JP2003062912A - フィルム貼合せ装置 - Google Patents

フィルム貼合せ装置

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JP2003062912A
JP2003062912A JP2001256387A JP2001256387A JP2003062912A JP 2003062912 A JP2003062912 A JP 2003062912A JP 2001256387 A JP2001256387 A JP 2001256387A JP 2001256387 A JP2001256387 A JP 2001256387A JP 2003062912 A JP2003062912 A JP 2003062912A
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film
sheet
camera
image
laminating apparatus
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Takuya Kaizu
拓哉 海津
Masaru Mitsumoto
勝 三本
Hiroaki Imai
裕晃 今井
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Hitachi Plant Technologies Ltd
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Hitachi Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】位置検出マークのない透明なフィルムをシート
に精度良く貼り合わせるため、フィルムの位置、傾きを
精度良く検出する必要がある。 【解決手段】矩形の透明フィルムを偏光フィルタ付きの
カメラで撮像することで、フィルムの角部を検出して、
前記検出したフィルムの角部情報から、貼合せ対象のシ
ートに設けた位置合せ用マーク位置に相当する仮マーク
位置を求めて、求めた仮マーク位置と、シートのマーク
位置検出用カメラを用いて検出した、シートのマーク位
置、のデータとを用いてシートの位置の補正量を求めて
位置合せを行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ICカード等の製
造に用いられる透明フィルムとシートとを位置決めして
貼合せるフィルム貼合せ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、シートと位置認識用マークを持た
ない透明フィルムを位置合せして貼合せるための装置で
はシートとフィルムの直交する2辺の縁をそれぞれ機械
的に拘束することによって2方向(X方向とY方向)お
よびXY平面内の回転角度を矯正することで位置合せを
行うアテハリ方式が用いられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記方法
ではシートとフィルムの位置合せ精度は0.5mm程度
が限界であった。
【0004】本発明の目的は、従来のフィルム貼合せ装
置に用いられていたアテハリ方式の位置合せ方法に対し
て高精度の位置合せを実現すると共に、貼合せるべきフ
ィルムが透明であり、かつ位置合せ用のマークを備えて
いない場合でも位置合せを実現することが可能なフィル
ム貼合せ装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、矩形の透明フ
ィルムをシートに対して位置決めをして貼合せるため
に、フィルムのコーナー部のエッジを画像として捕らえ
る少なくとも1台のフィルム認識用カメラと、シートに
設けられた位置認識用マークを画像として捕らえるマー
ク認識用カメラと、両カメラが取り込んだ画像情報を処
理してシート及びフィルムの基準位置座標に対する位置
及び回転角を検出するための画像処理部と、求めた位置
及び回転角の補正量を求め、シート保持する位置決めテ
ーブルを制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【0006】本発明の他の特徴は、フィルム位置認識用
カメラに2つの偏光フィルタを設け、それぞれの偏光フ
ィルタの位相を90度ずらして設定する構成としたこと
にある。
【0007】本発明によれば、透明で位置合せ用認識マ
ークがないフィルムを、位置合せマークの設けられたシ
ートに精度良く貼合せることが可能となる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1に本発明のフィルム貼合せ装
置の一実施例の全体構成を示す。図2にフィルム移載供
給装置の構成図を示す。また、図3に貼合せ部の断面図
を示す。図1に示すように、本発明の貼合せ装置は、大
きく5つの機構部から構成されている。すなわち、積層
されて置かれているフィルム8をフィルム搬送コンベア
16に移載するフィルム移載供給機構1と、途中にごみ
取り機構17備えたフィルム搬送コンベア16からなる
フィルム搬送機構30と、シート10を搬送し、途中に
ごみ取り機構17を備えたシート搬送機構40と、シー
ト搬送機構40により搬送されてきたシート10を、位
置合せして貼合せる貼合せ機構50と、貼合せの終わっ
たシート10を搬送排出するシート排出部60とからな
る。
【0009】図2に示すように、フィルム移載供給機構
1は、貼合せるフィルム8を積層して収納したフィルム
セット部9と、フィルムセット部9から1枚ずつフィル
ム8を分離、吸着してフィルムピックアップ機構とピッ
クアップしたフィルム8を搬送コンベア16に移載する
ための移動機構23とからなる。フィルムセット部9の
下端側には、積層されたフィルム8の量に応じて、フィ
ルムの吸着位置が変わらないように、上に押し上げるた
めの押し上げ機構22を備えている。フィルムピックア
ップ機構は、フィルム8を吸引吸着する複数の吸着パッ
ド20と、複数の吸着パッド20を支持するパッド支持
部材21と、吸着パッド20を上下に移動させる移動機
構24と、吸着パッド20をフィルム搬送コンベア16
側に移動するための移動機構23から構成されている。
なお水平移動機構23は、移動用ガイド25上をリニア
に移動できるように構成されている。
【0010】図3に示すフィルム貼合せ機構50は、X
軸及びY軸方向とZ軸を中心として回転させる駆動機構
を備えたXYθテーブル3と、XYθテーブル3を上下
に移動させる駆動機構51と、XYθテーブル3上に設
けられたシート10を吸引吸着する吸着保持板52とシ
ート搬送コンベア12の一部を開閉する開閉機構(図示
せず)と、フィルム保持機構2からなる。なお、フィル
ム保持機構2はフィルム8を吸引吸着して保持するフィ
ルム吸着板55と、フィルム8をシート10を保持して
いる吸着保持板52の上まで移動する移動機構と、保持
しているフィルム8をシート10上に乗せるために上下
する上下機構とからなる。なお、フィルム貼合せ機構5
0には、シート10にフィルム8を重ね合せた状態で、
貼合せを行う超音波ウェルダ19や、フィルム8及びシ
ート10の位置合せのための画像情報を得るために複数
台のCCDカメラ4、5、6、7等が設けてある。
【0011】次に、フィルム貼合せの流れを説明する。
まず、フィルム移載供給機構1で、フィルムセット部9
に積層されているフィルム8を、フィルムピックアップ
機構20で吸着し、フィルム搬送コンベア16上に移載
する。フィルム搬送コンベア16に載せられたフィルム
8は、ごみ取り装置17で除塵されフィルム待機部18
に送られる。フィルム待機部18に搬送されてきたフィ
ルム8は、そこでフィルム保持機構2により吸引保持さ
れる。フィルム保持機構2に吸着されたフィルム8は、
フィルム認識位置に移動される。
【0012】そこで、フィルム位置認識用カメラ4、5
を用いてフィルム両端部(フィルム搬送方向に対して左
右方向の端部)近傍を撮像する。その撮像した画像信号
をフィルム用画像認識部(図示せず)に転送する。フィ
ルム用画像認識部では、送られてきた画像信号から角部
の位置を検出して、検出した角部から、図5に示したよ
うに、フィルム8の画像中に仮想の基準位置(仮想点P
1、P2)を求める。この仮想の基準位置とはシート1
0に設けた位置合せ用のマーク位置に一致する位置であ
る。また、基準座標に対する傾き角度θfを求める。フ
ィルム保持機構2はフィルム搬送方向(Y方向)には移
動可能であるが、搬送方向に対して直角方向(X方向)
及び回転方向には固定となっている。基準座標とは、フ
ィルムが設定された状態でフィルム保持機構2に保持さ
れている場合の座標であり、XYθテーブル3に保持さ
れているシートも、設定状態で保持されている場合アラ
イメント無しで、所定の移動ストローク移動するだけ正
確に貼合せが行える。
【0013】一方、貼合せ対象のシート10はシート受
け入れコンベア11からごみとり装置13を通って、シ
ート搬送コンベア12によって貼合せ機構50を構成す
る位置決めXYθテーブル3上に1枚ずつ搬送される。
この位置決めXYθテーブル3はその上に設けられた吸
着保持板をX、Y、Z方向に移動可能としている他、Z
軸を中心にθ方向に自由に回転できる構成となってい
る。
【0014】対象シート10がXYθテーブル3上に搬
送されてくると、搬送コンベア12の1部が開き、XY
θテーブル3が上昇(Z軸方向に移動)して、XYθテ
ーブル3に設けられた吸引吸着保持板52にシート10
が吸着保持される。その後、シート位置認識用カメラ6
及び7によって、シート10の両端に設けられたシート
位置認識用マーク14及び15を撮像する。撮像された
画像信号をシート用画像認識部(図示せず)に転送す
る。シート用画像認識部では、マーク位置から、図5に
示したような、基準座標に対するシートの傾き角度θs
を求める。
【0015】このシートの傾き角度θsと、フィルムの
傾き角度θfから、補正傾き角度θt(θt=θf―θ
s)を求める。求められた補正角度θtだけ位置決めテ
ーブル3を回転する。この回転により、図5に示すよう
に、シートの基準マーク1、2の中心(M1、M2)が
カメラで検出した位置よりもずれが発生する。このずれ
た基準マーク1及び2の座標(X3’、Y3’)、(X
4’、Y4’)を計算により求め、さらに仮想点P1,
P2とのずれを計算により求める。次に計算で求めたず
れ量分だけシートを保持している位置決めテーブル3移
動させて位置合せを行う。
【0016】図4に、フィルム8の両端2個所近傍の画
像を撮像するためのフィルム認識用CCDカメラ4、5
及び照明装置4Lの構成を示す。透明なフィルムは、本
来ならば如何に照明を与えてもその像を明確にカメラに
捕らえることができない。そこで、本発明による透明フ
ィルムの画像化について以下に説明する。
【0017】図4において、CCDカメラ4の鏡筒4C
の先端に、偏光フィルタ4PC及び4PLを設ける。ま
た、フィルム8の下側(カメラに対向して)照明装置4
Lが設けて有る。偏光フィルタ4PLと4PCの偏光角
度が一致している場合には、照明装置4Lの発する光量
の殆ど全量がCCDカメラ4によって受光される。一
方、偏光フィルタ4PLと4PCの偏光角度を90度に
すると、照明装置4Lの発する光量の殆ど全量がCCD
カメラ4に伝達されない。
【0018】本発明では、偏光フィルタ4PLと4PC
の偏光角度を90度に設定する。この場合、照明装置4
LとCCDカメラ4との間に何も物体が介在しない場合
には、CCDカメラ4の捕らえる画像の輝度は視野全面
に渡って最低値となる。しかしながら、照明装置4Lと
CCDカメラ4との間に透明なフィルム8を介在させる
と、光がフィルムを通過する際に入力光と通過光との間
に位相のずれが生じる。このため、CCDカメラ4には
フィルム部分がやや明るく撮像される。さらに、フィル
ム8のエッジ部分では乱反射が生じる。このため、エッ
ジ部分はさらに明るく撮像されることになる。このよう
にすると、本来透明なフィルム8でも、CCDカメラ4
によって画像として捕らえることが可能となる。
【0019】なお、先の補正方法とは別の、次に述べる
方法で補正しても良い。すなわち、前述のようにして撮
像した、フィルム8のコーナー部の画像からフィルム用
画像認識装置において、フィルム8の2辺の縁の交点
(フィルム8の一つの頂点)を数値情報として求める。同
様に、CCDカメラ5が撮像した画像から、対角の頂点
A、Bの数値情報を求める。図5に示すように、求めた
対角の頂点A、Bを結ぶ線分Cを求める。そして、その
線分Cの中点からフィルム8の中心を(基準値からのず
れ量Xf、Yfとして)求め、一辺の線分の傾きからフィ
ルム8のXY平面内における基準値からの回転角度θf
を求めることができる。
【0020】なお、本実施例では、フィルム8に位置と
回転角度を高精度に認識するために、2台のカメラを用
いた例を示した。しかし、一つの頂点の位置と、フィル
ムの縁の回転角を求めることで、1台のCCDカメラ4
でもフィルムの位置と回転角度を求めることが可能であ
る。
【0021】次に、フィルム8にシート10が接する位
置まで位置決めテーブルであるXYθテーブル3を上昇
させ、その後、超音波ウェルダ19によって、フィルム8
とシート10を貼合せる。
【0022】上記の手順により、フィルム8とシート1
0が貼合せが終了すると、搬送コンベア12が閉じると
共にテーブル3が下降する。そして、一体となった完成
品は搬送コンベア12によって、シート排出部60から
次の工程に搬出される。そして、フィルム移載装置1、
フィルム保持装置2、位置決めテーブル3は元の位置に
復帰して次のワークをハンドリングする。
【0023】このように、本発明によれば、矩形の透明
フィルムを偏光フィルタ付きのカメラで撮像すること
で、フィルムの角部を検出して、前記検出したフィルム
の角部情報から、貼合せ対象のシートに設けた位置合せ
用マーク位置に相当する仮マーク位置を求めて、求めた
仮マーク位置と、シートのマーク位置検出用カメラを用
いて検出した、シートのマーク位置、のデータとを用い
てシートの位置の補正量を求めて位置合せを行うことが
できる。
【0024】なお、上記の説明ではシートのマーク認識
用のカメラと、フィルム位置認識用のカメラを別々に設
けることで説明したが、フィルム認識用のカメラを移動
可能にして、更に偏向フィルタの偏光方向を自由に設定
できるようにして、マーク認識用のカメラを兼用するこ
とができる。
【0025】
【発明の効果】本発明を用いることによって、透明で位
置合せ用認識マークがないフィルムを、位置合せマーク
の設けられたシートに精度良く貼合せることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のフィルム貼合せ装置の全体構成を示
す平面図。
【図2】 フィルム移載供給機構部の断面図である。
【図3】 フィルム貼合せ機構部の断面図である。
【図4】 フィルム認識用カメラの構成を示す側面図で
ある。
【図5】 フィルムとシートの位置合せ方法を説明する
ための図である。
【符号の説明】
1…フィルム移載機構、2…フィルム保持機構、3…位
置決めテーブル、4…フィルム認識用カメラ、6…シー
ト認識用カメラ、12…搬送コンベア、19…超音波ウ
ェルダ。
フロントページの続き (72)発明者 三本 勝 茨城県竜ヶ崎市向陽台五丁目2番 日立テ クノエンジニアリング株式会社竜ヶ崎工場 内 (72)発明者 今井 裕晃 茨城県竜ヶ崎市向陽台五丁目2番 日立テ クノエンジニアリング株式会社竜ヶ崎工場 内 Fターム(参考) 2C005 RA03 2H049 BA02 BB03 BC14 4F211 AG01 AG03 AH36 AH37 AP06 AQ01 AR07 SA07 SD01 SJ01 SJ13 SJ15 SJ26 SP04 SP48

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】矩形の透明フィルムをシートに対して位置
    決めをして貼合せるためのフィルム貼合せ装置におい
    て、 前記フィルムの角部の画像を撮像するためのフィルム位
    置認識用カメラと、前記フィルム用カメラが撮像した画
    像情報を処理して前記フィルムの基準位置及び基準線に
    対するずれ量を求めるフィルム用画像処理部と、前記シ
    ートに設けられた位置認識用マークを撮像するシート位
    置認識用カメラと、前記シート位置認識用カメラが撮像
    した画像情報を処理して前記シートの基準位置及び基準
    線に対する位置及び回転角を検出するためのシート用画
    像処理部と、前記両画像処理部で求めた位置情報から、
    前記シートを保持する位置決めテーブルの補正量を求め
    て制御する制御部を備えたことを特徴とするフィルム貼
    合せ装置。
  2. 【請求項2】前記フィルム用カメラは2つの偏光フィル
    タを備え、それぞれの偏光フィルタの位相を略90度ず
    らして設定したことを特徴とする請求項1記載のフィル
    ム貼合せ装置。
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