JP2006079466A

JP2006079466A - コード読取装置

Info

Publication number: JP2006079466A
Application number: JP2004264610A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Yamada; 幸憲山田; Motoyuki Uehara; 基志上原; Yusuke Takatori; 祐介高取
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2006-03-23

Abstract

【課題】光の反射率差に基づいて読み取られる可視コードと蛍光材料によって形成される不可視コードとを一台で読み取ることのできる装置として、従来のようなバンドカットフィルタによるコード読取り精度の低下がなく、光電変換素子の検出感度波長依存性の影響も受けにくいコード読取装置を実現する。
【解決手段】不可視コードを形成する蛍光材料の励起波長を、光の吸収、透過あるいは反射による反射率差によって読み取られる可視コードのための光源波長よりも短波長とし、発光波長を可視コードのための光源波長近傍とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、コード化された情報を記録するために形成されたバーあるいは二次元コードを光学的に読み取るコード読取装置に関する。

従来、コード化された情報を記録するために形成されたバーあるいは二次元コードを光学的に読み取るコード読取装置には、持ち運びが可能なハンディスキャナ、ハンディタイプのターミナルにデコード情報を表示させるハンディターミナル、一般に機器に組み込んで使用する固定式コード読取装置等がある。

いずれのタイプのコード読取装置にも共通するのは、電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）、フォトダイオード（ＰＤ）等の光信号を検出し電気信号に変換する光電変換素子、電気信号をコード情報に変換するデコード回路、および形成されたバーあるいは二次元コードの反射光の強弱を再生する為に光電変換素子の検出感度波長域の光を前記バーあるいは二次元コードに照射する半導体レーザ（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光源である。また、必要に応じてコリメータレンズ、結像レンズ、ガルバノミラー、ポリゴンミラー等の光学素子やレーザ発振回路、増幅回路、位置検出回路、表示回路等の電子回路、さらに表示部等が搭載される（例えば、特許文献１、２参照）。

このようなコード読取装置によって読み取られるコード化された情報の記録は、例えば、可視光を反射する基材上に、主に黒色のような可視光を吸収するインクによってバーあるいは二次元コードを印刷したり、可視光を透過あるいは吸収することで反射しない基材上に、主に白色のような可視光を反射するインクによってバーあるいは二次元コードを印刷したり、基材表面粗度を大きくする加工を施してバーあるいは二次元コードを形成したりすることによって行われる。

いずれの場合も、コード読取装置の光源は、バーあるいは二次元コードの吸収あるいは反射波長域と、光電変換素子の検出感度波長域の範囲内波長である必要があり、一般的には可視光域である赤色波長の光源が用いられる。ただし、近赤外波長の光源を用いて、近赤外光域の光を吸収するインクによって印刷されたバーコードを検出する場合もある（例えば、特許文献３参照）。

一方、コード化された情報を記録するために形成されたバーあるいは二次元コードを光学的に再生する方法として、バーあるいは二次元コード形成部と基材との反射率差を検出することでコード化された情報を再生する方法以外に、赤外光域で励起発光する蛍光材料によって不可視のバーあるいは二次元コードを形成し、蛍光材料の励起波長の光を照射してバーあるいは二次元コード形成部を赤外光域で発光させ、励起波長と発光波長の間に透過限界波長のあるカットフィルタを通して発光のみを検出器に導くことで、バーあるいは二次元コード形成部と基材とを光強度差として検出する方法もある（例えば、特許文献４参照）。

通常、赤外光域で励起発光する蛍光材料によって形成された不可視のバーあるいは二次元コードの情報を読み取るには、蛍光材料の励起発光波長に合わせた赤外光源や、バンドパスフィルタあるいはローパスフィルタとハイパスフィルタとを組み合わせたバンドカットフィルタを搭載した専用のコード読取装置が必要となるが、赤外光域で励起発光する蛍光材料によって形成されたバーあるいは二次元コードを読み取るための励起用光源と、吸収、透過あるいは反射による反射率差に基づいて読み取られるバーあるいは二次元コードの吸収あるいは反射波長域と、光電変換素子の検出感度波長域の範囲内波長光源との２種類の光源および励起光源波長をカットするフィルタを搭載し、光源を切り替えて使用することで、赤外光域で励起発光する蛍光材料によって形成されたバーあるいは二次元コードと、吸収、透過あるいは反射による反射率差に基づいて読み取られるバーあるいは二次元コードとを１台のコード読取装置で読み取ることも可能である（例えば、特許文献５参照）。

特開平３−２９４３７５号公報特開平８−１８０１２５号公報特開平３−１１８６８３号公報特公昭６０−２９９９６号公報特開平１１−３９４１９号公報

以上に述べた、赤外光域で励起発光する蛍光材料によって形成された不可視のバーあるいは二次元コード（赤外励起発光不可視コード）と、吸収、透過あるいは反射による反射率差に基づいて読み取られるバーあるいは二次元コード（可視コード）とを１台で再生するコード読取装置（特許文献５参照）では、不可視コードを形成している蛍光材料の発光波長が赤外光域であり、可視コードを読み取るための光の波長が可視光域である為、広範な波長域での検出感度が必要となる。

ところが、コード読取用の検出器に用いられる一般的な電荷結合素子（ＣＣＤ）は可視光域での感度は高いが、赤外光域での感度はかなり低下する。また、最も汎用されているＳｉ−フォトダイオード（Ｓｉ−ＰＤ）は近赤外光域に高い感度を示すものもあるが、可視光域から赤外光域までの広い範囲で高感度であるものはない。したがって、赤外光域で励起発光する蛍光材料によって形成された赤外励起発光不可視コードと、可視光域での反射率差に基づいて読み取られる可視コードとを、共通の光電変換素子で検出するためには、感度補正や増幅回路を付加する必要があり、それだけコード読取装置の構成が複雑となる。

さらに、赤外励起発光不可視コードと可視コードとを１台で再生するコード読取装置では、赤外励起発光不可視コードを形成している蛍光材料の励起波長が可視コードを読み取るための可視光の波長よりも長波長となるため、赤外励起発光不可視コードの検出時に必要な、励起光をカットして発光のみを光電変換素子に導く直前のフィルタとして、赤外励起発光不可視コードを形成している蛍光材料の励起波長域をカットするバンドカットフィルタが必要となる。ところが、可視コードの検出時に使用する光源波長と赤外励起発光不可視コードを形成している蛍光材料の励起波長および発光波長との波長差が小さく、非常に狭い波長域を急峻にカットする必要があるため、通常はバンドカットフィルタを使用しても励起波長での遮断率を充分高くすることは不可能であるか、もしくは極めて困難である。このため、励起光の一部が光電変換素子に入射することによるノイズ成分が大きく、コードの読取り精度が低下する。

本発明は、蛍光材料によって形成した不可視のバーあるいは二次元コード（不可視コード）と、吸収、透過あるいは反射による反射率差に基づいて読み取られるバーあるいは二次元コード（可視コード）とを一台で読み取ることのできる装置として、第１に、上記のようなバンドカットフィルタによるコード読取り精度の低下のないコード読取装置を実現することを目的とし、第２に、上記のような光電変換素子の検出感度波長依存性の影響を受けにくいコード読取装置を実現することを目的とする。

上記第１の目的を達成するため、すなわち非常に狭い波長域を急峻に透過あるいはカットするバンドカットフィルタによってコード読取り精度が低下することのないコード読取装置を実現するために、請求項１記載の発明では、蛍光材料の励起波長（第２の光源波長）を、吸収、透過あるいは反射による反射率差に基づいて読み取るための光源波長（第１の光源波長）よりも短波長とすることで、蛍光材料の励起光をカットするフィルタとして、非常に狭い波長域のみを急峻に透過あるいはカットするバンドカットフィルタではなく、通常のシャープカットフィルタを使用可能とした。

具体的には、請求項１記載の発明は、コード化された情報を記録するために形成されたバーあるいは二次元コードを光学的に読み取るコード読取装置において、光の吸収、透過あるいは反射による反射率差に基づいて可視のバーあるいは二次元コード（可視コード）を読み取るための赤色光を照射可能な第１の光源と、蛍光材料で形成された不可視のバーあるいは二次元コード（不可視コード）を励起するための紫外光を照射可能な第２の光源と、前記赤色光および前記不可視コードの発する蛍光を検出することが可能な検出器と、前記赤色光を可視コードに当てたときはその反射光を、前記紫外光を不可視コードに当てたときは不可視コードの発する蛍光を、それぞれ検出器に導いて結像させる光学系とを備え、さらに前記赤色光を透過させるが前記紫外光を透過させないフィルタを、前記可視コードからの反射光および前記不可視コードからの蛍光が検出器に至る光路上に位置するように、配置したことを特徴とするものである。

さらに具体的には、次のように構成した。すなわち、第２の光源から出射される紫外光の波長を請求項３記載のように３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下とすることで、励起波長つまり吸収波長が紫外光域である蛍光材料を利用し、当該蛍光材料によって形成されるバーあるいは二次元コードの不可視性を確保した。

また、可視コードを読み取るための光源波長、すなわち第１の光源から出射される赤色光の波長を、請求項４記載のように６００ｎｍ以上６９０ｎｍ以下とすることで、第２の光源波長（蛍光材料の励起光源波長）との波長差を大きくする一方、励起光を遮断して蛍光材料の発光と可視コードのための光とを透過するシャープカットフィルタの透過限界波長を、請求項５記載のように、第２の光源から出射される紫外光の波長に対して５０ｎｍ以上長波長で、かつ第１の光源から出射される赤色光の波長に対して５０ｎｍ以上短波長とすることで、基材によって反射される励起光の反射光を充分遮断し、不可視コードの発する蛍光（つまり蛍光材料の発光）と、可視コードの反射光（つまり吸収、透過あるいは反射による反射率差に基づいて可視コードを読み取るための光）とを充分透過させ、コードの読取り精度を確保することを可能とした。

シャープカットフィルタの透過限界波長は、励起光波長との波長差をできるだけ大きくし、請求項５記載のように５０ｎｍ以上、さらに好ましくは１００ｎｍ以上とすることで、外光の反射光をも除去することができ、さらにコードの読取り精度を向上させることができる。

次に、本発明の第２の目的を達成するため、すなわち光電変換素子の検出感度波長依存性の影響を受けないコード読取装置を実現するため、請求項２記載のように、第１の光源から出射される赤色光の波長Ａと、不可視コードの発する蛍光の波長Ｂとの波長差を、８０ｎｍ以下（すなわち、０≦｜Ｂ−Ａ｜≦８０（単位：ｎｍ））とすることで、感度補正や増幅回路を付加することなく均一な検出感度を持つコード読取装置の実現を可能とした。

具体的には、不可視コードを形成する蛍光材料として、紫外光域で励起し６００ｎｍ以上６９０ｎｍ以下で発光するユウロピウム化合物を利用する。ユウロピウム化合物の発光ピークが最大となる波長は、６１０ｎｍから６２０ｎｍの範囲である故、可視コードを読み取るために第１の光源の出射する赤色光の波長もこの範囲内とすることが最も好ましいが、波長差が８０ｎｍ以下であれば光電変換素子の検出感度は充分均一であり、５３０ｎｍ以上７００ｎｍ以下であれば可視コードを読み取るための光源に利用できる。さらに、６００ｎｍ以上６９０ｎｍ以下とすれば、発光ダイオードの選択肢も広く、コード読取装置の設計マージンも確保できる。

さらに、ユウロピウム化合物を利用して形成した不可視コードを紫外光域で励起し、その６００ｎｍ以上６９０ｎｍ以下での発光を検出するコード読取装置とすることで、蛍光増白剤を含侵あるいはコーティングした基材上でも、紫外光を照射することで発光する蛍光増白剤の可視光短波長域青色発光の影響を受けることなく、不可視コードを読み取ることができ、基材の選択肢を広げることができる。

また、シャープカットフィルタの透過限界波長と、励起光波長との波長差を大きくすることで、蛍光増白剤の発光をも除去することができ、さらにコードの読取り精度を向上させることができる。

なお、本発明の構成は、バーあるいは二次元コードをデコードするコード読取装置に限定するものではなく、英数字や図形等のキャラクタを認識するシステムにも適用可能である。

本発明によれば、光電変換素子の検出感度波長依存性の影響を受けず、非常に狭い波長域を急峻に透過あるいはカットするバンドパスフィルタあるいはバンドカットフィルタによるコード読取り精度の低下のない、不可視コードと可視コードを一台で共に読み取ることのできるコード読取装置を実現することができる。

図１は、コード形成用基材１２の表面にコード化された情報を記録するために形成されたバーあるいは二次元コード１３を光学的に読み取る本発明コード読取装置の一構成例を示す。なお、コード形成用基材１２の表面に形成されたバーあるいは二次元コード１３は、下記の可視コードである場合と不可視コードである場合とがあるが、図１ではそのいずれをも符号１３で示すことにする。

同図のコード読取装置１は、可視のバーあるいは二次元コード（可視コード）１３を読み取るための赤色光を照射可能な第１の光源２と、例えばレンズやポリゴンミラー等からなる第１の光源用光学系３と、蛍光材料で形成された不可視のバーあるいは二次元コード（不可視コード）１３を励起するための紫外光を照射可能な第２の光源４と、例えばレンズやポリゴンミラー等からなる第２の光源用光学系５と、第１の光源２および第２の光源４を駆動するための光源用電源および駆動回路からなる駆動ユニット６と、前記赤色光および前記不可視コードの発する蛍光を検出することが可能な光電変換素子（検出器）９と、前記赤色光を可視コードに当てたときはその反射光を、前記紫外光を不可視コードに当てたときは不可視コードの発する蛍光を、それぞれ検出器である光電変化素子９に導いて結像させる例えばレンズやミラー等からなる検出器用光学系７と、検出器用ユニット１０とを有する。また、図示しなかったが、コード読取装置１においては、可視コードを読み取る際には第１の光源からの赤色光のみが出射され、不可視コードを読み取る際には第２の光源からの紫外光のみが出射されるように、第１の光源と第２の光源を切り替えることができるスイッチが搭載されている。

可視あるいは不可視のバーあるいは二次元コード１３と光電変化素子（検出器）９との間には、前記可視コードからの反射光および不可視コードからの蛍光が光電変化素子９に至る光路上に位置するように、フィルタ８が配置されている。このフィルタ８には、第１の光源２から出射される可視コード読取用の赤色光を透過させるが第２の光源から出射される蛍光材料（不可視コード形成材料）励起用の紫外光を透過させないシャープカットフィルタが用いられている。

可視コード１３は、これに照射される前記赤色光の吸収、透過あるいは反射による反射率差に基づいて読み取られるものであり、不可視コード１３は、これに前記紫外光を照射したときに当該不可視コードを形成している蛍光材料の発する蛍光を検出することによって読み取られるものである。コード形成用基材１２の表面に形成されたバーあるいは二次元コード１３が可視コードである場合には、第１の光源２を点燈して可視コードに赤色光を照射したときに、その反射光が検出器用光学系７およびフィルタ８を介して光電変換素子９に到達して結像し、コード形成用基材１２の表面に形成されたバーあるいは二次元コード１３が不可視コードである場合には、第２の光源４を点燈して不可視コードに紫外光を照射したときに、これによって励起された不可視コード（蛍光材料）の発する蛍光が同じく検出器用光学系７およびフィルタ８を介して光電変換素子９に到達して結像する。これを光電変換素子９は対応する電気信号に変換して出力する。

検出器用ユニット１０は、光電変換素子用の電源、制御回路およびデコード回路（いずれも図示せず）からなり、光電変換素子９の出力を前記デコード回路を介してコード判定・処理部１１に送出する。コード判定・処理部１１は、検出器用ユニット１０のデコード回路からの入力を受けて、コード形成用基材１２の表面に形成されたバーあるいは二次元コード１３の種類、形状等を判定し、その結果を図示しない例えば表示部やメモリ等に出力する等の所定の処理を行う。なお、コード判定・処理部１１は、コード読取装置１の内外のいずれにあってもよい。つまり、コード読取装置１に内蔵されていてもよいし、コード読取装置と通信可能に接続された他の装置に設けられていてもよい。

［実施例］
次に、本発明の実施例について説明する。以下の実施例で使用したコード読取装置は、基本的には図１に示したものと同様の構成を有するものであるが、第１および第２の各光源波長や用いた光電変換素子（検出器）の種類等が異なっている場合がある。これらについては、その都度、該当する箇所で説明するが、表１に下記実施例等で使用する光源波長等の一覧を示しておく。なお、以下の実施例等では、重量部を単に「部」と記す。

メチルイソブチルケトン５部に、図２に示すような励起発光スペクトルを示す、可視光域で不可視であって、紫外線により励起されて発光する色素（ハネウェル社製の「ＣＤ３４６」、発光中心元素：ユウロピウム、発光ピーク波長：６１５ｎｍ、配位子：テノイルトリフルオロアセトン）１部を溶解し、これをエタノール８0.９部により希釈した（溶媒中のエタノール含有量：約９４重量％）。これにビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合体１０部を加え、さらにトリブチルホスフインオキサイド（ｐＨ4.２）１部、テトラフエニルホスホニウムブロマイド２部、トリエタノールアミン0.０１部、フツ素系界面活性剤0.１部を加え、よく攪拌混合して、紫外線励起型のインク組成物を調製した。インク組成物の励起発光スペクトルは、図２と同様の形状を示し、発光ピーク波長は６１５ｎｍであった。

このインク組成物を用い、小文字インクジェットプリンタにより、白色のコピー用紙にＱＲコード（コードデータ：「１２３４５６７８９０ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪ」）を印刷した。この印刷部は、通常の照明の下では不可視であり、ＱＲコードを視認することはできなかった。また、印刷部の蛍光特性は、図２の励起発光スペクトルであり、発光ピーク波長は６１５ｎｍであった。

次に、図１に示したコード読取装置１は、以下の構成とした。第１の光源（可視光源）２には、ピーク波長が６５０ｎｍである赤色発光ＬＥＤを１２個搭載したものを使用した。第２の光源（紫外光源）４には、ピーク波長が３６５ｎｍである紫外発光ＬＥＤを２０個搭載したものを使用した。フィルタ８には、図３のような透過率スペクトルを示す、透過限界波長が５６０ｎｍのシャープカットフィルタを選択した。光電変換素子９には、ＣＣＤイメージセンサを用いた。このコード読取装置を用い、切替えスイッチにより紫外光源を点灯させて、上記ＱＲコードをデコードした結果、コードデータである「１２３４５６７８９０ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪ」を再生することができた。

さらに、オフセット印刷により黒色インクでＰＤＦ４１７コード（コードデータ：「ＺＹＸＷＶＵＴＳ０９８７６５４３」）を形成し、上記コード読取装置の切替えスイッチにより、可視光源を点灯させて、ＰＤＦ４１７コードをデコードした結果、コードデータ「ＺＹＸＷＶＵＴＳ０９８７６５４３」を再生することができた。

テノイルトリフルオロアセトン１2.６部、エタノール２７4.０部、塩化ユウロピウム（III)６水和物3.０部、イオン交換水２７4.０部の各成分をマグネチックスターラーで攪拌しながら、ジメチルエタノールアミン6.９部を滴下し、ｐＨ6.８に調整した。その後、ポリビニルピロリドン樹脂３7.２部を加え、６０℃で３時間攪拌後、ろ過し、蛍光体液を得た。さらに、この蛍光体液に、ビックケミー社製の表面処理剤「ＢＹＫ−３４８」0.２部、定着付与剤として１，２，３−ベンゾトリアゾール１7.０部を加え、２５℃で１時間攪拌後、ろ過し、水性蛍光インク組成物を得た。インク組成物の発光ピーク波長は６１５ｎｍであった。

このインク組成物を用い、小文字用インクジェットプリンタにより、白色のコピー用紙にデータマトリックスコード（コードデータ：「１２３４５６ＡＢＣＤＥＦ」）を印刷した。この印刷部は、通常の照明の下では不可視であり、データマトリックスコードを視認することはできなかった。また、印刷部の発光ピーク波長は６１５ｎｍであった。

次に、図１に示したコード読取装置１は、以下の構成とした。第１の光源（可視光源）２には、ピーク波長が６５０ｎｍである赤色発光ＬＥＤを１２個搭載したものを使用した。第２の光源（紫外光源）４には、ピーク波長が３６５ｎｍであるリング状ブラックライトを搭載したものを使用した。フィルタ８としては、透過限界波長が５６０ｎｍのシャープカットフィルタを選択した。光電変換素子９としては、ＣＭＯＳイメージセンサを用いた。このコード読取装置を用い、切替えスイッチにより紫外光源を点灯させて、上記データマトリックスコードをデコードした結果、コードデータである「１２３４５６ＡＢＣＤＥＦ」を再生することができた。

さらに、黒色インクリボンを用い熱転写プリンタによりＱＲコード（コードデータ：「ＺＹＸＷＶＵＴＳＲＱ０９８７６５４３２１」）を形成し、上記コード読取装置の切替えスイッチにより、可視光源を点灯させて、ＱＲコードをデコードした結果、コードデータ「ＺＹＸＷＶＵＴＳＲＱ０９８７６５４３２１」を再生することができた。

水９０部に、母材樹脂としてポリビニルアルコール５部を溶解し、これに、可視光域で不可視または認識困難であって、かつ紫外線によって励起されて発光する色素（ハネウェル社製の「ＣＤ３４６」、発光中心元素：ユウロピウム、発光ピーク波長：６１５ｎｍ、配位子：テノイルトリフルオロアセトン）0.５部を加え、遊星ボールミルにより４時間分散処理して、上記色素が粒径２１０〜４１０ｎｍの粒状物として存在する紫外線励起型のインク組成物を調製した。インク組成物の発光ピーク波長は６１２ｎｍであった。

このインク組成物を用い、民生用インクジェットプリンタにより、白色のコピー用紙にＱＲコード（コードデータ：「１２３４５６７８９０ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪ」）を印刷した。この印刷部は、通常の照明の下では不可視または認識困難であり、ＱＲコードを視認することはできなかった。また、印刷部の発光ピーク波長は６１２ｎｍであった。

次に、図１に示したコード読取装置１は、以下の構成とした。第１の光源である可視光源２には、ピーク波長が６６０ｎｍである赤色発光ＬＥＤを１２個搭載したものを使用した。第２の光源である紫外光源４には、ピーク波長が３６５ｎｍである紫外発光ＬＥＤを２０個搭載したものを使用した。フィルタ８には、透過限界波長が５００ｎｍのシャープカットフィルタを用いた。光電変換素子９としては、ＣＣＤイメージセンサを用いた。このコード読取装置を用い、切替えスイッチにより紫外光源を点灯させて、上記ＱＲコードをデコードした結果、コードデータである「１２３４５６７８９０ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪ」を再生することができた。

さらに、小文字用インクジェットプリンタにより黒色インクでデータマトリックスコード（コードデータ：「ＺＹＸＷＶＵ０９８７６５」）を形成し、上記コード読取装置の切替えスイッチにより、可視光源を点灯させて、データマトリックスコードをデコードした結果、コードデータ「ＺＹＸＷＶＵ０９８７６５」を再生することができた。

図２のような励起発光スペクトルを示す、可視光域で不可視であって、紫外線により励起されて発光する色素（ハネウェル社製の「ＣＤ３４６」、発光中心元素：ユウロピウム、発光ピーク波長：６１５ｎｍ、配位子：テノイルトリフルオロアセトン）１５重量部、カルナウバワックスのイソプロパノールエマルジョン（固形分１7.５重量％）１００重量部、ポリアミド樹脂５重量部、クイントン１７００（日本ゼオン社製；石油樹脂）２重量部、イソプロパノ−ル１2.５重量部を１時間混合分散してインク層形成用の分散液を調製した。

このインク層形成用分散液を、厚さ4.５μｍのポリエチレンテレフタレ−トフィルム上に乾燥後の厚みが３μｍになるように塗布し、乾燥してインク層を形成した後、一定幅にスリットして熱転写記録媒体を作製した。

この熱転写記録媒体を用いて、熱転写バーコードプリンタにより白色のコート紙にＱＲコード（コードデータ：「１２３４５６７８９０ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪ」）を印刷した。この印刷部は、通常の照明の下では不可視または認識困難であり、ＱＲコードを視認することはできなかった。また、印刷部の発光ピーク波長は６１５ｎｍであった。

次に、図１に示したコード読取装置１は、以下の構成とした。第１の光源（可視光源）２には、ピーク波長が６５０ｎｍである赤色発光ＬＥＤを１２個搭載したものを使用した。第２の光源（紫外光源）４には、ピーク波長が３６５ｎｍである紫外発光ＬＥＤを２０個搭載したものを使用した。フィルタ８には、透過限界波長が５６０ｎｍのシャープカットフィルタを選択した。光電変換素子９は、ＣＣＤイメージセンサを用いた。このコード読取装置を用い、切替えスイッチにより紫外光源を点灯させて、上記ＱＲコードをデコードした結果、コードデータである「１２３４５６７８９０ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪ」を再生することができた。

さらに、オフセット印刷により黒色インクでＪＡＮコード（コードデータ：「４９０９８７６５４３２１」）を形成し、上記コード読取装置の切替えスイッチにより、可視光源を点灯させて、ＪＡＮコードをデコードした結果、コードデータ「４９０９８７６５４３２１」を再生することができた。

メチルイソブチルケトン５部に、図２のような励起発光スペクトルを示す、可視光域で不可視であって、紫外線により励起されて発光する色素（ハネウェル社製の「ＣＤ３４６」、発光中心元素：ユウロピウム、発光ピーク波長：６１５ｎｍ、配位子：テノイルトリフルオロアセトン）１部を溶解し、これをエタノール８0.９部により希釈した（溶媒中のエタノール含有量：約９４重量％）。これにビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合体１０部を加え、さらにトリブチルホスフインオキサイド（ｐＨ4.２）１部、テトラフエニルホスホニウムブロマイド２部、トリエタノールアミン0.０１部、フツ素系界面活性剤0.１部を加え、よく攪拌混合して、紫外線励起型のインク組成物を調製した。インク組成物の発光ピーク波長は６１５ｎｍであった。

このインク組成物を用い、小文字インクジェットプリンタにより、白色のコピー用紙にＩＴＦコード（コードデータ：「１２３４５６７８９０」）を印刷した。この印刷部は、通常の照明の下では不可視であり、ＩＴＦコードを視認することはできなかった。また、印刷部の発光ピーク波長は６１５ｎｍであった。

次に、図１に示したコード読取装置１は、以下の構成とした。第１の光源（可視光源）２には、ピーク波長が６３５ｎｍである赤色発光ＬＥＤを１２個搭載したものを使用した。第２の光源（紫外光源）４には、ピーク波長が３６５ｎｍであるリング状ブラックライトを搭載したものを使用した。フィルタ８は、透過限界波長が５４０ｎｍのシャープカットフィルタを選択した。光電変換素子９は、ＣＣＤラインセンサを用いた。このコード読取装置を用い、切替えスイッチにより紫外光源を点灯させて、上記ＩＴＦコードをデコードした結果、コードデータである「１２３４５６７８９０」を再生することができた。

さらに、黒色の熱転写記録媒体を用いて、熱転写バーコードプリンタによりＣｏｄｅ３９（コードデータ：「ＺＹＸＷ０９８」）を形成し、上記コード読取装置の切替えスイッチにより、可視光源を点灯させて、Ｃｏｄｅ３９をデコードした結果、コードデータ「ＺＹＸＷ０９８」を再生することができた。

図２のような励起発光スペクトルを示す、可視光域で不可視であって、紫外線により励起されて発光する色素（ハネウェル社製の「ＣＤ３４６」、発光中心元素：ユウロピウム、発光ピーク波長：６１５ｎｍ、配位子：テノイルトリフルオロアセトン）５部、密ろう４０部、ドデシルアミン５部の各成分を溶融混合して、インク組成物を調製した。このインク組成物を、厚さが５μｍのポリエチレンテレフタレートフイルム上に、乾燥厚さが３μｍとなるように塗布、乾燥して、インク組成物の層を形成した後、一定幅にスリットして熱転写記録媒体を作製した。

この熱転写記録媒体を用いて、熱転写バーコードプリンタにより白色のコピー用紙にＮＷ−７コード（コードデータ：「１２３４５６７８９０」）を印刷した。この印刷部は、通常の照明の下では不可視または認識困難であり、ＮＷ−７コードを視認することはできなかった。また、印刷部の発光ピーク波長は６１２ｎｍであった。

次に、図１に示したコード読取装置１は、以下の構成とした。第１の光源（可視光源）２には、ピーク波長が６７０ｎｍである赤色発光ＬＤを搭載しものを使用し、ポリゴンミラーでレーザ光をスキャンする構成とした。第２の光源（紫外光源）４は、ピーク波長が３６５ｎｍである紫外発光ＬＥＤを２０個搭載したものを使用した。フィルタ８は、透過限界波長が５６０ｎｍのシャープカットフィルタを選択した。光電変換素子９は、ＣＣＤラインセンサを用いた。このコード読取装置を用い、切替えスイッチにより紫外光源を点灯させて、上記ＮＷ−７コードをデコードした結果、コードデータである「１２３４５６７８９０」を再生することができた。

さらに、小文字用インクジェットプリンタにより黒色インクでＩＴＦコード（コードデータ：「０９８７６５４３２１」）を形成し、上記コード読取装置の切替えスイッチにより、可視光源を点灯しポリゴンミラーでスキャンさせて、ＩＴＦコードをデコードした結果、コードデータ「０９８７６５４３２１」を再生することができた。

［比較例］
図４のような励起発光スペクトルを示す、可視光域で不可視であって、赤外線により励起されて発光する蛍光体（Ｎｄ₁.₈ Ｙｂ₀.₂ Ｃａ₅ （ＭｏＯ₄ ）₈ ：粒径0.５μｍ）５０部、密ろう４０部、ドデシルアミン５部の各成分を溶融混合して、インク組成物を調製した。このインク組成物を、厚さが５μｍのポリエチレンテレフタレートフイルム上に、乾燥厚さが３μｍとなるように塗布、乾燥して、インク組成物の層を形成した後、一定幅にスリットして熱転写記録媒体を作製した。

この熱転写記録媒体を用いて、熱転写バーコードプリンタにより白色のコート紙にＩＴＦコード（コードデータ：「１２３４５６７８９０」）を印刷した。この印刷部は、通常の照明の下では不可視または認識困難であり、ＩＴＦコードを視認することはできなかった。また、印刷部の励起発光スペクトルは、図４の形状を示し、発光ピーク波長は９８０ｎｍであった。

この比較例では、形式的には図１に示したものと同様の構造を有するコード読取装置を使用したが、これは下記に述べるように光源波長やフィルタの種類等が相違している点で実質的には本発明のコード読取装置１とは異なったものである。すなわち、第１の光源（可視光源）２には、ピーク波長が６７０ｎｍである赤色発光ＬＤを搭載しものを使用し、ポリゴンミラーでレーザ光をスキャンする構成とした。第２の光源（赤外光源）４には、ピーク波長が８１０ｎｍである赤外発光ＬＤを搭載したものを使用し、ポリゴンミラーでレーザ光をスキャンする構成とした。フィルタ８は、図５のような透過率スペクトルを示す、８１０ｎｍのバンドカットフィルタを使用した。光電変換素子９は、ＣＣＤラインセンサを用いた。このコード読取装置を用い、切替えスイッチにより赤外光源を点灯させて、上記ＩＴＦコードをデコードしたが、コードデータである「１２３４５６７８９０」を安定再生することはできなかった。

ただし、黒色の熱転写記録媒体を用いて、熱転写バーコードプリンタによりＩＴＦコード（コードデータ：「０９８７６５４３２１」）を形成し、上記コード読取装置の切替えスイッチにより、可視光源を点灯しポリゴンミラーでスキャンさせて、ＩＴＦコードをデコードした結果、コードデータ「０９８７６５４３２１」を再生することはできた。

［実験例］
メチルエチルケトン５部に、図６のような励起発光スペクトルを示す、可視光域で不可視であって、紫外線により励起されて発光する色素（ハネウェル社製の「ＣＤ３０２」、発光ピーク波長：５１５ｎｍ）１部を溶解し、これをエタノール８0.９部により希釈した（溶媒中のエタノール含有量：約９４重量％）。これにビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合体１０部を加え、さらにトリエタノールアミン0.０１部、フツ素系界面活性剤0.１部を加え、よく攪拌混合して、紫外線励起型のインク組成物を調製した。インク組成物は、発光を示さなかった。

このインク組成物を用い、小文字用インクジェットプリンタにより、白色のコピー用紙にデータマトリックスコード（コードデータ：「１２３４５６ＡＢＣＤＥＦ」）を印刷した。この印刷部は、通常の照明の下では不可視であり、データマトリックスコードを視認することはできなかった。また、印刷部の励起発光スペクトルは、図６の形状を示し、発光ピーク波長は５１５ｎｍであった。

次に、図１に示したコード読取装置１は、以下の構成とした。第１の光源（可視光源）２には、ピーク波長が６７０ｎｍである赤色発光ＬＥＤを１２個搭載したものを使用した。第２の光源（紫外光源）４には、ピーク波長が３６５ｎｍであるリング状ブラックライトを搭載したものを使用した。フィルタ８は、透過限界波長が４６０ｎｍのシャープカットフィルタを選択した。光電変換素子９は、ＣＭＯＳイメージセンサを用いた。このコード読取装置を用い、切替えスイッチにより紫外光源を点灯させて、上記データマトリックスコードをデコードしたが、コードデータである「１２３４５６ＡＢＣＤＥＦ」を再生することはできなかった。

ただし、オフセット印刷により黒色インクでＱＲコード（コードデータ：「ＺＹＸＷＶＵＴＳＲＱ０９８７６５４３２１」）を形成し、上記コード読取装置の切替えスイッチにより、可視光源を点灯させて、ＱＲコードをデコードした結果、コードデータ「ＺＹＸＷＶＵＴＳＲＱ０９８７６５４３２１」を再生することはできた。

本発明のコード読取装置の一実施形態を示す概略構成図である。実施例の不可視のバーあるいは二次元コード形成用蛍光材料の励起発光スペクトルを示す図である。実施例１、２、４、６のシャープカットフィルタの透過率スペクトルを示す図である。比較例の不可視のバーあるいは二次元コード形成用蛍光材料の励起発光スペクトルを示す図である。比較例のバンドカットフィルタの透過率スペクトルを示す図である。実験例の不可視のバーあるいは二次元コード形成用蛍光材料の励起発光スペクトルを示す図である。

符号の説明

１コード読取装置
２第１の光源
３第１の光源用光学系
４第２の光源
５第２の光源用光学系
６駆動ユニット（光源用電源、駆動回路）
７検出器用光学系
８フィルタ
９検出器（光電変換素子）
１０検出器用ユニット（光電変換素子用電源、制御回路およびデコード回路）
１１コード判定・処理部
１２バーあるいは二次元コード形成用基材
１３バーあるいは二次元コード（可視コードまたは不可視コード）

Claims

コード化された情報を記録するために形成されたバーあるいは二次元コードを光学的に読み取るコード読取装置において、
吸収、透過あるいは反射による反射率差に基づいて可視のバーあるいは二次元コード（可視コード）を読み取るための赤色光を照射可能な第１の光源と、
蛍光材料で形成された不可視のバーあるいは二次元コード（不可視コード）を励起するための紫外光を照射可能な第２の光源と、
前記赤色光と前記不可視コードの発する蛍光とを検出することが可能な検出器と、
前記赤色光を可視コードに照射したときはその反射光を、前記紫外光を不可視コードに照射したときは不可視コードの発する蛍光を、それぞれ検出器に導いて結像させる光学系とを備え、
さらに前記赤色光を透過させるが前記紫外光を透過させないフィルタを、前記可視コードからの反射光および前記不可視コードからの蛍光が検出器に至る光路上に位置するように、配置したことを特徴とするコード読取装置。
第１の光源から出射される赤色光の波長Ａが、不可視コードの発する蛍光の波長Ｂに対して、下記の式（１）を満たすように設定されている、請求項１記載のコード読取装置。
０≦｜Ｂ−Ａ｜≦８０（単位：ｎｍ）・・・（１）
第２の光源から出射される紫外光の波長が３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である、請求項１または２記載のコード読取装置。
第１の光源から出射される赤色光の波長が６００ｎｍ以上６９０ｎｍ以下である、請求項１ないし３のいずれかに記載のコード読取装置。
フィルタの透過限界波長が、第２の光源から出射される紫外光の波長に対して５０ｎｍ以上長波長であり、かつ第１の光源から出射される赤色光の波長に対して５０ｎｍ以上短波長である、請求項１ないし４のいずれかに記載のコード読取装置。
可視コードを読み取る際には第１の光源からの赤色光のみが出射され、不可視コードを読み取る際には第２の光源からの紫外光のみが出射されるように、第１の光源と第２の光源を切り替えることができるスイッチを有する、請求項１ないし５のいずれかに記載のコード読取装置。
第２の光源は複数個の発光ダイオードで構成されている、請求項１ないし６のいずれかに記載のコード読取装置。