JP4411951B2 - Defect detection apparatus and defect detection method for hologram product - Google Patents
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本発明は、ホログラム製品の欠陥を検出する装置および方法に係り、更に詳しくは、反射材の反射面側にホログラムを積層してなるホログラム領域と、それ以外の領域である非ホログラム領域とからなるホログラム製品において、ホログラム領域と非ホログラム領域とのそれぞれにおける欠陥有無を検出する装置および方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for detecting a defect in a hologram product, and more specifically, includes a hologram region formed by laminating a hologram on the reflecting surface side of a reflecting material, and a non-hologram region that is the other region. The present invention relates to an apparatus and a method for detecting the presence / absence of a defect in each of a hologram area and a non-hologram area in a hologram product.
通常、転写型ホログラムは、レリーフ状の回折格子を平面上に記録したスタンパを、例えば樹脂表面に押しつけることによって回折格子パターンを樹脂表面に転写した後に、表面に金属が蒸着され、反射材が形成されることによって製造されている。もちろん、樹脂以外の種々の材料が使われることもある。 Usually, transfer holograms form a reflective material by depositing metal on the surface after transferring the diffraction grating pattern to the resin surface, for example by pressing a stamper with a relief diffraction grating recorded on the surface onto the resin surface. Has been manufactured by. Of course, various materials other than resin may be used.
このようにして製造されたホログラムのデザインは多種多様であり、回折方向は様々で任意の方向を取る。一般に、ホログラム記録時における参照光の角度で光を照射することにより、ホログラム像を再生させることが可能である。このように、ホログラムは、光が入射する角度によって様々なパターンの画像を再生することができることから、ICカードや、クレジットカードに貼り付けることによって、偽造防止や、セキュリティ管理等に応用がなされている。このようにホログラムは、偽造防止や、セキュリティ管理等に応用されていることから、確実に製作することが要求される。 The holograms manufactured in this way have a wide variety of designs, and the diffraction directions are various and take arbitrary directions. In general, it is possible to reproduce a hologram image by irradiating light at an angle of reference light at the time of hologram recording. In this way, holograms can reproduce images of various patterns depending on the angle at which light is incident. Therefore, by applying them to IC cards or credit cards, they are applied to forgery prevention and security management. Yes. As described above, since the hologram is applied to forgery prevention, security management, and the like, it is required to surely manufacture the hologram.
このようなホログラムを用いたホログラム製品は、ホログラム単体で製品化されることは少なく、非ホログラムの任意のパターンと組み合わせになることが多い。図12は、ホログラム製品の平面を模式的に示す図である。また、図13は、図12中に示すa−a線に沿った断面図である。 A hologram product using such a hologram is rarely produced as a single hologram and is often combined with an arbitrary pattern of a non-hologram. FIG. 12 is a diagram schematically showing a plane of the hologram product. FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line aa shown in FIG.
すなわち、ホログラム製品60は、接着材や強度保持のための下部基材層62、反射材65を設けるための反射層64、ホログラム67を設けるためのホログラム層66、およびホログラムを保護するための上部基材層68を積層した層状構造からなる。下部基材層62はデザインや使用用途などにより構成が変わることがある。たとえば、材料固有の色相を持っていたり、複数の異なる材質から構成された複合層であってもよい。反射層64の一部には反射材65が設けられている。なお、反射材65は、ベタ状の印刷である必要はなく、ホログラム67と同様、デザインされた任意のパターンであってよい。反射材65としてはホログラムの回折強度を維持することも兼ねて、例えばアルミニウムが用いられる。ホログラム層66の一部にはホログラム67が設けられている。ホログラム67には回折格子が刻まれているが視覚的には見えない。上部基材層68としては、透過率の高い材料を用いる。
That is, the
本明細書では、反射層64に反射材65が設けられ、かつホログラム層66にホログラム67が設けられている領域をホログラム領域72と称し、それ以外の領域は非ホログラム領域74と称している。ホログラム領域72のみにおいてホログラムは観察される。ホログラム層66にホログラム67が設けられていても、反射層64に反射材65が設けられていなければホログラムは観察されず、このような領域である非可視領域71は非ホログラム領域74に属する。また、ホログラム製品60は、反射層64に反射材65が設けられているか否かの観点から、反射材65が設けられている反射材領域76と、反射材65が設けられていない非反射材領域77とに分類される。また、反射層64に反射材65が設けられているものの、ホログラム層66にホログラム67が設けられていない領域を反射材非ホログラム領域75と称するものとする。
In this specification, a region in which the
このように構成されたホログラム製品60は、ミクロンオーダでかつ非常に複雑な回折格子のパターンを有するホログラム67を用いているので、その製造は容易ではなく、製造段階においても十分に注意を払う必要がある。
The hologram
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製品60が製造されると、スタンパを押すたび毎にホログラム67の回折格子の凹凸が潰れてしまい、正しい回折格子パターンが得られなくなる。
For example, if a foreign material such as dust adheres to the stamper and the
あるいは、ホログラム67自体の欠陥に限らず、反射材65や反射層64自体の欠陥、反射層64に対するホログラム67の貼り合わせズレ等があった場合においても、同様に正しい回折格子パターンが得られなくなる。
Alternatively, not only the defect of the
したがって、製造後においても、欠陥の有無を厳重に検査する必要がある。そして、検査の結果、欠陥を発見した場合には、それは、ホログラム領域72における欠陥なのか、あるいは非ホログラム領域74における欠陥なのかまでを把握することができれば、欠陥に関するより詳細な情報を把握することができ、欠陥再発防止の観点からも好ましい。
ホログラム製品60のホログラム領域72を自動検査する方法は、上記特許文献1にて提案されている。しかしながら、ホログラム製品60には非ホログラム領域74が色刷りなどされている場合があり、この方法では以下を考慮する必要が出てくる。
A method for automatically inspecting the
すなわち、例えば色刷りされている等により下部基材層62の輝度がある場合には、ホログラム67の回折光と、非ホログラム領域74からの散乱光とを識別する必要性が生じる。また、一般に、非ホログラム領域74の散乱光成分に対して、ホログラム領域72の回折光成分は十分小さい。このため、下部基材層62の色が白色のように、輝度が高い場合には、撮像系のダイナミックレンジを大幅に上げる必要性が生じる。
That is, for example, when the lower
以上の理由から、ホログラム製品60のホログラム領域72と非ホログラム領域74とを同時に検査することは容易なことではない。このため、ホログラム領域72と、非ホログラム領域74といった検査対象毎に専用の検査装置を用意する必要があるという問題がある。
For the above reasons, it is not easy to simultaneously inspect the
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ホログラム領域と、非ホログラム領域とからなるホログラム製品において、ホログラム領域と非ホログラム領域とのそれぞれにおける欠陥有無を同時に検出することが可能なホログラム製品の欠陥検出装置および欠陥検出方法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 in a hologram product including a hologram area and a non-hologram area, it is possible to simultaneously detect the presence or absence of defects in each of the hologram area and the non-hologram area. An object of the present invention is to provide a defect detection apparatus and a defect detection method for a hologram product.
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。 In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.
すなわち、請求項1の発明は、反射材の反射面側にホログラムを積層してなるホログラム領域と、それ以外の領域である非ホログラム領域とからなるホログラム製品の欠陥を検出する装置であって、検査ローラと、検査光用光源と、撮像手段と、認識手段と、第1および第2の判定手段とを備えている。 That is, the invention of claim 1 is an apparatus for detecting a defect in a hologram product comprising a hologram region formed by laminating holograms on the reflecting surface side of a reflecting material and a non-hologram region that is other than the hologram region, An inspection roller, an inspection light source, an imaging unit, a recognition unit, and first and second determination units are provided.
検査ローラは、被検体であるホログラム製品を搬送する。検査光用光源は、円筒容器の内側面に配置され、反射材の反射面側であるホログラム製品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、検査ローラによって搬送されたホログラム製品に検査光を照射する。撮像手段は、検査光が照射されたホログラム製品から発せられた光のうち、法線方向に沿って進む各光を撮像し、2次元画像データを取得する。認識手段は、基準とするホログラム製品に対し予め取得された2次元画像データに基づいて、2次元画像データのうち反射材が存在する領域に相当する反射材領域を認識し、更に反射材領域のうちホログラム領域に相当する領域を認識する。第1の判定手段は、基準とするホログラム製品の2次元画像データのうち、認識手段によって認識されたホログラム領域に相当する領域の2次元画像データと、被検体であるホログラム製品の2次元画像データのうち、ホログラム領域に相当する領域の2次元画像データとを比較することによって、被検体であるホログラム製品のホログラム領域における欠陥有無を判定する。第2の判定手段は、基準とするホログラム製品の2次元画像データのうち、認識手段によってホログラム領域と認識されなかった領域である非ホログラム領域に相当する2次元画像データと、被検体であるホログラム製品の2次元画像データのうち、非ホログラム領域に相当する2次元画像データとを比較することによって、被検体であるホログラム製品の非ホログラム領域における欠陥有無を判定する。
ここで、実質的な表面側全方向とは、検査ローラによって搬送されたホログラム製品の表面に対する法線方向に対する最小角h min から最大角h max までの範囲を含み、最小角h min は、検査光が照射されたホログラム製品から発せられた光のうち、法線方向に対する出射角θ 0 の最小値よりも小さく、最大角h max は90°以上であり、検査光用光源の円筒方向高さHと、円筒容器の円筒半径rと、出射角θ 0 との間に、H≧r・tan(θ 0 )の関係が成立する。 The inspection roller conveys a hologram product that is a subject. The inspection light source is disposed on the inner surface of the cylindrical container, and is a hologram product conveyed by the inspection roller from all directions substantially on the surface side excluding the normal direction to the surface of the hologram product on the reflection surface side of the reflecting material. Irradiate with inspection light. The imaging unit images each light traveling along the normal direction among the light emitted from the hologram product irradiated with the inspection light, and acquires two-dimensional image data. The recognizing means recognizes a reflecting material region corresponding to a region where the reflecting material exists in the two-dimensional image data based on the two-dimensional image data acquired in advance for the hologram product as a reference, and further Of these, the area corresponding to the hologram area is recognized. The first determination means includes two-dimensional image data of an area corresponding to the hologram area recognized by the recognition means, and two-dimensional image data of the hologram product that is the subject among the two-dimensional image data of the hologram product as a reference. Among them, the presence or absence of a defect in the hologram region of the hologram product as the subject is determined by comparing the two-dimensional image data of the region corresponding to the hologram region. The second determination means includes two-dimensional image data corresponding to a non-hologram area, which is an area that has not been recognized as a hologram area by the recognition means, and a hologram that is the subject of the two-dimensional image data of the hologram product as a reference. By comparing the two-dimensional image data of the product with the two-dimensional image data corresponding to the non-hologram area, the presence / absence of a defect in the non-hologram area of the hologram product as the object is determined.
Here, the substantially all directions on the surface side include a range from the minimum angle h min to the maximum angle h max with respect to the normal direction to the surface of the hologram product conveyed by the inspection roller , and the minimum angle h min is the inspection angle. Of the light emitted from the hologram product irradiated with the light, it is smaller than the minimum value of the emission angle θ 0 with respect to the normal direction , the maximum angle h max is 90 ° or more, and the height of the inspection light source in the cylinder direction A relationship of H ≧ r · tan (θ 0 ) is established between H , the cylindrical radius r of the cylindrical container, and the emission angle θ 0 .
従って、請求項1の発明のホログラム製品欠陥検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、ホログラム領域と、非ホログラム領域とのそれぞれにおける欠陥有無を同時に検出することができる。その結果、ホログラム領域用と、非ホログラム領域用とにそれぞれ検出装置を設ける必要はなくなり、装置構成を簡素化できるので、コストダウンを図ることが可能となる。また、ホログラム領域と非ホログラム領域との欠陥検出を同時に行うことができることから、検出時間を短縮することができ、もって、検出効率の向上を図ることが可能となる。 Therefore, in the hologram product defect detection apparatus according to the first aspect of the present invention, the presence or absence of defects in each of the hologram area and the non-hologram area can be detected simultaneously by taking the above-described means. As a result, it is not necessary to provide a detection device for each of the hologram region and the non-hologram region, and the configuration of the device can be simplified, so that the cost can be reduced. Further, since the defect detection of the hologram area and the non-hologram area can be performed at the same time, the detection time can be shortened, and the detection efficiency can be improved.
請求項2の発明は、請求項1の発明のホログラム製品欠陥検出装置において、認識手段は、基準とするホログラム製品に対し予め取得された2次元画像データにおいて、予め定めた第1の閾値以下の輝度の光が撮像されている領域を、反射材が存在する反射材領域と認識し、更に反射材領域のうち、予め定めた第2の閾値以上輝度の光が撮像されている領域をホログラム領域と認識する。また、第1の判定手段は、基準とするホログラム製品の2次元画像データにおいて、ホログラム領域に相当する領域に撮像された光の輝度と、被検体であるホログラム製品の2次元画像データにおいて、ホログラム領域に相当する領域に撮像された光の輝度との差が予め定めた第3の閾値以上である場合には、被検体であるホログラム製品のホログラム領域に欠陥があると判定し、第3の閾値未満である場合には、欠陥がないと判定する。更に第2の判定手段は、基準とするホログラム製品の2次元画像データにおいて、非ホログラム領域に相当する領域に撮像された光の輝度と、被検体であるホログラム製品の2次元画像データにおいて、非ホログラム領域に相当する領域に撮像された光の輝度との差が予め定めた第4の閾値以上である場合には、被検体であるホログラム製品の非ホログラム領域に欠陥があると判定し、第4の閾値未満である場合には、欠陥がないと判定する。 According to a second aspect of the present invention, in the hologram product defect detection apparatus according to the first aspect of the invention, the recognition means has a predetermined threshold value equal to or lower than a predetermined first threshold in the two-dimensional image data acquired in advance for the reference hologram product. An area where light of luminance is imaged is recognized as a reflective material area where a reflective material is present, and an area where light of luminance higher than a predetermined second threshold is imaged among the reflective material areas is a hologram area. Recognize. Further, the first determination means includes the luminance of the light imaged in the region corresponding to the hologram region in the two-dimensional image data of the hologram product as a reference, and the hologram in the two-dimensional image data of the hologram product as the subject. If the difference between the brightness of the light imaged in the region corresponding to the region is equal to or greater than a predetermined third threshold value, it is determined that the hologram region of the hologram product as the subject is defective, and the third If it is less than the threshold, it is determined that there is no defect. Further, the second determination means is configured such that in the two-dimensional image data of the hologram product as a reference, the luminance of the light imaged in the region corresponding to the non-hologram region and the two-dimensional image data of the hologram product that is the subject If the difference between the brightness of the light imaged in the region corresponding to the hologram region is equal to or greater than a predetermined fourth threshold value, it is determined that the non-hologram region of the hologram product as the subject has a defect, If it is less than the threshold value of 4, it is determined that there is no defect.
従って、請求項2の発明のホログラム製品欠陥検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、請求項1の発明によって奏される作用効果に加えて、欠陥の認識精度を高めることが可能となる。 Therefore, in the hologram product defect detection apparatus according to the second aspect of the invention, it is possible to improve the defect recognition accuracy in addition to the operational effects achieved by the first aspect of the invention by taking the above-described means. It becomes.
請求項3の発明は、反射材の反射面側にホログラムを積層してなるホログラム領域と、それ以外の領域である非ホログラム領域とからなるホログラム製品の欠陥を検出する装置であって、被検体であるホログラム製品を搬送する検査ローラと、円筒容器の内側面に配置され、反射材の反射面側であるホログラム製品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、検査ローラによって搬送されたホログラム製品に検査光を照射する検査光用光源を備えている。更に、検査光が照射されたホログラム製品から発せられた光のうち、法線方向に沿って進む各光を撮像し、2次元画像データを取得する撮像手段を備えている。更に、ホログラム領域と非ホログラム領域とが予め識別された、基準とするホログラム製品の2次元画像データと、被検体であるホログラム製品の2次元画像データとを比較することによって、被検体であるホログラム製品のホログラム領域、非ホログラム領域における欠陥有無をそれぞれ判定する判定手段を備えている。
ここで、実質的な表面側全方向とは、検査ローラによって搬送されたホログラム製品の表面に対する法線方向に対する最小角h min から最大角h max までの範囲を含み、最小角h min は、検査光が照射されたホログラム製品から発せられた光のうち、法線方向に対する出射角θ 0 の最小値よりも小さく、最大角h max は90°以上であり、検査光用光源の円筒方向高さHと、円筒容器の円筒半径rと、出射角θ 0 との間に、H≧r・tan(θ 0 )の関係が成立する。
The invention according to claim 3, a hologram region formed by laminating a hologram on the reflective surface of the reflector, an apparatus for detecting defects of the hologram product comprising a non-hologram area that is in other areas, the subject The inspection roller that conveys the hologram product, and the inspection roller that is disposed on the inner surface of the cylindrical container and from substantially all directions on the surface side excluding the normal direction to the surface of the hologram product that is the reflection surface side of the reflector . An inspection light source for irradiating inspection light onto the conveyed hologram product is provided. Furthermore, it has an imaging means for imaging each light traveling along the normal direction out of the light emitted from the hologram product irradiated with the inspection light and acquiring two-dimensional image data. Further, the hologram as the subject is compared by comparing the two-dimensional image data of the hologram product as a reference in which the hologram region and the non-hologram region are identified in advance with the two-dimensional image data of the hologram product as the subject. Judgment means for judging the presence or absence of defects in the hologram area and non-hologram area of the product is provided.
Here, the substantially all directions on the surface side include a range from the minimum angle h min to the maximum angle h max with respect to the normal direction to the surface of the hologram product conveyed by the inspection roller , and the minimum angle h min is the inspection angle. Of the light emitted from the hologram product irradiated with the light, it is smaller than the minimum value of the emission angle θ 0 with respect to the normal direction , the maximum angle h max is 90 ° or more, and the height of the inspection light source in the cylinder direction A relationship of H ≧ r · tan (θ 0 ) is established between H , the cylindrical radius r of the cylindrical container, and the emission angle θ 0 .
従って、請求項3の発明のホログラム製品欠陥検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、ホログラム領域と、非ホログラム領域とのそれぞれにおける欠陥有無を同時に検出することができる。その結果、ホログラム領域用と、非ホログラム領域用とにそれぞれ検出装置を設ける必要はなくなり、装置構成を簡素化できるので、コストダウンを図ることが可能となる。また、ホログラム領域と非ホログラム領域との欠陥検出を同時に行うことができることから、検出時間を短縮することができ、もって、検出効率の向上を図ることが可能となる。 Therefore, in the hologram product defect detection apparatus according to the third aspect of the present invention, the presence / absence of a defect in each of the hologram area and the non-hologram area can be detected simultaneously by taking the above-described means. As a result, it is not necessary to provide a detection device for each of the hologram region and the non-hologram region, and the configuration of the device can be simplified, so that the cost can be reduced. Further, since the defect detection of the hologram area and the non-hologram area can be performed at the same time, the detection time can be shortened, and the detection efficiency can be improved.
請求項4の発明は、請求項1乃至3のうち何れか1項の発明のホログラム製品欠陥検出装置において、撮像手段は、検査光が照射されたホログラム製品から発せられ、法線方向に沿って進む各光のうち、反射材が存在する領域に相当する反射材領域からの光による信号強度を、ホログラム製品のうち反射材領域以外の領域である非反射材領域からの光による信号強度よりも高い増幅率で増幅したのちに撮像する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the hologram product defect detection device according to any one of the first to third aspects of the present invention, the imaging means is emitted from the hologram product irradiated with the inspection light, along the normal direction. Of each traveling light, the signal intensity due to the light from the reflecting material area corresponding to the area where the reflecting material exists is greater than the signal intensity due to the light from the non-reflecting material area that is an area other than the reflecting material area in the hologram product. Images are taken after amplification at a high amplification factor.
従って、請求項4の発明のホログラム製品欠陥検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、領域によって信号強度が大きく異なるようなホログラム製品に対しても適用することができる。 Therefore, the hologram product defect detection apparatus according to the fourth aspect of the present invention can be applied to a hologram product having a signal intensity greatly different depending on a region by taking the above-described means.
請求項5の発明は、請求項4の発明のホログラム製品欠陥検出装置において、撮像手段は、強度が高い信号ほど低い増幅率で増幅するような非線形増幅手段を備え、この非線形増幅手段によって、反射材領域からの光による信号強度を、非反射材領域からの光による信号強度よりも高い増幅率で増幅する。 According to a fifth aspect of the present invention, in the hologram product defect detecting apparatus according to the fourth aspect of the invention, the imaging means includes a non-linear amplifying means that amplifies a signal having a higher intensity with a lower amplification factor, and the non-linear amplifying means The signal intensity by the light from the material region is amplified at a higher amplification factor than the signal intensity by the light from the non-reflective material region.
従って、請求項5の発明のホログラム製品欠陥検出装置においては、非線形増幅手段を備えることにより、領域によって信号強度が大きく異なるようなホログラム製品に対しても適用することができる。 Therefore, the hologram product defect detection apparatus according to the fifth aspect of the invention can be applied to a hologram product having a signal intensity greatly different depending on a region by providing the nonlinear amplification means.
請求項6の発明は、反射材の反射面側にホログラムを積層してなるホログラム領域と、それ以外の領域である非ホログラム領域とからなるホログラム製品の欠陥を検出する方法であって、まず、被検体であるホログラム製品を検査ローラによって搬送し、基準とするホログラム製品の反射材の反射面側である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、検査ローラによって搬送されたホログラム製品に、円筒容器の内側面に配置された検査用光源を用いて検査光を照射する。そして、基準とするホログラム製品から発せられた光のうち、法線方向に沿って進む各光を撮像手段によって撮像して、2次元画像データを取得し、2次元画像データに基づいて、2次元画像データのうち反射材が存在する領域に相当する反射材領域を認識し、更に反射材領域のうちホログラム領域に相当する領域を認識する。
The invention of
次に、被検体であるホログラム製品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、このホログラム製品に検査光を照射し、被検体であるホログラム製品から発せられた光のうち、法線方向に沿って進む各光を撮像手段によって撮像して、2次元画像データを取得し、この2次元画像データと基準画像データとを比較することによって、この2次元画像データにおけるホログラム領域に相当する部分と、非ホログラム領域に相当する部分とを認識する。 Next, from all directions on the surface side excluding the normal direction to the surface of the hologram product that is the subject, the hologram product is irradiated with inspection light, and among the light emitted from the hologram product that is the subject, Each light traveling along the normal direction is imaged by an imaging means to acquire two-dimensional image data, and by comparing the two-dimensional image data with the reference image data, a hologram area in the two-dimensional image data is obtained. The corresponding part and the part corresponding to the non-hologram area are recognized.
更に、基準とするホログラム製品の2次元画像データのうち、認識されたホログラム領域に相当する領域の2次元画像データと、被検体であるホログラム製品の2次元画像データのうち、ホログラム領域に相当する領域の2次元画像データとを比較することによって、被検体であるホログラム製品のホログラム領域における欠陥有無を判定する。 Furthermore, among the two-dimensional image data of the hologram product as a reference, the two-dimensional image data of the region corresponding to the recognized hologram region and the two-dimensional image data of the hologram product as the subject correspond to the hologram region. The presence / absence of a defect in the hologram region of the hologram product as the subject is determined by comparing the two-dimensional image data of the region.
同様に、基準とするホログラム製品の2次元画像データのうち、ホログラム領域と認識されなかった領域である非ホログラム領域に相当する2次元画像データと、被検体であるホログラム製品の2次元画像データのうち、非ホログラム領域に相当する2次元画像データとを比較することによって、被検体であるホログラム製品の非ホログラム領域における欠陥有無を判定する。
ここで、実質的な表面側全方向とは、検査ローラによって搬送されたホログラム製品の表面に対する法線方向に対する最小角h min から最大角h max までの範囲を含み、最小角h min は、検査光が照射されたホログラム製品から発せられた光のうち、法線方向に対する出射角θ 0 の最小値よりも小さく、最大角h max は90°以上であり、検査光用光源の円筒方向高さHと、円筒容器の円筒半径rと、出射角θ 0 との間に、H≧r・tan(θ 0 )の関係が成立する。
Similarly, of the two-dimensional image data of the hologram product as a reference, two-dimensional image data corresponding to a non-hologram region that is a region that has not been recognized as a hologram region, and two-dimensional image data of the hologram product that is the subject Among these, by comparing with the two-dimensional image data corresponding to the non-hologram area, the presence / absence of a defect in the non-hologram area of the hologram product as the subject is determined.
Here, the substantially all directions on the surface side include a range from the minimum angle h min to the maximum angle h max with respect to the normal direction to the surface of the hologram product conveyed by the inspection roller , and the minimum angle h min is the inspection angle. Of the light emitted from the hologram product irradiated with the light, it is smaller than the minimum value of the emission angle θ 0 with respect to the normal direction , the maximum angle h max is 90 ° or more, and the height of the inspection light source in the cylinder direction A relationship of H ≧ r · tan (θ 0 ) is established between H , the cylindrical radius r of the cylindrical container, and the emission angle θ 0 .
従って、請求項6の発明のホログラム製品欠陥検出方法においては、以上のような手段を講じることにより、ホログラム領域と、非ホログラム領域とのそれぞれにおける欠陥有無を同時に検出することができる。その結果、ホログラム領域用と、非ホログラム領域用とにそれぞれ検出装置を設ける必要はなくなり、装置構成を簡素化できるので、コストダウンを図ることが可能となる。また、ホログラム領域と非ホログラム領域との欠陥検出を同時に行うことができることから、検出時間を短縮することができ、もって、検出効率の向上を図ることが可能となる。 Therefore, in the hologram product defect detection method according to the sixth aspect of the present invention, the presence / absence of defects in each of the hologram region and the non-hologram region can be detected simultaneously by taking the above-described means. As a result, it is not necessary to provide a detection device for each of the hologram region and the non-hologram region, and the configuration of the device can be simplified, so that the cost can be reduced. Further, since the defect detection of the hologram area and the non-hologram area can be performed at the same time, the detection time can be shortened, and the detection efficiency can be improved.
請求項7の発明は、請求項6の発明のホログラム製品欠陥検出方法において、ホログラム領域に相当する領域を認識する場合は、基準とするホログラム製品の2次元画像データにおいて、予め定めた第1の閾値以下の輝度の光が撮像されている領域を、反射材が存在する反射材領域と認識し、更に反射材領域のうち、予め定めた第2の閾値以上輝度の光が撮像されている領域をホログラム領域と認識する。更に、ホログラム領域に欠陥があるか否かを判定する場合は、基準とするホログラム製品の2次元画像データにおいて、ホログラム領域に相当する領域に撮像された光の輝度と、被検体であるホログラム製品の2次元画像データにおいて、ホログラム領域に相当する領域に撮像された光の輝度との差が予め定めた第3の閾値以上である場合には、被検体であるホログラム製品のホログラム領域に欠陥があると判定し、第3の閾値未満である場合には、欠陥がないと判定する。同様に、非ホログラム領域に欠陥があるか否かを判定する場合は、基準とするホログラム製品の2次元画像データにおいて、非ホログラム領域に相当する領域に撮像された光の輝度と、被検体であるホログラム製品の2次元画像データにおいて、非ホログラム領域に相当する領域に撮像された光の輝度との差が予め定めた第4の閾値以上である場合には、被検体であるホログラム製品の非ホログラム領域に欠陥があると判定し、第4の閾値未満である場合には、欠陥がないと判定する。 According to a seventh aspect of the present invention, in the hologram product defect detection method of the sixth aspect of the invention, when a region corresponding to the hologram region is recognized, the two-dimensional image data of the reference hologram product has a predetermined first An area in which light having a luminance less than or equal to a threshold is imaged is recognized as a reflective material area in which a reflective material is present, and among the reflective material areas, an area in which light having a luminance greater than or equal to a predetermined second threshold is imaged Is recognized as a hologram region. Further, when determining whether or not there is a defect in the hologram area, in the two-dimensional image data of the hologram product as a reference, the luminance of the light imaged in the area corresponding to the hologram area and the hologram product that is the subject In the two-dimensional image data, if the difference between the brightness of the light imaged in the region corresponding to the hologram region is equal to or greater than a predetermined third threshold value, a defect is present in the hologram region of the hologram product that is the subject. It is determined that there is a defect, and if it is less than the third threshold, it is determined that there is no defect. Similarly, when determining whether or not there is a defect in the non-hologram area, in the two-dimensional image data of the hologram product as a reference, the luminance of the light imaged in the area corresponding to the non-hologram area, and the subject In the two-dimensional image data of a certain hologram product, when the difference from the brightness of the light imaged in the region corresponding to the non-hologram region is equal to or greater than a predetermined fourth threshold, the non-hologram of the subject hologram product It is determined that there is a defect in the hologram area, and if it is less than the fourth threshold, it is determined that there is no defect.
従って、請求項7の発明のホログラム製品欠陥検出装置においては、以上のような手段を講じることにより、請求項6の発明によって奏される作用効果に加えて、欠陥の認識精度を高めることが可能となる。 Therefore, in the hologram product defect detection apparatus according to the seventh aspect of the invention, by taking the above-described means, it is possible to increase the defect recognition accuracy in addition to the function and effect achieved by the sixth aspect of the invention. It becomes.
請求項8の発明は、反射材の反射面側にホログラムを積層してなるホログラム領域と、それ以外の領域である非ホログラム領域とからなるホログラム製品の欠陥を検出する方法であって、被検体であるホログラム製品を検査ローラによって搬送し、検査ローラによって搬送されたホログラム製品に対して、反射材の反射面側である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、円筒容器の内側面に配置された検査用光源を用いて検査光を照射し、検査光が照射されたホログラム製品から発せられた光のうち、法線方向に沿って進む各光を撮像手段によって撮像して、2次元画像データを取得する。そして、ホログラム領域と非ホログラム領域とが予め識別された、基準とするホログラム製品の2次元画像データと、撮像手段によって取得された2次元画像データとを比較することによって、被検体であるホログラム製品のホログラム領域、非ホログラム領域における欠陥有無をそれぞれ判定する。
ここで、実質的な表面側全方向とは、検査ローラによって搬送されたホログラム製品の表面に対する法線方向に対する最小角h min から最大角h max までの範囲を含み、最小角h min は、検査光が照射されたホログラム製品から発せられた光のうち、法線方向に対する出射角θ 0 の最小値よりも小さく、最大角h max は90°以上であり、検査光用光源の円筒方向高さHと、円筒容器の円筒半径rと、出射角θ 0 との間に、H≧r・tan(θ 0 )の関係が成立する。
The invention of
Here, the substantially all directions on the surface side include a range from the minimum angle h min to the maximum angle h max with respect to the normal direction to the surface of the hologram product conveyed by the inspection roller , and the minimum angle h min is the inspection angle. Of the light emitted from the hologram product irradiated with the light, it is smaller than the minimum value of the emission angle θ 0 with respect to the normal direction , the maximum angle h max is 90 ° or more, and the height of the inspection light source in the cylinder direction A relationship of H ≧ r · tan (θ 0 ) is established between H , the cylindrical radius r of the cylindrical container, and the emission angle θ 0 .
従って、請求項8の発明のホログラム製品欠陥検出方法においては、以上のような手段を講じることにより、ホログラム領域と、非ホログラム領域とのそれぞれにおける欠陥有無を同時に検出することができる。その結果、ホログラム領域用と、非ホログラム領域用とにそれぞれ検出装置を設ける必要はなくなり、装置構成を簡素化できるので、コストダウンを図ることが可能となる。また、ホログラム領域と非ホログラム領域との欠陥検出を同時に行うことができることから、検出時間を短縮することができ、もって、検出効率の向上を図ることが可能となる。 Therefore, in the hologram product defect detection method according to the eighth aspect of the present invention, the presence or absence of defects in the hologram area and the non-hologram area can be simultaneously detected by taking the above-described means. As a result, it is not necessary to provide a detection device for each of the hologram region and the non-hologram region, and the configuration of the device can be simplified, so that the cost can be reduced. Further, since the defect detection of the hologram area and the non-hologram area can be performed at the same time, the detection time can be shortened, and the detection efficiency can be improved.
請求項9の発明は、請求項6乃至8のうち何れか1項の発明のホログラム製品欠陥検出方法において、撮像手段は、検査光が照射されたホログラム製品から発せられ、法線方向に沿って進む各光のうち、反射材が存在する領域に相当する反射材領域からの光による信号強度を、ホログラム製品のうち反射材領域以外の領域である非反射材領域からの光による信号強度よりも高い増幅率で増幅したのちに撮像する。
The invention according to claim 9 is the hologram product defect detection method according to any one of
従って、請求項9の発明のホログラム製品欠陥検出方法においては、以上のような手段を講じることにより、領域によって信号強度が大きく異なるようなホログラム製品に対しても適用することができる。 Therefore, the hologram product defect detection method according to the ninth aspect of the invention can be applied to a hologram product whose signal intensity varies greatly depending on the region by taking the above-described means.
本発明のホログラム製品の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、ホログラム領域と、非ホログラム領域とからなるホログラム製品において、ホログラム領域と非ホログラム領域とのそれぞれにおける欠陥有無を同時に検出することが可能となる。 According to the defect detection apparatus and the defect detection method of the hologram product of the present invention, it is possible to simultaneously detect the presence or absence of defects in each of the hologram region and the non-hologram region in the hologram product including the hologram region and the non-hologram region. It becomes.
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、以下の各形態の説明に用いる図中の符号は、図12および図13と同一部分については同一符号を付して示すことにする。 In addition, the code | symbol in the figure used for description of each following form attaches | subjects and shows the same code | symbol about the same part as FIG. 12 and FIG.
本発明の実施の形態を図1から図11を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の実施の形態に係るホログラム製品の欠陥検出方法を適用したホログラム製品欠陥検出装置の一例を示す機能構成図である。 FIG. 1 is a functional configuration diagram illustrating an example of a hologram product defect detection apparatus to which a hologram product defect detection method according to an embodiment of the present invention is applied.
すなわち、同実施の形態に係るホログラム製品の欠陥検出方法を適用したホログラム製品欠陥検出装置は、被検体である薄板状のホログラム製品60の表面の欠陥を検出する装置であって、光照射部10と、画像データ処理部12と、欠陥表示部14とを備えている。
That is, the hologram product defect detection apparatus to which the hologram product defect detection method according to the embodiment is applied is an apparatus for detecting defects on the surface of the
光照射部10は、被検体であるホログラム製品60を連続的に搬送する検査ローラ11と、検査ローラ11によって搬送された製品60に、周囲から検査光を照射する光源を備えた円筒状の照光部15と、ホログラム製品60の表面直上側に設けられ、検査光が照射されたホログラム製品60からその表面に対する法線方向に発生される光を撮像する撮像部18とを備えている。
The light irradiation unit 10 is a cylindrical illumination that includes an
照光部15で用いられる光源としては、蛍光管の如く点灯を繰り返す光源でも良いが、ハロゲンやキセノンなど直流点灯し、十分な強度を取れる光源がより好ましい。図示しないが、光源は、発光部とそれを導光する透明もしくは半濁色の部材によって構成している。また、光照射部10内部の上部側には、光源に電力もしくは光束を供給する照明光源部16を備えている。
The light source used in the
照光部15の高さHを十分にとることによって、ホログラム製品60の表面に対して実質的な全方向から検査光h(最小角検査光hminから最大角検査光hmaxまで)を照射できるようにしている。
By sufficiently taking the height H of the
このように、ホログラム製品60の表面側の全方向から検査光hが照射されると、このホログラム製品60のホログラム領域72におけるホログラム67に欠陥がない場合には、このホログラム67の表面の各場所で回折した回折光の中には、必ずホログラム製品60の表面に対して垂直方向に回折する回折光kが存在する。
As described above, when the inspection light h is irradiated from all directions on the surface side of the
この理由は以下の通りである。すなわち、図2(a)に示すように、ホログラム67表面上のある微少領域において、該領域に対して垂直方向から絞った検査光hを照射すると、該領域を中心とした全天球(半球)21のどこかの方向に必ず回折光(1次)kが発生する。これは、図2(b)に示すように、逆に、回折光kが発生した方向から検査光hをホログラム67の該領域に照射すると、該領域に対して垂直方向に回折光kを生じるとも言える。なお、回折光は±1,±2,・・,±N次回折光の成分があるが、回折次数とは無関係であるため以下、1次回折光についてのみ言及する。
The reason is as follows. That is, as shown in FIG. 2A, in a certain small area on the surface of the
これを利用すれば、全天球(半球)方向から検査光hを照射することにより、任意の回折角を持つホログラム67上の微少領域から、ホログラム67の表面に対して垂直方向に必ず回折光kを生じさせることができる。ここで、垂直方向に撮像部18を配置することにより、全ての微少領域から生じる回折光kを撮像するようにしている。この撮像部18は、レンズ22、撮像素子24、および非線形変換回路26を備えている。
If this is utilized, the inspection light h is irradiated from the omnidirectional (hemispheric) direction, so that the diffracted light is always perpendicular to the surface of the
レンズ22は、撮像素子24とホログラム製品60との間に備えられ、前述した法線方向へ沿って直進する回折光kのみを撮像素子24へと導く。このようなレンズとしては、テレセントリックレンズが好適である。以下、レンズ22にテレセントリックレンズを用いた場合について説明する。
The
テレセントリックレンズは、図3(a)に示すように、2枚のレンズ22(#a),22(#b)と、ピンホールPとがセットになって構成されており、検査光hによって照射されたホログラム67の表面を、真上から見た像を撮像するのに適している。すなわち、図3(a)に示すように、テレセントリックレンズは、直進してくる光のみを使って結像するので、図3(a)中の記号bで示すように、斜めから入ってくる光は結像しない。このため、例えば円筒体25を真上から見た場合、図3(b)に示すように、胴部25(#a)と中空部25(#b)とからのみなる画像を得ることができる。
As shown in FIG. 3A, the telecentric lens is composed of two lenses 22 (#a) and 22 (#b) and a pinhole P, and is irradiated with the inspection light h. This is suitable for capturing an image of the surface of the
一方、テレセントリックレンズではない一般の撮影レンズは、図4(a)に示すように、2枚のレンズ27(#a),27(#b)がセットになって構成されており、図4(a)中の記号cに示すように、斜めから入ってくる光も結像する。このため、円筒体25を真上から見た場合であっても、図4(b)に示すように、胴部25(#a)と中空部25(#b)との間に内側面25(#c)が存在するように結像する。
On the other hand, as shown in FIG. 4A, a general photographic lens that is not a telecentric lens is composed of a set of two lenses 27 (#a) and 27 (#b). As indicated by the symbol c in a), the light entering from an angle is also imaged. For this reason, even when the
テレセントリックレンズは、片側テレセン、両側テレセンのどちらを使用しても可能であるが、撮像素子24のサイズと撮像視野サイズの関係を満たす倍率であることが望ましい。
The telecentric lens can be either a single-side telecentric lens or a double-sided telecentric lens, but it is desirable that the magnification satisfy the relationship between the size of the
撮像素子24は、ライン型センサが望ましいが、エリア型センサを用いてもよい。そして、レンズ22によって導かれた光を撮像し、光の強度からアナログの電気信号に変換し、この電気信号を非線形変換回路26へと出力する。
The
また、後述するように、ホログラム67の品質は通常、可視光領域(波長λ=380〜780nm)で評価されることが多いため、可視光領域における検査について説明する。
As will be described later, since the quality of the
ホログラム67に対する検査光hの照射角度範囲に死角が無いことが理想であるが、撮像部18が所定の物理的空間を占有するため、物理空間としての死角を完全になくすことは困難である。しかしながら、ホログラム67の諸特性を利用することにより、図1に示すように、光照射部10の内部に撮像部18を配置している場合であっても、ホログラム67の回折角に対する死角を実質的になくすことが可能である。その理由は以下の通りである。
Although it is ideal that there is no blind spot in the irradiation angle range of the inspection light h with respect to the
すなわち、一般にホログラム67の回折光特性を決定する因子として、回折格子ピッチd、ホログラム67の面方向の回折格子回折方向の向き、ホログラム面の法線方向とのなす入射角θi、出射角θo、検査光hの波長λがある。
That is, in general, as factors determining the diffracted light characteristics of the
これらは、以下に示す(1)式の関係がある。
λ=d(sinθi+sinθo)・・・(1)
ここで、説明を簡単にするために、θi=0とする(検査光hをホログラム67の法線方向から照射する)と、以下に示す(2)式の通りとなる。
λ=d×sinθo・・・(2)
ここで、検査光hの波長λが可視光の場合、λ=380〜780nmであるから、θoの取りうる角度は、以下に示す(3)式および(3’)式の通りとなる。なお、本実施例では、照光部15に備えられた光源は左右対称であるため、90°以内の回折角のみを対象としても差し支えない。
arcsin(380/dmax)≦θo≦arcsin(780/dmin)
ただし、780/dmin<1の場合 ・・・(3)
arcsin(380/dmax)≦θo≦ 90°
ただし、780/dmin≧1の場合 ・・・(3’)
回折格子ピッチdは、ホログラム67の品種や製造条件等に依存するので一概には決められないが、500nm〜2500nm程度が多いとされている。この場合、出射角θo、すなわち検査光hの回折範囲は以下に示す(4)式の通りとなる。
10.95°≦θo≦90° ・・・・・(4)
すなわち、出射角θo<10.95°となる範囲は死角であり、この範囲では、ホログラム67に対する回折光kは存在しない。したがって、ホログラム67からの回折光kの出射範囲は、図5中にハッチングで示す領域となり、ハッチングで示されない領域が死角領域Jとなる。つまり、図5中に示す死角領域Jから検査光hをホログラム67に向けて照射しても、ホログラム67からの回折光kは存在しない。
These have the relationship of the following formula (1).
λ = d (sin θi + sin θo) (1)
Here, in order to simplify the explanation, when θi = 0 (when the inspection light h is irradiated from the normal direction of the hologram 67), the following equation (2) is obtained.
λ = d × sin θo (2)
Here, when the wavelength λ of the inspection light h is visible light, since λ = 380 to 780 nm, the angles that θo can take are as shown in the following equations (3) and (3 ′). In the present embodiment, the light source provided in the
arcsin (380 / dmax) ≦ θo ≦ arcsin (780 / dmin)
However, when 780 / dmin <1 (3)
arcsin (380 / dmax) ≦ θo ≦ 90 °
However, when 780 / dmin ≧ 1, (3 ')
The diffraction grating pitch d depends on the type of
10.95 ° ≦ θo ≦ 90 ° (4)
That is, the range where the emission angle θo <10.95 ° is a blind angle, and in this range, the diffracted light k with respect to the
本実施例では、撮像部18を、この死角領域Jに配置するようにしている。これによって、撮像部18が、上述したような回折光kの撮像に影響を及ぼすことがないようにしている。
In this embodiment, the
また、最小角検査光hminの照射角は、出射角θoの最小値より小さければよく、円筒状の照光部15の場合、このような条件を満たす高さHは、円筒内径をrとすると、上記(4)式と、以下に示す(5)式とにしたがって、
H≧r/tan(θo) ・・・(5)
下限方向(10.95°≦θo)のH≧230mmとなる(r=35mmの場合)。この高さHを取ることにより死角が発生しない。
Further, the irradiation angle of the minimum angle inspection light h min only needs to be smaller than the minimum value of the emission angle θo. In the case of the
H ≧ r / tan (θo) (5)
H ≧ 230 mm in the lower limit direction (10.95 ° ≦ θo) (when r = 35 mm). By taking this height H, no blind spots are generated.
一方、上限方向(θo≦90°)では、ホログラム67に対して真横から検査光hを入射させることになるので、平坦なホログラム製品60の中心側の領域に対して検査光hを入射させることが困難なこと、あるいは照光部15やホログラム67近辺の作業性が悪くなる等の装置構成上の理由から困難であることが多い。そこで、図6に示すように、検査ローラ11によって、ホログラム製品60を、照光部15側から見て凸状に湾曲した状態にして検査エリア30に供給する。
On the other hand, in the upper limit direction (θo ≦ 90 °), since the inspection light h is incident on the
この検査ローラ11によってホログラム製品60を湾曲した状態で検査エリア30に配置した状態で照光部15から検査光hを照射することによって、通常は平坦なホログラム67であっても、表面の任意場所に対して、90°以上の角度からも検査光hを照射できるようにしている。
By irradiating the inspection light h from the
以上のような構成によって、検査光hの照射角度範囲は下限方向検査光hmin(10.95°)から上限方向検査光hmax(90°)を含む範囲をカバーできるようになる。 With the configuration as described above, the irradiation angle range of the inspection light h can cover a range including the upper limit direction inspection light h max (90 °) from the lower limit direction inspection light h min (10.95 °).
ところで、ホログラム層66、および反射層64は、基材の性質上、光沢度の高い材料が用いられる。このため、正反射光は、ほぼ鏡面反射になり、その反射角は入射角と等しくなる。撮像部18では、ホログラム製品60の表面に対する法線方向の検査光hはないため、撮像素子24上に正反射光成分は結像しない。したがって、反射層64からの反射光は撮像素子24には入射しない。
By the way, the
また、ホログラム製品60に検査光hを照射した場合、下部基材層62の材質によっては、散乱光が生じる。例えば、下部基材層62の材質が白色であればあるほど、表面が拡散面であればあるほど散乱光の成分が強くなり、この成分が撮像素子24に結像される。
Further, when the
一般に、下部基材層62が白色、かつ散乱面を有している場合、この部位からの輝度は、ホログラム67の回折格子により生じる回折光の強度よりも一桁近く大きくなることが多い。したがって、撮像素子24の感度レンジを散乱光強度に合わせた場合は当然のことながら全輝度範囲の撮像ができるが、相対的に回折光の有無に対するコントラストが落ちてしまう。逆に、回折光強度に感度レンジを合わせた場合は、下部基材層62からの散乱光が飽和することとなり、撮像素子24で撮像するとハレーション等の好ましくない現象を引き起こしてしまう。
In general, when the lower
これを解決する一案としては、撮像素子24を高ダイナミックレンジ化することが挙げられる。しかしながら、これは実現するまでに時間がかかり、かつ費用を要する等の事情により容易に達成できるものではない。その代替案として、撮像素子24からの電気信号に対して、図7に示すような非線形処理を施すことにより、暗輝度部(入力強度信号が低い側)を強調するとともに、明輝度部(入力強度信号が高い側)を圧縮し、輝度差の大きい2つのオブジェクトを同時に撮像できるようにする。
One proposal for solving this is to increase the dynamic range of the
すなわち、非線形変換回路26は、図7に示すような、入出力特性を有している。このような入出力特性によって、撮像素子24から出力された電気信号のうち、強度が小さい暗輝度部からの信号については、ほぼ比例的に増幅し、強度が大きい明輝度部からの信号については、さほど増幅しないような信号処理を行う。そして、このような信号処理を行った後に、デジタル信号に変換することによって2次元画像データを生成する。そして、生成した2次元画像データを画像データ処理部12へと出力する。なお、アナログの電気信号を画像データ処理部12へと出力し、画像データ処理部12においてアナログの電気信号をデジタル変換することによって画像データを生成するようにしても良い。
That is, the
画像データ処理部12は、画像取込部32と、被検体画像取得部34と、基準画像格納部36と、認識部38と、欠陥判定部40とを備えている。
The image data processing unit 12 includes an
画像取込部32は、撮像部18から出力されたデジタルの電気信号である2次元画像データを取得する。そして、撮像部18から出力された2次元画像データが、良品であり、基準とされたホログラム製品60のものである場合には、この2次元画像データである基準2次元画像データを、基準画像格納部36へと格納する。一方、撮像部18から出力された2次元画像データが、被検体であるホログラム製品60のものである場合には、この2次元画像データである被検体2次元画像データを、被検体画像取得部34へと出力する。本実施例に係るホログラム製品欠陥検出装置は、被検体2次元画像データを、基準2次元画像データと比較することによって、欠陥有無の判定を行う。このため、必ず、基準2次元画像データを取得し、基準画像格納部36に格納する必要がある。したがって、基準2次元画像データを基準画像格納部36に一旦格納すると、それ以降は、新たな基準2次元画像データを格納する場合以外は、撮像部18から出力された2次元画像データを被検体2次元画像データとして被検体画像取得部34に出力すればよい。
The
基準画像格納部36は、画像取込部32から出力された基準2次元画像データを、認識部38に提供可能な状態で格納する。一方、被検体画像取得部34は、画像取込部32から出力された被検体2次元画像データを欠陥判定部40へと出力する。
The reference
認識部38は、基準画像格納部36からの基準2次元画像データに基づいて、この2次元画像データのうち反射材65が存在する領域に相当する反射材領域76を認識し、更に反射材領域76のうちのホログラム領域72を認識する。そして更に、非ホログラム領域74を認識する。この認識方法について具体的に、図8を用いて説明する。
Based on the reference two-dimensional image data from the reference
図8(c)は、検査ローラ11によって検査エリア30に搬送されたホログラム製品60の一単位のある撮像ラインに沿った立断面図である。なお、一単位とは、ホログラム製品60は、通常、テープ上に複数連続して製造されるために、その中の1つであるという意味である。このホログラム製品60は、検査ローラ11の搬送方向に沿ったA、B、C、D、Eの各領域からなっている。
FIG. 8C is an elevational sectional view along an imaging line of one unit of the
領域Aは、反射材65もホログラム67も設けられていない非ホログラム領域74である。同時に非反射材領域77でもある。領域Bは、反射材65もホログラム67も設けられているホログラム領域72である。同時に反射材領域76でもある。領域Cは、反射材65は設けられているものの、ホログラム67は設けられていない反射材非ホログラム領域75である。同時に反射材領域76でかつ非ホログラム領域74でもある。領域Dは、領域Aと同様、非ホログラム領域74である。また、非反射材領域77でもある。領域Eは、ホログラム67は設けられているものの、反射材65は設けられていないので非反射材領域77であり、かつ非可視ホログラム領域71である。
Region A is a
領域A、領域D、および領域Eの場合、ホログラム製品60に検査光hが照射されると、下部基材層62によって散乱した光が撮像される。前述したように、下部基材層62からの散乱光は明るいために、図8(b)に示すように、白い画像として撮像され、図8(a)に示すように、高輝度範囲Xに属する。
In the case of region A, region D, and region E, when the
一方、領域Bの場合、ホログラム製品60に検査光hが照射されると、ホログラム67からの回折光が撮像される。前述したように、この回折光は、領域Aや領域Dからの散乱光に比べて強度が一桁ほど小さい。したがって、図8(b)に示すように、黒っぽい画像として撮像され、図8(a)に示すように、領域Aや領域Dからの散乱光の輝度よりも、一桁ほど小さい輝度である回折光輝度範囲Yに属する。
On the other hand, in the region B, when the inspection light h is irradiated onto the
更に、領域Cの場合、ホログラム67が存在せず、反射材65が存在する。反射材65に直接的に検査光hが照射されると、この検査光hは反射材65の表面において全反射するために、レンズ22によって集光される光はない。このため、図8(b)に示すように、真黒な画像として撮像され、図8(a)に示すように、領域Bからの回折光の輝度よりも更に小さい輝度である低輝度範囲Zに属する。高輝度範囲Xと回折光輝度範囲Y、および回折光輝度範囲Yと低輝度範囲Zとの閾値t1,t2は、各領域A〜Eと、それらが属する輝度範囲とが一致するように、予め定めておく。
Furthermore, in the area C, the
認識部38は、このような、ある撮像ラインに沿った画像データを組み合わせてなる基準2次元画像データに基づいて、閾値t1以下の輝度の光が撮像されている領域を、反射材65が存在する反射材領域76と認識し、更に反射材領域76のうち、閾値t2以上輝度の光が撮像されている領域をホログラム領域72と認識し、認識結果を欠陥判定部40へと出力する。
Based on the reference two-dimensional image data obtained by combining image data along a certain imaging line, the
欠陥判定部40は、認識部38からの認識結果と、被検体画像取得部34からの被検体2次元画像データとを比較することによって、被検体であるホログラム製品60のホログラム領域72および非ホログラム領域74に欠陥があるか否かをそれぞれ判定する。
The
具体的には、図8(a)に示すような基準2次元画像データの輝度分布と、例えば図9(a)に示すような被検体2次元画像データの輝度分布とを比較する。そして、認識部38によって認識された各領域A〜Eにおける基準2次元画像データが属する輝度範囲と、該領域に相当する被検体2次元画像データが属する輝度範囲とが異なる場合には、該領域に欠陥があると判定し、同じ場合には欠陥が無いと判定する。
Specifically, the luminance distribution of the reference two-dimensional image data as shown in FIG. 8A is compared with the luminance distribution of the subject two-dimensional image data as shown in FIG. 9A, for example. If the luminance range to which the reference two-dimensional image data in each of the regions A to E recognized by the
図9(c)に示すホログラム製品60(#a)は、ホログラム67の2箇所で回折格子が欠陥している。すなわち回折格子欠陥42(#a),42(#b)が存在する。また、反射材65にも2箇所の抜け、すなわち反射材抜け44(#a),44(#b)が存在する。更に、下部基材層62にも3箇所の抜け、すなわち下部基材抜け46(#a),46(#b),46(#c)が存在する。
In the hologram product 60 (#a) shown in FIG. 9C, the diffraction grating is defective at two locations of the
このように欠陥のあるホログラム製品60(#a)の画像は、図9(b)のように見え、回折格子欠陥42(#a),42(#b)、反射材抜け44(#a),44(#b)、および下部基材抜け46(#b),46(#c)に相当する領域において、図8(b)に示すものと異なる。下部基材抜け46(#a)については、いずれにせよ検査光hと下部基材層62との相互作用がないことから図8(b)に示すものと同じになる。これにしたがって、輝度分布は、図9(a)中において点線で示す通りとなり、図9(a)中において実線で示す基準画像データによる輝度分布と異なるものとなる。
The image of the hologram product 60 (#a) having such a defect looks as shown in FIG. 9B, and the diffraction grating defects 42 (#a) and 42 (#b) and the reflector missing 44 (#a). , 44 (#b) and the region corresponding to the lower base material removal 46 (#b), 46 (#c) are different from those shown in FIG. The lower base material removal 46 (#a) is the same as that shown in FIG. 8B because there is no interaction between the inspection light h and the lower
図9(a)に示すピーク部N1〜N6は、それぞれ回折格子欠陥42(#a)、反射材抜け44(#a)、回折格子欠陥42(#b)、反射材抜け44(#b)、下部基材抜け46(#b)、下部基材抜け46(#c)に対応して生じたものである。ホログラム領域72である領域Bにおける輝度は、本来回折光輝度範囲Yになくてはならないところが、低輝度範囲Zにあることから、ピーク部N1に相当する位置において欠陥があるものと判定する。このようにして、ホログラム領域72である領域Bのピーク部N1〜N3に相当する位置において、ホログラム領域72以外の領域A、C〜Eでは、ピーク部N4〜N6に相当する位置において、それぞれ欠陥があると判定する。
The peak portions N1 to N6 shown in FIG. 9A are the diffraction grating defect 42 (#a), the reflector missing 44 (#a), the diffraction grating defect 42 (#b), and the reflector missing 44 (#b), respectively. The lower base material missing 46 (#b) and the lower base material missing 46 (#c) occurred. Since the luminance in the region B, which is the
なお、上記では、基準画像データが属する輝度範囲と異なる輝度範囲に属する場合について欠陥があると判定する例について説明したが、このような判定方法とは別に、基準画像データの輝度に対して、被検体画像データの輝度が、予め定めた閾値以上乖離した場合には、それに対応する位置において欠陥があるものと判定するようにしてもよい。この場合、認識部38において、閾値は、ホログラム領域72(回折光輝度範囲Y)と、それ以外の領域(高輝度範囲X、低輝度範囲Z)とでそれぞれ異なる値を用いても、また同じ値を用いるようにしてもよい。
In the above description, an example is described in which a defect is determined when it belongs to a luminance range different from the luminance range to which the reference image data belongs. However, separately from such a determination method, for the luminance of the reference image data, When the luminance of the subject image data deviates by a predetermined threshold value or more, it may be determined that there is a defect at the corresponding position. In this case, in the
次に、以上のように構成した本発明の実施の形態に係るホログラム製品の欠陥検出方法を適用したホログラム製品欠陥検出装置の動作について説明する。 Next, the operation of the hologram product defect detection apparatus to which the hologram product defect detection method according to the embodiment of the present invention configured as described above is applied will be described.
すなわち、同実施の形態に係るホログラム製品の欠陥検出方法を適用したホログラム製品欠陥検出装置を用いて、被検体であるホログラム製品60におけるホログラム領域72と非ホログラム領域74とにおける欠陥の有無をそれぞれ判定するためには、まず、良品であり、基準となるホログラム製品60の2次元画像データである基準2次元画像データを取得する必要がある。この動作について、図10に示すフローチャートを用いて説明する。
That is, using the hologram product defect detection apparatus to which the hologram product defect detection method according to the embodiment is applied, the presence / absence of defects in the
この場合、まず、基準となるホログラム製品60が、検査ローラ11によって検査エリア30に設置される(S1)。このようにして検査エリア30に基準となるホログラム製品60が配置されると、次に、照光部15からホログラム製品60の表面側に向けて可視光である検査光hが照射される(S2)。検査光hがホログラム67の表面で回折し、ホログラム67の全域から法線方向への回折光kを得られるようにするためには、検査光hとして可視光を用いた場合、検査光hの照射角度範囲は下限方向検査光hmin(10.95°)から上限方向検査光hmax(90°)を含む範囲を少なくても範囲をカバーできなければならない。
In this case, first, the
これに対し、照光部15は十分な高さHがとられているので、ホログラム製品60は、実質的に表面側の全方向から検査光hが照射される。これによって、ホログラム領域72からは、ホログラム製品60の表面に対する法線方向に向かって進む回折光kが発せられる。なお、ホログラム領域72からは、法線方向に沿って進む回折光k以外にも、様々な方向へと高次の回折光が発せられる。また、非可視領域71からも、同法線方向に向かって進む回折光kが発せられるが、これは可視光ではないために、撮像部18では感知されない。
On the other hand, since the
非ホログラム領域74のうち、反射材非ホログラム領域75では、検査光hが全反射するために、同法線方向に沿って進む光は存在しない。また、非ホログラム領域74のうち、反射材非ホログラム領域75以外の領域からは、下部基材層62によって散乱した光のうち、同法線方向に沿って進む光がある。
In the
このようにして、基準とするホログラム製品60に、検査光hを照射すると、このホログラム製品60からは様々な方向に進む光が発せられる(S3)。そのうち、このホログラム製品60の表面に対して法線方向に沿って進む光は、例えばテレセントリックレンズが用いられているレンズ22によって抽出され、撮像素子24に導かれる(S4)。
In this way, when the inspection hologram h is irradiated onto the
なお、上述したように撮像部18は、光照射部10の内部に配置されているが、照光部15から発せられる検査光hの照射角度範囲に該当しない領域に配置されているので、検査光hのホログラム製品60への照射は阻害されない。
As described above, the
そして、ステップS4において導かれた光は、ライン型センサあるいはエリア型センサが用いられた撮像素子24によって撮像され、光の強度からアナログ電気信号に変換された後に非線形変換回路26へと出力される。前述したように、撮像素子24に導かれた光のうち、非ホログラム領域74の反射領域75以外の領域からの散乱光の強度は大きく、ホログラム67からの回折光の強度はそれより一桁程度小さい。これに対処するために、非線形変換回路26では、図7に示すような入出力特性とされており、撮像素子24から出力された電気信号のうち、強度が小さい回折光に対する信号については、ほぼ比例的に増幅される一方、強度が大きい散乱光からの信号については、さほど増幅されない。これによって、暗輝度である回折光を強調するとともに、明輝度である散乱光を圧縮するような信号処理が行われ(S5)、しかる後に、デジタル信号に変換され、基準2次元画像データが生成される(S6)。これによって、回折光用と、散乱光用との撮像部をそれぞれ設けることがなくても、輝度差の大きい2つのオブジェクトが共通の撮像部18によって撮像される。このようにして生成された基準2次元画像データは、非線形変換回路26から画像データ処理部12の画像取込部32へと出力される。なお、アナログの電気信号を画像データ処理部12へと出力し、画像データ処理部12においてアナログの電気信号をデジタル変換することによって画像データを生成するようにしても良い。
The light guided in step S4 is picked up by the
画像取込部32に出力された基準2次元画像データは、画像取込部32から基準画像格納部36へと出力され、ここで格納される(S7)。
The reference two-dimensional image data output to the
次に、同実施の形態に係るホログラム製品の欠陥検出方法を適用したホログラム製品欠陥検出装置を用いて、被検体であるホログラム製品60における可視ホログラム領域72とその他の領域における欠陥をそれぞれ検出する場合における動作について、図11に示すフローチャートを用いて説明する。
Next, using the hologram product defect detection apparatus to which the hologram product defect detection method according to the embodiment is applied, a defect in the
ステップS7において、基準画像格納部36に基準2次元画像データが格納されると、被検体であるホログラム製品60におけるホログラム領域72と非ホログラム領域74における欠陥を検出する準備が整う。そして、先ず、ステップS1と同様に、被検体であるホログラム製品60が検査ローラ11によって検査エリア30に設置される(S11)。そして、ステップS2と同様にして照光部15からホログラム製品60の表面側に向けて可視光である検査光hが照射される(S12)。このようにして、被検体であるホログラム製品60に検査光hが照射されると、このホログラム製品60から様々な方向に進む光が発せられる(S13)。そして、そのうち、このホログラム製品60の表面に対して法線方向に沿って進む光が、例えばテレセントリックレンズが用いられているレンズ22によって抽出され、撮像素子24に導かれる(S14)。そして、ステップS5と同様に、暗輝度である回折光を強調するとともに、明輝度である散乱光を圧縮するような信号処理が行われ(S15)、しかる後に、デジタル信号に変換され、被検体2次元画像データが生成される(S16)。
In step S7, when the reference two-dimensional image data is stored in the reference
これによって、回折光用と、散乱光用との撮像部をそれぞれ設けることがなくても、輝度差の大きい2つのオブジェクトが共通の撮像部18によって撮像される。このようにして生成された被検体2次元画像データは、非線形変換回路26から画像データ処理部12の画像取込部32へと出力される。なお、アナログの電気信号を画像データ処理部12へと出力し、画像データ処理部12においてアナログの電気信号をデジタル変換することによって画像データを生成するようにしても良い。画像取込部32に出力された被検体2次元画像データは、画像取込部32から被検体画像取得部34へと出力される。このようにして被検体2次元画像データが被検体画像取得部34へと出力されると、この被検体2次元画像データは、更に欠陥判定部40へと出力される(S17)。また、基準画像格納部36から基準2次元画像データが認識部38へと出力される(S18)。
As a result, two objects having a large luminance difference are imaged by the
認識部38では、基準画像格納部36からの基準2次元画像データに基づいて、この2次元画像データのうち反射材65が存在する領域に相当する反射材領域76が認識され、更に、反射材領域76のうちホログラム領域72が認識される。更に、それ以外の領域が非ホログラム領域74として認識される(S19)。例えば、図8(c)にその立断面を示すようなホログラム製品60が被検体である場合、領域A、領域D、および領域Eに検査光hが照射されると、下部基材層62によって散乱した光が撮像される。前述したように、下部基材層62からの散乱光は明るいために、図8(b)に示すように、白い画像として撮像され、図8(a)に示すように、高輝度範囲Xに属する。一方、領域Bの場合、ホログラム製品60に検査光hが照射されると、ホログラム67からの回折光が撮像される。前述したように、この回折光は、領域Aや領域Dからの散乱光に比べて強度が一桁ほど小さい。したがって、図8(b)に示すように、黒っぽい画像として撮像され、図8(a)に示すように、領域Aや領域Dからの散乱光の輝度よりも、一桁ほど小さい輝度である回折光輝度範囲Yに属する。更に、領域Cの場合、ホログラム67が存在せず、反射材65が存在する。反射材65に直接的に検査光hが照射されると、この検査光hは反射材65の表面において全反射するために、レンズ22によって集光される光はない。このため、図8(b)に示すように、真黒な画像として撮像され、図8(a)に示すように、領域Bからの回折光の輝度よりも更に小さい輝度である低輝度範囲Zに属する。高輝度範囲Xと回折光輝度範囲Y、および回折光輝度範囲Yと低輝度範囲Zとの閾値t1,t2は、各領域A〜Eと、それらが属する輝度範囲とが一致するように、予め定めてある。認識部38では、このように、基準2次元画像データに基づいて、閾値t1以下の輝度の光が撮像されている領域が、反射材65が存在する反射材領域76と認識され、更に、反射材領域76のうち、閾値t2以上輝度の光が撮像されている領域がホログラム領域72と認識される。そして、それ以外の領域は、非ホログラム領域74として認識される。これら認識結果は欠陥判定部40へと出力される。
Based on the reference two-dimensional image data from the reference
欠陥判定部40では、ステップS19において認識部38から出力された認識結果と、ステップS17において被検体画像取得部34から出力された被検体2次元画像データとが比較される。そして、被検体であるホログラム製品60のホログラム領域72および非ホログラム領域74に欠陥があるか否かがそれぞれ判定される(S20)。すなわち、ステップS19において認識された各領域A〜Eにおける基準2次元画像データが属する輝度範囲と、該領域に相当する被検体2次元画像データが属する輝度範囲とが異なる場合には、該領域に欠陥があると判定され、同じ場合には欠陥が無いと判定される。例えば、図9(c)に示す被検体ホログラム製品60(#a)は、ホログラム67の2箇所で回折格子が欠陥し、回折格子欠陥42(#a),42(#b)が存在する。また、反射材65にも2箇所の反射材抜け44(#a),44(#b)が存在する。更に、下部基材層62にも3箇所の下部基材抜け46(#a),46(#b),46(#c)が存在する。このように欠陥のあるホログラム製品60(#a)のある撮像ラインに沿って得られる画像は、図9(b)のように見え、回折格子欠陥42(#a),42(#b)、反射材抜け44(#a),44(#b)、および下部基材抜け46(#b),46(#c)に相当する領域において、図8(b)に示すものと異なる。下部基材抜け46(#a)については、いずれにせよ検査光hと下部基材層62との相互作用がないことなら図8(b)に示すものと同じになる。これにしたがって、対応する輝度分布は、図9(a)中において点線で示す通りとなり、図9(a)中において実線で示す基準画像による輝度分布と異なるものとなる。ホログラム領域72である領域Bにおける輝度は、本来回折光輝度範囲Yになくてはならないところが、低輝度範囲Zにあることから、ピーク部N1に相当する位置において欠陥があるものと判定される。このようにして、ホログラム領域72である領域Bのピーク部N1〜N3に相当する位置において、非ホログラム領域74である領域A、C〜Eでは、ピーク部N4〜N6に相当する位置において、それぞれ欠陥があると判定される。
In the
このようにして、ある被検体ホログラム製品60の欠陥有無の判定を終える。そして、引き続き、次の被検体について欠陥検出の判定を行う場合には、ステップS11からステップS20までの処理を繰り返す(S21:Yes)。これによって、被検体ホログラム製品60の欠陥検出を連続して行うことができる。仕様の異なるホログラム製品60の欠陥検出を行う場合には、図10のフローチャート示す処理を行うことによって、先ず対応する基準2次元画像データを基準画像格納部36に格納したのちに図11のフローチャートに示す処理を行う。また、同じ仕様のホログラム製品60であっても、異なる基準2次元画像データを用いて欠陥判定を行う場合には、図10のフローチャートに示す処理を行うことによって、先ず新たな基準2次元画像データを基準画像格納部36に格納したのちに図11のフローチャートに示す処理を行うことによって対応可能である。
In this way, the determination of the presence / absence of a defect in a certain
上述したように、本発明の実施の形態に係るホログラム製品の欠陥検出方法を適用したホログラム製品欠陥検出装置においては、上記のような作用により、ホログラム領域72と、非ホログラム領域74とのそれぞれにおける欠陥有無を同時に検出することができる。
As described above, in the hologram product defect detection apparatus to which the hologram product defect detection method according to the embodiment of the present invention is applied, in each of the
これによって、ホログラム領域72用と、非ホログラム領域74用とにそれぞれ検出装置を設ける必要はなくなり、装置構成を簡素化できるので、コストダウンを図ることが可能となる。
As a result, it is not necessary to provide a detection device for each of the
また、ホログラム領域72と非ホログラム領域74との欠陥検出を同時に行うことができることから、検出時間を短縮することができ、もって、検出効率の向上を図ることが可能となる。
Further, since the defect detection of the
以上、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The best mode for carrying out the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such a configuration. Within the scope of the invented technical idea of the scope of claims, a person skilled in the art can conceive of various changes and modifications. The technical scope of the present invention is also applicable to these changes and modifications. It is understood that it belongs to.
A〜E…領域、H…照光部高さ、J…死角領域、N1〜N12…ピーク部、P…ピンホール、X…高輝度範囲、Y…回折光輝度範囲、Z…低輝度範囲、d…回折格子ピッチ、h…検査光、hmin…下限方向検査光、hmax…上限方向検査光、k…回折光、t1,t2…閾値、θi…入射角、θo…出射角、λ…波長、10…光照射部、11…検査ローラ、12…画像データ処理部、14…欠陥表示部、15…照光部、16…照明光源部、18…撮像部、21…全天球、22,22…レンズ、24…撮像素子、25…円筒体、25(#a)…胴部、25(#b)…中空部、25(#c)…内側面、26…非線形変換回路、27…一般レンズ、30…検査エリア、32…画像取込部、34…被検体画像取得部、36…基準画像格納部、38…認識部、40…欠陥判定部、42…回折格子欠陥、44…反射材抜け、46…下部基材抜け、48…ズレ部分、60…ホログラム製品、62…下部基材層、64…反射層、65…反射材、66…ホログラム層、67…ホログラム、68…上部基材層、71…非可視領域、72…ホログラム領域、74…非ホログラム領域、75…反射材非ホログラム領域、76…反射材領域、77…非反射材領域
A to E ... area, H ... illumination part height, J ... blind spot area, N1 to N12 ... peak part, P ... pinhole, X ... high luminance range, Y ... diffracted light luminance range, Z ... low luminance range, d ... diffraction grating pitch, h ... inspection light, h min ... lower limit direction inspection light, h max ... upper limit direction inspection light, k ... diffraction light, t1, t2 ... threshold, θi ... incident angle, θo ... emission angle, λ ... wavelength DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Light irradiation part, 11 ... Inspection roller, 12 ... Image data processing part, 14 ... Defect display part, 15 ... Illumination part, 16 ... Illumination light source part, 18 ... Imaging part, 21 ... Omnisphere, 22, 22 ... Lens, 24 ... Image sensor, 25 ... Cylindrical body, 25 (#a) ... Body, 25 (#b) ... Hollow part, 25 (#c) ... Inner side, 26 ... Nonlinear conversion circuit, 27 ...
Claims (9)
被検体であるホログラム製品を搬送する検査ローラと、
円筒容器の内側面に配置され、前記反射材の反射面側である前記ホログラム製品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、前記検査ローラによって搬送されたホログラム製品に検査光を照射する検査光用光源と、
前記検査光が照射されたホログラム製品から発せられた光のうち、前記法線方向に沿って進む各光を撮像し、2次元画像データを取得する撮像手段と、
基準とするホログラム製品に対し予め取得された前記2次元画像データに基づいて、前記2次元画像データのうち前記反射材が存在する領域に相当する反射材領域を認識し、更に前記反射材領域のうち前記ホログラム領域に相当する領域を認識する認識手段と、
前記基準とするホログラム製品の2次元画像データのうち、前記認識手段によって認識されたホログラム領域に相当する領域の2次元画像データと、被検体であるホログラム製品の2次元画像データのうち、前記ホログラム領域に相当する領域の2次元画像データとを比較することによって、前記被検体であるホログラム製品のホログラム領域における欠陥有無を判定する第1の判定手段と、
前記基準とするホログラム製品の2次元画像データのうち、前記認識手段によってホログラム領域と認識されなかった領域である前記非ホログラム領域に相当する2次元画像データと、前記被検体であるホログラム製品の2次元画像データのうち、前記非ホログラム領域に相当する2次元画像データとを比較することによって、前記被検体であるホログラム製品の非ホログラム領域における欠陥有無を判定する第2の判定手段とを備え、
前記実質的な表面側全方向とは、前記検査ローラによって搬送されたホログラム製品の表面に対する法線方向に対する最小角h min から最大角h max までの範囲を含み、前記最小角h min は、前記検査光が照射されたホログラム製品から発せられた光のうち、前記法線方向に対する出射角θ 0 の最小値よりも小さく、前記最大角h max は90°以上であり、前記検査光用光源の円筒方向高さHと、前記円筒容器の円筒半径rと、前記出射角θ 0 との間に、H≧r・tan(θ 0 )の関係が成立するホログラム製品欠陥検出装置。 An apparatus for detecting a defect in a hologram product comprising a hologram area formed by laminating holograms on the reflecting surface side of a reflecting material and a non-hologram area that is an area other than the hologram area,
An inspection roller for conveying a hologram product as a subject;
Inspection light is directed to the hologram product conveyed by the inspection roller from all directions substantially on the surface side excluding the normal direction to the surface of the hologram product, which is disposed on the inner surface of the cylindrical container and is on the reflection surface side of the reflector. A light source for inspection light that irradiates
Imaging means for imaging each light traveling along the normal direction out of the light emitted from the hologram product irradiated with the inspection light, and acquiring two-dimensional image data;
Based on the two-dimensional image data acquired in advance for a hologram product as a reference, a reflecting material region corresponding to a region where the reflecting material exists in the two-dimensional image data is recognized, and further, the reflecting material region A recognition means for recognizing an area corresponding to the hologram area,
Of the two-dimensional image data of the hologram product as the reference, the hologram of the two-dimensional image data of the region corresponding to the hologram region recognized by the recognition means and the two-dimensional image data of the hologram product as the subject First determination means for determining the presence / absence of a defect in the hologram region of the hologram product as the object by comparing the two-dimensional image data of the region corresponding to the region;
Of the two-dimensional image data of the reference hologram product, two-dimensional image data corresponding to the non-hologram region, which is a region that has not been recognized as a hologram region by the recognition means, and 2 of the hologram product that is the subject. A second determination means for determining the presence or absence of a defect in the non-hologram region of the hologram product as the subject by comparing the two-dimensional image data corresponding to the non-hologram region in the two-dimensional image data ;
The substantially entire surface side direction includes a range from a minimum angle h min to a maximum angle h max with respect to a normal direction to the surface of the hologram product conveyed by the inspection roller , and the minimum angle h min is Of the light emitted from the hologram product irradiated with the inspection light, the output angle θ 0 is smaller than the minimum value with respect to the normal direction , the maximum angle h max is 90 ° or more, and the inspection light source A hologram product defect detection device in which a relationship of H ≧ r · tan (θ 0 ) is established among a height H in the cylinder direction, a cylinder radius r of the cylindrical container, and the emission angle θ 0 .
前記認識手段は、前記基準とするホログラム製品に対し予め取得された前記2次元画像データにおいて、予め定めた第1の閾値以下の輝度の光が撮像されている領域を、前記反射材が存在する反射材領域と認識し、更に前記反射材領域のうち、予め定めた第2の閾値以上輝度の光が撮像されている領域を前記ホログラム領域と認識し、
前記第1の判定手段は、前記基準とするホログラム製品の2次元画像データにおいて、前記ホログラム領域に相当する領域に撮像された光の輝度と、前記被検体であるホログラム製品の2次元画像データにおいて、前記ホログラム領域に相当する領域に撮像された光の輝度との差が予め定めた第3の閾値以上である場合には、前記被検体であるホログラム製品のホログラム領域に欠陥があると判定し、前記第3の閾値未満である場合には、欠陥がないと判定し、
前記第2の判定手段は、前記基準とするホログラム製品の2次元画像データにおいて、前記非ホログラム領域に相当する領域に撮像された光の輝度と、前記被検体であるホログラム製品の2次元画像データにおいて、前記非ホログラム領域に相当する領域に撮像された光の輝度との差が予め定めた第4の閾値以上である場合には、前記被検体であるホログラム製品の非ホログラム領域に欠陥があると判定し、前記第4の閾値未満である場合には、欠陥がないと判定する
ようにしたホログラム製品欠陥検出装置。 The hologram product defect detection apparatus according to claim 1,
In the two-dimensional image data acquired in advance for the reference hologram product, the recognizing unit has an area where light having a luminance equal to or lower than a predetermined first threshold is imaged. Recognizing as a reflective material region, further, among the reflective material region, a region in which light having a luminance of a predetermined second threshold or higher is imaged is recognized as the hologram region,
In the two-dimensional image data of the hologram product as the reference, the first determination means includes the luminance of light imaged in a region corresponding to the hologram region and the two-dimensional image data of the hologram product that is the subject. If the difference between the brightness of the light imaged in the area corresponding to the hologram area is equal to or greater than a predetermined third threshold, it is determined that the hologram area of the hologram product as the subject is defective. If it is less than the third threshold, it is determined that there is no defect,
In the two-dimensional image data of the hologram product as the reference, the second determination means includes the luminance of light imaged in a region corresponding to the non-hologram region and the two-dimensional image data of the hologram product as the subject. If the difference between the brightness of the light imaged in the region corresponding to the non-hologram region is equal to or greater than a predetermined fourth threshold value, the non-hologram region of the hologram product as the subject is defective. The hologram product defect detection device is configured to determine that there is no defect when it is less than the fourth threshold value.
被検体であるホログラム製品を搬送する検査ローラと、
円筒容器の内側面に配置され、前記反射材の反射面側である前記ホログラム製品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、前記検査ローラによって搬送されたホログラム製品に検査光を照射する検査光用光源と、
前記検査光が照射されたホログラム製品から発せられた光のうち、前記法線方向に沿って進む各光を撮像し、2次元画像データを取得する撮像手段と、
前記ホログラム領域と前記非ホログラム領域とが予め識別された、基準とするホログラム製品の2次元画像データと、被検体であるホログラム製品の2次元画像データとを比較することによって、前記被検体であるホログラム製品のホログラム領域、非ホログラム領域における欠陥有無をそれぞれ判定する判定手段とを備え、
前記実質的な表面側全方向とは、前記検査ローラによって搬送されたホログラム製品の表面に対する法線方向に対する最小角h min から最大角h max までの範囲を含み、前記最小角h min は、前記検査光が照射されたホログラム製品から発せられた光のうち、前記法線方向に対する出射角θ 0 の最小値よりも小さく、前記最大角h max は90°以上であり、前記検査光用光源の円筒方向高さHと、前記円筒容器の円筒半径rと、前記出射角θ 0 との間に、H≧r・tan(θ 0 )の関係が成立するホログラム製品欠陥検出装置。 An apparatus for detecting a defect in a hologram product comprising a hologram area formed by laminating holograms on the reflecting surface side of a reflecting material and a non-hologram area that is an area other than the hologram area,
An inspection roller for conveying a hologram product as a subject;
Inspection light is directed to the hologram product conveyed by the inspection roller from all directions substantially on the surface side excluding the normal direction to the surface of the hologram product, which is disposed on the inner surface of the cylindrical container and is on the reflection surface side of the reflector. A light source for inspection light that irradiates
Imaging means for imaging each light traveling along the normal direction out of the light emitted from the hologram product irradiated with the inspection light, and acquiring two-dimensional image data;
The subject is obtained by comparing the two-dimensional image data of the hologram product as a reference, in which the hologram region and the non-hologram region are identified in advance, and the two-dimensional image data of the hologram product as the subject. Determination means for determining the presence or absence of defects in the hologram area and non-hologram area of the hologram product ,
The substantially entire surface side direction includes a range from a minimum angle h min to a maximum angle h max with respect to a normal direction to the surface of the hologram product conveyed by the inspection roller , and the minimum angle h min is Of the light emitted from the hologram product irradiated with the inspection light, the output angle θ 0 is smaller than the minimum value with respect to the normal direction , the maximum angle h max is 90 ° or more, and the inspection light source A hologram product defect detection device in which a relationship of H ≧ r · tan (θ 0 ) is established among a height H in the cylinder direction, a cylinder radius r of the cylindrical container, and the emission angle θ 0 .
前記撮像手段は、前記検査光が照射されたホログラム製品から発せられ、前記法線方向に沿って進む各光のうち、前記反射材が存在する領域に相当する反射材領域からの光による信号強度を、前記ホログラム製品のうち前記反射材領域以外の領域である非反射材領域からの光による信号強度よりも高い増幅率で増幅したのちに撮像するようにしたホログラム製品欠陥検出装置。 In the hologram product defect detection device according to any one of claims 1 to 3,
The image pickup means emits light from the hologram product irradiated with the inspection light, and out of each light traveling along the normal direction, signal intensity due to light from a reflective material region corresponding to a region where the reflective material exists A hologram product defect detection device that picks up an image of the hologram product after amplification at a higher amplification factor than the signal intensity of light from a non-reflective material region other than the reflective material region in the hologram product.
前記撮像手段は、強度が高い信号ほど低い増幅率で増幅するような非線形増幅手段を備え、この非線形増幅手段によって、前記反射材領域からの光による信号強度を、前記非反射材領域からの光による信号強度よりも高い増幅率で増幅するようにしたホログラム製品欠陥検出装置。 In the hologram product defect detection device according to claim 4,
The imaging means includes a non-linear amplifying means that amplifies a signal having a higher intensity at a lower amplification factor. By the non-linear amplifying means, the signal intensity due to the light from the reflecting material region is changed to the light from the non-reflecting material region. A hologram product defect detection apparatus that amplifies at a higher amplification factor than the signal intensity of the signal.
被検体であるホログラム製品を検査ローラによって搬送し、
基準とするホログラム製品の前記反射材の反射面側である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、前記検査ローラによって搬送されたホログラム製品に、円筒容器の内側面に配置された検査用光源を用いて検査光を照射し、
前記基準とするホログラム製品から発せられた光のうち、前記法線方向に沿って進む各光を撮像手段によって撮像して、2次元画像データを取得し、
前記2次元画像データに基づいて、前記2次元画像データのうち前記反射材が存在する領域に相当する反射材領域を認識し、更に前記反射材領域のうち前記ホログラム領域に相当する領域を認識し、
被検体であるホログラム製品の前記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、このホログラム製品に検査光を照射し、
前記被検体であるホログラム製品から発せられた光のうち、前記法線方向に沿って進む各光を撮像手段によって撮像して、2次元画像データを取得し、
この2次元画像データと前記基準画像データとを比較することによって、この2次元画像データにおける前記ホログラム領域に相当する部分と、前記非ホログラム領域に相当する部分とを認識し、
前記基準とするホログラム製品の2次元画像データのうち、前記認識されたホログラム領域に相当する領域の2次元画像データと、前記被検体であるホログラム製品の2次元画像データのうち、前記ホログラム領域に相当する領域の2次元画像データとを比較することによって、前記被検体であるホログラム製品のホログラム領域における欠陥有無を判定し、
前記基準とするホログラム製品の2次元画像データのうち、前記ホログラム領域と認識されなかった領域である前記非ホログラム領域に相当する2次元画像データと、前記被検体であるホログラム製品の2次元画像データのうち、前記非ホログラム領域に相当する2次元画像データとを比較することによって、前記被検体であるホログラム製品の非ホログラム領域における欠陥有無を判定し、
前記実質的な表面側全方向とは、前記検査ローラによって搬送されたホログラム製品の表面に対する法線方向に対する最小角h min から最大角h max までの範囲を含み、前記最小角h min は、前記検査光が照射されたホログラム製品から発せられた光のうち、前記法線方向に対する出射角θ 0 の最小値よりも小さく、前記最大角h max は90°以上であり、前記検査光用光源の円筒方向高さHと、前記円筒容器の円筒半径rと、前記出射角θ 0 との間に、H≧r・tan(θ 0 )の関係が成立するようにしたホログラム製品欠陥検出方法。 A method for detecting a defect in a hologram product comprising a hologram area formed by laminating holograms on the reflecting surface side of a reflecting material and a non-hologram area that is an area other than the hologram area,
The hologram product that is the subject is transported by the inspection roller,
It is arranged on the inner surface of the cylindrical container on the hologram product conveyed by the inspection roller from substantially all directions on the surface side excluding the normal direction to the surface that is the reflecting surface side of the reflecting material of the reflecting material of the reference hologram product. Irradiate the inspection light with the inspection light source ,
Of the light emitted from the hologram product as the reference, each light traveling along the normal direction is imaged by an imaging means to obtain two-dimensional image data,
Based on the two-dimensional image data, a reflecting material region corresponding to a region where the reflecting material exists in the two-dimensional image data is recognized, and further, a region corresponding to the hologram region in the reflecting material region is recognized. ,
Irradiate this hologram product with inspection light from substantially all directions on the surface side excluding the normal direction to the surface of the hologram product that is the subject,
Of the light emitted from the hologram product that is the subject, each light traveling along the normal direction is imaged by an imaging means to obtain two-dimensional image data,
By comparing the two-dimensional image data and the reference image data, a portion corresponding to the hologram region and a portion corresponding to the non-hologram region in the two-dimensional image data are recognized,
Of the two-dimensional image data of the hologram product as a reference, the two-dimensional image data of the region corresponding to the recognized hologram region and the two-dimensional image data of the hologram product as the subject are included in the hologram region. By comparing with the two-dimensional image data of the corresponding region, determine the presence or absence of defects in the hologram region of the hologram product that is the subject,
Of the two-dimensional image data of the hologram product as a reference, two-dimensional image data corresponding to the non-hologram region that is a region not recognized as the hologram region, and two-dimensional image data of the hologram product that is the subject Among these, by comparing with the two-dimensional image data corresponding to the non-hologram area, the presence or absence of defects in the non-hologram area of the hologram product as the subject is determined ,
The substantially entire surface side direction includes a range from a minimum angle h min to a maximum angle h max with respect to a normal direction to the surface of the hologram product conveyed by the inspection roller , and the minimum angle h min is Of the light emitted from the hologram product irradiated with the inspection light, the output angle θ 0 is smaller than the minimum value with respect to the normal direction , the maximum angle h max is 90 ° or more, and the inspection light source A hologram product defect detection method in which a relationship of H ≧ r · tan (θ 0 ) is established among the height H in the cylinder direction, the cylinder radius r of the cylindrical container, and the emission angle θ 0 .
前記ホログラム領域に相当する領域を認識する場合は、前記基準とするホログラム製品の2次元画像データにおいて、予め定めた第1の閾値以下の輝度の光が撮像されている領域を、前記反射材が存在する反射材領域と認識し、更に前記反射材領域のうち、予め定めた第2の閾値以上輝度の光が撮像されている領域を前記ホログラム領域と認識し、
前記ホログラム領域に欠陥があるか否かを判定する場合は、前記基準とするホログラム製品の2次元画像データにおいて、前記ホログラム領域に相当する領域に撮像された光の輝度と、前記被検体であるホログラム製品の2次元画像データにおいて、前記ホログラム領域に相当する領域に撮像された光の輝度との差が予め定めた第3の閾値以上である場合には、前記被検体であるホログラム製品のホログラム領域に欠陥があると判定し、前記第3の閾値未満である場合には、欠陥がないと判定し、
前記非ホログラム領域に欠陥があるか否かを判定する場合は、前記基準とするホログラム製品の2次元画像データにおいて、前記非ホログラム領域に相当する領域に撮像された光の輝度と、前記被検体であるホログラム製品の2次元画像データにおいて、前記非ホログラム領域に相当する領域に撮像された光の輝度との差が予め定めた第4の閾値以上である場合には、前記被検体であるホログラム製品の非ホログラム領域に欠陥があると判定し、前記第4の閾値未満である場合には、欠陥がないと判定する
ようにしたホログラム製品欠陥検出方法。 The hologram product defect detection method according to claim 6,
When recognizing an area corresponding to the hologram area, in the two-dimensional image data of the reference hologram product, an area where light having a luminance equal to or lower than a predetermined first threshold is captured by the reflector Recognizing as an existing reflective material region, further recognizing the region of the reflective material region where light having a luminance of a predetermined second threshold or more is captured as the hologram region,
When determining whether or not the hologram area has a defect, in the two-dimensional image data of the reference hologram product, the luminance of light imaged in the area corresponding to the hologram area and the subject In the two-dimensional image data of the hologram product, when the difference from the luminance of the light imaged in the region corresponding to the hologram region is equal to or greater than a predetermined third threshold, the hologram of the hologram product as the subject If the area is determined to be defective, and if it is less than the third threshold, it is determined that there is no defect,
When determining whether or not the non-hologram area has a defect, in the two-dimensional image data of the reference hologram product, the luminance of light imaged in the area corresponding to the non-hologram area, and the subject In the two-dimensional image data of the hologram product, the hologram that is the subject when the difference from the luminance of the light imaged in the region corresponding to the non-hologram region is equal to or greater than a predetermined fourth threshold value A hologram product defect detection method in which it is determined that there is a defect in a non-hologram area of a product, and if it is less than the fourth threshold value, it is determined that there is no defect.
被検体であるホログラム製品を検査ローラによって搬送し、
前記検査ローラによって搬送されたホログラム製品に対して、前記反射材の反射面側である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、円筒容器の内側面に配置された検査用光源を用いて検査光を照射し、
前記検査光が照射されたホログラム製品から発せられた光のうち、前記法線方向に沿って進む各光を撮像手段によって撮像して、2次元画像データを取得し、
前記ホログラム領域と前記非ホログラム領域とが予め識別された、基準とするホログラム製品の2次元画像データと、前記撮像手段によって取得された2次元画像データとを比較することによって、前記被検体であるホログラム製品のホログラム領域、非ホログラム領域における欠陥有無をそれぞれ判定し、
前記実質的な表面側全方向とは、前記検査ローラによって搬送されたホログラム製品の表面に対する法線方向に対する最小角h min から最大角h max までの範囲を含み、前記最小角h min は、前記検査光が照射されたホログラム製品から発せられた光のうち、前記法線方向に対する出射角θ 0 の最小値よりも小さく、前記最大角h max は90°以上であり、前記検査光用光源の円筒方向高さHと、前記円筒容器の円筒半径rと、前記出射角θ 0 との間に、H≧r・tan(θ 0 )の関係が成立するようにしたホログラム製品欠陥検出方法。 A method for detecting a defect in a hologram product comprising a hologram area formed by laminating holograms on the reflecting surface side of a reflecting material and a non-hologram area that is an area other than the hologram area,
The hologram product that is the subject is transported by the inspection roller,
A light source for inspection disposed on the inner surface of the cylindrical container from all directions substantially on the surface side excluding the normal direction to the surface on the reflecting surface side of the reflecting material with respect to the hologram product conveyed by the inspection roller Irradiate the inspection light with
Of the light emitted from the hologram product irradiated with the inspection light, each light traveling along the normal direction is imaged by an imaging means to obtain two-dimensional image data,
The object is obtained by comparing the two-dimensional image data of the hologram product as a reference in which the hologram area and the non-hologram area are identified in advance with the two-dimensional image data acquired by the imaging unit. Determine the presence or absence of defects in the hologram area and non-hologram area of the hologram product ,
The substantially entire surface side direction includes a range from a minimum angle h min to a maximum angle h max with respect to a normal direction to the surface of the hologram product conveyed by the inspection roller , and the minimum angle h min is Of the light emitted from the hologram product irradiated with the inspection light, the output angle θ 0 is smaller than the minimum value with respect to the normal direction , the maximum angle h max is 90 ° or more, and the inspection light source A hologram product defect detection method in which a relationship of H ≧ r · tan (θ 0 ) is established among the height H in the cylinder direction, the cylinder radius r of the cylindrical container, and the emission angle θ 0 .
前記撮像手段は、前記検査光が照射されたホログラム製品から発せられ、前記法線方向に沿って進む各光のうち、前記反射材が存在する領域に相当する反射材領域からの光による信号強度を、前記ホログラム製品のうち前記反射材領域以外の領域である非反射材領域からの光による信号強度よりも高い増幅率で増幅したのちに撮像するようにしたホログラム製品欠陥検出方法。 In the hologram product defect detection method according to any one of claims 6 to 8,
The image pickup means emits light from the hologram product irradiated with the inspection light, and out of each light traveling along the normal direction, signal intensity due to light from a reflective material region corresponding to a region where the reflective material exists A hologram product defect detection method in which image is picked up after amplification at a higher amplification factor than the signal intensity of light from a non-reflective material region other than the reflective material region in the hologram product.
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