複数の対象物の検出装置及び検出方法
【課題】異なる波長の蛍光を発生する第１、第２対象物を含む複数の対象物を蛍光認識法により検出し、しかも構造の簡略化及びコストの低減を果たし得る検出装置を提供する。
【解決手段】第１、第２対象物を含む複数の対象物を画像認識して少なくとも第１対象物の領域を検出する検出装置で、複数の対象物に、第１、第２対象物が蛍光を発生させる励起光源１１，１２、励起光を透過せず、第１、第２対象物からの蛍光を透過させる第１蛍光フィルタ１５、第１蛍光フィルタ１５を通過した第１透過光から第１蛍光をカットし、第２蛍光を透過させる第２蛍光フィルタ１６、第１，第２蛍光フィルタ１５，１６を透過してきた第１、第２透過光をそれぞれ撮像する撮像装置１９，２１、撮像装置１９，２１の出力第１、第２透過光に対応した第１、第２画像信号を演算し、少なくとも第１対象物の画像領域を検出する画像処理装置２２とを備える検出装置１。
【解決手段】第１、第２対象物を含む複数の対象物を画像認識して少なくとも第１対象物の領域を検出する検出装置で、複数の対象物に、第１、第２対象物が蛍光を発生させる励起光源１１，１２、励起光を透過せず、第１、第２対象物からの蛍光を透過させる第１蛍光フィルタ１５、第１蛍光フィルタ１５を通過した第１透過光から第１蛍光をカットし、第２蛍光を透過させる第２蛍光フィルタ１６、第１，第２蛍光フィルタ１５，１６を透過してきた第１、第２透過光をそれぞれ撮像する撮像装置１９，２１、撮像装置１９，２１の出力第１、第２透過光に対応した第１、第２画像信号を演算し、少なくとも第１対象物の画像領域を検出する画像処理装置２２とを備える検出装置１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上の一部に電極及び接着剤層などが形成されている、すなわち複数の対象物が存在する部分において、該複数の対象物の占める領域を検出するための検出装置及び検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント回路基板や様々な電子部品において、完成品の欠陥を検査するために、光学的検査装置が種々提案されている。例えば、セラミック基板上にエポキシ系接着剤などの透明樹脂層と、電極とが形成されているような電子部品では、透明樹脂層を構成している樹脂が染み出し、電極表面に至っている場合がある。このような欠陥品を選別するために、セラミック部分、透明樹脂層部分及び電極部分を光学的に検出する方法が種々提案されている。
【０００３】
下記の特許文献１には、このような検査装置の一例が開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示されているパターン検査装置の概略構成図を図９に示す。
【０００５】
図９に示すパターン検査装置１００１は、Ｈｇランプ１００２から生じた励起光１００３を回路基板１００４上に照射する。回路基板１００４は、基板本体１００５と、基板本体１００５上に設けられた回路パターン１００６とを有する。基板本体１００５はセラミックなどの絶縁性材料からなる。回路パターン１００６は金属からなる。
【０００６】
励起光が照射された際に、基板本体１００５が発生する蛍光と、金属からなる回路パターン１００６が発生する蛍光とを検出する。そのために、基板本体１００５が領域に露出している部分を検出するに際しては、基板本体１００５を構成している材料から蛍光を発生させるための励起光を、第１の励起光フィルタ１００８を介して基板１００４上に導く。そして、基板本体１００５から生じた蛍光を、第１の蛍光フィルタ１００６を通して検出器１０１１により検出する。
【０００７】
さらに、回路パターン１００６から発生する蛍光を検出するために、第１の励起光フィルタ１００８に代えて、第２の励起光フィルタ１００９を用い、第２の励起光フィルタ１００９を透過してきた励起光を回路パターン１００６に与える。そして、回路パターン１００６から生じた蛍光を、第２の蛍光フィルタ１００７を通して透過させ、検出器１０１１により検出する。
【０００８】
検出器１０１１において、材質が異なる基板本体１００５及び回路パターン１００６により生じた蛍光によりそれぞれの材質が占める領域を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−１２２２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載の検査装置１００１では、上記のように、材質が異なる基板本体１００５及び回路パターン１００６が占める領域を検出するにあたり、それぞれの材質に応じて、第１及び第２の励起光フィルタ１００８，１００９を用い、異なる波長の励起光基板１００４上に導いていた。そして、基板本体１００５及び回路パターン１００６から発生した蛍光を、それぞれ、各蛍光の波長に応じて、第１及び第２の蛍光フィルタ１００６，１００７を通して検出器１０１１に導いていた。
【００１１】
そのため、基板本体１００５が占める領域を検出する工程と、回路パターン１００６が占める領域を検出する工程とを独立に実施しなければならなかった。すなわち、基板本体１００５が占める領域を検出した後に上記のように第２の励起光フィルタ１００７に切替え、さらに第１の蛍光フィルタ１００６を第２の蛍光フィルタ１００７に切替えねばならなかった。従って、蛍光フィルタ１００６，１００７が設けられているフィルタレボルバ１０１０を機械的に回転駆動する複雑な装置を必要としていた。
【００１２】
また、フィルタレボルバ１０１０を用いない場合には、各蛍光フィルタ１００６，１００７の後段に、それぞれ個別に検出装置を設けねばならなかった。従って、検査装置全体の構造が複雑になり、かつコストが高くつくという問題があった。また、基板１００４の検査に際し、上記のような煩雑な工程を実施しなければならなかった。
【００１３】
本発明の目的は、装置の簡略化及び小型化を図り得るだけでなく、１回の撮像検査により複数の対象物の状態を検出することを可能とする検出装置及び検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願の第１の発明は、第１及び第２の対象物を含む複数の対象物を画像認識して、少なくとも第１の対象物の占める領域を検出する検出装置である。
【００１５】
本発明では、前記複数の対象物に、前記第１及び第２の対象物が蛍光を発生させる励起光を与えるための励起光源と、前記励起光が照射された際に、前記第１の対象物から生じた第１の蛍光及び前記第２の対象物から生じた第２の蛍光の双方を透過させる第１の蛍光フィルタと、前記励起光が照射された際に、前記第１の対象物から発生する第１の蛍光を透過させず、前記第２の対象物から発生した第２の蛍光を透過させる第２の蛍光フィルタと、前記第１及び第２の蛍光フィルタをそれぞれ通過した第１及び第２の透過光が与えられ、該第１及び第２の透過光による第１及び第２の画像に応じ、第１及び第２の画像信号を出力する撮像装置と、前記撮像装置から与えられた前記第１及び第２の画像信号を演算し、少なくとも前記第１の対象物の占める領域を検出する画像処理装置とを備える。
【００１６】
本発明に係る検出装置のある特定の局面では、前記撮像装置が、前記第１の蛍光フィルタを通過してきた第１の透過光が与えられ、第１の透過光に応じた第１の画像信号を出力する第１の撮像装置と、前記第２の蛍光フィルタを通過してきた第２の透過光が与えられ、該第２の透過光に応じた第２の画像信号を出力する第２の撮像装置とを有する。この場合には、第１の透過光による画像と、第２の透過光による画像とを第１及び第２の撮像装置において撮像すればよいだけであるため、第１及び第２の撮像装置自体の簡略化を図ることができる。
【００１７】
また、本願の第２の発明は、第１及び第２の対象物を含む複数の対象物を画像認識して、少なくとも第１の対象物の占める領域を検出する検出装置であって、前記第１及び第２の対象物が同じ波長の励起光が照射された際に、それぞれ、緑色及び赤色の蛍光を発生する物質からなり、前記複数の対象物に、前記第１及び第２の対象物が前記蛍光を発生させる前記励起光を与える励起光源と、前記励起光が照射された際に、前記第１の対象物から生じた前記緑色の蛍光を選択的に透過させ、前記赤色の蛍光及び青色の蛍光を透過させない第１の蛍光フィルタと、前記励起光が照射された際に、前記第２の対象物から生じた前記赤色の蛍光を透過させ、前記緑色及び前記青色の蛍光を透過させない第２の蛍光フィルタと、前記第１の蛍光フィルタ及び前記第２の蛍光フィルタをそれぞれ透過してきた第１及び第２の透過光が与えられ、前記第１の蛍光フィルタを透過してきた第１の透過光に応じた第１の画像信号と、前記第２の蛍光フィルタを透過してきた第２の透過光に応じた第２の画像信号とを出力するカラー撮像装置と、前記カラー撮像装置から出力された前記第１及び第２の画像信号を演算し、前記第１の対象物及び前記第２の対象物の占める領域を検出する画像処理装置とを備える。
【００１８】
本願の第１及び第２の発明（以下、適宜本発明と総称する）の他の特定の局面では、前記複数の対象物が、前記励起光が与えられたときに蛍光を発生しない第３の対象物を含み、前記画像処理装置において、前記第１及び第２の対象物の占める領域と、前記第３の対象物の占める領域とを検出する。このように、本発明では、蛍光を発しない第３の対象物の領域を検出してもよい。
【００１９】
本願の第３の発明は、励起光が照射されると波長の異なる第１及び第２の蛍光をそれぞれ発する第１及び第２の対象物を含む複数の対象物の占める領域を検出する方法である。この検出方法は、前記第１及び第２の対象物の双方が蛍光を発生させる励起光を前記第１及び第２の対象物に照射する工程と、前記第１の蛍光及び第２の蛍光の双方を透過させる第１の蛍光フィルタを透過してきた第１の透過光による画像と、前記第１の蛍光を透過させず、第２の蛍光を透過させる第２の蛍光フィルタを透過してきた第２の透過光による画像と撮像装置で撮影し、前記第１の画像及び第２の画像に応じた第１及び第２の画像信号を得る工程と、前記第１及び第２の画像信号を演算し、少なくとも前記第１の対象物の占める領域を検出する工程とを備える。
【００２０】
本願の第３の発明のある特定の局面では、前記第１の透過光による画像と前記第２の透過光による第２の画像とをそれぞれ、第１及び第２の撮像装置により別々に撮像する。この場合には、第１及び第２の撮像装置を用いて、第１及び第２の蛍光フィルタを透過してきた透過光による画像を検出することができ、各撮像装置の簡略化を図ることができる。
【００２１】
本願の第４の発明は、励起光が照射されると緑色及び赤色の蛍光をそれぞれ発する第１及び第２の対象物を含む複数の対象物の占める領域を検出する方法であって、前記第１及び第２の対象物の双方が蛍光を発生させる励起光を前記第１及び第２の対象物に照射する工程と、前記赤色の蛍光を透過させず、緑色の蛍光を透過させる第１の蛍光フィルタを透過してきた第１の透過光による画像と、緑色の蛍光を透過させず、赤色の蛍光を透過させる第２の蛍光フィルタを透過してきた第２の透過光による第２の画像とを撮像装置で撮影し、前記第１の画像及び第２の画像に応じた第１及び第２の画像信号を得る工程と、前記第１及び第２の画像信号を演算し、前記第１の対象物及び第２の対象物の占める領域を検出する工程とを備える。
【００２２】
本願の第３及び第４の発明では、複数の対象物が励起光を与えたときに蛍光を発生しない第３の対象物を含んでいてもよく、その場合、前記画像処理装置において、前記第１及び第２の対象物の占める領域に加えて、第３の対象物の占める領域を演算してもよい。それによって、蛍光を発生しない第３の領域の占める部分も確認することができる。
【発明の効果】
【００２３】
第１の発明に係る検出装置では、第１及び第２の対象物において蛍光を発生させるのに、共通する励起光を励起光源から発生させればよい。そして、１回の検出工程により、第１及び第２の対象物を含む複数の対象物の状態を個別に画像認識し、例えば欠陥の有無を検出することができる。従って、検出装置の簡略化及び検出時間の短縮を図ることができる。
【００２４】
第２及び第４の発明によれば、第１及び第２の対象物に共通する波長の励起光を用いて、同時に複数の対象物に照射し、第１及び第２の対象物により生じた蛍光を、上記第１及び第２の蛍光フィルタにより選択的に透過させ、画像処理することができる。そのため、第２及び第４の発明においても、検出装置の簡略化、特に光学系の簡略化を図ることができ、検出装置のコストを低減することができる。また、検出工程の簡略化及び検出時間の短縮を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る検出装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態において、基板、基板上の電極及び透明樹脂層における励起光と生じる蛍光との関係を示す模式的正面図である。
【図３】第１の実施形態において、照射される励起光と、透明樹脂層及び基板から生じる蛍光と、第１の蛍光フィルタの光学特性との関係を示す図である。
【図４】第１の実施形態において、照射される励起光と、透明樹脂層及び基板から生じる蛍光と、第２の蛍光フィルタの光学特性との関係を示す図である。
【図５】（ａ）は、検査対称である基板上の構造を示す模式的平面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、第１のカメラで撮影された画像及び該画像の明暗を反転させて得られた画像を示す各模式図であり、（ｄ）は第２のカメラで撮影された画像を示す模式図であり、（ｅ）は（ｃ）及び（ｄ）で得られた画像をＡＮＤ処理演算することにより得られた画像であって、透明樹脂層が占める領域を示す画像を示す模式図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る検出装置の概略構成図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における各カラーフィルタの光学特性と、透明樹脂及び基板から生じる蛍光との関係を示す図である。
【図８】（ａ）は、第２の実施形態において検出される基板、電極及び透明樹脂層を示す平面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、赤色の第１の蛍光フィルタを透過してきた透過光により得られる画像と、該画像の明暗を反転させた画像を示す模式図であり、（ｄ）は、緑色の光を透過させる緑色フィルタ部を透過してきた透過光から得られた画像であって、電極部分が黒色、基板及び透明樹脂層が白色とされている画像を示す模式図であり、（ｅ）は、（ｃ）で得られた画像と、（ｄ）で得られた画像をＡＮＤ処理演算することにより得られた画像であって、透明樹脂層の占める領域を示す画像の模式図である。
【図９】従来のパターン検査装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態に検出装置の概略構成図である。
【００２８】
本実施形態の検出装置１では、電子部品２を検査する。図２に拡大して示すように、電子部品２は、セラミックからなる基板３を有する。基板３上に、電極４が形成されている。また、電極４上に、透明樹脂層５が形成されている。透明樹脂層５は、電極４の上面の一部のみを選択的に覆っている。この電子部品２では、透明樹脂層５が、予め定められた領域から外側にはみ出さないことが必要であり、透明樹脂層５のはみ出しが生じると欠陥品となる。
【００２９】
本実施形態では、上記電子部品２において、セラミックスからなる基板３、金属からなる電極４及び合成樹脂からなる透明樹脂層５が占める領域がそれぞれ検出される。すなわち、透明樹脂層５が所定の領域からはみ出しているか否かを検出する。言い換えれば、本実施形態の検出装置１は、検査対象物として、基板３、電極４及び透明樹脂層５の３種類の対象物を有する電子部品２を検査するものである。このうち、電極４が本発明における第３の対象物に相当し、透明樹脂層５が第１の対象物に相当し、基板３が第２の対象物に相当する。
【００３０】
図１に示すように、検出装置１は、第１，第２の光源１１，１２を有する。第１，第２の光源１１，１２は、対象物に励起光を与え、対象物において蛍光を発生させるために用いられる。なお、第１，第２の光源１１，１２と、電子部品２との間には、それぞれ、第１，第２の励起フィルタ１３，１４が配置されている。第１，第２の励起フィルタ１３，１４は、光源１１，１２から与えられた光の波長分布を制限し、電子部品２に所定の波長の励起光を与えるために設けられている。
【００３１】
上記光源１１，１２としては、例えば青色ＬＥＤ、水銀ランプなどの励起光の波長に応じた適宜の光源を用いることができる。また、第１，第２の励起フィルタ１３，１４としては、例えば、バンドパスフィルターなどを用いることができる。
【００３２】
本実施形態では、光源１１、１２は青色ＬＥＤからなり、励起光の波長は４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの範囲にある。上記励起フィルタ１３，１４を透過した励起光の波長は、中心波長は４６０ｎｍであり、４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの範囲に渡っている。
【００３３】
なお、本実施形態では、第１の光源１１及び第１の励起フィルタ１３は、電子部品２の電極４に覆われていない基板３の上面に励起光を与えるために用いられている。また、第２の光源１２及び第２の励起フィルタ１４は、電極４及び電極４上の透明樹脂層５が設けられている部分に励起光を効率良く与えるために設けられている。もっとも、第１の光源１１及び第１の励起フィルタ１３から与えられる励起光と、第２の光源１２と第２の励起フィルタ１４から与えられる励起光の波長は等しくされている。従って、単一の光源及び単一の励起フィルタにより、励起光を基板３上に照射してもよい。
【００３４】
もっとも、本実施形態のように、複数の光源１１，１２を用いることにより、基板３上の広い領域に渡り、励起光を確実に照射することができる。
【００３５】
本実施形態では、基板３がチタン系セラミックスからなり、電極４が金からなり、透明樹脂層５がエポキシ樹脂からなる。従って、４６０ｎｍの波長の励起光を照射すると、基板３及び透明樹脂層５は蛍光を発する。基板３が発生させる蛍光を第２の蛍光とする。また、透明樹脂層５から発する蛍光を第１の蛍光とする。第２の蛍光の波長は６５０ｎｍであり、第１の蛍光の波長５５０ｎｍと異なる。さらに、電極４は金属からなり、上記波長の励起光が与えられたとしても蛍光を発しない。このように、第１の対象物としての透明樹脂層５及び第２の対象物としての基板３が発する第１及び第２の蛍光の波長の違いを利用し、さらに電極４が蛍光を発しないことを利用する。それによって、基板３、電極４及び透明樹脂層５の占める領域を画像処理により検出することができる。
【００３６】
図１に示すように、電子部品２の上方には、第１の蛍光フィルタ１５及び第２の蛍光フィルタ１６がこの順序で配置されている。
【００３７】
第１の蛍光フィルタ１５に、上記第１及び第２の蛍光が導かれる。第１の蛍光フィルタ１５の光学特性を図３に示す。
【００３８】
励起光は、青色ＬＥＤ光であり、光源１１，１２は青色ＬＥＤ光を与える。励起フィルタ１３，１４は、波長４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの光を透過させる。このように第１，第２の励起フィルタ１３，１４で選択された波長の励起光が電子部品２の上面に与えられるように構成されている。
【００３９】
上記励起光は、第１の対象物としての透明樹脂層５及び第２の対象物としての基板３においてそれぞれ第１，第２の蛍光を発生させる、すなわち両者において蛍光を発生させる共通の励起光である。
【００４０】
図３の実線Ａは、第１の対象物としての透明樹脂層５から発する第１の蛍光の分光分布を示し、実線Ｂは、基板３から発する第２の蛍光の分光分布を示す。第１の蛍光は緑色の蛍光であり、その中心波長は５５０ｎｍである。第２の蛍光はオレンジ色〜赤色の蛍光であり、その中心波長は６５０ｎｍである。
【００４１】
他方、図３に示すように、第１の蛍光フィルタは、実線Ｅで示すように、波長４９０ｎｍ以下の光をカットする光学特性を有する。図３の曲線Ｃは第１，第２の光源１１，１２から与えられる励起光の波長分布を示し、実線Ｄは第１，第２の励起フィルタ１３，１４を通過した励起光の波長分布を示す。
【００４２】
従って、第１の蛍光フィルタ１５により、励起光及び励起フィルタを通過した励起光がカットされることになり、第１，第２の蛍光が第１の蛍光フィルタ１５を通過する。
【００４３】
このような第１の蛍光フィルタ１５は、例えば、バンドパスフィルターにより形成することができ、本実施形態ではバンドパスフィルターが用いられている。
【００４４】
第２の蛍光フィルタ１６の光学特性を図４に示す。図４において、破線Ａは、第１の蛍光の波長分布を示し、破線Ｂは第２の蛍光の波長分布を示す。また、実線Ｆは第２の蛍光フィルタの光学特性を示す。図４から明らかなように、第２の蛍光フィルタでは、波長５７０ｎｍ以下の光がカットされる。従って、第１の蛍光がカットされ、第２の蛍光のみが通過することとなる。第２の蛍光フィルタ１６の前段にはビームスプリッター１７が設けられている。ビームスプリッター１７は、反射面１７ａを有する。反射面１７ａは、第１の蛍光フィルタ１５を透過してきた第１の透過光の一部が反射され、レンズ１８を介して反射光を第１のカメラ１９に与える。他方、第１の蛍光フィルタ１５を透過してきた第１の透過光の一部が反射面１７ａを透過し、第２の蛍光フィルタ１６に与えられる。第２の蛍光フィルタ１６の光学特性を図４に示す。図４に示すように、第２の蛍光フィルタは、波長５７０ｎｍ以下の光をカットする。従って、第２の蛍光フィルタ１６を透過してきた第２の透過光は、第１の蛍光を含まない。すなわち、基板３から発した第２の蛍光のみを含むこととなる。このような第２の蛍光フィルタ１６及びビームスプリッターは本実施形態では、ダイクロイックミラーが用いられている。
【００４５】
この第２の蛍光フィルタ１６の後段に、レンズ２０を介して第２のカメラ２１が配置されている。第２のカメラ２１は、この第２の蛍光フィルタ１６を透過してきた第２の透過光を撮像する。
【００４６】
上記第１，第２のカメラ１９，２１は、公知のＣＣＤカメラなどの撮像装置により構成することができる。
【００４７】
第１，第２のカメラ１９，２１には、上記のように、第１の透過光及び第２の透過光が与えられ、該第１，第２の透過光に対応した第１，第２の画像信号を出力する。第１，第２のカメラ１９，２１は、画像処理装置２２に接続されており、画像処理装置２２は、上記第１の画像信号と第２の画像信号とを演算し、基板３、電極４及び透明樹脂層５の占める領域を識別する。
【００４８】
これを、図５（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。
【００４９】
図５（ａ）は、上記電子部品２のより具体的な模式的平面図であり、基板３上に複数の電極４が形成されており、中央の電極４上に透明樹脂層５が形成されている。
【００５０】
図５（ｂ）は、第１のカメラ１９で撮影された画像を示す模式図である。すなわち、第１の蛍光フィルタ１５を透過してきた第１の透過光では、図３に示したように、励起光がカットされ、第１の蛍光及び第２の蛍光を含む。従って、図５（ｂ）に示す画像が第１のカメラ１９により撮像され、該画像に応じた信号が画像処理装置２２に与えられる。図５（ｂ）に示すように、蛍光を発している領域が白色となり、蛍光を発しない電極がクロスハッチングで示すように黒色となる画像が得られる。
【００５１】
他方、第２の蛍光フィルタ１６を透過してきた第２の透過光による画像は、第２のカメラ２１で発生される。この第２のカメラ２１で発生された画像は図５（ｃ）に示す通りとなる。すなわち、図４に示すように、第２の蛍光フィルタは、第１の蛍光をカットし、第２の蛍光のみを透過させる。従って、第２の透過光は、基板から発した蛍光のみを含む画像を示す。よって、図５（ｃ）に示すように、基板構成部分が白色となり、電極４が黒色となり、透明樹脂層構成部分も現れない。
【００５２】
次に、図５（ｃ）に示した画像に基づく第２の画像信号を、画像処理装置２２において明暗を反転させる。このようにして、図５（ｄ）に示す画像が得られる。
【００５３】
そして、画像処理装置２２においては、図５（ｄ）に示した画像と、図５（ｂ）に示した画像とをＡＮＤ処理演算する。その結果、図５（ｅ）に示すように、電極４上に位置している透明樹脂層のみを抽出することができる。
【００５４】
すなわち、本実施形態によれば電極４上に存在してはならない透明樹脂層部分を検出することができる。
【００５５】
また、上記図５（ｂ）及び（ｄ）から明らかなように、電極が占める領域、並びに基板３が露出している部分の領域をも検出することができる。
【００５６】
本実施形態の検出装置１及び検出方法を用いれば、上記のように、第１，第２の光源１１，１２から励起光を電子部品２に照射し、同時に第１のカメラ１９及び第２のカメラ２１で上記第１，第２の透過光を撮像し、画像処理装置２２で演算するだけで、電極４上の透明樹脂層５が占める部分を速やかにかつ確実に検出することができる。従って、複数の対象物にそれぞれ励起光を与え、それぞれ個別に発生した蛍光による画像を撮像する必要がないため、装置全体の簡略化を図ることができる。また、検出工程の簡略化及び短縮を図ることができる。
【００５７】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る検出装置の概略構成図である。第２の実施形態の検出装置３０では、第１の実施形態と同様の電子部品２を検査する。すなわち、第１の実施形態と同様に、電子部品２の上面において、電極４上に位置している透明樹脂層を検出する。
【００５８】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、第１，第２の光源１１，１２及び第１，第２の励起フィルタ１３，１４が備えられている。この第１，第２の光源１１，１２及び第１，第２の励起フィルタ１３，１４から、第１の実施形態と同様に、波長４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色の励起光が電子部品２の上面に照射される。電子部品２の詳細は図２に示した通りである。すなわち、基板３、電極４及び透明樹脂層５は第１の実施形態の場合と同様の材料からなる。従って、基板３は、波長５９０ｎｍ〜７００ｎｍのオレンジ〜赤色の第２の蛍光を発生し、電極４は蛍光を発生せず、透明樹脂層５は波長５００ｎｍ〜５９０ｎｍの範囲の緑色の第１の蛍光を発生する。
【００５９】
上記電子部品２の上方に、励起光除去用の蛍光フィルタ３１が配置されている。蛍光フィルタ３１の光学特性は第１の実施形態の第１の蛍光フィルタ１５と同様である。従って、蛍光フィルタ３１を透過してきた透過光は、励起光を含まず、第１の蛍光及び第２の蛍光を含む。
【００６０】
本実施形態では、蛍光フィルタ３１の後段にレンズ３３が配置されている。レンズ３３は、蛍光フィルタ３１を透過してきた光を収束する。レンズ３３を透過してきた透過光が、カラーフィルタ３４が前段に備えられたカラーカメラ３５に導かれる。カラーカメラ３５は第２のカラーフィルタ３４としてＲＧＢ分離フィルタを内蔵している。ＲＧＢ分離フィルタは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の光を分離する。図７は、このＲＧＢフィルタの光学特性を示す図である。
【００６１】
図７から明らかなように、上記ＲＧＢフィルタは、青色の光を選択的に透過させるＢフィルタ部と、緑色の光を選択的に透過させるＧフィルタ部と、赤色の光を選択的に透過させるＲフィルタ部とを備えている。図７において、第１の蛍光及び第２の蛍光の分光分布をそれぞれ、破線Ａ及びＢで示す。
【００６２】
カラーカメラ３５は、上記Ｂフィルタ部及びＧフィルタ部及びＲフィルタ部を透過してきた画像を撮像する。すなわち、色成分毎の画像を生成させることができる。
【００６３】
従って、カラーカメラ３５の色成分毎の画像信号を画像処理装置２２に与え、画像処理装置２２において、色成分毎の画像信号に基づき、透明樹脂層の電極４上に位置している部分を検出することができる。これを、図８を参照して説明する。
【００６４】
図８（ａ）は、上記電子部品２の模式的平面図であり、材質が異なる部分を異なるハッチングで示す。すなわち、基板３、電極４及び透明樹脂層５を異なるハッチングを付して示す。
【００６５】
この電子部品２を上記カラーカメラ３５で撮像した場合の赤色成分の画像を図６（ｂ）に示す。赤色成分画像とは、上記Ｒフィルタ部を透過してきた光による画像である。図８（ｂ）に示すように、基板が存在する部分が明色すなわち白色となり、電極４が存在する部分は黒色となる。
【００６６】
画像処理装置２２において、図８（ｂ）に示した画像の明暗を反転させる。その結果、図８（ｃ）に示すように、基板３が存在する部分が黒色となり、電極４が存在する部分が白色となる。
【００６７】
他方、図８（ｄ）は、緑色の成分画像を示す。緑色の成分画像は上記Ｇフィルタ部を透過してきた光による画像である。図８（ｄ）に示すように、透明樹脂層５が存在する部分が白色となり、基板３及び電極４が存在する部分が黒色となる。
【００６８】
画像処理装置２２においては、図８（ｃ）で得られた画像と、図８（ｄ）で得られた画像とをＡＮＤ処理演算する。その結果、図８（ｅ）に示すように、電極４上に位置している透明樹脂層の占める領域を検出することができる。
【００６９】
従って、本実施形態においても、電極４上に存在してはならない透明樹脂層５の位置を検出することができる。よって、電極４上に透明樹脂層が存在している欠陥品の電子部品２を選別することができる。
【００７０】
本実施形態においても、複数種の蛍光を発する対象物を含む電子部品２の検査に際し、複数の蛍光を発生する対象物に共通励起光を与え、１つのカラーカメラ３５を用い、上記欠陥品を検出することができる。従って、装置の簡略化及びコストの低減を果たすことができる。また、検出工程の簡略化及び短縮を図ることが可能となる。
【００７１】
なお、上述してきた第１及び第２の実施形態では、励起フィルタを用いたが、対象物から発する蛍光と波長分布において重なり合わない励起光を発生させることができるのであれば、励起フィルタは必ずしも設けずともよい。
【００７２】
また、上記第１及び第２の実施形態では、レンズ１８，２０，３３を設けたが、これらのレンズ１８，２０，３３は省略されてもよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、電子部品２の検査を行ったが、電子部品２に代えて、波長が異なる蛍光を発する複数の対象物を含む部品の検査等に本発明の検出装置及び検出方法を一般的に用いることができる。従って、上記基板３、電極４及び透明樹脂層５を含む電子部品２に限らず、様々な部品や部材の検査に本発明の検出装置及び検出方法を用いることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１…検出装置
２…電子部品
３…基板
４…電極
５…透明樹脂層
１１，１２…光源
１３，１４…励起フィルタ
１５，１６…蛍光フィルタ
１７…ビームスプリッター
１７ａ…反射面
１８，２０…レンズ
１９，２１…カメラ
２２…画像処理装置
３０…検出装置
３１…蛍光フィルタ
３３…レンズ
３４…カラーフィルタ
３５…カラーカメラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上の一部に電極及び接着剤層などが形成されている、すなわち複数の対象物が存在する部分において、該複数の対象物の占める領域を検出するための検出装置及び検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント回路基板や様々な電子部品において、完成品の欠陥を検査するために、光学的検査装置が種々提案されている。例えば、セラミック基板上にエポキシ系接着剤などの透明樹脂層と、電極とが形成されているような電子部品では、透明樹脂層を構成している樹脂が染み出し、電極表面に至っている場合がある。このような欠陥品を選別するために、セラミック部分、透明樹脂層部分及び電極部分を光学的に検出する方法が種々提案されている。
【０００３】
下記の特許文献１には、このような検査装置の一例が開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示されているパターン検査装置の概略構成図を図９に示す。
【０００５】
図９に示すパターン検査装置１００１は、Ｈｇランプ１００２から生じた励起光１００３を回路基板１００４上に照射する。回路基板１００４は、基板本体１００５と、基板本体１００５上に設けられた回路パターン１００６とを有する。基板本体１００５はセラミックなどの絶縁性材料からなる。回路パターン１００６は金属からなる。
【０００６】
励起光が照射された際に、基板本体１００５が発生する蛍光と、金属からなる回路パターン１００６が発生する蛍光とを検出する。そのために、基板本体１００５が領域に露出している部分を検出するに際しては、基板本体１００５を構成している材料から蛍光を発生させるための励起光を、第１の励起光フィルタ１００８を介して基板１００４上に導く。そして、基板本体１００５から生じた蛍光を、第１の蛍光フィルタ１００６を通して検出器１０１１により検出する。
【０００７】
さらに、回路パターン１００６から発生する蛍光を検出するために、第１の励起光フィルタ１００８に代えて、第２の励起光フィルタ１００９を用い、第２の励起光フィルタ１００９を透過してきた励起光を回路パターン１００６に与える。そして、回路パターン１００６から生じた蛍光を、第２の蛍光フィルタ１００７を通して透過させ、検出器１０１１により検出する。
【０００８】
検出器１０１１において、材質が異なる基板本体１００５及び回路パターン１００６により生じた蛍光によりそれぞれの材質が占める領域を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−１２２２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載の検査装置１００１では、上記のように、材質が異なる基板本体１００５及び回路パターン１００６が占める領域を検出するにあたり、それぞれの材質に応じて、第１及び第２の励起光フィルタ１００８，１００９を用い、異なる波長の励起光基板１００４上に導いていた。そして、基板本体１００５及び回路パターン１００６から発生した蛍光を、それぞれ、各蛍光の波長に応じて、第１及び第２の蛍光フィルタ１００６，１００７を通して検出器１０１１に導いていた。
【００１１】
そのため、基板本体１００５が占める領域を検出する工程と、回路パターン１００６が占める領域を検出する工程とを独立に実施しなければならなかった。すなわち、基板本体１００５が占める領域を検出した後に上記のように第２の励起光フィルタ１００７に切替え、さらに第１の蛍光フィルタ１００６を第２の蛍光フィルタ１００７に切替えねばならなかった。従って、蛍光フィルタ１００６，１００７が設けられているフィルタレボルバ１０１０を機械的に回転駆動する複雑な装置を必要としていた。
【００１２】
また、フィルタレボルバ１０１０を用いない場合には、各蛍光フィルタ１００６，１００７の後段に、それぞれ個別に検出装置を設けねばならなかった。従って、検査装置全体の構造が複雑になり、かつコストが高くつくという問題があった。また、基板１００４の検査に際し、上記のような煩雑な工程を実施しなければならなかった。
【００１３】
本発明の目的は、装置の簡略化及び小型化を図り得るだけでなく、１回の撮像検査により複数の対象物の状態を検出することを可能とする検出装置及び検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願の第１の発明は、第１及び第２の対象物を含む複数の対象物を画像認識して、少なくとも第１の対象物の占める領域を検出する検出装置である。
【００１５】
本発明では、前記複数の対象物に、前記第１及び第２の対象物が蛍光を発生させる励起光を与えるための励起光源と、前記励起光が照射された際に、前記第１の対象物から生じた第１の蛍光及び前記第２の対象物から生じた第２の蛍光の双方を透過させる第１の蛍光フィルタと、前記励起光が照射された際に、前記第１の対象物から発生する第１の蛍光を透過させず、前記第２の対象物から発生した第２の蛍光を透過させる第２の蛍光フィルタと、前記第１及び第２の蛍光フィルタをそれぞれ通過した第１及び第２の透過光が与えられ、該第１及び第２の透過光による第１及び第２の画像に応じ、第１及び第２の画像信号を出力する撮像装置と、前記撮像装置から与えられた前記第１及び第２の画像信号を演算し、少なくとも前記第１の対象物の占める領域を検出する画像処理装置とを備える。
【００１６】
本発明に係る検出装置のある特定の局面では、前記撮像装置が、前記第１の蛍光フィルタを通過してきた第１の透過光が与えられ、第１の透過光に応じた第１の画像信号を出力する第１の撮像装置と、前記第２の蛍光フィルタを通過してきた第２の透過光が与えられ、該第２の透過光に応じた第２の画像信号を出力する第２の撮像装置とを有する。この場合には、第１の透過光による画像と、第２の透過光による画像とを第１及び第２の撮像装置において撮像すればよいだけであるため、第１及び第２の撮像装置自体の簡略化を図ることができる。
【００１７】
また、本願の第２の発明は、第１及び第２の対象物を含む複数の対象物を画像認識して、少なくとも第１の対象物の占める領域を検出する検出装置であって、前記第１及び第２の対象物が同じ波長の励起光が照射された際に、それぞれ、緑色及び赤色の蛍光を発生する物質からなり、前記複数の対象物に、前記第１及び第２の対象物が前記蛍光を発生させる前記励起光を与える励起光源と、前記励起光が照射された際に、前記第１の対象物から生じた前記緑色の蛍光を選択的に透過させ、前記赤色の蛍光及び青色の蛍光を透過させない第１の蛍光フィルタと、前記励起光が照射された際に、前記第２の対象物から生じた前記赤色の蛍光を透過させ、前記緑色及び前記青色の蛍光を透過させない第２の蛍光フィルタと、前記第１の蛍光フィルタ及び前記第２の蛍光フィルタをそれぞれ透過してきた第１及び第２の透過光が与えられ、前記第１の蛍光フィルタを透過してきた第１の透過光に応じた第１の画像信号と、前記第２の蛍光フィルタを透過してきた第２の透過光に応じた第２の画像信号とを出力するカラー撮像装置と、前記カラー撮像装置から出力された前記第１及び第２の画像信号を演算し、前記第１の対象物及び前記第２の対象物の占める領域を検出する画像処理装置とを備える。
【００１８】
本願の第１及び第２の発明（以下、適宜本発明と総称する）の他の特定の局面では、前記複数の対象物が、前記励起光が与えられたときに蛍光を発生しない第３の対象物を含み、前記画像処理装置において、前記第１及び第２の対象物の占める領域と、前記第３の対象物の占める領域とを検出する。このように、本発明では、蛍光を発しない第３の対象物の領域を検出してもよい。
【００１９】
本願の第３の発明は、励起光が照射されると波長の異なる第１及び第２の蛍光をそれぞれ発する第１及び第２の対象物を含む複数の対象物の占める領域を検出する方法である。この検出方法は、前記第１及び第２の対象物の双方が蛍光を発生させる励起光を前記第１及び第２の対象物に照射する工程と、前記第１の蛍光及び第２の蛍光の双方を透過させる第１の蛍光フィルタを透過してきた第１の透過光による画像と、前記第１の蛍光を透過させず、第２の蛍光を透過させる第２の蛍光フィルタを透過してきた第２の透過光による画像と撮像装置で撮影し、前記第１の画像及び第２の画像に応じた第１及び第２の画像信号を得る工程と、前記第１及び第２の画像信号を演算し、少なくとも前記第１の対象物の占める領域を検出する工程とを備える。
【００２０】
本願の第３の発明のある特定の局面では、前記第１の透過光による画像と前記第２の透過光による第２の画像とをそれぞれ、第１及び第２の撮像装置により別々に撮像する。この場合には、第１及び第２の撮像装置を用いて、第１及び第２の蛍光フィルタを透過してきた透過光による画像を検出することができ、各撮像装置の簡略化を図ることができる。
【００２１】
本願の第４の発明は、励起光が照射されると緑色及び赤色の蛍光をそれぞれ発する第１及び第２の対象物を含む複数の対象物の占める領域を検出する方法であって、前記第１及び第２の対象物の双方が蛍光を発生させる励起光を前記第１及び第２の対象物に照射する工程と、前記赤色の蛍光を透過させず、緑色の蛍光を透過させる第１の蛍光フィルタを透過してきた第１の透過光による画像と、緑色の蛍光を透過させず、赤色の蛍光を透過させる第２の蛍光フィルタを透過してきた第２の透過光による第２の画像とを撮像装置で撮影し、前記第１の画像及び第２の画像に応じた第１及び第２の画像信号を得る工程と、前記第１及び第２の画像信号を演算し、前記第１の対象物及び第２の対象物の占める領域を検出する工程とを備える。
【００２２】
本願の第３及び第４の発明では、複数の対象物が励起光を与えたときに蛍光を発生しない第３の対象物を含んでいてもよく、その場合、前記画像処理装置において、前記第１及び第２の対象物の占める領域に加えて、第３の対象物の占める領域を演算してもよい。それによって、蛍光を発生しない第３の領域の占める部分も確認することができる。
【発明の効果】
【００２３】
第１の発明に係る検出装置では、第１及び第２の対象物において蛍光を発生させるのに、共通する励起光を励起光源から発生させればよい。そして、１回の検出工程により、第１及び第２の対象物を含む複数の対象物の状態を個別に画像認識し、例えば欠陥の有無を検出することができる。従って、検出装置の簡略化及び検出時間の短縮を図ることができる。
【００２４】
第２及び第４の発明によれば、第１及び第２の対象物に共通する波長の励起光を用いて、同時に複数の対象物に照射し、第１及び第２の対象物により生じた蛍光を、上記第１及び第２の蛍光フィルタにより選択的に透過させ、画像処理することができる。そのため、第２及び第４の発明においても、検出装置の簡略化、特に光学系の簡略化を図ることができ、検出装置のコストを低減することができる。また、検出工程の簡略化及び検出時間の短縮を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る検出装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態において、基板、基板上の電極及び透明樹脂層における励起光と生じる蛍光との関係を示す模式的正面図である。
【図３】第１の実施形態において、照射される励起光と、透明樹脂層及び基板から生じる蛍光と、第１の蛍光フィルタの光学特性との関係を示す図である。
【図４】第１の実施形態において、照射される励起光と、透明樹脂層及び基板から生じる蛍光と、第２の蛍光フィルタの光学特性との関係を示す図である。
【図５】（ａ）は、検査対称である基板上の構造を示す模式的平面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、第１のカメラで撮影された画像及び該画像の明暗を反転させて得られた画像を示す各模式図であり、（ｄ）は第２のカメラで撮影された画像を示す模式図であり、（ｅ）は（ｃ）及び（ｄ）で得られた画像をＡＮＤ処理演算することにより得られた画像であって、透明樹脂層が占める領域を示す画像を示す模式図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る検出装置の概略構成図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における各カラーフィルタの光学特性と、透明樹脂及び基板から生じる蛍光との関係を示す図である。
【図８】（ａ）は、第２の実施形態において検出される基板、電極及び透明樹脂層を示す平面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、赤色の第１の蛍光フィルタを透過してきた透過光により得られる画像と、該画像の明暗を反転させた画像を示す模式図であり、（ｄ）は、緑色の光を透過させる緑色フィルタ部を透過してきた透過光から得られた画像であって、電極部分が黒色、基板及び透明樹脂層が白色とされている画像を示す模式図であり、（ｅ）は、（ｃ）で得られた画像と、（ｄ）で得られた画像をＡＮＤ処理演算することにより得られた画像であって、透明樹脂層の占める領域を示す画像の模式図である。
【図９】従来のパターン検査装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態に検出装置の概略構成図である。
【００２８】
本実施形態の検出装置１では、電子部品２を検査する。図２に拡大して示すように、電子部品２は、セラミックからなる基板３を有する。基板３上に、電極４が形成されている。また、電極４上に、透明樹脂層５が形成されている。透明樹脂層５は、電極４の上面の一部のみを選択的に覆っている。この電子部品２では、透明樹脂層５が、予め定められた領域から外側にはみ出さないことが必要であり、透明樹脂層５のはみ出しが生じると欠陥品となる。
【００２９】
本実施形態では、上記電子部品２において、セラミックスからなる基板３、金属からなる電極４及び合成樹脂からなる透明樹脂層５が占める領域がそれぞれ検出される。すなわち、透明樹脂層５が所定の領域からはみ出しているか否かを検出する。言い換えれば、本実施形態の検出装置１は、検査対象物として、基板３、電極４及び透明樹脂層５の３種類の対象物を有する電子部品２を検査するものである。このうち、電極４が本発明における第３の対象物に相当し、透明樹脂層５が第１の対象物に相当し、基板３が第２の対象物に相当する。
【００３０】
図１に示すように、検出装置１は、第１，第２の光源１１，１２を有する。第１，第２の光源１１，１２は、対象物に励起光を与え、対象物において蛍光を発生させるために用いられる。なお、第１，第２の光源１１，１２と、電子部品２との間には、それぞれ、第１，第２の励起フィルタ１３，１４が配置されている。第１，第２の励起フィルタ１３，１４は、光源１１，１２から与えられた光の波長分布を制限し、電子部品２に所定の波長の励起光を与えるために設けられている。
【００３１】
上記光源１１，１２としては、例えば青色ＬＥＤ、水銀ランプなどの励起光の波長に応じた適宜の光源を用いることができる。また、第１，第２の励起フィルタ１３，１４としては、例えば、バンドパスフィルターなどを用いることができる。
【００３２】
本実施形態では、光源１１、１２は青色ＬＥＤからなり、励起光の波長は４２０ｎｍ〜５３０ｎｍの範囲にある。上記励起フィルタ１３，１４を透過した励起光の波長は、中心波長は４６０ｎｍであり、４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの範囲に渡っている。
【００３３】
なお、本実施形態では、第１の光源１１及び第１の励起フィルタ１３は、電子部品２の電極４に覆われていない基板３の上面に励起光を与えるために用いられている。また、第２の光源１２及び第２の励起フィルタ１４は、電極４及び電極４上の透明樹脂層５が設けられている部分に励起光を効率良く与えるために設けられている。もっとも、第１の光源１１及び第１の励起フィルタ１３から与えられる励起光と、第２の光源１２と第２の励起フィルタ１４から与えられる励起光の波長は等しくされている。従って、単一の光源及び単一の励起フィルタにより、励起光を基板３上に照射してもよい。
【００３４】
もっとも、本実施形態のように、複数の光源１１，１２を用いることにより、基板３上の広い領域に渡り、励起光を確実に照射することができる。
【００３５】
本実施形態では、基板３がチタン系セラミックスからなり、電極４が金からなり、透明樹脂層５がエポキシ樹脂からなる。従って、４６０ｎｍの波長の励起光を照射すると、基板３及び透明樹脂層５は蛍光を発する。基板３が発生させる蛍光を第２の蛍光とする。また、透明樹脂層５から発する蛍光を第１の蛍光とする。第２の蛍光の波長は６５０ｎｍであり、第１の蛍光の波長５５０ｎｍと異なる。さらに、電極４は金属からなり、上記波長の励起光が与えられたとしても蛍光を発しない。このように、第１の対象物としての透明樹脂層５及び第２の対象物としての基板３が発する第１及び第２の蛍光の波長の違いを利用し、さらに電極４が蛍光を発しないことを利用する。それによって、基板３、電極４及び透明樹脂層５の占める領域を画像処理により検出することができる。
【００３６】
図１に示すように、電子部品２の上方には、第１の蛍光フィルタ１５及び第２の蛍光フィルタ１６がこの順序で配置されている。
【００３７】
第１の蛍光フィルタ１５に、上記第１及び第２の蛍光が導かれる。第１の蛍光フィルタ１５の光学特性を図３に示す。
【００３８】
励起光は、青色ＬＥＤ光であり、光源１１，１２は青色ＬＥＤ光を与える。励起フィルタ１３，１４は、波長４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの光を透過させる。このように第１，第２の励起フィルタ１３，１４で選択された波長の励起光が電子部品２の上面に与えられるように構成されている。
【００３９】
上記励起光は、第１の対象物としての透明樹脂層５及び第２の対象物としての基板３においてそれぞれ第１，第２の蛍光を発生させる、すなわち両者において蛍光を発生させる共通の励起光である。
【００４０】
図３の実線Ａは、第１の対象物としての透明樹脂層５から発する第１の蛍光の分光分布を示し、実線Ｂは、基板３から発する第２の蛍光の分光分布を示す。第１の蛍光は緑色の蛍光であり、その中心波長は５５０ｎｍである。第２の蛍光はオレンジ色〜赤色の蛍光であり、その中心波長は６５０ｎｍである。
【００４１】
他方、図３に示すように、第１の蛍光フィルタは、実線Ｅで示すように、波長４９０ｎｍ以下の光をカットする光学特性を有する。図３の曲線Ｃは第１，第２の光源１１，１２から与えられる励起光の波長分布を示し、実線Ｄは第１，第２の励起フィルタ１３，１４を通過した励起光の波長分布を示す。
【００４２】
従って、第１の蛍光フィルタ１５により、励起光及び励起フィルタを通過した励起光がカットされることになり、第１，第２の蛍光が第１の蛍光フィルタ１５を通過する。
【００４３】
このような第１の蛍光フィルタ１５は、例えば、バンドパスフィルターにより形成することができ、本実施形態ではバンドパスフィルターが用いられている。
【００４４】
第２の蛍光フィルタ１６の光学特性を図４に示す。図４において、破線Ａは、第１の蛍光の波長分布を示し、破線Ｂは第２の蛍光の波長分布を示す。また、実線Ｆは第２の蛍光フィルタの光学特性を示す。図４から明らかなように、第２の蛍光フィルタでは、波長５７０ｎｍ以下の光がカットされる。従って、第１の蛍光がカットされ、第２の蛍光のみが通過することとなる。第２の蛍光フィルタ１６の前段にはビームスプリッター１７が設けられている。ビームスプリッター１７は、反射面１７ａを有する。反射面１７ａは、第１の蛍光フィルタ１５を透過してきた第１の透過光の一部が反射され、レンズ１８を介して反射光を第１のカメラ１９に与える。他方、第１の蛍光フィルタ１５を透過してきた第１の透過光の一部が反射面１７ａを透過し、第２の蛍光フィルタ１６に与えられる。第２の蛍光フィルタ１６の光学特性を図４に示す。図４に示すように、第２の蛍光フィルタは、波長５７０ｎｍ以下の光をカットする。従って、第２の蛍光フィルタ１６を透過してきた第２の透過光は、第１の蛍光を含まない。すなわち、基板３から発した第２の蛍光のみを含むこととなる。このような第２の蛍光フィルタ１６及びビームスプリッターは本実施形態では、ダイクロイックミラーが用いられている。
【００４５】
この第２の蛍光フィルタ１６の後段に、レンズ２０を介して第２のカメラ２１が配置されている。第２のカメラ２１は、この第２の蛍光フィルタ１６を透過してきた第２の透過光を撮像する。
【００４６】
上記第１，第２のカメラ１９，２１は、公知のＣＣＤカメラなどの撮像装置により構成することができる。
【００４７】
第１，第２のカメラ１９，２１には、上記のように、第１の透過光及び第２の透過光が与えられ、該第１，第２の透過光に対応した第１，第２の画像信号を出力する。第１，第２のカメラ１９，２１は、画像処理装置２２に接続されており、画像処理装置２２は、上記第１の画像信号と第２の画像信号とを演算し、基板３、電極４及び透明樹脂層５の占める領域を識別する。
【００４８】
これを、図５（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。
【００４９】
図５（ａ）は、上記電子部品２のより具体的な模式的平面図であり、基板３上に複数の電極４が形成されており、中央の電極４上に透明樹脂層５が形成されている。
【００５０】
図５（ｂ）は、第１のカメラ１９で撮影された画像を示す模式図である。すなわち、第１の蛍光フィルタ１５を透過してきた第１の透過光では、図３に示したように、励起光がカットされ、第１の蛍光及び第２の蛍光を含む。従って、図５（ｂ）に示す画像が第１のカメラ１９により撮像され、該画像に応じた信号が画像処理装置２２に与えられる。図５（ｂ）に示すように、蛍光を発している領域が白色となり、蛍光を発しない電極がクロスハッチングで示すように黒色となる画像が得られる。
【００５１】
他方、第２の蛍光フィルタ１６を透過してきた第２の透過光による画像は、第２のカメラ２１で発生される。この第２のカメラ２１で発生された画像は図５（ｃ）に示す通りとなる。すなわち、図４に示すように、第２の蛍光フィルタは、第１の蛍光をカットし、第２の蛍光のみを透過させる。従って、第２の透過光は、基板から発した蛍光のみを含む画像を示す。よって、図５（ｃ）に示すように、基板構成部分が白色となり、電極４が黒色となり、透明樹脂層構成部分も現れない。
【００５２】
次に、図５（ｃ）に示した画像に基づく第２の画像信号を、画像処理装置２２において明暗を反転させる。このようにして、図５（ｄ）に示す画像が得られる。
【００５３】
そして、画像処理装置２２においては、図５（ｄ）に示した画像と、図５（ｂ）に示した画像とをＡＮＤ処理演算する。その結果、図５（ｅ）に示すように、電極４上に位置している透明樹脂層のみを抽出することができる。
【００５４】
すなわち、本実施形態によれば電極４上に存在してはならない透明樹脂層部分を検出することができる。
【００５５】
また、上記図５（ｂ）及び（ｄ）から明らかなように、電極が占める領域、並びに基板３が露出している部分の領域をも検出することができる。
【００５６】
本実施形態の検出装置１及び検出方法を用いれば、上記のように、第１，第２の光源１１，１２から励起光を電子部品２に照射し、同時に第１のカメラ１９及び第２のカメラ２１で上記第１，第２の透過光を撮像し、画像処理装置２２で演算するだけで、電極４上の透明樹脂層５が占める部分を速やかにかつ確実に検出することができる。従って、複数の対象物にそれぞれ励起光を与え、それぞれ個別に発生した蛍光による画像を撮像する必要がないため、装置全体の簡略化を図ることができる。また、検出工程の簡略化及び短縮を図ることができる。
【００５７】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る検出装置の概略構成図である。第２の実施形態の検出装置３０では、第１の実施形態と同様の電子部品２を検査する。すなわち、第１の実施形態と同様に、電子部品２の上面において、電極４上に位置している透明樹脂層を検出する。
【００５８】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、第１，第２の光源１１，１２及び第１，第２の励起フィルタ１３，１４が備えられている。この第１，第２の光源１１，１２及び第１，第２の励起フィルタ１３，１４から、第１の実施形態と同様に、波長４３０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色の励起光が電子部品２の上面に照射される。電子部品２の詳細は図２に示した通りである。すなわち、基板３、電極４及び透明樹脂層５は第１の実施形態の場合と同様の材料からなる。従って、基板３は、波長５９０ｎｍ〜７００ｎｍのオレンジ〜赤色の第２の蛍光を発生し、電極４は蛍光を発生せず、透明樹脂層５は波長５００ｎｍ〜５９０ｎｍの範囲の緑色の第１の蛍光を発生する。
【００５９】
上記電子部品２の上方に、励起光除去用の蛍光フィルタ３１が配置されている。蛍光フィルタ３１の光学特性は第１の実施形態の第１の蛍光フィルタ１５と同様である。従って、蛍光フィルタ３１を透過してきた透過光は、励起光を含まず、第１の蛍光及び第２の蛍光を含む。
【００６０】
本実施形態では、蛍光フィルタ３１の後段にレンズ３３が配置されている。レンズ３３は、蛍光フィルタ３１を透過してきた光を収束する。レンズ３３を透過してきた透過光が、カラーフィルタ３４が前段に備えられたカラーカメラ３５に導かれる。カラーカメラ３５は第２のカラーフィルタ３４としてＲＧＢ分離フィルタを内蔵している。ＲＧＢ分離フィルタは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の光を分離する。図７は、このＲＧＢフィルタの光学特性を示す図である。
【００６１】
図７から明らかなように、上記ＲＧＢフィルタは、青色の光を選択的に透過させるＢフィルタ部と、緑色の光を選択的に透過させるＧフィルタ部と、赤色の光を選択的に透過させるＲフィルタ部とを備えている。図７において、第１の蛍光及び第２の蛍光の分光分布をそれぞれ、破線Ａ及びＢで示す。
【００６２】
カラーカメラ３５は、上記Ｂフィルタ部及びＧフィルタ部及びＲフィルタ部を透過してきた画像を撮像する。すなわち、色成分毎の画像を生成させることができる。
【００６３】
従って、カラーカメラ３５の色成分毎の画像信号を画像処理装置２２に与え、画像処理装置２２において、色成分毎の画像信号に基づき、透明樹脂層の電極４上に位置している部分を検出することができる。これを、図８を参照して説明する。
【００６４】
図８（ａ）は、上記電子部品２の模式的平面図であり、材質が異なる部分を異なるハッチングで示す。すなわち、基板３、電極４及び透明樹脂層５を異なるハッチングを付して示す。
【００６５】
この電子部品２を上記カラーカメラ３５で撮像した場合の赤色成分の画像を図６（ｂ）に示す。赤色成分画像とは、上記Ｒフィルタ部を透過してきた光による画像である。図８（ｂ）に示すように、基板が存在する部分が明色すなわち白色となり、電極４が存在する部分は黒色となる。
【００６６】
画像処理装置２２において、図８（ｂ）に示した画像の明暗を反転させる。その結果、図８（ｃ）に示すように、基板３が存在する部分が黒色となり、電極４が存在する部分が白色となる。
【００６７】
他方、図８（ｄ）は、緑色の成分画像を示す。緑色の成分画像は上記Ｇフィルタ部を透過してきた光による画像である。図８（ｄ）に示すように、透明樹脂層５が存在する部分が白色となり、基板３及び電極４が存在する部分が黒色となる。
【００６８】
画像処理装置２２においては、図８（ｃ）で得られた画像と、図８（ｄ）で得られた画像とをＡＮＤ処理演算する。その結果、図８（ｅ）に示すように、電極４上に位置している透明樹脂層の占める領域を検出することができる。
【００６９】
従って、本実施形態においても、電極４上に存在してはならない透明樹脂層５の位置を検出することができる。よって、電極４上に透明樹脂層が存在している欠陥品の電子部品２を選別することができる。
【００７０】
本実施形態においても、複数種の蛍光を発する対象物を含む電子部品２の検査に際し、複数の蛍光を発生する対象物に共通励起光を与え、１つのカラーカメラ３５を用い、上記欠陥品を検出することができる。従って、装置の簡略化及びコストの低減を果たすことができる。また、検出工程の簡略化及び短縮を図ることが可能となる。
【００７１】
なお、上述してきた第１及び第２の実施形態では、励起フィルタを用いたが、対象物から発する蛍光と波長分布において重なり合わない励起光を発生させることができるのであれば、励起フィルタは必ずしも設けずともよい。
【００７２】
また、上記第１及び第２の実施形態では、レンズ１８，２０，３３を設けたが、これらのレンズ１８，２０，３３は省略されてもよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、電子部品２の検査を行ったが、電子部品２に代えて、波長が異なる蛍光を発する複数の対象物を含む部品の検査等に本発明の検出装置及び検出方法を一般的に用いることができる。従って、上記基板３、電極４及び透明樹脂層５を含む電子部品２に限らず、様々な部品や部材の検査に本発明の検出装置及び検出方法を用いることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１…検出装置
２…電子部品
３…基板
４…電極
５…透明樹脂層
１１，１２…光源
１３，１４…励起フィルタ
１５，１６…蛍光フィルタ
１７…ビームスプリッター
１７ａ…反射面
１８，２０…レンズ
１９，２１…カメラ
２２…画像処理装置
３０…検出装置
３１…蛍光フィルタ
３３…レンズ
３４…カラーフィルタ
３５…カラーカメラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の対象物を含む複数の対象物を画像認識して、少なくとも第１の対象物の占める領域を検出する検出装置であって、
前記複数の対象物に、前記第１及び第２の対象物が蛍光を発生させる励起光を与えるための励起光源と、
前記励起光が照射された際に、前記第１の対象物から生じた第１の蛍光及び前記第２の対象物から生じた第２の蛍光の双方を透過させる第１の蛍光フィルタと、
前記励起光が照射された際に、前記第１の対象物から発生する第１の蛍光を透過させず、前記第２の対象物から発生した第２の蛍光を透過させる第２の蛍光フィルタと、
前記第１及び第２の蛍光フィルタをそれぞれ通過した第１及び第２の透過光が与えられ、該第１及び第２の透過光による第１及び第２の画像に応じ、第１及び第２の画像信号を出力する撮像装置と、
前記撮像装置から与えられた前記第１及び第２の画像信号を演算し、少なくとも前記第１の対象物の占める領域を検出する画像処理装置とを備える、検出装置。
【請求項２】
前記撮像装置が、前記第１の蛍光フィルタを通過してきた第１の透過光が与えられ、第１の透過光に応じた第１の画像信号を出力する第１の撮像装置と、前記第２の蛍光フィルタを通過してきた第２の透過光が与えられ、該第２の透過光に応じた第２の画像信号を出力する第２の撮像装置とを有する、請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
第１及び第２の対象物を含む複数の対象物を画像認識して、少なくとも第１の対象物の占める領域を検出する検出装置であって、
前記第１及び第２の対象物が同じ波長の励起光が照射された際に、それぞれ、緑色及び赤色の蛍光を発生する物質からなり、
前記複数の対象物に、前記第１及び第２の対象物が前記蛍光を発生させる前記励起光を与える励起光源と、
前記励起光が照射された際に、前記第１の対象物から生じた前記緑色の蛍光を選択的に透過させ、前記赤色の蛍光及び青色の蛍光を透過させない第１の蛍光フィルタと、
前記励起光が照射された際に、前記第２の対象物から生じた前記赤色の蛍光を透過させ、前記緑色及び前記青色の蛍光を透過させない第２の蛍光フィルタと、
前記第１の蛍光フィルタ及び前記第２の蛍光フィルタをそれぞれ透過してきた第１及び第２の透過光が与えられ、前記第１の蛍光フィルタを透過してきた第１の透過光に応じた第１の画像信号と、前記第２の蛍光フィルタを透過してきた第２の透過光に応じた第２の画像信号とを出力するカラー撮像装置と、
前記カラー撮像装置から出力された前記第１及び第２の画像信号を演算し、前記第１の対象物及び前記第２の対象物の占める領域を検出する画像処理装置とを備える、検出装置。
【請求項４】
前記複数の対象物が、前記励起光が与えられたときに蛍光を発生しない第３の対象物を含み、前記画像処理装置において、前記第１及び第２の対象物の占める領域と、前記第３の対象物の占める領域とを検出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項５】
励起光が照射されると波長の異なる第１及び第２の蛍光をそれぞれ発する第１及び第２の対象物を含む複数の対象物の占める領域を検出する方法であって、
前記第１及び第２の対象物の双方が蛍光を発生させる励起光を前記第１及び第２の対象物に照射する工程と、
前記第１の蛍光及び第２の蛍光の双方を透過させる第１の蛍光フィルタを透過してきた第１の透過光による画像と、
前記第１の蛍光を透過させず、第２の蛍光を透過させる第１の蛍光フィルタを透過してきた第２の透過光による画像とを撮像装置で撮影し、前記第１の画像及び第２の画像に応じた第１及び第２の画像信号を得る工程と、
前記第１及び第２の画像信号を演算し、少なくとも前記第１の対象物の占める領域を検出する工程とを備える、複数の対象物の占める領域を検出する検出方法。
【請求項６】
前記第１の透過光による画像と前記第２の透過光による第２の画像とをそれぞれ、第１及び第２の撮像装置により別々に撮像する、請求項５に記載の検出方法。
【請求項７】
励起光が照射される緑色及び赤色の蛍光をそれぞれ発する第１及び第２の対象物を含む複数の対象物の占める領域を検出する方法であって、
前記第１及び第２の対象物の双方が蛍光を発生させる励起光を前記第１及び第２の対象物に照射する工程と、
前記赤色の蛍光を透過させず、緑色の蛍光を透過させる第１の蛍光フィルタを透過してきた第１の透過光による第１の画像と、
緑色の蛍光を透過させず、赤色の蛍光を透過させる第２の蛍光フィルタを透過してきた第２の透過光による第２の画像とを撮像装置で撮影し、前記第１の画像及び第２の画像に応じた第１及び第２の画像信号を得る工程と、
前記第１及び第２の画像信号を演算し、前記第１の対象物及び第２の対象物の占める領域を検出する工程とを備える、複数の対象物の占める領域を検出する検出方法。
【請求項８】
前記複数の対象物が、前記励起光が照射された際に蛍光を発しない第３の対象物を有し、前記第１の画像信号及び第２の画像信号を演算することにより、前記第１及び第２の対象物の占める領域と、前記第３の対象物の占める領域とを検出する、請求項５〜７のいずれか１項に記載の検出方法。
【請求項１】
第１及び第２の対象物を含む複数の対象物を画像認識して、少なくとも第１の対象物の占める領域を検出する検出装置であって、
前記複数の対象物に、前記第１及び第２の対象物が蛍光を発生させる励起光を与えるための励起光源と、
前記励起光が照射された際に、前記第１の対象物から生じた第１の蛍光及び前記第２の対象物から生じた第２の蛍光の双方を透過させる第１の蛍光フィルタと、
前記励起光が照射された際に、前記第１の対象物から発生する第１の蛍光を透過させず、前記第２の対象物から発生した第２の蛍光を透過させる第２の蛍光フィルタと、
前記第１及び第２の蛍光フィルタをそれぞれ通過した第１及び第２の透過光が与えられ、該第１及び第２の透過光による第１及び第２の画像に応じ、第１及び第２の画像信号を出力する撮像装置と、
前記撮像装置から与えられた前記第１及び第２の画像信号を演算し、少なくとも前記第１の対象物の占める領域を検出する画像処理装置とを備える、検出装置。
【請求項２】
前記撮像装置が、前記第１の蛍光フィルタを通過してきた第１の透過光が与えられ、第１の透過光に応じた第１の画像信号を出力する第１の撮像装置と、前記第２の蛍光フィルタを通過してきた第２の透過光が与えられ、該第２の透過光に応じた第２の画像信号を出力する第２の撮像装置とを有する、請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
第１及び第２の対象物を含む複数の対象物を画像認識して、少なくとも第１の対象物の占める領域を検出する検出装置であって、
前記第１及び第２の対象物が同じ波長の励起光が照射された際に、それぞれ、緑色及び赤色の蛍光を発生する物質からなり、
前記複数の対象物に、前記第１及び第２の対象物が前記蛍光を発生させる前記励起光を与える励起光源と、
前記励起光が照射された際に、前記第１の対象物から生じた前記緑色の蛍光を選択的に透過させ、前記赤色の蛍光及び青色の蛍光を透過させない第１の蛍光フィルタと、
前記励起光が照射された際に、前記第２の対象物から生じた前記赤色の蛍光を透過させ、前記緑色及び前記青色の蛍光を透過させない第２の蛍光フィルタと、
前記第１の蛍光フィルタ及び前記第２の蛍光フィルタをそれぞれ透過してきた第１及び第２の透過光が与えられ、前記第１の蛍光フィルタを透過してきた第１の透過光に応じた第１の画像信号と、前記第２の蛍光フィルタを透過してきた第２の透過光に応じた第２の画像信号とを出力するカラー撮像装置と、
前記カラー撮像装置から出力された前記第１及び第２の画像信号を演算し、前記第１の対象物及び前記第２の対象物の占める領域を検出する画像処理装置とを備える、検出装置。
【請求項４】
前記複数の対象物が、前記励起光が与えられたときに蛍光を発生しない第３の対象物を含み、前記画像処理装置において、前記第１及び第２の対象物の占める領域と、前記第３の対象物の占める領域とを検出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項５】
励起光が照射されると波長の異なる第１及び第２の蛍光をそれぞれ発する第１及び第２の対象物を含む複数の対象物の占める領域を検出する方法であって、
前記第１及び第２の対象物の双方が蛍光を発生させる励起光を前記第１及び第２の対象物に照射する工程と、
前記第１の蛍光及び第２の蛍光の双方を透過させる第１の蛍光フィルタを透過してきた第１の透過光による画像と、
前記第１の蛍光を透過させず、第２の蛍光を透過させる第１の蛍光フィルタを透過してきた第２の透過光による画像とを撮像装置で撮影し、前記第１の画像及び第２の画像に応じた第１及び第２の画像信号を得る工程と、
前記第１及び第２の画像信号を演算し、少なくとも前記第１の対象物の占める領域を検出する工程とを備える、複数の対象物の占める領域を検出する検出方法。
【請求項６】
前記第１の透過光による画像と前記第２の透過光による第２の画像とをそれぞれ、第１及び第２の撮像装置により別々に撮像する、請求項５に記載の検出方法。
【請求項７】
励起光が照射される緑色及び赤色の蛍光をそれぞれ発する第１及び第２の対象物を含む複数の対象物の占める領域を検出する方法であって、
前記第１及び第２の対象物の双方が蛍光を発生させる励起光を前記第１及び第２の対象物に照射する工程と、
前記赤色の蛍光を透過させず、緑色の蛍光を透過させる第１の蛍光フィルタを透過してきた第１の透過光による第１の画像と、
緑色の蛍光を透過させず、赤色の蛍光を透過させる第２の蛍光フィルタを透過してきた第２の透過光による第２の画像とを撮像装置で撮影し、前記第１の画像及び第２の画像に応じた第１及び第２の画像信号を得る工程と、
前記第１及び第２の画像信号を演算し、前記第１の対象物及び第２の対象物の占める領域を検出する工程とを備える、複数の対象物の占める領域を検出する検出方法。
【請求項８】
前記複数の対象物が、前記励起光が照射された際に蛍光を発しない第３の対象物を有し、前記第１の画像信号及び第２の画像信号を演算することにより、前記第１及び第２の対象物の占める領域と、前記第３の対象物の占める領域とを検出する、請求項５〜７のいずれか１項に記載の検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１２７９２４（Ｐ２０１２−１２７９２４Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８２２０９（Ｐ２０１０−２８２２０９）
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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