JPH08235301A - マーク検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マーク１６から発生される蛍光３０の検出条
件の劣化にもかかわらず、マークの形成位置およびマー
クを構成する蛍光物質の種類の検出を的確に行なえる様
にする。 【構成】 マーク１６上を断続的に光１７を照射しなが
ら走査させるとともに、走査位置から放出される光１８
を取り込んで、光電変換手段１２により電気信号に変換
する。変換された信号における照射光１７の照射開始時
と照射停止時の入射強度から比較値Ｔｎを設定し、この
比較値Ｔｎと検出値Ｓｎとを比べて大小関係を波形情報
として求める。一方、代表的な蛍光物質についても大小
関係を蛍光情報として予め記憶しておき、蛍光物質特定
手段９において波形情報と蛍光情報との一致状態を調べ
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】従来この種のマーク検出方法として、赤
外波長領域で発光する蛍光物質を用いてマークを形成す
る一方、このマークに照射される光と発生される蛍光の
発光中心波長が異なることを利用し、光学フィルタを用
いて蛍光成分のみを入射光中から分離することによって
マークの有無を判定する方法が知られる（例えば、特公
昭５４−２２３２６号、特公昭６１−１８２３１号公報
参照）。

【０００３】これに対して本出願人は以前、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残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５−２０５１２号公報参
照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た光学フィルタを用いて反射光と蛍光とを分離する方法
にあっては、両光の発光中心波長が接近するとともに反
射光の強度に比して蛍光の強度は極めて弱いために両光
を的確に分離することが技術的に難しく、ともすると反
射光の成分が大量に残って検出精度の低下をもたらす問
題があった。

【０００５】一方、上記した残光のみを利用する方法に
あっては、反射光の強度が問題とならずに蛍光のみを有
効に分離して検出できる反面、検出器の光入射面にゴミ
が付着するなどして検出感度が低下すると、マークから
発生される残光の絶対値も低下する結果、残光の検出精
度が低下する虞れがある。

【０００６】更にまた、残光のみ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。

【０００７】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。更にマークを構成する蛍光物質に対
応して、その波形変化は一定の傾向を示す。それに対
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、かかる各信号間の波形の違い
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。

【０００８】すなわち、蛍光物質で形成したマーク上に
周期的に断続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、マークおよびその下の媒体による一定
強度の反射光と、その反射光と同一タイミングでその強
度が増減する蛍光と、略一定レベルの外乱光とが重畳し
たものとなる。したがって、反射光や外乱光と蛍光とは
両者の波形の違いを利用して分離できるとともに、蛍光
成分による波形の違いによって蛍光物質の種類が特定で
きるのである。

【０００９】本発明は上記知見に基づいてなされたもの
であって、単に入射光強度の強弱や残光の強さだけを検
出するのではなく、入射光の波形変化を総合的に判断し
てマークを判定することにより、マークから発生される
蛍光の検出条件の劣化にもかかわらず、的確にマーク形
成位置の検出が行なえるばかりか、マークを構成してい
る蛍光物質の種類をも検出することができる方法および
装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるマーク検
出方法は、図１に示すごとく、蛍光物質をもって任意の
媒体８上に形成されたマーク１６に対して光１７を照射
し、そのマーク１６から発生される蛍光を検出してマー
クの形成位置および形成された蛍光物質の種類を検出す
るものである。

【００１１】更に、その強さが略一定の光１７を断続的
に照射する工程と、光１７の照射位置から放出される光
１８を入力して電気信号に変換する工程と、変換された
電気信号の内、光の照射開始時における信号強度Ｄ１と
照射停止時における信号強度Ｄ２との間を所定の割合で
複数段階に分割して、１または複数の比較値Ｔｎを算出
する工程と、光の照射開始から所定時間間隔に検出され
る１または複数の電気信号の大きさＳｎを上記比較値Ｔ
ｎと比較し、その大小関係を判定する工程と、検出すべ
き種類の蛍光物質について予め設定しておいた大小関係
と、前記判定された大小関係とを互いに比較し、大小関
係が一致する蛍光物質の種類を特定する工程とを備えて
いる。

【００１２】また、上記したマークの検出方法を実施す
る装置は、その強さが略一定の光１７を、所定周期をも
って断続させながら照射する光照射手段１０と、その照
射光１７の照射位置から放出される光１８を取り込んで
電気信号に変換する光電変換手段１２と、変換された電
気信号の内、光１７の照射開始時における信号強度Ｄ１
と照射停止時における信号強度Ｄ２との間を所定の割合
で複数に分割して、１または複数の比較値Ｔｎを算出す
る比較値設定手段１３と、光１７の照射開始から所定時
間間隔で検出される１または複数の電気信号の大きさＳ
ｎを上記比較値Ｔｎと比較し、その大小関係を判定する
波形情報検出手段１４と、検出すべき１または複数種類
の蛍光物質について、上記した大小関係を蛍光情報とし
て予め設定しておく蛍光情報記憶手段１５と、前記波形
情報と蛍光情報とを互いに比較し、大小関係が一致する
蛍光物質の種類を特定する蛍光物質特定手段９とを備え
ている。

【００１３】なお、上記したマークを構成する蛍光物質
は入射光１７とは異なった波長の蛍光３０を発生するも
のとし、光電変換手段１２の入力側に、入射光１８から
蛍光３０と略同一波長の光成分を選択的に取り込む光学
的濾波手段１１を備えることが好ましい。

【００１４】

【作用】上記した構成により、光照射手段１０からマー
ク１６に対して光１７を照射すると、そのマーク１６上
における光照射位置からは反射光６７に加えて所定波長
の蛍光３０が発生される。この反射光６７と蛍光３０あ
るいはそれ以外の外部光７０とを含む入射光１８は、光
学的濾波手段１１によって蛍光３０と同一波長の光のみ
が選択的に取り込まれたあと、光電変換手段１２により
電気信号に変換されたあと、所定の信号処理が行われ
る。

【００１５】ここで、比較値設定手段１３においては、
図１（ｂ）の時刻ｔ１に対応する光の照射開始時の入射
信号の強度Ｄ１と、時刻ｔ３に対応する照射停止時の信
号強度Ｄ２とを個別に検出するとともに、Ｄ１とＤ２間
を予め設定した割合で複数段階に分割する演算を行うこ
とにより１または複数の比較値Ｔｎが設定される。

【００１６】かかる比較値Ｔｎは、波形情報検出手段１
４に入力されるが、同時に光の照射が開始されてから次
の照射が始まるまでの時刻ｔ１〜ｔ５間において検出さ
れた入射強度Ｓｎが順次入力され、その検出値Ｓｎが各
比較値Ｔｎを超えるか否かが判定される。

【００１７】一方、マーク１６の構成材料として利用さ
れる複数種類の蛍光物質について、上記したと同様な波
形情報を検出し、蛍光情報記憶手段１５において蛍光情
報として保持されている。

【００１８】そこで、蛍光物質特定手段９においては、
今回検出した波形情報と予め設定しておいた蛍光情報と
を比較し、両者の一致が認められるとその蛍光情報に対
応する蛍光物質でマーク１６が形成されていると判定す
るのである。

【００１９】

【発明の効果】本発明は上記のごとく、照射光１７と同
期させて入射光１８の波形変化を検出する一方、マーク
１６を形成する蛍光物質について予め検出しておいた波
形変化と比較して蛍光物質を特定する様に構成したの
で、光センサの劣化やゴミの付着に起因した蛍光成分の
減少、あるいは照射光１７が正反射して擬似的に蛍光成
分と類似する波形変化が発生した場合に対しても、的確
にマークの形成位置およびマークを構成する蛍光物質の
検出が行なえる。

【００２０】

【実施例】以下本発明を、キャッシュカード形状のカー
ド２１上に形成されたバーコード状のマーク１６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。

【００２１】カード２１は、図２に示す如く、基材２２
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２２の上面側に、予め反射率を調整した任意の意
匠の下地層２３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２４を形成している。更に、上面側の下地層２
３上に蛍光物質によるマーク１６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。

【００２２】上記した下地層２３上に形成されるマーク
１６は、例えば赤外線領域の光１７の照射に対応して、
該照射光１７の中心波長とは異なる波長の蛍光３０を発
生する蛍光物質で構成される不可視状態のものであっ
て、カード２１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１６を形成し、そのマーク１６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２１上に記録する様に構成してい
る。

【００２３】マーク１６を構成する蛍光物質としては、
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（Ｐｒ）、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、任意波長の光を照射するこ
とにより、残光性を有する蛍光３０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。

【００２４】本実施例では、Ｌi（ＮｄO.9ＹｂO.1）Ｐ4
Ｏ12の様な蛍光体を含む蛍光塗料をスクリーン印刷して
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３０を発生するとと
もに、光照射を停止しても、９０〜１０％の減衰時間が
４００〜６００μｓ程度の残光を発生する様に構成して
いる。

【００２５】本発明にかかるマーク検出装置は、図３に
その全体の構成を示す如く、各種の制御信号を発生する
信号発生部３１と、上記の様にして形成されたカード２
１の走行部３２と、そのカード走行部３２によって移行
されるカード２１に対する光照射部３３と、光１７が照
射された位置から放出される光１８を取り込んで電気信
号に変換する光電変換部３４と、変換された電気信号中
からマーク１６の形成位置に対応したマーク信号Ｓ１お
よびマーク１６を構成する蛍光物質に対応した信号Ｓ１
０を出力するマーク検出部３５と、検出した信号Ｓ１・
Ｓ１０からカード２１上のデータ内容を判定するデータ
処理部３６とを備えている。

【００２６】信号発生部３１は、少なくとも光照射部３
３で使用する駆動信号Ｓ２と、マーク検出部３５で使用
する３種類のタイミング信号Ｓ３・Ｓ４・Ｓ５を作成す
るものであって、クロック信号Ｓ６の発生回路３７と、
発生されたクロック信号Ｓ６から各種の制御信号を作成
する制御信号発生回路３８とから構成される。

【００２７】クロック信号発生回路３７は、図５（ａ）
の如く、例えば１００μｓｅｃ程度の一定時間間隔をも
ってパルス状のクロック信号Ｓ６を連続して発生するも
のである。一方、制御信号発生回路３８では、５個のク
ロック信号Ｓ６が入力される毎にその信号レベルを切り
換えることにより、図５（ｂ）に示すような、約５００
μｓｅｃの時間間隔をもってそのレベルが変わる矩形波
状の駆動信号Ｓ２が形成される。更にまた制御信号発生
回路３８では、駆動信号Ｓ２の立ち上がり時から、例え
ば４、６および９番目のクロック信号Ｓ６が入力される
のと連動してパルス信号を出力させることにより、図５
（ｃ）〜（ｅ）の様な、駆動信号Ｓ２と同期した３種類
のタイミング信号Ｓ３〜Ｓ５が形成される様にしてい
る。

【００２８】カード走行部３２は、カード２１の挿入時
期に対応してモータ駆動回路３９で回転駆動されるロー
ラ４０によってカード２１の両側縁を支持しながら、例
えば毎秒２００〜４００ｍｍ程度の一定速度で水平移行
させることにより、カード２１の上面側に蛍光物質をも
って形成されたバーコード状のマーク１６が、光照射部
３３と光電変換部３４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３９の動作時期に関するデータ
はデータ処理部３６に対して送られ、マーク１６の内容
を判定するためのデータ処理の必要時期を知らせる。

【００２９】光照射部３３は、上記した信号発生部３１
から出力される駆動信号Ｓ２を電力増幅する発光源駆動
回路４１と、その発光源駆動回路４１からの通電により
光１７を発生する発光源４２とから構成される。

【００３０】発光源４２は、図２に示す如く、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４３における光放出部分に、グラス
ファイバー製の光ガイド４４を取り付けたものである。
この光ガイド４４の先端を、カード２１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４４の全体を、マーク１６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。

【００３１】このカード２１上における光照射位置から
放出される光１８を電気信号に変換する光電変換部３４
は、入射した光１８を電流の変化に変換する検出器４５
と、電流変化を電圧変化に変換したのち所定大きさに増
幅する交流増幅回路４６とから構成される。

【００３２】検出器４５は、赤外域に受光感度を有する
フォトセルやフォトダイオードの様な受光素子４７にお
ける受光面上に、マーク１６から発生される蛍光３０の
波長の光のみを選択的に通す光学フィルタ４８を介し
て、発光源４２側と略同様な光ガイド４９を固定したも
のが使用される。

【００３３】ここで、検出器４５側の光ガイド４９の先
端を発光源４２側の光ガイド４４の先端に隣接させると
ともに、上記したマーク１６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１６の表面に対する照射光１７の照射
位置から発せられる光１８のみを取り込む。この取り込
まれた光１８は、受光素子４７で入射光１８の強度に比
例した電圧に変換するとともに、交流増幅回路４６で所
定の電圧値に増幅したあと、マーク検出部３５に入力さ
れて、マークの形成位置に対応した信号Ｓ１及びマーク
を形成する蛍光物質の種類に対応した信号Ｓ１０とが個
別に取り出される。

【００３４】本発明は、かかるマーク検出部３５の構成
に特徴を有するものであって、図５（ｆ）で例示する入
射光１８の波形形状の変化を測定するサンプルホールド
回路５０と、第１〜第４の比較回路５１・５２・５３・
７６と、第１〜第３の表示回路５４・５５・７７とから
構成される。

【００３５】サンプルホールド回路５０は、図４に例示
する如く、ＯＰアンプを使用した電圧バッファ回路５６
の入力側に、入力電圧値を保持するコンデンサ５７と、
上記した信号発生部３１から送られるタイミング信号Ｓ
３〜Ｓ５の入力でオンするアナログスイッチ５８を備え
たものを１組のサンプリング回路６０とし、少なくとも
それを３組分備えたものであって、光電変換部３４から
送られる図５（ｆ）で例示する様な入射光１８の強度に
対応した一連の電圧変化Ｓ７を、複数の時点で個別的且
つ周期的にサンプリングするとともに、その各検出値を
次のサンプリング時まで保持可能とするものである。

【００３６】本実施例にあっては、図５（ｃ）に示すタ
イミング信号Ｓ３を第１サンプリング回路６０ａに印加
し、光１７の照射を停止する直前の電圧値によって、図
５（ｇ）および（ｉ）の太線で示す入射光１８の最大値
Ｖｍを検出する。また、図５（ｄ）で示すタイミング信
号Ｓ４を第２サンプリング回路６０ｂに印加し、光照射
を停止した直後の電圧値によって、図５（ｇ）および
（ｉ）の破線で示す残光の強度を電圧値Ｖｄとして検出
する。更に、図５（ｅ）で示すタイミング信号Ｓ５を第
３サンプリング回路６０ｃに印加し、光１７の照射を再
開する直前の電圧値Ｖｌによって、図５（ｇ）および
（ｉ）の細線で示す入射光１８の最小値を個別に検出す
る。このようにして、入射光１８の波形の変化を電圧値
の変化として求め、全体に占める蛍光強度の割合が判る
様にしている。

【００３７】ここで、マーク１６の形成に使用する蛍光
物質の種類によって、例えば図５（ｆ）における時刻ｔ
１〜ｔ３間と時刻ｔ５以降の様に、入射光１８の電圧波
形は相違する。本発明はかかる波形の違い、具体的には
所定の検出タイミングにおける電圧値Ｖｄの値の大小に
より、蛍光物質の有無に加えて、蛍光物質の種類をも判
定できる様にしている。

【００３８】例えば、上記した電圧値ＶｌとＶｍ間を３
等分して比較値のＶｃ１とＶｃ２とを設定した場合、第
１の蛍光物質における検出値Ｖｄが比較値Ｖｃ１とＶｃ
２間に位置し、第２の蛍光物質における検出値Ｖｄが比
較値Ｖｃ２とＶｍとの間に位置するものと仮定する。

【００３９】ここで、上記した第１および第３サンプリ
ング回路６０ａ・６０ｃから取り出した電圧値Ｖｌ・Ｖ
ｍの差電圧を、両者間に介装した２つの可変抵抗器６２
ａ・６２ｂで３分割し、２つの比較値Ｖｃ１・Ｖｃ２を
形成する。

【００４０】一方、第１比較回路５１は第１および第２
の２つのＯＰアンプ７１ａ・７１ｂが使用され、両ＯＰ
アンプ７１のマイナス側入力端には検出値Ｖｄを入力す
る一方、第１ＯＰアンプ７１ａのプラス側入力端には第
１比較値Ｖｃ１が、第２ＯＰアンプ７１ｂのプラス側入
力端には第２比較値Ｖｃ２が各々入力されている。

【００４１】したがって、マーク１６が蛍光物質Ａまた
はＢで形成されていると、少なくとも第１比較値Ｖｃ１
よりも検出値Ｖｄが大きいので、第１ＯＰアンプ７１ａ
から「１」信号が出力されてマーク１６の検出を知らせ
る。

【００４２】ここでマーク１６が第１蛍光物質Ａで形成
されている場合には、検出値Ｖｄは第１比較値Ｖｃ２よ
り小さいので第２ＯＰアンプ７１ｂの出力信号は「０」
を維持する。しかし、マーク１６ａが第２蛍光物質Ｂで
形成されていると、検出値Ｖｄは第１比較値Ｖｃ１ばか
りでなく第２比較値Ｖｃ２をも超えるので、図５（ｊ）
の時刻ｔ６の様に、第２ＯＰアンプ７１ｂからも「１」
信号が出力される。すなわち、第２ＯＰアンプ７１ｂの
出力信号の値から、マーク１６が形成されている蛍光物
質の種類が特定されるのである。

【００４３】なお第２比較回路５２は、第１サンプリン
グ回路６０ａから出力される最高値Ｖｍを所定の設定値
Ｖｓと比較し、最高値Ｖｍが設定値Ｖｓを下回る期間は
所定の信号Ｓ９を出力しているが、最高値Ｖｍが設定値
Ｖｓを超えると信号Ｓ９の出力を停止するものであっ
て、その出力端を順方向に繋いだダイオード６３を介し
て第１比較回路５１の出力側と並列接続し、第３比較回
路５３に対して信号入力する様にしている。

【００４４】第３比較回路５３は、第１比較回路５１の
第１ＯＰアンプ７１ａおよび第２比較回路５２からの出
力をＯＰアンプのマイナス側入力端に印加して設定値と
比較し、出力側に備えたＦＥＴによるスイッチング素子
６４をオンオフ規制するものである。第１および第２比
較回路５１・５２からの出力電圧がともに設定値を下回
る期間は、マーク１６の検出に対応する「１」信号をデ
ータ処理部３６に出力しているが、少なくともどちらか
一方の比較回路５１・５２から「Ｈ」レベルの信号出力
があると、データ処理部３６に送られる信号Ｓ１がマー
ク１６の不検出を示す「０」になる様にしたものであ
る。

【００４５】また第１比較回路５１の第２ＯＰアンプ７
１ｂの出力側には、第３比較回路５３と略同様な構成の
第４比較回路７６を備え、データ処理部３６に送られる
信号Ｓ１０が出力される様に構成している。

【００４６】したがって、入射光１８の強度が低いため
に第１比較回路５１からの出力信号Ｓ８が不定となる期
間においては、第２比較回路５２から「Ｈ」レベルの信
号Ｓ９が第３比較回路５３のマイナス側入力端に印加さ
れる結果、第３比較回路５３の出力を強制的に「０」状
態にしてマーク１６が検出されていないことをデータ処
理部３６に知らせる。

【００４７】逆に、入射光１８の強度が一定値以上あっ
てマーク検出が正常に行われる状態にあっては、第２比
較回路５２からの出力が「Ｌ」レベルに下がることによ
り、第１比較回路５１からの出力レベルの変化、すなわ
ち、蛍光成分の検知に対応して第３比較回路５３は作動
し、図５（ｈ）に示す様にマーク検出の有無が判定され
るのである。

【００４８】上記した第３比較回路５３による判定可能
時期については、第２比較回路５２の出力側に備えた第
１表示回路５４のＬＥＤ６５を発光させて表示する。更
に、マーク１６の検出時期については、第３比較回路５
３の出力側に備えた第２表示回路５５のＬＥＤ６６を発
光させて知らせる様にしている。更にまた、マーク１６
の形成物質の検出時期については、第４比較回路７６の
出力側に、第２表示回路５５と略同様な構成の第３表示
回路７７を備え、ＬＥＤを発光させて知らせる。

【００４９】なお、サンプルホールド回路５０の入力側
に備えたコンデンサ５７と抵抗５９および、第３比較回
路５３の入力側に備えたコンデンサ６８と抵抗６９は、
ともに積分回路が構成されており、パルス性のノイズの
入力によって入力レベルが瞬間的に上昇して誤動作する
のが防止されている。

【００５０】また本実施例における駆動信号Ｓ２の周期
は約１ｍｓｅｃで、マーク１６を構成する蛍光物質Ａに
おける残光時間の約２倍に設定しているが、周期および
残光時間共にその値を適宜変更して実施できる。

【００５１】またサンプル信号Ｓ３〜Ｓ５の送出時間タ
イミングも、蛍光３０の発光特性に対応させて、照射光
１７の点滅タイミングのより直近に設定することによ
り、蛍光成分と反射光成分との分離がより正確に行なう
ことができる。その場合、残光を検出することなく、光
の照射開始直後と照射停止直前における電圧値から、蛍
光３０の値を検出することが可能となる。

【００５２】またマーク検出部３５の構成は、上記の様
にＯＰアンプを用いたアナログ式に演算あるいは比較動
作を行うのに代えて、マイクロプロセッサを使用したデ
ジタル式に構成することも可能である。かかる構成にあ
っては、図３における光電変換部３４から出力されるア
ナログ状態の電気信号Ｓ７を、Ａ／Ｄ変換器を用いてデ
ジタル化したあと、マイクロプロセッサで構成されるマ
ーク検出部３５およびデータ処理部３６により、図６〜
図８に示すデータ処理動作をする。その他の構成は上記
した実施例と略同様なので省略する。

【００５３】装置を始動してデータ処理動作を開始させ
ると、図６のステップ１で所定の初期設定を行ったあ
と、ステップ２において、図１（ｂ）に示す時刻ｔ１に
該当する光照射開始直前における入射光強度Ｄ１を取得
する。更にステップ３でデータのサンプリング数をカウ
ントする初期値を０にリセットさせたあと、ステップ４
で照射光をオンさせ、図７に示す入射光強度取得工程に
入る。

【００５４】かかる工程は、図７のステップ５１で所定
時間だけ待ったのち、ステップ５２でカウンタを１だけ
アップさせ、更にステップ５３で入射光強度を取得す
る。更に、ステップ５４で規定回数の検出が終了したか
否かの判定が行われ、「ＮＯ」であればステップ５１に
戻って上記動作を繰り返し、「ＹＥＳ」であればこの工
程を終了し、図６のステップ６に移る。

【００５５】ステップ６では、図１（ｂ）の時刻ｔ３に
該当する光照射停止直前における入射光強度Ｄ２を取得
する。しかるのち、ステップ７で照射光１７をオフし、
更に図７に示す入射光強度の取得工程を上記と略同様に
行う。しかるのち、図８にその詳細を示す判定処理工程
に移る。

【００５６】かかる判定処理工程にあっては、先ずステ
ップ９１に入って比較値Ｔの算出を行う。比較値Ｔは、
入射光１８の絶対値がデータの検知環境に依存して変化
するため、光の照射開始直前における入射光強度が一番
低い時点ｔ１における信号強度Ｄ１と、光の照射停止直
前における入射光強度の一番高いと思われる時点ｔ３に
おける信号強度Ｄ２とを基準とし、両者間を予め設定し
た段階数で分割したものであって、かかる設定値Ｔは各
回の検出サイクル毎に設定し直される。

【００５７】具体的には、Ｎを比較値の総段数とする
と、例えばＴｎ＝ｎ／Ｎ（Ｄ２−Ｄ１）によりＴ１〜Ｔ
Ｎの比較値をステップ９１で求め、ステップ９２におい
て図９（ａ）で示す管理用のテーブル７３を更新したあ
と、ステップ９３において波形情報７４の設定を行う。

【００５８】波形情報７４の設定は、図７の各ステップ
において取得された入射光強度Ｓ１〜ＳＮと、図８のス
テップ９１で設定された比較値Ｔ１〜ＴＮとを個別に比
較し、Ｓｎ≧ＴｎとＳｎ＜Ｔｎで示す大小関係とを互い
に区別できる様にデータ化したものである。図９（ｂ）
に示す例にあっては、Ｓｎ≧Ｔｎの場合を○で、Ｓｎ＜
Ｔｎの場合を×で各々例示している。かかるマトリック
ス状のデータにより、入射波形の相対的な形状データが
取得されるので、更にステップ９４〜９６において比較
テーブル７５との一致不一致が判定される。

【００５９】比較テーブル７５は、マーク１６の構成に
使用されることが多い複数種類の蛍光物質について、図
９（ｃ）の様に上記した方法をもって予め波形情報７４
を表形式にまとめ、それをメモリ上に記憶しておいたも
のである。そこで、ステップ９４において、メモリから
第１番目の比較テーブル７５ａを取り出し、上記した波
形情報７４と比較テーブル７５中における各データをス
テップ９５で個別に比較し、ステップ９６で一致が判断
されるとステップ９８でその比較テーブル７５に対応す
る蛍光物質を特定するが、ステップ９６でデータの一部
にでも不一致が判断されると、ステップ９７で全比較テ
ーブル７５に対する比較動作が終了したか否かが判定さ
れる。

【００６０】そして、比較テーブル７５が残っている場
合には、ステップ９４に戻って次の比較テーブル７５を
セットするが、比較テーブル７５をすべて判定した場合
には、ステップ９９に移ってマーク自体が形成されてい
ないものと判定するのである。

【００６１】かかる判定処理工程が終了すると、図６の
ステップ１０で全てのマーク１６を処理したか否かが判
定され、処理が残っているとステップ２に戻って上記し
た判定処理を繰り返すが、マーク処理を終了したことが
判定された場合には、マーク検出部３５における判定処
理を終了するのである。

【００６２】なお、上記した比較値Ｔの設定段階数およ
び入射光１８のサンプリング数については、適宜増減し
て実施できる。しかしながら、その数を増加させるほど
より精密な波形情報７４の取得が可能となるが、比較テ
ーブル７５と完全に一致することが難しくなるため、誤
差範囲を予め設定しておくことが必要となる。

【００６３】また、マーク検出装置側を固定してマーク
１６を移行させるのに代えて、例えば光照射部３３と光
電変換部３４を一体的な携帯型のプローブ形状とし、マ
ーク１６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１７を走査
させ、その走査位置から放出される光１８を検出器４５
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】マークに対する光の照射および検知状態を示す
説明図である。

【図３】マーク検出装置の全体的な構成を示すブロック
図である。

【図４】図３におけるマーク検出部の詳細を示す電気回
路図である。

【図５】マークの検知状態を示す波形図である。

【図６】デジタル式にマークを構成する蛍光物質の種類
を特定するための全体的な手順を示す流れ図である。

【図７】図６における入射光強度の取得工程を示す流れ
図である。

【図８】図６における蛍光物質の判定処理工程を示す流
れ図である。

【図９】図８の判定処理工程で使用する各テーブルの構
成を示す説明図である。

【符号の説明】

９ 蛍光物質特定手段 １０ 光照射手段 １１ 光学的濾波手段 １２ 光電変換手段 １３ 比較値設定手段 １４ 波形情報検出手段 １５ 蛍光情報記憶手段 １６ マーク １７ 照射光 １８ 入射光 １９ 検出値 ２０ 比較値 ３１ 信号発生部 ３３ 光照射部 ３４ 光電変換部 ３５ マーク検出部 ３６ データ処理部 ５０ サンプルホールド回路 ７３ 管理テーブル ７４ 波形情報 ７５ 比較テーブル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蛍光物質をもって任意の媒体（８）上に
   形成されたマーク（１６）に対して光（１７）を照射
   し、そのマーク（１６）から発生される蛍光を検出して
   マーク（１６）の形成位置および形成された蛍光物質の
   種類を検出する方法であって、 その強さが略一定の光（１７）を断続的に照射する工程
   と、 光（１７）の照射位置から放出される光（１８）を入力
   して電気信号に変換する工程と、 変換された電気信号の内、光の照射開始時における信号
   強度Ｄ１と照射停止時における信号強度Ｄ２との間を所
   定の割合で複数段階に分割して、１または複数の比較値
   Ｔｎを算出する工程と、 光の照射開始から所定時間間隔に検出される１または複
   数の電気信号の大きさＳｎを上記比較値Ｔｎと比較し、
   その大小関係を判定する工程と、 検出すべき種類の蛍光物質について予め設定しておいた
   大小関係と、前記判定された大小関係とを互いに比較
   し、大小関係が一致する蛍光物質の種類を特定する工程
   とを備えたマーク検出方法。
2. 【請求項２】 蛍光物質をもって形成されたマーク（１
   ６）に対して光（１７）を照射し、マーク（１６）から
   放出される蛍光を検知してマークの形成位置および形成
   された蛍光物質の種類を検出する装置であって、 その強さが略一定の光（１７）を、所定周期をもって断
   続させながら照射する光照射手段（１０）と、 該照射光（１７）の照射位置から放出される光（１８）
   を取り込んで電気信号に変換する光電変換手段（１２）
   と、 変換された電気信号の内、光（１７）の照射開始時にお
   ける信号強度Ｄ１と照射停止時における信号強度Ｄ２と
   の間を所定の割合で複数段階に分割して、１または複数
   の比較値Ｔｎを算出する比較値設定手段（１３）と、 光（１７）の照射開始から所定時間間隔で検出される１
   または複数の電気信号の大きさＳｎを上記比較値Ｔｎと
   比較し、その大小関係を判定する波形情報検出手段（１
   ４）と、 検出すべき１または複数種類の蛍光物質について、上記
   した大小関係を予め設定しておく蛍光情報記憶手段（１
   ５）と、 前記波形情報と蛍光情報とを互いに比較し、大小関係が
   一致する蛍光物質の種類を特定する蛍光物質特定手段
   （９）とを備えたマーク検出装置。
3. 【請求項３】 上記したマーク（１６）を構成する蛍光
   物質は、入射光（１７）とは異なった波長の蛍光（３
   ０）を発生するものであって、光電変換手段（１２）の
   入力側に、入射光（１８）から蛍光（３０）と略同一波
   長の光成分を選択的に取り込む光学的濾波手段（１１）
   を備える請求項２記載のマーク検出装置。