JP2010517810A - 図形コード適用装置および方法 - Google Patents

Abstract

機械可読コードは、図形標識の少なくとも一部分を含み、図形標識は、ランダムな斑点（スポット）の配置を含む。図形標識を含む斑点の少なくともいくつかは、１マイクロメートル未満の寸法を有してよく、図形標識を含む斑点のサイズおよび／または形状は様々であってよい。この図形標識のコードを含む部分は、一時的な境界によって画定することができ、この境界は、コードが読み取られる時にのみ固定トリガー点を基準として読取装置により生成することができる。あるいは、図形標識のコードを含む部分を、図形的に表現された境界で画定することもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、一意な機械可読コードを生成するための符号化に適した図形標識に関する。

図形的（グラフィカル）に表現された機械可読コードが知られている。かかるコードは、消費者向けの商品および市販製品に一般に使用され、これを読み取ると、例えば製品のコスト、明細項目、原産地などに関する情報を提供することができる。こういったタイプのコードは、スーパーマーケットでの精算の自動化や、在庫管理、正しい製品が適正な梱包に入っているかの照合に使用することができる。このタイプのより複雑な機械可読コードは、調合薬、アルコール、たばこなどの特定の消費者の製品に対するセキュリティ機能として使用したり、通貨、債券、納税印紙、旅券、ＩＤカードなどの有価証券類に使用して、偽造、成り済まし、流用を防止したりすることができる。一般に使用されているコード形式には、いくつかの種類があり、それには文字数字式コード、１次元バーコード、２次元バーコードが含まれる。ただし、こういったタイプのコードは比較的複写または複製しやすい。かかるコードの生成に使用されるアルゴリズムは公開されているので、場合によっては一連のコードの範囲内で次のコードを推測することも可能である。さらに、コード内部で符号化されている情報は、データが暗号化されている場合でも、データベースを参照せずにその情報をコードから引き出すことができる。このデータは、権限のない目的のために使用することも、改ざんすることもでき、それによって、セキュリティまたは追跡装置としてのコードの有効性が著しく低下する。

１つの精巧な機械可読コードが、本願発明者の特許文献１（その全体を参照によりここに援用する）に記載され、フラクチャーコード社の商標（登録商標）で市販されている。他の商用機械可読コードに優るこのタイプのコードの利点には、非常に多数のランダムな一意なコードを生成する機能が含まれる。これによって、コードの複写が非常に困難になり、本物のコードを推測することができない。その他の主要な利点は、コード自体はデータを持たず、コードの生成（印刷）にデータが必要ない点である。これによって、コードは、使用されるときまで意味を持たない。したがって、こういったコードは、非常に安全であり、製品および文書の追跡に理想的である。

非常に多数の一意な（ユニークな）コードを確保するために、多数の異なるコードが生成されてよいが、このコードは、通常複合的な標識として形成され、そのコード自体は、同一位置に配置される簡単な標識を２個以上含む。つまり、コード付けする物品、またはそのパッケージングの表面に、１つ目の標識を適用し、続いて２つ目の標識を適用しなけれならない。実行すべきこの手順には、特殊な回転印刷機が必要であり、かかる機械は、場合によっては非常に高価なものであり、印刷できる製品および材料のタイプが制限されることもある。

英国特許第２３８３８７８号

したがって、広範囲の様々な材料の基材に適用でき、金属製またはプラスチック製のコップ、グラス、またはプラスチック製のボトルまたは小瓶、工業部品などの製品に、時間をかけずに、できるだけ安価に適用できる、多数の異なるコードを有する機械可読コードを提供することが望ましい。

本発明の第１の態様によると、ランダムな斑点（スポット）の配置を含む図形標識の少なくとも一部分を含んだ、機械可読コードが提供される。

図形標識を含む斑点の少なくともいくつかは、１マイクロメートル未満の寸法を有してよい。図形標識を含む斑点のサイズおよび／または形状は、様々であってよい。

図形標識のコードを含む部分は、境界によって画定されてよい。この境界は、コードが読み取られる時にのみ固定トリガー点を基準として読取装置により生成することができる一時的な境界であってよい。あるいは、図形標識のコードを含む部分は、図形的に表現された境界で画定することもできる。

本発明の第２の実施形態によると、物品にデータを関連付ける方法が提供される。この方法は、ランダムな斑点の配置を含む図形標識を物品に適用するステップと、図形標識の少なくとも一部分を含んだ画像を電子的に取得するステップと、取得した画像を処理して記述子を生成するステップと、記述子にデータを割り当てるステップと、その関係を記憶手段に保存するステップとを含む。

図形標識は、噴霧することによって適用されてもよい。さらに、図形標識は、物品の表面に直接適用してもよい。あるいは、図形標識は、物品の表面に貼り付ける基材に適用してもよい。

図形標識の取得画像の一部分は、記述子を生成するために処理されてもよい。この部分は、境界によって画定されてよく、その境界は、図形標識が処理されるときのみ固定トリガー点を基準として上記装置により生成される一時的な境界であってよい。

本発明の第３の態様によると、物品とデータを関連付けるための装置が提供される。この装置は、物品にランダムな斑点の配置を含む図形標識を適用する適用ユニットと、図形標識の少なくとも一部分を含む画像を電子的に取得するカメラと、取得した画像を処理して記述子を生成するプロセッサと、記述子にデータを割り当てる割り当て手段と、その関係を保存する記憶手段とを備える。

適用ユニットは、噴霧ノズルを備えてもよい。装置はさらに、プロセッサによって処理されるべき図形標識の部分を定義する窓計算ユニットを含んでもよい。さらに、装置は、固定トリガー点を検出する検出ユニットを含んでもよい。固定トリガー点は、それを基準として、図形標識の上記部分の位置を定義するためのものである。

上記斑点（スポット）は、点（ドット）またはその他の任意の形状とすることができるマークを含んでもよい。

図形標識は、一意なものであってもよく、抽象的なものであってもよい。

本発明は、本明細書で述べる特徴および／または制約の任意の組合せを、互いに相容れないかかる特徴の組合せを除いて含むことができる。

次に、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を例として説明する。

本発明の第１の実施形態によるコードの図である。 図１のコードの図形標識を適用する印刷装置の図である。 コードにデータを割り当てる装置の概略図である。 コードを読み取る装置の概略図である。 本発明の第２の実施形態によるコードの図である。 連続的なウェブに図形標識を適用する印刷装置の図である。 製紙プロセス中に紙ウェブに図形標識を適用する印刷装置の図である。 各基材シートごとに図形標識を適用する印刷装置の図である。 物品の一部分に図形標識を適用するための印刷装置の図である。 物品の一部分に図形標識を適用する他の印刷装置の図である。 物品に貼るためのラベルの一部分に、図形標識を適用する印刷装置の図である。 ガラス瓶の一部分に図形標識を適用する印刷装置の図である。

（第１の実施の形態）
図１には、その表面１２上に図形標識１４を有する物品１０が、宛名ラベルの形で示されている。図形標識１４は、複数の斑点（スポット）または点（ドット）の形をしており、そのサイズおよび形状は様々で、表面上にランダムに分布している。図形標識１４は、物品の原料である基材の表面１２に、物品の製造前に噴霧することによって適用される。表面１２には、従来のインクまたは特定の周波数範囲にある光で照光（すなわち照射）された場合のみ検出可能なインクなどの隠しインクを使用して噴霧することができる。インクを自然な形で噴霧すると、常に異なるものになる一意な（ユニークな）図形標識１４が生成される。さらに、噴霧によって発生する図形標識１４のタイプに影響を与える要因は複数あり、インクの温度、噴霧を受ける基材のタイプ、インクの粘度／圧力、噴霧ノズルのタイプ／数／配置、および基材が噴霧を受けている間移動する速度がその要因に含まれる。

ドットのサイズは非常に様々な値をとり得るが、少なくともそのうちのいくつかは１マイクロメートルより小さく、したがって「ナノドット」と呼ばれる。フレキソ印刷、輪転グラビア印刷、活字印刷、リソグラフィなどの、従来の印刷技術を使用して印刷できる最も小さなドットのサイズは、５〜１０マイクロメートルである。つまり、図形標識１４を印刷で正確に再現することは不可能である。図形標識１４の、例えば写真複写やスキャンなどによる正確な複写および再現も不可能である。噴霧によって発生するパターンは完全にランダムなので、その噴霧技術で特定の図形標識１４を再現することも不可能である。したがって、図形標識１４をどの程度正確に再現できたかを確認することも難しい。

図形標識１４を物品の基材のウェブ１２に適用してから、その表面１２に他の任意の情報を印刷したり、それから任意の物品を作ることができる。図２には、これに適した装置３００が示されている。この装置は、繰り出しローラ３０２、巻き取りローラ３０４、噴霧ユニット４０６、コントローラ３０８およびインク貯蔵部３１０を備える。繰り出しローラ３０２から繰り出された物品の基材であるウェブ１２は、噴霧がされてから、巻き取りローラ３０４に巻き取られる。繰り出しローラ３０２と巻き取りローラ３０４の間には、噴霧ユニット３０６がある。噴霧ユニット３０６は複数の噴霧ノズルを備え、この噴霧ノズルにインク供給源３１０から加圧されたインクが送られる。コントローラ３０８は、基材１２の速度に対して噴霧動作を制御する。基材１２が噴霧ユニット３０６を通過すると、常に異なるものになるランダムなドットのパターン１４が、ウェブ方向３１２の、表面全体または噴霧ノズルが向けられている全部分または一部分に適用される。その結果、基材のウェブ１２は、ランダムな意味のない図形標識１４をその表面一面に有する。図形標識１４は、安価に迅速かつ簡単に適用することができ、そのままで一意な標識となる。その後、基材のウェブ１２は従来の製造に従って処理される。例えば、テキストやグラフィックスを印刷し、それを個別の物品に裁断することができる。こういった物品はそれぞれ、表面１２の一部分に一意な図形パターン１４を有する。

基材に噴霧されたドットのランダムな配置は、機械可読図形コードとして使用することができる。

図３には、符号化ドット１４を読み取り、その一部分を符号化し、それにデータを割り当てるための装置２００の概略図が示されている。カメラ２０２は、符号化ドット１４の画像を取得する。誤り訂正・画像強調ユニット２０４は、取得した画像を電子的に誤り訂正し、強調する。次いで、検出ユニット２０６が、所定のトリガー点１６（この例では物品の右下隅）を検出する。次いで、窓計算ユニット２０７が、トリガー点１６を基準として、事前に定義された座標に基づいて、符号化ドット１４の一部分の周りに、指定のサイズおよび形状の仮想コード窓１８を作り出す。トリガー点１６を基準とした仮想コード窓１８の座標は、装置２００によって定義され、よって、スキャンされる物品１０の仮想コード窓の位置はどれも同じになる。ただし、仮想窓１８内部の符号化ドット１４のパターンは、物品ごとに一意なものである。次いで、復号化手段２０８が、仮想コード窓１８によって画定された符号化ドット１４の一部分であるコード２０を処理し、プロセッサ２０９が、アルゴリズムを適用して、ドットに関連付けられた数字または英数字の記述子２２を生成する。次いで、データ割り当てユニット２１０が、特にその物品１０に割り当てられるデータ２１２を取得し、そのデータを英数字の記述子２２に割り当て、その関係を記憶手段２１４に保存する。データ２１２および英数字の記述子２２は、表示手段２１６に表示することができる。

図４には、物品１０上のコード２０を読み取るための手持ち式読取装置３００の概略図が示されている。カメラ３０２は、符号化ドット１４の画像を取得する。誤り訂正・画像強調ユニット３０４は、取得した画像を電子的に誤り訂正し、強調する。検出ユニット３０６は、所定のトリガー点１６を検出する。窓計算ユニット３０７は、トリガー点１６を基準として、読取機３００に保存されている事前に定義された座標情報に基づいて、指定のサイズおよび形状の仮想コード窓１８を作り出す。仮想コード窓１８は、物品が最初にスキャンされたときと同じ位置である。次いで、復号化手段３０８が、仮想コード窓１８によって画定された符号化ドット１４の一部分であるコード２０を処理し、プロセッサ３０９が、アルゴリズムを適用して、記述子２２を生成する。次いで、データ取り出しユニット３１０が、記述子２２に関連付けられたデータを、上記の符号化プロセス中にデータが保存された記憶手段２１４から取得する。次いで、表示手段３１６が、スキャンした物品１０に関するデータを表示する。

（第２の実施の形態）
図５には、本発明の第２の実施形態が示されている。ＩＤカードの形をした物品３０は、表面３２の小さな部分のみに図形標識３４を有する。第１の実施形態と同様に、図形標識３４は、サイズおよび形状が様々な、ランダムに隔置されたドットの形をしている。ドットは、スポット噴霧によってカード３０の表面３２に適用される。スポット噴霧は、噴霧ヘッドの表面３２からの距離および噴霧の生成に使用される圧力に応じて図形標識の領域を生成する。発生する噴霧パターンのランダムな性質により、物品はそれぞれ、その表面にドット３４の一意なパターンを有する。矩形枠３８が、図形標識３４の上に印刷される。この窓３８は、ドットの一部分を画定する。このドットの一部分が、符号化されて、コード４０として使用されることができる。

コード４０は、図３に示されている装置によって、第１の実施形態と同様に、データを割り当てることができる。第１の実施の形態と相違するのは、コード窓３８が固定トリガー点を基準として仮想コード窓計算ユニット２０７によって定義されるのではなく、カメラ２０２がコード窓３８を視覚的に検出する点である。また、コード４０は、図４に示されている装置を使用して、第１の実施形態と同様に、読み取ることができる。第１の実施の形態と相違するのは、コード窓３８が仮想コード窓計算ユニット３０７によって定義されるのではなく、カメラ３０２がコード窓３８を視覚的に検出する点である。

符号化ドット１４、３４は、グラフィックス、テキストおよび／または他の機械可読コードを、重ねて印刷することもできる。機械可読コードには、英数字のコード、１次元バーコード、２次元バーコードが含まれる。あるいは、グラフィックスや、テキスト、機械可読コードを物品に印刷し、それに符号化ドット１４、３４を噴霧することもできる。

図６には、紙のウェブにテキストおよびグラフィックスを印刷してから、そのウェブに符号化ドット１４を噴霧するための装置が示されている。この噴霧プロセスは、ウェブに印刷を行う直前、またはウェブに印刷を行った直後に行うことができる。紙のウェブがいくつかのローラ４１４によって案内され、いくつかの印刷シリンダー４１６を使用して紙の表面に印刷が行われる。ウェブの印刷が完了すると、そのウェブに、一意な符号化ドット１４が噴霧ノズル４０６によって噴霧される。噴霧ノズル４０６は、コントローラ４０８によって制御されるインク貯蔵部４１０に接続されている。

図７には、製紙工程中に紙のウェブに符号化ドット１４を適用するための装置が示されている。この装置に、紙料スラリ４１８がシュート４２０によって送り込まれ、コンベヤ・ベルト４２２で圧搾されてから、いくつかのローラ４１４により案内されて水分が蒸発させられる。次いで、乾燥した紙は、表面１２に一意な符号化ドット１４が噴霧ノズル４０６で塗布されて、ロール４０４に巻き取られる。ロール４０４は、後で様々なパッケージングに使用される。

図８には、積み重ねた物品１０に符号化ドット１４を適用するための装置が示されている。物品１０は、コンベヤ・ベルト４２２に１つずつ送られ、ローラ４２４で案内される。物品は、インク貯蔵部４１０に接続された噴霧ノズル４０６に達し、一意な符号化ドット１４が、物品１０の表面１２に適用される。次いで、コンベヤ・ベルト４２２の末端で、物品が再び積み重ねられる。

図９には、機械可読コード２４および一意な符号化ドット３４を物品１０の表面１２に適用するための装置が示されている。物品１０は、コンベヤ・ベルト４２２に沿って移動し、まず、装置５００が２次元バーコード２４を物品の表面に印刷する。次いで、第２の装置が、物品の表面のバーコード２４の領域に、一意な符号化ドット３４を適用する。ドット１４は、コントローラ４０８およびインク貯蔵部４１０に接続された噴霧ノズル４０６によって塗布される。次いで、符号化装置２００が、符号化ドット３４およびバーコード２４を読み取り、符号化ドット３４の一部分４０に、データを割り当てる。この割り当ては、バーコード２４に基づいて行われても、バーコード２４と何らかの関係を有していてもよい。

図１０には、機械可読コード２４および一意な符号化ドット３４を物品１０の表面１２に適用するための他の装置が示されている。この装置は、まず符号化ドット３４が適用され、次いで符号化され、データに割り当てられ、それからバーコード２４が適用される点以外は、図９の装置と同じである。バーコードは、符号化ドット３４の一部分から導かれたデータの一部、または符号化ドット３４の一部分に割り当てられたデータの一部、または仮想コード窓の座標に基づいて適用することができる。

図１１には、機械可読コード２４および一意な符号化ドット３４を物品１０の表面１２に適用するための他の装置が示されている。この装置は、物品１０が粘着ラベルである点以外は図９の装置と同じである。次いで、このラベルは他の物品の表面に貼り付けられる。

図１２には、機械可読コード２４および一意な符号化ドット３４を物品１０の表面１２に適用するための他の装置が示されている。この装置は、物品が瓶である点以外は、図９の装置と同じである。

上記で説明したプロセスで使用されるインクは、標識インクでもよく、これには発光成分や燐光成分、あるいはＵＶ遮蔽物などのフィルタが含まれてもよい。

Claims (15)

1. 図形標識の少なくとも一部を含む機械可読コードであって、前記図形標識は、複数の斑点のランダムな配置を含んでいることを特徴とする機械可読コード。
2. 前記図形標識を含む斑点の少なくとも一つが、１マイクロメートル未満の寸法を有する、請求項１に記載の機械可読コード。
3. 前記図形標識を含む斑点は、異なるサイズおよび／または形状を有する、請求項１または２に記載の機械可読コード。
4. 前記図形標識の前記コードを含む部分は、前記コードが読み取られる時にのみ固定トリガー点を基準として読取装置により生成される一時的な境界によって画定される、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の機械可読コード。
5. 前記図形標識の前記コードを含む部分は、図形的に表現された境界で画定される、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の機械可読コード。
6. 物品にデータを関連付ける方法であって、
   複数の斑点のランダムな配置を含む図形標識を物品に適用するステップと、
   前記図形標識の少なくとも一部分を含む画像を電子的に取得するステップと、
   前記取得した画像を処理して記述子を生成するステップと、
   前記記述子にデータを割り当てるステップと、
   前記割り当てた関係を記憶手段に保存するステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
7. 前記図形標識が、噴霧によって適用される、請求項６に記載の方法。
8. 前記図形標識が、前記物品の表面に直接適用される、請求項６または７に記載の方法。
9. 前記図形標識が、前記物品の表面に適用される基材に適用される、請求項６または７に記載の方法。
10. 前記図形標識の取得した画像の一部分を処理して前記記述子を生成する、請求項６ないし９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記一部分が、前記図形標識が処理されるときにのみ固定トリガー点を基準として前記装置により生成される一時的な境界で画定される、請求項１０に記載の方法。
12. 物品とデータを関連付ける装置であって、
    前記物品に複数の斑点のランダムな配置を含む図形標識を適用する適用ユニットと、
    前記図形標識の少なくとも一部分を含む画像を電子的に取得するカメラと、
    前記取得した画像を処理して記述子を生成するプロセッサと、
    前記記述子にデータを割り当てる割り当て手段と、
    前記割り当てた関係を保存する記憶手段と、
    を備えることを特徴とする装置。
13. 前記適用ユニットが、噴霧ノズルを備える、請求項１２に記載の装置。
14. 前記プロセッサによって処理されるべき前記図形標識の部分を定める窓計算ユニットをさらに含む、請求項１２または１３に記載の装置。
15. 固定トリガー点を検出する検出ユニットをさらに含み、
    前記固定トリガー点は、前記図形標識の前記部分の位置を定めるための基準である、請求項１４に記載の装置。