(57)【要約】【課題】短時間で容易な構成によって透明体接着剤の厚さを検知することができる液体高さ計測方法および液体高さ計測装置を提供すること。【解決手段】透明接着剤の曲率によって変化する反射光から検出画像を検出し、その検出画像を２値化することで透明接着剤の高さを計測する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面に塗布された液体の前記平面からの高さを計測する液体高さ計測方法において、
光源が固定された状態で、前記液体に光を照射する照射工程と、
前記液体の曲率によって変化する反射光から検出画像を検出する検出工程と、を備え、
該検出工程で検出した前記検出画像を画像処理することで、前記液体の高さを計測する計測工程を備えていることを特徴とする液体高さ計測方法。
【請求項２】
前記検出画像において、前記液体の曲率により反射光が検出されない領域の幅を基に液体の高さを計測することを特徴とする請求項１に記載の液体高さ計測方法。
【請求項３】
円弧状に塗布された前記液体の前記平面からの高さを計測する液体高さ計測方法であり、
前記円弧の外周上の点と、前記円弧の中心点と、の間における反射光を検出する検出工程を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体高さ計測方法。
【請求項４】
前記液体は、透明な接着剤であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の液体高さ計測方法。
【請求項５】
前記画像処理は、２値化処理であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液体高さ計測方法。
【請求項６】
前記平面は、ある面から突出することで形成される突出部に形成された平面であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の液体高さ計測方法。
【請求項７】
平面に塗布された液体の前記平面からの高さを計測する液体高さ計測装置において、
固定された状態で前記液体に光を照射する照射手段と、
前記液体の曲率によって変化する反射光から検出画像を検出する検出手段と、を備え、
該検出手段が検出した検出画像を画像処理することで、前記液体の高さを計測することを特徴とする液体高さ計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像入力装置によって得た画像から液滴の高さを計測する液体高さ計測方法および液体高さ計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板に塗布された液体（以下、透明接着剤という）の塗布部を検出する方法として、コヒーレント光をスキャン照射しその反射から透明体接着剤の厚さを検知する方法がある。しかしながら、そのスキャン動作はタクトが長く、産業上の利用、特にインラインでの測定には不適切であった。
【０００３】
この課題に対し、特許文献１に開示された形状測定装置では、２次元配列型共焦点光学系を用いて、焦点位置を変えながら得られる複数の画像から、画像の濃度情報を用いて画像の焦点位置間隔を超える精度で焦点位置を求める。このような方法により、高速な形状測定が行える方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１２６７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の測定方法では、少なからず焦点方向への光学系若しくは測定対象物の移動と、Ｘ軸またはＹ軸へのスキャンが必要となり、高速インライン検査に用いるには測定時間がオーバーしてしまう懸念がある。更に、焦点位置の変更及びスキャンの制御等による装置構成の複雑化、コスト増の懸念もある。
【０００６】
よって本発明は、短時間で容易な構成によって透明体接着剤の厚さ（高さ）を検知することができる液体高さ計測方法および液体高さ計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのため本発明の液体高さ計測方法は、平面に塗布された液体の前記平面からの高さを計測する液体高さ計測方法において、光源が固定された状態で、前記液体に光を照射する照射工程と、前記液体の曲率によって変化する反射光から検出画像を検出する検出工程と、を備え、該検出工程で検出した前記検出画像を画像処理することで、前記液体の高さを計測する計測工程を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、透明接着剤の曲率によって変化する反射光から検出画像を検出し、その検出画像を２値化することで、短時間で容易な構成によって透明体接着剤の厚さ（高さ）を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】透明接着剤高さ測定装置の構成を示す模式図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はタンクケースに塗布された透明接着剤を模式した図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は透明接着剤を示した図と取り込んだ画像を示した図である。
【図４】測定を行う際の動作を示したフローチャートである。
【図５】換算したものをグラフ化したものである。
【図６】突起部に塗布された透明接着剤の塗布高さが違う状態を模式した図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）はタンクケースに塗布された透明接着剤を模式した図である。
【図８】円弧の測定ポイントから測定エッジを求める方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。  
図１は、本発明を実現するための透明接着剤高さ測定装置の構成を示す模式図である。測定対象物であるインクジェット記録ヘッドのタンクケース３（の突出部）にディスペンサーにて塗布された透明接着剤１に対し、（固定された）照射装置（光源）４よりカメラ６およびレンズ５から光軸と平行な平行光を照射する。そして、その照射光の反射光をカメラ６により撮像し、画像処理装置７により画像処理を行うことで透明接着剤の高さ測定を行う。本実施形態では、レンズ５に０．５×テレセントリックレンズを使用している関係から開口数（以下、ＮＡという）が低い為、光量を稼げるレンズ別体の照明を採用している。作動距離（以下、ＷＤという）が狭い状況や、ＮＡが高いレンズを使用する場合には、レンズにスポット照明を直接接続し同軸落射照明を行う方式を用いても同様の測定が行える。更に本実施形態で使用する透明接着剤は、ＵＶ硬化型であるため照射装置４の前面にバンドパスフィルターを設置し、５００ｎｍ以下の波長帯をカットして測定を行っている。また、赤色側波長帯も透明接着剤の表面から内部に入り込んで反射してしまい測定値がばらついてしまう為、同様に６００ｎｍ以上の波長帯もカットして測定を行っている。また、撮像を行うカメラ６は高精度測定且つ高速測定を行うことを前提とし、５００万画素２／３型デジタルＣＣＤカラーカメラを選定している。前述した照射装置４およびカメラ６の条件にて撮像された画像は、画像処理装置７に転送され検査エリア抽出、２値化処理、エッジ幅計測等の画像処理が行われる。尚、本実施形態では処理の高速化を目指し、画像処理専用ＤＳＰを搭載したパッケージシステムを選定している。
【００１１】
図２（ａ）、（ｂ）は、タンクケース３にディスペンサーにて塗布された透明接着剤１の形状を模式した図である。透明接着剤１は、タンクケース３に形成された突起部２の上全面（平面）に塗布される。図２（ｂ）は、塗布された透明接着剤１のストレート部をＡ−Ａ’の位置で切断した状態を模式した断面図である。突起部２上に塗布された透明接着剤１は、表面張力により突起部２のエッジで保持され半円状の形状を保持する。
【００１２】
次に図３、図４、図５を用いて測定方法詳細を説明する。図３（ａ）、（ｂ）は、図２のＢ部を拡大した模式図であり、図３（ｃ）は、反射光９をカメラ６で取り込んだ画像である。また図３（ｄ）は、取り込んだ画像を画像処理装置７で規定した閾値で２値化した画像である。
【００１３】
図４は、本実施形態の測定を行う際の動作を示したフローチャートである。以下、図３（ａ）から（ｄ）を参照しながら図４のフローチャートに沿って測定動作について説明する。
【００１４】
測定動作が開始されると、ステップＳ０１で、透明接着剤１に照射装置４にて撮像するための光を照射する。図３（ａ）は、照射装置４より照射された平行光８が透明接着剤１にあたる状態を示したものである。平行光８は透明接着剤１の表面で反射し、反射光９としてカメラ６に入射する。図３（ａ）のように平行光を照射することにより、透明接着剤１の表面形状をよりコントラストが高い画像としてカメラ６に取り込むことが可能となる。次に、ステップＳ０２で、カメラ６により反射光９を取り込み撮像を行う。図３（ｃ）のように、照射装置４より透明接着剤１の両端部に照射された平行光８は、透明接着剤１の両端部の曲率が大きいため反射角が大きくなり、カメラ６に入射されにくい。逆に、透明接着剤１の中央部では反射光９の反射角が小さくなりカメラ６に入射される事となるため、図のように中央部と両端部とでは取り込んだ画像に差が出る。具体的には、図３（ｃ）のハッチング部は端部より中央に徐々に明るくなるグラデーションとなる。
【００１５】
次にステップＳ０３で、撮像した画像に対しシェーディング補正を行う。カメラ６に搭載される撮像素子およびレンズ５、照射装置４は必ずしも均一な状態ではない場合が想定される。そのため、予め均一な反射を行う校正サンプルを準備し、撮像条件を測定時と同等にした状態で撮像を行う。校正データを透明接着剤測定時のデータから減算することにより、測定装置特有の濃度ムラを解消する。
【００１６】
次にステップＳ０４で、シェーディングした画像を２値化する（図３（ｄ）参照）。そしてステップＳ０５で、２値化によって境界が明確になった画像から反射光９が入射されていない領域の幅ｗを測定する。その後ステップＳ０６で、測定した領域の幅ｗの画素数（ｐｉｘｅｌ）を実際の高さ（μｍ）に換算する。図５は、本実施形態にて使用した換算したものをグラフ化したものである。予めレーザー測定機や干渉形式測定機等で透明接着剤の高さを測定し、高さデータのあるワークの反射光９が入射されていない領域ｗを測定し換算式を作成する。尚、突起部の形状や材質、接着剤の物性等により換算式が変わることは言うまでもない。次に、ステップＳ０７で、規格に対し測定した数値が範囲内にあるかを判定する。本実施形態の透明接着剤１は、高さが高すぎると吐出口への流入が発生し吐出不良を発生させてしまう。また低すぎる場合にも、隣り合うインク同士をシールできずインク同士が混じり合ってしまう不良を発生させてしまう。そのため本実施形態では規格を１８０±４０μｍで設定し判定を行った。次に、ステップＳ０８で、判定を行った結果良品だったワークを不良排出レーンに排出する。以上が、本実施形態における透明接着剤測定方法の詳細である。
【００１７】
図６（ａ）から（ｉ）は、突起部２に塗布された透明接着剤１の塗布高さが違う状態を模式した図である。グループα、グループβ、グループγの順に接着剤高さが低、中、高であることを表している。尚、本実施形態ではグループαの接着剤高さを０．１０ｍｍ、グループβの接着剤高さを０．１８ｍｍ、グループγの接着剤高さを０．２６ｍｍとした。先に述べたように、接着剤高さが変化すると透明接着剤１の両端の曲率が変わり、画像処理装置７で処理を行い反射光９が入射されていない領域の幅ｗ-a、ｗ-b、ｗ-ｃを測定すると接着剤高さに応じたデータとなる。図４で示したフローチャートの手順で、２値化によって境界が明確になった画像から反射光９が入射されていない領域の幅ｗ-a、ｗ-b、ｗ-ｃを測定する。この幅データｗ-a、ｗ-b、ｗ-ｃを測定することにより透明接着剤の高さを推定することができる。
【００１８】
こように、透明接着剤の曲率によって変化する反射光から検出画像を検出し、その検出画像を２値化することで、透明接着剤の高さを計測する。これによって、短時間で容易な構成によって透明体接着剤の厚さを検知することができる液体高さ計測方法および液体高さ計測装置を実現することができた。
【００１９】
尚、本実施形態では、透明接着剤についての処理方法及び測定装置構成を述べてきたが、曲率により反射光量が変化する物質であれば上述した測定方法での高さ測定が可能である。
【００２０】
また、本実施形態では、透明接着剤の高さを測定する方法を説明したが、これに限定するものではなく、液体であればよい。
【００２１】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。
【００２２】
第１の実施形態では、図２のＡ−Ａ’断面でストレート形状の場合の測定方法を説明した。本実施形態では、円弧状に塗布を行った部分に対する測定方法を説明する。尚、円弧上のエッジを特定した後の処理は図３、図６の第１の実施形態で説明した処理と同様であり、測定装置構成も図１と同様である。そのため、本実施形態では円弧上のエッジ検出方法に関してのみ説明を行う。
【００２３】
図７は、図１と同様にタンクケース３に塗布された透明接着剤１の形状を模式した図である。透明接着剤１は、タンクケース３に設けられた突起部２の上全面に塗布される。塗布された透明接着剤１の円弧部をＣ―Ｃ’の位置で切断した状態を模式したのが（ｂ）の断面図である。突起部２上に塗布された透明接着剤１は、表面張力により突起部２のエッジで保持され半円状の形状を保持する。
【００２４】
図８は、円弧の測定ポイントから測定エッジを求める方法を説明する図である。まず外側の円弧上（外周上）にある測定ポイントとして定めたＰ１を基準に、両サイドに任意の距離で外側の円弧上にある点Ｐ２およびＰ３を設定する。次に、線分Ｐ１−Ｐ２の中点Ｐ４および線分Ｐ１−Ｐ３の中点Ｐ５を求める。次に、線分Ｐ１−Ｐ２の垂線がＰ４を通る位置になる様計算をする。同様に、線分Ｐ１−Ｐ３の垂線がＰ５を通る位置になる様計算をする。これら両垂線が交わる点を交点Ｐ６と設定する。この交点Ｐ６の座標が円弧の中心点となる。次に線分Ｐ１−Ｐ６から内側の円弧と交わる点Ｐ７を求める。上述した方法により求めた測定エッジＰ１−Ｐ７における反射光９が入射されていない領域の幅を測定することにより、円弧部の透明接着剤１の高さ測定を行うことが可能となる。
【００２５】
こように、透明接着剤の曲率によって変化する反射光から検出画像を検出し、その検出画像を２値化することで、透明接着剤の高さを計測する。これによって、短時間で容易な構成によって透明体接着剤の厚さを検知することができる液体高さ計測方法および液体高さ計測装置を実現することができた。
【符号の説明】
【００２６】
１  透明接着剤
２  突起部
３  タンクケース
４照射装置
５  レンズ
６  カメラ
７  画像処理装置
８  照射光
９  反射光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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