DE3336471A1

DE3336471A1 - Verfahren und anordnung zur inspektion von bildern

Info

Publication number: DE3336471A1
Application number: DE3336471A
Authority: DE
Inventors: John Carrington Oakington Cambridge Barker; Ian Andrew Great Chishall Nr.Royston Hertfordshire Cruttwell
Original assignee: Cambridge Instruments Ltd
Current assignee: Cambridge Instruments Ltd
Priority date: 1982-11-02
Filing date: 1983-10-06
Publication date: 1984-05-10
Also published as: JPS5999338A; GB2129547A; US4587617A; GB2129547B

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Inspektionssysteme. Ausführungsformen der nachstehend erläuterten Erfindung beschreiben die Inspektion von Bildern, die Lokalisierung von Defekten oder Fehlern in den Bildern und die Klassifikation und/oder Messung der Fehler. Die Bilder können beispielsweise solche sein, die von Fertigungserzeugnissen gemacht werden und bei den Fehlern kann os sich um solche handeln, die durch den Herstellungsprozeß eingeführt worden sind. Beispielsweise kann die Erfindung Anwendung finden bei der Inspektion von Strichplatten in Form von Glasplatten, auf denen Metallmuster aufgebracht sind, wobei diese Strichplatten dazu dienen, später bei der Herstellung integrierter Schaltkreiswafer verwendet zu werden, wobei die Metallmuster elektrische Verbindungen auf den Wafern definieren. Es ist deshalb wichtig sicherzustellen, daß jede Strichplatte frei ist von signifikanten Fehlern, weil solche Fehler in den integrierten Schaltkreiswaf ern wiederholt würden, die von der betreffenden Strichplatte erzeugt würden.

Das Verfahren bzw. die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung sind in den Patentansprüchen 1 bzw. 9 definiert; die jeweiligen Unteransprüche definieren vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.

Demgemäß wird ein Bildinspektionssystem vorgeschlagen, bei dem Abnormalitaten des Bildes automatisch festgehalten

und automatisch klassifiziert werden hinsichtlich des Typs durch Vergleich des jeweils zu untersuchenden Bildes mit einer gewünschten Vorlageform. Bei dem Fall, daß das gewünschte vorgegebene Muster des Bildes Strecken mit dazwischenliegenden Zwischenräumen umfaßt, sind erste Klassifikationsmittel vorgesehen für die automatische Inspektion des Bildes, sein Vergleich mit der gewünschten Bildform und zum Abspeichern von Daten zur Identifikation der Position und Größe jeder überschußabnormalität und jeder Fehlabnormalität. Zweite Klassifikationsmittel sind ansprechend ausgebildet auf jede überschußabnormalität zum automatischen Klassifizieren derselben als Überschußabnormalität innerhalb des Zwischenraums und nicht verbunden mit einer Strecke, oder als überschußabnormalität in dem Zwischenraum und verbunden mit einer Strecke, oder auch als Überschußabnormalität in dem Zwischenraum und verbunden mit zwei der Strecken. Schließlich sind dritte Klassifikationsmittel vorgesehen für die automatische Klassifikation jeder Fehlabnormalität als Fehlabnormalität innerhalb einer Strecke ohne diese vollständig zu unterbrechen, als Fehlabnormalität nur an einer Kante einer Strecke oder als eine Fehlabnormalität innerhalb einer Strecke, durch die diese Strecke vollständig unterbrochen wird. Das Verfahren gemäß der Erfindung umfaßt vorzugsweise die Schritte einer relativ schnellen Inspektion des Gesamtbildes, um so zunächst das Vorhandensein irgendwelcher Abnormalitäten in ihm festzustellen und zumindest die ungefähre Position solcher Abnormalitäten zu bestimmen, indem das zu prüfende Bild mit einer gewünschten Vorlageform verglichen wird. In einem zweiten, relativ langsameren Schritt erfolgt eine Inspektion jener Teile des Bildes, in denen Abnormalitäten während des ersten Inspektionsschrittes festgestellt wurden, um diese Abnormalitäten hinsichtlich Typ zu klassifizieren und um Ihre Größen zu messen.

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Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein Verfahren zur Inspektion eines Bildes in Form eines vorgegebenen Musters von Bildstrecken mit dazwischen liegenden Zwischenräumen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, daß das Bild automatisch inspiziert wird unter Vergleich desselben mit der gewünschten Bildform und Daten abgespeichert werden zur Identifikation der Position und Größe jeder überschußabnormalität und jeder Fehlabnormalität. Jede überschußabnormalität wird dann automatisch klassifiziert als entweder überschußabnormalität in einem Zwischenraum, jedoch nicht verbunden mit irgendeiner Strecke, oder als Überschußabnormalität in dem Zwischenraum, verbunden mit nur einer Strecke oder als eine Überschußabnormalität in einem Zwischenraum und verbunden mit zwei Strecken. Schließlich wird auch jede Fehlabnormalität automatisch klassifiziert als entweder eine Fehlabnormalität innerhalb einer Strecke ohne diese vollständig zu unterbrechen, oder als Fehlabnormalität nur einer Kante einer Strecke oder schließlich als eine Fehlabnormalität innerhalb einer Strecke unter vollständiger Unterbrechung derselben.

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen soll nachstehend ein Strichplattenuntersuchungssystem gemäß der Erfindung im einzelnen beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung

eine Strichplatte, die zu untersuchen ist und die verschiedene Formen möglicher Fehler aufweist.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm eines Teils des Systems.

Fig. 3 und 4 sind Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Systems nach Fig. 2

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Fig. 5 ist ein Blockdiagramm eines weiteren Teils des Systems.

Fig. 6 zeigt Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Teils des Systems

gemäß Fig. 5.

Fig. 7 ist ein Blockdiagramm eines weiteren

Teils des Systems und 10

Fig. 8 zeigt Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Systemteils gemäß Fig. 7.

Fig. 1 zeigt in Diagrammform eine vereinfachte Version einer zu inspizierenden Strichplatte. Es handelt sich hier um eine Glasplatte 5, auf der ein Muster von den Teilstrecken 6A, 6B, 6C und 6D aufgebracht ist. Die Metallstrecken, welche das Muster bilden, können beispielsweise aus Chrom bestehen. Der Herstellungsprozeß für die Strichplatte, der keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, wird unvermeidlicherweise gelegentlich fehlerhaft sein, und diese Fehler können von unterschiedlichem Typ sein. Beispielsweise ist ein möglicher Fehler ein "Fleck" 8A, bei dem es sich um einen kleinen Anteil oder "Flecken" aus Metall handelt, der unabsichtlich auf der Glasplatte abgelagert worden ist. Ein anderer möglicher Fehler ist bei 8B gezeigt, wobei es sich um eine "Verlängerung" handelt, nämlich zusätzliches Metall, das sich von einer der Metallstrecken weg erstreckt und. mit dieser verbunden ist (MetalIstrecke 6D). Ein weiterer möglicher Fehler ist eine "Brücke", wie bei 8C dargestellt, die irrtümlicherweise in Form zusätzlichen Metalls aufgebracht ist und damit zwei Metallstrecken 6A und 6B miteinander verbindet.. Bei 8D ist eine "Einschnürung" gezeigt, wo ein Fehler bei der

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Ablagerung von hinreichend viel Metall vorliegt, um die vollständige Breite der Metallstrecke auszufüllen. Ein weiterer möglicher Fehler ist bei 8E erkennbar, wobei es sich um eine "Unterbrechung" handelt, wo wiederum ein -* Fehler bei der Ablagerung von hinreichend viel Metall vorliegt, doch diesmal ist der Fehler so groß, daß die Metallstrecke 6A vollständig unterbrochen ist.

Schließlich ist bei 8F noch ein "Loch" dargestellt, wo unabsichtlich abzulagerndes Metall innerhalb der Breite einer Metallstrecke 6B fehlt. In noch zu erläuternder Weise inspiziert das System jede Strichplatte, lokalisiert Fehler wie die oben beschriebenen automatisch, mißt ihre Größe und klassifiziert jeden Fehler als zu einem der sechs oben spezifizierten Typen gehörig. Die Bedienungsperson wird

dann mit einer Anzeige der Prüfergebnisse versehen, und zwar in irgendeiner geeigneten Weise, etwa in Form eines Rechnerausdrucks. Die Bedienungsperson kann dann die Prüfergebnisse würdigen und entscheiden, ob die Strichplatte als Ausschuß zu gelten hat oder ob andere Maßnahmen zu

ergreifen sind.

Der Inspektionsprozess wird in zwei Stufen ausgeführt, deren erste nachstehend unter Bezugnahme auf Figur 2 erläutert wird.

Wie in Fig. 2 dargestellt, umfaßt das Inspektionssystem

eine Inspektionseinheit 10 irgendeiner geeigneten Form mittels der die Strichplatte oder eine Abbildung der Strichplatte abgetastet wird und deren Muster optisch gemessen wird. Beispielsweise kann die Einheit Mittel zum Abtasten der Strichplatte derart umfassen, daß ein Ausgang auf einer Leitung 12 erzeugt wird, dessen Binärzustand eine Augenblicksrepräsentation des Teils der Strichplatte ist, der gerade inspiziert wird, d.h. eine Anzeige dafür, ob dort Metall vorhanden ist oder nicht.. Die von der Inspektionseinheit 10 ausgeführte Abtastung erfolgt unter Steuerung

einer Programmiereinheit 11 und einer Abtaststeuereinheit

14. Ein Speicher 16 speichert eine Repräsentation der genau

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si -

gewünschten Form des Bildes, wobei diese mittels elektrischer digitaler Signale gespeichert wird, von denen jedes einer bestimmten Stelle der Strichplatte entspricht und deren Werte angeben, ob dort Metall vorliegen soll oder nicht. Die Digitalsignale in Speicher 16 können beispielsweise dieselben Digitalsignale sein, die während des Herstellungsprozesses verwendet werden, um die Strichplatte selbst zu fertigen. Die Abtaststeuereinheit 14 steuert nicht nur die Inspektionseinheit 10, sondern aktiviert auch den Speicher 16 über eine Leitung 18, so daß der Speicher 16 auf einer Leitung 20 das Digitalsignal ausgibt, das den gewünschten Zustand der Strichplatte an jedem Punkt anzeigt, der von der Inspektionse.inheit 10 untersucht wird. Die Digitalsignale auf Leitung 12 und 20 werden einem Komparator 22 zugeführt. Unter der Annahme, daß keine Differenz zwischen beiden Signalen vorliegt, erzeugt der Komparator einen Nullausgang, was natür-.·.-lich anzeigt, daß die Strichplatte fehlerfrei ist. Wenn jedoch ein Fehler in der Strichplatte vorliegt, veranlaßt

dies, daß der Komparator 22 ein Digitalsignal abgibt. Dies gelangt zu einer Größenmesseinheit 24, die gesteuert wird von einer Limitsetzeinheit 26. Die Aufgabe der Einheit besteht darin, die Größe des Fehlers zu messen durch Zählen der Anzahl von aufeinanderfolgenden Digitalsignalen, die

vom Komparator 22 erzeugt werden. Die Limitsetzeinheit ist durch die Bedienungsperson steuerbar, wenn das System in Betrieb genommen wird und mit Hilfe dieser Einheit kann die Bedienungsperson eine Minimalfehlergröße eingeben. Nur dann, wenn die Einheit 24 feststellt, daß ein Defekt größer ist als die Minimalgröße, wird ein Fehlersignal auf einer Leitung 28 erzeugt, das in einen Speicher 30 eingegeben wird und dort in einer Speicherstelle entsprechend der Lokalisierung des Fehlers in der Strichplatte abgespeichert.

In der Praxis ist das System so aufgebaut, daß der Speicher 35

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30 nicht die genaue Stelle jedes Fehlers festhält, sondern nur festhält, ob irgendwelche Defekte vorliegen oder nicht (oberhalb der Minimalgröße) in jedem der aufeinanderfolgenden "Felder" der Strichplatte, wobei jedes solche "Feld" ein kleiner Teil der Gesamtfläche ist.

Der Zweck des insoweit beschriebenen Vorgehens besteht nicht darin, die Fehler zu messen oder zu klassifizieren (ausgenommen das Ansprechen nur auf jene oberhalb minimaler Größe), sondern einfach festzustellen, ob überhaupt irgendwelche signifikanten Defekte vorliegen und deren Stelle anzugeben. Vorteilhafterweise wird dieser Prozeß sehr schnell durchgeführt, vorzugsweise in Realzeit, so daß alle fehlerfreien Strichplatten unmittelbar für die Benutzung zur Verfügung stehen. Der insoweit beschriebene Inspektionsprozeß kann vorteilhafterweise (wenn auch nicht notwendigerweise) das Bildvergleichssystem verwenden, das in der gleichzeitig anhängigen UK-Patentanmeldung Nr. 8231267 beschrieben ist.

Die zweite Stufe des Inspektionsprozesses dient dazu, jene Felder der Strichplatte zu untersuchen, wo Fehler festgestellt wurden und diese Defekte zu klassifizieren und zu messen.

Der erste Teil der zweiten Stufe des Inspektionsprozesses umfaßt die Klassifikation jedes Fehlers zwecks Feststellung, ob es sich um einen Defekt beruhend auf "Überschußmetall" oder einen Defekt bezüglich "Fehlmetall" handelt. Defekte bezüglich Überschußmetall sind die Fleckfehler (z.B. Defekt 8A Fig. 1), Verlängerungsfehler (Defekt 8B) und Brückenfehler (Defekt 8C). Fehler bezüglich Fehlmetall sind Einschnürungsfehler (Defekt 8D), Brückenfehler (Defekt 8E) und Lochfehler (Defekt 8F).

Während der zweiten Inspektionsstufe richtet der Speicher die Inspektionseinheit 10 wiederum auf jedes Feld der Strichplatte, wo während der ersten Inspektionsstufe ein Fehler festgestellt worden ist und ein vollständiger Inspektionsprozeß (der noch zu erläutern ist) wird bezüglich dieses

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-JB-

Feldes ausgeführt, bevor irgendein anderes Feld mit einem Fehler untersucht wird. Der Speicher 30 leitet die Inspektionseinheit 10 zu einem Feld mit einem Defek't mittels Signalen auf einer Leitung 32 zur Programmiereinheit 11.

Die Inspektionseinheit 10 führt dann eine Abtastung des Feldes aus und Digitalsignale entsprechend dem Bild dieses Feldes werden in einem "Laufbildspeicher" 40 gespeichert. Wenn eine vollständige Abtastung dieses Feldes stattgefunden hat, aktiviert die Programmiereinheit 11 den Speicher 16 und den Speicher 40 über eine Steuerleitung 42, so daß der Speicher 40 sein gespeichertes Bild seriell ausgibt, d.h. die Digitalsignale, welche das gespeicherte Bild definieren, werden seriell ausgegeben. Gleichzeitig damit gibt der Speicher 16 das gespeicherte Bild des Feldes aus, d.h. die korrekte Form dieses Feldes. Die Digitalsignale von Speicher 16 werden zum Eingang eines UND-Gatters 44 über einen Inverter 46 gegeben und außerdem, nicht invertiert, zu einem Eingang eines UND-Gatters 48. Die Digitalsignale von Speicher 40 werden nicht invertiert zu dem zweiten Eingang des UND-Gatters 44 gegeben und über einen Inverter 50 über einen zweiten Eingang des UND-Gatters 48 gelegt.

Die Fig. 3 und 4 erläutern die insoweit beschriebene Operation.Fig. 3A zeigt das Bild, das als im Speicher 16 gespeichert angenommen wird und das gewünschte Muster des gerade geprüften Feldes darstellt. Man erkennt, daß das gewünsiite Muster aus zwei Metallstrecken 52A besteht. Fig.3B zeigt das Muster, das als im Speicher 40 gespeichert angenommen wird, also das tatsächliche (fehlerbehaftete) Bild in diesem betreffenden Feld. Wie dargestellt, besteht es aus zwei Metallstrecken 52B, welche genau den Metallstrecken 52A entsprechen sowie einem fehlerhaften Fleck 54. Man erkennt, daß die Wirkung des Inverters 4 6 und des UND-Gatters 44 darin besteht, das Bild der Fig. 3A zu invertieren und zu dem Bild gemäß Fig. 3B zu addieren. Das Ergebnis ist die Erzeugung von Digitalsignalen entsprechend dem Bild gemäß Fig. 3C, das demgemäß nur aus dem Überschußmetall besteht, aus dem der Fleck 54 gebildet ist. Der Ausgang des UND-Gatter

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-Sf-

44 wird in einen Oberschußmetallspeicher 56 eingegeben (Fig, 2) und das Bild, welches dieser Speicher hält, repräsentiert in digitaler Form, ist das, was in Fig. 3C gezeichnet ist.

Fig. 4 zeigt die von dem UND-Gatter 48 durchgeführte Operation. Hier ist angenommen, daß das in Speicher 16 gespeicherte Bild des zu prüfenden Feldes der Darstellung gemäß Fig. 4A entspricht (d.h. identisch ist mit dem, das in Fig. 3A dargestellt wurde). Das Bild aus dem

'0 Speicher 40 sei so angenommen wie in Fig. 4B dargestellt. Demgemäß besteht dieses Bild aus Metalleitern 52B, identisch mit den Leitern 52A, doch weist das Bild ein Loch 56 auf, wo Metall fehlt.

Die Wirkung des Inverters 50 und des UND-Gatters 48 besteht darin, das Bild gemäß Fig. 4B zu invertieren und zum Bild gemäß Fig. 4A zu addieren und das Ergebnis, das dabei erzeugt wird, ist in Fig. 4C dargestellt, d.h. ein Fleck, welcher das Loch 56 repräsentiert. Die dieses Bild repräsentierenden Digitalsignale werden vom UND-Gatter 48 ausgegeben und in einem Speicher 60 (Fig.2) gespeichert.

Die Arbeitsweise ist im Grunde ähnlich für die anderen Typen von Fehlern, die oben beschrieben wurden. Demgemäß speichert der Speicher 56 Fehler entsprechend Überschußmetall (Flecken, Verlängerungen und Brückenfehler) beruhend auf Fehlmetall (d.h. Löcher, Einschnürungen und Unterbrechungsfehler) .

Man erkennt, daß jeder der Speicher 56 und 60 Daten speichern kann, die mehr als einen Defekt repräsentieren, falls mehr als ein Defekt in dem Feld des Bildes vorliegt, das untersucht wird.

Fig. 5 zeigt den Teil des Systems, der verwendet wird, um die Daten in Speicher 56 zu verarbeiten zwecks Feststellung, ob der oder jeder Fehler darin ein Fleck, eine Verlängerung oder ein Brückendefekt ist.

³^ Fig. 5 zeigt die Verarbeitung der Signale aus den Speichern 16 und 56 der Fig. 2, d.h. den Speichern,welche die gewünschte Form des Gesamtbildes und die Uberschußmetal.1

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fehler in dem untersuchten Feld enthalten.

Wie in Fig. 5 dargestellt, umfaßt dieser Teil des erläuterten Systems einen Speicher 80, in dem der Inhalt des Speichers 56 über ein Gatter 82 eingespeichert werden kann. Das Gatter 82 ist jedoch so ausgebildet, daß nur einer der Fehler aus dem Speicher 56 {falls der letztere mehr als einen Fehler enthält) in den Speicher 80 gleichzeitig eingegeben werden kann.

Der Speicher 80 kann ferner den Inhalt des Speichers 16 bezüglich des betreffenden Feldes, das geprüft wird, aufnehmen, wobei diese Daten über ein Gatter 84 laufen. Die Gatter 82 und 84 werden von einer Steuereinheit 86 gesteuert.

Fig. 6 erläutert die Wirkungsweise des Systems.

Fig. 6A zeigt den angenommenen Inhalt desjenigen Teils des Speichers 16 bezüglich des Bildfeldes, das gerade betrachtet wird und es sei,wie dargestellt,angenommen, daß hier Daten entsprechend zwei Metallstrecken 5 2Λ gespeichert sind, d.h. indentisch zu. dem, was in Fig. 3A und 4A darge- ί

stellt ist. j

Fig. 6B, 6C und 6D zeigen Beispiele für die Bilder von Fehlern, die repräsentiert sein könnten durch die Daten, die im Uberschußmetallspeicher 56 abgespeichert sind. Der j Fehler 87A ist ein Fleck, der Fehler 87B ist eine Verlängerung '■

und der Fehler 87C ist eine Brücke. :

Im Betrieb öffnet die Steuereinheit 86 das Gatter· 84 und speist in den Speicher 80 die Daten aus Speicher 10 betreffend das betrachtete Feld ein, wobei diese Daten in Fig. 6A dargestellt sind. Der Speicher 80 ist im übrigen leer. Die Steuer einheit 86 aktiviert nun einen Zähler 88, die Anzahl der "Merkmale" im Speicher 80 zu zählen. Ein einzelnes"Merkmal" besteht aus Daten, die eine Anzahl von miteinander verbundenen Bildpunkten repräsentieren. Demgemäß besteht jede Metallstreck 52A gemäß Fig. 6A aus einer großen Anzahl von Bildpunkten,die alle unmittelbar nebeneinander liegen, d.h. die miteinander verbunden sind und deshalb repräsentieren sie jeweils ein

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einzelnes "Merkmal". Der Zähler 88 wird demgemäß bis zu einer Zählung von zwei gelangen, weil die Metallstrecken 52A, die nun im Speicher 80 abgespeichert sind, zwei "Merkmale" darstellen. Die Steuereinheit 86 transferiert nun diese Zählung von zwei in einen Zählspeicher 90 und löscht den Zähler 88.

Die Steuereinheit öffnet nun das Gatter 82 und die Daten im Speicher 56 (d.h. wie in Fig. 6B dargestellt), werden nun in den Speicher 80 geladen, überlagert den dort bereits gespeicherten Daten. Die nun im Speicher 80 befindlichen Daten ergeben demgemäß das Bild gemäß Fig. 6E. Der Zähler 88 wird nun aktiviert, um die Anzahl von Merkmalen zu zählen und diesmal zählt er bis drei, wobei die einzelnen Merkmale die Metallstrecken 5 2A sind sowie zusätzlich der Fehler 87A gemäß Fig. 6B. Diese Zählung wird in den Speicher 90 eingegeben, der dabei feststellt, daß die Zählung sich um eins erhöht hat.

Es sei nun angenommen, daß der obige Vorgang für den Fehler gemäß Fig. 6C wiederholt wird. Der Speicher 80 wird gelöscht und die Daten gemäß Fig. 6A in den Speicher 80 geladen. Zähler 88 speichert nun wieder die Zählung 2 vom Speicher 90. Die Daten gemäß Fig. 6C werden in den Speicher 80 geladen und das Ergebnis ist das in Fig. 6F dargestellte, weil der Fehler 87B, wie in Fig. 6C erkennbar, eine Verlängerung ist. Der Zähler 88 wird zurückgesetzt. Da eine Verlängerung per Definition Überschußmetall darstellt, das an ein existierendes Merkmal angelenkt ist, erreicht der Zähler 88 wiederum den Zählstand zwei, wenn er reaktiviert wird, um die Anzahl von Merkmalen, die nun im Speicher befindlich sind, zu zählen. Wenn dies in den Speicher 90 eingegeben wird, stellt der letztere demgemäß fest, daß keine Änderung der Anzahl an Merkmalen vorliegt.

Schließlich soll die Verarbeitung des Zählers gemäß Fig.6D betrachtet werden.

Der Speicher 80 wird zunächst gelöscht und die Daten (gemäß Fig. 6A) in Speicher 16 werden in den Speicher 80 eingespeichert und der Zähler 88 zählt die Anzahl von Merkmalen und

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- Vl -

erreicht den Zählstand zwei, welche Zahl in den Zählspeicher 90 eingegeben wird. Das Gatter 82 wird nun geöffnet, um die Daten gemäß Fig. 6D überlagert in den Speicher 80 einzugeben, der nunmehr speichert, was in Fig. 6G dargestellt ist. Der Zähler 88 wird wieder aktiviert, um die Anzahl von Merkmalen im Speicher 80 zu zählen, und diesmal wird der Zählstand nur eins betragen, weil der Fehler 87C die Wirkung hatte, zwei vorher getrennte Merkmale, nämlich die beiden Leiter 52A miteinander zu verbinden. Der Zählerspeicher 90 stellt deshalb fest, daß die Anzahl von Merkmalen sich um eins verringert hat.

Aus vorstehender Erläuterung ergibt sich, daß ein Fleckfehler angezeigt wird, wenn der Zählerspeicher 90 eine Zunähme (um eins) in der Anzahl der Merkmale in Speicher 80 im Ergebnis der Eingabe von Daten zum Speicher 56 in den Speicher 80 feststellt, daß ein Verlängerungsfehler dadurch manifest wird, daß keine Änderung der Anzahl von Merkmalen festgestellt wird und daß ein Brückendefekt festgestellt wird durch eine Verringerung der Anzahl von Merkmalen um eins. Der Zählerspeicher 90 weist eine Ausgangsleitung 92 auf, welche ein Anzeiger 94 mit Daten speichert zur Angabe darüber, ob eine Zunahme keine Änderung oder eine Abnahme der Anzahl von Merkmalen festgestellt wurde und der Indikator 94 zeigt den Typ des Fehlers dementsprechend an.

Zusätzlich weist das System eine Größenmeßeinheit 96 auf, welche anspricht auf die Daten, die vom Speicher 56 | in den Speicher 80 überführt werden und die Messung der i Größe erfolgt durch die Messung der Anzahl von Digital- \ Signalen, aus denen der Fehler besteht. Der resultierende Ausgang wird in den Indikator 94 über eine Leitung 98 eingegeben und in entsprechender Form angezeigt, z.B. in Mi-

Crons.
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Demgemäß erzeugt der Indikator 94 eine Angabe in irgendeiner gewünschten Form (beispielsweise visuell oder mittels eines Ausdrucks) hinsichtlich des Typs des Fehlers und seiner Größe.

Fig. 7 zeigt den Teil des Systems zur Verarbeitung der Daten im "Fehlmetallspeicher" 60 aus Fig. 2.

Fig. 7 zeigt noch einmal den Speicher 60 und den Speicher-16 aus Fig. 2.

Fig. 7 zeigt einen Speicher 100, an den der Speicher

¹^ 60 über zwei Strecken angeschlossen ist, über Gatter 102 bzw. 104, wobei die Verbindung über Gatter 102 über einen Inverter 106 erfolgt und die Verbindung über Gatter 104 direkt ist. In ähnlicher Weise ist der Speicher 16 an den Speicher 100 über zwei Gatter angeschlossen, nämlich Gatter 108 und 110, wobei die Verbindung über Gatter 108 direkt erfolgt und die Verbindung über Gatter 110 über einen Inverter 112. Die Gatter 102, 104, 108, 110 werden gesteuert von einer Steuereinheit 114.

Die Betriebsweise des Systems gemäß Fig. 7 wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 8 näher erläutert. Fig. 8A zeigt das Bild, das als im Speicher 16 abgespeichert angenommen wird und sich auf das jeweilige überprüfte Feld bezieht, und in diesem Fall wird angenommen, daß zwei Metallstrecken 52A vorliegen ähnlich denen nach Fig. 4A. Fig. 8B, 8C bzw. 8D

^ΔΏ zeigen unterschiedliche Formen von Fehlern, die in Speicher 56 abgespeichert sein können. Der Fehler 130A in Fig. 8B ist ein Lochfehler, Fehler 130B ist ein Einschnürungsfehler und der Fehler 130C in Fig. 8D ist ein Unterbrechungsfehler. Im Betrieb öffnet zunächst die Steuereinheit 114 das Gatter 108 (Fig.7) und das in Fig. 8A dargestellte Bild wird in den Speicher 100 eingespeichert, welcher vorher leer war. Die Steuereinheit 114 aktiviert einen Zähler 116, daß dieser die Anzahl von Merkmalen (wie oben definiert) im Speicher 100 zählt und demgemäß wird eine Zählung von zwei festgehalten. Dies wird in einem Zählerspeicher 118 abgespeichert. Der Zähler wird dann gelöscht. Das Gatter 102 wird dann geöffnet. Wie oben erläutert, kann der Spei-

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Vi -

eher 60 Daten bezüglich mehr als einen Fehler speichern. Das Gatter 102 ist jedoch so ausgebildet, daß die Daten bezüglich nur eines Fehlers gleichzeitig durchgelassen werden können. Es sei deshalb angenommen, daß die durch-

■* laufenden Daten diejenigen sind, welche das Bild gemäß Fig. 8b repräsentieren. Diese Daten werden invertiert mittels Inverter, 106 und dann dem bereits im Speicher 100 befindlichen Bild überlagert. Das Ergebnis ist demgemäß entsprechend dem in Fig. 8E gezeigten, d.h. das

'0 Bild von zwei Metallstrecken 52A, von denen eine das Loch 130A aufweist. Der Zähler 116 wird nun aktiviert und zählt wiederum die Anzahl von Merkmalen, nämlich zwei und dies wird vom Zählerspeicher 118 festgehalten.

Der Speicher 100 wird nun gelöscht und die Daten im

^ Speicher 16 (Fig. 8A) werden wiederum in den Speicher eingegeben, wiederum über Gatter 108. Zähler 116 zählt die Anzahl von Merkmalen (nämlich 2) und dies wird gespeichert mittels Speicher 118. Der Zähler wird rückgesetzt. Das Gatter 102 wird wieder geöffnet und der Fehler 130B gemäß Fig. 8C wird über Inverter 106 in den Speicher 100 eingegeben, der demgemäß jetzt das Bild gemäß Fig. 8F speichert, also das Bild der Leiterstreifen 52A mit der Einstellung 130B. Wiederum wird der Zähler 116 aktiviert und wiederum zählt er die Anzahl von Merkmalen mit zwei, d.h. wie zuvor.

Speicher 100 wird wiederum gelöscht und die Daten in Speicher 16 (Fig. 8A) werden wieder in Speicher 100 eingegeben, und zwar wiederum über Inverter 109. Zähler 116 zählt die Anzahl von Merkmalen mit zwei und dies wird im Speicher 118 abgespeichert. Der Zähler wird rückgesetzt.

Gatter 110 wird wieder geöffnet und die in Fig. 8D illustri· ten Daten werden invertiert mit den Daten im Speicher überlagert, so daß das Bild gemäß Fig. 8G entsteht, wobei diesmal eine der Strecken 52A durch die Unterbrechung 130C aufgesplittet ist. Der Zähler 116 zählt wiederum

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die Anzahl von Merkmalen und erreicht nun einen Zählstand von drei, eins mehr als zuvor. Der Zählerspeicher 118 stellt demgemäß fest, daß die Anzahl von Merkmalen, die gezählt worden ist, um eins zugenommen hat und lie-

^ fert ein Ausgangssignal dementsprechend auf eine Leitung 120 an einen Indikator 122 zur Anzeige dafür, daß es sich bei dem Fehler um einen Unterbrechungsfehler handelt. Der Zählerspeicher 118 erzeugt keinen Ausgang auf Leitung 120 während des oben beschriebenen Vorgangs, wenn eine Abnahme oder keine Änderung der Anzahl von Merkmalen gezählt wird. Mit anderen Worten erzeugt dieser Teil des Prozesses eine Anzeige auf Leitung 120, wenn es sich bei dem Fehler um einen Unterbrechungsfehler handelt, jedoch keine solche Anzeige, wenn kein Fehler dieses Typs vor-

' liegt. Letztere Bestimmung wird in der zweiten Stufe des Prozesses durchgeführt, die nun erläutert wird. Die zweite Stufe des Prozesses wird nur dann ausgeführt, wenn der erste Teil des Prozesses anzeigt, daß ein Fehler vorliegt, bei dem es sich nicht um einen Unterbrechungsfehler handelt. Eine

²^ solche Anzeige wird über Leitung 132 der Steuereinheit übermittelt.

Zunächst ist das Gatter 110 (Fig. 7) offen, um so die Daten gemäß Fig. 8A in den Speicher 100 zu laden über Inverter 112. Während dieses Vorgangs jedoch wird ein sogenannter "Rahmen" im Speicher 100 aufgebaut, welcher Rahmen in Fig. 8H gestrichelt eingezeichnet ist. Ohne· den Rahmen 120 würde der invertierende Effekt des Inverters 112 so sein, daß das in Speicher 100 gespeicherte Bild (im Ansprechen auf den Eingang des Bildes gemäß Fig. 8A) aus Lichtbereichen bestehen würde, entsprechend den Metallstrecken 52A, während der Rest des Speichers einen "Dunkelbereich" speichern würde. Die Wirkung des Rahmens 124 jedoch ist diejenige, daß der Bereich des Dunkelbereichs begrenzt wird und das Ergebnis ist demgemäß, daß das Bild

^⁵ im Speicher 100 dem nach Fig. 81 entspricht. Die Metallstrecken 52A erscheinen nun nicht, jedoch dafür zwei dunkle

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IO

- Vb- -

Bereiche oder Merkmale 126A bzw. 126B, entsprechend demjenigen Teil des Bereiches innerhalb des Rahmens 124 (Fig. 8A), in welchem die Metallstrecken 52A nicht vorhanden sind. Der Zähler 116 zählt nun die Anzahl der Merkmale im Speicher 100 und erreicht einen Zählstand von zwei, der in den Zählerspeicher 118 eingegeben wird, während der Zähler selbst rückgesetzt wird.

Die Steuereinheit 114 öffnet nun Gatter 104 und die Daten entsprechend dem Loch aus Fig. 8B werden in den Speicher 100 eingegeben, überlagert den dort bereits eingegebenen Daten. Das Ergebnis ist demgemäß das Bild gemäß Fig. 8J, das im Speicher 100 abgespeichert wird. Zähler 116 wird aktiviert zum Zählen der Anzahl von Merkmalen und erreicht nun einen Zählstand von drei, d.h. eine Zunähme um eins. Dies wird durch den Zählerspeicher 118 erkannt.

Speicher 100 wird dann gelöscht und die Daten 8A in

^V 100

Speicher 16 werden wiederum in Speicher über Gatter 110 und Inverter 112 eingegeben, womit wiederum das Bild gemäß Fig. 81 im Speicher 100 erscheint. Zähler 116 zählt die Anzahl von Merkmalen und der Zählerspeicher 118 erfaßt einen Zählstand von zwei. Speicher 60 überträgt nun das Bild gemäß Fig. 8C über Gatter 104 und das Ergebnis ist,daß der Speicher 100 nun das Bild gemäß Fig. 8K speichert. Zähler 116 wird wiederum aktiviert zum Zählen der Anzahl von Merkmalen, und es erfolgt wiederum eine Zählung von zwei Merkmalen, weil die Einschnürung 130B als verbunden mit dem Merkmal 126A erscheint. Der Zählerspeicher 118 stellt demgemäß keine Änderung der Anzahl von Merkmalen fest.

Auf diese Weise empfängt demgemäß der Indikator 122 eine Anzeige vom Zählerspeicher 118 während der ersten Stufe zur Anzeige dafür, daß ein untersuchter Fehler ein Unterbrechung sf ehler ist und er empfängt Anzeigen während der zweitent Stufe des Prozesses dafür, daß ein untersuchter Fehler ein Loch oder eine Einschnürung ist. Eine Größenmesseinheit 136 ist vorgesehen für die Ausführung derselben Funktion wie die Größenmeßeinheit aus Fig. 5. Wie zuvor kann

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der Indikator 122 Irgendeine brauchbare Form haben.

Der Grund für die Ausführung des oben beschriebenen Prozesses gemäß Fig. 7 in zwei Stufen ergibt sich ohne weiteres durch die Überlegung was das Resultat wäre, wenn man die zweite Stufe weiter durchführte (in der Absicht, sie in der gleichen Weise zu benutzen, um den Unterbrechungsfehler 130C gemäß Fig. 8D festzustellen).

Zunächst würde der Speicher 100 gelöscht und die Daten aus Speicher 16 (Fig. 8A) würden wieder über Gatter 110 in den Inverter 112 eingegeben, wodurch wiederum das Bild gemäß Fig. 81 entstünde. Der Zähler 116 würde die Anzahl von Merkmalen zählen und der Zählerspeicher 118 wird demgemäß wiederum einen Zählstand von zwei registrieren. Der Zähler würde rückgesetzt werden. Die das Bild gemäß Fig. 8D repräsentierenden Daten würden dann in den Speicher 100 eingegeben über Gatter 104 und das Ergebnis wäre, daß das nun gespeicherte Bild im Speicher 100 dem nach Fig. 8L entspräche. Der Zähler 116 würde nun wiederum die Anzahl von Merkmalen zählen und wiederum den Zählstand von zwei erzeugen, weil der Fehler 130C gemäß Fig. 8D nur die Wirkung hätte, daß eine Brücke zwischen den beiden Teilen desselben Merkmals 126A entstünde. Demgemäß wäre der Zählerspeicher 118 nicht in der Lage, zwischen einem Unterbrechungs fehler und einem Einschnürungsfehler zu unterscheiden. .

" Man erkennt, daß zwar zwei Figuren, nämlich Fig. 5 und verwendet wurden, um die Klassifizierungsarbeitsgänge zu beschreiben, doch daß es durchaus möglich wäre, eine große Anzahl von gleichen Komponenten zu verwenden, um die Vorgänge aus beiden Zeichnungsfiguren durchzuführen.

Zahlreiche Modifikationen können an dem beschriebenen System vorgenommen werden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Obwohl beispielsweise in den beschriebenen Systemen gemäß Fig. 5 und 7 festgestellt wurde, daß jeder Fehler getrennt betrachtet wurde (d.h., getrennte Eingabe in Speicher 80 oder 100), daß dies jedoch nicht wesentlich ist und die Systeme so modifiziert werden könnten,

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daß alle fehler gemeinsam eingegeben werden, weil die , Systeme in der Lage sind, die getrennte Wirkung jedes Fehlers auf die Anzahl von Merkmalen zu betrachten unter Auflistung der Koordinatenposition jedes Fehlers und separater Betrachtung jedes einzelnen.

Zl

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Inspektion eines Bildes, bei dem das Bild mit einer gewünschten Vorlageform verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß Abnormalitäten (8) in dem Bild automatisch festgehalten und hinsichtlich ihres Typs automatisch klassifiziert werden.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Größe der Abnormalitäten (8) automatisch gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Schritte:

Durchführung einer relativ schnellen Inspektion des Gesamtbildes zur Feststellung des Vorhandenseins irgendwelcher Abnormalitäten (8) und mindestens der annähernden Lage solcher Abnormalitäten (8) durch Vergleich des Bildes mit einer gewünschten Vorlageform und

Durchführen einer relativ weniger schnellen Inspektion jener Teile des Bildes, wo während der ersten Inspektion Abnormalitäten (8) festgestellt wurden, zwecks Klassifizierung dieser Abnormalitäten (8) hinsichtlich ihres Typs und zur Messung ihrer Größen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Inspektionsschritt im Gegensatz zum zweiten in Realzeit ausgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch die Schritte:

Klassifizieren jeder Abnormalität als Überschußabnormalität (8A,8B_f8C) oder als Fehlabnormalität (8D, 8E, 8F) und Klassifizieren der überschußabnormalitäten und der Fehlabnormalitäten als bestimmte Typen solcher Abnormalitäten. . .

6. Verfahren nach Anspruch 1 für die Inspektion eines

Bildes in Form eines vorgegebenen Musters von Bildstrecken mit dazwischen befindlichen Zwischenräumen, gekennzeichnet durch die Schritte:

Speichern von Daten zur Identifikation der Position und Größe jeder Überschußabnormalität(8A, 8B, 8C) und jeder Fehlabnormalität (8D, 8E, 8F), automatisches Klassifizieren jeder Uberschußabnormalität als entweder

a) Uberschußabnormalität (8A) in dem Zwischenraum, nicht verbunden mit irgendeiner Strecke,

b) Uberschußabnormalität (8B) in dem Zwischenraum und verbunden mit einer der Strecken oder

c) Uberschußabnormalität (8C) in dem Zwischenraum und verbunden mit zwei Strecken, sowie

automatisches Klassifizieren jeder Fehlabnormalität als entweder

a) Fehlabnormalität (8F) innerhalb einer Strecke, ohne diese vollständig zu unterbrechen,

b) Fehlabnormalität (8D) nur an einer Kante einer Strecke, oder

c) Fehlabnormalität (8E) innerhalb einer Strecke unter vollständiger Unterbrechung derselben.

7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch den Schritt der Bestimmung der Größe jeder Abnormalität (8).

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zu inspizierende Bild das Bild einer

Strichplatte ist und jede Strecke eine auf dieser befindliche Metallstrecke ist.

9. Bildinspektionssystem zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer Anordnung (10, 16, 22) für den Vergleich des Bildes mit einer gewünschten Vor lage form, gekennzeichnet durch eine Anordnung (56,60) für das Festhalten von Abnormalitäten (8) in dem Bild und automatisches Klassifizieren derselben hinsichtlich ihres Typs.

10. Bildinspektionssystem zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einer ersten Inspektionsanordnung (10, 16, 22, 30), ausgebildet zur Durchführung einer relativ schnellen Inspektion des gesamten Bildes hinsichtlich der Erfassung des Vorliegens irgendwelcher Abnormalitäten (8) und zumindest der annähernden Lage solcher Abnormalitäten durch Vergleich des zu inspizierenden Bildes mit einer gewünschten Vorlageform desselben, gekennzeichnet durch eine zweite Inspektionsanordnung (56,60), die relativ weniger schnell arbeitend ausgebildet ist zur Inspektion jener Teile des Bildes, wo mittels der ersten Inspektionsanordnung (10,16,22,30) Abnormalitäten (8) festgestellt wurden und zum Klassifizieren solcher Abnormalitäten (8) hinsichtlich ihres Typs und zur Messung ihrer Größen.

11. Bildinspektionssystem nach Anspruch 10, dadurch gekenn-: zeichnet, daß die zweite Inspektionsanordnung eine Vorrichtung (56,60) umfaßt, die zum Klassifizieren jeder Abnormalität (8) als entweder eine Uberschußabnormalität (8A,8B,8C) oder eine Fehlabnormalität (8D,8E,8F) ausgebildet ist sowie zum Klassifizieren der überschußabnormalitäten und Fehlabnormalitäten als zu einem bestimmten Typ solcher Abnormalitäten gehörig.

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12. Bildinspektionssystem zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche T bis 8 und für die Inspektion eines Bildes in Form eines gewünschten vorgegebenen Musters von Bildstrecken mit dazwischen liegenden Zwischenräumen, gekennzeichnet durch eine erste Klassifikationsvorrichtung (56,60) zum automatischen Abspeichern von Daten zur Identifikation von Position und Größe jeder Überschußabnormalitäti (8A,8B,8C) und jeder Fehlabnormalität (8D,8E,8F), durch eine zweite Klassifikationsvorrichtung (Fig. 5), ansprechend ausgebildet auf jede Überschußabnormalität (8A,8B,8C) für die automatische Klassifikation als

a) eine Überschußabnormalität (8A) in dem Zwischenraum, unverbunden mit einer der Strecken oder

b) einer Überschußabnormalität (8B) in einem Zwischenraum und verbunden mit einer Strecke, oder

c) eine überschußabnormalität (8C) in einem Zwischenraum und mit zwei Strecken verbunden, sowie durch eine dritte Klassifikationsvorrichtung (Fig.7) für automatische Klassifikation jeder Fehlabnormalität (8D,8E,8F) als

a) eine Fehlabnormalität (8F) innerhalb einer Strecke, ohne diese vollständig zu unterbrechen oder

b) eine Fehlabnormalität (8E) nur an einer Kante einer Strecke, oder

c) eine Fehlabnormalität (8F) innerhalb einer Strecke unter vollständiger Unterbrechung derselben.

13. Bildinspektionssystem nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (24,26) für die Messung der Größe jeder Abnormalität (8).