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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-28
(45)【発行日】2024-11-06
(54)【発明の名称】実装基板検査装置および検査装置
(51)【国際特許分類】
G01N 21/956 20060101AFI20241029BHJP
【ＦＩ】
G01N21/956 B
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2022565021
(86)(22)【出願日】2020-11-30
(86)【国際出願番号】 JP2020044568
(87)【国際公開番号】W WO2022113369
(87)【国際公開日】2022-06-02
【審査請求日】2023-05-18
(73)【特許権者】
【識別番号】000010076
【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104433
【弁理士】
【氏名又は名称】宮園 博一
(72)【発明者】
【氏名】新井 健史
(72)【発明者】
【氏名】松久保 貴裕
【審査官】田中 洋介
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－２７０１７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第３０６７８１９（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開２０１７－１２２６１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１８０６２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１２４６００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１６９５１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０４２０８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２１０２２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０６２８９０９９（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ２１／８４－２１／９５８
Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
部品が実装された実装基板を含む検査対象を撮像する撮像部と、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）が同心円状に配置されたＲＧＢの同心円光を前記検査対象に照射する同心円照明部と、
前記ＲＧＢの同心円光を照射した前記検査対象の前記撮像部による撮像結果に基づいて、前記検査対象の傾斜角度を取得するとともに、取得した前記検査対象の傾斜角度に基づいて、前記検査対象の状態を検査する制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、撮像結果における前記検査対象の赤色、緑色および青色の比率であるＲＧＢ比率に基づいて、前記検査対象の傾斜角度を取得するように構成されており、
前記同心円照明部は、ＲＧＢを１色ずつと、同心円の最も外側にＲＧＢのうち同心円の中心の色と同じ色とを含み、かつ、中心の色の光と最も外側の色の光とが同時に前記撮像部の撮像範囲を示す観察立体角内に包含されない前記ＲＧＢの同心円光を照射するように構成されている、実装基板検査装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記検査対象のＲＧＢ比率と、予め取得したＲＧＢ比率を傾斜角度に換算する換算情報とに基づいて、前記検査対象の傾斜角度を取得するように構成されている、請求項１に記載の実装基板検査装置。
【請求項3】
前記同心円照明部は、同心円状に配置された赤色光源、緑色光源および青色光源を含むか、または、白色光源と、前記白色光源と対向する位置に配置されたＲＧＢの同心円カラーフィルタとを含む、請求項１または２に記載の実装基板検査装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記検査対象の傾斜角度の変化が基準値以上である場合、前記基準値以上の傾斜角度の変化点をクラックとして検出する制御を行うように構成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の実装基板検査装置。
【請求項5】
前記部品は、半導体ウエハチップを含み、前記制御部は、前記検査対象の傾斜角度に基づいて、前記半導体ウエハチップのクラックを検出する制御を行うように構成されている、請求項４に記載の実装基板検査装置。
【請求項6】
部品が実装された実装基板を含む検査対象を撮像する撮像部と、
赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）が同心円状に配置されたＲＧＢの同心円光を前記検査対象に照射する同心円照明部と、
前記ＲＧＢの同心円光を照射した前記検査対象の前記撮像部による撮像結果に基づいて、前記検査対象の傾斜角度を取得するとともに、取得した前記検査対象の傾斜角度に基づいて、前記検査対象の状態を検査する制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、撮像結果における前記検査対象の赤色、緑色および青色の比率であるＲＧＢ比率に基づいて、前記検査対象の傾斜角度を取得するように構成されており、
前記検査対象の高さ情報を計測可能な３次元計測部をさらに備え、
前記制御部は、前記３次元計測部を用いて取得した前記実装基板の傾斜方向および前記部品の傾斜方向と、前記ＲＧＢの同心円光を用いて取得した前記部品の傾斜角度とに基づいて、前記実装基板上の前記部品の浮きを検出する制御を行うように構成されている、実装基板検査装置。
【請求項7】
前記検査対象の高さ情報を計測可能な３次元計測部をさらに備え、前記制御部は、前記ＲＧＢの同心円光を照射した前記検査対象の前記撮像部による撮像結果に基づく前記検査対象の傾斜角度と、前記３次元計測部による前記検査対象の高さ情報とに基づいて、前記検査対象の状態を検査する制御を行うように構成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の実装基板検査装置。
【請求項8】
前記撮像部は、撮像用レンズを有し、前記同心円照明部は、前記撮像用レンズを用いて、前記検査対象に前記ＲＧＢの同心円光を照射するように構成されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の実装基板検査装置。
【請求項9】
前記撮像用レンズは、前記撮像部において前記検査対象側に最も近い位置に配置された対物レンズである、請求項８に記載の実装基板検査装置。
【請求項10】
前記制御部は、前記ＲＧＢの同心円光を照射した前記検査対象の前記撮像部による撮像結果と、白色光を照射した前記検査対象の撮像結果から取得される前記検査対象の色相情報とに基づいて、前記検査対象の傾斜角度を取得するように構成されている、請求項１～９のいずれか１項に記載の実装基板検査装置。
【請求項11】
検査対象を撮像する撮像部と、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）が同心円状に配置されたＲＧＢの同心円光を前記検査対象に照射する同心円照明部と、
前記ＲＧＢの同心円光を照射した前記検査対象の前記撮像部による撮像結果に基づいて、前記検査対象の傾斜角度を取得するとともに、取得した前記検査対象の傾斜角度に基づいて、前記検査対象の状態を検査する制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、撮像結果における前記検査対象の赤色、緑色および青色の比率であるＲＧＢ比率に基づいて、前記検査対象の傾斜角度を取得するように構成されており、
前記同心円照明部は、ＲＧＢを１色ずつと、同心円の最も外側にＲＧＢのうち同心円の中心の色と同じ色とを含み、かつ、中心の色の光と最も外側の色の光とが同時に前記撮像部の撮像範囲を示す観察立体角内に包含されない前記ＲＧＢの同心円光を照射するように構成されている、検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、実装基板検査装置および検査装置に関し、特に、検査対象を撮像する撮像部を備える実装基板検査装置および検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、検査対象を撮像する撮像部を備える検査装置が知られている。このような装置は、たとえば、特許第５８６６５７３号公報に開示されている。
【0003】
上記特許第５８６６５７３号公報には、検査対象に検査光を照射する検査用照明装置と、検査対象を撮像する撮像装置とを備える検査システム（検査装置）が開示されている。この検査システムは、検査用照明装置により形成される検査光の照射立体角と、撮像装置により形成される観察立体角との包含関係を利用して、検査対象の傾斜角度を取得するように構成されている。具体的には、この検査システムは、検査対象の傾斜角度に応じて観察立体角に包含される照射立体角が変化し、観察立体角内の光量が変化することを利用して、検査対象の傾斜角度を取得するように構成されている。すなわち、この検査システムは、明暗情報に基づいて検査対象の傾斜角度を取得するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第５８６６５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許第５８６６５７３号公報に記載された検査システムでは、明暗情報に基づいて検査対象の傾斜角度を取得するため、検査対象の反射率が変化して光量が変化した場合、検査対象の反射率の変化による光量の変化を傾斜角度の変化として誤って取得してしまうという不都合がある。この場合、検査対象の傾斜角度を精度よく取得することができないため、傾斜角度に基づく検査対象の状態の検査を精度よく行うことができないという問題点がある。
【0006】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、傾斜角度に基づく検査対象の状態の検査を精度よく行うことが可能な実装基板検査装置および検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明の第１および第２の局面による実装基板検査装置は、部品が実装された実装基板を含む検査対象を撮像する撮像部と、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）が同心円状に配置されたＲＧＢの同心円光を検査対象に照射する同心円照明部と、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象の撮像部による撮像結果に基づいて、検査対象の傾斜角度を取得するとともに、取得した検査対象の傾斜角度に基づいて、検査対象の状態を検査する制御を行う制御部と、を備え、制御部は、撮像結果における検査対象の赤色、緑色および青色の比率であるＲＧＢ比率に基づいて、検査対象の傾斜角度を取得するように構成されている。なお、ＲＧＢとは、「Ｒｅｄ」、「Ｇｒｅｅｎ」および「Ｂｌｕｅ」の頭文字をつなげたものである。
【0008】
この発明の第１および第２の局面による実装基板検査装置では、上記のように、部品が実装された実装基板を含む検査対象を撮像する撮像部と、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）が同心円状に配置されたＲＧＢの同心円光を検査対象に照射する同心円照明部と、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象の撮像部による撮像結果に基づいて、検査対象の傾斜角度を取得するとともに、取得した検査対象の傾斜角度に基づいて、検査対象の状態を検査する制御を行う制御部と、を設ける。これにより、検査対象の傾斜角度に応じて撮像結果におけるＲＧＢの各色の明るさが変化することを利用して、検査対象の傾斜角度を取得することができる。ここで、検査対象の反射率が変化した場合、ＲＧＢの各色の明るさ（明度）は変化するが、ＲＧＢの各色の明るさの変化状態（具合）は変化せずに保持される。このため、検査対象の傾斜角度に応じて撮像結果におけるＲＧＢの各色の明るさが変化することを利用して、検査対象の傾斜角度を取得することにより、単色の明暗情報に基づいて検査対象の傾斜角度を取得する場合と異なり、検査対象の反射率の変化によらず、検査対象の傾斜角度を精度よく取得することができる。その結果、傾斜角度に基づく検査対象の状態の検査を精度よく行うことができる。
【0009】
上記第１および第２の局面による実装基板検査装置では、検査対象の反射率の変化によらないＲＧＢ比率に基づいて、検査対象の傾斜角度をより精度よく取得することができるので、傾斜角度に基づく検査対象の状態の検査をより精度よく行うことができる。
【0010】
この場合、好ましくは、制御部は、検査対象のＲＧＢ比率と、予め取得したＲＧＢ比率を傾斜角度に換算する換算情報とに基づいて、検査対象の傾斜角度を取得するように構成されている。このように構成すれば、ＲＧＢ比率を傾斜角度に換算する換算情報により検査対象のＲＧＢ比率を傾斜角度に換算するだけで、検査対象の傾斜角度を簡単かつ確実に取得することができる。
【0011】
上記第１の局面による実装基板検査装置において、好ましくは、同心円照明部は、同心円状に配置された赤色光源、緑色光源および青色光源を含むか、または、白色光源と、白色光源と対向する位置に配置されたＲＧＢの同心円カラーフィルタとを含む。このように構成すれば、同心円照明部が同心円状に配置された赤色光源、緑色光源および青色光源を含む場合、赤色、緑色および青色が同心円状に配置されたＲＧＢの同心円光を容易に得ることができる。また、白色光源と、白色光源と対向する位置に配置されたＲＧＢの同心円カラーフィルタとを含む場合、ＲＧＢの各色の光源を別個に設ける場合と異なり、色が混ざることを抑制するために光源同士を仕切る構造が必要ないため、同心円照明部の構造を簡素化することができる。
【0012】
上記第１の局面による実装基板検査装置において、同心円照明部は、ＲＧＢを１色ずつと、同心円の最も外側にＲＧＢのうち同心円の中心の色と同じ色とを含み、かつ、中心の色の光と最も外側の色の光とが同時に前記撮像部の撮像範囲を示す観察立体角内に包含されないＲＧＢの同心円光を照射するように構成されている。このように構成すれば、ＲＧＢの同心円光が同心円の最も外側にＲＧＢのうち同心円の中心の色と同じ色を含むことにより、検査対象の傾斜角度測定範囲の終盤（すなわち、検査対象の傾斜角度が大きい場合）においても、複数色の明るさの変化に基づいて、検査対象の傾斜角度を精度よく取得することができる。
【0013】
上記第１の局面による実装基板検査装置において、好ましくは、制御部は、検査対象の傾斜角度の変化が基準値以上である場合、基準値以上の傾斜角度の変化点をクラックとして検出する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、クラックが発生した場合には、通常、クラックの両側で傾斜角度が異なるため、傾斜角度の変化点がクラックに対応することを利用して、検査対象のクラックを精度よく検出することができる。ここで、画像の暗部をクラックとして検出する方法もあるが、画像の暗部をクラックとして検出するような場合、クラックの幅が細い（たとえば１画素未満である）と、画像においてクラックを認識できないため、クラックを検出できない場合がある。一方、本構成では、傾斜角度の変化点をクラックとして検出するので、画像の暗部をクラックとして検出するような場合と異なり、クラックの幅が細く画像においてクラックを暗部として認識できない場合にも、クラックを精度よく検出することができる。
【0014】
この場合、好ましくは、部品は、半導体ウエハチップを含み、制御部は、検査対象の傾斜角度に基づいて、半導体ウエハチップのクラックを検出する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、クラックが発生しやすい半導体ウエハチップにおいて、クラックを精度よく検出することができる。
【0015】
上記第２の局面による実装基板検査装置において、検査対象の高さ情報を計測可能な３次元計測部をさらに備え、制御部は、３次元計測部を用いて取得した実装基板の傾斜方向および部品の傾斜方向と、ＲＧＢの同心円光を用いて取得した部品の傾斜角度とに基づいて、実装基板上の部品の浮きを検出する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、精度よく取得した検査対象の傾斜角度に基づいて、実装基板上の部品の浮きを精度よく検出することができる。
【0016】
上記第１の局面による実装基板検査装置において、好ましくは、検査対象の高さ情報を計測可能な３次元計測部をさらに備え、制御部は、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象の撮像部による撮像結果に基づく検査対象の傾斜角度と、３次元計測部による検査対象の高さ情報とに基づいて、検査対象の状態を検査する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象の撮像部による撮像結果に基づく検査対象の傾斜角度だけでなく、３次元計測部による検査対象の高さ情報にも基づいて、検査対象の状態をより精度よく検査することができる。
【0017】
上記第１および第２の局面による実装基板検査装置において、好ましくは、撮像部は、撮像用レンズを有し、同心円照明部は、撮像用レンズを用いて、検査対象にＲＧＢの同心円光を照射するように構成されている。このように構成すれば、既存の撮像用レンズを有効に利用して、検査対象にＲＧＢの同心円光を照射することができるので、同心円照明部に照明用レンズを別個に独立して設ける必要がない。その結果、撮像部および同心円照明部の構造の簡素化を図ることができるとともに、撮像部および同心円照明部の配置の省スペース化を図ることができる。
【0018】
この場合、好ましくは、撮像用レンズは、撮像部において検査対象側に最も近い位置に配置された対物レンズである。このように構成すれば、対物レンズとしての撮像用レンズを有効に利用して、検査対象にＲＧＢの同心円光を照射することができる。
【0019】
上記第１および第２の局面による実装基板検査装置において、好ましくは、制御部は、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象の撮像部による撮像結果と、白色光を照射した検査対象の撮像結果から取得される検査対象の色相情報とに基づいて、検査対象の傾斜角度を取得するように構成されている。このように構成すれば、色相を持つ面と色相を持たない面とではＲＧＢの反射特性が異なること、および、色相を持つ面でも色相ごとにＲＧＢの反射特性が異なることを考慮して、検査対象の傾斜角度をより精度よく取得することができる。
【0020】
この発明の第３の局面による検査装置は、検査対象を撮像する撮像部と、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）が同心円状に配置されたＲＧＢの同心円光を検査対象に照射する同心円照明部と、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象の撮像部による撮像結果に基づいて、検査対象の傾斜角度を取得するとともに、取得した検査対象の傾斜角度に基づいて、検査対象の状態を検査する制御を行う制御部と、を備え、制御部は、撮像結果における検査対象の赤色、緑色および青色の比率であるＲＧＢ比率に基づいて、検査対象の傾斜角度を取得するように構成されており、同心円照明部は、ＲＧＢを１色ずつと、同心円の最も外側にＲＧＢのうち同心円の中心の色と同じ色とを含み、かつ、中心の色の光と最も外側の色の光とが同時に撮像部の撮像範囲を示す観察立体角内に包含されないＲＧＢの同心円光を照射するように構成されている。
【0021】
この発明の第３の局面による検査装置では、上記のように、検査対象を撮像する撮像部と、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）が同心円状に配置されたＲＧＢの同心円光を検査対象に照射する同心円照明部と、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象の撮像部による撮像結果に基づいて、検査対象の傾斜角度を取得するとともに、取得した検査対象の傾斜角度に基づいて、検査対象の状態を検査する制御を行う制御部と、を設ける。これにより、上記第１および第２の局面による実装基板検査装置と同様に、傾斜角度に基づく検査対象の状態の検査を精度よく行うことが可能な検査装置を提供することができる。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、上記のように、傾斜角度に基づく検査対象の状態の検査を精度よく行うことが可能な実装基板検査装置および検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】第１実施形態による実装基板検査装置を示す模式図である。
【図2】第１実施形態による同心円照明部および撮像部を示す模式図である。
【図3】（Ａ）は、第１実施形態による同心円照明部の第１の例の光源部を光軸に略直交する方向から見た模式図である。（Ｂ）は、第１実施形態による同心円照明部の第１の例の光源部を光軸方向から見た模式図である。
【図4】（Ａ）は、第１実施形態による同心円照明部の第２の例の光源部を光軸に略直交する方向から見た模式図である。（Ｂ）は、第１実施形態による同心円照明部の第２の例の光源部を光軸方向から見た模式図である。
【図5】第１実施形態による同心円照明部によるＲＧＢの同心円光を説明するための模式図である。
【図6】第１実施形態による実装基板検査装置による検査対象の傾斜角度の取得の原理を説明するための模式図である。
【図7】第１実施形態による検査対象の傾斜角度に応じたＲＧＢの各色の明度の変化を説明するためのグラフである。
【図8】（Ａ）は、第１実施形態による観察立体角を示す模式図である。（Ｂ）は、第１実施形態による照射立体角を示す模式図である。（Ｃ）は、第１実施形態による包含限界角度を示す模式図である。
【図9】第１実施形態による検査対象の傾斜角度に応じたＲＧＢ比率の変化と、ＲＧＢ比率を傾斜角度に換算する換算情報の取得とを説明するための模式図である。
【図10】第１実施形態による部品のクラックの検出を説明するための模式図である。
【図11】第１実施形態による部品の浮きの検出を説明するための模式図である。
【図12】第１実施形態によるテーブル取得処理を説明するためのフローチャートである。
【図13】第１実施形態によるテーブル取得処理を説明するための模式図である。
【図14】第１実施形態による基板検査処理を説明するためのフローチャートである。
【図15】第２実施形態による同心円照明部および撮像部を示す模式図である。
【図16】第３実施形態による同心円照明部および撮像部を示す模式図である。
【図17】第３実施形態による同心円照明部によるＲＧＢの同心円光を説明するための模式図である。
【図18】第３実施形態による検査対象の傾斜角度に応じたＲＧＢ比率の変化を説明するためのグラフである。
【図19】（Ａ）は、第４実施形態による同心円照明部の光源部を光軸に略直交する方向から見た模式図である。（Ｂ）は、第４実施形態による同心円照明部の光源部を光軸方向から見た模式図である。
【図20】色相を持たない面におけるＲＧＢ比率を説明するための模式図である。
【図21】色相を持つ面におけるＲＧＢ比率を説明するための模式図である。
【図22】第４実施形態による色相情報の取得と、色相情報に基づいた補正とを説明するための模式図である。
【図23】第４実施形態による基板検査処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【0025】
［第１実施形態］
（実装基板検査装置の構成）
図１を参照して、本発明の実施形態による実装基板検査装置１００の構成について説明する。なお、実装基板検査装置１００は、請求の範囲の「検査装置」の一例である。
（実装基板検査装置の構成）
図１を参照して、本発明の実施形態による実装基板検査装置１００の構成について説明する。なお、実装基板検査装置１００は、請求の範囲の「検査装置」の一例である。
【0026】
図１に示すように、実装基板検査装置１００は、プリント基板などの実装基板Ｐを検査対象Ｐ１（撮像対象）として撮像し、実装基板Ｐおよび実装基板Ｐ上の部品Ｅに対する各種検査を行う外観検査装置である。実装基板検査装置１００は、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ、抵抗および半導体ウエハチップなどの部品Ｅ（電子部品）を実装基板Ｐに実装して回路基板を製造するための基板製造ラインの一部を構成している。なお、実装基板検査装置１００は、本発明の「検査装置」の一例である。
【0027】
基板製造プロセスの概要としては、まず、配線パターンが形成された実装基板Ｐ上に、はんだ印刷装置（図示せず）によって所定のパターンではんだ（はんだペースト）の印刷（塗布）が行われる（はんだ印刷工程）。続いて、はんだ印刷後の実装基板Ｐに、部品実装装置（図示せず）によって部品Ｅが搭載（実装）される（実装工程）ことにより、部品Ｅの端子部がはんだ上に配置される。その後、実装済み実装基板Ｐがリフロー炉（図示せず）に搬送されてはんだの溶融および硬化（冷却）が行われる（リフロー工程）ことにより、部品Ｅの端子部が実装基板Ｐの配線に対して半田接合される。これにより、部品Ｅが配線に対して電気的に接続された状態で実装基板Ｐ上に固定され、基板製造が完了する。
【0028】
実装基板検査装置１００は、たとえば、実装工程後における部品Ｅの実装状態の検査、または、リフロー工程後における部品Ｅの実装状態の検査などに用いられる。したがって、実装基板検査装置１００は、基板製造ラインにおいて１または複数設けられる。部品Ｅの実装状態としては、部品Ｅの種類および向き（極性）が適正か否か、部品Ｅの設計上の実装位置に対する位置ずれの量が許容範囲内か、端子部の半田接合状態が正常か否か、実装基板Ｐ上の部品Ｅに浮きが発生しているか否か、および、部品Ｅにクラック（割れ）が発生しているか否かなどの検査が行われる。また、各工程間での共通の検査内容として、ゴミやその他の付着物などの異物の検出も行われる。
【0029】
実装基板検査装置１００は、実装基板Ｐを搬送するための基板搬送コンベア１０と、基板搬送コンベア１０の上方をＸＹ方向（水平方向）およびＺ方向（上下方向）に移動可能なヘッド移動機構２０と、ヘッド移動機構２０によって保持された撮像ヘッド部３０と、実装基板検査装置１００の制御を行う制御装置４０とを備えている。なお、制御装置４０は、請求の範囲の「制御部」の一例である。
【0030】
基板搬送コンベア１０は、実装基板ＰをＸ方向に搬送するとともに、所定の検査位置で実装基板Ｐを停止させて保持することが可能なように構成されている。また、基板搬送コンベア１０は、検査が終了した実装基板Ｐを所定の検査位置からＸ方向に搬送して、実装基板検査装置１００から実装基板Ｐを搬出することが可能なように構成されている。
【0031】
ヘッド移動機構２０は、基板搬送コンベア１０の上方（Ｚ１方向）に設けられ、たとえばボールねじ軸とサーボモータとを用いた直交３軸（ＸＹＺ軸）ロボットにより構成されている。ヘッド移動機構２０は、これらのＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の駆動を行うためのＸ軸モータ２１、Ｙ軸モータ２２およびＺ軸モータ２３を備えている。これらのＸ軸モータ２１、Ｙ軸モータ２２およびＺ軸モータ２３により、ヘッド移動機構２０は、撮像ヘッド部３０を、基板搬送コンベア１０（実装基板Ｐ）の上方（Ｚ１方向）でＸＹ方向（水平方向）およびＺ方向（上下方向）に移動させることが可能なように構成されている。
【0032】
撮像ヘッド部３０は、実装基板Ｐ（検査対象Ｐ１）の２次元情報（２次元画像）および３次元情報（３次元画像）を測定（取得）するように構成されている。撮像ヘッド部３０は、撮像部３１と、同心円照明部３２と、２次元計測部としての２次元照明部３３と、３次元計測部３４とを備えている。
【0033】
撮像部３１は、検査位置に配置された実装基板Ｐ（検査対象Ｐ１）を撮像するカメラである。撮像部３１は、同心円照明部３２、２次元照明部３３、または、３次元計測部３４による光の照射下において、実装基板Ｐ（検査対象Ｐ１）を撮像するように構成されている。また、撮像部３１は、水平方向の基準面に対して垂直方向に光軸が配置されている。つまり、撮像部３１は、実装基板Ｐ（検査対象Ｐ１）の上面を略垂直上方の位置から撮像して、実装基板Ｐ（検査対象Ｐ１）の２次元画像を取得するように構成されている。
【0034】
同心円照明部３２は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）が同心円状に配置されたＲＧＢの同心円光を実装基板Ｐ（検査対象Ｐ１）に照射するように構成されている。同心円照明部３２の詳細な構成については、後述する。
【0035】
２次元照明部３３は、ドーム照明部３３ａと、ローアングル照明部３３ｂとを含んでいる。ドーム照明部３３ａは、ドーム状（半球殻状）の反射部５１と、反射部５１の内面側に設けられた複数の光源部５２とを有している。ドーム照明部３３ａの照明光の照射下においては、実装基板Ｐ（検査対象Ｐ１）の無影撮像画像を取得することが可能である。ローアングル照明部３３ｂは、リング状の取付部５３と、取付部５３の内面側にリング状に設けられた複数の光源部５４とを有している。ローアングル照明部３３ｂの照明光の照射下においては、実装基板Ｐ（検査対象Ｐ１）のエッジを際立たせた撮像画像を取得することが可能である。光源部５２および５４は、たとえば、白色ＬＥＤである。
【0036】
３次元計測部３４は、実装基板Ｐ（検査対象Ｐ１）の高さ情報を含む３次元情報を計測可能に構成されている。３次元計測部３４は、たとえば、レーザ光を用いた光切断法により３次元情報を計測可能なレーザ計測部、または、縞パターン光を用いた位相シフト法により３次元情報を計測可能な位相照明部である。光切断法によるレーザ光、または、位相シフト法による縞パターン光の撮像結果に基づいて、実装基板Ｐ（検査対象Ｐ１）の高さ情報を含む３次元情報を取得することが可能である。
【0037】
制御装置４０は、制御部４１と、記憶部４２と、画像処理部４３と、撮像制御部４４と、照明制御部４５と、モータ制御部４６とを含んでいる。
【0038】
制御部４１は、論理演算を実行するＣＰＵ、ＣＰＵを制御するプログラムなどを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）および装置の動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などから構成されている。制御部４１は、ＲＯＭに記憶されているプログラムや、記憶部４２に格納されたソフトウェア（プログラム）に従って、画像処理部４３、撮像制御部４４、照明制御部４５およびモータ制御部４６を介して、実装基板検査装置１００の各部を制御するように構成されている。そして、制御部４１は、撮像ヘッド部３０を制御して、実装基板Ｐに対する各種の外観検査を行う。
【0039】
記憶部４２は、各種データの記憶および制御部４１による読み出しが可能な不揮発性の記憶装置からなる。記憶部４２には、撮像部３１によって撮像された撮像画像データ、実装基板Ｐに実装される部品Ｅの設計上の位置情報を定めた基板データなどが記憶されている。画像処理部４３は、撮像部３１によって撮像された撮像画像を画像処理して、実装基板Ｐおよび実装基板Ｐ上の部品Ｅなどを認識（画像認識）するのに適した画像データを生成するように構成されている。
【0040】
撮像制御部４４は、制御部４１から出力される制御信号に基づいて、撮像部３１から所定のタイミングで撮像信号の読み出しを行うとともに、読み出した撮像信号を画像処理部４３に出力するように構成されている。照明制御部４５は、制御部４１から出力される制御信号に基づいて、同心円照明部３２および２次元照明部３３を所定のタイミングで点灯させるように構成されている。モータ制御部４６は、制御部４１から出力される制御信号に基づいて、実装基板検査装置１００の各サーボモータ（ヘッド移動機構２０のＸ軸モータ２１、Ｙ軸モータ２２およびＺ軸モータ２３、基板搬送コンベア１０を駆動するためのモータ（図示せず）など）の駆動を制御するように構成されている。また、モータ制御部４６は、各サーボモータのエンコーダ（図示せず）からの信号に基づいて、撮像ヘッド部３０および実装基板Ｐなどの位置を取得するように構成されている。
【0041】
（撮像部および同心円照明部の構成）
図２に示すように、撮像部３１は、対物レンズ（前玉レンズ）３１ａと、結像レンズ３１ｂと、撮像素子３１ｃとを有している。対物レンズ３１ａは、撮像部３１において検査対象Ｐ１側（物体側）に最も近い位置に配置されたレンズである。また、対物レンズ３１ａは、撮像素子３１ｃ側（像側）において対物レンズ３１ａを通過した光の主光線と対物レンズ３１ａの光軸とが略平行になるテレセントリックレンズとして設けられている。結像レンズ３１ｂは、対物レンズ３１ａを通過した光線を結像させるように構成されている。対物レンズ３１ａおよび結像レンズ３１ｂは、鏡筒３１ｄ内に設けられている。撮像素子３１ｃは、たとえばＣＭＯＳイメージセンサを含み、対物レンズ３１ａおよび結像レンズ３１ｂを通過した光線を受光し、電気信号に変換するように構成されている。撮像部３１は、テレセントリック光学系を有している。
図２に示すように、撮像部３１は、対物レンズ（前玉レンズ）３１ａと、結像レンズ３１ｂと、撮像素子３１ｃとを有している。対物レンズ３１ａは、撮像部３１において検査対象Ｐ１側（物体側）に最も近い位置に配置されたレンズである。また、対物レンズ３１ａは、撮像素子３１ｃ側（像側）において対物レンズ３１ａを通過した光の主光線と対物レンズ３１ａの光軸とが略平行になるテレセントリックレンズとして設けられている。結像レンズ３１ｂは、対物レンズ３１ａを通過した光線を結像させるように構成されている。対物レンズ３１ａおよび結像レンズ３１ｂは、鏡筒３１ｄ内に設けられている。撮像素子３１ｃは、たとえばＣＭＯＳイメージセンサを含み、対物レンズ３１ａおよび結像レンズ３１ｂを通過した光線を受光し、電気信号に変換するように構成されている。撮像部３１は、テレセントリック光学系を有している。
【0042】
同心円照明部３２は、同心円光源部３２ａと、照射レンズ３２ｂと、ハーフミラー３２ｃとを有している。同心円光源部３２ａは、赤色、緑色および青色が同心円状に配置されたＲＧＢの同心円光を発するように構成されている。ＲＧＢの同心円光は、略円形状の第１の色の光と、略円形状の第１の色の光の外周を取り囲むように配置された略リング状の第２の色の光と、略リング状の第２の色の光の外周を取り囲むように配置された略リング状の第３の色の光とを含んでいる。第１の色の光と、第２の色の光と、第３の色の光とは、中心側から外周側に向かってこの順に配置されている。なお、ＲＧＢの同心円光における赤色、緑色および青色の配置順は、特に限られないが、第１～第４実施形態では、便宜上、赤色、緑色および青色が中心側から外周側に向かってこの順に配置されている例について説明する。
【0043】
図３（Ａ）（Ｂ）を参照して、同心円光源部３２ａの第１構成例について説明する。図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、第１構成例の同心円光源部３２ａは、同心円状に配置された赤色光源６１、緑色光源６２および青色光源６３を含んでいる。赤色光源６１は、最も中心側に配置されており、略円形状の赤色の光を発するように構成されている。赤色光源６１は、複数（図３（Ｂ）では４つ）の赤色ＬＥＤにより構成されている。緑色光源６２は、中間の位置に配置されており、略リング状の緑色の光を発するように構成されている。緑色光源６２は、複数（図３（Ｂ）では１６個）の緑色ＬＥＤにより構成されている。青色光源６３は、最も外周側に配置されており、略リング状の青色の光を発するように構成されている。青色光源６３は、複数（図３（Ｂ）では３２個）の青色ＬＥＤにより構成されている。
【0044】
また、第１構成例の同心円光源部３２ａでは、各色の光源（６１、６２、６３）の光出射方向の前方に拡散板６４が設けられているとともに、各色の光源（６１、６２、６３）の間に仕切り板６５が設けられている。拡散板６４は、光源（６１、６２、６３）から出射された光を拡散させるように構成されている。仕切り板６５は、隣り合う光源において光（色）が混じらないように、隣り合う光源間を仕切るように配置されている。こられの構成により、第１構成例の同心円光源部３２ａは、ＲＧＢの同心円光を発することが可能なように構成されている。
【0045】
図４（Ａ）（Ｂ）を参照して、同心円光源部３２ａの第２構成例について説明する。図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、第２構成例の同心円光源部３２ａは、白色光源７１と、白色光源７１と対向する位置に配置されたＲＧＢの同心円カラーフィルタ７２とを含んでいる。白色光源７１は、略円形状の白色の光を発するように構成されている。白色光源７１は、複数（図４（Ｂ）では１７個）の白色ＬＥＤにより構成されている。同心円カラーフィルタ７２は、同心円状に配置された赤色フィルタ７２ａ、緑色フィルタ７２ｂおよび青色フィルタ７２ｃを含んでいる。赤色フィルタ７２ａは、最も中心側に配置されており、赤色の光を選択的に透過させるように構成されている。赤色フィルタ７２ａは、略円形状を有しており、略円形状の赤色の光を透過させるように構成されている。赤色フィルタ７２ａは、たとえば赤色のセロファンにより構成されている。緑色フィルタ７２ｂは、中間の位置に配置されており、緑色の光を選択的に透過させるように構成されている。緑色フィルタ７２ｂは、略リング形状を有しており、略リング状の緑色の光を透過させるように構成されている。緑色フィルタ７２ｂは、たとえば緑色のセロファンにより構成されている。青色フィルタ７２ｃは、最も外周側に配置されており、青色の光を選択的に透過させるように構成されている。青色フィルタ７２ｃは、略リング形状を有しており、略リング状の青色の光を透過させるように構成されている。青色フィルタ７２ｃは、たとえば青色のセロファンにより構成されている。
【0046】
また、第２構成例の同心円光源部３２ａでは、白色光源７１と同心円カラーフィルタ７２との間に拡散板７３が設けられている。拡散板７３は、白色光源７１から出射された光を拡散させるように構成されている。こられの構成により、第２構成例の同心円光源部３２ａは、ＲＧＢの同心円光を発することが可能なように構成されている。
【0047】
図２に示すように、照射レンズ３２ｂは、同心円光源部３２ａと検査対象Ｐ１との間に設けられ、同心円光源部３２ａからＲＧＢの同心円光が照射されるように構成されている。照射レンズ３２ｂは、検査対象Ｐ１側（物体側）において照射レンズ３２ｂを通過した光（同心円光源部３２ａからのＲＧＢの同心円光）の主光線と照射レンズ３２ｂの光軸とが略平行になるテレセントリックレンズとして設けられている。検査対象Ｐ１には、照射レンズ３２ｂの光軸と主光線が略平行なＲＧＢの同心円光が照射される。また、同心円光源部３２ａは、検査対象Ｐ１に照射レンズ３２ｂの光軸と主光線が略平行なＲＧＢの同心円光が照射されるように、照射レンズ３２ｂから照射レンズ３２ｂの焦点距離分だけ離間した位置に配置されている。
【0048】
ハーフミラー３２ｃは、照射レンズ３２ｂと検査対象Ｐ１との間に設けられ、照射レンズ３２ｂを通過したＲＧＢの同心円光が照射されるように構成されている。ハーフミラー３２ｃは、ＲＧＢの同心円光を反射させることによって、ＲＧＢの同心円光の進行方向を変換することにより、ＲＧＢの同心円光を検査対象Ｐ１に照射するように構成されている。また、ハーフミラー３２ｃは、検査対象Ｐ１から反射したＲＧＢの同心円光を透過させることにより、撮像部３１の撮像素子３１ｃにより受光させるように構成されている。同心円照明部３２は、テレセントリック光学系を有しているとともに、撮像部３１の光軸と略同軸の光（ＲＧＢの同心円光）を検査対象Ｐ１に照射する同軸照明として機能する。また、ＲＧＢの同心円光の径の中心（同心円光源部３２ａの径の中心）と、照射レンズ３２ｂの光軸と、撮像部３１の撮像レンズ（対物レンズ３１ａ、結像レンズ３１ｂ）の光軸とは、略一致するように合わせてある。
【0049】
これらの構成により、図５に示すように、同心円照明部３２は、検査対象Ｐ１の検査面の各点に対して、照射レンズ３２ｂの光軸と主光線が略平行なＲＧＢの同心円光を照射するように構成されている。また、同心円照明部３２は、検査対象Ｐ１が傾いていない場合の検査対象Ｐ１の検査面（略水平な検査面）に対して主光線が略垂直なＲＧＢの同心円光を照射するように構成されている。なお、図５では、理解の容易化のために、ハーフミラー３２ｃの図示を省略している。
【0050】
ここで、本実施形態では、実装基板検査装置１００の制御装置４０は、同心円照明部３２によりＲＧＢの同心円光を照射した検査対象Ｐ１の撮像部３１による撮像結果に基づいて、検査対象Ｐ１の傾斜角度を取得するとともに、取得した検査対象Ｐ１の傾斜角度に基づいて、検査対象Ｐ１の状態を検査する制御を行うように構成されている。
【0051】
【0052】
図６は、撮像部３１により形成される観察立体角Ｏと、同心円照明部３２により形成される照射立体角Ｉとの包含関係を示している。ここで、観察立体角Ｏとは、検査対象Ｐ１の検査面の各点に対する撮像部３１の撮像範囲（受光範囲）を示すものであり、検査面の各点を頂点とした錐体として表すことができる。また、照射立体角Ｉとは、検査対象Ｐ１の検査面の各点に対する照射光（ＲＧＢの同心円光）の照射範囲を示すものであり、検査面の各点を頂点とした錐体として表すことができる。また、照射光の反射光も、照射光と同じ照射立体角Ｉで表すことができる。撮像部３１により受光（撮像）されるのは、照射立体角Ｉの反射光のうち、観察立体角Ｏに包含される部分（観察立体角Ｏとオーバーラップする部分）である。
【0053】
ここで、検査対象Ｐ１の検査面が傾斜していない場合（検査面が水平な場合）、照射光が検査対象Ｐ１の検査面において正反射されると、反射光（正反射光）は照射光と一致する。一方、検査対象Ｐ１の検査面が傾斜角度θｂで傾斜している場合、照射光が検査対象Ｐ１の検査面において正反射されると、反射光（正反射光）が検査対象Ｐ１の検査面の法線に対して照射光と対称の方向（照射光から傾斜角度２θｂ傾斜した方向）へ反射される。この場合、観察立体角Ｏと反射光の照射立体角Ｉとの包含関係が変化する。これにより、撮像部３１により受光（撮像）されるＲＧＢの各色の明るさが変化する。
【0054】
図７は、検査対象Ｐ１の検査面の傾斜角度に応じたＲＧＢの各色の明るさの変化を示したグラフである。図７のグラフでは、縦軸は、明度（２５６階調）を示し、横軸は、検査対象Ｐ１の検査面の傾斜角度を示している。図７のグラフから理解されるように、検査対象Ｐ１の検査面の傾斜角度に応じて、ＲＧＢの各色の明るさが連続的に変化している。具体的には、検査対象Ｐ１の検査面の傾斜角度が小さいうちは、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）に対して、赤色（Ｒ）の比率が大きくなっている。その後、検査対象Ｐ１の検査面の傾斜角度が中程度になるにつれて、赤色（Ｒ）の比率が徐々に小さくなるとともに、緑色（Ｇ）の比率が徐々に大きくなっている。その後、検査対象Ｐ１の検査面の傾斜角度がさらに大きくなるにつれて、緑色（Ｇ）の比率が徐々に小さくなるとともに、青色（Ｂ）の比率が徐々に大きくなっている。
【0055】
このため、撮像部３１による撮像結果におけるＲＧＢの各色の明るさが変化することを利用して、検査対象Ｐ１の検査面の傾斜角度を取得することが可能である。具体的には、撮像部３１による撮像結果におけるＲＧＢの比率が変化することを利用して、検査対象Ｐ１の検査面の傾斜角度を取得することが可能である。
【0056】
（立体角の設計例）
次に、図８（Ａ）～（Ｃ）を参照して、観察立体角Ｏと、照射立体角Ｉの設計例について説明する。
次に、図８（Ａ）～（Ｃ）を参照して、観察立体角Ｏと、照射立体角Ｉの設計例について説明する。
【0057】
図８（Ａ）に示すように、観察立体角Ｏの値は、以下の式（１）および（２）により求めることができる。
ＮＡ＝Ｍ／２Ｆｅ ・・・（１）
θｗ＝ａｒｃｓｉｎ（ＮＡ） ・・・（２）
ここで、
ＮＡ：撮像レンズ（対物レンズ）の物体側開口数
Ｍ：撮像素子の撮像倍率
Ｆｅ：撮像レンズ（対物レンズ）の実効Ｆナンバー
θｗ：観察立体角の値
である。
ＮＡ＝Ｍ／２Ｆｅ ・・・（１）
θｗ＝ａｒｃｓｉｎ（ＮＡ） ・・・（２）
ここで、
ＮＡ：撮像レンズ（対物レンズ）の物体側開口数
Ｍ：撮像素子の撮像倍率
Ｆｅ：撮像レンズ（対物レンズ）の実効Ｆナンバー
θｗ：観察立体角の値
である。
【0058】
たとえば、撮像倍率Ｍが０．４５で、実行ＦナンバーＦｅが１４．７である場合、開口数ＮＡは、約０．０１５３０６（０．４５／（２×１４．７））となる。この場合、観察立体角Ｏの値θｗは、約０．８８度（ａｒｃｓｉｎ（０．０１５３０６））となる。
【0059】
図８（Ｂ）に示すように、照射立体角Ｉの値は、以下の式（３）～（５）により求めることができる。
Ｆ＝ｆ／Φ ・・・（３）
ＮＡ＝１／２Ｆ ・・・（４）
θＬ＝ａｒｃｓｉｎ（ＮＡ） ・・・（５）
ここで、
Ｆ：照射レンズのＦナンバー
ｆ：照射レンズの焦点距離
Φ：同心円光源部の最大径
ＮＡ：照射レンズの開口数
θＬ：照射立体角の値（最大値）
である。
Ｆ＝ｆ／Φ ・・・（３）
ＮＡ＝１／２Ｆ ・・・（４）
θＬ＝ａｒｃｓｉｎ（ＮＡ） ・・・（５）
ここで、
Ｆ：照射レンズのＦナンバー
ｆ：照射レンズの焦点距離
Φ：同心円光源部の最大径
ＮＡ：照射レンズの開口数
θＬ：照射立体角の値（最大値）
である。
【0060】
たとえば、焦点距離ｆが２０８．２ｍｍで、最大径Φが２６ｍｍである場合、ＦナンバーＦは、約８．００７６９２（２０８．２／２６）となる。この場合、開口数ＮＡは、約０．０６２４４（１／（２×８．００７６９２））となる。また、照射立体角Ｉの値θＬは、約３．５８度（ａｒｃｓｉｎ（０．０６２４４））となる。
【0061】
また、ＲＧＢの各色の照射立体角Ｉの値は、以下の式（６）～（８）により求めることができる。
θｚ＝θＬ×Φｚ／Φｘ ・・・（６）
θｙ＝θＬ×Φｙ／Φｘ－θｚ ・・・（７）
θｘ＝θＬ－（θｙ＋θｚ） ・・・（８）
ここで、
θｚ：中心の色の照射立体角の値
θｙ：中間の色の照射立体角の値
θｘ：最外周の色の照射立体角の値
θＬ：照射立体角の値（最大値）
Φｚ：中心の色の光源の最外径
Φｙ：中間の色の光源の最外径
Φｘ：最外周の色の光源の最外径
である。
θｚ＝θＬ×Φｚ／Φｘ ・・・（６）
θｙ＝θＬ×Φｙ／Φｘ－θｚ ・・・（７）
θｘ＝θＬ－（θｙ＋θｚ） ・・・（８）
ここで、
θｚ：中心の色の照射立体角の値
θｙ：中間の色の照射立体角の値
θｘ：最外周の色の照射立体角の値
θＬ：照射立体角の値（最大値）
Φｚ：中心の色の光源の最外径
Φｙ：中間の色の光源の最外径
Φｘ：最外周の色の光源の最外径
である。
【0062】
たとえば、照射立体角Ｉの最大値θＬが約３．５８度で、中心の色（第１実施形態では赤色）の光源の最外径Φｚが８．６ｍｍで、中間の色（第１実施形態では緑色）の光源の最外径Φｙが１７．４ｍｍで、最外周の色（第１実施形態では青色）の光源の最外径Φｘが２６ｍｍである場合、中心の色の照射立体角Ｉの値θｘは、約１．１８度（３．５８×８．６／２６）となり、中間の色の照射立体角Ｉの値θｙは、約１．２１度（３．５８×１７．４／２６－１．１８）となり、最外周の色の照射立体角Ｉの値θｘは、約１．１９度（３．５８－（１．２１＋１．１８））となる。各色の照射立体角Ｉの値は、各色の光源の最外径に基づいて、設定することが可能である。
【0063】
図８（Ｃ）に示すように、包含限界角度（図６参照）は、以下の式（９）により求めることができる。包含限界角度は、観察立体角Ｏに反射光の照射立体角Ｉが包含されなくなる場合の観察立体角Ｏの光軸と反射光の照射立体角Ｉの光軸とがなす角度である。また、包含限界角度の場合の検査対象Ｐ１の検査面の傾斜角度は、以下の式（１０）により求めることができる。
θｅ＝θｗ＋θＬ ・・・（９）
θｂ＝θｅ／２ ・・・（１０）
ここで、
θｅ：包含限界角度
θｗ：観察立体角の値
θＬ：照射立体角の値
θｂ：包含限界角度の場合の検査対象の検査面の傾斜角度
である。
θｅ＝θｗ＋θＬ ・・・（９）
θｂ＝θｅ／２ ・・・（１０）
ここで、
θｅ：包含限界角度
θｗ：観察立体角の値
θＬ：照射立体角の値
θｂ：包含限界角度の場合の検査対象の検査面の傾斜角度
である。
【0064】
たとえば、観察立体角Ｏの値θｗが約０．８８度で、照射立体角Ｉの値θＬが約３．５８度である場合、包含限界角度θｅは、約４．４６度（０．８８＋３．５８）となる。また、包含限界角度θｅの場合の検査対象Ｐ１の検査面の傾斜角度θｂは、約２．２３度（４．４６／２）となる。この場合、観察立体角Ｏと照射立体角Ｉとの包含関係を利用した検査対象Ｐ１の検査面の傾斜角度の測定可能範囲は、０度～約２．２３度となる。
【0065】
これらから理解されるように、測定を所望する角度範囲に合わせて、観察立体角Ｏの値θｗおよび照射立体角Ｉの値θＬを設定することにより、所望する角度範囲において、検査対象Ｐ１の検査面の傾斜角度を測定することが可能である。
【0066】
【0067】
本実施形態では、制御装置４０は、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象Ｐ１（実装基板Ｐ）を撮像部３１により撮像させる制御を行うように構成されている。また、制御装置４０は、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象Ｐ１の撮像部３１による撮像結果を取得するように構成されている。また、制御装置４０は、取得した撮像結果に基づいて、撮像結果における検査対象Ｐ１の赤色、緑色および青色の各色の明度（ＲＧＢの明度）を取得するように構成されている。また、制御装置４０は、取得したＲＧＢの各色の明度に基づいて、撮像結果における検査対象Ｐ１の赤色、緑色および青色の比率であるＲＧＢ比率を取得するように構成されている。また、制御装置４０は、取得した検査対象Ｐ１のＲＧＢ比率に基づいて、検査対象Ｐ１の傾斜角度を取得するように構成されている。具体的には、制御装置４０は、検査対象Ｐ１のＲＧＢ比率と、予め取得したＲＧＢ比率を傾斜角度に換算する換算情報４２ａとに基づいて、検査対象Ｐ１の傾斜角度を取得するように構成されている。
【0068】
図９に示すように、換算情報４２ａは、ＲＧＢ比率を傾斜角度に換算する換算テーブルである。換算情報４２ａでは、ＲＧＢ比率と傾斜角度とが対応付けられている。具体的には、換算情報４２ａでは、所定のＲＧＢ比率範囲ごとに、傾斜角度が対応付けられている。なお、図９では、便宜上、所定のＲＧＢ比率範囲の中心値のみを図示している。制御装置４０は、取得した検査対象Ｐ１のＲＧＢ比率が、所定のＲＧＢ比率範囲内にある場合、換算情報４２ａから所定のＲＧＢ比率範囲に対応付けられた傾斜角度を、検査対象Ｐ１の傾斜角度として取得するように構成されている。換算情報４２ａは、予め取得されて記憶部４２に記憶されている。なお、換算情報４２ａの取得方法の詳細については、後述する。
【0069】
【0070】
具体的には、図１０に示すように、制御装置４０は、検査対象Ｐ１の傾斜角度に基づいて、傾斜角度の変化点（傾斜角度の変化境界）をクラックとして検出する制御を行うように構成されている。これにより、制御装置４０は、検査対象Ｐ１の傾斜角度に基づいて、半導体ウエハチップ（いわゆるダイ）としての部品Ｅのクラックを検出する制御を行うように構成されている。制御装置４０は、傾斜角度の変化が基準値以上である場合、傾斜角度の変化点をクラックとして検出する制御を行うように構成されている。
【0071】
図１０は、ＲＧＢ同心円光を照射して撮像した、クラックが発生した部品Ｅの模式図である。ＲＧＢ同心円光を照射して部品Ｅを撮像した場合、通常、クラックの両側で傾斜角度が異なるため、クラックの両側がＲＧＢ比率の異なる色が付いた面として写り込んだ撮像結果が得られる。図１０では、クラックの一方側が青系の色が付いた面で、クラックの他方側が緑系の色が付いた面として写り込んだ例を図示している。この場合、青系の色が付いた面と、緑系の色が付いた面との境界が傾斜角度の変化点となるため、クラックとして検出される。なお、図１０では、理解の容易化のために、クラックの両側が異なる系統の色である例を図示したが、クラックの両側が同系統の色（青系の色同士など）であっても、基準値以上の傾斜角度の変化があれば、クラックとして検出可能である。
【0072】
また、図１１に示すように、制御装置４０は、検査対象Ｐ１の傾斜角度に基づいて、実装基板Ｐ上の部品Ｅの浮きを検出する制御を行うように構成されている。ここで、ＲＧＢの同心円光を利用した場合、傾斜角度を取得することができる一方、傾斜方向については分からない。このため、実装基板Ｐ上の部品Ｅに浮きが発生したことにより部品Ｅの傾斜角度が取得される場合と、部品Ｅに浮きが発生していないにもかかわらず、実装基板Ｐ自体が傾斜することにより部品Ｅの傾斜角度が取得される場合とを区別することが困難である。
【0073】
そこで、本実施形態では、制御装置４０は、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象Ｐ１の撮像部３１による撮像結果に基づく検査対象Ｐ１の傾斜角度と、３次元計測部３４による検査対象Ｐ１の高さ情報とに基づいて、実装基板Ｐ上の部品Ｅの浮き（検査対象Ｐ１の状態）を検査する制御を行うように構成されている。
【0074】
具体的には、制御装置４０は、３次元計測部３４による検査対象Ｐ１の高さ情報に基づいて、実装基板Ｐの傾斜方向および傾斜角度と、部品Ｅの傾斜方向とを取得するように構成されている。そして、制御装置４０は、３次元計測部３４を用いて取得した実装基板Ｐの傾斜方向および部品Ｅの傾斜方向を考慮して、３次元計測部３４を用いて取得した実装基板Ｐの傾斜角度と、ＲＧＢ同心円光を用いて取得した部品Ｅの傾斜角度との角度差を取得するように構成されている。そして、制御装置４０は、取得した角度差が基準値以上である場合、実装基板Ｐ上の部品Ｅの浮きが発生していることを検出する制御を行うように構成されている。なお、本構成は、散乱光が十分に得られないために、散乱光を用いて計測する３次元計測部３４では傾斜角度を正確に計測することが困難な鏡面を有する部品Ｅ（半導体ウエハチップなど）の浮きの検出に対して、特に有効である。また、実装基板Ｐについては、通常、散乱光が十分に得られるため、３次元計測部３４により傾斜方向および傾斜角度を計測することが可能である。また、部品Ｅの傾斜方向については、散乱光が十分に得られない場合にも、３次元計測部３４により計測することが可能である。
【0075】
（テーブル取得処理）
次に、図１２および図１３を参照して、第１実施形態の実装基板検査装置１００によるテーブル取得処理をフローチャートに基づいて説明する。なお、テーブル取得処理は、実装基板検査装置１００による検査対象Ｐ１の検査を行う前に行われる。また、フローチャートの各処理は、制御装置４０により行われてもよいし、作業者により行われてもよい。
次に、図１２および図１３を参照して、第１実施形態の実装基板検査装置１００によるテーブル取得処理をフローチャートに基づいて説明する。なお、テーブル取得処理は、実装基板検査装置１００による検査対象Ｐ１の検査を行う前に行われる。また、フローチャートの各処理は、制御装置４０により行われてもよいし、作業者により行われてもよい。
【0076】
また、テーブル取得処理は、図１３に示すように、換算情報４２ａを取得するための専用の治具Ｊを用いて行われる。治具Ｊは、色相を持たないプレートである。たとえば、治具Ｊとしては、鏡面のアルミニウム製のプレートを採用することができる。
【0077】
図１２および図１３に示すように、まず、ステップＳ１において、同心円照明部３２によりＲＧＢ同心円光を照射した治具Ｊの撮像部３１による撮像結果が取得される。１回目のステップＳ１では、治具Ｊは、水平な状態（傾斜角度０の状態）に設定されている。
【0078】
そして、ステップＳ２において、治具Ｊの撮像結果に基づいて治具ＪのＲＧＢ比率が取得されて保存される。
【0079】
そして、ステップＳ３において、治具Ｊが所定角度（たとえば、０．１度）傾けられる。
【0080】
そして、ステップＳ４において、測定範囲分（たとえば、２．５度分）測定したか否かが判断される。測定範囲分測定していないと判断された場合、ステップＳ１に進む。そして、測定範囲分の測定が完了されるまで、ステップＳ１～Ｓ４の処理が繰り返される。
【0081】
また、ステップＳ４において、測定範囲分測定していると判断された場合、ステップＳ５に進む。ステップＳ５に進む段階では、図９に示すような治具Ｊの傾斜角度に応じたＲＧＢ比率の変化の測定結果を取得することが可能である。
【0082】
そして、ステップＳ５において、治具Ｊの傾斜角度に応じたＲＧＢ比率の変化の測定結果に基づいて、ＲＧＢ比率を傾斜角度に換算する換算情報４２ａが取得（作成）されて記憶部４２に記憶される。
【0083】
（基板検査処理）
次に、図１４を参照して、第１実施形態の実装基板検査装置１００による基板検査処理をフローチャートに基づいて説明する。なお、フローチャートの各処理は、制御装置４０により行われる。
次に、図１４を参照して、第１実施形態の実装基板検査装置１００による基板検査処理をフローチャートに基づいて説明する。なお、フローチャートの各処理は、制御装置４０により行われる。
【0084】
図１４に示すように、まず、ステップＳ１１において、同心円照明部３２によりＲＧＢ同心円光を照射した検査対象Ｐ１（実装基板Ｐ）の撮像部３１による撮像結果が取得される。
【0085】
そして、ステップＳ１２において、検査対象Ｐ１の撮像結果に基づいて検査対象Ｐ１のＲＧＢ比率が取得される。ステップＳ１２では、たとえば、撮像結果（画像）の画素ごとのＲＧＢ比率が取得される。また、ステップＳ１２では、たとえば、撮像結果（画像）の画素の集合体ごとのＲＧＢ比率（集合体におけるＲＧＢ平均比率）が取得される。なお、画素の集合体とは、たとえば、撮像結果（画像）において同一平面とみなせる画素の集まりである。
【0086】
そして、ステップＳ１３において、検査対象Ｐ１のＲＧＢ比率と、換算情報４２ａとに基づいて、検査対象Ｐ１の傾斜角度が取得される。ステップＳ１３では、たとえば、撮像結果（画像）の画素ごとの傾斜角度が取得される。また、ステップＳ１２では、たとえば、撮像結果（画像）の画素の集合体ごとの傾斜角度が取得される。
【0087】
そして、ステップＳ１４において、検査対象Ｐ１の傾斜角度に基づいて検査対象Ｐ１の状態の検査が行われる。ステップＳ１４では、検査対象Ｐ１の傾斜角度に基づいて傾斜角度の変化点が部品Ｅのクラックとして検出される。また、ステップＳ１４では、部品Ｅの傾斜角度と、３次元計測部３４により取得した実装基板Ｐの傾斜方向、傾斜角度および部品Ｅの傾斜方向と基づいて、実装基板Ｐとの間に極端な角度差を有する部品Ｅが、実装基板Ｐからの浮きが発生した部品Ｅとして検出される。そして、基板検査処理が終了される。
【0088】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【0089】
第１実施形態では、上記のように、実装基板検査装置１００に、部品Ｅが実装された実装基板Ｐを含む検査対象Ｐ１を撮像する撮像部３１と、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）が同心円状に配置されたＲＧＢの同心円光を検査対象Ｐ１に照射する同心円照明部３２と、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象Ｐ１の撮像部３１による撮像結果に基づいて、検査対象Ｐ１の傾斜角度を取得するとともに、取得した検査対象Ｐ１の傾斜角度に基づいて、検査対象Ｐ１の状態を検査する制御を行う制御装置４０と、を設ける。これにより、検査対象Ｐ１の傾斜角度に応じて撮像結果におけるＲＧＢの各色の明るさが変化することを利用して、検査対象Ｐ１の傾斜角度を取得することができる。ここで、検査対象Ｐ１の反射率が変化した場合、ＲＧＢの各色の明るさ（明度）は変化するが、ＲＧＢの各色の明るさの変化状態（具合）は変化せずに保持される。このため、検査対象Ｐ１の傾斜角度に応じて撮像結果におけるＲＧＢの各色の明るさが変化することを利用して、検査対象Ｐ１の傾斜角度を取得することにより、単色の明暗情報に基づいて検査対象Ｐ１の傾斜角度を取得する場合と異なり、検査対象Ｐ１の反射率の変化によらず、検査対象Ｐ１の傾斜角度を精度よく取得することができる。その結果、傾斜角度に基づく検査対象Ｐ１の状態の検査を精度よく行うことができる。
【0090】
また、第１実施形態では、上記のように、制御装置４０は、撮像結果における検査対象Ｐ１の赤色、緑色および青色の比率であるＲＧＢ比率に基づいて、検査対象Ｐ１の傾斜角度を取得するように構成されている。これにより、検査対象Ｐ１の反射率の変化によらないＲＧＢ比率に基づいて、検査対象Ｐ１の傾斜角度をより精度よく取得することができるので、傾斜角度に基づく検査対象Ｐ１の状態の検査をより精度よく行うことができる。
【0091】
また、第１実施形態では、上記のように、制御装置４０は、検査対象Ｐ１のＲＧＢ比率と、予め取得したＲＧＢ比率を傾斜角度に換算する換算情報４２ａとに基づいて、検査対象Ｐ１の傾斜角度を取得するように構成されている。これにより、ＲＧＢ比率を傾斜角度に換算する換算情報４２ａにより検査対象Ｐ１のＲＧＢ比率を傾斜角度に換算するだけで、検査対象Ｐ１の傾斜角度を簡単かつ確実に取得することができる。
【0092】
また、第１実施形態では、上記のように、同心円照明部３２は、同心円状に配置された赤色光源６１、緑色光源６２および青色光源６３を含むか、または、白色光源７１と、白色光源７１と対向する位置に配置されたＲＧＢの同心円カラーフィルタ７２とを含む。これにより、同心円照明部３２が同心円状に配置された赤色光源６１、緑色光源６２および青色光源６３を含む場合、赤色、緑色および青色が同心円状に配置されたＲＧＢの同心円光を容易に得ることができる。また、白色光源７１と、白色光源７１と対向する位置に配置されたＲＧＢの同心円カラーフィルタ７２とを含む場合、ＲＧＢの各色の光源を別個に設ける場合と異なり、色が混ざることを抑制するために光源同士を仕切る構造が必要ないため、同心円照明部３２の構造を簡素化することができる。
【0093】
また、第１実施形態では、上記のように、制御装置４０は、検査対象Ｐ１の傾斜角度に基づいて、傾斜角度の変化点をクラックとして検出する制御を行うように構成されている。これにより、クラックが発生した場合には、通常、クラックの両側で傾斜角度が異なるため、傾斜角度の変化点がクラックに対応することを利用して、検査対象Ｐ１のクラックを精度よく検出することができる。ここで、画像の暗部をクラックとして検出する方法もあるが、画像の暗部をクラックとして検出するような場合、クラックの幅が細い（たとえば１画素未満である）と、画像においてクラックを認識できないため、クラックを検出できない場合がある。一方、本構成では、傾斜角度の変化点をクラックとして検出するので、画像の暗部をクラックとして検出するような場合と異なり、クラックの幅が細く画像においてクラックを暗部として認識できない場合にも、クラックを精度よく検出することができる。
【0094】
また、第１実施形態では、上記のように、部品Ｅは、半導体ウエハチップを含む。また、制御装置４０は、検査対象Ｐ１の傾斜角度に基づいて、半導体ウエハチップのクラックを検出する制御を行うように構成されている。これにより、クラックが発生しやすい半導体ウエハチップにおいて、クラックを精度よく検出することができる。
【0095】
また、第１実施形態では、上記のように、制御装置４０は、検査対象Ｐ１の傾斜角度に基づいて、実装基板Ｐ上の部品Ｅの浮きを検出する制御を行うように構成されている。これにより、精度よく取得した検査対象Ｐ１の傾斜角度に基づいて、実装基板Ｐ上の部品Ｅの浮きを精度よく検出することができる。
【0096】
また、第１実施形態では、上記のように、実装基板検査装置１００は、検査対象Ｐ１の高さ情報を計測可能な３次元計測部３４を備える。また、制御装置４０は、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象Ｐ１の撮像部３１による撮像結果に基づく検査対象Ｐ１の傾斜角度と、３次元計測部３４による検査対象Ｐ１の高さ情報とに基づいて、検査対象Ｐ１の状態を検査する制御を行うように構成されている。これにより、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象Ｐ１の撮像部３１による撮像結果に基づく検査対象Ｐ１の傾斜角度だけでなく、３次元計測部３４による検査対象Ｐ１の高さ情報にも基づいて、検査対象Ｐ１の状態をより精度よく検査することができる。
【0097】
［第２実施形態］
次に、図１５を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、同心円照明部に照射レンズを設けた上記第１実施形態と異なり、撮像部の対物レンズを同心円照明部の照射レンズとして用いる例について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
次に、図１５を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、同心円照明部に照射レンズを設けた上記第１実施形態と異なり、撮像部の対物レンズを同心円照明部の照射レンズとして用いる例について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
【0098】
（実装基板検査装置の構成）
本発明の第２実施形態による実装基板検査装置２００は、図１５に示すように、上記第１実施形態の同心円照明部３２に代えて、同心円照明部１３２を備える点で、上記第１実施形態による実装基板検査装置１００と相違する。なお、実装基板検査装置２００は、２次元照明部３３と、３次元計測部３４とを備えている。また、実装基板検査装置２００は、請求の範囲の「検査装置」の一例である。
本発明の第２実施形態による実装基板検査装置２００は、図１５に示すように、上記第１実施形態の同心円照明部３２に代えて、同心円照明部１３２を備える点で、上記第１実施形態による実装基板検査装置１００と相違する。なお、実装基板検査装置２００は、２次元照明部３３と、３次元計測部３４とを備えている。また、実装基板検査装置２００は、請求の範囲の「検査装置」の一例である。
【0099】
ここで、第２実施形態では、図１５に示すように、同心円照明部１３２は、撮像部３１において検査対象Ｐ１側に最も近い位置に配置された対物レンズ３１ａを用いて、検査対象Ｐ１にＲＧＢの同心円光を照射するように構成されている。すなわち、第２実施形態の同心円照明部１３２は、上記第１実施形態の照射レンズ３２ｂに代えて、撮像部３１の対物レンズ３１ａを含んでいる。対物レンズ３１ａは、撮像部３１の撮像用レンズと、同心円照明部１３２の照射用レンズとを兼ねている。なお、対物レンズ３１ａは、請求の範囲の「撮像用レンズ」の一例である。
【0100】
第２実施形態では、対物レンズ３１ａは、ハーフミラー３２ｃと検査対象Ｐ１との間に設けられ、ハーフミラー３２ｃにより反射されたＲＧＢの同心円光が照射されるように構成されている。対物レンズ３１ａは、検査対象Ｐ１側（物体側）において対物レンズ３１ａを通過した光（同心円光源部３２ａからのＲＧＢの同心円光）の主光線と対物レンズ３１ａの光軸とが略平行になるテレセントリックレンズとして設けられている。また、同心円光源部３２ａは、検査対象Ｐ１に対物レンズ３１ａの光軸と主光線が略平行なＲＧＢの同心円光が照射されるように、対物レンズ３１ａから対物レンズ３１ａの焦点距離分だけ離間した位置に配置されている。
【0101】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【0102】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【0103】
第２実施形態では、上記のように、撮像部３１は、対物レンズ３１ａを有する。また、同心円照明部１３２は、対物レンズ３１ａを用いて、検査対象Ｐ１にＲＧＢの同心円光を照射するように構成されている。これにより、既存の対物レンズ３１ａを有効に利用して、検査対象Ｐ１にＲＧＢの同心円光を照射することができるので、同心円照明部１３２に照明用レンズを別個に独立して設ける必要がない。その結果、撮像部３１および同心円照明部１３２の構造の簡素化を図ることができるとともに、撮像部３１および同心円照明部１３２の配置の省スペース化を図ることができる。
【0104】
また、第２実施形態では、上記のように、対物レンズ３１ａは、撮像部３１において検査対象Ｐ１側に最も近い位置に配置された対物レンズである。これにより、対物レンズ３１ａを有効に利用して、検査対象Ｐ１にＲＧＢの同心円光を照射することができる。
【0105】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【0106】
［第３実施形態］
次に、図１６～図１８を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、同心円照明部に３色を設けた上記第１および第２実施形態と異なり、同心円照明部に４色を設けた例について説明する。なお、上記第１および第２実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
次に、図１６～図１８を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、同心円照明部に３色を設けた上記第１および第２実施形態と異なり、同心円照明部に４色を設けた例について説明する。なお、上記第１および第２実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
【0107】
（実装基板検査装置の構成）
本発明の第３実施形態による実装基板検査装置３００は、図１６に示すように、上記第２実施形態の同心円照明部１３２に代えて、同心円照明部２３２を備える点で、上記第２実施形態による実装基板検査装置２００と相違する。なお、実装基板検査装置３００は、２次元照明部３３と、３次元計測部３４とを備えている。また、実装基板検査装置３００は、請求の範囲の「検査装置」の一例である。
本発明の第３実施形態による実装基板検査装置３００は、図１６に示すように、上記第２実施形態の同心円照明部１３２に代えて、同心円照明部２３２を備える点で、上記第２実施形態による実装基板検査装置２００と相違する。なお、実装基板検査装置３００は、２次元照明部３３と、３次元計測部３４とを備えている。また、実装基板検査装置３００は、請求の範囲の「検査装置」の一例である。
【0108】
ここで、第３実施形態では、図１６に示すように、同心円照明部２３２は、ＲＧＢを１色ずつと、同心円の最も外側にＲＧＢのうち同心円の中心の色と同じ色とを含む、ＲＧＢの同心円光を照射するように構成されている。具体的には、同心円照明部２３２は、上記第２実施形態の同心円光源部３２ａに代えて、同心円光源部２３２ａを有している。
【0109】
図１６および図１７に示すように、同心円光源部２３２ａは、ＲＧＢを１色ずつと、同心円の最も外側にＲＧＢのうち同心円の中心の色と同じ色とを含む、ＲＧＢの同心円光を発するように構成されている。ＲＧＢの同心円光は、略円形状の第１の色の光と、略円形状の第１の色の光の外周を取り囲むように配置された略リング状の第２の色の光と、略リング状の第２の色の光の外周を取り囲むように配置された略リング状の第３の色の光と、略リング状の第３の色の光の外周を取り囲むように配置された略リング状の第１の色の光とを含んでいる。中心の第１の色の光と、第２の色の光と、第３の色の光と、最も外側の第１の色の光とは、中心側から外周側に向かってこの順に配置されている。なお、ＲＧＢの同心円光における赤色、緑色および青色の配置順および中心と最も外側の色は、特に限られないが、図１６および図１７に示す例では、一例として、赤色、緑色、青色および赤色が中心側から外周側に向かってこの順に配置されている。
【0110】
また、同心円光源部２３２ａは、中心の色の照射立体角Ｉの終端（外側端）と、最も外側の色の照射立体角Ｉの始端（内側端）との間の角度が、観察立体角Ｏの値よりも大きいＲＧＢの同心円光を照射するように構成されている。すなわち、同心円光源部２３２ａは、中心の色の光と、最も外側の色の光との同一色の光が同時に観察立体角Ｏ内に包含されないＲＧＢの同心円光を照射するように構成されている。
【0111】
図１８は、第３実施形態の同心円照明部２３２を利用した検査対象Ｐ１の検査面の傾斜角度に応じたＲＧＢ比率の変化を示したグラフである。図１８に示すグラフと、上記第１実施形態の図９に示すグラフとを比較すると、図１８に示すグラフでは、検査対象Ｐ１の傾斜角度測定範囲の終盤（すなわち、検査対象Ｐ１の傾斜角度が大きい場合）において、赤色と青色との比率が変化していることが分かる。すなわち、図１８に示すグラフでは、検査対象Ｐ１の傾斜角度測定範囲の終盤においても、複数色（２色）の明るさの変化（比率の変化）に基づいて、傾斜角度を取得することができることが分かる。すなわち、第３実施形態では、検査対象Ｐ１の傾斜角度測定範囲の終盤における参考データを増やした状態で、傾斜角度を取得することが可能である。なお、詳細な説明は省略するが、第３実施形態では、換算情報４２ａとして、図１８に示すようなグラフに対応する情報が取得（作成）される。
【0112】
なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【0113】
（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【0114】
第３実施形態では、上記のように、同心円照明部２３２は、ＲＧＢを１色ずつと、同心円の最も外側にＲＧＢのうち同心円の中心の色と同じ色とを含む、ＲＧＢの同心円光を照射するように構成されている。これにより、ＲＧＢの同心円光が同心円の最も外側にＲＧＢのうち同心円の中心の色と同じ色を含むことにより、検査対象Ｐ１の傾斜角度測定範囲の終盤（すなわち、検査対象Ｐ１の傾斜角度が大きい場合）においても、複数色の明るさの変化に基づいて、検査対象Ｐ１の傾斜角度を精度よく取得することができる。
【0115】
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【0116】
［第４実施形態］
次に、図１９～図２３を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態では、上記第１実施形態の構成に加えて、色相情報をさらに考慮して傾斜角度を取得する例について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
次に、図１９～図２３を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態では、上記第１実施形態の構成に加えて、色相情報をさらに考慮して傾斜角度を取得する例について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
【0117】
（実装基板検査装置の構成）
本発明の第４実施形態による実装基板検査装置４００は、図１９（Ａ）（Ｂ）に示すように、上記第１実施形態の同心円照明部３２に代えて、同心円照明部３３２を備える点で、上記第１実施形態による実装基板検査装置１００と相違する。なお、実装基板検査装置４００は、２次元照明部３３と、３次元計測部３４とを備えている。また、実装基板検査装置４００は、請求の範囲の「検査装置」の一例である。
本発明の第４実施形態による実装基板検査装置４００は、図１９（Ａ）（Ｂ）に示すように、上記第１実施形態の同心円照明部３２に代えて、同心円照明部３３２を備える点で、上記第１実施形態による実装基板検査装置１００と相違する。なお、実装基板検査装置４００は、２次元照明部３３と、３次元計測部３４とを備えている。また、実装基板検査装置４００は、請求の範囲の「検査装置」の一例である。
【0118】
第４実施形態では、図１９（Ａ）（Ｂ）に示すように、同心円照明部３３２は、ＲＧＢの同心円光に加えて、白色光を検査対象Ｐ１に照射することが可能なように構成されている。具体的には、同心円照明部３３２は、上記第１実施形態の同心円光源部３２ａに代えて、同心円光源部３３２ａを有している。
【0119】
同心円光源部３３２ａは、赤色光源６１、緑色光源６２および青色光源６３に加えて、白色光源３６６をさらに含んでいる。白色光源３６６は、ＲＧＢの同心円光と略同じ略円形状の白色の光を発するように構成されている。白色光源３６６は、複数（図１９（Ｂ）では１７個）の白色ＬＥＤにより構成されている。また、同心円光源部３３２ａは、赤色光源６１、緑色光源６２および青色光源６３と、白色光源３６６とを互いに独立して点灯させることが可能なように構成されている。これにより、同心円照明部３３２は、ＲＧＢの同心円光と、白色光とを互いに独立して検査対象Ｐ１に照射することが可能なように構成されている。この場合、同心円照明部３３２と別個に独立して白色照明を設ける必要がないので、装置の構造が複雑化することを抑制することが可能である。
【0120】
【0121】
図２０に示すように、色相を持たない面（鏡面、白色面、黒色面および灰色面など）では、ＲＧＢの各色に対する反射特性は同じである。このため、色相を持たない面にＲＧＢの同心円光を照射した場合、色相を持たない面の種類（鏡面、白色面、黒色面および灰色面など）によって、反射光の強度は変化するが、色相を持たない面の種類（鏡面、白色面、黒色面および灰色面など）によらず、反射光のＲＧＢ比率は変化せず保持される。この場合、図９に示すような換算情報４２ａにより、傾斜角度を取得することが可能である。
【0122】
一方、図２１に示すように、色相を持つ面（緑色面、黄色面および赤色面など）では、ＲＧＢの各色に対する反射特性が色相ごとに異なる。このため、色相を持つ面にＲＧＢの同心円光を照射した場合、色相を持つ面の種類（緑色面、黄色面および赤色面など）によって、反射光のＲＧＢ比率が変化する。この場合、図９に示すような換算情報４２ａだけでは、傾斜角度を取得することが困難である。なお、実装基板Ｐにおいては、色相を持つ面は、たとえば、銅箔面（赤系の色相の面）および金箔面（黄系の色相の面）などである。
【0123】
そこで、図２２に示すように、第４実施形態では、制御装置４０は、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象Ｐ１の撮像部３１による撮像結果と、白色光を照射した検査対象Ｐ１の撮像結果から取得される検査対象Ｐ１の色相情報とに基づいて、検査対象Ｐ１の傾斜角度を取得するように構成されている。
【0124】
具体的には、制御装置４０は、同心円照明部３３２により白色光を照射した検査対象Ｐ１（実装基板Ｐ）を撮像部３１により撮像させる制御を行うように構成されている。また、制御装置４０は、白色光を照射した検査対象Ｐ１の撮像部３１による撮像結果を取得するように構成されている。また、制御装置４０は、取得した撮像結果に基づいて、撮像結果における検査対象Ｐ１のＲＧＢの各色の明度（色相情報）を取得するように構成されている。また、制御装置４０は、取得した検査対象Ｐ１のＲＧＢの各色の明度に基づいて、検査対象Ｐ１の色相補正係数（色相情報）を取得するように構成されている。色相補正係数は、色相によるＲＧＢ比率の相違をキャンセルするための係数である。色相補正係数は、たとえば、白色光の照射下における検査対象Ｐ１のＲＧＢ比率の逆数として取得される。
【0125】
また、制御装置４０は、上記第１実施形態と同様に、同心円照明部３３２によりＲＧＢの同心円光を照射した検査対象Ｐ１の撮像部３１による撮像結果に基づいて、ＲＧＢの各色の明度を取得するように構成されている。また、制御装置４０は、ＲＧＢの同心円光を用いて取得した検査対象Ｐ１のＲＧＢの各色の明度に、検査対象Ｐ１の色相補正係数を乗算することにより、ＲＧＢの同心円光を用いて取得した検査対象Ｐ１の撮像結果を補正する制御を行うように構成されている。これにより、制御装置４０は、色相の相違を補正した検査対象Ｐ１の撮像結果を取得するように構成されている。
【0126】
また、制御装置４０は、補正後の検査対象Ｐ１の撮像結果に基づいて、色相の相違を補正した検査対象Ｐ１のＲＧＢ比率を取得するように構成されている。また、制御装置４０は、取得した検査対象Ｐ１のＲＧＢ比率に基づいて、検査対象Ｐ１の傾斜角度を取得するように構成されている。具体的には、制御装置４０は、検査対象Ｐ１のＲＧＢ比率と、換算情報４２ａとに基づいて、検査対象Ｐ１の傾斜角度を取得するように構成されている。
【0127】
また、第４実施形態では、ＲＧＢの同心円光と同一光路（同一照射経路）で照射した白色光による検査対象Ｐ１の撮像結果を取得するので、白色光による検査対象Ｐ１の撮像結果に基づいて検査対象Ｐ１の色相補正係数（色相情報）を精度よく取得することが可能である。
【0128】
図２２では、色相を持たない銀色面（半導体ウエハチップ）、色相を持つ黄色面（金箔）、および、色相を持つ赤色面（銅箔）の３つの面に対して、上記色相補正を行う例を図示している。なお、３つの面は、同一角度に傾斜されている。
【0129】
白色光の照射下の撮像結果において、色相を持たない銀色面では、ＲＧＢの各色の反射特性が同じであるため、赤色、緑色および青色の明度はいずれも１００である。また、色相を持つ黄色面では、ＲＧＢの各色の反射特性が異なるため、赤色の明度が１００であり、緑色の明度が１００であり、青色の明度が５０である。また、色相を持つ赤色面では、ＲＧＢの各色の反射特性が異なるため、赤色の明度が１００であり、緑色の明度が５０であり、青色の明度が２５である。
【0130】
この撮像結果に基づいて色相補正係数を取得した場合、色相を持たない銀色面では、赤色、緑色および青色の色相補正係数はいずれも１（Ｒ係数：Ｇ係数：Ｂ係数＝１：１：１）となる。また、色相を持つ黄色面では、赤色の色相補正係数が１となり、緑色の色相補正係数が１となり、青色の色相補正係数が２（Ｒ係数：Ｇ係数：Ｂ係数＝１：１：２）となる。また、色相を持つ赤色面では、赤色の色相補正係数が１となり、緑色の色相補正係数が２となり、青色の色相補正係数が４（Ｒ係数：Ｇ係数：Ｂ係数＝１：２：４）となる。
【0131】
また、ＲＧＢ同心円光の照射下の撮像結果において、色相を持たない銀色面では、赤色の明度が４２であり、緑色の明度が５であり、青色の明度が９２である。また、色相を持つ黄色面では、青色の反射光が得られにくいため、色相を持たない銀色面とは異なり、赤色の明度が４２であり、緑色の明度が５であり、青色の明度が４６である。また、色相を持つ赤色面では、緑色および青色の反射光が得られにくいため、色相を持たない銀色面とは異なり、赤色の明度が４２であり、緑色の明度が２．５であり、青色の明度が２３である。
【0132】
このように、上記色相補正を行わない場合には、色相を持たない銀色面、色相を持つ黄色面、および、色相を持つ赤色面の３つの面の各々においてＲＧＢ比率が異なるため、３つの面の各々が同一の傾斜角度を有しているにもかかわらず、３つの面において異なる傾斜角度が取得されてしまう。
【0133】
一方、色相補正係数に基づいてＲＧＢ同心円光の照射下の撮像結果を補正した場合、色相を持たない銀色面では、Ｒ係数：Ｇ係数：Ｂ係数＝１：１：１であるため、色相補正係数を明度に乗算すると、補正後の赤色の明度が４２となり、補正後の緑色の明度が５となり、補正後の青色の明度が９２となる。また、色相を持つ黄色面では、Ｒ係数：Ｇ係数：Ｂ係数＝１：１：２であるため、色相補正係数を明度に乗算すると、補正後の赤色の明度が４２となり、補正後の緑色の明度が５となり、青色の明度が９２となる。また、色相を持つ赤色面では、Ｒ係数：Ｇ係数：Ｂ係数＝１：２：４であるため、色相補正係数を明度に乗算すると、補正後の赤色の明度が４２となり、補正後の緑色の明度が５となり、青色の明度が９２となる。
【0134】
このように、上記色相補正を行う場合には、色相を持たない銀色面、色相を持つ黄色面、および、色相を持つ赤色面の３つの面の各々においてＲＧＢ比率が同じになるため、同一の傾斜角度を有する３つの面において同一の傾斜角度を取得することが可能である。
【0135】
（基板検査処理）
次に、図２３を参照して、第４実施形態の実装基板検査装置４００による基板検査処理をフローチャートに基づいて説明する。なお、フローチャートの各処理は、制御装置４０により行われる。
次に、図２３を参照して、第４実施形態の実装基板検査装置４００による基板検査処理をフローチャートに基づいて説明する。なお、フローチャートの各処理は、制御装置４０により行われる。
【0136】
図２３に示すように、まず、ステップＳ２１において、同心円照明部３３２により白色光を照射した検査対象Ｐ１（実装基板Ｐ）の撮像部３１による撮像結果が取得される。
【0137】
そして、ステップＳ２２において、検査対象Ｐ１の撮像結果に基づいて検査対象Ｐ１の色相補正係数が取得される。ステップＳ２２では、たとえば、撮像結果（画像）の画素ごとの色相補正係数が取得される。また、ステップＳ２２では、たとえば、撮像結果（画像）の画素の集合体ごとの色相補正係数（集合体における平均の色相補正係数）が取得される。
【0138】
そして、ステップＳ２３において、同心円照明部３３２によりＲＧＢ同心円光を照射した検査対象Ｐ１（実装基板Ｐ）の撮像部３１による撮像結果が取得される。
【0139】
そして、ステップＳ２４において、色相補正係数に基づいて、ＲＧＢ同心円光を用いて取得した検査対象Ｐ１の撮像結果が補正される。
【0140】
そして、ステップＳ２５において、補正後の検査対象Ｐ１の撮像結果に基づいて検査対象Ｐ１のＲＧＢ比率が取得される。ステップＳ２５では、たとえば、撮像結果（画像）の画素ごとのＲＧＢ比率が取得される。また、ステップＳ２５では、たとえば、撮像結果（画像）の画素の集合体ごとのＲＧＢ比率が取得される。
【0141】
そして、ステップＳ２６において、補正後の検査対象Ｐ１のＲＧＢ比率と、換算情報４２ａとに基づいて、検査対象Ｐ１の傾斜角度が取得される。ステップＳ２６では、たとえば、撮像結果（画像）の画素ごとの傾斜角度が取得される。また、ステップＳ１２では、たとえば、撮像結果（画像）の画素の集合体ごとの傾斜角度が取得される。
【0142】
そして、ステップＳ２７において、検査対象Ｐ１の傾斜角度に基づいて検査対象Ｐ１の状態の検査が行われる。ステップＳ２７では、検査対象Ｐ１の傾斜角度に基づいて傾斜角度の変化点が部品Ｅのクラックとして検出される。また、ステップＳ２７では、部品Ｅの傾斜角度と、３次元計測部３４により取得した実装基板Ｐの傾斜方向、傾斜角度および部品Ｅの傾斜方向と基づいて、実装基板Ｐとの間に極端な角度差を有する部品Ｅが、実装基板Ｐからの浮きが発生した部品Ｅとして検出される。そして、基板検査処理が終了される。
【0143】
なお、第４実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【0144】
（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【0145】
第４実施形態では、上記のように、制御装置４０は、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象Ｐ１の撮像部３１による撮像結果と、白色光を照射した検査対象Ｐ１の撮像結果から取得される検査対象Ｐ１の色相情報とに基づいて、検査対象Ｐ１の傾斜角度を取得するように構成されている。これにより、色相を持つ面と色相を持たない面とではＲＧＢの反射特性が異なること、および、色相を持つ面でも色相ごとにＲＧＢの反射特性が異なることを考慮して、検査対象Ｐ１の傾斜角度をより精度よく取得することができる。
【0146】
なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【0147】
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【0148】
たとえば、上記第１～第４実施形態では、本発明を、実装基板検査装置に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、実装基板検査装置以外の検査装置に適用されてもよい。なお、本発明は、鏡面部材および透明部材（透明ケースなど）などの十分な散乱光が得られにくいために、傾斜角度の情報が得られにくい部材（検査対象）の検査に特に適している。
【0149】
また、上記第１～第４実施形態では、実装基板検査装置（検査装置）が、２次元照明部と３次元計測部とを備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、検査装置が、２次元照明部と３次元計測部とを備えていなくてもよい。また、検査装置が、２次元照明部と３次元計測部とのうちのいずれか一方のみを備えていてもよい。
【0150】
また、上記第１～第４実施形態では、同心円光源部と検査対象との間にハーフミラーを設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、同心円光源部と検査対象との間にプリズムを設けてもよい。
【0151】
また、上記第１～第４実施形態では、換算情報が換算テーブルである例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、換算情報が、ＲＧＢ比率を傾斜角度に換算する換算用関数であってもよい。
【0152】
また、上記第１～第４実施形態では、検査対象の傾斜角度に基づいて、部品のクラックおよび部品の浮きを検出する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、検査対象の傾斜角度に基づいて、検査対象（部品および基板など）のゆがみを検出してもよい。
【0153】
また、上記第１～第４実施形態では、検査対象の傾斜角度に基づいて、半導体ウエハチップのクラックを検出する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、検査対象の傾斜角度に基づいて、ＬＥＤ部品のモールド部分（透明樹脂部分）のクラックを検出してもよい。
【0154】
また、上記第１～第４実施形態では、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象の撮像部による撮像結果に基づく検査対象の傾斜角度と、３次元計測部による検査対象の高さ情報とに基づいて、部品の浮きを検出する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象の撮像部による撮像結果に基づく検査対象の傾斜角度と、３次元計測部による検査対象の高さ情報とに基づいて、部品のクラックを検出してもよい。また、本発明では、可能な場合には、ＲＧＢの同心円光を照射した検査対象の撮像部による撮像結果に基づく検査対象の傾斜角度のみに基づいて、部品の浮きを検出してもよい。
【0155】
また、上記第１および第４実施形態では、説明の便宜上、制御処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御処理を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。
【符号の説明】
【0156】
３１ 撮像部
３１ａ 対物レンズ（撮像用レンズ）
３２、１３２、２３２、３３２ 同心円照明部
３４ ３次元計測部
４０ 制御装置（制御部）
４２ａ 換算情報
６１ 赤色光源
６２ 緑色光源
６３ 青色光源
７１ 白色光源
７２ カラーフィルタ
１００、２００、３００、４００ 実装基板検査装置（検査装置）
Ｅ 部品
Ｐ 実装基板
Ｐ１ 検査対象
３１ａ 対物レンズ（撮像用レンズ）
３２、１３２、２３２、３３２ 同心円照明部
３４ ３次元計測部
４０ 制御装置（制御部）
４２ａ 換算情報
６１ 赤色光源
６２ 緑色光源
６３ 青色光源
７１ 白色光源
７２ カラーフィルタ
１００、２００、３００、４００ 実装基板検査装置（検査装置）
Ｅ 部品
Ｐ 実装基板
Ｐ１ 検査対象
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】