JP2003196949A - 光学ディスク検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光学ディスクの印刷面に印刷されたインクの混
在や種別を問わず、効率よくその印刷面の印刷状態を検
査でき、しかも安価で得られるように図った光学ディス
ク検査装置を提供する。 【解決手段】光学ディスク検査装置１は、光学ディスク
２の印刷面２１を照明するＬＥＤ照明ユニット３と、印
刷面２１で反射した反射光Ｌを第１、第２の光Ｌ１、Ｌ
２に分光するビームスプリッタ４と、第１の光Ｌ１を受
光して印刷面２１を撮像する３板式カラーカメラ５と、
所定のフィルタ６を透過した第２の光Ｌ２を受光して印
刷面２１を撮像する単板式モノクロカメラ７と、を備
え、３板式カラーカメラ５及び単板式モノクロカメラ７
が撮像した画像情報に基づき印刷面２１の印刷状態を検
査する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学ディスクの印
刷面の印刷状態を検査する光学ディスク検査装置に関
し、特に、カメラを用いてその印刷面を撮像しその画像
情報に基づき検査する光学ディスク検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コンパクトディスク等の光学デ
ィスクの片面には、記録内容、製造会社名、意匠等の印
刷が施されているが、この印刷面には、印刷の際にイン
クに不用意に混入したゴミや気泡等によって生じるピン
ホール、インクの重ね刷りの際に生じ易い色斑やかすれ
や滲み、或いはゴミの付着や色むら等といった欠陥が発
生することがある。これらの欠陥は最終製品としての光
学ディスクに対しては不適であるため、印刷時にこれら
の欠陥の発生を抑えることもさることながら、出荷前に
光学ディスクの印刷面の印刷状態を検査して、これらの
欠陥の有無を判定し分別することが必要である。

【０００３】図２は、従来のこの種の欠陥を検査する光
学ディスク検査装置の一例を示す概略構成図である。こ
の検査装置１００は、光学ディスク１１０の印刷面１１
１を照明するＬＥＤ照明ユニット１２０と、印刷面１１
１で反射した反射光Ｌを受光して印刷面１１１を撮像す
るカメラ１３０と、を備えている。

【０００４】カメラ１３０は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各成分を検出
する撮像素子を備えた３板式カラーカメラ（３ＣＣＤカ
メラ）であって、検査台（不図示）に載置された光学デ
ィスク１１０の印刷面１１１と対向して、その光軸Ｘが
光学ディスク１１０と同軸になるように枠体（不図示）
に取り付けられている。

【０００５】ＬＥＤ照明ユニット１２０は、中央部に円
形の貫通口１２１が形成されたリング状体であって、光
学ディスク１１０とカメラ１３０との間で光学ディスク
１１０に対して同軸上に、すなわちカメラ１３０の光軸
Ｘと同軸上に配置されており、多数のＬＥＤ１２２から
光学ディスク１１０の印刷面１１１に向けて光を照射す
る。

【０００６】このような構成の検査装置１００によれ
ば、ＬＥＤ照明ユニット１２０が照射した光は、光学デ
ィスク１１０の印刷面１１１で反射して反射光Ｌとな
り、この反射光Ｌは、光軸Ｘに沿ってＬＥＤ照明ユニッ
ト１２０の貫通口１２１を通過し、カメラ１３０の撮像
素子に到達する。このようにして、カメラ１３０がその
反射光Ｌを受光して印刷面１１１を撮像する。そして、
その撮像画像の画像情報は画像処理装置（不図示）で処
理されて、欠陥の有無が判定される。ここで、欠陥の有
無の判定は、欠陥のない印刷面１１１の画像を基準画像
として予め画像処理装置に記憶させておき、撮像画像の
画像情報をその基準画像の画像情報と対比させることで
なされる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の検査装置１００では、光学ディスク１１０の印刷面１
１１に多色のインクが混在する場合、ＬＥＤ照明ユニッ
ト１２０の照明強度によって、カメラ１３０のＲ、Ｇ、
Ｂ各成分の撮像素子における検出能力に差が生じるた
め、所望の画像情報が得られずに欠陥有無の判定が困難
になることがある。例えば、印刷面１１１が緑色主体で
ある場合において、緑色に合わせてＬＥＤ照明ユニット
１２０の照明強度を設定すると、カメラ１３０の撮像素
子のうちＧ成分では適正になって所望の画像情報が得ら
れる反面、ＲやＢ成分では暗くなって十分な画像情報が
得られず、一方、他の色に合わせて高い照明強度を設定
すると、印刷面１１１の緑色部分が照度過多となってＧ
成分が明るくなりすぎ、その画像情報が欠落するからで
ある。

【０００８】従って、通常は、一枚の光学ディスク１１
０を検査する際、ＬＥＤ照明ユニット１２０の照明強度
を変化させたカメラ１３０による撮像を何回か繰り返し
て、印刷面１１１の全域にわたってＲ、Ｇ、Ｂ各成分で
十分な画像情報を獲得し、その上で欠陥の有無を判定す
るようになっているが、これは検査効率の面から見れば
甚だ不都合である。

【０００９】また、近年では、光学ディスク１１０の印
刷面１１１に適用されるインクとして、十分な反射光Ｌ
が得られない半透明のインクや蛍光インクが用いられる
ことが多くなっており、このようなインクが混在した印
刷面１１１を上記した従来の検査装置１００で検査する
場合には、より一層ＬＥＤ照明ユニット１２０の照明強
度を変化させた撮像を繰り返さないと、十分な画像情報
が得られない。

【００１０】このような問題に対しては、カメラ１３０
として、広ダイナミックレンジで高解像度を実現する４
板式カラーカメラ（４ＣＣＤカメラ）を採用することに
より一応は解消できるが、４板式カラーカメラは３板式
カラーカメラと比較して格段に高価であることから、著
しいコストアップを伴うという問題が生じる。

【００１１】そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてな
されたものであり、光学ディスクの印刷面に印刷された
インクの混在や種別を問わず、効率よくその印刷面の印
刷状態を検査でき、しかも安価で得られるように図った
光学ディスク検査装置を提供することを目的とするもの
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による光学ディスク検査装置は、光学ディス
クの印刷面を照明する照明部と、前記印刷面で反射した
反射光を第１、第２の光に分光するビームスプリッタ
と、前記第１の光を受光して前記印刷面を撮像する３板
式カラーカメラと、所定のフィルタを透過した前記第２
の光を受光して前記印刷面を撮像する単板式モノクロカ
メラと、を備え、前記３板式カラーカメラ及び単板式モ
ノクロカメラが撮像した前記印刷面の画像情報に基づき
前記印刷面の印刷状態を検査するようになっている。こ
こで、単板式モノクロカメラによる画像情報は、３板式
カラーカメラでは不十分となる領域の画像情報を補填す
る役割を果たすことになる。

【００１３】また、反射光から第１、第２の光を簡単に
得る目的で、前記ビームスプリッタは、一対の直角プリ
ズム各々の長辺が貼着されてその貼着面が透過／反射面
をなすプリズムであって、前記透過／反射面が前記反射
光に対して４５゜の角度をなすように配設されることが
好ましい。

【００１４】更に、従来の光学ディスク検査装置の構成
をベースに得ることができれば、設計面や製造面での不
必要なコストアップが抑えられるので、これを踏まえ
て、前記第１、第２の光は、前記反射光が前記透過／反
射面をそれぞれ透過、反射したものであるとよい。

【００１５】同様に設計面や製造面での不必要なコスト
アップを抑止するとともに、十分な反射光を得る観点か
ら、前記光学ディスクと同軸上で前記印刷面に対して前
記照明部、前記ビームスプリッタ、及び前記３板式カラ
ーカメラがこの順に配設されており、前記照明部は前記
光学ディスクと同軸上に前記反射光を通過させる貫通口
が形成されたリング状体であることが好ましい。

【００１６】また、実用性を考慮すれば、前記所定のフ
ィルタとして、赤、緑、青の３原色各々に対して透過率
の高い、又は低いフィルタのいずれかが選定されること
が好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光学ディスク検査
装置の具体的な実施形態について、図面を参照しながら
詳述する。図１は本発明の一実施形態である光学ディス
ク検査装置の概略構成図である。この検査装置１は、光
学ディスク２の印刷面２１を照明するＬＥＤ照明ユニッ
ト３と、印刷面２１で反射した反射光Ｌを第１の光Ｌ
１、及び第２の光Ｌ２に分光するビームスプリッタ４
と、第１の光Ｌ１を受光して印刷面２１を撮像する３板
式カラーカメラ５と、所定のフィルタ６を透過した第２
の光Ｌ２を受光して印刷面２１を撮像する単板式モノク
ロカメラ７とを備えている。

【００１８】３板式カラーカメラ５は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各成
分を検出する撮像素子を備えた３ＣＣＤカメラであっ
て、検査台（不図示）に載置された光学ディスク２の印
刷面２１と対向して、その光軸Ｘが光学ディスク２と同
軸になるように枠体（不図示）に取り付けられている。

【００１９】ＬＥＤ照明ユニット３は、中央部に円形の
貫通口３１が形成されたリング状体であって、光学ディ
スク２と３板式カラーカメラ５との間で光学ディスク２
に対して同軸上に、すなわち３板式カラーカメラ５の光
軸Ｘと同軸上に配置されており、多数のＬＥＤ３２から
光学ディスク２の印刷面２１に向けて光を照射する。こ
こで、多数のＬＥＤ３２は、白色のＬＥＤからなり、こ
れらのＬＥＤ３２がＬＥＤ照明ユニット３のリング状面
内で均一に分布するように規則的に配置されて構成され
ている。なお、ＬＥＤ照明ユニット３の外形を構成する
リング状体の内径、すなわち貫通口３１の径は、光学デ
ィスク２の印刷面２１からの反射光Ｌが遮蔽されること
なく十分に通過できる程度の大きさになっている。

【００２０】ビームスプリッタ４は、一対の直角プリズ
ム各々の長辺が貼着されてその貼着面が透過／反射面４
１をなすプリズムであって、ＬＥＤ照明ユニット３と３
板式カラーカメラ５との間で、透過／反射面４１が３板
式カラーカメラ５の光軸Ｘに対して４５゜の角度をなす
ように配設されている。

【００２１】単板式モノクロカメラ７は、モノクロ成分
を検出する撮像素子を備えた安価な１ＣＣＤカメラであ
って、その光軸Ｙが、ビームスプリッタ４の透過／反射
面４１と３板式カラーカメラ５の光軸Ｘとの交点を通る
とともに、その光軸Ｘと直交するように枠体に取り付け
られている。

【００２２】フィルタ６は、ビームスプリッタ４と単板
式モノクロカメラ７との間で、単板式モノクロカメラ７
の光軸Ｙと直交するように配置されている。ここで、フ
ィルタ６としては、赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の３原色
各々に対して透過率の高いフィルタ、及びその３原色各
々に対して透過率の低いフィルタという６枚のフィルタ
６が準備されていて、これら６枚のフィルタ６が軸回転
自在に枠体に支持された円盤部材６１に均等に配備さ
れ、選択が可能になっている。なお、これら６枚のフィ
ルタ６は、円盤部材６１ごと取り替えが可能である。

【００２３】このような構成の検査装置１によれば、Ｌ
ＥＤ照明ユニット３が照射した光は、光学ディスク２の
印刷面２１で反射して反射光Ｌとなり、この反射光Ｌ
は、光軸Ｘに沿ってＬＥＤ照明ユニット３の貫通口３１
を通過し、ビームスプリッタ４に入射する。ビームスプ
リッタ４に入射した反射光Ｌは、透過／反射面４１を透
過して光軸Ｘに沿う第１の光Ｌ１となり、一方では、透
過／反射面４１で反射して光軸Ｙに沿う第２の光Ｌ２と
なって出射される。そして、ビームスプリッタ４から出
射した第１の光Ｌ１は、３板式カラーカメラ５の撮像素
子に到達し、一方では、第２の光Ｌ２は、所定のフィル
タ６を透過して単板式モノクロカメラ７の撮像素子に到
達する。

【００２４】このようにして、３板式カラーカメラ５が
第１の光Ｌ１を受光して印刷面２１を撮像すると同時
に、単板式モノクロカメラ７が第２の光Ｌ２を受光して
印刷面２１を撮像する。そして、それら各撮像画像の画
像情報は画像処理装置（不図示）で合成処理されて、欠
陥の有無が判定される。ここで、欠陥の有無の判定は、
欠陥のない印刷面２１の画像を基準画像として予め画像
処理装置に記憶させておき、合成された撮像画像の画像
情報をその基準画像の画像情報と対比させることでなさ
れるが、その際、合成された撮像画像は、単板式モノク
ロカメラ７による画像情報により、３板式カラーカメラ
５では不十分となる領域の画像情報が補填されるので、
広ダイナミックレンジで信頼性の高い画像情報となり、
１回の撮像のみで欠陥有無の判定が確実に行える。

【００２５】実例を挙げると、例えば、印刷面２１が緑
色主体でかつ他の色のインクが混在する場合において
は、ＬＥＤ照明ユニット３の照明強度を他の色に合わせ
て高く設定するとともに、フィルタ６として緑色に対し
て透過率の低いフィルタを選定する。すると、３板式カ
ラーカメラ５では、撮像素子のうちＲやＢ成分は適正に
なって所望の画像情報が得られる反面、Ｇ成分は明るく
なりすぎてその画像情報が欠落するが、一方単板式モノ
クロカメラ７では、フィルタ６によってＧ成分の明るさ
が抑えられて、適正なＧ成分の画像情報が得られること
になる。従って、印刷面２１の全域にわたってＲ、Ｇ、
Ｂ各成分で十分な画像情報を獲得できる。

【００２６】ところで本実施形態では、３板式カラーカ
メラ５で撮像した画像を構成する各画素と、単板式モノ
クロカメラ７で撮像した画像を構成する各画素とが相互
に一致するように、３板式カラーカメラ５及び単板式モ
ノクロカメラ７を配置しているが、これを、相互の各画
素が１／２画素ずつずれるように、３板式カラーカメラ
５及び単板式モノクロカメラ７を配置することも可能で
ある。このような１／２画素ずらしの技術は、各画素の
境界を相互に補間し合うことにより安価に高解像度化を
実現できる技術として一般にあるが、本発明の光学ディ
スク検査装置にも有効に適用できる。

【００２７】なお、本発明は上記の実施形態に限定され
ず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可
能である。例えば、ビームスプリッタとして、プリズム
をハーフミラーに置き換えることも当然に可能である。
また、ビームスプリッタが光学ディスクの印刷面からの
反射光を第１、第２の光に分光するとともに、３板式カ
ラーカメラ、単板式モノクロカメラ各々がその各光を受
光できる限り、ビームスプリッタの配置角度や３板式カ
ラーカメラ及び単板式モノクロカメラの配設位置に特に
限定はないが、従来の光学ディスク検査装置の構成をベ
ースに変形できれば設計面や製造面での不必要なコスト
アップを抑えることが可能となるため、上記の実施形態
が好ましい。

【００２８】また、ＬＥＤ照明ユニットを排除して、室
内灯の照明光や自然光等を利用し光学ディスクの印刷面
からの反射光を得るようにしてもよいが、安定した十分
な反射光を得る観点からは、上記の実施形態のようにＬ
ＥＤ照明ユニットを設けることが好ましい。更に、フィ
ルタとしては、実用性を考慮すると、上記の実施形態の
ように赤、緑、青色各々に対して透過率の高いフィル
タ、及び透過率の低いフィルタが好適であるが、これに
限定されるわけではない。

【００２９】

【発明の効果】以上説明した通り本発明の光学ディスク
検査装置によれば、光学ディスクの印刷面を照明する照
明部と、前記印刷面で反射した反射光を第１、第２の光
に分光するビームスプリッタと、前記第１の光を受光し
て前記印刷面を撮像する３板式カラーカメラと、所定の
フィルタを透過した前記第２の光を受光して前記印刷面
を撮像する単板式モノクロカメラと、を備え、前記３板
式カラーカメラ及び単板式モノクロカメラが撮像した前
記印刷面の画像情報に基づき前記印刷面の印刷状態を検
査するようになっているので、単板式モノクロカメラに
よる画像情報は、３板式カラーカメラでは不十分となる
領域の画像情報を補填するように活用できる。従って、
光学ディスクの印刷面に印刷されたインクの混在や種別
を問わず、効率よくその印刷面の印刷状態を検査でき、
しかもその検査装置を安価で得ることが可能となる。

【００３０】また、前記ビームスプリッタは、一対の直
角プリズム各々の長辺が貼着されてその貼着面が透過／
反射面をなすプリズムであって、前記透過／反射面が前
記反射光に対して４５゜の角度をなすように配設される
と、反射光から第１、第２の光を簡単に得ることができ
る。

【００３１】更に、前記第１、第２の光は、前記反射光
が前記透過／反射面をそれぞれ透過、反射したものであ
ると、従来の光学ディスク検査装置の構成をベースに得
ることができるため、設計面や製造面での不必要なコス
トアップを抑えることが可能となる。

【００３２】更に、前記光学ディスクと同軸上で前記印
刷面に対して前記照明部、前記ビームスプリッタ、及び
前記３板式カラーカメラがこの順に配設されており、前
記照明部は前記光学ディスクと同軸上に前記反射光を通
過させる貫通口が形成されたリング状体であると、上記
と同様に設計面や製造面での不必要なコストアップの抑
止が可能となり、しかも十分な反射光を得ることができ
るため、３板式カラーカメラ及び単板式モノクロカメラ
による画像情報が安定する。

【００３３】また、前記所定のフィルタとして、赤、
緑、青の３原色各々に対して透過率の高い、又は低いフ
ィルタのいずれかが選定されるようになっていると、３
板式カラーカメラでは不十分となる領域の画像情報を単
板式モノクロカメラによる画像情報によって確実に補填
できるため、実用性に対して有効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態である光学ディスク検
査装置の概略構成図。

【図２】 従来の一実施形態である光学ディスク検査
装置の概略構成図。

【符号の説明】

１ 光学ディスク検査装置 ２ 光学ディスク ３ ＬＥＤ照明ユニット ４ ビームスプリッタ ５ ３板式カラーカメラ ６ フィルタ ７ 単板式モノクロカメラ ２１ 印刷面 ３１ 貫通口 ３２ ＬＥＤ ４１ 透過／反射面 ６１ 円盤部材 Ｘ ３板式カラーカメラの光軸 Ｙ 単板式モノクロカメラの光軸 Ｌ 反射光 Ｌ１ 第１の光 Ｌ２ 第２の光

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G051 AA71 AB01 AB02 AB11 BA01 CA03 CA04 CA07 CB01 EA17 EB01 EB02 ED07 2H083 AA02 5D121 HH01 HH18

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学ディスクの印刷面を照明する照明部
   と、前記印刷面で反射した反射光を第１、第２の光に分
   光するビームスプリッタと、前記第１の光を受光して前
   記印刷面を撮像する３板式カラーカメラと、所定のフィ
   ルタを透過した前記第２の光を受光して前記印刷面を撮
   像する単板式モノクロカメラと、を備え、前記３板式カ
   ラーカメラ及び単板式モノクロカメラが撮像した前記印
   刷面の画像情報に基づき前記印刷面の印刷状態を検査す
   る光学ディスク検査装置。
2. 【請求項２】 前記ビームスプリッタは、一対の直角プ
   リズム各々の長辺が貼着されてその貼着面が透過／反射
   面をなすプリズムであって、前記透過／反射面が前記反
   射光に対して４５゜の角度をなすように配設されたこと
   を特徴とする請求項１に記載の光学ディスク検査装置。
3. 【請求項３】 前記第１、第２の光は、前記反射光が前
   記透過／反射面をそれぞれ透過、反射したものであるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の光学ディスク検査装
   置。
4. 【請求項４】 前記光学ディスクと同軸上で前記印刷面
   に対して前記照明部、前記ビームスプリッタ、及び前記
   ３板式カラーカメラがこの順に配設されており、前記照
   明部は前記光学ディスクと同軸上に前記反射光を通過さ
   せる貫通口が形成されたリング状体であることを特徴と
   する請求項３に記載の光学ディスク検査装置。
5. 【請求項５】 前記所定のフィルタとして、赤、緑、青
   の３原色各々に対して透過率の高い、又は低いフィルタ
   のいずれかが選定されることを特徴とする請求項１〜４
   のいずれかに記載の光学ディスク検査装置。