JPH10318730A - パターン読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント基板の配線パターンを的確に読み取
ることができるパターン読取装置を提供する。 【解決手段】 プリント基板９上のＸ方向に伸びる細長
い照明領域９Ａに向けて正反射用照明光１１Ｌおよび乱
反射用照明光１３Ｌを照射し、照明領域９Ａからの光９
Ｌをリニアセンサ１６にて受光することによりプリント
基板９上の配線パターン９１を読み取るパターン読取装
置において、Ｘ方向に複数配列された乱反射用ＬＥＤ１
３からの乱反射用照明光１３ＬをＸ方向に直交する方向
に対して集光させてプリント基板９上の照明領域９Ａに
照射する。これにより照明領域９Ａに十分な乱反射用照
明光１３Ｌを照射することができる。その結果、プリン
ト基板９の配線パターン９１の２値画像を安定して生成
することができ、配線パターン９１を的確に読み取るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プリント基板上
に形成された配線パターンの外観検査を行うために用い
られるパターン読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板上の配線パターンを外観検
査するためのパターン読取装置では従来よりプリント基
板からの光を受光し、その受光状態から配線パターンの
欠陥を検出する手法が用いられている。

【０００３】図１１は従来のパターン読取装置の構成の
概略を示す図である。光源１０１から出射された光はハ
ーフミラー１０２にて反射してプリント基板１０９へと
導かれる。そして、配線パターン１９１が形成されたプ
リント基板１０９からの光はハーフミラー１０２、レン
ズ１０３を介して受光部１０４にて受光されるようにな
っている。配線パターン１９１は銅などの金属により形
成されているので配線パターン１９１にて反射する単位
面積当たりの光の量は配線パターン１９１以外の絶縁ベ
ース１９２にて反射する光の量よりも多い。したがっ
て、受光部１０４に設けられた１次元あるいは２次元に
配列された個々の受光素子が受光する光の量を検出する
ことによりプリント基板１０９上の配線パターン１９１
を読み取ることが可能となる。

【０００４】なお、配線パターン１９１の表面は必ずし
も鏡面ではなかったり、配線パターンの境界線の形状
（段差）がなだらかであったりすることから、他の光源
１０５を用いて側方からプリント基板１０９に光を入射
させ、プリント基板１０９上で乱反射した光を受光部１
０４にて受光させることによりさらに的確な配線パター
ン１９１の読取を行う手法も用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、配線パターン
の表面は図１１に示す装置において想定されている表面
粗さ以上に平坦でない場合がある。特に近年では次工程
におけるレジストや絶縁層との密着性を高めるために銅
の配線パターンの表面を粗化したプリント基板が市場に
出回るようになってきており、このような粗化されたプ
リント基板では配線パターンの表面が粗いため配線パタ
ーンからの光に一層のばらつきが生じることとなる。こ
のような配線パターンの表面が粗い状態では図１１に示
すような従来のパターン読取装置の構成では的確な配線
パターンの読取が困難となってしまう。

【０００６】図１２は配線パターンが粗化されたプリン
ト基板からの光の様子の具体的に示す図であり、図１１
中符号Ｋ−Ｋで示すプリント基板１０９上の線状の領域
からの光を受光部１０４にて受光した際の受光レベル
（プリント基板１０９上の単位面積から受光部１０４へ
と導かれる光の量）を示すグラフである。図１２に示す
ように全体的には絶縁ベース１９２からの光の受光レベ
ルは配線パターン１９１からの光の受光レベルに比べて
低いが、符号Ｌにて示す配線パターン１９１からの光の
受光レベルは配線パターン１９１の表面の粗化の影響を
受けて大きく乱れている。その結果、配線パターン１９
１のコントラストの高い画像を得ることができず、配線
パターン１９１を読み取るための受光レベルの２値化用
しきい値ＴＨの設定が困難となる。

【０００７】この発明は上記課題に鑑みなされたもの
で、プリント基板上の配線パターンの表面（特に粗化さ
れた表面）の影響を受けにくく、的確な配線パターンの
読取ができるパターン読取装置を提供することを目的と
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、プリ
ント基板の配線パターンを読み取るパターン読取装置で
あって、(a)正反射用の第１の照明光を出射する第１の
光源と、(b)前記第１の照明光を前記プリント基板上の
所定方向に伸びる照明領域に導く第１の光学系と、(c)
乱反射用の第２の照明光を出射する第２の光源と、(d)
前記第２の照明光を前記照明領域に導く第２の光学系
と、(e)前記照明領域からの光を受光する受光手段と、
(f)前記受光手段からの信号に基づいて前記照明領域の
２値画像を生成する２値化手段とを備え、前記第２の光
学系が、(d-1)前記所定方向に直交する方向に対して前
記第２の照明光を集光させる集光手段を有する。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１記載のパター
ン読取装置であって、前記第２の光学系が、前記第１の
照明光が通過する領域外に配置されている。

【００１０】請求項３の発明は、請求項２記載のパター
ン読取装置であって、前記集光手段が、(d-1-1)前記所
定方向に直交する面による断面形状が一定のリニアフレ
ネルレンズを有する。

【００１１】請求項４の発明は、請求項３記載のパター
ン読取装置であって、前記第２の光源が、(c-1)前記所
定方向に配列された複数の単位光源を有し、前記第２の
光学系が、(d-2)前記所定方向に凹凸の反復を繰り返す
レンチキュラレンズを有する。

【００１２】請求項５の発明は、請求項３または４記載
のパターン読取装置であって、前記第２の光源が、前記
第２の光学系に対して軸外しの位置に配置されている。

【００１３】

【発明の実施の形態】

＜１． 第１の実施の形態＞ ＜1.1 全体構成の概要＞図１はこの発明に係る第１の
実施の形態であるパターン読取装置１の全体構成の概略
を示す図である。

【００１４】パターン読取装置１はプリント基板９上に
形成された配線パターン９１の形状を読み取って欠陥が
ないかどうかを検査する装置であり、プリント基板９に
照明光を照射するとともにプリント基板９からの光を受
光するカメラ部１０、プリント基板９を移動させる移動
台２１、カメラ部１０からの画像信号をアナログ−デジ
タル変換するＡ／Ｄ変換部３１、Ａ／Ｄ変換部３１から
のデジタル画像信号を２値化する２値化処理部３２、お
よび２値化された画像信号から配線パターン９１を検査
するパターン検査部３３を有している。

【００１５】カメラ部１０ではプリント基板９上の矢印
２１Ｓに垂直な水平方向（紙面に垂直なＸ方向）に伸び
る細長い領域の画像をリニアセンサにて受光する（読み
取る）ようになっており、移動台２１はモータ２２によ
り回転するボールねじ２３を介して矢印２１Ｓにて示す
Ｙ方向に移動可能とされている。したがって、移動台２
１が移動することによりカメラ部１０ではプリント基板
９上の一定の領域をＹ方向に順次読み取ることが可能と
なる。

【００１６】なお、実際にはカメラ部１０と同様のもの
が複数Ｘ方向に配列配置されており、プリント基板９の
全面が移動台２１の移動とともに順次読み取られていく
ようになっている。

【００１７】＜1.2 カメラ部の構成＞以上がこのパタ
ーン読取装置１の全体構成および動作の概略であるが、
次にカメラ部１０の構成について説明する。

【００１８】図２はカメラ部１０の構成を示す縦断面図
（Ｙ−Ｚ断面）である。カメラ部１０は正反射用照明光
１１Ｌを出射する正反射用光源である正反射用ＬＥＤ１
１（Ｘ方向に複数配列されている）、正反射用照明光１
１Ｌをプリント基板９へと導く正反射用光学系１２、乱
反射用照明光１３Ｌを出射する乱反射用光源である乱反
射用ＬＥＤ１３（Ｘ方向に複数配列されている）、乱反
射用照明光１３Ｌをプリント基板９へと導く乱反射用光
学系１４、プリント基板９からの光９Ｌを受光するリニ
アセンサ１６、およびリニアセンサ１６へとプリント基
板９からの光９Ｌを導く受光用光学系１５を有してい
る。

【００１９】また、受光用光学系１５やリニアセンサ１
６は本体ケース１７内部に格納されるようにして配置さ
れており、正反射用ＬＥＤ１１、正反射用光学系１２、
乱反射用ＬＥＤ１３、および乱反射用光学系１４は本体
ケース１７の下方に配置されたフランジ１８に直接また
は間接的に取り付けられ固定されている。

【００２０】正反射用照明光１１Ｌはプリント基板９を
落射照明する照明光であり、乱反射用照明光１３Ｌは正
反射用照明光１１Ｌに対して相対的に側方から照明する
照明光である。このように２種類の照明光がプリント基
板９に与えられるのは、正反射用照明光１１Ｌによるプ
リント基板９からの反射光のみでは捉えにくい配線パタ
ーン９１を乱反射用照明光１３Ｌによりプリント基板９
上で乱反射した光で補って捉えることによりリニアセン
サ１６にて的確な配線パターン９１を読み取ることがで
きるようにするためである。なお、本発明では以下に説
明する構成により、従来の両照明光を用いた照明方法の
みでは捉えにくい配線パターン９１であっても的確に読
み取ることができるパターン読取装置となっている。

【００２１】正反射用ＬＥＤ１１はそれぞれを単位光源
としてＸ方向（紙面に垂直な方向）に複数配列配置され
ており、全体としてはＸ方向に伸びた線状の正反射用光
源となっている。正反射用ＬＥＤ１１からは正反射用照
明光１１Ｌが（−Ｙ）方向に出射されるようになってお
り、出射された正反射用照明光１１Ｌはレンズ部材１２
１を介してハーフミラー１２４にて反射し、プリント基
板９を落射照明するようになっている。すなわち、レン
ズ部材１２１およびハーフミラー１２４が正反射用照明
光１１Ｌをプリント基板９へと導く正反射用光学系１２
となっている。

【００２２】乱反射用ＬＥＤ１３も正反射用ＬＥＤ１１
と同様にそれぞれを単位光源としてＸ方向に複数配列配
置されており、全体としてはＸ方向に伸びた線状の乱反
射用光源となっている。また、これらの乱反射用ＬＥＤ
１３は正反射用照明光１１Ｌが通過する領域外（図２中
平行斜線にて示す領域１１Ｒの側方）に配置されてお
り、正反射用照明光１１Ｌを妨げないようになってい
る。

【００２３】また、乱反射用照明光１３Ｌは乱反射用Ｌ
ＥＤ１３の下方に配置されたレンズ部材１４１を介して
プリント基板９に導かれるようになっている。すなわ
ち、レンズ部材１４１は乱反射用照明光１３Ｌをプリン
ト基板９に導く乱反射用光学系１４としての役割を果た
している。また、レンズ部材１４１も正反射用照明光１
１Ｌが通過する領域１１Ｒ外（領域１１Ｒの側方）に配
置され、正反射用照明光１１Ｌを妨げないようにされて
いる。

【００２４】ここで、正反射用照明光１１Ｌおよび乱反
射用照明光１３Ｌはレンズ部材１２１、１４１の作用を
受けてプリント基板９上のＸ方向に伸びる細長い領域
（以下、「照明領域」という。）９Ａに集光して照射さ
れるようになっており（詳細は後述）、この照明領域９
Ａにて上方（Ｚ方向）に反射する光９Ｌをハーフミラー
１２４および受光用光学系１５を介してリニアセンサ１
６が受光するようになっている。

【００２５】なお、実際にはリニアセンサ１６が撮像す
るプリント基板９上の領域は照明領域９ＡのＹ方向の幅
よりも狭い領域であるが、以下の説明では便宜上照明領
域９Ａはリニアセンサ１６の撮像領域と一致しているも
のとして説明する。

【００２６】リニアセンサ１６は複数の受光素子をＸ方
向に配列して有するものであり、各受光素子の受光量が
電気的信号として出力されるようになっている。したが
って、照明領域９Ａ中の配線パターン９１が存在する位
置では多くの光が反射してリニアセンサ１６の対応する
受光素子へと導かれ、照明領域９Ａ中の絶縁ベース９２
が存在する位置では相対的に少ない光が反射してリニア
センサ１６の対応する受光素子へと導かれ、各受光素子
からの電気的信号を調べることにより照明領域９Ａにお
ける配線パターン９１と絶縁ベース９２の存在位置が読
み取られることとなる。

【００２７】また、図１を用いて説明したようにプリン
ト基板９を移動台２１とともにＹ方向に移動することに
より、プリント基板９上の照明領域９ＡはＹ方向（移動
台２１の移動方向とは反対方向）に移動することとな
り、プリント基板９上の配線パターン９１が順次２次元
的に読み取られていくこととなる。

【００２８】なお、既述の通り実際の配線パターン９１
の読取はリニアセンサ１６からの信号を受けるＡ／Ｄ変
換部３１、２値化処理部３２を介して行われ、２値化処
理の結果がパターン検査部３３における検査の対象とさ
れる。

【００２９】＜1.3 照明用光学系の構成＞以上、カメ
ラ部１０の構造について説明してきたが、次に照明のた
めの光学系である正反射用光学系１２および乱反射用光
学系１４の構成およびその役割について説明する。な
お、レンズ部材１２１およびレンズ部材１４１はほぼ同
様の構造となっており、以下の説明では乱反射用光学系
１４の構成および乱反射用照明光１３Ｌの状態について
主に説明する。

【００３０】図３は図２に示したパターン読取装置１の
乱反射用ＬＥＤ１３およびレンズ部材１４１のうち領域
１１Ｒに対して左側（Ｙ方向側）のもののみを拡大して
示した図である。なお、右側（（−Ｙ）方向側）の乱反
射用ＬＥＤ１３およびレンズ部材１４１も同様となって
おり、正反射用照明光１１Ｌが通過する領域１１Ｒを挟
むように対称に配置されている。また、図４は図３に示
す構成をＹ方向を向いてみたときの図である。

【００３１】図３に示すように乱反射用ＬＥＤ１３はお
よそ下方へ向けて乱反射用照明光１３Ｌを出射するよう
になっており、この乱反射用照明光１３Ｌの進行方向に
は透明なレンズ部材１４１が配置されている。また、レ
ンズ部材１４１の先端部（乱反射用ＬＥＤ１３の下方位
置）の上下面にはレンズ面が形成されており、上面がレ
ンチキュラレンズ面１４２となっており、下面がリニア
フレネルレンズ面１４３となっている。

【００３２】図５はこれらのレンズ面の形状を示した斜
視図であり、上面のレンチキュラレンズ面１４２は中心
軸をＹ方向に向ける円筒面がＸ方向に繰り返し形成され
た形状となっている。また、下面のリニアフレネルレン
ズ面１４３はＸ方向を中心軸とするシリンドリカルレン
ズと同様の機能を果たすように、かかるシリンドリカル
レンズ面をフレネル状にした形状となっている。すなわ
ち、Ｘ方向に対する任意の位置でのＹ−Ｚ面に平行な面
（Ｘ方向に直交する面）による断面の形状が一定となっ
ている。なお、レンズ部材１４１は図６に示すように境
界１４Ｃにて２つの部材（レンチキュラレンズ面１４２
を有する部材とリニアフレネルレンズ面１４３を有する
部材）を張り合わせるようにして製作してもよい。

【００３３】図３では乱反射用照明光１３Ｌの進行の様
子を（−Ｘ）方向を向いてみた場合を示しているが、図
示するようにレンズ部材１４１の下面のリニアフレネル
レンズ面１４３の作用により乱反射用照明光１３Ｌの進
行方向およびＸ方向（乱反射用ＬＥＤ１３の配列方向）
に直交する方向（図３中破線１３Ｖにて示す方向）に対
して集光される。これにより乱反射用照明光１３Ｌはプ
リント基板９上のＹ方向に幅の狭い照明領域９Ａに集め
られて照射される。なお、乱反射用照明光１３Ｌは単に
Ｙ方向にのみ集光されると捉えることもできるため、以
下の説明においては場合により、単にＸ方向（乱反射用
ＬＥＤ１３の配列方向）に直交する方向に乱反射用照明
光１３Ｌが集光されると表現する。

【００３４】また、図３において乱反射用ＬＥＤ１３は
リニアフレネルレンズ面１４３の光軸１４Ｘから外れた
軸外しの位置に配置されている。このような配置とする
ことで乱反射用光学系１４を正反射用照明光１１Ｌが通
過する領域１１Ｒ（図２参照）外に配置させ、かつレン
ズ部材１４１を傾けて配置する必要がなくなる。また、
レンズ部材１４１を支持する部材１９（図２参照）の加
工も容易となる。なお、リニアフレネルレンズ面１４３
はほぼ平坦な形状であり、スペースをとることはないの
で設計をさらに容易なものとする効果を有している。

【００３５】図４では乱反射用照明光１３Ｌの様子をＹ
方向を向いてみた場合を示しているが、図示するように
乱反射用照明光１３Ｌはレンチキュラレンズ面１４２の
作用を受けてＸ方向に対して均一化されて照明領域９Ａ
と導かれる。

【００３６】乱反射用照明光１３ＬがＸ方向に対して均
一化されるのは、各乱反射用ＬＥＤ１３を符号１３Ｃａ
にて示す点を中心とする光源１３Ｃａとみなすと、レン
チキュラレンズ面１４２の作用により、光源１３Ｃａの
像が符号１３Ｃｂにて示す位置に結ばれることとなる。
したがって、照明領域９Ａには符号１３Ｃｂに示す位置
に存在する仮想的な光源１３Ｃｂから光を出射するのと
同様の乱反射用照明光１３Ｌが照射されることとなる。
このとき、レンチキュラレンズ面１４２のＸ方向への凹
凸の繰り返しの度合いを密にするとともに光源１３Ｃａ
よりも仮想の光源１３Ｃｂの近くにレンチキュラレンズ
面１４２が配置されるように設計することにより、仮想
の光源１３ＣｂのピッチＰ２を光源１３ＣａのピッチＰ
１より小さくすることができる。そして、このように密
に配列された仮想の光源１３Ｃｂがレンチキュラレンズ
面１４２の各円筒面に対して生じることから多くの仮想
の光源１３Ｃｂからの光が互いに重畳し合いながらＸ方
向に伸びる照明領域９Ａへと導かれることとなる。その
結果、乱反射用照明光１３ＬはＸ方向に対して照度分布
が均一化される。

【００３７】以上のように、レンズ部材１４１ではＸ方
向に凹凸を繰り返すレンチキュラレンズ面１４２とＸ方
向に対してＹ−Ｚ断面が一定のリニアフレネルレンズ面
１４３とを有しているので、乱反射用照明光１３Ｌは照
明領域９Ａが向く方向（Ｘ方向）に直交する方向に集光
され、またＸ方向には均一化されてＸ方向に伸びる照明
領域９Ａへと導かれることとなる。これにより、乱反射
用照明光１３Ｌの照明領域９Ａへの照射光量はレンズ部
材１４１を設けない場合に比べて格段に向上される。そ
の結果、乱反射用照明光を集光させない従来の場合（図
１１参照）に比べて配線パターンの表面の影響を受けに
くい的確な配線パターン９１の読取が可能となる。特
に、近年用いられている表面が粗化された配線パターン
の場合においては後述するようにその効果が顕著に現れ
る。

【００３８】なお、以上の説明は乱反射用照明光１３Ｌ
についてのものであったが、このパターン読取装置１で
は図２に示す正反射用照明光１１Ｌのためのレンズ部材
１２１が乱反射用照明光１３Ｌに用いられるレンズ部材
１４１と同様の構造となっている。すなわち、レンズ部
材１２１の正反射用ＬＥＤ１１側の面はＺ方向を向く軸
を中心とする円筒面がＸ方向（正反射用ＬＥＤ１１が配
列される方向）に対して凹凸を繰り返すように並ぶレン
チキュラレンズ面１２２となっており、ハーフミラー１
２４側の面はＸ方向を向く軸を中心とするシリンドリカ
ルレンズ面と同様の作用をするリニアフレネルレンズ面
１２３となっている。したがって、乱反射用照明光１３
Ｌと同様に、正反射用照明光１１ＬはＹ方向に対して集
光されながらプリント基板９上の照明領域９Ａを落射照
明するとともに、Ｘ方向に対して照度分布が均一化がさ
れるようになっている。

【００３９】＜1.4 検証結果＞以上、この発明にかか
るパターン読取装置１の構成について説明してきたが、
次にこのパターン読取装置１により得られる効果の検証
結果について説明する。

【００４０】図７および図８は配線パターン９１の表面
が粗化されたプリント基板９から得られる画像信号の状
態を示す図であり、図７はこの発明にかかるパターン読
取装置によるもの、すなわち乱反射用照明光１３Ｌを集
光した場合の画像信号の状態を示す図であり、図８は従
来のパターン読取装置、すなわち乱反射用照明光を集光
しない場合の画像信号の状態を示す図である。

【００４１】また、図７および図８では横軸が配線パタ
ーン９１の画像の画素の輝度（２５６階調）に対応して
おり、縦軸は各輝度の画素数に対応している。なお、こ
こでいう画素とは、プリント基板９の移動の単位（移動
ステップ）ごとにリニアセンサ１６内の各受光素子が明
るさを検出するプリント基板９上の各領域をいう。した
がって、Ｘ方向に伸びるリニアセンサ１６がプリント基
板９に対して相対的にＹ方向に移動することによりリニ
アセンサ１６から得られる画像信号はプリント基板９を
２次元のイメージセンサにより撮像した場合の画像信号
と同様となることから、ここでいう画素はプリント基板
９の２次元画像をディスプレイに表示した場合の画像の
１単位に相当する。また、ここでいう輝度とは各移動ス
テップごとにリニアセンサ１６内の各受光素子から得ら
れる信号（受光量）をＡ／Ｄ変換部３１（図１参照）に
て離散化した値をいい、ディスプレイにプリント基板９
の画像を表示した場合の画像の１単位（画素）の明るさ
に相当する。

【００４２】表面を粗化したプリント基板９において画
像の各画素の輝度分布を図７と図８とで比較すると、図
７では図８に比べて画素の輝度分布が明瞭に大きく２つ
に分かれている。すなわち、コントラストの高い画像が
得られている。したがって、この実施の形態におけるパ
ターン読取装置１では画像信号から得られる画像を２値
化処理部３２にて２値化する際に必要なしきい値ＴＨの
設定を図７に示すように的確に行うことができ、安定し
た２値画像が生成できる。その結果、配線パターン９１
の読取を従来のパターン読取装置に比べて的確かつ安定
して行うことができ、パターン検査部３３にて適正な検
査結果を得ることが可能となる。

【００４３】＜２． 第２の実施の形態＞図９はこの発
明にかかる第２の実施の形態であるパターン読取装置の
カメラ部の照明を行う部分（図２の下部に相当）を示す
図である。

【００４４】このパターン読取装置と第１の実施の形態
との大きな相違点は、正反射用ＬＥＤ１１や乱反射用Ｌ
ＥＤ１３の代わりに正反射用蛍光ランプ１１Ｆ、乱反射
用蛍光ランプ１３Ｆを用いているという点である。これ
らの蛍光ランプはＸ方向（紙面に垂直な方向）に伸びた
形状となっており、正反射用照明光１１Ｌおよび乱反射
用照明光１３Ｌは第１の実施の形態と異なりレンチキュ
ラレンズ面を介することなくしてＸ方向に均一な照明光
となる。したがって、レンズ部材１２１やレンズ部材１
４１には片面にのみリニアフレネルレンズ面１２３、１
４３が形成されている。なお、これらのリニアフレネル
レンズ面１２３、１４３により正反射用照明光１１Ｌお
よび乱反射用照明光１３ＬはＸ方向に直交する方向に対
して集光されプリント基板９へと導かれる。

【００４５】このようにこの実施の形態では、正反射用
光源や乱反射用光源として蛍光ランプ１１Ｆ、１３Ｆを
用い、リニアフレネルレンズ面１２３、１４３のみを利
用して正反射用照明光１１Ｌおよび乱反射用照明光１３
Ｌを集光させながらプリント基板９に照射させるので、
簡易な構造で的確な配線パターン９１の読取が実現され
る。

【００４６】＜３． 第３の実施の形態＞図１０はこの
発明にかかる第３の実施の形態であるパターン読取装置
のカメラ部の照明を行う部分（図２の下部に相当）を示
す図である。

【００４７】このパターン読取装置は図９に示したパタ
ーン読取装置と同様、正反射用光源や乱反射用光源とし
て正反射用蛍光ランプ１１Ｆ、乱反射用蛍光ランプ１３
Ｆを用いているが、レンズ部材１２１およびレンズ部材
１４１においてリニアフレネルレンズ面でなく中心軸を
Ｘ方向に向けるシリンドリカルレンズ面１２３ａ、１４
３ａが形成されている。このようにシリンドリカルレン
ズ面１２３ａ、１４３ａを用いてももちろんリニアフレ
ネルレンズ面と同様、正反射用照明光１１Ｌや乱反射用
照明光１３Ｌを蛍光ランプの向く方向（Ｘ方向）に直交
する方向に対して集光させることができるので、図２に
示したパターン読取装置１と同様に的確な配線パターン
９１の読取が実現される。

【００４８】また、図１０に示すカメラ部では図９に示
したカメラ部と異なり、シリンドリカルレンズ面１４３
ａの光軸上に乱反射用蛍光ランプ１３Ｆが位置するよう
にレンズ部材１４１を傾けて配置している。設計上不都
合が生じない範囲においてこのようにレンズ部材１４１
の形状、姿勢を変更することが可能である。

【００４９】＜４． 変形例＞以上、この発明にかかる
パターン読取装置の実施の形態について説明してきたが
この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、
様々な変形が可能である。

【００５０】例えば、上記実施の形態ではプリント基板
９の配線パターン９１を読み取って配線パターン９１の
欠陥検査を行うようにしているが、欠陥検査を行うので
はなく、配線パターンの読取のみを行うために用いても
よい。この場合、図１に示すパターン検査部３３は不要
である。

【００５１】また、上記実施の形態ではＸ方向に受光素
子を配列したリニアセンサ１６をプリント基板９に対し
て相対的にＹ方向に移動させてプリント基板９の２次元
の画像を取得するようにしているが、照明領域９ＡをＹ
方向に幅をもたせるとともに２次元に受光素子を配列し
たイメージセンサを用いて照明領域９Ａの２次元の画像
を一括して取得するようにしてもよい。

【００５２】また、蛍光ランプ１１Ｆ、１３Ｆの代わり
に石英ロッドを用いるようにしてもよい。

【００５３】さらに、図２に示した実施の形態ではレン
チキュラレンズ面１２２、１４２およびリニアフレネル
レンズ面１２３、１４３をレンズ部材１２１、１４１の
表面に形成するようにしているが、レンチキュラレンズ
とリニアフレネルレンズを別々の部材として配置するよ
うにしてもよいし、配置順序も任意でよい。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし５
記載の発明では、乱反射用の第２の照明光を集光して照
明領域に導くので、プリント基板の安定した２値画像を
生成することができ、配線パターンの表面の影響を受け
にくい的確な配線パターンの読取を行うことができる。

【００５５】請求項２記載の発明では、第１の照明光が
第２の光学系に妨げられないので、第１の照明光を十分
に照明領域に照射することができる。

【００５６】請求項３記載の発明では、スペースをとら
ない平坦なリニアフレネルレンズを有しているので設計
が容易となる。

【００５７】請求項４記載の発明では、レンチキュラレ
ンズを有しているので複数の単位光源から出射される光
の照度分布が均一化される。

【００５８】請求項５記載の発明では、第２の光源が第
２の光学系に対して軸外しの位置に配置されているの
で、第２の光源や第２の光学系の配置設計が容易とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態であるパターン読
取装置の全体構成を示す図である。

【図２】カメラ部の構成を示す縦断面図である。

【図３】乱反射用照明光の様子を示す図である。

【図４】図３と異なる方向からみた乱反射用照明光の様
子を示す図である。

【図５】レンズ部材の形状を示す斜視図である。

【図６】レンズ部材の他の形態を示す斜視図である。

【図７】第１の実施の形態のパターン読取装置を用いて
得られるプリント基板の画像の輝度に対する画素数を示
すグラフである。

【図８】従来のパターン読取装置を用いて得られるプリ
ント基板の画像の輝度に対する画素数を示すグラフであ
る。

【図９】この発明の第２の実施の形態であるパターン読
取装置のカメラ部の構造を示す縦断面図である。

【図１０】この発明の第３の実施の形態であるパターン
読取装置のカメラ部の構造を示す縦断面図である。

【図１１】従来のパターン読取装置の構成を示す図であ
る。

【図１２】プリント基板に対する従来のパターン読取装
置の受光部の受光レベルを示す図である。

【符号の説明】

１ パターン読取装置 ９ プリント基板 ９Ａ 照明領域 ９Ｌ 光 １１ 正反射用ＬＥＤ １１Ｆ 正反射用蛍光ランプ １１Ｌ 正反射用照明光 １１Ｒ 領域 １２ 正反射用光学系 １３ 乱反射用ＬＥＤ １３Ｆ 乱反射用蛍光ランプ １３Ｌ 乱反射用照明光 １４ 乱反射用光学系 １４Ｘ 光軸 １６ リニアセンサ ３２ ２値化処理部 ９１ 配線パターン １２２、１４２ レンチキュラレンズ面 １２３、１４３ リニアフレネルレンズ面 １２３ａ、１４３ａ シリンドリカルレンズ面 Ｘ 方向

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板の配線パターンを読み取る
   パターン読取装置であって、 (a) 正反射用の第１の照明光を出射する第１の光源と、 (b) 前記第１の照明光を前記プリント基板上の所定方向
   に伸びる照明領域に導く第１の光学系と、 (c) 乱反射用の第２の照明光を出射する第２の光源と、 (d) 前記第２の照明光を前記照明領域に導く第２の光学
   系と、 (e) 前記照明領域からの光を受光する受光手段と、 (f) 前記受光手段からの信号に基づいて前記照明領域の
   ２値画像を生成する２値化手段と、を備え、 前記第２の光学系が、 (d-1) 前記所定方向に直交する方向に対して前記第２の
   照明光を集光させる集光手段、を有することを特徴とす
   るパターン読取装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のパターン読取装置であっ
   て、 前記第２の光学系が、前記第１の照明光が通過する領域
   外に配置されていることを特徴とするパターン読取装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のパターン読取装置であっ
   て、 前記集光手段が、 (d-1-1) 前記所定方向に直交する面による断面形状が一
   定のリニアフレネルレンズ、を有することを特徴とする
   パターン読取装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のパターン読取装置であっ
   て、 前記第２の光源が、 (c-1) 前記所定方向に配列された複数の単位光源、を有
   し、 前記第２の光学系が、 (d-2) 前記所定方向に凹凸の反復を繰り返すレンチキュ
   ラレンズ、を有することを特徴とするパターン読取装
   置。
5. 【請求項５】 請求項３または４記載のパターン読取装
   置であって、 前記第２の光源が、前記第２の光学系に対して軸外しの
   位置に配置されていることを特徴とするパターン読取装
   置。