JPS63208701A - 金属板刻印パタ−ン読取り方法及びその装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属板上に刻印された文字や図形などのパター
ンを読取る方法及びその装置に関する。

〔従来の技術〕

金属板に刻印された文字や図形などのパターンを読取る
技術としては従来より光や超音波、Ｘ線、磁気を用いる
方法などが実用化されている。このうち磁気を用いる方
法によれば、装置が簡単で安価で手軽に利用でき、しか
も金属板に塗装がある場合でも読取ることができるとい
う利点がある。

以下、従来技術の例として磁気を用いた金属板刻印パタ
ーン読取り技術について述べる（例えば非破壊検査便覧
参照）。第３図に磁気による読取り装置のブロック図を
示す。図において、読取り対象の金属板１に刻印パター
ン２があるとき、これを磁気センサ３で読取るものであ
る。磁気センサ３は移動機構１０に搭載されたセンサヘ
ッド部９に備えられ、金属板１の刻印パターン２に沿っ
て移動機構１０を移動させたときに磁気センサ３に得゛
られた信号が上限比較器５に入力され、比較器５からそ
の出力８が取出される。磁気センサ３には使用する磁場
の強度や直流交流の区別、交流の場合の周波数など条件
に応じて信号出力を得ることも可能である。

上記いずれの条件によっても例えば第４図（ａ）に示す
ような刻印パターンが存在するときにそれに沿った各点
での磁気センサ３の信号出力が同図（ｂ）に示すように
得られる。この場合には、刻印によって金属板１が凹に
なっているところでは、磁気センサ３の出力は刻印のな
いところに比べて小さくなっている。これを利用すると
ある比較規準１５を設定した上限比較器５の出力８は同
図（ｃ）のようになる。これにより（ａ）に示した刻印
パターンを「０」、「１」の信号として読取ることがで
きる。もし読取るべきパターンが文字のように２次元的
にひろがったパターンをもつときには、前述の磁気セン
サを複数個、アレイ状に並列配置し、パターンを読取る
必要がある。その例を第５図に示す。同図（ａ）に示す
ような文字パターン「Ａ」を読取る場合、例えば前述の
磁気センサ３を１２個（１）〜＠用い、これを図の「０
」で示したようにアレイ状に配置し、このパターンを読
取る。読取った結果は同図（ｂ）のようになり、これよ
り文字「Ａ」を認識することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、第４図（ｂ）に示す磁気センサ信号出力が得
られる場合には問題がないが、例えば同図（ｄ）に示し
たように信号出力のレベルが変化してしまうようなとき
にはパターンの認識を誤ることがある。このような磁気
センサ信号出力の場合に比較規準を同図（ｄ）のｉ）ま
たはｉｔ）のいずれに設定しても、同図（ｅ）、（ト）
に示すように比較器の出力は刻印パターンとは異なった
ものになってしまう。第４図（ｄ）に示したような信号
は、例えば磁気センサ３が移動するにつれて金属板１に
近づいてしまったときに発生する。本来磁気センサ３は
金属板１に平行に移動させなければならないが、移動機
構１０のくるいや対象の金属板１のゆがみやうねりなど
が原因となって磁気センサ３と金属板１との距離が変化
するのである。読取るべき刻印のパターンが浅く巾が狭
い場合には、このことは特に重大な問題となり誤検知を
おこし、刻印パターンの読取り装置の信頼性を低下させ
ている。

本発明の目的は前記のような磁気センサと金属板の距離
が変化するような場合にでも誤検知をおこすことがない
信頼性の高い刻印パターン読取り方法及びその装置を提
供することにある。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明は磁気を用いて金属板に刻印された文字や図形な
どのパターンを読取る方法において、ある点の刻印の有
無の判断にその点の直上での磁気センサの信号と近接し
た点での磁気センサの信号との差分をとり、前記差分信
号の絶対値があらかじめ設定してある値以上になるかど
うかの判断を行い、この判断に基づいて刻印パターンを
認識することを特徴とする金属板刻印パターン読取り方
法と、この金属板刻印パターン読取り方法を具体化する
装置、すなわち、 （１）２個以上の複数の実質的に一列に配列した磁気セ
ンサと、前記磁気センサのうち互いにとんり合った２個
のセンサの信号出力の差動を時分割でとる手段と、前記
差動の出力を入力としてそれがある値以上になったかど
うかを判断する上限比較器と、ある値以下になったかど
うかを判断する下限比較器と、前記上限、下限比較器の
出力をセット、リセット入力とするＲＳフリップフロッ
プとを有する金属板刻印パターン読取り装置、（２）２
個の互いに近接して配した磁気センサと、前記磁気セン
サを前記２個のセンサが同一点を通過するように刻印パ
ターンの変化する方向に移動させる手段と、前記２個の
磁気センサの信号出力の差動をとる手段と、前記差動の
出力を入力としてそれがある値以上になったかどうかを
判断する上限比較器と、ある値以下になったかどうかを
判断する下限比較器と、前記上限、下限比較器の出力を
セット、リセット入力とするＲＳフリップフロップとを
有する金属板刻印パターン読取り装置、（３）１個の磁
気センサと、前記磁気センサを等速度で刻印パターンの
変化する方向に移動させる手段と、磁気センサの信号出
力の微分をとる微分回路と、前記微分回路の出力信号を
入力としてそれがある値以上になったかどうかを判断す
る上限比較器と、ある値以下になったかどうかを判断す
る下限比較器と前記上限、下限比較器の出力をセット、
リセット入力とするＲＳフリップフロップとを有する金
属板刻印パターン読取り装置、（４）１個の磁気センサ
と、前記磁気センサを等速度で刻印パターンの変化する
方向に移動させる手段と、前記磁気センサの出力を２分
しその一方を入力とするディレィ回路と、前記ディレィ
回路の出力と、前記２分した他の一方の磁気センサの出
力との差動をとる手段と、前記差動の出力を入力として
それがある値以上になったかどうかを判断する上限比較
器と、ある値以下になったかどうかを判断する下限比較
器と、前記上限、下限比較器の出力をセット、リセット
入力とするＲＳフリップフロップとを有することを特徴
とする金属板刻印パターン読取り装置 である。

〔原理・作用〕

第２図を用いて本発明の原理・作用について述べる。

同図（ａ）において、金属板１に図示のような刻印パタ
ーン２があった場合に、１個の第３図、第５図（ａ）の
要領で磁気センサを移動させたり、複数の磁気センサを
配列することにより同図（ｂ）のような磁気センサの信
号出力が得られたとする。ここで横軸は磁気センサの位
置、縦軸は磁気センサの信号出力である。従来の技術で
は前述したようにこのような場合は誤検知が生じる。

本発明では誤検知を防ぎ、高信頼性の金属板刻印パター
ン読取り方法を得るために第２図（ｃ）に示したように
ある点での磁気センサの信号と近接した点での磁気セン
サの信号との差分をとる。この信号によれば、刻印が存
在する部分では磁気センサ出力が急激に変化しているの
で差分出力は大きくなる。一方、磁気センサと金属板と
の距離の変化による磁気センサ出力の変化はゆるやかな
ので差分にはわずかにあられれるのみである。したがっ
て近接した点での磁気センサと直上の点での磁気センサ
の出力の差分を用いることにより、刻印での出力変化と
磁気センサと金属板の距離の変化による出力変化とを区
別することができる。

同図（ｃ）に示した上限比較規準と下限比較規準とを設
定すれば、同図（ｄ）、（ｅ）に示したような上限。

下限の比較器出力を得ることができる。この出力を例え
ばＲＳフリップフロップのセット、リセット端子に入力
することにより同図（′ｒ）に示した出力が得られ、同
図（ａ）に示した刻印パターンを読取ることができる。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を図によって説明する。

（実施例１） 第１図（ａ）は金属板１に刻印パターン２が図示のよう
に存在する場合、これの読取りに磁気センサ３を複数個
（ここではＳ工からＳ、ｌまでのｎ個）用い、この磁気
センサを一列に配列し、刻印パターンの変化する方向に
設置した例である。この磁気センサ３のとなりあったセ
ンサ対の差動を時分割で出力する時分割差動回路４によ
ってはじめはセンサ３のうち、ＳｌとＳ２との差動出力
を出し、次にＳ２とＳ３との差動出力を出し、最後にＳ
ｌ１−１と８つとの差動を出力する。この差動出力を上
限比較器５と下限比較器６とに入力し、それぞれの出力
をＲＳフリップフロップ７のセット、リセット端子ｅｉ
１８２に入力することによって、最終の出力８には前述
のように誤検知のない読取り信号が得られる。

なお、ここで時分割差動回路４は２個のマルチプレクサ
と差動アンプにより容易に実現することができる。この
ときマルチプレクサの制御は出力８を読取る側と同期を
とる必要があるため、１つの方法として読取り側でマル
チプレクサを制御するのが妥当であると考えられる。

（実施例２） 第１図（ｂ）は刻印パターン２の読取りに２個の磁気セ
ンサ３（Ｓｌと８２で表記）を用い、このセンサ３を組
み込んだセンサヘッド部９を移動機構１０で金属板に沿
って移動させる例である。この場合、移動機構１０に要
求される機能は移動距離をモニタする機能だけであって
一定の速度で移動する必要はない。

２個の磁気センサＳ１とＳ２の出力の差動を差動回路１
１でとり、以後、同図（ａ）に示したものと同様に上下
限比較器５，６、ＲＳフリップフロップ７を用いて出力
８を得る。出力８の読取り側では移動距離と出力８とを
対応づけて記憶することにより刻印パターンを読取るこ
とができる。

（実施例３） 第１図（ｃ）は刻印パターンの読取りに１個の磁気セン
サ３を用い、このセンサ３を組み込んだセンサヘッド部
９を等速移動機構１２を用いて一定の速度で金属板に沿
って移動させる例である。磁気センサ３の出力信号を微
分回路１３によって微分し、以後同図（ａ）に示したも
のと同様に上下限比較器５゜６、ＲＳフリップフロップ
７を用いて出力８を得る。

出力の読取り側では移動距離または時間と出力８を対応
づけて記憶することにより刻印パターンを読取ることが
できる。

（実施例４） 第１図（ｄ）は実施例３と同様に１個の磁気センサ３を
用い、このセンサ３を組み込んだセンサヘッド部９を等
速移動機構１２を用いて一定の速度で移動させる例であ
る。実施例３と異なるのは磁気センサ３の出力信号を２
分し、一方をディレィ回路１４に入力した後、差分回路
１１で２分したもう一方の信号との差分をとることであ
る。以後は前実施例に示したものと同様にして出力８を
得る。

以上４つの実施例について述べた。いずれもある点での
磁気センサの信号とそれに近接した点での磁気センサの
信号との差分をとりその差分信号に基づいて刻印の情報
を読取ることを達成するものである。

実施例１の装置では移動機構が不要で瞬時に読取ること
ができるという利点がある反面複数の磁気センサが必要
であり、各センサ間の特性を必要精度内に統一する必要
がある。しかし、特性統一が困難な場合であっても各セ
ンサに合せた比較回路の基準を設けることにより対応は
可能である。

実施例２の装置では移動機構は必要であるが、等速性は
要求されず、安価に構成できる。２個の磁気センサの特
性は必要精度内に統一する必要がある。

実施例３．４の装置では磁気センサは１つでよく特性を
統一する必要はないが、移動機構に等速性が要求される
。特に実施例３では微分回路を用いるだけでよいので回
路構成が非常に簡単になるがノイズに弱くなる可能性が
ある。しかしこのような場合にもアベレージングをとる
ことにより十分な効果を上げることは可能である。

一方、実施例４の構成ではディレィ回路と差動回路とを
組合せるので実施例３の構成に比べ多少複雑になるが、
ノイズには比較的強くなる特徴がある。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば誤検知がなく、高信頼性を
もつ金属板刻印パターン読取り装置を容易にしかも安価
に実現することができる。

これにより従来人手によって行っていた金属板上の刻印
のパターン読取り作業を自動化することができ、作業、
生産の効率を大巾に向上させることができる効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の実施例を示す
構成図、第２図（ａ）〜■は本発明の原理を示すもので
、（ａ）は金属板の刻印パターンの例、（ｂ）はその時
の磁気センサ信号の出力、（ｃ）は差分出力、（ｄ）は
上限比較器の出力、（ｅ）は下限比較器の出力、（ト）
はＲＳフリップフロップの出力を示す図、第３図は従来
の刻印パターン読取り装置の構成図、第４図（ａ）〜（
ト）は従来の信号出力の例を示し、（ａ）は刻印パター
ン、（ｂ）は正常時の磁気センサ信号出力例、（Ｃ）は
比較器の出力、（ｄ）は誤検知が生じたときの磁気セン
サ信号の出力例、（ｅ）、（ｆ）は比較規準をそれぞれ
図中のｉ）、　ｉｔ）にしたときの比較器の出力を示す
図、第５図（ａ）、　（ｂ）は文字パターン読取りの説
明図で、（ａ）は文字「Ａ」の刻印の例、（ｂ）はその
時の読取り出力の例を示す図である。 １・・・金属板　　　　　　　２・・・刻印パターン３
・・・磁気センサ　　　　　４・・・時分割差動回路５
・・・上限比較器　　　　　６・・・下限比較器７・・
・ＲＳフリップフロップ　８・・・出力９・・・センサ
ヘッド部　　　１０・・・移動機構１１・・・差動回路
　　　　　　１２・・・等速移動機構１３・・・微分回
路　　　　　　１４・・・ディレィ回路（α） 第１図 （ｂ） 第１図 （Ｃ） ハ皓Δ　画 （ｄ） （ｂ）磁気センサ信号出力 （Ｃ）差分出力 第２図 第３図 （ａ）亥ＩＪ印パターン （ｂ）磁気上シサ信号出方例（正常時）（ｂ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気を用いて金属板に刻印された文字や図形など
   のパターンを読取る方法において、ある点の刻印の有無
   の判断にその点の直上での磁気センサの信号と近接した
   点での磁気センサの信号との差分をとり前記差分信号の
   絶対値があらかじめ設定してある値以上になるかどうか
   の判断を行い、この判断に基づいて刻印パターンを認識
   することを特徴とする金属板刻印パターン読取り方法。
2. （２）２個以上の複数の実質的に一列に配列した磁気セ
   ンサと前記磁気センサのうち互いにとなり合った２個の
   センサの信号出力の差動を時分割でとる手段と、前記差
   動の出力を入力とし、それがある値以上になったかどう
   かを判断する上限比較器と、ある値以下になったかどう
   かを判断する下限比較器と、前記上限、下限比較器の出
   力をセット、リセット入力とするＲＳフリップフロップ
   とを有することを特徴とする金属板刻印パターン読取り
   装置。
3. （３）２個の互いに近接して配した磁気センサと前記磁
   気センサを前記２個のセンサが同一点を通過するように
   、刻印パターンの変化する方向に移動させる手段と、前
   記２個の磁気センサの信号出力の差動をとる手段と前記
   差動の出力を入力としてそれがある値以上になったかど
   うかを判断する上限比較器とある値以下になったかどう
   かを判断する下限比較器と前記上限、下限比較器の出力
   をセット、リセット入力とするＲＳフリップフロップと
   を有することを特徴とする金属板刻印パターン読取り装
   置。
4. （４）１個の磁気センサと前記磁気センサを等速度で刻
   印パターンの変化する方向に移動させる手段と、磁気セ
   ンサの信号出力の微分をとる微分回路と、前記微分回路
   の出力信号を入力としてそれがある値以上になったかど
   うかを判断する上限比較器と、ある値以下になったかど
   うかを判断する下限比較器と前記上限、下限比較器の出
   力をセット、リセット入力とするＲＳフリップフロップ
   とを有することを特徴とする金属板刻印パターン読取り
   装置。
5. （５）１個の磁気センサと、前記磁気センサを等速度で
   刻印パターンの変化する方向に移動させる手段と、前記
   磁気センサの出力を２分しその一方を入力とするディレ
   ィ回路と、前記ディレィ回路の出力と前記２分した他の
   一方の磁気センサの出力との差動をとる手段と、前記差
   動の出力を入力としてそれがある値以上になったかどう
   かを判断する上限比較器と、ある値以下になったかどう
   かを判断する下限比較器と、前記上限、下限比較器の出
   力をセット、リセット入力とするＲＳフリップフロップ
   とを有することを特徴とする金属板刻印パターン読取り
   装置。