JP2825392B2 - プリント配線板における画像パターンの検査方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プリント配線板の配
線パターンの検査に用いる、画像パターンの検査方法及
びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板の配線パターンの欠陥検
査などに利用される画像パターンの検査方法の１つとし
て、比較法（パターンマッチング法）がある。この比較
法は、基準とすべき対象物の画像パターン（基準画像パ
ターン）と検査すべき対象物の画像パターン（検査画像
パターン）とを重ね合わせて比較し、差異の部分を欠陥
と判定する方法である。

【０００３】比較法による画像パターンの検査方法で
は、基準画像パターンを得るのに、欠陥のないパターン
を有する対象物、例えばプリント配線板を用意して、そ
の配線パターンを読み取って基準画像パターンとする方
法と、例えば配線パターンの設計を目的としてコンピュ
ータによる作画システム（ＣＡＤ）を用いて作成された
設計データから基準パターンを得る方法とがある。

【０００４】図１８は通常のＣＡＤで作成されたプリン
ト配線板の配線パターンに関する設計データの一例を示
す平面図である。図１８（ａ）は、基準線（例えばプリ
ント配線板の一辺）の方向Ｓに対して平行若しくは垂直
な配線パターンの例であり、図１８（ｂ）は、基準線の
方向Ｓに対して４５度の角度をなす配線パターンの例で
ある。デジタル回路のプリント配線板では、基準線の方
向Ｓに対して、図１８に示すように平行、垂直、又は４
５度の角度をなす配線パターンが一般的である。図１８
に例を示すように、通常のＣＡＤで作成されたプリント
配線板の配線パターンに関する設計データでは、配線パ
ターンの角部（コーナー部）は先鋭であり丸みを有して
いない。

【０００５】図１９は図１８に図示する設計データを変
換して得られる基準画像パターンを示す平面図である。
画像パターンは２値化されており、配線パターンが存在
する領域では、例えば値”１”を有し、そうでない領域
では値”０”を有する。設計データを画素毎に基準画像
パターンに変換するときの主走査方向ＰＳ及び副走査方
向ＶＳは、それぞれ基準線の方向Ｓに垂直及び平行であ
る。従って、画像パターンの配列要素である画素は、基
準線の方向Ｓに平行な方向及び垂直な方向に互いに最近
接して配列されている。図１９に描かれる線は、値”
１”を有する画素の領域と値”０”を有する画素の領域
との境界を図示する。これらの点は、本明細書中で以下
において引用する画像パターンに関する図については全
て同様である。図１９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図１
８（ａ）、（ｂ）に対応する。設計データを変換して得
た基準画像パターンでは、図１９に示すように、図１８
に示す設計データにおけると同様に、配線パターンのコ
ーナー部は先鋭であり丸みを有していない。

【０００６】図２０は、図１８に示す設計データに基づ
いて製造されるプリント配線板の配線パターンを読み取
って得られる、検査画像パターンの例を示す平面図であ
る。配線パターンを画素毎に読み取って検査画像パター
ンを得るときの主走査方向ＰＳ及び副走査方向ＶＳは、
それぞれプリント配線板の基準線の方向Ｓに垂直及び平
行である。従って、図１９におけると同様に画素は基準
線の方向Ｓに平行な方向及び垂直な方向に互いに最近接
して配列されている。製造されたプリント配線板が有す
る配線パターンは、その製造工程においてエッチング処
理されるために、そのコーナー部は丸みを帯びており、
このために検査画像パターンも、図２０に示すようにコ
ーナー部に丸みを有する。

【０００７】基準画像パターンと検査画像パターンを比
較して検査すると、両画像間の配線パターンのコーナー
部に現れる上記のような差異が、欠陥として検出される
ことがある。このコーナー部の差異は本来欠陥とみなす
べきではなく、欠陥であると誤判断することは検査の信
頼性を低めると同時に、所定時間内での処理量（スルー
プット）の低減をもたらすものである。

【０００８】この問題に対処するために従来は、基準画
像パターンにおける直角部分の検出を行い検出された箇
所について基準画像パターンの補正を行う方法、或は空
間フィルタを利用して基準画像パターンの補正を行う方
法（例えば、特開昭６０−６０５０４、特開昭６０−１
１３１０２など）が行われている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前者の直角部分の検出
を行い、検出された箇所について基準画像パターンの補
正を行う方法では、検出された部分のみが補正されるの
で基準画像パターン全体に渡って十分な補正ができない
という問題点がある。後者の空間フィルタを利用して基
準画像パターンの補正を行う方法では、空間フィルタの
重み付けを決定するのが困難であると同時にその方法を
実現するための装置のハードウェアの構成が膨大となる
という欠点を有している。

【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、膨大なハードウェアの構成を必
要としないで、基準画像パターン全体に渡って十分な補
正ができ、検査における誤判断を防止し、検査の信頼性
を高めると同時に、スループットを向上させ得る、画像
パターンの検査技術を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、プリント配
線板上における画像パターンの検査方法および装置を対
象としている。 そして、この発明に係る請求項１に記載
の画像パターンの検査方法は、プリント配線板上におけ
るそれぞれがマトリクス状の画素配列上で表現された検
査対象画像パターンと基準画像パターンとを比較して、
前記検査対象画像パターンの欠陥の検出を行う画像パタ
ーンの検査方法であって、（ａ）前記基準画像パターン
に、４連結拡大、８連結拡大、４連結縮小、及び８連結
縮小の各単位操作を所定の順列に従って順次実行する工
程と、（ｂ）前記検査対象画像パターンを前記工程
（ａ）の結果得られる前記基準画像パターンと比較して
欠陥の検出を行う工程と、を備えたものである。

【００１２】この発明に係る請求項２に記載の画像パタ
ーンの検査方法は、請求項１に記載の画像パターンの検
査方法において、前記工程（ａ）が、（ａ−１）前記単
位操作を、下記に掲げる順列（ｑ−１）〜（ｑ−５）の
中の任意の１に従って順次実行する工程、を備えるもの
である。

【００１３】この発明に係る請求項３及び４に記載の画
像パターンの検査装置は、それぞれ請求項１及び２に記
載の画像パターンの検査方法を実施する装置である。

【００１４】ここで、前記順列（ｑ−１）〜（ｑ−５）
は、（ｐ−１−１）８連結拡大、４連結拡大、４連結縮
小、及び８連結縮小の順列、（ｐ−１−２）４連結拡
大、８連結拡大、８連結縮小、及び４連結縮小の順列、
（ｐ−１−３）８連結拡大、４連結拡大、８連結縮小、
及び４連結縮小の順列、（ｐ−１−４）４連結拡大、８
連結拡大、４連結縮小、及び８連結縮小の順列、（ｐ−
１−５）８連結拡大、８連結縮小、４連結拡大、及び４
連結縮小の順列、（ｐ−１−６）４連結拡大、４連結縮
小、８連結拡大、及び８連結縮小の順列、（ｐ−２−
１）８連結縮小、４連結縮小、４連結拡大、及び８連結
拡大の順列、（ｐ−２−２）４連結縮小、８連結縮小、
８連結拡大、及び４連結拡大の順列、（ｐ−２−３）８
連結縮小、４連結縮小、８連結拡大、及び４連結拡大の
順列、（ｐ−２−４）４連結縮小、８連結縮小、４連結
拡大、及び８連結拡大の順列、（ｐ−２−５）８連結縮
小、８連結拡大、４連結縮小、及び４連結拡大の順列、
（ｐ−２−６）４連結縮小、４連結拡大、８連結縮小、
及び８連結拡大の順列、（ｐ−３−１）８連結拡大、８
連結縮小、４連結縮小、及び４連結拡大の順列、（ｐ−
３−２）４連結縮小、４連結拡大、８連結拡大、及び８
連結縮小の順列、（ｐ−３−３）４連結縮小、８連結拡
大、４連結拡大、及び８連結縮小の順列、（ｐ−３−
４）８連結拡大、４連結縮小、８連結縮小、及び４連結
拡大の順列、（ｐ−３−５）８連結拡大、４連結縮小、
４連結拡大、及び８連結縮小の順列、（ｐ−３−６）４
連結縮小、８連結拡大、８連結縮小、及び４連結拡大の
順列、（ｐ−４−１）８連結縮小、８連結拡大、４連結
拡大、及び４連結縮小の順列、（ｐ−４−２）４連結拡
大、４連結縮小、８連結縮小、及び８連結拡大の順列、
（ｐ−４−３）４連結拡大、８連結縮小、４連結縮小、
及び８連結拡大の順列、（ｐ−４−４）８連結縮小、４
連結拡大、８連結拡大、及び４連結縮小の順列、（ｐ−
４−５）８連結縮小、４連結拡大、４連結縮小、及び８
連結拡大の順列、及び（ｐ−４−６）４連結拡大、８連
結縮小、８連結拡大、及び４連結縮小の順列、におい
て、（ｑ−１）前記各単位操作を、少なくとも１である
第１の所定数ずつ反復して、前記順列（ｐ−１−１）〜
（ｐ−１−６）の中の任意の１の後に前記順列（ｐ−２
−１）〜（ｐ−２−６）の中の任意の１を縦続した順列
に従って並べて成る順列、（ｑ−２）前記各単位操作
を、少なくとも１である第２の所定数ずつ反復して、前
記順列（ｐ−２−１）〜（ｐ−２−６）の中の任意の１
の後に前記順列（ｐ−１−１）〜（ｐ−１−６）の中の
任意の１を縦続した順列に従って並べて成る順列、（ｑ
−３）前記各単位操作を、少なくとも１である第３の所
定数ずつ反復して、前記順列（ｐ−３−１）〜（ｐ−３
−６）の中の任意の１の後に前記順列（ｐ−４−１）〜
（ｐ−４−６）の中の任意の１を縦続した順列に従って
並べて成る順列、（ｑ−４）前記各単位操作を、少なく
とも１である第４の所定数ずつ反復して、前記順列（ｐ
−４−１）〜（ｐ−４−６）の中の任意の１の後に前記
順列（ｐ−３−１）〜（ｐ−３−６）の中の任意の１を
縦続した順列に従って並べて成る順列、及び（ｑ−５）
前記順列（ｑ−１）〜（ｑ−４）の中から重複を許して
任意に選択して並べて得られる順列であって、前記所定
数が前記任意に選択された順列（ｑ−１）〜（ｑ−４）
の各々の間で前記重複した順列の間をも含めて同一であ
ることを要しない順列、である。

【００１５】

【作用】この発明における画像パターンの検査方法及び
その装置では、基準画像パターンに、４連結拡大、８連
結拡大、４連結縮小、及び８連結縮小の各単位操作を所
定の順列に従って順次実行するので、ＣＡＤで作成され
た設計データを変換して得た基準画像パターンのコーナ
ー部に丸みを付与することができる（請求項１〜４）。

【００１６】この発明における画像パターンの検査方法
及びその装置では、更に前記各単位操作を、上述の工程
（ａ−１）に述べられる順序で実行するので、ＣＡＤで
作成された設計データを変換して得た基準画像パターン
のコーナー部に、所定の程度の丸みが付与される（請求
項２、４）。

【００１７】

【実施例】

［１．画像パターンの検査装置全体の概略構成］図２
は、この発明の実施例による画像パターンの検査装置の
全体構成を示すブロック図である。ステージ１の上に
は、検査すべき配線パターンを有するプリント配線板２
を載置する。ステージ１は載置物を副走査方向ＶＳに水
平に移動させる機構（図示しない）を備えており、ステ
ージ１の上方に設けられた読取装置３は、プリント配線
板２が副走査方向ＶＳに移動する間に、プリント配線板
２の配線パターンを主走査方向ＰＳに並んだ画素毎に光
学的に読み取る。読取装置３は照明装置例えばＬＥＤと
受光装置例えばＣＣＤとによって構成され、例えば本出
願人による特願平２−１４２８８９号において、これに
該当する技術が開示されている。読取装置３は配線パタ
ーンをアナログ電気信号として２値化回路４へ出力す
る。

【００１８】２値化回路４は読取装置３からのアナログ
電気信号をデジタル電気信号に変換した上で、所定の閾
値を用いてデジタル信号を２値化し、検査すべき配線パ
ターンの２値化画像データ（オブジェクトデータＯＳ）
を出力する。オブジェクトデータＯＳにおいては例え
ば、配線パターンが存在する領域の画素は値”１”をと
り、そうでない領域の画素は”０”をとる。出力された
オブジェクトデータＯＳは、比較欠陥検出回路５へ入力
される。

【００１９】ＣＡＤデータ入力部６は、ＣＡＤを用いて
作成された、検査すべきプリント配線板２の配線パター
ンに関する設計データを入力し、入力された設計データ
を変換して基準とすべき配線パターンの２値化画像デー
タ（リファレンスデータＲＳ）を作成する装置である。
リファレンスデータＲＳにおいて、配線パターンが存在
する領域における画素は、例えば値”１”を有し、そう
でない領域における画素は値”０”を有する。ＣＡＤデ
ータ入力部６は、作成したリファレンスデータＲＳをリ
ファレンスデータ記憶回路７へ出力する。

【００２０】リファレンスデータ記憶回路７は入力され
たリファレンスデータＲＳを記憶する装置である。リフ
ァレンスデータ記憶回路７に記憶されるリファレンスデ
ータＲＳは、プリント配線板２の検査を実行するときに
補正回路８へ出力される。補正回路８は、リファレンス
データＲＳにおいて、配線パターンのコーナー部に丸み
を付加すべく補正を行い、補正後のデータ（補正リファ
レンスデータＭＳ）を比較欠陥検出回路５へ出力する。
補正リファレンスデータＭＳは、オブジェクトデータＯ
Ｓが比較欠陥検出回路５へ入力されるのに同期して比較
欠陥検出回路５へ入力される。すなわち、プリント配線
板２上の位置が互いに同一であり、相互に比較されるべ
きオブジェクトデータＯＳの画素と補正リファレンスデ
ータＭＳの画素とが、時期を同じくして比較欠陥検出回
路５に入力される。

【００２１】比較欠陥検出回路５は、入力されるオブジ
ェクトデータＯＳと補正リファレンスデータＭＳの間の
比較を行い、両者の間に許容範囲以上の差異を有する部
分があれば、その部分を欠陥と判断し、その欠陥部分の
座標値を記憶する。例えば、比較欠陥検出回路５は、ま
ず入力されるオブジェクトデータＯＳと補正リファレン
スデータＭＳとの間で、互いに同一位置にある画素毎に
排他的論理和を演算し、演算結果である差分データを作
成する。差分データは、オブジェクトデータＯＳと補正
リファレンスデータＭＳの間の不一致部分に相当する画
素において”１”をとり、一致部分に相当する画素にお
いて”０”をとる。

【００２２】比較欠陥検出回路５は更に、所定の広さを
有する互いに隣合う画素の集まりである画素オペレータ
（例えば、３ｘ３画素の広さのオペレータ）を用いて、
オブジェクトデータＯＳにおける欠陥の有無とその位置
を判定する。すなわち、差分データを所定の広さ（例え
ば２０ｘ２０画素の広さ）の区画（評価区画）に分割
し、各評価区画において、”１”を有する画素の領域の
中で前記画素オペレータを包含し得る部分が１箇所でも
あれば、その評価区画は欠陥を有すると判定し、逆に１
箇所もなければその評価区画は欠陥を有しないと判定す
る。欠陥部分の座標値、すなわち欠陥が存在すると判定
された評価区画の座標値は、比較欠陥検出回路５に記憶
される。

【００２３】ＣＰＵ９は、マイクロプロセッサ（ＭＰ
Ｕ）、入出力インタフェイス、記憶回路などを有した電
子回路であり、記憶回路に格納されるプログラムに従っ
てＭＰＵが動作する。ＣＰＵ９は、比較欠陥検出回路５
に記憶される欠陥部分の座標値を読み出し、更に表示装
置であるＣＲＴ１０に信号を送出することにより、ＣＲ
Ｔ１０の画面上に配線パターンの図形を表示させ、この
図形に重ねる形で前記座標値に対応する位置を目印とな
る記号をもって表示させる。その結果、視覚により欠陥
部分の位置を容易に認識することができる。更に、ＣＰ
Ｕ９は欠陥部分の座標値とともに所定の信号を、欠陥確
認装置１１、欠陥品除去装置１２、及び欠陥位置マーキ
ング装置１３へ入力する。

【００２４】欠陥確認装置１１は、表示装置としてのＣ
ＲＴを有しており、このＣＲＴの画面にオブジェクトデ
ータＯＳの欠陥部分を拡大して表示する。欠陥品除去装
置１２は、配線パターンに欠陥が有ると判定されたプリ
ント配線板２を不良品を載置するトレイ（不良品トレ
イ）に搬送する装置である。欠陥位置マーキング装置１
３は、プリント配線板２又はプリント配線板２に重ね得
るチェックシートの前記欠陥部分に相当する位置に所定
の目印を施す装置である。これらの欠陥確認装置１１、
欠陥品除去装置１２、及び欠陥位置マーキング装置１３
は、必要に応じて設けられる。ＣＰＵ９と接続されてい
るキーボード１４を操作することにより、上述したＣＰ
Ｕ９の複数種類の動作から１を選択し、開始させ、及び
中断させることができる。

【００２５】ステージ駆動系１５は、制御系１６からの
信号によりステージ１を副走査方向ＶＳに駆動するアク
チュエータを備える。更に制御系１６は、ＣＰＵ９が送
信する制御信号に基づいて、ステージ駆動系１５へ出力
する信号を制御する。

【００２６】図２には、補正回路８をリファレンスデー
タ記憶回路７と比較欠陥検出回路５の間に接続した例を
示しているが、補正回路８はＣＡＤデータ入力部６とリ
ファレンスデータ記憶回路７の間に接続してもよい。こ
の場合には、ＣＡＤデータ入力部６から補正回路８へリ
ファレンスデータＲＳが送出され、補正回路８からリフ
ァレンスデータ記憶回路７へ補正リファレンスデータＭ
Ｓが送出され、そしてリファレンスデータ記憶回路７は
補正リファレンスデータＭＳを記憶し、ＣＰＵ９の指示
により補正リファレンスデータＭＳをオブジェクトデー
タＯＳと同期して比較欠陥検出回路５へ入力する。

【００２７】［２．補正回路の動作の背景となる原理］
２値化された画像で表現されたパターンを拡大、縮小す
る方法として、４連結拡大及び縮小、並びに８連結拡大
及び縮小が知られている。図３及び図４は、それぞれ４
連結拡大、及び８連結拡大の要領を図示する説明図であ
る。図３及び図４において最小単位の四角形のおのおの
が１画素を表現している。以下の図において、２本の矢
印は主走査方向ＰＳ及び副走査方向ＶＳを表現してい
る。それ故、画素はこれらの２方向に互いに最隣接して
配列している。

【００２８】４連結拡大は特定の値、例えば値”１”を
有する画素について、図３に示すように主走査方向ＰＳ
及び副走査方向ＶＳに隣接する４画素への拡大を施す方
法、すなわちこれら４画素の値を同一の値”１”とする
方法である。８連結拡大は、例えば値”１”を有する画
素について、図４に示すように隣接する８画素への拡大
を施す方法、すなわち隣接する８画素の値を同一の値”
１”とする方法である。２値化画像の各画素の有する値
を反転する、すなわち値”０”を有する画素は値を”
１”に換え、値”１”を有する画素は値を”０”に換え
た上で、上述の４連結拡大、及び８連結拡大を行う方法
が、４連結縮小及び８連結縮小である。

【００２９】図５及び図６は、１個の孤立した画素（近
傍に同一の値を有する画素がない画素）について、それ
ぞれ４連結拡大及び８連結拡大を３回まで反復して行っ
たときの、拡大の様子を図示する説明図である。図５及
び図６において、最小単位の四角形が１画素を表現して
いる。図５、６から明らかなように、４連結拡大、８連
結拡大ともに、どの方向にも均等な拡大率をもって拡大
することは不可能である。４連結拡大を反復すると、主
走査方向ＰＳ及び副走査方向ＶＳの２方向への拡大より
も、これらの２方向に４５度の角度をなす別の２方向へ
の拡大が遅れる。逆に８連結拡大を反復すると、主走査
方向ＰＳ及び副走査方向ＶＳの２方向への拡大よりも、
これらの２方向に４５度の角度をなす別の２方向への拡
大が速まる。それらの方向への幾何学的距離の拡大率の
比は略２の平方根に相当する。４連結縮小、８連結縮小
についても、同様に主走査方向ＰＳ及び副走査方向ＶＳ
の２方向の縮小が、４連結縮小ではより遅く、８連結縮
小ではより早く現れる。

【００３０】［３．補正回路８の動作］補正回路８は、
方向に依存した幾何学的距離の不均等な拡大・縮小が行
われることを利用して、４連結拡大・縮小、８連結拡大
・縮小の操作を適宜の順列に沿って実行することによ
り、配線パターンのコーナー部の補正を行う。

【００３１】＜順列の一例＞図７〜図１０の（ａ）、
（ｂ）は、２値化画像パターンの平面図であり、それぞ
れ図１８（ａ）、（ｂ）に図示するプリント配線板２の
配線パターンに関する設計データに対応している。これ
らの図は、設計データをＣＡＤデータ入力部６で変換し
て得たリファレンスデータＲＳに対して、補正回路８に
おいて拡大、縮小の操作の順列の一例を実行したときの
画像パターンの変化を順を追って図示するものである。
これらの図において、画素が相互に最近接して配列する
２方向の１である副走査方向ＶＳは、図１８における基
準線の方向Ｓに一致する。図中の実線は補正を実行する
前の配線パターンを表現し、点線は各段階における補正
を実行した後のパターンを表現する。

【００３２】この例におけるコーナー部の補正の方法で
は、まず８連結拡大を２回行った後、４連結縮小を２回
実行する。その結果、図７において実線で示される実行
前のパターンは、点線で示される実行後のパターンに変
換される。すなわち、図７（ａ）のパターンでは、その
外角が９０度であるコーナー部Ｃ１において画素が付加
され、図７（ｂ）のパターンでは、内角が９０度である
コーナー部（外角が９０度であるコーナー部Ｃ２以外の
コーナー部）を除く部分が拡大された形状となる。

【００３３】つづいて第２に、４連結拡大を２回行った
後、８連結縮小を２回実行する。その結果、図８の点線
で示されるパターンに変換される。すなわち、図８
（ａ）のパターンでは、図７（ａ）においてコーナー部
Ｃ１に付加された画素は消滅し、代わりに内角が９０度
であるコーナー部（コーナー部Ｃ１以外のコーナー部）
において画素が削除される。図８（ｂ）のパターンで
は、コーナー部Ｃ２において画素が付加される。

【００３４】つづいて第３に、４連結拡大を２回行った
後、８連結縮小を２回実行する。その結果、図９の点線
で示されるパターンに変換される。すなわち、図９
（ａ）のパターンでは、内角が９０度であるコーナー部
において画素が更に削除される。図９（ｂ）のパターン
では、コーナー部Ｃ２以外の部分において縮小された形
状となる。

【００３５】つづいて第４に、８連結拡大を２回行った
後、４連結縮小を２回実行する。その結果、図１０の点
線で示されるパターンに変換される。すなわち、図１０
（ａ）のパターンでは、図９（ａ）において画素が過度
に削除された内角が９０度であるコーナー部において画
素が付加され、外角が９０度であるコーナー部Ｃ１にお
いても画素が付加される。その結果、図１０（ａ）のパ
ターンでは、初期のパターンに対して、外角が９０度で
あるコーナー部Ｃ１において画素が付加され、内角が９
０度であるコーナー部において画素が削除された形状と
なる。図１０（ｂ）のパターンにおいても同様に初期の
パターンに対して、外角が９０度であるコーナー部Ｃ２
において画素が付加され、内角が９０度であるコーナー
部において画素が削除された形状となる。すなわち、こ
れら一連の操作の結果、配線パターンはそのコーナー部
において、丸みを有した形状に補正される。

【００３６】＜一般的な順列＞配線パターンにおいてコ
ーナー部に丸みを付与する補正を行う上で適切な、４連
結拡大、８連結拡大、４連結縮小、及び８連結縮小を実
行する順列について述べる。表１は拡大、縮小操作の順
列を列挙した一覧表である。表中の４拡、８拡、４縮、
及び８縮の記号は、それぞれ、４連結拡大、８連結拡
大、４連結縮小、及び８連結縮小の各単位操作の略記で
ある。表中の操作の各順列は、左端に記される単位操作
から右端に記される単位操作までの４単位操作を順に実
行することを意味する。

【００３７】

【表１】

【００３８】４連結拡大、８連結拡大、４連結縮小、及
び８連結縮小の４単位操作（以下において、それぞれ４
拡、８拡、４縮、及び８縮と略記する）を順に１ずつ実
行する順列は２４通り存在する。これらの順列に沿った
操作の結果として得られるパターンの変換は４通り存在
する。すなわち、前記２４通りの操作の順列は、同一の
効果をもたらすもの同士を１つの群に分類すると、４つ
の群Ｐ１〜Ｐ４に分類することができる。表１には、こ
れら４つの群Ｐ１〜Ｐ４に属する操作の順列を列挙して
いる。各群Ｐ１〜Ｐ４のいずれにも、表１において１〜
６の番号を付した６通りの操作の順列が属する。

【００３９】図１１〜図１４の（ａ）、（ｂ）は、２値
化画像パターンの平面図であり、それぞれ図１８
（ａ）、（ｂ）に図示するプリント配線板２の配線パタ
ーンに関する設計データに対応している。これらの図
は、設計データをＣＡＤデータ入力部６で変換して得た
リファレンスデータＲＳに対して、表１に示す拡大、縮
小操作の順列に沿って各単位操作を２回ずつ実行したと
きの画像パターンの変化を図示するものである。これら
の図においても図７〜１０におけると同様に、画素が相
互に最近接して配列する２方向の１である副走査方向Ｖ
Ｓは、図１８における基準線の方向Ｓに一致し、図中の
実線は所定の順列の拡大、縮小操作を実行する前の配線
パターンを表現し、点線は実行した後のパターンを表現
する。図１１〜図１４は、表１に示す群Ｐ１〜Ｐ４それ
ぞれに対応する。すなわち、図１１は群Ｐ１の６通りの
順列の１に沿って、各単位操作を２回ずつ実行したとき
の画像パターンの変化を図示するものであり、以下図１
２〜図１４も同様である。

【００４０】図１１に示すように、群Ｐ１に属する操作
の順列を実行すると、（ａ）、（ｂ）両配線パターンと
もに、コーナー部Ｃ１、Ｃ２に画素が付加される。群Ｐ
２に属する操作の順列を実行すると、図１２に示すよう
に、（ａ）、（ｂ）両配線パターンともに、コーナー部
Ｃ１、Ｃ２以外のコーナー部の画素が削除される。群Ｐ
３に属する操作の順列を実行すると、図１３に示すよう
に、（ａ）に示される配線パターンでは、コーナー部Ｃ
１以外のコーナー部の画素が削除され、（ｂ）に示され
る配線パターンは、コーナー部Ｃ２に画素が付加され
る。図１４に示すように、（ａ）に示される配線パター
ンでは、コーナー部Ｃ１に画素が付加され、（ｂ）に示
される配線パターンでは、コーナー部Ｃ２以外のコーナ
ー部の画素が削除される。したがって、群Ｐ１に属する
操作の順列の任意の１と群Ｐ２に属する操作の順列の任
意の１とを組合せて実行するか、或は群Ｐ３に属する操
作の順列の任意の１と群Ｐ４に属する操作の順列の任意
の１とを組合せて実行することにより、配線パターンの
全てのコーナー部に丸みを付加することができる。

【００４１】群Ｐ１の１につづいて群Ｐ２の１を実行す
る操作の順列は、 ６ｘ６＝３６通り 存在し、群Ｐ２の１につづいて群Ｐ１の１を実行する操
作の順列は同様に、 ６ｘ６＝３６通り 存在し、群Ｐ３の１につづいて群Ｐ４の１を実行する操
作の順列は同様に、 ６ｘ６＝３６通り 存在し、群Ｐ４の１につづいて群Ｐ３の１を実行する操
作の順列は同様に、 ６ｘ６＝３６通り 存在する。従って、配線パターンの全てのコーナー部に
丸みを付加することができる操作の順列は、 ３６ｘ４＝１４４通り 存在する。

【００４２】但し、これらの操作の順列の中には、４拡
と８拡をつづけて実行する順列、或は４縮と８縮をつづ
けて実行する順列が含まれている。これらの拡大又は縮
小操作をつづけて実行する順列は、配線パターンの幅の
大きさによっては、これを実行する中途において、配線
パターンが消滅する、或は隣接する配線パターンと一体
となるなどの弊害を伴うことがあり、上記１４４通りの
中でこれらを除いた順列が特に優れている。

【００４３】図１１〜図１４は各単位操作を２回ずつ実
行した場合の配線パターンの変換の様子を示したもので
ある。一般には、各単位操作をＮ回ずつ実行することに
より、配線パターンのコーナー部に丸みを加える補正を
実現し得る。ここで、Ｎは自然数、すなわち１またはそ
れ以上の整数である。

【００４４】更に、上記１４４通りの中から重複を許し
て複数を組み合わせて実行してもよい。そのときに、各
単位操作を反復する回数Ｎは、一般には上記１４４通り
の中の各１の中でのみ一定であればよく、更に重複した
組合せの間でも異なっていてよい。例えば、各単位操作
を２回ずつ反復しつつ、群Ｐ１の１につづいて群Ｐ２の
１を実行し、その後で各単位操作を１回のみ実行しつ
つ、群Ｐ４の１につづいて群Ｐ３の１を実行し、さらに
つづいて各単位操作を３回ずつ反復しつつ、群Ｐ１の中
の先に実行した１につづいて群Ｐ２の中の先に実行した
１を実行してもよい。

【００４５】図１１〜図１４に例を示すように、単位操
作を上記１４４通りの順列で実行する場合には、どのコ
ーナー部も一様な程度に丸みが付加される。更に、上記
１４４通りの中から複数を組み合わせて実行した場合に
おいても同様である。

【００４６】なお、図７〜図１０に順を追って示した操
作の順列は、表１に示す群Ｐ３に属する第５番目の順列
に群Ｐ４に属する第６番目の順列を後続させる操作に対
応する。

【００４７】［４．補正回路の構成］ ＜全体構成＞図１は、１実施例による補正回路８の概略
構成を示すブロック図でる。図１に示す回路構成は、表
１に示す群Ｐ３に属する第５番目の順列に群Ｐ４に属す
る第６番目の順列を後続させる操作において、各単位操
作をＮ回反復して実現するものである。８連結拡大ブロ
ックを直列にＮ段接続してなるＮ段８連結拡大ブロック
ＥＮ８は、２値化画像データにおける所定の値、例え
ば”１”を有する画素に対して８連結拡大処理をＮ回反
復して実行する機能を有する。同じく、４連結拡大ブロ
ックを直列にＮ段接続してなるＮ段４連結拡大ブロック
ＥＮ４は、２値化画像データにおける所定の値、例え
ば”１”を有する画素に対して４連結拡大処理をＮ回反
復して実行する機能を有する。Ｎ段４連結拡大ブロック
ＥＮ４、或はＮ段８連結拡大ブロックＥＮ８の入力側
に、インバータＩ１を介挿することによりなる、インバ
ータＩ１とＮ段４連結拡大ブロックＥＮ４、或はインバ
ータＩ１とＮ段８連結拡大ブロックＥＮ８との縦続接続
回路は、所定の値、例えば”１”を有する画素に対し
て、それぞれ４連結縮小、或は８連結縮小を実行する機
能を有する。

【００４８】したがって、Ｎ段８連結拡大ブロックＥＮ
８とＮ段４連結拡大ブロックＥＮ４がインバータＩ１を
間に介して多段に縦続接続されてなる図１の補正回路８
は、入力されたリファレンスデータＲＳに対して、順に
８連結拡大、４連結縮小、４連結拡大、８連結縮小、４
連結拡大、８連結縮小、８連結拡大、及び４連結縮小
を、それぞれＮ回ずつ実行し、補正リファレンスデータ
ＭＳとして出力する。Ｎ段４連結拡大ブロックＥＮ４及
びＮ段８連結拡大ブロックＥＮ８の各々には、ＣＰＵ９
からの選択信号ＳＬが送信され、この選択信号ＳＬに基
づいて選択された段数目の拡大（または縮小）データが
出力される。

【００４９】＜Ｎ段８（４）連結拡大ブロックの構成＞
図１５はＮ段８連結拡大ブロックＥＮ８、又はＮ段４連
結拡大ブロックＥＮ４の内部ブロック図である。Ｎ段８
連結拡大ブロックＥＮ８（又はＮ段４連結拡大ブロック
ＥＮ４）は、Ｎ段に縦続接続された８連結拡大ブロック
Ｅ８（又は４連結拡大ブロックＥ４）と、ＣＰＵ９から
の選択信号ＳＬによって選択される段数目のデータを送
出する選択回路ＳＥＬ１とを有している。８連結拡大ブ
ロックＥ８（又は４連結拡大ブロックＥ４）は、８連結
拡大（又は４連結拡大）を実行する回路ブロックであ
る。８連結拡大ブロックＥ８（又は４連結拡大ブロック
Ｅ４）をＮ段に縦続接続しているために、第１段目に入
力された画像データは、最終段において８連結拡大（又
は４連結拡大）をＮ回反復して操作した画像データに変
換されて出力される。選択回路ＳＥＬ１はＣＰＵ９から
送信される選択信号ＳＬに基づいて、指定された８連結
拡大ブロックＥ８（又は４連結拡大ブロックＥ４）の出
力を選択し、タイミングを調整して送出する。

【００５０】＜８連結拡大ブロックＥ８の構成＞図１６
に８連結拡大ブロックＥ８の内部構成を示す。このブロ
ックＥ８は、２個のラインメモリＬＭ１、ＬＭ２と、９
個のＤフリップフロップＦ１〜Ｆ９と、オアゲートＯＲ
を備える。ＤフリップフロップＦ１〜Ｆ３入力される１
ライン目データは、拡大処理前の画素毎の入力画像デー
タである。この入力画像データをラインメモリＬＭ１に
よって１ライン遅らせたライン目データが、Ｄフリップ
フロップＦ４〜Ｆ６に入力される。さらに、ラインメモ
リＬＭ２によって１ライン遅らせた３ライン目データ
が、ＤフリップフロップＦ７〜Ｆ９に入力される。これ
らのラインメモリ及びＤフリップフロップによって、入
力画像データが２次元的に展開されている。また、クロ
ックパルスＣＰは、ＤフリップフロップＦ１〜Ｆ９を同
期して動作させる。

【００５１】今、ＤフリップフロップＦ１に入力された
ある画素のデータが”１”であったとすると、その他の
ＤフリップフロップＦ２〜Ｆ９における画素のデータ
が”０”であったか”１”であったかに拘らず、オアゲ
ートＯＲは”１”を出力する。

【００５２】次のクロックパルスＣＰに同期して、上記
のある画素のデータ”１”はＤフリップフロップＦ２に
移行する。このときもオアゲートＯＲの出力は”１”で
ある。同様に、上記のある画素のデータ”１”が順次に
ＤフリップフロップＦ３〜Ｆ９へ移行し、この期間内は
オアゲートＯＲの出力が”１”に保持される。すなわ
ち、この８連結拡大ブロックＥ８は、入力されたある画
素のデータが”１”であれば、３画素ずつ３ラインの計
９画素分のデータを”１”とし、結果として図４及び図
６に示すような拡大を行うことになる。

【００５３】図１７は４連結拡大ブロックＥ４の内部構
成であり、２個のラインメモリＬＭ１、ＬＭ２と、７個
のＤフリップフロップＦ１、Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、
Ｆ７、Ｆ８と、オアゲートＯＲを備える。クロックパル
スＣＰは、前記７個のＤフリップフロップを同期して動
作させる。ただし、２個のＤフリップフロップＦ１、Ｆ
７はそれぞれ次段のＤフリップフロップＦ２、Ｆ８の為
の遅延処理を行っている。この４連結拡大ブロックＥ４
の動作は上記８連結拡大ブロックＥ８と同様であり、そ
の詳細な説明を省くが、結果として図３及び図５に示す
拡大を行う。

【００５４】［５．付加的事項］以上の実施例に示され
るこの発明は、プリント配線板２の配線パターンだけで
はなく、半導体ウェハ上の回路パターン、集積回路に組
込まれるリードフレームのパターンなど、２値化された
画像パターンの比較法による欠陥の検査を行う対象物一
般に実施が可能である。

【００５５】

【発明の効果】この発明における画像パターンの検査方
法及びその装置では、ＣＡＤで作成された設計データを
変換して得た基準画像パターンのコーナー部に丸みを付
与するために、基準画像パターンに、４連結拡大、８連
結拡大、４連結縮小、及び８連結縮小の各単位操作を所
定の順列に従って順次実行する。このため、膨大なハー
ドウェアの構成を必要としないで、しかも基準画像パタ
ーン全体に渡って十分な補正ができる効果があり、更に
その結果、検査における誤判断を防止し、検査の信頼性
を高めると同時に、スループットを向上させる効果があ
る（請求項１〜４）。

【００５６】この発明における画像パターンの検査方法
及びその装置では、更に前記各単位操作を、上述の工程
（ａ−１）に述べられる順序で実行することにより、Ｃ
ＡＤで作成された設計データを変換して得た基準画像パ
ターンのコーナー部に、所定の程度の丸みが付与される
ので、基準画像パターン全体に渡って過不足なく同一程
度に十分な補正ができる効果があり、更にその結果、検
査における誤判断をより確実に防止し、検査の信頼性を
一層高めると同時に、スループットを更に向上させる効
果がある（請求項２、４）。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による補正回路の概略構成
を示すブロック図でる。

【図２】この発明の一実施例による画像パターンの検査
装置の全体構成を示すブロック図である。

【図３】４連結拡大の要領を図示する説明図である。

【図４】８連結拡大の要領を図示する説明図である。

【図５】１個の孤立した画素について、４連結拡大を３
回まで反復して行ったときの、拡大の様子を図示する説
明図である。

【図６】１個の孤立した画素について、８連結拡大を３
回まで反復して行ったときの、拡大の様子を図示する説
明図である。

【図７】図１８に図示する配線パターンに関するリファ
レンスデータに対して８連結拡大を２回行った後、４連
結縮小を２回実行したときの画像パターンの変化を図示
する説明図である。

【図８】図７に図示する変換後の画像パターンに更に、
４連結拡大を２回行った後、８連結縮小を２回実行した
ときの画像パターンの変化を図示する説明図である。

【図９】図８に図示する変換後の画像パターンに更に、
４連結拡大を２回行った後、８連結縮小を２回実行した
ときの画像パターンの変化を図示する説明図である。

【図１０】図９に図示する変換後の画像パターンに更
に、８連結拡大を２回行った後、４連結縮小を２回実行
したときの画像パターンの変化を図示する説明図であ
る。

【図１１】群Ｐ１の６通りの順列の１に沿って、各単位
操作を２回ずつ実行したときの画像パターンの変化を図
示する説明図である。

【図１２】群Ｐ２の６通りの順列の１に沿って、各単位
操作を２回ずつ実行したときの画像パターンの変化を図
示する説明図である。

【図１３】群Ｐ３の６通りの順列の１に沿って、各単位
操作を２回ずつ実行したときの画像パターンの変化を図
示する説明図である。

【図１４】群Ｐ４の６通りの順列の１に沿って、各単位
操作を２回ずつ実行したときの画像パターンの変化を図
示する説明図である。

【図１５】Ｎ段８連結拡大ブロック、又はＮ段４連結拡
大ブロックの内部ブロック図である。

【図１６】８連結拡大ブロックの内部ブロック図であ
る。

【図１７】４連結拡大ブロックの内部ブロック図であ
る。

【図１８】通常のＣＡＤで作成されたプリント配線板の
配線パターンに関する設計データの一例を示す平面図で
ある。

【図１９】図１８に図示する設計データを変換して得ら
れる基準画像パターンを示す平面図である。

【図２０】図１８に図示する設計データに基づいて製造
されるプリント配線板の配線パターンを読み取って得ら
れる、検査画像パターンの例を示す平面図である。

【符号の説明】

２ プリント配線板 ５ 比較欠陥検出回路 ８ 補正回路 ＯＳ オブジェクトデータ ＲＳ リファレンスデータ ＭＳ 補正リファレンスデータ ＥＮ４ Ｎ段４連結拡大ブロック ＥＮ８ Ｎ段８連結拡大ブロック Ｅ４ ４連結拡大ブロック Ｅ８ ８連結拡大ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−71377（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−274476（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−251705（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 21/88

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント配線板上においてそれぞれがマ
   トリクス状の画素配列上で表現された検査対象画像パタ
   ーンと基準画像パターンとを比較して、前記検査対象画
   像パターンの欠陥の検出を行う画像パターンの検査方法
   であって、 （ａ）前記基準画像パターンに、４連結拡大、８連結拡
   大、４連結縮小、及び８連結縮小の各単位操作を所定の
   順列に従って順次実行する工程と、 （ｂ）前記検査対象画像パターンを前記工程（ａ）の結
   果得られる前記基準画像パターンと比較して欠陥の検出
   を行う工程と、 を備えた、プリント配線板における画像パターンの検査
   方法。
2. 【請求項２】 前記工程（ａ）が、 （ａ−１）前記単位操作を、下記に掲げる順列（ｑ−
   １）〜（ｑ−５）の中の任意の１に従って順次実行する
   工程、 を備える請求項１に記載のプリント配線板における画像
   パターンの検査方法。ここで、前記順列（ｑ−１）〜
   （ｑ−５）は、 （ｐ−１−１）８連結拡大、４連結拡大、４連結縮小、
   及び８連結縮小の順列、 （ｐ−１−２）４連結拡大、８連結拡大、８連結縮小、
   及び４連結縮小の順列、 （ｐ−１−３）８連結拡大、４連結拡大、８連結縮小、
   及び４連結縮小の順列、 （ｐ−１−４）４連結拡大、８連結拡大、４連結縮小、
   及び８連結縮小の順列、 （ｐ−１−５）８連結拡大、８連結縮小、４連結拡大、
   及び４連結縮小の順列、 （ｐ−１−６）４連結拡大、４連結縮小、８連結拡大、
   及び８連結縮小の順列、 （ｐ−２−１）８連結縮小、４連結縮小、４連結拡大、
   及び８連結拡大の順列、 （ｐ−２−２）４連結縮小、８連結縮小、８連結拡大、
   及び４連結拡大の順列、 （ｐ−２−３）８連結縮小、４連結縮小、８連結拡大、
   及び４連結拡大の順列、 （ｐ−２−４）４連結縮小、８連結縮小、４連結拡大、
   及び８連結拡大の順列、 （ｐ−２−５）８連結縮小、８連結拡大、４連結縮小、
   及び４連結拡大の順列、 （ｐ−２−６）４連結縮小、４連結拡大、８連結縮小、
   及び８連結拡大の順列、 （ｐ−３−１）８連結拡大、８連結縮小、４連結縮小、
   及び４連結拡大の順列、 （ｐ−３−２）４連結縮小、４連結拡大、８連結拡大、
   及び８連結縮小の順列、 （ｐ−３−３）４連結縮小、８連結拡大、４連結拡大、
   及び８連結縮小の順列、 （ｐ−３−４）８連結拡大、４連結縮小、８連結縮小、
   及び４連結拡大の順列、 （ｐ−３−５）８連結拡大、４連結縮小、４連結拡大、
   及び８連結縮小の順列、 （ｐ−３−６）４連結縮小、８連結拡大、８連結縮小、
   及び４連結拡大の順列、 （ｐ−４−１）８連結縮小、８連結拡大、４連結拡大、
   及び４連結縮小の順列、 （ｐ−４−２）４連結拡大、４連結縮小、８連結縮小、
   及び８連結拡大の順列、 （ｐ−４−３）４連結拡大、８連結縮小、４連結縮小、
   及び８連結拡大の順列、 （ｐ−４−４）８連結縮小、４連結拡大、８連結拡大、
   及び４連結縮小の順列、 （ｐ−４−５）８連結縮小、４連結拡大、４連結縮小、
   及び８連結拡大の順列、及び （ｐ−４−６）４連結拡大、８連結縮小、８連結拡大、
   及び４連結縮小の順列、において、 （ｑ−１）前記各単位操作を、少なくとも１である第１
   の所定数ずつ反復して、前記順列（ｐ−１−１）〜（ｐ
   −１−６）の中の任意の１の後に前記順列（ｐ−２−
   １）〜（ｐ−２−６）の中の任意の１を縦続した順列に
   従って並べて成る順列、 （ｑ−２）前記各単位操作を、少なくとも１である第２
   の所定数ずつ反復して、前記順列（ｐ−２−１）〜（ｐ
   −２−６）の中の任意の１の後に前記順列（ｐ−１−
   １）〜（ｐ−１−６）の中の任意の１を縦続した順列に
   従って並べて成る順列、 （ｑ−３）前記各単位操作を、少なくとも１である第３
   の所定数ずつ反復して、前記順列（ｐ−３−１）〜（ｐ
   −３−６）の中の任意の１の後に前記順列（ｐ−４−
   １）〜（ｐ−４−６）の中の任意の１を縦続した順列に
   従って並べて成る順列、 （ｑ−４）前記各単位操作を、少なくとも１である第４
   の所定数ずつ反復して、前記順列（ｐ−４−１）〜（ｐ
   −４−６）の中の任意の１の後に前記順列（ｐ−３−
   １）〜（ｐ−３−６）の中の任意の１を縦続した順列に
   従って並べて成る順列、及び （ｑ−５）前記順列（ｑ−１）〜（ｑ−４）の中から重
   複を許して任意に選択して並べて得られる順列であっ
   て、前記所定数が前記任意に選択された順列（ｑ−１）
   〜（ｑ−４）の各々の間で前記重複した順列の間をも含
   めて同一であることを要しない順列、である。
3. 【請求項３】 プリント配線板上においてそれぞれがマ
   トリクス状の画素配列上で表現された検査対象画像パタ
   ーンと基準画像パターンとを比較して、前記検査対象画
   像パターンの欠陥の検出を行う画像パターンの検査装置
   であって、 （ａ）前記基準画像パターンに、４連結拡大、８連結拡
   大、４連結縮小、及び８連結縮小の各単位操作を所定の
   順列に従って順次実行する手段と、 （ｂ）前記検査対象画像パターンを前記手段（ａ）によ
   って得られる前記基準画像パターンと比較して欠陥の検
   出を行う手段と、 を備えた、プリント配線板における画像パターンの検査
   装置。
4. 【請求項４】 前記手段（ａ）が、 （ａ−１）前記単位操作を、請求項２に掲げる順列（ｑ
   −１）〜（ｑ−５）の中の任意の１に従って順次実行す
   る手段、 を備える請求項３に記載のプリント配線板における画像
   パターンの検査装置。