JPH06213635A - Examination device for mounted print substrate - Google Patents
Examination device for mounted print substrateInfo
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- JPH06213635A JPH06213635A JP5008105A JP810593A JPH06213635A JP H06213635 A JPH06213635 A JP H06213635A JP 5008105 A JP5008105 A JP 5008105A JP 810593 A JP810593 A JP 810593A JP H06213635 A JPH06213635 A JP H06213635A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、実装済みプリント基板
の検査装置に関するものであり、特に細く絞った微小ビ
ーム光を実装済みプリント基板に照射し、その反射光を
三角測量の原理を用いて検出することで、実装部品の位
置ずれ、欠品、はんだ不良などを検査せんとするもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection device for a mounted printed circuit board, and in particular, irradiates a mounted printed circuit board with a fine beam of light and reflects the reflected light by using the principle of triangulation. By detecting, the displacement of mounted components, missing parts, defective solder, etc. can be inspected.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、実装済みプリント基板の部品の位
置ずれ、欠品、はんだ不良等の検査には、三角測量の原
理を用いて、細く絞ったビーム光を実装済みプリント基
板に照射しその反射光を検出する、非接触方式が用いら
れている。2. Description of the Related Art In recent years, in order to inspect for positional deviation, missing parts, solder defects, etc. of mounted printed circuit boards, the principle of triangulation is used to irradiate the mounted printed circuit boards with a light beam that is narrowed down. A non-contact method that detects reflected light is used.
【０００３】以下、図面を参照しながら従来の技術につ
いて説明する。図１３は、従来の実装済みプリント基板
の検査装置の一例を示したものである。なお、これより
全ての図中の光は光軸により代表している。図１３にお
いて、７０は実装済みプリント基板７６に照射する微小
ビーム光を発生するための光源である。７１は前記微小
ビーム光を平行光束にするためのコリメートレンズ系で
ある。７２は前記平行光束を偏向するためのポリゴンミ
ラーである。７５はポリゴンミラー７２によって偏向さ
れた前記平行光束を実装済みプリント基板７６に垂直照
射するための投影レンズ系である。７４はポリゴンミラ
ーにより偏向された前記平行光束を前記投影レンズ系７
５に導くためのミラーである。７７、７８、７９、８０
は実装済みプリント基板７６からの反射光を集光するた
めの受光レンズ系である。８１、８２、８３、８４は受
光レンズ系７７、７８、７９、８０により集光された前
記反射光の受光位置を測定するための光電変換素子であ
る。７３はポリゴンモーターで、ポリゴンミラー７２を
回転させて、前記微小ビーム光の実装済みプリント基板
７６上のビーム照射位置を変えるものである。８５は実
装済みプリント基板７６を光学的走査にともなって矢印
ｙ方向に移動させるためのテーブルである。８６は回転
することによりテーブル８５を移動させるボールネジで
ある。８７はボールネジ８６を回転させるためのモータ
ーである。８８はテーブル８５を案内するための案内レ
ールである。A conventional technique will be described below with reference to the drawings. FIG. 13 shows an example of a conventional mounted printed circuit board inspection apparatus. The light in all the figures is represented by the optical axis. In FIG. 13, reference numeral 70 denotes a light source for generating a minute beam of light with which the mounted printed circuit board 76 is irradiated. Reference numeral 71 is a collimating lens system for converting the minute light beam into a parallel light beam. 72 is a polygon mirror for deflecting the parallel light flux. Reference numeral 75 denotes a projection lens system for vertically irradiating the mounted printed circuit board 76 with the parallel light beam deflected by the polygon mirror 72. Reference numeral 74 designates the parallel light flux deflected by the polygon mirror to the projection lens system 7
It is a mirror for leading to 5. 77, 78, 79, 80
Is a light receiving lens system for collecting the reflected light from the mounted printed circuit board 76. Reference numerals 81, 82, 83 and 84 denote photoelectric conversion elements for measuring the light receiving position of the reflected light collected by the light receiving lens systems 77, 78, 79 and 80. A polygon motor 73 rotates the polygon mirror 72 to change the beam irradiation position of the minute beam light on the mounted printed circuit board 76. Reference numeral 85 is a table for moving the mounted printed circuit board 76 in the direction of the arrow y with optical scanning. 86 is a ball screw that moves the table 85 by rotating. 87 is a motor for rotating the ball screw 86. Reference numeral 88 is a guide rail for guiding the table 85.
【０００４】以上のように構成された実装済みプリント
基板の検査装置について、その動作を説明する。光源７
０より発生した微小ビーム光は、コリメートレンズ系７
１により平行光束となり、ポリゴンミラー７２、ミラー
７４により偏向され、投影レンズ系７５を通過後、実装
済みプリント基板７６上に垂直照射される。ポリゴンミ
ラー７２はポリゴンモータ７３により回転駆動され、ポ
リゴンミラー７２の回転にともない、前記微小ビーム光
は実装済みプリント基板７６上を矢印ｘ方向に走査す
る。The operation of the mounted printed circuit board inspection apparatus configured as described above will be described. Light source 7
The minute beam light generated from 0 collimate lens system 7
The light flux becomes a parallel light flux by 1 and is deflected by the polygon mirror 72 and the mirror 74. After passing through the projection lens system 75, it is vertically irradiated onto the mounted printed circuit board 76. The polygon mirror 72 is rotationally driven by a polygon motor 73, and as the polygon mirror 72 rotates, the minute beam light scans the mounted printed circuit board 76 in the arrow x direction.
【０００５】そして、実装済みプリント基板７６からの
前記微小ビーム光の反射光は、４方向に用意された受光
レンズ系７７、７８、７９、８０により集光され、実装
済みプリント基板７６上の前記微小ビーム光走査位置の
高さに応じた光電変換素子８１、８２、８３、８４上の
位置に照射される。その照射位置を光電変換素子８１、
８２、８３、８４の電気的出力から検出し、三角測量の
原理により実装済みプリント基板の形状が測定される。
また、モーター８７、ボールネジ８６、案内レール８８
により、テーブル８５を走査方向に対して垂直な矢印ｙ
方向に移動させることにより、実装済みプリント基板７
６の全面の３次元形状が測定される。Then, the reflected light of the minute light beam from the mounted printed circuit board 76 is condensed by the light receiving lens systems 77, 78, 79, 80 prepared in four directions, and the reflected light on the mounted printed circuit board 76 is collected. The positions on the photoelectric conversion elements 81, 82, 83, 84 corresponding to the height of the scanning position of the minute beam light are irradiated. The irradiation position is set to the photoelectric conversion element 81,
The shape of the mounted printed circuit board is measured by the principle of triangulation by detecting from the electrical output of 82, 83, 84.
Also, the motor 87, ball screw 86, guide rail 88
Causes the table 85 to move the arrow y perpendicular to the scanning direction.
Mounted printed circuit board 7 by moving in the direction
The three-dimensional shape of the entire surface of 6 is measured.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、測定対象物の高さが同じであっても、走査
位置が変化すると、反射光の受光角や光電変換素子上の
反射光の集光位置が変化する。この現象を図１４を用い
て説明する。図１４は、図１３の矢印ｙ方向の側面図を
示すものであり、走査位置がＡ〜Ｂへと変化したした時
のそれぞれの光電変換素子上での反射光の受光位置ａ〜
ｂを示したものである。ただし、ミラー７４は説明し易
くするために省略してある。図１４を見ても明らかなよ
うに、走査位置が変化すると同一の高さ面を計測してい
るにもかかわらず、光電変換素子上での反射光の受光位
置や集光位置が大きく変化することが分かる。However, in the above-mentioned conventional configuration, even if the height of the object to be measured is the same, if the scanning position changes, the light receiving angle of the reflected light or the collection of the reflected light on the photoelectric conversion element will change. The light position changes. This phenomenon will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a side view in the direction of arrow y in FIG. 13, in which the reflected light receiving positions a to a of the photoelectric conversion elements when the scanning position changes from A to B are shown.
b is shown. However, the mirror 74 is omitted for ease of explanation. As is apparent from FIG. 14, when the scanning position changes, even though the same height surface is measured, the light receiving position and the light collecting position of the reflected light on the photoelectric conversion element greatly change. I understand.
【０００７】このため光電変換素子８１、８２、８３、
８４は高さ計測に必要な反射光の受光範囲に加え、走査
位置の変化による反射光の受光位置変化をカバーするた
めの受光範囲が必要となり、広範囲を同時に測定するた
めには、広い受光面積を持った光電変換素子が必要とな
る。一般的に光電変換素子は、受光面積が拡大すると応
答速度が悪くなる特性を持っており、このため、高速度
に広範囲の測定対象物の３次元形状を計測することは困
難となる。Therefore, the photoelectric conversion elements 81, 82, 83,
In addition to the reflected light receiving range required for height measurement, 84 also needs a light receiving range to cover the change in the receiving position of the reflected light due to the change in the scanning position. A photoelectric conversion element having a Generally, the photoelectric conversion element has a characteristic that the response speed becomes worse as the light receiving area increases, and therefore it is difficult to measure the three-dimensional shape of the measurement object in a wide range at high speed.
【０００８】また、走査位置により受光位置が変化する
現象により、走査位置による高さ補正が必要となる。そ
のため光電変換素子や処理回路から構成されるセンサー
自体が持つ分解能を高さ計測のみに使うことができず、
精度面で悪くなる。Further, due to the phenomenon that the light receiving position changes depending on the scanning position, height correction by the scanning position is required. Therefore, the resolution of the sensor itself composed of photoelectric conversion elements and processing circuits cannot be used only for height measurement,
It becomes worse in terms of accuracy.
【０００９】さらに、受光角が走査位置により変化する
ため、走査位置により三角測量の特性、例えば死角（表
面の凹凸により反射光が遮られ、三角測量ができない部
分）の状態が変わる等の問題点がある。Further, since the light receiving angle changes depending on the scanning position, the characteristics of triangulation, such as the state of the blind spot (the part where the reflected light is blocked by the unevenness of the surface and the triangulation cannot be performed) changes depending on the scanning position. There is.
【００１０】そこで、本発明は、これらの問題点を解決
し、高速、高精度かつ広範囲に測定対象物の形状の影響
を受けることなく、検査対象となる実装済みプリント基
板の３次元形状を取得し、検査する装置を提供すること
を目的とする。Therefore, the present invention solves these problems and obtains the three-dimensional shape of the mounted printed circuit board to be inspected, at high speed, with high accuracy, and in a wide range without being affected by the shape of the measurement object. The purpose is to provide a device for testing.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の実装済みプリント基板検査装置は、検査す
べき実装済みプリント基板上に照射するビーム光を発生
する光源と、前記光源から発生した前記ビーム光が前記
実装済みプリント基板上を走査するために、前記ビーム
光を偏向する偏向手段と、前記偏向手段により偏向され
た前記ビーム光を前記実装済みプリント基板に対して略
垂直に照射する投光レンズ系と、前記投光レンズ系によ
り、前記実装済みプリント基板上に垂直に照射したビー
ム光の照射位置から拡散する反射光のうち、前記ビーム
光の走査位置の変化に関わらず、垂直に照射されるビー
ム光の光軸に対する方向ベクトルが一定の反射光を受光
するとともに、実装済みプリント基板に対して互いに垂
直に、かつ前記走査方向に垂直な方向に関して互いに平
行になるように反射光を導く複数の光路補正手段と、前
記複数の光路補正手段を通過後の複数の反射光を、互い
に平行に前記偏向手段に導く受光レンズ系と、前記偏向
手段により偏向された反射光を受光し、その光量を前記
実装済みプリント基板上の前記ビーム光照射位置の高さ
に応じた電気的出力に変換する光電変換手段とを備えた
ものである。In order to achieve this object, the mounted printed circuit board inspection apparatus of the present invention comprises a light source for generating a beam of light for irradiating a mounted printed circuit board to be inspected, and The generated light beam scans the mounted printed circuit board so that the beam light is deflected and the beam light deflected by the deflecting device is made substantially perpendicular to the mounted printed circuit board. Irrespective of the change in the scanning position of the light beam, of the light projecting lens system for irradiating and the reflected light diffused from the irradiation position of the light beam vertically radiated on the mounted printed circuit board by the light projecting lens system. , The reflected light having a constant direction vector with respect to the optical axis of the light beam emitted perpendicularly is received, and the light is emitted perpendicularly to the mounted printed circuit board and A plurality of optical path correcting means for guiding reflected light so as to be parallel to each other in a direction perpendicular to the direction, and a light receiving lens system for guiding a plurality of reflected light after passing through the plurality of optical path correcting means to the deflecting means in parallel with each other. And photoelectric conversion means for receiving the reflected light deflected by the deflecting means and converting the amount of the light into an electrical output according to the height of the beam light irradiation position on the mounted printed circuit board. Is.
【００１２】[0012]
【作用】上記構成によれば、実装済みプリント基板に対
して略垂直に微小ビーム光を照射し、その微小ビーム光
照射位置から互いに異なる複数の方向に拡散する反射光
を、微小ビーム光の照射位置に関わらず、測定対象物の
高さに応じた光電変換手段上の位置で受光する。したが
って、光電変換手段の受光面積を拡大することなく、ま
た、走査位置による三角測量の特性変化を起こすことな
く、多方向より高速、高精度かつ広範囲に測定対象物の
３次元形状を取得することができる。According to the above construction, the minute beam light is irradiated substantially perpendicularly to the mounted printed circuit board, and the reflected light diffused from the irradiation position of the minute beam light in a plurality of different directions is irradiated with the minute beam light. Irrespective of the position, the light is received at a position on the photoelectric conversion unit according to the height of the measurement target. Therefore, it is possible to acquire the three-dimensional shape of the measuring object in a wide range at high speed, with high accuracy and in a wider range than in multiple directions without increasing the light receiving area of the photoelectric conversion means and without causing a change in the characteristics of triangulation depending on the scanning position. You can
【００１３】[0013]
【実施例】以下に本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は一実施例における実装済みプリ
ント基板の検査装置を示すものである。図１において、
１は実装済みプリント基板６上に照射する微小ビーム光
を発生するための光源である。２は光源１からの微小ビ
ーム光を集光し平行光束にするためのコリメートレンズ
系である。３は前記平行光束を偏向し、かつ、実装済み
プリント基板６からの反射光を偏向するためのポリゴン
ミラーである。４はポリゴンミラー３を回転駆動させる
ポリゴンモーターである。５はポリゴンミラー３により
偏向された前記平行光束を集光し、実装済みプリント基
板６に対して略垂直に照射する投光ｆθレンズである。
６は検査対象の実装済みプリント基板である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an inspection apparatus for a mounted printed circuit board in one embodiment. In FIG.
Reference numeral 1 is a light source for generating a minute beam of light with which the mounted printed circuit board 6 is irradiated. Reference numeral 2 is a collimating lens system for converging the minute light beam from the light source 1 into a parallel light beam. Reference numeral 3 is a polygon mirror for deflecting the parallel light flux and deflecting the reflected light from the mounted printed circuit board 6. A polygon motor 4 drives the polygon mirror 3 to rotate. Reference numeral 5 denotes a light projecting fθ lens that collects the parallel light beam deflected by the polygon mirror 3 and irradiates the mounted printed circuit board 6 substantially vertically.
Reference numeral 6 is a mounted printed circuit board to be inspected.
【００１４】７、８、９、１０は実装済みプリント基板
６上の前記微小ビーム光照射位置からの反射光を４方向
から受光し、反射光をそれぞれ、受光ｆθレンズ１１、
１２、１３、１４に導くために、反射光の光路を補正す
る光路補正光学系である。受光ｆθレンズ１１、１２、
１３、１４は、光路補正光学系７、８、９、１０を通過
してきた反射光をポリゴンミラー３に導くためのもので
ある。１５、１６、１７、１８は受光ｆθレンズ１１、
１２、１３、１４を通り、ポリゴンミラー３により偏向
された反射光を集光するためのＰＳＤ（半導***置検出
素子）用レンズである。１９、２０、２１、２２はＰＳ
Ｄ用レンズ１５、１６、１７、１８により集光された反
射光を受光するＰＳＤであり、受光位置に応じた電気的
出力をする。Reference numerals 7, 8, 9 and 10 receive reflected light from the minute beam light irradiation position on the mounted printed circuit board 6 from four directions and receive the reflected light, respectively.
It is an optical path correction optical system that corrects the optical path of the reflected light in order to lead to 12, 13, and 14. Light receiving fθ lens 11, 12,
Reference numerals 13 and 14 are for guiding the reflected light that has passed through the optical path correction optical systems 7, 8, 9, and 10 to the polygon mirror 3. 15, 16, 17 and 18 are the light receiving fθ lens 11 and
It is a PSD (semiconductor position detecting element) lens for collecting the reflected light that has passed through 12, 13, and 14 and is deflected by the polygon mirror 3. 19, 20, 21, 22 are PS
It is a PSD that receives the reflected light collected by the D lenses 15, 16, 17, and 18, and outputs electrically according to the light receiving position.
【００１５】２３は実装済みプリント基板６上の前記微
小ビーム光照射位置からの反射光のうち、投光光軸に沿
って、投光ｆθレンズ５、ポリゴンミラー３をとおり戻
ってきた実装済みプリント基板６に対して垂直方向の反
射光を偏向するトンネルミラーである。２４はトンネル
ミラー２３により偏向された反射光を集光するためのレ
ンズである。２５は前記垂直方向以外からの反射光を遮
断する絞りである。２６は前記垂直方向の反射光を受光
し、受光光量を電気的出力に変換するフォトダイオード
である。Reference numeral 23 denotes a mounted print that has returned from the reflected light from the minute beam light irradiation position on the mounted printed circuit board 6 along the projection optical axis through the projection fθ lens 5 and the polygon mirror 3. It is a tunnel mirror that deflects reflected light in a direction perpendicular to the substrate 6. Reference numeral 24 is a lens for collecting the reflected light deflected by the tunnel mirror 23. Reference numeral 25 is a diaphragm that blocks reflected light from directions other than the vertical direction. A photodiode 26 receives the reflected light in the vertical direction and converts the received light amount into an electrical output.
【００１６】２７は実装済みプリント基板６を固定する
ためのテーブルである。２８は回転することによりテー
ブル２７を副走査方向（矢印ｙ方向）に移動させるボー
ルネジである。２９はボールネジ２８を回転させるボー
ルネジモーターである。３０はテーブル２７を案内する
ための案内レールである。以上のように構成された実装
済みプリント基板検査装置についてその動作を説明す
る。Reference numeral 27 is a table for fixing the mounted printed circuit board 6. A ball screw 28 moves the table 27 in the sub-scanning direction (arrow y direction) by rotating. A ball screw motor 29 rotates the ball screw 28. Reference numeral 30 is a guide rail for guiding the table 27. The operation of the mounted printed circuit board inspection device configured as described above will be described.
【００１７】光源１から発生した微小ビーム光は、コリ
メートレンズ系２により平行光束となり、トンネルミラ
ー２３の穴空き部分を通過後、ポリゴンミラー３により
偏向され、投光ｆθレンズ５により集光され微小ビーム
光照射光軸として実装済みプリント基板６上に略垂直に
照射される。この際、光源１より発生した微小ビーム光
は、ポリゴンモータ４により回転駆動されるポリゴンミ
ラー３の回転にともない、実装済みプリント基板６上を
図中の主走査方向（矢印ｘ方向）を走査する。そして、
実装済みプリント基板６上の走査位置から拡散する反射
光は、光路補正光学系７、８、９、１０によって、受光
ｆθレンズ１１、１２、１３、１４へと導かれる。The minute light beam generated from the light source 1 becomes a parallel light beam by the collimator lens system 2, passes through the holed portion of the tunnel mirror 23, is deflected by the polygon mirror 3, and is condensed by the light projecting fθ lens 5. The light beam is emitted substantially vertically on the mounted printed circuit board 6 as an optical axis. At this time, the minute light beam generated from the light source 1 scans the mounted printed circuit board 6 in the main scanning direction (direction of arrow x) in the figure as the polygon mirror 3 rotated by the polygon motor 4 rotates. . And
The reflected light diffused from the scanning position on the mounted printed circuit board 6 is guided to the light receiving fθ lenses 11, 12, 13, and 14 by the optical path correction optical systems 7, 8, 9, and 10.
【００１８】光路補正光学系７、８、９、１０は、実装
済みプリント基板６上の照射位置から拡散する反射光の
うち、前記微小ビーム光の走査位置の変化に関わらず、
前記微小ビーム光照射光軸と反射光光軸のなす角度（以
下、倒れ角）が略一定で、かつ、反射光軸を前記微小ビ
ーム光照射光軸に対して垂直な平面に投影した時の走査
方向となす角度（以下、割付角）とが略一定の反射光、
つまり方向ベクトルが略一定の反射光を受光する。そし
て、走査位置の変化に関わらず、主走査方向（矢印ｘ方
向）の位置に対して微小ビーム光照射光軸と略同位置で
受光ｆθレンズ１１、１２、１３、１４へ略垂直に入射
させる。The optical path correcting optical systems 7, 8, 9 and 10 of the reflected light diffused from the irradiation position on the mounted printed circuit board 6 regardless of the change of the scanning position of the minute beam light,
A scanning direction when the angle formed by the minute beam light irradiation optical axis and the reflected light optical axis (hereinafter, tilt angle) is substantially constant, and the reflected light axis is projected on a plane perpendicular to the minute beam light irradiation optical axis. The reflected light whose angle (hereinafter, allocation angle) is substantially constant,
That is, the reflected light whose direction vector is substantially constant is received. Then, regardless of the change in the scanning position, the light is incident on the light receiving fθ lenses 11, 12, 13, and 14 at substantially the same position as the optical axis of the minute beam light irradiation with respect to the position in the main scanning direction (arrow x direction).
【００１９】これらの光路補正光学系７、８、９、１０
の一例としては、例えば図２に示すミラー、およびプリ
ズムを使用したものが考えられる。ここで図２（Ａ）は
主走査方向（ｘ方向）から見た光路補正光学系９の構成
図であり、図２（Ｂ）は副走査方向（ｙ方向）から見た
光路補正光学系９の構成図である。以下その構成と動作
を説明する。These optical path correction optical systems 7, 8, 9, 10
As an example, one using a mirror and a prism shown in FIG. 2 can be considered. 2A is a configuration diagram of the optical path correction optical system 9 viewed from the main scanning direction (x direction), and FIG. 2B is an optical path correction optical system 9 viewed from the sub scanning direction (y direction). It is a block diagram of. The configuration and operation will be described below.
【００２０】実装済みプリント基板６からの反射光は、
ミラー３１によって副走査方向に対して略垂直に偏向さ
れ、プリズム３３に入射する。この時プリズム３３は、
主走査方向の走査幅ａからｄの全域にわたって、例えば
走査位置がｂからｃに変化しても、ｂからｃまでの走査
方向の距離ｄｘがｂ１からｃ１までの距離ｄｘ１と略等
しくなるように反射光を偏向する。プリズム３３を通過
後の反射光は、走査方向に対して垂直になっていないた
め、プリズム３３を通過後の反射光をミラー３４及びミ
ラー３５により、走査方向に対して略垂直に偏向すると
ともに、走査方向に対して微小ビーム光照射光軸と略同
位置で受光ｆθレンズ１３に略垂直に入射するように走
査方向に変位させる。The reflected light from the mounted printed circuit board 6 is
The light is deflected by the mirror 31 substantially perpendicularly to the sub-scanning direction and is incident on the prism 33. At this time, the prism 33
Even if the scanning position changes from b to c over the entire scanning widths a to d in the main scanning direction, the distance dx in the scanning direction from b to c is substantially equal to the distance dx1 from b1 to c1. Deflect reflected light. Since the reflected light after passing through the prism 33 is not perpendicular to the scanning direction, the reflected light after passing through the prism 33 is deflected substantially perpendicular to the scanning direction by the mirror 34 and the mirror 35. It is displaced in the scanning direction so that the light is incident on the light receiving fθ lens 13 at substantially the same position as the optical axis of the minute beam light irradiation with respect to the scanning direction.
【００２１】このとき微小ビーム照射位置から受光ｆθ
レンズ１３の入射位置までの光路長は走査位置によって
異なるので、光軸方向の反射光が集光する位置が異な
る。すなわちＰＳＤが受光する反射光の像サイズが走査
位置により異なるので、正しく計測できない場合が生じ
る。このためプリズム３３は、走査幅ａからｄの全域に
わたって、例えば走査位置がｂ位置のときに受光ｆθレ
ンズ１３のｂ２までの光路長と、走査位置がｃ位置のと
きに受光ｆθレンズ１３のｃ２までの光路長とが略等し
くなるように、反射光を偏向することが好ましい。At this time, received light fθ from the minute beam irradiation position
Since the optical path length to the incident position of the lens 13 differs depending on the scanning position, the position where the reflected light in the optical axis direction is condensed is different. That is, since the image size of the reflected light received by the PSD differs depending on the scanning position, it may not be possible to perform accurate measurement. Therefore, in the prism 33, for example, the optical path length up to b2 of the light receiving fθ lens 13 when the scanning position is the b position and the c2 of the light receiving fθ lens 13 when the scanning position is the c position in the prism 33. It is preferable to deflect the reflected light so that the optical path lengths up to are almost equal.
【００２２】シリンドリカルレンズ３２、３６は、ＰＳ
Ｄ２１の受光する反射光の光量を増やすために、副走査
方向に拡散する反射光を集光するためのレンズである。
本実施例では測定対象物の高さが変化した時、受光ｆθ
レンズ１３の副走査方向の入射位置がその高さに応じて
変化するが、受光ｆθレンズ１３を通過後の反射光は高
さ変化に関わらず、常に副走査方向に対して略垂直にな
るように、シリンドリカルレンズの焦点距離を調整して
ある。しかしながら、別の方法として、高さが変化して
も、反射光が受光ｆθレンズに常に略垂直に入射するよ
うに、シリンドリカルレンズの焦点距離を調整しても差
し支えない。この２通りについては、ＰＳＤ上の集光状
態や、高さ変化に対するＰＳＤ上の受光位置の変化状態
が最適になるような方法を選択すればよい。The cylindrical lenses 32 and 36 are PS
This is a lens for condensing the reflected light diffused in the sub-scanning direction in order to increase the amount of the reflected light received by D21.
In this embodiment, when the height of the measurement target changes, the received light fθ
Although the incident position of the lens 13 in the sub-scanning direction changes according to its height, the reflected light after passing through the light receiving fθ lens 13 is always substantially perpendicular to the sub-scanning direction regardless of the height change. In addition, the focal length of the cylindrical lens is adjusted. However, as another method, the focal length of the cylindrical lens may be adjusted so that the reflected light always enters the light receiving fθ lens substantially vertically even if the height changes. For these two methods, a method may be selected that optimizes the condensed state on the PSD and the changed state of the light receiving position on the PSD with respect to the height change.
【００２３】図３は光路補正光学系の他の構成例を示し
たものである。ミラー３１、プリズム３３、ミラー３
４、ミラー３５の機能は上記構成と同じである。しかし
ながら上記図２の構成では、ミラー３３、ミラー３４を
平行に配置することが難しいため、走査位置の変化によ
り副走査方向の受光ｆθレンズへの入射位置が異なる。
そこで、走査位置が変化しても、副走査方向の受光ｆθ
レンズ入射位置が同じになるようにするために、シリン
ドリカルレンズ３２、３６を光軸中心に回転させてい
る。FIG. 3 shows another structural example of the optical path correcting optical system. Mirror 31, prism 33, mirror 3
4. The function of the mirror 35 is the same as the above configuration. However, in the configuration of FIG. 2 described above, since it is difficult to arrange the mirror 33 and the mirror 34 in parallel, the incident position on the light receiving fθ lens in the sub-scanning direction differs depending on the change of the scanning position.
Therefore, even if the scanning position changes, the light reception fθ in the sub-scanning direction
In order to make the lens incident positions the same, the cylindrical lenses 32 and 36 are rotated around the optical axis.
【００２４】以下、シリンドリカルレンズ３２、３６の
具体的な回転方法を述べる。シリンドリカルレンズ３６
が回転していない状態で、走査位置が変化しても、副走
査方向のシリンドリカルレンズ３６の反射光の入射位置
がずれないように、シリンドリカルレンズ３２を光軸
（Ａ）中心に回転させる。このままでは、シリンドリカ
ルレンズ３６に入射する反射光が副走査方向に対して垂
直でないため、受光ｆθレンズには垂直に入射しない。
そこで、反射光が受光ｆθレンズに略垂直に入射するよ
うにシリンドリカルレンズ３６を光軸（Ｂ）中心に回転
させる。以上のように、シリンドリカルレンズ３２、３
６を回転させることで、走査位置が変化しても副走査方
向の受光ｆθレンズ入射位置が同じになるようにするこ
とができる。A specific method of rotating the cylindrical lenses 32 and 36 will be described below. Cylindrical lens 36
The cylindrical lens 32 is rotated about the optical axis (A) so that the incident position of the reflected light of the cylindrical lens 36 in the sub-scanning direction does not shift even if the scanning position changes in a state where is not rotated. As it is, the reflected light that enters the cylindrical lens 36 is not perpendicular to the sub-scanning direction, and therefore does not enter the light receiving fθ lens vertically.
Therefore, the cylindrical lens 36 is rotated about the optical axis (B) so that the reflected light enters the light receiving fθ lens substantially vertically. As described above, the cylindrical lenses 32, 3
By rotating 6 it is possible to make the light receiving fθ lens incident position in the sub-scanning direction the same even if the scanning position changes.
【００２５】図４は光路補正光学系のその他の構成例を
示すものであり、副走査方向から見た光路補正光学系９
の構成図である。３枚のプリズム３７、３８、３９の組
合せで図２の光路補正光学系と同様の機能を持たせるこ
とができる。この場合、２枚組ミラーを用いていないた
め、走査位置の変化による副走査方向のずれは生じず、
したがって、シリンドリカルレンズを光軸中心に回転さ
せる必要はない。FIG. 4 shows another example of the configuration of the optical path correcting optical system. The optical path correcting optical system 9 seen from the sub-scanning direction.
It is a block diagram of. A combination of the three prisms 37, 38 and 39 can provide the same function as the optical path correcting optical system of FIG. In this case, since the two-disc mirror is not used, the shift in the sub-scanning direction due to the change in the scanning position does not occur,
Therefore, it is not necessary to rotate the cylindrical lens about the optical axis.
【００２６】また上記図２から図４の構成では、投光ｆ
θレンズと受光ｆθレンズを別々にしているが、投光ｆ
θレンズ５と受光ｆθレンズ１１、１２、１３、１４を
一体化して１つのｆθレンズとすることも可能である。
一体化することでｆθレンズの製造コストを抑えること
ができ、組立後の調整も投光、受光ｆθレンズ別々に行
うのではなく、同時に簡単に調整することができる。さ
らに、投光ｆθレンズまたは受光ｆθレンズを走査方向
にのみ曲率を持ったシリンドリカルｆθレンズとするこ
とも可能である。この場合、４つの受光ｆθレンズは同
時に製造することができ、製造コストを抑えることがで
きる。Further, in the configuration shown in FIGS. 2 to 4, the light projection f
Although the θ lens and the light receiving fθ lens are separate,
It is also possible to integrate the θ lens 5 and the light receiving fθ lenses 11, 12, 13, and 14 into one fθ lens.
By integrating them, the manufacturing cost of the fθ lens can be suppressed, and the adjustment after assembling can be easily performed at the same time, instead of separately performing the projection and reception fθ lenses. Furthermore, the light projecting fθ lens or the light receiving fθ lens may be a cylindrical fθ lens having a curvature only in the scanning direction. In this case, the four light receiving fθ lenses can be manufactured simultaneously, and the manufacturing cost can be suppressed.
【００２７】光路補正光学系９は以上のような構成とな
っているため、走査位置の変化に関わらず、方向ベクト
ルが一定の反射光のみを、走査方向に対して微小ビーム
光照射光軸と略同位置で受光ｆθレンズ１３に略垂直に
入射させる。受光ｆθレンズ１３は投光ｆθレンズ５と
同一の形状であるため、反射光は投光の微小ビーム光と
同一の経路をたどりポリゴンミラー３に導かれる。そし
て、ポリゴンミラー３により偏向され、微小ビーム光の
走査位置の変化に関わらず、プリント基板６上の前記微
小ビーム光照射位置の高さに応じた、ＰＳＤ２１上の位
置に反射光の像が結像される。他の光路補正光学系７、
８、１０も同様であり、それぞれ、光路補正光学系７、
８、１０が受光する反射光は、受光ｆθレンズ１１、１
２、１４及びＰＳＤ用レンズ１５、１６、１８、を通
り、ＰＳＤ１９、２０、２２に導かれる。Since the optical path correcting optical system 9 is constructed as described above, only the reflected light having a constant direction vector is substantially referred to as the minute beam light irradiation optical axis in the scanning direction regardless of the change in the scanning position. At the same position, the light is incident on the light receiving fθ lens 13 substantially vertically. Since the light receiving fθ lens 13 has the same shape as the light projecting fθ lens 5, the reflected light is guided to the polygon mirror 3 along the same route as the minute beam light of the light projected. Then, an image of the reflected light is formed at a position on the PSD 21 which is deflected by the polygon mirror 3 and which corresponds to the height of the irradiation position of the minute beam light on the printed circuit board 6 regardless of the change of the scanning position of the minute beam light. To be imaged. Other optical path correction optical system 7,
The same applies to 8, 10 and the optical path correction optical system 7,
The reflected light received by the light receiving elements 8 and 10 is the light receiving fθ lens 11 and 1
2, 14 and PSD lenses 15, 16, and 18, and are led to PSDs 19, 20, and 22.
【００２８】このように実装済みプリント基板６からの
反射光は、微小ビーム光照射位置の高さに応じたＰＳＤ
上の位置に結像されるので、この時のＰＳＤ１９、２
０、２１、２２からの電気的出力を用いて微小ビーム光
照射位置の高さを求める。これらの４方向に配置された
ＰＳＤ１９、２０、２１、２２により測定されたデータ
に対して、後に述べる選択等の処理を行い、測定対象物
の表面状態に関わらず、正しい高さを計測することがで
きる。In this way, the reflected light from the mounted printed circuit board 6 is PSD depending on the height of the irradiation position of the minute beam light.
Since the image is formed at the upper position, PSD19, 2 at this time
The height of the minute beam light irradiation position is obtained using the electrical outputs from 0, 21, and 22. Data such as selection to be described later is applied to the data measured by the PSDs 19, 20, 21, and 22 arranged in these four directions, and the correct height is measured regardless of the surface state of the measurement target. You can
【００２９】前記微小ビーム光照射位置より、前記微小
ビーム光照射光軸方向（略垂直方向）へ反射する反射光
は、投光ｆθレンズ５、ポリゴンミラー３、トンネルミ
ラー２３、レンズ２４、絞り２５を介してフォトダイオ
ード２６に導かれる。この際、垂直方向への反射光は、
投光ｆθレンズ５、レンズ２４により集光され、この集
光された反射光をフォトダイオード２６が受光する。ま
た、レンズ２４とフォトダイオード２６の間に設けられ
ている絞り２５により前記微小ビーム光照射光軸方向の
反射光以外の光は遮断される。したがって、前記微小ビ
ーム光照射位置より前記微小ビーム光照射光軸方向へ反
射する反射光の光量のみが正しく計測できる。The reflected light reflected from the irradiation position of the minute beam light in the direction of the optical axis of the minute beam light irradiation (substantially vertical direction) passes through the projection fθ lens 5, the polygon mirror 3, the tunnel mirror 23, the lens 24, and the diaphragm 25. It is led to the photodiode 26 via the. At this time, the reflected light in the vertical direction is
The light is projected by the fθ lens 5 and the lens 24, and the collected reflected light is received by the photodiode 26. A stop 25 provided between the lens 24 and the photodiode 26 blocks light other than the reflected light in the optical axis direction of the minute beam light irradiation. Therefore, only the light amount of the reflected light reflected from the irradiation position of the minute beam light in the optical axis direction of the minute beam light irradiation can be accurately measured.
【００３０】本実施例によれば、４つのＰＳＤ１９、２
０、２１、２２で１つの計測点に対して４方向より４つ
の輝度データおよび高さデータが取得できる。４つの輝
度データの選択処理方法としては、４つのデータの最大
値を求める方法などがある。高さデータの選択処理方法
としては、例えば、計測精度を保証できないデータを取
り除き、残りのデータの平均を取る方法や、残りのデー
タ数が多い場合は、最大レベルのデータと最小レベルの
データを取り除き、残りのデータの平均を取る方法など
がある。フォトダイオード２６は、実装済みプリント基
板６からの垂直方向への反射光を受光するので、はんだ
面の傾きが緩やかな時やはんだが付いていない時は、垂
直方向の反射光が多くなるので出力は大きくなり、逆
に、はんだ面の傾きが急な時には、垂直方向の反射光が
少なくなるので出力は小さくなる。このため、ＰＳＤの
出力が小さくはんだ面の高さを正しく測定できない場合
は、フォトダイオード２６の輝度情報を参照することが
できる。According to this embodiment, four PSDs 19, 2 are provided.
With 0, 21, and 22, four brightness data and height data can be acquired from four directions for one measurement point. As a method of selecting four luminance data, there is a method of obtaining the maximum value of the four data. The height data can be selected and processed by, for example, removing the data for which the measurement accuracy cannot be guaranteed and then averaging the remaining data, or if there are many remaining data, the maximum level data and the minimum level data are used. There is a method of removing and averaging the remaining data. Since the photodiode 26 receives the reflected light in the vertical direction from the mounted printed circuit board 6, when the inclination of the solder surface is gentle or when the solder is not attached, the reflected light in the vertical direction is large, and therefore the output is output. Is large, on the contrary, when the inclination of the solder surface is steep, the reflected light in the vertical direction is small and the output is small. Therefore, when the PSD output is too small to measure the height of the solder surface correctly, the luminance information of the photodiode 26 can be referred to.
【００３１】そして、選択処理された高さおよび輝度情
報と、予め基準となる実装済みプリント基板から得られ
て記憶されている高さおよび輝度情報を比較して、実装
済みプリント基板の実装状態の良否を検査することがで
きる。Then, the selected height and brightness information is compared with the height and brightness information obtained and stored in advance as a reference from the mounted printed circuit board to determine the mounting state of the mounted printed circuit board. The quality can be inspected.
【００３２】図５は、光源１からコリメートレンズ系２
を通して照射した微小ビーム光の反射光を、受光ｆθレ
ンズを通してさらにポリゴンミラー３にて偏向する場合
の受光範囲を示すものである。上記実施例で示したよう
に、光源１からポリゴンミラー３までの微小ビーム光の
光軸と、実装済みプリント基板６の垂線とが９０゜をな
すように光源１を配置したときの受光範囲を点線で示し
ており、同じく６０゜をなすように配置したときの受光
範囲を実線で示している。FIG. 5 shows the light source 1 to the collimating lens system 2.
It shows the light receiving range in the case where the reflected light of the minute beam light radiated through is further deflected by the polygon mirror 3 through the light receiving fθ lens. As shown in the above embodiment, the light receiving range when the light source 1 is arranged so that the optical axis of the minute beam light from the light source 1 to the polygon mirror 3 and the perpendicular of the mounted printed circuit board 6 form 90 ° It is indicated by a dotted line, and similarly, the light receiving range when arranged so as to form 60 ° is indicated by a solid line.
【００３３】角度が９０゜の場合、ポリゴンミラーは走
査方向に対してａ１からｂ１までの反射光を受光するこ
とになるが、ａ１からｂ１までの反射光の光量ではＰＳ
Ｄの性能を十分に満足できない場合がある。角度を９０
゜よりも小さい６０゜にすると、９０゜の時に比べ走査
方向に対してａ２からｂ２までの多くの反射光を受光で
き、ＰＳＤの性能を満足できる光量が確保できる。投光
光軸を鋭角にすることは、走査範囲（−θ〜＋θ）の反
射角度全体に渡り言えることである。When the angle is 90 °, the polygon mirror receives the reflected light from a1 to b1 with respect to the scanning direction, but the reflected light amount from a1 to b1 is PS.
The performance of D may not be sufficiently satisfied. 90 degree
When the angle is 60 °, which is smaller than 90 °, a large amount of reflected light from a2 to b2 can be received in the scanning direction as compared with the case of 90 °, and a light amount satisfying the PSD performance can be secured. Making the projection optical axis an acute angle can be said over the entire reflection angle in the scanning range (-θ to + θ).
【００３４】図６は、上記実施例のポリゴンミラー３の
回転軸の位置をずらして配置したものである。コリメー
トレンズ系２を通過後の平行光束が、ポリゴンミラー３
の回転角に関わらず、ポリゴンミラーの反射面に均等に
当たるようにオフセットしている。つまり、ポリゴンミ
ラーの回転角が−θの時の反射面積ｄｘ１と、＋θの時
の反射面積ｄｘ２とが等しくなるように、ポリゴンミラ
ーの回転軸をａからｂにオフセットしている。平行光束
がポリゴンミラーの反射面に均等に当たることで、反射
面を有効に使用でき、また、ポリゴンミラーの反射面の
焼き付きを防ぐことができる。In FIG. 6, the polygon mirror 3 of the above embodiment is arranged with the position of the rotation axis displaced. The parallel light flux after passing through the collimating lens system 2 is reflected by the polygon mirror 3
Irrespective of the rotation angle of, the polygonal mirror is offset so as to hit the reflecting surface of the polygon mirror evenly. That is, the rotation axis of the polygon mirror is offset from a to b so that the reflection area dx1 when the rotation angle of the polygon mirror is −θ is equal to the reflection area dx2 when the rotation angle is + θ. Since the parallel light flux uniformly strikes the reflecting surface of the polygon mirror, the reflecting surface can be effectively used, and burn-in of the reflecting surface of the polygon mirror can be prevented.
【００３５】ポリゴンミラーの回転軸をオフセットする
と、ポリゴンミラーの回転角が−θの時と＋θの時で
は、実装済みプリント基板に対して垂直方向の反射光の
走査方向の受光光量に違いが生じ、−θの時の方が光量
が少なくなる。光量が少なくなると、フォトダイオード
の性能が十分に発揮できない恐れがある。When the rotation axis of the polygon mirror is offset, the amount of received light in the scanning direction of reflected light in the direction perpendicular to the mounted printed circuit board differs when the rotation angle of the polygon mirror is −θ and + θ. , -Θ, the amount of light becomes smaller. When the amount of light decreases, the performance of the photodiode may not be fully exhibited.
【００３６】そこで図７に示すように、投光ｆθレンズ
５を主走査方向（ｘ方向）に平行にオフセットし、回転
角が±θの時で受光光量に違いがないように−θの時の
光量を増やしている。Therefore, as shown in FIG. 7, the projection fθ lens 5 is offset parallel to the main scanning direction (x direction), and when the rotation angle is ± θ, there is no difference in the amount of received light so that it is −θ. Is increasing the amount of light.
【００３７】すなわち、回転角が＋θの時はポリゴンミ
ラーの反射面全面で反射光を受光できる。つまり、ａ〜
ｂまでの反射光を受光できる。しかしながら、投光ｆθ
レンズ５をオフセットしない状態では、回転角が−θの
ときは投光ｆθレンズの先端で反射光の一部がカットさ
れ、ｃ〜ｄまでの反射光しか受光できず、回転角が−θ
の方が受光光量が少なくなる。そこで、投光ｆθレンズ
の対称軸を走査方向にｄｘだけオフセットすると、ｃ〜
ｅまでの反射光を受光できるようになる。That is, when the rotation angle is + θ, the reflected light can be received on the entire reflecting surface of the polygon mirror. That is, a ~
The reflected light up to b can be received. However, the projection fθ
In a state where the lens 5 is not offset, when the rotation angle is −θ, a part of the reflected light is cut off at the tip of the projection fθ lens, and only the reflected light from c to d can be received, and the rotation angle is −θ.
In this case, the amount of received light is smaller. Therefore, if the symmetry axis of the projection fθ lens is offset by dx in the scanning direction, c ~
The reflected light up to e can be received.
【００３８】また、同様な理由で、受光ｆθレンズ１
１，１２，１３，１４を通過後の反射光に対しても、受
光ｆθレンズを走査方向にオフセットし、ポリゴンミラ
ーの回転角が±θの時に受光光量に違いがないようにで
きる。For the same reason, the light receiving fθ lens 1
Even for the reflected light after passing through 1, 12, 13, and 14, the received light fθ lens can be offset in the scanning direction so that the received light amount does not differ when the rotation angle of the polygon mirror is ± θ.
【００３９】図８は、上記実施例における受光部の構成
図である。上記図１の構成と異なる箇所は、ポリゴンミ
ラー３とＰＳＤ用レンズ１５、１６、１７、１８の間の
光路上にＡＯ素子（音響光学素子）４０、４１、４２、
４３と、実装済みプリント基板の主走査方向における走
査位置を示す走査位置信号を受け、ＡＯ素子に対して走
査位置補正信号を出力する走査位置補正回路４４、４
５、４６、４７とを設け、反射光の光路を補正するよう
にした点である。FIG. 8 is a block diagram of the light receiving portion in the above embodiment. The difference from the configuration of FIG. 1 is that AO elements (acousto-optical elements) 40, 41, 42 are provided on the optical path between the polygon mirror 3 and the PSD lenses 15, 16, 17, 18.
Scan position correction circuits 44, 4 which receive the scan position signal indicating the scan position of the mounted printed circuit board in the main scan direction and output the scan position correction signal to the AO element.
5, 46 and 47 are provided to correct the optical path of the reflected light.
【００４０】反射光の光路を補正する理由について図９
を用いて説明する。ポリゴンミラー３が回転すると、反
射位置がａからｂに移動する。このため同じ高さを走査
しているときでも、走査位置によりＰＳＤ１９の受光位
置がａ１からｂ１に移動する。また、４方向に用意され
た光路変換部の組立誤差や精度などにより各光路変換部
ごとに性能が異なり、走査方向のＰＳＤの受光位置が光
路変換部ごとに異なる。ＰＳＤ受光位置が走査方向に移
動することで、移動量に応じた大きさのＰＳＤを用いな
ければならず、ＰＳＤの受光面積が大きくなる。ＰＳＤ
の受光面積が大きくなると、周波数特性が悪くなり、ま
た、ＰＳＤの中央部と両端部とでは性能が異なり補正が
必要となる。The reason for correcting the optical path of the reflected light is shown in FIG.
Will be explained. When the polygon mirror 3 rotates, the reflection position moves from a to b. Therefore, even when scanning is performed at the same height, the light receiving position of the PSD 19 moves from a1 to b1 depending on the scanning position. Further, the performance differs for each optical path conversion unit due to the assembly error and accuracy of the optical path conversion units prepared in four directions, and the light receiving position of the PSD in the scanning direction differs for each optical path conversion unit. Since the PSD light receiving position moves in the scanning direction, a PSD having a size corresponding to the moving amount must be used, and the light receiving area of the PSD becomes large. PSD
When the light receiving area of the PSD becomes large, the frequency characteristic becomes poor, and the performance is different between the central portion and both end portions of the PSD, and correction is required.
【００４１】そこで、ポリゴンミラーで偏向後の反射光
の光路を走査位置に応じて補正する手段を４方向の反射
光の光路ごとに設けてやる。この手段がＡＯ素子であ
る。図１０に示すように走査位置補正回路４４は、現在
の主走査方向（ｘ方向）の走査位置を示す走査位置信号
ａを受けると、走査位置補正信号ｂをＡＯ素子４０に出
力する。ＡＯ素子４０はこの信号を受け、走査位置にか
かわらず走査方向の位置が同じになるように反射光の光
路を補正する。Therefore, means for correcting the optical path of the reflected light deflected by the polygon mirror according to the scanning position is provided for each of the optical paths of the reflected light in the four directions. This means is an AO element. As shown in FIG. 10, when the scanning position correction circuit 44 receives the scanning position signal a indicating the current scanning position in the main scanning direction (x direction), it outputs the scanning position correction signal b to the AO element 40. The AO element 40 receives this signal and corrects the optical path of the reflected light so that the position in the scanning direction is the same regardless of the scanning position.
【００４２】以上ように、図１の実装済みプリント基板
検査装置にＡＯ素子を設け、走査位置にかかわらず、常
に同じ位置でＰＳＤが反射光を受光できるように、光路
を補正してやることで、ＰＳＤの性能を向上させること
ができる。As described above, the AO element is provided in the mounted printed circuit board inspecting apparatus of FIG. 1, and the optical path is corrected so that the PSD can always receive the reflected light at the same position regardless of the scanning position. The performance of can be improved.
【００４３】上記ＡＯ素子に代えて、図１１に示すよう
に、ＰＳＤ用レンズ１５、１６、１７、１８と、ＰＳＤ
１９、２０、２１、２２とを走査位置に応じて移動させ
るＰＳＤ受光部駆動装置４８、４９、５０、５１を設け
て、走査位置の変化にかかわらずＰＳＤの受光位置が同
じになるように、ＰＳＤ受光部を移動させてもよい。Instead of the AO element, as shown in FIG. 11, PSD lenses 15, 16, 17, and 18 and PSDs are used.
PSD light receiving unit driving devices 48, 49, 50, 51 for moving 19, 20, 21, 22 according to the scanning position are provided so that the PSD light receiving position is the same regardless of the change of the scanning position. The PSD light receiving unit may be moved.
【００４４】図１２は実装済みプリント基板の検査装置
を副走査方向から見た図であり、投光ｆθレンズと受光
ｆθレンズの焦点距離を変えて構成したものである。投
光と受光で異なる焦点距離のｆθレンズを用いるために
は、微小ビーム光が投光ｆθレンズに入射する角度と、
反射光が受光ｆθレンズから出る角度が等しくなければ
ならない。つまり、以下の式を満たさねばならない。FIG. 12 is a view of the mounted printed circuit board inspection apparatus as viewed from the sub-scanning direction, which is configured by changing the focal lengths of the light projecting fθ lens and the light receiving fθ lens. In order to use the fθ lens having different focal lengths for light projection and light reception, the angle at which the minute beam light enters the light projection fθ lens,
The angles at which the reflected light exits the light receiving fθ lens must be the same. That is, the following formula must be satisfied.
【００４５】ｆ１／ｄｘ１＝ｆ２／ｄｘ２ ただし ｆ１：投光ｆθレンズの焦点距離 ｆ２：受光ｆθレンズをｆ２ ｄｘ１：投光の走査距離 ｄｘ２：ｄｘ１に対応する光路変換部を通過後の距離 したがって、光路変換部のプリズムも ｄｘ２＝ｆ２／ｆ１＊ｄｘ１ となるように反射光を偏向するプリズムを用いる。ま
た、受光ｆθレンズのｚ方向の位置も反射光がポリゴン
ミラーに入射できるようにｄｚだけ移動させる。この構
成によれば、投光ｆθレンズ５を受光ｆθレンズ１２に
比べて小さく構成することができ、コストを下げること
ができる。F1 / dx1 = f2 / dx2 where f1: focal length of light projecting fθ lens f2: light receiving fθ lens f2 dx1: scanning distance of light projecting dx2: distance after passing through the optical path conversion unit corresponding to dx1 Therefore, The prism of the optical path conversion unit also uses a prism that deflects the reflected light so that dx2 = f2 / f1 * dx1. Further, the position of the light receiving fθ lens in the z direction is also moved by dz so that the reflected light can enter the polygon mirror. According to this configuration, the light projecting fθ lens 5 can be made smaller than the light receiving fθ lens 12, and the cost can be reduced.
【００４６】以上のように本実施例では反射光を４方向
から測定したが、さらに本実施例で用いた光路補正光学
系、受光ｆθレンズ、ＰＳＤ用レンズ、ＰＳＤを増やす
ことにより、４方向以上からも反射光を測定することが
できる。また、本実施例では、三角測量の走査位置によ
る特性の変化を起こすことがないように、走査位置の変
化に関わらず、方向ベクトルが一定の反射光のみを取り
出してその光路を補正したが、微小ビーム光照射光軸と
なす角度（倒れ角）が一定の反射光だけ取り出してその
光路を補正するようにしても差し支えない。さらに、本
実施例で用いたトンネルミラーの代わりにハーフミラー
を用いても差し支えない。As described above, in the present embodiment, the reflected light was measured from four directions. By further increasing the optical path correction optical system, the light receiving fθ lens, the PSD lens, and the PSD used in the present embodiment, more than four directions can be obtained. The reflected light can also be measured from. Further, in the present embodiment, in order to prevent the characteristic from changing due to the scanning position of triangulation, regardless of the change in the scanning position, only the reflected light having a constant direction vector was extracted and its optical path was corrected. There is no problem even if only the reflected light having a constant angle (tilt angle) with the optical axis of the minute beam light irradiation is extracted and the optical path thereof is corrected. Further, a half mirror may be used instead of the tunnel mirror used in this embodiment.
【００４７】また、本実施例においては、回転軸方向に
長い長尺ポリゴンミラーを用いているが、ポリゴンを長
尺化することで、光路補正光学系の配置構成に余裕がで
き、光路補正光学系の数を増やし４方向以上からも反射
光を計測することができる。さらに、光路変換部の各光
学部品の副走査方向（ポリゴン長手方向）の長さを長く
できるので、反射光の副走査方向の光量を増やすことが
できるので、ＰＳＤの受光光量が増え検査精度を上げる
ことができる。In this embodiment, a long polygon mirror that is long in the direction of the rotation axis is used. However, by making the polygon long, there is a margin in the arrangement of the optical path correction optical system, and the optical path correction optical system is provided. It is possible to increase the number of systems and measure reflected light from four or more directions. Furthermore, since the length of each optical component of the optical path conversion unit in the sub-scanning direction (longitudinal direction of the polygon) can be increased, the amount of reflected light in the sub-scanning direction can be increased. Can be raised.
【００４８】またポリゴンミラーの回転軸がプリント基
板に対して垂直（重力方向に平行）ではなく、プリント
基板と平行（重力に垂直）になるように回転軸を設置し
ている。回転軸をプリント基板に対して垂直に設置する
と、回転軸の振れを少なくすることができるが、本実施
例では、回転軸を両側から軸受けしているので、長尺の
ポリゴンミラーをプリント基板に対して水平に置いて
も、回転軸の振れを小さく抑えることができ、微小ビー
ム光をプリント基板に照射するために微小ビーム光を偏
向するミラーが少なくてすみ、構成がコンパクトにな
る。Further, the rotation axis of the polygon mirror is installed so that it is parallel to the printed circuit board (perpendicular to the gravity) rather than perpendicular to the printed circuit board (parallel to the direction of gravity). If the rotary shaft is installed perpendicularly to the printed circuit board, the swing of the rotary shaft can be reduced, but in this embodiment, since the rotary shaft is supported from both sides, a long polygon mirror is mounted on the printed circuit board. Even when placed horizontally, the shake of the rotary shaft can be suppressed to a small level, and the number of mirrors that deflect the minute beam light to irradiate the printed circuit board with the minute beam light can be reduced, resulting in a compact structure.
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上のように本発明の実装済みプリント
基板の検査装置によれば、光電変換素子の受光面積を拡
大することなく、また、三角測量の走査位置による特性
の変化を起こす事なく、各計測点に対して多方向より、
高速、高精度かつ広範囲に測定対象物の三次元形状を取
得することができる。As described above, according to the mounted printed circuit board inspection apparatus of the present invention, the light receiving area of the photoelectric conversion element is not enlarged, and the characteristics are not changed by the scanning position of triangulation. , For each measurement point from multiple directions,
It is possible to acquire the three-dimensional shape of the measurement object at high speed, with high accuracy, and in a wide range.
【図１】本発明の一実施例における実装済みプリント基
板検査装置の斜視図FIG. 1 is a perspective view of a mounted printed circuit board inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】同装置の光路補正光学系の構成図FIG. 2 is a configuration diagram of an optical path correction optical system of the same device.
【図３】同装置の他の光路補正光学系の構成図FIG. 3 is a block diagram of another optical path correcting optical system of the same device.
【図４】同装置のその他の光路補正光学系の構成図FIG. 4 is a configuration diagram of another optical path correction optical system of the same device.
【図５】同装置の投光部の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of a light projecting section of the device.
【図６】同装置の投光部の他の構成図FIG. 6 is another configuration diagram of a light projecting unit of the device.
【図７】同装置の投光部のその他の構成図FIG. 7 is another configuration diagram of a light projecting unit of the same device.
【図８】同装置の受光部の他の構成図FIG. 8 is another configuration diagram of the light receiving section of the same device.
【図９】同装置の受光部の動作説明図FIG. 9 is an operation explanatory diagram of a light receiving section of the device.
【図１０】同装置の受光部の他の構成における動作説明
図FIG. 10 is an operation explanatory view of another configuration of the light receiving section of the same device.
【図１１】同装置の受光部のその他の構成図FIG. 11 is another configuration diagram of the light receiving unit of the same device.
【図１２】同装置の投光系・受光系の他の構成図FIG. 12 is another configuration diagram of a light projecting system and a light receiving system of the same device.
【図１３】従来の実装済みプリント基板の検査装置の斜
視図FIG. 13 is a perspective view of a conventional mounted printed circuit board inspection apparatus.
【図１４】同装置の動作説明図FIG. 14 is an operation explanatory view of the same device.
１ 光源 ２ コリメートレンズ系 ３ ポリゴンミラー ４ ポリゴンモーター ５ 投光ｆθレンズ ６ 実装済みプリント基板 ７、８、９、１０ 光路補正光学系 １１、１２、１３、１４ 受光ｆθレンズ １５、１６、１７、１８ ＰＳＤ用レンズ １９、２０、２１、２２ ＰＳＤ ２３ トンネルミラー ２４ レンズ ２５ 絞り ２６ フォトダイオード ３１、３４、３５ ミラー ３２ シリンドリカルレンズ ３３、３７、３８、３９ プリズム ３６ シリンドリカルレンズ ４０、４１、４２、４３ ＡＯ素子 ４４、４５、４６、４７ 走査位置補正回路 ４８、４９、５０、５１ ＰＳＤ受光部駆動装置 ７０ 光源 ７１ コリメートレンズ系 ７２ ポリゴンミラー ７４ ミラー ７５ 投影レンズ系 ７６ 実装済みプリント基板 ７７、７８、７９、８０ 受光レンズ系 ８１、８２、８３、８４ 光電変換素子 1 Light Source 2 Collimator Lens System 3 Polygon Mirror 4 Polygon Motor 5 Projection fθ Lens 6 Mounted Printed Circuit Board 7, 8, 9, 10 Optical Path Correction Optical System 11, 12, 13, 14 Light Receiving fθ Lens 15, 16, 17, 18 Lens for PSD 19, 20, 21, 22 PSD 23 Tunnel mirror 24 Lens 25 Aperture 26 Photodiode 31, 34, 35 Mirror 32 Cylindrical lens 33, 37, 38, 39 Prism 36 Cylindrical lens 40, 41, 42, 43 AO element 44, 45, 46, 47 Scanning position correction circuit 48, 49, 50, 51 PSD light receiving unit driving device 70 Light source 71 Collimating lens system 72 Polygon mirror 74 Mirror 75 Projection lens system 76 Mounted printed circuit board 77, 78, 79, 80 Light receiving lens system 81 83, 84 a photoelectric conversion element
フロントページの続き (72)発明者 小野 裕司 香川県高松市寿町２丁目２番10号 松下寿 電子工業株式会社内 (72)発明者 永田 秀範 香川県高松市寿町２丁目２番10号 松下寿 電子工業株式会社内Front page continued (72) Inventor Yuji Ono 2-10, Shoucho, Takamatsu-shi, Kagawa Matsushita Electronics Co., Ltd. (72) Hidenori Nagata 2-2-10, Shoucho, Takamatsu, Kagawa Matsushita Kotobuki Electronics Industry Co., Ltd.
Claims (15)
射するビーム光を発生する光源と、 前記光源から発生した前記ビーム光が前記実装済みプリ
ント基板上を走査するために、前記ビーム光を偏向する
偏向手段と、 前記偏向手段により偏向された前記ビーム光を前記実装
済みプリント基板に対して略垂直に照射する投光レンズ
系と、 前記投光レンズ系により、前記実装済みプリント基板上
に垂直に照射したビーム光の照射位置から拡散する反射
光のうち、前記ビーム光の走査位置の変化に関わらず、
垂直に照射されるビーム光の光軸に対する方向ベクトル
が一定の反射光を受光するとともに、実装済みプリント
基板に対して互いに垂直に、かつ前記走査方向に垂直な
方向に関して互いに平行になるように反射光を導く複数
の光路補正手段と、 前記複数の光路補正手段を通過後の複数の反射光を、互
いに平行に前記偏向手段に導く受光レンズ系と、 前記偏向手段により偏向された反射光を受光し、その光
量を前記実装済みプリント基板上の前記ビーム光照射位
置の高さに応じた電気的出力に変換する光電変換手段と
を備えた実装済みプリント基板の検査装置。1. A light source for generating a beam of light for irradiating a mounted printed circuit board to be inspected, and deflecting the beam of light for causing the beam of light generated by the light source to scan the mounted printed circuit board. Deflecting means, a light projecting lens system for irradiating the light beam deflected by the deflecting means substantially perpendicularly to the mounted printed circuit board, and a light projecting lens system for vertically projecting onto the mounted printed circuit board. Of the reflected light diffused from the irradiation position of the light beam irradiated to, regardless of the change in the scanning position of the light beam,
The reflected light has a constant direction vector with respect to the optical axis of the light beam emitted vertically, and is reflected so as to be perpendicular to the mounted printed circuit board and parallel to the scanning direction. A plurality of optical path correcting means for guiding light, a light receiving lens system for guiding a plurality of reflected light after passing through the plurality of optical path correcting means to the deflecting means in parallel to each other, and a reflected light deflected by the deflecting means And a photoelectric conversion means for converting the light quantity into an electrical output according to the height of the beam light irradiation position on the mounted printed board.
を特徴とする請求項１記載の実装済みプリント基板の検
査装置。2. The mounted printed circuit board inspection apparatus according to claim 1, wherein a polygon mirror is used as the deflection means.
なるようにポリゴンミラーを配置することを特徴とする
請求項２記載の実装済みプリント基板の検査装置。3. The mounted printed circuit board inspection apparatus according to claim 2, wherein the polygon mirror is arranged such that a rotation axis of the polygon mirror is perpendicular to gravity.
反射光を偏向する光路補正手段であることを特徴とする
請求項１記載の実装済みプリント基板の検査装置。4. The inspection device for a mounted printed circuit board according to claim 1, wherein the inspection device is an optical path correction unit that deflects the reflected light perpendicularly to the scanning direction by a prism.
リント基板から受光レンズ系までの反射光の光路長をプ
リズムにより一定にする光路補正手段であることを特徴
とする請求項１記載の実装済みプリント基板の検査装
置。5. The optical path compensating means for making the optical path length of the reflected light from the mounted printed circuit board to the light receiving lens system constant by a prism regardless of the change of the scanning position. Printed circuit board inspection device.
の光を集光するシリンドリカルレンズを用いることを特
徴とする請求項１記載の実装済みプリント基板検査装
置。6. The mounted printed circuit board inspection device according to claim 1, wherein a cylindrical lens that collects light in a direction perpendicular to the scanning direction is used as the optical path correcting means.
方向に関して、反射光の第２のレンズ系入射位置がずれ
ることを、シリンドリカルレンズを光軸回りに回転させ
ることにより補正することを特徴とする請求項６記載の
実装済みプリント基板の検査装置。7. A feature of correcting a deviation of a second lens system incident position of reflected light with respect to a direction perpendicular to the scanning direction due to a change of the scanning position is corrected by rotating a cylindrical lens around an optical axis. The inspection device for the mounted printed circuit board according to claim 6.
段における反射角を鋭角とすることを特徴とする請求項
１記載の実装済みプリント基板の検査装置。8. The mounted printed circuit board inspection apparatus according to claim 1, wherein an angle of reflection of the light beam emitted from the light source at the deflecting means is an acute angle.
することを特徴とする請求項２記載の実装済みプリント
基板検査装置。9. The mounted printed circuit board inspection device according to claim 2, wherein the rotation axis of the polygon mirror is offset.
θレンズを用い、ポリゴンミラーをオフセットすること
に応じて、前記ｆθレンズの対象軸を走査方向にオフセ
ットすることを特徴とする請求項２記載の実装済みプリ
ント基板の検査装置。10. The light emitting lens system or the light receiving lens system is provided with f.
3. The mounting printed circuit board inspection apparatus according to claim 2, wherein the target axis of the f [theta] lens is offset in the scanning direction in accordance with the offset of the polygon mirror using the [theta] lens.
のｆθレンズにしたことを特徴とする請求項１記載の実
装済みプリント基板の検査装置。11. The mounted printed circuit board inspection apparatus according to claim 1, wherein the light projecting lens system and the light receiving lens system are integrated into an fθ lens.
リンドリカルｆθレンズとすることを特徴とする請求項
１記載の実装済みプリント基板検査装置。12. The mounted printed circuit board inspection apparatus according to claim 1, wherein the light projecting lens system or the light receiving lens system is a cylindrical fθ lens.
の走査位置に応じて、光電変換手段に入射する反射光の
光路を補正するため、偏向手段と光電変換手段との間の
反射光の光路上に、音響光学素子（ＡＯ素子）を配置し
たことを特徴とする請求項１記載の実装済みプリント基
板の検査装置。13. The light of the reflected light between the deflecting means and the photoelectric conversion means for correcting the optical path of the reflected light incident on the photoelectric conversion means according to the scanning position of the light beam on the mounted printed circuit board. The mounted printed circuit board inspection apparatus according to claim 1, wherein an acousto-optic element (AO element) is arranged on the road.
の走査位置に応じて、光電変換手段に入射する反射光の
光路を補正するため、前記光電変換手段を移動させるこ
とを特徴とする請求項１記載の実装済みプリント基板検
査装置。14. The photoelectric conversion means is moved in order to correct the optical path of the reflected light incident on the photoelectric conversion means according to the scanning position of the light beam on the mounted printed circuit board. The mounted printed circuit board inspection device according to 1.
に焦点距離の異なるｆθレンズを用いることを特徴とす
る請求項１記載の実装済みプリント基板検査装置。15. The mounted printed circuit board inspecting apparatus according to claim 1, wherein the light projecting lens system and the light receiving lens system use fθ lenses having different focal lengths.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00810593A JP3203851B2 (en) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | Inspection device for mounted printed circuit boards |
| US08/181,586 US5489985A (en) | 1993-01-21 | 1994-01-14 | Apparatus for inspection of packaged printed circuit boards |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00810593A JP3203851B2 (en) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | Inspection device for mounted printed circuit boards |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06213635A true JPH06213635A (en) | 1994-08-05 |
| JP3203851B2 JP3203851B2 (en) | 2001-08-27 |
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ID=11684027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00810593A Expired - Fee Related JP3203851B2 (en) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | Inspection device for mounted printed circuit boards |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3203851B2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000505906A (en) * | 1996-12-24 | 2000-05-16 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Optical inspection apparatus and lithography apparatus provided with this inspection apparatus |
| KR100715293B1 (en) * | 2004-03-12 | 2007-05-08 | 주식회사 미르기술 | vision inspection method using the same |
| JP2014020889A (en) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Ricoh Co Ltd | Object detection device |
| CN108489417A (en) * | 2018-02-11 | 2018-09-04 | 杭州电子科技大学 | A kind of laser feeler device and its curved face measurement method that range is variable |
| JP2019100753A (en) * | 2017-11-29 | 2019-06-24 | アンリツ株式会社 | Printed circuit board inspection device and printed circuit board inspection method |
| JP2020076675A (en) * | 2018-11-09 | 2020-05-21 | 株式会社キーエンス | Displacement measuring device |
-
1993
- 1993-01-21 JP JP00810593A patent/JP3203851B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2019100753A (en) * | 2017-11-29 | 2019-06-24 | アンリツ株式会社 | Printed circuit board inspection device and printed circuit board inspection method |
| CN108489417A (en) * | 2018-02-11 | 2018-09-04 | 杭州电子科技大学 | A kind of laser feeler device and its curved face measurement method that range is variable |
| JP2020076675A (en) * | 2018-11-09 | 2020-05-21 | 株式会社キーエンス | Displacement measuring device |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3203851B2 (en) | 2001-08-27 |
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