JP2006105844A - Illuminating method and imaging method of hologram, and apparatus for inspecting defect of hologram - Google Patents

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JP2006105844A JP2004294553A JP2004294553A JP2006105844A JP 2006105844 A JP2006105844 A JP 2006105844A JP 2004294553 A JP2004294553 A JP 2004294553A JP 2004294553 A JP2004294553 A JP 2004294553A JP 2006105844 A JP2006105844 A JP 2006105844A
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正光 飯田
Hiroshi Kojima
弘 小島
Naoki Kasai
直樹 笠井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illuminating method, an inspecting method and a defect detection apparatus for detecting a defect of a hologram, which can be utilized universally for defect detection of an arbitrary type of holograms and can detect the defect precisely and stably. <P>SOLUTION: For inspecting the defect of the hologram, the illuminating method adopts a structure which extracts diffracted light beams along all directions, and carries out a uniform illumination in the width direction of the hologram in order to suppress minute changes in images of respective frames cause by fluctuations of the hologram along its width direction, and the defect inspecting method and the defect inspecting apparatus inspect the defect of the hologram without using any reference image. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、回折格子自体の不良または欠陥を検出する欠陥検出装置および欠陥検出方法に関する。   The present invention relates to a defect detection apparatus and a defect detection method for detecting defects or defects in a diffraction grating itself.

ホログラムは、用途の1つとして、ICカードを始め、各種カードのデザインや海賊版防止のためのセキュリティラベル等幅広い分野で使用され、世界的に高い評価を受けている。   Holograms are used in a wide range of fields, including IC cards, various card designs, and security labels for preventing pirated copies, as one of their applications, and are highly evaluated worldwide.

特徴として、ホログラムによって再現されるリアルな立体感を他の印刷手法で再現することは困難であるため、他の手法で作製された類似品との差別化・判別を目視で容易に行なうことが可能である。偽変造防止効果として、ホログラムの製造には、専用の材料と、レーザーを使用する撮影装置または精密加工、量産用複製装置が必要なために、製造可能なメーカーが限られ、ホログラムの画像を量産レベルで高品質を維持するためには高い技術を要する。   As a feature, it is difficult to reproduce the realistic three-dimensional effect reproduced by the hologram with other printing methods, so it is easy to visually distinguish and distinguish from similar products made by other methods. Is possible. As an effect of preventing forgery and alteration, the manufacture of holograms requires a dedicated material and a laser-based imaging device or precision processing, and a mass-production duplication device. High technology is required to maintain high quality at the level.

各種ホログラムの中で、特に、レインボーホログラムは、ホログラムの光学的な干渉縞を凹凸で記録することにより薄いフィルムにエンボス加工する方法で大量複製が可能であり、被写体(原稿)としては立体物や版下、CGデータなどを用いる。   Among various holograms, in particular, rainbow holograms can be mass-replicated by embossing into a thin film by recording the optical interference fringes of the hologram with irregularities. The composition and CG data are used.

ホログラムの量産化にはエンボス加工によるレインボーホログラムが一般的であるが、これは非常に高い技術が必要であり、したがって製造工程においても十分に注意を払う必要がある。例えば、スタンパにゴミ等の異物が付着し、異物が付いたままの状態でホログラムをエンボスすると異物付着部における回折格子の凹凸が潰れ、または異なる回折格子を形成することとなる。セキュリティの信頼性を問われるホログラム故に、エンボス直後での欠陥検査は重要である。   Rainbow holograms by embossing are generally used for mass production of holograms. However, this requires very high technology, and therefore sufficient attention must be paid to the manufacturing process. For example, if foreign matter such as dust adheres to the stamper and the hologram is embossed with the foreign matter still attached, the unevenness of the diffraction grating at the foreign matter adhesion portion is crushed or a different diffraction grating is formed. Defect inspection immediately after embossing is important because of holograms that require security reliability.

通常、ホログラムは、回折光を見ることになるので、視点の位置により像の見え方が異なる。このため、直接反射光や、単一もしくは複数箇所の光源を用いた照明条件下では、一度に全画像を見ることはできない。また、光の照射条件のわずかな違いによっても見える画像が変化する。   Usually, since a hologram sees diffracted light, the appearance of an image differs depending on the position of the viewpoint. For this reason, it is not possible to view all images at once under direct illumination light or illumination conditions using single or multiple light sources. In addition, the visible image changes depending on slight differences in light irradiation conditions.

また、検査時に画像が安定しないため検査結果も信頼性が保てない。したがって、実際にはホログラムの品種に応じて角度が固定された光照射系と撮像系からなる検査装置を用いて検査する方法が一番現実的であり、かつ容易とされている。   Also, since the image is not stable at the time of inspection, the reliability of the inspection result cannot be maintained. Therefore, in practice, a method of inspecting using an inspection apparatus composed of a light irradiation system and an imaging system in which the angles are fixed according to the type of hologram is the most practical and easy.

しかしながら、検査対象とするホログラムの品種を変更するたびに光照射系と撮像系とを調整してから検査すること自体容易な作業ではなく、手間と時間を要する。また、ホログラムのとる回折角度によっては、検査装置の構造上回折光を取れず、部分的な検査しかできない場合もある。   However, every time the type of hologram to be inspected is changed, the inspection itself after adjusting the light irradiation system and the imaging system is not an easy task, and requires labor and time. Also, depending on the diffraction angle taken by the hologram, diffracted light may not be obtained due to the structure of the inspection apparatus, and only a partial inspection may be performed.

このような事情のため、任意の品種のホログラムを自動的に検査することは到底現実的ではなく、ホログラムの品質は一部あるいは大部分を目視チェックに頼らざるを得ない。   Under such circumstances, it is extremely impractical to automatically inspect holograms of arbitrary varieties, and the quality of holograms must rely on visual checks for part or most of them.

このため、万が一表面に正しい回折格子が形成されず、欠陥のあるホログラムが製造さ
れても、その欠陥を検出することは困難であり、欠陥のあるホログラムが連続して多数製造され続ける可能性があるという問題がある。
For this reason, even if a correct diffraction grating is not formed on the surface and a defective hologram is manufactured, it is difficult to detect the defect, and a large number of defective holograms may be continuously manufactured. There is a problem that there is.

任意の品種に対応するために、ホログラムを撮像する際あらゆる角度からの反射光を捉えるための照明方法にドーム型照明や円筒型照明を用いることがある。しかし、CCD受光素子の端と中央、両端では光ベクトルが異なる。したがって、たとえばエンボス後のホログラムフィルムをドラム上で検査する場合、普通は微小ながらフィルム横幅方向に対して常に移動するため常に画像が異なって撮像されてしまう。   In order to cope with an arbitrary product type, dome-shaped illumination or cylindrical illumination may be used as an illumination method for capturing reflected light from all angles when imaging a hologram. However, the light vector is different between the end and center of the CCD light receiving element and both ends. Therefore, for example, when inspecting an embossed hologram film on a drum, the image is always picked up differently because it always moves with respect to the width direction of the film although it is minute.

図1において、1がCCD受光素子、2が円筒形蛍光管照明、3がホログラム表面、4の矩形が時刻kにおけるホログラム検査領域とする。時刻kのときAから光がDの回折格子により回折しCのCCD受光素子に入る光があるとする。時刻k+1のとき、点Dがフィルム幅方向に移動した場合、D'とDはもともと同じ点であり同じ形状をしているので、C'に入るべき光は、A'からD'への光ベクトルであって、実際はA'がなく、A''のような方向は同じだが距離が異なる場合が多い。光強度は距離の二乗に反比例して小さくなるため方向が同じでも距離が異なると画像に影響を及ぼす。また、BからD、DからCに入射した光と同じ光がk+1の場合D'に移動しているため、B'に光源を持たなければならないが、実際にはB'に光源がない、同じ方向の光成分がない場合もある。   In FIG. 1, 1 is a CCD light receiving element, 2 is cylindrical fluorescent tube illumination, 3 is a hologram surface, and 4 rectangle is a hologram inspection area at time k. It is assumed that light from A is diffracted by the D diffraction grating and enters the C CCD light receiving element at time k. When the point D moves in the film width direction at time k + 1, since D ′ and D are originally the same point and have the same shape, the light that should enter C ′ is the light from A ′ to D ′. In many cases, the vector is not actually A ′, the direction of A ″ is the same, but the distance is different. Since the light intensity decreases in inverse proportion to the square of the distance, an image is affected if the distance is different even if the direction is the same. In addition, since the same light as the light incident from B to D and from D to C moves to D ′ when k + 1, B ′ must have a light source, but actually B ′ has no light source. There may be no light component in the same direction.

したがって円筒形や半球のような、ホログラム表面に対する法線方向とカメラ受光素子の並び方向の成す面について対称でない、またはその面に対し垂直な任意の面で同形状でない照明であると、必然的に被写体がフィルム幅方向に移動する場合、時刻によって同じ位置を撮像しても画像が異なってきてしまう。また、B'から照射される光がD'で回折しC'で受光したとすると、Cで受光すべき光はBに光源がなければならないがその方向の光がない場合もある。このことはCCD受光素子の両端だけでなく、端と中央でも同様の原理から言えることである。   Therefore, illumination that is not symmetrical about the plane formed by the normal direction to the hologram surface and the direction in which the camera light receiving elements are arranged, such as a cylindrical shape or a hemisphere, is not necessarily the same shape on any plane perpendicular to the plane. However, when the subject moves in the film width direction, even if the same position is imaged depending on the time, the image will be different. Also, if the light emitted from B ′ is diffracted by D ′ and received by C ′, the light to be received by C must have a light source in B, but there may be no light in that direction. This can be said from the same principle not only at both ends of the CCD light receiving element but also at the ends and the center.

このことは製造ライン上、たとえばホログラムフィルムが時刻k+1において時刻kに対してCCD受光素子並び方向にずれたとき、前述原理から撮像した画像が異なるため、例えばkとk+1の画像を比較検査した場合、どちらにも欠陥がないとしても両画像は異なるため欠陥を誤検知してしまう可能性がある。   This is because, for example, when the hologram film is shifted in the CCD light receiving element alignment direction at time k + 1 with respect to the time k at the time k + 1, the images taken from the above principle are different. Even if there is no defect in either, the two images are different, so there is a possibility that the defect is erroneously detected.

ホログラムの欠陥検査において、設計データをそのまま基準画像として扱うことが難しい。これは設計データに基づいて原版が作られるが、原版は温度によっても形状が微小ながら変わり、またエンボスされることによって生成されたホログラムも原版と全く同じになることはない。したがって、生成されたホログラムの中から基準画像を選ぶか作る必要がある。   In hologram inspection, it is difficult to handle design data as it is as a reference image. This is because the original is made based on the design data, but the original changes in shape depending on temperature, and the hologram generated by embossing is not exactly the same as the original. Therefore, it is necessary to select or create a reference image from the generated holograms.

実際には品種が変わるたびに基準画像を選んだり作ることは手間が掛かってしまう。基準画像を選んだ場合、基準とする画像の選び方によっては基準画像自体に欠陥がある可能性もあり、正常な画像が欠陥を含むこととなってしまい欠陥が多発してしまう恐れがある。   Actually, it takes time and effort to select and create a reference image every time the variety changes. When the reference image is selected, there is a possibility that the reference image itself has a defect depending on how the reference image is selected, and the normal image includes the defect, and there is a possibility that the defect frequently occurs.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、任意の品種のホログラム欠陥検出に、汎用的に利用することができ、かつ欠陥を精度良く安定して検出することが可能なホログラム欠陥検出の照明方法、検査方法および欠陥検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and is a hologram that can be widely used for detecting hologram defects of any kind and can detect defects accurately and stably. An object is to provide an illumination method, an inspection method, and a defect detection apparatus for defect detection.

上記の目的を達成するために、
請求項1に係る発明は、ホログラム表面上回折格子情報の画像化において、ホログラム表面に対する法線方向を除く、表面側全方向から検査光を照射する検査用照明方法であって、
カメラ受光素子の並び方向とホログラム表面に対する法線方向の成す面を対称に、扇形もしくは円筒形、平行であって、ホログラム表面に対する法線方向とカメラ受光素子の並び方向の成す面に対し垂直な任意の面において同形状の光源を用いることを特徴とする照明方法である。
To achieve the above objective,
The invention according to claim 1 is an inspection illumination method for irradiating inspection light from all directions on the surface side excluding the normal direction to the hologram surface in imaging of diffraction grating information on the hologram surface,
The plane formed by the alignment direction of the camera light receiving element and the normal direction to the hologram surface is symmetrical, fan-shaped, cylindrical, or parallel, and perpendicular to the plane formed by the normal direction to the hologram surface and the alignment direction of the camera light receiving element. It is an illumination method characterized by using a light source having the same shape on an arbitrary surface.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の検査用照明方法であって、
前記照明手段の内側に拡散板を貼り合わせることで、前記光源面内の照明ムラを均一化することを特徴とする照明方法である。
The invention according to claim 2 is the illumination method for inspection according to claim 1,
The illumination method is characterized in that illumination unevenness in the light source surface is made uniform by bonding a diffusion plate inside the illumination means.

請求項3に係る発明は、請求項1または2記載の照明方法を用いて画像を取得する際にテレセントリックレンズを用いてホログラム表面に対する法線方向を除く、表面側全方向から検査光を照射した光がホログラム検査表面でホログラム表面に対する法線方向に回折した回折光のみを抽出することを特徴とするホログラムの撮像方法である。   In the invention according to claim 3, when the image is acquired using the illumination method according to claim 1 or 2, the inspection light is irradiated from all directions on the surface side, excluding the normal direction to the hologram surface, using a telecentric lens. The hologram imaging method is characterized in that only the diffracted light that is diffracted in the direction normal to the hologram surface is extracted on the hologram inspection surface.

請求項4に係る発明は、請求項3記載のホログラムの撮像方法により撮像した画像において、
取り込み画像内のホログラム同士を比較、処理することで基準画像を用いずに欠陥検査することを特徴とするホログラムの欠陥検査方法である。
The invention according to claim 4 is an image captured by the hologram imaging method according to claim 3,
A hologram defect inspection method characterized in that a defect inspection is performed without using a reference image by comparing and processing holograms in a captured image.

請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の照明方法、ホログラムの撮像方法およびホログラムの欠陥検査方法における手段を備えたことを特徴とするホログラム欠陥検査装置である。   The invention according to claim 5 is a hologram defect inspection apparatus comprising means in the illumination method, hologram imaging method, and hologram defect inspection method according to any one of claims 1 to 4. .

本発明は、以上説明したように、本発明のホログラム欠陥検出方法を適用することにより、ホログラム表面に対し表面側全方向から検査光を照射し、さらに、この検査光がホログラム表面で回折してなる回折光のうち、ホログラムの表面に対する法線方向に進む回折光のみによる画像データを得ることができる。   As described above, the present invention applies the hologram defect detection method of the present invention to irradiate the hologram surface with inspection light from all directions on the surface side, and the inspection light is diffracted on the hologram surface. Among the diffracted light, image data can be obtained only from diffracted light traveling in the normal direction with respect to the hologram surface.

請求項1記載の照明方法においては、以上のような手段を講じることにより、ホログラムの表面に欠陥がある場合、検査光は法線方向には回折しないので、法線方向から見た画像データの中には、ゴミ等が版に付着することによりエンボスできなかった箇所は黒く見えるなど、欠陥のある部分が通常とは異なる見え方となる。   In the illumination method according to claim 1, by taking the above-described means, if the hologram surface has a defect, the inspection light is not diffracted in the normal direction. Some parts that are not embossed due to dust or the like adhering to the plate appear black, and the defective part looks different from usual.

したがって、エンボス不良、ピンホール、傷による欠陥を含むホログラムは、通常と異なる画像が得られるため、一連の画像処理によりホログラムの表面に欠陥があるものと判断することにより、ホログラムの表面の欠陥を精度良く検出することが可能となる。   Therefore, since holograms containing defects due to embossing defects, pinholes, and scratches can be obtained from images that are different from normal ones, it is possible to detect defects on the hologram surface by determining that the hologram surface is defective by a series of image processing. It becomes possible to detect with high accuracy.

さらに、図2のようなホログラムフィルムがW軸方向に移動することによって、同じホログラムの同じ位置をしたとき時刻kとk+1の間で実際には欠陥がないのに輝度が大きく異なるため画像が変わるといったことがない。図.3は照明系を拡大化したものであり、W軸とN軸の成す面に対して面対称であり、かつその面に対し垂直な任意の面において同形状となる光源を用いているため、W軸上においては任意の点で同じ条件となる。CCD受光素子の任意の点CとC'に入る光は、DとD'における回折格子が同一であれば、光源元はW軸に平行なEとE'の位置となる。EとE'は、DEとD'E'の距離は同一であるため、照明ムラがなければ全く同一光量が得られることになる。したがって、時刻kの画像がk+1のときにDからD'に移動してしまったとしても画像は全くかわらない。よっ
て画像を取り込んだ後に一連の画像処理をした際、擬似欠陥等の発生もなくなるといえる。
Furthermore, when the hologram film as shown in FIG. 2 moves in the W-axis direction, when the same hologram is located at the same position, the image changes because there is no substantial defect between time k and k + 1, but there is actually no defect. There is no such thing. Fig. 3 is an enlargement of the illumination system, because it uses a light source that is plane-symmetric with respect to the surface formed by the W-axis and the N-axis and has the same shape on any surface perpendicular to the surface. On the W axis, the same conditions are obtained at arbitrary points. The light entering the arbitrary points C and C ′ of the CCD light receiving element is located at the positions of E and E ′ parallel to the W axis if the diffraction gratings at D and D ′ are the same. Since E and E ′ have the same distance between DE and D′ E ′, the same amount of light can be obtained if there is no illumination unevenness. Therefore, even if the image at time k is moved from D to D ′ when k + 1, the image does not change at all. Therefore, when a series of image processing is performed after the image is captured, it can be said that generation of pseudo defects or the like is eliminated.

請求項2記載の照明方法により、光源に光量が多少のバラツキを持っていたとしても拡散板を被写体との間に挟むため被写体へは均一でムラのない照明が当たるため光量のバラツキが無くなり、安定した画像を撮像することができる。   With the illumination method according to claim 2, even if the light source has some variation in light amount, the diffuser plate is sandwiched between the subject and the subject is illuminated with uniform and non-uniform illumination so that there is no variation in the light amount. A stable image can be taken.

請求項3記載のホログラムの撮像方法により、そのままの撮像だと、ホログラム表面法線方向を除くホログラム表面側全方向から検査光を検査面に照射すると、ホログラム表面法線方向以外に回折する光も入ってくるため、テレセントリックレンズを用いることにより、ホログラム表面法線方向成分のみを抽出することができ、より検査に適した画像を撮像することが可能となる。   In the hologram imaging method according to claim 3, when the imaging is performed as it is, when the inspection surface is irradiated with the inspection light from all directions on the hologram surface side excluding the hologram surface normal direction, the light diffracted outside the hologram surface normal direction is also generated. Therefore, by using a telecentric lens, only the hologram surface normal direction component can be extracted, and an image more suitable for inspection can be taken.

請求項4記載のホログラムの欠陥検査方法により、基準画像を必要としない検査方式のため、基準画像を選出または作成する必要がない。したがって、不良を含んだ基準画像を選んでしまう恐れ、品種によって基準画像の選出、作り直しといった手間も省けるという効果を奏する。   According to the hologram defect inspection method of the fourth aspect, since the inspection method does not require a reference image, it is not necessary to select or create a reference image. Therefore, there is an effect that there is a fear that a reference image including a defect may be selected, and the trouble of selecting and recreating the reference image depending on the type can be saved.

請求項5記載のホログラムの欠陥検査装置により、安定したホログラム欠陥検査を行うことができ、品質保証するための装置として運用することができる。   The hologram defect inspection apparatus according to claim 5 can perform a stable hologram defect inspection and can be operated as an apparatus for quality assurance.

図2は、ホログラムの欠陥を検出するための照明方法であり、ホログラムの表面に対する法線方向を除く実質的な表面側全方向から検査光を照射する検査光用光源である。5はCCDラインカメラで6がテレセントリックレンズ、8が細長の蛍光灯を扇形に積み上げたもので7の反射板で固定する。7の反射板により光量の損失を抑える。蛍光灯の光をムラのない均一な照明にするために蛍光灯の前面部に形状に合わせた9の拡散板を通して光を照射させる。ここで7,8,9はホログラム検査幅に対し十分長いものとする。10は回転ドラムで、つや消しの黒色をしており照明からの光の反射を抑え、またθ方向に回転することで11のフィルムはF軸方向へ流れていく。W軸はフィルム幅方向の軸である。Nはホログラム検査表面に対しての法線軸であり、CCDラインカメラを、N軸にカメラ撮像軸を、CCD受光素子がWに対し平行になるように設置、固定する。CCDラインカメラでホログラム表面の画像を12の幅を露光時間Tの間取り込み検査する。ここでρ、φはそれぞれNに対してのローリング角、ピッチ角である。面HはW軸に対称に設置する両照明の幅である。   FIG. 2 shows an illumination method for detecting a defect of a hologram, which is a light source for inspection light that irradiates inspection light from substantially all directions on the surface side excluding the normal direction to the surface of the hologram. 5 is a CCD line camera, 6 is a telecentric lens, 8 is a long fluorescent lamp stacked in a fan shape, and is fixed by a reflector 7. The light loss is suppressed by the reflector 7. In order to make the light from the fluorescent lamp uniform and uniform, the light is irradiated through nine diffuser plates according to the shape of the front face of the fluorescent lamp. Here, 7, 8 and 9 are sufficiently long with respect to the hologram inspection width. A rotating drum 10 has a matte black color, suppresses reflection of light from illumination, and rotates in the θ direction, so that the film 11 flows in the F-axis direction. The W axis is an axis in the film width direction. N is a normal axis with respect to the hologram inspection surface, and a CCD line camera is installed and fixed so that the camera imaging axis is parallel to the N axis and the CCD light receiving element is parallel to W. A CCD line camera captures and inspects the image of the hologram surface for 12 exposure times T. Here, ρ and φ are a rolling angle and a pitch angle with respect to N, respectively. The plane H is the width of both illuminations installed symmetrically with respect to the W axis.

仮にNからOに向かって光を照射させたとすると、回折格子によって光は回折し、たとえばP点に回折光が進む。したがって逆にP点から光をOに入射させると光はOで回折しN軸上の方向に進む。つまり、任意の回折格子に対し、N軸方向を除く表面全方向から点Oに向かって光を照射させると、必ずN軸方向への回折光を捉えることができる。したがって、あらゆる方向からホログラムを検査するためには、図2に示す照明方法を用い、N軸方向を除く表面全方向からの回折光を抽出することで画像化が実現できる。   Assuming that light is irradiated from N to O, the light is diffracted by the diffraction grating, and the diffracted light advances to the point P, for example. Therefore, conversely, when light is incident on O from point P, the light is diffracted by O and travels in the direction on the N axis. In other words, when an arbitrary diffraction grating is irradiated with light from all directions except the N-axis direction toward the point O, diffracted light in the N-axis direction can always be captured. Therefore, in order to inspect the hologram from all directions, imaging can be realized by using the illumination method shown in FIG. 2 and extracting diffracted light from all directions except the N-axis direction.

ただし、捉える回折光の範囲は、N軸回転方向であるローリング方向では
0<ρ<π,π<ρ<2π ・・・(1)
であり、ピッチ角φは、
0<φ<π/2,2/π<φ<π ・・・(2)
の範囲となり(1)かつ(2)の範囲の回折光を捉えることができる。したがってW軸とN軸の成す面の方向からの光は捉えられないが、Hを小さくすることで十分効果のある安定した画像が得られる。
However, the range of diffracted light to be captured is 0 <ρ <π, π <ρ <2π in the rolling direction that is the N-axis rotation direction (1)
And the pitch angle φ is
0 <φ <π / 2, 2 / π <φ <π (2)
The diffracted light in the range (1) and (2) can be captured. Therefore, light from the direction of the surface formed by the W axis and the N axis cannot be captured, but by reducing H, a stable image having a sufficient effect can be obtained.

また、光源の内側に光源の形と同形の拡散板を貼ることにより、ムラのない安定した照明を供給でき、カメラ焦点軸上の任意の点で比較したとき同じ照明光を得ることが可能となる。したがって、W軸上の任意の点においても検査画像は変わらないので、W軸方向の列ごとに画像の輝度が異なることやホログラム画像内での輝度ムラがなくなる。ここで拡散板を間に挟むため光量が小さくなるが、反射板を蛍光灯の後部に置くことで改善できる。   In addition, by attaching a diffuser plate that has the same shape as the light source inside the light source, it is possible to provide stable and uniform illumination, and the same illumination light can be obtained when compared at any point on the camera focal axis. Become. Therefore, since the inspection image does not change at any point on the W axis, the luminance of the image is different for each column in the W axis direction, and luminance unevenness in the hologram image is eliminated. Here, the amount of light is reduced because the diffusion plate is sandwiched therebetween, but this can be improved by placing the reflection plate behind the fluorescent lamp.

このような、W軸とN軸の成す面に対し面対称となり、かつその面に対し垂直な任意の面で同形状である円筒の4分割した照明を用いて検査領域に光を当てると、回折格子によりN軸上に回折する光が見つけられる。N軸上に回折した光を抽出するためにテレセントリックレンズを通しN軸と平行な光のみがCCDラインカメラの受光素子に入射される。   When light is applied to the inspection region using illumination divided into four cylinders that are plane-symmetric with respect to the surface formed by the W-axis and the N-axis and are the same shape on any surface perpendicular to the surface, Light diffracted on the N-axis can be found by the diffraction grating. In order to extract light diffracted on the N-axis, only light that passes through the telecentric lens and is parallel to the N-axis is incident on the light receiving element of the CCD line camera.

前述したように、受光素子間で同じ特性が得られるため、被写体であるホログラムフィルムが横ブレ等を起こしても撮像したホログラム撮像間による違いは生じない。このことから、n+1回目の撮像する際、n回目の撮像画像に対しフィルムが幅方向に横ズレしても、任意の番号mのホログラムは完全に同じ画像を撮像することができる。   As described above, since the same characteristics can be obtained between the light receiving elements, even if the hologram film as a subject causes lateral blur or the like, there is no difference between the imaged hologram images. From this, when the film is captured for the (n + 1) th time, even if the film is laterally shifted in the width direction with respect to the nth captured image, the hologram with an arbitrary number m can completely capture the same image.

得られた画像データを、画像処理ボードを介しまたは直接計算処理部に取り込み、画像処理を行う。さらに、計算処理部に取り込んだ画像データから欠陥検出を行う際、以下のような処理することで、基準画像を用いることなく欠陥検出することが可能となる。   The obtained image data is taken into the calculation processing unit via the image processing board or directly, and image processing is performed. Furthermore, when performing defect detection from the image data captured by the calculation processing unit, it is possible to detect defects without using a reference image by performing the following processing.

ここで、前提として、クリーンルームのようなある程度欠陥が発生しにくい環境下において生産されるとする。したがって、以下に記すホログラム上の同一位置に同一サイズの欠陥が発生する確率は十分に低いと考えられる。一度に取り込むホログラムの数、すなわち1フレーム中のホログラム列をmall、その取り込み画像内のホログラム列を順に1,2,3、・・・、m、・・・、mallとすると、3≦mall≦mmax、効率を考えると、mallはmmaxの約数に設定することを推奨する。ここでmmaxは版に刻まれているホログラムの数である。 Here, it is assumed that the product is produced in an environment such as a clean room where defects are not likely to occur to some extent. Therefore, it is considered that the probability that a defect of the same size occurs at the same position on the hologram described below is sufficiently low. The number of holograms capturing at once, i.e. a hologram column m all of one frame, the hologram row in the captured image sequentially 1, 2, 3, · · ·, m, · · ·, When m all, 3 ≦ In consideration of efficiency, m all ≦ m max , it is recommended to set m all to a divisor of m max . Here, m max is the number of holograms engraved on the plate.

図4は、mall=4のときの例である。画像1において、M(m):1≦m≦mallがフィルム流れ方向に並んでおりであり、
m′=mmodmall+1
となる配列を置換したM(m′):1≦m′≦mallなる画像2を作成する。
ここでAmodBはAをBで割ったあまりとする。
FIG. 4 is an example when m all = 4. In image 1, M (m): 1 ≦ m ≦ m all are arranged in the film flow direction,
m ′ = mmmod all +1
An image 2 of M (m ′): 1 ≦ m ′ ≦ m all is generated by replacing the sequence of
Here, AmodB is a value obtained by dividing A by B.

このように、画像1内のホログラムを1列ずつずらしメモリ上に新たに画像2を作成し、画像1と画像2のホログラム領域同士を比較する。両画像の差分画像を画像3とし、これをS(m)とすると、S(m)は以下の式により求められる。画像1が検査画像、画像2がマスク画像であるため、
差分画像S(m)=FIX(検査画像(m)−マスク画像(m))
となる。
ここで、A≧BのときFIX(A−B)=A−B、A<BのときFIX(A−B)=0である。
In this manner, the holograms in the image 1 are shifted by one column at a time, and a new image 2 is created on the memory, and the hologram regions of the image 1 and the image 2 are compared with each other. If the difference image between the two images is image 3, and this is S (m), S (m) is obtained by the following equation. Since image 1 is an inspection image and image 2 is a mask image,
Difference image S (m) = FIX (inspection image (m) −mask image (m))
It becomes.
Here, FIX (A−B) = A−B when A ≧ B, and FIX (A−B) = 0 when A <B.

マスク画像はたとえば以下のように作る。   The mask image is created as follows, for example.

マスク画像(1)=検査画像(mall
m≧2のとき、
マスク画像(m)=検査画像(m−1)
とすれば良い。
Mask image (1) = Inspection image (m all )
When m ≧ 2,
Mask image (m) = Inspection image (m−1)
What should I do?

ここで、S=0であれば、画像1と画像2の間に違いが見られなかったということであり、画像3は真黒になるため欠陥が無いと判断できる。しかし、S(m)≠0であれば、画像3のように差分画像にエンボス不良や傷、ピンホール抜けといった欠陥形状が現れることになる。l列目に欠陥があったとすると、S(l)とS(l+1) の画像の同じ箇所に欠陥が抽出される。ただし、l=mallの場合はS(mall)とS(1)に同じ模様が現れる。すなわち、差分画像S(l)とS(l+1)に同じ模様が現れたとき、l列目のホログラムに欠陥があるといえる。またS(mall)とS(1)に同じ模様が現れたとき、S(mall)列目のホログラムに欠陥があることになる。 Here, if S = 0, it means that there is no difference between the image 1 and the image 2, and it can be determined that there is no defect because the image 3 is black. However, if S (m) ≠ 0, a defect shape such as an emboss defect, a scratch, or a pinhole missing appears in the differential image as in the image 3. If there is a defect in the l-th column, the defect is extracted at the same location in the images of S (l) and S (l + 1). However, when l = m all , the same pattern appears in S (m all ) and S (1). That is, when the same pattern appears in the difference images S (l) and S (l + 1), it can be said that the hologram in the l-th column is defective. When the same pattern appears in S (m all ) and S (1), the hologram in the S (m all ) -th column has a defect.

図4の例では、差分画像である画像3内の2と3列目すなわちS(2)S(3)に同じ模様が現れるので、2列目のホログラムM(2)に欠陥があることになる。この画像を、2値化、ラベリング、欠陥サイズ判定処理等を行うことで欠陥検出することができる。   In the example of FIG. 4, since the same pattern appears in the second and third columns in the image 3 that is the difference image, that is, S (2) S (3), the hologram M (2) in the second column is defective. Become. Defects can be detected by performing binarization, labeling, defect size determination processing, and the like on this image.

円筒形照明の場合の欠点を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the fault in the case of cylindrical illumination. ホログラム表面から垂直な法線方向を除く表面側全域から検査光を照射し、NとFの成す面と平行な任意の面において同形状の照明を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for irradiating test | inspection light from the whole surface side except the normal line direction perpendicular | vertical from the hologram surface, and demonstrating the illumination of the same shape in the arbitrary surfaces parallel to the surface which N and F form. NとFの成す面と平行な任意の面において同形状の照明円筒形照明を用いた場合の欠点改善を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the fault improvement at the time of using the illumination cylinder-shaped illumination of the same shape in the arbitrary surfaces parallel to the surface which N and F comprise. 基準画像を用いずに検査する方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the method to test | inspect without using a reference | standard image.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・カメラ受光素子
2・・・照明
3・・・ホログラムフィルム
4・・・検査領域
5・・・CCDラインカメラ
6・・・テレセントリックレンズ
7・・・反射板
8・・・蛍光灯
9・・・拡散板
10・・・検査用回転ドラム
11・・・ホログラムフィルム
12・・・レジマーク
13・・・ホログラム部
14・・・欠陥
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Camera light-receiving element 2 ... Illumination 3 ... Hologram film 4 ... Inspection area 5 ... CCD line camera 6 ... Telecentric lens 7 ... Reflector 8 ... Fluorescent lamp 9 ... Diffusion plate 10 ... Rotating drum 11 for inspection ... Hologram film 12 ... Registration mark 13 ... Hologram portion 14 ... Defect

Claims (5)

ホログラム表面上回折格子情報の画像化において、ホログラム表面に対する法線方向を除く、表面側全方向から検査光を照射する検査用照明方法であって、
カメラ受光素子の並び方向とホログラム表面に対する法線方向の成す面を対称に、扇形もしくは円筒形、平行であって、ホログラム表面に対する法線方向とカメラ受光素子の並び方向の成す面に対し垂直な任意の面において同形状の光源を用いることを特徴とする照明方法。
In imaging of hologram surface diffraction grating information, an inspection illumination method for irradiating inspection light from all directions on the surface side excluding the normal direction to the hologram surface,
The plane formed by the alignment direction of the camera light receiving element and the normal direction to the hologram surface is symmetrical, fan-shaped, cylindrical, or parallel, and perpendicular to the plane formed by the normal direction to the hologram surface and the alignment direction of the camera light receiving element. An illumination method using a light source having the same shape on an arbitrary surface.
請求項1に記載の検査用照明方法であって、
前記照明手段の内側に拡散板を貼り合わせることで、前記光源面内の照明ムラを均一化することを特徴とする照明方法。
The inspection illumination method according to claim 1,
An illumination method characterized in that illumination unevenness in the light source surface is made uniform by bonding a diffusion plate inside the illumination means.
請求項1または2記載の照明方法を用いて画像を取得する際にテレセントリックレンズを用いてホログラム表面に対する法線方向を除く、表面側全方向から検査光を照射した光がホログラム検査表面でホログラム表面に対する法線方向に回折した回折光のみを抽出することを特徴とするホログラムの撮像方法。   3. When acquiring an image using the illumination method according to claim 1 or 2, the light irradiated with inspection light from all directions on the surface side excluding the normal direction to the hologram surface using a telecentric lens is the hologram inspection surface. A hologram imaging method, wherein only diffracted light diffracted in a normal direction with respect to is extracted. 請求項3記載のホログラムの撮像方法により撮像した画像において、
取り込み画像内のホログラム同士を比較、処理することで基準画像を用いずに欠陥検査することを特徴とするホログラムの欠陥検査方法。
In the image imaged by the hologram imaging method according to claim 3,
A hologram defect inspection method comprising: comparing and processing holograms in a captured image to perform defect inspection without using a reference image.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の照明方法、ホログラムの撮像方法およびホログラムの欠陥検査方法における手段を備えたことを特徴とするホログラム欠陥検査装置。   5. A hologram defect inspection apparatus comprising means in the illumination method, hologram imaging method, and hologram defect inspection method according to claim 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011055432A1 (en) * 2009-11-04 2011-05-12 ダックエンジニアリング株式会社 Work piece inspection device
DE102012101310C5 (en) * 2012-02-17 2014-09-04 Stephan Krebs Apparatus and method for image control
JP2021067622A (en) * 2019-10-28 2021-04-30 コニカミノルタ株式会社 Image inspection device and image forming apparatus

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011055432A1 (en) * 2009-11-04 2011-05-12 ダックエンジニアリング株式会社 Work piece inspection device
CN102597751A (en) * 2009-11-04 2012-07-18 Dac工程株式会社 Work piece inspection device
JPWO2011055432A1 (en) * 2009-11-04 2013-03-21 ダックエンジニアリング株式会社 Work inspection device
JP5755144B2 (en) * 2009-11-04 2015-07-29 ダックエンジニアリング株式会社 Work inspection device
DE102012101310C5 (en) * 2012-02-17 2014-09-04 Stephan Krebs Apparatus and method for image control
US9719939B2 (en) 2012-02-17 2017-08-01 Stephan Krebs Apparatus and method for inspecting printed images
JP2021067622A (en) * 2019-10-28 2021-04-30 コニカミノルタ株式会社 Image inspection device and image forming apparatus

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