JP2844705B2

JP2844705B2 - 縁面距離評価装置および方法

Info

Publication number: JP2844705B2
Application number: JP1217146A
Authority: JP
Inventors: 正人荻原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-08-23
Filing date: 1989-08-23
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JPH0381602A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、プリント基板の評価方法に係り、特に、画
像処理技術を用いたパターン間の縁面距離の測定装置と
その方法に関するものである。

〔従来の技術〕

高電圧となるプリント基板のパターン間に関しては、
パターン間の放電を避けるため、その距離は、法律によ
り規定されている。

プリント基板のパターン設計時には、この法律を考慮
して作成されているが、プリント基板の小型化等によ
り、パターン間の距離に余裕を持たせて設計することが
困難となっている。そのため、実際のプリント基板の製
造過程においては、パターン間が設計通りに仕上がらな
い場合がある。

そのため、これら実際に出来上がったプリント基板に
対する効率の良い検査が非常に重要なものとなってい
る。

従来のプリント基板のパターンの検査における測定方
法は、人手による計測であり、検査員の熟練と検査器具
の精度と使い勝手に関する改良が行われている。

一方、イメージスキャナー等により読み込まれCRT等
の画面上に表示された画像に対する様々な処理を行う方
法には、以下のような従来技術がある。

１）基準となる画像と測定対象となる画像の画面上での
重なりをチェックする方法で、印鑑の照合や部品の検査
等に利用されている。

２）スキャナー入力画像の輪郭部に対し、ラスターベク
ター変換によるベクターデータ抽出を行い線分化する方
法で、レーザー加工機等に応用されている。

これらの技術に関連する文献資料としては、例えば、
特開昭62−221003号公報に記載の「２次元工具奇跡生成
方法」とリコーテクニカルレポートNo.18、Oct.,1988年
（pp.107〜111）がある。

特開昭62−221003号公報には、画像の画面上での重な
りをチェックするための、画像の輪郭線から工具補正画
像を作る方法（画素の剥ぎ取り方法）が記載されてい
る。また、リコーテクニカルレポートNo.17、March,198
8年（pp.34〜40）には、上記と同様のものが記載されて
いる。これらの資料に基づき、画像の画面上での重なり
をチェックするために必要な、画像の輪郭線から補正画
像を作る方法に関する概要を以下に記載する。

まず、原画をスキャナーにより読み込み、形状データ
をディジタルデータ（画素データ）として扱う。形状輪
郭データは、従来から良く知られている８連結追跡によ
る輪郭線により構成される。

第16図は、８連結追跡の算出方法を示す平面図であ
る。

画像の境界点をスタートとし、現在注目している境界
点P₁、直線の境界点をP₀₁としたとき、P₀₁からP₁への進
行方向に対して、P₁の右側の値０の点P₂からPiの８近傍
を反時計回り（P₂⇒P₃⇒P₄⇒P₅⇒P₆⇒P₇⇒P₀⇒P₁）に点
の値を調べ、最初に出会った値（１）の点P₅を次の境界
点P₁₁とし、順次繰返し、Pn＝P₁となった時点で１つの
境界線の追跡を終了する方法である。

その際に、着目点から、次の点へ進む方向データ（0,
1,2,3,4,5,6,7,）から構成される１つの輪郭データの符
号をチェインコードという。

第17図は、チェインコードの方向と各番号の関連を示
す平面図である。

起点から東向きの方向には０を振りあて、以下、反時
計回りに、北東の方向には１、北向きには２、北西には
３、西向きには４、南西には５、南向きには６、南東に
は７というように、８つの符号でそれぞれの方向が示さ
れている。

例えば、第16図において、P₀₁からP₁への方向は４、
また、P₁からP₅への方向は５で示される。

第18図は、８連結追跡により追跡した輪郭線のチェイ
ンコードの例を示す平面図である。

尚、８連結追跡の場合、連結性が重視されるため、18
0°を越えるときに角が丸くなることがある。そこで、
前後のチェインコードの差から、180°を越えて変化す
ると思われる点を中心とし、手前側のある長さのチェイ
ンコードを結ぶベクトルV₁と、後側の同一の長さのチェ
インコードを結ぶベクトルV₂から式（１） Θ＝COS^-1｛V₁・V₂/|V₁｜・｜V₂｜｝・・・（１）により、角度Θを求め、追跡形状の補正を行う。

次に、このように８連結追跡を行って得られた輪郭線
追跡データを元にして、形状のオフセットを行う。

データのオフセット方法をディジタルで行うため、複
雑な形状をCAD（コンピュータ支援設計）により処理す
る方法よりも原画に忠実である。

第19図は、形状のオフセット方法の例を示す平面図で
ある。

まず、８連結追跡により得られた輪郭線上の点（第19
図の１回目の輪郭追跡により得られた点）に処理済みマ
ークを付加し、オフセットに必要な回数、内側に同様の
処理を繰り返すことにより形状のオフセットを行う。し
かし、この方法では第19図中の斜めに追跡を行うよう
な、奇数のチェインコードを持つ個所に対して、通常の
オフセットののオフセットしかかからないため、本来オフセットとし
て処理済みマークをつける画素データに対して、処理が
行えない。そこで、この方法と併用して、外形線に対し
て、各々チェインコードの変化点を中心に、オフセット
分の半径円を描き、その円内（第19図中の円）に含まれ
る画素データに対して処理済みマークを付加した。ま
た、チェインコードの変化しない範囲に対しては、その
外形線に対し半径分オフセットを行ったオフセット線
（第19図中の垂線以外の一点鎖線で示される線）を求
め、その２線、および、両端点を通り、外形線に垂直な
線（第19図の垂線（１）と垂線（２））で囲まれる範囲
内の画素データに、処理済みマークを付加することでオ
フセットを行う。

この２方法を併用するのは、正確なオフセットと、チ
ェインコードの変化点を中心に円を書くことによる変化
点付近での形状が丸くなることを防ぐためである。

次に、このようにして得られた形状にスムージングを
掛け、より正確な画像を得る。

スムージングを掛けることにより、スキャナーによる
読み取り画像のノイズ（本来原画増にないはずの画素を
読み込んだり、あるはずの画素を読みこぼしてしまう減
少）の悪影響を防ぐことも可能である。

以上のようにして、原図の読み込み、画素データの抽
出、そして、オフセットが像を生成することができる。

次に、リコーテクニカルレポートNo.18、Oct.,1988年
（pp.107〜111）は、画像処理技術を利用した新しい工
具軌跡生成法により高機能自動化を進めたNC（数値制御
工作機械）データ作成システムであり、スキャナー入力
画像の輪郭線の線分化方法が記載されている。以下にそ
の部分の概要を記載する。

スキャナーから読み込まれた画像は、１画素１ビット
でメモリに保持され登録される。

読み込み画像から輪郭を抽出するために、まず、スキ
ャナーから読み込まれた画像データを黒画素にあたるま
で走査して、黒画素を発見すると、その上下左右位置の
画素のうち、どれかが白画素である場合、その黒画素を
輪郭線上の画素と認識する。

第20図は、輪郭抽出例を示す平面図である。

このように作成された輪郭画像データと読み込み画像
データから、各輪郭画像が内側輪郭か外側輪郭のいずれ
かであるかを判定する。

判定の方法を以下に示す。

各画像データを操作し、黒画素を探す。読み込み画像
データ上で、その黒画素の位置の真上（主操作１周期分
前）画素の白黒を見る。もし、その画素が黒画素であれ
ば発見された黒画素から端を発する輪郭画像は内側輪郭
であり、白画素であれば外側輪郭に相当する。

このように、内外を判定しながら全輪郭画像の８連結
追跡によるチェインコードを形成し、追跡を終了した画
素は、輪郭画像データから消去される。

次に、チェインコードの補正を行う。

チェインコードの補正では、汚れ画像の除去とチェイ
ンコードの微小凹凸の平滑化を行う。

第21図は、チェインコードの微小凹凸の平滑化例を示
す平面図である。

さらに、補正されたチェインコードにスムージングを
掛けて数値データを作成する。

スムージングには第１次スムージングと第２次スムー
ジングがあり、各々のスムージング条件は、操作する人
が原画および出力期待形状を基に任意に設定する。

第１次スムージングは、チェインコードを直線、円弧
に変換する処理で、指定する条件は、近似誤差、曲線性
の２つである。近似誤差は、画像とあてはめる直線、円
弧の許容量で、１〜100の100段階で設定でき、１が最も
精度が高く、画像に忠実となり、100が最も精度が荒く
なり、画像とのずれが大きいスムージングとなる。

曲線性は、あてはめる直線、円弧の優先度を表し、１
〜100の100段階で設定できる。値が小さいほど円弧の判
定が優先され、まるみの多い滑らかな形状となり、値が
大きくなると直線の判定が優先され多角形近似の形状と
なる。

第１次スムージングは、次の手順により行われる。

チェインコードの変化パターンを見て近似区間を決定
し、各チェインコードの中点座標を算出し、それら複数
の点から式（１）で求められる直線、もしくは、式
（２）で求められる円の係数a,b,cを最少２乗法により
決定する。

ax＋by＋ｃ＝０（１） x²＋y²＋ax＋by×ｃ＝０（２）次に、各ベクトルの頂点と式（１）で示される直線と
の距離、もしくは頂点と式（２）で示される円の中心（（−1/2）a,（1/2）ｂ）との距離と半径との差を求め、誤差と比較し、近似結果の正当性を評価
する。

ここで、差が誤差と比較して大きく不当と判定された
場合、近似区間を短縮し、正当性が認められるまで近似
を繰り返す。最終的に近似曲線、もしくは、近似値直線
が不当であると判定された場合には、数値データとして
ベクトルの頂点座標が与えられる。

ここにおいては、第１次スムージングは、誤差と曲線
の組み合わせ100x100通りで、任意の形状が得られる。

チェインコードの各区間を第１次スムージングで、個
別に直線、円弧近似した結果は、近似区間では正当性が
認められたが、実際にはスムースな連続形状とはなって
いない。各区間の判定にあわせてつなぎのスムージング
をするために、第２次スムージングが行われる。第２次
スムージングには、水平垂直線強調機能と円弧間スムー
ジングの機能がある。

水平垂直線強調機能は、複数の線分頂点のＸ座標値、
Ｙ座標値に関するバラツキ幅を許容値として入力し、１
本の直線に近似する機能である。円弧間スムージング機
能は、円弧間の線分長を許容値として入力し、円弧間を
滑らかに接続する機能である。

このようにして、操作者の設定に対応した忠実度で、
輪郭画像を得ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のプリント基板のパターンの検査における測定方
法は、人手による計測により行われている。そのため、
微妙なパターン形状部を正確に計測することは困難であ
り、特に、プリント基板の製作過程で発生していると思
われるわずかな突起形状を見のがすことがあり、評価結
果の信頼性が低下する等の問題があった。

また、画像加工システムをプリント基板のパターンの
検査に使用した実績例はない。

本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決し、効
率の良い、そして、信頼性の高いプリント基板のパター
ンの検査を可能とする縁面距離評価装置および方法を提
供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の縁面距離評価装置
および方法では、（１）対象物を画像として読み取る読
み取り装置と、該読み取り装置により読み取られた画像
を記憶する記憶装置と、該記憶装置に記憶された画像の
輪郭線抽出処理を行う画像処理装置と、該画像処理装置
の処理結果を表示する表示装置を有し、種々の画像加工
を行う画像加工システムを用いて、特定のパターン間距
離を測定・評価する装置において、上記画像処理装置には、画像の輪郭線を連結ベクトル
追跡によるチェインコードを形成することにより抽出
し、かつ該輪郭線が外側画像のものか、あるいはある画
像内に存在する内側画像のものかを判断して、外側画像
と内側画像とで追跡方向が逆になるように追跡する輪郭
線抽出手段と、該輪郭線抽出手段で求められたチェインコードを線分
データに変換する輪郭線の線分変換手段と、該輪郭線の線分変換手段により得られた線分データに
よるパターン形状図に基づいて、外部から入力された縁
面距離入力値分のオフセットにより補正した形状図を作
成する補正図形作成手段とを具備することを特徴とする。

また、（２）上記特定のパターンは、プリント基板の
パターンであることも特徴とする。

また、（３）輪郭線の線分変換手段は、チェインコー
ドの変化パターンに基づき近似区間を決定して変換点を
抽出し、該近似区間のチェインコード列を直線、円弧、
あるいはスプラインやベッツェー曲線等の自由曲線に当
てはめられるか否かを評価することにより、最も適当な
線分データに変換することも特徴とする。

さらに、（４）補正図形作成手段により得られた補正
図形と、上記輪郭線の線分変換手段で得られたパターン
形状図とを、同時に表示装置に表示させることにより、
両図形間の干渉をオペレータに目視させて評価させるこ
とも特徴とする。

〔作用〕

本発明において、画像編集部は、読み取り装置により
読み取られたパターンの画像データに基づき、パターン
領域に表れる輪郭線を、隣接する変化画素をベクトルで
結んで形成することにより抽出する。

画像編集部は、読み取り装置により読み取られたパタ
ーンの画像データに基づき、パターン領域に表れる輪郭
線を抽出し、この輪郭線を線分データに変換してパター
ン図形を形成する。

評価画像作成部は、このパターン図形を指定縁面距離
分オフセットした図形を形成し、このオフセットした図
形とパターン図形の両図形を各々別の表示色で表示装置
に表示させる。

オペレータ（検査員）は、この両図形を見ることによ
り、プリント基板のパターン間距離の不良の検出を容易
に行うことができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。

第１図は、本発明を施した第１の実施例の縁面距離評
価装置のシステム構成を示すブロック図である。

処理装置１と記憶装置２、表示装置３、および、キー
ボード４、そして、読み取り装置５から構成されてい
る。

キーボード４を介し、オペレータは、操作情報や縁面
距離値を入力する。

読み取り装置５は、プリント基板のパターンを読み取
り、記憶装置２は、読み取り装置５により読み取られた
パターン画像データを記憶する。

処理装置１は、読み取り装置５と記憶装置２により読
み取られ記憶されたプリント基板のパターン画像の処理
を行い、さらに、パターンの縁面距離評価画像の作成を
行う。

表示装置３はCRT装置であり、処理装置１からオペレ
ータに対する各種のメッセージや処理装置１により処理
された結果を表示する。

第２図は、第１図における処理装置１を細分化した構
成を示すブロック図である。

読み取り部21と記憶部22、画像編集部23と評価画像作
成部24からなる画像処理部20、そして、キーボード４と
表示部25から構成されている。

読み取り部21は、イメージスキャナやカメラ装置によ
り読み取ったプリント基板の画像データを得るものであ
る。カメラ装置等の指示条件は、キーボード４により入
力され、第１図の処理装置１により制御される。

記憶部22は、ハードディスク装置等に代表される記憶
装置であり、読み取り部21で読み取られた画像データを
第１図の処理装置１の指示により記憶する。

画像編集部23は、オペレータの入力指示による手動に
より、または、第１図の処理装置１にあらかじめ用意さ
れている自動処理機能により、記憶部22の画像データを
編集する。例えば、不用な孤立画像の除去、あるいは、
評価対象外のパターン画像の除去などを行い、評価対象
画像に成形する機能を持つ。

評価画像作成部24は、キーボード４を介し入力された
縁面距離に基づき、画像データを用いて、プリント基板
の縁面距離を評価した画像を作成する。

表示部25は、評価画像作成部24で得られた評価結果を
示す画像を第１図の表示装置３に表示する。

操作者は、この表示を見て、プリント基板のパターン
の縁面距離の良否を目視判定する。

第３図は、第２図における画像処理部20をさらに細分
化した構成を示すブロック図である。

すなわち、第２図における画像編集部23は、画像の輪
郭線抽出部31とオフセット画像作成部32から構成される
画像編集部34となり、さらに、第２図における評価画像
作成部24は、画像干渉評価部33として構成される。そし
て、画像編集部34と画像干渉評価部33から画像処理部30
が構成されている。

以下、第１の実施例の動作を説明する。

第１の実施例においては、第１図の処理装置により処
理された画像の表示結果は、画像として表示部25に表示
される。

第１図の読み取り装置５で読み取られた画像は、主走
査方向と副走査方向に所定の解像度で画素に分解され、
各々の画素は、それぞれの濃度に対応した白黒の二値情
報を持っている。

本実施例においては、プリント基板のパターン画像を
黒画像として扱う。

画像の輪郭線抽出部31は、画像を基準位置から一定方
向に走査して、最初に白から黒へ変化している画素を開
始画素として判断する。その画素を始点として、次に、
白から黒へと変化している隣接画素（変化画素）を見つ
け、その方向を上下左右等の８方向のベクトルのいずれ
か１つにより表す。

パターンの始点から反時計方向の方向で始点に戻って
くるまで順次繰返し、パターンの輪郭画素の８連結ベク
トル追跡データを輪郭線データとして抽出する。

こうして抽出された輪郭線データと基軌画像データで
各画素に所定の特性値を付与する。

本実施例では、地肌部（白画像）画素は（０）、パタ
ーン形成部画素は（１）、輪郭線形成画素は（２）の数
値を持たせる。

第４図は、第３図における画像輪郭抽出部31により得
られた、あるプリント基板上のパターン画像と、オフセ
ット画像作成部32と画像干渉評価部33により得られた干
渉画素を示す実体図である。

輪郭画素41,パターン画素42、干渉画素43により、パ
ターン画像が形成されている。

第３図におけるオフセット画像作成部32と画像干渉評
価部33は、パターン（１）44の輪郭形成画素（A₁）45を
中心として、第１図のキーボード装置４より入力された
評価縁面距離を半径（Ｒ）とする円（円弧）（ｄ）46を
描き、その円（ｄ）46内にある画素が、パターンに相当
する画素（数値（１）を持つ画素）であるか否かを評価
する。もし、数値を持つ画素が存在しているときは、そ
の画素に数値（３）を付与し、縁面距離内で干渉してい
る画素と認識する。但し、この時、自身パターン画素の
評価は除外する手当てが必要である。

第４図では、その円（ｄ）46内に、パターン（２）47
の画素（Ｃ）（太丸で示す）が干渉画素43として存在し
ていることになる。

この評価をパターン（１）44の輪郭画素全てにおいて
実施することにより、パターン（１）44から見た縁面距
離干渉を評価することができる。さらに、プリント基板
にある全パターンを基準にして評価を繰り返すことによ
り全体の評価が完成される。

第３図の表示部25は、この評価結果を第１図の表示装
置３に表示させるものであり、数値（１）と数値（３）
の画素を、それぞれの色を変えて表示し、目視判断を容
易にすることが可能である。

第５図は、第３図における構成の第１図における処理
装置１の動作手順を示すフローチャートである。

まず、第３図の画像の輪郭線抽出部31においては、第
１図のキーボード４を介して画像データを読み込む（ス
テップ501）。読み込んだ画像データの内、プリント基
板の地肌部とパターン部にそれぞれ特性値（パターン部
（黒画像）は（１）、地肌部（白画像）画素は（０））
を付与する（ステップ502）。各パターンの輪郭線を抽
出し（ステップ503）、この輪郭線を形成する画素に
（２）の数値を特性値として付与する（ステップ50
4）。全てのパターンの輪郭線の抽出、および、特性値
の付与が完了するまで繰返す（ステップ505）。

次に、第３図のオフセット画像作成部32と画像干渉評
価部33において、輪郭画素を中心にして半径Ｒの円弧を
描く（ステップ506）。円内にある値２を含む値１の画
素を検出し（ステップ507）、検出された画素に値
（３）を代入する（ステップ508）。全ての輪郭画素で
検出を繰返し行い（ステップ509）、画像の干渉部分を
抽出する。

第３図の表示部25において、各画素をそれぞれ指定の
表示色で、第１図の表示装置３に表示する（ステップ51
0）。

オペレータは、この色表示された画像に基づき、パタ
ーンの目視による検査を行うことができる。

以下第３図の表示部25に表示される画像例を第６〜９
図を用いて説明する。

第６図は、評価の対象となるプリント基板の一例を示
す実体図である。

特に、の部分が評価の対象となるものとして、以下
第７〜９図の図面に適用される。

第７図は、第６図の１部分（の部分）を抽出したも
のである。

第８図は、第７図のパターンを例にして、パターン画
像を拡大表示した平面図である。

パターン形状を青色で表示させている。

第９図は、第３図の画像干渉評価部33による評価結果
例を示す平面図である。

縁面距離内で干渉している画素（数値（３）の画素）
を色を付けて表示したものである。

このようにして、操作者は、第９図を見ることによ
り、縁面距離が指定以内である危険部分を目視により容
易に知ることができる。

第10図は、本発明を施した第２の実施例のシステムの
構成を示すブロック図である。第１の実施例におけるシ
ステム構成で説明した第１図における全体構成図、およ
び、第２図におけるブロック図の構成と同じ構成からな
るシステムであり、第３図と同様にして、第２図におけ
る画像処理部20をさらに詳しく細分化したものである。

この第２の実施例においては、第１の実施例の、動作
結果である画像としての表示と異なり、表示結果は図形
表示される。

前記したように、全体の構成は第１図と同様であり、
かつ、処理装置１の概略構成も第２図と同じであり、以
下第10図における画像処理部の説明を行う。

第10図においては、第２図における画像編集部23は、
画像の輪郭線抽出部101と輪郭線の線分変換部102から構
成される画像編集部104として、そして、第２図におけ
る評価画像作成部24は、補正図形作成部103として構成
されている。そして、補正図形作成部103と画像編集部1
04から画像処理部100が構成されている。

画像の輪郭線抽出部101は、前記第３図における画像
の輪郭線抽出部31と同様に画像の輪郭線を８連結ベクト
ル追跡データとして抽出する機能である。

さらに、この輪郭線抽出部101では、輪郭線が外側画
像のものか、あるいは、ある画像内に存在する内側画像
のものかを判別する機能を持ち、その追跡方向も外側画
像と内側画像とで逆になるように追跡させる。

本実施例では、外側輪郭線を左回り追跡、内側輪郭線
は、右回りに追跡させる。従って、追跡ベクトルの進行
方向の左側が常にパターン領域となる。

輪郭線の線分変換部102は、前記で求められたチェイ
ンコードをベクターデータ（線分データ）に変換する。

補正図形作成部103は、輪郭線の線分変換部102により
得られたパターン形状図に基づき、別途、第２図のキー
ボードからの縁面距離入力値分のオフセット（補正）し
た形状図を作成する。

本実施例では、画像の輪郭線抽出部101で得られた輪
郭線の追跡が輪郭線ベクトルの常に左側にパターン実体
が存在する様に求められているので、オフセットをかけ
る方向は、形状線ベクトル方向の右側にかけることによ
り、パターン形状を縁面距離分補正した正しい形状が得
られる。

さて、輪郭線の線分変換部102による輪郭線の線分変
換方法には、種々の方法が提案されているが、ここでは
以下の方法で行う。

変換手順は、チェインコードの変化パターンに基づき
近似区間を決定し（変化点抽出）、その区間のチェイン
コード列を直線、円弧（円）や、自由曲線（スプライ
ン、ベッツェー曲線等）にあてはめられるかを評価し、
所定の評価部を通過することにより、最もふさわしい線
分データに変換される。

本実施例では、円、直線、円弧、自由曲線の順で評価
している。

その他の例としては、円弧、直線の２線分データで評
価し、その優先順位は、操作者に指示させることもでき
る。

以下、さらに詳しく画像の輪郭線の線分変換方法を説
明する。

第11図は、第10図の輪郭線の線分変換部102の動作手
順を示すフローチャートである。

まず、抽出された輪郭線の各座標を次式（ａ）に代入
して各座標におけるＣの値を算出し、Ｃが一定の場合に
は仮の円と判定する。そして、仮の円と判定した場合、
輪郭線の任意の３点を適宜に複数組選んで、各々の組の
３点を通る円の中心を算出し、これらの複数個の中心の
平均位置を算出して、この輪郭線を円とみなしたときの
仮の中心を求める。

次に、このようにして得た仮の中心から第（ｂ）式の
ような円の方程式を形成し、さらに、各画素データと第
（ｃ）式で算出した仮の円との距離Δliの絶対値の積算
値SAおよび積算値SBを第（ｄ）式、（ｅ）式に基づいて
算出し、それらの結果に基づいて第（ｃ）式で算出した
仮の円が、実際の円として識別できるか同かを判定する
（ステップ1101）。

ここで、円は、１つの閉曲線をなすから、この円の判
定によって１つの輪郭線を形成する全ての軌跡が終了し
たかどうかを調べる（ステップ1102）。終了している場
合には、線分変換処理動作を終了し、終了していない場
合には、円面距離の10倍以上の長さの直線を算出する
（ステップ1103）。このステップでは、単位ベクトル５
個分のベクトルの平均ベクトルを形成し、その平均ベク
トルのベクトル角から、第（ｆ）式に基づいて仮の直線
間を算出する。

次に、各画素データと第（ｆ）式で算出した仮の直線
との距離Δliの絶対値の積算値SAおよび積算値SBをそれ
ぞれ、第（ｄ）、（ｅ）式に基づいて算出し、それらの
結果に基づいて、第（ｆ）式で算出した仮の直線が実際
の直線として識別できるかどうかを判定する。

ax＋by＋ｃ＝０・・・（ｆ）尚、さらにベクトルの方向のヒストグラムを形成し、
そのヒストグラムにピークがただ１つある場合には、そ
の区間を直線として、ヒストグラムのピークがそれ以上
の個数のある場合には、それ以外のものとして判別して
いる。

次に、ステップ1101および1103で、円および長い直線
と判別されなかった部分について、輪郭線に表れる頂点
を判別する（ステップ1104）。

このステップでは、ステップ1103で形成した平均ベク
トルを第（ａ）式に代入して、２つの平均ベクトルのな
す角度を算出し、その算出結果に基づいて頂点を判別す
る。この時、平均ベクトルの算出起点によっては、誤っ
て頂点として判断されることがあるので、２つの平均ベ
クトルのなす角度がある程度鋭くなっている部分では、
平均ベクトルの算出起点を順次変化させ、２つの平均ベ
クトルのなす角度が最も鋭く、かつ、安定している状態
を判別し、それによって、適切な頂点を検出している。

次に、ステップ1103で算出した直線の端点とステップ
1104で算出した頂点のあいだの区間、あるいは、頂点と
頂点とのあいだの区間で直線と判定できる部分を、ステ
ップ1103と同様な判断基準で算出する（ステップ110
5）。

次に、ステップ1101、1103、1104、1105で処理されな
かった区間に対し、円弧の部分を算出する（ステップ11
06）。

このステップ1106では、ステップ1101とほぼ同様にし
て、仮の円弧区間を算出し、この仮の円弧区間の仮の中
心を仮の円弧区間の８点の座標をもとに算出し、仮の中
心から第（ｃ）のような円の方程式を生成する。

そして、この仮の円弧との実際の画素の座標との差
を、第（ｄ）、（ｅ）により算出し、その算出結果に基
づいて、その仮の円弧区間を適切なものであるか同かを
判断すると共に、半径を判定する。

そして最後に、ステップ1101、1103〜1106で対象とな
らなかった区間に対して、スプライン曲線からなる自由
曲線をあてはめる（ステップ1107）。

このように、チェインコード（追跡ベクトル）が線分
データ（形状図）に変換された、プリント基板パターン
の輪郭部形状図が算出される。

以上のようにして、第２の実施例によれば、画像の輪
郭線抽出部101で抽出される輪郭線を形成している閉曲
線は、始点の位置座標と、それに順次連結する変化画素
のベクトルの並びからなるデータにより表される。そし
て、輪郭線の線分変換部102は、画像の輪郭線抽出部101
の算出結果、すなわち、追跡ベクトルをスムージング処
理して、円、長い直線、短い直線、円弧、あるいは、自
由曲線により表したプリント基板のパターンの輪郭形状
を算出する。そして、補正図形作成部103は、輪郭線の
線分変換部102で得られたパターン形状図より入力指示
された縁面距離分オフセット（補正）した形状を作成す
る。

輪郭線の線分変換部102、補正図形作成部103、で求め
られた両図形を表示部25で同時に表示装置３に表示さ
せ、操作者は、両図形間の干渉を目視することが可能と
なる。

表示方法としては、両図形の表示色を変えることによ
り、さらに確認しやすくなる。

第12図は、第10図の画像の輪郭線抽出部101により得
られたプリント基板のパターン形状の平面図である。

第13図は、補正図形作成部103により、第12図のパタ
ーン形状図をｄ分オフセットして得られた補正形状の平
面図である。

第14図は、第12図、第13図を同時に表示させた表示例
を示す平面図であり、ｄ＝0.5mmの縁面距離で評価した
例であり、両図形間の干渉はなく、本プリント基板は、
全パターン間で0.5mmの縁面距離が確保されていること
になる。

第15図は、第12図の１部分のパターンについて、ｄ＝
1.6mmで評価した例を示す平面図である。

この例では、両図形間に干渉があり、縁面距離1.6mm
がないことが分かる。

このように、本実施例によれば、イメージスキャナ等
の安易な入力方法を用いてプリント基板のパターンを読
み込み、任意量の縁面距離で、容易に評価する事が可能
となる。

また、プリント基板全体で評価するだけではなく、評
価したい部分を指定することにより、より効果的に行う
ことも可能となる。

さらに、結果を数値で示すことでなく、画像、また
は、形状で、かつ、色をつけて表現することにしている
ので、容易に干渉を見ることができ、プリント基板のパ
ターン間の縁面距離が指定の距離分確保されているかを
判定し、不足している部分を検出することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、効率の良い、そして、信頼性の高い
プリント基板のパターンの検査が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は本発明を施した
縁面距離評価装置の構成を示すブロック図、第２図は第
１図における処理装置の内部構成を示すブロック図、第
３図は第２図における画像編集部と評価画像作成部をさ
らに細分化した第１の実施例の構成を示すブロック図、
第４図は第３図におけるオフセット画像作成部により処
理されたパターン画像の画素分布を示す平面図、第５図
は第３図の構成の第１図における処理装置１の動作手順
を示すフローチャート、第６図はプリント基板のパター
ンの平面図、第７図は第６図の１部分を抽出したパター
ンの平面図、第８図は第７図のパターンのパターン画像
を拡大表示した平面図、第９図は第３図における画像干
渉評価部のパターンの処理結果を示す平面図、第10図は
第２図における画像編集部と評価画像作成部をさらに細
分化した第２の実施例の構成を示すブロック図、第11図
は第10図における輪郭線の線分変換部の動作手順を示す
フローチャート、第12図は第10図における画像の輪郭線
抽出部により得られたプリント基板のパターン形状の平
面図、第13図は第10図における補正図形作成部により第
12図のパターン形状図をｄ＝0.5mm分オフセットして得
られた補正形状の平面図，第14図は第12図と第13図を同
時に表示させた平面図、第15図は第12図における１部パ
ターンのパターン形状図とｄ＝1.6mm分オフセットして
得られた補正形状図を同時に表示させた平面図、第16図
は８連結追跡の算出方法を示す平面図、第17図はチェイ
ンコードの方向と各番号の関連を示す平面図、第18図は
８連結追跡により追跡した輪郭線のチェインコードの例
を示す平面図、第19図は形状のオフセット方法の例を示
す平面図、第20図は輪郭抽出例を示す平面図、第21図は
チェインコードの微小凹凸の平滑化例を示す平面図であ
る。 1:処理装置,2:記憶装置,3:表示装置,4:キーボード,5:読
み取り装置,20:画像処理部,21:読み取り部,22:記憶部,2
3:画像編集部,24:評価画像作成部,25:表示部,30:画像処
理部,31:画像の輪郭線抽出部,32:オフセット画像作成
部,33:画像干渉評価部,34:画像編集部,41:輪郭画素,42:
パターン画素,43:干渉画素,44:パターン（１）,45:輪郭
形成画素（A₁）,46:円（円弧）（ｄ）,47:パターン
（２）,100:画像処理部,101:画像の輪郭線抽出部,102:
輪郭線の線分変換部,103:補正図形作成部,104:画像編集
部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】対象物を画像として読み取る読み取り装置
と、該読み取り装置により読み取られた画像を記憶する
記憶装置と、該記憶装置に記憶された画像の輪郭線抽出
処理を行う画像処理装置と、該画像処理装置の処理結果
を表示する表示装置を有し、種々の画像加工を行う画像
加工システムを用いて、特定のパターン間距離を測定・
評価する装置において、上記画像処理装置には、画像の輪郭線を連結ベクトル追
跡によるチェインコードを形成することにより抽出し、
かつ該輪郭線が外側画像のものか、あるいはある画像内
に存在する内側画像のものかを判断して、外側画像と内
側画像とで追跡方向が逆になるように追跡する輪郭線抽
出手段と、該輪郭線抽出手段で求められたチェインコードを線分デ
ータに変換する輪郭線の線分変換手段と、該輪郭線の線分変換手段により得られた線分データによ
るパターン形状図に基づいて、外部から入力された縁面
距離入力値分のオフセットにより補正した形状図を作成
する補正図形作成手段とを具備することを特徴とする縁面距離評価装置。
【請求項２】請求項１記載の縁面距離評価装置におい
て、上記特定のパターンは、プリント基板のパターンで
あることを特徴とする縁面距離評価装置。
【請求項３】請求項１記載の輪郭線の線分変換手段は、チェインコードの変化パターンに基づき近似区間を決定
して変化点を抽出し、該近似区間のチェインコード列を直線、円弧、あるいは
スプラインやベッツェー曲線等の自由曲線に当てはめら
れるか否かを評価することにより、最も適当な線分データに変換することを特徴とする縁面
距離評価方法。
【請求項４】請求項１記載の補正図形作成手段により得
られた補正図形と、上記輪郭線の線分変換手段で得られたパターン形状図と
を、同時に表示装置に表示させることにより、両図形間
の干渉をオペレータに目視させて評価させることを特徴
とする縁面距離評価方法。