JP2006284364A - Judging device for hologram flaw - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ホログラムの欠陥判定を行うホログラム欠陥判定装置に係り、特に、小形化でき、低消費電力でメンテナンスが容易なホログラム欠陥判定装置に関する。 The present invention relates to a hologram defect determination apparatus that performs hologram defect determination, and more particularly, to a hologram defect determination apparatus that can be miniaturized and that can be easily maintained with low power consumption.
ホログラムは、カラーコピー機等の印刷機では再現できない立体画像等を記録することができるものである。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し、薄いフィルムにエンボス加工する方法を用いることで、大量複製できる。そのため、近年、ホログラムは、例えば、紙幣や金券、クレジットカード、IDカード、身分証明書、コンピュータ関連製品、コンピュータ、音楽、ゲームソフトやCD、DVD、ビデオ、書籍等の偽造防止といったセキュリティ目的に使用される場合が増えている。 The hologram can record a stereoscopic image that cannot be reproduced by a printing machine such as a color copying machine. In particular, a rainbow hologram can be mass-replicated by using a method of recording optical interference fringes of the hologram with irregularities and embossing it into a thin film. Therefore, in recent years, holograms have been used for security purposes such as banknotes and vouchers, credit cards, ID cards, identification cards, computer-related products, computers, music, game software, CDs, DVDs, videos, books, etc. The number of cases is increasing.
このように、ホログラムはセキュリティ目的に用いられる場合が多いので、製造工程及び出荷前の欠陥検査には十分な注意が必要である。 As described above, since the hologram is often used for security purposes, sufficient attention is required for the manufacturing process and defect inspection before shipment.
例えば、製造工程において、スタンパにゴミ等の異物が付着した場合、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、異なる回折格子が形成されてしまう。この場合、真正品に対し、欠陥のあるホログラムを貼り付けることにより、真正品を偽造品と誤認する可能性が高い。 For example, in the manufacturing process, when foreign matter such as dust adheres to the stamper, if the hologram is embossed with the foreign matter still attached, the unevenness of the diffraction grating in the foreign matter adhesion portion is crushed and different diffraction gratings are formed. In this case, by attaching a defective hologram to the authentic product, there is a high possibility that the authentic product is mistaken for a counterfeit product.
このような誤認を避けるため、従来からホログラムの欠陥検出装置が提供されている(例えば、特許文献1参照)。このホログラム欠陥検出装置は、任意の品種のホログラムの欠陥検出に汎用的に使用可能とする観点から、ホログラムの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を備えている。
しかしながら、上述したような従来のホログラム欠陥検出装置では、ホログラムの格子間隔及び並び方向等が未知であることが前提とされている。そのため、検査光の入射角を広くするために、ホログラムの実質的な表面側全方向から検査光を照射可能な程度に、光源を大きくしなければならない。 However, in the conventional hologram defect detection apparatus as described above, it is assumed that the hologram lattice spacing, alignment direction, and the like are unknown. Therefore, in order to widen the incident angle of the inspection light, the light source must be enlarged to such an extent that the inspection light can be irradiated from substantially all directions on the surface side of the hologram.
その結果、光源の大きさに比例して、必要とされる消費電力量が増大する問題と、光源の交換といったメンテナンス作業に手間取ることにより、光源のメンテナンス毎にホログラム自体の製造を中止しなければならない等の問題がある。 As a result, the production of the hologram itself must be stopped for each maintenance of the light source by taking the trouble of maintenance work such as replacement of the light source and the problem that the required power consumption increases in proportion to the size of the light source. There are problems such as not becoming.
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、光源を小形化でき、低消費電力でメンテナンスの容易なホログラム欠陥判定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a hologram defect determination apparatus that can reduce the size of a light source, that is, low power consumption and easy maintenance.
上記の目的を達成するために、以下のような手段を講じる。 In order to achieve the above object, the following measures are taken.
請求項1に対応する発明は、基準ホログラムにおける回折格子の空間周波数の基準値fに基づいて、検査対象のホログラムの欠陥判定を行うホログラム欠陥判定装置において、前記ホログラムの表面に、波長λの検査光を照射する光源と、前記光源を、前記ホログラムの表面の法線方向に対してθ=sin‐1(1/fλ)度となる角度θから検査光を照射するように移動させる移動手段と、前記検査光が前記ホログラムの表面で反射する際に、前記法線方向に生じる回折光を撮像する撮像手段と、前記撮像した回折光に基づいて、前記ホログラムの欠陥の有無を判定する判定手段とを備えたホログラム欠陥判定装置である。
The invention corresponding to
請求項2に対応する発明は、請求項1に対応するホログラム欠陥判定装置において、前記光源は、前記ホログラムの表面に対する法線の周囲に沿って環状に配置された発光部を備えたホログラム欠陥判定装置である。
The invention corresponding to claim 2 is the hologram defect determination apparatus corresponding to
請求項3に対応する発明は、請求項1又は請求項2に対応するホログラム欠陥判定装置において、前記光源は、前記検査光を発生する発光部として、LEDを備えたホログラム欠陥判定装置である。
The invention corresponding to
請求項4に対応する発明は、請求項3に対応するホログラム欠陥判定装置において、前記LEDは、前記波長λが540〜580nmの範囲内にある緑色光を発光するホログラム欠陥判定装置である。
The invention corresponding to
請求項5に対応する発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に対応するホログラム欠陥判定装置において、前記光源の内周に沿って、円筒形の拡散板を更に備えたホログラム欠陥判定装置である。
The invention corresponding to
請求項6に対応する発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に対応するホログラム欠陥判定装置において、前記空間周波数の基準値fを取得する取得手段を更に備え、前記取得手段は、前記基準ホログラムの表面に、波長λの検査光を照射する取得用光源と、前記基準ホログラムを回転中心として当該基準ホログラムの表面及び裏面側に交互に対向するように、前記取得用光源を回転移動させる取得用移動手段と、前記取得用光源が回転移動中に前記ホログラムの表面の法線方向から角度θ(但し、0°<θ<90°)だけ傾いて検査光を照射し、この検査光が前記基準ホログラムの表面で反射する際に、前記法線方向に生じた回折光を撮像する取得用撮像手段と、この回折光が撮像されたときの前記角度θ、前記波長λ及び式θ=sin‐1(1/fλ)の関係に基づいて、前記空間周波数の基準値fを取得する空間周波数取得手段とを備えたホログラム欠陥判定装置である。
The invention corresponding to
<用語>
本発明において、「空間周波数の基準値」とは、ホログラムの設計工程における設計値から求めた空間周波数の値である。なお、「空間周波数の基準値」は、「基準空間周波数」ともいう。
<Terminology>
In the present invention, the “spatial frequency reference value” is a spatial frequency value obtained from a design value in a hologram design process. The “reference value of spatial frequency” is also referred to as “reference spatial frequency”.
<作用>
従って、請求項1に対応する発明は、ホログラムの表面に、波長λの検査光を照射する光源と、光源を、ホログラムの表面の法線方向に対してsin‐1(1/fλ)度となる角度から検査光を照射するように移動させる移動手段と、検査光がホログラムの表面で反射する際の回折光を撮像する撮像手段とを備えていることにより、光源を移動させることで、光源を必要以上に大きくせずに回折光を的確に撮像できる。すなわち、光源を小形化でき、低消費電力でメンテナンスの容易なホログラム欠陥判定装置を提供できる。
<Action>
Therefore, the invention corresponding to
請求項2に対応する発明は、請求項1に対応する作用に加え、光源は、ホログラムの表面に対する法線方向の周囲に沿って、環状に配置された発光部を備えているので、ホログラムの回折格子の並び方向に依存せずに回折光を撮像することができる。これにより、回折格子の並び方向が未知であるホログラムの欠陥判定ができるホログラム欠陥判定装置を提供できる。
In the invention corresponding to claim 2, in addition to the operation corresponding to
請求項3に対応する発明は、請求項1又は請求項2に対応する作用に加え、光源は、発光部としてLEDを備えているので、低消費電力でメンテナンスの容易なホログラム欠陥判定装置を提供できる。
The invention corresponding to
請求項4に対応する発明は、請求項3に対応する作用に加え、LEDは、緑色光を発光するので、青色光を発光する場合に比べ多数のLEDを用いることがなく、赤色光を発光する場合に比べ撮像が容易なホログラム欠陥判定装置を提供できる。
In the invention corresponding to
請求項5に対応する発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に対応するホログラム欠陥判定装置において、光源の内周に沿って、円筒形の拡散板を更に備えた構成により、検査光の強度ムラを緩和することができる。すなわち、光源によるムラを改善したホログラム欠陥判定装置を提供できる。
The invention corresponding to
請求項6に対応する発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に対応するホログラム欠陥判定装置において、基準ホログラムの空間周波数の基準値fを取得する取得手段を更に備えた構成により、任意のホログラムを基準として、検査対象ホログラムの欠陥判定を実行できるホログラム欠陥判定装置を提供できる。
The invention corresponding to
本発明によれば、光源を小形化でき、低消費電力でメンテナンスの容易なホログラム欠陥判定装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light source can be reduced in size, and the hologram defect determination apparatus with low power consumption and easy maintenance can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
図1は本発明の第1の実施形態に係るホログラム欠陥判定装置の構成の概念図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a conceptual diagram of a configuration of a hologram defect determination apparatus according to the first embodiment of the present invention.
ホログラム欠陥判定装置10は、ホログラムを検査する検査エリア11に設けられ、搬送台6により検査エリア11に搬送されたホログラム5の欠陥判定を行うものである。
The hologram
ここで、ホログラム5は、例えばエンボス加工で得られたレインボーホログラム(以下、エンボスホログラムという)であり、ここでは回折格子の空間周波数fが500〜2000[本/mm]の範囲内にあるエンボスホログラム等である。エンボスホログラムは、プレス面にアルミニウム等を蒸着した反射型ホログラムであり、大量生産に適している。また、エンボスホログラムは、回折格子領域と無地領域とを有し、様々な回折格子の並び方向及びピッチの値を有する。回折格子上に異なる回折格子を有する場合もある。このような回折格子の並び方向及びピッチの値の違いにより、光の照射角に応じて、様々な模様や色が映し出される。
Here, the
搬送台6は、製造工場等に設置されるベルトコンベア等であり、ホログラム欠陥判定装置10の下方の検査エリア11を通過するようにホログラムを搬送するものである。搬送台6の一部には、ホログラム5が載せられるホログラム設置部6Aが設けられている。
The
一方、ホログラム欠陥判定装置10は、光照射部20、移動部30、撮像部40、判定部50及び制御部60(図示せず)を備えている。
On the other hand, the hologram
なお、光照射部20、移動部30及び撮像部40は、検査エリア11に供給されたホログラム5の欠陥判定を可能とするために、図示しない支持体により互いの配置が支持される。
Note that the arrangement of the
光照射部20は、ホログラム5の表面Sに、検査光を照射するものであり、光源21と拡散板22とを備えている。
The
光源21は、波長λの検査光を照射するLED等であり、移動部30により上下方向(ホログラム5表面の法線方向)に移動可能に保持されている。
The
LEDは光源の小型化に適しており、波長選択も比較的容易である。また、光源21は、ホログラム5の表面Sに対する法線方向の周囲に沿って、ドーナツ状(円環状)の形態になるように多数のLED(発光部)が並べられたものである。
The LED is suitable for downsizing the light source, and wavelength selection is relatively easy. The
なお、入射光の波長λは、ホログラムの最大空間周波数fs[本/mm]に応じて調整する必要があり、1,000,000/fs[nm]より小さい値にする必要がある。エネルギー損失を最小にするためには、入射光の中心波長λcを、{(1,000,000/fs)−20}[nm]となるように選択すればよい。通常のLEDの波長の半値幅が20nmだからである。 The wavelength λ of the incident light needs to be adjusted according to the maximum spatial frequency fs [lines / mm] of the hologram, and needs to be a value smaller than 1,000,000 / fs [nm]. In order to minimize the energy loss, the center wavelength λc of the incident light may be selected to be {(1,000,000 / fs) -20} [nm]. This is because the half-value width of the wavelength of a normal LED is 20 nm.
具体的には、緑色光(波長560nm近傍:例えば、540〜580nmの範囲内の波長)を発光するLEDを使用する。青色光では光量が不足するため、多数のLEDを使用する必要がある。また赤色光では、ホログラム5の空間周波数が大きい場合に、回折光の回折が大きくなるため、撮像が困難になる。かかる観点から緑色光の発光素子の使用が好ましい。なお、LEDは砲弾型でもチップ型でも良い。砲弾型LEDは、強い指向性を有し、検査光が直線的に照射される。そのため、砲弾型LEDを用いる場合は、照明の斑(ムラ)を引き起こさないように、LEDの前方に拡散板を配置する必要がある。一方、チップ型LEDは、比較的均一な照明となり、配置しやすくできる。
Specifically, an LED that emits green light (wavelength in the vicinity of 560 nm: for example, a wavelength in the range of 540 to 580 nm) is used. Since the amount of light is insufficient with blue light, it is necessary to use a large number of LEDs. Also, in the case of red light, when the spatial frequency of the
なお、光源21として、LEDの代わりに、円環状の蛍光灯を用いても良い。ドーナツ状の光源であるので、ホログラム5の回折格子の並び方向に依存せずに回折光を生じさせることが可能となる。
As the
拡散板22は、光源21の内周に沿って円筒形になるように設けられており、LEDの照射方向をホログラム5の中心に向けた状態で検査光を拡散させ、均一照明を実現させるものである。拡散板22を備えることにより、入射光のムラを緩和できる。
The
移動部30は、ホログラム5の基準空間周波数fが設定されると、ホログラム5の表面Sの法線方向に対してsin‐1(1/fλ)となる角度から検査光を照射するように光源20を移動させる機構である。
When the reference spatial frequency f of the
具体的には、移動部30は、ホログラム5の表面Sの高さを位置の基準としたときに、光源20の半径Rの1/tan(sin−1(1/fλ))倍の高さの位置に、光源20を移動させるものである。ここでは、移動部30は、2本の支柱31A,31Bに取り付けられた駆動部32A,32B(図示せず)により、光源20の位置が図2に示す回折角θの値に基づいて調節される。
Specifically, the moving unit 30 is 1 / tan (sin −1 (1 / fλ)) times the radius R of the
ここで、図2はホログラム5における回折光の回折角θの一覧を示した図である。縦軸は入射光の波長λに対応し、横軸はホログラム5の基準空間周波数fに対応する。ここで、ある波長λとある基準空間周波数fとの交わる欄は、そのλ,fにおける回折角θを表す。なお、図2は一例であり、図2より細かい分解能で波長λ、基準空間周波数f及び回折角θの関係を表したテーブルを用いてもよい。また、図2において、「‐」の表示は、回折角が90度を超えることを意味している。
Here, FIG. 2 is a diagram showing a list of diffraction angles θ of diffracted light in the
例えば、ホログラム5の空間周波数fが1500[本/mm]の領域に、波長λが700nmの光を照射する条件では、両者f,λの交点が表示「−」となるから、ホログラム5の表面Sの法線方向に回折光を生じさせることができない。すなわち、表示「−」となるような条件において、ホログラム5の表面Sの法線方向に撮像部40を固定した場合には、回折光を撮像できないことになる。
For example, under the condition in which light having a wavelength λ of 700 nm is irradiated onto a region where the spatial frequency f of the
従って、光源21の高さを調節する際には、予め図2に示すようなホログラムの基準空間周波数fと検査光の波長λとの関係に基づいて、駆動部32A,32Bが光源20の高さの適切な位置を機械的に調節する。
Therefore, when the height of the
また、移動部30の移動機構がこれに限られるものでないことは言うまでもない。 Needless to say, the moving mechanism of the moving unit 30 is not limited to this.
撮像部40は、光源21から照射された検査光がホログラム5の表面Sで反射する際の回折光を撮像するCCDカメラ41等を備えており、撮像により得られた撮像データを判定部50に送出する機能をもっている。この撮像部40は、ホログラム設置部6Aの垂線上に固定される。これにより、回折光が生じる場合には、常にホログラム5の検査面の法線上で撮像できるようになる。なお、検査面とはホログラム5の表面Sのうち回折格子形成が形成された回折格子形成面である。
The
この理由について、図3を用いて説明する。 The reason for this will be described with reference to FIG.
エンボスホログラムの検査面S1に対する法線上の点Pから、検査面S1の点Oに対し垂直に光が入射されると、ホログラムの回折格子の並び方向に、同法線から角度sin−1(mλ/d)の方向に回折光が生じる。ここで、λは入射光の波長、dは回折格子のピッチ、m=±1、±2、±3、…の整数である。図3(A)において、L1,L2の方向に、左右対称に2つの回折光が生じる。 When light is incident from the point P on the normal line to the inspection surface S1 of the embossed hologram perpendicularly to the point O on the inspection surface S1, the angle sin −1 (mλ from the normal line in the direction in which the diffraction gratings of the hologram are arranged. Diffracted light is generated in the direction / d). Here, λ is the wavelength of the incident light, d is the pitch of the diffraction grating, and m = ± 1, ± 2, ± 3,... In FIG. 3A, two diffracted lights are generated symmetrically in the directions of L1 and L2.
これは逆に、点L1,L2から点Oへ光を入射させた場合には、同様の理由から点P,P1又は、点P,P2に回折光が生じることになる(図3(B))。 Conversely, when light is incident on point O from points L1 and L2, diffracted light is generated at points P and P1 or points P and P2 for the same reason (FIG. 3B). ).
すなわち、角度sin−1(mλ/d)の方向から特定波長λの光を照射することで、検査面S1の法線方向に生じた回折光を撮像することができる。ここで、移動部30により光源20の高さが調節されるので、回折光が生じる場合には、常にホログラム5の検査面の法線上で撮像できる。
That is, by irradiating light of a specific wavelength λ from the direction of angle sin −1 (mλ / d), it is possible to image diffracted light generated in the normal direction of the inspection surface S1. Here, since the height of the
また、テレセントリックレンズ42を用い、ホログラム5の法線方向に沿って直進してくる光のみを結像させることで、回折光を有効に撮像できることはいうまでもない。例えば、図4に示すような、光源21(LED)、拡散板22、直接光入射防止用笠23、CCDカメラ41、テレセントリックレンズ42を備えた撮像系を用いることができる。
Needless to say, it is possible to effectively image diffracted light by using the
判定部50は、撮像部40により撮像された回折光に基づいて、ホログラムの欠陥の有無を判定するものであり、判定結果を制御部60に送出する機能をもっている。ここでは、空間周波数が基準値fとなる基準ホログラム5Sとの比較に基づいて、ホログラムの欠陥判定を行う。例えば、基準ホログラム5Sにおける回折光の輝度分布を予め撮像しておき、撮像部40により撮像されたホログラム5の回折光の輝度分布と比較する。これにより、輝度の異なる部分(例、回折光が撮像されない部分)があった場合には、ホログラムに欠陥があったと判定する。また、欠陥の見落としを防ぐためにホログラムの全面を調べる観点から、基準ホログラム5Sにおける輝度分布をマスタ画像データとして保持しておき、撮像されたホログラム5における輝度分布を撮像画像データとし、両画像データを比較して差分画像を生成し、輝度差とその面積のしきい値により欠陥判定を行うことが好ましい。
The determination unit 50 determines the presence or absence of a hologram defect based on the diffracted light imaged by the
制御部60は、ホログラム欠陥判定装置10におけるデータの入出力を制御するものであり、図5のフローチャートに示す動作を実行するように各部10〜50を制御する機能を有し、欠陥有りを示す判定結果を判定部50から受けると、欠陥有りのホログラム5を排除機構(図示せず)により搬送台6から排除させる機能をもっている。また、キーボード等の入出力手段より入力されるユーザの命令情報を該当する各部に伝達する。ここで、命令情報としては、例えば、ホログラム5の空間周波数の基準値f、検査の開始、などがある。
The control unit 60 controls input / output of data in the hologram
なお、ホログラム欠陥装置10には、キーボード、表示ディスプレイ、音声スピーカー等の機器が必要に応じて組み込まれている。
Note that the
(ホログラム欠陥判定装置の動作)
次に、本実施形態に係るホログラム欠陥判定装置の動作を図5のフローチャートを用いて説明する。
(Operation of hologram defect determination device)
Next, the operation of the hologram defect determination apparatus according to the present embodiment will be described using the flowchart of FIG.
ステップST1において、被検体のホログラム5が搬送台6のホログラム設置部6Aに設置される。搬送台6の駆動に伴い、ホログラム5が検査エリア11に搬送される。
In step ST <b> 1, the
ステップST2において、ユーザの操作により、ホログラム5の空間周波数の基準値fがホログラム欠陥判定装置10に入力される。入力された情報は制御部60を介して移動部30に伝達される。
In step ST <b> 2, the spatial frequency reference value f of the
ステップST3において、入力された基準値fに基づき、移動部30が光源21の高さを機械的に調節する。
In step ST3, the moving unit 30 mechanically adjusts the height of the
ステップST4において、光源21のLEDにより、特定波長λの検査光がホログラム5の表面Sの中心点Oに向かって照射される。このとき、検査光の中心波長λCは、{1,000,000/fs−20}[nm]に設定される。これにより、入射された検査光は回折され、回折光を反射する。
In step ST <b> 4, the inspection light having the specific wavelength λ is emitted toward the center point O of the surface S of the
ステップST5において、ホログラム5からの回折光が撮像部40において撮像される。
In step ST <b> 5, the diffracted light from the
ステップST6において、撮像されたホログラム5の撮像データD1と、予め撮像されている基準値fの空間周波数を有する基準ホログラム5Sの基準撮像データD0とが判定部50において比較される。具体的には、撮像データD1の輝度分布と基準撮像データD0の輝度分布とが比較される。
In step ST <b> 6, the determination unit 50 compares the imaged data D <b> 1 of the imaged
ステップST7において、判定部50は、撮像データD1の輝度分布と基準撮像データD0の輝度分布が一致したと判断した場合には、当該ホログラムには欠陥がないと判定して、制御部60に結果を送出する。 In step ST7, when the determination unit 50 determines that the luminance distribution of the imaging data D1 matches the luminance distribution of the reference imaging data D0, the determination unit 50 determines that the hologram has no defect, and the control unit 60 determines the result. Is sent out.
ステップST8において、判定部50は、撮像データD1の輝度分布と基準撮像データD0の輝度分布が一致していないと判断した場合には、当該ホログラムには欠陥があると判定して、制御部60に結果を送出する。 In step ST8, when the determination unit 50 determines that the luminance distribution of the imaging data D1 and the luminance distribution of the reference imaging data D0 do not match, the determination unit 50 determines that the hologram has a defect and controls the control unit 60. Send the result to.
ステップST9において、制御部60は判定部50から欠陥判定の結果を受け取り、表示ディスプレイ等に判定結果を出力させて、処理を終了する。 In step ST9, the control unit 60 receives the result of the defect determination from the determination unit 50, causes the display display or the like to output the determination result, and ends the process.
上述したように本実施形態によれば、ホログラム5の表面Sに、波長λの検査光を照射する光源21と、光源21を、ホログラム5の表面Sの法線方向に対してsin‐1(1/fλ)度となる角度から検査光を照射するように移動させる移動部30と、検査光がホログラム5の表面Sで反射する際の回折光を撮像する撮像部40とを備えていることにより、光源を移動させることで、光源を必要以上に大きくせずに回折光を的確に撮像できる。
As described above, according to the present embodiment, the
補足すると、従来の光源は、ホログラムの実質的な表面側全方向から検査光を照射可能な程度の大きさが必要である。一方、本実施形態の光源21は、移動部30により移動可能なことから、例えば入射角5〜85度(=|80|)の範囲を1度刻みに移動する場合、従来光源の1/80倍の大きさでよい。
Supplementally, the conventional light source needs to be large enough to irradiate the inspection light from all directions substantially on the surface side of the hologram. On the other hand, since the
すなわち、本実施形態によれば、光源を小形化でき、低消費電力でメンテナンスの容易なホログラム欠陥判定装置10を提供できる。
That is, according to the present embodiment, it is possible to provide the hologram
また、光源21は、ホログラム5の表面Sに対する法線方向の周囲に沿って、ドーナツ状(円環状)の形態をしているので、ホログラム5の回折格子の並び方向に依存せずに回折光を撮像することができる。これにより、回折格子の並び方向が未知であるホログラムの欠陥判定ができるホログラム欠陥判定装置10を提供できる。
Further, since the
さらに、光源21は、LEDを備えているので、低消費電力でメンテナンスの容易なホログラム欠陥判定装置10を提供できる。なお、LEDは、緑色光を発光するので、青色光を発光する場合に比べて少数のLEDで済み、赤色光を発光する場合に比べて容易に撮像できる。
Furthermore, since the
また、光照射部20は、円筒形の拡散板22を更に備えた構成により、検査光の強度ムラを緩和することができる。すなわち、光源によるムラを改善したホログラム欠陥判定装置10を提供できる。
Moreover, the
また、本実施形態に係るホログラム欠陥判定装置10を製造工場に設置すれば、ホログラム5を製造後、即時に欠陥判定を実施できる。これにより、出荷までの時間を短縮でき、結果として、ホログラムの大量生産が短期間で可能となる。
Moreover, if the hologram
<第2の実施形態>
図6は本発明の第2の実施形態に係るホログラム欠陥判定装置10Sの概念を示す図である。なお、既に説明した部分と同一部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する。
<Second Embodiment>
FIG. 6 is a diagram showing a concept of a hologram defect determination apparatus 10S according to the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part same as the already demonstrated part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
第2の実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、空間周波数の基準値fが不明なホログラムに対しても欠陥判定を実現させる観点から、ホログラム欠陥判定装置10Sは、前述したホログラム欠陥判定装置10において、基準値取得部70を更に備えている。
The second embodiment is a modification of the first embodiment, and from the viewpoint of realizing defect determination even for a hologram whose spatial frequency reference value f is unknown, the hologram defect determination device 10S includes the hologram described above. The
基準値取得部70は、ホログラムの空間周波数の基準値fを取得するものであり、取得用光源71、取得用移動部72及び取得用撮像部73を備えている。
The reference value acquisition unit 70 acquires a reference value f of the spatial frequency of the hologram, and includes an
取得用光源71は、取得用移動部72により移動され、ホログラム5の表面の法線方向から任意の角度だけ傾いた角度θでホログラム5に検査光を照射するものである。なお、取得用光源71は、ビームエキスパンダーを備え、ホログラム面全域に検査光を照射する。
The
取得用移動部72は、ホログラム5が載った回転ステージ7を回転中心として、回転ステージ7の周囲に沿って取得用光源71を周回させるものである。換言すると、取得用移動部72は、ホログラム5を回転中心として、ホログラム5の表面及び裏面側に交互に対向するように、取得用光源71を回転移動させるものである。この際、回転ステージ7が単位角度回転する毎に、取得用光源71が回転移動する。
The
また、回転ステージ7は、搬送台6に設けられた図示しない穴を通して、ホログラム5を持ち上げて回転させる。
Further, the rotary stage 7 lifts and rotates the
取得用撮像部73は、回転移動中の取得用光源71がホログラムの表面の法線方向から角度θ(但し、0°<θ<90°)だけ傾いて検査光を照射し、この検査光がホログラム5の表面Sで反射される際に、当該法線方向に生じた回折光を撮像するものであり、撮像データを空間周波数取得部に送出する機能をもっている。
The
空間周波数取得部は、取得用移動部72から受けた撮像データに回折光が撮像されているときの取得用光源71の角度θ、検査光の波長λ及び式θ=sin‐1(1/fλ)に基づいて、空間周波数の基準値fを取得するものであり、取得した基準値fを前述したホログラム欠陥判定装置10に入力する機能をもっている。ここで、式θ=sin‐1(1/fλ)の関係は、例えば、図2に示した如き、波長θ、空間周波数f及び回折角θの関係を意味している。
The spatial frequency acquisition unit includes the angle θ of the
次に、本実施形態に係るホログラム欠陥判定装置の動作を説明する。なお、説明を簡略にする観点から、ここでは主に基準値取得部70の動作について述べる。 Next, the operation of the hologram defect determination apparatus according to this embodiment will be described. From the viewpoint of simplifying the description, the operation of the reference value acquisition unit 70 will be mainly described here.
始めに、ホログラム5が搬送され、回転ステージ7に乗る。
First, the
続いて、取得用光源71がホログラム5に検査光を照射する。検査光により、ホログラムの表面Sで回折光が反射されて、一定の条件の場合には取得用撮像部73により回折光が撮像される。
Subsequently, the
このような回折光の撮像作業を、回転ステージ7が単位角度回転する間に、取得用光源71を回転ステージ7の周囲を一周させて行う。
The imaging operation of such diffracted light is performed while the
この結果、図6(A)に示すように回折光を撮像できる取得用光源71の位置(入射角)と、図6(B)に示すように回折光を撮像できない取得用光源71の位置(入射角)とが存在し、得られた回折光の撮像データから回折光の角度θを求めることができる。
As a result, the position (incident angle) of the
これにより、入射光の波長λと回折角θとから、ホログラムの空間周波数の基準値fを求めることができる。具体的には例えば、回折光が撮像されたときの入射角度θ(回折角)、取得用光源71の検査光の波長λ及び関係式θ=sin‐1(1/fλ)に基づいて、ホログラムの空間周波数fを取得すればよい。
Thereby, the reference value f of the spatial frequency of the hologram can be obtained from the wavelength λ and the diffraction angle θ of the incident light. Specifically, for example, based on the incident angle θ (diffraction angle) when the diffracted light is imaged, the wavelength λ of the inspection light of the
基準値fを取得後の動作は、第1の実施形態にかかるホログラム欠陥判定装置10と同様であり、基準空間周波数fを1回調べれば、その基準値をもとに、その後のホログラムの欠陥判定を行うことができる。これは、ホログラムの大量生産におけるホログラム欠陥判定に適している。
The operation after obtaining the reference value f is the same as that of the hologram
上述したように本実施形態によれば、ホログラム5の基準空間周波数fを取得する基準値取得部70を更に備えた構成により、任意のホログラム5の欠陥判定を実現できるホログラム欠陥判定装置10Sを提供できる。具体的には例えば、空間周波数の基準値fが不明なホログラムに対しても欠陥判定を実現できる。
As described above, according to the present embodiment, the hologram
また、上記各実施形態に係るホログラム欠陥判定装置を、スーパーマーケットの金銭計算機(レジ)組み込めば、紙幣についたホログラムの欠陥判定をすることで、紙幣の真偽判定が可能となる。 Moreover, if the hologram defect determination apparatus according to each of the above embodiments is incorporated into a supermarket money calculator (registry), it is possible to determine the authenticity of a banknote by determining the defect of the hologram attached to the banknote.
また、上記各実施形態に係るホログラム欠陥判定装置を、CD及びDVD等の再生機器に組み込めば、ホログラムがついたCD及びDVDのホログラムの欠陥判定をすることで、複製コピー防止も可能となる。 In addition, if the hologram defect determination apparatus according to each of the above embodiments is incorporated in a reproduction device such as a CD and a DVD, it is possible to prevent duplicate copying by determining the defect of the hologram of a CD and DVD with a hologram.
なお、このように、上記各実施形態に係るホログラム欠陥判定装置が普及すれば、紙幣や硬貨、金券、クレジットカード、IDカード、身分証明書、コンピュータ関連製品、コンピュータ、音楽、ゲームソフトやCD、DVD、ビデオ、書籍とあらゆるものに紫外や赤外領域で絵柄や文字が表れるようなホログラムを埋め込むことを推進し、社会全般におけるセキュリティの向上に寄与することは言うまでもない。 In this way, if the hologram defect determination device according to each of the above embodiments becomes widespread, banknotes and coins, cash vouchers, credit cards, ID cards, identification cards, computer-related products, computers, music, game software and CDs, Needless to say, it promotes the embedding of holograms that can display patterns and characters in the ultraviolet and infrared regions in everything such as DVDs, videos, and books, and contributes to improving security in society as a whole.
なお、本発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in each embodiment. Furthermore, you may combine a component suitably in different embodiment.
5・・・ホログラム、5S・・・基準ホログラム、6・・・搬送台、6A・・・ホログラム設置部、10,10S・・・ホログラム欠陥判定装置、11・・・検査エリア、15・・・支持体、20・・・光照射部、21・・・光源、22・・・拡散板、23・・・直接光入射防止用笠、30・・・移動部、31A,31B・・・支柱、32A,32B・・・駆動部、40・・・撮像部、41・・・CCDカメラ、42・・・テレセントリックレンズ、50・・・判定部、60・・・制御部、70・・・基準値取得部、71・・・取得用光源、72・・・取得用移動部、73・・・取得用撮像部、f・・・基準空間周波数、S・・・表面、S1・・・検査面、θ・・・回折角、λ・・・入射光の波長、d・・・回折格子のピッチ。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ホログラムの表面に、波長λの検査光を照射する光源と、
前記光源を、前記ホログラムの表面の法線方向に対してθ=sin‐1(1/fλ)度となる角度θから検査光を照射するように移動させる移動手段と、
前記検査光が前記ホログラムの表面で反射する際に、前記法線方向に生じる回折光を撮像する撮像手段と、
前記撮像した回折光に基づいて、前記ホログラムの欠陥の有無を判定する判定手段と
を備えたことを特徴とするホログラム欠陥判定装置。 In the hologram defect determination apparatus for determining the defect of the hologram to be inspected based on the reference value f of the spatial frequency of the diffraction grating in the reference hologram,
A light source for irradiating the surface of the hologram with inspection light having a wavelength λ,
Moving means for moving the light source so as to irradiate the inspection light from an angle θ which is θ = sin −1 (1 / fλ) degrees with respect to the normal direction of the surface of the hologram;
An imaging means for imaging diffracted light generated in the normal direction when the inspection light is reflected by the surface of the hologram;
A hologram defect determination apparatus, comprising: a determination unit that determines presence or absence of a defect of the hologram based on the captured diffracted light.
前記光源は、前記ホログラムの表面に対する法線の周囲に沿って環状に配置された発光部を備えたことを特徴とするホログラム欠陥判定装置。 The hologram defect determination apparatus according to claim 1,
2. The hologram defect determination apparatus according to claim 1, wherein the light source includes a light emitting portion arranged in a ring shape along a periphery of a normal line to the surface of the hologram.
前記光源は、前記検査光を発生する発光部として、LEDを備えたことを特徴とするホログラム欠陥判定装置。 In the hologram defect determination apparatus according to claim 1 or 2,
The hologram defect determination apparatus according to claim 1, wherein the light source includes an LED as a light emitting unit that generates the inspection light.
前記LEDは、前記波長λが540〜580nmの範囲内にある緑色光を発光することを特徴とするホログラム欠陥判定装置。 In the hologram defect determination apparatus according to claim 3,
The LED emits green light having the wavelength λ in the range of 540 to 580 nm.
前記光源の内周に沿って、円筒形の拡散板を更に備えたことを特徴とするホログラム欠陥判定装置。 In the hologram defect determination device according to any one of claims 1 to 4,
A hologram defect determination apparatus, further comprising a cylindrical diffusion plate along an inner periphery of the light source.
前記空間周波数の基準値fを取得する取得手段を更に備え、
前記取得手段は、
基準ホログラムの表面に、波長λの検査光を照射する取得用光源と、
前記基準ホログラムを回転中心として当該基準ホログラムの表面及び裏面側に交互に対向するように、前記取得用光源を回転移動させる取得用移動手段と、
基準ホログラムを回転させる回転ステージと、
前記取得用光源が回転移動中に前記ホログラムの表面の法線方向から角度θ(但し、0°<θ<90°)だけ傾いて検査光を照射し、この検査光が前記基準ホログラムの表面で反射する際に、前記法線方向に生じた回折光を撮像する取得用撮像手段と、
この回折光が撮像されたときの前記角度θ、前記波長λ及び式θ=sin‐1(1/fλ)の関係に基づいて、前記空間周波数の基準値fを取得する空間周波数取得手段と
を備えたことを特徴とするホログラム欠陥判定装置。 In the hologram defect determination apparatus according to any one of claims 1 to 5,
An acquisition means for acquiring a reference value f of the spatial frequency;
The acquisition means includes
A light source for acquisition that irradiates the surface of the reference hologram with inspection light of wavelength λ,
An acquisition moving means for rotating the acquisition light source so as to alternately face the front and back surfaces of the reference hologram with the reference hologram as a rotation center;
A rotating stage for rotating the reference hologram;
While the acquisition light source is rotating, the inspection light is irradiated at an angle θ (where 0 ° <θ <90 °) with respect to the normal direction of the surface of the hologram, and the inspection light is irradiated on the surface of the reference hologram. An imaging device for acquisition that images diffracted light generated in the normal direction when reflected;
Spatial frequency acquisition means for acquiring a reference value f of the spatial frequency based on the relationship between the angle θ, the wavelength λ, and the equation θ = sin −1 (1 / fλ) when the diffracted light is imaged. A hologram defect determination apparatus comprising:
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