CN1181312C - 透明液体检查装置和透明液体检查方法以及透明液体涂敷方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种透明液体检查装置，能识别对基材上的得到多个产品涂敷的透明液体与基材的边界部分，能够不受基材的背景的影响，自动检查透明液体的涂敷状态。以透明液体的液面为镜面，将照明用光源(2)的投影像映照在其上，用摄像机(41～44)对其投影像进行摄像，再用图像处理装置(8)对这种图像进行分析，通过这样检查前述透明液体相对于规定涂敷位置的位置变化量和前述透明液体的液面的扩张。

Description

透明液体检查装置和透明液体检查方法以及透明液体涂敷方法

技术领域

本发明涉及透明液体涂敷后的涂敷状态的检查。

背景技术

本发明涉及在测定例如人的血糖值的血糖值传感器的制造过程中，将用于与血液反应的透明试剂涂敷在电极上后，检查这种试剂的涂敷状态(前述透明液体相对于规定涂敷位置的位置变化量和前述透明液体的液面的扩张)的装置及其方法。

以往，如图6所示，在从一个基材7制造多个涂敷透明液体50的得到的多个产品22的过程中，利用检查员的目视检查进行前述透明液体的涂敷状态的检查。

但是根据前述检查员的目视检查，检查精度和检查效率都非常差，因此不能保证产品的可靠性，并且生产速度慢，不利于大规模生产。因此，为了确保产品的可靠性并提高生产效率，期望能使用自动化设备进行高精度的涂敷状态的检查。这里，尝试利用图像处理技术实现涂敷状态检查的自动化。

为了用图像处理技术自动地检查涂敷状态，必须识别前述基材与前述透明液体的边界部分，因此，考虑一种识别方法是，利用前述透明液体的表面张力，将光线照射到前述透明液体的边缘部分，浮现出前述边界部分进行识别。

但是，在前述透明液体的表面张力较小的情况下，前述透明液体与前述基材溶合在一起，即使将光线照射到前述透明液体的边缘部分，前述基材与前述透明液体的边界部分也不会浮现出，所以很难识别前述透明液体的液面与所述基材的边界部分。此外，实际上由于在前述基材上存在某种背景(例如，血糖值传感器的为印刷的电极图形)，所以不仅要考虑前述基材与前述透明液体的对比度，而且必须考虑增加了前述背景后的对比度，使得根据图像处理技术对前述边界部分的识别更加困难。因此，还没有建立一个利用图像处理技术来自动检查前述透明液体涂敷状态的方法。

发明内容

为解决前述问题，本发明目的在于提供一种透明液体检查装置，这种透明液体检查装置即使在对基材上得到的多个产品所涂敷的透明液体表面张力较小的情况下，可借助于以前述透明液体的液面为镜面，将照明手段的形状投影到其上，再对前述投影像进行摄像，对被拍摄的图像进行图像处理并进行分析，通过这样也能识别前述基材与前述透明液体的边界部分，并能不受前述基材的背景的影响，自动地检查前述透明液体的涂敷状态。

本发明第1发明的透明液体检查装置，包括

对得到的多个产品分别涂敷透明液体的基材、

对所述透明液体进行光线照射的照明装置、

对投影在所述透明液体的液面上的所述照明装置沿所述透明液体的扩张的形状进行摄像的摄像装置、

以及运算装置，所述运算装置根据所述摄像装置拍摄的图像，计算在应该涂敷所述透明液体的期望涂敷位置的边缘部分的规定位置的亮度分量，并根据所述亮度分量计算所述透明液体的液面的扩张，同时对所述透明液体的液面扩张数据进行统计处理，计算所述透明液体相对于规定涂敷位置的位置变化量。

本发明第2发明的透明液体检查装置，是在本发明第1发明的透明液体检查装置中，

将所述基材按照所述摄像装置的摄像视野分割成多个块，具有与所述块对应的所希望数量的所述摄像装置和所述照明装置，通过这样能对所述所希望数量的所述块同时进行摄像。

本发明第3发明的透明液体检查方法，包括

对基材上得到的多个产品分别涂敷的透明液体照射光线，

对投影在所述透明液体的液面上的照射光线的装置沿所述透明液体的扩张的形状进行摄像，

根据被拍摄的图像，计算在应该涂敷所述透明液体的期望涂敷位置的边缘部分的规定位置的亮度分量，

根据所述亮度分量计算所述透明液体的液面的扩张，

对所述透明液体的液面扩张数据进行统计处理，

对整个所述透明液体相对于规定涂敷位置的位置变化量进行运算。

本发明第4发明的透明液体涂敷方法，包括

对基材上得到的多个产品分别涂敷透明液体的工序，

对所述透明液体分别进行光线照射，

对投影在所述透明液体的液面上的照射光线的装置沿所述透明液体的扩张的形状进行摄像，

根据被拍摄的图像，计算在应该涂敷所述透明液体的期望涂敷位置的边缘部分的规定位置的亮度分量，

根据所述亮度分量计算所述透明液体的液面的扩张，

对所述透明液体的液面扩张数据进行统计处理，

对整个所述透明液体相对于规定涂敷位置的位置变化量进行运算，

将整个所述透明液体相对于规定涂敷位置的位置变化量反馈给所述对基材上得到的多个产品分别涂敷透明液体的工序。

采用本发明，则即使在对基材上得到的多个产品所涂敷的透明液体表面张力较小的情况下，也能识别前述基材与前述透明液体的边界部分，并能不受前述基材背景的影响，自动地高速进行高精度以及高稳定度的透明液体涂敷状态的检查。

附图说明

图1表示本发明实施形态的透明液体检查装置的剖视图。

图2表示在本发明实施形态中用摄像机分割取入基材时的动作说明图。

图3表示本发明实施形态的任意透明液体液面状态的示意图。

图4表示本发明实施形态的图像处理装置的画面上映出的任意透明液体液面状态图。

图5(a)和图5(b)表示本发明实施形态的透明液体边缘部分的直方图处理结果。

图6表示涂敷透明液体后的基材的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图对实施本发明的最佳实施形态详细地进行说明。

图1表示本发明实施形态的透明液体检查装置的剖视图，1是照明装置，2是照明用光源(照明手段)，3是支承照明用光源2的支承器具，41～44是带电子快门功能的摄像机(摄像手段)，51～55是涂敷的透明液体，6是照明反射板，7是利用设置在照明装置1的下面的运送装置即传送装置(未图示)进入照明装置1中的基材，8是根据摄像机41～44得到的图像来分析透明液体的涂敷状态的图像处理装置(运算手段)，9是在基材7上的前述规定位置涂敷透明液体的涂敷装置。

本实施形态中，在制造涂敷了透明液体而得到的多个产品时，用图1所示的透明液体检查装置，利用运送装置使得利用涂敷装置9在规定位置涂敷规定量的透明液体后的基材7流动，当该透明液体通过预定的测定位置时，用照明用光源2对该透明液体进行光线照射，并以该透明液体的液面为镜面将照明用光源2的形状投影在液面上，用摄像机对映照在该液面上的投影像进行摄像，并用图像处理装置8分析该图像，通过这样自动检测该透明液体的涂敷状态。

利用照明用光源2和支承器具3以及照明反射板6，构成照明装置1。在照明装置1中，因为需要用高亮度不闪烁的照明光作为照明用光源，所以使用多根带逆变器的荧光灯。所述荧光灯以纵横垂直相关的状态设置在检查物即透明液体的垂直上方，利用支承器具3构成与透明液体涂敷图形(配置状态)相适应的长、宽、高的微调机构。此外，为了提高透明液体的检查精度，只要进行照明用光源2的输出调整，以调整映照在透明液体液面上的投影像的对比度即可。此外，为了使涂敷在基材中心附近的透明液体与涂敷在基材周围部分的透明液体的照明照射量相同，将利用镜子构成的照明反射板6设置在照明装置1的两边的内侧。

设置的用于图像拍摄的摄像机41～44，要不遮住来自上部的照明光。也就是说，将前述照明用光源2设置在摄像机41～44之间的规定间隔的位置上。此外，设置的摄像机41～44，要使后述的图像取入分割块的中心位于各摄像机的摄像视野的中心轴线上。

图2是说明在本实施形态中用摄像机41～44分割取入基材7时的动作的示意图。在图2中，111、112、113、114是摄像机41的图像取入分割块，10表示基材7的流动方向。将4台摄像机41～44设置在沿基材7的水平方向(与流动方向10垂直的方向)排列的图像取入分割块的垂直上方，以便与在水平方向(与流动方向10垂直的方向)上4分割基材7时的各个分割区域对应。

如前所述设置的各摄像机41～44，对于基材7的流动方向10，决定确保检查所要的足够的清晰度的测定视野即图像取入分割块。但是，如果不能对各图像取入分割块提供足够的光量，则不能确保足够的检查精度。因此，为了对各图像取入分割块提供足够的光量，如前所述对于每个摄像机41～44使用多根带逆变器的荧光灯作为照明用光源2，并以纵横垂直相交的状态设置在各摄像机41～44之间的规定间隔的位置上，按照透明液体的涂敷图形，对照明用光源2的配置进行微调。

如前所述，在按图像取入分割块分割基材7并沿方向10移动时，一旦将与各摄像机41～44对应的图像取入分割块置于各摄像机41～44的垂直下方(摄像视野内)，则各摄像机41～44同时启动电子快门，对涂敷在各图像取入分割块上的投影了照明用光源2的形状的透明液体进行摄像。将取入的各拍摄图像传送到图像处理装置8，暂时存入图像处理装置8的存储器(未图示)内。图像处理装置8根据各拍摄图像(投影在透明液体液面上的照明用光源2的形状)，按照图像处理程序的内容，检查各图像取入分割块上的各透明液体的涂敷状态。

例如，用摄像机41的情况下，决定基材7沿移动方向10的图像取入块111、112、113、114，与图像取入分割块的移动时间同步启动电子快门，取入图像。具体来说，图像取入分割块111一到达摄像机41的摄像视野内，就在该瞬间启动电子快门，取入图像取入分割块111上的透明液体的图像(投影在透明液体液面上的照明用光源2的形状)，并利用图像处理装置8分析其取入的图像，进行图像取入分割块111上的各透明液体的涂敷状态检查。接着，基材7利用运送用的传送装置(未图示)移动，图像取入分割块112一到达摄像机41的摄像视野内，就进行与图像取入分割块111时相同的处理动作。重复这种处理动作直到基材7结束。利用这样设计的处理方法，能够不停止工序流程来进行透明液体涂敷状态的检查，不影响透明液体的干燥处理。

如前所述，在本实施形态的构成中，能够在满足检查精度的同时，对照明用光源2的形状投影在其液面上的多个透明液体进行摄像，并在短时间检查多个透明液体的涂敷状态。

此外，在本实施形态中，是对于基材沿水平方向配置一排4台摄像机，但不限于一排，也可以增加排数。此外，摄像机的数量也不限于4台。

图3表示将本发明实施形态中基材7上得到的多个产品上涂敷的透明液体的液面状态示意图，在该透明液体的液面上投影了任意的照明用光源的形状。2是照明用光源，12是任意的透明液体，13是利用对任意的透明液体12的液面上照射的照明用光源2产生的投影像。在本实施形态中，如图3所示，使照明用光源2的形状投影在各透明液体的液面上。

若对于透明液体由垂直上方照射照明光，则例如基材7的原材料是乳白色的底片时，来自基材(底片)7的反射光比来自透明液体的液面的反射光强，作为由摄像机41～44取入的摄像图像的亮度差，前述液面部分暗，而底层部稍亮，能识别前述液面的边缘部分，能检查透明液体的涂敷状态。

但是，在涂敷透明液体的底层涂敷碳等溶剂时，碳比透明液体的液面的暗度要暗，因为来自透明液体的液面的反射光弱，而来自基材的反射光也弱，所以检查困难。因此在本实施形态中，使用带逆变器的荧光灯作为照明用光源，由透明液体的上方进行光线照射，利用带逆变器的荧光灯将照明用光源的形状投影在各透明液体的液面上(参照图3)。然后，由摄像机对投影了这种照明用源形状的多个透明液体进行摄像，并传送到图像处理装置。图像处理装置根据映照在各透明液体的液面上的照明用光源的投影像，检测各透明液体的液面的扩张，并统计处理这种各透明液体的液面的扩张，检查拍摄的整个透明液体相对于规定涂敷位置的位移量(本来应该涂敷透明液体的规定位置与实际的涂敷位置的偏差)。

下面，参照图4和图5对用图像处理装置识别基材与透明液体的边界部分求出透明液体的液面扩张的方法进行说明。图4示出了由摄像机传送的拍摄图像中任意一个透明液体在图像处理装置的画面上显示的图形。在图4中，12是任意的透明液体，13是任意的透明液体12的液面上映出的照明用光源的投影像，14是图像处理装置的画面，151、152、153、154是图像处理装置的画面14上在任意的透明液体12本来应该涂敷的规定位置的边缘部分周围设定的涂敷检测光标。

对于液体的扩张，如能检测出纵向宽度和横向宽度就足够了，所以在本实施形态中，使照明用光源2的形状为纵、横垂直相交的形状，将涂敷检测光标分别配置在相差90°的4个地方，在这4个地方识别基材7与任意的透明液体12的边界部分。但是，必须识别的地方不限于本次建议的4个地方，也可以是能检测出纵、横扩张的任何其它地方。也就是说，也可以是照明用光源的形状为沿着透明液体的纵、横扩张的形状，设定这种形状的识别位置，也可以例如使用星型形状作为照明用光源，将识别位置设定在星型的前端(5个地方)。

为了识别基材7与任意的透明液体12的边界部分，在图像处理装置14的画而上判断投影像13是否与各涂敷检测光标151、152、153、154的各区域重叠。具体来说，借助于对各涂敷检测光标151、152、153及154进行下述的直方图处理，进行基材7与透明液体12的边界部分的识别。

例如，在图4中，因为任意的透明液体12的液面的扩张小，所以投影像13不与涂敷检测光标151、152的各区域重叠，如果进行直方图处理，则成为图5(a)所示的直方图数据16。直方图中纵坐标轴表示图像的象素数，横坐标轴表示亮度级。这种情况，直方图的处理结果是，基材7的亮度分量得到的数据18成为一座山的形状，对比度21减小。

接着，在涂敷检测光标153、154的各区域上，正常地涂敷任意的透明液体12，与投影像13重叠。如果对该涂敷检测光标153、154进行直方图处理，则成为图5(b)所示的直方图数据17，这种情况的直方图处理结果是，能得到基材7的亮度分量19与投影像13的亮度分量20产生的二座山的形状，这种涂敷检测光标153、154的各区域中的对比度21增大。因此，进行直方图的处理，并由对比度21的数据的大小识别基材与透明液体的边界部分，能求得透明液体的液面的扩张。

此外，从基材7的四角的透明液体的扩张的数据求出映照在这种透明液体的液面上的投影像的重心位置，对前述重心数据进行统计处理，计算整个透明液体相对于规定涂敷位置的位移量(本来应该涂敷透明液体的规定位置与实际的涂敷位置的偏差)，并反馈涂敷装置9。

此外，借助于对投影在透明液体液面上的照明用光源的投影像进行标记(labeling)处理，检测纵、横的扩张，也能求出透明液体的液面扩张与相对于规定位置的位移量。所谓标记处理是指在检测前述投影像时，将前述投影像中间切断的地方作为一块进行判断的处理方法。

如上所述构成的本实施形态的透明液体检查装置，由照明用光源2进行照射，由摄像机41～44对投影照明用光源2的形状的透明液体的液面进行摄像，图像处理装置8对这种被拍摄的图像进行图像处理，自动地检查前述透明液体的涂敷状态。

此外，在本实施形态中，将透明液体相对于规定涂敷位置的位移量反馈到涂敷装置9，对涂敷装置9进行控制。因此，即使透明液体的涂敷位置偏离规定的位置，也能立即进行解决，能进行稳定的透明液体的涂敷(参照图1)。

如前所述，采用本发明，在对基材上得到的多个产品涂敷的透明液体上部设置照明装置，对前述透明液体进行光线照射，将前述照明装置的形状投影在前述透明液体的液面上，对前述投影像进行拍摄及图像处理，通过这样能以高精度、高稳定性、自动高速地检查透明液体的涂敷状态。因此，在例如制造血糖值传感器的工序中，能自动高速地检查电极上形成的由CMC羧甲基纤维素等和葡萄糖氧化酶构成的透明试剂的涂敷状态。

Claims (4)

1.一种透明液体检查装置，其特征在于，包括：

对得到的多个产品分别涂敷透明液体的基材、

对所述透明液体进行光线照射的照明装置、

对投影在所述透明液体的液面上的所述照明装置沿所述透明液体的扩张的形状进行摄像的摄像装置、

以及运算装置，所述运算装置根据所述摄像装置拍摄的图像，计算在应该涂敷所述透明液体的期望涂敷位置的边缘部分的规定位置的亮度分量，并根据所述亮度分量计算所述透明液体的液面的扩张，同时对所述透明液体的液面扩张数据进行统计处理，计算整个所述透明液体相对于规定涂敷位置的位置变化量。

2.如权利要求1所述的透明液体检查装置，其特征在于，

将所述基材按照所述摄像装置的摄像视野分割成多个块，具有与所述块对应的所希望数量的所述摄像装置和所述照明装置，通过这样能对所述所希望数量的所述块同时进行摄像。

3.一种透明液体检查方法，其特征在于，包括：

对基材上得到的多个产品分别涂敷的透明液体照射光线，

对投影在所述透明液体的液面上的照射光线的装置沿所述透明液体的扩张的形状进行摄像，

根据被拍摄的图像，计算在应该涂敷所述透明液体的期望涂敷位置的边缘部分的规定位置的亮度分量，

根据所述亮度分量计算所述透明液体的液面的扩张，

对所述透明液体的液面扩张数据进行统计处理，

对整个所述透明液体相对于规定涂敷位置的位置变化量进行运算。

4.一种透明液体涂敷方法，其特征在于，包括：

对基材上得到的多个产品分别涂敷透明液体的工序，

对所述透明液体分别进行光线照射，

对投影在所述透明液体的液面上的照射光线的装置沿所述透明液体的扩张的形状进行摄像，

根据被拍摄的图像，计算在应该涂敷所述透明液体的期望涂敷位置的边缘部分的规定位置的亮度分量，

根据所述亮度分量计算所述透明液体的液面的扩张，

对所述透明液体的液面扩张数据进行统计处理，

对整个所述透明液体相对于规定涂敷位置的位置变化量进行运算，

将整个所述透明液体相对于规定涂敷位置的位置变化量反馈给所述对基材上得到的多个产品分别涂敷透明液体的工序。

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