JP2000055639A - 光カード検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光カードに関し擬似欠陥の発生を抑えること
ができるとともに、欠陥検出を精度良く行なうこと。 【解決手段】 ＣＣＤカメラ２からの光カードの画像信
号のうち、第１領域からの画像信号はｘ微分処理フィル
タ２３ａで微分され、第２領域からの画像信号はｙ微分
処理フィルタ２３ｂで微分される。ｘ微分処理フィルタ
２３ａおよびｙ微分処理フィルタ２３ｂからの信号は、
各々二値化処理部２４ａ，２４ｂに入力される。次に二
値化処理された信号に基づいてＣＰＵにより光カードの
欠陥検出が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光カードを検査する
光カード検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、キャッシュカードやクレジットカ
ードのようなプラスチックカードの普及により、一人が
複数枚のカードを携帯するカード社会が形成されてい
る。従来のプラスチックカードは一般に磁気記録による
磁気カードが主流であったが、ディジタル技術の進歩に
より電子財布のようなＩＣカードが注目を浴びつつあ
る。カードの普及は、個人の信用情報や健康履歴を各人
に保有させるという新しい要求を生み、より大容量のカ
ード形態の記録媒体が望まれている。

【０００３】大容量のカードとして最も期待されている
光カードは、１枚当たり数メガバイトから数十メガバイ
トのデータ容量を持たせることが可能である。光カード
は原理的には光ディスクをカード形態にしたものであ
り、一般に読み出し専用のＲＯＭ型光カードよりは追記
型のＷＯＲＭ型光カードが出回っている。光カードには
光カードの内容をリーダライタに認識させるためのプリ
レコードデータや、データの読み書きの際にピックアッ
プを追従させるためのトラックガイドがプリフォーマッ
トされている。光カードの種類によっては、光カードに
バーコードやフォーマットのタイプも同時にプリフォー
マットされる。光カードはＩＳＯやＪＩＳにより規格化
されており、上記の要求の高まりにしたがって今後普及
していくと考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで光カードの検
査は、これまで人による顕微鏡検査に頼ってきた。従来
の光カードやその原版の検査装置としては、例えば特開
昭６３−２８１２６１号に、オートフォーカスのピック
アップのレーザー光を光カードに照射し反射光から検知
するものが開示されている。これは基本的に媒体の読み
取り装置の応用であり、実際の読み取り状況をよく反映
するが、それだけに全面検査には時間がかかる。また、
トラッキングの必要性から、全面検査であってもトラッ
ク部分しか検査できないという制約がある。これはトラ
ックガイドに欠陥があった場合は、その検査を行なうこ
とができず、トラッキング不良を生じ、検査不可能な箇
所が発生することを意味する。したがって、トラックガ
イドの検査結果は間接的にしか得られない。このため媒
体の信頼性検査としては不十分な結果を得る可能性が大
きい。

【０００５】トラックガイド部分を含めた全面検査可能
な装置としては、特開平１−３１０４８５に示すものが
知られている。これはラインセンサと光源と光カードか
らなる光学系を利用し、斜入射で光カードから反射した
光をセンサで電気信号に変換し、信号処理するもので、
プリフォーマット部分を光学的にフィルタリングして異
物、傷、ピンホール等の欠陥を検知するものである。

【０００６】しかしこの装置であっても、単純に微分処
理するだけではプリフォーマットデータのある部分とな
い部分でのみかけの反射率差により、やはり疑似欠陥を
検知してしまう。さらに十分な分解能を確保しようとす
ると、フォーマットによってはプリフォーマットデータ
の一部やバーコード、フォーマットタイプを示すロゴを
擬似欠陥としてしまい、正確な検査ができない。

【０００７】また、このタイプの従来機は検査したい光
記録領域を確実に範囲指定するための事前走査が必要で
あるので、１枚の光カードの検査に二度のスキャンが必
要である。すなわち、矩形の光記録領域の例えば左上座
標と右下座標をオペレータがモニタ画面上でカーソルで
設定する事前走査が必要であり、検査時間は２倍以上必
要となり不経済なものである。

【０００８】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、プリフォーマットを擬似欠陥とみなさない
ように画像処理を行なって顕微鏡検査と同様の結果を安
定して得ることができる光カード検査装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも表
面に第１領域と第２領域とを含む光記録層を有する光カ
ードを検査する光カード検査装置において、光カードを
載置してｘ方向およびｙ方向へ移動するｘｙテーブル
と、光カードの光記録層に光を投光する投光器と、光カ
ードの光記録層から反射する光を受光する受光器と、受
光器に接続され画像処理を行なって光カードの欠陥検出
を行なう画像処理とを備え、画像処理装置は第１領域か
らの画像信号をｘ方向に微分するｘ微分処理フィルタ
と、第２領域からの画像処理をｙ方向に微分するｙ微分
処理フィルタと、ｘ微分処理フィルタおよびｙ微分処理
フィルタからの信号を各々二値化処理する二値化処理部
と、二値化した信号に基づいて欠陥を検出するＣＰＵと
を有することを特徴とする光カード検査装置である。

【００１０】本発明によれば、受光器を経た第１領域か
らの画像信号がｘ微分処理フィルタによりｘ方向に微分
され、第２領域からの画像信号がｙ微分処理フィルタに
よりｙ方向に微分される。次にｘ微分処理するフィルタ
とｙ微分処理フィルタからの信号が二値化処理部で二値
化化処理され、二値化処理部からの信号に基づいてＣＰ
Ｕにより欠陥が処理される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明によ
る光カード検査装置について説明する。

【００１２】図１に示すように、光カード検査装置はｘ
方向およびｙ方向に移動するｘｙテーブル１０と、ｘｙ
テーブル１０上に設けられ光カード５を載置するトレイ
８とを備えている。このうちトレイ８上には光カード５
を吸着するための吸着孔（図示せず）が設けられ、この
吸着孔は真空ポンプ９に接続されている。またトレイ８
には、光カード５を定位置に保持するガイド８ａが設け
られている。光カード５は、その端縁４０がガイド８ａ
に当接している。

【００１３】図１に示すように、トレイ８上には光カー
ド５表面に光を投光する投光器１が設けられ、光カード
５表面から反射する光は受光器４により受光されるよう
になっている。このうち受光器４はＣＣＤカメラ２と、
ＣＣＤカメラ２の光カード５側に設けられた集光レンズ
３とからなり、ＣＣＤカメラ２としては５０００画素
（有効画素数４０００）のラインセンサカメラが用いら
れる。

【００１４】また、ＣＣＤカメラ２と集光レンズ３との
間に複数の接写リング（図示せず）を配置することによ
り、ＣＣＤカメラ２による分解能を変化させることがで
きる。この分解能にともなって１スキャンの幅が決定さ
れ、本実施の形態においては５μ分解能（５μ以上の欠
陥を検出する能力）をもたせるため、１スキャンの幅を
２０ｍｍとなっている。従って３５ｍｍ幅の光記録面を
有する光カード５の場合、２スキャンを行なう必要があ
る。

【００１５】また、ＣＣＤカメラ２には画像処理を行な
って光カード５の欠陥検出を行なう画像処理装置６が接
続され、画像処理装置６にはｘｙテーブル１０の駆動制
御を行なうパーソナルコンピュータ７が接続されてい
る。このパーソナルコンピュータ７はさらに検査条件の
設定、検査の実行、画像処理結果の統計処理、欠陥サイ
ズと欠陥位置情報のマップ表示、ロットごとの歩留り計
算などの機能も有している。

【００１６】次に図３により、画像処理装置６について
述べる。画像処理装置６はＣＣＤカメラ３からの画像信
号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２０と、画像信号を蓄
積する画像メモリ２１と、画像信号からノイズを除去す
るメディアンフィルタ２２とを有している。また、メデ
ィアンフィルタ２２には、後述のように鏡面部１４から
の画像信号をｘ方向に微分するｘ微分処理フィルタ２３
ａと、光記録部１３からの画像信号をｙ方向に微分する
ｙ微分処理フィルタ２３ｂとが並列に接続され、これら
ｘ微分処理フィルタ２３ａとｙ微分処理フィルタ２３ｂ
には、信号を二値化処理する二値化処理部２４ａ，２４
ｂが各々接続されている。ここで、ｘ方向とは光カード
５の長辺方向をいい、ｙ方向とは光カード５の短辺方向
をいう（図２（ａ）参照）。また、二値化処理部２４
ａ，２４ｂには、画像メモリ２１からの生画像上に欠陥
部分を表示するラベリングユニット２６が接続されてい
る。

【００１７】さらに、上記のＡ／Ｄ変換器２０、画像メ
モリ２１、メディアンフィルタ２２、ｘ微分処理フィル
タ２３ａ、ｙ微分処理フィルタ２３ｂ、二値化処理部２
４ａ，２４ｂおよびラベリングユニット２６は、各々Ｃ
ＰＵ２５に接続されている。このＣＰＵ２５は二値化処
理部２４ａ，２４ｂからの信号に基づいて欠陥を判定す
るとともに、判定結果を画像表示部４９に出力するよう
になっている。

【００１８】次に光カード５について、図２（ａ）
（ｂ）（ｃ）（ｄ）により説明する。図２（ａ）（ｂ）
（ｃ）（ｄ）に示すように、光カード５はカード基板１
１と、カード基板１１上に設けられた光記録層１２と、
光記録層１２上に設けられた透明層５０とを備えてい
る。光記録層１２はさらに光記録部１３と、光記録部１
３の上下部に配置された鏡面部１４とを有している。こ
こで図２（ｄ）は光カード５の断面を示す図である。

【００１９】また、光記録部１３は図２（ａ）に示すよ
うに、左右両端部に位置する加速領域１３ａ，１３ａ
と、中央部に位置する記録領域１３ｃと、加速領域１３
ａ，１３ａと記録領域１３ｃとの間に位置するＩＤ用プ
リレコード領域１３ｂ，１３ｂとからなっており、記録
領域１３ｃと鏡面部１４との間にはガードトラック１３
ｄが配置されている。

【００２０】また図２（ｂ）に示すように記録領域１３
ａは、多数本のトラックガイド４１と、トラックガイド
４１間の情報入力用トラック４２とからなり、トラック
ガイド４１の幅は２．５μ、トラックガイド４１のピッ
チは１２μとなっている。さらに図２（ｃ）に示すよう
に、ガードトラック１３ｄは複数のトラックガイド４４
と、トラックガイド４４間のトラック４６とからなり、
トラック４６にはスペース４７を間に挟んでライン４６
が設けられている。

【００２１】次にこのような構成からなる本実施の形態
の作用について説明する。まずＸＹテーブル１０をＸ方
向に駆動しながら投光器１から光カード５の表面に光が
投光されると、光カード５からの反射光が受光レンズ３
を経てＣＣＤカメラ２に入る。次にＣＣＤカメラ２の１
ラインごとの画像信号は画像処理装置６のＡ／Ｄ変換器
２０によってＡ／Ｄ変換され、画像メモリ２１に蓄積さ
れる。次に画像メモリ２１の画像信号は、メディアンフ
ィルタ２２でそのノイズが除去される。

【００２２】例えば記録領域１３ｃのトラックガイド４
１は２．５μ幅を有しており、本実施の形態においては
上述のように５μの分解能を有しているので、２．５μ
幅のトラックガイド４１を欠陥として検出することはな
い。しかしながら、場合によっては、２．５μ幅のトラ
ックガイド４１を欠陥として検出することも考えられ、
このような擬似欠陥をノイズとしてメディアンフィルタ
２２によって除去する。このようなメディアンフィルタ
２２としては、図８（ａ）（ｂ）に示す８×４のものが
好ましく、係数は図８（ａ）（ｂ）に示すとおりであ
る。

【００２３】次に光カード５のうち少なくとも鏡面部１
４とガードトラック１３ｄを含む領域（以下、鏡面部領
域１００）からの画像信号がｘ微分処理フィルタ２３ａ
においてｘ方向に微分され、微分処理に基づく極大点が
求められる。同時に光記録部１３であってガードトラッ
ク１３ｄを含まない領域（以下、光記録部領域１０１）
からの画像信号がｙ微分処理フィルタ２３ｂにおいてｙ
方向に微分され、微分処理に基づく極大点が求められ
る。すなわちｘ微分処理フィルタ２３ａおよびｙ微分処
理フィルタ２３ｂからの信号は、二値化処理部２４ａ，
２４ｂにおいて各々処理され、この結果がＣＰＵ２５に
送られて欠陥検出が行なわれる。

【００２４】またＣＰＵ２５によって検出された欠陥３
３はラベリングユニット２６により画像メモリ２１から
の生画像上に表示され、表示結果は画像表示部４９に出
力される（図３参照）。

【００２５】また、この間、パーソナルコンピュータ７
はｘｙテーブル１０の駆動制御を行なうとともに、検査
条件の設定をＣＰＵ２５に対して行なう。またパーソナ
ルコンピュータ７はＣＰＵ２５からの検出結果を統計処
理するとともに、欠陥サイズと欠陥位置情報のマップ表
示およびロットでその歩留り計算等を行なう。

【００２６】本実施の形態によれば、光カード５の光記
録層１２を鏡面部領域１００と光記録部領域１０１に分
け、鏡面部領域１００からの画像信号はｘ方向に微分さ
れ、光記録部１３からの画像信号はｙ方向に微分され
る。これにより図７に示すように、太線で示した鏡面部
１４の境界部２４を除いて、擬似欠陥を生じさせること
なく光カード５の全面を検査できる。また図２に示すガ
ードトラック１３ｄのプリレコードデータは、フォーマ
ットによってはライン４６とスペース４７が６μピッチ
となるので、不安定ながら擬似欠陥として検知されるこ
とも考えられるが、鏡面部１４とガードトラック１３ｄ
を含む鏡面部領域１００と、ガードトラック１３ｄを除
く光記録領域１３、すなわち光記録部領域１０１に対
し、それぞれ別々のしきい値を設定することによりガー
ドトラック１３ｄからの擬似欠陥を防止することができ
る。具体的には、鏡面部１４側のしきい値を光記録領域
１３のしきい値に対し２００％（感度を半分）とするこ
とで擬似欠陥を発生せずに全面検査することができる。

【００２７】また鏡面部１４にプリフォーマットされる
ものとして、他にバーコード１５やフォーマットのタイ
プ１６があるが、これらも擬似欠陥として検知してしま
うため、ＣＰＵ２５において、バーコード１５とタイプ
１６の位置を指定してマスク処理しデータから除外して
いる。

【００２８】なおＩＤ用プリレコードデータ部１３ｂ，
１３ｂは、５μの分解能以下のため、画像化されたとき
には記録領域１３ｃよりやや暗い領域となる。

【００２９】次に比較例として、光カード５表面からの
反射光について、領域を区別することなくｘ方向の微分
とｙ方向の微分を行なう場合について述べる。この場合
は表示部１２の光記録部１３がＩＤ用プリレコード領域
１３ｂ，１３ｂを有するため、ｘ方向の微分によりＩＤ
用プリレコード領域１３ｂ，１３ｂの両側に図４（ａ）
に示すような擬似欠陥３０を発生してしまう。また同様
にプリフォーマットの有無による鏡面部１４と光記録部
１３とのみかけの反射率の差から、表示部１２にｙ方向
の微分により図４（ｂ）に示すような擬似欠陥３１が発
生する。そこでｘ方向およびｙ方向の微分のＡＮＤをと
れば図５に示すように表示部１２に生じる擬似欠陥３２
は大幅に少なくなる。

【００３０】しかしながら、図６に示すように真の欠陥
３３は、図６に示すようにｘ方向に微分した領域３４と
ｙ方向に微分した領域３５を合成した四隅の合成点３６
のみとなり、欠陥検出が不安定となる。

【００３１】これに対して本発明によれば、鏡面部領域
１００からの画像信号をｘ方向に微分し、光記録部領域
１０１からの画像信号をｙ方向に微分するので、擬似欠
陥の発生を抑え、かつ欠陥検出を精度良く行なうことが
できる。この場合、光カード５０のうちガイド８ａに当
接する端縁４０等も擬似欠陥として検出されることはな
い。

【００３２】次に二値化処理部２４ａ，２４ｂにおいて
二値化されて検知された欠陥は生画像上でラベリングユ
ニット２６によりラベリングされる。この際、パーソナ
ルコンピュータ７により設定された投影欠陥、密集欠陥
の基準に従ってＣＰＵ２５において判定処理が行なわれ
る。

【００３３】ここで投影欠陥とは光カード５が透明層を
表面に有するため、透明層に存在する欠陥３３が斜入射
された光によって二つに投影されるもので、投影欠陥処
理はこれを大きさと座標から判断して一つと判定するも
のである。また密集欠陥とは、１０μ程度の欠陥３５が
例えば３６００μｍ² の領域内に集中して発生し、個々
としては小さいが全体として光カードのＲ／Ｗに悪影響
を与えるような欠陥である。この場合、この微小な欠陥
３５が設定範囲内であるカウント数を越えると欠陥と判
定する。そして近傍欠陥とは主に画像処理上で二つ以上
に分割されている欠陥であっても設定されたパラメータ
以内ならば一つの欠陥として見なす処理を行なうもので
あり、欠陥サイズと個数に影響を与える。この他、欠陥
総面積も設定でき、これを越えた場合、個々の欠陥が小
さくてもやはり不良カードと判定する。これらの結果は
最終的に欠陥位置と大きさの情報としてＣＰＵ２５から
パーソナルコンピュータ７へＧＰＩＢ（ｇｅｎｅｒａｌ
ｐｕｒｐｏｓｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｂｕｓ）を介
して転送され、統計処理およびマップ化される。

【００３４】前述のとおり、できるだけ実際の欠陥サイ
ズに近く検知するため高分解能の光学系にすると、受光
器４の制約から１スキャンで全面を検査できない光カー
ド５がある。このためｘｙテーブル１０を往復させるが
未検査部を生じないよう２回のスキャン間で重なり部分
を設け、ＣＰＵ２５はこの重なり部分のデータについて
結果が妥当になるようスキャン１回分のデータだけを用
いる。

【００３５】また従来の光カード検査装置は検査領域を
決定するのに、事前にカードをスキャンさせてカーソル
により手入力で領域指定をしなければならなかった。こ
れは検査に必要な時間の二倍以上の時間がかかり、不経
済であった。これを自動化するため本発明では、図２に
示す光カード５の光記録部１３の左右端縁を検知してい
る。具体的には、光記録部１３が光カード５の左右端よ
り約０．８ｍｍ中に設けられていることを利用する。ｘ
ｙテーブル１０を移動させ、光カード５をスキャンし、
このとき光記録部１３が受光器４の視野に入ると反射率
が高くなる。ＣＰＵ２５はＣＣＤカメラ２の画素一列の
輝度の精算値をスキャン方向に順次比較し、積算値が急
激に変化した位置で、画素の位置データを基に最小自乗
直線を計算して生成する。これが光記録部１３のエッジ
（境界）となる。

【００３６】しかし、実際の光カード５では光記録部１
３の成膜治具のばらつきによりエッジの明瞭性が弱く、
エッジのぼけたものも混入する。こういった光カード５
ではエッジ検出の確度が低下してしまうことも考えられ
る。

【００３７】これに対して本発明によれば、光カード５
をＣＣＤカメラ２を用いてスキャンし、その副走査方向
のエッジ抽出処理することにより、トレイ８のエッジ、
光カード５のエッジ、そして本来必要とする光記録部１
３のエッジを検出することができる。常にこの３つのエ
ッジが検出されるのであれば３つ目のエッジを光記録部
１３のエッジとして処理に使用すれば良いが、実際はそ
の他の２本エッジ（トレイ８および光カード５のエッ
ジ）は光カード５の種類、光源との関係で検出されない
場合がある。これらのエッジは光カード５の左右にある
ので最大６本のエッジとなり、どれが本来の光記録部１
３のエッジであるか判定できないことが多い。これを改
善するために、ＣＰＵ２５は検出された全てのエッジの
位置を記憶しておくとともに、あらかじめホストから入
力しておいた光記録部１３の長さのデータをもとにこれ
らのエッジのうちから正しい光記録部１３のエッジを検
出する。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば光
カードの第１領域からの画像信号をｘ方向に微分処理
し、第２領域からの画像信号をｙ方向に微分処理したの
で、全領域に対してｘ方向微分およびｙ方向微分を行な
う場合に比較して擬似欠陥の発生を抑えることができ、
同時に欠陥検出を精度良く行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光カード検査装置の一実施の形態
を示す概略図。

【図２】光カードを示す図。

【図３】画像処理装置の機能を示す図。

【図４】比較例による擬似欠陥を示す図。

【図５】比較例による擬似欠陥を示す図。

【図６】比較例による欠陥の検出状態を示す図。

【図７】本発明による欠陥の検出状態を示す図。

【図８】メディアンフィルタを示す図。

【符号の説明】

１ 投光器 ２ ＣＣＤカメラ ３ 集光レンズ ４ 受光器 ５ 光カード ６ 画像処理装置 ７ パーソナルコンピュータ ８ トレイ １０ ｘｙテーブル １１ カード基板 １２ 光記録層 １３ 光記録部 １４ 鏡面部 ２２ メディアンフィルタ ２３ａ ｘ微分処理フィルタ ２３ｂ ｙ微分処理フィルタ ２４ａ，２４ｂ 二値化処理部 ２５ ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA12 AA18 BB18 BB25 BB26 CC03 DD06 FF04 FF41 HH12 JJ03 JJ26 LL04 MM03 PP12 QQ04 QQ13 QQ18 QQ24 QQ34 QQ41 SS04 SS13 UU05 2G051 AA73 AB02 CA04 CB01 CC07 DA07 EA08 EA11 EC05 ED01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも第１領域と第２領域とを含む光
   記録層を有する光カードを検査する光カード検査装置に
   おいて、 光カードを載置してｘ方向およびｙ方向へ移動するｘｙ
   テーブルと、 光カードの光記録層に光を投光する投光器と、 光カードの光記録層から反射する光を受光する受光器
   と、 受光器に接続され画像処理を行なって光カードの欠陥検
   出を行なう画像処理とを備え、 画像処理装置は第１領域からの画像信号をｘ方向に微分
   するｘ微分処理フィルタと、第２領域からの画像処理を
   ｙ方向に微分するｙ微分処理フィルタと、ｘ微分処理フ
   ィルタおよびｙ微分処理フィルタからの信号を各々二値
   化処理する二値化処理部と、二値化した信号に基づいて
   欠陥を検出するＣＰＵとを有することを特徴とする光カ
   ード検査装置。
2. 【請求項２】ｘ微分処理フィルタおよびｙ微分処理フィ
   ルタの前段に、画像信号から予め定められたノイズを除
   去するメディアンフィルタを設けたことを特徴とする請
   求項１記載の光カード検査装置。
3. 【請求項３】画像処理装置のＣＰＵは光カードの所定領
   域を予め指定し、この定められた領域からの信号をマス
   ク処理することを特徴とする請求項１記載の光カード検
   査装置。