JPH0843047A - 光学検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】設置床面積とタクトタイムを増やすことなく、
ワークの形状や外観を容易に検査することができる光学
検査装置を得ること。 【構成】搬送コンベア１の上方に設けたＣＣＤカメラ３
Ａの下方に拡散照明用のハロゲンランプ13Ｂ，13Ｃを対
称的に配置する。搬送コンベア１の下方には、透過照明
用のハロゲンランプ13ＡをＣＣＤカメラ３Ａと同一軸心
線上に設ける。拡散照明電源４と透過照明電源５を、Ｃ
ＣＤカメラ３Ａのスキャニングのタイミングに合わせて
交互にオン・オフする。ＣＣＤカメラ３Ａから画像処理
装置６に入力された画像情報は、拡散照明の反射光によ
る画像と透過照明による画像毎に集積して、それぞれ画
像処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、ＩＣのリード
フレームの外観を検査する光学検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、ＩＣのリードフレームを検査す
る従来の光学検査装置の一例を示す図である。図７にお
いて、左側から右方向に矢印Ｅで示すように移動する搬
送コンベア１の上面には、図示しないテープに所定の間
隔で貼り付けられたリードフレーム２が載置されてい
る。この搬送コンベア１の下部には、この搬送コンベア
の下方から上方を照明するハロゲンランプ13Ａが縦に設
けられ、このハロゲンランプ13Ａは、透過照明電源５に
接続されている。

【０００３】一方、搬送コンベア１の上方には、ハロゲ
ンランプ13Ａと同一軸心線上にＣＣＤ（Charge Coupled
Device 、電荷結合素子）カメラ３Ｃが撮像面を下向き
にして縦に取り付けられている。

【０００４】このＣＣＤカメラ３Ｃの下流側には、この
ＣＣＤカメラ３Ｃと同一形格品のＣＣＤカメラ３Ｄが縦
に対称的に取り付けられている。このＣＣＤカメラ３Ｄ
の下方には、一対のハロゲンランプ13Ｂ，13ＣがＣＣＤ
カメラ３Ｄの軸心線に対して左右に対称的に設けられ、
これらのハロゲンランプ13Ｂ，13Ｃは、拡散照明電源４
に接続されている。

【０００５】ＣＣＤカメラ３Ｃ，３Ｄの出力信号線は、
切換スイッチ14Ａを経て、画像処理装置６の入力側に接
続され、この画像処理装置６の出力側には、後述する画
像表示装置７，８が接続されている。

【０００６】このように構成された光学検査装置におい
ては、リードフレーム２が搬送コンベア１によって搬送
されてＣＣＤカメラ３Ｃとハロゲンランプ13Ａを結ぶ線
上に来ると、ハロゲンランプ13Ａの照明によって、リー
ドフレーム２の陰影がＣＣＤカメラ３Ｃで撮像され、リ
ードフレーム２に形成されたリードの寄り、ばり、欠
け、変形やエッチング不良による短絡の有無などを含む
画像信号が画像処理装置６で画像処理され、画像表示装
置７に表示される。

【０００７】リードフレーム２が更に下流側に搬送され
て、ＣＣＤカメラ３Ｄの下方の位置に来ると、ハロゲン
ランプ13Ａ，13Ｃの光で照射された反射光によって、リ
ードフレーム２の表面状態がＣＣＤカメラ３Ｄで撮像さ
れ、このＣＣＤカメラ３Ｄの画像信号が切換スイッチ14
を経て入力された画像処理装置６で画像処理され、リー
ドフレーム２のリードのめっきの位置、めっき長さ、め
っきの欠け、めっき抜けやめっき飛びなどの異常の有無
を示す画像が画像表示装置８で表示される。

【０００８】一方、図８は、１個のＣＣＤカメラでリー
ドフレームの検査を行う従来の光学検査装置の一例を示
す図で、搬送コンベア１の上方には、ハロゲンランプ13
ＡとＣＣＤカメラ３Ｃを結ぶ線に対して、ＣＣＤカメラ
13Ｂ，13Ｃが斜めに対称的に設けられている。

【０００９】この場合には、ＣＣＤカメラ３Ｃの画像信
号は、画像処理装置６に直接入力され、ハロゲンランプ
13Ａの照明電源５とハロゲンランプ13Ｂ，13Ｃの照明電
源４は、切換スイッチ14Ｂを経て、画像処理装置６に接
続されている。この画像処理６に画像表示装置７，８が
それそれ接続されていることは、図７に示した光学検査
装置と同様である。

【００１０】このように構成された光学検査装置におい
ては、リードフレーム２が搬送コンベア１によって搬送
されてＣＣＤカメラ３Ｃとハロゲンランプ13Ａを結ぶ線
上に来ると、ハロゲンランプ13Ａの照明によって、リー
ドフレーム２の陰影がＣＣＤカメラ３Ｃで撮像され、リ
ードフレーム２に形成されたリードの寄り、ばり、欠
け、変形やエッチング不良による短絡の有無などを含む
画像信号が画像処理装置６で画像処理され、画像表示装
置７に表示される。

【００１１】次に、このリードフレーム２は、再び搬送
コンベア１に載置され、このリードフレーム２が再び下
流側に搬送されて、ＣＣＤカメラ３Ｃの下方の位置に来
ると、ハロゲンランプ13Ａ，13Ｃの光で照射された反射
光によって、リードフレーム２の表面状態がＣＣＤカメ
ラ３Ｃで撮像される。次に、このＣＣＤカメラ３Ｃの画
像信号が直接入力された画像処理装置６で画像処理さ
れ、リードフレーム２のリードのめっきの位置、めっき
長さ、めっきの欠け、めっき抜けやめっき飛びなどの異
常の有無を示す画像が画像表示装置８で表示される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このうち、
図７で説明した前者の光学検査装置においては、ＣＣＤ
カメラ３Ｃとハロゲンランプ13Ａで構成する検出ユニッ
トの下流側に、ＣＣＤカメラ３Ｄとハロゲンランプ13
Ｂ，13Ｃで構成する検出ユニットを組み込まなければな
らないので、検査ライン上に占める光学検査装置の搬送
ライン方向の占有面積が増えるだけでなく、ＣＣＤカメ
ラの数が２台となるので、高価となる欠点がある。

【００１３】一方、図８で説明した後者の光学検査装置
においては、ＣＣＤカメラは１台であり、しかも、この
ＣＣＤカメラ３Ｃとハロゲンランプ13Ａを結ぶ線上に一
対のハロゲンランプ13Ｂ，13Ｃを設けることで、検出ユ
ニットが一組となるので、小形となり、搬送ライン上に
占める光学検査装置のライン方向の占有面積を減らすこ
とはできる。

【００１４】しかし、この方法は、被検出物となるリー
ドフレーム２を矢印Ｆに示すように２回パスしなければ
ならないので、１個のリードフレームの検査に要するタ
クトタイムが長くなり、第１回目でパスしたフレーム２
を上流側に返送する搬送装置が必要となるだけでなく、
タクトタイムが長くなることで、大量生産のＩＣなどに
使用するリードフレームの検査には生産高向上の障害と
なり、採用できない。そこで、本発明の目的は、占有面
積とタクトタイムを増やすことなく、ワークの形状や外
観を容易に検査することのできる光学検査装置を得るこ
とである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明の
光学検査装置は、搬送コンベアの上方に設けられこの搬
送コンベアで搬送されるワークから入射する光を受光し
複数回のスキャニングでワークの画像処理を出力するラ
インセンサカメラと、搬送コンベアの上下に設けられラ
インセンサのスキャニングに同期してワークに光を交互
に照射する拡散照明手段及び透過照明手段と、ラインセ
ンサカメラから入力されたワークの画像情報を拡散照明
手段と透過照明手段から出射された照射光による画像情
報毎に画像処理する画像処理装置を備えたことを特徴と
する。

【００１６】また、請求項２に記載の発明の光学検査装
置は、搬送コンベアの上方に設けられこの搬送コンベア
で搬送されるワークから入射する光を受光し複数回のス
キャニングでワークの画像情報を出力するラインセンサ
カメラと、搬送コンベアの上下に設けられラインセンサ
のスキャニングに同期して回転するシャッタを備えた拡
散照明手段及び透過照明手段と、ラインセンサカメラか
ら入力されたワークの画像情報を照射光による画像情報
毎に画像処理する画像処理装置を備えたことを特徴とす
る。

【００１７】さらに、請求項３に記載の発明の光学検査
装置は、搬送コンベアの上方に設けられ、この搬送コン
ベアで搬送されるワークから入射する光を受光し複数回
のスキャニングでワークの画像情報を出力するラインセ
ンサカメラと、搬送コンベアの上下に設けられラインセ
ンサのスキャニングに同期して異なる色の光を出射する
拡散照明手段及び透過照明手段と、ラインセンサカメラ
から入力されたワークの画像情報を照射光毎に画像処理
する画像処理装置を備えたことを特徴とする。

【００１８】

【作用】請求項１に記載の発明においては、搬送コンベ
アで搬送されて検査されるワークは、拡散照明手段から
照射される光の反射光と透過照明手段から照射される光
の透過光を交互に撮像するラインセンサカメラで撮像さ
れ、この画像情報は、この画像情報が交互に入力され反
射光による画像情報と透過光による画像情報毎に集積し
て処理する画像処理装置によって個別に画像化される。

【００１９】また、請求項２に記載の発明においては、
搬送コンベアで搬送されて検査されるワークには、ライ
ンセンサカメラのスキャニングに同期して回転するシャ
ッタを備えた拡散照明手段及び透過照明手段から光が照
射され、ワークは、拡散照射手段から照射される光の反
射光と透過照明手段から照射される光の透過光によって
交互に撮像され、この画像情報は、この画像情報が交互
に入力され反射光による画像情報と透過光による画像情
報毎に集積して処理する画像処理装置によって個別に画
像化される。

【００２０】さらに、請求項３に記載の発明において
は、搬送コンベアで搬送されて検査されるワークは、拡
散照明手段から照射される第１の着色光の反射光と透過
照明手段から照射される第２の着色光の透過光を交互に
撮像するラインセンサカメラで撮像され、この画像情報
は、この画像情報が同時に入力され反射光による画像情
報と透過光による画像情報毎に集積して処理する画像処
理装置によって画像化される。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の光学検査装置の一実施例を図
面を参照して説明する。図１は、請求項１に記載の発明
の光学検査装置の一実施例を示す図で、従来の技術で示
した図７及び図８に対応する図である。なお、図７及び
図８と同一部分には、同一符号を付して説明を省略す
る。

【００２２】図１においては、構成要素は図８で示した
光学検査装置とほぼ同一であるが、その動作が図２に示
すように異なる。すなわち、画像処理装置６では、ＣＣ
Ｄカメラ３Ａによるスキャン（すなわち、ＣＣＤカメラ
からこのＣＣＤカメラに内蔵されたシフトレジスタに画
像情報を移すタイミング）と同期して、例えば、透過照
明電源５をオンする信号が出力され、次のＣＣＤカメラ
３Ａによるスキャンと同期して、拡散照明電源４をオン
する信号が出力される。

【００２３】そのため、画像処理装置６とＣＣＤカメラ
３Ａとの間には、スキャンのタイミングを指令する信号
線が接続され、同様に、画像処理装置６と拡散照明電源
４及び透過照明電源５との間にも、切換えのタイミング
を指令する信号線がそれぞれ接続されている。

【００２４】この結果、画像処理装置６には、拡散照明
電源４で点灯されたハロゲンランプ13Ｂ，13Ｃの反射光
による、リードフレーム２のリードのめっきの異常の有
無を示す画像信号と、透過照明電源５で点灯されたハロ
ゲンランプ13Ａの照明によって得られた、リードの形状
不良の有無を示す画像信号が、交互に入力される。

【００２５】すると、画像処理装置６では、ＣＣＤカメ
ラ３Ａから入力された透過照明による画像信号とＣＣＤ
カメラ３Ａから入力された拡散照明による画像信号が分
離された後、それぞれ集積され画像処理される。そし
て、リードフレーム２の陰影による前述したリードの寄
りや欠けなどの形状の欠陥の有無を示す画像が画像表示
装置７に表示され、リードフレーム２のリードのめっき
不良の有無などの表面状態を示す画像が画像表示装置８
に表示される。

【００２６】図３は、拡散照明の光源が１個の場合を示
し、ＣＣＤカメラ３Ａの下流側に斜めに設けた例、すな
わち、図１におけるハロゲンランプ13Ｂを省いた例を示
す。検査対象物の形状や要求される検査項目及び検査水
準によっては、拡散照明用ランプは、上流側又は下流
側、或いは、矢印Ｂと直交方向に１個だけ設けて構成を
更に簡単にしてもよい。

【００２７】次に、図４（ａ），（ｂ）は、画像表示装
置７，８に表示されたリードフレームの画像の一例を示
す図である。このうち、図４（ａ）は、透過照明用のハ
ロゲンランプ13Ａから照射された光による、リードフレ
ーム２の陰影を撮像したＣＣＤカメラ３Ａから出力され
た画像信号が、画像処理装置６によって画像処理された
後、画像表示装置７に表示された画像の状態を示す。

【００２８】図４（ａ）に示すように、透過照明による
画像では、光が透過されなかったリードフレーム２のリ
ード９の部分と、中央の長方形のアイランド10の部分が
陰影となって濃い黒色となっている。

【００２９】また、図４（ｂ）は、拡散照明用のハロゲ
ンランプ13Ｂ，13Ｃで照射された光の反射光が、ＣＣＤ
カメラ３Ａで受光され、この画像信号が画像処理装置６
によって画像処理された後、画像表示装置８の画面に表
示された画像の状態を示す。

【００３０】図４（ｂ）に示すように、拡散照明による
画像では、リードフレーム２の中央部のめっき部分11
は、光沢のよい反射面で照射光が反射された結果、白い
色となっており、次に反射率の高いリード９の部分が薄
い黒色で、リード９の間の反射光の少ない部分が濃い黒
色となっている。この場合にも、検査対象となるワーク
の形状や検査水準によっては、図１と同様に拡散照明の
光源を２個としてもよい。

【００３１】次に、図５（ａ）は、請求項２に記載の発
明の光学検査装置の一実施例を示す図で、図１及び図３
に対応する図である。図５（ａ）においては、拡散照明
用のハロゲンランプ13Ｃの下部右側に隣接して、詳細を
図５（ｂ）の斜視図に示す円板状のメカニカルシャッタ
12が設けられている。

【００３２】このメカニカルシャッタ12の中心部には、
駆動モータ14の軸が貫通しており、このメカニカルシャ
ッタ12は、駆動モータ14の軸に図示しないキーを介して
固定されている。メカニカルシャッタ12には、図５
（ｂ）に示すように、半円形の窓12ａが形成されてい
る。

【００３３】このように構成された光学検査装置におい
ては、ハロゲンランプ13Ａ，13Ｃは、図２で示したよう
な点滅は行わないで、ＣＣＤカメラ３Ａによるスキャン
と同期して各メカニカルシャッタ12の窓12ａがハロゲン
ランプ13Ａ，13Ｃの出射口の位置となるように回転され
る。

【００３４】この場合には、ハロゲンランプ13Ａ，13Ｃ
の立ち上がり特性が悪い場合でも、タイミングのずれの
影響を防ぐことができる利点がある。なお、図５におい
ては、拡散照明用のハロゲンランプは、１個としたが、
図１と同様に、検査するワークの形状や検査水準によっ
ては、ＣＣＤカメラ３Ａとハロゲンランプ13Ａを結ぶ線
の両側に対称的にそれぞれ設けてもよい。

【００３５】また、図６は、請求項３に記載の発明の光
学検査装置の一実施例を示す図で、図１，図３及び図５
に対応する図である。図６においては、拡散照明光と透
過照明光の色を変えて、透過照明光のハロゲンランプ13
Ｄには、出射口に緑色のカバーを設けて緑色の光を出射
し、拡散照明光のハロゲンランプ13Ｅには、出射口に赤
色のカバーを設けて赤色の光を出射した場合を示す。

【００３６】この場合には、図４（ｂ）に示しためっき
部分11から出射された拡散照明による赤色光、及び、図
４（ａ），（ｂ）で示したリード９の間から反射された
同じく拡散照明による暗い光と、図４（ａ）のリード９
の間から透過した透過照明による緑色の光、及び、リー
ド９とめっき部分11からの透過照明の陰影による暗い光
がＣＣＤカメラ３Ｂに入射され、これらの光による画像
信号が画像処理装置６に入力される。

【００３７】この場合には、ハロゲンランプ13Ｄ，13Ｅ
をオン・オフしなくても、ＣＣＤカメラ３Ｂに入射され
る光の色の違い（すなわち、波長の違い）で、波長が等
しい光を抽出することができるので、ＣＣＤカメラ３Ａ
のスキャンとのタイミングと同期させたハロゲンランプ
13Ｄ，13Ｅの点滅が不要となる利点がある。この場合に
も、拡散用照明は１個としたが、ワークの形状や要求さ
れる検査項目及び検査水準によっては、図１と同様に２
個としてもよい。

【００３８】なお、上記実施例では、リードフレーム２
の上下から照射する光の光源として、ハロゲンランプを
用いた例で説明したが、このハロゲンランプの他にキセ
ノンランプや高周波蛍光灯を用いてもよく、更に、図
１，図３に示すように点滅する場合には、この点滅を高
速に行うために、ＬＥＤ（Light Emitting Diodl、発光
ダイオード）を使ってもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上、請求項１に記載の発明によれば、
ワークの上方に設けた拡散照明手段と、ワークの下方に
設けた拡散照明手段をラインセンサのスキャニングに同
期させて交互に点灯するとともに、交互に撮像された拡
散照明手段の光の反斜光による画像情報と透過照明手段
の光の透過光による画像情報を、画像処理装置によって
個別に集積して画像処理したので、占有面積とタクトタ
イムを増やすことなく、ワークの形状や外観を容易に検
査することのできる光学検査装置を得ることができる。

【００４０】また、請求項２に記載の発明によれば、ワ
ークの上方に設けた拡散照明手段とワークの下方に設け
た透過照明手段の出射部にラインセンサのスキャニング
に同期して回転するシャッタを設けて出射光をワークに
交互に照射するとともに、交互に撮像された拡散照明手
段の光の反射光による画像情報と透過照明手段の光の透
過光による画像情報を、画像処理装置によって個別に集
積して画像処理したので、占有面積とタクトタイムを増
やすことなく、ワークの形状や外観を容易に検査するこ
とのできる光学検査装置を得ることができる。

【００４１】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
ワークの上方に設けた拡散照明手段とワークの下方に設
けた透過照明手段から異なる色の照射光をワークに出射
し、拡散照明手段の光の反射光による画像情報と透過照
明手段の透過光による画像情報を画像処理装置によって
異なる色別に集積して画像処理したので、占有面積とタ
クトタイムを増やすことなく、ワークの形状や外観を容
易に検査することのできる光学検査装置を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明の光学検査装置の一実施
例を示す図。

【図２】請求項１に記載の発明の光学検査装置の作用を
示す図。

【図３】請求項１に記載の発明の光学検査装置の他の実
施例を示す図。

【図４】請求項１に記載の発明の光学検査装置で撮像さ
れた画像の一例を示す図。

【図５】請求項２に記載の発明の光学検査装置の一実施
例を示す図。

【図６】請求項３に記載の発明の光学検査装置の一実施
例を示す図。

【図７】従来の光学検査装置の一例を示す図。

【図８】従来の光学検査装置の図７と異なる一例を示す
図。

【符号の説明】

１…搬送コンベア、２…リードフレーム、３Ａ，３Ｂ…
ＣＣＤカメラ、４…拡散照明電源、５…透過照明電源、
６…画像処理装置、７，８…画像表示装置、９…リー
ド、10…アイランド、11…めっき部分、12…メカニカル
シャッタ、13Ａ，13Ｂ，13Ｃ，13Ｄ，13Ｅ…ハロゲンラ
ンプ、14…電動機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小湊 宏 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送コンベアの上方に設けられ前記搬送
   コンベアで搬送されるワークから入射する光を受光し複
   数回のスキャンニングで前記ワークの画像情報を出力す
   るラインセンサカメラと、前記コンベアの上下に設けら
   れ前記ラインセンサカメラのスキャニングに同期して前
   記ワークに光を交互に照射する拡散照明手段及び透過照
   明手段と、前記ラインセンサカメラから入力された前記
   ワークの画像情報を前記拡散照明手段と前記透過照明手
   段の照射光による画像情報毎に集積し処理する画像処理
   装置とよりなる光学検査装置。
2. 【請求項２】 拡散照明手段及び透過照明手段に、ライ
   ンセンサカメラのスキャニングに同期して回転するシャ
   ッタを設けたことを特徴とする請求項１に記載の光学検
   査装置。
3. 【請求項３】 拡散照明手段及び透過照明手段から照
   射される光を互いに異なる色の光としたことを特徴とす
   る請求項１に記載の光学検査装置。