JPS58139277A - 暗符号の読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、螢光体を用いて検査対象物に記録された暗
符号を読取る装置に関する。

従来から螢光体を用いて対象物に所定の暗符号をあらか
じめ記録しておき、対象物に紫外線を照射して螢光体を
励起し、螢光体から発光される可視光を肉眼で、または
各種の受光素子を用いて検知し、この検知したパターン
によって対象物を検査する方式が実施されている。この
暗符号を用いた対象物の検査は、商品の外箱に無色透明
な螢光体を塗布しておいて、当該業者のみに有用な情報
を得るために、自動集配システムに右いて特定の集配物
を識別するために、有価証券の偽造防止のために、その
他の多くの目的のために利用されている。したがって、
暗符号の存在が第三者によって容易に分らないようにし
てお（ことが必要である場合が多い。ところが、最近で
は、特殊な室内照明や殺菌灯なく紫外、線を含む光が広
（利用されるようになってきているので、対、象物に付
けられた螢光体が発光してしまい、暗符号の存在が露見
し、その内容が読取られてしまうという問題が生じてき
た。さらに、従来の螢光体を用いた暗符号の読取方式で
は、螢光体の発光の有無のみを検知しているから、情報
量が少ない。

この発明は、紫外線の多い環境下においても暗符号の示
す情報が第三者には判読できず、しかも比較的簡単な装
置で暗符号を正確に読取ることができ、さらに１　、ｒ
＜ターンの暗符号から多数の情報を得ることのできる、
読取装置を提供することを１的とする。

この発明による暗符号の読取装置は、発光輝度の温度特
性が異なる複数の螢光体または発光輝度の温度特性が異
なる複数の発光波長をもつ螢光体によって記録された暗
符号を読取る装置であって、螢光体を励起する励起手段
、螢光体を所定の温度に加熱または冷却する温度調節手
段、所定の温度において螢光体から発光されている螢光
を検知する螢光検知手段、および検知された螢光信号に
もとづいて暗符号パターンを判別する判別手段からなる
ことを特徴としている。

この発明では各種の螢光体における発光輝度の温度特性
、牢として温度消光性を利用している。暗符号を記録す
るために使用されている螢光体の中には、温度変化に対
して発光輝度が急激に変化し、高温においてきわめて低
いまたは低温においてきわめて高い発光輝度を示すもの
、温度変化があっても発光輝度がほとんど変化しないも
のがある。したがって、所定の高温または低温において
検知された螢光信号は、常温下において肉眼で見えたも
のとは異なって、ぷり、たとえ対象物が紫外線の多い環
・壇上に置かれていて螢光体が発光したとしても、発光
した螢光体のパターンから真の暗符号の意味を解読する
ことはできない。使用される螢光体としては輝度および
発光波長がほぼ等しいものが好ましい。

螢光の読取り温度を複数設定することにより、各温度で
読取られたパターンはそれぞれ異なるから１つの螢光体
パターンから複数の暗符号パ。

ターンを得ることができ、読取る情報量がきわめて多く
なる。

以下、図面を参照してこの発明をさらに詳細に説明する
。

第１図は、対象物に記録された暗符号を読取るための配
置構成を示している。対象物（２）は、たとえば商品の
外箱、集配物、有価証券などである。螢光体１１）が対
象物（２）と同色または無色の場合には、対象物（２）
に直接に印刷または塗布することにより所定の暗符号パ
ターンを記録することもできるが、螢光体（１）上にイ
ンキ、樹脂、接着剤等を印刷もしくは塗布することによ
り、または螢光体（１）をインキ、樹脂、接着剤等に所
望の暗符号パターンを形成するように混入することによ
り、螢光体の存在が肉眼では識別できないようにしてお
くことが好ましい。または螢光体（１）を対象物（２）
、中に充填、含浸もしくは対象物の成形時に練り込むよ
うにすることもできる。

螢光体としては、現在ＣＲＴや螢光灯などで用いられて
いる最も一般的な螢光体のほとんどが使用できる。

対象物（２）に螢光体（１）を用いて記録された暗符号
の読取り位置には、対象物（２）上に紫外線（ＵＢ）を
照射するための発光器（３）および紫外線（ＵＢ）によ
って励起された螢光体（１）から発光される螢光（ＬＵ
）を検知する受光器（４）が配置されている。螢光体（
１）の励起手段としては紫外線の外に放射線があり、螢
光体によっては赤外線も使用できる。受光器（４）は、
螢光体（１）のパターンまたは配列に応じたものが採用
される。たとえば、螢光体（１１によるパターンがある
程度の巾をもっていて巾方向にも識別すべき情報が存在
する場合には、受光器（４）は、−列状に配列された多
数の受光素子からなるフ１ト・アレイ・センサから構成
される。受光器（４）の前面には、「励起光（ＵＢ　）
を遮断し、螢光（ＬＵ）のみを透過させるフィルタ（５
１が配置されている。螢光体（１）が複数の発光ピーク
波長をもつ場合には、フィルタ（５）によって所望の波
長以外の螢光を遮断するようにしてもよい。

さらに暗符号の読取り位置には、対象物を所定の温度に
加熱するためのヒータ・ブロック（６）が配置されてい
る。対象物（２）は搬送装置（図示路）によって一定速
度で搬送されながら、この読取り位置において、読取り
のために必要な所定温度になるように、ヒータ・ブロッ
ク（６）によって加熱される。加熱手段としては赤外線
を照射する赤外線灯、または熱風を吹付けるためのプロ
アなどを用いることもできる。また対象物の熱容量が大
きい場合には、読取りを行なうべき所定温度の手前まで
対象物を予熱しておけば、読取りの迅速化が図られる。

第２図１よ、発光輝度の温度特性の異なる２種類の螢光
体を示している。一般に螢光体は温度が高くなると発光
される螢光の輝度が低下する。

これを温度消光性という。螢光体（Ｂ）は、温度の増加
にともない輝度が著しく低下するものであり、螢光体（
ｂ）は温度が増加してもその輝度はあまり低下しない。

温度消光性は螢光体材料の母体ごとに異なり、常温では
ほとんど同じ輝度でかつほとんど同じ波長で発光するも
のであっても、輝度の温度特性が大巾に異なるものを選
定することができる。たとえばＹ２Ｏ２Ｓ　：　Ｅｕの
常温における螢光スペクトル中の主ピークは６２５ｎｍ
　ＩＣあり、ＹＶＱ４　：　Ｅｕの主ピークは６１８ｎ
ｍにあり、両方とも赤色を呈しかつ同一励起であれば発
光輝度もほとんど等しく肉眼で見た場合は第２図に（３
）で示されているように、高温になるとその発光輝度が
低下し、７０℃で約７５％１１００℃で約５０％に低下
する。こ゛れに対してＹＶＱ４　：　Ｅｕは（ｂ）で示
されているように、温度変化に対して発光輝度はほとん
ど変化しな０゜温度（Ｔｌ）（たとえば常温）において
、螢光体（ａ）　（ｂ）の輝度（受光器（４）の出力）
は等い）値（１１）を示すものとする。対象物を（Ｉ２
）まで加熱すると、螢光体（ａ）の輝度は（Ｉ２）まで
低下するが、螢光体（ｂ）の輝度は（工３）までしか低
下しない。そこで、輝度（工２）と（工３）又の間のレ
ベ・・にしき。・値（至）を設定する。

温度（ＴＩ）においては、両帯光体（ａ）　（ｂ）の輝
度（１１）はしきい値（６）を超えている（これをコー
ド１とする）が、温度（Ｉ２）におむ）では、いる（コ
ード１）のに対して、螢光体（ａ）の輝度（■２）はし
きい値（Ｑ以下（これをコード０とする）となる。これ
により、同じ螢光体パターンであっても、温度を変える
ことにより異なったデータが得られることが理解されよ
う。

第３図は読取装置の一例を、第４図はその動作を示すた
めの波形を示している。対象物（２）には、複数の（こ
の例では４本の）バー（１）が螢光体（ａ）　（ｂ）に
よって描かれ、対象物（２）の搬送方向に並んでいる。

これらのバー（１）を、それを構成する螢光体で表わす
と、搬送方向に（ｂ）　（ａ）　（ａ）　（ｂ）の順に
なっている。４本のバー（１）には、発光器（３）によ
って連続的に紫外線（ＵＢ　）が照射され、読取り位置
にきたバー（１）カらの螢光（ＬＵ）が受光器（４）に
よって順次検知され、信号（ＡＩ）となり、弁別回路α
Ｄに送られる。弁別回路αυには、しきい値（６）が設
定されており、タイミング・パルス？）が入力するたび
に、入力信号（Ａ１）をしきい値（至）でレベル弁別し
、信号（Ａｌ）がしきい値Ｑを超えている場合に、パル
スＣ）に同期したパルス信号（Ａ２）を出力する。この
信号（Ａ２）はシフト・レジスタα２に送られ、パルス
ン）ごとに読取られ、かつ順次シフトされる。

タイミング発生回路（１３はｃ　ｐ　ｕ　ａＱによって
制御され、各バー（１）が読取り位置にきたときにタイ
ミング・パルス（Ｐ）を出力する。すべてのバー（１）
の読取り終了後、レジスタα２に記録されているデータ
がＣＰＵＱαによって読取られ、暗符号パターンが判別
される。

温度（Ｔ　ｌ　）　瞬おいては、上述したように、螢光
体（−）　（ｂ）からの螢光輝度はいずれもしきい値（
６）を超えているので、読取りコード・データは１１１
１となる。温度（Ｔ２）においては、螢光体（ｂ）から
の螢光信号のみがしきい値（至）を超え、読取りコード
ｅデータは１００１となる。

対象物（２）上の螢光体（１）から発光される螢光の読
取りにおいて、散乱光の影響を減少させかつ実装を容易
にするために、第５図に示すように、（８） 光ファイバ悔を用いて螢光（ＬＵ）を受光器（４）に導
くようにすることが好ましい。また必要ならば、搬送さ
れ各対象物＋２１のやや上方にスリット板（７）を配置
し、そのスリット（７ａ）を通して螢光（ＬＵ）を読取
るようにするとよい。これにより隣接する螢光体（１）
からの螢光が遮光される。

さらに、加熱後ただちに対象物を常温に戻すようにする
ために、第６図に示すように、対象物（２）の搬送路上
に、加熱室２１＋の搬送方向前方ｇｒことにより、対象
物（２）を冷却するようにすることが好ましい。

上記の実施例においては、温度消光性の異なる２種類の
螢光体（ａ）　（ｂ）が用いられているが、これに加え
て、画賛光体を混合した螢光体（ａ＋ｂ）または（ａ）
と（ｂ）の中間の温度消光性をもつ第３の螢光体を用い
、３種類の螢光体によって暗符号を表わすようにするこ
ともできる。この場合に、加熱する温度を２段階に設定
したり、螢光信号を弁別するためのしきい値を２レベル
以上設定することにより、各温度において、各しきい値
において、およびこれらの組合せにおいてそれぞれ異な
る情報が得られる。

さらにこの発明においては、室温よりも高温の領域にお
ける暗符号の読取りの他に、室温よりも低温の領域にお
いても暗符号の読取りが行なえるのは言うまでもない。

第７図および第８図に、低温において螢光輝度が高い螢
光体の輝度の温度特性が示されている。このような螢光
体に対しては、加熱手段の代わりに、電子冷却装置、冷
媒を用いた熱交換器などの冷却手段が用いられる。

第９図は、対象物に記録される暗符号の他の例を示して
いる。螢光体Ｃｂ）によってＰの文字が描かれ、この文
字ＰをＲの文字にするように斜線で示した斜めの部分が
螢光体（ａ）によって描かれている。常温においては、
両帯光体（ａ）　（ｂ）がほぼ同程度の輝度でかつほぼ
同色で発光するのでＲＯ文字ヵ３読取らｔｔｘが、加１
した場合、、３ｉ螢光体（−）の輝度が低下するので読
取りデータはＰの文字となる。

第１０図は、暗符号の読取り判定のさらに他の例を示し
ている。ここでは、螢光体（、）および０）によって描
かれたバー（１）以外に、バーが記録されていない場所
（破線で示す）もある。また、加熱された適当な温度に
おける受光器の出力信号（Ａ１）は２つのしきい値（Ｑ
ｌ　）（Ｑ２）によって弁別されている。しきい値（Ｑ
ｌ）以上のレベルの信号を１とすると、しきい値（Ｑｌ
）によって弁別された第１のデータは、１００１１１０
１となる。しきい値（Ｑｌ）と（Ｑ２）の間のレベルの
信号を１とした場合には、第２のデータは０１００００
１０となる。この第２のデータにおけるｌは、螢光体（
＆）を表わしている。螢光体（ａ）で挾まれたブロック
のデータを第３データとすると、これは０１１１となる
。

そして、第３データにおいて螢光体（−）の前のコード
を０と約束しておけば、この第４のデータは０１１０と
なる。第１のデータにおいて螢光体（１）の前のコード
を０に設定すると、この第５のデータは０００１１００
１となる。このように、データ判定の規則をあらかじめ
設定しておくことにより、多量の情報を得ることができ
る。

１つの螢光体であっても、その発光スペクトルをみると
、いくつかのピーク波長が存在する。

そして、これらのピーク波長ごとに発光輝度の　　′温
度特性が異なっている。たとえばＹ２Ｏ２５：Ｅｕは、
上述の主ピーク波長の他に％　５３８　ｎｍ、（ｉｌ　
８　ｎｍ、０８　Ｑ　ｎｍ　　などの発光波長をもって
お。

す、波長６８０　ｎｍ　の光は比較的低温（１００℃以
下）でもその輝度が急激に低下するが、他へ の波長の光は高温（たとえば３００℃）にならないとそ
の輝度は低下しない。このような螢光体を利用して、そ
のｌないしいくつかのピーク波長の光を適当な温度で検
出することによっても、肉眼では判別できない暗符号パ
ターンを得ることができる。この場合には、第１１図に
示すように、複数の受光器（４Ａ）（４Ｂ）を設け、そ
れらの前面に、各ピーク波長の光のみを透過させるフィ
ルタ（５Ａ）（５Ｂ）を配置すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、螢光体を用いて対象物に記録された暗符号の
読取りの様子を示す構成図、第２図は螢光体から発光さ
れる光の温度特性を示すグラフ、第３図は読取装置の一
例を示すブロック図、第４図は第３図に示す装置の信号
を示す波形図、第５図および第６図は他の読取装置の例
を示す構成図、第７図および第８図は低温で読取り可能
な螢光体の温度特性を示すグラフ、第９図および第１０
図は他の暗符号パターンを示す図、第１１図はさらに他
の読取装置を示す構成図である。 （１）・・・螢光体、（２）・・・対象物、（３）・・
・発光器、＋４１　（４Ａ）（４Ｂ）・・・受光器、＋
５１　（５Ａ）（５Ｂ）・・・フィルタ、（６）・・・
ヒータ・ブロック、αＯ・・・ＣＰＵ。 ａＤ・・・弁別回路、α２・・・シフト・レジスタ、０
・・・タイミング発生回路、（社）・拳・加熱室。 以上 外４名 第１図 →温　廐 第３図 ＋　　１　　　　　　　　１１ 第４図 第５図 第７図 第８図 第９図 り 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 発光輝度の温度特性が異なる複数の螢光体または発光輝
   度の温度特性が異なる複数の発光波長をもつ螢光体によ
   って記録された暗符号を読取る装置であって、 螢光体を励起する励起手段、 螢光体を所定の温度に加熱または冷却する温度調節手段
   、 所定の温度において螢光体からの発光されている螢光を
   検知する螢光検知手段、および検知された螢光信号にも
   とづいて暗符号パターンを判別する判別手段、 からなる暗符号の読取装置。