(57)【要約】【課題】印刷された画像等を簡易かつ正確に検査することができる検査装置を提供する。【解決手段】本発明の検査装置１は、三原色（赤緑青）のＬＥＤからの光を画像Ｐの一部分に対して、色毎に所定の順番で照射する照射部３（制御装置１０）と、画像Ｐの１ライン毎を、照射した色毎に撮像する撮像部７（制御装置１０）と、コンピュータ１５とを備える。コンピュータ１５は、撮像部７により撮像された画像を色毎に結合した色彩データを生成した後、色彩データからフルカラーの合成画像を生成し、合成画像について検査項目の計測を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三原色の光源からの光を被検査対象の一部分に対して、色毎に所定の順番で照射する照射部と、
前記被検査対象の１ライン毎を、照射した色毎に撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記画像を色毎に結合した色彩データを生成した後、前記色彩データを合成してフルカラーの合成画像を生成する合成画像生成部と、
前記合成画像について検査項目を計測する合成画像計測部と
を備えていることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置において、
前記撮像部は、モノクロのラインセンサカメラであることを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の検査装置において、
前記照射部は、前記被検査対象の一部分に対する１色の光の照射時間が１００μｓ以下であることを特徴とする検査装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の検査装置において、
前記被検査対象はステージ部に固定され、
前記照射部による前記光源の光の照射時に前記ステージ部を一定速度で移動させるステージ駆動部をさらに備えていることを特徴とする検査装置。
【請求項５】
三原色の光源と、
前記光源の光が被検査対象の一部分を照射するように照射光の形状を調整する開口部と、
前記光源の光の点灯、消灯を制御する光源制御部と
を備え、
前記光源制御部は、前記被検査対象の一部分に対する１色の光の照射時間が１００μｓ以下となるように前記光源を制御することを特徴とする検査用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷された画像等の色抜けや位置精度を検査する検査装置、検査装置に用いられる検査用照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、印刷物の汚れ、刷りむら、インキの濃淡等を検査するための検査装置が知られている。例えば、下記の特許文献１の検査装置は、赤色・緑色・青色の３色の光を順に印刷物に照射する３個の発光ダイオードと、印刷物から反射された走行方向からの各反射光量を受光して実際の各画像データを検出するモノクロＣＣＤカメラと、モノクロＣＣＤカメラの下方に設けられたフレネルレンズとが一体化された撮像ユニットにより構成されている。
【０００３】
発光ダイオードから照射された光は、フレネルレンズを通って印刷物の上面で反射され、最終的にモノクロＣＣＤカメラで集光される。発光ダイオードは、印刷物に対して約０．６ｍｍのピッチ毎に光を照射し、３色分解がトータル約１．８ｍｍ行われ、続けて２ライン目、３ライン目を照射していく。
【０００４】
その原理としては、赤色の発光ダイオードの点灯は藍・墨に感度があり、緑色の発光ダイオードの点灯は紅・藍・墨に感度があり、青色の発光ダイオードの点灯は黄・紅・墨に感度がある。このため、印刷物からの反射光量をモノクロＣＣＤカメラで撮像して信号処理部で処理すると、それぞれ特徴のある画像データが得られる。得られた画像データは比較・演算部に取り込まれ、予め準備している各基準画像データと比較・演算することで、印刷不良を検査する（段落００３７〜００４４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０２２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の検査装置は、印刷物の所定のエリアに対応する画像データを３色分解するため検査時間がかかり、検査の精度も低いという問題があった。  本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、印刷された画像等を簡易かつ正確に検査することができる検査装置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】
【０００７】
第１発明の検査装置は、赤三原色の光源からの光を被検査対象の一部分に対して、色毎に所定の順番で照射する照射部と、前記被検査対象の１ライン毎を、照射した色毎に撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された画像を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記画像を色毎に結合した色彩データを生成した後、前記色彩データを合成してフルカラーの合成画像を生成する合成画像生成部と、前記合成画像について検査項目を計測する合成画像計測部とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の検査装置において、照射部が被検査対象（例えば、ポスター等の画像）の一部分に対して三原色（赤緑青）の光を所定の順番で照射すると、被検査対象から反射光が得られる。この反射光は、照射した光の色に応じて成分が異なる。そして、撮像部が被検査対象の１ライン毎を色毎に撮像した画像を得て、その画像が記憶部に記憶される。
【０００９】
合成画像生成部は、記憶部に記憶された画像から色毎の色彩データを生成し、これを元にフルカラーの合成画像を生成する。また、画像計測部は、合成画像について検査項目（色ずれ、濃淡等）を計測して、被検査対象の欠陥を検出することができる。これにより、簡易かつ正確に被検査対象を検査することができる。
【００１０】
第１発明の検査装置において、前記撮像部は、モノクロのラインセンサカメラであることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、撮像部としてラインセンサカメラを採用することで、被検査対象の１ラインを高画素で撮像して、検査の精度を高めることができる。また、モノクロのラインセンサカメラを用いることで、カラーのラインセンサカメラよりも装置の製造コストを抑えることができる。
【００１２】
また、第１発明の検査装置において、前記照射部は、前記被検査対象の一部分に対する１色の光の照射時間が１００μｓ以下であることが好ましい。
【００１３】
被検査対象の一部分に対する１色の光の照射時間を１００μｓ以下とすると、この部分に対する３色の光の照射時間は、３００μｓ程度となる。これにより、被検査対象の高速の検査を実現することができる。
【００１４】
また、第１発明の検査装置において、前記被検査対象はステージ部に固定され、前記照射部による前記光源の光の照射時に前記ステージ部を一定速度で移動させるステージ駆動部をさらに備えていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、ステージ駆動部は、照射部による光の照射時にステージ部を一定速度で移動させる。これにより、照射部を静止させたまま、撮像部により被検査対象を１ライン毎に撮像することができるので、検査の精度を高めることができる。
【００１６】
第２発明の検査用照明装置は、三原色の光源と、前記光源の光が被検査対象の一部分を照射するように照射光の形状を調整する開口部と、前記光源の光の点灯、消灯を制御する光源制御部とを備え、前記光源制御部は、前記被検査対象の一部分に対する１色の光の照射時間が１００μｓ以下となるように前記光源を制御することを特徴とする。
【００１７】
本発明の検査用照明装置では、開口部により光源の光が被検査対象の一部分を照射するようになっている。そして、光源制御部は、被検査対象の一部分に対する１色の光の照射時間が１００μｓ以下となるように制御する。これにより、被検査対象から各色に対する反射光を高速に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態の検査装置の全体構成を示す斜視図。
【図２】検査装置の接続関係を説明するシステム構成図。
【図３】画像取込装置の画像取込処理のフローチャート。
【図４】図３の画像取込処理のタイミングチャート。
【図５】カラー画像の合成を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下では、図１〜図５を参照して、本発明の検査装置の実施形態について説明する。
【００２０】
まず、図１に、本発明の実施形態である検査装置１の全体構成を示す。検査装置１の画像取込装置２は、主に、画像Ｐ（本発明の「被検査対象」）に光を照射する照射部３、画像Ｐを載置するステージ部５、画像Ｐを撮像する撮像部７で構成される。また、これらを制御する制御装置１０は、画像取込装置２とは別に設けられ、ケーブルで接続されている。
【００２１】
照射部３は、Ｒ（Red：赤）、Ｇ（Green：緑）、Ｂ（Blue：青）の三原色の発光が可能な照明装置である。照射部３は、内部に上記３色のＬＥＤ（Light Emitted Diode）が配置されたＬＥＤ制御基板３ａ（本発明の「光源制御部」）を備え、制御装置１０からの制御信号により色毎の発光を行うことができる。
【００２２】
照射部３の筐体には、ステージ部５の幅（ｘ軸方向の長さ）とほぼ等しい細長い開口部３ｂが設けられ、開口部３ｂからＬＥＤの光が出射される。ＬＥＤからの光は、画像Ｐの一部分（ｘ軸方向に長い長方形）を照射する。なお、ＬＥＤの点灯切替速度は１００μｓであり、高速で発光色を切り替えることができる。
【００２３】
ステージ部５は、矩形枠状の台座６内に設けられている。ステージ部５の上面に画像Ｐを載置し、ガラスカバーで覆って固定する。また、ステージ部５は、後述するステージ駆動部５ａが制御装置１０からの制御信号を受信して、台座６内で図中のｙ軸方向に一定速度で移動する。
【００２４】
なお、検査装置１が検査する対象は、主にポスター等の印刷物であるが、これに限られない。例えば、プリント基板やガラス表面、液晶表示装置の画面等の検査も可能である。
【００２５】
撮像部７は、台座６の内部から垂直方向（上方向）に延びる支持部９の最上部に取り付けられたラインセンサカメラである。ラインセンサカメラは、撮像領域がライン状である分、解像度が１ライン当たり１６３８４画素と高い。このため、画像Ｐを１ラインずつ高精度で撮像することができる。画像Ｐと撮像部７との距離は、５０〜６０ｃｍである。
【００２６】
撮像部７は画像Ｐの１ライン（ｙ軸方向は、約２０μｍ）を撮像するが、照射部３による１色の点灯時間が１００μｓであるので、１ラインを走査する時間は３００μｓ程度である。これを考慮して、制御装置１０は、ステージ部５を一定速度で移動させ、照射部３の発光色の切り替え行う。なお、Ａ４用紙の画像は、約４秒で全ラインの走査が終了する。
【００２７】
全ラインの走査が終了すると、コンピュータ１５でカラー画像の合成が行われる（詳細は後述する）。本実施形態の撮像部７は、モノクロのラインセンサカメラであるが、専用ファームウェアによりカラー画像を生成することができる。ラインセンサカメラの代わりにカラーカメラを用いてもよいが、モノクロカメラとすることで装置の製造コストを抑えることができる。
【００２８】
最終的なカラー画像（解像度：１２００ｄｐｉ）は、コンピュータ１５のモニタ（図示省略）に表示される。コンピュータ１５では、カラー画像に対して幾何特性（寸法、直角度、平行度、ピッチ等）、色ずれ、濃度リニアリティ、ドットボリューム等を計測し、検査する。また、画像比較により特定パターンを検出する検査を行う。検査結果は、コンピュータ１５のモニタ上で確認することができる。
【００２９】
次に、図２を参照して、検査装置１のシステム構成について説明する。
【００３０】
まず、制御装置１０は、内部に制御基板１０ａを備え、制御基板１０ａは、コンピュータ１５とケーブルＣ０でＵＳＢ接続されている。制御装置１０は、撮像部７で撮像された画像データを送信してコンピュータ１５のメモリ（本発明の「記憶部」）に保存したり、専用ファームウェアにカラー画像の生成を実行させる。
【００３１】
制御装置１０は、ＬＥＤ制御基板３ａと電源ケーブルＰｗ１で接続され、ＬＥＤ制御基板３ａに電源を供給する。また、制御装置１０の制御基板１０ａは、ＬＥＤ制御基板３ａとケーブルＣ１（３本）で接続され、ＬＥＤ制御基板３ａの三原色の各ＬＥＤ（本発明の「光源」）を制御する。
【００３２】
より詳細には、ＬＥＤ制御基板３ａの各ＬＥＤは、それぞれトランジスタに接続され、制御基板１０ａからの制御信号によりオン、オフが制御される。ＬＥＤ制御基板３ａは、制御基板１０ａからトランジスタのオン信号を受信すると、照射部３では、オンしたトランジスタに対応する光が出射される。
【００３３】
ステージ部５は、ステージ駆動部５ａにより駆動される。制御装置１０の制御基板１０ａは、ドライバ回路５ｂとケーブルＣ２，Ｃ３で接続され、さらに、ドライバ回路５ｂは、ステージ駆動部５ａとケーブルＣ４で接続されている。制御基板１０ａは、ステージ駆動信号と同期した制御信号を、照射部３の照射信号、撮像部７の撮像信号として送信する。
【００３４】
また、ドライバ回路５ｂは、コンピュータ１５のモータ制御基板１５ｂとも接続されている。ステージ駆動部５ａは２パルス方式のモータであり、ケーブルＣ２のＣＷのパルスによりモータを正回転させ、ケーブルＣ３のＣＣＷのパルスによりモータを逆回転させる。これにより、ステージ部５を水平方向に駆動させることができる。
【００３５】
コンピュータ１５のモータ制御基板１５ｂは、ＰＬＣ(Programmable Logic Controller)回路１２とケーブルＣ５で接続されている。ＰＬＣ回路１２は、画像取込装置２の筐体用の回路である。図１に示した画像取込装置２は、実際は筐体内に収められているが、コンピュータ１５からの所定の操作により筐体が開放する。
【００３６】
制御装置１０は、撮像部７と電源ケーブルＰｗ２で接続され、撮像部７に電源を供給する。また、制御装置１０の制御基板１０ａは、コンピュータ１５の画像ＩＦ基板１５ａとケーブルＣ６で接続されている。制御基板１０ａは、画像ＩＦ基板１５ａを経由して、カメラリンクケーブルであるケーブルＣ７により撮像部７に制御信号を送信する。これにより、所定のタイミングで画像Ｐを撮像することができる。
【００３７】
次に、図３を参照して、画像取込装置２による画像取込処理のフローチャートを説明する。以下の処理は、制御装置１０（以下、制御部という）がその主体となる。また、適宜、図４、図５を参照して説明を補足する。
【００３８】
まず、制御部は、画像のスキャン（走査）を開始する（ステップＳ０１）。具体的には、制御部は、画像Ｐが固定されたステージ部５を一定速度で移動させる。この速度は、以下で説明するステップＳ０２〜Ｓ０７が終了したとき、ちょうど画像Ｐの１ライン目から２ライン目に移行する速度である。なお、図４のタイムチャートでは、時刻ｔ０〜ｔ１の間に相当し、まだ撮像部７による撮像は行われない。しかし、本ステップで照射部３による照射、撮像部７による撮像の準備を完了させる。その後、ステップＳ０２に進む。
【００３９】
ステップＳ０２では、制御部は、照射部を赤点灯させる。具体的には、ＬＥＤ制御基板３ａの赤色ＬＥＤのトランジスタをオンとする（緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤのトランジスタをオフ）。これにより、照射部３から赤色光が出射され、画像Ｐの一部を照射する。なお、図４のタイムチャートでは、時刻ｔ１に相当する。その後、ステップＳ０３に進む。
【００４０】
ステップＳ０３では、制御部は、撮像部による撮像を行う。すなわち、照射部３から赤色光が画像Ｐに照射されている状態で、撮像部７により画像Ｐを撮像する。なお、図４のタイムチャートでは、時刻ｔ２に相当する。その後、ステップＳ０４に進む。
【００４１】
ステップＳ０４では、制御部は、照射部を緑点灯させる。これにより、照射部３から緑色光が出射され、画像Ｐの一部（赤色光の出射時と同じ部分）を照射する。なお、図４のタイムチャートでは、時刻ｔ３に相当する。その後、ステップＳ０５に進む。
【００４２】
ステップＳ０５では、制御部は、撮像部による撮像を行う。本ステップまでに赤色ＬＥＤのトランジスタをオフとするので、照射部３から緑色光が画像Ｐに照射されている状態で、撮像部７により画像Ｐを撮像する。なお、図４のタイムチャートでは、時刻ｔ４に相当する。その後、ステップＳ０６に進む。
【００４３】
ステップＳ０６では、制御部は、照射部を青点灯させる。これにより、照射部３から青色の光が出射され、画像Ｐの一部（赤色光、緑色光の出射時と同じ部分）を照射する。なお、図４のタイムチャートでは、時刻ｔ５に相当する。その後、ステップＳ０７に進む。
【００４４】
ステップＳ０７では、制御部は、撮像部による撮像を行う。本ステップまでに緑色ＬＥＤのトランジスタをオフとするので、照射部３から青色光が画像Ｐに照射されている状態で、撮像部７により画像Ｐを撮像する。なお、図４のタイムチャートでは、時刻ｔ６に相当する。その後、ステップＳ０８に進む。
【００４５】
次に、制御部は、指定ライン数のスキャン（走査）が完了したか否かを判定する（ステップＳ０８）。ここで、指定ライン数とは、画像Ｐのスキャン領域に相当する。指定ライン数のスキャンが完了した場合にはステップＳ０９に進み、まだ指定ライン数のスキャンが完了していない場合にはステップＳ０２にリターンして、以降の各ステップの処理（２ライン目の処理）を行う。
【００４６】
なお、指定ライン数のスキャンが完了したときの画像は、図５（ａ）に示す通りであり、３色（赤、緑、青）の画像が照射部３による点灯順に並べられている。３色の組合せであるＬＩＮＥｎ（ｎ＝１，２，３，…）が画像Ｐの１ラインに相当する。
【００４７】
指定ライン数のスキャンが完了した場合(ステップＳ０８：ＹＥＳ)、制御部は、色毎の画像データを生成する（ステップＳ０９）。本ステップは、図５（ａ）の画像から、図５（ｂ）に示す色毎の画像データ（本発明の「色彩データ」）を生成することに相当する。その後、ステップＳ１０に進む。
【００４８】
最後に、制御部は、カラー画像を生成する（ステップＳ１０）。具体的には、制御部は、ステップＳ０９で生成された画像データを合成して、１つのフルカラーの画像（本発明の「合成画像」）を生成する。本ステップは、図５（ｂ）の画像データから、図５（ｃ）に示すカラー画像を生成することに相当する。これにより、一連の画像取込処理を終了し、その後は、今回生成されたカラー画像に対して検査が行われる。
【００４９】
以上のように、検査装置１では、ステージ部５を一定速度で移動させているとき、照射部３が赤緑青の３色の光を画像Ｐに対して照射し、撮像部７が３色の色毎に画像Ｐの１ラインを撮像する。また、コンピュータ１５は、撮像部７により撮像された画像を色毎に結合した画像データを生成した後、その画像データからカラー画像を生成し、さらに、カラー画像について検査項目の計測を行う。これにより、画像Ｐを簡易かつ正確に、しかも高速で検査することができる。
【００５０】
上記の実施形態は、本発明の検査装置の一実施形態であり、これに以外にも様々な変形例が考えられる。例えば、照射部３によるＬＥＤの点灯順は、図３に示した赤、緑、青の順番に限られない。他の順番であっても最終的に生成されるカラー画像は同じである。
【００５１】
照射部３による１色の光の照射時間は１００μｓであったが、１００μｓ以下であることが好ましい。この時間を短縮することで、画像Ｐの１ラインに対する処理速度が向上するので、画像Ｐ全体（指定ライン数）をスキャンする時間の短縮につながる。
【符号の説明】
【００５２】
１…検査装置、２…画像取込装置、３…照射部（検査用照明装置）、３ａ…ＬＥＤ制御基板（光源制御部）、３ｂ…開口部、５…ステージ部、５ａ…ステージ駆動部、５ｂ…ドライバ回路、６…台座、７…撮像部、９…支持部、１０…制御装置、１０ａ…制御基板、１２…ＰＬＣ回路、１５…ＰＣ（記憶部、合成画像生成部、画像計測部）、１５ａ…画像ＩＦ基板、１５ｂ…モータ制御基板、Ｃ０〜Ｃ７…ケーブル、Ｐ…画像、Ｐｗ１，Ｐｗ２…電源ケーブル。
【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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