JPS63316183A - プリント基板パタ−ンの光学的読取方式 - 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］ 本発明はプリント基板パターンを光学的に正確に読取る
方式に関し、 読取ったプリント基板パターン信号を演算処理し、可変
スライス電圧を得て比較器により比較し、正確な二値化
信号の得られる光学的読取方式を提供することを目的と
し、 プリント基板上の導電パターンを光検知素子により光学
的に読取った信号と、所定スライス電圧源の電圧信号と
を比較器に印加し二値化信号を得るプリント基板パター
ンの光学的読取方式において、前記所定スライス電圧源
の電圧信号を得る回路として、読取信号の上包絡信号を
得る回路と、上包絡信号を得る回路と、両信号を演算し
上・下包絡信号電位の真ん中の可変電位とする回路とで
構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明はプリント基板パターンを光学的に正確に読取る
方式に関する。

従来プリント基板パターンについて光学的検査を行うた
め、二値化回路を経た信号によりチェックしていたが、
二値化回路におけるスライス電圧の可変発生回路として
有効に使用できるものがなかった。そこでその回路を開
発することが要望された。

［従来の技術〕 プリント基板パターンを検査するため、センサ部と呼ば
れるカメラ類似の構成を有する部分において、特に第７
図に示すブラックライン法で読取り二値化してから、後
段の処理ユニットに送っていた。第７図Ａは全体的な斜
視図で、１は線状光線、２はブラックラインマスク、３
はマスク結像用レンズ、４は被検査パターンの基材部、
５は銅箔などの４体部、６は反射光線結像用レンズ、７
はＣＣＤラインセンサを示す。第７図Ｂは導体部５、基
材部４の一部を示す部分断面図である。線状光線１から
の光はプラノクラインマスク２により中央部にブラック
ラインの入った光線束となり、基材部４・導体部５を照
射する。基材部４と示す部分から基材部４の内部に入っ
た光は散乱し、再び基材部４から外方へ放散されるが、
導体部５からは放散されない。そのためＣＣＤラインセ
ンサ７で放散光を捕らえ、順次信号を取り出すと導体部
５の在る部分は放散光が無く、基材部４からの放散光だ
けが検出される。そのため放散光をＣＣＤラインセンサ
７によりブラックラインに沿って検査すると、反射光の
無い検出範囲が導体部であり、その長さが導体部の幅と
比例関係になる。第８図ＡはそのときのＣＣＤセンサ出
力信号を示す図面で、横軸の１目盛りが５０μ秒、縦軸
の１目盛りが２００ｍＶを示す。なお図では縦軸の負方
向に振幅が増大するように記載している。第８図Ｂは第
８図Ａの左方信号の一部を拡大している。各図の上方に
導体部の信号、下方に基材部の信号が記されている。こ
の信号を第９図に示す比較器８の一方の信号入力とし、
比較器８の他方にはスライス電圧源９からの電圧を印加
して、第８図Ｂに示すような二値化信号を得ることが出
来る。第９図Ａはスライス電圧を固定とした場合で、第
８図Ｂに示す直線状スライス電圧の上側と下側とで二値
化信号の“１”０”を対応させている。比較器８の出力
信号として二値化された信号で例えば“０”の比較的長
い範囲が導体部５の幅と対応している。第９図Ｂはスラ
イス電圧を可変とした場合である。これは大量生産する
プリントＭ板の場合のように予め標準導体部５の幅が判
っているとき、使用するＣＣＤラインセンサ７の走査速
度との関係でスライス電圧を可変とするときに実行でき
る。即ち比較器８により二値化演算するとき、スライス
電圧をパターン信号振幅の丁度５０％の振幅とすれば、
第１０図に示すように信号の波形がなまったときでも、
スライス後の出力信号幅を一定値として得られることが
判っているためである。スライス電圧を可変とすること
は、具体的にはスライス電圧発生回路にＲＯＭとＤ／Ａ
変換器を組合せてメモリを読出して使用する。

［発明が解決しようとする問題点コ 第８図Ａ、Ｂに示すパターン信号は、基材部・導体パタ
ーンの表面の状態・照明光線が基材内に入って拡散する
とき生じるムラなどのため変動が多い。また、基材部か
らの放散光のみで無く、レンズの不要反射光などの明光
によりブラックライン内にも多少の光が残るため、その
光が反射光（ノイズ）となりＳ／Ｎを低下させる。その
ため第９図Ａに示すスライス電圧固定型では常に振幅の
５０％の位置で二値化出来ないため、パターンの幅が正
確に読取れない欠点があった。また信号レベルが大きく
変動すると、二値化信号におけるパターンが欠けたり、
パターンでない所にパターン出力が発生し、二値化信号
の品質が悪かった。

一方、第９図Ｂに示すやり方では、被試験物のパターン
が既知でそれを継続的に検査するときにのみ有効で、条
件が少し変わるときは第９図Ａの場合と同様な欠点を生
じる。

本発明の目的は前述の欠点を改善し、読取ったプリント
基板パターン信号を演算処理し、可変スライス電圧を得
て、比較器により比較し正確な二値化信号の得られる光
学的読取方式を提供することにある。

［問題点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である。第１図にお
いて、１は線状光線の光源、４はプリント基板、５は導
電パターン、６は光検知素子例えばＣＣＤラインセンサ
、８は信号比較器、９はスライス電圧源、１０は光検知
素子で読取った信号、１１は上包絡信号を得る回路、１
２は上包絡信号を得る回路、１３は演算し上・下包絡信
号電位の真ん中の可変電位とする回路を示す。

プリント基板４上の導電パターン５を光検知素子７によ
り読取って信号１０と、所定スライス電圧源９の電圧信
号とを比較器８に印加し、二値化信号を得るプリント基
板パターンの光学的読取方式において、本発明は下記の
構成としている。即ち、前記所定スライス電圧源９の電
圧信号を得る回路として、読取信号の上包絡信号を得る
回路１１と、上包絡信号を得る回路１２と、両信号を演
算し上・下包絡信号電位の真ん中の可変電位とする回路
１３とで構成することである。

［作用］ プリント基板上の導電パターンについて光検知素子７を
使用して光学的に読取った信号は端子１０から比較器８
の一方の端子に直接印加され、またスライス電圧源９の
回路に印加される。回路９においでは前記読取った信号
から、回路１２，１３により上包絡信号と上包絡信号を
取り出し、更にそれら信号について回路１３により加算
を行って、両信号の丁度中央の電位でスライスを行うよ
うな電圧とする。その電圧は比較器８の他方の端子に印
加され、上述の所定の動作を行うから最適な二値化信号
が得られる。

［実施例］ 第２図は本発明の実施例として回路９と包絡信号を得る
回路１２．１３の構成を示す図である。

第２図において、１４は減算回路、１５は抵抗分圧回路
、１６は加算回路を示す。読取ったパターン信号から包
絡信号を得るときは、パターンのエツジ部分の信号は基
材部などの信号と波形が異なっているから、通過中心周
波数の異なるフィルタを使用して弁別する。第３図はそ
のときの動作波形図であって、１７は下包絡信号波形を
示し振幅Ａとする。１８は上包絡信号波形を示し振幅を
Ｂとする。１９は可変スライス信号波形を示し、振幅は
Ａ＋　（Ｂ−Ａ）／２である。回路１２から振幅Ａの信
号を得て、回路１１から得た振幅Ｂの信号から減算回路
１４において減算しＢ−Ａを得る。

加算回路１６において該電圧とＡとを加算する。

加算波形を比較器８に印加すれば、第３図におけるスラ
イス信号波形１９が得られる。

次に第４図は本発明の第２実施例として、回路１１．１
２の部分についてより具体的な構成を示す図である。第
４図において、１７はサンプルホールド回路、１８．１
９はフィルタ回路、２０はピークホールド回路、２１は
可変抵抗、２２は比較器、２３は遅延パルス発生回路、
２４は有効領域信号端子、２５はアンド回路、２６はサ
ンプルホールド回路、２７はフィルタ回路、２８は遅延
回路を示す。先ず上包絡信号を得るためにフィルタ回路
１９にパターン読取信号を印加し、雑音の影響を除いて
からピークホールド回路２０に印加する。ピークホール
ド回路２０では信号の最大振幅を検出するから、第５図
Ａに示す波形図のピークホールド値（ｐ）が得られる。

次にピークホールド値ｐを可変抵抗２１で分割して比較
器２２のスライス電圧を得る。可変抵抗２１による分割
の割合は第５図Ａの場合、パターンに基づく信号を除去
できるレベルとするため、０．６〜（１，７の値（ｋと
する）を選定する。したがって比較器２２の出力信号は
第５図Ｂに示すように比較電圧ｐ・ｋの値より大振幅の
とき例えば“Ｌ”、小振幅のとき”Ｈ”のような波形と
なる。次にこのパルス性信号によりサンプルホールド回
路１７がパターン読取信号をサンプルホールドするから
、第５図Ｃに示す足切りされたパルス性信号が得られる
。

第５図Ｃにおいては比較器２２のスライス電圧は一定値
の直線状として示されているが、第５図では変化して見
える。そしてフィルタ回路１８を経て上包絡信号（第２
図のＢ）を得る。

次に上包絡信号（第２図Ａ）を得るようにする。

遅延パルス発生面路２３は比較器２２の出力についての
的確なサンプルホールド動作を行うため使用する。第６
図Ａは下包絡信号側のパターン読取信号の一部を示す図
である。このとき比較器２２のスライス電圧は一定値の
直線として示されている。このスライスレベルで発生し
た比較器２２の出力については、第６図Ｂに示すように
パターン読取信号から上包絡信号を得るときは、第６図
Ｃに示す遅延時間ｄｔが必要とする。遅延パルス発生回
路２３において時間ｄｔだけ遅延し、更に有効領域信号
２４とのアンド回路２５演算を行う。ＣＣＤラインセン
サによる１走査と次の走査との間に正常な信号より更に
低レベルの無信号状態があるため、その信号状態のとき
は後述のサンプルホールド回路２６を始め、上包絡信号
を得る回路を動作させないように有効領域信号２４を使
用する。

次にサンプルホールド回路２６においてパターン読取信
号を処理すると、第６図Ｂの上方の広幅パルス波形が得
られる。次にフィルタ回路２７により滑らかな曲線の上
包絡信号（第２図のＢ）に変換する。

上包絡信号と上包絡信号とを得て、更に第２図ち示す加
減算を行ってから、比較器８において比較するときのス
ライス電圧として入力するため、他方の入力信号として
のパターン読取信号に対する遅延を必要とするので、遅
延回路２８を図示するように挿入する。

［発明の効果］ このようにして本発明によると、プリント基板上の導電
パターンを光学的に読取って信号について、上包絡信号
と上包絡信号とを各別に取り出しているから、演算処理
して比較器のスライス電圧とするための回路構成を簡便
に構成できる。また読取信号として基板材質の反射・透
過率に起因するピークレベルに変動があっても、影響を
受けることが少なく、更に実際の動作上は零電位が変動
することがあるが、上包絡信号を取り出すときその影響
を取り除くことが容易にできるので、良好な特性が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成を示す図、 第２図は本発明の実施例の構成を示す図、第３図は第２
図の動作波形図、 第４図は本発明の第２実施例の構成を示す図、第５図・
第６図は第４図の動作波形図、第７図は従来のブラック
ライン法によるパターン読取信号を得る構成を示す図、 第８図は第７図の動作波形図、 第９図・第１０図は比較器によるスライス動作の説明図
である。 ■・・−線状光線の光源 ４・−プリント基板 ５−導電パターン ７・−光検知素子 ８−信号比較器 ９・−・スライス電圧源 １０・−・パターン読取信号 １１−上包絡信号を得る回路 １２・・−上包絡信号を得る回路 １３−・演算して真ん中の可変電位を得る回路特許出願
人　　　　富士通株式会社 代　理　人　　弁理士　　鈴木栄祐 １１９ｇ　！！！［１１１” ノでターン計取有１う 第２図 １ｔプフイナミ：ま１ゴち［ン〕 第３図 どじ も２！誰例 第４図 第５図 第６図 第８図 ！ ′ＥＡ　　　　　　　　　　Ｂ 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 プリント基板（４）上の導電パターン（５）を光検知素
   子（７）により光学的に読取った信号（１０）と、所定
   スライス電圧源（９）の電圧信号とを比較器（８）に印
   加し、二値化信号を得るプリント基板パターンの光学的
   読取方式において、 前記所定スライス電圧源（９）の電圧信号を得る回路と
   して、読取信号の上包絡信号を得る回路（１１）と、下
   包絡信号を得る回路（１２）と、両信号を演算し上・下
   包絡信号電位の真ん中の可変電位とする回路（１３）と
   で構成すること を特徴とするプリント基板パターンの光学的読取方式。