印刷面検査装置
【目的】 印刷面の検査を高精度に行うことができる印刷面検査装置を提供する。
【構成】 直管形蛍光灯８ａ〜８ｄからの光がハーフミラー７を介してＣＤ３に正面から照射され、丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃからの光がＣＤ３に斜めから照射される。直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃの駆動は図示しないコントローラによって検査対象の印刷面の種類に応じて決定される。このようにＣＤ３に光が照射された状態で、ＣＣＤカメラ４によってＣＤ３の表面が撮像され、この撮像結果に基づいて、ＣＤ３の印刷面の適否が判断される。
【構成】 直管形蛍光灯８ａ〜８ｄからの光がハーフミラー７を介してＣＤ３に正面から照射され、丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃからの光がＣＤ３に斜めから照射される。直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃの駆動は図示しないコントローラによって検査対象の印刷面の種類に応じて決定される。このようにＣＤ３に光が照射された状態で、ＣＣＤカメラ４によってＣＤ３の表面が撮像され、この撮像結果に基づいて、ＣＤ３の印刷面の適否が判断される。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、印刷用インクを用いてカラー印刷されたＣＤ（Compact Disk) のレーベルやテレフォンカードなどのカラー印刷面の適否を高精度に検査する印刷面検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ＣＤの表面には、通常、アルミ蒸着などで形成され光を全反射する金属膜の上に薄い表面コーティング膜が形成してある。ＣＤでは、この表面コーティング膜の膜厚が薄いため、光に対してモアレが発生する。ＣＤの製造過程では、ＣＤの表面にメーカ名やタイトルなどのレーベルが多色印刷され、印刷後に、目視や検査装置などによって、その印刷を適否を判断している。検査装置は、照明装置からの光をＣＤの表面に照射し、その反射光に応じた画像をＣＣＤカラーエリアカメラを用いて撮像し、この撮像結果を用いて、ＣＤの表面の印刷の適否を検査する。
【０００３】この検査を高精度に行うためには、ＣＤ印刷面全体に色ムラが生じなく、丸形蛍光灯の電極による照度ムラが少なく、鮮明な映像を得ることができるように照明装置からの光をＣＤ表面に照射する必要がある。
【０００４】従来では、散乱した白色蛍光灯をハーフミラーで反射させてＣＤに照射したり、カメラ横に丸形蛍光灯および散乱板を設置することで、ＣＤの照射する光量の増大、照度ムラの低減およびカメラに不要な像が映し出されることの防止を図っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した従来の印刷面検査装置では、ＣＤの表面に照射される光の均一性が不十分であった。また、蛍光灯の電極の部分が影となって撮像されることがあった。さらに、ＣＤ表面の金属膜に外部からの光が照射され、金属膜の上にモアレが生じたり、ＣＤの真上に位置する物の像がＣＤの表面で反射されレンズに写り込んでしまうことがあった。そのため、従来の印刷面検査装置では、検査精度の信頼性が低いといった問題があった。このような問題は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやテレフォンカードの多色印刷面を検査する場合にも同様に生じていた。
【０００６】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされ、印刷面の検査を高精度に行うことができる印刷面検査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した従来技術の問題点を解決し、上述した目的を達成するために、本発明の印刷面検査装置は、検査対象となる印刷面を持つ物品を保持する保持手段と、前記保持された物品の印刷面を撮像する撮像手段と、中空部を有するリング状をしており、その中空部を介して前記撮像手段による前記印刷面の撮像が行われ、前記保持された物品の印刷面に対して斜めから光を照射するように、前記印刷面の正面に位置するリング状の第１の発光手段と、前記撮像手段と前記保持手段に保持された物品の前記印刷面とを結ぶ線に対して所定の角度だけ傾斜して、前記第１の発光手段と前記撮像手段との間に設けられたハーフミラーと、射出した光を前記ハーフミラーで反射させて前記保持された物品の印刷面に正面から照射する第２の発光手段と、前記撮像手段の撮像結果を処理する処理手段とを有する。
【０００８】また、本発明の印刷面検査装置は、前記第２の発光手段は、前記撮像手段と前記保持された物品の印刷面とを結ぶ線に沿って所定間隔で位置する複数のリング状の発光部を有することが好ましいい。
【０００９】また、本発明の印刷面検査装置は、前記印刷面の種類に応じて、前記第１の発光手段および前記第２の発光手段の駆動の有無を制御する制御手段をさらに有することが好ましい。
【００１０】また、本発明の印刷面検査装置は、前記第２の発光手段の前記複数の発光部は、相互に電極が所定角度だけずれて位置するように配置してあることが好ましい。
【００１１】また、本発明の印刷面検査装置は、前記第１の発光手段および前記第２の発光手段の少なくとも一方が、前記撮像手段において用いられる同期信号の周波数とは、異なる高周波数を用いて駆動されることが好ましい。
【００１２】さらに、本発明の印刷面検査装置は、前記処理手段は、前記撮像結果である被検査用画像および予め用意された基準画像を微分した微分画像をそれぞれ生成し、これらの微分画像を用いて、前記被検査用画像と前記基準画像との差異に相当する画像を生成することが好ましい。
【００１３】
【作用】本発明の印刷面検査装置では、検査対象となる印刷面が撮像手段に向かい合うように保持手段によって物品が保持される。そして、印刷面の種類に応じて制御手段からの制御によって、第１の発光手段および第２の発光手段のいずれか一方あるいは双方が駆動される。前記第１の発光手段からの光は、前記印刷面に対して斜めから照射される。また、前記第２の発光手段からの光は、ハーフミラーによって反射され、前記印刷面に対して正面から照射される。
【００１４】このように前記第１の発光手段および第２の発光手段によって前記印刷面に光が照射された状態で、前記ハーフミラーおよび前記第１の発光手段の中空部を介して、撮像手段によって前記印刷面が撮像される。この撮像結果は処理手段に出力され、この撮像結果に基づいて処理手段において前記印刷面の適否が検査される。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例に係わるＣＤ印刷面検査装置について説明する。図１は、本実施例に係わるＣＤ印刷面検査装置１の構成図である。図１に示すＣＤ印刷面検査装置１は、ＣＤの表面に印刷によって形成された表示の良否判断のための装置である。図１に示すように、ＣＤ印刷面検査装置１は、ＣＤ３を搭載するＣＤ搭載台２の図中略真上にＣＣＤカメラ４を備えた構成になっている。ＣＤ搭載台２は、ＣＤ３を保持した状態でＣＣＤカメラ４の撮像範囲内にＣＤ３の印刷面を含む表面の一部を入れ、順次自動的に回転することで、ＣＤ３の表面全体をＣＣＤカメラ４の撮像範囲に入れる。ＣＣＤカメラ４としては、例えば３板式カラーＣＣＤカメラが用いられる。このように、ＣＣＤカメラ４として３板式カラーＣＣＤを用いることで、単板式ＣＣＤカメラを用いる場合に比べて、映像の分解能を高め高精度な検査を行うことができる。
【００１６】ＣＣＤカメラ４の図中下方には、例えば焦点距離が約２５ｍｍのレンズ５が装着してある。また、ＣＣＤカメラ４とレンズ５との間には、例えば約２００ｍｍ（縦）×約２００ｍｍ（横）の黒板６が固定してある。このように黒板６を設けることで、ＣＤ３の表面に形成された金属膜から不要な反射光がＣＣＤカメラ４に入射するのを防止している。レンズ５の先端からＣＤ３までの距離Ａは、約６５０ｍｍである。
【００１７】レンズ５の図中下方には、透過反射率が５０：５０で、２００ｍｍ（縦）×３００ｍｍ（横）の平板状のハーフミラー７が設けてある。ハーフミラー７の図中左側には、例えば直管形で演色ＡＡＡの１０Ｗの直管形蛍光灯８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ一列に、紙面に垂直な方向に向かって配置してある。直管形蛍光灯８ａ〜８ｄの相互間の距離は、ＣＤ３に対しての照度が均一になるように、例えば約５０ｍｍになっている。直管形蛍光灯８ａ〜８ｄの図中左側には、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄからの光をＣＤ３に対して効率的に集光するように表面をアルミコートした光反射板９がそれぞれ設けてある。
【００１８】直管形蛍光灯８ａ〜８ｄとハーフミラー７との間には、光透過性の乳白色のアクリル板１０が設けてある。このように、アクリル板１０を設けることで、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄからの光が散乱している場合でも、均一な光をハーフミラー７を介してＣＤ３に照射でき、ＣＤ３の表面に照度ムラが生じることを抑制できる。
【００１９】ハーフミラー７は、ＣＣＤカメラ４とＣＤ３との結ぶ線に対して約４５度だけ傾斜して位置し、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄからの光をアクリル板１０を介して入射し、これを反射してＣＤ３に対して正面から照射する。また、ＣＣＤカメラ４は、ハーフミラー７を介してＣＤ３の表面を撮像する。
【００２０】ハーフミラー７の図中右側には、ハーフミラー７側に凹凸面１１ａを有する黒板１１が設けてある。黒板１１の凹凸面１１ａは、ハーフミラー７を透過した直管形蛍光灯８ａ〜８ｄからの光を反射せずに吸収する機能を持つ。
【００２１】ハーフミラー７、アクリル板１０および黒板１１の下方には、リング状の丸形蛍光灯１３ａ，１３ｂ，１３ｄが、その中心がＣＤ搭載台２に載置されたＣＤ３の中心の真上に位置するように、図中鉛直方向に例えば１００ｍｍ間隔で設けてある。丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃは、その相互間で、電極部の位置が一定の向きに１２０度ずつずれて位置するように配置してある。このように、丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃを配置することで、ＣＤ３に照射される光の輝度が電極部による影響で部分的に暗くなり、ＣＤ３に電極部に対応した影が生じることを抑制できる。丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃとしては、例えば内径２４１ｍｍ、出力３２Ｗのものを用いる。
【００２２】丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃの内側には、円筒形の乳白色のアクリル板１２を、その中心がＣＤ搭載台２に載置されたＣＤ３の中心の真上に位置するように配置する。丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃの外側には、丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃからの光を効率良くＣＤ３に照射するために、内面をアルミコートした円筒形の反射板１４が設けてある。尚、図１において、Ｂは２００ｍｍ、Ｃは７０ｍｍ、Ｄは３５０ｍｍである。
【００２３】図１に示すＣＤ印刷面検査装置１では、ＣＣＤカメラ４でＣＤ３の画像を撮像するときに、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃの駆動周波数とＣＣＤカメラ４の同期信号周波数とが一致しないように、図２に示すように、高周波数インバータである蛍光灯インバータ２０によって、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃを駆動する。
【００２４】図２に示すように、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃを駆動する蛍光灯インバータ２０は、それぞれインターフェース２１を介して外部コントローラ２２に接続してある。インターフェース２１は、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃの駆動、すなわちオン／オフを制御する。また、外部コントローラ２２も、インターフェース２１を介して、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃの駆動を制御できる。
【００２５】インターフェース２１または外部コントローラ２２は、以下に示すように、検査対象となるレーベルの印刷の種類に応じて、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃの駆動を制御する。ＣＤ３のアルミ蒸着による金属膜の上に一色のインクで印刷されたレーベルを検査する場合には、インターフェース２１または外部コントローラ２２は、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄのみを駆動し、丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃは駆動しない。これによって、インクが形成されていない金属膜の表面とインクの部分との境界（エッジ）が強調された鮮明な映像を得ることができる。
【００２６】ＣＤ３の金属膜の上に印刷部分が多くあり、しかも、２色以上のインクを用いて印刷されたレーベルを検査する場合には、インターフェース２１および外部コントローラ２２は、丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃのみを駆動し、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄは駆動しない。これによって、各色のインクの境界（エッジ）が強調された映像を得ることができる。これは、前述したように丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃが図中鉛直方向に所定の間隔をおいて配置してあることから、丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃからＣＤ３の各色のインクの境界に照射される光の角度が丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃ相互間で異なり、境界部が強調され鮮明になるためである。
【００２７】ＣＤ３の金属膜の全面にがインクで印刷され、しかも、多くの色（５色程度）のインクで印刷されたレーベルを検査する場合には、インターフェース２１および外部コントローラ２２は、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃの双方を駆動する。これは、ＣＤ３の金属膜の上に多くの色が印刷されている場合には、各色のインクが相互に重なりあって境界（エッジ）がはっきりで映し出されないことがあるため、インクに正面から光を照射しその反射光を直接映像として取り込める直管形蛍光灯８ａ〜８ｄと、インクの境界を強調できる丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃとの双方を用いれば、鮮明な画像を得ることができるためである。
【００２８】図１に示すＣＤ印刷面検査装置１の動作について説明する。検査対象となる印刷が形成された表面がＣＣＤカメラ４と向かい合うようにＣＤ３がＣＤ搭載台２に搭載される。そして、図２に示すインターフェース２１または外部コントローラ２２による印刷面の種類に応じた制御に基づいて、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃが駆動され、ＣＤ３の表面に光が照射される。このようにＣＤ３の表面に光が照射された状態で、ＣＣＤカメラ４によって、ＣＤ３の表面が順に撮像される。すなわち、ＣＤ搭載台２が回転し、この回転に応じて搭載したＣＤ３の表面全体がＣＣＤカメラ４の撮像範囲に順に入れられ、各回転位置におけるＣＤ３の画像が図示しないコンピュータに順に出力される。このコンピュータでは、ＣＣＤカメラ４からの入力画像について以下に示すような処理が行われる。
【００２９】図３は、コンピュータにおいて、図１に示すＣＣＤカメラ４から入力したＣＤ３の表面の画像を用いて行う処理を説明するための図である。コンピュータは、図３に示すように、図１に示すＣＣＤカメラ４からの入力画像３０に対してハイパスフィルタ処理による微分計算を行い、画像の輪郭を強調した微分画像３１を生成する。このような微分画像３１を用いて後述する検査処理を行うことで、ＣＤ３の印刷面に生じる特徴的な虹色の模様および照明のバラツキと輝度変化の影響を少なくできる。
【００３０】次に、コンピュータは、入力画像３０に対して行う微分処理と同じ微分処理を予め行ったマスタ画像３７と微分画像３１とを加算処理して加算画像３２を生成する。また、微分画像３１からマスタ画像３７を減算処理して減算画像３８を生成する。
【００３１】次に、コンピュータは、減算画像３８から加算画像３２を減算処理して演算画像３３を生成する。このとき、横軸を画素の濃度とし、縦軸を発生頻度とした場合に、演算画像３３のヒストグラムは図４に示すようになる。図４に示すヒストグラムでは、微分画像３１の画素のうちマスタ画像３７の画素と異なる画素は、濃度が０〜６４レベルの間に分布し、±０レベル付近には不安定な背景によるデータが分布してその上限は一定になる。従って、濃度が１０〜６０レベル位の間に一致レベルのしきい値をおくことにより、効果的な印刷面の欠陥判定が可能になる。上述したしきい値を設定して演算画像３３の２値化を行うことで２値化画像３４が生成され、この２値化画像３４を用いてＣＤ３に形成された印刷面の適否が一定の基準で判断される。
【００３２】次に、コンピュータは、欠陥の密度が高い部分を抽出するために、２値化画像３４を平均化処理して平均化画像３５を生成し、その後、所定のしきい値で２値化処理をさらに行い２値化画像３６を生成する。このように平均化処理および２値化処理を行うことで、孤立点などのノイズの影響を効果的に抑制できる。これらのステップは、ローパスフィルタ処理に相当する。
【００３３】本発明は、上述した実施例に限定されない。例えば、上述した実施例では、ＣＤの表面に形成された印刷面の適否を検査する場合について例示したが、本発明は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやテレフォンカードの多色印刷面を検査する場合にも適用できる。
【００３４】
【発明の効果】本発明の印刷面検査装置によれば、検査対象となる印刷面に対して光を均一に照射することができる。そのため、撮像手段は印刷面について鮮明な画像を得ることができ、その撮像結果に基づいて高精度な検査を行うことができる。また、本発明の印刷面検査装置によれば、印刷面の種類に応じて、適切な照明状態を選択できる。その結果、印刷面を高精度に検査できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係わるＣＤ印刷面検査装置の構成図である。
【図２】図１に示す直管形蛍光灯および丸形蛍光灯の駆動回路を説明するための図である。
【図３】コンピュータにおいて、図１に示すＣＣＤカメラから入力したＣＤの表面の画像を用いて行う処理を説明するための図である。
【図４】図３に示す演算画像のヒストグラムである。
【符号の説明】
１… ＣＤ印刷面検査装置
２… ＣＤ搭載台
３… ＣＤ
４… ＣＣＤカメラ
５… レンズ
６… 黒板
７… ハーフミラー
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ… 直管形蛍光灯
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ… 丸形蛍光灯
１４… 反射板
３０… 入力画像
３１… 微分画像
３２… 加算画像
３３… 演算画像
３４… ２値化画像
３５… 平均化画像
３６… ２値化画像
３７… マスタ画像
３８… 減算画像
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、印刷用インクを用いてカラー印刷されたＣＤ（Compact Disk) のレーベルやテレフォンカードなどのカラー印刷面の適否を高精度に検査する印刷面検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ＣＤの表面には、通常、アルミ蒸着などで形成され光を全反射する金属膜の上に薄い表面コーティング膜が形成してある。ＣＤでは、この表面コーティング膜の膜厚が薄いため、光に対してモアレが発生する。ＣＤの製造過程では、ＣＤの表面にメーカ名やタイトルなどのレーベルが多色印刷され、印刷後に、目視や検査装置などによって、その印刷を適否を判断している。検査装置は、照明装置からの光をＣＤの表面に照射し、その反射光に応じた画像をＣＣＤカラーエリアカメラを用いて撮像し、この撮像結果を用いて、ＣＤの表面の印刷の適否を検査する。
【０００３】この検査を高精度に行うためには、ＣＤ印刷面全体に色ムラが生じなく、丸形蛍光灯の電極による照度ムラが少なく、鮮明な映像を得ることができるように照明装置からの光をＣＤ表面に照射する必要がある。
【０００４】従来では、散乱した白色蛍光灯をハーフミラーで反射させてＣＤに照射したり、カメラ横に丸形蛍光灯および散乱板を設置することで、ＣＤの照射する光量の増大、照度ムラの低減およびカメラに不要な像が映し出されることの防止を図っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した従来の印刷面検査装置では、ＣＤの表面に照射される光の均一性が不十分であった。また、蛍光灯の電極の部分が影となって撮像されることがあった。さらに、ＣＤ表面の金属膜に外部からの光が照射され、金属膜の上にモアレが生じたり、ＣＤの真上に位置する物の像がＣＤの表面で反射されレンズに写り込んでしまうことがあった。そのため、従来の印刷面検査装置では、検査精度の信頼性が低いといった問題があった。このような問題は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやテレフォンカードの多色印刷面を検査する場合にも同様に生じていた。
【０００６】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされ、印刷面の検査を高精度に行うことができる印刷面検査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した従来技術の問題点を解決し、上述した目的を達成するために、本発明の印刷面検査装置は、検査対象となる印刷面を持つ物品を保持する保持手段と、前記保持された物品の印刷面を撮像する撮像手段と、中空部を有するリング状をしており、その中空部を介して前記撮像手段による前記印刷面の撮像が行われ、前記保持された物品の印刷面に対して斜めから光を照射するように、前記印刷面の正面に位置するリング状の第１の発光手段と、前記撮像手段と前記保持手段に保持された物品の前記印刷面とを結ぶ線に対して所定の角度だけ傾斜して、前記第１の発光手段と前記撮像手段との間に設けられたハーフミラーと、射出した光を前記ハーフミラーで反射させて前記保持された物品の印刷面に正面から照射する第２の発光手段と、前記撮像手段の撮像結果を処理する処理手段とを有する。
【０００８】また、本発明の印刷面検査装置は、前記第２の発光手段は、前記撮像手段と前記保持された物品の印刷面とを結ぶ線に沿って所定間隔で位置する複数のリング状の発光部を有することが好ましいい。
【０００９】また、本発明の印刷面検査装置は、前記印刷面の種類に応じて、前記第１の発光手段および前記第２の発光手段の駆動の有無を制御する制御手段をさらに有することが好ましい。
【００１０】また、本発明の印刷面検査装置は、前記第２の発光手段の前記複数の発光部は、相互に電極が所定角度だけずれて位置するように配置してあることが好ましい。
【００１１】また、本発明の印刷面検査装置は、前記第１の発光手段および前記第２の発光手段の少なくとも一方が、前記撮像手段において用いられる同期信号の周波数とは、異なる高周波数を用いて駆動されることが好ましい。
【００１２】さらに、本発明の印刷面検査装置は、前記処理手段は、前記撮像結果である被検査用画像および予め用意された基準画像を微分した微分画像をそれぞれ生成し、これらの微分画像を用いて、前記被検査用画像と前記基準画像との差異に相当する画像を生成することが好ましい。
【００１３】
【作用】本発明の印刷面検査装置では、検査対象となる印刷面が撮像手段に向かい合うように保持手段によって物品が保持される。そして、印刷面の種類に応じて制御手段からの制御によって、第１の発光手段および第２の発光手段のいずれか一方あるいは双方が駆動される。前記第１の発光手段からの光は、前記印刷面に対して斜めから照射される。また、前記第２の発光手段からの光は、ハーフミラーによって反射され、前記印刷面に対して正面から照射される。
【００１４】このように前記第１の発光手段および第２の発光手段によって前記印刷面に光が照射された状態で、前記ハーフミラーおよび前記第１の発光手段の中空部を介して、撮像手段によって前記印刷面が撮像される。この撮像結果は処理手段に出力され、この撮像結果に基づいて処理手段において前記印刷面の適否が検査される。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例に係わるＣＤ印刷面検査装置について説明する。図１は、本実施例に係わるＣＤ印刷面検査装置１の構成図である。図１に示すＣＤ印刷面検査装置１は、ＣＤの表面に印刷によって形成された表示の良否判断のための装置である。図１に示すように、ＣＤ印刷面検査装置１は、ＣＤ３を搭載するＣＤ搭載台２の図中略真上にＣＣＤカメラ４を備えた構成になっている。ＣＤ搭載台２は、ＣＤ３を保持した状態でＣＣＤカメラ４の撮像範囲内にＣＤ３の印刷面を含む表面の一部を入れ、順次自動的に回転することで、ＣＤ３の表面全体をＣＣＤカメラ４の撮像範囲に入れる。ＣＣＤカメラ４としては、例えば３板式カラーＣＣＤカメラが用いられる。このように、ＣＣＤカメラ４として３板式カラーＣＣＤを用いることで、単板式ＣＣＤカメラを用いる場合に比べて、映像の分解能を高め高精度な検査を行うことができる。
【００１６】ＣＣＤカメラ４の図中下方には、例えば焦点距離が約２５ｍｍのレンズ５が装着してある。また、ＣＣＤカメラ４とレンズ５との間には、例えば約２００ｍｍ（縦）×約２００ｍｍ（横）の黒板６が固定してある。このように黒板６を設けることで、ＣＤ３の表面に形成された金属膜から不要な反射光がＣＣＤカメラ４に入射するのを防止している。レンズ５の先端からＣＤ３までの距離Ａは、約６５０ｍｍである。
【００１７】レンズ５の図中下方には、透過反射率が５０：５０で、２００ｍｍ（縦）×３００ｍｍ（横）の平板状のハーフミラー７が設けてある。ハーフミラー７の図中左側には、例えば直管形で演色ＡＡＡの１０Ｗの直管形蛍光灯８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ一列に、紙面に垂直な方向に向かって配置してある。直管形蛍光灯８ａ〜８ｄの相互間の距離は、ＣＤ３に対しての照度が均一になるように、例えば約５０ｍｍになっている。直管形蛍光灯８ａ〜８ｄの図中左側には、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄからの光をＣＤ３に対して効率的に集光するように表面をアルミコートした光反射板９がそれぞれ設けてある。
【００１８】直管形蛍光灯８ａ〜８ｄとハーフミラー７との間には、光透過性の乳白色のアクリル板１０が設けてある。このように、アクリル板１０を設けることで、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄからの光が散乱している場合でも、均一な光をハーフミラー７を介してＣＤ３に照射でき、ＣＤ３の表面に照度ムラが生じることを抑制できる。
【００１９】ハーフミラー７は、ＣＣＤカメラ４とＣＤ３との結ぶ線に対して約４５度だけ傾斜して位置し、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄからの光をアクリル板１０を介して入射し、これを反射してＣＤ３に対して正面から照射する。また、ＣＣＤカメラ４は、ハーフミラー７を介してＣＤ３の表面を撮像する。
【００２０】ハーフミラー７の図中右側には、ハーフミラー７側に凹凸面１１ａを有する黒板１１が設けてある。黒板１１の凹凸面１１ａは、ハーフミラー７を透過した直管形蛍光灯８ａ〜８ｄからの光を反射せずに吸収する機能を持つ。
【００２１】ハーフミラー７、アクリル板１０および黒板１１の下方には、リング状の丸形蛍光灯１３ａ，１３ｂ，１３ｄが、その中心がＣＤ搭載台２に載置されたＣＤ３の中心の真上に位置するように、図中鉛直方向に例えば１００ｍｍ間隔で設けてある。丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃは、その相互間で、電極部の位置が一定の向きに１２０度ずつずれて位置するように配置してある。このように、丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃを配置することで、ＣＤ３に照射される光の輝度が電極部による影響で部分的に暗くなり、ＣＤ３に電極部に対応した影が生じることを抑制できる。丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃとしては、例えば内径２４１ｍｍ、出力３２Ｗのものを用いる。
【００２２】丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃの内側には、円筒形の乳白色のアクリル板１２を、その中心がＣＤ搭載台２に載置されたＣＤ３の中心の真上に位置するように配置する。丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃの外側には、丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃからの光を効率良くＣＤ３に照射するために、内面をアルミコートした円筒形の反射板１４が設けてある。尚、図１において、Ｂは２００ｍｍ、Ｃは７０ｍｍ、Ｄは３５０ｍｍである。
【００２３】図１に示すＣＤ印刷面検査装置１では、ＣＣＤカメラ４でＣＤ３の画像を撮像するときに、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃの駆動周波数とＣＣＤカメラ４の同期信号周波数とが一致しないように、図２に示すように、高周波数インバータである蛍光灯インバータ２０によって、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃを駆動する。
【００２４】図２に示すように、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃを駆動する蛍光灯インバータ２０は、それぞれインターフェース２１を介して外部コントローラ２２に接続してある。インターフェース２１は、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃの駆動、すなわちオン／オフを制御する。また、外部コントローラ２２も、インターフェース２１を介して、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃの駆動を制御できる。
【００２５】インターフェース２１または外部コントローラ２２は、以下に示すように、検査対象となるレーベルの印刷の種類に応じて、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃの駆動を制御する。ＣＤ３のアルミ蒸着による金属膜の上に一色のインクで印刷されたレーベルを検査する場合には、インターフェース２１または外部コントローラ２２は、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄのみを駆動し、丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃは駆動しない。これによって、インクが形成されていない金属膜の表面とインクの部分との境界（エッジ）が強調された鮮明な映像を得ることができる。
【００２６】ＣＤ３の金属膜の上に印刷部分が多くあり、しかも、２色以上のインクを用いて印刷されたレーベルを検査する場合には、インターフェース２１および外部コントローラ２２は、丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃのみを駆動し、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄは駆動しない。これによって、各色のインクの境界（エッジ）が強調された映像を得ることができる。これは、前述したように丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃが図中鉛直方向に所定の間隔をおいて配置してあることから、丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃからＣＤ３の各色のインクの境界に照射される光の角度が丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃ相互間で異なり、境界部が強調され鮮明になるためである。
【００２７】ＣＤ３の金属膜の全面にがインクで印刷され、しかも、多くの色（５色程度）のインクで印刷されたレーベルを検査する場合には、インターフェース２１および外部コントローラ２２は、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃの双方を駆動する。これは、ＣＤ３の金属膜の上に多くの色が印刷されている場合には、各色のインクが相互に重なりあって境界（エッジ）がはっきりで映し出されないことがあるため、インクに正面から光を照射しその反射光を直接映像として取り込める直管形蛍光灯８ａ〜８ｄと、インクの境界を強調できる丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃとの双方を用いれば、鮮明な画像を得ることができるためである。
【００２８】図１に示すＣＤ印刷面検査装置１の動作について説明する。検査対象となる印刷が形成された表面がＣＣＤカメラ４と向かい合うようにＣＤ３がＣＤ搭載台２に搭載される。そして、図２に示すインターフェース２１または外部コントローラ２２による印刷面の種類に応じた制御に基づいて、直管形蛍光灯８ａ〜８ｄおよび丸形蛍光灯１３ａ〜１３ｃが駆動され、ＣＤ３の表面に光が照射される。このようにＣＤ３の表面に光が照射された状態で、ＣＣＤカメラ４によって、ＣＤ３の表面が順に撮像される。すなわち、ＣＤ搭載台２が回転し、この回転に応じて搭載したＣＤ３の表面全体がＣＣＤカメラ４の撮像範囲に順に入れられ、各回転位置におけるＣＤ３の画像が図示しないコンピュータに順に出力される。このコンピュータでは、ＣＣＤカメラ４からの入力画像について以下に示すような処理が行われる。
【００２９】図３は、コンピュータにおいて、図１に示すＣＣＤカメラ４から入力したＣＤ３の表面の画像を用いて行う処理を説明するための図である。コンピュータは、図３に示すように、図１に示すＣＣＤカメラ４からの入力画像３０に対してハイパスフィルタ処理による微分計算を行い、画像の輪郭を強調した微分画像３１を生成する。このような微分画像３１を用いて後述する検査処理を行うことで、ＣＤ３の印刷面に生じる特徴的な虹色の模様および照明のバラツキと輝度変化の影響を少なくできる。
【００３０】次に、コンピュータは、入力画像３０に対して行う微分処理と同じ微分処理を予め行ったマスタ画像３７と微分画像３１とを加算処理して加算画像３２を生成する。また、微分画像３１からマスタ画像３７を減算処理して減算画像３８を生成する。
【００３１】次に、コンピュータは、減算画像３８から加算画像３２を減算処理して演算画像３３を生成する。このとき、横軸を画素の濃度とし、縦軸を発生頻度とした場合に、演算画像３３のヒストグラムは図４に示すようになる。図４に示すヒストグラムでは、微分画像３１の画素のうちマスタ画像３７の画素と異なる画素は、濃度が０〜６４レベルの間に分布し、±０レベル付近には不安定な背景によるデータが分布してその上限は一定になる。従って、濃度が１０〜６０レベル位の間に一致レベルのしきい値をおくことにより、効果的な印刷面の欠陥判定が可能になる。上述したしきい値を設定して演算画像３３の２値化を行うことで２値化画像３４が生成され、この２値化画像３４を用いてＣＤ３に形成された印刷面の適否が一定の基準で判断される。
【００３２】次に、コンピュータは、欠陥の密度が高い部分を抽出するために、２値化画像３４を平均化処理して平均化画像３５を生成し、その後、所定のしきい値で２値化処理をさらに行い２値化画像３６を生成する。このように平均化処理および２値化処理を行うことで、孤立点などのノイズの影響を効果的に抑制できる。これらのステップは、ローパスフィルタ処理に相当する。
【００３３】本発明は、上述した実施例に限定されない。例えば、上述した実施例では、ＣＤの表面に形成された印刷面の適否を検査する場合について例示したが、本発明は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやテレフォンカードの多色印刷面を検査する場合にも適用できる。
【００３４】
【発明の効果】本発明の印刷面検査装置によれば、検査対象となる印刷面に対して光を均一に照射することができる。そのため、撮像手段は印刷面について鮮明な画像を得ることができ、その撮像結果に基づいて高精度な検査を行うことができる。また、本発明の印刷面検査装置によれば、印刷面の種類に応じて、適切な照明状態を選択できる。その結果、印刷面を高精度に検査できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係わるＣＤ印刷面検査装置の構成図である。
【図２】図１に示す直管形蛍光灯および丸形蛍光灯の駆動回路を説明するための図である。
【図３】コンピュータにおいて、図１に示すＣＣＤカメラから入力したＣＤの表面の画像を用いて行う処理を説明するための図である。
【図４】図３に示す演算画像のヒストグラムである。
【符号の説明】
１… ＣＤ印刷面検査装置
２… ＣＤ搭載台
３… ＣＤ
４… ＣＣＤカメラ
５… レンズ
６… 黒板
７… ハーフミラー
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ… 直管形蛍光灯
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ… 丸形蛍光灯
１４… 反射板
３０… 入力画像
３１… 微分画像
３２… 加算画像
３３… 演算画像
３４… ２値化画像
３５… 平均化画像
３６… ２値化画像
３７… マスタ画像
３８… 減算画像
【特許請求の範囲】
【請求項１】検査対象となる印刷面を持つ物品を保持する保持手段と、前記保持された物品の印刷面を撮像する撮像手段と、中空部を有するリング状をしており、その中空部を介して前記撮像手段による前記印刷面の撮像が行われ、前記保持された物品の印刷面に対して斜めから光を照射するように、前記印刷面の正面に位置するリング状の第１の発光手段と、前記撮像手段と前記保持手段に保持された物品の前記印刷面とを結ぶ線に対して所定の角度だけ傾斜して、前記第１の発光手段と前記撮像手段との間に設けられたハーフミラーと、射出した光を前記ハーフミラーで反射させて前記保持された物品の印刷面に正面から照射する第２の発光手段と、前記撮像手段の撮像結果を処理する処理手段とを有する印刷面検査装置。
【請求項２】前記第２の発光手段は、前記撮像手段と前記保持された物品の印刷面とを結ぶ線に沿って所定間隔で位置する複数のリング状の発光部を有する請求項１に記載の印刷面検査装置。
【請求項３】前記印刷面の種類に応じて、前記第１の発光手段および前記第２の発光手段の駆動の有無を制御する制御手段をさらに有する請求項１または２に記載の印刷面検査装置。
【請求項４】前記第２の発光手段の前記複数の発光部は、相互に電極が所定角度だけずれて位置するように配置してある請求項２または３に記載の印刷面検査装置。
【請求項５】前記第１の発光手段および前記第２の発光手段の少なくとも一方が、前記撮像手段において用いられる同期信号の周波数とは、異なる高周波数を用いて駆動される請求項１〜４のいずれかに記載の印刷面検査装置。
【請求項６】前記処理手段は、前記撮像結果である被検査用画像および予め用意された基準画像を微分した微分画像をそれぞれ生成し、これらの微分画像を用いて、前記被検査用画像と前記基準画像との差異に相当する画像を生成する請求項１〜５のいずれかに記載の印刷面検査装置。
【請求項１】検査対象となる印刷面を持つ物品を保持する保持手段と、前記保持された物品の印刷面を撮像する撮像手段と、中空部を有するリング状をしており、その中空部を介して前記撮像手段による前記印刷面の撮像が行われ、前記保持された物品の印刷面に対して斜めから光を照射するように、前記印刷面の正面に位置するリング状の第１の発光手段と、前記撮像手段と前記保持手段に保持された物品の前記印刷面とを結ぶ線に対して所定の角度だけ傾斜して、前記第１の発光手段と前記撮像手段との間に設けられたハーフミラーと、射出した光を前記ハーフミラーで反射させて前記保持された物品の印刷面に正面から照射する第２の発光手段と、前記撮像手段の撮像結果を処理する処理手段とを有する印刷面検査装置。
【請求項２】前記第２の発光手段は、前記撮像手段と前記保持された物品の印刷面とを結ぶ線に沿って所定間隔で位置する複数のリング状の発光部を有する請求項１に記載の印刷面検査装置。
【請求項３】前記印刷面の種類に応じて、前記第１の発光手段および前記第２の発光手段の駆動の有無を制御する制御手段をさらに有する請求項１または２に記載の印刷面検査装置。
【請求項４】前記第２の発光手段の前記複数の発光部は、相互に電極が所定角度だけずれて位置するように配置してある請求項２または３に記載の印刷面検査装置。
【請求項５】前記第１の発光手段および前記第２の発光手段の少なくとも一方が、前記撮像手段において用いられる同期信号の周波数とは、異なる高周波数を用いて駆動される請求項１〜４のいずれかに記載の印刷面検査装置。
【請求項６】前記処理手段は、前記撮像結果である被検査用画像および予め用意された基準画像を微分した微分画像をそれぞれ生成し、これらの微分画像を用いて、前記被検査用画像と前記基準画像との差異に相当する画像を生成する請求項１〜５のいずれかに記載の印刷面検査装置。
【図４】
【図１】
【図３】
【図２】
【図１】
【図３】
【図２】
【公開番号】特開平８−２３３７４９
【公開日】平成８年（１９９６）９月１３日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平７−６１８９９
【出願日】平成７年（１９９５）２月２４日
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【公開日】平成８年（１９９６）９月１３日
【国際特許分類】
【出願日】平成７年（１９９５）２月２４日
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
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