JPS62159288A - モ−ルド識別法及び装置 - 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】 〈技術分野〉 本発明は、ガラ名容器等の成形物の成形に使用するモー
ルド（型）を識別する技術に関し、特に、「ビットコー
ド」の検出に適した検査法と装置に関する。

〈従来技術と問題点〉 プレスモールド、注型モールド、フローモールド等でガ
ラス容器等の容器を製造する場合、モールドに歪や奇形
があると、それがそのまま容器にも現われる。このため
、欠陥品を製造したモールド全特定し、そのモールドで
つくった全製品を取り除かなければならない。特に、こ
の必要性が高くなるケースとして、破壊的な熱と機械的
な力にさらされる条件下でガラス容器の高速製造を行う
場合等がある。この問題に対して一般に採用されている
対策は各モールドにコードマークヲツケ、そのマークを
成形される全製品に転写させることである。

このようなモールド識別用のコードマークとして種々の
マークが使用されている。最もポピニラーなのはドツト
マークであり、本発明はこの種のコードを誤りなく検出
するのに特に適している。

従来のモールド番号読取装置の代表例が米国特許第４，
２　０　１，３　３　８号の装置である。この特許の装
置や類似の従来のモールド９番号読取装置では、容器の
形状の変化や光検出器の測定位置の変動、その他の幾町
学的要素の変動を見込んで、容器の根元近くの相当広い
範囲に光源からの光を照射する、容器上のト９ットコー
ドマークから反射した光は、画像タイプ（イメージング
タイプ）の光学系を使用する光検出器に入力され、イメ
ージ処理によりモールド識別情報が抽出される。この控
の装置は背景光とコードマークによる光とを十分に区別
できず、この問題を改善するために、手の込んだフィル
タリングを必要とする。さらに大きな問題として、この
種の装置は非常に限られた被写界深度しかもっていない
ため、容器の動きの変動やその他の外乱に非常に弱い。

〈発明が解決しようとする問題点〉 したがって、本発明の主目的はガラス容器やその他の容
器上のコードマークを識別するための改良された方法、
装置を提供することである。関連目的としては、高速の
検査条件のもとてこの種の装置の信頼性全高めることで
ある。

もう１つの目的は、検査環境の変化に容易に対応できる
耐久力のある装置を提供することである。

さらに、この種の装置の出力信号に混入するノイズの発
生源がある場合においても誤り率の低い正確な識別を達
成することである。これにより、背景光その他のノイズ
源に対して強くなる。

〈問題点を解決するための手段、作用、展開〉上記の目
的およびその他の目的を達成するため、本発明のモール
ド識別法、装置においては、容器の外表面の一部に並ん
でいる突出状のコードマークのパターンを視界光学装置
によって検出する。

コードマークの列が形成された面（被検査面）に照射さ
れる光はほぼ平行な光ビームであり、その断面積は限ら
れている。この光ビームは被検査面上に、高輝度の鮮明
な照射エリアを形成し、照射された光は選択的に反射さ
れる。すなわち、モールドのコードマークがないときは
、光は視界光学装置からはずれて反射されるが、コード
マークがあるときはそのコードマークにより、検出可能
なエネルギーの光が視界光学装置の方へ反射される。

したがって検出可能な光が入力された視界光学装置は、
コードマークが存在することを確実に検出する。好まし
い一構成例では、コードマークはほぼ半球面状のドツト
マークである。

本発明の特徴は、コードマークへの照射のしかたにある
。最も好ましい照射形態では、ドツトコードを検出する
場合、照射エリアを幅の狭い矩形状とし、そのたて方向
の長さをコードマークの直径より太きくし、よこ方向の
長さをコードマークの直径よりある程度小さくする。こ
のように構成すれば、容器のドツトコードを走査する際
（照射エリアの長さ方向を横切る方向を走査方向とする
と）、任意の時点における照射は、高々１つのコードマ
ークに対して行われる。この照射は高輝度であるので、
コードマークが光路内にあるときに。

確実に検出可能な信号が得られる。

本発明のもう１つの特徴は、視界光学装置にある。この
視界光学装置は「受光ゾーン」（好ましい構成例では円
錐状）内部にある光を捕える。好ましくは、この光学装
置は受光ゾーン全規定する対物レンズと、光検出器に光
を集める視界レンズを備える。光検出器は視界光学装置
が集めた光のエネルギーを表わす信号を出力する。コー
ドマーりのパターンを走査することにより光検出器より
時間とともに変化する信号が発生し、この出力変動から
、コードマークのパターンを正確に抽出することができ
る。

本発明の好ましい構成例では、光源は高周波数で変調し
た光エネルギーを出力し、光検出器の出力を復調して変
調周波数成分の信号を抽出する。

このヘテロゲイン方式の信号処理により、背景光やその
他の光源によるノイズの影響を減らすことができる。

〈実施例〉 以下、図面を参照して、本発明の一実施例に係るモール
ド識別装置について詳細に説明する。第１図はモールド
識別装置５の断片的な斜視図である。本装置は瓶操作装
置９０とコード読取装置２０から成る。瓶操作装置９０
はガラス容器１０ヲ検査位置で停止し、回転して容器の
根元近くにあるコードマーク１５の列をコード読取装置
の方に向ける。図示の例では、瓶操作装置９０はコンベ
ア９１、サイドはルト９５、ばね装荷のローラ９２を含
む。

容器１０が検査場所に到着すると、ローラ９３がサイト
９ベルト９５に対して容器を押し当てながら、容器を少
なくとも一回転させる。図示実施例では、コート９読取
装置２０は、光源装置２１と光検出装置７５を裁せた移
動台２２全備える。台２２はロー２９２と連動して容器
１０の方に接近し、装置２１と７５を適当な検査位置に
セットする。

第６図の立面図からよくわかるように、容器１０の根元
１１のすぐ上の面１３（セクター）には、コードマーク
１５の列が周囲方向に形成されている。各コードマーク
１５は容器の側壁より突出したほぼ半球の形状をなして
いる。本発明によれば、光源装置２１は小さくて境界の
はつきりした■射エリア４５を与える。好ましくは、照
射エリア４５は細長い矩形状をなし、その長辺（長さＬ
）が容器１０の対称軸（たて軸）とほぼ平行であり、コ
ードマーク１５の高さ全昭え、その上下にも照射される
。照射区域４０の１＠Ｗはコードマーク１５の直径より
ある程度狭いのが好ましい。当業者には明らかなように
、この照射エリア４０の大きさは、従来技術におけるイ
メージ／ゲタイブのモールビ識別装置の照射エリアに比
べて非常に限られたサイズになっている。コードマーク
４５ヲ高輝度の狭くてはつきりした光・ぐターンで照射
することにより、与えられたモールドコードパターンの
各ト９ットコービマーク１５を確実に識別することがで
きる。

第２図に示す光学系はコード読取装置２０と容器１０を
下側から見た図であり、図示の光源２５はレーザーダイ
オードで構成される。使用した実施例では、光源２５は
三菱のＭＬ４１０２またはＬ４４０２レーザーダイオー
ドであり、これは、基本横モードで動作し、非点収差は
わずかに４マイクロメートル程度である（ＭＬ４１０２
とＭＬ　４４０２は三菱の商品名である）。このレーザ
ーダイオードは、基本的に点光源で近赤外ｘｌ出力し、
そのフォンアウト特性は接合ダイオードに対する位置に
依存する。レーザーダイオ−）”２５からの光は互に直
交して配置された平円筒面レンズ３０と３５を通される
（第２図と第３図を比較参照）。好ましくは、レンズ３
０はレーザーダイオード２５の接合部から１焦点距離だ
け離される。レンズ３０と３５の作用により、光線４１
と４３は中心線からたて、よこ、いずれの方向にも発散
が抑えられる。したがって、このレンズ系により、レー
ザー光は絞られ、限られた断面積をもつ高輝度の平行ビ
ーム４０となる。

照射エリア４５がいずれかのコードマーク１５上に生じ
るときは、水平面での角度φの反射範囲５８にわたり光
が反射する。この反射範囲はその境界が、入射ビームの
対向する端の光ｐＪ４１と４３の反射光線４１と４３に
より限定される。対物レンズ６０はこの反射範囲内の一
部を占めており、この実施例では、円鍾状の受光ゾーン
を経て反射光を捕えている。この受光ゾーンの範囲はコ
ードマーク１５が検出される横方向の視野を定める。図
示の例では、レンズ６０は平凸レンズである。レンズ、
６０は捕えた光を視野レンズ６５に収束させ、視野レン
ズ６５はその焦点を光検出器に合わせる。使用した実施
例では、光検出器７０はヒュレットパツカード社のＰＩ
Ｎ　７オトダイオート９．５０８２０４２００シリーズ
である。

第３図と第４図はともに容器１０の軸断面に沿う図で、
コードマーク１５があるかないかで入射光４０の反射が
どのように変わるかを示している。

第３図はコードマークがない場合であり、光は容器１３
の傾斜面１３によってほぼ下方に、境界８１α、８２α
で限定される角度αの反射範囲５９にわたり、反射され
る。この反射範囲５９内にはレンズ６０は含まれていな
いので、視野光学装置に捕えられる反射光はない。第４
図に示すように、コードマーク１５が存在するときは、
マーク１５により反射された光の一部５０がレンズ６０
の方に向い、視野光学装置に捕えられる。ドツトコード
識別の好ましい実施例では、コードマーク１５はほぼ半
球状であり、そのため、入射光は広範囲にわたり反射さ
れる（「ラインアウト」パターン）。

第２図に戻り、光源装置２１と光検出装置７５はそれぞ
れ、中心線４５から角度θの位置にある。θの値を小さ
くすれば、視写界深度はその分深くなってよくなるが、
装置２１と７５（第１図）の各部品の実装、パッケージ
ングをよりコンパクトにまとめなければならない。本発
明の一番の利点は、光検出器７５の視野光学装置の働き
により、従来のイメージングタイプの装置よりはるかに
深い被写界深度が得られることである。

第５図に、レーザーダイオード″２５を、駆動し、フォ
トダイオード７０の出力を処理する電子回路１００のへ
テロダイン部を示す。レーザーダイオード２５は方形波
の電流制御式発振器ドライバ１７０により駆動される。

光源２５を高周波数で変調することにより、フォトダイ
オード７０で検出される反射光を周囲光と区別すること
ができる。すなわち、フォトダイオードの出力は１００
において増幅され、１２０において復調され、１３０に
おいて再び増幅され、変調周波数フィルタ１４０ヲ通す
ことにより、コードマーク１５により反射された光を表
わす信号が抽出される。抽出信号をコンパレータ１５０
にてプリセットのしきい値と比較してコードマーク１５
の存在を示す信号の有無を検知する。

コンパレータの出力は識別コード情報を得るために、プ
ロセッサ１６０に渡される。電子回路１００は、ドット
コービパターンの個々のマーク１５を示す一連の信号ピ
ークを生成し、この一連の信号ピークを解読アルゴリズ
ムに従って解読する。

背景光の影響を減らすため、上述の変調／復調方式の代
わりに、ル−ザーダイオード２５の出カスはクトルと一
致する光フィルターを光源装置２１に設けてもよい。こ
の方式はレーザーダイオード２５が非常に帯域の狭い光
を出力するという事実を利用したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適実施例によるモールド識別装置の
断片的な斜視図、 第２図は第１図のモールド９識別装置を下側から見た場
合の光学系の線図、 第３図は第１図のモールド識別装置を、コードマークを
含まない容器軸断面に沿って見た場合の光学系の線図、 第４図は第１図のモールド９識別装置をコードマークを
含む容器軸断面に沿って見た場合の光学系の線図、 第５図は第１図のモールド識別装置のドライ・ミ・信号
処理の電子回路ブロック図、 第６図は第１図のモールド識別装置による容器被検査箇
所の部分立面図である。 １５：コードマーク ２５：光源（レーザーダイオード） ３０．３５　：平円筒面レンズ ４０：平行光ビーム ６０：平凸レンズ ６５：視野レンズ（平凸レンズ） ７０：光検出器（フォトダイオード） １２０：復調部（変調周波数フィルタ）（外５名） ＦＩＧ、　６ 、Ｚ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）容器の成形に用いるモールドを識別するため、容
   器の外表面の一部に形成された突出状のドットマーク（
   １５）を識別するモールド識別法において、 容器を回転させ、 ドットマークが形成された外表面の一部で ある被検査面に限られた断面積をもつ実質上平行な光ビ
   ーム（４０）を照射して容器より光ビームを反射させ、 容器より反射される光の一部を、受光ゾー ンを規定する視野光学装置（６０、６５）によって検出
   し、 光ビームの光路内にコードマークがないと きは容器から視野光学装置へはほとんど光が反射されず
   、光ビームの光路内にコードマークがあるときはそのコ
   ードマークにより検出可能な光が視野光学装置に反射さ
   れる条件のもとで、視野光学装置の検出した光のエネル
   ギーに応じてコード識別信号を発生する、 ステップから成るモールド識別法。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載のモールド識別法にお
   いて、ほぼ半球面状のコードマークを検出し、実質上平
   行な光ビームにより、幅の狭いほぼ矩形の照射エリアが
   被検査面に生じること。
3. （３）特許請求の範囲第２項記載のモールド識別法にお
   いて、照射エリアはその長さがコードマークの直径より
   長く、その幅がコードマークの直径よりある程度狭く、
   照射エリアの長さ方向はほぼ垂直方向であること。
4. （４）特許請求の範囲第２項記載のモールド識別法にお
   いて、照射のステップは、高周波数で周期的に変化する
   光源により被検査面を照射することによって行われ、コ
   ード識別信号発生のステップは、視野光学装置により捕
   えられた光のエネルギーを表わす信号を復調（１２０）
   するステップを含むこと。
5. （５）容器の成形に用いるモールドを識別するため、容
   器の外表面の一部に形成された突出状のコードマーク（
   １５）を識別するモールド識別装置において、 光源（２５）とレンズ機構（３０、３５）を含み、ドッ
   トマークが形成された容器の外表面の一部 （被検査面）に、限られた断面積をもち、実質上平行な
   光ビーム（４０）を照射して容器から光を反射させる手
   段と、 容器から反射する光の一部を受光ゾーン内 部において捕える視野光学手段（６０、６５）と、視野
   光学手段により捕えられた光のエネル ギーを表わす信号を発生する光検出手段（７０）と、を
   備え、光ビームの光路内にコードマークがないときは容
   器により光ビームが視野光学手段からはずれた方向に反
   射し、光ビームの光路内にコードマークがあるときはそ
   のコードマークにより検出可能な光が視野光学手段に反
   射されることを特徴とするモールド識別法。
6. （６）特許請求の範囲第５項記載のモールド識別装置に
   おいて、光源は、近赤外光のレーザーダイオード（２５
   ）から成り、レンズ機構は、第１と第２の平円筒面レン
   ズ（３０、３５）を有し、両レンズは、互に直交して配
   置され、光の直交２方向についての発散を制限すること
   。
7. （７）特許請求の範囲第６項記載のモールド識別装置に
   おいて、実質上平行な光ビームは長さがコードマークの
   直径より長く、幅がコードマークの直径より狭い、ほぼ
   矩形の断面をもつこと。
8. （８）特許請求の範囲第５項記載のモールド識別装置に
   おいて、受光ゾーンはほぼ円錐状であること。