JP2009115565A - 打抜き片の検査装置 - Google Patents

Abstract

【目的】カードの全面を検査可能にする。
【構成】同一の絵柄が複数印刷されたシートを打抜くことによって得られるカードの画像が読み取られる。被検査カード画像と基準画像とが比較されることによって，カード検査が行われる。カード検査に用いられるカード基準画像は，上記カードよりも大きく，許容される打抜きずれの幅を超える余裕幅分，適正な打抜き範囲から外方に拡張している。カードの打抜き時に打抜き位置のずれが生じても，カードの全面を検査することができる。
【選択図】図５

Description

この発明は，大判のシートを打抜いて得られる打抜き片，一例としてはカード，の絵柄等を検査する検査装置に関する。

磁気カード，ＩＣカード等（以下，カードという）は，大判のプラスチック・シートに複数の同一の絵柄等を印刷した後に，このプラスチック・シートをカード形状に打抜くことによって得られる。

カードの表面に印刷された絵柄等の検査を行うカード検査装置として，カメラによって検査対象のカードの画像を読取り，読取った画像データ（被検査画像データ）とあらかじめ用意される基準画像データとを比較することによって，たとえばカード上の汚れ，印刷の抜け等を検査するものがある。

検査対象のカードは，上述のように，大判のプラスチック・シートをカード形状に打抜くことによって得られる。このため，プラスチック・カードを打抜くときの打抜き位置にずれがあると，カードに対する絵柄の相対位置にずれが生じてしまう。カードに対する絵柄の相対位置にずれがあると，カードをカメラにより読取ることによって得られる被検査画像データによって表される被検査カード画像と，基準画像データによって表される基準画像にも位置ずれが生じる。

特許文献１には，基準画像と被検査カード画像との間の絵柄の位置ずれ量を演算し，位置ずれを補正（位置合わせ）を行った上で基準画像と被検査カード画像を画素単位で比較して検査を行うことが記載されている。
特開２０００−３４８１７４号公報

位置ずれ補正によって，基準画像中の絵柄と被検査カード画像の絵柄の位置は一致するので，絵柄についての検査（比較）が可能になる。しかしながら，基準画像の大きさが検査対象のカード（被検査カード画像）の大きさと同じであるとすると，図７に示すように，被検査カード画像中に，対応する基準画像が存在しない領域（検査不能領域）が発生してしまう。検査不能領域は比較すべき基準画像が存在しないから，検査（比較）することができない。

この発明は，大判のシートから打抜き片を打抜くときの打抜き位置にずれがあったとしても，打抜き片の全面の検査を可能にすることを目的とする。

この発明による検査装置は，絵柄が印刷されたシートを打抜くことによって得られる打抜き片を読取ることにより得られる被検査画像を表す被検査画像データを記憶する第１のメモリ，基準画像を表す基準画像データを記憶する第２のメモリ，および上記第１のメモリに記憶された被検査画像データと上記第２のメモリに記憶された基準画像データとを比較することによって上記打抜き片を検査する検査手段を備え，上記第２のメモリに記憶されている基準画像データによって表される基準画像が，許容される打抜きずれのずれ幅を超える余裕幅分，適正な打抜き範囲から外方に拡張している画像を表すものであることを特徴とする。被検査画像データを記憶する第１のメモリと基準画像データを記憶する第２のメモリは同じものであっても異なるものであってもよい。同じメモリを用いる場合には，メモリの異なる領域がそれぞれ第１のメモリおよび第２のメモリとして用いられる。

この発明によると，被検査画像と比較される基準画像が，許容される打抜きずれの幅（許容ずれ幅）を超える余裕幅分，適正な打抜き範囲（適正に打抜かれた打抜き片を表す画像）から外方に拡張している画像を表す。したがって，シートから打抜き片を打抜くときに，許容ずれ幅の範囲内で位置ずれが生じたとしても，打抜き片の全面（被検査画像の全体）を基準画像と比較することができる。打抜きずれによって，被検査画像中に基準画像と比較（検査）することできない領域が発生しまうことが防止される。

たとえば，シートから打抜き片を打抜く打抜装置において生じる最大の打抜きずれの幅（最大ずれ量）が分かっている場合であって，その最大ずれ幅が，許容されるずれ幅以下であれば，打抜装置の最大の打抜きずれ幅を許容ずれ幅として扱うことができる。この場合，基準画像は，打抜装置における最大の打抜きずれ幅を超える余裕幅分，外方に拡張したものとされる。打抜き装置における最大のずれ幅で打抜きずれが生じても，被検査画像の全面を基準画像と比較して検査することができる。いずれにしても，基準画像の大きさを規定する余裕幅は，許容ずれ幅との関係で相対的に決定される。

基準画像は，一実施態様では，適正な打抜き範囲の全周（８方向：上，下，左，右，左上，右上，左下および右下）にわたって外方に拡張しているものである。もっとも，打抜きずれが特定の方向に生じることが分かっている場合には，基準画像はその特定方向（たとえば，上，下，左，右の４方向）の外方に拡張しているものであってもよい。

一実施態様では，検査装置は，位置ずれ方向別に，上記位置ずれの許容幅を超える余裕幅分，適正な打抜き範囲からずれている複数のずれ方向別基準画像データを記憶する第３のメモリ，および上記第３のメモリに記憶された複数のずれ方向別基準画像データを合成することによって，上記基準画像データを生成する基準画像データ生成手段を備えている。ずれ方向別基準画像データを合成することによって，許容ずれ幅を超える余裕幅分，外方に拡張している基準画像を表す基準画像データを得ることができる。

この発明は，上述した検査装置において用いられる基準画像を表す基準画像データを読取る方法，および生成する方法も提供している。

この発明による基準画像データの読取り方法は，絵柄が印刷されたシートを打抜くことによって得られる打抜き片を読取ることにより得られる被検査画像を表す被検査画像データと，基準画像を表す基準画像データとを比較することによって上記打抜き片を検査する検査装置において用いられる，上記基準画像データを読取る方法であって，上記打抜き片を打抜く前のシートを用いて，許容される打抜きずれ幅を超える余裕幅分，適正な打抜き範囲から外方に拡張した範囲を読取ることによって，上記基準画像データを得，得られた基準画像データを記憶手段に記憶する。記憶手段に記憶される基準画像データは，許容ずれ幅を超える余裕幅分外方に拡張している画像を表すので，打抜き位置が適正な打抜き位置から許容ずれ幅分ずれたとしても，打抜き片の全面（被検査画像の全体）を基準画像と比較することができる。

この発明による基準画像データの生成方法は，絵柄が印刷されたシートを打抜くことによって得られる打抜き片を読取ることにより得られる被検査画像を表す被検査画像データと，基準画像を表す基準画像データとを比較することによって上記打抜き片を検査する検査装置において用いられる，上記基準画像データを生成する方法であって，上記打抜き片を打抜く前のシートを，位置ずれ方向別に，許容される打抜きずれ幅を超える余裕幅分，適正な打抜き範囲からずらして読取ることにより，複数のずれ方向別基準画像データを得，得られた複数のずれ方向別基準画像データを記憶手段に記憶し，上記被検査画像データとの比較処理に際して，上記記憶手段に記憶された複数のずれ方向別基準画像データを合成することにより，上記許容ずれ幅を超える余裕幅分，適正な打抜き範囲から外方に拡張している基準画像を表す基準画像データを生成する。適正な打抜き位置から許容ずれ幅分ずれて打抜かれた打抜き片の全面（被検査画像の全体）を，基準画像と比較することができる。

図１は，カード検査システムの一部を概略的に示すものである。

カード検査システムは，検査対象であるカードの画像をカメラによって読取り，得られた画像データに基づいてカードを検査するシステムである。カード検査は，画像処理，すなわち，カメラによって得られるカード画像データとあらかじめ登録された基準画像データとを比較し，その結果が所定の条件を満たすかどうかを判定すること等により行われる。カード検査ではカード上の汚れの有無，印刷の抜けの有無等が判定される。

カード検査システムにおいて，複数のカードＣが搬送装置（図示略）によって搬送路Ｂ上を搬送される。搬送路Ｂの上方には，カメラ２および光電スイッチ３が固定的に設けられている。

光電スイッチ３は反射型のもので，投光素子および受光素子を備えている。光電スイッチ３の投光素子から出射された光は搬送路ＢまたはカードＣのいずれかによって反射されて光電スイッチ３の受光素子によって受光される。搬送路Ｂの光の反射率とカードＣの光の反射率が異なるので，受光素子によって受光される反射光の光量に基づいてカードＣの先端辺が所定位置に到達したこと，およびカードＣの終端辺が所定位置を通過したことが検知される。光電スイッチ３の検知信号（カードＣの先端辺が所定位置に到達したことを表す検知信号およびカードＣの終端辺が所定位置を通過したことを表す検知信号）は，カメラ２に与えられる。

カメラ２はＣＣＤラインセンサを含み，ＣＣＤラインセンサが搬送路Ｂの搬送方向に直交する方向を走査方向とするように固定されている。搬送路Ｂ上を搬送されるカードＣの表面が，所定位置においてカメラ２によって読取られる。

カメラ２には光電スイッチ３からのカードＣの先端辺の検知信号および後端辺の検知信号が入力する。光電スイッチ３からのカードＣの先端辺の検知信号に基づいて（たとえば，先端辺の検知信号のカメラ２への入力から所定時間経過後に）カメラ２の動作がオンされる。カードＣの終端辺の検知信号に基づいて（たとえば，終端辺の検知信号のカメラ２への入力から所定時間経過後に）カメラ２の動作がオフされる。カメラ２が動作するたびに，搬送路Ｂ上を搬送されるカードＣがカメラ２によって読み取られる。

カメラ２によって得られたカードＣの画像データ（以下，被検査カード画像データという）は検査装置１に入力する。図２は検査装置１の電気的構成を示すブロック図である。

検査装置１は，カメラ２からの被検査カード画像データを用いてカードＣの印刷上の良否を判定する良否判定装置４，被検査カード画像データと比較される基準画像データを記憶した記憶装置５，基準画像データおよび被検査カード画像データ等が一時的に記憶されるメモリ６，しきい値の設定等に用いられる入力装置７，および良否判定結果等を表示する表示装置８を備えている。良否判定装置４は汎用性のあるコンピュータ装置であってもよい。この場合には，コンピュータ装置を良否判定装置４として動作させるためのプログラムおよびデータが記憶装置５に記憶される。記憶装置５から読み出されたプログラムおよびデータが実行されることによって，コンピュータ装置が良否判定装置４として機能（動作）する。

カード検査システムによって検査されるカードＣは，大判のプラスチック製のマスタ・シートＳの表面の所定位置に複数の同一の絵柄等を印刷した後に，このマスタ・シートＳをカード形状に打抜くことによって得られる。図３は，マスタ・シートＳと，カードＣの打抜き範囲と，基準画像の読取り範囲との関係を示している。

カードＣは，上述したように，複数の同一の絵柄等が所定の位置に印刷されたマスタ・シートＳを打抜くことによって得られる。一般には，一枚のマスタ・シートＳから複数のカードＣが打抜かれる。マスタ・シートＳから打抜かれた複数のカードＣが，カード検査システムの搬送路Ｂ上を搬送され，搬送中にカメラ２によってカードＣの表面が読取られて，被検査カード画像データが得られる。

被検査カード画像データとの比較に用いられる基準画像を表す基準画像データは，適切な印刷結果を持つマスタ・シートＳをカメラによって読取ることによって得られる。図３を参照して，基準画像データの読取り処理では，カードＣの打抜き範囲を含み，カードＣの打抜き範囲の全周（上方向，下方向，左方向，右方向，右上方向，左上方向，右下方向および左下方向の８方向のそれぞれ）にわたって，許容される位置ずれの幅（許容ずれ幅）を超える余裕幅まで拡張された範囲が，読取り範囲とされる。カードＣよりも一回り大きい基準画像を表す基準画像データが得られる。上述したように，基準画像データは，検査装置１の記憶装置５に記憶される。

たとえば，シートから打抜き片を打抜くときに発生する（発生する可能性がある）最大の打抜きずれの幅が分かっている場合であって，その最大ずれ幅が，許容されるずれ幅以下であれば，上記最大の打抜きずれ幅を許容ずれ幅として扱うことができる。この場合には，余裕幅は上記最大の打抜きずれ幅を超える幅であればよい。

図４は良否判定装置４において行われる良否判定処理の処理手順を示すフローチャートである。図５は基準画像と被検査カード画像との比較の様子を示している。

はじめに，記憶装置５に記憶されている基準画像データがメモリ６に読込まれる（ステップ11）。

搬送路Ｂ上を複数のカードＣが搬送される。搬送路Ｂ上のカードＣの先頭辺が光電スイッチ３によって検知されると，光電スイッチ３による先頭辺の検知から先頭辺がカメラ２の画像読取り位置に到達するまでの所定時間経過後に，カメラ２による画像取込みが開始される（ステップ12でYES ，ステップ13）。カードＣの後端辺が光電スイッチ３によって検知されると，光電スイッチ３による後端辺の検知から後端辺がカメラ２の画像読取り位置に到達するまでの所定時間経過後に，カメラ２による画像取込みが終了する（ステップ14でYES ，ステップ15）。

カードＣの先頭辺から終端辺に至るまでの画像読取りが完了すると，被検査カード画像データが得られる。被検査カード画像データは検査装置１のメモリ６に記憶される。

基準画像データによって表される基準画像と被検査カード画像データによって表される被検査カード画像とのパターンマッチングが行われ（ステップ16），パターンマッチングの結果に基づいて，基準画像と被検査カード画像との位置合わせ（位置ずれ補正）が行われる（ステップ17）。特開２０００−３４８１７４号公報に記載されているように，基準画像と被検査カード画像の双方に含まれる絵柄についての一致度を表す評価数値を，基準画像と被検査カード画像の相対位置を変化させながら演算し，最大の一致度を与える相対位置に基づいて位置ずれ量を演算してもよい。演算された位置ずれ量に基づいて，基準画像または被検査カード画像の位置が補正される。

位置合わせ後，基準画像と被検査カード画像とが対応する位置の画素ごとに比較されて，被検査カード画像の良否が判定される（ステップ18）。たとえば，基準画像と被検査カード画像が，対応する位置の画素ごとに，かつＲ成分，Ｇ成分およびＢ成分のそれぞれごとに比較されて差が算出され，ＲＧＢ成分ごとの差を表すデータが合成される。その後，画素ごとの差を表すデータに対して，所定のしきい値を用いて２値化処理（しきい値処理）が行われる。２値化処理によって，たとえば基準画像と被検査カード画像との間にしきい値以上の明るさの差が存在する画素を「１」，基準画像と被検査カード画像との間にしきい値以上の明るさの差がない画素を「０」とする２値画像データが得られる。しきい値以上の明るさの差が存在する画素の数が所定数よりも多い場合に，被検査カード画像（被検査カード画像に対応する検査対象のカードＣ）には汚れ等が存在すると判定される。汚れ等が存在すると判定されたカードＣは，製造ライン，検査ライン等から除去される。

被検査カード画像中にカードＣを表す画像以外の画像（背景画像）（たとえば，搬送路Ｂを表す画像）が含まれている場合には，マスク画像によって被検査カード画像中の背景画像をマスクした上で，被検査カード画像中のカードＣを表す画像と基準画像とを比較してもよい。

搬送路Ｂを搬送される複数のカードＣのそれぞれについて，上述の良否判定が行われる（ステップ19でNO）。すべてのカードＣについての良否判定が終わると，良否判定装置４の処理が終了する（ステップ19でYES ）。

上述のように，カード検査システムにおいて検査されるカードＣは，同一の絵柄等を複数印刷した大判のマスタ・シートＳをカード形状に打抜くことによって得られる。このため，打抜き時において打抜き位置にずれがあると，カードＣに対する絵柄の相対位置にずれが生じる。

たとえば，適正な打抜き位置から下方向に打抜き位置のずれがあった場合，カードＣに対する絵柄の相対位置は上方向にずれる。この場合，上述した位置合わせ（位置ずれ補正）が行われることによって，被検査カード画像が下方向に位置補正される。

位置合わせによって，基準画像および被検査カード画像の双方に含まれる絵柄の位置は一致する。しかしながら，基準画像とカードＣ（被検査カード画像）（被検査カード画像が背景画像を含む場合には被検査カード画像中のカードを表す画像，以下同じ）の大きさが同じであるか，または基準画像の大きさがカードＣ（被検査カード画像）の大きさよりも小さいとすると，上述の位置合わせによって，被検査カード画像の下部に比較されるべき基準画像が存在しない領域（検査不能領域）が発生する。検査不能領域は比較されるべき基準画像が存在しないので検査することができない（図７参照）。打抜き位置のずれは，上述の下方向以外にも，上方向，左方向および右方向，さらに右上，右下，左上および左下方向に発生する可能性がある。

図５を参照して，上述したように，カード検査システムにおいて被検査カード画像と比較される基準画像（記憶装置５に記憶されている基準画像データによって表される基準画像）は，カードＣ（被検査カード画像）よりも大きく，全周（上方向，下方向，左方向，右方向，右上方向，左上方向，右下方向および左下方向の８方向のそれぞれ）にわたって許容ずれ幅を超える余裕幅分，適正な打抜き範囲から外方に拡張している（図３参照）。したがって，カードＣの打抜き時に，上方向，下方向，左方向，右方向，右上方向，左上方向，右下方向または左下方向に打抜き位置のずれが発生し，被検査カード画像（または基準画像）が位置合わせ（位置ずれ補正）されたとしても検査不能領域は生じない。被検査カード画像の全体を基準画像と比較することができる。

カード検査システムは，カードＣをマスタ・シートＳから打抜くときに打抜き位置ずれがあったとしても，そのようなカードＣについての被検査カード画像と基準画像との比較を行う。許容ずれ幅を超える打抜き位置のずれの発生（たとえば，重要な絵柄が打抜き片からはみ出してしまう程度のずれ）は，通常生じ得ないが，許容ずれ幅を超える打抜き位置のずれが生じた場合には，上述の良否判定処理（ステップ18）において，そのようなカードＣは不良と判定される。

被検査カード画像と比較される基準画像はカードＣ（被検査カード画像）よりも大きいので，基準画像には被検査カード画像と比較されない領域がある。この領域はマスク画像によってマスクするようにしてもよいのは言うまでもない。

記憶装置５には，全周（８方向）にわたってカードＣ（被検査カード画像）よりも大きい１つの基準画像を表す基準画像データを記憶させておいてもよいし（図３および図５参照），図６に示すように，たとえば上下左右の４方向（カードＣの４辺の法線方向）のそれぞれについて，上記許容ずれ幅を超える余裕幅分，適正な打抜き範囲からずれている４つのずれ方向別基準画像データを記憶装置５に記憶させておいてもよい。この場合には，４つのずれ方向別基準画像データを合成することによって基準画像データ（合成基準画像データ）が生成され，生成された合成基準画像と被検査カード画像とが比較される。上下左右の４方向に打抜き位置のずれがあったとしても，カードＣの全面（被検査カード画像の全体）と合成基準画像を比較することができる。

ずれ方向別基準画像データも，上述した基準画像データの読取り処理と同様に，マスタ・シートＳをカメラによって読取ることによって得られる。カードＣの打抜き範囲の上下左右の４方向のそれぞれについて，許容される打抜き位置のずれ幅を超える余裕幅分，適正な打抜き位置からずらしてマスタ・シートＳを４回読取ることによって，４つのずれ方向別基準画像データが得られる。ずれ方向基準画像データによって表されるずれ方向別基準画像はカードＣと同じ形状および大きさを持つものであってもよいし，カードＣよりも大きくてもよい。

ずれ方向別基準画像データの合成処理は検査装置１（良否判定装置４）においてカード検査に先立って行われる。検査装置１（良否判定装置４）は，４つのずれ方向別基準画像データによって表されるずれ方向別基準画像中に共通に含まれる絵柄が一致するように４つのずれ方向別基準データを合成する。なお，複数のずれ方向別基準画像に重複して存在する位置の画素については，複数のずれ方向別基準画像におけるＲＧＢ値の平均値が用いられて，合成基準画像が作成される。

カード検査システムの一部を概略的に示す斜視図である。 検査装置の電気的構成を示すブロック図である。 マスタ・シートと，カードの打抜き範囲と，基準画像の読取り範囲との関係を示す。 良否判定処理の処理手順を示すフローチャートである。 基準画像と被検査カード画像との比較の様子を示す。 ４つのずれ方向別基準画像データを合成する様子を示す。 打抜きずれによって発生する検査不能領域を示す。

符号の説明

１ 検査装置
２ カメラ
４ 良否判定装置
５ 記憶装置
６ メモリ
Ｓ マスタ・シート
Ｃ カード

Claims (4)

1. 絵柄が印刷されたシートを打抜くことによって得られる打抜き片を読取ることにより得られる被検査画像を表す被検査画像データを記憶する第１のメモリ，
   基準画像を表す基準画像データを記憶する第２のメモリ，および
   上記第１のメモリに記憶された被検査画像データと上記第２のメモリに記憶された基準画像データとを比較することによって上記打抜き片を検査する検査手段を備え，
   上記第２のメモリに記憶されている基準画像データによって表される基準画像が，許容される打抜きずれの幅を超える余裕幅分，適正な打抜き範囲から外方に拡張している画像を表すものである，検査装置。
2. 位置ずれ方向別に，上記許容ずれ幅を超える余裕幅分，適正な打抜き範囲からずれている複数のずれ方向別基準画像データを記憶する第３のメモリ，および
   上記第３のメモリに記憶された複数のずれ方向別基準画像データを合成することによって，上記基準画像データを生成する基準画像データ生成手段を備えている，
   請求項１に記載の検査装置。
3. 絵柄が印刷されたシートを打抜くことによって得られる打抜き片を読取ることにより得られる被検査画像を表す被検査画像データと，基準画像を表す基準画像データとを比較することによって上記打抜き片を検査する検査装置において用いられる，上記基準画像データを読取る方法であって，
   上記打抜き片を打抜く前のシートを用いて，許容される打抜きずれの幅を超える余裕幅分，適正な打抜き範囲から外方に拡張した範囲を読取ることによって，上記基準画像データを得，
   得られた基準画像データを記憶手段に記憶する，
   基準画像データの読取り方法。
4. 絵柄が印刷されたシートを打抜くことによって得られる打抜き片を読取ることにより得られる被検査画像を表す被検査画像データと，基準画像を表す基準画像データとを比較することによって上記打抜き片を検査する検査装置において用いられる，上記基準画像データを生成する方法において，
   上記打抜き片を打抜く前のシートを，位置ずれ方向別に，許容される打抜きずれの幅を超える余裕幅分，適正な打抜き範囲からずらして複数回読取ることにより，複数のずれ方向別基準画像データを得，
   得られた複数のずれ方向別基準画像データを記憶手段に記憶し，
   上記被検査画像データとの比較処理に際して，上記記憶手段に記憶された複数のずれ方向別基準画像データを合成することにより，上記許容ずれ幅を超える余裕幅分，適正な打抜き範囲から外方に拡張している基準画像を表す基準画像データを生成する，
   基準画像データの生成方法。

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