JPH0469547A - 物体表面情報検知装置及び物体表面情報検知方法 - Google Patents

物体表面情報検知装置及び物体表面情報検知方法

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JPH0469547A
JPH0469547A JP18368490A JP18368490A JPH0469547A JP H0469547 A JPH0469547 A JP H0469547A JP 18368490 A JP18368490 A JP 18368490A JP 18368490 A JP18368490 A JP 18368490A JP H0469547 A JPH0469547 A JP H0469547A
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JP18368490A
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Koji Oka
浩司 岡
Moritoshi Ando
護俊 安藤
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術(第8図) 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段(第1図、第2図)作用 実施例 い)第1の実施例の説明(第3図〜第5図)(ii )
第2の実施例の説明(第6回)(in)第3の実施例の
説明(第7図)発明の効果 [概 要] 物体表面情報検知装置、特に光反射率、光拡散率、高さ
1表面色等の物体の表面情報を検知する装置に関し、 該物体からの反射光(帰還光)の検出系を工夫して、物
体の光反射率、光拡散率、高さ1表面色情報等を同時に
検知し、それらの情報間の任意の相関を求め、高速かつ
効率良く表面情報を出力することを目的とし、 その第1の装置は、物体に光を照射する光発生手段と、
前記光を偏向走査する光走査手段と、前記物体からの反
射光に基づいて拡散光検知信号を出力する第1の検出手
段と、前記反射光に基づいて反射光検知信号又は表面色
検知信号を出力する第2の検出手段と、前記反射光に基
づいて高さ検知信号を出力する第3の検出手段と、前記
拡散光検知信号1反射光検知信号又は表面色検知信号及
び高さ検知信号を信号処理して表面検知信号を出力する
信号処理手段と、前記光発生手段、光走査手段、第1の
検出手段、第2の検出手段、第3の検出手段及び信号処
理手段の入出力を制御する制御手段を具備することを含
ろ構成し、 前記第1の装置において、前記第1の検出手段が前記反
射光を結像する第1の光学手段と、前記結像された反射
光を分割する光分割手段と、前記分割された第1の反射
光を部分的に遮光する遮光手段と、前記遮光手段からの
第1の反射光を検出する第1の光検出手段から成り、前
記第2の検出手段が前記分割された第2の反射光を部分
的に通過させる部分開口手段と、前記部分開口手段から
の第2の反射光を結像する第2の光学手段と、前記第2
の反射光を検出する複数の第2の光検出手段から成るこ
とを含み構成し、 その第2の装置は、前記第1の装置であって、前記第1
の検出手段が前記反射光を結像する第1の光学手段と、
前記結像された反射光の一部を通過させ、かつ、該反射
光を変向する第1の空間フィルタと、前記変向された反
射光を検出する第1の光検出手段から成り、前記第2の
検出手段が前記第1の空間フィルタを通過した反射光を
結像する第2の光学手段と、前記反射光を検出する複数
の第2の光検出手段から成ることを含み構成し、その第
3の装置は第1の装置であって、前記第1の検出手段が
前記反射光を結像する第1の光学手段と、前記結像され
た反射光の一部を遮光し、かつ、該反射光を通過させる
第2の空間フィルタと、前記遮光された反射光を検出す
る第1の光検出手段から成り、前記第2の検出手段が前
記第2の空間フィルタを通過した反射光を結像する第2
の光学手段と、前記反射光を検出する複数の第2の光検
出手段から成ることを含み構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、物体表面情報検知装置及び物体表面情報検知
方法に関するものであり、更に詳しく言えば、光反射率
、光拡散率、高さ1表面色等の物体の表面情報を検知す
る装置及び方法に間するものである。
近年、コンピュータの普及による産業の自動化に伴い、
IC(半導体集積回路装置)の組立・検査工程において
、プリント基板の実装部品等の有無・表面色・位置ずれ
などを検査する物体検査装置が用いられている。
ところで、物体の表面情報を検知する場合には、その表
面の光反射率の相違を検知する反射光検知装置、その拡
散光を検知する拡散光検知装置、その高さを検知する高
さ検知装置及びその表面色を検出する表面色検知装置等
のような単機能をもった装置が用いられている。例えば
、プリント基板に形成された電子部品や配線等の実装状
態は、光反射率、光拡散率、高さ5表面色等の一つの表
面情報を検知することによって、その有無や位置ずれ等
が検査されている。かかる場合、製造工程を経た同し被
検査物体が多量に流れるロフト単位の検査をするときに
は、単機能の装置を用いる方法でも良い。
しかし、特定のIC等の小量の物体の光反射率光拡散率
、高さ1表面色等の表面情報を総合して、その良否を判
断したい場合がある。かかる場合に、先の個々の装置に
係る検知工程を順に経て、各検知装置から表面情報を中
央に集中して情報処理をすることも可能であるが、デー
タ処理に時間を要し、検査の迅速性に欠けるという問題
がある。
そこで、検出系を工夫して、物体の光反射率光拡散率、
高さ2表面色情報等を同時に検知し、それらの情報間の
任意の相関を求め、高速かつ効率良く表面情報を出力す
ることができる装置及び方法が望まれている。
〔従来の技術] 第8図(a)〜(c)は、従来例に係る物体表面情報検
知装置の構成図である。
同図(a)は、プリント基板5等の物体の光反射率や拡
散光を検知する検知装置の構成図を示している。
同図(a)において、該検知装置は、レーザ光源IA、
  ビームエクスパンダIB、  ミラーIC。
ハーフミラ−ID、回転多面鏡2A、走査レンズ2B及
びミー7−2Cから成る光走査系と、レンズ3A、  
ピンホール板3B及び光センサ3Cから成る光検出系と
を具備している。
当該装置の機能は、まず、レーザ光源IAからレーザ光
L12が発生されると、該レーザ光L12がビームエク
スパンダIBにより広角される。また、広角されたレー
ザ光L12がミラーICにより変向され、該変向された
レーザ光L12がハーフミラ−IDにより分割される。
該分割されたレーザ光L12は回転多面鏡2A、走査レ
ンズ2Bにより偏向走査され、該偏向走査されたレーザ
光L12がミラー2Cにより変向されて、プリント基板
5に達する。ここで、プリント基板5からの反射光L2
2が走査レンズ2B、回転多面鏡2A及びハーフミラ−
IDにより帰還し、それがレンズ3Aにより結像され、
該反射光■、22の一部がピンホール板3Bを通過する
。該通過した反射光L22は光センサ3Cにより検出さ
れる。
これにより、プリント基板5の光反射率を反射光検知信
号S23として検知することができる。また、光検出系
において、ピンホール板3Bに換えて同図破線円内図に
示すような遮光板3Dをセットすることにより、プリン
ト基板5の拡散光を拡散光検知信号として検出すること
ができる。
同図(b)は、プリント基板5の高さ情報を検知する検
知装置の構成図を示している。
同図(b)において、該検知装置は、ハーフミラ−ID
を除く先の光走査系と、レンズ5AやPSD (Pos
ition 5ensitive  Detector
)から成る検出系を備えている。
当該装置の機能は、まず、レーザ光fIIAからレーザ
光L12が発生されると、該レーザ光L12がビームエ
クスパンダIBにより広角される。また、広角されたレ
ーザ光LI2がミラーICにより変向され、該変向され
たレーザ光L12がハーフミラ−IDにより分割される
。該分割されたレーザ光L12は回転多面鏡2A、走査
レンズ2Bにより偏向走査され、該偏向走査されたレー
ザ光L12がミラー2Cにより変向されて、プリント基
板5に達する。ここで、プリント基板5からの反射光L
23が斜めθ方向からレンズ3Aを介して結像され、該
反射光L23がPSD5Bにより輝度情報11+12高
さ情報(11−12) / (11+12)として検出
される。
これにより、プリント基板5の高さ情報を高さ検知信号
S32として検出することができる。
同図(c)は、プリント基板5の表面色を検知する検知
装置の構成図を示している。
同図(c)において、該検知装置は、先の光走査系と、
青反射フィルタFl、緑反射フィルタF2、ミラー3E
及び3つの光センサ3F〜3Hから成る検出系を備えて
いる。
当該装置の機能は、まず、レーザ光源IAからレーザ光
LI2が発生されると、該レーザ光L12がビームエク
スパンダIBにより広角される。また、広角されたレー
ザ光L12がミラーICにより変向され、該変向された
レーザ光L12がハーフミラIDにより分割される。該
分割されたし・−ザ光L12は回転多面鏡2A、走査レ
ンズ2Bにより偏向走査され、該偏向走査されたレーザ
光L12がミラー2Cにより変向されて、プリント基板
5に達する。ここで、プリント基板5からの反射光L2
4が走査レンズ2B、回転多面鏡2A及びハーフミラ−
IDにより帰還し、それが青反射フィルタFlに入射す
る。この際に、青色のみが反射をして光センサ3Fによ
り検出される。
また、青反射フィルタF1を通過した反射光L24が緑
反射フィルタF2に入射をする。この際に、緑色のみが
反射をして光センサ3Gにより検出される。さらに、緑
反射フィルタF2を通過した反射光L24がミラー3E
で反射をし、赤色のみが光センサ3 Hより検出される
これにより、プリント基板5の表面色情報(赤色輝度情
報R1緑色輝度情報G及び青輝度情報)を各センサ3F
〜3Hからの表面色検知信号S24として検知すること
ができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、従来例によれば、プリント基板の実装部品等
の有無・表面色・位置ずれなどを検査する場合において
、反射光検知装置、拡散光検知装置、高さ検知装置及び
表面色検知装置等のような単機能をもった装置が用いら
れている。
例えば、プリント基板に形成された電子部品や配線等の
実装状態は、光反射率、光拡散率、高さ表面色等の一つ
の表面情報を検知することによって、その有無や位置ず
れ等が検査されている。このような単機能の装置を用い
る方法は、同じ製造過程を経た被検査物体が多量に流れ
るロフト単位の検査をする場合には適している。
しかし、特定のIC等の比較的に少量の物体を検査する
場合であって、その表面情報を総合判断しなければ、そ
の良否を判定することができない場合には、単機能の装
置を用いる方法では不都合を生ずることがある。すなわ
ち、このような要求があった場合には、先の各検知装置
により物体の光反射率、光拡散率、高さ9表面色等の検
知処理を順に行ない、該検知装置からの表面情報を中央
に集中し、その情報処理を行うことで総合判断をする方
法が考えられる。
かかる場合、被検知物体を検知装置にセットする時間、
それを他の検知装置に移動する移動時間及び各検知装置
からの表面情報を処理するに時間を要し、検査処理の迅
速性に欠けるという問題がある。
本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創作されたもの
であり、物体からの反射光(帰還光)の検出系を工夫し
て、物体の光反射率、光拡散率。
高さ1表面色情報等を同時に検知し、それらの情報間の
任意の相関を求め、高速かつ効率良く表面情報を出力す
ることが可能となる物体表面情報検知装置の提供を目的
とする。
[課題を解決するための手段] 第1図、第2図(a)〜(e)は、本発明に係る物体表
面情報検知装置及び物体表面情報検知方法の原理図及び
その第1.第2の検出手段の原理図をそれぞれ示してい
る。
その第1の装置は、第1図に示すように、物体19に光
L1を照射する光発生手段11と、前記光L1を偏向走
査する光走査手段12と、前記物体19からの反射光L
2に基づいて拡散光検知信号S1を出力する第1の検出
手段13と、前記反射光L2に基づいて反射光検知信号
又は表面色検知信号S2を出力する第2の検出手段14
と、前記反射光L2に基づいて高さ検知信号S3を出力
する第3の検出手段15と、前記拡散光検知信号S11
反射光検知信号又は表面色検知信号S2及び高さ検知信
号S3を信号処理して表面検知信号S4を出力する信号
処理手段16と、前記光発生手段11.光走査手段12
.第1の検出手段13第2の検出手段14.第3の検出
手段15及び。
信号処理手段16の入出力を制御する制御手段17を具
備することを特徴とし、 前記第1の装置において、前記物体19を移動する移動
手段18が設けられ、前記制御手段17が移動手段1日
の人出力を制御することを特徴とし、 前記第1の装置において、前記第1の検出手段13が第
2図(a)に示すように、前記反射光L2を結像する第
1の光学手段13Aと、前記結像された反射光L2を分
割する光分割手段13Bと、前記分割された第1の反射
光L21を部分的に遮光する遮光手段13Cと、前記遮
光手段13Cからの第1の反射光L21を検出する第1
の光検出手段13Dから成り、前記第2の検出手段14
が前記分割された第2の反射光L22を部分的に通過さ
せる部分開口手段14Aと、前記部分開口手段14Aか
らの第2の反射光L22を結像する第2の光学手段14
Bと、前記第2の反射光L22を検出する複数の第2の
光検出手段14Dから成ることを特徴とし、その第2の
装置は、第1の装置であって、前記第1の検出手段13
が第2図(b)に示すように、前記反射光L2を結像す
る第1の光学手段13Aと、前記結像された反射光L2
の一部を通過させ、かつ、該反射光L2を変向する第1
の空間フィルタ1.3Eと、前記変向された反射光L2
を検出する第1の光検出手段13Dから成り、前記第2
の検出手段14が前記第1の空間フィルタ13Eを通過
した反射光L2を結像する第2の光学手段14Bと、前
記反射光L2を検出する複数の第2の光検出手段14D
から成ることを特徴とし、 その第3の装置は、第1の装置において、前記第1の検
出手段13が第2図(C)に示すように、前記反射光L
2を結像する・第1の光学手段13Aと、前記結像され
た反射光L2の一部を遮光し、かつ、該反射光L2を通
過させる第2の空間フィルタ13Fと、前記遮光された
反射光L2を検出する第1の光検出手段13Dから成り
、前記第2の検出手段14が前記第2の空間フィルタ1
3Fを通過した反射光L2を結像する第2の光学手段1
4Bと、前記反射光L2を検出する複数の第2の光検出
手段14Dから成ることを特徴とし、 前記第2.第3の装置において、前記第1.第2の空間
フィルタ1.3E、1.3Fは、第2図(b)。
(c)に示すように、前記反射光L2の光軸Cに対して
、任意の角度θにより傾斜して設けられることを特徴と
し、 前記第2の装置の前記第1の空間フィルタ1.3Eであ
って、第2図(d)に示すように、前記反射光L2を通
過させる開口部20Aが楕円形状を有し、前記開口部2
0Aの幅方向dに対して長手方向の長さlがd/sin
 θなる関係に設定されることを特徴とし、 前記第3の装置の前記第2の空間フィルタ13Fであっ
て、第2図(e)に示すように、前記反射光L2を遮光
する遮光部20Bが楕円形状を有し、前記遮光部20B
の幅方向dに対して長手方向の長さ!がd/sin θ
なる関係に設定されることを特徴とし、 その方法は、物体19に光L1の照射処理をし、かつ、
前記光L1の偏向走査処理をし、前記物体I9からの反
射光L2に基づいて拡散光検知処理反射光検知処理1表
面色検知処理及び高さ検知処理をし、前記拡散光検知処
理8反射光検知処理表面色検知処理及び高さ検知処理に
基づいて前記物体19の表面情報の取得処理をすること
を特徴とし、上記目的を達成する。
〔作 用〕
本発明の第1の装置によれば、第1図に示すように、光
発生手段11.光走査手段12.第1の検出手段13.
第2の検出手段14.第3の検出手段15.信号処理手
段16及び制御手段17が具備されている。
例えば、光発生手段11から光L1が出射されると、ま
ず、光走査手段12により光L1が偏向走査され、それ
が移動制御される物体19に照射される。これにより、
物体19からの反射光L2に基づいて、第1の検出手段
13から拡散光検知信号S1が出力され、第2の検出手
段14がら反射光検知信号又は表面色検知信号s2が出
力され、第3の検出手段15から高さ検知信号s3が同
時に出力される。
すなわち、物体I9からの反射光L2が第1の検出手段
I3の第1の光学手段13Aにより結像され、該結像さ
れた反射光L2が光分割手段13Bにより分割される。
また、分割された第1の反射光L2Iが部分的に遮光手
段I3Cにより遮光され、該遮光手段13Cからの第1
の反射光L21が拡散光検知信号S1として第1の光検
出手段13Dにより検出される。さらに、物体19がら
の反射光L2が第1の検出手段I4の光分割手段13B
により分割され、該分割された第2の反射光L22が部
分開口手段14Aを部分的に通過する。この際に、部分
開口手段14Aからの第2の反射光L22が第2の光学
手段14Bにより結像され、該第2の反射光L22が反
射光検知信号又は表面色検知信号s2として複数の第2
の光検出手段14Dにより検出される。
このため、従来例のように単機能の装置を順次用いるこ
となく、同時に検出した物体の光反射率光拡散率、高さ
1表面色等の情報間の任意の相関を求めることによって
、物体の表面情報の総合判断しなければその良否を判定
することができない特定のIC等の表面情報を効率良く
かつ高速に検知することが可能となる。
これにより、従来例に比べて物体19等の被検知対象を
検知装置にセントする時間、それを他の検知装置に移動
する移動時間及び各検知装置からの表面情報を処理する
データ処理時間の大幅な削減が図られ、検査処理の高速
化を図ることが可能となる。
また、本発明の第2の装置によれば、第1の装置であっ
て、第1の光学手段13A、第1の空間フィルタ13E
及び第1の光検出手段13Dから成る第1の検出手段1
3と、第2の光学手段14B及び複数の第2の光検出手
段14Dから成る第2の検出手段I4とが設けられてい
る。
例えば、物体19からの反射光L2が第1の光学手段1
3Aにより結像され、該結像された反射光L 2の一部
が第1の空間フィルタ13Eを通過し、かつ、該反射光
L2が第1の空間フィルタ13Eにより変向される。こ
の際の第1の空間フィルタ13Eは、反射光L2の光軸
Cに対して、任意の角度θにより傾斜して設けられ、そ
の反射光L2を通過させる開口部20Aが楕円形状を有
し、開口部20Aの幅方向dに対して長手方向の長さl
がd/sinθなる関係に設定されている。また、変向
された反射光L2が拡散光検知信号S1として第1の光
検出手段1.3Dにより検出される。さらに、第1の空
間フィルタ13Eを通過した反射光L2は第2の検出手
段14の第2の光学手段14Bにより結像され、該反射
光L2が反射光検知信号又は表面色検知信号S2として
複数の第2の光検出手段14Dにより検出される。
このため、第1の装置の光分割手段13B、遮光手段1
3C及び部分開口手段14Aを第1の空間フィルタ13
E−つに置き替えが可能になることから物体19からの
反射光L2(帰還光)を検出する光学系構成物の簡略化
を図ることが可能となる。
これにより、第1の装置のメリットに加えてコスト低減
化を図ることが可能となる。
さらに、本発明の第3の装置によれば、第1の装置であ
って、第1の光学手段13A、第2の空間フィルタ13
F、第1の光検出手段130から成る第1の検出手段1
3と、第2の光学手段14B、第2の光検出手段14D
から成る第2の検出手段14が設けられている。
例えば、物体19からの反射光L2が第1の光学手段1
3Aにより結像され、該結像された反射光L2の一部が
遮光され、かつ、該反射光L2が第2の空間フィルタ1
3Fを通過する。この際の第2の空間フィルタ1.3F
は、反射光L2の光軸Cに対して、任意の角度θにより
傾斜して設けられ、該反射光L2を遮光する遮光部20
Bが楕円形状を有し、該遮光部20Bの幅方向dに対し
て長手方向の長さlがd/sin θなる関係に設定さ
れている。
さらに、遮光された反射光L2が第1の光検出手段I3
Dにより検出される。また、第2の空間フィルタ13F
を通過した反射光L2が第2の光学手段14Bにより結
像され、該反射光L2が複数の第2の光検出手段+4D
により検出される。
このため、第2の装置の装置と同様に第1の装置の光分
割手段13B、遮光手段13C及び部分開口手段14A
を第2の空間フィルタ13F−つに置き替えが可能にな
ることから物体19からの反射光L2(帰還光)を検出
する光学系構成物の簡略化を図ることが可能となる。
これにより、第2の装置と同様に第1の装置のメリット
に加えてコスト低減化を図ることが可能となる。
本発明の方法によれば拡散光検知処理1反射光検知処理
1表面色検知処理及び高さ検知処理に基づいて物体19
の表面情報が取得処理されている。
このため、従来例のように単機能の装置を順次用いるこ
となく、物体の表面情報の総合判断しなければその良否
を判定することができない特定のIC等の表面情報を効
率良くかつ高速に検知することが可能となる。
これにより、検査処理の高速化を図ることが可能となる
〔実施例] 次に図を参照しながら本発明の実施例について説明をす
る。
第3〜第7図は、本発明の実施例に係る物体表面情報検
知装置及び物体表面情報検知方法を説明する図である。
(i)第1の実施例の説明 第3図は、本発明の第1の実施例に係る物体表面情報検
知装置の構成図を示している。 図において、21は光
発生手段11の一実施例となるレーザ光照射ユニットで
あり、レーザ光源21A、ビームエクスパンダ21B、
ミラー21C及び/’l−フミラー21Dから成る。
レーザ光照射ユニット21の機能は、まず、レーザ光源
21Aで発生した白色レーザ光Lllをビームエクスパ
ンダ21Bにより広角し、さらに、広角されたレーザ光
Lllをミラー21Cにより変向し、該変向したレーザ
光L12をハーフミラ−21Dにより分割し、該ミラー
21Dを通過したレーザ光L12を回転多面鏡22Aに
入射するものである。
22は光走査手段12の一実施例となるレーザ光走査ユ
ニットであり、回転多面鏡22A、走査レンズ22B及
びミラー22Cから成る。レーザ光走査ユニット22の
機能は、ミラー21Dを通過したレーザ光L12を回転
多面鏡22Aにより偏向走査し、該偏向走査したレーザ
光L12をミラー22Cにより変向して、それを被検知
対象となるプリント基板29に照射するものである。
23は第1の検出手段13の一実施例となる第1の帰還
光検出ユニットであり、第1の光学手段13Aとなるレ
ンズ23A、光分割手段13Bとなるハーフミラ−23
B、遮光手段13Cとなる遮光型空間フィルタ23C及
び第1の光検出手段13Dとなる第1の光センサ23D
から成る。なお、第1の帰還光検出ユニット23の光軸
は反射光L21に係る光軸Cに対して、ハーフミラ−2
3Bにより直交するように位置合わせされている。第1
の帰還光検出ユニット23の機能は、第4図に示すよう
に、まず、プリント基板29からの反射光(帰還光)L
21がハーフミラ−21Dにより分割されてレンズ23
Aに入射されると、ハーフミラ−23Bにより、該反射
光L21が分割され、一方の反射光L21がフィルタ2
3Cに入射され、他の反射光L21を第2の帰還光検出
ユニット24に入射させる。これにより、遮光型空間フ
ィルタ23Cに入射した反射光L21が第1の光センサ
23Dにより検出される。ここで、遮光型空間フィルタ
23Cには反射光L21の一部を遮光する遮光部23E
が設けられ、それが円形状を有し、該反射光L21の光
軸Cに位置合わせされている。
これにより、プリント基板29の拡散光情報を拡散光検
知信号51=Idとして検出することができる。
24は第2の検出手段14の一実施例となる第2の帰還
光検出ユニットであり、部分開口手段14Aとなるピン
ホール板24A、第2の光学手段14Bとなるレンズ2
4B、複数の第2の光検出手段14Dとなる青反射フィ
ルタFl、緑反射フィルタF2゜ミラー24C及び第2
〜第4の光センサ24D〜24Fから成る。なお、第2
の帰還光検出ユニット24の光軸は反射光L21に係る
光軸Cに位置合わせされている。
第2の帰還光検出ユニット24の機能は、第4図に示す
ように、ハーフミラ−23Bからの反射光L21がピン
ホール板24.、Aに入射されると、ピンホール24G
を通過した反射光L21が青反射フィルタFlに入射す
る。この際に、青色のみが反射をして第2の光センサ2
4Dにより検出される。また、青反射フィルタF1を通
過した反射光L21が緑反射フィルタF2に入射をする
。この際に、緑色のみが反射をして第3の光センサ24
Eにより検出される。さらに、緑反射フィルタF2を通
過した反射光L21がミラー24Cで反射をし、赤色の
みが第4の光センサ24Fより検出される。なお、ピン
ホール24Gは円形状を有し、該反射光L21の光軸C
に位置合わせされている。
これにより、プリント基板29の表面色情報(赤色輝度
情報R1緑色輝度情報G及び青輝度情報)となる表面色
検知信号又は反射光検知信号S3−IR,rG、IBを
検知することができる。
25は第3の検出手段15の一実施例となる第3の帰還
光検出ユニットであり、結像レンズ25A及びP S 
D (Position 5ensitive  De
tector) 25Bから成る。
第3の帰還光検出ユニット25の機能は、第4図に示す
ように、プリント基板29からの反射光L21が斜めθ
方向からレンズ25Aを介して結像され、該反射光l5
21がPSD25Bにより輝度情報11十12.高さ情
報(II−T2) / (11+12)として検出され
る。
これにより、プリント基板29の高さ情報を高さ検知信
号S3−11.12として検出することができる。
26は信号処理手段16の一実施例となる信号処理回路
であり、マイクロ・コンピュータ27に基づいて拡散光
検知信号Sl、反射光検知信号又は表面色検知信号S2
及び高さ検知信号S3の信号処理をして表面検知信号S
4を出力するものである。なお、信号処理の内容につい
ては第5図において説明をする。
28は移動手段18の一実施例となるステージ移動装置
であり、プリント基板29を載置したXYステージ28
Aを移動制御するものである。
27は制御手段17の一実施例となるマイクロ・コンピ
ュータであり、レーザ光照射ユニント21、第1〜第3
の帰還光検出ユニソ)23.2425及びステージ移動
装置28の入出力を制御するものである。
第5図は、本発明の各実施例に係る信号処理回路を説明
する図である。
図において、26は信号処理回路であり、A/D変換回
路26A〜26F及び画像メモリ26Gから成る。当該
回路の機能は、まず、第1〜第3の帰還光検出ユニット
23〜25からの各検知信号1d11 12、iR,I
G及びIBをA/D変換回路26A〜26Fにより、ア
ナログ/デジタル変換処理をする。ここで、検知信号T
dはA/D変換回路26Aによりiビットのデータに変
換されて画像メモリ26Gのメモリ変換テーブルにアド
レスとして入力される。また、検知信号11.T2はA
/D変換回路26B、26Cによりjビットのデータに
変換されて、同様にメモリ変換テーブルにアドレス入力
される。さらに、検知信号IR,IG及び[BはA/D
変換回路26Aによりにピントのデータに変換されて、
メモリ変換テーブルにアドレス入力される。
この際に、テーブルの内容がマイクロ・コンピュータ2
7により演算処理されることにより書き換えられる。
その第1の演算処理は、例えば、光拡散性を有するプリ
ント基板29に形成された金属配線の高さ情報のみを検
知する場合には、光拡散検知信号Idが予め設定された
第1の定数(閾値レヘル等)より小さく、かつ、高さ情
報(If−12) / (11+12)が第2の定数よ
り大きいか、又は、同等である場合にはnビットの出力
データ「1」が出力される。また、それ以外の場合には
、出力データr□、が出力される。
第2の演算処理は、光拡散性を有するプリント基板29
に2種類以上の金属配線が形成され、その表面色が赤と
青とを有している場合において、例えば、赤色の配線領
域のみを検知する場合には、光拡散検知信号1dが第1
の演算処理と同様に予め設定された第1の定数(閾値レ
ヘル等)より小さく、表面色検知信号IR,IC及びI
BがTR/(IR+IC+IB)の関係にあって、第3
の定数より大きいか、又は、同等である場合であって、
かつ、表面色検知信号IRが第4の定数より大きいか、
又は、同等である場合にnビットの出力データ「1」が
出力される。また、それ以外の場合には、出力データ「
0」が出力される。
第3の演算処理は、光拡散性を有するプリント基板29
に2種類以上の金属配線が形成され、その表面が滑らか
な状態と粗い状態とを存している場合において、例えば
、滑らかな状態の配線領域のみを検知する場合には、光
拡散検知信号Tdが第1の演算処理と同様に予め設定さ
れた第1の定数(閾値レヘル等)より小さく、高さ検知
信号■1.12.表面色検知信号lR91G及びIBが
(IR+IC;+IB)/(11+I2+IR+IG+
 I B)の関係にあって、第5の定数より大きいか、
又は、同等である場合であって、かっ、表面色検知信号
I R+ I C+ l Bが第6の定数より大きいか
、又は、同等である場合にnピントの出力データ「1ノ
が出力される。また、それ以外の場合には、出力データ
「Ojが出力される。
これにより、各検知信号間において、任意の演算処理を
したデータ出力を得ることが可能となる。
このようにして、本発明の第1の実施例の装置によれば
、レーザ光照射ユニント21.レーザ光走査ユニット2
2.第1〜第3の帰還光検出ユニット23〜25.信号
処理回路26及びマイクロ・コンピュータ27が具備さ
れている。
このため、レーザ光照射ユニット21から白色レーザ光
Lllが出射されると、まず、レーザ光走査ユニント2
2により光Lllが偏向走査され、それが移動制御され
るプリント基板29に照射される。これにより、プリン
ト基板29からの反射光L21に基づいて、第1の帰還
光検出ユニット23から拡散光検知信号5I=Idが出
力され、第2の帰還光検出ユニット24から反射光検知
信号又は表面色検知信号52=IR,IC,IBが出力
され、第3の帰還光検出ユニフト25がら高さ検知信号
S3=+1.12が同時に出力される。
このことで、従来例のように単i能の装置を順次用いる
ことなく、同時に検出したプリント基板29の光反射率
、光拡散率、高さ1表面色等の情報間の任意の相関を信
号処理回路26及びマイクロ・コンピュータ27により
求めることによって、物体の表面情報の特異情報を用い
て、その良否を判定することが可能となる。
これにより、従来例に比べてプリント基板29等の被検
知対象を検知装置にセットする時間、それを他の検知装
置に移動する移動時間及び各検知装置からの表面情報を
処理するデータ処理時間の大幅な削減が図られ、検査処
理の高速化を回ることが可能となる。
(ii )第2の実施例の説明 第6図(a)、(b)は、本発明の第2の実施例に係る
第11第2の帰還光検出ユニットの構成V及び第1の空
間フィルタの平面図をそれぞれ示している。
同図(a)において、第1の実施例の検出ユニットと異
なるのは、第2の実施例の検出ユニットでは反射光L2
]を第1.第2の帰還光検出ユニッ)23.24に分割
する手段が簡略化されていることを特徴としている。
すなわち、第1の帰還光検出ユニット23は、反射光L
21を結像するレンズ23Aと、該結像された反射光L
21の一部を通過させ、がっ、該反射光L2を変向する
第1の空間フィルタ1.3Eと、該変向された反射光L
21を検出する第1の光センサ23Dから成る。ここで
、第1の空間フィルタ13Eは、第6図(a)に示すよ
うに、反射光L21の光軸Cに対して、例えば、角度θ
−45°により傾斜して設けられるものである。これに
より、第1の帰還光検出ユニット23の光軸が反射光L
21に係る光軸Cに対して直交させることができる。
また、第1の空間フィルタ13Eは、第6図(b)に示
すように、該反射光L21を通過させる開口部(光通過
領域)20Aが楕円形状を有し、該開口部20Aの幅方
向dに対して長手方向の長さlがd/sin θなる関
係るこ設定されるものである。開口部20Aは反射光L
21を透過させる状態であれば良く、必ずしも物理的に
貫通口を設けなくも良い。また、光通過領域以外は光反
射領域となっている。
なお、第2の帰還光検出ユニット24は、第1の実施例
のピンホール板24Aが省略され、レンズ24B、青反
射フィルタFl、緑反射フィルタF2ミラー24C及び
光センサ24D〜24Fから成る。なお、第2の帰還光
検出ユニット24の光軸は反射光L21に係る光軸Cに
位置合わせされる。
また、第2の帰還光検出ユニット24の機能については
、第1の空間フィルタ13Eの開口部20Aを透過した
反射光L21が青反射フィルタF1に入射される。その
後は、第1の実施例と同様であるため説明を省略する。
これにより、プリント基Fi、29の拡散光情報を拡散
光検知信号51=Idとして検出することができる。ま
た、その表面色検知信号53=IRIG、rBを検知す
ることができる。
このようにして、本発明の第2の実施例の装置によれば
、レンズ23A、第1の空間フィルタ13E及び元栓セ
ンサ23Dから成る第1の帰還光検出ユニット23と、
レンズ24B、各フィルタFl、F2、ミラー24C及
び光センサ24D〜24Fから成る第2の帰還光検出ユ
ニ7)24とが設けられているや このため、プリント基板29からの反射光L21がレン
ズ23Aにより結像され、該結像された反射光L12の
一部が第1の空間フィルタ13Eを通過し、かつ、該反
射光L21が第1の空間フィルタ13Hにより変向され
る。また、変向された反射光L21が拡散光検知信号S
1として光センサ23Dにより検出される。さらに、第
1の空間フィルタ13Eを通過した反射光L21は第2
の帰還光検出ユニット24のレンズ24Bにより結像さ
れ、該反射光L21が反射光検知信号又は表面色検知信
号S2として3つの光センサ24Dにより検出される。
このことで、第1の実施例に係る装置のハーフミラ−2
3B  遮光型空間フィルタ23C及びピンホール板2
4Aを第1の空間フィルタ13E−つに置き替えが可能
になることからプリント基板29からの反射光L21(
帰還光)の検出する光学系構成物の簡略化を図ることが
可能となる。
これにより、第1の装置のメリントに加えて検知装置の
コスト低減化を図ることが可能となる。
(iii)第3の実施例の説明 第7図(a)、  (b)は、本発明の第3の実施例に
係る第1.第2の帰還光検出ユニットの構成図及び第2
の空間フィルタの平面図をそれぞれ示している。
同図(a)において、第1の実施例の検出ユニットと異
なるのは、第3の実施例の検出ユニットでは第2の実施
例の検出ユニットと同様に、反射光L21を第1.第2
の帰還光検出ユニット2324に分割する手段が簡略化
されていることを特徴としている。
すなわち、第1の帰還光検出ユニット23は、反射光L
21を結像するレンズ23Aと、該結像された反射光L
21の一部を遮光し、かつ、該反射光L21を変向する
第2の空間フィルタ13Fと、該変向された反射光L2
1を検出する光センサ23Dから成る。ここで、第2の
空間フィルタ13Fは、第7図(a)に示すように、反
射光L21の光軸Cに対して、例えば、角度θ=45°
により傾斜して設けられるものである。これにより、第
1の帰還光検出ユニット23の光軸を反射光L21に係
る光軸Cに直交させることができる。
また、第2の空間フィルタ13Fは、第7図(b)に示
すように、該反射光L21を遮光する遮光部(光反射領
域)20Bが楕円形状を有し、該遮光部20Bの幅方向
dに対して長平方向の長さlがd/sin θなる関係
に設定されるものである。
なお、第2の帰還光検出ユニット24では、第2の実施
例と同様にピンホール+ff124Aが省略され、該“
”・ト24が・by、(24B・青反射)・″タIFl
、緑反射フィルタF2.  ミラー24C及び光センサ
24D〜24Fから成る。また、第2の帰還光検出ユニ
’y ) 24の機能については、第2の空間フィルタ
13Fを通過した反射光L21が青反射フィルタFlに
入射される。その後は、第1の実施例と同様であるため
説明を省略する。
これにより、プリント基板29の拡散光情報を第2の実
施例と同様に拡散光検知信号51=Idとして検出する
ことができる。また、その表面色検知信号53=IR,
IC,IBを検知することができる。
このようにして、本発明の第3の実施例の装置によれば
、レンズ23A、第2の空間フィルタ13F及び元栓セ
ンサ23Dから成る第1の帰還光検出ユニット23と、
レンズ24B、各フィルタFl、F2、  ミラー24
C及び光センサ24D〜24Fから成る第2の帰還光検
出ユニット24とが設けられている。
このため、プリント基板29からの反射光L21がレン
ズ23Aにより結像され、該結像された反射光L12の
一部が第2の空間フィルタ13Fを通過し、かつ、該反
射光L21が第2の空間フィルタ13Fにより変向され
る。また、変向された反射光L21が拡散光検知信号S
1として光センサ23Dにより検出される。さらに、第
2の空間フィルタ13Fを通過した反射光L21は第2
の帰還光検出ユニット24のレンズ24Bにより結像さ
れ、該反射光L21が反射光検知信号又は表面色検知信
号S2として3つの光センサ24D〜24Fにより検出
される。
このことで、第1の実施例に係る装置のハーフミラ−2
3B、遮光型空間フィルタ23C及びピンホール板24
Aを第2の空間フィルタI3F−つに置き替えが可能に
なることからプリント基板29からの反射光L21(帰
還光)を検出する光学系構成物の簡略化を図ることが可
能となる。
これにより、第1の装置のメリットに加えて、第2の実
施例と同様に検知装置のコスト低減化を図ることが可能
となる。
である。
〔発明の効果] 以上説明したように、本発明の各装置によれば、光発生
手段、光走査手段、第1〜第3の検出手段信号処理手段
及び制御手段が具備され、物体からの反射光に基づいて
、拡散光検知信号1反射光検知信号又は表面色検知信号
、高さ検知信号S3が同時に出力することができる。
このため、従来例のように単機能の装置を順次用いるこ
となく、同時に検出した物体の光反射率光拡散率、高さ
9表面色等の情報間の任意の相関を求めることによって
、表面情報を効率良くかつ高速に検知することが可能と
なる。
また、本発明の第2.第3の装置によれば、第1、第2
の空間フィルタにより、第1の装置の光分割手段、遮光
手段及び部分開口手段の機能を一つの機能に置き替える
ことが可能となる。このことで、物体からの反射光(帰
還光)を検出する光学系構成物の簡略化を図ることが可
能となる。
これにより、物体の表面の特定情報を用いた良否判定処
理を効率良くすることができる。さらに物体表面情報検
知装置のコスト低減化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る物体表面情報検知装置の原理図
、 第2図は、本発明に係る物体表面情報検知装置の第1.
第2の検出手段の原理図、 第3図は、本発明の第1の実施例に物体表面情報検知装
置の構成図、 第4図は、本発明の第1の実施例に係る第1゜第2の帰
還光検出ユニットの構成図、 第5図は、本発明の各実施例に係る信号処理回路を説明
する図、 第6図は、本発明の第2の実施例に係る第1第2の帰還
光検出ユニットの構成図、 第7図は、本発明の第3の実施例に係る第1゜第2の帰
還光検出ユニットの構成図、 第8図は、従来例に係る物体表面情報検知装置の構成図
である。 (符号の説明) 11・・・光発生手段、 12・・・光走査手段、 13・・・第1の検出手段、 14・・・第2の検出手段、 15・・・第3の検出手段、 16・・・信号処理手段、 17・・・制御手段、 18・・・移動手段、 13A・・・第1の光学手段、 13B・・・光分割手段、 13C・・・遮光手段、 13D・・・第1の光検出手段、 13E・・・第1の空間フィルタ、 13F・・・第2の空間フィルタ、 14A・・・部分開口手段、 14B・・・第2の光学手段、 14D−・・第2の光検出手段、 20A・・・開口部、 20B・・・遮光部、 d・・・幅方向の長さ、 E・・・長手方向の長さ、 C・・・光軸、 Ll・・・光、 L2・・・反射光、 Sl・・・拡散光検知信号、 S2・・・反射光検知信号又は表面色検知信号、S3・
・・高さ検知信号、 S4・・・表面検知信号。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)物体(19)に光(L1)を照射する光発生手段
    (11)と、前記光(L1)を偏向走査する光走査手段
    (12)と、前記物体(19)からの反射光(L2)に
    基づいて拡散光検知信号(S1)を出力する第1の検出
    手段(13)と、前記反射光(L2)に基づいて反射光
    検知信号又は表面色検知信号(S2)を出力する第2の
    検出手段(14)と、前記反射光(L2)に基づいて高
    さ検知信号(S3)を出力する第3の検出手段(15)
    と、前記拡散光検知信号(S1)、反射光検知信号又は
    表面色検知信号(S2)及び高さ検知信号(S3)を信
    号処理して表面検知信号(S4)を出力する信号処理手
    段(16)と、前記光発生手段(11)、光走査手段(
    12)、第1の検出手段(13)、第2の検出手段(1
    4)、第3の検出手段(15)及び信号処理手段(16
    )の入出力を制御する制御手段(17)とを具備するこ
    とを特徴とする物体表面情報検知装置。
  2. (2)請求項1記載の物体表面情報検知装置において、
    前記物体(19)を移動する移動手段(18)が設けら
    れ、前記制御手段(17)が移動手段(18)の入出力
    を制御することを特徴とする物体表面情報検知装置。
  3. (3)請求項1記載の物体表面情報検知装置において、
    前記第1の検出手段(13)が前記反射光(L2)を結
    像する第1の光学手段(13A)と、前記結像された反
    射光(L2)を分割する光分割手段(13B)と、前記
    分割された第1の反射光(L21)を部分的に遮光する
    遮光手段(13C)と、前記遮光手段(13C)からの
    第1の反射光(L21)を検出する第1の光検出手段(
    13D)から成り、前記第2の検出手段(14)が前記
    分割された第2の反射光(L22)を部分的に通過させ
    る部分開口手段(14A)と、前記部分開口手段(14
    A)からの第2の反射光(L22)を結像する第2の光
    学手段(14B)と、前記第2の反射光(L22)を検
    出する複数の第2の光検出手段(14D)から成ること
    を特徴とする物体表面情報検知装置。
  4. (4)請求項1記載の物体表面情報検知装置であって、
    前記第1の検出手段(13)が前記反射光(L2)を結
    像する第1の光学手段(13A)と、前記結像された反
    射光(L2)の一部を通過させ、かつ、該反射光(L2
    )を変向する第1の空間フィルタ(13E)と、前記変
    向された反射光(L2)を検出する第1の光検出手段(
    13D)から成り、前記第2の検出手段(14)が前記
    第1の空間フィルタ(13E)を通過した反射光(L2
    )を結像する第2の光学手段(14B)と、前記反射光
    (L2)を検出する複数の第2の光検出手段(14D)
    から成ることを特徴とする物体表面情報検知装置。
  5. (5)請求項1記載の物体表面情報検知装置において、
    前記第1の検出手段(13)が前記反射光(L2)を結
    像する第1の光学手段(13A)と、前記結像された反
    射光(L2)の一部を遮光し、かつ、該反射光(L2)
    を通過させる第2の空間フィルタ(13F)と、前記遮
    光された反射光(L2)を検出する第1の光検出手段(
    13D)から成り、 前記第2の検出手段(14)が前記第2の空間フィルタ
    (13F)を通過した反射光(L2)を結像する第2の
    光学手段(14B)と、前記反射光(L2)を検出する
    複数の第2の光検出手段(14D)から成ることを特徴
    とする物体表面情報検知装置。
  6. (6)請求項4、5記載の物体表面情報検知装置におい
    て、前記第1、第2のの空間フィルタ(13E、13F
    )は、前記反射光(L2)の光軸(C)に対して、任意
    の角度(θ)により傾斜して設けられることを特徴とす
    る物体表面情報検知装置。
  7. (7)請求項4記載の物体表面情報検知装置の前記第1
    の空間フィルタ(13E)であって、前記反射光(L2
    )を通過させる開口部(20A)が楕円形状を有し、前
    記開口部(20A)の幅方向dに対して長手方向の長さ
    (l)がd/sinθなる関係に設定されることを特徴
    とする物体表面情報検知装置。
  8. (8)請求項5記載の物体表面情報検知装置の前記第2
    の空間フィルタ(13F)であって、前記反射光(L2
    )を遮光する遮光部(20B)が楕円形状を有し、前記
    遮光部(20B)の幅方向dに対して長手方向の長さ(
    l)がd/sinθなる関係に設定されることを特徴と
    する物体表面情報検知装置。
  9. (9)物体(19)に光(L1)の照射処理をし、かつ
    、前記光(L1)の偏向走査処理をし、前記物体(19
    )からの反射光(L2)に基づいて拡散光検知処理、反
    射光検知処理、表面色検知処理及び高さ検知処理をし、
    前記拡散光検知処理、反射光検知処理、表面色検知処理
    及び高さ検知処理に基づいて前記物体(19)の表面情
    報の取得処理をすることを特徴とする物体表面情報検知
    方法。
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JP2013537976A (ja) * 2010-09-24 2013-10-07 トムラ ソーティング エーエス 物体を検査するための装置および方法

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