JP2006194607A - 基板検査装置並びにそのパラメータ設定方法およびパラメータ設定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パラメータ設定装置が、良品画像の検査領域内の各画素の色を対象点として、不良品画像の検査領域内の各画素の色を除外点として、それぞれ色空間にマッピングし、対象点の数と除外点の数の差が最大となるような色範囲を求める。次に、各検査領域から色範囲に含まれる画素領域を抽出し、その画素領域のもつ特徴量の分布から、良・不良を分離するためのしきい値と、良品分布と不良品分布との分離度とを求める。そして、検査領域を変更しながら上記処理を繰り返して、各々の検査領域について色範囲、しきい値および分離度を算出し、分離度が最大となった検査領域、色範囲およびしきい値をそれぞれ基板検査で用いるパラメータとして設定する。
【選択図】図6
Description
合わせて検査ロジックもしくは検査パラメータと呼び、また検査ロジックを設定・調整することを一般にティーチングと呼ぶ。
定することで、検査精度を向上することができるのである。しかしながら、この検査領域の設定に関しても、従来はオペレータが経験と勘を頼りに試行錯誤的に設定するほか無かった。しかも、検査領域が変われば上述した色パラメータについても再度調整が必要となるため、ティーチングの負担が倍増することとなり問題となっていた。なお、検査領域の調整に関する手法が特許文献3に開示されているが、同手法は、プリント基板自体の検査に用いられるものであること、領域分割後の各領域の境界に単に膨張処理を施すものであることなどから、カラーハイライト方式の基板検査装置のティーチングに応用することはできない。
図1は、本発明の実施形態に係る基板検査システムのハードウェア構成を示している。
基板検査装置1は、カラーハイライト方式により基板20上の実装部品21の実装品質(半田付け状態など)を自動検査する装置である。基板検査装置1は、概略、Xステージ22、Yステージ23、投光部24、撮像部25、制御処理部26を備えている。
ードウェアを制御することによって実現されるものである。また、記憶部32の内部には、CAD情報を記憶するCAD情報記憶部32aと判定結果を記憶する判定結果記憶部32bが設けられている。
次に、上記基板検査装置1における基板検査処理について述べる。ここでは、基板検査処理の一例として、フィレット検査を説明する。フィレット検査とは、半田フィレットの形状が良好か否かを判定する処理である。
像機能14は、撮像コントローラ31を介して撮像部25を制御し、ステージ22,23の操作に同期して基板20上の部品21を撮像する(ステップS106)。撮像された画像はメモリ38に取り込まれる。
施形態では、これらのパラメータの生成(ティーチング)は、パラメータ設定装置2によって自動的に行われる。以下、詳しく説明する。
パラメータ設定装置2は、図1に示すように、CPU、メモリ、ハードディスク、I/O制御部、通信I/F、表示部、情報入力部(キーボードやマウス)などを基本ハードウェアとして備える汎用のコンピュータ(情報処理装置)によって構成される。
図6のフローチャートに沿って、パラメータ設定処理の流れを説明する。なお、本実施形態では、上述したフィレット検査で用いられる検査パラメータを生成する例を挙げる。
域63,65,66および部品62,64に合わせ込む。ウィンドウの合わせ込みには、たとえば、テンプレートマッチングなどの手法を利用すればよい。これにより、良品画像と不良品画像それぞれについてランド領域63,65,66が特定される。そして、ランドウィンドウ70から部品本体ウィンドウ71との重なり部分を除いた領域がランド領域として抽出される(図8の斜線部分参照)。なお、ランド領域自体(ランドウィンドウ70全体)をランド領域として抽出してもよい。
方法1は、ステップS203で抽出されたランド領域全体を初検査領域とするものである。この方法が最も処理が簡単である。また、検査領域をランド領域内に限ることで、配線パターン、スルーホールなどのランド領域外に存在する基板上の要素(これらの要素は検査時にノイズとなる。)が検査領域から除外されるため、初期段階から余計なノイズを除去できるという利点がある。なお、方法1の場合、後述する検査領域の追い込み処理では、検査領域を縮小していくことになる。
方法2は、良品画像と不良品画像との色の違いを考慮し、色の違いが大きい部分にデフォルト検査領域を設定するというものである。具体的には、図9に示すように、初期検査領域設定機能80が、複数の良品画像から選択もしくは作成された良品代表画像と、複数の不良品画像から選択もしくは作成された不良品代表画像との、対応部分の間の色距離を算出し、画像全体を色距離が相対的に大きい部分(図9の斜線部。以下、「非類似色部分」という。)と相対的に小さい部分(斜線部以外の部分。以下、「類似色部分」という。)とに分け、非類似色部分を含む領域をデフォルト検査領域に設定する。通常、図9のように非類似色部分が複数の箇所に現れるので、それらのうち最も面積の大きい非類似色部分をデフォルト検査領域とすればよい。
×10のブロックに分割し、それぞれのブロック内で色を平均化した後、各ブロックについて色距離を算出している。色距離はRGB空間でのユークリッド距離などの一般的な尺度で計算すればよい。もちろん、RGB以外の色モデル(HSV、HSIなど)を使用してもよい。
方法3は、デフォルト検査領域をユーザに入力・設定させるというものである。すなわち、初期検査領域設定機能80が、良品画像と不良品画像(または、良品代表画像と不良品代表画像)を画面上に表示するか、あるいは、良品代表画像と不良品代表画像の色距離を疑似階調表示するなどした上で、ユーザに対してデフォルト検査領域を指定するように促すのである。ユーザは経験やノウハウをもっているため、好ましい検査領域の大まかなあたりをつけることは比較的たやすい。このように必要に応じてユーザからの入力支援を受けることでも、後述する検査領域の追い込み処理を効率化することができる。
タを決定する目的であれば、1色(たとえば青色)または2色(たとえば青色と赤色)を考慮すれば十分といえる。そこで、本実施形態では、対象画像に多く含まれ、かつ、除外画像にほとんど含まれない傾向にある色相として青色を選択し、青色の彩度軸と明度軸からなる2次元色空間に画素の色をマッピングした2次元色ヒストグラムを用いる。これにより、色パラメータの最適解を求めるアルゴリズムが極めて簡単化される。
以上の処理によって、デフォルト検査領域、色パラメータおよびしきい値が決定される。もちろん、これらのパラメータからフィレット検査用の検査ロジックを生成してもよいのであるが、ここでは、より検査精度の高いパラメータを得るために、検査領域の追い込み処理を行う。
上記実施形態は本発明の一具体例を例示したものにすぎない。本発明の範囲は上記実施形態に限られるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。
2 パラメータ設定装置
10 指示情報受付機能
11 基板搬入機能
12 CAD情報読込機能
13 ステージ操作機能
14 撮像機能
15 検査ロジック読込機能
16 検査機能
17 判定結果書込機能
18 基板搬出機能
20 基板
21 実装部品
22 Xステージ
23 Yステージ
24 投光部
25 撮像部
26 制御処理部
27 コンベヤ
28 赤色光源
29 緑色光源
30 青色光源
31 撮像コントローラ
32 記憶部
32a CAD情報記憶部
32b 判定結果記憶部
33 A/D変換部
34 画像処理部
35 検査ロジック記憶部
36 判定部
37 XYステージコントローラ
38 メモリ
39 制御部
40 入力部
41 表示部
42 プリンタ
50 指示情報受付機能
51 教師画像情報読込機能
52 画像取得機能
53 振分機能
54 マッピング機能
55 色範囲探索機能
56 二値化機能
57 特徴量ヒストグラム生成機能
58 しきい値算出機能
59 検査ロジック生成機能
60 検査ロジック書込機能
62,64 部品
63,65,66 ランド領域
70 ランドウィンドウ
71 部品本体ウィンドウ
72 ランド領域
73 検査領域
80 初期検査領域設定機能
81 分離度算出機能
82 検査領域変更機能
Claims (15)
- 基板上の実装部品に異なる入射角で複数の色の光を照射し、その反射光を撮像して得られた画像から検査領域を抽出し、その検査領域から所定の色条件を満たす領域を抽出し、抽出された領域のもつ特徴量が所定の判定条件を満たすか否かで前記部品の実装状態を検査する基板検査装置において用いられるパラメータを自動生成する方法であって、
情報処理装置が、
検査領域の初期値を設定し、
検査により検出されるべき部品を撮像して得られた複数の画像の各々から検査領域の部分を対象画像として抽出し、
検査により除外されるべき部品を撮像して得られた複数の画像の各々から検査領域の部分を除外画像として抽出し、
対象画像の各画素の色を対象点として、除外画像の各画素の色を除外点として、それぞれ色空間にマッピングし、
前記色空間を分割する色範囲であって、そこに含まれる対象点の数と除外点の数の差が最大となるような色範囲を求め、
前記対象画像および前記除外画像のそれぞれから前記色範囲に含まれる画素領域を抽出して、その画素領域のもつ特徴量についての特徴量ヒストグラムを作成し、
前記特徴量ヒストグラムの度数分布に基づいて前記対象画像の特徴量と前記除外画像の特徴量とを分離するためのしきい値を算出し、
前記特徴量ヒストグラムにおける前記対象画像の度数分布と前記除外画像の度数分布の間の分離度を算出し、
検査領域を変更しながら上記処理を繰り返して、各々の検査領域について色範囲、しきい値および分離度を算出し、
算出された中で分離度が最大となった検査領域、色範囲およびしきい値をそれぞれ基板検査で用いる検査領域、色条件、判定条件として設定する
基板検査装置のパラメータ設定方法。 - 情報処理装置が、
検査により検出されるべき部品を撮像して得られた複数の画像から選択もしくは作成された第1代表画像と、検査により除外されるべき部品を撮像して得られた複数の画像から選択もしくは作成された第2代表画像との、対応部分の間の色距離を算出し、
画像全体を色距離が相対的に大きい部分と小さい部分とに分け、
前記色距離が相対的に大きい部分を含む領域を検査領域の初期値に設定する
請求項1記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 - 情報処理装置が、
検査領域を変更する際に、
前記色距離が相対的に大きい部分をより多く包含するように、または、検査領域中の前記色距離が相対的に大きい部分の割合が大きくなるように、検査領域を拡大または縮小する
請求項2記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 - 情報処理装置が、
検査領域の初期値をユーザに入力させる
請求項1記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 - 情報処理装置が、
検査領域を変更する際に、検査領域を所定の方向に所定量ずつ拡大または縮小する
請求項1,2または4記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 - 情報処理装置が、
分離度が所定の値を超えた時点で上記処理の繰り返しを終了する
請求項1〜5のいずれかに記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 - 情報処理装置が、
分離度の変化傾向から分離度のピークを検知した時点で上記処理の繰り返しを終了する請求項1〜5のいずれかに記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 - 基板上の実装部品に異なる入射角で複数の色の光を照射し、その反射光を撮像して得られた画像から検査領域を抽出し、その検査領域から所定の色条件を満たす領域を抽出し、抽出された領域のもつ特徴量が所定の判定条件を満たすか否かで前記部品の実装状態を検査する基板検査装置において用いられるパラメータを自動生成するための装置であって、
検査領域の初期値を設定する初期検査領域設定手段と、
検査により検出されるべき部品を撮像して得られた複数の画像の各々から検査領域の部分を対象画像として抽出するとともに、検査により除外されるべき部品を撮像して得られた複数の画像の各々から検査領域の部分を除外画像として抽出する検査領域抽出手段と、
対象画像の各画素の色を対象点として、除外画像の各画素の色を除外点として、それぞれ色空間にマッピングするマッピング手段と、
前記色空間を分割する色範囲であって、そこに含まれる対象点の数と除外点の数の差が最大となるような色範囲を求める色範囲探索手段と、
前記対象画像および前記除外画像のそれぞれから前記色範囲に含まれる画素領域を抽出して、その画素領域のもつ特徴量についての特徴量ヒストグラムを作成する特徴量ヒストグラム生成手段と、
前記特徴量ヒストグラムの度数分布に基づいて前記対象画像の特徴量と前記除外画像の特徴量とを分離するためのしきい値を算出するしきい値算出手段と、
前記特徴量ヒストグラムにおける前記対象画像の度数分布と前記除外画像の度数分布の間の分離度を算出する分離度算出手段と、
検査領域を変更しながら上記処理を繰り返して、各々の検査領域について色範囲、しきい値および分離度を算出するために、検査領域を変更する検査領域変更手段と、
算出された中で分離度が最大となった検査領域、色範囲およびしきい値をそれぞれ基板検査で用いる検査領域、色条件、判定条件として設定するパラメータ設定手段と、
を備える基板検査装置のパラメータ設定装置。 - 前記初期検査領域設定手段が、
検査により検出されるべき部品を撮像して得られた複数の画像から選択もしくは作成された第1代表画像と、検査により除外されるべき部品を撮像して得られた複数の画像から選択もしくは作成された第2代表画像との、対応部分の間の色距離を算出し、
画像全体を色距離が相対的に大きい部分と小さい部分とに分け、
前記色距離が相対的に大きい部分を含む領域を検査領域の初期値に設定する
請求項8記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 - 前記検査領域変更手段が、
検査領域を変更する際に、
前記色距離が相対的に大きい部分をより多く包含するように、または、検査領域中の前記色距離が相対的に大きい部分の割合が大きくなるように、検査領域を拡大または縮小する
請求項9記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 - 前記初期検査領域設定手段が、
検査領域の初期値をユーザに入力させる
請求項8記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 - 前記検査領域変更手段が、
検査領域を変更する際に、検査領域を所定の方向に所定量ずつ拡大または縮小する
請求項8,9または11記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 - 分離度が所定の値を超えた時点で上記処理の繰り返しを終了する
請求項8〜12のいずれかに記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 - 分離度の変化傾向から分離度のピークを検知した時点で上記処理の繰り返しを終了する請求項8〜12のいずれかに記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。
- 請求項8〜14のいずれかに記載のパラメータ設定装置により設定された検査領域、色条件および判定条件を記憶する記憶部と、
基板上の実装部品に異なる入射角で複数の色の光を照射する投光手段と、
その反射光を撮像して得られた画像から検査領域を抽出し、その検査領域から前記色条件を満たす領域を抽出する領域抽出手段と、
抽出された領域のもつ特徴量が、前記判定条件を満たすか否かで前記部品の実装状態を検査する検査手段と、
を備える基板検査装置。
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