WO2004076967A1 - 導***置検査装置及び導***置検査方法 - Google Patents

導***置検査装置及び導***置検査方法 Download PDF

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sensor
sensor plate
inspection
detection signal
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Shuji Yamaoka
Akira Nurioka
Mishio Hayashi
Shogo Ishioka
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Oht Inc.
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    • G—PHYSICS
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    • G01B7/14—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures

Definitions

  • the present invention relates to a conductor position inspection device and a conductor position inspection method capable of detecting a distance from an inspection target conductor to which an AC signal is applied.
  • contact sensors cannot be used if the strength of the test object is not sufficient or if the contact of the sensor impairs the reliability of the product. It is necessary to perform position detection. For this reason, for example, the inspection target is irradiated with light, and the light reflected from the inspection target is detected to determine the positioning of the inspection target.
  • optical sensors required light to reach the inspection target. Therefore, if there is another member between the sensor and the inspection target could not detect accurately.
  • the position can be detected only by detecting the arrival at a specific limited position, and in any position within a predetermined range without contacting the inspection target. could not be detected. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and has a conductor position inspection apparatus capable of accurately detecting a position of an inspection object while being non-contact when the inspection object is a conductor.
  • the purpose is to provide.
  • the following configuration is provided as one means for achieving the object.
  • a conductor position inspection apparatus capable of detecting a distance from an inspection target conductor to which an AC signal is applied, supply means for supplying an AC inspection signal to the inspection target conductor; At least two sensor plates provided, and detection means for detecting a relative detection signal value ratio from each of the sensor plates and detecting a position of the inspection target conductor with respect to the sensor plates.
  • the detecting unit detects a detection signal value from the sensor plate.
  • the ratio of the difference to the detection signal value from any of the sensor plates is detected to detect the position of the conductor to be inspected with respect to the sensor plate.
  • the sensor plate is positioned so as to sandwich the inspection target conductor and to be in an electrostatic coupling state with the inspection target conductor located between the sensor plates, +
  • the detecting means detects a position of the conductor to be inspected with respect to the sensor plate by detecting a ratio of an added value of the detected signal value from the sensor plate to a detected signal value from any of the sensor plates;
  • a conductor position inspection in a conductor position inspection device capable of detecting a distance from an inspection target conductor to which an AC signal is applied, wherein at least two sensor plates are provided substantially in parallel near the inspection target conductor
  • a conductor position inspection method for detecting a relative detection signal value ratio from each sensor plate to detect a position of the inspection target conductor with respect to the sensor plate For example, the two sensor plates are positioned in parallel with the conductor to be inspected in a state of being electrostatically coupled and separated by a predetermined distance, and a difference between a detection signal value from the sensor plate and a detection signal from one of the sensor plates is detected.
  • a method of inspecting the position of the conductor to be inspected with respect to the sensor plate by detecting a ratio with respect to the sensor plate.
  • the sensor plate is positioned so as to sandwich the inspection target conductor and to be in an electrostatic coupling state with the inspection target conductor located between the sensor plates, and any one of an addition value of a detection signal value from the sensor plate and A conductor position inspection method for detecting a position of the conductor to be inspected with respect to the sensor plate by detecting a ratio with a detection signal value from the sensor plate.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of a conductor position inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration of a conductor position inspection device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining one embodiment according to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a detection result of the present embodiment.
  • a conductor position inspection apparatus is configured to perform electrostatic coupling with an inspection target to which an inspection signal (for example, an AC signal) is supplied.
  • An inspection signal for example, an AC signal
  • a sensor plate formed of at least two conductors that can be detected, a ratio of a detection test signal from an inspection target detected by the sensor plate is determined, and a position of the inspection target is determined from the determined ratio.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a conductor position inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • reference numeral 510 denotes a power supply unit for supplying an inspection signal to be supplied to a conductor to be inspected.
  • the power supply unit transmits an AC signal of 20 Vp-p at 1 KHz or more and generates a conductor 5 2 Supply 0.
  • an AC signal having the above specification is used as a test signal.
  • the present embodiment is not limited to the above example, and an arbitrary signal can be used.
  • Reference numeral 530 denotes a level measuring unit A for measuring a detection signal level from the sensor plate a570
  • 540 denotes a level measuring unit B for measuring a detection signal level from the sensor plate b580.
  • the level measuring section A 530 and the level measuring section B 540 may detect a peak within a certain period of time and set the measurement level, and the two sensor boards a570 and the sensor board b5 at the same timing. Even if the detection level of 80 is used as the measurement level good.
  • 550 is a subtractor for calculating the difference (subtraction result) between the measurement level of the level measurement section A530 and the measurement level of the level measurement section B540, and 560 is the level measurement section B540. This is a divider that divides the measured value by the subtraction result of the subtractor 550.
  • Reference numeral 570 denotes a sensor plate a formed of a conductive material
  • 580 denotes a sensor plate b formed of a conductive material.
  • the sensor plate a570 and the sensor plate b580 are positioned and maintained substantially parallel to each other.
  • a detection signal from the sensor plate is detected as a signal that is inversely proportional to the distance from the sensor plate.
  • the effects of noise cannot be ignored, and it is very difficult to accurately grasp the intensity of the signal supplied to the conductor. Measurement results are greatly affected. As a result, distance measurement using this capacitance has hardly been performed until now.
  • the inventor of the present application has reduced the influence of the power supply condition to the conductor and also reduced the influence of the detection state on the sensor plate, thereby enabling stable position detection regardless of the inspection condition.
  • a configuration shown in FIG. 1 was invented.
  • the distance from the sensor plate b580 which is farther from the conductor, to the conductor 5.20. If the distance between the conductor 5200 and the sensor plate a570 closer to the distance is reduced, the distance d between the sensor plate a570 and sensor plate b580 will be d.
  • the distance d between the plates is considered to be proportional to (1 / V b) 1 (1 / 'V a), and (1 /' V b)-(1 / V a) cc d holds.
  • V a) ⁇ can be considered as the measured voltage level at the time of measurement corresponding to d, and obtaining Va / C 1 / ⁇ (1 / V b) 1 (1 / V a) ⁇ ) is V a corresponds to normalizing based on d, and the reciprocal can be a value proportional to the distance to the conductor 520.
  • This equation is realized by the subtractor 550 and the divider 560 in FIG. 1, and the output X of the divider 560 is the distance X from the sensor plate a 570 to the conductor 520. The value is proportional to the separation.
  • the value of X is based on the relative value of the detection signal level of each of the sensor plate a570 and the sensor plate b580, for example, the inspection signal induced by the conductor 52 Even if the value fluctuates, the effect can be offset.
  • the sensor plate a570 is located between the sensor plate b580 and the conductor 52, the sensor connected to the level measurement unit A530 The plate a570 is in a high impedance state, and although the detection signal level at the sensor plate b580 may decrease due to the influence of the sensor plate a570, the ratio does not change. With the configuration shown in Fig. 1, the effect can be offset and no error occurs in the measurement results.
  • the measuring device of FIG. 1 even if various materials such as a conductive material, a dielectric material, and an insulating material are interposed between the sensor plate and the conductor 520, these are grounded.
  • the measurement result X corresponding to the distance between the sensor plate and the conductor 250 can be obtained unless it is in a shielded state with low impedance.
  • the ratio of the detection results does not change, so there is no restriction on the power supply method.
  • the power supply methods for example, connecting the power supply unit directly to the conductor 520 and supplying the test signal provides the most stable and stable test signal.
  • the inspection signal may be supplied without contact, for example, by electromagnetic induction.
  • the inspection signal is fed by electromagnetic induction, the power feeding result is not constant, and the amount of the test signal fed to the conductor may vary greatly. However, even in such a case, there is no significant change in the test results.
  • power can also be supplied by setting the other end connected to the conductor and the power supply unit to an electrostatic coupling state.
  • the conductor is a conductive pattern disposed on a closing plate
  • an inspection signal is supplied by electrostatic coupling with the other end, or the end is configured as an inductor and electromagnetic induction is used.
  • the inspection signal may be supplied. According to the position detection method having the above configuration, the measurement results are not affected by any power supply method, even if the power supply efficiency fluctuates or the noise component is superimposed. Is obtained.
  • the above explanation is an example in which two sensor plates are positioned and arranged in a substantially parallel state near one side surface of the conductor 520 to be inspected, and the distance between the sensor plate and the conductor 520 is measured.
  • the present invention is not limited to the above example, and even if sensor plates are provided on both side surfaces of the conductor with the conductor 52 interposed therebetween, the same as in the first embodiment, The body position can be measured.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of a conductor position inspection device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 the same components as those shown in FIG. 1 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted.
  • reference numeral 510 denotes a power supply unit, which transmits an AC signal of, for example, 20 V PP at 1 KHz or more and supplies it to the conductor 5 20.
  • 520 is a conductor to be inspected
  • 530 is a level measuring section A for measuring a detection signal level from the sensor board a570
  • 540 is a detection signal level from the sensor board b580. This is the level measurement section B that measures
  • 5.60 is a divider that divides the measured value from the level measuring section B540 by the addition result of the subtractor 590, and 570 is a sensor plate a, 580 made of conductive material. 0 is a sensor plate b made of an electric material.
  • the conductor 520 to be inspected is sandwiched between two sensor plates a570 and b580, which are disposed to face each other. It is positioned in the state where it was. That is, sensor plate a570 and sensor plate b When the conductor 520 enters during 580, it is configured to be able to detect the entry position.
  • Reference numeral 590 denotes an adder for adding the measurement level of the level measurement unit A530 to the measurement level of the level measurement unit B540.
  • a method of measuring the position of the conductor to be inspected according to the second embodiment having the above configuration will be described. Also in the second embodiment, if the sensor plate and the conductor are in a state of being electrostatically coupled, a detection signal at the sensor plate is detected as a signal inversely proportional to the distance from the sensor plate.
  • the distance d between the sensor plates is the distance between the sensor plate a570 and the conductor 520 and the distance between the sensor plate b580 and the conductor 520. It is reasonable to consider this as the combined (added) distance, and the distance d between the sensor plates is considered to be proportional to (1 / Va) + (1 / Vb), and (lZVa ) + (1 / V b) «: d holds.
  • the sensor plate is connected to the conductor without contact with the conductor and without being affected by the fluctuation of the power supply level to the conductor.
  • the distance to the conductor 520 can be measured with high reliability.
  • the second embodiment enables highly accurate position detection. By positioning the sensor plate shown in FIG. 2 on both sides of the conductor orthogonal to each other and measuring the distance from the sensor plate, two-dimensional position measurement on the conductor becomes possible. Furthermore, in addition to the structure of this sensor plate, the vertical end of the conductor is
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an embodiment according to the present invention.
  • 20 a and 20 b are Y-axis sensor plates for detecting the position in the Y direction
  • 30 a and 30 b is an X-axis sensor plate for detecting the X-direction position
  • 40a and 40b are Z-axis sensor plates for detecting the Z-direction position.
  • L 16 are amplifiers A to F that amplify the detection signals from the sensor plates (20 a, 20 b, 30 a, 30 b, 40 a, 40 b).
  • 1 to 1 26 are peak detection circuits A to 2 for detecting peak values of detection signals from the sensor plates (20a, 20b, 30a, 30b, 40a, 40b). F.
  • 13 1 is an X-axis addition circuit that inputs the detected peak signal from the X-axis sensor boards 30a and 30b, adds the detected value to (V xl + V x 2), and 1 32 is Y
  • the Y-axis addition circuit that inputs the detected peak signals from the axis sensor boards 20a and 20b, adds the detected value to (Vyl + Vy2), and 133 is the Z-axis sensor board 40
  • This is a Z-axis subtraction circuit that inputs the detected peak signals from a and 40b and outputs the difference (Vz1-Vz2).
  • the output of the X-axis divider circuit 141 indicates the relative change in the detection signals of the X-axis sensor boards 30a and 30b, and is applied to the conductor from the power supply (power is supplied). The effect of a change in signal intensity can be offset.
  • X Since the output of the axis division circuit 14 1 has a signal level that directly corresponds to the position in the X-axis direction in the position detection area surrounded by the sensor plate, the output of the X-axis division circuit 14 1 The X-axis position of the conductor conveyed inside the board can be detected in a non-contact manner.
  • 1 4 2 receives the output from the Y-axis addition circuit 13 2 and the detected peak signal value from one of the Y-axis sensor boards (for example, 20 b), and outputs the Y value from the Y-axis addition circuit 13 2.
  • the output of the axis division circuit 142 indicates the relative change of the detection signal of the ⁇ axis sensor board 20a, 2Ob, and the AC signal applied (powered) from the power supply to the conductor
  • the effect of the change in the intensity of the light can be offset.
  • the output of the Y-axis divider circuit 142 becomes a signal level directly corresponding to the position in the Y-axis direction in the position detection area.
  • the Y-axis direction position of the conductor mounted inside can be detected in a non-contact manner.
  • Position detection from the output of the X-axis division circuit 14 1 and the output of the Y-axis division circuit 14 2 The X-Y mounting position (two-dimensional position) of the conductor in the area can be detected in a non-contact manner. .
  • reference numeral 1443 uses the Z-axis difference signal (Vz1-Vz2) from the Z-axis subtraction circuit 133 as a denominator, and separates the detection signal (Vz2) from the Z-axis sensor board 40b. It is a Z-axis division circuit that finds ⁇ V z 2 ⁇ (V z 1-V z 2) ⁇
  • the output of the Z-axis division circuit 144 represents the relative change in the detection signals of the Z-axis sensor boards 40a and 40b, and the signal applied to the conductor from the power supply unit (powered). The effect of the intensity change can be offset. As a result, the output of the Z-axis divider circuit 144 is output to the respective Z-axis sensor plates 40a, 40a of the conductor. Since the signal level is proportional to the distance between the conductors, it is possible to contactlessly detect how much the conductor has entered the position detection area from the output of the Z-axis divider circuit 144.
  • the above circuit configuration is based on the X-axis sensor board and the Y-axis sensor board, where X or Y is n.
  • the Z-axis sensor 4 Ob is located on the back side of the Z-axis sensor 40a when viewed from the conductor, but both the Z-axis sensor plates 40a and 40b are in a high impedance state. Because it is maintained, the detection value of the AC signal from the conductor in the Z-axis sensor 40b is slightly affected by the Z-axis sensor 40a, but the effect of the AC signal from the conductor is not There is no interruption at 40a, and a certain level value can be detected reliably. As a result, the relative relationship between the detection values of the Z-axis sensor 40a and the Z-axis sensor 40b is determined only by the position of the conductor in the position detection area.
  • FIG. 4 shows an example of the X, ⁇ , and Z inspection results in the above configuration.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a detection result according to the present embodiment.
  • the measurement example shown in Fig. 4 is a measurement result when the XY sensor plate is positioned and arranged in a box shape as shown in Fig. 3 and the Z-axis sensor is arranged on the bottom surface. As shown in Fig. 4, when a conductor enters the area surrounded by the sensor plate, A unique detection result is obtained for the position.
  • a conductor position inspection apparatus and method capable of accurately detecting a position of an inspection object while being non-contact when the inspection object is a conductor. can do.

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Abstract

検査対象が導体である場合に、非接触で有りながら検査対象がどの位置にあるかを精度良く検出することのできる導***置検査装置を提供する。交流信号が印加された検査対象導電体520に給電部510から交流検査信号を供給し、導電体520近傍にほぼ並行して2枚のセンサ板570,580を配設し、それぞれのセンサ板よりの検出信号を引算器550で減算し、割算器560で一方センサ板よりの検出値を減算結果で割算して一方センサ板よりの検出値を正規化し、両センサ板よりの相対的な検出信号値比率を検出してセンサ板と導電体520間の距離に対応した検出結果をXとして得る。

Description

明細書 導***置検査装置及び導***置検査方法 技術分野
本発明は、 交流信号が印加された検査対象導体との距離を検出可能な 導***置検査装置及び導***置検査方法に関するものである。 背景技術
近年は量産製品の製造工程はほとんど自動制御化されてきており、 製 品の位置決め制御、 あるいは位置決め結果の判定制御が製品の製造原価 や製品の信頼性にも大きな影響を与えている。 これは各種機器の移動部 品の位置決め制御についても同様である。
従来の位置決め制御、 あるいは位置決め結果の判定制御の一例として 、 位置決め部位の近傍に対象部品等が接触したことを検知するセンサを 備えることがもっとも一般的であった。 これらの方法は、 対象部品の強 度が十分センサの接触に耐えられる強度を有している等のセンサの接触 が問題のない場合に限定される。
このため、 検査対象の強度が十分でない場合や、 センサの接触により 製品の信頼性が損なわれるようなものでは接触センサの使用ができない このような検査対象に対しては、 検査対象に非接触で位置検出を行う 必要がある。 このため、 例えば、 検査対象に光を照射し、 検査対象から 反射してくる光を検出して検査対象の位置決めを判定していた。
しかしながら、 光学的なセンサでは検査対象まで光が到達する必要が あった。 このため、 センサと検査対象の間に他の部材などが有った場合 には正確な検出ができなかった。
また、 この点を解決するために検査対象に磁石を設け、 この磁石より の磁力線を検出して位置検出を行うものも有った。 しかし、 この方法で はどうしても十分な精度が確保できなかった。
更に、 いずれの場合であっても、 位置検出ができるのは、 特定の限ら れた位置への到達が検出できるのみであり、 検査対象に非接触で所定の 範囲内のどの位置に位置しているかは検出できなかった。 発明の開示
本発明は上述した課題に鑑みてなされたもので、 検査対象が導体であ る場合に、 非接触で有りながら検査対象がどの位置にあるかを精度良く 検出することのできる導***置検査装置を提供することを目的とする。 係る目的を達成する一手段として例えば以下の構成を備える。
即ち、 交流信号が印加された検査対象導体との距離を検出可能な導体 位置検査装置において、 前記検査対象導体に交流検査信号を供給する供 給手段と、 前記検査対象導体近傍にほぼ並行して設けられた少なくとも 2枚のセンサ板と、 前記それぞれのセンサ板よりの相対的な検出信号値 比率を検出してセンサ板に対する前記検査対象導体の位置を検出する検 出手段とを備えることを特徴とする。
そして例えば、 前記センサ板は、 共に前記検査対象導体と静電結合状 態で前記検査導体一方面に所定距離離間して平行に位置決めされ、 前記 検出手段は、 前記センサ板よりの検出信号値の差分といずれかのセンサ 板よりの検出信号値との比率を検出してセンサ板に対する前記検査対象 導体の位置を検出することを特徴とする。
また例えば、 前記センサ板は、 前記検査対象導体を挟み、 センサ板間 に位置する前記検査対象導体と静電結合状態となるよう位置決めされ、 + 前記検出手段は、 前記センサ板よりの検出信号値の加算値といずれかの センサ板よりの検出信号値との比率を検出してセンサ板に対する前記検 査対象導体の位置を検出することを特徴とする。
また、 交流信号が印加された検査対象導体との距離を検出可能な導体 位置検査装置における導***置検査であって、 前記検査対象導体近傍に ほぼ並行して少なくとも 2枚のセンサ板を設け、 前記それぞれのセンサ 板よりの相対的な検出信号値比率を検出してセンサ板に対する前記検査 対象導体の位置を検出する導***置検査方法とすることを特徴とする。 そして例えば、 前記センサ板は前記検査対象導体と静電結合状態で 2 枚ほぼ平行に所定距離離間して位置決めされ、 前記センサ板よりの検出 信号値の差分といずれかのセンサ板よりの検出信号値との比率を検出し てセンサ板に対する前記検査対象導***置検査方法とすることを特徴と する。
また例えば、 前記センサ板は、 前記検査対象導体を挟み、 センサ板間 に位置する前記検査対象導体と静電結合状態となるよう位置決めされ、 前記センサ板よりの検出信号値の加算値といずれかのセンサ板よりの検 出信号値との比率を検出してセンサ板に対する前記検査対象導体の位置 を検出する導***置検査方法とすることを特徴とする。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明に係る一発明の実施の形態例の導***置検査装置の 構成を説明するための図である。
第 2図は、 本発明に係る第 2の実施の形態例の導***置検査装置の構 成を説明するための図である。
第 3図は、 本発明に係る一実施例を説明するための図である。
第 4図は、 本実施例の検出結果例を説明するための図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を参照して本発明に係る一実施の形態例を詳細に説明する 本実施の形態例の導***置検査装置は、 検査信号 （例えば交流信号） が供給された検査対象と静電結合させることができる、 少なくとも 2枚 の導電体で形成したセンサ板を備え、 該センサ板で検出する検査対象よ りの検出検査信号の比率を求め、 求めた比率から検査対象の位置を判別 〔第 1の実施の形態例〕
まず図 1を参照して本発明に係る一発明の実施の形態例を詳細に説明 する。 図 1は本発明に係る一発明の実施の形態例の導***置検査装置の 構成を説明するための図である。
図 1において、 5 1 0は検査対象の導電体に供給する検査信号を供給 する給電部であり、 例えば 1 K H z以上で 2 0 V p— pの交流信号を発 信して導電体 5 2 0に供給する。 なお、 以下の説明では検査信号として 上記仕様の交流信号を対象とするが、 本実施の形態例は以上の例に限定 されるものではなく任意の信号を用いることができる。
5 2 0は検査対象の少なくとも一部は導電材料で構成されている導電 体であり、 基板上に配設された導電性パターンなどのほか、 線材、 金属 片など、 任意の導体が対象となる。 5 3 0はセンサ板 a 5 7 0よりの検 出信号レベルを測定するレベル測定部 A、 5 4 0はセンサ板 b 5 8 0よ りの検出信号レベルを測定するレベル測定部 Bである。
レベル測定部 A 5 3 0、 レベル測定部 B 5 4 0は、 例えば一定時間内 のピークを検出して測定レベルとしてもよく、 同じタイミング時の両セ ンサ板 a 5 7 0、 センサ板 b 5 8 0の検出レベルを測定レベルとしても 良い。
5 5 0はレベル測定部 A 5 3 0の測定レベルとレベル測定部 B 5 4 0 の測定レベルとの差分 (減算結果) を求める引算器、 5 6 0はレベル測 定部 B 5 4 0よりの測定値を引算器 5 5 0の引算結果で割り算する割算 器である。
また、 5 7 0は導電材料で形成されたセンサ板 a 、 5 8 0は導電材料 で形成されたセンサ板 bである。 センサ板 a 5 7 0とセンサ板 b 5 8 0 とは互いにほぼ並行状態に位置決め維持されている。
以上の構成を備える本実施の形態例の検査対象の導電***置の測定方 法を説明する。 .
センサ板と導電体との間が静電結合された状態であれば、 センサ板で の検出信号はセンサ板からの距離に反比例する信号が検出される。 しか しながら、 実際の装置に応用しょうとしても、 ノイズの影響などが無視 できず、 また、 導電体に供給される信号の強度を正確に把握することは 非常に困難であり、 検出状態によっても測定結果が大きな影響'を受ける 。 この結果、 今まではこの静電容量を利用した距離測定はほとんど行わ れていなかった。
本願発明者は、 以上の点に鑑みて、 導電体への給電条件の影響を軽減 すると共に、 センサ板における検出状態の影響も併せて軽減し、 検査条 件によらず安定した位置検出が可能な導電***置の測定装置を提供する ため、 図 1に示す構成を発明したのである。
即ち、 レベル測定部 A 5 3 0の測定結果を V a、 レベル測定部 B 5 4 0の測定結果を V bとすると、 ( 1 / V a ) はセンサ板 a 5 7 0と導 1 体 5 2 0との距離に比例する量となり、 （ l Z V b ) はセンサ板 b 5 8 0と導電体 5 2 0との距離に比例した量となる。
即ち、 導電体に遠い方のセンサ板 b 5 8 0から導電体 5. 2 0までの距 離から近い方のセンサ板 a 5 7 0から導電体 5 2 0間での距離を減ずる と、 センサ板 a 5 7 0とセンサ板 b 5 8 0間での距離 dとなるから、 こ のセンサ板間の距離 dは ( 1 / V b ) 一 ( 1 /' V a ) に比例したものと なると考えられ、 ( 1 /' V b ) - ( 1 /V a) cc dが成り立つ。
この （ l ZV b) - ( 1 / V a ) の逆数 1 / { ( 1 / V b ) - ( 1 /
V a)} は、 dに相当する測定時点での測定電圧レベルと考えることが でき、 V a/ C 1 / { ( 1 / V b ) 一 ( 1 /V a)}) を求めることは V aが dを元に正規化することに相当し、 この逆数は導電体 5 2 0までの 距離に比例した値とすることができる。
即ち、 1 / (V a/ 〔 1ノ {( 1 /V b) 一 ( 1 ZV a)}〕〉 は導電体
5 2 0までの距離に比例した値となり、 式を整理すると、
1 / (V a/ 〔 1 / {( 1 /V b) 一 （ 1 /V a)}〕〉
= 〔 1 / {( 1 /V b) 一 ( 1 ZV a)}〕 /V a
= { ( V a X V b ) / (V a - V b)} /V a
=V b/ (V a -V b)
'となる。 図 1の引算器 5 5 0と割算器 5 6 0でこの式を実現しており 、 割算器 5 6 0の出力 Xはセンサ板 a 5 7 0より導電体 5 2 0までの距 離に比例した値となる。
しかもこの Xの値は、 センサ板 a 5 7 0とセンサ板 b 5 8 0のそれぞ れの検出信号レベルの相対的な値を基準としているため、 例えば導電体 5 2に誘導される検査信号値の変動などがあっても、 その影響を相殺す ることができる。
また、 センサ側の各回路間の駆動条件などに変動があっても、 やはり その影響を相殺することができ、 信頼性の高い、 センサ板と導電体 5 2 0間の距離に対応した測定結果を得ることができる。
従って、 予め、 導電体とセンサ板間の距離に対応した基準となる測定 結果を得ておけば、 測定時の検出した X値と基準となる測定結果を比較 していけば、 精度の高い検出結果が得られる。
なお、 以上の説明において、 センサ板 b 5 8 0と導電体 5 2 0との間 にはセンサ板 a 5 7 0が位置しているが、 レベル測定部 A 5 3 0に接続 されているセンサ板 a 5 7 0はハイインピ一ダンス状態であり、 センサ 板 b 5 8 0での検出信号レベルがセンサ板 a 5 7 0の影響で減少するこ とはあっても、 その割合に変化はなく、 図 1の構成とすればその影響を 相殺でき、 測定結果に誤差が生じることもない。
即ち、 図 1の測定装置によれば、 センサ板と導電体 5 2 0の間に導電 材料や誘電材料、 絶縁材等の種々のものが介在していたとしても、 これ らのものが接地に対し低インピーダンスのシールド状態に無い限り、 セ ンサ板と導電体 5 2 0間の距離に対応した測定結果 Xを得ることができ
、 他方面の機器に適用できる。
更に、 導電体に給電される検査信号レベルが変動しても、 検出結果の 割合比に変化が無いため、 給電方法に制約が無い。 給電方法の中では、 例えば導電体 5 2 0に直接給電部を接続して検査信号を給電することが もっとも変動無く安定した検査信号となる。
他に、 非接触で、 例えば電磁誘導により検査信号を給電しても良い。 電磁誘導で検査信号を給電した場合には、 給電結果が一定ではなく、 導 電体に給電される検査信号量は大きく変動することもある。 しかし、 こ のような場合であっても検査結果に大きな変動はない。
同様に、 導電体と接続された他方端部と給電部とを静電結合状態とし て給電することもできる。 例えば、 導電体が塞板上に配設された導電パ ターンである場合には他方端部と静電結合で検査信号を給電したり、 あ るいは、 端部を誘導子構成として電磁誘導により検査信号を給電しても 良い。 以上の構成による位置検出方法によれば、 どのような給電方法であつ ても、 また例え給電効率に変動があっても、 あるいは雑音成分が重畳し ていても、 それらの影響を受けない測定結果が得られる。
〔第 2の実施の形態例〕
以上の説明は、 検査対象である導電体 5 2 0の一方側面近傍に 2枚の センサ板をほぼ並行状態に位置決めして配置し、 センサ板と導電体 5 2 0との距離を測定する例を説明した。 しかし、 本発明は以上の例に限定 されるものではなく、 導電体 5 2 0を挟んで導電体の両側面にセンサ板 を配設しても、 第 1の実施の形態例と同様に導電体の位置を測定するこ とができる。
導電体 5 2 0を挟んで導電体の両側面にセンサ板を配設した本発明に 係る第 2の実施の形態例を図 2を参照して以下に説明する。 図 1は本発 明に係る第 2の実施の形態例の導***置検査装置の構成を説明するため の図である。 図 2おいて、 上述した図 1に示す構成と同様構成には同一 番号を付し詳細説明を省略する。
図 2において、 5 1 0は給電部であり、 例えば 1 K H z以上で 2 0 V P— Pの交流信号を発信して導電体 5 2 0に供給する。 5 2 0は検査対 象の導電体、 5 3 0はセンサ板 a 5 7 0よりの検出信号レベルを測定す るレベル測定部 A、 5 4 0はセンサ板 b 5 8 0よりの検出信号レベルを 測定するレベル測定部 Bである。
5 .6 0はレベル測定部 B 5 4 0よりの測定値を引算器 5 9 0の加算結 果で割り算する割算器、 5 7 0は導電材料で形成されたセンサ板 a、 5 8 0は 電材料で形成されたセンサ板 bである。
第 2の実施の形態例では、 検査対象の導電体 5 2 0は、 互いに対向し て配設されている 2枚のセンサ板 a 5 7 0とセンサ板 b 5 8 0との間に 挾まれた状態で位置決めされる。 即ち、 センサ板 a 5 7 0とセンサ板 b 5 8 0の間に導電体 5 2 0が入ってきたときにその入ってきた位置を検 出することが可能に構成されている。
5 9 0はレベル測定部 A 5 3 0の測定レベルとレベル測定部 B 5 40 の測定レベルとを加算する加算器である。
以上の構成を備える第 2の実施の形態例の検査対象の導電***置の測 定方法を説明する。 第 2の実施の形態例においても、 センサ板と導電体 との間が静電結合された状態であれば、 センサ板での検出信号はセンサ 板からの距離に反比例する信号が検出される。
第 2の実施の形態例では、 センサ板間の距離 dは、 センサ板 a 5 7 0 と導電体 5 2 0のまでの距離とセンサ板 b 5 8 0と導電体 5 2 0までの 距離を合わせた （加えた） 距離と考えることが妥当であり、 このセンサ 板間の距離 dは （ 1 /V a) + ( 1 / V b) に比例したものとなると考 えられ、 （ l ZV a) + ( 1 /V b) «:dが成り立つ。
この ( 1 / V a ) + ( 1 /V b) の逆数 1 / {( 1 /V a) + ( 1 / V b)} は、 dに相当する測定時点での測定電圧レベルと考えることが でき、 V a/ C 1 / {( 1 /V a) + ( 1 /V b)}] を求めることは V aが dを元に正規化することに相当し、 この逆数はセンサ板 a 5 7 0と 導電体 5 2 0までの距離に比例した値とすることができる。
即ち、
1 / (V a/ 〔 1 / {( 1 /V a) + ( l ZV b)}〕〉
= 〔 1 / {( 1 /V a) + ( 1 /V b)}] /V a
= { ( V a X V b ) / (V a + V b)} / V a
= V b / (V a + V b)
となる。 図 2の加算器 5 9 0と割算器 5 6 0でこの式を実現しており 、 割算器 5 6 0の出力 Xはセンサ板 a 5 7 0より導電体 5 2 0までの距 離に比例した値となる。 しかもこの Xの値は、 センサ板 a 5 7 0とセンサ板 b 5 8 0のそれぞ れの検出信号レベルの相対的な値を基準としているため、 例えば導電体 5 2に誘導される検査信号値の変動などがあっても、 その影響を相殺す ることができる。
また、 センサ側の各回路間の駆動条件などに変動があっても、 やはり その影響を相殺することができ、 信頼性の高い、 センサ板と導電体 5 2 0間の距離に対応した測定結果を得ることができる。
従って、 第 1の実施の形態例と同様に、 予め、 導電体とセンサ板間の 距離に対応した基準となる測定結果を得ておけば、 測定時の検出した X 値と基準となる測定結果を比較していけば、 精度の高い検出結果が得ら れる。
〔実施例〕
以下図面を参照して本発明に係る実施例を説明する。 以上の第 1の実 施の形態例及び第 2の実施の形態例で説明したように、 導電体に非接触 で、 しかも導電体への給電レベルの変動に影響されることなく、 センサ 板と導電体 5 2 0までの距離を高い信頼性を持って測定することができ る。
導電体の一方側のみにしかセンサ板を配設できない場合であっても上 述した第 1の実施の形態例によれば、 確実な位置検出ができる。 また、 導電体の両側にセンサ板を配置できる場合であれば第 2の実施の形態例 によれば高精度での位置検出が可能となる。 導電体の互いに直交する両 側面にそれぞれ図 2に示すセンサ板を位置決めしてセンサ板よりの距離 を測定することにより、 導電体に 2次元での位置測定が可能となる。 更 にこのセンサ板の構成に加え、 導電体の縦方向端部に図 1 ί;
板を配設することにより 3次元での位置測定も可能となる。 3次元位置測定を実現した本発明に係る一実施例を図 3を参照して以 下に説明する。 図 3は本発明に係る一実施例を説明するための図である 図 3において、 2 0 a, 2 0 bは Y方向位置を検出するための Y軸セ ンサ板、 3 0 a , 3 0 bは X方向位置を検出するための X軸センサ板、 4 0 a , 4 0 bは Z方向位置を検出するための Z軸センサ板である。 これらのセンサ板で囲まれた中に検査信号が供給された導電体が位置 決めされてく.ると、 導電体の 3次元位置を測定することになる。
1 1 1〜： L 1 6はセンサ板 （ 2 0 a， 2 0 b , 3 0 a , 3 0 b , 4 0 a , 4 0 b) よりの検出信号を増幅する増幅器 A〜F、 1 2 1〜 1 2 6 はセンサ板 （ 2 0 a, 2 0 b， 3 0 a， 3 0 b, 4 0 a , 4 0 b) より の検出信号のピーク値を検出するためのピーク検出回路 A〜Fである。
1 3 1は X軸センサ板 3 0 a， 3 0 bよりの検出ピーク信号を入力し 、 その検出値を （V x l +V x 2 ) して加算する X軸加算回路、 1 3 2 は Y軸センサ板 2 0 a， 2 0 bよりの検出ピーク信号を入力しその検出 値を （V y l +V y 2 ) して加算する Y軸加算回路、 1 3 3は Z軸セン サ板 4 0 a， 4 0 bよりの検出ピーク信号を入力しその差分 （V z 1 — V z 2 ) を出力する Z軸減算回路である。
1 4 1は X軸加算回路 1 3 1の出力と、 一方の X軸センサ板 （例えば 3 0 b) よりの検出ピーク信号値を入力し、 X軸加算回路 1 3 1よりの X軸加算信号 （V x l +V x 2) を分母とし、 一方の X軸センサ板 （例 えば 3 0 b) よりのピーク検出信号 ( V X 2 ) を分子とする {V X 2 / (V 1 + V x 2 )} を求める X軸割算回路である。
X軸割算回路 1 4 1の出力は、 X軸センサ板 3 0 a， 3 O bの検出信 号の相対変化を表しており、 給電部より導電体に印加される （給電され る） 交流信号の強度変化の影響を相殺することができる。 この結果、 X 軸割算回路 1 4 1の出力はセンサ板で囲まれた位置検出領域中の X軸方 向の位置に直接対応した信号レベルとなるため、 X軸割算回路 1 4 1の 出力より各センサ板で囲まれた中に搬送されてくる導電体の X軸方向位 置を非接触で検知できる。
1 4 2は Y軸加算回路 1 3 2よりの出力と、 一方の Y軸センサ板 （例 えば 2 0 b) よりの検出ピーク信号値を入力し、 Y軸加算回路 1 3 2よ りの Y軸加算信号 （Vy l +V y 2) を分母とし、 一方の Y軸センサ板 (例えば 2 O b) よりのピーク検出信号 （Vy 2) を分子とする {Vy 2 / (Vy 1 + Vy 2)} を求める Y軸割算回路である。
Υ軸割算回路 1 42の出力は、 Υ軸センサ板 2 0 a, 2 O bの検出信 号の相対変化を表しており、 給電部より導電体に印加される （給電され る） 交流信号の強度変化の影響を相殺することができる。 この結果、 Y 軸割算回路 1 4 2の出力は、 位置検出領域内の Y軸方向の位置に直接対 応した信号レベルとなるため、 Y軸割算回路 1 4 2の出力より位置検出 領域内に装着される導電体の Y軸方向位置を非接触で検知できる。
X軸割算回路 1 4 1の出力と Y軸割算回路 1 4 2の出力より位置検出 領域内への導電体の X - Y方向の装着位置 （二次元位置） を非接触で検 知できる。
更に、 1 4 3は Z軸減算回路 1 3 3よりの Z軸差分信号 （V z 1 - V z 2) を分母とし、 Z軸センサ板 4 0 bよりの検出信号 （V z 2 ) を分 子とする {V z 2ノ (V z 1 - V z 2 )} を求める Z軸割算回路である
Z軸割算回路 1 4 3の出力は、 Z軸センサ板 40 a， 4 O bの検出信 号の相対変化を表しており、 給電部より導電体に印加される （給電され る） 信号の強度変化の影響を相殺することができる。 この結果、 Z軸割 算回路 1 4 3の出力は、 導電体のそれぞれの Z軸センサ板 40 a， 40 ょりの距離に比例した信号レベルとなるため、 Z軸割算回路 1 4 3の 出力より導電体が位置検出領域内にどれだけ入り込んだかを非接触で検 知できる。
以上の回路構成としたのは、 X軸センサ板、 Y軸センサ板では、 X又 は Yを nとすると
〔 1 / {( 1 /V n 2 ) + ( 1 / V n 1 )}] ZVn l
= { (V n 1 X V n 2 ) / ( V n 1 + V n 2 ) } ZV n l
( V n 2 ) / ( V n 1 + V n 2 )
が成り立ち、 Z軸センサ板では
[ 1 / {( 1 /V z 2 ) 一 ( 1 /V z 1 )}〕 /V z 1
= { ( V z 1 X V z 2 ) / ( V z 1 - V z 2 ) } /V z 1
= ( V z 2 ) / (V z 1 - V z 2 )
が成り立つからである。
本実施例においては、 Z軸センサ 4 O bは、 導電体からみて Z軸セン サ 4 0 aの裏側に位置するが、 Z軸センサ板 4 0 a， 4 O bは共にハイ ィンピーダンス状態に維持されているため、 Z軸センサ 4 0 bにおける 導電体よりの交流信号の検出値は多少 Z軸センサ 4 0 aの影響を受けて も、 導電体よりの交流信号の影響が Z軸センサ板 4 0 aで遮断されてし まうことはなく、 確実に一定レベルの値が検出できる。 この結果、 Z軸 センサ 4 0 aと Z軸センサ 4 0 bの検出値の相対的な関係は導電体の位 置検出領域内の位置のみで定まる。
以上の構成における X， Υ, Zの検査結果の例を図 4に示す。 図 4は 本実施例の検出結果例を説明するための図である。
図 4に示す測定例は、 X— Yセンサ板を図 3に示す様に箱形に位置決 め配置し、 Z軸センサを底面に配置した場合の測定結果である。 図 4に 示す様に、 センサ板で囲まれた中に導体が入り込んできた場合にその位 置に固有の検出結果が得られる。
このため、 例えば、 導体がセンサ板で囲まれた中のどの位置にあるか を導体に非接触で判定できる。 産業上の利用可能性
以上説明したように本発明によれば、 検査対象が導体である場合に、 非接触で有りながら検査対象がどの位置にあるかを精度良く検出するこ とのできる導***置検査装置及び方法を提供することができる。

Claims

請求の範囲
1 . 交流信号が印加された検査対象導体との距離を検出可能な導*** 置検査装置において、
前記検査対象導体に交流検査信号を供給する供給手段と、
前記検査対象導体近傍にほぼ並行して設けられた少なく とも 2枚のセ ンサ板と、
前記それぞれのセンサ板よりの相対的な検出信号値比率を検出してセ ンサ板に対する前記検査対象導体の位置を検出する検出手段とを備える ことを特徴とする導***置検査装置。
2 . 前記センサ板は、 共に前記検査対象導体と静電結合状態で前記検 査導体一方面に所定距離離間して平行に位置決めされ、
前記検出手段は、 前記センサ板よりの検出信号値の差分といずれかの センサ板よりの検出信号値との比率を検出してセンサ板に対する前記検 査対象導体の位置を検出することを特徴とする請求項 1記載の導***置 検査装置。
3 . 前記センサ板は、 前記検査対象導体を挟み、 センサ板間に位置す る前記検査対象導体と静電結合状態となるよう位置決めされ、
前記検出手段は、 前記センサ板よりの検出信号値の加算値といずれか のセンサ板よりの検出信号値との比率を検出してセンサ板に対する前記 検査対象導体の位置を検出することを特徴とする請求項 1記載の導***
4 . 交流信号が印加された検査対象導体との距離を検出可能な導*** 置検査装置における導***置検査であって、
前記センサ板を共に前記検査対象導体と静電結合状態で前記検査導体 一方面に所定距離離間して平行に位置決めし、 前記それぞれのセンサ板 よりの相対的な検出信号値比率を検出して前記センサ板に対する前記検 査対象導体の位置を検出することを特徴とする導***置検査方法。
5 . 前記センサ板は前記検査対象導体と静電結合状態で 2枚ほぼ平行 に所定距離離間して位置決めされ、 前記センサ板よりの検出信号値の差 分といずれかのセンサ板よりの検出信号値との比率を検出してセンサ板 に対する前記検査対象導体の位置を検出することを特徴とする請求項 4 記載の導***置検査方法。
6 . 前記センサ板は、 前記検査対象導体を挟み、 センサ板間に位置す る前記検査対象導体と静電結合状態となるよう位置決めされ、 前記セン サ板よりの検出信号値の加算値といずれかのセンサ板よりの検出信号値 との比率を検出してセンサ板に対する前記検査対象導体の位置を検出す ることを特徴とする請求項 4記載の導***置検査方法。
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