JP2014191057A

JP2014191057A - Ｉｔｏパターンの撮像装置及び撮像方法

Info

Publication number: JP2014191057A
Application number: JP2013064304A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Fukada; 隆之深田
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2014-10-06

Abstract

【課題】不可視性を高めたＩＴＯパターンについても、カメラによる撮像を可能とする撮像装置を提供する。
【解決手段】ＩＴＯパターンを撮像する撮像装置において、前記ＩＴＯパターンに照射する照明用の光源と前記ＩＴＯパターンを撮像するカメラとを備え、前記光源が、ＩＴＯパターン面に対する入射光軸の角度が０°よりも大きく２０°以下となる範囲内になるように設置されており、前記カメラが、前記ＩＴＯパターン面に対する撮像光軸が前記入射光軸を前記入射光軸と前記ＩＴＯパターン面との交点から前記ＩＴＯパターン面に垂直に伸ばした仮想線に対して鏡像位置となるように設置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネルなどに使用されるＩＴＯパターンの撮像装置及び撮像方法に関する。

タッチパネルに用いられる透明電極は、スパッタなどで形成されるＩＴＯやＩＺＯなどの金属酸化物が用いられている。最近では、低価格化を目的とした、銀ナノワイヤーや金属メッシュなどによる代替品も多く開発されているが、主流は未だにＩＴＯ膜が多い。

ＩＴＯ膜だけではタッチパネルは作成できず、これに対応する電気配線が必要となる。ガラスを基材としたタッチパネルではスパッタで銀やＭｏ／Ａｌ／Ｍｏ（ＭＡＭ）といった金属薄膜を使用することが多いが、ＰＥＴフィルムを基材とするタッチパネルでは銅薄膜の他に、銀ペーストや銅ペーストを用いた印刷配線を使用することが多い。

銀ペーストを用いた印刷配線の場合、先に形成したＩＴＯパターンに合わせて印刷をする、いわゆるアライメント印刷を行う必要がある。その場合、先に形成したＩＴＯパターンをカメラで撮像し、その位置情報に基づいて位置合わせ（アライメント）を行い、印刷する。

そのためには、ＩＴＯのパターンがカメラで認識できることが必要であるが、本来ＩＴＯパターンは透明に近いため、人間の目と同じ可視光域では認識できないことが多い。透明であるということは、ＩＴＯパターンと基材（ガラスもしくはＰＥＴフィルムなど）とその光源における反射率、透過率、屈折率、色相がほぼ等しいということである。

ＩＴＯの場合、ＵＶ（紫外）域とＩＲ（赤外）域に大きな反射率と吸収率（透過率と反射率の差）を持っており、基材との差が発生する。そのため、その波長の光を光源とする照明系であればカメラで撮像できることが多い。実際、従来より赤外光を使用したＩＴＯ向けアライメント光源を装備したスクリーン印刷機は存在する。

しかし、最近では不可視性をさらに向上させるため、ＩＴＯと基材の間に光学調整層と呼ばれる薄膜を設けることが多い。この場合、可視光域よりも広い範囲で反射率、透過率を基材と揃えることができるため、従来の赤外光や紫外光でもＩＴＯのパターンを捕らえることが難しくなってきている。

パターンを認識するということは、パターンとそれ以外の部分の輝度差を検出するということである。ＩＴＯパターンでは、視認する角度を変えた場合、パターンの見え方が変わる場合があることが知られている。それは、ＩＴＯと基材の屈折率差があるため、ある角度での光路長が異なっており、反射率差に角度依存が発生することを示している。つまり、ある角度における反射率が基材とパターンとで異なるので、見る角度を変化させると輝度差の変化が発生し、カメラで検出できるようになるということである。

特開平１０−１７１９７５号公報

本発明では上記のような、不可視性を高めたＩＴＯパターンについても、カメラによる撮像を可能とする撮像装置及び撮像方法を提供することを課題とした。

前記課題を解決するための第１の発明は、ＩＴＯパターンを撮像する撮像装置において、前記ＩＴＯパターンに照射する照明用の光源と前記ＩＴＯパターンを撮像するカメラとを備え、前記光源が、ＩＴＯパターン面に対する入射光軸の角度が０°よりも大きく２０°以下となる範囲内になるように設置されており、前記カメラが、前記ＩＴＯパターン面に対する撮像光軸が前記入射光軸を前記入射光軸と前記ＩＴＯパターン面との交点から前記ＩＴＯパターン面に垂直に伸ばした仮想線に対して鏡像位置となるように設置されていることを特徴とした撮像装置である。

また、第２の発明は、ＩＴＯパターンを撮像する撮像方法において、撮像の対象物に照射する照明用の光源の照射面に対する入射光軸の角度を０°よりも大きく２０°以下となる範囲内とし、撮像するカメラの前記照射面に対する撮像光軸の角度を、前記入射光軸と前記照射面との交点から前記照射面に垂直に伸ばした仮想線に対して鏡像位置に設置することを特徴とした撮像方法である。

また、前記第１または第２の発明において、光源波長としては、２００〜１０００ｎｍの範囲とすることを特徴とする。

これにより、ＩＴＯパターンの反射光をより鮮明に捉えることが出来るため、カメラによる撮像が可能になる。

本発明のＩＴＯパターンの撮像装置の構成及び撮像方法の説明を示す概略図従来のＩＴＯパターンの撮像装置の構成及び撮像方法の説明を示す概略図本発明のＩＴＯパターンの撮像装置の構成及び撮像方法の説明を示す上面図

本発明のＩＴＯパターンの撮像装置及び撮像方法について、本発明の撮像装置の構成及び撮像方法の説明を示す側面図を図１に、またその上面図を図３に示す。また、比較例の撮像装置の構成及び撮像方法の説明を示す側面図を図２に示す。

本発明の撮像装置及び撮像方法は、図１に示すように、対象のＩＴＯフィルムからなる基材５とその表面のＩＴＯパターン４に対し、ＩＴＯパターン４の表面（ＩＴＯパターン面）４ａに垂直な仮想線６を想定し、その仮想線６に対して光源１と撮像用のカメラ２とを角度３だけ互いに反対向きに傾けた状態にしたことを特徴とする。より詳細には、光源１は、表面４ａに対する入射光７の光軸である入射光軸の角度を角度３として設置されている。また、カメラ２は、表面４ａから捕捉される反射光８の光軸、すなわち表面４ａに対する撮像光軸が、光源１の入射光軸を当該入射光軸と表面４ａとの交点Ｏから表面４ａに垂直に伸ばした仮想線６に対して鏡像位置となるように設置されている。角度３は、例えば、０°を超え２０°以下となる範囲内に設定される。ＩＴＯパターン４等の撮像の対象物一般に対しては、前記表面４ａを、当該対象物の光源に対する照射面と置き換えることができる。

また、図３に示すように、上面から見て、対象（ここでは基材２０上のＩＴＯパターン１９）に対して光源１５からの入射光１７と撮像用のカメラ１６への正反射光１８が一直線に並ぶような配置とすることを特徴とする。この配置により、対象物からの正反射光を効率よく受光することができる。

それに対し、比較例の図２では、一般的な同軸落射照明を用いており、基材１４上の対象となるＩＴＯパターン１３に対して、光源からの出射光をハーフミラー１０で反射させることにより真上より入射光１１をあて、真上に反射した反射光１２を撮像用のカメラ９で受光する方法である。この方法では、ＩＴＯの反射光の角度依存を利用できないため、十分な輝度差で撮像することが出来ない。

また、反射光の角度依存を利用するためにはなるべく単波長の光源を利用することが望ましい。これは、波長によって反射の角度依存の度合いが変化するため、多種の波長が混ざった光源では角度による輝度差が平均化されてしまい、うまく輝度差が出ないことが考えられる。

詳細な実施例について以下に示す。本発明の撮像方法にてＩＴＯパターンが撮像できることを確認した。ＩＴＯでパターンが形成されたＰＥＴフィルムを平面ステージ上に載せ、フィルムの垂直に対し２０°傾けた位置にＬＥＤ照明を設置した。ＬＥＤは中心波長５００ｎｍのもので、６０ｍＷ程度の出力で、２０ｍｍφの範囲が照らせるものを使用した。また、撮像カメラを光源に対して鏡像位置で２０°傾けて設置し、光源の正反射を取り込めるようにした。
その結果、従来は撮像できなかったＩＴＯパターンを撮像することができた。

本発明は、タッチパネルや薄型ディスプレイ等の製造工程において利用することができる。

１…光源
２…撮像用カメラ
３…角度
４…ＩＴＯパターン
４ａ…表面
５…基材
６…ＩＴＯパターンの表面に垂直な仮想線
７…入射光
８…反射光
９…撮像用カメラ
１０…ハーフミラー
１１…入射光
１２…反射光
１３…ＩＴＯパターン
１４…基材
１５…光源
１６…撮像用カメラ
１７…入射光
１８…反射光
１９…ＩＴＯパターン
２０…基材
Ｏ…交点

Claims

ＩＴＯパターンを撮像する撮像装置において、
前記ＩＴＯパターンに照射する照明用の光源と前記ＩＴＯパターンを撮像するカメラとを備え、
前記光源が、ＩＴＯパターン面に対する入射光軸の角度が０°よりも大きく２０°以下となる範囲内になるように設置されており、
前記カメラが、前記ＩＴＯパターン面に対する撮像光軸が前記入射光軸を前記入射光軸と前記ＩＴＯパターン面との交点から前記ＩＴＯパターン面に垂直に伸ばした仮想線に対して鏡像位置となるように設置されていることを特徴とした撮像装置。
前記光源の波長を２００〜１０００ｎｍの範囲とすることを特徴とした請求項１に記載の撮像装置。
ＩＴＯパターンを撮像する撮像方法において、
撮像の対象物に照射する照明用の光源の照射面に対する入射光軸の角度を０°よりも大きく２０°以下となる範囲内とし、
撮像するカメラの前記照射面に対する撮像光軸の角度を、前記入射光軸と前記照射面との交点から前記照射面に垂直に伸ばした仮想線に対して鏡像位置に設置することを特徴とした撮像方法。
前記光源の波長を２００〜１０００ｎｍの範囲とすることを特徴とした請求項３に記載の撮像方法。