(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物に対して読み取り方向に沿って相対移動することで一定領域を撮像するラインセンサーカメラを備えた検査機をキャリブレーションするに際して、
設置したキャリブレーション用の検査対象物の表面に等間隔をおいて決められた任意の３検査ポイントの内の中央検査ポイントの位置を教示するとともに、
前記検査対象物上の３検査ポイントをラインセンサーカメラにより撮像し、
撮像画像上の対応する中央検査ポイントに中心軸が一致するようにラインセンサーカメラを相対移動させ、
移動後のラインセンサーカメラにより前記検査対象物上の３検査ポイントを撮像し、
撮像画像上の対応する３検査ポイントにつき隣接する検査ポイント間の距離Ｄ２，Ｄ３を求め両距離の比Ｄ２／Ｄ３よりラインセンサーカメラの検査対象物側への傾きを算出し、
算出した角度θに基づいてラインセンサーカメラあるいは画像処理手段を調整することを特徴とするラインセンサーカメラを備えた検査機のキャリブレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラインセンサーカメラを備えた検査機のキャリブレーション方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板への電子部品の実装において、はんだ印刷後の印刷状態や、装着部品の装着状態や、はんだ硬化後の部品やはんだ状態を検査する時などには、撮像装置を備えた検査機が使用されている。
その内、エリアカメラを備えたタイプの検査機は、エリアカメラのＣＣＤ素子がｎ×ｎ画素であるため、矩形の撮像領域を一括で撮像可能である。このタイプの検査機をキャリブレーションする方法は種々あるが、たとえば図５に示したように、エリアカメラ３１によって、その撮像領域３２より少し小さい寸法であって寸法精度が保証されたキャリブレーション用撮像対象物３３を撮像し、撮像した画像３４を認識することにより画像上の寸法を算出し、算出した寸法と撮像対象物３２の実寸法との比率からカメラスケール、つまり１画素当たりの実際の寸法を算出している。
【０００３】
一方、ラインセンサーカメラを備えたタイプの検査機は、ラインセンサーカメラのＣＣＤ素子がｍ×１画素（カラーラインセンサーカメラの場合はｎ×３画素：３画素はそれぞれ赤・緑・青の素子を示す）なので、矩形の撮像領域を撮像するためにはラインセンサーカメラ或いは撮像対象物を移動させることが必要である。このタイプの検査機でもキャリブレーションは上記と同様にして行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような各検査機では、撮像領域３２の端と端でカメラの傾きがカメラスケールに影響する懸念があるが、エリアカメラの場合には、電子部品の実装工程での撮像領域３２は数ミリ角程度の寸法になるので、カメラの傾きの影響は無視できる範囲である。ところが、ラインセンサーカメラの場合には、画素数ｍのサイズが大きいことが多いので、カメラが傾いて取り付けられると１画素目とｍ画素目のカメラスケールの違いは無視できなくなり、そのため、キャリブレーションの際にカメラの取り付け上の傾きも調整する必要があるという問題を有していた。
【０００５】
本発明は上記問題を解決するもので、撮像対象物に対するラインセンサーカメラの傾きを容易に調整できるキャリブレーション方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために本発明は、検査対象物に対して読み取り方向に沿って相対移動することで一定領域を撮像するラインセンサーカメラを備えた検査機をキャリブレーションするに際して、設置したキャリブレーション用の検査対象物の表面に等間隔をおいて決められた任意の３検査ポイントの内の中央検査ポイントの位置を教示するとともに、前記検査対象物上の３検査ポイントをラインセンサーカメラにより撮像し、撮像画像上の対応する中央検査ポイントに中心軸が一致するようにラインセンサーカメラを相対移動させ、移動後のラインセンサーカメラにより前記検査対象物上の３検査ポイントを撮像し、撮像画像上の対応する３検査ポイントにつき隣接する検査ポイント間の距離Ｄ２，Ｄ３を求め両距離の比Ｄ２／Ｄ３よりラインセンサーカメラの検査対象物側への傾きを算出し、算出した角度θに基づいてラインセンサーカメラあるいは画像処理手段を調整することを特徴とする。
【０００８】
このようにすることにより、ラインセンサーカメラの検査対象物側への傾きを調整できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、検査機のラインセンサーカメラ１の下方にキャリブレーション用の検査対象物２を配置した状態を示す。
ラインセンサーカメラ１は移動テーブル３に取り付けられて検査対象物２に対向するＹ軸方向に沿って設けられていて、移動テーブル３に設けられた駆動手段（図示せず）によりＸ軸方向に移動自在であり、Ｘ軸方向への１回のスキャンで直線状撮像エリア４によって矩形撮像エリア５を撮像可能である。ここで、Ｘ軸方向およびＹ軸方向は上記したようなラインセンサーカメラ１が移動する平面内において互いに直交する方向と定義し、Ｚ軸方向はラインセンサーカメラ１から検査対象物２の方向と定義する。
【００１０】
移動テーブル３には、移動テーブル３をＸ−Ｙ方向に回転させる調整治具６と、Ｙ−Ｚ方向に回転させる調整治具７とが設けられている。
検査対象物２は精度が確保された治具であって、矩形撮像エリア５内に入るように検査ポイントａと検査ポイントｂと検査ポイントｃとを等間隔で基板８上に配置しており、駆動手段（図示せず）によってＹ軸方向に移動自在である。
【００１１】
以下、上記した検査機のキャリブレーション方法を図２のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、ラインセンサーカメラ１のＸ−Ｙ方向の傾きを算出する。
検査対象物の位置教示工程＃１において、図３（ａ）に示すように、検査機正面から見たガラス基板８の左手前コーナーを原点Ｏ（０，０）として設定し、検査対象物２の検査ポイントａ、検査ポイントｂ、検査ポイントｃの位置データを教示する。また、ａ’は検査ポイントａの中心位置、ｃ’は検査ポイントｃの中心位置の位置データを教示する。ここで、Ｌは中心位置ａ’と中心位置ｃ’とを結ぶ直線であってＹ軸と平行をなす直線を示す。
【００１２】
検査対象物の認識工程＃２において、ラインセンサーカメラ１をＸ軸方向へ移動させることにより検査ポイントａ，ｂ，ｃを撮像し、図３（ｂ）に示すような、検査ポイントａ，ｂ，ｃに対応する検査ポイントａ１，ｂ１，ｃ１を含んだ撮像画像９を得る。そして、撮像画像９上の検査ポイントａ１の中心位置ａ１’と検査ポイントｃ１の中心位置ｃ１’とを設計値のカメラスケールを用いて求める。
【００１３】
次に、カメラスケール算出工程＃３において、検査対象物２上の検査ポイントａの中心位置ａ’と検査ポイントｃの中心位置ｃ’との間の距離Ｄ０を求めるとともに、撮像画像９上の検査ポイントａ１の中心位置ａ１’と検査ポイントｃ１の中心位置ｃ１’との距離Ｄ１とを求め、両者の比で表わされるカメラスケールＤ１／Ｄ０を算出する。
【００１４】
次に、Ｘ−Ｙ平面の角度算出工程＃４において、撮像画像９上で検査ポイントａ１の中心位置ａ１’を通るＹ軸方向に平行な直線Ｌ’と、検査ポイントａ１の中心位置ａ１’と検査ポイントｃ１の中心位置ｃ１’とを結ぶ直線Ｌ１とを求め、直線Ｌ’と直線Ｌ１とのなす角θをＬ’ｃｏｓθ＝Ｌ１を用いて求める。
その後に、Ｘ−Ｙ調整工程＃５において、求めた角度θに対応する量だけ移動テーブル３を調整治具８によりＸ−Ｙ方向に回転させ、それによりラインセンサーカメラ１のＸ−Ｙ方向の傾きを調整する。
【００１５】
上記した＃１〜＃５の工程を、ラインセンサーカメラ１のＸ−Ｙ方向の傾きが要求される精度を満足するまで繰り返す。
次に、ラインセンサーカメラ１のＹ−Ｚ方向の傾きを算出する。ここでは、図４（ａ）上部に示すように、検査ポイントａ，ｂ，ｃを含んだ検査対象物２に対して、ラインセンサーカメラ１が、中心軸１０がＹ−Ｚ方向に傾いている。
【００１６】
検査対象物の認識工程＃６において、ラインセンサーカメラ１をＸ軸方向に移動させることにより検査ポイントａ，ｂ，ｃを撮像し、図４（ａ）下部に示したような、検査ポイントａ，ｂ，ｃに対応する検査ポイントａ２，ｂ２，ｃ２を含んだ撮像画像を得る。そして、この撮像画像上の検査ポイントｂ２の中心位置ｂ２’をここでは設計値のカメラスケールを用いて求める。
【００１７】
そして、カメラ中心位置合わせ工程＃７において、撮像画像上で検査ポイントｂ２の中心位置ｂ２’とラインセンサーカメラ１の中心軸１０とが一致するように検査対象物２をＹ軸方向に移動させる。
Ｙ−Ｚ平面の角度算出工程＃８において、図４（ｂ）上部に示した位置まで移動したラインセンサーカメラ１によって再度検査ポイントａ，ｂ，ｃを撮像し、図４（ｂ）下部に示すような、検査ポイントａ，ｂ，ｃに対応する検査ポイントａ３，ｂ３，ｃ３を含んだ撮像画像を得る。
【００１８】
そして、検査ポイントａ３のＹ軸方向の中心位置ａ３’、検査ポイントｂ３のＹ軸方向の中心位置ｂ３’、検査ポイントｃ３のＹ軸方向の中心位置ｃ３’を求め、求めた中心位置ａ３’と中心位置ｂ３’との間の距離Ｄ２と、中心位置ｂ３’と中心位置ｃ３’との間の距離Ｄ３との比率を算出し、算出値に基づいてラインセンサーカメラ１のＹ−Ｚ方向の傾きを算出する。
【００１９】
その後に、Ｙ−Ｚ調整工程＃９において、求めた角度θに対応する量だけ調整治具９により移動テーブル３をＹ−Ｚ方向に回転させ、それによりラインセンサーカメラ１のＹ−Ｚ方向の傾きを調整する。
上記＃６〜＃９の工程を、ラインセンサーカメラ１のＹ−Ｚ方向の傾きが要求される精度を満足するまで繰り返す。
【００２０】
以上のようにして、ラインセンサーカメラ１を備えた検査機において、検査対象物２に対するラインセンサーカメラ１の傾きを調整できるとともに、ラインセンサーカメラ１独特の機構を利用して調整工程と中にカメラスケールを正確に算出することができる。
なお、上記した実施の形態では、ラインセンサーカメラ１をＸ軸方向に移動させ検査対象物２をＹ軸方向に移動させる構成の検査機を例にとって説明したが、ラインセンサーカメラ１をＹ軸方向へ移動させ検査対象物２をＸ軸方向に移動させる構成、或いは、ラインセンサーカメラ１が固定で検査対象物２をＸ軸方向とＹ軸方向とに移動させる構成、或いは、検査対象物２が固定でラインセンサーカメラ１をＸ軸方向とＹ軸方向とに移動させる構成、の検査機であっても同様にしてキャリブレーションを実施できる。
【００２１】
また、ラインセンサーカメラ１のＹ−Ｚ方向の傾きを調整した後に、Ｘ−Ｙ方向の傾きを調整することも可能である。
さらに、ラインセンサーカメラ１の傾きの調整を、ラインセンサーカメラ１を回転させるのでなく、画像処理手段の調整によって行うことも可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、キャリブレーション用の検査対象物の表面に決められた検査ポイントを位置教示し撮像によって認識させることにより、ラインセンサーカメラと検査対象物との間の傾きを算出して調整することができる。また、傾きを算出する工程においてカメラスケールを求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるキャリブレーション方法が実施されるラインセンサーカメラを備えた検査機の構成図である。
【図２】同キャリブレーション方法を説明するフローチャートである。
【図３】同キャリブレーション方法におけるＸ−Ｙ座標系でのラインセンサーカメラの傾きの算出方法を示す説明図である。
【図４】同キャリブレーション方法におけるＹ−Ｚ座標系でのラインセンサーカメラの傾きの算出方法を示す説明図である。
【図５】エリアカメラを備えたタイプの検査機において従来より行われているキャリブレーション方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１          ラインセンサーカメラ
２          検査対象物
９          撮像画像
10          中心軸
ａ，ｂ，ｃ  検査ポイント
a1，b1，c1  検査ポイント
a2，b2，c2  検査ポイント
a3，b3，c3  検査ポイント
【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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