グラビア版のセルの容積測定方法
【課題】セルの内表面の正確な空間形状を把握できて容積を正確に算出できるグラビア版のセルの容積測定方法
【解決手段】グラビア版の表面を撮像素子で撮像して一のセルを選択して面積を算出し、セル輪郭データを決め、セル内壁面にも光を照射し、セル輪郭内に対応する絞り込み画像データをメモリに記憶することを、グラビア版の表面位置よりセルの底面位置に移動するまでの間、対物レンズを一定ピッチ移動する毎に行い、絞り込み画像データを画像処理した各階層のマトリックスデータに対して、拡大升単位で合計コントラスト値を算出しマトリックス化することを、各階層について行い、全階層の同一位置の拡大升単位のコントラストデータの最大値となる拡大升を特定して各一の階層におけるセルの輪郭とし、各階層についてのセルの輪郭と階層とから全階層の容積を求める。
【解決手段】グラビア版の表面を撮像素子で撮像して一のセルを選択して面積を算出し、セル輪郭データを決め、セル内壁面にも光を照射し、セル輪郭内に対応する絞り込み画像データをメモリに記憶することを、グラビア版の表面位置よりセルの底面位置に移動するまでの間、対物レンズを一定ピッチ移動する毎に行い、絞り込み画像データを画像処理した各階層のマトリックスデータに対して、拡大升単位で合計コントラスト値を算出しマトリックス化することを、各階層について行い、全階層の同一位置の拡大升単位のコントラストデータの最大値となる拡大升を特定して各一の階層におけるセルの輪郭とし、各階層についてのセルの輪郭と階層とから全階層の容積を求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラビア版のセルの容積測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来において、グラビア版のセルの測定方法の発明には幾つかの提案が行なわれている。
特許文献１のグラビア刷版セル体積積算装置は、セル体積データ演算手段により彫刻により版面に形成されるセルの深度と相関関係を有する彫刻データからセル体積データを演算し、次いで積算セル体積データ演算手段により上記セル体積データをグラビア版の所定領域において積算して積算セル体積データを得るものであり、版面の全体に形成したセル体積の総和を得ることを可能とするものである。
【０００３】
特許文献２の印刷版のセル測定装置は、測定結果の記録をビデオプリンタのみで行うことができるようにするもので、オートフォーカスユニットにより版銅の表面とセルの底に、それぞれ顕微鏡本体の焦点を合わせることによりセルの深度を測定し、版銅の映像をフレームメモリに取り込み、２値化してセルと版銅の表面の境界線を認識してセルの幅を測定し、同様に、版銅の映像をフレームメモリに取り込み、静止画像にしてから電子ラインによりセルの角度を測定するものである。
【０００４】
特許文献３のグラビア版彫刻セル測定装置および方法は、撮像手段によりグラビア版面に形成した彫刻セルの開口形状を撮像し画像データを得て、彫刻針形状推定手段により画像データから彫刻針の先端形状を推定し、セル体積演算手段により推定した先端形状に基づいて彫刻セルの体積を演算し、セルの開口形状から彫刻針の先端形状を推測し、磨耗などによる彫刻針の先端形状の変化によらず、セルの体積を算出できるようにするものである。
【特許文献１】特開２０００−３０１６８６号公報
【特許文献２】特開平７−３３２９２４号公報
【特許文献３】特開２００３−３２６６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のグラビア刷版セル体積積算装置は、版面の全体に形成したセル体積の総和を得るものであり、又、彫刻により版面に形成されるセルを対象としていて、１個のセルの正確な立体形状を表示できず又正確な体積を表示できず、又、フォトリソグラフィーエッチング法により形成されるセルを対象としていない。
【０００６】
特許文献２の印刷版のセル測定装置は、測定結果の記録をビデオプリンタのオートフォーカスユニットを操作してセルの深度と幅と角度を測定するもので、セルの体積は算出できない。
【０００７】
特許文献３のグラビア版彫刻セル測定装置および方法は、撮像手段により彫刻セルを撮像した画像データから彫刻針の先端形状を推定することに基づいて彫刻セルの体積を演算するもので、彫刻セルの正確な立体形状を表示できず又正確な体積を表示できず、又、フォトリソグラフィーエッチング法により形成されるセルを対象としていない。
【０００８】
上記のように、従来においては、彫刻セルの体積の演算は推定に基づいたものであり、セルの内表面を正確に把握できず正確な空間形状を把握できない。
【０００９】
本発明は、上述の従来の技術の問題を鑑みてなされたものであって、セルの内表面の正確な空間形状を把握できる３次元データを正確に求めることができセルの容積を正確に算出でき３次元デジタル画像より高精細な立体画像として表示できるグラビア版のセルの容積測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明のグラビア版のセルの容積測定方法は、対物レンズと撮像素子とを備えた顕微鏡により、グラビア版のセルの内壁面にも光を照射しその反射光を上記対物レンズを通して撮像し、画像処理した表示画像中から選択した一つのセルに対応する絞り込み画像データを記憶することを、上記対物レンズの焦点が上記グラビア版の表面より上記セルの底面に移動するまでの間、上記対物レンズを一定ピッチ移動する毎に行い、次いで、各階層の絞り込み画像データの所要数の一塊りのピクセルを１単位とする各拡大升の合計コントラスト値を算出してから、全階層について同一位置の拡大升単位の合計コントラスト値を比較して最大値となる拡大升を特定し、各階層について特定した全ての最大値となる拡大升によって形成される形状線を各階層におけるセルの輪郭として、各階層のセルの輪郭と階層分の深さとから階層数とからセルの容積とする、ことを特徴とする。
【００１１】
上記発明の下位概念となる、一層具体的で好ましい、本願請求項２の発明のグラビア版のセルの容積測定方法は、対物レンズと撮像素子とを備えた顕微鏡により対物レンズの焦点をグラビア版の表面に合わせて撮像しこの撮像画像を表示装置に表示すると共にこの画像データを記憶し、次いで、上記コンピュータの表示装置に表示される撮像画像の中の任意の位置のセル輪郭データを記憶し、次いで、上記一のセルに対して、セル内壁面にも光を照射し反射光を上記対物レンズを通して上記顕微鏡により画像を撮像してこの画像データの中の上記セル輪郭内に対応する絞り込み画像データを記憶することを、上記対物レンズの焦点が上記グラビア版の表面より上記セルの底面に移動するまでの間、上記対物レンズを上記グラビア版に接近する方向へ一定ピッチ移動する毎に行い、次いで、上記絞り込み画像データを画像処理し各ピクセルのコントラスト値を保存することを、各階層について行い、次いで、各階層のコントラストデータに対して所要数の一塊りのピクセルを１単位とする拡大升で区切って各拡大升の合計コントラスト値を保存し、次いで、全階層の同一位置の拡大升単位の合計コントラスト値を比較して最大値となる拡大升を特定し、各階層について特定した全ての最大値となる拡大升によって形成される形状線を当該一の階層におけるセルの輪郭のデータとして保存し、次いで、各階層についてのセルの輪郭から得られる面積と階層分の深さとから各階層についての体積を求め、全階層についての容積を積算して、セルの容積とすることを特徴とする。
【００１２】
上記構成により、本発明のグラビア版のセルの容積測定方法は、以下の順序で行なわれる。
（１）対物レンズとＣＣＤビデオカメラとを備えた顕微鏡の対物レンズの焦点をグラビア版の表面に合わせる。
（２）顕微鏡でグラビア版の表面を撮像して表示装置に表示すると共にこの画像データを記憶する。
（３）上記表示装置に表示される撮像画像の中の任意の位置のセル輪郭データを記憶する。
（４）上記一のセルに対して、セル内壁面にも光を照射し反射光を上記対物レンズを通して上記顕微鏡により画像を撮像してこの画像データの中の上記セル輪郭内に対応する絞り込み画像データを記憶する。
（５）上記（４）の処理を、上記対物レンズの焦点が上記グラビア版の表面より上記セルの底面に移動するまでの間、上記対物レンズを上記グラビア版に接近する方向へ一定ピッチ移動する毎に行う。
（６）上記絞り込み画像データを画像処理し各ピクセルのコントラスト値を保存することを、各階層について行う。
（７）各階層のコントラストデータに対して、所要数の一塊りのピクセルを１単位とする拡大升で区切って各拡大升の合計コントラスト値を算出し保存することを、各階層について行う。
（８）全階層の同一位置の拡大升単位の合計コントラスト値を比較して最大値となる拡大升を特定し、一の階層について特定した全ての最大値となる拡大升によって形成される形状線を当該一の階層におけるセルの輪郭のデータとして保存することを、各階層について行う。
（９）各階層についてのセルの輪郭から得られる面積と階層分の深さとから各階層についての体積を求め、全階層についての容積を積算して、セルの容積とする。
【００１３】
上記（１）の処理工程は、対物レンズとＣＣＤビデオカメラとを備えた顕微鏡の対物レンズの焦点をグラビア版の表面に合わせる。この処理工程は、グラビア版の表面の画像を鮮明に撮像することができ正確なセル輪郭を決められることに繋がる。この処理工程では、対物レンズの移動を、モータ等のアクチュエータで行い、そして、対物レンズの焦点をグラビア版の表面に合わせることを、対物レンズの移動と画像処理とを連携させるソフトウエア制御により行なうことが好ましい。例えば、まず、グラビア版の大きさ（径）をコンピュータに入力し、該コンピュータで、対物レンズからグラビア版の表面までのおおよその距離を計算して対物レンズの下降移動量とを算出し、次いで、モータ等のアクチュエータを駆動して対物レンズを上記算出した移動量だけ下降して対物レンズの焦点をグラビア版の表面の近傍に移動し、次いで、このポイントをスタートとして、対物レンズを引き続いて下降していき、一定ピッチ下降する毎にそのときの撮像素子の入力画像をホールドして各入力画像を画像処理（コントラストデータ取得）し、各階層のコントラストの総計を算出し、各画像データをビットマップ形式でメモリに記憶し、全ての各階層のコントラストの総計のうちで最大となる階層までの移動位置をもってグラビア版の表面として決定する。なお、手動により表面合わせを行なっても良い。
【００１４】
上記（１）の処理工程では、落射光を用いることが好ましい。落射光はグラビア版の表面とセルの底面に照射し、その反射光は対物レンズを通り、撮像素子に受光される。対物レンズの焦点をグラビア版の表面に一致させると、グラビア版の表面の画像を鮮明に撮像することができる。落射光はセルの側面には殆ど照射されず、僅かに照射された光の反射光は対物レンズを通らない。従って、上記（３）の処理工程において、撮像素子１１ｆが撮像した撮像画像をコンピュータの表示装置１５に表示するが、表示装置１５は、グラビア版の表面を明るく、セルの部分を黒く表示することになる。なお、グラビア版の表面を落射光の色で明るく表示することもできる。
【００１５】
上記（１）の処理工程によって、対物レンズの焦点をグラビア版の表面に超精密に一致させた後、上記（２）の処理工程によって、顕微鏡でグラビア版の表面を撮像して、その画像データを画像処理し表示装置に表示すると共にこの画像データとコントラスデータを記憶する。表示装置に表示される撮像画像は、グラビア版の表面を明るく、セルの部分を黒く表示することになる。なお、グラビア版の表面を落射光の色で明るく表示することもできる。
【００１６】
上記（３）の処理工程では、表示装置に表示される撮像画像の中の任意の位置のセルの黒色の画素部分の輪郭部分のみを抽出して輪郭データとして記憶することができる。コンピュータは、黒く表示されるピクセルの数を集計して総和数とピクセルの大きさを乗算して面積を算出し、そして、セルの輪郭データと共に記憶することができる。セルの面積は、セルの容積の算出にも利用される。上記（３）の処理工程では、セル輪郭データのメモリへの記憶は不揮発性の大記憶容量の記憶装置にビットマップ形式で行なうのが良い。
【００１７】
上記（４）の処理工程においては、上記処理した任意の位置のセルに対して、セル内壁面にも光を照射する。顕微鏡の光軸を通る落射光は、セル内壁面にも僅かに照射するが、落射光の反射光は、顕微鏡の光軸を逆方向に全く通ることがないので、対物レンズの周囲に斜め軸に光を放射するリング照明を備えてこのリング照明の光をセル内壁面に照射しその反射光を対物レンズを通して顕微鏡のＣＣＤビデオカメラ等の撮像素子に受光させる。このときの、画像データの中の上記セル輪郭内に対応する絞り込み画像データをビットマップ形式でメモリに記憶する。これによって、対物レンズの焦点の高さ位置をセル内壁面に位置させるときに、この絞り込み画像は、対物レンズの焦点の高さ位置を通るセル内壁面の一の輪切り線部分のピントが最も合う画像になり、もって、ピントが最も合う一の輪切り線部分の深度位置は、セルに対する対物レンズの焦点の深度位置に一致する。
【００１８】
上記（５）の処理工程においては、上記（４）の処理を、セルの深さ方向に選択した１つのセルの全深さにわたり階層化し、そして、上記（６）の処理工程において、各階層について、各ピクセルのマトリックス化したコントラストデータをメモリに保存する。
【００１９】
上記（７）の処理工程において、所要数の一塊りのピクセルを１単位とする拡大升で区切って各拡大升の合計コントラスト値を算出し保存することを、各階層について行うことは、誤差を修正するための前処理である。各階層のマトリックスデータに対して、平面方向に同一ポイントになる１ピクセルのコントラストデータを全比較して最大値となる階層を抽出するときは、ピクセルが小さすぎるため、対物レンズが１階層分下降することによる光の照射具合と反射具合の変化や機械の撓み変化が１ピクセルのコントラストデータに影響を及ぼすので、セルに対して任意の輪切り断面となる連続した輪郭が得られがたい。これに対して、例えば縦横各３ピクセル幅の合計９ピクセルの一塊りの拡大升を１単位とするマトリックスを考えて各拡大升の合計コントラスト値を対象にすると、１ピクセルのときに生じ得る誤差を解消できる。
【００２０】
上記（８）の処理工程においては、各階層の拡大升単位の合計コントラスト値を比較して最大値となる拡大升を特定するので、各一の階層について特定した全ての最大値となる拡大升によって形成されるエンドレスな形状線を当該一の階層におけるセルの輪郭線（輪切り線）として決定することができる。
【００２１】
上記（９）の処理工程においては、各階層についてのセルの輪郭から得られる面積と階層分の深さとから各階層についての体積を求め、全階層についての容積を積算して、セルの容積とするものであり、階層と階層との階高を例えば０．５ミクロンという数値にすると、各階層についての体積を集積したときの誤差が少なくなり、セルの容積を超精密に求めることができる。
上記のように、セルの内壁面形状を等高表示線で把握して表示できるので、数ピッチ毎にピックアップする階層の内壁面位置を示す等高表示線と、セルに対してＹ方向に微少寸法でピッチ割りするＸ方向の線と、セルに対してＸ方向に微少寸法でピッチ割りするＹ方向の線とで、セルの空間形状を３次元表示表示できさらに３次元表示をα軸回転表示でき、又、セルを通る任意線の断面形状を３次元に表示できる。
セルは、彫刻によって形成されるセルやエッチングによって形成されるセルのいずれについても適用できる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、セルの内表面の正確な空間形状を把握できる３次元データを求めることができセルの容積を正確に算出できて３次元デジタル画像より高精細な立体画像として表示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明のグラビア版のセルの容積測定方法の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、グラビア版のセルの容積測定装置の概略正面図を示し、図２は、グラビア版のセルの容積測定装置の原理図を示す。
【００２４】
グラビア版のセルの容積測定装置１０は、顕微鏡１１と、コントロールボックス１２と、これらを支持してグラビア版Ｒに跨って載置される装置本体１３と、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ１４と、液晶表示装置等の表示装置１５と、キーボード等の入力手段１６とからなる。
【００２５】
顕微鏡１１は、装置本体１３に上下動可能に支持されるステージ１１ａと、装置本体１３に設けられステージ１１ａを上下動させるモータを駆動源とするステージ上下動手段１１ｂと、ステージ１１ａに設けられ一光軸線上に配列される対物レンズ１１ｃと倍率変更レンズ１１ｄと４５度に傾斜するハーフミラー１１ｅ及びＣＣＤビデオカメラ１１ｆと、レンズ回転機構１１ｇと、落射照明１１ｈと、リング照明１１ｉと、を備えてなる。
【００２６】
上記落射照明１１ｈの光は、ハーフミラー１１ｅの傾斜下面に照射して、倍率変更レンズ１１ｄと対物レンズ１１ｃを通り、グラビア版Ｒに照射されるように構成されている。そして、グラビア版Ｒからの反射光は、対物レンズ１１ｃと倍率変更レンズ１１ｄとハーフミラー１１ｅとを通りＣＣＤビデオカメラ１１ｆに受光される。
【００２７】
上記リング照明１１ｉは、複数個のＬＥＤを、各ＬＥＤの放射軸を上記一光軸線に斜めに交差させるように対物レンズ１１ｃの周囲に配設してなる。リング照明１１ｉの照明光は、グラビア版Ｒのセルの内壁面を明るく照射して、その反射光が、対物レンズ１１ｃと倍率変更レンズ１１ｄとハーフミラー１１ｅとを通りＣＣＤビデオカメラ１１ｆに受光されるように構成されている。
【００２８】
上記倍率変更レンズ１１ｄは、偏心回転体の偏心軸の周りに１２０度異なる３つの位置に倍率の異なる３種類のレンズを支持してこの偏心回転体をレンズ回転機構１１ｇにより回転して所望の１つのレンズを顕微鏡の光軸線上に位置させることにより３段階に倍率変更できるように構成されている。
【００２９】
上記コントロールボックス１２は、上記ステージ上下動手段１１ｂのモータを駆動制御する第１のモータ制御基板１２ａと、このモータ制御基板１２ａに給電する第１の電源手段１２ｂと、上記レンズ回転機構１１ｇのモータを駆動制御する第２のモータ制御基板１２ｃと、このモータ制御基板１２ｃに給電する第２の電源手段１２ｄと、上記落射照明１１ｈの点灯及び消灯並びに上記リング照明１１ｉの点灯及び消灯を制御する照明制御基板１２ｅと、この照明制御基板１２ｅに給電する第３の電源手段１２ｆと、上記各基板１２ａ，１２ｃ，１２ｅを制御する各基板制御基板１２ｇとを備えてなる。
【００３０】
上記コンピュータ１４は、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭ等を備えたメイン制御基板１４ａと、ビデオボード１４ｂと、一時記憶装置１４ｃと、大容量記憶装置１４ｄとを備えてなる。
【００３１】
ビデオボード１４ｂは、ＣＣＤビデオカメラ１１ｆの撮像信号を連続的に入力するようになっていて、撮像信号を画像信号に変えて一時記憶装置１４ｃに入力し、一時記憶装置１４ｃは、画像データを常時にメイン制御基板１４ａに入力するように構成されている。
【００３２】
メイン制御基板１４ａは、本発明のグラビア版のセルの容積測定方法をＣＰＵにより実行するためのソフトプログラムをＲＯＭに格納していて、このプログラムに基づいて、一時記憶装置１４ｃからの画像データを常時に表示装置１６に出力して画像表示させると共に、必要なタイミングで１画面分の画像データをホールドして大容量記憶装置１４ｄに画像データを記憶させるように構成されている。さらに、メイン制御基板１４ａは、必要に応じて大容量記憶装置１４ｄに記憶させた画像データを読み出してプログラムに従った処理を行ない、処理後の画像データ等を大容量記憶装置１４ｄに記憶させるように構成されている。ＣＰＵが実行するためのソフトプログラムの概略の内容を、図３〜図８に示すフローチャートに示す。
【００３３】
続いて、上記構成の装置の作用である本発明のグラビア版のセルの容積測定方法を説明する。
図３は、本発明のグラビア版のセルの容積測定方法をメイン制御基板１４ａのＣＰＵが実行するためのメインプログラムの概略のフローチャートを示す。
図１に示すように、グラビア版のセルの容積測定装置１０をグラビア版Ｒの上に跨がせて、プログラムを開始する（ステップＳ１０１）。最初に測定対象の情報の設定を行なう（ステップＳ１０２）。この設定は、測定対象であるグラビア版Ｒに関する直径、その他の各種設定を行なう。この設定は、表示装置１５に表示される入力テーブルに入力手段１６により直径、その他を入力することにより行なう。次いで、表示装置１５に表示される測定開始の実行ボタンをオンする（ステップＳ１０３）。次いで、測定（ソフトウエア処理）が実行され（ステップＳ１０４）、次いで、出力結果の確認、データ保存を行う（ステップＳ１０５）。次いで、他のグラビア版の測定を行なうか否かを入力することとして（ステップＳ１０５）、測定続行のときは測定の設定のステップ（ステップＳ１０２）へ戻り（ステップＳ１０７）、測定続行しないときはプログラム終了となる（ステップＳ１０８）。
【００３４】
図４は、図３のメインプログラムの概略のフローチャート、の中のステップＳ１０４に対応するサブプログラムの概略のフローチャートを示す。
プログラムを開始すると（ステップＳ２０１）、初期化処理を行ない（ステップＳ２０２）、次いで、表面合わせ（ステップＳ２０３）を行い、次いで、画像処理による面積測定（ステップＳ２０４）を行い、次いで、画像処理による容積測定（ステップＳ２０５）を行い、次いで、終了処理（ステップＳ２０６）を行い、終了となる（ステップＳ２０７）。
【００３５】
図５は、図４のサブプログラムの概略のフローチャート、のステップＳ２０２に対応するさらに詳しいプログラムのフローチャートを示す。
プログラムを開始すると（ステップＳ３０１）、各種設定値の初期化・設定を行ない（ステップＳ３０２）、次いで、照明制御手段１２ｅにより落射照明１１ｈ、リング照明１１ｉを点灯し（ステップＳ３０３）、終了となる（ステップＳ３０４）。
【００３６】
図６は、図４のサブプログラムの概略のフローチャート、のステップＳ２０３に対応するさらに詳しいプログラムのフローチャートを示す。
プログラムを開始すると（ステップＳ４０１）、入力された円周長からグラビア版Ｒのおおよその表面位置を計算し（ステップＳ４０２）、次いで、表面位置へステージを移動させ（ステップＳ４０３）、次いで、表面位置の±０．５ｍｍの範囲で正確な表面位置を求め（ステップＳ４０４）、終了となる（ステップＳ４０５）。
【００３７】
上記表面位置を求める処理は（ステップＳ４０４）、ここでは時間の短縮化のために、例えば、３段階で行なうことが好ましい。
詳述すると、第１段階として、対物レンズ１１ｃの焦点が表面位置から例えば０．５ｍｍ離れた位置から対物レンズ１１ｃを接近移動していき対物レンズ１１ｃの焦点が表面位置から例えば０．５ｍｍ内方へ移動するまでの間、対物レンズ１１ｃが２０μｍピッチ移動する毎に、ＣＣＤビデオカメラ１１ｆの画面データを画像処理して全表面又は所要範囲の表面の合計コントラスト値を算出して記憶し、各階層の合計コントラスト値を比較して最大値を求める。
【００３８】
第２段階として、上記コントラストデータが最大値のときの対物レンズ１１ｃの位置よりも、例えば４０μｍ上方へ対物レンズ１１ｃを上昇復帰してから、再び対物レンズ１１ｃを接近移動し、この上昇復帰位置から例えば８０μｍの移動距離となるように接近移動するまでの間、対物レンズ１１ｃが２μｍピッチ移動する毎に、ＣＣＤビデオカメラ１１ｆの画面データを画像処理して全表面又は所要範囲の表面の合計コントラスト値を算出して記憶し、各階層の合計コントラスト値を比較して最大値を求める。
【００３９】
第３段階として、上記第２段階の測定結果におけるコントラストデータが最大値のときの対物レンズ１１ｃの位置よりも、例えば４μｍ上方へ対物レンズ１１ｃを上昇復帰してから、対物レンズ１１ｃを三度接近移動し、この上昇復帰位置から例えば８μｍの移動距離となるように接近移動するまでの間、対物レンズ１１ｃが０．５μｍピッチ移動する毎に、ＣＣＤビデオカメラ１１ｆの画面データを画像処理して全表面又は所要範囲の表面の合計コントラスト値を算出して記憶し、各階層の合計コントラスト値を比較して最大値を求める。第３段階目の測定により得られた最大値のときのステージ１１ａの下降位置をメモリに記憶して、当該ステージ１１ａの下降位置をもって、対物レンズ１１ｃの焦点をグラビア版Ｒの表面に合わせたことになる。
【００４０】
図７は、図４のサブプログラムの概略のフローチャート、のステップＳ２０４に対応するさらに詳しいプログラムのフローチャートを示す。
プログラムを開始すると（ステップＳ５０１）、リング照明１１ｈを消灯し（ステップＳ５０２）、次いで、ＣＣＤビデオカメラ１１ｆの画像信号をビデオカード１４ｂを介して画像処理して一次記憶装置１４ｃにロードし（ステップＳ５０３）、次いで、面積算出のための画像処理を行ない（ステップＳ５０４）、次いで、測定値や結果表示用画像等の処理結果を保存し（ステップＳ５０５）、終了となる（ステップＳ５０６）。
【００４１】
上記画像処理のステップＳ５０４では、各種フィルタを用い、セルの面積エリアとエリア内、エリア間の距離を求める。各種フィルタには、二値化（閾値は自動検出）、表面キズ除去、ラベル付け（複数のセルの分別）、エリア内塗り潰し、エリア内ピクセル数計算などがある。
上記画像処理を行なうと（ステップＳ５０４）、表示装置１５は、ＣＣＤビデオカメラ１１ｆが撮像した撮像画像を、グラビア版の表面を明るく、セルの部分を黒く表示するので、表示装置１６に表示される撮像画像の中の一のセルを操作者が選択すると、コンピュータが、黒く表示されるピクセルの数を集計して総和数とピクセルの大きさを乗算して面積を算出する。
ステップＳ５０５では、各階層のマトリックスデータに対して、平面方向に同一ポイントになる拡大升単位の合計コントラスト値を比較して最大値となる拡大升を特定することで、各一の階層について特定した全ての最大値となる拡大升によって形成される形状線を当該一の階層におけるセルの輪郭を決定する。
そして、ステップＳ５０５では、セルの面積及びセル輪郭データをビットマップ形式でＨＤＤ、ＤＶＤ等の大記憶容量の不揮発性記憶装置１４ｄに記憶する。
【００４２】
図８は、図４のサブプログラムの概略のフローチャート、のステップＳ２０５に対応するさらに詳しいプログラムのフローチャートを示す。
プログラムを開始すると（ステップＳ６０１）、リング照明１１ｈを点灯し（ステップＳ６０２）、次いで、対物レンズ１１ｃの焦点をグラビア版Ｒの表面に合わせた位置からステージ１１ａを上に２０μｍ移動し（ステップＳ６０３）、この位置からステージ１１ａを下へ７０μｍ移動し（ステップＳ６０４）、次いで、ステージ１１ａを０．５μｍピッチ移動する毎にＣＣＤビデオカメラ１１ｆの画像信号をビデオカード１４ｂを介して画像処理を行い一次記憶装置１４ｃにロードし（ステップＳ６０５）、次いで、画像データを不揮発性記憶装置１４ｄに保存し（ステップＳ６０６）、次いで、容積算出のための画像処理を行ない（ステップＳ６０７）、次いで、画像処理データから各拡大升のピクセルの深度を求め（ステップＳ６０８）、次いで、測定値や結果表示用画像等の処理結果を保存し（ステップＳ６０９）、終了となる（ステップＳ６１０）。
【００４３】
ステップＳ６０５においては、上記処理された任意の位置のセルに対して、落射光とリング照明の光がセル内壁面及びセル底面に照射する。反射光は対物レンズ１１ｃを通してＣＣＤビデオカメラ１１ｆに受光するので、対物レンズ１１ｃの焦点位置をセル内壁面に位置させるときにセル内壁面の画像を撮像することができる。
ステップＳ６０５においては、画像データの中の上記セル輪郭内に対応する絞り込み画像データを一次記憶装置１４ｃにロードする。この絞り込み画像は、セルに対して一の輪切り線部分の画像がピントが最も合う画像になり、一の輪切り線部分の深度位置は、対物レンズの焦点の深度位置に一致している。
ステップＳ６０６においては、各階層の絞り込み画像データについて、各ピクセルのマトリックス化したコントラストデータを画像処理してビットマップ形式で不揮発性記憶装置１４ｄに保存する。
ステップＳ６０７においては、縦方向及び横方向にそれぞれ３つのピクセル幅毎に区画して９つのピクセルの大きさの拡大升のマトリックスとしてかつ拡大升単位で合計コントラスト値を算出しマトリックス化して上記メモリに保存することを、各階層について行う。この処理工程があることにより、対物レンズが１階層分下降することによる光の照射具合と反射具合の変化や機械の撓み変化が１ピクセルのコントラストデータに影響を及ぼすことがあっても、１ピクセルのときに生じ得る誤差を解消できる。
ステップＳ６０８においては、全階層の同一位置の拡大升単位の合計コントラスト値を比較して最大値となる拡大升を特定し、一の階層について特定した全ての最大値となる拡大升によって形成される形状線を当該一の階層におけるセルの輪郭としてデータ化して上記メモリに保存することを、各階層について行う。
さらに、ステップＳ６０８においては、各階層についてのセルの輪郭から得られる面積と階層分の深さとから各階層についての体積を求め、全階層についての容積を積算して、セルの容積とする。階層と階層との階高を例えば０．５ミクロンという数値にしているので、各階層についての体積を集積誤差が少なくなり、セルの容積を極めて精密に求めることができる。
【００４４】
そして、セルの階層の内壁面位置を等高表示線で表示できるので、数ピッチ毎にピックアップする階層の内壁面位置を示す等高表示線と、セルに対してＹ方向に微少寸法でピッチ割りするＸ方向の線と、セルに対してＸ方向に微少寸法でピッチ割りするＹ方向の線とで、セルの空間形状を３次元表示表示できさらに３次元表示をα軸回転表示でき、又、セルを通る任意線の断面形状を３次元に表示できる。これらは、プログラムによって実行され、表示装置１５に表示される。
【００４５】
上記の実施形態は、本願請求項２の発明のグラビア版のセルの容積測定方法に対応するように具体化したものである。しかし、本発明は、上記の実施形態に限定されるものでない。本発明は、本願請求項１の発明のグラビア版のセルの容積測定方法の構成を逸脱しない限り、種々の設計変更を含むものである。
本発明においては、彫刻により版面に形成されるセルを対象として１つのセルの容積を得ることに適用でき、又、フォトリソグラフィーエッチング法により形成されるセルを対象として１つのセルの容積を得ることに適用できる。グラビア版は、ロールに限定されない、平版にも適用される。さらに、複数のセルを選択すれば、該複数のセルの合計の容積を算出することができる。本発明は、セルの容積を算出する方法であるが、セルの内壁面の正確な立体形状を表示することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】グラビア版のセルの容積測定装置の概略正面図
【図２】グラビア版のセルの容積測定装置の原理図
【図３】本発明のグラビア版のセルの容積測定方法を実行するためのメインプログラムの概略のフローチャート
【図４】図３のステップＳ１０４に対応する詳しいフローチャート
【図５】図４のステップＳ２０２に対応する詳しいフローチャート
【図６】図４のステップＳ２０３に対応する詳しいフローチャート
【図７】図４のステップＳ２０４に対応する詳しいフローチャート
【図８】図４のステップＳ２０５に対応する詳しいフローチャート
【符号の説明】
【００４７】
１０…グラビア版のセルの容積測定装置
Ｒ…グラビア版
１１…顕微鏡
１１ｃ…対物レンズ
１１ｆ…ＣＣＤビデオカメラ（撮像手段）
１１ｈ…落射照明
１１ｉ…リング照明
１４…コンピュータ
１４ａ…メイン制御基板
１４ｂ…ビデオボード
１４ｃ…一時記憶装置
１４ｄ…大容量記憶装置（メモリ）
１５…表示装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラビア版のセルの容積測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来において、グラビア版のセルの測定方法の発明には幾つかの提案が行なわれている。
特許文献１のグラビア刷版セル体積積算装置は、セル体積データ演算手段により彫刻により版面に形成されるセルの深度と相関関係を有する彫刻データからセル体積データを演算し、次いで積算セル体積データ演算手段により上記セル体積データをグラビア版の所定領域において積算して積算セル体積データを得るものであり、版面の全体に形成したセル体積の総和を得ることを可能とするものである。
【０００３】
特許文献２の印刷版のセル測定装置は、測定結果の記録をビデオプリンタのみで行うことができるようにするもので、オートフォーカスユニットにより版銅の表面とセルの底に、それぞれ顕微鏡本体の焦点を合わせることによりセルの深度を測定し、版銅の映像をフレームメモリに取り込み、２値化してセルと版銅の表面の境界線を認識してセルの幅を測定し、同様に、版銅の映像をフレームメモリに取り込み、静止画像にしてから電子ラインによりセルの角度を測定するものである。
【０００４】
特許文献３のグラビア版彫刻セル測定装置および方法は、撮像手段によりグラビア版面に形成した彫刻セルの開口形状を撮像し画像データを得て、彫刻針形状推定手段により画像データから彫刻針の先端形状を推定し、セル体積演算手段により推定した先端形状に基づいて彫刻セルの体積を演算し、セルの開口形状から彫刻針の先端形状を推測し、磨耗などによる彫刻針の先端形状の変化によらず、セルの体積を算出できるようにするものである。
【特許文献１】特開２０００−３０１６８６号公報
【特許文献２】特開平７−３３２９２４号公報
【特許文献３】特開２００３−３２６６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のグラビア刷版セル体積積算装置は、版面の全体に形成したセル体積の総和を得るものであり、又、彫刻により版面に形成されるセルを対象としていて、１個のセルの正確な立体形状を表示できず又正確な体積を表示できず、又、フォトリソグラフィーエッチング法により形成されるセルを対象としていない。
【０００６】
特許文献２の印刷版のセル測定装置は、測定結果の記録をビデオプリンタのオートフォーカスユニットを操作してセルの深度と幅と角度を測定するもので、セルの体積は算出できない。
【０００７】
特許文献３のグラビア版彫刻セル測定装置および方法は、撮像手段により彫刻セルを撮像した画像データから彫刻針の先端形状を推定することに基づいて彫刻セルの体積を演算するもので、彫刻セルの正確な立体形状を表示できず又正確な体積を表示できず、又、フォトリソグラフィーエッチング法により形成されるセルを対象としていない。
【０００８】
上記のように、従来においては、彫刻セルの体積の演算は推定に基づいたものであり、セルの内表面を正確に把握できず正確な空間形状を把握できない。
【０００９】
本発明は、上述の従来の技術の問題を鑑みてなされたものであって、セルの内表面の正確な空間形状を把握できる３次元データを正確に求めることができセルの容積を正確に算出でき３次元デジタル画像より高精細な立体画像として表示できるグラビア版のセルの容積測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明のグラビア版のセルの容積測定方法は、対物レンズと撮像素子とを備えた顕微鏡により、グラビア版のセルの内壁面にも光を照射しその反射光を上記対物レンズを通して撮像し、画像処理した表示画像中から選択した一つのセルに対応する絞り込み画像データを記憶することを、上記対物レンズの焦点が上記グラビア版の表面より上記セルの底面に移動するまでの間、上記対物レンズを一定ピッチ移動する毎に行い、次いで、各階層の絞り込み画像データの所要数の一塊りのピクセルを１単位とする各拡大升の合計コントラスト値を算出してから、全階層について同一位置の拡大升単位の合計コントラスト値を比較して最大値となる拡大升を特定し、各階層について特定した全ての最大値となる拡大升によって形成される形状線を各階層におけるセルの輪郭として、各階層のセルの輪郭と階層分の深さとから階層数とからセルの容積とする、ことを特徴とする。
【００１１】
上記発明の下位概念となる、一層具体的で好ましい、本願請求項２の発明のグラビア版のセルの容積測定方法は、対物レンズと撮像素子とを備えた顕微鏡により対物レンズの焦点をグラビア版の表面に合わせて撮像しこの撮像画像を表示装置に表示すると共にこの画像データを記憶し、次いで、上記コンピュータの表示装置に表示される撮像画像の中の任意の位置のセル輪郭データを記憶し、次いで、上記一のセルに対して、セル内壁面にも光を照射し反射光を上記対物レンズを通して上記顕微鏡により画像を撮像してこの画像データの中の上記セル輪郭内に対応する絞り込み画像データを記憶することを、上記対物レンズの焦点が上記グラビア版の表面より上記セルの底面に移動するまでの間、上記対物レンズを上記グラビア版に接近する方向へ一定ピッチ移動する毎に行い、次いで、上記絞り込み画像データを画像処理し各ピクセルのコントラスト値を保存することを、各階層について行い、次いで、各階層のコントラストデータに対して所要数の一塊りのピクセルを１単位とする拡大升で区切って各拡大升の合計コントラスト値を保存し、次いで、全階層の同一位置の拡大升単位の合計コントラスト値を比較して最大値となる拡大升を特定し、各階層について特定した全ての最大値となる拡大升によって形成される形状線を当該一の階層におけるセルの輪郭のデータとして保存し、次いで、各階層についてのセルの輪郭から得られる面積と階層分の深さとから各階層についての体積を求め、全階層についての容積を積算して、セルの容積とすることを特徴とする。
【００１２】
上記構成により、本発明のグラビア版のセルの容積測定方法は、以下の順序で行なわれる。
（１）対物レンズとＣＣＤビデオカメラとを備えた顕微鏡の対物レンズの焦点をグラビア版の表面に合わせる。
（２）顕微鏡でグラビア版の表面を撮像して表示装置に表示すると共にこの画像データを記憶する。
（３）上記表示装置に表示される撮像画像の中の任意の位置のセル輪郭データを記憶する。
（４）上記一のセルに対して、セル内壁面にも光を照射し反射光を上記対物レンズを通して上記顕微鏡により画像を撮像してこの画像データの中の上記セル輪郭内に対応する絞り込み画像データを記憶する。
（５）上記（４）の処理を、上記対物レンズの焦点が上記グラビア版の表面より上記セルの底面に移動するまでの間、上記対物レンズを上記グラビア版に接近する方向へ一定ピッチ移動する毎に行う。
（６）上記絞り込み画像データを画像処理し各ピクセルのコントラスト値を保存することを、各階層について行う。
（７）各階層のコントラストデータに対して、所要数の一塊りのピクセルを１単位とする拡大升で区切って各拡大升の合計コントラスト値を算出し保存することを、各階層について行う。
（８）全階層の同一位置の拡大升単位の合計コントラスト値を比較して最大値となる拡大升を特定し、一の階層について特定した全ての最大値となる拡大升によって形成される形状線を当該一の階層におけるセルの輪郭のデータとして保存することを、各階層について行う。
（９）各階層についてのセルの輪郭から得られる面積と階層分の深さとから各階層についての体積を求め、全階層についての容積を積算して、セルの容積とする。
【００１３】
上記（１）の処理工程は、対物レンズとＣＣＤビデオカメラとを備えた顕微鏡の対物レンズの焦点をグラビア版の表面に合わせる。この処理工程は、グラビア版の表面の画像を鮮明に撮像することができ正確なセル輪郭を決められることに繋がる。この処理工程では、対物レンズの移動を、モータ等のアクチュエータで行い、そして、対物レンズの焦点をグラビア版の表面に合わせることを、対物レンズの移動と画像処理とを連携させるソフトウエア制御により行なうことが好ましい。例えば、まず、グラビア版の大きさ（径）をコンピュータに入力し、該コンピュータで、対物レンズからグラビア版の表面までのおおよその距離を計算して対物レンズの下降移動量とを算出し、次いで、モータ等のアクチュエータを駆動して対物レンズを上記算出した移動量だけ下降して対物レンズの焦点をグラビア版の表面の近傍に移動し、次いで、このポイントをスタートとして、対物レンズを引き続いて下降していき、一定ピッチ下降する毎にそのときの撮像素子の入力画像をホールドして各入力画像を画像処理（コントラストデータ取得）し、各階層のコントラストの総計を算出し、各画像データをビットマップ形式でメモリに記憶し、全ての各階層のコントラストの総計のうちで最大となる階層までの移動位置をもってグラビア版の表面として決定する。なお、手動により表面合わせを行なっても良い。
【００１４】
上記（１）の処理工程では、落射光を用いることが好ましい。落射光はグラビア版の表面とセルの底面に照射し、その反射光は対物レンズを通り、撮像素子に受光される。対物レンズの焦点をグラビア版の表面に一致させると、グラビア版の表面の画像を鮮明に撮像することができる。落射光はセルの側面には殆ど照射されず、僅かに照射された光の反射光は対物レンズを通らない。従って、上記（３）の処理工程において、撮像素子１１ｆが撮像した撮像画像をコンピュータの表示装置１５に表示するが、表示装置１５は、グラビア版の表面を明るく、セルの部分を黒く表示することになる。なお、グラビア版の表面を落射光の色で明るく表示することもできる。
【００１５】
上記（１）の処理工程によって、対物レンズの焦点をグラビア版の表面に超精密に一致させた後、上記（２）の処理工程によって、顕微鏡でグラビア版の表面を撮像して、その画像データを画像処理し表示装置に表示すると共にこの画像データとコントラスデータを記憶する。表示装置に表示される撮像画像は、グラビア版の表面を明るく、セルの部分を黒く表示することになる。なお、グラビア版の表面を落射光の色で明るく表示することもできる。
【００１６】
上記（３）の処理工程では、表示装置に表示される撮像画像の中の任意の位置のセルの黒色の画素部分の輪郭部分のみを抽出して輪郭データとして記憶することができる。コンピュータは、黒く表示されるピクセルの数を集計して総和数とピクセルの大きさを乗算して面積を算出し、そして、セルの輪郭データと共に記憶することができる。セルの面積は、セルの容積の算出にも利用される。上記（３）の処理工程では、セル輪郭データのメモリへの記憶は不揮発性の大記憶容量の記憶装置にビットマップ形式で行なうのが良い。
【００１７】
上記（４）の処理工程においては、上記処理した任意の位置のセルに対して、セル内壁面にも光を照射する。顕微鏡の光軸を通る落射光は、セル内壁面にも僅かに照射するが、落射光の反射光は、顕微鏡の光軸を逆方向に全く通ることがないので、対物レンズの周囲に斜め軸に光を放射するリング照明を備えてこのリング照明の光をセル内壁面に照射しその反射光を対物レンズを通して顕微鏡のＣＣＤビデオカメラ等の撮像素子に受光させる。このときの、画像データの中の上記セル輪郭内に対応する絞り込み画像データをビットマップ形式でメモリに記憶する。これによって、対物レンズの焦点の高さ位置をセル内壁面に位置させるときに、この絞り込み画像は、対物レンズの焦点の高さ位置を通るセル内壁面の一の輪切り線部分のピントが最も合う画像になり、もって、ピントが最も合う一の輪切り線部分の深度位置は、セルに対する対物レンズの焦点の深度位置に一致する。
【００１８】
上記（５）の処理工程においては、上記（４）の処理を、セルの深さ方向に選択した１つのセルの全深さにわたり階層化し、そして、上記（６）の処理工程において、各階層について、各ピクセルのマトリックス化したコントラストデータをメモリに保存する。
【００１９】
上記（７）の処理工程において、所要数の一塊りのピクセルを１単位とする拡大升で区切って各拡大升の合計コントラスト値を算出し保存することを、各階層について行うことは、誤差を修正するための前処理である。各階層のマトリックスデータに対して、平面方向に同一ポイントになる１ピクセルのコントラストデータを全比較して最大値となる階層を抽出するときは、ピクセルが小さすぎるため、対物レンズが１階層分下降することによる光の照射具合と反射具合の変化や機械の撓み変化が１ピクセルのコントラストデータに影響を及ぼすので、セルに対して任意の輪切り断面となる連続した輪郭が得られがたい。これに対して、例えば縦横各３ピクセル幅の合計９ピクセルの一塊りの拡大升を１単位とするマトリックスを考えて各拡大升の合計コントラスト値を対象にすると、１ピクセルのときに生じ得る誤差を解消できる。
【００２０】
上記（８）の処理工程においては、各階層の拡大升単位の合計コントラスト値を比較して最大値となる拡大升を特定するので、各一の階層について特定した全ての最大値となる拡大升によって形成されるエンドレスな形状線を当該一の階層におけるセルの輪郭線（輪切り線）として決定することができる。
【００２１】
上記（９）の処理工程においては、各階層についてのセルの輪郭から得られる面積と階層分の深さとから各階層についての体積を求め、全階層についての容積を積算して、セルの容積とするものであり、階層と階層との階高を例えば０．５ミクロンという数値にすると、各階層についての体積を集積したときの誤差が少なくなり、セルの容積を超精密に求めることができる。
上記のように、セルの内壁面形状を等高表示線で把握して表示できるので、数ピッチ毎にピックアップする階層の内壁面位置を示す等高表示線と、セルに対してＹ方向に微少寸法でピッチ割りするＸ方向の線と、セルに対してＸ方向に微少寸法でピッチ割りするＹ方向の線とで、セルの空間形状を３次元表示表示できさらに３次元表示をα軸回転表示でき、又、セルを通る任意線の断面形状を３次元に表示できる。
セルは、彫刻によって形成されるセルやエッチングによって形成されるセルのいずれについても適用できる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、セルの内表面の正確な空間形状を把握できる３次元データを求めることができセルの容積を正確に算出できて３次元デジタル画像より高精細な立体画像として表示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明のグラビア版のセルの容積測定方法の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、グラビア版のセルの容積測定装置の概略正面図を示し、図２は、グラビア版のセルの容積測定装置の原理図を示す。
【００２４】
グラビア版のセルの容積測定装置１０は、顕微鏡１１と、コントロールボックス１２と、これらを支持してグラビア版Ｒに跨って載置される装置本体１３と、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ１４と、液晶表示装置等の表示装置１５と、キーボード等の入力手段１６とからなる。
【００２５】
顕微鏡１１は、装置本体１３に上下動可能に支持されるステージ１１ａと、装置本体１３に設けられステージ１１ａを上下動させるモータを駆動源とするステージ上下動手段１１ｂと、ステージ１１ａに設けられ一光軸線上に配列される対物レンズ１１ｃと倍率変更レンズ１１ｄと４５度に傾斜するハーフミラー１１ｅ及びＣＣＤビデオカメラ１１ｆと、レンズ回転機構１１ｇと、落射照明１１ｈと、リング照明１１ｉと、を備えてなる。
【００２６】
上記落射照明１１ｈの光は、ハーフミラー１１ｅの傾斜下面に照射して、倍率変更レンズ１１ｄと対物レンズ１１ｃを通り、グラビア版Ｒに照射されるように構成されている。そして、グラビア版Ｒからの反射光は、対物レンズ１１ｃと倍率変更レンズ１１ｄとハーフミラー１１ｅとを通りＣＣＤビデオカメラ１１ｆに受光される。
【００２７】
上記リング照明１１ｉは、複数個のＬＥＤを、各ＬＥＤの放射軸を上記一光軸線に斜めに交差させるように対物レンズ１１ｃの周囲に配設してなる。リング照明１１ｉの照明光は、グラビア版Ｒのセルの内壁面を明るく照射して、その反射光が、対物レンズ１１ｃと倍率変更レンズ１１ｄとハーフミラー１１ｅとを通りＣＣＤビデオカメラ１１ｆに受光されるように構成されている。
【００２８】
上記倍率変更レンズ１１ｄは、偏心回転体の偏心軸の周りに１２０度異なる３つの位置に倍率の異なる３種類のレンズを支持してこの偏心回転体をレンズ回転機構１１ｇにより回転して所望の１つのレンズを顕微鏡の光軸線上に位置させることにより３段階に倍率変更できるように構成されている。
【００２９】
上記コントロールボックス１２は、上記ステージ上下動手段１１ｂのモータを駆動制御する第１のモータ制御基板１２ａと、このモータ制御基板１２ａに給電する第１の電源手段１２ｂと、上記レンズ回転機構１１ｇのモータを駆動制御する第２のモータ制御基板１２ｃと、このモータ制御基板１２ｃに給電する第２の電源手段１２ｄと、上記落射照明１１ｈの点灯及び消灯並びに上記リング照明１１ｉの点灯及び消灯を制御する照明制御基板１２ｅと、この照明制御基板１２ｅに給電する第３の電源手段１２ｆと、上記各基板１２ａ，１２ｃ，１２ｅを制御する各基板制御基板１２ｇとを備えてなる。
【００３０】
上記コンピュータ１４は、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭ等を備えたメイン制御基板１４ａと、ビデオボード１４ｂと、一時記憶装置１４ｃと、大容量記憶装置１４ｄとを備えてなる。
【００３１】
ビデオボード１４ｂは、ＣＣＤビデオカメラ１１ｆの撮像信号を連続的に入力するようになっていて、撮像信号を画像信号に変えて一時記憶装置１４ｃに入力し、一時記憶装置１４ｃは、画像データを常時にメイン制御基板１４ａに入力するように構成されている。
【００３２】
メイン制御基板１４ａは、本発明のグラビア版のセルの容積測定方法をＣＰＵにより実行するためのソフトプログラムをＲＯＭに格納していて、このプログラムに基づいて、一時記憶装置１４ｃからの画像データを常時に表示装置１６に出力して画像表示させると共に、必要なタイミングで１画面分の画像データをホールドして大容量記憶装置１４ｄに画像データを記憶させるように構成されている。さらに、メイン制御基板１４ａは、必要に応じて大容量記憶装置１４ｄに記憶させた画像データを読み出してプログラムに従った処理を行ない、処理後の画像データ等を大容量記憶装置１４ｄに記憶させるように構成されている。ＣＰＵが実行するためのソフトプログラムの概略の内容を、図３〜図８に示すフローチャートに示す。
【００３３】
続いて、上記構成の装置の作用である本発明のグラビア版のセルの容積測定方法を説明する。
図３は、本発明のグラビア版のセルの容積測定方法をメイン制御基板１４ａのＣＰＵが実行するためのメインプログラムの概略のフローチャートを示す。
図１に示すように、グラビア版のセルの容積測定装置１０をグラビア版Ｒの上に跨がせて、プログラムを開始する（ステップＳ１０１）。最初に測定対象の情報の設定を行なう（ステップＳ１０２）。この設定は、測定対象であるグラビア版Ｒに関する直径、その他の各種設定を行なう。この設定は、表示装置１５に表示される入力テーブルに入力手段１６により直径、その他を入力することにより行なう。次いで、表示装置１５に表示される測定開始の実行ボタンをオンする（ステップＳ１０３）。次いで、測定（ソフトウエア処理）が実行され（ステップＳ１０４）、次いで、出力結果の確認、データ保存を行う（ステップＳ１０５）。次いで、他のグラビア版の測定を行なうか否かを入力することとして（ステップＳ１０５）、測定続行のときは測定の設定のステップ（ステップＳ１０２）へ戻り（ステップＳ１０７）、測定続行しないときはプログラム終了となる（ステップＳ１０８）。
【００３４】
図４は、図３のメインプログラムの概略のフローチャート、の中のステップＳ１０４に対応するサブプログラムの概略のフローチャートを示す。
プログラムを開始すると（ステップＳ２０１）、初期化処理を行ない（ステップＳ２０２）、次いで、表面合わせ（ステップＳ２０３）を行い、次いで、画像処理による面積測定（ステップＳ２０４）を行い、次いで、画像処理による容積測定（ステップＳ２０５）を行い、次いで、終了処理（ステップＳ２０６）を行い、終了となる（ステップＳ２０７）。
【００３５】
図５は、図４のサブプログラムの概略のフローチャート、のステップＳ２０２に対応するさらに詳しいプログラムのフローチャートを示す。
プログラムを開始すると（ステップＳ３０１）、各種設定値の初期化・設定を行ない（ステップＳ３０２）、次いで、照明制御手段１２ｅにより落射照明１１ｈ、リング照明１１ｉを点灯し（ステップＳ３０３）、終了となる（ステップＳ３０４）。
【００３６】
図６は、図４のサブプログラムの概略のフローチャート、のステップＳ２０３に対応するさらに詳しいプログラムのフローチャートを示す。
プログラムを開始すると（ステップＳ４０１）、入力された円周長からグラビア版Ｒのおおよその表面位置を計算し（ステップＳ４０２）、次いで、表面位置へステージを移動させ（ステップＳ４０３）、次いで、表面位置の±０．５ｍｍの範囲で正確な表面位置を求め（ステップＳ４０４）、終了となる（ステップＳ４０５）。
【００３７】
上記表面位置を求める処理は（ステップＳ４０４）、ここでは時間の短縮化のために、例えば、３段階で行なうことが好ましい。
詳述すると、第１段階として、対物レンズ１１ｃの焦点が表面位置から例えば０．５ｍｍ離れた位置から対物レンズ１１ｃを接近移動していき対物レンズ１１ｃの焦点が表面位置から例えば０．５ｍｍ内方へ移動するまでの間、対物レンズ１１ｃが２０μｍピッチ移動する毎に、ＣＣＤビデオカメラ１１ｆの画面データを画像処理して全表面又は所要範囲の表面の合計コントラスト値を算出して記憶し、各階層の合計コントラスト値を比較して最大値を求める。
【００３８】
第２段階として、上記コントラストデータが最大値のときの対物レンズ１１ｃの位置よりも、例えば４０μｍ上方へ対物レンズ１１ｃを上昇復帰してから、再び対物レンズ１１ｃを接近移動し、この上昇復帰位置から例えば８０μｍの移動距離となるように接近移動するまでの間、対物レンズ１１ｃが２μｍピッチ移動する毎に、ＣＣＤビデオカメラ１１ｆの画面データを画像処理して全表面又は所要範囲の表面の合計コントラスト値を算出して記憶し、各階層の合計コントラスト値を比較して最大値を求める。
【００３９】
第３段階として、上記第２段階の測定結果におけるコントラストデータが最大値のときの対物レンズ１１ｃの位置よりも、例えば４μｍ上方へ対物レンズ１１ｃを上昇復帰してから、対物レンズ１１ｃを三度接近移動し、この上昇復帰位置から例えば８μｍの移動距離となるように接近移動するまでの間、対物レンズ１１ｃが０．５μｍピッチ移動する毎に、ＣＣＤビデオカメラ１１ｆの画面データを画像処理して全表面又は所要範囲の表面の合計コントラスト値を算出して記憶し、各階層の合計コントラスト値を比較して最大値を求める。第３段階目の測定により得られた最大値のときのステージ１１ａの下降位置をメモリに記憶して、当該ステージ１１ａの下降位置をもって、対物レンズ１１ｃの焦点をグラビア版Ｒの表面に合わせたことになる。
【００４０】
図７は、図４のサブプログラムの概略のフローチャート、のステップＳ２０４に対応するさらに詳しいプログラムのフローチャートを示す。
プログラムを開始すると（ステップＳ５０１）、リング照明１１ｈを消灯し（ステップＳ５０２）、次いで、ＣＣＤビデオカメラ１１ｆの画像信号をビデオカード１４ｂを介して画像処理して一次記憶装置１４ｃにロードし（ステップＳ５０３）、次いで、面積算出のための画像処理を行ない（ステップＳ５０４）、次いで、測定値や結果表示用画像等の処理結果を保存し（ステップＳ５０５）、終了となる（ステップＳ５０６）。
【００４１】
上記画像処理のステップＳ５０４では、各種フィルタを用い、セルの面積エリアとエリア内、エリア間の距離を求める。各種フィルタには、二値化（閾値は自動検出）、表面キズ除去、ラベル付け（複数のセルの分別）、エリア内塗り潰し、エリア内ピクセル数計算などがある。
上記画像処理を行なうと（ステップＳ５０４）、表示装置１５は、ＣＣＤビデオカメラ１１ｆが撮像した撮像画像を、グラビア版の表面を明るく、セルの部分を黒く表示するので、表示装置１６に表示される撮像画像の中の一のセルを操作者が選択すると、コンピュータが、黒く表示されるピクセルの数を集計して総和数とピクセルの大きさを乗算して面積を算出する。
ステップＳ５０５では、各階層のマトリックスデータに対して、平面方向に同一ポイントになる拡大升単位の合計コントラスト値を比較して最大値となる拡大升を特定することで、各一の階層について特定した全ての最大値となる拡大升によって形成される形状線を当該一の階層におけるセルの輪郭を決定する。
そして、ステップＳ５０５では、セルの面積及びセル輪郭データをビットマップ形式でＨＤＤ、ＤＶＤ等の大記憶容量の不揮発性記憶装置１４ｄに記憶する。
【００４２】
図８は、図４のサブプログラムの概略のフローチャート、のステップＳ２０５に対応するさらに詳しいプログラムのフローチャートを示す。
プログラムを開始すると（ステップＳ６０１）、リング照明１１ｈを点灯し（ステップＳ６０２）、次いで、対物レンズ１１ｃの焦点をグラビア版Ｒの表面に合わせた位置からステージ１１ａを上に２０μｍ移動し（ステップＳ６０３）、この位置からステージ１１ａを下へ７０μｍ移動し（ステップＳ６０４）、次いで、ステージ１１ａを０．５μｍピッチ移動する毎にＣＣＤビデオカメラ１１ｆの画像信号をビデオカード１４ｂを介して画像処理を行い一次記憶装置１４ｃにロードし（ステップＳ６０５）、次いで、画像データを不揮発性記憶装置１４ｄに保存し（ステップＳ６０６）、次いで、容積算出のための画像処理を行ない（ステップＳ６０７）、次いで、画像処理データから各拡大升のピクセルの深度を求め（ステップＳ６０８）、次いで、測定値や結果表示用画像等の処理結果を保存し（ステップＳ６０９）、終了となる（ステップＳ６１０）。
【００４３】
ステップＳ６０５においては、上記処理された任意の位置のセルに対して、落射光とリング照明の光がセル内壁面及びセル底面に照射する。反射光は対物レンズ１１ｃを通してＣＣＤビデオカメラ１１ｆに受光するので、対物レンズ１１ｃの焦点位置をセル内壁面に位置させるときにセル内壁面の画像を撮像することができる。
ステップＳ６０５においては、画像データの中の上記セル輪郭内に対応する絞り込み画像データを一次記憶装置１４ｃにロードする。この絞り込み画像は、セルに対して一の輪切り線部分の画像がピントが最も合う画像になり、一の輪切り線部分の深度位置は、対物レンズの焦点の深度位置に一致している。
ステップＳ６０６においては、各階層の絞り込み画像データについて、各ピクセルのマトリックス化したコントラストデータを画像処理してビットマップ形式で不揮発性記憶装置１４ｄに保存する。
ステップＳ６０７においては、縦方向及び横方向にそれぞれ３つのピクセル幅毎に区画して９つのピクセルの大きさの拡大升のマトリックスとしてかつ拡大升単位で合計コントラスト値を算出しマトリックス化して上記メモリに保存することを、各階層について行う。この処理工程があることにより、対物レンズが１階層分下降することによる光の照射具合と反射具合の変化や機械の撓み変化が１ピクセルのコントラストデータに影響を及ぼすことがあっても、１ピクセルのときに生じ得る誤差を解消できる。
ステップＳ６０８においては、全階層の同一位置の拡大升単位の合計コントラスト値を比較して最大値となる拡大升を特定し、一の階層について特定した全ての最大値となる拡大升によって形成される形状線を当該一の階層におけるセルの輪郭としてデータ化して上記メモリに保存することを、各階層について行う。
さらに、ステップＳ６０８においては、各階層についてのセルの輪郭から得られる面積と階層分の深さとから各階層についての体積を求め、全階層についての容積を積算して、セルの容積とする。階層と階層との階高を例えば０．５ミクロンという数値にしているので、各階層についての体積を集積誤差が少なくなり、セルの容積を極めて精密に求めることができる。
【００４４】
そして、セルの階層の内壁面位置を等高表示線で表示できるので、数ピッチ毎にピックアップする階層の内壁面位置を示す等高表示線と、セルに対してＹ方向に微少寸法でピッチ割りするＸ方向の線と、セルに対してＸ方向に微少寸法でピッチ割りするＹ方向の線とで、セルの空間形状を３次元表示表示できさらに３次元表示をα軸回転表示でき、又、セルを通る任意線の断面形状を３次元に表示できる。これらは、プログラムによって実行され、表示装置１５に表示される。
【００４５】
上記の実施形態は、本願請求項２の発明のグラビア版のセルの容積測定方法に対応するように具体化したものである。しかし、本発明は、上記の実施形態に限定されるものでない。本発明は、本願請求項１の発明のグラビア版のセルの容積測定方法の構成を逸脱しない限り、種々の設計変更を含むものである。
本発明においては、彫刻により版面に形成されるセルを対象として１つのセルの容積を得ることに適用でき、又、フォトリソグラフィーエッチング法により形成されるセルを対象として１つのセルの容積を得ることに適用できる。グラビア版は、ロールに限定されない、平版にも適用される。さらに、複数のセルを選択すれば、該複数のセルの合計の容積を算出することができる。本発明は、セルの容積を算出する方法であるが、セルの内壁面の正確な立体形状を表示することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】グラビア版のセルの容積測定装置の概略正面図
【図２】グラビア版のセルの容積測定装置の原理図
【図３】本発明のグラビア版のセルの容積測定方法を実行するためのメインプログラムの概略のフローチャート
【図４】図３のステップＳ１０４に対応する詳しいフローチャート
【図５】図４のステップＳ２０２に対応する詳しいフローチャート
【図６】図４のステップＳ２０３に対応する詳しいフローチャート
【図７】図４のステップＳ２０４に対応する詳しいフローチャート
【図８】図４のステップＳ２０５に対応する詳しいフローチャート
【符号の説明】
【００４７】
１０…グラビア版のセルの容積測定装置
Ｒ…グラビア版
１１…顕微鏡
１１ｃ…対物レンズ
１１ｆ…ＣＣＤビデオカメラ（撮像手段）
１１ｈ…落射照明
１１ｉ…リング照明
１４…コンピュータ
１４ａ…メイン制御基板
１４ｂ…ビデオボード
１４ｃ…一時記憶装置
１４ｄ…大容量記憶装置（メモリ）
１５…表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズと撮像素子とを備えた顕微鏡により、グラビア版のセルの内壁面にも光を照射しその反射光を上記対物レンズを通して撮像し、画像処理した表示画像中から選択した一つのセルに対応する絞り込み画像データを記憶することを、上記対物レンズの焦点が上記グラビア版の表面より上記セルの底面に移動するまでの間、上記対物レンズを一定ピッチ移動する毎に行い、
次いで、各階層の絞り込み画像データの所要数の一塊りのピクセルを１単位とする各拡大升の合計コントラスト値を算出してから、全階層について同一位置の拡大升単位の合計コントラスト値を比較して最大値となる拡大升を特定し、各階層について特定した全ての最大値となる拡大升によって形成される形状線を各階層におけるセルの輪郭として、各階層のセルの輪郭と階層分の深さとから階層数とからセルの容積とする、
ことを特徴とするグラビア版のセルの容積測定方法。
【請求項２】
対物レンズと撮像素子とを備えた顕微鏡により対物レンズの焦点をグラビア版の表面に合わせて撮像しこの撮像画像を表示装置に表示すると共にこの画像データを記憶し、
次いで、上記コンピュータの表示装置に表示される撮像画像の中の任意の位置のセル輪郭データを記憶し、
次いで、上記一のセルに対して、セル内壁面にも光を照射し反射光を上記対物レンズを通して上記顕微鏡により画像を撮像してこの画像データの中の上記セル輪郭内に対応する絞り込み画像データを記憶することを、上記対物レンズの焦点が上記グラビア版の表面より上記セルの底面に移動するまでの間、上記対物レンズを上記グラビア版に接近する方向へ一定ピッチ移動する毎に行い、
次いで、上記絞り込み画像データを画像処理し各ピクセルのコントラスト値を保存することを、各階層について行い、
次いで、各階層のコントラストデータに対して所要数の一塊りのピクセルを１単位とする拡大升で区切って各拡大升の合計コントラスト値を保存し、
次いで、全階層の同一位置の拡大升単位の合計コントラスト値を比較して最大値となる拡大升を特定し、各階層について特定した全ての最大値となる拡大升によって形成される形状線を当該一の階層におけるセルの輪郭のデータとして保存し、
次いで、各階層についてのセルの輪郭から得られる面積と階層分の深さとから各階層についての体積を求め、全階層についての容積を積算して、セルの容積とすることを特徴とするグラビア版のセルの容積測定方法。
【請求項１】
対物レンズと撮像素子とを備えた顕微鏡により、グラビア版のセルの内壁面にも光を照射しその反射光を上記対物レンズを通して撮像し、画像処理した表示画像中から選択した一つのセルに対応する絞り込み画像データを記憶することを、上記対物レンズの焦点が上記グラビア版の表面より上記セルの底面に移動するまでの間、上記対物レンズを一定ピッチ移動する毎に行い、
次いで、各階層の絞り込み画像データの所要数の一塊りのピクセルを１単位とする各拡大升の合計コントラスト値を算出してから、全階層について同一位置の拡大升単位の合計コントラスト値を比較して最大値となる拡大升を特定し、各階層について特定した全ての最大値となる拡大升によって形成される形状線を各階層におけるセルの輪郭として、各階層のセルの輪郭と階層分の深さとから階層数とからセルの容積とする、
ことを特徴とするグラビア版のセルの容積測定方法。
【請求項２】
対物レンズと撮像素子とを備えた顕微鏡により対物レンズの焦点をグラビア版の表面に合わせて撮像しこの撮像画像を表示装置に表示すると共にこの画像データを記憶し、
次いで、上記コンピュータの表示装置に表示される撮像画像の中の任意の位置のセル輪郭データを記憶し、
次いで、上記一のセルに対して、セル内壁面にも光を照射し反射光を上記対物レンズを通して上記顕微鏡により画像を撮像してこの画像データの中の上記セル輪郭内に対応する絞り込み画像データを記憶することを、上記対物レンズの焦点が上記グラビア版の表面より上記セルの底面に移動するまでの間、上記対物レンズを上記グラビア版に接近する方向へ一定ピッチ移動する毎に行い、
次いで、上記絞り込み画像データを画像処理し各ピクセルのコントラスト値を保存することを、各階層について行い、
次いで、各階層のコントラストデータに対して所要数の一塊りのピクセルを１単位とする拡大升で区切って各拡大升の合計コントラスト値を保存し、
次いで、全階層の同一位置の拡大升単位の合計コントラスト値を比較して最大値となる拡大升を特定し、各階層について特定した全ての最大値となる拡大升によって形成される形状線を当該一の階層におけるセルの輪郭のデータとして保存し、
次いで、各階層についてのセルの輪郭から得られる面積と階層分の深さとから各階層についての体積を求め、全階層についての容積を積算して、セルの容積とすることを特徴とするグラビア版のセルの容積測定方法。
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図８】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図８】
【公開番号】特開２００７−３１５８０２（Ｐ２００７−３１５８０２Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４３１５１（Ｐ２００６−１４３１５１）
【出願日】平成１８年５月２３日（２００６．５．２３）
【出願人】（３０１０３１０２６）ネクストソリューション株式会社 (2)
【出願人】（５０６１７５４６０）株式会社 キーストンインターナショナル (1)
【出願人】（５０６１７４８１０）有限会社 ＴＩサービスａｎｄテクノロジー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２３日（２００６．５．２３）
【出願人】（３０１０３１０２６）ネクストソリューション株式会社 (2)
【出願人】（５０６１７５４６０）株式会社 キーストンインターナショナル (1)
【出願人】（５０６１７４８１０）有限会社 ＴＩサービスａｎｄテクノロジー (1)
【Ｆターム（参考）】
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