(57)【要約】【課題】従来のプリント配線板実装検査装置の短所であった不満足な認識性能を解消するための装置を提供する。【解決手段】複合視点検査装置は、プリント配線板への部品の実装はんだ付検査を、平面視検査と立体視検査の複合視の検査で行い、平面視検査の長所である部品実装品質の検査やチップ部品のはんだ検査と、立体視検査の長所であるＬＳＩ部品はんだ検査や無鉛はんだ検査を行って、プリント配線板への部品実装はんだ付検査を完結する。【選択図】　　　　図６
2004037342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板を２種類の視点、即ち真上からの平面視視点（トップビュー）と、斜め上方からの立体視視点（パースペクティブビュー）で撮像し、それぞれの撮像画像を用いて部品実装品質及びはんだ接合品質の自動判定を行う複合視点検査装置であって、
対象部品種と検査領域の位置と各検査領域に対する平面視撮像方式及び／或いは立体視撮像方式の適用とそれぞれの撮像方式専用の認識方式とを教示する教示手段と、
プリント配線板を回転して位置決めするターンテーブルと、
回転するプリント配線板を１次元イメージセンサが垂直に見下ろして平面視画像を獲得する平面視撮像手段と検査領域の極座標平面視画像を直交座標変換して品質の自動判定を行う判定プログラムとを備えた平面視検査手段と、
能動的注視撮像装置がプリント配線板の回転角と検査領域のアドレスに応じて検査領域に視線方向を向けて立体視画像を獲得する立体視撮像手段と立体視画像を正射影画像に変換して品質の自動判定を行う判定プログラムとを備えた立体視検査手段と、
平面視検査手段と立体視検査手段のシーケンス動作を統合制御し、各検査領域に平面視検査及び／或いは立体視検査を適用する制御手段と、
平面視検査及び／或いは立体視検査の結果を表示する表示手段と、
平面視検査及び／或いは立体視検査の結果を出力する出力手段とを備え、
対象部品の種類或いは検査領域の位置或いは検査項目の内容に応じた最適の視点による自動検査の適用を可能にしたことを特徴とする複合視点検査装置。
【請求項２】
プリント配線板を２種類の視点、即ち真上からの平面視視点（トップビュー）と、斜め上方からの立体視視点（パースペクティブビュー）で撮像し、それぞれの撮像画像を用いて部品実装品質及びはんだ接合品質の自動判定を行う複合視点検査装置であって、
対象部品種と検査領域の位置と各検査領域に対する平面視撮像方式及び／或いは立体視撮像方式の適用とそれぞれの撮像方式専用の認識方式とを教示する教示手段と、
プリント配線板を回転して位置決めするターンテーブルと、
ターンテーブルを１次元に位置決めする位置決め装置と、
１次元に位置決めされるターンテーブル上のプリント配線板を１次元イメージセンサが垂直に見下ろして平面視画像を獲得する平面視撮像手段と検査領域の平面視画像で品質の自動判定を行う判定プログラムとを備えた平面視検査手段と、能動的注視撮像装置がプリント配線板の回転角と検査領域のアドレスに応じて検査領域に視線方向を向け立体視画像を獲得する立体視撮像手段と立体視画像を正射影画像に変換して品質の自動判定を行う判定プログラムとを備えた立体視検査手段と、
平面視検査手段と立体視検査手段のシーケンス動作を統合制御し、各検査領域に平面視検査及び／或いは立体視検査を適用する制御手段と、
平面視検査及び／或いは立体視検査の結果を表示する表示手段と、
平面視検査及び／或いは立体視検査の結果を出力する出力手段とを備え、
対象部品の種類或いは検査領域の位置或いは検査項目の内容に応じた最適の視点による自動検査の適用を可能にしたことを特徴とする複合視点検査装置。
【請求項３】
プリント配線板を２種類の視点、即ち真上からの平面視視点（トップビュー）と、斜め上方からの立体視視点（パースペクティブビュー）で撮像し、それぞれの撮像画像を用いて部品実装品質及びはんだ接合品質の自動判定を行う複合視点検査装置であって、
対象部品種と検査領域の位置と各検査領域に対する平面視撮像の認識方式とを教示する教示手段と、プリント配線板の検査視野を位置決めするＸＹテーブルと、プリント配線板を２次元イメージセンサが垂直に見下ろして検査領域の平面視画像を獲得する平面視撮像手段と検査領域の平面視画像で品質の自動判定を行う判定プログラムとを備えた平面視検査手段と、平面視検査のシーケンス動作を制御する制御手段とより構成される平面視検査部と、
対象部品種と検査領域の位置と各検査領域に対する立体視撮像の認識方式とを教示する教示手段と、プリント配線板を位置決めするターンテーブルと、能動的注視撮像装置がプリント配線板の回転角と検査領域のアドレスに応じて検査領域に視線方向を向けて立体視画像を獲得する立体視撮像手段と立体視画像を正射影画像に変換して品質の自動判定を行う判定プログラムとを備えた立体視検査手段と、立体視検査のシーケンス動作を制御する制御手段とより構成される立体視検査部と、
平面視検査部及び立体視検査部の動作を統合的に制御する統合制御手段と、
平面視検査及び立体視検査の結果を表示する表示手段と、
平面視検査及び立体視検査の結果を出力する出力手段とを備え、
対象部品の種類或いは検査領域の位置或いは検査項目の内容に応じた最適の視点による自動検査の適用を可能にしたことを特徴とする複合視点検査装置。
【請求項４】
前記立体視撮像手段が備える能動的注視撮像装置は、検査領域を含む視野のアドレスから算出したミラー偏向コマンドに従ってミラーを偏向し、反射によって視軸を視野に向け得る能動ミラー装置と、対物レンズと接眼レンズを有し、視野のアドレスから算出した対物レンズ変位コマンドに従って視軸に沿って対物レンズを移動させて視野に合焦し、その空中像を結像して、続く倍率調節装置にリレーすることができる望遠光学装置と、ズームレンズを有し、視野のアドレスから算出した倍率調節コマンドに従って空中像の倍率を教示倍率に調節し得る倍率調節装置とを備え、プリント配線板上方に位置して対象の鳥瞰透視画像を獲得することを特徴とする請求項１記載、請求項２記載又は請求項３記載の複合視点検査装置。
【請求項５】
前記教示手段は、透視変換演算手段を備え、プリント配線板上に設定する検査領域に関して、前記立体視撮像手段が撮像する際の鳥瞰透視軸の傾斜角と方位角に応じて鳥瞰透視変形演算を行い、そのように変形した検査領域を前記立体視撮像手段が獲得した視野の鳥瞰透視画像に適合せしめ、又前記表示手段は、その視野画像に鳥瞰透視変形検査領域を重畳表示することを特徴とする請求項１記載、請求項２記載又は請求項３記載の複合視点検査装置。
【請求項６】
前記立体視検査手段は、前記立体視撮像手段が獲得した検査領域の鳥瞰透視形状を視軸の傾斜角と方位角に応じて正射影二次元画像に正規化変換し、鳥瞰透視検査領域内画素データを正規化変換した正射影二次元検査領域の対応する画素にモーフィングした後、検査領域画像を画像処理し、画像処理データから認識パラメータを算出し、認識パラメータから品質を判定することを特徴とする請求項１記載、請求項２記載又は請求項３記載の複合視点検査装置。
【請求項７】
前記教示手段により、プリント配線板の検査領域を、部品実装品質検査等の平面視検査に好適な領域とはんだ形状検査等の立体視検査に好適な領域に別けて教示し、平面視検査あるいは立体視検査をそれぞれの教示領域について実行し、前記表示手段あるいは前記出力手段は、プリント配線板ごとに両検査結果を併合して表示あるいは出力することを特徴とする請求項１記載、請求項２記載又は請求項３記載の複合視点検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、エレクトロニクス工場等において、プリント配線板上の部品の実装品質検査やはんだ付品質検査を行う検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を搭載したプリント配線板の組立品質検査の自動化に関しては、多くの種類の検査装置が開発され、すでにエレクトロニクス製造現場で利用されている。
【０００３】
しかしながら従来の検査装置は、最近のプリント配線板組立方式の改革に当って、その検査能力不足が大きな問題になってきている。組立方式の改革は、使用するはんだ組成の変更であって、公害対策としての、有鉛はんだから無鉛はんだ（ｌｅａｄ−ｆｒｅｅ　ｓｏｌｄｅｒ）への転換である。大多数の工場において、ここ数年内に全面的な転換が計画され、現場では着々と転換が進行中である。
【０００４】
従来の検査装置は、この無鉛はんだの検査能力において問題が生じている。無鉛クリームはんだは、有鉛はんだよりも融点が高いので、より高熱による加熱融解が必要である。しかし高熱では電子部品が破壊されるので、加熱時間を制限する。時間制限の結果、溶融不十分となり、従来の有鉛はんだに比べて下記の特徴形状が発生する。
（１）平面形状である：溶融不十分のために、部品電極の側面にまではんだが濡れ上がらない。
（２）表面が粗粒状である：溶融不十分のために、クリームの粒状性が残存し、表面が鏡面反射をしない。
上記２要素が同一ジョイントで発生する。特に熱容量の大きい大規模集積回路部品（ＬＳＩ）において、顕著である。
【０００５】
従来の検査装置は、はんだ付を真上に設置したカメラで撮像する、平面視（トップビュー）センシング（ｔｏｐ−ｖｉｅｗ　ｓｅｎｓｉｎｇ）方式であった。この方式は、一定の位置に設置した複数の特殊な光源で対象を斜め方向から照明し、真上のカメラで撮像する。有鉛はんだの場合には、特殊光源に対応して立体的なはんだ付部が鏡面反射し、２次元の人為パタン画像を生成するので、このパタンから対象はんだの形状を逆推定する。この方式では、部品や電極等の立体の平面図（ｔｏｐ−ｖｉｅｗ）しか得られない。
【０００６】
この方式で無鉛はんだ付を検査すると、上記２項目の性質のために、特にＬＳＩはんだ形状の情報が得られず、非常に多くのＯＫ箇所をＮＧと誤判定してしまう。自動検査が成立しないのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本出願人は、これまでに新しいはんだ付センシング方式を提案した（特願平１１−２８５０６７号「検査装置」並びに特願２０００−１８７２５２号「半自動はんだ検査装置」）。この方式は、斜め上方からはんだ付領域を見る立体視（パースペクティブビュー）センシング（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ　ｖｉｅｗ　ｓｅｎｓｉｎｇ）方式であって、対象の立体的な透視画像（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ　ｉｍａｇｅｓ）が得られる。透視画像は、図学、絵画において立体図として扱われているように、立体の３次元画像である。従って、鏡面反射性が低く、平面形状の無鉛はんだでも、その形状情報を得ることができ、無鉛はんだ付の自動検査に極めて有効である。因みに、検査員が無鉛はんだを目視検査できるのは、同様に斜め方向からはんだ付を見るからであって、本出願人の提案方式も、認知科学的にまったく同様の原理に基づいているのである。
【０００８】
立体モデルとして立方体の視点に係る図を図１に示す。その第１は、パースペクティブビューであって、図学あるいは絵画において「透視図」と呼ばれる景観である。鳥瞰有角透視図の視点（ｂｉｒｄ’ｓ　ｅｙｅ　ａｎｇｌｅｄ　ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ　ｖｉｅｗ）では、サイコロを例にとれば３面の数が読めることから分るように、立方体の３面が可視であり、立体的な景観が得られる。これはまた、「立体図」とも呼ばれる。情報理論においても、３次元形状情報量が最大であることが証明されており、立体形状を把握する視点として一般的に認められている。
【０００９】
鳥瞰透視の視点は、しかしながら左図に示すように傾斜視線のため、対象自身が遮蔽物となり、視点の反対側が不可視である。又、後方の対象は、手前の立体に邪魔されて不可視となる。
【００１０】
遮蔽がなく、対象全体を見渡すためには、右図のように、真上視点による、トップビューが有利である。ただしトップビューは、「平面図」と呼ばれるように、含まれる情報は２次元で、立体形状情報を含まない。サイコロでは上面の数しか読取ることができない。情報量は最少である。
【００１１】
要約すると、平面視センシング方式の検査装置は、チップ部品等の自動検査に有効であるが、特にＬＳＩやコネクタ等の多電極部品の無鉛はんだ付の自動検査には無力である。一方、立体視センシング方式の検査装置は、多電極部品のはんだ付自動検査に極めて有効であるが、チップ部品等の検査能力が相対的に不十分である。
【００１２】
そこで本発明は、平面視撮像方式と立体視撮像方式とを併せて装備し、プリント配線板の小型部品と多電極部品の自動検査を十分な能力で実施し得る、新しい装置の提案をしている。特に、直近の無鉛はんだ時代の自動検査に対し、見込まれる重大な課題を解決しようとしている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の複合視点検査装置は、プリント配線板を２種類の視点、即ち真上からの平面視視点（トップビュー）と、斜め上方からの立体視視点（パースペクティブビュー）で撮像し、それぞれの撮像画像を用いて部品実装品質及びはんだ接合品質の自動判定を行う複合視点検査装置であって、
対象部品種と検査領域の位置と各検査領域に対する平面視撮像方式及び／或いは立体視撮像方式の適用とそれぞれの撮像方式専用の認識方式を教示する教示手段と、
プリント配線板を回転して位置決めするターンテーブルと、
回転するプリント配線板を１次元イメージセンサが垂直に見下ろして平面視画像を獲得する平面視撮像手段と検査領域の極座標平面視画像直交座標変換して品質の自動判定を行う判定プログラムとを備えた平面視検査手段と、
能動的注視撮像装置がプリント配線板の回転角と検査領域のアドレスに応じて検査領域に視線方向を向けて立体視画像を獲得する立体視撮像手段と立体視画像を正射影画像に変換して品質の自動判定を行う判定プログラムとを備えた立体視検査手段と、
平面視検査手段と立体視検査手段のシーケンス動作を統合制御し、各検査領域に平面視検査及び／或いは立体視検査を適用する制御手段と、
平面視検査及び／或いは立体視検査の結果を表示する表示手段と、
平面視検査及び／或いは立体視検査の結果を出力する出力手段とを備え、
対象部品の種類或いは検査領域の位置或いは検査項目の内容に応じた最適の視点による自動検査の適用を可能にしたことを特徴としている。
【００１４】
この検査装置は、ターンテーブルでプリント配線板を回転し、１次元イメージセンサによる真上からの平面視視点と、能動的注視撮像装置による斜め上方からの立体視視点の、２種類の視点でプリント配線板を撮像し、それぞれの撮像画像を用いて部品実装品質及びはんだ接合品質の自動判定を行うもので、対象部品の種類或いは検査領域の位置或いは検査項目の内容に応じて、最適の視点による自動検査が適用できるように構成されている。
【００１５】
つまり、この検査装置は、前述したように、最適の平面視視点で主として部品実装品質を検査し、また、最適の立体視視点で主としてはんだ付品質を検査するので、従来の検査装置の短所であった部品実装品質とはんだ付品質に関するトータルな検査能力の不足を解消することができる。
【００１６】
また、請求項２記載の複合視点検査装置は、プリント配線板を２種類の視点、即ち真上からの平面視視点（トップビュー）と、斜め上方からの立体視視点（パースペクティブビュー）で撮像し、それぞれの撮像画像を用いて部品実装品質及びはんだ接合品質の自動判定を行う複合視点検査装置であって、
対象部品種と検査領域の位置と各検査領域に対する平面視撮像方式及び／或いは立体視撮像方式の適用とそれぞれの撮像方式専用の認識方式とを教示する教示手段と、
プリント配線板を回転して位置決めするターンテーブルと、
ターンテーブルを１次元に位置決めする位置決め装置と、
１次元に位置決めされるターンテーブル上のプリント配線板を１次元イメージセンサが垂直に見下ろして平面視画像を獲得する平面視撮像手段と検査領域の平面視画像で品質の自動判定を行う判定プログラムとを備えた平面視検査手段と、能動的注視撮像装置がプリント配線板の回転角と検査領域のアドレスに応じて検査領域に視線方向を向けて立体視画像を獲得する立体視撮像手段と立体視画像を正射影画像に変換して品質の自動判定を行う判定プログラムとを備えた立体視検査手段と、
平面視検査手段と立体視検査手段のシーケンス動作を統合制御し、各検査領域に平面視検査及び／或いは立体視検査を適用する制御手段と、
平面視検査及び／或いは立体視検査の結果を表示する表示手段と、
平面視検査及び／或いは立体視検査の結果を出力する出力手段とを備え、
対象部品の種類或いは検査領域の位置或いは検査項目の内容に応じた最適の視点による自動検査の適用を可能にしたことを特徴としている。
【００１７】
この検査装置は、１次元位置決め装置でターンテーブル上のプリント配線板を１方向に位置決めして、１次元イメージセンサで真上から平面視撮像し、さらにターンテーブルでプリント配線板を回転して、能動的注視撮像装置で斜め上方から立体視撮像し、それぞれの撮像画像を用いて部品実装品質及びはんだ接合品質の自動判定を行うもので、対象部品の種類或いは検査領域の位置或いは検査項目の内容に応じて、最適の視点による自動検査が適用できるように構成されている。
【００１８】
つまり、この検査装置は、前述したように、最適の平面視視点で主として部品実装品質とチップ部品のはんだ付品質を検査し、また、最適の立体視視点で主として大規模集積回路部品（ＬＳＩ）のはんだ付品質を検査するので、従来の検査装置の短所であった部品実装品質とはんだ付品質に関するトータルな検査能力の不足を解消することができる。
【００１９】
更に、請求項３記載の複合視点検査装置は、プリント配線板を２種類の視点、即ち真上からの平面視視点（トップビュー）と、斜め上方からの立体視視点（パースペクティブビュー）で撮像し、それぞれの撮像画像を用いて部品実装品質及びはんだ接合品質の自動判定を行う複合視点検査装置であって、
対象部品種と検査領域の位置と各検査領域に対する平面視撮像の認識方式とを教示する教示手段と、プリント配線板の検査視野を位置決めするＸＹテーブルと、プリント配線板を２次元イメージセンサが垂直に見下ろして検査領域の平面視画像を獲得する平面視撮像手段と検査領域の平面視画像で品質の自動判定を行う判定プログラムとを備えた平面視検査手段と、平面視検査のシーケンス動作を制御する制御手段とより構成される平面視検査部と、
対象部品種と検査領域の位置と各検査領域に対する立体視撮像の認識方式とを教示する教示手段と、プリント配線板を位置決めするターンテーブルと、能動的注視撮像装置がプリント配線板の回転角と検査領域のアドレスに応じて検査領域に視線方向を向けて立体視画像を獲得する立体視撮像手段と、立体視画像を正射影画像に変換して品質の自動判定を行う判定プログラムとを備えた立体視検査手段と、立体視検査のシーケンス動作を制御する制御手段とより構成される立体視検査部と、
平面視検査部及び立体視検査部の動作を統合的に制御する統合制御手段と、
平面視検査及び立体視検査の結果を表示する表示手段と、
平面視検査及び立体視検査の結果を出力する出力手段とを備え、
対象部品の種類或いは検査領域の位置或いは検査項目の内容に応じた最適の視点による自動検査の適用を可能にしたことを特徴としている。
【００２０】
この検査装置は、平面視検査部と立体視検査部とより成り、平面視検査部では、ＸＹテーブルがプリント配線板を２次元に位置決めして、２次元イメージセンサで真上から平面視撮像し、撮像画像を用いて部品実装品質及びチップ部品のはんだ接合品質の自動判定を行い、さらに立体視検査部では、ターンテーブルでプリント配線板を回転して、能動的注視撮像装置で斜め上方から立体視撮像し、撮像画像を用いて大規模集積回路部品（ＬＳＩ）のはんだ接合品質の自動判定を行うもので、対象部品の種類或いは検査領域の位置或いは検査項目の内容に応じて、最適の視点による自動検査が適用できるように構成されている。
【００２１】
つまり、この検査装置は、前述したように、最適の平面視視点で主として部品実装品質とチップ部品のはんだ付品質を検査し、また、最適の立体視視点で主として大規模集積回路部品（ＬＳＩ）のはんだ付品質を検査するので、従来の検査装置の短所であった部品実装品質とはんだ付品質に関するトータルな検査能力の不足を解消することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施の形態に基いて詳細に説明する。
【００２３】
まず、第１の実施の形態に係る複合視点検査装置について、その全体構成図（図３）を参照しつつ、具体的な構成及び動作について説明する。
【００２４】
図３において、プリント配線板１上には電子部品２が搭載され、このプリント配線板１は、ターンテーブル３に保持されている。
【００２５】
プリント配線板１の上方には、平面視カメラ４と立体視撮像を行う能動注視装置５が配置されている。平面視カメラ４はラインＣＣＤカメラであって、ターンテーブル３によるプリント配線板１の水平回転でプリント配線板１の全景を撮像する。図３の下方図に示すＣＣＤ４’が例えば７４５０画素のＣＣＤであれば、縦横３３０ｍｍ×２５０ｍｍのプリント配線板１は、対角線が４１４ｍｍであるので、その２分の１の２０７ｍｍの長さを回転半径として、プリント配線板１の全景を、１回転で１画素が約２８μｍの分解能をもって撮像できる。
【００２６】
能動注視撮像装置４は、本出願人が特願平１１−２８５０６７号「検査装置」並びに特願２０００−１８７２５２号「半自動はんだ検査装置」においてすでに詳述した能動光学装置と同一である。その光学配置を図２に示す。
【００２７】
図２において、対物レンズＬ１は能動レンズであって、前後に変位して対象Ｐに合焦する。次に、対物レンズＬ１が結像した空中像を変倍レンズＬ２が変倍し、さらにズームレンズＬ３が倍率を調節して撮像素子Ｉ上に対象像を再結像する。
【００２８】
上記光学系の光軸を水平にとり、対物レンズＬ１の前方に能動ミラーＭを配置して、鏡面反射により光軸を対象Ｐ方向に偏向する。能動ミラーＭは、２回転軸が直交してミラー表面を通るようにして保持し、各軸周りのミラー自転で方位角と傾斜角の方向に光軸を偏向する。このように、図２に示す光学装置は、全体として能動注視撮像装置を構成している。
【００２９】
この装置による対象撮像の３次元幾何光学的構成の数学的記述に関しては、前述の２出願に詳述したので、ここではその説明を割愛する。
【００３０】
図３において、プリント配線板１は、ターンテーブル３によって、その重心位置の周りを水平自転することができる。この回転によって、電子部品の各電極を最も望ましい方向から撮像することができる。このとき能動注視撮像装置５は、対象である部品電極を鳥瞰有角透視の視線角度で見ることができるので、電極の垂直側面に生成するはんだフィレットや、濡れ不良の平坦なはんだ形状の外観を十分な画像として獲得することができる。
【００３１】
平面視カメラ４と能動注視撮像装置５は、制御装置６に接続され、制御装置６は、平面視撮像ユニット７、能動注視撮像ユニット８、画像処理演算ユニット９、品質の良否判定を行う良否判定ユニット１０、システム全体を制御する統合システム制御ユニット１１、及びメモリ１２を有し、各ユニット７，８，９，１０、１１、及び１２は、バス１７を通じてデータの交換を行う。
【００３２】
また、制御装置６には、教示データ等の入力を行う入力ユニット（入力手段）１３と、検査結果等を印字する出力ユニット１４と、外部装置との間でデータ送受を行う通信ユニット１５と、画像や検査結果等を表示する表示ユニット１６が接続されている。
【００３３】
次に、図４のフロー図に従って、この実施形態になる複合視点検査装置の教示ステップを説明する。まず教示するプリント配線板のＩＤを教示し（ＳＴ１）、その後平面視検査箇所と、立体視検査箇所を指定する（ＳＴ２）。およそ下記に列記する基準に従って平面視検査と立体視検査の選択的適用を行う。
【００３４】
（１）立体視の適用が望ましい箇所：濡れ上がりの悪い多リード部品（例：ＬＳＩ、コネクタ等）や背高部品（電解コンデンサ等）。はんだ接合が電極下面に形成する部品（例：Ｊベンド・リード部品、ＩＣソケット内部等）。
【００３５】
（２）平面視の適用が望ましい箇所：濡れ上がりの良いチップ部品。遮蔽物に取囲まれた電極等。
【００３６】
この選択は、部品や電極の種類や光学的環境のみならず、その他の基準、即ち検査時間や検査精度等の尺度によっても判断される。
【００３７】
次のステップ（ＳＴ３）では、平面視検査箇所に係る検査位置と領域を教示する。この場合、コンピュータ利用設計（ＣＡＤ）データを利用しても良い（図示せず）。次に、それらの検査領域に平面視検査のアルゴリズムを貼付する（ＳＴ４）。この貼付には、部品ライブラリを別途作成してある場合は、それを利用することができる（図示せず）。
【００３８】
次のステップ（ＳＴ５）では、立体視検査箇所に係る検査位置と領域を教示する。この場合、コンピュータ利用設計（ＣＡＤ）データを利用しても良い（図示せず）。
【００３９】
次のＳＴ６では、まずプリント配線板を撮像し、表示画像に重畳して検査領域を設定する。このとき、画像は、能動注視撮像装置４の視線角度に応じた透視射影変形を受けている。そこで、プリント配線板上で長方形の領域を設定するために、同じ透視変形を受けた四辺形を表示する。
【００４０】
次に、それらの検査領域に能動注視撮像による立体視検査のアルゴリズムを貼付する（ＳＴ７）。この貼付には、部品ライブラリを別途作成してある場合は、それを利用することができる（図示せず）。
【００４１】
次に、この実施形態の複合視点検査装置における自動検査の動作を、図５のフロー図に沿って説明する。
【００４２】
まず、プリント配線板１をターンテーブル３に装填すると（ＳＴ１１）、検査装置は平面視モードに入り、図３の統合システム制御ユニット１１からのコマンドにより制御装置６がターンテーブルを作動してプリント配線板１を水平回転し、平面視撮像ユニット７の制御によって平面視カメラ４がプリント配線板１の全景を撮像し（ＳＴ１２）、得られた極座標画像を画像処理演算ユニット９が直交座標変換し（ＳＴ１２’）、さらに各検査領域についてパタンマッチング等の演算を施した後、良否判定ユニット１０が品質評価を行い（ＳＴ１２”）、不良検査領域のアドレスをメモリする（ＳＴ１３）。
【００４３】
平面視自動検査は、垂直見下ろし画像を利用するので、部品欠品、位置ずれ、姿勢不良（上下反転、前後反転、横転、水平回転等）、部品間違い、はんだブリッジの有無、はんだフィレットの有無などの検出と判定に有利である。これらの項目の良否判定は、パタンマッチング方式で行う。即ち、正常な検査領域の２次元画像を記憶し、標本画像と比較して、その差分の大小によって不良を検出する。
【００４４】
平面視検査領域の検査が完了したら、検査装置は立体視モードに入る。図３の統合システム制御ユニット１１からのコマンドにより制御装置６がターンテーブル３を回転して検査領域を教示の角度に位置決めし、統合システム制御ユニット１１からのコマンドにより能動注視撮像装置５が検査領域を注視して撮像し（ＳＴ１４）、画像処理演算ユニット９が検査箇所を自動抽出して透視射影画像信号を正射影画像にモーフィングし（ＳＴ１４’）、さらに品質評価パラメータ等を算出した後、良否判定ユニット１０が品質評価を行い（ＳＴ１４”）、不良検査領域のアドレスをメモリする（ＳＴ１５）。
【００４５】
はんだ付品質の良否判定は、はんだフィレットのサイズ、位置等の認識パラメータを総合的に用いる論理で判定する、パラメータ判定方式で行う。
【００４６】
全立体視検査領域の検査が完了したらＳＴ１６がＹＥＳとなり、全検査結果を報告し、プリント配線板をターンテーブル３から除去する（ＳＴ１７）。
【００４７】
次に、この発明の第２の実施の形態に係る複合視点検査装置について、その全体構成図（図６）を参照しつつ、具体的な構成及び動作について説明する。
【００４８】
図６において、プリント配線板１上には電子部品２が搭載され、このプリント配線板１は、ターンテーブル３に保持されている。このターンテーブルは、Ｙ軸方向に沿う移動装置を備えており（図示せず）、ターンテーブルの移動によって、プリント配線板１をＹ軸方向に１次元位置決めすることができる。
【００４９】
プリント配線板１の上方には、平面視カメラ５と立体視撮像を行う能動注視装置６が配置されている。平面視カメラ５はラインＣＣＤカメラであって、ピクセル配列がプリント配線板１のＸ軸に沿うように設置されている。そこで、プリント配線板１のＹ方向移動で、プリント配線板１の全景を撮像するようにしている。要求される分解能に応じて、平面視カメラ５は複数台設置する。
【００５０】
図６において、照明装置４は、異る高さに設置された複数の光源から成る段差照明装置である。それぞれの高さの光源は、白色光源の場合には、時差点灯してはんだ面を照射し、それぞれの正反射領域を検出して、はんだ面角度を逆推定する（タイムシェアリング法）。
【００５１】
又色別光源の場合には、常時点灯してはんだ面を照射し、それぞれの反射色領域を検出して、はんだ面角度を逆推定する（カラーシェアリング法）。ただし、照明装置４において、複数光源は、対象への入射角度が異るように設置することが必須条件であって、異る高さ自体は本質的ではない。この場合、後述する立体視検査は白色光照明で行う必要があるので、複数の色別光源のいずれか一を白色光源とすれば、光源を共用できる。立体視検査の際には、白色以外のカラー光源は消灯する。
【００５２】
能動注視撮像装置６は、第１の実施形態におけるものと同一であるので、ここではその説明を割愛する。
【００５３】
図６において、プリント配線板１は、ターンテーブル３によって、その重心位置の周りを水平自転することができる。この回転によって、電子部品の各電極を最も望ましい方向から撮像することができる。このとき能動注視撮像装置６は、対象である部品電極を鳥瞰有角透視の視線角度で見ることができるので、電極の垂直側面に生成するはんだフィレットや、濡れ不良の平坦なはんだ形状の外観を十分な画像として獲得することができる。
【００５４】
立体視カメラ５と能動注視撮像装置６は、制御装置７に接続され、制御装置７は、平面視撮像ユニット８、能動注視撮像ユニット９、画像処理演算ユニット１０、品質の良否判定を行う良否判定ユニット１１、システム全体を制御する統合システム制御ユニット１２、及びメモリ１３を有し、各ユニット８，９，１０、１１、１２、及び１３は、バス１８を通じてデータの交換を行う。
【００５５】
また、制御装置７には、教示データ等の入力を行う入力ユニット（入力手段）１４と、検査結果等を印字する出力ユニット１５と、外部装置との間でデータ送受を行う通信ユニット１６と、画像や検査結果等を表示する表示ユニット１７が接続されている。
【００５６】
次に、図７のフロー図に従って、この実施形態になる複合視点検査装置の教示ステップを説明する。まず教示するプリント配線板のＩＤを教示し（ＳＴ２１）、その後平面視検査箇所と、立体視検査箇所を指定する（ＳＴ２２）。およそ下記に列記する基準に従って平面視検査と立体視検査の選択的適用を行う。
【００５７】
（１）立体視の適用が望ましい箇所：濡れ上がりの悪い多リード部品（例：ＬＳＩ、コネクタ等）や背高部品（電解コンデンサ等）。はんだ接合が電極下面に形成する部品（例：Ｊベンド・リード部品、ＩＣソケット内部等）。
【００５８】
（２）平面視の適用が望ましい箇所：濡れ上がりの良いチップ部品。遮蔽物に取囲まれた電極等。
【００５９】
この選択は、部品や電極の種類や光学的環境のみならず、その他の基準、即ち検査時間や検査精度等の尺度によっても判断される。
【００６０】
次のステップ（ＳＴ２３）では、平面視検査箇所に係る検査位置と領域を教示する。この場合、コンピュータ利用設計（ＣＡＤ）データを利用しても良い（図示せず）。次に、それらの検査領域に平面視検査のアルゴリズムを貼付する（ＳＴ２４）。この貼付には、部品ライブラリを別途作成してある場合は、それを利用することができる（図示せず）。
【００６１】
次のステップ（ＳＴ２５）では、立体視検査箇所に係る検査位置と領域を教示する。この場合、コンピュータ利用設計（ＣＡＤ）データを利用しても良い（図示せず）。
【００６２】
次のＳＴ２６では、まずプリント配線板を撮像し、表示画像に重畳して検査領域を設定する。このとき、画像は、能動注視撮像装置６の視線角度に応じた透視射影変形を受けている。そこで、プリント配線板上で長方形の領域を設定するために、同じ透視変形を受けた四辺形を表示する。
【００６３】
次に、それらの検査領域に能動注視撮像による立体視検査のアルゴリズムを貼付する（ＳＴ２７）。この貼付には、部品ライブラリを別途作成してある場合は、それを利用することができる（図示せず）。
【００６４】
次に、この実施形態の複合視点検査装置における自動検査の動作を、図８のフロー図に沿って説明する。
【００６５】
まず、図６に示したプリント配線板１をターンテーブル３に装填すると（ＳＴ３１）、検査装置は平面視モードに入り、統合システム制御ユニット１２からのコマンドにより照明装置４が段差照明点灯し（ＳＴ３２）、制御装置７がプリント配線板１ごとターンテーブル３をＹ軸移動し、平面視撮像ユニット８の制御によって平面視カメラ５がプリント配線板１の全景を撮像し（ＳＴ３２’）、さらに各検査領域についてパタンマッチング等の演算を施した後、良否判定ユニット１１が品質評価を行い（ＳＴ３２”）、不良検査領域のアドレスをメモリする（ＳＴ３３）。
【００６６】
段差照明で得られた平面視画像を用いて、部品実装検査についてはパタンマッチング方式で、又はんだ形状検査についてはパラメータ論理方式で、それぞれ不良の検出を行うことができる。
【００６７】
平面視検査領域の検査が完了したら、検査装置は立体視モードに入る。図６の統合システム制御ユニット１２からのコマンドにより制御装置７が照明装置４を制御して白色光点灯し（ＳＴ３４）、ターンテーブル３を回転して検査領域を教示の角度に位置決めし、統合システム制御ユニット１２からのコマンドにより能動注視撮像装置６が検査領域を注視して撮像し（ＳＴ３４’）、画像処理演算ユニット１１が検査箇所を自動抽出して透視射影画像信号を正射影画像にモーフィングし（ＳＴ３４”）、さらに品質評価パラメータ等を算出した後、良否判定ユニット１１が品質評価を行い（ＳＴ３４’’’）、不良検査領域のアドレスをメモリする（ＳＴ３５）。
【００６８】
はんだ付品質の良否判定は、はんだフィレットのサイズ、位置等の認識パラメータを総合的に用いる論理で判定する、パラメータ判定方式で行う。
【００６９】
全立体視検査領域の検査が完了したらＳＴ３６がＹＥＳとなり、全検査結果を報告し、プリント配線板をターンテーブル３から除去する（ＳＴ３７）。
【００７０】
次に、この発明の第３の実施の形態に係る複合視点検査装置について、その全体構成図（図９）を参照しつつ、具体的な構成及び動作について説明する。
【００７１】
図９において、プリント配線板１上には電子部品２が搭載され、このプリント配線板１は、まずＸＹテーブル３に保持される。
【００７２】
プリント配線板１の上方には、平面視カメラ５と照明装置４が配置されている。平面視カメラ５はエリアＣＣＤカメラである。
【００７３】
図９において、照明装置４は、異る高さに設置された複数の光源から成る段差照明装置である。それぞれの高さの光源は、白色光源の場合には、時差点灯してはんだ面を照射し、それぞれの正反射領域を検出して、はんだ面角度を逆推定する（タイムシェアリング法）。
【００７４】
又色別光源の場合には、常時点灯してはんだ面を照射し、それぞれの反射色領域を検出して、はんだ面角度を逆推定する（カラーシェアリング法）。ただし、照明装置４において、複数光源は、対象への入射角度が異るように設置することが必須条件であって、異る高さ自体は本質的ではない。
【００７５】
平面視検査終了後、プリント配線板１は、コンベア３’’によって、ターンテーブル３’に移送される。移送後のプリント配線板１’の上方には、立体視撮像を行う能動注視装置５と、照明装置４’が配置されている。
【００７６】
能動注視撮像装置５は、第１の実施形態におけるものと同一であるので、ここではその説明を割愛する。
【００７７】
プリント配線板１’は、ターンテーブル３’によって、その重心位置の周りを水平自転することができる。この回転によって、電子部品の各電極を最も望ましい方向から撮像することができる。このとき能動注視撮像装置６は、対象である部品電極を鳥瞰有角透視の視線角度で見ることができるので、電極の垂直側面に生成するはんだフィレットや、濡れ不良の平坦なはんだ形状の外観を十分な画像として獲得することができる。
【００７８】
立体視カメラ５と能動注視撮像装置６は、制御装置７に接続され、制御装置７は、平面視撮像ユニット８、能動注視撮像ユニット９、画像処理演算ユニット１０、品質の良否判定を行う良否判定ユニット１１、システム全体を制御する統合システム制御ユニット１２、及びメモリ１３を有し、各ユニット８，９，１０、１１、１２、及び１３は、バス１８を通じてデータの交換を行う。
【００７９】
また、制御装置７には、教示データ等の入力を行う入力ユニット（入力手段）１４と、検査結果等を印字する出力ユニット１５と、外部装置との間でデータ送受を行う通信ユニット１６と、画像や検査結果等を表示する表示ユニット１７が接続されている。
【００８０】
次に、図１０のフロー図に従って、この実施形態になる複合視点検査装置の教示ステップを説明する。まず教示するプリント配線板のＩＤを教示し（ＳＴ４１）、その後平面視検査箇所と、立体視検査箇所を指定する（ＳＴ４２）。およそ下記に列記する基準に従って平面視検査と立体視検査の選択的適用を行う。
【００８１】
（１）立体視の適用が望ましい箇所：濡れ上がりの悪い多リード部品（例：ＬＳＩ、コネクタ等）や背高部品（電解コンデンサ等）。はんだ接合が電極下面に形成する部品（例：Ｊベンド・リード部品、ＩＣソケット内部等）。
【００８２】
（２）平面視の適用が望ましい箇所：濡れ上がりの良いチップ部品。遮蔽物に取囲まれた電極等。
【００８３】
この選択は、部品や電極の種類や光学的環境のみならず、その他の基準、即ち検査時間や検査精度等の尺度によっても判断される。
【００８４】
次のステップ（ＳＴ４３）では、ＸＹテーブル３上のプリント配線板１の平面視検査箇所に係る検査位置と領域を教示する。この場合、コンピュータ利用設計（ＣＡＤ）データを利用しても良い（図示せず）。次に、それらの検査領域に平面視検査のアルゴリズムを貼付する（ＳＴ４４）。この貼付には、部品ライブラリを別途作成してある場合は、それを利用することができる（図示せず）。
【００８５】
次のステップ（ＳＴ４５）では、ターンテーブル３’上のプリント配線板１’の立体視検査箇所に係る検査位置と領域を教示する。この場合、コンピュータ利用設計（ＣＡＤ）データを利用しても良い（図示せず）。
【００８６】
次のＳＴ４６では、まずプリント配線板を撮像し、表示画像に重畳して検査領域を設定する。このとき、画像は、能動注視撮像装置５の視線角度に応じた透視射影変形を受けている。そこで、プリント配線板上で長方形の領域を設定するために、同じ透視変形を受けた四辺形を表示する。
【００８７】
次に、それらの検査領域に能動注視撮像による立体視検査のアルゴリズムを貼付する（ＳＴ４７）。この貼付には、部品ライブラリを別途作成してある場合は、それを利用することができる（図示せず）。
【００８８】
次に、この実施形態の複合視点検査装置における自動検査の動作を、図１１のフロー図に沿って説明する。
【００８９】
まず、図９に示したプリント配線板１をＸＹテーブル３に装填すると（ＳＴ５１）、検査装置は平面視モードに入り、統合システム制御ユニット１２からのコマンドにより照明装置４が段差照明点灯し（ＳＴ５２）、制御装置７がＸＹテーブル上のプリント配線板１を教示検査領域を含む視野に位置決めし、平面視撮像ユニット８の制御によって平面視カメラ５が撮像し（ＳＴ５２’）、さらに各検査領域についてパタンマッチング演算及びパラメータ演算を施した後、良否判定ユニット１１が品質評価を行い（ＳＴ５２”）、不良検査領域のアドレスをメモリする（ＳＴ５３）。
【００９０】
段差照明で得られた平面視画像を用いて、部品実装検査についてはパタンマッチング方式で、又はんだ形状検査についてはパラメータ論理方式で、それぞれ不良の検出を行うことができる。
【００９１】
全平面視検査領域の検査が完了したら、ＳＴ５４がＹＥＳとなり、図９の統合システム制御ユニット１２からのコマンドにより制御装置７がコンベア３”を制御してプリント配線板１を移送してターンテーブル３’に装填し（ＳＴ５５）、検査装置は立体視モードに入る。
【００９２】
次に、制御装置７が照明装置４’を制御して白色光点灯し（ＳＴ５６）、ターンテーブル３’を回転して検査領域を教示の角度に位置決めし、統合システム制御ユニット１２からのコマンドにより能動注視撮像装置６が検査領域を注視して撮像し（ＳＴ５６’）、画像処理演算ユニット１０が検査箇所を自動抽出して透視射影画像信号を正射影画像にモーフィングし（ＳＴ５６”）、さらに品質評価パラメータ等を算出した後、良否判定ユニット１１が品質評価を行い（ＳＴ５６’’’）、不良検査領域のアドレスをメモリする（ＳＴ５７）。
【００９３】
はんだ付品質の良否判定は、はんだフィレットのサイズ、位置等の認識パラメータを総合的に用いる論理で判定する、パラメータ判定方式で行う。
【００９４】
全立体視検査領域の検査が完了したらＳＴ５８がＹＥＳとなり、全検査結果を報告し、プリント配線板をターンテーブル３’から除去する（ＳＴ５９）。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１、２、３記載の複合視点検査装置によれば、検査装置が平面視検査と立体視検査の２種の検査を、例えばチップ部品の検査には平面視検査、又ＬＳＩ部品のはんだ検査には立体視検査というように、それぞれの検査に適した対象及び検査項目に対して遂行するので、従来平面視検査あるいは立体視検査単独で不十分であったプリント配線板検査の検査精度を、格段に向上することができる。
【００９６】
請求項４記載の構成とすれば、立体視撮像手段がプリント配線板の鳥瞰透視画像を獲得することができる。
【００９７】
請求項５記載の構成とすれば、教示手段において鳥瞰透視画像と同じ鳥瞰透視変形した検査領域を重畳表示することができる。
【００９８】
請求項６記載の構成とすれば、撮像手段からの検査領域の鳥瞰透視形状を正射影二次元画像に正規化変換し、画素対応のモーフィングをした後、検査領域の画像処理データから認識パラメータを算出して品質を判定することができる。
【００９９】
請求項７記載の複合視点検査装置によれば、プリント配線板の検査領域を、部品実装品質検査等の平面視検査に好適な領域とはんだ形状検査等の立体視検査に好適な領域に別けて教示し、平面視検査あるいは立体視検査をそれぞれの教示領域について実行し、前記表示手段あるいは前記出力手段が、プリント配線板ごとに両検査結果を併合して表示あるいは出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】立方体を例として、立体の鳥瞰有角透視景観と、平面視景観とを示す図である。
【図２】能動注視撮像装置の視軸と検査対象の光学配置を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る検査装置の全体構成とラインＣＣＤに関するプリント配線板の水平回転を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る検査装置における教示動作を示すフロー図である。
【図５】第１の実施形態に係る検査装置における自動検査の動作を示すフロー図である。
【図６】第２の実施形態に係る検査装置の全体構成とプリント配線板を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る検査装置における教示動作を示すフロー図である。
【図８】第２の実施形態に係る検査装置における自動検査の動作を示すフロー図である。
【図９】第３の実施形態に係る検査装置の全体構成とプリント配線板を示す図である。
【図１０】第３の実施形態に係る検査装置における教示動作を示すフロー図である。
【図１１】第３の実施形態に係る検査装置における自動検査の動作を示すフロー図である。
【符号の説明】
１　　プリント配線板
２　　電子部品
３　　ターンテーブル
４　　照明装置
５　　平面視カメラ
６　　能動注視撮像装置
７　　制御装置
８　　平面視撮像ユニット
９　　能動視撮像ユニット
１０　画像処理演算ユニット
１２　統合システム制御ユニット
１３　メモリ
１４　入力ユニット
１５　出力ユニット
１６　通信ユニット
１７　表示ユニット
【図１】
2004037342.tif 000003
【図２】
2004037342.tif 000004
【図３】
2004037342.tif 000005
【図４】
2004037342.tif 000006
【図５】
2004037342.tif 000007
【図６】
2004037342.tif 000008
【図７】
2004037342.tif 000009
【図８】
2004037342.tif 000010
【図９】
2004037342.tif 000011
【図１０】
2004037342.tif 000012
【図１１】
2004037342.tif 000013