[发明专利]自动检测物体及对其已知和未知部分进行缺陷识别等应用的器具和方法

说明书

本发明涉及的是用于对物体已知和未知部分进行检验、模式识别及缺陷识别等方面的自动、实时、高速检测的方法和器具。

现在先就用于解决上述问题的一种最满意的新的技术途径，及其在缺陷检查和类似的应用方面，例如印制电路板和有关应用，与现有技术和其它通行的手段的差别给予简要的说明。它避免了对每一个要监视的图形特征进行图象贮存而进行预编程和软件编程或使用细微的掩模等（如果需要，包括进行最小导体线准则和类似准则的预计算或预编程）。

和现有的方法相比，本发明的最佳实施方案改进之处在于它可以使上述器具在例如象基准印制电路板这样一个“合格”的物体中“认识”到（通过对“合格物体的实际扫描或通过（AD/CAM或其它信号输入）所需的形状;然后对未来的物体进行实时扫描，可识别出该物体对于合格物体之偏差。把代表这样一个物体或其某些部分的图象信号以适当不同的放大率送至各对应的FOV（固定视场）处理器，各FOV处理器有各自的放大率和存储器。通过把图象信号贮存在各自的存储器可以记住该图象的形状。先对要检测的物体进行扫描，并把代表该物体在不同的放大率时的图象信号送至各相应的处理器，然后通过对所贮存的信号与即时送来的信号的比较，可以判断出不同于原认识的形状的图象，从而查出物体的缺陷。

通过把信号提供相应于一个具有最低放大率但是具有最大放大率的分辨率的图象存储器，给不同的放大率提取图象不同部分，及把上述不同部分量化成为构成上述固定视场的子元，实现了以适当不同的放大率的表示。

最好对上述信号图象在不同的放大率上作一微小的来回移动，其来回移动的量应小于放大率上的分辨元，以便从未曾认识的形状中辨别出假误差。

作为一个说明，现在研究，检查印制电路板或类似的器件上，在焊点和导线之间断点位置的事例。一开始，先对电路板以高放大率进行扫描，直至检测出断点所在。然后根据检测结果，将放大率减少以确定该焊点的导体结构是否包围了该断点。为了完成这任务，上述检查是通过在同一物体区域内不同放大率获得的模式信息来识别某些模式的。另一方面，在其它的情况时，当所关心的模式比由最低放大率物镜提供的FOV大时，则检查包括对与其相邻的区域进行观察，并结合每一区域的模式信息来识别该物体。

现在考虑二类操作，它们涉及到图象的获得和图象的识别。图象获得包括：

1.在一个或一个以上的放大率上获取物体的图象。

2.用最小数目的光强等级去构建这些图象;（在检查敷铜印制电路板的过程中，所关心的只是金属化的存在与否，而并不关心铜的反射率的微小变化;因而可以对所关心的光强数加以限制，以便简化识别过程）。

3.对每一个放大倍数，将每个图象分成为N²个离散的探测元。

图象识别包括对下列几项操作的任意几项的组合进行操作，由此去确定所关心的模式的位置：

1.对每个视场每个放大率上获得的N²个元进行独立试验去寻找每个视场内所关心的模式;

2.对在同一物体区域由不同放大率产生的模式进行相关;

3.把在单个放大率上由相邻域上产生的模式信息组合起来;

4.在每个不同的放大率上，进行上述第3项识别，并把获得的模式信息进行相关。

在把这种检测方法用于机器和电子模拟或操作时，第一步（a）要设立一个以不同放大率模拟FOV（固定视场）的高分辨力大视场（HRLF）图象存贮器。该视场所覆盖的面积等于低放率物镜的面积，但具有高放大率物镜的分辨力。视场的尺寸应选择得使之能容纳感兴趣的最大单个模式。对每个印制电路板来说，这通常相当于足以容纳一个半到二个焊点的视场尺寸。有趣的是，如果我们企图把即使是中等面积的HRLF图象的所有模式都存贮起来，那末也要求有天文数字容量的存储器。例如，如果HRLF图象只包含32×32个象点，而每个象点代表一个单个二进制位，则需要总数为

＝10¹⁵⁴