JP2007017319A - Inspection device of coating irregularity - Google Patents

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Naoki Hata
秦  直己
Kenta Hayashi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection device of coating irregularity capable of reducing the effect exerted on an inspection capacity with respect to the error factor present in both of the scanning direction (main scanning direction) of a line sensor camera and the feed direction (sub-scanning direction) of an inspection target. <P>SOLUTION: The inspection device of coating irregularity is equipped with a feed means for feeding a coating article in the direction right-angled to a coating direction for the purpose of sub-scanning in imaging, the line sensor camera 1 arranged in a feed route so as to incline the main scanning direction with respect to the coating direction for the purpose of main scanning in imaging and imaging the coating article to obtain the image of the coating article and a projection vector operating means for calculating the sum total of the pixel values of the pixels arranged in the coating direction of the obtained image to obtain the projection vector in the direction right-angled to the coating direction. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

撮像画像に基づいて塗布ムラを検査する技術分野に属する。インクジェットヘッドに複数存在するノズルにおける吐出量の不均一、ダイコートにおける吐出スリットの不均一、等が原因となって発生する塗布ムラを自動検査する塗布ムラ検査装置に関する。   The present invention belongs to the technical field of inspecting coating unevenness based on captured images. The present invention relates to a coating unevenness inspection apparatus that automatically inspects coating unevenness that occurs due to non-uniform discharge amounts at a plurality of nozzles in an inkjet head, non-uniform discharge slits in a die coat, and the like.

カラーフィルターは、たとえばRGB(red,green,blue)の各色を透過する各帯状領域(ストライプ)をその幅方向にRGBの順番に多数配列した構成を有する(RGBではなく、その補色であるYMC(yellow,magenta,cyan)の各色のこともある)。各ストライプにRGB各色を透過する特性を与えるため、カラーフィルターの基材に対してRGB各色の塗膜を形成することが行われる。その塗膜を形成する方法の1つとしてインクジェット法がある。インクジェット法においてはインクジェットヘッドからRGB各色のインキを吐出させ塗布することにより基材に塗膜を形成する。このときカラーフィルターの基材とインクジェットヘッドは各ストライプの延長方向に相対的に移動することにより各ストライプの全体に塗布が行われる。   The color filter has, for example, a configuration in which a large number of strip-like regions (stripes) that transmit each color of RGB (red, green, blue) are arranged in the order of RGB in the width direction (not RGB, but its complementary color, YMC ( yellow, magenta, cyan)). In order to give each stripe the property of transmitting each color of RGB, a coating film of each color of RGB is formed on the base material of the color filter. One of the methods for forming the coating film is an ink jet method. In the inkjet method, a coating film is formed on a substrate by ejecting and applying inks of RGB colors from an inkjet head. At this time, the base material of the color filter and the ink jet head are moved relative to each other in the extending direction of each stripe, whereby the entire stripe is coated.

このインクジェット法においてはインクジェットヘッドに複数存在するノズルにおける吐出量の不均一が原因となって塗布ムラが発生する(図9参照)。そこで、そのような塗布ムラを検査する検査装置についての提案がある。たとえば、カラーフィルターにおける塗布ムラの発生方向がラインセンサカメラの走査方向に対して平行方向となるようにし(図10参照)、撮像により得られた画像データを塗布ムラの発生方向に対して直交する方向に積算し、その積算値の差異から塗布ムラを検査する提案がある(特許文献1)。
特開2003−42898
In this ink jet method, coating unevenness occurs due to non-uniform discharge amounts at a plurality of nozzles existing in the ink jet head (see FIG. 9). Accordingly, there is a proposal for an inspection apparatus for inspecting such coating unevenness. For example, the direction of occurrence of coating unevenness in the color filter is set to be parallel to the scanning direction of the line sensor camera (see FIG. 10), and the image data obtained by imaging is orthogonal to the direction of occurrence of coating unevenness. There is a proposal of integrating in the direction and inspecting coating unevenness from the difference of the integrated values (Patent Document 1).
JP2003-42898

このような従来の検査装置においては、ラインセンサカメラの走査方向(主走査方向)に存在する誤差因子については、積算が行われることにより、検査性能に及ぼす影響を小さくすることができる。その誤差因子とは、ラインセンサカメラの個体差、受光素子の感度のバラツキ、光源の長手方向の輝度のバラツキ、等である。しかし、検査対象の搬送方向(副走査方向)に存在する誤差因子については、積算されずにそのまま反映されるため、検査性能に及ぼす影響を小さくすることができない。その誤差因子とは、搬送のときの振動、光源のチラツキ等に起因する輝度の変動、等である。そのため、従来の検査装置においては高い検査性能を得ることができなかった。   In such a conventional inspection apparatus, the error factor existing in the scanning direction (main scanning direction) of the line sensor camera can be integrated to reduce the influence on the inspection performance. The error factors include individual differences among line sensor cameras, variations in sensitivity of light receiving elements, variations in luminance in the longitudinal direction of the light source, and the like. However, since the error factors existing in the conveyance direction (sub-scanning direction) to be inspected are reflected as they are without being integrated, the influence on the inspection performance cannot be reduced. The error factors are vibration during transportation, luminance fluctuations caused by flickering of the light source, and the like. Therefore, high inspection performance cannot be obtained with the conventional inspection apparatus.

本発明は上記の問題を解決するために成されたものである。その目的は、ラインセンサカメラの走査方向(主走査方向)と検査対象の搬送方向(副走査方向)の両方に存在する誤差因子について、検査性能に及ぼす影響を小さくすることができる塗布ムラ検査装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems. The purpose of this is a coating unevenness inspection apparatus that can reduce the influence on the inspection performance of error factors that exist in both the scanning direction (main scanning direction) of the line sensor camera and the conveyance direction (sub-scanning direction) of the inspection object. Is to provide.

本発明の請求項1に係る塗布ムラ検査装置は、撮像における副走査のため塗布物を塗布方向に対して直角方向に搬送する搬送手段と、前記撮像における主走査のため前記塗布方向に対して主走査方向が傾斜するように前記搬送の経路に配置され、前記塗布物を撮像して撮像画像を得るラインセンサカメラと、前記撮像画像において前記塗布方向に配列する画素の画素値の総和を求め前記塗布方向に対して直角方向の投影ベクトルを得る投影ベクトル演算手段とを具備するようにしたものである。
また本発明の請求項2に係る塗布ムラ検査装置は、請求項1に係る塗布ムラ検査装置において、前記撮像画像が有する幾何歪を補正し幾何歪補正画像を得る幾何歪補正手段を具備し、前記投影ベクトル演算手段は、前記幾何補正画像において前記塗布方向に配列する画素の画素値の総和を求め前記塗布方向に対して直角方向の投影ベクトルを得ることを特徴とする塗布ムラ検査装置。
また本発明の請求項3に係る塗布ムラ検査装置は、請求項1または2に係る塗布ムラ検査装置において、前記投影ベクトルと検査基準とを比較することにより良否判定を行う良否判定手段を具備するようにしたものである。
A coating unevenness inspection apparatus according to claim 1 of the present invention includes a transport unit that transports a coating material in a direction perpendicular to the coating direction for sub-scanning in imaging, and the coating direction for main scanning in imaging. A line sensor camera that is arranged on the conveyance path so that the main scanning direction is inclined and obtains a picked-up image by picking up the coating material, and obtains a sum of pixel values of pixels arranged in the coating direction in the picked-up image. Projection vector calculation means for obtaining a projection vector perpendicular to the coating direction.
A coating unevenness inspection apparatus according to claim 2 of the present invention is the coating unevenness inspection apparatus according to claim 1, further comprising geometric distortion correction means for correcting a geometric distortion of the captured image and obtaining a geometric distortion correction image. The application unevenness inspection apparatus, wherein the projection vector calculation means obtains a projection vector in a direction perpendicular to the application direction by obtaining a sum of pixel values of pixels arranged in the application direction in the geometrically corrected image.
A coating unevenness inspection apparatus according to a third aspect of the present invention is the coating unevenness inspection apparatus according to the first or second aspect, further comprising pass / fail determination means for performing pass / fail determination by comparing the projection vector with an inspection standard. It is what I did.

本発明の請求項1に係る塗布ムラ検査装置によれば、搬送手段により撮像における副走査のため塗布物が塗布方向に対して直角方向に搬送され、撮像における主走査のため塗布方向に対して主走査方向が傾斜するように搬送の経路に配置されたラインセンサカメラにより塗布物が撮像されて撮像画像が得られ、投影ベクトル演算手段によりその撮像画像において塗布方向に配列する画素の画素値の総和が求められ塗布方向に対して直角方向の投影ベクトルが得られる。すなわち、ラインセンサカメラの主走査方向は、塗布物の塗布方向に対して傾斜しており、積算が行われることにより、検査性能に及ぼす影響を小さくすることができる。したがって、ラインセンサカメラの走査方向(主走査方向)と検査対象の搬送方向(副走査方向)の両方に存在する誤差因子について、検査性能に及ぼす影響を小さくすることができる塗布ムラ検査装置が提供される。
また本発明の請求項2に係る塗布ムラ検査装置によれば、幾何歪補正手段により撮像画像が有する幾何歪が補正され幾何歪補正画像が得るられ、投影ベクトル演算手段は、その幾何歪補正画像において塗布方向に配列する画素の画素値の総和を求め塗布方向に対して直角方向の投影ベクトルが得られる。幾何歪補正画像からは投影ベクトルを容易に得ることができる。また、幾何歪補正画像が得られるからモニター画面に表示する等において好適に利用することができる。
また本発明の請求項3に係る塗布ムラ検査装置は、請求項1または2に係る塗布ムラ検査装置において、前記投影ベクトルと検査基準とを比較することにより良否判定を行う良否判定手段を具備するようにしたものである。本発明によれば、自動で良否判定を行うことができる。
According to the coating unevenness inspection apparatus of the first aspect of the present invention, the coating material is transported in the direction perpendicular to the coating direction for the sub-scanning in the imaging by the transport unit, and the coating direction for the main scanning in the imaging. The applied object is imaged by a line sensor camera arranged in the conveyance path so that the main scanning direction is inclined to obtain an imaged image, and the pixel values of the pixels arranged in the application direction in the imaged image by the projection vector calculation means The sum is obtained and a projection vector perpendicular to the coating direction is obtained. That is, the main scanning direction of the line sensor camera is inclined with respect to the application direction of the application, and the integration is performed, so that the influence on the inspection performance can be reduced. Accordingly, there is provided a coating unevenness inspection apparatus capable of reducing the influence on the inspection performance with respect to error factors existing in both the scanning direction (main scanning direction) of the line sensor camera and the conveyance direction (sub-scanning direction) of the inspection target. Is done.
According to the coating nonuniformity inspection apparatus according to claim 2 of the present invention, the geometric distortion of the captured image is corrected by the geometric distortion correcting means to obtain a geometric distortion corrected image. The total sum of the pixel values of the pixels arranged in the application direction is obtained, and a projection vector perpendicular to the application direction is obtained. A projection vector can be easily obtained from the geometric distortion corrected image. Further, since a geometric distortion corrected image is obtained, it can be suitably used for displaying on a monitor screen.
A coating unevenness inspection apparatus according to a third aspect of the present invention is the coating unevenness inspection apparatus according to the first or second aspect, further comprising pass / fail determination means for performing pass / fail determination by comparing the projection vector with an inspection standard. It is what I did. According to the present invention, it is possible to automatically determine pass / fail.

次に、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。図1から図4は本発明の塗布ムラ検査装置における構成を示す図である。図1においては全体構成を絵図として示し、図2においては全体構成をブロック図として示し、図3においては搬送方向(副走査方向)、塗布方向、ラインセンサカメラと光源の延長方向(主走査方向)との関係を示し、図4は図3においてラインセンサカメラの設置個数を増加した構成を示している。
図1〜図4において、1はラインセンサカメラ、2は白色蛍光灯、3はコロコンベヤ、4は処理部、5はサーバー、100はカラーフィルターである。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 are diagrams showing the configuration of the coating unevenness inspection apparatus of the present invention. 1 shows the overall configuration as a pictorial diagram, FIG. 2 shows the overall configuration as a block diagram, and FIG. 3 shows the conveyance direction (sub-scanning direction), the application direction, the extension direction of the line sensor camera and the light source (main scanning direction). 4 shows a configuration in which the number of installed line sensor cameras in FIG. 3 is increased.
1 to 4, 1 is a line sensor camera, 2 is a white fluorescent lamp, 3 is a roller conveyor, 4 is a processing unit, 5 is a server, and 100 is a color filter.

カラーフィルター100は塗布物の一例であり、検査対象物である。カラーフィルター100はRGB(red,green,blue)の各色を透過する各帯状領域(ストライプ)をその幅方向にRGBの順番に多数配列した構成を有する。カラーフィルターにおける各色のストライプはインクジェットヘッドから吐出した各色のインキを塗布し乾燥させた塗膜により形成される。この塗膜が均一に形成されているか否かがカラーフィルターの品質において重要である。インクジェットヘッドにおいては複数存在するノズルにおける吐出量の均一性が得られなくなることがある。図9に示すように、そのことが原因となって発生する塗布ムラがあり、その塗布ムラはストライプ方向に連続しており目立つために、カラーフィルターにおける重欠陥と成り得る。このような塗布ムラの程度が許容できるか否かを本発明の塗布ムラ検査装置は検査する。   The color filter 100 is an example of an application and is an inspection object. The color filter 100 has a configuration in which a plurality of strip-like regions (stripes) that transmit RGB (red, green, blue) colors are arranged in the order of RGB in the width direction. Each color stripe in the color filter is formed by a coating film obtained by applying and drying each color ink discharged from the inkjet head. Whether or not the coating film is uniformly formed is important in the quality of the color filter. In an inkjet head, there may be a case where the uniformity of the discharge amount at a plurality of nozzles cannot be obtained. As shown in FIG. 9, there is a coating unevenness caused by this, and the coating unevenness is continuous and conspicuous in the stripe direction, which can be a serious defect in the color filter. The coating unevenness inspection apparatus of the present invention inspects whether or not the degree of such coating unevenness is acceptable.

ラインセンサカメラ1は、検査対象物であるカラーフィルター100を撮像して撮像画像を得るための撮像手段である。図3、図4に示すように、本発明の塗布ムラ検査装置においては、撮像ためのラインセンサカメラ1による走査(主走査)の方向は、カラーフィルター100における塗布方向に対して傾斜させている。カラーフィルター100はコロコンベヤ4によって搬送されるが、このときカラーフィルター100における塗布方向が搬送方向(副走査方向)に対して直角方向となるように搬送が行われる。したがって、塗布方向と主走査方向とが成す角度をθとすると、主走査方向と副走査方向とが成す角度は(90°−θ)となる。言い換えると、ラインセンサカメラ1は、その主走査方向が副走査方向に対して(90°−θ)となるように設置される。   The line sensor camera 1 is an image pickup means for picking up an image of the color filter 100 that is an inspection object to obtain a picked-up image. As shown in FIGS. 3 and 4, in the coating unevenness inspection apparatus of the present invention, the direction of scanning (main scanning) by the line sensor camera 1 for imaging is inclined with respect to the coating direction in the color filter 100. . The color filter 100 is conveyed by the roller conveyor 4. At this time, the color filter 100 is conveyed so that the application direction in the color filter 100 is a direction perpendicular to the conveyance direction (sub-scanning direction). Therefore, if the angle formed by the coating direction and the main scanning direction is θ, the angle formed by the main scanning direction and the sub-scanning direction is (90 ° −θ). In other words, the line sensor camera 1 is installed such that its main scanning direction is (90 ° −θ) with respect to the sub-scanning direction.

本発明の塗布ムラ検査装置において主走査方向を塗布方向に対して傾斜させる理由は、ラインセンサカメラ1の走査方向(主走査方向)と検査対象の搬送方向(副走査方向)の両方に存在する誤差因子について、検査性能に及ぼす影響を小さくするためである。主走査方向については、ラインセンサカメラ1の個体差、受光素子の感度のバラツキ、光源の長手方向の輝度のバラツキ、等の誤差因子が存在する。また副走査方向に対しては搬送のときの振動、光源のチラツキ等に起因する輝度の変動、等の誤差因子が存在する。本発明の塗布ムラ検査装置においては、塗布方向に撮像画素の画素値を積算して塗布方向に対して直角方向の投影ベクトルを得る処理(後述する)が行われるが、傾斜させることにより投影ベクトルの値の精度を高めることができる。   The reason why the main scanning direction is inclined with respect to the coating direction in the coating unevenness inspection apparatus of the present invention exists in both the scanning direction (main scanning direction) of the line sensor camera 1 and the conveyance direction (sub-scanning direction) of the inspection object. This is to reduce the influence of the error factor on the inspection performance. Regarding the main scanning direction, there are error factors such as individual differences of the line sensor camera 1, variations in sensitivity of the light receiving elements, variations in luminance in the longitudinal direction of the light source, and the like. Further, there are error factors in the sub-scanning direction such as vibration during conveyance, luminance fluctuation due to flickering of the light source, and the like. In the coating unevenness inspection apparatus of the present invention, a process (to be described later) for obtaining a projection vector perpendicular to the coating direction by accumulating the pixel values of the image pickup pixels in the coating direction is performed. The accuracy of the value of can be increased.

この傾斜の角度θとしては、たとえば、ラインセンサカメラ1の画素数(受光素子数)を4096画素とすると20画素程度、すなわち20/4096ラジアン程度(角度で数度)とすればよい。この角度θをあまり大きくするとラインセンサカメラ1による撮像領域の幅が小さくなり好ましくない。したがって効果を得ることができる条件下において角度θとしては小さな値とすることが好ましい。   The inclination angle θ may be, for example, about 20 pixels, that is, about 20/4096 radians (several degrees) when the number of pixels (number of light receiving elements) of the line sensor camera 1 is 4096 pixels. If the angle θ is too large, the width of the imaging area by the line sensor camera 1 becomes small, which is not preferable. Therefore, it is preferable to set the angle θ to a small value under a condition where the effect can be obtained.

ラインセンサカメラ1としては、CCD(charge coupled device)、MOS(metal oxide semiconductor)等のラインセンサ素子、増幅器、駆動回路、A/D(analog to digital)変換器、メモリ、入出力回路、結像レンズ(撮像レンズ)、筐体、等により構成される周知のラインセンサカメラを使用することができる。ラインセンサカメラ1の出力はアナログ信号、デジタル信号のいずれのタイプであってもよい。   The line sensor camera 1 includes CCD (charge coupled device), line sensor elements such as MOS (metal oxide semiconductor), amplifiers, drive circuits, A / D (analog to digital) converters, memories, input / output circuits, and imaging. A well-known line sensor camera including a lens (imaging lens), a housing, and the like can be used. The output of the line sensor camera 1 may be either an analog signal or a digital signal.

カラーフィルター100はRGB(red,green,blue)の各色を透過する各帯状領域(ストライプ)をその幅方向にRGBの順番に多数配列した構成を有する。ラインセンサカメラ1は、その各色のストライプを区別して検出する。そのために、本発明の塗布ムラ検出装置におけるラインセンサカメラ1としては、R色にだけ感度を有するR色用ラインセンサカメラ、G色にだけ感度を有するG色用ラインセンサカメラ、B色にだけ感度を有するB色用ラインセンサカメラの3種類が存在する。各色用のラインセンサカメラは、各色を透過するカラーフィルターを装着する等により、各色だけに対する感度を持たせる。   The color filter 100 has a configuration in which a plurality of strip-like regions (stripes) that transmit RGB (red, green, blue) colors are arranged in the order of RGB in the width direction. The line sensor camera 1 distinguishes and detects each color stripe. Therefore, as the line sensor camera 1 in the coating unevenness detection apparatus of the present invention, an R color line sensor camera having sensitivity only for the R color, a G color line sensor camera having sensitivity only for the G color, and only the B color. There are three types of line sensor cameras for B color that have sensitivity. The line sensor camera for each color has sensitivity to only each color, for example, by mounting a color filter that transmits each color.

3種類のラインセンサカメラの各々は独立しており、搬送方向に対してほぼ直角方向に複数個が並列配置される。図3に示す一例においては、ラインセンサカメラ1はRGB各色用の3台のラインセンサカメラで構成される。この図3に示す構成は最小の台数で広域を撮像するため、マクロ的な(広域の)塗布ムラを検査する場合に適する。また図4に示す一例においては、ラインセンサカメラ1はRGB各色用の3台から成るラインセンサカメラの組を複数並列配置した構成となっている。この図4に示す構成は高解像度で撮像するため、ミクロ的な(狭域の)塗布ムラを検査する場合に適する。   Each of the three types of line sensor cameras is independent, and a plurality of line sensor cameras are arranged in parallel in a direction substantially perpendicular to the transport direction. In the example illustrated in FIG. 3, the line sensor camera 1 includes three line sensor cameras for each of RGB colors. The configuration shown in FIG. 3 is suitable for inspecting macroscopic (wide area) coating unevenness because a wide area is imaged with a minimum number of units. In the example shown in FIG. 4, the line sensor camera 1 has a configuration in which a plurality of sets of line sensor cameras each including three RGB color sensors are arranged in parallel. The configuration shown in FIG. 4 is suitable for inspecting microscopic (narrow area) coating unevenness because it captures images with high resolution.

白色蛍光灯2はラインセンサカメラ1がカラーフィルター100を透過光で撮像するための照明手段である。白色蛍光灯2はラインセンサカメラ1の撮像光軸がカラーフィルター100の撮像領域を貫いて延長する位置(ラインセンサカメラ1の対向位置)に配置される。白色蛍光灯2は発光領域が直線状であるために撮像領域が同様に直線状であるラインセンサカメラ1の照明手段として適している。ラインセンサカメラ1によるRGB各色の撮像を行えるように、白色蛍光灯2が放射する光にはRGB各色の光が含まれている。   The white fluorescent lamp 2 is an illumination means for the line sensor camera 1 to image the color filter 100 with transmitted light. The white fluorescent lamp 2 is arranged at a position where the imaging optical axis of the line sensor camera 1 extends through the imaging area of the color filter 100 (a position facing the line sensor camera 1). The white fluorescent lamp 2 is suitable as an illuminating means for the line sensor camera 1 in which the imaging region is similarly linear because the light emitting region is linear. The light emitted by the white fluorescent lamp 2 includes light of each RGB color so that the line sensor camera 1 can capture each color of RGB.

白色蛍光灯2には高周波点灯電源によって電力が供給される。白色蛍光灯2における蛍光体の残光特性と高周波点灯の組合せによって、ラインセンサカメラ1の露光時間を尺度としたときには、照明手段2における放射光量の変動は実質的に存在しない。高周波点灯電源は、図2に示すように、その動作(電源オンオフ、供給電力量、等)を制御する信号を処理部4から入力する。   Electric power is supplied to the white fluorescent lamp 2 by a high frequency lighting power source. When the exposure time of the line sensor camera 1 is taken as a scale by the combination of the phosphor afterglow characteristics and the high-frequency lighting in the white fluorescent lamp 2, there is substantially no variation in the amount of radiant light in the illumination means 2. As shown in FIG. 2, the high-frequency lighting power supply receives a signal for controlling its operation (power on / off, power supply amount, etc.) from the processing unit 4.

コロコンベヤ3はラインセンサカメラ1の撮像における副走査のため塗布物であるカラーフィルター100をその塗布方向に対して直角方向に搬送する搬送手段である。コロコンベヤ3は、図2に示すように、機械系(コロコンベヤそのもの)とその制御系とから構成される。機械系はカラーフィルター100を搬送する力を伝える複数のコロと、その複数のコロを回転駆動するモーター等から成る。制御系はPLC(プログラマブルシーケンスコントローラ)である。PLCは機械系を制御するとともにPLCに接続されている処理部4に対して搬送状態(搬送速度、搬送距離、等)に関するデータを出力する。また、PLC20はウェブ100の搬送制御(運転停止、等)に関するデータを処理部4から入力する。データを処理部4はPLCから入力して搬送状態に関するデータに基づいて搬送に同期した撮像画像の読込みを行う。   The roller conveyor 3 is a transport unit that transports the color filter 100 as a coating material in a direction perpendicular to the coating direction for sub-scanning in the imaging of the line sensor camera 1. As shown in FIG. 2, the roller conveyor 3 includes a mechanical system (the roller conveyor itself) and a control system thereof. The mechanical system includes a plurality of rollers that transmit a force for conveying the color filter 100, a motor that rotationally drives the plurality of rollers, and the like. The control system is a PLC (programmable sequence controller). The PLC controls the mechanical system and outputs data related to the conveyance state (conveyance speed, conveyance distance, etc.) to the processing unit 4 connected to the PLC. Further, the PLC 20 inputs data related to the conveyance control (operation stop, etc.) of the web 100 from the processing unit 4. The processing unit 4 inputs data from the PLC and reads a captured image synchronized with the conveyance based on the data related to the conveyance state.

処理部4はラインセンサカメラ1が出力するアナログ信号またはデジタル信号を入力して撮像画像(入力画像)として記憶する画像記憶手段、すなわち画像メモリとを有する。処理部4はその画像メモリに記憶されている画像についてデータ処理を行う。また、画像入力装置に関する設定、操作、等に係わるデータ処理、ユーザインタフェースに係わるデータ処理、等を行う。   The processing unit 4 includes an image storage unit that inputs an analog signal or a digital signal output from the line sensor camera 1 and stores it as a captured image (input image), that is, an image memory. The processing unit 4 performs data processing on the image stored in the image memory. In addition, data processing related to settings, operations, and the like related to the image input device, data processing related to the user interface, and the like are performed.

処理部4が行うデータ処理には、画像メモリに記憶した撮像画像においてカラーフィルター100の塗布方向に配列する画素の画素値の総和を求め塗布方向に対して直角方向の投影ベクトルを得る投影ベクトル演算処理が含まれている。撮像画像は、図5または図7の左側に示す図のようにスキュー歪を有する画像であり、塗布方向は画像が有する座標軸に対して所定の角度となっている。撮像画像における塗布方向は、コロコンベヤ3によって搬送されるカラーフィルター100の塗布方向とラインセンサカメラ1の主走査方向によって決まる。すなわち、前述した塗布方向と主走査方向とが成す角度θである。   The data processing performed by the processing unit 4 includes a projection vector calculation for obtaining a projection vector in a direction perpendicular to the application direction by obtaining a sum of pixel values of pixels arranged in the application direction of the color filter 100 in the captured image stored in the image memory. Processing is included. The captured image is an image having skew distortion as shown in the left side of FIG. 5 or FIG. 7, and the application direction is a predetermined angle with respect to the coordinate axis of the image. The application direction in the captured image is determined by the application direction of the color filter 100 conveyed by the roller conveyor 3 and the main scanning direction of the line sensor camera 1. That is, the angle θ formed by the coating direction and the main scanning direction described above.

撮像画像から直接的に投影ベクトルを得るためには、まず、撮像画像においてカラーフィルター100に属する主走査の画素の画素数だけ、角度θの方向に存在する画素の座標を仮定する。たとえば、属する主走査(y軸)の画素の座標を(x,1),(x,2)・・・(x,m)とするとき、角度θの方向に存在する画素の座標は、(x+tanθ,1),(x+2tanθ,2)・・・(x+mtanθ,m)である。その座標の中でカラーフィルター100に属する画素だけを対象とする。撮像画像におけるカラーフィルター100の境界は、画素値の大小によって判定する。境界の外側においては白色蛍光灯2の放射光が遮るものなしに直接的にラインセンサカメラ1に到達するため画素値が大きくなる。   In order to obtain a projection vector directly from a captured image, first, the coordinates of pixels existing in the direction of the angle θ are assumed by the number of pixels of main scanning belonging to the color filter 100 in the captured image. For example, when the coordinates of the pixel of the main scanning (y axis) to which it belongs are (x, 1), (x, 2)... (X, m), the coordinates of the pixel existing in the direction of the angle θ are ( x + tan θ, 1), (x + 2 tan θ, 2)... (x + m tan θ, m). Only pixels belonging to the color filter 100 in the coordinates are targeted. The boundary of the color filter 100 in the captured image is determined by the magnitude of the pixel value. Outside of the boundary, the pixel value increases because the light emitted from the white fluorescent lamp 2 directly reaches the line sensor camera 1 without being interrupted.

次に、その座標の画素の画素値を撮像画像において実際に存在する近傍の画素の画素値を用い、周知の内挿法(後述する)を適用して演算する。仮定した画素のすべてに対して画素値を演算しその総和を得る。これにより投影ベクトルにおける1つの要素の値が得られる。この演算をカラーフィルター100に属する副走査の画素の画素数だけ,すなわち、x=1〜nまで行うことによりすべての要素の値が得られ、投影ベクトル(S1,S2,・・・Sn)が得られる。   Next, the pixel value of the pixel at the coordinates is calculated by applying a known interpolation method (described later) using the pixel values of neighboring pixels that actually exist in the captured image. Pixel values are calculated for all assumed pixels and the sum is obtained. Thereby, the value of one element in the projection vector is obtained. By performing this calculation for the number of sub-scanning pixels belonging to the color filter 100, that is, x = 1 to n, the values of all the elements are obtained, and the projection vectors (S1, S2,... Sn) are obtained. can get.

処理部4は得られた投影ベクトルに基づいて良否判定処理を行う。すなわち、投影ベクトルを検査基準とを比較することにより良否判定を行う。たとえば、検査基準は上限ベクトルと下限ベクトルの2つから成るものとする。そして、投影ベクトルの要素の1つでも上限ベクトルと下限ベクトルの対応する要素が与える上限値と下限値の範囲内から外れていれば不良と判定する。
サーバー5は処理部4における良否判定処理の結果を入力し、カラーフィルター100の品質データとして保存する。また、不良判定のときには、関連する製造装置を含めて、運転を停止する指令を出力する等の処理を行う。
The processing unit 4 performs pass / fail judgment processing based on the obtained projection vector. That is, pass / fail judgment is performed by comparing the projection vector with the inspection standard. For example, it is assumed that the inspection standard includes two upper limit vectors and lower limit vectors. Then, even if one of the elements of the projection vector is out of the range of the upper limit value and the lower limit value given by the corresponding elements of the upper limit vector and the lower limit vector, it is determined as defective.
The server 5 inputs the result of the pass / fail judgment process in the processing unit 4 and stores it as quality data of the color filter 100. In addition, when the defect is determined, processing such as outputting a command to stop the operation is performed including the related manufacturing apparatus.

上述のように直接的に得るのではなく、撮像画像が有する幾何歪であるスキュー歪を補正してから投影ベクトルを得るように、処理部4における処理を構成することができる。この補正により幾何歪補正画像が得られるからモニター画面に表示する等において好適に利用することができる。スキュー歪を補正してから投影ベクトルを得る処理について図5〜図8を参照して説明する。図5、図6はマクロ的な(広域の)塗布ムラを検査するための図3に示す撮像系による撮像画像における処理を絵図として示したものである。図7、図8はミクロ的な(狭域の)塗布ムラを検査するための図4に示す撮像系による撮像画像における処理を絵図として示したものである。   The processing in the processing unit 4 can be configured not to obtain directly as described above but to obtain a projection vector after correcting the skew distortion, which is the geometric distortion of the captured image. A geometric distortion corrected image can be obtained by this correction, so that it can be suitably used for displaying on a monitor screen. A process for obtaining a projection vector after correcting the skew distortion will be described with reference to FIGS. FIGS. 5 and 6 show, as pictorial diagrams, processing in a captured image by the imaging system shown in FIG. 3 for inspecting macroscopic (wide area) coating unevenness. FIGS. 7 and 8 show, as pictorial diagrams, processing in a captured image by the imaging system shown in FIG. 4 for inspecting microscopic (narrow region) coating unevenness.

撮像画像(入力画像)は、図5に示すように、スキュー歪を有している。実物のカラーフィルター100は長方形であるが撮像画像においては平行四辺形となっている。処理部4は、この撮像画像において、スキュー歪を補正するためにアフィン変換を行う。そのアフィン変換により、幾何学歪補正画像(変換後画像)を得ることができる。この場合のアフィン変換の式は、図5に示すように、u=x+ytanθ,v=yである。ここに、変換前の座標(x、y)、変換後の座標(u,v)、塗布方向と主走査方向とが成す角度θとする。   The captured image (input image) has skew distortion as shown in FIG. The actual color filter 100 is rectangular, but in the captured image, it is a parallelogram. The processing unit 4 performs affine transformation to correct skew distortion in the captured image. A geometric distortion corrected image (post-conversion image) can be obtained by the affine transformation. The affine transformation formula in this case is u = x + ytan θ, v = y, as shown in FIG. Here, the coordinates (x, y) before conversion, the coordinates (u, v) after conversion, and the angle θ formed by the application direction and the main scanning direction are used.

変換前の画素の座標(x、y)は撮像画像における画素の位置であるから等間隔に行列配置した座標(格子点)となっている。これに対して変換後の画素の座標(u,v)は格子点とはなっていない。そこで、処理部4は、変換後の座標(u,v)にある画素の画素値に基づいて格子点にある画素の画素値を演算する内挿処理を行う。勿論、変換後の座標(u,v)にある画素の画素値は変換前の座標(x,y)にある画素の画素値に等しい。内挿処理には、周知の内挿法を適用することができる。たとえば、最近隣内挿法(nearest neighbor interpolation)、共1次内挿法(bi-linear interpolation)、バイキュービック内挿法(bi-cubic interpolation)を適用することができる。なかでも、情報の損失が少ないバイキュービック内挿法が好適である。   Since the coordinates (x, y) of the pixels before conversion are the positions of the pixels in the captured image, they are coordinates (lattice points) arranged in a matrix at equal intervals. On the other hand, the coordinates (u, v) of the pixel after conversion are not grid points. Therefore, the processing unit 4 performs an interpolation process for calculating the pixel value of the pixel at the lattice point based on the pixel value of the pixel at the converted coordinates (u, v). Of course, the pixel value of the pixel at the coordinate (u, v) after conversion is equal to the pixel value of the pixel at the coordinate (x, y) before conversion. A known interpolation method can be applied to the interpolation process. For example, nearest neighbor interpolation, bi-linear interpolation, and bi-cubic interpolation can be applied. In particular, the bicubic interpolation method with less information loss is preferable.

このようにスキュー歪を補正し内挿法を適用して格子点の画素値を有する画像(幾何学歪補正画像)に対して処理部4は投影ベクトルを得る処理を行う。幾何学歪補正画像は格子点を座標とする画素から構成され、その幾何学歪補正画像におけるy軸方向(図6参照)がカラーフィルター100の塗布方向となっている。したがって、投影ベクトルを得る処理は、単純である。すなわち、幾何学歪補正画像においてカラーフィルター100に属し塗布方向に配列する画素の画素値(輝度値)の総和を求める。これにより投影ベクトルにおける1つの要素の値が得られる。この演算を副走査の画素の画素数だけ行うことによりすべての要素の値が得られ、投影ベクトル(S1,S2,・・・Sn)が得られる。   In this way, the processing unit 4 performs a process of obtaining a projection vector for an image (geometric distortion corrected image) having a pixel value of a lattice point by correcting the skew distortion and applying the interpolation method. The geometric distortion corrected image is composed of pixels whose coordinates are lattice points, and the y-axis direction (see FIG. 6) in the geometric distortion corrected image is the application direction of the color filter 100. Therefore, the process of obtaining the projection vector is simple. That is, the sum of pixel values (luminance values) of pixels belonging to the color filter 100 and arranged in the coating direction in the geometric distortion corrected image is obtained. Thereby, the value of one element in the projection vector is obtained. By performing this calculation for the number of sub-scanning pixels, the values of all elements are obtained, and the projection vectors (S1, S2,... Sn) are obtained.

以上、図5、図6に示すマクロ的な(広域の)塗布ムラの検査するための処理部4における処理について説明した。図7、図8に示すミクロ的な(狭域の)塗布ムラの検査するための処理部4における処理については、基本的に同様であるから説明を省略する。
なお、ラインセンサカメラ1にはR色用ラインセンサカメラ、G色用ラインセンサカメラ、B色用ラインセンサカメラの3種類が存在するから、撮像画像についてもR色撮像画像、G色撮像画像、B色撮像画像の3種類が存在する。したがって、投影ベクトルについてもR色投影ベクトル、G色投影ベクトル、B色投影ベクトルの3種類が存在する。
また、ミクロ的な(狭域の)塗布ムラの検査においては、図7、図8に示すように、カラーフィルター100は、一般的なものは、同色が3ラインごとに並んでいるため、ラインセンサカメラ1に装着したカラーフィルターと同色のストライプは明部となり、それ以外の色のストライプは暗部となる。
The processing in the processing unit 4 for inspecting macroscopic (wide area) coating unevenness illustrated in FIGS. 5 and 6 has been described above. Since the processing in the processing unit 4 for inspecting microscopic (narrow region) coating unevenness shown in FIGS. 7 and 8 is basically the same, the description thereof is omitted.
Since there are three types of line sensor camera 1, an R color line sensor camera, a G color line sensor camera, and a B color line sensor camera, an R color captured image, a G color captured image, There are three types of B color captured images. Accordingly, there are three types of projection vectors: R color projection vector, G color projection vector, and B color projection vector.
Further, in the inspection of microscopic (narrow area) coating unevenness, as shown in FIGS. 7 and 8, since the color filter 100 is generally arranged in the same color every three lines, as shown in FIGS. A stripe of the same color as the color filter mounted on the sensor camera 1 is a bright portion, and a stripe of other colors is a dark portion.

本発明の塗布ムラ検査装置における全体構成を絵図として示す図である。It is a figure which shows the whole structure in the coating nonuniformity inspection apparatus of this invention as a pictorial diagram. 本発明の塗布ムラ検査装置における全体構成をブロック図として示す図である。It is a figure which shows the whole structure in the coating nonuniformity inspection apparatus of this invention as a block diagram. 本発明の塗布ムラ検査装置におけるマクロ的塗布ムラ検出撮像系の搬送方向(副走査方向)、塗布方向、ラインセンサカメラと光源の延長方向(主走査方向)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the conveyance direction (subscanning direction) of a macroscopic application nonuniformity detection imaging system in the application nonuniformity inspection apparatus of this invention, a coating direction, and the extension direction (main scanning direction) of a line sensor camera and a light source. 本発明の塗布ムラ検査装置におけるミクロ的塗布ムラ検出撮像系の搬送方向(副走査方向)、塗布方向、ラインセンサカメラと光源の延長方向(主走査方向)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the conveyance direction (sub-scanning direction) of the microscopic coating nonuniformity detection imaging system in the coating nonuniformity inspection apparatus of this invention, a coating direction, and the extension direction (main scanning direction) of a line sensor camera and a light source. マクロ的な塗布ムラを検査するための撮像画像における処理(その1)を絵図として示したものである。The process (the 1) in the captured image for test | inspecting macro application | coating nonuniformity is shown as a pictorial diagram. マクロ的な塗布ムラを検査するための撮像画像における処理(その2)を絵図として示したものである。The process (the 2) in the picked-up image for test | inspecting a macro application | coating nonuniformity is shown as a pictorial diagram. ミクロ的な塗布ムラを検査するための撮像画像における処理(その1)を絵図として示したものである。The process (the 1) in the picked-up image for test | inspecting micro application | coating nonuniformity is shown as a pictorial diagram. ミクロ的な塗布ムラを検査するための撮像画像における処理(その2)を絵図として示したものである。The process (the 2) in the picked-up image for test | inspecting micro application | coating nonuniformity is shown as a pictorial diagram. インクジェットヘッドに複数存在するノズルにおける吐出量の不均一が原因となって発生する塗布ムラの説明図である。It is explanatory drawing of the coating nonuniformity which arises due to the nonuniformity of the discharge amount in the nozzle which exists in multiple numbers in an inkjet head. カラーフィルターにおける塗布ムラの発生方向がラインセンサカメラの走査方向に対して平行方向となるようにした従来の撮像系の説明図である。It is explanatory drawing of the conventional imaging system which made the generation | occurrence | production direction of the coating nonuniformity in a color filter parallel to the scanning direction of a line sensor camera.

符号の説明Explanation of symbols

1 ラインセンサカメラ
2 白色蛍光灯
3 コロコンベヤ
4 処理部
5 サーバー
100 カラーフィルター






















1 Line Sensor Camera 2 White Fluorescent Light 3 Roller Conveyor 4 Processing Unit 5 Server 100 Color Filter






















Claims (3)

撮像における副走査のため塗布物を塗布方向に対して直角方向に搬送する搬送手段と、
前記撮像における主走査のため前記塗布方向に対して主走査方向が傾斜するように前記搬送の経路に配置され、前記塗布物を撮像して撮像画像を得るラインセンサカメラと、
前記撮像画像において前記塗布方向に配列する画素の画素値の総和を求め前記塗布方向に対して直角方向の投影ベクトルを得る投影ベクトル演算手段と、
を具備することを特徴とする塗布ムラ検査装置。
Transport means for transporting the coating material in a direction perpendicular to the coating direction for sub-scanning in imaging;
A line sensor camera that is arranged in the path of conveyance so that the main scanning direction is inclined with respect to the application direction for main scanning in the imaging, and obtains a captured image by imaging the application;
A projection vector calculation means for obtaining a projection vector in a direction perpendicular to the application direction by obtaining a sum of pixel values of pixels arranged in the application direction in the captured image;
A coating unevenness inspection apparatus comprising:
請求項1記載の塗布ムラ検査装置において、前記撮像画像が有する幾何歪を補正し幾何歪補正画像を得る幾何歪補正手段を具備し、前記投影ベクトル演算手段は、前記幾何補正画像において前記塗布方向に配列する画素の画素値の総和を求め前記塗布方向に対して直角方向の投影ベクトルを得ることを特徴とする塗布ムラ検査装置。 The coating unevenness inspection apparatus according to claim 1, further comprising geometric distortion correction means for correcting a geometric distortion of the captured image to obtain a geometric distortion correction image, wherein the projection vector calculation means includes the application direction in the geometric correction image. A coating unevenness inspection apparatus characterized in that a sum of pixel values of pixels arranged in a line is obtained to obtain a projection vector perpendicular to the coating direction. 請求項1または2記載の塗布ムラ検査装置において、前記投影ベクトルと検査基準とを比較することにより良否判定を行う良否判定手段を具備することを特徴とする塗布ムラ検査装置。

The coating unevenness inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a quality determination unit that performs quality determination by comparing the projection vector with an inspection standard.

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