KR101759632B1 - 외관 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

이 외관 검사 장치(100)는 주 촬상부 (31)와, 광원(55)과, 촬상 위치를 덮도록 설치되고 광원의 조명광을 반사시켜서 촬상 대상물에 조사하는 반사부(51)를 포함하는 간접 조명부(32)를 구비한다. 반사부는 주 촬상부의 배치 위치와는 다른 위치에 반사부의 외부로부터 촬상 대상물에 대하여 촬상 또는 광의 조사를 행하기 위한 개구부(53)를 갖는다.

Description

외관 검사 장치{APPEARANCE INSPECTION APPARATUS}
본 발명은 외관 검사 장치에 관한 것으로서, 특히 광원과 촬상부를 구비한 외관 검사 장치에 관한 것이다.
종래, 광원과 촬상부를 구비한 외관 검사 장치가 알려져 있다. 이러한 외관 검사 장치는 예를 들면, 일본특허공개 평08-29121호 공보에 개시되어 있다.
상기 일본특허공개 평08-29121호 공보에는 촬상 위치의 수직 상방에 배치된 톱 카메라와, 톱 카메라의 주위에 환상으로 배치된 상방 조명을 구비함과 아울러, 또한, 촬상 위치의 비스듬하게 상방으로 배치된 4개의 사이드 카메라와, 각각의 사이드 카메라의 근방에 배치된 4개의 사방(斜方) 조명을 구비하는 외관 검사 장치가 개시되어 있다. 상방 조명 및 사방 조명은 촬상 대상물인 회로 기판(회로 기판 상의 전자 부품)에 대하여 직접 조명광을 조사하도록 구성되어 있다.
또한, 종래에서는 광원의 광을 반사시켜서 촬상 대상물에 조사하는 간접 조명을 행하는 외관 검사 장치가 알려져 있다. 간접 조명을 행할 경우에는 촬상 위치를 덮는 반사부가 설치되고, 반사부내에 배치된 광원의 광을 반사부의 내면에서 반사시킴으로써, 촬상 대상물의 주위로부터 조명광을 조사시킨다. 이 경우, 주 촬상부는 반사부의 정부에 형성되는 촬상용의 개구부로부터 촬상을 행한다.
일본특허공개 평08-29121호 공보
여기서, 상기 일본특허공개 평08-29121호 공보의 외관 검사 장치와 같이, 주 촬상부 이외에, 다른 검사용 기기(사이드 카메라 및 사방 조명)를 복수 설치하고 있는 외관 검사 장치로 간접 조명을 행할 경우에는 반사부가 사이드 카메라 및 사방 조명의 광축을 차단하는 경우가 된다. 그 때문에 이 경우에는 예를 들면, 반사부의 내부에 검사용 기기(사이드 카메라 및 사방 조명)를 배치한다고 한 구성을 채용할 필요가 있다고 생각된다. 그러나, 그러한 구성에서는 반사부의 내부에 광을 차단하는 장해물(검사용 기기)이 배치되는 결과, 반사부의 반사 면적이 크게 감소해버림과 아울러, 그림자가 되어 고르고 균일한 조명을 행하는 것이 곤란해진다고 하는 바람직하지 않음이 생긴다. 그 때문에, 사이드 카메라 및 사방 조명 등의 주 촬상부 이외의 검사용 기기를 추가적으로 설치하는 경우에 간접 조명을 행할 경우에는 간접 조명의 균일성(촬상 대상물에 그늘이나 휘점 등이 비치지 않고, 휘도 편차가 적은 것)이 저하한다고 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 본 발명의 1개의 목적은 주 촬상부 이외의 검사용 기기를 설치 가능하게 구성하는 경우에도, 간접 조명의 균일성이 저하하는 것을 억제하는 것이 가능한 외관 검사 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 하나의 국면에 있어서의 외관 검사 장치는 촬상 위치에 배치된 촬상 대상물을 대략 수직 상방으로부터 촬상하는 주 촬상부와, 광원과, 촬상 위치를 덮도록 설치되고 광원의 조명광을 반사시켜서 촬상 대상물에 조사하는 반사부를 포함하는 간접 조명부를 구비하고, 반사부는 주 촬상부의 배치 위치와는 다른 위치에 반사부의 외부로부터 촬상 대상물에 대하여 촬상 또는 광의 조사를 행하기 위한 개구부를 갖고, 반사부의 개구부를 폐쇄하는 폐쇄부를 더 구비하고, 폐쇄부는 개구부를 폐쇄한 상태에서 폐쇄부를 막는 부분에 광을 반사하는 제 1 반사면부를 갖는다.
본 발명의 하나의 국면에 의한 외관 검사 장치에서는 상기한 바와 같이, 반사부의 주 촬상부의 배치 위치와는 다른 위치에 반사부의 외부로부터 촬상 대상물에 대하여 촬상 또는 광의 조사를 행하기 위한 개구부를 설치함으로써, 주 촬상부 이외의 다른 검사용 기기(촬상부나 조명부 등)를 반사부의 외부에 배치할 수 있다. 이 결과, 반사부의 내부에 검사용 기기를 배치하는 구성과 같이 반사부의 내부에 광을 차단하는 장해물(검사용 기기)이 배치됨으로써 반사부의 반사 면적이 크게 감소하는 경우가 없고, 간접 조명의 균일성의 저하를 반사부에 설치한 촬상 또는 광의 조사를 행하기 위한 개구부의 부분만으로 억제할 수 있다. 또한, 촬상 또는 광의 조사를 행하기 위한 개구부의 면적을 검사용 기기(촬상부나 조명부 등)에 필요한만큼 억제할 수 있으므로, 이것에 의해서도 간접 조명의 균일성의 저하를 억제할 수 있다. 이들의 결과, 본 발명에 의하면, 주 촬상부 이외의 검사용 기기를 설치 가능하게 구성하는 경우에도, 간접 조명의 균일성이 저하하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 폐쇄부에 의해 개구부를 폐쇄할 수 있으므로, 실제로 사용하는 개구부만을 개구시킨 상태로 할 수 있다. 그 결과, 간접 조명의 균일성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 개구부를 폐쇄하는 폐쇄부를 설치함으로써, 반사부의 내부(촬상 위치)로의 이물이나 먼지, 그 밖의 검사의 신뢰성을 저하시키는 물질의 침입을 억제할 수 있다. 또한, 폐쇄부에 의해 개구부를 폐쇄하는 경우에, 폐쇄부의 제 1 반사면부를 반사부의 반사면의 일부로서 기능시킬 수 있다. 이것에 의해, 반사부에 개구부를 설치하는 경우에도, 폐쇄부에 의해 개구부를 폐쇄하는 경우(검사용 기기를 사용하지 않는 경우)에는 간접 조명의 균일성이 저하하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
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상기 폐쇄부를 구비하는 구성에 있어서, 바람직하게는 폐쇄부는 반사부의 개구부의 가장자리부와 결합하는 결합부를 갖고, 개구부에 착탈 가능하도록 구성되어 있다. 이렇게 구성하면, 검사용 기기를 사용(설치)하지 않을 경우에는 폐쇄부를 개구부에 간단하게 장착할 수 있음과 아울러, 나중에 검사용 기기를 사용(설치)하는 경우에도 폐쇄부를 간단하게 분리할 수 있다.
상기 하나의 국면에 의한 외관 검사 장치에 있어서, 바람직하게는 개구부는 반사부에 있어서, 촬상 위치를 중심으로 하는 방사상이고, 또한 주 촬상부의 촬상축으로부터 비스듬히 경사한 복수의 위치에 형성되어 있다. 이렇게 구성하면, 주 촬상부와는 다른 경사 방향의 복수의 개구부를 통하여, 각각 다른 검사용 기기를 촬상 위치에 대하여 촬상 또는 광의 조사를 행할 수 있다. 이 때, 촬상 위치를 중심으로 하는 방사상의 위치에 개구부를 배치함으로써, 촬상 위치와 검사용 기기를 연결하는 선상에 개구부를 배치할 수 있으므로, 미러 등을 이용하여 광축을 구부릴 필요가 없음과 아울러, 개구부의 개구 면적을 필요 최소한으로 억제할 수 있다.
이 경우, 바람직하게는 복수의 개구부는 반사부에 있어서, 평면에서 볼 때에 촬상 위치 주위에 서로 간격을 두고 주상으로 배열되어 있다. 여기서, 본 발명에 있어서의 주상이란 일정한 반경으로 동심원상으로 주상으로 배열되는 경우뿐만 아니라, 다른 반경에서 주위를 따라서 배열되어 있을 경우도 포함하는 넓은 개념이다. 이렇게 구성하면, 복수의 검사용 기기를 평면에서 볼 때에 촬상 위치를 둘러싸도록 배치해서 사용할 수 있다. 이것에 의해, 예를 들면 검사용 기기로서 촬상부를 사용하는 경우, 촬상 대상물을 둘러싸도록 복수의 각도로부터 촬상할 수 있게 되는 등, 검사용 기기의 배치 위치의 자유도를 높일 수 있다. 이 결과, 검사용 기기의 용도나 종류, 촬상 대상물의 형상이나 검사 대상 부위의 위치 등에 따라서, 검사용 기기의 배치 위치를 설정 가능한 편리성이 높은 외관 검사 장치를 제공할 수 있다.
상기 하나의 국면에 의한 외관 검사 장치에 있어서, 바람직하게는 반사부의 외부로부터 개구부를 통하여 촬상 대상물에 대하여 촬상 또는 광의 조사를 행하는 것이 가능한 상태에서, 종류가 다른 검사용 기기를 부착 가능한 공통의 지지 부재를 더 구비한다. 이렇게 구성하면, 검사 대상(촬상 대상물)에 따라서 검사용 기기를 지지 부재에 부착하고, 검사 대상에 따른 최적의 장치 구성을 구축할 수 있다. 이 때, 사용되는 검사용 기기로서 여러가지 것이 있지만, 지지 부재의 구조를 공통화할 수 있으므로, 검사 대상에 따른 최적의 장치 구성을 용이하게 구축할 수 있다.
이 경우, 바람직하게는 검사용 기기는 촬상 대상물을 경사 방향으로부터 촬상하는 경사 촬상부, 2차원 계측용의 패턴 광을 투영 가능한 투영부, 레이저 포인터 및 특정 파장의 조명광을 조사하는 특정 파장 조명부 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 이렇게 구성하면, 경사 방향으로부터의 외관 검사, 패턴 투영 또는 레이저 투영에 의한 3차원 형상 검사, 자외광이나 적외광 등의 특정 파장의 조명광을 사용한 외관 검사 등의 각종 검사를, 검사 대상에 따라서, 주 촬상부를 사용한 대략 수직 상방의 2차원 화상 검사와 조합시켜서 실시할 수 있다.
상기 검사용 기기가 경사 촬상부, 투영부, 레이저 포인터 및 특정 파장 조명부 중 적어도 어느 하나를 포함하는 구성에 있어서, 바람직하게는 검사용 기기는 투영부이고, 투영부는 간접 조명부에 의한 조명광을 이용하여 촬상 대상물의 촬상을 행하는 경우에, 개구부를 통하여 촬상 대상물에 균일한 조명광을 조사하도록 구성되어 있다. 이렇게 구성하면, 투영부를 이용하여 패턴 투영에 의한 3차원 형상 검사를 행할 뿐만 아니라, 간접 조명부를 이용하여 주 촬상부에 의한 2차원 화상 검사를 행할 경우에, 투영부에서의 균일한 조명광에 의해 간접 조명부의 조명광을 보완할 수 있다. 즉, 반사부 중 개구부의 부분에서는 간접 조명부의 조명광을 반사시킬 수 없기 때문에, 이 개구부를 통하여 간접 조명부의 조명광과 동일한 균일한 조명광을 투영부로부터 입사시킴으로써 개구부에서 반사되지 않은 조명광의 일부를 보완할 수 있다. 이 결과, 주 촬상부 이외의 검사용 기기(투영부)를 설치하기 위한 개구부에서 기인해서 간접 조명의 균일성이 저하하는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
상기 검사용 기기가 경사 촬상부, 투영부, 레이저 포인터 및 특정 파장 조명부 중 적어도 어느 하나를 포함하는 구성에 있어서, 바람직하게는 검사용 기기는 개구부측의 단면부에, 광을 반사하는 제 2 반사면부를 갖는다. 이렇게 구성하면, 예를 들면 검사용 기기가 경사 촬상부나 투영부의 경우에는 촬상용(결상용)의 경통부가 개구부측에 배치되므로, 이 경통부의 개구부측의 단면부에 제 2 반사면부를 설치함으로써, 개구부에서 반사되지 않은 조명광의 일부를 반사부 대신에 제 2 반사면부에 의해 반사시킬 수 있다. 이 결과, 개구부의 실효상의 개구 면적(반사할 수 없는 영역의 면적)을 작게 하는 효과가 얻어지므로, 검사용 기기를 사용하는 경우에도 간접 조명의 균일성이 저하하는 것을 억제할 수 있다.
상기 검사용 기기를 부착 가능한 지지 부재를 구비하는 구성에 있어서, 바람직하게는 검사용 기기의 개구부측의 단면부와, 개구부의 가장자리부의 간극을 막도록 설치된 환상의 시일 부재를 더 구비하고, 시일 부재는 개구부측으로 노출하는 부분에 광을 반사하는 제 3 반사면부를 갖는다. 이렇게 구성하면, 간접 조명부의 조명광 중, 검사용 기기와 개구부의 가장자리부의 간극으로부터 누설되는 조명광을 반사부 대신에 시일 부재의 제 3 반사면부에 의해 반사시킬 수 있다. 이 결과, 개구부의 실효상의 개구 면적을 작게 하는 효과가 얻어지므로, 검사용 기기를 사용하는 경우에도 간접 조명의 균일성이 저하하는 것을 억제할 수 있다.
상기 하나의 국면에 의한 외관 검사 장치에 있어서, 바람직하게는 개구부는 폐쇄 가능하게 구성되어 있고, 주 촬상부의 촬상 화상을 화상 처리하는 화상 처리부를 더 구비하고, 화상 처리부는 열린 상태의 개구부의 위치 정보에 기초하여 간접 조명부의 조명광을 이용해서 주 촬상부에 의해 촬상된 촬상 화상 중에서 열린 상태의 개구부에 대응하는 조명 불균일 부분을 검출하고, 검출한 촬상 화상 중의 조명 불균일을 보정하는 처리를 행하도록 구성되어 있다. 이렇게 구성하면, 비반사 영역인 개구부에서 기인해서 간접 조명부의 조명 불균일 부분(개구부에 대응하는 암부)이 촬상화상 중에 비치는 경우에도, 이 조명 불균일 부분을 보정할 수 있다. 이것에 의해 검사용 기기를 사용하는 경우의 개구부에서 기인하는 간접 조명의 균일성의 저하를, 화상 처리에 의해 사후적으로 억제할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기한 바와 같이, 주 촬상부 이외의 검사용 기기를 설치 가능하게 구성하는 경우에도, 간접 조명의 균일성이 저하하는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 외관 검사 장치의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일실시형태에 의한 외관 검사 장치의 반사부를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 의한 외관 검사 장치의 반사부 및 검사용 기기를 상방으로부터 본 경우의 배치를 나타낸 모식적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시형태에 의한 외관 검사 장치의 촬상 헤드부의 개략 구성을 나타낸 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시형태에 의한 외관 검사 장치의 캡을 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 캡을 개구부에 장착한 상태를 모식적으로 나타낸 반사부의 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시형태에 의한 외관 검사 장치의 지지 부재 및 부착 부재를 상방으로부터 본 경우의 배치를 모식적으로 나타낸 평면도이다.
도 8은 검사용 기기의 제 2 반사면부를 설명하기 위한 경통부의 모식적인 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시형태에 의한 외관 검사 장치에 있어서 시일 부재를 부착한 상태를 나타낸 반사부의 모식적인 부분 단면도이다.
도 10은 도 9에 나타낸 시일 부재를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일실시형태에 의한 외관 검사 장치의 화상 처리부에 의한 화상 보정 처리의 구체예를 설명하기 위한 간접 조명부의 모식도이다.
도 12는 화상 처리부에 의한 화상 보정 처리의 구체예를 설명하기 위한 촬상 화상의 모식도이다.
도 13은 도 12에 나타낸 촬상 화상에 있어서 개구부에서 기인하는 암 영역이 비친 경우의 일예를 나타낸 촬상 화상의 모식도이다.
도 14는 도 12에 나타낸 촬상 화상에 있어서 개구부에서 기인하는 암 영역이 비친 경우의 다른 일예를 나타낸 촬상 화상의 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.
우선, 도 1∼도 14를 참조하고, 본 발명의 일실시형태에 의한 외관 검사 장치(100)의 구조에 관하여 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 의한 외관 검사 장치(100)는 기판 제조 프로세스에 있어서의 제조 중 또는 제조 후의 프린트 기판(이하, 「기판」이라고 한다)(110)을 촬상 대상물로서 촬상하고, 기판(110) 및 기판(110) 상의 전자 부품(120)에 대한 각종 검사를 행하는 장치이다. 외관 검사 장치(100)는 전자 부품(120)을 기판(110)에 실장해서 회로 기판을 제조하기 위한 기판 제조 라인의 일부를 구성하고 있다. 또한, 기판(110)은 본 발명의 「촬상 대상물」의 일례이다.
기판 제조 프로세스의 개요로서는 우선, 배선 패턴이 형성된 기판(110) 상에 땜납 인쇄 장치(도시하지 않음)에 의해 소정의 패턴으로 땜납(땜납 페이스트)(130)의 인쇄(도포)가 행해진다(땜납 인쇄 공정). 계속해서, 땜납 인쇄 후의 기판(110)에 표면 실장기(도시하지 않음)에 의해 전자 부품(120)이 탑재(실장)되는(실장 공정) 것에 의해 전자 부품(120)의 단자부가 땜납(130) 상에 배치된다. 그 후, 실장 완료 기판이 리플로우 로(도시하지 않음)에 반송되어 땜납(130)의 용융 및 경화(냉각)가 행해지는(리플로우 공정) 것에 의해, 전자 부품(120)의 단자부가 기판(110)의 배선에 대하여 땜납 접합된다. 이것에 의해, 전자 부품(120)이 배선에 대하여 전기적으로 접속된 상태에서 기판(110) 상에 고정되고 기판 제조가 완료한다.
외관 검사 장치(100)는 예를 들면, 땜납 인쇄 공정 후의 기판 상의 땜납의 인쇄 상태의 검사나, 실장 공정 후에 있어서의 전자 부품의 실장 상태의 검사,또는 리플로우 공정 후에 있어서의 전자 부품의 실장 상태의 검사 등에 사용된다. 따라서, 외관 검사 장치(100)는 기판 제조 라인에 있어서 1개 또는 복수 설치된다. 땜납의 인쇄 상태로서는 설계상의 인쇄 위치에 대한 인쇄 위치 어긋남, 땜납의 형상, 체적 및 높이(도포량), 브리지(단락)의 유무 등의 검사가 행해진다. 전자 부품의 실장 상태로서는 전자 부품의 종류 및 방향(극성)이 적정한지의 여부, 전자 부품의 설계상의 실장 위치에 대한 위치 어긋남의 양이 허용 범위내인가, 단자부의 땜납 접합 상태가 정상인지의 여부의 검사가 행해진다. 또한, 각 공정간에서의 공통의 검사 내용으로서, 먼지나 그 밖의 부착물 등의 이물의 검출도 행해진다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 외관 검사 장치(100)는 기판(110)을 반송하기 위한 기판 반송 컨베이어(10)와, 기판 반송 컨베이어(10)의 상방을 XY 방향(수평 방향) 및 Z 방향(상하 방향)으로 이동 가능한 헤드 이동 기구(20)와, 헤드 이동 기구(20)에 의해 유지된 촬상 헤드부(30)와, 외관 검사 장치(100)의 제어를 행하는 제어 장치(40)를 구비하고 있다. 이하, 외관 검사 장치(100)의 구체적인 구조를 설명한다.
기판 반송 컨베이어(10)는 기판(110)을 X 방향으로 반송함과 아울러, 소정의 검사 위치에서 기판(110)을 정지시켜서 유지하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 기판 반송 컨베이어(10)는 검사가 종료한 기판(110)을 소정의 검사 위치로부터 X 방향으로 반송하고, 외관 검사 장치(100)로부터 기판(110)을 반출하는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
또한, 헤드 이동 기구(20)는 기판 반송 컨베이어(10)의 상방(화살표 Z1 방향)에 설치되고, 예를 들면 볼 나사축과 서보 모터를 사용한 직교 3축(XYZ축) 로봇에 의해 구성되어 있다. 직교 3축 로봇의 구성 자체는 공지이므로 상세한 설명은 생략한다. 헤드 이동 기구(20)는 이들의 X축, Y축 및 Z축의 구동을 행하기 위한 X축 모터(21), Y축 모터(22) 및 Z축 모터(23)를 구비하고 있다. 이들의 X축 모터(21), Y축 모터(22) 및 Z축 모터(23)에 의해, 헤드 이동 기구(20)는 촬상 헤드부(30)를 기판 반송 컨베이어(10)(기판(110))의 상방(화살표 Z1 방향)으로 XY 방향(수평 방향) 및 Z 방향(상하 방향)으로 이동시키는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
또한, 촬상 헤드부(30)는 주 촬상부(31)와, 간접 조명부(32)와, 후술하는 검사용 기기(60)를 부착 가능한 지지 부재(33)(도 4 참조)를 구비하고 있다. 이 촬상 헤드부(30)가 헤드 이동 기구(20)에 의해 기판(110)의 상방의 소정 위치로 이동됨과 아울러, 주 촬상부(31)나 검사용 기기(60) 등을 사용함으로써, 촬상 헤드부(30)가 기판(110) 및 기판(110) 상의 전자 부품(120) 등의 외관 검사를 위한 촬상을 행하도록 구성되어 있다.
주 촬상부(31)는 렌즈를 유지하는 경통부(31a)가 설치된 CCD 카메라 등으로 구성되어 있다. 또한, 주 촬상부(31)는 촬상 위치(P)에 배치된 기판(110)의 상면의 2차원 (평면) 화상을 대략 수직 상방의 위치로부터 촬상하도록 구성되어 있다. 즉, 주 촬상부(31)의 직하의 위치가 촬상 위치(P)에 설정되어 있다. 이 주 촬상부(31)에 의해, 후술하는 백색 LED 광원에 의한 조명광 하에서는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)에 대응한 RGB의 각 화상(칼라 화상)이 얻어진다.
간접 조명부(32)는 복수의 광원(54, 55 및 56)과, 촬상 위치(P)를 덮도록 설치된 돔상(반구쉘(hemispherical shell)상) 형상의 반사부(51)를 포함한다. 반사부(51)는 광원을 유지함과 아울러, 광원의 조명광을 반사시켜서 기판(110)에 조사하기 위해서 설치되어 있다. 또한, 반사부(51)는 정부에 형성된 주개구(52)와, 주개구(52)와는 다른 위치에 형성된 복수의 소형의 개구부(53)를 일체로 포함하고 있다. 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이 복수의 개구부(53)는 주개구(52)의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 주개구(52)의 상방(화살표 Z1 방향)에는 주 촬상부(31)가 배치되고, 이 주개구(52)을 통해서 주 촬상부(31)가 기판(110)의 촬상을 행한다.
간접 조명부(32)의 광원은 돔상의 반사부(51)의 내면측에 복수 설치되어 있다. 구체적으로는 간접 조명부(32)의 광원은 반사부(51)의 내면측에 있어서 정점측(주개구(52)측)으로부터 순서대로 설치된 상단 광원(54)과, 중단 광원(55)과, 하단 광원(56)으로 구성되어 있다. 구체적으로는 상단 광원(54)은 간접 조명부(32)에 있어서 가장 상방(화살표 Z1 방향)의 위치에 주개구(52)의 외주를 둘러싸도록 환상으로 복수 설치되어 있다. 중단 광원(55)은 상단 광원(54)보다도 하방(화살표 Z2 방향)의 위치이며, 하단 광원(56)보다도 상방(화살표 Z1 방향)의 위치에서, 평면에서 볼 때에 상단 광원(54)을 둘러싸도록 환상으로 복수 설치되어 있다. 그리고, 하단 광원(56)이 중단 광원(55)보다도 하방(화살표 Z2 방향)의 위치에서, 중단 광원(55)을 둘러싸도록 환상으로 복수 설치되어 있다. 이들의 상단 광원(54)과, 중단 광원(55)과, 하단 광원(56)은 각각 백색 LED에 의해 구성되어 있다. 또한, 중단 광원(54)은 본 발명의 「광원」의 일례이다.
상단 광원(54)은 기판(110)에 대하여 상방으로부터 조명광을 조사하도록 구성되어 있다. 중단 광원(55)은 반사부(51)의 내면측을 향해서 조명광을 조사하도록 구성된 간접 조명용 광원이다. 중단 광원(55)은 조명광이 반사부(51)의 내면에서 반사됨으로써, 촬상 대상에 대하여 경사 약 45도 상방으로부터 둘레 방향으로 고르고 또한 균일한 조명광을 조사하도록 구성되어 있다. 하단 광원(56)은 촬상 대상에 대하여 횡방향에 가까운 조사 각도(경사 약 30도 상방)에서 조명광을 조사하도록 구성되어 있다. 상단 광원(54) 및 하단 광원(56)은 직접 조명이지만, 도시하지 않은 광 확산판을 통하여 기판(110)에 조명광을 조사하도록 구성되어 있다. 이것에 의해 주 촬상부(31)는 동일한 촬상 대상에 대하여, 다른 높이(각도)로부터 조사된 조명광을 목적에 따라 사용해서 촬상을 행하는 것이 가능하다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 반사부(51)는 예를 들면 알루미늄 등의 금속재료로 이루어지고, 돔의 내표면에 소광의 백색 도장이 실시되어 있다. 이것에 의해 반사부(51)의 내표면이 조명광을 확산 반사시키는 반사면으로 되어 있다.
또한, 반사부(51)의 주개구(52)의 가장자리부에는 상방에 연장되는 통상부(52a)(도 1에서는 도시 생략)이 형성되어 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이 상기 통상부(52a)의 내측에 주 촬상부(31)의 경통부(31a)가 삽입된다. 또한, 반사부(51)는 이 통상부(52a)가 지지 부재(33)에 부착됨으로써, 지지 부재(33)에 유지되어 있다.
또한, 반사부(51)의 개구부(53)는 주 촬상부(31)의 배치 위치와는 다른 위치에서, 검사용 기기(60)가 반사부(51)의 외부로부터 기판(110)에 대하여 촬상 또는 광의 조사를 행하기 위해서 설치되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이 개구부(53)는 복수(합계 8개) 설치되어 있고, 이들의 복수의 개구부(53)는 반사부(51)에 있어서, 평면에서 볼 때에 촬상 위치(P) 주위에 서로 간격을 두고 주상으로 배열되어 있다. 본 실시형태에서는 8개의 개구부(53)는 촬상 중심으로부터 거리(D)의 위치에, 대략 등각도 간격(각도 α=45도)으로 배열되어 있다. 또한, 이들의 개구부(53)는 도 1에 나타내는 바와 같이 반사부(51)에 있어서, 촬상 위치(P)를 중심으로 하는 방사상이고, 또한 주 촬상부(31)의 촬상 축(촬상 위치(P)를 통하는 Z축)으로부터 각도 β로 비스듬히 경사한 위치에 형성되어 있다. 이 때문에, 검사용 기기(60)를 개구부(53)와 대면하도록 배치하면, 개구부(53)를 통하여 정면에 촬상 위치(P)가 위치하도록 검사용 기기(60)가 배치된다. 이들의 개구부(53)의 형성 위치는 중단 광원(55)의 상측에 위치하고 있다. 또한, 개개의 개구부(53)는 원형상으로 형성되어 있다.
또한, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는 반사부(51)의 개구부(53)에는 개구부(53)를 폐쇄하는 캡(57)이 장착되도록 구성되어 있고, 개구부(53)는 폐쇄 가능하게 구성되어 있다. 또한, 캡(57)은 본 발명의 「폐쇄부」의 일례이다.
캡(57)은 원형의 개구부(53)에 대응시킨 원형상의 뚜껑부(57a) 및 측벽부(57b)와, 측벽부(57b)에 설치된 결합 볼록부(57c)를 일체적으로 포함하고 있다. 또한, 결합 볼록부(57c)는 본 발명의 「결합부」의 일례이다. 뚜껑부(57a)는 측면에서 볼 때 완만히 원호 형상으로 만곡한 표면을 가짐과 아울러, 개구부(53)보다도 1둘레 큰 원판상 형상을 갖는다. 캡(57)은 이 뚜껑부(57a)에 의해 개구부(53)를 막는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 캡(57)은 소광의 백색의 합성 수지 등으로 이루어진다. 이것에 의해 캡(57)은 개구부(53)를 폐쇄한 상태에서 개구부(53)를 막는 뚜껑부(57a)의 표면이 광을 반사하는 제 1 반사면부(57d)로서 기능하도록 구성되어 있다. 측벽부(57b)는 개구부(53)에 끼워 넣어지는 원통상 형상을 갖고 있고, 측벽부(57b)의 단부 근방에, 결합 볼록부(57c)가 외주면을 따라서 외측에 돌출하도록 형성되어 있다. 이 캡(57)을 반사부(51)의 내측으로부터 개구부(53)에 끼워 넣음으로써, 결합 볼록부(57c)가 개구부(53)의 가장자리부와 결합하고, 개구부(53)가 막아짐과 동시에 캡(57)이 고정된다. 이것에 의해 캡(57)은 개구부(53)에 착탈 가능하도록 구성되어 있다. 즉, 캡(57)을 반사부(51)의 외측으로부터 압입하면, 캡(57)을 분리하는 것이 가능하다. 또한, 캡(57)을 개구부(53)에 부착한 상태에서, 뚜껑부(57a)(즉, 제 1 반사면부(57d))는 반사부(51)의 내표면으로부터 약간 내측으로 돌출한다.
지지 부재(33)는 도 4에 나타내는 바와 같이 반사부(51)의 상방에 배치되어 있고, 반사부(51)의 외부로부터 개구부(53)를 통하여 기판(110)에 대하여 촬상 또는 광의 조사를 행하는 것이 가능한 상태에서, 검사용 기기(60)를 부착하기 위해서 설치되어 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이 지지 부재(33)는 평면에서 볼 때, 내부에 원형의 구멍부(33a)를 가짐과 아울러, 다각 형상의 외표면의 각 면으로 이루어지는 부착면(33b)을 갖도록 형성된 지지 블록이다. 이 지지 부재(33)는 종류가 다른 검사용 기기(60)를 부착면(33b)에 부착 가능한 공통의 지지 부재로서 구성되어 있다. 또한, 도 7에서는 지지 부재(33) 및 후술하는 부착 부재(34)에 대해서, 해칭을 붙여서 나타내고 있다. 구멍부(33a)에는 주 촬상부(31)의 경통부(31a)가 배치된다. 또한, 지지 부재(33)의 부착면(33b)은 반사부(51)의 개구부(53)의 수 및 각 개구부(53)의 촬상 위치(P) 주위의 위치와 대응하도록 형성되어 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 지지 부재(33)의 외표면은 8각 형상으로 형성되고, 지지 부재(33)는 합계 8개의 부착면(33b)을 갖는다. 그리고, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 각 부착면(33b)의 정면에, 반사부(51)의 개구부(53)가 각각 위치하도록 지지 부재(33)와 반사부(51)의 촬상 위치(P) 주위의 상대 위치가 설정되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는 지지 부재(33)에는 검사용 기기(60)를 교환 가능하게 부착하기 위한 공통의 부착 부재(34)가 부착되어 있다. 부착 부재(34)는 예를 들면, L자 형상의 브래킷으로 이루어지고, 지지 부재(33)의 8개의 부착면(33b)에 각각 고정되어 있다. 부착 부재(34)는 지지 부재(33)의 부착면(33b)에 고정되는 제 1 부분(34a)과, 부착면(33b)으로부터 반경 방향 외측으로 연장되고 검사용 기기(60)를 지지하는 제 2 부분(34b)을 갖는다. 그리고, 제 2 부분(34b)에 종류가 다른 검사용 기기(60)마다에 준비된 개별 브래킷을 통하여, 검사용 기기(60)가 부착된다. 또한, 도 4 및 도 7에서는 실선으로 나타낸 4개소에 부착 부재(34) 및 검사용 기기(60)를 설치한 예를 나타내고 있고, 도 7의 다른 4개소에는 부착 부재(34) 및 검사용 기기(60)가 설치 가능한 것을 2점 쇄선으로 나타내고 있다. 한편, 도 3에서는 설치 가능한 검사용 기기(60)의 최대수를 나타내기 위해서, 8개소 모두에 검사용 기기(60)를 설치한 예를 나타내고 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 검사용 기기(60)는 촬상 대상물을 경사 방향으로부터 촬상하는 경사 촬상부(61), 3차원 계측용의 패턴 광을 투영 가능한 투영부(프로젝터)(62), 레이저 포인터(63) 및 특정 파장의 조명광을 조사하는 특정 파장 조명부(64) 등이 포함된다. 도 4 및 도 7에서는 경사 촬상부(61)와 투영부(62)를 지지 부재(33)에 부착한 예를 나타내고 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이 경사 촬상부(61)는 주 촬상부(31)와 동일하게 렌즈를 유지하는 경통부(61a)가 설치된 CCD 카메라 등으로 구성되어 있다. 경사 촬상부(61)는 개별 브래킷(61b)을 통하여 부착 부재(34)의 제 2 부분(34b)에 부착되도록 구성되어 있다. 개별 브래킷(61b)과 제 2 부분(34b) 사이 및 개별 브래킷(61b)과 경사 촬상부(61)의 사이에서 부착 각도의 조정이 가능함과 아울러, 개별 브래킷(61b)은 경사 촬상부(61)를 촬상축 방향으로 슬라이드시키는 것이 가능하다. 이것에 의해 경사 촬상부(61)는 촬상 위치(P)에 대하여 정대해서 각도(β)의 경사 방향으로부터 기판(110)의 경사 화상의 촬상을 행하는 것이 가능하다. 또한, 경사 촬상부(61)를 4개 또는 8개 주상으로 배치하면, 기판(110)을 둘러싸도록 각 방향으로부터의 경사 화상을 한번에 취득하는 것이 가능하다. 이 경우에는 예를 들면, 기판(110) 또는 촬상 헤드부(30)를 상하 축 주위로 회전시켜서 각 방향으로부터의 경사 화상을 취득할 필요가 없어지기 때문에, 회전 기구를 생략할 수 있고, 촬상에 요하는 시간도 단축하는 것이 가능해진다. 또한, 기판(110)의 종류에 따라서는 기판(110)에 대하여 특정 방향으로부터만 촬상을 행하면 충분한 경우도 있다. 이 경우에도, 8개의 부착 부재(34)에 의해 각도 α 간격의 임의의 위치에 경사 촬상부(61)를 부착하는 것이 가능하므로, 촬상 대상에 따른 자유도가 높은 외관 검사를 행하는 것이 가능해진다.
도 4에 나타내는 바와 같이 투영부(62)는 소정의 명암 패턴(모양)의 조명광을 촬상 대상물에 투영 가능한 프로젝터 유닛이다. 투영부(62)는 예를 들면, 내부에 설치된 백색 LED 등의 광원(도시하지 않음) 및 MEMS 미러 장치(도시하지 않음)와, 결상용의 렌즈를 유지하는 경통부(62a)로 주로 구성되어 있다. MEMS 미러 장치는 개별 구동 가능한 다수의 가동 마이크로 미러를 어레이상으로 배열한 것으로, 소정의 반사 방향으로의 광의 반사를 임의의 계조로 개개의 마이크로 미러 단위에서 온오프하는 것이 가능해지고 있다. 이것에 의해 투영부(62)는 MEMS 미러 장치의 제어에 의해, 임의의 명암 패턴의 광을 투영하는 것이 가능하다. 투영부(62)는 개별 브래킷(62b)을 통해서 부착 부재(34)의 제 2 부분(34b)에 부착되도록 구성되어 있다. 이 투영부(62)를 사용하고, 예를 들면 정현파상의 광강도 분포를 갖는 등간격의 격자상의 명암 패턴을 기판(110)에 투영하고, 이 명암 패턴의 위치(위상)를 시프트시킨 복수의 화상을 주 촬상부(31)에 촬상시킨다. 이것에 의해 위상쉬프트법에 의한 3차원 형상 계측용 화상을 얻는 것이 가능해진다. 상세한 것은 생략하지만, 얻어진 복수매의 3차원 형상 계측용 화상에 있어서의 동일 부분의 화소값의 차이에 기초하여 촬상 대상물(기판(110))의 입체 형상(높이)을 산출하는 것이 가능하다.
또한, 투영부(62)는 MEMS 미러 장치의 제어에 의해, 명암이 없는 균일한(플레인 패턴의) 조명광을 조사하는 것도 가능하다. 이것을 이용하여 본 실시형태에서는 투영부(62)는 3차원 형상 계측을 행하는 경우 이외에도 사용된다. 즉, 투영부(62)는 간접 조명부(32)에 의한 조명광을 이용하여 기판(110)의 촬상을 행하는 경우에, 개구부(53)를 통해서 기판(110)에 균일한 조명광을 조사하도록 구성되어 있다. 이것에 의해, 반사부(51)에 있어서의 개구부(53)의 형성 부분에서 반사되지 않는 조명광(중단 광원(55)의 조명광)을 투영부(62)의 균일한 조명광에 의해 보완하는 것이 가능하다.
레이저 포인터(63)는 레이저 광원을 내장하고, 촬상 대상물에 광점을 부여한다. 레이저광을 각도 β(도 1 참조)로 조사하고, 기판(110) 상에 광점을 부여한 화상을 주 촬상부(31)에 의해 촬상하면, 광점의 높이 위치에 따라서 화상 중의 광점의 위치가 변화된다. 이 광점 위치에 기초하여 촬상 대상물(기판(110))의 입체 형상(높이)을 산출하는 것이 가능하다. 특정 파장 조명부(64)는 예를 들면, 자외광이나 적외광 등의 특정한 파장 영역의 조명광을 촬상 대상물에 조사한다. 특정 파장 조명부(64)를 사용함으로써, 검사 대상에 따라서, 자외선 화상이나 적외선 화상을 사용한 검사가 가능해진다.
여기서, 본 실시형태에서는 도 4에 나타내는 바와 같이, 이들 검사용 기기(60)는 개구부(53)측의 단면부에, 광을 반사하는 제 2 반사면부(65)를 갖는다. 일례로서, 경사 촬상부(61)에서는 도 8에 나타내는 바와 같이 개구부(53)측에 배치된 경통부(61a)(도 4 참조)의 단면부에, 제 2 반사면부(65)(해칭 부분 참조)가 형성되어 있다. 제 2 반사면부(65)는 예를 들면, 소광의 백색 도장면으로 이루어지고, 개구부(53)를 통과하는 간접 조명부(32)의 조명광을 반사부(51)내에 확산 반사 시키도록(도 9 참조) 구성되어 있다. 또한, 검사용 기기(60)가 투영부(62)인 경우에도, 마찬가지로 경통부(62a)(도 8 참조)의 개구부(53)측의 단면부에 제 2 반사면부(65)가 형성된다. 기타, 설명은 생략하지만, 레이저 포인터(63) 및 특정 파장 조명부(64)에 있어서도 개구부(53)측의 단면부이고, 특히 개구부(53)로부터 누설되는 광이 조사되는 부분에 제 2 반사면부가 형성된다.
또한, 본 실시형태에서는 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이 검사용 기기(60)의 개구부(53)측의 단면부와, 개구부(53)의 가장자리부의 간극을 막도록 환상(통상)의 시일 부재(66)가 설치되어 있다. 또한, 도 4에서는 편의적으로, 시일 부재(66)를 분리한 상태를 나타내고 있음과 아울러, 검사용 기기(60)와 개구부(53) 사이를 실제 이상으로 이간시켜서 나타내고 있다.
시일 부재(66)는 원형의 개구부(53)의 가장자리부를 따라서 원통상으로 형성되어 있음과 아울러 검사용 기기(60)의 측면을 따라서 형성된다. 예를 들면, 검사용 기기(60)가 경사 촬상부(61)의 경우에는 시일 부재(66)는 경통부(61a)의 외경에 대응시켜서 될 수 있는 한, 시일 부재(66)의 내주면과 경통부(61a) 사이의 간극이 생기지 않도록 형성된다. 또한, 시일 부재(66)는 검사용 기기(60)(경사 촬상부(61))의 개구부(53)측의 단면부에, 광을 반사하는 제 3 반사면부(66a)를 갖고 있다. 구체적으로는 시일 부재(66)의 개구부(53)측의 일단부(66b)는 내주측 및 외주측에 각각 돌출하는 플랜지 형상을 갖고 있고, 일단부(66b)의 내경(d1)이 개구부(53)의 내경(d2)보다도 작아지도록 형성되어 있다. 그리고, 일단부(66b)의 개구부(53)측의 단면부의 전면에, 제 3 반사면부(66a)가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 제 3 반사면부(66a)는 소광 백색 도장이 실시됨으로써 형성되어 있다. 이것에 의해 제 3 반사면부(66a)는 개구부측으로 노출하는 부분(내경(d1)과 내경(d2)의 차분에 상당하는 부분)에 있어서, 개구부(53)를 통과하는 간접 조명부(32)의 조명광을 반사부(51)내에 확산 반사시키도록 구성되어 있다. 기타, 설명은 생략하지만, 투영부(62), 레이저 포인터(63) 및 특정 파장 조명부(64)에 있어서도, 시일 부재(66)가 각각의 개구부(53)측의 단면부에 적응한 형상으로 형성되고, 개구부(53)측으로 노출하는 부분에 제 3 반사면부가 형성된다. 또한, 제 3 반사면부(66a)를 제외하고, 시일 부재(66)의 통상 부분의 내주면(66c)을 포함하는 시일 부재(66)의 전체에는 흑색 도장 등의 조명광을 반사하기 어렵게 하는 표면 처리가 실시되어 있다. 이것에 의해 특히, 내주면(66c)에 있어서, 불소망의 입사광(즉, 미광(迷光))이 검사용 기기(60)(경사 촬상부(61))에 입사하는 것을 억제하고 있다.
또한, 시일 부재(66)의 통상부의 개구부(53)와는 반대측의 타단부(66d)까지의 길이(시일 부재(66)의 높이)는 도 9의 길이(L)에 의해 나타내는 바와 같이, 검사용 기기(60)의 배치 위치측에 치수상의 여유를 가져서 형성되어 있다. 즉, 초점맞춤을 위해 검사용 기기(60)를 광축 방향으로 슬라이드시킬 경우의 조정량이나 조립 오차 등을 고려하고, 검사용 기기(60)와 개구부(53) 간의 광축 방향의 위치 어긋남을 흡수 가능하도록 시일 부재(66)의 통상부의 길이 여유(L)가 설정되어 있다. 또한, 광축 방향과 직교하는 횡 방향에 있어서의 검사용 기기(60)의 광축과 개구부(53)의 중심의 위치 어긋남은 플랜지 형상의 일단부(66b)에 치수상의 여유를 갖게 함으로써, 흡수 가능하게 되어 있다. 이렇게, 시일 부재(66)는 검사용 기기(60)와 개구부(53)의 위치 어긋남(광축 방향 및 광축과 직교하는 횡 방향의 위치 어긋남)을 흡수하는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이 외관 검사 장치(100)는 제어 장치(40)에 의해 제어되도록 구성되어 있다. 제어 장치(40)는 제어부(41)와, 기억부(42)와, 화상 처리부(43)와, 촬상 제어부(44)와, 투영 제어부(45)와, 조명 제어부(46)와, 모터 제어부(47)를 포함하고 있다.
제어부(41)는 논리 연산을 실행하는 CPU, CPU를 제어하는 프로그램 등을 기억하는 ROM(Read Only Memory) 및 장치의 동작 중에 각종 데이터를 일시적으로 기억하는 RAM(Random Access Memory) 등으로 구성되어 있다. 제어부(41)는 ROM에 기억되어 있는 프로그램이나, 기억부(42)에 저장된 소프트웨어(프로그램)를 따르고, 화상 처리부(43), 촬상 제어부(44), 투영 제어부(45), 조명 제어부(46) 및 모터 제어부(47)를 통해서 외관 검사 장치(100)의 각 부를 제어하도록 구성되어 있다. 그리고, 제어부(41)는 주 촬상부(31)나 검사용 기기(60)로서의 경사 촬상부(61) 등을 이용하여, 기판(110)에 대한 상술한 각종의 외관 검사를 행한다. 또한, 외관 검사에 따르는 처리의 내용은 공지되어 있으므로 설명을 생략한다.
기억부(42)는 각종 데이타의 기억 및 제어부(41)에 의한 판독이 가능한 비휘발성의 기억 장치로 이루어진다. 기억부(42)에는 주 촬상부(31)나 경사 촬상부(61)에 의해 촬상된 촬상 화상 데이터, 기판(110)에 실장되는 전자 부품(120)의 설계 상의 위치 정보를 정한 기판 데이터, 기판(110)에 실장되는 전자 부품(120)의 형상을 정한 부품 형상 데이터베이스, 투영부(62)가 생성하는 투영 패턴(3차원 계측용의 명암 패턴이나, 플레인 패턴)의 정보 등이 기억되어 있다. 제어부(41)는 주 촬상부(31)와, 간접 조명부(32)(및 투영부(62)의 플레인 패턴 조명) 또는 특정 파장 조명부(64)룰 이용하여 촬상한 2차원 화상을 사용한 2차원 화상 검사, 주 촬상부(31)와 투영부(62) 또는 레이저 포인터(63)를 사용한 3차원 형상 계측에 의한 3차원(입체 형상) 검사 및 경사 촬상부(61)와 간접 조명부(32)를 이용하여 촬상한 경사 화상을 사용한 경사 화상 검사 등을 조합해서, 기판(110) 상의 땜납(130)의 검사나 기판(110)에 실장된 전자 부품(120)의 실장 상태 검사 및 완성 상태의 기판(110)의 검사 등을 행한다.
또한, 본 실시형태에서는 기억부(42)에는 각각의 간접 조명부(32)(반사부(51))에 설치된 8개의 개구부(53)에 대응한 검사용 기기(60)의 부착 정보(42a)가 기억되어 있다. 부착 정보(42a)는 8개의 개구부(53) 중 어느 개구부(53)의 위치에 어떤 검사용 기기(60)가 부착되어 있는지(각 개구부(53)가 사용되고 있는지) 및 어느 개구부(53)가 사용되지 않고 있는지를 나타내는 정보이다. 부착 정보는 검사용 기기(60)의 설치시에 설정 정보로서 미리 입력해 두어도 좋고, 검사용 기기(60)와 제어 장치(40)의 제어 라인의 접속 상태(입출력 포트의 사용 상황)를 검출하는 등에 의해 취득할 수도 있다. 이 부착 정보(42a)를 참조함으로써, 열린 상태의 개구부(53)(즉, 검사용 기기(60)가 설치되어서 캡(57)이 분리되어 있는 개구부(53))의 위치를 취득할 수 있다. 이 부착 정보(42a)는 본 발명의 「개구부의 위치 정보」의 일례이다.
화상 처리부(43)는 주 촬상부(31) 및 경사 촬상부(61)에 의해 촬상된 촬상 화상(촬상 신호)을 화상 처리하고, 기판(110)의 전자 부품(120)이나 땜납 접합부(땜납(130))을 인식(화상 인식)하는데도 적당한 화상 데이터를 생성하도록 구성되어 있다. 여기서, 본 실시형태에서는 화상 처리부(43)는 주 촬상부(31)와 간접 조명부(32)를 이용하여 2차원 화상의 촬상을 행할 때, 열린 상태의 개구부(53)의 위치 정보(검사용 기기(60)의 부착 정보(42a))에 기초하여 간접 조명부(32)의 조명광을 이용하여 주 촬상부(31)에 의해 촬상된 촬상 화상 중에서 개구부(53)에 대응하는 조명 불균일 부분을 검출하도록 구성되어 있다. 그리고, 화상 처리부(43)는 검출한 촬상 화상 중의 조명 불균일을 보정하는 처리를 행하도록 구성되어 있다.
여기서, 조명 불균일의 보정 처리에 대해서 구체적으로 설명한다. 예를 들면, 도 11에 나타내는 바와 같이, 기판(110) 상에 있어서, 물체(A)의 촬상을 주 촬상부(31)와 간접 조명부(32)를 이용하여 행하고자 한다. 물체(A)는 정부를 향해서 완만하게 상승된 원판상 형상을 가짐과 아울러, 금속 표면 등의 경면 반사하는 물체표면을 갖는다. 이 경우, 개구부(53)가 존재하지 않는 경우에는 중단 광원(55)의 광을 반사부(51)에서 반사시킨 간접 조명부(32)의 조명광(간접 조명)을 사용한 주 촬상부(31)의 촬상 화상은 도 12에 나타나게 된다. 이 경우, 경사 약 45도 상방으로부터의 조명광(간접 조명)이 둘레 방향의 전체 둘레로부터 조사되므로(도 11 참조), 이 조명광이 물체(A)의 표면에서 반사되어서 주 촬상부(31)에 입사됨으로써, 촬상 화상 중의 물체(A)에 환상의 명 영역(71)이 형성된다. 한편, 물체(A)의 정부(A1) 및 가장자리 부분(A2)에서 반사된 조명광은 조사 각도의 관계로부터 주 촬상부(31)에 입사되기 곤란하여 상대적으로 어두워진다. 여기서, 반사부(51)의 개구부(53)가 8개 모두 열린 상태에 있는 경우(검사용 기기(60)가 설치되어 있을 경우), 개구부(53)의 형성 영역에서는 조명광이 반사되지 않으므로(도 11의 파선 화살표참조), 도 13에 나타내는 바와 같이 환상의 명 영역(71) 중에, 개구부(53)에 대응하는 암 영역(72)이 형성되게 된다. 또한, 여기에서는 이해의 용이화를 위해, 제 2 반사면부(65) 및 제 3 반사면부(66a)의 작용을 고려하지 않고, 반사부(51)의 개구부(53)의 형성 영역에서는 광이 반사되지 않는 것으로 한다. 암 영역(72)은 본 발명의 「조명 불균일 부분」의 일례이다.
이 암 영역(72)은 열린 상태의 개구부(53)에서 기인하기 때문에, 도 3에 나타낸 바와 같이 각각의 개구부(53)의 위치를 Q1∼Q8이라고 하면, 도 13에 나타내는 환상의 명 영역(71) 중의 대응 위치(Q1∼Q8)에 암 영역(72)이 형성된다. 예를 들면, 경사 방향의 4개의 개구부(53)(Q2, Q4, Q6 및 Q8)가 캡(57)에 의해 막혀 있는 경우(검사용 기기(60)가 설치되지 않은 경우)에는 도 14에 나타내는 바와 같이 그들의 4개의 개구부(53)에 대응하는 암 영역이 형성되지 않고, 열린 상태의 나머지 4개의 개구부(53)에 대응하는 암 영역(72)(Q1, Q3, Q5 및 Q7)만이 형성된다. 또한, 화상 중의 암 영역(72)의 위치는 각각 반사부(51)에 있어서의 개구부(53)의 형성 위치에 대응하고 있고, 주상으로 대강 각도 α(도 3 참조)의 등각도 간격이 된다. 이렇게, 간접 조명부(32)의 간접 조명(중단 광원(55))을 사용한 촬상 화상에 있어서, 암 영역(72)이 환상의 명 영역(71) 중에, 열린 상태의 개구부(53)에 대응하는 수 및 배치 위치로 형성되어 있는 경우에, 이들의 암 영역(72)을 개구부(53)에서 기인하는 조명 불균일 부분이다라고 판단할 수 있다.
그래서, 화상 처리부(43)는 간접 조명부(32)의 간접 조명(중단 광원(55))을 사용한 촬상 화상의 처리를 행할 때, 내부에 암 영역(72)을 갖는 환상의 명 영역(71)을 촬상 화상 중에 검출한다. 그러한 명 영역(71)의 검출은 명도(화소 농도값)에 기초하는 공지의 화상 인식에 의해 행할 수 있다. 화상 처리부(43)는 명 영역(71)을 검출한 경우, 기억부(42)에 기억된 검사용 기기(60)의 부착 정보(42a)에 기초하여 개구부(53)에 대응하는 암 영역(72)(조명 불균일 부분)인지의 여부를 판단한다. 그리고, 명 영역(71) 중의 암 영역(72)의 수 및 배치 위치가 부착 정보(42a)로부터 얻어지는 열린 상태의 개구부(53)의 수 및 배치 위치와 일치(대응)하는 경우에는 그들의 암 영역(72)을 개구부(53)에서 기인한 암 영역(조명 불균일 부분)이다라고 판단하고, 화상 처리부(43)는 주위의 명 영역(71)의 화상(화소값)을 이용하여 암 영역(72)을 보정(보간 처리)한다. 이것에 의해 개구부(53)에서 기인하는 암 영역(72)을 포함하는 촬상 화상(도 13 및 도 14 참조)을 도 12에 나타낸 바와 같이 조명 불균일이 없는 촬상 화상으로서 보정한 상에서, 검사 처리를 행하는 것이 가능해진다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 촬상 제어부(44)는 제어부(41)로부터 출력되는 제어 신호에 기초하여 주 촬상부(31)나 경사 촬상부(61)로부터 소정의 타이밍으로 촬상 신호의 판독을 행함과 아울러, 판독한 촬상 신호를 화상 처리부(43)에 출력하도록 구성되어 있다. 투영 제어부(45)는 제어부(41)로부터 출력되는 제어 신호에 기초하여 투영부(62)에 의한 조명의 제어를 행한다. 투영부(62)를 사용한 3차원 형상 계측을 행하는 경우에는 투영 제어부(45)는 기억부(42)에 기억된 투영 패턴 데이터를 이용하여, 위상을 시프트시킨 복수의 투영 패턴의 조명광으로 복수회의 투영을 행하도록 투영부(62)를 제어한다. 또한, 투영 제어부(45)는 간접 조명부(32)를 사용해서 촬상을 행할 때는 플레인 패턴 조명을 이용하여 간접 조명부(32)에 의한 조명광을 보완하는 제어를 행한다.
조명 제어부(46)는 제어부(41)로부터 출력되는 제어 신호에 기초하여 간접 조명부(32)의 상단 광원(54), 중단 광원(55) 및 하단 광원(56)의 각 광원을 소정의 타이밍으로 점등시키도록 구성되어 있다. 모터 제어부(47)는 제어부(41)로부터 출력되는 제어 신호에 기초하여 외관 검사 장치(100)의 각 서보 모터(헤드 이동 기구(20)의 X축 모터(21), Y축 모터(22) 및 Z축 모터(23), 기판 반송 컨베이어(10)를 구동하기 위한 모터(도시하지 않음) 등)의 구동을 제어하도록 구성되어 있다. 또한, 모터 제어부(47)는 각 서보모터의 엔코더(도시하지 않음)로부터의 신호에 기초하여 촬상 헤드부(30) 및 기판(110) 등의 위치를 취득하도록 구성되어 있다.
본 실시형태에서는 상기한 바와 같이, 반사부(51)의 주 촬상부(31)의 배치 위치와는 다른 위치에, 반사부(51)의 외부로부터 촬상 대상물(기판(110))에 대하여 촬상 또는 광의 조사를 행하기 위한 개구부(53)를 설치함으로써, 주 촬상부(31) 이외의 다른 검사용 기기(60)를 반사부(51)의 외부에 배치할 수 있다. 이 결과, 반사부(51)의 내부에 광을 차단하는 장해물(검사용 기기(60))이 배치됨으로써 반사부(51)의 반사 면적이 크게 감소하는 경우가 없고, 간접 조명의 균일성의 저하를, 반사부(51)에 설치한 촬상 또는 광의 조사를 행하기 위한 개구부(53)의 부분만으로 억제할 수 있다. 또한, 촬상 또는 광의 조사를 행하기 위한 개구부(53)의 면적을 검사용 기기(60)에 필요한 만큼 억제할 수 있으므로, 이것에 의해서도 간접 조명의 균일성의 저하를 억제할 수 있다. 이들의 결과, 본 실시형태의 외관 검사 장치(100)에 의하면, 주 촬상부(31) 이외의 검사용 기기(60)를 설치 가능하게 구성하는 경우에도, 간접 조명의 균일성이 저하하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 상기한 바와 같이, 반사부(51)의 개구부(53)를 폐쇄하는 캡(57)을 설치한다. 이것에 의해 실제로 사용하는 개구부(53)만을 개구시킨 상태로 할 수 있다. 그 결과, 필요 최소한의 개구 면적으로 억제할 수 있으므로, 개구부(53)를 통하는 광누설을 최소한으로 억제할 수 있고, 이것에 의해서도 간접 조명의 균일성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 개구부(53)를 폐쇄하는 캡(57)을 설치함으로써, 검사용 기기(60)를 사용(설치)하지 않는 경우에는 반사부(51)의 내부(촬상 위치(P))로의 이물이나 먼지, 그 밖의 검사의 신뢰성을 저하시키는 물질의 침입을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 상기한 바와 같이, 캡(57) 중 개구부(53)를 폐쇄한 상태에서 개구부(53)를 막는 부분(뚜껑부(57a))에, 광을 반사하는 제 1 반사면부(57d)를 형성한다. 이것에 의해 캡(57)에 의해 개구부(53)를 폐쇄하는 경우에 캡(57)의 제 1 반사면부(57d)를 반사부(51)의 반사면의 일부로서 기능시킬 수 있다. 그 결과, 반사부(51)에 개구부(53)를 설치하는 경우에도, 캡(57)에 의해 개구부(53)를 폐쇄하는 경우(검사용 기기(60)를 사용하지 않는 경우)에는 간접 조명의 균일성이 저하하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 상기한 바와 같이, 반사부(51)의 개구부(53)의 가장자리부와 결합하는 결합 볼록부(57c)를 캡(57)에 설치하고, 개구부(53)에 착탈 가능하도록 캡(57)을 구성한다. 이것에 의해 캡(57)을 개구부(53)에 간단하게 장착할 수 있음과 아울러, 나중에 검사용 기기(60)를 사용(설치)하는 경우에도 캡(57)을 간단하게 분리할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 상기한 바와 같이, 반사부(51)에 있어서, 촬상 위치(P)를 중심으로 하는 방사상이고, 또한 주 촬상부(31)의 촬상축으로부터 각도 β 경사한 복수의 위치에 개구부(53)를 형성한다. 이것에 의해 주 촬상부(31)와는 다른 경사 방향의 복수의 개구부(53)를 통하여 각각 검사용 기기(60)를 촬상 위치(P)에 대하여 촬상 또는 광의 조사를 행할 수 있다. 이 때, 촬상 위치(P)를 중심으로 하는 방사상의 위치에 개구부(53)를 배치함으로써, 촬상 위치(P)와 검사용 기기(60)를 연결하는 선상에 개구부(53)를 배치할 수 있으므로, 미러 등을 이용하여 광축을 구부릴 필요가 없음과 아울러, 개구부(53)의 개구 면적을 필요 최소한으로 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 상기한 바와 같이, 반사부(51)에 있어서, 복수의 개구부(53)를 평면에서 볼 때에 촬상 위치(P) 주위에 서로 각도 α만큼 사이를 두고 주상으로 배열한다. 이것에 의해 복수의 검사용 기기(60)를 평면에서 볼 때에 촬상 위치(P)를 둘러싸도록 배치해서 사용할 수 있다. 그 결과, 검사용 기기(60)의 배치 위치의 자유도를 높일 수 있으므로, 검사용 기기(60)의 용도나 종류, 촬상 대상물의 형상이나 검사 대상 부위의 위치 등에 따라서 검사용 기기(60)의 배치 위치를 설정 가능한 편리성이 높은 외관 검사 장치(100)를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 상기한 바와 같이, 반사부(51)의 외부에 종류가 다른 검사용 기기(60)를 부착 가능한 공통의 지지 부재(33)를 설치한다. 이것에 의해 검사 대상(촬상 대상물)에 따라서 검사용 기기(60)를 지지 부재(33)에 부착하고, 검사 대상에 따른 최적의 장치 구성을 구축할 수 있다. 이 때, 여러가지 검사용 기기(60)에 대하여 지지 부재(33)의 구조를 공통화할 수 있으므로, 검사 대상에 따른 최적의 장치 구성을 용이하게 구축할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 상기한 바와 같이, 검사용 기기(60)로서, 경사 촬상부(61), 투영부(62), 레이저 포인터(63) 및 특정 파장 조명부(64) 중 적어도 어느 하나를 설치한다. 이것에 의해 경사 방향으로부터의 외관 검사, 패턴 투영 또는 레이저 투영에 의한 3차원 형상 검사, 자외광이나 적외광 등의 특정 파장의 조명광을 사용한 외관 검사 등의 각종 검사를, 검사 대상에 따라서, 주 촬상부(31)를 사용한 대략 수직 상방의 2차원 화상 검사와 조합시켜서 실시할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 상기한 바와 같이, 투영부(62)를 간접 조명부(32)에 의한 조명광을 이용하여 촬상 대상물(기판(110))의 촬상을 행하는 경우에, 개구부(53)를 통해서 기판(110)에 균일한 조명광을 조사하도록 구성한다. 이것에 의해 투영부(62)를 사용해서 패턴 투영에 의한 3차원 형상 검사를 행할 뿐만 아니라, 간접 조명부(32)를 사용해서 주 촬상부(31)에 의한 2차원 화상 검사를 행하는 경우에, 투영부(62)로부터의 균일한 조명광에 의해 간접 조명부(32)의 조명광을 보완할 수 있다. 이 결과, 검사용 기기(60)로서 투영부(62)를 설치하는 경우에, 개구부(53)에서 기인해서 간접 조명의 균일성이 저하하는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 상기한 바와 같이, 검사용 기기(60)의 개구부(53)측의 단면부에, 광을 반사하는 제 2 반사면부(65)를 설치한다. 이것에 의해 개구부(53)에서 반사되지 않은 조명광의 일부를 제 2 반사면부(65)에 의해 반사시킬 수 있다. 이 결과, 개구부(53)의 실효상의 개구 면적(반사할 수 없는 영역의 면적)을 작게 하는 효과가 얻어지므로, 검사용 기기(60)를 사용하는 경우에도 간접 조명의 균일성이 저하하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 상기한 바와 같이, 검사용 기기(60)의 개구부(53)측의 단면부와 개구부(53)의 가장자리부의 간극을 막도록 시일 부재(66)를 설치함과 아울러, 일단부(66b)의 개구부(53)측으로 노출하는 부분에 광을 반사하는 제 3 반사면부(66a)를 설치한다. 이것에 의해, 검사용 기기(60)와 개구부(53)의 가장자리부의 간극으로부터 누설하는 조명광을 제 3 반사면부(66a)에 의해 반사시킬 수 있으므로, 검사용 기기(60)를 사용하는 경우에도 간접 조명의 균일성이 저하하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 상기한 바와 같이, 부착 정보(42a)에 기초하여 촬상 화상 중에서 열린 상태의 개구부(53)에 대응하는 암 영역(72)을 검출하고, 검출한 암 영역(72)을 보정하는 처리를 행하도록 화상 처리부(43)를 구성한다. 이것에 의해 암 영역(72)을 보정할 수 있으므로, 검사용 기기(60)를 사용하는 경우의 개구부(53)에서 기인하는 간접 조명의 균일성의 저하를 화상 처리에 의해 사후적으로 억제할 수 있다.
또한, 금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 실시형태의 설명이 아니라 특허청구범위에 의해 나타내어지고, 또한 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위내에서의 모든 변경이 포함된다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는 간접 조명부의 중단 광원에 의해 간접 조명을 행함과 아울러, 상단 광원 및 하단 광원에서는 직접 조명을 행하도록 구성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는 간접 조명부에 간접 조명을 행하는 광원이 설치되어 있으면 된다. 그 때문에 상단 광원 및 하단 광원을 설치하지 않아도 된다. 또한, 상단 광원 및 하단 광원 중 어느 하나에 의해 간접 조명을 행하도록 구성해도 되고, 그 경우, 중단 광원에서는 직접 조명을 행하도록 구성해도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는 돔상(반구쉘상) 형상의 반사부를 설치한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는 반구쉘상 이외의 형상의 반사부를 형성해도 된다. 내부에 배치한 광원의 광을 반사하기 위해서는 반사부의 내면 형상이 중요하고, 반사부의 외형 형상은 임의이다. 반사부의 내면 형상은 촬상 대상물로의 조명광의 조사 방향이나 광원의 배치 등을 종합 고려해서 결정하면 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 반사부에 8개의 개구부를 설치한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 개구부는 적어도 1개 설치하면 된다. 즉, 개구부는 7개 이하라도 되고, 9개 이상 형성해도 된다. 개구부의 수는 외관 검사 장치에 있어서의 검사용 기기(60)의 설치 가능수에 대응하기 때문에, 개구부의 수가 많을수록, 장치 구성의 자유도를 향상시켜서 검사 대상에 따른 적절한 장치 구성을 실현시키기 쉽게 할 수 있다. 한편, 개구부의 수가 많을수록, 개구부에서 기인해서 간접 조명의 균일성이 저하하기 쉬워진다. 그 때문에 개구부의 수가 많을수록 상기 제 1 반사면부(57d), 제 2 반사면부(65), 제 3 반사면부(66a)를 설치하는 구성이나 투영부(62)에 의한 플레인 패턴 조명의 투영이나, 화상 처리부(43)에 의한 사후적인 화상 보정을 행하는 구성에 의한 간접 조명의 균일성의 저하 억제의 효과가 보다 한층 효과적으로 작용한다.
또한, 상기 실시형태에서는 8개의 개구부를 촬상 위치(P) 주위에 등각도 간격(각도 α)으로 주상으로 배열한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 개구부는 주상으로 배열하지 않아도 된다. 즉, 개구부의 촬상 위치(P)로부터의 거리(D)를 일정하게 하지 않아도 된다. 반대로, 개구부를 주상으로 배열하는 경우에, 복수열의 개구부를 동심원상으로 배치해도 된다. 또한, 개구부를 등각도 간격으로 배열하는 필요는 없고, 복수의 개구부가 서로 다른 각도 간격으로 배열되어도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 반사부에 원형상의 개구부를 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는 개구부는 원형상 이외의 형상이어도 된다. 단, 상기한 바와 같이 개구부는 간접 조명의 균일성을 저하시키는 한가지 원인이 되므로, 개구부의 형상은 설치되는 검사용 기기의 동작을 방해하지 않는 범위내에서, 가능한 한 개구 면적이 작아지는 형상이 바람직하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는 경사 촬상부(61)나 투영부(62)의 원통상의 경통부(61a, 62a)에 대응시켜서 개구부(53)를 원형상으로 형성하고 있고, 필요 최소한의 개구 면적으로 완료되도록 개구부(53)의 형상이 설정되어 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 본 발명의 「폐쇄부」의 일례로서 캡(57)을 설치한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 상기 실시형태에서 설명한 캡(57)과는 다른 폐쇄부를 형성해도 된다. 예를 들면, 폐쇄부로서, 비투광성의 시일(시트상 부재)을 개구부를 덮도록 접착해도 좋다. 또한, 예를 들면 개구부(53)를 나사 구멍으로서 형성하고, 숫나사부를 갖는 캡을 나사 결합시켜도 좋다. 또한, 예를 들면 반사부(51)에 뚜껑 부재를 형성해도 된다. 예를 들면, 반사부의 외표면을 따라서 슬라이딩시키는 슬라이드식의 뚜껑 부재나, 힌지를 통하여 회전되는 회동식의 뚜껑 부재에 의해 개구부를 막도록 구성해도 좋다. 이 외에, 캡을 2부재로 구성하고, 반사부의 내측의 제 1 부재와 반사부의 외측의 제 2 부재를 개구부를 통하여 결합시킴으로써, 개구부를 막음과 아울러 캡을 반사부에 고정하는 구성을 채용해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 개구부(53)를 막는 캡(57)의 뚜껑부(57a)에 제 1 반사면부(57d)를 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 캡에는 뚜껑부 이외의 부분에 제 1 반사면부를 형성해도 된다. 예를 들면, 도 6의 캡(57)을 반사부(51)의 외측으로부터 개구부(53)에 끼워 넣도록 하고, 측벽부(57b)의 단면(뚜껑부(57a)와는 반대측의 단면)에 제 1 반사면부를 형성해도 된다. 이 경우에는 측벽부(57b)의 단면(제 1 반사면부)이 반사부(51)의 내표면과 대략 면일하도록 캡을 구성하는 것이 바람직하다. 이렇게 구성하면, 캡을 개구부에 부착한 상태에서, 캡의 제 1 반사면부를 반사부(51)의 내표면(반사면)과 연속시켜서 반사부(51)의 반사면과 일체화시킬 수 있으므로 개구부에서 기인해서 간접 조명의 균일성이 저하하는 것을 보다 한층 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 다른 종류의 검사용 기기(60)에 대하여 공통의 지지 부재(33)와 부착 부재(34)를 설치한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는 지지 부재에 검사용 기기에 따른 개별의 (검사용 기기마다 다름) 부착 부재를 설치해도 된다. 예를 들면, 부착 부재(34)의 제 1 부분(34a)은 각 검사용 기기(60)에 대하여 공통인 채로, 제 2 부분(34b)에 대해서 검사용 기기(60)마다에 개별의 형상을 갖도록 부착 부재를 구성해도 된다. 또한, 지지 부재에 부착 부재를 통하지 않고 검사용 기기를 직접 설치해도 좋다. 이외에, 장착하는 검사용 기기에 대응시킨 지지 부재를 검사용 기기 마다에 설치해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 검사용 기기로서, 경사 촬상부(61), 투영부(62), 레이저 포인터(63) 및 특정 파장 조명부(64)를 설치하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는 검사용 기기로서, 경사 촬상부(61), 투영부(62), 레이저 포인터(63) 및 특정 파장 조명부(64) 이외의 검사용 기기를 설치해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 간접 조명부(32)에 의한 조명광을 이용하여 촬상 대상물(기판(110))의 촬상을 행하는 경우에, 개구부(53)를 통해서 기판(110)에 플레인 패턴의 조명광을 조사하도록 투영부(62)를 구성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 플레인 패턴의 조명광을 조사하지 않아도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 검사용 기기(60)의 개구부(53)측의 단면부에 제 2 반사면부(65)를 설치한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는 제 2 반사면부를 설치하지 않아도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 검사용 기기(60)의 개구부(53)측의 단면부와, 개구부(53)의 가장자리부의 간극을 막는 시일 부재(66)를 설치한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는 시일 부재를 설치하지 않아도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 부착 정보(42a)에 기초하여 촬상 화상 중에서 개구부(53)에 대응하는 조명 불균일 부분을 검출해서 보정하도록 화상 처리부(43)를 구성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는 화상 보정을 행하지 않아도 된다.
31 : 주 촬상부 32 : 간접 조명부
33 : 지지 부재 43 : 화상 처리부
51 : 반사부 53 : 개구부
55 : 중단 광원(광원) 57 : 캡(폐쇄부)
57c : 결합 볼록부(결합부) 57d : 제 1 반사면부
60 : 검사용 기기 61 : 경사 촬상부
62 : 투영부 63 : 레이저 포인터
64 : 특정 파장 조명부 65 : 제 2 반사면부
66 : 시일 부재 66a : 제 3 반사면부
72 : 암 영역(조명 불균일 부분) 100 : 외관 검사 장치
110 : 기판(촬상 대상물) P : 촬상 위치

Claims (12)

  1. 촬상 위치에 배치된 촬상 대상물을 대략 수직 상방으로부터 촬상하는 주 촬상부와,
    광원과, 상기 촬상 위치를 덮도록 설치되고 상기 광원의 조명광을 반사시켜서 촬상 대상물에 조사하는 반사부를 포함하는 간접 조명부를 구비하고,
    상기 광원은 상기 반사부의 내측에, 동일한 상기 촬상 대상물에 대하여 상이한 높이로부터 조명광을 조사 가능하게 복수 설치되고,
    상기 반사부는 상기 주 촬상부의 배치 위치와는 다른 위치에, 상기 반사부의 외부로부터 상기 촬상 대상물에 대하여 촬상 또는 광의 조사를 행하기 위한 개구부를 갖고,
    상기 반사부의 외부로부터 상기 개구부를 통하여 상기 촬상 대상물에 대하여 촬상을 행하는 것이 가능한 경사 촬상부와,
    상기 주 촬상부를 사용하고, 상기 경사 촬상부를 사용하지 않는 경우에, 상기 반사부의 상기 개구부를 폐쇄하는 덮개부를 더 구비하고,
    상기 경사 촬상부의 상기 개구부측의 단면부, 및 상기 경사 촬상부의 상기 개구부측의 단면부와 상기 개구부의 가장자리부와의 간극 부분 중 적어도 일방에는 광을 반사하는 광반사면부가 설치되고,
    상기 덮개부의 표면이 광을 반사하는 제 1 반사면부로서 기능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 반사부에 있어서 상기 촬상 위치를 중심으로 하는 방사상이고, 또한 상기 주 촬상부의 촬상축으로부터 비스듬히 경사진 복수의 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    복수의 상기 개구부는 상기 반사부에 있어서 평면에서 볼 때에 상기 촬상 위치 주위에 서로 간격을 두고 주상으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사부의 외부로부터 상기 개구부를 통하여 상기 촬상 대상물에 대하여 촬상을 행하는 것이 가능한 상태에서 상기 경사 촬상부를 부착 가능한 공통의 지지 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사 촬상부는 상기 개구부측의 단면부에 광을 반사하는 제 2 반사면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 경사 촬상부의 상기 개구부측의 단면부와 상기 개구부의 가장자리부와의 간극을 막도록 설치된 환상의 시일 부재를 더 구비하고,
    상기 시일 부재는 상기 시일 부재의 상기 개구부측으로 노출되는 부분에 광을 반사하는 제 3 반사면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구부는 폐쇄 가능하게 구성되어 있고,
    상기 주 촬상부의 촬상 화상을 화상 처리하는 화상 처리부를 더 구비하고,
    상기 화상 처리부는 열린 상태의 상기 개구부의 위치 정보에 기초하여 상기 간접 조명부의 조명광을 이용하여 상기 주 촬상부에 의해 촬상된 촬상 화상 중에서 상기 열린 상태의 개구부에 대응하는 조명 불균일 부분을 검출하고, 검출한 상기 촬상 화상 중의 조명 불균일을 보정하는 처리를 행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6760283B2 (ja) * 2015-07-08 2020-09-23 コニカミノルタ株式会社 画像読取装置及びインクジェット記録装置
CN105444795A (zh) * 2015-12-25 2016-03-30 海宁市引领知识产权咨询服务有限公司 一种新型机电检测设备的外罩
JP6474756B2 (ja) * 2016-06-09 2019-02-27 本田技研工業株式会社 欠陥検査方法及びその装置
JP6367862B2 (ja) * 2016-06-09 2018-08-01 本田技研工業株式会社 欠陥検査方法及びその装置
KR101969232B1 (ko) * 2017-10-31 2019-04-17 주식회사 이노비즈 측면 비전 장치
JP7079665B2 (ja) * 2018-05-30 2022-06-02 シーシーエス株式会社 光照射装置及びピンホール部材
WO2020075213A1 (ja) * 2018-10-09 2020-04-16 オリンパス株式会社 計測装置、計測方法および顕微鏡システム
JP7332407B2 (ja) * 2019-09-17 2023-08-23 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 撮像装置、画像取得方法および検査装置
JP7411928B2 (ja) 2019-12-26 2024-01-12 株式会社Rutilea 物品撮影装置
KR102135472B1 (ko) * 2020-02-03 2020-07-20 주식회사 하이브비젼 논-램버시안 표면 검사 시스템
JPWO2023139659A1 (ko) * 2022-01-18 2023-07-27
WO2023139660A1 (ja) * 2022-01-18 2023-07-27 ヤマハロボティクスホールディングス株式会社 三次元デジタル顕微鏡
JP2024030213A (ja) * 2022-08-24 2024-03-07 株式会社サキコーポレーション 検査装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2643550B2 (ja) * 1990-07-06 1997-08-20 富士電機株式会社 外観検査装置
JP2012132861A (ja) * 2010-12-24 2012-07-12 Horiba Ltd 光学測定装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02167450A (ja) * 1988-07-19 1990-06-27 Texas Instr Inc <Ti> 半球状のぎらつかない照明装置及び照明方法
JPH05231837A (ja) * 1991-12-25 1993-09-07 Toshiba Corp 形状測定方法及び装置
US5461417A (en) * 1993-02-16 1995-10-24 Northeast Robotics, Inc. Continuous diffuse illumination method and apparatus
JP2776299B2 (ja) 1995-05-26 1998-07-16 松下電器産業株式会社 電子部品の外観検査方法
EP0770868B1 (de) * 1995-10-25 2002-01-02 Infineon Technologies AG Verfahren zur Kontrolle von Scheiben
JP3366211B2 (ja) * 1997-02-07 2003-01-14 日本アビオニクス株式会社 鏡面対象物の撮像方式
JP4389982B2 (ja) * 2007-08-09 2009-12-24 オムロン株式会社 基板外観検査装置
JP2011069651A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Aitec System:Kk 外観検査装置及びその照明装置
JP5417197B2 (ja) * 2010-01-25 2014-02-12 ヤマハ発動機株式会社 検査装置および検査方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2643550B2 (ja) * 1990-07-06 1997-08-20 富士電機株式会社 外観検査装置
JP2012132861A (ja) * 2010-12-24 2012-07-12 Horiba Ltd 光学測定装置

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