JPH0520512A

JPH0520512A - 検知用マーク及びマークの検出方法並びに検出装置

Info

Publication number: JPH0520512A
Application number: JP3163694A
Authority: JP
Inventors: Toshio Oshima; 敏夫大嶋; Masahito Nishida; 雅人西田; Tsunemi Oiwa; 恒美大岩; Tsutomu Yamaguchi; 務山口
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1991-06-07
Publication date: 1993-01-29
Anticipated expiration: 2015-07-24
Also published as: JP3069669B2

Abstract

(57)【要約】【目的】カード１上に形成されたマーク９の形状を、
高い測定精度を維持しながら安定に検出する。【構成】反射率の下限値が規制された下地層７上に、
蛍光体層８によりマーク９を形成する。形成されたマー
ク９に対して発光源３１から放出される励起光を点滅さ
せながら照射する一方、励起光の消灯時にマーク９から
発生する残光の大きさを検出器３２で検知し、この大き
さが設定値以上あると励起光の照射位置にマーク９が存
在するものと判断する。

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に設けて好適な検知
用のマーク及びこれらのマークの検出方法ならびにその
検出方法を実施した検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種のマークを検出する方法とし
ては、黒色インクを用いて印刷されたマーク上に光を照
射する一方、印刷部分と他所の反射率の違いを利用して
反射光の強度変化を検知することによりマーク情報を得
る方法が一般的であった。

【０００３】またマークの形成材料として蛍光体を用い
るとともに、蛍光体に対する励起光と発光の波長が異な
ることを利用し、マークから放出される発光のみを光学
フィルタを用いて選択的に取り出し、マーク情報を得る
方法も開示されている（例えば、特開昭５３−９６００
号公報参照）。

【０００４】更に、カタログなどの印刷物上に、赤外波
長領域で発光する蛍光体を用いたフォトルミネッセンス
層からなるバーコードなどのマークを印刷形成すること
により、カタログなどの印刷物の内容表示を邪魔するこ
となく、印刷された商品の特徴、価格等の情報が得られ
る様にする試みもなされている（例えば、特公昭５４−
２２３２６号公報、特公昭６１−１８２３１号公報参
照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た反射光を利用してマークを検出する方法では、情報の
記録面に汚れや損傷が生じると反射光の強度が著しく弱
まり、情報を誤って読み取る不都合があった。

【０００６】一方、蛍光体の発光を利用してマークを検
出する方法では、記録面の汚れに対して強い反面、励起
光と発光との発光中心波長が接近しているために両者を
完全に分離して検出することが難しく、ともすると反射
光が検出光中に重畳して検出精度が低下する虞れがあっ
た。更にまた、上記した様な印刷物に形成された蛍光体
層によるバーコードは、読み取りエラーの発生確率が高
いことが知られている。

【０００７】本発明者らはかかる原因を究明するために
研究を行った結果、蛍光体層の発光強度は、該蛍光体層
が形成される下地層の反射率に対して予想を越えて大き
く依存し、下地層の反射率を所定値以上に規制すること
により蛍光体層から放出される発光強度が大きくなると
ともに、蛍光体層と下地層から得られる検知電圧間に十
分大きな差異が設定され、マークの読み取りエラーが減
少できることを知見した。

【０００８】すなわち、例えば図１に示す如く、白色顔
料を含有させた白色のポリエステルフィルムからなる基
材４上に後記する下地層７を設け、更にその下地層７上
に、例えば波長が８００ｎｍの励起光ａの入射により該
励起光ａの波長と異なる１０００ｎｍの光ｂを発生する
蛍光体層８により、バーコードの様なマーク９を形成
し、励起光ａを遮断する光学フィルタ４５を備えた検知
手段から出力される電圧値を制御手段で測定した。

【０００９】下地層７は、励起光ａの中心波長である８
００ｎｍの光における反射率が互いに異なる４種類、例
えば基材４そのものを下地層７としたＡ（励起光波長に
おける反射率は約７８％）、酸化チタン粉末を含む白色
の下地層Ｂ（同反射率は約３９％）、アルミニウム粉末
を含む銀色の下地層Ｃ（同反射率は約３４％）、磁性粉
を含む黒色の下地層Ｄ（同反射率は５％）から構成し
た。各下地層７上には各々、膜厚を０〜２００μｍまで
変化させて蛍光体層８を形成し、光検出手段から出力さ
れる電圧値を測定した結果が図２である。

【００１０】なお、マーク９部分の残光ｂ’を利用した
検知を行う場合は、蛍光体層８から放出される光ｂの残
光強度のみを問題とすればよいが、励起光ａによる発光
ｂを直接的に検知に利用する場合には更に、下地層７単
独の部分と蛍光体層８を設けた部分との出力電圧の比が
問題となり、その値は実験などから少なくとも１．６倍
程度は必要であるから、各下地層Ａ〜Ｄに対してその下
限値を示したのがＡ’〜Ｄ’の直線群である。

【００１１】したがって両者の交点は、下地層Ａについ
ては０．４μｍ、下地層Ｂは２μｍ、下地層Ｃは３μ
ｍ、下地層Ｄは５μｍとなり、蛍光体層８の膜厚をそれ
以上に設定すれば、下地層７が均一な場合に必要最小限
の検知出力が得られることが判る。

【００１２】一方、下地層７が意匠の印刷面の様に反射
率が部分的に異なる場合、形成する蛍光体層８の膜厚を
１０μｍ、最も大きい反射率の部分が下地層Ａであると
仮定すると、下地層７での反射と蛍光体層８からの発光
とを分離して検出するためには、Ａ’以上の出力電圧範
囲ｖの中に入ることを必要とする。下地層Ｂはこの条件
に合うが、下地層Ｃでは不適で、下地層Ｂの反射率であ
る３９％程度以上に反射率を規制する必要があることが
判る。

【００１３】また上記した各試料に対し、下地層７のみ
の部分と蛍光体層８を形成した部分とについて、光源の
波長を４００ｎｍから９００ｎｍまで変化させながら反
射率の変化を測定した。下地層Ａとその上に３５μｍの
蛍光体層８を形成した場合の一例が図３である。

【００１４】更に今回の励起光波長である８００ｎｍに
おける、蛍光体層８を設けたことに起因する反射率の低
下量ｄを蛍光体層８における「吸収率」とみなした場
合、種々の下地層Ａ〜Ｄにおける同様な吸収率と検出器
の出力電圧との関係をまとめたのが図４である。

【００１５】上記の実験結果から、検出器の出力電圧
は、蛍光体層８における「吸収率」に略比例して増減す
るものであって、更に蛍光体層８の吸収率は、下地層７
の反射率および蛍光体層８の膜厚に大きく依存している
ことが判る。

【００１６】本発明は上記した実験に基づく知見を利用
したものであって、検知エラーを可及的に減少させた検
知用マークを提供することを目的とする。本発明は更
に、下地層の反射率が不均一な部分にマークを形成した
場合における検知精度の向上を図った検知用マークを提
供することを目的とする。

【００１７】本発明はまた、比較的簡単な構成で、マー
クの検出を精度よく行えるマーク検出方法を提供するこ
とを目的とする。本発明は更にまた、バーコード状に形
成されたマークを精度よく検知できるマーク検出装置を
提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる検知用の
マーク９は、図１でその基本的な構成を示す如く、薄膜
状の蛍光体層８によりそのパターンが形成され、表側か
ら照射した励起光ａに対応して、それと異なる波長の発
光ｂまたは残光ｂ’が発生されるものであって、励起光
ａを反射する下地層７を、前記した蛍光体層８の裏側に
形成したことを特徴とする。

【００１９】なお上記した蛍光体層８を反射率が均一な
下地層７上に形成した場合は、その厚さを０．５〜２０
０μｍの範囲内から選択するとともに、該蛍光体層８か
ら放出される発光ｂを選択的に検出して光電変換した電
圧値が、略同様な条件で下地層７部分の反射光ｃを検出
して光電変換した電圧値の約１．６倍以上となる様に、
下地層７の反射率を設定することが好ましい。

【００２０】また蛍光体層８を反射率が不均一な下地層
７上に形成した場合は、その膜厚を０．５〜２００μｍ
の範囲内から選択するとともに、該蛍光体層８から放出
される発光ｂを選択的に検出して光電変換した電圧値の
最低値が、略同様な条件で最も反射率の高い下地層７部
分の反射光を検出して光電変換した電圧値の約１．６倍
以上となる様に、下地層７の反射率を設定することが好
ましい。

【００２１】本発明にかかるマークの検出方法は、残光
性を有する物質で形成されたマーク９上に励起光ａを照
射する工程と、この励起光ａが照射されたマーク９から
放出される残光ｂ’を分離して検出する工程とを備えて
いる。

【００２２】前記したマーク９に照射される励起光ａを
間欠的に消灯させる一方、この励起光ａの消灯期間と連
動して、残光ｂ’の検出動作を行うことが可能である。
なお、励起光ａの消灯時間Ｔ2は、点灯時間Ｔ1より短い
ことが好ましい。また、上記した励起光ａの照射工程と
残光ｂ’の検出工程とを互いに遮光された状態で行うと
ともに、マーク９を照射側から検出側に向けて移動する
様にしてもよい。

【００２３】一方、本発明にかかるマーク検出装置は、
蛍光体層８で形成されたマーク９と相対移行しながら、
該マーク９上に励起光ａを照射する光照射手段と、該光
照射手段に隣接して配設され、励起光ａの焦点位置ｆか
ら放出される光ｂまたはｂ’を選択的に取り出す光検出
手段とを備えている。上記した光照射手段および光検出
手段の光軸Ｌ1・Ｌ2を、マーク９の移行方向をｚとする
とそれと直交するｘ−ｙ面と平行な面上に互いに傾斜さ
せて配置したことを特徴とする。

【００２４】上記したマーク９を、マーク９の移行方向
ｚと直交する方向ｘに対して平行に延びる細帯状に形成
するとともに、そのマーク９を構成する蛍光体層８を、
赤外域の励起光ａの照射によって該励起光ａの中心波長
と異なる赤外域の光ｂを発生可能とする一方、光照射手
段は、発光素子４２の発光面に所定長さの光ガイド４３
を備えるとともに、光検出手段は、受光素子４４の受光
面に、励起光ａの入射を阻止する光学フィルタ４５を介
して光ガイド４６を接続することが好ましい。

【００２５】

【作用】上記した構成において、蛍光体層８の裏側に下
地層７を設けることにより、励起光ａを照射時に蛍光体
層８から放出される発光ｂまたは残光ｂ’の強度が十分
大きく維持される。

【００２６】また、下地層７の反射率が均一で、下地層
７部分での反射光ｃと蛍光体層８部分での発光ｂの強度
とを、光電変換した後の段階で約１．６倍以上の値を維
持することにより、下地層７と蛍光体層８との境界部分
が明確に検出される。

【００２７】更に、反射率が不均一な下地層７上に蛍光
体層８を形成した場合、最も反射率の高い下地層部分の
反射光強度より、他の反射率の低い下地層部分に形成さ
れた蛍光体層８から出力される発光強度が、光電変換さ
れた状態で約１．６倍以上の値を維持する様に下地層７
の反射率を設定することにより、下地層７の反射率の変
動に起因する蛍光体層８からの発光強度の出力変動を、
マーク９と下地層７との境界と誤認するのが防止される
のである。

【００２８】一方、残光性を有するマーク９に対し励起
光ａを照射して励起したあと、励起光ａの照射を強制的
に停止し、あるいは照射位置から移動すると、励起光ａ
の反射成分ｃはなくなって残光成分ｂ’のみがマーク９
上から放出される。従って、かかる残光ｂ’を検知する
ことにより、励起光ａと残光ｂ’の発光中心波長が接近
しているか否かにかかわらず、マーク９の形成位置に対
応した信号が選択的に取り出されるのである。

【００２９】また、上記したマーク９の検出装置は、制
御手段から制御信号を光照射手段に送ると、該照射手段
は励起光をマーク９上に照射する。ここで励起光ａおよ
び入射光ｂまたはｂ’の光軸Ｌ1・Ｌ2は、マーク９の伸
び方向と平行な面上でマーク９の表面に対して傾斜する
とともに、両者の焦点位置ｆは一致しているため、マー
ク９上における蛍光体層８の幅方向への光の広がりは、
光照射手段から放出直後の励起光の直径を限度として規
制され、マーク９の移行方向に沿った解像度が高く維持
されるのである。

【００３０】

【実施例】以下本発明を、任意のデータが記録されるカ
ード１および該カード１に記録されたデータを処理する
図５に示すカードリーダライタ２に実施した一例に基づ
いて、更に具体的に説明する。

【００３１】

【カード】カード１は、図７および図８に示す如く、基
材４として縦が約５．５ｃｍ、横が約８．５ｃｍで、厚
さが約１８８μｍの白色顔料を含有させた白色のポリエ
ステルフィルムを使用し、更に従来と略同様に、その基
材４の上面側に任意の意匠５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６を形成している。

【００３２】本発明は、上記した構成に加えて、反射率
を調整した下地層７を磁性層６上に更に設けるととも
に、該下地層７上に蛍光体層８によるマーク９を印刷形
成し、セキュリティ用の副情報を固定可能としたことを
特徴とする。

【００３３】下地層７は、例えばアルミニュウム粉末を
５０重量部、ポリエステル樹脂（東洋紡社製、バイロン
２８０）を５０重量部、メチルエチルケトンを２００重
量部加えた組成物をボールミルで４８時間混合分散して
下地層用塗料を調整したあと、上記した磁性層６上に全
面に亘って塗布・乾燥し、約４μｍ厚の一様な下地層７
を形成した。

【００３４】上記した下地層７上に形成されるマーク９
は、図１に示す如く、赤外線領域の励起光ａの照射に対
応して、該励起光ａの中心波長とは異なる波長の赤外線
光ｂを発生する蛍光体層８で構成されるものであって、
カード１の長手方向と直交する細帯状のバーコードマー
ク９を形成するとともに、該マーク９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１上に記録する様に構成している。

【００３５】この蛍光体層８は、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
てなる蛍光体粉末を、紫外線硬化型樹脂と混合するか、
あるいは塩化ビニル−酢酸ビニル系重合体、ポリウレタ
ン樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂等の結合剤
樹脂、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、酢酸
エチルセロソルブ等の有機溶剤等とともに混合分散して
蛍光塗料を調整したあと、上記した下地層７上に塗布・
乾燥して形成される。

【００３６】具体的にはＬｉ（ＮｄO.9ＹｂO.1）Ｐ4Ｏ1
2 の様な蛍光体を含む蛍光塗料をスクリーン印刷して形
成されるものであって、更に、例えば波長が８００ｎｍ
付近の近赤外領域の励起光ａを照射した時、１０００ｎ
ｍ付近の波長でピーク値を持つ赤外光ｂを発生するとと
もに、光照射を停止しても、図１１（ｂ）で示す如く、
９０〜１０％の減衰時間が４００〜６００μｓ程度の残
光ｂ’を発生する様に構成している。

【００３７】なお、蛍光体層８中における蛍光体粉末の
含有量は、励起光ａを照射した際に十分な強度の発光ｂ
が得られる様に、結合剤樹脂に対する重量比で１対２〜
２対１の範囲内にすることが好ましい。

【００３８】また、蛍光体層８の膜厚は０．５μｍ〜２
００μｍの範囲から選択されるが、十分安定した出力を
得るために１μｍ以上とし、更に耐久性を維持する為
に、１００μｍ以下にすることが望ましい。

【００３９】

【カードリーダライタ】カードリーダライタ２は、図５
に示す如く、カードリーダライタ本体１０と、該カード
リーダライタ本体１０に対して必要なデータを送る携帯
用のパソコン１１と、カード１の書き込み状態を表示す
るプリンタ１２とから構成される。

【００４０】すなわち、パソコン１１側では予め、処理
されるカード１の発行枚数、発行店コード、金種あるい
は発行時期などの情報をキーボードから入力し記憶して
いる。ここでパソコン１１とカードリーダライタ本体１
０とは、ＲＳ−２３２Ｃ規格のシリアルライン１３で互
いに接続されており、上記した記憶データをカードリー
ダライタ本体１０側に送り込むと、カードリーダライタ
本体１０側では、受け取った情報に基づいてカード１へ
の主情報の書き込み処理を自動的に行なう様にしてい
る。

【００４１】カードリーダライタ本体１０は、制御用の
１チップマイコンを備え、受け取った情報に基づいてそ
れ単独で動作するものであって、積層された複数枚のカ
ード１・１・・・・から１枚ずつカードを取り出すカー
ド供給部１４と、該供給部１４から取り出されたカード
１の副情報を読み出して良否を判定するマーク検出部１
５と、該検出部１５で不良が判定されたカードを排出す
る不良カード排出部１６と、カード１の主情報を読み書
きするカードデータ処理部１７と、主情報が書き込まれ
たカード１を排出するカード収納部１８と、上記した各
部に制御信号を送る制御部１９とから構成される。

【００４２】カード供給部１４は、図６に示す様に、カ
ード１がそのマーク９の形成面を下にして水平状態に集
積して収納される案内枠２０の上部に、集積されたカー
ド１の上方から鉛直方向に所定の押圧力を加えるカウン
タウェイト２１を上下方向に揺動自在に備える一方、案
内枠２０の底壁２２からやや臨出させてカード排出ロー
ラ２３・２４を備えるとともに、案内枠２０の前面２５
側で底壁２２と同一面上に、カード１が１枚のみ通過可
能なスリット２６を微調整可能に設けている。更に、ス
リット２６側のカード排出ローラ２３には、該ローラ２
３の駆動用モータ２７を備え、制御部１９からの駆動信
号の入力と連動してモータ２７を回転駆動することによ
り、ローラ２３に接する最下層のカード１をスリット２
６側に摺動移行させ、マーク９の形成面を下に向けたま
まの状態で、カード１を１枚ずつマーク検出部１５に向
けて送り込む。

【００４３】

【マーク検出部】本発明は、かかるマーク検出部１５の
構成に特徴を有するものであって、図６および図７にそ
の全体的な構成を概略的に示す如く、カード１をマーク
９側を下にして水平移行させる走行部３０と、カード走
行面の下方位置に配設され、カード１上のマーク９に対
して励起光ａを間欠的に照射する発光源３１と、発光源
３１が消灯中にマーク９から放出される残光ｂ’を検出
する検出器３２とを一体に収納した検出ヘッド３３と、
検出器３２から出力される信号処理を行う検出回路３４
とを備えている。

【００４４】カード１の走行部３０は、図６ないし図８
に示す如く、カード１の両側縁を水平に支持するガイド
レール３５・３５を走行路の両側に沿って並行に固定す
るととともに、モータ３６で回転される駆動ローラ３７
・３８と該ローラ３７・３８の上方からカード１に押圧
力を加える押圧ローラ３９・４０とを１組とし、マーク
検出部１５の入口および出口部分に対応して各々１組ず
つ備える。更に、マーク検出部１５の入口位置にインタ
ラプタ４１を備え、カード供給部１４からカード１が送
られたことを検知するとモータ３６を正転し、カード１
を毎秒２００〜４００ｍｍ程度の一定速度で水平移行さ
せ、カード１の下面側に蛍光体層８で形成されたバーコ
ード状のマーク９が、順番に発光源３１と検出器３２の
上方を通過する様にしている。

【００４５】発光源３１は、図９および図１０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４２における光放出部
分に、直径が３．０ｍｍで長さが７．０ｍｍ程度のグラ
スファイバー製の光ガイド４３を取り付けたものであ
る。この光ガイド４３の先端４３ａを、カード１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４３全体を、マーク９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αを設けて配置している。更に、制御部１９から出力
される信号Ｓ1により、モータ３６の駆動期間に対応し
て、図１１（ａ）のごとく、点灯時間Ｔ1および消灯時
間Ｔ2がともに５００μｓｅｃの略等しい時間間隔で発
光素子４２をオンオフ駆動し、マーク９に対して間欠的
に励起光ａを照射する様にしている。

【００４６】検出器３２は、赤外域に受光感度を有する
フォトセルの様な受光素子４４における受光面上に、マ
ーク９から発生される残光ｂ’を選択的に通す光学フィ
ルター４５を介して、発光源３１側と略同様な光ガイド
４６を固定しており、受光素子４４で残光に対応した電
気信号Ｓ2に変換したあと、後記する検出回路３４でマ
ーク９に対応した信号を形成する。ここで、上記した発
光源３１による励起光ａの照射期間中にマーク９が移動
する距離は０．２ｍｍ以下であり、１回分の光照射およ
び残光の検出動作は、停止した状態で行なわれているも
のとみなすことができる。そこで、検出器３２側の光ガ
イド４６の先端４６ａを発光源３１側の光ガイド４３の
先端４３ａに隣接させるとともに、上記したマーク９の
移行方向と直交する面上で且つ１０５〜１１５゜の傾斜
角βを設けることにより、マーク９表面に対する励起光
ａの照射位置から発せられる残光ｂ’のみを検知可能と
するとともに、できるだけマーク９の表面に対して垂直
方向から励起光ａの照射を行ない、垂直方向に放出され
る残光ｂ’を検出して、検知効率の向上を図っている。

【００４７】また、発光源３１の光放出面４３ａおよび
検出器３２の光入射面４６ａに沿って、図８および図９
に示す如く細帯上のスリット４７を備えたカバー４８で
覆うことにより、発光源３１から放出される励起光ａに
おけるマーク９の幅方向に対する光ビームの幅を制限す
ると同時に、検出器３２に対するマーク９の幅方向の光
入力をも制限することによって、マーク９の検知精度の
向上を図っている。

【００４８】更に、発光源３１の光ガイド先端４３ａの
近傍部分を稍上方へ隆起させることにより、該隆起部５
２をカード１の下面側に接触させ、検出ヘッド３３とカ
ード１間の距離を安定した一定値に保持できる様にして
いる。

【００４９】検出器３２の受光素子４４から検出回路３
４に入力される信号Ｓ2の強度は、励起光ａの照射を開
始すると、図１１（ｂ）の様に、蛍光体層８から放出さ
れる発光ｂに、光学フィルタ４５で阻止し得なかった励
起光ａの反射成分ｃが重畳して上昇するが、励起光ａの
照射を停止すると、蛍光体層８から放出される残光ｂ’
のみによって指数関数的に低下する。そこで出力信号Ｓ
2は、発光素子４２の消灯期間に対応して作動する比較
回路５０に入力して設定値Ｖｓと比較することにより、
発光素子４２がオフした直後におけるマーク９の形成位
置に対応して矩形波信号Ｓ3を形成し、判定回路５１に
入力する。

【００５０】判定回路５１では、発光素子４２の各オフ
直後における矩形波信号Ｓ3の有無を調べ、例えば図１
２（ｄ）の如く、連続して入力される矩形波信号Ｓ3の
数を積算することにより、カード１の走行方向における
マーク９の幅を順次検出する。更に、上記の様にして検
知された各幅から求められるパターンと、予め記憶して
おいたバーコードのパターンとを比較して検出データを
解読し、その解読結果を表示部５２で表示すると同時
に、検出されたデータが適正であればそのままモータ３
６の正転動作を持続し、カードデータ処理部１７に送
る。しかし、データが適正なものでないことが検出され
たり、データの検知自体が行なわれなかった場合には、
走行部３０におけるモータ３６を逆転してカード１を不
良カード排出部１６に送る。

【００５１】不良カード排出部１６は、カード供給部１
４の出口側に、該供給部１４からのカード１の排出のみ
を許す逆止ローラ５５を備えるとともに、カード供給部
１４の下方に受け部５６を設け、更に下方側のガイドレ
ール３５の基端３５ａを、前記した受け部５６に向けて
傾斜させている。かかる構成により、マーク検出部１５
から逆走されたカード１は、逆止ローラ５５とガイドレ
ール基端３５ａにより受け部５６側にカード１を排出す
る。

【００５２】一方、カードデータ処理部１７側に送られ
たカード１は、磁気ヘッド５７によりカード裏面側の磁
性層６に対して所定のデータ書き込み動作を行った後、
カード収納部１８にカード１を排出するとともに、パソ
コン１１側に処理動作に対応した情報を戻し、処理結果
をディスプレイ５８およびプリンタ１２上に表示する。

【００５３】

【他の実施例】図１３は、上記した図１１で示した残光
検出手順の他の実施例を示す波形図である。本実施例に
あっては、図１３（ａ）に示す如く、発光素子４２の点
灯時間Ｔ1としてマーク９を構成する蛍光体層８を励起
するのに必要十分な時間を維持する一方、消灯時間Ｔ2
として残光ｂ’を検出するのに必要最小限な時間に制限
することにより、発光素子４２から出力される励起光ａ
の発生周期を可及的に短くし、１つのマーク９を走査す
る間に検知される信号Ｓ3のパルス数を増加させ、マー
ク幅の測定精度を向上できる様にしている。

【００５４】かかる実施例にあっても、図１３（ｂ）の
実線で示す蛍光体層８からの発光に対応する検出信号Ｓ
2を設定値Ｖｓと比較し、設定値を超える期間に対応し
て図１３（ｃ）の様に検出信号を発生させることも可能
である。しかしながら本実施例にあっては、図１３
（ｄ）の様に消灯時間Ｔ2の略中央に、前後に検出マー
ジンＴ3およびＴ5を設けた残光検出用のゲート時間Ｔ4
を設定し、上記した図１３（ｃ）との論理積をとって図
１３（ｅ）の様な信号Ｓ3を発生させる様に構成してい
る。

【００５５】なお、上記した各時間Ｔ1〜Ｔ5は蛍光体層
８の残光時間や必要とする検出精度などに対応して適宜
変更できるが、図１３の例にあっては、Ｔ1を５００μ
ｓｅｃ、Ｔ2を２０μｓｅｃ、Ｔ3およびＴ5を５μｓｅ
ｃとし、ゲート時間Ｔ4を１０μｓｅｃとした場合の波
形図を例示している。更に図１３（ｂ）の一点鎖線によ
り、蛍光体層８によるマーク９形成がない箇所を検知し
た場合における検出器３２からの出力波形を、比較のた
めに例示している。

【００５６】かかる結果により、残光検知時における時
刻ｔ2のＳＮ比が約６０ｄＢであったのに対し、発光検
知時における時刻ｔ1でのＳＮ比は約１３ｄＢ程度に留
まり、残光検知を行うことによって大幅なＳＮ比の向上
が図られることが確かめられた。

【００５７】図１４は上記したマーク検出部１５の他の
実施例であって、蛍光体層８で形成したマーク９の移行
方向の上流位置に発光源３１を備える一方、下流側に検
出器３２を備えるとともに、両者間を隔壁８０で遮光す
る様に構成している。

【００５８】かかる構成により、図１４（ａ）の如く、
発光源３１から放出された励起光ａにより励起されたマ
ーク９は発光ｂを開始するとともに、図１４（ｂ）の様
に発光源３１から離間した後も残光ｂ’を発し続ける。
この残光ｂ’は、図１４（ｃ）の様に、隔壁８０に設け
たスリット４７ａを通じて検出器３２に対向する位置か
ら発生される残光ｂ’のみが選択的に検出器３２に入射
され、上記した実施例の場合と略同様にして、検知動作
が行われるのである。

【００５９】この構成は、残光時間が長い蛍光体を用い
てマーク９を形成しているか、あるいは残光時間の短い
蛍光体を用いてはいるが、マーク９の走行速度が十分に
早いため、検出器３２の位置にマーク９が移動した時点
でも十分な残光強度を有している場合に有効な構成であ
る。

【００６０】なお、手動でマーク９を移動させる場合の
様に、マーク９の移行速度に大幅なばらつきが予想され
る場合には、図１と図１４の検出器を同時に備え、検知
された操作スピードの大小に対応させて検出器３２を切
り換え使用することもできる。

【００６１】図１５および図１６は更に他の実施例であ
って、図１５の実施例にあっては、発光源３１と検出器
３２とをマーク９を中心として上下に分離して配置する
とともに、マーク９を設ける基材４の少なくとも一部に
透光性をもたせ、そこにマーク９を形成する様にしてい
る。かかる構成により、図１５（ａ）の如く、発光源３
１から放出された励起光ａは基材４を通ってマーク９に
照射され、マーク９を構成する蛍光体層８が発光する。
この状態で図１５（ｂ）の様に、マーク９に対する励起
光ａの照射を停止すると同時に検出器３２を作動させる
と、マーク９から発せられる残光ｂ’が検出器３２によ
り選択的に検出されるのである。

【００６２】一方、図１６の実施例にあっては、マーク
９を停止させたままの状態で検出が行える様にしてい
る。すなわち、図１６（ａ）の様に、検出すべきマーク
９の全体を発光源３１を用いて一様に励起したあと、図
１６（ｂ）の如く発光源３１を消灯すると同時に、マー
ク９から発生される残光ｂ’をレンズ８１を介して検出
器３２に入力する。検出器３２は、１次元あるいは２次
元のＣＣＤ素子が使用され、発光源３１の消灯直後にお
ける残光ｂ’の強度を電気信号Ｓ4の大きさに対応させ
て変換保持したあと、次の照射期間に対応して、直列状
態で先に保持した信号Ｓ4が取り出されるのである。

【００６３】なおマーク９を構成する物質の種類は、残
光性を有するものであれば、残光の波長あるいは残光時
間などの物理的特性を使用目的などに対応させて、可視
光を発生させるものなどにも変更できるし、発光源３１
の発光波長もそれに対応させて変更される。また、励起
光ａと残光ｂ’の発光中心波長が大幅に異なっている場
合にも実施が可能であるが、両波長が接近していたり同
一である場合には、特に有効な手段となる。

【００６４】更に、透明でしかも赤外域の励起光ａの照
射により赤外域の発光ｂおよび残光ｂ’を発生する蛍光
体層８でマーク９を形成すれば、基材４上の意匠５を邪
魔することなく重畳してマーク９を形成でき、しかもセ
キュリティ用としての効果も高まる。また、発光源３１
と検出器３２とを、従来と略同様にマーク９の進行方向
に並べたり、両者の光ガイド４３・４６を１本にまとめ
て蛍光体層８の垂直方向から光の入出力をさせてもよ
い。

【００６５】また、上記した実施例は何れも、蛍光体層
８の残光ｂ’を利用してマーク９の形状を検知する例を
示したが、発光ｂを検知するものに対しても略同様に実
施できることは勿論である。

【００６６】

【発明の効果】本発明は上記の如く、所定のパターンが
形成された蛍光体層８の裏面側に励起光ａを反射する下
地層７を設けたので、マーク９からは常に十分大きな強
度の光の放出状態が確保され、検知ミスが発生するのが
未然に防止される。

【００６７】更に、下地層７の部分と蛍光体層８の部分
とから得られる検知電圧の比が常に１．６倍以上となる
様に下地層７の反射率の下限値を設定することにより、
下地層７部分と蛍光体層８部分とが明確に分離して検知
され、検知動作の安定化が図れる。更にまた、マーク９
から出力される残光ｂ’を利用してマーク９の検出を行
う様にすることにより、励起光ａの影響がなくなって、
ＳＮ比の高い検知が行われる。

【００６８】更にまた、励起光ａを高速に点滅させなが
ら残光ｂ’を検出したり、残光検出中における発光素子
４２の消灯時間Ｔ2を点灯時間Ｔ1よりも短くすることに
より、残光ｂ’の減衰が少ない状態で検知動作が行える
とともに、略同一箇所が重複して検知対象となるために
誤検知が可及的に防止され、また検出信号Ｓ3のパルス
レートが高くなり検知精度の向上が図られる。

【００６９】また、検知時における励起光ａの照射と発
光ｂまたは残光ｂ’の検出とを、マーク９の移行方向と
直交する面内で互いに傾斜させて行うことにより、スリ
ットによる絞り込みを特に必要とすることなく走査ビー
ムの幅の拡大が抑制され、マーク９の進行方向の長さを
精度よく検知できるなど、優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な構成を示す説明図である。

【図２】下地層の反射率をパラメータとして、蛍光体層
の膜厚と検出器の出力電圧との関係を示すグラフであ
る。

【図３】光源の波長を変化させて測定したカード表面の
反射率の一例を示すグラフである。

【図４】蛍光体層の吸収率と検出器の出力電圧との関係
を示すグラフである。

【図５】本発明をカードリーダライタに実施した一例を
示す概略図である。

【図６】マーク検出部の機械的な構成を示す概略図であ
る。

【図７】マーク検出部の電気的な構成を示す概略図であ
る。

【図８】マーク検出部の要部の分解斜視図である。

【図９】マーク検出部の平面図である。

【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図１１】残光の検出手順を示す波形図であって、発光
源の点灯時間と消灯時間とが略等しい場合を示す。

【図１２】マークの検出手順の一例を示す説明図であ
る。

【図１３】図１１に示す残光検出手順の他の実施例を示
す波形図であって、点灯時間より消灯時間の方が短い場
合を示す。

【図１４】マーク検出部の他の実施例を示す説明図であ
って、発光源と検出器とをマークの移行方向に分離して
配置した例を示す。

【図１５】マーク検出部の更に他の実施例を示す説明図
であって、マークを挟んで両側に分離して配置した例を
示す。

【図１６】マーク検出部の更に他の実施例を示す説明図
であって、マークを停止したまま検出する例を示す。

【符号の説明】

ａ励起光ｂ発光ｂ’ 残光ｃ反射光１カード２カードリーダライタ４基材６磁性層７下地層８蛍光体層９マーク１５マーク検出部１７カードデータ処理部１９制御部３１発光源３２検出器４２発光素子４３光ガイド４４受光素子４５光学フィルタ４６光ガイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山口務大阪府茨木市丑寅１丁目１番88号日立マクセル株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄膜状の蛍光体層（８）でパターンが形
成され、表側から照射した励起光（ａ）に対応して異な
る波長の光を発する検知用のマークであって、励起光
（ａ）を反射する下地層（７）を蛍光体層（８）の裏側
に形成したことを特徴とする検知用マーク。
【請求項２】上記した蛍光体層（８）は、その厚さが
０．５〜２００μｍの範囲内から選択されるとともに、
反射率が均一な下地層（７）上に形成され、更に、該蛍光体層（８）から放出される発光を選択的に検出し
て光電変換した電圧値が、略同一条件で下地層（７）部分の反射光（ｃ）を検出し
て光電変換した電圧値の約１．６倍以上となる様に、下
地層（７）の反射率を設定したことを特徴とする請求項
１記載の検知用マーク。
【請求項３】上記した蛍光体層（８）は、その厚さが
０．５〜２００μｍの範囲内から選択されるとともに、
反射率が不均一な下地層（７）上に形成され、更に、該蛍光体層（８）から放出される発光を選択的に検出し
て光電変換した電圧値の最低値が、略同一条件で最も反射率の高い下地層部分の反射光
（ｃ）を検出して光電変換した電圧値の約１．６倍以上
となる様に、下地層（７）の反射率を設定したことを特
徴とする請求項１記載の検知用マーク。
【請求項４】残光性を有する物質で形成されたマーク
（９）上に励起光（ａ）を照射する工程と、励起光（ａ）が照射されたマーク（９）から放出される
残光（ｂ’）のみを分離して検出する工程とを備えたこ
とを特徴とするマーク検出方法。
【請求項５】上記したマーク（９）に照射される励起
光（ａ）は間欠的に消灯するものであって、励起光（ａ）の消灯期間と連動して残光（ｂ’）の検出
動作が行われる請求項４記載のマーク検出方法。
【請求項６】上記した励起光（ａ）の消灯時間Ｔ2が
点灯時間Ｔ1より短いことを特徴とする請求項５記載の
マーク検出方法。
【請求項７】上記したマーク（９）は、書き換え不能
なセキュリティ用の情報であって、蛍光体層（８）によってカード（１）上に印刷形成され
る一方、蛍光体層（８）の形成位置に対応して励起光（ａ）をパ
ルス状に照射しながらカード（１）を移行させるととも
に、各パルス状の励起光（ａ）に対応して検出された残光
（ｂ’）の信号の数を調べることにより、蛍光体層
（８）の幅を判定することを特徴とする請求項５または
６記載のマーク検出方法。
【請求項８】上記した励起光（ａ）の照射工程と残光
（ｂ’）の検出工程とは、互いに遮光された状態で行わ
れるものであって、マーク（９）は励起光（ａ）の照射側から残光（ｂ’）
の検出側に向けて移動される請求項４記載のマーク検出
方法。
【請求項９】上記したマーク（９）の形成物質は、近赤外光（ａ）の励起により、近赤外光（ｂ’）を発生
するものである請求項４ないし８の何れかに記載のマー
ク検出方法。
【請求項１０】蛍光体層（８）で形成されたマーク
（９）と相対移行しながら、該マーク（９）上に励起光
（ａ）を照射する光照射手段と、該光照射手段に隣接して配設され、励起光（ａ）の照射
位置（ｆ）から放出される光（ｂ・ｂ’）を選択的に取
り出す光検出手段とを備えたマーク検出装置であって、光照射手段および光検出手段の光軸Ｌ1、Ｌ2を、マーク
（９）の移行方向と直交する面上に、互いに傾斜させて
配置したことを特徴とするマーク検出装置。
【請求項１１】上記したマーク（９）を、マーク
（９）の移行方向と直交して平行に延びる細帯状に形成
するとともに、該マーク（９）を構成する蛍光体層（８）を、赤外域の
励起光（ａ）の照射により、該励起光（ａ）の中心波長
と異なる赤外域の光（ｂ・ｂ’）を発生可能とし、更
に、光照射手段は、発光素子（４２）の発光面に所定長さの
光ガイド（４３）を備え、光検出手段は、受光素子（４４）の受光面に、励起光
（ａ）の入射を阻止する光学フィルタ（４５）を介して
光ガイド（４６）を接続したことを特徴とする請求項１
０記載のマーク検出装置。