JP2014163859A - 塗布量測定ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】基板上に塗布された塗布量を精度よく測定することができる塗布量測定ユニットを提供する。
【解決手段】基板3上に塗布された塗布物2の塗布量を測定する塗布量検査ユニット25において、塗布物2の垂直方向から光を照射する垂直光源6と、塗布物2の斜め方向から光を照射するN個(Nは、1以上の自然数)の第Nの斜め光源(7、18、26)と、垂直光源6によって塗布物2に照射された垂直光源6の反射光を受光し、垂直光源塗布物画像を撮像し、更に、第Nの斜め光源(7、18、26)によって塗布物2に照射された第Nの斜め光源(7、18、26)の反射光を受光し、第Nの斜め光源塗布物画像と、に変換する撮像部27と、垂直光源塗布物画像、及び、N個の第Nの斜め光源塗布物画像に基づいて、塗布量2を算出する塗布量算出部12と、を備えた塗布量測定ユニット25とした。
【選択図】図14
【解決手段】基板3上に塗布された塗布物2の塗布量を測定する塗布量検査ユニット25において、塗布物2の垂直方向から光を照射する垂直光源6と、塗布物2の斜め方向から光を照射するN個(Nは、1以上の自然数)の第Nの斜め光源(7、18、26)と、垂直光源6によって塗布物2に照射された垂直光源6の反射光を受光し、垂直光源塗布物画像を撮像し、更に、第Nの斜め光源(7、18、26)によって塗布物2に照射された第Nの斜め光源(7、18、26)の反射光を受光し、第Nの斜め光源塗布物画像と、に変換する撮像部27と、垂直光源塗布物画像、及び、N個の第Nの斜め光源塗布物画像に基づいて、塗布量2を算出する塗布量算出部12と、を備えた塗布量測定ユニット25とした。
【選択図】図14
Description
本発明は、基板上に塗布された塗布物の塗布量を測定する塗布量測定ユニットに関するものである。
従来の塗布量検査ユニットは、前記塗布物の水平方向から光を照射する第1の光源と、前記第1の光源によって前記塗布物に照射された第1の光の光路を、前記塗布物の垂直方向に曲げるミラーと、前記ミラーを経由した前記第1の光により、前記第1の光源によって照射された第1の光にて形成された第1の塗布物画像を撮像する撮像部と、前記第1の光源によって照射された第1の光にて形成された第1の塗布物画像に基づいて、前記塗布量を算出する塗布量算出部と、から構成されていた(例えば特許文献1参照)。
前記従来例における塗布量検査ユニットは、塗布物の体積を算出するために、塗布物の側面から光を照射し、その後、塗布物へ照射された光の反射光を、撮影部に取り込むために、光路を曲げる必要があり、その光路を曲げるため、反射ミラーを用いる必要があり、その反射ミラーに用いることによって、塗布物の画像が歪んでしまい、その結果として、基板上に塗布された塗布量を精度よく測定することができない、という課題を有していた。
そこで本発明では、基板上に塗布された塗布量を精度よく測定することを目的とする。
そして、この目的を達成するために本発明の塗布量検査ユニットは、基板上に塗布された塗布物の塗布量を測定する塗布量検査ユニットにおいて、前記塗布物の垂直方向から光を照射する垂直光源と、前記塗布物の斜め方向から光を照射するN個(Nは、1以上の自然数)の第Nの斜め光源と、前記垂直光源によって前記塗布物に照射された垂直光源の反射光を受光し、垂直光源塗布物画像を撮像し、更に、前記第Nの斜め光源によって前記塗布物に照射された第Nの斜め光源の反射光を受光し、前記第Nの斜め光源塗布物画像を撮像する撮像部と、前記垂直光源塗布物画像、及び、N個の前記第Nの斜め光源塗布物画像に基づいて、前記塗布量を算出する塗布量算出部と、
を備えた塗布量測定ユニットとした。
を備えた塗布量測定ユニットとした。
これにより所期の目的を達成するものである。
以上のように、本発明の塗布量検査ユニットは、基板上に塗布された塗布物の塗布量を測定する塗布量検査ユニットにおいて、前記塗布物の垂直方向から光を照射する垂直光源と、前記塗布物の斜め方向から光を照射するN個(Nは、1以上の自然数)の第Nの斜め光源と、前記垂直光源によって前記塗布物に照射された垂直光源の反射光を受光し、垂直光源塗布物画像を撮像し、更に、前記第Nの斜め光源によって前記塗布物に照射された第Nの斜め光源の反射光を受光し、前記第Nの斜め光源塗布物画像を撮像する撮像部と、前記垂直光源塗布物画像、及び、N個の前記第Nの斜め光源塗布物画像に基づいて、前記塗布量を算出する塗布量算出部と、を備えた塗布量測定ユニットとしたものであるので、基板上に塗布された塗布量を精度よく測定することができる。
すなわち、本発明においては、本発明の塗布量検査ユニットは、前記塗布物の垂直方向から光を照射する垂直光源と、前記塗布物の斜め方向から光を照射するN個(Nは、1以上の自然数)の第Nの斜め光源と、前記垂直光源によって前記塗布物に照射された垂直光源の反射光を受光し、垂直光源塗布物画像を撮像し、更に、前記第Nの斜め光源によって前記塗布物に照射された第Nの斜め光源の反射光を受光し、前記第Nの斜め光源塗布物画像を撮像する撮像部と、前記垂直光源塗布物画像、及び、N個の前記第Nの斜め光源塗布物画像に基づいて、前記塗布量を算出する塗布量算出部と、を設けることによって、前記塗布物へ照射された光の反射光を、撮影部に取り込むために、光路を曲げる必要がない。即ち、反射ミラーを用いることなく、前記塗布物へ照射された光の反射光を、撮影部に取り込むことができるので、塗布物の画像の歪を防止することができ、その結果として、基板上に塗布された塗布量を精度よく測定することができるのである。
以下に、本発明の一実施形態を図面とともに詳細に説明する。
(実施の形態1)
まずはじめに、図1を用いて、本実施形態の塗布量検査ユニットの構成に関して説明する。
まずはじめに、図1を用いて、本実施形態の塗布量検査ユニットの構成に関して説明する。
[1] 塗布量測定ユニット1の構成
図1は、本発明の実施の形態1における塗布量測定ユニットの構成の概略図を示すものである。
図1は、本発明の実施の形態1における塗布量測定ユニットの構成の概略図を示すものである。
図1に示すように、本実施形態における塗布量測定ユニット1は、塗布物2が塗布された基板3を保持する台座4と、その台座4の上側に配置され、ビームスプリッタ5を介して、塗布物2の垂直方向から塗布物2へ光を照射する垂直光源6と、塗布物2の垂直方向に対し傾けた方向(斜め方向)から塗布物2へ光を照射する第1の斜め光源7とが備えられている。
本実施形態においては、基板3は平面状のアクリル製基板、また、塗布物2としては、目標塗布量1.0[mg]として塗布された試薬を用いた。
更に、垂直光源6として、Light Emitting Diode(以下、LEDと略記する)光源を用いた。また、第1の斜め光源7として、波長670[nm]、出力パワー0.45[mW]、光径4.65[mm]のLED光源を用いた。
更に、垂直光源6として、Light Emitting Diode(以下、LEDと略記する)光源を用いた。また、第1の斜め光源7として、波長670[nm]、出力パワー0.45[mW]、光径4.65[mm]のLED光源を用いた。
また、図1に示すように、台座4の上部には、垂直光源6によって、塗布物2に照射された垂直光源の反射光8を、塗布物2の垂直方向から受光するとともに、第1の斜め光源7によって塗布物2に照射された第1の斜め光源の反射光9を、塗布物2の垂直方向から受光する撮像部10が備えられている。この撮像部10は、制御部11に接続されており、受光した垂直光源の反射光8、第1の斜め光源の反射光9を、それぞれ、垂直光源塗布物画像と、第1の斜め光源塗布物画像とに変換し、垂直光源塗布物画像と、第1の斜め光源塗布物画像とを、制御部11に出力するように構成されている。
また、図1に示すように、制御部11は、垂直光源6、第1の斜め光源7とも接続されており、垂直光源6、及び第1の斜め光源7の光のON/OFF制御を行うように構成されている。
ここで、本実施形態においては、垂直光源の反射光8、及び第1の斜め光源の反射光9は、ビームスプリッタ5を透過するように構成されている。すなわち、従来例のように、塗布物2から撮像部10までの光路において、垂直光源の反射光8、及び第1の斜め光源の反射光9の光路を曲げる機構がないため、塗布物2の画像(ここでは、第1の塗布物画像、及び第2の塗布物画像に相当)が歪むことはない。
更に、図1に示すように、本実施形態の制御部11内部には、これら第1の塗布物画像、及び第2の塗布物画像に基づいて、基板3上に塗布された塗布物2の塗布量を算出する塗布量算出部12を備えている。
以上が、本発明の実施の形態1における塗布量検査ユニットの構成に関する説明である。
次に、図1〜図6を用いて、本実施形態の塗布量測定ユニットに用いられている塗布量測定方法に関して説明する。
[2] 塗布量測定法方法
図2は、本発明の実施の形態1における塗布量測定方法のフローチャートを示すものである。
図2は、本発明の実施の形態1における塗布量測定方法のフローチャートを示すものである。
本実施形態における基板3上に塗布された塗布物2の塗布量測定方法は、大きく分けて、
(1)ステップ1(S1):垂直光源照射工程
(2)ステップ2(S2):垂直光源塗布物画像の撮像工程
(3)ステップ3(S3):第1の斜め光源照射工程
(4)ステップ4(S4):第1の斜め光源塗布物画像の撮像工程
(5)ステップ5(S5):塗布量算出工程
という、ステップ1〜ステップ5にて、構成されている。
(1)ステップ1(S1):垂直光源照射工程
(2)ステップ2(S2):垂直光源塗布物画像の撮像工程
(3)ステップ3(S3):第1の斜め光源照射工程
(4)ステップ4(S4):第1の斜め光源塗布物画像の撮像工程
(5)ステップ5(S5):塗布量算出工程
という、ステップ1〜ステップ5にて、構成されている。
それでは、以下に、詳細を説明する。
[2]―(1)ステップ1(S1):垂直光源照射工程
まずはじめに、制御部11は、図1に示すように、垂直光源6より、塗布物2の垂直方向から塗布物2へ光を照射する。
まずはじめに、制御部11は、図1に示すように、垂直光源6より、塗布物2の垂直方向から塗布物2へ光を照射する。
本実施形態においては、前述のように、LED光源を用いて、塗布物2の垂直方向から塗布物2へ光を照射した。
[2]―(2)ステップ2(S2):垂直光源塗布物画像の撮像工程
次に、撮像部10は、垂直光源6によって塗布物2に照射された光の反射光である垂直光源の反射光8を受光し、その後、垂直光源の反射光8から得られた垂直光源塗布物画像を、データとして制御部11中の塗布量算出部12へ出力する。
次に、撮像部10は、垂直光源6によって塗布物2に照射された光の反射光である垂直光源の反射光8を受光し、その後、垂直光源の反射光8から得られた垂直光源塗布物画像を、データとして制御部11中の塗布量算出部12へ出力する。
図3は、本実施形態における垂直光源塗布物画像の一例のイメージ図を示すものである。
図3に示すように、垂直光源6は、塗布物2の垂直方向から塗布物2へ光を照射
しているため、垂直光源の反射光8の画像データである垂直光源塗布物画像は、略円形の形状の画像13と、略円形の形状の画像14とを有する画像となっている。ここで、略円形の形状13の中心近傍において、略円形の形状の画像14が現れているのは、本実施形態における塗布物2において、その頂点近傍が略平面形状15(図1中に図示)となっているためである。
しているため、垂直光源の反射光8の画像データである垂直光源塗布物画像は、略円形の形状の画像13と、略円形の形状の画像14とを有する画像となっている。ここで、略円形の形状13の中心近傍において、略円形の形状の画像14が現れているのは、本実施形態における塗布物2において、その頂点近傍が略平面形状15(図1中に図示)となっているためである。
この垂直光源塗布物画像は、制御部11中の塗布量算出部12に保管される。
[2]―(3)ステップ3(S3):第1の斜め光源照射工程
次に、図1に示すように、第1の斜め光源7より、塗布物2の垂直方向に対し傾けた方向(斜め方向)から塗布物2へ光を照射する。
次に、図1に示すように、第1の斜め光源7より、塗布物2の垂直方向に対し傾けた方向(斜め方向)から塗布物2へ光を照射する。
本実施形態においては、図1に示すように、塗布物2の垂直方向に対し、角度2A(ここで、2Aとは、Aの2倍の数値を示す)[deg.]傾けた角度、具体的には、2A=60[deg.](即ち、A=30)傾けた角度から、塗布物2へ光を照射する。
また、本実施形態においては、前述のように、波長670[nm]、出力パワー0.45[mW]、光径4.65[mm]のLED光源を用いた。
[2]―(4)ステップ4(S4):第1の斜め光源塗布物画像の撮像工程
次に、撮像部10は、第1の斜め光源7によって塗布物2に照射された光の反射光である第1の斜め光源の反射光9を受光し、その後、第1の斜め光源の反射光9から得られた第1の斜め光源塗布物画像を、データとして制御部11中の塗布量算出部12へ出力する。
次に、撮像部10は、第1の斜め光源7によって塗布物2に照射された光の反射光である第1の斜め光源の反射光9を受光し、その後、第1の斜め光源の反射光9から得られた第1の斜め光源塗布物画像を、データとして制御部11中の塗布量算出部12へ出力する。
図4は、本実施形態における第1の斜め光源塗布物画像の一例のイメージ図を示すものである。
第1の光源7は、図1に示すように、塗布物2の垂直方向に対し角度2A(図1に図示、また、2Aとは、Aの2倍の数値を示す)[deg.]傾けた角度、具体的には、2A=60[deg.](即ち、A=30)傾けた角度から、塗布物2へ光を照射している。従って、図4に示すように、第1の斜め光源の反射光9の画像データである第1の斜め光源塗布物画像は、輝点16を有する画像となっている。
[2]−(5)ステップ5(S5):塗布量算出工程
次に、制御部11内の塗布量算出部12は、前述のS1〜S4にて得られた垂直光源塗布物画像と、第1の斜め光源塗布物画像に基づいて、塗布物2の塗布量を算出する。
次に、制御部11内の塗布量算出部12は、前述のS1〜S4にて得られた垂直光源塗布物画像と、第1の斜め光源塗布物画像に基づいて、塗布物2の塗布量を算出する。
具体的には、まずはじめに、本実施形態における塗布量算出部12は、垂直光源塗布物画像、第1の斜め光源塗布物画像の画像処理を行い、図3、図4中に示す略円形の形状の画像13の半径r、略円形の形状の画像13の中心点B、略円形の形状の画像13の中心点Bから輝点16までの距離Cを算出する。ここで、rは垂直塗布物画像における前記塗布物2の半径に相当し、Cは第1の斜め塗布物画像における塗布物2の中心から、前記第1の斜め塗布物画像の輝点16までの距離に相当する。
その後、本実施形態における塗布量算出部12は、r(垂直光源塗布物画像における塗布物2の半径)、C(第1の斜め光源塗布物画像における塗布物2の中心から、第1の斜め光源塗布物画像の輝点16までの距離)、及び、前述の2A(第1の斜め光源7の入射光軸と塗布物2に対し垂直方向とがなす角度、図1に図示)を用いて、塗布物2の塗布量Dを算出する。
この塗布量Dは、次の式(1)より算出される。
ここで、Eは塗布物2の体積、Fは塗布物2の単位体積あたりの重量を示すものである。また、Fは、塗布物2によって決定されるものであり、予め、得られている数値である。
更に、E(塗布物2の体積)は、次の式(2)より算出される。
ここで、図5を用いて、本実施形態における塗布物2の体積の算出方法を説明する。
図5は、本発明の実施の形態1における塗布物2の体積の算出方法を説明するための塗布物の概念図(断面図)を示すものである。
また、本実施形態における塗布物2の体積の算出においては、図5より理解されるように、塗布物2が、液滴曲面の半径Gの球の一部17として算出される。
また、図5より理解されるように、球の液滴曲面の半径G、液滴曲面の半径Gの球の一部17の高さHは、次の式(3)(4)により算出される。
更に、図5より理解されるように、液滴曲面の半径Gの球の一部17の体積、即ち、前述の塗布物2の体積Eは、次の式(5)(前述の式(2)と同じ)ように算出される。
以上のように、本実施形態における塗布物2の体積Eは、塗布物2を球の一部として、その球の一部の体積を算出される。
また、式(5)で示されるように、この塗布物2の体積Eは、r(垂直光源塗布物画像における塗布物2の半径)、C(第1の斜め光源塗布物画像における塗布物2の中心から、第1の斜め光源塗布物画像の輝点16までの距離)、及び、前述の2A(第1の斜め光源7の入射光軸と塗布物2に対し垂直方向とがなす角度、図1に図示)より算出可能であることがわかる。すなわち、本実施形態で説明したように、前述の垂直光源塗布物画像、第1の斜め光源塗布物画像より、このr、Cを算出し、更に、2A(第1の斜め光源7の入射光軸と塗布物2に対し垂直方向とがなす角度)を用いれば、塗布物2の体積Eが算出され、その後、式(1)を用いて、塗布物2の塗布量Dが算出することができるのである。
以上が、本実施形態における本実施形態における基板3上に塗布された塗布物2の塗布量測定方法である。
なお、本実施形態においては、垂直光源6は625nm、と第1の斜め光源7の波長は670nmと近いものを用いたが、この両者が異なるものを用いることもできる。垂直光源6は625nm、と第1の斜め光源7の波長は670nmとほぼ同一のものを用いた場合、前述のように、塗布物2の塗布量測定方法において、垂直光源照射工程(S1)と第1の斜め光源照射工程(S3)を個別に行う必要があるが、垂直光源6の波長と、第1の斜め光源7の波長を異ならせ、撮像部20をカラーカメラとすることによって、垂直光源照射工程(S1)と第1の斜め光源照射工程(S3)を同時に実施することができるので、塗布物2の塗布量測定時間を短縮するができ、その結果として、より高速測定可能な塗布量測定ユニットを提供することができる。
また、本実施形態における塗布量測定ユニットにおける塗布物2の体積Eの算出方法は、塗布物2を球の一部として、その球の一部の体積を算出するものであるが、式(6)のように算出することもできる。
ここで、D1は塗布物2の塗布量、Eは塗布物2の体積、Fは塗布物2の単位体積あたりの重量、Iは測定量補正関数を示す。
図6は、本発明の実施の形態1における数式(6)で算出された塗布量測定結果と実際の重量測定機器で測定した塗布量測定結果との相関関係を示す図である。
ここで、図6の横軸は、本発明の実施の形態1における数式(6)で算出された塗布量測定結果を示し、
図6の縦軸は、実際の重量測定機器で測定した塗布量測定結果を示すものである。
図6の縦軸は、実際の重量測定機器で測定した塗布量測定結果を示すものである。
図6で示すように、式(6)で算出された塗布量測定結果(図6中では、光学的塗布量測定結果:Xと記述する)と、実際の重量測定機器で測定した塗布量測定結果(物理的塗布量測定結果:Yと記述)とは、ほんのわずかの誤差を生じているが、このわずかな誤差を無くすために、予め、この相関結果、即ち、測定量補正関数I(図6中の物理的塗布量測定結果:Yに相当)を求めておき、さらに、この測定量補正関数Iを用いて塗布物2の塗布量を算出することによって、このわずかな誤差を補正することができるので、その結果として、更に精度の高い塗布量測定ユニットを提供する事ができる。
なお、本実施形態においては、測定量補正関数Iとして、図6中に示すように、一次関数(図6中には、Y=1.504×X+0.040と記述)を用いたが、一次関数に限定されず、近似可能であれば、二次関数、三次関数等の近似できる関数を用いることができる。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2に関して説明する。
次に、実施の形態2に関して説明する。
本実施形態においては、1つの垂直光源と、複数の斜め光源、ここでは、2種類の斜め光源を用いた塗布量測定ユニットに関して説明する。
[3] 塗布量測定ユニット19の構成
図7は、本発明の実施の形態2における塗布量測定ユニットの構成の概略図、即ち、1つの垂直光源(垂直光源6)と、2種類の斜め光源(第1の斜め光源7と第2の斜め光源18)を用いた塗布量測定ユニット19の構成の概略図を示すものである。
図7は、本発明の実施の形態2における塗布量測定ユニットの構成の概略図、即ち、1つの垂直光源(垂直光源6)と、2種類の斜め光源(第1の斜め光源7と第2の斜め光源18)を用いた塗布量測定ユニット19の構成の概略図を示すものである。
図7に示すように、本実施形態における塗布量測定ユニット19は、実施の形態1と同様に、塗布物2が塗布された基板3を保持する台座4と、その台座4の上側に配置され、ビームスプリッタ5を介して、塗布物2の垂直方向から塗布物2へ光を照射する垂直光源6と、塗布物2の垂直方向に対し傾けた方向(斜め方向)から塗布物2へ光を照射する第1の斜め光源7とが備えられている。
なお、本実施形態においては、塗布物2、基板3、垂直光源6、第1の斜め光源7は実施の形態1と同様のものを用いている。
更に、本実施形態における塗布量測定ユニット19は、塗布物2の垂直方向に対し傾けた方向(斜め方向)から塗布物2へ光を照射する第2の斜め光源18と、が備えられている。ここで、本実施形態における第2の斜め光源18は、波長670[nm]、出力パワー0.45[mW]、光径4.65[mm]のLED光源を用いた。
また、図7に示すように、実施の形態1と同様に、台座4の上部には、垂直光源6によって、塗布物2に照射された垂直光源の反射光8を、塗布物2の垂直方向から受光するとともに、第1の斜め光源7によって塗布物2に照射された第1の斜め光源の反射光9を、塗布物2の垂直方向から受光する撮像部20が備えられている。この撮像部20は、制御部11に接続されており、受光した垂直光源の反射光8、第1の斜め光源の反射光9を、それぞれ、垂直光源塗布物画像と、第1の斜め光源塗布物画像とに変換し、垂直光源塗布物画像と、第1の斜め光源塗布物画像とを、制御部11に出力するように構成されている。
更に、本実施形態における撮像部20おいては、第2の斜め光源18によって塗布物2に照射された第2の斜め光源の反射光21を、塗布物2の垂直方向から受光する
ことが可能なように構成されている。
ことが可能なように構成されている。
また、図7に示すように、制御部11は、垂直光源6、第1の斜め光源7、第2の斜め光源18とも接続されており、垂直光源6、第1の斜め光源7、及び第2の斜め光源18の光のON/OFF制御を行うように構成されている。
以上が、本発明の実施の形態2における塗布量測定ユニットの構成に関する説明である。
次に、図7〜図13を用いて、本実施形態の塗布量測定ユニットに用いられている塗布量測定方法に関して説明する。
[4] 塗布量測定法方法
図8は、本発明の実施の形態2における塗布量測定方法のフローチャートを示すものである。
[4] 塗布量測定法方法
図8は、本発明の実施の形態2における塗布量測定方法のフローチャートを示すものである。
本実施形態における基板3上に塗布された塗布物2の塗布量測定方法は、大きく分けて、
(1)ステップ1(S1):垂直光源照射工程
(2)ステップ2(S2):垂直光源塗布物画像の撮像工程
(3)ステップ3(S3):第1の斜め光源照射工程
(4)ステップ4(S4):第1の斜め光源塗布物画像の撮像工程
(5)ステップ5(S5):第2の斜め光源照射工程
(6)ステップ6(S6):第2の斜め光源塗布物画像の撮像工程
(5)ステップ7(S7):塗布量算出工程
という、ステップ1〜ステップ7にて、構成されている。
(1)ステップ1(S1):垂直光源照射工程
(2)ステップ2(S2):垂直光源塗布物画像の撮像工程
(3)ステップ3(S3):第1の斜め光源照射工程
(4)ステップ4(S4):第1の斜め光源塗布物画像の撮像工程
(5)ステップ5(S5):第2の斜め光源照射工程
(6)ステップ6(S6):第2の斜め光源塗布物画像の撮像工程
(5)ステップ7(S7):塗布量算出工程
という、ステップ1〜ステップ7にて、構成されている。
それでは、以下に、詳細を説明するが、このうち、S1、S2、S3、S4は、前述の実施の形態1の塗布量測定方法と同様の説明になるため、煩雑化を避けるため、説明を省略し、ここでは、S5、S6、S7のみ、説明する。
[2]―(5)ステップ5(S5):第2の斜め光源照射工程
次に、図7に示すように、第2の斜め光源18より、塗布物2の垂直方向に対し傾けた方向(斜め方向)から塗布物2へ光を照射する。
次に、図7に示すように、第2の斜め光源18より、塗布物2の垂直方向に対し傾けた方向(斜め方向)から塗布物2へ光を照射する。
本実施形態においては、図7に示すように、塗布物2の垂直方向に対し、角度2J(ここで、2Jとは、Jの2倍の数値を示す)[deg.]傾けた角度、具体的には、2J=60[deg.](即ち、J=30)傾けた角度から、塗布物2へ光を照射する。
また、本実施形態においては、前述のように、波長670[nm]、出力パワー0.45[mW]、光径4.65[mm]のLED光源を用いた。
[2]―(6)ステップ6(S6):第2の斜め光源塗布物画像の撮像工程
次に、撮像部20は、第2の斜め光源18によって塗布物2に照射された光の反射光である第2の斜め光源の反射光21を受光し、その後、第2の斜め光源の反射光21から得られた第2の斜め光源塗布物画像を、データとして制御部11中の塗布量算出部12へ出力する。
次に、撮像部20は、第2の斜め光源18によって塗布物2に照射された光の反射光である第2の斜め光源の反射光21を受光し、その後、第2の斜め光源の反射光21から得られた第2の斜め光源塗布物画像を、データとして制御部11中の塗布量算出部12へ出力する。
図9は、本実施形態における第2の斜め光源塗布物画像の一例のイメージ図を示すものである。
第2の斜め光源18は、図7に示すように、塗布物2の垂直方向に対し角度2J(図7に図示、また、2Jとは、Jの2倍の数値を示す)[deg.]傾けた角度、具体的には、2J=60[deg.](即ち、J=30)傾けた角度から、塗布物2へ光を照射している。従って、図9に示すように、第2の斜め光源の反射光21の画像データである第2の斜め光源塗布物画像は、輝点22を有する画像となっている。
[2]−(7)ステップ7(S7):塗布量算出工程
次に、制御部11内の塗布量算出部12は、前述のS1〜S6にて得られた垂直光源塗布物画像、第1の斜め光源塗布物画像、第2の斜め光源塗布物画像に基づいて、塗布物2の塗布量を算出する。
次に、制御部11内の塗布量算出部12は、前述のS1〜S6にて得られた垂直光源塗布物画像、第1の斜め光源塗布物画像、第2の斜め光源塗布物画像に基づいて、塗布物2の塗布量を算出する。
具体的には、まずはじめに、本実施形態における塗布量算出部12は、垂直光源塗布物画像、第1の斜め光源塗布物画像、第2の斜め光源塗布物画像の画像処理を行い、
図10、図11、図12中に示す略円形の形状の画像13の半径r、略円形の形状の画像13の中心点B、略円形の形状の画像13の中心点Bから輝点16までの距離C、略円形の形状の画像13の中心点Bから輝点22までの距離Kを算出する。
図10、図11、図12中に示す略円形の形状の画像13の半径r、略円形の形状の画像13の中心点B、略円形の形状の画像13の中心点Bから輝点16までの距離C、略円形の形状の画像13の中心点Bから輝点22までの距離Kを算出する。
ここで、図10は、本実施形態における垂直光源塗布物画像の一例のイメージ図を示し、図11は、本実施形態における第1の斜め光源塗布物画像の一例のイメージ図を示し、図12は、本実施形態における第2の斜め光源塗布物画像の一例のイメージ図を示すものである。また、rは垂直光源塗布物画像における前記塗布物2の半径に相当し、Cは第1の斜め光源塗布物画像における塗布物2の中心から、前記第1の斜め塗布物画像の輝点16までの距離に相当し、更に、Kは、第2の斜め光源塗布物画像における塗布物2の中心から、前記第2の斜め光源塗布物画像の輝点22までの距離に相当する。
その後、本実施形態における塗布量算出部12は、r(垂直光源塗布物画像における塗布物2の半径)、C(第1の斜め光源塗布物画像における塗布物2の中心から、第1の斜め光源塗布物画像の輝点16までの距離)、2A(第1の斜め光源7の入射光軸と塗布物2に対し垂直方向とがなす角度、図1に図示)、K(第2の斜め光源塗布物画における塗布物2の中心から、前記第2の斜め光源塗布物画の輝点22までの距離)、2J(第2の斜め光源18の入射光軸と塗布物2に対し垂直方向とがなす角度、図7に図示)を用いて、塗布物2の塗布量Dを算出する。
この塗布量D2は、次の式(7)より算出される。
ここで、Lは塗布物2の体積、Fは塗布物2の単位体積あたりの重量を示すものである。
ここで、Fは、実施の形態1と同様、塗布物2によって決定されるものであり、予め、得られている数値である。
また、L(塗布物2の体積)は、次の式(8)より算出される。
ここで、P、Qは0以上1以下の整数である。実施本実施形態におけるP、Qは、それぞれ0.5を用いた。
ここで、本実施形態における塗布物2の体積の算出方法の概念に関して説明する。
式(7)中の下線の部分は、前述の実施の形態1におけるE(式(2)に相当)と、用いている文字記号が異なるのみで、式自体の物理的意味は同じである。すなわち、本実施形態の塗布量測定方法においても、塗布物2が、球の一部として、塗布物2の体積を算出し、その後、塗布物2の塗布量D2を算出するものである。
本実施形態における塗布物2の体積の算出方法と、前述の実施の形態1における本実施形態における塗布物2の体積の算出方法とが異なる点は、前述の実施の形態1における本実施形態における塗布物2の体積の算出方法においては、液滴曲面の半径Gの球の一部17として塗布物2の体積を算出するものであるが、2種類の液滴曲面の半径(ここでは、液滴曲面の半径G、液滴曲面の半径S)の球の一部(後述の図13に、23、24として図示)として、塗布物2の体積を算出する点である。
図13は、本実施形態における塗布物2の体積の算出方法の概念を説明する図で、図13(a)は概念の断面図、図13(b)は概念の上面図である。
図13より理解されるように、塗布物2を、仮想的に図13の点線T−Tで分割(球の一部23、球の一部24)し、それぞれ球の一部23、球の一部24の体積を算出
するのである。即ち、本実施形態においては、式(8)中のP、Qは0.5、即ち、塗布物2を等しく2分割(図13(b)に示すように、左右に2分割)して、算出を行った。
するのである。即ち、本実施形態においては、式(8)中のP、Qは0.5、即ち、塗布物2を等しく2分割(図13(b)に示すように、左右に2分割)して、算出を行った。
この塗布部2の体積Lが算出された後、式(7)を用いて、塗布物2の塗布量を算出するのである。
以上のように、本実施形態における塗布物2の塗布量測定方法は、前述の式(8)を用いて塗布物2の体積Lを算出し(塗布物2を仮想的に2つの球の一部とし、それぞれの球の一部の体積を計算し、そのそれぞれの球の一部の体積を合算する)、その後、
式(7)を用いて、塗布量D2が算出することができるのである。
式(7)を用いて、塗布量D2が算出することができるのである。
本実施形態のように、1つの垂直光源(垂直光源6)と、2種類の斜め光源(第1の斜め光源7と第2の斜め光源18)を用いて、塗布物2を仮想的に2つの球の一部とし、それぞれの球の一部の体積を計算することによって、実施の形態1に比べ、基板上に塗布された塗布量を更に精度よく測定することができる塗布物測定ユニットを提供する事ができる。
以上が、本実施形態における本実施形態における基板3上に塗布された塗布物2の塗布量測定ユニット、及び塗布量測定方法である。
(実施の形態3)
次に、実施の形態3に関して説明する。
次に、実施の形態3に関して説明する。
本実施形態においては、1つの垂直光源と、複数の斜め光源、即ち、N個の斜め光源を用いた塗布量測定ユニットに関して説明する。
[5] 塗布量測定ユニット25の構成
図14は、本発明の実施の形態3における塗布量測定ユニットの構成の概略図、すなわち、1つの垂直光源と、N個の斜め光源を用いた塗布量測定ユニット25の構成の概略図を示すものである。
図14は、本発明の実施の形態3における塗布量測定ユニットの構成の概略図、すなわち、1つの垂直光源と、N個の斜め光源を用いた塗布量測定ユニット25の構成の概略図を示すものである。
図14に示すように、本実施形態における塗布量測定ユニット25は、実施の形態2と同様に、塗布物2が塗布された基板3を保持する台座4と、その台座4の上側に配置され、ビームスプリッタ5を介して、塗布物2の垂直方向から塗布物2へ光を照射する垂直光源6と、塗布物2の垂直方向に対し傾けた方向(斜め方向)から塗布物2へ光を照射する第1の斜め光源7と、塗布物2の垂直方向に対し傾けた方向(斜め方向)から塗布物2へ光を照射する第2の斜め光源18とが備えられている。
なお、本実施形態においては、塗布物2、基板3、垂直光源6、第1の斜め光源7、第2の斜め光源18は実施の形態1と同様のものを用いている。
更に、本実施形態における塗布量測定ユニット25は、塗布物2の垂直方向に対し傾けた方向(斜め方向)から塗布物2へ光を照射する第Nの斜め光源(ここでNは、1以上の自然数)26と、が備えられている(なお、実施の形態1においてはN=1、実施の形態2においてはN=2、の場合の具体例を示している)。
ここで、本実施形態における第Nの斜め光源26は、LED光源を用いた。
ここで、本実施形態における第Nの斜め光源26は、LED光源を用いた。
また、図14に示すように、実施の形態1と同様に、台座4の上部には、垂直光源6によって、塗布物2に照射された垂直光源の反射光8を、塗布物2の垂直方向から受光するとともに、第1の斜め光源7によって塗布物2に照射された第1の斜め光源の反射光9を、塗布物2の垂直方向から受光する撮像部27が備えられている。この撮像部27は、制御部11に接続されており、受光した垂直光源の反射光8、第1の斜め光源の反射光9を、それぞれ、垂直光源塗布物画像と、第1の斜め光源塗布物画像とに変換し、垂直光源塗布物画像と、第1の斜め光源塗布物画像とを、制御部11に出力するように構成されている。
更に、本実施形態における撮像部27おいては、第2の斜め光源18によって塗布物2に照射された第2の斜め光源の反射光21を、塗布物2の垂直方向から受光する
ことが可能なように構成されている。
ことが可能なように構成されている。
更に、本実施形態における撮像部27おいては、第Nの斜め光源26によって塗布物2に照射された第Nの斜め光源の反射光28を、塗布物2の垂直方向から受光する
ことが可能なように構成されている。
ことが可能なように構成されている。
また、図14に示すように、制御部11は、垂直光源6、第1の斜め光源7、第2の斜め光源18、第Nの斜め光源26とも接続されており、垂直光源6、第1の斜め光源7、第2の斜め光源18、及び第Nの斜め光源26の光のON/OFF制御を行うように構成されている。
以上が、本発明の実施の形態3における塗布量測定ユニットの構成に関する説明である。
次に、図14〜図21を用いて、本実施形態の塗布量測定ユニットに用いられている塗布量測定方法に関して説明する。
[6] 塗布量測定法方法
図15は、本発明の実施の形態3における塗布量測定方法のフローチャートを示すものである。
図15は、本発明の実施の形態3における塗布量測定方法のフローチャートを示すものである。
本実施形態における基板3上に塗布された塗布物2の塗布量測定方法は、大きく分けて、
(1)ステップ1(S1):垂直光源照射工程
(2)ステップ2(S2):垂直光源塗布物画像の撮像工程
(3)ステップ3(S3):第1の斜め光源照射工程
(4)ステップ4(S4):第1の斜め光源塗布物画像の撮像工程
(5)ステップ5(S5):第2の斜め光源照射工程
(6)ステップ6(S6):第2の斜め光源塗布物画像の撮像工程
(7)ステップ7(S7):第Nの斜め光源照射工程
(8)ステップ8(S8):第Nの斜め光源塗布物画像の撮像工程
(9)ステップ9(S9):塗布量算出工程
という、ステップ1〜ステップ9にて、構成されている。
(1)ステップ1(S1):垂直光源照射工程
(2)ステップ2(S2):垂直光源塗布物画像の撮像工程
(3)ステップ3(S3):第1の斜め光源照射工程
(4)ステップ4(S4):第1の斜め光源塗布物画像の撮像工程
(5)ステップ5(S5):第2の斜め光源照射工程
(6)ステップ6(S6):第2の斜め光源塗布物画像の撮像工程
(7)ステップ7(S7):第Nの斜め光源照射工程
(8)ステップ8(S8):第Nの斜め光源塗布物画像の撮像工程
(9)ステップ9(S9):塗布量算出工程
という、ステップ1〜ステップ9にて、構成されている。
それでは、以下に、詳細を説明するが、このうち、S1、S2、S3、S4、S5、S6は、前述の実施の形態1の塗布量測定方法と同様の説明になるため、煩雑化を避けるため、説明を省略し、ここでは、S7、S8、S9のみ、説明する。
[6]―(7)ステップ7(S7):第Nの斜め光源照射工程
次に、図14に示すように、第Nの斜め光源26より、塗布物2の垂直方向に対し傾けた方向(斜め方向)から塗布物2へ光を照射する。
次に、図14に示すように、第Nの斜め光源26より、塗布物2の垂直方向に対し傾けた方向(斜め方向)から塗布物2へ光を照射する。
本実施形態においては、図14に示すように、塗布物2の垂直方向に対し、角度2×AN(ここで、2×ANとは、ANの2倍の数値を示す)[deg.]傾けた角度から、塗布物2へ光を照射する。
また、本実施形態においては、前述のように、LED光源を用いた。
[6]―(8)ステップ8(S8):第Nの斜め光源塗布物画像の撮像工程
次に、撮像部27は、第Nの斜め光源26によって塗布物2に照射された光の反射光である第Nの斜め光源の反射光28を受光し、その後、第Nの斜め光源の反射光28から得られた第Nの斜め光源塗布物画像を、データとして制御部27中の塗布量算出部12へ出力する。
次に、撮像部27は、第Nの斜め光源26によって塗布物2に照射された光の反射光である第Nの斜め光源の反射光28を受光し、その後、第Nの斜め光源の反射光28から得られた第Nの斜め光源塗布物画像を、データとして制御部27中の塗布量算出部12へ出力する。
図16は、本実施形態における第Nの斜め光源塗布物画像の一例のイメージ図を示すものである。
第Nの斜め光源26は、図14に示すように、塗布物2の垂直方向に対し角度2×AN[deg.]傾けた角度から、塗布物2へ光を照射している。従って、図16に示すように、第Nの斜め光源の反射光28の画像データである第Nの斜め光源塗布物画像は、輝点29を有する画像となっている。
[2]−(9)ステップ9(S9):塗布量算出工程
次に、制御部11内の塗布量算出部12は、前述のS1〜S8にて得られた垂直光源塗布物画像、第1の斜め光源塗布物画像、第2の斜め光源塗布物画像に基づいて、塗布物2の塗布量を算出する。
次に、制御部11内の塗布量算出部12は、前述のS1〜S8にて得られた垂直光源塗布物画像、第1の斜め光源塗布物画像、第2の斜め光源塗布物画像に基づいて、塗布物2の塗布量を算出する。
具体的には、まずはじめに、本実施形態における塗布量算出部12は、垂直光源塗布物画像、第1の斜め光源塗布物画像、第2の斜め光源塗布物画像、第Nの斜め光源塗布物画像の画像処理を行い、図17、図18、図19、図20中に示す略円形の形状の画像13の半径r、略円形の形状の画像13の中心点B、略円形の形状の画像13の中心点Bから輝点16までの距離C1、略円形の形状の画像13の中心点Bから輝点22までの距離C2、略円形の形状の画像13の中心点Bから輝点29までの距離CNを算出する。
ここで、図17は、本実施形態における垂直光源塗布物画像の一例のイメージ図を示し、 図18は、本実施形態における第1の斜め光源塗布物画像の一例のイメージ図を示し、図19は、本実施形態における第2の斜め光源塗布物画像の一例のイメージ図、本実施形態における第Nの斜め光源塗布物画像の一例のイメージ図を示すものである。
ここで、図17は、本実施形態における垂直光源塗布物画像の一例のイメージ図を示し、 図18は、本実施形態における第1の斜め光源塗布物画像の一例のイメージ図を示し、図19は、本実施形態における第2の斜め光源塗布物画像の一例のイメージ図、本実施形態における第Nの斜め光源塗布物画像の一例のイメージ図を示すものである。
また、rは垂直光源塗布物画像における前記塗布物2の半径に相当し、C1は第1の斜め光源塗布物画像における塗布物2の中心から、前記第1の斜め光源塗布物画像の輝点16までの距離に相当し、更に、C2は、第2の斜め光源塗布物画像における塗布物2の中心から、前記第2の斜め光源塗布物画像の輝点22までの距離に相当し、CNは、第Nの斜め光源塗布物画像における塗布物2の中心から、前記第Nの斜め光源塗布物画像の輝点29までの距離に相当するものである。
その後、本実施形態における塗布量算出部12は、前述のr、C1、C2、・・・、CN、及び2×A1、2×A2、・・・、2×ANを用いて、塗布物2の塗布量DNを算出する。
この塗布量DNは、次の式(9)より算出される。
ここで、Lは塗布物2の体積、Fは塗布物2の単位体積あたりの重量を示すものである。
ここで、Fは、実施の形態1と同様、塗布物2によって決定されるものであり、予め、得られている数値である。
また、V(塗布物2の体積)は、次の式(10)より算出される。
ここで、W1、W2、・・・、WNは0以上1以下の整数である。実施形態におけるW1、W2、・・・、WNは、次の式(11)を用いて計算された値をもちいた。
ここで、本実施形態における塗布物2の体積の算出方法の概念に関して説明する。
式(10)中の下線の部分は、前述の実施の形態1におけるE(式(2)に相当)と、用いている文字記号が異なるのみで、式自体の物理的意味は同じである。すなわち、本実施形態の塗布量測定方法においても、塗布物2が、球の一部として、塗布物2の体積を算出し、その後、塗布物2の塗布量DNを算出するものである。
本実施形態における塗布物2の体積の算出方法と、前述の実施の形態1や実施の形態2における塗布物2の体積の算出方法とが異なる点は、前述の実施の形態1における本実施形態における塗布物2の体積の算出方法においては、球の一部として塗布物2の体積を算出するものであるが、N個の液滴曲面の半径(ここでは、液滴曲面の半径G1、液滴曲面の半径G2、・・・液滴曲面の半径GN)の球の一部(後述の図21に図示)として、塗布物2の体積を算出する点である。
図21は、本実施形態における塗布物2の体積の算出方法の概念を説明する図で、図21(a)は概念の断面図、図21(b)は概念の上面図である。
図21より理解されるように、塗布物2を、仮想的にN分割し、それぞれ球の一部の体積を算出するのである。なお、本実施形態においては、塗布物2を、仮想的にN個に等分割したため、式(10)中のW1、W2、・・・、WNは前述の式(11)のように表すことができる。
この塗布部2の体積Vが算出された後、式(9)を用いて、塗布物2の塗布量を算出するのである。
以上のように、本実施形態における塗布物2の塗布量測定方法は、前述の式(10)を用いて塗布物2の体積Vを算出し(塗布物2を仮想的にN個の球の一部とし、それぞれの球の一部の体積を計算し、そのそれぞれの球の一部の体積を合算する)、その後、式(9)を用いて、塗布量DNが算出することができるのである。
以上のように、本実施形態における塗布物2の塗布量測定方法は、前述の式(10)を用いて塗布物2の体積Vを算出し(塗布物2を仮想的にN個の球の一部とし、それぞれの球の一部の体積を計算し、そのそれぞれの球の一部の体積を合算する)、その後、式(9)を用いて、塗布量DNが算出することができるのである。
本実施形態のように、1つの垂直光源(垂直光源6)と、N個の斜め光源(第1の斜め光源7、第2の斜め光源18、・・・、第Nの斜め光源26)を用いて、塗布物2を仮想的にN個の球の一部とし、それぞれの球の一部の体積を計算することによって、基板上に塗布された塗布量を、更に(分割数Nを多くすればするほど)精度よく測定することができる塗布物測定ユニットを提供する事ができる。
以上が、本実施形態における基板3上に塗布された塗布物2の塗布量測定ユニット、及び塗布量測定方法である。
本発明は、基板上に塗布された塗布量を精度よく測定することができる塗布物測定ユニット、および塗布物測定方法を提供することができるので、例えば、エポキシ等の接着剤を塗布し、その塗布量を検査するような塗布物検査装置等に有用である。
1 塗布量測定ユニット
2 塗布物
3 基板
4 台座
5 ビームスプリッタ
6 垂直光源
7 第1の斜め光源
8 垂直光源の反射光
9 第1の斜め光源の反射光
10 撮像部
11 制御部
12 塗布量算出部
13 略円形の形状の画像
14 略円形の形状の画像
15 略平面形状
16 輝点
17 球の一部
18 第2の斜め光源
19 塗布量測定ユニット
20 撮像部
21 第2の斜め光源の反射光
22 輝点
23 球の一部
24 球の一部
25 塗布量測定ユニット
26 第Nの斜め光源(ここでNは、1以上の自然数)
27 撮像部
28 第Nの斜め光源の反射光
29 輝点
2 塗布物
3 基板
4 台座
5 ビームスプリッタ
6 垂直光源
7 第1の斜め光源
8 垂直光源の反射光
9 第1の斜め光源の反射光
10 撮像部
11 制御部
12 塗布量算出部
13 略円形の形状の画像
14 略円形の形状の画像
15 略平面形状
16 輝点
17 球の一部
18 第2の斜め光源
19 塗布量測定ユニット
20 撮像部
21 第2の斜め光源の反射光
22 輝点
23 球の一部
24 球の一部
25 塗布量測定ユニット
26 第Nの斜め光源(ここでNは、1以上の自然数)
27 撮像部
28 第Nの斜め光源の反射光
29 輝点
Claims (5)
- 基板上に塗布された塗布物の塗布量を測定する塗布量検査ユニットにおいて、
前記塗布物の垂直方向から光を照射する垂直光源と、
前記塗布物の斜め方向から光を照射するN個(Nは、1以上の自然数)の第Nの斜め光源と、
前記垂直光源によって前記塗布物に照射された垂直光源の反射光を受光し、垂直光源塗布物画像を撮像し、更に、前記第Nの斜め光源によって前記塗布物に照射された第Nの斜め光源の反射光を受光し、前記第Nの斜め光源塗布物画像を撮像する撮像部と、
前記垂直光源塗布物画像、及び、N個の前記第Nの斜め光源塗布物画像に基づいて、前記塗布量を算出する塗布量算出部と、
を備えた塗布量測定ユニット。 - 前記垂直光源の波長と、各々の前記N個の前記第Nの斜め光源の波長と、が異なる請求項2に記載の塗布量測定ユニット。
- 前記塗布量算出部は、垂直光源塗布物画像の前記塗布物の半径に基づいて、前記塗布量を算出する請求項1または2に記載の塗布量測定ユニット。
- 前記塗布量算出部は、前記塗布物の高さ、及び、各々の前記N個の前記第Nの斜め光源塗布物画像の前記塗布物の液滴曲面の半径を算出し、その後、前記塗布物の高さと、前記各々の前記N個の前記第Nの斜め光源塗布物画像の前記塗布物の液滴曲面の半径に基づいて、前記塗布量を算出する請求項1から3のいずれか一つに記載の塗布量測定ユニット。
- 前記塗布量算出部は、
前記N個の前記第Nの斜め光源塗布物画像の前記塗布物の中心から、前記N個の前記第Nの斜め光源塗布物画像の輝点までのそれぞれの距離と、
各々N個の前記第Nの斜め光源の入射光軸と前記第Nの光の前記塗布物に対し垂直方向とがなす角度と、
に基づいて前記塗布量を算出する請求項1から3のいずれか一つに記載の塗布量測定ユニット。
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JP2013036573A Pending JP2014163859A (ja) | 2013-02-27 | 2013-02-27 | 塗布量測定ユニット |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2014163859A (ja) |
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2013
- 2013-02-27 JP JP2013036573A patent/JP2014163859A/ja active Pending
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A711 | Notification of change in applicant |
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