DE3937950C2

DE3937950C2 -

Info

Publication number: DE3937950C2
Application number: DE3937950A
Authority: DE
Inventors: Tomoharu Nishinomiya Hyogo Jp Nakahara; Shinji Shijonawate Osaka Jp Hatazawa; Shozo Hirakata Osaka Jp Nomura; Toshinori Nara Jp Inoue; Mitsuru Osaka Jp Shirasawa; Satoshi Osaka Jp Yamatake
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-11-15
Filing date: 1989-11-15
Publication date: 1993-09-09
Also published as: DE3937950A1; US4974261A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Prüfung einer Oberfläche auf einen Fehler, insbesondere einen Sprung, einen Fleck oder ein Unregelmäßigkeit, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1, wie aus der DE 30 28 942 A1 bekannt.

Aus der genannten DE 30 28 942 A1 ist ein Verfahren zum Prüfen einer Flasche auf Verunreinigungen und Beschädigungen bekannt, bei dem die Flasche beleuchtet, das Bild der Flasche abgetastet, der Grauwert ermittelt, die Gradienten benachbarter Bildpunkte ermittelt und eine Grenzlinie in dem Grauwertbild ermittelt wird. Dieses bekannte Verfahren versagt, wenn Fehler erkannt werden sollen, deren Bild sich von dem Hintergrund nur gering abhebt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbesserters Verfahren zur optischen Überprüfung einer Oberfläche zu schaffen, das einen Fehler einer Oberfläche erkennen läßt, dessen Bild sich von dem ihn umgebenden Bereich der Oberfläche des Gegenstands nur geringfügig abhebt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird die zu prüfende Oberfläche abgetastet, um ein Grauwertbild und ein Grenzlinienbild zu schaffen. Das ursprüngliche Grauwertbild ist ein zweidimensionales Bild, das aus Bildpunkten zusammengesetzt ist, die die Helligkeit der Oberfläche des Gegenstands darstellen. Das Grenzlinienbild ist ein binäres Bild, das die Grenze der Oberfläche des Gegenstandes und einen Rand, der einen Fehler wie einen Sprung, einen Einschnitt oder ähnliche Oberflächenunregelmäßigkeiten markiert, wiedergibt. Wenn bei dem Abtasten eine Grenzlinie erkannt wird, wird der betreffende Bildpunkt als Prüfpunkt definiert. Sodann werden eine Vielzahl von Bildpunkten in der Nähe des Prüfpunkts ausgewählt, die in einer Richtung im wesentlichen rechtwinklig zu dem Verlauf des Randes auf den jeweiligen Seiten des Prüfpunktes verlaufen. Die ausgewählten Bildpunkte werden anhand ihrer Grauwerte in dem ursprünglichen Grauwertbild daraufhin ausgewertet, ob eine kritische Differenz zwischen den Bildpunkten auf den gegenüberliegenden Seiten des Prüfpunktes gegeben ist. Auf diese Weise können eine Mehrzahl von Bildpunkten um den Prüfpunkt betrachtet werden, um den Kontrast zwischen den Bereichen auf den gegenüberliegenden Seiten der Grenzlinie zu vergrößern, wodurch eine verbesserte und genaue Fehlerbewertung ermöglicht wird. Infolgedessen ist es mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung möglich, auch einen unscharfen Defekt zuverlässig zu erkennen, der nur einen geringen Kontrast gegenüber dem benachbarten Normalbereich zeigt und der daher durch eine einfache Oberflächenprüfung schwer zu erkennen ist.

Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Suchspur abgefahren, um die Punkte als Prüfpunkte zu definieren, an denen die Suchspur die Grenzlinie quert. Sodann werden die Bildpunkte, die entlang der Suchspur auf den gegenüberliegenden Seiten des Prüfpunktes angeordnet sind, ausgewählt, um die Zone der ausgewählten Bildpunkte zu bilden. Die Zone weist mehrere Paare von Bildpunkten auf, die symmetrisch an gegenüberliegenden Seiten des Prüfpunkts angeordnet sind. Die Grauwerte der beiden Bildpunkte in jedem symmetrischen Paar werden genommen, um eine individuelle Differenz zwischen diesen zu bestimmen. Die so für alle symmetrischen Paare bestimmten individuellen Grauwertunterschiede werden addiert und deren Summe mit einem vorgegebenen Bezugswert verglichen.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Suchzone in dem Grenzlinienbild gebildet. Die Suchzone wird nach einem Punkt der Grenzlinie abgetastet, um einen Ausgangs-Prüfpunkt zu bestimmen, an dem die Abtastlinie erstmalig die Grenzlinie quert. Ausgehend von dem so bestimmten Ausgangsprüfpunkt wird der Grenzlinie kontinuierlich gefolgt, um zusätzliche Prüfpunkte zu bestimmen, die mit dem ursprünglichen Prüfpunkt eine Reihe von Prüfpunkten definieren, die entlang der Richtung der Grenzlinie angeordnet sind. Für jeden der Prüfpunkte wird eine Mehrzahl von Bildpunkten gewählt, die in einer Richtung im wesentlichen rechtwinklig zu der Richtung des Randes angeordnet sind und eine vergrößerte Prüfzone bilden, in der mehr als ein Paar von ausgewählten Bildpunkten symmetrisch an den gegenüberliegenden Seiten des Ausgangsprüfpunkts angeordnet sind. Die Prüfzone wird analysiert, um in Übereinstimmung mit den entsprechenden Bildpunkten in dem Grauwertbild zu bestimmen, ob eine erhebliche Differenz der Grauwerte zwischen den Bildpunkten in den symmetrischen Paaren vorliegt, oder um zu bestimmen, ob eines der Bildpunkte in dem symmetrischen Paar einen Grauwert hat, der kritisch von einem vorgegebenen Schwellenwert abweicht. Eine derartige Abweichung des Grauwerts wird sukzessiv für die individuellen Prüfzonen bestimmt, die in Richtung des Randes angeordnet sind, bis ein tatsächliches Vorhandensein eines Fehlers festgestellt wird. Mit dieser Technik das Analysierens sukzessiver Punkte des Randes in Hinblick auf die Grauwerte verschiedener, über jeden der Punkte angeordneten Bildpunkte unter Folgen der Richtung des Randes wird eine genauere Fehlerbeurteilung bewirkt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert werden. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Blockdarstellung eines optischen Oberflächenprüfsystems;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Grauwertbildes eines Bereichs, der eine zu prüfende Gegenstandsfläche einschließt;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Grenzlinienbildes, das aus dem Grauwertbild abgeleitet ist;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Feldes von Bildpunkten, die in einem Quadrat angeordnet sind, unter Darstellung eines bestimmten Bildpunktfeldes und der acht benachbarten Bildpunkte;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Absolutgradientenbildes, das von dem Grauwertbild abgeleitet ist;

Fig. 6 eine schematische Darstellung ähnlich wie Fig. 5, jedoch aufgeschnitten durch einen Bezugsschwellenwert zum Entfernen eines Rauschfaktors vor Gewinnung des Grenzlinienbildes;

Fig. 7 eine Flußdarstellung des optischen Oberflächenprüfverfahrens nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 die Art und Weise, in der das Grenzlinienbild entlang einer Suchspur nach dem ersten Ausführungsbeispiel abgetastet wird;

Fig. 9 die aus Fig. 9A bis 9D besteht, verschiedene Formen der Suchspuren, die bei dem Abtasten des Grenzlinienbildes verwendet werden können;

Fig. 10 einen Satz von Bildpunkten, die eine Prüfzone bilden und auf der Suchspur auf den gegenüberliegenden Seiten der Randlinie angeordnet sind;

Fig. 11 ein Flußdiagramm des optischen Oberflächenprüfverfahrens nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 die aus den Fig. 12A bis 12D besteht, verschiedene Formen der Suchspuren, die verwendet werden können bei dem Scannen nach dem Rand nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 13 ein Flußdiagramm des optischen Chlorflächenverfahrens in Übereinstimmung mit einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14 einen Satz von Prüfspuren, die zur Erkennung eines Randes eines Fehlers nach dem dritten Ausführungsbeispiel angeordnet sind,

Fig. 15 ein Flußdiagramm des optischen Oberflächenprüfverfahrens nach einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 16 eine Fig. 8 entsprechende Darstellung bei Anwendung eines vierten Ausführungsbeispiels,

Fig. 17 den Abtastvorgang bei dem vierten Ausführungsbeispiel, und

Fig. 18 die Prüfstrategie bei dem vierten Ausführungsbeispiel.

Das optische Verfahren zum Prüfen einer Oberfläche nach der vorliegenden Erfindung ist zum Prüfen einer gedruckten Schaltung ausgebildet, auf diesen Anwendungsfall jedoch nicht beschränkt. Es dient zum Erkennen eines Fehlers in oder auf den Leitern und den elektronischen Komponenten, die die gedruckte Schaltung bilden. Ein solcher Fehler kann ein Flecken, eine Vertiefung, eine Bohrung, ein Sprung, ein Vorsprung oder eine ähnliche Oberflächenunregelmäßigkeit sein, die manchmal dazu zwingt, die gedruckte Schaltkarte zu verwerfen.

Anhand der Fig. 1 bis 10 wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

Fig. 1 zeigt, daß das vorliegende Verfahren eine Lichtquelle 10 verwendet, die zu der Oberfläche eines Gegenstands A geneigt ausgerichtet ist und diese diffus beleuchtet. Der Gegenstand A wird in Fig. 1 mit einem Fehler X behaftet dargestellt, der durch einen Einschluß Q außerhalb benachbart des Gegenstands A wiedergegeben ist. Eine Fernsehkamera 20 ist oberhalb der Oberfläche des Gegenstandes angeordnet, wobei ihre optische Achse sich im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des Gegenstandes erstreckt, um ein zweidimensionales analoges Bild des den Gegenstand A einschließenden Bereiches aufzunehmen. Das Analogbild wird sodann auf einen Analog/ Digital-Wandler 30 gegeben, wo es digitalisiert wird, um ein Grauwertbild zu schaffen, das in einem Grauwertbildspeicher 51 gespeichert wird. Das Grauwertbild besteht aus einer Mehrzahl von Bildpunkten, die individuelle Grauwerte haben, die der Helligkeit oder der Dunkelheit des von dem den Gegenstand A aufnehmenden Bereich reflektierten Lichts entsprechen.

Das Grauwertbild I₁, das so gewonnen ist, repräsentiert, beispielsweise, wie in Fig. 2 gezeigt, eine Oberfläche des zu prüfenden Gegenstandes A, den Fehler X auf der Oberfläche des Gegenstands A und den Einschluß Q. Das Grauwertbild I₁ wird weiter in einem Vorverarbeitungsabschnitt 40 verarbeitet, um drei andere Bilder, nämlich I₂ des absoluten Gradienten, ein Bild I₃ eines gerichteten Gradienten und ein Grenzlinienbild I₄ zu schaffen, die jeweils in einem der Speicher 52 bis 54 gespeichert werden. Das Grenzlinienbild I₄ ist ein Binärbild, das durch Verarbeiten der anderen drei Bilder gewonnen ist, und das, wie in Fig. 3 schematisch gezeigt ist, Randlinien B_L, E_X und E_Q repräsentiert und die Grenzlinien der Oberfläche des Gegenstandes A, des Fehlers X und des Einschlusses Q angibt.

Das Verfahren des Umsetzens des Grauwertbildes I₁ in das Grenzlinienbild I₄ basiert auf der Tatsache, daß ein Rand oder eine Grenzlinie zwischen benachbarten Bildpunkten auftritt, die einen erheblichen Unterschied in ihren Grauwerten haben. Infolgedessen wird das Grenzlinienbild I₄ von dem Grauwertbild I₁ durch Differenzieren des Grauwerts jedes der Bildpunkte in dem Grauwertbild extrahiert. Ein solches Differenzierverfahren, wie es in Fig. 4 dargestellt wird, verwendet ein Fenster oder ein quadratisches Feld W von Bildpunkten, um einen absoluten Gradientenwert (d. h. einen Differentialwert) als auch einen gerichteten Gradientenwert für einen zentralen Bildpunkt e in bezug auf die acht benachbarten Bildpunkte a, b, c, d, f, g, h und i zu bestimmen. Der absolute Gradientenwert ABS [Pe] kann durch die folgende Formel bestimmt werden:

ABS [Pe] = (V²+H²)^1/2,

wobei V die Grauwertsumme der oberen Reihe der Bildpunkte [a, b, c] abzüglich derjenigen der unteren Reihe der Bildpunkte [g, h, i] ist, wie dies durch die Gleichung

V=(Va+Vb+Vc)-(Vg+Vh+Vi)

angegeben wird.

H ist die Grauwertsumme der linken Spalte von Bildpunkten [a, d, g] abzüglich derjenigen der rechten Spalte von Bildpunkten [c, f, i], wie dies durch folgende Gleichung angegeben wird:

H=(Va+Vd+Vg)-(Vc+Vf+Vi),

wobei Va, Vb, Vc, Vd, Vf, Vg, Vh und Vi Grauwerte der entsprechenden Bildpunkte a bis d und f bis i sind.

Aus der obigen Definition ergibt sich, daß der absolute Gradientenwert ABS [Pe] einen maximalen Grauwertgradienten angibt, der den jeweiligen Bildpunkt [e] im Verhältnis zu den benachbarten Bildpunkten zeigt.

Sodann wird eine Grenzlinie mit einer Ein-Bildpunkt- Breite gebildet. Die sich ergebende Randlinie RL erstreckt sich entlang einer geschwungenen Oberfläche des absoluten Gradientenwertbildes I₂ wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Die entsprechenden Bildpunkte sind dabei in der X- und der Y-Richtung angeordnet, der absolute Gradientenwert der Bildpunkte ist in Z-Richtung wiedergegeben. Jede Grenzlinie wird unabhängig davon extrahiert, ob die absoluten Gradientenwerte groß oder klein sind. Die so extrahierten Grenzlinien können unvermeidliche Fehler aufweisen, die auf einem Rauschen beruhen. Es werden daher nur die Grenzlinien extrahiert, die den Gradientenwerten folgen, die einen geeigneten Schwellenwert THL übersteigen, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Dies dient der Elimination des Rauscheffektes.

Das so gewonnene Grenzlinienbild I₄ wird zusammen mit dem Grauwertbild I₁, dem absoluten Gradientenbild I₂ und dem gerichteten Gradientenbild I₃ in den entsprechenden Speichern 51 bis 54 gespeichert. Es ist hier zu beachten, daß diese Bilder aus den individuellen Bildpunkten zusammengesetzt sind und daß die Bildpunkte in dem Grauwertbild I₁ den einzelnen Bildpunkten in den drei anderen Bildern I₂ bis I₄ eins zu eins entsprechen.

In der folgenden Beschreibung werden die drei unterschiedlichen Bilder durch ein X-Y-Koordinatensystem gekennzeichnet, so daß die Werte eines gegebenen Bildpunkts für das Grauwertbild, das absolute Gradientenbild, das gerichtete Gradientenbild und das Grenzlinienbild jeweils durch f₁ (x, y), f₂ (x, y), f₃ (x, y) und f₄ (x, y) angegeben werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Grauwerte f₁ (x, y) des Grauwertbildes durch ein 8-Bit-Wort definiert, so daß der Grauwert f₁ (x, y) 0 bis 255 Helligkeitsstufen haben kann. Der absolute Gradientenwert f₂ (x, y) wird als ein 6-Bit-Wort definiert und kann daher 0 bis 63 Werte annehmen. Der Wert f₄ (x, y) des Grenzlinienbildes wird durch ein einziges Bit definiert und kann entweder "1" oder "0" haben abhängig davon ob er die Grenzlinie bilder oder nicht. Wie gewöhnlich bei der Beschreibung der Helligkeit oder der Dunkelheit durch Grauwerte, werden die Grauwerte als mit zunehmender Helligkeit ansteigend angegeben.

Nachdem das obige Vorverarbeiten abgeschlossen ist und die einzelnen Bilder in den Speichern 51 bis 54 gespeichert sind, wird auf das Grenzlinienbild I₄ nach einer programmierten Routine zugegriffen, wie diese in Fig. 7 gezeigt ist. Zunächst addressiert die Routine einen Abtastverarbeitungsabschnitt 60 in Fig. 1, um eine Suchspur S zu schaffen innerhalb des Bereichs der Grenzlinie BL der Oberfäche des Gegenstandes. Die Suchspur S ist als eine geschlossene Schleife mit einem gemeinsamen Start- und Endpunkt CP für die Suche definiert und kann jede geeignete Ausbildung haben, z. B. diejenigen nach den Fig. 9A bis 9D. Sodann schreitet das Programm fort, um der Suchspur S ausgehend von dem Startpunkt CP zu folgen und einen Punkt zu suchen, bei dem f₄ (x, y)=1 ist, d. h. wo der Bildpunkt, an dem die Suchspur S erstmalig den Rand E_X des Fehlers erreicht, als Prüfpunkt F zu bestimmen.

Sodann wird ein Zonenprüfverarbeitungsabschnitt 70 aufgerufen, um eine Zone M der Bildpunkte L₁ bis L_n, F und R₁ bis R_n in dem Grenzlinienbild I₄ zu definieren, die wie durch gestrichelte Linien in Fig. 8 angegeben, ausgewählt sind, die entlang der Suchspur S auf gegenüberliegenden Seiten des Prüfpunktes F angeordnet sind. Die Zone M deckt (2n+1) Bildpunkte ab, wobei wenigstens zwei Bildpunkte symmetrisch zu dem Prüfpunkt F angeordnet sind. Die Bildpunkte L₁ bis L_n und R₁ bis R_n in der Zone M in dem Grenzlinienbild I₄ können durch Verwendung des gemeinsamen X-Y-Koordinatensystems als L₁ (X_F-1, Y_F-1) bis Ln (X_f-n, X_F-n), F(X_F, Y_F) und R₁(X_F+1, Y_F+1) bis R_n(X_F+n, Y_F+n) bestimmt werden. In einem Grauwertverarbeitungsabschnitt 80 werden die entsprechenden Bildpunkte in dem Grauwertbild I₁ ausgewählt, um eine Summe D der individuellen Grauwertdifferenzen zwischen den Bildpunkten in jedem symmetrischen Paar zu berechnen. Die Summe D wird durch folgende Gleichung ausgedrückt:

D=|L_i(X_F+i, Y_F+i)-R_i(X_F-i, Y_F-i)|,

wobei i=1, 2, . . . n oder i=m, m+1, . . . n (m<1), wobei n und m ganzzahlig sind.

Die Summe D wird in einem Auswertungsverarbeitungsabschnitt 90 mit einem vorgegebenen Schwellenwert TH₁ verglichen, um zu beurteilen, ob der jeweilige Prüfpunkt F der Suchspur S wirklich den Fehler X angibt, ob also die Summe D den Schwellenwert TH₁ übersteigt. Dies basiert darauf, daß die Zone M die Grenzlinie E_X des Fehlers X kreuzt, und sich daher über den nicht-fehlerhaften Bereich und den fehlerhaften Bereich erstreckt und daher die Summe D die kritische Grauwertdifferenz zwischen diesen beiden Kontrastbereichen angibt. Da die Summe D die Grauwertdifferenz für mehr als ein symmetrisches Paar von Bildpunkten, die sich weiter in die fehlerhaften und nicht fehlerhaften Bereiche erstrecken, erfaßt, ist es möglich, den Kontrast zwischen den beiden Bereichen auf den gegenüberliegenden Seiten des Randes oder des Prüfpunktes F zu vergrößern, wodurch die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Prüfung verbessert wird.

Wenn sich zeigt, daß die Summe D den Schwellenwert TH₁ nicht übersteigt, folgt das Verfahren weiter der Suchspur S in Richtung auf den Endpunkt zur Erkennung eines anderen Prüfpunktes auf der Spur S. Wenn kein Prüfpunkt erkannt wird oder jeder Prüfpunkt bewertet ist und die Summe D den Schwellenwert TH₁ nicht übersteigt, wird festgestellt, daß kein Fehler auf der Suchspur S erkannt worden ist.

Das in den Fig. 11 und 12 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht weitestgehend dem ersten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, daß es eine Suchspur S verwendet, deren Startpunkt und Endpunkt nicht zusammenfallen. Die Suchspur S ist innerhalb des Bereichs der Gegenstandsfläche in dem Grenzlinienbild definiert und kann gestreckt, geschwungen, oder aber gezackt sein, wie dies beispielhaft in den Fig. 12A bis 12D gezeigt ist.

Dieselbe Verarbeitung wird wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel zum Erkennen eines Prüfpunktes F auf der Suchspur S durchgeführt, um eine entsprechende Prüfzone M der Bildpunkte in dem Grenzlinienbild zu definieren und eine entsprechende Summe D der individuellen Grauwertdifferenz zwischen den Bildpunkten jedes symmetrischen Paares in der Zone M zu gewinnen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden der Prüfpunkt F oder die Prüfzone M als einen Fehler angebend bezeichnet, wenn die Summe D den oben erwähnten Schwellenwert TH₁ überschreitet. Auf diese Weise werden alle Prüfpunkte, die entlang der gesamten Suchspur S erkannt worden sind, daraufhin bewertet, ob sie als einen Fehler angebende Punkte bezeichnet werden können. Sodann wird die Gesamtanzahl H der einen Fehler angebenden Punkte mit einem vorgegebenen Schwellenwert TH₂ verglichen, um so das Vorhandensein eines Fehlers auf der Suchspur S anzugeben, wenn K<TH₂. Die Auswerteroutine dieses Ausführungsbeispiels ist in Fig. 11 gezeigt.

Die Fig. 13 und 14 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In Fig. 13 wird eine programmierte Routine für eine Fehlerbewertung in Übereinstimmung mit einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Fig. 14 verdeutlicht dabei, daß bei diesem Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von im wesentlichen parallelen Suchspuren S₁ bis S_n verwendet werden, die innerhalb der Grenzlinie der Gegenstandsfläche in dem Grenzlinienbild liegen. Jede der Suchspuren S_n wird abgetastet und als eine einen Defekt angebende Linie definiert, wenn sie als einen Defekt angebend bewertet worden ist, wie dies anhand des ersten oder des zweiten Ausführungsbeispiels erläutert worden ist. Eine Fehlerbewertung wird bei diesem Ausführungsbeispiel gemacht, indem die Anzahl L aufeinander folgender oder benachbarter Suchspuren bestimmt wird, die jeweils als einen Fehler angebend erkannt worden sind. Die Anzahl L dieser Linien wird mit einem vorgegebenen Schwellenwert TH₃ verglichen, wobei Vorhandensein eines Fehlers angenommen wird, wenn L<TH₃. Die Programmroutine von Fig. 13 beinhaltet gestrichelt die zum Wiedergeben der den Defekt angebenden erforderlichen Schritte eines Fehlerbewertungsprozesses, wie er bei dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Durch Verzicht auf die gestrichelt dargestellten Schritte wird die Routine von Fig. 13 ausgeführt.

Die Fig. 16 bis 18 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel werden dieselben Vorverarbeitungsschritte wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel angewendet, um ein ursprüngliches Grauwertbild zu gewinnen und ein Grenzlinienbild eines Bereichs, der die zu prüfende Oberfläche beinhaltet. Anschließend an die Vorverarbeitung wird eine Prüfzone Z₁ definiert innerhalb der Grenzlinie BL der Gegenstandsfläche in dem Grenzlinienbild I₄, wie es in Fig. 16 gezeigt ist. Auch wird eine Bezugszone Z₂ gesondert innerhalb der Grenzlinie BL definiert. Diese Zonen Z₁ und Z₂ sind geeignet ausgebildet in Übereinstimmung mit einem bekannten Muster oder einer Ausbildung der Gegenstandsfläche, die geprüft werden soll.

Das Bewertungsverfahren nach diesem Ausführungsbeispiel wird so durchgeführt, wie es in Fig. 15 wiedergegeben ist. In einem ersten Schritt wird ein Bezugsgrauwert Gref berechnet, der einem Durchschnitt der Grauwertpegel aller Bildpunkte in dem ursprünglichen Grauwertbild I₁ entsprechend solcher, die in der Bezugszone Z₂ angeordnet sind, entspricht. Sodann wird die Prüfzone Z₁ durch ein Rasterabtasten analysiert, wie dies in Fig. 17 wiedergeben ist, um einen Punkt zu erkennen, wo f₄ (x, y)=1, oder aber der Bildpunkt, an dem die Abtastlinie erstmalig die Grenzlinie E_X erreicht. Der Bildpunkt, der als erster als die Grenzlinie angebend erkannt wird, wird als ein Ausgangsprüfpunkt F₀ bezeichnet, dessen Koordinaten als (x₀, y₀) angegeben werden können. Weiter wird den Bildpunkten, die die Grenzlinie bilden, gefolgt. Diese definieren mit dem Ausgangsprüfpunkt eine Reihe von Prüfpunkten F₀ bis F_i, die entlang der Grenzlinie verlaufen.

Unter Bezug auf die so definierten Reihen von Prüfpunkten wird die Analyse zunächst bezüglich des Ausgangsprüfpunkts F₀ (x₀, y₀) und nachfolgend auf die benachbarten Bildpunkte F_n (x_n, y_n), die im Uhrzeigersinn angeordnet sind, durchgeführt, wie dies in Fig. 18 gezeigt ist.

Die Analyse für einen gegebenen Prüfpunkt F_i (x_i, y_i), wobei i eine ganze Zahl ist, weist die folgenden Schritte auf. Zunächst wird ein gestrichelter Gradientenwert f₃ (x_i, y_i) von dem Bild I₃ in dem Speicher 53 entsprechend einem gegebenen Prüfpunkt F_i (x_i, y_i) abgeleitet. Basieren auf dem gerichteten Gradientenwert f₃ (x_i, y_i) wird eine Zone M definiert, um die Bildpunkte zu definieren, die in einer Richtung senkrecht zu der Richtung angeordnet sind, die durch den Richtungswert (in Fig. 18 durch einen Pfeil in einem Kreis angegeben) bestimmt wird. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Bildpunkte, die die Zone M definieren, symmetrisch an gegenüberliegenden Seiten des Prüfpunktes F_i (x_i, y_i) angeordnet. Diese Bildpunkte werden durch die jeweiligen Koordinaten von (x_i+m, y_i+m), (x_i+n, y_i+n), (x_i-n, y_i-n) und (x_i-m, y_i-m) ausgedrückt.

Die Erkennung eines Fehlers erfolgt dann wie in den eben erläuterten Ausführungsbeispielen.

Claims

1. Verfahren zur optischen Prüfung einer Oberfläche auf einen Fehler mit den Schritten:

- Beleuchten der Oberfläche des Gegenstandes,
- Abtasten des Bildes des Gegenstandes,
- Ermitteln der Grauwerte des Bildes,
- Bestimmen der Gradienten der Grauwerte einander benachbarter Bildpunkte, und
- Ermitteln einer durch das Grauwertbild verlaufenden Grenzlinie anhand des Gradientenbildes,

gekennzeichnet durch

- Definieren eines Punktes der Grenzlinie als Prüfpunkt,
- Definieren einer sich beidseits der Grenzlinie zum Prüfpunkt symmetrisch erstreckenden Prüfzone, und
- Prüfen einer Differenz der Grauwerte der Bildpunkte der Prüfzone beidseits des Prüfpunkts auf das Überschreiten eines Schwellenwerts.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Prüfpunkte sind, auf denen eine Suchspur die Grenzlinie schneidet, und
- die Prüfzone durch Punkte der Suchspur gebildet wird.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfpunkte einander benachbarte Punkte der Grenzlinie sind.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

- Ermitteln der Summe der Beträge der Differenzen der Grauwerte der zum Prüfpunkt symmetrischen Paare von Bildpunkten, und
- Vergleichen des Summenwertes mit dem Schwellenwert.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

- Ermitteln der Anzahl der Prüfpunkte, bei denen der Summenwert den Schwellenwert übersteigt, und
- Vergleichen dieser Anzahl mit einer Bezugszahl.