JPH03167454A - 画像情報による部品検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、視覚センサを用いて、例えばプリント基上の
部品の合否を判定する部品検出装置と部品検査装置に関
する。

〔従来の技術〕

プリント基板に実装された電気・電子部品が所定の位置
に正確に実装されているか否かの検査方法として画像情
報を用いるものがある。即ち、プリント基板上を視覚セ
ンサ（ＣＣＤカメラ等）で走査して、得られた画像情報
を、予め標準実装基板について作威した標準画像情報（
マスタデータ）と比較して判定する。

（発明が解決しようとする課題〕 この場合、従来は、プリント基板全面を走査するので、
データ量が多量になって、実装が高密度になる程、処理
時間が大きくなり、検査速度が遅くなるという問題があ
る。

また、プリント基板上の各部品について検査枠（部品枠
））を設定し、この検査枠内の画像データを標準実装基
板の上記検査枠内の画像データと比較する方法もあるが
、従来は、この検査枠をティーチングにより設定してい
るので、この設定に多大の労力を用し、面倒であった。

本発明は上記従来の問題を解消するためになされたもの
で、画像処理により検査位置を簡単に設定して該検査位
置に視覚センサを移動させるようにし、高速検査を実現
することができる画像情報による部品検査装置を提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達威するため、部品を載置する検査
台、この検査台の上面に平行する向きに該検査台と相対
的に移動可能であって上記上面に対して斜め上方からス
リット光を照射するスリット光源、検査台の上記上面に
視野中心を向けて配設され上記スリット光のスリット光
画像を撮像する視覚センサ、この視覚センサが送出する
画像信号を取り込む部品検出回路を有し、この部品検出
回路は、上記スリット光画像の変化部を検出し、上記相
対移動に伴い順次入力される上記スリット光画像に変化
部を検出してから該変化部の無いスリット光画像を検出
した場合に、検出した１もしくは複数の上記変化部を囲
む部品枠を設定してその部品枠内に基準位置を設定する
部品検出装置、標準位置に部品を実装したマスタ基板を
撮像する局部視野のマスタ用視覚センサ、この視覚セン
サの位置を制御する第１のサーボ機構、検査部品を実装
したサンプル基板を撮像する局部視野のサンプル用視覚
センサ、この視覚センサの位置を制御する第２のサーボ
機構、両サーボ機構を制御するセンサ位置制御回路、上
記両視覚センサの画像信号を比較する判定回路を備え、
上記センサ位置制御装置は上記部品検出装置から上記基
準位置の位置データを受けて、上記マスタ用視覚センサ
および上記サンプル用視覚センサをそれぞれ上記マスタ
基板およびサンプル基板上の上記基準位置に対応する位
置へ制御する位置指令を上記両サーボ機構に送出し、上
記検査台に上記マスタ基板を載置して上記基準位置を検
出・記憶させたのち、該検査台にマスタ基板と並べてサ
ンプル基板を載置し、上記判定回路による比較動作を行
わせる構戒としたものである。

（作用） 本発明の部品検出装買では、スリット光が部品を照射し
ない時は、スリット光画像は直線画像であるが、検査台
が移動して、部品を照射し始めると、そのスリット光画
像に変化部が生じ、検査台の更なる移動により、スリッ
ト光が部品を照射しなくなると、再び直線画像となる。

部品検出回路は、上記変化部の位置データからこの変化
部を囲む枠（部品枠）を検出し、この部品枠内に基準位
置を設定して記憶する。

部品の検査に当たっては、部品検出装置が上記基準位置
の位置データをセンサ位置制御回路に送出し、第ｌおよ
び第２のサーボ機構により、マスタ用視覚センサをマス
タ基板上の上記基準位置の上方所定高さ位置に、サンプ
ル用視覚センサをサンプル基板上の上記基準位置の上方
所定高さ位置に位置決めする。マスタ用視覚センサとサ
ンプル用視覚センサとは局部視野のセンサであるので、
上記基準位置を中心とする小領域を撮像する。判定回路
は両視覚センサが送出するこの小領域の画像信号を比較
して部品の合否を判定する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１同において、１は各部品を標準位置に実装したプリ
ント基板（マスタ基板）、２は被検査対象であるプリン
ト基板（サンプル基板）であり、両者は直進往復駆動さ
れる検査台３上に載置される。４はスリット光源であっ
て、第２図（ｂ）に示す如く、マスタ基板１の実装面に
対して所定の角度θ（この例では、略６０度）で入射す
るスリット光Ｓを投光する。Ｍ１、Ｍ２はマスタ基板１
上に実装された部品である。もちろん、サンプル基板２
上にも部品Ｍｌ，Ｍ２は実装されている。第２図（ａ）
は部品ＭＬＭ２を上から見た図である。５は照明用光源
であって、マスタ基板ｌとサンプル基板２の両者の表面
を照光する．１０は後述するスリット画像を撮像するた
めの視覚センサであって、マスタ基板上方に配設されて
いる。１１とｌ２は局部視野の視覚センサである。視覚
センサ１１は視野中心をマスタ基板１の表面に向けて、
第１のサーボ機構ｌ３によりｘ−Ｙ平面内を駆動される
。視覚センサｌ２は視野中心をサンプル基板１の表面に
向けて、第２のサーボ機構１４によりＸ−Ｙ平面内を駆
動される。ｌ５はセンサ位置制御回路であって、後述す
る部品検出回路１６から位置データを受けて上記両サー
ボ機構ｌ３と１４を制御する。部品検出回路１６は、視
覚センサ１０の画像信号を取り込んで、第２図（Ｃ）に
示す部品枠Ｆ１、Ｆ２と基準位置Ｏｌと０２を設定する
。ｌ７は判定回路であって、視覚センサ１１と１２の画
像信号を取り込んで比較する。

次に、この実施例の装置の動作を説明する。

スリット光源４を点灯して、マスタ基板ｌを所定位置に
！！置している検査台３を第２図（ｂ）の矢印方向へ、
例えば、１ｍｍ間隔で移動させると、部品Ｍｌの頭上を
通過していたスリット光Ｓが部品Ｍｌの頂面を照射する
ようになり、更なる検査台３の移動により、スリット光
Ｓは部品Ｍｌの後面を照射するようになり、更に、検査
台３が移動すると、後面照射５位置がマスタ基板ｌの表
面に近づき、部品Ｍｌを照射しなくなる。第２図（Ｃ）
において、Ｓ２は最初に部品Ｍ１の頂面を照射したスリ
ット光Ｓの視覚センサｌＯの位置から見た光ラインであ
り、光ライン３１は部品照射部分が検査台３の移動方向
に対して凹状（変化部Ｘ）に変化する。部品Ｍ１を照射
しない光ラインＳｔＳ３６、Ｓ７は変化部Ｘのない直線
を描く。３３〜Ｓ５は部品Ｍｌを照射したスリット光Ｓ
の光ラインである。視覚センサ１０は光ラインＳ１〜Ｓ
７の画像を画像信号として送出するようにしきい値処理
する。部品検出回路１６はスリット光画像Ｓ２〜Ｓ５の
変化部Ｘのデータから、検査台３の移動方向に対して最
初の変化部（スリット光画像Ｓ２の変化部Ｘ）と最後の
変化部（スリット光画像Ｓ５の変化部Ｘ）を囲む部品枠
Ｆ１を設定するとともに、この部品枠Ｆｌ内に基準位置
０１を設定する．部品Ｍ２についても同様にして部品枠
Ｆ２と基準位置０２を設定し、これらの部品枠Ｆ１、Ｆ
２の枠データＤＦＩＳＤＦ２、基準位置０１Ｓ０２の位
置データを内蔵しているメモリに格納する．マスタ基板
１上の各部品についての部品枠を上記のようにして設定
し、メモリに格納する。実際には、検査台３を連続移動
させつつ所定時間間隔でスリット光画像をサンプリング
させる。

サンプル基板２の検査を行場合には、マスタ基板ｌを載
置してある検査台３の所定位置にマスタ基板１と並べて
サンプル基板２を載置し、今度は、照明用光源５を点灯
して、視覚センサ１１でマスタ基板１を撮像し、視覚セ
ンサｌ２でサンプル基板２を撮像させる。

センサ位置制御回路１５は部品検出回路１６から順次各
部品について設定されている部品枠内の基準位置０１、
０２の位置データを読み出す。今、部品Ｍｌについての
基準位置０１の位置データを読み出したもとすると、セ
ンサ位置制御回路１５はサーボ機構１３および１４の各
々に対して制御指令を送出する。これにより、サーボ機
構１３はマスタ用視覚センサ１ｌを、マスタ基板１の表
面に沿って水平移動させ、その視野中心がマスタ基板ｌ
上の部品Ｍ１を見る位置すなわち基準位置Ｏｌに位置決
めする。この時、同時に、サーボ機構１４がサンプル用
視覚センサｌ２を、サンプル基板１の表面に沿って水平
移動させ、その視野中心がサンプル基板１上の部品Ｍｌ
を見る位置すなわち基準位置０２に位置決めする。マス
タ用視覚センサｌ１とサンプル用視覚センサ１２は、局
部視野のセンサであるので、この位置（Ｘ，Ｙおよび高
さＨ）において、第１図（ａ）に示す如く、ほぼ上記部
品枠Ｆ１の広さの領域を視野に収める．上記位置決めが
終了すると、判定回路１７がマスタ用視覚センサｌ１と
サンプル用視覚センサ１２が送出する画像信号を取り込
んで比較する。

サンプル基板２上の部品Ｍ１が槓準位置に実装されてい
る場合は、サンプル用視覚センサ１２の画像はマスタ用
視覚センサ１１の画像と同じになるので、判定回路１７
はサンプル基ＩｔＦｉ２上の部品Ｍｌについては「合格
」を判定する．サンプル基Ｆｉ２上の部品Ｍ１の実装位
置が標準位置からずれている場合は、サンプル用視覚セ
ンサｌ２の画像はマスタ用視覚センサｔｉの画像と異な
った画像となるので、判定回路ｌ７はサンプル基板２上
の部品Ｍｌについては「不合格」を判定する．他の部品
についても同様である。

二のように、本実施例の部品検査装置は、マスタ基板１
とサンプル基板２を同時にそれぞれマスタ用視覚センサ
１１とサンプル用視覚センサｌ２で撮像し、基板上の互
いに対応する位置にある画像を比較するが、比較動作は
部品検出回路ｌ６が設定した基準位置を視野中心とする
所定領域内の画像だけを判定回路１７で比較するから、
比較デクの所要量が少なくて済み、その分、処理時間が
短く、高速検査処理を実現することができる。

また、検査枠である上記部品枠の設定には、基板に斜め
入射するスリット光のスリット光画像を用い、その上記
変化部の位置データからこの変化部を囲む枠（部品枠）
を設定したのちこの枠内に上記基準位置を設定するので
、上記基準位置０１、０２の設定は自動的に行うことが
でき、ティーチング設定しなくても済むので、労力をか
けることなく短時間で、視覚センサ１１、１２の移動先
の指定となる部品位置を設定することができる。

そして、この基準位置Ｏｌ、０２があることは、該部品
枠Ｆｌ，Ｆ２の中に部品が存在することを示すので、上
記実施例では、視覚センサ１１、ｌ２の撮像域を指定す
るために用いられているが、上記基準位置の存在により
、部品位置の有無と部品位置を知ることができるので、
検査台３、スリット光源４、視覚センサｌＯ、部品検出
回路１６からなるユニットは部品検出装置として用いる
ことができる。

なお、上記実施例においては、例えば、基準位Ｔｔ　０
　１へ位置決めされた視覚センサ１ｌ、１２の画像が、
部品Ｍ１に隣接する部品例えば部品Ｍ２の一部を撮像す
ることも有るが、判定回路ｌ７内で、許容範囲を設定す
る等により、また信号（データ）処理により、判定の誤
差要因となるのを防止することは可能である。

また、上記実施例では、スリット光源を固定し、検査台
３を移動させているが、その逆であっても良いことも勿
論であり、上記部品検出装置はスリット光により基板表
面を走査する構成を有していれば良い。

（発明の効果） 本発明は以上説明した通り、マスタ基板を用いて部品位
置を検出し、この部品位置上方へマスタ用視覚センサと
サンプル用視覚センサを位置決め制御して、両視覚セン
サの画像を比較するが、上記部品位置は、スリット光を
基板に対して斜め入射して得られるスリット光画像の変
化部から基板上の部品を、その枠内に部品が存在する部
品枠のかたちで検出してこの部品枠内に設定するので、
労力を要せずに、短時間で設定することができる利点が
あり、マスタ用視覚センサとサンプル用視覚センサは、
各部品について、この設定された部品位置を視野中心と
するマスタ基板とサンプル基板上の局部の画像を撮像し
、この局部画像を比較して部品の合否を判定するので、
合否判定のための比較データは少なくて済み、従来に比
し、検査速度を大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック構威図、第１図
（ａ）は上記実施例におけるマスタ用視覚センサとサン
プル用視覚センサの視野を示す図、第２図（ａ）は基板
上の部品の１例の平面図、第２図い）はスリット光と部
品との位置関係を示す図、第２図（Ｃ）はスリット光画
像と部品枠を説明するための図である。 １−・マスタ基板、２・・−サンプル基板、３・一検査
台、４・−・スリット光源、５一照明用光源、１０，１
１、１２・・一視覚センサ、１３、１４・・−サーボ機
構、１５−センサ制御装置、１６・一部品検出回路、１
７・−・判定装置、Ｍ１、Ｍ２−・一蔀品、Ｆ１、Ｆ２
一部品枠、Ｏｌ，０２一基準位置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　部品を載置する検査台、この検査台の上面に平行する
   向きに該検査台と相対的に移動可能であって上記上面に
   対して斜め上方からスリット光を照射するスリット光源
   、検査台の上記上面に視野を向けて配設され上記スリッ
   ト光のスリット光画像を撮像する視覚センサ、この視覚
   センサが送出する画像信号を取り込み、上記相対移動に
   伴い順次入力される上記スリット光画像に変化部を検出
   してから該変化部の無いスリット光画像を検出した場合
   に、検出した１もしくは複数の上記変化部を囲む部品枠
   を設定してその部品枠内に基準位置を設定する部品検出
   装置、標準位置に部品を実装したマスタ基板を撮像する
   局部視野のマスタ用視覚センサ、この視覚センサの位置
   を制御する第１のサーボ機構、検査部品を実装したサン
   プル基板を撮像する局部視野のサンプル用視覚センサ、
   この視覚センサの位置を制御する第２のサーボ機構、上
   記部品検出装置から上記基準位置の位置データを読み出
   して上記マスタ用視覚センサおよび上記サンプル用視覚
   センサをそれぞれ上記マスタ基板および上記サンプル基
   板上の上記基準位置に制御する位置指令を上記両サーボ
   機構に送出するセンサ位置制御回路および上記マスタ用
   及びサンプル用視覚センサの画像信号を比較する判定回
   路を備え、上記センサ位置制御回路は、上記検査台に上
   記マスタ基板を載置して上記基準位置を検出・記憶させ
   たのち、該検査台にマスタ基板と並べてサンプル基板を
   載置し、上記判定装置による比較動作を行わせることを
   特徴とする画像情報による部品検査装置。