CN101375186B - 录有信息的叠层材料、贴有该材料的物品、信息读取方法及读取装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的于提供一种外观式样、安全性均优良，且能够廉价地制造的录有信息的叠层材料。一种录有信息的叠层材料10，其特征是：具备以透明微珠18的一部分露出的状态埋设、许多透明微珠排列而配置18的微珠固定层12；在透明微珠18的大致焦点位置设置的反射层14以及在透明微珠18露出的侧的至少一部分微珠固定层12的面上设置的透明树脂层16，通过透明树脂层16，使透明微珠18的焦点位置偏移，使该部分的返回反射率降低，通过设置有透明树脂层16的部分和未设置上述透明树脂层的部分的返回反射率不同，记录信息。
Description
相关申请
发明主张2006年1月17申请的日本国特许出愿2006-8583号的优先权，并将该申请结合于本文。
技术领域
本发明涉及录有信息的叠层材料、粘贴有该材料的物品，特别是外观设计、信息安全性方面的改进。另外，也涉及在叠层材料上记录的信息读取方法及装置。
背景技术
目前各种产品都要进行生产管理及流通管理，所以要将该产品的外包装和零件等上印有条形码及二维码等信息码的封条粘贴在产品上(参照专利文献1)。作为将信息码写入封条等的方法，通常使用激光标记法及油墨标记法。油墨标记法是在表面印刷与基材有明亮度差的油墨，并写入信息码的方法；激光标记法是通过在封条等表面上照射激光，在表面上形成凹状来写入编码的方法(参照专利文献2)。
另一方面，返回反射材料在传统上以交通事故防止对策为目的，一直用于指引标识、规定标识等道路标识用显示材料及夜间的道路工程作业以及警察、消防队员等衣料上。为相同的目的，且最近以提高时髦性为目的，也用于夜间慢跑及步行时的衣料、皮鞋及提包等中。通过使用特殊的材料，或者严格地控制材料构成及制造工序，使返回反射材料难以仿制，因此也往往在真品上粘贴返回反射材料，以判别真品与膺品及仿造品之目的而加以使用(参照专利文献3)。另外，还提出了一种产品，通过将上述的防伪效果高的返回反射材料与信息码组合，同时实现膺品及仿造品与真品之间的判别(安全性提高)以及基于信息码的商品信息管理(参照专利文献4)。专利文献1：特开2002-19253号公报专利文献2：专利第2719287号说明书专利文献3：特开2000-272300号公报专利文献4：特开2004-268258号公报
发明内容
但是，传统的信息码是采用油墨标记法印刷，所以如果将印刷有信息码的封条粘贴在产品上，则存在使外观式样显著降低的问题。这是因为：在油墨标记法中必须造成基材与油墨的明亮度差(黑白组合最易于读取)，可使用的基材颜色和油墨颜色受到大的限制。另外，因为能通过目视容易地观察信息码，所以安全性也稍有问题。
为了防止外观式样恶化，也可以通过采用上述激光标记法，在透明薄膜上打印凹凸码，并将透明薄膜粘贴在产品上，记载信息码，而不降低该产品的外观式样。但是存在的问题是：不能充分地得到透明薄膜上的凹部与平坦部之明亮度差(对比度)，在通常使用CCD相机的自动识别码时不能读取，或者出现读取误差。为了解决这一问题，例如在专利文献2中提出了在凹凸码的形成面上以指定角度照射光，接受从边缘部得到的反射光，并加以识别的方法。但是，在这种方法中存在的缺点是：(1)光的照射角度及受光部的位置等受到限制，必须详细地设定读取条件，(2)装置结构复杂，设备昂贵等。另外，在激光标记法中还存在信息码打印成本的问题。
另外，如专利文献4那样，如果将返回反射材料和基于刻印的信息码组合，则为了确保刻印信息的层，最外表面上必须存在透明材质层。因此，能够使用的返回反射材料的种类限定于闭合型。本发明鉴于上述课题而提出，其目的在于提供一种外观式样、安全性均优良，且能够廉价地制造的录有信息的叠层材料。
为实现上述目的，本发明的录有信息的叠层材料包括：以透明微珠的一部分露出的状态埋设的、许多透明微珠排列而配置的微珠固定层；设置在与上述透明微珠露出面的相反侧、使透过透明微珠的光反射的反射层；以及设置在上述透明微珠露出侧的微珠固定层的面上的至少一部分上的透明树脂层。在上述透明微珠的大致焦点位置上设置上述反射层，使入射在上述透明微珠的至少一部分光大致沿入射方向返回反射。并且，通过用上述透明树脂层覆盖透明微珠的露出面，使该透明微珠的焦点位置偏离上述反射层的位置，使返回反射率降低，通过上述透明树脂层的设置部分和未设置部分之间的返回反射率差异来记录信息。
在上述叠层材料中，对于可见光区域(波长400nm～700nm)的光，上述透明树脂层具有80％以上的透过率为宜。在上述叠层材料中，用上述透明树脂层记录的信息以采用条形码或二维码为宜。另外，上述叠层材料适合于粘贴在物品上。
本发明的信息读取方法的特征在于：在上述叠层材料上照射光，由其返回反射光读取记录在叠层材料上的信息。本发明的信息读取装置具备光源；将来自上述光源的光分成2束光，将1束光照射在上述叠层材料上的半反射镜；通过上述半反射镜，接受来自上述叠层材料的返回反射光的光检测部件；以及根据来自该光检测部件的检测信号，分析记录在上述叠层材料的信息的分析部件。这里，相对于所述半反射镜的面，上述光检测部件配置在所述光源配置位置的对侧。
发明效果
若采用本发明的录有信息的叠层材料，可提供安全性高的叠层材料，且不损害外观式样，这是由于该材料具有如下的结构：以透明微珠露出的至少一部分面上设置透明树脂层，通过设置上述透明树脂层而使透明微珠的一部分的焦点位置偏移，并使上述透明树脂层被设置的部分和未被设置的部分的返回反射率不同，再根据返回反射率不同来记录信息。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的录有信息的叠层材料之一例的图。图2是表示本发明的实施方式的录有信息的叠层材料之一例的图。图3A是光入射在未设透明树脂层的部分上时的说明图。图3B是光入射在设有透明树脂层的部分上时的说明图。图4A是在直线光下观察叠层材料时的说明图。图4B是在寻常光下观察叠层材料时的说明图。图5是本发明的实施方式的信息读取装置的结构略图。图6是二维码之一例。图7是二维码之一例。图8是条形码之一例。
符号说明
10录有信息的叠层材料12微珠固定层14反射层16透明树脂层18透明微珠20固定树脂层
最佳实施方式
下面参照附图，说明本发明的最佳实施方式。图1及图2是本发明实施方式的录有信息的叠层材料的剖视图。本实施方式的叠层材料10具备微珠固定层12、反射层14和透明树脂层16。微珠固定层12由透明微珠18以及用于使多个透明微珠18排列而配置并固定的固定树脂层20构成。透明微珠18以埋设大约一半的状态固定在固定树脂层20中，透明微珠18的大致下半部为埋设的状态，而大致上半部为露出在外部(空气中)的状态。微珠固定层12可以是与传统的开放型返回反射材料(以透明微珠的一部分露出在外部的状态使用)相同的结构。例如，透明微珠18是粒径为30～80μm的玻璃微珠等，可以使用折射率约为1.9～2.2的材料。而作为固定树脂层20，可以使用，例如丙烯系树脂、聚氨酯系树脂、硅酮系树脂等。另外，为了提高固定树脂层20的强度，也可以在树脂中加入交联剂。
反射层14设置在与透明微珠18露出面的相反侧。既可如图1所示，直接设置在透明微珠18埋设固定树脂层20的面上，也可如图2所示，设置在固定树脂层20的内层(与埋设透明微珠18的面的对侧)。反射层14可以位于透明微珠18的大致焦点位置(对于图1是位于透明微珠的大致表面处，对于图2是位于透明微珠的外侧)，此焦点位置由透明微珠18(及固定树脂层20)的折射率决定。另外，反射层14以其反射面的法线方向朝向光的入射方向的状态(如图1、2所示，沿球面的形状)设置。这样，由于反射层14位于透明微珠18的大致焦点位置，因此透过透明微珠18而在反射层14上反射的光就会沿与入射光大致相同的方向返回反射。
反射层14的材质没有特别限制，可以使用传统上众所周知的材质。例如可以使用铝、氧化锌、二氧化硅、氧化钛、铟-锡氧化物、氧化钨等(例如，参照特开2004-294668)。另外，为了利用光的干涉现象，使返回反射光具有颜色，可适当调整反射层的厚度，或者形成将反射层多层叠层的结构，或者形成使二氧化钛被覆云母等干涉物质用于反射层的结构也是合适的(例如，参照特许3441507号说明书、特许3541128号说明书)。
在本实施方式中，特征部分是在透明微珠18露出侧的微珠固定层12的面上至少一部分设有透明树脂层16。这里，透明树脂层只要是对可见光的吸收、散射及反射都小的实质上透明的树脂层即可，没有特别限制。在本实施方式中，该层由透明树脂构成。由于使用透明树脂，因此能够用通常的印刷方法记录信息，制造简单。但是，透明树脂层不一定必须仅由透明树脂构成，也可适当含有其它材质。
作为透明树脂层的透明度，最好透明到在通常的光线环境下不易通过目视区分透明树脂层的设置部分和未设置部分的程度。例如，最好具有与透明微珠同一程度或者其以上的透明度。具体而言，透明树脂层16对于波长450～700nm的可见光，光透过率为80％以上即为合适。
再有，作为透明树脂，可列举聚苯乙烯系树脂、聚酯系树脂、丙烯系树脂、硅酮树脂、氟树脂、聚酰胺系树脂、聚乙烯醇系树脂、聚氨酯系树脂、聚烯烃系树脂、聚碳酸酯树脂、聚砜树脂等。另外，作为透明树脂层，也可以使用在透明树脂中加入几乎无光吸收的光散射粉末，但在这种情况下，光散射粉末的量最好是具有充分的透明性、在通常的光线环境下不能通过目视区分透明树脂层的设置部分和未设置部分的量。
另外，为了降低印刷了透明树脂层的部分的返回反射率，透明树脂层的折射率必须与至少一部分可见光区域(波长450～700nm)中空气的折射率(约1)不同。另外，透明树脂层的折射率与空气的折射率之差为0.3以上是合适的。如果折射率差为0.3以上，则透明树脂层的设置部分和未设置部分的返回反射率有足够差异，能够正确读取信息。这里，所谓透明树脂层的折射率是指作为整个透明树脂层的折射率。
如以下说明，由透明树脂层16覆盖露出面的透明微珠18的一部分以及在透明树脂层16上未覆盖露出面的透明微珠18的一部分具有不同的返回反射率。利用返回反射率的不同，记录信息，从而可提供外观式样和安全性均优良的叠层材料。作为由透明树脂层记录的信息，众所周知的二维码、条形码等信息码是适合的。所谓二维码是指将数据二进制编码后，以二维形式记录信息，所谓条形码是指将数据二进制编码后，以一维形式记录信息。
另外，在本实施方式的叠层材料中设有用于粘贴在物品上的粘接层22。作为粘接层使用的粘接剂不特别限定，例如可以使用丙烯系粘接剂、聚氨酯系粘接剂、硅酮系粘接剂等。该粘接层22不一定是必要的，也可以通过其它方式，例如另外涂敷粘接剂进行粘接或者通过加热进行热熔粘接，加入物品中。
上面是本实施方式的概略结构，下面参照图3A、图3B、图4A、图4B，说明本实施方式的叠层材料的作用。这里以图1的叠层材料为例，进行说明，但对于图2的叠层材料也相同。图3A是光入射在未设置透明树脂层的透明微珠的一部分上时的说明图。直接从空气中入射在透明微珠18的光至少有一部分透过透明微珠18。该透过光在透明微珠18的露出表面(与空气的界面)折射，聚光在透明微珠18的大致焦点位置。因为在透明微珠18的大致焦点位置上设有反射层14，所以由透明微珠18会聚的光的至少一部分在反射层14上反射，再透过透明微珠18，在与空气的界面上折射，形成沿与入射方向大致相同的方向返回的返回反射光。也就是说，透明微珠18作为球面透镜而使用。
另一方面，如图3B所示，入射在由透明树脂层16覆盖露出面的透明微珠18的一部分的光中至少一部分透过透明树脂层16，然后朝向透明微珠18。如果透明微珠18的光入射面直接露出在空气中，则折射率设定为使透明微珠的焦点位于反射层18上。但是，因为透明树脂层的折射率与空气不同，所以由透明树脂层16覆盖的透明微珠18的焦点位置偏离反射层14的位置(或者在反射层14的位置上不再形成清晰的焦点)。因此，透过透明树脂层16，且在反射层14反射的光不会成为返回反射光，而成为朝与入射光不同的方向射出的扩散反射光。换句话说，由于透明树脂层16、透明微珠18不再作为球面透镜而良好地使用，其结果是返回反射率降低。
图4A是在叠层材料10上沿大致一定的方向照射行进方向确定的光(下面称为直线光)时的说明图(图中表示的是从叠层材料10的正上方照射光的情况)。如上所述，设有透明树脂层16的透明微珠18的部分和未设置透明树脂层16的透明微珠18的部分具有不同的返回反射率，所以如图4A所示，从光的照射方向观察(从图4A中叠层材料的正上方观察的情况)时，可根据返回反射光的强度不同，读取由透明树脂层记录的信息。另一方面，如果在离开光的照射方向的位置上观察，则将主要观察返回反射光以外的光，例如在透明微珠18表面及透明树脂层16表面上反射的光等。透明树脂层16和透明微珠18都是透明的，几乎没有光的吸收及散射，几乎不能通过目视确认透明树脂层16被设置的部分和未被设置的部分外观不同。因此，几乎不能读取由透明树脂层16记录的信息。这样，设置透明树脂层的部分将会作为使入射的光扩散反射的扩散反射区域而作用，未设置透明树脂层的部分将会作为使入射的光返回反射的返回反射区域而作用。
另外，如果像阳光或荧光灯等照明下那样照射的光沿行进方向上散开(下面称为寻常光)，则光将会从各个方向入射在叠层材料10(参照图4B)。因此，不存在可特别强地观察到来自叠层材料10的反射光中的返回反射光的观察方向，在任何观察位置都几乎不能区分透明树脂层16的设置部分和未设置部分之间的差异。因此，在寻常光下几乎不能读取由透明树脂层16提供的信息。
这样，若采用本发明的实施方式的叠层材料，因为由透明树脂层记录信息，所以在寻常光的照明下(图4B所示)，几乎不能识别透明树脂层提供的信息，不会损害外观式样。并且，因为能够仅通过直线光下(图4A所示)的返回反射光，读取信息，所以安全性也提高。
叠层材料上的信息码的记录方法能够采用通常的印刷方法。因而，具有可不用特殊的装置，制造简单，且能够降低制造成本的优点。作为印刷方法，能够使用，例如凸版印刷、凹版印刷、照相凹版印刷、丝网印刷、喷墨印刷等方法，但并不限定于此。另外，透明树脂层的形成不仅可使用涂料印刷的方法，而且也可以采用，例如将透明树脂做成薄片状来粘贴的方法进行。
再有，本发明的叠层材料适合粘贴在例如电脑软件、音乐软件、高级商标产品(相机、化妆品、衣料、手袋等)等易于伪造的商品本体及产品标签上。通过粘贴本发明的叠层材料，有助于物品的防伪、商品信息管理等。
信息码读取方法及装置下面说明从本发明的叠层材料读取信息的方法及装置。本发明的信息读取方法的特征是：通过在上述叠层材料上照射光，观察来自叠层材料的返回反射光，从而读取记录在叠层材料的信息。该信息读取方法适于用下面说明的装置实施。
图5是本发明的实施方式的信息码读取装置。图5的信息码读取装置100设有光源(白色光源102)、半反射镜104、光检测部件(CCD相机106)以及由电脑等构成的分析部件108。从白色光源102射出的光朝向半反射镜104，在该处一部分光反射而朝向叠层材料10。朝向叠层材料10的光入射到叠层材料10上。来自叠层材料10的返回反射光再向半反射镜104行进，一部分透过半反射镜104，朝向CCD相机106，在该处被检测。由CCD相机106检出的检测信号发送到分析部件108。在分析部件108中根据检测信号，对记录于叠层材料的信息进行分析。
为了从本发明的叠层材料读取信息，须从与光的照射方向大致相同的方向进行观察。但是，根据图5的装置，相对于半反射镜104的面，光检测部件106设在光源102的配置位置的对侧。这样，利用半反射镜能够在位置上不相互干涉地配置光源102和光检测部件106，并能够恰当地观测到返回反射光。再有，也可以采用光源的位置和光检测部件的位置互换的结构。下面说明本发明的具体实施例，但本发明不限定于以下的实施例。
实施例1
透明树脂将(株)セイコ-アドバソス社制造的丝网印刷用油墨SG-410(90份)、甲苯(10份)混合，调成透明涂料。丝网印刷用版的制作使用尼龙制150目筛网，制成10mm方格的DATAMATRIX型2维码(14×14单元，码信息：SHISEIDO)的版(参照图6)。返回反射材料作为返回反射材料(微珠固定层+反射层)，使用株式会社丸仁制造的开放型返回反射薄膜(LIGHT FORCETM LFU-1200，反射层：蒸镀铝，玻璃微珠的直径：约40～50μm，玻璃微珠的埋入比：约50％)。信息码的印刷方法在上述返回反射材料的表面(透明微珠露出的面)上使用上述丝网印刷用板，采用丝网印刷机印刷，使二维码(透明树脂层)的厚度约为10μm。印刷的二维码在外观上几乎不能通过目视识别，不会损害返回反射材料的外观式样。码信息的读取分析使用图5所示的装置，对于上面制成的叠层材料，进行码信息读取。这里，作为光检测部件及信息码分析部件，使用带CCD相机的读码器THIR-3000LP((株)东研制造))。进行了码信息的读取和分析，结果是能够读出「SHISEIDO」。
实施例2
除了将码信息变更为图7所示的10mm方格的QR型2维码(21×21单元、码信息：SHISEIDO)之外，其余与实施例1相同，结果是都能够正确地读取码信息。另外，印刷的二维码在外观上几乎不能通过目视识别，不会损害返回反射材料的外观式样。
实施例3
除了将码信息变更为图8所示的15×18mm的JAN8型条形码(码信息：01234565)之外，其余与实施例1相同，结果是都能够正确地读取码信息。另外，印刷的条形码在外观上几乎不能通过目视识别，不会损害返回反射材料的外观式样。
实施例4
除了将返回反射材料变更为株式会社丸仁制造的开放型返回反射薄膜(LIGHT FORCETM LFU-1400，反射层：硫化锌-二氧化硅-硫化锌叠层蒸镀，玻璃微珠的直径：约40～50μm，玻璃微珠的埋入比：约50％)之外，其余与实施例1相同，结果是能够正确地读取码信息。另外，印刷的二维码在外观上几乎不能通过目视识别，不会损害返回反射材料的外观式样。
Claims (8)
1.一种记录有信息的叠层材料，其特征在于，
设有：以透明微珠一部分露出的状态埋设的许多透明微珠排列而配置的微珠固定层；
设在所述透明微珠的露出面相反侧的、将透过该透明微珠的光反射的反射层；以及
设在所述透明微珠的露出侧的微珠固定层的面上的至少一部分上的透明树脂层，
在所述透明微珠的大致焦点位置上设置上述反射层，使向所述透明微珠入射的光的至少一部分向大致入射方向返回反射，
用所述透明树脂层覆盖透明微珠的露出面，从而使该透明微珠的焦点位置偏离上述反射层的位置，以使返回反射率降低，通过所述透明树脂层的设置部分和未设置部分的返回反射率差异来记录信息。
2.如权利要求1记载的叠层材料，其特征在于，
对于可见光区域的光，所述透明树脂层的透过率为80％以上。
3.如权利要求1或2中任何一项记载的叠层材料，其特征在于，
由所述透明树脂层记录的信息是条码或二维码。
4.一种粘贴有权利要求1至3中任何一项记载的叠层材料的物品。
5.一种信息读取方法，其特征在于，在叠层材料上照射光，从其返回反射光读取记录在叠层材料上的信息，
所述叠层材料设有：以透明微珠一部分露出的状态埋设的许多透明微珠排列而配置的微珠固定层；
设在所述透明微珠的露出面相反侧的、将透过该透明微珠的光反射的反射层；以及
设在所述透明微珠的露出侧的微珠固定层的面上的至少一部分上的透明树脂层，
在所述透明微珠的大致焦点位置上设置上述反射层，使向所述透明微珠入射的光的至少一部分向大致入射方向返回反射，
用所述透明树脂层覆盖透明微珠的露出面，从而使该透明微珠的焦点位置偏离上述反射层的位置，以使返回反射率降低，通过所述透明树脂层的设置部分和未设置部分的返回反射率差异来记录信息。
6.如权利要求5记载的信息读取方法，其特征在于，使用信息读取装置读取记录于权利要求1～3中任一项所记载的叠层材料的信息，
所述信息读取装置，设有：光源；
将来自所述光源的光分成2个光束，并将其中1个光束照射在权利要求1至3记载的叠层材料上的半反射镜；
通过所述半反射镜接受来自所述叠层材料的返回反射光的光检测部件；以及
根据来自该光检测部件的检测信号，分析记录在所述叠层材料上的信息的分析部件，
对于所述半反射镜的面而言，所述光检测部件配置在所述光源配置位置的相反侧。
7.如权利要求5记载的信息读取方法，其特征在于，
对于可见光区域的光，所述透明树脂层的透过率为80％以上。
8.如权利要求5或7中任何一项记载的信息读取方法，其特征在于，
由所述透明树脂层记录的信息是条码或二维码。
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