JP2007285933A - エッジ真直度測定方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】エッジ部の真直度の検出精度を向上させる。
【解決手段】画像処理装置１３は、撮像装置１２とダイヘッド２３の塗布表面２３Ａとの間のＹ方向距離および二値化閾値を適宜に変更し、算出される各エッジ部２２ａ，２２ａ毎の境界部の中点座標の変化を検出し、所望の誤差で各中点座標を算出するために必要とされる撮像装置１２とスリット部２２との間の距離のずれ及び二値化閾値の範囲を算出する。画像処理装置１３は、撮像装置１２とスリット部２２との相対移動に係る誤差を、所定相対位置から相対移動させた際に算出した各中点座標と、所定相対位置から相対移動と平行な方向に所定距離だけ異なる相対位置から相対移動させた際に算出した各中点座標とに基づき、位相差法により、相対移動に係る誤差を補正した後の各中点座標を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エッジ真直度測定方法およびプログラムに関する。

従来、例えば一方向に走行する可撓性帯状支持体に塗布液を塗布する際に使用されるスロットダイは、内部に塗布液の液溜めとされるマニホールドを備え、このマニホールドから通じる塗布幅方向に伸びたスリットから塗布液が吐出されることで、ダイヘッドの塗布表面上を移動する基材に塗布液を連続的に塗布するものであって、特に長尺の基材に対して均一な塗布厚さの塗布面を形成するために、塗布液が吐出されるスリットのスリット幅は精度良く形成される必要がある。
これに伴い、例えば塗布幅方向に伸びるスリットの長さ（例えば、数ｍ等）に比べて、相対的に小さいスリット幅（例えば、数１０〜数１００μｍ等）を有するスリットに対して、スリット幅を精度良く測定する必要があり、従来、例えばテーパゲージをスリットに挿入し、テーパゲージに設けられた目盛りを読み取る方法が知られている。
しかしながら、このようにスリットのエッジ部にテーパゲージ等の測定器を接触させる接触式の測定方法では、測定器やエッジ部に摩耗や損傷等が生じる虞があると共に、スリットの長さが相対的に長い場合には、スリット幅の検出精度を向上させるために、この長さ方向における測定位置の設定数を増大させる必要があり、測定に要する煩雑な手間が嵩むという問題がある。

このような問題に対して、従来、例えば被測定対象物の上方に配置したＣＣＤカメラ等の撮像装置により被測定対象物のエッジ部を撮像して、この撮像により得られた画像からエッジ部の位置を検出する非接触式の検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この検出装置によれば、スロットダイ等のスリットのスリット幅を検出する際には、例えば、ＣＣＤカメラ等の撮像装置とスリットを有する被測定対象物とを、スリットの伸びる方向に対して相対的に移動させ、スリットのエッジ部を上方から撮像するようになっている。
特開２０００−３０４５１０号公報

ところで、上述したような検出装置によってスロットダイ等のスリットのスリット幅を検出すると、例えばスリットの伸びる方向に沿ったスリット幅の変化が所定値以内であるか否か等を検知することができる。
しかしながら、単に、スリット幅を検出するだけでは、スリット幅の直進性、つまりスリットを形成する２つのエッジ部の真直度を検知することはできず、例えばスリットの伸びる方向に沿ったスリット幅の変化が所定値以内であっても、スリットの伸びる方向に沿ってスリットが歪んでいたり、湾曲している状態を検知することはできないという問題が生じる。また、例えばスリットの伸びる方向に沿ったスリット幅の変化が所定値よりも大きい場合には、スリットを形成する２つのエッジ部の何れのエッジ部の真直度が低下しているのかを検知することができないという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、エッジ部の真直度の検出精度を向上させることが可能なエッジ真直度測定方法およびプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のエッジ真直度測定方法は、エッジ部の真直度を測定するエッジ真直度測定方法であって、撮像手段により撮像して得た前記エッジ部の画像に対し、所定の二値化閾値に基づいて二値化処理を行うステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ１２）と、二値化処理されてなる画像から前記エッジ部の境界部を検出するステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ１３）と、前記境界部の複数の位置座標に基づき、前記エッジ部の真直度を算出するステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ３０）とを含むことを特徴としている。

さらに、請求項２に記載の本発明のエッジ真直度測定方法は、前記撮像手段と前記エッジ部との間の距離を変更するステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０４）と、前記撮像手段と前記エッジ部との間の距離の変化に伴う前記位置座標の変化に基づき、前記二値化閾値を変更するステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０７）とを含むことを特徴としている。

また、請求項３に記載の本発明のエッジ真直度測定方法は、エッジ部の真直度を測定するエッジ真直度測定方法であって、撮像手段と前記エッジ部との所定相対位置から前記撮像手段と前記エッジ部とを前記エッジ部の伸びる方向に平行な方向において相対移動させ、前記撮像手段により撮像して得た前記エッジ部の画像に基づき前記エッジ部の境界部の位置座標を算出する第１のステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ２２）と、前記所定相対位置から前記エッジ部の伸びる方向に平行な方向において所定距離だけ変更してなる相対位置から、前記撮像手段と前記エッジ部とを前記エッジ部の伸びる方向に平行な方向において相対移動させ、前記撮像手段により撮像して得た前記エッジ部の画像に基づき前記エッジ部の境界部の位置座標を算出する第２のステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ２８）と、前記第１および前記第２のステップにて算出した前記位置座標に基づき、前記撮像手段の撮像方向における前記撮像手段と前記エッジ部との相対位置に係る誤差を補正後の前記位置座標を算出するステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ３０）と、前記補正後の複数の前記位置座標に基づき、前記エッジ部の真直度を算出するステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ３０）とを備えることを特徴としている。

また、請求項４に記載の本発明のプログラムは、コンピュータを、エッジ部の真直度を測定する手段として機能させるためのプログラムであって、撮像手段により撮像して得た前記エッジ部の画像に対し、所定の二値化閾値に基づいて二値化処理を行う手段（例えば、実施の形態でのステップＳ１２）と、二値化処理されてなる画像から前記エッジ部の境界部を検出する手段（例えば、実施の形態でのステップＳ１３）と、前記境界部の複数の位置座標に基づき、前記エッジ部の真直度を算出する手段（例えば、実施の形態でのステップＳ３０）として機能させることを特徴としている。

さらに、請求項５に記載の本発明のプログラムは、コンピュータを、前記撮像手段と前記エッジ部との間の距離を変更する手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０４）と、前記撮像手段と前記エッジ部との間の距離の変化に伴う前記位置座標の変化に基づき、前記二値化閾値を変更する手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０７）として機能させることを特徴としている。

また、請求項６に記載の本発明のプログラムは、コンピュータを、エッジ部の真直度を測定する手段として機能させるためのプログラムであって、撮像手段と前記エッジ部との所定相対位置から前記撮像手段と前記エッジ部とを前記エッジ部の伸びる方向に平行な方向において相対移動させ、前記撮像手段により撮像して得た前記エッジ部の画像に基づき前記エッジ部の境界部の位置座標を算出する第１の手段（例えば、実施の形態でのステップＳ２２）と、前記所定相対位置から前記エッジ部の伸びる方向に平行な方向において所定距離だけ変更してなる相対位置から、前記撮像手段と前記エッジ部とを前記エッジ部の伸びる方向に平行な方向において相対移動させ、前記撮像手段により撮像して得た前記エッジ部の画像に基づき前記エッジ部の境界部の位置座標を算出する第２の手段（例えば、実施の形態でのステップＳ２８）と、前記第１および第２の手段にて算出した前記位置座標に基づき、前記撮像手段の撮像方向における前記撮像手段と前記エッジ部との相対位置に係る誤差を補正後の前記位置座標を算出する手段（例えば、実施の形態でのステップＳ３０）と、前記補正後の複数の前記位置座標に基づき、前記エッジ部の真直度を算出する手段（例えば、実施の形態でのステップＳ３０）として機能させることを特徴としている。

請求項１に記載のエッジ真直度測定方法によれば、例えば被測定対象物等に設けられたスリット部や凸部等において、エッジ部をＣＣＤカメラ等の撮像手段により上方から撮像し、得られた画像に対して二値化処理を行い、相対的に輝度値が小さいスリット部や凸部以外の領域と、光が反射されることで相対的に輝度値が大きくなる被測定対象物本体や凸部との境界部を検出し、検出した境界部の位置座標を算出することにより、複数の位置座標の分布状態からエッジ部の真直度を算出することができる。

請求項２に記載のエッジ真直度測定方法によれば、撮像方向における撮像手段とエッジ部との相対位置が変化すると、焦点が変動し、撮像により得られる画像がぼやける場合があり、これに伴い、検出される境界部が変動する場合がある。この境界部の変動は、焦点の変動により画像がぼやける程度と、二値化処理における二値化閾値の値とに応じて変化することから、撮像手段と複数のエッジ部との間の距離を適宜に変更すると共に、二値化閾値変更手段によって二値化閾値を適宜に変更し、境界部の変動つまり境界部の位置座標の変化を把握することにより、所望の誤差で境界部の位置座標を算出するために必要とされる撮像手段と複数のエッジ部との間の距離のずれ及び二値化閾値の範囲を算出することができる。

請求項３に記載のエッジ真直度測定方法によれば、例えば被測定対象物等に設けられたスリット部や凸部等において、エッジ部をＣＣＤカメラ等の撮像手段により上方から撮像し、得られた画像上において、相対的に輝度値が小さいスリット部や凸部以外の領域と、光が反射されることで相対的に輝度値が大きくなる被測定対象物本体や凸部との境界部を検出し、検出した境界部の位置座標を算出する。ここで、撮像手段とエッジ部とがエッジ部の伸びる方向に平行な方向に相対移動させられる際に、撮像方向における撮像手段とエッジ部との相対位置が変化すると、焦点が変動し、撮像により得られる画像がぼやける場合があり、これに伴い、境界部の位置座標の検出値に対する誤差が増大する場合がある。
この相対移動に係る誤差は、撮像手段とエッジ部との所定相対位置から相対移動させた際に算出した境界部の位置座標と、所定相対位置から相対移動の方向に所定距離だけ変更されてなる相対位置から相対移動させた際に算出した境界部の位置座標とに基づき、いわゆる位相差法によって相殺することができ、相対移動に係る誤差を補正した後の境界部の位置座標を算出することができる。

請求項４に記載のプログラムによれば、例えば被測定対象物等に設けられたスリット部や凸部等において、エッジ部をＣＣＤカメラ等の撮像手段により上方から撮像し、得られた画像に対して二値化処理を行い、相対的に輝度値が小さいスリット部や凸部以外の領域と、光が反射されることで相対的に輝度値が大きくなる被測定対象物本体や凸部との境界部を検出し、検出した境界部の位置座標を算出することにより、複数の位置座標の分布状態からエッジ部の真直度を算出することができる。

請求項５に記載のプログラムによれば、撮像方向における撮像手段とエッジ部との相対位置が変化すると、焦点が変動し、撮像により得られる画像がぼやける場合があり、これに伴い、検出される境界部が変動する場合がある。この境界部の変動は、焦点の変動により画像がぼやける程度と、二値化処理における二値化閾値の値とに応じて変化することから、撮像手段と複数のエッジ部との間の距離を適宜に変更すると共に、二値化閾値変更手段によって二値化閾値を適宜に変更し、境界部の変動つまり境界部の位置座標の変化を把握することにより、所望の誤差で境界部の位置座標を算出するために必要とされる撮像手段と複数のエッジ部との間の距離のずれ及び二値化閾値の範囲を算出することができる。

請求項６に記載のプログラムによれば、例えば被測定対象物等に設けられたスリット部や凸部等において、エッジ部をＣＣＤカメラ等の撮像手段により上方から撮像し、得られた画像上において、相対的に輝度値が小さいスリット部や凸部以外の領域と、光が反射されることで相対的に輝度値が大きくなる被測定対象物本体や凸部との境界部を検出し、検出した境界部の位置座標を算出する。ここで、撮像手段とエッジ部とがエッジ部の伸びる方向に平行な方向に相対移動させられる際に、撮像方向における撮像手段とエッジ部との相対位置が変化すると、焦点が変動し、撮像により得られる画像がぼやける場合があり、これに伴い、境界部の位置座標の検出値に対する誤差が増大する場合がある。
この相対移動に係る誤差は、撮像手段とエッジ部との所定相対位置から相対移動させた際に算出した境界部の位置座標と、所定相対位置から相対移動の方向に所定距離だけ変更されてなる相対位置から相対移動させた際に算出した境界部の位置座標とに基づき、いわゆる位相差法によって相殺することができ、相対移動に係る誤差を補正した後の境界部の位置座標を算出することができる。

以下、本発明のエッジ真直度測定方法およびプログラムの一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態に係るエッジ真直度測定装置１０は、例えば被検出対象物に設けられたスリットや溝等を構成するエッジ部の真直度（エッジ真直度）を検出するものであって、例えば一方向に走行する可撓性帯状支持体に塗布液を塗布する際に使用されるスロットダイ１１のエッジ真直度を検出するものとされており、例えば図１に示すように、ＣＣＤカメラ等をなす撮像装置１２と、撮像装置１２から出力される画像データを処理する画像処理装置１３と、制御装置１４により制御され、スロットダイ１１と撮像装置１２とを相対移動させる駆動装置１５とを備えて構成されている。

スロットダイ１１は、内部に塗布液の液溜めとされるマニホールド２１を備え、このマニホールド２１から通じる塗布幅方向に伸びたスリット部２２から塗布液が吐出されることで、ダイヘッド２３の塗布表面２３Ａ上を移動する基材に塗布液を連続的に塗布するものであって、特に長尺の基材に対して均一な塗布厚さの塗布面を形成するために、塗布液が吐出されるスリット部２２のスリット幅ｈ（例えば、数１０〜数１００μｍ等）は、塗布幅方向に伸びるスリット部２２の長さ（例えば、数ｍ等）に比べて、相対的に小さく形成されている。
そして、スロットダイ１１は、駆動装置１５によりスリット部２２が伸びる方向に平行な方向（Ｘ方向）およびスリット部２２の深さ方向、つまりＸ方向に直交する方向（Ｙ方向）に変位可能とされたテーブル２４上に載置された状態で固定されている。

ＣＣＤカメラ等をなす撮像装置１２は、例えば、ダイヘッド２３の塗布表面２３Ａの上方の位置、つまりＹ方向にテーブル２４の表面上から所定の距離だけ離間した位置において、Ｘ方向に少なくとも所定距離Ｌだけ変位可能に配置されており、ダイヘッド２３のスリット部２２を含む塗布表面２３Ａを上方から撮像する。そして、撮像により得られた画像データを画像処理装置１３へ出力する。
画像処理装置１３は、例えば、画像データ取得部３１と、二値化処理部３２と、境界部検出部３３と、中点座標記憶部３４と、Ｙ方向距離変更部３５と、二値化閾値変更部３６と、位相差法処理部３７とを備えて構成されている。

画像データ取得部３１は、撮像装置１２から出力される画像データを取得し、記憶部（図示略）に格納する。
二値化処理部３２は、記憶部に格納された画像データを読み込み、二値化閾値に基づいて二値化処理を行う。これにより、相対的に輝度値が小さいスリット部２２と、光が反射されることで相対的に輝度値が大きくなる塗布表面２３Ａとの境界位置が設定される。
境界部検出部３３は、二値化処理後の画像データ上において境界位置を抽出し、境界位置に対して最小二乗法を用いた直線近似を行う、或いは、複数の画像データ毎の境界位置の位置情報を時系列データとして扱い、これらの複数のデータ列に対して最小二乗法を用いた直線近似を行い、スリット部２２と塗布表面２３Ａとの間の２つの境界部、つまりエッジ部２２ａ，２２ａを検出し、中点座標記憶部３４へ出力する。

中点座標記憶部３４は、直線近似された２つのエッジ部２２ａ，２２ａ毎に、各エッジ部２２ａ上の所定位置（例えば、各エッジ部２２ａとして近似された線分の中点等）の座標、例えば中点座標を算出して記憶すると共に、各中点座標をＹ方向距離変更部３５および二値化閾値変更部３６および位相差法処理部３７へ出力する。
なお、各中点座標のＸ方向成分およびＹ方向成分は、駆動装置１５により設定されるスロットダイ１１と撮像装置１２との相対配置状態に応じた所定値となり、Ｚ方向成分は、撮像装置１２の配置位置のＺ方向座標を基準として算出可能である。これにより、例えば駆動装置１５により撮像装置１２とスリット部２２とのＸ方向での相対位置が変更される際に複数の中点座標を算出することにより、これらの中点座標のＸＺ平面上での配置状態から各エッジ部２２ａの真直度を算出することができる。

Ｙ方向距離変更部３５は、例えば後述する二値化閾値設定処理等において、撮像装置１２とダイヘッド２３の塗布表面２３Ａとの間の距離（Ｙ方向距離）に応じた各エッジ部２２ａの境界部の中点座標の変化に基づき、Ｙ方向距離の変更を指示するＹ方向距離指令値を制御装置１４へ出力する。
二値化閾値変更部３６は、例えば後述する二値化閾値設定処理等により設定され、二値化処理部３２での二値化処理において参照される二値化閾値を変更する。

位相差法処理部３７は、撮像装置１２とスリット部２２とのＸ方向における所定相対位置から駆動装置１５によりスリット部２２がＸ方向に移動させられた際の第１回目の測定時において、撮像装置１２により撮像された画像データに基づき算出された２つのエッジ部２２ａ，２２ａに対する各第１中点座標のＺ方向（Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向）成分Ｚ１_Ａ（ｘ_ｎ），Ｚ２_Ａ（ｘ_ｎ）と、スリット部２２が所定相対位置からＸ方向に所定距離Ｌだけ変位させられた後の相対位置から駆動装置１５によりスリット部２２がＸ方向に移動させられた際の第２回目の測定時において、撮像装置１２により撮像された画像データに基づき算出された２つのエッジ部２２ａ，２２ａに対する各第２中点座標のＺ方向成分Ｚ１_Ｂ（ｘ_ｎ），Ｚ２_Ｂ（ｘ_ｎ）とに基づいて、スリット部２２が駆動装置１５によりＸ方向に移動させられる際にＹ方向距離が変動することに起因して各エッジ部２２ａの中点座標、特にＺ方向成分の算出結果に対して生じる誤差、つまり駆動装置１５の駆動に係る運動誤差ｅ（ｘ_ｎ）によるＺ方向成分測定誤差ｆ（ｅ（ｘ_ｎ））を補正した後の中点座標のＺ方向成分Ｚ１（ｘ_ｎ），Ｚ２（ｘ_ｎ）を算出する。なお、ｘ_ｎ（ｎは任意の自然数）は、スリット部２２のＸ方向における適宜の位置である。
そして、位相差法処理部３７は、駆動装置１５の駆動に係る誤差を補正した後の複数の中点座標のＸＺ平面上での配置状態に応じて各エッジ部２２ａの真直度を算出する。

制御装置１４は、撮像装置１２および駆動装置１５の動作を制御しており、例えば後述する二値化閾値設定処理等においては、画像処理装置１３から入力されるＹ方向距離指令値に基づき、スロットダイ１１が載置されるテーブル２４をＹ方向に変位させることで、撮像装置１２とダイヘッド２３の塗布表面２３Ａとの間のＹ方向距離を変更する。そして、変位後におけるＹ方向距離の情報を画像処理装置１３の二値化閾値変更部３６へ出力する。
また、制御装置１４は、例えば図２に示すように、スロットダイ１１が載置されるテーブル２４を駆動装置１５によりＸ方向に移動させることで、撮像装置１２がスロットダイ１１のスリット部２２を構成する２つのエッジ部２２ａ，２２ａを長さ方向に走査するように設定する。すなわち、この走査時にはスリット部２２の各エッジ部２２ａの長さ方向（Ｘ方向）の撮像を行うように撮像装置１２を制御し、撮像により得られる画像データを画像処理装置１３へ出力させる。そして、移動後あるいは移動中の所定時点におけるＸ方向の変位（Ｘ方向距離）の情報を画像処理装置１３の位相差法処理部３７へ出力する。

また、制御装置１４は、例えば後述する位相差法による検出処理においては、先ず、第１回目の測定時において、撮像装置１２とスリット部２２をＸ方向における所定相対位置に設定し、この所定相対位置からスリット部２２を駆動装置１５によりＸ方向に移動させると共に、撮像装置１２によりスリット部２２を撮像させ、撮像により得られた画像データを画像処理装置１３へ出力させる。
次に、第２回目の測定時において、撮像装置１２とスリット部２２をＸ方向における所定相対位置からＸ方向に所定距離Ｌだけ変位した相対位置に設定し、この相対位置からスリット部２２を駆動装置１５によりＸ方向に移動させると共に、撮像装置１２によりスリット部２２を撮像させ、撮像により得られた画像データを画像処理装置１３へ出力させる。

本実施の形態によるエッジ真直度測定装置１０は上記構成を備えており、以下に、このエッジ真直度測定装置１０によるエッジ真直度測定方法について説明する。
このエッジ真直度測定方法では、撮像装置１２によりスリット部２２を撮像して得た画像データからスリット部２２を構成する２つのエッジ部２２ａ，２２ａの各中点座標を算出する際に、スロットダイ１１をＸ方向に移動させることで、スリット部２２の長さ方向に亘って各エッジ部２２ａの中点座標を検出する場合に、Ｙ方向における撮像装置１２とスリット部２２との間の距離の変動に伴い、各エッジ部２２ａの中点座標の検出値（特に、中点座標のＺ方向成分の検出値）に誤差が生じることを抑制する、或いは、各エッジ部２２ａの中点座標の検出値（特に、中点座標のＺ方向成分の検出値）と実際の中点座標との間に生じる差異を補正するようになっている。

以下に、撮像装置１２から出力される画像データに対して二値化処理を行う際に参照される二値化閾値を適切に設定することによって、各エッジ部２２ａの中点座標の検出値に誤差が生じることを抑制する方法における、二値化閾値設定処理について説明する。
先ず、図３に示すステップＳ０１においては、二値化処理にて参照される二値化閾値の初期値を設定する。
次に、ステップＳ０２においては、撮像装置１２から出力される画像データに対して、後述する画像処理を実行する。
次に、ステップＳ０３においては、ステップＳ０２において算出した各エッジ部２２ａの中点座標と、画像データの撮像時におけるＹ方向距離と、画像データに対する二値化処理にて参照した二値化閾値とを、記憶部（図示略）に格納する。
次に、ステップＳ０４においては、Ｙ方向距離の設定値を変更する。
そして、ステップＳ０５においては、Ｙ方向距離の設定値の変化の累積値が所定変化を超えたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり一連の処理におけるＹ方向距離の変化の累積値が所定変化未満である場合には、上述したステップＳ０２に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０６に進む。

ステップＳ０６においては、各エッジ部２２ａ毎の中点座標の変動の累積値が所定範囲を超えたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり一連の処理における各エッジ部２２ａ毎の中点座標の変動の累積値が所定範囲以内である場合には、後述するステップＳ０９に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０７に進む。
ステップＳ０７では、二値化閾値を変更してステップＳ０８に進み、ステップＳ０８では、Ｙ方向距離を初期化、つまりＹ方向距離の設定値の変化の累積値がゼロとなるようにスロットダイ１１をＹ方向に移動させ、上述したステップＳ０２に戻る。
一方、ステップＳ０９においては、記憶部（図示略）に格納した各エッジ部２２ａの中点座標と、Ｙ方向距離と、二値化閾値とに基づき、各エッジ部２２ａ毎の中点座標の変動が所定の許容変動以下となるＹ方向距離および二値化閾値を抽出して、一連の処理を終了する。

以下に、上述したステップＳ０２における画像処理について説明する。
先ず、図４に示すステップＳ１１においては、撮像装置１２から出力される画像データを取得する。
次に、ステップＳ１２においては、取得した画像データに対して、二値化閾値に基づいて二値化処理を行う。これにより、例えば画像データが適宜の輝度値（例えば、０〜２５５の間の整数）を有する複数の画素から構成されている場合には、これらの画素を、二値化閾値を超える輝度値の画素と、二値化閾値以下の輝度値の画素とに分類する。
次に、ステップＳ１３においては、分類された画素の境界位置を抽出し、最小二乗法を用いた直線近似を行い、スリット部２２と塗布表面２３Ａとの間の２つの境界部、つまりエッジ部２２ａ，２２ａを検出する。
次に、ステップＳ１４においては、直線近似された２つのエッジ部２２ａ，２２ａ毎に、各エッジ部２２ａ上の所定位置、例えば各エッジ部２２ａとして近似された直線状の線分の中点座標を算出し、一連の処理を終了する。

以下に、各エッジ部２２ａの中点座標の検出値と実際の中点座標との間に生じる差異を補正する位相差法による検出処理について説明する。
この方法では、例えば図５に示すように、スロットダイ１１を駆動装置１５によりＸ方向に移動させ、スリット部２２の長さ方向に亘って各エッジ部２２ａの中点座標を検出する際に、駆動装置１５によりスロットダイ１１の移動を開始する時点における撮像装置１２とスリット部２２との相対位置が所定距離Ｌだけ異なる２回の測定処理を行い、これら２回の測定処理により得られた２つのエッジ部２２ａ，２２ａに対する各第１中点座標のＺ方向（Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向）成分Ｚ１_Ａ（ｘ_ｎ），Ｚ２_Ａ（ｘ_ｎ）および各第２中点座標のＺ方向成分Ｚ１_Ｂ（ｘ_ｎ），Ｚ２_Ｂ（ｘ_ｎ）に基づいて、スリット部２２が駆動装置１５によりＸ方向に移動させられる際にＹ方向に生じる運動誤差ｅ（ｘ_ｎ）によるＺ方向成分測定誤差ｆ（ｅ（ｘ_ｎ））を補正した後の各中点座標のＺ方向成分Ｚ１（ｘ_ｎ），Ｚ２（ｘ_ｎ）を算出する。なお、ｘ_ｎ（ｎは任意の自然数）は、スリット部２２のＸ方向における適宜の位置である。

先ず、図６に示すステップＳ２１においては、第１回目の測定処理として、撮像装置１２とスリット部２２とのＸ方向における所定相対位置からスリット部２２を駆動装置１５によりＸ方向に移動させ、撮像装置１２によりスリット部２２の撮像を開始する。
次に、ステップＳ２２においては、撮像装置１２から出力される画像データに対する画像処理、つまり上述したステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理を行う。
そして、ステップＳ２３においては、算出した２つのエッジ部２２ａ，２２ａに対する各第１中点座標を記憶部（図示略）に格納する。
なお、各第１中点座標のＺ方向成分Ｚ１_Ａ（ｘ_ｎ），Ｚ２_Ａ（ｘ_ｎ）は、例えば下記数式（１）に示すように、Ｘ方向における適宜の位置ｘ_ｎでの各中点座標のＺ方向成分Ｚ１（ｘ_ｎ），Ｚ２（ｘ_ｎ）に、スリット部２２がＸ方向に移動させられる際にＹ方向距離が変動することに起因して各中点座標の算出結果に対して生じる運動誤差ｅ（ｘ_ｎ）によるＺ方向成分測定誤差ｆ（ｅ（ｘ_ｎ））を加算して得た値として設定されている。

次に、ステップＳ２４においては、所定相対位置からのスリット部２２の駆動装置１５による移動距離が、所定の相対移動距離に到達したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ２２に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２５に進む。
ステップＳ２５においては、撮像装置１２による撮像を停止し、スリット部２２の駆動装置１５による移動を停止し、例えば駆動装置１５の駆動方向を逆転させる等によって、スリット部２２を所定相対位置に戻して撮像装置１２とスリット部２２との相対位置を初期状態に戻す。
次に、ステップＳ２６においては、例えば制御装置１４により制御される移動装置（図示略）等により、撮像装置１２をＸ方向においてスリット部２２の移動方向と平行な方向に所定距離Ｌだけ変位させる。

そして、ステップＳ２７においては、第２回目の測定処理として、所定相対位置から撮像装置１２が所定距離Ｌだけ変位した相対位置から、スリット部２２を駆動装置１５によりＸ方向に移動させ、撮像装置１２によりスリット部２２の撮像を開始する。
次に、ステップＳ２８においては、撮像装置１２から出力される画像データに対する画像処理、つまり上述したステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理を行う。
そして、ステップＳ２９においては、算出した２つのエッジ部２２ａ，２２ａに対する各第２中点座標を記憶部（図示略）に格納する。
なお、各第２中点座標のＺ方向成分Ｚ１_Ｂ（ｘ_ｎ），Ｚ２_Ｂ（ｘ_ｎ）は、例えば下記数式（２）に示すように、Ｘ方向における適宜の位置ｘ_ｎから所定距離Ｌだけ減算して得た位置での各中点座標のＺ方向成分Ｚ１（ｘ_ｎ−Ｌ），Ｚ２（ｘ_ｎ−Ｌ）に、スリット部２２が駆動装置１５によりＸ方向に移動させられる際にＹ方向距離が変動することに起因して各中点座標の算出結果に対して生じる運動誤差ｅ（ｘ_ｎ）によるＺ方向成分測定誤差ｆ（ｅ（ｘ_ｎ））を加算して得た値として設定されている。

次に、ステップＳ３０においては、記憶部（図示略）に格納した２つのエッジ部２２ａ，２２ａに対する各第１中点座標と、各第２中点座標とに基づいて、運動誤差ｅ（ｘ_ｎ）による測定誤差を補正した後の２つのエッジ部２２ａ，２２ａに対する各中点座標を算出する。
すなわち、上記数式（１）の各第１中点座標のＺ方向成分Ｚ１_Ａ（ｘ_ｎ），Ｚ２_Ａ（ｘ_ｎ）と、上記数式（２）の各第２中点座標のＺ方向成分Ｚ１_Ｂ（ｘ_ｎ），Ｚ２_Ｂ（ｘ_ｎ）との差分においては、運動誤差ｅ（ｘ_ｎ）によるＺ方向成分測定誤差ｆ（ｅ（ｘ_ｎ））を除去することができ、下記数式（３）に示すように、各差分を所定距離Ｌで除して得た差分変化ΔＺ１（ｘ_ｎ），ΔＺ２（ｘ_ｎ）は、運動誤差ｅ（ｘ_ｎ）によるＺ方向成分測定誤差ｆ（ｅ（ｘ_ｎ））を補正した後の各中点座標のＺ方向成分Ｚ１（ｘ_ｎ），Ｚ２（ｘ_ｎ）の１回微分として近似することができる。

従って、上記数式（３）を順次積分することによって、下記数式（４）に示すように、駆動装置１５の駆動に係る測定誤差を取り除いた各中点座標のＺ方向成分Ｚ１（ｘ_ｎ），Ｚ２（ｘ_ｎ）を算出することができる。
なお、スリット部２２のＸ方向における適宜の位置ｘ_ｎ（ｎは任意の自然数）は、各画像データが撮像された位置を示すものであり、例えば今回の撮像の位置ｘ_ｎに対して、位置ｘ_ｎ−１は、前回の撮像の位置となる。

さらに、ステップＳ３０においては、駆動装置１５の駆動に係る誤差を補正した後の複数の中点座標のＸＺ平面上での配置状態に応じて各エッジ部２２ａの真直度を算出し、一連の処理を終了する。

この位相差法による検出処理によれば、例えば、上述した二値化閾値設定処理において二値化閾値を設定した際に、スロットダイ１１を駆動装置１５によりＸ方向に移動させることに伴うＹ方向変位が許容領域を超え、検出される２つのエッジ部２２ａ，２２ａに対する各中点座標の変化が所定範囲を超える場合であっても、各中点座標の検出精度を向上させることができる。

以上説明したように、本実施の形態に係るエッジ真直度測定装置１０およびエッジ真直度測定方法によれば、スリット部２２を構成する２つのエッジ部２２ａ，２２ａ毎に、各境界部の中点座標から真直度を算出することにより、スリット部２２の直進性を検知することができると共に、例えばスリット部２２が歪んでいたり、湾曲している場合であっても、スリット部２２を構成する２つのエッジ部２２ａ，２２ａの何れのエッジ部２２ａの真直度が低下しているのかを検知することができる。
しかも、予めＹ方向距離および二値化閾値を適宜に変更して、２つのエッジ部２２ａ，２２ａの各中点座標の変化を把握することにより、スロットダイ１１を駆動装置１５によりＸ方向に移動させて各中点座標を検出する際に、スロットダイ１１を駆動装置１５によりＸ方向に移動させることに伴うＹ方向変位が許容領域以内であれば、検出される各中点座標の変化が所定範囲以内となるように設定することができ、各中点座標の検出精度を向上させることができる。
また、二値化閾値設定処理において二値化閾値を設定した際に、スロットダイ１１を駆動装置１５によりＸ方向に移動させることに伴うＹ方向変位が許容領域を超え、検出される各中点座標の変化が所定範囲を超える場合であっても、位相差法により各中点座標の検出精度を向上させることができる。

なお、上述した本実施の形態においては、駆動装置１５によってスロットダイ１１を移動させるとしたが、これに限定されず、撮像装置１２をＸ方向およびＹ方向に移動させてもよい。
また、上述した本実施の形態において、位相差法による検出処理では、撮像装置１２によってスリット部２２の長さ方向に亘る２回の測定処理を行うとしたが、これに限定されず、例えばＸ方向に所定距離Ｌだけ離間して２つの撮像装置１２，１２を配置し、これらの撮像装置１２，１２によってスリット部２２の長さ方向に亘る１回の測定処理を行うようにしてもよい。

なお、本発明の一実施形態に係るエッジ真直度測定方法を実現するエッジ真直度測定装置１０は、専用のハードウェアにより実現されるものであっても良く、また、メモリおよびＣＰＵを備えて構成され、エッジ真直度測定装置１０の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現するものであってもよい。

また、上述した本発明に係るエッジ真直度測定方法を実現するためのプログラムをコンピュータ読みとり可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより結晶形状の測定を行っても良い。なお、ここで言うコンピュータシステムとはＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであっても良い。

また、コンピュータ読みとり可能な記録媒体とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことを言う。さらに、コンピュータ読みとり可能な記録媒体とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記憶されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

なお、上述した本実施の形態においては、エッジ真直度測定装置１０は、例えば被検出対象物に設けられたスリットや溝等に具備されるエッジ部を検出するとしたが、これに限定されず、例えば被検出対象物に設けられた凸部に具備されるエッジ部等のように、被検出対象物に設けられたエッジ部の真直度を検出するものであればよい。

以上説明したように、請求項１記載の本発明のエッジ真直度測定方法によれば、例えば被測定対象物等に設けられたスリット部や凸部等において、エッジ部をＣＣＤカメラ等の撮像手段により上方から撮像し、得られた画像に対して二値化処理を行い、相対的に輝度値が小さいスリット部や凸部以外の領域と、光が反射されることで相対的に輝度値が大きくなる被測定対象物本体や凸部との境界部を検出し、検出した境界部の位置座標を算出することにより、複数の位置座標の分布状態からエッジ部の真直度を容易に算出することができる。
さらに、請求項２記載の本発明のエッジ真直度測定方法によれば、予め、撮像手段と複数のエッジ部との間の距離および二値化閾値を適宜に変更し、エッジ部の境界部の位置座標の変化を把握することにより、所望の誤差でエッジ部の境界部の位置座標を算出するために必要とされる撮像手段と複数のエッジ部との間の距離のずれ及び二値化閾値の範囲を算出することができる。
また、請求項３記載の本発明のエッジ真直度測定方法によれば、撮像手段とエッジ部との相対移動に係る誤差は、相対移動と平行な方向に所定距離だけ異なる相対位置から相対移動させた際に算出した各エッジ部の境界部の位置座標に基づき、いわゆる位相差法によって相殺することができ、相対移動に係る誤差を補正した後のエッジ部の境界部の位置座標を算出することができる。

また、請求項４記載の本発明のプログラムによれば、例えば被測定対象物等に設けられたスリット部や凸部等において、エッジ部をＣＣＤカメラ等の撮像手段により上方から撮像し、得られた画像に対して二値化処理を行い、相対的に輝度値が小さいスリット部や凸部以外の領域と、光が反射されることで相対的に輝度値が大きくなる被測定対象物本体や凸部との境界部を検出し、検出した境界部の位置座標を算出することにより、複数の位置座標の分布状態からエッジ部の真直度を容易に算出することができる。
さらに、請求項５記載の本発明のプログラムによれば、予め、撮像手段と複数のエッジ部との間の距離および二値化閾値を適宜に変更し、エッジ部の境界部の位置座標の変化を把握することにより、所望の誤差でエッジ部の境界部の位置座標を算出するために必要とされる撮像手段と複数のエッジ部との間の距離のずれ及び二値化閾値の範囲を算出することができる。
また、請求項６記載の本発明のプログラムによれば、撮像手段とエッジ部との相対移動に係る誤差は、相対移動と平行な方向に所定距離だけ異なる相対位置から相対移動させた際に算出した各エッジ部の境界部の位置座標に基づき、いわゆる位相差法によって相殺することができ、相対移動に係る誤差を補正した後のエッジ部の境界部の位置座標を算出することができる。

本発明の一実施形態に係わるエッジ真直度測定装置を示す構成図である。 図１に示すエッジ真直度測定装置において、スロットダイの移動方向を示す斜視図である。 二値化閾値設定処理を示すフローチャートである。 図３に示す画像処理の詳細について示すフローチャートである。 位相差法による検出処理での撮像装置とスロットダイとの相対位置を示す図である。 位相差法による検出処理について示すフローチャートである。

符号の説明

１０ エッジ真直度測定装置
１１ スロットダイ
１２ 撮像装置（撮像手段）
１５ 駆動装置
２２ スリット部
２２ａ エッジ部
３２ 二値化処理部
３３ 境界部検出部
３４ 中点座標記憶部
３５ Ｙ方向距離変更部
３６ 二値化閾値変更部
３７ 位相差法処理部

Claims (6)

1. エッジ部の真直度を測定するエッジ真直度測定方法であって、
   撮像手段により撮像して得た前記エッジ部の画像に対し、所定の二値化閾値に基づいて二値化処理を行うステップと、
   二値化処理されてなる画像から前記エッジ部の境界部を検出するステップと、
   前記境界部の複数の位置座標に基づき、前記エッジ部の真直度を算出するステップと
   を含むことを特徴とするエッジ真直度測定方法。
2. 前記撮像手段と前記エッジ部との間の距離を変更するステップと、
   前記撮像手段と前記エッジ部との間の距離の変化に伴う前記位置座標の変化に基づき、前記二値化閾値を変更するステップと
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のエッジ真直度測定方法。
3. エッジ部の真直度を測定するエッジ真直度測定方法であって、
   撮像手段と前記エッジ部との所定相対位置から前記撮像手段と前記エッジ部とを前記エッジ部の伸びる方向に平行な方向において相対移動させ、前記撮像手段により撮像して得た前記エッジ部の画像に基づき前記エッジ部の境界部の位置座標を算出する第１のステップと、
   前記所定相対位置から前記エッジ部の伸びる方向に平行な方向において所定距離だけ変更してなる相対位置から、前記撮像手段と前記エッジ部とを前記エッジ部の伸びる方向に平行な方向において相対移動させ、前記撮像手段により撮像して得た前記エッジ部の画像に基づき前記エッジ部の境界部の位置座標を算出する第２のステップと、
   前記第１および前記第２のステップにて算出した前記位置座標に基づき、前記撮像手段の撮像方向における前記撮像手段と前記エッジ部との相対位置に係る誤差を補正後の前記位置座標を算出するステップと、
   前記補正後の複数の前記位置座標に基づき、前記エッジ部の真直度を算出するステップと
   を含むことを特徴とするエッジ真直度測定方法。
4. コンピュータを、
   エッジ部の真直度を測定する手段として機能させるためのプログラムであって、
   撮像手段により撮像して得た前記エッジ部の画像に対し、所定の二値化閾値に基づいて二値化処理を行う手段と、
   二値化処理されてなる画像から前記エッジ部の境界部を検出する手段と、
   前記境界部の複数の位置座標に基づき、前記エッジ部の真直度を算出する手段と
   して機能させることを特徴とするプログラム。
5. コンピュータを、
   前記撮像手段と前記エッジ部との間の距離を変更する手段と、
   前記撮像手段と前記エッジ部との間の距離の変化に伴う前記位置座標の変化に基づき、前記二値化閾値を変更する手段と
   して機能させることを特徴とする請求項４に記載のプログラム。
6. コンピュータを、
   エッジ部の真直度を測定する手段として機能させるためのプログラムであって、
   撮像手段と前記エッジ部との所定相対位置から前記撮像手段と前記エッジ部とを前記エッジ部の伸びる方向に平行な方向において相対移動させ、前記撮像手段により撮像して得た前記エッジ部の画像に基づき前記エッジ部の境界部の位置座標を算出する第１の手段と、
   前記所定相対位置から前記エッジ部の伸びる方向に平行な方向において所定距離だけ変更してなる相対位置から、前記撮像手段と前記エッジ部とを前記エッジ部の伸びる方向に平行な方向において相対移動させ、前記撮像手段により撮像して得た前記エッジ部の画像に基づき前記エッジ部の境界部の位置座標を算出する第２の手段と、
   前記第１および第２の手段にて算出した前記位置座標に基づき、前記撮像手段の撮像方向における前記撮像手段と前記エッジ部との相対位置に係る誤差を補正後の前記位置座標を算出する手段と、
   前記補正後の複数の前記位置座標に基づき、前記エッジ部の真直度を算出する手段と
   して機能させることを特徴とするプログラム。
   
   

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