JPS6353684A - ガラス瓶の鋳型番号識別装置 - 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］ 本発明は全体的に容器上のコード読取装置に関しかつ特
に浮上がったコード要素を光学的に読取る装置を扱う。

［従来の技術］ コードは今日では製品の出所、価格及び他の情報を提供
するためにいろいろな製品に広く使用されている。例え
ば、瓶製遺業では、瓶は多部門形成機械によってしばし
ば形成され、かつ瓶を形成した部門を示すコードが各瓶
に塑造される。特定の型が欠陥ある瓶を製造した時、欠
陥ある瓶は検査装置によって検出されることができかつ
欠陥ある瓶の型コードが読取られて欠陥ある瓶の出所を
決定する。その時、欠陥ある型は交換され得る。

塑造されたコードはバー・コード、ドツト・コード又は
リング・コードのようないろいろな形をとることができ
、これらのバー、ドツト又はリングは瓶の側壁又は底表
面から突出していることがある。マーチンに対する米国
特許第４．５２４，２７０号にバー・コード読取装置が
開示されている。１９８５年６月１８日発行の４，５２
４，２７０号特許は本発明の譲受人に譲渡されかつここ
では本明細書の一部として参照される。４，５２４．２
７０号の光学的読取ヘッドはコードの高さに配置されて
いる。

バー・コード要素のそれぞれは側壁の取囲んだ領域の表
面から突出しかつ該表面に対して歪曲しており、かつ瓶
は回転されて各バー・コード要素を走査ヘッドに対して
順次露出する。走査ヘッドは、コードの高さに照準され
た光源と、直線列の受取光学繊維と、コード要素から反
射された光を受取りかつその光を直線列の光学繊維に集
束するように配置されたレンズ組立体と、光学繊維のそ
れぞれにそれぞれ関連した一連の感光ダイオードとを有
する。各バーが走査ヘッドの前を通過する時に、光がバ
ーの表面からレンズ組立体を通して一つ以上の受取光学
繊維中へ反射してバーの存在及び長さを指示する。側壁
表面の領域が走査ヘッドに露出されかつコード要素が存
在しない時、光源は側壁を照明しかつ光はレンズ組立体
から反射されかつダイオードは作動されない。

充分な精度をもつコード要素を作ること及びコード要素
をレンズ組立体及び受取繊維と充分正確に整合させて各
コード要素の反射表面から反射された光を実際にレンズ
組立体を通して直線列の受取光学繊維中へ反射させるの
を保証することは実際に困難であることが立証されてい
る。そのような精度及び整合がなければ、バー・コード
要素を検出することは困難である。加えて、時々、走査
ヘッドは、コード要素と適正に整合されている時でも、
いわゆる「幻影」反射といわれるバー・コード要素の裏
側からの反射を検出し、これがコード読取方法を更に複
雑にする。

ドツト・コード要素は、本明細書の一部としてここで参
照されるホブラー他に対する米国特許第３．９９１．．
８８３号に開示されている丸い楔、及び盛上がった半球
形状の「隆起」のようないろいろな形を取り得る。過去
に、そのようなコードは、光を各ドツトに順次照射しか
つ光検出器を配置して上記したバーの検出と同様にドツ
トからの反射を受取ることによって検出されている。

ケラ−に対する米国特許第４，２０１，３３８号は二つ
の平行な直線パターンのドツトを有するドツト・コード
形成を開示している。一つのパターンは等しく離隔され
たドツトを有しかつタイミング・マークとして作用し、
かつ他のパターンはタイミング・パターンのいくつかと
整合されたドツト−１５＝ を含みかつコードの実際の二進数の情報を含む。

また、特許第４，２０１．．３３８号は、光を容器の側
壁にい対してほぼ接線方向に水平に伝達するように配置
された光源と、入射光の角度に対して約７０°で反射さ
れる光を受けるように配置されかつ接線点に対してほぼ
垂直に配置された光検出器とを開示している。光検出器
の配置はドツトから反射される光の角度に対応する。

別の既知のドツト情報は単一の直線パターンのドツトと
、標準量だけ離隔された始端の二つのドツトと、槓準量
だけ離隔された終端の二つのドツトと、始端及び終端の
対のドツトの間の五つの他のドツトとを有する。始端及
び終端の対のドツトの間に、前記した標準間隔に基づい
た九つのドツトを含むに充分なだけの直線距離がある。

始端及び終端のドツトはコードを枠付けする作用をし、
かつ五つの中間のドツトは実際の情報を提供する。

［発明が解決しようとする問題点］ 従って、本発明の全体的な目的は、塑造されか−　　１
６　　一 つ他の浮上がったコード要素を読取る装置であって、コ
ード要素との正確な整合を必要とせず又はコード要素に
厳格な製作公差を必要としない装置を提供することを目
的とする。

Ｕ問題点を解決するための手段及び作用ｊ本発明は容器
上のコードのコード要素を読取るための装置にある。コ
ード要素のそれぞれは容器から浮上がっておりかつ該容
器の隣接の表面領域に対して明らかに歪曲している表面
を有する。装置はコード要素が該装置による読取のため
に連続的に配置されるように担持体を移動させる機械的
手段と共に使用される。装置は光が前記担持体の移動中
に各コード要素を照明するようにコード要素に対応する
高さで担持体の表面に対してほぼ垂直に光を投射するた
めの照明手段を有する。感知手段が、担持体の表面に対
してほぼ垂直に反射される光を受取るが垂直線に対して
明らかに角度をなして反射される光を避けるように配置
される。

感知手段は、コード要素を含まない前記容器の領域から
反射される比較的大量の光に対応する太きさを有する第
一の出力信号と、コード要素を含む前記担持体の領域か
ら反射される比較的少量の光に対応する大きさを有する
第二の出力信号とを発生ずる。本発明の一つの特徴によ
れば、比較器が、反射された光の強さを、前記比較的大
量の光及び前記比較的少量の光の間のレベルに対応する
閾値と比較する。本発明の別の特徴によれば、照明手段
は光を前記担持体の方へほぼ垂直に投射するように支持
された隣接の第一の端部を有する複数個の第一の光学繊
維を有し、かつ感知手段は第一の光学繊維の光投射端部
と混ざり合った隣接端部を有する複数個の第二の光学繊
維を有する。

本発明の更に別の特徴によれば、感知手段は第一の光学
繊維の投射端部と混ざり合った隣接端部を有する複数個
の第三の光学繊維を有し、第一の光学繊維の投射端部は
細長いパターン中に配置され、第二の光学繊維の隣接端
部は細長いパターンの長手方向部分上に配置されかつ第
三の光学繊維の隣接端部は細長いパターンの異なる長手
方向部分上に配置され、それにより第二の光学繊維はバ
ー・コードの短いバー・コード要素及びコードの長いバ
ー・コード要素の底部分に照準しかつ第三の光学繊維は
長いバー・コードの上方部分及び短いバー・コード要素
に隣接しかつ整合された前記容器表面の領域に照準する
。

また、本発明は、照明手段が容器上の領域において容器
半径に対して角度をもってコードの高さにおいて容器上
の領域の方へ光を投射しかつ感知手段が投射光の角度に
対して前記角度の二倍の角度に配置され、それによりコ
ード要素が前記領域にない時に照明手段によって投射さ
れた光が容器側壁から感知手段の方へ自然に反射される
コード要素読取装置にある。逆に、コード要素が領域中
に位置されている時に、照明手段によって投射された光
は感知手段の位置に対して明らかな角度でコード要素に
よって散乱され、それにより投射光の比較的少量が感知
手段によって受取られかっこの光の欠如はコード要素の
存在を指示する。

また、本発明は関連した方法にある。

−１９＝ ［実　施　例コ 図面をみると、第１図は側壁１１０中に塑造されたドツ
ト・コード１１２を有するガラス瓶１１１の下方部分す
なわち下端部分を例示している。例として、瓶１１１は
多部口ガラス製品成形機械で作られかつドツト・コード
は関連した瓶を作る型を指示する。ドツト・コード１１
２は前記した形式であり、コードの始端に二つのドツト
］、ｉ３　、１ｉ、３を含み、終端に二つのドラ）１１
３　、１１．３を含み、始端及び終端のドツトの間に配
置されて実際のコード情報を提供する五つのドツト１１
．３　、１１８及びコードを枠付けする。全てのドラ）
　１．．１．３　、１１３はほぼ同じ垂直高さに配置さ
れている。ドツト１】３の側面図で第２（ａ）図に例示
したように、ドツトのそれぞれは半球形状の「隆起」の
形で側壁１１０から突出しているが、広範囲の形状及び
形式のドツト要素が本発明によって読取られ得るが、好
ましくはコード要素のそれぞれは隣接の側壁に対して非
垂直方向に角度をもち又は歪曲された表面部分を有する
。

−　２０　　＝ また、第２（ａ）図はモータ及びブーり組立体１１７の
部分であるベルｌ−１１８と、このベルトに対向する一
対の輪９７．９７とを例示しており、検査場所において
板１２０（又はコンベヤ表面）上に支持されている間に
瓶１１８を回転する。更に、第２（ａ）図はドツト・コ
ード１１２を読取るための光学的走査ヘッド１２２及び
関連した電子制御装置１２４を例示している。走査ヘッ
ド１２２はコード１１２を含む瓶１１１の下端部分の方
へ垂直に（直角に）照準するようにブラケット１２６に
よって支持されており、かつ瓶１１１が回転される時に
各コード要素】１３は光学的走査ヘッド１２２の前を順
次通過し、かつコード要素を含まない側壁】１０の他の
領域も走査ヘッドの前を通過する。

光学的走査ヘッド１２２はハウジング１４６中に一緒に
併合された送出繊維光学束１４２及び受取繊維光学束１
４４を有する。第３図に例示したように、送出束１４２
の光学繊維１５２　、１５２は受取束１４４の光学繊維
１．５４　、１．５４と無作為に混じり合っており、か
つハウジング１４６内の繊維１５２　、１５４の端部は
＝　２２− 互いにほぼ平行になっている。光学繊維１５２゜１５４
はリム１６０内に拘束されておりかつ例としてリムは３
．９１１　ｍｍ　（０，１５４溪：′）の内側長さ及び
０．５０ｍｍ　（０，０２溪″′）の内側幅を有し、各
繊維の直径は０．０２５　ｍｍ　（０，００１Ｆ）であ
りかつ各ドツトの直径は約１．２７ｍｍ　（約０．０５
多′）である。送出束１４２は対応して形成されかつ合
成矩形ビームの光１７３又は１７６を容器（第１−図）
上へ投射する。ビームの幅は隣接するドツト間の中心間
隔より小さく、かつ好ましくは二つの隣接のドツト間の
側壁間隔より小さく又はそれと等しい。

高強度発光ダイオード（ＬＥＤ）１４０は光を送出束１
４２の一端中へ伝達する。収束レンズ１６２は送出繊維
１５２によって投射された光を好ましくはドツト１１３
　、　］、ｉ３及び側壁ｌｌＯの表面の前方短い距離に
ある点において集束し、それにより側壁１１０及びドツ
ト１１３　、１１３から反射された光は送出繊維１５２
　、１５２中へ直接に反射されない。また、このレンズ
構成は側壁１１０の内方表面によって走査ヘッド１２２
へ反射される光の量を最小限にする。

第２（ａ）図及び第２（ｂ）図に矢線１７９及び１８１
によってそれぞれ例示されたように、送出繊維１４２゜
】４２を通して伝達される光は容器側壁１１０に対して
ほぼ垂直に即ち直角に進む。伝達される柱の高さはドツ
ト１１３　、　１．１３の直径よりも大きく、光学的走
査ヘッド１２２及びドツト］、Ｌｌ　、　１．１３の間
の垂直方向の不整合を吸収する。ドツト１１３がない容
器側壁１１０の部分（第１図）が伝達された光に露出さ
れる時、例えば５％のようなかなりの量が第２（ｂ）図
に矢線１７４　、１７４で例示したように入射光の方向
とほぼ平行な方向へ走査ヘッド１２２の方へ反射する。

この光はレンズ１６２によって集束されかつ受取繊維１
５４　、１５４中に受取られる。５％の戻りのうち、約
４％が容器側壁１１０の外方表面からの反射によって生
じかつ約１％が容器側壁の内方表面からの反射によって
生じることは注目されるべきである。受取繊維１５４　
、１５４内に受取られた光は光受容ダイオード１７０を
照明しかつ走査ヘッド１２２の方へ向く第２（ｂ）図の
多数の矢線１７４　、１７４で例示したように走査ヘッ
ド１２２によって受取られる高いレベルの反射を示す。

しかしなから、瓶が第２（ａ）図の方向へ回転されてド
ツト１１３の一つを走査ヘッド１２２の視野内に配置す
る時、ドツト１１３の方へ投射された光の多くは矢線１
７５　、１７５で例示したようにかなりの角度で反射さ
れかつ入射光の角度に対して散乱され、それによりこの
反射された光の僅かがレンズ１６２及び受取繊維１４４
　、１４４の方へ進む。送出繊維１４２によって投射さ
れた合成光ビームの比較的大きい断面方向の長さのため
に、投射光は第１図に例示したようにかつ第２（ａ）図
の矢線１７７　、１７７のようにドツト１１３の上方及
び下方の容器側壁１１０の領域に当たり、かつこれは走
査ヘッド１２２及び受取繊維１４４の方へ進む反射を生
じる。しかしなから、ドツト１１３及び上方及び下方の
領域を含む領域１７６から反射される光の集合的強さは
ドツト１１３のない容器側壁１１０の領域１７３から反
射される光の強さよりも例えば３０％のように小さい。

第４図はＬ　Ｅ　Ｄ　１４０を駆動しかつ光受容グイ−
２５＝ オード１７０によって発生された信号を処理する電子制
御装置１２４内の回路構成を例示する。例えば５００ｋ
Ｈｚに設定された発振器１８０は正弦波形を電流励振器
１８２へ供給し、電流励振器１８２は正弦波を方形にし
かつ対応する励振電流をＬ　Ｅ　Ｄ　１４０へ供給して
ＬＥＤを対応する周波数で閃光させる。

ＬＥＤは光を送出束１４２内の全ての送出繊維１５２゜
１５２へ同時に供給する。

受取繊維１５４　、１５４によって受取られた光は光の
強さに比例する信号（誘電率）を発生する光受容ダイオ
ード（検出器）１７０を集中的に照明する。

この信号は発振器１８０の周波数に等しい搬送波周波数
を有しかつ強さはドツトが走査ヘッド１２２の側を順次
通過する時にドツトによって生じる反射強さの変化によ
って変調される。変調周波数は瓶の回転速度及びドツト
の直径及び間隔に依存する。

光受容信号は前置増幅器へ供給され、前置増幅器はノイ
ズを減少するために発振器１８０の周波数に同調された
濾波器１８４及び同調された増幅器１８６を含む。濾波
器１８４は信号に移相を与えるので、同調された増幅器
１８６の出力はビデオ増幅器１８８へ供給され、ビデオ
増幅器は発振器１８０の位相に対応するように位相を修
正する移相回路を含む。増幅器１８Ｂの出力は次にバラ
ンスされた復調器１９０へ送られ、復調器１９０は例と
してビデオ増幅器１８８の出力へ連結された一つの人力
と発振器１８０の出力へ連結された別の一つの入力とを
有する増幅器を有する。従って、バランスされた復調器
１９０の出力は変調信号でありかつ別のはるかに高い周
波数の信号（発振器１８０の周波数の約二倍の周波数）
である。高い周波数の信号は低域濾波器１９２によって
濾波されかつ低域濾波器１９２の出力１９３は第５（ｂ
）図に例示される。波形１９３の谷部１９４　、１９４
はドツト】】３の一つが走査ヘッドの視野内に配置され
て入射光を散乱する時に操作ヘッド】２２によって受取
られる光の比較的低い強さ又は光の不存在に対応し、か
つ波形１９３の平坦部１９５　、１９５はドツト１１３
が走査ヘッド１２２の視野内にない時に容器側壁１１０
から反射される光の比較的高い強さに対応する。

低域濾波器１９２の出力は微分器又は整合された高域濾
波器１９８へ供給されて第５（ｃ）図に示した波形１９
９を生じる。第５（ｃ）図は各谷部１９４の下降部分が
微分された信号１９９の比較的鋭い下降部分２００を生
じかつ各谷部１９４の立上がり部分が微分された波形の
比較的鋭い立」二かり部分を生じることを例示している
。微分器１９８の出力はシュミット・トリガ２０４へ供
給され、該シュミット・トリガはドラＩ−１１３、１１
３に対応する微分された信号Ｊ、９９の平均ピーク負電
圧の約半分の電圧レベルでその二進数１の状態２１０に
トリガしかつそれ自体を第５（ｄ）図に例示したように
約零ボルトで二進数０レベルにリセットするように設定
されている。従って、第５（ｄ）図は本発明の目的に従
ってドツト・コード１１２のドツト・コード要素１１３
゜１１３の明瞭な二進数表示を提供する。光学的マイク
ロプロセッサ２０５を利用するディジタル処理技術は中
間の五つの二進数ルベルのパルス２１０゜２１０の位置
に基づいた情報をコード１１２から抜出すために現今知
られている。

所望により、低域濾波器１９２の出力をシュミット・）
・リガ２０４中へ直接に供給して第５（ｄ）図の二進数
波形を得ることができることは注目されるべきである。

微分器１９８又は他のそのような処理回路構成を含むか
否かは、走査ヘッド１２２の特定の適用例に依存し、か
つ継目及び文字による瓶の種類のノイズ及び走査される
瓶の特定の種類及び周囲環境によって生じる他のノイズ
に依存する。

次に、本発明の第二の実施例及び適用例について説明す
ると、第６図はガラス容器１２の側壁１０」二に配置さ
れたバー・コード１２を例示している。

バー・コードは短い要素１４．１４と長い要素ＩＥｉ、
　１Ｇとを有し、これらの要素は互いにほぼ平行にかつ
互いに一様に離隔されている。また、要素１４及び１６
は想像底線１３に沿って整合されている。バー要素１４
及びＩＢのそれぞれは側壁１１から外方へ突出しかつ光
学的反射体の形で形成されている。例として、バー要素
の長手方向の側部は丸くされて半円形横断面を形成し又
は平坦にされてテント形状の横断面又は成形された中間
形状を形成している。

＝　２９〜 第７図は突出するバー要素１６の一つの側面図を示す。

バー要素１４及び１６の長さはそれぞれの二進数レベル
を指示しかつコード１２は８ビツトまでの情報を提供す
る。より詳細に後述するように、短い要素１４．１４及
び各長い要素１６の底力半分はタイミング・マークとし
て作用してバー又は情報のビットの位置を指示し、長い
バー要素１６のそれぞれの上方部分は一つの二進数レベ
ルを指示しかつ短い要素１４．１４のそれぞれより上方
の容器側壁領域は他の二進数レベルを指示する。

また、第７図は本発明の第二の実施例を具現化した全体
的に２０で示したコード要素読取装置を例示している。

コード要素読取装置２０はコード読取ヘッド２２及び電
子制御装置２４を有し、かつ瓶上のコード１２を読取る
ように図示されている。瓶１０は走査ヘッド２２に近接
した走査位置において基体３．２Ｄ上に支持されかつ走
査中にベルト１１６によって回転されてコード要素１４
．４６のそれぞれを光学的走査ヘッド２２へ順次露出す
る。回転速度は電子−３０＝ 制御装置２４によって予め決定され又は監視される。

走査ヘッド２２は検査位置において露出されたコード要
素に対して垂直にブラケット３３によって支持されてい
る。

走査ヘッド２２は送出光学繊維２７．２７の束２６、受
取りロック光学繊維８１．、３１の束３０及び受光コー
ド光学繊維２９の束２８を有する（第７図及び第８図参
照）。リム３８は束２６．２８及び３０内の光学繊維２
７゜２９、３１の露出端部を支持し、かつ一対の平凸レ
ンズ３６は光を光学繊維へかつそれから集束する。平凸
レンズ３６及びリム３８内の光学繊維の両方の軸線は露
出されたコード要素１６に対してほぼ垂直にある。第８
図に例示したように、リム３８内の露出した繊維の半分
は送出束２６から突出しかつリム３８の全長にわたって
無作為に分布され、それによりＬＥＤ４０（第７図）に
よって提供される光は送出光学繊維２７．２７によって
受取られかつコード要素１．６．１６の長さよりも長い
領域１８（第６図）上に投射される。余分の長さはコー
ド要素及び走査ヘッド２２の間の長手方向の不整合を吸
収する。

クロック光学繊維２７．２７の共通の端部はリム３８の
下方半分の中に無作為に分布されており、かつそれぞれ
のコード要素が走査ヘッド２２と整合される時に各長い
要素１Ｇ及び各短い要素１４全体に対して垂直になる。

クロック光学繊維３１．３１の反対端部はコードフォト
ダイオード４Ｂに照準する。

コード光学繊維２９．２９の共通の端部はリム３８の上
方半分の中に無作為に分布され、かつそれぞれのコード
要素が走査ヘッド２２と整合される時に各長い要素１６
の上方半分に対して及び各短いコード要素より上方のピ
ン側壁の領域に対して垂直にある。コード繊維２９．２
９の反対端部はコードフォトダイオード４６に照準する
。

レンズ３６は前述した理由のため露出されたコード要素
の直前で焦点合わせされる。コード要素がレンズ３６の
視野内にない時、ＬＥＤ４０から放射された光は容器側
壁１０上へ投射され、かつ例えば５％の反射可能な量が
側壁で反射されてレンズ３６を通してコード及びクロッ
ク受取繊維２９．３１の全体の中へ入る。

フォトダイオード４４及び４６によって発生した信号は
後述するように電子制御装置２４によって処理される。

長いコード要素１６の一つが走査ヘッド２２の前に位置
されるように瓶が回転される時、束２６を通してＬＥＤ
４０によって伝達された光の多くはコード要素１６の湾
曲又は角度をもった側部で横方向へ反射されて矢線３９
．３９で示したように走査ヘッド２２から離れ、それに
より比較的少ない光（約２％）が光学繊維２９又は３１
へ反射する。小さいコード要素】４の一つが走査ヘッド
２２の前に位置されるように瓶が更に回転されると、Ｌ
ＥＤ４０によって放射された光はコード要素】４上へ及
びその上方の側壁１０の領域上へ投射される。コード要
素１４を照明する光の多くはコード要素の側部から横方
向へ反射されるので比較的少ない光（約２％）がクロッ
ク繊維８１．３１へ反射するが、側壁領域を証明する光
の多くは垂直にコード繊維２９．２９中へ反射される（
約５％）。タロツク光学繊維３１．３１はリム３８の下
方部分４５に分布されかつコード要素１４に対して垂直
にあるので、クロック光学繊維は側壁部分から反射され
た光の比較的少量を受取る。

瓶が更に回転されると、他のコード要素１４．１Ｂ、そ
れらの間の側壁領域及び短い要素１４．１４の上方の側
壁領域はＬＥＤ４０によって連続的に照明されかつ走査
される。

第９図はＬＥＤ４０及びそれを駆動する変調回路構成を
例示している。変調回路構成は例として５００キロヘル
ツの正弦波形を発生する発振器５０と、正弦波を方形波
にするゲート５２）例えばシュミットトリガと、電流制
限抵抗体５Ｇを介してＬＥＤ４０へインターフェース接
続するトランジスタ５４とを有する。上述したように、
瓶が回転すると、反射光の強度は容器側壁及びコード要
素の間の垂直反射率の差によって変調される。

クロックフォトダイオード４４は前置及び同期復調器回
路５８ａに連結され、前置部分は増幅器を含みかつ復調
器は前述したように倍率器を含む。回路５８ａの出力は
増幅器６０ａによって増幅されかつクロック信号増幅器
出力は第１０（ｂ）図に例示されている。クロック信号
波形の第一の部分６８中に、コード】２は走査ヘッド２
２の前面に位置されておらず、それによりクロック光学
繊維３１．８１は容器表面から垂直に反射された光のか
なりの量を受取り、その光レベルは例えば増幅器６０ａ
の出力において約２．５ボルトに相当する。

また、増幅器６０ａの出力は、クロック信号の交流成分
を実質的に全て除去して直流２．５ボルトを残す直列抵
抗体８２ａ及び並列コンデンサ６４ａを有する低域濾波
器を通過する。この直流電圧は瓶の種類、色及び周囲条
件の変化によって変化する。

次に、低域濾波器の出力はポテンショメータ７２ａによ
って分割されて閾値レベルを形成しかつ比較器７０ａの
正入力へ供給される。また、この閾値レベルは容器の反
射率及び周囲条件の変化によって変化しかつそれ故それ
自体を適性なレベルに自動的に調節して容器側壁からの
比較的高い反射を光学的走査ヘッドとのコード要素の整
合時における比較的低い反射と区別する。図示した例で
は、コードのない容器表面からの反射による増幅器６０
ａの出力は約２．５ボルトであり、閾値は約１．７５ボ
ルトに設定されており、その結果として、第１．０（ｄ
）図によって指示されるように、光学的走査ヘッドがコ
ードのない容器表面に面している時、比較器出力は零ボ
ルトである。

第１０（ｅ）図に例示される短いコード要素１４ａがク
ロック光学繊維と整合される時、送出光学繊維２７、２
７によって投射された光はコード要素１４ａに当たりか
つ垂直線に対して適当な角度で反射されるので、非常に
少ない反射光がクロック受取光学繊維３１．３１によっ
て受取られる。その結果、第１０（ｂ）図の部分７８で
例示したように、比較的少ない光がクロックフォトダイ
オード４４上へ投射されかつその結果の増幅器６０ａの
出力は比較的低く、図示した実施例では約１ボルトであ
る。比較器７０ａの正入力へ加えられる閾値レベルは増
幅器ＢＯａの出力の一時的減少によって殆ど影響されな
いので、閾値は約１．７５ボルトを維持しかつ比較器７
０ａの出力はコード要素１４ａがレンズ３６及びクロッ
ク光学繊維の視野を過ぎるように回転するに要する時間
に近い時間に相当する幅を有する正の通りパルス８０を
生じる。

コード要素１４ａはクロック光学繊維の視野内にある間
に、光は送出光学繊維によってコード要素１４ａの直ぐ
上方の容器表面の領域へ投射されており、この光は容器
の表面とほぼ垂直に反射され、コード受取光学繊維によ
って受取られかつコードフォトダイオード４８上へ投射
されることは注目されるべきである。コードフォトダイ
オード４６の応答は、クロックフォトダイオード４４の
応答と同様に、第９図に示したように、前置及び復調器
５８ｂ、増幅器８０ｂ、直列抵抗体６２ｂ１並列コンデ
ンサ６４ｂ１ポテンショメータ７２ｂ及び比較器７０ｂ
によって処理される。走査ヘッド２２がコード要素１４
ａを走査している間に、増幅器Ｂｏｂの出力は比較的高
いレベルにありかつ比較器７０ｂはｉ４．（Ｃ）図に示
したように低レベルを示す。

次に、光学的走査ヘッド２２は第一のコード要素１４ａ
及び第二のコード要素Ｌ６ａの間の領域を走査し、それ
により受取束２８及び３０の両方は介在する容器表面か
らの比較的高いレベルの反射を受取りかつ増幅器８０ａ
及び８０ｂの出力は２．５ボルトの高いレベルへ上昇す
る。

次に、容器１１は長いバー要素ｌｅａが走査ヘッド２２
の前に位置されるように回転される。バー要素ｌｅａの
底力部分がクロック受取光学繊維３１．３１と整合され
るので、比較器７０ａは第１０（ｄ）図に示したように
その出力において対応するパルス８２を発生し、かつコ
ード受取光学要素２９．２９がバーコード要素１６ａの
上方部分と整合されるので、比較器７０ｂは第１０（ｃ
）図に示したようなパルス８４を発生する。容器１１が
更に回転されるにつれて、コード要素のそれぞれは本発
明の目的に従う第１０（ａ）図〜第１０（ｃｆ）図に示
した二進数波形を生じるように連続的に走査される。

比較器７０ａ及び７０ｂの二進数出力は、比較器７０ａ
によって各パルスが発生される間に比較器７０ｂの出力
を読取るようにプログラムされたコンピュータ８６へ供
給される。所望により、コンピュータ８６は、文字、継
目又は隆起欠陥のようなコードのレベルにおける容器側
壁の他の不規則性によって生じるパルスから比較器７０
ａのクロックパルスを区別するためにアルゴリズムによ
って更にプログラムされ得る。コードを配置するための
そのようなアルゴリズムはジョセフ、エイ、クリカラス
カスによって１９８６年６月１９日に出願された「選択
的コード読取器」の米国特許出願一連番号節８７Ｅｉ、
０３８号に開示されており、この特許出願は本書の説明
の一部として参照される。

第１１図は本発明の別の実施例をなす全体的に２００で
指示された光学的走査装置を概略的に例示している。装
置２００は第２（ａ）図の実施例の電子制御装置１２４
、発光ダイオード１４０及び光検出器】７０を有する。

装置２００の電子制御装置］２４はＬ　Ｅ　Ｄ　１４０
を駆動しかつ第２（ａ）図の実施例に於けると同様にフ
ォトダイオード１７０の出力信号を処理する。加えて、
光学的送出繊維の束２０２は発光ダイオード１４０及び
リム及びレンズ組立体２０３の間に連結されている。組
立体２０３は光を容器表面の領域２１２の方へ領域２１
２の瓶半径線２１６に対して角度αで投射するようにブ
ラケット２１０によって支持されている。領域２１２は
第１図の領域１７３及び１７Ｂと同様に矩形断面を有す
る。コード要素が領域２１．２に位置されていない時、
送出束２０２によって投射された光は半径線２１６に対
して一部（又は入射光に対して２α）の自然角度で反射
する。光学的受取繊維の束２０４はフォトダイオード１
７０及びリム及びレンズ組立体２０５の間に連結されか
つ領域２１２において−αの角度で照準し、それにより
コード要素が領域２１２に位置されていない時に送出束
２０２によって投射された光は容器側壁によって反射さ
れかつ受取束２０４中へ入る。しかしなから、コード要
素が領域２１２内に位置されている時、送出束２０２に
よって投射された光は角度−αに対して適当な角度で散
乱されるので、比較的少ない光が受取束２゛０４によっ
て受取られる。その結果、受取束２０４及び光検出器１
７０は光のないのを検出する（第２（ａ）図の実施例の
受取束１４４及び光検出器１７０が検出するように）。

上述したことによって、本発明を具現化する光学的走査
ヘッド及びコード読取装置を説明した。

しかしなから、多くの取替及び修正が本発明の範囲から
逸脱せずに行われ得る。例えば、所望により、送出繊維
２７．２７又は１．５２　、１５２の代わりに一つ以上
の発光ダイオードを走査ヘッド２２内に配置して容器表
面のコード１２及び隣接部分を照明することができる。

また、バーコード実施例でコード及びクロック受取繊維
２９．３１の代わりに二つ以上のフォトダイオードを発
光ダイオードに近接して配置し、容器表面にほぼ垂直に
ある反射光を受取るようにすることができ、かつドツト
コードの実施例でコード繊維１５４　、１５４の代わり
に一つ以上のフォトダイオードを発光ダイオードに近接
して配置し、容器表面から垂直に反射された光を受取る
ようにすることができる。

また、所望により、リム１６０の長さ及び対応する光の
視野はドツトの直径と等しく又はそれより小さくし、そ
れにより受取繊維１５４によって受取られた反射強度が
容器側壁を走査する時に受取られた強度と比較してドツ
トを走査する時に非常に小さくなるようにすることかて
ぎる。同様に、所＝　　４１　− 望により、リム８８の長さは長いコード要素１６．１８
の長さと等しく又はそれより小さくすることができ、か
つ部分４５の長さは短いコード要素１４．１４の長さと
等しく又はそれより小さくすることができる。

また、所望により、バーコード又はプツトコードのいず
れの実施例におけるＬＥＤはレーザーダイオードの形を
とることができ又は上述したパルス化モードの代わりに
連続的モードで作動されることができる。それ故、本発
明は例示として開示されておりかつ限定のために開示さ
れておらずかつ本発明の範囲を決定するために特許請求
の範囲を参照すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は容器の側壁から突出するドツト・コードを有す
るガラス容器の下方部分の側面図であり、第２（ａ）図
は第１図のドツト・コードを読取るための走査ヘッド及
び関連した電子制御装置を概略図で示し、かつコード要
素を走査ヘッドに露出するためにその軸線の周りに９０
°回転させた第１図−乙　９　− のガラス容器を側面図で示す図であり、第２（ｂ）図は
瓶の側壁を走査ヘッドに露出するためにその軸線の周り
に９０°回転させた第２りａ）図の瓶及び第２（ａ）図
の走査ヘッドの破断図であり、第３図は面３−３に沿う
第２（ａ）図の走査ヘッドの断面図であって、走査ヘッ
ド内の送出及び受取光学繊維を例示しており、第４図は
第２（ａ）図の電子制御装置内の回路構成を例示するブ
ロック線図であり、第５（ａ）［ｆｆｌ、第５（ｂ）図
、第５（Ｃ）図及び第５（ｄ）図は第１図の容器のコー
ドのコード要素に関連したｍ　２　（ａ）図の電子制御
装置の回路構成によって発生されたいろいろな波形を例
示する図であり、第６図は容器側壁に塑造されたバーコ
ードを有するガラス容器の下方部分の側面図であり、第
７図は第１図の容器をその軸線の周りに９０°回転させ
て側面図で示しかつドツト・コードの読取のための走査
ヘッド及び関連した電子制御装置を概略図で示す図であ
り、第８図は平面８−８切った第７図の走査ヘッドの断
面図であって、走査ヘッド内の光学繊維を例示する図で
あり、第９図は走査ヘッドから得られた信号を処理しか
つ該信号をバーコードの二進数表示に翻訳するための電
子回路構成を例示するブロック線図であり、第１０（ａ
）図、第ｔｏ（ｂ）図、第１０（ｃ）図、第１０（ｄ）
図及び第１．０（ｅ）図は第６図のコードのコード要素
に関連した処理のいろいろな段階後に第７図の電子制御
装置によって生じた波形を例示する図であり、第１１図
は第１図の容器及び本発明の別の実施例のコード読取装
置の環路上面図である。 １２・・・ガラス容器　　　１４．１６・・・コード要
素２０・・・コード読取装置 ２２・・・コード読取ヘッド ２４・・・電子制御装置　　２７・・・送出光学繊維２
９・・・受光コード光学繊維 ３１・・・受取りロック光学繊維 ３６・・・レンズ　　　　　３８・・・リ　ム４０・・
・ＬＥＤ ４４・・・クロックフォトダイオード ４６・・・コードフォトダイオード ５０・・・発振器　　　　　５２・・・ゲート５４・・
・トランジスタ ５８ａ、　５８ｂ・・・同期復調器回路ｅｏ　、　ｅｏ
ｂ　・；増幅器　　７０ａ、　７０ｂ　−・・比較器７
２ａ・・・ポテンショメータ ８６・・・コンピュータ　　ｌ１１・・・ガラス瓶１１
２・・・ドツト・コード　１１３・・・ドツト１２２・
・・光学的走査ヘッド １２４・・・電子制御装置　　１４２・・・送出繊維光
学束１４４・・・受取繊維光学束　１．５２　、１５４
・・・光学繊維１４０・・・高強度発光ダイオード １７０・・・光検出器　　　　１８０・・・発振器１８
４・・・濾波器　　　　　１８６・・・増幅器１８８・
・・ビデオ増幅器　　１９０・・・復調器１９２・・・
低域濾波器　　　１９８・・・高域濾波器２００・・・
光学的走査装置

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. （１）検査場所に配置された容器上のコードのコード要
   素を読取る装置であって、前記コード要素のそれぞれが
   容器表面から浮上がっておりかつ容器表面の隣接領域に
   対してはっきり歪曲した表面を有し、前記装置が前記容
   器を移動させてコード要素を読取るために連続的に位置
   させる機械的手段と共に使用される装置において、前記
   装置が、 コード要素の位置に対応するレベルで光を前記容器の方
   へ投射し、前記光が前記容器の移動中に各コード要素を
   照明する照明手段と、 前記容器の表面から反射された前記照明手段の光を受取
   るが、各コード要素の歪曲した表面から反射された前記
   照明手段の光を避け、かつコード要素を含まない前記容
   器の領域から反射された前記照明手段の光の比較的多い
   量に対応する第一の出力信号と、コード要素を含む前記
   容器の領域から反射された前記照明手段の光の比較的少
   ない量に対応する第二の出力信号とを発生する感知手段
   と、 検査場所に作動上関連して前記照明手段及び前記感知手
   段を取付け、前記照明手段が前記光をコードのレベルで
   容器の方へ投射するように配置されかつ前記感知手段が
   前記容器表面から反射された前記照明手段の光を受取る
   ように配置されるようにする取付手段と、 を具備する容器のコードのコード要素を読取る装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   取付手段が前記照明手段及び前記感知手段を前記容器の
   共通の領域に対してほぼ垂直に配置するようになってい
   る装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   照明手段が、 光源と、 前記光源からの光を受取るように支持された隣接の第一
   の端部と、前記光源からの光を前記容器の方へほぼ垂直
   に投射するように支持された反対側の第二の端部とを有
   し、投射光が二つの隣接のコード要素間の中心間隔より
   小さい断面幅を有する複数個の第一の光学繊維と、 を具備する装置。
4. （４）特許請求の範囲第３項記載の装置において、前記
   感知手段が、 フォトダイオードと、 前記光検出器の方へ照準された隣接の第一の端部と、前
   記第一の光学繊維の前記第二の端部と混ざり合いかつ前
   記容器の表面に対してほぼ垂直に反射される光を受取る
   ように配置された反対側の第二の端部とを有する複数個
   の第二の光学繊維と、 を具備する装置。
5. （５）バー・コードの短い及び長いバー・コード要素を
   読取るための特許請求の範囲第４項記載の装置において
   、 前記第一の光学繊維の前記第二の端部が細長いパターン
   に構成され、かつ 前記第二の光学繊維の前記第二の端部が前記細長いパタ
   ーンの長手方向部分にわたって前記複数個の第一の光学
   繊維と混ざり合っており、かつ更に、 別の光検出器に照準された隣接の第一の端部と、前記容
   器の表面からほぼ垂直に反射された前記光源の光を受取
   るように配置されかつ前記容器の異なる領域から垂直に
   反射された前記光源の光を受取るように前記第二の光学
   繊維の前記第二の端部と異なる前記細長いパターンの長
   手方向部分にわたって前記第一の光学繊維の前記第二の
   端部と混ざり合っている反対側の第二の端部とを有する
   複数個の第三の光学繊維を有する、 装置。
6. （６）特許請求の範囲第５項記載の装置において、前記
   第一の光学繊維がコードの長い及び短いバー要素の両方
   のほぼ全体長さを連続的に照明するように配置され、 前記第二の光学繊維が前記短いバー要素及び前記長いバ
   ー要素の部分の位置に対応するレベルに配置され、かつ 前記第三の光学繊維が前記短いバー要素に隣接しかつ整
   合された前記容器表面の領域及び前記長いバー要素の異
   なる部分に対応する異なるレベルに配置された、 装置。
7. （７）容器上のコードの浮上がったコード要素を読取る
   装置であって、検査場所で前記容器のそれぞれを回転さ
   せる手段を有する装置において、コード要素の位置に対
   応するレベルで前記容器の表面にほぼ垂直に光を投射し
   、該光が前記容器の回転中に各コード要素を連続的に照
   明する照明手段と、 前記容器の表面に対してほぼ垂直方向に反射された前記
   照明手段の光を受取るが、前記垂直方向に対してかなり
   の角度で各コード要素の表面から反射された前記照明手
   段の光を避け、かつ前記照明手段によって照明されかつ
   コード要素を含まない前記容器の領域からほぼ垂直に反
   射された光の比較的多い量に対応する大きさの第一の出
   力信号と、前記照明手段によって照明されかつコード要
   素を含む前記容器の領域からほぼ垂直に反射された光の
   比較的少ない量に対応する大きさの第二の出力信号とを
   発生する感知手段と、 前記照明手段が前記光をコードのレベルにおいて容器表
   面に対してほぼ垂直に投射するように配置されかつ前記
   感知装置が前記容器に対してほぼ垂直に反射された前記
   照明手段の光を受取るように配置されるように前記照明
   手段及び前記感知手段を前記検査場所に関して作動上取
   付ける取付手段と、 を具備する装置。
8. （８）特許請求の範囲第７項記載の装置において、前記
   感知手段の前記第一及び第二の出力信号を二進数コード
   情報に翻訳するプロセッサ手段であって、該プロセッサ
   手段が前記第一及び第二の信号の大きさを閾値と比較す
   る比較器を含み、該閾値が、前記照明手段及び前記感知
   手段とコード要素を含まない前記容器の領域との整合に
   対応する比較的高いレベルと、前記照明手段及び前記感
   知手段とコード要素との整合に対応する比較的低いレベ
   ルとの間に設定されるプロセッサ手段を、 具備する装置。
9. （９）特許請求の範囲第７項記載の装置において、前記
   照明手段が、 光源と、 前記光源からの光を受取るように支持された隣接の第一
   の端部と、前記光源からの光を前記容器の方へほぼ垂直
   に投射するように支持された反対側の第二の端部とを有
   する複数個の第一の光学繊維であって、投射される光が
   二つのコード要素の間の中心間隔より小さい断面幅を有
   する複数個の第一の光学繊維と、 を具備する装置。
10. （１０）特許請求の範囲第７項記載の装置において、前
    記感知手段が、 フォトダイオードと、 該光検出器の方へ照準された隣接の第一の端部と、前記
    第一の光学繊維の前記第二の端部と混ざり合いかつ前記
    容器の表面に対してほぼ垂直に反射される光を受取るよ
    うに配置された反対側の第二の端部とを有する複数個の
    第二の光学繊維と、 を具備する装置。
11. （１１）特許請求の範囲第１０項記載の装置において、
    前記容器と前記第一及び第二の束の光学繊維の第二の端
    部との間に配置されたレンズを具備する、 装置。
12. （１２）容器上のコードの浮上がったコード要素を読取
    る方法において、該方法が、 検査場所において前記容器を回転させる段階と、 コード要素のそれぞれを連続的に照明するようにコード
    要素の位置に対応するレベルで容器の表面の方へ光を投
    射する段階と、 容器表面から反射された投射光の強度を感知するが、各
    浮上がったコード要素を照明しかつ散乱された投射光を
    避ける段階と、 を具備する容器上のコードの浮上がったコード要素を読
    取る方法。
13. （１３）特許請求の範囲第１２項記載の方法において、
    コード要素のない前記容器の領域から感知された反射光
    の強度がコード要素を含む容器の領域から感知された反
    射光の強度と比較して比較的大きく、かつ更に、 前記照明手段がコード要素を含む前記容器の領域又はコ
    ード要素を含まない前記容器の領域を照明しているかを
    決定するために感知段階の結果を閾値レベルと比較する
    段階を含み、 前記閾値レベルが前記比較的高いレベル及び比較的低い
    レベルの間にある、 装置。
14. （１４）容器成形機械で欠陥のある型を照合するシステ
    ムにおいて、該システムが、 それぞれが容器を成形した型を照合する浮上がったコー
    ド要素のコードを有する複数個の容器と、 検査場所で前記容器のそれぞれを回転させる手段と、 コード要素の位置に対応するレベルで検査場所において
    光を前記容器の方へ投射し、該光が前記容器の回転中に
    各コード要素を個々に連続的に照明する照明手段と、 前記容器の表面から反射された前記照明手段の光を受取
    るが、容器の表面から反射された光に対してかなりの角
    度で各コード要素の表面から反射された前記照明手段の
    光を避け、かつコード要素を含まない前記容器の領域か
    ら反射された光の比較的多い量に対応する第一の出力信
    号と、コード要素を含む前記容器の領域から反射された
    光の比較的少ない量に対応する第二の出力信号とを発生
    する感知手段と、 前記照明手段が前記光をコードのレベルで容器表面の方
    へ投射するように配置されかつ前記感知手段が投射光の
    角度及び容器の形状に対して自然の角度で容器表面から
    反射された前記照明手段の光を受取るように配置される
    ように前記照明手段及び前記感知手段を前記検査場所に
    対して作動上取付ける手段と、 を具備する容器成形機械で欠陥ある型を照合するシステ
    ム。
15. （１５）特許請求の範囲第１４項記載のシステムにおい
    て、 前記感知手段の前記第一及び第二の出力信号を二進数コ
    ード情報に翻訳するプロセッサ手段であって、該プロセ
    ッサ手段が前記第一及び第二の出力信号の大きさを閾値
    と比較する比較器を含み、該閾値が、前記照明手段及び
    前記感知手段とコード要素を含まない前記容器の領域と
    の整合に対応する比較的高いレベルと、前記照明手段及
    び前記感知手段とコード要素との整合に対応する比較的
    低いレベルとの間に設定されるプロセッサ手段を、 具備するシステム。
16. （１６）特許請求の範囲第１４項記載のシステムにおい
    て、前記照明手段が、 光源と、 該光源からの光を受取るように支持された隣接の第一の
    端部と、前記光源からの前記光を前記容器の方へ投射す
    るように支持された反対側の第二の端部とを有し、投射
    光が二つの隣接のコード要素の間の中心間隔より小さい
    断面幅を有する複数個の第一の光学繊維と、 を具備するシステム。
17. （１７）特許請求の範囲第１６項記載のシステムにおい
    て、前記感知手段が、 フォトダイオードと、 該光検出器の方へ照準された隣接の第一の端部と、前記
    容器から前記自然の角度で反射された光を受取るように
    配置された反対側の第二の端部とを有する複数個の第二
    の光学繊維と、を具備するシステム。
18. （１８）特許請求の範囲第１４項記載のシステムにおい
    て、前記照明手段及び前記感知手段を取付ける前記手段
    が光をコード要素のない前記容器上の領域の方へ該領域
    の垂直線に対して第一のかなりの角度で反射するように
    前記照明手段を配置する手段を含み、かつ前記照明手段
    によって前記容器表面上の前記領域の方へ投射された光
    が前記感知手段の方へ自然に反射されるように投射光の
    角度に対して前記第一の角度のほぼ二倍の角度で前記感
    知手段を配置する手段を含むシステム。
19. （１９）特許請求の範囲第１４項記載のシステムにおい
    て、前記取付けのための手段が前記照明手段及び前記感
    知手段を前記容器に対してほぼ垂直に配置するようにな
    っているシステム。