JP2009270993A - サインパネル検査装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サインパネルの位置、サイズ、エッジ部欠け、ピンホールについて適切な検査が可能で、誤検出を防止できるサインパネル検査装置および方法が求められていた。
【解決手段】カードに貼着されたサインパネルの印刷欠陥の有無を検査する検査装置であって、規則的な繰り返しパターンを有するサインパネルを有するカード表面を照明を移動しながら順次カメラにより画像信号を入力する画像入力部と、画像入力部からの画像信号を基準信号と閾値を用いて比較処理して良否の判定を行う画像信号処理部と、処理内容の表示を行うモニターとからなることを特長とするサインパネル検査装置において、画像信号処理部が、画像入力部からの画像信号を２値化反転した基準信号と閾値を用いて比較処理するものであることを特徴とするサインパネル検査装置およびその方法を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラスチックカードの署名欄に使用する、サインパネルについて、サインパネルの模様に汚れ等の印刷欠陥がないか否かを検査する検査装置およびその方法に関する。特にサインパネルをカードに転写した後にカードを搬送して検査するサインパネル検査装置およびその方法に関する。

クレジットカード等のカードにはカード所有者の名前を記入するためのサインパネルが設けられている。サインパネルはカードの平滑な表面に転写等により形成され、サインパネルの表面はサインをしやすくするため粗面に形成されている。

このサインパネルにはピンホール等の孔が転写等の際に開く場合があり、このような孔がサインパネル中に存在すると、見栄えが悪くなり、またサインに支障を来たすので、従来のカードはサインパネルについても良否検査を行った後に出荷しているが、このサインパネルの検査は一般に検査員の肉眼によって行っている。

しかし、この様な目視検査工程ではサインパネルの加工忘れによるサインパネル無し、誰が見ても検出できるような大きな欠け、ピンホール等の重大な欠陥は目視検査で除去が可能であるが、その方法が目視検査、即ち感応検査であるため、その精度には個人差があり、時には外観限度を超える外観不良が流出するという事故が発生することがあった。

また、目視検査により検査精度を上げようとする場合は拡大鏡を使用する、検査時間をかけるなど、検査コストの増加が避けられず製品のコストアップとなるという課題もあった。

この様に、検査員の肉眼によるサインパネルの検査は効率が悪いので、検査を自動化するため、サインパネルの上方から照明すると共にサインパネルの上方でカメラによりサインパネルの撮影を行い、良品のサインパネルの映像と比較してその一番輝度が低いところよりも更に低い輝度の部分があった場合に不良であると判断する方法が考え出された。

しかし、サインパネル内に小さい文字等が繰り返し形成されている場合がありその文字はサインパネルの加工工程の性格上一様に現われないので、そのような場合は孔の存在を検出することができない。また、サインパネル内に文字等の繰り返しがない場合でも、上記のような良品のサインパネル内の一番輝度が低いところより暗い部分があった場合を不良とする検査方法では、サインパネル内の文字に比べてカードの色が濃くないと孔を検出することができない。

そこで、特許文献１の発明は、粗面を有するサインパネルが平滑な表面上に形成されたカードに対して斜め方向から光を照射し、サインパネルの上方でサインパネルの表面からの反射光を受光し、受光量が少ない箇所をサインパネルの欠陥部として検出することを特徴とするカードのサインパネルの検査方法を提供するもので、粗面を有するサインパネル部が平滑な表面上に形成されたカードに対して斜め方向から光を照射し、サインパネルの上方でサインパネルの表面からの反射光を受光し、受光量が少ない箇所をサインパネルの欠陥部として検出するので、サインパネルの良否を自動で確実に判定することができるものである。

以下に先行技術文献を示す。
特許２００２−１８１７２５号公報 特許２０００−２７５１８７号公報

しかし、それでは孔（ピンホール）の検査しか行えないものでありサインパネルのエッジ部バリ及び欠け、あるいはカード全体を検査し、サインパネルの貼り位置・サイズを検査することは行えなかった。

また、自動機による外観検査の実施が急務とされたが、サインパネル箔は原反構成では一様なパターンで絵柄が印刷されているものであり、またその色合いも規則性の有るものであるが、カード基材へ転写においては、スタンプ金型寸法に依存しており、全て同一デザインパターンのものをするということは困難であったため、仕上がり製品は印刷位置の規則性が無い状態であり、絵柄の位置及び色合いを重ね合わせ一致度を評価する従来のパターンマッチングの手法では適応困難であった。

さらに、上記発明によるカメラ等の撮像に係る光学構成では、ライン撮像構成でもエリア撮像構成であっても、カードである被検査物を稼動させる構成となっており、この構成ではは一様な拡散照明で安定的な光の照射は困難であり、カードの反りなどのカードの状態によって検査が正常に行えない問題があった。

また、ある光源から一定角度のみに反射する微細なキズに対して欠陥と判定される場合があるが、特定の方向のみからの光源からの欠陥は欠陥とする必要とすることのない正常なサインパネルであり、過検出となってしまう場合があったが、特定の方向からの光源のみからの撮像による検査ではこの様な誤検出を防止することは容易でなかった。

加えて、この様な構成ではカード搬送の速度が速いと安定した撮像が容易でなく、また、カードとカード以外の背景を区別して認識することが容易でなく、結局サインパネルだけを撮像していたため、その検査はサインパネルの孔（ピンホール）の検査のみで終わっていた。

そこで、本発明は、上記課題を解決するためのもので、サインパネルやカード基材のデザインは偽造手段の高度化に対応してその偽造防止技術も高度化しており、単なる地紋ではなく、特殊デザインが施されたものでも対応可能で、サインパネルの位置検出、サインパネルサイズの検出、エッジ部欠け、ピンホールについて適切な検査が可能な、高い信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）での安定した試料の汚れ検査、品質の管理を行うことができ、しかも誤検出を防止でき、自動検査技術をそのまま利用することが可能なサインパネル検査装置およびその方法を提供することを目的とする。

本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１の発明では、カードに貼着されたサインパネルの印刷欠陥の有無を検査する検査装置であって、規則的な繰り返しパターンを有するサインパネルを有するカード表面を照明を移動しながら順次カメラにより画像信号を入力する画像入力部と、画像入力部からの画像信号を基準信号と閾値を用いて比較処理して良否の判定を行う画像信号処理部と、処理内容の表示を行うモニターと、からなることを特長とするサインパネル検査装置において、
画像信号処理部が、画像入力部からの画像信号を２値化反転した基準信号と閾値を用いて比較処理するものであることを特徴とするサインパネル検査装置を提供するものである。

また、請求項２の発明では、画像信号処理部が、サインパネルの位置検出、サインパネ
ルサイズ、エッジ部欠け、ピンホールの検査を含むものであることを特徴とする請求項１記載のサインパネル検査装置を提供するものである。

また、請求項３の発明では、画像信号処理部が、照明の移動速度と同期した画像信号を基準信号と閾値を用いて比較処理して良否の判定を行うものであることを特徴とする請求項１または２記載のサインパネル検査装置を提供するものである。

また、請求項４の発明では、規則的な繰り返しパターンを有するサインパネルを有するカード表面を照明を移動しながら順次カメラにより画像信号を入力する画像入力と、画像入力された画像信号を基準信号と閾値を用いて比較処理して良否の判定を行う画像信号処理と、処理内容の表示を行うことを特長とするサインパネル検査方法において、
画像信号処理が、画像入力された画像信号を２値化反転した信号を基準信号として用いることを特徴とするサインパネル検査方法を提供するものである。

また、請求項５の発明では、画像信号処理が、サインパネルの位置検出、サインパネルサイズ、エッジ部欠け、ピンホールの検査を含むものであることを特徴とする請求項４記載のサインパネル検査方法を提供するものである。

また、請求項６の発明では、画像信号処理が、照明の移動速度と同期した画像信号を基準信号と閾値を用いて比較処理して良否の判定を行うものであることを特徴とする請求項４または５記載のサインパネル検査方法を提供するものである。

本発明は以上の構成であるから、下記に示す如き効果がある。

印刷やホットスタンプなどの手法で加工されたどんなサインパネルの色やデザインでも、閾値の設定が容易で、しかも設定を誤ることにより検査ミスが生じにくくなる。

これにより、高い信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）での安定した試料の汚れ検査、品質の管理を行う自動検査技術をそのまま利用することがさらに容易なサインパネル検査装置およびその方法を提供することが可能になった。

また、サインパネルのピンホール（孔）欠陥だけでなく、サインパネルのエッジ部バリ及び欠け、あるいはカード全体を検査し、サインパネルの貼り位置・サイズも検査することが可能になった。

本発明の撮像装置の光学系が、そのカメラ構成はエリア撮像であり、カードである被検査物を搬送することなく、一様な拡散照明で安定的に光を照射させているので、カードの反りや、絵柄の位置及び色合いを重ね合わせ一致度を評価する従来のパターンマッチングの手法では適応困難であった各種の一様なパターンで絵柄が印刷されている様なサインパネルであっても、そのカードやそのサインパネルの状態に依存しないように照明側を駆動させる構成が容易に行えるものである。

加えて、本発明の撮像装置の光学系がこの様な照明駆動の移動速度に一致した信号取り込み周波数により受像した映像を積層（重ね合わせ）することで一枚の画像にし、エッジを検出することで撮像対象をサインパネルに限定することなく、カード全体を検査対象とできるため、サインパネルのピンホール（孔）欠陥だけでなく、サインパネルのエッジ部バリ及び欠け、あるいはカード全体を検査し、サインパネルの貼り位置・サイズも検査することが可能になったものである。

その結果、一様なパターンで絵柄が印刷されているものであり、また、その色合いも規則性の有るものである原反構成のサインパネル箔をカード基材へ転写して製造したカードについても、スタンプ金型寸法に依存しており、全て同一デザインパターンのものをするということが困難で、仕上がり製品は印刷位置の規則性が無い状態であり、絵柄の位置及び色合いを重ね合わせ一致度を評価する従来のパターンマッチングの手法では適応困難であった場合であっても適用することが可能になったものである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。

図２に示すように、この発明が検査対象とするプラスチック等で出来たカード２１はカード所有者の名前を記入するためのサインパネル２２を有する。

これは、スクリーン印刷技法を用いたものであってもあるいは、ホットスタンプのような箔の熱圧着方式で製造したのものでも良い。

このサインパネル１２は図１に示す様にカード１４の平滑なカード表面１３に転写等により形成され、サインパネル１２のサインパネル表面１１はサインをしやすくするため粗面に形成されている。図２に示すカード２１のサインパネル２２は正常であり、図３に示すカード３１のサインパネル３２は異常の例であって、欠陥であるバリ３３、ピンホール３４、欠け３５、位置ズレ３６の例を示す。

本発明は図１に示すような原理に基づいてこの欠陥を検出しようとする。すなわち、図１に示すように、カード１４の平滑なカード表面１３に対して光源１５照射された光Ａは正反射して光Ｂとなる。他方、サインパネル１２のサインパネル表面１１は粗面であるから、サインパネル表面１１に照射された光源１５からの光Ｃは乱反射してサインパネル１２の上方へ向かい、一部はカメラに入る光Ｄとなる。この場合、サインパネル１２にピンホール３４が開いている場合、ピンホール３４に侵入した光Ｅはピンホール３４の底のカード１４の平滑なカード表面１３上で正反射し、サインパネル１２の上方のカメラへ向かうことなく入射光と反対方向に向かう光Ｆとなりカメラに入ることはない。従って、サインパネル１２の上方で受光することにより得た画像中で回りよりも暗い箇所が存在すればそこがピンホール３４のある欠陥箇所であることになる。

上記知見に基づきカードのサインパネル部の検査装置は図５に示すように構成される。

すなわちこのサインパネルの検査装置は、カード５１に対して光を照射する光源５３と、サインパネル５２の上方でサインパネル５２の表面からの反射光を受光するカメラ５４とからなり、この光源が照明駆動装置１６の制御により適宜移動することが可能になっている。

その検査装置の構成としては、図１に示す様に、カメラ１７により画像信号を入力する画像入力部と、画像入力部からの画像信号を基準信号と閾値を用いて比較処理して良否の判定を行う画像信号処理部１８を有し、この画像信号を基に受光量が少ない箇所をサインパネル１２の欠陥部として検出する。さらに、この検査結果を表示するモニター１８と、その処理の指示を行うための操作部２０が繋がっている。

なお、この場合の光源１５は、例えば白色光を発するランプで構成され、カード１４の側方からサインパネル１２上に斜めに照明光を当てるよう配置されるものでも構わない。

カメラ１７は、ＣＣＤカメラ、エリアセンサーカメラ、等で構成され、カード１４のサ
インパネル１２の真上あたりに設置される。カメラ１７の下方にはカード１４を搬送装置にて一時停止させ、拡散照明を等速で稼動させることが可能で、これにより連続した照明を行うことが可能で、照明である光源５３の移動速度に画像処理を同期させ、時間毎に適宜な範囲だけ積層し、その最も明るい点（画素）と暗い点の閾値を設定することでサインパネルの形状及びカードに対する位置を測定できる。

画像信号処理部１８は、コンピュータとしての機能を有し、入力部として上記カメラ１７のほか操作部２０を有し、出力部としてモニター１９を有する。画像信号処理部１８は、カメラ１７から入力されるカード１４の画像信号を二値化処理し、この画像データを処理良品画像との画素比較によるマッチング処理をしてＯＫ／ＮＧ判定を行い、モニター１９等に判定結果を出力するようになっている。操作部２０は画像処理に際しマンーマシンインターフェイスとして操作され、モニター１９は画像信号処理中にその内容等の表示を行う。

このサインパネル検査装置によれば、カード１４がカメラ１７の真下あたりに搬送されて来ると、光源１５から照明光がカード１４上に斜め方向から照射され、カード１４の真上あたりでカード１の表面１３がカメラ１７により撮影される。平滑な光沢のあるカード１４の表面１３では光源１５からの照明光が正反射する（光Ｂから光Ａ）ので撮影された画像上では暗く写り、表面の粗いサインパネル１２のサインパネル表面１１上では照明した光が乱反射して（光Ｃから光Ｄ）画像上では明るく写る。しかし、サインパネル１２内に孔や汚れ、他の欠陥があれば、照明光が正反射するので（光Ｅから光Ｆ）暗く写る。画像信号処理部１８は、この画像データを処理し、画像内のサインパネル１２の座標を抽出し、サインパネル１２内に設定されたしきい値より暗い部分が無いどうかを検査する。

暗い部分があればこの部分を孔等の欠陥部として判断し、ＮＧ信号をモニター１９等に出力する。モニター１９は検査された当該カード１４のサインパネル１２に欠陥ありと表示する。サインパネル１２内に設定されたしきい値より暗い部分が無い場合は、画像信号処理部１８はＯＫ信号をモニター１９等に出力する。

モニター１９は検査された当該カード１４のサインパネル１２には欠陥なしと表示する。

具体的には、図６の様に光源の移動に応じて画像信号６１、６２、６３の同期した画像の範囲６４、６５、６６を順次移動させながら合成（積分）を行う、つまり、Δｔの画像をカード全体を走査する時間ｔで積分し、各部位を２５５階調で表される色調の最大数値を算出し、映像に重ね合わせることでサインパネルの形状を適宜決定する事が出来る。この方法により、一定の決まった方法からの照明による画像ではなく、積分区間の照明角度が可変しながらの画像となるため、ある特定の角度のみ正反射や乱反射する擬似欠陥を排除することが可能になる。

この様に得られた合成画像信号６７により画像信号の処理が可能になるので、この合成画像信号６７と、正となる基準カードの形状及び位置との画素比較によりＯＫ・ＮＧの判定をすることが可能なサインパネル検査装置とすることが可能になったものである。

また、このサインパネル検査装置によれば、その判定信号を表示するに留まらず、図示しない搬送装置のＯＫ品・ＮＧ品を集積する箱に振り分けることで、正確な振分けをして不良流出を防ぐ応用も可能になったものである。

さらに、加工機とオンラインで検査することにより、不良が発生した際に加工を停止し、修正を施すことで、歩留まり低下を抑止する事が可能になった。

本発明のサインパネル検査装置の構成を示す概念図である。 正常なサインパネル付きカードを示す平面図である。 サインパネル付きカードの欠陥を示す平面図である。 サインパネル箔を示す平面図である。 本発明のサインパネル検査装置を使用する場合の撮像状態の光学系を示す側面図である。 本発明のサインパネル検査装置を使用する場合の画像処理内容を示す図と、それにより合成された合成画像信号を示す図である。

符号の説明

１１ サインパネル表面
１２ サインパネル
１３ カード表面
１４ カード
１５ 光源
１６ 照明駆動装置
１７ カメラ
１８ 画像信号処理部
１９ モニター
２０ 操作部
２１ カード
２２ サインパネル
２３ エンボス
３１ カード
３２ サインパネル
３３ バリ
３４ ピンホール
３５ 欠け
３６ 位置ズレ
４１ サインパネル箔
４２ 転写後のサインパネル箔
５１ カード
５２ サインパネル
５３ 光源
５４ カメラ
５５ 移動方向
６１、６２、６３ 画像信号
６４、６５、６６ 同期した画像の範囲
６７ 合成画像信号

Claims (6)

1. カードに貼着されたサインパネルの印刷欠陥の有無を検査する検査装置であって、規則的な繰り返しパターンを有するサインパネルを有するカード表面を照明を移動しながら順次カメラにより画像信号を入力する画像入力部と、画像入力部からの画像信号を基準信号と閾値を用いて比較処理して良否の判定を行う画像信号処理部と、処理内容の表示を行うモニターと、からなることを特長とするサインパネル検査装置において、
   画像信号処理部が、画像入力部からの画像信号を２値化反転した基準信号と閾値を用いて比較処理するものであることを特徴とするサインパネル検査装置。
2. 画像信号処理部が、サインパネルの位置検出、サインパネルサイズ、エッジ部欠け、ピンホールの検査を含むものであることを特徴とする請求項１記載のサインパネル検査装置。
3. 画像信号処理部が、照明の移動速度と同期した画像信号を基準信号と閾値を用いて比較処理して良否の判定を行うものであることを特徴とする請求項１または２記載のサインパネル検査装置。
4. 規則的な繰り返しパターンを有するサインパネルを有するカード表面を照明を移動しながら順次カメラにより画像信号を入力する画像入力と、画像入力された画像信号を基準信号と閾値を用いて比較処理して良否の判定を行う画像信号処理と、処理内容の表示を行うことを特長とするサインパネル検査方法において、
   画像信号処理が、画像入力された画像信号を２値化反転した信号を基準信号として用いることを特徴とするサインパネル検査方法。
5. 画像信号処理が、サインパネルの位置検出、サインパネルサイズ、エッジ部欠け、ピンホールの検査を含むものであることを特徴とする請求項４記載のサインパネル検査方法。
6. 画像信号処理が、照明の移動速度と同期した画像信号を基準信号と閾値を用いて比較処理して良否の判定を行うものであることを特徴とする請求項４または５記載のサインパネル検査方法。