JPH0434345A - プリント基板検査装置のためのイメージ読取りシステム - 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】 （産業上の利用分野〕 この発明は、プリント基板の光学的外観検査装置で使用
されるイメージ読取りシステムに関するもので、特に、
配線パターンとスルーホールとのそれぞれの光学的イメ
ージを同時にとらえるための改良に関する。

〔発明の背景〕

周知のように、プリント基板においてはその片面または
両面に金属製の配線パターンが形成されるとともに、電
子部品の実装のためのスルーホールが基板を貫く方向に
形成されている。そして、これらの配線パターンやスル
ーホールが許容誤差以内の正確さで形成されているか否
かを検査するために、種々のタイプの光学的外観検査装
置が利用されている。

〔従来の技術〕

第１３図は配線パターン検査装置に用いられるイメージ
読取りシステムの従来例を示す概念図である。光源１で
発生した光２はハーフミラ−３によって反射され、プリ
ント基板５の表面へと照射される。このプリント基板５
には配線パターン６とスルーホール７とが形成されてお
り、光２がその表面で反射して得られる反射光８は、ハ
ーフミラ−３および結像レンズ４を介してリニアイメー
ジセンサ９上に結像する。

リニアイメージセンサ９における受光レベルの例が第１
４図に示されており、この受光レベルは第１３図のに−
に線に沿ったリニアイメージに相当する。配線パターン
６は金属製であるためその光反射率は大きく、この配線
パターン６に相当する受光レベルも大きい。これに対し
て基板５の絶縁ベース５ａからの受光レベルは比較的小
さく、スルーホール７では光２が基板５の下方へ透過し
てしまうため、そこからの受光レベルは実質的にゼロで
ある。このため、閾値ＴＨを用いて受光レベルを判別す
れば、配線パターン６のイメージを把握可能である。

このように、第１３図の従来装置では、各領域５ａ、６
．７のそれぞれからの受光レベルの差が大きいというこ
とを前提としている。しかしながら、配線パターン６の
表面における光反射率は必ずしも一様ではなく、そこか
らの受光レベルも変動する場合がある。また、スルーホ
ール７の内壁部分からの反射光によって受光レベルの波
形が複雑となり、配線パターン６とスルーホール７との
それぞれのイメージの境界が不明確となる。

このような状況に対処するため、プリント基板の裏面側
にも別光源を配置し、その別光源からスルーホールを透
過した光を反射光とともにひとつのイメージセンサで検
出する方式が提案されている。このような例としては、
特公昭６２−２９７３７号公報に記載された技術がある
。また、ホールイメージのみをとらえる装置としては、
たとえば特開昭６２−２７６４４３号公報に記載された
技術がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このような光学的外観検査においては、配線
パターンとスルーホールとのそれぞれの形成状況を個別
に把握する必要があるばかりでなく、配置パターンとス
ルーホールとの相互位置関係も検査しなければならない
。したがって、配線パターンとスルーホールとのそれぞ
れのイメージを同時にとらえることかできる検査装置が
必要となってくる。しかしながら、上記の従来技術は配
線パターンのみ、またはスルーホールのみについてその
イメージをとらえようとするものであって、双方のイメ
ージを同時に把握するようには構成されていない。この
ため、このような技術を用いた場合には、配線パターン
の位置とスルーホールの位置との相互関係を知るために
それぞれのパターンを別々に検出し、その上で双方のパ
ターンの位置関係を算出するという手続が必要となる。

このため、検査時間が長くなり、システム構成も複雑に
なるという問題がある。

そして、このような事情は、プリント基板に形成される
スルーホールの径が次第に小さくなり、たとえば直径０
．５〜Ｏ，ｌｌｌ１ｍのスルーホール（ミニバイアホー
ル）が利用されている状況においては特に深刻になって
くる。

〔発明の目的〕

この発明は、従来技術における上述の問題の克服を意図
しており、プリント基板における配線パターンとスルー
ホールとのそれぞれのイメージを同時かつ正確に検出し
、それによって高速かつ高精度の外観検査を行うことが
できるイメージ読取りシステムを提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、この発明の第１の構成では
、プリント基板における配線パターンとスルーホールと
の外観を光学的に検査するための装置で使用されるイメ
ージ読取りシステムにおいて、（ａ）　　第１の波長を
有する第１の光を発生し、前記プリント基板の被検査表
面に向けて前記第１の光を照射する第１の光源系と、（
ｂ）　　第２の波長を有する第２の光を発生し、前記被
検査表面の裏側から前記第２の光を前記プリント基板に
向けて照射する第２の光源系とを設ける。

そして、さらに、（ｃ）　　前記第１の光が前記被検査
表面によって反射して得られる反射光と、前記第２の光
が前記スルーホールを透過して得られる透過光との複合
光を結像光学系を介して受光し、前記反射光と前記透過
光とを空間的に相互分離する光分離手段と、（ｄ）　　
前記光分離手段で分離された後の前言己反射光を受光す
ることにより前記配線パターンのイメージ信号を生成す
る第１のイメージセンサと、（ｅ）　　前記光分離手段
で分離された後の前記透過光を受光することにより、前
記スルーホールのイメージ信号を生成する第２のイメー
ジセンサとを設けることによって、配線パターンとスル
ーホールとのそれぞれのイメージが検出される。

各イメージ信号の処理方式については特に限定するもの
ではなく、種々の方式が利用可能である。

一方、この発明の第２の構成では、波長が異なる２種類
の光のかわりに、偏光方向が異なる２種類の光を利用す
る。

好ましくは、少なくともプリント基板側においてテレセ
ントリックとなっているテレセントリックレンズ系を結
像光学系として使用する。

〔作用〕

コノ発明では、配線パターンとスルーホールとのそれぞ
れのイメージを得るために、２種類の光源系が準備され
ている。第１の光源系は配線パターンの落射照明のため
のものであり、第２の光源系はスルーホールの透過照明
のためのものである。

これらの２種類の光源系からのそれぞれの光は共通の被
検査エリアに向けて照射されるため、配線パターンから
の反射光とスルーホールからの透過光とは、空間的に重
なり合った複合光を形成する。したがって、第１と第２
の光源系から照射されるそれぞれの光の性質を同一とし
た場合には上記反射光と透過光とを相互に分離すること
はできない。

そこで、この発明の第１の構成では、落射照明用の第１
の光の波長と透過照明用の第２の光の波長とを異なった
ものとする。このようにすれば、光分離手段として波長
分離ミラーなどを用いて反射波と透過波とを相互に分離
することが可能であり、配線パターンとスルーホールと
を同時かつ正確に検出できる。

また、この発明の第２の構成では、偏光方向が異なる第
１と第２の光を使用する。これらの光から得られる反射
光と透過光とは、光分離手段として偏光ビームスプリッ
タなどを用いて分離可能である。

さらに、第３の構成では、結像光学系としてテレセント
リックレンズ系を使用している。したがって、径の小さ
なスルーホール（ミニバイアホール）についても、その
透過光を利用した像を正確に得ることができる。

〔実施例〕

＜Ａ、全体構成〉 第１Ａ図はこの発明の一実施例であるイメージ読取りシ
ステムを組込んだプリント基板検査装置１０の切欠き平
面図であり、第１Ｂ図はその側面図である。この装置１
０は下部ハウジング１１と上部ハウジング第２とを備え
ており、下部ハウジング１１の上面開口付近には、水平
方向に移動テーブル１３が設けられている。移動テーブ
ル１３は矩形フレーム１４の中にガラス板１５を取付け
た構造となっており、このガラス板１５の下面１５ａは
スリ面となっている。そして、ガラス板１５の上面１５
ｂ上にプリント基板２０が載置されて、このガラス板１
５によって支持される。

第２図に示すように、プリント基板２０はガラスエポキ
シによって形成された絶縁ベース板２７とその片面また
は両面に形成された銅製のプリント配線パターン２２と
を有している。プリント配線パターン２２は配線部分２
３とランド２４とを有しており、ランド２４中にはこの
プリント基板２０を貫通するスルーホール２５が形成さ
れている。

第１Ａ図および第１Ｂ図に戻って、フレーム１４は一対
のガイドレール１６上をスライド可能であり、このガイ
ドレール１６に平行な方向にボールネジ１７が伸びてい
る。フレーム１４に固定されたボールナツト１９がこの
ボールネジ１７に螺合しており、モータ１８によってボ
ールネジ１７を回転させると移動テーブル１３は水平（
土Ｙ）方向に移動する。

一方、上部ハウジング第２の内部にはイメージ読取りシ
ステム５０が設けられている。イメージ読取りシステム
５０の中央上部には、水平（±Ｘ）方向に伸びた光学へ
ラドアレイ１００が配置されている。この光学へラドア
レイ１００は８個の光学ヘッドＨＯ〜Ｈ７を備えており
、これらの光学ヘッドＨＯ〜Ｈ７は支持材１０１によっ
て等間隔に支持されている。この支持材１０１はガイド
材］０２上を（±Ｘ）方向にスライド可能であり、ガイ
ド材１０２は一対の側部フレーム材５１ａ。

５１ｂに固定されている。この側部フレーム材５１ａ、
５１ｂはハウジング１１．第２に対して固定された位置
にある。また、支持材１０１は、ボールナツト（図示せ
ず）とボールネジ１０４とを介してモータ１０３に結合
されている。したがってモータ１０３を回転させると、
光学ヘッドＨＯ〜Ｈ７は支持材１０１とともに（±Ｘ）
方向に移動可能である。

光学ヘッドＨＯ〜Ｈ７の下方には透過照明用光源第２０
が配置されている。この光源第２０は、多数の赤外線Ｌ
ＥＤを（±Ｘ）方向に配列したものであって、実質的に
線状光源として機能する。

この光源第２０は支持杆第２１，第２２によって側部フ
レーム５１から支持されている。また、光学ヘッドＨＯ
〜Ｈ７のそれぞれの下部には落射照明用光源１１０が取
付けられている。後に詳述するように、この光源１１０
は（±Ｘ）方向に伸びた赤色ＬＥＤの１次元配列を３組
備えている。

光学へラドアレイ１００の前後には押えローラ機構２０
ＯＡ、２００Ｂが設けられている。前方ローラ機構２０
０Ａは８組のローラユニット２１０Ａを備えており、シ
ャフト２０１Ａを介して側部フレーム５１ａ、５１ｂに
取付けられている。

後方ローラ機構２００Ｂも８組のローラユニット２１０
Ｂを備えており、シャフト２０１Ｂを介して側部フレー
ム５１ａ、５１ｂに取付けられている。これらのローラ
ユニット２０ＯＡ、２００Ｂは、揺動自在のアームによ
って支持されたゴムローラを有しており、このゴムロー
ラとアームとはバネによって付勢されている。これらの
ローラ機構２００Ａ、２００Ｂは、プリント基板２０が
その下方に送られてきたときに、基板２０を押えてその
位置ずれとたわみとを防止するために設けられている。

下部ハウジング１１の両側部上面には、一対の操作スイ
ッチ盤２６が取付けられている。これらのスイッチ盤２
６には同一のスイッチ群が設けられており、ハウジング
１１のいずれの側からも容易にスイッチ操作が行えるよ
うになっている。また、上部ハウジング第２中には、各
種のデータ処理や動作制御を行うためのデータ処理装置
３００が配置されている。

＜Ｂ、概略動作〉 この検査装置１０の細部構成を説明する前に、この装置
１０の概略動作について述べておく。まず、ｊｉｌＡ図
および第１Ｂ図の状態でプリント基板２０がガラス板１
５の上に載置される。そしてスイッチ盤２６が操作され
るとモータ１８が正回転し、移動テーブル１３とともに
プリント基板２０が（＋Ｙ）方向へ移動する。また、光
源１１０゜第２０が点灯する。

テーブル１３の移動に伴ってプリント基板２０がイメー
ジ読取りシステム５０の位置へ至ると、押えローラ機構
２０ＯＡ、２００Ｂのローラがプリント基板２０をガラ
ス板１５に向けて押え付けつつ基板２０の移動に伴って
回転する。そして、光源１１０からの落射照明によって
配線パターン２２（第２図）のイメージが線順次に光学
ヘッドＨＯ〜Ｈ７で読取られるとともに光源第２０から
の透過照明によってスルーホール２５のイメージが線順
次に光学ヘッドＨＯ〜Ｈ７で読取られる。

この読取りのための光学ヘッドＨＯ〜Ｈ７の内部構成は
後述する。

ところで、光学ヘッドＨＯ−Ｈ７は直線状に配列されて
いるが、それぞれの視野の間にはギャップがあるため、
プリント基板２０を（＋Ｙ）方向に移動させても、その
表面の画像全体を読取ることはできない。そこで、プリ
ント基板２０を（＋Ｙ）方向に移動させ終った後にモー
タ１０３を駆動し、それによって光学ヘッドＨＯ〜Ｈ７
の全体を（＋Ｘ）方向へと移動させる。その移動量は光
学ヘッドＨＯ〜Ｈ７の相互配列ピッチの半分とされる。

そして、この移動の後にモータ１８を逆回転させてプリ
ント基板２０を（−Ｙ）方向に移動させつつ、光学ヘッ
ドＨＯ〜Ｈ７による配線パターン２２とスルーホール２
５とのイメージの読取りを行う。

その結果、ｊｌｉｌＡ図中に実線矢印Ａ１で示すスキャ
ンと破線矢印Ａ２で示すスキャンとが実行されることに
なり、プリント基板２０の表面全域にわたるイメージの
読取りが実現される。読取られたイメージはデータ処理
装置３００に与えられ、所定の基準に従って配線パター
ン２２とスルーホール２５との良否が判定される。

くＣ１光学ヘッドの詳細〉 第３Ａ図は光学ヘッドＨＯの内部構成を示す模式的側面
図である。この第３Ａ図はひとつの光学ヘッドＨＯにつ
いてのものであるが、他の光学ヘッドＨ１〜Ｈ７もこれ
と同一の構造を有している。

光学ヘッドＨＯはケーシング１３０を有しており、この
ケーシング１３０の下部に取付けた支持材１１６．１１
７によって落射照明用光源１１０か吊下げられている。

光源１１０は正反射用光源１１１と乱反射用光源１第２
，１１３との組合せからなり、各光源１１１，１第２．
１１３のそれぞれは、波長λ１（−８００〜７００　ｎ
ｍ）の赤色光を発生する赤色ＬＥＤ１１５（第３Ｂ図）
の−次元配列からなる実質的な線状光源である。

これらのうち、乱反射用光源１第２，１１３は、光学ヘ
ッドＨＯ内に設けた結像レンズ系１４０の光軸ＬＡから
かなり離れた位置に配置されているが、正反射用光源１
１１はその端部が光軸ＬＡに接する位置に設けられてい
る。後述するように結像レンズ系１４０はＣＣＤリニア
イメージセンサ１６１．１６２上にプリント基板２０の
配線パターン２２とスルーホール２５とのイメージをそ
れぞれ結像させるためのものである。そして、乱反射用
光源１第２．１１３はその結像のための開口角外に配置
され、正反射用光源１１１はその開口角の一部に配置さ
れていることになる。

これらの光源１１１，１第２．１１３からの光は、プリ
ント基板２０の上面のうちその時点て光学ヘッドＨＯの
直下に存在する被検査エリアＡＲに向けて照射される。

落射照明のために正反射用光源１１１と乱反射用光源１
第２．１１３とを設けているのは、配線パターン２２の
表面は必ずしも鏡面となっていないため、配線パターン
２２のイメージを正確にとらえるにはそれからの正反射
と乱反射との双方を利用することが好ましいからである
。なお、前述の光源１１１，１第２．１１３は、結像レ
ンズ系１４０側（図中で上側）が遮光されている。

一方、透過用光源第２０は、波長λ２（−７００〜１Ｏ
ＤＯｎ■）の赤外光を発生する赤外ＬＥＤ第２５（第３
Ｂ図）の１次元配列からなっている。この光源第２０は
、結像レンズ系１４０の光軸ＬＡと直角に交わる線上に
設けである。そして、この光源第２０は、プリント基板
２０の裏面のうち、被検査エリアＡＲの裏側に相当する
エリアに向けて（＋２）方向に赤外光を照射する。

落射照明用光源１１１，１第２，１１３から被検査エリ
アＡＲに向けて照射された赤色光はこの被検査エリアＡ
Ｒで反射される。また、透過照明用光源第２０から照射
された赤外光のうちスルーホール２５に向かう部分はス
ルーホール２５を透過する。そして、これらの反射光と
透過光とは、空間的に重なり合った複合光として光学ヘ
ッドＨＯへと向かう。

第４図に示すように、プリント基板２０の被検査エリア
ＡＲから結像レンズ系１４０の入射瞳の範囲内に向う光
束り。のうち、その半分に相当する部分Ｌ　のみが結像
レンズ系１４０に到達し、残りの半分に相当する部分Ｌ
５は光源１１１およびその支持材１１６によってケラれ
る。したがって、部分り、Ｌｂをそれぞれ「有効光束」
。

「無効光束」と呼ぶことにすれば、有効光束り。

の投射立体角（結像レンズ系１４０の複合光取込み角）
ω　と無効光束Ｌ　の投射立体角ω５とのａ　　　　　
　　　　　　　　ｂ それぞれは、光束り。の投射立体角（開口角沖。の半分
となっている。すなわち、次式（１）〜（４）か成立す
る。

ω　＋ωｂ−ω０　　　　　　　　　・・・（１）、　
　　　　。　　　　　　　　　　・・・（２）ω　−（
１−α）・ω　　　　　　・・・（３）α−１／２　　
　　　　　　　　　　　　　　　・・・（４）有効光束
Ｌ　は第３Ａ図に示すように結像レンズ系１４０を通っ
てコールドミラー１５０へと入射する。コールドミラー
１５０は赤外線のみを透過するミラーである。したがっ
て、有効光束Ｌａに含まれる光のうち赤色光（すなわち
、プリント基板２０の表面からの反射光ＬＲ）はこのミ
ラー１５０で反射されて（＋Ｙ）方向に進み、第１のＣ
ＣＤリニアイメージセンサ−６１の受光面上で結像する
。また、有効光束Ｌａに含まれる赤外光（スルーホール
２５の透過光ＬＴ）はミラー１５０を透過して第２のＣ
ＣＤリニアイメージセンサ１６２の受光面上で結像する
。

これらのＣＣＤリニアイメージセンサ−６１゜１６２は
（±Ｘ）方向に１次元配列したＣＣＤ受光セルを有して
いる。このため、第１のリニアイメージセンサ−６１で
は落射照明によるプリント基板２０の表面の１次元イメ
ージが検出され、第２のリニアイメージセンサ−６２で
は透過照明によるスルーホール２５の１次元イメージが
検出される。そして、第１Ａ図および第１Ｂ図に示した
移動機構によってプリント基板２０と光学ヘッドアレイ
１００とを相対的に移動させることにより、プリント基
板２０の各エリアがスキヤニ／され、各エリアについて
の配線パターン２２とスルーホール２５との２次元イメ
ージが把握される。

リニアイメージセンサ１６１，１６２で得られたイメー
ジ信号は後述する回路によってデジタル化された後、第
５図（ａ）　、　（ｂ）に示すように閾値ＴＨ１，ＴＨ
２を用いて２値化される。ただし、第５　図（ａ＞は第
１のリニアイメージセンサ１６］で得られるイメージ信
号ＰＳｏの例を示し、第５図（ｂ）は第２のリニアイメ
ージセンサ１６２で得られるイメージ信号Ｈ８ｏの例を
示している。

第３Ｂ図は第３Ａ図に示した光学ヘッドＨＯの模式的正
面図であり、この第３Ｂ図においては、図示の便宜上、
第１のリニアイメージセンサ１６１は省略されている。

また、光学ヘッドＨＯ内の光路もスルーホール透過光の
みについて示しである。そして、この実施例では結像レ
ンズ系１４０として、プリント基板２０側とリニアイメ
ージセンサ１６１．１６２側とのいずれにおいてもテレ
セントリックとなっているテレセントリックレンズ系が
使用されている。このため、このレンズ系１４０の視野
内にある各スルーホール２５からの透過光の結像光軸は
、レンズ系１４０の前方および後方のいずれにおいても
レンズ系１４０自身の光軸ＬＡと平行である。

以上の構成を有するイメージ読取りシステム５０では次
のような利点がある。

（１）　　配線パターン２２のイメージとスルーホール
２５のイメージとが同時に得られるため、外観検査を高
速に行うことができる。また、結像レンズ系１４０は配
線パターン２２のイメージ検出とスルーホール２５イメ
ージ検出とに共用されているため、ひとつの光学ヘッド
内に複数の結像レンズ系を並列的に設ける必要はない。

（２）　　第５図（ａ）　、　（ｂ）に示すように、配
線パターン２２のイメージとスルーホール２５のイメー
ジとがリニアイメージセンサ１６１，１６２で別個に検
出されるため、閾値レベルＴＲＩ、ＴＨ２は、それらの
相互関係を考慮せずに個別に最適の値とすることができ
る。その結果、各イメージの受光レベルが変動しても、
正確に各イメージを把握できる。

（３）　　結像レンズ系１４０はテレセントリックレン
ズ系となっているため、ミニバイアホールのような径の
小さなスルーホールについてもそのイメージを正確にと
らえることができる。その理由は次の通りである。すな
わち、まず、ミニバイアホールにおいては、第６図に示
すように、その長さ（深さ）Ｈと径りとの比（アスペク
ト比）が、たとえば、 Ｈ／　　Ｄ　　　　　−１，６ｍｍ／　　　０．３ｍｍ
−５，８・・・（５） となっている。このため、第７Ａ図のように非テレセン
トリックレンズ系１４１を用いたときには、レンズ系の
光軸から離れたホール２５ａ、２５ｂは透過照明の陰と
なり、これらに対応して得られるイメージ信号では、第
８Ａ図に示すように、ホール２５ａ、２５ｂに対応する
ホールイメージ２５Ａ、２５Ｂの一部分が欠けてしまう
。

これに対して、この実施例のようにテレセントリックレ
ンズ系１４０を用いれば、その光軸から離れたホール２
５ａ、２５ｂのイメージも正確にとらえることができる
（第７Ｂ図および第８Ｂ図参照）。

（４）　　プリント基板２０の表面からレンズ系１４０
の入射瞳に向う光のうちの半分がリニアイメージセンサ
１６１．１６２上で結像する。これに対して第１３図に
示した従来例では光源１からの光２はハーフミラ−３を
２回経由するため、イメージセンサ９に到達する光８は
光源１からの光２の１／４である。したがって、この実
施例ではリニアイメージセンサ１６１，１６２のそれぞ
れにおける受光光量が、従来例におけるイメージセンサ
９での受光光量の２倍となる。その結果、コントラスト
が大きく、ノイズの影響を受けにくいイメージを得るこ
とができる。

（５）　　ガラス板１５の下面１５ａ（第２図）がスリ
面となっているため、透過用光源第２０からの光は基板
２０の裏面に均一に照射される。このため、スルーホー
ル２５のイメージ上における受光レベルが均一となる。

＜Ｄ、電気的構成〉 第９図はこの実施例における電気的構成を示すブロック
図である。各光学ヘッドＨＯ−Ｈ７から得られる配線パ
ターンイメージ信号ＰＳｏ−ＰＳ７とスルーホールイメ
ージ信号Ｈ８−ＨＳ７とは、Ａ／Ｄコンバータ３０１に
よってデジタル信号に変換された後、２値化回路３０２
．３０３へ与えられる。

光学ヘッドＨＯに対応する２値化回路３０２゜３０３の
組合せ３０４について、第１０図にその詳細が示されて
いる。２値化回路３０２．３０３は比較器３０５，３０
６によって構成されており、レジスタ３０７．　３０８
に保持されている閾値ＴＨ１，ＴＨ２がこれらの比較器
３０５，３０６に与えられている。比較器３０５，３０
６はこれらの閾値ＴＲＩ、ＴＨ２とデジタル化された後
のイメージ信号ｐｓ、ｐｓｏをそれぞれ比較しく第５図
参照）、閾値ＴＨＩ、ＴＨ２よりも信号ｐｓｏ、Ｉｓｏ
のレベルが高いときに“Ｈｌとなり、低いときに“Ｌ”
となる２値化信号をそれぞれ出力する。他の光学ヘッド
Ｈ１〜Ｈ７に対応する２値化回路３０２，３０３も同様
の構成となっており、レジスタ３０７，３０８からの閾
値ＴＨ１゜ＴＨ２は、２値化回路３０２．３０３のそれ
ぞれのベアについて共通に使用される。

第９図に戻って、このようにして得られた２値化済のイ
メージ信号はパターン検査回路４００に与えられる。パ
ターン検査回路４００ではそれらのイメージ信号に基づ
いて配線パターン２２やスルーホール２５の２次元イメ
ージを構築し、所定の基準に従ってその良否を判定する
。

データ処理装置３００にはまた、制御回路３１０が設け
られている。制御回路３１０は点灯回路３１１．３第２
を介して光源１１０，第２０に点灯／消灯指令を与える
ほか、モーター８．１０３に駆動制御信号を出力する。

また、モーター８にはロータリーエンコーダ１８Ｅが設
けてあり、それによって検出されたモータ回転角信号が
制御回路３１０に取込まれる。この回転角信号は、デー
タ処理タイミングを規定する。

以上のような構成によって、第１Ａ図および第１Ｂ図に
示した光学的検査装置１０は、プリント基板２０の外観
検査を精度良く実行する。

〈Ｅ、他の実施例〉 （１）　　この発明は第１の構成においては、落射照明
用光源と透過照明用光源とのそれぞれから照射される光
の波長が異なっていればよく、上記実施例のように赤色
光と赤外光との組合せを必須とするものではない。

たとえば、第３Ａ図および第３Ｂ図における落射照明用
光源１１０として第１の波長を有する可視光を用い、透
過照明用光源第２０として第２の波長を有する可視光を
用いてもよい。ただし、第１と第２の波長は、互いに異
なる波長である。このときには、コールドミラー１５０
のかわりにダイクロイックミラーを用いることができる
。そのダイクロイックミラーとしては、第１の波長の光
を反射し、第２の波長の光を透過するミラーを用いる。

また、各光源１１０．第２０としては、白色光源とカラ
ーフィルタとを組合せたものを使用してもよい。

（２）　　第１１図は、この発明の第２の構成の実施例
で用いられるイメージ読取りシステムの主要部を示す図
である。このシステムにおける光学ヘッドＨＯでは、落
射照明用光源系として、白色光源１１１Ａ、１第２Ａ、
１１３ＡとＳ波偏光板１１９との組合せを用いている。

このため、落射照明光はＳ波（すなわちその電界ベクト
ルが±Ｘ方向となっている光波）となる。偏光板１１９
は図示しない支持材によって光学ヘッドＨＯ側から支持
されている。

一方、透過照明用光源系は、白色光源第２０Ａと、Ｐ波
偏光波第２９との組合せによって構成されており、Ｐ波
偏光板第２０は、図示しない支持材によって白色光線第
２ＯＡ側から支持されている。このため、透過照明光は
Ｐ波（すなわちその電界ベクトルがＸ２面内にある光波
）となっている。

これらの各照明光は第３Ａ図の場合と同様にプリント基
板２０に向けて照射され、この基板２０からの複合光は
テレセントリックレンズ系１４０を介して偏光ビームス
プリッタ１５１に入射する。

この偏光ビームスプリッタ１５１は、Ｓ波を反射し、Ｐ
波を透過させる。このため、配線パターン２２のイメー
ジ情報を含むＳ偏光反射光ＬＲはリニアイメージセンサ
１６１の受光面上で結像し、スルーホール２５のイメー
ジ情報を含むＰ偏光透過光ＬＴは他方のリニアイメージ
センサ１６２の受光面上で結像する。残余の構成は第３
Ａ図のものと同一である。

この実施例においても配線パターン２２とスルーホール
２５とのそれぞれのイメージが別々のリニアイメージセ
ンサ１６１．１６２によって同時に検出されるため、第
３Ａ図のシステムと同様の効果を奏する。なお、落射側
照明用の光をＰ偏光とし、透過照明用の光をＳ偏光とし
てもよい。また、レーザ光源のように特定の方向に偏光
した光を発生する光源を用いるときには、偏光板を用い
なくてもよい。

（３）　　第第２図は光学ヘッドＨＯの他の構成例を示
す模式的正面図であり、第３Ｂ図に対応する。

この光学ヘッドＨＯでは結像レンズ系１４２としてプリ
ント基板２０側のみテレセントリックなレンズ系を用い
ている。このような構成によってもスルーホール２５の
イメージを正確にとらえることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項１および２に記載されたい
ずれの発明においても、配線パターンは落射照明によっ
て、また、スルーホールは透過照明によってそれぞれ検
出される。したがって、それぞれのイメージを把握する
のに適した照明法が併用されるとともに、それらに使用
される２種類の光を分離できるような構成がとらえられ
ている。

その結果、それらのイメージの検出が同時かつ正確に検
出され、プリント基板の外観検査が高速かつ高精度とな
る。

また、請求項３の発明では、上記の発明においてテレセ
ントリックレンズ系が結像光学系として使用されており
、径の小さなスルーホールについてもそのイメージを正
確に検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図はこの発明の実施例であるイメージ読取りシス
テムを組込んだプリント基板の光学的検査装置の部分切
欠平面図、 第１Ｂ図は、第１Ａ図に示した装置の部分切欠側面図、 第２図は、プリント基板の例を示す図、第３Ａ図は、実
施例で用いられる光学ヘッドの模式的側面図、 第３Ｂ図は、第３Ａ図に示した光学的ヘッドの模式的正
面図、 第４図は、正反射用光源の配置位置と結像レンズ系への
入射光束との関係を示す図、 第５図は、実施例のシステムによって得られるイメージ
信号とその２値化処理を示す波形図、第６図は、ミニバ
イアホールの説明図、第７Ａ図および第７Ｂ図は、非テ
レセントリックレンズ系とテレセントリックレンズ系と
の説明図、 第８Ａ図および第８Ｂ図は、非テレセントリックレンズ
系を介して得られるホールイメージとテレセントリック
レンズ系を介して得られるホールイメージとを示す図、 第９図および第１０図は、第１Ａ図および第１Ｂ図に示
した装置の電気的構成を示す図、第１１図および第第２
図は、この発明の他の実施例を示す図、 第１３図は、従来のイメージ読取りシステムの原理図、 第１４図は、第１３図のシステムによって得られるイメ
ージ信号の例を示す波形図である。 １０・・・プリント基板検査装置、 １３・・・移動テーブル、　２０・・・プリント基板、
５０・・・イメージ読取りシステム、 １１０・・・落射照明用光源、 １１１・・・正反射用光源、 １第２．１１３・・・乱反射用光源、 １１９・・・Ｐ偏光板、　第２０・・・透過照明用光源
、第２９・・・Ｓ偏光板、　　１４０・・・結像レンズ
系、１５０・・・コールドミラー １５１・・・偏光ビームスプリッタ、 １６１．１６２・・・ＣＣＤリニアイメージセンサ、Ｈ
Ｏ〜Ｈ７・・・光学ヘッド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）プリント基板における配線パターンとスルーホー
   ルとの外観を光学的に検査するための装置に使用される
   イメージ読取りシステムであって、（ａ）第１の波長を
   有する第１の光を発生し、前記プリント基板の被検査表
   面に向けて前記第１の光を照射する第１の光源系と、 （ｂ）第２の波長を有する第２の光を発生し、前記被検
   査表面の裏側から前記第２の光を前記プリント基板に向
   けて照射する第２の光源系と、（ｃ）前記第１の光が前
   記被検査表面によって反射して得られる反射光と、前記
   第２の光が前記スルーホールを透過して得られる透過光
   との複合光を結像光学系を介して受光し、前記反射光と
   前記透過光とを空間的に相互分離する光分離手段と、（
   ｄ）前記光分離手段で分離された後の前記反射光を受光
   することにより前記配線パターンのイメージ信号を生成
   する第１のイメージセンサと、（ｅ）前記光分離手段で
   分離された後の前記透過光を受光することにより、前記
   スルーホールのイメージ信号を生成する第２のイメージ
   センサとを備えることを特徴とする、プリント基板検査
   装置のためのイメージ読取りシステム。
2. （２）プリント基板における配線パターンとスルーホー
   ルとの外観を光学的に検査するための装置に使用される
   イメージ読取りシステムであって、（ａ）第１の偏光方
   向に偏光した第１の光を発生し、前記プリント基板の被
   検査表面に向けて前記第１の光を照射する第１の光源系
   と、 （ｂ）第２の偏光方向に偏光した第２の光を発生し、前
   記被検査表面の裏側から前記第２の光を前記プリント基
   板に向けて照射する第２の光源系と、 （ｃ）前記第１の光が前記被検査表面によって反射して
   得られる反射光と、前記第２の光が前記スルーホールを
   透過して得られる透過光との複合光を結像光学系を介し
   て受光し、前記反射光と前記透過光とを空間的に相互分
   離する光分離手段と、（ｄ）前記光分離手段で分離され
   た後の前記反射光を受光することにより前記配線パター
   ンのイメージ信号を生成する第１のイメージセンサと、
   （ｅ）前記光分離手段で分離された後の前記透過光を受
   光することにより、前記スルーホールのイメージ信号を
   生成する第２のイメージセンサとを備えることを特徴と
   する、プリント基板検査装置のためのイメージ読取りシ
   ステム。
3. （３）請求項１または２記載のシステムにおいて、少な
   くともプリント基板側においてテレセントリックとなっ
   ているテレセントリックレンズ系を結像光学系として使
   用した、プリント基板検査装置のためのイメージ読取り
   システム。