DE60202831T2

DE60202831T2 - Methode zur Prüfung einer gekrümmten Oberfläche und Vorrichtung zur Prüfung einer Leiterplatte

Info

Publication number: DE60202831T2
Application number: DE2002602831
Authority: DE
Inventors: Akira Kyoto-shi Oshiumi; Yoshiki Kyoto-shi Fujii; Yujin Kyoto-shi Fujita
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2022-11-23
Also published as: CN1272626C; CN1421688A; TW200300490A; DE60202831D1; TW580557B; EP1314974B1; EP1314974A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Inspektion einer gekrümmten Oberfläche eines Objekts, wie etwa eines Lötteils auf einer gedruckten Leiterplatte.
Die japanische Patentveröffentlichung Tokko 6-1173 beschreibt eine Vorrichtung zur automatischen Inspektion eines Lötteils auf einer gedruckten Leiterplatte mit einem Verfahren der Bildverarbeitung unter Ausnutzung der Spiegelreflexion an dem Lötteil. Wie in 9 gezeigt, dient diese Vorrichtung dazu, ein Bild eines zu inspizierenden Zielobjekts mittels dreier Lichtquellen 8, 9 und 10, die rotes (R), grünes (G), und blaues (B) Licht aussenden, und einer Bildaufnahmevorrichtung 3 auszubilden. Jede der Lichtquellen 8, 9 und 10 ist schräg oberhalb des zu inspizierenden Lots 2 angeordnet. Mit einer so aufgebauten Vorrichtung fällt jedes der Farblichtbündel aus den Lichtquellen 8, 9 und 10 an einer anderen Stelle, entsprechend der Winkelorientierung seiner Quelle, auf das Lot 2 ein. Wenn die Lotoberfläche so geneigt ist, dass sie das daran spiegelreflektierte Bündel zur Bildaufnahmevorrichtung 3 leiten kann, wird, wie in 10 gezeigt, ein zweidimensionales Bild unter Trennung der Farben R, G und B, entsprechend den Einfallspositionen der Bündel, ausgebildet.
In dem in 9 gezeigten Beispiel sind die drei Lichtquellen 8, 9 und 10 so angeordnet, dass ihre Orientierungswinkel, gemessen von der Horizontalebene aus, in der Reihenfolge R, G und B zunehmen, wobei die Winkel gemäß den getrennt festzustellenden Abschnitten der gekrümmten Oberfläche bestimmt werden. Wenn also die dominante Farbe an jedem Punkt des durch die Einstrahlung aus den Lichtquellen 8, 9 und 10 gewonnenen Bildes herausgezogen wird, kann jede Farbkomponente, wie in 11 gezeigt, deutlich unterscheidbar sein, entsprechend einem ebenen Oberflächenabschnitt, wo die Oberfläche nahezu eben und die Neigung die geringste ist, einem steil geneigten Oberflächenabschnitt, wo die Oberfläche am steilsten ist, und einem sanft geneigten Oberflächenabschnitt dazwischen.
Da ein zweidimensionales Bild auf diese Weise mit gemäß dem Neigungswinkel der Lotoberfläche getrennten Farben R, G und B gewonnen werden kann, lässt sich die Qualität des Oberflächenzustands bestimmen, indem vorab das Muster einer jeden Farbe auf einem Bild einer gewünschten Lotoberflächenform bestimmt wird und die Farbmuster auf einem Bild, das von einem Inspektionszielobjekt gewonnen ist, verglichen werden.
In letzter Zeit kommt jedoch bei den Herstellern von Leiterplatten in Hinblick auf Umweltprobleme bleifreies Lot häufiger in Gebrauch. Da bleifreies Lot eine nicht-eutektische Legierung mit Metallkomponenten ist, die sehr unterschiedliche Erstarrungstemperaturen haben, besteht eine Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Vorsprüngen und Einsenkungen auf ihrer Oberfläche. Infolgedessen hat bleifreies Lot ein höheres Streureflexionsvermögen als herkömmliches eutektisches Lot mit Blei und Zinn als Hauptbestandteilen. Ferner wird die Helligkeit der einzelnen Lichtquellen zur Erleichterung der visuellen Inspizierung durch den Bediener üblicherweise so eingestellt, dass sich Weiß ergibt, wenn das zerstreute Licht aus den einzelnen Lichtquellen gemischt wird. Wenn also ein Bild eines Objekts mit hohem Streureflexionsvermögen, wie etwa von bleifreiem Lot, ausgebildet wird, wird das Bild als ganzes weiß, da sich die einzelnen Farbkomponenten mischen, oder es werden die Grenzen zwischen Farbmustern unklar und undeutlich. Wenn die vorerwähnte Einstellung vorgenommen wird, wird ferner eine weiße streureflektierende Platte mit ihrer planen Oberfläche horizontal orientiert angeordnet, wobei ein Bild ihrer streureflektierenden Oberfläche gewonnen wird, so dass der Bediener Einstellungen vornehmen kann, während er auf die Farbe der streureflektierenden Oberfläche auf dem Bild Bezug nimmt. Die rote Farbe auf dem ebenen Lotoberflächenabschnitt in der Nähe zur vorgesehen streureflektierenden Platte lässt sich also besonders schwierig visuell erkennen.
Bei einem Lehrvorgang mit der Inspektionsvorrichtung wird ein Bild eines Modelllötteils angezeigt, und der Bediener muss einen Schwellenwert für eine Binärumwandlung zum Herausziehen der einzelnen Farbmuster und einen Beurteilungsreferenzwert zur Verwendung bei der Beurteilung, ob ein herausgezogenes Farbmuster akzeptabel ist oder nicht, einstellen. Wenn ein weißliches Bild erzeugt wird, weil die Farbkomponenten zusammengemischt werden, oder wenn die Grenzen zwischen den Farbmustern unklar werden, ist es jedoch nicht einfach und kann lange Zeit beanspruchen, visuell einen geeigneten Schwellenwert für Binärumwandlung zu bestimmen. Dieses optische System kann als visuelle Inspektionsvorrichtung verwendet werden, es beansprucht jedoch eine lange Zeit, den Zustand eines jeden zu inspizierenden Zielbereichs auszuwerten, wenn es schwierig wird, feine Farbunterschiede an Grenzbereichen zwischen unterschiedlichen Farbmustern festzustellen.
Wenn das Streureflexionsvermögen des zu inspizierenden bleifreien Lots zunimmt, wird ferner der Unterschied der Helligkeitsgradation der Farbkomponenten kleiner, was es schwierig macht, bei der Inspektion ein hohes Niveau an Genauigkeit aufrechtzuerhalten.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine zuverlässige Inspektion selbst auf einer gekrümmten Oberfläche eines Zielobjekts auszuführen, das, wie bleifreies Lot, ein hohes Streureflexionsvermögen hat.
Ein die Erfindung verkörperndes Verfahren zur Inspektion von Oberflächenzuständes eines Objekts mit gekrümmter Oberfläche, welches auf einer Referenzebene angeordnet ist, lässt sich als die Schritte des Gewinnens eines Bildes anhand von Licht, das von der gekrümmten Oberfläche reflektiert wird, welche mit Licht bestrahlt wird, das eine Anzahl von Farbkomponenten unterschiedlicher Farben enthält, die aus unterschiedlichen Richtungen in Bezug auf die Referenzebene eingestrahlt werden, Durchführens, innerhalb eines Bildbereichs im gewonnenen Bild, eines Herausziehvorgangs (oder der „Weißherausziehvorgang" oder der „Weißentfernungsvorgang") durch Herausziehen der Helligkeit einer durch Mischen aller Farbkomponenten erzeugten Weißkomponente aus jedem Pixel sowie eines Helligkeitsverminderungsvorgangs durch Vermindern der Helligkeit jeder der Farbkomponenten eines jeden Pixels um einen Betrag, der der herausgezogenen Helligkeit der Weißkomponente des Pixels entspricht, Durchführens, für jedes Pixel des Bildbereichs, für welches der Helligkeitsverminderungsvorgang ausgeführt worden ist, eines Helligkeitwiederherstellungsvorgangs durch Verändern der Helligkeit einer jeden der Farbkomponenten so, dass die hellste der Farbkomponenten verglichen mit den anderen der Farbkomponenten stärker angehoben wird als vor dem Helligkeitsverminderungsvorgang und der durch den Helligkeitsverminderungsvorgang bewirkte Verlust an Gesamthelligkeit wenigstens teilweise zurückgeführt wird, und Durchführens einer Inspektion von Oberflächenzuständen der gekrümmten Oberfläche beruhend auf einer Verteilung der Farbkomponenten in dem Bild nach dem Helligkeitswiederherstellungsvorgang aufweisend charakterisieren. In obigem kann die Referenzebene die Ebene der Leiterplatte sein, und die gekrümmte Oberfläche kann ein Oberflächenabschnitt von Lot auf der Leiterplatte sein. Die Farben des aus unterschiedlichen Richtungen eingestrahlten Lichts können vorzugsweise die drei Grundfarben sein, es kann aber auch Licht eines anderen Satzes von Farben verwendet werden. Im Allgemeinen werden Farbbilder für die Anzeige mit roten (R), grünen (G) und blauen (B) Lichtbündeln ausgebildet, wobei sich weiß ergibt, wenn diese Farbe in gleichen Anteilen gemischt werden. Farbkomponenten, die einer Helligkeitsverminderung und einer Helligkeitswiederherstellung zu unterwerfen sind, lassen sich als das Licht unterschiedlicher Farben eingestrahlt aus unterschiedlichen Richtungen vorstellen. Wenn also Lichtbündel der drei Grundfarben R, G und B auf die gekrümmte Oberfläche zum Einfall gebracht werden, sind die zu verarbeitenden Farbkomponenten R, G und B.
Die Helligkeit (oder Intensität) einer jeden Farbkomponente entspricht derjenigen des reflektierten Lichts, das von der Bildaufnahmevorrichtung, etwa einer Kamera empfangen wird. Im Falle eines digitalen Bildes kann die Helligkeit für jedes Pixel ausgedrückt werden. Wenn Helligkeit durch Gradation ausgedrückt wird, ist es vorzuziehen, die Gradationszahl zu erhöhen, wenn die Helligkeit erhöht wird.
Die oben erwähnten Weißherauszieh-, Helligkeitsverminderungs- und Helligkeitswiederherstellungsvorgänge können jeweils für jedes Pixel in einem Bildbereich, der das Bild des gerade inspizierten Zielobjekts enthält, durchgeführt werden. Jede spezifizierte Helligkeitsgröße, die allen Farbkomponenten in einem digitalen Bildbereich variabler Dichte, der das Bild des Zielobjekts enthält, gemeinsam ist, kann als Weißkomponente herausgezogen werden. Die Helligkeit der Farbkomponente mit der schwächsten Helligkeit oder ein spezifizierter Prozentsatz dieser Helligkeit kann als Weißkomponente ausgewählt werden.
Bei dem Helligkeitsverminderungsvorgang wird die Helligkeitsgröße, die als diejenige der Weißkomponente herausgezogen worden ist, von jeder der Farbkomponenten subtrahiert. Da die durch Mischen des streureflektierten Lichts einer jeden Farbe erzeugte Weißkomponente damit entfernt wird, gibt die Helligkeit einer jeden Farbkomponente nach dem Helligkeitsverminderungsvorgang genau die Helligkeit der Spiegelreflexion einer jeden Farbe aus dem Zielobjekt wieder.
Bei dem Helligkeitswiederherstellungsvorgang wird die Helligkeit der Farbkomponente, die die hellste nach dem Helligkeitsverminderungsvorgang wurde, größer als diejenige vor dem Helligkeitsverminderungsvorgang gemacht, wobei die Helligkeit einer jeden Farbkomponente so eingestellt wird, dass der durch den Helligkeitsverminderungsvorgang bewirkte Verlust an Gesamthelligkeit auf einen Wert wiederhergestellt wird, der nahe bei der Gesamthelligkeit vor dem Helligkeitsverminderungsvorgang liegt. Dies kann erfolgen, indem das Verhältnis, in dem die Gesamthelligkeit der Farbkomponenten vermindert worden ist, berechnet wird, wobei die Helligkeit einer jeden Farbkomponente gemäß diesem Verhältnis (ein Multiplikationsfaktor) erhöht wird. Alternativ kann die mit dem Helligkeitsverminderungsvorgang beseitigte Helligkeit geeignet auf die Farbkomponenten verteilt und diesen hinzugefügt werden.
Bei diesem Helligkeitswiederherstellungsvorgang ist es wünschenswert, die Gesamthelligkeit zurück zur ursprünglichen Gesamthelligkeit vor dem Helligkeitsverminderungsvorgang wiederherzustellen, weil wenig Unterschied in der Gesamtdifferenz, verglichen mit den umgebenden nicht verarbeiteten Bereichen vorhanden sein und keine seltsame Empfindung auf Seiten des Bedieners, der das Bild für die Lehr- und Inspektionszwecke beobachtet, vorhanden sein wird. Solange die Helligkeit für eine visuelle Feststellung der Verteilung jeder Farbe ausreichend ist, kann die Gesamthelligkeit jedoch niedriger als das Niveau vor dem Helligkeitsverminderungsvorgang sein.
Mit den Helligkeitsverminderungs- und Weißherausziehvorgängen kann ein Bild mit den Farben, die in der der Helligkeit des spiegelreflektierten Lichts entsprechenden Weise verteilt sind, gewonnen werden. Da durch den Helligkeitswiederherstellungsvorgang das abgedunkelte Bild auf das frühere Niveau der Gesamthelligkeit wiederhergestellt wird und Korrekturen so ausgeführt werden, dass die Farbkomponente, die dem Neigungswinkel der gekrümmten Zieloberfläche entspricht, betont wird, kann eine ausreichend große Differenz zwischen der dominantesten Komponente und den anderen Komponenten erzeugt werden.
Ein Verfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung lässt sich als die Schritte des Gewinnens eines Referenzbildes (das „erste Bild" einer streureflektierenden Oberfläche unter einem ausgewählten Winkel in Bezug auf die Referenzebene im Zustand einer Beleuchtung mit Licht, welches aus einer Anzahl von Farbkomponenten mit unterschiedlichen Farben besteht, die aus unterschiedlichen Richtungen in Bezug auf die Referenzebene eingestrahlt werden, Bestimmens von Multiplikationsfaktoren, mit welchen die Helligkeit einer jeden der Farbkomponenten des ersten Bildes individuell so eingestellt wird, dass die Farbkomponente, die Licht aus einem Winkel entspricht, der dem ausgewählten Winkel entspricht, heller wird als die anderen der Farbkomponenten, Gewinnens eines Inspektionsbildes (das „zweite Bild") aus an der gekrümmten Oberfläche reflektiertem Licht unter den gleichen Verhältnissen wie die Beleuchtungsverhältnisse, unter welchen das erste Bild der streureflektierenden Oberfläche gewonnen wurde, Ausführens eines Einstellvorgangs durch Einstellen der Helligkeit einer jeden der Farbkomponenten innerhalb eines Bereichs des zweiten Bildes, der ein Bild des Objekts enthält, mit den Multiplikationsfaktoren, Durchführens eines Weißherausziehvorgangs durch Herausziehen, aus jedem Pixel des Bereichs nach dem Einrichtvorgang, der Helligkeit der durch Mischen aller der unterschiedlichen Farben erzeugten Weißkomponente sowie eines Helligkeitsverminderungsvorgangs durch Vermindern der Helligkeit der Farbkomponenten, für jedes Pixel, um einen Betrag, der der Helligkeit der in dem Weißherausziehvorgang herausgezogenen Weißkomponente entspricht, Durchführens, für jedes Pixel des Bereichs, für welches der Helligkeitsverminderungsvorgang durchgeführt worden ist, eines Helligkeitswiederherstellungsvorgangs durch Verändern der Helligkeit einer jeden Farbkomponente so, dass die hellste der Farbkomponenten stärker angehoben wird in Bezug auf die anderen der Farbkomponenten als vor dem Helligkeitsverminderungsvorgang und der durch den Helligkeitsverminderungsvorgang bewirkte Verlust an Gesamthelligkeit zurückgeführt wird, und Durchführens einer Inspektion von Oberflächenzuständen der gekrümmten Oberfläche beruhend auf einer Verteilung der Farbkomponenten in dem Bild nach dem Helligkeitswiederherstellungsvorgang aufweisend charakterisieren.
In obigem bedeutet „Licht aus einem Winkel, der dem ausgewählten Winkel entspricht", Licht aus der Quelle, die unter dem Winkel angeordnet ist, aus welchem die Oberfläche mit diesem ausgewählten Winkel beobachtet werden kann. Anders ausgedrückt, ist dies das Licht aus der Lichtquelle, die so angeordnet ist, dass das spiegelreflektierte Licht zu der Bildaufnahmevorrichtung geleitet werden kann, wenn die diffus reflektierende Oberfläche durch eine Spiegeloberfläche ersetzt wird, die die gleiche Orientierung hat. Unter Bezug auf 9 wird es, wenn die diffus reflektierende Oberfläche unter einem Winkel eingerichtet wird, der dem ebenen Abschnitt des Lots entspricht, beispielsweise rotes Licht sein. Wenn der Neigungswinkel entsprechend dem sanft geneigten Oberflächenabschnitt des Lots eingerichtet wird, wird es grünes Licht sein. Wenn der Neigungswinkel entsprechend dem steil geneigten Oberflächenabschnitt eingerichtet wird, wird es blaues Licht sein.
Die vorgenannten Schritte der Gewinnung des ersten Bildes und der Bestimmung der Multiplikationsfaktoren sind Schritte, die vor der Inspektion auszuführen sind. Sie werden vorzugsweise mehrere Male unter Ändern des Winkels der diffus reflektierenden Oberfläche wiederholt. Beispielsweise wird dieser Winkel sequenziell gemäß den Neigungswinkeln der Oberfläche, die mit den einzelnen Farbkomponenten festzustellen sind, eingerichtet und Bilder unter Beleuchtungsbedingungen mit unterschiedlich farbigem Licht gewonnen. Die Multiplikationsfaktoren werden so bestimmt, dass auf jedem der gewonnenen Bilder die Farbkomponente, die dem Neigungswinkel der diffus reflektierenden Oberfläche entspricht, heller wird als die anderen Farbkomponenten. Danach werden die Justierergebnisse bei jedem Neigungswinkel zusammengefasst, um schließlich die Multiplikationsfaktoren zu bestimmen.
Der Schritt der Gewinnung des Bilds des zu inspizierenden Zielobjekts und die nachfolgenden Schritte werden zur Zeit tatsächlicher Inspektion ausgeführt. Bei der tatsächlichen Inspektion wird also ein Bild des am Zielobjekt reflektierten Lichts gewonnen und die Helligkeit einer jeden Farbkomponente des Bilds des Zielobjekts auf der Grundlage der Mulitplikationsfaktoren eingestellt und dann die Weißherauszieh-, Helligkeitsverminderungs- und Helligkeitswiederherstellungs schritte nacheinander ausgeführt und das so verarbeitete Bild zur Beurteilung der Oberflächenzustände des Zielobjekts verwendet.
Mit diesem Verfahren wird jedes Bild einer geneigten Oberfläche, die der Richtung einer Lichtquelle entspricht, so eingestellt, dass die Farbkomponente, die dominant wäre, wenn die geneigten Oberfläche eine Spiegeloberfläche wäre, betont wird. Selbst wenn die gekrümmte Oberfläche des Zielobjekts ein hohes Streureflexionsvermögen hat und die Unterschiede in der Helligkeit unter den Farbekomponenten schwierig zu beobachten sind, kann also eine Farbverteilung gemäß dem Neigungswinkel gewonnen werden. Da die Weißherauszieh-, Helligkeitsverminderungs- und Helligkeitswiederherstellungsvorgänge danach ausgeführt werden, können die Einflüsse von diffus reflektiertem Licht eliminiert und Bilder mit einer klaren Farbverteilung gewonnen werden.
Der vorgenannte Schritt der Bestimmung der Multiplikationsfaktoren braucht nicht unter Verwendung einer diffus reflektierenden Platte durchgeführt zu werden. Alternativ kann ein Bild eines Modellobjekts mit einer bekannten Oberflächenform gewonnen werden, und die Multiplikationsfaktoren können so bestimmt werden, dass Muster von den Lichtquellen entsprechenden geneigten Oberflächen von den Bildern als diesen Lichtquellen entsprechende Farbmuster erscheinen.
Die Einstellung dieser Multiplikationsfaktoren kann nicht nur auf der Helligkeit der Farbkomponenten auf dem digitalen Bild, sondern auch auf analogen Bildsignalen bewirkt werden. Wenn beispielsweise ein analoges Bild von der Bildaufnahmevorrichtung an einen Bildprozessor gesendet wird, um die Verstärkung einstellen zu lassen, kann die Verstärkung des Bildes durch den Bildprozessor eingestellt werden. Alternativ kann die Ausgangsverstärkung der Bildaufnahmevorrichtung eingestellt werden. Wenn die Verstärkung eines Bildsignals eingestellt wird, ist es bevorzugt, die Einstellung so vorzunehmen, dass die Farbkomponente, die dem jeweiligen Neigungswinkel entspricht, heller wird als die anderen Farbkomponenten, während der Winkel der diffus reflektierenden Oberfläche gemäß der Richtung der jeweiligen Farbe sequenziell verändert wird.
Wenn die Helligkeit einer Farbkomponente eingestellt wird, ist es möglich die Einstellung nur in dem Bildbereich vorzunehmen, der dem Bild der zu inspizierenden gekrümmten Oberfläche entspricht. Wenn ein analoges Bildsignal ein gestellt wird, können selbst analoge Bildbereiche, die nicht von Interesse sind, wie etwa die Abschnitte, die der Oberfläche der Leiterplatte oder einer darauf angebrachten Komponente entsprechen, ebenfalls eingestellt werden. Da Einstellungen nur so vorgenommen werden, dass die Farbkomponente, die dem Neigungswinkel der Oberfläche entspricht, verstärkt wird, gibt es kaum Schwierigkeiten bei einer visuellen Nachprüfung der Bildanzeige, solange bekannt ist, welche Farbe, abhängig vom Neigungswinkel, erscheinen wird.
Wenn die Zustände einer gekrümmten Oberfläche mit diesem Inspektionsverfahren inspiziert werden, kann die Verteilungsweise einer jeden Farbe in einem Bildbereich, der das Bild der zu inspizierenden Zieloberfläche enthält, nach dem Helligkeitswiederherstellungsvorgang mit vorab erstellten Modelldaten zur Beurteilung verglichen werden, ob die gerade inspizierte Oberfläche fehlerhaft ist oder nicht. Solche Modelldaten können durch Gewinnen eines Bildes der gekrümmten Oberfläche eines Modells unter den gleichen Bedingungen für Beleuchtung und Bildaufnahme sowie nachfolgendes Durchführen der Weißherauszieh-, Helligkeitsverminderungs- und Helligkeitswiederherstellungsvorgänge auf dem gewonnenen Bild (sowie eine Vorabeinstellung der Farbkomponenten auf der Grundlage der Multiplikationsfaktoren, wenn das zweite der vorgenannten Verfahren verwendet wird) gewonnen werden.
Es ist wünschenswert, die vorgenannten Modelldaten als eine Anzahl von Farbmustern in Form von Binärdaten auszubilden, die unter Verwendung eines Schwellenwerts („binärer Schwellenwert") für jede Farbkomponente des Bildes der zu inspizierenden gekrümmten Zieloberfläche gewonnen sind. Mit diesem Verfahren wird der Bildbereich, der das Bild der zu inspizierenden gekrümmten Zieloberfläche enthält, in Binärdaten unter Verwendung des gleichen Schwellenwerts umgewandelt, wobei Merkmale, wie der Bereich und die Lage des Schwerpunkts eines jeden Farbmusters, mit den entsprechenden Merkmalen der Modelldaten verglichen werden können. Wenn sich bei einem solchen Vergleich der Unterschied als kleiner als ein zulässiger Bereich erweist, kann der Oberflächenzustand des Zielobjekts als nicht fehlerhaft betrachtet werden. Die Schwelle für eine Umwandlung in eine Binärdarstellung und die Merkmale der Modelldaten, die als Standardwerte für den Vergleich dienen, können vorzugsweise in einer Speichervorrichtung gespeichert sein.
Mit den oben beschriebenen Verfahren können sogar die Zustände einer diffus reflektierenden Oberfläche automatisch mit hoher Genauigkeit inspiziert werden. Wenn der Zustand einer gekrümmten Oberfläche durch einen Bediener visuell inspiziert wird, kann das Inspektionsverfahren die Schritte der Anzeige des Bildes nach dem Helligkeitswiederherstellungsvorgang und des Empfangs des Datenpostens, der die Beurteilung durch den Bediener angibt, enthalten. Durch einen solchen Anzeigeschritt kann der Bediener klar die Verteilungszustände der Farbkomponenten bei unterschiedlichen Neigungswinkeln sehen, so dass folglich eine genaue Beurteilung gemacht werden kann.
Eine Vorrichtung zur Inspektion einer gedruckten Leiterplatte gemäß der Erfindung lässt sich als eine Lichteinstrahlvorrichtung mit einer Anzahl von Lichtquellen, die Licht unterschiedlicher Farben aussenden und unter unterschiedlichen Winkeln in Bezug auf eine Referenzoberfläche angeordnet sind, eine Bildaufnahmevorrichtung zur Erzeugung eines Bildes anhand von von der Leiterplatte reflektiertem Licht, eine Bildeingabevorrichtung für den Empfang des mit der Bildaufnahmevorrichtung unter Eingeschaltetsein einer jeden der Lichtquellen erzeugten Bildes, Weißentfernungsmittel zur Durchführung eines Weißherausziehvorgangs durch Herausziehen, aus jedem Pixel eines mit der Bildeingabevorrichtung eingegebenen und ein Bild von Lot enthaltenden Bereichs eines Bildes, der Helligkeit der Weißkomponente, die durch Mischen aller der unterschiedlichen Farben erzeugt ist, sowie eines Helligkeitsverminderungsvorgangs durch Vermindern der Helligkeit der Farbkomponenten für jedes Pixel um einen Betrag, der der Helligkeit der in dem Weißherausziehvorgang herausgezogenen Weißkomponente entspricht, Helligkeitswiederherstellungsmittel zur Durchführung, für jedes Pixel des Bereichs, für welchen der Helligkeitsverminderungsvorgang ausgeführt worden ist, eines Helligkeitswiederherstellungsvorgangs durch Verändern der Helligkeit einer jeden Farbkomponente so, dass die hellste der Farbkomponenten in Bezug auf die anderen Farbkomponenten stärker angehoben wird als vor dem Helligkeitsverminderungsvorgang und der durch den Helligkeitsverminderungsvorgang bewirkte Verlust an Gesamthelligkeit zurückgeführt wird; Beurteilungsmittel zur Beurteilung von Oberflächenzuständen des Lots durch Vergleichen von vorab eingestellten Modelldaten mit der Verteilung einer jeden der Farben in dem Bereich des Bildes nach dem Helligkeitswiederherstellungsvorgang, und eine Ausgabevorrichtung zur Ausgabe von Ergebnissen der Beurteilung durch die Beurteilungsmittel aufweisend charakterisieren.
Die Lichteinstrahlvorrichtung kann ringförmige Lichtquellen für verschiedene Farben, wie Rot, Grün und Blau, enthalten, es können aber Lichtquellen, die Licht keiner der drei Primärfarben emittieren, oder eine Quelle für weißes Licht eingeschlossen sein. Die Bildaufnahmevorrichtung kann eine CCD-Kamera sein, die in der Lage ist, Bildsignale für die einzelnen Farbkomponenten zu erzeugen. Die mit der Bildaufnahmevorrichtung erzeugten Bildsignale brauchen keine analogen Signale zu sein. Die Bildaufnahmevorrichtung kann eine Digitalkamera sein.
Die Bildeingabevorrichtung ist innerhalb der Vorrichtung zur Durchführung der Bildverarbeitung für die Inspektion installiert und dient der Erzeugung eines zu bearbeitenden Bildes. Sie kann sich aus einer Verstärkerschaltung zur Verstärkung der Bildsignale der Bildaufnahmevorrichtung und einem A/D-Wandler zur Erzeugung eines zu bearbeitenden Digitalbildes aufbauen. Wenn die Bildaufnahmevorrichtung eine Digitalkamera ist, kann beispielsweise die Bildeingabevorrichtung in Form eines Eingangsanschlusses für das individuelle Empfangen von digitalen Bilddaten für verschiedene Farben vorliegen.
Die Weißentfernungs-, Helligkeitswiederherstellungs- und Beurteilungsmittel sind jeweils eine Steuereinheit und umfassen vorzugsweise eine CPU zur Durchführung eines entsprechenden Verarbeitungsprogramms. Teile dieser Mittel können durch eine speziell dafür vorgesehene Komponente, wie etwa einen ASIC gebildet sein.
Die Ausgabevorrichtung kann als eine Schnittstelle zur Ausgabe des Beurteilungsergebnisses durch die Beurteilungsmittel auf externe Vorrichtungen gebildet sein. Eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige des Beurteilungsergebnisses und Datenspeichermittel zur Bewirkung, dass das Beurteilungsergebnis in eine Speichermedium gespeichert wird, können in der Ausgabevorrichtung enthalten sein.
Die Weißentfernungsmittel dienen zur Durchführung der Weißherauszieh- und Helligkeitsverminderungsvorgänge, um das eingegebene Bild durch Beseitigen der Wirkungen von Streureflexion an der zu inspizierenden Oberfläche des Lots umzuwandeln. Die Helligkeitswiederherstellungsmittel dienen zur Durchführung des Helligkeitswiederherstellungsvorgangs so, dass die Helligkeit des Bildes, die im Helligkeitsverminderungsvorgang verloren gegangen ist, wiederhergestellt wird, so dass die dominanteste Farbkomponente betont wird.
Die Beurteilungsmittel dienen zum Herausziehen der einzelnen Farbmuster im Lotbild im Bild nach dem Helligkeitswiederherstellungsvorgang und zum Vergleichen dieser Farbmuster mit Modelldaten zur Bestimmung, ob die Oberflächenzustände des Lots fehlerhaft sind oder nicht. Wie oben erläutert, kann der Vergleich mittels Kenngrößen in den Farbmustern und den Modelldaten erfolgen. Zum Zwecke dieses Beurteilungsvorgangs ist die Inspektionsvorrichtung vorzugsweise mit einem Speicher zur Registrierung eines Schwellenwerts für eine binäre Umwandlung (der binäre Schwellenwert) und Beurteilungsreferenzwerten gemäß den Kenngrößen, die den Modelldaten zugeordnet sind, versehen. Modelldaten selbst brauchen nicht in der Speichervorrichtung registriert zu werden, weil, wenn diese Kennwerte der Modelldaten registriert sind, berücksichtigt werden kann, dass die Modelldaten registriert worden sind.
Es ist auch wünschenswert, dass die Inspektionsvorrichtung mit einer Anzeigevorrichtung zur Anzeige eines Bildes zum Zwecke des Lehrens und einer Eingabevorrichtung, mit etwa einer Maus, einer Tastatur oder einer Konsole, versehen ist.
Mit der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung werden die Vorgänge mit dem Weißentfernungs- und Helligkeitswiederherstellungsmitteln auch auf dem Bild ausgeführt, das zum Zeitpunkt des Lehrens aufgenommen worden ist, und eingegeben worden ist, wobei das bearbeitete Bild auf der Anzeigevorrichtung angezeigt wird. Der Bediener kann also leicht eine Position auf dem angezeigten Bild auswählen, die für den binären Schwellenwert und den Beurteilungsreferenzwert geeignet ist, und die Vorgänge des Einstellens von Daten für die Inspektion und deren Registrierung können effizient ausgeführt werden.
Eine weitere Vorrichtung zur Inspektion einer Leiterplatte gemäß zweiten Ausführungsform der Erfindung lässt sich als eine Lichteinstrahlvorrichtung, eine Bildeingabevorrichtung, Weißentfernungsmittel und Helligkeitswiederherstellungsmittel wie oben für die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben, sowie eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige eines Bilds nach dem Helligkeitswiederherstellungsvorgang und eine Eingabevorrichtung, die es einem Benutzer gestattet, einen ein Beurteilungsergebnis einer Inspektion angebenden Datenposten beruhend auf dem auf der Anzeigevorrichtung angezeigten Bild des Lots einzugeben, aufweisend charakterisieren. Diese Anzeigevorrichtung kann eine Vorrichtung, wie etwa eine CRT und LCD, eine D/A-Umwandlungsschaltung und eine Schnittstelle zur Anzeige des verarbeiteten Bildes enthalten. Die Eingabevorrichtung, wie diejenige der Inspektionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, kann eine Maus, eine Tastatur und eine Konsole enthalten, und die über die Eingabevorrichtung eingegebenen Daten können auf externe Vorrichtungen ausgegeben und in einem spezifizierten Speichermedium gespeichert werden.
Da das Bild des zu inspizierenden Lots nach den Weißentfernungs- und Helligkeitswiederherstellungsvorgängen auf der Anzeigevorrichtung angezeigt werden kann, ist eine genaue visuelle Inspektion beruhend auf der Farbverteilung gemäß der Neigung der Lotoberfläche, die klarer gemacht ist, möglich.
Eine Inspektionsvorrichtung gemäß jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung kann ferner mit Helligkeitseinstellmitteln zur Durchführung des Einstellvorgangs (oder des „Helligkeitseinstellvorgangs") durch Einstellen der Helligkeit einer jeden der Farbkomponenten innerhalb eines ein Bild des Lots enthaltenden Bereichs unter Verwendung bestimmter Multiplikationsfaktoren so, dass die Weißentfernungsmittel den Weißentfernungsvorgang auf einem durch den Helligkeitseinstellvorgang mit den Helligkeitseinrichtmitteln gewonnenen Bild ausführen können, versehen sein. Diese Helligkeitseinstellmittel können durch den gleichen Computer realisiert sein, in welchem die Programme für den vorgenannte Weißherauszieh- und Helligkeitswiederherstellungsmittel installiert sind, indem auch das Programm für seine Ausführung installiert wird. Alternativ können die Helligkeitseinstellmittel als Mittel zur Einstellung der Verstärkung durch Aufnahme in die Ausgangsverstärkung aus der Bildaufnahmevorrichtung oder der Bildeingabevorrichtung realisiert sein.
Die bei der Einstellung der Helligkeit einer jeder Farbkomponente verwendeten Multiplikationsfaktoren werden für jede der Farbkomponenten so bestimmt, dass, wenn ein Referenzbild einer streureflektierenden Oberfläche unter einem beliebigen Winkel in Bezug auf die Referenzoberfläche mit der Bildaufnahmevorrichtung bei eingeschalteten Lichtquellen gewonnen wird, die Farbkom ponente, die dem Licht unter dem Winkel entspricht, der einem spezifizierten Winkel entspricht, heller wird als die anderen der Farbkomponenten.
Mit solchen Helligkeitseinstellmitteln wird das Bild des zu inspizierenden Lots vor den Weißherauszieh- und Helligkeitswiederherstellungsvorgängen so eingestellt, dass die Farbkomponente, die dem Neigungswinkel der Lotoberfläche entspricht, betont wird. Wenn die Oberfläche von bleifreiem Lot mit Streureflexionsvermögen inspiziert wird, wird eine Farbverteilung gemäß der Neigung der Oberfläche gewonnen und dann die Wirkungen von streureflektiertem Licht beseitigt, so dass die Farbverteilung klarer gemacht werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm einer die Erfindung verkörpernden Inspektionsvorrichtung zur Inspektion einer Leiterplatte.
2 ist ein Graph der Helligkeitscharakteristik, gewonnen aus einem Bild einer streureflektierenden Oberfläche nach Einstellung.
3 ist eine schematische Zeichnung zur Wiedergabe eines Verfahrens zur Bestimmung von Multiplikationsfaktoren für den Helligkeitseinstellvorgang.
4 ist ein Graph einer Helligkeitscharakteristik, gewonnen aus einem Bild einer streureflektierenden Oberfläche nach dem Helligkeitseinstellvorgang.
5 ist eine Zeichnung zur Wiedergabe eines Beispiels des Helligkeitsentfernvorgangs.
6 ist eine Zeichnung zur Wiedergabe eines Beispiels eines Helligkeitswiederherstellungsvorgangs.
7 ist ein Flussdiagramm für den Lehrvorgang.
8 ist ein Flussdiagramm für den Inspektionsvorgang.
9 ist eine schematische Zeichnung zur Wiedergabe des Aufbaus des optischen Systems für die Inspektionsvorrichtung.
10 ist eine schematische Zeichnung zur Wiedergabe des Prinzips der Messung mit dem optischen System.
11 ist ein Graph zur Wiedergabe der Helligkeitscharakteristik eines mit dem optischen System gewonnenen Bilds von Lot.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird als nächstes anhand eines Beispiels einer Vorrichtung zur Inspektion einer gedruckten Leiterplatte mit bleifreiem Lot durch Gewinnen eines Bildes der Leiterplatte und zur Verarbeitung des so gewonnenen Bildes beschrieben, womit die Qualität von gelöteten Teilen darauf bestimmt wird. Wie in 1 gezeigt, umfasst die Vorrichtung eine Bildaufnahmevorrichtung 3, eine Lichteinstrahlvorrichtung 4, eine Steuereinheit 5, einen X-Tisch 6 und einen Y-Tisch 7. In 1 ist die zu inspizierende Zielleiterplatte durch das Bezugszeichen 1T und eine Standard-Leiterplatte mit richtig gelöteten Teilen durch das Bezugszeichen 15 angegeben. Der Y-Tisch 7 ist mit einer Transportvorrichtung 24 zur Halterung der Leiterplatte 1S oder 1T versehen und zur Bewegung durch einen (nicht gezeigten) Motor eingerichtet, um die Leiterplatte 1S oder 1T in der Y-Richtung (senkrecht zur Zeichenebene) zu transportieren. Der X-Tisch 6 haltert die Bildaufnahmevorrichtung 3 und die Lichteinstrahlvorrichtung 4 für eine Bewegung derselben in der X-Richtung (die Links-Rechts-Richtung auf der Seite) über dem Y-Tisch 7.
Die Lichteinstrahlvorrichtung 4 umfasst drei ringförmige Lichtquellen 8, 9 und 10 mit unterschiedlichen Radien zur Abgabe von Bündeln roten (R), grünen (G) bzw. blauen (B) Lichts. Sie sind alle exakt über dem Beobachtungspunkt zentriert und unter verschiedenen Winkeln gegenüber der Halterungsebene der Leiterplatte 1S oder 1T angeordnet.
Die Bildaufnahmevorrichtung 3 kann aus einer CCD-Kamera zur Erzeugung eines Farbbildes bestehen, wobei ihre optische Achse so orientiert ist, dass sie durch die Mitten der drei Lichtquellen 8, 9 und 10 in senkrechter Richtung verläuft. Das an der Leiterplatte 1S oder 1T reflektierte Licht tritt also in die Bildaufnahmevorrichtung 3 ein und wird in Farbsignale R, G und B zur Eingabe in die Steuereinheit 5 umgewandelt.
Die Steuereinheit 5 kann einen Computer mit einer CPU 11 umfassen und kann eine Bildeingabevorrichtung 12, eine Speichervorrichtung 13, eine Bildaufnahmesteuerung 14, einen Bildprozessor 15, eine X-Y-Tisch-Steuerung 16, eine Inspektionseinheit 17, eine Lehrtabelle 18, eine Eingabevorrichtung 19, eine Bild röhren-Anzeigevorrichtung 20, einen Drucker 21, eine Kommunikations-(Sende-Empfangs-)vorrichtung 22 und eine externe Speichervorrichtung 23 enthalten.
Die Bildeingabevorrichtung 12 enthält Verstärkerschaltungen zur Verstärkung jedes der Bildsignale R, G und B aus der Bildaufnahmevorrichtung 3 sowie eine A/D-Wandler zur Umwandlung dieser Bildsignale in Digitalsignale. Die Speichervorrichtung 13 speichert Variabeldichte-Bilddaten über diese digitalen Größen für die einzelnen Farben sowie binäre Bilddaten, die durch Umwandlung solcher Variabeldichte-Bilddaten in binäre Form gewonnen sind. Die Speichervorrichtung 13 speichert auch Einstellmultiplikationsfaktoren für die Helligkeit einer jeden Farbe für den Intensitätseinstellvorgang, der nachstehend zu beschreiben ist.
Die Bildaufnahmesteuerung 14 ist mit einer Schnittstelle zur Verbindung der Bildaufnahmevorrichtung 3 und der Lichteinstrahlvorrichtung mit der CPU 11 versehen und dient zur Einstellung der Lichtmenge aus jeder Lichtquelle der Lichteinstrahlvorrichtung 4 auf der Grundlage von Befehlen der CPU 11 und zur Abgleichung des ausgegebenen Lichts jeder der Farben aus der Bildaufnahmevorrichtung 3.
Die X-Y-Tisch-Steuerung 16 enthält eine Schnittstelle zur Verbindung des X-Tisches 6 und des Y-Tisches mit der CPU 11 und dient zur Steuerung der Bewegungen des X-Tisches 6 und des Y-Tisches 7 auf der Grundlage von Befehlen der CPU 11.
Die Lehrtabelle 18 ist eine Speichervorrichtung zur Speicherung von Inspektionsdaten für die einzelnen Leiterplatten. Für jede Leiterplatte ist eine Beurteilungsdatei, die Inspektionsdaten, wie ihre Einrichtposition und die Größe des Inspektionsbereichs, „binäre Schwellenwerte" (die Schwellenwerte zur Umwandlung in eine binäre Darstellung), die für das Herausziehen eines jeden der R-, G- und B-Farbmuster innerhalb dieses Inspektionsbereichs (enthaltend nicht nur binäre Schwellenwerte für die einzelnen Farbkomponenten, sondern auch binäre Schwellenwerte, die zu Helligkeit in Beziehung stehen) erforderlich sind, Referenzwerte zur Durchführung einer Beurteilung zwischen „fehlerhaft" und „nicht fehlerhaft" durch die herausgezogenen Farbmuster (eingestellt nach Größe eines jeden von Charakteristika, wie Musterposition und -größe) enthält, in der Lehrtabelle 18 gespeichert. Diese Beurteilungsdateien werden durch einen Bediener vor einer Inspektionsarbeit unter Verwendung eines Bildes eingeführt, das anhand der Standardleiterplatte 1S gewonnen ist. Zum Zeitpunkt der Inspektion werden sie durch die CPU 11 gelesen und für eine Lieferung an den Bildprozessor 15 und die Inspektionseinheit 17 in die Speichervorrichtung 13 gesandt.
Der Bildprozessor zieht aus den in der Speichervorrichtung 13 gespeicherten Bilddaten R, G, und B die individuellen Helligkeiten von R, G und B sowie die Gesamthelligkeit heraus, die als die Summe der individuellen Helligkeitswerte für jedes Pixel dargestellt wird. Er dient auch zur Umwandlung der Bilddaten eines jeden Inspektionsbereichs in eine binäre Form unter Verwendung des vorgenannten binären Schwellenwerts, womit jedes der R-, G- und B-Farbmuster herausgezogen wird.
Die Inspektionseinheit 17 erhält den Beurteilungsreferenzwert von der Lehrtabelle 18 und beurteilt, ob Position, Größe und Form des Lots korrekt sind oder nicht, indem Kenngrößen der mit dem Bildprozessor 15 herausgezogenen Farbmuster mit dem Beurteilungsreferenzwert verglichen werden, wobei das Ergebnis der Beurteilung auf die CPU 11 gegeben wird. Mit Sammeln der Resultate solcher Beurteilungen für alle Inspektionsbereiche beurteilt die CPU 11, ob die Zielleiterplatte, die gerade inspiziert wird, fehlerhaft ist oder nicht. Das Ergebnis dieser abschließenden Beurteilung wird an die Bildröhren-Anzeigevorrichtung 20 und den Drucker 21 ausgegeben oder an die Kommunikationsvorrichtung 22 gesendet.
Die Eingabevorrichtung 19 dient dem Zweck der Eingabe verschiedener Bedingungen für die Inspektion sowie von Inspektionsdaten und kann eine Tastatur und eine Maus enthalten. Die Bildröhrenanzeigevorrichtung 20 (nachfolgend einfach „Anzeigevorrichtung") erhält Bilddaten, die Inspektionsergebnisse und Eingabedaten von der Eingabevorrichtung 19 und zeigt diese auf einem Anzeigebildschirm an. Der Drucker 21 dient dem Empfang von Daten wie der Inspektionsergebnisse von der CPU 11 und druckt sie in einem bestimmten Format aus.
Die Kommunikationsvorrichtung 22 dient dem Zweck des Austausches von Daten mit einer anderen Vorrichtung, wie etwa einer Vorrichtung zur Anbringung elektronischer Komponenten und einer Lötvorrichtung. Wenn eine inspizierte Leiterplatte 1T sich als fehlerhaft erweist, können beispielsweise ihre ID sowie Daten über ihre Defekte an eine Reparaturvorrichtung auf der laufunterhalb liegen den Seite gesendet werden, so dass der defekte Abschnitt repariert werden kann. Die externe Speichervorrichtung 23 dient dem Schreiben von Daten in ein und Lesen von Daten aus einem Speichermedium wie etwa einer Diskette und einer photoelektromagnetischen Platte, und wird zu Speicherung von Inspektionsergebnissen und den Empfang von notwendigen Programmen und Einstelldaten, die für die Inspektion erforderlich sind, von außen verwendet.
Von den obigen können der Bildprozessor 15 und die Inspektionseinheit 17 jeweils aus einem besonders vorgesehen Prozessor bestehen, in dem Programme zur Durchführung der verschiedenen oben beschriebenen Prozesse installiert sind. Stattdessen kann die CPU 11 zur Durchführung von Hauptsteuervorgängen zusätzlich mit den Funktionen des Bildprozessors 15 und der Inspektionseinheit 17 versehen sein.
Gemäß einem Beispiel dieser Erfindung sind die R-, G- und B-Lichtquellen 8, 9 und 10 so positioniert, dass der ebene Abschnitt der Lotoberfläche im Bereich von 5 bis 15° im Sinne des Winkels von der Ebene der Leitplatte, der sanft geneigte Oberflächenabschnitt im Bereich von 15 bis 22,5° und der steil geneigte Oberflächenabschnitt im Bereich von 22,5 bis 37,5° durch das R-, G- bzw. B-Licht nachgewiesen wird.
In diesem Beispiel wird ferner eine weißfarbige streureflektierende Platte anstelle einer Leiterplatte zur Einstellung der Lichtmengen der Quellen 8, 9 und 10 so, dass sich die Lichtbündel derselben zu weiß mischen, verwendet. Diese Einstellung wird ausgeführt, indem ein Bild gewonnen wird, indem die vorgenannte weiße streureflektierende Platte mit ihrer reflektierenden Oberfläche horizontal angeordnet wird und die Lichtmengen der Quellen 8, 9 und 10 so eingestellt werden, dass die Farbe der streureflektierenden Oberfläche auf dem Bild das gleiche Weiß wie das Originalweiß der Platte wird.
2 zeigt die Beziehung zwischen der Helligkeit von R, G und B, die gewonnen wird, wenn ein Bild der mit den Quellen 8, 9 und 10 beleuchteten streureflektierenden Platte gewonnen wird, nachdem die vorgenannte Einstellung vorgenommen worden ist, und dem Neigungswinkel der Platte (gemessen von der Oberfläche der Leiterplatte aus).
Da die oben beschriebene Einstellung normalerweise durch Anordnen der reflektierenden Platte in horizontaler Richtung vorgenommen wird, wird die In tensität des R-Lichts unter den Winkeln, die dem ebenen Abschnitt der Lotoberfläche entsprechen, nahezu die gleiche wie diejenige des G- und B-Lichts. Infolgedessen wird ein weißes Muster auf dem Bild anstelle eines roten Musters erscheinen. In den sanft und steil geneigten Abschnitten wird die Farbe, die der Neigung der Lotoberfläche entspricht, leicht dominant, weshalb weißlich grüne und blaue Muster in diesen Bereichen erscheinen.
Wenn bleifreies Lot mit einem so eingerichteten optischen System beobachtet wird, ist das Ergebnis nicht so deutlich wie oben für den Fall einer streureflektierenden Platte erläutert, sondern die Unterschiede in der Helligkeit zwischen R, G und B werden auf jedem geneigten Oberflächenabschnitt kleiner. Die Unterschiede zwischen den Farben hängen zwar von den Unebenheitsbedingungen auf der Lotoberfläche ab, die Weißkomponente auf dem Bild wird jedoch besonders groß, wenn das Streureflexionsvermögen hoch ist, und man erhält ein allgemein weißliches Bild. Beim Lehren mit einer Vorrichtung dieser Art kann ein binärer Schwellenwert eingerichtet werden, indem ein Bereich auf dem Bildschirm mit einer Färbung, die den einzelnen Farbmustern auf dem angezeigten Bild entsprechen spezifiziert wird. Wenn das Bild zu weiß wird, wird es jedoch schwierig, einen Bereich zu identifizieren, der zur Gewinnung eines binären Schwellenwerts geeignet ist, und die Effizienz des Lehrens wird niedrig. Ein weiteres Problem, wenn die Helligkeitsunterschiede zwischen den Farbkomponenten klein werden, besteht darin, dass es schwierig ist, die Inspektionsgenauigkeit zu stabilisieren.
Wenn in diesem Beispiel bleifreies Lot inspiziert wird, wird daher ein Vorgang der Einstellung der Helligkeit einer jeden Farbkomponente mit einem Wert, der dem Winkel der Neigung entspricht („der Helligkeitseinstellvorgang") oder ein Vorgang des Entfernens der Weißkomponente, die von dem Mischen der Farbkomponenten herrührt („der Weißentfernungsvorgang"), durchgeführt. Beim Lehren wird ein mit einem solchen Vorgang eingestelltes Bild zur Erzeugung von Inspektionsdaten durch Einstellen eines binären Schwellenwerts oder eines Beurteilungsreferenzwerts angezeigt. Bei der Inspektion wird das Bild des zu inspizierenden Objekts in ähnlicher Weise bearbeitet und der vorgenannte binäre Schwellenwert oder Beurteilungsreferenzwert auf ein so eingestelltes Bild angewandt, um zu bestimmen, ob das gelötete Teil fehlerhaft ist oder nicht.
Die beiden Einstellungsvorgänge werden nachfolgend in größeren Einzelheiten beschrieben.
Bei dem Helligkeitseinstellvorgang wird die Helligkeit von R-, G- und B-Licht an jedem Pixel individuell mit einem spezifizierten Multiplikationsfaktor multipliziert, um ein eingestelltes Bild zu gewinnen. Diese Mulitplikationsfaktoren können durch Gewinnen von Bildern einer streureflektierenden Platte 30 durch aufeinander folgendes Einrichten derselben unter den Neigungswinkeln, die den Winkelpositionen der Lichtquellen 8, 9 und 10 entsprechen, wie dies in 3 gezeigt ist, und Einstellen der Helligkeit des bei den einzelnen Neigungswinkeln gewonnenen Bildes bestimmt werden. Alternativ können diese Faktoren auch unter Verwendung eines Bildes eines gelöteten Abschnitts bekannter Form und Vornahme von Einstellungen so, dass jedes Farbmuster auf diesem Bild der Form des Lots entspricht, bestimmt werden.
Als ein Beispiel wurden Multiplikationsfaktoren für die drei Farbkomponenten durch das Verfahren der Verwendung der oben beschriebenen streureflektierenden Platte 30 so ausgewählt, dass in jedem der Bereiche von Neigungswinkeln (5 bis 15°, 15 bis 22,5° und 22,5 bis 37,5°) die Helligkeit der Farbkomponente, die in diesem Bereich dominant sein soll, größer als die Helligkeit der anderen Farbkomponenten wird. Die so gewonnenen Faktoren waren 1,07 für R, 1,03 für G und 1,00 für B. 4 zeigt die Helligkeitscharakteristik, die mit dieser streureflektierenden Platte 30, nachdem dieser Helligkeitseinstellvorgang durchgeführt worden ist, gewonnen wird. Es ist zu beachten, dass R in dem Winkelbereich, der dem ebenen Oberflächenabschnitt entspricht, G in dem Bereich, der dem sanft geneigten Oberflächenabschnitt entspricht, und B in dem Bereich, der dem steil geneigten Oberflächenabschnitt entspricht, dominant ist.
Da diese Faktoren zur Aufrechterhaltung der Beziehungen zwischen den Winkelpositionen der Lichtquelle 8, 9 und 10 und den Nachweisbereichen der Farben notwendig sind, ist , solange die Lagebeziehungen der Lichtquellen 8, 9 und 10 untereinander die gleichen bleiben, bevorzugt, sie zu speichern. Würde beispielsweise der Multiplikationsfaktor für R allein erhöht, würde der Winkelbereich, innerhalb dessen R dominant wird, breiter, und es könnte allmählich ein rotes Muster auch in einem Teil des sanft geneigten Oberflächenabschnitts er scheinen. Dies wirft die Beziehungen zwischen den Winkelpositionen der Lichtquellen und den Nachweisbereichen um.
Die so bestimmten Multiplikationsfaktoren können in der Speichervorrichtung 13 gespeichert werden, so dass wann immer ein Bild eines Zielbereichs, der bleifreies Lot enthält, danach verarbeitet wird, oder der Helligkeitseinstellvorgang ausgeführt werden kann, wann immer der Bediener es so wünscht, indem die gespeicherten Faktoren über die eingegebenen Bilddaten verwendet werden.
Der Weißentfernungsvorgang wird auch in Einheiten von Pixeln durchgeführt. In dem vorliegenden Beispiel werden ein erster Vorgang der Eliminierung der durch Mischen der drei Farbkomponenten erzeugten Weißkomponente und ein zweiter Vorgang der Einstellung der Helligkeit so, dass die ursprüngliche Gesamthelligkeit unter Aufrechterhaltung der Dominanzbeziehungen zwischen den Farbkomponenten wieder hergestellt wird (der „Helligkeitswiederherstellungsvorgang"), nacheinander ausgeführt.
Als nächstes wird zur Erläuterung des Prinzips des Weißentfernungsvorgangs auf 5 Bezug genommen.
Ein Vorgang der Beseitigung der Weißkomponente beruht auf der Premisse, dass jede der Farbkomponenten R, G und B nach der Helligkeitseinstellung gleich der Summe aus den Farbkomponenten, die dem ursprünglichen spiegelreflektierten Licht entsprechen, und der Weißkomponente infolge der Streureflexion jeder Farbe ist. Es sollen (R_in, G_in, B_in und R_m, G_m und B_m) die Helligkeit R, G und B vor und nach Beseitigung der Weißkomponente in dem vorgenannten Weißentfernungsvorgang darstellen. Es soll (R_S, G_S, B_S) die Helligkeit des spiegelreflektierten Lichts und C die Helligkeit der in jeder der Farbkomponenten enthaltenen Weißkomponente darstellen. Dann finden wir: (Rm, Gm, Bm) = (Rin – C, Gin – C, Bin – C) = (((RS + C) – C), ((GS + C) – C), ((BS + C) – C)) = (RS, GS, BS)
Dies zeigt, dass die Helligkeitsgradation einer jeder Farbkomponente nach Eliminierung der Weißkomponente sich als gleich derjenigen vor dem Weißentfernungsvorgang erweist.
Da die Weißkomponente ein Gemisch der R-, G- und B-Komponenten in gleichen Anteilen ist, ist es wünschenswert, diese gemischten Teile der Farbkomponenten, die nicht dem Winkel der geneigten Oberfläche des gerade inspizierten Objekts entsprechen, so weit wie möglich zu eliminieren. Aus diesem Grund wird die kleinste Helligkeit unter den R-, G- und B-Komponenten als die vorgenannte Weißkomponente C herausgezogen, wobei diese kleinste Helligkeitskomponente von jeder der drei Farbkomponenten subtrahiert wird. Wenn von der HSI-Umwandlung Gebrauch gemacht wird, welche ein repräsentatives Verfahren zur Berechnung des Farbtons ist, wobei wie unten gezeigt werden kann, dass der durch (R_m, G_m und B_m) dargestellte Farbton der gleiche wie der durch (R_in, G_in, B_in) dargestellte Farbton H_in ist: Hm = (Gm – Bm)/(Rm + Gm – 2Bm) = ((Gin – C) – (Bin – C)/((Rin – C) + (Gin – C) – 2(Bin – C)) = ((Gin – Bin)/(Rin + Gin – 2Bin) = Hin.
Der vorgenannte zweite Vorgang der Einstellung der Helligkeit zur Wiederherstellung der ursprünglichen Gesamthelligkeit kann bewirkt werden, indem beachtet wird, dass die Gesamthelligkeit vor der Entfernung der Weißkomponente im Weißentfernungsprozess L_in = (R_in + G_in + B_in) und diejenige nach der Beseitigung (R_m + G_m + B_m) ist. Wenn die Farbkomponenten des helligkeitswiederhergestellten Bildes als (R_out, G_out, B_out) geschrieben werden, kann die Wiederherstellung der ursprünglichen Gesamtintensität folgendermaßen bewirkt werden: Rout = Rm(Rin + Gin + Bin)/(Rm + Gm + Bm), Gout = Gm(Rin + Gin + Bin)/(Rm + Gm + Bm),undBout = Bm(Rin + Gin + Bin)/(Rm + Gm + Bm)
Es lässt sich leicht zeigen, dass die Gesamthelligkeit des helligkeitswiederhergestellten Bildes (L_out = (R_out + G_out + B_out) gleich L_in ist.
Auf diese Weise kann die durch Mischen der verschiedenen Farbkomponenten erzeugte Weißkomponente unter Aufrechterhaltung von Farbton und Hel ligkeit des Originalbildes vor Beseitigung der Weißkomponente eliminiert werden. Die R-, G- und B-Komponenten lassen sich also deutlicher unterscheidbar machen.
Der oben beschriebene Helligkeitswiederherstellungsvorgang ist dadurch gekennzeichnet, dass die Helligkeit einer jeden Farbkomponente mit dem gleichen Multiplikationsfaktor (R_in + G_in + B_in)/(R_m + G_m + B_m) erhöht wird, die Wiederherstellung der ursprünglichen Helligkeit L_in kann aber auch auf andere Weisen bewirkt werden. 6 zeigt ein weiteres Beispiel, nach welchem die hellste Farbkomponente nach Entfernung der Weißkomponente identifiziert wird (R im Beispiel der 6) und eine spezifizierte Größe („2a" in 6) an Helligkeit dieser Farbkomponente hinzugefügt wird, während eine Hälfte dieser Größe („a" in 6) der Helligkeit zur nächsthellsten Farbkomponente (G im Beispiel der 6) hinzuaddiert wird. Wenn diese spezifizierte Helligkeitsgröße gleich der vorgenannten Helligkeit C (Darstellen der Helligkeit der Weißkomponente in jeder Farbkomponente) gemacht wird, lässt sich wie unten zeigen, dass mit dem oben beschriebenen Vorgang die ursprüngliche Helligkeit wiederhergestellt wird: Lout = Rout + Gout + Bout = (Rm + 2C) + (Gm + C) + Bm = Rm + Gm + Bm + 3C = (Rin – C) + (Gin – C) + (Bin – C) + 3C = Rin + Gin + Bin = Lin.
7 zeigt eine Lehrroutine für die Inspektionsvorrichtung 17. Zum Start bedient der Bediener die Eingabevorrichtung 19 um Daten über die zu inspizierende Leiterplatte, wie ihren Namen und ihre Größe, zu registrieren, ordnet die Standardleiterplatte 15 auf dem Y-Tisch an und gewinnt ihr Bild, während er sie mit der Lichteinstrahlvorrichtung beleuchtet (Schritt ST1). Nachdem damit die R- , G- und B-Bildsignale von der Bildeingabevorrichtung 12 empfangen sind, werden sie in Digitalsignale umgewandelt und zu verarbeitende Variabeldichte-Farbbilddaten in die Speichervorrichtung 13 eingegeben. Das eingegebene Farbbild wird auf der Anzeigevorrichtung 20 angezeigt.
Es wird ein Bild durch Positionieren der Bildaufnahmevorrichtung 3 und der Lichteinstrahlvorrichtung 4 in Bezug auf einen zu inspizierenden speziellen Zielteil gewonnen. Der Bediener spezifiziert einen Zielbereich für die Inspektion beispielsweise mittels einer Maus. Als Reaktion darauf werden durch die CPU 11 die Lage- und Größendaten des zu inspizierenden spezifizierten Bereichs im Speicher 13 gespeichert (Schritt ST2). Als nächstes werden die R-, G- und B-Helligkeit für jedes Pixel innerhalb des zu inspizierenden Bereichs herausgezogen (Schritt ST3).
Wenn der zu inspizierenden spezifizierte Bereich Lot enthält (JA in Schritt ST4) gibt der Bediener eine Freigabesteuerdatenposten, der diese Tatsache angibt, ein, und die vorgenannten Helligkeitseinstell-, Weißentfernungs- und Helligkeitswiederherstellungsvorgänge werden ausgeführt (Schritte ST5 bis ST7). Wenngleich nicht dargestellt, wird die Anzeige auf der Anzeigevorrichtung 20 durch diejenige des zu inspizierenden Bereichs ersetzt und zeigt die Helligkeit nach der Endeinstellung (R_out, G_out, B_out). Der Bediener nimmt auf dieses angezeigte Bild Bezug und gibt einen optimalen binären Schwellenwert für das Herausziehen eines jeden Farbmusters zur Wiedergabe der Lötpositionen ein. Dieser Wert geht in die CPU 11 und wird in der Speichervorrichtung 13 in Korrelation zu den Lage- und Größedaten über den zu inspizierenden Zielbereich gespeichert (Schritt ST8). Der Bereich, die Form und die Lage des Lots werden anhand der unter Verwendung dieses binären Schwellenwerts herausgezogenen Farbmuster berechnet, wobei der Referenzwert für die Beurteilungsverarbeitung auf der Grundlage dieser berechneten Werte eingerichtet wird (Schritt ST9).
Danach werden Bilder der anderen Inspektionspositionen der Leiterplatte aufgenommen, Zielbereiche für die Inspektion ähnlich eingerichtet und die Folge von Vorgängen zur Einstellung eines binären Schwellenwerts und eines Referenzwerts durchgeführt. An Inspektionspositionen, die kein Lot enthalten, werden die vorgenannten Freigabesteuerungsdaten nicht eingegeben (NEIN in Schritt ST4) und die Schritte ST5 bis ST7 nicht ausgeführt. Der Einstellvorgang wird unter direktem Verwenden des eingegebenen Bildes bewirkt.
Wenn der vorgenannte Einstellvorgang an allen Inspektionspositionen abgeschlossen ist (JA in Schritt ST10), wird eine Datei für die Beurteilungsdaten aus den Inspektionsdaten für die einzelnen Inspektionspositionen, die in der Speichervorrichtung 13 zwischengespeichert sind erzeugt, und in der Lehrtabelle 18 gespeichert (Schritt ST11). Innerhalb dieser Beurteilungsdatendatei, wird ein Freigabesteuerungskennzeichen an jedem Bereich eingestellt, der als zu inspizierender Zielbereich spezifiziert ist.
8 zeigt eine Routine für die automatische Inspektion mit der Inspektionseinheit 17 für jede Leiterplatte. Anders ausgedrückt, ist diese Routine so oft zu wiederholen, wie zu inspizierende Leiterplatten vorhanden sind.
Vor dem Starten dieser Routine spezifiziert der Bediener den Typ der zu inspizierenden Zielleiterplatte 1T beispielsweise durch Eingabe ihres Namens. Als Reaktion darauf ruft die CPU 11 anhand der Lehrtabelle 18 die Beurteilungsdatendatei, die dieser Zielleiterplatte 1T entspricht, auf und setzt sie in die Speichervorrichtung 13. Die Inspektionsroutine wird unter diesen Bedingungen gestartet, wobei die Zielleiterplatte 1T auf den Y-Tisch 7 transportiert und ihr Bild aufgenommen wird (Schritt ST21).
Als nächstes positioniert die CPU 11 die Bildaufnahmevorrichtung 3 und die Lichteinstrahlvorrichtung 4 in Bezug auf die erste Inspektionsposition auf der Grundlage der Einstelldaten aus der Beurteilungsdatendatei, erzeugt ihr Bild und stellt einen Zielbereich für die Inspektion dieses Bildes ein (Schritt ST22). Wenn eines der vorgenannten Freigabesteuerungskennzeichen in diesem Zielbereich gesetzt ist (JA in Schritt ST23), werden der Helligkeitseinstellungs-, Weißentfernungs- und Helligkeitswiederherstellungsvorgang nacheinander ausgeführt (Schritte ST24 bis 26).
Danach wird der vorgenannte binäre Schwellenwert dazu benutzt, die R-, G- und B-Farbmuster durch Umwandlung der Variabeldichtedaten des Zielbereichs in binäre Form herauszuziehen (Schritt ST27). Als nächstes werden die herausgezogenen Farbmuster dazu verwendet, Bereich, Form und Position des Lots zu berechnen, wobei diese Ergebnisse mit den Beurteilungsreferenzwerten verglichen werden, um zu schließen, ob das gelötete Teil fehlerhaft ist oder nicht (Schritt ST28).
Ähnlich werden Bilder von anderen Inspektionspositionen nacheinander beruhend auf den Einstelldaten in der Beurteilungsdatendatei aufgenommen, Zielbereiche eingerichtet und eine Beurteilung, ob diese Inspektionsposition fehlerhaft ist oder nicht, auf der Grundlage der Bilddaten innerhalb diese Zielbe reichs vorgenommen. Für Zielbereiche, die kein Lot enthalten (NEIN in Schritt ST23) werden die Vorgänge der Schritte ST24 bis ST26 übersprungen, das eingegebene Bild direkt zur Umwandlung in ein binäres Bild verwendet und der Beurteilungsvorgang ausgeführt.
Nachdem alle Inspektionspositionen so inspiziert worden sind (JA in Schritt ST29), wird jede Zielleiterplatte 1T, die inspiziert worden ist, auf der Grundlage der Beurteilungsergebnisse an den einzelnen Inspektionspositionen als fehlerhaft beurteilt oder nicht (Schritte ST30 bis ST32). Das Beurteilungsergebnis wird ausgegeben (Schritt ST33) und diese Inspektionsroutine abgeschlossen.
Wenn also eine Schaltung mit bleifreiem Lot mit einer Inspektionsvorrichtung gemäß der Erfindung inspiziert wird, wird ein Helligkeitseinstellvorgang ausgeführt, um die Helligkeit von Farbkomponenten so einzustellen, dass die Farbkomponente, die jeweils dem ebenen, sanft geneigten bzw. steil geneigten Oberflächenabschnitt des Lots entspricht, gegenüber den anderen Farbkomponenten dominant wird. Außerdem wird die Weißkomponente aus jeder der Farbkomponenten entfernt, so dass Segmente der Lotoberfläche durch die R-, G- und B-Farbkomponenten deutlich dargestellt werden können. Der Bediener kann also leicht einen Bereich bestimmen, anhand dessen ein geeigneter binärer Schwellenwert eingestellt werden kann, wobei der binäre Schwellenwert und der Beurteilungsreferenzwert effizient eingestellt werden können. Bei der Inspektion werden der binäre Schwellenwert und der Beurteilungsreferenzwert, die so bestimmt wurden, auf einem Bild verwendet, das ähnlich eingestellt worden ist, so dass eine zuverlässige Inspektion in stabiler Weise ausgeführt werden kann.

Claims

Verfahren zur Inspektion von Oberflächenzuständen eines Objekts mit gekrümmter Oberfläche, welches auf einer Referenzebene angeordnet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Gewinnen eines Bildes anhand von Licht, das von der gekrümmten Oberfläche reflektiert wird, welche mit Licht bestrahlt wird, das eine Anzahl von Farbkomponenten unterschiedlicher Farben enthält, die aus unterschiedlichen Richtungen in Bezug auf die Referenzebene eingestrahlt werden; Durchführen, innerhalb eines Bildbereichs in dem gewonnen Bild, eines Herausziehvorgangs durch Herausziehen der Helligkeit einer durch Mischen aller der Farbkomponenten erzeugten Weißkomponente aus jedem Pixel sowie eines Helligkeitsverminderungsvorgangs durch Vermindern der Helligkeit jeder der Farbkomponenten eines jeden Pixels um einen Betrag, der der herausgezogenen Helligkeit der Weißkomponente des Pixels entspricht; Durchführen, ausgehend von jedem Pixel des Bildbereichs, für welches der Helligkeitsverminderungsvorgang ausgeführt worden ist, eines Helligkeitswiederherstellungsvorgangs durch Verändern der Helligkeit einer jeden der Farbkomponenten so, dass die hellste der Farbkomponenten verglichen mit den anderen der Farbkomponenten stärker angehoben wird als vor dem Helligkeitsverminderungsvorgang und der durch den Helligkeitsverminderungsvorgang bewirkte Verlust an Gesamthelligkeit zurückgeführt wird; und Durchführen einer Inspektion von Oberflächenzuständen der gekrümmten Oberfläche beruhend auf einer Verteilung der Farbkomponenten in dem Bild nach dem Helligkeitswiederherstellungsvorgang.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Inspektion durch Vergleichen von Verteilungen der Farbkomponenten mit bestimmten Modelldaten durchgeführt und damit bestimmt wird, ob die Oberflächenzustände gemäß einem vorgegebenen Standard gut sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Durchführung der Inspektion die Schritte des Anzeigens des Bilds nach dem Helligkeitswiederherstellungsvorgang und des Eingehens eines ein Beurteilungsergebnis angebenden Datenpostens durch einen Bediener, beruhend auf dem im Anzeigeschritt angezeigten Bild der gekrümmten Oberfläche, enthält.
Verfahren zur Inspektion von Oberflächenzuständen eines Objekts mit gekrümmter Oberfläche, welches auf einer Referenzebene angeordnet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Gewinnen eines ersten Bildes einer streureflektierenden Oberfläche unter einem ausgewählten Winkel in Bezug auf die Referenzebene im Zustand einer Beleuchtung mit Licht, welches aus einer Anzahl von Farbkomponenten mit unterschiedlichen Farben besteht, die aus unterschiedlichen Richtungen in Bezug auf die Referenzebene eingestrahlt werden; Bestimmen von Multiplikationsfaktoren, mit welchen die Helligkeit einer jeden der Farbkomponenten des ersten Bildes individuell so eingestellt wird, dass die Farbkomponente, die Licht aus einem Winkel entspricht, der dem willkürlich ausgewählten Winkel entspricht, heller wird als die anderen der Farbkomponenten; Gewinnen eines zweiten Bildes aus an der gekrümmten Oberfläche reflektiertem Licht unter den gleichen Verhältnissen wie die Beleuchtungsverhältnisse, unter welchen das erste Bild der streureflektierenden Oberfläche gewonnen wurde, Ausführen eines Einstellvorgangs durch Einstellen der Helligkeit einer jeden der Farbkomponenten innerhalb eines Bereichs des zweiten Bildes, der ein Bild des Objekts enthält, mit den Multiplikationsfaktoren; Durchführen eines Weißherausziehvorgangs durch Herausziehen, aus jedem Pixel des Bereichs nach dem Einrichtvorgang, der Helligkeit der durch Mischen aller der unterschiedlichen Farben erzeugten Weißkomponente sowie eines Helligkeitsverminderungsvorgangs durch Vermindern der Helligkeit der Farbkomponenten, für jedes Pixel, um einen Betrag, der der Helligkeit der in dem Weißherausziehvorgang herausgezogenen Weißkomponente entspricht; Durchführen, für jedes Pixel des Bereichs, für welches der Helligkeitsverminderungsvorgang durchgeführt worden ist, eines Helligkeitswiederherstellungsvorgangs durch Verändern der Helligkeit einer jeden Farbkomponente so, dass die hellste der Farbkomponenten stärker angehoben wird in Bezug auf die anderen der Farbkomponenten als vor dem Helligkeitsverminderungsvorgang und der durch den Helligkeitsverminderungsvorgang bewirkte Verlust an Gesamthelligkeit zurückgeführt wird; und Durchführen einer Inspektion von Oberflächenzuständen der gekrümmten Oberfläche beruhend auf einer Verteilung der Farbkomponenten in dem Bild nach dem Helligkeitswiederherstellungsvorgang.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Inspektion durch Vergleichen von Verteilungen der Farbkomponenten mit bestimmten Modelldaten durchgeführt und damit bestimmt wird, ob die Oberflächenzustände gemäß einem bestimmten Standard gut sind.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt der Durchführung der Inspektion die Schritte des Anzeigens des Bildes nach dem Helligkeitswiederherstellungsvorgang und des Eingehens eines ein Beurteilungsergebnis einer Inspektion angebenden Datenpostens durch einen Bediener beruhend auf dem im Anzeigeschritt angezeigten Bild der gekrümmten Oberfläche, enthält.
Vorrichtung zur Inspektion einer Leiterplatte, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Lichteinstrahlvorrichtung mit einer Anzahl von Lichtquellen, die Licht unterschiedlicher Farben aussenden und unter unterschiedlichen Winkeln in Bezug auf eine Referenzoberfläche angeordnet sind; eine Bildaufnahmevorrichtung zur Erzeugung eines Bildes anhand von von der Leiterplatte reflektiertem Licht; eine Bildeingabevorrichtung für den Empfang des mit der Bildaufnahmevorrichtung unter Eingeschaltetsein einer jeden der Lichtquellen erzeugten Bildes; Weißentfernungsmittel zur Durchführung eines Weißherausziehvorgangs durch Herausziehen, aus jedem Pixel eines ein Bild von Lot enthaltenden Bereichs des mit der Bildeingabevorrichtung eingegebenen Bildes, der Helligkeit der Weißkomponente, die durch Mischen aller der unterschiedlichen Farben erzeugt ist, sowie eines Helligkeitsverminderungsvorgangs durch Vermindern der Helligkeit der Farbkomponenten für jedes Pixel um einen Betrag, der der Helligkeit der in dem Weißherausziehvorgang herausgezogenen Weißkomponente entspricht; Helligkeitswiederherstellungsmittel zur Durchführung, für jedes Pixel des Bereichs, für welchen der Helligkeitsverminderungsvorgang ausgeführt worden ist, eines Helligkeitswiederherstellungsvorgangs durch Verändern der Helligkeit einer jeden Farbkomponente so, dass die hellste der Farbkomponenten in Bezug auf die anderen der Farbkomponenten stärker angehoben wird als vor dem Helligkeitsverminderungsvorgang und der durch den Helligkeitsverminderungsvorgang bewirkte Verlust an Gesamthelligkeit zurückgeführt wird; Beurteilungsmittel zur Beurteilung von Oberflächenzuständen des Lots durch Vergleichen von vorab eingestellten Modelldaten mit der Verteilung einer jeden der Farben in dem Bereich innerhalb des Bildes nach dem Helligkeitswiederherstellungsvorgang; und eine Ausgabevorrichtung zur Ausgabe von Ergebnissen der Beurteilung durch die Beurteilungsmittel.
Vorrichtung nach Anspruch 7, welche ferner Helligkeitseinrichtmittel zur Durchführung eines Helligkeitseinrichtvorgangs durch Einrichten der Helligkeit einer jeden der Farbkomponenten innerhalb eines ein Bild des Lots enthaltenden Bereichs unter Verwendung von vorher bestimmten Multiplikationsfaktoren aufweist, wobei die Weißentfernungsmittel den Weißentfernungsvorgang auf einem Bild ausführen, das durch den Helligkeitseinrichtvorgang mit den Helligkeitseinrichtmitteln gewonnen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Multiplikationsfaktoren für jede der Farbkomponenten so bestimmt sind, dass, wenn ein Referenzbild einer streureflektierenden Oberfläche unter einem beliebigen Winkel in Bezug auf die Referenzoberfläche bei Eingeschaltetsein einer jeden der Lichtquelle mit der Bild aufnahmevorrichtung gewonnen wird, die Farbkomponente, die dem Licht unter dem dem beliebigen Winkel entsprechenden Winkel entspricht, heller wird als die anderen der Farbkomponenten.
Vorrichtung zur Inspektion einer Leiterplatte, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Lichteinstrahlvorrichtung mit einer Anzahl von Lichtquellen, die die Licht unterschiedlicher Farben aussenden und unter unterschiedlichen Winkeln in Bezug auf eine Referenzoberfläche angeordnet sind; eine Bildaufnahmevorrichtung zur Erzeugung eines Bildes anhand von von der Leiterplatte reflektiertem Licht; eine Bildeingabevorrichtung für den Empfang des mit der Bildaufnahmevorrichtung unter Eingeschaltetsein einer jeden der Lichtquellen erzeugten Bildes; Weißentfernungsmittel zur Durchführung eins Weißherausziehvorgangs durch Herausziehen, aus jedem Pixel eines mit der Bildeingabevorrichtung eingegebenen und ein Bild von Lot enthaltenden Bereichs eines Bildes, der Helligkeit der Weißkomponente, die durch Mischen aller der unterschiedlichen Farben erzeugt ist, sowie eines Helligkeitsverminderungsvorgangs durch Vermindern der Helligkeit der Farbkomponenten für jedes der Pixel um einen Betrag, der der Helligkeit der im Weißherausziehvorgang herausgezogenen Weißkomponente entspricht; Helligkeitswiederherstellungsmittel zur Durchführung, für jedes Pixel des Bereichs, für welchen der Helligkeitsverminderungsvorgang ausgeführt worden ist, eines Helligkeitswiederherstellungsvorgangs durch Verändern der Helligkeit einer jeden Farbkomponente so, dass die hellste der Farbkomponenten in Bezug auf die anderen der Farbkomponenten stärker angehoben wird als vor dem Helligkeitsverminderungsvorgang und der durch den Helligkeitsverminderungsvorgang bewirkte Verlust an Gesamthelligkeit zurückgeführt wird; eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige eines Bildes nach dem Helligkeitswiederherstellungsvorgang; und eine Eingabevorrichtung, die es einem Benutzer gestattet, einen ein Beurteilungsergebnis einer Inspektion angebenden Datenposten beruhend auf dem auf der Anzeigevorrichtung angezeigten Bild des Lots einzugeben.
Vorrichtung nach Anspruch 10, welcher ferner Helligkeitseinstellmittel zur Durchführung eines Helligkeitseinstellvorgangs durch Einstellen der Helligkeit einer jeden der Farbkomponenten innerhalb eines ein Bild des Lots enthaltenden Bereichs unter Verwendung vorbestimmter Multiplikationsfaktoren umfasst, wobei die Helligkeitsentfernungsmittel den Helligkeitsentfernungsvorgang auf einem Bild durchführen, das durch den Helligkeitseinrichtvorgang mit den Helligkeitseinrichtmitteln gewonnen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Multiplikationsfaktoren für jede der Farbkomponenten so bestimmt sind, dass, wenn ein Referenzbild einer streureflektierenden Oberfläche unter einem beliebigen Winkel in Bezug auf die Referenzoberfläche unter Eingeschaltetsein einer jeden der Lichtquellen mit den Bildaufnahmemitteln gewonnen wird, die Farbkomponente, die einem dem beliebigen Winkel entsprechenden Winkel entspricht, heller als die anderen der Farbkomponenten wird.