JPH07302300A - マーク検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バーコードの様なマークを蛍光物質を用いて
形成し、そのマークを光を利用して検知するものにおい
て、外部光やマークによる反射光の成分が大きいために
検出光全体に占める蛍光の強度が極めて弱い場合にあっ
ても、蛍光成分の検出が安定して的確に行なえるように
する。 【構成】 光照射部３６からマーク１０に向けて、正弦
波状にその強さが変化する光１２を照射する一方、光電
変換部３７で入射光１３を電気信号に変換する。更に、
濾波回路５２を用いて外部光成分を減衰させ、引算回路
５８で反射光と同一位相の引算信号６１を引いて反射光
成分を減衰させたのち、乗算回路５４で反射光から９０
度遅れた制御信号２２を掛け合わせ、その出力信号から
直流成分を取り出すことにより、蛍光成分を分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、通行券やテレフォン
カードなどの各種プリペイドカードをはじめとする各種
物品上に設けるバーコードや文字の様な各種のマーク
を、光学的に検出する方法およびその検出方法を実施し
た検出装置であって、特に検出用のマークが蛍光物質を
もって形成されたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は以前、蛍光物質で形成したマ
ーク上に光を間欠的に照射し、照射光の停止期間中にマ
ークから発生する蛍光の有無を検出することによって、
マークの形成位置を検知する方法および装置を提案した
（例えば特開平０３−１６３６９４号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
残光を利用する方法にあっては、蛍光の波長と同一か近
傍の波長の外部光が同時に照射されると、その光がその
まま受光素子に入力されて電気信号に変換される結果、
蛍光が発生していないにもかかわらずそれを蛍光と誤認
する虞れがある。そこでかかる誤認を未然に防止するた
め、光の照射および検出位置を外部光から遮蔽して使用
することが要求されるなど、使用環境が限定される不都
合があった。

【０００４】本発明者らはかかる不都合に対して考察を
おこなった結果、蛍光物質に対して照射される光と発生
される蛍光との関係は、ＣＲ回路における印加電圧とコ
ンデンサの端子電圧との関係と略等価な位相関係を保持
しながら変化するのに対し、外部光は略一定の強度か又
はでたらめな強度変化を一般的にするものであり、かか
る各信号間の位相関係を利用することにより、各種の光
が混在する場合にあっても蛍光成分のみがその中から的
確に抽出できることを知見した。

【０００５】すなわち、蛍光物質で形成したマーク上に
交流的にその振幅が変化する光を照射すると、そのマー
ク部分から放出される光は、マークによる反射光と、そ
の反射光と同一周波数で位相が例えば４５度程度遅れた
蛍光と、外部光とが重畳したものとなる。したがって、
照射光と同一周波数成分を選択的に取り出せば、反射光
と蛍光とは両者の位相の違いを利用して分離できるので
ある。

【０００６】更にまた、上記した反射光と蛍光の位相の
違いは蛍光物質の種類によって異なるものであり、この
値の違いを判別すれば、マークに関する情報をよりきめ
細かく取得できることを知見した。すなわち、第三者が
任意の蛍光物質をもって同一形状のマークを作成するこ
と自体は技術的にそれほど難しくないが、蛍光物質の成
分を一致させることは物理的に極めて難しく、マークを
セキュリティ用として使用する場合には特に、偽造の防
止が図れるのである。

【０００７】本発明は上記した知見に基づいてなされた
ものであって、使用環境に影響されることなく、蛍光物
質を利用したマークの光による検知が確実に行なえるマ
ークの検出方法および装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】本発明はまた、反射光成分が大きいために
検出光全体に占める蛍光の大きさが極めて低い場合にあ
っても、蛍光成分の検出が安定して的確に行なえるマー
クの検出方法および装置を提供することを目的とする。

【０００９】本発明は、更に、反射光に対する蛍光の位
相の遅れ量それ自体を検出することにより、マークを形
成する蛍光物質の違いをもマークで表示可能な情報とし
て利用出来るマークの検出方法を提供することを目的と
する。

【００１０】本発明は更にまた、入射光の大小にかかわ
らず、マーク検知が精度よく行えるマーク検出装置を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にかかるマーク検出方法にあっては、図２に
例示する蛍光物質で形成されたマーク１０上に、その強
さが例えば正弦波交流の様に所定の周期性をもって変化
する光１２を照射する工程と、上記したマーク１０の光
照射位置１５から放出される光１３の強度変化を電気信
号の変化に変換する工程と、変換された電気信号から、
照射光１２のマーク１０上での反射光１７に対応する信
号成分と同一の周期性を有するが位相が互いに異なる電
気信号成分のみを選択的に取り出し可能とする位相検波
工程とを備えている。

【００１２】なお上記した照射光１２を、蛍光物質の励
起によってマーク１０から放出される蛍光１８とはその
波長が異なる特定波長のものとし、上記した電気信号へ
の変換工程に先だって、入射光１３から蛍光１８の波長
成分を選択的に取り込む光学的濾波工程を備えることが
好ましい。

【００１３】また、上記した照射光１２のマーク１０及
びそのマーク１０が形成される媒体９による反射光１７
の成分が、蛍光物質の励起によってマーク１０から放出
される蛍光１８の成分より悪影響を及ぼす程に大きいも
のである場合には、上記した選択的な位相検波工程に先
だって、反射光１７の成分に略一致する信号を作成し、
変換された電気信号から反射光成分を差し引いたあと所
定の大きさに増幅する電気的増幅工程を備えることが好
ましい。

【００１４】上記した位相検波工程は更に、選択的に取
り出された電気信号成分において、反射光１７の成分か
らの位相のずれに対応した信号を出力可能とするもので
あってもよい。

【００１５】一方、本発明にかかるマーク検出装置は、
図１にその概略的な構成を示す如く、蛍光物質で形成さ
れたマーク１０と相対移行しながら、その強さが周期性
をもって変化する光１２をマーク１０上に照射する光照
射手段１１と、その光照射手段１１に隣接して配設さ
れ、照射光１２の照射位置１５から放出される光１３を
取り込んで電気信号に変換する光電変換手段１４と、そ
の光電変換手段１４で変換された電気信号から、照射光
１２のマーク１０及びそのマーク１０が形成される媒体
９上での反射光１７に対応する信号成分と位相が異なる
が同一の周期性をもってその振幅が変化する電気信号成
分を選択的に取り出す位相検波手段１６とを備えたもの
である。

【００１６】上記した照射光１２を、蛍光物質の励起に
よってマーク１０から放出される蛍光１８とはその波長
が異なる特定波長のものとし、上記した光電変換手段１
４の光入射面上に、入射光１３から蛍光１８の波長成分
の光が選択的に取り込まれる光学的濾波手段１９を配設
することが好ましい。

【００１７】また、上記した照射光１２は、その照射強
度が外部光２０より十分高い周波数で正弦波の様に変化
するものとし、位相検波手段１６は、変換した電気信号
から外部光２０の成分を取り除く低域遮断型濾波手段２
１と、反射光１７の成分と略９０度位相が異なった制御
信号２２を作成する制御信号作成手段２３と、その制御
信号作成手段２３と低域遮断型濾波手段２１からの出力
信号を互いに掛け合わせる乗算手段２４と、該乗算手段
２４の出力信号から直流成分を選択的に取り出す低域通
過型濾波手段２５とを備えることができる。

【００１８】更に上記した照射光１２はその照射強度
が、外部光２０より十分高い周波数で正弦波の様に変化
するものとし、位相検波手段１６は、変換した電気信号
から外部光２０の成分を取り除く低域遮断型濾波手段２
１と、該低域遮断型濾波手段２１から取り出された電気
信号中の反射光１７の成分と略同じ引算信号６１を作成
する手段６２と、該引算信号作成手段６２と上記低域遮
断型濾波手段２１からの出力信号を互いに差し引きする
引算手段２８と、反射光１７の成分と略９０度位相が異
なった制御信号２２を作成する手段２３と、該制御信号
作成手段２３と低域遮断型濾波手段２１からの出力信号
を互いに掛け合わせる乗算手段２４と、該乗算手段２４
の出力信号から直流成分を選択的に取り出す低域通過型
濾波手段２５とを備えることができる。

【００１９】上記した乗算手段２４に入力される２つの
信号は、互いに略等しい振幅となる様に制御されること
が好ましく、制御信号２２の振幅を略一定に維持する一
方、上記遮断型濾波手段２１側から送られる信号を自動
利得制御機能を備えた増幅手段で増幅し、制御信号２２
とその振幅を略一致させることが好ましい。

【００２０】

【作用】上記した構成により、図１に示す光照射手段１
１から、例えば正弦波交流の様にその強さが周期的に変
化する光１２がマーク１０及び媒体９上に照射される
と、それに対応してマーク１０からは、図２に例示する
如く、照射光１２による反射光１７と、照射光１２によ
る蛍光１８と外部光２０とが重畳して放出される。この
入射光１３中から、マーク１０を構成する蛍光物質が発
する蛍光１８の波長を光学フィルタの様な光学的濾波手
段１９で選択的に取り込んだ後、光電変換手段１４で電
気信号に変換したあと、位相検波手段１６において、反
射光１７と蛍光１８とを両者の位相の違いを利用して分
離する。

【００２１】すなわち、先ず低域遮断型濾波手段２１で
外部光２０の成分を減衰させる。更に、引算信号作成手
段６２を用いて反射光１７の成分と略同一の信号を作成
し、引算手段２８で入力信号との差をとることにより、
反射光１７の成分を減衰させる。

【００２２】更に、制御信号作成手段２３において、反
射光１７の成分と略９０度遅れた位相の制御信号２２を
作成し、この制御信号２２を乗算手段２４を用いて互い
に掛け合わせる。するとこの乗算手段２４からの出力信
号は、交流成分と、蛍光１８の成分のみに比例した直流
成分の合成したものとなる。したがって、この出力信号
を低域通過型濾波手段２５を通して交流成分を取り除く
ことにより、蛍光１８の成分のみが分離され、マーク１
０の存在が判断されるのである。

【００２３】

【発明の効果】本発明は上記のごとく、一定周期をもっ
て交流的にその強さが変化する照射光１２を使用し、反
射光１７と蛍光１８とを選択的に取り出し、更に両者の
位相の違いを利用して蛍光１８の成分を分離する様に構
成したので、使用環境に影響されることなく、蛍光物質
を利用したマーク１０の光による検知が確実に行なえ
る。

【００２４】また、反射光１７と略同一の引算信号６１
を作成して入射信号に対して引算をすることにより、反
射光成分が大きいために検出光全体に占める蛍光の強度
の割合が極めて低い場合にあっても、蛍光成分の検出が
安定して的確に行なえる。

【００２５】本発明は更に、反射光１７に対する蛍光１
８の位相の遅れ量それ自体を検出することにより、マー
ク１０を形成する蛍光物質の違いをもマークで表示可能
な情報として利用することが可能となり、マークをセキ
ュリティ用として使用した場合に、偽造を未然に防止す
ることができる。

【００２６】本発明は更にまた、乗算手段２４に入力さ
れる２つの信号のレベルを検出条件の変化に拘らず略一
定に維持する制御を行うことにより、カード表面の状態
や検出器とマークとの距離の大小に拘らず、安定して精
度よく検出動作が行える。

【００２７】

【実施例】以下本発明を、キャッシュカード形状のカー
ド上に形成されたバーコード状のマークを読み取るマー
ク検出装置に実施した一例に基づいて更に具体的に説明
するがこれに限らず、各種の物品上に設けられた文字を
含む各種形状のマーク情報を検出する装置においても、
略同様に実施できることは勿論である。

【００２８】カード２９は、図２に示す如く、基材３０
として例えば白色のポリエステルフィルムを使用し、そ
の基材３０の上面側に、予め反射率を調整した任意の意
匠の下地層３１を印刷形成する一方、下面側に磁性塗料
を塗布することにより、主情報を書き換え可能に記録す
る磁性層３２を形成している。更に、上面側の下地層３
１上に蛍光体層３３によるマーク１０を印刷形成し、セ
キュリティ用の副情報を固定可能としている。

【００２９】上記した下地層３１上に形成されるマーク
１０は、例えば赤外線領域の光１２の照射に対応して、
該照射光１２の中心波長とは異なる波長の蛍光１８を発
生する蛍光体層３３で構成される不可視状態のものであ
って、カード２９の長手方向と直交する細帯状のバーコ
ード形状のマーク１０を形成するとともに、該マーク１
０でカード発行店コードあるいは暗証番号などの所定の
セキュリティ用の副情報をカード２９上に記録する様に
構成している。

【００３０】この蛍光体層３３としては、例えばネオジ
ウム（Ｎｄ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ユーロビウム
（Ｅｕ）、ツリウム（Ｔｍ）、プラセオジウム（Ｐ
ｒ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）等の希土類元素単体、も
しくはそれらの混合物を発光中心とし、それらの発光中
心が燐酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩等の酸
化物が母体に含まれる蛍光体粉末により形成することが
好ましい。しかし、任意波長の光１２を照射することに
より、残光性を有する蛍光１８を発生するものであれ
ば、その材料を適宜変更して実施できることは勿論であ
る。

【００３１】本実施例では、Ｌｉ（ＮｄO.9ＹｂO.1）Ｐ
4Ｏ12の様な蛍光体を含む蛍光塗料を印刷して形成する
ことにより、例えば波長が８００ｎｍ付近の近赤外領域
の励起光を照射した時、１０００ｎｍ付近の波長でピー
ク値を持つ赤外領域の蛍光１８を発生する様に構成して
いる。

【００３２】本発明にかかるマーク検出装置は、図３に
示す如く、上記したカード２９の走行部３５と、走行さ
れるカード２９上のマーク１０に対する光１２の照射部
３６と、光１２が照射されたマーク１０上の位置１５か
ら放出される光１３を電気信号に変換する光電変換部３
７と、変換された電気信号中からマーク１０の形成位置
に対応したマーク信号Ｓ６を出力するマーク検出部３８
と、検出したマーク信号Ｓ６からカード２９上のデータ
内容を判定するデータ処理部３９とから構成される。

【００３３】カード走行部３５は、カード２９の挿入時
期に対応してモータ駆動回路４０で回転駆動されるロー
ラ４１によってカード２９の両側縁を支持しながら一定
速度で水平移行させることにより、カード２９の上面側
に蛍光体層３３をもって形成されたバーコード状のマー
ク１０が、光照射部３６と光電変換部３７の下方位置を
通過する様にしている。このモータ駆動回路４０の動作
時期に関するデータは、データ処理部３９に対して送ら
れ、マーク内容を判定するためのデータ処理の必要時期
を知らせる。

【００３４】光照射部３６は、所定周波数の正弦波状の
基準信号２６を発生する発振回路４２と、この発振回路
４２から出力される基準信号２６を電力増幅する発光源
駆動回路４３と、該発光源駆動回路４３による通電によ
り光１２を発生する発光源４４とから構成される。

【００３５】発光源４４は、発光中心波長が８００ｎｍ
付近の近赤外線を発生する発光ダイオードの様な発光素
子４５における光放出部分に、グラスファイバー製の光
ガイド４６を取り付けたものである。この光ガイド４６
の先端を、カード２９の表面に対して２ｍｍあるいはそ
れ以下の距離にまで接近させるとともに、光ガイド４６
の全体を、マーク１０の移行方向と直交する面上で且つ
水平方向から４５〜６０゜の傾斜角を設けて配置してい
る。

【００３６】発振回路４２は、例えば１ｋＨｚ程度の発
振周波数を有する正弦波交流信号を発生するものであっ
て、更に発光源駆動回路４３において、その基準信号２
６の振幅値より稍大きい直流電圧を加算して、ＬＥＤの
様な通電の方向性を有する発光素子４５に対応した脈流
状態にしたあと更に電流増幅し、発光素子４５に対して
十分な電流を流す。すると発光素子４５は所定波長で且
つ正弦波状にその発光強度が変化する光１２が、走行す
るカード２９上に連続的に照射されるのである。

【００３７】このカード２９上における光照射位置１５
から放出される光１３を電気信号に変換する光電変換部
３７は、入射した光１３を電流の変化に変換する検出器
４７と、電流変化を電圧変化に変換したのち所定大きさ
に増幅する増幅回路４８とから構成される。

【００３８】検出器４７は、赤外域に受光感度を有する
フォトダイオードやフォトセルの様な受光素子４９にお
ける受光面上に、マーク１０から発生される蛍光１８の
波長の光を選択的に通す光学フィルタ５０を介して、発
光源４４側と略同様な光ガイド５１を固定したものが使
用される。

【００３９】ここで、検出器４７側の光ガイド５１の先
端を、発光源４４側の光ガイド４６の先端に隣接させる
とともに、上記したマーク１０の移行方向と直交する面
上で且つ例えば１０５〜１１５゜程度の傾斜角を設ける
ことにより、マーク１０の表面に対する照射光１２の照
射位置１５から発せられる光１３のみを取り込む。この
取り込まれた光１３は、受光素子４９で入射光の強度に
比例した電流に変換されるとともに、増幅回路４８で所
定の電圧値に増幅されたあと、マーク検出部３８に入力
されて、マーク位置に対応した信号のみが選択して取り
出される。

【００４０】ところで、マーク検出部３８に入力される
電気信号Ｓ２には、光照射部３６からの照射光１２によ
る反射光１７の成分であるＹ・ｓｉｎωｔ（但し、ω：
発振回路の角周波数、ｔ：時間、Ｙ：振幅の最大値）
と、マーク１０から発生される蛍光１８の成分であるＸ
・ｓｉｎ（ωｔ−θ）（但し、θ：反射光と蛍光を電気
信号に変換した際の位相のずれ、Ｘ：振幅の最大値）
と、外部光２０の変化成分であるＢ・ｓｉｎω’ｔ（但
し、ω’：外部光の角周波数、Ｂ：振幅の最大値）と、
外部光２０の直流成分Ｄとが重畳して含まれる。

【００４１】ここで上記した光の合成である電気信号Ｓ
２に対し、反射光１７の成分と９０度位相がずれた正弦
波信号であるＺ・ｃｏｓωｔ（但し、Ｚ：振幅の最大
値）を制御信号２２として掛け合わせると、Ｚ／２・
〔Ｙ・ｓｉｎ２ωｔ＋Ｘ・ｓｉｎ（２ωｔ−θ）−Ｘ・
ｓｉｎθ＋Ｂ｛ｓｉｎ（ω＋ω’）ｔ−Ｘ・ｓｉｎ（ω
−ω’）ｔ｝＋Ｄ・ｃｏｓωｔ｝となる。したがって、
例えば低域通過型濾波回路を通して直流またはそれに近
い成分のみを選択的にとりだすことにより、式中におけ
るωを含む項が全て取り除かれ、ＺＸ／２・ｓｉｎθと
いう項のみが残ることになる。この式中でＺは制御信号
２２における振幅の最大値であり、予め設定した一定値
であるため、蛍光１８の成分にのみ対応した値であるこ
とが判る。

【００４２】本発明は上記したマーク検出部３８の構成
に特徴を有するものであって、更に本実施例にあって
は、上記した各信号間の位相関係を利用し、入力電気信
号中から、蛍光１８の成分に比例する成分のみを選択し
て取り出し可能とする。

【００４３】すなわち、入力電気信号Ｓ２を低域遮断型
濾波回路５２に通して外部光２０における直流成分を十
分に抑制した信号Ｓ３と、発振回路４２から出力される
基準信号２６を位相調整回路５３を通して形成した制御
信号２２とを、乗算回路５４に同時に入力して掛け合わ
せたのち、その出力信号Ｓ４を低域通過型濾波回路５５
を通して信号中における直流成分のみを選択的に取り出
して信号Ｓ５を作成する。この信号Ｓ５を更に、比較回
路５６において設定値と比較することにより、蛍光１８
の入力時期に対応して出力される信号Ｓ６を取り出すの
である。

【００４４】ところで上記した低域遮断型濾波回路５２
は、光学フィルタ５０を通過した主として外部光２０に
おける直流または比較的周波数の低い脈動成分の通過を
阻止するものである。しかしながら、上記した発振周波
数の基準信号２６を外部光２０における振幅変動の主要
な周波数成分よりも十分に高く設定する一方、その発振
周波数を選択的に通過させるバンドパスタイプの濾波回
路とすることにより、不要な成分がより的確に除去可能
となる。

【００４５】一方、位相調整回路５３は、発振回路４２
から出力される基準信号２６を入力とし、その信号２６
の周波数を変更することなく位相のみを変更した制御信
号２２を乗算回路５４に出力可能とするものである。実
際には、低域遮断型濾波回路５２からの出力信号Ｓ３中
に含まれる反射光１７の成分と略９０度位相が異なる様
に、使用に先立つ予備調整時にその位相の調整量が微調
整される。すなわち、マーク１０を形成していない白色
面を検知した時に検出量が最小となる様に、その制御信
号２２の位相を調整するのである。

【００４６】乗算回路５４は、正弦波的にその振幅が変
動する２種類の電気信号を４象限にわたって連続的に互
いに掛け合わせ、それをアナログ電気信号として出力可
能とするものである。この出力信号Ｓ４中には、上記し
た計算式で判るように、蛍光１８の成分に対応した直流
分に交流成分が重畳されている。そこで、乗算回路５４
からの出力信号Ｓ４を低域通過型濾波回路５５を通し、
直流またはそれに近い脈動分のみを取り出すことによ
り、発光源４４からの照射光１２がマーク１０上を通過
するのに対応してその出力電圧が急激に上昇する信号Ｓ
５が得られる。

【００４７】なお、上記した増幅回路４８として自動利
得制御機能を有するものを使用し、乗算回路５４に入力
される２つの信号の振幅を略同一にすることが好まし
い。かかる構成により、カード２９の表面状態や検出器
との距離変化にかかわらず入力信号の大きさが略一定と
なり、信号が小さすぎで検出精度が低下したり、逆に大
きすぎて波形歪みを起こして誤動作することが未然に防
止され、安定した検出動作を可能とする。

【００４８】この信号Ｓ５は更に、ＯＰアンプを使用し
た比較回路５６入力され、定電圧ダイオードで安定化し
た電圧を可変抵抗器で分圧した比較電圧とその大きさが
比較され、比較電圧を上回る有為な信号が入力されると
その出力を「Ｈ」レベル状態にし、マーク位置の検出を
特定するマーク信号Ｓ６が出力されるので、例えばマイ
コンを使用したデータ処理部において、このマーク信号
Ｓ６の幅あるいは数の検出の様な所定の信号処理を行う
ことにより、マーク１０で構成されたデータ内容の判定
動作が行われるのである。

【００４９】たとえば、従来の残光を利用したマークの
検出方法にあっては、２００Ｌｕｘ程度の白熱電球の光
の影響を受けて誤検知となったが、上記した実施例にあ
っては、３０００Ｌｕｘを超える外部光２０の照射時に
おいても、蛍光１８の分離が行われた。

【００５０】

【他の実施例】図４は本発明の他の実施例であって、照
射光１２と蛍光１８の波長が接近しているために、光学
フィルタ５０をもってしても反射光１７の成分を十分に
減衰させることが難しく、光電変換部３７から出力され
る電気信号Ｓ２中における蛍光１８の成分が入射光１３
中における数％以下となる場合にあっても、安定したマ
ーク位置検知を可能とするものである。なお、上記した
第１実施例とは、マーク検出部３８中において、低域遮
断型濾波回路５２と乗算回路５４間に下記の各回路を介
装した点のみを異にし他は略同一の構成であるので、そ
の説明は省略する。

【００５１】すなわち、発振回路４２から出力される基
準信号２６を振幅制御回路５７を用いて反射光１７と同
位相の引算信号６１を作って引算回路５８に加え、低域
遮断型濾波回路５２から出力される信号Ｓ３から反射光
１７の成分を引き算することによって、入射光１３中に
おける反射光１７の成分のみを選択的に減衰させたあ
と、増幅回路５９を通して必要な大きさに振幅を増幅す
るのである。

【００５２】ところで、反射光１７の強度はマーク１０
の形成位置における下地層３１の反射率の違いに対応し
て大きく変化する。そこで本実施例にあっては、低域遮
断型濾波回路５２からの出力信号Ｓ３を整流平滑回路６
０を通すことによって反射光１７における振幅値の変化
を自動検出し、その検出値で振幅制御回路５７から出力
される引算信号６１の振幅制御を行なうことにより、引
算回路５８から出力される信号Ｓ７中に含まれる反射光
１７の成分における振幅値が、蛍光１８の成分の振幅値
と略等しい一定値を維持する様にしている。

【００５３】上記第２実施例の構成をとることにより、
反射光１７の成分に対し蛍光１８の成分が１０％を下回
る場合にあっても、蛍光１８の成分を５０％以上に上昇
できることが確かめられた。

【００５４】なお、上記したマーク検出部３８の構成は
例示であって、反射光１７と蛍光１８が同一周波数であ
るが位相が異なることを利用して、入射光１３中から蛍
光１８の成分を取り出し可能とするものであれば、その
構成を適宜変更して実施できることは勿論である。

【００５５】例えば、上記した低域遮断型濾波回路５２
を用いることにより外部光２０の成分が、また引算回路
５８を用いることにより反射光１７の成分が、ともに蛍
光１８の成分に比して無視できるくらいまで小さく減衰
できる場合は、乗算回路５４を用いた反射光１７の除去
手段を省略することができる。予め反射光１７の強度が
一定になる様にマーク１０上における反射率などを設定
しておけば、引算信号６１の振幅を制御することなく、
一定値に設定しても良い。

【００５６】また上記したマーク検出部３８における比
較回路５６において、単に蛍光１８の成分の有無を検知
するのに加えて、反射光１７と蛍光１８の位相のずれを
正確に求めることにより、マーク１０の形成に利用され
ている蛍光物質の種類を判定する様に構成してもよい。

【００５７】更に上記した実施例は何れも、発振回路４
２から出力される基準信号２６を正弦波交流とした例を
示した。しかしながら、矩形波や三角波などの他の波形
形状の場合にあっても、反射光１７に対して蛍光１８は
位相や波形のずれを生ずる。従って、このずれを利用し
て、上記した実施例と略同様に反射光１７と蛍光１８の
分離が行なえることは勿論である。

【００５８】また、マーク検出装置側を固定してマーク
１０を移行させるのに代えて、例えば光照射部３６と光
電変換部３７を一体的な携帯型のプローブ形状とし、マ
ーク１０側を固定して検出装置側を手動あるいは自動的
に移行させる様にしてもよい。また、照射光１２を走査
させ、その走査位置から放出される光を検出器４７で検
出する様にしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な構成を示す概略図である。

【図２】本発明を実施した一例を示すブロック図であ
る。

【図３】マークに対する照射光と放出光との関係を示す
説明図である。

【図４】本発明の他の実施例を示すブロック図である。

【符号の説明】

９ 媒体 １０ マーク １１ 光照射手段 １２ 照射光 １３ 入射光 １４ 光電変換手段 １６ 位相検波手段 １７ 反射光 １８ 蛍光 １９ 光学的濾波手段 ２１ 低域遮断型濾波手段 ２２ 制御信号 ２３ 制御信号作成手段 ２４ 乗算手段 ２５ 低域通過型濾波手段 ２６ 基準信号 ２７ 基準信号作成手段 ２８ 引算手段 ２９ カード ３３ 蛍光体層 ３６ 光照射部 ３７ 光電変換部 ３８ マーク検出部 ３９ データ処理部 ４２ 発振回路 ４４ 発光源 ４７ 検出器 ５０ 光学フィルタ ５２ 低域遮断型濾波回路 ５３ 位相調整回路 ５４ 乗算回路 ５５ 低域通過型濾波回路 ５６ 比較回路 ５７ 振幅制御回路 ５８ 引算回路 ６０ 整流平滑回路 ６１ 引算信号 ６２ 引算信号作成手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 邦敏 京都府乙訓郡大山崎町字大山崎小字鏡田45 番地101 マクセル精器株式会社内 (72)発明者 大嶋 敏夫 大阪府茨木市丑寅１丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蛍光物質で形成されたマーク上に、その
   強さが所定の周期性をもって変化する光を照射する工程
   と、 上記したマークの光照射位置から放出される光の強度変
   化を電気信号の変化に変換する工程と、 変換された電気信号から、照射光のマーク上での反射光
   に対応する信号成分と同一の周期性を有するが位相が互
   いに異なる電気信号成分のみを選択的に取り出し可能と
   する位相検波工程とを備えたマーク検出方法。
2. 【請求項２】 上記した照射光は、蛍光物質の励起によ
   ってマークから放出される蛍光とはその波長が異なる特
   定波長のものであり、 上記した電気信号への変換工程に先だって、入射光から
   蛍光の波長成分を選択的に取り込む光学的濾波工程を備
   えた請求項１記載のマーク検出方法。
3. 【請求項３】 上記した照射光のマークおよび媒体によ
   る反射光の成分が、蛍光物質の励起によってマークから
   放出される蛍光の成分より十分に大きいものであり、 上記した位相検波工程に先だって、反射光の成分に略一
   致する信号を作成し、変換された電気信号との差をとっ
   たあと所定大きさに増幅する電気的濾波工程を備えた請
   求項２記載のマーク検出方法。
4. 【請求項４】 上記した位相検波工程は、選択的に取り
   出された電気信号成分における反射光の成分からの位相
   のずれに対応した信号を出力可能とする請求項１ないし
   ３の何れかに記載のマーク検出方法。
5. 【請求項５】 任意の媒体上に蛍光物質をもって形成さ
   れたマーク（１０）に対してその強さが周期性をもって
   変化する光（１２）を照射する光照射手段（１１）と、 照射光（１２）の照射位置（１５）から放出される光を
   取り込んで電気信号に変換する光電変換手段（１４）
   と、 該光電変換手段（１４）で変換された電気信号から、照
   射光（１２）のマーク（１０）および媒体（９）上での
   反射光（１７）に対応する信号成分を選択的に取り除く
   位相検波手段（１６）とを備えたマーク検出装置。
6. 【請求項６】 上記した照射光（１２）は、蛍光物質の
   励起によってマーク（１０）から放出される蛍光（１
   ８）とはその波長が異なる特定波長のものであり、 上記した光電変換手段（１４）の光入射面上に、入射光
   （１３）から蛍光（１８）の波長成分の光が選択的に取
   り込まれる光学的濾波手段（１９）が配設されている請
   求項５記載のマーク検出装置。
7. 【請求項７】 上記した照射光（１２）は、その照射強
   度が外部光（２０）より十分高い周波数で正弦波的に変
   化するものであって、 位相検波手段（１６）は、 反射光（１７）の成分と略９０度位相が異なった制御信
   号（２２）と光電変換手段（２１）側から送られる信号
   を互いに掛け合わせたあと、低周波数成分を選択的に取
   り出す請求項６記載のマーク検出装置。
8. 【請求項８】 上記した照射光（１２）はその照射強度
   が、外部光（２０）の変動周波数より十分高い周波数で
   正弦波的に変化するものであって、 位相検波手段（１６）は、 変換した電気信号から外部光（２０）の成分を取り除く
   低域遮断型濾波手段（２１）と、 該低域遮断型濾波手段（２１）から取り出された電気信
   号中の反射光（１７）の成分と略同じ引算信号（６１）
   を作成する引算信号作成手段（６２）と、 該引算信号作成手段（６２）と上記低域遮断型濾波手段
   （２１）からの信号を互いに差し引きする引算手段（２
   ８）と、 反射光（１７）の成分と略９０度位相が異なった制御信
   号（２２）を作成する制御信号作成手段（２３）と、 該制御信号作成手段（２３）から送られる制御信号（２
   ２）と、引算手段（２８）から送られる信号を互いに掛
   け合わせる乗算手段（２４）と、 該乗算手段（２４）の出力信号から低域周波数成分を選
   択的に取り出す低域通過型濾波手段（２５）とを備えて
   いる請求項６記載のマーク検出装置。
9. 【請求項９】 上記した乗算手段（２４）に入力される
   ２つの信号は、互いに略等しい振幅となる様に制御され
   ている請求項７または８記載のマーク検出装置。
10. 【請求項１０】 上記した入力信号における振幅の制御
    は、制御信号（２２）の振幅を略一定に維持する一方、
    上記低域遮断型濾波手段（２１）側から送られる信号を
    自動利得制御機能を備えた増幅手段で増幅し、制御信号
    （２２）とその振幅を略一致させる請求項９記載のマー
    ク検出装置。