JP4068821B2 - Coating drawing line measuring method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体の高さおよび幅を測定する方法および装置に係わり、特に、塗布描画された液体の形状、特に塗布高さを、高速に高精度に測定する方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液体材料をワーク上に所望する描画パターンに塗布描画する技術は、例えば、半導体製造工程、液晶パネル製造工程などで使用されているが、高品質に連続して所望する描画パターンとなるよう塗布形成することは、歩留りを低減し生産性を向上させるために重要であり、このため、ワーク上に塗布描画された液体形状を検査して、塗布形状の品質について良・不良が評価されている。
【0003】
このような塗布形状の評価は、線形状の塗布描画については描画形状の幅および高さを非接触に測定して評価する検査方法が一般的であり、描画形状の幅を測定するには、測定する位置の描画線を撮像手段により撮像し、その画像情報を画像処理して測定する方法が、また、描画形状の高さを測定するには、点状のレーザー光を描画形成された液体の一点に投射し、液体表面で反射された反射光が像を結ぶ位置の差から液体の高さを測定する方法で、液体表面の一点の高さを測定し、レーザー光が集光する液体表面の位置を描画形状の幅方向に順次走査して、得られた高さデータを比較して、液体の高さを求める方法や、帯状光が描画形成された液体を横截するよう、ワーク表面に対して所望する俯角で帯状光を照射し、塗布描画された液体表面に液体の段面形状の外郭を表す輝線を形成させて、この輝線を撮像手段で撮像して得た画像情報を画像処理して液体の高さを求める方法が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、点状レーザー光を描画形成された液体の一点に投射して液体高さを測定し、レーザー光が集光する液体表面の位置を描画形状の幅方向に順次走査して、得られた高さデータを比較して液体の高さを求める方法では、一回の計測で液体表面の一点を計測するに留まり、液体高さを計測するには、この計測を塗布幅方向に走査する必要があり、時間がかかるという欠点があった。また、線幅が広がると測定点数が多くなるためにさらに時間を要することとなり、また、短い時間で計測するには、測定点数を少なくすることになるので、測定精度が落ちてしまう欠点があった。
【0005】
また、細く収束した帯状光を斜め方向から描画線に投射し、描画線である液体表面に描画線の段面形状の外郭を表す輝線を形成させ、この輝線を画像認識して液体の高さを求める方法は、輝線が液体表面を横截する必要があるため、輝線の長さ方向と描画線の長さ方向が等しい場合は、輝線が液体を横截することができないため測定不能となるほか、輝線が液体表面を横截する場合においても、輝線の長さ方向と描画線の長さ方向とが等しくなるほど、輝線が形成される液体表面の領域が広範囲となるため撮像精度が落ち、測定誤差が大きくなるという問題があり、さらに、これを回避するために、複雑な描画パターンにおいても、ワークが載置されたテーブルまたは帯状光発生手段を回転する回転機構を設けて、輝線の長さ方向と描画線の長さ方向とがワーク表面において直交させて測定精度を向上させる技術も知られているが、描画線の全長にわたり高速に連続して測定を行うと、回転機構の回転速度も高速になり、そのため振動が生じ、結果として測定精度が落ちるという問題があった。
【0006】
そこで、本発明は、これら問題を解決すべく、塗布描画した形状、特に高さ、幅を精度良く高速に連続して計測して、塗布描画形状の塗布高さ、塗布幅を高速に測定する方法および装置を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第1の液体の高さ測定方法の発明は、帯状光が、板状のワーク上に塗布形成された塗布描画線の長さ方向の塗布外郭線両端を、前記塗布描画線の長さ方向に対し所望の角度で横截して前記塗布描画線表面に形成する輝線形状の画像情報を画像処理して塗布高さを求める液体の高さ測定方法において、少なくとも二本以上の方向が異なる帯状光発生手段のうち一の帯状光発生手段により輝線を形成させること、および、前記画像情報はいずれの帯状光発生手段が形成した輝線に対しても、一つの撮像手段により撮像することを特徴とする。
【0008】
第2の発明は、第1の発明において、塗布描画線の描画方向に応じて、輝線を形成する帯状光発生手段を切換えることを特徴とし、第3の発明は、第1または2のいずれかの発明において、輝線を形成する帯状光発生手段を帯状光遮光手段により切り換えることを特徴とし、第4の発明は、第1、2または3のいずれかの発明において、線状液体の始点から終点までの表面を輝線で順次連続的に横截して所望する位置を計測することを特徴とし、第5の発明は、第1ないし4のいずれかの発明において、描画形成された塗布描画線の長さ方向の二の塗布外郭線と、帯状光が前記二の塗布外郭線を前記塗布描画線の長さ方向に対して所望する角度で横截して形成する前記塗布描画線表面の輝線とを同時に含む一の画像情報から塗布幅および塗布高を測定することを特徴とし、第6の発明は、第1ないし5のいずれかの発明において、帯状光を、テーブル上に設置され、大きさが既知の冶具に帯状光を照射し、前記治具表面に形成する輝線を撮像手段で撮像し、校正直前に撮像された前記冶具表面に形成する輝線位置と比較して、位置およびワーク表面に対する俯角、水平角と光軸に対する回転角を調整して帯状光の照射角を調整することを特徴とする。
【0009】
また、上記課題を解決するために、第7の発明は、板状のワークと、ワーク上に塗布形成された塗布描画線の長さ方向の塗布外郭線両端を前記塗布描画線の長さ方向に対して所望する角度で横截して前記塗布描画線表面に輝線を形成させる帯状光発生手段とを相対的に移動して塗布描画線の高さを測定する線状液体の塗布高さ測定装置において、少なくとも二以上の方向が異なる帯状光発生手段、および前記塗布描画線の高さを測定するための前記帯状光発生手段が形成した輝線を、いずれの前記帯状光発生手段に対しても撮像可能である一つの撮像手段と、を備えることを特徴とする。
【0010】
第8の発明は、第7の発明において、少なくとも一組の帯状光発生手段は、ワーク表面上で形成される輝線が直交するように配設することを特徴とし、第9の発明は、第7または8の発明において、塗布描画線の長さ方向に輝線位置を連続的に変移させることを特徴とし、第10の発明は、第7、8または9のいずれかの発明において、輝線は、塗布描画線の長さ方向に応じた帯状光発生手段により形成することを特徴とし、第11の発明は、第7ないし10のいずれかの発明において、撮像手段が撮像する画像は、前記二の塗布外郭線と、前記帯状光が前記二の塗布外郭線を前記塗布描画線の長さ方向に対して所望する角度で横截して形成する前記塗布描画線表面に輝線とを同時に含むとき、塗布幅を測定可能とすることを特徴とし、第12の発明は、第7ないし11のいずれかの発明において、帯状光発生手段を、テーブル上に設置され、大きさが既知の冶具に帯状光を照射し、前記冶具表面に形成する輝線を撮像手段で撮像し、校正直前に撮像された前記冶具表面に形成する輝線位置と比較して、位置およびワーク表面に対する俯角、水平角と光軸に対する回転角を調整して帯状光の照射角を調整することを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は、ワーク1上の点Bで折曲した線分ABと線分BCとからなる描画線2に対して、本発明を適用したとときの本発明の作用を説明する概略図であり、図1(a)は、線分ABにおける液の高さを、図1(b)は線分BCにおける液の高さを測定する際の概略図である。また、図2は、図1における描画線2上に映出される輝線5の形状を示す図であり、図1(a)の第1の帯状光発生手段21から投射された帯状光3の軸方向が描画線2の軸方向に一致した状態で描画線2を帯状光3で横截すると図2(a)に示すような、円弧状に形成され、図1(a)の第1の帯状光発生手段21から投射された帯状光3の軸方向が描画線2の軸方向に対して一致しない状態で、描画線2を帯状光3で横截すると、図2(b)に示すような円弧状に形成される。
【0015】
撮像手段25は、前記輝線5および前記輝線5と描画線進行方向の外郭線とが交わる2位置(DおよびE)を含んだ領域を撮像してこれを画像情報とし、前記画像情報と撮像手段25および第1の帯状光発生手段21の位置情報を画像処理して液体の高さを求める。ここで液体表面上の輝線5は、液体表面よりも十分に明るく映出されるので、撮像手段25により描画線2の液体表面と輝線5とを明瞭に区別可能な画像情報を得ることができる。
【0016】
また、描画線を形成する液体表面の色によっては、輝線と液体表面の色を明瞭に区別し難い場合には、光源の光量を調節する、液体表面に輝線を明瞭に帯状光の光源を異種の光源に交換する、または、フィルタを介して液体表面に帯状光を照射する、などして、描画線2の表面と輝線5とを明瞭に区別することが可能である。
【0017】
たとえば、図1のように、ワーク1表面に塗布形成された描画線2の液体高さを測定する。この描画線2は、線分ABおよび線分BCで構成されている。ここで、ワーク1表面に対して垂直な位置に撮像手段25を、ワーク1表面に対して帯状光3および帯状光4が45°の俯角で描画線2の表面を照射し、かつ描画線2の線分AB間では帯状光3が描画線2の線分ABの長さ方向に対し直交するように第1の帯状光発生手段21を配設し、および描画線2の線分BC間では帯状光4が描画線2の線分BCの長さ方向に対し直交するように第2の帯状光発生手段22を配設した場合には、画像処理手段は、液体を横截する輝線の塗布外郭線に交差する2位置(EおよびD)を結ぶ画像上の直線において、前記直線と画面上で直交する方向に最も離れた輝線上の点(F)を液体の最高点を示す輝線上の点とし、前記液体の最高点を示す輝線上の点から前記輝線の塗布外郭線に交差する二位置を結ぶ画像上の直線に直交するように引いた垂線の長さ(F−F′)と、輝線を照射する照射角と、から三角測法に基づいて液体の高さを求める。
【0018】
なお、撮像手段および帯状光発生手段がワーク表面に対して他の所望する既知の角度に配設されていても、回転変換式および三角測法の原理により簡単に求めることが可能である。
【0019】
このように、本発明は、所望する塗布高さ計測位置を含む画像を画像処理して塗布高さを測定するから、点状レーザー光を描画形成された液体の一点に投射して液体高さを測定し、レーザー光が集光する液体表面の位置を描画形状の幅方向に順次走査して、得られた高さデータを比較して液体の高さを求める方法と比べて、一回の計測で液体表面の一点を計測するに留まり、液体高さを計測するには、この計測を塗布幅方向に走査する必要が無く、計測に時間を要せず、複数点の測定タクトを効果的に短縮ならしめ、また、描画形状が幅広の線形状であっても、測定回数が変わらないため描画形状による測定時間が変異することも無く、測定精度が落ちることも無い。
【0020】
しかも、前記測定は、描画線の進行方向に適宜移動して所望位置の液体の高さを求めることができるので、連続して撮像し、撮像された画像データを後に画像処理して液体高さを求めることが可能であるから、移動を停止する必要性が全く無く、所望する速度で移動しながら測定が可能である。
【0021】
また、屈曲点Bを挟んで描画線2の線分ABと連続する描画線2の線分BCでは、帯状光4により描画線2の線分BC間の液体表面上に輝線5が映出され、撮像手段は、前記輝線5および前記輝線5と描画線2の進行方向の外郭線とが交わる二位置を含んだ領域を撮像して画像情報とし、前記画像情報と撮像手段および帯状光発生手段の位置情報を画像処理して液体の高さを求める。
【0022】
すなわち、帯状光4は、描画線2の線分BC間において描画方向と直交するから、描画線2の線分BC間の塗布外郭線と輝線が交わる2点を結ぶ線分は、図1と同様に描画線2の線分BCの長さ方向と直交する。
【0023】
このとき帯状光3で描画線2のBC間の液体表面を横截すると、輝線の形状は輝線5のようになるが、塗布外郭線と輝線との交点の位置座標がわかるから、回転演算および三角測法で液体高さを求めることが可能であるが、図2 (b)のように、輝線が液体の長さ方向に延伸した形状となり、測定には撮像手段が液体表面上に映出する輝線5を全範囲にわたり撮像する必要があるから、撮像された画像の分解能が落ちるため測定精度が下降し、さらに、描画線2の線分ABと線分BCが直交する塗布形状である場合は、帯状光3で描画線2のBC間の液体表面を横截することは、帯状光が液体を縦截するので不可能であるから、帯状光2で照射された輝線で高さを求めることは不可能である。
【0024】
このように、描画線の塗布方向に依存せずに測定を可能とするためには、少なくとも二以上の帯状光発生手段が必要不可欠である。つまり、複数の帯状光のうち一の帯状光で液体を横截して液体の高さを求めることは、複数の帯状光のうち適正なる一の帯状光を適宜選択して液体を横截することが、複雑な形状の描画パターンにおける塗布高さを所望する位置で測定することを可能としている。
【0025】
さらに、少なくとも一組の帯状光がワーク表面で直交するよう帯状光発生手段を配設する。前記一組の帯状光はワーク表面において線形独立な輝線を形成するから、ワーク表面上に形成された、いかなる描画パターンにおいても、計測不能となる直線の方向が無くなり、あらゆる角度の描画方向に対しても計測が可能となる。また、あらゆる角度の描画方向に対しても回転機構無くして測定可能であるから、不要な振動を発生することなく、精密な高さ測定が行える。
【0026】
好ましくは、輝線と輝線が横截する液体領域の進行方向とが塗布描画線の少なくとも直線部においては必ず直交するよう帯状光発生手段を必要な数だけ配設する。常に液体と帯状光発生手段により映出される輝線とが直交するから、回転演算を不要ならしめ、演算が簡素化されることに加えて、輝線が形成される液体表面の領域が広範囲とならないから塗布高さを高速に求めることができるほか、高倍率に撮像することが可能であるから、高精度な測定が行える。
【0027】
本発明の液体の高さ測定装置は、図3および4に示すように、板状のワークを支持するテーブルおよびテーブル駆動手段と、ワーク上に塗布形成された塗布描画線の長さ方向の塗布外郭線両端を前記塗布描画線の長さ方向に対し所望する角度で横截して前記塗布描画線表面に輝線を形成させる少なくとも2以上の帯状光発生手段と、描画形成された塗布描画線の長さ方向の二の塗布外郭線と前記輝線とを撮像する撮像手段と、制御手段とで構成されているが、塗布パターンの変更に柔軟に対応するために、撮像手段、帯状光発生手段、は図示しない調整手段により所望する角度に調整できるように構成することが好ましい。
【0028】
《テーブル・テーブル駆動手段》
テーブルおよびテーブル駆動手段は、上面にワーク取付手段を備えたテーブル13と、水平機枠11に設けられ、テーブル13をX軸およびY軸方向に移動させるX軸モータ14、Y軸モータ16と、垂直機枠12に設けられたZ軸モータ19により上下方向に調整可能なZ軸テーブル18と、Z軸テーブル18に配設された第1の帯状光発生手段21、第2の帯状光発生手段22、遮光手段A16、遮光手段B17、撮像手段25とで構成され、テーブル13は、X軸モータ14およびY軸モータ16の正または逆の回転により、XY平面の所望する位置に移動および停止が可能であり、Z軸テーブル18は、Z軸モータ19の正転および逆転の回転により上下動するから、ワークの厚みおよび塗布高さに応じて、撮像手段25の焦点を調整可能に構成してある。
なお、図3中15はX軸ボールネジ、17はY軸ボールネジ、20はZ軸ボールネジである。
【0029】
《帯状光発生手段・遮光手段》
一対の帯状光発生手段を備えており、第1の帯状光発生手段21および第2の帯状光発生手段22は、レーザー光源から照射されたレーザー光がスリットを通過して帯状の並行光となるようレーザー光源およびスリットを配設して構成し、ワーク表面に対し45°の俯角でワーク表面に帯状光を投射する。また、第1の帯状光発生手段21がワーク表面に映出する輝線5と第2の帯状光発生手段5がワーク表面に映出する輝線5とが、図5に示すようにワーク表面上で直交するよう配設し、あらゆる方向の描画線を横截可能とする。
なお、輝線を明瞭に形成させるために光源の光量を調節可能に構成することが好ましく、また、描画線が複雑なパターンであっても、帯状光を描画線の長さ方向に対し必ず直交させるために必要な数の光源を設置することが好ましい。
【0030】
また、第1の帯状光発生手段21および第2の帯状光発生手段22は、液体表面に形成する輝線を映出する光源を切替る遮光手段23、24は、例えば、シャッター機構のように構成して瞬時に遮光および照光を切り替えることが可能である。したがって、第1の遮光手段23が作動すると、帯状光発生手段21で射影する帯状光3は第1の遮光手段23に進路を遮られてワーク1の表面には輝線5が映出されず、第2の遮光手段24が作動すると、帯状光発生手段22で射影する帯状光4は第2の遮光手段24に進路を遮られてワーク1の表面には輝線5が映出されない。
【0031】
発光初期において光量が不安定となることにより不明瞭な輝線が液体表面上に形成されることを防止し、さらに、光源を発光および消光を繰り返す必要が無いため、発光および消光動作を繰り返すことにより生じる光源の劣化を最小限に抑えることが可能である。
【0032】
《撮像手段・画像処理》
撮像手段25は、塗布パターンのいかなる位置においても、液体の長さ方向に対し直交するような輝線5を形成させる帯状光発生手段21、22の位置およびワーク1の表面に垂直に撮像カメラを配設する。
撮像手段25で撮像した画像は画像情報として画像処理手段26で処理される。入力手段32から、液体の高さを測定する描画線2の位置座標を予め入力しておく。複数個所の位置座標を指定することができるから、描画線の複数箇所の液体高さを測定することが可能である。
【0033】
上記のように構成された、テーブル駆動用モータ、撮像手段(撮像カメラ)、遮光手段(光源シャッター)は、図6に示すように主制御部に接続されており、測定開始の信号が主制御部31に入力されると、入力手段32により入力された座標位置を順次テーブル13が移動して液体高さの測定を行う。
テーブル13を停止させずに連続的に移動して描画線2の所望する計測位置の画像を撮像手段25で撮像し塗布高さを測定することが可能である。
【0034】
描画線2の線分AB間の塗布高さを測定する間、光源Bの進路を遮光手段Bが遮断し、光源Aによる帯状光Aが液体を横截して輝線Aが液体表面に映出されている。線分AB間の開始点から線分AB間の所望する測定位置で順次測定し屈曲点Bに到達すると、主制御部からは光源Aの進路遮断するよう遮光手段Aに信号が送出され、かつ光源Bの進路を開くよう遮光手段Bに信号が送出される。従って、液体表面には光源Bによる輝線が形成される。
【0035】
また、描画線2の複数の位置で液体の高さを測定するには、測定位置の第一位置の画像を撮像後、第二位置の画像の撮像前から、液体の塗布高さを画像処理手段26で求め始め、第二位置以降の液体を撮像する工程と、撮像された画像から塗布高さを求める工程を並行して処理するが、測定位置の画像を順次撮像した後に、測定位置の液体高さをまとめて求めることも可能である。
なお、描画パターンは予め規定されているから、これに応じた位置に撮像手段および帯状光発生手段の位置、液体に対する照射角度を設定して、画像処理手段26の演算処理の負担を軽減することができる。
【0036】
さらに、描画線表面の輝線は描画線の断面形状を表すから、描画線表面の窪み、削れ、ごみの付着、断線等を即座に検出することが可能であり、高速に不良検出を行うこともできる。
【0037】
上記構成の帯状光発生手段21、22は、予め規定の位置に規定の角度で描画線2を横截するよう設置するが、長時間の使用により前記帯状光3、4の位置にズレが生じることがあるから、一定の間隔で校正作業を行うことが望ましい。この作業は、予め大きさが既知である治具に帯状光を照射し、前記治具表面に形成する輝線を撮像手段で撮像し、校正直後に撮像された前記治具表面に形成する輝線位置と比較して、帯状光発生手段の位置およびワーク表面に対する俯角、水平角と光軸に対する回転角を調整して帯状光の照射角を調整する。
なお、帯状光発生手段を調整せずに、前記治具表面に形成される輝線の画像情報を画像処理して、帯状光発生手段の照射角を算出し、校正作業前の照射角と比較して高さ測定の出力を補正し正確な測定値を求めることも可能である。
テーブル上に前記校正治具を常時設置し必要に応じて校正できるようにする。
【0038】
また、本発明は、描画線の外郭線と輝線とを同一視野内で撮像することから、描画線の高さ測定を行う画像で描画線の外郭線を画像処理することにより液体の幅の計測も可能である。
したがって、液体の幅および高さを一の画像を画像処理して求めることが可能である。
【0039】
【発明の効果】
このように、本発明によると、少なくとも二以上の帯状光発光手段のうち、一の帯状光で液体を横截して液体の高さを求めるから、いかなる形状の描画線の高さを測定することが可能となり、また、測定には、帯状光発生手段またはワークの回転動作が不要であるから、振動の発生を効果的に排除ならしめ、高速かつ高精度な液体の高さ測定が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したとときの本発明の作用を説明する概略図である。
【図2】図1における描画線上に映出される輝線の平面図である。
【図3】本発明の高さ測定装置の一実施例の斜視図である。
【図4】本発明の高さ測定装置の一実施例の正面図である。
【図5】図3および図4に示す高さ測定装置におけるワー上に現れた輝線の状態図である。
【図6】本発明の高さ測定装置のブロック図である。
【符号の説明】
1 ワーク
2 描画線
3 第1の帯状光発生手段から投射される帯状光
4 第2の帯状光発生手段から投射される帯状光
5 輝線
11 水平機枠
12 垂直機枠
13 テーブル
14 X軸モータ
15 X軸ボールネジ
16 Y軸モータ
17 Y軸ボールネジ
18 Z軸テーブル
19 Z軸モータ
20 Z軸ボールネジ
21 第1の帯状光発生手段
22 第2の帯状光発生手段
23 第1の遮光手段
24 第2の遮光手段
25 撮像手段
26 画像処理手段
31 主制御部
32 入力手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for measuring the height and width of a liquid, and more particularly, to a method and an apparatus for measuring the shape of a liquid drawn and drawn, particularly the application height, at high speed and with high accuracy.
[0002]
[Prior art]
The technology for applying and drawing a liquid material on a desired drawing pattern on a workpiece is used in, for example, semiconductor manufacturing processes and liquid crystal panel manufacturing processes. It is important to reduce the yield and improve the productivity. For this reason, the liquid shape applied and drawn on the workpiece is inspected, and the quality of the applied shape is evaluated as good / bad.
[0003]
For the evaluation of such a coated shape, an inspection method in which the width and height of a drawn shape is measured in a non-contact manner for a linear-shaped coated drawing is generally used. To measure the width of a drawn shape, A method in which a drawing line at a position to be measured is picked up by an imaging means and the image information is processed by image processing. In addition, in order to measure the height of a drawing shape, a liquid in which a dot-like laser beam is drawn and formed This is a method in which the height of one point of the liquid surface is measured and the laser beam is focused by measuring the height of the liquid from the difference in the position where the reflected light reflected by the liquid surface forms an image. The surface position is sequentially scanned in the width direction of the drawing shape, and the obtained height data is compared to obtain the liquid height, or the work is performed so that the liquid on which the band-like light is drawn and formed is lying down. Liquid that is applied and drawn by irradiating the surface with a band of light at a desired depression angle To form a bright line on the plane representing the outline of the step surface shape of the liquid, a method for determining the height of the liquid is known an image information obtained by imaging the emission lines in the imaging means and image processing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, it was obtained by projecting a point laser beam to one point of the drawn liquid and measuring the liquid height, and sequentially scanning the position of the liquid surface where the laser beam is focused in the width direction of the drawn shape. In the method of calculating the liquid height by comparing the height data, it is only necessary to measure one point on the surface of the liquid in one measurement. To measure the liquid height, it is necessary to scan this measurement in the coating width direction. There is a disadvantage that it takes time. In addition, if the line width increases, the number of measurement points increases, which requires more time. In addition, there is a disadvantage that the measurement accuracy decreases because the number of measurement points is reduced when measuring in a short time. It was.
[0005]
In addition, a thin and converged band-shaped light is projected onto the drawing line from an oblique direction to form a bright line representing the outline of the step shape of the drawing line on the liquid surface, which is the drawing line. Since the bright line needs to lie down on the surface of the liquid, if the length direction of the bright line is equal to the length direction of the drawing line, the bright line cannot lie down on the liquid and measurement is impossible. In addition, even when the bright line lies on the surface of the liquid, as the length direction of the bright line and the length direction of the drawing line become equal, the area of the liquid surface on which the bright line is formed becomes wider, resulting in a decrease in imaging accuracy. There is a problem that the measurement error becomes large, and in order to avoid this, even in a complicated drawing pattern, a rotating mechanism that rotates the table on which the work is placed or the belt-like light generating means is provided, and the length of the bright line is increased. Direction and drawing line There is also known a technique that improves the measurement accuracy by making the vertical direction perpendicular to the workpiece surface. However, if the measurement is performed continuously at high speed over the entire length of the drawing line, the rotation speed of the rotating mechanism also increases, which causes vibration. As a result, there was a problem that the measurement accuracy was lowered.
[0006]
Therefore, in order to solve these problems, the present invention measures the coating drawing shape, particularly the height and width, continuously at high speed with high accuracy, and measures the coating height and coating width of the coating drawing shape at high speed. It is an object to provide a method and apparatus.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the first aspect of the liquid height measuring method is characterized in that the band-shaped light is applied to both ends of the coating outline line in the length direction of the coating drawing line formed by coating on the plate-like workpiece. In the liquid height measurement method for obtaining the coating height by performing image processing on the image information of the bright line shape formed on the surface of the coating drawing line lying at a desired angle with respect to the length direction of the coating drawing line, at least two The bright line is formed by one of the strip-shaped light generating means among the strip-shaped light generating means having different directions, and the image information is one imaging means for the bright line formed by any of the strip-shaped light generating means. It is characterized by image- taking by.
[0008]
The second invention is characterized in that, in the first invention, the band-shaped light generating means for forming the bright line is switched in accordance with the drawing direction of the coating drawing line, and the third invention is either the first or the second. The present invention is characterized in that the band-shaped light generating means for forming the bright line is switched by the band-shaped light shielding means, and the fourth invention is the invention according to any one of the first , second and third aspects, wherein The fifth aspect of the invention is characterized in that a desired position is measured by successively lying down with a bright line, and the desired position is measured in any one of the first to fourth aspects of the invention. Two coating contour lines in the length direction, and bright lines on the surface of the coating drawing lines formed by band-like light lying on the two coating contour lines at a desired angle with respect to the length direction of the coating drawing lines; Application width and application from one image information including The sixth invention is characterized in that, in any one of the first to fifth inventions, the strip-shaped light is placed on a table, and a jig having a known size is irradiated with the strip-shaped light. The bright line formed on the jig surface is imaged by the imaging means, and compared with the bright line position formed on the jig surface imaged immediately before calibration, the position and the depression angle with respect to the workpiece surface, the horizontal angle and the rotation angle with respect to the optical axis are set. It adjusts and adjusts the irradiation angle of strip | belt-shaped light, It is characterized by the above-mentioned.
[0009]
In order to solve the above-mentioned problem, the seventh aspect of the invention relates to a plate-shaped workpiece and both ends of the coating outline line in the length direction of the coating drawing line formed on the workpiece by the length direction of the coating drawing line. a desired angle in the transverse截and the coating image line surface coating height measurement of the linear liquid for measuring the height of the strip-shaped light generating means for forming a bright line moved relatively to the coating draw line with respect to In the apparatus , at least two strip-shaped light generating means having different directions and bright lines formed by the strip-shaped light generating means for measuring the height of the coating drawing line are provided to any of the strip-shaped light generating means. And an imaging means capable of imaging .
[0010]
An eighth invention is characterized in that, in the seventh invention, at least one set of strip-shaped light generating means is arranged so that the bright lines formed on the workpiece surface are orthogonal to each other. In the seventh or eighth invention, the bright line position is continuously shifted in the length direction of the coating drawing line, and the tenth invention is any of the seventh, eighth, or ninth invention, wherein the bright line is The eleventh aspect of the invention is characterized in that, in any one of the seventh to tenth aspects, the image picked up by the image pickup means is the above two. When the coating outline line and the strip light simultaneously include the bright lines on the surface of the coating drawing line formed by laying the two coating outline lines at a desired angle with respect to the length direction of the coating drawing line, The coating width can be measured, and the first According to the invention of any one of the seventh to eleventh aspects, the belt-like light generating means is installed on the table, the jig having a known size is irradiated with the belt-like light, and the bright line formed on the jig surface is imaged means. Compared with the bright line position formed on the jig surface imaged immediately before calibration, the position and the depression angle with respect to the workpiece surface, the horizontal angle and the rotation angle with respect to the optical axis are adjusted to adjust the irradiation angle of the strip light It is characterized by that.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the operation of the present invention when the present invention is applied to a
[0015]
The image pickup means 25 picks up an image including a region including two positions (D and E) where the
[0016]
Also, depending on the color of the liquid surface that forms the drawing line, if it is difficult to clearly distinguish the bright line from the color of the liquid surface, adjust the light amount of the light source. The surface of the
[0017]
For example, as shown in FIG. 1, the liquid height of the
[0018]
It should be noted that even if the imaging means and the strip light generating means are arranged at another desired known angle with respect to the workpiece surface, it can be easily obtained by the principle of rotational conversion and triangulation.
[0019]
As described above, the present invention measures the coating height by performing image processing on an image including a desired coating height measurement position, so that the liquid height is projected by projecting a point laser beam to one point of the drawn liquid. Compared with the method of measuring the liquid surface where the laser beam is focused, sequentially scanning the position of the liquid surface in the width direction of the drawing shape, and comparing the obtained height data to obtain the liquid height Measuring only one point on the surface of the liquid, it is not necessary to scan this measurement in the direction of the coating width to measure the height of the liquid. In addition, even if the drawing shape is a wide line shape, the number of measurements does not change, so the measurement time does not vary due to the drawing shape, and the measurement accuracy does not fall.
[0020]
In addition, since the measurement can be appropriately performed in the direction of travel of the drawing line to obtain the liquid height at a desired position, the liquid height is obtained by continuously capturing images and processing the captured image data later. Therefore, there is no need to stop the movement, and measurement can be performed while moving at a desired speed.
[0021]
Further, in the line segment BC of the
[0022]
That is, since the strip light 4 is perpendicular to the drawing direction between the line segments BC of the
[0023]
At this time, when the surface of the liquid between the BCs of the
[0024]
Thus, in order to enable measurement without depending on the application direction of the drawing line, at least two or more strip-shaped light generating means are indispensable. In other words, to obtain the height of the liquid by laying down the liquid with one of the plurality of strips of light, the appropriate one of the strips of light is appropriately selected to lay down the liquid. Therefore, it is possible to measure the coating height in a drawing pattern having a complicated shape at a desired position.
[0025]
Further, the strip light generating means is arranged so that at least one set of strip light is orthogonal to the work surface. Since the set of strip-shaped light to form a linearly independent emission lines in the workpiece surface, which is formed on the workpiece surface, in any drawing pattern, there is no direction of the straight line to be unmeasurable, with respect to the drawing direction of any angle Even measurement is possible. In addition, since it is possible to measure without any rotation mechanism in any angle of the drawing direction, it is possible to perform precise height measurement without generating unnecessary vibration.
[0026]
Preferably, the necessary number of strip-shaped light generating means are arranged so that the bright line and the traveling direction of the liquid region where the bright line lies are at least perpendicular to at least the straight line portion of the coating drawing line. Since the liquid and the bright line projected by the belt-shaped light generating means are always orthogonal, the rotation calculation is not necessary, the calculation is simplified, and the liquid surface area where the bright line is formed does not become wide. In addition to being able to obtain the coating height at high speed, it is possible to image at a high magnification, so that highly accurate measurement can be performed.
[0027]
As shown in FIGS. 3 and 4, the liquid height measuring device of the present invention includes a table and table driving means for supporting a plate-shaped workpiece, and coating in the length direction of coating drawing lines formed on the workpiece. At least two or more belt-shaped light generating means for forming bright lines on the surface of the coating drawing line by lying on both ends of the outline line at a desired angle with respect to the length direction of the coating drawing line, It is composed of an image pickup means for picking up the two coating contour lines in the length direction and the bright line, and a control means, but in order to flexibly cope with a change in the coating pattern, an image pickup means, a strip light generation means, Is preferably configured to be adjusted to a desired angle by an adjusting means (not shown).
[0028]
<Table / table driving means>
The table and the table driving means are provided on the upper surface of the table 13 having the work attachment means, the
In FIG. 3, 15 is an X-axis ball screw, 17 is a Y-axis ball screw, and 20 is a Z-axis ball screw.
[0029]
<Striped light generating means / light shielding means>
A pair of band-shaped light generating means is provided. The first band-shaped light generating means 21 and the second band-shaped light generating means 22 are configured such that the laser light emitted from the laser light source passes through the slit and becomes a band-shaped parallel light. A laser light source and a slit are arranged so as to project band-like light onto the work surface at a depression angle of 45 ° with respect to the work surface. Further, the
In order to form bright lines clearly, it is preferable that the light amount of the light source is adjustable, and even if the drawing line is a complicated pattern, the strip light is always orthogonal to the length direction of the drawing line. Therefore, it is preferable to install as many light sources as necessary.
[0030]
Further, the first band-shaped light generating means 21 and the second band-shaped light generating means 22 are configured such that the light shielding means 23 and 24 for switching the light source for projecting the bright line formed on the liquid surface are configured as a shutter mechanism, for example. Thus, it is possible to switch between light shielding and illumination instantaneously. Therefore, when the first light shielding means 23 is activated, the belt-
[0031]
By preventing the light emission from becoming unstable on the liquid surface due to unstable light intensity at the initial stage of light emission, and further eliminating the need to repeat light emission and extinction, the light emission and quenching operations are repeated. It is possible to minimize the degradation of the light source that occurs.
[0032]
<< Imaging means and image processing >>
The imaging means 25 has an imaging camera arranged perpendicularly to the position of the strip-like light generating means 21 and 22 for forming the
The image picked up by the image pickup means 25 is processed by the image processing means 26 as image information. From the
[0033]
The table driving motor, the imaging means (imaging camera), and the light shielding means (light source shutter) configured as described above are connected to the main controller as shown in FIG. 6, and the measurement start signal is the main control. When input to the
It is possible to move the table 13 continuously without stopping and to take an image of the desired measurement position of the
[0034]
While the coating height between the line segments AB of the
[0035]
Further, in order to measure the height of the liquid at a plurality of positions on the
Since the drawing pattern is defined in advance, the positions of the image pickup means and the band-like light generation means and the irradiation angle with respect to the liquid are set in accordance with the drawing pattern, thereby reducing the calculation processing load of the image processing means 26. Can do.
[0036]
Furthermore, since the bright line on the surface of the drawing line represents the cross-sectional shape of the drawing line, it is possible to immediately detect dents, scrapes, dust deposits, disconnections, etc. on the surface of the drawing line, and it is possible to detect defects at high speed. it can.
[0037]
The band-shaped light generating means 21 and 22 having the above-described configuration are installed in advance so as to lie on the
In addition, without adjusting the strip light generation means, image processing is performed on the image information of the bright lines formed on the surface of the jig, and the irradiation angle of the strip light generation means is calculated and compared with the irradiation angle before the calibration work. It is also possible to correct the height measurement output and obtain an accurate measurement value.
The calibration jig is always installed on the table so that it can be calibrated as necessary.
[0038]
In addition, since the present invention captures the contour line of the drawing line and the bright line within the same field of view, it measures the width of the liquid by performing image processing on the contour line of the drawing line with an image for measuring the height of the drawing line. Is also possible.
Therefore, the width and height of the liquid can be obtained by image processing of one image.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, among the at least two or more strip-shaped light emitting means, the liquid is laid down with one strip-shaped light and the height of the liquid is obtained. In addition, since the measurement does not require the strip light generating means or the rotating operation of the workpiece, the generation of vibrations can be effectively eliminated, and the liquid height can be measured at high speed and with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the operation of the present invention when the present invention is applied.
2 is a plan view of a bright line projected on a drawing line in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a perspective view of an embodiment of the height measuring device of the present invention.
FIG. 4 is a front view of an embodiment of the height measuring apparatus according to the present invention.
5 is a state diagram of bright lines appearing on a war in the height measuring apparatus shown in FIGS. 3 and 4. FIG.
FIG. 6 is a block diagram of a height measuring apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
二以上の異なる方向に配設された複数の光源、並びに、各光源の遮光および照光を切り替える複数のシャッター機構を有する帯状光発生手段により、前記塗布描画線の描画方向に応じて選択された一の光源から長さ方向を所望の角度で横截する帯状光を投射し、一の撮像手段により、前記塗布描画線の外郭線とその表面に形成される輝線を同一視野内で撮像し、当該画像情報における輝線形状を画像処理して塗布高さを測定し、当該画像情報における外郭線を画像処理して塗布幅を測定する塗布描画線の測定方法。 A method for measuring a coating drawing line to obtain a coating height and a coating width of a coating drawing line formed in two or more different directions on a plate-like workpiece placed on a table ,
One selected according to the drawing direction of the coating drawing line by a plurality of light sources arranged in two or more different directions, and a strip-shaped light generating means having a plurality of shutter mechanisms for switching light shielding and illumination of each light source. A band-shaped light lying in the length direction at a desired angle is projected from the light source, and the outline of the coating drawing line and the bright line formed on the surface thereof are imaged within the same field of view by one imaging means, A method for measuring a coating drawing line in which a bright line shape in image information is subjected to image processing to measure a coating height, and an outline line in the image information is subjected to image processing to measure a coating width .
前記帯状光発生手段は、二以上の異なる方向に配設された複数の光源、並びに、各光源の遮光および照光を切り替える複数のシャッター機構を有し、
前記制御手段は、前記塗布描画線の描画方向に応じて、前記シャッター機構により輝線を形成する一の光源を切換えることを特徴とする塗布描画線の測定装置。A table flush surface on a two or more different directions in the coating drawing line are formed plate-shaped workpiece is mounted, strip light lateral截the length direction of the coating drawing line at a desired angle a strip-shaped light generating means for projecting a table and means for the strip-shaped light generating means for relatively moving one of the imaging for imaging a bright line formed on the outline and the surface of the coating drawing lines in the same field of view Image processing means for measuring the coating height by performing image processing on the bright line shape in the captured image information, measuring the coating width by image processing on the contour line in the image information, and these control means. a measuring apparatus for coating drawing line with,
The belt-shaped light generating means has a plurality of light sources arranged in two or more different directions, and a plurality of shutter mechanisms for switching between light shielding and illumination of each light source,
The apparatus for measuring a coated drawing line, wherein the control unit switches one light source for forming a bright line by the shutter mechanism in accordance with a drawing direction of the coated drawing line .
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