JPH0864999A - 検査装置、三次元形状計測方法及び製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検査能力の安定化と向上を実現し得る検査装
置を提供する。 【構成】 Ｘ−Ｙステージ２上の被検査対象１に、光源
３によって照明するとともに、被検査対象１の上方に両
眼視のカラーカメラ４ａ、４ｂを設け、かつこのカラー
カメラ４ａ、４ｂをＸ−Ｙステージ２のＸ−Ｙ軸に対し
て４５度方位角回転した位置に設置する。カラーカメラ
４ａ、４ｂの２画像から画素の距離計測を行い、自動良
否判定演算を行う。自動良否判定で不良判定された部分
をカラーカメラ４ａ、４ｂで撮像し、目視判定のため表
示ユニット１３に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は製品製造ラインにおい
て、立体の形状や立体構造を計測することによって半完
成品を検査し、不良品を修理修正する場合に利用される
検査装置、三次元形状計測方法と、製品製造方法に関す
るものであり、特にプリント配線板に電子部品を搭載
し、はんだ付けを施した後の部品実装基板検査自動化技
術、目視検査のための画像化表示技術、及びこれらの技
術を利用した修理修正製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】三次元形状計測法の基本原理は三角測量
法であるが、その原理は元来測地法に由来する距離計測
（レンジファインディング）である。そのために、この
方法を画像処理の三次元形状計測に適用する場合には欠
点があり、画像計測上利用し難い条件となっている。そ
れらの欠点は次のようである。

【０００３】（１）三角測量法の代表的方法である左右
両眼視撮像法の場合、例えばプリント配線板上に搭載さ
れた電子部品の外観検査に利用する場合、大多数の電子
部品は直方体をその基本形状としているために検査した
い表面全体を一度に撮像することは不可能で、その画像
には観察不能の所謂ブラインド面ができてしまう（図１
８参照）。

【０００４】（２）距離計測法はスケール絶対値計測で
あるために、センサと計測対象の間の僅かな位置誤差の
影響を直接的に受けてしまい、プリント配線板のように
実装工程上熱暴露を受けて歪みを生じる計測対象の場合
には、計測に必要な精度を位置誤差が上回ってしまう。
例えば、１画素当り数ミクロン程度の差高を計測しなけ
ればならないはんだ形状計測の場合、過熱による上下変
形は数百ミクロン以上であることが極く普通の出来事と
して発生する。従って、従来プリント配線板の計測や検
査に両眼視法を適用した例は数十種類の計測・検査装置
が公表されている中で、皆無の現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した位置誤差は、
両眼視の場合、視方向が斜めであるために上下のたわみ
が平面に平行な誤差になり、画像処理には更に不都合で
ある。図１９に示すようにプリント配線板にΔｚの誤差
が生じると、傾斜角θの撮像装置から見た対象はｘ方向
にΔｘの誤差を生じる。演算式（１）により、誤差Δｘ
＝Δｚｃｏｔθである。これは画像処理上画素ずれとな
るので、三次元計測及び検査に大きな支障を来たすので
ある。

【０００６】部品を実装したプリント配線板のケースで
は、ＣＡＤ／ＣＡＭデータに従って、電子部品が整然と
搭載される。一般の部品は大多数が直方体か直方体に近
い形状で、側面の法線ベクトルがＣＡＤ／ＣＡＭデータ
座標軸のｘ、ｙのいずれかの軸に平行に配置される。一
方、カメラやウオッチ等のように特殊な外形を必要とす
るプリント板を例外として、ほとんど全てのプリント配
線板は外形が長方形の平板であるので、その表面に搭載
された電子部品の搭載軸は結果的にプリント配線板の外
縁に平行になる。部品自動搭載機やはんだ熔融炉やイン
サーキット検査機が行っている最も一般的なプリント配
線板のチャッキング方法は、プリント配線板を左右の外
縁または上下の外縁でＸ−Ｙステージにチャッキングし
ており、Ｘ−Ｙステージがそれぞれの装置のＸ−Ｙ軸に
平行に備え付けられるので、その結果、部品固有のＸ−
Ｙ軸、プリント配線板固有のＸ−Ｙ軸、装置のＸ−Ｙ軸
の３者がすべて一致する。これらはすべて設計及び製造
上の便宜と効率のためである。

【０００７】画像検査機の場合にも、両眼視三角測量法
では通常撮像装置の両眼間の軸を装置のいずれかの軸に
平行に配置するので、両眼に相当する左右の撮像装置は
部品の斜め左右方向から部品を見ることになる。即ち、
図１８に示すように左眼は部品の上面と左方側面の画像
を得、右眼は部品の上面と右方側面の画像を得ることに
なる。ここで全く得られない画像は、部品の上方側面と
下方側面と下面の画像である。三角測量法において単に
部品の高さだけが計測目的であれば、この条件で何等問
題がない。しかし、例えばＱＦＰのように部品の４辺に
リードがあり、これに接合されたはんだジョイントの形
状計測や検査を目的とする場合には、左右両眼撮像の
後、これを９０度回転して再度撮像するか、またはプリ
ント配線板を９０度回転して撮像しなければならない。
また、あるいは左右両眼の他に、更に上下両眼を加えて
４眼としなければならない。またＱＦＰ以外の大多数の
部品は２側面電極型であるが、搭載方向は配線上任意で
あるため、上方側面と下方側面の画像を得ようとすれば
同様な用意が必要になる。このような方法が装置構造の
複雑化と検査シーケンスの複雑化とコストアップを招く
ことは明らかである。

【０００８】本発明の目的は、主として直方体類似形状
の物体が直交的な配置をなしている部品実装プリント配
線板のような検査対象に対して、両眼視三角測量法を適
用する場合に、三角測量法の距離計測機能だけを利用す
るのではなく、三角測量法に新しい機能を加え、検査対
象の画像情報量を増大して、検査能力の安定化と向上を
実現することであり、かつ、また三角測量法の画像情報
をそのまま画像表示に利用可能にすることによって、目
視検査への直接流用や修理修正の簡便化と容易化を実現
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的は、ま
ず第１の課題である左右両眼視三角測量法のブラインド
面存在に対しては、視野画面に対して従来水平に配置さ
れていた両眼の位置を、両眼間距離の中点を中心とし
て、一定の立体角（プリント配線板が水平位置にあれば
一定の方位角）だけ回転した位置に固定し、かく斜め撮
像した画像情報を逆回転演算アルゴリズムと三角測量演
算アルゴリズムを用いて、コンピュータ処理することに
よって解決される。この斜め両眼座標軸による画面の画
素座標変換は図２１に示す演算式（３）によって行い、
その後、図２０に示す演算式（２）によって画素距離を
算出する。

【００１０】次に第２の三角測量法の欠点である上下の
位置ずれに対する過敏性に対しては、左右両眼撮像装置
間にプリント配線板面に垂直な視方向を持つ第３の撮像
装置を備えることにより、安定的な画像を獲得する方法
を提案している。この場合の三角測量法も第３の撮像装
置と、左あるいは右の撮像装置のそれぞれの組合せの間
で演算式（２）の距離計測演算を行えば良い。また対象
の立体感ある画像は斜め撮像情報をそのまま表示用信号
として用いることで達成される。

【００１１】例えば、左右両眼の撮像装置をＸ−Ｙ水平
面において、左右間距離の中点を中心として４５度方位
角回転した位置に固定すると、図１８に示すようにＸ−
Ｙ座標軸に平行にチャッキングされたプリント配線板上
にＸ−Ｙ座標軸に平行に搭載された直方体近似形状部品
の右方側面と上方側面の画像が右眼装置により、また左
方側面と下方側面の画像が左眼装置により、同時に撮像
されることになり、上記の４眼の必要性は消滅する。更
に本発明になる斜め両眼視法のメリットは、この方法で
得た画像を用いて画像目視検査を行う場合に、立体の立
体感ある画像表示ができることである。従って、斜め両
眼視法により自動計測及び自動検査を行った後、不良判
定された箇所の目視再検査を行う検査装置においては、
自動検査と画像表示用の撮像を同一の照明・撮像手段に
よって得られる同質の画像情報を用いて行うことができ
るという大きなメリットが得られる。また、図１９のＺ
軸方向に第３の撮像装置を配置する方法を用いれば、演
算式（１）の通り、対象の上下誤差由来の誤差はゼロに
なる。

【００１２】この出願の特許請求の範囲の請求項１に係
る検査装置は、プリント配線板への部品実装の品質を外
観検査する検査装置であって、検査対象を位置決めする
位置決め手段と、検査箇所の画像を得るための照明・撮
像手段と、得られた画像情報から三次元計測データを算
出する演算手段と、前記三次元計測データを用いて実装
品質良否を判定する判定手段と、不良判定箇所の位置デ
ータを記憶するメモリ手段と、自動検査終了後、前記位
置データを用いて前記検査対象が再位置決めされ、その
不良判定箇所を照明・撮像する照明・撮像手段と、その
不良判定箇所の画像を表示する表示手段とを備え、自動
検査のための照明・撮像手段と、画像表示のための照明
・撮像手段を共用している。

【００１３】この検査装置は、部品実装検査の自動検査
終了後に不良判定された箇所を画像表示して、これを目
視により再検査する検査装置において、従来は自動検査
用の撮像法で得られる画像は画像目視検査に不適であっ
たので、両者に相異なる撮像法を採用せざるを得ない
か、もしくは自動検査用の不十分な画像情報をやむなく
利用して、不満足な目視検査を行っていたのに対し、両
者を同一の撮像法で得た同質の画像情報を使用する。

【００１４】請求項２記載の検査装置は、請求項１記載
のものに、別途検査装置により検査が行われた検査対象
の判定結果データを利用する手段を備え、前記位置決め
手段が前記検査対象を位置決めし、前記撮像手段が撮像
した前記別途検査装置不良判定箇所の画像を前記表示手
段が表示するようにしている。この検査装置では、他の
自動検査装置で検出された不良プリント板の検査結果デ
ータを受容し、判定不良箇所を撮像し、画像表示して目
視検査を可能にする。

【００１５】請求項３に係る検査装置は、請求項１のも
のにおいて、共用する照明・撮像手段は、前記撮像手段
がプリント配線板への部品搭載座標軸に対して斜め立体
角方向に配置された両眼視撮像装置としたものである。
この検査装置は、両眼視撮像装置をプリント配線板の部
品搭載座標軸に対して斜め立体角方向に設定し、三次元
計測法を適用する。

【００１６】請求項４に係る検査装置は、請求項３のも
のにおいて、共用する照明・撮像手段は、撮像手段が、
両眼視撮像装置間に、前記プリント配線板面に垂直の視
方向をもって配置された第３の撮像装置を備えたもので
ある。この検査装置は、両眼視撮像三次元計測法におい
て両眼撮像装置の中央にプリント配線板面に垂直の視方
向を取る第３の撮像装置を設置することにより、三角測
量法の欠点である対象の上下位置ずれ過敏性を解消す
る。

【００１７】請求項５に係る検査装置は、プリント配線
板への部品実装の品質を外観検査する検査装置であっ
て、検査対象を位置決めする位置決め手段と、検査箇所
の画像を得るための照明・撮像手段と、得られた画像情
報から三次元計測データを算出する演算手段と、前記三
次元計測データを用いて実装品質良否を判定する判定手
段と、不良判定箇所の判定結果データを記憶するメモリ
手段と、前記判定結果データを出力する手段とを備え、
前記撮像手段がプリント配線板への部品搭載座標軸に対
して、斜め立体角方向に配置された両眼視撮像装置であ
る。

【００１８】この検査装置は、自動検査機において斜め
撮像画像情報を利用することで部品にブラインド側面が
発生しない検査の実現をしている。請求項６に係る検査
装置は、請求項５のものにおいて、前記照明・撮像手段
の撮像手段は、両眼視撮像装置間に、前記プリント配線
板面に垂直の視方向をもって配置された第３の撮像装置
を備えている。

【００１９】この検査装置は、両眼視撮像三次元計測法
において両眼撮像装置の中央にプリント配線板面に垂直
の視方向を取る第３の撮像装置を設置することにより、
三角測量法の欠点である対象の上下位置ずれ過敏性を解
消する。請求項７に係る検査装置は、プリント配線板へ
の部品実装の品質を画像目視検査する検査装置であっ
て、検査対象を位置決めする位置決め手段と、検査箇所
の画像を得るための照明・撮像手段と、得られた検査箇
所の画像を表示する表示手段とを備える検査装置におい
て、前記撮像手段がプリント配線板への部品搭載座標軸
に対して、斜め立体角方向に配置された両眼視撮像装置
である。

【００２０】この検査装置は、斜め撮像画像情報を利用
することで部品にブラインド側面が発生せず、かつ立体
感ある画像表示法を実現している。請求項８に係る検査
装置は、請求項７のものにおいて、別途検査装置により
検査が行われた検査対象の判定結果データを利用する手
段を備え、前記位置決め手段が前記検査対象を位置決め
し、前記撮像手段が撮像した前記別途検査装置不良判定
箇所の画像を前記表示手段が表示するものである。

【００２１】この検査装置は、他の自動検査装置で検出
された不良プリント板の検査結果データを受容し、判定
不良箇所を撮像し、画像表示して目視検査を可能にす
る。請求項９に係る三次元形状計測方法は、両眼視撮像
装置を備える撮像手段の画像情報から演算手段が対象の
形状計測演算を行う両眼視ステレオ計測方法において、
前記両眼視撮像装置が撮像倍率を双方同期して自動的に
変更するようにしている。

【００２２】請求項１０に係る製品の製造方法は、製品
の製造工程ラインに請求項１に記載の検査装置を設置
し、この検査装置の表示手段に検査箇所を表示し、表示
された検査箇所の画像の目視検査により検出された目視
検査不良判定箇所の修理修正を行い、半製品を完成す
る。請求項１１に係る製品の製造方法は、製品の製造工
程ラインに、検査対象を位置決めする位置決め手段と、
プリント配線板への部品搭載座標軸に対して斜め立体角
方向に配置された両眼視撮像装置と、撮像された検査箇
所の画像を表示する表示手段を備える検査装置を設置
し、この検査装置の表示手段に検査箇所を表示し、表示
された検査箇所の画像の目視検査により検出された目視
検査不良箇所の修理修正を行い、半製品を完成する。

【００２３】

【実施例】以下、実施例を示す図面に沿って本発明をさ
らに詳細に説明する。図１は本発明を具体化した第１実
施例の検査装置の構成を示す。図１に示されるその撮像
装置は左右両眼視方式である。その真上よりの平面図は
図２に示すように左右の撮像装置４ａ、４ｂ間距離の中
点を中心にＸ−Ｙステージ２のＸ−Ｙ軸に対して４５度
方位角回転した位置に設定されている。第１実施例の照
明装置の光源は図１及び図２の３であり、ハロゲン灯か
らの光束を光ファイバによって誘導し、白色環状光源と
している。また、この光源３は円環状蛍光灯でも良い。
さらには、またこの光源は必ずしも円環状でなくとも差
支えはない。

【００２４】光束は検査対象１にあたって反射し、撮像
装置であるカラーカメラ４ａ及び４ｂに入射する。撮像
装置４は検査の目的に応じてモノクロカメラであっても
良い。撮像装置４が撮像した４ａ画像と４ｂ画像の２画
像をそれぞれのメモリ・フレームに取込み、演算式
（３）及び（２）に従って画素の距離計測を行い、算出
された距離画像データを自動認識のために用いて良否判
定演算を行う。

【００２５】検査全体の動作順序を図３のフローチャー
トに示す。まず、搬入装置（図示せず）により図１の検
査対象１が搬入され、Ｘ−Ｙステージ２にセットされる
と（ＳＴ１）、検査シーケンスに従って制御ユニット８
の制御信号により位置決め装置（図示せず）がＸ−Ｙス
テージ２を移動させて検査対象１の検査領域を検査位置
にもたらす（ＳＴ２）。光源３の照明による対象からの
反射光を撮像装置のカラーカメラ４ａ及び４ｂが斜め両
眼視撮像する（ＳＴ３）。そこでカラーカメラ４ａ及び
４ｂは、これを画像信号に変換して画像処理演算ユニッ
ト７へ出力する（ＳＴ３）。画像処理演算ユニット７は
この画像信号をルート（Ａ）を介して形状計測データを
演算し（ＳＴ４）、予めプログラム化して保有している
良否判定のための認識アルゴリズムに供給し、検査領域
の自動良否判定を行い（ＳＴ５）、その判定結果データ
をメモリ１０にメモリする（ＳＴ６）。未検査領域があ
れば、次の検査位置に対象を移動するが、全検査領域の
検査が完了すれば（ＳＴ７）、検体を排出して（ＳＴ
８）検査を完了する。

【００２６】次に、本発明の第２実施例を説明する。第
２実施例検査装置の構成を図４に、また動作のフローチ
ャートを図５にそれぞれ示す。本実施例は、斜め両眼視
画像を表示し、これをオペレータが目視することによ
り、良否判定する検査装置である。まず、搬入装置（図
示せず）により、図４の検査対象１が搬入され、Ｘ−Ｙ
ステージ２にセットされると（ＳＴ１）、検査シーケン
スに従って制御ユニット７の制御信号により位置決め装
置（図示せず）がＸ−Ｙステージ２を移動させて検査対
象１の検査領域を検査位置にもたらす（ＳＴ２）。光源
３の照明による対象からの反射光を撮像装置のカラーカ
メラ４ａまたは４ｂが、斜め両眼視撮像する（ＳＴ
３）。この時、教示データにより対象電子部品の観測し
たい方向に応じて、図２の撮像装置４ａまたは４ｂのい
ずれか適する方の画像が表示されるようになっている
（ＳＴ４）。撮像された画像は、表示ユニット１２の画
面上に表示されるので、この画像をオペレータが目視観
測して品質の良否を判定し、判定結果を入力ユニット１
０により入力する（ＳＴ５）。未検査領域があれば（Ｓ
Ｔ６）、次の検査位置に対象を移動するが、全検査領域
の検査が完了すれば（ＳＴ６）、検体を排出して検査を
完了する（ＳＴ７）。このフローにおいて必要があれ
ば、判定結果データをメモリ９にメモリしたり、または
出力ユニット１１によりプリント・アウトしたり、他の
コンピュータ等に送信したりすることもできる。

【００２７】次に、本発明の第３実施例を説明する。第
３実施例は、検査対象の自動検査を行った後、不良判定
された箇所のみを画像表示して目視再検査を行う検査装
置である。その構成は図１の通りであり、第１実施例と
同様である。また、その照明撮像装置も第１実施例と同
様であり、その真上よりの平面図も図２に示す通りであ
る。その動作のフローチャートを図６及び図７に示す。
搬入装置（図示せず）により、図１の検査対象１が搬入
され、Ｘ−Ｙステージ２にセットされると（ＳＴ１）、
検査シーケンスに従って制御ユニット８の制御信号によ
り位置決め装置（図示せず）がＸ−Ｙステージ２を移動
させて検査対象１の検査領域を自動検査位置にもたらす
（ＳＴ２）。光源３の照明による対象からの反射光を撮
像装置のカラーカメラ４ａ及び４ｂが斜め両眼視撮像す
る（ＳＴ３）。そこでカラーカメラ４ａ及び４ｂは、こ
れを画像信号に変換して画像処理演算ユニット７へ出力
する（ＳＴ３）。画像処理演算ユニット７は、この画像
信号をルート（Ａ）を介して形状計測データを演算し
（ＳＴ４）、予めプログラム化して保有している良否判
定のための認識アルゴリズムに供給し、検査領域の自動
良否判定を行う（ＳＴ５）。その判定結果が不良である
場合にはＳＴ６がＮＯとなり、ＳＴ７において不良判定
箇所（即ち再検箇所）位置データをメモリ１０にメモリ
する。また、もし判定結果が良品である時はＳＴ６がＹ
ＥＳとなり、次にＳＴ８がＮＯであれば、次の検査位置
に対象を移動するが、ＹＥＳであれば全自動検査領域の
検査が完了し、目視再検査ステップ（図７）へと進む。

【００２８】図７の目視再検査ステップにおいては、再
検査シーケンスは図１のメモリ１０にメモリされている
不良判定箇所位置データに従って制御ユニット８の制御
信号により位置決め装置（図示せず）がＸ−Ｙステージ
２を移動させて検査対象１の再検査領域を再検査位置に
もたらす（ＳＴ９）。そこでＳＴ１０において、白色環
状光源３が検査対象１に対して白色光束を照射すると、
カラーカメラ３が再検査領域を撮像し、その画素を表示
ユニット１３のスクリーン上に表示する（ＳＴ１１）。
この際、不良判定箇所位置データには、その電子部品の
どの部分が不良であるかの位置データも含まれているの
で、図２の撮像装置４ａまたは４ｂのいずれか適する方
の画像が表示されるようになっている。そこで、オペレ
ータはこの画像を観測することによって目視検査を行
い、良否判定を下し（ＳＴ１２）、判定結果を入力ユニ
ット１１に入力する（ＳＴ１３）。結果の入力が終わる
とＳＴ１４がＮＯであれば、再検査シーケンスはメモリ
１０にメモリされている不良判定箇所位置データに従っ
て、制御ユニット８の制御信号により位置決め装置（図
示せず）が再びＸ−Ｙステージ２を移動させて検査対象
１を次の再検査位置にもたらし、以上述べた動作が反復
される（ルートＢ→Ａ）。このようにして、全ての再検
査位置の再検査が完了したら、ＳＴ１４がＹＥＳとなり
検査対象１がＸ−Ｙステージ２から排出される（ＳＴ１
６）。以上述べたように本実施例は、良否判定を自動的
に行い、不良の領域だけを画像として表示するので、オ
ペレータは極く少数の目視検査を行えばよいことにな
り、大幅な省力化が実現されるばかりでなく、稍緩かな
自動検査判定基準を設定することによって、不良箇所の
不検出リスクを回避し、少数の良箇所過検出を許容して
不良判定し、不良判定分のみの目視再検査を表示画像に
よって行うのである。

【００２９】次に、本実施例の第４実施例を説明する。
第４実施例は左右両眼視撮像法において、左右両眼視撮
像装置の間に第３の撮像装置を設定することにより、両
眼視三角測量法の欠点を補う本発明に係る三次元計測方
法を利用した検査装置である。第４実施例の照明撮像装
置の構成を図８の断面図と図９の平面図に示す。第４実
施例の照明装置の光源は、図８及び図９の３であり、ハ
ロゲン灯からの光束を光ファイバによって誘導し、白色
環状光源としている。また、この光源は円環状蛍光灯で
も良い。さらには、またこの光源は必ずしも円環状でな
くとも差支えはない。光束は検査対象１にあたって反射
し、撮像装置である左右のカラーカメラ４ａ、４ｂ、及
び第３の撮像装置であるカラーカメラ５に入射する。撮
像装置４及び５は検査の目的に応じて、モノクロカメラ
であっても良い。両眼視画像は直方体もしくは直方体に
近い形状の立体である電子部品の左側面画像については
撮像装置４ａと５、また電子部品の右側面画像について
は４ｂと５が撮像した画像のそれぞれ２画像をフレーム
メモリに取込み、演算式（２）に従って画素の距離計測
を行い、算出された距離画像データを自動認識のために
用いて良否判定演算を行う。第４実施例は自動検査装置
であって検査動作のフローは、三次元計測演算内容の差
違以外は、第１実施例と同様であり、図３のフローチャ
ートと同様であるので説明を省略する。

【００３０】次に、本実施例の第５実施例を説明する。
第５実施例は、検査対象の自動検査を行った後、不良判
定された箇所のみを画像表示して目視再検査を行う検査
装置である。その構成は図８の通りであり、その照明撮
像装置における一つの相違点以外は第４実施例と同様で
ある。第５実施例の照明撮像装置の真上よりの平面図は
図１０に示す通りであり、撮像装置４ａ、４ｂが第１実
施例と同様に斜撮像方式に設置してある点以外は、第４
実施例と同様である。その動作の主要なフローチャート
は図６及び図７に示す通りであり、両眼視画像は直方体
もしくは直方体に近い形状の立体である電子部品の左側
面及び下側面画像については撮像装置４ａと５、また電
子部品の右側面及び上側面画像については４ｂと５が撮
像した画像のそれぞれ２画像をフレームメモリに取込
み、演算式（２）に従って画素の距離計測を行い、算出
された距離画像データを自動認識のために用いて良否判
定を行う。三次元計測演算内容が、撮像装置４ａと５ま
たは撮像装置４ｂと５のそれぞれの組合わせの画像デー
タの間で、演算式（１）及び（２）による演算を行う差
違以外は第３実施例と同様であるので説明を省略する。
第５実施例の目視再検査ステップは左右の撮像装置４ａ
及び４ｂが得た画像を用い、第３撮像装置５の画像は使
用しないので、本質的に第３実施例の再検査ステップと
同様であるので説明を省略する。

【００３１】次に、本実施例に係る上述の第１至第５実
施例の画像表示手段が有する撮像のズーミング機能につ
いて説明する。既に述べ来った実施例の説明において明
らかなように、本発明の提案によって自動検査位相と画
像表示位相における撮像装置の共用化が可能になった。
しかしながら、パタン認識技術応用の自動検査性能には
認識精度の他に検査スピードがあり、スピードを稼ぐた
めには認識精度が許す限り撮像倍率を成るべく低倍率に
抑えたい。一方、画像表示による目視検査では目視判別
に必要なだけの倍率で画像を拡大したい。従って、自動
検査に適した倍率と目視検査に適した倍率とが一致しな
い場合の方がむしろ多いことが本発明になる検査装置の
設計段階で考慮せねばならないことになる。

【００３２】倍率の課題を更に実際上の詳細に亘って見
てみるに、自動検査においても目視検査においても、あ
る検査対象の中の各々の検査領域にとっての最適の撮像
倍率が存在するので、認識精度と検査スピードの総合的
最適化を計るためには、各検査領域に対して適合した倍
率にセットできることが望ましいのである。以上説明し
た技術上のニーズを満足するには、撮像の倍率可変機
能、即ちズーミング機能の装備が実用上の必要機能とな
る。本発明の各実施例には、それぞれの撮像手段に自動
ズーム機能を備え、しかもそれは図３、図５、図６、図
７、図１１、図１４及び図１７に示したように、撮像手
段の両眼視撮像装置のそれぞれが同期信号によって同期
して倍率変更するので、自動検査位相においては三角測
量法を用いた三次元形状計測演算をセットされた倍率の
画像毎に行うことができ、また画像表示位相においては
最適の倍率での目視検査が可能となったのである。

【００３３】次に他の検査装置により検査された検査対
象の中、他の検査装置が不良判定した箇所を本発明にな
る検査装置により再検査する方法について説明する。他
の検査装置は自動検査装置であって、本発明に係る自動
検査装置でも、または全く別途の自動検査装置でも構わ
ない。再検査の機能を図１１のフローチャートに示す。
図１１は図１、２の斜め両眼撮像方式を例示している
が、図８、１０の撮像方式においても再検査の流れは全
く同様である。まず、他の検査装置の検査により得られ
た検査結果データを図１の入力ユニット１１または図８
の入力ユニット１２においてデータ受信、もしくはフロ
ッピディスクのセットによって行う。この検査結果デー
タには他の検査装置が不良判定した箇所の位置データが
含まれており、次のステップで再検対象をＸ−Ｙステー
ジにセットすると制御ユニット（図１の８または図８の
９）の指示信号により、前記の判定不良箇所の検査位置
に位置決めする。この検査位置の画像はルート（Ａ）を
経由して表示されるので、オペレータがその表示画像を
目視して判定結果を入力する。この作業を再検査対象の
全再検位置について行い、完了するとその対象の検査結
果データが完成する。

【００３４】また、上述の検査装置による画像目視再検
査を行いながら、最終的に不良と判定された箇所を修理
修正することによって、半製品を完成する製造工程につ
いて説明する。図１２は対象がプリント配線板に電子部
品をはんだ付けする製造ラインを示している。左端のは
んだ印刷機２１にプリント配線板が搬入されると、そこ
でスクリーン印刷によりクリームはんだが塗布され、ベ
ルトコンベアによりチップ装着機２２に搬入され、チッ
プ部品が装着されて、次に異形部品装着機２３に運ばれ
て異形部品が装着される。予定された全ての部品の装着
が終わると、リフロー炉２４に搬入され、クリームはん
だが熔融されてはんだ付けが完了する。はんだ付けプリ
ント配線板は、次に自動検査装置２５に送り込まれて電
子部品の有無やはんだ付けの良否の検査がなされる。自
動検査装置２５で自動検査が終わったプリント配線板
は、ベルトコンベアにより本発明に係る検査装置に送り
込まれると同時に、自動検査結果データも通信線を通じ
て本発明に係る検査装置に送信される。そこでオペレー
タは表示画像について目視再検査を行った上、この半製
品プリント配線板の不良箇所の修理修正をその場で即実
行する。

【００３５】図１３は検査装置が修理台１５を備え、画
像目視再検査がなされて不良と判定された場合、検査対
象１は修理台１５へ引き出され、そこで修理対象１６と
して修理または修正が施される。その場合の動作ステッ
プは図１４のフローチャートの通りであり、オペレータ
が画像目視により不良判定する度に（ＳＴ６）、その箇
所の修理修正を実施し（ＳＴ７）、再び対象をＸ−Ｙテ
ーブル２に戻すと再検査対象１は、上述の通りに次の再
検査対象に位置決めされ、次の再検箇所が画像表示され
る。このようにして、再検査と修理修正が施されて全箇
所の部品実装状態が完璧となった実装プリント配線板
は、製品として仕上げられたものであり、完成品として
出荷される。検査と修理修正はこのようにして不即不離
の関係にあり、不可欠のステップとして製造工程に組み
込まれているのである。

【００３６】上記説明では自動検査装置と本発明に係る
検査装置とがベルトコンベアで連結される例をあげた
が、現場の必要性から両検査装置が切り離された状態に
あってプリント配線板がストッカによって一括して後者
に運ばれ、一方自動検査結果データが通信方式またはフ
ロッピディスクによって入力ユニット１０に伝達されて
も一向にかまわない。

【００３７】また、前述した再検査と同様に自動検査ス
テップと再検査修理ステップとを全て本発明になる第３
実施例または第５実施例の検査装置によって実行しても
良い。また図１３の修理台１５はＸ−Ｙテーブル２が兼
用されて、その機能を果たす構成であっても良い。次
に、本発明に係る検査装置における目視検査を稼働しつ
つ、修理修正を実施する工程について説明する。上述と
同様に電子部品実装ラインを例に取ると、図１５に示す
ライン構成となる。このケースの装置構成を図１６に、
また操作ステップを図１７のフローチャートにそれぞれ
示す。この場合、オペレータは検査装置の前に座り、画
像目視検査を行いながら不良箇所を発見する度に（ＳＴ
５）、直ちにこれを修理修正していく（ＳＴ６）。この
際の修理台の機能は前節で述べた通りである。この修理
修理工程も前述のケースと全く同様に半製品を完成する
製造工程である。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、斜め両眼視による三角
測量法、あるいは両眼視撮像法に、更に第３の撮像装置
を具備した撮像手段による三角測量法を用いるので、直
方体あるいは直方体に近似の形状を持つ立体の三次元計
測の欠点である垂直側面計測不能や上下の位置誤差に過
敏な性格が解消され、特にプリント配線板に搭載された
部品実装検査に適用すると、コンピュータ・パタン認識
利用による検査の自動化ばかりでなく、目視検査のため
の画像表示法においても極めて見易い画像の撮像が可能
になったので、コンパクトかつ低コストの計測・検査装
置の実現が期待できる。

【００３９】請求項１に記載の発明によれば、自動検査
と画像表示による目視再検査を１台の装置で行い、しか
も同一の撮像法で得た同質の画像情報を使用することが
可能になった。また請求項２及び請求項８に記載の発明
によれば、他の自動検査機で検出された不良プリント板
の検査結果データを受容し、判定不良箇所を撮像し、画
像表示して、目視検査に供する画像表示検査装置が可能
になった。

【００４０】また請求項３の発明によれば、両眼視撮像
装置をプリント配線板の部品搭載座標軸に対して斜め立
体角方向に設定し、三次元計測法を適用することによっ
て、自動検査と画像表示による目視再検査を１台の装置
で行い、しかも同一の撮像法で得た同質の画像情報を使
用することが可能になった。また請求項４に記載の発明
によれば、両眼視撮像三次元計測法において両眼撮像装
置の中央にプリント配線板面に垂直の視方向を取る第３
の撮像装置を設置し、三角測量法の欠点である対象の上
下位置ずれ過敏性を解消し、熱処理変形度の大きいプリ
ント配線板に両眼視三角測量法を適用することが可能に
なった。

【００４１】また請求項５に記載に発明によれば、斜め
撮像画像情報を利用することで、部品にブラインド側面
が発生しない自動検査機が可能になった。請求項６記載
の発明によれば、両眼撮像装置の中央にプリント配線板
面に垂直の視方向を取る第３の撮像装置を設置し、三角
測量法の欠点である対象の上下位置ずれ過敏性を解消し
た自動検査機が可能になった。

【００４２】また請求項７記載の発明によれば、斜め撮
像画像情報を利用することで、部品にブラインド画像が
発生せず、かつ立体感ある画像表示法検査機が可能にな
った。また請求項９に記載の発明によれば、両眼撮像装
置の撮像倍率を双方同期的に変更することで両眼視撮像
法による三次元形状計測技術が実用的な利用に便利にな
った。

【００４３】請求項１０及び請求項１１に記載の発明に
よれば、製造ラインに設置した画像表示検査機で目視検
査を行い、不良箇所を発見したら直ちにその箇所を修理
または修正して完成品として出荷する製品の製造方法が
可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例検査装置の構成を示す図
である。

【図２】同実施例検査装置の照明・撮像部の平面部であ
る。

【図３】同実施例検査装置の全体動作を説明するための
フローチャートである。

【図４】この発明の第２実施例検査装置の構成を示す図
である。

【図５】同実施例検査装置の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図６】この発明の第３実施例検査装置の動作を説明す
るためのフローチャートである。

【図７】図６とともに、第３実施例検査装置の動作を説
明するためのフローチャートである。

【図８】この発明の第４実施例検査装置の構成を示す図
である。

【図９】同実施例検査装置の照明・撮像部の平面図であ
る。

【図１０】この発明の第５実施例検査装置の照明・撮像
部の平面図である。

【図１１】この発明のさらに他の実施例検査装置の動作
を説明するためのフローチャートである。

【図１２】プリント配線板に電子部品をはんだ付けする
製造工程を示す図である。

【図１３】この発明の他の実施例検査装置の構成を示す
図である。

【図１４】同実施例検査装置の動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【図１５】プリント配線板への電子部品を実装する他の
製造工程例を示す図である。

【図１６】この発明のさらに他の実施例検査装置の構成
を示す図である。

【図１７】同実施例検査装置の操作ステップを示すフロ
ーチャートである。

【図１８】電子部品の視方向を説明するための図であ
る。

【図１９】カメラの撮像画像による誤差演算例を説明す
るための図である。

【図２０】カメラの撮像画像による三角測量法演算例を
説明するための図である。

【図２１】カメラの撮像画像による斜め撮像演算例を説
明するための図である。

【符号の説明】 １ 被検査対象 ２ Ｘ−Ｙステージ ３ 光源 ４ａ、４ｂ カラーカメラ １３ 表示ユニット

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント配線板への部品実装の品質を外観
   検査する検査装置であって、 検査対象を位置決めする位置決め手段と、 検査箇所の画像を得るための照明・撮像手段と、 得られた画像情報から三次元計測データを算出する演算
   手段と、 前記三次元計測データを用いて実装品質良否を判定する
   判定手段と、 不良判定箇所の位置データを記憶するメモリ手段と、 自動検査終了後、前記位置データを用いて前記検査対象
   が再位置決めされ、その不良箇所を照明・撮像する照明
   ・撮像手段と、 その不良箇所の画像を表示する表示手段とを備え、 自動検査のための照明・撮像手段と、画像表示のための
   照明・撮像手段を共用するものである検査装置。
2. 【請求項２】別途検査装置により検査が行われた検査対
   象の判定結果データを利用する手段を備え、前記位置決
   め手段が前記検査対象を位置決めし、前記撮像手段が撮
   像した前記別途検査装置不良判定箇所の画像を前記表示
   手段が表示することを特徴とする請求項１記載の検査装
   置。
3. 【請求項３】前記共用する照明・撮像手段は、前記撮像
   手段がプリント配線板への部品搭載座標軸に対して斜め
   立体角方向に配置された両眼視撮像装置である請求項１
   記載の検査装置。
4. 【請求項４】前記共用する照明・撮像手段は、撮像手段
   が、両眼視撮像装置間に、前記プリント配線板面に垂直
   の視方向をもって配置された第３の撮像装置を備えたこ
   とを特徴とする請求項３記載の検査装置。
5. 【請求項５】プリント配線板への部品実装の品質を外観
   検査する検査装置であって、 検査対象を位置決めする位置決め手段と、 検査箇所の画像を得るための照明・撮像手段と、 得られた画像情報から三次元計測データを算出する演算
   手段と、 前記三次元計測データを用いて実装品質良否を判定する
   判定手段と、 不良判定箇所の判定結果データを記憶するメモリ手段
   と、 前記判定結果データを出力する手段とを備え、 前記撮像手段がプリント配線板への部品搭載座標軸に対
   して、斜め立体角方向に配置された両眼視撮像装置であ
   ることを特徴とする検査装置。
6. 【請求項６】前記照明・撮像手段の撮像手段は、両眼視
   撮像装置間に、前記プリント配線板面に垂直の視方向を
   もって配置された第３の撮像装置を備えたことを特徴と
   する請求項５記載の検査装置。
7. 【請求項７】プリント配線板への部品実装の品質を画像
   目視検査する検査装置であって、 検査対象を位置決めする位置決め手段と、 検査箇所の画像を得るための照明・撮像手段と、 得られた検査箇所の画像を表示する表示手段とを備える
   検査装置において、前記撮像手段がプリント配線板への
   部品搭載座標軸に対して、斜め立体角方向に配置された
   両眼視撮像装置であることを特徴とする検査装置。
8. 【請求項８】別途検査装置により検査が行われた検査対
   象の判定結果データを利用する手段を備え、前記位置決
   め手段が前記検査対象を位置決めし、前記撮像手段が撮
   像した前記別途検査装置不良判定箇所の画像を前記表示
   手段が表示することを特徴とする請求項７記載の検査装
   置。
9. 【請求項９】両眼視撮像装置を備える撮像手段の画像情
   報から演算手段が対象の形状計測演算を行う両眼視ステ
   レオ計測方法において、前記両眼視撮像装置が撮像倍率
   を双方同期して自動的に変更するようにしたことを特徴
   とする三次元形状計測方法。
10. 【請求項１０】製品の製造工程ラインに、検査対象を位
    置決めする位置決め手段と、検査箇所の画像を得るため
    の照明・撮像手段と、得られた画像情報から三次元計測
    データを算出する演算手段と、前記三次元計測データを
    用いて実装品質良否を判定する判定手段と、不良判定箇
    所の位置データを記憶するメモリ手段と、自動検査終了
    後、前記位置データを用いて前記検査対象が再位置決め
    され、その不良箇所を照明・撮像する照明・撮像手段
    と、その不良箇所の画像を表示する表示手段とを備え、
    自動検査のための照明・撮像手段と、画像表示のための
    照明・撮像手段を共用するものである検査装置を設置
    し、この検査装置の表示手段に検査箇所を表示し、表示
    された検査箇所の画像の目視検査により検出された目視
    検査不良判定箇所の修理修正を行い、半製品を完成する
    製品製造方法。
11. 【請求項１１】製品の製造工程ラインに、検査対象を位
    置決めする位置決め手段と、プリント配線板への部品搭
    載座標軸に対して斜め立体角方向に配置された両眼視撮
    像装置と、撮像された検査箇所の画像を表示する表示手
    段を備える検査装置を設置し、この検査装置の表示手段
    に検査箇所を表示し、表示された検査箇所の画像の目視
    検査により検出された目視検査不良箇所の修理修正を行
    い、半製品を完成する製品製造方法。