(57)【要約】【課題】目視判定における良否判定の基準を安定させ、検査効率を高める。【解決手段】本発明の外観検査装置１は、プリント基板Ｐを撮像するカメラ５２と、プリント基板Ｐの状態の良否を判定するための基準となる基準画像データを記憶する記憶部６１と、カメラ５２により撮像されたプリント基板Ｐの撮像画像の画像データと記憶部６１に記憶された基準画像データとを比較して差分をとり、この差分に基づく差分画像を作成するコントロールユニット６０と、差分画像を表示する液晶モニタ４とを備えている。図８は表示画面の一例であって、左上の表示領域に左側ずれ限度画像を、右上の表示領域に差分画像（差分領域Ｄ２）及びプリント基板Ｐの撮像画像を、左下の表示領域に標準画像を、右下の表示領域に差分画像（差分領域Ｄ１）及びプリント基板Ｐの撮像画像をそれぞれ同時に表示させたものである。【選択図】図８
2008139260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を撮像する撮像手段と、
前記基板の状態の良否を判定するための基準となる基準画像データを記憶する記憶手段と、
前記撮像手段により撮像された基板の撮像画像の画像データと前記記憶手段に記憶された前記基準画像データとを比較して差分をとり、この差分に基づく差分画像を作成する画像処理手段と、
前記差分画像と判定において参照可能な参照画像を同時に表示する表示手段とを備える画像表示装置。
【請求項２】
前記画像処理手段は前記基準画像データに基づいて基準画像を作成し、前記表示手段は前記参照画像として前記基準画像を表示する機能を有する請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記表示手段は前記参照画像として前記基板の撮像画像を表示する機能を有する請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記記憶手段は前記基板の正規の状態を示す標準画像データを記憶可能であって、前記画像処理手段は前記標準画像データに基づいて標準画像を作成し、前記表示手段は前記参照画像として前記標準画像を表示する機能を有する請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記記憶手段は複数種の前記基準画像データを記憶可能であって、前記画像処理手段は前記複数種の前記基準画像データから選択された一の基準画像データに基づいて前記差分画像を作成する機能を有する請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記記憶手段は前記基板の正規の状態を示す標準画像データを記憶可能であって、前記画像処理手段は前記標準画像データを前記基準画像データとして差分画像を作成する機能を有する請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記基板の撮像画像の画像データと前記基準画像データとを比較してその一致度合いを調べることにより前記基板上に配された被検査対象物の状態の良否を判定する自動判定手段と、請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の画像表示装置とを備え、前記画像処理手段は前記自動判定手段により不良と判定された被検査対象物についての前記差分画像を作成する機能を有する外観検査装置。
【請求項８】
基板上の所定の位置にクリーム半田を印刷する印刷手段と、前記印刷手段によって前記基板上に印刷されたクリーム半田の印刷状態を目視判定するための補助となる画像を表示する請求項１ないし請求項６に記載の画像表示装置とを備えたクリーム半田印刷機。
【請求項９】
基板上の所定の位置にクリーム半田を印刷する印刷手段と、前記印刷手段によって前記基板上に印刷されたクリーム半田の印刷状態を検査する請求項７に記載の外観検査装置とを備えたクリーム半田印刷機。
【請求項１０】
オペレータが基板の状態の良否を目視判定するための補助となる画像を表示する画像表示方法であって、
前記基板を撮像手段によって撮像する撮像工程と、前記基板の状態の良否を判定するための基準としてあらかじめ記憶手段に記憶された基準画像データと前記撮像工程で得られた前記基板の撮像画像の画像データとを比較して差分をとり、この差分に基づく差分画像を画像処理手段によって作成する差分画像作成工程と、表示手段に前記差分画像と判定において参照可能な参照画像を同時に表示させる画像表示工程とを備えた画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に印刷されたクリーム半田の印刷状態、基板に実装された部品の実装状態等の目視判定をするための画像を表示する画像表示装置、外観検査装置、クリーム半田印刷機、及び画像表示方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板の外観検査を行う方法の一つとして、撮像手段により撮像された基板の撮像画像の画像データと、基板の状態の良否を判定するための基準となる基準画像データ（マスターデータ）とを比較してその一致度合を調べることが行われている（いわゆるパターンマッチング法）。しかしながら、このパターンマッチング法では、検査前にあらゆる不良の態様を予測し、これらの不良に対応した全ての基準画像を事前に用意しておくことが困難であるため、良品であるにもかかわらず不良品と誤って判定される場合がある。このような誤判定の対策として下記特許文献１に記載された外観検査装置では、まず自動判定手段が基板上に配された被検査対象物の状態の良否を判定し、オペレータが自動判定手段により不良と判定された被検査対象物を目視判定することにより、当該被検査対象物についての最終的な判断がなされる。表示手段は、当該被検査対象物の撮像画像と共に、記憶手段にあらかじめ記憶させておいた基準画像データに基づいて画像処理手段が作成した基準画像を同時に表示する機能を有している。
【特許文献１】特開平８−６４９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながらこの外観検査装置では、オペレータが自己の観察力及び注意力により当該被検査対象物の撮像画像と基準画像とを対比して、両画像の差異を頭の中で想像しながら良否判定する必要があるため、例えばオペレータの相違によって良否判定の基準が異なるおそれがあり、また目視判定をするのに多大な時間を要するため、検査の効率を大きく低下させていた。
【０００４】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、良否判定の基準を安定させると共に、検査の効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の画像表示装置は、基板を撮像する撮像手段と、基板の状態の良否を判定するための基準となる基準画像データを記憶する記憶手段と、撮像手段により撮像された基板の撮像画像の画像データと記憶手段に記憶された基準画像データとを比較して差分をとり、この差分に基づく差分画像を作成する画像処理手段と、差分画像と判定において参照可能な参照画像を同時に表示する表示手段とを備える構成としたところに特徴を有する。
【０００６】
このような構成によると、画像処理手段が撮像工程で得られた基板の撮像画像の画像データと記憶手段に記憶された基準画像データとの差分に基づいて差分画像を作成し、表示手段が差分画像と参照画像を同時に表示することで、基板の撮像画像と基準画像との差異を浮き彫りにすることができると共に参照画像を参照して判定することができる。したがって、オペレータによる良否判定の基準を安定させることができると共に、検査の効率を高めることができる。
【０００７】
本発明の実施態様として、次の構成が好ましい。
画像処理手段は基準画像データに基づいて基準画像を作成し、表示手段は参照画像として基準画像を表示する機能を有する構成としてもよい。このような構成によると、差分画像と基準画像との対比が可能となり、差分画像のみで判定するよりも良否判定がしやすくなる。
【０００８】
表示手段は参照画像として基板の撮像画像を表示する機能を有する構成としてもよい。このような構成によると、差分画像だけでなく基板の撮像画像も参考にできるので、差分画像のみで判定するよりも適切な良否判定がしやすくなる。
【０００９】
記憶手段は基板の正規の状態を示す標準画像データを記憶可能であって、画像処理手段は標準画像データに基づいて標準画像を作成し、表示手段は参照画像として標準画像を表示する機能を有する構成としてもよい。このような構成によると、差分画像と標準画像との対比が可能となり、差分画像のみで判定するよりも良否判定がしやすくなる。
【００１０】
記憶手段は複数種の基準画像データを記憶可能であって、画像処理手段は複数種の基準画像データから選択された一の基準画像データに基づいて差分画像を作成する機能を有する構成としてもよい。このような構成によると、良否判定をするのに適した基準画像データを選択することができる。また、このようにして作成した差分画像と共に複数の基準画像を表示手段に同時に表示させることもできる。
【００１１】
記憶手段は基板の正規の状態を示す標準画像データを記憶可能であって、画像処理手段は標準画像データを基準画像データとして差分画像を作成し、表示手段はその差分画像を表示する機能を有する構成としてもよい。このような構成によると、基板の撮像画像と標準画像との差異を浮き彫りにすることができる。
【００１２】
基板の撮像画像の画像データと基準画像データとを比較してその一致度合いを調べることにより基板上に配された被検査対象物の状態の良否を判定する自動判定手段と、上記画像表示装置とを備え、画像処理手段は自動判定手段により不良と判定された被検査対象物についての差分画像を作成する機能を有する外観検査装置を構成してもよい。このような外観検査装置によると、全ての被検査対象物を目視判定する必要がなくなり、自動判定手段により不良と判定された被検査対象物のみを目視判定することができる。したがって、全数目視判定するよりも検査の効率を大幅に高めることができる。
【００１３】
基板上の所定の位置にクリーム半田を印刷する印刷手段と、印刷手段によって基板上に印刷されたクリーム半田の印刷状態を目視判定するための補助となる画像を表示する上記画像表示装置とを備えたクリーム半田印刷機を構成してもよく、或いは、基板上の所定の位置にクリーム半田を印刷する印刷手段と、印刷手段によって基板上に印刷されたクリーム半田の印刷状態を検査する上記外観検査装置とを備えたクリーム半田印刷機を構成してもよい。このようなクリーム半田印刷機によると、クリーム半田を基板上に印刷した後にクリーム半田の印刷状態を検査して良否判定を行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、判定基準を安定させると共に効率よく目視判定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜実施形態１＞
図１および図２は、本発明の一実施形態にかかる基板の外観検査装置１を概略的に示している。これらの図に示すように、外観検査装置１は、全体が箱形を成し、その後方側を構成する後側部分２Ａと、この後側部分２Ａの前端下部から前方に延びる前側部分２Ｂとを具備した側面視Ａ字型の外観形状を有している。このような外観検査装置１の外形は、後述する検査ユニット５０等の内部部品を覆うケーシングＣａにより形成されている。
【００１６】
この外観検査装置１のうち上記前側部分２Ｂには、プリント基板Ｐを装置内に出し入れするための出し入れ口６が設けられている。この出し入れ口６は、ケーシングＣａに形成される開口部からなり、外観検査装置１の幅方向中央（図２では左右方向における中央）に設けられている。
【００１７】
上記出し入れ口６の上方であって後側部分２Ａの前面部分には、液晶モニタ４（本発明の「表示手段」に相当する。）が配置されている。この液晶モニタ４は、いわゆるタッチパネル型液晶表示器からなり、検査結果等の各種情報がこの液晶モニタ４上に表示されると共に、モニタ表示にオペレータが指先で触れることにより外観検査装置１に対して各種操作入力を行えるようになっている。
【００１８】
上記前側部分２Ｂのうち液晶モニタ４に並ぶ部分にはメンテナンス用の扉９が設けられている。この扉９は、上記ケーシングＣａの一部が開閉可能に構成されたもので、必要に応じてこの扉９を開くことによりオペレータが外観検査装置１の内部にアクセスして後述するチェックペン５６の交換等を行えるようになっている。また、上記ケーシングＣａのうち上面カバーＣａ１は取り外し可能とされており、この上面カバーＣａ１を取り外した状態で後述する撮像ユニット５１のメンテナンス等を行えるようになっている。
【００１９】
図１に示すように、上記ケーシングＣａには、その後側部分２Ａの左右両側部に、凹部からなる取手部３が設けられており、この取手部３を手に掛けた状態で外観検査装置１を持ち運べるようになっている。なお、図１および図２において符号８は非常停止用ボタンである。
【００２０】
図３および図４は、外観検査装置１の具体的な内部構成を示すための図である。本図に示すように、外観検査装置１の内部にはベースフレーム１０が設けられており、このベースフレーム１０には、プリント基板Ｐを保持してこれを移動させる基板保持機構２４と、この基板保持機構２４に保持された基板Ｐを撮像するための検査ユニット５０等が組み付けられている。
【００２１】
上記ベースフレーム１０は、前方側（液晶モニタ４が設置されている側）に至るほど高さが低くなる前下がりの傾斜面１２ａを有した基台部１２と、この基台部１２の左右両端からそれぞれ立ち上がる側壁部１４とを一体に備えた構造を有しており、例えばアルミダイカスト等の鋳造品により構成されている。
【００２２】
上記基板保持機構２４は、上記基台部１２の傾斜面１２ａ上に固定され、当該斜面１２ａに沿ってスライダ２２を前後方向（以下、この方向をＹ軸方向という）に移動させるリニアモータ式の単軸ロボット２０と、上記スライダ２２に固定されるテーブル３０とから構成されている。
【００２３】
上記テーブル３０は、プリント基板Ｐを保持するもので、上記単軸ロボット２０の作動に応じて、上記出し入れ口６に対向するホームポジション（図３の実線で示す位置）と、後述する撮像ユニット５１に対向する検査ポジション（図３の二点鎖線で示す位置）とに亘ってＹ軸方向に移動可能に構成されている。そして、上記ホームポジションにおいてテーブル３０に対するプリント基板Ｐの着脱が行われると共に、そこから検査ポジションまでテーブル３０が移動した状態で、撮像ユニット５１によるプリント基板Ｐの撮像が行われるようになっている。
【００２４】
このテーブル３０は、上記スライダ２２の上面部に固定されたプレート３２と、このプレート３２に組み付けられて左右方向に延びる前後一対の基板保持フレーム３６，３８（以下、前側フレーム３６，後側フレーム３８ということがある）とを有しており、これらフレーム３６，３８の間にプリント基板Ｐが挟持されるようになっている。具体的には、両フレーム３６，３８のうちの後側フレーム３８に、Ｙ軸方向に変位可能でかつ圧縮コイルバネ等の弾性部材により前方側に付勢される可動部３９が設けられ、この可動部３９と前側フレーム３６との対向する部分に、それぞれ階段状の基板受部が形成されている。そして、これら基板受部にプリント基板Ｐの前後縁部を載せ、当該基板Ｐを前側フレーム３６と可動部３９との間に嵌め込むと（図３参照）、圧縮コイルバネ等の弾性力により基板Ｐが両フレーム３６，３８の間に弾性的に挟み込まれ、これに応じてプリント基板Ｐが前側フレーム３６を基準としてＹ軸方向に位置決めされた状態でテーブル３０に保持されるようになっている。また、前側フレーム３６の左右方向の一端側には、位置決めプレート３６ａが設けられており、このプレート３６ａにプリント基板Ｐの一端（左右方向の一端）が当接することにより、当該基板Ｐが左右方向（以下、Ｘ軸方向という）に位置決めされるようになっている。
【００２５】
なお、上記前側および後側フレーム３６，３８の間隔は基板サイズに応じて可変となっている。
【００２６】
上記検査ユニット５０は、スライダ４２をＸ軸方向に移動させる単軸ロボット４０と、この単軸ロボット４０に上記スライダ４２を介して組み付けられる撮像ユニット５１とを備えている。
【００２７】
上記単軸ロボット４０は、テーブル３０駆動用の上記単軸ロボット２０と同様に、リニアモータ式の単軸ロボットからなり、上記両側壁部１４に亘って横架された状態でベースフレーム１０に固定されている。
【００２８】
上記撮像ユニット５１は、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳイメージセンサ等のエリアセンサからなるカメラ５２（本発明の「撮像手段」に相当する。）と、被写体であるプリント基板Ｐに照明光を照射する照明装置５４とを備えており、上記テーブル３０に保持されたプリント基板Ｐを、その表面に対して直交する方向からカメラ５２が撮像するように構成されている。この撮像ユニット５１は、上記スライダ４２のＸ軸方向の移動に伴い、基板保持機構２４の単軸ロボット２０上方にあたる撮像位置や、図４において二点鎖線および実線で示す位置に移動可能とされている。そして、撮像ユニット５１は、通常時において上記撮像位置に保持されていると共に、後述するようなマーキングユニット５５の交換時等に図４の二点鎖線で示す位置に移動したり、上面カバーＣａ１を取り外しての撮像ユニット５１のメンテナンス時等に図４の実線で示す位置に移動したりする。
【００２９】
上記検査ユニット５０には、検査結果等に応じてプリント基板Ｐに所定のマークを記入するマーキングユニット５５が取り付けられている。このマーキングユニット５５は、マークを記入するためのチェックペン５６と、このチェックペン５６を進退駆動する駆動機構とから構成されており、この駆動機構の作動に応じて、上記チェックペン５６が、テーブル３０に保持されたプリント基板Ｐに当接する作業位置（図３において二点鎖線で示す位置）と、この位置から上方に退避する退避位置（図３において実線で示す位置）とに亘って進退移動するようになっている。
【００３０】
また、図３に示すように、上記基板保持機構２４の設置部の上方であってかつ上記検査ユニット５０の後方側のスペースには、検査ユニット５０における上記単軸ロボット４０の駆動制御を行うドライバ６６が配置されている。一方、上記ベースフレーム１０における基台部１２の内部には、外観検査装置１を統括的に制御するコントロールユニット（本発明の「画像処理手段」及び「自動判定手段」に相当する。）６０や、上記基板保持機構２４の単軸ロボット２０用のドライバ６２等が配設されている。
【００３１】
上記コントロールユニット６０は、論理演算を実行するＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを記憶するＲＯＭ、装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ、各種データやソフトを記憶するＨＤＤ等から構成されている。そして、図５のブロック図に示すように、このコントロールユニット６０には、基板保持機構２４及び検査ユニット５０用の各単軸ロボット２０，４０、撮像ユニット５１（カメラ５２および照明装置５４）、マーキングユニット５５、及び液晶モニタ４、その他図外の各種センサ類等が電気的に接続されている。なお、このうち単軸ロボット２０，４０は、上記ドライバ６２，６６を介してそれぞれコントロールユニット６０に接続されている。そして、コントロールユニット６０は、予め記憶された動作プログラムに従ってプリント基板Ｐに対する一連の検査作業を進めるべく、上記単軸ロボット２０，４０や撮像ユニット５１等の
動作を統括的に制御すると共に、上記カメラ５２により撮像された画像に基づいてプリント基板Ｐの良否を判定したり、その判定結果に応じて上記液晶モニタ４の表示内容を制御したりする等の動作を行うように構成されている。
【００３２】
このようにして構成された外観検査装置１では、コントロールユニット６０によりプリント基板Ｐの外観検査が行われた後に、コントロールユニット６０により不良と判定された部分の撮像画像が液晶モニタ４に表示されてオペレータによる目視判定が行われる。液晶モニタ４に表示された不良部分には、当該不良画像と基準画像との差分画像が表示される。本実施形態における基準画像の画像データである基準画像データは、６種類の限度画像データから構成されており、コントロールユニット６０により基準画像データに基づいた基準画像が作成される。具体的には、上記６種類の限度画像データに基づく６種類の限度画像は、右側ずれ限度画像と、左側ずれ限度画像と、上側ずれ限度画像と、下側ずれ限度画像と、面積大限度画像と、面積小限度画像とからなる。
【００３３】
ずれ限度画像とは、被検査対象物がプリント基板Ｐ上の正規の位置に対してずれて配置されていることにより不良と判定される直前の良品状態を表す画像であって、例えば右側ずれ限度画像とは、被検査対象物がプリント基板Ｐ上の正規の位置に対して右側に位置ずれして配置された場合におけるずれ限度画像をいう。また、面積大限度画像とは、被検査対象物の面積がプリント基板Ｐ上の所定の面積より大きいために不良と判定される直前の良品状態を表す画像であり、面積小限度画像とは、被検査対象物の面積がプリント基板Ｐ上の所定の面積より小さいために不良と判定される直前の良品状態を表す画像である。
【００３４】
ここで、目視判定における差分画像の作成方法について説明する。カメラ５２によりプリント基板Ｐの被検査面が撮像されると、コントロールユニット６０は、まず、プリント基板Ｐの撮像画像の画像データを、プリント基板Ｐの状態の良否を判定するための基準となる基準画像データと比較する処理を行う。具体的には、コントロールユニット６０は、その内部に設けられた記憶部（本発明の「記憶手段」に相当する。）６１（図５）に上記基準画像データを記憶しており、この基準画像データを、カメラ５２によって撮像されたプリント基板Ｐの撮像画像の画像データと比較して差分をとり、この差分に基づく差分画像を作成する。なお、差分画像の作成は、例えばプリント基板Ｐの被実装面の複数個所に離間して設けられた位置合わせ用のフィデューシャルマークを、プリント基板Ｐの撮像画像の画像データと基準画像データとの間で一致させ、それによって両画像を位置合わせした状態で実行される。
【００３５】
＜液晶モニタ４での表示態様＞
次に、液晶モニタ４に表示される上記差分画像と目視判定において参照可能な参照画像を同時に表示する具体的な表示方法について説明する。図６ないし図９は、液晶モニタ４の表示画面を表したものであって、それぞれ代表的な４つの表示パターンを示している。差分画像の差分領域Ｄ１，Ｄ２は、その他の領域とは異なる色に着色表示されており、差分領域Ｄ１，Ｄ２と差分領域Ｄ１，Ｄ２以外の領域とが明確に区別可能である。なお、液晶モニタ４の表示画面は、上下左右にそれぞれ２分割することにより、４つの領域に分割されており、以下においてはプリント基板Ｐ上に形成された方形の端子部（ランド）Ｔに対してクリーム半田（以下、単に半田という。）Ｓがずれた状態で印刷された位置ずれ不良を例として説明する。
【００３６】
表示パターン１（図６）は、左上の領域に上記参照画像の一つとして標準画像（プリント基板Ｐの正規の状態、すなわち半田Ｓがプリント基板Ｐ上の理想的な印刷位置に印刷された状態の画像）を表示し、右上の領域に差分画像及びプリント基板Ｐの撮像画像を重ねて表示したものである。プリント基板Ｐの撮像画像と標準画像との差分に基づく差分画像の差分領域Ｄ１は、プリント基板Ｐの撮像画像における半田Ｓの表示領域のうち左辺部から上辺部に亘る領域に表示されている。
【００３７】
表示パターン２（図７）は、左上の領域に上記参照画像の一つとして左側ずれ限度画像（半田Ｓがプリント基板Ｐ上の所定の印刷位置に対して左側にずれて印刷された場合における良品限度を示す画像）を表示し、右上の領域に差分画像及びプリント基板Ｐの撮像画像を重ねて表示したものである。プリント基板Ｐの撮像画像と左側ずれ限度画像との差分に基づく差分画像の差分領域Ｄ２は、プリント基板Ｐの撮像画像における半田Ｓの表示領域のうち左辺部から上辺部に亘る領域に表示されている。差分領域Ｄ２の左辺部の面積は、図６に示した差分領域Ｄ１の左辺部の面積よりも小さくなる。
【００３８】
表示パターン３（図８）は、左上の領域に上記参照画像の一つとして左側ずれ限度画像を表示し、右上の領域に差分画像（差分領域Ｄ２）及びプリント基板Ｐの撮像画像を重ねて表示し、左下の領域に標準画像を表示し、右下の領域に差分画像（差分領域Ｄ１）及びプリント基板Ｐの撮像画像を重ねて表示したものである。
【００３９】
表示パターン４（図９）は、左上の領域に上記参照画像の一つとして左側ずれ限度画像を表示し、右上の領域に差分画像（差分領域Ｄ２）及びプリント基板Ｐの撮像画像を重ねて表示し、左下の領域に上記参照画像の一つとして標準画像を表示したものである。上記した４つの表示パターンの中から、オペレータの判断により、上記表示パターン１〜４のうち目視判定に適したものを適宜選択することができる。なお、上記表示パターン１ないし４において、差分画像（差分領域Ｄ２）及び左側ずれ限度画像を重ねて表示したもの、あるいは、差分画像（差分領域Ｄ１）及び標準画像を重ねて表示したものを、上記参照画像の一つとして表示することもできる。
【００４０】
＜限度画像の作成手順＞
次に、画像処理手段による位置ずれ不良（上下左右の４種類）と面積大／小不良（大小の２種類）に対応する６種類の限度画像を作成する手順について図１０をもとに説明する。なお、位置ずれ不良とは、プリント基板Ｐ上の所定の印刷位置からずれた位置に半田Ｓが印刷された不良をいう。また、面積大／小不良は面積大不良及び面積小不良の略称であって、面積大不良とは、プリント基板Ｐ上に印刷された半田Ｓの面積が所定の面積より大きく印刷された不良をいい、面積小不良とは、プリント基板Ｐ上に印刷された半田Ｓの面積が所定の面積より小さく印刷された不良をいう。
【００４１】
まず、撮像手段（以下、カメラ５２という。）により被検査対象物（以下、半田Ｓ１という。）が正規の位置に配された基板（以下、半田印刷済み基板Ｐ２という。）を撮像し、図１１上図に示すように、半田印刷済み基板Ｐ２の撮像画像を取得する（Ｓ１０１）。半田印刷済み基板Ｐ２の撮像画像の画像データから半田Ｓ１領域画像の画像データを抽出し（Ｓ１０２）、図１１下図に示すように、半田Ｓ１領域画像の画像データに基づいて半田Ｓ１領域画像を作成する。次に、半田Ｓ１を印刷していない基板（以下、生基板という。）Ｐ１をカメラ５２により撮像し、生基板Ｐ１の撮像画像を取得する（Ｓ１０３）。
【００４２】
そして、オペレータが正規の印刷位置に対する所定のずれ許容量（以下、位置限度上下左右規定値という。）をテンキー等の入力手段により入力し（Ｓ１０４）、入力された位置限度上下左右規定値を記憶手段（以下、記憶部６１という。）に記憶させる。すると、記憶部６１に記憶された位置限度上下左右規定値に基づいて半田Ｓ１領域画像の画像データが所定方向（上下左右方向）に移動され、半田Ｓ１領域画像の限度画像データが作成される（Ｓ１０５）。そして、半田領域Ｓ１画像の限度画像データと生基板Ｐ１の撮像画像の画像データとを合成することにより、限度画像データ（以下、位置ずれ限度画像データという。）Ｌ１が作成され（Ｓ１０６）、この位置ずれ限度画像データＬ１に基づいて位置ずれ限度画像が作成される。このようにして、図１２上図に示す右側ずれ限度画像、図１２下図に示す左側ずれ限度画像、図１３上図に示す上側ずれ限度画像、及び図１３下図に示す下側ずれ限度画像が作成される。
【００４３】
また、正規の印刷面積に対する所定の変動比率（以下、面積限度上下規定値という。）をオペレータがテンキー等の入力手段により入力し（Ｓ１０７）、入力された面積限度上下規定値を記憶部６１に記憶させる。すると、記憶部６１に記憶された面積限度上下規定値に基づいて半田Ｓ１領域画像の画像データが拡大あるいは縮小されることにより、半田Ｓ１領域画像の限度画像データが作成される（Ｓ１０８）。そして、半田Ｓ１領域画像の限度画像データと生基板Ｐ１の撮像画像の画像データとを合成することにより、面積大／小限度画像データＬ２が作成され（Ｓ１０９）、この面積大／小限度画像データＬ２に基づいて面積大／小限度画像が作成される。このようにして、図１６に示す面積大限度画像及び図１６下図に示す面積小限度画像が作成される。
【００４４】
上述の各種限度画像を作成するための画像作成ソフトウエアとしては、被検査対象物が配された基板及び被検査対象物が配されていない基板を撮像手段により撮像する撮像工程と、入力手段により入力された所定値を記憶する記憶工程と、前記撮像工程で得られた被検査対象物が配された基板の撮像画像の画像データと前記撮像工程で得られた被検査対象物が配されていない基板の撮像画像の画像データとを比較して差分をとることにより前記被検査対象物の画像データを抽出する抽出工程と、この抽出工程で得られた前記被検査対象物の画像データを前記記憶工程で記憶された所定値に基づいて変動させることにより前記被検査対象物の変動画像データを作成する変動工程と、この変動工程で得られた被検査対象物の変動画像データと前記被検査対象物が配されていない基板の撮像画像の画像データとを合成して限度画像データを作成する合成工程と、この合成工程で得られた限度画像データに基づいて画像処理手段により限度画像を作成する画像作成工程とを備えた構成が可能である。
【００４５】
＜検査時の画像表示操作＞
次に、以上のように構成された外観検査装置１におけるコントロールユニット６０の制御動作を、図１７に示すフローチャートに基づいて説明する。ホームポジションにあるテーブル３０（図３の実線参照）にプリント基板Ｐが出し入れ口６を通じてセットされ、かつ液晶モニタ４がタッチ操作されてそのメニュー画面から「検査開始」が選択されると（Ｓ２０１）、単軸ロボット２０を作動させてテーブル３０をＹ軸方向に移動させ、これに応じてプリント基板Ｐを図３の二点鎖線で示す検査ポジションに移動させる（Ｓ２０２）。この後、単軸ロボット４０を作動させて上記検査ポジションにあるプリント基板Ｐの上方に撮像ユニット５１を位置決めすると共に、照明装置５４に照明光を照射させてプリント基板Ｐを照らし、その状態でカメラ５２に制御信号を出力してプリント基板Ｐの撮像を行わせ、プリント基板Ｐの撮像画像を取得する（Ｓ２０３）。
【００４６】
そして、コントロールユニット６０は、その記憶部６１から限度画像データを読み出すと共に、この基準画像データとプリント基板Ｐの撮像画像とを比較して差分をとることにより、差分要素の面積ｓを算出する。そして、この面積ｓが、記憶部６１に記憶された上限差分面積Ａ以下であるか否かを判定する。面積ｓが上限面積Ａ以下の場合には、不良発生がないものと判定し（Ｓ２０４）、テーブル３０を検査ポジションからホームポジションへ移動させる。この後、液晶モニタ４に「検査終了」と「検査開始」とを表示させる。「検査終了」が選択されると（Ｓ２０５）、検査を終了する（Ｓ２０６）。また、「検査開始」が選択されると（Ｓ２０５）、Ｓ２０２に移行して次の検査を行う。
【００４７】
一方、面積ｓが上限面積Ａより大きい場合には、不良発生があったものと判定し（Ｓ２０４）、発生した不良が面積大／小不良か否かを判定する。面積大／小不良である場合には（Ｓ２０７）、面積大／小不良限度画像データを記憶部６１から読み出し（Ｓ２０８）、面積大／小限度画像データとプリント基板Ｐの撮像画像の画像データとを比較して差分をとり、その差分に基づく差分画像を作成する（Ｓ２０９）。この差分画像を液晶モニタ４に表示させ、オペレータによる目視判定が行われる。これと共に、液晶モニタ４に「判定ＮＧ」と「判定ＯＫ」とを表示させる。目視判定の結果、不良であることが確認され、「判定ＮＧ」が選択されると（Ｓ２１０）、当該不良が発生した部分の位置データを記憶部６１に記憶させ（Ｓ２１１）、テーブル３０を検査ポジションからホームポジションへ移動させ、Ｓ２０５へ移行して検査が終了したか否かの判断を行う。
【００４８】
また、オペレータによる目視判定の結果、不良でないことが確認され、「判定ＯＫ」が選択されると（Ｓ２１０）、テーブル３０を検査ポジションからホームポジションへ移動させ、Ｓ２０５へ移行して検査が終了したか否かの判断を行う。
【００４９】
一方、発生した不良が面積大／小不良でないと判定すると（Ｓ２０７）、その不良が位置ずれ不良か否かを判定する。位置ずれ不良であると判定すると（Ｓ２１２）、位置ずれ不良限度画像データを記憶部６１から読み出し（Ｓ２１３）、位置ずれ不良限度画像データとプリント基板Ｐの撮像画像の画像データとを比較して差分をとり、その差分に基づく差分画像を作成する（Ｓ２１４）。この差分画像を液晶モニタ４に表示させ、オペレータによる目視判定が行われる。これと共に、液晶モニタ４に「判定ＮＧ」と「判定ＯＫ」とを表示させる。目視判定の結果、不良であることが確認され、「判定ＮＧ」が選択されると（Ｓ２１５）、当該不良が発生した部分の位置データを記憶部６１に記憶させ（Ｓ２１６）、テーブル３０を検査ポジションからホームポジションへ移動させ、Ｓ２０５へ移行して検査が終了したか否かの判断を行う。
【００５０】
また、オペレータによる目視判定の結果、不良でないことが確認され、「判定ＯＫ」が選択されると（Ｓ２１５）、テーブル３０を検査ポジションからホームポジションへ移動させ、Ｓ２０５へ移行して検査が終了したか否かの判断を行う。
【００５１】
以上のように本実施形態では以下に示す効果を奏することができる。
１．カメラ５２によって撮像されたプリント基板Ｐの撮像画像と限度画像との差分画像を液晶モニタ４に表示し、しかもこのときに参照画像の一つとして限度画像を同時に表示することで、プリント基板Ｐの撮像画像と限度画像との差異を浮き彫りにすることができる。したがって、良否判定の基準を安定させることができると共に、オペレータの目視判定による検査の効率を向上させることができる。
【００５２】
２．差分画像データとプリント基板Ｐの撮像画像データとを位置決めした状態で合成し、これらを重ねて表示することにより、プリント基板Ｐに特有の事情を考慮した上で良否判定をすることができる。例えば、プリント基板Ｐ上に複数の端子部Ｔが近接して配置され、端子部Ｔの並び方向に位置ずれが発生したときには隣接する端子部Ｔまでの距離が短いために不良と判定される場合であっても、端子部Ｔの並び方向と交差する方向に位置ずれが発生したときには、たとえ差分画像の面積が同じであっても不良と判定されない場合がある。
【００５３】
３．参照画像の一つとしての標準画像と、標準画像に基づく差分画像及びプリント基板Ｐの撮像画像を合成した画像との対比が可能である（表示パターン１）。
４．参照画像の一つとしての限度画像と、限度画像に基づく差分画像及びプリント基板Ｐの撮像画像を合成した画像との対比が可能である（表示パターン２）。
５．参照画像の一つとしての限度画像と、限度画像に基づく差分画像及びプリント基板Ｐの撮像画像を合成した画像と、参照画像の一つとしての標準画像と、標準画像に基づく差分画像及びプリント基板Ｐの撮像画像を合成した画像との対比が可能である（表示パターン３）。
６．参照画像の一つとしての限度画像と、限度画像に基づく差分画像及びプリント基板Ｐの撮像画像を合成した画像と、参照画像としての標準画像との対比が可能である（表示パターン４）。
【００５４】
７．不良内容に応じた６種類の限度画像の中から差分画像を作成するのに適した限度画像を適宜選択することができる。
８．自動判定工程で不良と判定された部分についてのみ目視判定することで、全数目視判定するよりも検査に要する時間を短縮することができる。
９．差分画像の表示領域が差分画像以外の表示領域とは異なる色に着色表示してあるから、差分画像が見やすくなる。
【００５５】
＜実施形態２＞
＜全体構成＞
図１６は、本発明の一実施形態にかかるクリーム半田印刷機１００の平面図である。この図に示すように、クリーム半田印刷機１００は、プリント基板Ｐ上の所定の位置にクリーム半田等の印刷材料を印刷する印刷ユニット１３０と、この印刷ユニット１３０によって印刷されたクリーム半田の印刷状態を検査する検査ユニット１２０と、印刷ユニット１３０のある印刷領域と検査ユニット１２０のある検査領域との間で、クリーム半田が印刷されたプリント基板Ｐを載置した状態で往復移動させる基板印刷用テーブル１１０とを備えている。また、印刷ユニット１３０に連なる上流側及び下流側には、プリント基板Ｐを上記印刷領域に搬入すると共に、上記印刷領域から搬出するための一対の基板搬送コンベア１０５が設けられている。
【００５６】
印刷ユニット１３０は、基台１０１上における正面側（図示下側）に設置され、検査ユニット１２０は、印刷ユニット１３０の奥側に設置されている。印刷ユニット１３０の正面側には、作業テーブル１０２が基台１０１に固定されている。作業テーブル１０２上には、入力手段としてのキーボード１０３と、本発明にかかる画像表示装置１０４とが設けられている。オペレータは、キーボード１０３を用いて各種規定値（例えば差分要素の面積ｓに対する上限面積Ａ等）を入力し、画像表示装置１０４に同時に表示された差分画像及び参照画像を見ながら目視による外観検査を行うことができる。
【００５７】
＜印刷ユニット１３０の構成＞
上記印刷領域にある基板移動用テーブル１１０及び基板搬送コンベア１０５の上方には、所定のマスクパターンの開口が穿設されたマスク１３７がマスク支持枠１３８により保持されている。マスク支持枠１３８は、基台１０１と一体化した不図示のフレームの上部に固定されている。マスク１３７上にクリーム半田を不図示のノズルから供給し、供給されたクリーム半田をスキージ１３６で掻いてマスク１３７の上記開口に埋め込むことにより、プリント基板Ｐ上の所定の位置にクリーム半田を印刷することができる。
【００５８】
このようにスキージ１３６をマスク１３７に摺接させながらＹ方向に移動させる印刷ユニット１３０の構成としては、スキージ１３６を昇降保持するスキージユニット１３５と、Ｘ方向に延びる形態をなし、スキージユニット１３５を支持するスキージユニット支持部材１３１と、そのスキージユニット支持部材１３１をＹ方向に移動可能に支持する一対のＹ方向ガイドレール１３２とを備えている。
【００５９】
両Ｙ方向ガイドレール１３２は、基台１０１と一体化した不図示のフレームの上部に固定されている。図示左側のＹ方向ガイドレール１３２の側方には、スキージユニット支持部材１３１に固定されたボールナットに嵌合するＹ方向ボールねじ軸１３３が軸回転可能に固定されている。Ｙ方向ボールねじ軸１３３の端部には、同Ｙ方向ボールねじ軸１３３を回転駆動するサーボモータ１３４が設けられており、このサーボモータ１３４は基台１０１と一体化した不図示のフレームの上部に固定されている。これにより、スキージユニット支持部材１３１は、サーボモータ１３４の回転駆動によってＹ方向に移動される。
【００６０】
＜基板移動用テーブル１１０の構成＞
基板移動用テーブル１１０は上部部材と下部部材とから構成され、上部部材は下部部材に対して、Ｘ、Ｙ、Ｚ、及びＲ方向に各所定の範囲で移動可能である。これにより、基板移動用テーブル１１０の上部部材に載置されたプリント基板Ｐは、上部部材のＺ方向の駆動によって、マスク１３７の下面と当接する当接位置とマスク１３７の下面と離間する離間位置との間でＺ方向に移動される。
また、基板移動用テーブル１１０の上部部材には、プリント基板Ｐの搬入時及び搬出時に可動される基板搬送コンベア１１０Ａが設けられている。この基板搬送コンベア１１０Ａは、基板移動用テーブル１１０の上部部材が基板搬送コンベア１０５とＹ方向及びＺ方向に整合して繋がることにより印刷前のプリント基板Ｐを受け渡し可能な状態になると、上流側の基板搬送コンベア１０５より搬入された同プリント基板Ｐを基板移動用テーブル１１０の上部部材上の所定の位置に搬入し保持する。そして、基板搬送用コンベア１１０Ａは、印刷後あるいは検査後に同受け渡し可能な状態になると、基板移動用テーブル１１０の上部部材上の所定の位置に保持された印刷済あるいは検査済のプリント基板Ｐを下流側の基板搬送コンベア１０５に搬出する。
【００６１】
基台１０１上には、基板移動用テーブル１１０の下部部材をＹ方向に移動可能に支持する一対のＹ方向レール１１１が固定されている。基台１０１上における両Ｙ方向レール１１１の間には、基板移動用テーブル１１０の下部部材に固定された不図示のボールナットに嵌合するＹ方向ボールねじ軸１１２が軸回転可能に固定されている。Ｙ方向ボールねじ軸１１２の端部には、同Ｙ方向ボールねじ軸１１２を回転駆動するサーボモータ１１３が設けられている。これにより、基板移動用テーブル１１０をサーボモータ１１３の回転駆動によってＹ方向の所望の位置に移動させることができる。
【００６２】
＜検査ユニット１２０の構成＞
検査ユニット１２０は、Ｘ方向に延びる形態をなし、その両端が基台１０１に固定された支持部材１２１と、支持部材１２１にＸ方向に移動可能に支持された撮像装置１２２とを備えている。支持部材１２１には、撮像装置１２２に固定された不図示のボールナットに嵌合するＸ方向ボールねじ軸１２３が軸回転可能に固定されている。Ｘ方向ボールねじ軸１２３の端部には、同Ｘ方向ボールねじ軸１２３を回転駆動するサーボモータ１２４が設けられており、このサーボモータ１２４は基台１０１と一体化した不図示のフレームに固定されている。これにより、撮像装置１２２をサーボモータ１２４の回転駆動によってＸ方向の所望の位置に移動させることができる。
【００６３】
＜クリーム半田印刷機１００の動作＞
まず、プリント基板Ｐが基板搬送コンベア１０５，１１０Ａにより上流側から基板テーブル１１０の上部部材上の所定の位置に搬送される。プリント基板Ｐが基板搬送コンベア１１０Ａ上で保持されると、不図示の第１のカメラでプリント基板Ｐ上のフィデューシャルマークが撮像される一方、不図示の第２のカメラでマスク１３７の位置合わせマークが撮像される。基板テーブル１１０の上部部材が下部部材に対してＸ方向、Ｙ方向、あるいはさらにＲ軸方向に移動することにより、上記フィデューシャルマークと上記位置合わせマークとが一致するように位置補正される。さらに、位置補正された状態で基板テーブル１１０の上部部材が上記離間位置から上記当接位置へＺ方向に上昇し、プリント基板Ｐがマスク１３７の下面に当接する。すると、スキージユニット１３５によりスキージ１３６がＺ方向に下降してマスク１３７に当接し、サーボモータ１３４の回転駆動によりスキージユニット支持部材１３１及びスキージ１３６が一体となってＹ方向に移動し、クリーム半田がマスク１３７の開口を通過してプリント基板Ｐ上に印刷される。印刷が終わると、スキージ１３６が上昇し、基板テーブル１１０の上部部材が上記当接位置から上記離間位置へ下降すると共に、Ｘ方向、Ｙ方向、あるいはさらにＲ軸方向に移動して位置補正される前の状態に戻される。
【００６４】
次に、サーボモータ１１３の回転駆動により基板テーブル１１０が上記検査領域に移動される。撮像装置１２２は、プリント基板Ｐ上のフィデューシャルマークをまず撮像し、プリント基板Ｐ上の座標系が制御装置により認識される。プリント基板Ｐの所定のＸ、Ｙ座標に撮像装置１２２を位置させるべく、サーボモータ１１３及びサーボモータ１２４が回転駆動される。撮像装置１２２による撮像が進行すると共に、プリント基板Ｐ上に印刷されたクリーム半田の印刷状態の良否についての自動判定が実施される。自動判定の中で不良判定がされることなく終了した後に、サーボモータ１１３の回転駆動によって、基板テーブル１１０の基板搬送コンベア１１０Ａが上記印刷領域の基板搬送コンベア１０５と一致する位置までＹ方向に移動し、その後下流側に搬出される。自動判定の中で不良判定がされると、全ての箇所の判定が終了した後に、基板テーブル１１０がＹ方向に移動を開始すると共に、オペレータの目視による外観検査がされるべく、画像表示装置１０４に差分画像と参照画像が同時に表示される。目視検査でも不良と判定された場合には、プリント基板Ｐの基板テーブル１１０からの撤去が可能となる。
【００６５】
以上のように本実施形態ではクリーム半田印刷機１００に画像表示装置１０４を備えたから、印刷ユニット１３０による印刷直後にその印刷状態を自動判定し、自動判定で不良判定されると画像表示装置１０４に差分画像と参照画像を同時に表示させることができる。したがって、オペレータの目視による外観検査に要する時間を短縮させることができ、ひいてはクリーム半田印刷工程におけるタクトタイムを短縮することができる。
【００６６】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６７】
（１）本実施形態ではプリント基板Ｐの撮像画像と差分画像とを液晶モニタ４の同一表示領域内で重ねて表示させたものを例示しているが、本発明によると、プリント基板Ｐの撮像画像と差分画像とは互いに異なる表示領域に表示させてもよい。
【００６８】
（２）本実施形態では図６ないし図９において左側ずれ限度画像を基準画像として液晶モニタ４に表示させたものを例示しているものの、本発明によれば、液晶モニタ４に表示させる限度画像の種類は１種類に限られず、複数の限度画像を液晶モニタ４に並べて表示させてもよい。例えば第３の表示パターン（図８）において、左下の表示領域に標準画像を表示し、右下の表示領域に差分画像（差分領域Ｄ１）及びプリント基板Ｐの撮像画像を重ねて表示しているものの、本発明によれば、左下の表示領域に上側ずれ限度画像を表示し、右下の表示領域に上側ずれ限度画像に基づく差分画像及びプリント基板Ｐの撮像画像を重ねて表示してもよい。
【００６９】
（３）本実施形態ではプリント基板Ｐ上の端子部Ｔに半田Ｓを印刷した場合の適用例を説明しているが、本発明によると、半田Ｓが印刷された端子部Ｔ上に電子部品を載置した場合についても適用可能である。
【００７０】
（４）本実施形態では差分領域を差分領域以外の領域の色とは異なる色に着色表示したものを例示しているが、本発明によると、差分領域を着色表示しないものであってもよく、例えば差分領域を破線で囲んだり、あるいは差分領域を斜め平行線等でハッチングすることにより、差分領域を特定するようにしてもよい。
【００７１】
（５）本実施形態では液晶モニタ４の表示領域を４分割して表示させたものを例示しているものの、本発明によれば、表示させる画像数に対応して分割するようにしてもよく、例えば第１の表示パターン（図６）において液晶モニタ４の表示領域を２分割して表示させるようにしてもよい。
【００７２】
（６）本実施形態では不良の態様として上下左右方向の位置ずれ不良と面積大／小不良を例示しているが、本発明によると、他の不良であってもよく、例えば、半田間違い不良（正規の種類の半田とは異なる種類の半田が印刷された不良）であってもよい。この半田間違い不良が発生した場合には、半田の色の違いによって異なる種類の半田が印刷されたことを検出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる外観検査装置を示す斜視図
【図２】上記外観検査装置を示す平面図
【図３】上記外観検査装置の内部構成を示す縦断面図
【図４】上記外観検査装置の内部構成を示す平段面図
【図５】上記外観検査装置の制御系を示すブロック図
【図６】液晶モニタに表示される第１の表示パターンの表示画像を示した図
【図７】液晶モニタに表示される第２の表示パターンの表示画像を示した図
【図８】液晶モニタに表示される第３の表示パターンの表示画像を示した図
【図９】液晶モニタに表示される第４の表示パターンの表示画像を示した図
【図１０】限度画像の作成手順を示すフローチャート
【図１１】撮像画像から半田印刷領域を抽出する様子を示した図
【図１２】上段は右側ずれ限度画像を示し、下段は左側ずれ限度画像を示した図
【図１３】上段は上側ずれ限度画像を示し、下段は下側ずれ限度画像を示した図
【図１４】上段は面積大限度画像を示し、下段は面積小限度画像を示した図
【図１５】コントロールユニットによる制御動作の内容を示すフローチャート
【図１６】本発明の一実施形態にかかるクリーム半田印刷機を示す平面図
【符号の説明】
【００７４】
１…外観検査装置（画像表示装置）
４…液晶モニタ（表示手段）
５２…カメラ（撮像手段）
６０…コントロールユニット（画像処理手段、自動判定手段）
６１…記憶部（記憶手段）
Ｄ１，Ｄ２…差分領域
Ｓ…クリーム半田
Ｔ…端子部
Ｐ…プリント基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2008139260.tif 000013
【図１２】
2008139260.tif 000014
【図１３】
2008139260.tif 000015
【図１４】
2008139260.tif 000016
【図１５】
2008139260.tif 000017
【図１６】
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