WO2021019610A1

WO2021019610A1 - 検査装置

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Publication number: WO2021019610A1
Application number: PCT/JP2019/029471
Authority: WO
Inventors: 智也藤本; 貴紘小林; 雄哉稲浦
Original assignee: 株式会社Ｆｕｊｉ
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2021-02-04
Also published as: JP7301973B2; US20220252524A1; EP4007480A1; CN114128418B; JPWO2021019610A1; EP4007480A4; CN114128418A

Abstract

検査装置は、部品が実装された基板の検査用画像を用いて当該部品の実装検査を行なうものであり、撮像装置と、画像処理装置とを備える。撮像装置は、基板のＲ，Ｇ，Ｂの３つの単色画像を取得する。画像処理装置は、撮像装置により取得された３つの単色画像の各輝度値により基板色を設定し、設定した基板色の補色を算出し、算出した補色の各色成分のうち輝度値が最も大きい色成分を決定し、３つの単色画像のうち決定した色成分の単色画像を検査用画像に設定する。

Description

検査装置

　本明細書は、検査装置について開示する。

　従来より、回路基板を撮像した画像を処理する画像処理装置が知られている。例えば、特許文献１には、回路基板の所定位置に設定された基板マークのマーキング位置を含む所定の撮像範囲を照明し、この撮像範囲を撮像した画像の基板面と基板マークのマーキング位置との輝度差を検出することにより、マーキング位置に基板マークがマーキングされているかを認識する基板マーク認識装置が開示されている。この基板マーク認識装置は、カメラと、カメラから入力される撮像画像を画像処理する画像処理部と、複数の補色光照明光源と、各補色光照明光源のそれぞれの点灯状態を制御する照明制御部とを備える。画像処理部は、各補色光照明光源を個別に点灯させてカメラによって撮像した撮像画像を入力し、入力した撮像画像の基板マークと基板面との輝度差を演算する。そして、画像処理部は、複数の補色光照明光源のうち撮像画像の基板マークと基板面との間に最大の輝度差が得られた補色光照明光源を選択して照明する。

特開平１１－４０９８３号公報

　上述した特許文献１には、基板マークのマーキング位置を含む撮像範囲を補色光照明光源により照明しながらカメラによって撮像し、撮像画像の基板面と基板マークのマーキング位置との輝度差を検出することについては記載されているものの、部品が実装された基板の検査用画像を用いて当該部品の実装検査を精度良く行なうための手法については何ら言及されてない。

　本開示は、部品が実装された基板の検査用画像を用いた当該部品の実装検査を精度よく行なうことを主目的とする。

　本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

　本開示の第１の検査装置は、
　部品が実装された基板の検査用画像を用いて該部品の実装検査を行なう検査装置であって、
　前記基板のＲ，Ｇ，Ｂの３つの単色画像を取得する撮像装置と、
　前記取得された３つの単色画像の各輝度値により基板色を設定し、該設定した基板色の補色を算出し、該算出した補色の各色成分のうち輝度値が最も大きい色成分を決定し、前記取得された３つの単色画像のうち前記決定した色成分の単色画像を前記検査用画像に設定する画像処理装置と、
　を備えることを要旨とする。

　この本開示の第１の検査装置は、基板のＲ，Ｇ，Ｂの３つの単色画像を取得し、取得した３つの単色画像の各輝度値により基板色を設定する。続いて、第１の検査装置は、設定した基板色の補色を算出し、算出した補色の各色成分のうち輝度値が最も大きい色成分を決定する。そして、第１の検査装置は、３つの単色画像のうち決定した色成分の単色画像を検査用画像に設定する。これにより、基板色を認識して最適な光源で撮像した画像を部品の実装検査に使用することができるため、検査精度をより向上させることができる。

　本開示の第２の検査装置は、
　部品が実装された基板の検査用画像を用いて該部品の実装検査を行なう検査装置であって、
　前記基板のＲ，Ｇ，Ｂの３つの単色画像を取得する撮像装置と、
　前記取得された３つの単色画像において前記部品が有する電極部と該電極部と反射率が異なる電極周辺部とを少なくとも含む所定領域内におけるコントラストをそれぞれ算出し、前記３つの単色画像のうち前記コントラストが最も大きい色成分の単色画像を前記検査用画像に設定する画像処理装置と、
　を備えることを要旨とする。

　この本開示の第２の検査装置は、基板のＲ，Ｇ，Ｂの３つの単色画像を取得し、取得した３つの単色画像において部品が有する電極部と当該電極部と反射率が異なる電極周辺部とを少なくとも含む所定領域内におけるコントラストをそれぞれ算出する。そして、第２の検査装置は、３つの単色画像のうちコントラストが最も大きい色成分の単色画像を検査用画像に設定する。これにより、電極部と電極周辺部とを区別するのに最適な光源で撮像した画像を検査用画像として部品の実装検査に使用することができるため、検査精度をより向上させることができる。

本実施形態の部品実装機１０の構成の概略を示す構成図である。マークカメラ５０の構成の概略を示す構成図である。落射光源５３のＡ視図である。側射光源５５のＢ視図である。部品実装機１０の制御に関わる構成を示すブロック図である。実装検査処理の一例を示すフローチャートである。各色成分のヒストグラムの一例を示す説明図である。他の実施形態における実装検査処理の一例を示すフローチャートである。撮像画像中の検査領域の一例を示す説明図である。撮像画像中の検査領域の他の例を示す説明図である。コントラスト計算範囲を示す説明図である。各色のコントラスト比較を行なうための説明図である。

　次に、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

　図１は、本実施形態の部品実装機１０の構成の概略を示す構成図である。図２は、マークカメラ５０の構成の概略を示す構成図である。図３は、落射光源５３のＡ視図である。図４は、側射光源５５のＢ視図である。図５は、部品実装機１０の制御に関わる構成を示すブロック図である。なお、図１の左右方向がＸ軸方向であり、前（手前）後（奥）方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。

　部品実装機１０は、図１に示すように、基板８０を搬送する基板搬送装置２２と、吸着ノズル４５で部品を吸着して基板８０に実装するヘッド４０と、ヘッド４０をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させるヘッド移動装置３０と、基板８０を撮像するマークカメラ５０と、ヘッド４０に部品を供給するフィーダ７０と、を備える。これらは、基台１１上に設置される筐体１２に収容されている。また、部品実装機１０は、これらの他に、ヘッド４０に吸着した部品を撮像するパーツカメラ２３や、交換用の吸着ノズル４５を収容するノズルステーション２４なども備えている。部品実装機１０は、基板搬送方向（Ｘ軸方向）に複数台並べて配置されて、生産ラインを構成する。

　基板搬送装置２２は、基台１１に設置されている。基板搬送装置２２は、Ｙ軸方向に間隔を空けて配置される一対のコンベアレールを備え、一対のコンベアレールを駆動することにより基板８０を図１の左から右（基板搬送方向）へと搬送する。

　ヘッド移動装置３０は、図１に示すように、一対のＸ軸ガイドレール３１と、Ｘ軸スライダ３２と、Ｘ軸アクチュエータ３３（図５参照）と、一対のＹ軸ガイドレール３５と、Ｙ軸スライダ３６と、Ｙ軸アクチュエータ３７（図５参照）と、を備える。一対のＹ軸ガイドレール３５は、Ｙ軸方向に互いに平行に延在するように筐体１２の上段に設置される。Ｙ軸スライダ３６は、一対のＹ軸ガイドレール３５に架け渡され、Ｙ軸アクチュエータ３７の駆動によりＹ軸ガイドレール３５に沿ってＹ軸方向に移動する。一対のＸ軸ガイドレール３１は、Ｘ軸方向に互いに平行に延在するようにＹ軸スライダ３６の前面に設置される。Ｘ軸スライダ３２は、一対のＸ軸ガイドレール３１に架け渡され、Ｘ軸アクチュエータ３３の駆動によりＸ軸ガイドレール３１に沿ってＸ軸方向に移動する。Ｘ軸スライダ３２にはヘッド４０が取り付けられており、ヘッド移動装置３０は、Ｘ軸スライダ３２とＹ軸スライダ３６とを移動させることで、ヘッド４０をＸ軸方向とＹ軸方向とに移動させる。

　ヘッド４０は、吸着ノズル４５をＺ軸（上下）方向に移動させるＺ軸アクチュエータ４１（図３参照）と、吸着ノズル４５をＺ軸周りに回転させるθ軸アクチュエータ４２（図３参照）とを備える。ヘッド４０は、吸着ノズル４５の吸引口に負圧源を連通させることで、吸引口に負圧を作用させて部品を吸着することができる。また、ヘッド４０は、吸着ノズル４５の吸引口に正圧源を連通させることで、吸引口に正圧を作用させて部品の吸着を解除することができる。なお、ヘッド４０は、単一の吸着ノズル４５を備えたヘッドであってもよいし、円柱状のヘッド本体の外周に沿って等間隔に複数の吸着ノズル４５を備えたロータリヘッドであってもよい。また、部品を保持するための部材として、吸着ノズル４５に代えて、メカニカルチャックや電磁石を用いるものとしてもよい。

　パーツカメラ２３は、基台１１上に設置されている。パーツカメラ２３は、吸着ノズル４５に吸着させた部品がパーツカメラ２３の上方を通過する際、当該部品を下方から撮像して撮像画像を生成し、生成した撮像画像を制御装置６０へ出力する。

　マークカメラ５０は、Ｘ軸スライダ３２に取り付けられ、ヘッド移動装置３０によってヘッド４０と共にＸ軸方向とＹ軸方向とに移動する。マークカメラ５０は、撮像対象物を上方から撮像して撮像画像を生成し、生成した撮像画像を制御装置６０へ出力する。マークカメラ５０の撮像対象物としては、フィーダ７０により送り出されるテープ７２に保持されている部品、基板８０に付されたマーク、基板８０に実装された後の部品、基板８０の回路配線（銅箔）に印刷された半田Ｓなどが挙げられる。

　マークカメラ５０は、図２に示すように、照明装置５１と、カメラ本体５８とを備える。照明装置５１は、ハウジング５２と、落射光源５３と、ハーフミラー５４と、側射光源５５とを有する。ハウジング５２は、下面に開口する円筒状の部材であり、カメラ本体５８の下方に取り付けられている。落射光源５３は、ハウジング５２の内側の側面に設けられている。落射光源５３は、図３に示すように、Ｒ（レッド）の単色光を発光する赤色ＬＥＤ５３ａとＧ（グリーン）の単色光を発光する緑色ＬＥＤ５３ｂとＢ（ブルー）の単色光を発光する青色ＬＥＤ５３ｃとが四角形状の支持板５３ｄ上にそれぞれ同数又はほぼ同数配置されたものである。各ＬＥＤ５３ａ～５３ｃは、中央に発光素子が配置された四角形状のベースに、その発光素子を覆うように半球面のレンズが取り付けられたものである。ハーフミラー５４は、ハウジング５２の内側に斜めになるように設けられている。ハーフミラー５４は、落射光源５３の各ＬＥＤ５３ａ，５３ｂ，５３ｃからの水平方向の光を下方に反射する。また、ハーフミラー５４は、下方からの光をカメラ本体５８に向けて透過する。側射光源５５は、ハウジング５２の下方開口付近に水平になるように設けられている。側射光源５５は、図４に示すように、赤色ＬＥＤ５５ａと緑色ＬＥＤ５５ｂと青色ＬＥＤ５５ｃとがリング状の支持板５５ｄ上にそれぞれ同数又はほぼ同数配置されたものであり、下向きに光を照射する。各ＬＥＤ５５ａ～５５ｃは、中央に発光素子が配置された四角形状のベースに、その発光素子を覆うように半球面のレンズが取り付けられたものである。ハウジング５２のうち側射光源５５の下方には、拡散板５６が設けられている。落射光源５３及び側射光源５５から発せられた光は、最終的にはこの拡散板５６で拡散されたあと対象物に照射される。カメラ本体５８は、受光した光に基づいて単色の撮像画像（単色画像）を生成する単色カメラである。このカメラ本体５８は、図示しないレンズなどの光学系及びモノクロ撮像素子（例えばモノクロＣＣＤ）を備えている。落射光源５３及び側射光源５５から発せられ対象物で反射した後の光がハーフミラー５４を透過してカメラ本体５８に到達すると、カメラ本体５８はこの光を受光して単色画像を生成する。

　なお、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の波長領域は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｒを５９０－７８０ｎｍ、Ｇを４９０－５７０ｎｍ、Ｂを４００－４９０ｎｍとしてもよい。

　フィーダ７０は、テープ７２が巻回されたリール７１と、リール７１からテープ７２を巻きほどいて部品供給位置７４ａへ送る図示しないテープ送り機構と、を備える。テープ７２の表面には、テープ７２の長手方向に沿って等間隔に複数の収容凹部７３が設けられている。各収容凹部７３には、部品が収容されている。これらの部品は、テープ７２の表面を覆うフィルムによって保護されている。テープ７２は、部品供給位置７４ａにおいてフィルムが剥がされて部品が露出した状態となる。部品供給位置７４ａに送り出された部品は、吸着ノズル４５によって吸着される。

　制御装置６０は、図５に示すように、ＣＰＵ６１を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ６１の他に、ＲＯＭ６２と、ＨＤＤ６３と、ＲＡＭ６４と、入出力インタフェース６５とを備える。これらは、バス６６を介して電気的に接続されている。制御装置６０には、マークカメラ５０からの画像信号やパーツカメラ２３からの画像信号などが入出力インタフェース６５を介して入力されている。一方、制御装置６０からは、基板搬送装置２２への制御信号やＸ軸アクチュエータ３３への駆動信号、Ｙ軸アクチュエータ３７への駆動信号、Ｚ軸アクチュエータ４１への駆動信号、θ軸アクチュエータ４２への駆動信号、パーツカメラ２３への制御信号、マークカメラ５０への制御信号、フィーダ７０への制御信号などが入出力インタフェース６５を介して出力されている。

　次に、こうして構成された本実施形態の部品実装機１０の動作について説明する。まず、図示しない管理装置から受信した生産スケジュールに従って部品実装機１０が基板８０に対して行なう部品実装処理について説明する。部品実装機１０の制御装置６０のＣＰＵ６１は、まず、実装対象の部品を供給するフィーダ７０の部品供給位置７４ａの上方に吸着ノズル４５が来るようにヘッド移動装置３０を制御する。続いて、ＣＰＵ６１は、吸着ノズル４５に部品が吸着されるようヘッド４０を制御する吸着動作を行なう。吸着動作は、具体的には、吸着ノズル４５の先端（吸引口）が部品に当接するまで吸着ノズル４５が下降するようＺ軸アクチュエータ４１を駆動制御し、吸着ノズル４５の吸引口に負圧を作用させることにより行なう。そして、ＣＰＵ６１は、吸着ノズル４５に吸着された部品がパーツカメラ２３の上方へ来るようヘッド移動装置３０を制御した後、当該部品を撮像するようパーツカメラ２３を制御し、得られた撮像画像に基づいて部品の姿勢を認識する。次に、ＣＰＵ６１は、認識した部品の姿勢に基づいて吸着ずれ量を算出し、算出した吸着ずれ量に基づいて実装位置を補正すると共に吸着ノズル４５に吸着された部品が基板８０の実装位置の上方に来るようにヘッド移動装置３０を制御する。そして、ＣＰＵ６１は、部品が実装位置に実装されるようヘッド４０を制御する実装動作を行なう。実装動作は、具体的には、吸着ノズル４５に吸着された部品が基板８０に当接するまで吸着ノズル４５が下降するようＺ軸アクチュエータ４１を駆動制御し、吸着ノズル４５の吸引口に正圧を作用させることにより行なう。ＣＰＵ６１は、こうした部品実装処理を繰り返し実行することにより、基板８０上に予め定められた数・種類の部品を実装する。本実施形態では、複数台の部品実装機１０が基板搬送方向に並んで生産ラインが構成される。このため、基板８０が生産ラインの最上流の部品実装機１０から最下流の部品実装機１０まで搬送されると、基板８０上には、予め定められた全ての部品が実装されるようになっている。

　次に、部品実装機１０が部品実装処理を行なった後に行なう部品の実装検査について説明する。ここで、マークカメラ５０と制御装置６０とが本開示の検査装置に該当する。図６は、制御装置６０のＣＰＵ６１により実行される実装検査処理の一例を示すフローチャートである。ＣＰＵ６１は、まず、落射光源５３および側射光源５５のうち使用する光源の各ＬＥＤを個別に点灯しそれぞれの照明において基板８０をマークカメラ５０で撮像してＲ，Ｇ，Ｂの３つの単色画像を取得する（ステップＳ１００）。続いて、ＣＰＵ６１は、３つの単色画像から各色成分のヒストグラムを作成する（ステップＳ１１０）。図７は、各色成分のヒストグラムの一例を示す説明図である。各色成分のヒストグラムは、図示するように、Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度値を２５６階調で表わしたときに、輝度値０～２５５の各出現回数を示したものである。そして、ＣＰＵ６１は、各色成分のヒストグラムにおいて、最頻（出現回数の最も多い）の輝度値の組合せを基板色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に設定する（ステップＳ１２０）。図７の例では、Ｒ＝１００，Ｇ＝１７０，Ｂ＝１５０が基板色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に設定される。

　ＣＰＵ６１は、基板色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を設定すると、基板色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の補色（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）を計算する（ステップＳ１３０）。ここで、補色（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）は、基板色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各色成分のうち最大のものをＭａｘとし、最小のものをＭｉｎとしたとき、次式（１）～（３）で示される。例えば、基板色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）がＲ＝１００，Ｇ＝１７０，Ｂ＝１５０である場合、Ｍａｘ＝１７０，Ｍｉｎ＝１００であるから、補色（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）は、Ｒ’＝１７０，Ｇ’＝１００，Ｂ’＝１２０となる。

　R'=(Max+Min)-R　　…（１）
　G'=(Max+Min)-G …（２）
　B'=(Max+Min)-B …（３）

　ＣＰＵ６１は、補色（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）を計算すると、補色（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）の各色成分のうち値が最も大きい色成分を決定し（ステップＳ１４０）、ステップＳ１００で取得した３つの単色画像のうち決定した色成分の単色画像を検査用画像に設定する（ステップＳ１５０）。例えば、補色（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）がＲ’＝１７０，Ｇ’＝１００，Ｂ’＝１２０である場合、値が最大の色成分はＲ（レッド）であるから、３つの単色画像のうち赤色ＬＥＤの照明光で撮像した単色画像が検査用画像として設定される。これにより、検査用画像は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの単色画像のうち基板色の補色に最も近い色の照明で撮像した単色画像が設定されることになる。ＣＰＵ６１は、こうして検査用画像を設定すると、設定した検査用画像を用いて実装検査を実行して（ステップＳ１６０）、本処理を終了する。実装検査は、例えば、検査用画像において部品を認識する画像処理を行ない、部品の認識が成功したときには部品が正常に実装されたと判定し、部品の認識が失敗したときには部品が正常に実装されなかったと判定することにより行なわれてもよい。また、実装検査は、部品の認識結果から基板８０に対する部品の実装ずれ量（位置ずれ量や回転ずれ量）を算出し、算出した実装ずれ量が許容範囲内であるときには部品が正常に実装されたと判定し、算出した実装ずれ量が許容範囲を超えているときには部品が正常に実装されなかったと判定することにより行なわれてもよい。

　このように、ＣＰＵ６１は、照明装置５１のＲ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤを個別に点灯させてそれぞれ撮像した３つの単色画像のうち基板色の補色に最も近い色の単色光で撮像した単色画像を検査用画像に設定する。そして、ＣＰＵ６１は、設定した検査用画像において基板８０に実装された部品を認識する画像処理を行なうことにより当該部品の実装検査を行なう。基板色と補色関係にある色のＬＥＤを点灯させて撮像した単色画像は、他の色のＬＥＤを点灯させて撮像したものに比して、基板８０の撮像部分の輝度が低下するため、基板８０と当該基板８０に実装された部品とのコントラストが増大する。これにより、部品とその背景（基板）とを区別し易くすることができ、部品の認識精度を高めることができる。

　ここで、実施形態の主要な要素と発明の開示の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、マークカメラ５０が撮像装置に相当し、制御装置６０が画像処理装置に相当する。

　なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

　例えば、上述した実施形態では、ＣＰＵ６１は、図６に例示する実装検査処理を実行したが、これに代えて、図８に例示する実装検査処理を実行してもよい。図８に示す実装検査処理では、ＣＰＵ６１は、まず、本実施形態における部品検査処理のステップＳ１００と同様に、各色ＬＥＤを個別に点灯させてそれぞれ撮像した３つの単色画像を取得する（ステップＳ２００）。次に、ＣＰＵ６１は、３つの単色画像においてそれぞれ同一の検査領域を設定する（ステップＳ２１０）。ステップＳ２１０の処理は、例えば、基板８０に実装された部品のうち検査の対象となる検査対象部品の種類と寸法とを取得し、取得した種類と寸法とにより特定される部品の外形に対して所定のマージンを加えた領域を検査領域に設定することにより行なうことができる。例えば、図９に示すように、検査対象部品がボディ部８１ａの両側に電極部８１ｂが設けられた矩形状のチップ部品８１である場合、検査領域は、当該チップ部品８１の外形にマージンを加えた矩形範囲となる。また、例えば、図９に示すように、検査対象部品がボディ部８２ａの両側にそれぞれ複数の電極部８２ｂ（リードピン）が設けられたリード部品８２（例えばＳＯＰ等）である場合、当該リード部品８２の電極部８２ｂを包含する矩形外形にマージンを加えた矩形範囲となる。なお、所定のマージンは、予め定められた値であってもよいし、部品のサイズに対して所定の係数（例えば１．１や１．２）を乗じた値であってもよい。また、ステップＳ２１０の処理は、例えば、基板８０に実装された部品のうち検査の対象となる検査対象部品が有する電極部とその周辺部とを含む領域をオペレータ等から取得し、取得した領域を検査領域に設定することにより行なうこともできる。例えば、図１０に示すように、検査対象部品がチップ部品８１である場合、検査領域は、当該チップ部品８１の２つの電極部８１ｂのうちそれぞれ異なる電極部８１ｂとその周辺部である半田Ｓや銅箔とを含む２つの矩形範囲となる。また、例えば、図１０に示すように、検査対象部品がリード部品８２である場合、検査領域は、当該リード部品８２が有する複数の電極部８２ｂのうちそれぞれ異なる電極部８２ｂとその周辺部である半田Ｓや銅箔とを含む複数の矩形範囲となる。

　ＣＰＵ６１は、各単色画像の検査領域を設定すると、各単色画像において検査領域内（電極部とその周辺の領域）のコントラストＣを計算する（ステップＳ２２０）。例えば、検査領域における画像中の輝度値の最大値をＬｍａｘとし、最小値をＬｍｉｎとすると、コントラストＣは、次式（４）または次式（５）により計算することができる。図１１に示すように、半田Ｓや部品のボディ部は光の反射率が低いため、部品が実装された基板を撮像した単色画像中の半田Ｓ部分や部品のボディ部分の輝度値は、低い値に集中する傾向がある。一方、部品の電極は銀色で光の反射率が高いため、電極部分の輝度値は、高い値に集中する傾向がある。検査領域は、上述したように部品の電極部とその背景となる電極周辺部とを囲むように設定されため、検査領域においてコントラストＣが高い単色画像は、電極部を背景（電極周辺部）と区別し易い画像であり、検査領域においてコントラストＣが低い単色画像は、電極部を背景（電極周辺部）と区別し難い画像と言える。

　C=(Lmax-Lmin)/(Lmax+Lmin) 　…（４）
　C=Lmax/Lmin …（５）

　そして、ＣＰＵ６１は、３つの単色画像のうちコントラストＣが最大の単色画像を検査用画像に設定し（ステップＳ２３０）、設定した検査用画像を用いて実装検査を実行して（ステップＳ２４０）、本処理を終了する。

　ここで、基板８０の表面には銅箔からなる回路配線が形成され、部品は、基板８０の回路配線上に塗布された半田Ｓに電極部が接触するように実装される。このため、図１０の拡大部分に示すように、回路配線（銅箔）に印刷された半田Ｓに印刷ムラがあり銅箔が露出している場合、撮像画像における電極部８２ｂの背景として銅箔が写ることがある。銅箔は、一般に赤褐色の光沢を有し、Ｒの照明光に対しては高い反射率を示す一方、ＧやＢの照明光に対しては低い反射率を示す。これに対して、電極部は、銀色であり、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれの色の照明光に対しても高い反射率を示す。このため、撮像画像中の電極部の背景に銅箔が写っている場合、図１２に示すように、Ｒの単色光による照明で撮像した撮像画像では、検査領域内における輝度値が高い値に集中するため、コントラストＣが低下し、電極部を銅箔から明確に区別することが困難となる。すなわち、部品の認識精度が悪化してしまう。これに対して、ＧやＢの単色光による照明で撮像した撮像画像では、検査領域のうち銅箔部分の輝度値が低下するため、コントラストＣが高くなり、電極部を銅箔から明確に区別することが可能となる。これにより、部品の認識精度をより高めることができる。

　上述した実施形態では、撮像装置としてのマークカメラ５０は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の光源（ＬＥＤ５３ａ～５３ｃ，５５ａ～５５ｃ）を有する照明装置５１と、モノクロ撮像素子を含むカメラ本体５８と、を備えるものとした。しかし、撮像装置は、白色光源を有する照明装置と、カラー撮像素子を含むカメラ本体と、を備えるカラーカメラとして構成されてもよい。この場合、撮像装置は、カメラ本体で生成されたカラー画像をＲ，Ｇ，Ｂの各チャネルに分離することで３つの単色画像を取得することができる。

　上述した実施形態では、ＣＰＵ６１は、基板８０を撮像して得られるＲ，Ｇ，Ｂの３つの単色画像のうちいずれかの単色画像を選択して検査用画像に設定し、検査用画像において部品（電極部）を認識する画像処理を行なうことにより当該部品の実装検査を行うものとした。しかし、ＣＰＵ６１は、基板に付されたフィデューシャルマークやブロックスキップマークを撮像して得られるＲ，Ｇ，Ｂの３つの単色画像のうちいずれかの単色画像を選択して検査用画像に設定し、検査用画像においてフィデューシャルマークやブロックスキップマークを認識する画像処理を行なうものとしてもよい。なお、フィデューシャルマークは、例えば、基板の対角の２箇所の角に設けられるマークであり、基板の姿勢（位置と傾き）を補正すること等に用いられる。また、ブロックスキップマークは、基板が多数個の子基板（基板ブロック）を取れるように形成されている場合、基板ブロックが良好ブロックか不良ブロックかを示すためのマークである。部品実装機１０は、良好ブロックにのみ部品を実装し、不良ブロックには部品の実装を行なわない。

　上述した実施形態では、部品実装機１０が検査装置を兼ねるものとしたが、生産ラインにおいて、部品実装機１０よりも基板搬送方向における下流側に、専用の検査装置を備えるものとしてもよい。

　以上説明したように、本開示の第１の検査装置は、部品が実装された基板の検査用画像を用いて該部品の実装検査を行なう検査装置であって、前記基板のＲ，Ｇ，Ｂの３つの単色画像を取得する撮像装置と、前記取得された３つの単色画像の各輝度値により基板色を設定し、該設定した基板色の補色を算出し、該算出した補色の各色成分のうち輝度値が最も大きい色成分を決定し、前記取得された３つの単色画像のうち前記決定した色成分の単色画像を前記検査用画像に設定する画像処理装置と、を備えることを要旨とする。

　こうした本開示の第１の検査装置において、前記画像処理装置は、前記３つの単色画像において輝度値のヒストグラムをそれぞれ作成し、該作成した各ヒストグラムにおいて最頻の輝度値の組合せを前記基板色に設定するものとしてもよい。こうすれば、通常は画像中の基板の占める割合が多いため、３つの単色画像の各ヒストグラムにおいて最頻の輝度値の組合せを求めることで、容易に基板色を特定することができる。

　本開示の第２の検査装置は、部品が実装された基板の検査用画像を用いて該部品の実装検査を行なう検査装置であって、前記基板のＲ，Ｇ，Ｂの３つの単色画像を取得する撮像装置と、前記取得された３つの単色画像において前記部品が有する電極部と該電極部と反射率が異なる電極周辺部とを少なくとも含む所定領域内におけるコントラストをそれぞれ算出し、前記３つの単色画像のうち前記コントラストが最も大きい色成分の単色画像を前記検査用画像に設定する画像処理装置と、を備えることを要旨とする。

　こうした本開示の第２の検査装置において、前記画像処理装置は、前記部品の寸法を入力し、該入力した部品の寸法に基づいて前記所定領域として前記部品の外形よりも一回り大きな領域を設定して該領域内におけるコントラストを算出するものとしてもよい。こうすれば、部品の寸法を入力することにより、容易に部品の電極を含む領域を設定して、当該電極を認識するのに適した単色画像を得ることができる。

　あるいは、本開示の第２の検査装置において、前記画像処理装置は、前記所定領域として前記部品が有する複数の電極部のうちそれぞれ異なる電極部と電極周辺部とを含む複数の領域を設定し、領域ごとに前記検査用画像を設定するものとしてもよい。こうすれば、部品が有する複数の電極のそれぞれにおいて電極を認識するのに適した単色画像を得ることができる。

　また、本開示の第２の検査装置において、前記基板は、銅箔により回路配線が形成され、前記部品は、前記回路配線に塗布された半田に前記電極部が接触するように前記基板に実装され、前記画像処理装置は、前記取得された３つの単色画像において前記部品の電極部と前記電極周辺部としての前記半田および／または前記回路配線とを含む所定領域内におけるコントラストをそれぞれ算出するものとしてもよい。こうすれば、部品の電極部を半田Ｓや回路配線（銅箔）と区別するのに適した単色画像を得ることができる。

　また、本開示の第１または第２の検査装置において、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの単色光を前記基板に対して独立して照射可能な照明装置を備え、前記撮像装置は、前記照明装置から独立して照射される前記３つの単色光でそれぞれ前記基板を撮像することにより前記３つの単色画像を取得する単色カメラであるものとしてもよい。

　本発明は、検査装置や部品実装機の製造産業などに利用可能である。

　１０　部品実装機、１１　筐体、２２　基板搬送装置、２３　パーツカメラ、２４　ノズルステーション、３０　ヘッド移動装置、３１　Ｘ軸ガイドレール、３２　Ｘ軸スライダ、３３　Ｘ軸アクチュエータ、３５　Ｙ軸ガイドレール、３６　Ｙ軸スライダ、３７　Ｙ軸アクチュエータ、４０　ヘッド、４１　Ｚ軸アクチュエータ、４２　θ軸アクチュエータ、４５　吸着ノズル、５０　マークカメラ、５１　照明装置、５２　ハウジング、５３　落射光源、５３ａ　赤色ＬＥＤ、５３ｂ　緑色ＬＥＤ、５３ｃ　青色ＬＥＤ、５３ｄ　支持板、５４　ハーフミラー、５５　側射光源、５５ａ　赤色ＬＥＤ、５５ｂ　緑色ＬＥＤ、５５ｃ　青色ＬＥＤ、５５ｄ　支持板、５６　拡散板、５８　カメラ本体、６０　制御装置、６１　ＣＰＵ、６２　ＲＯＭ、６３　ＨＤＤ、６４　ＲＡＭ、６５　入出力インタフェース、６６　バス、７０　フィーダ、７１　リール、７２　テープ、７３　収容凹部、７４ａ　部品供給位置、８０　基板、８１，８２　部品、８１ａ，８２ａ　ボディ、８１ｂ，８２ｂ　電極、Ｓ　半田。

Claims

　部品が実装された基板の検査用画像を用いて該部品の実装検査を行なう検査装置であって、
　前記基板のＲ，Ｇ，Ｂの３つの単色画像を取得する撮像装置と、
　前記取得された３つの単色画像の各輝度値により基板色を設定し、該設定した基板色の補色を算出し、該算出した補色の各色成分のうち輝度値が最も大きい色成分を決定し、前記取得された３つの単色画像のうち前記決定した色成分の単色画像を前記検査用画像に設定する画像処理装置と、
　を備える検査装置。
　請求項１に記載の検査装置であって、
　前記画像処理装置は、前記３つの単色画像において輝度値のヒストグラムをそれぞれ作成し、該作成した各ヒストグラムにおいて最頻の輝度値の組合せを前記基板色に設定する、
　検査装置。
　部品が実装された基板の検査用画像を用いて該部品の実装検査を行なう検査装置であって、
　前記基板のＲ，Ｇ，Ｂの３つの単色画像を取得する撮像装置と、
　前記取得された３つの単色画像において前記部品が有する電極部と該電極部と反射率が異なる電極周辺部とを少なくとも含む所定領域内におけるコントラストをそれぞれ算出し、前記３つの単色画像のうち前記コントラストが最も大きい色成分の単色画像を前記検査用画像に設定する画像処理装置と、
　を備える検査装置。
　請求項３に記載の検査装置であって、
　前記画像処理装置は、前記部品の寸法を入力し、該入力した部品の寸法に基づいて前記所定領域として前記部品の外形よりも一回り大きな領域を設定して該領域内におけるコントラストを算出する、
　検査装置。
　請求項３に記載の検査装置であって、
　前記画像処理装置は、前記所定領域として前記部品が有する複数の電極部のうちそれぞれ異なる電極部と電極周辺部とを含む複数の領域を設定し、領域ごとに前記検査用画像を設定する、
　検査装置。
　請求項３ないし５いずれか１項に記載の検査装置であって、
　前記基板は、銅箔により回路配線が形成され、
　前記部品は、前記回路配線に塗布された半田に前記電極部が接触するように前記基板に実装され、
　前記画像処理装置は、前記取得された３つの単色画像において前記部品の電極部と前記電極周辺部としての前記半田および／または前記回路配線とを含む所定領域内におけるコントラストをそれぞれ算出する、
　検査装置。
　請求項１ないし６いずれか１項に記載の検査装置であって、
　Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの単色光を前記基板に対して独立して照射可能な照明装置を備え、
　前記撮像装置は、前記照明装置から独立して照射される前記３つの単色光でそれぞれ前記基板を撮像することにより前記３つの単色画像を取得する単色カメラである、
　検査装置。