JP2016167257A - ３次元バーコードを生成して印刷するための方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】３次元バーコードを生成して印刷するための方法及びシステムを提供する。
【解決手段】３次元（３Ｄ）印刷装置と、プロセッサと、コンピュータ読み取り可能なメモリと、３Ｄバーコードとを含むシステムは、３Ｄバーコードに埋め込まれるべき情報を受信し３０１、ｚ次元において少なくとも１つのシンボル文字を含むバーコードシンボルを判定し３０４、バーコードシンボルに基づいて３Ｄバーコードに受信した情報を埋め込む３Ｄバーコードを３Ｄ印刷装置に印刷させるビルドシーケンスを生成し３０５、ｚ次元に表示されることになるシンボルの各シンボル文字が３Ｄ物体におけるｚ方向の物理的表現として印刷されるように、３Ｄ物体を印刷するためにビルドシーケンスを使用することにより、３Ｄバーコードに埋め込まれた情報を含む３次元物体を印刷する３０８。
【選択図】なし

Description

バーコードは、識別情報、部品、価格、シリアル番号及び多くの他のデータのビットなどの物体に関する情報を記憶するための広く受け入れられる方法となっている。１次元及び／又は２次元のバーコードシンボルは、通常、物体表面上に直接又は物体表面に貼付されたラベル上に印刷されている符号化された要素の機械読み取り可能なアレイである。バーコードシンボルは、通常、走査レーザビームを実装するリーダー、ハンドヘルドペン型スキャナ又は携帯電話のカメラなどの光学的技術によって読み取られる。バーコードシンボルは、通常、２進数の１の文字列を表す幅が異なるバー及び２進数の０を表す異なる幅のスペースという、バー及びスペースを備える。１次元バーコード１０１の例が図１に示されている。

ＱＲコード（登録商標）は、スマートフォン、コンピューティングデバイス、特殊スキャナなどのカメラを有する電子機器によって読み取り可能である２次元又はマトリクスバーコードの一種である。マトリクスバーコードは、白色背景にパターン配置された黒色ブロック又はモジュールを含むことができる。マトリクスバーコード内に符号化された情報は、テキスト、ユニフォームリソースロケータ（ＵＲＬ）、英数字、数字及び他のデータとすることができる。２次元バーコード１０２の例が図１に示されている。

先行技術の方法は、データ容量を増大させるために従来の１次元バーコード及び（２次元プリンタを使用して印刷される）２次元バーコードに色を追加するために存在している。しかしながら、着色されたバーコードのデータ容量は、依然として非常に制限されており、それゆえに、バーコードに記憶できる情報量は、追跡情報、識別情報などに制限されている。さらに、既存の方法は、バーコードがユーザにとって容易にアクセス可能でない又は視認可能でない情報を含むのを可能としない。

３次元（３Ｄ）印刷技術の出現により、バーコードが、製造情報、製造部品の追跡情報、物体についての３Ｄ設計ファイルなどのより多くの情報を記憶することができるように、バーコードのデータ容量を増加させるために及び機密非公開情報を含むために新たな方法を導入することが望ましいことがある。この文書は、上述した問題の少なくとも一部を対象とした方法及びシステムを記載している。

実施形態において、３次元（３Ｄ）印刷装置と、プロセッサと、コンピュータ読み取り可能なメモリと、３Ｄバーコードとを含むシステムは、（ｉ）３Ｄバーコードに埋め込まれるべき情報を受信し、（ｉｉ）ｚ次元において少なくとも１つのシンボル文字を含むバーコードシンボルを判定し、（ｉｉｉ）バーコードシンボルに基づいて３Ｄバーコードに受信した情報を埋め込む３Ｄバーコードを３Ｄ印刷装置に印刷させるビルドシーケンスを生成し、（ｉｖ）ｚ次元に表示されることになるシンボルの各シンボル文字が３Ｄ物体におけるｚ方向の物理的表現として印刷されるように、３Ｄ物体を印刷するためにビルドシーケンスを使用することにより、３Ｄバーコードに埋め込まれた情報を含む３次元物体を印刷する。

必要に応じて、システムはまた、受信した情報を公開情報及び非公開情報にソートすることができる。そうである場合、非公開情報がｚ方向において少なくとも１つのシンボル文字に埋め込まれるようにバーコードシンボルを判定することができる。システムは、物体の表面上の２次元シンボル文字として公開情報を印刷することができる。公開情報は、例えば、部品番号、部品識別情報、在庫情報、ユーザマニュアル、安全情報及び／又はライセンス情報を含むことができる。非公開情報は、例えば、物体の印刷に関する情報、物体の部品の印刷に関する情報、二次製造情報及び／又は物体の製造において部品の順序を定義する情報を含むことができる。

必要に応じて、システムはまた、３次元バーコード内のバーコードシンボルのうちの少なくとも１つのコピーを符号化することができる。代替的に又は追加的に、システムは、３次元バーコードの外部位置にバーコードシンボルのうちの少なくとも１つのコピーを保存し、３次元のバーコード内の位置に少なくとも１つのリンクを符号化することができる。

いくつかの実施形態において、受信した情報がバー及びスペースを含む１次元バーコードを含む場合、バーコードシンボルを判定する際に、システムは、バーを第１の高さ表現に変換し、スペースを第２の高さ表現に変換することができる。そして、ビルドシーケンスを生成する際に、システムは、第１の高さ及び第２の高さが人間の肉眼によって知覚不可能であるように、第１の高さ表現に対応する第１の高さにバーを印刷し且つ第２の高さ表現に対応する第２の高さにスペースを印刷するために単一色を使用するために３Ｄ印刷装置に対する命令を生成することができる。

いくつかの実施形態において、受信した情報が補足データのセットとともにバー及びスペースを含む１次元バーコードを含む場合、バーコードシンボルを判定する際に、システムは、第１の高さ表現にバーを変換し、第２の高さ表現にスペースを変換し、色表現に補足データを変換することができる。ビルドシーケンスを生成する際に、システムは、第１の高さ表現に対応する第１の高さでバーを印刷し且つ第２の高さ表現に対応する第２の高さでスペースを印刷するために第１の色を使用し、色表現を表すために第２の色でバー又はスペースの少なくとも一部を増強するために３Ｄ印刷装置に対する命令を生成することができる。

いくつかの実施形態において、受信した情報が異なる色を呈する第１及び第２の画素を含む２次元バーコードを含む場合、バーコードシンボルを判定する際に、システムは、第１の高さ表現に第１の画素を変換し、第２の高さ表現に第２の画素を変換することができる。そして、ビルドシーケンスを生成する際に、システムは、第１の高さ及び第２の高さが人間の肉眼によって知覚不可能であるように、第１の高さ表現に対応する第１の高さで第１の画素を印刷し且つ第２の高さ表現に対応する第２の高さで第２の画素を印刷するために単一色を使用するために３Ｄ印刷装置に対する命令を生成することができる。

いくつかの実施形態において、受信した情報が異なる色を呈する第１及び第２の画素を含む２次元バーコードとともに補足データのセットを含む場合、バーコードシンボルを判定する際に、システムは、第１の高さ表現に第１の画素を変換し、第２の高さ表現に第２の画素を変換し、色表現に補足データを変換することができる。そして、ビルドシーケンスを生成する際に、システムは、第１の高さ表現に対応する第１の高さで第１の画素を印刷し且つ第２の高さ表現に対応する第２の高さで第２の画素を印刷するために第１の色を使用し、色表現を表すために第２の色で第１の画素又は第２の画素の少なくとも一部を増強するために３Ｄ印刷装置に対する命令を生成することができる。

図１は、それぞれ、１次元及び２次元バーコードの従来例を示している。 図２は、実施形態にかかる３次元バーコードを生成するためのシステムの概略図を図示している。 図３は、実施形態にかかる３次元のバーコードを生成するための処理のフローチャート例を示している。 図４は、実施形態にかかるバーコードシンボルを判定するための処理のフローチャート例を示している。 図５は、３Ｄ物体についてのビルドシーケンスを生成して物体上に３Ｄバーコードを印刷するための処理のフローチャート例を示している。 図６Ａは、実施形態にしたがって製造された３次元バーコードの例示的な構造を図示している。 図６Ｂは、実施形態にしたがって製造された３次元バーコードの例示的な構造を図示している。 図６Ｃは、実施形態にしたがって製造された３次元バーコードの例示的な構造を図示している。 図６Ｄは、実施形態にしたがって製造された３次元バーコードの例示的な構造を図示している。 図７は、実施形態にかかるプログラム命令を含むか又は実行するために使用されることができる例示的なハードウェアのブロック図を図示している。

この文書の目的のために、以下の用語は、以下の意味を有するものとする。

この文書において使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈が明確に指示しない限り、複数の参照を含む。特に定義しない限り、本願明細書において使用される全ての技術用語及び科学用語は、当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。この文書において使用されるように、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、「これらに限定されるものではないが含む」を意味する。

「コンピューティングデバイス」又は「電子機器」は、プロセッサ及び持続性コンピュータ読み取り可能なメモリを含む装置を指す。メモリは、プロセッサによって実行されると、コンピューティングデバイス又は電子機器にプログラミング命令にしたがって１つ以上の動作を実行させるプログラム命令を含むことができる。この詳細な説明において使用されるように、「コンピューティングデバイス」又は「電子機器」は、単一の装置とすることができるか、又は、データ及び／又は命令を互いに通信し且つ共有する１つ以上のプロセッサを有する任意数の装置とすることができる。文脈が明確に示さない限り、用語「プロセッサ」は、単一のプロセッサを有する実施形態と、複数のプロセッサがまとめてプロセスの様々なステップを実行する実施形態を含む。コンピューティングデバイス及び／又は電子機器の例は、パーソナルコンピュータ、サーバ、メインフレーム、ゲームシステム、テレビ、及び、スマートフォン、パーソナルディジタルアシスタント、カメラ、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、メディアプレイヤなどの携帯型電子機器を含む。

本願明細書において使用されるように、従来の１次元バーコードは、ｘ方向又はｙ方向における印刷される又は構造的な又は表示される要素としてのデータの表現である。データマトリクス及びＱＲコード（登録商標）などの２次元バーコードは、ｘ方向及びｙ方向において印刷される又は構造的な又は表示される要素を含む。用語「３次元バーコード」及び「３Ｄバーコード」は、追加次元として、符号化された要素のアレイに組み込まれた微分高さ成分（ｚ方向）を含む１次元及び／又は２次元バーコードを指す。（この文脈において、ｘ、ｙ及びｚ方向は、互いに直交している）。

いくつかの実施形態において、３Ｄバーコードは、物体の表面に直接３Ｄバーコードを形成又は彫刻することを指すことができる。代替的に及び／又は追加的に、３Ｄバーコードを生成することは、物体に固定することができる基材上に３Ｄバーコードを形成又は彫刻することを指すことができる。基材の例は、限定されるものではないが、金属シート、紙、布、プラスチック、又は、１つ以上のシンボル文字がその上に印刷又は形成されるのに適した他の柔軟な若しくは剛性の材料を含むことができる。

バーコードシンボルは、データとバーコードとの間のマッピングを指し、それは、バーコードシンボルにおけるバー又は要素の固有の配列及び特性に基づいてバーコードシンボルによって表されるデータ又は情報を定義するバーコードに固有のルール及び定義のセットを指す。配列及び特性は、限定されるものではないが、要素の大きさ、形状、高さ、色、幅、並びに、使用されるシンボルによって決定される要素間のスペースを含むことができる。例えば、従来のバーコードにおいて、狭いバー又はスペースは０を表すことができる一方で、広いバー又はスペースは１を表すことができ、又は、長いバーは０を表すことができる一方で、短いバーは１を表すことができる。さらに、「シンボル文字」は、特定のデータ文字を表現するためにバーコードシンボルに使用される固有の幾何学的形状又はバー及びスペースパターン又は要素を指す。例えば、１６ビット文字符号化標準であるＵｎｉｃｏｄｅにおいて、データ文字「Ａ」は、１６進数では１６ビットコード「００４１」及び１０進数では「６５」によって表現される。データ文字「Ａ」は、従来のバーコードシンボル種類コード９３において「１０」として表現される。コード９３における表現１０（１次元）は、単一のモジュール幅スペース、単一のモジュール幅バー、単一のモジュール幅スペース、単一のモジュール幅バー及び３モジュール幅スペースが続く２モジュール幅バーのパターンを有するシンボル文字に対応する。本開示は、シンボル文字が高さ寸法を含むことができる固有の３次元について記載する。

用語「３次元印刷」及び「３Ｄ印刷」は、通常はコンピューティングデバイスの制御のもとに複数層の造形材料が形成されて硬化されるプロセスを介してモデル又は他の電子データソースから３次元物体を形成する様々なプロセスのいずれかを指す。３Ｄ印刷プロセスの例は、限定されるものではないが、ステレオリソグラフィ、選択的レーザ焼結、溶融堆積モデリング及び積層物体製造を含む。

用語「３次元印刷装置」及び「３Ｄ印刷装置」は、３Ｄ印刷処理を行うことができる装置又はシステムを指す。３Ｄ印刷装置は、プロセッサを含む。プロセッサは、装置のアプリケータに（フォトポリマ又は粉末などの）造形材料の層を選択的に堆積させ且つ（レーザ又は熱源などの）放射線発生装置に造形材料の堆積層を硬化するのに役立つエネルギを選択的に印加させるデータファイルからパラメータを通常は使用してプログラミング命令を実行する。本開示全体を通して使用されるように、用語「３次元印刷システム」、「３次元プリンタ」、「３Ｄ印刷装置」、「３Ｄ印刷システム」及び「３Ｄプリンタ」は、現在又は今後知られる３Ｄ印刷システム又はプリンタのいずれかを指す。

用語「３次元走査装置」及び「３Ｄスキャナ」は、３Ｄバーコードにおいて符号化されたデータの走査を行うことができる装置又はシステムを指す。３Ｄ印刷装置は、プロセッサと、物体の物理的属性を検知することができる１つ以上のセンサを含む。センサは、例えば、画像センサ（カメラ）、音響センサ（例えば、ソナー）、材料又は化学的特性センサ、磁気センサ、Ｘ線装置、赤外線光源と赤外線カメラとの組み合わせ、エアーナイフ型のリーダー又は他のセンサを含むことができる。プロセッサは、３Ｄバーコードに埋め込まれたデータをセンサに収集させるデータファイルからのパラメータを通常は使用してプログラミング命令を実行する。本開示全体を通して使用されるように、用語「３次元印刷システム」、「３次元スキャナ」、「３Ｄ走査装置」、「３Ｄ走査システム」及び「３Ｄスキャナ」は、現在又は今後知られる３Ｄ印刷システム又はプリンタのいずれかを指す。

図２は、３Ｄ印刷装置２０２を使用して３Ｄバーコード（ここでは図示しない）を有する３Ｄ物体（複数可）を製造するためのシステムの実施形態の概略図を示している。３Ｄ印刷装置２０２は、設計して３Ｄ印刷によって物体を３Ｄ印刷装置に形成させることができるコンピュータ支援設計（以下、「ＣＡＤ」）ソフトウェアを記憶するためのメモリ装置を有するコンピューティングデバイス２０１と通信することができる。いくつかの実施形態において、コンピューティングデバイス２０１は、３Ｄ印刷装置２０２と一体とすることができる。あるいは、コンピューティングデバイス２０１及び３Ｄ印刷装置２０２は、１つ以上の通信ネットワークによって又は物理的若しくは手動のファイル転送処理によってデータファイルを共有する別個の装置であってもよい。通常、ＣＡＤファイルは、生成される物体の表現を順次可能とする物体の幾何形状が生成される仕様を含む。幾何形状及び表現は、単一又は複数のＣＡＤファイルに記憶されることができる。ＣＡＤソフトウェアモジュールは、設計者にモデル化された物体を表現するためのグラフィックツールを含む。これらのツールは、複雑な物体の表示専用である。ＣＡＤシステムは、電子ファイルに記憶された物体のモデルを管理する。本願明細書に開示された方法はまた、既存のＣＡＤソフトウェア又はＣＡＤフレームワークに依存しないスタンドアロンのソフトウェアとして実装することができる。そのようなプログラムは、独自のグラフィカルユーザインターフェース（「ＧＵＩ」）を実装してもよく、３Ｄモデル生成のための標準的な３Ｄソフトウェアライブラリを使用してもよい。あるいは、そのようなプログラムは、３Ｄモデルを生成するための独自のライブラリを実装してもよい。本開示におけるＣＡＤソフトウェアを使用することは一例であり、当業者は、他のソフトウェア及び／又は設計ツールが本開示の原理から逸脱することなく使用することができることを理解するであろう。

コンピューティングデバイスはまた、ユーザが本願明細書に開示された原理にしたがって３Ｄバーコードを作成するのを可能とするように、元のＣＡＤソフトウェアの機能を拡張するための１つ以上のモジュールを含むことができる。モジュール（複数可）は、ユーザが情報からデータを生成してバーコードシンボルを判定し、物体及び／又は基材内に３Ｄバーコードの形態でデータ及び／又は情報を埋め込むのを可能とする機能を含むソフトウェアアプリケーションとすることができる。いくつかの実施形態において、モジュールは、コンピューティングデバイス２０１のメモリ装置に記憶されることができる。あるいは、モジュールは、（メモリスティックなどの）別個の装置に、又は、１つ以上の通信ネットワークによって又は物理的若しくは手動のファイル転送処理によってＣＡＤソフトウェアとデータファイル、命令又は双方を共有することができるクラウドベースのソフトウェアアプリケーションとして提供されることができる。特定の実施形態において、データは、３Ｄバーコードに埋め込まれた１次元及び／又は２次元バーコードから抽出することができる。

図３のフローチャートを参照すると、コンピューティングデバイスのプロセッサに命令を提供することによって３Ｄバーコードを作成するための方法が開示されている。システムは、ステップ３０１において、３Ｄバーコードに含まれる情報を受信することができる。実施形態において、ユーザは、ユーザインターフェースを介して情報を提供することができる。特定の実施形態において、プロセッサは、３Ｄバーコードが彫刻及び／又は貼付されている物体に関連するデータベースから自動的に情報を抽出することができる。いくつかの実施形態において、情報自体は、３Ｄバーコードに埋め込まれてもよい。特定の他の実施形態において、情報の少なくとも一部は、外部位置及びポインタ（複数可）に記憶されてもよく、外部位置は、３Ｄバーコードに埋め込まれてもよい。ポインタは、ウェブサイトへのハイパーリンクの形態又は他の同様の形態とすることができる。

情報は、命令を提供し、３Ｄバーコードが彫刻及び／又は貼付されている物体に関連する詳細情報を含むことができる。情報の種類は、限定されるものではないが、物体のコピーを印刷するために必要な情報；識別情報；製造ライセンス情報；知的財産情報；品質管理情報；組成情報；安全情報；造形後の操作に関連する情報；顧客使用についての情報；商業機能についての情報；消費者の安全のための情報；スペア部品リスト；セキュリティ機能についての情報；及びそれらの組み合わせを含むことができる。

３Ｄ物体のコピーを印刷するために必要な情報の例は、限定されるものではないが、構造パラメータ、設計ファイル、ＣＡＤファイル及び／又は（基準情報に関して上述したように）物体のコピーを製造するための他のそのような情報を含むことができる。製造情報はまた、物体を製造する権利のライセンスを取得するために必要な情報及び／又はライセンスを購入するために必要な情報を含むことができる。例えば、３Ｄバーコードは、物体を印刷するためのＣＡＤファイル、著作権サーバ、認証サーバ及び／又は設計所有者の銀行口座に資金の移動を可能とするサーバへの経路へのリンクを保持することができる。

識別情報の例は、物体について、顧客識別（シリアル番号）、バッチ及びロット番号、購入情報、ジョブキューオーダー、製造日、施設及び他の同様の種類の識別詳細を含むことができる。１つの実施形態において、情報はまた、造形処理が完了した後に、生成された３Ｄ物体を処理するための命令を提供することができる。

品質制御情報は、製造年、モデル番号、製造計画、製造オプションに関連する情報を含むことができる。いくつかの実施形態において、品質制御情報は、さらに、プリンタのシリアル番号、媒体の化学式、バッチ番号、湿度、温度、製造時間、操作者番号、校正番号並びに共通の障害及びその重大度などの情報を含むことができる。

情報はまた、物体のコピーを印刷するために必要な種々の部品に関連する情報を含むことができる。例としては、限定されるものではないが、部品番号、注文情報、ウェブサイトデータ、組織情報又は部品の注文、印刷又はカスタマイズに必要な他のそのような情報を含むことができる。この情報の少なくとも一部は、各部品に直接彫刻及び／又は貼付されることができるように３Ｄバーコードに含めることができる。

次に、ステップ３０２において、プロセッサは、受信した情報を、ユーザが容易に入手可能な情報（公開情報）及びユーザが容易に入手できない情報（非公開情報）にソートするようにソートルールを適用することができる。実施形態において、モジュールは、ユーザインターフェースを介してユーザからソートルールを受信し、ユーザによって提供されたロジックに基づいて情報をソートするようにプロセッサに命令することができる。特定の他の実施形態において、プロセッサは、システムに予めプログラムされたロジック又はデータファイルから取得することができるロジックに基づいて情報をソートすることができる。そのようなロジックの例は、（ｉ）物体及び／又は部品の設計ファイル、部品のＣＭＹＫ組成、二次製造作業及び製造日などの物体及び／又は物体の部品の製造又は印刷に関連する情報を必要とするルールセット、（ｉｉ）公開情報であるユーザマニュアル、安全情報及びライセンス情報などの顧客やユーザに配布される情報を必要とするルール、（ｉｉｉ）公開情報である部品番号、部品識別情報、在庫情報及び部品注文情報などの部品の注文又はカスタマイズに関連する情報を必要とするルールセット、並びに、（ｉｖ）非公開情報である製造プロセスにおける部品及び／又はシーケンスの数を定義する情報を必要とするルールセットを含むことができる。上記ロジックは一例であり、他のソートロジックは本開示の範囲内である。いくつかの実施形態において、ユーザは、デフォルトのソートルールをカスタマイズすることができる。

特定の実施形態において、システムは、さらに、当業者にとって公知の暗号化技術を使用して情報の少なくとも一部を暗号化することができる。

ステップ３０３において、プロセッサは、バーコードで表すことができる形式で情報を符号化することによって受信した情報からのデータを生成することができる。任意の公知の方法及びアプリケーション（ＸＭＬなど）がデータを作成するために使用することができる。データはまた、情報に戻すデータの変換を容易とするためのメタデータを含むことができる。

生成されたデータの形式又は種類は、これらに限定されるものではないが、データを表現するために使用される情報量、データ容量、３Ｄバーコードからデータを抽出するために使用されるスキャナの種類、又は、使用されるバーコード要素の種類を定義するバーコードシンボル（後述）に応じて変えることができる。データの種類は、限定されるものではないが、情報交換用米国標準コード（ＡＳＣＩＩ）文字セット、整数（１６ビット、３２ビットなど）、ブール値（バイナリ、オクテートなど）、英数字文字列、テキスト情報又はそれらの組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態において、８、ｏｃｈｏ、１００−９２、６４の平方根などの数字は、数字を表すために使用することができるシンボルである。

いくつかの実施形態において、ユーザは、データを生成するために、特定の情報に関連付けられた複数の文字を入力することができる。

特定の実施形態において、受信した情報の少なくとも一部は、データに変換されなくてもよく、また、テキスト情報自体として３Ｄバーコードの近くに印刷されてもよい。そのような情報の例は、限定されるものではないが、製造日、部品番号及びシリアル番号を含むことができる。

ステップ３０４において、システムは、さらに図４において説明されるように、３Ｄバーコードを作成するためのバーコードシンボルを判定することができる。

図４に示されるように、ステップ４０１において、システムは、バーコードシンボルの少なくとも一部の判定のためのユーザ命令を受信することができる。そのようなユーザ命令の例は、限定されるものではないが、ｘ方向及び／又はｙ方向におけるデータを表すためのバーコードシンボルの種類、バーコードの数、ｘ、ｙ又はｚ方向において符号化されるデータの種類、シンボル文字の種類及び他のそのような情報を含むことができる。

ステップ４０２において、システムは、ｘ方向及び／又はｙ方向においてデータを表現するためにバーコードシンボルの種類を選択することができる。上述したように、ユーザは、ｘ方向及び／又はｙ方向においてデータを表現するためにバーコードシンボルの種類を入力（システムによって生成されるプロンプトへの応答など）することによって定義することができる。特定の他の実施形態において、プロセッサは、地理的位置、マーキング標準、機関プロトコル、利用可能なフットプリントサイズ、バーコードのサイズ制限及び他の同様の要因などの要因に基づいて、ｘ方向及び／又はｙ方向におけるバーコードシンボルの種類を選択することができる。ｘ方向及び／又はｙ方向におけるバーコードシンボルの種類の例は、Ｐｌｅｓｓｅｙ、統一商品コード（ＵＰＣ）、Ｃｏｄａｂａｒ、コード１１、Ｐｈａｒｍａｃｏｄｅ、ＰＯＳＴＮＥＴ、ＰｏｓｔＢａｒなどを含むことができる。

バーコードシンボルの判定は、さらに、各方向に埋め込まれるデータ及び／又は情報のソートを含むことができる（４０３）。いくつかの実施形態において、システムは、データ及び／又は情報をソートするためのルールセットを受信することができる。特定の他の実施形態において、プロセッサは、システムに予めプログラミングされたロジック又はデータファイルから取得することができるロジックに基づいて、データ及び／又は情報をソートすることができる。そのようなロジックの例は、限定されるものではないが、（ｉ）各方向において符号化される情報の種類（例えば、ｚ方向のみにおいて符号化される非公開情報）を定義するルールセット、（ｉｉ）ｚ方向において符号化される暗号化されていない情報を必要とするルールセット、（ｉｉｉ）最初にｘ方向、ｘ方向におけるデータ容量がフルとなった後にｙ方向、及び、ｙ方向におけるデータ容量がフルとなった後に最終的にｚ方向において非公開情報の符号化を必要とするルールセットを含むことができる。上記ロジックは一例であり、他のソートロジックは本開示の範囲内である。いくつかの実施形態において、ユーザは、デフォルトのソートルールをカスタマイズすることができる。

いくつかの実施形態において、バーコードシンボルの判定は、さらに、データ容量を増加させるために３Ｄバーコードにおいて使用される色スキームの定義を含むことができる（４０４）。例えば、異なる色は、空間、高さ、幅及び他のそのような要因に加えて、異なる種類のデータを符号化するためのシンボル文字に含まれてもよい。色スキームは、スキャナの種類、物体及び／又は基材の色及び／又は種類、データ容量、情報の種類（公開又は非公開）及び情報量などの要因に基づいて選択されることができる。この文書が用語「色」を使用する場合、明らかに異なる色（すなわち、ＣＭＹの異なる組み合わせ）又は単一色の異なる陰影（例えば、ＣＭＹＫ）を含むことができることを理解すべきである。例えば、グレーの異なる陰影は、さらなるデータをバーコードに符号化する能力を追加するために又はさらなるデータを符号化するために現在のシンボルの能力を増加させるために使用することができる。

ステップ４０５において、システムは、各データ文字又は値についてｚ方向においてシンボル文字を割り当てることができる。実施形態において、ｚ方向におけるシンボル文字は、物理的表現の高さ及び／又は深さ、物理的表現の形状（円形、正方形、長方形、円筒形など）、物理的表現の寸法及び物理的表現間の間隔などの物理的表現の特徴を表すために１つ以上の要素を含むことができる。物理的表現の例は、限定されるものではないが、物体上に貼付される物体及び／又は基材の表面上のピット及び隆起領域を含むことができる。

ｘ方向及び／又はｙ方向におけるバーコードシンボルの種類及びそれぞれのサイズ制限、地理的位置、マーキング標準、利用可能なフットプリントサイズ、色スキーム、ｚ方向において符号化される情報量、情報の種類（公開若しくは非公開、及び／又は、暗号化若しくは非暗号化）、３Ｄプリンタの種類、スキャナの種類、物体及び／又は基材の種類、ｚ次元の表示又は非表示、並びに、他の同様の要因などの要因に基づいて、シンボル文字を割り当てることができる。プロセッサは、システムに予めプログラムされたロジック又はデータファイルから取得することができるロジックに基づいて、シンボル文字を割り当てることができる。そのようなロジックの例は、限定されるものではないが、（ｉ）情報量及び利用可能なフットプリントに基づく要素の最大数及び各シンボル文字についての最大間隔を定義するルールセット、（ｉｉ）少なくとも使用されるスキャナの種類及びその解像度に基づくシンボル文字における物理的表現の高さ、深さ、幅又は間隔の範囲を定義するルールセット、（ｉｉｉ）少なくとも３Ｄプリンタの解像度に基づくシンボル文字における物理的表現の高さ、深さ、幅又は間隔の範囲を定義するルールセット、（ｉｖ）少なくともデータが人間の肉眼によって視認可能であるか否かに基づくシンボル文字における物理的表現の高さ、深さ、幅又は間隔の範囲を定義するルールセット、（ｖ）ｘ方向及びｙ方向におけるシンボルに基づくシンボル文字における物理的表現の高さ、深さ、幅又は間隔の範囲を定義するルールセット、並びに、（ｖｉ）物理的表現の形状、大きさ及び色の組み合わせに制約を課すルールセットを含むことができる。上記ロジックは一例であり、他のソートロジックは本開示の範囲内である。いくつかの実施形態において、ユーザは、デフォルトのソートルールをカスタマイズすることができる。

ｚ方向におけるシンボル文字のいくつかの例は、少なくとも閾値深さ又は幅を有するピットの存在が０を表し且つ少なくとも閾値高さ又は幅を有する隆起領域の存在が１を表すか又はその逆を表すような数値のバイナリ値の表現を含むことができる。又は、それらは相対的であってもよく、第１の深さ、幅又は高さの範囲のピット又は隆起領域がゼロを表し、第２の深さ、幅又は高さの範囲が１を表す。非バイナリシステムにおいて、さらなる深さ又は高さの範囲は、さらなる値を表すことができる。例えば、「Ａ」などのデータ文字は、ｘ方向において、０．１ｍｍの高さ及び０．１ｍｍの直径の円形隆起領域から０．２ｍｍの距離で０．１ｍｍの深さ及び０．１ｍｍの幅の一対の長方形のピットのパターンを有するシンボルの文字に対応することができる。さらなる色要素がデータ容量を増大させるために含まれてもよい。例えば、赤色の上記シンボル文字は、データ文字「Ａ」に対応することができ、青色では、バイナリ文字「０」に対応することができ、緑色では、データ文字「Ｂ」に対応することができる、などである。シンボル文字の上記割り当ては任意であり、単に例示的な目的のために行われている。

図４におけるステップのシーケンスは一例であり、他のシーケンスは、本開示の原理から逸脱することなく本開示の範囲内である。

図３を再度参照すると、プロセッサは、直接物体上又は物体上に貼付される基材上において判定されたバーコードシンボルに基づいてデータを符号化することによって３Ｄバーコードを作成するためのビルドシーケンスを提供するプログラミング命令のセット（又は命令テンプレートにおいて使用されるデータセット）を生成（３０５）してコンピュータ読み取り可能なメモリに保存（３０６）することができる。

いくつかの実施形態において、バーコードシンボルは、さらに、バーコードシンボルを使用して作成された３Ｄバーコードから情報を取得するためのスキャナによって参照するために３Ｄバーコードの外部位置に記憶されることができる。位置へのリンクは、３Ｄバーコード内で符号化されてもよい。特定の他の情報において、バーコードシンボルは、３Ｄバーコード自体において符号化されることができる。

ステップ３０７において、システムは、所定のシンボルに応じてデータを符号化することによって３Ｄバーコードを作成するために任意の公知の３Ｄプリンタに対してビルドシーケンスを送信することができる。

最後に、ステップ３０８において、３Ｄプリンタは、バーコードシンボルを含むビルドシーケンスにしたがって、符号化された情報を有する３Ｄバーコードを印刷することができる。これは、プリンタが複数層の造形材料を使用して基材上に物体を造形するなど、現在又は今後知られる３Ｄ印刷プロセスのいずれかとすることができる。プリンタが基材から上方に物体を造形するのにともない、従来の１次元及び２次元バーコードに加えて、３Ｄバーコードを作成するためにキャビティ（ピット）を残すか又は外表面上に隆起領域を追加することができる。いくつかの実施形態において、３Ｄバーコードのｚ寸法は、３Ｄプリンタを使用して印刷されることができ、ｘ次元及びｙ次元は、従来のバーコードプリンタを使用して印刷されることができる。

代替実施形態において、システムは、図５に記載された方法で３Ｄバーコードを作成することができる。ステップ５０１において、システムは、基準の１次元及び／又は２次元バーコードから３Ｄバーコードに含まれるデータを直接抽出することができる。システムは、データを抽出するために任意の公知の方法を使用することができる。そのような方法の例は、限定されるものではないが、１次元バーコード用の光学スキャナ及び２次元バーコード用のカメラを有する任意の電子機器を含むことができる。

いくつかの実施形態において、システムは、ステップ３０４から始めて、図３及び図４に関して上述した方法を使用して、抽出されたデータを埋め込むために３Ｄバーコードを作成することができる。追加情報は、上述した原理に基づいて３Ｄバーコードに含めることができる。

特定の他の実施形態において、システムは、基準の１次元及び／又は２次元バーコードの要素がｚ方向における３Ｄバーコードの可変高さ要素として表現されるように、バーコードシンボルを判定することができる（５０２）。例えば、１次元バーコードは、（ｘ方向における）可変厚さのバー及びバー間の白色スペースとして表される情報を含む。システムは、物体又は基材の表面上に作成された３Ｄバーコードの異なる高さの要素（隆起領域及び／又はピット）として可変厚さのバーが表されることができるように、バーコードシンボルを作成することができる。隆起領域及び／又はピット間の間隔は、基準バーコードと同じであってもよい。同様に、２次元バーコードの要素は、３Ｄバーコードの高さ要素に変換されることができる。この例を図６Ａ及び６Ｃに示す。それゆえに、この方法にしたがって作成された３Ｄバーコードは、人間の肉眼には視認不可能とすることができ、３Ｄスキャナを使用してのみ読み取ることができる。したがって、システムは、視認可能な１次元及び／又は２次元バーコードを視認不可能な３Ｄバーコードに変換することができる。又は、システムは、通常の１Ｄ又は２Ｄバーコードが保持することができるよりも多くのデータを含む視認可能な３Ｄバーコードを作成してもよい。

特定の実施形態において、システムは、図４に関して上述したように、バーコードシンボルにおける色要素を含むことによって３Ｄバーコードに付加情報を埋め込むことができる。他の実施形態において、システムは、人間の肉眼には視認不可能であるが、バーコードの要素における高さの差を検出することができるスキャナによって読み取られることができる単一色のバーコードを生成することができる。

そして、プロセッサは、物体上に直接又は物体に貼付された基材上において判定されたバーコードシンボルに基づいてデータを符号化することによって３Ｄバーコードを作成するためのビルドシーケンスを構成するデータ及び／又は命令のセットを生成（５０３）してコンピュータ読み取り可能なメモリに保存（５０４）することができる。ステップ５０５において、システムは、所定のシンボルに応じてデータを符号化することによって３Ｄバーコードを作成するために任意の公知の３Ｄプリンタに対してビルドシーケンスを送信することができる。最後に、ステップ５０６において、３Ｄプリンタは、上述したように、バーコードシンボルを含むビルドシーケンスにしたがって、符号化された情報を有する３Ｄバーコードを印刷することができる。

図６Ａ〜図６Ｄは、本開示の原理に基づいて作成された３Ｄバーコードの例を図示している。図６Ａ及び図６Ｂは、可変幅、形状、間隔を有する、ｚ方向において従来の１次元バーコードに追加されたピット及び隆起領域を図示している。図６Ａの例において、システムは、（１）１Ｄバーコードの第１の色要素（例えば、黒色バー）を第１の高さ表現（例えば、ｚ方向に向かって突出した隆起要素６０３）に変換し、（２）１Ｄバーコードの第２の色要素（例えば、黒色バー間の白色スペース）を第２の高さ表現（例えば、ピット６０２）に変換することにより、単一色の３Ｄバーコードに１Ｄバーコードを変換している。システムは、幅が表すデータを保存するために各要素の相対的な幅を維持することができる。システムは、３Ｄ物体又は基材上に３Ｄバーコードを印刷するために３Ｄプリンタが使用するデータファイルにこのデータを保存することができる。この文脈において、用語「隆起領域」及び「ピット」は、２つのレベルの相対的な高さを指す。「隆起領域」は、通常、３Ｄ物体又は基材の表面上と平坦に又はごく僅かに上方に印刷され、「ピット」は、３Ｄ物体又は基材の表面上と平坦に又はごく僅かに下方に印刷されることができる。相対的な高さの差は、人間の肉眼によっては知覚不可能であるが、３Ｄスキャナによって検出可能であるようなものである。このように、３Ｄスキャナは、各要素の高さ及び幅を検出し、１Ｄバーコードであるかのように３Ｄバーコードを復号することができる。

図６Ｂの例において、少なくとも２色の３Ｄバーコードが示されている。この例において、システムは、（１）１Ｄバーコードの第１の色要素（例えば、黒色バー）を第１の高さ表現（例えば、隆起領域６１３）に変換し、（２）２Ｄバーコードの第２の色要素（例えば、黒色バー間の白色スペース）を第２の高さ表現（例えば、ピット６０２）に変換し、（３）追加の符号化データを表す追加色（例えば、ピット６１２における白色スペース６１５）によって高さ表現のうちの少なくとも１つを増強することにより、２色の３Ｄバーコードに補足データとともに１Ｄバーコードを変換している。システムは、幅が表すデータを保存するために、１Ｄバーコードの各要素の相対的な幅を維持することができ、追加の色要素は、（図示されたように）その幅内に又はそれ自体の幅に含めることができる。システムは、３Ｄ物体又は基材上に３Ｄバーコードを印刷するために３Ｄプリンタが使用するデータファイルにこのデータを保存することができる。このように、３Ｄスキャナは、各要素の高さ及び幅を検出し、１Ｄバーコードであるかのように３Ｄバーコードを復号することができ、それはまた、追加の色要素を検出し、追加のデータを復号するために追加の色要素の位置、幅及び高さを使用することができる。

図６Ｃの例において、システムは、（１）２Ｄバーコードの第１の色要素（例えば、黒色画素）を第１の高さ表現（例えば、ｚ方向に向かって突出する上方の高さレベル要素６２３）に変換し、（２）２Ｄバーコードの第２の色要素（例えば、白色画素）を第２の高さ表現（例えば、下方の高さレベル要素６２２）に変換することにより、２Ｄマトリクスバーコードを単一色の３Ｄバーコードに変換している。システムは、幅が表すデータを保存するために、各要素の相対的な幅を維持することができる。システムは、３Ｄ物体又は基材上に３Ｄバーコードを印刷するために３Ｄプリンタが使用するデータファイルにこのデータを保存することができる。隆起した（上方レベル）要素６２３とピット（下方レベル要素）６２２との間の相対的な高さの差は、人間の肉眼によっては知覚不可能であるが、３Ｄスキャナによって検出可能であるようなものである。このように、３Ｄスキャナは、各要素の位置を検出し、２Ｄバーコードであるかのように３Ｄバーコードを復号することができる。

図６Ｄの例において、少なくとも２色の３Ｄバーコードが示されている。この例において、システムは、（１）２Ｄバーコードの第１の色要素（例えば、黒色画素）を第１の高さ表現（例えば、上方の高さレベル要素６３３）に変換し、（２）２Ｄバーコードの第２の色要素（例えば、白色画素）を第２の高さ表現（例えば、下方の高さレベル要素６３２）に変換し、（３）追加の符号化データを表す追加色（例えば、下方レベルにおける黒色画素６３５）によって高さ表現のうちの少なくとも１つを増強することにより、２色の３Ｄバーコードに補足データとともに２Ｄバーコードを変換している。それゆえに、システムは、バーコードにより多くのデータを追加するために異なる色を有する２Ｄバーコードの画素の１つ以上を増強することができる。システムは、３Ｄ物体又は基材上に３Ｄバーコードを印刷するために３Ｄプリンタが使用するデータファイルにこのデータを保存することができる。このように、３Ｄスキャナは、各要素の位置を検出し、２Ｄバーコードであるかのように３Ｄバーコードを復号することができ、それはまた、追加の色要素を検出し、追加のデータを復号するために追加の色要素の位置を使用することができる。

図７は、プログラム命令を含むか又は実行するために使用することができるハードウェアのブロック図を示している。バス７００は、ハードウェアの他の図示された構成要素を相互接続する主情報ハイウェイとして機能する。ＣＰＵ７０５は、プログラムを実行するために必要な計算及び論理演算を実行するシステムの中央処理装置である。ＣＰＵ７０５は、単独で又は図７に開示されている他の要素の１つ以上と組み合わせて、電子機器、コンピューティングデバイス又はプロセッサの一例であり、そのため、用語は、本願明細書において使用される。読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）７１０及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７１５は、持続性コンピュータ読み取り可能な記憶媒体の一例を構成する。

コントローラ７２０は、システムバス７００に対する１つ以上の任意の持続性コンピュータ読み取り可能な記憶媒体７２５とのインターフェースである。この記憶媒体７２５は、例えば、外部又は内蔵ＤＶＤドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ハードドライブ、フラッシュメモリ、ＵＳＢドライブなどを含むことができる。先に示したように、これらの様々なドライブ及びコントローラは、任意の装置である。

インターフェースを提供し、１つ以上のデータセットに関連付けられた任意のクエリ又は分析を実行するためのプログラム命令、ソフトウェア又は対話モジュールは、ＲＯＭ７１０及び／又はＲＡＭ７１５に記憶されることができる。必要に応じて、プログラム命令は、コンパクトディスク、ディジタルディスク、フラッシュメモリ、メモリカード、ＵＳＢドライブ、光ディスク記憶媒体及び／又は他の記録媒体などの有形の持続性コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。

任意のディスプレイインターフェース７３０は、バス７００からの情報が、オーディオ、ビジュアル、グラフィック又は英数字形式でディスプレイ７３５に表示されるのを可能とすることができる。印刷装置などの外部装置との通信は、様々な通信ポート７４０を使用して発生させることができる。通信ポート７４０は、インターネットやイントラネットなどの通信ネットワークに接続することができる。

ハードウェアはまた、キーボードなどの入力装置７５０、又は、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、リモートコントロール、ポインティングデバイス、ビデオ入力装置及び／又は音声入力装置などの他の入力装置７５５からデータを受信するのを可能とするインターフェース７４５を含むことができる。

Claims (10)

1. ３次元バーコードに埋め込まれた情報を含む３次元物体を印刷する方法において、
   プロセッサにより、前記３次元バーコードに埋め込まれた情報を受信することと、
   前記プロセッサにより、ｚ次元において少なくとも１つのシンボル文字を含むバーコードシンボルを判定することと、
   前記プロセッサにより、前記バーコードシンボルにしたがって前記３次元バーコードに前記受信した情報を埋め込む前記３次元バーコードを３次元印刷装置に印刷させるビルドシーケンスを生成することと、
   ３次元印刷装置により、前記ｚ次元に表示されることになる前記シンボルの各シンボル文字が前記３次元物体における前記ｚ方向の物理的表現として印刷されるように、前記３次元物体を印刷するために前記ビルドシーケンスを使用することとを備える、方法。
2. さらに、前記プロセッサにより、
   前記受信した情報を公開情報及び非公開情報にソートすることと、
   前記非公開情報が前記ｚ方向において少なくとも１つのシンボル文字に埋め込まれるように前記バーコードシンボルを判定することとを備える、請求項１に記載の方法。
3. 前記公開情報が、部品番号、部品識別情報、在庫情報、ユーザマニュアル、安全情報又はライセンス情報のうちの少なくとも１つを含み、
   本方法がまた、前記３次元印刷装置により、前記物体の表面上の２次元のシンボル文字として前記公開情報を印刷することを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記非公開情報が、物体の印刷に関する情報、物体の部品の印刷に関する情報、二次製造情報又は物体の製造において部品の順序を定義する情報のうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載の方法。
5. ３次元バーコードに埋め込まれた情報を含む３次元物体を印刷するシステムにおいて、
   ３次元印刷装置と、
   プロセッサと、
   前記プロセッサに、
   ３次元バーコードに埋め込まれた情報を受信させ、
   ｚ次元において少なくとも１つのシンボル文字を含むバーコードシンボルを判定させ、
   前記バーコードシンボルにしたがって前記３次元バーコードに前記受信した情報を埋め込む前記３次元バーコードを前記３次元印刷装置に印刷させるビルドシーケンスを生成させ、
   前記ｚ次元に表示されることになる前記シンボルの各シンボル文字が前記３次元物体における前記ｚ方向の物理的表現として印刷されるように、前記３次元物体を印刷するために前記ビルドシーケンスを前記３次元印刷装置に使用させるように構成されたプログラミング命令を含むメモリ装置とを備える、システム。
6. 前記情報を受信するための前記命令が、複数のバー及び複数のスペースを含む１次元バーコードを受信するための命令を含み、
   前記バーコードシンボルを判定するための前記命令が、第１の高さ表現に前記バーを変換し且つ第２の高さ表現に前記スペースを変換するための命令を含み、
   前記ビルドシーケンスを生成するための前記命令が、第１の高さ及び第２の高さが人間の肉眼によって知覚不可能であるように、前記第１の高さ表現に対応する前記第１の高さで前記バーを印刷し且つ前記第２の高さ表現に対応する前記第２の高さで前記スペースを印刷するために単一色を使用するための命令を生成するための命令を含む、請求項５に記載のシステム。
7. 前記情報を受信するための前記命令が、複数の第１の画素と、複数の第２の画素とを含む２次元バーコードを受信し、補足データのセットも受信するための命令を含み、前記第１の画素が前記第２の画素と異なる色を呈し、
   前記バーコードシンボルを判定するための前記命令が、第１の高さ表現に前記第１の画素を変換し、第２の高さ表現に前記第２の画素を変換し、色表現に前記補足データを変換するための命令を含み、
   前記ビルドシーケンスを生成するための前記命令が、前記第１の高さ表現に対応する第１の高さで前記第１の画素を印刷し且つ前記第２の高さ表現に対応する第２の高さで前記第２の画素を印刷するために第１の色を使用し、前記色表現を表現するために第２の色によって前記第１の画素又は前記第２の画素のうちの少なくとも一部を増強するための命令を生成するための命令を含む、請求項５に記載のシステム。
8. 物体上に印刷される３次元バーコード構造において、バーコード構造が符号化された情報を含み、前記情報の少なくとも一部がｚ次元に埋め込まれている、バーコード構造。
9. 前記符号化された情報の第１の部分が第１の高さの第１のバーを含み、
   前記符号化された情報の第２の部分が第２の高さの第２のバーを含み、
   前記第１のバー及び前記第２のバーが単一色を呈し、前記バーコードが３Ｄ走査装置によって検出されることができるが、人間の肉眼によって知覚不可能であるように、前記第１の高さ及び前記第２の高さが互いに十分に近接している、請求項８に記載のバーコード構造。
10. 前記符号化された情報の第１の部分が第１の高さの第１のバーを含み、
    前記符号化された情報の第２の部分が第２の高さの第２のバーを含み、
    前記第１のバー及び前記第２のバーが第１の色を呈し、
    前記符号化された情報の第３の部分が、前記第１の高さ又は前記第２の高さのいずれかに位置する第２の色のバーを含む、請求項８に記載のバーコード構造。

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