JP2002221497A

JP2002221497A - 光反射体検査装置とその使用方法、光反射体検査方法

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Publication number: JP2002221497A
Application number: JP2001016586A
Authority: JP
Inventors: Shusuke Yamamoto; 秀典山本; Takeshi Kashiwagi; 剛柏木
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2001-01-25
Filing date: 2001-01-25
Publication date: 2002-08-09
Anticipated expiration: 2021-01-25
Also published as: JP4627596B2

Abstract

(57)【要約】【課題】例えば、ホログラムのような光反射体につい
て、その大きさにかかわらず、検査することができる光
反射体検査装置とその使用方法、光反射体検査方法を提
供する。【解決手段】所定の入射角度で入射された光を一定の
出射角度で反射する光反射体２０に対して、その入射角
度で光を照射する光源１１と、光反射体２０で反射した
光を撮像する撮像手段１３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ホログラ
ムのような、所定の入射角度で入射された光を一定の出
射角度で反射する光反射体の品質を検査する光反射体検
査装置とその使用方法、光反射体検査方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の検査装置を示す図であ
る。ホログラムには、反射型ホログラム、透過型ホログ
ラム等がある。この反射型ホログラムは、光の入射角度
と反射角度とを異なる角度にすることができるという特
性を備えている。このような特性を利用すると、従来に
は無かったような意匠性を得ることができ、また、模造
が困難であることから、クレジットカードや商品券等の
偽造防止手段として、広く普及している。

【０００３】従来、このようなホログラムの検査には、
図６に示すような、通常の印刷物や無地シート等を検査
する装置５０が使用されている。この検査装置５０は、
検査対象物であるホログラム２０の幅方向（図６中、奥
行方向）に、互いに並行に設けられた２本の蛍光灯５１
と、その間の部分の上方に設けられたカメラ５２を備
え、ホログラム２０を蛍光灯５１で照らして、上方のカ
メラ５２で撮像する。この検査装置５０を使用すれば、
ホログラム２０の表面に付着したゴミの有無について検
査することができる。しかし、ホログラム像を記録する
ときに光学系の経路の中にゴミ等があった場合に、その
ゴミを像として記録してしまうことにより生じる欠けや
傷付き等の欠陥については検査することができなかっ
た。

【０００４】図７は、従来のホログラム検査装置を示す
図である。ホログラムの傷付きや欠け等について検査す
るためには、図７のようなホログラム検査装置６０が使
用されている。ホログラム検査装置６０は、光源６１
と、ハーフミラー６２と、カメラ６３とを備え、ホログ
ラム２０の品質を検査する。光源６１より照射された平
行光７０は、ハーフミラー６２で反射して、ホログラム
２０に照射される。そして、そのホログラム２０で反射
する。その際、ホログラム部分に入射した光は、拡散反
射し、それ以外の部分に入射した光は、ハーフミラー６
２に戻る。そして、この反射光を、カメラ６３で撮像す
ると、コントラストが鮮やかになって、ホログラム部分
が非常にくっきりと見え、０．２〜０．３ｍｍといった
微小な傷付きや欠け等でも発見しやすい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のハーフ
ミラーを使用するホログラム検査装置６０で、大形のホ
ログラムを検査するには、大形のハーフミラーを配置で
きるだけの空間が必要であり、装置が非常に大きくな
る。また、それに対応するためには、光源の出力（明る
さ）も大きくしなければならないので、現実的には、１
００ｍｍ×１００ｍｍ程度の大きさまでのホログラムし
か、検査することができない。ところが、最近は、大形
のホログラムの需要が増大してきており、その大量生産
が望まれている。特に、そのようなホログラムを大量生
産するには、大判の原反を製造した後、打ち抜いて製造
することが望ましいが、従来のハーフミラーを使用する
方法では、そのような大判の原反を検査できない。ま
た、従来のホログラム検査装置６０では、垂直方向に撮
像する欠陥しか検査できない。

【０００６】本発明の課題は、例えば、ホログラムのよ
うな光反射体について、その大きさにかかわらず、検査
することができる光反射体検査装置とその使用方法、光
反射体検査方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下のような
解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容
易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付
して説明するが、これに限定されるものではない。前記
課題を解決するために、請求項１の発明は、所定の入射
角度で入射された光を一定の出射角度で反射する光反射
体（２０）に対して、その入射角度で光を照射する光源
（１１）と、前記光反射体（２０）で反射した光を撮像
する撮像手段（１３）とを備える光反射体検査装置であ
る。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１に記載の光反
射体検査装置において、前記光源（１１）を所定の位置
に案内する光源移動案内手段（１２）を備えることを特
徴とする光反射体検査装置である。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
に記載の光反射体検査装置において、前記撮像手段（１
３）を所定の位置に案内する撮像移動案内手段（１４）
を備えることを特徴とする光反射体検査装置である。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
までのいずれか１項に記載の光反射体検査装置におい
て、前記撮像手段（１３）は、光軸に平行な光を入射す
る平行光入射部（１３ａ）を有することを特徴とする光
反射体検査装置である。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１から請求項４
までのいずれか１項に記載の光反射体検査装置におい
て、前記撮像手段（１３）は、複数あって、各画角（θ
ｃ）が前記光反射体（２０）の反射光を観察することが
できる角度（θ２±θ２ｒ）を越えないように並べられ
ていることを特徴とする光反射体検査装置である。

【００１２】請求項６の発明は、請求項３から請求項５
までのいずれか１項に記載の光反射体検査装置の使用方
法であって、前記所定の入射角度で光が入射するよう
に、前記光源（１１）を前記光源移動案内手段（１２）
で移動させる光源移動工程（＃１０１）と、前記一定の
出射角度の反射光を撮像するように、前記撮像手段（１
３）を前記撮像移動案内手段（１４）で移動させる撮像
手段移動工程（＃１０２）と、前記光源移動工程（＃１
０１）で移動した前記光源（１１）から出射した光を、
前記撮像手段移動工程（＃１０２）で移動した前記撮像
手段（１３）で撮像する撮像工程（＃１０３）とを備え
ることを特徴とする光反射体検査装置の使用方法であ
る。

【００１３】請求項７の発明は、所定の入射角度で入射
された光を一定の出射角度で反射する光反射体に対し
て、その所定の入射角度で光を照射する照射工程と、前
記照射工程で照射された光の反射光を撮像する撮像工程
とを備える光反射体検査方法である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して、本発明
の実施の形態について、さらに詳しく説明する。（第１実施形態）図１は、本発明による光反射体検査装
置の第１実施形態を示す図である。光反射体検査装置１
０は、光源１１と、光源ガイド１２と、カメラ１３と、
カメラガイド１４と、検査処理部１５とを備える。検査
対象物は、ある角度で入射した光でのみ結像するホログ
ラム原反２０であり、その幅は、３００〜４００ｍｍ程
度であり、ロール状で供給される。

【００１５】光源１１は、ホログラム原反２０に対し
て、搬送方向に対して横方向から光を照射する照射源で
ある。光源１１は、ホログラム原反２０に平行光を照射
する。光源１１は、点光源１１ａ及びレンズ１１ｂを有
する。レンズ１１ｂは、点光源１１ａから照射された光
を平行光に変換する凸レンズである。光源１１は、円弧
状の光源ガイド１２上に設けられており、この光源ガイ
ド１２に沿って移動可能である。光源ガイド１２は、ホ
ログラム原反２０の搬送方向に対して垂直に設けられて
いる。光源１１は、光源ガイド１２上を移動しても、常
に、ホログラム原反２０の同一領域（光源ガイド１２の
中心付近）を照射する。なお、この移動は、手動で行っ
ても、自動で行ってもよい。

【００１６】カメラ１３は、ホログラム原反２０の反射
光を撮像する。カメラ１３は、テレセントリックレンズ
１３ａを備える。このテレセントリックレンズ１３ａ
は、主光線が像焦点を通るように配置したレンズであ
り、画角を持たず、光軸に平行な光を入射する。このレ
ンズの大きさが、撮像可能な範囲である。カメラ１３
は、円弧状のカメラガイド１４に設けられている。カメ
ラガイド１４は、ホログラム原反２０の搬送方向に対し
て垂直に、また、光源ガイド１２と同心上に、設けられ
ている。カメラ１３は、カメラガイド１４上を移動して
も、ホログラム原反２０の同一領域（カメラガイド１４
の中心付近）を撮像する。なお、この移動も、手動で行
っても、自動で行ってもよい。

【００１７】検査処理部１５は、カメラ１３に接続さ
れ、そのカメラ１３が出力した画像信号を入力して処理
する。具体的には、入力された画像の明度が一様であれ
ば、良好であるとして処理し、一様でなければ、不良で
あるとして処理する。

【００１８】光反射体検査装置１０は、以下のように使
用する。（１）使用者は、光源１１を光源ガイド１２上で移動さ
せて、ホログラムの設計時に決められた照明角になるよ
うに位置を調整する（光源移動工程＃１０１）。（２）また、同様に、カメラ１３をカメラガイド１４上
で移動させて、ホログラム設計時に決められた観察位置
になるように位置を調整する（カメラ移動工程＃１０
２）。（３）そして、ホログラムシートを、光源１１で照らし
た状態で搬送しながらカメラ１３で撮像して検査する
（撮像工程＃１０３）。

【００１９】このように、位置を調整するのは、ホログ
ラムは、ある決まった範囲の角度（θ１±θ１ｒ）で光
を照射しないとホログラム像が結像せず、また、そのホ
ログラム像を観察できる角度（θ２±θ２ｒ）について
も範囲が限られているからである。このホログラムに対
する照明角度θ１とその許容角度θ１ｒ、および、観察
角度θ２とその許容角度θ２ｒというのは、その特性を
どのようなものにするかによって設計時に決められるも
のである。この照明角度θ１、観察角度θ２の仕様と同
じ位置に、照明及びカメラを配置して、画像入力するこ
とで、ホログラムの像自体を画像として入力することが
でき、その画像を利用してホログラム像の欠陥を検出で
きる。

【００２０】ホログラムは、コスト等の面から、天地方
向又は左右方向からの入射光によってのみホログラム像
を呈するように設計されることが多い。本実施形態の検
査対象は、横方向からの入射光に対してホログラム像を
結像するように設計されているホログラムであり、光源
１１をホログラム原反の搬送方向に対して、横方向に配
置している。

【００２１】本実施形態によれば、大形のホログラム原
反２０を検査することができる。そのため、このように
して生産されたホログラム原反２０を打ち抜くことによ
って、ホログラムを大量生産することができる。また、
光源１１及びカメラ１３は、ガイド１２、１４上を移動
可能なので、ホログラムの仕様に応じた最適な画像入力
条件を設定できる。さらに、カメラ１３には、光軸に平
行な光を入射するテレセントリックレンズ１３ａを使用
するので、カメラ１３〜ホログラム原反２０の間の距離
を調整する必要がない。

【００２２】（第２実施形態）図２は、本発明による光
反射体検査装置の第２実施形態を示す図である。なお、
以下に示す各実施形態では、前述した第１実施形態と同
様の機能を果たす部分に同一の符号を付して、重複する
説明を適宜省略する。本実施形態の光源１１及びカメラ
１３は、軸１６を中心として、回転可能な光源取付アー
ム１２及びカメラ取付アーム１４に取り付けられてい
る。光源１１及びカメラ１３は、軸１６を中心として、
位置調整することができる。また、位置を調整しても、
ホログラム原反２０の同一領域を照射、撮像する。

【００２３】本実施形態によれば、光源１１及びカメラ
１３は、ホログラム原反２０の搬送方向に並行して位置
を調整することができるので、搬送方向からの入射光に
対してホログラム像を結像し、側方からの入射光ではホ
ログラム像を結像しないホログラム原反２０の検査を行
うことができる。

【００２４】（第３実施形態）図３は、本発明による光
反射体検査装置の第３実施形態を示す図である。本実施
形態の光反射体検査装置１０は、２つの光源１１と、２
台のカメラ１３とを備える。カメラ１３は、その画角
（撮像範囲）θｃが、ホログラム原反２０のホログラム
像を観察できる角度（θ２±θ２ｒ）を越えてしまわな
いように並べられている。すなわち、θ２−θ２ｒ＜
θｃ＜ θ２＋θ２ｒの関係にある。このとき、
２台のカメラ１３で、ホログラム原反２０の全範囲を撮
像することができるので、ホログラム原反２０の全範囲
について検査することができる。

【００２５】本実施形態によれば、カメラ１３を複数台
並べているので、広い範囲を検査でき、また、テレセン
トリックレンズを使用する必要がなく、コストが安価で
ある。

【００２６】（第４実施形態）図４は、本発明による光
反射体検査装置の第４実施形態を示す図である。本実施
形態のカメラ１３は、大径のテレセントリックレンズ１
３ａを備える。また、光源１１は、広範囲を照射可能で
ある。

【００２７】本実施形態によれば、カメラ１３を１台だ
け使用して、広範囲の検査を行うことができる。

【００２８】（変形形態）以上説明した実施形態に限定
されることなく、種々の変形や変更が可能であって、そ
れらも本発明の均等の範囲内である。例えば、第１実施
形態のようなテレセントリックレンズ１３ａを使用する
カメラ１３を、複数台使用してもよいし（図５）、第３
実施形態において、カメラを３台以上使用してもよい。
撮像範囲に応じて決めればよい。また、光源１１やカメ
ラ１３の移動方向については、ホログラム原反２０の特
性に合わせて変更すればよい。なお、上記では、検査対
象物として、ホログラムを挙げて説明したが、回折格子
のような、所定の入射角度で入射された光を一定の角度
で回折する光反射体についても、本検査装置を使用する
ことができる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１の
発明によれば、所定の入射角度で入射された光を一定の
出射角度で反射する光反射体に対して、その入射角度で
光を照射する光源と、光反射体で反射した光を撮像する
撮像手段とを備えるので、光反射体の大きさにかかわら
ず、品質を検査することができる。

【００３０】請求項２の発明によれば、光源を所定の位
置に案内する光源移動案内手段を備えるので、光反射体
の仕様に応じた最適な画像入力条件を設定することがで
きる。

【００３１】請求項３の発明によれば、撮像手段を所定
の位置に案内する撮像移動案内手段を備えるので、光反
射体の仕様に応じた最適な画像入力条件を設定すること
ができる。

【００３２】請求項４の発明によれば、撮像手段は、光
軸に平行な光を入射する平行光入射部を有するので、検
査対象物である光反射体との間の距離を調整する必要が
ない。

【００３３】請求項５の発明によれば、光反射体の反射
光を観察することができる角度を越えないように、複数
の撮像手段が並べられているので、広い範囲を検査する
ことができる。

【００３４】請求項６の発明によれば、所定の入射角度
で光が入射するように、光源を光源移動案内手段で移動
させ、一定の出射角度の反射光を撮像するように、撮像
手段を撮像移動案内手段で移動させた後、光源から出射
した光を撮像手段で撮像するので、大形の光反射体であ
っても品質を検査することができる。

【００３５】請求項７の発明によれば、所定の入射角度
で入射された光を一定の出射角度で反射する光反射体に
対して、その所定の入射角度で光を照射して、その照射
された光の反射光を撮像するので、光反射体の大きさに
かかわらず、品質を検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光反射体検査装置の第１実施形態
を示す図である。

【図２】本発明による光反射体検査装置の第２実施形態
を示す図である。

【図３】本発明による光反射体検査装置の第３実施形態
を示す図である。

【図４】本発明による光反射体検査装置の第４実施形態
を示す図である。

【図５】本発明による光反射体検査装置の他の実施形態
を示す図である。

【図６】従来の検査装置を示す図である。

【図７】従来のホログラム検査装置を示す図である。

【符号の説明】

１０光反射体検査装置１１光源１１ａ点光源１１ｂレンズ１２光源ガイド／光源取付アーム１３カメラ１３ａテレセントリックレンズ１４カメラガイド／カメラ取付アーム１５検査処理部１６軸２０ホログラム原反

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G051 AA32 AB06 AB07 BA01 BB01 BB20 BC10 CA04 CA07 CB06 CC09 CD10 DA06 2G059 AA05 BB10 EE02 FF01 GG03 JJ11 KK05 PP01 2G086 EE12 2K008 AA00 AA13 CC01 CC03 EE04 HH01 HH06 HH28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の入射角度で入射された光を一定の
出射角度で反射する光反射体に対して、その入射角度で
光を照射する光源と、前記光反射体で反射した光を撮像する撮像手段とを備え
る光反射体検査装置。
【請求項２】請求項１に記載の光反射体検査装置にお
いて、前記光源を所定の位置に案内する光源移動案内手段を備
えることを特徴とする光反射体検査装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の光反射体
検査装置において、前記撮像手段を所定の位置に案内する撮像移動案内手段
を備えることを特徴とする光反射体検査装置。
【請求項４】請求項１から請求項３までのいずれか１
項に記載の光反射体検査装置において、前記撮像手段は、光軸に平行な光を入射する平行光入射
部を有することを特徴とする光反射体検査装置。
【請求項５】請求項１から請求項４までのいずれか１
項に記載の光反射体検査装置において、前記撮像手段は、複数あって、各画角が前記光反射体の
反射光を観察することができる角度を越えないように並
べられていることを特徴とする光反射体検査装置。
【請求項６】請求項３から請求項５までのいずれか１
項に記載の光反射体検査装置の使用方法であって、前記所定の入射角度で光が入射するように、前記光源を
前記光源移動案内手段で移動させる光源移動工程と、前記一定の出射角度の反射光を撮像するように、前記撮
像手段を前記撮像移動案内手段で移動させる撮像手段移
動工程と、前記光源移動工程で移動した前記光源から出射した光
を、前記撮像手段移動工程で移動した前記撮像手段で撮
像する撮像工程とを備えることを特徴とする光反射体検
査装置の使用方法。
【請求項７】所定の入射角度で入射された光を一定の
出射角度で反射する光反射体に対して、その所定の入射
角度で光を照射する照射工程と、前記照射工程で照射された光の反射光を撮像する撮像工
程とを備える光反射体検査方法。