CN102564304B - 形成于薄片上的图案的位置及形状测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种形成于薄片上的图案的位置及形状测定装置，其实现对位置及形状进行测定时的校正的简化。具有：薄片，其形成有图案；照相机保持机构，其与该薄片的输送方向正交而配置；照相机，其配置为可以沿该照相机保持机构的长度方向移动；以及图像处理计算机，其对由该照相机拍摄的图像进行处理，在校正时，基于上述涂敷图案和校正用基准体的拍摄图像，进行校正。

Description

形成于薄片上的图案的位置及形状测定装置

技术领域

本发明涉及一种例如通过涂敷或印刷而在薄片状的基材上成型的图案的位置及形状测定装置。

背景技术

在例如电容器电极或电池电极的制造工序中，使用在薄片基材(以下称为薄片)上涂布(涂敷)用于实现特定的电气特性的材料(涂敷物)的技术。在此情况下，有时在薄片整个面上涂布涂敷物，但在涂敷物价格高昂的情况下或在薄片端面上无法存在涂敷物的情况下，仅在薄片的特定部分上进行涂敷。

这种涂敷被称为局部涂敷、块状涂敷、图案涂敷等。

此时，必须对涂敷部分的尺寸(宽度、长度)进行测定，另外，在薄片双面上进行涂敷的情况下，必须对正反的尺寸(宽度、长度)均进行测定、管理。

图6是表示现有的涂敷图案测定装置的一个例子的图，是使用照相机进行测定的情况下的概念图。在图6中，薄片1支撑在输送辊(未图示)上，在涂敷生产线上以一定的速度被输送。在涂敷生产线的上方，设置多台(在图中为2台)安装有透镜30的照相机31，对涂敷尺寸进行测定。

在对薄片1进行测定的情况下，由于薄片以一定速度移动，所以照相机31不需要具有二维的信息，因此，作为拍摄元件，大多使用将传感器在沿与薄片的移动方向成直角的线上排列的线性传感器照相机。当然，也可以使用在拍摄元件中具有二维的信息的面传感器照相机。32表示涂敷部分，33表示关注部分。

在这种涂敷尺寸测定系统的情况下，要求下述性能。

1)轨道线变动的影响

理想状态下，薄片1沿输送线的相同位置输送。此时，将薄片被输送的位置称为轨道线，但因涂敷生产线的部位的不同，无法使薄片通过完全相同的部位，存在上下、左右的变动。例如，在输送辊之间没有任何支撑的部位等，有时薄片1会沿上下振动(轨道线变动)。必须使得该位置变动不会对涂敷尺寸的测定造成影响。

2)灵活应对涂敷图案

在图6中示出了针对薄片1的宽度而存在一个涂敷图案的情况(涂敷1条)，但有时在宽度方向上形成多个涂敷图案。例如，在薄片宽度方向上形成2个图案的情况下(涂敷2条)，用于拍摄的照相机需要3台。

另外，为了应对3条、4条等的涂敷图案，期望可以对薄片宽度整体进行拍摄。

3)小型化

由于涂敷生产线的大小直接影响生产成本，所以期望尽可能小型化。

专利文献1：日本特开2002-42789

专利文献2：日本特开2004-148534

发明内容

另外，在使用图6的现有例所示的照相机31进行薄片宽度测定的情况下，如果使用通常的透镜30，则存在下述问题，即，在存在涂敷生产线的上下变动(光轴方向的变化)时，照相机31的拍摄元件上的薄片的像的大小发生变化。

图7(a)是表示该状态的图。由于通常的透镜30使主光线通过透镜的中心，所以如图所示，被测定对象A的像成像为B。在被测定对象接近透镜而来到A’的位置的情况下，仍然由于主光线通过透镜的中心，所以A’的像成像为B’。

在图中，为了说明，改变B、B’的位置而进行了描绘，但B、B’均处于拍摄元件上，位置不改变。从图可知，B’成为比B大的像。即，如果因光轴方向的变动，使被测定薄片从A向A’的部位移动，则像的大小变化，因此无法准确地测定尺寸。

对于这种透镜，通过减小透镜的视角，从而可以减小光轴方向的变动的影响。

图7(b)是表示将透镜30的视角减小后的情况下的成像状态的图。如图所示，被测定对象A的像成像为B。在被测定对象接近透镜30而来到A’的位置的情况下，仍然由于主光线通过透镜的中心，所以A’的像成像为B’。

在图7(a、b)中，为了说明，改变B、B’的位置而进行了描绘，但B、B’均处于拍摄元件上，位置不改变。从图可知，B’成为比B大的像，但与图7(a)的情况相比，其变化比例变小。由于被测定薄片从A向A’的部位移动，所以像的大小略微改变，但其影响与视角较大的情况相比变小，因此可以减小尺寸的误差。

但是，如果视角较小，则一台照相机可以检查的面积变小，因此如果考虑成本，则无法对薄片的整个宽度全部进行拍摄。

通常，在薄片的端部、涂敷的端部等关注部分的可拍摄的位置处配置照相机。

近年，在二次电池及电子部件中使用涂敷技术制造部件材料的情况越来越多，与此相伴，制造出薄片的宽度及涂敷于其上的部件的条数各异的部件。在此情况下，应由照相机拍摄的位置及数量发生变化。在上述技术的情况下，存在下述课题：在所拍摄的位置及数量发生变化的情况下，需要与此相对应进行装置的重购或改造。

因此，本发明的目的在于，提供一种形成于薄片上的图案的位置及形状测定装置，其即使在使用照相机对涂敷图案的宽度及长度进行检查的检查装置中，薄片的宽度及涂敷于其上的部件的条数发生变化，所拍摄的数量及位置发生变化，也不需要装置的重购或改造，廉价地实现应对性高的涂敷尺寸测定装置，且实现对位置及形状进行测定时的校正的简化。

本发明就是为了解决上述课题而提出的，在技术方案1所记载的形成于薄片上的图案的形状测定装置中，

其特征在于，具有：

薄片，其形成有图案；

照相机保持机构，其与该薄片的输送方向正交而配置；

照相机，其配置为可以沿该照相机保持机构的长度方向移动；

图像处理计算机，其对由该照相机拍摄的图像进行处理；以及

校正用基准体，其配置在使所述照相机保持机构旋转θ度而使所述照相机的拍摄位置移动后的位置上，

在校正时，基于涂敷图案和所述校正用基准体的拍摄图像，进行校正。

在技术方案2中，在形成于薄片上的图案的位置及形状测定装置的基础上，其特征在于，具有：

薄片，其形成有图案；

照相机保持机构，其与该薄片的输送方向正交而配置；

照相机，其配置为可以沿该照相机保持机构的长度方向移动；

图像处理计算机，其对由该照相机拍摄的图像进行处理；以及

校正用基准体，其配置在对所述薄片进行拍摄的照相机的拍摄范围内，且与所述薄片隔着规定距离而配置的反射镜的反射方向的规定位置上，

在校正时，基于涂敷图案和所述校正用基准体的拍摄图像，进行校正。

在技术方案3中，在形成于薄片上的图案的位置及形状测定装置的基础上，其特征在于，具有：

薄片，其形成有图案；

照相机保持机构，其与该薄片的输送方向正交而配置；

照相机，其配置为可以沿该照相机保持机构的长度方向移动；

图像处理计算机，其对由该照相机拍摄的图像进行处理；以及

校正用基准体，其是来自配置于所述照相机保持机构上并朝向所述薄片照射激光的至少一个激光源的激光点，

在校正时，基于涂敷图案和所述校正用基准体的拍摄图像，进行校正。

在技术方案4中，在技术方案1至3中任一项所记载的形成于薄片上的图案的位置及形状测定装置的基础上，其特征在于，

在所述照相机保持机构上隔着规定的距离配置多个照相机，并且，该多个照相机以可以沿所述照相机保持机构的长度方向移动的方式固定。

在技术方案5中，在技术方案1至4中任一项所记载的形成于薄片上的图案的位置及形状测定装置的基础上，其特征在于，

所述薄片为电池电极。

在技术方案6中，在对在薄片状基材上形成的涂敷部分的尺寸进行测定涂敷图案测定装置的基础上，其特征在于，具有：

照相机保持机构，其与该薄片状基材的输送方向正交而配置；

照相机，其配置为可以沿该照相机保持机构的长度方向移动；

校正用标尺，其与该薄片状基材的输送方向正交而配置，可由该照相机进行拍摄；以及

图像处理计算机，其对由该照相机拍摄的图像进行处理，

基于该校正用标尺的拍摄图像，使该照相机的像素和该薄片状基材上的位置相对应。

在技术方案7中，在对在薄片状基材上形成的涂敷部分的尺寸进行测定涂敷图案测定装置的基础上，其特征在于，具有：

照相机保持机构，其与该薄片状基材的输送方向正交而配置；

照相机，其配置为可以沿该照相机保持机构的长度方向移动；

校正用标尺，其与该薄片状基材的输送方向正交而配置，可由该照相机进行拍摄；以及

图像处理计算机，其对由该照相机拍摄的图像进行处理，

基于该校正用标尺的拍摄图像，使该照相机的像素数量和该薄片状基材上的尺寸相对应。

发明的效果

根据技术方案1，具有：薄片，其形成有图案；照相机保持机构，其与该薄片的输送方向正交而配置；照相机，其配置为可以沿该照相机保持机构的长度方向移动；以及图像处理计算机，其对由该照相机拍摄的图像进行处理，在校正时，利用上述照相机保持机构使校正用基准体旋转，在使上述照相机的拍摄位置移动后的位置处进行拍摄，基于上述图案和校正用基准体的拍摄图像进行校正，因此，可以将涂敷部分的位置及形状的图像和校正用基准体的图像适当比较，因此，可以使由照相机系统的机械尺寸偏差引起的测定误差最小化。

根据技术方案2、3，通过在照相机视野中设置反射镜，使校正用基准体进入同一视野，或利用激光等的光照射向被测定薄片上投射尺寸的基准位置并进行比较，从而不需要照相机系统的移动机构，可以防止移动机构的寿命问题、杂物的产生等。

根据技术方案4，可以与涂敷的条数相对应而向测定部位任意地移动照相机，因此，不必准备与覆盖涂敷宽度整个面相对应的照相机台数，可以使照相机台数及图像输入板等最少化，可以廉价地制造装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的一个例子的涂敷图案的位置及形状测定装置的概略结构图。

图2是表示使图1中的照相机保持机构旋转时的拍摄画面的状态说明图。

图3是表示其他实施例的涂敷图案的位置及形状测定装置的概略结构图。

图4是表示图3中的拍摄画面的状态说明图。

图5是表示其他实施例的涂敷图案的位置及形状测定装置的概略结构图。

图6是表示现有的涂敷图案测定装置的一个例子的概念图。

图7是表示在使用了通常的透镜的情况下像的大小发生变化的状态说明图。

具体实施方式

下面，使用附图，详细说明本发明。图1(a、b)是表示本发明的实施方式的一个例子的涂敷图案的位置及形状测定装置的概略结构图。

在图1(b)中，在薄片1上涂敷涂敷图案2～5，薄片1在未图示的输送机上，从纸面的后侧向前侧以一定速度被输送。

图2是表示使图1中的照相机保持机构21向薄片1移动的上游侧旋转θ度时的拍摄画面的状态说明图。

在这些图中，照相机保持机构21配置在与薄片1的移动(箭头Y)方向成直角(箭头X)的方向上，在长度方向上隔着规定间隔串联配置4台照相机6～9。

在薄片1上的拍摄部分的附近，存在校正用基准体(以下称为校正用标尺)11，利用未图示的保持机构保持在薄片1上的规定位置。

照相机6～9的拍摄范围分别是由12～15表示的部分，是薄片1上的宽度测定位置。各照相机固定在照相机保持机构21上，但可以在保持机构21上沿长度方向使位置自由移动并固定。

如图2(a)所示，照相机保持机构21可以使用旋转机构20，在固定有照相机的状态下向箭头c方向旋转θ度。

22～25是校正时的照相机的拍摄范围。在测定装置的动作状态中存在作业状态和校正状态。在作业状态时，在图像处理计算机10中使用取得的影像信号，关注薄片上的宽度测定位置12～19，执行图像处理，求出从薄片端部至涂敷部为止的距离、涂敷部之间的距离等。图像处理计算机10的检查结果被发送至未图示的生产管理用计算机，或者在偏离基准尺寸的情况下发出警报。

在校正状态时，使用旋转机构20，以旋转轴O为中心向箭头c方向旋转θ度，以在照相机保持机构21对照相机的相对位置进行固定的状态下，使各照相机的拍摄范围成为22～25。照相机6～9的成像条件为，在作业状态下规定为薄片1和照相机6～9之间，在校正状态下规定为校正用标尺11和照相机6～9之间，但设置各要素以使得在各个状态下使照相机的成像条件(拍摄距离a)一致。

即，校正的流程如下述所示。

1)将照相机固定为可以拍摄涂敷薄片所希望测定的部分。

2)对校正用标尺进行拍摄，制作照相机CCD和实际尺寸的对应表。

3)对涂敷薄片进行拍摄，使用2)中生成的对应表，计算尺寸。

图2(b、c)是表示照相机6～9的拍摄范围的图，b1所表示的部分为薄片的图像，b2所表示的部分为校正用标尺的图像。在该例子中，使用照相机像素数量为640×480CCD的照相机。在这里，以照相机的拍摄范围的左端距离薄片1具有E的余量的方式进行拍摄。成为涂敷的基底的薄片位置相当于50CCD，该部位在校正用标尺11的刻度中为102mm。涂敷形成在70CCD～110CCD的范围内，该尺寸在校正用标尺11的刻度中为115至139mm。

图2d是纵轴表示标尺宽度、横轴表示像素数量的对应表。

在图1中，示出了涂敷的条数(宽度方向的涂敷部的数量)为2条的情况。假设将涂敷图案2、4称为第1条，将涂敷图案3、5称为第2条。例如在条数为3条的情况下，在第2条的右侧追加第3条的涂敷图案。此时，如果假设薄片1的宽度不发生变化，则各个涂敷图案的宽度变窄，在第2条和第3条之间需要另一个应拍摄的部分。

当前，在这种情况下，需要对装置进行重购或改造。

在本实施例的测定装置中，可以将照相机6～9在保持机构21上沿长度方向自由地选择位置，因此例如可以通过使照相机7在第1条和第2条之间的位置移动，使照相机8在第2条和第3条的位置移动，从而应对拍摄位置的变更。

另外，在此情况下，由于各个照相机所拍摄的位置发生变化，所以当前使用的各照相机的像素和薄片上的尺寸的对应发生变化。因此，使用旋转机构20，使照相机保持机构21向校正状态移动，对各照相机的像素和尺寸的对应关系进行校正。由此，即使使照相机的位置移动，也可以在短时间内结束各照相机的像素和薄片上的尺寸的关联的校正，并开始作业。

图3、图4是表示其他实施例的图，与图1、图2的不同在于，没有了图1、图2中的旋转机构20，追加了反射镜26，校正用标尺11的保持角度发生了改变。

仅说明与图1、图2动作的不同。在图3、图4中，在将照相机6～9的视野分隔的位置上设置反射镜26。

在图4(a)中，从照相机至反射镜的距离L1和从反射镜至校正用标尺的距离L2，配置为与从照相机至薄片的距离a相同。由此，照相机6的拍摄范围(视野)在薄片上成为12，在校正用标尺上成为22。照相机7～9也同样。

如图4(b)所示，薄片1进入照相机的拍摄图像的一半程度(b1所表示的部分)，校正用标尺11进入其余的一半程度(b2表示的部分)。通过在一个图像上对校正用标尺11和薄片1进行比较，从而可以获知薄片上的涂敷部的尺寸。此外，图4(c)表示拍摄范围的说明图，图4(d)是纵轴表示标尺宽度、横轴表示像素数量的说明图，与图2所说明的内容相同。

在图3、图4的实施例中，由于将视野分割而对校正用标尺和被测定薄片同时进行拍摄，所以不需要图1的情况下所需的利用旋转机构20进行旋转的照相机保持机构21的旋转。在使照相机的位置与涂敷图案一起移动时，也不需要用于校正的工序，可以立即开始作业(测定)。

此外，反射镜26的角度及位置并不限于图3所示的例子。例如如果将反射镜26设为与薄片的移动方向成大致直角，并安装在照相机和薄片之间的距离的大致中间，则也可以将校正用标尺安装在照相机保持机构上。

图5是表示其他实施例的图，在该实施例中，取代校正用标尺11而在照相机保持机构17上设置激光源27、28。该激光源可以发出点状图案的激光，在薄片上照射等间隔的照射点27a、28a。

在图5中，仅示出激光源27、28，但由虚线表示的Z1～Z6也是激光源，Z1’～Z6’是它们的照射点。

照射点的间隔与照相机6～9的视野相比设定得较小，无论使照相机在照相机保持机构17上向哪里移动，也至少有1个点进入照相机6～9的视野。在此情况下，虽然是薄片上的照射点，但该照射点与校正用标尺相同地表示固定的尺寸。由于该照射点的距离、位置预先已经获知，所以可以取代校正用标尺而使用。

此外，在使激光的照射不是与薄片垂直而是具有角度地照射的情况下，由于薄片输送线的照射方向的变动会对照射位置造成影响，所以在无法忽视变动的情况下，需要使用多个光源并使各个光源垂直地照射等对策。

在薄片上等间隔地形成照射点的方法并不限于激光，也可以使用高亮度灯和投射用掩模等，在薄片上形成上述掩模的图案。

此外，以上的说明只不过是以本发明的说明及例示为目的而示出特定的优选实施例。例如照相机的数量只要是大于或等于1台即可，薄片上形成的部分并不限于涂敷，也可以是印刷。

因此，本发明并不限定于上述实施例，在不脱离其本质的范围内还包含更多的变更、变形。

Claims (7)

1.一种形成于薄片上的图案的位置及形状测定装置，其特征在于，具有：

薄片，其形成有图案；

照相机保持机构，其与该薄片的输送方向正交而配置；

照相机，其配置为可以沿该照相机保持机构的长度方向移动；

图像处理计算机，其对由该照相机拍摄的图像进行处理；以及

校正用基准体，其配置在使所述照相机保持机构旋转θ度而使所述照相机的拍摄位置移动后的位置上，

在校正时，基于涂敷图案和所述校正用基准体的拍摄图像，进行校正。

2.一种形成于薄片上的图案的位置及形状测定装置，其特征在于，具有：

薄片，其形成有图案；

照相机保持机构，其与该薄片的输送方向正交而配置；

照相机，其配置为可以沿该照相机保持机构的长度方向移动；

图像处理计算机，其对由该照相机拍摄的图像进行处理；以及

校正用基准体，其配置在对所述薄片进行拍摄的照相机的拍摄范围内的与所述薄片隔着规定距离而配置的反射镜的反射方向的规定位置上，

在校正时，基于涂敷图案和所述校正用基准体的拍摄图像，进行校正。

3.一种形成于薄片上的图案的位置及形状测定装置，其特征在于，具有：

薄片，其形成有图案；

照相机保持机构，其与该薄片的输送方向正交而配置；

照相机，其配置为可以沿该照相机保持机构的长度方向移动；

图像处理计算机，其对由该照相机拍摄的图像进行处理；以及

校正用基准体，其是来自配置于所述照相机保持机构上并朝向所述薄片照射激光的至少一个激光源的激光点，

在校正时，基于涂敷图案和所述校正用基准体的拍摄图像，进行校正。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的形成于薄片上的图案的位置及形状测定装置，其特征在于，

在所述照相机保持机构上隔着规定的距离配置多个照相机，并且，该多个照相机以可以沿所述照相机保持机构的长度方向移动的方式固定。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的形成于薄片上的图案的位置及形状测定装置，其特征在于，

所述薄片为电池电极。

6.一种涂敷图案测定装置，其对在薄片状基材上形成的涂敷部分的尺寸进行测定，其特征在于，具有：

照相机保持机构，其与该薄片状基材的输送方向正交而配置；

照相机，其配置为可以沿该照相机保持机构的长度方向移动；

校正用标尺，其与该薄片状基材的输送方向正交而配置，可由该照相机进行拍摄；以及

图像处理计算机，其对由该照相机拍摄的图像进行处理，

基于该校正用标尺的拍摄图像，使该照相机的像素和该薄片状基材上的位置相对应。

7.一种涂敷图案测定装置，其对在薄片状基材上形成的涂敷部分的尺寸进行测定，其特征在于，具有：

照相机保持机构，其与该薄片状基材的输送方向正交而配置；

照相机，其配置为可以沿该照相机保持机构的长度方向移动；

校正用标尺，其与该薄片状基材的输送方向正交而配置，可由该照相机进行拍摄；以及

图像处理计算机，其对由该照相机拍摄的图像进行处理，

基于该校正用标尺的拍摄图像，使该照相机的像素数量和该薄片状基材上的尺寸相对应。