JP6221162B2 - 一次元または二次元情報コード - Google Patents

Description

本発明は、光学信号情報コードに関し、特に、同一情報コード上において２つの異なる物性情報信号を共存させた光学信号情報コードに関する。

物品や該物品の梱包物、紙面、ホームページなどの電子表示物に対して符号化された各種データを掲示するために、一次元バーコードまたは二次元コードが日常的に広く用いられている。これら一次元バーコードまたは二次元コードは、読み取り装置により光学的に読み取られて解析され、元の情報へと復号されて利用される。

一般に、一次元バーコードまたは二次元コードは、白地乃至反射率の高い地色の上に黒などの反射率の低い色で印刷されたものが多く、読み取り装置は、例えば一次元バーコードの場合は情報コード上へ照射したレーザの反射率の違いにより、二次元コードの場合はＣＣＤ等で読取った二次元コード画像の外部光の反射率の違いにより、それぞれの情報コードの外形を読み取っている。

一方で、例えば特許文献１，２には、反射率のみを用いた情報コードに記録できる情報量の限界を改善することを目的として、これら情報コードをカラー化して記録できる情報量を増加させる技術が開示されている。

特開２００２−１６３６０３号公報 特開２００１−１９５５３６号公報

しかしながら、従来技術においては、１つの一次元バーコードまたは二次元コードに対しては１つのデータしか記録することができず、１つのコードに対して２以上のデータを記録する場合には、データレベルで予めデータフォーマットなどを規定した上で２以上のデータを１つのデータにしたうえで一次元バーコードまたは二次元コードにエンコードする必要があるため、読み取りの段階においては該情報コードに記録されるデータをすべて読み出した上で、データレベルで予め規定しておいたデータフォーマットなどに基づいて個々のデータを切り分けるなどする必要がある。

このような事情から、情報コードからデータを読み取る部分には共通のハードウェア乃至ソフトウェアを用いることができるものの、データフォーマットに統一された規格があるわけではないため、一部データの読み出しなどを行うためにはコードの利用状況や目的、アプリケーションを提供する業者に応じて個別にデータ解読のためのソフトウェアを用意する必要があり、柔軟な運用を妨げる原因となっているという問題があった。

この問題は、特許文献１，２に開示される技術においても同様であり、これら従来技術を適用することで１の情報コードに記録できる情報量は増加しているものの、結局１つの情報コードに対して記録できるのは１つのデータだけであり、上記問題を解決するには至っていない。

そこで本発明の目的は、同一コード上に複数の異なる物性情報信号を共存させ、それぞれの物性情報信号を個別データとして解読可能な光学一次元または光学二次元情報コードを提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、物理特性の異なる２物性の情報信号要素を持ち、異なる物性の信号表示領域を一次元または二次元的な配列で並べて形成され、この配列における表示領域の物性信号特性において、少なくとも１組２種の反射率信号特性により多値化された情報信号要素とする下層情報部と、２値化以上の波長信号特性を持つ情報信号要素とする上層情報部との組み合せによって、１つの情報コードにおいて反射率特性を用いて表現される信号情報と波長特性を用いて表現される信号情報という２つの異なる物性情報信号を同時に搭載して解読可能とする、仮想的に３次元化された組成構造を情報表示の要素とする情報コードの組成方法であって、
下層情報部と上層情報部とが重畳する箇所における下層情報部の反射率信号特性と上層情報部の波長信号特性の関係を定義するリンク情報に基づいて、当該箇所における下層情報部の反射率信号特性要素の反射率に対応させて当該箇所における上層情報部の反射波長特性要素の反射率を変動させることで、少なくとも最下層情報部の反射率信号データを解読できることを可能とする、
ことを特徴とする一次元または二次元情報コードの組成方法である。

本願の請求項２に係る発明は、上記情報コードにおいて、下層情報部と上層情報部が反射率信号を常にリンクされる様にコード組成することで、下層情報部のデータが変動してもリンク情報を基に上層情報信号要素の反射率のみを対応させることで、上層情報部の波長信号の配列が保たれることにより上層情報部の有意性を維持することで波長信号データの解読を可能とする、ことを特徴とする請求項１に記載の一次元または二次元情報コードの組成方法である。

本願の請求項３に係る発明は、上記情報コードにおいて、下層情報層の反射率情報要素および上層情報部の波長情報要素のいずれかもしくは両方の特性信号要素が２値化以上に分割されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の一次元または二次元情報コードの組成方法である。

本願の請求項４に係る発明は、上記情報コードにおいて、上層情報部の波長特性を一定値で固定させたまま、上層情報信号要素を細かなドット微粒子で下層情報層の反射率にリンクさせながら配列させる事で写真などの画像データを表示させる事によって、下層情報部の反射率信号要素を可変データとして変動させながら自動的に連続したコード組成の量産を可能とする、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の一次元または二次元情報コードの組成方法である。

本願の請求項５に係る発明は、上記情報コードにおいて、反射率特性および波長特性において基準となる物理特性信号の補正ゲージをコード内あるいはその近傍に配置することにより光学読み取りの精度を向上させることを可能とする、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の一次元または二次元情報コードの組成方法である。

本発明により、同一情報コード上に反射率特性と反射波長特性の二つの異なる物性情報信号を共存させ、どちらの信号も個別データとして解読可能とすることが可能となり、目的や状況に応じた情報コードの利用が容易になる。

本発明の情報コードの基本概念を説明する図である。 本発明の情報コードの下層情報部の例を示す図である。 本発明の情報コードの上層情報部の例を示す図である。 本発明の情報コードのリンク情報の例を示す図である。 本発明の情報コードの補正ゲージの例を示す図である。 本発明の一次元情報コード情報コードの例を示す図である。 本発明の二次元情報コードの例を示す図である。 本発明の上層情報部に画像を用いた情報コードの例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
本発明では、１つの情報コード上に反射率特性と反射波長特性の二つの異なる物性情報信号を共存させ、どちらの信号も個別データとして解読できるように構成した光学一次元または光学二次元情報コードを提供する。

図１は、本発明の光学一次元または光学二次元情報コードの概要を説明する図である。本発明では、反射率特性により信号を記録する下層情報部と、反射波長特性により信号を記録する上層情報部とを相互にリンクさせて１つの情報コードを組成することにより、１つの情報コードにおいて２つの物性信号が有意有効化して抽出することを可能としている。
以下では、本発明の情報コードを構成する各要素について説明する。

＜下層情報部＞
本発明の情報コードを構成する下層情報部は、反射率特性により信号を記録する。図２は、本発明の一実施形態における下層情報部の例を概略的な二次元コードの例で示した図である。図２に示す下層情報部は、従来技術における一般的な一次元バーコードや二次元コードと同様に、反射率の高い箇所と、反射率の低い箇所とにより構成したものであり、下層情報部を構成する要素を、反射率が５０％よりも高い箇所（ほぼ白色）と、反射率が５０％よりも低い箇所（ほぼ黒色）とに設定したものである。

下層情報部は、簡易に構成する場合には上記のように反射率特性の境界を５０％付近に設け、反射率が５０％よりも高い箇所と、反射率が５０％よりも低い箇所とで構成することができるが、反射率の区切りを多段階的に設定することで多値化を行い、情報組成を多信号化することで下層情報層の情報量を増大化させることも可能である。例えば、反射率の境目を３３％、および６７％付近に設け、下層情報部を構成する要素を３段階に設定したり、２５％、５０％、および７５％付近に設け、下層情報部を構成する要素を４段階に設定したりしてもよい。

本発明の下層情報部は、従来技術における一次元バーコードや二次元コードと互換性がある情報コード形式とすることができる。これは、下層情報部を、通常の一次元バーコードや、ＱＲコード（登録商標）やＣＰコード（登録商標）などのマトリックス式二次元コード、ＰＤＦ４１７（登録商標）などのスタック式二次元コードなどで表せることを意味する。また、それに後述する上層情報部を加えることによって、下層情報層を従来の規格仕様としながら、上層情報層においては情報容量や画像情報等の情報要素の増大化を可能にする。

＜上層情報部＞
本発明の情報コードを構成する上層情報部は、反射波長特性により信号を記録する。図３は、本発明の一実施形態における上層情報部の例を概略的な二次元コードの例で示した図である。上層情報部は、少なくとも２以上の反射波長の異なる箇所により構成され、図３に示した例は、上層情報部を構成する要素を、反射波長が赤である箇所（反射波長７４０〜６２５ｎｍ）と、反射波長が青である箇所（反射波長５００〜４５０ｎｍ）とに設定したものである。

本発明の上層情報部は、後述するリンク情報に基づいてリンクする対象となる下層情報部と同様のコード形式とすることができ、また、リンクする対象となる下層情報部とは異なる形式として上層情報部を構成することも可能である。先の、下層情報部の項目で説明した、下層情報部を従来技術における一次元バーコードや二次元コードと互換性がある情報コード形式とすることに代えて、上層情報部を、従来技術における一次元バーコードや二次元コードと互換性がある情報コード形式として、いずれか一方の情報部において従来の規格仕様とすることもできる。また、後述するように下層情報部に情報を記録すると共に、上層情報部を人に目視させるマークや写真として構成することも可能となる。

＜リンク情報＞
リンク情報は、本発明の下層情報部と上層情報部とに基づいて１つの情報コードとして組成する際に、下層情報部と上層情報部とが重畳する箇所の２つの異なる物性情報（反射率と反射波長）の関係（リンク）を定義する情報である。リンク情報を定義することにより、本発明の情報コードは、１つの情報コードから反射率と反射波長という２つの物性信号を有意有効化して抽出することを可能としている。

図４は、本発明の一実施形態におけるリンク情報の例を示している。図４に示すように、リンク情報はリンクする対象となる下層情報部に設定されている反射率特性要素と、上層情報部に設定されている反射波長特性要素との関係を示す情報として定義できる。

図４に示す例で、リンクする対象となる下層情報部を２種１組で構成する反射率特性要素が反射率が５０％よりも高い箇所と、反射率が５０％よりも低い箇所とに設定され、また、上層情報部を２種１組で構成する反射波長特性要素が赤（反射波長７４０〜６２５ｎｍ）と青（反射波長５００〜４５０ｎｍ）とに設定されている場合において、上層情報部での反射波長特性要素における反射光を分析することによって分離された当該反射波長の反射率が５０％以上であれば下層情報部における反射率特性要素においても反射率が５０％よりも高く、５０％未満である場合には当該箇所の下層情報部における反射率特性要素においても反射率が５０％よりも低いものとして、リンク情報が設定されている。

このように設定されたリンク情報に基づいて、下層情報部のデータ反射率特性要素の変動に応じて当該箇所の上層情報部の反射波長特性要素の反射率を５０％以上か未満かに対応変動させることにより、下層情報部と上層情報部との相互構造が維持された本発明の情報コードを組成することが可能となる。

なお、上層情報層を下層情報層に反射率をリンク情報としてレイヤリングするとき、反射率が０％あるいは１００％の極値を取るとき、上層情報層における破れ（穴）が生じる。これによって上層情報層では信号損失（データ欠損）が発生して上層情報層では補完性を超える場合解読不能になり、表示画像の乱れを生じさせる不完全情報コードとなる。したがって、このデータ破損を防ぐためにリンク情報においては常に０％超え、かつ１００％未満の領域に設定される。

＜補正ゲージ＞
補正ゲージは、本発明の情報コードから反射率特性要素および反射波長特性要素を読み取る際における基準となる反射率および反射波長を特定するために用いられる。補正ゲージは、当該補正ゲージが設けられている情報コードに用いられている反射率特性要素および反射波長特性要素の基準となる反射率および反射波長を備えた反射特性要素により構成される。

図５は、本発明の情報コードに設けられた内部補正ゲージおよび外部補正ゲージの例を示す図である。
本発明の補正ゲージは、内部補正ゲージまたは外部補正ゲージとして本発明の情報コードに設けることができる。

内部補正ゲージは、ＱＲコード（登録商標）などのように、情報コード内にデータ要素に応じて配列が変化しない固定的要素を備えるコード形式に対して本発明を適用する場合に用いることができ、該固定的要素を構成する各反射特性要素を、読み取りの基準となる反射率および反射波長とすることで構成する。図５（ａ）は、ＱＲコード（登録商標）に対して本発明を適用した際に、ファインダーを内部補正ゲージとして用いた例である。図の例では、ＱＲコード（登録商標）の左上のファインダーを反射波長特性要素が赤である箇所の基準となる反射率および反射波長となる要素で構成している。

外部補正ゲージは、情報コード内に固定的要素を備えていないコード形式に対して本発明を適用する場合に用いるものであり、情報コード外の近傍位置に、読み取りの基準となる反射率および反射波長で構成された反射特性要素を配置することで構成する。図５（ｂ）は、外部補正ゲージの例であり、情報コード外に反射波長特性要素が赤である箇所の基準となる反射率および反射波長となる要素を配置して外部補正ゲージを構成している。

内部補正ゲージ、および外部補正ゲージは、本発明の情報コードに用いる反射波長特性要素の種類に応じて必要数設けるようにすることができる。例えば、図４に示した例のように上層情報部を２種１組で構成する場合に、ＱＲコード（登録商標）の３つのファインダーのうちの２つをそれぞれ赤の内部補正ゲージと青の内部補正ゲージとして採用するようにしてもよいし、外部補正ゲージを情報上層部の種類数だけ設けるようにしてもよい。また、内部補正ゲージに用いる部分を、例えば、ファインダーの横中央、縦中央を境に４分割し、異なる反射率および反射波長の補正ゲージを配置するなどして、１のファインダーの中に複数の補正ゲージを配置するようにしてもよい。更に、上層情報部に用いる反射波長数に応じて、内部補正ゲージと外部補正ゲージの両方を用いるようにしてもよい。

このように、補正ゲージをコード内あるいはその近傍に配置し、該補正ゲージから読み取られた反射光を基準としてデータ要素読み取り時における反射光を適宜補正することにより、周囲の照度や経年によるくすみなどの影響によるゆらぎからの誤読率を低減させ、光学読み取りの精度を向上させることができる。

以下では、本発明の情報コードの実施形態を示す。
＜一次元情報コードの実施形態＞
図６に、本発明の情報コードの構造を一次元バーコードに適用した例を示す。図に示した例は、反射率特性の境界を５０％付近に設け、反射率が５０％よりも高い背景と、反射率が５０％よりも低いバーとで構成した一次元バーコードを下層情報部とし、また、反射波長特性が赤のバー（背景）と反射波長特性が青のバーとで構成した一次元バーコードを上層情報部としてリンクさせた本発明の一次元情報コードである。また、補正ゲージについては、バーコードの読み取りを阻害しないように左右のマージン外に外部補正ゲージを設けている。

図６に示したように構成することで、反射率に基づいて読み取りを行うことで下層情報部にエンコードされた情報のみを読み取ることができ、反射波長に基づいて読み取りを行うことで上層情報部にエンコードされた情報のみを読み取ることができる。

＜二次元情報コードの実施形態＞
図７に、本発明の情報コードの構造をＱＲコード（登録商標）に適用した例を示す。図に示した例は、反射率特性の境界を５０％付近に設け、反射率が５０％よりも高いセルと、反射率が５０％よりも低いセルとで構成したＱＲコード（登録商標）を下層情報部とし、また、反射波長特性が赤のセルと反射波長特性が青のセルとで構成したＱＲコード（登録商標）を上層情報部としてリンクさせた本発明の二次元情報コードである。補正ゲージについては、ＱＲコード（登録商標）の上部の２つのファインダーの中に、反射率と反射波長との組み合わせである４つの基準となる要素を配置した内部補正コードとして設けている。

＜上層情報部を画像データとする実施形態＞
本発明の情報コードは、下層情報部と上層情報部とが１つの情報コードとして記録されている一方で、下層情報部と上層情報部とはそれぞれ独立して記録する情報を変更することができる。そこで、本発明の情報コードの一応用例として、下層情報部にデータを記録しつつ、上層情報部を画像データとして構成することも可能となる。

図７は、反射率特性の境界を５０％付近に設け、反射率が５０％よりも高いセルと、反射率が５０％よりも低いセルとで構成したＱＲコード（登録商標）を下層情報部とし、また、反射波長特性が赤のセルと反射波長特性が青のセルとで構成した画像データを上層情報部としてリンクさせた本発明の二次元情報コードである。このようにすることで、一見して人が認識することが可能な画像データの中に、機械で読み取り可能な情報コードを埋め込むことが可能となる。画像データについては、重なった位置の下層情報部の要素とリンクさせて各セルの反射率を調整すればよいため、図７の例のように２色で構成する必要は無く、より多くの色数で構成することが可能である。

このように、上層情報部を画像データとすることで、例えば商品のメーカを示すマークの中に製造シリアル番号を埋め込むといったような応用が期待できる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができ、また、上記した実施例以外にも、様々な分野への応用が可能である。

＜医療コードへの適用＞
例えば表示するコードとして赤十字のコードを表示し、医療機関で受診する患者が身に着けることによって、医師等による診察の際に、携帯している情報コードが医療情報コードと目視で識別できて、患者の意識の有無あるいは担当医師の有無に関わらず、適切な治療を行うことが可能となる。

＜偽造防止・セキュリティの向上＞
上記した下層情報部における反射率の区切りを多段階的に設定することで多値化を行い、情報組成を多信号化することで下層情報層の情報量を増大化させる方法と、上層情報部に画像情報を用いる方法とを組み合わせ、大量の情報を画像情報の中に埋め込むようにすることで、例えば、医療介護に必要とされる医療情報をネックストラップ、ブレスレットに携帯させる場合において、医療コードとして上層情報部の画像表示刻印を下層情報部の医療データに施すことで偽造防止・セキュリティの向上が図られた情報の詳細化が可能となり、また、同様の手法を航空券のチケット発行をはじめ、コンサート等チケット・有価金券などへと適用し、上層情報部の画像表示刻印を下層情報部のコードに施すことで、偽造防止・セキュリティの向上による犯罪リスクの低減化を図ることができる。更には、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）に関わる個体識別管理情報として低容量の既存コードでは網羅できない詳細情報を関連づけて確保することを可能とする。

＜バックライト効果＞
本発明の情報コードを生成するに際して、下層情報部における情報量を極小化して波長反射率を１００％に近づけることで上層情報部における誤読率を低減させる効果を発生させることができる。

＜上層情報部の単色多波長構成＞
波長特性によって組成される上層情報部については目視表示される多色構成に限らず、赤系・青系・グレー系などする単色で目視表示される多値化波長とし、下層情報部が多値化反射率信号で組成される一・二次元情報コードであっても良い。

＜上層情報部と下層情報部の順序＞
積層化される上層情報部と下層情報部の順位は入れ替わっても良い。すなわち上層情報部が反射率信号で組成され、下層情報部が波長特性信号で組成される積層構造であっても良い。

Claims (5)

1. 物理特性の異なる２物性の情報信号要素を持ち、異なる物性の信号表示領域を一次元または二次元的な配列で並べて形成され、この配列における表示領域の物性信号特性において、少なくとも１組２種の反射率信号特性により多値化された情報信号要素とする下層情報部と、２値化以上の波長信号特性を持つ情報信号要素とする上層情報部との組み合せによって、１つの情報コードにおいて反射率特性を用いて表現される信号情報と波長特性を用いて表現される信号情報という２つの異なる物性情報信号を同時に搭載して解読可能とする、仮想的に３次元化された組成構造を情報表示の要素とする情報コードの組成方法であって、
   下層情報部と上層情報部とが重畳する箇所における下層情報部の反射率信号特性と上層情報部の波長信号特性の関係を定義するリンク情報に基づいて、当該箇所における下層情報部の反射率信号特性要素の反射率に対応させて当該箇所における上層情報部の反射波長特性要素の反射率を変動させることで、少なくとも最下層情報部の反射率信号データを解読できることを可能とする、
   ことを特徴とする一次元または二次元情報コードの組成方法。
2. 上記情報コードにおいて、下層情報部と上層情報部が反射率信号を常にリンクされる様にコード組成することで、下層情報部のデータが変動してもリンク情報を基に上層情報信号要素の反射率のみを対応させることで、上層情報部の波長信号の配列が保たれることにより上層情報部の有意性を維持することで波長信号データの解読を可能とする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の一次元または二次元情報コードの組成方法。
3. 上記情報コードにおいて、下層情報層の反射率情報要素および上層情報部の波長情報要素のいずれかもしくは両方の特性信号要素が２値化以上に分割されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の一次元または二次元情報コードの組成方法。
4. 上記情報コードにおいて、上層情報部の波長特性を一定値で固定させたまま、上層情報信号要素を細かなドット微粒子で下層情報層の反射率にリンクさせながら配列させる事で写真などの画像データを表示させる事によって、下層情報部の反射率信号要素を可変データとして変動させながら自動的に連続したコード組成の量産を可能とする、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の一次元または二次元情報コードの組成方法。
5. 上記情報コードにおいて、反射率特性および波長特性において基準となる物理特性信号の補正ゲージをコード内あるいはその近傍に配置することにより光学読み取りの精度を向上させることを可能とする、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の一次元または二次元情報コードの組成方法。