４を基に２０４〜２０７に示すように画像検出領域を決定する。次いで、シーケンスコントローラ１０３内に設けられたＣＰＵは、各画像検出領域毎に、その領域内にあるすべてのはんだ付部に関し、検出するのに必要な画像検出画素サイズ（ｐsize）をデータ４０２より読みだすことによって求め、もっとも小さい画素サイズでの検出が必要なはんだ付部の画素サイズで決定し、該決定された画像検出領域毎の画素サイズを画像処理手段１０９へ送信すると共に決定された画像検出領域毎の画素サイズに基づいてＹステージ速度を求めて同期信号生成手段１０６のＹステージ速度設定レジスタ３０４に格納して設定する。
【００３０】
図１に示す実施の形態では、既に説明したようにＹ方向の画像の画素サイズはＹステージの移動速度と画像の取り込みタイミングより決定される。しかし、Ｘ方向の画像の検出画素サイズはＹステージの移動スピードとの相関はない。このため、Ｙステージの移動速度を変更しただけではＸ方向とＹ方向との画素サイズが異なってしまい、画像処理手段１０９における画像処理を行いにくくなってしまう。
この課題を解決する１つの方法としては、Ｘ方向画素サイズ調整手段である検出光学系１２０における集光レンズ１２１を各画像検出領域２０５〜２０７毎に変え、Ｘ方向とＹ方向の画素サイズを合わせる調整方法が考えられる。この場合、集光レンズ１２１の特性の変化により画像検出器１０５の検出光量が変化し、後段の画像処理が難しくなる場合がある。一般に集光レンズ１２１を変化させて画素サイズを変化させた場合、検出光量は画素サイズの２乗に比例する。また、集光レンズ１２１のＮＡが変化した場合、光量はＮＡの２乗に比例する。光量の変化を受けなくするためには、画像検出器１０５の後段にゲイン可変のアンプ（図示せず）を挿入し、そのゲインを変化させれば良い。本アンプはＹステージの移動速度を変更させた場合に画像検出器１０５の検出光量が変化した場合にもゲインを変化させることで光量の変化を抑える効果を持つ。予め画像検出器１０５における画像信号としての出力値の変動を、例えばＹ方向の画素サイズの変化による蓄積時間の変化あるいは検出特性の変化をもとに求めておき、該Ｙ方向の画素サイズの変化による蓄積時間の変化あるいは検出特性の変化が生じた際、この蓄積時間の変化あるいは検出特性の変化に応じて画像検出器１０５における画像信号としての出力値の増減を、例えばゲイン可変のアンプからなる検出値補正手段によって補正をすれば良い。
【００３１】
Ｙステージ１０２の移動速度Ｖの変更とともに集光レンズ１２１を変更するという方法には、機械的に集光レンズ１２１を装着し直す必要があるため、時間的ロスが発生する可能性が高いという問題がある。よって、時間的ロスが小さい場合には機械的に集光レンズ１２１を変更する方式をとればよいが、そうでない場合はＸ方向の画素サイズはそのままで検出を行い、画像処理手段１０９で画像処理の前にＸ、Ｙ方向の画素サイズを修正（変更）する。図１に示した実施の形態では、Ｘ方向画素サイズ調整手段である画素サイズ一致手段（分解能一致手段）１０８において、ＸおよびＹ方向の画素サイズを一致させる。図５には、画素サイズ一致手段（分解能一致手段）１０８への入力画像信号と出力画像信号との関係を示す。画素サイズ一致手段（分解能一致手段）１０８において、標準速度の場合、メモリ１０７から読み出された入力画像信号５０２は、Ｘ、Ｙ方向の画素サイズが一致しているため、何も処理せず出力画像信号５０３を出力する。しかし、画像検出領域２０６のように、Ｙステージ１０２の移動速度Ｖが２倍速になった場合、画素サイズ一致手段（分解能一致手段）１０８において、メモリ１０７から読み出された入力画像信号５０４はＹ方向の画素サイズが２倍となっているため、Ｘ方向の画素サイズとＹ方向の画素サイズとが一致しない。このため、画素サイズ一致手段（分解能一致手段）１０８において、間引き、あるいは内挿補間等による圧縮処理をおこない、Ｘ方向の画素サイズとＹ方向の画素サイズとを一致させる。出力画像信号５０５は、入力画像信号５０４に対して画素サイズを一致させたものである。
【００３２】
入力画像信号を２次元配列ｉ１（ｘ，ｙ）で表した場合、画素サイズ一致手段（分解能一致手段）１０８において、この入力画像信号ｉ１（ｘ，ｙ）に対して、次に示す（数１）式に基づいて間引き変換により画素サイズを一致させて出力画像信号ｉ２（ｘ，ｙ）を生成する。即ち、間引き変換は、２倍速の２ｘに亘る画素をｘ画素とする変換である。
ｉ２（ｘ，ｙ）＝ｉ１（２ｘ，ｙ） （数１）
同様に３倍速になった場合、間引き変換は、次に示す（数２）式の関係となる。
【００３３】
ｉ２（ｘ，ｙ）＝ｉ１（３ｘ，ｙ） （数２）
また、入力画像信号を２次元配列ｉ１（ｘ，ｙ）で表した場合、画素サイズ一致手段（分解能一致手段）１０８において、この入力画像信号ｉ１（ｘ，ｙ）に対して、次に示す（数３）式に基づいて内挿補間変換により画素サイズを一致させて出力画像信号ｉ２（ｘ，ｙ）を生成する。即ち、内挿補間変換は、例えば、２倍速の２ｘに亘る画素信号を例えば平均化する変換である。
【００３４】
同様に３倍速になった場合、補間変換は、次に示す（数４）式の関係となる。
このように、画素サイズ一致手段（分解能一致手段）１０８において、Ｘ方向についても、画素サイズを一致させることが可能となる。
【００３５】
図１に示した実施の形態では、Ｙステージ１０２のスピードＶをもとに画像検出タイミングを決定しているが、画像検出タイミングを容易には制御できないときには本方式は適用できない。この場合には、同期信号生成手段１０６から画像検出器１０５に提供する画像検出タイミング３０５、３０６、３０７を基に、シーケンスコントローラ１０３は、Ｙステージ１０２のスピードＶを決定して制御すればよい。
【００３６】
次に、画像検出タイミング３０５、３０６、３０７を基に、Ｙステージ１０２のスピードＶを制御する実施の形態について図６を用いて説明する。
１０１は電子部品２０１、２０２、２０３をはんだ付けして実装された検査対象プリント基板である。Ｙステージ１０２は、検査対象プリント基板１０１を保持する。１０３は、シーケンスコントローラ（演算手段であるＣＰＵを内蔵したコントロール手段）で、全体の画像検出シーケンスを制御するものである。
【００３７】
レーザ光源６０４から出射されたレーザ光束を、ポリゴンミラー６０５により一度反射させ、その後ｆ−θレンズ６０６で集光し、検査対象プリント基板１０１（特にはんだ付け部）に照射する。検査対象プリント基板１０１からの反射光は、ｆ−θレンズ６０６を介して一度ポリゴンミラー６０５で反射され、その後にハーフミラー６１２を介してフォトセンサ（画像検出器）６０７で受光されて画像信号に変換される。ポリゴンミラー６０５が回転することによりレーザ光束は、Ｙ方向と直交するＸ方向にスキャンされ、フォトセンサ（画像検出器）６０７によってＸ方向の１次元画像が検出される。フォトセンサ６０７で検出された光は、電気信号に変換された後、画像入力手段６０８に入力され、メモリ１０８に蓄積される。ポリゴンミラー６０５を回転させるとともにＹステージ１０２を移動させることによりメモリ１０８には２次元画像信号として蓄積されることになる。
【００３８】
ポリゴンミラー回転角度に応じた同期信号生成手段６１０は、ポリゴンミラー６０５がｎ面あった場合、１回転につきｎ回パルスを発生させるように構成される。ステージコントロール手段６１１は、上記同期信号生成手段６１０からのパルス信号を基準にして、Ｙステージ１０２に制御パルスを与える。メモリ１０８に蓄積された２次元の画像信号は、読みだされてＸ方向の画素サイズ調整手段である画素サイズ一致手段１０８によりＸ方向について画素サイズが一致され、その結果、画像検査領域毎２０５〜２０７に必要な分解能を持った２次元画像信号が得られることになる。このように、画像検査領域毎２０５〜２０７に、必要な分解能を持った２次元画像信号は、画像処理手段１０９で処理され、はんだ付け部についてはんだ過不足等の欠陥または欠陥候補についての判定が行われる。
【００３９】
レーザ光源６０４から出射されたレーザ光束の被検査対象物１０１への照射位置は、ポリゴンミラー６０５の角度に依存するため、画像入力手段６０８によるフォトセンサ６０７から得られる画像信号の検出タイミング（取り込みタイミング）は、同期信号生成手段６１０の出力する同期信号を基準にする必要がある。画像信号のＹ方向の画素サイズ（画素幅）は、図１に示す実施の形態と同様に、画像信号の検出タイミングとＹステージ１０２のスピードＶによって決定される。図１に示す実施の形態では、画像信号の検出タイミングをＹステージ１０２の移動タイミングをもとに変化させ、各画像検出領域毎２０５〜２０７に画素サイズが一定になるようにしていた。しかし、図６に示す実施の形態では、画像信号の検出タイミングＴ1、Ｔ2、Ｔ3はポリゴンミラー６０５の回転角で決定されており、ポリゴンミラーの回転はイナーシャが大きいため、画像の検出タイミングは容易には変更できない。このため、図６に示す実施の形態では、ステージコントロール手段１３１が、画像の検出タイミング、すなわち、同期信号生成手段６１０の出力する同期信号を基準にしてＹステージ１０２のスピードＶを制御する。
【００４０】
図７には、ステージコントロール手段１３１の詳細な構成および動作を示している。図７（ａ）には、ステージコントロール手段１３１における入出力信号の関係を示す。図７（ｂ）には、同期信号生成手段６１０からステージコントロール手段１３１に入力される同期信号７０１を示す。図７（ｃ）には、ステージコントロール手段１３１から出力されるＹステージ１０２への駆動制御パルス７０３、７０４、７０５を示す。ステージコントロール手段１３１は、Ｙステージ１０２のスピードＶを標準の速度以外に標準速度の２倍、３倍の速度を設定することが可能になっている。７０１は同期信号生成手段６１０が発生させる同期パルスである。７０２はステージ速度設定レジスタで、画像取り込み開始前に、Ｙステージ１０２の速度Ｖと相関関係にある値が、画像処理パラメータ蓄積手段１１０からバス１２６を介して読み出される画素サイズに応じて設定される。すなわち、画素サイズｐsize１に応じたＹステージ１０２のスピードＶが標準の速度の場合は１、画素サイズｐsize２に応じた２倍の速度の場合は２というように速度に比例した値を設定する。このとき、ステージコントロール手段１３１が発生させるＹステージ１０２への駆動制御パルスは、同期信号７０１を基準としてステージ速度設定レジスタ７０２に設定された値にほぼ逆比例する時間間隔毎に発生するようにしてある。７０３、７０４、７０５は、ステージコントローラ１３１に同期信号７０１が入力された状態で、ステージ速度設定レジスタ７０２にそれぞれ１、２、３が設定された場合におけるＹステージ１０２への駆動制御パルスである。Ｙステージ１０２の速度Ｖは、Ｙステージ１０２への駆動制御パルスの周波数と比例する。画像信号を検出するタイミングが一定で、Ｙステージ１０２の速度Ｖのみが変化するため、検出画像のＹ方向の画素サイズは、ステージ速度設定レジスタ７０２に設定した値に比例することになる。Ｙステージ１０２の駆動制御パルスは、同期信号生成手段６１０が発生させる同期パルスを基準にしているため、画素サイズを正確に決定することが可能である。
【００４１】
図１、および図６に示す実施の形態では、図２の２０４〜２０７で示した、１回のＹステージの移動で連続的に検出する画像検出領域は、同じ画素サイズで検出することを前提としていた。しかし、１回のＹステージ１０２の移動中にＹステージ１０２のスピードを変化させ、画像を検出することも可能である。図８において２０５は一度のＹステージの移動により連続的に画像を検出する領域である。８０２は小さい画素サイズで検出する必要があるはんだ付け部、８０３は大きい画素サイズでも検出可能なはんだ付け部である。ところで、シーケンスコントローラ１０３内に備えられたＣＰＵは、画像検出領域２０５を、更に細分化した複数の画像検出要素領域２０５ａ、２０５ｂに分割する。いま、２０５ａの画像検出要素領域は小さい画素サイズで検出を行い、２０５ｂの画像検出要素領域領域を大きい画素サイズで検出することを考える。ここで、画像検出要素領域２０５ａは標準の画素サイズ、画像検出要素領域２０５ｂは例えばその２倍の画素サイズで検査が可能とする。このとき、２０５ａの画像検出要素領域区間は標準の速度でＹステージ１０２を移動させ、２０５ｂの画像検出要素領域に入るとＹステージ１０２の速度を上げて標準に対して例えば２倍のスピードとなったところで一定速度になる。ここでは２０５ａを標準の画素サイズ、２０５ｂを例えばその２倍の画素サイズと述べたが、シーケンスコントローラ１０３内のＣＰＵにおいて、各画像検出要素領域の画素サイズの決定は、図４に示すデータ構造よりその領域内にあるすべてのはんだ付部に関し、検出するのに必要な画像検出画素サイズをはんだ付け部検査パラメータテーブルデータ４０２より求め、もっとも小さい画素サイズでの検出が必要なはんだ付部の画素サイズで前記画像検出要素領域を検出することにより自動的に決定可能である。
【００４２】
正確な検査を行うためには、はんだ付け部の位置が正確に画像信号より特定できなければならない。このためには画素サイズが変更されるタイミングが正確に特定できるようにすることが必要である。このため、図１で示した実施の形態そのままでは正確に検査することはできず、正確な検査を実現するためには図３で説明した同期信号生成手段１０６を多少変更することが必要である。図９は変更した同期信号生成手段の説明図である。同期信号生成手段１０６は、Ｙステージ位置と検出画素サイズとの組の配列からなるステージ速度設定レジスタテーブル９０２を有している。Ｙ１（９０３）、ｐsize１（９０４）およびＹ２（９０４）、ｐsize２（９０５）のそれぞれの組は１回のＹステージの移動において検出する画素サイズが等しい領域の開始位置（Ｙ１、Ｙ２）とその画素サイズ（ｐsize１、ｐsize２）を示している。９０１はＹステージ位置パルス発生手段１０４が発生させる同期パルスである。
【００４３】
図８に示す画像検出領域２０５の画像信号を検出する場合を考える。Ｙ１（９０３）は、画像検出要素領域２０５ａの開始点を示す値であり、画像処理パラメータ蓄積手段１１０から読みだされてセットされる。画像検出要素領域２０５ａの画素サイズは標準サイズであるので、標準画素サイズｐsize１が画像処理パラメータ蓄積手段１１０から読みだされてセットされる。また、Ｙ２（９０５）は、画像検出要素領域２０５ｂの開始点を示す値であり、画像処理パラメータ蓄積手段１１０から読みだされてセットされる。画像検出要素領域２０５ｂの画素サイズは例えば標準サイズの２倍であるので、２倍の画素サイズｐsize２が画像処理パラメータ蓄積手段１１０から読みだされてセットされる。ステージ速度設定レジスタテーブル９０２には、各画像検出要素領域毎２０５ａ、２０５ｂの開始点と画素サイズとがセットされることになる。
【００４４】
９０７と９０８との各々は、画像検出要素領域２０５ａの開始点を示す値Ｙ１および画像検出要素領域２０５ｂの開始点を示す値Ｙ２に基づいて算出される各画像検出要素領域毎２０５ａ、２０５ｂの検出開始点と検出終了位置を示す。カウンタ９０９は、Ｙステージ位置パルス発生手段１０４から得られる同期パルス９０１をカウントするものである。カウンタ９０９でカウントされた値が画像検出要素領域毎２０５ａの検出開始点９０７と一致すると、同期信号生成手段１０６から画像検出器１０５に対して画像信号を検出するための外部同期信号９１０の出力を開始する。カウンタ９０９でカウントされた値が、画像検出領域２０５ａの開始点を示す値Ｙ１（９０３）と一致すると、Ｙステージ速度設定レジスタ３０４に設定された画素サイズｐsize１（９０４）の値と同様の画像信号を検出するための外部同期信号９１０が出力される。Ｙステージ１０２が移動を続け、カウンタ９０９でカウントされた値が、画像検出要素領域２０５ｂの開始点を示す値Ｙ２（９０５）と一致すると、Ｙステージ速度設定レジスタ３０４に設定された画素サイズｐsize２（９０６）の値と同様の画像信号を検出するための外部同期信号９１１が出力される。Ｙステージ１０２はカウンタ値がＹ２（９０５）と一致するのと同時に加速を開始し、２倍のスピードになって一定速になる。９１１に示すようにＹステージ１０２がカウンタ値がＹ２（９０５）と一致した直後の加速期間においても画像信号が検出されるが、Ｙステージ１０２のスピードＶが一定速度になると画像検出器１０５に対して同期信号９１０と同じ時間間隔毎にアクティブになる。従って、画像検出要素領域毎２０５ａ、２０５ｂに、Ｙ方向については、電子部品２０１、２０２のリードの密度に応じた分解能（画素サイズ）で画像検出器１０５から画像信号を検出することができる。
【００４５】
Ｘ方向については、Ｘ方向の画素サイズ調整手段である画素サイズ一致手段１０８により、画像検出要素領域毎２０５ａ、２０５ｂに、Ｙ方向と同様に電子部品２０１、２０２のリードの密度に応じた分解能（画素サイズ）に合わせることで、Ｘ方向およびＹ方向共に電子部品２０１、２０２のリードの密度に応じた分解能を保ってはんだ付け部の欠陥や欠陥候補を見逃しすることなく、検査時間の大幅な短縮を実現することができる。
なお、図６に示す実施の形態の場合には、図９に示す同期信号生成手段１０６の機能を、ステージコントロール手段１３１に持たせることによって、実現することができる。
【００４６】
以上説明した本発明に係る実施の形態は、プリント基板に実装された電子部品のはんだ付け部から得られる反射光に基づく画像信号を検出してはんた付け欠陥又は欠陥候補を検査するものであるが、光以外のものを検出して検査するシステムにも適用することは可能である。たとえば電子線をスキャンし、その２次電子を検出するＳＥＭのようなシステムでも上記に説明した原理により画像検出領域毎に異なった画素サイズで検出することが可能である。即ち、被画像検出対象に対してある線状の区間の物理量を検出し、画像信号に変換する画像検出器を備えた画像検出装置に適用することが可能である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、様々な検出対象要素または検出対象パターンが基板上に配置されているときに、それぞれの検出対象または検出対象パターンに好適な検出画素サイズにより画像を検出することにより高速な画像検出を実現する効果を奏する。
また、本発明によれば、種類の異なる複数の検出対象要素または検出パターンを配設または形成して構成された被画像検出対象に対して、上記各検出対象要素または各検出対象パターンについて画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出することができる画像検出装置を実現することができる効果を奏する。
【００４８】
また、本発明によれば、種類の異なる複数の検出対象要素または検出パターンを配設または形成して構成された被画像検出対象に対して、上記各検出対象要素または各検出対象パターンについて画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出して、各検出対象要素または各検出対象パターンの欠陥または欠陥候補を見逃しすることなく高速で検査できるようにした検査装置を実現することができる効果を奏する。
また、本発明によれば、種類の異なる複数の電子部品をはんだ付けして実装して構成された配線基板実装構造体に対して、各電子部品のはんだ付け部について画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出して、はんだ付け部の欠陥または欠陥候補を見逃しすることなく高速で検査できるようにした画像検出装置または検査装置を実現することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像検出装置であるはんだ付け検査装置の一実施の形態を示す主要部簡略構成図である。
【図２】本発明に係るはんだ付け検査装置が画像検出対象とする配線基板実装構造体に対して画像検出方法の一実施例を説明するための図である。
【図３】図１に示すはんだ付け検査装置において画像検出タイミングを制御する同期信号生成手段の一実施例を説明するための図である。
【図４】本発明に係るはんだ付け検査装置の画像処理パラメータ格納手段に格納された検出画像の画素サイズを自動設定するために用いるデータの構造を説明するための図である。
【図５】本発明に係るはんだ付け検査装置の画素サイズ一致手段によってＸ方向の画素サイズをＹ方向の画素サイズに一致させるための説明図である。
【図６】本発明に係る画像検出装置であるはんだ付検査装置の他の一実施の形態を示す主要部簡略構成図である。
【図７】図６に示すはんだ付検査装置において画像検出タイミングを制御するステージコントロール手段の一実施例について説明するための図である。
【図８】本発明に係るはんだ付け検査装置が画像検出対象とする配線基板実装構造体に対して画像検出方法の他の一実施例を説明するための図である。
【図９】はんだ付け検査装置において画像検出タイミングを制御する手段の他の一実施例について説明するための図である。
【符号の説明】
１０１…配線基板実装構造体、１０２…Ｙステージ、１０３…シーケンスコントローラ（コントロール手段）、１０４…同期信号発生手段（エンコーダ）、１０５…画像検出器、１０６…同期信号発生手段、１０７…メモリ、１０８…画素サイズ一致手段、１０９…画像処理手段、１１０…画像処理パラメータ蓄積手段、１２０…検出光学系、１２１…集光レンズ、１３１…ステージコントロール手段、２０２〜２０７…画像検出領域、２０５ａ、２０５ｂ…画像検出要素領域、６０４…レーザ光源、６０５…ポリゴンミラー、６０６…ｆ−θレンズ、６０７…フォトセンサ（画像検出器）、６０８…画像入力手段、６１０…同期信号生成手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば種類の異なる複数の電子部品を配設し、該各電子部品の電極をはんだ付けして実装された配線基板実装構造体等からなる被画像検出対象に対して、はんだ付け部のはんだ付けの状態等の外観検査をする装置等のような、被画像検出対象から画像信号を検出しその画像信号を処理して被画像検出対象の状態を判断する画像検出装置に関し、特に高速に画像信号を検出し、短いタクトタイムで状態の判定を可能にする画像検出装置および外観検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像信号を検出し、その画像を処理して検出対象の状態を判断する装置としては、たとえば“Ｔｏｓｈｉｆｕｍｉ Ｈｏｎｄａ、 Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｖｉｓｕａｌ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ＳｏｌｄｅｒＪｏｉｎｔ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｂａｓｅｄｏｎ Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｓｈａｐｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ、 ＭＶＡ９６”（従来技術１）に記載されているように、ポリゴンミラーを回転させてレーザビームを走査しｘ方向の線状の画像データを検出し、走査方向と鉛直なＹ方向に検査対象を移動させ、前記線状の画像データを蓄積して２次元画像を検出し、画像処理を行うことではんだ付部の検査を行う装置が知られている。
【０００３】
また、特開平５−２４９０４７号公報（従来技術２）には、被検査対象に光を照射する光源と、前記被検査対象上に前記光を走査させる光走査手段と、前記被検査対象を移動させる移動手段と、前記被検査対象からの反射光の位置を検出する光検出手段と、該光検出手段によって検出された反射光の位置に基づいて前記被検査対象の配線パターンを認識し、かつ前記被検査パターンの検査に係る画像処理をする画像処理手段を具備するパターン検査装置において、検査パターンの密度を検出する検査パターン密度検出手段と、該検査パターン密度検出手段で検出された検査パターンの密度に基づいて前記移動手段による前記被検査対象の移動速度を調整する移動速度調整手段とを設け、画像処理手段の画像処理能力の範囲内で被検査対象を移動制御することができ、その結果、パターン検査の信頼性を向上させることが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常、プリント基板上には０．３ｍｍのリードピッチのＱＦＰのように電極部が極めて微細なものから部品サイズが３．２ｍｍ×２．６ｍｍのチップ部品のように電極部が大きなものまで様々なものがはんだ付けされて実装される。
従来技術１では、このような被画像検出対象に対して、もっとも微細なものを検出するのに必要な解像度をもとに検査する検出解像度を決定していたため、サイズが大きく、粗い解像度での検出でもかまわないものも高い解像度で検出することになり、この結果、画像信号の検出時間の増大が発生していた。
また、従来技術２においては、被画像検出対象を移動させる移動手段の速度を制御することによって微細なパターンについては画像検出器から画素サイズを小さくした画像信号を検出し、粗いパターンについては画像検出器から画素サイズを大きくした画像信号を検出する点について考慮されていない。
【０００５】
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、種類の異なる複数の検出対象要素または検出パターンを配設または形成して構成された被画像検出対象に対して、上記各検出対象要素または各検出対象パターンについて画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出することができる画像検出装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、種類の異なる複数の検出対象要素または検出パターンを配設または形成して構成された被画像検出対象に対して、上記各検出対象要素または各検出対象パターンについて画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出して、各検出対象要素または各検出対象パターンの欠陥または欠陥候補を見逃しすることなく高速で検査できるようにした検査装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、種類の異なる複数の電子部品を配設し、該複数の電子部品の電極をはんだ付けして実装して構成された配線基板実装構造体に対して、各電子部品のはんだ付け部について画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出して、はんだ付け部の欠陥または欠陥候補を見逃しすることなく高速で検査できるようにした画像検出装置または検査装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、被画像検出対象に対してある線状の区間の物理量を検出し、画像信号に変換する画像検出器と、少なくとも、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出する線状の区間と直交する方向に移動させるＹステージと、前記画像検出器から得られる画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器から得られるデジタル画像信号を格納する画像格納手段と、該画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を読み出して処理する画像処理手段と、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された画像検出領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、該演算手段によって決定された画像検出領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出されたＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、前記演算手段によって決定された画像検出領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする画像検出装置である。
【０００８】
また、本発明は、被画像検出対象に対してある線状の区間の物理量を検出し、画像信号に変換する画像検出器と、少なくとも、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出する線状の区間と直交する方向に移動させるＹステージと、前記画像検出器から得られる画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器から得られるデジタル画像信号を格納する画像格納手段と、該画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を読み出して処理する画像処理手段と、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された画像検出領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、該演算手段によって決定された画像検出領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出されたＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、前記コントロール手段において算出された画像検出領域毎のＹステージの移動速度にほぼ反比例する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする画像検出装置である。
【０００９】
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記画像処理手段において処理する画像検出領域毎のデジタル画像信号について、Ｘ方向の画素サイズをＹ方向の画素サイズに調整させるＸ方向画素サイズ調整手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記Ｘ方向画素サイズ調整手段を、前記画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を読み出してＸ方向について圧縮処理または伸長処理するように構成したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された所望の画像検出領域について更に複数の画像検出要素領域に細分割し、該細分割された画像検出要素領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、前記所望の画像検出領域において、前記演算手段によって決定された画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出されたＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、前記所望の画像検出領域において、前記演算手段によって決定された画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された所望の画像検出領域について更に複数の画像検出要素領域に分割し、該分割された画像検出要素領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、前記所望の画像検出領域において、該演算手段によって決定された画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出されたＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、前記所望の画像検出領域において、前記コントロール手段において算出された画像検出要素領域毎のＹステージの移動速度にほぼ反比例する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記画像処理手段において処理する前記所望の画像検出領域における画像検出要素領域毎のデジタル画像信号について、Ｘ方向の画素サイズをＹ方向の画素サイズに調整させるＸ方向画素サイズ調整手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記Ｘ方向画素サイズ調整手段を、前記画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を読み出してＸ方向について圧縮処理または伸長処理するように構成したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された所望の画像検出領域について更に複数の画像検出要素領域に細分割し、前記分割された画像検出領域毎および細分割された画像検出要素領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、該演算手段によって決定された画像検出領域毎および画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出されたＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、前記同期信号発生手段から得られる同期信号を基にして、前記演算手段によって決定された画像検出領域毎および画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記画像検出装置において、被画像検出対象を画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された所望の画像検出領域について更に複数の画像検出要素領域に細分割し、前記分割された画像検出領域毎および細分割された画像検出要素領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、該演算手段によって決定された画像検出領域毎および画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出された画像検出領域毎および画像検出要素領域毎のＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、前記コントロール手段において算出されたＹステージの移動速度にほぼ反比例する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記画像処理手段において処理する前記画像検出領域毎および画像検出要素領域毎のデジタル画像信号について、Ｘ方向の画素サイズをＹ方向の画素サイズに調整させるＸ方向画素サイズ調整手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記Ｘ方向画素サイズ調整手段を、前記画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を読み出してＸ方向について圧縮処理または伸長処理するように構成したことを特徴とする。
また、本発明は、前記画像検出装置において、被画像検出対象を、種類の異なる複数の検出対象要素または検出対象パターンを配設または形成して構成し、前記種類の異なる各検出対象要素または各検出対象パターンについて、配設または形成位置座標に対応させて前記画像処理手段で処理する画素サイズを記載したテーブルを格納するテーブル格納手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記テーブル格納手段には、更に前記画像処理手段で処理する処理パラメータを前記画素サイズに対応させて記載したテーブルを格納することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記画像検出装置において、前記被画像検出対象を、種類の異なる複数の電子部品を配設し、該各電子部品の電極をはんだ付けして実装された配線基板実装構造体で構成し、前記画像処理手段において、前記各電子部品のはんだ付け部のはんだ付け欠陥または欠陥候補を検査するように構成したことを特徴とする。
また、本発明は、前記画像検出装置において、予め画像検出器における画像信号としての出力値の変動を、蓄積時間の変化あるいは検出特性の変化をもとに求めておき、該蓄積時間の変化あるいは検出特性の変化が生じた際、この蓄積時間の変化あるいは検出特性の変化に応じて画像検出器における画像信号としての出力値の増減を補正する検出値補正手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
以上説明したように、前記構成によれば、種類の異なる複数の検出対象要素または検出パターンを配設または形成して構成された被画像検出対象に対して、上記各検出対象要素または各検出対象パターンについて画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出することができる画像検出装置を実現することができる。
また、前記構成によれば、種類の異なる複数の検出対象要素または検出パターンを配設または形成して構成された被画像検出対象に対して、上記各検出対象要素または各検出対象パターンについて画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出して、各検出対象要素または各検出対象パターンの欠陥または欠陥候補を見逃しすることなく高速で検査できるようにした検査装置を実現することができる。
また、前記構成によれば、種類の異なる複数の電子部品をはんだ付けして実装して構成された配線基板実装構造体に対して、各電子部品のはんだ付け部について画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出して、はんだ付け部の欠陥または欠陥候補を見逃しすることなく高速で検査できるようにした画像検出装置または検査装置を実現することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１〜図９を用いて説明する。
図１は本発明に係るプリント基板上に実装された電子部品のはんだ付状態を検査する装置の一実施の形態の概略構成を示す図である。被画像検出対象である検査対象の配線基板実装構造体１０１は、Ｙステージ１０２上に保持される。Ｙステージ１０２は、演算手段であるＣＰＵを内蔵したシーケンスコントローラ（コントロール手段）１０３により制御される。同期信号発生手段（エンコーダ）１０４は、Ｙステージの移動量に応じてパルスを発生させるもの、即ち、Ｙステージ１０２が一定距離移動する度に同期信号を発生させるものである。イメージセンサ等で構成される画像検出器１０５は、同期信号発生手段１０６から得られる同期信号３０５、３０６、３０７によってアクティブに作用してサンプリングされて、Ｙステージ１０２が移動するＹ方向と直交するＸ方向の線状の１次元の画素列からなる１次元の画像信号を検出するものである。この画像検出器１０５から検出されるＸ方向の線状の１次元画像信号は、同期信号３０５、３０６、３０７とＹステージ１０２の移動速度Ｖとの関係に応じてＹ方向の画素サイズ（画素幅）が変化することになる。検出光学系１２０は、はんだ付け部から得られる反射光を集光させる集光レンズ１２１と画像検出器１０５とによって構成される。なお、この検出光学系１２０には、上記画素幅の最大のものより大きいスポット幅を有するスリット状の照明光を照射する照明光学系（図示せず）が備えられている。
【００１９】
同期信号生成手段１０６は、同期信号発生手段（エンコーダ）１０４が発生するパルスに同期して画像検出器１０５に対してサンプリングする同期信号を与えるものである。メモリ（画像格納手段）１０７は、画像検出器１０５により検出された１次元画像信号１１１を蓄積し、２次元の画素列からなる２次元画像信号とするものである。画素サイズ一致手段１０８は、ＸおよびＹ方向それぞれの画素サイズを一致させるように画素サイズを修正（変更）させるものである。画像処理手段１０９は、画素サイズ一致手段１０８により、ＸおよびＹ方向それぞれの画素サイズを一致させた２次元の画像信号からはんだ付け部の欠陥または欠陥候補を抽出するものである。１１０は、画像処理パラメータ蓄積手段である。なお、シーケンスコントローラ（コンロール手段）１０３、画像処理手段１０９、画像処理パラメータ蓄積手段１１０、およびキーボードやマウスやネットワーク等で構成された入力手段１２５は、例えばバス１２６によって接続されている。
【００２０】
従って、画素サイズ一致手段１０８は、メモリ１０７に蓄積された２次元画像信号のＸおよびＹ方向それぞれの画素サイズが一致するよう修正（変更）する。次に、画像処理手段１０９は、ＸおよびＹ方向それぞれの画素サイズが一致するよう修正された２次元の画素列からなる２次元画像信号に対して、画像処理パラメータ蓄積手段１１０に蓄積された画像処理パラメータを用いて画像処理をしてはんだ付け部の欠陥または欠陥候補が抽出される。
１１０にて処理する方法としては、たとえば特願平８−３００４６７号はんだ付検査装置の画像処理・検査対象物形状検出手段と同様の方法が適用される。即ち、画素サイズ一致手段１０８によって、Ｘ方向にも画素サイズを一致させた状態で出力される２次元の画像信号から、画像処理手段１０９においてはんだ付け部に対してウインドウを設定し、該設定されたウインドウ内における高さ情報を抽出し、該高さ情報からはんだの過不足を判定し、不足によるリードの浮きや過剰によるリード間の短絡等の欠陥や欠陥候補を抽出する。はんだ付け部の高さ情報を抽出する方法としては、光切断法や合焦点法がある。
【００２１】
光切断法の場合には、はんだ付け部に対してＹ方向の斜め方向からスリット光束を照射し、上方からこのスリット光束とＹステージ１０２の走査とによる２次元画像信号を画像検出器１０５によって検出することによって、はんだ付け部の光切断による高さ情報を示す２次元の画像信号が得られる。はんだ付け部に対してスリット光束をＹ方向の斜め方向から照射した場合、画像検出器１０５は高さに応じてＹ方向にシフトした画像信号を検出することになる。
合焦点法の場合、最も焦点が合った部分から焦点の合った特徴ある画像信号が得られる。これによって、画像検出器１０５によって検出される画像信号からはんだ付け部の高さ情報を抽出することができる。
【００２２】
図２は、検査対象プリント板１０１への電子部品の実装と画像スキャン単位を示している。検査対象プリント板１０１上には、様々な部品が実装されている。２０１はリードピッチが０．３ｍｍのＱＦＰ、２０２は１．２７ｍｍピッチのＳＯＰ、２０３は部品サイズが３．２ｍｍ×２．６ｍｍのチップ部品である。ＱＦＰ２０１は、電極部が微細であるため、そのはんだ付の良否を正確に判定するためには小さい画素サイズでの画像検出が必要であるが、ＳＯＰ２０２の部品に関しては中程度、チップ部品２０３に対しては粗い画素サイズでの検出で正確な判定を行うことができる。イメージセンサ等の画像検出器１０５が検出する線状の１次元画像は、一般にプリント板の幅に比較して小さい。よって、Ｙステージ１０２が１回移動する毎に連続して検出される領域は、２０４、２０５、２０６、２０７に示すように、画像検出器１０１が検出可能な長さと等しい幅を持つ短冊形の領域となる。ここで、２０４〜２０７に示すそれぞれの領域において、同一のスピードでＹステージ１０２を移動させるものとする。
【００２３】
ここで、２次元画像信号のＹ方向の画素サイズは、画像検出器１０５に対する検出タイミングとＹステージ１０２のスピードＶとの相関によって決定される。このため、Ｙステージ１０２のスピードが同一である１つの画像検出領域において画素サイズは一定となる。よって、シーケンスコンロール１０３内の演算手段であるＣＰＵ（図示せず）は、メモリ１１０に格納されたはんだ付部位置テーブルデータ４０１と画像検出器１０１が検出可能なＸ方向の長さとに基づいて、１つの画像検出領域の中においてもっとも小さな画素サイズでの検出が必要な検出対象要素または検出対象パターン（各電子部品のはんだ付け部）を求め、この求めた画素サイズでその画像検出領域における画像信号１１１を検出すればよいことになる。
領域２０４ではＱＦＰ２０１の画像が検出される。同様に領域２０５ではＱＦＰ２０１とＳＯＰ２０２、領域２０６ではＳＯＰ２０２、領域２０７ではチップ部品２０３の画像が検出される。このため、領域２０４と領域２０５とでは小さい画素サイズで画像を検出する必要があるが、領域２０６では中程度、領域２０７では粗い画素サイズでの画像の検出でよい。
【００２４】
図３には、同期信号生成手段１０６の詳細な構成および動作を示している。図３（ａ）には、同期信号生成手段１０６における入出力信号の関係を示す。Ｙステージ１０２のスピードは標準の速度以外に標準速度の２倍、３倍の速度を設定することが可能になっている。なお、本実施の形態では、標準速度とその２、３倍の速度でＹステージを動作可能としているが、この速度は任意に決定することが可能である。図３（ｂ）に示すように、３０１、３０２、３０３の各々は、シーケンスコントローラ（コントロール手段）１０３の駆動制御に基づいて移動されるＹステージ１０２の移動量に応じて同期信号発生手段（Ｙステージ位置パルス発生手段）１０４で発生して同期信号生成手段１０６に入力される同期パルスであり、３０１は標準速度、３０２は２倍速、３０３は３倍速でＹステージを動作させた場合のパルスを示している。エンコーダ等から構成された同期信号発生手段１０４は、ある一定距離Ｙステージ１０２が移動する毎にパルスを発生させるため、Ｙステージ１０２の速度とパルスの間隔とは比例の関係になる。
【００２５】
３０４は、同期信号生成手段１０６に設けられたステージ速度設定レジスタで、画像取り込み開始前にＹステージの速度Ｖと相関関係にある値がシーケンスコンローラ１０３内のＣＰＵから算出されて設定される。すなわち、ステージ速度設定レジスタ３０４に対して、Ｙステージのスピードが標準の速度の場合は１、２倍の速度の場合は２というようにＹステージスピードと比例関係にある値を設定する。このようにステージ速度設定レジスタ３０４に設定されたステージ速度Ｖに応じた信号３１０に基づいて、シーケンスコントローラ１０３は、Ｙステージ１０２を駆動制御して移動させる。
このとき、同期信号生成手段１０６において、同期信号発生手段１０４で発生させる各同期パルス３０１、３０２、３０３を基準として、ステージ速度設定レジスタ３０４に設定されたステージ速度値Ｖに逆比例するＹ方向の画素幅に応じた時間間隔毎に、図３（ｃ）に示す画像検出外部同期信号３０５、３０６、３０７を発生させて画像検出器１０５に与える。画像検出器１０５は、画像検出外部同期信号３０５、３０６、３０７によりアクティブに作用して画像動作して、Ｙ方向の画素幅が決まり、１次元画像信号１１１が検出されることになる。
【００２６】
即ち、各画像検出外部同期信号３０５、３０６、３０７は、画像検出器１０５における各線状の画像の取り込みタイミングを示している。３０５は３０４に１が設定してある状態で同期パルス３０１が同期信号生成手段１０６に入力された場合における画像検出外部同期信号である。同様に３０６は３０４に２が設定してある状態で３０２が入力された場合、３０７は３０４に３が設定してある状態で３０３が入力された場合における画像検出外部同期信号を示している。各画像検出外部同期信号３０５、３０６、３０７における時間間隔Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3は、全て同一となって、画像検出器１０５に対して与えられることになる。
一般に画像検出レートは、画像検出器１０５の最大画像検出レートか、または画像処理手段１０９の最大処理レートをもとに決定され、これをもとに画像検出外部同期信号３０５、３０６、３０７は決定される。上記の如く、画像検出外部同期の信号３０５〜３０７において、アクティブになる時間間隔Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3をすべて同一にすれば、すべての場合において最大画像検出レートによる画像検出、あるいは最大処理レートによる画像処理を実現することができる。
【００２７】
画像信号１１１におけるステージ移動方向、すなわちＹ方向の画素サイズは、画像の取り込みタイミングＴとＹステージの移動速度Ｖとの相関により決定される。画像検出外部同期３０５〜３０７は、ある一定距離移動する毎に発生するパルス信号３０１〜３０３を基準としているため、画像検出器１０５から画像信号１１１をＹ方向の画素サイズを正確にして抽出することが可能となる。図３（ｃ）に示すように、画像検出外部同期３０５〜３０７の時間間隔Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3が、一定の場合、画像信号１１１におけるＹ方向の画素サイズ（画素幅）は、ＹステージのスピードＶと比例関係になる。
図２で説明したように、画像検出領域毎２０４、２０５、２０６、２０７に、同期信号生成手段１０６のＹステージ速度設定レジスタ３０４に対してステージ速度が設定されるので、検出領域毎２０４、２０５、２０６、２０７に、画像検出器１０５から検出される画像信号１１１に対して必要とされるＹ方向の画素サイズ（画素幅）が決定されることになる。即ち、高速に画像を検出するためには複数ある短冊形の領域２０４〜２０７をすべて同一のスピードで画像を検出するのではなく、各領域の画素サイズに合わせてＹステージのスピードを決定すればよい。たとえばＱＦＰの検出領域２０４および２０５を標準の速度、ＳＯＰの検出領域２０６を標準の２倍速、チップ部品の検出領域２０７を標準の３倍速というように移動させる。
【００２８】
図４には、画像処理パラメータ蓄積手段（記憶装置）１１０のデータ構成を示している。
はんだ付部位置テーブルデータ４０１は、検査対象プリント基板１０１上のすべてのはんだ付部の種類のパラメータ（ｉ１，ｉ２，ｉ３，ｉ１，ｉ２・・・・）に対し、それぞれの代表位置（基準位置）（（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３），（ｘ４，ｙ４），（ｘ５，ｙ５）・・・・）で示され、例えばプリント基板のＣＡＤシステムから得られるＣＡＤデータに基づいて入力されて格納される。すべてのはんだ付部の種類のパラメータ（ｉ１，ｉ２，ｉ３，ｉ１，ｉ２・・・・）には、実装される電子部品の種類に応じた形状データが含まれることになる。
はんだ付部検査パラメータテーブルデータ４０２は、はんだ付部の種類（ｉ１，ｉ２，ｉ３・・・・）毎に、画像処理手段１０９にて用いる画像処理パラメータ（（ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５），（ｐ１’，ｐ２’，ｐ３’，ｐ４’，ｐ５’），（ｐ１”，ｐ２”，ｐ３”，ｐ４”，ｐ５”）・・・・）とはんだ付部の画像を検出するのに必要な画像検出画素サイズ（ｐsize１，ｐsize２，ｐsize３，・・・・）とが記載されて構成され、例えば、入力手段１２５を用いて入力されて格納される。画像処理パラメータとしては、リードピッチ、リード幅、リード厚さ、はんだのリードからのはみ出し量、および正常にはんだ付けされた場合における基板電極からのリードの高さ等の情報である。
【００２９】
シーケンスコントローラ１０３内に設けられたＣＰＵは、記憶装置１１０に格納されたデータ４０１および電子部品の形状データ（ＱＦＰ１，ｉ１；ＳＯＰ１，ｉ２；チップ部品１，ｉ３；・・・・）４０３を読みだすことによって、図２に示すプリント基板１０１上に実装された電子部品（ＱＦＰ２０１、ＳＯＰ２０２、チップ部品２０３等）の配置情報を算出し、該電子部品の配置情報が算出されたプリント基板に対して、検査装置の仕様である画像検出器１０５のスキャン幅のデータ４０４を基に２０４〜２０７に示すように画像検出領域を決定する。次いで、シーケンスコントローラ１０３内に設けられたＣＰＵは、各画像検出領域毎に、その領域内にあるすべてのはんだ付部に関し、検出するのに必要な画像検出画素サイズ（ｐsize）をデータ４０２より読みだすことによって求め、もっとも小さい画素サイズでの検出が必要なはんだ付部の画素サイズで決定し、該決定された画像検出領域毎の画素サイズを画像処理手段１０９へ送信すると共に決定された画像検出領域毎の画素サイズに基づいてＹステージ速度を求めて同期信号生成手段１０６のＹステージ速度設定レジスタ３０４に格納して設定する。
【００３０】
図１に示す実施の形態では、既に説明したようにＹ方向の画像の画素サイズはＹステージの移動速度と画像の取り込みタイミングより決定される。しかし、Ｘ方向の画像の検出画素サイズはＹステージの移動スピードとの相関はない。このため、Ｙステージの移動速度を変更しただけではＸ方向とＹ方向との画素サイズが異なってしまい、画像処理手段１０９における画像処理を行いにくくなってしまう。
この課題を解決する１つの方法としては、Ｘ方向画素サイズ調整手段である検出光学系１２０における集光レンズ１２１を各画像検出領域２０５〜２０７毎に変え、Ｘ方向とＹ方向の画素サイズを合わせる調整方法が考えられる。この場合、集光レンズ１２１の特性の変化により画像検出器１０５の検出光量が変化し、後段の画像処理が難しくなる場合がある。一般に集光レンズ１２１を変化させて画素サイズを変化させた場合、検出光量は画素サイズの２乗に比例する。また、集光レンズ１２１のＮＡが変化した場合、光量はＮＡの２乗に比例する。光量の変化を受けなくするためには、画像検出器１０５の後段にゲイン可変のアンプ（図示せず）を挿入し、そのゲインを変化させれば良い。本アンプはＹステージの移動速度を変更させた場合に画像検出器１０５の検出光量が変化した場合にもゲインを変化させることで光量の変化を抑える効果を持つ。予め画像検出器１０５における画像信号としての出力値の変動を、例えばＹ方向の画素サイズの変化による蓄積時間の変化あるいは検出特性の変化をもとに求めておき、該Ｙ方向の画素サイズの変化による蓄積時間の変化あるいは検出特性の変化が生じた際、この蓄積時間の変化あるいは検出特性の変化に応じて画像検出器１０５における画像信号としての出力値の増減を、例えばゲイン可変のアンプからなる検出値補正手段によって補正をすれば良い。
【００３１】
Ｙステージ１０２の移動速度Ｖの変更とともに集光レンズ１２１を変更するという方法には、機械的に集光レンズ１２１を装着し直す必要があるため、時間的ロスが発生する可能性が高いという問題がある。よって、時間的ロスが小さい場合には機械的に集光レンズ１２１を変更する方式をとればよいが、そうでない場合はＸ方向の画素サイズはそのままで検出を行い、画像処理手段１０９で画像処理の前にＸ、Ｙ方向の画素サイズを修正（変更）する。図１に示した実施の形態では、Ｘ方向画素サイズ調整手段である画素サイズ一致手段（分解能一致手段）１０８において、ＸおよびＹ方向の画素サイズを一致させる。図５には、画素サイズ一致手段（分解能一致手段）１０８への入力画像信号と出力画像信号との関係を示す。画素サイズ一致手段（分解能一致手段）１０８において、標準速度の場合、メモリ１０７から読み出された入力画像信号５０２は、Ｘ、Ｙ方向の画素サイズが一致しているため、何も処理せず出力画像信号５０３を出力する。しかし、画像検出領域２０６のように、Ｙステージ１０２の移動速度Ｖが２倍速になった場合、画素サイズ一致手段（分解能一致手段）１０８において、メモリ１０７から読み出された入力画像信号５０４はＹ方向の画素サイズが２倍となっているため、Ｘ方向の画素サイズとＹ方向の画素サイズとが一致しない。このため、画素サイズ一致手段（分解能一致手段）１０８において、間引き、あるいは内挿補間等による圧縮処理をおこない、Ｘ方向の画素サイズとＹ方向の画素サイズとを一致させる。出力画像信号５０５は、入力画像信号５０４に対して画素サイズを一致させたものである。
【００３２】
入力画像信号を２次元配列ｉ１（ｘ，ｙ）で表した場合、画素サイズ一致手段（分解能一致手段）１０８において、この入力画像信号ｉ１（ｘ，ｙ）に対して、次に示す（数１）式に基づいて間引き変換により画素サイズを一致させて出力画像信号ｉ２（ｘ，ｙ）を生成する。即ち、間引き変換は、２倍速の２ｘに亘る画素をｘ画素とする変換である。
ｉ２（ｘ，ｙ）＝ｉ１（２ｘ，ｙ） （数１）
同様に３倍速になった場合、間引き変換は、次に示す（数２）式の関係となる。
【００３３】
ｉ２（ｘ，ｙ）＝ｉ１（３ｘ，ｙ） （数２）
また、入力画像信号を２次元配列ｉ１（ｘ，ｙ）で表した場合、画素サイズ一致手段（分解能一致手段）１０８において、この入力画像信号ｉ１（ｘ，ｙ）に対して、次に示す（数３）式に基づいて内挿補間変換により画素サイズを一致させて出力画像信号ｉ２（ｘ，ｙ）を生成する。即ち、内挿補間変換は、例えば、２倍速の２ｘに亘る画素信号を例えば平均化する変換である。
【００３４】
【００３５】
図１に示した実施の形態では、Ｙステージ１０２のスピードＶをもとに画像検出タイミングを決定しているが、画像検出タイミングを容易には制御できないときには本方式は適用できない。この場合には、同期信号生成手段１０６から画像検出器１０５に提供する画像検出タイミング３０５、３０６、３０７を基に、シーケンスコントローラ１０３は、Ｙステージ１０２のスピードＶを決定して制御すればよい。
【００３６】
次に、画像検出タイミング３０５、３０６、３０７を基に、Ｙステージ１０２のスピードＶを制御する実施の形態について図６を用いて説明する。
１０１は電子部品２０１、２０２、２０３をはんだ付けして実装された検査対象プリント基板である。Ｙステージ１０２は、検査対象プリント基板１０１を保持する。１０３は、シーケンスコントローラ（演算手段であるＣＰＵを内蔵したコントロール手段）で、全体の画像検出シーケンスを制御するものである。
【００３７】
レーザ光源６０４から出射されたレーザ光束を、ポリゴンミラー６０５により一度反射させ、その後ｆ−θレンズ６０６で集光し、検査対象プリント基板１０１（特にはんだ付け部）に照射する。検査対象プリント基板１０１からの反射光は、ｆ−θレンズ６０６を介して一度ポリゴンミラー６０５で反射され、その後にハーフミラー６１２を介してフォトセンサ（画像検出器）６０７で受光されて画像信号に変換される。ポリゴンミラー６０５が回転することによりレーザ光束は、Ｙ方向と直交するＸ方向にスキャンされ、フォトセンサ（画像検出器）６０７によってＸ方向の１次元画像が検出される。フォトセンサ６０７で検出された光は、電気信号に変換された後、画像入力手段６０８に入力され、メモリ１０８に蓄積される。ポリゴンミラー６０５を回転させるとともにＹステージ１０２を移動させることによりメモリ１０８には２次元画像信号として蓄積されることになる。
【００３８】
ポリゴンミラー回転角度に応じた同期信号生成手段６１０は、ポリゴンミラー６０５がｎ面あった場合、１回転につきｎ回パルスを発生させるように構成される。ステージコントロール手段６１１は、上記同期信号生成手段６１０からのパルス信号を基準にして、Ｙステージ１０２に制御パルスを与える。メモリ１０８に蓄積された２次元の画像信号は、読みだされてＸ方向の画素サイズ調整手段である画素サイズ一致手段１０８によりＸ方向について画素サイズが一致され、その結果、画像検査領域毎２０５〜２０７に必要な分解能を持った２次元画像信号が得られることになる。このように、画像検査領域毎２０５〜２０７に、必要な分解能を持った２次元画像信号は、画像処理手段１０９で処理され、はんだ付け部についてはんだ過不足等の欠陥または欠陥候補についての判定が行われる。
【００３９】
レーザ光源６０４から出射されたレーザ光束の被検査対象物１０１への照射位置は、ポリゴンミラー６０５の角度に依存するため、画像入力手段６０８によるフォトセンサ６０７から得られる画像信号の検出タイミング（取り込みタイミング）は、同期信号生成手段６１０の出力する同期信号を基準にする必要がある。画像信号のＹ方向の画素サイズ（画素幅）は、図１に示す実施の形態と同様に、画像信号の検出タイミングとＹステージ１０２のスピードＶによって決定される。図１に示す実施の形態では、画像信号の検出タイミングをＹステージ１０２の移動タイミングをもとに変化させ、各画像検出領域毎２０５〜２０７に画素サイズが一定になるようにしていた。しかし、図６に示す実施の形態では、画像信号の検出タイミングＴ1、Ｔ2、Ｔ3はポリゴンミラー６０５の回転角で決定されており、ポリゴンミラーの回転はイナーシャが大きいため、画像の検出タイミングは容易には変更できない。このため、図６に示す実施の形態では、ステージコントロール手段１３１が、画像の検出タイミング、すなわち、同期信号生成手段６１０の出力する同期信号を基準にしてＹステージ１０２のスピードＶを制御する。
【００４０】
図７には、ステージコントロール手段１３１の詳細な構成および動作を示している。図７（ａ）には、ステージコントロール手段１３１における入出力信号の関係を示す。図７（ｂ）には、同期信号生成手段６１０からステージコントロール手段１３１に入力される同期信号７０１を示す。図７（ｃ）には、ステージコントロール手段１３１から出力されるＹステージ１０２への駆動制御パルス７０３、７０４、７０５を示す。ステージコントロール手段１３１は、Ｙステージ１０２のスピードＶを標準の速度以外に標準速度の２倍、３倍の速度を設定することが可能になっている。７０１は同期信号生成手段６１０が発生させる同期パルスである。７０２はステージ速度設定レジスタで、画像取り込み開始前に、Ｙステージ１０２の速度Ｖと相関関係にある値が、画像処理パラメータ蓄積手段１１０からバス１２６を介して読み出される画素サイズに応じて設定される。すなわち、画素サイズｐsize１に応じたＹステージ１０２のスピードＶが標準の速度の場合は１、画素サイズｐsize２に応じた２倍の速度の場合は２というように速度に比例した値を設定する。このとき、ステージコントロール手段１３１が発生させるＹステージ１０２への駆動制御パルスは、同期信号７０１を基準としてステージ速度設定レジスタ７０２に設定された値にほぼ逆比例する時間間隔毎に発生するようにしてある。７０３、７０４、７０５は、ステージコントローラ１３１に同期信号７０１が入力された状態で、ステージ速度設定レジスタ７０２にそれぞれ１、２、３が設定された場合におけるＹステージ１０２への駆動制御パルスである。Ｙステージ１０２の速度Ｖは、Ｙステージ１０２への駆動制御パルスの周波数と比例する。画像信号を検出するタイミングが一定で、Ｙステージ１０２の速度Ｖのみが変化するため、検出画像のＹ方向の画素サイズは、ステージ速度設定レジスタ７０２に設定した値に比例することになる。Ｙステージ１０２の駆動制御パルスは、同期信号生成手段６１０が発生させる同期パルスを基準にしているため、画素サイズを正確に決定することが可能である。
【００４１】
図１、および図６に示す実施の形態では、図２の２０４〜２０７で示した、１回のＹステージの移動で連続的に検出する画像検出領域は、同じ画素サイズで検出することを前提としていた。しかし、１回のＹステージ１０２の移動中にＹステージ１０２のスピードを変化させ、画像を検出することも可能である。図８において２０５は一度のＹステージの移動により連続的に画像を検出する領域である。８０２は小さい画素サイズで検出する必要があるはんだ付け部、８０３は大きい画素サイズでも検出可能なはんだ付け部である。ところで、シーケンスコントローラ１０３内に備えられたＣＰＵは、画像検出領域２０５を、更に細分化した複数の画像検出要素領域２０５ａ、２０５ｂに分割する。いま、２０５ａの画像検出要素領域は小さい画素サイズで検出を行い、２０５ｂの画像検出要素領域領域を大きい画素サイズで検出することを考える。ここで、画像検出要素領域２０５ａは標準の画素サイズ、画像検出要素領域２０５ｂは例えばその２倍の画素サイズで検査が可能とする。このとき、２０５ａの画像検出要素領域区間は標準の速度でＹステージ１０２を移動させ、２０５ｂの画像検出要素領域に入るとＹステージ１０２の速度を上げて標準に対して例えば２倍のスピードとなったところで一定速度になる。ここでは２０５ａを標準の画素サイズ、２０５ｂを例えばその２倍の画素サイズと述べたが、シーケンスコントローラ１０３内のＣＰＵにおいて、各画像検出要素領域の画素サイズの決定は、図４に示すデータ構造よりその領域内にあるすべてのはんだ付部に関し、検出するのに必要な画像検出画素サイズをはんだ付け部検査パラメータテーブルデータ４０２より求め、もっとも小さい画素サイズでの検出が必要なはんだ付部の画素サイズで前記画像検出要素領域を検出することにより自動的に決定可能である。
【００４２】
正確な検査を行うためには、はんだ付け部の位置が正確に画像信号より特定できなければならない。このためには画素サイズが変更されるタイミングが正確に特定できるようにすることが必要である。このため、図１で示した実施の形態そのままでは正確に検査することはできず、正確な検査を実現するためには図３で説明した同期信号生成手段１０６を多少変更することが必要である。図９は変更した同期信号生成手段の説明図である。同期信号生成手段１０６は、Ｙステージ位置と検出画素サイズとの組の配列からなるステージ速度設定レジスタテーブル９０２を有している。Ｙ１（９０３）、ｐsize１（９０４）およびＹ２（９０４）、ｐsize２（９０５）のそれぞれの組は１回のＹステージの移動において検出する画素サイズが等しい領域の開始位置（Ｙ１、Ｙ２）とその画素サイズ（ｐsize１、ｐsize２）を示している。９０１はＹステージ位置パルス発生手段１０４が発生させる同期パルスである。
【００４３】
図８に示す画像検出領域２０５の画像信号を検出する場合を考える。Ｙ１（９０３）は、画像検出要素領域２０５ａの開始点を示す値であり、画像処理パラメータ蓄積手段１１０から読みだされてセットされる。画像検出要素領域２０５ａの画素サイズは標準サイズであるので、標準画素サイズｐsize１が画像処理パラメータ蓄積手段１１０から読みだされてセットされる。また、Ｙ２（９０５）は、画像検出要素領域２０５ｂの開始点を示す値であり、画像処理パラメータ蓄積手段１１０から読みだされてセットされる。画像検出要素領域２０５ｂの画素サイズは例えば標準サイズの２倍であるので、２倍の画素サイズｐsize２が画像処理パラメータ蓄積手段１１０から読みだされてセットされる。ステージ速度設定レジスタテーブル９０２には、各画像検出要素領域毎２０５ａ、２０５ｂの開始点と画素サイズとがセットされることになる。
【００４４】
９０７と９０８との各々は、画像検出要素領域２０５ａの開始点を示す値Ｙ１および画像検出要素領域２０５ｂの開始点を示す値Ｙ２に基づいて算出される各画像検出要素領域毎２０５ａ、２０５ｂの検出開始点と検出終了位置を示す。カウンタ９０９は、Ｙステージ位置パルス発生手段１０４から得られる同期パルス９０１をカウントするものである。カウンタ９０９でカウントされた値が画像検出要素領域毎２０５ａの検出開始点９０７と一致すると、同期信号生成手段１０６から画像検出器１０５に対して画像信号を検出するための外部同期信号９１０の出力を開始する。カウンタ９０９でカウントされた値が、画像検出領域２０５ａの開始点を示す値Ｙ１（９０３）と一致すると、Ｙステージ速度設定レジスタ３０４に設定された画素サイズｐsize１（９０４）の値と同様の画像信号を検出するための外部同期信号９１０が出力される。Ｙステージ１０２が移動を続け、カウンタ９０９でカウントされた値が、画像検出要素領域２０５ｂの開始点を示す値Ｙ２（９０５）と一致すると、Ｙステージ速度設定レジスタ３０４に設定された画素サイズｐsize２（９０６）の値と同様の画像信号を検出するための外部同期信号９１１が出力される。Ｙステージ１０２はカウンタ値がＹ２（９０５）と一致するのと同時に加速を開始し、２倍のスピードになって一定速になる。９１１に示すようにＹステージ１０２がカウンタ値がＹ２（９０５）と一致した直後の加速期間においても画像信号が検出されるが、Ｙステージ１０２のスピードＶが一定速度になると画像検出器１０５に対して同期信号９１０と同じ時間間隔毎にアクティブになる。従って、画像検出要素領域毎２０５ａ、２０５ｂに、Ｙ方向については、電子部品２０１、２０２のリードの密度に応じた分解能（画素サイズ）で画像検出器１０５から画像信号を検出することができる。
【００４５】
Ｘ方向については、Ｘ方向の画素サイズ調整手段である画素サイズ一致手段１０８により、画像検出要素領域毎２０５ａ、２０５ｂに、Ｙ方向と同様に電子部品２０１、２０２のリードの密度に応じた分解能（画素サイズ）に合わせることで、Ｘ方向およびＹ方向共に電子部品２０１、２０２のリードの密度に応じた分解能を保ってはんだ付け部の欠陥や欠陥候補を見逃しすることなく、検査時間の大幅な短縮を実現することができる。
なお、図６に示す実施の形態の場合には、図９に示す同期信号生成手段１０６の機能を、ステージコントロール手段１３１に持たせることによって、実現することができる。
【００４６】
以上説明した本発明に係る実施の形態は、プリント基板に実装された電子部品のはんだ付け部から得られる反射光に基づく画像信号を検出してはんた付け欠陥又は欠陥候補を検査するものであるが、光以外のものを検出して検査するシステムにも適用することは可能である。たとえば電子線をスキャンし、その２次電子を検出するＳＥＭのようなシステムでも上記に説明した原理により画像検出領域毎に異なった画素サイズで検出することが可能である。即ち、被画像検出対象に対してある線状の区間の物理量を検出し、画像信号に変換する画像検出器を備えた画像検出装置に適用することが可能である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、様々な検出対象要素または検出対象パターンが基板上に配置されているときに、それぞれの検出対象または検出対象パターンに好適な検出画素サイズにより画像を検出することにより高速な画像検出を実現する効果を奏する。
また、本発明によれば、種類の異なる複数の検出対象要素または検出パターンを配設または形成して構成された被画像検出対象に対して、上記各検出対象要素または各検出対象パターンについて画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出することができる画像検出装置を実現することができる効果を奏する。
【００４８】
また、本発明によれば、種類の異なる複数の検出対象要素または検出パターンを配設または形成して構成された被画像検出対象に対して、上記各検出対象要素または各検出対象パターンについて画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出して、各検出対象要素または各検出対象パターンの欠陥または欠陥候補を見逃しすることなく高速で検査できるようにした検査装置を実現することができる効果を奏する。
また、本発明によれば、種類の異なる複数の電子部品をはんだ付けして実装して構成された配線基板実装構造体に対して、各電子部品のはんだ付け部について画像検出器から必要最大限の解像度を確保しつつ短時間で画像信号を検出して、はんだ付け部の欠陥または欠陥候補を見逃しすることなく高速で検査できるようにした画像検出装置または検査装置を実現することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像検出装置であるはんだ付け検査装置の一実施の形態を示す主要部簡略構成図である。
【図２】本発明に係るはんだ付け検査装置が画像検出対象とする配線基板実装構造体に対して画像検出方法の一実施例を説明するための図である。
【図３】図１に示すはんだ付け検査装置において画像検出タイミングを制御する同期信号生成手段の一実施例を説明するための図である。
【図４】本発明に係るはんだ付け検査装置の画像処理パラメータ格納手段に格納された検出画像の画素サイズを自動設定するために用いるデータの構造を説明するための図である。
【図５】本発明に係るはんだ付け検査装置の画素サイズ一致手段によってＸ方向の画素サイズをＹ方向の画素サイズに一致させるための説明図である。
【図６】本発明に係る画像検出装置であるはんだ付検査装置の他の一実施の形態を示す主要部簡略構成図である。
【図７】図６に示すはんだ付検査装置において画像検出タイミングを制御するステージコントロール手段の一実施例について説明するための図である。
【図８】本発明に係るはんだ付け検査装置が画像検出対象とする配線基板実装構造体に対して画像検出方法の他の一実施例を説明するための図である。
【図９】はんだ付け検査装置において画像検出タイミングを制御する手段の他の一実施例について説明するための図である。
【符号の説明】
１０１…配線基板実装構造体、１０２…Ｙステージ、１０３…シーケンスコントローラ（コントロール手段）、１０４…同期信号発生手段（エンコーダ）、１０５…画像検出器、１０６…同期信号発生手段、１０７…メモリ、１０８…画素サイズ一致手段、１０９…画像処理手段、１１０…画像処理パラメータ蓄積手段、１２０…検出光学系、１２１…集光レンズ、１３１…ステージコントロール手段、２０２〜２０７…画像検出領域、２０５ａ、２０５ｂ…画像検出要素領域、６０４…レーザ光源、６０５…ポリゴンミラー、６０６…ｆ−θレンズ、６０７…フォトセンサ（画像検出器）、６０８…画像入力手段、６１０…同期信号生成手段
Claims (15)
- 被画像検出対象に対してある線状の区間の物理量を検出し、画像信号に変換する画像検出器と、
少なくとも、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出する線状の区間と直交する方向に移動させるＹステージと、
前記画像検出器から得られる画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
該Ａ／Ｄ変換器から得られるデジタル画像信号を格納する画像格納手段と、
該画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を読み出して処理する画像処理手段と、
前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された画像検出領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、
該演算手段によって決定された画像検出領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出されたＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、
前記演算手段によって決定された画像検出領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする画像検出装置。 - 被画像検出対象に対してある線状の区間の物理量を検出し、画像信号に変換する画像検出器と、
少なくとも、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出する線状の区間と直交する方向に移動させるＹステージと、
前記画像検出器から得られる画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
該Ａ／Ｄ変換器から得られるデジタル画像信号を格納する画像格納手段と、
該画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を読み出して処理する画像処理手段と、
前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された画像検出領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、
該演算手段によって決定された画像検出領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出されたＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、
前記コントロール手段において算出された画像検出領域毎のＹステージの移動速度にほぼ反比例する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする画像検出装置。 - 前記画像処理手段において処理する画像検出領域毎のデジタル画像信号について、Ｘ方向の画素サイズをＹ方向の画素サイズに調整させるＸ方向画素サイズ調整手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の画像検出装置。
- 前記Ｘ方向画素サイズ調整手段を、前記画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を読み出してＸ方向について圧縮処理するように構成したことを特徴とする請求項３記載の画像検出装置。
- 被画像検出対象に対してある線状の区間の物理量を検出し、画像信号に変換する画像検出器と、
少なくとも、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出する線状の区間と直交する方向に移動させるＹステージと、
前記画像検出器から得られる画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
該Ａ／Ｄ変換器から得られるデジタル画像信号を格納する画像格納手段と、
該画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を処理する画像処理手段と、
前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された所望の画像検出領域について更に複数の画像検出要素領域に細分割し、該細分割された画像検出要素領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、
前記所望の画像検出領域において、前記演算手段によって決定された画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出されたＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、
前記所望の画像検出領域において、前記演算手段によって決定された画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする画像検出装置。 - 被画像検出対象に対してある線状の区間の物理量を検出し、画像信号に変換する画像検出器と、
少なくとも、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出する線状の区間と直交する方向に移動させるＹステージと、
前記画像検出器から得られる画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
該Ａ／Ｄ変換器から得られるデジタル画像信号を格納する画像格納手段と、
該画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を処理する画像処理手段と、
前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された所望の画像検出領域について更に複数の画像検出要素領域に分割し、該分割された画像検出要素領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、
前記所望の画像検出領域において、該演算手段によって決定された画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出されたＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、
前記所望の画像検出領域において、前記コントロール手段において算出された画像検出要素領域毎のＹステージの移動速度にほぼ反比例する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された画像検出用の同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする画像検出装置。 - 前記画像処理手段において処理する前記所望の画像検出領域における画像検出要素領域毎のデジタル画像信号について、Ｘ方向の画素サイズをＹ方向の画素サイズに調整させるＸ方向画素サイズ調整手段を備えたことを特徴とする請求項５または６記載の画像検出装置。
- 前記Ｘ方向画素サイズ調整手段を、前記画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を読み出してＸ方向について圧縮処理するように構成したことを特徴とする請求項７記載の画像検出装置。
- 被画像検出対象に対してある線状の区間の物理量を検出し、画像信号に変換する画像検出器と、
少なくとも、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出する線状の区間と直交する方向に移動させるＹステージと、
前記画像検出器から得られる画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
該Ａ／Ｄ変換器から得られるデジタル画像信号を格納する画像格納手段と、
該画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を処理する画像処理手段と、
前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された所望の画像検出領域について更に複数の画像検出要素領域に細分割し、前記分割された画像検出領域毎および細分割された画像検出要素領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、
該演算手段によって決定された画像検出領域毎および画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出されたＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、
前記演算手段によって決定された画像検出領域毎および画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする画像検出装置。 - 被画像検出対象に対してある線状の区間の物理量を検出し、画像信号に変換する画像検出器と、
少なくとも、前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出する線状の区間と直交する方向に移動させるＹステージと、
前記画像検出器から得られる画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
該Ａ／Ｄ変換器から得られるデジタル画像信号を格納する画像格納手段と、
該画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を処理する画像処理手段と、
前記被画像検出対象を前記画像検出器が検出可能な線状の区間の幅をもつ複数の画像検出領域に分割し、該分割された所望の画像検出領域について更に複数の画像検出要素領域に細分割し、前記分割された画像検出領域毎および細分割された画像検出要素領域毎に前記画像検出器から抽出される画像信号におけるＹ方向の画素サイズを決定する演算手段と、
該演算手段によって決定された画像検出領域毎および画像検出要素領域毎のＹ方向の画素サイズに対応する前記Ｙステージの移動速度を算出し、該算出された画像検出領域毎および画像検出要素領域毎のＹステージの移動速度に基づいて前記Ｙステージを駆動制御するコントロール手段と、
該コントロール手段において算出されたＹステージの移動速度にほぼ反比例する時間間隔の同期信号を生成し、該生成された同期信号で前記画像検出器から画像信号をサンプリングして抽出する同期信号生成手段とを備えたことを特徴とする画像検出装置。 - 前記画像処理手段において処理する前記画像検出領域毎および画像検出要素領域毎のデジタル画像信号について、Ｘ方向の画素サイズをＹ方向の画素サイズに調整させるＸ方向画素サイズ調整手段を備えたことを特徴とする請求項９または１０記載の画像検出装置。
- 前記Ｘ方向画素サイズ調整手段を、前記画像格納手段に格納されたデジタル画像信号を読み出してＸ方向について圧縮処理するように構成したことを特徴とする請求項１１記載の画像検出装置。
- 前記被画像検出対象を、種類の異なる複数の検出対象要素または検出対象パターンを配設または形成して構成し、
前記種類の異なる各検出対象要素または各検出対象パターンについて、配設または形成位置座標に対応させて前記画像処理手段で処理する画素サイズを記載したテーブルを格納するテーブル格納手段を備えたことを特徴とする請求項１または２または３または４または５または６または７または８または９または１０または１１または１２記載の画像検出装置。 - 前記テーブル格納手段には、更に前記画像処理手段で処理する処理パラメータを前記画素サイズに対応させて記載したテーブルを格納することを特徴とする請求項１３記載の画像検出装置。
- 前記被画像検出対象を、種類の異なる複数の電子部品を配設し、はんだ付けして実装された配線基板実装構造体で構成し、
前記画像処理手段において、前記各電子部品のはんだ付け部のはんだ付け欠陥または欠陥候補を検査するように構成したことを特徴とする請求項１または２または３または４または５または６または７または８または９または１０または１１または１２記載の画像検出装置。
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