JPH09204527A - パターン検査装置およびパターン検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環状パターンの完全性を正確に検査すること
ができるパターン検査装置およびパターン検査方法を提
供することである。 【解決手段】 パターン切り出し部２４は、中心座標・
直径算出部２３により算出された中心座標および直径に
基づいてパターン画像データＰＤからスルーホールを十
分に含む大きさの領域の画像データを抽出する。円認識
部２６は、正規化された画像データにおいてエッジ抽出
フィルタによりパターンとスルーホールとの間の境界エ
ッジを予め定められた方向成分ごとにエッジ画像データ
として分解抽出し、ぼかし処理および間引き処理を行い
つつ階層的な積和型フィルタにより複数のエッジ画像デ
ータを統合し、円の完全性の程度を示す出力値を算出す
る。しきい値判定部２７は、円認識部２６の出力値を所
定のしきい値と比較することにより開口角エラーの有無
を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、環状部分を有する
パターンの完全性を検査するパターン検査装置およびパ
ターン検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板のパターンの外観検査にお
いては、銅箔パターンの配線部の検査に加えて環状部分
（ランド）の完全性を検査する必要がある。そこで、ラ
ンドのパターンの完全性を検査するための種々のパター
ン検査装置およびパターン検査方法が提案されている。

【０００３】図２２はプリント基板上の銅箔パターンの
主としてランドの部分を示す図である。図２２（ａ）に
示すように、プリント基板上の銅箔パターン１０１は、
円形のランド１０１ａおよび直線状または曲線状の配線
部１０１ｂからなり、ランド１０１ａの中央部にドリル
加工によりスルーホール１０２が設けられている。電気
的信頼性を保つためには、スルーホール１０２の中心と
ランド１０１ａの中心とが一致していることが好まし
い。

【０００４】しかしながら、ドリル加工はフォトエッチ
ングプロセスに比べて精度が低く、図２２（ｂ）に示す
ようにスルーホール１０２の中心がランド１０１ａの中
心からずれる場合がある。それにより、スルーホール１
０２の一部がランド１０１ａの外側に突出し、ランド１
０１ａに開口が生じる。このような場合には、プリント
基板の電気的信頼性の低下が問題となり、スルーホール
１０２の位置ずれ検査の重要性が増大する。

【０００５】プリント基板におけるスルーホール１０２
の位置ずれ検査の一つとして、開口角検査が用いられて
いる。この開口角検査は、スルーホール１０２の位置ず
れによるランド１０１ａの開口部の角度θを計測し、開
口角θがある一定値以上の場合に開口角エラーと判定す
るものである。このような開口角検査によるパターン検
査方法は、例えば、特公平７−６９２４号公報、特開平
３−２８７４５号公報、特公平７−２３８４７号公報等
に提案されている。

【０００６】特公平７−６９２４号公報に開示された方
法は、図２３（ａ）に示すように、パターン画像１１１
およびスルーホール画像１１２を読み取り、スルーホー
ル画像１１２の中心点を基準としてリング状パラメータ
ＲＰを設定し、リング状パラメータＲＰとパターン画像
１１１とが重なる領域に含まれる画素数を求めるもので
ある。

【０００７】また、特開平３−２８７４５号公報に開示
された方法は、図２３（ｂ）に示すように、パターン画
像１１１およびスルーホール画像１１２を読み取り、ス
ルーホール画像１１２の中心点を基準として複数の放射
状オペレータＯＰ１〜ＯＰ８を設定し、パターン画像１
１１に重なる放射状オペレータの本数を計数するもので
ある。

【０００８】さらに、特公平７−２３８４７号公報に開
示された方法は、図２３（ｃ）に示すように、パターン
画像１１１およびスルーホール画像１１２を読み取り、
スルーホール画像１１２の中心点を基準として複数のリ
ング状マスクＲＭを設定し、リング状マスクＲＭとパタ
ーン画像１１１とが重なる領域の面積を求めるものであ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来のパターン
検査方法のいずれにおいても、スルーホールの中心が正
確に求められないと、計測結果に誤差を生じる。例え
ば、透過光を利用してスルーホール画像を読み取る場
合、スルーホールの内部に何らかのごみが付着してスル
ーホール画像が変形すると、スルーホール画像の真の中
心位置が得られず、誤判定の原因となってしまう。特
に、図２３（ａ）に示した特公平７−６９２４号公報に
開示された方法では、正確な位置に適切な大きさのリン
グ状パラメータＲＰを設定しないと正確な計測結果が得
られないが、リング状パラメータＲＰの大きさを適切に
設定することは実用上難しいという問題がある。

【００１０】本発明の目的は、環状パターンの完全性を
正確に検査することができるパターン検査装置およびパ
ターン検査方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段および発明の効果】

（１）第１の発明 第１の発明に係るパターン検査装置は、環状部分を有す
るパターンの完全性を検査するパターン検査装置であっ
て、入力手段、算出手段、抽出手段、円認識手段および
判定手段を備える。入力手段は、パターンの画像および
環状部分の孔部の画像をそれぞれパターン画像データお
よび孔部画像データとして入力する。算出手段は、入力
手段により入力された孔部画像データにおける孔部の中
心位置および径を算出する。抽出手段は、算出手段によ
り算出された中心位置および径に基づいて入力手段によ
り入力されたパターン画像データから孔部を含む領域の
画像データを抽出する。円認識手段は、抽出手段により
抽出された画像データにおいてパターンと孔部との境界
エッジを予め定められた方向成分ごとにエッジ画像デー
タとして分解抽出し、抽出された複数のエッジ画像デー
タに基づいてパターンと孔部との境界エッジにおける円
の完全性の程度を示す値を算出する。判定手段は、円認
識手段から出力される値を予め定められた値と比較する
ことによりパターンの良否を判定する。

【００１２】第１の発明に係るパターン検査装置におい
ては、孔部画像データにおける孔部の中心位置および径
が算出され、算出された中心位置および径に基づいてパ
ターン画像データから孔部を含む領域の画像データが抽
出される。そして、抽出された画像データにおいてパタ
ーンと孔部との境界エッジが予め定められた方向成分ご
とにエッジ画像データとして分解抽出され、抽出された
複数のエッジ画像データに基づいてパターンと孔部との
境界エッジにおける円の完全性の程度を示す値が算出さ
れる。さらに、算出された値を予め定められた値と比較
することによるパターンの良否が判定される。

【００１３】このように、孔部の中心位置および径はパ
ターン画像データから孔部を含む領域の画像データを抽
出するためにのみ用いられ、かつ複数のエッジ画像デー
タに基づいて円の完全性の程度を示す値が算出されるの
で、孔部の中心位置および径の精度が高くなくても、パ
ターンの環状部分の完全性を正確に検査することができ
る。

【００１４】（２）第２の発明 第２の発明に係るパターン検査装置は、第１の発明に係
るパターン検査装置の構成において、円認識手段が、画
像データに対してぼかし処理および間引き処理を行いつ
つ複数のエッジ画像データを統合することにより円の完
全性の程度を示す値を算出するものである。

【００１５】このように、画像データに対してぼかし処
理および間引き処理を行うことにより境界エッジの形状
の変形または位置ずれが吸収される。そのため、算出手
段により算出される孔部の中心位置および径が多少ずれ
ていても、パターンと孔部との境界エッジが抽出手段に
より抽出される画像データに含まれてさえいれば、正確
な検査結果が得られる。したがって、パターンの環状部
分の完全性を容易にかつ正確に検査することができる。

【００１６】（３）第３の発明 第３の発明に係るパターン検査装置は、第２の発明に係
るパターン検査装置の構成において、円認識手段が、境
界エッジの分解抽出および統合を行う階層的な積和型フ
ィルタを含むものである。これにより、境界エッジの分
解抽出および統合を容易かつ高速に行うことができる。

【００１７】（４）第４の発明 第４の発明に係るパターン検査装置は、第３の発明に係
るパターン検査装置の構成において、円認識手段が、一
定領域内の画像データの最大値を検出する最大値フィル
タによりぼかし処理を行い、階層的な積和型フィルタに
より処理される画像データに対して最大値フィルタを複
数画素ずつずらせながら設定することにより間引き処理
を行うものである。これにより、ぼかし処理および間引
き処理を容易かつ高速に行うことができる。

【００１８】（５）第５の発明 第５の発明に係るパターン検査方法は、環状部分を有す
るパターンの完全性を検査するパターン検査方法におい
て、パターンの画像および環状部分の孔部の画像をそれ
ぞれパターン画像データおよび孔部画像データとして入
力し、入力された孔部画像データにおける孔部の中心位
置および径を算出し、算出された中心位置および径に基
づいて入力されたパターン画像データから孔部を含む領
域の画像データを抽出し、抽出された画像データにおい
てパターンと孔部との境界エッジを予め定められた方向
成分ごとにエッジ画像データとして分解抽出し、抽出さ
れた複数のエッジ画像データに基づいてパターンと孔部
との境界エッジにおける円の完全性の程度を示す値を算
出し、算出された値を予め定められた値と比較すること
によりパターンの良否を判定するものである。

【００１９】第５の発明に係るパターン検査方法におい
ては、孔部画像データに基づいて孔部の中心位置および
径が算出され、算出された中心位置および径に基づいて
パターン画像データから孔部を含む領域の画像データが
抽出される。そして、抽出された画像データにおいてパ
ターンと孔部との境界エッジが予め定められた方向成分
ごとにエッジ画像データとして分解抽出され、抽出され
た複数のエッジ画像データに基づいてパターンと孔部と
の境界エッジにおける円の完全性の程度を示す値が算出
される。さらに、算出された値を予め定められた値と比
較することによりパターンの良否が判定される。

【００２０】このように、孔部の中心位置および径はパ
ターン画像データから孔部を含む領域の画像データを抽
出するためにのみ用いられ、かつ複数のエッジ画像デー
タに基づいて円の完全性の程度を示す値が算出されるの
で、孔部の中心位置および径の精度が高くなくても、パ
ターンの環状部分の完全性を正確に検査することができ
る。

【００２１】（６）第６の発明 第６の発明に係るパターン検査方法は、第５の発明に係
るパターン検査方法において、画像データに対してぼか
し処理および間引き処理を行いつつ複数のエッジ画像デ
ータを統合することにより円の完全性の程度を示す値を
算出するものである。

【００２２】このように、画像データに対してぼかし処
理および間引き処理を行うことにより境界エッジの形状
の変形または位置ずれが吸収されるので、算出された孔
部の中心位置および径が多少ずれていても、パターンと
孔部との境界エッジが抽出された画像データに含まれて
さえいれば、正確な検査結果を得ることができる。した
がって、パターンの環状部分の完全性を容易にかつ正確
に検出することができる。

【００２３】（７）第７の発明 第７の発明に係るパターン検査方法は、第６の発明に係
るパターン検査方法において、階層的な積和型フィルタ
により境界エッジの分解抽出および統合を行うものであ
る。これにより、境界エッジの分解抽出および統合を容
易かつ高速に行うことができる。

【００２４】（８）第８の発明 第８の発明に係るパターン検査方法は、第７の発明に係
るパターン検査方法において、一定領域内の画像データ
の最大値を検出する最大値フィルタによりぼかし処理を
行い、階層的な積和型フィルタにより処理される画像デ
ータに対して最大値フィルタを複数画素ずつずらせなが
ら設定することにより間引き処理を行うものである。こ
れにより、ぼかし処理および間引き処理を容易かつ高速
に行うことができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例における
プリント基板のパターン検査装置の構成を示すブロック
図である。

【００２６】図１のパターン検査装置は画像読取部１０
およびデータ処理部２０からなる。画像読取部１０は、
透光性のＸ−Ｙ移動テーブル１１、透過用光源１２、反
射用光源１３ａ，１３ｂ、波長分離ミラー１４、透過用
ＣＣＤカメラ１５および反射用ＣＣＤカメラ１６を含
む。データ処理部２０は、２値化部２１，２２、中心座
標・直径算出部２３、パターン切り出し部２４、正規化
部２５、円認識部２６およびしきい値判定部２７を含
む。

【００２７】画像読取部１０において、Ｘ−Ｙ移動テー
ブル１１は、水平な面内で互いに垂直な２方向（Ｘ方向
およびＹ方向）に移動可能に設けられている。このＸ−
Ｙ移動テーブル１１上に被検査基板となるプリント基板
１００が載置される。透過用光源１２はＸ−Ｙ移動テー
ブル１１の下方に配置され、反射用光源１３ａ，１３ｂ
はＸ−Ｙ移動テーブル１１の上方に配置されている。

【００２８】透過用光源１２からの光はＸ−Ｙ移動テー
ブル１１、プリント基板１００のスルーホールおよび波
長分離ミラー１４を通過して透過用ＣＣＤカメラ１５に
入射する。一方、反射用光源１３ａ，１３ｂからの光は
プリント基板１００の表面で反射され、さらに波長分離
ミラー１４により反射されて反射用ＣＣＤカメラ１６に
入射する。Ｘ−Ｙ移動テーブル１１をＸ方向およびＹ方
向に移動させることにより、透過用ＣＣＤカメラ１５に
より透過光に基づくスルーホールの画像が読み取られ、
反射用ＣＣＤカメラ１６により反射光に基づく基板表面
の画像が読み取られる。なお、画像読取部１０の詳細な
構成は、特開平４−３４３４５号公報に開示されてい
る。

【００２９】次に、図２を参照しながらデータ処理部２
０の動作を説明する。ここで、プリント基板１００上に
図２（ａ）に示す銅箔パターンが形成されているものと
する。銅箔パターン１０１はランド１０１ａおよび配線
部１０１ｂを有し、ランド１０１ａの中央部にスルーホ
ール１０２が形成されている。

【００３０】図１の２値化部２１は、透過用ＣＣＤカメ
ラ１５により読み取られたスルーホール１０２の画像を
２値化し、図２（ｂ）に示すように、スルーホール画像
データＴＤとして中心座標・直径算出部２３に与える。
スルーホール画像データＴＤにおいては、スルーホール
２０２の部分が“１”で表され、他の部分が“０”で表
される。２値化部２２は、反射用ＣＣＤカメラ１６によ
り読み取られた基板表面の画像を２値化し、図２（ｃ）
に示すように、パターン画像データＰＤとしてパターン
切り出し部２４に与える。パターン画像データＰＤにお
いては、パターン２０１の部分（銅箔パターン１０１に
相当）が“１”で表され、その他の部分が“０”で表さ
れる。

【００３１】中心座標・直径算出部２３は、スルーホー
ル画像データＴＤに基づいてスルーホール２０２の中心
座標および直径（または半径）を公知の放射状オペレー
タ、重心判定等の方法で算出する。なお、中心座標およ
び直径（または半径）の算出方法は、例えば特公平７−
６９２４号公報、特開平３−２８７４５号公報、特公平
７−２３８４７号公報等に開示されている。

【００３２】パターン切り出し部２４は、中心座標・直
径算出部２３により算出された中心座標および直径に基
づいて、パターン画像データＰＤにスルーホール２０２
を十分に含む大きさの領域（以下、検査ウインドウと呼
ぶ）ＷＩを設定し、図２（ｄ）に示すように、設定され
た検査ウインドウＷＩの画像データ２００を抽出する。

【００３３】正規化部２５は、パターン切り出し部２４
により抽出された画像データ２００をスルーホール２０
２の直径に基づいて正規化し、図２（ｅ）に示すよう
に、認識可能な大きさを有する画像データ３００を得
る。ここでは、画像データ３００のサイズを４７画素×
４７画素とする。

【００３４】円認識部２６は、後述する方法で、画像デ
ータ３００におけるパターン２０２とスルーホール２０
１との間の境界エッジについて円の認識を行う。円認識
部２６の認識結果の出力値は円の完全性の程度（円らし
さ）を反映した値とする。例えば、完全な円の場合には
出力値は１．０となり、円が存在しない場合には出力値
は０．０となり、不完全な円の場合には出力値は０．０
よりも大きく１．０よりも小さい実数値となる。

【００３５】しきい値判定部２７は、円認識部２６の出
力値を所定のしきい値と比較し、出力値がしきい値以下
の場合に開口角エラー（ランド１０１の不良）と判定す
る。本実施例では、画像読取部１０および２値化部２
１，２２が入力手段を構成し、中心座標・直径算出部２
３が算出手段を構成し、パターン切り出し部２４が抽出
手段を構成する。また、円認識部が円認識手段を構成
し、しきい値判定部２７が判定手段を構成する。

【００３６】以下に、円認識部２６による円の認識方法
を説明する。図３は円認識部２６による円の認識方法を
示す概念図である。まず、図３（ａ）に示すように、画
像データにおける配線パターンのエッジを８方向の成分
ごとに分解抽出する。次に、図３（ｂ）に示すように、
抽出された８方向のエッジを２つずつ統合することによ
り８方向の屈曲部（第１の円弧）を抽出する。そして、
図３（ｃ）に示すように、統合された８方向の第１の円
弧を２つずつさらに統合することにより８方向の屈曲部
（第２の円弧）を抽出する。最後に、図３（ｄ）に示す
ように、抽出された８方向の第２の円弧を統合し、統合
されたパターンが円に近いか否かを判定する。

【００３７】図４は円認識部２６による具体的な円認識
処理を示すブロック図である。まず、図１の正規化部２
５により正規化された画像データ３００から８方向のエ
ッジを抽出するためにエッジ抽出フィルタ処理を行った
後（ステップＳ１）、位置ずれを吸収するとともに画像
データを間引くために最大値フィルタおよび間引き処理
を行う（ステップＳ２）。次に、第１の円弧抽出を行う
ために、第１段目積和型フィルタ処理を行った後（ステ
ップＳ３）、位置ずれを吸収するとともに画像データを
間引くために最大値フィルタおよび間引き処理を行う
（ステップＳ４）。さらに、第２の円弧抽出を行うため
に第２段目積和型フィルタ処理を行った後（ステップＳ
５）、位置ずれを吸収するとともに画像データを間引く
ために最大値フィルタおよび間引き処理を行う（ステッ
プＳ６）。最後に、円認識を行うために第３段目積和型
フィルタ処理を行う（ステップＳ７）。

【００３８】以下、図５〜図２０を参照しながら円認識
部２６による円認識処理の具体例を説明する。まず、図
５に示すように、４７画素×４７画素に正規化された画
像データ３００に対して図６に示す重み係数を持つ８個
の５画素×５画素のエッジ抽出フィルタ（特徴抽出フィ
ルタ）Ｆ１〜Ｆ８を順次作用させ、８方向のエッジを抽
出する。エッジ抽出フィルタＦ１〜Ｆ８は、それぞれ図
７に示す８方向のエッジＥ１〜Ｅ８に対応するエッジを
抽出する。

【００３９】まず、図５に示すように、画像データ３０
０にエッジ抽出フィルタＦ１を設定し、設定されたエッ
ジ抽出フィルタＦ１を１画素ずつ画像データ３００の全
領域に渡ってずらせながら次式による積和演算を行い、
出力画素値Ｙ１を得る。

【００４０】

【数１】

【００４１】式（１）において、Ｉ_ijは画像データ３０
０の画素値を表し、添字ｉ，ｊはエッジ抽出フィルタ内
における画像データ３００の当該画素の位置を表す。ま
た、Ｗ_ijはエッジ抽出フィルタの係数値を表し、添字
ｉ，ｊはエッジ抽出フィルタの当該係数の位置を表す。
ここでは、ｉ＝０，１，２，３，４、ｊ＝０，１，２，
３，４である。画像データ３００の画素値とエッジ抽出
フィルタの係数値との積和の値は−５．０〜５．０の範
囲内になるので、積和の値に５．０を加算し、さらに１
０．０で割ることにより出力画素値Ｙ１は０．０〜１．
０の範囲内に正規化される。

【００４２】同様にして、画像データ３００にエッジ抽
出フィルタＦ２〜Ｆ８を順次作用させることにより、図
８に示すように、エッジ抽出フィルタＦ１〜Ｆ８にそれ
ぞれ対応する８枚のエッジ画像データ３０１〜３０８が
得られる。エッジ画像データ３０１〜３０８のサイズは
４３画素×４３画素となる。

【００４３】次に、位置ずれを多少吸収するために、８
枚のエッジ画像データ３０１〜３０８の各々について図
９に示す３画素×３画素の公知の最大値フィルタＦ１０
を用いてぼかし処理を行うとともに、１／２間引き処理
を行う。例えば、図１０に示すように、エッジ画像デー
タ３０１に対して最大値フィルタＦ１０を２画素ずつず
らせて設定しつつ最大値フィルタＦ１０内の領域におけ
るエッジ画像データ３０１の最大値を算出する。エッジ
画像データ３０２〜３０８についても同様に最大値フィ
ルタＦ１０を用いたぼかし処理および１／２間引き処理
を行う。このようにして、図１１に示すように、８枚の
エッジ画像データ３１１〜３１８が得られる。エッジ画
像データ３１１〜３１８のサイズは２１画素×２１画素
となる。

【００４４】次に、８枚のエッジ画像データ３１１〜３
１８に対して図１２に示す８個の第１段目積和型フィル
タ（特徴抽出フィルタ）Ｆ１１〜Ｆ１８を作用させ、図
１３に示す８方向の屈曲部（第１の円弧）Ｒ１〜Ｒ８を
抽出する。第１段目積和型フィルタＦ１１〜Ｆ１８の各
々は、８枚のエッジ画像データ３１１〜３１８に対する
８組の係数ブロックｆ１〜ｆ８を含む。これらの積和型
フィルタＦ１１〜Ｆ１８は、それぞれ図１３の第１の円
弧Ｒ１〜Ｒ８に対応するエッジＥ１〜Ｅ８の位置関係を
抽出するための重み係数を含む。

【００４５】まず、積和型フィルタＦ１１の係数ブロッ
クｆ１〜ｆ８をそれぞれエッジ画像データ３１１〜３１
８に１画素ずつずらせながら設定し、次式により出力画
素値Ｙ２を算出する。

【００４６】

【数２】

【００４７】式（２）において、Ｉ_nij は後述の係数ブ
ロックｎに対応するエッジ画像データ３１１〜３１８の
画素値を表し、添字ｉ，ｊは積和型フィルタ内における
エッジ画像データ３１１〜３１８の当該画素の位置を表
す。また、Ｗ_nij は積和型フィルタの係数値を表し、添
字ｎは係数ブロックを表し、ｉ, ｊは係数ブロック内に
おける当該係数の位置を表す。ここでは、ｉ＝０，１，
２、ｊ＝０，１，２、ｎ＝ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ
５，ｆ６，ｆ７，ｆ８である。エッジ画像データ３１１
〜３１８の画素値と積和型フィルタの係数値との積和の
値は−４．０〜４．０の範囲内となるので、積和の値に
４．０を加算し、さらに８．０で割ることにより出力画
素値Ｙ２は０．０〜１．０の範囲内に正規化される。

【００４８】同様にして、エッジ画像データ３１１〜３
１８に対して積和型フィルタＦ１２〜Ｆ１８を設定する
ことにより、図１４に示すように、８枚の第１の円弧画
像データ３２１〜３２８が得られる。第１の円弧画像デ
ータ３２１〜３２８のサイズは１９画素×１９画素とな
る。

【００４９】そして、８枚の第１の円弧画像データ３２
１〜３２８の各々について図９および図１０に示したぼ
かし処理および１／２間引き処理を行う。それにより、
図１５に示すように、８枚の第１の円弧画像データ３３
１〜３３８が得られる。第１の円弧画像データ３３１〜
３３８のサイズは９画素×９画素となる。

【００５０】次に、８枚の第１の円弧画像データ３３１
〜３３８に対して図１６に示す８個の第２段目積和型フ
ィルタ（特徴抽出フィルタ）Ｆ２１〜Ｆ２８を作用さ
せ、図１７に示す８方向の屈曲部（第２の円弧）Ｒ１１
〜Ｒ１８を抽出する。第２段目積和型フィルタＦ２１〜
Ｆ２８の各々は、８枚の第１の円弧画像データ３３１〜
３３８に対する８組の係数ブロックｆ１１〜ｆ１８を含
む。これらの積和型フィルタＦ２１〜Ｆ２８は、それぞ
れ図１７の第２の円弧Ｒ１１〜Ｒ１８に対応する第１の
円弧Ｒ１〜Ｒ８の位置関係を抽出するための重み係数を
含む。

【００５１】まず、積和型フィルタＦ２１の係数ブロッ
クｆ１１〜ｆ１８をそれぞれ第１の円弧画像データ３３
１〜３３８に１画素ずつずらせながら設定し、次式によ
り出力画素値Ｙ３を算出する。

【００５２】

【数３】

【００５３】式（３）において、Ｉ_nij は後述の係数ブ
ロックｎに対応する第１の円弧画像データ３３１〜３３
８の画素値を表し、添字ｉ，ｊは積和型フィルタ内にお
ける第１の円弧画像データ３３１〜３３８の当該画素の
位置を表す。また、Ｗ_nij は積和型フィルタの係数値を
表し、添字ｎは係数ブロックを表し、添字ｉ, ｊは係数
ブロック内における当該係数の位置を表す。ここでは、
ｉ＝０，１，２、ｊ＝０，１，２、ｎ＝ｆ１１，ｆ１
２，ｆ１３，ｆ１４，ｆ１５，ｆ１６，ｆ１７，ｆ１８
である。第１の円弧画像データ３３１〜３３８の画素値
と積和型フィルタの係数値との積和の値は０．０〜４．
０の範囲内となるので、積和の値を４．０で割ることに
より出力画素値Ｙ３は０．０〜１．０の範囲内に正規化
される。

【００５４】同様にして、第１の円弧画像データ３３１
〜３３８に対して積和型フィルタＦ２２〜Ｆ２８を設定
することにより、図１８に示すように、８枚の第２の円
弧画像データ３４１〜３４８が得られる。第２の円弧画
像データ３４１〜３４８のサイズは７画素×７画素とな
る。

【００５５】そして、８枚の第２の円弧画像データ３４
１〜３４８の各々について図９および図１０に示したぼ
かし処理および１／２間引き処理を行う。それにより、
図１９に示すように、８枚の第２の円弧画像データ３５
１〜３５８が得られる。第２の円弧画像データ３５１〜
３５８のサイズは３画素×３画素となる。

【００５６】次に、８枚の第２の円弧画像データ３５１
〜３５８に対して図２０に示す第３段目積和型フィルタ
（特徴抽出フィルタ）Ｆ３０を作用させ、図２１に示す
正多角形を抽出する。第３段目積和型フィルタＦ３０
は、８枚の第２の円弧画像データ３５１〜３５８に対す
る８組の係数ブロックｆ３１〜ｆ３８を含む。この積和
型フィルタＦ３０は、第２の円弧Ｒ１１〜Ｒ１８の位置
関係を抽出するための重み係数を含む。積和型フィルタ
Ｆ３０の係数ブロックｆ３１〜ｆ３８をそれぞれ第２の
円弧画像データ３５１〜３５８に設定し、次式により全
体の出力値Ｙ４を得る。

【００５７】

【数４】

【００５８】式（４）において、Ｉ_nij は後述の係数ブ
ロックｎに対応する第２の円弧画像データ３５１〜３５
８の画素値を表し、添字ｉ, ｊは積和型フィルタ内にお
ける第２の円弧画像データ３５１〜３５８の当該画素の
位置を表す。また、Ｗ_nij は積和型フィルタＦ３０の係
数値を表し、添字ｎは係数ブロックを表し、添字ｉ,ｊ
は係数ブロック内における当該係数の位置を表す。ここ
では、ｎ＝ｆ３１〜ｆ３８、ｉ＝０，１，２、ｊ＝０，
１，２である。出力値Ｙ４は０．０〜８．０の範囲内の
実数となる。

【００５９】図１のしきい値判定部２７は、円認識部２
６により得られた出力値Ｙ４が所定のしきい値Ｔより大
きい場合に開口角エラーなしと判定し、出力値Ｙ４がし
きい値Ｔ以下である場合に開口角エラーと判定する。こ
こで、しきい値Ｔは次式により定める。

【００６０】

【数５】 Ｔ＝（３６０−α）／４５ ・・・（５） 上式（５）において、αは開口角エラーとなる開口角の
値を表す。例えば、開口角９０°以上を開口角エラーと
した場合のしきい値Ｔは６．０となる。

【００６１】式（４）により求められた出力値Ｙ４は円
の完全性の程度（円らしさ）を反映した値となってい
る。完全な円の場合には出力値Ｙ４は８．０となり、円
が存在しない場合には出力値Ｙ４は０．０となり、完全
な円に近づくほど出力値Ｙ４が８．０に近づく。

【００６２】本実施例では、エッジ抽出フィルタ処理、
第１段目積和型フィルタ処理および第２段目積和型フィ
ルタ処理の各段階でぼかし処理および間引き処理を実行
することによりエッジの形状の変形および位置ずれが少
しずつ吸収される。そのため、中心座標・直径抽出部２
３により算出されるスルーホールの中心座標に誤差が生
じても、その誤差が円認識部２６による認識結果に影響
しない。

【００６３】なお、各積和型フィルタの重み係数値は上
記実施例に限らず、ニューラルネットワークにおける学
習等を利用してもよい。また、上記実施例では、エッジ
抽出フィルタ処理におけるエッジ抽出方向を８方向とし
たが、エッジ抽出方向はこれに限定されず、例えば１６
方向のエッジを抽出してもよい。

【００６４】なお、本発明のパターン検査装置およびパ
ターン検査方法はプリント基板のパターン検査に限ら
ず、環状部分を有するその他のパターンの検査にも適用
することができる。例えば、本発明は、テレビのブラウ
ン管に用いるシャドーマスクのパターンの検査にも応用
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるパターン検査装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】プリント基板の銅箔パターン、スルーホール画
像データ、パターン画像データ、検査ウインドウ内の画
像データおよび正規化された画像データの一例を示す図
である。

【図３】図１のパターン検査装置の円認識部による円認
識処理を示す概念図である。

【図４】図１のパターン検査装置の円認識部により行わ
れる一連の処理を示すブロック図である。

【図５】図１のパターン検査装置の正規化部から出力さ
れる画像データを示す図である。

【図６】図１のパターン検査装置の円認識部におけるエ
ッジ抽出フィルタ処理に用いられるエッジ抽出フィルタ
を示す図である。

【図７】図６のエッジ抽出フィルタにより抽出される８
方向のエッジを示す図である。

【図８】図６のエッジ抽出フィルタにより得られた８枚
のエッジ画像データを示す図である。

【図９】ぼかし処理および１／２間引き処理に用いられ
る最大値フィルタを示す図である。

【図１０】図９の最大値フィルタを用いたぼかし処理お
よび１／２間引き処理を示す図である。

【図１１】図８のエッジ画像データからぼかし処理およ
び１／２間引き処理により得られたエッジ画像データを
示す図である。

【図１２】第１段目積和型フィルタ処理に用いられる第
１段目積和型フィルタを示す図である。

【図１３】図１２の第１段目積和型フィルタにより抽出
される８方向の第１の円弧を示す図である。

【図１４】図１２の第１段目積和型フィルタにより得ら
れた第１の円弧画像データを示す図である。

【図１５】図１４の第１の円弧画像データからぼかし処
理および１／２間引き処理により得られた第１の円弧画
像データを示す図である。

【図１６】第２段目積和型フィルタ処理に用いられる第
２段目積和型フィルタを示す図である。

【図１７】図１６の第２段目積和型フィルタにより抽出
される８方向の第２の円弧を示す図である。

【図１８】図１６の第２段目積和型フィルタにより得ら
れた第２の円弧画像データを示す図である。

【図１９】図１８の第２の円弧画像データからぼかし処
理および１／２間引き処理により得られた第２の円弧画
像データを示す図である。

【図２０】第３段目積和型フィルタ処理に用いられる第
３段目積和型フィルタを示す図である。

【図２１】図２０の第３段目積和型フィルタにより抽出
される正多角形を示す図である。

【図２２】プリント基板の銅箔パターンの一例およびラ
ンドの開口角検査を示す図である。

【図２３】従来のパターン検査方法を示す図である。

【符号の説明】

１０ 画像読取部 １５ 透過用ＣＣＤカメラ １６ 反射用ＣＣＤカメラ ２０ データ処理部 ２１，２２ ２値化部 ２３ 中心座標・直径算出部 ２４ パターン切り出し部 ２５ 正規化部 ２６ 円認識部 ２７ しきい値判定部 １００ プリント基板 １０１ 銅箔パターン １０１ａ ランド １０１ｂ 配線部 １０２ スルーホール Ｆ１〜Ｆ８ エッジ抽出フィルタ Ｆ１１〜Ｆ１８ 第１段目積和型フィルタ Ｆ２１〜Ｆ２８ 第２段目積和型フィルタ Ｆ３０ 第３段目積和型フィルタ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状部分を有するパターンの完全性を検
   査するパターン検査装置であって、 前記パターンの画像および前記環状部分の孔部の画像を
   それぞれパターン画像データおよび孔部画像データとし
   て入力する入力手段と、 前記入力手段により入力された前記孔部画像データにお
   ける前記孔部の中心位置および径を算出する算出手段
   と、 前記算出手段により算出された中心位置および径に基づ
   いて前記入力手段により入力された前記パターン画像デ
   ータから前記孔部を含む領域の画像データを抽出する抽
   出手段と、 前記抽出手段により抽出された画像データにおいて前記
   パターンと前記孔部との境界エッジを予め定められた方
   向成分ごとにエッジ画像データとして分解抽出し、抽出
   された複数のエッジ画像データに基づいて前記パターン
   と前記孔部との境界エッジにおける円の完全性の程度を
   示す値を算出する円認識手段と、 前記円認識手段から出力される値を予め定められた値と
   比較することにより前記パターンの良否を判定する判定
   手段とを備えたことを特徴とするパターン検査装置。
2. 【請求項２】 前記円認識手段は、画像データに対して
   ぼかし処理および間引き処理を行いつつ前記複数のエッ
   ジ画像データを統合することにより前記円の完全性の程
   度を示す値を算出することを特徴とする請求項１記載の
   パターン検査装置。
3. 【請求項３】 前記円認識手段は、前記境界エッジの分
   解抽出および統合を行う階層的な積和型フィルタを含む
   ことを特徴とする請求項２記載のパターン検査装置。
4. 【請求項４】 前記円認識手段は、一定領域内の画像デ
   ータの最大値を検出する最大値フィルタにより前記ぼか
   し処理を行うとともに、前記階層的な積和型フィルタに
   より処理される画像データに対して前記最大値フィルタ
   を複数画素ずつずらせながら設定することにより前記間
   引き処理を行うことを特徴とする請求項３記載のパター
   ン検査装置。
5. 【請求項５】 環状部分を有するパターンの完全性を検
   査するパターン検査方法において、前記パターンの画像
   および前記環状部分の孔部の画像をそれぞれパターン画
   像データおよび孔部画像データとして入力し、前記入力
   された孔部画像データにおける前記孔部の中心位置およ
   び径を算出し、前記算出された中心位置および径に基づ
   いて前記入力されたパターン画像データから前記孔部を
   含む領域の画像データを抽出し、前記抽出された画像デ
   ータにおいて前記パターンと前記孔部との境界エッジを
   予め定められた方向成分ごとにエッジ画像データとして
   分解抽出し、抽出された複数のエッジ画像データに基づ
   いて前記パターンと前記孔部との境界エッジにおける円
   の完全性の程度を示す値を算出し、前記算出された値を
   予め定められた値と比較することによる前記パターンの
   良否を判定することを特徴とするパターン検査方法。
6. 【請求項６】 画像データに対してぼかし処理および間
   引き処理を行いつつ前記複数のエッジ画像データを統合
   することにより前記円の完全性の程度を示す値を算出す
   ることを特徴とする請求項５記載のパターン検査方法。
7. 【請求項７】 階層的な積和型フィルタにより前記境界
   エッジの分解抽出および統合を行うことを特徴とする請
   求項６記載のパターン検査方法。
8. 【請求項８】 一定領域内の画像データの最大値を検出
   する最大値フィルタにより前記ぼかし処理を行うととも
   に、前記階層的な積和型フィルタにより処理される画像
   データに対して前記最大値フィルタを複数画素ずつずら
   せながら設定することにより前記間引き処理を行うこと
   を特徴とする請求項７記載のパターン検査方法。