JPH03225475A - プリント基板実装検査装置 - Google Patents
プリント基板実装検査装置Info
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- JPH03225475A JPH03225475A JP2018959A JP1895990A JPH03225475A JP H03225475 A JPH03225475 A JP H03225475A JP 2018959 A JP2018959 A JP 2018959A JP 1895990 A JP1895990 A JP 1895990A JP H03225475 A JPH03225475 A JP H03225475A
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- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 3
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 11
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 7
- 238000002097 J-spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
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- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
- Image Analysis (AREA)
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。
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、プリント基板に実装されている部品の2値画
像を利用して、該部品が実装されている状態、例えば位
置、大きさ、傾きを検査するプリント基板実装検査装置
に関する。
像を利用して、該部品が実装されている状態、例えば位
置、大きさ、傾きを検査するプリント基板実装検査装置
に関する。
従来、プリント基板実装検査はカメラにより撮影される
明暗を表わすグレー画像を2値化した2値画像を解析し
て行わわていた。
明暗を表わすグレー画像を2値化した2値画像を解析し
て行わわていた。
第3図はこの種のプリント基板実装検査装置Cブロック
図で、公開特許公報(A)昭6<−64o7o月(以ド
、文献1と記す)に記載されたものでよる。
図で、公開特許公報(A)昭6<−64o7o月(以ド
、文献1と記す)に記載されたものでよる。
制御部31は複数個ある照明部のうちどの照明環を駆動
させるか指示する照明指示信号aを照明助動部32へ出
力する 照明駆動部32は前記照明指示信号にしたがい
複数個ある照明部のなかから辿択して照明部駆動48号
を出力する。照明部は複都個必要とするが、本実施例で
は3個の照明部33゜34、35をもつものとして説明
する。本実施例により照明部の個数を限定するものでは
ない。第1C照明部33は前記照明部駆動信号す、を入
力すると、検査対象物への照明を行う。第2の照明部3
4は所明部駆動信号b2を入力したとき、第3の照明部
3は照明部駆動信号b3を入力したときそれぞれ、杉査
対象物への照明を行う。
させるか指示する照明指示信号aを照明助動部32へ出
力する 照明駆動部32は前記照明指示信号にしたがい
複数個ある照明部のなかから辿択して照明部駆動48号
を出力する。照明部は複都個必要とするが、本実施例で
は3個の照明部33゜34、35をもつものとして説明
する。本実施例により照明部の個数を限定するものでは
ない。第1C照明部33は前記照明部駆動信号す、を入
力すると、検査対象物への照明を行う。第2の照明部3
4は所明部駆動信号b2を入力したとき、第3の照明部
3は照明部駆動信号b3を入力したときそれぞれ、杉査
対象物への照明を行う。
画像入力部36は検査対象物を撮像し、濃淡画像信号C
を出力する。2値化部37ではあらかじめ設定された2
値化レベルにしたがい前記濃淡画像信号Cの2値化を行
い、2値画像信号を出力する。
を出力する。2値化部37ではあらかじめ設定された2
値化レベルにしたがい前記濃淡画像信号Cの2値化を行
い、2値画像信号を出力する。
前記第1の照明部33が点灯しているときの2値画像信
号d、は、前記制御部31から出力される記憶タイミン
グ信号e1が第1の画像記憶部38に入力されると、前
記第1の画像記憶部38に格納される。同様にして、前
記第2の照明部34か点灯しているときの2値画像信号
d2は記憶タイミング信号e2により、前記第3の照明
部35が点灯しているときの2値画像信号d3は記憶タ
イミング信号e3によりそれぞれ第2の画像記憶部39
、第3の画像記憶部40に格納される。すべての画像記
憶部への2値画像信号の格納が終了すると、第1の画像
記憶部38からの格納2値画像信号f1と第2の画像記
憶部39からの格納2値画像信号f2と第3の画像記憶
部4oからの格納2値画像信号f3は画像比較部41に
入力される。画像比較部41では入力した2値画像信号
f1゜第2. 第3の白に相当する信号の共通部分を求
める。
号d、は、前記制御部31から出力される記憶タイミン
グ信号e1が第1の画像記憶部38に入力されると、前
記第1の画像記憶部38に格納される。同様にして、前
記第2の照明部34か点灯しているときの2値画像信号
d2は記憶タイミング信号e2により、前記第3の照明
部35が点灯しているときの2値画像信号d3は記憶タ
イミング信号e3によりそれぞれ第2の画像記憶部39
、第3の画像記憶部40に格納される。すべての画像記
憶部への2値画像信号の格納が終了すると、第1の画像
記憶部38からの格納2値画像信号f1と第2の画像記
憶部39からの格納2値画像信号f2と第3の画像記憶
部4oからの格納2値画像信号f3は画像比較部41に
入力される。画像比較部41では入力した2値画像信号
f1゜第2. 第3の白に相当する信号の共通部分を求
める。
すなわち検査対象物への照明位置が変っても画像入力部
36への反射光が入射される部分を求める。
36への反射光が入射される部分を求める。
通常チップ部品の電極部分は表面状態が粗く照射した光
は乱反射するのに対し、チップ部品の電極部分のまわり
の半田部分は通常表面状態はなめらかで照射した光は鏡
面反射する。すなわちチップ部品への照射位置が変化し
てもチップ部品の電極部品からの反射光は常に画像入力
部36へ入力するのに対し、半田部分からの反射光が画
像入力部36へ入力する位置は照射位置の変化とともに
変化する。したがって、画像比較部41から出力される
共通2値画像イ8号gは、半田部分の画像情報を分離し
たチップ部品の電極部分のみの画像情報を含んでいる。
は乱反射するのに対し、チップ部品の電極部分のまわり
の半田部分は通常表面状態はなめらかで照射した光は鏡
面反射する。すなわちチップ部品への照射位置が変化し
てもチップ部品の電極部品からの反射光は常に画像入力
部36へ入力するのに対し、半田部分からの反射光が画
像入力部36へ入力する位置は照射位置の変化とともに
変化する。したがって、画像比較部41から出力される
共通2値画像イ8号gは、半田部分の画像情報を分離し
たチップ部品の電極部分のみの画像情報を含んでいる。
チップ部品検出部42は前記共通2値画像信号gを入力
しチップ部品の電極位置より、チップ部品の有無あるい
はチップ部品の位置ずれ等の実装異常を判定する。
しチップ部品の電極位置より、チップ部品の有無あるい
はチップ部品の位置ずれ等の実装異常を判定する。
前記の文献1に記載されたプリント基板実装検査装置は
、光がプリント基板へ入射する角度が変化しても、同じ
強さの光を画像入力部36へ乱反射オス釦し)面出クツ
古6&たルーす1 エバ辻田の装置が出力する2値信号
は、部品の表面が粗いか滑らかであるかという面の状態
に対応するけれど1面の高低には対応しない。したがっ
て、この装置はプリント基板に実装された部品表面の高
さの検査を行うことができないばかりでなく、プリント
基板やプリント基板上の部品の明暗差が少ないので、適
切な2値化を行うことが困難であるという問題がある。
、光がプリント基板へ入射する角度が変化しても、同じ
強さの光を画像入力部36へ乱反射オス釦し)面出クツ
古6&たルーす1 エバ辻田の装置が出力する2値信号
は、部品の表面が粗いか滑らかであるかという面の状態
に対応するけれど1面の高低には対応しない。したがっ
て、この装置はプリント基板に実装された部品表面の高
さの検査を行うことができないばかりでなく、プリント
基板やプリント基板上の部品の明暗差が少ないので、適
切な2値化を行うことが困難であるという問題がある。
プリント基板上に実装された部品(以下、実装部品と記
す)の表面の高低に直接対応する3次元情報を生成する
装置としては、特開昭53−27981号(以下、文献
2と記す)に記載されている、時空間微分法を用いた計
測装置(以下、標高値計測装置と記す)がある。
す)の表面の高低に直接対応する3次元情報を生成する
装置としては、特開昭53−27981号(以下、文献
2と記す)に記載されている、時空間微分法を用いた計
測装置(以下、標高値計測装置と記す)がある。
第4図は標高値計測装置の構成を示す図、第5図および
第6図は、第4図の装置のプリント基板と撮像体の配置
を示す図で、第5図は、y軸方向から見た側面図で、第
6図はZ軸方向から見た平面図である。
第6図は、第4図の装置のプリント基板と撮像体の配置
を示す図で、第5図は、y軸方向から見た側面図で、第
6図はZ軸方向から見た平面図である。
at グーFII41k 11 Vf tw a−+
= 、/ I↓ n ノ)Δ1」隨uム!↓「^
r1t用いられ、撮像体52.53は、光源54
によって照射されているプリント基板50の映像を生成
する。標高値計測装置51は撮像体52.53が生成し
た映像を、時空間微分法によって処理する。
= 、/ I↓ n ノ)Δ1」隨uム!↓「^
r1t用いられ、撮像体52.53は、光源54
によって照射されているプリント基板50の映像を生成
する。標高値計測装置51は撮像体52.53が生成し
た映像を、時空間微分法によって処理する。
いま、基準面(与えられた両眼輻幀角に対して両眼ずれ
が全く生しないような平面)をxy面とし、2つの撮像
体52.53を結ぶ線分の中点Mを通りxy面に垂直な
直線をZ軸とする。撮像体52゜53はz=Hの位置に
X軸に平行に間隔りで配置されている。以下、Z座標を
高さと称する。
が全く生しないような平面)をxy面とし、2つの撮像
体52.53を結ぶ線分の中点Mを通りxy面に垂直な
直線をZ軸とする。撮像体52゜53はz=Hの位置に
X軸に平行に間隔りで配置されている。以下、Z座標を
高さと称する。
部品がプリント基板に実装されたとき、実装部品の表面
の高さは通常、部品毎に異る。したがって、部品が実装
されたプリント基板の表面は、座標x、yの関数として
次式で表わされる。
の高さは通常、部品毎に異る。したがって、部品が実装
されたプリント基板の表面は、座標x、yの関数として
次式で表わされる。
z = h(x、y) (1)以下
、式(1)で表わされる表面を対象面と記す。
、式(1)で表わされる表面を対象面と記す。
対象面の映像は、基準面の座標x、yに対応して固有の
濃淡をもつ。この濃淡(以下、映像と記す)をf(x、
y)で表わす。対象面に凹凸がある場合には、撮像体5
2.53がそれぞれとらえる、基準面上の座標(x、y
)の点Pに対応する映像f1(x、y) 、 f2(x
、y)はその点Pと各撮像体52.53とを結ぶ直線の
それぞれが対象面と交わる点P、。
濃淡をもつ。この濃淡(以下、映像と記す)をf(x、
y)で表わす。対象面に凹凸がある場合には、撮像体5
2.53がそれぞれとらえる、基準面上の座標(x、y
)の点Pに対応する映像f1(x、y) 、 f2(x
、y)はその点Pと各撮像体52.53とを結ぶ直線の
それぞれが対象面と交わる点P、。
P2の映像r(x+、yl)、 f(xz、yz)に等
しい。ココテ点(Xl、yl)、(X2.V2)はそれ
ぞわ点p、、 p2のxy座標である。したがって、 L(x、y) =f(x+、yl) (2a
)f2(x、y) = f (X2.V2)
(2b)その結果、対象面に凹凸があって点p、、
p2が点Pと一致しない場合には、撮像体52.53が
点Pに対応して観測する映像f + (x、y) 、f
z (x、y)は、点Pからずれた点p、、 p2の映
像である。いま、点Pに対する点p、、 p2の位置の
ずれのx、y、z成分をそわぞれ(ΔIX+ Δ+v、
h+)、 (Δ2x+ Δ2y、 h2)とする。こ
こでり、、 h2は基準面に対する点p、、 p2の高
さである。また、対象面の凹凸は、f(x、y)の変化
に比較して充分に緩やかに変化するのでり、=h2とし
、その値をhとすると簡単な立体幾何学的考察から次式
が得られる。
しい。ココテ点(Xl、yl)、(X2.V2)はそれ
ぞわ点p、、 p2のxy座標である。したがって、 L(x、y) =f(x+、yl) (2a
)f2(x、y) = f (X2.V2)
(2b)その結果、対象面に凹凸があって点p、、
p2が点Pと一致しない場合には、撮像体52.53が
点Pに対応して観測する映像f + (x、y) 、f
z (x、y)は、点Pからずれた点p、、 p2の映
像である。いま、点Pに対する点p、、 p2の位置の
ずれのx、y、z成分をそわぞれ(ΔIX+ Δ+v、
h+)、 (Δ2x+ Δ2y、 h2)とする。こ
こでり、、 h2は基準面に対する点p、、 p2の高
さである。また、対象面の凹凸は、f(x、y)の変化
に比較して充分に緩やかに変化するのでり、=h2とし
、その値をhとすると簡単な立体幾何学的考察から次式
が得られる。
これらの式を用いて、
映像L(x、y)。
fz(x、y)は次
のように表わされる。
fi(x、y)
f(x+ΔlK+
y+Δ1y)
(4a)
f2(x、y) = f (x+Δ2X+y+Δ2y)
(4b)
いま、
f1ヤz(x、y)
L(x、y)
+fz(x、y)
(6a)
L−z(X、y)
L(x、y)
f2(x、y)
(6b)
とおぎ、
文献2の式(1,7)
〜式(1,12)を参照する
と次式を得ることかできる。
式(7)
%式%
2つの撮像体が観測す
る映像f+(x、y)、 fz(x、y)から求めるこ
とができるので、高さhも式(5)によってこれらの映
像から求めることができる。以上.612Mを相対標高
値と記す。
とができるので、高さhも式(5)によってこれらの映
像から求めることができる。以上.612Mを相対標高
値と記す。
対象面の立体像を抽出するとき、着目点の近傍の、相対
標高値Δ12xがほぼ一定と近似できる領域r内の多く
の点(x、y)の観測値f + +2x (x 、y)
。
標高値Δ12xがほぼ一定と近似できる領域r内の多く
の点(x、y)の観測値f + +2x (x 、y)
。
t+−z(x、y)を用いて最小二乗法を適用し、相対
標高値Δ12Xの最適値を求めることによって、雑音の
影響を除去することができる。そのために式(7)から
、評価関数(2乗誤差) J ” SS (fl+2Xb、yh 12X L
−2(X、い)2dxdyr(8) を最小にするΔ+2xの値、すなわち最適相対標高値く
Δ12X〉を求める。そのため、δ、1/δΔ12x=
0とおくと、次式が得られる。
標高値Δ12Xの最適値を求めることによって、雑音の
影響を除去することができる。そのために式(7)から
、評価関数(2乗誤差) J ” SS (fl+2Xb、yh 12X L
−2(X、い)2dxdyr(8) を最小にするΔ+2xの値、すなわち最適相対標高値く
Δ12X〉を求める。そのため、δ、1/δΔ12x=
0とおくと、次式が得られる。
SXx〈Δ12X ) Sxd = o (9a
)〈Δ12x ) =5Md/s、、 (9b
)ここで、式(9a)は最小二乗法の特性方程式であり
、5XXI Sxdは次式を表わす。
)〈Δ12x ) =5Md/s、、 (9b
)ここで、式(9a)は最小二乗法の特性方程式であり
、5XXI Sxdは次式を表わす。
sxx = SSf?+2x(x、y)dxdy
(10)Sxd −15t++2x(x、y)L−
2(x、y)dxdy (11)また、これらの積分
の積分領域はrである。
(10)Sxd −15t++2x(x、y)L−
2(x、y)dxdy (11)また、これらの積分
の積分領域はrである。
以−トが時空間微分法によって最適相対標高値を求める
方法の概要であるが、時空間微分法ではさまざまな仮定
、近似を適用しているため、仮定。
方法の概要であるが、時空間微分法ではさまざまな仮定
、近似を適用しているため、仮定。
近似か成立しない場合、〈Δ12x ンは正しい値にな
らない。そのため、自己評価量J det+ Jerr
を計算し、それらの値でΔ12Xが正しい値を示してい
るか判断する。
らない。そのため、自己評価量J det+ Jerr
を計算し、それらの値でΔ12Xが正しい値を示してい
るか判断する。
いま、〈Δ128〉が安定して求められるには、式(9
b)の分母か零より十分大きい必要がある。すなわち、
最小二乗法が有効なためには式(9a)の正規方程式の
良さを決める JDET= S−×(12) が十分大きくなる必要がある。このSxxが零となるの
はflや、Xすなわち濃淡のX軸方向の変化が領域r内
で一様に零の場合であって、局所的に全く濃淡が無い場
合には、ずれの量を定めることができないので、領域r
内での濃淡がなるべく大きく変化するようにrの大きさ
を選ぶ必要がある。
b)の分母か零より十分大きい必要がある。すなわち、
最小二乗法が有効なためには式(9a)の正規方程式の
良さを決める JDET= S−×(12) が十分大きくなる必要がある。このSxxが零となるの
はflや、Xすなわち濃淡のX軸方向の変化が領域r内
で一様に零の場合であって、局所的に全く濃淡が無い場
合には、ずれの量を定めることができないので、領域r
内での濃淡がなるべく大きく変化するようにrの大きさ
を選ぶ必要がある。
さらに、式(8)の評価関数Jは、相対標高値Δ1□8
の値が最適相対標高値くΔ12x >に等しいとき、次
式で表わされる。
の値が最適相対標高値くΔ12x >に等しいとき、次
式で表わされる。
JRES” SxdくΔ12X>+ Sdd
(13)ここでSddは次式を表わす。
(13)ここでSddは次式を表わす。
5dd= ’a f?−z(x、y)dxdy
(14)JRESの値は残留2乗誤差を表すから、画
像に含まわる雑音の大きさ、領域r内での等標高の仮定
の妥当性、視点の違いによる濃淡の変化(m面反射かあ
る場合)の可能性、などの判断基準として用いることが
できる。しかし、最適相対標高値〈Δ12X〉の精度の
評価はJRESよりも、JERR= JRES/ JD
ET (15)を用いる。
(14)JRESの値は残留2乗誤差を表すから、画
像に含まわる雑音の大きさ、領域r内での等標高の仮定
の妥当性、視点の違いによる濃淡の変化(m面反射かあ
る場合)の可能性、などの判断基準として用いることが
できる。しかし、最適相対標高値〈Δ12X〉の精度の
評価はJRESよりも、JERR= JRES/ JD
ET (15)を用いる。
立体情報抽出の過程において、演算された自己評価量J
。ET(第1の自己評価量)によって、抽出された立体
情報の有効、無効を評価する有効性の判定を行い、自己
評価量JERR(第2の自己評価ll)によって、有効
な立体情報の精度を判定する。
。ET(第1の自己評価量)によって、抽出された立体
情報の有効、無効を評価する有効性の判定を行い、自己
評価量JERR(第2の自己評価ll)によって、有効
な立体情報の精度を判定する。
前記の時空間微分法を用いた標高値計測装置は、自己評
価量J。ET+ JERRを演算して、これらの自己評
価量に対応して処理を施した相対標高値によって対象面
の立体像を再現するので、雑音等の悪条件に充分に対処
することができ、きめ細かな立体画像を得ることができ
るけれど、プリント基板実装検査のように、単に実装部
品の輪郭の形状1位置、傾きのみを必要とする場合に時
空間微分法を用いた先行技術は、現在迄に存在しない。
価量J。ET+ JERRを演算して、これらの自己評
価量に対応して処理を施した相対標高値によって対象面
の立体像を再現するので、雑音等の悪条件に充分に対処
することができ、きめ細かな立体画像を得ることができ
るけれど、プリント基板実装検査のように、単に実装部
品の輪郭の形状1位置、傾きのみを必要とする場合に時
空間微分法を用いた先行技術は、現在迄に存在しない。
本発明の目的は、前記の時空間微分法を用いたプリント
基板実装検査装置を提供することにある。
基板実装検査装置を提供することにある。
本発明のプリント基板実装検査装置は、基準面から同一
の高さに配列された2つの撮像体が基準面上の各点に対
応してそれぞれ生成する映像の濃淡の和および差である
和映像および差挟像を演算し、前記2つの撮像体が配列
されている方向についての前記和映像の偏微分向である
微分和映像を演算し、前記基準面からの、対象面の高さ
に対応する相対標高値と当該微分和映像との積と前記差
挟像との差の2乗平均を前記基準面上の各点の近傍の所
定領域毎に生成し、該2乗平均を最小にする相対標高値
を定める特性方程式を生成して、該特性方程式を満足す
る相対標高値である最適相対標高値を演算し、さらに前
記特性方程式の良さを判定する物理量を演算して、これ
を第1の自己評価量とし、前記2乗平均の残留2乗誤差
、または該残留2乗誤差を第1の自己評価量で除算した
商を演算してこれを第2の自己評価量として、第1.第
2の自己評価量で前記最適相対標高値の有効性および精
度を評価する時空間微分法を適用した標高値計測装置を
含み、 第1の自己評価量が第1の設定値以上で、かつ、第2の
自己評価量が第2の設定値以下である場合には、前記最
適相対標高値を出力し、それ以外の場合には所定値を出
力するゲート手段と、設定された相対標高値を閾値とし
て、前記ゲート手段の出力を2値信号に変換する比較回
路と、前記2値信号を入力してプリント基板上に実装さ
れた部品の実装状態を検査する部品検出回路を有する。
の高さに配列された2つの撮像体が基準面上の各点に対
応してそれぞれ生成する映像の濃淡の和および差である
和映像および差挟像を演算し、前記2つの撮像体が配列
されている方向についての前記和映像の偏微分向である
微分和映像を演算し、前記基準面からの、対象面の高さ
に対応する相対標高値と当該微分和映像との積と前記差
挟像との差の2乗平均を前記基準面上の各点の近傍の所
定領域毎に生成し、該2乗平均を最小にする相対標高値
を定める特性方程式を生成して、該特性方程式を満足す
る相対標高値である最適相対標高値を演算し、さらに前
記特性方程式の良さを判定する物理量を演算して、これ
を第1の自己評価量とし、前記2乗平均の残留2乗誤差
、または該残留2乗誤差を第1の自己評価量で除算した
商を演算してこれを第2の自己評価量として、第1.第
2の自己評価量で前記最適相対標高値の有効性および精
度を評価する時空間微分法を適用した標高値計測装置を
含み、 第1の自己評価量が第1の設定値以上で、かつ、第2の
自己評価量が第2の設定値以下である場合には、前記最
適相対標高値を出力し、それ以外の場合には所定値を出
力するゲート手段と、設定された相対標高値を閾値とし
て、前記ゲート手段の出力を2値信号に変換する比較回
路と、前記2値信号を入力してプリント基板上に実装さ
れた部品の実装状態を検査する部品検出回路を有する。
(作用)
第1の自己評価量が第1の所望値よりも大きいとき(以
下、第1の条件と記す)には、最適相対標高値は有効と
判定され、第2の自己評価量が第2の所♀値よりも小さ
いとき(以下、第2の条件と記す)には、最適相対標高
値は所望の精度をもつと判定される。したがフて、第1
.第2の条件が満されたときには、2つの撮像体によっ
て計測された映像から演算された最適相対標高値を用い
て2値画像を生成する。また、第1.第2の条件の少く
ともいずれかが満されないときには、最適相対標高値は
排除され、その代り予め定められた値によって2値信号
を生成し、2値画像を形成する。
下、第1の条件と記す)には、最適相対標高値は有効と
判定され、第2の自己評価量が第2の所♀値よりも小さ
いとき(以下、第2の条件と記す)には、最適相対標高
値は所望の精度をもつと判定される。したがフて、第1
.第2の条件が満されたときには、2つの撮像体によっ
て計測された映像から演算された最適相対標高値を用い
て2値画像を生成する。また、第1.第2の条件の少く
ともいずれかが満されないときには、最適相対標高値は
排除され、その代り予め定められた値によって2値信号
を生成し、2値画像を形成する。
このようにして、雑音等の悪条件に影響されない2値画
像によってプレート基板実装検査をすることができる。
像によってプレート基板実装検査をすることができる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
本実施例のプリント基板実装検査装置は、第4図、第5
図、第6図と同様に配置されたプリント基板、2つの撮
像体、光源と、第4図の標高値計測装置の代りに信号処
理装置を含んでいる。
図、第6図と同様に配置されたプリント基板、2つの撮
像体、光源と、第4図の標高値計測装置の代りに信号処
理装置を含んでいる。
第1図は前記信号処理装置の一実施例のブロック図であ
る。
る。
信号処理装置は、標高値計測装置20.ゲート手段21
.比較回路179部品検出回路18を含んでいる。
.比較回路179部品検出回路18を含んでいる。
標高値計測装置20は、和差回路1.X微分回路2.2
乗回路3,41乗算回路5.平滑回路6゜7.8.比回
路10.乗算回路11.減算回路12.比回路13によ
って構成されている。
乗回路3,41乗算回路5.平滑回路6゜7.8.比回
路10.乗算回路11.減算回路12.比回路13によ
って構成されている。
2つの撮像体は、それぞれ、基準面上の座標(x、y)
の点Pに対応する映像を生成し、その濃淡を表わす信号
f+ (x、y) 、 fl (x、y) (以下、映
像f1゜flと記す)を生成する。和差回路1は、和映
像fl+2=L+f2と差映像fl−2= fl f
lを生成する。
の点Pに対応する映像を生成し、その濃淡を表わす信号
f+ (x、y) 、 fl (x、y) (以下、映
像f1゜flと記す)を生成する。和差回路1は、和映
像fl+2=L+f2と差映像fl−2= fl f
lを生成する。
X微分回路2は、和映像f1+2を入力し微分和映像f
l+2x=δfI+2/θXを生成する。ここでX軸は
、2つの撮像体の配列方向に平行な座標軸である。2乗
回路3は、微分和映像fl+2Xを入力し微分和映像f
l+2xの2乗f?。2Xを生成する。2乗回路4は
5差映像f1−2を入力し、その2乗2f+−2を生成
する。乗算回路5は、微分和f + +2xと差映像f
1−2との84L+zJ+−2を生成する。平滑回路6
.7.8は積分回路で、それぞれ2乗回路3.4および
乗算回路5の出力信号f?+2x+ fl−2lfl+
2xfl−2を入力し、現在、着目している点(x、y
)の近傍の、相対標高値Δ12)lがほぼ一定と考える
ことができる領域r毎に、信号f?+2x+r、−2,
L+zxL−zを積分し積分値5XXI Sdd+ 5
xd(式(10) 、 (14) 、 (11)参照)
を生成する。比回路10は積分値S XX+ Sxdを
入力し、比〈Δ1□8〉=SXd/SXXを生成する。
l+2x=δfI+2/θXを生成する。ここでX軸は
、2つの撮像体の配列方向に平行な座標軸である。2乗
回路3は、微分和映像fl+2Xを入力し微分和映像f
l+2xの2乗f?。2Xを生成する。2乗回路4は
5差映像f1−2を入力し、その2乗2f+−2を生成
する。乗算回路5は、微分和f + +2xと差映像f
1−2との84L+zJ+−2を生成する。平滑回路6
.7.8は積分回路で、それぞれ2乗回路3.4および
乗算回路5の出力信号f?+2x+ fl−2lfl+
2xfl−2を入力し、現在、着目している点(x、y
)の近傍の、相対標高値Δ12)lがほぼ一定と考える
ことができる領域r毎に、信号f?+2x+r、−2,
L+zxL−zを積分し積分値5XXI Sdd+ 5
xd(式(10) 、 (14) 、 (11)参照)
を生成する。比回路10は積分値S XX+ Sxdを
入力し、比〈Δ1□8〉=SXd/SXXを生成する。
この比くΔ、2X)は最適相対標高値(式(9b)参照
)である。乗算回路11は、平滑回路8の出力SXdと
比回路lOの出力〈Δ、2X〉を入力し、これらの積S
Xd〈Δ、2X〉、すなわち式(13)右辺第1項を生
成する。減算回路12は、平滑回路7の出力Sddから
乗算回路11の出力を減算し、残留2乗誤差JREsを
生成する(式(13)参照)。比回路13は、減算回路
12が生成した残留2乗誤差JRESを平滑回路6が出
力した自己評価量JDET= 5XX(式(12)参照
)で除算して自己評価量JERR(式(15)参照)を
生成する。
)である。乗算回路11は、平滑回路8の出力SXdと
比回路lOの出力〈Δ、2X〉を入力し、これらの積S
Xd〈Δ、2X〉、すなわち式(13)右辺第1項を生
成する。減算回路12は、平滑回路7の出力Sddから
乗算回路11の出力を減算し、残留2乗誤差JREsを
生成する(式(13)参照)。比回路13は、減算回路
12が生成した残留2乗誤差JRESを平滑回路6が出
力した自己評価量JDET= 5XX(式(12)参照
)で除算して自己評価量JERR(式(15)参照)を
生成する。
ゲート手段21は、比較回路9とゲート回路15で成る
第1のゲート手段と、比較回路14とゲート回路16で
成る第2のゲ・−ト手段によフて構成されている。比較
回路9は平滑回路6から出力される自己評価量JDET
を設定値S+(第1の設定値)と比較し、自己評価量J
。6丁が設定値51以上のときにはハイレベルのゲート
信号を出力する。ゲート回路15は、ゲート信号がハイ
レベルのとき、標高値計測装置20が出力する最適相対
標高値〈Δ1□8)を出力し、ロウレベルのとき、所定
値を出力する。比較回路14は、自己評価量JERRと
設定値52(第2の設定値)とを比較し、自己評価量J
ERRが設定値52以下のときハイレベルのゲート信号
を出力する。
第1のゲート手段と、比較回路14とゲート回路16で
成る第2のゲ・−ト手段によフて構成されている。比較
回路9は平滑回路6から出力される自己評価量JDET
を設定値S+(第1の設定値)と比較し、自己評価量J
。6丁が設定値51以上のときにはハイレベルのゲート
信号を出力する。ゲート回路15は、ゲート信号がハイ
レベルのとき、標高値計測装置20が出力する最適相対
標高値〈Δ1□8)を出力し、ロウレベルのとき、所定
値を出力する。比較回路14は、自己評価量JERRと
設定値52(第2の設定値)とを比較し、自己評価量J
ERRが設定値52以下のときハイレベルのゲート信号
を出力する。
ゲート回路16はゲート信号がハイレベルのとき、ゲー
ト回路15の出力信号を出力し、ロウレベルのとき、所
定値を出力する。したがってゲート手段21は、自己評
価量J。ETが設定値S1より大きく(第1の条件)、
かつ、自己評価量JERRが設定値S2より小さい(第
2の条件)とき、最適相対標高値を出力し、第1.第2
の条件の少くともいずれかが満されないときには所定値
を出力する。
ト回路15の出力信号を出力し、ロウレベルのとき、所
定値を出力する。したがってゲート手段21は、自己評
価量J。ETが設定値S1より大きく(第1の条件)、
かつ、自己評価量JERRが設定値S2より小さい(第
2の条件)とき、最適相対標高値を出力し、第1.第2
の条件の少くともいずれかが満されないときには所定値
を出力する。
比較回路17はゲート手段21の出力と相対標高値の閾
値syc第3の設定値)を比較し、2値信号を生成する
。部品検出回路18は、前記2値信号を入力して2値画
像を生成し、実装部品の位置、形状、傾き等の実装状態
を検査する。
値syc第3の設定値)を比較し、2値信号を生成する
。部品検出回路18は、前記2値信号を入力して2値画
像を生成し、実装部品の位置、形状、傾き等の実装状態
を検査する。
次に本実施例の動作を説明する。
第2図(a)はプレート基板上に実装された部品の配置
の一例を示す図、第2図(b)は、第2図(a)の実装
部品の2値画像を示す図である。
の一例を示す図、第2図(b)は、第2図(a)の実装
部品の2値画像を示す図である。
標高値計測装置20は、前記〔従来の技術〕で説明した
原理を式(1)〜(15)の順に実行する。
原理を式(1)〜(15)の順に実行する。
標高値計測装置20から出力された最適相対標高値〈Δ
1□8〉は、同時に出力された自己評価量JDET+
JERRがそれぞれ第1.第2の条件を同時に満たす場
合には、比較回路17によって閾値s3と比較され、2
値信号に変換される。自己評価量JDEア、JERRの
少くともいずれかがそれぞれ第1または第2の条件を満
さない場合には、最適相対標高値くΔ12X〉は、ゲー
ト手段21によって比較回路17への伝送を阻止され、
それに代フて所定値が比較回路17へ伝送される。最適
相対標高値くΔ1□8〉または前記所定値は、比較回路
17によフて閾値S3と比較されて2値信号に変換され
る。この2値信号に対応して2値画像が生成される。し
たがって、閾値S3を変化させ、それぞれの閾値に対応
する2値画像を比較することにより、高さ方向の部品の
傾きを検知することができる。
1□8〉は、同時に出力された自己評価量JDET+
JERRがそれぞれ第1.第2の条件を同時に満たす場
合には、比較回路17によって閾値s3と比較され、2
値信号に変換される。自己評価量JDEア、JERRの
少くともいずれかがそれぞれ第1または第2の条件を満
さない場合には、最適相対標高値くΔ12X〉は、ゲー
ト手段21によって比較回路17への伝送を阻止され、
それに代フて所定値が比較回路17へ伝送される。最適
相対標高値くΔ1□8〉または前記所定値は、比較回路
17によフて閾値S3と比較されて2値信号に変換され
る。この2値信号に対応して2値画像が生成される。し
たがって、閾値S3を変化させ、それぞれの閾値に対応
する2値画像を比較することにより、高さ方向の部品の
傾きを検知することができる。
この2値画像を基準の2値画像と比較し、プリント基板
の実装状態を検査することができる。
の実装状態を検査することができる。
本実施例の装置を用いると、第2図(a)の実装部品か
ら第2図(b)の2値画像を得ることができる。
ら第2図(b)の2値画像を得ることができる。
以上説明したように本発明は、標高値計測装置が生成し
た第1.第2の自己評価量が何れも第1、第2の条件を
満した場合には、最適相対標高値を2値信号に変換し、
第1.第2の自己評価量の少くとも何れかが、第1また
は第2の条件を満さなかった場合には所定値を2値信号
に変換することにより、雑音等の悪条件の影響が少い2
値画像によるプレート基板実装検査装置を提供すること
ができる効果がある。
た第1.第2の自己評価量が何れも第1、第2の条件を
満した場合には、最適相対標高値を2値信号に変換し、
第1.第2の自己評価量の少くとも何れかが、第1また
は第2の条件を満さなかった場合には所定値を2値信号
に変換することにより、雑音等の悪条件の影響が少い2
値画像によるプレート基板実装検査装置を提供すること
ができる効果がある。
第1図は本発明のブソント基板実装検査装置の信号処理
装置の一実施例のブロック図、第2図(a)はプレート
基板上に実装された部品の配置の例を示す図、第2図(
b)は、第2図(a)の実装部品の2値画像を示す図、
第3図はプリン、上基板実装検査装置の#豊例のブロッ
ク図、篤4図は緋空間微分法を用いた標高値計測装置の
#I戊を示す図、第5図および第6図は第4図の装置の
プリント基板と撮像体の配置を示す図で、第5図はy軸
方向から見た側面図で、′s6図はZ軸方向から見た平
面図である。 1・・・・・・・・・・・・・・・和差回路、2・・・
・・・・・・・・・・−”x微分回路、3.4−・・−
−−−−−2乗回路、 5.11・・・・・・・・・乗算回路、6.7.8−一
平滑回路、 10、13−−−−−−−−比回路、 12・・・・・・・・・・・・・・・減算回路、9、1
4.17・・・比較回路、 15、16−・・・・・・・・ゲート回路、18−−−
−−−−−・・・・・・部品検出回路。
装置の一実施例のブロック図、第2図(a)はプレート
基板上に実装された部品の配置の例を示す図、第2図(
b)は、第2図(a)の実装部品の2値画像を示す図、
第3図はプリン、上基板実装検査装置の#豊例のブロッ
ク図、篤4図は緋空間微分法を用いた標高値計測装置の
#I戊を示す図、第5図および第6図は第4図の装置の
プリント基板と撮像体の配置を示す図で、第5図はy軸
方向から見た側面図で、′s6図はZ軸方向から見た平
面図である。 1・・・・・・・・・・・・・・・和差回路、2・・・
・・・・・・・・・・−”x微分回路、3.4−・・−
−−−−−2乗回路、 5.11・・・・・・・・・乗算回路、6.7.8−一
平滑回路、 10、13−−−−−−−−比回路、 12・・・・・・・・・・・・・・・減算回路、9、1
4.17・・・比較回路、 15、16−・・・・・・・・ゲート回路、18−−−
−−−−−・・・・・・部品検出回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基準面から同一の高さに配列された2つの撮像体が基
準面上の各点に対応してそれぞれ生成する映像の濃淡の
和および差である和映像および差映像を演算し、前記2
つの撮像体が配列されている方向についての前記和映像
の偏微分商である微分和映像を演算し、前記基準面から
の、対象面の高さに対応する相対標高値と当該微分和映
像との積と前記差映像との差の2乗平均を前記基準面上
の各点の近傍の所定領域毎に生成し、該2乗平均を最小
にする相対標高値を定める特性方程式を生成して、該特
性方程式を満足する相対標高値である最適相対標高値を
演算し、さらに前記特性方程式の良さを判定する物理量
を演算して、これを第1の自己評価量とし、前記2乗平
均の残留2乗誤差、または該残留2乗誤差を第1の自己
評価量で除算した商を演算してこれを第2の自己評価量
として、第1,第2の自己評価量で前記最適相対標高値
の有効性および精度を評価する時空間微分法を適用した
標高値計測装置を含み、 第1の自己評価量が第1の設定値以上で、かつ、第2の
自己評価量が第2の設定値以下である場合には、前記最
適相対標高値を出力し、それ以外の場合には所定値を出
力するゲート手段と、設定された相対標高値を閾値とし
て、前記ゲート手段の出力を2値信号に変換する比較回
路と、前記2値信号を入力してプリント基板上に実装さ
れた部品の実装状態を検査する部品検出回路を有するプ
リント基板実装検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018959A JPH03225475A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | プリント基板実装検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018959A JPH03225475A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | プリント基板実装検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03225475A true JPH03225475A (ja) | 1991-10-04 |
Family
ID=11986186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018959A Pending JPH03225475A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | プリント基板実装検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03225475A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05343900A (ja) * | 1992-06-10 | 1993-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回路基板実装状態検査装置 |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2018959A patent/JPH03225475A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05343900A (ja) * | 1992-06-10 | 1993-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回路基板実装状態検査装置 |
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