(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光沢面である半田レベラを有する電極及びこの電極上に塗布された非光沢面であるクリーム半田を画像認識の対象物として撮像するカメラと、このカメラにより取得した画像データを画像処理する画像処理部と、撮像時に前記対象物を照明する第１の照明部および第２の照明部とを備え、第１の照明部に、白色光を発光する白色光源部と、上部に前記カメラの光軸を通す開口部が設けられ内面に拡散反射面を有する反射部と、前記白色光源部から白色光を導き前記反射部の内面に向って投光する投光部とを備え、第２の照明部に、有色光を発光する有色光源部と、この有色光源部の有色光を前記対象物の光沢面である半田レベラに向って投光する投光部とを備えていることを特徴とするクリーム半田の塗布状態検査装置。
【請求項２】
光沢面である半田レベラを有する電極及びこの電極上に塗布された非光沢面であるクリーム半田を画像認識の対象物としてカメラにより撮像して画像データを取得し、この画像データを画像処理して前記光沢面である半田レベラを識別するクリーム半田の塗布状態検査方法であって、白色光源部を備えた第１の照明部により前記対象物の全体を照明し、かつ有色光源部を備えた第２の照明部により前記対象物の光沢面である半田レベラを照明した状態で前記カメラによって前記対象物を撮像し、前記光沢面である半田レベラからの有色光の正反射光および非光沢面であるクリーム半田からの白色光の乱反射光を受光することにより、取得画像において前記半田レベラと前記クリーム半田を識別することを特徴とするクリーム半田の塗布状態検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光沢面である半田レベラを有する電極及びこの電極上に塗布された非光沢面であるクリーム半田を対象物として撮像し、画像処理によって両者を識別するクリーム半田の塗布状態検査装置および塗布状態検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品や機器の製造分野においては、電子部品や基板などの対象物をカメラで撮像し、撮像結果を画像認識することにより対象物の識別や位置検出などを行う画像認識方法が広く用いられている。これらの対象物の１つとして、電子部品の実装に先立って行われる半田印刷後の基板があり、ここでは基板の電極上に印刷されたクリーム半田の塗布状態を画像により認識して塗布状態の合否を判定する検査が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、基板の電極には半田接合性を向上させる目的で、電極表面に半田膜が形成された半田レベラを有するものがある。このような半田レベラを有する電極にクリーム半田が塗布された場合には、半田レベラと塗布されるクリーム半田は本来同材質のものを含み色彩が類似しているため、クリーム半田の形状をカラーカメラによって撮像して色彩によって識別することは困難であった。このため、このような色彩が類似するもの同士を識別しようとする場合には、明暗の差のみによって識別する以外に方法がなく、認識精度を向上させることが困難であるという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、光沢面である半田レベラを有する電極に塗布された非光沢面であるクリーム半田の認識精度を向上させることができるクリーム半田の塗布状態検査装置および塗布状態検査方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のクリーム半田の塗布状態検査装置は、光沢面である半田レベラを有する電極及びこの電極上に塗布された非光沢面であるクリーム半田を画像認識の対象物として撮像するカメラと、このカメラにより取得した画像データを画像処理する画像処理部と、撮像時に前記対象物を照明する第１の照明部および第２の照明部とを備え、第１の照明部に、白色光を発光する白色光源部と、上部に前記カメラの光軸を通す開口部が設けられ内面に拡散反射面を有する反射部と、前記白色光源部から白色光を導き前記反射部の内面に向って投光する投光部とを備え、第２の照明部に、有色光を発光する有色光源部と、この有色光源部の有色光を前記対象物の光沢面である半田レベラに向って投光する投光部とを備えている。
【０００６】
請求項２記載のクリーム半田の塗布状態検査方法は、光沢面である半田レベラを有する電極及びこの電極上に塗布された非光沢面であるクリーム半田を画像認識の対象物としてカメラにより撮像して画像データを取得し、この画像データを画像処理して前記光沢面である半田レベラを識別するクリーム半田の塗布状態検査方法であって、白色光源部を備えた第１の照明部により前記対象物の全体を照明し、かつ有色光源部を備えた第２の照明部により前記対象物の光沢面である半田レベラを照明した状態で前記カメラによって前記対象物を撮像し、前記光沢面である半田レベラからの有色光の正反射光および非光沢面であるクリーム半田からの白色光の乱反射光を受光することにより、取得画像において前記半田レベラと前記クリーム半田を識別するようにした。
【０００７】
各請求項記載の発明によれば、白色光源を備えた第１の照明部により対象物の全体を照明し、対象物の光沢面である半田レベラを有色光源を備えた第２の照明部で照明し、半田レベラからの有色光の正反射光を受光して撮像することにより、クリーム半田と半田レベラを精度よく識別することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の画像認識装置の正面図、図２は同画像認識装置の撮像部の断面図、図３、図４は同画像認識装置の部分断面図である。
【０００９】
まず、図１を参照して画像認識装置の構造を説明する。図１において基台１上には可動テーブル２が配設され、可動テーブル２には基板保持部３が載置されている。基板保持部３には表面に認識の対象物である半田レベラを有する電極４が設けられた基板５が保持されている。電極４の表面の半田レベラは光を正反射する光沢面となっており、半田レベラの表面にはクリーム半田４ａが塗布されている。可動テーブル２を駆動することにより基板５は水平移動し、位置決めされる。すなわち可動テーブル２および基板保持部３は基板５を位置決めする位置決め手段となっている。
【００１０】
基板保持部３の両側にはコンベアユニット６，７が配設されている。コンベアユニット６は基板保持部３に基板５を搬入し、コンベアユニット７は検査後の基板５を基板保持部３から搬出する。基板保持部３の上方には撮像部１０が配設されている。ここで図２を参照して撮像部１０について説明する。図２に示すように、撮像部１０はカラーカメラ１１、ズームレンズよりなる光学系１２、第１の照明部１３および第２の照明部１４を備えている。基板保持部３に保持され位置決めされた基板５は、第１の照明部１３および第２の照明部１４によって照明され、光学系１２を介してカラーカメラ１１によって撮像される。
【００１１】
次に第１の照明部１３について説明する。ケース１５の内部には、上部に開口部１６ａが設けられた略半球状の反射部１６が設けられている。反射部１６の内側の表面（内面）には白色アルマイト処理が施されており、反射部１６の表面は入射した光を拡散反射する拡散反射面となっている。反射部１６の下部には、投光部としての複数のファイバーケーブル１７が円環状に均一に配置されており、ファイバーケーブル１７の端部１７ａは光が直接基板５に当たらないよう反射部１６の内側に斜め上方の角度を以て開口している。
【００１２】
ファイバーケーブル１７は複数本束ねられてコネクタ１８に接続されており、コネクタ１８にはハロゲンランプなどの白色光を発生する白色光源部１９が接続されている。白色光源部１９を駆動することにより、ファイバーケーブル１７の端部１７ａから反射部１６の内面に向って白色光が投光され、投光された白色光は反射部１６の拡散反射面によって拡散反射され、下方の基板５を照明する。このようにして照明された基板５は、開口部１６ａを介してカラーカメラ１１により撮像される。
【００１３】
第１の照明部１３の上部には第２の照明部１４が設けられている。第２の照明部１４は、有色光（本実施の形態では赤色光）を発生するＬＥＤより成る有色光源部２０および光学系１２の下方に位置し有色光源部２０が発光する有色光を下方に照射させるハーフミラー２１を備えている。有色光源部２０を駆動することにより、赤色光はハーフミラー２１によって下方に反射され開口部１６を介して基板５を照明する。すなわち、ハーフミラー２１は光沢面を含む基板５に赤色光を投光する投光部となっっている。そして基板５からの反射光は、ハーフミラー２１を透過して上方のカラーカメラ１１に入射する。
【００１４】
すなわちカラーカメラ１１は、基板５を第１の照明部１３の白色光の拡散反射光によって照明された撮像条件、および第２の照明部１４による上方からの赤色光の同軸照明によって照明された撮像条件の２通りの撮像条件の下で撮像することができる。このようにして得られた画像データは画像処理部２２によって画像処理され、その処理結果は制御部２３に送られる。また制御部２３は、白色光源部１９および有色光源部２０を制御し、撮像対象に応じて照明光の切り換えを行う。
【００１５】
この画像認識装置は上記のように構成され、次に各図を参照して動作を説明する。まず図１において、コンベアユニット６上に検査対象の基板５が載置され、基板保持部３上に搬入されて保持される。次いで可動テーブル２を駆動して基板５を撮像部１０に対して位置決めする。
【００１６】
この後白色光源部１９を駆動すると、図３に示すように複数のファイバーケーブル１７の端部１７ａから反射部１６の内側斜め上方に向って白色光が投光される。このとき、端部１７ａからの白色光はある角度範囲内で拡散しながら進んで反射部１６の表面により反射され、更に拡散される。ここで、端部１７ａは反射部１６の下部に均一に円環状に配置されており、反射部１６の内側には各円周方向から白色光が投光され、下方に位置する基板５は反射部１６からの拡散反射光によって各方向から均一に照明される。したがって、基板５の電極４上のクリーム半田４ａは、この均一な照明光によって半田本来の色である灰色の画像として撮像される。
【００１７】
次に、制御部２３により赤色光源部２０を駆動して赤色光の同軸照明により基板５の電極４上を照明する。すると、表面粗度が小さく光沢面である半田レベラの表面では、照明光は正反射される度合いが大きく、この反射光はカラーカメラ１１に入射して撮像される。すなわちカラー画像上では半田レベラ表面の部分に照明光の赤色が検出される。これに対し、クリーム半田４ａの表面は光沢がなく表面粗度が大きいため赤色照明光は乱反射し、カラーカメラ１１に入射する反射光は少ない。したがって、カラー画像上では半田レベラ表面以外の部分では赤色はほとんど検出されず、赤色が検出される電極４表面の半田レベラと、クリーム半田４ａとを明瞭に識別することができる。このように、有色光の照明を用いることにより、対象物の光沢の有無、もしくは表面粗度の相違を利用して、材質的には同色・類似色である部分を相互に識別することができる。
【００１８】
なお本発明は上記実施の形態に限定されないのであって、対象物としては半田印刷後の基板のみならず、材質的に同色・類似色で表面粗度に差のあるものであればよく、また有色光の照明方法も同軸照明に限らず光沢面に入射して正反射を生じさせるような照明方法であればよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、白色光源を備えた第１の照明部により対象物の全体を照明し、対象物の光沢面である半田レベラを有色光源を備えた第２の照明部で照明し、半田レベラからの有色光の正反射光を受光して撮像するようにしたので、対象物の光沢面である半田レベラを非光沢面であるクリーム半田から精度よく識別して、材質的に同色、類似色である部分を相互に識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の画像認識装置の正面図
【図２】本発明の一実施の形態の画像認識装置の撮像部の断面図
【図３】本発明の一実施の形態の画像認識装置の部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態の画像認識装置の部分断面図
【符号の説明】
５  基板
１０  撮像部
１１  カラーカメラ
１３  第１の照明部
１４  第２の照明部
１６  反射部
１７  ファイバーケーブル
１９  白色光源部
２０  有色光源部
２２  画像処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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