画像処理方法、コンピューター読み取り可能な媒体および画像処理システム
【課題】製造エラーが起こる前に機能不良のプリンターによりもたらされる印刷エラーを
特定し補正する手段を提供すること。
【解決手段】取り込まれる画像および画像に基づくシミュレートされた基準ビットマップ
の設定パラメーターに基づき、カメラと画像を支持する二次元面を有してなる画像取り込
みシステムを較正することができ、二次元面における取り込まれる画像の位置は較正パラ
メーターに基づき決定される。また１つのスキャンで取り込めない画像における部分の画
像シーケンスを取り込むことができる。
特定し補正する手段を提供すること。
【解決手段】取り込まれる画像および画像に基づくシミュレートされた基準ビットマップ
の設定パラメーターに基づき、カメラと画像を支持する二次元面を有してなる画像取り込
みシステムを較正することができ、二次元面における取り込まれる画像の位置は較正パラ
メーターに基づき決定される。また１つのスキャンで取り込めない画像における部分の画
像シーケンスを取り込むことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に画像処理に係わり、より具体的に画像取り込み、位置合わせ、登録の
システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路基板（ＰＣＢ）の製造において、ＰＣＢのパターン画像がＰＣＢ基板に直
接印刷される。画像におけるエラーや異常は製造されたＰＣＢ基板におけるエラーをもた
らし得るので、このＰＣＢ画像は可及的に正確であることが重要である（例えば引用文献
１参照）。
【０００３】
通常、ＰＣＢパターンは産業用インクジェットプリンターによりドットパターン画像と
して印刷される。このようなプリンターの印刷性能が一貫しており仕様を満足することを
保証するためにプリンターの較正および品質管理を行なえることが重要である。インクジ
ェットプリンターヘッドは１組のノズルを含み、特定ノズルの射出は印刷されるドットパ
ターン画像の領域と相関することができる。ある期間プリンターが連続使用されると、ノ
ズルはつまり、または別途うまく機能しないことがあり、これは印刷される画像における
エラーまたは異常をもたらし得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７１６７５８３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常産業用インクジェットプリンターにより印刷されたセラミック製ＰＣＢ基板は連続
印刷サイクルの途中で焼成プロセスにより硬化される。表面汚染物質の存在と硬化行為は
印刷された形体の歪みをもたらす可能性がある。印刷されたパターンは均一収縮に加え、
印刷された材料の局部的形状寸法に基づき非均一収縮も受ける。印刷されたパターンにお
ける歪みおよびインクジェットノズルの誤射も複数の印刷パスの間で開回路および短絡（
位相的歪み）、ならびに回路形体のずれ（幾何学的歪み）を起こす可能性がある。
【０００６】
ノズルの「サイン」がドットパターンにおけるある領域の具現の品質という点で特性化
できれば、機能不良のプリンターおよび機能不良の原因は実現される画像の検査を通じて
特定できる。より費用のかかる製造エラーが起こる前に機能不良のプリンターによりもた
らされる印刷エラーを特定し補正できれば有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像処理方法は、画像の有効なスナップショットを取り込む画像処理方法であ
って、前記画像、第１スナップショット、前記画像が位置する二次元面、および前記第１
スナップショットに対応する基準ビットマップに少なくとも部分的に基づく較正パラメー
ターの組を特定するステップと、前記較正パラメーターの組内における１つの較正パラメ
ーターに少なくとも部分的に基づき前記第１スナップショットの前記二次元面上における
第１位置を特定するステップと、前記二次元面上の第１位置において前記第１スナップシ
ョットを取り込むステップと、前記基準ビットマップと前記第１スナップショットとの間
の第１位置合わせ関係を定義するステップと、前記第１位置合わせ関係の第１位置合わせ
値を位置合わせ閾値に適用することに基づき前記第１位置合わせ関係が有効であるか判定
するステップと、前記第１位置合わせ関係が有効でないことに応じて、前記画像の第２ス
ナップショットと前記基準ビットマップとの間の第２位置合わせ関係を検証するステップ
とを有し、前記検証するステップは、前記二次元面上の第２位置において前記第２スナッ
プショットを取り込むステップであって、前記第２位置は前記第１位置の調節距離閾値内
にあるステップと、前記基準ビットマップと前記第２スナップショットとの間の前記第２
位置合わせ関係を定義するステップと、前記第２位置合わせ関係の前記第２位置合わせ値
が前記位置合わせ閾値未満であることに応じて、前記第２位置合わせ関係を検証するステ
ップと、前記第２スナップショットを有効なスナップショットとして指定するステップと
によって実施されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の画像処理方法において、前記有効なスナップショットを登録するステッ
プをさらに有し、前記有効なスナップショットを登録するステップは、前記有効なスナッ
プショットを前記二次元面上の第１位置に結び付けるステップと、前記有効なスナップシ
ョットを前記基準ビットマップと位置合わせすることにより有効なスナップショットを調
節するステップと、有効なスナップショットを記憶するステップとによって実施されるこ
とを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の画像処理方法において、前記有効なスナップショットは画質閾値を超え
ることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の画像処理方法において、前記第１スナップショットは連続的なスナップ
ショットの組の中にあり、第１スナップショットは前記画像の第１部分に相当することを
特徴とする。
【００１１】
また、本発明の画像処理方法において、前記連続的なスナップショットの中で第３スナ
ップショットを取り込むステップをさらに有し、前記第３スナップショットは、前記第１
スナップショットに続くことに応じて前記画像の第２部分に相当することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の画像処理方法において、前記第３スナップショットは、前記二次元面上
で前記第１位置の閾値距離内の第３位置にあり、前記閾値距離は、前記第１位置および前
記構成パラメーターの組内における少なくとも１つの較正パラメーターに少なくとも部分
的に基づき計算されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の画像処理方法において、前記第１位置合わせ関係は、前記第１スナップ
ショットと前記基準ビットマップとの間のロバストな位置合わせマッピングを有すること
を特徴とする。
【００１４】
また、本発明の画像処理方法において、前記ロバストな位置合わせマッピングは、前記
第１スナップショットおよび前記基準ビットマップの一致する形体に少なくとも部分的に
基づくことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の画像処理方法において、前記ロバストな位置合わせマッピングは、アフ
ィン行列として表されることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の画像処理方法において、前記第１位置合わせ関係が有効であるか判定す
るステップは、前記アフィン行列を用いることにより回転角を計算するステップと、前記
回転角がゼロを超えかつサイズの閾値未満であることに応じて前記第１位置合わせ関係が
有効か判定するステップとによって実施されることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のコンピューター読み取り可能な媒体は、上記本発明の画像処理方法を実
施する命令を有することを特徴とする。
【００１８】
一方、本発明の他の画像処理方法は、画像と前記画像に対応する基準ビットマップとの
間の位置合わせマッピングを計算する画像処理方法であって、前記画像および前記基準ビ
ットマップ内で一致する形体の組を特定するステップと、前記画像に結び付いた前記一致
する形体の組のサブセットを有してなる第１形体ベクトルを作成するステップと、前記基
準ビットマップに結び付いた前記一致する形体の他のサブセットを有してなる第２形体ベ
クトルを作成するステップと、前記第１形体ベクトルと前記第２形体ベクトルとの間の第
１マッピングを計算するステップと、前記第１マッピングに基づき第１エラー値を計算す
るステップと、前記第１エラー値がエラー閾値未満であることに応じて前記第１マッピン
グを位置合わせマッピングとして特定するステップとを有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の画像処理方法において、前記第１マッピングは第１アフィン行列である
ことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の画像処理方法において、前記第１マッピングに基づき第１エラー値を演
算するステップは、前記第１アフィン行列に結び付いた残差の組を特定するステップと、
前記残差の組の平均を計算するステップと、前記平均を前記第１エラー値として指定する
ステップとを有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の画像処理方法において、前記第１エラー値が前記エラー閾値を超えるこ
とに応じて、位置合わせマッピングを特定するステップをさらに有し、前記位置合わせマ
ッピングを特定するステップは、前記残差の組の平均から標準偏差を計算するステップと
、前記標準偏差の倍数を上限値として特定するステップと、ゼロ引く上限値を下限値とし
て特定するステップと、前記下限値を超え前記上限値未満の値を有する第２形体ベクトル
から少なくとも１つの一致する形体を特定するステップと、前記第２形体ベクトルからの
前記少なくとも１つの一致する形体を含む第３形体ベクトルを作成するステップと、前記
第１形体ベクトルと前記第３形体ベクトルとの間の第２マッピングを計算するステップと
、前記第２マッピングに基づき第２エラー値を計算するステップと、前記第２エラー値が
前記エラー閾値未満であることに応じて前記第２マッピングを位置合わせマッピングとし
て指定するステップとを実施することにより実施されることを特徴とする。
【００２２】
また本発明のコンピューター読み取り可能な媒体は、上記本発明の画像処理方法を実施
する命令を有することを特徴とする。
【００２３】
一方、本発明の画像処理システムは、画像のスナップショットを取り込み、位置合わせ
する画像処理システムであって、較正パラメーターの組および前記画像を受信するよう連
結される画像取り込み器であって、二次元面上のある位置で前記スナップショットを取り
込むとともに、前記ある位置は前記較正パラメーターの組内の１つの較正パラメーターに
少なくとも部分的に基づく画像取り込み器と、前記スナップショットおよび前記スナップ
ショットに対応する基準ビットマップを受信するよう連結される画像検証器であって、前
記スナップショットの少なくとも１つの特徴を画質閾値と比較する画像検証器と、前記画
質閾値を超える少なくとも１つの特徴を有するスナップショットと前記基準ビットマップ
とを受信するよう連結される画像位置合わせ器であって、前記スナップショットと前記基
準ビットマップとの間の有効な位置合わせ関係が判定されることに応じて前記スナップシ
ョットおよび前記基準ビットマップを位置合わせする画像位置合わせ器とを有することを
特徴とする。
【００２４】
また、本発明の画像処理システムにおいて、前記画像位置合わせ器は、前記スナップシ
ョットと前記基準ビットマップとの間の位置合わせマッピングを計算するステップにより
、前記スナップショットと前記基準ビットマップとの間の位置合わせ関係を判定すること
を特徴とする。
【００２５】
また、本発明の画像処理システムにおいて、前記位置合わせマッピングを計算するステ
ップは、前記スナップショットおよび前記基準ビットマップ内で一致する形体の組を特定
するステップと、前記スナップショットに結び付いた一致する形体のサブセットを有して
なる第１形体ベクトルを作成するステップと、前記基準ビットマップに結び付いた他の一
致する形体のサブセットを有してなる第２形体ベクトルを作成するステップと、前記第１
形体ベクトルと前記第２形体ベクトルとの間の第１マッピングを計算するステップと、前
記第１マッピングに基づき第１エラー値を計算するステップと、前記エラー値がエラー閾
値未満であることに応じて前記第１マッピングを位置合わせマッピングとして特定するス
テップとによって実施されることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の画像処理システムにおいて、前記第１マッピングはアフィン行列であり
、前記第１エラー値を計算するステップは、第１アフィン行列に結び付いた残差の組を特
定するステップと、前記残差の組の平均を計算するステップと、前記平均を第１エラー値
として指定するステップとによって実施されることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の各種実施形態による、印刷されたＰＣＢパターンのシミュレートされた基準ビットマップ、再構成されたビットマップ画像、および歪みビットマップの例を示す図である。
【図２】本発明の各種実施形態による、印刷されたＰＣＢビットマップの検査用システムのブロック図を示す図である。
【図３】本発明の各種実施形態による、登録された画像を生成する画像生成器システムのブロック図を示す図である。
【図４】本発明の各種実施形態による、画像取り込みシステムを示す図である。
【図５】本発明の各種実施形態による、画像における部分の段階的スキャン用スキャンパスの例を示す図である。
【図６】本発明の各種実施形態による、画像の取り込み、位置合わせ、および登録の方法を示す図である。
【図７】本発明の各種実施形態による、取り込まれた画像およびその対応する基準ビットマップの位置合わせマッピングを演算する方法を示す図である。
【図８】演算システムのブロック図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に発明の実施形態について言及され、それらの例が添付図面において図示される。
これらの図は限定的ではなく、例示的であることが意図される。発明はこれらの実施形態
との関連で全般的に説明されるが、発明の範囲をこれらの特定実施形態に限定する意図は
ないことが理解されよう。
【００２９】
以下の記述では説明の目的から、発明の理解を提供すべく具体的な詳細が述べられる。
しかし当業者であれば発明はこれらの詳細なしでも実施できることが明らかであろう。当
業者であればいくつか以下に説明される本発明の実施形態はカメラ、スキャナー、プリン
ター、コンピューター、ファクシミリ機、ディスプレイまたはカメラ機能を有するものを
含む携帯装置、マルチメディア装置、等々、いくつかの異なるシステムおよび装置に組み
入れ得ることを理解しよう。本発明の実施形態はソフトウェア、ハードウェア、ファーム
ウェア、またはこれらの組み合わせにおいて実施することができる。
【００３０】
ブロック図に示される構成要素またはモジュールは発明の代表的実施形態を図示し、発
明をあいまいにするのを避けることを意図している。本考察を通じ、構成要素はサブユニ
ットを有してなり得る別個の機能装置として説明され得ることも理解されようが、当業者
であれば各種構成要素またはその一部は別個の構成要素に分割され得、または単一のシス
テムまたは構成要素内への統合を含め、一体化されることができることを理解しよう。
【００３１】
さらに、図中における構成要素／モジュール間の接続は直接接続に限定されることを意
図していない。逆にこれらの構成要素間のデータは中間の構成要素により改変、再フォー
マット、または他の方法で変えられることができる。またより多い、またはより少ない接
続を用いることができる。「連結された」または「通信上連結された」の用語は直接接続
、１つ以上の中間装置経由の間接接続、および無線接続を含むものと理解される。
【００３２】
明細書において「一実施形態」または「実施形態」の言及はその実施形態に関連して説
明される特定の特長、構造、特性、または機能が発明の少なくとも１つの実施形態に含ま
れ、１つを超える実施形態に含まれ得ることを意味する。明細書の各所に現れる「一実施
形態において」または「実施形態において」の語句は必ずしも同じ実施形態を指すもので
はない。
【００３３】
本発明のいくつかの用途は印刷回路（「ＰＣＢ」）基板の検査用システムの各種実施形
態における使用にある。ＰＣＢパターンは産業用インクジェットプリンターによりドット
パターンとして基板に印刷することができる。ドットパターンはプチンタのインクノズル
のアレーにより形成される。ある期間プリンターが連続使用されると、ノズルはつまり、
または別途うまく機能しないことがあり、これは印刷されるドットパターンにおける異常
につながり得る。印刷されたＰＣＢパターンにおける異常は短絡または接続破断など回路
の欠陥に対応し得る。
【００３４】
インクジェットプリンターにより印刷されたＰＣＢ画像に検査システムが適用される。
このような検査システムは印刷されたＰＣＢ画像における欠陥の特定を可能にし、さらに
印刷画像上で特定された欠陥の位置にどのノズルが結び付いているかの判定を可能にし得
る。
【００３５】
図１は発明の各種実施形態により印刷されたＰＣＢ画像における欠陥検出の例を図示す
る。ＰＣＢパターンの印刷された入力画像１４０をシミュレートされたＰＣＢパターンの
基準ビットマップ１２０に比較することができ、印刷された入力画像１４０と基準ビット
マップ１２０との差を表す歪みマップ１６０を生成することができる。実施形態において
、歪みマップ１６０の領域は印刷された入力画像１４０における欠陥に結び付いた異常を
特定するために色分けされている。
【００３６】
図２は発明の各種実施形態により印刷された画像の検査用システム２００のブロック図
を示す。検査用システム２００は入力印刷パターン２０５（例えば、ＰＣＢ基板の印刷画
像）を受信し、それを入力印刷パターン２０５に基づき基準ビットマップ生成器２１５に
より生成される基準ビットマップ２２５と比較する。基準ビットマップは印刷された入力
印刷パターン２０５のシミュレーションで、例えばドットパターンのビットマップ画像を
ＰＣＢ基板に印刷することに由来する異常のすべてでないにしても大半を除外することを
意図している。
【００３７】
実施形態において、入力印刷パターン２０５およびユーザー入力のパラメーター２１０
から特定構成の基準ビットマップ２２５を生成することができる。生成された基準ビット
マップ２２５は基準ビットマップ２２５の解像度を高めるためにその基礎となる入力印刷
パターン２０５のサイズと構成とは異なるサイズと構成を有することができる。実施形態
において、ユーザー入力のパラメーター２１０を用いて生成される基準ビットマップの設
定パラメーターが演算される。ユーザー入力のパラメーター２１０はｘ方向およびｙ方向
におけるドットパーインチ（ＤＰＩ）としてのプリンターピッチ、プリンター液滴サイズ
（インクジェットプリンターのノズルはドットを理想的な円形を有するインクの「液滴」
として描く）、および形成されるシミュレートされたパターンのＤＰＩを含むことができ
る。入力印刷パターン２０５の設定パラメーターをその基準ビットマップ２２５の設定パ
ラメーターに関連付ける倍率を演算することができる。
【００３８】
入力印刷パターン２０５および基準ビットマップ２２５は画像生成器２３０により比較
される。ユーザー入力パラメーター２３５により設定できる欠陥検出器２４０が入力印刷
パターン２０５と生成された基準画像としての基準ビットマップ２２５との比較の際発見
され得た異常について歪みマップ２４５を作成する。図１に代表的な歪みマップ１６０を
示す。
【００３９】
入力印刷パターン２０５は非常に大型であることもある。大型の画像は部分に分割する
ことができ、次に画像の選択された部分を画像に基づく基準ビットマップ２２５の対応部
分と比較することができる。実施形態において、比較される部分はユーザー入力のパラメ
ーター２１０により選択することができる。除外マップ生成器２２０により生成される入
力印刷パターンの除外マップ２５０を比較する部分の選択に用いることができる。除外マ
ップは背景の区域など入力印刷パターン２０５内の非検査区域を特定する。実施形態にお
いて、画像は１組の部分、入力印刷パターン２０５、基準ビットマップ２２５、および除
外マップ２５０に部分的に基づき再構築することができる。再構築された画像は前述のよ
うに欠陥検出の根拠になることができる。図１に代表的再構築ＰＣＢパターン画像として
の入力画像１４０を示す。
【００４０】
（システムの実施）
図３は発明の各種実施形態による画像生成器２３０のブロック図を示す。画像生成器２
３０は入力印刷パターン２０５および入力印刷パターン２０５から生成された基準ビット
マップ２２５を受信し、入力印刷パターン２０５の記憶された有効スナップショットとし
ての登録された登録画像２７０を生成する。実施形態において、画像生成器２３０は除外
マップ２５０を受信することができる。画像生成器２３０は検査用システム２００の実施
形態で用い、入力印刷パターン２０５の高解像度画像を生成することができる。各種実施
形態において、画像生成器２３０は大型の印刷パターンの一部分である入力印刷パターン
２０５の位置を特定し記録することができる。大型の登録された画像は取り込み、記憶さ
れた部分１組から再構築することができる。
【００４１】
図４は発明の各種実施形態による代表的な画像取り込みシステムを示す。画像取り込み
システムは二次元面３１０に位置する入力印刷パターン３０５の上にある二次元空間内で
制御アームにより制御され位置付けられるカメラ３２０を含むことができる。いくつかの
実施形態において、カメラ３２０の位置は制御アームにより固定され、二次元面３１０は
可動表面である（各種実施形態において「ｘｙテーブル」）。入力印刷パターンの異なる
部分を撮影できるよう入力印刷パターン３０５の位置は二次元面３１０を動かすことによ
りカメラ位置に対し変更される。実施形態において二次元面３１０は照明源３１５により
照明される。実施形態において、画像全体が１回のスキャンで取り込めない場合、入力印
刷パターン３０５の部分を取り込み記憶することができる。さらに詳細に後述されるよう
に、発明の各種実施形態により、部分は画像にわたる特定のスキャンパスに沿って指定個
所において取り込むことができる。
【００４２】
発明の各種実施形態において、画像取り込みシステムはさらにカメラに接続されるコン
ピューター３２５も有してなる。コンピューター３２５はカメラ３２０の焦点および露出
双方を最適化するために用いる特定の処理機能を提供することができる。実施形態におい
て、カメラにより取り込まれた画像の記憶および処理はコンピューター３２５において行
なうことができる。取り込まれた印刷画像は画像の取り込まれ記憶された（「登録された
」）部分１組から再構築することができる。
【００４３】
画像取り込み器２５５は入力印刷パターン２０５および入力印刷パターン２０５から生
成された基準ビットマップ２２５を受信し、入力印刷パターン２０５の取り込みスナップ
ショットを形成する。各種実施形態において、画像取り込み器２５５は入力印刷パターン
２０５の一部分を取り込むことができ、入力印刷パターン２０５に基づく受信された除外
マップ２５０を部分的に用いて取り込む部分を選択することができる。各種実施形態にお
ける画像取り込みは画像取り込みシステムの初期較正を含むことができる。この較正は二
次元面３１０上の位置合わせされた印刷画像または印刷パターンの部分としての入力印刷
パターン３０５の特徴とその対応する基準ビットマップ２２５の特徴との比較に少なくと
も部分的に基づく。
【００４４】
実施形態において、二次元面上で取り込まれる画像の位置は基準ビットマップ２２５の
基準ビットマップの生成および画像取り込みシステムの較正に由来する構成データに少な
くとも部分的に基づき演算される。構成データの例は基準ビットマップの構成パラメータ
ー、基準ビットマップおよび二次元面間のマッピング、二次元面および基準ビットマップ
上の初期位置、二次元面のｘ方向およびｙ方向におけるモーターステップのサイズ（各々
「ｘＳｔｅｐ」および「ｙＳｔｅｐ」）、較正の際演算される傾斜角（位置合わせ検証パ
ラメーター）、および画像スナップショットに対応する基準ビットマップ部分の幅および
高さを含む。当業者であれば、さまざまな構成データが存在し、初期化に用いるデータの
選択は発明に肝要でないことを理解しよう。
【００４５】
実施形態において、画像検証器２６０は取り込みスナップショトを受信し、コントラス
トおよび鮮明さを含み得るスナップショットの画像特徴に部分的に基づきスナップショッ
トの質を検証する。画像取り込みシステムの実施形態において、画像の鮮明さはスナップ
ショットにおける高周波数成分量の測定から判定することができ、画像のコントラストは
スナップショットのエッジ周囲の平均強度差から演算することができる。取り込みスナッ
プショットの質が質の閾値を超える場合、有効取り込みスナップショットとしての登録画
像２７０は保持される。
【００４６】
実施形態において、画像位置合わせ器２６５は有効な取り込まれた画像を受信し、次に
取り込まれた画像およびその対応基準ビットマップ間の位置合わせを検証する。さらに詳
細に後述するように、画像位置合わせ器は次に取り込まれた画像をその対応基準ビットマ
ップに位置合わせし、位置合わせされた登録画像２７０を登録する。
【００４７】
（画像の取り込み、位置合わせ、および登録の方法）
前述のように、画像のスナップショットを取り込み、印刷画像における欠陥を検出する
検査システムの実施形態において用いることができる。印刷画像全体が１回のスキャンで
取り込めない場合、印刷画像の取り込まれ記憶された部分１組から取り込み画像を再構築
することができる。実施形態において、部分は画像にわたる特定スキャンパスに沿って指
定個所において取り込むことができる。
【００４８】
図５は図４に例示・図示される検査システムを用いて画像部分の組み４１０を取り込む
ための入力印刷パターン３０５にわたる代表的なスキャンパスを示す。いくつかの実施形
態において、カメラ３２０の位置は制御アームにより固定され、入力印刷パターン３０５
の異なる部分を撮影するために入力印刷パターン３０５の位置は入力印刷パターン３０５
が置かれる可動する二次元面３１０（例、各種実施形態において「ｘｙテーブル」）を動
かすことによりカメラ位置に対し変えられる。
【００４９】
スキャンパスは入力印刷パターン３０５上の原点４１５から始まるモーターステップ（
ｘＳｔｅｐ４３０およびｙＳｔｅｐ４３５）のシーケンスで構成されることができる。各
モーターステップはカメラ３２０の固定位置に対する二次元面３１０の１つの動きに相当
し、各モーターステップ後スナップショットを取り込むことができる。各種実施形態にお
いて、構成パラメーターに基づき演算されたスキャンパスを用いて入力画像の部分のシー
ケンスを取り込むことは「インテリジェントスキャン」である。
【００５０】
図６は各種実施形態による、構造に関係なく画像の取り込み、位置合わせ、および登録
の方法５００を示す。方法５００は検査用システム２００における画像生成器２３０の実
施形態において実施することができる。
【００５１】
実施形態において、ｘ方向におけるモーターステップのサイズ４２０（ｘＳｔｅｐ４３
０）およびｙ方向におけるモーターステップのサイズ４２５（ｙＳｔｅｐ４３５）は基準
ビットマップサイズおよび取り込みのために部分間に必要なｘ方向およびｙ方向における
重なりの量など、システムの初期較正の際決定されたパラメーターを用いて演算すること
ができる（ステップＳ５０５）。
【００５２】
実施形態において、二次元面上で取り込む画像の位置は画像の基準ビットマップ２２５
の生成に由来する構成データおよび画像取り込みシステムの較正に少なくとも部分的に基
づき演算される（ステップＳ５１０）。用い得る構成データの例は基準ビットマップ構成
パラメーター、基準ビットマップおよび二次元面間のマッピング、二次元面および基準ビ
ットマップ上の初期位置、ｘＳｔｅｐ４３０およびｙＳｔｅｐ４３５、較正の際演算され
た傾斜角（位置合わせ検証パラメーター）、および画像スナップショットに対応する基準
ビットマップ部分の幅および高さを含む。当業者であれば、さまざまな構成データが存在
し、初期化に用いられるデータの選択は発明に肝要でないことを理解しよう。
【００５３】
画像スナップショットが取り込まれると（ステップＳ５１５）、コントラストおよび鮮
明さを含み得るスナップショットの画像特徴に部分的に基づき、スナップショットの質が
検証される。画像取り込みシステムの実施形態において、画像の鮮明さはスナップショッ
トにおける高周波成分の量の測定から判定することができる一方、画像のコントラストは
スナップショットのエッジ周囲の平均強度差から演算できる。取り込まれたスナップショ
ットの質が質の閾値未満である場合（ステップＳ５２０）、そのスナップショットは保持
されず、同じ座標位置において異なるカメラ較正を用い別のスナップショットが取り込ま
れる（ステップＳ５１５）。取り込まれたスナップショットの質が質の閾値を超える場合
（ステップＳ５２０）、有効な取り込まれたスナップショットは保持され、スナップショ
ット画像に対応する基準ビットマップ２２５が記憶から抽出され（ステップＳ５２５）、
スナップショット画像および基準ビットマップ間のロバストな位置合わせマッピングを演
算することができる（ステップＳ５３０）。実施形態において、このロバストな位置合わ
せマッピングはスナップショット画像および基準ビットマップの一致する形体から演算さ
れた推定アフィン行列として表すことができる。
【００５４】
実施形態において、検査システムのカメラ３２０上で実施され、またはコンピューター
３２５上で実施される方法を用い、質の基準を満足しない測定特徴を補正することにより
取り込まれたスナップショットの質をリアルタイムで向上させることができる。例えば、
コントラストは自動露出方法により向上させ得る一方鮮明さは自動焦点方法により向上さ
せることができる。
【００５５】
ロバストな位置合わせマッピングは画像および基準ビットマップの分析により検証され
る（ステップＳ５３５）。実施形態において、画像および基準ビットマップ間の演算され
た回転角がゼロに近い（例えば±１度以内）場合ロバストな位置合わせマッピングは有効
である。各種実施形態において、回転角はスナップショット画像および基準ビットマップ
の一致する形体から演算されるアフィン行列から判定することができる。アフィン行列の
成分は簡略化し、拡大縮小および回転の２つの独立した空間に分割することができる。回
転角は回転空間を用いて計算することができる。
【００５６】
ロバストな位置合わせマッピングが有効の場合（ステップＳ５３５）、画像および基準
ビットマップは位置合わせされ、画像は登録される（すなわち記憶され記録される）（ス
テップＳ５４５）。基板上の指定スキャンパスが完了すると（ステップＳ５５０）、取り
込まれる画像の組は完了する（ステップＳ５６０）。基板上の指定スキャンパスが完了し
ない場合（ステップＳ５５０）、モーターステップＸｓｔｅｐおよびモーターステップＹ
ｓｔｅｐの値に基づき二次元面はスキャンパスに沿って動かされる（ステップＳ５５５）
。
【００５７】
ロバストな位置合わせマッピングが有効でない場合（ステップＳ５３５）、取り込まれ
た画像が周期的なパターンを有するためかもしれない。実施形態において、二次元面を取
り込まれた画像の現在の位置から上、下、右、または左に動かすこと（ステップＳ５４０
）により取り込まれた画像の基板上における位置を多少調節し、ステップＳ５１５ないし
ステップＳ５３５を繰り返すことによりパターンの非周期性を導入することができる。例
えば実施形態において、ｘ方向およびｙ方向に４ｍｍ〜５ｍｍの範囲内で動かすことがで
き、これは二次元面のモーター運動の１０％であり得る。有効なロバストな位置合わせマ
ッピングが達成されると（ステップＳ５３５）、スキャンパス上の元の取り込まれた画像
の位置は復元される。
【００５８】
（ロバストな位置合わせマッピングの演算）
図７は発明の各種実施形態による、構造に関係なくロバストな位置合わせマッピングを
演算する方法６００を示す。方法６００は方法の実施形態においてステップＳ５３０とし
て、また画像位置合わせ器２６５の実施形態において実施することができる。
【００５９】
実施形態において、ＳＩＦＴ形体抽出器などの形体抽出器を用い画像の取り込まれたス
ナップショットおよびその対応基準ビットマップから形体が抽出される（ステップＳ６０
５）。当業者であればさまざまな形体抽出方法が存在し、形体抽出器の選択は発明に肝要
でないことを理解しよう。画像および基準ビットマップから一致する形体が特定される。
特定できる形体の例は線、円、およびＰＣＢ画像については回路の接続部および角を含む
。一致する形体の組（形体点の組）を有してなる第１形体ベクトルが画像から抽出され、
同じ一致する形体の組を有してなる第２形体ベクトルが基準ビットマップから抽出される
（ステップＳ６１０）。各種実施形態において、指定スキャンパスにおけるさまざまな領
域の照明の変化は形体抽出方法の一貫性に影響を与えない。
【００６０】
実施形態において、最小二乗方法を用いて第１形体ベクトルにおける点の第２形体ベク
トルにおける対応点へのマッピングを表すアフィン行列を推定することができる（ステッ
プＳ６１５）。当業者であればアフィン行列を推定する方法は各種存在し、アフィン行列
を推定する方法の選択は発明に肝要でないことを理解しよう。残差が推定アフィン行列か
ら演算される（ステップＳ６２０）。残差の平均および標準偏差（σ）が演算され（ステ
ップＳ６２５）、残差の平均が現在のエラー値に割り当てられる（ステップＳ６３０）。
現在のエラー値および先行推定アフィン行列から演算された先行エラー値感の差の絶対値
は閾値と比較される（ステップＳ６３５）（実施形態においてこの値は例えば１ピクセル
であることができる）。差の絶対値が閾値未満の場合推定アフィン行列は保存される（ス
テップＳ６５０）。
【００６１】
差の絶対値が閾値を超える場合、残差の平均の−３＊σから＋３＊σ内におけるマッピ
ングを有する点のみが含まれるよう形体点の組が剪定される（ステップＳ６４０）。現在
のエラー値は先行エラー値（ステップＳ６４５）として割り当て直され、ステップＳ６１
５乃至ステップＳ６３５が繰り返される。
【００６２】
（演算システムの実施）
本発明は汎用コンピューターおよび図形処理用の特殊用途コンピューターを含むがこれ
らに限定されず、画像データを処理できる任意の命令実行／演算装置またはシステムにお
いて実施できることが特記される。本発明はさらにデジタルカメラ、プリンター、スキャ
ナー、多機能プリンター／スキャナー、ファクシミリ機、マルチメディア装置、および画
像を処理、取り込み、伝送、または記憶する他の任意の装置を含むがこれらに限定されず
、他の演算装置およびシステムに実装することもできる。さらに、いずれの装置内で本発
明の態様をソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせを
含み多種多様な方法で実施することができる。例えば、本発明の各種態様を実施する機能
は個別論理素子、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、および／またはプログ
ラム制御プロセッサーを含む多種多様な方法で実装されるコンポーネントにより実行され
得る。これらの要素が実装される方法は本発明に重要ではないことが特記される。
【００６３】
図８は本発明の実施形態を実施または具現し得る命令実行／演算装置１１００の実施形
態の機能的ブロック図を示す。図８に示すように、プロセッサー７０２がソフトウェア命
令を実行し、他のシステムコンポーネントと相互に作用する。一実施形態において、プロ
セッサー７０２は（限定ではなく例として）ＡＭＤプロセッサー、ＩＮＴＥＬプロセッサ
ー、ＳＵＮ ＭＩＣＲＯＳＹＳＴＥＭＳプロセッサー、またはＰＯＷＥＲＰＣ対応ＣＰＵ
など汎用プロセッサーであって良く、またはプロセッサーは１つまたは複数の特定用途向
けプロセッサーであることができる。プロセッサー７０２に連結した記憶装置７０４がデ
ータおよびソフトウェアプログラムの長期記憶を提供する。記憶装置７０４はハードディ
スクドライブおよび／またはコンピューター読み取り可能な媒体（例、ディスケット、テ
ープ、コンパクトディスク、ＤＶＤ、等々）のドライブまたはソリッドステートメモリー
装置など、データを記憶できる別の装置であって良い。記憶装置７０４はプロセッサー７
０２で用いるプログラム、命令、および／またはデータを保持することができる。一実施
形態において、記憶装置７０４に記憶され、またはそこからロードされるプログラムまた
は命令はメモリー７０６にロードされ、プロセッサー７０２により実行されることができ
る。一実施形態において、記憶装置７０４はプロセッサーでオペレーティングシステムを
実施する命令を保持している。一実施形態において、あり得るオペレーティングシステム
はＵＮＩＸ（登録商標）、ＡＩＸ、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉ
ｎｄｏｗｓ（登録商標）、およびＡｐｐｌｅ ＭＡＣ ＯＳを含むがこれらに限定されな
い。実施形態において、オペレーティングシステムは演算システム７００上で実行され、
その動作を制御する。
【００６４】
プロセッサー７０２に連結されたアドレス可能なメモリー７０６を用いてプロセッサー
７０２により実行されるデータおよびソフトウェア命令を記憶することができる。メモリ
ー７０６は例えばファームウェア、読み取り専用メモリー（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ
ー、不揮発性ランダムアクセスメモリー（ＮＶＲＡＭ）、ランダムアクセスメモリー（Ｒ
ＡＭ）、またはこれらの組み合わせであって良い。一実施形態において、メモリー７０６
は別途サービス、ユーティリティー、またはモジュールとして知られるいくつかのソフト
ウェアオブジェクトを記憶する。当業者であれば、記憶装置７０４およびメモリー７０６
は同じ要素で双方の立場で機能し得ることを理解しよう。一実施形態において、図２およ
び図３における１つ以上のコンポーネントは記憶装置７０４、メモリー７０６に記憶され
、プロセッサー７０２により実行されるモジュールであって良い。
【００６５】
一実施形態において、演算システム７００は他の装置、他のネットワーク、または双方
と通信する能力を提供する。演算システム７００は演算システム７００を他のネットワー
クおよび装置と通信できるよう連結する１つ以上のネットワークインターフェイス７１２
またはアダプター７１６を含むことができる。例えば、演算システム７００は各々プロセ
ッサー７０２に通信できるよう連結され、演算システム７００を他の演算システム、ネッ
トワーク、および装置に連結するために用い得るネットワークインターフェイス７１２、
通信ポート７１４、または双方を含むことができる。
【００６６】
一実施形態において、演算システム７００は図形およびテキストの表示を促進するため
にプロセッサー７０２に連結される１つ以上の出力装置７０８を含むことができる。出力
装置７０８はディスプレイ、ＬＣＤ画面、ＣＲＴモニター、プリンター、タッチ画面、ま
たは情報を表示する他の装置を含むことができるが、これらに限定されない。演算システ
ム７００はさらに出力装置７０８において情報または画像を表示するのを助長するグラフ
ィックスアダプター（図示せず）を含むことができる。
【００６７】
プロセッサー７０２に連結された１つ以上の入力装置７１０を用いてユーザー入力を助
長することができる。入力装置７１０はマウス、トラックボール、またはタッチパッドを
含むがこれらに限定されず、さらに演算システム７００にデータまたは命令を入力するキ
ーボードまたはキーパッドを含むことができる。
【００６８】
一実施形態において、演算システム７００は通信ポート７１４、ネットワークインター
フェイス７１２、記憶装置７０４、メモリー７０６に記憶されたデータ、または入力装置
７１０から、スキャナー、コピー機、ファクシミリ機、または他の演算装置を通してなど
入力を受信することができる。
【００６９】
当業者であれば、いずれの演算システムも本発明の実施に肝要でないことを理解しよう
。当業者であればさらに上述の要素のいくつかは物理的および／または機能的にサブモジ
ュールに分けられるか、またはいっしょに組み合わされるかできることを理解しよう。
【００７０】
本発明の実施形態はさらに各種コンピューター実施の操作を行なうためのコンピュータ
ーコードを有するコンピューター読み取り可能な媒体に関連できることが特記される。媒
体およびコンピューターコードは本発明の目的向けに特別に設計され構築されたものでも
良く、または関連技術の当業者が周知または入手可能な種類であることもできる。コンピ
ューター読み取り可能な媒体の例は、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク
、および磁気テープなどの磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭおよびホログラフィ装置などの光学媒
体、光磁気媒体、および特別用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマーブル論理装置
（ＰＬＤ）、フラッシュメモリー装置、ならびにＲＯＭ装置およびＲＡＭ装置などプログ
ラムコードを記憶し、または記憶して実行するよう特別に構成されるハードウェア装置を
含むがこれらに限定されない。コンピューターコードの例にはコンパイラーにより作成さ
れるような機械コード、およびインタープリターを用いてコンピューターにより実行され
るより高位のコードを含むファイルが含まれる。
【００７１】
発明は各種の改変および別の形態が許されるが、その具体的な例が図面に示され本明細
書において詳細に説明された。しかし発明は開示された特定の形に限定されず、逆に発明
は添付クレームの範囲に入るすべての改変、同等物、および代替に及ぶものとする。
【符号の説明】
【００７２】
１２０，２２５…基準ビットマップ、１４０…入力画像、１６０，２４５…歪みマップ
、２００…検査用システム、２０５，３０５…入力印刷パターン、２１０…パラメーター
、２１５…基準ビットマップ生成器、２２０…除外マップ生成器、２３０…画像生成器、
２３５…ユーザー入力パラメーター、２４０…欠陥検出器、２５０…除外マップ、２５５
…画像取り込み器、２６０…画像検証器、２６５…画像位置合わせ器、２７０…登録画像
、３１０…二次元面、３１５…照明源、３２０…カメラ、３２５…コンピューター、４１
０…組み、４１５…原点、４２０，４２５…サイズ、４３０…ｘＳｔｅｐ、４３５…ｙＳ
ｔｅｐ、５００，６００…方法、７００…演算システム、７０２…プロセッサー、７０４
…記憶装置、７０６…メモリー、７０８…出力装置、７１０…入力装置、７１２…ネット
ワークインターフェイス、７１４…通信ポート、７１６…アダプター、１１００…命令実
行／演算装置、Ｘｓｔｅｐ，Ｙｓｔｅｐ…モーターステップ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に画像処理に係わり、より具体的に画像取り込み、位置合わせ、登録の
システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路基板（ＰＣＢ）の製造において、ＰＣＢのパターン画像がＰＣＢ基板に直
接印刷される。画像におけるエラーや異常は製造されたＰＣＢ基板におけるエラーをもた
らし得るので、このＰＣＢ画像は可及的に正確であることが重要である（例えば引用文献
１参照）。
【０００３】
通常、ＰＣＢパターンは産業用インクジェットプリンターによりドットパターン画像と
して印刷される。このようなプリンターの印刷性能が一貫しており仕様を満足することを
保証するためにプリンターの較正および品質管理を行なえることが重要である。インクジ
ェットプリンターヘッドは１組のノズルを含み、特定ノズルの射出は印刷されるドットパ
ターン画像の領域と相関することができる。ある期間プリンターが連続使用されると、ノ
ズルはつまり、または別途うまく機能しないことがあり、これは印刷される画像における
エラーまたは異常をもたらし得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７１６７５８３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常産業用インクジェットプリンターにより印刷されたセラミック製ＰＣＢ基板は連続
印刷サイクルの途中で焼成プロセスにより硬化される。表面汚染物質の存在と硬化行為は
印刷された形体の歪みをもたらす可能性がある。印刷されたパターンは均一収縮に加え、
印刷された材料の局部的形状寸法に基づき非均一収縮も受ける。印刷されたパターンにお
ける歪みおよびインクジェットノズルの誤射も複数の印刷パスの間で開回路および短絡（
位相的歪み）、ならびに回路形体のずれ（幾何学的歪み）を起こす可能性がある。
【０００６】
ノズルの「サイン」がドットパターンにおけるある領域の具現の品質という点で特性化
できれば、機能不良のプリンターおよび機能不良の原因は実現される画像の検査を通じて
特定できる。より費用のかかる製造エラーが起こる前に機能不良のプリンターによりもた
らされる印刷エラーを特定し補正できれば有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像処理方法は、画像の有効なスナップショットを取り込む画像処理方法であ
って、前記画像、第１スナップショット、前記画像が位置する二次元面、および前記第１
スナップショットに対応する基準ビットマップに少なくとも部分的に基づく較正パラメー
ターの組を特定するステップと、前記較正パラメーターの組内における１つの較正パラメ
ーターに少なくとも部分的に基づき前記第１スナップショットの前記二次元面上における
第１位置を特定するステップと、前記二次元面上の第１位置において前記第１スナップシ
ョットを取り込むステップと、前記基準ビットマップと前記第１スナップショットとの間
の第１位置合わせ関係を定義するステップと、前記第１位置合わせ関係の第１位置合わせ
値を位置合わせ閾値に適用することに基づき前記第１位置合わせ関係が有効であるか判定
するステップと、前記第１位置合わせ関係が有効でないことに応じて、前記画像の第２ス
ナップショットと前記基準ビットマップとの間の第２位置合わせ関係を検証するステップ
とを有し、前記検証するステップは、前記二次元面上の第２位置において前記第２スナッ
プショットを取り込むステップであって、前記第２位置は前記第１位置の調節距離閾値内
にあるステップと、前記基準ビットマップと前記第２スナップショットとの間の前記第２
位置合わせ関係を定義するステップと、前記第２位置合わせ関係の前記第２位置合わせ値
が前記位置合わせ閾値未満であることに応じて、前記第２位置合わせ関係を検証するステ
ップと、前記第２スナップショットを有効なスナップショットとして指定するステップと
によって実施されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の画像処理方法において、前記有効なスナップショットを登録するステッ
プをさらに有し、前記有効なスナップショットを登録するステップは、前記有効なスナッ
プショットを前記二次元面上の第１位置に結び付けるステップと、前記有効なスナップシ
ョットを前記基準ビットマップと位置合わせすることにより有効なスナップショットを調
節するステップと、有効なスナップショットを記憶するステップとによって実施されるこ
とを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の画像処理方法において、前記有効なスナップショットは画質閾値を超え
ることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の画像処理方法において、前記第１スナップショットは連続的なスナップ
ショットの組の中にあり、第１スナップショットは前記画像の第１部分に相当することを
特徴とする。
【００１１】
また、本発明の画像処理方法において、前記連続的なスナップショットの中で第３スナ
ップショットを取り込むステップをさらに有し、前記第３スナップショットは、前記第１
スナップショットに続くことに応じて前記画像の第２部分に相当することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の画像処理方法において、前記第３スナップショットは、前記二次元面上
で前記第１位置の閾値距離内の第３位置にあり、前記閾値距離は、前記第１位置および前
記構成パラメーターの組内における少なくとも１つの較正パラメーターに少なくとも部分
的に基づき計算されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の画像処理方法において、前記第１位置合わせ関係は、前記第１スナップ
ショットと前記基準ビットマップとの間のロバストな位置合わせマッピングを有すること
を特徴とする。
【００１４】
また、本発明の画像処理方法において、前記ロバストな位置合わせマッピングは、前記
第１スナップショットおよび前記基準ビットマップの一致する形体に少なくとも部分的に
基づくことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の画像処理方法において、前記ロバストな位置合わせマッピングは、アフ
ィン行列として表されることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の画像処理方法において、前記第１位置合わせ関係が有効であるか判定す
るステップは、前記アフィン行列を用いることにより回転角を計算するステップと、前記
回転角がゼロを超えかつサイズの閾値未満であることに応じて前記第１位置合わせ関係が
有効か判定するステップとによって実施されることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のコンピューター読み取り可能な媒体は、上記本発明の画像処理方法を実
施する命令を有することを特徴とする。
【００１８】
一方、本発明の他の画像処理方法は、画像と前記画像に対応する基準ビットマップとの
間の位置合わせマッピングを計算する画像処理方法であって、前記画像および前記基準ビ
ットマップ内で一致する形体の組を特定するステップと、前記画像に結び付いた前記一致
する形体の組のサブセットを有してなる第１形体ベクトルを作成するステップと、前記基
準ビットマップに結び付いた前記一致する形体の他のサブセットを有してなる第２形体ベ
クトルを作成するステップと、前記第１形体ベクトルと前記第２形体ベクトルとの間の第
１マッピングを計算するステップと、前記第１マッピングに基づき第１エラー値を計算す
るステップと、前記第１エラー値がエラー閾値未満であることに応じて前記第１マッピン
グを位置合わせマッピングとして特定するステップとを有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の画像処理方法において、前記第１マッピングは第１アフィン行列である
ことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の画像処理方法において、前記第１マッピングに基づき第１エラー値を演
算するステップは、前記第１アフィン行列に結び付いた残差の組を特定するステップと、
前記残差の組の平均を計算するステップと、前記平均を前記第１エラー値として指定する
ステップとを有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の画像処理方法において、前記第１エラー値が前記エラー閾値を超えるこ
とに応じて、位置合わせマッピングを特定するステップをさらに有し、前記位置合わせマ
ッピングを特定するステップは、前記残差の組の平均から標準偏差を計算するステップと
、前記標準偏差の倍数を上限値として特定するステップと、ゼロ引く上限値を下限値とし
て特定するステップと、前記下限値を超え前記上限値未満の値を有する第２形体ベクトル
から少なくとも１つの一致する形体を特定するステップと、前記第２形体ベクトルからの
前記少なくとも１つの一致する形体を含む第３形体ベクトルを作成するステップと、前記
第１形体ベクトルと前記第３形体ベクトルとの間の第２マッピングを計算するステップと
、前記第２マッピングに基づき第２エラー値を計算するステップと、前記第２エラー値が
前記エラー閾値未満であることに応じて前記第２マッピングを位置合わせマッピングとし
て指定するステップとを実施することにより実施されることを特徴とする。
【００２２】
また本発明のコンピューター読み取り可能な媒体は、上記本発明の画像処理方法を実施
する命令を有することを特徴とする。
【００２３】
一方、本発明の画像処理システムは、画像のスナップショットを取り込み、位置合わせ
する画像処理システムであって、較正パラメーターの組および前記画像を受信するよう連
結される画像取り込み器であって、二次元面上のある位置で前記スナップショットを取り
込むとともに、前記ある位置は前記較正パラメーターの組内の１つの較正パラメーターに
少なくとも部分的に基づく画像取り込み器と、前記スナップショットおよび前記スナップ
ショットに対応する基準ビットマップを受信するよう連結される画像検証器であって、前
記スナップショットの少なくとも１つの特徴を画質閾値と比較する画像検証器と、前記画
質閾値を超える少なくとも１つの特徴を有するスナップショットと前記基準ビットマップ
とを受信するよう連結される画像位置合わせ器であって、前記スナップショットと前記基
準ビットマップとの間の有効な位置合わせ関係が判定されることに応じて前記スナップシ
ョットおよび前記基準ビットマップを位置合わせする画像位置合わせ器とを有することを
特徴とする。
【００２４】
また、本発明の画像処理システムにおいて、前記画像位置合わせ器は、前記スナップシ
ョットと前記基準ビットマップとの間の位置合わせマッピングを計算するステップにより
、前記スナップショットと前記基準ビットマップとの間の位置合わせ関係を判定すること
を特徴とする。
【００２５】
また、本発明の画像処理システムにおいて、前記位置合わせマッピングを計算するステ
ップは、前記スナップショットおよび前記基準ビットマップ内で一致する形体の組を特定
するステップと、前記スナップショットに結び付いた一致する形体のサブセットを有して
なる第１形体ベクトルを作成するステップと、前記基準ビットマップに結び付いた他の一
致する形体のサブセットを有してなる第２形体ベクトルを作成するステップと、前記第１
形体ベクトルと前記第２形体ベクトルとの間の第１マッピングを計算するステップと、前
記第１マッピングに基づき第１エラー値を計算するステップと、前記エラー値がエラー閾
値未満であることに応じて前記第１マッピングを位置合わせマッピングとして特定するス
テップとによって実施されることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の画像処理システムにおいて、前記第１マッピングはアフィン行列であり
、前記第１エラー値を計算するステップは、第１アフィン行列に結び付いた残差の組を特
定するステップと、前記残差の組の平均を計算するステップと、前記平均を第１エラー値
として指定するステップとによって実施されることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の各種実施形態による、印刷されたＰＣＢパターンのシミュレートされた基準ビットマップ、再構成されたビットマップ画像、および歪みビットマップの例を示す図である。
【図２】本発明の各種実施形態による、印刷されたＰＣＢビットマップの検査用システムのブロック図を示す図である。
【図３】本発明の各種実施形態による、登録された画像を生成する画像生成器システムのブロック図を示す図である。
【図４】本発明の各種実施形態による、画像取り込みシステムを示す図である。
【図５】本発明の各種実施形態による、画像における部分の段階的スキャン用スキャンパスの例を示す図である。
【図６】本発明の各種実施形態による、画像の取り込み、位置合わせ、および登録の方法を示す図である。
【図７】本発明の各種実施形態による、取り込まれた画像およびその対応する基準ビットマップの位置合わせマッピングを演算する方法を示す図である。
【図８】演算システムのブロック図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に発明の実施形態について言及され、それらの例が添付図面において図示される。
これらの図は限定的ではなく、例示的であることが意図される。発明はこれらの実施形態
との関連で全般的に説明されるが、発明の範囲をこれらの特定実施形態に限定する意図は
ないことが理解されよう。
【００２９】
以下の記述では説明の目的から、発明の理解を提供すべく具体的な詳細が述べられる。
しかし当業者であれば発明はこれらの詳細なしでも実施できることが明らかであろう。当
業者であればいくつか以下に説明される本発明の実施形態はカメラ、スキャナー、プリン
ター、コンピューター、ファクシミリ機、ディスプレイまたはカメラ機能を有するものを
含む携帯装置、マルチメディア装置、等々、いくつかの異なるシステムおよび装置に組み
入れ得ることを理解しよう。本発明の実施形態はソフトウェア、ハードウェア、ファーム
ウェア、またはこれらの組み合わせにおいて実施することができる。
【００３０】
ブロック図に示される構成要素またはモジュールは発明の代表的実施形態を図示し、発
明をあいまいにするのを避けることを意図している。本考察を通じ、構成要素はサブユニ
ットを有してなり得る別個の機能装置として説明され得ることも理解されようが、当業者
であれば各種構成要素またはその一部は別個の構成要素に分割され得、または単一のシス
テムまたは構成要素内への統合を含め、一体化されることができることを理解しよう。
【００３１】
さらに、図中における構成要素／モジュール間の接続は直接接続に限定されることを意
図していない。逆にこれらの構成要素間のデータは中間の構成要素により改変、再フォー
マット、または他の方法で変えられることができる。またより多い、またはより少ない接
続を用いることができる。「連結された」または「通信上連結された」の用語は直接接続
、１つ以上の中間装置経由の間接接続、および無線接続を含むものと理解される。
【００３２】
明細書において「一実施形態」または「実施形態」の言及はその実施形態に関連して説
明される特定の特長、構造、特性、または機能が発明の少なくとも１つの実施形態に含ま
れ、１つを超える実施形態に含まれ得ることを意味する。明細書の各所に現れる「一実施
形態において」または「実施形態において」の語句は必ずしも同じ実施形態を指すもので
はない。
【００３３】
本発明のいくつかの用途は印刷回路（「ＰＣＢ」）基板の検査用システムの各種実施形
態における使用にある。ＰＣＢパターンは産業用インクジェットプリンターによりドット
パターンとして基板に印刷することができる。ドットパターンはプチンタのインクノズル
のアレーにより形成される。ある期間プリンターが連続使用されると、ノズルはつまり、
または別途うまく機能しないことがあり、これは印刷されるドットパターンにおける異常
につながり得る。印刷されたＰＣＢパターンにおける異常は短絡または接続破断など回路
の欠陥に対応し得る。
【００３４】
インクジェットプリンターにより印刷されたＰＣＢ画像に検査システムが適用される。
このような検査システムは印刷されたＰＣＢ画像における欠陥の特定を可能にし、さらに
印刷画像上で特定された欠陥の位置にどのノズルが結び付いているかの判定を可能にし得
る。
【００３５】
図１は発明の各種実施形態により印刷されたＰＣＢ画像における欠陥検出の例を図示す
る。ＰＣＢパターンの印刷された入力画像１４０をシミュレートされたＰＣＢパターンの
基準ビットマップ１２０に比較することができ、印刷された入力画像１４０と基準ビット
マップ１２０との差を表す歪みマップ１６０を生成することができる。実施形態において
、歪みマップ１６０の領域は印刷された入力画像１４０における欠陥に結び付いた異常を
特定するために色分けされている。
【００３６】
図２は発明の各種実施形態により印刷された画像の検査用システム２００のブロック図
を示す。検査用システム２００は入力印刷パターン２０５（例えば、ＰＣＢ基板の印刷画
像）を受信し、それを入力印刷パターン２０５に基づき基準ビットマップ生成器２１５に
より生成される基準ビットマップ２２５と比較する。基準ビットマップは印刷された入力
印刷パターン２０５のシミュレーションで、例えばドットパターンのビットマップ画像を
ＰＣＢ基板に印刷することに由来する異常のすべてでないにしても大半を除外することを
意図している。
【００３７】
実施形態において、入力印刷パターン２０５およびユーザー入力のパラメーター２１０
から特定構成の基準ビットマップ２２５を生成することができる。生成された基準ビット
マップ２２５は基準ビットマップ２２５の解像度を高めるためにその基礎となる入力印刷
パターン２０５のサイズと構成とは異なるサイズと構成を有することができる。実施形態
において、ユーザー入力のパラメーター２１０を用いて生成される基準ビットマップの設
定パラメーターが演算される。ユーザー入力のパラメーター２１０はｘ方向およびｙ方向
におけるドットパーインチ（ＤＰＩ）としてのプリンターピッチ、プリンター液滴サイズ
（インクジェットプリンターのノズルはドットを理想的な円形を有するインクの「液滴」
として描く）、および形成されるシミュレートされたパターンのＤＰＩを含むことができ
る。入力印刷パターン２０５の設定パラメーターをその基準ビットマップ２２５の設定パ
ラメーターに関連付ける倍率を演算することができる。
【００３８】
入力印刷パターン２０５および基準ビットマップ２２５は画像生成器２３０により比較
される。ユーザー入力パラメーター２３５により設定できる欠陥検出器２４０が入力印刷
パターン２０５と生成された基準画像としての基準ビットマップ２２５との比較の際発見
され得た異常について歪みマップ２４５を作成する。図１に代表的な歪みマップ１６０を
示す。
【００３９】
入力印刷パターン２０５は非常に大型であることもある。大型の画像は部分に分割する
ことができ、次に画像の選択された部分を画像に基づく基準ビットマップ２２５の対応部
分と比較することができる。実施形態において、比較される部分はユーザー入力のパラメ
ーター２１０により選択することができる。除外マップ生成器２２０により生成される入
力印刷パターンの除外マップ２５０を比較する部分の選択に用いることができる。除外マ
ップは背景の区域など入力印刷パターン２０５内の非検査区域を特定する。実施形態にお
いて、画像は１組の部分、入力印刷パターン２０５、基準ビットマップ２２５、および除
外マップ２５０に部分的に基づき再構築することができる。再構築された画像は前述のよ
うに欠陥検出の根拠になることができる。図１に代表的再構築ＰＣＢパターン画像として
の入力画像１４０を示す。
【００４０】
（システムの実施）
図３は発明の各種実施形態による画像生成器２３０のブロック図を示す。画像生成器２
３０は入力印刷パターン２０５および入力印刷パターン２０５から生成された基準ビット
マップ２２５を受信し、入力印刷パターン２０５の記憶された有効スナップショットとし
ての登録された登録画像２７０を生成する。実施形態において、画像生成器２３０は除外
マップ２５０を受信することができる。画像生成器２３０は検査用システム２００の実施
形態で用い、入力印刷パターン２０５の高解像度画像を生成することができる。各種実施
形態において、画像生成器２３０は大型の印刷パターンの一部分である入力印刷パターン
２０５の位置を特定し記録することができる。大型の登録された画像は取り込み、記憶さ
れた部分１組から再構築することができる。
【００４１】
図４は発明の各種実施形態による代表的な画像取り込みシステムを示す。画像取り込み
システムは二次元面３１０に位置する入力印刷パターン３０５の上にある二次元空間内で
制御アームにより制御され位置付けられるカメラ３２０を含むことができる。いくつかの
実施形態において、カメラ３２０の位置は制御アームにより固定され、二次元面３１０は
可動表面である（各種実施形態において「ｘｙテーブル」）。入力印刷パターンの異なる
部分を撮影できるよう入力印刷パターン３０５の位置は二次元面３１０を動かすことによ
りカメラ位置に対し変更される。実施形態において二次元面３１０は照明源３１５により
照明される。実施形態において、画像全体が１回のスキャンで取り込めない場合、入力印
刷パターン３０５の部分を取り込み記憶することができる。さらに詳細に後述されるよう
に、発明の各種実施形態により、部分は画像にわたる特定のスキャンパスに沿って指定個
所において取り込むことができる。
【００４２】
発明の各種実施形態において、画像取り込みシステムはさらにカメラに接続されるコン
ピューター３２５も有してなる。コンピューター３２５はカメラ３２０の焦点および露出
双方を最適化するために用いる特定の処理機能を提供することができる。実施形態におい
て、カメラにより取り込まれた画像の記憶および処理はコンピューター３２５において行
なうことができる。取り込まれた印刷画像は画像の取り込まれ記憶された（「登録された
」）部分１組から再構築することができる。
【００４３】
画像取り込み器２５５は入力印刷パターン２０５および入力印刷パターン２０５から生
成された基準ビットマップ２２５を受信し、入力印刷パターン２０５の取り込みスナップ
ショットを形成する。各種実施形態において、画像取り込み器２５５は入力印刷パターン
２０５の一部分を取り込むことができ、入力印刷パターン２０５に基づく受信された除外
マップ２５０を部分的に用いて取り込む部分を選択することができる。各種実施形態にお
ける画像取り込みは画像取り込みシステムの初期較正を含むことができる。この較正は二
次元面３１０上の位置合わせされた印刷画像または印刷パターンの部分としての入力印刷
パターン３０５の特徴とその対応する基準ビットマップ２２５の特徴との比較に少なくと
も部分的に基づく。
【００４４】
実施形態において、二次元面上で取り込まれる画像の位置は基準ビットマップ２２５の
基準ビットマップの生成および画像取り込みシステムの較正に由来する構成データに少な
くとも部分的に基づき演算される。構成データの例は基準ビットマップの構成パラメータ
ー、基準ビットマップおよび二次元面間のマッピング、二次元面および基準ビットマップ
上の初期位置、二次元面のｘ方向およびｙ方向におけるモーターステップのサイズ（各々
「ｘＳｔｅｐ」および「ｙＳｔｅｐ」）、較正の際演算される傾斜角（位置合わせ検証パ
ラメーター）、および画像スナップショットに対応する基準ビットマップ部分の幅および
高さを含む。当業者であれば、さまざまな構成データが存在し、初期化に用いるデータの
選択は発明に肝要でないことを理解しよう。
【００４５】
実施形態において、画像検証器２６０は取り込みスナップショトを受信し、コントラス
トおよび鮮明さを含み得るスナップショットの画像特徴に部分的に基づきスナップショッ
トの質を検証する。画像取り込みシステムの実施形態において、画像の鮮明さはスナップ
ショットにおける高周波数成分量の測定から判定することができ、画像のコントラストは
スナップショットのエッジ周囲の平均強度差から演算することができる。取り込みスナッ
プショットの質が質の閾値を超える場合、有効取り込みスナップショットとしての登録画
像２７０は保持される。
【００４６】
実施形態において、画像位置合わせ器２６５は有効な取り込まれた画像を受信し、次に
取り込まれた画像およびその対応基準ビットマップ間の位置合わせを検証する。さらに詳
細に後述するように、画像位置合わせ器は次に取り込まれた画像をその対応基準ビットマ
ップに位置合わせし、位置合わせされた登録画像２７０を登録する。
【００４７】
（画像の取り込み、位置合わせ、および登録の方法）
前述のように、画像のスナップショットを取り込み、印刷画像における欠陥を検出する
検査システムの実施形態において用いることができる。印刷画像全体が１回のスキャンで
取り込めない場合、印刷画像の取り込まれ記憶された部分１組から取り込み画像を再構築
することができる。実施形態において、部分は画像にわたる特定スキャンパスに沿って指
定個所において取り込むことができる。
【００４８】
図５は図４に例示・図示される検査システムを用いて画像部分の組み４１０を取り込む
ための入力印刷パターン３０５にわたる代表的なスキャンパスを示す。いくつかの実施形
態において、カメラ３２０の位置は制御アームにより固定され、入力印刷パターン３０５
の異なる部分を撮影するために入力印刷パターン３０５の位置は入力印刷パターン３０５
が置かれる可動する二次元面３１０（例、各種実施形態において「ｘｙテーブル」）を動
かすことによりカメラ位置に対し変えられる。
【００４９】
スキャンパスは入力印刷パターン３０５上の原点４１５から始まるモーターステップ（
ｘＳｔｅｐ４３０およびｙＳｔｅｐ４３５）のシーケンスで構成されることができる。各
モーターステップはカメラ３２０の固定位置に対する二次元面３１０の１つの動きに相当
し、各モーターステップ後スナップショットを取り込むことができる。各種実施形態にお
いて、構成パラメーターに基づき演算されたスキャンパスを用いて入力画像の部分のシー
ケンスを取り込むことは「インテリジェントスキャン」である。
【００５０】
図６は各種実施形態による、構造に関係なく画像の取り込み、位置合わせ、および登録
の方法５００を示す。方法５００は検査用システム２００における画像生成器２３０の実
施形態において実施することができる。
【００５１】
実施形態において、ｘ方向におけるモーターステップのサイズ４２０（ｘＳｔｅｐ４３
０）およびｙ方向におけるモーターステップのサイズ４２５（ｙＳｔｅｐ４３５）は基準
ビットマップサイズおよび取り込みのために部分間に必要なｘ方向およびｙ方向における
重なりの量など、システムの初期較正の際決定されたパラメーターを用いて演算すること
ができる（ステップＳ５０５）。
【００５２】
実施形態において、二次元面上で取り込む画像の位置は画像の基準ビットマップ２２５
の生成に由来する構成データおよび画像取り込みシステムの較正に少なくとも部分的に基
づき演算される（ステップＳ５１０）。用い得る構成データの例は基準ビットマップ構成
パラメーター、基準ビットマップおよび二次元面間のマッピング、二次元面および基準ビ
ットマップ上の初期位置、ｘＳｔｅｐ４３０およびｙＳｔｅｐ４３５、較正の際演算され
た傾斜角（位置合わせ検証パラメーター）、および画像スナップショットに対応する基準
ビットマップ部分の幅および高さを含む。当業者であれば、さまざまな構成データが存在
し、初期化に用いられるデータの選択は発明に肝要でないことを理解しよう。
【００５３】
画像スナップショットが取り込まれると（ステップＳ５１５）、コントラストおよび鮮
明さを含み得るスナップショットの画像特徴に部分的に基づき、スナップショットの質が
検証される。画像取り込みシステムの実施形態において、画像の鮮明さはスナップショッ
トにおける高周波成分の量の測定から判定することができる一方、画像のコントラストは
スナップショットのエッジ周囲の平均強度差から演算できる。取り込まれたスナップショ
ットの質が質の閾値未満である場合（ステップＳ５２０）、そのスナップショットは保持
されず、同じ座標位置において異なるカメラ較正を用い別のスナップショットが取り込ま
れる（ステップＳ５１５）。取り込まれたスナップショットの質が質の閾値を超える場合
（ステップＳ５２０）、有効な取り込まれたスナップショットは保持され、スナップショ
ット画像に対応する基準ビットマップ２２５が記憶から抽出され（ステップＳ５２５）、
スナップショット画像および基準ビットマップ間のロバストな位置合わせマッピングを演
算することができる（ステップＳ５３０）。実施形態において、このロバストな位置合わ
せマッピングはスナップショット画像および基準ビットマップの一致する形体から演算さ
れた推定アフィン行列として表すことができる。
【００５４】
実施形態において、検査システムのカメラ３２０上で実施され、またはコンピューター
３２５上で実施される方法を用い、質の基準を満足しない測定特徴を補正することにより
取り込まれたスナップショットの質をリアルタイムで向上させることができる。例えば、
コントラストは自動露出方法により向上させ得る一方鮮明さは自動焦点方法により向上さ
せることができる。
【００５５】
ロバストな位置合わせマッピングは画像および基準ビットマップの分析により検証され
る（ステップＳ５３５）。実施形態において、画像および基準ビットマップ間の演算され
た回転角がゼロに近い（例えば±１度以内）場合ロバストな位置合わせマッピングは有効
である。各種実施形態において、回転角はスナップショット画像および基準ビットマップ
の一致する形体から演算されるアフィン行列から判定することができる。アフィン行列の
成分は簡略化し、拡大縮小および回転の２つの独立した空間に分割することができる。回
転角は回転空間を用いて計算することができる。
【００５６】
ロバストな位置合わせマッピングが有効の場合（ステップＳ５３５）、画像および基準
ビットマップは位置合わせされ、画像は登録される（すなわち記憶され記録される）（ス
テップＳ５４５）。基板上の指定スキャンパスが完了すると（ステップＳ５５０）、取り
込まれる画像の組は完了する（ステップＳ５６０）。基板上の指定スキャンパスが完了し
ない場合（ステップＳ５５０）、モーターステップＸｓｔｅｐおよびモーターステップＹ
ｓｔｅｐの値に基づき二次元面はスキャンパスに沿って動かされる（ステップＳ５５５）
。
【００５７】
ロバストな位置合わせマッピングが有効でない場合（ステップＳ５３５）、取り込まれ
た画像が周期的なパターンを有するためかもしれない。実施形態において、二次元面を取
り込まれた画像の現在の位置から上、下、右、または左に動かすこと（ステップＳ５４０
）により取り込まれた画像の基板上における位置を多少調節し、ステップＳ５１５ないし
ステップＳ５３５を繰り返すことによりパターンの非周期性を導入することができる。例
えば実施形態において、ｘ方向およびｙ方向に４ｍｍ〜５ｍｍの範囲内で動かすことがで
き、これは二次元面のモーター運動の１０％であり得る。有効なロバストな位置合わせマ
ッピングが達成されると（ステップＳ５３５）、スキャンパス上の元の取り込まれた画像
の位置は復元される。
【００５８】
（ロバストな位置合わせマッピングの演算）
図７は発明の各種実施形態による、構造に関係なくロバストな位置合わせマッピングを
演算する方法６００を示す。方法６００は方法の実施形態においてステップＳ５３０とし
て、また画像位置合わせ器２６５の実施形態において実施することができる。
【００５９】
実施形態において、ＳＩＦＴ形体抽出器などの形体抽出器を用い画像の取り込まれたス
ナップショットおよびその対応基準ビットマップから形体が抽出される（ステップＳ６０
５）。当業者であればさまざまな形体抽出方法が存在し、形体抽出器の選択は発明に肝要
でないことを理解しよう。画像および基準ビットマップから一致する形体が特定される。
特定できる形体の例は線、円、およびＰＣＢ画像については回路の接続部および角を含む
。一致する形体の組（形体点の組）を有してなる第１形体ベクトルが画像から抽出され、
同じ一致する形体の組を有してなる第２形体ベクトルが基準ビットマップから抽出される
（ステップＳ６１０）。各種実施形態において、指定スキャンパスにおけるさまざまな領
域の照明の変化は形体抽出方法の一貫性に影響を与えない。
【００６０】
実施形態において、最小二乗方法を用いて第１形体ベクトルにおける点の第２形体ベク
トルにおける対応点へのマッピングを表すアフィン行列を推定することができる（ステッ
プＳ６１５）。当業者であればアフィン行列を推定する方法は各種存在し、アフィン行列
を推定する方法の選択は発明に肝要でないことを理解しよう。残差が推定アフィン行列か
ら演算される（ステップＳ６２０）。残差の平均および標準偏差（σ）が演算され（ステ
ップＳ６２５）、残差の平均が現在のエラー値に割り当てられる（ステップＳ６３０）。
現在のエラー値および先行推定アフィン行列から演算された先行エラー値感の差の絶対値
は閾値と比較される（ステップＳ６３５）（実施形態においてこの値は例えば１ピクセル
であることができる）。差の絶対値が閾値未満の場合推定アフィン行列は保存される（ス
テップＳ６５０）。
【００６１】
差の絶対値が閾値を超える場合、残差の平均の−３＊σから＋３＊σ内におけるマッピ
ングを有する点のみが含まれるよう形体点の組が剪定される（ステップＳ６４０）。現在
のエラー値は先行エラー値（ステップＳ６４５）として割り当て直され、ステップＳ６１
５乃至ステップＳ６３５が繰り返される。
【００６２】
（演算システムの実施）
本発明は汎用コンピューターおよび図形処理用の特殊用途コンピューターを含むがこれ
らに限定されず、画像データを処理できる任意の命令実行／演算装置またはシステムにお
いて実施できることが特記される。本発明はさらにデジタルカメラ、プリンター、スキャ
ナー、多機能プリンター／スキャナー、ファクシミリ機、マルチメディア装置、および画
像を処理、取り込み、伝送、または記憶する他の任意の装置を含むがこれらに限定されず
、他の演算装置およびシステムに実装することもできる。さらに、いずれの装置内で本発
明の態様をソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせを
含み多種多様な方法で実施することができる。例えば、本発明の各種態様を実施する機能
は個別論理素子、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、および／またはプログ
ラム制御プロセッサーを含む多種多様な方法で実装されるコンポーネントにより実行され
得る。これらの要素が実装される方法は本発明に重要ではないことが特記される。
【００６３】
図８は本発明の実施形態を実施または具現し得る命令実行／演算装置１１００の実施形
態の機能的ブロック図を示す。図８に示すように、プロセッサー７０２がソフトウェア命
令を実行し、他のシステムコンポーネントと相互に作用する。一実施形態において、プロ
セッサー７０２は（限定ではなく例として）ＡＭＤプロセッサー、ＩＮＴＥＬプロセッサ
ー、ＳＵＮ ＭＩＣＲＯＳＹＳＴＥＭＳプロセッサー、またはＰＯＷＥＲＰＣ対応ＣＰＵ
など汎用プロセッサーであって良く、またはプロセッサーは１つまたは複数の特定用途向
けプロセッサーであることができる。プロセッサー７０２に連結した記憶装置７０４がデ
ータおよびソフトウェアプログラムの長期記憶を提供する。記憶装置７０４はハードディ
スクドライブおよび／またはコンピューター読み取り可能な媒体（例、ディスケット、テ
ープ、コンパクトディスク、ＤＶＤ、等々）のドライブまたはソリッドステートメモリー
装置など、データを記憶できる別の装置であって良い。記憶装置７０４はプロセッサー７
０２で用いるプログラム、命令、および／またはデータを保持することができる。一実施
形態において、記憶装置７０４に記憶され、またはそこからロードされるプログラムまた
は命令はメモリー７０６にロードされ、プロセッサー７０２により実行されることができ
る。一実施形態において、記憶装置７０４はプロセッサーでオペレーティングシステムを
実施する命令を保持している。一実施形態において、あり得るオペレーティングシステム
はＵＮＩＸ（登録商標）、ＡＩＸ、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉ
ｎｄｏｗｓ（登録商標）、およびＡｐｐｌｅ ＭＡＣ ＯＳを含むがこれらに限定されな
い。実施形態において、オペレーティングシステムは演算システム７００上で実行され、
その動作を制御する。
【００６４】
プロセッサー７０２に連結されたアドレス可能なメモリー７０６を用いてプロセッサー
７０２により実行されるデータおよびソフトウェア命令を記憶することができる。メモリ
ー７０６は例えばファームウェア、読み取り専用メモリー（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ
ー、不揮発性ランダムアクセスメモリー（ＮＶＲＡＭ）、ランダムアクセスメモリー（Ｒ
ＡＭ）、またはこれらの組み合わせであって良い。一実施形態において、メモリー７０６
は別途サービス、ユーティリティー、またはモジュールとして知られるいくつかのソフト
ウェアオブジェクトを記憶する。当業者であれば、記憶装置７０４およびメモリー７０６
は同じ要素で双方の立場で機能し得ることを理解しよう。一実施形態において、図２およ
び図３における１つ以上のコンポーネントは記憶装置７０４、メモリー７０６に記憶され
、プロセッサー７０２により実行されるモジュールであって良い。
【００６５】
一実施形態において、演算システム７００は他の装置、他のネットワーク、または双方
と通信する能力を提供する。演算システム７００は演算システム７００を他のネットワー
クおよび装置と通信できるよう連結する１つ以上のネットワークインターフェイス７１２
またはアダプター７１６を含むことができる。例えば、演算システム７００は各々プロセ
ッサー７０２に通信できるよう連結され、演算システム７００を他の演算システム、ネッ
トワーク、および装置に連結するために用い得るネットワークインターフェイス７１２、
通信ポート７１４、または双方を含むことができる。
【００６６】
一実施形態において、演算システム７００は図形およびテキストの表示を促進するため
にプロセッサー７０２に連結される１つ以上の出力装置７０８を含むことができる。出力
装置７０８はディスプレイ、ＬＣＤ画面、ＣＲＴモニター、プリンター、タッチ画面、ま
たは情報を表示する他の装置を含むことができるが、これらに限定されない。演算システ
ム７００はさらに出力装置７０８において情報または画像を表示するのを助長するグラフ
ィックスアダプター（図示せず）を含むことができる。
【００６７】
プロセッサー７０２に連結された１つ以上の入力装置７１０を用いてユーザー入力を助
長することができる。入力装置７１０はマウス、トラックボール、またはタッチパッドを
含むがこれらに限定されず、さらに演算システム７００にデータまたは命令を入力するキ
ーボードまたはキーパッドを含むことができる。
【００６８】
一実施形態において、演算システム７００は通信ポート７１４、ネットワークインター
フェイス７１２、記憶装置７０４、メモリー７０６に記憶されたデータ、または入力装置
７１０から、スキャナー、コピー機、ファクシミリ機、または他の演算装置を通してなど
入力を受信することができる。
【００６９】
当業者であれば、いずれの演算システムも本発明の実施に肝要でないことを理解しよう
。当業者であればさらに上述の要素のいくつかは物理的および／または機能的にサブモジ
ュールに分けられるか、またはいっしょに組み合わされるかできることを理解しよう。
【００７０】
本発明の実施形態はさらに各種コンピューター実施の操作を行なうためのコンピュータ
ーコードを有するコンピューター読み取り可能な媒体に関連できることが特記される。媒
体およびコンピューターコードは本発明の目的向けに特別に設計され構築されたものでも
良く、または関連技術の当業者が周知または入手可能な種類であることもできる。コンピ
ューター読み取り可能な媒体の例は、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク
、および磁気テープなどの磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭおよびホログラフィ装置などの光学媒
体、光磁気媒体、および特別用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマーブル論理装置
（ＰＬＤ）、フラッシュメモリー装置、ならびにＲＯＭ装置およびＲＡＭ装置などプログ
ラムコードを記憶し、または記憶して実行するよう特別に構成されるハードウェア装置を
含むがこれらに限定されない。コンピューターコードの例にはコンパイラーにより作成さ
れるような機械コード、およびインタープリターを用いてコンピューターにより実行され
るより高位のコードを含むファイルが含まれる。
【００７１】
発明は各種の改変および別の形態が許されるが、その具体的な例が図面に示され本明細
書において詳細に説明された。しかし発明は開示された特定の形に限定されず、逆に発明
は添付クレームの範囲に入るすべての改変、同等物、および代替に及ぶものとする。
【符号の説明】
【００７２】
１２０，２２５…基準ビットマップ、１４０…入力画像、１６０，２４５…歪みマップ
、２００…検査用システム、２０５，３０５…入力印刷パターン、２１０…パラメーター
、２１５…基準ビットマップ生成器、２２０…除外マップ生成器、２３０…画像生成器、
２３５…ユーザー入力パラメーター、２４０…欠陥検出器、２５０…除外マップ、２５５
…画像取り込み器、２６０…画像検証器、２６５…画像位置合わせ器、２７０…登録画像
、３１０…二次元面、３１５…照明源、３２０…カメラ、３２５…コンピューター、４１
０…組み、４１５…原点、４２０，４２５…サイズ、４３０…ｘＳｔｅｐ、４３５…ｙＳ
ｔｅｐ、５００，６００…方法、７００…演算システム、７０２…プロセッサー、７０４
…記憶装置、７０６…メモリー、７０８…出力装置、７１０…入力装置、７１２…ネット
ワークインターフェイス、７１４…通信ポート、７１６…アダプター、１１００…命令実
行／演算装置、Ｘｓｔｅｐ，Ｙｓｔｅｐ…モーターステップ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の有効なスナップショットを取り込む画像処理方法であって、
前記画像、第１スナップショット、前記画像が位置する二次元面、および前記第１スナ
ップショットに対応する基準ビットマップに少なくとも部分的に基づく較正パラメーター
の組を特定するステップと、
前記較正パラメーターの組内における１つの較正パラメーターに少なくとも部分的に基
づき前記第１スナップショットの前記二次元面上における第１位置を特定するステップと
、
前記二次元面上の第１位置において前記第１スナップショットを取り込むステップと、
前記基準ビットマップと前記第１スナップショットとの間の第１位置合わせ関係を定義
するステップと、
前記第１位置合わせ関係の第１位置合わせ値を位置合わせ閾値に適用することに基づき
、前記第１位置合わせ関係が有効であるか判定するステップと、
前記第１位置合わせ関係が有効でないことに応じて、前記画像の第２スナップショット
と前記基準ビットマップとの間の第２位置合わせ関係を検証するステップとを有し、
前記検証するステップは、
前記二次元面上の第２位置において前記第２スナップショットを取り込むステップであ
って、前記第２位置は前記第１位置の調節距離閾値内にあるステップと、
前記基準ビットマップと前記第２スナップショットとの間の前記第２位置合わせ関係を
定義するステップと、
前記第２位置合わせ関係の前記第２位置合わせ値が前記位置合わせ閾値未満であること
に応じて、前記第２位置合わせ関係を検証するステップと、
前記第２スナップショットを有効なスナップショットとして指定するステップとによっ
て実施される画像処理方法。
【請求項２】
前記有効なスナップショットを登録するステップをさらに有し、
前記有効なスナップショットを登録するステップは、
前記有効なスナップショットを前記二次元面上の第１位置に結び付けるステップと、
前記有効なスナップショットを前記基準ビットマップと位置合わせすることにより前記
有効なスナップショットを調節するステップと、
前記有効なスナップショットを記憶するステップとによって実施される請求項１に記載
の画像処理方法。
【請求項３】
前記有効なスナップショットは画質閾値を超える請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項４】
前記第１スナップショットは連続的なスナップショットの組の中にあり、第１スナップ
ショットは前記画像の第１部分に相当する請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項５】
前記連続的なスナップショットの中で第３スナップショットを取り込むステップをさら
に有し、
前記第３スナップショットは、前記第１スナップショットに続くことに応じて前記画像
の第２部分に相当する請求項４に記載の画像処理方法。
【請求項６】
前記第３スナップショットは、前記二次元面上で前記第１位置の閾値距離内の第３位置
にあり、
前記閾値距離は、前記第１位置および前記構成パラメーターの組内における少なくとも
１つの較正パラメーターに少なくとも部分的に基づき計算される請求項５に記載の画像処
理方法。
【請求項７】
前記第１位置合わせ関係は、前記第１スナップショットと前記基準ビットマップとの間
のロバストな位置合わせマッピングを有する請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項８】
前記ロバストな位置合わせマッピングは、前記第１スナップショットおよび前記基準ビ
ットマップの一致する形体に少なくとも部分的に基づく請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項９】
前記ロバストな位置合わせマッピングは、アフィン行列として表される請求項８に記載
の画像処理方法。
【請求項１０】
前記第１位置合わせ関係が有効であるか判定するステップは、
前記アフィン行列を用いることにより回転角を計算するステップと、
前記回転角がゼロを超えかつサイズの閾値未満であることに応じて前記第１位置合わせ
関係が有効か判定するステップとによって実施される請求項９に記載の画像処理方法。
【請求項１１】
請求項１に記載される画像処理方法を実施する命令を有するコンピューター読み取り可
能な媒体。
【請求項１２】
画像と前記画像に対応する基準ビットマップとの間の位置合わせマッピングを計算する
画像処理方法であって、
前記画像および前記基準ビットマップ内で一致する形体の組を特定するステップと、
前記画像に結び付いた前記一致する形体の組のサブセットを有してなる第１形体ベクト
ルを作成するステップと、
前記基準ビットマップに結び付いた前記一致する形体の他のサブセットを有してなる第
２形体ベクトルを作成するステップと、
前記第１形体ベクトルと前記第２形体ベクトルとの間の第１マッピングを計算するステ
ップと、
前記第１マッピングに基づき第１エラー値を計算するステップと、
前記第１エラー値がエラー閾値未満であることに応じて前記第１マッピングを位置合わ
せマッピングとして特定するステップとを有する画像処理方法。
【請求項１３】
前記第１マッピングは第１アフィン行列である請求項１２に記載の画像処理方法。
【請求項１４】
前記第１マッピングに基づき第１エラー値を演算するステップは、
前記第１アフィン行列に結び付いた残差の組を特定するステップと、
前記残差の組の平均を計算するステップと、
前記平均を前記第１エラー値として指定するステップとを有する請求項１３に記載の画
像処理方法。
【請求項１５】
前記第１エラー値が前記エラー閾値を超えることに応じて、位置合わせマッピングを特
定するステップをさらに有し、
前記位置合わせマッピングを特定するステップは、
前記残差の組の平均から標準偏差を計算するステップと、
前記標準偏差の倍数を上限値として特定するステップと、
ゼロ引く上限値を下限値として特定するステップと、
前記下限値を超え前記上限値未満の値を有する第２形体ベクトルから少なくとも１つの
一致する形体を特定するステップと、
前記第２形体ベクトルからの前記少なくとも１つの一致する形体を含む第３形体ベクト
ルを作成するステップと、
前記第１形体ベクトルと前記第３形体ベクトルとの間の第２マッピングを計算するステ
ップと、
前記第２マッピングに基づき第２エラー値を計算するステップと、
前記第２エラー値が前記エラー閾値未満であることに応じて前記第２マッピングを位置
合わせマッピングとして指定するステップとを実施することにより実施される請求項１４
に記載の画像処理方法。
【請求項１６】
請求項１２に記載される画像処理方法を実施する命令を有するコンピューター読み取り
可能な媒体。
【請求項１７】
画像のスナップショットを取り込み、位置合わせする画像処理システムであって、
較正パラメーターの組および前記画像を受信するよう連結される画像取り込み器であっ
て、二次元面上のある位置で前記スナップショットを取り込むとともに、前記ある位置は
前記較正パラメーターの組内の１つの較正パラメーターに少なくとも部分的に基づく画像
取り込み器と、
前記スナップショットおよび前記スナップショットに対応する基準ビットマップを受信
するよう連結される画像検証器であって、前記スナップショットの少なくとも１つの特徴
を画質閾値と比較する画像検証器と、
前記画質閾値を超える少なくとも１つの特徴を有するスナップショットと前記基準ビッ
トマップとを受信するよう連結される画像位置合わせ器であって、前記スナップショット
と前記基準ビットマップとの間の有効な位置合わせ関係が判定されることに応じて前記ス
ナップショットおよび前記基準ビットマップを位置合わせする画像位置合わせ器とを有す
る画像処理システム。
【請求項１８】
前記画像位置合わせ器は、前記スナップショットと前記基準ビットマップとの間の位置
合わせマッピングを計算するステップにより、前記スナップショットと前記基準ビットマ
ップとの間の位置合わせ関係を判定する請求項１７に記載の画像処理システム。
【請求項１９】
前記位置合わせマッピングを計算するステップは、
前記スナップショットおよび前記基準ビットマップ内で一致する形体の組を特定するス
テップと、
前記スナップショットに結び付いた一致する形体のサブセットを有してなる第１形体ベ
クトルを作成するステップと、
前記基準ビットマップに結び付いた他の一致する形体のサブセットを有してなる第２形
体ベクトルを作成するステップと、
前記第１形体ベクトルと前記第２形体ベクトルとの間の第１マッピングを計算するステ
ップと、
前記第１マッピングに基づき第１エラー値を計算するステップと、
前記エラー値がエラー閾値未満であることに応じて前記第１マッピングを位置合わせマ
ッピングとして特定するステップとによって実施される請求項１８に記載の画像処理シス
テム。
【請求項２０】
前記第１マッピングはアフィン行列であり、
前記第１エラー値を計算するステップは、
第１アフィン行列に結び付いた残差の組を特定するステップと、
前記残差の組の平均を計算するステップと、
前記平均を第１エラー値として指定するステップとによって実施される請求項１９に記
載の画像処理システム。
【請求項１】
画像の有効なスナップショットを取り込む画像処理方法であって、
前記画像、第１スナップショット、前記画像が位置する二次元面、および前記第１スナ
ップショットに対応する基準ビットマップに少なくとも部分的に基づく較正パラメーター
の組を特定するステップと、
前記較正パラメーターの組内における１つの較正パラメーターに少なくとも部分的に基
づき前記第１スナップショットの前記二次元面上における第１位置を特定するステップと
、
前記二次元面上の第１位置において前記第１スナップショットを取り込むステップと、
前記基準ビットマップと前記第１スナップショットとの間の第１位置合わせ関係を定義
するステップと、
前記第１位置合わせ関係の第１位置合わせ値を位置合わせ閾値に適用することに基づき
、前記第１位置合わせ関係が有効であるか判定するステップと、
前記第１位置合わせ関係が有効でないことに応じて、前記画像の第２スナップショット
と前記基準ビットマップとの間の第２位置合わせ関係を検証するステップとを有し、
前記検証するステップは、
前記二次元面上の第２位置において前記第２スナップショットを取り込むステップであ
って、前記第２位置は前記第１位置の調節距離閾値内にあるステップと、
前記基準ビットマップと前記第２スナップショットとの間の前記第２位置合わせ関係を
定義するステップと、
前記第２位置合わせ関係の前記第２位置合わせ値が前記位置合わせ閾値未満であること
に応じて、前記第２位置合わせ関係を検証するステップと、
前記第２スナップショットを有効なスナップショットとして指定するステップとによっ
て実施される画像処理方法。
【請求項２】
前記有効なスナップショットを登録するステップをさらに有し、
前記有効なスナップショットを登録するステップは、
前記有効なスナップショットを前記二次元面上の第１位置に結び付けるステップと、
前記有効なスナップショットを前記基準ビットマップと位置合わせすることにより前記
有効なスナップショットを調節するステップと、
前記有効なスナップショットを記憶するステップとによって実施される請求項１に記載
の画像処理方法。
【請求項３】
前記有効なスナップショットは画質閾値を超える請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項４】
前記第１スナップショットは連続的なスナップショットの組の中にあり、第１スナップ
ショットは前記画像の第１部分に相当する請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項５】
前記連続的なスナップショットの中で第３スナップショットを取り込むステップをさら
に有し、
前記第３スナップショットは、前記第１スナップショットに続くことに応じて前記画像
の第２部分に相当する請求項４に記載の画像処理方法。
【請求項６】
前記第３スナップショットは、前記二次元面上で前記第１位置の閾値距離内の第３位置
にあり、
前記閾値距離は、前記第１位置および前記構成パラメーターの組内における少なくとも
１つの較正パラメーターに少なくとも部分的に基づき計算される請求項５に記載の画像処
理方法。
【請求項７】
前記第１位置合わせ関係は、前記第１スナップショットと前記基準ビットマップとの間
のロバストな位置合わせマッピングを有する請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項８】
前記ロバストな位置合わせマッピングは、前記第１スナップショットおよび前記基準ビ
ットマップの一致する形体に少なくとも部分的に基づく請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項９】
前記ロバストな位置合わせマッピングは、アフィン行列として表される請求項８に記載
の画像処理方法。
【請求項１０】
前記第１位置合わせ関係が有効であるか判定するステップは、
前記アフィン行列を用いることにより回転角を計算するステップと、
前記回転角がゼロを超えかつサイズの閾値未満であることに応じて前記第１位置合わせ
関係が有効か判定するステップとによって実施される請求項９に記載の画像処理方法。
【請求項１１】
請求項１に記載される画像処理方法を実施する命令を有するコンピューター読み取り可
能な媒体。
【請求項１２】
画像と前記画像に対応する基準ビットマップとの間の位置合わせマッピングを計算する
画像処理方法であって、
前記画像および前記基準ビットマップ内で一致する形体の組を特定するステップと、
前記画像に結び付いた前記一致する形体の組のサブセットを有してなる第１形体ベクト
ルを作成するステップと、
前記基準ビットマップに結び付いた前記一致する形体の他のサブセットを有してなる第
２形体ベクトルを作成するステップと、
前記第１形体ベクトルと前記第２形体ベクトルとの間の第１マッピングを計算するステ
ップと、
前記第１マッピングに基づき第１エラー値を計算するステップと、
前記第１エラー値がエラー閾値未満であることに応じて前記第１マッピングを位置合わ
せマッピングとして特定するステップとを有する画像処理方法。
【請求項１３】
前記第１マッピングは第１アフィン行列である請求項１２に記載の画像処理方法。
【請求項１４】
前記第１マッピングに基づき第１エラー値を演算するステップは、
前記第１アフィン行列に結び付いた残差の組を特定するステップと、
前記残差の組の平均を計算するステップと、
前記平均を前記第１エラー値として指定するステップとを有する請求項１３に記載の画
像処理方法。
【請求項１５】
前記第１エラー値が前記エラー閾値を超えることに応じて、位置合わせマッピングを特
定するステップをさらに有し、
前記位置合わせマッピングを特定するステップは、
前記残差の組の平均から標準偏差を計算するステップと、
前記標準偏差の倍数を上限値として特定するステップと、
ゼロ引く上限値を下限値として特定するステップと、
前記下限値を超え前記上限値未満の値を有する第２形体ベクトルから少なくとも１つの
一致する形体を特定するステップと、
前記第２形体ベクトルからの前記少なくとも１つの一致する形体を含む第３形体ベクト
ルを作成するステップと、
前記第１形体ベクトルと前記第３形体ベクトルとの間の第２マッピングを計算するステ
ップと、
前記第２マッピングに基づき第２エラー値を計算するステップと、
前記第２エラー値が前記エラー閾値未満であることに応じて前記第２マッピングを位置
合わせマッピングとして指定するステップとを実施することにより実施される請求項１４
に記載の画像処理方法。
【請求項１６】
請求項１２に記載される画像処理方法を実施する命令を有するコンピューター読み取り
可能な媒体。
【請求項１７】
画像のスナップショットを取り込み、位置合わせする画像処理システムであって、
較正パラメーターの組および前記画像を受信するよう連結される画像取り込み器であっ
て、二次元面上のある位置で前記スナップショットを取り込むとともに、前記ある位置は
前記較正パラメーターの組内の１つの較正パラメーターに少なくとも部分的に基づく画像
取り込み器と、
前記スナップショットおよび前記スナップショットに対応する基準ビットマップを受信
するよう連結される画像検証器であって、前記スナップショットの少なくとも１つの特徴
を画質閾値と比較する画像検証器と、
前記画質閾値を超える少なくとも１つの特徴を有するスナップショットと前記基準ビッ
トマップとを受信するよう連結される画像位置合わせ器であって、前記スナップショット
と前記基準ビットマップとの間の有効な位置合わせ関係が判定されることに応じて前記ス
ナップショットおよび前記基準ビットマップを位置合わせする画像位置合わせ器とを有す
る画像処理システム。
【請求項１８】
前記画像位置合わせ器は、前記スナップショットと前記基準ビットマップとの間の位置
合わせマッピングを計算するステップにより、前記スナップショットと前記基準ビットマ
ップとの間の位置合わせ関係を判定する請求項１７に記載の画像処理システム。
【請求項１９】
前記位置合わせマッピングを計算するステップは、
前記スナップショットおよび前記基準ビットマップ内で一致する形体の組を特定するス
テップと、
前記スナップショットに結び付いた一致する形体のサブセットを有してなる第１形体ベ
クトルを作成するステップと、
前記基準ビットマップに結び付いた他の一致する形体のサブセットを有してなる第２形
体ベクトルを作成するステップと、
前記第１形体ベクトルと前記第２形体ベクトルとの間の第１マッピングを計算するステ
ップと、
前記第１マッピングに基づき第１エラー値を計算するステップと、
前記エラー値がエラー閾値未満であることに応じて前記第１マッピングを位置合わせマ
ッピングとして特定するステップとによって実施される請求項１８に記載の画像処理シス
テム。
【請求項２０】
前記第１マッピングはアフィン行列であり、
前記第１エラー値を計算するステップは、
第１アフィン行列に結び付いた残差の組を特定するステップと、
前記残差の組の平均を計算するステップと、
前記平均を第１エラー値として指定するステップとによって実施される請求項１９に記
載の画像処理システム。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１】
【公開番号】特開２０１０−３３５７１（Ｐ２０１０−３３５７１Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６７５３５（Ｐ２００９−１６７５３５）
【出願日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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