JP2008243163A - 光学的記録方法ならびにその読取り方法 - Google Patents

Abstract

【課題】個別の情報を簡便に収納出来、かつ、その書き込み情報を複製することが容易に出来ない光学的な記録方法並びにその読取り方法を提供する。
【解決手段】Ｒ、Ｇ、Ｂの光を遮蔽する初期情報に対し、１種もしくは複合されたＲ、Ｇ、Ｂの光を照射し、投影面や反射面において予め印刷された可変情報や第二番目のＲ、Ｇ、Ｂの内の１〜２種の光を照射することで、投影された光の色の配列情報を変化させ、変化したものを情報として読取る光学的な記録方法並びに読取り方法である。
【選択図】図４

Description

本発明は、複製が極めて困難な、光学的な記録方法ならびにその読取り方法に関するものである。

以下では、便宜上、赤色の波長の光をＲ、緑色の波長の光をＧ，青色の波長の光をＢと称する。Ｒ、Ｇ、Ｂの光を利用するために水平に置いた樹脂もしくはガラスの板またはシートの、上下に相対する面において、上部の外部接触面を「上部外表面」、上部側から透視して見た底の面を「底面」、下部の外部接触面を「下部外表面」、下部側から透視して見た上部の面を「天井面」とし、また光を内部に照射するための光の入り口を「照射口」、色の情報を読取るための窓を「読取り口」として説明する。

光学的な記録方法及びその読取り方法では、バーコードに代表される、紙等に印刷された白黒の情報を情報表示ラベルとして固有の物体に貼り、それを光学的な読取り方法で、より多くの情報が収納出来る二次元のものも普及してきている。また、樹脂製のカードのエンボス文字の凸部を利用し、陰影を出現させるような光を照射し、それを読取るような方法がある。

特許文献１の情報表示ラベルは、バーコード等の光学読取り装置によって読取り可能な情報表示部が印刷された情報表示ラベルにおいて、可視光を被着面の文字情報が視覚的に判別可能な範囲で透過し、かつ光学読取り装置によって読取り可能な所定波長の光に対する反射率が高い光学反射層を備えたもので、光学読取り装置から照射された光は、殆どが光学反射層で反射され、被着面の文字情報による影響が可及的に除去されて、被着面に文字情報があっても、光を吸収する黒色等で印刷されるバーコードを構成する印字バー等の印刷太さ、生地面とのコントラストを充分に確保出来て、光学読取り装置からの情報読み取りが、誤読又は判別不能となることなく、しかも視覚的に被着面の文字情報を読取ることが出来るようになっている。

特許文献２のカードのイメージ読取り装置は、カードの地紋部の影響を除去し、カードのイメージを読取るために、カード表面に対して垂直に配置されるイメージセンサとこのイメージセンサに対して左右対称に設けられる２本のライン光源を設け、この光源をイメージセンサでイメージデータとしてライン単位で読取り、そのうちの、１種類のイメージデータを１ライン分遅延させ、２種類のイメージデータのレベルを、それぞれのライン毎の画素単位でレベル差の絶対値を求め、この絶対値を白黒レベル反転処理し、この得られたデータをカード全体の最終データとしてプリンタで印字出力し、カードの地紋部の影響を除去し、かつ、凸型エンボス文字の縦線に左右対称の陰影を出現させるようになっている。

特開平８−２５４９５１公報 特開平６−２０３２０６公報

特許文献１の情報表示ラベルは、その情報表示ラベルを印刷物等の他の文字情報上に貼着しても、被着面に形成された文字情報を目視でき、かつ情報表示部の光学的読取りが正確に行い得るようになっているが、情報の記録方法としては簡単に複製が出来るものである。

特許文献２のカードのイメージ読取り装置は、読取る対象である情報がカードの凸型エンボス文字であるため、情報の記録媒体としては簡単に複製が出来るものである。

そこで、個別の情報を初期情報として簡便に収納出来、かつ、その書き込み情報を複製することが容易には出来ない、光学的な記録方法ならびにその読取り方法を提供するため、検討した。

検討の結果、Ｒ、Ｇ、Ｂ等の波長の光を透過することが可能な、ガラス製または樹脂製の板やシートの上部外表面に、特定もしくは全ての波長の光を透過させない、印刷、塗装、箔押しやシール等で取り付けられた初期情報である文字情報や記号情報、更に底面には光の色を変化させたり吸収させることが出来る色素や顔料が文字、記号または線状に印刷、塗装もしくはエッチングされることにより、情報を変化させることが出来る可変部が施されていて、Ｒ、Ｇ、Ｂの何れかの波長または複合した光線を、上部外表面側から底部に対し照射すること、つまり、文字情報や記号情報を光が投影する時に形作られた影と光を、必ず特定の角度で可変部に重なるように照射することにより、投影された影と変化された色の配列の情報を順次、光学的な情報として読取ることようにする、光学的な記録方法ならびにその読取り方法を開発した。

具体的には、請求項１記載の発明は、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの波長域の光、好ましくはＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの波長の中心域の波長の光を透過させることが可能な透明な樹脂板の上部外表面に、直線状もしくは円周状に配列された、好ましくはコード化された、特定の波長の光を遮蔽する色素や顔料で印刷された情報に対し、Ｒ、Ｇ、Ｂの波長の光の１種もしくは複合された波長の光を照射することにより、入射角方向の投影部に、その情報が影と光に分離された状態で投影されるのであるが、その時に、予め投影部に特定の波長の色を変化させる、もしくは吸収させる事の出来る可変部を設け、光と影つまり明暗並びに、変化された色の配列、つまり色相の変化したものを順次、光学的な情報として読取る。

また、本発明の第２の発明として、前記底部に施された可変部の外側が、金属蒸着または鏡面加工された金属製の光の反射面で、影と共に投影される光の色の配列の情報が投影されたものの全体、もしくは一部の特定の部分の光を吸収させたり、変化させながら反射角方向に反射させ、投影部に投影された影の情報と変化された色の配列の情報を順次読取るか、もしくは、その投影部に可変機能を付与し、反対側の底部に設けられた読取り口から、影の情報と更に変化された色の配列の情報を光学的に順次読取るものである。

次に、本発明の第３の発明によれば、底部に投影された、影の情報と特定の波長の光に対し、第一番目に照射される光の方向及びその角度とは違う方向または角度から、第一番目に使用した波長の光と異なる１種もしくは２種の波長の光、または、第一番目に使用した光が、Ｒ、Ｇ、Ｂの全ての波長を含むものであった場合には、そのうちの１種もしくは２種の波長の光を照射することにより、影の部分に新たに発生する光の色相の情報と、合成されることにより変化した光の変化された色相の配列の情報をそのまま上部外表面側から情報として読取るか、もしくは第二番目に照射された光を反射角方向にある可変部に反射させ、更に変化させた配列の情報を順次読取るようにすることが出来る。

次に、本発明の第４の発明によれば、第２及び第３の発明において、底面または天井面にある可変部、反射部またはその複合された部分において使用される、特定の波長の光を吸収もしくは変化させることが出来る色素や顔料または金属製の基材の表面を陽極酸化したものや、イオンプレーティングしたものが、文字、記号または線状に配置されていて、投影された光の情報の全体もしくは一部の特定の部分の影と光の情報を変化させたものを情報として読取るようにしている。

次に、本発明の第５の発明によれば、第一番目の光を遮蔽する初期情報が、印刷、凸凹、あるいは、基材または表層部が光を乱反射させ、光の透過を防ぐことの出来るような細かい溝やキズ、もしくはエッチングであっても良い。

更に、本発明の第６の発明によれば、光を遮蔽する初期情報が、文字、記号または線によるもので、特定の間隔で直線状もしくは円周上に並んでいるものでも良い。

更に、本発明の第７の発明によれば、投影させるための面もしくは反射させるための面において使用される、特定の波長の光を吸収もしくは変化させることが出来る色素または顔料が、蛍光物質であっても良い。

本発明は、記録媒体としての要求性能である、情報を簡便に記録し、再生や読み取りも方法も単純な光学的な方法によるもので、光を透過することが可能な板またはシートの上部外表面上に予め記載され、それだけでは目視可能で、印刷等により複製も容易なコード情報に対し、特定の角度からＲ、Ｇ、Ｂの波長の違う光の内の１種、２種または全てを含む光を照射することにより底部に生じる第一番目の影と光による文字情報や記号情報を可変部で変化させ、その影と光の色の配列を読取ったり、更に可変部と反射部が一体となった第一の可変反射部で反射させたものを第二の可変部に投影し、影や色を変化させた光の配列を読取ったり、第一の可変反射部に対し、更に１種もしくは２種の特定の波長の光を照射し、反射角方向の天井部に第二投影部として投影させるか、もしくは、第二の投影部に可変処理を施して更に変化させた明暗並びに色の配列情報を読取ることにより、あらかじめ記載されたコード情報をそのまま複製したり、読取り口から見える可変部の情報をそのまま読取ったとしても、それが正しい明暗及び色相の配列情報とはならず、実際に視認し難い部分にある、反射や可変部等で繰り返される色相の変更条件を読取ろうとしても、複製が極めて困難であるため、秘匿性が確保される。

以下、本発明の実施形態について図と表を参照しながら説明する。図１は本発明の光学的記録方法の基本構成を表す斜視図、図２は図１に示された本発明の読み取り方法を表わした断面図。図３は図１及び２の基本形態で、実際に光を照射し、記録された情報が変化した様子を段階的に表したフローチャート、図４は反射部と可変部が具備された標準的な光学的な記録方法を表す斜視図、図５は第一番目の光の照射によって投影された影や光に対し、第二番目の光を照射し、具備された反射部と可変部により、情報を段階的に変化させ、読取る方法を表したフローチャートである。

本発明の光学的な記録方法は、例えばＣＩＥ表色系では三原色として４３５．８ナノメーターの青（Ｂ）、５４６．１ナノメーターの緑（Ｇ）、７００ナノメーターの赤（Ｒ）のスペクトルが基本として選ばれているが、この波長に限定されるものではなく、この波長以外に、例えばＬＥＤ光を光源として使用する場合には、４１０ナノメートル〜４９０ナノメートルの波長範囲の青いＬＥＤ光、５００ナノメートル〜５４０ナノメートルの波長範囲の緑のＬＥＤ光、６００ナノメートル〜７００ナノメートルの波長範囲の赤いＬＥＤ光等が使用できる。

更に、上記範囲以外の波長でも、検出部が分離して検出する能力の範囲であれば、どの様な波長の組合せでも使用が可能である。

または図１に於いて、それらを一体としたＬＥＤ光１〜４を、透明な基材５の上部外表面６上に印刷された初期情報１２である文字や記号情報に対し、その情報を底面７にある投影部１８に投影するように斜め上方向から光を照射する。また、その投影部１８には予め光の波長や明暗及び色を変化させるための色素や顔料２２が特定の条件で印刷されている可変部１４を兼ねており、その部分に投影された影と変化した色の配列１９を上部外表面６側の真上から読取り装置２０により読取る。

例えば、青色のＬＥＤにより照射された光は、初期情報１２である文字、記号情報の光を透過させない情報を黒い影として投影部１８に投影すると同時に、透過する光は投影部１８において青い色を生じさせるのであるが、事前に設けられた可変部１４の色を変化させたり吸収することが出来る色素や顔料２２により、光の吸収や波長の変換などにより影の部分を増大させたり、青い色の部分を影で分割したりすることが可能となる。

図２は、厚さ１２ｍｍの透明なアクリル板の片面に、図３の▲１▼に示す、幅２ｍｍ、長さ７ｍｍの７つに分割された初期情報１２を、酸化チタンを２０％、鱗片状のアルミ粉２０％を含んだ銀白色インクでシルク印刷し、底面７の可変部１４には図３の▲３▼に示す可変情報２８を、幅２．５ｍｍ、長さ１０ｍｍの枠中の３箇所に黒色顔料カーボンを１５％入れたインクでシルク印刷し、遮蔽帯２６の外側から、青色のＬＥＤを照射させ、底面７の投影部１８に投影された初期情報１２の影１７と可変情報２８により一部が変化した青い光を読取ることが出来た。

図３は、図２の方法で行われた実験を段階的に表わしたもので、▲１▼は１ｍｍ幅に７つに分割された初期情報１２である銀１、透明、銀２、透明、銀３、透明、銀４に対し、▲２▼の青色の光を斜めから照射した状態を表わしたもので、底面７に投影される光の配列状態を見る為に、底面７の可変部１４を取り除いたもので、白い画用紙に投影し、順に読取ったところ、影１、Ｂ１、影２、Ｂ２、影３、Ｂ３、影４との並びの情報が読取れた。

次に底面を元の可変部の状態である、影３の途中部分からＢ３を含んで影４の途中部分までを黒色顔料で印刷した▲３▼のものに戻し、底面７が最終的に変化した情報▲４▼を順に読取ったら、黒、青、黒、青、黒という５つの色の配列に変化していた。

図４は、底面７が可変部１４と反射部１５を兼ねた構造の可変反射部２３であり、投影された光を違う色に変化させたり、吸収して反射出来なくしたりして、光の反射方向１６の天井面９にある第二番目の投影部１８に投影させ、下部外表面８に開けられた読取り口１１から順次、初期情報１２が変化した明暗や色の情報を読取ることが出来る。

図５は、初期情報１２に対し、第一番目に照射される光２４により、前記可変反射部２３に生じた影１７を含む情報に対し、第一番目に照射された光２４とは違う、第二番目に照射される光２５により影１７の部分に生じた、第二番目に照射された光２５の色を含む、変化した色の配列１９を、第二番目に照射した光２５の反射方向１６の天井面９に投影し、下部外表面８に設けられた読み取り口１１から順次色の情報を読取ることが出来る。

また、底面７や天井面９にある可変部１４や反射部１５またはそれらの機能を複合した可変反射部２３において、光の隠蔽性がある顔料と光の透過性がある同じ色相の色素を用いることにより、途中の可変部の情報を複製し難くしたり、同じ色の記号情報やイオンプレーティングであったとしても、特定の波長の色を吸収したり、しないようにしたり、第一番目に照射される光の波長と違う波長の光を繰り返し照射し、読取ることで、初期情報１２と読み取り口１１に現された情報を元に、途中にある可変部１４や反射部１５の情報を複製することが困難となる。

更に、初期情報１２においても、光を透過出来たり、透過させない同じ色相の色素や顔料を組み合わせたものの内側もしくは外側に、細かいエッチングを施し光の方向を変えることが出来るようなシートを貼り合せしたものと複合し、どちらかの情報の一部を隠したようにしたり、蛍光物資を含む層を追加したり、情報として組み合わせることで、更に情報の複製を困難とすることが出来る。

これらの複製をより困難にする原理は、光学的な光の原理や分光方法に基づくものであり、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの波長の光によって、最終的な結果も変化するため、つまり第一番目、第二番目それぞれで照射する光の波長の組み合わせをすべて行わないと途中の工程が判らず、初期情報を例えば、生体情報のような個別もしくは特異的なものにして、情報量を増やすことも出来る。

それ以外に可変部１４や反射部１５に隠された情報を読取られない機械的な方法として、情報が書き込まれたシール部分を剥がそうとすると、そのシールの配向性により情報が細かくちぎれたり、伸びたり、部分的にはがれたり、また物理的な方法としては、印刷に用いられた顔料の鱗片の配向を利用して特定の角度からの光しか透過をさせないような工夫も可能である。

この他に、この光学的な記録方法及びその読取り方法において、上記のものに限定するものではなく、本来の趣旨である、複製をより困難にし、システム全体の安全性を高める必須条件として、Ｒ、Ｇ、Ｂの光が変化すること、つまり、分光、複合、消去等が出来る光であり、更にそれを判別できる、即ち、読取ることが出来るものであればＲＧＢの光源がＬＥＤに限定されるものではなく、レーザーを用いることも可能である。

また、光を遮蔽するコード情報として、更に光の色を変化させたり、消去させたりすることが可能なものとしても、上記のものに限定されるものではなく、例えば液晶を部分的に利用したり、液晶表示される文字や記号のコード情報を表示したり、光を透過することが可能なシート状の液晶パネルを多層にして表示される多層の情報を重ねて、つまり複合させたりすること、更に液晶の表示内容を適宜意図的に変更させることにより、常に同じ情報や状態に固定されることが無いため、複製を非常に困難にすることが出来るため、より安全性が確保されることとなる。

本発明の光学的な記録方法の基本構成を表す斜視図。 図１に示した、本発明の読取り方法を表わした断面図。 図１の形態で、実際に光を照射し、記録された初期情報が変化した様子を段階的に表したフローチャート。 反射部と可変部が具備された、標準的な光学的記録方法を表す断面図。 第一番目の光の照射によって投影された影や光に対し、第二番目の光を照射し、具備された反射部と可変部により、情報を段階的に変化させ読取る方法を表したフローチャート。

符号の説明

１ 赤（Ｒ）色の光
２ 緑（Ｇ）色の光
３ 青（Ｂ）色の光
４ Ｒ，Ｇ，Ｂの複合された光
５ 基材
６ 上部外表面
７ 底面
８ 下部外表面
９ 天井面
１０ 照射口
１１ 読取り口
１２ 初期情報
１３ 光の照射方向
１４ 可変部
１５ 反射部
１６ 光の反射方向
１７ 影
１８ 投影部
１９ 色の配列
２０ 読取り装置
２１ 読取り方向
２２ 色素や顔料
２３ 可変反射部
２４ 第一番目に照射される光
２５ 第二番目に照射される光
２６ 遮蔽帯
２７ 光源
２８ 可変情報

Claims (7)

1. 赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等の波長の光を透過することが可能な、ガラス製または樹脂製の板やシートの上部外表面に、特定もしくは全ての波長の光を透過させない、印刷、塗装、箔押しやシール等で取付けられた初期情報である文字情報や記号情報、更に底面には光の色を変化させたり吸収させることが出来る色素や顔料が文字、記号または線状に印刷、塗装もしくはエッチングされることにより、情報を変化させることが出来る可変部が施されていて、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の何れかの波長または複合した光線を、上部外表面側から底部に対し照射すること、つまり、文字情報や記号情報を光を照射する時に生じる形作られた影と光を、必ず特定の角度で可変部に重なるように照射することにより投影された影と変化された色の配列の情報を順次、光学的な情報として読取ることを特徴とする、光学的記録方法ならびにその読取り方法。
2. 前記底部に施された可変部が、金属蒸着または鏡面加工された金属製の光の反射面で、影と共に投影される光の色の配列の情報が投影されたものの全体もしくは一部の特定の部分の光を変化させながら反射角方向に反射させ、投影部に投影された影の情報と変化された色の配列の情報を順次読取るか、もしくはその投影部を更に可変部として反対側の底部に設けられた読取り口から、影の情報と更に変化された色の配列の情報を光学的な情報として順次読取ることを特徴とする、光学的記録方法ならびにその読取り方法。
3. 前記底部に投影された、影の情報と特定の波長の光に対し、第一番目に照射される光の方向及びその角度とは違う方向または角度から、第一番目に使用した波長の光と異なる１種もしくは２種の波長の光、または、第一番目に使用した光が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の全ての波長を含むものであった場合には、そのうちの１種もしくは２種の波長の光を照射することにより、影の部分に投光してなる光の色の情報と、合成されることにより変化した光の色の情報をそのまま上部外表面側から情報として読取るか、もしくは第二番目に照射された光を反射角方向にある可変部に反射させ、更に変化させた色の配列情報を順次読取ることを特徴とする請求項１及び２記載の光学的記録方法ならびにその読取り方法。
4. 前記底面または天井面にある可変部や反射部において、特定の波長の光を吸収もしくは変化させることが出来る色素や顔料、または金属製の基材の表面を陽極酸化したものや、イオンプレーティングしたものが、文字、記号または線状に設置されていて、投影された光の情報の全体もしくは一部の特定の部分の色を変化させたものを情報として読取ることを特徴とする請求項１〜３記載の光学的記録方法ならびにその読取り方法。
5. 前記初期情報である、文字情報や記号情報が、印刷、凸凹、基材または表層部が光を乱反射させることにより、透過させなく出来るような細かい溝やキズ、もしくはエッチングであることを特徴とする請求項１〜４記載の光学的記録方法ならびにその読取り方法。
6. 前記初期情報である、文字情報や記号情報が、文字、記号または線によるもので、特定の間隔で直線状もしくは円周状に並んでいることを特徴とする請求項１〜５記載の光学的記録方法ならびにその読取り方法。
7. 前記特定の波長の光を吸収もしくは変化させることが出来る物質が蛍光物質であることを特徴とする請求項１〜６記載の光学的記録方法ならびにその読取り方法。

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