JP2000348174A - カード検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】打抜辺と絵柄との位置合わせが適正であるか否
かの検査を自動化するカード検査装置を提供する。 【解決手段】カードを搬送する搬送手段と、カードの搬
送方向と直角方向の先頭辺が所定の位置に達したことを
検出して先頭辺検出信号を出力する到達検出手段と、先
頭辺検出信号を検出開始の基準信号としカードの搬送方
向と平行方向の側辺と基準線との間隔を検出する位置検
出手段と、先頭辺検出信号を検出開始の基準信号として
カードを撮像し撮像画像を生成する撮像手段と、基準と
なるカードの撮像画像を基準画像として記憶し、検査対
象となるカードの撮像画像を検査対象画像として入力
し、基準画像におけるカードの絵柄と検査対象画像にお
けるカードの絵柄との間の位置ずれ量を演算する画像位
置ずれ量演算手段と、間隔と位置ずれ量に基づいてカー
ドにおける絵柄が適正な位置となっているか否かを判定
する良否判定手段と、を有するカード検査装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動外観検査の技術
分野に属する。特に、大判シートを打ち抜いて得られる
小切れのプラスチックカードにおいて、打抜辺と絵柄と
の位置合わせが適正であるか否かを検査するカード検査
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】目視検査によってプラスチックカードの
打抜辺と絵柄との位置合わせが適正であるか否かを検査
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】目視検査は疲労を伴い
作業負荷が極めて大きい上に、人間が行う作業であるた
め検査基準の変動や見逃しによる製品への不良品の混入
を避けることができない。

【０００４】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものである。その目的とするといころは、検査基準
の変動や見逃しによる製品への不良品の混入を避けるこ
とができるように、打抜辺と絵柄との位置合わせが適正
であるか否かの検査を自動化するカード検査装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題は下記の本発
明によって解決される。すなわち、本発明の請求項１に
記載のカード検査装置は、搬送手段と、到達検出手段
と、位置検出手段と、撮像手段と、画像位置ずれ量演算
手段と、良否判定手段とを有するカード検査装置であっ
て、前記搬送手段はカードを搬送し、前記到達検出手段
は前記カードの搬送方向と直角方向の先頭辺が所定の位
置に達したことを検出して先頭辺検出信号を出力し、前
記位置検出手段は前記先頭辺検出信号を検出開始の基準
信号として前記カードの搬送方向と平行方向の側辺と基
準線との間隔を検出し、前記撮像手段は前記先頭辺検出
信号を検出開始の基準信号として前記カードを撮像し撮
像画像を生成し、前記画像位置ずれ量演算手段は基準と
なるカードの前記撮像画像を基準画像として記憶し、検
査対象となるカードの前記撮像画像を検査対象画像とし
て入力し、前記基準画像におけるカードの絵柄と前記検
査対象画像におけるカードの絵柄との間の位置ずれ量を
演算し、前記良否判定手段は前記間隔と前記位置ずれ量
に基づいて前記カードにおける絵柄が適正な位置となっ
ているか否かを判定するようにしたものである。

【０００６】本発明によれば、搬送手段によりカードが
搬送され、到達検出手段によりカードの搬送方向と直角
方向の先頭辺が所定の位置に到達したことが検出され先
頭辺検出信号が出力され、位置検出手段により先頭辺検
出信号を検出開始の基準信号としてカードの搬送方向と
平行方向の側辺と基準線との間隔が検出され、撮像手段
により先頭辺検出信号を検出開始の基準信号としてカー
ドが撮像され撮像画像が生成され、画像位置ずれ量演算
手段により基準となるカードの撮像画像が基準画像とし
て記憶され、検査対象となるカードの撮像画像が検査対
象画像として入力され、基準画像におけるカードの絵柄
と検査対象画像におけるカードの絵柄との間の位置ずれ
量が演算され、良否判定手段により間隔と位置ずれ量に
基づいてカードにおける絵柄が適正な位置となっている
か否かが判定される。

【０００７】すなわち、先頭辺検出信号を検出開始の基
準信号とするからカードの先頭辺の位置は基準画像と検
査対象画像で完全に一致している。これを考慮すると、
位置検出手段が検出したカードの側辺と基準線との間隔
から基準画像と検査対象画像におけるカードの打抜辺の
各々の位置（ａ１，０）と（ａ２，０）が判ることとな
る。一方、カードの絵柄については、画像位置ずれ量演
算手段が検出する位置ずれ量によって基準画像と検査対
象画像の位置ずれ量（Ａ２−Ａ１，Ｂ２−Ｂ１）が判る
こととなる。これから、カードの打抜辺と絵柄との位置
ずれ量（Ａ２−Ａ１−ａ２＋ａ１，Ｂ２−Ｂ１）が得ら
れる。したがって、打抜辺と絵柄との位置合わせが適正
であるか否かの検査を自動化するカード検査装置が提供
される。

【０００８】また本発明の請求項２に係るカード検査装
置は、請求項１に係るカード検査装置において、前記画
像位置ずれ量演算手段は、前記基準画像と前記検査対象
画像における前記カードの絵柄部分について検出位置を
基準として相対位置を変化して一致度の評価数値を演算
し、最大の一致度を与える評価数値における前記検出位
置と前記相対位置との差異を位置ずれ量とする演算を行
うようにしたものである。本発明によれば、評価数値
（たとえば、相関係数、差の絶対値の総和、差の２乗の
総和、等）が最大の一致度を与える相対位置として位置
ずれ量を演算することができる。

【０００９】また本発明の請求項３に係るカード検査装
置は、請求項１または２に係るカード検査装置におい
て、前記撮像手段としてのラインセンサカメラと、搬送
量検出手段とを有し、前記搬送量検出手段は前記搬送手
段の搬送量を検出し、前記ラインセンサカメラは前記先
頭辺検出信号を検出開始の基準信号とするとともに、前
記搬送量に同期して、前記カードの搬送方向と直角方向
のその撮像手段自身による主走査と搬送による副走査と
により前記カードを撮像し撮像画像を生成するようにし
たものである。本発明によれば、ラインセンサカメラに
より搬送中のカードを撮像することができる。

【００１０】また本発明の請求項４に係るカード検査装
置は、請求項１〜３のいずれかに係るカード検査装置に
おいて、前記画像位置ずれ量演算手段は基準画像と検査
対象画像との間の位置ずれを演算するとともに、その位
置ずれを補正して前記基準画像と前記検査対象画像とを
画素単位で比較して絵柄の検査を行う印刷絵柄検査装置
であるようにしたものである。本発明によれば、印刷絵
柄検査装置の位置ずれ補正機能を本発明のカード検査装
置における位置ずれ量演算手段として利用することがで
きる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明について実施の形態
により説明する。本発明のカード検査装置の構成を図１
に示す。図１において、１は光電スイッチ、２は２次元
変位センサ、３はラインセンサカメラ、４は画像位置ず
れ量演算手段、５は良否判定手段、１１はベルトコンベ
ア、１２は搬送方向を示す矢印、１３はロータリーエン
コーダ、２１ａは基準線Ａ、２１ｂは基準線Ｂ、２１ｃ
は基準線Ｃ、１００は基準カード、１１１ａ，１１１
ｂ，１１１ｃは検査対象となるカードである。

【００１２】光電スイッチ１は到達検出手段の一例であ
る。光電スイッチ１はカードの搬送方向と直角方向の先
頭辺が所定の位置に到達したことを検出して先頭辺検出
信号を出力する。たとえば、光電スイッチ１は投光部と
受光部とから構成され、投光部からは光のビーム（また
はレーザビーム）が発せられ、受光部はそのビームを受
ける位置に配置されている。そのビームが到達している
と光電スイッチ１は“ＯＦＦ”（または“ＯＮ”）とな
り、そのビームが到達していないと“ＯＮ”（または
“ＯＦＦ”）となる。図１において、ベルトコンベア１
１に搬送されて、基準カード１００や検査対象となるカ
ード１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃの先頭辺がビームに
到達しビームを遮蔽すると、受光部にはビームが到達せ
ず光電スイッチ１は“ＯＦＦ”から“ＯＮ”（または
“ＯＮ”から“ＯＦＦ”）に変化する。この“ＯＮ”／
“ＯＦＦ”を示す信号が先頭辺検出信号である。

【００１３】２次元変位センサ２は位置検出手段の一例
である。二次元変位センサ２は先頭辺検出信号を検出開
始の基準信号としカードの搬送方向と平行方向の側辺と
基準線との間隔を検出する。２次元変位センサ２は走査
型の変位センサであって、変位センサが物体面（ｘｙ
面）における１点の変位（ｚ軸方向）を検出するのに対
して、２次元変位センサ２は物体面（ｘｙ面）における
直線上の点の変位（ｚ軸方向）を検出し変位をラインプ
ロファイルとして出力する。時系列で変位する物体面で
はなく、凹凸を有する物体面であってもラインプロファ
イルを出力する。すなわち、ベルトコンベア１１の表面
とそれに搬送されるカードの表面とは高さの差を有する
から、カードの側辺はラインプロファイルにおける段差
となって現れる。その段差からカードの搬送方向と平行
方向の側辺の位置を検出する。図１に示すように、２次
元変位センサ２はこの位置を基準線Ａ２１ａとの間隔Ｘ
１として出力する。

【００１４】２次元変位センサ２による上記の間隔Ｘ１
の検出は、光電スイッチ１が出力する先頭辺検出信号を
検出開始の基準信号として行われる。先頭辺検出信号が
出力されて直ぐに検出を行うのか、時間を置いて検出を
行うのかは光電スイッチ１と２次元変位センサ２の相対
的な配置によって決まる。すなわち、先頭辺検出信号が
出力された後において、２次元変位センサ２がカードの
側辺を検出する位置にカードが搬送されていることが必
要条件となる。この必要条件を満足するタイミングで２
次元変位センサ２による間隔Ｘ１の検出が行われる。

【００１５】ラインセンサカメラ３は撮像手段の一例で
ある。ラインセンサカメラ３は先頭辺検出信号を検出開
始の基準信号としてカードを撮像し撮像画像を生成す
る。先頭辺検出信号が出力されて直ぐに撮像を行うの
か、時間を置いて撮像を行うのかは光電スイッチ１とラ
インセンサカメラ３の相対的な配置によって決まる。す
なわち、先頭辺検出信号が出力された後において、ライ
ンセンサカメラ３がカードとその周辺領域を撮像する適
正な位置にカードが搬送されていることが必要条件とな
る。この必要条件を満足するタイミングでラインセンサ
カメラ３による撮像が行われる。

【００１６】ロータリーエンコーダ１３は搬送量検出手
段の一例である。図１に示すように、ロータリーエンコ
ーダ１３は、ベルトコンベア１１のベルトを巻き付ける
ローラの軸に設けられ、その軸の回転を検出することに
よりベルトコンベア１１の搬送量を検出する。ラインセ
ンサカメラ３は前述の先頭辺検出信号を検出開始の基準
信号とするとともに、搬送量に同期してカードの搬送方
向と直角方向のラインセンサカメラ３による電子的な主
走査を行う。この電子的な主走査と、ベルトコンベア１
１による機械的な副走査とにより２次元の領域を撮像す
ることができ、撮像画像が生成される。

【００１７】画像位置ずれ量演算手段４は、基準となる
カード１００の撮像画像を基準画像として記憶し、検査
対象となるカード１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃの撮像
画像を検査対象画像として入力する。また、基準画像に
おけるカードの絵柄と検査対象画像におけるカードの絵
柄との間の位置ずれ量を演算する。たとえば、画像位置
ずれ量演算手段４は、基準画像と検査対象画像における
カードの絵柄部分について検出位置を基準として相対位
置を変化して一致度の評価数値を演算し、最大の一致度
を与える評価数値における検出位置と相対位置との差異
を位置ずれ量とする演算を行う。

【００１８】この評価数値としては、基準画像と検査対
象画像の位置的に対応する画素について演算される相関
係数、差の絶対値の総和、差の２乗の総和、等を適用す
ることができる。相関係数の場合には評価数値が１に近
いほど一致度が大きい、差の絶対値の総和と差の２乗の
総和の場合には評価数値が０に近いほど一致度が大き
い。最大の一致度を与える評価数値における検出位置と
相対位置との差異、すなわち位置ずれ量は、ベクトルで
あり、カードの搬送方向と直角方向であるｘ方向と、カ
ードの搬送方向と平行方向であるｙ方向との２つの成分
を有する。

【００１９】図１に示す一例においては、ｘ方向の成分
はＸ２、ｙ方向の成分は（Ｙ２−Ｙ１）である。ｘ方向
の成分のＸ２は、基準カード１００の絵柄の天地方向の
位置（文字列ＤＮＰの上限）である基準線Ｂ２１ｂと、
検査対象のカード１１１ａの絵柄の天地方向の位置（文
字列ＤＮＰの上限）である基準線Ｃ２１ｃとの距離を示
している。また、ｙ方向の成分の（Ｙ２−Ｙ１）は、基
準カード１００の絵柄の左右方向の先頭辺からの距離Ｙ
１（文字列ＤＮＰの右端）と、検査対象のカード１１１
ａの絵柄の左右方向の先頭辺からの距離Ｙ２（文字列Ｄ
ＮＰの右端）との差である。

【００２０】なお、画像位置ずれ量演算手段４はカード
検査装置に専用の装置である必要はない。画像位置ずれ
量演算手段４は基準画像と検査対象画像との間の位置ず
れを演算するとともに、その位置ずれを補正して基準画
像と検査対象画像とを画素単位で比較して絵柄の検査を
行う印刷絵柄検査装置を適用することができる。すなわ
ち、印刷絵柄検査装置において位置ずれを補正を行うた
めに演算された画像位置ずれ量の出力を利用することが
できる。そのように構成すると、印刷絵柄検査装置によ
ってカードの表面における欠陥を検出することができる
とともに、同時に、本発明のカード検査装置によって、
打抜辺と絵柄との位置合わせが適正であるか否かの検査
を行うことができる。また、設備コストは、単独に構成
した場合に比較して低くすることができる。

【００２１】このような印刷絵柄検査装置および画像位
置ずれ量演算については、本発明者らによる先願特許発
明である特開平９−３３０４１０号公報、等に一例が開
示されている。また、本発明はこの評価数値の演算方法
によって特に限定されるものではないから、詳細な説明
は省略する。

【００２２】良否判定手段５は、２次元変位センサ２が
検出する上述の間隔Ｘ１と、画像位置ずれ量演算手段４
が演算する上述のＸ２、（Ｙ２−Ｙ１）に基づいてカー
ドにおける絵柄が適正な位置となっているか否かを判定
する。すなわち、カードの打抜辺と絵柄との位置ずれ量
は、ｘ方向において（Ｘ２−Ｘ１）であり、ｙ方向にお
いて（Ｙ２−Ｙ１）である。良否判定手段５は、この
（Ｘ２−Ｘ１）と（Ｙ２−Ｙ１）の値を許容値と比較し
て、許容値の範囲内であればカードにおける絵柄が適正
な位置となっている、すなわち、良品であると判定す
る。また、許容値の範囲を越えていればカードにおける
絵柄が適正な位置となっていない、すなわち、不良品で
あると判定する。

【００２３】許容値をΕｘ，Εｙとするとして数１の条
件を満足するとき、カードは良品であると判定し、それ
以外は不良品であると判定する。

【数１】｜Ｘ２−Ｘ１｜ ≦ Εｘ ｜Ｙ２−Ｙ１｜ ≦ Εｙ

【００２４】次に、上記の構成において、カード検査の
処理の過程について整理して説明する。本発明における
カード検査の処理の過程をフロー図として図２に示す。
まず、図２のステップＳ１において、光電スイッチ１
（到達検出手段）は、ベルトコンベア１１によってカー
ドが搬送されて検出範囲に到達するのを監視し続ける。
そして、カードが搬送されて来ると、光電スイッチ１は
カードの搬送方向と直角方向の先頭辺が所定の位置に到
達したことを示す信号を出力する。

【００２５】次に、ステップＳ２において、２次元変位
センサ２（位置検出手段）は、先頭辺検出信号を検出開
始の基準信号としカードの搬送方向と平行方向の側辺と
基準線との間隔Ｘ１を検出する。次に、ステップＳ３に
おいて、ラインセンサカメラ３（撮像手段）は、先頭辺
検出信号を検出開始の基準信号としカードを撮像し撮像
画像を生成する。次に、ステップＳ４において、その撮
像画像が基準カード１００を撮像して得た撮像画像であ
る場合にはステップＳ５に進み、ステップＳ５におい
て、画像位置ずれ量演算手段４は間隔Ｘ１と基準画像と
をカード検査装置のメモリに記憶する。一方、その撮像
画像が検査対象のカードである場合にはステップＳ６に
進む。

【００２６】次に、ステップＳ６において、画像位置ず
れ量演算手段４は、入力した検査対象となるカードの撮
像画像である検査対象画像におけるカードの絵柄と前述
の基準画像におけるカードの絵柄との間の位置ずれ量を
演算する。次に、ステップＳ７において、良否判定手段
５は、前述の間隔Ｘ１と位置ずれ量Ｘ２，（Ｙ２−Ｙ
１）に基づいて、検査対象のカードにおける絵柄が打抜
辺に対して適正な位置となっているか否かを判定する。
次に、ステップＳ８において、カード検査を継続するか
終了するかが判定され、継続する場合にはズテップＳ１
に戻って上述の処理を繰り返す。終了する場合には終了
とする。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１に係るカ
ード検査装置によれば、打抜辺と絵柄との位置合わせが
適正であるか否かの検査を自動化するカード検査装置が
提供される。また本発明の請求項２に係るカード検査装
置によれば、評価数値（たとえば、相関係数、差の２乗
の総和、等）が最大の一致度を与える相対位置として位
置ずれ量を演算することができる。また本発明の請求項
３に係るカード検査装置によれば、ラインセンサカメラ
により搬送中のカードを撮像し検査することができる。
また本発明の請求項４に係るカード検査装置によれば、
印刷絵柄検査装置の位置ずれ補正機能を本発明のカード
検査装置における位置ずれ量演算手段として利用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカード検査装置の構成を示す図であ
る。

【図２】本発明におけるカード検査の処理の過程を示す
フロー図である。

【符号の説明】

１ 光電スイッチ ２ ２次元変位センサ ３ ラインセンサカメラ ４ 画像位置ずれ量演算手段 ５ 良否判定手段 １１ ベルトコンベア １２ 搬送方向を示す矢印 １３ ロータリーエンコーダ ２１ａ 基準線Ａ ２１ｂ 基準線Ｂ ２１ｃ 基準線Ｃ １００ 基準カード １１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ 検査対象となるカード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 康隆 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 Ｆターム(参考） 2C005 HA30 LA09 LB34 LB44 5B057 AA02 BA12 CH20 DA03 DA07 DA08 DB02 DB09 DC34 5B064 AA05 AB02 BA01 CA07 DA02 DA19 DB07 DC10 DC25 DC35

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送手段と、到達検出手段と、位置検出手
   段と、撮像手段と、画像位置ずれ量演算手段と、良否判
   定手段とを有するカード検査装置であって、 前記搬送手段はカードを搬送し、 前記到達検出手段は前記カードの搬送方向と直角方向の
   先頭辺が所定の位置に到達したことを検出して先頭辺検
   出信号を出力し、 前記位置検出手段は前記先頭辺検出信号を検出開始の基
   準信号として前記カードの搬送方向と平行方向の側辺と
   基準線との間隔を検出し、 前記撮像手段は前記先頭辺検出信号を検出開始の基準信
   号として前記カードを撮像し撮像画像を生成し、 前記画像位置ずれ量演算手段は基準となるカードの前記
   撮像画像を基準画像として記憶し、検査対象となるカー
   ドの前記撮像画像を検査対象画像として入力し、前記基
   準画像におけるカードの絵柄と前記検査対象画像におけ
   るカードの絵柄との間の位置ずれ量を演算し、 前記良否判定手段は前記間隔と前記位置ずれ量に基づい
   て前記カードにおける絵柄が適正な位置となっているか
   否かを判定する、 ことを特徴とするカード検査装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のカード検査装置において、
   前記画像位置ずれ量演算手段は、前記基準画像と前記検
   査対象画像における前記カードの絵柄部分について検出
   位置を基準として相対位置を変化して一致度の評価数値
   を演算し、最大の一致度を与える評価数値における前記
   検出位置と前記相対位置との差異を位置ずれ量とする演
   算を行うことを特徴とするカード検査装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載のカード検査装置に
   おいて、前記撮像手段としてのラインセンサカメラと、
   搬送量検出手段とを有し、 前記搬送量検出手段は前記搬送手段の搬送量を検出し、 前記ラインセンサカメラは前記先頭辺検出信号を検出開
   始の基準信号とするとともに、前記搬送量に同期して、
   前記カードの搬送方向と直角方向のその撮像手段自身に
   よる主走査と搬送による副走査とにより前記カードを撮
   像し撮像画像を生成することを特徴とするカード検査装
   置。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか記載のカード検査
   装置において、前記画像位置ずれ量演算手段は基準画像
   と検査対象画像との間の位置ずれを演算するとともに、
   その位置ずれを補正して前記基準画像と前記検査対象画
   像とを画素単位で比較して絵柄の検査を行う印刷絵柄検
   査装置であることを特徴とするカード検査装置。