JPH01318176A - 特異部検出器及び検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は信号の処理方法に関し、特に自動検査装置に
用いられる信号処理方法に関する。

（従来の技術） 自動検査システムは、大きさの検査、キズの検出、パタ
ーン認識などを含む製造工程に広く応用することができ
る。多くの場合、光学的又は他の非接触針Ｍ１、及び検
査装置を有する０動検査システムによって、これら製造
工程に関する時間とコストが大幅に削減した。例えば、
ヒユーズ　エアクラフトで造られたオプティ　ＩＩＩ　
（ＯｐＮ　ＩＩりは、プリント基板の金属部と基盤間の
許容値の検証、及びキズの検出についての程度の自動検
査を提供し、プリント基板の製造コストを下げた。

これら従来の検査システムは、カメラ、レーザシステム
、フォトダイオード、又は他の入力装置などのセンサに
よって収集されたデータを主に処理する。一般に入力デ
ータは、一つ又は複数のメモリバンクにストアされ、検
査下にある表面のエツジを検出するために、一つ又は複
数のコンピュータによって処理される。更に詳細には、
コンピュータは次のデータ処理のために、表面のエツジ
からの情報を抜粋する。抜粋された情報は、許容値の検
Ｊ、キズの検出、部品の方向決定、及び他の検査を行う
ために使用される。

（発明が解決しようとする課題） 検査下にある表面からの入力データの多くは、主に冗長
なデータを含んでおり、有効な情報を提供しない。処理
時間の重要な部分は、検査下にある表面のエツジを検出
し、分析するために必要となる。追加的処理時間は、次
のデータ処理のため。

に、エツジデータを有効な情報にするのに必要となる。

従って、冗長なデータによって、処理速度が低下する一
方、従来の検査システムのコストが上昇し、システムが
より複雑になる。

従って、プロセッサの入力データを、検査下にある表面
のエツジに関する入力データに制限するために、フィル
タ装置が採用された。それでもなお、エツジデータも又
かなり多く冗長な情報を含として必要となる。

自動検査システムのデータ処理要件の削減に寄与しなが
ら、高速性、単純性、低コスト性について改善された検
査システムに対する要求がこの産業分野にはある。

（課題を解決するための手段と作用） この分野でのこれら要求に対し、この発明の特異部検出
器が対応している。特異部とは、エツジの不連続な部分
を示している。特異部は、エツジの一部の突起やギアツ
ブだけではなく、端点、エツジの頂点なども含む。この
発明では、センサ又は他の入力装置から得たデータを特
異部のデータに変換する。従って自動検査システムでの
複雑性や、増大する速度を減少することができる。

この発明の特異部検出器は、走査して得られた入力デー
タを受信するための入力回路、入力データから得られた
データアレイを同時に供給するためのデイレイネットワ
ーク、及びデータアレイ内の特異部を検出するためのプ
ロセッサを含む。この発明の一実施例において、この特
異部検出器は自動プリント基板検査システムに応用され
ている。

３、発明の詳細な説明 （実施例） 以下に添付図面を参照して、本発明による特異部検出器
及び検出方法の一実施例について詳細に説明する。

この分野で知られているように、自動検査に供される物
品は不連続部、即ち特異部を有する。特異部には、エツ
ジ部分の突起やギャップだけではなく、エツジの末端点
、交点、頂点が含まれる。

代表的なプリント基板５０の一部分が、第１図に応用例
として示されている。

第１図のプリント基板５０は、基盤５２と金属のパター
ン５４から成る。第１図に示されるように、プリント基
板５０の特異部は、点Ｓ１乃至Ｓ２２である。特異部Ｓ
１３、Ｓ１４およびＳ１５は金属パターン内の欠陥部を
示している。特異部に関する入力データを削減するいか
なる方法も、プリント基板５０に関して欠陥の位置を発
見し、他の自動検査作業を実施するのに必要な処理を削
減すると考えられてきた。この発明の特異部検出器１０
は、処理要件を削減するような効果的な特異部検出を提
供するための、改良された自動検査システムに使用され
ることができる。

第２図は、この発明の特異部検出器１０を説明するため
の簡略化したブロック図である。特異部検出器１０は、
入力データを受信する入力回路２０、データアレイを供
給するために入力データを適切に遅延させるデイレイネ
ットワーク３０、特異部を検出するためにデータアレイ
を処理するプロセッサ４０を有している。特異部検出器
１０はアレイ内データパターンを判断することによって
特異部を検出する。

第１図のプリント基板のような検査対象の表面を表す入
力データは、カメラ、フォトダイオード、レーザシステ
ム又は他のタイプの走査センサなどから得ることができ
る。アナログ又はデジタル入力データは、第２図の入力
回路２ｏに供給され、入力回路２０はデイレイネットワ
ーク３０にデータを供給する。入力回路２０は主に信号
状況を供給し、アンプ、フィルタ、バッファ又は他の回
路を包含する。この分野に詳しい人であれば、この入力
回路２０の構成のみならず、センサのタイプ及び入力デ
ータの形式を、この発明の範囲を越えることなく変化さ
せることができるのは明らかである。

システム１０が検査対象の一部分を走査するとき、デイ
レイネットワーク３０は、第３図の画素Ａ％Ｂ、Ｃ％Ｄ
、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ及び■によって示される　３×３　の
アレイに入力データを変換する。デイレイネットワーク
３ｏによって得られたアレイデータは、互いに直線上の
行と列、及び対角線上のデータ要素を含んでいる。第３
図で示されるように画素７０は一般に、左から右（主走
査）、上から下（副走査）に走査される。他の走査形式
をこの発明の範囲を越えることなく、採用することもで
きる。

第４図はデイレイネットワーク３０の簡素化したブロッ
ク図である。デイレイネットワーク３０は、デイレイラ
イン３１．３２．３４．３５．３７及び３８を含み、そ
れらデイレイラインは入力データを１画素分だけ遅延さ
せる。デイレイネットワーク３０は又、デイレイライン
３３及び３６を含み、それらデイレイラインは、入力デ
ータを１ラインから２画素中いた分だけ遅延する（デイ
レイラインはアナログ又はデジタル信号の遅延を目的と
して、商業的に入手可能である。レチコン［Ｒｏｔｌｃ
ｏｎ　ｏｆ’　５ｕｎｎｙｖａｌｏ、Ｃａ１ｉｆ’ｏｒ
ｎＩａｌはデイレイラインを造る一つのメーカである）
。

プレイネットワーク３０の出力は、次々と画素を走査す
るにつれて変化するデータアレイである。

画素Ａ、Ｂ％Ｃ，Ｄ、Ｅ％Ｆ、Ｇ、及び夏で示される入
力データに対して、第４図に示されるように、画素■が
走査されているとき、同時出力としてデイレイネットワ
ーク３０は、画素Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄ、ＥＳＦ、Ｇ、Ｈ及び夏からデータを供給する。

画素Ｉの次の画素の中心が走査されるとき、現走査画素
７０は画素！に取って代わり、画１ｇＩは画素Ｈに取っ
て代わる。以下同様である。従って互いに直線上の行と
列、及び対角線上のデータ画素より成る　３×３　のデ
ータアレイはデイレイネットワーク３０によって、プロ
セッサ４ｏに同時に供給される。

プロセッサ４０は、各画素の中心部のデータより成るア
レイを分析し、特異部を検出する。プロセッサ４０は、
データアレイの画素の値に基づき、特異部を決定する。

第り図で示され、デイレイネットワーク３０によってプ
ロセッサ４ｏに供給される、　３×３　のデータアレイ
について、第５図はパターン６０．６２．６４及び６６
を示すが、それらパターンには特異部は発見できない。

データアレイ内の互いに直線上の行と列及び対角線上の
データ画素の内、どれもが６０，６２．６４、又は６６
で示されるパターンの内の一つを含んでいる場合、プロ
セッサがらはある状態信号が出ヵされ、それ以外の場合
、プロセッサ４０からは、特異部を示す第２の状態信号
が出力される。第１図のプリント基板５０に対して、プ
ロセッサ４０はデイレイネットワーク３０によって供給
されたデータを分析し、示された各特異部について、特
異部検出信号を出力する。

プロセッサ４０はアナログ又はデジタル信号を処理する
ように設計することもできる。いずれの場合でも使用さ
れるロジックは次に示すものでなければならない。

特異部ではない場合、 （Ｖｏ　！ａ−ＶＥ　ＡＮＤ　ｋ　Ｊｊ−Ｖｐ　）　０
！？　（Ｖｓ　”　ＶＥ　ＡＮＤ　ＶＥ　”　ＶＨ）　
０１？（Ｖａ　”　ＶＥ　ＡＮＤ　Ｖｒ、＆Ｖ００Ｒ（
ＶＡ　”　ＶＥＡＮＤ　Ｖ２　”　ＶＩ　）を満足する
。ｖＡｌｖ、、ｖｃ、ＶＤ％ｖ６、Ｖ、、Ｖ、、ＶＨ，
及びＶＩは、データアレイ内の画素Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ
、Ｆ、Ｇ、Ｈ及びＩに対する値をそれぞれ示す。アナロ
グ信号の場合、電圧が所定の範囲内にある二つの画素の
値は実質的に等しい。この範囲は、照明、ノイズ又は他
の状況による各画素の値の差を十分許容するだけ広くな
ければならないが、異なる画素の検出を十分可能とする
ために狭くなければならない。同様にデジタル信号にお
いては、画素が実質的に等しいと見なされるためには、
ある画素の値は他の画素のある数値以内でなければなら
ない。例えば、単一ビット即ち、二値のデジタル信号に
よって表された画素値は、画素値が等しいロジックレベ
ルとなることを必要とする。一方、複数ビット又はグレ
イレベル　デジタル信号で表される画素値は、画素値が
等しいと見なされる範囲内にあることを必要とする。

第６図はプロセッサ４０のアナログ構成を示す。　ＶＡ
ｓ　ＶＢ％　ＶＣｓ　ＶＤｓ　ＶＥｓ　ＶＦｓ　ＶＧｓ
ＶＨｓ及びｖｌは、対応するデータアレイの画素Ａ、Ｂ
、ＣＳＤ、Ｅ、Ｆ、、Ｇ、Ｈ及びＩに対する入力信号の
電圧を表している。アンプ８０及び８１はそれぞれ、ｖ
Ｅをゲイン（１＋ｅ）倍及びゲイン（１−ｅ）倍する。

ここで、ｅは幾らかの誤差値、即ち許容範囲を表す。ア
ンプ８０及υ８１の出力はデュアルコンパレータ回路９
０．９１．９２．９３．９４．９５．９６、及び９７に
入力される。各デュアルコンパレータ回路９０．９１．
９２．９３．９４．９５．９６、及び９７は、入力され
た画素値がＶＥｘ　（１＋ｅ）以下、及びＶＥｘ　（１
−ｅ）以上である場合、論理”１”を出力する。ＡＮＤ
ゲート１００．１０１．１０２及び１０３は、各入力が
全て論理°１”の場合、論理”１°を出力する。ＡＮＤ
ゲート１００．１０１．１０２及び１０３の各出力は、
ＮＯＲゲート１１０に入力され、このＮＯＲゲートはい
ずれかの入力が論理”１“の場合、論理″０”を出力す
る。この構成において、このデータアレイが特異部であ
ると判断された場合は、常に論理°１”を出力する。こ
の発明の概念を理解できる当業者は、この発明の特異部
検出器を発明の範囲を越えることなく、他のプロセッサ
回路によって構成することができることは明らかである
。

この明細書の中でこの発明は、説明に役立つ実施例、及
び特殊な応用例を参照して説明されたが、この発明はそ
れらの例に限定されるものではない。

当業者及びこの発明の概念を理解できる人は、この発明
の範囲を越えることのない他の補足的変更や応用をする
ことができるであろう。例えば、ここで使用されたデイ
レイネットワークの構成とデイレイラインのタイプは、
この発明の範囲を越えることなく変更されることができ
るものである。

同時出力を供給する他の構成、例えば、４×４．５×５
．３×７　のような追加的なデイレイラインが考えられ
る。更にこの発明は、プリントされた回路の検査装置の
みに使用されるものではない。

むしろこの発明は、入力データを特異部を示すデータの
みに減少することによって、利点が生じるあらゆる応用
に使用することができる。

（発明の効果） この発明によって、センサ又は他の入力装置から得たデ
ータを特異部のデータに変換することができるので、自
動検査システムにおける複雑性や、増大する速度を減少
することができる。又、医療映像システムにおいては、
滑らかな線からの逸脱、即ちエツジを認識するのに、こ
の発明を利用することができる。そしてこの発明はパタ
ーン認識に応用することができ、特異部を照合しシステ
ムのコストを下げ、システムの構成を簡単にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の有益な概念を説明するのに用いる、
プリント基板及びこれに関連する特異部を示す部分図、
第２図はこの発明の一実施例を示す略図、第３図はこの
発明の有益な概念を説明するのに用いる、走査の様子を
示す図、第４図はこの発明のデイレイネットワークの一
実施例を示す略図、第５図は特異部が存在しない表面パ
ターンを示す図、第６図はこの発明のプロセッサの一実
施例を示す略図である。 １０・・・特異部検出器、２０・・・入力回路、３０・
・・デイレイネットワーク、４０・・・プロセッサ、５
０・・・プリント基板、５４・・・金属パターン、３１
〜３８・・・デイレイライン、８０８１・・・アンプ、
９０〜９７・・・デュアルコンパレータ回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力データを受信する入力手段と； 前記入力データからデータアレイを供給するための遅延
   手段と；及び 前記データアレイが特異部を含む場合、第１の出力を供
   給する処理手段とを具備することを特徴とする特異部検
   出器。
2. （２）前記遅延手段は、空間的データアレイを供給する
   手段を有し、前記データアレイのデータ要素は、少なく
   とも一方向において、互いに直線上にあることを特徴と
   する請求項１記載の特異部検出器。
3. （３）前記処理手段は、直線上のデータ要素の値が実質
   的に等しくない場合、前記第１の出力を供給する手段を
   具備することを特徴とする、請求項２記載の特異部検出
   器。
4. （４）入力データを供給するために、検査対象の表面を
   走査するセンサー手段と； 前記入力データから空間的データアレイを供給する遅延
   手段と、前記空間データアレイのデータ要素は、少なく
   とも一方向において、互いに直線上にあり；及び 直線上のデータ要素の値が実質的に等しくない場合、特
   異部検出出力を供給する処理手段とを具備することを特
   徴とする特異部検出器。
5. （５）入力データを受信することと； データアレイを生成するために前記入力データを遅延さ
   せることと；及び 特異部を検出するために前記データアレイを処理するこ
   とを具備することを特徴とする特異部検出方法。
6. （６）入力データを受信することと； 前記入力データを遅延させ、前記空間的アレイを生成す
   ることと、前記空間データアレイのデータ要素は、少な
   くとも一方向において、互いに直線上にあり；及び 前記データアレイを処理し、直線上のデータ要素が実質
   的に等しくない場合、特異部検出出力を生成することを
   具備することを特徴とする特異部検出方法。