JP2014160016A - 検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検査物の端面の外観性状をより高精度に検査することができる検査装置を提供する。
【解決手段】この検査装置１は、被搬送物Ｗを搬送する搬送機構２と、検査位置Ｐにおいて、搬送機構２によって搬送される被検査物Ｗの被検査面Ｗａを照明する第１の照明機構５と、被検査面Ｗａを撮像する撮像カメラ４とを備える。第１の照明機構５は、被検査面Ｗａを照明する複数の発光器１２，２０と、この発光器１２，２０を支持する支持体６，１３とを備え、支持体１３は、少なくとも、搬送路に最も近い発光器２０を、他の一群の発光器１２よりも検査位置Ｐから離隔した位置で支持する。離隔した発光器２０と他の一群の発光器１２との間に、検査位置Ｐとは反対側の背面から被検査面Ｗａを観察できる空間１８が形成され、撮像カメラ４は、この空間１８を通して被検査面Ｗａを撮像する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品など微小な被検査対象物の端面の外観性状を精度よく検査可能な検査装置に関する。

電子部品等の外観的な性状を検査する装置の一つとして、従来、特開平５−２８８５２７号公報に開示されるような検査装置が知られている。この検査装置は、テーブル上に載置されたプリント基板をＸＹ方向に移動させる手段と、ドーム状に配設された複数のＬＥＤを有し、前記プリント基板上の被検査部を照明する照明手段と、照明手段の頂部に形成された穴からプリント基板上の被検査部を撮像するテレビカメラとを備えている。

この検査装置によれば、前記照明手段によってプリント基板上の被検査部が照明され、当該被検査部の画像が前記テレビカメラによって撮像される。そして、このようにして撮像された画像データを解析することにより、前記被検査部の外観的な性状の良否が判別される。

そして、従来、このような検査装置は、被検査物を移動させる手段、被検査物を照明する手段、並びに被検査物の画像を撮像する手段を備えるという点で、その基本的な構成は変わらないものの、検査対象物である被検査物の形状や検査部位に応じて設計、変形された態様が採用されている。

例えば、図６に示すような、６面体をした電子部品（例えば、コンデンサなど）Ｗの端面（矢視Ｄ方向端面）Ｗａを検査する場合、図７に示すように、この電子部品Ｗを適宜搬送機構１００によって所定の搬送方向（矢示Ｅ方向）に搬送し、その搬送途中の所定位置に設定された検査位置Ｐで、電子部品Ｗの前端面Ｗａを搬送方向前方から照明機構１０２によって照明するとともに、適宜撮像カメラ１０１により、斜め前方から前記電子部品Ｗの前端面Ｗａを撮像するといった態様が採られる。尚、図６（ａ）は、電子部品Ｗの平面図であり、（ｂ）は、（ａ）における矢視Ｄ方向の側面図である。

この場合、照明機構１０２としては、上述したＬＥＤがドーム状に配設される照明手段を、搬送機構１００の搬送方向と直交する垂直面で分割した態様が採られ、その搬送方向前側の部分で電子部品Ｗの前端面Ｗａを照明するように構成される。

また、照明機構１０２は、ＬＥＤ１０３が配置されない個所に、貫通孔１０２ａが穿孔されており、撮像カメラ１０１はこの貫通孔１０２ａを通して、前記電子部品Ｗの前端面Ｗａを撮像する。

特開平５−２８８５２７号公報

ところで、上述のように電子部品Ｗの前端面Ｗａの外観性状を検査する場合、これを高精度に検査するには、図８に示すように、搬送方向（矢示Ｅ方向）と撮像カメラ１０１の撮像光軸とのなす角度（仰角）が可能な限り小さくなるように撮像カメラ１０１を配設して、電子部品Ｗの前端面Ｗａをでき得る限りその正面から撮像するのが好ましい。前端面Ｗａを正面から撮像することで、得られる画像データが最大のものとなり、より高精度な解析を行うことができる。

また、前記照明機構１０２は、電子部品Ｗの前端面Ｗａに対し、その照明光軸ができるだけ直角に近いものとなるような位置、言い換えれば、可能な限り搬送機構１００の搬送路に近い位置にもＬＥＤ１０３が配設されているが好ましい。このように、搬送路に近い位置にＬＥＤ１０３を設けることで、上記のように、撮像光軸の仰角が可能な限り小さくなるように配設された撮像カメラ１０１に、前記前端面Ｗａからより多くの反射光を取り込むことができ、これにより当該撮像カメラ１０１によって撮像される画像がより鮮明なものとなる。かくして、このように鮮明な画像が得られることで、この画像を基にした解析の精度を高めることができる。

近年では、前記電子部品Ｗはその微小化が加速し、従前、断面が３ｍｍ×２ｍｍであったものが、０．４ｍｍ×０．２ｍｍの断面のものまで小型化が進んでおり、このような微小化に対応するためにも、上述したような、撮像カメラ１０１とＬＥＤ１０２の配置が好ましい。

ところが、上記図７に示した構成において、撮像カメラ１０１の撮像光軸の仰角をできるだけ小さく設定し、ＬＥＤ１０３を可能な限り搬送機構１００の搬送路に近い位置に配設した構成を採用すると、図８に示すように、撮像カメラ１０１の撮像光軸とＬＥＤ１０３とが干渉しあう位置関係となり、電子部品Ｗを撮像するための貫通孔を照明機構に設けることができない、即ち、電子部品Ｗを撮像することができないという問題があった。

本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、被検査物の端面の外観性状をより高精度に検査することができる検査装置の提供を、その目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、設定された搬送方向に被検査物を搬送し、該被検査物の少なくとも前記搬送方向前端面又は後端面を被検査面として検査する検査装置であって、
前記搬送方向に沿った搬送路を有し、該搬送路上の前記被検査物を前記搬送方向に搬送する搬送機構と、前記搬送路を境として前記被検査物と同じ側に配設され、前記搬送路上の予め設定された検査位置において、前記搬送機構によって搬送される前記被検査物の前記被検査面を照明する第１の照明機構と、同じく前記被検査物と同じ側に配設され、前記検査位置にある前記被検査物の前記被検査面を撮像する撮像カメラとを少なくとも備えた検査装置において、
前記第１の照明機構は、前記被検査物の被検査面を照明する複数の発光器と、該複数の発光器を支持する支持体とを備え、
前記支持体は、少なくとも、前記搬送路に最も近い発光器を、他の一群の発光器よりも前記検査位置から離隔した位置で支持するように構成されるとともに、前記離隔した発光器と他の一群の発光器との間に、前記検査位置とは反対側の背面から前記被検査物の被検査面を観察できる空間を備え、
前記撮像カメラは、前記支持体の前記背面側に配設され、前記支持体の空間を通して前記被検査物の被検査面を撮像するように構成され検査装置に係る。

この検査装置によれば、被検査物は、搬送機構によってその搬送路上を搬送され、当該搬送路上の検査位置において、第１の照明機構によってその被検査面が照明された状態で、前記撮像カメラによって当該被検査面が撮像される。

そして、前記第１の照明機構は、少なくとも、前記搬送路に最も近い発光器を、他の一群の発光器よりも前記検査位置から離隔した位置に配設したので、当該搬送路に最も近い発光器を可能な限り前記搬送機構の搬送路に近づけた状態で、これと前記他の一群の発光器との間に適切な間隔を設定することができ、この部分に、前記被検査物の被検査面を撮像するための空間を設けることができる。

そして、このような構成とすることで、前記撮像カメラを、その撮像光軸と前記搬送路とのなす角度（仰角）が可能な限り小さくなるように、即ち、可能な限り前記搬送路に近づけた状態に配置することができ、この撮像カメラによって、でき得る限りその正面から前記被検査物の被検査面を撮像することができる。これにより、前記撮像カメラによって撮像される前記被検査面の画像をより大きな画像としてとらえることができ、この結果、前記被検査面の外観性状を高精度に検査することができる。

また、上述のように、前記搬送路に最も近い発光器を可能な限り前記搬送路に近づけた状態に配置することができるので、前記被検査面からより多くの反射光を前記撮像カメラに取り込むことができ、これにより当該撮像カメラによって撮像される画像をより鮮明なものとすることができる。かくして、被検査面の鮮明な画像を得ることで、当該被検査面の外観性状を高精度に検査することができる。

尚、前記発光器としてはＬＥＤを代表的に例示することができるが、前記被検査面を検査に必要な十分な光量で照明できるものであれば、何らＬＥＤに限定されるものではない。

以上のように、上記構成を備えた本発明の検査装置によれば、被検査物の外観性状を高精度に検査することができる。

また、上記検査装置において、前記撮像カメラは、その撮像光軸が、前記搬送路と直交する面内にあり、且つ前記搬送路と１０°〜３５°の範囲の角度で交差するように配設されるとともに、前記第１の照明機構の前記離隔した発光器は、その照明光軸が、前記搬送路と３°〜１５°の範囲の角度で交差するように配設されているのが好ましい。

前記撮像カメラの撮像光軸と、前記第１の照明機構の照明光軸とを、それぞれ上記範囲の角度に設定することで、前記撮像カメラによって撮像される前記被検査物の画像をより適切なものとすることができ、前記被検査物の被検査面を高精度に検査することができる。

また、上記検査装置において、前記第１の照明機構は、前記離隔した発光器と、前記他の一群の発光器とを別々に調光可能に構成されているのが好ましい。

前記離隔した発光器と、前記他の一群の発光器との強度（照度）を別々に調整可能にすることで、前記撮像カメラによって撮像される前記被検査物画像の輝度をその全域において均一にすることができる。即ち、前記離隔した発光器は、前記他の一群の発光器よりも前記検査位置から遠ざかっているため、この離隔した発光器によって照明される部分の前記被検査面の輝度は、前記他の一群の発光器によって照明される部分の輝度よりも低くなるが、離隔した発光器の強度を高めることで、被検査面全域の輝度をほぼ均一にすることができる。また、被検査面の形状によっては、これに起因して被検査面の輝度が不均一になることがあるが、被検査面の形状に応じて発光器の強度を調節することで、被検査面全域の輝度をほぼ均一にすることができる。

また、上記検査装置は、前記搬送路を境として前記被検査物とは反対側に配設され、前記検査位置にある前記被検査物の被検査面を照明する第２の照明機構を更に備えているのが好ましい。

この第２の照明機構によって前記被検査面を照明することで、当該被検査面のより鮮明な画像を得ることができ、より高精度な検査を行うことができる。

以上詳述したように、本発明に係る検査装置によれば、前記被検査物の外観性状を高精度に検査することができる。

本発明の一実施形態に係る検査装置を示した正面図である。 図１の拡大図であって、第１及び第２の照明機構を断面で示した拡大図である。 図２における矢視Ｂ−Ｂ方向の側面図である。 図２における矢視Ｃ−Ｃ方向の側面図である。 本実施形態の変形例に係る検査装置を示した正面図である。 （ａ）は被検査物の平面図であり、（ｂ）はその矢視Ｄ方向の側面図である。 従来例に係る検査装置を示した正面図である。 従来の検査装置における問題点を説明するための説明図である。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、図１は、本発明の一実施形態に係る検査装置を示した正面図であり、図２は、図１の拡大図である。また、図３は、図２における矢視Ｂ−Ｂ方向の側面図であり、図４は、図２における矢視Ｃ−Ｃ方向の側面図である。

図１及び図２に示すように、本例の検査装置１は、被検査物Ｗを搬送方向である矢示Ａ方向に搬送する搬送機構２と、この搬送機構２によって搬送される被検査物Ｗの前端面（搬送方向前側の端面）Ｗａを検査位置Ｐにおいて照明する第１の照明機構５及び第２の照明機構２５と、検査位置Ｐにある被検査物Ｗの前端面Ｗａを撮像する撮像カメラ４とを備える。

尚、本例では、図６に示した６面体形状の電子部品を被検査物Ｗとし、その前端面Ｗａを被検査面としている。

［搬送機構］
前記搬送機構２は、透明又は半透明の硝子板から構成される円板状をした回転テーブル３と、この回転テーブル３を矢示Ａ方向に水平回転させる駆動モータ（図示せず）とを備えており、前端面Ｗａが搬送方向に向くように回転テーブル３上に供給された被検査物Ｗを前記回転テーブル３の回転によって前記搬送方向に搬送する。尚、当然のことながら、回転テーブル３によって搬送される被検査物Ｗの搬送路は円弧状の経路となる。

［撮像カメラ］
前記撮像カメラ４は、被検査物Ｗの前端面Ｗａの２次元画像を撮像するカメラであり、前記検査位置Ｐにおいて、その撮像光軸が、前記搬送経路の接線を含む垂直面内に位置し、且つ回転テーブル３の上面、即ち搬送路となす角度が１０°〜３５°の範囲の角度となるように配設されている。

［第１の照明機構］
図２〜図４に示すように、前記第１の照明機構５は、第１の支持体６と、この第１の支持体６の前記搬送方向下流側の端面９に固設された第２の支持体１３と、前記第１の支持体６に支持される複数のＬＥＤ１２と、前記第２の支持体１３に支持される同じく複数のＬＥＤ２０とから構成され、前記検査位置Ｐより搬送方向下流側、且つ前記回転テーブル３の上方に配設される。

前記第１の支持体６は、その前記搬送方向上流側の端面７から下面８にかけて形成された凹曲面１０を備えており、この凹曲面１０上に前記複数のＬＥＤ１２が固設されている。これらＬＥＤ１２は、図４に示すように、ほぼ同心円の３円弧列上に位置するように前記凹曲面１０上に配設され、本例では最外周の円弧列に１７個のＬＥＤ１２が配設され、これより中心側の円弧列に１３個のＬＥＤ１２が配設され、最も中心側の円弧列に９個のＬＥＤ１２が配設されている。

また、第１の支持体６の下面８には、その前記端面９及び前記凹曲面１０に開口する凹溝１１が形成されており、前記第２の支持体１３が、端面９側の開口部の上部側を残してこれを塞ぐように、当該端面９に固設されている。

一方、前記第２の支持体１３の前記搬送方向上流側の端面１４には、複数（本例では６個）のＬＥＤ２０が固設されており、このＬＥＤ２０は、前記ＬＥＤ１２よりも前記回転テーブル３の搬送経路に近い位置にあり、しかも、前記ＬＥＤ１２よりも前記検査位置Ｐから前記搬送方向に離隔した位置に配置されている。

また、前記第２の支持体１３の上面には、前記搬送方向上流側の端面１４及び下流側の端面１６に開口する凹溝１７が形成されており、この凹溝１７と前記第１の支持体６の凹溝１１によって、前記撮像カメラ４により前記被検査物Ｗの前端面Ｗａを撮像するための空間が形成される。即ち、撮像光軸の角度が上記角度に設定された前記撮像カメラ４により、前記空間を通して、前記被検査物Ｗの前端面Ｗａを撮像することができるようになっている。

かくして、前記回転テーブル３の搬送経路と近い位置に配設される前記ＬＥＤ２０を、他の一群のＬＥＤ１２よりも前記検査位置Ｐから前記搬送方向に離隔した位置に配置したので、ＬＥＤ２０とＬＥＤ１２との間に間隔を設けることができ、前記第１の支持体に形成した凹溝１１と前記第２の支持体１３に形成した凹溝１７とによって、前記被検査物Ｗの前端面Ｗａを撮像するための空間を形成することが可能となった。

尚、前記回転テーブル３の搬送路の直上に当たる前記第２の支持体の下面１５には、凹溝１９が形成されており、前記回転テーブル３によって搬送される被検査物Ｗがこの凹溝１９を通過可能になっている。

また、前記回転テーブル３の搬送経路に対し最も近い位置に配設される前記ＬＥＤ２０は、その照明光軸が前記搬送路と３°〜１５°の範囲の角度で交差するように配設されている。

また、前記ＬＥＤ１２の内、最外周の円弧列に配列される一群（ＬＥＤ群Ｇ１）と、他の円弧列に配置される一群（ＬＥＤ群Ｇ２）と、更にＬＥＤ２０の一群（ＬＥＤ群Ｇ３）とは、それぞれその発光強度を別々に調光可能となっている。

［第２の照明機構］
前記第２の照明機構２５は、支持体２６と、この支持体２６に支持される複数のＬＥＤ３０、３１とから構成され、前記回転テーブル３を挟み、前記第１の照明機構６の直下に配設される。

前記支持体２６は、その前記搬送方向上流側の端面２７から上面２８にかけて形成された凹曲面２９を備えており、この凹曲面２９上に前記複数のＬＥＤ３０，３１が固設される。ＬＥＤ３０は、図４に示すように、ほぼ同心円の３円弧列上に位置するように前記凹曲面２９上に配設され、本例では最外周の円弧列に１７個のＬＥＤ３０が配設され、これより中心側の円弧列に１３個のＬＥＤ３０が配設され、最も中心側の円弧列に９個のＬＥＤ３０が配設されている。また、最も中心側の円弧列のＬＥＤ３０より更に中心よりに、２個のＬＥＤ３１が配設されている。

また、前記ＬＥＤ３０の内、最外周の円弧列に配列される一群（ＬＥＤ群Ｇ４）と、他の円弧列に配置される一群及びＬＥＤ３１の一群（ＬＥＤ群Ｇ５）とは、それぞれその発光強度を別々に調光可能となっている。

以上の構成を備えた本例の検査装置１によれば、前記駆動モータ（図示せず）により駆動されて回転する回転テーブル３上に、複数の被検査物Ｗが、その前端面Ｗａを搬送方向に向けた姿勢で順次所定間隔をあけて供給され、供給された被検査物Ｗは、前記回転テーブル３によって、前記検査位置Ｐを経由するように搬送される。

前記検査位置Ｐに達した被検査物Ｗは、被検査面であるその前端面Ｗａが、前記第１の照明機構５のＬＥＤ１２，２０から照射される光によって照明されるとともに、前記第２の照明機構２５のＬＥＤ３０，３１から照射され、回転テーブル３を透過した光によって照明される。かくして、このように上下に配置された第１及び第２の照明機構５，２５によって前記前端面Ｗａを照明しているので、被検査面たる前記前端面Ｗａは、高い照度で均質に照明される。

そして、このように均質に照明された被検査物Ｗの前端面Ｗａが前記撮像カメラ４によって撮像され、撮像された画像データが、図示しない判別装置によって解析され、当該前端面Ｗａの外観性状の良否が判別される。

尚、本例の検査装置１では、第１の照明機構５のＬＥＤ２０を、その照明光軸が前記搬送路と３°〜１５°の範囲の角度で交差するように配設したので、前記被検査物Ｗの前端面Ｗａをほぼ正面から照明することができる。

また、第１の照明機構５のＬＥＤ２０を、ＬＥＤ１２よりも前記検査位置Ｐから離隔した位置に設けたので、ＬＥＤ２０とＬＥＤ１２との間に適切な間隔を設定することができ、この部分に、前記被検査物Ｗの前端面Ｗａを撮像するための空間を形成することができる。そして、このような空間を形成することによって、前記撮像カメラ４を、その撮像光軸と前記搬送路とのなす角度（仰角）が１０°〜３５°の範囲の角度となるように配設することができ、これを可能な限り前記搬送路に近づけた状態に配置することができる。

かくして、このように配設した撮像カメラ４によれば、前記被検査物Ｗの前端面Ｗａをでき得る限りその正面から撮像することができ、前記撮像カメラ４によって撮像される前記前端面Ｗａの画像をより大きな画像としてとらえることができ、この結果、前記前端面Ｗａの外観性状を高精度に検査することができる。

また、上述したように、前記ＬＥＤ２０によって、前記被検査物Ｗの前端面Ｗａをほぼ正面から照明するようにしたので、前記前端面Ｗａからより多くの反射光を前記撮像カメラ４に取り込むことができ、これにより当該撮像カメラ４によって撮像される画像をより鮮明なものとすることができる。かくして、前記前端面Ｗａの鮮明な画像を得ることで、当該前端面Ｗａの外観性状をより高精度に検査することができる。

また、本例の前記第１の照明機構５及び第２の照明機構２５では、前記ＬＥＤ群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５をそれぞれ別々に調光することができるようになっているので、前記ＬＥＤ群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５を適宜適切に調光することで、当該前端面Ｗａを均質に照明することができる。また、被検査面である前記前端面Ｗａの形状に応じて調光することもでき、被検査面の形状により、これに起因して被検査面の輝度が不均一になる場合には、当該被検査面の形状に応じて各ＬＥＤ群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５の強度を調節することで、被検査面全域の輝度をほぼ均一にすることができる。

このように、本例の検査装置１によれば、前記被検査物Ｗの前端面Ｗａの外観性状を高精度に検査することができる。

以上、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明が採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。例えば、上例では、被検査物Ｗの搬送方向前端面Ｗａを検査するようにしたが、図５に示すように、被検査物Ｗの後端面を検査するようにしてもよい。この検査装置５０は、前記搬送装置１を、その検査位置Ｐを中心として搬送方向前後に反転させたものである。このため、図５において、検査装置１と同じ構成要素については同一の符号を付しており、各構成要素の構成及び作用については、検査装置１のものと同一であるのでその説明は省略する。

１ 検査装置
２ 搬送機構
３ 回転テーブル
４ 撮像カメラ
５ 第１の照明機構
６ 第１の支持体
９ ＬＥＤ
１２ 第２の支持体
３０ ＬＥＤ
２５ 第２の照明機構
２６ 支持体
３０ ＬＥＤ
３１ ＬＥＤ

Claims (4)

1. 設定された搬送方向に被検査物を搬送し、該被検査物の少なくとも前記搬送方向前端面又は後端面を被検査面として検査する検査装置であって、
   前記搬送方向に沿った搬送路を有し、該搬送路上の前記被検査物を前記搬送方向に搬送する搬送機構と、前記搬送路を境として前記被検査物と同じ側に配設され、前記搬送路上の予め設定された検査位置において、前記搬送機構によって搬送される前記被検査物の前記被検査面を照明する第１の照明機構と、同じく前記被検査物と同じ側に配設され、前記検査位置にある前記被検査物の前記被検査面を撮像する撮像カメラとを少なくとも備えた検査装置において、
   前記第１の照明機構は、前記被検査物の被検査面を照明する複数の発光器と、該複数の発光器を支持する支持体とを備え、
   前記支持体は、少なくとも、前記搬送路に最も近い発光器を、他の一群の発光器よりも前記検査位置から離隔した位置で支持するように構成されるとともに、前記離隔した発光器と他の一群の発光器との間に、前記検査位置とは反対側の背面から前記被検査物の被検査面を観察できる空間を備え、
   前記撮像カメラは、前記支持体の前記背面側に配設され、前記支持体の空間を通して前記被検査物の被検査面を撮像するように構成されていることを特徴とする検査装置。
2. 前記撮像カメラは、その撮像光軸が、前記搬送路と直交する面内にあり、且つ前記搬送路と１０°〜３５°の範囲の角度で交差するように配設されるとともに、
   前記第１の照明機構の前記離隔した発光器は、その照明光軸が、前記搬送路と３°〜１５°の範囲の角度で交差するように配設されていることを特徴とする請求項１記載の検査装置。
3. 前記第１の照明機構は、前記離隔した発光器と、前記他の一群の発光器とを別々に調光可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の検査装置。
4. 前記搬送路を境として前記被検査物とは反対側に配設され、前記検査位置にある前記被検査物の被検査面を照明する第２の照明機構を更に備えていることを特徴とする請求項１乃至３記載のいずれかの検査装置。