JP3918854B2

JP3918854B2 - 基板検査方法および基板検査装置

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Publication number: JP3918854B2
Application number: JP2005255009A
Authority: JP
Inventors: 清村上; 靖典浅野; 崇木下; 輝久四ッ谷
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2025-09-02
Also published as: TWI279741B; EP1638050A2; US7512260B2; EP1638050B1; US20060050267A1; JP2006099758A; EP1638050A3; TW200620161A

Description

この発明は、部品実装基板（以下、単に「基板」という場合もある。）を撮像して得られた画像を用いて、部品の有無、位置ずれ、はんだ付けの適否などの検査を実行する方法、およびこの方法を実施する基板検査装置に関する。

出願人は、部品実装基板の画像を用いて部品の実装状態やはんだ付け状態を自動的に検査する基板検査装置を開発している（特許文献１参照。）。この基板検査装置は、検査対象の基板を支持する基板ステージ、基板を撮像するためのカメラ、基板ステージおよびカメラを水平面に沿って移動させるためのテーブル部（Ｘ軸テーブル部、Ｙ軸テーブル部）などを有する。検査の際には、各テーブル部の動作を制御することによって前記カメラの視野を基板の所定の領域に合わせ、その状態下で生成された画像を処理することにより、前記領域内の被検査部位について検査に必要な測定を行い、得られた計測値を所定の判定基準値と比較する。

特開２００３−２２２５９８公報

この種の検査装置では、検査に先立ち、各種検査データを作成してメモリに登録する処理（ティーチング）が行われる。この検査データの中には、各被検査部位に設定される検査領域の設定データが含まれる。検査時には、検査対象の基板の画像（以下、「処理対象画像」という。）上に前記設定データに基づいて検査領域を設定し、検査領域毎の画像を個別に処理することにより、各被検査部位に対する検査を実行する。

上記の検査を行うには、基板上の被検査部位がそれぞれ検査領域の設定データに適合する場所に位置するように、基板またはカメラの位置を調整する必要がある。従来は、一般に、基板の適所に位置決め用のマークを付しておき、撮像領域に搬入された基板の画像から前記マークを抽出し、その抽出位置があらかじめ定めた規準の位置になるように、Ｘ，Ｙの各テーブル部の動作を制御している。

上記の調整処理と同様の処理を開示した文献として、下記の特許文献２をあげる。この特許文献２には、基板の画像から２個の位置決め用のパターンを抽出した後、各パターンの抽出位置を結ぶ線分の中点が各パターンの基準位置を結ぶ線分の中点に一致するように基板ステージの位置を調整し、さらに各線分のなす角度分だけ基板ステージを回転させることが記載されている。

特開平９−１５３０２号公報

しかしながら、上記特許文献２のように基板ステージの駆動部を制御する方法では、その駆動部の性能による誤差の影響を免れることができない。特に近年の基板は、部品の微細化や高密度化が進んでいるため、基板の位置合わせの誤差が微小であっても、検査領域の設定に狂いが生じ、検査結果に誤りが生じる可能性がある。また誤差を小さくするには、高性能の駆動部を使用する必要があり、コストの増大を招く。

この発明は上記の問題に着目してなされたもので、ソフトウェア処理により処理対象画像に対する検査領域の設定位置を調整する方法により、基板やカメラの位置決め用のステージ部の動作量の誤差による影響を除去し、被検査部位への検査領域の設定を高い精度で行って検査の精度を高めることを目的とする。

この発明にかかる基板検査方法は、撮像手段の視野より大きなサイズの部品実装基板を対象に、撮像手段による撮像を複数回実行し、毎時の撮像により得られた画像を用いて前記基板上の複数の被検査部位に対する検査を実行する方法であって、準備のステップと検査のステップとを含む。

準備のステップは、いわゆる「ティーチング処理」に相当するもので、以下のステップＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅが含まれる。
ステップＡでは、品質の良好な基準基板に、撮像手段の視野に応じた大きさの複数の撮像対象領域を、隣り合う領域間に所定量の重なりが生じるように設定して、撮像対象領域毎に撮像を行う。ステップＢでは、ステップＡの各撮像により生成された複数の画像を前記重なり部分でつなぎ合わせて、基準基板の全体画像を生成する。

上記のステップＡでは、各撮像対象領域を、ステージ部の駆動時に生じる誤差に対応する幅だけ重なるように設定するのが望ましい。またステップＢでは、重なり部分の画像情報を用いたパターンマッチング処理を実行し、そのマッチング結果に基づいて画像の対応関係を調整する方法により、全体画像を生成するのが望ましい。

ステップＣでは、検査時の各撮像対象領域について、それぞれステップＢで生成された全体画像中の対応する領域内の画像を基準画像として特定する。ステップＤでは、基準基板に応じた基板設計データ（たとえばＣＡＤデータ）に基づき、ステップＣで特定された基準画像に適した検査領域の位置および大きさを特定し、その特定された情報を検査領域の設定データとして設定する。ステップＥでは、ステップＣで特定された基準画像とステップＤで設定された検査領域の設定データとを登録する。

上記の検査領域の位置として、基準画像上の特定の点に対する検査領域の特定の点の相対座標を表すとともに、検査領域の大きさとして、検査領域の各辺の幅を表すことができる。または、検査領域の左上頂点および右下頂点について、それぞれ基準画像上の特定の点に対する相対座標を求め、これらの座標により検査領域の位置および大きさを表すようにしてもよい。

前記検査のステップには、以下の第１、第２、第３、第４の各ステップが含まれる。
第１ステップでは、前記撮像対象領域に撮像手段の視野を合わせて撮像を実行して、処理対象画像を作成する。この撮像手段の位置合わせは、撮像手段および基板の少なくとも一方のステージ部を他方に対して移動させることにより行われるが、このときステージ部の移動量に誤差が生じると、基準画像に対応する領域を撮像できず、処理対象画像が基準画像に対して位置ずれする可能性がある。

第２ステップでは、第１ステップで作成された処理対象画像を前記ステップＥで登録された基準画像と照合して、基準画像に対する処理対象画像のずれ量を検出する。この検出処理では、処理対象画像または基準画像を他方に対して走査し、所定間隔毎に（好ましくは１画素毎に）相関演算や濃度差分演算などによる照合処理を実行し、両画像間の類似度が最大になる位置関係になったときのずれ量を検出するのが望ましい。
なお、検査対象の基板の画像には不良部位が含まれる可能性があるが、不良部位以外の部分は基準画像に近い状態にある。したがって、上記の照合処理では、基準画像と処理対象画像とが適合する位置関係になったときに類似度が最大になると考えられ、ずれ量を精度良く検出することができる。

第３ステップでは、前記ステップＥで登録された検査領域の設定データに基づく検査領域について、第２ステップで検出されたずれ量により設定位置を補正し、処理対象画像上の前記補正された位置に検査領域を設定する。

第４ステップでは、前記第３ステップで設定された検査領域内の画像データを用いて前記検査のための画像処理を実行する。この画像処理は、前出の特許文献１などに開示されている従来の処理と同様のものにしてもよい。また、この第４ステップのために、前記準備のステップにおいて、検査領域毎に各種の検査データを登録してもよい。たとえば、実行するプログラムの種類、２値化しきい値などのパラメータ、計測データの基準値、判定処理のためのしきい値などを登録することができる。

上記の基板検査方法によれば、基板に対するカメラの位置が本来あるべき位置からずれた状態で撮像が行われても、ソフトウェア処理によって処理対象画像の正しい位置に検査領域を設定することができる。よって、ステージ部の性能に関わらず、検査領域を精度良く設定することが可能となるから、最後の第４ステップにおいて、検査に必要な画像処理を支障なく実行することができる。

以下、上記の基板検査方法にかかる態様について説明する。
まず第１の態様では、準備のステップ中のステップＥにおいて、基準画像の登録処理として、基準画像を含む前記全体画像を登録する。さらに検査のステップ中の第２ステップでは、前記登録された全体画像において処理対象画像に最も類似する領域を求め、その領域の基準画像に対するずれ量を検出する。

第２の態様では、ステップＣにおいて、ステップＢで生成された全体画像を撮像対象領域に対応するサイズ毎に分割して得られる各画像を、それぞれ基準画像として特定する。また、ステップＥでは、基準画像の登録処理として分割により得られた各画像を個別に登録する。
検査のステップ中の第２ステップでは、処理対象画像に登録された基準画像を走査しながら、画像間の重なり合う部分について類似度を求め、この類似度が最も高くなったときの両画像間の位置ずれ量を検出する。

第３の態様では、準備のステップ中のステップＣにおいて、前記基板設計データに基づき全体画像上の任意の位置に撮像対象領域を設定して、この領域内の画像を基準画像として特定する。また、ステップＥにおいて、ステップＣで特定された基準画像を、撮像対象領域の設定位置を示す情報とともに登録する。
検査のステップ中の第２ステップでは、処理対象画像に登録された基準画像を走査しながら、画像間の重なり合う部分について類似度を求め、この類似度が最も高くなったときの両画像間の位置ずれ量を検出する。

上記第３の態様によれば、前記基準基板に応じた基板設計データに基づき、基板上の所定の被検査部位に対する検査領域の設定条件を決定し、この設定条件による検査領域が含まれるような領域を設定することができる。したがって、全体画像を作成する場合とは異なる条件で撮像を行うことが可能になるから、全体画像の作成の際の撮像対象領域間にまたがって位置する被検査部位がある場合でも、この被検査部位の全体を含む画像を生成して検査を行うことが可能になり、検査の自由度が向上する。また基板設計データから基板全体にわたる検査領域の分布を示すマップ画像を作成して、効率良く検査を実行できるように撮像対象領域の割り付け処理を行えば、検査の効率を向上することが可能になる。

さらに第４の態様においては、ステップＥで登録される撮像対象領域の設定位置を、基準基板上の所定の基準点から見た相対座標として表すことができる。

この発明にかかる基板検査装置は、検査対象の基板を被検査部位を上に向けた状態で支持する基板ステージと、前記基板ステージに支持された基板を上方から撮像するための撮像手段と、前記撮像手段および基板ステージの少なくとも一方を水平方向に沿って移動させる移動手段とを具備し、前記移動手段および撮像手段の動作により生成された処理対象画像を用いて、前記基板上の複数の被検査部位に対する検査を実行するものである。
さらに、この基板検査装置は、各処理対象画像について、それぞれ対応する基準画像および検査領域の設定データを登録するためのメモリ；検査に先立ち、前記メモリに対する登録を行う登録手段；前記移動手段の移動量を制御して撮像手段と基板との位置関係を調整することにより、基板の各撮像対象領域に撮像手段の視野を順に位置合わせする位置調整手段；位置調整手段により撮像対象領域に位置合わせされた撮像手段を駆動して、処理対象画像を生成する処理対象画像生成手段；処理対象画像を前記基準画像と照合して、基準画像に対する処理対象画像のずれ量を検出するずれ量検出手段；前記メモリに登録された検査領域の設定データに基づく検査領域について、ずれ量検出手段が検出したずれ量により設定位置を補正し、処理対象画像上の前記補正された設定位置に検査領域を設定する領域設定手段；領域設定手段により設定された検査領域内の画像データを用いて前記検査のための画像処理を実行する画像処理手段；の各手段を具備する。

上記において、移動手段は、前記したテーブル部に相当するもので、撮像手段、基板ステージの双方に設けることができる。この場合、撮像手段のテーブル部を、水平面上の直交する２方向の一方に沿って動かし、基板ステージのテーブル部を他方に沿って動かすようにしてもよい。または、撮像手段および基板ステージのいずれか一方にテーブル部を設け、このテーブル部を前記直交する２方向に沿って動かすようにしてもよい。
また、これらのテーブル部に回転機構を設けてもよい。

さらに、上記基板検査装置の登録手段は、前記基板ステージに品質の良好な基準基板が支持されている状態下において、この基準基板に複数の撮像対象領域を、隣り合う領域間に所定量の重なりが生じるように設定して、撮像対象領域毎に撮像を行うステップＡ；ステップＡの各撮像により生成された複数の画像を前記重なり部分でつなぎ合わせて、前記基準基板の全体画像を生成するステップＢ；検査時の各撮像対象領域について、それぞれステップＢで生成された全体画像中の対応する領域内の画像を基準画像として特定するステップＣ；前記基準基板に応じた基板設計データに基づき、前記ステップＣで特定された基準画像に適した検査領域の位置および大きさを特定し、その特定された情報を検査領域の設定データとして設定するステップＤ；前記検査時の各撮像対象領域について、それぞれ前記ステップＣで特定された基準画像とステップＤで設定された検査領域の設定データとを前記メモリに登録するステップＥ；の各ステップを実行する。

上記の基板検査装置では、登録手段により準備のステップが実行されて、基準画像および検査領域の設定データがメモリに登録されると、位置調整手段および処理対象画像生成手段により第１ステップが、ずれ量検出手段により第２ステップが、領域設定手段により第３ステップが、画像処理手段により第４ステップが、それぞれ実行される。

この発明によれば、撮像手段の視野より大きなサイズの部品実装基板を対象に、撮像手段による撮像を複数回実行し、毎時の撮像で生成された処理対象画像に必要な検査領域を設定して検査を行う場合に、ステージ部がカメラまたは基板を移動させる際の動作量の誤差による検査領域のずれを解消し、被検査部位に対し、高い精度で検査領域を設定することが可能となる。よって、検査の精度を向上することができる。

図１は、この発明の一実施例にかかる基板検査装置の構成を示す。
この基板検査装置は、検査対象の基板を撮像して得た画像を処理して、前記基板上の部品の実装状態やはんだ付けの適否などを判別するためのもので、撮像部３，投光部４，制御処理部５，Ｘ軸テーブル部６，Ｙ軸テーブル部７などにより構成される。
なお、図中の１Ｔは、検査対象の基板（以下「被検査基板１Ｔ」という。）である。また１Ｓは、部品の実装状態が良好な基準基板であって、検査に先立つティーチング時に用いられる。

前記Ｙ軸テーブル部７は、基板１Ｓ，１Ｔを支持するコンベヤ７Ａを具備し、図示しないモータによりこのコンベヤ７Ａを動かして、前記基板１Ｓ，１ＴをＹ軸方向（図の紙面に直交する方向）に沿って移動させる。前記Ｘ軸テーブル部６は、Ｙ軸テーブル部７の上方で、撮像部３および投光部４を支持しつつ、これらをＸ軸方向（図の左右方向）に移動させる。

前記投光部４は、異なる径を有する３個の円環状光源８，９，１０により構成される。これらの光源８，９，１０は、それぞれ赤色、緑色、青色の各色彩光を発光するもので、観測位置の真上位置に中心を合わせることにより、前記基板１Ｓ，１Ｔから見て、異なる仰角に対応する方向に位置するように配備される。

前記撮像部３は、カラー画像生成用のＣＣＤカメラ３Ａ（以下、「カメラ３Ａ」という。）を含むもので、その光軸が各光源８，９，１０の中心に対応し、かつ鉛直方向に沿うように位置決めされる。これにより観測対象である基板１Ｓ，１Ｔからの反射光が撮像部３に入射し、三原色のカラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂに変換されて制御処理部５へ入力される。

制御処理部５は、ＣＰＵを含むコンピュータを制御部１１として、画像入力部１２、メモリ１３、撮像コントローラ１４、画像処理部１５、照明制御部１６、ＸＹテーブルコントローラ１７、検査部１８、ティーチングテーブル１９、データ管理部２０、入力部２１、ＣＲＴ表示部２２、プリンタ２３、送受信部２４、外部メモリ装置２５などを構成として含む。

画像入力部１２は、撮像部３からのＲ，Ｇ，Ｂの各画像信号を増幅する増幅回路や、これら画像信号をディジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路などを備える。メモリ１３には、Ｒ，Ｇ，Ｂのディジタル濃淡画像データのほか、これら濃淡画像を処理して得られる２値画像データや色相データなどが格納される。

撮像コントローラ１４は、撮像部３を制御部１１に接続するインターフェースなどを備えるもので、制御部１１からの命令に基づいて前記撮像部３を駆動したり、各色彩光の出力レベルを調整するなどの制御を行う。照明制御部１６は、投光部４の各光源の光量を調整するためのものである。なお、この実施例では、赤、緑、青の各色彩光が混合されることによって白色照明が施されるように、各光源８，９，１０の光量を調整するようにしている。

ＸＹテーブルコントローラ１７は、前記Ｘ軸テーブル部６およびＹ軸テーブル部７を制御部１１に接続するインターフェースなどを含み、制御部１１からの指令に基づき、Ｘ軸テーブル部６およびＹ軸テーブル部７の移動動作を制御する。

ティーチングテーブル１９は、基板の検査データを記憶するための記憶部であって、ハードディスク装置などの不揮発性メモリ内に設けられる。この検査データには、後記する基板の基準画像、検査領域や処理対象領域の設定データのほか、各検査領域で実行されるプログラムの種類、実行される画像処理に応じたパラメータ（たとえば２値化処理のためのしきい値、エッジ抽出のためのフィルタなど）、抽出された特徴量の適否を判別するための判定基準値などが含められる。

上記の検査データは、検査に先立ち、前記基準基板１Ｓを撮像して得られた画像や、あらかじめ登録された基準の検査データを用いて教示される。これらの検査データは、基板の種類毎に判定ファイルとしてまとめられる。前記データ管理部２０は、基板の種類と判定ファイルとを対応づけるリンク情報が格納されたメモリである。制御部１１は、被検査基板１Ｔの基板名の入力を受け付けた後、データ管理部２０のリンク情報に基づき、その被検査基板１Ｔに対応する判定ファイルを読み出してメモリ１３にセットする。画像処理部１５や検査部１８は、この読み出された判定ファイル内の検査情報に基づき処理を実行する。

画像処理部１５は、検査時に、メモリ１３に格納されたＲ，Ｇ，Ｂの各階調によるカラー画像を検査領域毎に処理して、被検査部位の面積、重心位置、色彩のパターンなど、検査に必要な特徴量を計測する。検査部１８は、画像処理部１５により抽出された特徴量を前記基準データと比較することにより、各被検査部位の適否を判別する。

制御部１１は、検査部１８における各種判別処理の結果を総合して被検査基板１Ｔが良品か否かを判定する。この最終的な判定結果は、ＣＲＴ表示部２２やプリンタ２３，あるいは送受信部２４に出力される。

前記入力部２１は、検査のための各種条件や検査情報の入力などを入力するためのもので、キーボードやマウスなどにより構成される。ＣＲＴ表示部２２（以下、単に「表示部２２」という。）は、制御部１１から画像データ、検査結果などの供給を受けて、これらを表示画面上に表示する。またプリンタ２３は、制御部１１から検査結果などの供給を受け、これを予め定められた形式でプリントアウトする。

送受信部２４は、他の装置との間でデータのやりとりを行うためのもので、たとえば不良と判定された被検査基板１Ｔについて、その識別情報や不良の内容を後段の修正装置に送信することにより、不良箇所を速やかに修正することができる。外部メモリ装置２５は、フレキシブルディスク、ＣＤ−Ｒ、光磁気ディスクなどの記憶媒体にデータを読み書きするための装置であって、前記検査結果を保存したり、検査に必要なプログラムや設定データを外部から取り込むために用いられる。また、送受信部２４や外部メモリ装置２５は、検査前のティーチングにおいて検査領域や撮像対象領域を設定する際に、基板のＣＡＤデータを取り込む用途で使用される場合もある。

なお、上記構成において、画像処理部１５および検査部１８は、上記した各処理を実行するためのプログラムを組み込んだ専用のプロセッサにより構成される。ただし、必ずしも、専用のプロセッサを設ける必要はなく、制御部１１に画像処理部１５および検査部１８の機能を付与するようにしてもよい。

この実施例の基板検査装置では、前記検査領域の設定条件（検査領域の位置および大きさ）を、ＣＡＤデータを用いて作成するようにしている。以下、図２を用いて検査領域の設定にかかる原理を説明する。
図２の１００は、前記基準基板１Ｓを撮像して得られる基準画像を模式化したものである。この基準画像１００は、基板１Ｓの全体を表すものである。
１０１は、基準画像１００上の検査領域１０２の分布状態を画像化して表したものである。以下、この画像１０１を「検査領域のマップ画像」または単に「マップ画像」という。このマップ画像上の各検査領域１０２は、基板のＣＡＤデータが示す被検査部位の位置や大きさに合わせて設定されたものである。

すなわち、マップ画像は、基板における検査領域の位置および大きさを表す情報、すなわち検査領域の設定条件を表す情報である。なお、この設定条件は、実際には、検査領域の位置を表す座標データ（たとえば後記するｘ_ｎ，ｙ_ｎ）や、検査領域の幅を表す数値により構成されるが、図２および以下の各実施例では、説明をわかりやすくするために、検査領域の設定条件をマップ画像として表現する。

この実施例が処理対象とする基板１Ｓ，１Ｔの左上角部および右下角部には、搬入時の基板を基準の位置に合わせるために位置決めマークが設けられている。ＣＡＤデータにも、前記位置決めマークの位置などを表すデータが含められている。図２では、基準画像１００上の位置決めマークを１０５，１０６とし、マップ画像１０１上の位置決めマークを１０５ａ，１０６ａとして、それぞれ示している。

図２の例では、マップ画像１０１上の位置決めマーク１０５ａ，１０６ａがそれぞれ基準画像１００上の位置決めマーク１０５，１０６に重なるように、基準画像１００とマップ画像１０１とを位置合わせした後、マップ画像１０１上の検査領域１０２の位置や大きさを検査領域１０２の設定データとして特定している。このように、基準画像１００の座標系とマップ画像１０１の座標系とを位置合わせすることにより、前記基準画像上のいずれの被検査部位に対しても、その被検査部位を含む大きさの検査領域１０２を適切な位置に設定することができる。
なお、図２では、部品の本体部および電極部を含む部分を１つの被検査部位として、検査領域１０２を設定しているが、これに限らず、後記するように、部品本体、電極、はんだ付け部位（フィレット）などをそれぞれ個別の被検査部位として、検査領域１０２を設定することもできる。

したがって、この基準画像１００に対する検査領域１０２の設定位置および大きさを前記ティーチングテーブル１９に登録しておけば、被検査基板１Ｔの画像に対しても、その画像上の前記位置決めマークを基準として、基準基板１Ｓに対するのと同じ条件で検査領域１０２を設定することが可能になる。また、検査領域１０２の位置を、前記位置決めマーク１０５に対する相対座標として登録しておけば、被検査基板１Ｔの画像が基準画像１００に対して位置ずれした場合でも、その画像上の位置決めマーク１０５に基づいて、各被検査部位に対する検査領域を適切な位置に設定することが可能になる。

ところで、基板１Ｓ，１Ｔがカメラ３Ａの視野より大きく、複数の撮像対象領域に分けて撮像しなければならない場合には、撮像対象領域毎に基準画像を登録し、検査領域の設定条件も基準画像毎に定める必要がある。
このような場合に、各撮像対象領域毎の基準画像を生成するには、まず位置決めマークを含む撮像対象領域（たとえば右下角部の領域）について、画像上の位置決めマーク１０５があらかじめ定めた基準の座標に位置するようにカメラ３Ａと基板との位置関係を調整して撮像を行った後、その他の撮像対象領域については、基板上の位置決めマークに対する当該撮像対象領域の相対座標（前記基板全体のマップ画像１０１から求めることができる。）に基づいてＸ軸テーブル部６およびＹ軸テーブル部７の移動量を制御し、各撮像対象領域にカメラ３Ａの視野を合わせる必要がある。

また検査領域の設定条件を決定するための処理では、前記位置決めマークに対する撮像対象領域の相対座標に基づき、前記基板全体のマップ画像１０１から当該撮像対象領域の画像を抽出し、この抽出されたマップ画像と前記基準画像とを重ね合わせる処理を行うことになる。
なお、上記では便宜上「重ね合わせる」という表現を用いたが、実際にはＣＡＤデータから求めた検査領域の位置情報および大きさ情報を、基準画像側の座標系に変換する処理を行うことになる。

しかしながら、各テーブル部６，７の動作量には多少の誤差が含まれるため、実際の撮像時のカメラ３Ａの視野は撮像対象領域に対して位置ずれする可能性がある。このため、マップ画像１０１から抽出された画像は撮像対象領域に正しく対応しているのに対し、基準画像は撮像対象領域に対して位置ずれしている状態になり、両者を位置合わせしても、検査領域１０２を正しい位置に設定できない可能性がある。

そこで以下に示す４つの実施例では、複数の撮像対象領域を設定する必要がある基板を検査対象とし、これらの撮像対象領域毎に基準画像を生成することを前提として、この基準画像に対する検査領域の位置を精度良く決定できるようにしている。

さらに、上記したカメラ３Ａの視野のずれは検査時にも生じるため、各実施例では、カメラ３Ａにより生成された処理対象画像を前記基準画像と照合することにより、前記撮像対象領域に対するカメラ３Ａの視野のずれ量を検出し、このずれ量を用いて検査領域の設定データを補正する。さらに、前記処理対象画像への検査領域の設定処理を、この補正後の設定データを用いて行うようにしている。

＜実施例１＞
この実施例では、前記基準基板１Ｓを複数の領域に分けて撮像した後、各領域毎の画像をつなぎ合わせて基準基板１Ｓの全体画像を作成して登録するようにしている。なお、隣り合う領域間には、Ｘ軸テーブル部６およびＹ軸テーブル部７の移動量に生じる誤差（以下、これを「機械誤差」という。）に応じて所定画素数分の重なりが設定される。これらの画像について、それぞれ重なり部分の画像情報を用いたパターンマッチング処理を実行し、そのマッチング結果に基づいて画素の対応関係を調整してから対応する画素どおしを重ね合わせることにより、適切な全体画像が作成される。

図３は、画像の重ね合わせ処理の一例を示すもので、連結の順番を丸付き数字により示している。図３の例では、中央部の画像を一番目の画像として、時計回り方向に順に画像を重ねるようにしている。なお、重なり部分の各画素には、重ね合わせ前の各画素の濃度平均値が設定される。

図４〜６は、全体画像の作成処理の具体例を示す。なお、これらの図では、基板の画像の状態をわかりやすくするために、基板上の部品の分布パターンを『ＡＢＣ』という文字列に置き換えて示す。また、基板の左上角部および右下角部に設けられている十字マーク１０５，１０６は、搬入時の基板を基準の位置に合わせるための位置決めマークである。

図４は、処理対象の基板を６つの撮像対象領域に分けて撮像した場合の各画像（図中、ｇ１〜ｇ６の符号で示す。）である。図５は、これらの画像のうちの下段中央部の画像ｇ２を一番目に設定して、全体画像の作成を開始した状態を示す。なお、この全体画像の作成に図３の重ね合わせ順序を適用した場合、ｇ２，ｇ５，ｇ６，ｇ３，ｇ１，ｇ４の順に、画像の重ね合わせ処理が行われる。この重ね合わせ処理により、図６に示すような全体画像１０３が作成される。

この実施例では、前記全体画像１０３上に前記図２に示した方法を用いて検査領域を設定し、これら検査領域の分布状態に基づき、基板上に複数の撮像対象領域を設定するようにしている。よって、前記全体画像１０３は、これら複数の撮像対象領域の基準画像を含むものと考えることができる。また、Ｘ，Ｙテーブル部６，７の機械誤差を考慮して重なり部分が設定された画像ｇ１〜ｇ６により、重なり部分が適切につなぎ合わされた全体画像１０３を得ることができる。したがって、いずれの撮像対象領域についても、前記全体画像１０３上の撮像対象領域の画像を切り出して、これを基準画像とすれば、その撮像対象領域にカメラ３Ａの視野が正しく位置合わせされたときに得られるのと同様の画像を基準画像とすることができる。

一方、検査の際には、Ｘ，Ｙテーブル部６，７の機械誤差により、前記設定された撮像対象領域にカメラ３Ａの視野を正しく位置合わせできない状態になる。この撮像対象領域に対するカメラ３Ａの視野のずれ量は、上記の全体画像１０３上の撮像対象領域に対する処理対象画像のずれ量として検出することができる。
図７は、上記のずれ量検出処理の概要を示す。図中の３１は、全体画像１０３に基づいて設定された検査領域であり、３０は、全体画像１０３上の撮像対象領域である。この撮像対象領域３０内の画像が検査のための基準画像として機能することになる。なお、この例では、検査領域３１を１つしか設定していないが、実際には、１つの撮像対象領域３０内に複数の検査領域が含まれる。

図中の４０は、実際の基板上の撮像対象領域に位置合わせされたカメラ３Ａにより生成された処理対象画像である。また４１は、全体画像１０３上で前記処理対象画像４０に対応する画像が得られる領域（以下、「対応領域４１」という。）である。カメラ３Ａの視野が正しく位置合わせされている場合には、この対応領域４１は前記撮像対象領域３０に一致するはずであるが、この例では、前記したＸ軸テーブル部６，Ｙ軸テーブル部７の機械誤差によりカメラ３Ａの視野が正しく位置合わせされていないため、撮像対象領域３０に対し、Δｘ，Δｙのずれ量が発生している。

検査領域３１や撮像対象領域３０の位置は、前記基板の全体画像１０３と同じ座標系の座標として登録されている。この座標系における各領域３０，３１間の位置関係を処理対象画像４０にそのまま適用すると、検査領域３１は本来設定すべき位置からずれた状態になる（処理対象画像４０上に一点鎖線で示される領域３１１は位置ずれした状態の検査領域である。）。

この実施例では、パターンマッチング処理（相関マッチング処理ともいう。）により前記処理対象画像４０に対する対応領域４１を抽出した後、全体画像１０３上において、水平方向、垂直方向の各方向毎に前記撮像対象領域３０に対する領域４１のずれ量Δｘ，Δｙを算出する。さらに、この実施例では、上記のずれ量Δｘ，Δｙにより処理対象画像４０における検査領域３１の設定位置を補正する（処理対象画像４０上の点線で示す領域３１２が補正後の検査領域である。）。よって、この補正により、被検査部位（この例では「Ｂ」）に対し、基準画像１０３におけるのと同様の位置に検査領域３１を設定し、正しい検査結果を得ることが可能になる。

従来の検査装置では、検査スタート時に基板の画像上の位置決めマーク１０５，１０６の画像から抽出した基板のずれ量に基づき、前記した方法によりカメラ３Ａの視野と撮像対象領域との位置合わせを行うだけであるため、処理対象画像４０においては、位置ずれした検査領域３１１内の画像を処理してしまうことになる。またＸ軸テーブル部６やＹ軸テーブル部７の機械誤差を小さくできれば、検査領域３１１の設定位置の精度を向上することが可能にはなるが、機械誤差を小さくするにはＸ軸テーブル部６やＹ軸テーブル部７に高性能の駆動部を組み込む必要があり、コストの増大を招く。

これに対し、上記図７の例では、全体画像１０３上の撮像対象領域３０に対する処理対象画像４０のずれ量Δｘ，Δｙを抽出し、これらのずれ量Δｘ，Δｙを用いて検査領域３１の設定位置を補正するので、１画素程度の誤差の範囲内で検査領域を設定することが可能となる。よって、Ｘ軸テーブル部６やＹ軸テーブル部７の駆動部の性能に関わらず、検査領域を精度良く設定し、検査に必要な画像処理を支障なく実行することができる。
なお、全体画像１０３が品質が良好な基準基板１Ｓを用いて生成されるのに対し、検査対象の基板１Ｔを撮像して得られた処理対象画像４０には、不良部位が含まれる可能性がある。しかしながら、たとえ不良部位があっても、それ以外の部分については、全体画像１０３の対応部分と同様の状態の画像が得られると考えられるから、処理対象画像４０に占める不良部位の割合が小さければ、処理対象画像４０に対応する領域ではその他の領域よりも、相関値が高くなると考えられる。よって、パターンマッチング処理により処理対象画像４０との相関値が最も高い領域を前記対応領域４１として抽出することにより、ずれ量Δｘ，Δｙを求めることが可能になる。

図８は、実施例１で実行されるティーチング処理の手順を、図９は検査における手順を、それぞれ示す。以下、各図の流れに沿って、ティーチング処理および検査処理の概要を説明する。なお、図８，９および以下の説明において、「ＳＴ」は「ステップ」の略である。

まず、図８のティーチング処理は、登録対象の基板名や基板サイズなどを入力する操作に応じて開始される。最初のＳＴ１では、前記Ｙ軸テーブル部７に基準基板１Ｓを搬入する。つぎのＳＴ２では、前記入力された基板サイズに基づき、全体画像作成のための撮像対象領域の数や位置を決定し、そのうちの前記位置決めマーク１０５または１０６を含む撮像対象領域にカメラ３Ａを位置決めする。

ＳＴ３では、前記位置決めされたカメラ３Ａを駆動して撮像を行う。この撮像により生成された画像は、前記画像入力部１２を介してメモリ１３に一時保存される。
ＳＴ４では、前記一時保存された画像を表示部２２に表示して前記位置決めマーク１０５または１０６の位置をユーザーに指定させ、その指定された座標を基準点の座標として特定する。またはパターンマッチングなどにより画像上の位置決めマーク１０５または１０６を自動抽出し、その抽出位置を表す座標を基準点としてもよい。

ＳＴ４の処理が終了すると、ＳＴ５に進み、Ｘ軸テーブル部６およびＹ軸テーブル部７を駆動して前記カメラ３Ａをつぎの撮像対象領域に位置合わせする。つぎのＳＴ６では、カメラ３Ａを駆動し、生成された画像をメモリ１３に一時保存する。
以下も同様に、基準基板１Ｓに対するカメラ３Ａの位置を変更しながら撮像を行う処理を繰り返す。全体画像の作成に必要なすべての画像を取得すると、ＳＴ７からＳＴ８に進む。このＳＴ８では、前記図３に示した方法に基づいて、前記メモリ１３に一時保存された各画像を順に重ね合わせ、全体画像１０３を作成する。

つぎのＳＴ９では、前記基準基板１Ｓに対応するＣＡＤデータから検査領域のマップ画像を作成する方法により、前記全体画像１０３上の各被検査部位に検査領域を設定する。なお、このマップ画像は、前記位置決めマーク１０５，１０６によって全体画像１０３に位置合わせされ、位置合わせ後のマップ画像上の検査領域の位置および大きさが、検査領域の設定データとして設定される。
さらに、つぎのＳＴ１０では、前記検査領域のマップ画像上にカメラ３Ａの視野に応じた大きさのウィンドウを走査し、検査時の撮像対象領域の設定位置を特定する。

ＳＴ１１では、前記全体画像上の部品毎に、その他の検査データとして、検査領域内の各部位に対する検査用ウィンドウの設定位置、実行するプログラムの種類、２値化しきい値などのパラメータ、抽出された特徴量の適否判別のための基準値などのデータを作成する。なお、これらの検査データには、あらかじめ部品種毎に登録された標準的な検査データ（ライブラリデータ）から作成されるものと、全体画像を用いて作成されるものとがある。

ＳＴ１２では、前記ＳＴ４で特定された基準点の座標、前記ＳＴ８で作成された全体画像、およびＳＴ９〜１１で作成された各種検査データを基板名に対応づけた判定ファイルを作成し、前記ティーチングテーブル１９に登録する。この後、ＳＴ１３で基準基板１Ｔを搬出し、処理を終了する。

図９の検査の手順は、前記図８のティーチング処理を実行した後に、被検査基板１Ｔの基板名や検査開始コマンドなどの入力に応じて開始される。最初のステップであるＳＴ２１では、前記ティーチングテーブル１９から該当する基板の判定ファイルを読み出してメモリ１３にセットする。

ＳＴ２２でＹ軸テーブル部７上に被検査基板１Ｔを搬入すると、ＳＴ２３では、まず前記位置決めマークを用いて、被検査基板１Ｔに対するカメラ３Ａの初期位置を補正する。この補正処理では前記基準点に対応する位置決めマーク１０５または１０６を含む領域にカメラ３Ａの視野を合わせて撮像し、生成された画像上の位置決めマークを抽出し、前記ティーチング処理で登録された基準点に対する位置決めマークの位置ずれ量を求める。そして、その位置ずれ量をＸ軸テーブル部６およびＹ軸テーブル７の移動量に換算し、その換算後の移動量により各テーブル部６，７を動かして、カメラ３Ａと基板１Ｔとの位置関係を調整する。なお、後記する他の実施例でも、上記と同様の手順でカメラ３Ａの位置が調整される。

上記の位置補正処理が終了すると、以下、登録されている撮像対象領域に順に着目し、撮像対象領域毎にＳＴ２４〜３１を実行する。

まず、ＳＴ２４では、Ｘ軸テーブル部６およびＹ軸テーブル部７を駆動して、着目中の撮像対象領域にカメラ３Ａを位置合わせする。続くＳＴ２５では、前記カメラ３Ａによる撮像を行って処理対象画像を作成する。ＳＴ２６では、前記全体画像上に、着目中の撮像対象領域およびその周囲の画像を含む所定大きさの領域を、前記処理対象画像の走査対象として設定する。つぎのＳＴ２７では、この走査対象領域に処理対象画像を１画素ずつ走査して、各走査位置で相関マッチング処理を実行し、処理対象画像への対応領域を抽出する。さらに続くＳＴ２８では、ＳＴ２７で抽出した対応領域につき、前記着目中の撮像対象領域に対するずれ量Δｘ，Δｙを算出する。

ＳＴ２９では、前記ティーチングテーブル１９から読み出してメモリ１３内に格納した検査領域の設定位置を、前記ずれ量Δｘ，Δｙにより補正する。なお、この補正処理では、まず、登録されている検査領域の設定位置の座標（前記全体画像の座標系によるもの）を前記登録された撮像対象領域に対する相対座標（たとえば、撮像対象領域の右下頂点から見た座標）に置き換えた後、この変換後の座標を前記ずれ量Δｘ，Δｙにより補正する。

補正の後はＳＴ３０に進み、検査にかかる一連の処理を実行する。
このＳＴ３０では、前記ＳＴ２９で補正された設定位置に基づいて、前記処理対象画像上に検査領域を設定する。そして、検査領域毎に、前記ティーチングテーブル１９から読み出された検査データを用いて、被検査部位に対する計測処理や良否判定処理を実行する。なお、検査領域毎の良否判定結果は、メモリ１３内に蓄積される。

ＳＴ３０の検査が終了すると、ＳＴ３１を介してＳＴ２４に戻り、つぎの撮像対象領域について、上記と同様の処理を実行する。
すべての撮像対象領域について、上記ＳＴ２４〜３０を実行すると、ＳＴ３１が「ＹＥＳ」となってＳＴ３２に進む。このＳＴ３２では、前記メモリ１３に蓄積された各検査領域の良否判定結果を統合して、被検査基板１Ｔが良品であるかどうかを判別し、その判別結果を出力する。

この後、ＳＴ３３において前記被検査基板１Ｔを搬出し、この基板に対する検査を終了する。さらに、検査対象の基板がある場合には、ＳＴ３４を介してＳＴ２２に戻り、以下、つぎの被検査基板１Ｔに対して、同様の処理を実行する。

＜実施例２＞
この実施例２以下の各実施例では、部品のはんだ付け部位（フィレット）を検査することを前提として、撮像対象領域や検査領域の設定方法、処理対象画像と撮像対象領域とのずれ量の検出方法等をより具体的に説明する。
前記した図１の構成によれば、投光部４の各光源８，９，１０からの色彩光がフィレットの表面で正反射するため、フィレットの傾斜の状態に応じて、赤、緑、青の色彩が所定の割合で分布した画像を得ることができる。フィレットの検査では、これらの色彩を個別に抽出し、その位置や面積を判定基準値と比較することにより、傾斜状態の良否を判別する。

図１０は、基板の全体画像を示す。この実施例の全体画像１０３も前記図４，５の例と同様に、横方向（ｘ方向）に３枚、縦方向（ｙ方向）に２枚、計６枚の画像を重ね合わせて構成される。なお、この実施例では、説明を簡単にするために、画像間の重なり部分を省略して示す。

この実施例２では、検査時にも、上記の全体画像１０３を作成するのと同様の条件の撮像対象領域を撮像する。このため、この実施例２では、全体画像１０３を各撮像対象領域に対応する領域ｒ毎に切り分け、各領域ｒの画像Ｇ０〜Ｇ５をそれぞれ基準画像として登録する。また、カメラ３Ａの視野を各撮像対象領域に位置合わせするためのＸ軸テーブル部６およびＹ軸テーブル部７の移動量を示すデータとして、前記領域ｒの縦横のサイズｘ_Ｐ，ｙ_Ｐを登録するようにしている。

なお、全体画像１０３を作成してから、各基準画像Ｇ０〜Ｇ５を切り分けたのは、基準画像の生成のための撮像を行う際に生じる機械誤差を解消するためである。

図１０には、全体画像１０３を構成する画像Ｇ０〜Ｇ５のうち、上段中央の画像Ｇ４にのみ、２個の部品５０を表している。これらの部品５０は、両側に電極部を有するチップ部品であって、５１は前記したフィレットを、５２はこのフィレット５１に対する検査領域を、それぞれ示す。

この実施例では、検査領域５２の設定位置として、その検査領域５２の右下頂点の座標を登録する。この座標は、前記検査領域５２が含まれる画像の右下頂点を基準とする相対座標（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）として表される。このほか、図１０には示していないが、各検査領域５２の大きさを示すデータとして、前記検査領域５２の縦幅および横幅の長さが登録される。

図１１は、前記画像Ｇ４を用いて、検査領域５２の設定位置を特定する処理の具体例を示す。
この処理では、前記基板のＣＡＤデータから各基準画像に対応する領域内のデータを抽出し、抽出されたデータの中からフィレット５１を表すものを特定し、その被検査部位の位置や大きさに応じて検査領域の設定条件を定める。

図１１には、前記全体画像１０３の上段中央部を構成する基準画像Ｇ４と、この基準画像Ｇ４における検査領域の分布状態を示すマップ画像Ｍ４とを示している。前記図２に示した例と同様に、マップ画像Ｍ４と基準画像Ｇ４とを位置合わせして、マップ画像Ｍ４上の検査領域５２の位置や大きさを基準画像Ｇ４に適用することにより、前記基準画像Ｇ４上の各フィレット５１にそれぞれ適切な検査領域５２を設定することが可能になる。

なお、この実施例では、各基準画像Ｇ０〜Ｇ５に対応するマップ画像を作成するために、基板の右下角部の位置決めマーク１０５の中心点Ｐを基準点として、この基準点Ｐにより、全体画像１０３とＣＡＤデータとの座標系を位置合わせするようにしている。ＣＡＤデータにも位置決めマークのデータが含まれており、また実際の基板における位置決めマークの形成位置の精度が高いことから、一方の位置決めマーク１０５から基準点Ｐを特定することにしたのである。

前記全体画像１０３上の各点の位置は、いずれも基準点Ｐに対する相対座標として表すことが可能である。たとえば、図１０に示すように、基準点Ｐを含む画像Ｇ０とこれに隣接する画像Ｇ１，Ｇ５までの境界線について、それぞれ基準点Ｐからの距離をｘ_０，ｙ_０とすると、前記基準画像Ｇ４上の検査領域５１の右下頂点の座標は、（ｘ_０＋ｘ_ｎ，ｙ_０＋ｙ_ｎ）と表すことができる。

この実施例２では、検査時には、前記全体画像１０３を作成したときと同じ撮像対象領域にカメラ３Ａを位置合わせして、各基準画像Ｇ０〜Ｇ５に対応する処理対象画像を生成するが、機械誤差のため、カメラ３Ａの視野が正しい撮像対象領域に合わせられず、登録された基準画像と処理対象画像との間に位置ずれが生じる可能性がある。よって、この実施例２でも実施例１と同様に処理対象画像の位置ずれを抽出し、検査領域を補正している。

図１２は、前記基準画像Ｇ４に対応する処理対象画像を示す。この処理対象画像５４は、基準画像Ｇ４に対して位置ずれしている。また処理対象画像５４上の４つの被検査部位５１のうちの１つ（この図では５１Ｋとする。）には、不良が生じている。

この実施例では、処理対象画像５４に対し、基準画像Ｇ４を１画素ずつ走査しながら両画像間の重なり合う部分について相関値を算出し、最も相関値が高くなったときの両画像間の位置ずれ量Δｘ、Δｙを、前記基準画像Ｇ４に対する処理対象画像５４のずれ量と判断する。図１２の例のように処理対象画像５４の一部に不良がある場合でも、その不良部位５１Ｋ以外の部分は基準画像Ｇ４と同様であるから、基準画像Ｇ４が最も適合する位置まで移動したときに、相関値が最大になると考えられるからである。

図１３は、前記処理対象画像５４について、前記基準画像Ｇ４と同じ条件で設定した検査領域５２（一点鎖線で示す）の位置を、上記のずれ量Δｘ，Δｙに基づいて補正した例を示す。このような処理により、いずれのフィレット５１，５１Ｋにも適切な検査領域を設定することが可能になり、検査精度を確保することが可能になる。

この実施例２でも、全体画像に代えて、個々の画像Ｇ０〜Ｇ５を基準画像として登録する点を除けば、前記図８と同様の手順でティーチング処理を行うことができる。
よってティーチング処理の流れについては、図示および詳細な説明を省略し、図１４を用いて検査時の処理を説明する。

図１４において、最初のステップであるＳＴ４１では、前記ティーチングテーブル１９から該当する基板の検査データを読み出してメモリ１３にセットする。つぎにＳＴ４２において、被検査基板１Ｔが搬入されると、ＳＴ４３では、前記基準点Ｐに対応する位置決めマーク１０５を含む撮像対象領域（基準画像Ｇ０に対応する撮像対象領域）にカメラ３Ａを位置合わせする。

つぎのＳＴ４４では、前記カメラ３Ａによる撮像を行って、生成された画像上で位置決めマーク１０５の中心点を抽出し、その抽出位置の前記基準点Ｐに対する位置ずれ量を求める。そして、この位置ずれ量に応じてＸ軸テーブル部６およびＹ軸テーブル部７を動かすことにより、前記カメラ３Ａの位置を調整する。しかし、この調整時にも機械誤差が生じ、カメラ３Ａの視野が撮像対象領域に対して位置ずれする可能性がある。そこで、この実施例では、つぎのＳＴ４５において、前記位置調整後のカメラ３Ａにより再度の撮像を行い、基準画像Ｇ０に対応する処理対象画像を生成した後、ＳＴ４６，４７の処理を行うことにより、処理対象画像上に、前記機械誤差によるずれの影響を受けずに検査領域を設定するようにしている。

ＳＴ４６では、生成された処理対象画像と基準画像Ｇ０との間で相関マッチング処理を行って、ずれ量Δｘ，Δｙを検出する。この処理は、先に図１２を用いて、基準画像Ｇ４に対する処理対象画像５４のずれ量を検出する方法として説明したものと同様である。
さらにＳＴ４７では、これらのずれ量Δｘ，Δｙを用いて検査領域の設定位置を補正した後、ＳＴ４８において、補正後の検査領域の画像データを用いた検査を実行する。

この後はＳＴ４９からＳＴ５０に進み、つぎの撮像対象領域にカメラ３Ａを位置合わせする。たとえば、基準画像Ｇ１に対応する撮像対象領域にカメラ３Ａを位置合わせする場合には、前記Ｘ軸テーブル部６を前記ｘ_Ｐに対応する量だけ移動させる。また基準画像Ｇ５に対応する撮像対象領域にカメラ３Ａを位置合わせする場合には、前記Ｙ軸テーブル部７を前記ｙ_Ｐに対応する量だけ移動させる。この後は、ＳＴ４５に戻り、新たに位置決めされた場所でカメラ３Ａによる撮像を行う。さらに、生成された画像に対し、上記と同様にＳＴ４６〜４８を実行する。

以下も、各基準画像に対応する画像を順に取得し、上記と同様の手順で、基準画像に対するずれ量の検出、検査領域の補正、および検査を実行する。すべての撮像対象領域について処理が終了すると、ＳＴ４９からＳＴ５１に進んで検査結果を出力し、ＳＴ５２で被検査基板１Ｔを搬出する。さらに他の被検査基板があれば、ＳＴ５３からＳＴ４２に戻って、同様の手順を実行する。

＜実施例３＞
上記の実施例２では、基板上の被検査部位が全体画像を構成するいずれかの画像に含まれることを前提とするが、図１５に示すように、検査対象の部品５６（図示の部品はＱＦＰである。）が画像間にまたがって位置する場合もある。このような場合には、実施例１と同様に、全体画像１０３上の任意の位置に撮像対象領域を設定するのが望ましい。

実施例３では、基準基板１Ｓの全体画像１０３を作成した後、この画像１０３上に前記部品５６の全体を含むように撮像対象領域５７を設定し、その設定位置を登録するとともに、撮像対象領域５７内の画像を切り出して、基準画像として登録するようにしている。
なお、撮像対象領域５７の設定は、前記基板のマップ画像を用いて行うことができるが、これに限らず、たとえば前記全体画像１０３を表示部２２に表示し、その表示画面上でユーザーの設定操作を受け付けることにより設定することも可能である。
また、この撮像対象領域５７でも、横幅がｘ_ｐ、縦幅がｙ_Ｐとなることは言うまでもない。

図１６は、前記全体画像１０３上の処理対象領域５７から切り出された基準画像Ｇ１１、およびこの基準画像Ｇ１１に分布する検査領域のマップ画像Ｍ１１を示す。なお、図中、５９は前記部品の１本のリードに対するフィレットを、５８はこのフィレットに対する検査領域を、それぞれ示す。

この実施例のマップ画像Ｍ１１も、実施例２の場合と同様に、全体画像１０３の座標系とＣＡＤデータの座標系を合わせた上で、ＣＡＤデータから前記基準画像Ｇ１１に対応する領域のデータを抽出することにより、作成される。また、マップ画像Ｍ１１上の各検査領域５８の設定位置も、実施例２と同様に、当該検査領域５８の右下頂点を画像の右下頂点から見た相対座標（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）として表される。

前記全体画像１０３上の撮像対象領域５７の設定位置は、この領域の右下頂点を前記基準点Ｐから見た相対座標（ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ）として設定される（図１５参照。）。
検査領域の設定条件を定めるためにＣＡＤデータ上で上記の基準画像Ｇ１１に対応する領域を特定するには、基準点Ｐに基づいて全体画像とＣＡＤデータとの座標系を合わせた後、前記座標（ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ）にある点を右下頂点とする横幅ｘ_Ｐ、縦幅ｙ_Ｐの領域を設定すればよい。

また、検査時に基板上の撮像対象領域５７にカメラ３Ａを位置合わせするには、まず前記図１４のＳＴ４３，４４と同様の処理により、基準点Ｐに基づき基板とカメラ３Ａとの位置関係を調整した後、Ｘ軸テーブル部６およびＹ軸テーブル部７を、それぞれｘ_Ｔ，ｙ_Ｔに基準点Ｐの座標を加えた値に相当する距離だけ移動させればよい。

上記の要領でカメラ３Ａを位置合わせした後は、前記実施例２と同様の方法により、基準画像に対する処理対象画像のずれ量Δｘ，Δｙを抽出し、そのずれ量Δｘ，Δｙを用いて検査領域の位置を補正することができる。
その他、実施例３におけるティーチングや検査に関する処理も、実施例１や２と同様であるため、これらについての詳細な説明は省略する。

なお、上記の実施例２，３では、基準基板１Ｓの全体画像１０３を作成した後、この全体画像１０３から撮像対象領域に対応する画像を切り出して基準画像として登録したが、これに限らず、実施例１と同様に全体画像１０３を登録するようにしてもよい。この場合、検査時に基準画像に対する処理対象画像のずれ量を検出する際には、登録された全体画像１０３から基準画像を切り出し、この切り出した基準画像と処理対象画像との間で前記した相関マッチング処理を実行すればよい。

＜実施例４＞
この実施例４も、前記図１５と同様の構成の基板を対象として、部品５６の全体を含むような撮像対象領域５７を設定し、その撮像対象領域５７内の画像を基準画像Ｇ１１として登録する。ただし、この実施例４では、全体画像１０３を作成せず、ＣＡＤデータ上で前記部品５６を含む撮像対象領域５７の設定位置を特定し、基準基板１Ｓの前記特定された撮像対象領域にカメラ３Ａを位置合わせして、基準画像Ｇ１１とする画像を取得するようにしている。ただし、このような方法で基準画像を生成する際には、Ｘ軸テーブル部６およびＹ軸テーブル部７の機械誤差による影響を考慮する必要がある。このため、実施例４では、つぎの図１７に示すような手順によるティーチング処理を実行している。

図１７において、最初のステップであるＳＴ６１では、検査対象の基板のＣＡＤデータを読み出し、これを用いて基板全体における検査領域のマップ画像を作成する。つぎのＳＴ６２では、前記マップ画像において、前記部品５６に対応する検査領域５８がすべて含まれる位置に撮像対象領域５７を設定する。なお、この撮像対象領域５７の設定位置も、前記実施例３の全体画像１０３におけるのと同様に、前記基準点Ｐに対する当該領域５７の右下頂点の相対座標（ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ）により表される。

つぎにＳＴ６３では、基準基板１Ｓを搬入する。続くＳＴ６４では、前記基準基板１Ｓの画像上の位置決めマーク１０５があらかじめ定めた座標に位置するように、基準基板１Ｓとカメラ３Ａとの位置関係を調整する。この位置合わせが終了すると、ＳＴ６５に進み、ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔに基づきＸ軸テーブル部６およびＹ軸テーブル部７をそれぞれ移動させて、前記ＳＴ６２で設定した撮像対象領域５７にカメラ３Ａを位置合わせする。さらに、ＳＴ６６では、前記カメラ３Ａにより撮像を行って、基準画像となる画像を生成する。

ＳＴ６７では、前記相対座標（ｘ_Ｔ，ｙ_Ｔ）を用いて、前記基板全体のマップ画像から前記撮像対象領域５７内の画像を抽出し、このマップ画像を前記基準画像に重ね合わせる。さらに、前記基準画像とマップ画像とが適合する位置関係になるまでマップ画像を１画素ずつ走査し、その適合する位置関係にあるときの基準画像とマップ画像との位置ずれ量ｄｘ，ｄｙを検出する。

ここで、図１８を用いて、このＳＴ６７の処理を具体的に説明する。
図１８（１）は、前記撮像対象領域５７のマップ画像Ｍ１１を基準画像Ｇ１１に初期設定した状態を示す。この実施例の基準画像Ｇ１１は、撮像対象領域５７に対して位置ずれした状態にあるため、画像上のフィレット５９も、検査領域５８に対して位置ずれしている。図１８（２）は、各フィレット５９が対応する検査領域５８に含まれるようになる位置までマップ画像Ｍ１１を移動させた状態である。この状態になれば、基準画像Ｇ１１とマップ画像Ｍ１１とが適合していると考えることができる。このときのマップ画像に対する基準画像の横方向におけるずれ量が前記ｄｘであり、縦方向におけるずれ量がｄｙとなる。

なお、基準画像Ｇ１１とマップ画像Ｍ１１との適合する位置関係を求めるには、まず基準画像Ｇ１１上で赤、緑、青の各色彩が分布する領域を抽出し、さらに抽出された領域と他の領域とを区別して２値化する。またマップ画像についても、検査領域５８を他の領域と区別して２値化する。その後、上記２つの２値化画像を相対的にずらしながら、最も相関値が高くなる位置関係を求める。この位置関係が前記基準画像Ｇ１１とマップ画像Ｍ１１との適合する位置関係であり、このときの両画像間のずれが前記ｄｘ，ｄｙとなる。

図１７に戻って、前記ＳＴ６７の処理によりマップ画像Ｍ１１に対する基準画像Ｇ１１のずれ量ｄｘ，ｄｙが求められると、つぎのＳＴ６８では、これらの位置ずれ量ｄｘ，ｄｙを用いて前記マップ画像上の検査領域５８の設定位置を補正する。さらに続くＳＴ６９では、前記ＳＴ６２で設定した撮像対象領域５７の設定位置も、同様に位置ずれ量ｄｘ，ｄｙを用いて補正する。

ＳＴ７０では、前記図８のＳＴ１１と同様に、検査領域以外の検査データを作成する。この後、ＳＴ７１では、前記ＳＴ６６で生成した基準画像、撮像対象領域の補正後の設定位置、検査領域の補正後の設定位置および大きさ、ＳＴ７０で作成されたその他の検査データなどを含む判定ファイルを作成し、これをティーチングテーブル１３に登録する。この後はＳＴ７２に進んで前記基準基板１Ｓを搬出し、しかる後にティーチング処理を終了する。
なお、このティーチング処理後の検査は、前記実施例２と同様の内容となるので、検査に関する説明は省略する。

上記したティーチング処理によれば、基準基板１Ｓの全体画像を作成しなくとも、ＣＡＤデータを用いて、基板上の所定数の被検査部位を含む任意の位置に撮像対象領域を設定し、この撮像対象領域における検査に必要な基準画像および検査領域を登録することが可能になる。

なお、図１７に示したティーチング処理では、前記ずれ量ｄｘ，ｄｙにより、検査領域５８の設定位置のほかに、撮像対象領域５７の設定位置も補正しているが、この補正は必須の処理ではない。ただし、基板上における被検査部位の位置を、前記基準点Ｐから見た相対座標として正しく求める必要がある場合には、撮像対象領域５７の設定位置を補正する必要がある。以下にその理由を述べる。

前記撮像対象領域５７の設定データｘ_Ｔ，ｙ_Ｔは、前記基準点Ｐに対する相対座標である。これに対し、図１８（１）に示すように、検査領域５８の設定データｘ_ｎ，ｙ_ｎは、マップ画像Ｇ１１、言い換えれば撮像対象領域５７の右下頂点に対する相対座標である。基板と検査領域５８との位置関係は固定されたものであるから、基準点Ｐに対する検査領域の相対座標は常に一定の値（ｘ_Ｔ＋ｘ_ｎ，ｙ_Ｔ＋ｙ_ｎ）をとる。したがって、ｘ_ｎ，ｙ_ｎの値が変更された場合は、当然にｘ_Ｔ，ｙ_Ｔの値も変更されなければならない。たとえば前記検査領域の座標ｘ_ｎがｘ_ｎ＋ｄｘに変更された場合には、撮像対象領域の座標ｘ_Ｔは、ｘ_Ｔ−ｄｘに変更されなければならない。

なお、このように撮像対象領域５７の設定データｘ_Ｔ，ｙ_Ｔを変更した場合、検査時には、変更後の撮像対象領域にカメラ３Ａを位置合わせすることになるが、このときも機械誤差が発生する可能性がある。したがって、処理対象画像の検査領域を補正する必要があるが、その検査領域内の被検査部位の位置を基準点Ｐに対する相対座標として表すためには、上記と同様の理由により、撮像対象領域の設定データも補正する必要がある。

この発明の一実施例にかかる基板検査装置のブロック図である。基板の基準画像と検査領域との関係を示す説明図である。全体画像作成のための画像の重ね合わせ処理の順序を示す説明図である。全体画像の作成のために作成された６枚の画像を示す説明図である。図４の画像により全体画像を作成する過程を示す説明図である。図５の処理により作成された全体画像を示す説明図である。処理対象画像のずれ量を検出する処理を示す説明図である。ティーチング処理の手順を示すフローチャートである。検査の手順を示すフローチャートである。実施例２の全体画像の構成を示す説明図である。基準画像と検査領域との関係を示す説明図である。処理対象画像のずれ量を検出する処理を示す説明図である。検査領域の補正処理を示す説明図である。実施例２の検査の手順を示すフローチャートである。実施例３の全体画像の構成を示す説明図である。基準画像と検査領域との関係を示す説明図である。実施例４のティーチング処理の手順を示すフローチャートである。基準画像のずれ量を検出する処理を示す説明図である。

符号の説明

１Ｔ，１Ｓ基板
３Ａカメラ
６Ｘ軸テーブル部
７Ｙ軸テーブル部
１１制御部
１３メモリ
１５画像処理部
１８検査部
１９ティーチングテーブル
３１，５２，５８検査領域

Claims

撮像手段の視野より大きなサイズの部品実装基板を対象に、前記撮像手段による撮像を複数回実行し、毎時の撮像により得られた画像を用いて前記基板上の複数の被検査部位に対する検査を実行する方法であって、準備のステップと検査のステップとを含み、
前記準備のステップには、
品質の良好な基準基板に、前記撮像手段の視野に応じた大きさの複数の撮像対象領域を、隣り合う領域間に所定量の重なりが生じるように設定して、撮像対象領域毎に撮像を行うステップＡ；ステップＡの各撮像により生成された複数の画像を前記重なり部分でつなぎ合わせて、前記基準基板の全体画像を生成するステップＢ；検査時の各撮像対象領域について、それぞれステップＢで生成された全体画像中の対応する領域内の画像を基準画像として特定するステップＣ；前記基準基板に応じた基板設計データに基づき、前記ステップＣで特定された基準画像に適した検査領域の位置および大きさを特定し、その特定された情報を検査領域の設定データとして設定するステップＤ；前記検査時の各撮像対象領域について、それぞれ前記ステップＣで特定された基準画像とステップＤで設定された検査領域の設定データとを登録するステップＥ；の各ステップが含まれており、
前記検査のステップでは、
前記撮像対象領域に撮像手段の視野を合わせて撮像を実行して、処理対象画像を作成する第１ステップ；
前記第１ステップで作成された処理対象画像を前記ステップＥで登録された基準画像と照合して、基準画像に対する処理対象画像のずれ量を検出する第２ステップ；
前記ステップＥで登録された検査領域の設定データに基づく検査領域について、前記第２ステップで検出されたずれ量により設定位置を補正し、処理対象画像上の前記補正された設定位置に検査領域を設定する第３ステップ；
前記第３ステップで設定された検査領域内の画像データを用いて前記検査のための画像処理を実行する第４ステップ；の各ステップを撮像対象領域毎に実行する、
ことを特徴とする基板検査方法。
前記準備のステップ中の前記ステップＥでは、前記基準画像の登録処理として、基準画像を含む前記全体画像を登録し、
前記検査のステップ中の第２ステップでは、前記登録された全体画像において処理対象画像に最も類似する領域を求め、その領域の基準画像に対するずれ量を検出する請求項１に記載された基板検査方法。
前記準備のステップでは、前記ステップＣにおいて、前記ステップＢで生成された全体画像を前記撮像対象領域に対応するサイズ毎に分割して得られる各画像を、それぞれ基準画像として特定するとともに、前記ステップＥにおいて、前記基準画像の登録処理として前記分割により得られた各画像を個別に登録し、
前記検査のステップ中の第２ステップでは、前記処理対象画像に登録された基準画像を走査しながら、画像間の重なり合う部分について類似度を求め、この類似度が最も高くなったときの両画像間の位置ずれ量を検出する請求項１に記載された基板検査方法。
前記準備のステップでは、前記ステップＣにおいて、前記基板設計データに基づき全体画像上の任意の位置に撮像対象領域を設定して、この領域内の画像を前記基準画像として特定するとともに、前記ステップＥにおいて、前記ステップＣで特定された基準画像を、前記撮像対象領域の設定位置を示す情報とともに登録し、
前記検査のステップ中の第２ステップでは、前記処理対象画像に登録された基準画像を走査しながら、画像間の重なり合う部分について類似度を求め、この類似度が最も高くなったときの両画像間の位置ずれ量を検出する請求項１に記載された基板検査方法。
前記ステップＥで登録される撮像対象領域の設定位置は、基準基板上の所定の基準点から見た相対座標として表される請求項４に記載された基板検査方法。
検査対象の基板を前記被検査部位を上に向けた状態で支持する基板ステージと、この基板ステージに支持された基板を上方から撮像するための撮像手段と、撮像手段および基板ステージの少なくとも一方を水平方向に沿って移動させる移動手段とを具備し、前記移動手段および撮像手段の動作により生成された処理対象画像を用いて、前記基板上の複数の被検査部位に対する検査を実行する検査装置において、
前記各処理対象画像について、それぞれ対応する基準画像および検査領域の設定データを登録するためのメモリと、
検査に先立ち、前記メモリに対する登録を行う登録手段と、
前記移動手段の移動量を制御して前記基板ステージ上の基板と撮像手段との位置関係を調整することにより、基板の各撮像対象領域に撮像手段の視野を順に位置合わせする位置調整手段と、
前記位置調整手段により撮像対象領域に位置合わせされた撮像手段を駆動して、処理対象画像を生成する処理対象画像生成手段と、
前記処理対象画像を前記基準画像と照合して、基準画像に対する処理対象画像のずれ量を検出するずれ量検出手段と、
前記メモリに登録された検査領域の設定データに基づく検査領域について、ずれ量検出手段が検出したずれ量により設定位置を補正し、処理対象画像上の前記補正された設定位置に検査領域を設定する領域設定手段と、
前記領域設定手段により設定された検査領域内の画像データを用いて前記検査のための画像処理を実行する画像処理手段とを備え、
前記登録手段は、前記基板ステージに品質の良好な基準基板が支持されている状態下において、この基準基板に複数の撮像対象領域を、隣り合う領域間に所定量の重なりが生じるように設定して、撮像対象領域毎に撮像を行うステップＡ；ステップＡの各撮像により生成された複数の画像を前記重なり部分でつなぎ合わせて、前記基準基板の全体画像を生成するステップＢ；検査時の各撮像対象領域について、それぞれステップＢで生成された全体画像中の対応する領域内の画像を基準画像として特定するステップＣ；前記基準基板に応じた基板設計データに基づき、前記ステップＣで特定された基準画像に適した検査領域の位置および大きさを特定し、その特定された情報を検査領域の設定データとして設定するステップＤ；前記検査時の各撮像対象領域について、それぞれ前記ステップＣで特定された基準画像とステップＤで設定された検査領域の設定データとを前記メモリに登録するステップＥ；の各ステップを実行する、基板検査装置。