JPH0310104A - 光点位置測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 外観検査装置等に用いられ、測定面に光を照射して形成
された光点の位置を測定する光点位置測定装置に関し、 測定面で多重反射が生じても光点位置を正確に測定でき
るようにすることを目的とし、直線偏光を測定面に集光
照射して光点を形成する照射光学手段と、光位置検出器
と、該光点を該光位置検出器に結像させる結像光学手段
と、該測定面と該光位置検出器との間の光路中に配置さ
れた検光子と、該光位置検出器の出力を用いて該光点の
位置を求める演算手段と、を備えて構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、外観検査装置等に用いられ、測定面に光を照
射して形成された光点の位置を測定する光点位置測定装
置に関する。

［従来の技術］ 第５図は部品実装済プリント配線板の外観検査装置に用
いられる従来の光点位置測定装置を示す。

測定面１０（第５図では実装部品のピン表面）の真上か
ら入射光束が集光照射されて測定面１０上に形成された
光点１，１は、結像レンズ１２でＰＳＤ１４に結像され
、光点像Ｓ１が形成される。ＰＳＤ　１４の一対の端子
からは、光電効果により、受光強度及び受光面上の結像
位置に応じた電流１１、Ｉ２が取り出される。これら電
流１１、Ｉ２はそれぞれＩ／Ｖ変換器１６．１８で電圧
Ｖ７、ｖ２に変換されて演算回路２０へ供給される。演
算回路２０は光点位置ｘ　＝　（ｖ、−Ｖ、）／（Ｖ、
＋　Ｖ２）を算出する。コノ光点位置Ｘは、ＰＳＤ１４
の一対の出力端子の一端から他端へ向けて座標軸Ｘを取
り、受光面の中点を原点とし、Ｘの範囲を−１〜１に規
格化したときの受光面上の光点像Ｓ１の位置であり、測
定面１０上の光点し１の高さに対応している。

光点を測定面１０上で走査しながら高さデータをメモリ
に順次書込み、そのデータを処理することにより、外観
検査が行われる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、第５図に示す如く、入射光束が測定面１０で２
回反射されて光点Ｌ１、Ｌ、が形成され、これらの光点
像Ｓ３、Ｂ２がＰＳＤ　１’　４に形成された場合には
、演算回路２０により求められた光点位置Ｘは光点像Ｓ
、とＳ、の中間位置を示すことになり、正確な高さを測
定することができない。

本発明の目的は、このような問題点に鑑み、測定面で多
重反射が生じても光点位置を正確に測定することができ
る光点位置測定装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理構成を示す。

図中、１は照射光学手段であり、直線偏光２を測定面３
に集光照射して光点を形成する。

４は光位置検出器であり、ＰＳＤまたはこれと同一機能
を有するものである。

５は結像光学手段であり、該光点を光位置検出器４に結
像させる。

６は検光子であり、測定面３と光位置検出器４との間の
光路中に配置されている。

７は演算手段であり、光位置検出器４の出力を用いて該
光点の位置を求める。

［作用］ 第１図に示す如く、測定面３での２回反射により光点り
３、し２が形成された場合、光点Ｌ１、し。が光位置検
出器４に結像されると、演算手段７からは光点Ｌ１と虚
光点し２°との間の位置が出力される。

ここで例えば、測定面が部品実装法プリント配線板の表
面である場合、反射率の最大値と最小値の比は１０４程
度にもなるが、上記多重反射が問題となるのは、ＩＣの
ビンや半田付は部分等の反射率の大きい導体面である。

この導体面での直線偏光の反射は次のようになる。第２
図に示す如く、直線偏光２Ａの導体面３Δによる反射光
を２Ｂとし、直線偏光２Ａ、２Ｂの電気ベクトルをそれ
ぞれＢ１、Ｂ２で表わし、これら日３、Ｂ、のｐ偏光成
分及びＳ偏光成分にはそれぞれ添字ｐ％　Ｓを付して表
わす。この場合、導体面３Ａ上に於いて次式が成立する
。

日１１　”　−８２Ｂ、　（Ｂ、、）、−−ＣＢ２．＞
、、　（ＢｌｐＬ−（Ｂ２．）。

ここに、（）８は導体面３Ａに平行な成分を示し、（）
、は導体面３Ａに垂直な成分を示す。

したがって、ＩＥ、、　　−ｌＢ、、　　、すなわち、
入射波の電気ベクトルＢ１が入射面に対し４５°になる
ようにすれば、第３図に示す如く入射直線偏光２Ａが導
体面３Ａで反射され続いて導体面３Ｂで反射された場合
、直線偏光２Ｂと２Ｄの電気ベクトルＢ２と８４は互い
に垂直方向になる。ここに、直線偏光２Ｄは直線偏光２
Ａが反射面３Ａ及び３Ｂで順次反射されたものである。

ゆえに、検光子６の透過軸方位を電気ベクトル日、の方
向と一致させれば、これに垂直な電気ベクトルＢ、をも
つ直線偏光２Ｄは検光子６で消光され、光位置検出器４
には結像されない。よって、第１図に示す如く直線偏光
２が測定面３で２回反射されて光点り、、　Ｌ、が形成
されても、光点り、の光点像Ｓ１のみが光位置検出器４
に形成され、演算手段７からは正確な高さ位置が出力さ
れることになる。

なお、第３図中、Ｂ、は導体面３Ａで反射された直線偏
光２Ｃの電気ベクトルを示し、Ｂ４は直線偏光２Ｃが導
体面３Ｂで反射された直線偏光２Ｄの電気ベクトルを示
す。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。

第４図は光点位置測定装置の構成を示す。

測定面１０は、面走査用のＸ−Ｙステージ２２上・に載
置されたプリント配線板１０ａの表面と、このプリント
配線板、１０ａに実装された多数の部品の表面とで構成
されている。レーザ２４から放射されたレーザ光は、偏
光子２６を通って直線偏光にされ、ガルバノミラ−２８
で下方に曲げられ、ｆθレンズ３０を通りプリント配線
板１０ａに略垂直に、測定面１０に照射されて光点りが
形成される。電流力計型の角振動器３４によりガルレノ
くノミラー２８を一定角度範囲で角振動させると、この
光点りが測定面１０を走査して光切断線３６が形成され
る。

光点りは、結像レンズ１２によりＰＳＤ１４に結像され
る。測定面１０とＰＳＤ１４との間の光路中、本実施例
では測定面１０と結像レンズ１２との間の光路中には、
検光子３８が配置されている。光点りの高さ方向に対応
したＰＳＤ１４のＸ軸方向の両端部の一対の電極からは
、光点りの輝度及び光点りのＰＳＤ１４上での結像位置
に応じた電流Ｉ゛３、Ｉ２が取り出される。

次に、上記の如く構成された本実施例の動作を説明する
。

最初に、偏光子２６及び検光子３８の透過軸方位を次の
ように調整する。すなわち、偏光子２日の透過軸方位は
、ｆθレンズ３０を透過した光の電気ベクトルＢ、が、
ｆθレンズ３０の中心線Ｃ１及び結像レンズ１２の中心
線Ｃ３を含む面と４５°をなすように調整する。検光子
３８の透過軸はこの面と逆方向へ４５°をなすように調
整する。次に、ｘ−Ｙステージ２２を移動させて２回反
射が起こる状態にし、演算回路２０から出力される光点
位置Ｘが最大になるように検光子３８の透過軸方位を微
調整し、同様に光点位置Ｘが最大になるように偏光子２
６の透過軸方位を微調整する。

このような調整により、測定面１０での２回目の反射光
が検光子３８で消光され、したがって、ＰＳＤ１４には
１回目の反射光のみによる光点像が得られ、正確に高さ
を測定することができる。

［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明に係る光点位置測定装置によ
れば、問題となる反射率の大きい導体面で入射光が２回
反射して光点が２個形成されても、入射光として直線偏
光を用い、反射光を検光子に通すので、この入射直線偏
光の偏光面及び検光子の透過軸方位を適当に調整すれば
、２回目の反射光は検光子で消光され、１回目の反射に
係る光点の位置を正確に測定することができるという優
れた効果を奏し、外観検査の正確化による製品の品質向
上に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

、第１図乃至第３図は本発明に係り、 第１図は本発明の原理構成図、 第２図及び第３図はそれぞれ直線偏光の導体面での１回
反射及び２回反射を示す作用説明図である。 第４図は本発明の一実施例に係る光点位置測定装置の構
成図である。 第５図は従来の光点位置測定装置の構成図である。 図中、 １２は結像レンズ １４はＰＳｏ １６．１８はＩ／Ｖ変換器 ２０は演算回路 ２４はレーザ ２６は偏光子 ２８はガルバノミラ− ３０はｆθレンズ ３ ４は角振動器 は検光子 ３Ａ：導体面 直ｔ＆偏光の導体面での反射 第２図 光点位置 第 図 直線偏光の導体面での２回反射 第３図 光点位置測定装置（従来技術） 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 直線偏光（２）を測定面（３）に集光照射して光点を形
   成する照射光学手段（１）と、 光位置検出器（４）と、 該光点を該光位置検出器（４）に結像させる結像光学手
   段（５）と、 該測定面（３）と該光位置検出器（４）との間の光路中
   に配置された検光子（６）と、 該光位置検出器（４）の出力を用いて該光点の位置を求
   める演算手段（７）と、 を有することを特徴とする光点位置測定装置。