JPH08101137A - 検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、各種の検査内容に応じた最適な条件
を満たす光学系を容易に提供することのできる検査装置
の実現を目的とするものである。 【構成】検査対象物の表面を所定の撮像手段により撮像
することにより得られた画像データと、予め入力された
画像データとを順次比較することにより検査対象物を検
査する検査装置において、撮像手段を、撮像手段内部の
入射光受光面を含む平面上の任意の一点を中心として所
定方向に回転自在に保持する保持手段を設けたことによ
り、撮像手段の撮像光軸の調整作業を容易に行い得るよ
うにでき、かくして各種の検査内容に応じた最適な条件
を満たす光学系を容易に提供することのできる検査装置
を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術（図１０） 発明が解決しようとする課題（図１０） 課題を解決するための手段（図１〜図９） 作用（図１〜図９） 実施例（図１〜図９） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は検査装置に関し、例えば
検査基板の外観を検査する実装基板外観検査装置に適用
して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、実装基板外観検査装置において
は、ＣＣＤ（charge coupled device:電化結合素子）カ
メラ等の撮像手段を用いて検査基板の外観を順次撮像
し、かくして得られた各画像データと、予め入力されて
いる基準的な各画像データとを順次比較することによ
り、検査基板の各部位におけるはんだ付け不良や導体パ
ターン形成不良等を検出し得るようになされている。と
ころでこの種の実装基板外観検査装置の１つとして、従
来、図１０に示すように、ＣＣＤカメラ１と、当該ＣＣ
Ｄカメラ１の撮像領域を照明する照明部２とで構成され
る画像入力機構部（以下、これをヘツド部と呼ぶ）３の
当該ＣＣＤカメラ１の撮像光軸Ｋ１の向きを所定の範囲
内において所望の角度に設定することができるようにな
されたものがある。

【０００４】実際上この種の実装基板外観検査装置で
は、ＣＣＤカメラ１は撮像光軸Ｋ１が検査基板４と直交
する位置（図１０においてＣＣＤカメラ１が実線で描か
れている位置）を基準として、撮像光軸Ｋ１と検査基板
４との交点Ｐ１を中心とする円弧上を自在に移動し得る
ように保持されており、また照明部２もＣＣＤカメラ１
の下方位置にＣＣＤカメラ１の移動中心（交点Ｐ１）を
中心とする円弧上を自在に移動し得るように配設されて
いる。従つてこの種の実装基板外観検査装置によれば、
検査基板４、検査部品及び検査項目等の検査内容に応じ
た最適な角度の画像データを得ることができると共に、
ＣＣＤカメラ１の撮像光軸Ｋ１の設定角度に応じた最適
な照明を行うことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの種の実装
基板外観検査装置の場合、検査基板４や、検査基板４上
の検査部品及び検査項目等の検査内容に合わせてＣＣＤ
カメラ１の撮像光軸Ｋ１の方向や、当該ＣＣＤカメラ１
と照明部２との位置関係を調整する必要がある。ところ
が、従来の実装基板外観検査装置では、ＣＣＤカメラ１
及び照明部２は実装基板外観検査装置本体に一体に組み
込まれており、従つてこれらの調整作業は装置全体とし
ての調整作業となるために調整者が設置場所に赴いて行
う必要があるなど、ＣＣＤカメラ１と照明部２との位置
関係の調整作業（光学系の調整作業）が煩雑な問題があ
つた。

【０００６】またこの種の実装基板外観検査装置の場
合、種々の検査内容に応じて最適な角度から検査基板４
をＣＣＤカメラ１で撮像し得るようにするためには、Ｃ
ＣＤカメラ１の可動範囲を大きく取る必要があり、この
ためＣＣＤカメラ１を保持する保持機構が大型化及び複
雑化する問題があつた。さらに照明部２の保持機構も同
様の理由から大型化、かつ複雑化するために実装基板外
観検査装置全体の製造コストが高くなつたり、またＣＣ
Ｄカメラ１及び照明部２が実装基板外観検査装置本体
（図示せず）と一体に形成されているためにこれらを他
のものと容易には変更できないなど、メンテナンスやバ
ージヨンアツプが難しい問題があつた。

【０００７】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、各種の検査内容に応じた最適な条件を満たす光学系
を容易に提供することのできる検査装置を提案しようと
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、検査対象物の表面を所定の撮像手
段１により撮像することにより得られた画像データと、
予め入力された画像データとを順次比較することにより
検査対象物を検査する検査装置において、撮像手段１
を、撮像手段１内部の入射光受光面５５Ａを含む平面上
の所定の一点を中心として任意の方向に回転自在に保持
する保持手段１１を設けた。

【０００９】また本発明においては、撮像手段１は、電
化結合素子を用いて形成され、入射光受光面５５Ａは、
電化結合素子の受光面でなるようにした。

【００１０】さらに本発明においては、検査装置の本体
に固定配置された第１の取付け補助部材１３と、第１の
取付け補助部材１３に対して位置決めした状態に着脱自
在の第２の取付け補助部材１２とを設け、保持手段１１
が第２の取付け補助部材１２に固着されることにより、
保持手段１１を第２の補助部材１２を介して第１の取付
け補助部材１３に着脱自在に取り付けられるようにし
た。

【００１１】さらに本発明においては、保持手段１１
は、ベース板３０と、ベース板３０上に摺動自在に配設
された第１の調整板３１と、第１の調整板３１及びベー
ス板３０を一体に嵌挿する軸部材３２と、軸部材３２の
第１の調整板３１側の端部に揺動自在に嵌め込まれたシ
ヤフト３５と、シヤフト３５の端部に固定された第２の
調整板４０と、撮像手段１を第２の調整板に対して固定
する固定手段５０、５１、５２とでなるようにした。

【００１２】さらに本発明においては、撮像手段１の撮
像領域を照明する照明手段１４、７１、７２を設け、照
明手段１４、７１、７２を保持手段１１と一体に第２の
取付け補助部材１２に固着するようにした。

【００１３】

【作用】撮像手段１を、撮像手段１内部の入射光受光面
５５Ａを含む平面上の所定の一点を中心として任意の方
向に回転自在に保持するようにしたことにより、撮像手
段１を容易にモジユール化できる。この場合モジユール
化された撮像手段１の撮像光軸Ｋ１の向きの調整作業
は、モジユール単位で調整することができるため、容易
に行うことができる。従つて各種の検査内容に応じた最
適な条件を満たす光学系を容易に提供することのできる
検査装置を実現できる。

【００１４】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１５】図１０との対応部分に同一符号を付して示
す図１において、１０は全体として実装基板外観検査装
置のヘツド部を示し、ＣＣＤカメラ１は当該ＣＣＤカメ
ラ１を保持するカメラ保持部１１と一体に、カメラ側取
付け補助板１２を介して実装基板外観検査装置本体（図
示せず）に固定配置された本体側取付け補助板１３に着
脱自在に取り付けられている。またカメラ側取付け補助
板１２の下端部には照明部１４が取り付けられており、
かくして実装基板外観検査装置本体と切り離した状態
で、モジユール化されたＣＣＤカメラ１と照明部１４と
の位置関係を調整（光学系を調整）し得るようになされ
ている。

【００１６】実際上本体側取付け補助板１３は、図２
（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ベース補助板２０の一面
側に一対の基準ピン２１Ａ、２１Ｂが植立され、かつ周
端部に複数のねじ穴２０Ａが穿設されることにより形成
されている。またカメラ側取付け補助板２２は、図３
（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本体側取付け補助板１３
の基準ピン２１Ａ、２１Ｂとそれぞれ対応させて、ベー
ス補助板２３に一対の基準穴２３Ａ、２３Ｂが穿設され
ると共に、本体側取付け補助板１３の各ねじ穴２０Ａと
それぞれ対応させて複数のねじ２４が螺着されることに
より形成されている。

【００１７】これによりこの実装基板外観検査装置で
は、本体側取付け補助板１３の各基準ピン２１Ａ、２１
Ｂをそれぞれカメラ側取付け補助板１２の対応する基準
穴２３Ａ、２３Ｂに図４（Ａ）及び（Ｂ）のように嵌め
込んだ後、カメラ側取付け補助板１２の各ねじ２４をそ
れぞれ本体側取付け補助板１２の対応するねじ穴２０Ａ
にねじ込むことによりヘツド部１０を実装基板外観検査
装置本体に精度良く位置決めした状態に着脱自在に取り
付け得るようになされている。

【００１８】一方カメラ保持部１１においては、図１か
らも明らかなように、カメラ側取付け補助板１２にねじ
止め固定された平行平面板状のベース板３０を有する。
この場合図５〜図７に示すように、ベース板３０の一面
側にはふれ調整板３１が摺動自在に当接されると共に、
当該ふれ調整板３１の下端部には当該ふれ調整板３１の
下端に設けられた開口３１Ａと、ベース板３０の下端部
に設けられた開口３０Ａとを一体に嵌挿する２段の筒構
成のボール受け３２が配設され、かつベース板３０の開
口３０Ａと嵌合するボール受け３２の一端側先端部には
リング３３が取り付けられている。これによりふれ調整
板３１がベース板３０の一面上をボール受け３２を中心
として自在に矢印ｂで示すふれ方向に回転し得るように
なされている。

【００１９】この場合ふれ調整板３１の上端部にはボー
ル受け３２の中心軸を中心とする円弧状の第１及び第２
の固定用開口３１Ｂ、３１Ｃ（図５）が穿設されると共
に、この第１及び第２の固定用開口３１Ｂ、３１Ｃを貫
通してベース板３０と螺合するように第１及び第２の固
定用ねじ３４Ａ、３４Ｂが配設されており、かくして第
１及び第２のふれ調整ねじ３４Ａ、３４Ｂを強く締める
ことによつて当該ふれ調整板３１を所望の角度ふれた
（傾いた）状態でベース板３０に固定し得るようになさ
れている。またボール受け３２の他端側には、シヤフト
３５の一端に取り付けられたボール３６がボール保持部
材３７により任意の方向に回転自在に保持されるように
して嵌め込まれており、かくしてシヤフト３５をボール
３６の中心を中心として自在に揺動させ得るようになさ
れている。

【００２０】このシヤフト３５の他端はθ及びあおり調
整板４０の中央部に穿設された貫通孔４０Ａに嵌め込ま
れていると共に、特に図５からも明らかなように、θ及
びあおり調整板４０の４隅には先端部がふれ調整板３１
とそれぞれ螺合する第１、第２、第３及び第４の調整ね
じ４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄがねじ込まれてお
り、かくして第１及び第２の調整ねじ４１Ａ、４１Ｂ若
しくは第３及び第４の調整ねじ４１Ｃ、４１Ｄを同じ程
度ふれ調整板３１にねじ込むことにより、θ及びあおり
調整板４０をボール３６の中心を回転中心として矢印ａ
で示すあおり方向に自在に回転させ得る一方、第１及び
第３の調整ねじ４１Ａ、４１Ｃ若しくは第２及び第４の
調整ねじ４１Ｂ、４１Ｄを同じ程度ふれ調整板にねじ込
むことにより、θ及びあおり調整板４０をボール３６の
中心を回転中心としてθ回転方向に回転させ得るように
なされている。

【００２１】さらにθ及びあおり調整板４０の正面に
は、第１、第２及び第３のフレーム板５０、５１、５２
で形成されるコ字状の枠体が固着されており、これら第
１〜第３のフレーム板５０、５１、５２と、θ及びあお
り調整板４０とによつて形成される枠の内側にＣＣＤカ
メラ１が内部のＣＣＤ５５（図２）の受光面５５Ａを含
む平面がボール３６の中心を通るように嵌め込まれて固
定されている。従つてこのカメラ保持部１１では、ベー
ス板３０に取り付けられた第１及び第２の固定ねじ３４
Ａ、３４Ｂを緩め、ふれ調整板３１のベース板３０に対
する回転量を調整することによつてＣＣＤカメラ１の撮
像光軸Ｋ１のふれ方向の傾き量を調整でき、所望の回転
量が得られたところで再び第１及び第２の固定ねじ３４
Ａ、３４Ｂをきつく締めることによつてＣＣＤカメラ１
をこの状態に固定することができる。

【００２２】またθ及びあおり調整板４０に螺合された
第１及び第２の調整ねじ４１Ａ、４１Ｂ若しくは第３及
び第４の調整ねじ４１Ｃ、４１Ｄをベース板３０に対し
てねじ込むことによつてＣＣＤカメラ１の撮像光軸Ｋ１
のあおり方向の傾き量を調整してこの状態に固定するこ
とができると共に、第１及び第３の調整ねじ４１Ａ、４
１Ｃ若しくは第２及び第４の調整ねじ４１Ｂ、４１Ｄを
ベース板３０に対してねじ込むことによりＣＣＤカメラ
１から出力される画像データに基づく画像の回転量を調
整してこの状態に固定することができるようになされて
いる。

【００２３】一方照明部１４においては、図１からも明
らかなように、カメラ側取付け補助板１２に着脱自在に
取り付けられた円環状の取付け部材６０の下端面に、リ
ング状の第１の蛍光灯６１の周囲を取り囲む筒状の第１
の傘部６２が取り付けられている。この第１の傘部６２
の下端部には、筒状の照明制限板６３と、第１の蛍光灯
６１よりも径の大きいリング状の第２の蛍光灯６４の周
囲を取り囲むように周端部が下方に折り曲げられた第２
の傘部６５とが取り付けられている。

【００２４】この場合第１及び第２の蛍光灯６１、６４
は、同心円上に配設されており、また照明制限板６２の
下端部には、90度間隔で長方形状の切り欠き６２Ａが設
けられている。これにより照明部１４では、第１の蛍光
灯６１から発射された光と、第２の蛍光灯６４から発射
された光のうち照明制限板６２の各切り欠き６２Ａを通
過した光とでＣＣＤカメラ１の撮像領域内を照明し得る
ようになされている。

【００２５】以上の構成において、この実装基板外観検
査装置では、ＣＣＤカメラ１と照明部１４とがカメラ側
取付け補助板１２により一体にモジユール化されている
ため、ＣＣＤカメラ１の撮像光軸Ｋ１の方向と照明部１
４との調整作業を実装基板外観検査装置本体と切り離し
た状態において行うことができる。従つて工場等におい
てＣＣＤカメラ１と照明部１４との位置関係を調整した
後、このモジユールを実装基板外観検査装置本体に取り
付けるだけで所望の条件を満たした光学系を得ることが
できる。

【００２６】これは、ＣＣＤカメラ１をカメラ保持部１
１によつてその内部に収納されたＣＣＤ５５の受光面５
５Ａを含む平面上の一点を中心としてふれ方向、あおり
方向及びθ回転方向に回転自在に保持するようにしたこ
とによるものであり、実際上このようにヘツド部１０を
構成することによつてＣＣＤカメラ１を保持するカメラ
保持部１１を図５〜図７のように小型化及び簡易化する
ことができ、かくしてＣＣＤカメラ１と当該ＣＣＤカメ
ラ１を保持するカメラ保持部１１とをユニツト化し、結
果的にＣＣＤカメラ１と照明部１４とのモジユール化で
きる。

【００２７】またＣＣＤカメラ１をこのようにＣＣＤ５
５の受光面５５Ａを含む平面上の一点を中心としてふれ
方向、あおり方向及びθ回転方向に回転自在に保持する
ようにしたことにより、ＣＣＤカメラ１を僅かに動かす
だけで当該ＣＣＤカメラ１の撮像光軸Ｋ１の方向を大き
く変化させることができるため、従来、ＣＣＤカメラ１
の可動範囲が大きいことにより煩雑であつたＣＣＤカメ
ラ１の撮像光軸Ｋ１の向き調整作業を容易に行うことが
できるようにすることができる。

【００２８】さらにこの実装基板外観検査装置では、照
明部１４としてリング状の第１及び第２の蛍光灯６１、
６４を用いていることにより、光源として点光源を用い
ている場合に比べて均一な照度の画像を得ることがで
き、またシエーデイング補正が不要なため安価に構成す
ることができる。

【００２９】以上の構成によれば、ＣＣＤカメラ１を、
内部に収納されたＣＣＤ５５の受光面５５Ａを含む平面
上の一点を中心としてふれ方向、あおり方向及びθ回転
方向に回転自在に保持するようにしたことにより、ＣＣ
Ｄカメラ１の撮像光軸Ｋ１の方向と照明部１４との位置
関係の調整を実装基板外観検査装置本体と切り離した状
態において行うことができ、かくして各種の検査内容に
応じた最適な条件を満たす光学系を容易に提供すること
のできる検査装置を実現できる。またヘツド部１０を実
装基板外観検査装置本体と平行して製作することができ
るため、製作期間の短縮化を図ることができる。

【００３０】さらにヘツド部１０をモジユール化したこ
とにより当該ヘツド部１０の交換を容易にすることがで
き、かくしてバージヨンアツプ等のサービスを容易に行
い得るようにすることができる。

【００３１】さらにＣＣＤカメラ１を内部のＣＣＤ５５
の受光面５５Ａ面を含む平面上の一点を中心としてふれ
方向、あおり方向及びθ回転方向に回転自在に保持する
ようにしたことにより、ＣＣＤカメラ１と照明部１４と
の位置関係の調整作業を容易化でき、またヘツド部１０
の構成を簡略化することができるために信頼性を向上さ
せ、製造コストを低減させることもできる。

【００３２】なお上述の実施例においては、照明部１４
をリング状の第１及び第２の蛍光灯６１、６５を用いて
構成するようにした場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、例えば図１との対応部分に同一符号を付し
た図８又は図９に示すように、複数のＬＥＤ（発光ダイ
オード）７０をリング状に多段に配列することにより形
成された照明装置７１（図８）、７２（図９）を用いる
ようにしても良い。照明部７１、７２として、このよう
な指向性をもつＬＥＤ７０を光源とするものを適用する
ことにより、検査対象物の表面との反射角を検出するこ
とができ、かくして検査対象物のエツジ等を検出する場
合に有利である。また照明部をこれ以外の構成とするよ
うにしても良い。

【００３３】因に、図８の照明装置７１は、カメラ側取
付け補助板１２の下端部に固定される固定板８０に円筒
形状の第１の傘部８１が取り付けられると共に、当該第
１の傘部８１の下端部に周端部が下方に折り曲げられて
なるフレア状の第２の傘部８２が取り付けられ、かつ第
１及び第２の傘部８１、８２の内側に複数のＬＥＤ７０
がリング状に多段に配設されることにより形成されてい
る。

【００３４】また図９の照明装置７２は、カメラ側取付
け補助板１２の下端部に固定される固定板９０に中空の
円錐体形状の傘部材９１が取り付けられると共に、当該
傘部材９１の内側に各ＬＥＤ７０をリング状に、多段に
保持する中空の円錐体形状のＬＥＤホルダ９２が取り付
けられ、かつ各ＬＥＤ７０から発射された光を受けるよ
うに拡散板９３が配設されて形成されている。

【００３５】また上述の実施例においては、実装基板外
観検査装置のヘツド部１０を実装基板外観検査装置本体
に対して着脱自在とする構成として、ＣＣＤカメラ１、
カメラ保持部１１及び照明部１４をカメラ側取付け補助
板１２に取り付け、当該カメラ側取付け補助板１２を実
装基板外観検査装置本体に固定配置された本体側取付け
補助板１３に着脱自在に取り付け得るようにした場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、実装基板外観
検査装置のヘツド部１０を実装基板外観検査装置本体に
対して着脱自在とする構成としてはこの他種々の構成を
適用できる。

【００３６】さらに上述の実施例においては、本発明を
実装基板外観検査装置に適用するようにした場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の検査
装置に適用し得る。

【００３７】さらに上述の実施例においては、ヘツド部
の撮像手段としてＣＣＤカメラ１を適用し、当該ＣＣＤ
カメラ１を、内部に収納されたＣＣＤ５５の受光面５５
Ａを含む平面上の一点を中心としてふれ方向、あおり方
向及びθ回転方向に回転自在に保持するようにした場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、撮像
手段内部において入射光を受光する受光面（入射光受光
面）を含む平面上の一点を中心としてふれ方向、あおり
方向及びθ回転方向に回転自在に保持するのであれば、
撮像手段としてはＣＣＤカメラ１以外のものであつても
良い。

【００３８】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、検査対象
物の表面を所定の撮像手段により撮像することにより得
られた画像データと、予め入力された画像データとを順
次比較することにより検査対象物を検査する検査装置に
おいて、撮像手段を、撮像手段内部の入射光受光面を含
む平面上の任意の一点を中心として所定方向に回転自在
に保持する保持手段を設けたことにより、撮像手段の撮
像光軸の調整作業を容易に行い得るようにでき、かくし
て各種の検査内容に応じた最適な条件を満たす光学系を
容易に提供することのできる検査装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例による実装基板外観検査装置のヘツド部
の構成を示す側面図である。

【図２】本体側取付け補助板の構成を示す正面図及び側
面図である。

【図３】モジユール側取付け補助板の構成を示す正面図
及び側面図である。

【図４】本体側取付け補助板に対してモジユール側取付
け補助板を取り付けたとの様子を示す正面図及び側面図
である。

【図５】カメラ保持部の構成を示す正面図である。

【図６】カメラ保持部の構成を示す正面図である。

【図７】カメラ保持部の構成を示す断面図である。

【図８】他の実施例を部分的に断面をとつて示す側面図
である。

【図９】他の実施例を部分的に断面をとつて示す側面図
である。

【図１０】従来の実装基板外観検査装置のヘツド部の構
成を示す略線的な側面図である。

【符号の説明】

１……ＣＣＤカメラ、１０……ヘツド部、１１……カメ
ラ保持部、１２……カメラ側取付け補助板、１３……本
体側取付け補助板、１４……照明部、３０……ベース
板、３１……ふれ調整板、３２……ボール受け、３５…
…シヤフト、３６……ボール、４０……θ及びあおり調
整板、Ｋ１……撮像光軸。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査対象物の表面を所定の撮像手段により
   撮像することにより得られた画像データと、予め入力さ
   れた画像データとを順次比較することにより上記検査対
   象物を検査する検査装置において、 上記撮像手段を、上記撮像手段内部の入射光受光面を含
   む平面上の所定の一点を中心として任意の方向に回転自
   在に保持する保持手段を具えることを特徴とする検査装
   置。
2. 【請求項２】上記撮像手段は、電化結合素子を用いて形
   成され、 上記入射光受光面は、上記電化結合素子の受光面でなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 【請求項３】上記検査装置の本体に固定配置された第１
   の取付け補助部材と、 上記第１の取付け補助部材に対して位置決めした状態に
   着脱自在の第２の取付け補助部材とを具え、上記保持手
   段が上記第２の取付け補助部材に固着されることにより
   上記保持手段を上記第２の取付け補助部材を介して上記
   第１の取付け補助部材に着脱自在に取り付けられるよう
   にしたことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
4. 【請求項４】上記保持手段は、 ベース板と、 上記ベース板上に摺動自在に配設された第１の調整板
   と、 上記第１の調整板及び上記ベース板を一体に嵌挿する軸
   部材と、 上記軸部材の上記第１の調整板側の端部に揺動自在に嵌
   め込まれたシヤフトと、 上記シヤフトの端部に固定された第２の調整板と、 上記撮像手段を上記第２の調整板に対して固定する固定
   手段とを具えることを特徴とする請求項１に記載の検査
   装置。
5. 【請求項５】上記撮像手段の撮像領域を照明する照明手
   段を具え、上記照明手段が上記保持手段と一体に上記第
   ２の取付け補助部材に固着されたことを特徴とする請求
   項１に記載の検査装置。