JP6122310B2 - Inspection device - Google Patents
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Description
本発明は、物体の形状を検査するための技術、特に、ピン状の端子を複数有するコネクタ部品もしくはピン状の端子を挿入する前の成型品の外形を検査するための技術、に関する。 The present invention relates to a technique for inspecting the shape of an object, and more particularly to a technique for inspecting the outer shape of a connector part having a plurality of pin-shaped terminals or a molded product before inserting pin-shaped terminals.
ICチップなどの電子部品の製造過程においては、割れや欠け、異物の付着がないかについて、電子部品の外観を検査する必要である。一般的には、電子部品の真上に備え付けられたカメラで電子部品を撮影し、その撮影画像により電子部品の外観を確認することが多い。しかし、ピン状の端子を複数有するコネクタ部品もしくはピン状の端子を挿入する前の成型品の場合は、部品形状が複雑であるため、ピンの曲がり具合や、窪みや穴への異物混入を撮影画像から確認するのは困難である(特許文献1参照)。 In the manufacturing process of an electronic component such as an IC chip, it is necessary to inspect the appearance of the electronic component for cracks, chips, and foreign matter. In general, in many cases, an electronic component is photographed with a camera provided directly above the electronic component, and the appearance of the electronic component is confirmed from the photographed image. However, in the case of connector parts with multiple pin-shaped terminals or molded products before inserting pin-shaped terminals, the shape of the parts is complicated, so it is possible to photograph the bending of the pins and contamination of foreign objects in the recesses and holes. It is difficult to confirm from the image (see Patent Document 1).
また、電子部品を真上から撮影する場合、カメラの設置可能位置が限定されるため、製造現場のレイアウト上も好ましくない。更に、照明の拡散反射によりクリアな撮影画像を得にくいという問題もある。 In addition, when photographing an electronic component from directly above, the position where the camera can be installed is limited, which is not preferable in terms of the layout at the manufacturing site. Further, there is a problem that it is difficult to obtain a clear photographed image due to diffuse reflection of illumination.
電子部品を真上ではなく斜めから撮像すればこういった欠点は解消される。カメラの設置位置の自由度が増すし、1枚の撮影画像に電子部品の3面を含めることができるため検査効率も向上する。 These disadvantages can be eliminated if the electronic components are imaged from an angle rather than directly above. The degree of freedom of the installation position of the camera is increased, and the inspection efficiency is improved because three images of electronic parts can be included in one photographed image.
しかし、斜め方向から電子部品を撮影すると、撮影画像に奥行きが生じるためピントが合いにくいという別の問題が生じる。 However, when an electronic component is photographed from an oblique direction, another problem arises in that it is difficult to focus because the photographed image has a depth.
本発明は、上記課題に鑑みて完成された発明であり、その主たる目的は、電子部品、特に、コネクタ部品のような複雑な形状の電子部品の外観を効率的に検査するための技術、を提供することにある。 The present invention has been completed in view of the above problems, and its main purpose is to provide a technique for efficiently inspecting the appearance of electronic components, particularly electronic components having complicated shapes such as connector components. It is to provide.
本発明に係る検査装置は、コネクタ部品の外観を検査するための装置であって、検査対象のコネクタ部品を載せる検査台と、コネクタ部品を照射する照明体と、水平面に対して斜めの方向であり、かつ、コネクタ部品の3面を撮影可能な方向を光軸として、コネクタ部品を撮像するカメラを備える。カメラの撮像面は、光軸に対して傾けられている。 An inspection apparatus according to the present invention is an apparatus for inspecting the appearance of a connector part, and includes an inspection table on which a connector part to be inspected is mounted, an illuminating body that irradiates the connector part, and an oblique direction with respect to a horizontal plane. And a camera that images the connector component with the direction in which the three surfaces of the connector component can be photographed as the optical axis. The imaging surface of the camera is tilted with respect to the optical axis.
本発明に係る別の検査装置は、検査対象物体を載せる検査台と、検査対象物体を照射する照明体と、水平面に対して斜めの方向を光軸として、検査対象物体を撮像するカメラと、照明体およびカメラの検査対象物体の表面に対する相対角度を変化させることにより、表面からの光の反射方向と光軸の方向の相対角度を変化させる姿勢制御部と、を備える。カメラの撮像面は、光軸に対して傾けられていおり、複数の相対角度について、検査対象物体を複数回撮像する。検査対象物体は、上述のコネクタ部品でもよい。 Another inspection apparatus according to the present invention includes an inspection table on which an inspection target object is placed, an illuminating body that irradiates the inspection target object, a camera that images the inspection target object with an oblique direction with respect to a horizontal plane as an optical axis, And a posture control unit that changes a relative angle between the light reflection direction from the surface and the direction of the optical axis by changing a relative angle of the illumination body and the camera to the surface of the inspection target object. The imaging surface of the camera is inclined with respect to the optical axis, and images the inspection target object a plurality of times at a plurality of relative angles. The inspection target object may be the connector component described above.
本発明に係る別の検査装置は、検査対象物体を載せる検査台と、検査対象物体を照射する照明体と、水平面に対して斜めの方向を光軸として検査対象物体を撮像する第1および第2のカメラと、を備える。第1のカメラの第1の光軸と第2のカメラの第2の光軸は互いに異なっており、第1のカメラの撮像面は、第1の光軸に対して傾けられており、第2のカメラの撮像面も、第2の光軸に対して傾けられている。第1および第2のカメラにより、検査対象物体を異なる方向から撮像する。 Another inspection apparatus according to the present invention includes an inspection table on which an object to be inspected is placed, an illuminating body that irradiates the object to be inspected, and first and first images of the object to be inspected with respect to a horizontal direction as an optical axis. Two cameras. The first optical axis of the first camera and the second optical axis of the second camera are different from each other, and the imaging surface of the first camera is inclined with respect to the first optical axis, The imaging surface of the second camera is also tilted with respect to the second optical axis. The inspection target object is imaged from different directions by the first and second cameras.
本発明に係る別の検査装置は、検査対象物体を載せる検査台と、互いに異なる方向から検査対象物体を照射する第1および第2の照明体と、水平面に対して斜めの方向を光軸として、検査対象物体を撮像するカメラと、を備える。カメラの撮像面は、光軸に対して傾けられていおり、カメラは、第1の照射体による照射時と第2の照射体による照射時のそれぞれにおいて、検査対象物体を複数回撮像する。 Another inspection apparatus according to the present invention includes an inspection table on which an inspection target object is placed, first and second illumination bodies that irradiate the inspection target object from different directions, and an oblique direction with respect to a horizontal plane as an optical axis. And a camera for imaging the inspection object. The imaging surface of the camera is tilted with respect to the optical axis, and the camera images the inspection target object a plurality of times during irradiation with the first irradiation body and during irradiation with the second irradiation body.
本発明によれば、電子部品の外観を効率的に検査しやすくなる。 According to the present invention, it becomes easy to efficiently inspect the appearance of an electronic component.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、シャインプルーフの原理を説明するための模式図である。
本実施形態における検査装置100は、シャインプルーフの原理(Scheimpflug Principle)を応用することにより、検査対象物を斜め方向からクリアに撮影する。そこで、検査装置100の構成および制御を説明する前に、シャインプルーフの原理について簡単に説明する。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the principle of Scheinproof.
The
シャインプルーフの原理に基づく撮影に使用するカメラ102は、レンズ106と撮像面108を内蔵する。撮像面108とはフィルム面やCCD(Charge Coupled Device)の配置面であり、レンズ106から得られた画像が像を結ぶ面である。レンズ106の法軸である光軸110と撮像面108の法軸である撮像軸112は一致しない。図1に示すように、光軸110と撮像軸112は角度Sを構成する。ここで、レンズ106の面と撮像面108が検査面104上で交わるとき(図1の点P)、カメラ102は、検査面104上の検査物に対しては広く焦点を合わせることができる。
A
シャインプルーフの原理を応用した撮影では被写界深度が深いため、検査面104上に置かれる被写体全体に対して焦点を合わせやすい。このため、奥行きのあってもクリアな撮影画像を得ることができる。
Since the depth of field is deep in photography using the Scheinproof principle, it is easy to focus on the entire subject placed on the
図2は、コネクタ部品114の外観図である。
本実施形態においては、コネクタ部品114の外観検査を対象として説明する。ただし、本実施形態における検査装置100は、コネクタ部品114以外のさまざまな電子部品の外観検査にも応用可能である。
FIG. 2 is an external view of the
In the present embodiment, a description will be given for the appearance inspection of the
コネクタ部品114は、空洞部116を有し、空洞部116には複数のピン端子118が整列している。このようなコネクタ部品114の空洞部116には塵埃などの異物が入り込みやすい。また、製造時には多くのピン端子118に反りや欠けがないかについてもチェックする必要がある。更に、成型時のふくらみ120や欠け122などの存否についてもチェックする必要がある。
The
従来、コネクタ部品114の検査ではZ方向(垂直方向)からコネクタ部品114の上面(XY平面)を撮影することによりピン端子118の反りがないか確認することが多かった。しかし、Z方向、すなわち、真上方向からの撮影では、ピン端子118の精緻な検査が難しく、特に、側面のふくらみ120や欠け122を視認しにくいという欠点があった。また、コネクタ部品114の6面すべてを確認するには1部品あたり6回の撮影が必要であるため、検査効率が悪いという問題もある。
Conventionally, in the inspection of the
そこで、本実施例においては、図2に示されているような3面を含む撮影画像を得るために斜め方向からコネクタ部品114を撮像する。斜め方向から撮像すれば、ピン端子118の曲がり具合や空洞部116の異物混入などの外観異常をより確認しやすくなる。また、一度に3面を撮像できるため検査効率も向上する。このような斜め方向からの撮像に対応するために、図1に関連して説明したシャインプルーフの原理を応用する。
Therefore, in this embodiment, the
[第1実施形態]
図3は、第1実施形態における検査装置100の構成図である。
第1実施形態における検査装置100は、カメラ102、照明124および検査台126を含む。検査台126の水平面には検査対象のコネクタ部品114が載置される。照明124は、垂直方向(Z方向)に対して斜め方向(入射角S1)からコネクタ部品114を照射する。カメラ102は、全反射方向(反射角S1)と光軸を一致させることが望ましい。このように、検査装置100においては、コネクタ部品114を斜め方向から照射し、斜め方向からカメラ102により照射されたコネクタ部品114を撮影することで外観の撮影画像を得る。
[First Embodiment]
FIG. 3 is a configuration diagram of the
The
カメラ102のレンズはテレセントリックレンズ(Telecentric Lense)であってもよい。テレセントリックレンズは、斜め方向からの撮影であっても直線部分を曲がることなく撮像できるというメリットがある。カメラ102のレンズの前には偏光板をつけてもよい。偏光板は、S波とP波という互いに直交する光波のうち、一方を遮断する。このような偏光板を通して撮影すると、コネクタ部品114などの検査対象物体の表面に模様が描かれていても、模様は撮像画像に写りこみにくくなるため、検査対象物体の外観異常を検出しやすくなる。
The lens of the
検査台126は、コネクタ部品114を固定する機構を備えてもよい。また、検査台126は、回転、移動可能に構成されてもよい。このように構成することにより、コネクタ部品114をさまざまな位置・角度から撮像できる。
The inspection table 126 may include a mechanism for fixing the
図4は、従来型の垂直方向からの検査方法を示す図である。
一般的には、検査面104に対して垂直方向から照明し、同じく、垂直方向から検査面104を撮影することが多い。このような照明および検査方法を「同軸検査」とよぶことにする。同軸検査にてへこみ128を撮影すると、へこみ128において照明が乱反射する。このため、カメラ102による撮影画像においては充分なコントラストを確保しにくく、へこみ128を確認しにくくなることがある。
FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional inspection method from the vertical direction.
In general, the
図5は、本実施形態における斜め方向からの検査方法を示す図である。
本実施形態における検査装置100は、検査面104を斜め方向から照明・撮像する。照明方向と撮像方向は一致しない。へこみ128の周辺には影ができるため、高いコントラストにて撮影が可能となる。また、同軸照明は露光時間が長いという欠点もあるため、本実施形態における斜めからの撮影方法によれば検査時間を短縮できるというメリットもある。なお、へこみにかぎらずふくらみについても同様である。
FIG. 5 is a diagram showing an inspection method from an oblique direction in the present embodiment.
The
図6は、マニピュレータ130(把持部)を搭載した検査装置100の構成図である。
図6に示す検査装置100においては、検査台126はベルトコンベアとしてX軸方向にコネクタ部品114を一定速度で搬送する。コネクタ部品114の上部には、マニピュレータ130が設置される。また、図3と同様、コネクタ部品114は照明124により斜め方向から照射され、カメラ102により斜め方向から撮像される。
FIG. 6 is a configuration diagram of the
In the
制御装置132は、マニピュレータ130およびカメラ102を制御する。制御装置132は、カメラ102によりコネクタ部品114の外観を撮影し、外観に異常があればマニピュレータ130を制御して不良品を検査台126から取り除く。制御装置132は、一般的なパーソナルコンピュータとソフトウェアであればよい。より具体的には、制御装置132は、コネクタ部品114がマニピュレータ130の直下に来るタイミングで、カメラ102によりコネクタ部品114を撮像し、画像にて外観検査を行い、外観に異常が認められた場合にはマニピュレータ130に指示して不良品を検査台126から排除させればよい。撮影画像による外観検査は、公知の画像処理技術の応用でもよいし、検査員によるチェックであってもよい。
The
マニピュレータ130は、検査対象のコネクタ部品114の直上に設けたい場合があるが、同軸検査ではこのようなニーズに対応できない。これに対して、本実施形態においては、斜め方向からコネクタ部品114を撮像できるためカメラ102の設置可能範囲が広い。したがって、カメラ102をマニピュレータ130の邪魔にならないように配置できる。
Although the
[第2実施形態]
図7は、第2実施形態における検査装置100の構成図である。
第2実施形態における検査装置100は、カメラ102、照明124、検査台126および制御装置132(姿勢制御部)を含む。検査台126の水平面には検査対象のコネクタ部品114が載置される。第2実施形態においては、カメラ102は制御装置132により移動可能となっている。照明124は、斜め方向(入射角S1)からコネクタ部品114を照射する。まず、制御装置132は、カメラ102を移動させてその光軸を全反射方向(反射角S1)と一致させる(位置P1)。制御装置132は、カメラ102を操作して、コネクタ部品114を撮像する。位置P1において、照明124とカメラ102がコネクタ部品114の表面に対して為す角度はt1(=S1+S1)である。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a configuration diagram of the
The
次に、制御装置132は、カメラ102を移動させる(位置P2)。位置P2においてカメラ102の光軸は全反射方向とは一致しないため、カメラ102にはほぼ拡散光のみが入射される。位置P2において、照明124とカメラ102がコネクタ部品114の表面に対して為す角度はt2である。t2>t1であってもよいし、t2<t1であってもよい。制御装置132は、位置P2においてカメラ102を再び操作して、コネクタ部品114を撮像する。
Next, the
カメラ102が位置P1にあるときには、コネクタ部品114の表面からの反射光成分がカメラ102に入射する。反射光成分を主とした撮像画像においては、コネクタ部品114表面のふくらみを確認しやすい。これに対して、カメラ102が位置P2にあるときには、カメラ102に入射する反射光成分は小さくなり、拡散光成分が大きくなる。このときには、コネクタ部品114の空洞部116に入り込んだ異物や筐体に入り込んだ異物を確認しやすくなる。このように、光の反射方向とカメラ102の光軸方向の相対角度を変えながら、コネクタ部品114を複数方向から撮像することにより、検査精度を高めることができる。これら複数枚の撮像画像は目視により確認してもよいし、公知の画像処理方法により確認してもよい。
When the
一般的な目視検査の場合、人間が検査対象物体を手でつかんでその向きをさまざまに変えながら表面状態を確認することが多い。これは、向きの変更により反射光成分と拡散光成分の比率を変えることで表面の状態をより好適に確認できるためである。しかし、同軸照明では、反射光成分と拡散光成分の比率を変えることができないため、目視検査よりも検査精度が劣るという欠点があった。第2実施形態における検査装置100によれば、カメラ102を移動させることで反射光成分と拡散光成分の比率を変化させながら複数種類の撮像画像を得ることができるため、目視検査に匹敵する検査精度と、目視検査以上の検査効率を実現できる。
In general visual inspection, humans often check the surface state while holding the object to be inspected by hand and changing its orientation in various ways. This is because the state of the surface can be more suitably confirmed by changing the ratio of the reflected light component and the diffused light component by changing the orientation. However, the coaxial illumination has a drawback that the inspection accuracy is inferior to the visual inspection because the ratio of the reflected light component and the diffused light component cannot be changed. According to the
なお、図7では、カメラ102を移動させているが、制御装置132はカメラ102を固定し、照明124を移動させてもよい。あるいは、制御装置132は、コネクタ部品114を固定したまま検査台126をY軸を中心として回転させてもよい。いずれにしても、照明124、カメラ102およびコネクタ部品114の相対位置を変化させることにより、反射光成分と拡散光成分の比率が異なる複数の撮像画像を取得できればよい。
Although the
また、図6に関連して説明したように、第2実施形態においても、マニピュレータ130による把持とカメラ102による検査を併用してもよい。以降に示す第3および第4の実施形態についても同様である。
As described with reference to FIG. 6, also in the second embodiment, the gripping by the
[第3実施形態]
図8は、第3実施形態における検査装置100の構成図である。
第3実施形態における検査装置100は、2台のカメラ102a,102b、照明124、検査台126および制御装置132を含む。検査台126の水平面には検査対象のコネクタ部品114が載置される。照明124は、斜め方向(入射角S1)からコネクタ部品114を照射する。カメラ102aの光軸方向は、全反射方向(反射角S1)と一致する(位置P1)。制御装置132は、カメラ102aを操作して、コネクタ部品114を撮像する。照明124とカメラ102aがコネクタ部品114の表面に対して為す角度はt1(=S1+S1)である。
[Third Embodiment]
FIG. 8 is a configuration diagram of the
The
次に、制御装置132は、カメラ102bによりコネクタ部品114を撮像する(位置P2)。カメラ102bの光軸方向は、全反射方向とは一致しないため、カメラ102bに入射するのはほとんど拡散光成分である。照明124とカメラ102bがコネクタ部品114の表面に対して為す角度はt2である。t2>t1であってもよいし、t2<t1であってもよい。
Next, the
このように、光軸方向が異なる2台のカメラ102a,102bによりコネクタ部品114を撮像することにより、反射光成分と拡散光成分の比率が異なる複数枚の撮像画像を取得できる。
As described above, by imaging the
[第4実施形態]
図9は、第4実施形態における検査装置100の構成図である。
第4実施形態における検査装置100は、カメラ102、2台の照明124a,124b、検査台126および制御装置132を含む。検査台126の水平面には検査対象のコネクタ部品114が載置される。照明124aは、斜め方向(入射角S1)からコネクタ部品114を照射する。カメラ102の光軸は、照明124a(位置Q1)による全反射方向(反射角S1)と一致する。制御装置132は、カメラ102を操作して、コネクタ部品114を撮像する。照明124aとカメラ102がコネクタ部品114の表面に対して為す角度はt1(=S1+S1)である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a configuration diagram of the
The
次に、制御装置132は、照明124bからの照明によりコネクタ部品114を撮像する(位置Q2)。照明124bは、斜め方向(入射角S2)からコネクタ部品114を照射する。カメラ102の光軸は、照明124bによる全反射方向とは一致しない。照明124bとカメラ102がコネクタ部品114の表面に対して為す角度はt2である。t2>t1であってもよいし、t2<t1であってもよい。
Next, the
このように、照射方向が異なる2台の照明124a,124bにより照射方向を変えながらコネクタ部品114を撮像することにより、反射光成分と拡散光成分の比率が異なる複数枚の撮像画像を取得できる。
As described above, by capturing the
以上のように、本実施形態における検査装置100によれば、斜め方向から検査対象物をクリアに撮影できるため、検査効率および検査精度を高めることができる。また、コネクタ部品114の直上部照明124やカメラ102を配置する必要がないため、マニピュレータ130との組み合わせが容易になる。
As described above, according to the
更に、第2から第4の実施形態として示したように、反射光成分と拡散光成分の比率が異なる複数の撮像画像を取得することにより、いっそう検査精度を高めることができる。 Furthermore, as shown in the second to fourth embodiments, it is possible to further improve the inspection accuracy by acquiring a plurality of captured images having different ratios of the reflected light component and the diffused light component.
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. The embodiments are exemplifications, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. .
本実施形態においてはコネクタ部品を検査対象として説明したが、検査対象物はコネクタ部品に限らずさまざまな電子部品に応用可能である。たとえば、BGA(Ball Grid Array)の平坦度検査などへの応用も考えられる。 In the present embodiment, the connector part has been described as an inspection target. However, the inspection object is not limited to the connector part and can be applied to various electronic parts. For example, application to a flatness inspection of a BGA (Ball Grid Array) is also conceivable.
100 検査装置
102 カメラ
104 検査面
106 レンズ
108 撮像面
110 光軸
112 撮像軸
114 コネクタ部品
116 空洞部
118 ピン端子
120 ふくらみ
122 欠け
124 照明
126 検査台
128 へこみ
130 マニピュレータ
132 制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記検査台を回転させる前の段階における前記表面のうち前記コネクタ部品が載置される部分における該表面の法線に対して前記コネクタ部品から見て斜めであり、かつ、前記第1の軸と直交する方向から前記コネクタ部品を照射する照明体と、
前記検査台を回転させる前の段階における前記表面に対する前記照明体の照射光の全反射方向であり、かつ、前記空洞部の開口を含む前記コネクタ部品の3面を撮影可能な方向を光軸として、前記コネクタ部品を撮像するカメラと、
前記カメラ及び前記検査台を制御する制御装置とを備え、
前記カメラの撮像面は、前記光軸に対して傾けられており、
前記制御装置は、少なくとも前記検査台を前記第1の軸を中心に回転させる前と後のそれぞれにおいて前記カメラに前記コネクタ部品の撮像を行わせることにより、複数の撮像画像を取得するよう構成される
ことを特徴とする検査装置。 Having a surface inspected connector part having a hollow portion formed by aligning a plurality of pin terminals therein are mounting location, and is rotatably constructed around a first axis parallel to the surface An examination table;
Of the surface in the stage before rotating the inspection table, the surface is inclined with respect to the normal of the surface of the portion where the connector component is placed, and the first axis and An illuminator that irradiates the connector component from a direction orthogonal to the
The direction of total reflection of irradiation light of the illuminating body with respect to the surface in the stage before rotating the inspection table , and a direction in which three surfaces of the connector part including the opening of the cavity can be photographed as an optical axis A camera for imaging the connector parts;
A controller for controlling the camera and the inspection table ;
The imaging surface of the camera is inclined with respect to the optical axis ,
The control device is configured to acquire a plurality of captured images by causing the camera to image the connector component at least before and after the inspection table is rotated around the first axis. inspection and wherein the that.
ことを特徴とする請求項1に記載の検査装置。 The inspection apparatus according to claim 1, wherein the lens of the camera is a telecentric lens.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の検査装置。 The camera inspection apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that imaging the connector component through the polarizing lens.
Priority Applications (1)
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