JPH0797084B2

JPH0797084B2 - 鑞付けジョイントの検査方法及びその装置

Info

Publication number: JPH0797084B2
Application number: JP3098221A
Authority: JP
Inventors: カート・レイサー
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1990-04-03
Filing date: 1991-04-03
Publication date: 1995-10-18
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: KR950009067B1; KR910018806A; US5064291A; JPH04364443A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気部品の自動検査技術
に関し、特に、シェーディング、即ちその表面からの反
射光の強度から、鑞付けジョイント即ち結合部の形状を
決定する光学的検査方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】電気回路の大量生産は電気
部品を回路盤に自動的に鑞付けすることに大きく依存し
ている。製造技術は、機械的鑞付けの９７％もが無欠陥
のレベルまで進歩して来たが、これらが最終ユーザーに
出荷される前に、鑞付けジョイントを検査して、鑞付け
欠陥のある組立て体を排除する品質管理を行なわなけれ
ばならない。規格では、鑞付けジョイントを目視検査
し、鑞付けジョイントの外観の良否を詳細に調べること
になっている。

【０００３】鑞付けジョイントの検査は一般的には検査
員がこのジョイントを目視検査することによって行われ
ている。然し、この方法は検査員による個人差が大き
く、又たとえ一人の検査員によって行われるとしても、
これも時間により可なりの偏差がある。これは、検査員
がたった３０分の間に３０００か所もの鑞付けジョイン
トを見なければならないことからも、容易に想像し得る
ことである。

【０００４】この目視検査を自動検査装置に置き換える
各種のシステムが提案されており、この中にはＸ線映像
を用い、これをコンピューター処理する方法が含まれて
いる。この型の代表的システムがＩＲＴコーポレーショ
ン・サンディエゴ（カリホルニヤ）で作られており、そ
の商品名が“モデルナンバーＣＸＩ−５２１０”であ
る。この装置は、コリメートされた細いビームの光源か
らのＸ線を回路盤の鑞付けジョイントに当て、蛍光スク
リーン上に可視光線のイメージを作る。ビデオカメラが
スクリーン上のこの可視像のデジタル化した又はピクセ
ル化した像を作り出し、これがコンピューターにインプ
ットされ、その回路盤の品質基準でプログラミングされ
たソフトウエヤーに基づいて各イメージの検査決定を行
う。このＸ線システムは詳細な検査結果を提供すること
が出来るが、得られた結果が目視検査と両立しない。

【０００５】赤外線検出器を用い、極度の温度変化を受
けた鑞付けジョイントの熱信号を感知する別のシステム
が、Ｒ．Ｖａｎｚｅｔｔｉ等著「鑞付けと検査の組合わ
せ」（ＬｅｅｅＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｓＭ
ａｇａｚｉｎｅ、Ｏｃｔ，１９８８，ｐｐ２９−３２）
に記載されている。このシステムの主な欠点は、実際に
使用したとき、ジョイントの良品と不良品との判別の信
頼性が低く、目視基準に適合しない点である。

【０００６】可視光線とマシンビジョン（ｍａｃｈｉｎ
ｅｖｉｓｉｏｎ）検出とに基礎を置くシステムも又発
達してきた。この様なシステムの１つが、題名「自動鑞
付けジョイント検査への立体的試み」Ｓ．Ｃｈｅｎ著
（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎ
ｇ、Ｎｏｖ．１９８８）に記載されている。このシステ
ムは、構造光線（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｌｉｇｈ
ｔ）、即ち既知の形状又は構造の光線、に基礎を置いて
いる。この光線が物体に投射され、その反射光線が、プ
ロジェクターから一定角度に置かれた１つのカメラによ
って捕らえられる。この反射光線と既知の投射形状との
間の歪みを用いて、物体の全ての点の、プロジェクター
及びカメラからの距離が計算される。再構成された立体
形状が、所定の検査基準によってプログラムの組まれた
ソフトウエヤーによって処理される。

【０００７】別の立体光学システムが、著者Ｄ．Ｃａｐ
ｓｏｎ「鑞付けジョイントを機械検査するためのティア
ード・カラー・イルミネーション装置」（ＩｅｅｅＴ
ｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰａｔｔｅｒｎＡｎａ
ｌｙｓｉｓａｎｄＭａｃｈｉｎｅＩｎｔｅｌｌｉ
ｇｅｎｃｅ、ｖｏｌ．１０，ｎｏ．３，Ｍａｙ１９８
８，ｐｐ．３８７−３９３）に記載されている。このシ
ステムにおいては、ティアード照射装置を用い、鑞付け
ジョイント上に色彩輪郭（Ｃｏｎｔｏｕｒ）を作り、欠
陥の検出及び分類を行う。欠陥のタイプによって、バイ
ナリー・イメージ技術を用いて処理された色彩輪郭の特
徴的パターンが、像の各色面に現れる。鑞付けジョイン
トの色彩輪郭の形及び色彩レベルの強度を測定する幾何
学的デスクリプターを用い、各欠陥の等級が同定され
る。然し、このシステムの解像度は非常に粗く、多くの
場合、鑞付けジョイントの信頼性の高い検査を行うこと
が出来ない。

【０００８】別の立体的光学システムがＲｏｂｏｔｉｃ
ＶｉｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．（ＲＶＳ
Ｉ）ｏｆＨａｕｐｐａｕｇｅ，ＮＹ，によって、商品
名ＨＲ−２０００で製造されている。この装置は光学的
三角測量で立体的に見る方法を用い、全ての鑞付けジョ
イント上の多数の点を測定する。得られたデータ・セッ
トが鑞付けジョイントと、回りの盤及び部品との解像度
の高い幾何学的地図を提供する。全てのデータが直接測
定され、最終決定をするためにデータから推定を行う必
要が無い。

【０００９】この立体的光学像処理システムの主なる欠
点は、満足すべき速度と処理量を得るために、大型で高
価なコンピューターと、動く部分を含む特殊なハードウ
エヤーとを必要とすることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の“シェープ・フ
ロム・シェーディング”（ｓｈａｐｅｆｒｏｍｓｈ
ａｄｉｎｇ）技術の基本的趣旨は、１つの表面のオリエ
ンテーションが、ビューアー及び光源に対して変化した
とき、その表面のシェーディング、従って表面から反射
される光の強度が変化する、と言うことである。若し、
１つの表面が光を反射し、ビューアーの位置、及び光源
の位置が既知であるとすると、表面のオリエンテーショ
ン即ち方位、更に特定すればその傾斜即ちティルト（ｔ
ｉｌｔ）を引き出すことが出来る。本発明の方法及び装
置は反射された光の強度即ち強さを測定し、鑞付けジョ
イントの隅肉のハイト・プロフィル即ち高さに関する形
状を得、このプロフィルを予め決められている基準と比
較し、隅肉部の完全性を決定する。

【００１１】本発明は、特に、鑞付けジョイントの検査
に利点を持つ。然し、実質的に一定のアルベド（ａｌｂ
ｅｄｏ）即ち反射係数を持ち、亘つその反射特性が既知
である物体に対しては全て、本発明の考え方を用い、そ
の表面の高さを決定することが出来る。

【００１２】本発明により、鑞付けの面が第１の角度か
ら照射され、あるティルト角度の範囲に亘って傾けられ
る。ティルトの増分に対し反射光の強度値が測定され
る。この手順が第２の照射角度から再び繰り返される。
２つの照射角度における、反射光の強度測定値の関数と
しての、１連のティルト増分のアレーが得られる。増分
走査の間隔にティルト角度のタンジェントが掛けられ、
鑞付け面の高さの増分変換値の１つの対応するアレー
（１連の数値列）が得られる。鑞付けの隅肉部が第１の
角度から第２の角度へと次々に連続的に照射され、基板
から隅肉壁の所定の点に向かって伸びる線に沿って光学
的に走査される。走査線に沿う増分点で得られた強度値
を用い、アレーがアクセスされ、第１及び第２の角度か
らの隅肉の照射から得られた第１及び第２の反射光の強
度値の関数としての増分高さの変換値が得られ、これら
が集計されて、所定点における隅肉壁の高さが得られ
る。この高さが予め決められている検査基準と比較さ
れ、隅肉の完全性が決定される。マット・コーティング
（ｍａｔｔｅｃｏａｔｉｎｇ）を用いて、コーティン
グされた鑞付け面に、より低くより均一な反射係数を与
えることが出来る。

【００１３】アレーの中の反射光の強度値は実験的に決
められるが、内挿法を用いて、全表面の傾斜について測
定値の抜けている部分を補充することが出来る。２方向
からの照射を用いて表面ティルトを決定することによっ
て単一の、言い換えれば明白な値が得られる。然し、本
発明は只１つの光源を用いて行うことも出来る。この別
の方法は構造を簡単にすることが出来、又、２つのティ
ルト角度における反射光の強度の同等値から生ずる暖昧
さが問題にならない場合に、有効に適用することが出来
る。この発明は１つのオプティカル・スキャナーと２つ
の光源を用いて行われ、この場合、鑞付けジョイントが
点灯した第１の光源のみで先ず走査され、次に点灯され
た第２の光源のみで再び走査される。２つのスキャナー
と１つの光源とを用いて同じ結論を得ることが出来、こ
の場合は、２つのスキャナーを同時に動かすことが出来
る。スキャナーが多色像、例えば組み合わせてあらゆる
色を合成することの出来る三原色の像、を同時に記録で
きる場合は、光源に２つの異なった色の光を作り出さ
せ、スキャナーが２種類の色にそれぞれ対応する別々の
像を作り出すようにすることが出来る。このことにより
本発明は、１つの多色カメラと２つの光源を用い、２つ
の像を同時に得ることが出来る。

【００１４】感知した反射光の強度値をインプット変数
として使用して、反射光の強度とティルトとの間の関係
を現す１つの近似式を解くことによって、リアルタイム
でティルトを交互に計算することが出来る。本発明を行
う更に別の方法は、それぞれの点における２つの反射光
の強度の比を計算し、この比を、１次元的参照用テーブ
ルへのインプット値として使用するか、又は１つの式を
用いたリアルタイムの計算のために使用することが出来
る。

【００１５】本発明のこれら及びその他の利点特徴につ
いて、以下図面を用いて説明する。尚、図面の同じ部分
に就いては同じ参照符号が用いられている。

【００１６】

【実施例】図１を用いて説明すると、鑞付けジョイント
の全体が参照符号１０で示されており、これが回路盤等
（図示無し）に設けられる金属パット１２を含む。フラ
ットパックされた回路チップ（図示無し）の如き電気部
品から延びる金属リード線１４が下向きに延びてこのパ
ット１２に接する。リード線１４がその左右及び下端部
に隅肉（ｆｉｌｌｅｔ）１６ａ，１６ｂ，１６ｃを形成
する１塊の鑞１６によってパット１２に電気的に接続さ
れる。右側の隅肉１６ｂに就いて言うと、これに全体的
に凹んだ壁１６ｄがある場合が示されている。

【００１７】鑞付けジョイントには、本発明がその検出
に用いられるような多数の欠陥が現れ、この中にはブリ
ッジ、位置間違い、形状不良のジョイント（ディウエッ
ティング即ち鑞流失、無鑞付け、不完全鑞付け）等が含
まれる。本発明の説明においては、図１に示した特定の
型の欠陥について考えることにする。図に示すごとく、
中間区域１６ｅにおける隅肉１６ｂの高さは、リード線
１４の右側の部分に見えるその他の区域の隅肉１６ｂよ
りも低い。一般的にリード線の側面の１／２以上が露出
していれば、その鑞付けジョイントは不完全なものとさ
れる。従って、鑞付けジョイントの高さ方向の形状を、
リード線と接触する隅肉上の１本の線に沿って決定する
ことが出来るならば、これを予め決められた規格と近似
式を用いて比較し、露出しているリード線の比率を計算
することが出来る。これらの操作は本発明では自動的に
行われ、多数の鑞付けジョイントを、高速で高度の信頼
性をもって欠陥検査することが出来る。

【００１８】本発明の“シェープ・フロム・シェーデイ
ング”法の要旨は、ビユーアー及び照射光源に対して表
面のオリエンテーションが変化するとき、表面の見掛け
輝度即ちシェーディングが変化する、と言うことであ
る。この輝度が表面のアルベト即ち反射係数に比例し、
又、照射光源の強度及び方向に比例する。本発明の目的
のために、見掛け輝度が表面の反射率の関数と、オリエ
ンテーション即ち方位とによってのみ変化する。これ
は、その他の因子が所定の光源形状に対しての一定値を
持ち、単一の比例定数として互いに差異を無視して一様
に扱うことが出来るからである。若しも、反射表面のア
ルベド及び照射光源の特性が既知であるならば、本発明
により、表面のティルトが表面の反射光強度の関数とし
て決定される。

【００１９】このシェーディング・システムから鑞付け
ジョイントの形状を展開する第１段階は、鑞が光を反射
する仕方を設計することである。鑞付け法を行うと、白
っぽい物質が隅肉の全面に不規則に現れると言うことが
判った。この物質で覆われた鑞は覆われていない鑞と比
較して明らかに反射率特性が違う。シェーディング・シ
ステムから得られる形状は、隅肉のアルベドがその表面
全体に就いて一定であると言う仮定に基づいている。こ
の白い物質は只単に鑞上に載っているだけではなく、鑞
の表面に密着し、摩擦及び又は溶剤で取ろうとしても容
易に取ることが出来ない。シェーディングシステムから
得られる形状は鈍い色をした表面又はアルベド値の低い
表面の場合良い形状をしており、従って白い物質で全面
を覆われた隅肉の方がこれのない隅肉よりも良い、と言
うことが実験的に判った。この問題の１つの解決法は、
鑞付けジョイントにコーティングをし、覆われていない
鑞の部分を被覆し、隅肉の全面に均一なアルベドを作り
出す、と言うことである。商品名“ＭａｔｔｅＦｉｎ
ｉｓｈｎｏ．１３１１”でクリロン社で作っているス
プレー商品で、鑞付けジョイントを被覆する場合、鑞付
け表面が実質的に一定のアルベドを示し、且つ鑞付け表
面のアルベドを裸の鑞の場合より低い値に下げると言
う、満足すべき結果を得ると言う結論が出された。

【００２０】鑞付け面の反射率特性が図２に示す装置を
用いて写しとられた。平らな金属板２０が鑞でコーティ
ングされ、その上の面が上述したクリロン社の製品で覆
われ、均一で一定のアルベドを持つ被覆された鑞の表面
が作られた。垂線に対する板２０のティルト角度ｔを０
°から９０°に変えることが出来るような形をしたティ
ルト面２２に板２０が装着された。チャージ・カップル
ド・デバイス（ＣＣＤ）カメラを含むスキャナー２４
と、光ファイバーによって作られた第１及び第２の指向
性光源２６，２８とが板２０のティルト面の中に装着さ
れた。光源２６，２８の軸が垂線に対してそれぞれ３５
°及び７０°傾けられた。然し、この角度は本発明の請
求の範囲に制限されず、広い範囲で変えることが出来
る。又、単一の光源を用い、これを光源２６，２８の位
置に順次装着し、同じ結果を得ることが出来る。

【００２１】光源２６が先ず点灯され、一方光源２８が
消灯され、板２０が０°から９０°のティルト範囲で傾
けられ、板２０の表面の反射光の強度即ちシェーディン
グＩがティルトの各増分値において感知され、図３に示
す曲線３０が作られた。光源２８が点灯され、光源２６
が消灯され、同じ手順が繰り返され、図３に示す曲線３
２が作られた。反射光の強度Ｉの数値は、デジタル化さ
れた又は画素化された像を記憶するＣＣＤカメラのアウ
トプットを現し、この場合、各画素は２５５（８ビッ
ト）の最大数値を持つ。

【００２２】コーティングすることによって図３に示す
ような曲線が作られ、この曲線は十分に分かれており、
本発明を実施するのに適した反射光強度値の範囲を得る
ことが出来る。裸のコーティングされていない鑞が作り
出す曲線は殆ど真っ直ぐな垂直線で、最大最小値の角度
範囲が非常に小さい。

【００２３】図３の左側の曲線３０は、垂線から３５°
傾けられた光線で照射されたとき、強度１００を持つ画
素が１１°又は２６°のいずれかの表面ティルトに相当
することを示している。このことは、単一の光源方向の
下でとられた像が表面の方位に対して二義的であいまい
であることを示している。１つの画素が幾つかの強度を
持つとすると、２つの考え得る方位のいずれが正しいか
知ることが出来ない。この暖昧さを同じ場面の第２の像
をとることによって緩和することが出来、この場合は異
なった方位の光源が用いられる。前の例に続いて、図３
の右側の曲線３２は、光が７０°傾けられたとき、１１
°に向けられた画素の強度が殆ど０で、一方２６°の画
素が約８０の強度を持つことを示している。従って、第
２の光源を用い、第１の光源の下で暖昧であった画素の
正しい方位を識別することが出来る。この例のキーポイ
ントは、単一の光源方向の下でとられた像は表面方位に
関しては暖昧であり、従って、別の光源方向でとられた
別の像を用いて、表面ティルトがいずれであるかを決定
する、と言う点である。

【００２４】只１つの照射光源を用いてティルトを決定
することは理論的に言って暖昧であるが、若しも、既知
の鑞付け表面のティルトが、１つの値を除いてある範囲
内で変化するように予め決められるならば、本発明を只
１つの光源を用いて行うことが出来る。以下に数学的に
証明するごとく、明瞭な一義的傾斜の決定が２つの光源
を用いることによって得られる。このことが図３に示さ
れており、ティルトの各値に対して、曲線３０と３２の
各々から強度値の唯一の組み合わせがあるのである。

【００２５】図３のグラフは１つの方位パラメーターで
あるティルトのみを変化させることによって得られた。
図４に示すごとく、更に板20の方位を、そのスイングを
変化させる、即ち、スキャナー24及び光源26,28 が装着
される面と板20との交差によって決定される線23（図
２）の回りで板20を回転させることによって変えること
が可能である。図５に示すグラフ34及び36は、ティルト
角度をそれぞれ２５°と４０°とに固定し、スイングを
変えることによって得られたものである。この２つの曲
線は類似しており、互いに殆ど重なるような形をしてい
る。

【００２６】図６において、スイング角度を一定にして
ティルト角度を変えることによって図３から得られた曲
線32と、ティルトを一定にしてスイングを変えることに
よって得られた曲線34と、が水平軸上の同じ点の周りに
プロットされている。更に、曲線34がスケールアップさ
れ、曲線32と同じ垂直範囲を持つようにし、これが第３
の曲線34' で示されている。この図から実験的に得られ
た曲線32と34' とが殆ど同じであることが判る。このこ
とは、１つの変数の唯一の関数がこれらの両方の場合に
作用し、別の範囲に別のスケールでずれているだけであ
る、と言うことを示している。２つの照射角度における
スイングの影響が消去され、２つの照射角度からの反射
光の強度を測定することによって、面のティルトが一義
的に決定される。本発明は、２種類以上の照射角度を用
い、理論的には冗長だが、実際の適用においては必要な
データを作り出すことが出来ることが判る。

【００２７】曲線32又は34のいずれか一方が、０≦Ｒ
（ｔ）≦１、及びＲ（０）＝１である１つの関数Ｒ（）
を規定する如くに、スケールを変えらるとする。スキャ
ナー24によって感知される像の強度の妥当なモデルが次
の式によって与えられる、即ち、Ｉ_l ＝α・Ｒ（ｔ−ｔ₁ ）・Ｒ（ｓ）（式１ａ）Ｉ_h ＝α・Ｒ（ｔ−ｔ_h ）・Ｒ（ｓ）（式１ｂ）この場合、ｔはこの場合水平から測ったティルト角度、
ｓはスキャナー及び光源の装着されている面に対して測
ったスイング角度、Ｉ_l は低い照射角度で感知された強
度、Ｉ_h は高い照射角度で感知された強度、Ｒ（ｓ）は
スイングの関数、αは板20の照射表面のアルベド及び光
源26,28 の特性に関する比例定数である。量、０≦Ｒ
（ｔ）≦１は“反射率”の関数として考えられる。光源
は、ｓ＝０及びｔ＝ｔ₁ のとき、Ｉ₁ ＝２５５になるよ
うに調節され、これは前記Ｒ（０）＝１と一致する。反
射率の関数は８ビットのワードによって現すことが出来
る。

【００２８】本発明のシェープ・フロム・シェード技術
を用い、鑞付けジョイントの隅肉、例えば１６ｂ、の高
さを測定するために、変換が次のように行われる、即
ち、Δｚ／Δｘ＝ｆ（Ｉ_ｌ，Ｉ_ｈ）ここで、Δｚ／Δｘ
は、壁１６ｄが隅肉１６ｂの底１６ｆからリード線１４
に向かって光学的に走査されたときの隅肉１６ｂの壁１
６ｄに沿う鑞付け隅肉の高さの増分変化で、ｆ（Ｉ_ｌ，
Ｉ_ｈ）は上記の求める変換式である。

【００２９】式１ａと１ｂとは、ティルト角度を含む、
（Ｉ_ｌ，Ｉ_ｈ）によって検索される参照用テーブルの形
をした二次元アレーの構造を示す。テーブル用の全ての
数値が上述したごとくに実験的に得られる。実際測定に
よってテーブルの全ての値を得ることが出来ない又は実
際的でない場合は、値の幾つかを実験的に得、その他の
値を近似値計算で計算することが出来る。

【００３０】更に詳しく言うと、テーブルへのエントリ
ー即ち登録値は、０°から９０°の各ティルト増分値に
おいて、スイングを０°から９０°に増分的に変化させ
ることによって、得ることが出来る。この代わりに、０
°から９０°のスイングを、只１つのティルト値で測定
し、図５に示す関数Ｒ（ｓ）を得、又、式１ａ及び１ｂ
を用いティルト及びスイングのテーブルエントリーを計
算することが出来る。更にこれに代わるべきものとし
て、スイング曲線３６によって現される関数Ｒ（ｓ）が
図６に示すごとくティルト曲線３２に非常に近似してい
るので、１つのティルト曲線のスケールを変え、スイン
グの経験的測定値の代わりに、Ｒ（ｓ）の関数として使
用することが出来る。この観察により、ティルトの測定
値のみを用い、参照用テーブルのエントリーを得ること
が可能である。

【００３１】参照用テーブルに蓄えられたエントリーの
アレイが、実際に直接測ったものよりもより多くの増分
値を含んでいなければならないときは、テーブルの抜け
たところを近似内挿計算で埋めることが出来る。題名
「コンピューター・ビジョン」著者Ｄ．Ｂａｌｌａｒｄ
等、プレンティース・ホール社、１９８２，ｐｐ．２５
２２５３、のテキストブックに記載されている中間軸変
換計算方法を変形したものがこの目的に特に合ってい
る。この中間軸変換計算方法から、各画素から任意の形
状をした最も近い境界に至る距離を計算する手段が得ら
れる。“境界”画素として式１ａ，１ｂに相当するアレ
ーの中の測定値を処理し、元の計算式を変形し、繰り返
しごとに、各画素が境界画素に最も近接したそのティル
ト値をコピーするごとくにすることによって、テーブル
全体が計算収束値としてのティルト値で満たされるよう
にする。別の適当な計算方法に双一次元内挿法及び二次
元スプライン法（ｓｐｌｉｎｉｎｇ）が含まれる。

【００３２】システムの倍率が既知なので、実際空間に
おける画素の近似幅を知ることが出来る。詰まり、 Δｚ／Δｘ＝ｔａｎ（ｔ） Δｚ＝Δｘ・ｔａｎ（ｔ） Δｚ（Ｉ_ｌ，Ｉ_ｈ）＝Δｘ・ｔａｎ（ｆ（Ｉ_ｌ，Ｉ_ｈ））ここで、Δｘは画素の間隔、即ち鑞付けジョイントの隅
肉が本発明によって走査される増分点の間の間隔、であ
る。

【００３３】ティルトテーブルｆ（）の各内容のタンジ
ェントを計算し、これにΔｘを掛けることによって、
（Ｉ_ｌ，Ｉ_ｈ）によって検索される新しい参照用テーブ
ルΔｚ（）が作られる。これが本発明の実施に用いられ
るアレー即ち参照用テーブルであり、只１回計算するだ
けで良い。鑞付けジョイントの欠陥を検出するためにΔ
ｚを使用するプログラムは、ハードウエヤーまたはソフ
トウエヤーのファイルに記憶されたΔｚテーブルの予め
計算された部分を単純に利用することが出来る。余分な
計算をする必要が無いので、この方法は迅速処理が可能
である。

【００３４】図７は本発明を行うための光源と走査手段
の配置の第１の実施例である。回路盤４０が台板４２の
上に支持される。集積回路の如き電気部品がリード線４
４を持ち、これが鑞付けジョイント４６によって回路盤
４０の上のパットに接続される。図面には示されていな
いが、鑞付けジョイント４６を持つ回路盤４０が、好ま
しくは、上述した材料でコーティングされ、鑞の表面の
アルベドを下げ、これを十分に均一にする。台板４２
が、好ましくは、水平面上で移動可能であり、鑞付けジ
ョイント４６を走査位置に次々に置くようにする。

【００３５】スキャナー４８は、好ましくは、ＣＣＤカ
メラを用い、これが、鑞付けジョイント４６の少なくと
も１つを走査するために台板４２の上に垂直に支持さ
れ、内部のアナログメモリーに反射光の強度即ちシェー
ディングを現すデジタル化した又は画素化した像を記憶
する。この機能を行うためのＣＣＤカメラは市販されて
いるものであり、代表的には、４８０×５１２ピクセル
からなる８ビットの画素化した像を記憶する。カメラ４
８は１つの鑞付けジョイントの１つの隅肉部、又は、１
つの鑞付けジョイントの又は幾つかのジョイントの幾つ
かの隅肉部、を走査することが出来る。

【００３６】鑞付けジョイントを、直接、光学的に走査
することは本発明の範囲内であるが、これは非常に遅い
方法である。好ましくは、ＣＣＤカメラが画素化した像
の形に、鑞付けジョイントの瞬間的画像をとり、次にこ
れが電子的に走査され、各画素に該当する数値に変換さ
れるようにする。

【００３７】図７に示す装置は、更に、第１の傾斜角度
から回路盤４０を照射する上側の光源５０と、第２の傾
斜角度から回路盤４０を照射する下側の光源５２と、を
含む。光源５０及び５２が、好ましくは、照射の方向が
カメラの視野内で一定の、方向性の光ビームを放射し、
光ファイバーのバンドルによってこれを行うようにす
る。カメラ４８及び光源５０，５２の光軸が、好ましく
は、１つの垂直面の中にあるようにするが、本発明はこ
れに限定されない。

【００３８】１つ以上の鑞付け隅肉部をそれぞれ異なっ
た方向から照射して同時に走査するときは、それぞれ２
つの光源５０，５２が使用される。只１つの隅肉部を走
査するか、又は１つの方向から照射して同時に１つ以上
の隅肉部を走査する場合は、それぞれ只１つの光源５
０，５２を設けれれば良い。

【００３９】この装置は一方の光源５０を点灯し、他の
一方の光源５２を消灯して使用され、スキャナー４８を
操作して、指定された鑞付けジョイント４６の置かれ
た、回路盤４０の１部分を走査し、反射光強度値Ｉ_ｈか
らなる第１の画素像を作る。次に、光源５０が消灯さ
れ、光源５２が点灯され、回路盤４０を走査して、反射
光強度値Ｉ_ｌからなる第２の画素像を作る。同じ結果が
光源５０，５２のオン・オフを逆転することによって得
られる。

【００４０】スキャナー４８が幾つかの個々の多色像、
例えば全色種の像を作り出すことの出来る三原色の像、
を同時に記録できる場合は、光源５０，５２に２種類の
色又は波長を出させ、スキャナー４８が２つの色にそれ
ぞれ該当する別々の像を作り出すようにすることが出来
る。これにより、本発明を１つの多色カメラと、２つの
光源とで実施し、２つの像を得る、即ち同時に走査する
ことが出来る。

【００４１】図８は本発明の第２の態様を示し、この場
合は、走査手段と光源との相対位置が逆になっている。
得られる結果は同じであるが、図８の配置の利点は、２
つの走査を同時に行うことが出来る点である。図８にお
いて、スキャナー５４，５６が、図７の光源５０，５２
がそれぞれ置かれた位置に置かれ、又、１つの光源５８
が図７のスキャナー４８の置かれた位置に置かれる。操
作に当たっては、光源５８が点灯され、回路盤４０の各
該当部分がスキャナー５４，５６によって同時に走査さ
れる。図８の装置は図７の装置より２倍の速度で作動す
るが、カメラの焦点深度に制限があり、システムを余り
十分には操作することが出来ない。

【００４２】図９及び１０を用いて説明すると、走査手
段が、例えば、図１に示す鑞付け隅肉部１６ｂの壁面１
６ｄの画素像を、線６０に沿い壁面１６ｄの底１６ｆか
ら、リード線１４から若干外側に外れた壁面１６ｄ上の
所定の点６２に向かって走査することによって、作り出
す。点６２は隅肉１６ｂの壁面１６ｄの高さ形状をあら
わす。走査が４つの増分６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０
ｄの中で行われることが模式図的示されているが、実際
に行われる走査はこれより遥かに多数の増分を持ってい
る。走査線６０の終点６２における高さ値が、所定の点
６２における鑞付け隅肉部１６ｂの壁面１６ｄの増分高
さ値をあらわす。

【００４３】図１０に示すごとく、画素即ち増分６０ａ
から６０ｄが、水平に対してそれぞれ、ティルト角度θ
ａからθｄを持って傾き、この角度が上記したティルト
角度ｔに該当する。ティルト角度θａからθｄが、上述
した参照用テーブルに蓄えられたアレー即ち数列をアク
セスすることによって、２つの照射角度で測定された反
射光の強度値から得られる。走査が等しい増分点で行わ
れるので、水平方向の走査増分ΔｘａからΔｘｄは全て
等しい。垂直高さ方向の増分ΔｚａからΔｚｄは、一定
の走査増分値にティルト角度θのタンジェントを掛けた
ものに等しく、予め計算され、上述した参照用テーブル
のアレイΔｚ（Ｉ_ｌ，Ｉ_ｈ）に記憶されている。従っ
て、各高さ方向の増分値が、２つの照射角度における反
射光の強度（Ｉ_ｌ，Ｉ_ｈ）の感知した値で上記アレイを
アクセスすることによって得られる。所定点６２におけ
る鑞付け隅肉部の壁面１６ｄの高さが、高さ方向の増分
値ΔｚａからΔｚｄを合計することによって得られる。
壁面１６ｄの高さ方向の形状は線６０に沿う高さ値の合
計から成り立ち、１つの一次元アレーによって表され
る。

【００４４】本発明の方法によって鑞付けジョイントを
検査する装置７０が図１１に示されており、光７４を制
御する走査制御ユニットト７２と、図７又は８に示した
配置によるスキャナー７６とを含む。少なくとも１つの
鑞付けジョイントを照射及び走査することによって得ら
れた反射光の強度値がスキャナー７６に画素化した像と
して記憶される。

【００４５】スキャナー７６が画素化した像を、一般的
デジタル・コンピューター７８を使用した計算ユニット
に送る。コンピューター７８が、プログラム制御の下で
数値計算をする中央処理ユニット８０と、コンピュータ
ー７８とスキャナー７６及びアナンシエーター即ち表示
ユニットト８４との間に介在するインプットーアウトプ
ット・ユニット８２と、操作システム・ストレージ・ユ
ニット８６と、プログラム・ストレージ・ユニット８８
と、アレー・ストレージ・ユニット９０と、及び、デー
タ及び変数をダイナミック・ストレージするランダム・
アクセス・メモリー（ＲＡＭ）ユニット９２とを持つ。
ストレージ・ユニット８６はハードウエヤーとソフトウ
エヤーとを組み合わせたものを含むことが出来、例え
ば、リード・オンリー・メモリー（ＲＯＭ）、ＲＡＭ、
固定又は取り外し式マグネティック・ディスク、マグネ
ティック・テープ等である。

【００４６】コンピューター７８は、所要の機能を行う
ことの出来るハードウエヤーとソフトウエヤーとの組合
わせ体と置き換えることが出来る。

【００４７】ユニット８６はコンピューター７８の操作
システムを記憶する。ユニット８８は本発明の方法によ
るスキャナー７６からの画素像の操作に用いられるプロ
グラムを持っている。ユニット９０は参照用テーブルの
形をしたΔｚ（Ｉ_ｌ，Ｉ_ｈ）を記憶する。特に、Δｚの
数値は、Ｉ_ｌ，及びＩ_ｈの数値に該当するｘアドレス
値、及びｙアドレス値によってアクセスされる各記憶ロ
ケーションの中に記憶される。

【００４８】一般的に、スキャナー７６からの２つの画
素像はＲＡＭ９２に記憶される。ＣＰＵ８０が、ストレ
ージユニット８８に記憶されたプログラムの制御の下
で、各画素位置のためのＩ_ｌ，及びＩ_ｈの値を読み取
り、ユニット９０に記憶されたアレーにアクセスして、
対応するΔｚ値を得る。各走査線に沿うΔｚ値が合計さ
れ、各点６２における鑞付け隅肉部の高さを得、高さ形
状を含む一次元アレーの中の１つの数値としてＲＡＭ９
２の中に記憶する。高さ形状が、ユニット８８の中の１
つのプログラムとして記憶されている予め決められた検
査基準に従って処理され、該当する鑞付け隅肉に欠陥が
あるか無いかを決定する。検査結果はユニット８４に表
示することが出来る。又は、手段（図示無し）を設け
て、欠陥隅肉部を持つ回路盤を自動的に除外することも
出来る。

【００４９】本発明は鑞付けジョイントの自動検査に特
に適しているが、この考え方を、実質的に均一なアルベ
ド値を持つ適宜の物体の壁の所定点の高さを測定するこ
とに応用することが出来る。

【００５０】図１２（ａ）は、良品の鑞付け隅肉部に該
当する波型を示し、一次元アレーの中に記憶された高さ
形状をプロットすることによって、ディスプレー・ユニ
ット８４に現すことが出来る。上の曲線はもとのデータ
を示す。下の曲線は滑らかな形をしたデータを示し、こ
れはシュミット・トリガー又はその他の適宜の信号処理
手段によってデータを処理することによって得られる。
上の曲線のデータは、隅肉の壁に沿って変化する値を持
っているが、全体的に高いレベルに伸びており、連続し
て高い隅肉壁であることを示している。平滑化された下
の曲線は一様な高い値を持っている。

【００５１】図１２（ｂ）は、図１の符号１６ｅに相当
する線１４の一部分が露出した区域を持つ欠陥のある鑞
付けジョイントを示す。上下のいずれの曲線も、隅肉高
さが低い値に下がった区域を持ち、これがジョイントの
欠陥区域に該当する。高さ形状に基づいて鑞付けジョイ
ントの完全性を評価するに適した規格はジョイントを不
合格にする判断基準として、所定の値以下の高さの区域
があるか、所定の値以下の区域が１つより多いか、高さ
が所定の値以下の連続した区域の幅が所定の値より長い
か、等を含むことが出来る。特定の鑞付けジョイントに
欠陥が有るか無いかを評価する特定の規格又は演算法は
本発明の主題では無く、これは装置の使用者が決めるべ
き問題である。

【００５２】本発明のシェーディング技術による形状に
は次の前提が用いられる、即ち、アレーΔｚ（Ｉ_ｌ，Ｉ
_ｈ）において、各一対の反射光の強度（Ｉ_ｌ，Ｉ_ｈ）に
対して只１つのティルト値ｔが存在すると言う仮定であ
る。次の数式展開によってこれが実際に正しいことが証
明される。

【００５３】Ｒ（）が対称形であることは、その逆関数
が複数解を持つことを示す。従って、Ｒ^-1（ｉ）＝
｛ｔ₁ ，ｔ₂ ｝ここで、ｉは感知された強度値で、ｔ₁ ≦ｔ₂ とする。
Ｒ（）の形状が、ｉ≠２５５のときｔ₁ ≠ｔ₂ であり、
またｔ₂ −ｔ₁ がｉと共に変化することを示す。新しい
関数Ｗ（）が規定され、次の性質を持つ：Ｗ（ｉ）三（ｔ₂ −ｔ₁ ）ここでＲ^-1（ｉ）＝｛ｔ₁ ，ｔ₂ ｝、０≦ｉ≦２５５、Ｒ^-1（０）＝｛ｔ_a ，ｔ_b ｝とすると、Ｗ（０）＝（ｔ_b −ｔ_a ）、Ｗ（２５５）＝０ｉの増加と共に、Ｗ（）は単調に減少する。

【００５４】Ｗ（ｉ）は単にＲ（）の“幅”を規定す
る。このＷ（ｉ）は、例えば図３に示す曲線32におい
て、水平仮想線をテルト角が大きくなる方向に引いた場
合の曲線との交点を夫々ｔ１、ｔ２としたときのｔ２−
ｔ１を指す。ここで重要なことは、Ｗ（ｉ）＝Ｗ（ｊ）
は、ｊが別の強度値でｉ＝ｊのときにのみである。
Ｗ（）が、ティルトｔに対して式１ａ及び１ｂを解く場
合に使用される：Ｉ₁ ／［２５５・Ｒ（ｓ）］＝Ｒ（ｔ−ｔ₁ ）……式１
ａからＲ^-1［Ｉ₁ ／（２５５・Ｒ（ｓ））］＝｛ｔ−ｔ₁ ，ｔ−ｔ₁ ＋ｗ₁ ｝（式２ａ）ここで、ｗ₁ ＝Ｗ（Ｒ（ｔ−ｔ₁ ））Ｉ _h ／［２５５・Ｒ（ｓ）］＝Ｒ（ｔ−ｔ_h ）……式１
ｂからＲ^-1［Ｉ_h ／（２５５・Ｒ（ｓ））］＝｛ｔ−ｔ_h ，ｔ−ｔ_h ＋ｗ_h ｝（式２ｂ）ここでｗ_h ＝Ｗ（Ｒ（ｔ−ｔ_h ））式２ａ，２ｂにおいて、Ｒ^-1（ｉ）＝｛ｔ₁ ，ｔ₁ ＋ｗ
（ｉ）｝が使用される。上下の光源は方向が異なり、ｔ
_h ≠ｔ₁ 。１つの与えられたＩ₁ 及びＩ_h に対して複数
のティルトが存在するためには、式２ａ及び２ｂの解が
次のいずれか一方の組み合わせでなければならない：即
ち、ケース１：ｔ−ｔ₁ ＝ｔ−ｔ_h と、ｔ−ｔ₁ ＋ｗ₁ ＝ｔ−ｔ_h ＋ｗ_h ケース２：ｔ−ｔ₁ ＋ｗ₁ ＝ｔ−ｔ_h と、ｔ−ｔ_h ＋ｗ_h ＝ｔ−ｔ₁ 然し、ケース１の第１の式においては、ｔ_h ≠ｔ₁ が真
でないから除外され、ケース２のみが残る。ケース２に
おける第１の式はｔ_h ＝ｔ₁ −ｗ₁ を意味する。これを
ケース２の第２の式に代入すると次の式が得られる：ｔ−ｔ₁ ＋ｗ₁ ＋ｗ_h ＝ｔ−ｔ₁ 即ち、ｗ₁ ＝−ｗ_h で、ここでｗ１は低い角度での照射
の反射曲線の幅を示し、ｗｈは高い角度での照射の反射
曲線の幅を示し、これら幅は負とはなり得ないので、ｗ₁ ＝ｗ_h となり、この場合はこれらは０である。

【００５５】従って、Ｉ_ｌ＝Ｉ_ｈ（式３）ｗ_１＝０はｔ＝ｔ_ｌを示す。ｔ＝ｔ_ｌを式１ａ及び１ｂ
に代入すると、Ｉ_ｌ＝２５５・Ｒ（ｔ_ｌ−ｔ_ｌ）・Ｒ（ｓ）＝２５５・Ｒ（ｓ）Ｉ_ｈ＝２５５・Ｒ（ｔ_ｌ−ｔ_ｈ）・Ｒ（ｓ）然し、ｔ_ｈ≠ｔ_ｌはＩ_ｌ≠Ｉ_ｈを意味する。これは式３
に矛盾し、従ってケース２はいずれにしても存在しな
い。単一解の証明がこの様にして完成し、本発明に用い
られるΔｚ（Ｉ_ｌ，Ｉ_ｈ）アレーの参照用テーブル技術
が有効であることが証明された。

【００５６】本発明の範囲は幅広く、二次元的参照用テ
ーブル以外の手段を用い、反射光の強度の予め決められ
た関数としての鑞付け面のティルトを決定することを含
む。このティルトは、１つの式又は１組の式を直接解く
か、又は、感知した反射光の強度値をインプット変数と
して用いて反復し、反射光の強度とティルトとの間の関
係を接近させるか、のいずれかにより、リアルタイムで
計算することが出来る。本発明を実施する更に別の方法
は、各点における２つの感知された反射光の強度の比を
計算し、一次の参照用テーブルへのインプットとして、
又は１つの式を用いリアルタイムの計算するために、こ
の比を使用する、ことを含む。

【００５７】特に、式１ａ及び１ｂに記載した反射率モ
デルは不定で分離可能なので、１つの式を他の一方の式
で簡単に割ることがここまでに概略説明した全ての方法
を非常に簡単にするように思われる。即ち、式１ａを式
１ｂで割ると、Ｉ_ｌ（ｔ）／Ｉ_ｈ（ｔ）＝［α・Ｒ（ｔ−ｔ_ｌ）・Ｒ（ｓ）］／［α・Ｒ（ｔ−ｔ_ｈ）・Ｒ（ｓ）］＝Ｒ（ｔ−ｔ_ｌ）／Ｒ（ｔ−ｔ_ｈ）係数α及び表面の垂直スイングによって得られた関数Ｒ
（ｓ）は共に約されて、２つの既知のパラメーター（ｔ
_ｌ及びｔ_ｈ）と、求める未知のパラメーターｔとが残
る。これを更に明らかにするために、新しい関数Ｑ
（ｔ）を設け、これを、Ｉ_ｈ（ｔ）が０にならないｔの
値に対する商Ｉ_ｌ（ｔ）／Ｉ_ｈ（ｔ）とする。

【００５８】Ｑ（ｔ）＝Ｉ_ｌ（ｔ）／Ｉ_ｈ（ｔ）＝Ｒ（ｔ−ｔ_ｌ）／Ｒ（ｔ−ｔ_ｈ）この場合、Ｒ（ｔ−ｔ_ｈ）≠０（式４）関数Ｒ（ｔ−ｔ_ｌ）及びＲ（ｔ−ｔ_ｈ）は既知だから、
上記の最後の式はＱ（）が容易に組み立てられることを
示している。然し、目的は表面ティルトｔを一義的に得
ることである。求める関数はＱ^−１（）であり、次に示
すような性質を持っていなければならない：Ｑ^−１［Ｑ（ｔ）］＝Ｑ^−１［Ｉ_ｌ（ｔ）／Ｉ_ｈ（ｔ）］＝ｔ簡単にすると、ｔの個々の単一の値のためには、Ｉ
_ｌ（ｔ）／Ｉ_ｈ（ｔ）の対応する単一の値のみがあり得
る。もしもｔの異なった２つの値が同じ比Ｉ_ｌ（ｔ）／
Ｉ_ｈ（ｔ）に対してあるとすると、Ｑ^−１（）は多数の
値を持ち、暖昧さが発生する。

【００５９】図１３は１５°から４５°のティルトに対
するＩ_ｌ（ｔ）／Ｉ_ｈ（ｔ）を示す。驚くべき結果であ
るが、この商は、ティルトと共に単調に増加する１つの
関数なのである。若しも、Ｑ（）が図１３に示す曲線の
連続的近似値として置くことが出来るならば、
Ｑ^−１（）が、Ｉ_ｌ（ｔ）／Ｉ_ｈ（ｔ）からｔの間で１
対１であることが保証される。

【００６０】明確なティルト値を得るためにこの情報を
使用することには次の手順が含まれる。

【００６１】１．上述した如くにして、１つの一次元的
Ｉ_ｌ（ｔ）及びＩ_ｈ（ｔ）を作り出す。

【００６２】２．ｔの全ての値に対してＩ_ｌ（ｔ）をＩ
_ｈ（ｔ）で割ることによって一次元のテーブルＱ（）を
作る、但し分母は０でない３．次の手順でＱ^−１（）テ
イブルを組み立てる。

【００６３】ａ．ｒをＱ^−１（）の中で０より大きい最
小値にする。

【００６４】ｂ．Ｑ^−１（│Ｑ（ｔ）／ｒ│）＝ｔをセ
ットする、ここで、│Ｑ（ｔ）／ｒ│はＱ（ｔ）／ｒの
端数部分の打ち切りを表す（この場合、（│ │）の符
号は印刷上の便法として用いたもので、絶対値の意味で
はなく、以下同様に表示）。注意すべき点は、Ｉ
_ｌ（ｔ）／Ｉ_ｈは非常に小さいく（１以下）、参照用テ
ーブルにアドレスするには整数である必要がある点であ
る。従って、│Ｑ（ｔ）／ｒ│はスケールを変えて、Ｑ
（ｔ）を整数化する必要がある。

【００６５】４．例えばΔｚ（ｉ）＝Δｘ・ｔａｎ（Ｑ
^−１（ｉ））の如きΔｚ（）テーブルを計算する。

【００６６】５．二次元の参照用テーブルの場合の如
く、高い方の光源による１つの像と低い方の光源による
１つの像とをデジタル化する。

【００６７】６．各画素位置で│［Ｉ_ｌ（ｔ）／Ｉ
_ｈ（ｔ）］／ｒ│を計算し、これをインデックスΔ
ｘ（）に使用する。

【００６８】７．二次元参照用テーブルの場合と同様
に、Δｚ（）を合計し、面の高さ値を見出だす。

【００６９】使用するメモリー数が少ないので、１つの
一次元の参照用テーブルのみを使用するほうが、二次元
参照用テーブルを使用するよりも好ましいように思わ
れ、又、一次元の数列を探すほうが二次元のものを探す
よりも早い。然し、２通りの実施上の問題があり、場合
によっては、そのために一次元の参照用テーブルが実施
できなくなる場合がある。特に、Ｉ_ｌ（ｔ）とＩ
_ｈ（ｔ）との割算及び次の１／ｒの掛算は、一次元の参
照用テーブルを使用する場合よりも時間が余計掛かるか
もしれない。第２の困難な点は、Ｑ（）及びＱ^−１（）
がＩ_ｌ（ｔ）及びＩ_ｈ（ｔ）の正確な形状に大きく依存
していることである。二次元参照用テーブルの場合は、
Ｒ（）に余り拘束されず、確実に単一のティルト値を得
ることが出来る。一次元の参照用テーブルの場合は、こ
の様な確実性を見出だすことが出来ず、単一性を経験か
ら決定しなければなら無い。一次元又は二次元のいずれ
の参照用テーブルを使用するかと関係なく、実施上重要
な点は光源の位置である。図３は、Ｉ_ｈ（ｔ）が全ての
ｔ＞５５°に対して０であり、Ｉ_ｌ（ｔ）が全てのｔ＜
１０°に対して０又はそれに近い、ことを示している。
これは、図２の如くに置かれた２つの光源を使用するシ
ステムが、このシステムのティルト角度が１０°以下又
は５５°以上の場合は、正確なティルト角度（スイング
が０でないとして）を得ることが出来ないことを示して
いる。これは本技術が全体として欠陥があると言うこと
ではない。事実、図２の照射が鑞付けジョイントの検査
に適当であることは上述したことによって示されてい
る。一般的に言って、既知の範囲内のティルト値を正確
に得たいときは、単に、光源の位置を直し、Ｉ_ｌ（ｔ）
とＩ_ｈ（ｔ）とが所要のティルト範囲において０になら
ないようにすれば良い。

【００７０】ティルト値の所定範囲が非常に大きくて
（例えば０から９０°）、Ｉ_ｌ（ｔ）とＩ_ｈ（ｔ）とが
０値になるようなティルト角度がある場合は、光源を追
加することが出来る。光源の数が１からｎ個とし、１番
の光が最も高い光源であり、２番の光が次に高い光源で
あり、以下同様とする。表面高さを再現するために、各
ｎ番目の光源の下で１つの像が取られ；これによって各
画素のｎ個の測定値Ｉ_１，Ｉ_２，…Ｉ_ｎが得られる。任
意の対をなす測定値、Ｉ_ｋ及びＩ_ｋ＋１に対して（Ｉ_ｋ
及びＩ_ｋ＋１≠０）、対応する参照用テーブルを検索
し、Δｚ_{ｋ，ｋ＋１}（Ｉ_ｋ，Ｉ_ｋ＋１）を求め、表面高
さの局地的変化を描く。この場合、Δｚ_{ｋ，ｋ＋１}（）
は光源_{ｋ’ｋ＋１}に対応する参照テーブルである。像の
列に沿うΔｚの合計を上述した如くに行う。仕様によっ
ては、１つのスケールで整数化されたＩ_ｋ／Ｉ_ｋ＋１に
よって検索される一次元の参照用テーブルを二次元の参
照用テーブルの代わりに使うことが出来る。

【００７１】本発明の幾つかの実施例に関し説明し、そ
の図を示したが、本発明の思想及び範囲から逸脱するこ
と無く、多くの変形及び変更を行った別の方法を見出だ
すことは当該技術者にとって容易である。従って本発明
は以上の説明に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明を適用することの出来る鑞付け
ジョイントの斜視図、

【図２】図２は、本発明による反射光の強度測定装置の
１つの実施例を示す模式図、

【図３】図３は、本発明の主旨を説明するグラフ、

【図４】図４は、図２に示す本発明の装置におけるティ
ルト及びスイング値の変化を示すダイアグラム、

【図５】図５は、本発明の主旨を説明するグラフ、

【図６】図６は、本発明の主旨を説明する更に別のグラ
フ、

【図７】図７は、本発明の別の実施例の照射及び走査装
置の模式図、

【図８】図８は、本発明の更に別の実施例の照射及び走
査装置の模式図、

【図９】図９は、図１のジョイントにおける本発明の走
査装置の走査の仕方を示す平面図、

【図１０】図１０は、本発明により、図９の鑞付けジョ
イント上の１点の高さ決定の仕方を示す図、

【図１１】図１１は、本発明を実施する鑞付けジョイン
トの検査装置のブロック図、

【図１２】図１２は分図（ａ）及び（ｂ）を含み、分図
（ａ）は、１つの良好なジョイント隅肉部を図１１の装
置で測定したとは発せられる電気信号のグラフ、分図
（ｂ）は、分図（ａ）と同様に不良のジョイントを測定
したときの電気信号のグラフ、

【図１３】図１３は、本発明の別の実施例を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１０…鑞付けジョイント、１２金属パット、１４…金属
リード線、１６…鑞、１６ａ，ｂ，ｅ…隅肉部、１６ｄ
…凹状の壁、２０…金属板、２２…ティルト面、２４…
スキャナー、２６，２８…光源、６０ａ，ｂ，ｃ，ｄ…
画素、６２…所定の点。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鑞付け面上に鑞付けされた鑞付けジョイ
ントの隅肉部の壁面上の所定点の高さの決定方法で、こ
の方法が：（ａ）所定のティルト及びスイングの所定増分値を有す
る鑞付け面を第１及び第２の角度から照射することによ
って得られた第１及び第２の所定の反射光の強度値の関
数である、複数の上記鑞付け面の所定増分高さ変換値か
らなる一連の情報を記憶する工程と；（ｂ）鑞付けの隅肉部を上記第１の角度から照射しなが
ら、上記隅肉部を、その壁面の最も下の部分から上記所
定点まで光学的に走査し、上記走査の各増分点における
第１の反射光の強度値を感知する工程と；（ｃ）鑞付けの隅肉部を上記第２の角度から照射しなが
ら、上記隅肉部を、その壁面の最も下の部分から上記所
定点まで光学的に走査し、上記走査の各増分点における
第２の反射光の強度値を感知する工程と；（ｄ）上記一連の情報にアクセスして、上記走査の各増
分点における上記の感知した第１及び第２の反射光の強
度値に相当する増分高さ変換値を得る工程と；（ｅ）上記のアクセスした高さ変換値を合計して、上記
所定の点における鑞付け隅肉部の高さを得る工程と；を具備する鑞付けジョイントの隅肉の壁面上の所定点の
高さの決定方法。
【請求項２】上記工程（ａ）が、補助工程として、（ｆ）鑞付け面の所定のティルト及びスイングの所定の
増分値において、第１の角度から鑞付け表面を照射し、
鑞付け面の反射光強度を測定し、それぞれ、第１の所定
の反射光強度を得る工程と；（ｇ）鑞付け面の所定のティルト及びスイングの所定の
増分値において、第２の角度から鑞付け表面を照射し、
鑞付け面の反射光強度を測定し、それぞれ、第２の所定
の反射光強度を得る工程と；（ｈ）上記高さ変換値を、鑞付け面の所定の増分値と、
各上記走査の増分点間の間隔と、の関数として計算する
工程と；を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】上記工程（ｈ）が、上記走査の増分点の
間の間隔と、鑞付け面のティルトの各所定の値における
鑞付け面のティルト角度のタンジェントと、をそれぞれ
掛け合わせる、ことを含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】上記工程（ａ）が、補助工程として、（ｆ）鑞付け面のティルトの所定の増分値における、鑞
付け面のスイングの所定の値において、上記第１の角度
から上記鑞付け面を照射し、鑞付け面の反射光の強度を
測定し、第１の反射光の強度を得る工程と；（ｇ）上記第２の角度から、鑞付け面のティルトの所定
の増分値における、鑞付け面のスイングの上記所定の増
分値において、上記鑞付け面を照射し、鑞付け面の反射
光の強度を測定し、第２の反射光の強度を得る工程と；（ｈ）鑞付け面ティルトの所定の増分値と、鑞付け面ス
イングの上記所定の値以外の鑞付け面のスイングの増分
値と、において、上記第１及び第２の測定された反射光
の強度値と鑞付け面スイングとの所定の関数として、上
記のごとくに測定され且つ計算された第１及び第２の反
射光の強度値を計算する工程と；（ｉ）鑞付け面の所定の増分値と、上記走査の増分値の
間の間隔との関数として高さ変換値を計算する工程と；を含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】上記工程（ｉ）が、上記走査の増分点の
間の間隔と、鑞付け面の所定値における鑞付け面のティ
ルト角度のタンジェントと、を掛け合わせることを含
む、請求項４記載の方法。
【請求項６】更に、工程（ａ）の前に：（ｆ）選択された材料で鑞付け面がコーティングされ、
実質的に均一なアルベト即ち反射係数を持つ如くにす
る、工程を含み；上記方法が更に、上記工程（ｂ）及び（ｃ）の前に：（ｇ）隅肉部の壁を上記材料でコーティングする、工程
を含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】鑞付け面に鑞付けされた鑞付け隅肉部の
壁面の検査方法で、この方法が：（ａ）所定のティルト及びスイングの所定増分値を有す
る鑞付け面を第１及び第２の角度から照射することによ
って得られた第１及び第２の所定の反射光の強度値の関
数である、複数の上記鑞付け面の所定増分高さ変換値か
らなる一連の情報を記憶する工程と；（ｂ）鑞付けの隅肉部を上記第１の角度から照射しなが
ら、上記隅肉部を、その壁面の最も下の部分から壁の所
定点まで光学的に走査し、上記走査の各増分点における
第１の反射光の強度値を感知する工程と；（ｃ）鑞付けの隅肉部を上記第２の角度から照射しなが
ら、上記隅肉部を、その壁面の最も下の部分から上記所
定点まで光学的に走査し、上記走査の各増分点における
第２の反射光の強度値を感知する工程と；（ｄ）上記一連の情報にアクセスして、上記走査の各増
分点における上記の感知した第１及び第２の反射光の強
度値に相当する増分高さ変換値を得る工程と；（ｅ）上記のアクセスした高さ変換値を合計して、上記
所定の点における鑞付け隅肉部の高さを得る工程と；（ｆ）上記高さを所定の検査規格と比較する工程と；を具備する鑞付け隅肉部の壁面の検査方法。
【請求項８】更に、前記工程（ａ）の前に：（ｇ）選択された材料で鑞付け面がコーティングされ、
実質的に均一なアルベトを持つ如くにする工程を含み；上記方法が更に、上記工程（ｂ）及び（ｃ）の前に：（ｈ）隅肉部の壁を上記材料でコーティングする、工程
を含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】実質的に均一なアルベド値を持つ物体の
壁面上の所定の点の高さの決定方法で、この方法が：（ａ）所定のティルト及びスイングの所定増分値を有す
る第１及び第２の角度から実質的に均一なアルベド値を
持つ物体の壁面に照射することによって得られた第１及
び第２の所定の反射光の強度値の関数である、複数の上
記壁面の所定増分高さ変換値からなる一連の情報を記憶
する工程と；（ｂ）上記壁面を上記第１の角度から照射しながら、上
記壁面を、その壁面の最も下の部分から壁の所定の点ま
で光学的に走査し、上記走査の各増分点における第１の
反射光の強度値を感知する工程と；（ｃ）上記壁面を上記第２の角度から照射しながら、上
記壁面を、その壁面の最も下の部分から上記の所定の点
まで光学的に走査し、上記走査の各増分点における第２
の反射光の強度値を感知する工程と；（ｄ）上記一連の情報にアクセスして、上記走査の各増
分点における上記の感知した第１及び第２の反射光の強
度値に相当する増分高さ変換値を得る工程と；（ｅ）上記のアクセスした高さ変換値を合計して、上記
所定の点における壁面の高さを得る工程と；を具備する物体の壁面上の所定の点の高さの決定方法。
【請求項１０】上記工程（ｂ）及び（ｃ）が、１つの
光学的走査手段と、上記走査手段に対して、それぞれ、
第１及び第２の角度に向けられた第１及び第２の光源手
段とにより、次々に連続して行われる工程を含み；上記
工程（ｂ）が上記第１の光源手段のみで壁面を照射する
工程を含み；又、上記工程（ｃ）が上記第２の光源手段のみで壁面を照射
する工程を含む、請求項１、７、及び９のいずれか１つ
に記載の方法。
【請求項１１】上記工程（ｂ）及び（ｃ）が、１つの
光源手段と、上記光源手段に対して、それぞれ、第１及
び第２の角度に向けられた第１及び第２の光学的走査手
段とにより、同時に行われる請求項１、７、及び９のい
ずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】実質的に均一なアルベド値を持つ物体
の壁面上の所定点の高さの決定方法で、この方法が：（ａ）所定のティルト及びスイングの所定増分値を有す
る第１及び第２の角度から実質的に均一なアルベド値を
持つ物体の壁面に照射することによって得られた第１及
び第２の所定の反射光の強度値の関数である、複数の上
記壁面の所定増分高さ変換値からなる一連の情報を記憶
する工程と；（ｂ）上記壁面を上記所定の角度から照射しながら、上
記壁面を、その壁面の最も下の部分から壁面の所定の点
まで光学的に走査し、上記走査の各増分点における反射
光の強度値を感知する工程と；（ｃ）上記一連の情報にアクセスして、上記走査の各増
分点における上記の感知した反射光の強度値に相当する
増分高さ変換値を得る工程と；（ｄ）上記のアクセスした高さ変換値を合計して、上記
所定の点における壁面の高さを得る工程と；を具備する物体の壁面上の所定の点の高さの決定方法。
【請求項１３】鑞付け面に鑞付けされた鑞付け隅肉部
の壁面上の所定の１点における鑞付け隅肉部の高さの決
定装置で：所定のティルト及びスイングの所定増分値を有する鑞付
け面を第１及び第２の角度から照射することによって得
られた第１及び第２の所定の反射光の強度値の関数であ
る、複数の上記鑞付け面の所定増分高さ変換値からなる
一連の情報を記憶する記憶手段と；鑞付けの隅肉部を上記第１の角度から照射しながら、上
記隅肉部を、その壁面の最も下の部分から上記所定点ま
で光学的に走査し、上記走査の各増分点における第１の
反射光の強度値を感知し；又、鑞付けの隅肉部を上記第
２の角度から照射しながら、上記隅肉部を、その壁面の
最も下の部分から上記の所定の点まで光学的に走査し、
上記走査の各増分点における第２の反射光の強度値を感
知する、走査手段と；上記一連の情報にアレイにアクセスして、上記走査の各
増分点における上記の感知した第１及び第２の反射光の
強度値に相当する増分高さ変換値を得；又、上記のアク
セスした高さ変換値を合計して、上記所定の点における
鑞付け隅肉部の高さを得る、計算手段と；を具備する鑞付け隅肉部の高さの決定装置。
【請求項１４】鑞付け面に鑞付けされた鑞付け隅肉部
の壁面の検査装置で、所定のティルト及びスイングの所定増分値を有する鑞付
け面を第１及び第２の角度から照射することによって得
られた第１及び第２の所定の反射光の強度値の関数であ
る、複数の上記鑞付け面の所定増分高さ変換値からなる
一連の情報を記憶する記憶手段と；隅肉部を上記第１の角度から照射しながら、鑞付け隅肉
部を、その壁面の最も下の部分から伸びる複数の線に沿
って光学的に走査し、上記走査の各増分点における第１
の反射光の強度値を感知し、又、隅肉部を上記第２の角
度から照射しながら、隅肉部を、その壁面の最も下の部
分から伸びる上記複数の線に沿って光学的に走査し、上
記走査の各増分点における第２の反射光の強度値を感知
する走査手段と；上記記憶手段に記憶された一連の情報にアクセスして、
上記走査の各増分点における上記の感知した第１及び第
２の反射光の強度値に相当する増分高さ変換値を得、上
記複数の線に沿う上記のアクセスした高さ変換値を合計
して、上記所定点における鑞付け隅肉部の高さを得、上
記高さを所定の検査基準と比較する計算手段と；を具備する鑞付け隅肉部の壁面の検査装置。
【請求項１５】上記走査手段が、一つの光学的走査手
段と、上記走査手段に対して、それぞれ、第１及び第２
の方向に向けられた第１及び第２の光源手段と、を含
み；上記走査手段が上記第１及び第２の光源手段で上記
隅肉部を同時に照射する、請求項１３又は１４記載の装
置。
【請求項１６】上記走査手段が、一つの光源手段と、
上記光源手段に対して、それぞれ、第１及び第２の方向
に向けられた第１及び第２の光学的走査手段と、を含
み；上記走査手段が上記第１及び第２の光学的走査手段
で上記隅肉部を同時に走査する、請求項１３又は１４記
載の装置。
【請求項１７】更に、隅肉部の壁面をコーティングす
る材料を含み；上記材料が、コーティングされた面が実
質的に均一なアルベドを持つ如くに選択され；アレイの
ための、第１及び第２の所定の反射光強度値を得るため
に用いられる上記鑞付け面が上記材料でコーティングされる、請求項１
３又は１４記載の装置。
【請求項１８】上記材料が鑞付け面及び隅肉の壁面よ
りも低いアルベドを持つ、請求項１３又は１４記載の装
置。
【請求項１９】鑞付け隅肉部上の２点間の高さの差を
決定する方法で、（ａ）第１の走査において、隅肉部を
第１の角度から照射しながら、上記２つの点間の隅肉部
を光学的に走査する工程と；（ｂ）上記第１の走査に沿う増分点における隅肉部の反
射光の強度を感知する工程と；（ｃ）第２の走査において、上記第１の角度と同じ面に
横たわる第２の角度から隅肉部を照射しながら、第１の
走査と同じ道に沿い上記２つの点の間の隅肉部を光学的
に走査する工程と；（ｄ）上記第２の走査に沿う増分点における隅肉部の反
射光の強度を感知する工程と；（ｅ）この２つの走査の間の上記感知された反射光の強
度から上記２つの点の間の上記高さの差を決定する工程
と；を具備する鑞付け隅肉部上の２点間の高さの差の決定方
法。
【請求項２０】上記工程（ｅ）が補助工程として：（ｆ）上記感知された反射光の強度の比を計算する工程
と；（ｇ）上記比の所定の関数として上記高さの差を計算す
る工程と；を含み、この場合、上記所定の関数が、一次元の参照用テーブルを含み、
又、上記工程（ｅ）が、上記高さの差を所定の関数とし
て計算する工程を含む、請求項１９記載の方法。