JPH10240859A - 透明体の凹凸マーク読み取り装置 - Google Patents

透明体の凹凸マーク読み取り装置

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JPH10240859A
JPH10240859A JP9062314A JP6231497A JPH10240859A JP H10240859 A JPH10240859 A JP H10240859A JP 9062314 A JP9062314 A JP 9062314A JP 6231497 A JP6231497 A JP 6231497A JP H10240859 A JPH10240859 A JP H10240859A
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light
emitting diode
light emitting
screen
parabolic mirror
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安太郎 河村
Kanji Tsukise
寛二 月瀬
Atsushi Sakurai
淳 櫻井
Eiji Ogawa
栄司 小川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】透明体に描かれた凹凸マークを自動的に読み取
ることができる透明体の凹凸マーク読み取り装置を提供
する。 【解決手段】放物面鏡と、前記放物面鏡の焦点位置に設
置された微小発光面を持つLEDと、凹凸マークを持つ
透明物体と、スクリーンと、前記スクリーン上の影像を
光電変換する光電変換器とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックやガ
ラス等透明材料よりなる物体の表面に凹凸形状で描かれ
た線や文字などのマークを読みとる装置に関するもので
ある。
【従来の技術】
【0002】従来、透明体の凹凸マークを読みとる装置
としては、図2に示すような特公昭56−44373号
の装置がある。これは透明物体1に対して入射光2と反
対側に前期透明物体1と近接または接触して設けたスク
リーン3と該スクリーン3上の影像を光電変換する光変
換器4とを具えたこと特徴とする透明物体の検査装置で
ある。
【0003】しかし、前記特公昭56−44373号で
は該入射光2については光束としか記されておらず、該
特許公報中の説明図や詳細説明からは該入射光2は光束
の揃った平行光と推察される。通常この平行光を得るに
は図3の右側に示す様な投光装置が必要である。これは
ランプ5からの光線6をレンズ7で絞り、一番絞られた
位置にプレート8を置き前記プレート8に穿った直径1
0〜30マイクロメートルのピンホール8aを通して出
てきた前記光線6をコリメートレンズ9で平行光にする
ものである。この場合、大口径の平行光を得るには、該
コリメートレンズ9は大口径のものが必要であり、また
該コリメートレンズ9と該プレート8の間の距離を長く
取る必要があり、さらに構成部品は最低が4点必要であ
り、すなわち大きく高価な装置となる。
【0004】また、該特公昭56−44373号では外
来光に対する記述が無いが、該特許公報で示された入射
光2以外の外来光がスクリーン3に照射されるとスクリ
ーン3上の影像が不鮮明になり極端な場合影像が見えな
くなる。よって通常は暗室の中で行うかまたは図3のカ
バー10のように外来光がスクリーン3に入らないよう
に装置に遮光覆いを施す。そのため暗室では作業性が悪
く、測定部を囲うと装置が大がかりになる。
【0005】さらに、スクリーンに現れる影像である
が、調べたい透明物体の凹凸マークの断面は通常図4の
断面aか断面bの形状をしている。断面aは上面が平ら
で下面が円弧状に突出した形状であり、断面bは板状粘
性体を下型で受けて上方より静圧を加えたときに出来る
形状すなわち板厚が左端から右に行くに従って徐々に薄
くなり下面が突出し出したところが一番薄くさらに右に
行くと徐々に厚くなり中央部で元の板厚となる左右対称
の形状となっている。これらの凹凸マークに平行光を入
射すると、断面aの場合は平行光の各光線は光路イの様
に屈折し、断面bの場合は平行光の各光線は光路ロの様
に屈折する。
【0006】ここで、スクリーン位置11は特公昭56
−44373号が示すようにスクリーンを透明物体に近
接または接触させた位置であり、スクリーン位置12は
透明物体からスクリーンを10〜20mm離れた時の位
置である。cは断面aにおいてスクリーン11上に集ま
る光の量とスクリーン上の位置の関係を示したグラフで
縦軸に光量を横軸にスクリーン上の位置を取ったもので
ある。同様にd」は断面bにおいてスクリーン位置11
に集まる光の量とスクリーン上の位置の関係を示したグ
ラフ、eとfは各々断面aと断面bにおいてスクリーン
位置12に集まる光の量とスクリーン上の位置の関係を
示したグラフである。
【0007】また図5は透明物体に凹凸で表示された英
文字「ABC」に平行光をあてたときのスクリーン上の
影像である。gはスクリーンを近接または接触させたと
きの影像、hはスクリーンを10〜20mm離れた時の
影像である。グラフcやグラフdから判るように、スク
リーン上の影像は凹凸の立ち上がり部と立ち下がり部に
影が出来き、影像gのように線や文字が中抜き線や中抜
き文字としてスクリーン上に現れことが判る。すなわち
従来技術では、凹凸マークの線はスクリーン上では中抜
き線の影像となるため、その後の文字判別やマーク判別
などを行うための画像処理が複雑となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、特公昭56−44373号の示す従来技術では、
前述したように透明物体の凹凸マークを読みとる装置が
大きく高価な投光装置や大がかりな外来光遮光装置を必
要とし、かつ前述したように線や文字が中抜き線で結像
するため文字判別やマーク判別などを行うための画像処
理が複雑になると言う問題点である。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、放物面鏡と微
小発光面発光ダイオードの2部品により平行光を作り、
且つ該発光ダイオードが出す光波長成分だけ通過する光
学バンドパスフィルターを光電変換器の前に配置する事
により、装置をコンパクトで操作性の良いものにし、且
つ透明物体とスクリーンの距離を10mm以上離すこと
により線や文字が中抜き線ではなく実線として読み取
れ、後の画像処理が簡単になる装置を実現した。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、本発明装置の1実施例で
あって、13は直径30マイクロメートルの微小発光面
をもつ発光ダイオード、14は放物面鏡、14aは放物
面鏡14の回転対称軸、17はスクリーン、16は凹凸
マークが形成された透明物体、18はCCDカメラ、1
9は光学バンドパスフィルター、20は前記透明物体に
形成された前記凹凸マークである。
【0011】ここで、透明物体16の具体的な例として
透明なペットボトルや透明な塩化ビニール製ボトルなど
のプラスチックボトルがある。スクリーン17の具体的
な例としてはすりガラスなどの半透明な板材がある。
【0012】図1の左側のCCDカメラ18と右側の放
物面鏡14は向かい合って配置され、CCDカメラ18
と放物面鏡14の間に半透明スクリーン17がCCDカ
メラ18の視野方向線上と垂直に配されている。前記C
CDカメラ18の視野方向線上でかつスクリーン17と
放物面鏡14の間に透明物体16が配置されている。
【0013】発光ダイオード13は、放物面鏡14の左
側の回転対称軸14a上にある放物面鏡14の焦点位置
に置かれ、また、発光ダイオード13から放射され放物
面鏡14で反射した平行光15の光束が発光ダイオード
13に邪魔されず透明物体16全体を覆いかつその光束
軸がCCDカメラ18の視野方向線上に重なるように放
物面鏡14及び発光ダイオード13の位置と姿勢が設定
されている。すなわち、放物面鏡14の回転対称軸14
aはCCDカメラ18の視野方向線と垂直方向に横ずれ
して配置されている。
【0014】なお、発光ダイオード13と透明物体14
の横方向の位置関係は発光ダイオード13が右側である
が、透明物体16の挿入および排出に支障がない位置で
あれば発光ダイオード13の左側にあってもかまわな
い。
【0015】光学バンドパスフィルター19はCCDカ
メラ18のレンズに接して配されており、光学バンドパ
スフィルター19を通らない光はCCDカメラ18の中
に入らないようになっている。また、スクリーン17と
透明物体16との隙間は10mmから20mm以上離れ
ている。
【0016】本実施例における透明物体16上の凹凸マ
ークの読み取りは、まず微小発光面を発光ダイオード1
3を点灯させ、発光ダイオード13の微小面より一定の
広がりを持って輻射状に放射された光は放物面鏡14に
あたり、放物面鏡面14で反射した光は発光ダイオード
13が放物面鏡の焦点に位置するため平行光15の光束
となって透明物体16に照射される。
【0017】照射させた光は透明物体16上の凹凸マー
ク20の肉厚の変化度合いにより曲げらる。すなわち凹
凸マーク20の断面が図4の断面aまたは断面bのとき
光路イまたは光路ロの様に光は屈折しスクリーン17上
では光分布はグラフeまたはグラフfとなり図5の影像
hの様な影像が現れる。
【0018】スクリーン17上にはそれ以外の自然光な
ど外来光が周囲から入ってくるためため、このままでは
これらの光と混ざり合って影像がはっきり見えないこと
が多い。しかし、発光ダイオード13から放射される光
は特定の波長を中心とする波長分布幅の狭い光であり、
この波長分布幅の光だけが通過する光学バンドパスフィ
ルター19を通すことによりスクリーン17上で結像し
た透明物体16の凹凸マーク20の影像だけがCCDカ
メラ18にはいり、凹凸マーク20影像が読み取られ
る。
【0019】読み取られた影像は図示しない変換器を介
してデジタル画像信号に変換され、図示しない画像処理
装置でに導かれてマーク判別を行う。また、読み取られ
た凹凸マーク20は、スクリーン17と透明物体16の
位置は10〜20mm以上離れているため中抜き線では
なく実線となっており、その後の画像処理は簡単とな
る。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、図3に示す大きく高価
な投光装置や図3のカバー10のような大がかりな外来
光遮光装置が要らず、画像処理も簡単になり、コンパク
トで操作性も良く安価な透明物体の凹凸マーク読み取り
装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す説明図。
【図2】特公昭56−44373号の一実施例を示す説
明図。
【図3】特公昭56−44373号を実施するとき通常
の構成を示す説明図。
【図4】図1の実施例の原理を示す説明図。
【図5】図4の原理の結果を示す説明図。
【符号の説明】
13 微小発光面をもつ発光ダイオード 14 放物面鏡 17 スクリーン 16 透明物体 18 CCDカメラ 19 光学バンドパスフィルター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 栄司 滋賀県栗太郡栗東町上砥山232番地 滋賀 県工業技術センター内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】放物面鏡と、前記放物面鏡の焦点位置に設
    置された微小発光面を持つ発光ダイオードと、凹凸マー
    クを持つ透明物体と、スクリーンと、前記スクリーン上
    の影像を光電変換する光電変換器とを備えたことを特徴
    とする凹凸マーク読み取り装置。
  2. 【請求項2】前記光電変換器の影像取り込み部を該発光
    ダイオードが発する波長のみを透過させる光学バンドパ
    スフィルターで覆ったことを特徴とする請求項1記載の
    凹凸マーク読み取り装置。
  3. 【請求項3】前記スクリーンと透明物体の凹凸マーク部
    との位置関係を少なくとも10mm以上離したことを特
    徴とする請求項2記載の凹凸マーク読み取り装置。
  4. 【請求項4】前記発光ダイオードの発光面は大きくとも
    直径50μm以下であることを特徴とする請求項3記載
    の凹凸マーク読み取り装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000230995A (ja) * 1999-02-12 2000-08-22 Hitachi Ltd 水中照明具付き外観検査装置
WO2018198248A1 (ja) * 2017-04-26 2018-11-01 東洋ガラス株式会社 容器の検査装置及び容器の検査方法

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