JPH056422A - 画像検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ラインセンサを使用して、画像処理、検査処
理と並行して、連続して画像データを取込むことによっ
て、検査時間が短く、検査対象物の大きさと形状に無関
係に小容量のメモリで処理ができる画像検査装置を提供
する。 【構成】 検査対象物と相対移動しながら、この対象物
の画像データを取込むラインセンサ１と、検査対象物の
相対移動距離を測定する距離測定手段６と、これから得
られた検査対象物の相対移動距離を基に、ラインセンサ
１からの画像データ取込みの開始・終了を行う取込み記
憶手段１３と、取込まれた画像データから、検査対象物
の検査対象エリアの画像データを切出して記憶する切出
し記憶手段１４と、切出された画像データを処理して画
像処理データとする画像処理手段１５と、このデータに
よって、各種検査項目についての検査を行う複数の検査
処理手段１６とを備え、画像データを取込みながら、各
種検査項目を並列して検査する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子回路用プリント基
板上への実装工程中に、クリーム半田が正しく塗布され
ているか、電子部品が正しく実装されているか等の検査
を、カメラで撮像した検査対象物の画像データを画像処
理して行う画像検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像検査装置を図８に基づいて説
明する。

【０００３】図８において、従来の画像検査装置は、Ｃ
ＣＤセンサを用いたエリアセンサカメラ４１と、検査対
象基板４４を照明する照明器具４２と、エリアセンサカ
メラ４１と照明器具４２とを支える支柱４３と、検査対
象基板４４を保持してＸ方向ーＹ方向に相対移動可能な
ＸＹテーブル４５と、ＸＹテーブル４５をＸ方向に移動
させるモータＸ・ロータリエンコーダＸ４６と、ＸＹテ
ーブル４５をＹ方向に移動させるモータＹ・ロータリエ
ンコーダＹ４７と、各種検査項目についての検査を行う
制御部４８と、制御内容や検査結果を表示するモニタテ
レビ４９と、制御内容を指示するキーボード５０とを備
えている。

【０００４】次に、従来の画像検査装置の動作を説明す
る。

【０００５】従来の画像検査装置では、検査対象基板４
４をエリアセンサカメラ４１で撮像し、その画像データ
を画像処理し、その画像処理データによって、検査して
いるが、エリアセンサカメラ４１は、検査対象基板４４
全体を一度に撮像し画像データを取込むことができな
い。従って、検査対象基板４４を、エリアセンサカメラ
４１で撮像できる大きさのエリアに分割して撮像し、そ
の画像データを制御部４８にあるメモリに順次蓄積し、
検査対象基板４４全体の画像データを蓄積し終えた時点
で、画像処理を行い、その画像処理データに基づいて、
各種検査項目についての検査が行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の画像検
査装置では、次のような問題点がある。

【０００７】エリアセンサカメラ４１が検査対象基板４
４を撮像可能エリア毎に分割して撮像するためには、こ
れら撮像可能エリアを一つ一つエリアセンサカメラ４１
の下にセットする必要があり、そのために、検査対象基
板４４を保持したＸＹテーブル４５が起動、停止を繰り
返すことになる。このとき、ＸＹテーブル４５の起動、
停止時に検査対象基板４４が振動するので、この振動が
減衰するまで、エリアセンサカメラ４１の撮像・画像デ
ータ取込みを待たねばならない。この場合、画像データ
を取込むのに一つのエリア当たり約０．５秒かかる。振
動減衰の時間待ちを入れると、例えば、１００ｍｍ×２
００ｍｍの検査対象基板４４の画像データを取込むのに
３分から４分必要となり、これに検査時間が加わるの
で、検査に長時間かかるという問題点があった。

【０００８】又、エリアセンサカメラ４１は検査対象基
板４４をエリアに分割して画像データの取込みを行って
いるが、隣り合ったエリア間で画像データが重複する可
能性があり、これを防ぐために、ＸＹテーブル４５の移
動精度を高める必要がある。

【０００９】或いは、画像処理や検査の際に画像データ
の重複の影響を除去する調整をしなければならないとい
う問題点があった。

【００１０】又、エリアセンサカメラ４１では、検査す
べき一つの部分が同一のエリアに入らず、隣り合ったエ
リアに分割される場合があり、この場合には、画像処理
を行って検査するときに、エリア分割の影響を除くため
に複雑な処理が必要になるという問題点があった。

【００１１】更に、エリアセンサカメラ４１では、すべ
てのエリアの画像データを取込んだ後に、画像処理を行
うので、画像データを蓄積するメモリの大きさが、検査
対象基板４４の形状、大きさに依存し、大容量のメモリ
が必要な場合があるという問題点があった。

【００１２】本発明は、上記の問題点を解決して、検査
所要時間を短縮し、隣り合ったエリア間での画像データ
重複を無くし、検査するべき部分が複数のエリアに分割
されることを無くし、大容量のメモリの必要性を無くし
た画像検査装置を提供することをその課題としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の画像検査装置
は、上記の課題を解決するために、検査対象物と相対移
動しながら、この検査対象物の画像データを取込むライ
ンセンサと、前記検査対象物の相対移動距離を測定する
距離測定手段と、前記距離測定手段から得られた前記検
査対象物の相対移動距離を基に、ラインセンサからの画
像データ取込みの開始・終了を行う構成を備えた取込み
記憶手段と、前記の取込まれた画像データから、前記検
査対象物の検査対象エリアの画像データを切出して記憶
できる構成を備えた切出し記憶手段と、前記の切出され
た画像データを画像処理して画像処理データとする画像
処理手段と、前記の画像処理データによって、各種検査
項目についての検査を行う複数の検査処理手段とを備
え、画像データを取込みながら、各種検査項目を並列し
て検査できることを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明の画像検査装置は、上記の構成により、
ラインセンサを、距離測定手段によってその位置を確認
しながら、検査対象物と相対移動して、即ち、ラインセ
ンサによって検査対象物を走査しながら、画像データを
取込むことによって、検査対象物の画像データを連続的
に取込み、連続的に画像処理し、連続的に検査すること
ができるので、画像データの記憶手段の記憶容量が小さ
くて済み、検査に必要な時間を短縮することができ、隣
り合ったエリア間での画像データの重複をなくすること
ができ、検査すべき部分を同一のエリアに入れることが
できる。

【００１５】又、複数の検査処理手段が各種検査項目を
並列して検査することができるので、検査時間を非常に
短縮することができる。

【００１６】

【実施例】本発明の画像検査装置の一実施例を図１から
図７に基づいて説明する。

【００１７】図１と図４において、本実施例の画像検査
装置は、基板や部品の形状と色を区別できるＣＣＤセン
サを用いたカラーラインセンサカメラ１と、検査対象基
板４を照明する照明器具２と、カラーラインセンサカメ
ラ１と照明器具２とを支える支柱３と、検査対象基板４
を保持して、カラーラインセンサカメラ１を構成するレ
ンズ２７とラインセンサ２８の取込み軸２９に対して直
角（Ｘ方向）に相対移動可能なテーブル５と、このテー
ブル５の相対移動量を測定するリニアスケール６と、こ
のテーブル５をＸ方向に移動させるモータ７と、モータ
７の回転数によりテーブル５の移動量を測定するロータ
リエンコーダ８と、画像検査装置の制御を行う制御部９
と、制御内容や検査結果を表示するモニタテレビ１０
と、制御指示内容を対話形式で入力するキーボード１１
と、各検査項目の検査データを入出力するドライバー装
置１２とを備えている。

【００１８】又、図２と図３において、本実施例の画像
検査装置は、カラーラインセンサカメラ１が取込んだ画
像データをリンク状メモリに順次蓄え、メモリ容量以上
になると、先に取込まれ蓄えられた画像データを書き換
えて蓄える構造になっている取込みメモリ１３と、取込
みメモリ１３に蓄えられた画像データから、検査するべ
きエリアの画像データを切出して蓄える切出しメモリ１
４（切出しメモリ１４は、図３に示すように、切出しメ
モリＡ２５と切出しメモリＢ２６とより構成され、一方
が取込みメモリ１３からの画像データを蓄えている間
に、他方が自己が直前に蓄えた画像データを次記の画像
処理回路１５に出力する。）と、切出しメモリ１４に切
出された画像データを画像処理する画像処理回路１５
と、画像処理回路１５で画像処理された画像処理データ
によって、各検査項目についての検査を行う複数の検査
処理回路１６と、カラーラインセンサカメラ１が取込ん
だ画像データを取込みメモリ１３に蓄えるために、予め
プログラムされた指示または制御部９の指示によって、
取込みメモリ１３に取込みメモリアドレスを送信する取
込みメモリアドレス発生回路１７と、取込みメモリ１３
が蓄えている画像データを検査するべきエリア毎に切出
して、これを切出しメモリ１４に蓄えるために、予めプ
ログラムされた指示または制御部９の指示によって、切
出しメモリ１４に切出しメモリアドレスを送信する切出
しメモリアドレス発生回路１８と、切出しメモリ１４か
ら、画像処理回路１５や複数の検査処理回路１６に、予
めプログラムされた指示または制御部９の指示によっ
て、画像データを出力・入力し検査するタイミングをと
るための信号を出す画像処理タイミング発生回路１９
と、前記リニアスケール６から取込まれた信号によっ
て、テーブル５の移動量をカウントし、カラーラインセ
ンサカメラ１の画像データ取込みの開始・終了を行うリ
ニアスケールカウント回路２０と、モータ７を動作さ
せ、ロータリエンコーダ８から取込まれる信号によっ
て、テーブル５の移動量を制御するモータコントロール
回路２１と、前記の照明器具２、モニタテレビ１０、キ
ーボード１１、ドライバー装置１２等とのインターフェ
イスを行うマンマシンインターフェイス２２と、前記の
制御部９をコントロールするＣＰＵ２３と、制御部９の
プログラムと各種検査項目の検査用情報を蓄えるメモリ
２４とを備えている。

【００１９】次に、本実施例の画像検査装置の動作を図
５から図７に基づいて説明する。

【００２０】ステップ＃１において、図５に示すよう
に、カラーラインセンサカメラ１のレンズ２７が、メカ
原点３０から、テーブル５に保持された検査対象基板４
の画像データ取込み開始位置３１まで移動する距離と、
検査対象基板４の画像データ取込み終了位置３２まで移
動する距離と、カラーラインセンサカメラ１が画像デー
タを読込む１走査分のピッチを、制御部９のＣＰＵ２３
またはリニアスケールカウント回路２０に設定する。

【００２１】ステップ＃２において、カラーラインセン
サカメラ１をメカ原点３０に戻す。

【００２２】ステップ＃３において、本実施例の画像検
査装置の検査がスタートする。即ち、一方では、カラー
ラインセンサカメラ１が画像データの取込みをスタート
する。モータ７が動作し、テーブル５に保持された検査
対象基板４がカラーラインセンサカメラ１に対して相対
移動し、カラーラインセンサカメラ１がメカ原点３０か
ら画像データ取込み開始位置３１の方向へ移動する。メ
カ原点３０から画像データ取込み開始位置３１までの距
離は、カラーラインセンサカメラ１が、検査対象基板４
上を等速度で移動するための準備距離であり、画像デー
タ取込み開始位置３１では、カラーラインセンサカメラ
１は検査対象基板４と相対的に等速度で移動している。
カラーラインセンサカメラ１の動作はステップ＃４に進
む。

【００２３】他方では、取込みメモリ１３、切出しメモ
リ１４、画像処理回路１５、検査処理回路１６等の検査
機能をスタートする。この検査機能はステップ＃７に進
む。

【００２４】ステップ＃４において、リニアスケール６
とリニアスケールカウント回路２０とによって、カラー
ラインセンサカメラ１が画像データ取込み開始位置３１
に到達したかどうかの判断を行う。カラーラインセンサ
カメラ１が画像データ取込み開始位置３１に到達した
ら、ステップ＃５に進む。

【００２５】ステップ＃５において、リニアスケールカ
ウント回路２０は、カラーラインセンサカメラ１に対し
て画像データ取込みを開始するようにパルス信号を出
す。カラーラインセンサカメラ１は、検査対象基板４を
保持したテーブル５が等速度で移動している状態で、画
像データの取込みを行っているので振動は無い。従っ
て、従来の技術では、検査対象基板４をエリアに分割し
て画像データを取込んでいるので、検査対象基板を保持
したテーブルが起動・停止する毎に振動が発生し、この
振動が減衰するまでの時間待ちのロスがあったが、本実
施例では、このロスを無くすることができる。例えば、
１００ｍｍ×２００ｍｍの検査対象基板４の画像データ
を取込むのに、約１５秒かかるだけである。

【００２６】ステップ＃６において、リニアスケールカ
ウント回路２０は、カラーラインセンサカメラ１がステ
ップ＃１で設定された画像データを読込む１走査分のピ
ッチを終了する毎に、トータル移動距離を演算し、その
演算結果を前記の画像データ取込み終了位置３２まで移
動する距離と比較して、カラーラインセンサカメラ１
が、画像データ取込み終了位置３２に到達したかどうか
の判断を行う。到達していれば、カラーラインセンサカ
メラ１は画像データ取込みを終了して、ステップ＃２に
戻り、次の同種の検査対象基板４の検査を繰り返す。但
し、異種の検査対象基板４の検査を行う場合には、ステ
ップ＃１にもどる。

【００２７】カラーラインセンサカメラ１が画像データ
取込み終了位置３２に到達していなければ、ステップ＃
５に戻り、カラーラインセンサカメラ１に対して画像デ
ータ取込みを開始するようにパルス信号を出す。

【００２８】ステップ＃７において、予めプログラムさ
れた指示または制御部９の指示によって、切出しメモリ
アドレス発生回路１８が、取込みメモリ１３に検査する
べき画像データが蓄えられているかどうかを判断する。
蓄えられていればステップ＃８に進む。

【００２９】ステップ＃８において、予めプログラムさ
れた指示または制御部９の指示によって、切出しメモリ
アドレス発生回路１８が、切出しメモリ１４に、検査対
象基板４の検査するべきエリアを指定する。

【００３０】ステップ＃９において、切出しメモリアド
レス発生回路１８の指示によって、検査するべきエリア
の画像データが、取込みメモリ１３から切出しメモリ１
４に切り出される。切出しメモリ１４は切出しメモリＡ
２５と切出しメモリＢ２６とで構成されている。取込み
メモリ１３の検査するべきエリアの画像データは先ず切
出しメモリＡ２５に切出される。取込みメモリ１３に取
込まれた画像データは、このように、すぐに切出しメモ
リ１４に切り出されるので、取込みメモリ１３は、検査
対象基板４の総ての画像データを蓄える必要がなく、取
込みメモリ１３の容量は検査対象基板４の形状、大きさ
に関係なく、小量のメモリ容量で構成することができ
る。

【００３１】ステップ＃１０において、切出しメモリア
ドレス発生回路１８が、前記の切出しが終了したか否か
を判定する。終了していれば、ステップ＃１１に進む。

【００３２】ステップ＃１１において、切出しメモリア
ドレス発生回路１８が、切出しメモリ１４のメモリ切替
えを行い、次の検査すべきエリアの画像データを切出し
メモリＢ２６に切出すようにする。又、画像処理タイミ
ング発生回路１９が、予めプログラムされた指示または
制御部９の指示によって、画像処理、検査処理のタイミ
ングを発生し、切出しメモリＡ２５に自己が蓄えている
画像処理データを画像処理回路１５に出力させ、画像処
理回路１５にその画像データを画像処理させる。画像処
理された画像処理データは、複数個ある検査処理回路１
６の中の１個を指定して入力される。指定された検査処
理回路１６は受持ち検査項目に従って検査処理を行う。
この場合、取込みメモリ１３に蓄えられた画像データ
は、検査するべきエリアを任意に設定して切出すことが
できる。従って、検査するべきエリアが分割されること
が無いので、画像処理、検査処理が容易に行える。又、
検査処理回路１６は複数個あり、一つのエリアについて
一つの検査処理回路１６が、ある検査を行っている間
に、別の検査処理回路１６が別のエリアについて別の検
査を行うことができる。

【００３３】ステップ＃１２において、画像処理タイミ
ング発生回路１９が、それぞれの検査処理の終了を確認
する。

【００３４】ステップ＃１３において、画像処理タイミ
ング発生回路１９が、全検査項目終了を確認する。

【００３５】本発明の画像検査装置は、上記の実施例に
限らず種々の態様が可能である。例えば、ラインセンサ
で画像データを取込み、これを検査すべきエリアに分け
て任意に切出して、画像処理し、検査することができれ
ば、画像検査装置を構成する各種メモリ、回路等の設計
は自由にできる。

【００３６】又、検査処理回路の数は、検査対象基板の
大きさ、検査項目数によって決まるので、検査対象基板
の大きさが小さく、検査項目数が少なければ、検査処理
回路数は１でも良い。

【００３７】又、カラーラインセンサカメラを支柱に固
定して、検査対象基板を移動させているが、カラーライ
ンセンサカメラを移動させ検査対象基板を固定しても良
い。

【００３８】又、カラーラインセンサカメラはカラーの
必要は無く、ラインセンサであれば何でも良い。

【００３９】又、リニアスケールを用いて、テーブルの
移動量測定とそれを基にしたカラーラインセンサカメラ
の画像データ取込みの開始・終了を行っているが、ロー
タリエンコーダを用いてこれを行っても良い。

【００４０】

【発明の効果】本発明の画像検査装置は、従来の画像検
査装置では、エリアセンサカメラを使用しているので、
検査対象基板のエリア分割が必要で、画像データの取込
みに長時間かかる。エリア間の画像データ重複を防ぐた
めに、ＸＹテーブルの移動精度を高めることが必要であ
る。検査するべき部分が隣り合ったエリアに分割される
場合があり、この場合には、画像処理に、複雑な処理が
必要である。更に、すべてのエリアの画像データを取込
んだ後で、画像処理を行うので、画像データを蓄積する
メモリに大容量のメモリが必要な場合があるという問題
点があったのに対して、ラインセンサを使用することに
よって、検査対象基板のエリア分割が不必要になり、画
像データ取込み所要時間を短縮し、隣り合ったエリア間
での画像データ重複を無くし、検査するべき部分が隣り
合ったエリアに分割されることを無くし、大容量のメモ
リの必要性を無くするという効果を奏する。

【００４１】又、画像データの取込みと画像処理と検査
処理とを並行して行うことができ、複数の検査処理を高
速に（隣り合ったエリア間での画像データ重複を無く
し、検査するべき部分が隣り合ったエリアに分割される
ことを無くしているので、検査処理が簡単で速くでき
る。）並列して行えるので、従来例に比べて、検査所要
時間を１／１０以下にできるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の斜視図である。

【図２】図１のブロック図である。

【図３】図２の切出しメモリの詳細図である。

【図４】図１のカラーラインセンサカメラのラインセン
サの平面図である。

【図５】図１のカラーラインセンサカメラの移動距離を
示す図である。

【図６】図１の動作を示すフローチャートである。

【図７】図１の動作を示すフローチャートである。

【図８】従来例の斜視図である。

【符号の説明】

１ カラーラインセンサカメラ ４ 検査対象基板 ５ テーブル ６ リニアスケール ７ モータ ８ ロータリエンコーダ ９ 制御部 ２７ カラーラインセンサカメラのレンズ ２８ カラーラインセンサカメラのラインセンサ ２９ カラーラインセンサカメラの取込み軸 ３０ メカ原点 ３１ 取込み開始位置 ３２ 取込み終了位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 13/08 Ｂ 8315−4Ｅ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 検査対象物と相対移動しながら、この検
   査対象物の画像データを取込むラインセンサと、前記検
   査対象物の相対移動距離を測定する距離測定手段と、前
   記距離測定手段から得られた前記検査対象物の相対移動
   距離を基に、ラインセンサからの画像データ取込みの開
   始・終了を行う構成を備えた取込み記憶手段と、前記の
   取込まれた画像データから、前記検査対象物の検査対象
   エリアの画像データを切出して記憶できる構成を備えた
   切出し記憶手段と、前記の切出された画像データを画像
   処理して画像処理データとする画像処理手段と、前記の
   画像処理データによって、各種検査項目についての検査
   を行う複数の検査処理手段とを備え、画像データを取込
   みながら、各種検査項目を並列して検査できることを特
   徴とする画像検査装置。