JP2002340521A - フィルム位置検出装置および位置検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルムの貼り合わせ作業を自動化し安定し
た品質を作り出すため、フィルムに特別な処理を施すこ
となく透明度の高いフィルムに対しても精度よく自動で
位置検出することが可能な装置を提供することにある。 【解決手段】 フィルム固定手段、フィルムに光を照射
する照明手段、フィルムの画像を取り込む画像認識手段
からなるフィルム位置検出装置において、フィルムの光
学的特性に合わせ限定された範囲内の波長分布を発光す
る光源を照明手段として使用することを特徴とするフィ
ルム位置検出装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、種々の自動組立等
の工程においてフィルムの位置を検出するためのフィル
ム位置検出装置及び位置検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、変形しやすいフィルムの位置を確
認するには、作業者がフィルムの両端を引っ張りシワを
矯正しながら、フィルム上に形成された基準マークもし
くは枠角の検出を目視によって実施していた。このため
作業者はフィルムの位置合わせを行なう際に、ルーペ等
で位置の確認を行ないながらフィルムを微小に動かして
調整を行なうという作業を何度も繰り返さなければなら
ない。また、量産製品のように効率と安定性が求められ
る場合には、品番ごとに作製された位置合わせ用の治具
を使用する必要が生じていた。

【０００３】カメラで認識した画像より位置検出を行な
う画像処理技術は位置検出の自動化に頻繁に使用されて
いるが、背景像を透過する透明度の高いフィルムを対象
とした場合には、フィルム上に透過して見える背景像と
検出すべきマークの判別がしにくく、位置検出は非常に
困難であった。これはフィルムが光を透過することと、
検出すべきマークとのコントラストが小さいためであ
り、これを解消するためにフィルムに着色や表面処理を
施す必要が生じていた。このことから自動位置検出の行
なえるフィルムは限定され、透明な状態で使用すべきフ
ィルムは別方式で位置検出しなくてはならなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、透明なフィ
ルムに対しても着色等の処理を施さずに精度よく位置検
出が可能である自動位置検出装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに鋭意研究を行った結果、フィルムの光学的特性に合
わせて限定された範囲内に発光波長が分布する光源を使
用し、フィルムと異なる光学的特性の基準マークを形成
することでコントラストを強調し、精度よく位置検出が
行なえることを見いだし本発明に到達したものである。

【０００６】即ち本発明は、フィルム固定手段、フィル
ムに光を照射する照明手段、フィルムの画像を取り込む
画像認識手段からなるフィルム位置検出装置において、
フィルムの光学的特性に合わせ限定された範囲内の波長
分布を発光する光源を照明手段として使用することを特
徴とするフィルム位置検出装置であり、照明手段に使用
される光源の発光波長に対して、対象フィルムと異なる
光学的特性を示す基準マークを形成することにより、基
準マークの検出を行なうことを特徴とするフィルム位置
検出方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図を用いて
詳細に説明する。図１はフィルム位置検出装置構造の一
例を示す。装置はフィルム１を供給するためのフィルム
供給手段２、フィルム固定手段３、フィルムに光を照射
する照明手段４、位置検出のためのフィルム画像を取り
込む画像認識手段５で構成されている。フィルム固定手
段はフィルム固定台６に設置されている。この例で示さ
れているように、フィルム固定台はフィルム移動手段の
一部として構成されていることもある。フィルム上には
検出対象となる基準マーク７が形成されており、フィル
ム画像認識領域には外光を遮断するための遮光手段８が
設置されている。

【０００８】次に、本発明のフィルム位置検出装置の原
理および実施例について説明する。まず、位置検出の対
象となるフィルム１がフィルム供給手段２よりフィルム
固定台６に供給される。供給されたフィルムはフィルム
固定手段３によってフィルム固定台に固定されるが、こ
の時点ではフィルムは固定台の上のおおよその位置に固
定されているものの、その正確な位置は不確かである。
フィルムの位置画像をフィルム画像認識手段５により取
り込むために、フィルム固定台はフィルム画像認識領域
に移動する。ただし、必ずしもフィルム固定台が移動す
る必要はなく、フィルム画像認識手段が可動する機構を
有していてもよいし、両者が固定されたままで認識を行
なえる位置に設置されていてもよい。フィルムが認識領
域に移動した時点で遮光手段８により外光は遮断されて
おり、フィルム照明手段４によりフィルムに光が照射さ
れている。フィルム画像認識手段によりフィルム画像を
取り込み、認識したフィルム画像からフィルム上に形成
された基準マーク７を検出し、フィルムの位置を算出す
る。

【０００９】ここで照明として利用される光源は、その
発光波長分布と対象フィルムの光学的特性の利用方法に
よって決定される。図２に代表的な光源の発光波長分布
を示す。この図から蛍光灯、白熱電球およびハロゲンラ
ンプは比較的広域に渡って発光波長が分布しており、光
学的な特性を利用する光源としては適切ではない。反対
にブラックライトおよびＬＥＤ等は比較的狭い範囲に発
光波長が分布しているため、光学的特性を生かす光源と
して利用しやすい。

【００１０】フィルムの光学的な特性としては透過率、
反射率、散乱率、吸収率等が挙げられる。一般的には照
射光から透過光、反射光、散乱光を引いた光量がフィル
ムに吸収された光量となるが、光を吸収した後に自ら発
光する場合もあり、光学的特性を利用するには対象とな
る材質について十分に調査する必要がある。

【００１１】今回は透過率と反射率を利用する場合につ
いて述べる。一定範囲内の光を照射した際に画像認識手
段に取り込まれる画像は、透過率と反射率のそれぞれの
高低により四つの場合に分類される。第一に透過率が低
く反射率が高い特性を示す場合、フィルムに照射された
光のほとんどが反射するのでフィルム部分は白く認識さ
れる。この場合検出対象となる基準マークの反射率が低
ければ黒点として強調され検出が容易となる。第二に透
過率が低く反射率も低い特性を示す場合、フィルムが自
ら発光しないと想定すると照射された光はほとんどフィ
ルムに吸収されるため、フィルム部分は黒く認識され
る。この場合検出対象となる基準マークの反射率が高け
れば白点として強調され検出が容易となる。第三に透過
率が高く反射率も高い特性を示す場合、フィルムに照射
された光がある程度返ってくるためフィルム部分は白く
認識される。しかし透過率も高いため、フィルム背景像
も取り込む可能性が高く、これら背景像と基準マークの
判別は多少困難となる。最後に透過率が低く反射率も低
い特性を示す場合、フィルムに照射された光がほとんど
フィルムを通過するためフィルムはいわゆる透明な状態
となる。この場合検出対象となる基準マークは背景像に
混ざり認識は困難となる。以上のことから透過率の高い
領域の波長分布を持つ光源は基準マークの判別を困難に
し、また照射される発光波長に対してフィルムが示す反
射率と反する特性をもつ基準マークを形成する必要があ
る。

【００１２】対象フィルムの一例としてポリイミドを材
質としたフィルにについて示す。ポリイミドフィルムの
光学的特性は図３に示すとおり、透過率および反射率の
両方が４５０ｎｍ付近を境にそれ以上の領域で高く、４
５０ｎｍ以下の波長の光に対しては極度に低い。そのた
め、６００ｎｍ付近にピークをもつ蛍光灯を照明手段と
して利用した場合、光はフィルムを透過するため画像全
域に背景像が映し出される。５００ｎｍ以下に発光波長
のピークがそんざいする青のＬＥＤやブラックライトを
照明手段として利用した場合、フィルムは光を透過しな
いためフィルムの透明度に関係なく背景像がフィルム上
に映し出されることがない。この波長領域に対しては反
射率も低いため、取り込んだ画像ではフィルムは黒く認
識される。このとき基準マークを反射率の高いものに設
定しておけばコントラストが強調され、より効果的に位
置検出が行なえる。

【００１３】フィルムを固定するための機構は特に規定
するものではないが、凹凸のない面で貼り合わせるこ
と、フィルム貼り合わせ面には接触しない機構であるこ
と等を考慮すると、真空吸着を用いることが望ましい。
真空吸着プレートは特に規定しないが、剥離するフィル
ムにキズをつけず平面度が高く、埃が付着しにくいタイ
プのものが望ましい。

【００１４】貼り付けフィルムを移動させるフィルム移
動手段は、縦・横の移動速度や方向を自在に制御でき、
且つ精度良く制御できるものであれば良い。ハンドリン
グロボットが制御も簡単であり、次工程への接続も非常
にやり易くできるため、より望ましい。

【００１５】照明手段設置位置は特に規定するものでは
ないが、光学的特性を測定するときにはフィルムに対し
て垂直に光を照射することを考慮すると、カメラと同軸
であることが望ましい。

【００１６】フィルム供給装置は特に規定するものでは
なく、生産ラインの延長上より供給される方式でもよい
し、すでに生産され積み上げられたものから順次取り出
していく方式でもよい。

【００１７】

【発明の効果】供給位置からある程度のバラツキをもっ
て供給される位置の不確かなフィルムを、透明度に関係
なく、またフィルムに特別な処理を施さずに精度よく位
置検出ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 位置検出装置構造の一例を示す。

【図２】 代表的な光源の発光波長分布

【図３】 ポリイミドフィルムの光学的特性

【符号の説明】

１ … フィルム ２ … フィルム供給手段 ３ … フィルム固定手段 ４ … 照明手段 ５ … 画像認識手段 ６ … フィルム固定台 ７ … フィルムに形成された基準マーク ８ … 遮光手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA14 BB13 BB22 BB27 CC02 DD06 FF04 GG07 GG21 HH13 JJ03 JJ26 KK01 MM03 MM07 PP03 PP12 PP22 UU01 5B057 AA02 BA02 DA07 DB02 DB06 DB09 DC36 5L096 AA02 AA06 BA05 CA14 DA02 FA14 FA69

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルム供給手段、フィルム固定手段、
   フィルムに光を照射する照明手段、フィルムの画像を取
   り込む画像認識手段からなるフィルム位置検出装置にお
   いて、基準マークおよびフィルムの光学的特性より定め
   た基準マークとフィルムとのコントラストを強調する一
   定範囲内の波長分布を発光する光源を照明手段として使
   用することを特徴とするフィルム位置検出装置。
2. 【請求項２】 フィルム画像認識手段がCCDカメラによ
   ってフィルムの一部もしくは全体の画像を認識し、フィ
   ルムに形成された１個以上の基準マークを検出してフィ
   ルム位置検出を行なう請求項１に記載のフィルム位置検
   出装置。
3. 【請求項３】 照明手段に使用される光源の発光波長に
   対して、対象フィルムと異なる光学的特性を示す基準マ
   ークを形成することにより、基準マークの検出を行なう
   ことを特徴とするフィルム位置検出方法。
4. 【請求項４】 フィルムの透過率の低い波長領域の光を
   発光する光源を照明手段として使用することで、透明度
   の高いフィルムに対して位置検出を行なうことを特徴と
   するフィルム位置検出方法。
5. 【請求項５】 貼り付けフィルムおよび被貼り付けフィ
   ルムの基準マークがフィルムの枠角またはフィルムに作
   製された開口孔あるいは塗布されたインクである請求項
   ３および４に記載のフィルム位置検出方法。