JPH07140088A - 回路基板検査装置における外観検査用カメラの単位移動量補正方法 - Google Patents

回路基板検査装置における外観検査用カメラの単位移動量補正方法

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JPH07140088A
JPH07140088A JP5309945A JP30994593A JPH07140088A JP H07140088 A JPH07140088 A JP H07140088A JP 5309945 A JP5309945 A JP 5309945A JP 30994593 A JP30994593 A JP 30994593A JP H07140088 A JPH07140088 A JP H07140088A
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JP
Japan
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camera
circuit board
pixel
axis direction
movement amount
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JP5309945A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Kanai
敏彦 金井
Toshie Koizumi
敏衛 小泉
Satoshi Uehara
聡 上原
Hiroyuki Takahashi
博之 高橋
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Hioki EE Corp
Original Assignee
Hioki EE Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 専用治具を用いることなく、ディスプレイ上
の1画素に対応するカメラの移動量を検出し、補正す
る。 【構成】 カメラ移動手段に回路基板Pに設けられてい
る基準マークMの理論的な中心座標M1(x1,y1)
を与えて、その位置Miにカメラを移動させ、同基準マ
ークMを撮像するとともに、画像処理手段にて基準マー
クMの実際の中心座標M2(x2,y2)をその画素単
位で求めた後、カメラを画素単位でその基準マークM上
に移動させ、その際カメラ移動手段により回路基板上に
おけるカメラのX軸方向移動距離lxとY軸方向の移動
距離lyを得、lx/|x1−x2|およびly/|y
1−y2|の演算により、X軸方向とY軸方向それぞれ
についての上記カメラの画素単位あたりの移動量を検出
し、その値をもって1画素あたりのカメラ移動量を補正
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は回路基板検査装置にお
ける外観検査用カメラの単位移動量補正方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】回路基板検査方法には、大別して電気的
に測定する方法とその外観から検査する方法とがある。
電気的測定においては、信号供給側のプローブと測定部
側のプローブとを被測定点に接触させて、その間の導通
状態や電流、電圧などを実際に計測するものであるた
め、信頼性の高い検査が行なえる。
【0003】しかしながら、電気的検査では例えばチッ
プ部品やICパッケージのリード端子などにおいて、一
応はハンダ付けはされて導通状態となっているものの、
その位置ずれやそれが剥がれ易い状態であるとかまでは
分からない。また、有極コンデンサの極性判別やバイパ
スコンデンサの有無なども電気的検査では検出し難い。
【0004】そこで、上記のような検査漏れのおそれが
ある場合には外観検査を行なうことになるが、目視によ
っていたのではきわめて能率が悪いため、カメラとその
画像処理によって自動的に外観検査を行なうようにした
例が図4に示されている。
【0005】すなわち、まず検査基準としての良品基板
Pをカメラ1にて撮像し、画像処理装置2にてその画像
の特徴を抽出し、それを基準モデルとしてメモリに格納
する。この場合、画像の特徴抽出は、標準正規化相関法
や輪郭抽出法などにより行なわれ、例えは2値化データ
としてメモリに記憶される。
【0006】検査にあたっては、被検査回路基板をカメ
ラ1にて撮像し、上記と同様に画像処理装置2にてその
画像の特徴を抽出するとともに、メモリから基準モデル
を読み出して両者の一致、不一致を比較判定する。この
比較判定は画像の重なり度合い(重複率)を得点化した
値によって判断され、例えばその得点値が予め設定され
ている基準得点値より大きい場合に良品と判定される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このようにして、外観
検査を自動的に、かつ、短時間で行なうようにしている
が、ディスプレイ3の1画素あたりのカメラ1の移動量
(単位移動量)を求めるには次のようにしている。
【0008】図5(A)に示されているような例えば黒
丸図形が格子状に規則正しく並べられたテーブル4をカ
メラ1の真下に置き、その複数個の黒丸図形を撮像して
ディスプレイ3にそれを映し出す(同図(B)参照)。
なお、テーブル4の互いに隣り合う黒丸の中心間距離は
予めメートル単位で求められている。
【0009】そして、ディスプレイ3に表示されている
任意の2つの黒丸の中心座標を画像処理(例えば、2値
化重心法など)によりその画素単位で求め、それら中心
座標間のX軸方向の画素数x1およびY軸方向の画素数
y1をそれぞれ求める。
【0010】ここで、テーブル4における2つの黒丸間
のX軸方向の距離をx2、Y軸方向の距離をy2(いず
れも既知)とすれば、x2/x1、y2/y1により、
単位画素あたりのカメラ1の移動量が検出され、この値
をもって位置補正などが行なわれる。
【0011】しかしながら、この従来法では上記テーブ
ルのような専用治具を必要とするばかりでなく、カメラ
の単位移動量を検出するたびに、その専用治具をカメラ
の真下位置にセットしなければならず、好ましくない。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するためになされたもので、その構成上の特徴は、回
路基板と平行な平面内でX−Y方向に移動し得る外観検
査用のカメラと、同カメラにて撮像された画像が表示さ
れるディスプレイを含む画像処理手段と、上記カメラを
X−Y方向に移動させるカメラ移動手段とを備え、上記
ディスプレイの1画素に対応する上記カメラの単位移動
量を補正する回路基板検査装置における外観検査用カメ
ラの単位移動量補正方法であって、上記カメラ移動手段
に上記回路基板に設けられている基準マークの理論的な
中心座標(x1,y1)を与えて上記カメラをその位置
に移動させて、同基準マークを撮像するとともに、上記
画像処理手段にて同基準マークの実際の中心座標(x
2,y2)をその画素単位で求めた後、上記カメラを画
素単位でその中心座標(x2,y2)上に移動させて、
上記カメラ移動手段によりその際の上記回路基板上にお
ける上記カメラのX軸方向移動距離lxとY軸方向の移
動距離lyを得、lx/|x1−x2|およびly/|
y1−y2|の演算により、X軸方向とY軸方向それぞ
れについての上記カメラの1画素単位あたりの移動量を
検出し、この値をもって上記カメラの移動量を補正する
ことにある。なお、カメラ側を固定とし、回路基板側を
移動させるようにしてもよい。
【0013】
【作用】例えば、回路基板の基準マークの中心座標が
(200,300)であるとすると、まず、カメラをそ
の座標位置に移動させ、その位置において基準マークを
撮像するとともに、画像処理(例えば、2値化重心法)
にて同基準マークの実際の中心座標を画素単位で求め
る。そして、その座標値が例えば(202,301)で
あったとすると、カメラはCPUなどの制御手段にてX
軸方向に2画素分、Y軸方向に1画素分移動させられ
る。その際の実際の移動距離がX軸方向20μm、Y軸
方向10μmであるとすれば、1画素あたりの移動量は
10μmに補正(キャリブレーション)される。
【0014】
【実施例】まず、図を参照しながら、この発明が適用さ
れる回路基板検査装置の一実施例について、その概略を
説明する。これによると、同回路基板検査装置はX軸に
沿って配向された例えば3つのガイドレール10a〜1
0cとを備え、この各ガイドレール10a〜10cには
Y軸方向に延びるアーム11a〜11cがそれぞれ同ガ
イドレールに沿ってX軸方向に移動可能に保持されてい
る。
【0015】そして、各アーム11a〜11cには、可
動部12a〜12cがそのY軸方向に沿って移動可能に
保持されており、詳しくは図示されていないが、その可
動部12a〜12cの各々には、プローブ13a〜13
cが回路基板Pに対して接触し得るように昇降自在に取
り付けられている。
【0016】アーム11a〜11cのいずれでもよい
が、この実施例においては、中間のアーム11bにもう
一つの可動部12dが同じくY軸方向に沿って移動可能
に保持され、同可動部12dには図2に示されているよ
うに、回路基板Pの細部を任意の拡大倍率をもって撮像
し得る外観検査用のカメラ14が取り付けられている。
【0017】図示されていないが、ガイドレール10a
〜10cには各アーム11a〜11cをX軸方向に往復
動させるサーボモータを含む第1の移動手段が設けられ
ており、また、各アーム11a〜11cにも各可動部1
2a〜12dをそのY軸方向に沿って往復動させるサー
ボモータを含む第2の移動手段が設けられている。
【0018】したがって、この第1および第2の移動手
段により、カメラ14は各プローブ13a〜13cと同
様に回路基板Pに対して平行な平面内において任意に移
動し得、同カメラ14で撮像した画像データが中央演算
処理ユニット(CPU)20に送られるようになってい
る。
【0019】各プローブ13a〜13cも図示しない適
当なI/Oポートなどを介してCPU20に接続される
が、この場合、同CPU20には画像処理部およびその
画像処理プログラムなどが格納されたROM(Read
Only Memory)と、画像処理されたデータ
を記憶するRAM(Random Access Me
mory)とが設けられており、また、同CPU20に
は操作部21とディスプレイ22とが接続されている。
【0020】まず、当初において、カメラ14の1画素
あたりの移動量が例えば12μmに設定されているもの
とする。検査に先立って、その補正量を求めるには、カ
メラ移動手段に回路基板Pに設けられている基準マーク
Mの理論値的な中心座標M1(x1,y1)を与えてカ
メラ14をその位置に移動させる。
【0021】この場合、そのカメラ位置が基準マークM
と一致すれば何ら問題はないのであるが、通常はカメラ
の倍率やその他の誤差要因により、図3(A)に示され
ているように、カメラ14が移動させられた位置Miと
実際の基準マークMの位置が異なる。
【0022】そこで、同カメラ14にてその基準マーク
Mを撮像するとともに、例えば2値化重心法などの画像
処理法にてその中心座標M2(x2,y2)を画素単位
で求める。そして、カメラ14を画素単位で同中心座標
M2(x2,y2)上に移動させる(図3(B)参
照)。
【0023】なお、基準マークMがカメラ14の視野内
に収まっていれば、画像処理によりその中心座標M2を
求めることが可能であるが、基準マークMがカメラ14
の視野外である場合には、上記の理論的中心座標を設定
し直して再度カメラ14を移動させることになる。
【0024】これらの処理はCPU20内で行なわれる
が、これと並行してCPU20は上記第1および第2移
動手段より、カメラ14が回路基板上において実際に移
動した実際の距離データを得る。
【0025】その距離データから、カメラ14のX軸方
向に移動した距離をlx、Y軸方向に移動した距離をl
yとすれば、中心座標M1,M2間におけるX軸方向の
画素数は|x1−x2|、Y軸方向の画素数は|y1−
y2|であるから、X軸方向におけるカメラ14の単位
画素あたりの移動量はlx/|x1−x2|、Y軸方向
におけるカメラ14の単位画素あたりの移動量はly/
|y1−y2|により得られ、当初設定された1画素あ
たり12μmの値の補正(キャリブレーション)が行な
われる。
【0026】このようにして、ディスプレイ上の1画素
あたりのカメラ移動量が正確に検出され、その値をもっ
てカメラの位置補正などが行なわれる。この他に、この
実施例ではカメラがプローブピンと同様にX−Y方向に
任意に移動可能であるため、回路基板の細部までをも精
度よく外観検査することができる。
【0027】なお、上記実施例ではカメラ側を移動させ
ているが、場合によってはカメラ側を固定とし、回路基
板側を移動させるようにしてもよい。また、回路基板に
設けられている基準マーク(フィデューシャルマーク)
を用いているが、他のマークや場合によっては実装部品
などを基準として用いてもよい。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、基準マークが見える視野内においてカメラ(もしく
は回路基板)を少なくとも1回移動させることにより、
従来のような専用の治具を用いることなく、ディスプレ
イの1画素に対応するカメラの移動量を簡単かつ正確に
検出し、補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が適用される回路基板検査装置の一実
施例を模式的に示した平面図。
【図2】同実施例においてカメラの取り付け状態を示し
た斜視図。
【図3】この発明の動作を説明するための説明図。
【図4】従来例を説明するための模式図。
【図5】同従来例に使用される専用治具およびそれによ
る移動量検出方法を説明するための模式図。
【符号の説明】
10a〜10c ガイドレール 11a〜11c アーム 12a〜12d 可動部 13a〜13c プローブ 14 カメラ 20 CPU 21 操作部 22 ディスプレイ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06T 1/00 H05K 13/08 U 8315−4E (72)発明者 高橋 博之 長野県上田市大字小泉字桜町81番地 日置 電機株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路基板と平行な平面内でX−Y方向に
    移動し得る外観検査用のカメラと、同カメラにて撮像さ
    れた画像が表示されるディスプレイを含む画像処理手段
    と、上記カメラをX−Y方向に移動させるカメラ移動手
    段とを備え、上記ディスプレイの1画素に対応する上記
    カメラの単位移動量を補正する回路基板検査装置におけ
    る外観検査用カメラの単位移動量補正方法であって、上
    記カメラ移動手段に上記回路基板に設けられている基準
    マークの理論的な中心座標(x1,y1)を与えて上記
    カメラをその位置に移動させて、同基準マークを撮像す
    るとともに、上記画像処理手段にて同基準マークの実際
    の中心座標(x2,y2)をその画素単位で求めた後、
    上記カメラを画素単位でその中心座標(x2,y2)上
    に移動させて、上記カメラ移動手段によりその際の上記
    回路基板上における上記カメラのX軸方向移動距離lx
    とY軸方向の移動距離lyを得、lx/|x1−x2|
    およびly/|y1−y2|の演算により、X軸方向と
    Y軸方向それぞれについての上記カメラの1画素単位あ
    たりの移動量を検出し、この値をもって上記カメラの移
    動量を補正することを特徴とする回路基板検査装置にお
    ける外観検査用カメラの単位移動量補正方法。
  2. 【請求項2】 上記カメラ側を固定とし、上記回路基板
    側を移動させるようにしたことを特徴とする請求項1に
    記載の回路基板検査装置における外観検査用カメラの単
    位移動量補正方法。
JP5309945A 1993-11-15 1993-11-15 回路基板検査装置における外観検査用カメラの単位移動量補正方法 Pending JPH07140088A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0989527A (ja) * 1995-09-27 1997-04-04 Ntn Corp 計測装置の演算パラメータ計測方法、および計測装置
JP2013096863A (ja) * 2011-11-01 2013-05-20 Shimadzu Corp キャリブレーション方法および基板検査装置
CN105627934A (zh) * 2014-10-30 2016-06-01 宁波舜宇光电信息有限公司 一种基于机器视觉的视觉比例系数获取方法
JP2018190848A (ja) * 2017-05-09 2018-11-29 株式会社Fuji 基板作業機
CN113945363A (zh) * 2021-10-20 2022-01-18 重庆市天实精工科技有限公司 检测摄像头模组传感器位移性能的方法

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Effective date: 20030319