(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向（２３）から部品（１１）の第１の画像（２８）を記録するビデオカメラ（４０）と、前記部品（１１）の第２の画像（２９）を前記ビデオカメラ（４０）へ供給するものであって、該第２の画像が第１の方向（２３）とは異なる方向（２４）から撮影され、かつ、両画像（２８、２９）はビデオカメラによって生成されたビデオ画像中の異なる場所で再生されるようにする光学偏向装置（３０）とを具備する部品（１１）の検査装置において、
前記二つの画像が撮影される前記方向が、前記部品の異なる側面に向けられていることを特徴とし、前記二つの画像の各々が各自の光路（２５，２６）を通して前記ビデオカメラ（４０）に投影され、かつ、長さ補償装置（２７）が、部品（１１）とビデオカメラ（４０）間の一方の画像（２８、２９）の光路（２５）に設けられており、該長さ補償装置によって前記光路（２５）の長さを他方の画像の光路（２６）の長さと同等にすることを特徴する部品の検査装置。
【請求項２】
前記両画像（２８、２９）の光路（２５、２６）は並行してビデオカメラ（４０）に入射することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
二つの離隔された部品（１１、１１ａ）の画像を同時にビデオカメラ（４０）へ向けるビーム結合装置（１８）が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記第１の画像（２８）を生成するために前記部品（１１）を照明する第１の照明装置（３１）と、前記第２の画像（２９）を生成するために該部品（１１）を照明する第２の照明装置（３５）とが設けられ、該照明装置（３１、３５）が一方の画像の光が他方の画像の照明によって影響されないように異なる光学特性を持つ光を放射することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の検査装置。
【請求項５】
前記異なる光学特性とは、異なる波長であることを特徴とする請求項４に記載の検査装置。
【請求項６】
１つの照明装置（３１）が、画像（２８）が撮影されるのと同じ側面で部品（１１）を直接的に照明し、もう１つの照明装置（３５）が、逆光で部品（１１）を照明することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の検査装置。
【請求項７】
少なくとも１つの照明装置（３１）が、主光軸（３４）の周りを回転するように取り付けられた光源（３２）と、そこで一緒に回転するように結合された偏向装置（３３）とを具備することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の検査装置。
【請求項８】
１つの照明装置（３１）が二つの光源（３２）を具備し、１つの前記画像（２８）の光路（２５）がこれらの光源間を通ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、部品の画像を記録するビデオカメラを具備してなる部品検査装置に関するものである。
【０００２】
連続的な生産において、部品は、該部品をはんだ付けまたは接着用の位置へ移動する部品取付け自動機械を使用して、回路基板に差し込まれる。部品の多くは１ミリから１０ミリの範囲のサイズに小型化されており、該部品が処理用に完全であることを保証するために、差し込み作業に先立ち、検査されなければならない。特に、部品のすべての脚がそこに付いていて、かつ正しい位置にあることを保証する必要がある。典型的には、ビデオカメラと、画像処理に適しかつ部品の予め記憶した標準画像と記録されたビデオ画像とを比較することに適した、該ビデオカメラに接続されたコンピュータと、を使用してそのような検査が実施される。こうして、取り付けるべき又は処理すべき又は何にせよ対象物が完全であるかどうかが、人間の介在なしに判定されうる。
【０００３】
完全な検査のため、様々な方向から部品を記録する必要がある。ひとつの方向からのみ撮影した画像では、部品の欠陥が隠される可能性がある。
部品が小型化されたため、スペースが原因で必要な数台のビデオカメラを用いて同じに複数の画像を撮影することが困難になっている。
【０００４】
本発明の目的は、異なる方向から撮影された部品画像を同時に記録することが可能な、部品の検査装置を提供することにあり、さらには小型化された部品に適した検査装置を提供することにある。
【０００５】
本発明によれば、上記目的は請求項１に定義された特徴により解決される。
本検査装置においては、一台のビデオカメラが異なる方向から部品の画像を複数撮影し、これら複数の画像のうち少なくとも１つの画像の光路に光学偏向装置が配設されている。こうして、異なる方向から同時に撮影された両画像は、同じ受光方向からビデオカメラへ供給することが出来るため、それらの画像がビデオ画像の異なる領域において再生されうる。本発明によると、一台のビデオカメラが複数の画像を再生するのに使用される。ゆえに、画像の評価も一枚のビデオ画像を使用した自動画像処理によって実施される。検査装置はかなり制限された空間で使用可能であり、一つの部品について複数のビデオカメラを指向させる必要がないため、小型化された部品を査定及び評価するのに格別の応用性能がある。
【０００６】
ビデオカメラとしては、光信号により影響される電荷蓄積要素のセンサー領域を持つＣＣＤカメラに特定の用途がある。異なる画像がカメラの対物レンズに対して並行に入ることになるかもしれないが、重複しないように互いに横方向にオフセットさせる。
【０００７】
本発明の好ましい発展形態は、長さ補償装置が部品とビデオカメラ間の画像の一つにある光路に配置され、この光路の長さを他の光路の長さと等しくする。ゆえに、両画像がビデオカメラによって同様に焦点を合わされている。長さ補償装置は反射鏡あるいは、好ましくはうねったような光路を引き起こすプリズム配列からなっていてよい。
【０００８】
本発明はビデオカメラを使用して同時に複数の部品を映し、評価する可能性を提供する。このため、ビーム結合装置が設けられ、ビデオカメラへ同時に二つの離隔した部品の画像を供給する。そのようなビーム結合装置は反射鏡装置またはプリズム配列からなっている。部品が二つの所定離隔した位置に同時に存在していることをそのアプリケーションは要求している。
【０００９】
定義され再生可能な検査は所定の照度条件を要求する。対象物の照明において、まぶしくしたり、紛らわしくしたりする影響は避けられなければならない。発明の発展形態において、二つの照明装置が設けられ、うち一つは部品の第１の画像用であり、もう一方は第２の画像用である。両照明装置は異なる特性の光を放射し、一方の画像の光がもう一方の画像の光によって妨害されないというものである。異なる光の特性とは、例えば、異なる波長もしくは異なる偏光方向であってよい。問題となるのは、選択的な照明が他方の画像によって感知されることが出来ない各々の画像にもたらされるということである。各記録された画像はそれぞれに対応するフィルタによって抽出されるようになっていてよい。
【００１０】
発明の好ましい実施例において、或る照明装置は画像が撮影される側面と同様の側面に垂直に部品を照明するが、他の照明装置は逆光で部品を照明する。両画像の記録方向は互いに直角であるのが好ましい。
照明装置が異なる波長を持つ光を放射する際、使用されるビデオカメラは白黒カメラであるかもしれないし、またはカラーカメラであるかもしれない。白黒カメラであるとすると、選択された波長の双方に対して好感度であることが保証されなければならない。
【００１１】
以下は、添付図面に関連する本発明の一実施例の詳細な説明である。
検査装置は複数の支持装置１０を具備している。該支持装置１０はこの例においては薄い取り入れ口を通って空気を吸引する吸引ピペットであり、それによって、空気取り入れ口の方に部品１１を引きつけ、保持する。支持装置１０は各マシンサイクルに従ってインデックスされた連続するコンベヤーに沿って一列に配列されている。
【００１２】
この例において、例えば部品１１は本体１２とそこからそれぞれ反対方向に向かって突き出た脚１３、１４を持つトランジスタであるとする。二本の脚１３は一側面で突き出ていて、一本の脚１４は他の側面で突き出ている。各脚は二度曲げられており、回路板上に平らに設置されて導体路にはんだ付けされる休止部分１５を有する。数ある中で、検査装置は、全ての脚１３及び１４がそこにあるかどうか、そして全脚が正しく設置されているかどうかをチェックする。
【００１３】
図１に示されているように、記録位置１６及び１７は支持装置１０の搬送路に沿う二箇所に設けられており、部品１１及び１１ａは一台のビデオカメラでこれらの位置での画像がイメージされる。第１のプリズム１９及び第２のプリズム２０のビーム結合装置１８はこれら二つの記録位置の間で伸びている。各プリズム１９及び２０は各部品１１及び１１ａの画像をカメラの対物レンズ２１に向け、両画像の光路が点線によって表わされている。両画像が並行して対物レンズ２１に入力され、さらに横方向オフセットを伴うため、両画像はビデオカメラのセンサ上の異なった場所に結像されるということが分かる。両部品１１及び１１ａから対物レンズ２１への光路は図１に点線で表わされている。これらの光路はまず大きく離れた距離で並行に伸び、それから直角に曲がって集まり、最後には並行してかつ互いに近接して対物レンズ２１に入り込む。
【００１４】
ビーム結合装置１８及び記録位置１６及び１７はビデオカメラの対物レンズ２１の前部に取付けられた対物レンズの付属品２２内に位置している。支持装置１０はこの付属品２２に沿って動く。
【００１５】
図２は、図１の矢印IIの方向から見た、支持装置１０によって吸引保持された部品１１を示す。該部品は第１の方向２３（下から）及び第２の方向２４（横から）からビデオカメラによって記録される。方向２３及び２４は共に互いに直角に伸びている。方向２３は光路２５の一部で、方向２４は光路２６の一部である。方向２３及び２４はビデオカメラの視線方向を示している。しかし、光ビームは部品からビデオカメラへの方向とは反対に走っている。
【００１６】
光路２５には、該光路２５の長さを延長してもう一方の光路２６と同じ長さにするように、二つのプリズムからなる長さ補償装置２７が設けられている。光路２５及び２６が実質的に同じ長さであるという事実は両画像がビデオカメラで焦点を合わされることが可能なことを保証している。長さ補償装置２７は、入射光と放射光が平行をなすよう設計されている。
【００１７】
図５は、二つの部品１１及び１１ａにより発生されたビデオ画像を示している。部品１１は二つの画像２８及び２９において表わされており、画像２８は平面図、画像２９は側面図である。部品１１ａもまた画像２８ａ及び２９ａに表わされている。全４枚の画像は共通にビデオカメラのセンサ画面上に発生され、モニター上に共通して再生されることが可能である。
【００１８】
最初は光路２５に向かって平行に走る光路２６は、方向２４に従う側面から部品１１に出会うように、光学偏向装置３０により直角に偏向される。
【００１９】
異なる特性を持つ光を使用する二つの画像２８及び２９の各々のために、部品に照明が当てられる。第１の照明装置３１（図６及び図７）は下からの部品１１を照明する。この照明装置３１は、水平に配列された二つの光源３２を具備しており、それらの光は関連するプリズム３３によって上に向かって垂直に方向付けられている。結合したプリズム３３と共に、光源３２は主放射軸３４の周りを回転し、図７の３４に示されているように、異なる傾いた角度に設定するために調節可能であってよい。各光源は相互に距離を置いて設定されているため、各光源が部品１１の下部に斜めに位置している。ビデオカメラの光路は二つの光源３２の間を走っている。部品１１の底面は、照明装置３１を使用して部品を直接的に照明することによって直光で記録される。
【００２０】
第２の照明装置３５は、記録面の反対側にある部品１１のわきに横向きに配置されている。記録する方向２４が照明装置３５を指向するということを意味している。この方向２４から、部品１１は逆光で記録される、つまり画像が部品の対応する影を表わす。
【００２１】
照明装置３１及び３５は異なる波長の光を操作する。例えば、照明装置３５の光源が緑の光を放射する一方、照明装置３１は赤い光を放射する。従って、図２に示されているように、赤いフィルタＲが光路２５に備えられており、それは赤い光のみを通し、緑のフィルタＧが光路２６に配設され、緑の光のみを通す。それゆえ、画像２８は赤い光で取りこまれ、画像２９は緑の光で取り込まれる。双方の光のタイプは互いを妨げることはなく、特に、妨害するまぶしい光は発生しない。
【００２２】
図３及び図４は検査装置の構造を示している。ビデオカメラの対物レンズ２１のすぐ前に、付属品２２が取り付けられており、該付属品は図１および図２に示された要素を保持している。カメラ４０の対物レンズ２１はホルダー４１を通して機械の台枠にしっかりと固定されている。角度を成した支持体４３は照明装置３１を搭載している。ねじ４４は、光源３２をこの角度を成した支持体へしっかりと固定している。光源３２からの光を上向きにするプリズム３３は支持装置１０の進路の下に位置している。部品１１は前後に向いた部品の脚１３及び１４と共にこの進路に沿って移動する。照明装置３５は、角度を成した支持体４３における発光ダイオード配列として設けられていてよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  検査装置の側面略図。
【図２】  図４における矢印IIの方向において見た図。
【図３】  図１にあるのと同様の方向から見た検査装置全体の図。
【図４】  図３において矢印IVの方向に見られる図。
【図５】  ビデオカメラに生成されたビデオ画像を説明する図。
【図６】  部品の方に指向された照明装置を機械的に描写する図。
【図７】  図６の矢印VIIの方向に見られる図。
【符号の説明】
１０  支持装置
１１，１１ａ  部品
１２  部品の本体
１３，１４  部品の脚
１８  ビーム結合装置
１９，２０  プリズム
２１  ビデオカメラの対物レンズ
３０  光学偏向装置
４０  ビデオカメラ
【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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