JP3659813B2 - マーク識別方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、識別マークを絵柄や他のマークと区別して識別するための方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
帯状の鋼板や紙を切断する場合、切断位置を特定するため等の目標としてそれらに識別マークが付されることがある。この識別マークを認識することにより、識別マークの位置を把握することができるので、所望の位置で帯状材を切断することができる。そして、この識別マークを認識する方法として、従来では、識別マークよりも大きい帯状材の領域に光を照射し、識別マークを画像として認識し、処理する方法が知られている。
【０００３】
また、特公平５−８２３９９号公報には下記の方法が開示されている。まず、絵柄の走行パスラインとは外れた位置であるウェブの一方の側縁部にその長手方向に亘ってマークのみを付する部分を設け、その部分に識別マークであるレジスタマークと他のマークとを付する。なお、他のマークが付されている間隔よりも二倍以上それらのマークから離れた位置に独立してレジスタマークを付する。そして、光電式ヘッドからの信号によってレジスタマークを認識する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、画像認識による方法では、処理に多くの演算量が必要であり、かつ高度な演算を要するので、認識速度が遅延化する可能性があった。その結果、帯状材の走行速度を高速化することが困難になる可能性があった。
【０００５】
また、特公平５−８２３９９号公報に開示されている発明では、レジスタマークの誤認識を防ぐために、レジスタマークが付された部分をウェブの側縁部に設けるために、結果としてこのレジスタマークが付された部分がスクラップとなる。その結果、材料歩留まりが低下する可能性があった。
【０００６】
さらに、この発明では、レジスタマークとは異なる他のマークが付されている間隔よりも二倍以上それらのマークから離れた位置に独立してレジスタマークを付する必要があるので、レジスタマークと他のマークとを所望の位置に付することが困難になる可能性があった。
【０００７】
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、識別マークを絵柄や他のマークと区別して迅速に識別することのできるマーク識別方法および装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、一定方向に走行する帯状材の表面に、その表面に繰り返し付けられた絵柄と同一走行線上にその絵柄と区別して設けられた識別マークを識別するマーク識別方法において、前記表面に照射した光の反射光に基づいて、前記表面に付されている表示物の前記帯状材の走行方向に対して直交する幅方向の受光量デジタル信号パターンを検出し、該受光量デジタル信号パターンの出力順序と予め設定された前記識別マークの通過を表す受光量デジタル信号パターンの出力順序とが一致した場合に、該表示物の走行方向の長さを判定するための指示信号が出力され、該判定指示信号と帯状材の走行パルス信号とから、前記判定指示信号が出力されている間の前記帯状材の走行方向の送り長さを計測し、その計測した長さが予め設定された基準長さと一致した場合に、前記表示物を前記識別マークとすることを特徴とする方法である。
【０００９】
したがって、請求項１の発明によれば、帯状材の走行方向とは直交する方向における表示物の受光量デジタル信号パターンを検出し、その受光量デジタル信号パターンの出力順序が、予め設定された識別マークの通過を表す受光量デジタル信号パターンの出力順序と一致した場合に、その表示物の走行方向における長さを計測し、その計測長さが予め設定された基準長さと一致した場合に、その表示物を識別マークとすることによって、識別マークの形状と大きさとを認識でき、識別マークを絵柄や他のマーク等と容易に識別することができる。
【００１０】
また請求項２の発明は、請求項１の発明の構成に加えて、前記表示物の受光量デジタル信号パターンの出力順序と予め設定された前記識別マークの通過を表す受光量デジタル信号パターンの出力順序とを比較する際に、前記表示物の前記帯状材の走行方向における境界部分で生じる、前記反射光もしくは該反射光に基づく検出信号を除去するマスク処理を行い、そのマスク処理を施した後に得られる前記受光量デジタル信号パターンの出力変化と予め設定された前記識別マークの通過を表す受光量デジタル信号パターンの出力順序とを比較することを特徴とする方法である。
【００１１】
したがって請求項２の発明では、表示物の境界部分で生じる反射光やそれに基づく検出信号を除去するマスク処理を行い、そのマスク処理を施した後に得られる前記受光量デジタル信号パターンの出力変化と予め設定された前記識別マークの通過を表す受光量デジタル信号パターンの出力順序とを比較することによって、識別マークの境界部分で生じるデジタル区分しにくい中間レベルの反射光の影響を受けることなく表示物の受光量デジタル信号パターンを得ることができる。その結果、識別マーク通過判定の処理数が簡素化され、識別マークをより容易・確実に識別することができる。
【００１２】
また請求項３の発明は、一定方向に走行する帯状材の表面に、その表面に繰り返し付された絵柄と同一走行線上にその絵柄と区別して設けられた識別マークを識別するマーク識別装置において、前記マークが設けられている前記帯状材の面に光を照射する光源と、前記帯状材の幅方向における前記識別マークの長さよりも長い区間に亘って前記帯状材の面からの反射光を受光して受光量アナログ信号を出力する受光手段と、その受光手段で得られた受光量アナログ信号をデジタル変換して前記帯状材の表面に付けられている表示物の幅方向の受光量デジタル信号パターンをつくり、該受光量デジタル信号パターンの出力順序と予め設定された前記識別マークの通過を表す受光量デジタル信号パターンの出力順序とを比較し、両者が一致した場合に、前記表示物の走行方向の長さを判定する判定指示信号を出力する幅方向パターン判定手段と、その幅方向パターン判定手段から出力される前記判定指示信号と、前記帯状材の走行ローラから発せられるパルス信号とに基づいて、前記判定指示信号が入力されている間の前記帯状材の送り長さを計測し、予め定めた基準長さと比較して両者が一致することにより前記表示物を識別マークと判定する長さ判定手段とを備えていることを特徴とする装置である。
【００１３】
したがって請求項３の発明では、光源と受光手段と幅方向パターン比較手段と長さ判定手段とを設けることによって、画像処理装置を使用する場合と比較して、マークの識別に必要となる演算量が少なくて済む。そのため、帯状材の走行方向での二つの絵柄の間に識別マークが存在しても、複雑な装置を使用せずに識別マークを高速で高精度に検出することができる。その結果、帯状材の走行速さを速くすることができるとともに、ラインの効率を上昇させることができる。
【００１４】
また、帯状材の幅方向におけるマークの幅よりも長い区間に亘って帯状材の面からの反射光を受光手段が受光することによって、帯状材が蛇行したりすることによりその幅方向にぶれて識別マークからの反射光を受光手段が受光することができなかったり、マークを認識せずにとばしてしまったりすることを防ぐことができる。
【００１５】
さらにまた、請求項４の発明は、請求項３の発明の構成に加えて、前記受光手段が、前記帯状材の幅方向における前記識別マークの長さよりも長い区間に亘る部分からの反射光を受光する幅方向受光部と、帯状材の走行方向に沿う複数箇所からの反射光を受光する境界受光部とを備えるとともに、前記表示物の走行方向における境界部分で生じる前記反射光に基づく信号を除去するマスク手段を更に備えていることを特徴とするものである。
【００１６】
したがって、請求項４の発明では、表示物の境界部分で生じる反射光に基づく信号を除去するマスク手段を備えることによって、受光レベルが連続的に取り込まれる際に、識別マークの走行方向における境界部分で生じる反射光を受光する受光面積による影響（点受光と異なり面受光では、境界部分を中間レベルと判定するため、処理が複雑となる）を取り除いて、表示物の実際の走行方向における受光量デジタル信号パターンを得ることができる。その結果、識別マークをより容易・確実に識別することができる。
【００１７】
そして、請求項５の発明は、請求項３または請求項４の発明の構成に加えて、前記受光手段が、前記帯状材の幅方向における前記識別マークの長さよりも長い区間に亘って配置されたｎ個（但し、ｎは自然数）の受光素子と、前記帯状材の走行方向において該受光素子の両側にそれぞれ少なくとも一個ずつ設けられる第二の受光素子とから構成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
したがって、請求項５の発明では、受光手段が、帯状材の幅方向における識別マークの長さよりも長い区間に亘って配置されたｎ個（但し、ｎは自然数）の受光素子と、帯状材の走行方向において該受光素子の両側にそれぞれ少なくとも一個ずつ設けられる第二の受光素子とから構成されていることによって、帯状材の幅方向と走行方向とにおける識別マークのパターンを認識することができる。その結果、受光素子を帯状材の走行方向に多数設け、識別マークより大きい二次元に受光素子を配列して、マーク全体の形状や大きさを一度に認識することなしに、識別マークを高速かつ高精度に識別することができる。さらに、受光素子を帯状材の走行方向に多数設ける場合と比較して、設ける受光素子の総数が少なくなるので、その分コストダウンを図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体例を図面を参照して説明する。まず、この発明の装置について説明すると、図１はこの発明によるマーク識別装置の一例を示す概略図である。この具体例で用いられる帯状材１には、その表面に表示物である絵柄２と矩形状の識別マーク３とが付されている。なお、これらの絵柄２と識別マーク３とは、例えばそれらが予め付されたフィルムを帯状材１に貼着することにより付されている。また、識別マーク３の近傍には絵柄２が設けられず、さらに識別マーク３の周囲は、一般的に絵柄２が設けられず、その部分は識別マーク３の色とは異なる単色が付された（無地）背景部３Ｂとなっている。さらに、帯状材１は図１における右方向に走行している。
【００２０】
また、マーク識別装置４には、識別マーク３を読み取るための光５を、フィルムが貼着されている帯状材１の面に照射する光源６が設けられている。この光源６には、交流高周波点灯や直流連続点灯が可能な蛍光灯、あるいはハロゲンランプやＬＥＤ等が用いられる。
【００２１】
さらに、帯状材１に照射された光５による反射光７を受光する受光部８が設けられている。この受光部８には、図２に示すように、受光素子として光ファイバ３１が帯状材１の幅方向に亘って一列に設けられている。そして、これらの光ファイバ３１は、処理回路数を半減させるためにその配列方向での一方の端部から順に二本ごとに一組とされ、合計で３２組の光ファイバ３１が設けられている。なお、この帯状材１の幅方向における一列の光ファイバ３１の長さは、識別マーク３の周囲を判定条件に加えることと帯状材１の蛇行とを考慮して、帯状材１の幅方向における識別マーク３の長さよりも長くなるように構成されている。また、この光ファイバ３１が幅方向受光部を構成している。
【００２２】
そして、これら３２組の光ファイバ３１に一方の端部から連続番号を付けると、１６組目に該当する一組の光ファイバ３１、すなわち、帯状材１の幅方向における光ファイバ３１の列の中間部に位置する光ファイバ３１には、第二の受光手段として、光ファイバ３１と径が等しい差動用光ファイバ３２がそれぞれ二本ずつ一組とされ、つまり１６組目の光ファイバ３１に対して帯状材１の走行方向の下流側には差動用光ファイバ３２αが設けられ、また上流側には差動用光ファイバ３２βが設けられている。なお、この差動用光ファイバ３２が境界受光部を構成している。また、「差動用」とは、光ファイバによって受光した反射光量の差を認識することを意味するものである。
【００２３】
そして、光ファイバ３１と差動用光ファイバ３２とが接続され、かつそれらの光ファイバ３１と差動用光ファイバ３２とによって受光した反射光７に対応する受光量信号９が入力されるプリアンプ１０が設けられている。このプリアンプ１０は、光ファイバ３１と差動用光ファイバ３２とのそれぞれの受光量信号９をアナログ信号１１に変換するものであり、従来より知られたものが採用される。また、この受光量信号９は、反射光７が生じる帯状材１の光５が照射されている表面部分の色彩や明暗によって変化し、この受光量信号９に対応するアナログ信号１１も変化する。
【００２４】
さらに、プリアンプ１０からの複数のアナログ信号１１が入力される信号領域判定回路部１２が設けられている。この信号領域判定回路部１２には予めアナログ信号に関する複数の閾値が設定されている。そして、この信号領域判定回路部１２は、これらの閾値によってアナログ信号１１の信号領域を複数の領域（アナログ信号領域１３）に区分し、複数のアナログ信号１１のそれぞれについてどのアナログ信号領域１３に該当するかを判定するものである。
【００２５】
また、プリアンプ１０からの複数のアナログ信号１１のうち、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１と二つの差動用光ファイバ３２のアナログ信号１１とが、境界処理回路部１４に入力されている。この境界処理回路部１４は、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１と二つの差動用光ファイバ３２のアナログ信号１１とを用いることによって、マスク処理のための境界ＯＮ・ＯＦＦ信号１５を出力するものである。
【００２６】
なお、マスク処理とは、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１と差動用光ファイバ３２のアナログ信号１１に、ある値以上の差が生じた場合を、色と色との境界を認識したとして境界ＯＮ・ＯＦＦ信号をＯＮにし、境界ＯＮ・ＯＦＦ信号１５がＯＮである間、色と色との境界で一時的に発生する信号（識別マーク３ではなく、背景部３Ｂでもない信号）を、判定に不適切な信号として、判定に含まないようにする（無視する）ことである。
【００２７】
そして、信号領域判定回路部１２の後に、該回路部１２において判定された各アナログ信号領域１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃに対応する３種類のデジタル信号１６が入力される信号領域計数回路部１７が設けられている。この信号領域計数回路部１７では、３２個のデジタル信号１６を直列処理するために、まず３２個のデジタル信号１６を並列から直列変換し、幅方向に配置された光ファイバ３１に対応して１組目から３２組目の順番に番地付けして直列に並べて受光量デジタル信号パターンをつくる。そして、１組目のデジタル信号１６から順番に３２組目まで、そのデジタル値によって複数のカウンタ（図示せず）のいずれかに振り分け入力され、連続して入力されたデジタル信号１６の個数を計数し、内容がクリアされるようになっている。さらに、その計数結果から、受光量デジタル信号パターンを、予め設定してある識別マーク３の受光量デジタル信号パターン、背景部３Ｂの受光量デジタル信号パターンと比較することによって、どちらに該当するかを判定し、さらにいずれにも該当しない場合には絵柄２の受光量デジタル信号パターンと判定する。そして、この３種類のいずれかの判定結果信号１９が信号領域計数回路部１７から出力されるようになっている。
【００２８】
さらに、判定結果信号１９と境界ＯＮ・ＯＦＦ信号１５とが入力される最終判定回路部２０が設けられている。この最終判定回路部２０は、識別マーク３の通過を判定し、その通過を意味する長さ判定指示信号２１を後述する帯状材送り長さ判定部２３へ出力する。すなわち、例えば識別マーク３の通過時には、判定結果信号１９の出力順序が「背景部３Ｂ」→「識別マーク３」→「背景部３Ｂ」と信号変化するが、最終判定回路部２０では判定結果信号１９の、この出力順序を判定するとともに、識別マーク信号の長さを送り長さ判定部２３で判定させるための、長さ判定信号（マーク信号ともいう）２１を出力する。まず、この最終判定回路部２０では、判定結果信号１９の出力順序が、「背景部３Ｂ」→「識別マーク３」に信号変化した時点でのみ、長さ判定指示信号２１の出力が開始され、その出力が継続されるように構成されている。この時点では、その後、判定結果信号１９の出力が識別マーク３の通過時の順序である「背景部３Ｂ」に信号変化するのかどうかわからないが、このあと判定結果信号１９の出力が「背景部３Ｂ」に信号変化した時点でのみ、長さ判定指示信号２１の出力が停止される。この結果、最終判定回路部２０は、判定結果信号１９の出力順序が、「背景部３Ｂ」→「識別マーク３」→「背景部３Ｂ」と信号変化した場合の、判定結果信号１９の出力が「識別マーク３」の信号変化時に、長さ判定指示信号２１を出力している。また、この最終判定回路部２０は、信号出力許可信号２２を帯状材送り長さ判定部２３へ出力する。この信号出力許可信号２２は、通常ＯＮであるが、判定結果信号１９の出力順序が「背景部３Ｂ」→「識別マーク３」に信号変化し、その後、それらのどちらでもない「絵柄２」の信号に変化した時点で、ＯＦＦになるように構成されている、なお、この信号出力許可信号２２をＯＦＦにした場合は、判定結果信号１９の出力が「背景部３Ｂ」に信号変化した後、一定時間後ＯＮに復帰するように構成されている。
【００２９】
この最終判定回路部２０では、１６組目の光ファイバ３１と差動用光ファイバ３２のアナログ信号１１にある値以上の差が生じた場合にＯＮとなる境界ＯＮ・ＯＦＦ信号１５がＯＮである際に、判定結果信号１９が絵柄信号１９Ｃとなった場合のみ判定結果信号１９がマスク処理される。
【００３０】
このマスク処理について更に説明する。最終判定回路部２０において、識別マーク３が通過した際には、判定結果信号１９の出力順序が、背景信号１９Ａ→マーク信号１９Ｂ→背景信号１９Ａとなることが期待される。信号領域計数回路部１７で、この背景信号１９Ａ、マーク信号１９Ｂを形成するために、信号領域判定回路部１２において背景部３Ｂのアナログ信号領域１３Ａと識別マーク３のアナログ信号領域１３Ｂを予め設定しているが、これら二つの領域は互いに隣接せず、また、受光部８の複数のファイバ径おのおのが極めて小さいとはいえ、点ではなく面で受光しているため、色と色との境界部分では、アナログ信号１１が、必ず、前記アナログ信号領域１３Ａと１３Ｂのどちらにも属さないアナログ信号領域１３Ｃに入る結果、信号領域計数回路部１７から出力される判定結果信号１９が、背景信号１９Ａでなく、マーク信号１９Ｂでもない絵柄信号１９Ｃとなってしまう。すなわち、最終判定回路部２０において、識別マーク３が通過した際に、判定結果信号１９の出力順序が背景信号１９Ａ→マーク信号１９Ｂ→背景信号１９Ａとなることが期待されるにもかかわらず、判定結果信号１９の出力順序が、背景信号１９Ａ→絵柄信号１９Ｃ→マーク信号１９Ｂ→絵柄信号１９Ｃ→背景信号１９Ａとなり、最終判定回路部２０が識別マーク３の通過を認識できなくなることを防ぐため、さらに言えば、色と色との境界で形成される絵柄信号１９Ｃと帯状材１の絵柄２部分で形成される絵柄信号１９Ｃの両者を区別するために、色と色との境界部分でＯＮにする境界ＯＮ・ＯＦＦ信号１５がＯＮである間に、信号領域計数回路部１７より一時的に出力された絵柄信号１９Ｃを、成立順序を判定する際の信号として採用せず無視するように構成されている。
【００３１】
したがって、この具体例では、絵柄信号１９Ｃを一定区間無視するために、１６組目の光ファイバ３１と差動用光ファイバ３２のアナログ信号１１の差に対して、予め閾値を設定しておき、それを越える場合に、境界ＯＮ・ＯＦＦ信号１５をＯＮにするように構成されている。
【００３２】
そして、最終判定回路部２０の後に、長さ判定指示信号２１と信号出力許可信号２２とが入力される帯状材送り長さ判定部２３が設けられている。また、この帯状材送り長さ判定部２３には、パルス信号２４が入力される。なお、このパルス信号２４は、帯状材１を走行させる走行ローラ２５の回転と同期している走行ローラパルス発生器２６から発せられるものである。そして、そのパルス信号２４と長さ判定指示信号２１とから、長さ判定指示信号２１が入力される間の帯状材１の送り長さを計測する。さらに、予め設定された帯状材１の走行方向における識別マーク３の長さと比較し、これらが一致している場合に長さ一致信号２７を形成し、この長さ一致信号２７と信号出力許可信号２２の論理積により、マーク検出信号２８を出力する。
【００３３】
つぎに、上記構成の実施例の作用、すなわちこの発明による方法の一例について説明する。図１において、識別マーク３や絵柄２の印刷されているフィルムを帯状材１に貼着することにより、帯状材１に識別マーク３および絵柄２が付されており、その帯状材１が図１における右方向に走行される。そして、帯状材１のフィルムが貼着された面（図１における帯状材１の上面）に光源６から光５が照射され、その反射光７が受光部８の光ファイバ３１と差動用光ファイバ３２とに取り入れられる。
【００３４】
光ファイバ３１と差動用光ファイバ３２とに取り入れられた反射光７の光量に相当する受光量信号９がプリアンプ１０に入力され、光ファイバ３１と差動用光ファイバ３２ごとにそれぞれアナログ信号１１に変換される。そして、帯状材１が走行して、光５が反射する帯状材１の模様が、識別マーク３や絵柄２や識別マーク３の背景部３Ｂに変化することによって、受光量信号９が連続的に変化し、それに伴いアナログ信号１１が連続的に変化する。そして、識別マーク３や絵柄２あるいは識別マーク３の背景部３Ｂに対応したアナログ信号１１がプリアンプ１０から出力される。
【００３５】
さらに、プリアンプ１０から出力された複数のアナログ信号１１が信号領域判定回路部１２に入力される。そして、この信号領域判定回路部１２では、アナログ信号１１が予め設定された閾値によってどのアナログ信号領域１３に該当するかが判断される。この判断過程を図３を用いて詳しく説明する。図３（ａ）に示すグラフは、複数設けられた光ファイバ３１のうちの、ある一組の光ファイバ３１で受光した受光量信号９を変換したアナログ信号１１の、帯状材１の移動に伴う変化を示したもので、縦軸がアナログ信号１１の電圧（Ｖ）であり、横軸が時間（ｔ）である。そして、アナログ信号１１の電圧には４つの閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４が設定されている。なお、閾値Ｖ１とＶ２との間のアナログ信号領域１３Ａには、識別マーク３や絵柄２が印刷されていない帯状材１の背景部３Ｂに光５が照射した際の生じるアナログ信号１１が該当するように設定され、かつ閾値Ｖ３とＶ４との間のアナログ信号領域１３Ｂには、識別マーク３に光５が照射した際に生じるアナログ信号１１が該当するように設定されている。そして、アナログ信号領域１３Ａと１３Ｂ以外の領域をアナログ信号領域１３Ｃとする。
【００３６】
光源６と受光部８は固定されており、模様が印刷された帯状材１が走行するに従って、帯状材１の一部分を照射している光５の反射光７が変化する。すなわち、光５が照射される帯状材１の表面には、識別マーク３や絵柄２が印刷されたフィルムが貼着されているため、帯状材１が走行して、その一部分を照射している光５の反射光７が、フィルムの印刷の明暗や色彩によって変化することにより、受光部８の受光量が増減し、それに伴い、アナログ信号１１も増減する。
【００３７】
図３（ｂ）は図３（ａ）のグラフの各時間において、いずれかの光ファイバ３１に入射する反射光７を生じさせる帯状材１の部分を、図３（ａ）のグラフの横軸と帯状材１の走行方向の位置とを対応させて示したものである。時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、アナログ信号１１の電圧はアナログ信号領域１３Ｃに存在している。これは絵柄２で反射した反射光７を受光部８が受光したためである。そして、時刻ｔ２になったとき、アナログ信号１１の電圧が閾値Ｖ１を超える。そして、時刻ｔ３になるまで、アナログ信号１１の電圧がアナログ信号領域１３Ａに存在している。これは背景部３Ｂで反射した反射光７を受光部８が受光したためである。さらに、時刻ｔ３になると、アナログ信号１１の電圧が上昇し、閾値Ｖ２を越え、時刻ｔ４では閾値Ｖ３に達する。そして、時刻ｔ５になるまで、アナログ信号１１の電圧がアナログ信号領域１３Ｂに存在している。これは識別マーク３で反射した反射光７を受光部８が受光したためである。なお、帯状材１が走行することによって、反射光７を生じさせる帯状材１の部分が識別マーク３の背景部３Ｂから識別マーク３に移動する際に、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間にアナログ信号１１がアナログ信号領域１３Ｃに該当することになる。このような信号が発生する理由は、図４に示すように、受光部８の光ファイバ３１の一部が識別マーク３で生じる反射光７を受光し、他の部分が背景部３Ｂで生じる反射光７を受光するために、各光ファイバ３１の全体としての受光量が背景部３Ｂからの受光量と識別マーク３からの受光量とは異なるためである。
【００３８】
また、時刻ｔ５になると、アナログ信号１１の電圧が下降し、閾値Ｖ３を割り込み、時刻ｔ６では閾値Ｖ２に達する。さらに、時刻ｔ７になるまで、アナログ信号１１の電圧がアナログ信号領域１３Ａに存在している。これは識別マーク３の背景部３Ｂで反射した反射光７を受光部８が受光したためである。そして、時刻ｔ７から時刻ｔ８まではアナログ信号１１の電圧がアナログ信号領域１３Ｃに存在し、時刻ｔ８から時刻ｔ９まではアナログ信号領域１３Ｂに存在する。さらに、時刻ｔ９以降では、アナログ信号１１の電圧がアナログ信号領域１３Ｃに存在する。また、時刻ｔ７以降では、反射光７を生じさせる帯状材１の部分は絵柄２である。
【００３９】
このように時間の経過によって変化するアナログ信号１１が、その電圧に基づいて区分されたアナログ信号領域１３に割り当てられることにより、全体として３値化され、それぞれのアナログ信号領域１３に応じたデジタル信号１６が信号領域判定回路部１２から出力される。すなわち、アナログ信号領域１３Ａに該当している間はデジタル信号１６Ａ、アナログ信号領域１３Ｂに該当している間はデジタル信号１６Ｂ、アナログ信号領域１３Ｃに該当している間はデジタル信号１６Ｃが出力される。
【００４０】
なお、受光部８は３２組の光ファイバ３１によって構成され、帯状材１の幅方向に所定の長さを有していることにより、それぞれの光ファイバ３１に入射する受光量は異なっている。したがって、合計で３２個のデジタル信号１６が生じる。そして、極めて短い時間ごとに３２個のデジタル信号１６が同時に信号領域判定回路部１２から出力される。
【００４１】
さらに、３２個のデジタル信号１６が信号領域計数回路部１７に入力される。そして、その３２個のデジタル信号１６を並列・直列変換した後、二つのカウンタ（図示せず）によってアナログ信号領域１３の種類別に計数される。なお、この二つのカウンタは、３２個のアナログ信号領域のうち、アナログ信号領域１３Ａの個数を計数するカウンタとアナログ信号領域１３Ｂの個数を計数するカウンタとから構成されている。
【００４２】
そして、計数の結果、３２個のデジタル信号１６の全てがデジタル信号１６Ａである場合は、反射光７を生じさせる帯状材１の部分が識別マーク３の背景部３Ｂと判定し、判定結果信号１９として背景信号１９Ａを出力する。また、帯状材１の幅方向における識別マーク３の長さをＬとし、３２組の光ファイバ３１のうち、そのＬに相当する光ファイバ３１の組数をｎαとしたとき、３２個のデジタル信号１６のうち、互いに隣接する複数の光ファイバ３１からのアナログ信号領域１３がデジタル信号１６Ｂであり、かつデジタル信号１６Ｂの個数がｎα個であり、かつデジタル信号１６Ａの個数が残りの（３２−ｎα）個であり、かつ１組目と３２組目の光ファイバ３１からアナログ信号領域１３がデジタル信号１６Ａである場合は、反射光７を生じさせる帯状材１の部分が識別マーク３と判定し、判定結果信号１９としてマーク信号１９Ｂを出力する。ただし、個数ｎαには二個の誤差を含めるものとする。
【００４３】
なお、このように識別マーク３と判定する場合において、デジタル信号１６Ａおよびデジタル信号１６Ｂの個数に誤差を設ける理由を説明する。帯状材１の幅方向における識別マーク３の両端部において、図５に示すように識別マーク３の両端部で生じる反射光７を受光する光ファイバ３１は、その一部が識別マーク３で生じる反射光７を受光し、他の一部が背景部３Ｂで生じる反射光７を受光する。そのため、その光ファイバ３１の全体としての受光量が背景部３Ｂからの受光量と識別マーク３からの受光量とは異なる。すると、この光ファイバ３１の受光量に対応するアナログ信号１１がアナログ信号領域１３Ｃに該当することになり、後の識別マーク３の検出過程に影響を及ぼすので、識別マーク３の両端部で一つずつ、つまり二個のデジタル信号１６を誤差とする。
【００４４】
さらに、背景信号１９Ａ、またはマーク信号１９Ｂが成立しない場合は、光５が反射した帯状材１の部分が絵柄２と判定し、判定結果信号１９として絵柄信号１９Ｃを出力する。
【００４５】
また、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１と二つの差動用光ファイバ３２のアナログ信号１１とがプリアンプ１０から境界処理回路部１４に入力される。そして、境界処理回路部１４で、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１と二つの差動用光ファイバ３２のアナログ信号１１とによって境界ＯＮ・ＯＦＦ信号１５が出力される。
【００４６】
ここで、境界処理回路部１４における作用を図６ないし図８を用いて詳しく説明する。図６ないし図８において、図８（ｂ）以外は横軸が時間（ｔ）、縦軸が電圧（Ｖ）を示しており、図８（ｂ）は横軸が時間（ｔ）、縦軸がＯＮ・ＯＦＦ信号を示している。そして、図６に示すグラフは、図３（ｂ）において、反射光７が識別マーク３の背景部３Ｂから識別マーク３を経て、さらにその背景部３Ｂに至る区間で生じる場合における、１６組目の光ファイバ３１により生じるアナログ信号１１と差動用光ファイバ３２により生じるアナログ信号１１との各時間における電圧値を示している。
【００４７】
図６（ａ）は、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１と、差動用光ファイバ３２αのアナログ信号１１との時間変化に伴う電圧変化を示している。なお、実線が１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の時間変化に伴う電圧変化を示しており、一点鎖線が差動用光ファイバ３２αのアナログ信号１１の時間変化に伴う電圧変化を示している。時刻Ｔ１’に至るまでは、どちらのアナログ信号１１の電圧ともアナログ信号領域１３Ａに入り、ほぼ一定の値を示している。そして、時刻Ｔ１’を過ぎると、差動用光ファイバ３２αのアナログ信号１１の電圧が上昇し始め、閾値Ｖ２を超える。また、時刻Ｔ１を過ぎると、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧が上昇し始め、閾値Ｖ２を超える。
【００４８】
閾値Ｖ２を超えた差動用光ファイバ３２αのアナログ信号１１の電圧はさらに閾値Ｖ３を超え、時刻Ｔ２’を過ぎるとアナログ信号領域１３Ｂに入る値になり、ほぼ一定となる。また、閾値Ｖ２を超えた１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧は、さらに閾値Ｖ３を超え、時刻Ｔ２を過ぎると、アナログ信号領域１３Ｂに入る値になり、ほぼ一定となる。
【００４９】
そして時刻Ｔ３’を過ぎると、差動用光ファイバ３２αのアナログ信号１１の電圧が下降し始め、閾値Ｖ３よりも低下する。また、時刻Ｔ３を過ぎると、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧が低下し始め、閾値Ｖ３よりも低下する。
【００５０】
そして、閾値Ｖ３よりも低下した差動用光ファイバ３２αのアナログ信号１１の電圧がさらに閾値Ｖ２よりも低下し、時刻Ｔ４’を過ぎると、アナログ信号領域１３Ａに入る値になり、ほぼ一定となる。また、閾値Ｖ３よりも低下した１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧がさらに閾値Ｖ２よりも低下し、時刻Ｔ４を過ぎると、アナログ信号領域１３Ａに入る値になり、ほぼ一定となる。すなわち、各アナログ信号１１は、差動用光ファイバ３２αと１６組目の光ファイバ３１との間隔に対応した遅れをもって同一パターンで変化する。
【００５１】
図６（ｂ）は、図６（ａ）のそれぞれの時間における、差動用光ファイバ３２αのアナログ信号１１の電圧と１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧との差の絶対値をとった電圧Ｖｄ１を示している。時刻Ｔ１’に至るまでは、二つのアナログ信号１１の電圧の差はほとんど無いので、電圧Ｖｄ１がほぼ０を示している。そして、時刻Ｔ１’を過ぎると差動用光ファイバ３２αのアナログ信号１１の電圧が上昇することにより、電圧Ｖｄ１が上昇する。さらに、時刻Ｔ１を過ぎると、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧が差動用光ファイバ３２αのアナログ信号１１の電圧とほぼ同じ割合で上昇するので、電圧Ｖｄ１がほぼ一定となる。そして、時刻Ｔ２’を過ぎると、差動用光ファイバ３２αのアナログ信号１１の電圧がほぼ一定となるので、電圧Ｖｄ１が減少する。さらに、時刻Ｔ２を過ぎると、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧がほぼ一定となり、差動用光ファイバ３２αのアナログ信号１１の電圧とほぼ等しくなると、電圧Ｖｄ１はほぼ０となる。
【００５２】
また、時刻Ｔ３’を過ぎると、差動用光ファイバ３２αのアナログ信号１１の電圧が下降することにより、電圧Ｖｄ１が上昇する。さらに、時刻Ｔ３を過ぎると、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧が差動用光ファイバ３２αのアナログ信号１１の電圧とほぼ同じ割合で下降するので、電圧Ｖｄ１はほぼ一定となる。そして、時刻Ｔ４’を過ぎると、差動用光ファイバ３２αのアナログ信号１１の電圧がほぼ一定となるので、電圧Ｖｄ１が減少する。さらに、時刻Ｔ４を過ぎると、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧がほぼ一定となり、差動用光ファイバ３２αのアナログ信号１１の電圧とほぼ等しくなると、電圧Ｖｄ１がほぼ０となる。
【００５３】
図７（ａ）は、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１と、差動用光ファイバ３２βのアナログ信号１１との時間変化に伴う電圧変化を示している。なお、実線が１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の時間変化に伴う電圧変化を示しており、一点鎖線が差動用光ファイバ３２βのアナログ信号１１の時間変化に伴う電圧変化を示している。また、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧は、上述の図６（ａ）についての説明の中で既に述べられているので、説明を省略する。
【００５４】
図７（ａ）において、時刻Ｔ１’に至るまでは、差動用光ファイバ３２βのアナログ信号１１がアナログ信号領域１３Ａに入り、ほぼ一定の値を示している。そして、時刻Ｔ１’’を過ぎると、差動用光ファイバ３２βのアナログ信号１１の電圧が上昇し始め、閾値Ｖ２を超える。
【００５５】
閾値Ｖ２を超えた差動用光ファイバ３２βのアナログ信号１１の電圧はさらに閾値Ｖ３を超え、時刻Ｔ２’’を過ぎるとアナログ信号領域１３Ｂに入る値になり、ほぼ一定となる。
【００５６】
そして時刻Ｔ３’’を過ぎると、差動用光ファイバ３２のアナログ信号１１の電圧が下降し始め、閾値Ｖ３よりも低下する。そして、閾値Ｖ３よりも低下した差動用光ファイバ３２βのアナログ信号１１の電圧が閾値Ｖ２よりも低下し、時刻Ｔ４’’を過ぎると、アナログ信号領域１３Ａに入る値になり、ほぼ一定となる。
【００５７】
図７（ｂ）は、図７（ａ）のそれぞれの時間における、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧と差動用光ファイバ３２βのアナログ信号１１の電圧との差の絶対値をとった電圧Ｖｄ２を示している。時刻Ｔ１に至るまでは、二つのアナログ信号１１の電圧の差はほとんど無いので、電圧Ｖｄ２がほぼ０を示している。そして、時刻Ｔ１を過ぎると１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧が上昇することにより、電圧Ｖｄ２が上昇する。さらに、時刻Ｔ１’’を過ぎると、差動用光ファイバ３２βのアナログ信号１１の電圧が１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧とほぼ同じ割合で上昇するので、電圧Ｖｄ２がほぼ一定となる。そして、時刻Ｔ２を過ぎると、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧がほぼ一定となるので、電圧Ｖｄ２が減少する。さらに、時刻Ｔ２’’を過ぎると、差動用光ファイバ３２βのアナログ信号１１の電圧がほぼ一定となり、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧とほぼ等しくなると、電圧Ｖｄ２はほぼ０となる。
【００５８】
また、時刻Ｔ３を過ぎると、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧が下降することにより、電圧Ｖｄ２が上昇する。さらに、時刻Ｔ３’’を過ぎると、差動用光ファイバ３２βのアナログ信号１１の電圧が１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧とほぼ同じ割合で下降するので、電圧Ｖｄ２はほぼ一定となる。そして、時刻Ｔ４を過ぎると、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧がほぼ一定となるので、電圧Ｖｄ２が減少する。さらに、時刻Ｔ４’’を過ぎると、差動用光ファイバ３２βのアナログ信号１１の電圧がほぼ一定となり、１６組目の光ファイバ３１のアナログ信号１１の電圧とほぼ等しくなると、電圧Ｖｄ２がほぼ０となる。
【００５９】
図８（ａ）は、図６（ｂ）と図７（ｂ）とのグラフでの各時間におけるそれぞれの電圧の値Ｖｄ１，Ｖｄ２の和をとったグラフである。ここに示すように、時刻Ｔ１’に至るまでは電圧和（Ｖｄ１＋Ｖｄ２）がほぼ０である。そして、時刻Ｔ１’を過ぎると電圧和（Ｖｄ１＋Ｖｄ２）が上昇し、時刻Ｔ１を過ぎるとほぼ一定になる。また時刻Ｔ１’’（Ｔ２’）の近傍では、電圧和（Ｖｄ１＋Ｖｄ２）が変動するが、その直後に一定値に戻る。そして、時刻Ｔ２を過ぎると電圧和（Ｖｄ１＋Ｖｄ２）が下降し、時刻Ｔ２’’を過ぎるとほぼ０になる。
【００６０】
また、時刻Ｔ３’を過ぎると電圧和（Ｖｄ１＋Ｖｄ２）が上昇し、時刻Ｔ３を過ぎるとほぼ一定になる。また時刻Ｔ３’’（Ｔ４’）の近傍では、電圧和（Ｖｄ１＋Ｖｄ２）が変動するが、その直後に一定値に戻る。そして、時刻Ｔ４を過ぎると電圧和（Ｖｄ１＋Ｖｄ２）が減少し、時刻Ｔ４’’を過ぎるとほぼ０になる。
【００６１】
図８（ｂ）は、時間における境界ＯＮ・ＯＦＦ信号１５の変化を示している。これは、図８（ａ）の電圧和（Ｖｄ１＋Ｖｄ２）に対して、予め閾値Ｖ５を設定しておき、電圧和（Ｖｄ１＋Ｖｄ２）がこの閾値Ｖ５以下であるときは、境界ＯＮ・ＯＦＦ信号１５をＯＦＦとし、閾値Ｖ５を超えたときに境界ＯＮ・ＯＦＦ信号１５をＯＮとするように構成されており、この境界ＯＮ・ＯＦＦ信号１５が境界処理回路部１４から出力される。
【００６２】
さらに、出力された判定結果信号１９と境界ＯＮ・ＯＦＦ信号１５とが最終判定回路部２０に入力される。この最終判定回路部２０では、背景信号１９Ａが入力された後にマーク信号１９Ｂが入力された場合に、長さ判定指示信号２１が出力され、その出力が継続される。そして、長さ判定指示信号２１が出力されている間に背景信号１９Ａが入力されると、長さ判定指示信号２１の出力が停止される。
【００６３】
なお、図３（ａ）のグラフでの時刻ｔ２から時刻ｔ７までの場合、つまり実際の識別マーク３を検出する場合のように、アナログ信号領域１３Ａからアナログ信号領域１３Ｂに、かつこの逆に変化する際には、アナログ信号領域１３Ｃを経由して変化することが実際上ある。この場合には、識別マーク３で生じる反射光７を受光しても、最終判定回路部２０から長さ判定指示信号２１が出力されないので、識別マーク３を検出することができない。このような場合のために、境界ＯＮ・ＯＦＦ信号１５を用いて絵柄信号１９Ｃをマスク処理し、長さ判定指示信号２１が出力されるようにする。
【００６４】
つぎに、マスク処理について説明する。境界ＯＮ・ＯＦＦ信号１５がＯＮになるのは、図８における時刻Ｔ１’と時刻Ｔ１との間の時点から時刻Ｔ２と時刻Ｔ２’’との間の時点までであり、また、時刻Ｔ３’と時刻Ｔ３との間の時点から時刻Ｔ４と時刻Ｔ４’’との間の時点までである。なお図３から、時刻ｔ３は時刻Ｔ１よりも後であり、時刻ｔ４は時刻Ｔ２よりも前である。また、時刻ｔ５は時刻Ｔ３よりも後であり、時刻ｔ６は時刻Ｔ４よりも前である。その結果、境界ＯＮ・ＯＦＦ信号１５がＯＮの場合に判定結果信号１９をマスク処理すると、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間と時刻ｔ５から時刻ｔ６までの時間とに発生する絵柄信号１９Ｃが確実にマスク処理される。その結果、境界ＯＮ・ＯＦＦ信号１５を用いることによって、識別マーク３とその背景部３Ｂとの色と色との境界部分で生じる反射光７による絵柄信号１９Ｃを無視することができるので、長さ判定指示信号２１を最終判定回路部２０から出力することができる。
【００６５】
そして、最終判定回路部２０では、通常ＯＮであり、かつ背景信号１９Ａが入力された後にマーク信号１９Ｂが入力され、さらにその後に絵柄信号１９Ｃが入力された場合に、絵柄信号１９Ｃが入力された時点でＯＦＦになる信号出力許可信号２２が出力される。なお、この信号出力許可信号２２がＯＦＦになった場合は、背景信号１９Ａが入力されてから一定時間の後、ＯＮに復帰するように設定されている。
【００６６】
また、走行ローラパルス発生器２６によって、帯状材１を走行させる走行ローラ２５の回転数に同期するパルス信号２４が出力される。
【００６７】
そして、長さ判定指示信号２１と信号出力許可信号２２とパルス信号２４とが帯状材送り長さ判定部２３に入力される。この帯状材送り長さ判定部２３では、まず長さ判定指示信号２１とパルス信号２４とから長さ判定指示信号２１がＯＮとなる帯状材１の走行方向における帯状材１の区間の長さを計測し、その計測結果を予め設定された帯状材１の走行方向における識別マーク３の長さと比較する。そして、それらが一致した場合に、長さ一致信号２７をＯＮとする。さらに、この長さ一致信号２７がＯＮであるときに、信号出力許可信号２２がＯＮのままである場合に識別マーク３が検出されたと判定し、マーク検出信号２８を出力する。また、この長さ一致信号２７がＯＮであっても、信号出力許可信号２２がＯＦＦとなっていれば、識別マーク３ではないと判定し、マーク検出信号２８は出力されないように構成されている。
【００６８】
以上説明した発明の具体例において、形状の異なる識別マーク３や絵柄２から正しく識別マーク３を検出する過程について図９と図１０とを用いて説明する。なお、これらの図では、説明の都合上、帯状材１が静止しているものとし、受光部８が図における右方向に相対的に移動するものとしている。さらに、これらの図に示される各信号を、その信号に対応する反射光７が生じる識別マーク３の位置と対応させて示したものである。
【００６９】
図９（ａ）は、正規の識別マーク３を受光部８によって受光する例である。受光部８が識別マーク３よりも図９（ａ）における左側に位置する識別マーク３の背景部３Ｂで生じる反射光７を受光するときには、背景信号１９ＡがＯＮであり、絵柄信号１９Ｃとマーク信号１９ＢとがＯＦＦとなる。そして、受光部８が識別マーク３で生じる反射光７を受光し始めると、背景信号１９ＡがＯＦＦとなり、マーク信号１９ＢがＯＮとなる。なお、絵柄信号１９ＣはＯＦＦのままである。これは、識別マーク３の背景部３Ｂと識別マーク３との色と色との境界部分で生じる反射光７によって発生する絵柄信号１９Ｃが最終判定回路部２０においてマスク処理されるためである。その結果、長さ判定指示信号２１がＯＮとなり、最終判定回路部２０から出力され、その出力が継続される。そして、受光部８が識別マーク３で生じる反射光７を受光し終わると、マーク信号１９ＢがＯＦＦとなり、背景信号１９ＡがＯＮとなる。すると、長さ判定指示信号２１がＯＦＦとなり出力が終了する。なおこの場合においても、絵柄信号１９Ｃはマスク処理されることにより、ＯＦＦのままである。
【００７０】
そして、この長さ判定指示信号２１がＯＮとなっている間に走行した帯状材１の走行方向の長さが計測される。その長さは帯状材１の走行方向における識別マーク３の長さと一致するので、長さ一致信号２７がＯＮとなる。また、信号出力許可信号２２はＯＮの状態であるから、マーク検出信号２８が出力され、識別マーク３が識別される。なお、このマーク検出信号２８は、位置決め制御に使用する目的から、非常に短いパルス信号として出力される。
【００７１】
図９（ｂ）は、識別マーク３と同じ形状と大きさをもつ部分に連続して凸部が図９（ｂ）における左側に延びている絵柄２で生じる反射光７を受光部８によって受光する例である。なおこの凸部は、その凸部で生じる反射光７が受光部８の差動用光ファイバ３２によって受光されることがない位置に設けられている。
【００７２】
受光部８が識別マーク３よりも図９（ｂ）における左側に位置する識別マーク３の背景部３Ｂで生じる反射光７を受光するときは、背景信号１９ＡがＯＮであり、絵柄信号１９Ｃとマーク信号１９ＢとがＯＦＦとなる。そして、受光部８が絵柄２の凸部で生じる反射光７を受光し始めると、背景信号１９ＡがＯＦＦとなり、絵柄信号１９ＣがＯＮとなる。さらに、受光部８が識別マーク３と同じ形状と大きさをもつ絵柄２の部分で生じる反射光７を受光し始めると、絵柄信号１９ＣがＯＦＦとなり、マーク信号１９ＢがＯＮとなる。この場合では、長さ判定指示信号２１がＯＮとならずＯＦＦのままなので、マーク検出信号２８は出力されず、この絵柄２が識別マーク３として認識されることはない。
【００７３】
図１０（ａ）は、識別マーク３と同じ形状と大きさをもつ部分に凸部が図１０（ａ）における右側に延びている絵柄２で生じる反射光７を受光部８によって受光する例である。なおこの凸部は、その凸部で生じる反射光７が受光部８の差動用光ファイバ３２によって受光されることがない位置に設けられている。
【００７４】
受光部８が識別マーク３よりも図１０（ａ）における左側に位置する識別マーク３の背景部３Ｂで生じる反射光７を受光するときは、背景信号１９ＡがＯＮであり、絵柄信号１９Ｃとマーク信号１９ＢとがＯＦＦとなる。そして、受光部８が識別マーク３と同じ形状と大きさをもつ絵柄２の部分で生じる反射光７を受光し始めると、背景信号１９ＡがＯＦＦとなり、マーク信号１９ＢがＯＮとなる。なお、絵柄信号１９ＣはＯＦＦのままである。その結果、長さ判定指示信号２１がＯＮとなり、最終判定回路部２０から出力され、その出力が継続される。そして、受光部８が絵柄２の凸部で生じる反射光７を受光し始めると、マーク信号１９ＢがＯＦＦとなり、絵柄信号１９ＣがＯＮとなる。さらに、受光部８が絵柄２の凸部からの反射光を受光し終わると、絵柄信号１９ＣがＯＦＦとなり、背景信号１９ＡがＯＮとなる。すると、長さ判定指示信号２１がＯＦＦとなり出力が終了する。
【００７５】
そして、この長さ判定指示信号２１がＯＮとなっている間に走行された帯状材１の走行方向の長さが計測される。その長さは帯状材１の走行方向における識別マーク３の長さよりも長いため、長さ一致信号２７がＯＦＦのままとなる。また、絵柄信号１９ＣがＯＦＦになった時点で信号出力許可信号２２がＯＦＦとなる。その結果、マーク検出信号２８は出力されず、この絵柄２が識別マーク３として認識されることはない。
【００７６】
図１０（ｂ）は、識別マーク３と同じ形状と大きさをもつ部分に凸部が図１０（ｂ）における右側に設けられている絵柄２で生じる反射光７を受光部８によって受光し、かつ帯状材１の走行方向において、凸部を含んだ絵柄２の長さが正規の識別マーク３の長さと等しい場合である例である。なお、この凸部はその反射光７が受光部８の差動用光ファイバ３２によって受光されることがない位置に設けられている。
【００７７】
受光部８が識別マーク３よりも図１０（ｂ）における左側に位置する識別マーク３の背景部３Ｂで生じる反射光７を受光するときは、背景信号１９ＡがＯＮであり、絵柄信号１９Ｃとマーク信号１９ＢとがＯＦＦとなる。そして、受光部８が識別マーク３と同じ形状と大きさをもつ絵柄２の部分で生じる反射光７を受光し始めると、背景信号１９ＡがＯＦＦとなり、マーク信号１９ＢがＯＮとなる。なお、絵柄信号１９ＣはＯＦＦのままである。その結果、長さ判定指示信号２１がＯＮとなり、最終判定回路部２０から出力され、その出力が継続される。そして、受光部８が絵柄２の凸部で生じる反射光７を受光し始めると、マーク信号１９ＢがＯＦＦとなり、絵柄信号１９ＣがＯＮとなる。さらに、受光部８が絵柄２の凸部で生じる反射光７を受光し終わると、絵柄信号１９ＣがＯＦＦとなり、背景信号１９ＡがＯＮとなる。すると、長さ判定指示信号２１がＯＦＦとなり、出力が終了する。
【００７８】
そして、この長さ判定指示信号２１がＯＮとなっている間に走行した帯状材１の走行方向の長さが計測される。その長さは帯状材１の走行方向における識別マーク３の長さと一致することから、長さ一致信号２７がＯＮとなる。また、絵柄信号１９ＣがＯＦＦになった時点で信号出力許可信号２２がＯＦＦとなる。その結果、マーク検出信号２８は出力されず、この絵柄２が識別マーク３として認識されることはない。
【００７９】
なお、図９と図１０とでは、絵柄２の凸部で生じる反射光７が差動用光ファイバ３２には受光されない位置にその絵柄２の凸部が存在する場合が示された。そこで、この絵柄２の凸部で生じる反射光７が差動用光ファイバ３２によって受光される位置にその絵柄２の凸部が存在する場合を図１１を用いて説明する。なお、図１１に示す状態は、差動用光ファイバ３２βが絵柄２の凸部の端部で生じる反射光７を受光部８が受光し終わった状態、つまり判定結果信号１９のマスク処理が終了した状態を示している。
【００８０】
図１１（ａ）に示す状態では、光ファイバ３１が絵柄２の識別マーク３と同じ形状と大きさをもつ部分で生じる反射光７を受光部８が受光している。そのため、この状態では判定結果信号１９がマーク信号１９Ｂとなる。この場合には、絵柄２を識別マーク３と誤認識する可能性があるので、識別マーク３の形状や大きさ、色彩や明暗を変更する。あるいは、帯状材１の蛇行量が小さければ、受光部８の位置を帯状材１の幅方向に少しずらして設置し、この絵柄２の凸部で生じる反射光７が差動用光ファイバ３２によって受光されない位置にしてもよい。
【００８１】
また、図１１（ｂ）に示す状態では、光ファイバ３１の一部が絵柄２の識別マーク３と同じ形状と大きさをもつ部分で生じる反射光７を受光部８が受光し、他の部分が識別マーク３の背景部３Ｂで生じる反射光７を受光部８が受光している。そのため、この状態では判定結果信号１９が絵柄信号１９Ｃとなり、絵柄２が識別される。
【００８２】
さらに、図１１（ｃ）に示す状態では、光ファイバ３１が識別マーク３の背景部３Ｂで生じる反射光７を受光部８が受光している。そのため、この状態では判定結果信号１９が背景信号１９Ａとなる。そして帯状材１がさらに走行すると、光ファイバ３１の一部が絵柄２の識別マーク３と同じ形状と大きさをもつ部分で生じる反射光７を受光部８が受光し、他の部分が識別マーク３の背景部３Ｂで生じる反射光７を受光することになる。すると、判定結果信号１９が絵柄信号１９Ｃとなるが、この状態では差動用光ファイバ３２によるマスク処理が行われないので、絵柄２が識別される。
【００８３】
なお、この具体例では、帯状材１としてフィルムを貼着した帯状材を対象とした例を説明したが、この発明はこれに限定されることはなく、識別マークの付された金属板やプラスチックフィルム、紙なども帯状材１の対象とすることができる。そして、それらの場合であっても、上述した例と同様に帯状材１を走行しながら絵柄２にマスク処理を施すことなくマークを識別することができる。また、この具体例では、光源６から光５を帯状材１に照射したが、この光５は可視光線のみならず、紫外線やＸ線等を用いてもよい。
【００８４】
さらに、この具体例では、差動用光ファイバ３２を１６組目の二本の光ファイバ３１に隣接して設けたが、この発明はこれに限定されることはなく、帯状材１の走行方向における識別マーク３の長さ以下の長さだけ光ファイバ３１から帯状材１の走行方向に離れて設けてもよい。その場合、判定結果信号１９がマスク処理される時間が長くなるが、判定結果信号１９が背景信号１９Ａからマーク信号１９Ｂに変化するので、識別マーク３を識別することに影響はない。さらに、この具体例では、径が光ファイバ３１の径と等しい差動用光ファイバ３２が用いられたが、この発明はこれに限定されることはなく、光ファイバ３１の径より大きくても小さくてもよい。望ましくは、光ファイバ３１の径よりも小さい径をもつ差動用光ファイバ３２を光ファイバ３１に密接させるとよい。差動用光ファイバ３２の径を小さくすることによって、マスク処理の時間が短くなる。その結果、前述した、絵柄２の凸部で生じる反射光７が差動用光ファイバ３２によって受光される位置にその絵柄２の凸部が存在する場合の、凸部の大きさが小さいものまで絵柄２として確実に識別でき、精度よく識別マーク３を識別することができる。
【００８５】
そして、この具体例では、識別マーク３とその背景部３Ｂとの境界部分で生じる反射光７を受光することによって生じる絵柄信号１９Ｃの影響を除去するために、差動用光ファイバ３２を受光部８に設けて絵柄信号１９Ｃをマスク処理することが示されたが、この発明はこれに限定されることはなく、差動用光ファイバ３２を設けなくともよく、その場合には、下記のように信号回路を構成し、識別マーク３を検出するとよい。つまり、背景信号１９Ａが入力された後に絵柄信号１９Ｃが入力された場合に、絵柄信号１９Ｃが入力されている間に送られる帯状材１の長さの計測を指示するための絵柄長さ判定指示信号が出力されるとともにその出力が継続するように設定する。さらに、その後にマーク信号１９Ｂが入力された場合に絵柄長さ判定指示信号の出力が停止され、かつ長さ判定指示信号２１が出力されるとともにその出力が継続されるように設定する。また、マーク信号１９Ｂが入力された後に絵柄信号１９Ｃが入力された場合に、長さ判定指示信号２１の出力が停止され、かつ絵柄長さ判定指示信号が出力されるとともにその出力が継続するように設定する。さらに、その後に背景信号１９Ａが入力された場合に絵柄長さ判定指示信号の出力が停止されるように設定する。そして、絵柄長さ判定指示信号とパルス信号２４とから絵柄長さ判定指示信号がＯＮとなる帯状材１の走行方向における帯状材１の区間の長さを計測し、その計測結果を識別マーク３とその背景部３Ｂとの境界部分で生じる反射光７を受光部８が受光することによって発生する絵柄信号１９ＣがＯＮとなる帯状材１の走行方向におけるその区間の長さとを比較し、これらが一致するとともに長さ一致信号２７がＯＮとなる場合に、識別マーク３が検出されたと判定する。
【００８６】
また、この具体例では、受光部８の光ファイバ３１が直線状に配列した例を説明したが、この発明はこれに限定されることはなく、識別マーク３の形状に合わせて曲線状に配列してもよい。また、絵柄２が識別マーク３と誤認識される可能性がない形状であるならば、受光部８の光ファイバ３１を密接させずに間隔を置いて設けたり、千鳥状に設けてもよい。この場合、設置する光ファイバ３１の本数が少なくて済むので、装置のコストダウンを図ることができる。また、光ファイバ３１からのアナログ信号１１を処理する回数が減少するので、装置の処理速度を高速化することができる。
【００８７】
さらに、この具体例では、識別マーク３の形状が長方形である例を説明したが、この発明はこれに限定されることはなく、複数の矩形またはそれらを組合せて一つの識別マークとした形状でもよい。
【００８８】
さらにまた、この具体例では、帯状材１に設けられた識別マーク３の識別を行う場合を例に採用したが、この発明はこれに限定されることはなく、他の用途にも採用することができる。他の用途としては、第一に、帯状材に設けられた識別マークの間隔を計測することができる。つまり、帯状材の背景部と絵柄との帯状材の走行方向における長さを計測することにより、識別マークの間隔を容易に計測することができ、例えばフィルムの継ぎ目で、識別マーク同士の間隔が不等ピッチの場合でもマーク間隔を容易に計測できる。また、第二に、帯状材に設けられた識別マークの種類を複数設定し識別することができる。つまり、形状や大きさ、色彩や明暗の異なる複数種類の識別マークを予め装置に設定しておくことにより、複数種類の識別マークを容易に識別することができる。なおこの発明では、識別マークの形状や大きさ、色彩や明暗とを計測するので、識別マークの種類が増加しても、採用する絵柄の自由度が著しく減少することを防ぐことができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、帯状材の走行方向とは直交する方向における表示物の受光量デジタル信号パターンを検出し、その受光量デジタル信号パターンの出力順序が、予め設定された識別マークの通過を表す受光量デジタル信号パターンの出力順序と一致した場合に、その表示物の走行方向における長さを計測し、その計測長さが予め設定された基準長さと一致した場合に、その表示物を識別マークとすることによって、識別マークの形状と大きさとを認識でき、識別マークを絵柄や他のマーク等と容易に識別することができる。
【００９０】
また、識別マークを２次元寸法として基本的に判定する方法のため、識別マークの形状と色とを考慮して、絵柄を決定する必要がなく、絵柄の自由度を向上させることができる。しかも、識別マークを絵柄と同一走行線上に存在する絵柄と絵柄との間の印刷されていない部分に付けることができるので、帯状材の側縁部に付ける必要がない。その結果、帯状材の材料歩留まりを向上させることができる。
【００９１】
さらに、不等間隔の識別マーク間隔にも容易に対応ができ、確実に識別マークを識別することができる。
【００９２】
さらにまた、帯状材の識別マークが印刷されていない部分において、絵柄を識別マークと誤認識しないようにするための絵柄マスク処理手段を特別に設ける必要がなくなり、その設定および調整作業の省略が行え、帯状材の印刷された識別マークの間隔が変わる品種替えの多い設備において、生産性に絶大な効果を得ることができる。
【００９３】
また請求項２の発明によれば、表示物の色と色との境界部分で生じる反射光やそれに基づく検出信号を除去するマスク処理を行い、そのマスク処理を施した後に得られる前記受光量デジタル信号パターンの出力順序と予め設定された前記識別マークの通過を表す受光量デジタル信号パターンの出力順序とを比較することによって、識別マークの境界部分で生じる反射光の面受光による影響なしに、表示物の実際の受光量デジタル信号パターンを得ることができる。その結果、識別マークをより容易・確実に識別することができる。
【００９４】
さらに請求項３の発明によれば、光源と受光手段と幅方向パターン比較手段と長さ判定手段とを設けることによって、画像処理装置を使用する場合と比較して、マークの識別に必要となる演算量が少なくて済む。そのため、帯状材の走行方向での二つの絵柄の間に識別マークが存在しても、複雑な装置を使用せずに識別マークを高速で高精度に検出することができる。その結果、帯状材の走行速さを速くすることができるとともに、ラインの効率を上昇させることができる。
【００９５】
また、帯状材の幅方向におけるマークの幅よりも長い区間に亘って帯状材の面からの反射光を受光手段が受光することによって、帯状材が蛇行したりすることによりその幅方向にぶれて識別マークからの反射光を受光手段が受光することができなかったり、マークを認識せずにとばしてしまったりすることを防ぐことができる。
【００９６】
そして請求項４の発明によれば、表示物の境界部分で生じる反射光に基づく信号を除去するマスク手段を備えることによって、識別マークの走行方向における境界部分で生じる反射光を受光する受光面積による影響（点受光と異なり面受光では、境界部分を中間レベルと判定するため、処理が複雑となる）を取り除いて、帯状材の走行方向における表示物の実際の受光量デジタル信号パターンを得ることができる。その結果、識別マークをより容易・確実に識別することができるため、識別マークを認識せずに飛ばしてしまったりすることによって発生する生産ラインでの材料ロスや、稼働率の低下を防ぐことができる。
【００９７】
また、境界部分で生じる反射光の識別処理回路が不要になるため、装置コストをその分低く抑えることができる。
【００９８】
また請求項５の発明によれば、受光手段が、帯状材の幅方向における識別マークの長さよりも長い区間に亘って配置されたｎ個（但し、ｎは自然数）の受光素子と、帯状材の走行方向において該受光素子の両側にそれぞれ少なくとも一個ずつ設けられる第二の受光素子とから構成されていることによって、帯状材の幅方向と走行方向とにおける識別マークのパターンを認識することができる。その結果、受光素子を帯状材の走行方向に多数設け、マーク全体の形状や大きさを一度に認識しなくとも、識別マークを高速かつ高精度に識別することができる。さらに、受光素子を帯状材の走行方向に多数設ける場合と比較して、設ける受光素子の総数が少なくなるので、その分コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明のマーク識別方法が用いられるマーク識別装置の一例を示す概略図である。
【図２】 受光部を示す平面図である。
【図３】 受光部で受光した反射光に対応するアナログ信号の電圧の時間変化を示すグラフとその反射光を生じさせる帯状材の部分とを対応させて示す図である。
【図４】 帯状材の走行方向における、帯状材の背景部と識別マークとの境界部分で生じる反射光を受光する受光部の光ファイバを示す平面図である。
【図５】 帯状材の幅方向における、帯状材の背景部と識別マークとの境界部分で生じる反射光を受光する受光部の光ファイバを示す平面図である。
【図６】 １６組目の光ファイバと、帯状材の走行方向における下流側に位置する差動用光ファイバとが受光した反射光に対応するアナログ信号の電圧と、それら電圧の差分との時間変化を示すグラフである。
【図７】 １６組目の光ファイバと、帯状材の走行方向における上流側に位置する差動用光ファイバとが受光した反射光に対応するアナログ信号の電圧と、それら電圧の差分との時間変化を示すグラフである。
【図８】 二つの電圧の差分の和と境界ＯＮ・ＯＦＦ信号との時間変化を示すグラフである。
【図９】 正規の識別マークと、それとは形状が異なる絵柄とのマーク識別過程を説明するための概略図である。
【図１０】 正規の識別マークとは形状が異なる二つの絵柄のマーク識別過程を説明するための概略図である。
【図１１】 差動用光ファイバが受光する帯状材の部分に凸部を有し、それ以外の部分が識別マークと同じ形状をもつ三つの絵柄のマーク識別過程を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１…帯状材、 ２…絵柄、 ３…識別マーク、 ３Ｂ…背景部、 ４…マーク識別装置、 ５…光、 ６…光源、 ７…反射光、 ８…受光部、 １１…アナログ信号、 １２…信号領域判定回路部、 １３…アナログ信号領域、 １４…境界処理回路部、 １６…信号領域計数回路部、 ２０…最終判定回路部、 ２３…帯状材送り長さ判定部、 ２５…走行ローラ、 ２６…走行ローラパルス発生器、 ３１…光ファイバ、 ３２…差動用光ファイバ。

Claims (5)

1. 一定方向に走行する帯状材の表面に、その表面に繰り返し付けられた絵柄と同一走行線上にその絵柄と区別して設けられた識別マークを識別するマーク識別方法において、
   前記表面に照射した光の反射光に基づいて、前記表面に付されている表示物の前記帯状材の走行方向に対して直交する幅方向の受光量デジタル信号パターンを検出し、該受光量デジタル信号パターンの出力順序と予め設定された前記識別マークの通過を表す受光量デジタル信号パターンの出力順序とが一致した場合に、該表示物の走行方向の長さを判定するための指示信号が出力され、該判定指示信号と帯状材の走行パルス信号とから、前記判定指示信号が出力されている間の前記帯状材の走行方向の送り長さを計測し、その計測した長さが予め設定された基準長さと一致した場合に、前記表示物を前記識別マークとすることを特徴とするマーク識別方法。
2. 前記表示物の受光量デジタル信号パターンの出力順序と予め設定された前記識別マークの通過を表す受光量デジタル信号パターンの出力順序とを比較する際に、前記表示物の前記帯状材の走行方向における境界部分で生じる、前記反射光もしくは該反射光に基づく検出信号を除去するマスク処理を行い、そのマスク処理を施した後に得られる前記受光量デジタル信号パターンの出力変化と予め設定された前記識別マークの通過を表す受光量デジタル信号パターンの出力順序とを比較することを特徴とする請求項１に記載のマーク識別方法。
3. 一定方向に走行する帯状材の表面に、その表面に繰り返し付された絵柄と同一走行線上にその絵柄と区別して設けられた識別マークを識別するマーク識別装置において、
   前記マークが設けられている前記帯状材の面に光を照射する光源と、
   前記帯状材の幅方向における前記識別マークの長さよりも長い区間に亘って前記帯状材の面からの反射光を受光して受光量アナログ信号を出力する受光手段と、
   その受光手段で得られた受光量アナログ信号をデジタル変換して前記帯状材の表面に付けられている表示物の幅方向の受光量デジタル信号パターンをつくり、該受光量デジタル信号パターンの出力順序と予め設定された前記識別マークの通過を表す受光量デジタル信号パターンの出力順序とを比較し、両者が一致した場合に、前記表示物の走行方向の長さを判定する判定指示信号を出力する幅方向パターン判定手段と、
   その幅方向パターン判定手段から出力される前記判定指示信号と、前記帯状材の走行ローラから発せられるパルス信号とに基づいて、前記判定指示信号が入力されている間の前記帯状材の送り長さを計測し、予め定めた基準長さと比較して両者が一致することにより前記表示物を識別マークと判定する長さ判定手段と
   を備えていることを特徴とするマーク識別装置。
4. 前記受光手段が、前記帯状材の幅方向における前記識別マークの長さよりも長い区間に亘る部分からの反射光を受光する幅方向受光部と、帯状材の走行方向に沿う複数箇所からの反射光を受光する境界受光部とを備えるとともに、
   前記表示物の走行方向における境界部分で生じる前記反射光に基づく信号を除去するマスク手段を更に備えていることを特徴とする請求項３に記載のマーク識別装置。
5. 前記受光手段が、前記帯状材の幅方向における前記識別マークの長さよりも長い区間に亘って配置されたｎ個（但し、ｎは自然数）の受光素子と、前記帯状材の走行方向において該受光素子の両側にそれぞれ少なくとも一個ずつ設けられる第二の受光素子とから構成されていることを特徴とする請求項３に記載のマーク識別装置。

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