JPH06137829A - Inspecting device for outside appearance shape - Google Patents

Inspecting device for outside appearance shape

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JPH06137829A
JPH06137829A JP4308218A JP30821892A JPH06137829A JP H06137829 A JPH06137829 A JP H06137829A JP 4308218 A JP4308218 A JP 4308218A JP 30821892 A JP30821892 A JP 30821892A JP H06137829 A JPH06137829 A JP H06137829A
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Kiyoo Takeyasu
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Hitachi Denshi KK
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Abstract

PURPOSE:To improve the accuracy of the judgement of quality and inspecting speed in coding the output of a sensor to receive reflected light from an inspection objective body by preparing a objective face description code through the judgements of a threshold and of a relative value. CONSTITUTION:Two thresholds Sa, Sb are set up, and a code is prepared as follows. In the case where an image signal level Si exceeds the threshold Sa, the codes No 1, 3, 5, 7 are respectively allotted for spaces a, c, e, g. In the case where two kinds of levels Si exceed the threshold Sb together, two kinds of middle codes, namely codes No 2, 4, 6, are allotted for spaces b, d, f. In the case where the level Si exceeds the threshold Sb, codes No 1, 7 are allotted for spaces h, i. A code No 8 is allotted for a space j. Thus the code can be prepared without computation processing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線基板上の
電子部品はんだ付け接合部など、光沢面を有する対象の
外観形状や外観状態の良否判定を行う検査装置、特に検
査対象への照射角度が相違するよう多段構造とした複数
組の照明器を用い、対象への照射光を切替えて得られる
複数の映像をもとに前記検査対象の立体的な形状を認識
し、その良否を判定する方式の外観検査装置に使用する
映像信号処理方式に関し、より具体的には、前記複数の
映像信号パターンから検査対象の立体的構造状態を記述
するコード信号の生成方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection device for judging the appearance shape or appearance state of an object having a glossy surface such as a soldered joint of an electronic component on a printed wiring board, and particularly an irradiation angle to the inspection object. Using a plurality of sets of illuminators with a multi-stage structure so as to be different, the stereoscopic shape of the inspection target is recognized based on a plurality of images obtained by switching the irradiation light to the target, and the quality is judged. The present invention relates to a video signal processing method used in a visual inspection apparatus of a system, and more specifically to a code signal generating method for describing a three-dimensional structural state of an inspection target from the plurality of video signal patterns.

【0002】上記の多段照明型外観検査装置において
は、対象面の状態を高速に認識するため、映像の各画素
毎に対象面角度を表現するためのコード信号を生成し、
得られたコードパターン分布から対象の立体形状を把握
する方式を採るのが一般的である。本発明は、このコー
ド生成において、複数の映像信号の適応的な利用によ
り、対象面の反射特性の如何にかかわらず、対象各部分
の平坦度や傾斜度の、より的確な記述を高速に実行する
ことを可能としたもので、外観検査における良否判定精
度や、検査速度の向上への寄与を目的としている。この
ような本発明の主眼点を明確にするため、以下多段照明
式の外観検査機の詳細について、図2から図11を用い
て説明する。
In the above-mentioned multi-stage illumination type visual inspection apparatus, in order to recognize the state of the target surface at high speed, a code signal for expressing the target surface angle is generated for each pixel of the image,
Generally, a method of grasping the target three-dimensional shape from the obtained code pattern distribution is adopted. According to the present invention, in this code generation, by adaptively using a plurality of video signals, a more accurate description of the flatness and the inclination of each target portion can be executed at high speed regardless of the reflection characteristics of the target surface. The purpose of the invention is to contribute to improvement of accuracy of quality judgment in appearance inspection and improvement of inspection speed. In order to clarify such a main point of the present invention, details of the multi-stage illumination type appearance inspection machine will be described below with reference to FIGS. 2 to 11.

【0003】[0003]

【従来技術】生産工程における各種の検査過程の中で、
外観検査は製造工程自体の状況把握や、製造品質確保の
上で重要な地位を占めている。例えば電子機器に使用さ
れるプリント配線基板の実装工程では、基板上に搭載さ
れた電子部品を接合するはんだ付部分の良否が製品信頼
性を左右するため、従来目視を主体とした綿密な外観検
査が行われてきた。しかし、近来のプリント基板高密度
実装化や電子部品細密化の進展に伴い、作業能率の向上
や作業品質確保を目的とした、はんだ付外観検査の自動
化、機械化が一般化している。このような、はんだ接合
部に代表される微細な対象部品の自動外観検査装置とし
て既に多様な方式のものが開発されているが、その効果
的な一手段として、多段照明による検査方式がある。図
2に多段照明式はんだ検査装置の基本システム構成を示
す。光投射角度が相違する多段構造(図の場合は2段)
の照明器20から検査対象10を介した反射光がテレビ
カメラ30で受光されるが、この照明を切替えることに
より得られる複数組の映像信号130が、対象面の輝度
分布パターンの形で画像記憶装置50に記憶される。こ
の複数組の記憶内容150を入力信号としてコード生成
部70が対象面の角度分布を示すコード分布パターン1
70を生成し、さらにこれを利用して認識処理部90が
対象の立体形状の認識、ならびに良否判定を実行する。
検査対象をICリードのはんだ付けと仮定した場合の、
この一連の処理過程を図3に示す。テレビカメラ30の
画面内にはICの複数本のリードが含まれるが、その各
々について順次検査ウインドーが設定されはんだ付けの
良否判定が行われる。検査ウインドーの設定位置は、事
前に行われるティーチング情報に基づき、通常はんだ付
けランドに一致した形で設定される。この検査ウインド
ー内の各画素毎に複数の輝度情報を利用して対象面の角
度を記述するコード信号が後述の方法で生成され、この
コード分布パターンから対象の立体形状把握と対象の良
否判定が行われる。なお、図2において60は照明切替
え装置、40は対象を逐次移動させるための移動テーブ
ル、また80はその駆動装置である。制御部としての機
能を兼ねた認識処理部90は、必要に応じテーブル制御
信号180を介して40を複数の検査対象のそれぞれを
検査するのに適した位置に順次移動させ、照明制御信号
160を介して照明を切替え、図3の処理動作をシーケ
ンシャルに実行する。図4は、多段照明式はんだ検査装
置における光学系と検査対象の関係をより具体的に示し
た側視図である。照明器は20−、20−、20−
および、20−の4段のから構成された環状照明器
であり、図の上方向から見たとき同心円上に配置されて
いる。テレビカメラ30は対象の構造に応じた検査を可
能とするため複数個使用されることが多いが、一般的に
は垂直配置の30−aが用いられる。これらの照明器か
らの投射光と、検査対象であるICリードのはんだフィ
レットの関係を図5に示す。図5において、11はIC
のリードの断面形状を、また12は同じくリードとプリ
ント配線基板9上のランド8とを電気的に接合するはん
だフィレットの断面を示している。また、各矢印、21
−、21−、21−、および21−は、それぞ
れ照明器20−、20−、20−、および20−
から対象を介した反射光の光路を示している。各照明
器は各々投射角度が相違しているため、検査対象である
はんだフィレットのそれぞれ異なる角度部分において最
も輝度の高い反射光を図の上方にあるテレビカメラに受
光させる。すなわち、各照明器に若干の面照明特性を与
えたとき、各照明器によるテレビカメラへの反射光は特
定のフィレット角度(以降、これを照明器の反射中心角
度と呼ぶ)において最大輝度を示し、対象面がこの角度
からシフトするに従い輝度を低下させる。このような対
象面角度と反射光の輝度との関係を示したのが図6であ
る。各照明器の反射中心角度は光学系の構造により決定
されるが、図の場合は、それぞれ5°、15°、25
°、および35°に設計した例を示している。このよう
な各照明器の反射特性を利用して、図7から図9に示し
た方法で対象面の輝度分布パターンならびに、これに基
づく角度コード分布パターンを形成する。すなわち、図
7(a)に示したはんだフィレット12を検査対象とし
た場合、まずランド8を基準とした検査ウインド−10
0を設定する。次に照明器を切り替えることにより、第
8図に示す映像信号が検査ウィンド−領域内に得られ
る。図8の140−、140−、140−、なら
びに140−は、それぞれ照明器20−、20−
、20−、および20−の照射に対応したテレビ
カメラの映像信号パターンであり、対象面の立体形状に
応じた輝度分布を示す。なお、図7および図8の網目部
分の1単位101は、テレビカメラの映像における1画
素(ピクセル)に相当し、光学系の構成により、その大
きさが決定される。図8の各映像領域は、図7の検査ウ
ィンド−100に対応しているが、この検査ウィンド−
内の各画素ごとに上記4種類の画像を利用した角度コー
ド生成処理を実行する。4段構成の照明器を用いた場
合、各照明器の反射中心角度を基準とした8段階のコー
ド生成が基本となる。すなわち、照明器20−、20
−、20−、および20−の反射中心角度に対応
してコードNo1、No3、No5、およびNo7を、
またそれらの中間角度に対してコードNo2、No4、
No6を、さらにコードNo7以上に対応する角度、ま
たは角度不明の場合にコードNo8を割付ける。このよ
うなコード生成は基本的に以下の演算式で整数演算の形
で実行される。 コード番号=A1×S1+A3×S3+A5×S5+A7×S7/B1×S1 +B3×S3+B5×S5+B7×S7 (1) (1)式においてSiは各照明器による反射光輝度レベ
ルであり、また各係数AiおよびBiは照明器の特性や
対象面の特性に応じて決定されるが、その内容について
は本発明の範囲外である。なお、6図において、対象面
角度が45°以上の範囲では、全ての輝度信号レベルが
低下し、式(1)の演算結果は通常コードNo4となる
が、S/Nの観点から、信号レベルが極端に低い領域は
不明領域としコードNo8を設定することが多い。この
ような演算に基づき生成されたコードパターンの具体例
を図9に示す。図の(a)は良好なフィレットが形成さ
れている例で、検査ウインドー(すなわちランド)10
0の端部からリード11の先端部にかけて角度コードが
逓増したパターン分布を示しており、はんだフィレット
形状が良好であると判定でき、また、ランド中心線上の
コード列を検査ランド端部からリードの先端位置にかけ
て累積演算することにより、図の13に示したフィレッ
ト断面形状、すなわちフィレットの高さや長さを算定す
ることができる。一方図の(b)は、リードが浮き上が
って、ランド上のフィレットがリードに非接合の状態と
なった、いわゆるリード浮き不良を示している。この場
合のコード分布パターンは、検査ウインド−100の周
囲にフィレット高勾配を示すコードが分布し、ウィンド
−中央部に平坦な角度を示すコードが集中していること
から、フィレット断面形状が図の13の状態にあり、は
んだとリードが接合していない不良であることが判定で
きる。
2. Description of the Related Art Among various inspection processes in the production process,
Visual inspection occupies an important position in understanding the status of the manufacturing process itself and ensuring manufacturing quality. For example, in the mounting process of printed wiring boards used for electronic devices, the quality of the soldered parts that join the electronic components mounted on the board affects product reliability. Has been done. However, with the recent progress in high-density mounting of printed boards and miniaturization of electronic components, automation and mechanization of soldering visual inspection have been generalized for the purpose of improving work efficiency and ensuring work quality. Various types of automatic appearance inspection apparatuses for fine target parts typified by solder joints have been already developed, and an effective method is an inspection method using multistage illumination. Fig. 2 shows the basic system configuration of the multi-stage lighting solder inspection device. Multi-stage structure with different light projection angles (two stages in the figure)
The reflected light from the illuminator 20 through the inspection object 10 is received by the television camera 30, and a plurality of sets of video signals 130 obtained by switching the illumination are image-stored in the form of a luminance distribution pattern on the target surface. It is stored in the device 50. The code distribution pattern 1 in which the code generator 70 indicates the angular distribution of the target surface using the plurality of sets of stored contents 150 as input signals
70 is generated, and the recognition processing unit 90 uses this to recognize the three-dimensional shape of the target and determine whether it is good or bad.
Assuming that the inspection target is the soldering of IC leads,
This series of processing steps is shown in FIG. Although a plurality of leads of the IC are included in the screen of the television camera 30, an inspection window is sequentially set for each of the leads and the quality of soldering is determined. The setting position of the inspection window is usually set in a form that matches the soldering land, based on teaching information performed in advance. A code signal for describing the angle of the target surface is generated by a method described below by using a plurality of luminance information for each pixel in the inspection window, and the three-dimensional shape of the target is grasped and the quality of the target is judged from the code distribution pattern. Done. In FIG. 2, reference numeral 60 is an illumination switching device, 40 is a moving table for sequentially moving the target, and 80 is a driving device thereof. The recognition processing unit 90, which also has a function as a control unit, sequentially moves 40 to a position suitable for inspecting each of a plurality of inspection targets via the table control signal 180 as necessary, and outputs the illumination control signal 160. The illumination is switched via the above, and the processing operation of FIG. 3 is executed sequentially. FIG. 4 is a side view showing more specifically the relationship between the optical system and the inspection target in the multi-stage lighting solder inspection apparatus. The illuminator is 20-, 20-, 20-
Also, the annular illuminator is composed of four stages of 20-, and is arranged on a concentric circle when viewed from the upper side of the drawing. A plurality of television cameras 30 are often used in order to enable inspection according to the structure of the target, but generally, the vertically arranged 30-a is used. FIG. 5 shows the relationship between the projected light from these illuminators and the solder fillet of the IC lead to be inspected. In FIG. 5, 11 is an IC
2 shows the cross-sectional shape of the lead, and 12 also shows the cross-section of the solder fillet that electrically joins the lead and the land 8 on the printed wiring board 9. Also, each arrow, 21
-21-, 21-, and 21- are illuminators 20-, 20-, 20-, and 20-, respectively.
Shows the optical path of the reflected light through the object. Since the illuminators have different projection angles, the reflected light having the highest brightness at the different angle portions of the solder fillet to be inspected is received by the television camera in the upper part of the figure. That is, when each illuminator is given a slight surface illumination characteristic, the reflected light from the illuminator to the TV camera shows the maximum brightness at a specific fillet angle (hereinafter, this is referred to as the reflection center angle of the illuminator). , The brightness decreases as the target surface shifts from this angle. FIG. 6 shows the relationship between the target surface angle and the brightness of the reflected light. The reflection center angle of each illuminator is determined by the structure of the optical system. In the case of the figure, 5 °, 15 °, and 25 °, respectively.
An example is shown in which the design is made in ° and 35 °. Using the reflection characteristics of each illuminator, the luminance distribution pattern of the target surface and the angle code distribution pattern based on the luminance distribution pattern are formed by the method shown in FIGS. 7 to 9. That is, when the solder fillet 12 shown in FIG. 7A is to be inspected, first, an inspection window 10 based on the land 8 is used.
Set to 0. Then, by switching the illuminator, the video signal shown in FIG. 8 is obtained in the inspection window region. In FIG. 8, 140-, 140-, 140-, and 140- are illuminators 20- and 20-, respectively.
, 20-, and 20- are video signal patterns of the television camera corresponding to the irradiation, and show a luminance distribution according to the three-dimensional shape of the target surface. It should be noted that one unit 101 of the mesh portion in FIGS. 7 and 8 corresponds to one pixel in the image of the television camera, and its size is determined by the configuration of the optical system. Each image area in FIG. 8 corresponds to the inspection window 100 in FIG.
The angle code generation processing using the above-mentioned four types of images is executed for each pixel inside. When a four-stage illuminator is used, eight-stage code generation based on the reflection center angle of each illuminator is fundamental. That is, the illuminators 20-, 20
Codes No1, No3, No5, and No7 corresponding to the reflection center angles of −, 20−, and 20−,
In addition, codes No2, No4, and
No. 6 is assigned to the angle corresponding to code No. 7 and above, or code No. 8 is assigned when the angle is unknown. Such code generation is basically executed in the form of integer arithmetic by the following arithmetic expression. Code number = A1 × S1 + A3 × S3 + A5 × S5 + A7 × S7 / B1 × S1 + B3 × S3 + B5 × S5 + B7 × S7 (1) In the formula (1), Si is the reflected light luminance level by each illuminator, and each coefficient Ai and Bi. Is determined according to the characteristics of the illuminator and the characteristics of the target surface, but the content thereof is outside the scope of the present invention. In FIG. 6, in the range where the target surface angle is 45 ° or more, all the luminance signal levels are lowered, and the calculation result of the equation (1) is the normal code No4, but from the viewpoint of S / N, the signal level is A code No. 8 is often set as an unknown area if the value is extremely low. FIG. 9 shows a specific example of the code pattern generated based on such calculation. FIG. 1A shows an example in which a good fillet is formed, and an inspection window (that is, a land) 10 is shown.
The pattern distribution in which the angle code gradually increases from the end portion of 0 to the tip portion of the lead 11 can be determined, and it can be determined that the shape of the solder fillet is good, and the code string on the land center line is changed from the end of the inspection land to the lead. By performing cumulative calculation over the tip position, it is possible to calculate the fillet cross-sectional shape shown in FIG. 13, that is, the height and length of the fillet. On the other hand, (b) of the figure shows a so-called lead floating defect in which the lead is lifted and the fillet on the land is not joined to the lead. In the code distribution pattern in this case, cords showing a high fillet gradient are distributed around the inspection window 100, and cords showing a flat angle are concentrated in the center of the window. In the state of No. 13, it can be determined that the solder and the lead are not joined to each other.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このように多段照明式
の外観検査装置は、投射角度が相違する照明器を利用し
て得られる複数の対象映像パターンを基に、対象面の立
体形状を記述するコードパターン分布を生成し、対象の
形状良否判定を的確に実行する能力を持つが、以上に述
べたコード生成方式には以下の問題点があった。 (1) 検査ウインド−内の多数の画素について、乗除
演算を伴うコード生成が必要であるため、処理時間を要
する。 (2) 対象面の性質によっては、対象面が平坦である
にもかかわらず、傾斜角度を示すコードが生成される場
合がある。 このうち(2)について図10および図11を用い説明
する。一般にプリント基板上のはんだ付けランドは、は
んだの濡れ性を良好にするためにめっきコートされた場
合と、銅箔生地の場合とに大別される。図10は多段照
明によるはんだ面や銅箔等の反射輝度特性を示したもの
である。図におけるaからiは、鏡面特性を示すはんだ
面について、その角度が照明20−の反射中心角度か
ら20−の反射中心角度まで変化した場合の輝度特性
群を示している。これらについては夫々の角度に対応し
て前記のコード生成方式により、コードNo1、No
2、またはNo3が割付けられる。一方図の銅箔特性は
平坦面での状態を示したもので、本来はコードNo1が
割付けられるべきである。しかし、銅箔が散乱反射特性
を持つため、図のS1およびS3が対等な輝度レベルを
有することから、前記のコード化方式では、傾斜角度に
対応したコードNo3が割付けられる。この結果、例え
ば図11(a)のように、銅箔ランド状に比較的長さの
短いはんだフィレットが形成された場合、そのコードパ
ターン状でフィレット傾斜部とランド部分の識別が困難
となり、はんだフィレットの長さや高さの演算に誤差を
生じる。基板に一般的に用いられるシルク印刷部分も、
検査ウインド−の領域内に存在した場合は同様な誤差原
因となる。また、基板上のはんだ付けランドの周囲にあ
るレジスト印刷面は図10に示すように全ての輝度信号
レベルが低いため、前記のコード演算からは比較的反射
率が高い部分がコードNo4、低い部分はコードNo8
が割付けられる。このため、図11(b)のように前記
テーブルの移動誤差等によりランドと検査ウインド−と
間に位置偏差を生じた場合、銅箔の場合と同様、フィレ
ット傾斜部とレジスト部分の識別が困難であるため、は
んだフィレットの長さや高さの演算に誤差を生じる。以
上に述べた問題点を解決し、より性能の高い外観検査を
実現するためには、対象面の性質にかかわらず対象面の
角度を正確に記述するためのコード生成が必要である。
As described above, the multi-stage illumination type appearance inspection apparatus describes the three-dimensional shape of the target surface based on a plurality of target image patterns obtained by using the illuminators having different projection angles. Although it has the ability to generate a code pattern distribution and accurately execute the shape judgment of the target, the above-mentioned code generation method has the following problems. (1) For many pixels in the inspection window, it is necessary to generate a code that involves multiplication and division operations, which requires processing time. (2) Depending on the property of the target surface, a code indicating the tilt angle may be generated even if the target surface is flat. Of these, (2) will be described with reference to FIGS. 10 and 11. Generally, the soldering lands on the printed circuit board are roughly classified into a case where they are plated to improve the wettability of the solder and a case where they are copper foil materials. FIG. 10 shows the reflection luminance characteristics of a solder surface, a copper foil, etc. by multi-stage illumination. The letters a to i in the drawing show a group of luminance characteristics when the angle of the solder surface exhibiting the mirror surface characteristic changes from the reflection center angle of the illumination 20- to the reflection center angle of 20-. These are code No. 1 and No.
2 or No. 3 is assigned. On the other hand, the copper foil characteristics in the figure show the state on a flat surface, and the code No. 1 should be assigned originally. However, since the copper foil has the scattering reflection property, S1 and S3 in the figure have the same brightness level, so that the code No. 3 corresponding to the tilt angle is assigned in the above-mentioned coding method. As a result, for example, when a solder fillet having a relatively short length is formed in a copper foil land shape as shown in FIG. 11A, it becomes difficult to distinguish the fillet slope portion and the land portion in the code pattern, and the solder fillet becomes difficult. There is an error in the calculation of the length and height of the fillet. The silk-printed part that is commonly used for substrates
If it exists in the area of the inspection window, it causes the same error. Further, as shown in FIG. 10, the resist printed surface around the soldering land on the board has a low level of all luminance signals. Is code No8
Is assigned. Therefore, when there is a positional deviation between the land and the inspection window due to the movement error of the table as shown in FIG. 11B, it is difficult to identify the fillet sloped portion and the resist portion as in the case of the copper foil. Therefore, an error occurs in the calculation of the length and height of the solder fillet. In order to solve the above-mentioned problems and to realize a higher performance visual inspection, it is necessary to generate a code for accurately describing the angle of the target surface regardless of the property of the target surface.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記の問題点を解決する
ため、本発明によるコード生成部70は、図1に示すよ
うに敷居値判定部70−1、および相対値判定部70−
2の二つの機能から構成する。
In order to solve the above problems, a code generator 70 according to the present invention includes a threshold value determining unit 70-1 and a relative value determining unit 70-, as shown in FIG.
It is composed of two functions.

【0006】[0006]

【作用】敷居値判定部は、各映像信号レベルが所定の敷
居値を超えたか否かによりコード割付けを行う機能を有
し、これにより従来の演算処理を不要とする。
The threshold value determining section has a function of performing code allocation depending on whether or not each video signal level exceeds a predetermined threshold value, thereby eliminating the conventional arithmetic processing.

【0007】[0007]

【実施例】以下実施例について説明する。図12におい
て、2種類の敷居値SaおよびSbを設定した上で、以
下のコード生成を行う。 (1) 映像信号レベルSiが敷居値Saを超えた場合
は、このSiのみでコードを決定する。第12図の場
合、これに該当するのは、a、c、e、およびgの区間
であり、それぞれ、コードNo1、No3、No5、お
よびNo7が割付けられる。 (2)上記以外の条件において2種類の映像信号レベル
Si1、およびSi2が共に敷居値Sbを超えた場合
は、Si1、およびSi2の中間を割付ける。第12図
の場合、これに該当するのは、S1およびS3がSbを
超えたBの区間のうち、前記(1)の条件に該当しない
bの区間、さらにd、fの区間であり、それぞれ、コー
ドNo2、No4、およびNo6が割付けられる。 (3)上記以外の条件において映像信号レベルSiが敷
居値Sbを超えた場合は、このSiのみでコードを決定
する。第12図の場合、これに該当するのは、hおよび
iの区間であり、それぞれ、コードNo1およびNo7
が割付けられる。 (4)上記以外の条件、すなわち図12の場合のjの区
間については、不明領域としコード8を割付ける。 以上に述べたように、本発明によれば多段照明による反
射光の特性を考慮した敷居値の設定により、特に演算処
理を用いることなく適切なコード生成が可能である。次
に相対値判定部の機能について説明する。図10におい
てaからiで示した低勾配フィレット領域と銅箔面の輝
度特性を、S1ならびにS3を指標としてレベル関係を
示すと図13のようになり、レベル関係が接近あるいは
重複しているため両者の識別が困難であることが分か
る。シルク印刷部分についても同様である。しかし、図
14に示すように、『S1+S3』および『S5+S
7』を用いてレベル分比較すれば、係数Kcにより、こ
れらの領域識別が容易であることが分かる。同様に、図
15のように、S1+S3およびS3−S5を用いてレ
ベル比較すれば、係数Ksにより、さらに銅箔部分とシ
ルク印刷部分の識別が可能であることが分かる。すなわ
ち、対象面の性質に応じ複数の輝度信号相対的特性関係
に着目することにより、対象面の反射特性にかかわら
ず、的確なコード生成を行うことができる。以上に述べ
た敷居値比較部と相対値判定部との機能を含むコード生
成部処理方式の例を図16に示す。このような機能はハ
ードウエア的な手段、あるいはソフトウエア的な手段の
いずれによっても実現可能である。図16のコード生成
方式により、図11(a)の場合のコードパターンは図
17のように改善され、銅箔平坦部とはんだフィレット
が明確に識別でき、その良否判定が的確に行える。次に
ランド周囲のレジスト印刷面の反射特性は、図10に示
すように反射率が一般的に低く、輝度レベルが全体的に
低下するフィレット高勾配部分と類似した特性を示す。
このため図18に示すように、輝度信号レベルに基づく
両者の識別が困難であり、その様子は図11(b)のコ
ードパターンにおけるコード8の分布として示した通り
である。従って、このような対象については、輝度信号
レベルでの識別ではなく検査対象の構造特質を考慮した
識別が必要である。すなわち、はんだフィレットを検査
対象として考えた場合、フィレットが高勾配であるため
コード8が割付けられる画素部分は、必ずコード7ある
いは6の画素部分に隣接する。すなわち、図16による
コード生成処理を実施した後、必要に応じて、輝度信号
が全体に低い画素部分のコード再生成を実行すればよ
い。その方法として、図12のように、敷居値Scを設
定し、各輝度信号レベルがこれを下回った画素部分につ
いて、隣接コードがNo6ないしはNo7である場合に
No8(高勾配部として処理)、隣接コードが本来No
8またはNo4以下の領域をコードNorあるいはNo
o(いずれも平坦部として処理)に変換する。このよう
な処理の1実施例を図18に示す同図において、Ciは
i番地の画素コード、Ci−1はi−1番地の画素のコ
ードNo、SO=S3+S5+S7SCは図12参照。
この結果、図19(b)に示すように平坦部とフィレッ
ト部の識別が容易になり、はんだ付けの良否判定が適切
に実行できる。
EXAMPLES Examples will be described below. In FIG. 12, the following code generation is performed after setting two types of threshold values Sa and Sb. (1) When the video signal level Si exceeds the threshold value Sa, the code is determined only by this Si. In the case of FIG. 12, this corresponds to the sections of a, c, e, and g, and the codes No1, No3, No5, and No7 are assigned to them, respectively. (2) If the two types of video signal levels Si1 and Si2 both exceed the threshold value Sb under conditions other than the above, the middle of Si1 and Si2 is assigned. In the case of FIG. 12, this corresponds to the section b which does not correspond to the condition (1) above, and the sections d and f among the sections B where S1 and S3 exceed Sb, respectively. , Codes No2, No4, and No6 are assigned. (3) If the video signal level Si exceeds the threshold value Sb under conditions other than the above, the code is determined only by this Si. In the case of FIG. 12, the sections corresponding to this are the sections of h and i, which are code No1 and No7, respectively.
Is assigned. (4) For conditions other than the above, that is, for the section j in the case of FIG. 12, the code 8 is assigned as an unknown region. As described above, according to the present invention, by setting the threshold value in consideration of the characteristic of the reflected light due to the multi-stage illumination, it is possible to appropriately generate the code without using the arithmetic processing. Next, the function of the relative value determination unit will be described. The level characteristics of the low-gradient fillet region and the copper foil surface shown from a to i in FIG. 10 are shown in FIG. 13 with S1 and S3 as indexes, and the level relationships are close or overlapping. It can be seen that it is difficult to distinguish between the two. The same applies to the silk-printed part. However, as shown in FIG. 14, "S1 + S3" and "S5 + S"
7 ”, it is understood that these areas can be easily identified by the coefficient Kc. Similarly, as shown in FIG. 15, if the levels are compared using S1 + S3 and S3-S5, it is found that the copper foil portion and the silk-printed portion can be further identified by the coefficient Ks. That is, by paying attention to a plurality of luminance signal relative characteristic relationships according to the property of the target surface, it is possible to perform accurate code generation regardless of the reflective property of the target surface. FIG. 16 shows an example of the code generation unit processing method including the functions of the threshold value comparison unit and the relative value determination unit described above. Such a function can be realized by either hardware means or software means. With the code generation method of FIG. 16, the code pattern in the case of FIG. 11A is improved as shown in FIG. 17, the copper foil flat portion and the solder fillet can be clearly identified, and the quality judgment can be accurately performed. Next, as shown in FIG. 10, the reflection characteristic of the resist printed surface around the land shows a characteristic similar to that of a fillet high gradient portion where the reflectance is generally low and the luminance level is generally lowered.
For this reason, as shown in FIG. 18, it is difficult to distinguish between the two based on the luminance signal level, and the situation is as shown as the distribution of the codes 8 in the code pattern of FIG. 11B. Therefore, it is necessary to identify such an object in consideration of the structural characteristics of the object to be inspected, rather than the identification at the luminance signal level. That is, when the solder fillet is considered as an inspection target, the pixel portion to which the code 8 is assigned is always adjacent to the pixel portion of the code 7 or 6 because the fillet has a high gradient. That is, after performing the code generation processing according to FIG. 16, if necessary, code regeneration may be executed for the pixel portion where the luminance signal is entirely low. As a method thereof, as shown in FIG. 12, a threshold value Sc is set, and when the adjacent code is No6 or No7 for the pixel portion where each luminance signal level is lower than this, No8 (processed as a high gradient portion), Code is originally No
The area of 8 or No. 4 or less is code Nor or No.
o (both are treated as flat portions). In FIG. 18 showing one embodiment of such processing, Ci is the pixel code of the address i, Ci-1 is the code number of the pixel of the address i-1, and SO = S3 + S5 + S7SC is shown in FIG.
As a result, as shown in FIG. 19B, the flat portion and the fillet portion can be easily identified, and the quality of soldering can be appropriately determined.

【0008】[0008]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば複
数個の照明器の切換えによる複数の対象映像情報から対
象面形状を的確に記述する角度コード信号の生成が可能
であり、はんだ付けなど微細で多様な光沢物の外観検査
装置における性能向上や速度向上など、工業的に見た効
果が顕著である。なお、本発明の基本原理は、照明器の
段数や構造方式や受光センサの種類には無関係に適用可
能である。また実施例は4段構成の照明器による8レベ
ルのコード化方式で説明したが、4レベル、あるいは1
2レベル等のコード化もあり得る。さらに、検査対象の
種類に応じて、コード生成に用いる各種の敷居値を外部
信号により変更することも、本特許方式の範囲内で実現
しうることは明らかである。
As described above, according to the present invention, it is possible to generate an angle code signal that accurately describes a target surface shape from a plurality of target image information by switching a plurality of illuminators, and soldering can be performed. Industrially significant effects such as performance improvement and speed improvement in the appearance inspection device for fine and various glossy objects such as attachment. The basic principle of the present invention can be applied regardless of the number of stages of the illuminator, the structure method, and the type of the light receiving sensor. Further, although the embodiment has been described with respect to the 8-level coding system using the 4-stage illuminator, 4 levels or 1
There may be two levels of coding, etc. Further, it is obvious that various threshold values used for code generation can be changed by an external signal according to the type of the inspection target within the scope of the present patent system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の基本構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of the present invention.

【図2】本発明の具体的対象である多段照明式外観検査
装置の基本システム構成を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a basic system configuration of a multi-stage illumination type visual inspection device which is a specific object of the present invention.

【図3】本発明の動作フローチャート。FIG. 3 is an operation flowchart of the present invention.

【図4】本発明の光学部の具体構造図。FIG. 4 is a specific structural diagram of the optical unit of the present invention.

【図5】本発明光学系の反射モデルを示す図。FIG. 5 is a diagram showing a reflection model of the optical system of the present invention.

【図6】従来の照明器による対象面反射特性図。FIG. 6 is a target surface reflection characteristic diagram of a conventional illuminator.

【図7】従来例による映像情報形成のモデル図。FIG. 7 is a model diagram of image information formation according to a conventional example.

【図8】従来例による映像情報形成モデル図。FIG. 8 is a model diagram of image information formation according to a conventional example.

【図9】従来例によるコード生成状況のモデル図。FIG. 9 is a model diagram of a code generation situation according to a conventional example.

【図10】対象面の種類と輝度特性の関係を示す図。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the type of target surface and brightness characteristics.

【図11】従来方式におけるコード生成の問題点の説明
図。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a problem of code generation in the conventional method.

【図12】本発明の実施例における敷居値判定によるコ
ード生成方式の原理説明図。
FIG. 12 is an explanatory diagram of the principle of the code generation method by the threshold value judgment in the embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施例における相対値比較によるコ
ード生成方式原理説明図。
FIG. 13 is an explanatory diagram of a code generation method principle by relative value comparison in the embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施例における相対値比較によるコ
ード生成方式原理説明図。
FIG. 14 is an explanatory diagram of the principle of a code generation method by relative value comparison in the embodiment of the present invention.

【図15】相対値比較によるコード生成方式の原理説明
図。
FIG. 15 is an explanatory diagram of the principle of a code generation method by relative value comparison.

【図16】本発明によるコード生成方式の実施例説明
図。
FIG. 16 is an explanatory diagram of an embodiment of a code generation system according to the present invention.

【図17】本発明の他の実施例説明図。FIG. 17 is an explanatory view of another embodiment of the present invention.

【図18】本発明の実施例におけるコード再細生成方式
の説明図。
FIG. 18 is an explanatory diagram of a code refining generation method according to the embodiment of the present invention.

【図19】本発明による効果説明図。FIG. 19 is an explanatory diagram of effects of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 検査対象(ICリードのはんだ接合部を含む) 8 プリント配線基板上のはんだ付けランド 9 プリント配線基板 11 ICリード 12 上記ランドとリードを接合するはんだフィレット 13 上記フィレット断面 20 照明器 21 照明光 30 テレビカメラなど受光センサ 130 受光センサ出力 50 映像パターン記憶部 150 同 出力(映像パターン) 70 コード生成部 71 同 敷居値比較部 72 同 相対値比較部 170 コード生成部出力(コードパターン) 100 検査ウインドー 101 検査ウインドー内の画素部分 10 Inspection Target (Including Solder Joint of IC Lead) 8 Soldering Land on Printed Wiring Board 9 Printed Wiring Board 11 IC Lead 12 Solder Fillet for Joining the Land and Lead 13 Cross Section of the Fillet 20 Illuminator 21 Illumination Light 30 TV camera, etc. Light receiving sensor 130 Light receiving sensor output 50 Image pattern storage unit 150 Same output (image pattern) 70 Code generation unit 71 Same threshold comparison unit 72 Same relative value comparison unit 170 Code generation unit output (Code pattern) 100 Inspection window 101 Pixel part in the inspection window

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検査対象への投光角度が相違する複数段
の照明光源を有する外観形状検査において、前記検査対
象物からの反射光を受光する受光センサの出力をコード
化するとき、敷居値判定、および相対値判定により、対
象面記述コードの生成を行なう外観形状検査装置。
1. A threshold value when an output of a light receiving sensor for receiving reflected light from the inspection object is coded in an appearance shape inspection having a plurality of stages of illumination light sources having different projection angles to the inspection object. An appearance shape inspection device that generates a target surface description code by judgment and relative value judgment.
【請求項2】 検査対象への投光角度が相違する複数組
の照明光源と、該照明光源による前記検査対象からの反
射光を、検査対象を含む2次元領域における反射光輝度
分布として受光し、かつ電気信号として出力するための
受光センサと、前記複数照明光源の発光位置を切換えて
得られる複数の受光センサ出力信号パターンを記憶する
ための記憶装置と、該複数信号パターンを入力とし、こ
れを基に検査対象を含む2次元領域各位置の角度コード
の生成を行うコード信号生成部と、該生成コードの検査
領域における分布状態を基に前記検査対象の立体的形状
を認識することが可能な認識処理装置と、を有する外観
形状検査装置に使用する対象面記述コードの生成方式で
あって、入力情報と所定の敷居値とのレベル比較により
コード生成を行う機能を有することを特徴とした外観形
状検査装置。
2. A plurality of sets of illumination light sources having different projection angles to the inspection target, and reflected light from the inspection target by the illumination light sources are received as a reflected light luminance distribution in a two-dimensional area including the inspection target. , And a light receiving sensor for outputting as an electric signal, a storage device for storing a plurality of light receiving sensor output signal patterns obtained by switching the light emitting positions of the plurality of illumination light sources, and the plurality of signal patterns as input, It is possible to recognize a three-dimensional shape of the inspection target based on a code signal generation unit that generates an angle code at each position of a two-dimensional region including the inspection target based on the above, and a distribution state of the generated code in the inspection region. A recognition surface processing code generating method for a target surface description code used in an appearance shape inspection apparatus having a different recognition processing apparatus, the code generation being performed by comparing the level of input information with a predetermined threshold value. Appearance inspection device characterized by having function.
【請求項3】 前記請求項1項記載の外観検査装置に使
用する対象面記述コード生成方式であって、入力情報の
うちの特定の1ないし複数の情報と他のいずれかの1な
いし複数の入力情報が、あらかじめ定められたレベル関
係にある場合、これを記述するコード信号として生成す
る機能を有することを特徴とした外観形状検査装置。
3. A target surface description code generation method used in the appearance inspection apparatus according to claim 1, wherein specific one or a plurality of pieces of input information and one or a plurality of other pieces of input information are included. An appearance shape inspection device having a function of generating a code signal for describing input information when the input information has a predetermined level relationship.
【請求項4】 前記請求項1項記載の外観検査装置に使
用する対象面記述コード生成方式であって、検査対象領
域についてのコード生成を一旦実行した後、領域内の所
定範囲内の画素部分に対して、前記コード生成結果を参
照してコード変換を実行する機能を有することを特徴と
した外観形状検査装置。
4. A target surface description code generation method used in the appearance inspection apparatus according to claim 1, wherein the code generation for the inspection target area is once executed, and then a pixel portion within a predetermined range in the area. On the other hand, an appearance shape inspection apparatus having a function of executing code conversion with reference to the code generation result.
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