JPS6361373A - 形状検査方法および形状検査装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えばプリント回路、ＩＣのマスクパター
ン、文字・マークの印刷等の物体形状の良否を検査する
形状検査方法および形状検査装置に関する。

（従来の技術） 物体形状の良否を検査する従来の形状検査装置は、一般
的に第３図に示すように構成されている。

第３図中、２１は例えば印刷文字ｒＴＪからなる被検査
物体く被検査対象）で、図示の印刷文字ＩＴＪ上には、
正常なｒＴＪ文字パターンと比べて、付加的な印刷欠陥
２２および欠如的な印刷欠陥２３が生じている。

形状検査装置は、この付加的および欠如的な印刷欠如２
２．２３を画像上で検出して被検査物体２１の形状の良
否を検査するもので、ＩＴＶカメラのような撮像装置２
４および検査部２５が備えられており、さらに画像表示
用の図示省略のディスプレイ等が備えられている。

検査部２５は、画像演算器２６等で構成されており、ま
た検査部２５には、被検査物体２１である印刷文字ｒＴ
Ｊの正常パターンの画像を所要債膨脹させた膨脹パター
ン画＠２７および同様の正常パターンの画像を所要量収
縮させた収縮パターン画像２８が予め準備されている。

膨脹パターン画像２７における膨脹パターンの輪郭線が
、付加的な印刷欠陥２２を検出するための検出限界線で
あり、また収縮パターン画像２８における収縮パターン
の輪郭線が欠如的な印刷欠陥２３を検出するための検出
限界線である。

そして被検査物体２］を充保装置２４で撮像して得た被
検査画像と、膨脹パターン画像２７および収縮パターン
画ｆ＆２８とを検査部２５で演算比較し、膨脹パターン
画像２７における膨脹パターンからはみ出た付加欠陥、
または収縮パターン画像２８における収縮パターン内に
入り込んだ欠如欠陥を検出することにより、被検査物体
２１の形状の良否を検査するようにしている。

第４図は、形状検査装置をさらに詳細に示す第１の従来
例を示すものである（特開昭５７−１２０８０７号公報
）。

なお、第４図および後述の第５図には、撮像装置等は図
示省略されている。

第４図中、３１は前記第３図中の印刷文字ＩＴＪと同様
の被検査物体を撮像して得た被検査画像で、被検査画＠
３１は、文字パターン３１ａの部分が白画素（明）で構
成され、背景部分３１ｂが黒画素（暗）で構成されてい
る。３２．３３は、それぞれ被検査画像３１に現われた
付加欠陥および欠如欠陥である。

また、予め準備される膨脹パターン画＠２７および収縮
パターン画像２８についても、被検査画像３１と＠Ｉｌ
！に、膨脹パターン２７ａおよび収縮パターン２８ａの
部分が白画素で構成され、各背景部分２７ｂ、２８ｂが
黒画素で構成されている。

３４．３５は、それぞれ第１、第２の論理和演算器、３
６．３７は、それぞれ第１、第２の排他的論理和演算器
、３Ｂは第３の論理和演算器である。

そして第１の論理和演算器３４で膨脹パターン画像２７
および被検査画＠３１の論理和演算がされて論理和パタ
ーン３９ａが得られ、さらに第１の排他的論理和演算器
３６で、その論理和パターン３９ａの画像３つおよび膨
脹パターン画像２７の排他的論理和演算がされて付加欠
陥３２ａが明パターンで検出される。

一方、第２の論理和演算器３５で収縮パターン画＠２８
および被検査画（ｇ！３１の論理和演算がされて論理和
パターン４１ａが得られ、さらに第２の排他的論理和演
算器３７で、その論理和パターン４１ａの画像４１およ
び被検査画像３１の排他的論理和演算がされて欠如欠陥
３３ａが明パターンで検出される。

第３の論理和演算器３８では、さらに付加欠陥３２ａの
画像４２および欠如欠陥３３ａの画像４３の論理和演算
がされて付加欠陥３２ａおよび欠如欠陥３３ａが１両面
４４上に表示され、この１画面４４上に表示された付加
欠陥３２ａおよび欠如欠陥３３ａで被検査物体の形状の
良否が検査される。

ところで上記の画像同士の論理和演算および排他的論理
和演算等の各演算は、各画像を構成する白画素および黒
画素の各画素同士の演算により実行される。

したがって１画像が例えば５１２Ｘ５１２画素で構成さ
れる場合は、１回の画像同士の演算に約２５．６万回の
画素演算が必要であり、その演算量は相当量のものとな
る。

しかしながら、上記第１の従来例では、第１、第２の論
理和演算器３４．３５、第１、第２の排他的論理和演算
器３６．３７および第３の論理和演算器３８を億え、検
査の際にその画像同士の演算回数が全部で５回必要とさ
れるので、検査の際の演算処理に要する時間が長くなり
、検査効率が低いという問題点があった。

次いで、第５図は、形状検査装置の第２の従来例を示す
ものである（ＭＡＲＫ　　ＣＨＥＣＫＥＲＭＯＤＥＬ２
０１．■ダックエンジニアリング）なお第５図において
、前記第４図における機器等と同一ないし均等のものは
、前記と同一符号を以って示し、重複した説明を省略す
る。

この従来例では、予めＱ備される膨脹パターン画像４５
として、膨脹パターン４５ａの部分が黒画素で構成され
、背頃部分４５ｂが白画素で構成されたものが用いられ
ている。

４６はインバータ、４７．４８はそれぞれ第１、第２の
論理積演算器である。

そして第１の論理積演算器４７で膨脹パターン画像４５
および被検査画像３１の論理積演算がされて付加欠陥３
２ａが明パターンで検出される。

一方、インバータ４６で被検査画像３１の明暗反転処理
がされ、第２の論理積演算器４８で、その反転面＠４つ
および収縮パターン画像２８の論理積演算がされて欠如
欠陥３３ａが明パターンで検出される。

論理和演算器３８で、さらに付加欠陥３２ａの画像４２
および欠如欠陥３３ａの画像４３の論理和演算がされて
付加欠陥３２ａおよび欠如欠陥３３ａが１画面４４に表
示され、この１両面４４上に表示された付加欠陥３２ａ
および欠如欠陥３３ａで被検査物体の形状の良否が検査
される。

しかしながら、上記第２の従来例では、インバ−夕４６
、第１、第２の論理積演算器４７．４８および論理和演
算器３８を備え、検査の際の画像の演算処理回数が全部
で４回必要とされる。このためこの第２の従来例におい
ても検査の際の演算処理に要する時間が長くなり、検査
効率が低いという問題点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 検査の際の画像の演算処理回数が第１の従来例では５回
、第２の従来例では４回必要とされるので、検査の際の
演算処理に要する時間が長くなり、検査効率が低いとい
う問題点があった。

この発明は上記事情に基づいてなされたもので、検査の
際の演算処理に要する時間が短かく、検査効率の高い形
状検査装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために、第１の発明は、被検査対
象を撮像して得た被検査画像に現われる付加欠陥および
欠如欠陥を検出して形状検査をする方法であって、正常
な被検査対象の画像を所要量収縮させることにより予め
準備された収縮パターン画像と、正常な被検査対象の画
像を所要量膨脹させ且つ明暗反転させた膨脹パターン画
像と前記収縮パターン画像との論理和をとることにより
得た比較パターン画像と、該比較パターン画像と被検査
画像との論理積演算により論理積画像を作成する論理積
演算工程と、該論理積演算工程により作成された論理積
画像と前記収縮パターン画像との排他的論理和演算をし
て付加欠陥と欠如欠陥とを検出する排他的論理和演算手
段とを有することを要旨とする。

第２の発明は、被検査対象を撮像して得た被検査画像に
現われる付加欠陥および欠如欠陥を検出して形状検査を
する方法であって、正常な被検査対象の画像を所要ａｒ
ｍ脹させることにより予め準備された膨脹パターン画像
と、正常な被検査対象の画像を所要量収縮させ且つ明暗
反転させた収縮パターン画像と前記膨脹パターン画像と
の論理積をとることにより得た比較パターン画像と、該
比較パターン画像と被検査画像との論理和演算により論
理和画像を作成する論理和演算工程と、該論理和演算工
程により作成された論理和画像と前記膨脹パターン画像
との排他的論理和演算をして付加欠陥と欠如欠陥とを検
出する排他的論理和演算工程とを有することを要旨とす
る。

第３の発明は、被検査対象をＲ徴して得た被検査画像に
現われる付加欠陥および欠如欠陥を検出して形状検査を
する装置であって、正常な被検査対象の画像を所要量収
縮させることにより予め準備された収縮パターン画像を
保持する第１の保持手段と、正常な被検査対象の画像を
所要量膨脹させ且つ明暗反転させた膨脹パターン画像と
前記収縮パターン画像との論理和をとることにより得た
比較パターン画像を保持する第２の保持手段と、該第２
の保持手段に保持されている比較パターン画像と被検査
画像との論理積演算により論理積画像を作成する論理積
演算手段と、該論理積演算手段により作成された論理積
画像と前記第１の保持手段に保持されている収縮パター
ン画像との排他的論理和演算をして付加欠陥と欠如欠陥
とを検出する排他的論理和演算手段とを有することを要
旨とする。

さらに第４の発明は、被検査対象を撮像して得た被検査
画像に現われる付加欠陥および欠如欠陥を検出して形状
検査をする装置であって、正常な被検査対象の画像を所
要Ｍ膨脹させることにより予め準備された膨脹パターン
画像を保持する第１の保持手段と、正常な被検査対象の
画像を所要量収縮させ且つ明暗反転させた収縮パターン
画像と前記膨脹パターン画像との論理積をとることによ
り得た比較パターン画像を保持する第２の保持手段と、
該第２の保持手段に保持されている比較パターン画像と
被検査画像との論理和演算により論理和画像を作成する
論理和演算手段と、該論理和演算手段により作成された
論理和画像と前記第１の保持手段に保持されている膨脹
パターン画像との排他的論理和演算をして付加欠陥と欠
如欠陥とを検出する排他的論理和演算手段とを有するこ
とを要旨とする。

（作用） 第１の発明では、収縮パターン画像と、該収縮パターン
画像および明暗反転された膨脹パターン画像の論理和を
とることにより作成された比較パターン画像とが予め準
備される。

そして検査の際は、まず比較パターン画像と被検査画像
との論理積演算がされて、論理積画像が作成される。

次いで、この論理積画像と収縮パターン画像との排他的
論理和演算がされて、付加欠陥および欠如欠陥が検出さ
れる。

而して２回の画像演算処理で被検査物体の形状の良否が
検査される。

上記の作用は、第３の発明についてもほぼ同様である。

また第２の発明では、膨脹パターン画像と、該膨脹パタ
ーン画像および明暗反転された収縮パターン画像の論理
積をとることにより作成された比較パターン画像とが予
め準備される。

そして検査の際は、まず比較パターン画像および被検査
画像の論理和演算がされて、論理和画像が作成される。

次いで、この論理和画像および膨脹パターン画像の排他
的論理和演算がされて、付加欠陥および欠如欠陥が検出
される。

而して、第２の発明においても、２回の画像演算処理で
被検査物体の形状の良否が検査される。

上記の作用は、第４の発明についてもほぼ同様である。

（実施例） 以下、この発明の第１の実施例を第１図に基づいて説明
する。

第１図中、１は前記第３図中の印刷文字ｒＴＪと同様の
被検査物体く被検査対象）を蹟像して得た被検査画像で
、被検査画像１は、文字パターン１ａの部分が白画素（
明）で構成され、背景部分１ｂが黒画素（暗）で構成さ
れている。２．３は、それぞれ被検査画像１に現われた
付加欠陥および欠如欠陥である。

また点線Ａ内は、正常な形状を有する被検査物体の画像
に所要の処理を論ずことにより予め準備される画像等を
示すもので、４は収縮パターン４ａを有する収縮パター
ン画像、５は膨脹パターン５ａを有する膨脹パターン画
像、６は比較パターン画像である。

収縮パターン４ａは、正常な形状を有する被検査物体の
画像を所要母収縮することにより得られ、膨脹パターン
５ａは、正常な形状を有する被検査物体の画像を所要量
膨脹することにより得られる。

収縮パターン画像４および膨脹パターン画像５は、被検
査画像１と同様に、収縮パターン４ａおよび膨脹パター
ン５ａの部分が白画素（明）で構成され、各背景部分４
ｂ、５ｂが黒画素（暗）で構成されている。

また、比較パターン画像６は、膨脹パターン画像５をイ
ンバータ７で明暗反転させ、さらに論理和演算器ってそ
の反転画像８および収縮パターン画像４の論理和をとる
ことにより得られる。比較パターン６ａは、黒画素で構
成された膨脹パターンに白画素で構成された収縮パター
ンが重畳されることにより構成されている。

上記の収縮パターン画像４は、図示省略の画像メモリ等
で構成される第１の保持手段に保持され、また比較パタ
ーン画像６は、第２の保持手段に保持されて予め準備さ
れる。

１０は論理積演算器（論理積演算手段）、１１は排他的
論理和演算器（排他的論理和演算手段）である。

次に作用を説明する。

検査の際は、まず論理積演算器１０で比較パターン画像
６および被検査画＠１の論理積演算がされて、論理積画
像１２が作成される。

次いで、排他的論理和演算器１１で上記の論理積画像１
２および収縮パターン画像４の排他的論理和演算がされ
て、排他的論理和演算１３中に付加欠陥２ａおよび欠如
欠陥３ａが明パターンで検出される。

而して排他的論理和画９１３に含まれる白画素数を調べ
ることにより付加欠陥２ａおよび欠如欠陥３ａの有無お
よびその欠陥の程度を検出することができる。

この付加欠陥２ａおよび欠如欠陥３ａの有無およびその
程度により、被検査物体の形状の良否が検査される。

上記のように、この実施例では、検査の際、２回の画像
演算処理で付加欠陥２ａおよび欠如欠陥３ａが検出され
て、演算処理に要する時間の短縮が図られる。

第２図は、この発明の第２実施例を示す図である。

なお第２図において、前記第１図における機器および画
像等と同一ないし均等のものは、前記と同一符号を以っ
て示し、重複した説明を省略する。

この実施例では、比較パターン画像１４が、収縮パター
ン画像４′をインバータ７で明暗反転させ、さらに論理
積演算器１６でその反転画像１５および膨脹パターン画
像５′の論理積をとることにより得られている。比較パ
ターン１４ａは、白画素で構成された膨脹パターンに黒
画素で構成された収縮パターンが重畳されることにより
構成されている。なおこの実施例における比較パターン
画像１４は、前記第１実施例における比較パターン画像
６を明暗反転させたものとなっている。

上記の膨脹パターン画像５′は、図示省略の画像メモリ
等で構成される第１の保持手段に保持され、また比較パ
ターン画＠１４は、第２の保持手段に保持されて予め準
備される。

１７は論理和演算器（論理和演算手段）である。

次に作用を説明する。

検査の際は、まず論理和演算器１７で比較パターン画像
１４および被検査画像１の論理和演算がされて、論理和
画像１８が作成される。

次いで、排他的論理和演算器１１で上記の論理和画像１
８および膨脹パターン画像５′の排他的論理和演算がさ
れて、排他的論理和画像１３中に付加欠陥２ａおよび欠
如欠陥３ａが明パターンで検出される。

而して、前記第１実施例の場合と同様に、排他的論理和
画像１３に含まれる白画素数を調べることにより、付加
欠陥２ａおよび欠如欠陥３ａの有無およびその欠陥の程
度が検出されて被検査物体の形状の良否が検査される。

上記のように、この実施例においても、検査の際、２回
の画像演算処理で付加欠陥２ａおよび欠如欠陥３ａが検
出されて、演算処理に要する時間の短縮が図られる。

［発明の効果］ 以上説明したように第１の発明および第３の発明の構成
によれば、収縮パターン画像と、該収縮パターン画像お
よび明暗反転した膨脹パターン画像の論理和をとること
により作成した比較パターン画像とを予め準備し、検査
の際は、まず比較パターン画像と被検査画像との論理積
演算により論理積画像が作成され、次いでこの論理積画
像と収縮パターン画像との排他的論理和演算により付加
欠陥および欠如欠陥が検出される。而して、検査の際は
少ない画像演算処理回数で付加欠陥および欠如欠陥が検
出されて、被検査対象の形状の良否が検査されるので、
検査の際の演算処理に要する時間が短かくなり検査効率
が高くなるという利点がある。

また第２の発明および第４の発明の構成によれば、膨脹
パターン画像と、該膨脹パターン画像および明暗反転し
た収縮パターン画像の論理積をとることにより作成した
比較パターン画像とを予め準備し、検査の際は、まず比
較パターン画像と被検査画像との論理和演算により論理
和画像が作成され、次いでこの論理和画像と膨脹パター
ン画像との排他的論理和演算により付加欠陥および欠如
欠陥が検出されて、被検査物体の形状の良否が検査され
る。而して、第２の発明および第４の発明においても、
検査の際の演算処理に要ザる時間が短かくなり検査効率
が高くなるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る形状検査方法および形状検査装
置の第１実施例の装置を各処理画像等とともに示す構成
図、第２図はこの発明の第２実施例の装置を各処理画像
等とともに示す構成図、第３図は従来の形状検査装置を
概念的に示す構成図、第４図は形状検査装置の第１の従
来例を各処理画像等とともに示す構成図、第５図は第２
の従来例を各処理画像等とともに示す構成図である。 １：被検査画像、 ２：付加欠陥、 ３：欠如欠陥、 ４．４′　：収縮パターン画像、 ４ａ：収縮パターン、 ５．５′　：膨脹パターン画像、 ５ａ：膨脹パターン、 ６．１４：比較パターン画像、 １０：論理積演算器、 １１：排他的論理和演算器、 １７：論理和演算器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検査対象を撮像して得た被検査画像に現われる
   付加欠陥および欠如欠陥を検出して形状検査をする方法
   であつて、 正常な被検査対象の画像を所要量収縮させることにより
   予め準備された収縮パターン画像と、正常な被検査対象
   の画像を所要量膨脹させ且つ明暗反転させた膨脹パター
   ン画像と前記収縮パターン画像との論理和をとることに
   より得た比較パターン画像と、 該比較パターン画像と被検査画像との論理積演算により
   論理積画像を作成する論理積演算工程と、 該論理積演算工程により作成された論理積画像と前記収
   縮パターン画像との排他的論理和演算をして付加欠陥と
   欠如欠陥とを検出する排他的論理和演算工程とを有する
   ことを特徴とする形状検査方法。
2. （２）被検査対象を撮像して得た被検査画像に現われる
   付加欠陥および欠如欠陥を検出して形状検査をする方法
   であって、 正常な被検査対象の画像を所要量膨脹させることにより
   予め準備された膨脹パターン画像と、正常な被検査対象
   の画像を所要量収縮させ且つ明暗反転させた収縮パター
   ン画像と前記膨脹パターン画像との論理積をとることに
   より得た比較パターン画像と、 該比較パターン画像と被検査画像との論理和演算により
   論理和画像を作成する論理和演算工程と、 該論理和演算工程により作成された論理和画像と前記膨
   脹パターン画像との排他的論理和演算をして付加欠陥と
   欠如欠陥とを検出する排他的論理和演算工程とを有する
   ことを特徴とする形状検査方法。
3. （３）被検査対象を撮像して得た被検査画像に現われる
   付加欠陥および欠如欠陥を検出して形状検査をする装置
   であって、 正常な被検査対象の画像を所要量収縮させることにより
   予め準備された収縮パターン画像を保持する第１の保持
   手段と、 正常な被検査対象の画像を所要量膨脹させ且つ明暗反転
   させた膨脹パターン画像と前記収縮パターン画像との論
   理和をとることにより得た比較パターン画像を保持する
   第２の保持手段と、該第２の保持手段に保持されている
   比較パターン画像と被検査画像との論理積演算により論
   理積画像を作成する論理積演算手段と、 該論理積演算手段により作成された論理積画像と前記第
   １の保持手段に保持されている収縮パターン画像との排
   他的論理和演算をして付加欠陥と欠如欠陥とを検出する
   排他的論理和演算手段とを有することを特徴とする形状
   検査装置。
4. （４）被検査対象を撮像して得た被検査画像に現われる
   付加欠陥および欠如欠陥を検出して形状検査をする装置
   であつて、 正常な被検査対象の画像を所要量膨脹させることにより
   予め準備された膨脹パターン画像を保持する第１の保持
   手段と、 正常な被検査対象の画像を所要量収縮させ且つ明暗反転
   させた収縮パターン画像と前記膨脹パターン画像との論
   理積をとることにより得た比較パターン画像を保持する
   第２の保持手段と、該第２の保持手段に保持されている
   比較パターン画像と被検査画像との論理和演算により論
   理和画像を作成する論理和演算手段と、 該論理和演算手段により作成された論理和画像と前記第
   １の保持手段に保持されている膨脹パターン画像との排
   他的論理和演算をして付加欠陥と欠如欠陥とを検出する
   排他的論理和演算手段とを有することを特徴とする形状
   検査装置。