DE3935424C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zeilenabtastgerät zum Abtasten eines Gegenstandes gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus W. G. Hopkins: "Optical scanner for surface analysis", in: IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 20, Nr. 11B, April 1978, Seite 4939 ist ein derartiges Zeilenabtastgerät beschrieben, bei dem ein Laserstrahl mittels eines Polygonspiegels abgelenkt und mittls eines Linsensystems weitergeleitet wird, wodurch der Laserstrahl den abzutastenden Gegenstand zeilenweise abtastet. Das von dem abgetasteten Gegenstand reflektierte Licht wird gestreut und auf einen Detektor gerichtet. Mittels einer Auswerteeinrichtung wird das Streulicht einer Oberfläche des abgetasteten Gegenstands hinsichtlich möglicher Oberflächenfehler ausgewertet.

Mit diesem bekannten Zeilenabtastgerät ist es jedoch nicht möglich, qualitative Unterschiede von Erhebungen oder Senken auf der Gegenstandsoberfläche zu erfassen.

Aus Dipl.-Ing. Gerd Krattenmacher: "Berührungslose optische Abstandsmessung", in: Elektronik 5, 6. März 1987, S. 69-76, ist ein Abstandsmeßverfahren nach dem Triangulationsprinzip beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein Fotodiodenarray als Empfänger verwendet, wobei aus der Schwerpunktsbestimmung des abgeleiteten Lichtflecks der Abstand einer Ebene zu einer Bezugsebene ermittelt wird. Mit einem Gerät nach dem beschriebenen Verfahren kann jedoch nur ein einzelner Abstand zwischen zwei Ebenen und nicht die flächenhafte Topographie eines Gegenstands bestimmt werden.

In der DE 34 44 106 C1 ist ein Zeilenabtastgerät beschrieben, mit dem ein Strichcode-Muster auf einem abzutastenden Gegenstand untersucht werden kann. Auch bei diesem Gerät wird Laserlicht über ein Linsensystem und einen Polygonspiegel auf eine Ebene gerichtet. Das von dieser Ebene gerichtete Licht wird über den Polygonspiegel zu einer Detektoreinrichtung geleitet. Mit diesem Gerät lassen sich jedoch nur ebene Linienmuster und keine erhabenen flächenhaft ausgebildeten Muster auswerten.

Aus J. B. Ramsden: "Topographical Identification", in IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 23, Nr. 10, März 1981, S. 4442 ist ein Abtast- und Auswerteverfahren beschrieben, bei dem mittels eines Laserstrahls die Oberfläche eines zylindrischen Körpers abgetastet wird. Das aus den Intensitätsänderungen des Lichtes gewonnene Datenmuster wird erfaßt und in einer Auswerteeinrichtung mit einem gespeicherten vorgegebenen Muster verglichen.

Dieses Verfahren ist auf zylindrische Anordnungen beschränkt, wobei auch bei diesem Verfahren nur eine qualitative Aussage über die Oberfläche gewonnen wird. Eine quantitative Auswertung der Topographie der Oberfläche ist mit diesem Verfahren nicht durchführbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zeilenabtastgerät gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß ein abgetastetes, Höhenunterschiede aufweisendes Muster sicher quantitativ erfaßt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Mittel gelöst.

Erfindungsgemäß wird das von dem Gegenstand gestreut reflektierte Licht mittels eines Spiegels durch eine f-R-Linse und über einen Polygonspiegel zu einem Detektor geführt.

Der Spiegel ist von der Ebene, in der der einfallende Laserstrahl liegt, derart beabstandet angeordnet, daß mittels des Detektors eine eine Objekthöhe entsprechende eindimensionale Lageänderung eines auf dem Detektor auftreffenden Lichtpunktes detektierbar ist.

Auf diese Weise ist es möglich, mit einfachen Mitteln Höhenunterschiede aufweisende flächenhafte Muster zeilenweise abzutasten und dabei die Erhebungen quantitativ zu erfassen und auszuwerten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Zeilenabtastgeräts eines ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 eine erläuternde Darstellung, die die Arbeitsweise der Ausführungsbeispiele zeigt,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Positionsdatenverarbei­ tung und einer Bewertungsschaltung gemäß Fig. 1,

Fig. 3B ein Blockschaltbild der Positionsdatenverarbei­ tungs- und der Bewertungsschaltung einer ersten ab­ geänderten Ausführungsform des ersten Auführungs­ beispiels,

Fig. 3C ein Blockdiagramm der Positionsdatenverarbeitungs- und der Bewertungsschaltung einer zweiten abgeän­ derten Ausführungsform des ersten Ausführungsbei­ spiels,

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht des Strahlpunktpo­ sitionsdetektors gemäß Fig. 1 und

Fig. 5 ein Blockschaltbild des Zeilenabtastgeräts eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Einander entsprechende Elemente oder Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 stellt ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeipiels eines Zeilenabtastgeräts zum Erfassen hervorstehender Muster auf der Oberfläche eines Erzeugnisses bzw. Gegenstandes dar.

Gemäß Fig. 1 besitzt ein Zeilenabtastgerät zum Erfassen hervorstehender Muster auf der Oberfläche eines Gegenstan­ des eine Laserstrahlquelle 5 zum andauernden Aussenden ei­ nes Laserstrahls 6a, einen Laserstrahlablenkteil 101 zum kontinuierlichen, wiederholten Ablenken des von der Laser­ strahlquelle 5 über Spiegel 8a, 8b und 8c zugeführten La­ serstrahls bzw. Laserstrahlbündels 6d innerhalb eines gege­ benen Winkelbereichs, d.h. zum Erzeugen eines linien- oder zeilenweise abtastenden Laserstrahls, wozu ein den Laser­ strahl 6d reflektierender Polygonspiegel 7 vorgesehen ist, einen Antriebsteil 102, mit dem der Polygonspiegel 7 in Drehung versetzt wird, einen Trägerteil bzw. Halteteil 3 zum Tragen eines Gegenstands bzw. einer Schaltungsplatine 1, auf der Bauteile 2 montiert sind, in der mit einem Pfeil 4 bezeichneten Rich­ tung, die im wesentlichen senkrecht zu einer Ebene orien­ tiert ist, die den von dem Polygonspiegel 7 kommenden, fortlaufend abgelenkten Laserstrahl 6e enthält, eine f-R- Linse 9 zum Erzeugen eines Laserstrahls 6f, der die Ober­ fläche der Schaltungsplatine 1 mit konstanter Geschwindig­ keit und unter Aufrechterhalten der Fokussierung bzw. Scharfeinstellung entlang einer Linie abtastet, wobei der erzeugte Laserstrahl 6f auf die Oberfläche der Schaltungs­ platine 1 durch Anordnen einer Spiegelfläche des Polygon­ spiegels nahe dem Fokussierungspunkt der f-R-Linse 9 senk­ recht auftrifft, einen Reflexionsspiegel 10 zum Reflektie­ ren eines Laserstrahls 6g, der durch Reflexion des Laser­ strahls 6f an der Oberfläche der Schaltungsplatine 1 oder der Oberfläche eines Bauteils 2 erhalten wird, so daß der Laserstrahl 6g zum Polygonspiegel 7 gelenkt wird, wobei der Reflexionsspiegel 10 getrennt bzw. beabstandet von der Ebene positioniert ist, um einen gegebenen Reflexionswinkel des Laserstrahls 6g zu erhalten, und derart angeordnet ist, daß er zu der Ebene des abgelenkten Laserstrahls zeigt und einen Detektor und Strahlpunktpositionsdetektor 103a zum Erfassen eindi­ mensionaler Lageänderungen oder Lageabweichungen eines Strahlpunktes des darauf von dem Reflexionsspiegel 10 über den Polygonspiegel 7 projizierten Laserstrahls.

Der Strahlpunktpositionsdetektor 103a umfaßt eine Konden­ sorlinse 11, die den von dem Polygonspiegel 7 kommenden La­ serstrahl 6i aufnimmt und konvergent macht, wie in Fig. 2 gezeigt, und einen eindimensional arbeitenden bzw. eindi­ mensionalen positionsempfindlichen Detektor (PSD) 12, der derart angeordnet ist, daß seine Positionserfassungs­ richtung parallel zu einer Grundplatte 104 verläuft. Wie in Fig. 4 gezeigt, erzeugt der positionsempfindliche Detektor 12 Positionsdaten des darauf projizierten Strahlpunktes folgendermaßen:

Ein Punkt oder Fleck eines einfallenden Strahlenbündels be­ wirkt einen Fotostrom in einer p- dotierten Schicht, der sich in zwei Ströme I1 und I2 auf­ teilt, die durch die p-Widerstandsschicht des positionsemp­ findlichen Detektors 12 zu Ausgangsanschlüssen 105 und 106 fließen. Eine Stärke des Stroms I1 ergibt sich durch Divi­ sion des Fotostroms durch das umgekehrte Verhältnis von den Längen L1 und L2, wobei die Länge L1 dem Abstand zwischen dem Strahlpunkt und einem Ausgangsanschluß 120 und die Länge L2 dem Abstand zwischen dem Strahlpunkt und einem Ausgangsanschluß 121 entspricht. Aufgrund dessen wird die Lage des Strahlpunktes auf dem positionsempfindlichen De­ tektor 12 durch Messen der Stromstärken an den Ausgangsan­ schlüssen 120 und 121 erfaßt. Diese Information der Strom­ stärke gibt eine zu erfassende Höhe oder ein hervorstehen­ des Muster auf der Schaltungsplatine an. Bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel ist zwar der Gegenstand, auf dem ein hervor­ stehendes Muster erfaßt werden soll, eine Schaltungspla­ tine; es kann jedoch auch ein hervorstehendes Muster eines anderen Gegenstandes, wie etwa eines zusammengebauten Ta­ stenfeldes, erfaßt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel ist ein positionsempfindlicher Detektor mit der Modellnummer S 1543, hergestellt von HAMAMATSU PHOTONICS K. K., verwendet. Es können aber auch andere fotoelektrische Umsetzelemente zur Lageerfassung eines Strahlpunktes eingesetzt werden, beispielsweise eine nicht gezeigte Fotodiodenanordnung und eine Vergleicheranordnung, die auf die Fotodiodenanordnung anspricht, oder eine nicht gezeigte Zeilen-Ladungskopp­ lungsvorrichtung CCD und ein nicht gezeigter Vergleicher, der auf die Zeilen-Ladungskopplungsvorrichtung anspricht. Ausgangsströme I1 und I2 der Anschlüsse 105 und 106 werden als Lagesignal 13 in Spannungssignale V1 und V2 durch Wi­ derstände mit einem vorbestimmten Widerstandswert umge­ setzt. Die Spannungssignale V1 und V2 werden einer Lagesi­ gnalverarbeitungseinrichtung in Form einer Lagesignalverar­ beitungsschaltung 14a zugeführt, die einen Analog/Digital- Umsetzer 31 aufweist, der die analogen Spannungssignale V1 und V2 in digitale Spannungssignale V1 und V2 umsetzt, die zu einer Lageberechnungsschaltung 32 weitergeleitet werden zum Errechnen von Lagedaten aus den Spannungssignalen V1 und V2 gemäß folgender Gleichung:

P = K × V1/(V1 + V2) (1)

in der K eine gegebene Konstante und P den Abstand von ei­ nem der Ausgangsanschlüsse 120 und 121 zu dem Strahlpunkt auf dem positionsempfindlichen Detektor 12 bedeuten, der einem Abstand von der Oberfläche der Schaltungsplatine 1 mit den Bauteilen 2 zu dem Strahlpunktpositionsdetektor 103a entspricht bzw. proportional ist.

Ein Ausgangssignal P der Lageberechnungsschaltung 32 wird an eine Umsetztabellenschaltung 33 weitergegeben, die das Ausgangssignal P in Daten der Höhe von dem Niveau der Schaltungsplatine 1 über eine nicht gezeigte Umsetztabelle umsetzt. Ein Ausgangssignal der Umsetztabellenschaltung 33 wird einem Subtrahierer 36 zugeführt, der dieses Ausgangs­ signal von Bezugsdaten einer Speichereinrichtung 35 subtrahiert. Die Speichereinrichtung 35 speichert im voraus gesetzte bzw. voreinge­ stellte Bezugsdaten und gibt die Bezugsdaten in Abhängig­ keit von Adreß- und Taktsignalen 109 ab, die von einem die Drehposition des Polygonspiegels 7 angebenden Drehpositi­ onssignal gebildet werden, wozu ein mit dem Antriebsteil 102 verbundener Drehcodierer 106 verwendet wird. Der Dreh­ codierer 106 erzeugt ein Drehpositionssignal und ein Index­ signal, die zu einer Adreßgeneratorschaltung 107 zum Erzeu­ gen der Adreß- und Taktsignale 109 gelangen, wobei das Adreßsignal zweidimensionale Positionen auf der Oberfläche der Schaltungsplatine 1 angibt. Die Adreßgeneratorschaltung 107 beginnt das Adreß- und Taktsignal auf ein Steuersignal 108 hin zu erzeugen, das die Bewegung des Trägerteils 3 mit bestimmter Geschwindigkeit einleitet.

Der Subtrahierer 36 gibt Daten ab, die eine Differenz zwi­ schen den Bezugsdaten und den erfaßten Lagedaten der Um­ setztabellenschaltung 33 angeben. Diese Differenzdaten wer­ den an eine Vergleichseinrichtung 38 weitergeleitet, die die Differenzdaten mit Schwellendaten einer zweiten Speichereinrichtung 37 ver­ gleicht, um die resultierenden Prüfdaten der Schaltungspla­ tine zu erzeugen. Wenn die Differenzdaten größer als die Schwellendaten sind, gibt die Vergleichseinrichtung 38 ein Fehlersignal ab. Die zweite Speichereinrichtung 37 speichert voreingestellte Schwellendaten und wird ebenfalls in Abhängigkeit von den Adreß- und Taktsignalen 109 gelesen.

Die Start-Zeitsteuerung des Trägerteils 3 und die Lese- Zeitsteuerung der Speichereinrichtungen 35 und 37 werden mit dem Steuer­ signal 108 gesteuert. Daher ist kein Positionsdetektor in Förderrichtung des Trägerteils erforderlich. Die Schal­ tungsplatine 1 ist auf der Grundplatte 104 unter Ausrich­ tung ihrer Position montiert.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise beim ersten Ausfüh­ rungsbeispiel des Zeilenabtastgeräts zum Erfassen hervor­ tretender Muster beschrieben.

Die Schaltungsplatine 1, auf der Bauteile 2 montiert sind, ist an dem Trägerteil 3 unter Einstellung ihrer Position befestigt. Der Antriebsteil 102 dreht den Polygonspiegel 7 mit im wesentlichen konstanter Drehgeschwindigkeit. Der von der Laserstrahlquelle 5 ausgesandte Laserstrahl 6a wird über Spiegel 8a, 8b und 8c dem sich drehenden Polygon­ spiegel 7 zugeführt und von diesem fortlaufend mit im wesentlichen konstanter Winkelgeschwindigkeit abgelenkt. Der abgelenkte Laserstrahl 6e wird auf die Oberfläche der Schaltungsplatine 1 über die f-R-Linse projiziert, die be­ wirkt, daß der abgelenkte Laserstrahl 6e die Schaltungspla­ tine 1 derart abtastet, daß der Einfall des Laserstrahls 6f auf die Schaltungsplatine 1 in rechtem Winkel erfolgt; die lineare Geschwindigkeit des Abtastpunktes ist konstant; der abgelenkte Laserstrahl 6e ist auf die Oberfläche der Schal­ tungsplatine 1 fokussiert. In Abhängigkeit von dem Steuer­ signal 108 führt der Trägerteil 3 die Schaltungsplatine 1 in der durch den Pfeil 4 angegebenen Richtung; der Adreßge­ nerator 107 erzeugt die Adreß- und Taktsignale 109. Die Schaltungsplatine 1 wird von dem Laserstrahl 6f, der durch den Polygonspiegel 7 abgelenkt wird, linien- bzw. zeilen­ weise und in Unterabtastrichtung durch die Bewegung des Trägerteils 3 abgetastet. Auf diese Weise wird die Schal­ tungsplatine auf der gesamten Oberfläche abgetastet, d.h. zweidimensional.

Der auf die Schaltungsplatine 1 einfallende Laserstrahl 6f wird an der Oberfläche oder an den Bauteilen 2 der Schal­ tungsplatine 1 reflektiert, wobei der reflektierte Strahl 6g gestreut wird. Der gestreute Laserstrahl 6g wird an dem Reflexionsspiegel 10 reflektiert und über den Polygonspie­ gel 7 zu dem Strahlpunktpositionsdetektor 103a gelenkt. Der an dem Reflexionsspiegel 10 reflektierte Laserstrahl 6h be­ inhaltet eine Höheninformation. Die Arbeitsweise zum Gewinnen von Höheninformationen wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher beschrieben. Der auf die Schaltungsplatine 1 einfallende Laserstrahl 6f wird an der Oberfläche des Gegenstands oder an den Bauteilen 2 der Schaltungsplatine 1 reflektiert, wobei der reflektierte Strahl 6g an Punkten A 19, B 22 oder C 21 ge­ streut wird. Die Reflexionspunkte 19, 22 und 21 werden durch die Höhe der Bauelemente 2 bestimmt. Tatsächlich wird der reflektierte, gestreute Laserstrahl 6g teilweise an dem Reflexionsspiegel 10 reflektiert und zum Polygonspiegel 7 gelenkt. Zur Vereinfachung der Erläuterung wird ein Prinzip zum Gewinnen von Höhendaten der Bauteile 2 mit einem in Fig. 2 gezeigten Positionsdetektor 203 anstelle des Strahl­ punktpositionsdetektors 103a erläutert. Wenn der ein­ fallende Laserstrahl 6f an dem Punkt A 19 auf der Schal­ tungsplatine 1 reflektiert wird, konvergiert der reflek­ tierte Strahl in einem Punkt des fotoempfindlichen Detek­ tors PSD 17 durch die Kondensorlinse 16 an dem Punkt D 22; wenn der einfallende Laserstrahl 6f auf der Schal­ tungsplatine 1 an dem Punkt B 22 reflektiert wird, konver­ giert der reflektierte Strahl in einem Punkt an der Stelle E 23; wenn der einfallende Laserstrahl 6f auf der Schal­ tungsplatine 1 an dem Punkt C 21 reflektiert wird, konver­ giert der reflektierte Strahl in einem Punkt an der Stelle F 24. Daher gibt die Position des Strahlpunktes die Höhe der Bauelemente gegenüber der Schaltungs­ platine 1 an. Die Strahlpunktposition wird, wie vorstehend beschrieben, von dem positi­ onsempfindlichen Detektor 17 des Strahlpunktpositionsdetek­ tors 203 erfaßt. Tatsächlich wird der auf der Schaltungsplatine 1 oder den Bauteilen 2 reflektierte Strahl an dem Reflexionsspiegel 10 reflektiert und zu dem Strahlpunktpositionsdetektor 103a über den Poly­ gonspiegel 7 gelenkt. Der Reflexionsspiegel 10 reflektiert einen Teil des von der Schaltungsplatine 1 oder den Bautei­ len 2 kommenden gestreuten Lichtes, das einen gegebenen Winkel zwischen dem Laserstrahl 6f und 6g bildet. Wenn der Reflexionswinkel des auf der Schaltungs­ platine 1 oder den Bauteilen 2 reflektierten Lichtes klein oder nahe dem rechten Winkel ist, enthält das reflektierte Licht, bezüglich der Höhe der Bauteile 2, Stör- oder Rauschanteile. Beispielsweise verläuft ein eine verminderte Höheninformation aufweisender, an dem Punkt C 21 regulär reflektierter Laserstrahl zu einem Punkt H 26 und nicht zu dem Strahlpunktpositionsdetektor 103a. Daher reflektiert der Reflexionsspiegel 10 selektiv eine Signal­ komponente des von der Schaltungsplatine 1 kommenden Laser­ strahls bzw. Laserlichts mit einem gegebenen geeigneten Winkel. Da der von dem Polygonspiegel 7 kommende Laser­ strahl 6e senkrecht auf die Schaltungsplatine 1 fällt, weil der Polygonspiegel 7 nahe einem Fokussierungspunkt der f-R- Linse angeordnet ist, kehrt der an der Schaltungsplatine 1 reflektierte Laserstrahl über den Reflexionsspiegel 10 zu dem Polygonspiegel 7 zurück.

Wenn die Schaltungsplatine 1 abgetastet wird, wird das er­ faßte Lagesignal 13 sequentiell zu der Lagesignalverarbei­ tungsschaltung 14a weitergeleitet, die das Lagesignal 13, wie vorstehend erwähnt, in digitale Höhendaten der Bauteile 2 umsetzt. Das Ausgangssignal der Lagesignalverarbeitungs­ schaltung 14a wird an die Beurteilungsschaltung 15a weiter­ gegeben. Die Beurteilungsschaltung 15a subtrahiert die Hö­ hendaten von Bezugsdaten eines entsprechenden Punktes der Schaltungsplatine 1 und vergleicht das Ergebnis mit Schwel­ lendaten entsprechender Punkte der Schaltungsplatine 1. Dies ermöglicht, wie vorstehend beschrieben, eine Beurteilung, ob ein Fehler der Höhen­ daten der Bauteile 2 innerhalb eines vorbestimmten erlaub­ ten Bereiches liegt. Dieser Ar­ beitsablauf wird wiederholt, bis die Schaltungsplatine 1 abgetastet ist.

Die in der Speichereinrichtung 35 gespeicherten Höhen-Bezugsdaten wer­ den aus Konstruktionsdaten der Schaltungsplatine 1 erhal­ ten. Es ist jedoch besser, die Bezugsdaten durch tatsächli­ ches Abtasten einer bestückten Standard-Schaltungsplatine zu gewinnen, weil die Konstruktionsdaten inkonsistent mit der tatsächlichen Größe der Schaltungsplatine 1 sein kön­ nen. Diese Maßnahmen werden im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.

Nachfolgend wird eine erste abgeänderte Ausführungsform des ersten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Fig. 3B beschrieben.

Das wesentliche Hauptblock-Schaltbild der abgeänderten Ausführungsform ist das gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist. Ein Unter­ schied zwischen der ersten abgeänderten Ausführungsform und dem ersten Ausführungsbeispiel besteht in der Verarbeitung des Lagesignals 13 in der Lagesignalverarbeitungsschaltung 14b und des Ausgangssignals der Lagesignalverarbei­ tungsschaltung 14b in der Beurteilungsschaltung 15b, wie in Fig. 3B gezeigt. Die Schaltungsplatine 1 wird, wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, abgetastet.

Das Lagesignal 13 wird in digitale Höhendaten mittels eines Analog/Digital-Umsetzers 31, einer Lageberechnungsschaltung 32 und einer Umsetztabellenschaltung 33 umgesetzt, wie bei der Beschreibung des ersten Ausführungsbeipiels erwähnt. Ein Ausgangssignal der Umsetztabellenschaltung 33 gelangt zu einer Speichereinrichtung 34, der dieses in Abhängigkeit von Adreß- und Taktsignalen 109 speichert, die durch die Adreßgenera­ torschaltung 107 erzeugt werden. Die Speichereinrichtung 34 speichert zunächst Höhendaten der Schaltungsplatine 1. Die ge­ speicherten Daten werden in Abhängigkeit von Adreß- und Taktsignalen 115 eines Adreßgenerators (Adreßänderungsvorrichtung) 111 gelesen, der das Adreßsignal auf ein Taktsignal 112 hin erzeugt. Der Adreß­ generator 111 ändert darin enthaltene Adreßdaten durch Ad­ dieren eines Versatzes zu den Adreßdaten oder durch Subtra­ hieren eines Versatzes von den Adreßdaten in Abhängigkeit von einem Positionskorrektursignal 110. Dies ändert einen Auslesestartpunkt für Höhendaten der Schaltungsplatine 1, so daß eine genaue Lagejustierung der Schaltungsplatine 1 bezüglich des Trägerteils 3 nicht erforderlich ist. Das Taktsignal 112 wird auch einem Adreßgenerator 113 zuge­ führt, der Adreß- und Taktsignale 116 für die Speichereinrichtungen 35 und 37 erzeugt.

Nachfolgend wird eine zweite abgeänderte Ausführungsform des ersten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Fig. 3C beschrieben.

In seinen Hauptblöcken entspricht das Blockdiagramm der zweiten abgeänderten Ausführungsform demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, das in Fig. 1 gezeigt ist. Ein Unter­ schied zwischen der zweiten abgeänderten Ausführungsform und dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, daß das Ausgangssignal der Lagesignalverarbeitungsschaltung 14a zu der Speichereinrichtung 35′ zusätzlich zu dem Subtrahierer 36 geführt wird. Die Speichereinrichtung 35′ kann das Ausgangssignal der Lagesi­ gnalverarbeitungsschaltung 14a in Abhängigkeit von einem Schreib/Lesebetriebssignal 114 speichern. Zunächst wird eine bestückte Schaltungsplatine 1 visuell daraufhin über­ prüft, ob Bauteile 2 ordnungsgemäß verlötet sind. Dann wird die geprüfte Schaltungsplatine 1 abgetastet, und das Aus­ gangssignal der Lagesignalverarbeitungsschaltung 14a wird in der Speichereinrichtung 35′ als Bezugsinformation in Abhängigkeit von dem Schreib/Lesebetriebssignal 114 und den Adreß- und Taktsignalen 109 gespeichert. Wenn die zu untersuchende Schaltungsplatine 1 abgetastet wird, wechselt das Schreib/Lesebetriebssignal 114 so, daß die Speichereinrichtung 35′ Be­ zugsdaten in derselben Weise wie bei dem ersten Aus­ führungsbeispiel in Abhängigkeit der Adreß- und Taktsignale 109 abgibt. Das Lagesignal 13 wird von der Lagesignalverarbeitungsschaltung 14a verarbeitet und ein Ausgangssignal der Lagesignalverarbeitungsschaltung 14a wird von einer Beurteilungsschaltung 15c verarbeitet. Die Schaltungsplatine 1 wird, wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, abgetastet. Die Speichereinrichtung 35′ kann die von der Lagesignalverarbeitungsschaltung ausgegebenen Bezugs- Höhendaten speichern. Auf diese Weise werden die Bezugsda­ ten durch tatsächliches Abtasten der bestückten Standard- Schaltungsplatine 1 gewonnen; die auf diese Weise erhalte­ nen Bezugsdaten sind genauer als die von den Konstruktions­ daten erhaltenen. Dies resultiert daher, daß die Konstruk­ tionsdaten oft mit der tatsächlichen Größe der Bauteile 2 auf der Schaltungsplatine 1 inkonsistent sind.

Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel des Geräts unter Bezugnahme auf die Fig. 5 beschrieben.

Gemäß Fig. 5 besitzt ein Zeilenabtastgerät zum Erfassen hervorstehender Muster auf der Oberfläche eines Erzeugnis­ ses bzw. Gegenstandes gemäß einem zweiten Ausführungsbei­ spiel einen Reflexionsspiegel 10′ entsprechend dem Reflexi­ onsspiegel 10, der ebenfalls von der Oberfläche der Schal­ tungsplatine 1 oder den Bauteilen 2 kommendes gestreutes Laserlicht reflektiert und den Laserstrahl bzw. das Laser­ licht auf den Polygonspiegel 7 richtet, einen Strahlpunkt­ positionsdetektor 103b zum Aufnehmen von Laserlicht, das von dem Reflexionsspiegel 10′ über den Polygonspiegel 7 einfällt, eine Lagesignalverarbeitungsschaltung 14b zum Er­ zeugen eines digitalen Höhensignals aus einem Lagesignal 13′ und eine Mittelwertbildungsschaltung 51 zum Mitteln des Höhensignals der Lagesignalverarbeitungsschaltungen 14a und 14b zusätzlich zu dem Aufbau des ersten Ausführungsbei­ spiels. Gemäß Fig. 5 sind die Reflexionsspiegel 10 und 10′ symmetrisch bezüglich der Abtastebene des Laserstrahls 6e angeordnet. Die von der Oberfläche der Schaltungsplatine 1 oder den Bauteilen 2 kommenden gestreuten Laserstrahlbündel 6h und 6i werden zu den Strahlpunktpositionsdetektoren 103a und 103b über die Reflexionspiegel 10 bzw. 10′ und über den Polygonspiegel 7 weitergeleitet. Die Strahlpunktpositions­ detektoren 103a und 103b erfassen eine Strahlpunktlage P und erzeugen Lagesignale 13 bzw. 13′. Die Lagesignale 13 und 13′ werden mittels Lagesignalverarbeitungsschaltungen 14a bzw. 14b in digitale Höhendaten umgesetzt. Ausgangssi­ gnale der Lagesignalverarbeitungsschaltungen 14a und 14b werden zu der Mittelwertbildungsschaltung 51 geleitet, die über die Ausgangssignale der Lagesignalverarbeitungsschal­ tungen 14a und 14b mittelt. Ein Ausgangssignal der Mittelwertbildungsschaltung 51 wird zu der Beurteilungs­ schaltung 15a weitergeleitet, die feststellt, ob die er­ faßten Höhendaten innerhalb eines erlaubten Bereichs lie­ gen.

Wie vorstehend beschrieben, werden beim Erfassungsvorgang erzeugte Rauschanteile verringert, da bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel die Höhendaten der Bauteile 2 auf der Ober­ fläche der Schaltungsplatine 1 durch Mitteln der Höhendaten der zwei Kanäle der Strahlpunktpositionsdetektoren 103a und 103b und über Reflexionsspiegel 10 und 10′ erhalten werden, wodurch die resultierenden Höhendaten genauer sind als diejenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel.

Claims (10)

1. Zeilenabtastgerät mit einer Laserstrahlquelle und einem Polygonspiegel, mit dem der Laserstrahl über einen abzutastenden Gegenstand geführt wird, der seinerseits sich senkrecht zu den Abtastlinien des Laserstrahls bewegt, und einem Detektor zum Erfassen des von dem Gegenstand reflektierten Lichtes und einer Auswerteschaltung zum Auswerten der von dem Detektor abgegebenen Signale, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Gegenstand (1, 2) gestreut reflektierte Licht (6g) mittels eines Spiegels (10), durch eine f-R-Linse (9) und über den Polygonspiegel (7) zum Detektor (103a) geführt wird, wobei der Spiegel (10) von einer Ebene, in der der einfallende Laserstrahl (6f) liegt, beabstandet angeordnet ist, so daß mittels des Detektors (103a) eine einer Objekthöhe entsprechende eindimensionale Lageänderung eines auf dem Detektor auftreffenden Lichtpunktes detektierbar ist.

2. Zeilenabstastgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polygonspiegel mittels einer Antriebseinrichtung (102) gedreht wird.

3. Zeilenabtastgerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch
eine Signalgeneratoreinrichtung zum Erzeugen eines Lesesignals in Abhängigkeit von der Drehung des Polygonspiegels (7),
eine Speichereinrichtung (35) zum Speichern voreingestellter Daten und zum Ausgeben der voreingestellten Daten in Abhängigkeit von dem Lesesignal und
einen Subtrahierer (36) zum Erhalten einer Differenz zwischen einem Ausgangssignal des Detektors (103a) und voreingestellten Daten.

4. Zeilenabtastgerät nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine zweite Speichereinrichtung zum Speichern zweiter voreingestellter Daten und zum Ausgeben der zweiten voreingestellten Daten in Abhängigkeit von dem Lesesignal und eine Vergleichseinrichtung (38) zum Vergleichen eines Ausgangssignals des Subtrahierers (36) mit den zweiten voreingestellten Daten.

5. Zeilenabtastgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 3, gekennzeichnet durch
eine Signalgeneratoreinrichtung zum Erzeugen eines Lesesignals in Abhängigkeit von der Drehung des Polygonspiegels (7),
eine Speichereinrichtung (34) zum Speichern des Ausgangssignals des Detektors (103a) in Abhängigkeit von dem Lesesignal und zum Ausgeben des gespeicherten Ausgangssignals in Abhängigkeit von dem Lesesignal und einem externen Signal und
einen Subtrahierer (36) zum Erhalten einer Differenz zwischen einem Ausgangssignal des Detektors (103a) und voreingestellten Daten.

6. Zeilenabtastgerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine zweite Speichereinrichtung (37) zum Speichern zweiter voreingestellter Daten und zum Ausgeben der zweiten voreingestellten Daten in Abhängigkeit von dem Lesesignal und eine Vergleichseinrichtung (38) zum Vergleichen des Ausgangssignals des Subtrahierers (36) mit den zweiten voreingestellten Daten.

7. Zeilenabtastgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch
eine Signalgeneratoreinrichtung zum Erzeugen eines Schreibsignals in Abhängigkeit von der Drehung des Polygonspiegels (7), wobei
die Speichereinrichtung (34) das Ausgangssignal des Detektors (103a) in Abhängigkeit von dem Schreibsignalspeicher und das gespeicherte Ausgangssignals in Abhängigkeit von einem externen Signal ausgibt und
eine Adreßänderungsvorrichtung (111) zum Ändern eines Startpunktes des gespeicherten Ausgangssignals in Abhängigkeit von einem Korrektursignal.

8. Zeilenabtastgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (103a) ein positionsempfindlicher Detektor ist.

9. Zeilenabtastgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
einen zweiten Spiegel (10), mit dem der an der Oberfläche des Gegenstandes (1, 2) gestreut reflektierte Laserstrahl (6j) über die f-R-Linse (9) auf den Polygonspiegel (7) gelenkt wird, wobei der zweite Spiegel (10′) in Gegenüberlage zu dem ersten Spiegel (10) bezüglich der Ebene des einfallenden Laserstrahls positioniert ist,
einen zweiten Detektor (103b) zum Erfassen einer eindimensionalen Lageänderung eines Strahlpunktes, der auf dieser von dem über den Polygonspiegel (7) von dem zweiten Spiegel (10′) einfallenden Laserstrahl gebildet wird und einer Mittelwertbildungseinrichtung (51) zum Mitteln der Ausgangssignale des ersten und des zweiten Detektors (103a, b).

10. Zeilenabtastgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Detektor (103b) ein positionsempfindlicher Detektor ist.