(57)【要約】【課題】電子部品に対する照明の当たり方や撮像手段の位置などを毎回調整する必要なく、撮像した画像に基づいて電子部品の欠陥の有無を判定する。【解決手段】外観検査方法は、電子部品に照明を当てる工程（ステップＳ１）と、電子部品を撮像して画像を得る工程（ステップＳ１）と、画像上の電子部品の輝度を測定する工程（ステップＳ３）と、測定された輝度が所定の輝度になるように、画像の輝度を調整する工程（ステップＳ４）と、輝度調整後の画像に基づいて、電子部品の欠陥の有無を判定する工程（ステップＳ５）とを備える。【選択図】図３
2017198462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品に照明を当てる工程と、
前記電子部品を撮像して画像を得る工程と、
前記画像上の電子部品の輝度を測定する工程と、
前記測定された輝度が所定の輝度になるように、前記画像の輝度を調整する工程と、
前記輝度調整後の画像に基づいて、前記電子部品の欠陥の有無を判定する工程と、
を備えていることを特徴とする外観検査方法。
【請求項２】
前記電子部品が輝度の異なる領域を有している場合において、
前記輝度を測定する工程では、前記輝度が異なる領域ごとに輝度を測定し、
前記輝度を調整する工程では、前記輝度が異なる領域ごとに輝度を調整し、
前記欠陥の有無を判定する工程では、前記輝度が異なる領域ごとに、輝度調整後の画像に基づいて欠陥の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の外観検査方法。
【請求項３】
前記電子部品が積層体および外部電極を有している場合において、
前記撮像して得られた画像を、前記積層体が撮像されている積層体画像と、前記外部電極が撮像されている外部電極画像とに分ける工程をさらに備え、
前記輝度を測定する工程では、前記積層体画像の輝度および前記外部電極画像の輝度を測定し、
前記輝度を調整する工程では、前記積層体画像の輝度および前記外部電極画像の輝度をそれぞれ個別に調整することを特徴とする請求項２に記載の外観検査方法。
【請求項４】
前記画像は、ＲＧＢカラーモデルのＲ画像、Ｇ画像、および、Ｂ画像のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の外観検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の外観を検査する方法に関し、詳しくは、電子部品に照明を当てて電子部品の外観を撮像し、撮像により得られた画像に基づいて、電子部品の欠陥の有無を判定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品の欠陥の有無を調べるために、電子部品の外観を検査する装置がある。特許文献１には、電子部品に照明を当てて電子部品の外観を撮像し、撮像により得られた画像に対して画像処理を行うことにより、電子部品の欠陥の有無を判定する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１８５６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、撮像により得られる画像は、電子部品に対する照明の当たり方や撮像手段の位置などによって変化する。したがって、画像に基づいて電子部品の欠陥の有無を正確に判定するために、特許文献１に記載の装置では、撮像により得られる画像の輝度が適切な輝度となるように、電子部品に対する照明の当たり方や撮像手段の位置などを毎回調整する必要があるという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するものであり、電子部品に対する照明の当たり方を毎回調整する必要なく、撮像した画像に基づいて電子部品の欠陥の有無を判定することができる外観検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の外観検査方法は、電子部品に照明を当てる工程と、前記電子部品を撮像して画像を得る工程と、前記画像上の電子部品の輝度を測定する工程と、前記測定された輝度が所定の輝度になるように、前記画像の輝度を調整する工程と、前記輝度調整後の画像に基づいて、前記電子部品の欠陥の有無を判定する工程と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
前記電子部品が輝度の異なる領域を有している場合において、前記輝度を測定する工程では、前記輝度が異なる領域ごとに輝度を測定し、前記輝度を調整する工程では、前記輝度が異なる領域ごとに輝度を調整し、前記欠陥の有無を判定する工程では、前記輝度が異なる領域ごとに、輝度調整後の画像に基づいて欠陥の有無を判定するようにしてもよい。
【０００８】
前記電子部品が積層体および外部電極を有している場合において、前記撮像して得られた画像を、前記積層体が撮像されている積層体画像と、前記外部電極が撮像されている外部電極画像とに分ける工程をさらに備え、前記輝度を測定する工程では、前記積層体画像の輝度および前記外部電極画像の輝度を測定し、前記輝度を調整する工程では、前記積層体画像の輝度および前記外部電極画像の輝度をそれぞれ個別に調整するようにしてもよい。
【０００９】
前記画像は、ＲＧＢカラーモデルのＲ画像、Ｇ画像、および、Ｂ画像のうちのいずれかとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の外観検査方法によれば、電子部品を撮像して得られる画像の輝度が所定の輝度になるように、画像の輝度を調整し、輝度が調整された画像に基づいて、電子部品の欠陥の有無を判定するので、電子部品に対する照明の当たり方や撮像手段の位置などを毎回調整する必要なく、電子部品の欠陥の有無を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる外観検査装置の概略構成を示す上面図である。
【図２】ワークの一例である積層セラミックコンデンサの外形を示す斜視図である。
【図３】ワークの外観検査方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】外部電極画像および積層体画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに具体的に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態にかかる外観検査装置１００の概略構成を示す上面図である。この外観検査装置１００は、パーツフィーダ１と、ガラステーブル２と、第１撮像部３ａと、第２撮像部３ｂと、第３撮像部３ｃと、制御部４と、排出部５と、を備える。
【００１４】
パーツフィーダ１は、ガラステーブル２上にワーク１０を搬送するための装置である。具体的には、パーツフィーダ１は、複数のワーク１０を収容可能であり、ワーク１０に振動を与えて部品通路１ａから一つずつガラステーブル２上にワーク１０を載置する。
【００１５】
外観検査対象のワーク１０は、電子部品であって、例えば、積層セラミックコンデンサである。図２は、積層セラミックコンデンサ２０の外形を示す斜視図である。この積層セラミックコンデンサ２０は、複数の内部電極および誘電体が交互に積層された直方体形状のセラミック積層体２１と、セラミック積層体２１の両端部に設けられた一対の外部電極２２とを備えている。
【００１６】
セラミック積層体２１の複数の内部電極は、端面２０ｄ側に交互に引き出されている。外部電極２２は、複数の内部電極の端部を覆うように形成された下地電極と、下地電極を覆うように形成されためっき電極層とを備える。下地電極は、導電性金属およびガラス成分を含有する導電ペーストを塗布して焼き付けることにより形成された電極である。
【００１７】
ガラステーブル２は、円盤状の形状を有し、ワーク１０を載置する主面が円周方向（図１の矢印の方向）に回転可能に構成されている。ガラステーブル２の主面は、図示しない回転機構によって回転される。
【００１８】
第１撮像部３ａ、第２撮像部３ｂ、および、第３撮像部３ｃは、ガラステーブル２上に載置されたワーク１０の表面を撮像するためのカメラをそれぞれ備えている。
【００１９】
第１撮像部３ａは、ワーク１０の主面２０ａを撮像する主面用カメラと、ワークの裏面２０ｂを撮像する裏面用カメラと、図示しない照明とを備える。照明として、リング照明またはファイバー照明を用いることが好ましい。
【００２０】
第２撮像部３ｂは、ワーク１０の側面２０ｃを撮像する側面用カメラと、図示しない照明とを備える。照明として、リング照明またはファイバー照明を用いることが好ましい。
【００２１】
第３撮像部３ｃは、ワーク１０の端面２０ｄを撮像する端面用カメラと、図示しない照明とを備える。照明として、リング照明またはファイバー照明を用いることが好ましい。
【００２２】
なお、第１撮像部３ａ、第２撮像部３ｂ、および、第３撮像部３ｃはそれぞれ別の撮像部であるが、それらのうちのいくつかをまとめて１つの撮像部としてもよい。例えば、ワーク１０の主面２０ａと側面２０ｃとを同時に撮像できるのであれば、第１撮像部３ａと第２撮像部３ｂを１つの撮像部とすることができる。
【００２３】
制御部４は、第１撮像部３ａ、第２撮像部３ｂ、および、第３撮像部３ｃによるワーク１０の撮像を制御するとともに、撮像により得られたワーク１０の画像に基づいて、ワーク１０の欠陥の有無を判定する。また、制御部４は、ワーク１０の欠陥の有無の判定結果に基づいて、排出部５に排出信号を送信する。
【００２４】
排出部５は、制御部４からの排出信号に基づいて、ガラステーブル２上に載置されているワーク１０を、ワーク１０の欠陥の有無、および、欠陥の種類に応じて分類して収容する。以下では、ワーク１０が積層セラミックコンデンサ２０であるものとして説明する。
【００２５】
この実施形態では、排出部５は、第１分類ボックス５１、第２分類ボックス５２、第３分類ボックス５３、および、第４分類ボックス５４の４つの分類ボックスを有する。
【００２６】
第１分類ボックス５１は、外部電極２２に欠陥があると判定された積層セラミックコンデンサ２０を収容するためのボックスである。第２分類ボックス５２は、セラミック積層体２１に欠陥があると判定された積層セラミックコンデンサ２０を収容するためのボックスである。第３分類ボックス５３は、欠陥がないと判定された積層セラミックコンデンサ２０を収容するためのボックスである。
【００２７】
第４分類ボックス５４は、第１分類ボックス５１、第２分類ボックス５２、または、第３分類ボックス５３に収容されなかった積層セラミックコンデンサ２０を収容するためのボックスである。積層セラミックコンデンサ２０は、第１分類ボックス５１、第２分類ボックス５２、または、第３分類ボックス５３のいずれかに収容されるはずであるが、分類ミスなどにより収容されない場合がある。第４分類ボックス５４は、そのような積層セラミックコンデンサ２０を収容する。したがって、外観検査済みの積層セラミックコンデンサ２０は、第１分類ボックス５１、第２分類ボックス５２、第３分類ボックス５３、または、第４分類ボックス５４のいずれかに収容される。これにより、外観検査済みの積層セラミックコンデンサ２０が収容されないまま排出部５を通過して、パーツフィーダ１からガラステーブル２上に載置される積層セラミックコンデンサ２０と衝突することを防ぐことができる。
【００２８】
図３を参照しながら、ワーク１０の外観検査方法について説明する。ここでは、ワーク１０の一例である積層セラミックコンデンサ２０の外観を撮像することによって、積層セラミックコンデンサ２０の外観を検査する方法について説明する。図３に示すステップＳ１からステップＳ６の処理は、制御部４によって行われる。また、ステップＳ７の処理は、排出部５によって行われる。
【００２９】
ステップＳ１では、積層セラミックコンデンサ２０に照明を当てて全ての表面を撮像し、積層セラミックコンデンサ２０の画像を得る。具体的には、第１撮像部３ａによって、積層セラミックコンデンサ２０の主面２０ａおよび裏面２０ｂに照明を当てて撮像し、積層セラミックコンデンサ２０の主面２０ａの画像および裏面２０ｂの画像を得る。また、第２撮像部３ｂによって、積層セラミックコンデンサ２０の側面２０ｃに照明を当てて撮像し、積層セラミックコンデンサ２０の側面２０ｃの画像を得る。側面２０ｃは２面あるため、２枚の画像が得られる。さらに、第３撮像部３ｃによって、積層セラミックコンデンサ２０の端面２０ｄに照明を当てて撮像し、積層セラミックコンデンサ２０の端面２０ｄの画像を得る。端面２０ｄは２面あるため、２枚の画像が得られる。
【００３０】
ステップＳ２では、ステップＳ１で得られた画像を、セラミック積層体２１が撮像されている積層体画像４１と、外部電極２２が撮像されている外部電極画像４２とに分ける（図４参照）。ステップＳ１では、複数の画像が得られているため、積層体画像４１および外部電極画像４２も複数得られる。得られた画像を積層体画像４１と外部電極画像４２とに分けるのは、主に誘電体で形成されているセラミック積層体２１と、主に金属で形成されている外部電極２２の光の反射度合いが大きく異なるため、積層体画像４１と外部電極画像４２に対して同一の外観検査処理を行うことが難しいからである。すなわち、後の工程では、積層体画像４１と外部電極画像４２のそれぞれに対して個別に外観検査処理を行う。
【００３１】
得られた画像を、積層体画像４１と外部電極画像４２とに分ける方法として、例えば二値化処理を用いる。二値化処理としては、例えば既知の判別分析法を用いる。
【００３２】
ステップＳ３では、積層体画像４１の輝度Ｂｓと、外部電極画像４２の輝度Ｂｇをそれぞれ測定する。この処理は、ステップＳ２で得られた全ての積層体画像４１および全ての外部電極画像４２について行う。輝度の測定は、所定の領域の輝度を測定することにより行う。例えば、積層体画像４１の中央部の輝度を測定し、外部電極画像４２の中央部の輝度を測定する。ただし、輝度を測定する位置は、適宜決定することができる。また、輝度を測定する領域の範囲も任意の範囲とすることができる。その場合、例えば、測定対象の領域の平均輝度を求めればよい。
【００３３】
ステップＳ４では、積層体画像４１の輝度調整処理、および、外部電極画像４２の輝度調整処理を行う。この処理は、ステップＳ２で得られた全ての積層体画像４１および全ての外部電極画像４２について行う。具体的には、ステップＳ３で測定された積層体画像４１の輝度Ｂｓと所定の輝度Ｂ１とを比較し、積層体画像４１の輝度Ｂｓが所定の輝度Ｂ１となるように、積層体画像４１の各画素の輝度を調整する。また、外部電極画像４２の輝度Ｂｇと所定の輝度Ｂ１とを比較し、外部電極画像４２の輝度Ｂｇが所定の輝度Ｂ１となるように、外部電極画像４２の各画素の輝度を調整する。
【００３４】
ただし、輝度の調整では、積層体画像４１の輝度Ｂｓまたは外部電極画像４２の輝度Ｂｇが所定の輝度Ｂ１と完全に一致しなくても、略一致すればよい。
【００３５】
所定の輝度Ｂ１は、撮像した画像に基づいて、ワーク１０である積層セラミックコンデンサ２０の外観を精度良く検査するための所望の輝度である。
【００３６】
例えば、所定の輝度Ｂ１が２００であり、積層体画像４１の輝度Ｂｓが１００である場合には、積層体画像４１の各画素の輝度を２倍することによって、積層体画像４１の輝度Ｂｓを所定の輝度Ｂ１に一致させる。また、例えば、所定の輝度Ｂ１が２００であり、外部電極画像４２の輝度Ｂｓが２２２である場合には、外部電極画像４２の各画素の輝度を０．９倍することによって、外部電極画像４２の輝度Ｂｇを所定の輝度Ｂ１に略一致させる。
【００３７】
なお、ステップＳ４では、積層体画像４１の輝度Ｂｓと比較する所定の輝度と、外部電極画像４２の輝度Ｂｇと比較する所定の輝度を、ともに所定の輝度Ｂ１としたが、異なる輝度としてもよい。
【００３８】
このように、積層体画像４１の全ての画素に対して同一の係数を乗算する輝度調整処理を行うので、画像中のセラミック積層体２１の表面の凹凸感を損なうことなく、輝度を調整することができる。また、外部電極画像４２の全ての画素に対して同一の係数を乗算する輝度調整処理を行うので、画像中の外部電極２２の表面の凹凸感を損なうことなく、輝度を調整することができる。
【００３９】
以下では、輝度調整後の積層体画像を積層体画像４１ａと呼んで、輝度調整前の積層体画像４１と区別する。また、輝度調整後の外部電極画像を外部電極画像４２ａと呼んで、輝度調整前の外部電極画像４２と区別する。
【００４０】
ステップＳ５では、輝度調整後の積層体画像４１ａの各画素の輝度を所定の閾値と比較することによって、表面にキズや凹凸などの欠陥が存在しないか判定する。この処理は、輝度調整が行われた全ての積層体画像４１ａおよび外部電極画像４２ａについて行う。具体的には、輝度調整後の積層体画像４１ａの各画素の輝度を所定の閾値と比較して、所定の閾値より低い領域は、キズや凹みなどが存在する領域であり、欠陥が存在すると判定する。一方、全ての画素の輝度が所定の閾値以上であれば、欠陥は存在しないと判定する。また、同様の方法により、輝度調整後の外部電極画像４２ａの各画素の輝度を所定の閾値と比較することによって、表面にキズや凹凸などの欠陥が存在しないか判定する。所定の輝度となるように輝度調整が行われた画像に基づいて、キズや凹みなどの欠陥の有無を判定するので、欠陥の有無を精度良く判定することができる。
【００４１】
なお、この実施形態における欠陥検査方法は、電子部品の表面の一部にキズや凹みなどの欠陥が存在するか否かを判定するものである。したがって、例えば、電子部品の表面全体にキズがあって、撮像により得られた画像の輝度が正常な電子部品の画像の輝度よりもかなり低いような場合には、欠陥の有無を判定することはできない。
【００４２】
ステップＳ６では、ステップＳ５の判定結果に基づいて、排出部５に排出信号を送信する。この排出信号には、セラミック積層体２１に欠陥があることを示す信号、外部電極２２に欠陥があることを示す信号、または、積層セラミックコンデンサ２０が良品であること、すなわち、欠陥が存在しないことを示す信号のうちのいずれかが含まれる。
【００４３】
ステップＳ７では、排出部５は、制御部４からの排出信号に基づいて、検査が終了した積層セラミックコンデンサ２０を、第１分類ボックス５１、第２分類ボックス５２、または、第３分類ボックス５３のいずれかに収容する。上述したように、排出部５は、第１分類ボックス５１、第２分類ボックス５２、または、第３分類ボックス５３に収容されなかった積層セラミックコンデンサ２０を第４分類ボックス５４に収容する。
【００４４】
本発明は、上述した実施形態に限定されることはない。例えば、上述した実施形態では、外観検査対象のワーク１０の一例として積層セラミックコンデンサ２０を挙げたが、ワーク１０は、積層セラミックコンデンサ２０以外の電子部品であってもよい。
【００４５】
上述した実施形態では、外観検査対象のワーク１０が積層セラミックコンデンサ２０であり、積層セラミックコンデンサ２０のセラミック積層体２１と外部電極２２の表面輝度が異なるため、撮像により得られた画像を積層体画像４１と外部電極画像４２に分け、積層体画像４１の輝度と外部電極画像４２の輝度を個別に調整するものとして説明した。しかし、外観検査対象のワーク１０が積層セラミックコンデンサ２０以外の電子部品であっても、同様の処理を行うことができる。すなわち、電子部品が輝度の異なる領域を有している場合に、輝度が異なる領域ごとに輝度を測定し、輝度が異なる領域ごとに、輝度を調整する処理を行う。そして、輝度が異なる領域ごとに、輝度調整後の画像に基づいて欠陥の有無を判定する。
【００４６】
電子部品によっては、欠陥の有無を判定するために用いる画像として、Ｒ（赤色）成分のみを抽出したＲ画像、Ｇ（緑色）成分のみを抽出したＧ画像、および、Ｂ（青色）成分のみを抽出したＢ画像のうちのいずれかを用いることで、欠陥のある位置と欠陥のない位置の輝度の違いが現れやすくなり、欠陥の有無を判定しやすくなる場合がある。したがって、欠陥の有無を判定するために用いる画像として、ＲＧＢカラーモデルのＲ画像、Ｇ画像、および、Ｂ画像のうちのいずれかを取得して用いるようにしてもよい。
【００４７】
以上、一実施の形態における欠陥検査方法によれば、電子部品に照明を当てる工程と、電子部品を撮像して画像を得る工程と、画像上の電子部品の輝度を測定する工程と、測定された輝度が所定の輝度になるように、画像の輝度を調整する工程と、輝度調整後の画像に基づいて、電子部品の欠陥の有無を判定する工程とを備えることにより、適切な輝度となるように輝度が調整された画像に基づいて、電子部品の欠陥の有無を判定することができる。これにより、電子部品に対する照明の当たり方や撮像手段の位置などを毎回調整する必要なく、電子部品の欠陥の有無を判定することができる。したがって、表面状態が違う、異なる種類の電子部品の外観を検査する場合でも、それぞれの電子部品の表面状態に応じた照明の調整を行う必要がないため、照明の調整の手間を低減することができる。
【００４８】
また、電子部品は、輝度が異なる領域を有しており、輝度を測定する工程では、輝度が異なる領域ごとに輝度を測定し、輝度を調整する工程では、輝度が異なる領域ごとに輝度を調整し、欠陥の有無を判定する工程では、輝度が異なる領域ごとに、輝度調整後の画像に基づいて欠陥の有無を判定する。これにより、輝度が異なる領域ごとに適切に輝度を調整することができるので、輝度が異なる領域ごとに精度良く欠陥の有無を判定することができる。
【００４９】
また、電子部品は、積層体および外部電極を有し、外観検査方法は、撮像して得られた画像を、積層体が撮像されている積層体画像と、外部電極が撮像されている外部電極画像とに分ける工程をさらに備え、輝度を測定する工程では、積層体画像の輝度および外部電極画像の輝度を測定し、輝度を調整する工程では、積層体画像の輝度および外部電極画像の輝度をそれぞれ個別に調整する。これにより、輝度が異なる積層体画像および外部電極画像のそれぞれについて、適切に輝度を調整することができるので、積層体および外部電極のそれぞれの欠陥の有無を精度良く判定することができる。
【００５０】
さらに、撮像して得られる画像を、ＲＧＢカラーモデルのＲ画像、Ｇ画像、および、Ｂ画像のうちのいずれかとすることにより、Ｒ画像、Ｇ画像、または、Ｂ画像のいずれかを用いた方が欠陥が現れやすい電子部品について、欠陥の有無を精度良く判定することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１      パーツフィーダ
２      ガラステーブル
３ａ    第１撮像部
３ｂ    第２撮像部
３ｃ    第３撮像部
４      制御部
５      排出部
１０    ワーク
２０    積層セラミックコンデンサ
２１    セラミック積層体
２２    外部電極
４１    積層体画像
４２    外部電極画像
１００  外観検査装置
【図１】
2017198462.tif 000003
【図２】
2017198462.tif 000004
【図３】
2017198462.tif 000005
【図４】
2017198462.tif 000006