JPS6315380A - 繰返しパタ−ンをもつ物品の検査方法及びその装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分！？］ 本発明は繰返しパターンをもつ物品を検査する方法及び
その装置に関し、特に、その形状、傷、汚れ等の外観を
光学的に検出して欠陥の有無を検出するための方法及び
装置に関する。この様な光学的検査は特に平面的な物品
たとえば電子部品リードフレームや印刷物その他の碌返
しパターンをもつ物品の自動検査に好適に利用される。

［従来の技術及びその問題点］ 従来、各種物品の外観検査は裸限または場合によっては
光学顕微鏡を用いて作又者の目視により行なわれること
が多かった。しかしながら、この様な目視検査は作業者
により判定がパラつき同一作業者であっても作業条件に
より判定がバラつき作業者が疲労する等の難点があり、
また検査速度の向上が望めないという難点があった。

そこで、近年、検査の自動化が要求される様になってき
ている。この自動検査は基準となるパターンと被検査パ
ターンとを比較して、その差を検出することからなる。

この様な自動検査は立体的な物品の検査にも適用するこ
とができるけれども、現実的には立体的物品の自動検査
はかなり困難であり、特に平面的な物品（実質上モ面的
パターンとしてとらえ得る物品）たとえば電子部品リー
ドフレームや印刷物等の検査に最も良好に適用できる。

平面的な物品の光学的検査に関しては、たとえば特開昭
５９−７３７５８号公報に、ラインセンサカメラにより
撮像しながら被検査物品を移動させ、かくしてカメラに
よる物品読取り位置を走査して検査を行なう方法が提案
されている。また、特開昭６０−２６３５２８号公報に
は複数のラインセンサカメラを用いて広範な範囲を撮像
しながら検査する方法が提案されている。

しかし、この様な検査方法においては全パターン情報を
必要とするため大容量のメモリ等を必要とし、非常に高
価なものとならざるを得ない、しかも、全パターン範囲
について逐次比較していくので検査時間が長くなる。

ところで、被検査物品としては繰返しパターンをもつも
のが多く存在する。上記リードフレームやラベル等の印
刷物は一般に多数の繰返しパターンをもつ形態で製造さ
れることが多い。

この様な繰返しパターンをもつ物品の検査に適する検査
方法として、特開昭５９−２２０８８３号公報には１つ
のカメラを繰返しパターンの配列ピッチごとに移動させ
ながら複数のパターンの読取りを行ない基準パターンと
比較する方法が提案されている。これによれば、物品全
体の基準パターンを記憶する必要はなく、最大でも各単
位パターンの画像情報を記憶すればよいのでメモリとし
て大容量のものを用いなくてもよいという利点がある。

しかしながら、この様な検査方法では各繰返し単位パタ
ーンについて順次基準パターンとの比較を行なうため検
査時間がかなりかかるとともに繰返しパターンの配列方
向への移動に高精度が要求されるという問題点がある。

以上の様に、従来技術においては処理速度が遅い、高価
である。異なる作業に対し順応できるフレキシビリティ
−がない、等の問題点がある。特に、近年においては製
造工程の高速ライン化が実現されており、この速度に十
分対応し得る速度で検査を行なうことが要求されている
。

そこで１本発明は、上記の様な従来技術の問題点を解決
して、繰返しパターンをもつ物品を安価且つ容易に高速
にて検査する方法及び装置を提供することを目的とする
。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして
。

特定の方向に繰返す単位パターンをもつ物品を検査する
方法において、物品を上記特定の方向に関し端部どうし
が重なりあう様な複数の領域ごとに撮像し、かくして得
た複数の画像から各単位パターン像を抽出し、これらを
並行して同一の基準パターン像と比較することにより各
単位パターン像と基準パターン像との差を検出して判定
を行なうことを特徴とする、繰返しパターンを有する物
品の検査方法、及び。

特定の方向に繰返す単位パターンをもつ物品を検査する
装置において、」二足特定の方向に関し端部どうじが重
なりあう様な複数の領域を撮像範囲とする複数の撮像カ
メラと、該各カメラからの画像情報信号をそれぞれ記憶
するための複数のメモリと、上記カメラと物品との位ｎ
関係の情報に基づき上記メモリの画像信号から必要部分
を選択し各単位パターン像を合成する手段と、基準パタ
ーン像のためのメモリと、該基準パターン像と各単位パ
ターン像とを比較するための手段と、該比較結果に基づ
き各単位パターンに関し判定を行なうための手段とを有
することを特徴とする、鰻返しパターンを有する物品の
検査装置。

が提供される。

［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。

第１図（ａ）は本発明検査方法の一実施例を示す概略モ
面図であり、第１図（ｂ）はその正面図である。

これらの図において、２は被検査物品（たとえばＩＣリ
ードフレーム）であり、本実施例においてはＸ方向に連
結された４つの繰返し単位パターンＰ１〜Ｐ４からなる
。該被検査物品は基台４上に載置されている。該基台の
載置部は水平であり、そのＸ方向及び該方向と直交する
Ｙ方向に関するそれぞれ片方の端部には突ちて１４ａ、
４ｂが形成されており、被検査物品２は該突当て部に突
当てられて不図示の手段により位は決め固定されている
。尚、基台４は不図示の手段により駆動されてＹ方向に
往復移動することができる。

被検査物品２の右斜め上方には照明光源６が配置されて
おり、該光源から発せられた光が被検査物品２の上面を
照明する様になっている。被検査物品２の左斜め上方に
はＸ方向に所定の間隔にて配置された３台のラインセン
サカメラＣＡＩ、ＣＡ２．ＣＡ３が配置されている。

第２図は各カメラの撮像状態を示す概略光学図である。

図において、８−１．８−２．８−３はそれぞれカメラ
ＣＡＩ、ＣＡ２．ＣＡ３の対物レンズであり、１０−１
．１０−２．１０−３はそれぞれ該カメラＣＡ　ｌ　、
ＣＡ２　、ＣＡ３の受光素子たるラインセンサである０
図示される様に、各カメラのラインセンサはＸ方向に画
素配列を有する。カメラＣＡＬのラインセンサ１Ｏ−１
にはに１からに５のライン状領域が撮像され、カメラＣ
Ａ２のラインセンサ１０−２にはに３〜に８のライン状
領域が撮像され、カメラＣＡ３のラインセンサ１０−３
にはに７〜Ｋｌｌのライン状領域が撮像される。カメラ
ＣＡＬの撮像領域とカメラＣＡ２の撮像領域とはに３〜
に５の領域が重なりあっており、同様にカメラＣＡ２の
撮像領域とカメラＣＡ３の撮像領域とはに７〜に８の領
域が重なりあっている。また、被検査物品の各単位パタ
ーンＰｌ〜Ｐ４はそれぞれに１〜に２．に２〜に６．に
６〜に９．に９〜ＫＩＯのＸ方向長さく即ち交）を有す
る。尚、ＫＯ，Ｋｌｌは被検査物品２のＸ方向両端より
も外側に位置し、従って３台のカメラのによるＸ方向に
関する撮像範囲には被検査物品２が完全に納まっている
。

第３図は本発明方法に用いられる本発明検査装置の一実
施例を示すブロック図である。

カメラＣＡＬにより撮像されたラインセンサ１０−１の
画像情報信号は２値化回路部ａ１に送られる様になって
いる。該２イ＾化回路部はタイミング回路ａｌｌ、Ａ／
Ｄ変換回路ａ１２．メモリａ１３を有している。Ａ／Ｄ
変挽回路ａ１２で２値化された画像情報信号はメモリａ
１３に記憶される。

該メモリａ１３からはカメラ選択回路部ｂｌ〜ｂ４にそ
れぞれ記憶内容が送られる様になっている。該カメラ選
択回路部ｂｌはタイミング回路ｂ１１、カウンタ回路ｂ
１２．カメラ選択スイッチｂ１３．ゲー）ｂ１４．メモ
リｂ１５を有している０選択スイッチｂ１３によりカメ
ラＣＡＩが選択された場合には、ヒ記２偵化回路部ａ１
のメモリａ１３の記憶内容が該スイッチを通ってゲート
ｂ１４に送られる。該ゲートで順次送られてくる画像情
報のうちの所要部分のみを通過させるべく、通過開始の
画素アドレスと通過終了の画素アドレスとが上記スイッ
チ選択と同時にカウンタ回路ｂ１２において設定され、
該設定に従いゲートｂ１４を通過した画像情報信号のみ
がメモリｂ１５に記憶される。

該メモリｂ１５からは比較回路部ｃ１に記憶内容が送ら
れる様になっている。該比較回路部ｃｌはタイミング回
路ｅｌｌと比較回路ｃ１２とを有している。該比較回路
では基準パターン像メモリｆから基準パターン像の情報
信号が送られて上記メモリｂ１５からの情報信号と比較
され、各画素アドレスに関しその差が検出され、その値
により異なる２種類の信号を出力する。

この信号は該比較回路ｃ１２から比較結果として判定回
路部ｄｌに送られる様になっている。該判定回路部はタ
イミング回路ｄｌｌと判定回路（即ちＣＰＵ回路部）ｄ
ｌ２とを有している。該判定回路では各画素アドレスに
関する上記比較信号に基づき所定の基準で判定が行なわ
れる。

カメラＣＡ２　、ＣＡ３によりそれぞれ撮像されたライ
ンセンサｌ　Ｏ−２、ｌ　Ｏ−３の画像情報信号は、そ
れぞれ２値化回路部ａ２　、Ａ３に送られる様になって
いる。これら２値化回路部は上記２値化回路部ａｌと実
質上同一であり、以後各構成要素には対応する符号を付
して呼ぶこととする。

」二足カメラ選択回路部ｂ２〜ｂ４は上記カメラ選択回
路部ｂｌと実質上同一であり、以後各構成要素には対応
する符号を付して呼ぶこととする。

上記２値化回路部ａ２．Ａ３のメモリａ２３　、　Ａ３
３からはそれぞれ全ての選択回路部ｂｌ−ｂ４の選択フ
ィー２チｂ１３．ｂ２３．ｂ３３．ｂ４３に記憶内容が
送られる様になっている。従って、−各選択回路部では
３台のカメラのいづれの撮像情報信号をも受は入れるこ
とができる。

上記選択回路部ｂ２〜ｂ４のメモリｂ２５．ｂ３５　、
ｂ４５の記憶内容はそれぞれ対応する比較回路部０２〜
ｃ４に送られる様になっている。これら比較回路部は１
記比較回路部ｃｌと実質上同一であり、以後各構成要素
には対応する符号を付して呼ぶこととする。また、上記
基準パターン像メモリｆからも同様に比較回路部０２〜
ｃ４へと基準パターン像の情報信号が送られる様になっ
ている。

上記比較回路部０２〜Ｃ４の比較回路ｃ２２゜ｃ３２　
、ｃ４２からはそれぞれ対応する判定回路部ｄ２〜ｄ４
に比較結果が送られる様になっている。これら判定回路
部は上記判定回路部ｄｌと実質上同一であり、以後各構
Ｊ＆要素には対応する符号を付して呼ぶこととする。

上記各タイミング回路はタイミングコントローラｅによ
り制御ｌされる。

尚１本実施例においては、上記選択回路部ｂｌのメモリ
ｂ１５の記憶内容を基準パターン像メモリｆへと送るこ
とができる様になっている。

本実施例において、上記ｂｌ　、ｃｌ　、ｄｌの組は被
検査物品２の第１の単位パターンＰＩの画像情報を抽出
するためのものであり、上記ｂ２．ｃ２、ｄ２の組は被
検査物品２の第２の単位パターンＰ２の画像情報を抽出
するためのものであり、上記ｂ３　、ｃ３　、ｄ３の組
は被検査物品２の第３の単位パターンＰ３の画像情報を
抽出するためのものであり、上記ｂ４．ｃ４．ｄ４の組
は被検査物品２の第４の単位パターンＰ４の画像情報を
抽出するためのものである。

第４図（ａ）〜（ｅ）は本実施例装置の動作即ち本発明
方法の一実施例を説１１するためのフロー図である。以
下、第１〜３図を参照しながら第４図に基づき動作説明
を行なう。

先ず、被検査物品２を基台４上の所定の位置にａＰｆｆ
ｉした状態にて、動作を開始（ＳＴＡＲＴ）する、尚、
開始時における基台４のＹ方向位置（初期位置）はカメ
ラＣＡｌ−ＣＡ３により被検査物品２の被検査領域が撮
像される１ライン分手前の位置である。

本実施例においては、被検査物品２の第１の単位パター
ンＰｉを用いて基準パターン像情報を作成する。

このため、選択スイッチｂ１３で２値化回路部ａｌｔ−
選択すると同時にカウンタ回路ｂ１２にゲ−）ｂ１４を
通過させるべき画素情報のスタートアドレスＫｌとエン
ドアドレスに２とをセットする（ステップ４１）、尚、
画素アドレスは上記撮像領域の位置に対応するラインセ
ンサの画素を該撮像領域位置を示す符号で代表させてい
る（以下同様）。

次に、基台４をＹ方向に移動させることにより、被検査
物品２をＹ方向に単位量（即ちカメラのラインセンサの
巾に対応する距離）だけ移動させる（ステップ４２）、
これにより、被検査領域の最初の情報が２イ＾化されて
メモリａ１３に記憶される。該記憶情報は直ちに選択ス
イッチｂ１３を介してゲートｂ１４に送られ、画素アド
レスが上記Ｋｌからに２までの情報のみが該ゲートを通
過してメモリｂ１５に記憶される（ステップ４３）、こ
の記憶情報は直ちに基準パターン像メモリｆに記憶され
る（ステップ４４）。

次に、カメラＣＡＬでの撮像領域がＹ方向に関し検査範
囲終了の領域に到達しているか否かを′Ｉ定しくステッ
プ４５）、到達していない場合には上記ステップ４２以
降が行なわれ、到達していた場合には基準パターンｆＲ
ｔｔ１報のメモリｆへの記憶が完了したことになる。か
くして記憶された基準パターン像は第５図（ａ）に示さ
れる様に第１の単位パターンＰＩに対応するものである
。

次に、該）、（準パターン像情報を基準として被検査弔
位パターンの検査を行なう。

先ず、基台４をＹ方向に反転移動させることにより、被
検査物品２をＹ方向に移動させて上記初期位置へと戻す
（ステップ４６）。

次に、選択スイッチｂ２３で２値化回路ａｌを選択する
と同時にカウンタ回路ｂ２２にゲートｂ２４を通過させ
るべき画素情報のスタートアドレスに２とエンドアドレ
スに４とをセットする（ステップ４７）、尚、該アドレ
スに４は第２図に示されるアドレスに３とに５との間の
適宜のアドレスを設定することができる。

次に、基台４をＹ方向に移動させることにより、被検査
物品２をＹ方向に単位量だけ移動させる（ステップ４８
）、これにより、被検査領域の最初の情報が２値化され
てメモリａ１３に記憶された記Ｍ１情報は直ちに選択ス
イッチｂ２３を介してゲー）　ｂ２４に送られ１画素ア
ドレスが上記に２からに４までの情報のみが該ゲートを
通過してメモリｂ２５に記憶される（ステップ４９）。

次に１選択スイッチｂ２３で２値化回路ａ２を選択する
と同時にカウンタ回路ｂ２２にゲートｂ２４を通過させ
るべき画素情報のスタートアドレスに４とエンドアドレ
スに６とをセットする（ステップ５０）、これにより、
被検査領域の最初の情報が２値化されてメモリａ２３に
記憶された記憶情報は直ちに選択スイッチｂ２３を介し
てゲートｂ２４に送られ、画素アドレスが上記に４から
に６までの情報のみが該ゲートを通過してメモリｂ２５
に記憶される（ステップ５１）。

次に、比較回路ｃ２２において上記メモリｂ２５の記憶
内容と上記基準パターン像メモリｆの記憶内容との対応
する画素アドレスの情報どうしの比較を行なう（ステッ
プ５２）、この比較において差がある画素に関しては２
偵信号ｒｌＪを出力し、それ以外の画素に対しては２値
信号「０」を出力する。この比較回路ｃ２２の出力は直
ちに°Ｉ定回路ｄ２２に送られる。

該判定回路ｄ２２ではＥ記比較回路ｃ２２の出力である
１ライン分の情報信号を記憶する（ステップ５３）０次
に、該判定回路ｄ２２での記憶情報が８ライン分に到達
したか否かを判定しくステップ５４）、到達していない
場合には上記ステップ４７以降が行なわれ、到達してい
た場合には８ライン分について総合的判定が行なわれる
（ステップ５５）、こ−の判定は予め定められた基準に
従い基準パターンとの不一致画素の連続性や集中度等に
基づいて行なわれる。これらの判定基準は判定回路ｄ２
２におけるプログラムにより適宜設定することができる
。尚、８ライン分の判定時において次回の８ライン分に
連続する不一致画素があった場合には、次回の８ライン
分の判定時にも参酌するために該画素数及び該画素アド
レス等がＣＰＵ回路部に記憶される。

次に、カメラＣＡＬ、ＣＡ２での＃Ｍ像領域がＹ方向に
関し検査範囲終了の領域に到達しているか否かを判定し
くステップ５６）、到達していない場合には上記ステッ
プ４７以降が行なわれ、到達していた場合には単位パタ
ーンＰ２に関する検査が終了（ＥＮＤ）したことになる
。

本実施例においては、単位パターンＰ２は画素アドレス
に２からに４まではカメラＣＡＩにより撮像された画像
情報の一部（第５図（ｂ）に示される）が検査のために
用いられ、画素アドレスに４からに６まではカメラＣＡ
２により撮像された画像情報の一部（第５図（Ｃ）に示
される）が検査のために用いられる。

第４図においては、単位パターンＰ２の検査に関しての
み記載されているが、単位パターンＰ３、Ｐ４について
も同様にして同時に並行処理することができる。

上記実施例においては、単位パターンＰｉが正確である
として、該パターンに基づき基準パターン像を作成した
が、本発明においては他の基準パターンを撮像すること
により基準パターン像を作成したり、あるいは設計値を
もとに電気的処理により基準パターン像を作成すること
もできる。

また、Ｌ記カウンタ回路への設定アドレスは被検査物品
２を基台４上に位置決め載置することにより一義的に定
まるので、この値上入力する。

上記実施例においては゛１定回路での判定を８ライン分
ごとに行なっているが、それ以外の数のラインごとに判
定を行なってもよいことはもちろんである。

また、続けて同一の繰返し単位パターンをもつ被検査物
品を検査する場合には、該新たな被検査物品を所定の位
置に載置し、上記ステップ４６から開始して単位パター
ンＰ１〜Ｐ４を全て同時に並行処理することができる。

更に、Ｌ記実施例においては各単位パターン像及び基準
パターン像の各画素は２イ１化により「明」または「暗
」のいずれかとされているが、本発明においては各画素
を多値化して３段階以上の濃淡画素とすることもできる
。

尚、被検査物品の大きさが大きい場合にはカメラ台数を
増やして対応する２イ１化回路部及び各カメラ選択スイ
ッチのチャンネルを増やせばよい。

また、被検査物品の繰返し単位パターンの数が多い場合
にはそれに対応してカメラ選択回路部、比較回路部及び
判定回路部を増やせばよい、更に、被検査物品の繰返し
単位パターンの数が多い場合には、２つ以上の単位パタ
ーンを新たに１つの単位パターンとみなして取扱うこと
もでき、これによれば基準パターン像メモリとして２倍
以上の容量のものを必要とするがカメラ選択回路部、比
較回路部及び判定回路部の増設が不要となる。

尚、１つの単位パターンが３つ以上のカメラによりカバ
ーされる場合には、当該単位パターンに関するカメラ選
択回路部において３台のカメラ選択を行なって３つ以上
の画像情報信号部分の合成により当該単位パターンの像
を得ることもできる。

以上の実施例においては、カメラとしてラインセンサカ
メラが用いられているが、本発明においては適宜の撮像
領域を有する２次元センサカメラを用いることもできる
。

もちろん、本発明が上記リードフレームのみでなく、そ
の他の繰返しパターンをもつ物品の検査に適用できるこ
とはいうまでもない。

［発１５１の効果］ 以上の様な本発明によれば、繰返しパターンをもつ物品
のｒｒ位パターンの画像情報のみを基準パターン像とし
て記憶できる比較的小容量のメモリを用いて、各単位パ
ターンについて並列処理により極めて高速の検査を行な
うことができる。また、被検査物品の大きさ増加には撮
像カメラの台数増設で対処することができ、また被検査
物品の繰返しパターン数の増加に対してはカメラ選択回
路以降のユニットの増設で対処することができ。

また’Ｉｔ位パターンの配列方向長さの変更に対しては
各カウンタ回路にセットするアドレスの変更のみで対処
することができるという様に、極めてフレキシブルであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明検査方法を説明するためのａｗＩ
Ｓ平面図であり、第１図（ｂ）はその正面図である。 第２図は各カメラの撮像状態を示す概略光学図である。 第３図は本発明検査装置のブロー７り図である。 第４図（ａ）〜（ｃ）は本実施例装置の動作を説明する
ためのフロー図である。 第５図（ａ）〜（ｃ）は抽出された画像情報を示す図で
ある。 ２：被検査物品、　　４：基台、 ６：照明光源、 ８−１〜８−３二対物レンズ、 １０−Ｉ　Ｎ１０−３ニラインセンサ、ＣＡＩ〜ＣＡ３
：撮像カメラ、 ＰＩ−Ｐ４：単位パターン。 第１図（ｏ） 第１図（ｂ） 第２図 第４図（０ン 第４図（ｂ） 第４図（Ｃ） （Ｃ） 口開１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）特定の方向に繰返す単位パターンをもつ物品を検
   査する方法において、物品を上記特定の方向に関し端部
   どうしが重なりあう様な複数の領域ごとに撮像し、かく
   して得た複数の画像から各単位パターン像を抽出し、こ
   れらを並行して同一の基準パターン像と比較することに
   より各単位パターン像と基準パターン像との差を検出し
   て判定を行なうことを特徴とする、繰返しパターンを有
   する物品の検査方法。
2. （２）特定の方向に繰返す単位パターンをもつ物品を検
   査する装置において、上記特定の方向に関し端部どうし
   が重なりあう様な複数の領域を撮像範囲とする複数の撮
   像カメラと、該各カメラからの画像情報信号をそれぞれ
   記憶するための複数のメモリと、上記カメラと物品との
   位置関係の情報に基づき上記メモリの画像信号から必要
   部分を選択し各単位パターン像を合成する手段と、基準
   パターン像のためのメモリと、該基準パターン像と各単
   位パターン像とを比較するための手段と、該比較結果に
   基づき各単位パターンに関し判定を行なうための手段と
   を有することを特徴とする、繰返しパターンを有する物
   品の検査装置。
3. （３）各単位パターン像を合成する手段が、画像情報信
   号記憶メモリへの接続を選択する手段、カメラと物品と
   の位置関係の情報に基づき各画像情報信号について通過
   範囲を設定するためのカウンタ回路及び該カウンタ回路
   に基づき開閉を制御されるゲートを有する、特許請求の
   範囲第２項の検査装置。
4. （４）単位パターン像を合成する手段のうちの少なくと
   も１つから単位パターン像の情報信号を基準パターン像
   メモリへと入力することができる、特許請求の範囲第２
   項の検査装置。