JP2000131244A

JP2000131244A - 品質検査装置

Info

Publication number: JP2000131244A
Application number: JP10302148A
Authority: JP
Inventors: Takanori Aoki; 孝典青木; Ginkai Ri; 銀会李; Yoshitaka Hikami; 好孝氷上
Original assignee: DAKKU ENGINEERING KK
Current assignee: DAKKU ENGINEERING KK
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 2000-05-12
Anticipated expiration: 2018-10-23
Also published as: JP3339426B2

Abstract

(57)【要約】【課題】一台の装置を用いて、被検査物のホログラム
部分とこのホログラム以外の部分とを同時に高精度で検
査することが可能な品質検査装置を提供することを目的
とする。【解決手段】本発明に係る品質検査装置1 は、被検査
物4 に含まれるホログラム層を所定の傾斜角度（θ1 ）
で入射するように光照射し、該ホログラム層に記録され
たホログラム再生像を撮像カメラ7 に与える光源5 と、
ホログラム層以外の印刷面および下地を前記傾斜角度と
は異なる傾斜角度（θ2 ）で入射するように光照射し、
該印刷面および下地の反射像を撮像カメラ7 へ与える光
源6 とを備えるとともに、ホログラム層、印刷面および
下地の良否を同時に判定する判定手段8 を備えるもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラム層を形
成された枚葉紙や連続シートなどの被検査物を光照射
し、この反射像の光強度分布を基に被検査物の品質を判
定する品質検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、偽造が困難なため高い不正防止効
果が期待され、立体像や模様などの表示が可能なため高
い出所表示機能を与えるものとしてホログラムが注目さ
れており、例えば、クレジットカード、有価証券、出版
物および包装紙などに付されて利用されている。これに
伴い、このようなホログラムを含む被検査物の品質を検
査する装置の必要性が高まっている。

【０００３】従来の品質検査装置としては、図４に示す
概略構成を有するものが一般的である。この品質検査装
置30は、矢印方向31に搬送される枚葉紙や連続シートな
どの被検査物32に対して、所定の傾斜角度θ1 で光照射
する光源33と、傾斜角度θ2で反射する反射光を受光し
その反射像を撮像する撮像カメラ34と、その反射像の光
強度分布を基に被検査物32の品質を判定する判定手段35
とから構成される。光源33の配置位置は、撮像カメラ34
に対して、被検査物32の検査面の正反射光成分（角度θ
1 と角度θ2 とが等しい反射光成分）を与えるか、当該
検査面の散乱光成分（角度θ1 と角度θ2 とが異なる反
射光成分）を与えるかによって異なり、その配置位置
は、何れか一方の光成分を得るように調整される。例え
ば、カラーインクによる印刷面やアルミラミネート面な
どの検査には、散乱光成分による暗視野像が適してお
り、透明・半透明のフィルムやコート紙などには、正反
射光成分による明視野像が適している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の如き従
来の品質検査装置は、ホログラムの形状やピンホール等
を検査するものであり、ホログラム層におけるホログラ
ム再生像の記録状態を正確に検査するものではなかっ
た。従来、その記録状態は、目視で検査されていたから
である。

【０００５】また、たとえホログラム再生像を目視に依
らずに検査可能としても、別の問題があった。すなわ
ち、被検査物には、ホログラム層の他に印刷面や下地な
どが含まれており、検査コストを低く抑え且つ検査効率
を高めるには、１台の装置を用いて、これらホログラム
層、印刷面および下地を同時に検査することが望まれ
る。しかし、ホログラムは光照射角度を変えると全く異
なるホログラム再生像を現すものであり、検査に用いる
ホログラム再生像には、これら再生像の中から最も適し
たものを選択する必要がある。よって照射光の入射角度
を所望のホログラム再生像が得られるように調整する
と、印刷面や下地の検査に不適な像しか得られず、逆
に、印刷面や下地の検査に適した光照射角度を与える
と、検査に不適なホログラム再生像しか得られないとい
う問題が生じた。

【０００６】また、ホログラムは、枚葉紙などの下地に
付された形で検査されることが多い。この検査の際、枚
葉紙などの僅かなバタツキが原因でホログラム再生像が
大きく変化し、安定した高精度の検査を行うことができ
ないという問題も生じた。

【０００７】本発明は、上記の問題に鑑み、被検査物の
ホログラム部分を目視に依らずに検査可能とし、一台の
装置を用いて、被検査物のホログラム部分とこのホログ
ラム以外の部分とを同時に高精度で検査することが可能
な品質検査装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達するため、
第１発明である品質検査装置は、ホログラム層を含む被
検査物の検査領域を光照射する単または複数の光源と、
前記検査領域からの反射光を受光し当該検査領域を撮像
する撮像手段と、当該検査領域の像の光強度分布を基に
して被検査物の品質を判定する判定手段とを備え、前記
光源が、ホログラム層を所定の入射角度で光照射し、該
ホログラム層に記録されたホログラム再生像を撮像手段
へ与える単または複数のホログラム検査用光源からな
り、前記判定手段により該ホログラム再生像の光強度分
布を基にして前記ホログラム層の品質が判定されること
を特徴とするものである。

【０００９】また、第２発明である品質検査装置は、ホ
ログラム層を含む被検査物の検査領域を光照射する単ま
たは複数の光源と、前記検査領域からの反射光を受光し
当該検査領域を撮像する撮像手段と、当該検査領域の像
の光強度分布を基にして被検査物の品質を判定する判定
手段とを備え、前記光源が、ホログラム層を所定の入射
角度で光照射し、該ホログラム層に記録されたホログラ
ム再生像を撮像手段へ与える単または複数のホログラム
検査用光源と、被検査物を構成する印刷面または下地を
前記入射角度とは異なる入射角度で光照射し、該印刷面
または下地の反射像を撮像手段へ与える単または複数の
通常光源とからなり、前記判定手段によりホログラム層
と印刷面または下地との良否が同時に判定されることを
特徴とするものである。

【００１０】前記第１および第２発明の品質検査装置
は、被検査物のバタツキによるホログラム再生像の変化
を防止するという観点からは、ホログラム検査用光源の
出射光を透過させ且つ散乱させて、前記検査領域に略均
一な散乱光を照射する光拡散部材を備えることが望まし
い。

【００１１】また、前記判定手段としては、前記撮像手
段によって撮像された反射像の光強度分布から得られる
多階調画像データの濃度レベルをマスタ画像データの基
準濃度レベルと比較して前記検査領域の品質を判定する
手段を用いることが好ましい。

【００１２】また、前記ホログラム再生像、特にその再
生像の境界部を明瞭に得るべく、前記検査領域の反射光
を、特定波長範囲の光のみを透過させるフィルターを通
して前記撮像手段に受光させることができる。

【００１３】また、前記検査領域として、被検査物の搬
送幅に亘るライン状領域を設定することができる。これ
は、ラインセンサなどを用いることで実現される。ま
た、この被検査物の移送速度を検出し該被検査物が所定
距離を搬送される毎にパルス信号を出力するパルス発生
手段と、該パルス信号を基にして、前記被検査物が前記
ライン状領域のライン幅を搬送される毎に撮像カメラに
撮像命令信号を出力する制御回路と、順次撮像したライ
ン状領域の画像を２次元画像に合成する２次元画像合成
手段とを備えることにより、被検査物表面の２次元画像
を得ることができる。

【００１４】そして、前記検査領域をライン状領域では
無い２次元領域に設定し、該２次元領域をエリアセンサ
を用いて撮像してもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明に係る代表的な種々の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る品質検査装置の第１実施例を示す
概略構成図である。本実施例の品質検査装置1 は、搬送
ベルト2 の上に配置され、矢印方向3に搬送される被検
査物たる枚葉紙4 と、この被検査物4 の検査領域を光照
射するホログラム検査用光源5 および通常光源6 と、検
査領域からの反射光を受光しその像を撮像するラインセ
ンサなどの撮像カメラ7 と、この撮像カメラ7 から検査
領域の画像データを転送され、この画像データの光強度
分布を基に被検査物の状態の良否を判定する判定手段8
と、搬送ベルト2 に接して回転するローラ2aの回転速度
を検出するロータリエンコーダ9 と、このロータリエン
コーダ9 の出力信号を基に撮像命令信号を撮像カメラ7
へ出力する制御回路10とを備えて構成される。なお、本
実施例における被検査物は枚葉紙であるが、本発明では
これに限定されず、被検査物は連続シートでもよい。

【００１６】前記被検査物4 は、例えば、図２に示すよ
うに一枚の枚葉印刷物を複数の区画に分割したものであ
って、各区画においては、下地11の上に、ホログラム層
12，…と、「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」で示す印刷面13a ，13b
，13c ，…とが形成されている。これらホログラム層
は、レインボーホログラム、リップマンホログラムなど
から構成される。また、前記撮像カメラ7 は、これらホ
ログラム層、印刷面および下地を含む図中の鎖線で示す
ライン状の検査領域15を撮像し、この画像データが前記
の判定手段8 へ転送される。ホログラム検査用光源5
は、このようなホログラム層12，…へ所定の傾斜角度θ
1 で検査光を入射させて、ホログラム層12，…に記録さ
れている検査に適した一のホログラム再生像を撮像カメ
ラ7 に与えるように配置される。ここで、ホログラム再
生像を明瞭に得るため、または前記ホログラム層12，…
に記録されている他のホログラム再生像を検査対象とし
て選択するために、ホログラム検査用光源5 の傾斜角度
を微調整する手段が備わることが好ましい。また、通常
光源6 は、印刷面や下地の検査に最も適した明視野像ま
たは暗視野像を撮像カメラ7 に与えるべく、ホログラム
層を除く印刷面や下地を傾斜角度θ2 でもって光照射す
るように配置される。但し、通常光源6 の配置位置は、
撮像カメラにおいて撮像されるホログラム再生像に影響
を与えない範囲に適宜調整される。

【００１７】ここで、撮像カメラに特定波長範囲の光の
みを透過させるフィルター（図示せず）を設けて、被検
査物の反射光のうち特定範囲の光成分のみを撮像カメラ
に与えてもよい。これにより、ホログラム再生像の境界
部分が明瞭となり、検査精度を高めることができる。こ
れは、ホログラムは一種の回折格子であるので、ホログ
ラム再生像である立体像や模様の境界部分は、波長の異
なる光線に分離され易く不明瞭となり易いからである。

【００１８】前記のライン状の画像データを撮像するタ
イミングは制御手段10により決められる。すなわち、図
１のロータリエンコーダ9 において、回転ドラム9aが、
搬送ベルトの搬送速度に比例して回転するローラ2aと接
触、回転し、この回転ドラム9aの回転量を磁気センサや
光学センサなどを用いて検出し、この回転量がパルス信
号として制御手段10へ出力される。尚、前記ローラ2a
は、搬送ベルトの継ぎ目等によるパルスの乱れを防ぐ目
的で介在させたものである。制御手段10は、入力したパ
ルス信号を基にして、被検査物が所定距離を搬送される
毎に撮像カメラへ撮像命令信号を出力し、この信号を受
けた撮像カメラは、前記のライン状の検査領域を順次撮
像する。ここで撮像命令信号を出力するタイミングを予
め調整しておくことで、被検査物の表面を切目無く順次
撮像することができる。また、順次撮像された画像デー
タはメモリに順次格納される。そしてメモリに格納され
たライン状領域の画像データは継目無く合成されて２次
元画像としてＣＲＴなどの画像表示手段に出力される。
これにより検査ラインを流れる被検査物の表面状態を２
次元画像としてリアルタイムに得ることが可能となる。

【００１９】また、判定手段8 においては、予め異常の
無い被検査物のマスタ画像データが撮像され、多階調画
像処理（例えば２５６階調の画像処理）された後にメモ
リに格納されている。上記のように撮像された検査領域
の画像データは、判定手段8において多階調データとし
て画像処理され、この画像データの濃度レベルと前記マ
スタ画像データの基準濃度レベルとが画素単位で比較・
照合されて、許容量以上の濃度レベルの差が発見された
場合、判定手段8 は、当該画像データの画素部分を不良
個所と認定する。この認定結果は、スピーカーへ転送さ
れ、警告音などとして出力してもよいし、また、上記し
たＣＲＴなどの画像表示手段へ転送されて目視で確認し
てもよい。なお、カラー画像を多階調画像処理する場合
は、カラー画像を構成する色成分、例えば、赤、緑、青
の３原色の各原色信号について多階調画像処理を施すこ
ともできる。

【００２０】本発明に係る被検査物としては、光反射物
の他、光透過物から構成されてもよい。本発明に係る品
質検査装置は、これら被検査物に前記のような通常光源
の光を照射して、その性状（掻き傷、欠け、材質不良、
へこみ、皺、折れなど）を検査することができる。被検
査物上の印刷面としては、グラビア印刷、オフセット印
刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷などが挙げられる。
また暗視野像に基づく検査に適した検査面としては、カ
ラーインクによる印刷面やアルミラミネート面などが挙
げられる。特にカラーインクによる印刷面の場合、その
正反射光成分の像からはその光強度が強すぎて色成分の
識別が難しくなるので、主に散乱光成分を含む暗視野像
を得ることが望ましい。一方、明視野像に基づく検査に
適した検査面・被検査物としては、透明・半透明のフィ
ルムやコート紙、基材上にアルミニウムや銀などを真空
蒸着したもの、もしくはスパッタリングにより表面に金
属粒子を蒸着させて薄い皮膜を形成したものなどが挙げ
られる。

【００２１】被検査物に形成されるホログラムとして
は、白色光を照射しても再生像を得ることが可能なリッ
プマン・ホログラムやレインボーホログラムなどが好ま
しい。リップマン・ホログラムとしては、例えば、体積
位相型ホログラム、すなわち、基材上にホログラム記録
材料を塗布し、このホログラム記録材料層に、位相変調
された２つの波面を照射して立体像や模様情報などを記
録し、この後、必要に応じてホログラム記録材料層の上
に保護膜を被覆形成したものが挙げられる。また、レイ
ンボーホログラムとしては、例えば、エンボスホログラ
ム、すなわち、基材上に熱可塑性樹脂などからなる樹脂
層を成形した後に、レリーフ型ホログラムを有するスタ
ンパを用いて、平圧プレス法やロールプレス法により前
記樹脂層に前記レリーフ型ホログラムの微細な凹凸パタ
ーンを転写し、この転写像の上に金属反射層などを形成
したものが挙げられる。これらリップマン・ホログラム
やレインボーホログラムは、被検査物に接着剤などを用
いて貼着されてもよいし、もしくは被検査物の上に直接
形成されてもよい。

【００２２】また、上記ホログラム検査用光源として
は、蛍光灯、単色光を出力するレーザおよびナトリウム
灯が例示されるが、低価格且つ取り扱い易さを考慮する
と、蛍光灯が好ましい。また通常光源としては、蛍光
灯、ハロゲンランプ、高温環境下でも安定して発光可能
なハロゲン化金属ランプが例示される。また、上記品質
検査装置において、検査領域の状態に応じてホログラム
検査用光源と通常光源との光量比を調整する調光手段が
備わると、より選択的に明瞭な画像が得られるために好
ましい。例えば、印刷面や下地の像よりもホログラム再
生像を強調し、ホログラム層の性状異常（層の一部欠
落、異物の混入など）を明確に検出したい場合は、前記
ホログラム検査用光源の光量を通常光源の光量よりも大
きく設定すればよい。

【００２３】また、本発明に係る撮像カメラとしては、
被検査物の搬送幅に亘るライン状領域を撮像するために
は、ラインセンサを用いることが好ましい。このライン
センサとしては、ＣＣＤ（電荷結合素子）やフォトダイ
オードなどの固体撮像素子を配列したもの、例えば、２
５６画素、５１２画素、１０２４画素、２０４８画素、
４０９６画素、８１９２画素を有する高精度のラインセ
ンサを用いることができる。但し、ライン状の検査領域
全幅を一つのラインセンサでカバーすることができない
場合は、複数のラインセンサを前記検査領域に沿って配
列し、これらラインセンサにより得られる各画像データ
を合成して、当該検査領域全体の画像を得ることができ
る。なお、このようなラインセンサは、白黒撮像用のも
のに限らず、カラー撮像用のものでもよい。

【００２４】次に、図３に示すように、図１に示した装
置と略同構成の品質検査装置20において、ホログラム検
査用光源24の出射光を透過させ且つ散乱させて、検査領
域に散乱光29を照射する光拡散部材28が備わると、枚葉
印刷物などの被検査物にバタツキが生じることによりホ
ログラム再生像が大きく変化して、検査が不可能になる
のを防止することができる。光拡散部材28としては、乳
白色の半透明部材を採用することができる。また、上記
のホログラム検査用光源として、ライン状の検査領域の
全幅を面均一に光照射することが可能なライン状光源を
採用した場合には、前記光拡散部材28の形状を、ライン
状光源の長手方向全長に亘るかまぼこ屋根状とすること
が好ましい。

【００２５】上記の好ましい実施例の全ては、検査領域
をライン状領域とするものであったが、本発明はこれに
限らず、検査領域を２次元領域に設定し、この２次元領
域をエリアセンサなど用いて撮像するものも含む。エリ
アセンサとしては、ＣＣＤなどの固体撮像素子を２次元
配列したものなどが挙げられる。

【００２６】

【発明の効果】以上の如く、本発明の品質検査装置は、
ホログラム層を所定の入射角度で光照射し、該ホログラ
ム層に記録されたホログラム再生像を撮像手段へ与える
単または複数のホログラム検査用光源を備えて、撮像手
段で撮像したホログラム再生像の光強度分布に基づい
て、判定手段によりホログラム層の品質を判定するもの
なので、目視に依らずに高精度のホログラム検査を行う
ことができる。

【００２７】また、本発明の品質検査装置は、前記ホロ
グラム検査用光源と、被検査物を構成する印刷面または
下地を前記入射角度とは異なる入射角度で光照射し、該
印刷面または下地の反射像を撮像手段へ与える単または
複数の通常光源とを備えて、判定手段により当該検査領
域に含まれるホログラム層と印刷面もしくは下地との良
否を同時に判定するものなので、一台の装置を用いて、
被検査物のホログラム部分とそれ以外の印刷面や下地と
の双方を含む画像を明瞭に得て、この被検査物の品質を
明確に判定することができる。

【００２８】また、このような品質検査装置が、ホログ
ラム検査用光源の出射光を透過させ且つ散乱させて、前
記検査領域に略均一な散乱光を照射する光拡散部材を備
えると、被検査物のバタツキなどによるホログラム再生
像の乱れを防止することができる。

【００２９】さらに、前記検査用光源の反射光を、特定
波長範囲の光のみを透過させるフィルターを通して撮像
手段に受光させることにより、ホログラム再生像の境界
部分の検査精度を高めることができる。

【００３０】そして、被検査物の移送速度を検出し該被
検査物が所定距離を搬送される毎にパルス信号を出力す
るパルス発生手段と、該パルス信号を基にして、前記被
検査物が前記ライン状領域のライン幅を搬送される毎に
撮像カメラに撮像命令信号を出力する制御回路と、順次
撮像したライン状領域の画像を２次元画像に合成する２
次元画像合成手段とを備えると、被検査物の表面状態を
２次元画像としてリアルタイムに得ることが可能とな
り、異常箇所の特定が容易になるため検査効率が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る品質検査装置の一実施例を示す概
略構成図である。

【図２】本発明に係る被検査物の一例を示す模式図であ
る。

【図３】本発明に係る別の品質検査装置の実施例を示す
概略構成図である。

【図４】従来の品質検査装置の概略構成図である。

【符号の説明】

1 品質検査装置 2 搬送ベルト 2a ローラ（回転体） 3 搬送方向 4 被検査物（枚葉紙） 5 ホログラム検
査用光源 6 通常光源 7 撮像カメラ 8 判定手段 9 ロータリエン
コーダ 9a 回転ドラム 10 制御回路 11 下地 12 ホログラム層 13a ，13b ，13c 印刷面 14 搬送方向 15 検査領域 20 品質検査装置 21 搬送ベルト 21a ローラ（回転
体） 22 搬送方向 23 被検査物 24 ホログラム検査用光源 25 通常光源 26 撮像カメラ 27 ロータリエンコ
ーダ 28 光拡散部材 29 散乱光 30 品質検査装置 31 搬送方向 32 被検査物 33 光源 34 撮像カメラ 35 判定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者氷上好孝京都市南区上鳥羽大柳町１番５ダックエンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 2C250 EB40 EB43 2G051 AA34 AB11 BA01 CA03 CA04 CB01 CB05 CC07 EB01 ED05 5B057 AA11 BA02 BA13 BA15 BA19 DA03 DC22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホログラム層を含む被検査物の検査領域
を光照射する単または複数の光源と、前記検査領域から
の反射光を受光し当該検査領域を撮像する撮像手段と、
当該検査領域の像の光強度分布を基にして被検査物の品
質を判定する判定手段とを備え、前記光源が、ホログラム層を所定の入射角度で光照射
し、該ホログラム層に記録されたホログラム再生像を撮
像手段へ与える単または複数のホログラム検査用光源か
らなり、前記判定手段により該ホログラム再生像の光強度分布を
基にして前記ホログラム層の品質が判定されることを特
徴とする品質検査装置。
【請求項２】ホログラム層を含む被検査物の検査領域
を光照射する単または複数の光源と、前記検査領域から
の反射光を受光し当該検査領域を撮像する撮像手段と、
当該検査領域の像の光強度分布を基にして被検査物の品
質を判定する判定手段とを備え、前記光源が、ホログラム層を所定の入射角度で光照射
し、該ホログラム層に記録されたホログラム再生像を撮
像手段へ与える単または複数のホログラム検査用光源
と、被検査物を構成する印刷面または下地を前記入射角度と
は異なる入射角度で光照射し、該印刷面または下地の反
射像を撮像手段へ与える単または複数の通常光源とから
なり、前記判定手段によりホログラム層と印刷面または下地と
の良否が同時に判定されることを特徴とする品質検査装
置。
【請求項３】ホログラム検査用光源の出射光を透過さ
せ且つ散乱させて、前記検査領域に略均一な散乱光を照
射する光拡散部材を備える請求項１または請求項２記載
の品質検査装置。
【請求項４】前記判定手段が、前記撮像手段によって
撮像された反射像の光強度分布から得られる多階調画像
データの濃度レベルをマスタ画像データの基準濃度レベ
ルと比較して前記検査領域の品質を判定するものである
請求項１〜３の何れか１項に記載の品質検査装置。
【請求項５】前記検査領域の反射光を、特定波長範囲
の光のみを透過させるフィルターを通して前記撮像手段
に受光させる請求項１〜４の何れか１項に記載の品質検
査装置。
【請求項６】前記検査領域が、被検査物の搬送幅に亘
るライン状領域である請求項１〜５の何れか１項に記載
の品質検査装置。
【請求項７】被検査物の移送速度を検出し該被検査物
が所定距離を搬送される毎にパルス信号を出力するパル
ス発生手段と、該パルス信号を基にして、前記被検査物が前記ライン状
領域のライン幅を搬送される毎に撮像カメラに撮像命令
信号を出力する制御回路と、順次撮像したライン状領域の画像を２次元画像に合成す
る２次元画像合成手段とを備える請求項６記載の品質検
査装置。
【請求項８】前記検査領域を２次元領域に設定し、該
２次元領域をエリアセンサを用いて撮像する請求項１〜
５の何れか１項に記載の品質検査装置。