專利名稱：輔助選擇圖案單元用于圖案匹配的裝置、方法和程序的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于輔助操作者從基準圖像的圖案單元(element)中選出圖案單元作為基準圖案單元的技術，該基準圖案單元被用于通過圖案匹配來檢測目標圖像相對于基準圖像的位置。
背景技術：
通常，已經通過圖案匹配，實現了目標圖像相對于基準圖像的位置的檢測。對于此檢測，由操作者指定一圖案單元，作為用于圖案匹配的基準圖案單元。例如，當測試在印刷接線板、半導體襯底、玻璃襯底等(以下稱為“襯底)上形成的圖案時，預備一無缺陷襯底(其上形成受測襯底上的圖案相同的圖案)，預先拍攝一區域(其包括無缺陷襯底上形成的圖案中的預期部分)的圖像，以提供彩色基準圖像。隨后將彩色基準圖像二值化，在所得的二進制彩色基準圖像中的預期部分中發現的圖案單元被操作者指定為基準圖案單元。然后，通過使用被指定為基準圖案單元的圖案單元來進行圖案匹配，檢測目標圖像(通過拍攝受測襯底的圖像而獲得相對于基準圖像的位置。結果，用于拍攝襯底圖像的裝置被準確定位于襯底上的預期位置中(換而言之，用于拍攝襯底圖像的裝置與襯底適當地對準)，并對襯底上的圖案進行測試。
根據日本專利申請待審公開No.5-6421(以下稱為“JP No.5-6421)中公開的方法，預備多個隸屬函數，這些函數分別對應于與表示各種模型圖案單元幾何特征的多個值；通過將表示幾何特征的值代入到隸屬函數中，確定二進制目標圖像中多個圖案單元的每一個與每個模型圖案單元的一致性程度(換而言之，二進制目標圖像中多個圖案單元的每一個與每個模型圖案單元的符合程度，以下稱為“一致度”)。然后，對于多個圖案單元的每一個，相互比較所得的一致度，以確定圖案單元屬于模型圖案單元的哪一類。
當目標圖像包含有與被指定為基準圖案單元的圖案單元相似的其他圖案單元時，在一些情況下，由于基準圖案單元的錯誤識別，無法在圖案匹配時準確檢測目標圖像相對于基準圖像的位置。一種防止基準圖案單元錯誤識別的解決方案是讓操作者確認，在基準圖像中被指定為基準圖案單元的圖案單元周圍是否出現可能引起錯誤識別的圖案單元。但是，是否將一個圖案單元推定為實際引起錯誤識別是并不容易的，因此以上解決方案要求操作者一方的復雜作業。
發明內容
本發明針對一種用于輔助從基準圖像中選擇一個圖案單元(或多個圖案單元)作為一個基準圖案單元(或者多個基準圖案單元)的裝置，該基準圖案單元被用于通過圖案匹配來檢測目標圖像相對于基準圖像的位置；本發明的目的是防止圖案匹配中基準圖案單元的錯誤識別。
根據本發明的裝置包括圖案單元提取器，用于從基準圖像中提取多個圖案單元；鑒別校驗器，用于檢查多個圖案單元之一是否可區別于其他圖案單元和是否可用作為用于圖案匹配的基準圖案單元；顯示器，用于顯示至少部分的基準圖像；以及輸入部分，用于接受操作者在圖案匹配中從多個圖案單元之中選出一個圖案單元作為基準圖案單元的選擇。
根據本發明，通過參照檢查結果，可從基準圖像中選擇適當的圖案單元作為基準圖案單元，由此防止基準圖案單元的錯誤識別。
根據本發明的一個方案，當檢查結果為否定時，輸入部分接受操作者從多個圖案單元之中對于另一圖案單元的選擇；鑒別校驗器利用操作者所選兩個圖案單元之間的位置關系，檢查操作者所選兩個圖案單元的組合是否可區別于多個圖案單元之中的兩個圖案單元的所有其他組合。
結果，能夠有效地選擇用于基準圖案單元的兩個圖案單元。可替代地，選擇三個或更多圖案單元。
根據本發明的另一方案，鑒別校驗器檢查多個圖案單元的每一個是否可區別于其他圖案單元，該裝置還包括顯示控制器，其用以指示鑒別校驗器所進行的檢查結果，其與顯示器上顯示的每個圖案單元相關聯。
優選地，該顯示器顯示與基準圖像的外圍區域不同的區域，多個圖案單元之中的包含于該區域中的圖案單元是操作者的選擇目標。結果，在允許目標圖像未對準的同時，能夠選擇圖案單元作為基準圖案單元，由此進一步可靠地防止圖案匹配中基準圖案單元的錯誤識別。
本發明也針對一種輔助從基準圖像中選擇圖案單元作為用于圖案匹配的基準圖案單元的方法，以及一種計算機可讀介質，其承載用于以計算機執行該方法中的步驟的程序。
從與附圖相結合時的本發明的如下具體描述中，本發明的這些和其他目的、特征、方案及優點將會更為明顯。
圖1說明了缺陷檢測裝置結構；圖2說明了計算機結構；圖3是由計算機實現的功能的方框圖；圖4是用于輔助選擇圖案單元作為基準圖案單元的處理的流程圖；圖5說明了彩色基準圖像；圖6說明了二進制基準圖像；圖7、8、9和10說明了基準圖像；圖11是用于說明顯示區域的圖；圖12是根據本發明第二實施例的圖案單元選擇輔助處理的流程圖；圖13說明了彩色基準圖像；圖14說明了二進制基準圖像；以及圖15說明了基準圖像。
具體實施例方式
圖1示出了根據本發明第一實施例的缺陷檢測裝置1的結構。缺陷檢測裝置1包括臺架2，用于保持印刷接線板(下文中稱為“板”)，在該板上形成有包含接線(跡線(trace))的圖案；攝像單元3，用于拍攝板9的圖像，以提供板9的彩色圖像(或單色灰度圖像)；臺架驅動器21，用于相對于攝像單元3來移動臺架2；以及計算機4，包括用于進行各種操作的CPU、用于存儲各種信息的存儲器，等等。計算機4起到控制器的作用，用以控制形成缺陷檢測裝置1的各個單元。請注意，術語“彩色圖像”將被用于本說明書中；如上所述，可替代地提供單色灰度圖像。
攝像單元3包括照明部分31，用于發射照明光；光學系統32，用于將照明光引向板9和從板9接收光；以及攝像裝置33，用于將光學系統32形成的板9的圖像轉換成電信號，并輸出彩色圖像數據。臺架驅動器21包括X方向移動機構22，用于沿著圖1中的箭頭X所示方向(“X方向”)移動臺架2；以及Y方向移動機構23，用于沿著圖1中的箭頭Y所示方向(“Y方向”)移動臺架2。X方向移動機構22包括與滾珠螺桿(未示出)相連接的電動機221。電動機221的旋轉促使Y方向移動機構23沿著導軌222在圖1中的X方向上移動。Y方向移動機構23與X方向移動機構22具有相同結構。Y方向移動機構23的電動機231的旋轉經由滾珠螺桿(未示出)，促使臺架2沿著導軌232在Y方向上移動。
在圖1所示的缺陷檢測裝置1中，預備作為測試目標的板9通過外部承載機構而置于臺架2上，板9的圖像被拍攝，從而提供彩色圖像(在本說明書中，預備作為測試目標的板9的彩色圖像被稱為“目標圖像”)。隨后，目標圖像被缺陷檢測裝置1的圖案匹配單元(未示出)二值化。然后，使用基準圖案單元，對所得的二進制目標圖像進行圖案匹配，該基準圖案單元是借助如下處理從基準圖像中的圖案單元之中選出圖案單元而預先提供的，從而檢測目標圖像相對于基準圖像的位置(即位置之差)。隨后，基于檢測到的目標圖像相對于基準圖像的位置，攝像單元3被準確定位在板上方的預期位置中(換而言之，攝像單元3與板9適當地對準)，并啟動板9上形成的圖案缺陷的檢測。
接著將具體說明缺陷檢測裝置1中的處理，這些處理用于從基準圖像中的圖案單元之中選出圖案單元作為基準圖案單元，該基準圖案單元在檢測目標圖像相對于基準圖像的位置時被用于圖案匹配。在缺陷檢測裝置1中，計算機4實現了將通過用于圖案匹配的圖案單元選擇輔助裝置來表現的功能，該裝置輔助從基準圖像中的圖案單元之中選出圖案單元作為基準圖案單元。
圖2示出了計算機4的結構。如圖2所示，計算機4具有典型計算機系統的結構，其包括用于進行各種操作的CPU41；用于存儲基本程序的ROM42；以及用于存儲各種信息的RAM43(它們被連接到總線)。另外，用于存儲信息的硬盤44、用于顯示各種信息(比如圖像)的顯示器45、用于從操作者接收輸入的鍵盤46a和鼠標46b(以下總稱為“輸入部分46”)、用于從計算機可讀存儲介質8(比如光盤、磁盤、或磁光盤)讀出信息的讀取裝置47、以及用于向/從缺陷檢測裝置1的其他單元傳輸/接收信號的通信部分48，都通過其間置入的接口(I/F)或以其他適當方式連接到總線。
在計算機4中，程序80由讀取裝置47從存儲介質8預先讀出并被存儲在硬盤44中。隨后，程序80被復制到RAM43，CPU41根據RAM43中的程序進行操作(換而言之，CPU執行RAM43中的程序)。以此方式，計算機4輔助操作者選擇圖案單元作為基準圖案單元。
圖3是當CPU41根據程序80運行時由CPU41、ROM42、RAM43、硬盤44等以及其他單元所實現的功能的方框圖。圖3中，操作部分50的方框中包含的方框(即圖案單元提取器51、鑒別校驗器52和顯示控制器53)表示由CPU41等實施的功能。此外，操作部分50中的所有或部分功能可由專用電子電路實現。
圖4是流程圖，其說明了計算機4在輔助從基準圖像中的圖案單元之中選出圖案單元作為基準圖案單元時進行的處理。首先，通過外部承載機構將無缺陷板(以下稱為“基準板9a”)置于臺架2上。隨后，在計算機4的控制下，在移動基準板9a的同時，拍攝基準板9a的圖像，從而提供圖5中所示的彩色基準圖像61。彩色基準圖像61被輸入到計算機4并被保留(步驟S11)。
彩色基準圖像61被輸入到圖3所示的圖案單元提取器51，并利用預定閾值而被二值化，從而提供圖6所示的二進制基準圖像62(步驟S12)。另外，圖案單元提取器51通過進行標記來識別二進制基準圖像62中多個分離區域的每一個(其被具有與其像素值不同的像素值的一區域所圍繞，以下簡稱為“圖案單元”)。由此，多個圖案單元被提取(步驟S13)。圖案單元提取器51中多個圖案單元的提取可替代地如下完成借助預定方法將彩色基準圖像61劃分成多個區域，每個區域是具有近似像素值的一組像素；向多個區域的每一個分配“0”或“1”作為像素值。在此替代方式中，二進制基準圖像的建立是與多個圖案單元的提取同時完成的。
圖7示出了基準圖案62，從其中提取多個圖案單元71。在圖7中，通過每個圖案單元71的比區域79的輪廓更粗的輪廓，將所提取的多個圖案單元71與區域79區分開，該區域79與多個圖案單元71具有相同像素值且未被隔離。在圖案單元提取器51中，彩色基準圖像61被轉換成二進制基準圖像62，從而提取多個圖案單元71。此外注意，圖案單元提取器51僅可提取均具有預定面積或周長范圍的圖案單元71。
在多個圖案單元71被提取之后，基準圖像62由顯示控制器53顯示在顯示器45上(步驟S14)。這時，在顯示器45上僅顯示矩形區域621，其占據基準圖像62的中心區域，如圖7中的虛線所示(換而言之，基準圖像62中除外圍區域之外的區域)。在本說明書中，矩形區域621隨后將被稱為“顯示區域621”。當為了圖像拍攝而進行對準時，顯示區域621具有與所提供的目標圖像大致相等或更小的面積。
在基準圖像62的區域被顯示在顯示器45上之后，輸入部分46接收操作者從多個圖案單元71中對于一個圖案單元71a的選擇(步驟S15)。作為隨后討論的實例，假定圓形圖案單元71a由操作者利用鼠標46b(見圖2)從基準圖像62中顯示于顯示器45上的顯示區域621中所含的圖案單元71之中選出。一旦接受操作者對一個圖案單元71a的選擇，在明確圖案單元71a已被操作者選擇的方式下，將圖案單元71a顯示于顯示器45上所顯示的基準圖像62中。為此，例如改變圖案單元71a的顏色。在圖8所示的基準圖案62中，通過將陰影線添加到圖案單元71a來表明對圖案單元71a的選擇。如上所述，由于基準圖像62中僅顯示區域621被顯示在顯示器45上，在基準圖像62中的所有圖案單元71之中，只有包含于顯示區域621中的圖案單元71是操作者的選擇目標。
鑒別校驗器52檢查從多個圖案單元71之中選出的圖案單元71a是否可與其他圖案單元71相區別，換而言之，鑒別校驗器52檢查圖案單元71a的鑒別性(步驟S16)。具體來說，獲得一表示基準圖像62中包含的多個圖案單元71的每一個的特征的數值(“特征值”)，計算所選圖案單元71a與每個其他圖案單元71之間的特征值之差。例如，周長、重心、半徑、長寬比、面積、真圓度(out of roughness)等可用作特征值。然后，將計算出的每個特征值之差與預定閾值比較。當所有特征值之差均大于閾值時，則確定所選圖案單元71a可與其他圖案單元71相區別。另一方面，即使當特征值之差之一等于或小于閾值時(換而言之，當其他圖案單元71包含與圖案單元71a相似的圖案單元時)，則確定圖案單元71a不可區別于其他圖案單元71。預備一數值作為預定閾值，其有利于對于與從其他圖案單元71之中選出的圖案單元71a相似的圖案單元進行簡易的檢測。
作為替代方案，鑒別校驗器52能夠檢查所有圖案單元71的每一個是否可區別于其他圖案單元71。在此替代方案中，可利用JP No.5-6421中公開的方法。根據JP No.5-6421中公開的方法，獲得基準圖像62中所含多個圖案單元71的各個特征值。在鑒別校驗器52中，預先提供分別與各種圖案單元(從基準板9a上的圖案導出)的各個特征值相對應的多個隸屬函數，以下稱為“模型圖案單元”。通過將圖案單元71的各個特征值代入到預先提供的隸屬函數中進行運算，從而計算出分別與圖案單元71的各個特征值相對應的多個隸屬值。隨后，基于這多個隸屬值，確定每個圖案單元71與各種模型圖案單元的每一種的一致度。然后，對于每個圖案單元71，相互比較一致度，從而識別每個圖案單元71屬于各種模型圖案單元的哪一類。
將模型圖案單元預備為以使其種類數不要太大，以允許彼此形狀相似達到一定程度的圖案單元71被識別為屬于相同的一類模型圖案單元。換而言之，通過將所選圖案單元71a試探性地識別為基準圖案單元，在允許易于檢測到與圖案單元71a相似達到一定程度的另一圖案單元71的條件下，對基準圖像62進行圖案單元作為基準圖案單元的檢測。然后，僅當所選圖案單元71a被識別為屬于一種模型圖案單元類時(換而言之，僅當檢測到所選圖案單元71a時)，圖案單元71a被確定可區別于其他圖案單元71，可用作用于圖案匹配的基準圖案單元。另一方面，當圖案單元71a和另一圖案單元71被識別為屬于一種典型圖案單元類(換而言之，如果另一圖案單元71類似于圖案單元71a)，則圖案單元71a被確認為不可區別于其他圖案單元71。
在圖8所示基準圖像62中，位于顯示區域621外側的圓形圖案單元711與圖案單元71a相似。因此，圖案單元71a被確認為不可區別于其他圖案單元71，不可用作為用于圖案匹配的基準圖案。在顯示器45上利用字符顯示檢查結果，例如告知操作者該結果(步驟S17)。在本說明書中，與所選圖案單元71a相似的圖案單元711隨后將被稱為“相似圖案單元711”。
當在步驟S16中將所選圖案單元71a確定為可區別于其他圖案單元71、可用作用于圖案匹配的基準圖案情況下，檢查結果被相應地通報給操作者，圖案單元71a被明確地識別為基準圖案單元。然后，完成圖案單元選擇輔助處理(步驟S17和S18)。
在否定性的檢查結果被通報給操作者情況下，操作者經由輸入部分46提供一輸入，然后該輸入部分接受操作者從多個圖案單元71之中對另一圖案單元71的選擇(即不同于圖案單元71a的圖案單元)(步驟S18和S19)。作為隨后討論的實例，假定第二次選擇圖8的基準圖像62中標號71b所示的矩形圖案單元。然后，在顯示器45上所顯示的基準圖像62的顯示區域621中，在明確圖案單元71b已被操作者選擇的方式下，顯示圖案單元71b。在圖9所示基準圖像62中，在與圖案單元71a相同的方式下，通過將陰影線添加到圖案單元71b來表示對圖案單元71b的選擇。
在鑒別校驗器52中，計算出操作者第二次選擇的圖案單元71b與每個其他圖案單元71之間的特征值之差，以確認與圖案單元71b相似的矩形相似圖案單元712的存在(換而言之，第二次選擇的圖案單元71b被確定為不可區別于其他圖案單元71)。此外注意，在關于是否每個圖案單元71可區別于其他圖案單元71進行檢查的情況下，基準圖像62中的每個圖案單元71已通過上述處理(這時可再次執行上述處理)而被識別屬于各種典型圖案單元的哪一類。因此，迅速地確認相似圖案單元712的存在，其與第二次選擇的圖案單元71屬于同一類模型圖案單元。
隨后，獲得兩個所選圖案單元71a、71b的各重心之間的向量、與兩個所選圖案單元71a、71b相似的兩個相似圖案單元711、712的各重心之間的向量，并將其相互比較。然后，當向量之間的方向和幅度之差中的一個大于預定閾值時，則兩個所選圖案單元71a和71b的組合被確定為可區別于兩個相似圖案單元711和712的組合。另一方面，當向量之間的方向和幅度之差都分別等于或小于預定閾值時，則兩個所選圖案單元71a和71b的組合被確定為不可區別于兩個相似圖案單元711和712的組合(步驟S16)。
鑒別校驗器52檢查由操作者選擇的兩個圖案單元71a和71b的組合是否可區別于多個圖案單元71之中的兩個圖案單元71的所有其他可能組合(即多個圖案單元71之中除了兩個所選圖案單元71a和71b的組合之外的兩個圖案單元71的所有組合)，換而言之，鑒別校驗器52使用兩個所選圖案單元71a和71b之間的位置關系，來檢查圖案單元71a和71b組合的鑒別性。此外注意，鑒別校驗器52可替代地使用任何能夠顯示兩個所選圖案單元之間位置關系的其他參數用于檢查，替代兩個圖案單元重心之間的向量(“重心至重心的向量”)。
在圖9所示基準圖像62中，兩個所選圖案單元71a、71b的組合與兩個相似圖案單元711、712的組合之間的重心至重心向量等于或小于閾值。因此，兩個所選圖案單元71a和71b的組合被確定為不可區別于其他組合，不可用作為用于圖案匹配的基準圖案單元。檢查結果被相應地顯示在顯示45上(步驟S17)。
在步驟S16中利用圖案單元71a和71b之間的位置關系，確認兩個所選圖案單元71a和71b的組合可區別于多個圖案單元71之中的兩個圖案單元71的所有其他組合情況下，檢查結果被通報操作者，兩個圖案單元71a和71b的組合被明確地識別為基準圖案單元，從而完成圖案單元選擇輔助處理(步驟S17和S18)。作為替代方案，如果第二次選擇的圖案單元71b(或隨后所述的圖案單元71c)被單獨確定為可區別于其他圖案單元，可用作用于圖案匹配的基準圖案單元，則只有圖案單元71b可被明確地識別為基準圖案單元。
在否定性檢查結果被通報操作者的情況下，通過輸入部分46接受操作者從多個圖案單元71之中對于不同于圖案單元71a和圖案單元71b的另一個圖案單元71的選擇(步驟S18和S19)。作為隨后討論的實例，假定還選擇圖9的基準圖像62中標號71c所示三角形圖案單元。然后，在明確圖案單元71c已被操作者選擇的方式下顯示另外選擇的圖案單元71c，如圖10所示。
鑒別校驗器52使用三個所擇圖案單元71a、71b和71c之間的位置關系，檢查操作者所選三個圖案單元71a、71b和71c的組合是否可區別于多個圖案單元71中的三個圖案單元71的所有其他可能組合(步驟S16)。具體來說，識別一相似圖案單元713，其與另外選擇的圖案單元71c相似，位于顯示區域621的外側；將三個所選圖案單元71a、71b和71c之間的位置關系與相似圖案單元711、712和713之間的位置關系相互做比較。由于已認識到所選圖案71a和71b之間的位置關系與相似圖案單元711和712之間的位置關系是彼此相似的，所以實際上，關于三角形圖案單元71c和圓形圖案單元71a(或者矩形圖案單元71b)的中心至中心向量與三形圖案單元713和圓形圖案單元711(或矩形圖案單元712)的中心至中心向量之差是否大于預定閾值進行檢查。當其差大于閾值時，則所選圖案單元71a、71b和71c的組合被確認為可區別于其他組合，可用作用于圖案匹配的基準圖案單元。然后，在顯示器45上顯示檢查結果(步驟S17)，結束由計算機4執行的圖案單元選擇輔助處理(步驟S18)。
當檢查結果為否時，則重復步驟S16至S19，直到獲得肯定的檢查結果為止。具體來說，執行以下步驟輸入部分46接受操作者對另一圖案單元的選擇，該另一圖案單元不同于從多個圖案單元之中已選出的任何圖案單元(步驟S19)；鑒別校驗器52利用兩個或更多的所選圖案單元之間的位置關系，檢查操作者所選的兩個或更多圖案單元的組合是否可區別于多個圖案單元之中相同數量的圖案單元的所有其他組合(鑒別性)(步驟S16)；將新的檢查結果通報給操作者(步驟S17)；當新結果為否時重復用于接受圖案單元選擇的步驟和用于將結果通報給操作者的步驟(步驟S18)。
如上所述，在計算機4中，通過圖案單元提取器51從基準圖像62提取多個圖案單元71，并在顯示器45上顯示基準圖像62的區域。隨后，由操作者從多個圖案單元71之中選出圖案單元71a，由鑒別校驗器52就所選圖案單元71a是否可區別于其他圖案單元71進行檢查。然后，通過參照鑒別校驗器52進行的檢查結果，從基準圖像中的圖案單元之中選出適當的圖案單元作為基準圖案單元。結果，可防止圖案匹配中基準圖案單元的錯誤識別。
同時，在上述圖案單元選擇輔助的步處理中，由于鑒別校驗器52進行的檢查結果被顯示，能夠有效選擇作為基準圖案單元的圖案單元。當提供否定的檢查結果時，接受與己選圖案單元71a不相同的圖案單元71b或71c的選擇，并關于多個圖案單元的組合是否可區別于其他組合和可用作基準圖案單元進行檢查。因此，能夠有效選擇作為基準圖案單元的圖案單元。
現在，考慮這樣的情形關于操作者從圖11所示基準圖像63中的圖案單元之中選出的圖案單元72a是否僅可區別于顯示區域631中所含的圖案單元72進行檢查，并將圖案單元72a識別為基準圖案單元。例如在此情形下，在對目標圖像關于基準圖像63的位置實際進行檢測時，由于用于將板9承載于臺架2上的裝載機構的機械精度可能造成的未對準，存在這樣的可能性板9上與圖11中雙點劃線所示區域632相對應的區域的圖像被拍攝用以提供目標圖像。在出現上述現象的情況下，與基準圖案單元72a相似的圖案單元(圖11中的標號721所示的圖案單元)被包含于目標圖像中，這在圖案匹配時可能引起基準圖案單元72a的錯誤識別。
與以上情形相對照，當使用計算機4時，在顯示器45上僅顯示除了基準圖像63的外圍區域之外的顯示區域631，從而多個圖案單元72之中只有包含于顯示區域631中的圖案單元是操作者的選擇目標。然后，關于所選圖案單元72a是否可區別于基準圖像63中所含的所有其他圖案單元72進行檢查。因此，在允許目標圖像未對準的同時，可獲得對于作為基準圖案單元的圖案單元的選擇，由此在圖案匹配中更確保地防止基準圖案單元的錯誤識別。此外，為了允許目標圖像的未對準，優選的是，選擇位于顯示區域631的中心部分中的圖案單元作為基準圖案單元。同時，當需要第二次選擇圖案單元時，優選地選擇一圖案單元，其能夠形成具有較短中心至中心距離的圖案單元組合。另外，不一定要求該顯示區域占據除了基準圖像63的外圍區域(其落于造成目標圖像未對準的范圍之內)之外的整個區域。該顯示區域可以是除了基準圖像的外圍區域之外的部分區域。在此情況下，例如可移動該顯示區域，以允許顯示除了基準圖像63的外圍區域之外的區域中的任意部分，從而除了周圍區域之外的區域中所含的圖案單元是操作者的選擇目標。
目標圖像(對應于圖11中的區域632)不一定必須與顯示區域631具有相同尺寸。通常，優選的是，被選為基準圖案單元的圖案單元在尺寸上充分小于目標圖像。通過將基準圖案單元的尺寸設定得充分小，例如即使目標圖像中圖案單元的尺寸由于板9的制造差異而變化，仍可在基準圖案單元的一部分脫離目標圖像時，抑制可能發生在圖案匹配中的問題。同時，通過將顯示區域631的尺寸設定得小于目標圖像的尺寸，可有效地使操作者選擇在尺寸上充分小于目標圖像的圖案單元，作為基準圖案單元。
接著，將參照圖12描述根據本發明第二實施例的處理，這些處理用于輔助從基準圖像中的多個圖案單元之中選出圖案單元，作為基準圖案單元。圖12是一流程圖，其說明了在圖4流程圖的步驟S13之后執行的步驟。
根據第二優選實施例，在拍攝基準板9a的預定區域的圖像以提供圖13所示彩色基準圖像64之后(步驟S11，見圖4)，彩色基準圖像64被二值化，從而提供圖14所示二進制基準圖像65(步驟S12)。隨后，從圖14所示基準圖像65中提取多個圖案單元73(步驟S13)。然后，鑒別校驗器52檢查多個圖案單元73的每一個是否可區別于其他圖案單元73，換而言之，鑒別校驗器52檢查多個圖案單元73各自的鑒別性(步驟S21)。
當多個圖案單元73中的任一個被確定為可區別于其他圖案單元73時(步驟S22)，通過顯示控制器53在顯示器45上顯示基準圖像65(步驟S23)。這時，將鑒別校驗器52關于圖案單元73的鑒別性已進行的各檢查結果分別與圖案單元73相關聯地示出。例如，將預定的顏色添加到在顯示器45上所顯示的基準圖像65中被確定為可區別的每個圖案單元73，或者當操作者使用鼠標46b將光標指向圖案單元73之一時，出現了表明該圖案單元73為可區別或不可區別的字符。在上述或其他方式下，在顯示器45上讓操作者理解檢查結果。在圖15所示基準圖像65中，添加到圖案單元73a和73b的陰影線表明，每個圖案單元73a和73b(單獨而言)可區別于其他圖案單元73。然后，由輸入部分46接受操作者從圖案單元73a和73b之中選出一個作為基準圖案單元的選擇，從而所選圖案單元被明確地識別為基準圖案單元(步驟S24)，以結束圖案單元選擇輔助處理。
另一方面，當多個圖案單元73的每一個在步驟S21中被確定為不可區別于其他圖案單元73(步驟S22)時，通過計算機4控制臺架驅動器21，從而拍攝基準板9a的不同區域的圖像，以提供新的基準圖像(步驟S25)。然后，對新的基準圖像重復步驟S12、S13、S21至S25，以更可靠地選擇適當的圖案單元，作為基準圖案單元。此外注意，當在步驟S21中只有一個圖案單元73被確定為可區別于其他圖案單元73的情況下，可在自動方式下將該一個圖案單元73明確地識別為基準圖案單元，而不接收操作者的輸入(選擇)。
如上所述，在圖12的流程圖所示的圖案單元選擇輔助處理中，由圖案單元提取器51從基準圖像65提取多個圖案單元73，關于多個圖案73的每一個是否可區別于其他圖案單元進行檢查。隨后，在顯示器45上易于理解地示出關于多個圖案單元73的鑒別性的各檢查結果。然后，從已被確定為可區別的圖案單元73之中，由操作者選出一個圖案單元73，從而所選圖案單元被明確地識別為基準圖案單元。因此，參照鑒別校驗器52所進行的檢查結果，可從基準圖像65中的圖案單元之中容易地選出適當的圖案單元，作為基準圖案單元。因此，可在圖案匹配中防止基準圖案單元的錯誤識別。
同時，在圖12的流程圖所示的圖案單元選擇輔助處理中，僅顯示基準圖像的中心區域，在基準圖像中的所有圖案單元之中，只有包含于顯示區域中的圖案單元可以是操作者的選擇目標，從而在與圖4所示圖案單元選擇輔助處理中相同的方式下，選擇一個圖案單元為基準圖案單元，同時允許未對準。另外，在步驟S21中，可替代地關于兩個圖案單元的組合是否可區別于基準圖像中的多個圖案單元之中的兩個圖案單元的所有其他組合進行檢查。這能夠高準確度地選擇圖案單元作為基準圖案單元。此外，三個或更多圖案單元的組合也可用作基準圖案單元。
上面已對本發明的優選實施例進行了描述。但是，本發明不限于上述優選實施例，各種改型是可能的。
盡管根據上述優選實施例，至少二進制基準圖像的區域被顯示于顯示器45上，但是至少彩色基準圖像或單色灰度基準圖像的區域可替代地被顯示于顯示器45上。
基準圖像不一定必須通過緊接在一個圖案單元被選作為基準圖案單元之前拍攝基準板9a的圖像來提供。替代地，例如通過預先拍攝基準板9a的圖像，或者通過利用從設計數據中產生的基準圖像的區域(或全部)，來提供基準圖像。在利用從設計數據中產生的基準圖像情況下，可從基準圖像中截下不同區域，以用作為根據第二優選實施例的處理步驟S25中的新基準圖像。另外，在上述優選實施例中，通過預先準備二進制基準圖像，可省略圖4中所示處理中的步驟S12。
根據圖案單元的形狀，圖案單元提取器51所提取的一部分圖案單元可作為一個新的圖案單元來處理。例如，當環形圖案單元被提取時，其外邊緣或內邊緣可作為一個新的圖案單元來處理。
目標圖像(將檢測其相對于基準圖像的位置)不一定必須通過拍攝印刷接線板的圖像來獲得。可替代地，例如通過拍攝半導體襯底、玻璃襯底等的圖像來獲得目標圖像。另外，該目標圖像不一定必需通過攝像來獲得。在檢測各類目標圖像的每一個相對于基準圖像的位置時，該圖案單元選擇輔助裝置可被用來選擇圖案單元作為基準圖案單元用于圖案匹配。
雖然已具體示出和描述本發明，但是上面的描述在所有方面均為示意性而非限制性的。因此應當理解，不脫離本發明的范圍，能夠構思無數的改型和變形。
權利要求
1.一種用于輔助從基準圖像中選擇圖案單元作為基準圖案單元的裝置，該基準圖案單元被用于通過圖案匹配來檢測目標圖像相對于所述基準圖像的位置，該裝置包括圖案單元提取器，用于從基準圖像中提取多個圖案單元；鑒別校驗器，用于檢查所述多個圖案單元之一是否可區別于其他圖案單元和可用作為用于圖案匹配的基準圖案單元；顯示器，用于顯示至少部分的所述基準圖像；以及輸入部分，用于接受操作者從所述多個圖案單元之中選出一個圖案單元作為一個基準圖案單元的選擇。
2.如權利要求1所述的裝置，其中所述鑒別校驗器檢查所述操作者經由所述輸入部分而選擇的圖案單元是否可區別于其他圖案單元，并將檢查結果通報給所述操作者。
3.如權利要求2所述的裝置，其中當所述檢查結果為否定時，所述輸入部分接受所述操作者從所述多個圖案單元之中對于另一圖案單元的選擇；以及所述鑒別校驗器利用所述操作者選擇的所述兩個圖案單元之間的位置關系，檢查所述操作者選擇的兩個圖案單元的組合是否可區別于所述多個圖案單元之中的兩個圖案單元的所有其他組合。
4.如權利要求2所述的裝置，其中當所述檢查結果為否定時，進行如下步驟a)所述輸入部分接受所述操作者從所述多個圖案單元之中對于另一圖案單元的選擇；b)所述鑒別校驗器利用所述操作者選擇的所述兩個或更多圖案單元之間的位置關系，檢查所述操作者選擇的兩個或更多圖案單元的組合是否可區別于所述多個圖案單元之中相同數量的圖案單元的所有其他組合，并將新的檢查結果通報給所述操作者；以及c)當所述新的檢查結果為否定時，重復所述步驟a)和所述步驟b)。
5.如權利要求1所述的裝置，其中所述鑒別校驗器檢查所述多個圖案單元的每一個是否可區別于其他圖案單元，以及所述裝置還包括顯示控制器，其用于指示與所述顯示器上顯示的每個圖案單元相關聯的由所述鑒別校驗器進行的檢查結果。
6.如權利要求5所述的裝置，其中當所述多個圖案單元的每一個被所述鑒別校驗器確定為不可區別于其他圖案單元時，提供新的基準圖像。
7.如權利要求1所述的裝置，其中所述顯示器顯示與所述基準圖像的外圍區域不同的區域；以及所述多個圖案單元之中的包含于所述區域中的圖案單元是所述操作者的選擇目標。
8.一種輔助從基準圖像中選擇圖案單元作為基準圖案單元的方法，該基準圖案單元被用于通過圖案匹配來檢測目標圖像相對于所述基準圖像的位置，該方法包括步驟a)從基準圖像中提取多個圖案單元；b)檢查所述多個圖案單元之一是否可區別于其他圖案單元和可用作為用于圖案匹配的基準圖案單元；c)在所述步驟b)之前或之后，顯示至少部分的所述基準圖像；以及d)在所述步驟c)之后，接受操作者從所述多個圖案單元之中選出一個圖案單元作為一個基準圖案單元的選擇。
9.如權利要求8所述的方法，其中在所述步驟b)之前執行所述步驟d)；以及在所述步驟b)中，進行關于所述操作者選擇的圖案單元是否可區別于其他圖案單元的檢查，并將檢查結果通報給所述操作者。
10.如權利要求9所述的方法，還包括步驟e)當所述檢查結果為否定時，接受所述操作者從所述多個圖案單元之中對于另一圖案單元的選擇；以及f)利用所述操作者選擇的所述兩個圖案單元之間的位置關系，檢查所述操作者選擇的兩個圖案單元的組合是否可區別于所述多個圖案單元之中的兩個圖案單元的所有其他組合。
11.如權利要求9所述的方法，還包括步驟g)當所述檢查結果為否定時，接收所述操作者從所述多個圖案單元之中對于另一圖案單元的選擇；h)利用所述操作者選擇的所述兩個或更多圖案單元之間的位置關系，檢查所述操作者選擇的兩個或者更多圖案單元的組合是否可區別于所述多個圖案單元之中相同數量的圖案單元的所有其他組合，并將新的檢查結果通報給所述操作者；以及i)當所述新的檢查結果為否定時，重復所述步驟g)和所述步驟h)。
12.如權利要求8所述的方法，其中對所述多個圖案單元的每一個執行所述步驟b)；以及在所述步驟c)中，與顯示的每個圖案單元相關聯地示出所述步驟b)中進行的檢查結果。
13.如權利要求12所述的方法，其中當所述多個圖案單元的每一個被確定為不可區別于其他圖案單元時，提供新的基準圖像。
14.如權利要求8所述的方法，其中在所述步驟c)中，顯示與所述基準圖像的外圍區域不同的區域；以及所述多個圖案單元之中的包含于所述區域中的圖案單元是所述操作者的選擇目標。
15.一種計算機可讀介質，其承載有用于使計算機輔助操作者從基準圖像中選擇圖案單元作為基準圖案單元的程序，該基準圖案單元被用于通過圖案匹配來檢測目標圖像相對于所述基準圖像的位置，其中由計算機執行的所述程序的執行使得所述計算機執行步驟a)從基準圖像中提取多個圖案單元；b)檢查所述多個圖案單元之一是否可區別于其他圖案單元和可用作為用于圖案匹配的基準圖案單元；c)在所述步驟b)之前或之后，顯示至少部分的所述基準圖像；以及d)在所述步驟c)之后，接受操作者從所述多個圖案單元之中選出一個圖案單元作為一個基準圖案單元的選擇。
16.如權利要求15所述的計算機可讀介質，其中在所述步驟b)之前執行所述步驟d)；以及在所述步驟b)中，進行關于所述操作者選擇的圖案單元是否可區別于其他圖案單元的檢查，并將檢查結果通報給所述操作者。
17.如權利要求16所述的計算機可讀介質，其中由計算機執行的所述程序的執行使得所述計算機還執行步驟e)當所述檢查結果為否定時，接受所述操作者從所述多個圖案單元之中對于另一圖案單元的選擇；以及f)利用所述操作者選擇的所述兩個圖案單元之間的位置關系，檢查所述操作者選擇的兩個圖案單元的組合是否可區別于所述多個圖案單元之中的兩個圖案單元的所有其他組合。
18.如權利要求16所述的計算機可讀介質，其中由計算機執行的所述程序的執行使得所述計算機還執行步驟g)當所述檢查結果為否定時，接收所述操作者從所述多個圖案單元之中對于另一圖案單元的選擇；h)利用所述操作者選擇的所述兩個或更多圖案單元之間的位置關系，檢查所述操作者選擇的兩個或者更多圖案單元的組合是否可區別于所述多個圖案單元之中相同數量的圖案單元的所有其他組合，并將新的檢查結果通報給所述操作者；以及i)當所述新的檢查結果為否定時，重復所述步驟g)和h)。
19.如權利要求15所述的計算機可讀介質，其中對于所述多個圖案單元的每一個執行所述步驟b)；以及在所述步驟c)中，與顯示的每個圖案單元相關聯地示出所述步驟b)中進行的檢查結果。
20.如權利要求19所述的計算機可讀介質，其中當所述多個圖案單元的每一個被確定為不可區別于其他圖案單元時，通過由計算機執行的所述程序的執行來提供新的基準圖像。
21.如權利要求15所述的方法，其中在所述步驟c)中，顯示與所述基準圖像的外圍區域不同的區域；以及所述多個圖案單元之中的包含于所述區域中的圖案單元是所述操作者的選擇目標。
全文摘要
提供一種輔助選擇圖案單元用于圖案匹配的裝置和方法，該裝置包括圖案單元提取器(51)，由計算機執行其功能之一，從基準圖像中提取多個圖案單元，基準圖像的一區域被顯示在顯示器(45)上；輸入部分(46)，接受操作者從多個圖案單元之中選出一個圖案單元作為基準單元的選擇；鑒別校驗器(52)，檢查所選圖案單元是否可區別于其他圖案單元和是否可用作為用于圖案匹配的基準圖案單元。將檢查結果通報給操作者，通過參照鑒別校驗器(52)所進行的檢查結果，從基準圖像中的圖案單元之中選出一個適當圖案單元，作為基準圖案單元。因此，能夠防止在圖案匹配中檢測目標圖像相對于基準圖像的位置時所用基準圖案單元的錯誤識別。
文檔編號G06T7/00GK1699917SQ20051006504
公開日2005年11月23日 申請日期2005年4月11日 優先權日2004年5月20日
發明者佐野洋, 早川有美, 今村淳志, 西原榮治 申請人:大日本網目版制造株式會社