WO2011055432A1

WO2011055432A1 - ワーク検査装置

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Publication number: WO2011055432A1
Application number: PCT/JP2009/068842
Authority: WO
Inventors: 裕三中塩屋; 好孝氷上
Original assignee: ダックエンジニアリング株式会社
Priority date: 2009-11-04
Filing date: 2009-11-04
Publication date: 2011-05-12
Also published as: JP5755144B2; JPWO2011055432A1; CN102597751A

Abstract

【課題】ホログラム等の金属箔を付したワークを高精度かつ高速度で検査可能なワーク検査装置を提供することを目的とする。【解決手段】搬送路２を搬送されるワーク３を照明装置で照明し、照明されたワーク３の検査領域３ａを撮像手段５で撮像するものであり、側断面視が部分円形で搬送路２の搬送方向に直交するワーク幅方向に延びるドーム状の反射部材７を検査領域３ａを覆うように設けるとともに、その外側に該反射部材７のワーク幅方向に延びるスリット状の隙間８ａ，８ｂ，９を通じて、搬送路側方から見て複数の方向から反射部材７の内側に照明光を入射する複数の照明手段６ａ，６ｂ，６ｃを複数の位置にそれぞれ設け、同じく反射部材７の外側に該反射部材７のワーク幅方向に延びるスリット状の隙間（隙間９）を通じて検査領域３ａを撮像する撮像手段５を設けた。

Description

ワーク検査装置

　本発明は、金属箔等の光沢を有するシート状のワークを検査するための検査装置に関するものであり、特にホログラムが付されたワークの検査にも好適に使用できる検査装置に関するものである。

　海賊版防止のために真正品に付されるセキュリティラベルや、ＩＣカード、日本国紙幣などには、真正品か偽造品かを特定するためのホログラムが付されている。このように真正品であることを証明するためのホログラムは、所定の照明光の入射角度や視線の角度等によって所定のデザインがホログラフィー効果によって表示されるものである。

　また、近年ではホログラムを、真正品の証明のために使用するだけでなく、装飾性を高める目的で書籍の表紙や包装箱などに付されている。このように装飾性を高めるためのホログラムは、真正品であることを証明するためのホログラムと異なり、見た目の豪華さが重要とされ、照明光の入射角度と視線の角度を同一にしても同じデザインのホログラフィーが表示されないものが多い。

　このようなホログラムが付されたワークを検査できる検査装置としては、従来、内部光源がワークの幅方向にわたり被検査面に向き合うように配設されるとともに、前記内部光源からの光を反射する反射鏡を設け、この反射鏡に形成された撮影隙間を通してワークの被検査面を撮影する撮影手段を設けてなるワーク検査装置が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。

　反射鏡は、搬送路側方から見た断面形状が楕円形の一部を欠く形状で、楕円形の第１の焦点がワークの被検査面上に位置し、第２の焦点に前記内部光源を配設し、第１の焦点と第２の焦点とを結ぶ直線が、前記ワークの被検査面の第１の焦点における法線に対して前方又は後方に傾斜しており、前記内部光源は全方向に光を放射し、放射光の一部はワークの被検査面上の第１の焦点に向けて照射され、他の放射光は反射鏡で反射し該第１の焦点に向けて照射している。また、撮影手段は、内部光源から第１焦点に向けた直接放射光の正反射光を捕捉するとともに、反射鏡によって反射された乱反射光も捕捉可能とし、撮影された画像に基づいて、傷や欠けやインキ飛び等の不良箇所を検出するものである。

　但し、従来のワーク検査装置において、セキュリティラベルやＩＣカード、紙幣等のワークに付されているホログラム領域をより高精度に検査するためには、ホログラム領域以外の領域を検査する検査工程と、ホログラム領域のみの検査工程とを分けて行なう必要があった。
特開２００５－１８８９２９号公報

　また、上記特許文献１記載のワーク検査装置は、搬送路側方から見た断面形状が楕円形状の反射鏡内部に、ほぼ全方向に光を照射する内部光源を設けることにより、光源からの直接光と反射鏡からの反射光とでバランス良く検査領域を照明することができるものであり、従って、内部光源には蛍光ランプやハロゲンランプ等のような全方向照明可能な光源が用いられる。一方、近年においては、蛍光ランプやハロゲンランプに比べて消費電力が低く、長寿命なＬＥＤ（発光ダイオード）等を光源として使用することが望まれている。

　しかしながら、このようなＬＥＤ等を特許文献１記載の検査装置の内部光源として使用すると、全方向照明が困難であり、光源からの直接光と反射鏡からの反射光との光量のバランスを取ることも非常に困難であるため、ホログラム領域がそのホログラフィー効果によってワーク毎に異なった色に撮像されてしまう。つまり、ホログラム領域の検査精度を上げようとすると、殆どのワークで不良箇所が存在すると判定されてしまうこととなる。このため、ＬＥＤ等を内部照明に使用するのであれば、ホログラム領域の検査精度を低くしなければならないが、検査精度が低いと本来検出されるべき傷や欠け、インキ飛び等の不良箇所も十分に検出できなくなり、このような不良箇所が存在したワークも良品として出荷されてしまうことになる。よって、従来からＬＥＤ等のように全方向照明が困難な照明手段を用いた場合でもホログラフィー効果を抑えることができ、ホログラム領域の検査を高精度に行なうことが可能なワーク検査装置が望まれていた。

　また、従来のように、ホログラム以外の領域の検査工程とホログラム領域の検査工程とを分けて検査すると、複数の検査工程が必要となり、検査速度（効率）が低下してしまう。特に、装飾性向上のためにホログラムが付されている書籍や包装箱等においても、ホログラムを付していない印刷物等と同程度の検査速度および検査精度が求められる。

　本発明は、係る問題に鑑み、ホログラム等の金属箔を付したワークを高精度かつ高速度で検査可能なワーク検査装置を提供することを目的とする。

　すなわち本発明は、検査領域を覆うように設けられ、該検査領域に臨む内面で光を反射する反射部材と、該反射部材の外側に配置され、該反射部材の壁を透過して、又は該反射部材の隙間を通じて、該反射部材の内側に照明光を入射する照明手段と、前記反射部材の外側に配置され、該反射部材の隙間を通じて、前記検査領域を撮像する撮像手段とを備え、前記照明手段により入射され、且つ前記反射部材の内面で反射された多方向からの光により前記検査領域を照射し、該検査領域を前記撮像手段で撮像するワーク検査装置を構成した（請求項１）。

　ここで、前記照明手段、及び前記反射部材の入射用の隙間の位置関係を、該照明手段の出力光が前記反射部材の内面で反射される前に前記検査領域に入射することがないように設定したものが好ましい（請求項２）。

　また、前記反射部材の内面が、前記隙間及び検査領域側の端部を除いて、角部のない凹曲面、又は凹曲面と平坦面の組み合わせよりなるものが好ましい（請求項３）。

　更に、前記照明手段と該照明手段の照明光を入射するための前記隙間との間、又は該隙間内に、当該出力光を散光する散光部材を設けたものが好ましい（請求項４）。

　また、前記照明手段を、前記撮像手段により検査領域を撮像するための前記隙間と同じ隙間を通じて、反射部材の内側に照明光を入射するように配置したものが好ましい（請求項５）。

　特に、前記撮像手段の光軸上に、前記照明手段からの出力光を反射して前記隙間に導くハーフミラーを配置してなるものが好ましい（請求項６）。

　また、前記反射部材の壁自体を光透過性の散光部材で構成し、前記照明手段の出力光を該壁を透過させて反射部材の内側に入射してなるものが好ましい（請求項７）。

　以上にしてなる本発明に係るワーク検査装置によれば、反射部材の外側に配置された照明手段から光を入射し、反射部材の内面で反射される多方向からの光により検査領域を照射して撮像するので、全方向照明が困難なＬＥＤ等の照明手段を用いる場合においても、全方向から均一な光量の光を検査領域に照射することができ、ホログラムのホログラフィー効果を低下させて高精度な検査を行なうことが可能となる。このホログラム領域の検査では、ワーク表面の光の反射もあって反射部材内部の光量が均一化され、高精度な検査が可能となるのである。また、本発明はホログラム領域の検査にのみ有益なものではなく、ホログラム領域外の検査でも精度の高い検査ができる。つまり、ホログラム領域とホログラム領域外の検査を同時に精度良く行うことができる。

　加えて、本発明によればホログラム表面におけるホログラフィー効果を低下させることができるので、検査領域の法線に対する光軸の角度が変わってもホログラム表面の明暗の変化が少なく、撮像手段の設置位置が制限されない点で設計上の自由度が向上するメリットもある。更に、ホログラムの種類が異なっても、検査領域の法線に対する光軸の角度の変化によるホログラム表面の明暗の変化も少なく検査精度に殆ど影響しないことから、ホログラムの種類毎に撮像手段の設置位置を変える必要も無く、効率よく各種ホログラムの検査を行なうことができる。

　また、照明手段及び反射部材の入射用の隙間の位置関係を、該照明手段の出力光が前記反射部材の内面で反射される前に前記検査領域に入射することがないように設定したので、隙間の角部での光量変化の影響がワーク面に生じることが防止され、光の光量の均一性が維持される。

　また、反射部材の内面が、隙間及び検査領域側の端部を除いて角部のない凹曲面、又は該凹曲面と平坦面の組み合わせとしたので、当該角部により光の光量が不均一化することを防止し、光量の均一性が維持される。

　また、照明手段と該照明手段の照明光を入射するための隙間との間、又は該隙間内に、当該出力光を散光する散光部材を設けたので、より均一な光量の光で検査領域を全方向から照明でき、上記ホログラフィー効果をより低減させ、光の光量の均一性が維持される。

　また、照明手段を、撮像手段により検査領域を撮像するための隙間と同じ隙間を通じて、反射部材の内側に照明光を入射するように配置したので、当該撮像用の隙間の部分で光が反射されないことによる光量の変化を防止し、光の光量の均一性が維持される。

　また、前記撮像手段の光軸上に、前記照明手段からの出力光を反射して前記隙間に導くハーフミラーを配置したので、照明手段の位置を撮像手段の位置から離して撮像の邪魔にならない自由な位置に設定できる。

　また、反射部材の壁自体を光透過性の散光部材で構成し、照明手段の出力光を該壁を透過させて反射部材の内側に入射してなるので、隙間を通じて光を入射するものに比べて照明手段の位置などを比較的自由に設定することができ、設計上の自由度が向上する。

代表的実施形態に係るワーク検査装置の側断面図。図１に示したワーク検査装置の正面図。（ａ）は２本の蛍光ランプで照明したホログラム画像、（ｂ）はワーク検査装置を用いたホログラム画像。各レベル値の差分のグラフ。ブランクの説明図。他の実施例のワーク検査装置の側断面図。他の実施例のワーク検査装置の側断面図。反射部材の壁面が散光するワーク検査装置の側断面図。他の実施例のワーク検査装置の側断面図。

　１　ワーク検査装置
　２　搬送路
　３　ワーク
　３ａ　検査領域
　５　撮像手段
　５ａ　光軸
　６ａ，６ｂ，６ｃ　照明手段
　７　反射部材
　７ａ　反射面
　８，８ａ，８ｂ　隙間
　９　隙間
　１０　散光部材
　１１　ハーフミラー
　１３ａ，１３ｂ　光軸
　１４ａ，１４ｂ　光束
　１５　差分値
　１６　差分値
　１７　ブランク
　１８　折り目
　１９　ホログラム
　２０　文字
　２１　ミラー
　７０　平坦面
　７１　凹曲面

　次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

　図１は、本発明の代表的実施形態に係るワーク検査装置の断面図である。ワーク検査装置１は、搬送路２を搬送されるワーク３を照明装置で照明し、照明されたワーク３の検査領域を撮像手段５で撮像するものであり、本発明では、側断面視で部分円形で搬送路２の搬送方向に直交するワーク幅方向に延びるドーム状の反射部材７が検査領域３ａを覆うように設けられるとともに、その外側に該反射部材７のワーク幅方向に延びるスリット状の隙間８ａ，８ｂ，９を通じて、搬送路側方から見て複数の方向から反射部材７の内側に照明光を入射する複数の照明手段６ａ，６ｂ，６ｃが複数の位置にそれぞれ設けられ、同じく反射部材７の外側に該反射部材７のワーク幅方向に延びるスリット状の隙間（隙間９）を通じて検査領域３ａを撮像する撮像手段５が設けられている。

　反射部材７は、検査領域３ａに臨む内面を反射面７ａとした部材であり、外側の照明手段６ａ，６ｂ，６ｃから入射されて反射面７ａで反射された多方向からの光により検査領域３ａを均一な光量で照射し、これを撮像手段５で撮像する。このような構成により、照明手段６にＬＥＤ等を用いた場合でも均一な光量の光を検査領域３ａに照射することができ、従って、ホログラムのホログラフィー効果を低下させ高精度な検査を行なうことができるのである。

　ワーク３は、本例では枚葉紙や連続紙等にインキによる印刷やホログラムが付着されたものであり、搬送路２上を連続して搬送され、撮像手段５により被検査面の画像が撮像される。以下の実施形態では、ワーク３としてホログラムが付着された枚葉紙について説明するが、枚葉紙以外の連続紙等であっても良いし、紙製のもの以外に合成樹脂製、金属製、木製等であっても良い。また、ホログラムが付着しているものに限定されるものではなく、ホログラフィー効果の無い金属箔が付着していても良いし、ホログラムや金属箔が付着していないインキのみの印刷物であっても良い。

　また、図１に示すように平坦な搬送路２上に搬送されたワーク３を撮像しても良いし、胴上を搬送されているワーク３を撮像するなど、その他、種々の位置でワークを撮像できる。撮像手段５は、ＣＣＤカメラやラインセンサ等であり、ワーク３の検査領域３ａを撮像する。この撮像手段５で連続して撮像された画像信号を、図示しない検査制御装置に出力し、ワーク３の検査をする。本例では、図２に示すように搬送路２の搬送方向に直交するワーク幅方向に複数の撮像手段５を配置させてワーク３の検査面を撮像しているが、撮像手段５を１台のみ設けたものでも良い。

　照明手段６は、ＬＥＤ（発光ダイオード）による照明装置である。本例では、照明手段６ａ，６ｂからの光が、それぞれ反射部材７側壁の照明用の隙間８ａ,８ｂを通して反射部材７内に入射している。照明手段６ｃからの光は、撮像用の隙間９を通して反射部材７内に入射している。これら照明手段６は、図２に示すように、幅方向に複数配置されることで幅方向にほぼ一様な光量の光を出力する。ここで、好ましくは搬送方向前方側（下流側）の隙間８ａから入射する光量と、搬送方向後方側（上流側）の隙間８ｂから入射する光量とがほぼ同じ光量となるように照明手段６ａ及び照明手段６ｂからの出力光を制御し、検査領域３ａに全方向から均一な光を照射させる。

　照明手段６は、本例では白色光を出力する白色ＬＥＤの光源から構成されるが、赤外光を出力する赤外ＬＥＤや、紫外光を出力する紫外ＬＥＤ等の光源を含ませても良い。特に、蛍光インキを使用したワークの検査には、紫外ＬＥＤを含めることが好ましい。また、ＬＥＤに限定されるものでなく蛍光ランプやハロゲンランプ等であっても良いが、ＬＥＤは周囲の温度変化による光量変化が殆ど無いため、安定した光量を得られるというメリットだけでなく、蛍光ランプに比べて長寿命であり、使用時間による光量変化も少ないため、各照明手段６の光量調整の手間を少なくできる点で好ましい。

　照明手段６と隙間８との間、照明手段６と隙間９との間には、それぞれ照明手段６からの出力光を散光するための散光部材１０が設けられ、反射部材７内に散乱光が入射される。散光部材１０は、各照明手段６毎に散光部材を対応させて設けても良いが、図１に示すように、１つの散光部材１０ｂが、照明手段６ｂと照明手段６ｃとからの出力光をそれぞれ散光させても良い。

　尚、散光部材１０を設ける位置として説明した前記照明手段と各隙間との「間」の位置とは、照明手段が設けられた位置と各隙間が設けられた位置とを結ぶ直線上の「間」の位置に限定されるものではなく、図１の例のように、照明手段から出力された光がハーフミラー１１に向かい、反射して撮像用の隙間９に至る場合のように、照明手段から各隙間まで光が進むその途中の位置であればすべて上記「間」の位置に含まれる。図１では散光部材１０が照明手段６と隙間８との間に設けられているが、隙間８内や、反射部材７内部に散光部材１０を設けても良い。

　散光部材１０は、トレーシングペーパーのような紙製のものや、透明な板部材にインキの塗布や表面研磨等を行った合成樹脂製やガラス製のものが好適に用いられる。蛍光ランプのように照明手段６自身が散光性を有している場合には散光部材１０を省略すれば良いが、散光部材１０を設けて蛍光ランプからの出力光を更に散光させて反射部材７に入射しても良い。

　反射部材７の内側の反射面７ａは、白色インキを塗布したり、反射部材７自身を白色の材より構成することにより白色に構成し、各隙間から入射した光を該反射面７ａで反射させ、この反射光によって検査領域３ａのワーク３を照明する。尚、この反射面７ａをつや消し処理をし、散光性能を高めることが好ましい。

　反射部材７の内部空間は、図１に示すように断面形状がほぼ円柱の一部を欠いた形状で、その軸心が前記幅方向とほぼ平行となるように配置されている。すなわち、その内面の反射面７ａは、隙間８ａ，８ｂ，９を除き、角部のない凹曲面とされている。ただし、内部空間の形状は、円柱の一部を欠いた形状以外の形状であっても良い。照明用の隙間８を形成している隙間内側端面は、反射面７ａと同様に白色に構成され、照明手段６からの出力光を該内面で反射し、反射部材７に入射可能としている。

　撮像用の隙間９は、撮像手段５が検査領域３ａを撮像するための隙間であり、反射部材７の壁面と撮像手段５の光軸５ａとが交わる位置に設けられる。撮像用の隙間９を形成している内側端面は、反射面７ａと同様に白色に構成される。撮像用の隙間９からは、照明手段６からの出力光が反射部材７内に入射する。本例ではハーフミラー１１での反射光を撮像用の隙間９を通して検査領域３ａに照射しているが、ハーフミラー１１を用いることなく撮像用の隙間９に光を入射しても良い。

　ハーフミラー１１は、図１に示すように、撮像手段５の光軸５ａ上に設けられ、検査領域からの光の一部を透過させるとともに、照明手段６ｃからの出力光を反射させ、撮像用の隙間９に入射させる。このように、撮像用の隙間９を通して、反射部材７内に照明手段６ｃからの出力光を入射することで、反射部材７の撮像用の隙間９部分における反射光の不足を補うことができ、検査領域３ａに対して全方向からほぼ均一な光を照射することができる。

　撮像手段５とハーフミラー１１は、図１に示すように、撮像手段５の光軸５ａが検査領域３ａの法線に対して所定の角度を有するように配置している。これによって、照明手段６ｃからハーフミラー１１を介して入射する光の正反射光が撮像手段５に入射しないようにしている。その他の例として、図６や図７に示すように、撮像手段５の光軸５ａが検査領域３ａの法線と一致するように、撮像手段５とハーフミラー１１を配置しても良い。

　照明用の隙間８ａ、８ｂを通った光束１４ａ、１４ｂは、反射部材７内面の反射面７ａで反射される前に検査領域３ａに直接入射することがないように（検査領域３ａを直接照明することがないように）、反射部材７内面の反射面７ａに照射される。また、図１に示すように、光束１４ａの光軸１３ａは、搬送方向に対して上向きに光が入射される。更に、搬送方向前方側からの光軸１３ａの搬送方向に対する上方向への傾斜角と、搬送方向後方からの光軸１３ｂの搬送方向に対する上方向への傾斜角とをほぼ同じ角度となるように設定することにより、検査領域３ａにほぼ全方向から間接的に散光した光を均一に当てることができる。

　次に、幅方向に延び、ほぼ平行に配置した２本の蛍光ランプで照明した場合（条件１）のホログラム画像と、図１及び図２で示した本発明のワーク検査装置１で照明した場合（条件２）のホログラム画像とを比較する。図３（ａ）は２本の蛍光ランプで照明した場合（条件１）のホログラム画像であり、図３（ｂ）は本発明のワーク検査装置１で照明した場合（条件２）のホログラム画像である。以下に示す表１は図３の計測点ａ～ｋにおける撮像画像のＲ（Ｒｅｄ）Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）Ｂ（Ｂｌｕｅ）のレベル値であり、表２は表１に隣接する位置のＲＧＢの差分値である。図４は、表２の差分値のグラフである。なお、レベル値は、０～２５５の２５６段階である。

　表１に示すように、条件１におけるＲの最大レベル値は「２２２」、最小レベル値は「１０６」、レベル値差は「１１６」である。条件１におけるＧの最大レベル値は「２２３」、最小レベル値は「１１１」、レベル値差は「１１２」である。条件１におけるＢの最大レベル値は「２１１」、最小レベル値は「１３９」、レベル値差は「７２」である。一方、条件２におけるＲの最大レベル値は「１５０」、最小レベル値は「１３５」、レベル値差は「１５」である。条件２におけるＧの最大レベル値は「１６０」、最小レベル値は「１４６」、レベル値差は「１４」である。

　条件２におけるＢの最大レベル値は「１５６」、最小レベル値は「１５１」、レベル値差は「５」である。また、図４に示すように、条件１における差分値１５（１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ）に比べて条件２における差分値１６（１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）の方が差分値の数値幅が小さい。つまり、本発明のワーク検査装置１によってホログラムを照明した画像は、測定位置の違いによる色変化が少なく、ホログラムのホログラフィー効果を低下させることができる。

　より詳述すると、通常の照明では検査領域３ａに照射する光の方向性が均一でないため、ホログラム表面における回折効果により同一箇所であっても、ワーク毎に異なった画像しか得られず、ホログラム領域の検査精度を高めたときには、本来は良品と判定されるべきワークも不良品と判定される。また、ホログラム領域の検査精度を落としたときには、ホログラム領域に傷や欠けやインキ飛びなど不良箇所があっても良品と判定することになる。

　一方、本発明のワーク検査装置１であれば、ホログラム表面における回折効果を低下させることができ、ホログラム領域の検査精度を高めることができる。また、本発明のワーク検査装置１は、ホログラム効果のない金属箔に関しても、照明する光の方向性が均一なので、該金属箔部分での反射光のムラがなく、検査精度の高い検査ができる。当然のことながら、ホログラムや金属箔を付したワーク３に限定するものでなく、インキのみの印刷物の検査装置としても使用できる。

　また、通常の照明でホログラムを照明した場合、検査領域３ａに照射する光の方向性が均一でないため、検査領域３ａの法線に対する光軸５ａの角度が変わるとホログラム表面の明暗も変化するため、ホログラム表面が明るく見える角度に撮像手段５を設置しなければならず、撮像手段５の設置位置が制限されるという不都合な点もあった。更に、ホログラムの種類が異なると、ホログラム表面が明るく見える角度が異なるため、ホログラムの種類毎に撮像手段５を設置する位置を変えなければならないといった不都合な点もあった。

　一方、本発明のワーク検査装置１であれば、ホログラム表面における回折効果を低下させることができ、検査領域３ａの法線に対する光軸５ａの角度が変わってもホログラム表面の明暗の変化も少なく撮像手段５の設置位置が制限されない。更に、ホログラムの種類が異なっても、検査領域３ａの法線に対する光軸５ａの角度の変化によるホログラム表面の明暗の変化も少なく検査精度に殆ど影響しないので、ホログラムの種類毎に撮像手段５の設置位置を変える必要性も無い。更に、本発明のワーク検査装置１であれば、全方向照明が困難なＬＥＤ等の照明を用いることができる。

　次に、図５に示す包装箱のブランク１７の検査を行う場合を例に挙げて、本発明のワーク検査装置１の効果を説明する。

　包装箱のブランク１７は、ホログラム１９を付しているとともに、文字２０が印刷されている。更に、ブランク１７は、木枠によって打ち抜かれた際に折り目１８が付けられる。この折り目１８は、木枠によりブランク１７が押しつけられて窪んでいる。このようなブランク１７の検査速度は、製品によって様々であるが１分間に約３００～１２００枚程度となる。つまり、ブランク１７を位置決めして撮像するのではなく、位置決めすることなく連続して搬送されているブランク１７を撮像し、撮像された画像を検査制御装置でマスタ画像と比較し、良否判定する。従って、ホログラム領域とホログラム領域外を同時に検査することができ、検査時間を短縮できる。

　従来からの検査装置でブランク１７を検査した場合、方向性に偏りがある光で検査領域３ａを照明して撮像するので、ブランク１７の同一箇所を同じ照明条件で撮像することは不可能である。従って、撮像された画像はブランク毎にホログラム１９が異なった色となり、ホログラム領域の色の違いに基づいて殆どのブランクが不良品となる。仮に、ホログラム領域の検査精度を低くすると、ホログラム１９に生じた傷やゴミ等を検出できないため、不良品が良品に混入する可能性が高い。

　これに対し、本発明のワーク検査装置１は、検査領域３ａを全方向から均一な光で照明して撮像するため、図３，４に示すようにホログラフィー効果に影響することなくホログラム１９に生じた傷やゴミ等の不良箇所の検出を高精度に行うことができる。更に、検査領域３ａを全方向から均一な光で照明しているので、ブランク１７の折り目１８における光量変化を防止でき、折り目１８の検査精度も高めることができる。

　図６は、本発明のワーク検査装置１の他の実施形態である。反射部材７の内部空間は、図１の例と同様、ほぼ円柱の一部を欠いた形状でその軸心が前記幅方向とほぼ平行に形成され、断面形状は円形の一部を欠いた形状をし、その前後両端部に上記ミラー２１ａがそれぞれ延設されている。また、前後の隙間８ａ，８ｂを塞ぐように外面に散光部材１０ａ，１０ｂが被覆され、反射部材７と一体で構成されている。反射部材７に対して搬送方向前後に位置する照明手段６ａから搬送方向後方斜め下に向けて出力された出力光は、ミラー２１ａにて斜め上方に向けて反射され、散光部材１０ａで散光し、照明用の隙間８ａを通って反射部材７内に入射している。同様に、反射部材７に対して搬送方向後方に位置する照明手段６ｂから搬送方向前方斜め下に向けて出力された出力光は、ミラー２１ｂにて斜め上方に反射され、散光部材１０ｂで散光し、照明用の隙間８ｂを通って反射部材７内に入射している。

　照明用の隙間８ａ，８ｂを通って入射された光は、反射部材７の反射面７ａに照射され、この反射面７ａにて反射した反射光で検査領域３ａを照明する。また、照明手段６ｃから出力された出力光は、散光部材１０ｃによって散光される。散光された光の一部は、ハーフミラー１１によって撮像用の隙間９を通って反射部材７内に入射し、検査領域３ａを照明する。図６に示すワーク検査装置１も、図１で示したように、検査領域３ａを全方向からほぼ均一な光で照明できる点で好適な例である。

　図７は、本発明に係る更に他の実施形態を示している。反射部材７の内部空間の形状を半円状とし、その反射面７ａは白色となっている。反射部材７の前方に照明手段６ａを設け、後方に照明手段６ｂを設け、それぞれ反射部材７との間に散光部材１０ａ，１０ｂが設けられている。また、照明手段６ｂの上方には反射部材７の上方に設けたハーフミラー１１に向けて光を照射する照明手段６ｃが設けられ、該照明手段６ｃとハーフミラー１１との間に前記散光部材１０ｂの上部が介装される。すなわち本例では、照明手段６ｂ、６ｃの散光部材１０ｂを共通のものとして一体構成している。そして、散光部材１０ａ，１０ｂによって散光された照明手段６ａ，６ｂからの出力光を、照明用の隙間８ａ，８ｂを通して、反射部材７の反射面７ａに照射し、反射面７ａでの反射光で検査領域３ａを照明することで、該検査領域３ａを全方向からほぼ均一な光で照明できる。尚、図６又は図７の例では、撮像手段５を光軸５ａが検査領域３ａの法線とほぼ一致するように配置しているが、撮像手段５の光軸５ａと検査領域３ａの法線とが所定の角度を有するように配置しても良い。

　図８は、本発明に係る更に他の実施形態を示しており、反射部材７の壁自体を光透過性の散光部材で構成し、外部に配置された複数の照明手段６ｄの出力光を該壁を透過させて反射部材７の内側に入射する。つまり、反射部材７が散光部材としての機能を備えている。この反射部材７は、上述したようにトレーシングペーパーのような紙製のものや、透明な板部材にインキを塗布や表面研磨等を行った合成樹脂製やガラス製等のものである。照明手段６ｄは、本例では蛍光ランプとしているが、図１で示したようにＬＥＤであっても良い。

　反射部材７には、撮像用の隙間９が設けられている。そして、照明手段６ｃからの出力光は、散光部材１０ｃによって散光され、散光された光はハーフミラー１１によって反射し、撮像用の隙間９を通して反射部材７内に入射し、検査領域３ａを照明する。更に、当該撮像用の隙間９を通して、撮像手段５が検査領域３ａを撮像する。このように、反射部材７を散光部材にて構成し、照明用の隙間を設けることなく、反射部材７の壁面で散光させて、検査領域３ａを全方向からほぼ均一な光で照明すれば、照明手段６ｄの位置を自由に設計できる。

　図９は、本発明に係る更に他の実施形態を示しており、反射面７ａが凹曲面７１と平坦面７０を組み合わせた複合的な面とされ、反射面７ａ内側の内部空間の大きさを上記他の実施形態よりもコンパクト化している。このようなコンパクト化により、内部に入射された光が反射面７ａ及びワーク表面に繰り返し反射して検査領域３ａを照明する光量が大きくなり（光路長が短くなり内部散乱が多く光量の密度が大きく明るくなる）、均一性も維持されることから照明手段６ｂが一方向のみでもホログラムのホログラフィー効果を低下させ高精度な検査を行なうことが可能となる。

　照明用の隙間８ｂを通った光束１４ｂは、検査領域３ａを直接照明することがないように、反射面７ａに照射され、その光軸１３ａは、搬送方向に対して上向きに光が入射されている。したがって、隙間８ｂの角部による光量変化がワーク面に影響することが防止され、光の光量の均一性が維持される。本例では、散光部材が無く、しかも搬送路側方から見た一方向からの照明６ｂだけで均一で十分な光量が得られ、高精度な検査を行なうことができることから、コストダウンを図ることが可能な構造である。

　本例では、反射部材７の内面が隙間８以外すべて反射面として構成しているが、本発明はこれに何ら限定されず、一部に黒幕を設ける等して非反射部を設けてもよい。このような非反射部を設けることにより、ホログラムが付されたワークにエンボス等の凹凸形状がある場合に当該形状の検査もできるようになる。また、隙間及び該隙間を介して検査領域を直接照射する照明手段を設けることにより、同様に凹凸形状を検査できるようにしてもよい。そして、このような非反射部は黒幕を着脱可能に設けるなどして反射面としての機能と非反射面としての機能を切り替え可能に構成することが好ましい。これにより、まず黒幕を外した状態で検査領域のホログラフィー効果を確実に低下させて高精度に印刷等の状態を検査した後、黒幕を付けて同じ検査領域の凹凸形状を検査することができる。直接照射の照明手段についてもオン／オフ切り替えすることで同様の検査を行なうことが可能である。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

Claims

　検査領域を覆うように設けられ、該検査領域に臨む内面で光を反射する反射部材と、
　該反射部材の外側に配置され、該反射部材の壁を透過して、又は該反射部材の隙間を通じて、該反射部材の内側に照明光を入射する照明手段と、
　前記反射部材の外側に配置され、該反射部材の隙間を通じて、前記検査領域を撮像する撮像手段とを備え、
　前記照明手段により入射され、且つ前記反射部材の内面で反射された多方向からの光により前記検査領域を照射し、該検査領域を前記撮像手段で撮像するワーク検査装置。
　前記照明手段、及び前記反射部材の入射用の隙間の位置関係を、該照明手段の出力光が前記反射部材の内面で反射される前に前記検査領域に入射することがないように設定した請求項１記載のワーク検査装置。
　前記反射部材の内面が、前記隙間及び検査領域側の端部を除いて、角部のない凹曲面、又は凹曲面と平坦面の組み合わせよりなる請求項１又は２記載のワーク検査装置。
　前記照明手段と該照明手段の照明光を入射するための前記隙間との間、又は該隙間内に、当該出力光を散光する散光部材を設けた請求項１～３の何れか１項に記載のワーク検査装置。
　前記照明手段を、前記撮像手段により検査領域を撮像するための前記隙間と同じ隙間を通じて、反射部材の内側に照明光を入射するように配置した請求項１～４の何れか１項に記載のワーク検査装置。
　前記撮像手段の光軸上に、前記照明手段からの出力光を反射して前記隙間に導くハーフミラーを配置してなる請求項５記載のワーク検査装置。
　前記反射部材の壁自体を光透過性の散光部材で構成し、前記照明手段の出力光を該壁を透過させて反射部材の内側に入射してなる請求項１～６の何れか１項に記載のワーク検査装置。