説明

OVD画像検査方法及び画像検査装置並びに検査ビューア

【課題】 搬送系におけるOVDのバタツキ、うねりによるあばれやOVDの若干の位置のあばれに影響を受けず、安定したOVDの欠陥検査を可能とするOVD画像検査方法及び画像検査装置を提供する。また、併せて、OVD検査ビューアを提供する。
【解決手段】 OVDを検査する検査装置であって、OVDとして形成される画像の中の少なくとも1つの特定画像を発現させるように設計した特定の観察角度に対応して設計された、少なくとも1つの光源と、前記光源からの照射により発現させた前記少なくとも1つの特定画像を撮像する撮像部と、前記撮像した少なくとも1つの特定画像を、検査内容に応じて画像処理をする情報解析部と、を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、OVD画像検査方法及び画像検査装置並びに検査ビューアに関する。特に、OVD原版、OVD及び該OVDが基材上に形成されたOVDを検査するものである。
【背景技術】
【0002】
OVD(Optically Variable Device)は、レリーフ状の回折格子に金属を蒸着した箔のことで、立体画像の顕出やカラーシフトといった独特な光学的変化機能を持つものであり、近年、これらのOVDは、偽造防止効果を高めるために、たとえば、キャッシュカード、クレジットカード、預金通帳、金券、銀行券などにおいて利用されている。また、これらの製品の中には、より高度な偽造防止技術として、多重回折格子と呼ばれる複数の微細な回折格子を複雑に構成したOVDであって、入射角度によって回折される光波長が異なる複数の図柄が組込まれているものも利用されている。OVDは、これらの製品において、真正であることを保証する要素であるため、OVDの全数について徹底した品質管理が求められている。
【0003】
OVDを付与した製品の製造は、転写や圧着によって、シートタイプやパッチタイプあるいは、スレッドタイプのOVD箔やOVDシートをカードや紙等の基材に付与することによって行われている。
【0004】
これらのOVDを付与した製品の製造時には、基材への転写不良、機械の調整不良等により、OVDにピンホールや欠け、しわ、折れ、浮き上がり、汚れ、傷等の欠陥が生じることがある。これらの検査は、品質管理として重要な項目であり、このような欠陥のある製品は、不良品として、除去しなければならないが、OVDの回折格子は、光の波長と入射角度の依存性により僅かな入射角度の変化で観察される模様や色が変わるため、品質検査が難しかった。
【0005】
また、上記の基材への転写不良等ではなく、これらの製品の製造時に使用するOVD箔やOVDシート自体に図柄のエンボス不良、材料不良、蒸着不良、ピンホール等の欠陥がある場合には、基材にOVDを付与した後に品質検査を行い、欠陥のある製品として除去するよりも、OVDを付与する前にOVD箔やOVDシートの品質検査を行って欠陥を検出することがコスト削減の面から求められている。
【0006】
従来より、ホログラムの検査は、ホログラムの図柄全体を特定の光源を用いて照射することで得られる画像を、CCDカメラ等を用いて画像を読み込み、画像認識などで検査する方法が一般的であり、ホログラムのような検査対象物に対して、欠陥があるか否かを検査するために、所定の入射角度で入射された光を反射し干渉させて画像を表示する光パターン検査装置(例えば、特許文献1参照)を用いて検査する方法が提案されている。
【0007】
【特許文献1】特開2002−221496号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、上記記載の検査装置を用いた検査では、光を照射されたことから発現する虹色に呈した再生像をホログラム全体の画像データとして捉えるため、ホログラム全体の検査には適しているが、
これをOVDの検査に用いると、光源を所定の角度でOVD全体に照射し、OVDが回折した光をCCDカメラ等にて読み取るため、読み込んだ画像データが、OVDの回折格子の光の波長と入射角度の依存性により、複数の模様が発現したり、複数の回折格子のそれぞれの回折により、複数の色で発現したり、また、OVDの乱反射した光を捉えた白っぽい鏡面状態の画像であったりと、検査に適する安定な画像データが捉えられないという問題があった。
【0009】
また、OVD箔やOVDシート、OVDが付与されたカード、枚葉紙、巻き取り紙などの被検査物の、搬送中における僅かなバタツキ、うねりや、若干のOVDの位置ずれが原因で、同一OVDを撮像しているのにもかかわらず、CCDカメラ等で撮像された画像データの色、たとえば、赤色、青色、緑色の各色の変化する色濃度が異なり、検査に適した画像データとして得ることが難しかった。
【0010】
上記の例を挙げて詳細に説明する。たとえば、同一OVDに、Aという画像とBという画像が組み込まれているとする。OVDを構成するAとBの画像が発現する色濃度(0〜255段階)において、Aの画像の色濃度が赤色で10段階の変化を生じるあばれのとき、Bの画像の色濃度は、青色で20段階の変化を生じるあばれであるとする。たとえば、1個目のOVDをCCDカメラ等で撮像したときには、Aの画像が赤色(20段階)、Bの画像が青色(30段階)で発現し、2個目のOVDを撮像したときには、Aの画像が赤色(30段階)、Bの画像が緑色(10段階)で発現したとすると、たとえ、若干のあばれであったとしても、撮像した画像全体の色濃度が大きく変化し、検査に適した画像として捉えることが難しかった。それゆえ、前述した、複数の色に発現した画像を検査画像として用いると、それらの複数の色ごとに色濃度変化が異なるため、当該画像の2値化処理後の閾値の設定値の精度を上げることができず、OVDの欠陥(汚れ、穴、傷、欠け、しわ、折れ、図柄のエンボス不良、材料不良、蒸着不良など)の検査精度の低下につながっていた。
【0011】
また、画像を安定して出現させるために光源を複数設置する方式も提案されているが、装置が複雑になるという欠点があった。
【0012】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであり、検査時の搬送系の被検査物の、僅かなバタツキやうねりによるあばれやOVDの若干の位置のあばれに影響を受けず、安定したOVDの欠陥(ピンホールや欠け、しわ、折れ、浮き上がり、汚れ、傷、図柄のエンボス不良、材料不良、蒸着不良など)の検査を可能とするOVD画像検査方法及び画像検査装置並びに検査ビューアを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明は、OVDとして形成される画像の中の少なくとも1つの特定画像を発現させるように設計した特定の観察角度に対応して設計された、少なくとも1つの光源より前記OVDの少なくとも1つの特定画像に照射することによって得られた少なくとも1つの特定画像を抽出することを特徴とする。
【0014】
また、本発明のOVD画像検査方法は、OVDを検査する検査方法であって、OVDとして形成される画像の中の少なくとも1つの特定画像を発現させるように設計した特定の観察角度に対応して設計された、少なくとも1つの光源より前記OVDの少なくとも1つの特定画像に照射し、前記照射により発現させた前記少なくとも1つの特定画像を撮像部で撮像し、前記撮像した少なくとも1つの特定画像を、検査内容に応じて情報解析部で画像処理をして検査することを特徴とする。
【0015】
本発明のOVD画像検査方法において、OVDが、巻き取り、又は枚葉で搬送されて検査するようにしてもよい。
【0016】
また、光源は、特定画像の発現角度により、予め定めた角度に設定することが可能である。
【0017】
また、請求項5の発明は、OVDとして形成される画像を抽出する抽出装置であって、OVDとして形成される画像の中の少なくとも1つの特定画像を発現させるように設計した特定の観察角度に対応して設計された、少なくとも1つの光源を備えることを特徴とする。
【0018】
本発明のOVD画像検査装置は、OVDを検査する検査装置であって、OVDとして形成される画像の中の少なくとも1つの特定画像を発現させるように設計した特定の観察角度に対応して設計された、少なくとも1つの光源と、前記光源からの照射により発現させた前記少なくとも1つの特定画像を撮像する撮像部と、前記撮像した少なくとも1つの特定画像を、検査内容に応じて画像処理をする情報解析部と、を備えることを特徴とする。
【0019】
本発明のOVD画像検査装置において、OVDが、巻き取り、又は枚葉で搬送されながら検査される場合には、タイミングを図るセンサを更に備えるようにしてもよい。
【0020】
また、光源は、特定画像の発現角度により、予め定めた角度に設定することが可能である。
【0021】
本発明のOVD検査ビューアは、OVDとして形成される画像を抽出する抽出装置であって、OVDの周囲を囲むように形成した筒状の支持部材と、前記支持部材の上部に装着したOVDを観察するための1つ以上のレンズと、前記支持部材の側面に、OVDとして形成される画像の中の少なくとも1つの特定画像を発現させるように設計した特定の観察角度に対応して設計された少なくとも1つの照明部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0022】
本発明のOVD画像検査装置を用いてOVDの観察又は検査を行う時に、OVDとして形成される画像の中の少なくとも1つ以上の特定画像に対して、特定の角度で発現する画像のみを対象として観察又は検査を行うために、搬送系の被検査物の、僅かなバタツキやうねりによるあばれや、OVDの若干の位置のあばれ等に起因する画像の変化や色の変化の影響が最小となり、検査の際に不安定要素となっていた画像の変化や色の変化が無くなる、または非常に小さくなるために、OVDの欠陥を安定して精度よく検査を行うことが可能となる。
【0023】
また、本発明のOVD画像検査方法によれば、従来のOVDの検査のように、OVDの図柄全体や、回折格子による模様・色の変化状況を抽出して検査するものではなく、OVD内に含まれる特定の画像を対象として、OVDの設計時の観察角度における特定の画像の特定の色のみを発色させる角度に光源を設置し、それ以外の画像や色を含めないよう、単色としての画像をCCDカメラ等で取り込むので、OVDの精度の良い画像の部分検査として効果が得られる。
【0024】
更に、本発明の検査ビューアを用いれば、OVDのサンプリング等で静止状態で検査する場合でも、品質状態の確認ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
本発明の実施の形態について説明する。本発明での欠陥とは、OVDの製造時やOVDを付与した製品の製造工程で形成されるOVDのピンホールや欠け、しわ、折れ、浮き上がり、汚れ、傷、図柄のエンボス不良、材料不良、蒸着不良などである。
【0026】
本発明の検査用の光源については、蛍光灯やハロゲンランプ、LEDスポット照明等が挙げられる。
【0027】
また、撮像手段には、CCDラインセンサカメラ又はCCDエリアセンサカメラ等が挙げられる。
【0028】
本発明の実施にあたっては、シートタイプやパッチタイプあるいは、スレッドタイプのそれぞれのOVD箔やOVDシートに対して検査が可能であり、これらのOVDや、これらのOVDがカードや紙などの基材に付与されていれば被検査物となる。これらの被検査物としては、巻き取りであっても、枚葉であっても、どのような形態であってもよい。また、OVD原版についても、被検査物となる。
【0029】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
本発明のOVD画像検査装置の特徴は、所定の入射角度で入射された光を反射し干渉させて画像を表示する特定画像に対して光源を設置するものであり、OVDに組込んだ特定画像を1つの光源で、又は複数の光源を用いて、画像が発現する入射角度に対して設置するものである。光源は検査対象となるOVDの測定領域に入射角度(θ)の光源を照射するため、位置調整部で調整され、定めた角度に固定される。
【0030】
図1は、本実施の形態で説明するOVD1の発現画像を示すものである。法線と入射光とのなす角度θ1が、−30度の時に画像1a、0度の時に画像1b、45度の時に画像1c、の3つの画像が発現するように組込んでいる。
【0031】
図2は、OVDの発現画像を観察する状態を示したものである。OVDの発現画像を観察するためには、目視2の場合はOVD1に対して垂直の位置で、また画像検査装置に取り付けたCCDカメラ等3の場合は、OVD1に対して垂直に設置することにより観察される。
【0032】
本実施の形態によるOVD1の画像を構成している回折格子の格子間隔dを、目視2、又は画像検査装置3に取り付けたCCDカメラ等3で観察する場合、照射装置4からの入射光と観察する角度とのなす角がθの時、観察される色波長はλとなり、式1は、この関係を示す式である。
(式) nλ=2dsinθ ・・・・・(1)
θ:入射光と回折光のなす角度
d:空間周波数
n:回折光の次数 ±1、±2・・・
λ:色波長
【0033】
観察される色波長λは、入射光の角度θと格子間隔dに依存しているため、入射角度θを保持したまま観察すれば、目視2、又は画像検査装置のCCDカメラ等3、及び照射装置4はOVD1に対して垂直に設置されていなくても良い。
例えば、15度の角度θをもってこのOVD1を観察したとき、格子間隔d、つまり1ミリあたりの格子本数を約 400本から 600本にすると、式1より400〜700nmの可視域を観察できることがわかる。
【0034】
また、目視による観察距離、又は画像検査装置のCCDカメラ等による撮像距離は、OVD1が観察できるほどの距離に設置すればよい。
【0035】
撮像により得られた画像データは、メモリ内にあらかじめ格納されているOVD基準画像データによるパターンマッチングや、画像処理に代表される比較判定方法や特殊抽出法等によって、撮像されたOVDを含む印刷物画像のデータから品質状態を確認し、判定が行われるが、望ましい画像処理法として、2値化処理を用いる。2値化とは、画像の特徴を解析するために画像から対象物を切り出し、背景と図形を分離するものであり、濃度値を持った濃淡画像から、0と1の2つの値で表す画像に変換することである。この2値化処理により、明るい部分を白、暗い部分を黒とする。撮像した画像データの画像処理として、2値化処理する場合、OVDにピンホールや欠けなどの異常があれば、基準強さの光と異なったものとなり、これを白となるように2値化処理すると、計測して得られる白部分の面積が予め記憶した基準面積より大きくなる。この画像データと基準の画像データを比較することによって、欠陥がすぐに判明するので、OVDの欠陥が容易に判定でき、非常に有用であることがわかる。
【0036】
上記の判定により、閾値の範囲内であれば正常と判定され、閾値の範囲外であれば欠陥と判定され、異常製品として処分される。処分については、公知の様々な技術を適宜利用し、欠陥品を排除すれば良い。
【0037】
このように、本発明は、OVD全体の画像を撮像するのではなく、特定の画像を発現するために、予め決められた照射角度をもって光を照射することで、特定画像を単一の色で発現させることができるので、被検査物がバタツキやうねり等によりあばれたとしても、発現する色が単一の色(たとえば、赤色)であるために色濃度変化量が安定し、2値化処理後の閾値の設定が精度良く設定することが可能となるので、検査精度の向上につながる。
【0038】
(実施例1) 図3は、本発明によるOVD画像検査装置の実施例1を示すものである。OVD画像検査装置5は、撮像部6と、光源7と、情報解析部8と、位置調整部9と、センサ10とを備える。本実施例では、被検査物11を搬送方向12に順次搬送しながら検査を行う実施例である。
【0039】
OVD画像検査装置5の撮像部6はCCD撮像素子を用い、撮像距離は被検査物11から80〜90mm程度離し、撮像角度は被検査物11表面に対し、水平方向0度、垂直方向0度に設定する。光源7はLEDスポット照明で、発現する画像の図柄に対し任意の角度に合わせて使用できるように、位置調整部9により任意の角度に設定が可能であり、被検査物に対して常時照射する。
【0040】
本実施例1で用いるOVDは、図4に示すような3つの図柄が組込まれたOVD13である。所定の入射角度で入射された光を反射し干渉させて画像を表示する特定画像を、法線に対して照射角度θが、入射光−30度の時に14aの図柄、入射光0度の時に14bの図柄、入射光45度の時に14cの図柄の3つが発現するように組込んでいる。
【0041】
OVD13が貼付された被検査物11を搬送方向12に移動させながら、被検査物11のOVD13の表面に光源7より光を照射し、照射光により回折した光を撮像部6で撮像する。本実施例は、1つの光源を用いた例であり、OVD13に組み込んだ3つの図柄のうち発現させる1つの図柄の入射光の角度に対応させて、位置調整部9で光源7の角度を調整する。光源7は、前述したように15度の角度θをもってこのOVD13を観察したとき、400〜700nmの可視域を観察できることがわかっているので、発現する特定画像の組込みにより任意の角度に合わせて用いることができる。
【0042】
搬送状態にある被検査物11に対しては、タイミングを計るセンサ10で、被検査物11が撮像部6の撮像範囲に達した時に、撮像信号を出力し撮像を行う。
【0043】
次に、撮像された画像は、検査内容に応じて情報解析部8で画像処理をして検査するが、本実施例においては、情報解析部8が認識した画像に対して、予め設定した2値化処理を行い、被検査物11に欠陥がないか検査する。検査内容に応じて画像処理の仕方が変わってくるが、例えば、面積管理の場合には2値化処理を、方向性確認の場合にはフーリエ変換処理をして判定するようにする。
【0044】
検査結果に問題がなければそのまま通常の動作状態となるが、何らかの欠陥を発見した場合には、情報解析部8から機械や警告装置に欠陥信号を出力し、機械を停止し、作業者への報知を行う。欠陥信号出力中にも検査を行い、搬送される被検査物11に対しては全数対応する。
【0045】
(実施例2) 図5は、光源を複数設置したOVD画像検査装置の実施例2を示すものである。複数の図柄が組込まれたOVDを検査する場合に、複数の検査図柄に対して対象の数だけ光源を増設して検査すれば、検査精度はより向上する。実施例1では、図4に示す3つの図柄が組込まれたOVD13を貼付した被検査物11を1つの光源で検査した例を示したが、実施例2では、3つの図柄が組込まれたOVD13を2つの光源を用いて検査する実施例を説明する。
【0046】
図5は、3つの図柄が組込まれたOVD13を貼付した被検査物11の3つの図柄のうち、例えば14aと14bの2つの図柄を同時に検査するもので、実施例1と同様に操作を行う。2つの図柄のそれぞれの回折光を撮像部6で撮像し、撮像された画像は14aと14bの2個の図柄の合成画像15として情報解析部8が認識し、その合成画像に対して2値化処理を行い、検査をする。
【0047】
以上の実施例では、搬送系による検査を述べてきたが、本発明はこれに限らず実施可能であり、搬送系に換わる試料台等にOVD原版、又はOVD、OVDを貼付した被検査物等を一枚毎に載置して静止状態で検査してもよい。
【0048】
(実施例3) 図6は、本発明によるOVD検査ビューアの実施例3を示すものである。OVD検査ビューア16は、支持部材17と、観察するための1つ以上のレンズ18と、1つ以上の照明部19a、19b・・・と、各照明部に付けられた切り替えスイッチ20a、20b・・・とからなる。照明部は、OVDとして形成される画像の中の少なくとも1つの特定画像を発現させるように設計した特定の観察角度に対応した角度をもって取り付けられている。
【0049】
被検査体OVD1の上に、OVD検査ビューア16を設置し、レンズ18上からOVD1を観察する。このとき、例えば図1で設計された入射光に相当する個所に、法線に対して照射角度θ2a、θ2bなどをもって、照明部19a、照明部19bなどを設置する。必要に応じて、照明部19aと照明部19bとの照射の切り替えをそれぞれの照明部に付けた切り替えスイッチ20a、20bで行い、もしくは同時照射を行う。
【0050】
以上、説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲である。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】本実施の形態で説明するOVDの発現画像を示す図である。
【図2】本実施の形態で説明するOVDの発現画像を観察する状態を示す図である。
【図3】実施例1のOVD画像検査装置の概略図を示す図である。
【図4】本実施例の3つの図柄が組込まれたOVDを示す図である。
【図5】実施例2のOVD画像検査装置の概略図を示す図である。
【図6】実施例3のOVD検査ビューアを示す図である。
【符号の説明】
【0052】
1 OVD
2 目視位置
3 CCDカメラ
4 照射装置
5 OVD画像検査装置
6 撮像部
7 光源
8 情報解析部
9 位置調整部
10 センサ
11 被検査物
12 搬送方向
13 3つの図柄が組込まれたOVD
14a、14b、14c 図柄が組込まれたOVDの撮像画像
15 合成画像
16 OVD検査ビューア
17 支持部材
18 レンズ
19a、19b 照明部
20a、20b 切り替えスイッチ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
OVDとして形成される画像の中の少なくとも1つの特定画像を発現させるように設計した特定の観察角度に対応して設計された、少なくとも1つの光源より前記OVDの少なくとも1つの特定画像に照射することによって得られた少なくとも1つの特定画像を抽出することを特徴とするOVD画像抽出方法。
【請求項2】
OVDを検査する検査方法であって、
OVDとして形成される画像の中の少なくとも1つの特定画像を発現させるように設計した特定の観察角度に対応して設計された、少なくとも1つの光源より前記OVDの少なくとも1つの特定画像に照射し、
前記照射により発現させた前記少なくとも1つの特定画像を撮像部で撮像し、
前記撮像した少なくとも1つの特定画像を、検査内容に応じて情報解析部で画像処理をして検査することを特徴とするOVD画像検査方法。
【請求項3】
前記OVDが、巻き取り、又は枚葉で搬送されることを特徴とする請求項1又は2記載のOVD画像検査方法。
【請求項4】
前記光源が、前記特定画像の発現角度により、予め定めた角度に設定することが可能な請求項1、2又は3記載のOVD画像検査方法。
【請求項5】
OVDとして形成される画像を抽出する抽出装置であって、
OVDとして形成される画像の中の少なくとも1つの特定画像を発現させるように設計した特定の観察角度に対応して設計された、少なくとも1つの光源を備えることを特徴とするOVD画像抽出装置。
【請求項6】
OVDを検査する検査装置であって、
OVDとして形成される画像の中の少なくとも1つの特定画像を発現させるように設計した特定の観察角度に対応して設計された、少なくとも1つの光源と、
前記光源からの照射により発現させた前記少なくとも1つの特定画像を撮像する撮像部と、
前記撮像した少なくとも1つの特定画像を、検査内容に応じて画像処理をする情報解析部と、を備えることを特徴とするOVD画像検査装置。
【請求項7】
前記OVDが、巻き取り、又は枚葉で搬送されながら検査される場合には、タイミングを図るセンサを更に備えることを特徴とする請求項5又は6記載のOVD画像検査装置。
【請求項8】
前記光源が、前記特定画像の発現角度により、予め定めた角度に設定することが可能な請求項5、6又は7記載のOVD画像検査装置。
【請求項9】
請求項5記載のOVD画像抽出装置において、
OVDの周囲を囲むように形成した筒状の支持部材と、
前記支持部材の上部に装着したOVDを観察するための1つ以上のレンズと、
前記支持部材の側面に、OVDとして形成される画像の中の少なくとも1つの特定画像を発現させるように設計した特定の観察角度に対応して設計された、少なくとも1つの照明部と、を備えることを特徴とするOVD検査ビューア。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2006−277590(P2006−277590A)
【公開日】平成18年10月12日(2006.10.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−99078(P2005−99078)
【出願日】平成17年3月30日(2005.3.30)
【出願人】(303017679)独立行政法人 国立印刷局 (471)
【Fターム(参考)】