JP2001305074A - 板状ワークの検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透過専用照明を用意することなく、常に一定
の背景の下で検査対象を撮像でき、検査精度を向上でき
るようにする。 【解決手段】 板状ワークの検査装置において、所定の
パターンが形成されている板状のワークＷを支持するス
テージ２０と、該ステージに支持されているワークの表
面に沿って走査される表面用カメラ１０Ａと、該ワーク
の裏面に沿って走査される裏面用カメラ１０Ｂと、前記
ワークの表面側に配設された、前記表面用カメラと同期
して移動する表面用同軸落射照明１２Ａと、前記ワーク
の裏面側に配設された、前記裏面用カメラと同期して移
動する裏面用同軸落射照明１２Ｂとを備えていると共
に、前記表面用カメラと前記裏面用カメラとを、前記裏
面用同軸落射照明と前記表面用同軸落射照明とが、それ
ぞれ反対側のカメラに対する透過照明になるように同期
して移動させ、前記ワークの表裏両面をそれぞれ撮像す
る制御部２８を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、板状ワークの検査
方法及び装置、特に反射照明と透過照明とを併用して板
状のワークを撮像し、得られる検査画像に基づいて該ワ
ークを検査する際に適用して好適な、板状ワークの検査
方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属薄板に所定の開口パターンが
形成されているリードフレーム等の板状ワークの検査に
は、該ワークをカメラで撮像して得られる画像を利用す
ることが行われている。図６は、このような検査に用い
られる従来の検査装置を模式的に示す概略正面図であ
り、ワークＷの表面側を撮像するカメラ１００と、該カ
メラ１００によりワークＷの反射像を撮像する際に表面
を照射する反射照明１０２と、同カメラ１００によりワ
ークＷの透過光像を撮像する際にその裏面を照射する透
過照明１０４とを備えている。

【０００３】今、リードフレームからなるワークＷの一
部を拡大して図７（Ａ）の平面図と同図（Ｂ）のＢ−Ｂ
断面図に模式的に示すように、パターン間の一部がつな
がっているショートと、一部がパターンから突出してい
る突起と、表面の一部が窪んでいるエグレという３種類
の欠陥が存在しているとする。

【０００４】このようなワークＷを上記のような検査装
置により撮像して検査する場合、欠陥の断面形状が異な
る等の理由により、単一の照明を使用して得られる画像
だけでは全ての欠陥をとらえることができない。そのた
め、反射照明１０２のみを使用して得られる図８（Ａ）
に示すような反射画像と、透過照明１０４のみを使用し
て得られる同図（Ｂ）に示すような透過画像とを別々に
撮像するか、あるいは両方の照明１０２、１０４を同時
に使用して同図（Ｃ）に示すような同時照射画像を撮像
することにより、画像による各種欠陥の検査が行われて
いる。

【０００５】又、上記検査装置では、カメラ１００によ
りワークＷの画像を撮像する場合、該カメラ１００をワ
ークＷの面に沿って走査しながら、一部分ずつ順に取り
込むことが行われているため、透過照明１０４は固定さ
れているが、反射照明１０２はカメラ１００と同期して
移動することにより、常に同軸落射照明ができるように
なっている。

【０００６】又、前記従来の検査装置では、リードフレ
ーム等の大きなワークを検査する場合に、透過照明１０
４により広い範囲を照射できるように、その光源として
蛍光灯等を使用し、その光源光を例えば、ワークＷ側に
張設した拡散シート（図示せず）により拡散し、照明光
が均等になるようにしている。

【０００７】又、前記図６に示した検査装置では、裏面
側を検査する場合には、ワークを反転する必要があるこ
とから、図９に示すように、前記図６に示したものと実
質的に同一の、表面用のカメラ１００Ａ、反射照明１０
２Ａ、透過照明１０４Ａと共に、裏面用のカメラ１００
Ｂ、反射照明１０２Ｂ、透過照明１０４Ｂを備え、ワー
クＷの表面側と裏面側を同時に撮像できるようにしたも
のも知られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記透
過照明では蛍光灯等の光源光を拡散シート等により拡散
してはいるが、光源自体が大きいため、拡散シート等の
面方向の場所により明暗の差（シェーディング）がある
ことが多い。それ故に、拡散シート内の位置、即ち透過
照明の面方向の場所によって透過光（背景）の強度（輝
度）が異なるために、常に一定の背景の下で画像を取り
込むことができないことから、精度の高い検査ができな
いという問題がある。

【０００９】又、前記カメラにより撮像する際の視野が
狭い場合、蛍光灯による照明では光量が不足するため
に、撮像スピードを遅くする必要があることから、結果
的に検査時間が長くなるという別な問題もある。

【００１０】更に、前記図６、図９に示した検査装置で
は、透過光像を撮像するために、透過専用の照明を用意
する必要があるという問題もある。

【００１１】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、透過専用の照明を用意することな
く、常に一定の背景の下で検査対象を撮像することがで
き、それ故に検査精度を向上することができ、しかも短
時間で検査することができる検査方法及び装置を提供す
ることを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、板状のワーク
の検査方法において、所定のパターンが形成されている
板状のワークの表面に沿って表面用カメラを走査して該
表面の画像を撮像すると共に、該ワークの裏面に沿って
裏面用カメラを走査して該裏面の画像を撮像し、得られ
る画像に基づいて該ワークを検査する際、前記ワークの
表面側に、前記表面用カメラと同期して移動する表面用
同軸落射照明を、前記ワークの裏面側に、前記裏面用カ
メラと同期して移動する裏面用同軸落射照明をそれぞれ
配設すると共に、前記表面用カメラと前記裏面用カメラ
とを、前記裏面用同軸落射照明と前記表面用同軸落射照
明とが、それぞれ反対側のカメラに対する透過照明にな
るように同期して移動させ、前記ワークの表裏両面をそ
れぞれ撮像することにより、前記課題を解決したもので
ある。

【００１３】本発明は、又、板状ワークの検査装置にお
いて、所定のパターンが形成されている板状のワークを
支持するステージと、該ステージに支持されているワー
クの表面に沿って走査される表面用カメラと、該ワーク
の裏面に沿って走査される裏面用カメラと、前記ワーク
の表面側に配設された、前記表面用カメラと同期して移
動する表面用同軸落射照明と、前記ワークの裏面側に配
設された、前記裏面用カメラと同期して移動する裏面用
同軸落射照明とを備えていると共に、前記表面用カメラ
と前記裏面用カメラとを、前記裏面用同軸落射照明と前
記表面用同軸落射照明とが、それぞれ反対側のカメラに
対する透過照明になるように同期して移動させ、前記ワ
ークの表裏両面をそれぞれ撮像する制御手段を備えたこ
とにより、同様に前記課題を解決したものである。

【００１４】即ち、本発明においては、表面用カメラと
裏面用カメラとを、反対側のカメラに対して透過照明と
しても機能する同軸落射照明と共に、同期して移動させ
るようにしたので、透過専用の照明を用意することな
く、表裏両面側で常に一定の背景の下でワークを撮像す
ることが可能となるとともに、検査精度を向上させるこ
とが可能となり、しかも短時間で検査することが可能と
なる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明に係る第１実施形態の検査
装置を示す、ブロック図を含む概略斜視図である。

【００１７】本実施形態の検査装置は、所定の開口パタ
ーンが形成されている、リードフレーム等の板状のワー
クＷを支持するステージ２０と、該ステージ２０の上方
に配置されている表面検査部２２Ａと、下方に配置され
ている裏面検査部２２Ｂとを備えている。

【００１８】上記表面検査部２２Ａは、上記ステージ２
０に支持されているワークＷの表面側に配置され、該ワ
ークＷの表面に沿って搬送部２４ＡによりＸ方向及びＹ
方向にそれぞれ走査される表面用カメラ１０Ａと、該カ
メラ１０Ａの走査に同期して移動する、表面用反射照明
機能と裏面用透過照明機能を併有する表面用同軸落射照
明（反射・透過兼用照明）１２Ａを含む照明部と、前記
カメラ１０Ａにより撮像された画像を処理する画像処理
部２６Ａとを備えている。

【００１９】又、前記裏面検査部２２Ｂは、表面検査部
２２Ａとは逆の構成からなり、前記ワークＷの裏面側に
配置され、該ワークＷの裏面に沿って搬送部２４Ｂによ
りＸ方向及びＹ方向に走査される裏面用カメラ１０Ｂ
と、該カメラ１０Ｂの走査に同期して移動する、裏面用
反射照明機能と表面用透過照明機能を併有する裏面用同
軸落射照明（反射・透過兼用照明）１２Ｂを含む照明部
と、前記カメラ１０Ｂにより撮像される画像を処理する
画像処理部２６Ｂとを備えている。

【００２０】又、本実施形態では、図２の制御ブロック
図にも示すように、前記表面検査部２２Ａが備えてい
る、表面用カメラ１０Ａを含む画像入力部、同軸落射照
明１２Ａを含む照明部、搬送部２４Ａ及び画像処理部２
６Ａと、前記裏面検査部２２Ｂが備えている、裏面用カ
メラ１０Ｂを含む画像入力部、同軸落射照明１２Ｂを含
む照明部、搬送部２４Ｂ及び画像処理部２６Ｂが、いず
れも制御部２８により制御されるようになっていると共
に、処理結果等が表示部３０に表示されるようになって
いる。

【００２１】本実施形態の検査装置を、ワークＷの側方
から見た前記図９に相当する図３を参照して、更に詳述
する。

【００２２】ワークＷの上方に配置されている前記表面
用カメラ１０Ａには、前記図１に明示してあるように、
表面用同軸落射照明１２Ａが一体的に取り付けられ、該
カメラ１０Ａと該照明１２Ａが同期して移動するように
なっている。又、ワークＷの下方に配置されている前記
裏面用カメラ１０Ｂにも、配置は逆になるが、前記裏面
用同軸落射照明１２Ｂとが一体的に同期して移動するよ
うになっている。

【００２３】本実施形態では、前記表面用同軸落射照明
１２Ａが、表面用光源１４Ａと、該光源１４Ａからの照
射光の一部を前記ワークＷの表面方向に反射して裏面
への透過光とすると共に、該表面からの反射光及び
前記裏面用同軸落射照明１２Ｂからの透過光をそれぞれ
通過させて前記表面用カメラに入射させることができる
ハーフミラー３２Ａとを含んだ構成となっている。又、
同様に、前記裏面用同軸落射照明１２Ｂが、裏面用光源
１４Ｂと、該光源１４Ｂからの照射光′の一部を前記
ワークＷの裏面方向に反射して表面への透過光′とす
ると共に、該裏面からの反射光′及び前記表面用同軸
落射照明１２Ａからの透過光をそれぞれ通過させて前記
裏面用カメラ１０Ｂに入射させることができるハーフミ
ラー３２Ｂとを含んだ構成となっている。

【００２４】そして、本実施形態では、前記表面用カメ
ラ１０Ａと前記裏面用カメラ１０Ｂとを、前記裏面用同
軸落射照明１２Ｂと前記表面用同軸落射照明１２Ａと
が、それぞれ反対側の各カメラに対する透過照明になる
ように同期して移動させ、前記ワークＷの表裏両面をそ
れぞれ撮像する制御が、前記制御部２８により実行され
るようになっている。

【００２５】即ち、表裏両側に配設した２つのカメラ１
０Ａ、１０Ｂと、各カメラに付設されている同軸落射照
明１２Ａ、１２Ｂを表裏で同期をとって走査し、裏面用
照明を表面画像を撮像する際の透過照明として、表面用
照明を裏面画像を撮像する際の透過照明として利用でき
るようにする。具体的には、前記図３に示したように、
ワークＷの表面側の画像としては、表面用照明の反射光
と裏面用照明からの透過光′を撮像し、ワークＷの
裏面側の画像としては、裏面用照明の反射光′と表面
用照明からの透過光を撮像する。このように表裏で同
期をとることにより、一度の走査で表裏両面の画像を反
射照明と透過照明を同時に照射して撮像することができ
る。

【００２６】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、ワークＷの表裏両面を同時に撮像することができる
上に、蛍光灯等の大きな光源を使用した透過照明に比
べ、以下の利点がある。

【００２７】（１）カメラと照明を表裏で同期をとって
走査することにより、カメラと透過照明の相対位置が変
わらないようにすることができるため、ワーク全面を同
一の照明条件で撮像することができる。

【００２８】（２）透過照明としては反対側の同軸落射
照明を走査してワーク全面をカバーするようにしている
ため、従来に比べて照射範囲の狭い照明を使用できると
共に、光源として蛍光灯よりも光量の高いハロゲンラン
プ等を使用できる。従って、透過照明の光量を上げるこ
とができることから、撮像スピードを早めることがで
き、結果的に検査時間を短縮することができる。

【００２９】又、本実施形態によれば、表裏それぞれの
反射照明が他方の透過照明となっているため、透過専用
の照明を省略することができる。

【００３０】又、表裏いずれか一方の照明を消して撮像
することにより、一方では反射画像を、他方では透過画
像を撮像することができる。例えば、表面用同軸落射照
明を消した場合であれば、表面画像としては透過画像
を、裏面画像としては反射画像を得ることができる。

【００３１】又、本実施形態の検査装置では、前述した
如く、前記制御部２８により表裏両面用のカメラの走
査、各照明の点灯、画像入力、画像処理等のタイミング
を制御することにより、一度のカメラ走査で表裏両面に
ついて、反射照明と透過照明を同時に照射して画像を撮
像できる。

【００３２】従って、本実施形態では、前記両画像処理
部２６Ａ、２６Ｂにおいて、同時照明により得られる検
査画像を基に、図４に示したアルゴリズムに従って、前
記図６に示した欠陥を高精度に検査することができる。

【００３３】即ち、本実施形態の検査装置により同時照
明の下で撮像した検査画像が、図４（Ａ）で、予め撮像
しておいた良品画像（マスター画像）が同図（Ｂ）であ
るとする。上記検査画像を低い閾値と高い閾値でそれぞ
れ２値化して同図（Ｃ）の２値化画像Ａと同図（Ｄ）の
２値化画像Ｂとを作成し、後者の２値化画像Ｂと、前記
良品画像から同レベルの閾値で２値化して作成した２値
化画像との差分をとり、同図（Ｅ）の差分画像を作成
し、その後該差分画像と前記（Ｃ）の２値化画像Ａとの
論理和をとって同図（Ｆ）の判定画像を作成し、それを
表示部３０に表示させることができると共に、該画像か
ら３種類の欠陥を検出することができる。

【００３４】図５は、本発明に係る第２実施形態の検査
装置の要部の概略を示す、前記図３に相当する図であ
る。

【００３５】本実施形態では、前記図３に示した第１実
施形態の検査装置が備えている同軸落射照明にミラーを
追加し、ハーフミラーからの透過光を該ミラーで垂直方
向に反射させ、他方の透過光とするようにしたものであ
る。

【００３６】具体的には、前記表面用同軸落射照明１２
Ａには、前記ハーフミラー３２Ａを通過した前記照明光
の残部を前記ワークＷの表面方向に反射するミラー３４
Ａが配設され、該ミラー３４Ａによる反射光が前記裏面
用カメラ１０Ｂに透過光として入射されるようになって
いる。又、前記ミラー３４Ａと前記ハーフミラー３２Ａ
の間には、該ハーフミラー３２Ａを通過した前記照射光
（残部）の光量を調整する調整手段として光吸収フィル
タ（ＮＤフィルタ）３６Ａが配設されている。具体的な
説明は省略するが、裏面用の同軸落射照明１２Ｂも、符
号をＡの代わりにＢに変えて示したように、実質的に同
一の構成になっている。

【００３７】本実施形態によれば、前記第１実施形態の
場合と同様の効果が得られる上に、光吸収フィルタを配
設してあるので、透過光量を適切に調整することもでき
る。

【００３８】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるも
のでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
ある。

【００３９】例えば、同軸落射照明の具体的な構成は前
記実施形態に示したものに限定されない。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
透過専用の照明を用意することなく、常に一定の背景の
下で検査対象を撮像することができ、それ故に検査精度
を向上することができる上に、短時間で検査することも
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の検査装置の要部を
示す、ブロック図を含む概略斜視図

【図２】実施形態の検査装置の制御系の概要を示すブロ
ック図

【図３】実施形態の検査装置の要部を拡大して示す概略
正面図

【図４】実施形態による検査のアルゴリズムを示す説明
図

【図５】本発明に係る第２実施形態の検査装置の要部を
拡大して示す概略正面図

【図６】従来の検査装置の要部を示す概略正面図

【図７】ワーク上の欠陥の種類を模式的に示す平面図と
断面図

【図８】ワークの撮像画像と欠陥の関係を示す説明図

【図９】従来の他の検査装置の要部を示す概略正面図

【符号の説明】

Ｗ…ワーク １０…カメラ １２…同軸落射照明 １４…光源 ２０…ステージ ２２…検査部 ２４…搬送部 ２６…画像処理部 ２８…制御部 ３０…表示部 ３２…ハーフミラー ３４…ミラー ３６…光吸収フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 添田 正彦 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 林 謙太 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 Ｆターム(参考） 2G051 AA90 AB02 BA01 BB03 BB11 BC01 CA04 CA07 CB01 CB02 CC11 CD06 DA05 EA08 EA11 EB01 EC01

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定のパターンが形成されている板状のワ
   ークの表面に沿って表面用カメラを走査して該表面の画
   像を撮像すると共に、該ワークの裏面に沿って裏面用カ
   メラを走査して該裏面の画像を撮像し、得られる画像に
   基づいて該ワークを検査する際、 前記ワークの表面側に、前記表面用カメラと同期して移
   動する表面用同軸落射照明を、前記ワークの裏面側に、
   前記裏面用カメラと同期して移動する裏面用同軸落射照
   明をそれぞれ配設すると共に、 前記表面用カメラと前記裏面用カメラとを、前記裏面用
   同軸落射照明と前記表面用同軸落射照明とが、それぞれ
   反対側のカメラに対する透過照明になるように同期して
   移動させ、前記ワークの表裏両面をそれぞれ撮像するこ
   とを特徴とする板状ワークの検査方法。
2. 【請求項２】前記表面用同軸落射照明が、表面用光源
   と、該光源からの照射光の一部を前記ワークの表面方向
   に反射すると共に、該表面からの反射光及び前記裏面用
   同軸落射照明からの透過光をそれぞれ通過させて前記表
   面用カメラに入射させるハーフミラーとを含み、且つ前
   記裏面用同軸落射照明が、裏面用光源と、該光源からの
   照射光の一部を前記ワークの裏面方向に反射すると共
   に、該裏面からの反射光及び前記表面用同軸落射照明か
   らの透過光をそれぞれ通過させて前記裏面用カメラに入
   射させるハーフミラーとを含んでいることを特徴とする
   請求項１に記載の板状ワークの検査方法。
3. 【請求項３】前記表面用同軸落射照明には、前記ハーフ
   ミラーを通過した前記照射光の残部を前記ワークの表面
   方向に反射するミラーが配設され、該ミラーによる反射
   光を前記裏面用カメラに透過光として入射させ、 前記裏面用同軸落射照明には、前記ハーフミラーを通過
   した前記照射光の残部を前記ワークの裏面方向に反射す
   るミラーが配設され、該ミラーによる反射光を前記表面
   用カメラに透過光として入射させることを特徴とする請
   求項２に記載の板状ワークの検査方法。
4. 【請求項４】前記表面用同軸落射照明に含まれる前記ミ
   ラーと前記ハーフミラーの間には、該ハーフミラーを通
   過した前記照射光の残部の光量を調整する光量調整手段
   が配設され、且つ前記裏面用同軸落射照明に含まれる前
   記ミラーと前記ハーフミラーの間には、該ハーフミラー
   を通過した前記照射光の残部の光量を調整する光量調整
   手段が配設されていることを特徴とする請求項３に記載
   の板状ワークの検査方法。
5. 【請求項５】所定のパターンが形成されている板状のワ
   ークを支持するステージと、 該ステージに支持されているワークの表面に沿って走査
   される表面用カメラと、 該ワークの裏面に沿って走査される裏面用カメラと、 前記ワークの表面側に配設された、前記表面用カメラと
   同期して移動する表面用同軸落射照明と、 前記ワークの裏面側に配設された、前記裏面用カメラと
   同期して移動する裏面用同軸落射照明とを備えていると
   共に、 前記表面用カメラと前記裏面用カメラとを、前記裏面用
   同軸落射照明と前記表面用同軸落射照明とが、それぞれ
   反対側のカメラに対する透過照明になるように同期して
   移動させ、前記ワークの表裏両面をそれぞれ撮像する制
   御手段を備えたことを特徴とする板状ワークの検査装
   置。
6. 【請求項６】前記表面用同軸落射照明が、表面用光源
   と、該光源からの照射光の一部を前記ワークの表面方向
   に反射すると共に、該表面からの反射光及び前記裏面用
   同軸落射照明からの透過光をそれぞれ通過させて前記表
   面用カメラに入射させるハーフミラーとを含み、且つ前
   記裏面用同軸落射照明が、裏面用光源と、該光源からの
   照射光の一部を前記ワークの裏面方向に反射すると共
   に、該裏面からの反射光及び前記表面用同軸落射照明か
   らの透過光をそれぞれ通過させて前記裏面用カメラに入
   射させるハーフミラーとを含んでいることを特徴とする
   請求項５に記載の板状ワークの検査装置。
7. 【請求項７】前記表面用同軸落射照明には、前記ハーフ
   ミラーを通過した前記照射光の残部を前記ワークの表面
   方向に反射するミラーが配設され、該ミラーによる反射
   光を前記裏面用カメラに透過光として入射させ、 前記裏面用同軸落射照明には、前記ハーフミラーを通過
   した前記照射光の残部を前記ワークの裏面方向に反射す
   るミラーが配設され、該ミラーによる反射光を前記表面
   用カメラに透過光として入射させることを特徴とする請
   求項６に記載の板状ワークの検査装置。
8. 【請求項８】前記表面用同軸落射照明に含まれる前記ミ
   ラーと前記ハーフミラーの間には、該ハーフミラーを通
   過した前記照射光の残部の光量を調整する光量調整手段
   が配設され、且つ前記裏面用同軸落射照明に含まれる前
   記ミラーと前記ハーフミラーの間には、該ハーフミラー
   を通過した前記照射光の残部の光量を調整する光量調整
   手段が配設されることを特徴とする請求項７に記載の板
   状ワークの検査装置。