JP2738100B2

JP2738100B2 - マーク読取方法及び装置

Info

Publication number: JP2738100B2
Application number: JP2012020A
Authority: JP
Inventors: 達郎小沢; 直樹笠井; 亨須藤
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1990-01-22
Filing date: 1990-01-22
Publication date: 1998-04-08
Anticipated expiration: 2013-04-08
Also published as: JPH03216779A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、例えばプリペイドカードの表面に表示さ
れた度数表示用のマーク等を読み取るためのマーク読取
方法及び装置に係り、特に、偽造されたマークと正規の
マークとを判別することが可能なマーク読取方法及び装
置に関するものである。

「従来の技術」通常、プリペイドカードと呼ばれるカード（例えばNT
Tのテレホンカード、JRグループのオレンジカード等）
の中には、そのカードにより使用できる金額等に対応す
る度数がマークとしてカードに書き込まれているものが
ある。このようなマークの種類としては、カードの一部
を所定形状に穿孔することでこのカードを貫通する光の
有無によりマークを読み取るものと、カード表面に印刷
等でマークを形成してこのカードからの反射光の強弱に
よりマークを読み取るものとが広く知られている。

そして、いずれのマークの種類によっても、カード使
用時には、カードリーダーと呼ばれるカード読取装置に
よりカード上のマークを検出してそのマークに表示され
た度数を読みだし、この度数から使用金額等に対する度
数を減じた度数のマークを穿孔する、あるいは印刷等す
ることで度数を書き直すことが行われる。

このように、マークにより度数を表示する形式のプリ
ペイドカードは、磁気的手段により度数を書き込む形式
のプリペイドカードに比較して、その読取装置も含めて
安価に構成することができ、今後の活用が期待されてい
る。

「発明が解決しようとする課題」しかしながら、このようなプリペイドカードでは、次
に示すような不正使用方法が考えられる。すなわち、マ
ークを穿孔で形成する場合には、穿孔した穴を塞げば再
度使用が可能であり、また、マーク印刷等で形成する場
合には、マークを形成するインキと同一色のインキでマ
ークを印刷すれば度数の改竄（かいざん）が可能であ
る。従って、このような不正使用方法を防止する必要が
生ずるが、現時点において有効な防止方法は提案されて
いない。

この発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、マ
ークを光学的に読み取るマーク読取方法及び装置におい
て、偽造されたマークと正規のマークとを簡易かつ確実
に判別することの可能なマーク読取方法及び装置の提供
をその目的としている。

「課題を解決するための手段」そこで、請求項１に係る発明は、物体上に表示された
複数のマークを光学的に読み取る方法であって、各マー
クからの分光反射率が異なる複数の波長領域にそれぞれ
ピーク波長を有する複数の光で、これら複数の光の発光
間隔とマークの相互間隔と物体の移送距離とに応じて、
各マークが異なるピーク波長の光のそれぞれに照射され
るように順次照らし、これら各光からの反射光の強度の
差分からマークを判別することを特徴とするものであ
る。

請求項２にかかる発明は、前記マークは、可視光領域
内の狭領域においてその分光反射率が急激に変化する材
質で形成されていることを特徴とするものである。

請求項３にかかる発明は、物体上に表示された複数の
マークを光学的に読み取る装置であって、マークからの
分光反射率が異なる複数の波長領域にそれぞれピーク波
長を有する少なくとも二つの発光素子と、これらの発光
素子を発光間隔とマークの相互間隔と物体の移送距離と
に応じて各マークが異なるピーク波長の発光素子の光で
それぞれ照射されるように順次発光させる電源と、前記
マークからの反射光を受光する受光素子と、前記各発光
素子からの反射光の強度をそれぞれ記憶する記憶手段
と、この記憶手段に記憶された反射光の強度データの差
分を計算する差分計算手段と、この差分からマークを判
別する判別手段とを具備してなることを特徴とするもの
である。

請求項４の発明は、前記マークは、可視光領域内の狭
領域においてその分光反射率が急激に変化する材質で形
成されていることを特徴とするものである。

「作用」この発明では、マークからの分光反射率が相異なる複
数の波長領域にピーク波長を有する少なくとも２つの発
光素子により、これら複数の発光素子の発光間隔とマー
クの相互間隔と物体の移送距離とに応じて、各マークが
異なるピーク波長の光でそれぞれに照射されるように順
次照らし、これら各発光素子からの反射光の強度データ
の差分を計算することでマークの判別を行っている。す
なわち、正規のマークは各発光素子で照らされた場合に
その反射率が異なることから、その反射光の強度もある
一定値だけ異なることになる。従って、データの差分が
ある一定値だけ異なれば正規のマークであると判別する
ことができ、逆にデータの差分が一定値以下であればマ
ーク以外の部分であると判別することができる。

「実施例」以下、この発明の実施例について図面を参照して説明
する。

第１図ないし第２図は、この発明のマーク読取方法及
び装置を、自動販売機に装備されたプリペイドカードの
度数を読み取る装置に適用した一実施例を示す図であ
る。ここで、本実施例に係るマーク読取方法及び装置を
説明する前に、第３図を参照して、このマーク読取装置
により読み取られるマークが表示されたプリペイドカー
ドの概略構成について説明する第３図中、符号１は矩形薄板状に形成されたプリペイ
ドカード１であり、このプリペイドカード１の表面に
は、カード１により使用可能な金額に対応する度数が表
示されたマーク２が設けられている。このマーク２は、
可視光領域内の比較的狭範囲においてその分光反射率が
急激に変化するインキにより形成されており、印刷技術
等を用いてカード１表面に表示される。具体的には、こ
のインキは可視光領域内の特定の２波長、例えばλ_１及
びλ_２（λ_１＜λ_２とする）においてその反射率がほと
んど０％及び100％となるようなものである。このよう
なインキといては、例えば、有価証券等の偽造防止用に
開発されたインキが好適に適用可能である。しかしなが
ら、本発明の実施にあたっては、本実施例の態様に限定
される必要は当然なく、少なくともインキの分光反射率
が複数の波長領域において異なれば本発明の実施は可能
であり、従って、かかる特性を有するインキであれば周
知のインキから好適に選択可能である。

次に、第１図ないし第２図を参照して、本実施例のマ
ーク読取装置について説明すれば、符号３、４はそれぞ
れ発光ダイオード等からなる第１及び第２の発光素子で
ある。これら発光素子３、４は、図示されないカードリ
ーダー内に設けられ、このカードリーダーにより一定方
向に移送される前記プリペイドカード１のマーク２に相
対向するように、このプリペイドカード１から所定距離
離間されて配置されている。第１、第２の発光素子３、
４は、そのピーク波長が前記マーク２を形成するインキ
の特定の２波長λ₁,λ_２とそれぞれ略一致された２種類
の発光素子である。また、符号５はフォトトランジスタ
等からなる受光素子であり、プリペイドカード１からの
反射光を受光すべく前記発光素子３、４の近傍に配置さ
れている。この場合、受光素子５は、前記特定の２波長
λ_１、λ_２に対して十分な感度を有する分光特性を有し
ていることが好ましい。但し、各発光素子３、４の波長
λ_１、λ_２に対応して異なる分光特性を有する受光素子
を２種類用意しても良いことは勿論である。

符号６は、受光素子５からの信号を増幅する増幅器で
ある。符号７は増幅器６により増幅された信号を出力８
ビットでA/D変換するA/D変換器である。符号８はCPU
（中央演算素子）であり、データバス９、アドレスバス
10を介してA/D変換器７及び後述するRAM、ROM、カード
検出センサ、デコーダとデータの授受を行うと共に、装
置全体の制御を行う。符号11はRAM（ランダムアクセス
メモリ）、符号12はROM（リードオンメモリ）である。

符号13は前記カードリーダー内にカード挿入口付近に
設けられ、前記カード１がカードリーダー内に挿入され
たことを検出するカード検出センサであり、このカード
検出センサからの検出信号は前記CPU8に送出される。符
号14は同様にカードリーダー内に設けられ、CPU8により
制御されてカード１を一定方向に移送するモータであ
る。

符号15はデコーダであり、前記CPU8からの信号をデコ
ードしてスイッチ16に送出する。スイッチ16は、前記発
光素子３、４のオン／オフ制御を行うものである。

次に、第４図に示すフローチャート及び第１図、第２
図を参照して、本実施例のマーク読取方法について説明
する。

（１）マーク読み取りマーク読取装置の作動が開始すると（ステップSP
1）、CPU8はカード検出センサ13からの検出信号の入力
待ち状態となる（ステップSP2）。そして、カード検出
センサ13から検出信号が入力されると、CPU8はモータ14
を作動させてプリペイドカード１を一定方向に移送させ
ると共に、ピーク波長λ_１なる第１の発光素子３を発光
させるべくデコーダ15に信号を送出し、デコーダ15は、
CPU8からの信号に基づいてスイッチ16を制御すること
で、第１の発光素子３を発光させる（ステップSP3）。
発光素子３からの光はプリペイドカード１上で反射し、
受光素子５により受光される。受光素子５は、受光強度
に応じた信号をアナログ量として出力し、この受光強度
信号は、増幅器６により増幅された後にA/D変換器７に
より８ビットのデジタル信号に変換される（ステップSP
4）。デジタル信号とされた受光素子５からの受光強度
信号は、RAM11内の第１の記憶領域内に記憶される（ス
テップSP5）。すなわち、本実施例では、RAM11は２つの
記憶領域に分割され、一方（第１）の記憶領域がピーク
波長λ_１の第１の発光素子３による反射光の受光強度が
記憶される領域とされ、他方（第２）の記憶領域がピー
ク波長λ_２の第２の発光素子４による反射光の受光強度
が記憶される領域とされている。

RAM11への記憶作業が終了したら、CPU8は次に第２の
発光素子４を発光させるべくデコーダ15に信号を送出
し、デコーダ15は、CPU8からの信号に基づいてスイッチ
16を制御することで、第２の発光素子４を発光させる
（ステップSP6）。以降の動作は前記第１の発光素子３
の場合と同様であり、受光素子５の受光強度信号は増幅
器６、A/D変換器７を介してRAM11内の第２の記憶領域内
に記憶される（ステップSP7〜SP8）。

そして、カード１の読み取りが終了したか否かを判定
し（ステップSP9）、終了していない場合には再度ステ
ップSP3に戻って発光素子３、４の発光及び受光強度信
号の記憶作業を継続する。このようにして、第１、第２
の発光素子３、４を交互に間欠発光させつつその受光強
度信号を順次記憶することで、カード１の移送方向に沿
ってその表面に形成されたマーク２の読み取りを行う。
この際、RAM11内の第１、第２の記憶領域には、若いア
ドレスから順に受光強度信号が記憶される。そして、カ
ード１の読み取りが終了したら、マーク２の判別作業に
移行する（ステップSP10以降）。

なお、前述のように第１、第２の発光素子３、４を交
互に発光させる場合において、モータ14によるカード１
の移送作業を連続的に行うと、第５図に示すように、第
１の発光素子３により照らされるカード１表面の領域21
と第２の発光素子４により照らされる領域22とが同一と
はならず、カード１の移送方向に沿って若干ずれること
となる。しかしながら、発光素子３、４の発光からRAM1
1への受光強度信号の記憶完了までの時間に比較して、
モータ14による単位時間あたりのカード１移送距離は大
変短く、従って、本実施例においては、カード１上のほ
ぼ同一領域における受光強度信号を記憶しているものと
考えることができる。

また、マーク２の読み取り誤差を小さくするという観
点から、第１、第２の発光素子３、４の発光間隔の間に
カード１が移送される距離と、カード１の移送方向に沿
ったマーク２のパターンとの間に所定の同期関係を形成
しておくことが好ましい。本実施例では、発光素子３、
４が３回発光したときにカード１が移送される距離毎に
マーク２が形成されている。

（２）マーク判別カード１の読み取りが終了したら、CPU8は自身のカウ
ンタをリセットし（ステップSP10）、同一アドレス上に
記憶されている第１、第２の記憶領域内のデータを若い
アドレスから順に読み出し（ステップSP11）、これら２
つのデータの差分を計算する（ステップSP12）。そし
て、この差分とROM12内に記憶されている閾値とを比較
し（ステップSP13）、差分が閾値以上であればカウンタ
をインクリメントして（ステップSP14）度数判定を行う
（ステップSP15）。すなわち、受光素子５がマーク２か
らの反射光を受光すれば、第１の受光素子３が発光した
場合はその反射率が０％に近いためその受光強度信号は
０に近く、一方、第２の受光素子４が発光した場合はそ
の反射率が100％に近いためその受光信号は255（８ビッ
ト）に近くなるので、例えば閾値を200程度に設定して
おけば、マーク２のみを判別することができる。

そして、RAM11内にまだ読み出されていないデータが
残っていれば、ステップSP11に戻って再度データの読み
出しを行い、データを全て読み出していれば動作を終了
する（ステップSP16、SP17）。一方、前記差分が閾値以
下であればステップSP11に戻り、再度データの読み出し
を行う。

以上の動作を第６図を参照してさらに説明すれば、一
例として、第６図に示すように各アドレスにデータが格
納されていたとする。アドレス１、２、４においてはデ
ータの差分は０であり、すなわち、なにも表示されてい
ない白色部分からの信号であることが判別できる。次
に、アドレス３、６においてはデータの差分は255であ
り、この部分にはマーク２が表示されていることが判別
できる。また、アドレス５においては、データの差分は
０ではないが十分に閾値以下であり、この部分にはなに
か表示されているがマーク２ではないことが判別でき
る。さらに、アドレス７においてはデータの差分は０で
あり、従って、なにも表示されていない白色部分からの
信号であることが判別できる。（実は、各データの値そ
のものは255ではなく、従ってなにか表示されているが
偶然に発光素子３、４からの光の反射率が等しいため白
色部分と同等の扱いを受けている）。このようにして、
マーク２が表示されている部分とそうでない部分とを明
確に判別することができる。さらに、本実施例では、各
発光素子３、４が３回発光したときにカード１が移送さ
れる距離毎にマーク２が形成されているため、アドレス
番号にして３番おきにマーク２が表示されていることと
なり、従って、３つおきにマーク判別を行うことによっ
て、さらに明確に判別作業を行うこともできる。

なお、度数判別が終了した後は、使用金額に応じて度
数を減算し、例えばパンチ等によりマーク部分を穿孔す
ることで新たな度数を書き込めばよい。

従って、実施例によれば、各発光素子３、４に対応す
る受光強度信号の差分を計算しているので、この差分が
所定の閾値以上であるときにのみマーク２が表示されて
いると判別でき、マークが偽造された場合でも正規のマ
ーク２と偽造されたマーク２とを確実かつ簡易に弁別す
ることができる。また、読み取りデータの中からマーク
２に対応するデータのみを確実に抽出することができる
ため、マーク２の開始／終了を示す領域をプリペイドカ
ード１表面に設ける必要もなく、マーク２の構成のみな
らずその読取装置の構成も簡略化することができる。

なお、本発明のマーク読取方法及び装置は、その細部
が前記実施例に限定されることなく、種々の変形例が可
能である。一例として、前記実施例では、マーク２はプ
リペイドカード１の度数表示を目的としていたが、これ
に限らず、例えばID番号表示を目的とするものであって
もよいことは勿論である。当然、プリペイドカード１の
みならず普通の商品の表面に表示されたバーコード等の
マークを読み取る装置への適用も好適に可能である。さ
らに、前記実施例では発光素子を２種類用いていたが、
これに限らずピーク波長の異なる３種類以上の発光素子
を用いてもよい。

「発明の効果」以上詳細に説明したように、この発明によれば、マー
クからの分光反射率が相異なる複数の波長領域にピーク
波長を有する少なくとも２つの発光素子により、これら
複数の発光素子の発光間隔とマークの相互間隔と物体の
移送距離とに応じて、各マークが異なるピーク波長の光
でそれぞれに照射されるように順次照らし、これら各発
光素子からの反射光の強度データの差分を計算すること
でマークの判別を行っているので、この差分が所定の閾
値以上であるときにのみマークが表示されていると判別
でき、マークが偽造された場合でも正規のマークと偽造
されたマークとを確実かつ簡易に弁別することができ
る。また、読み取りデータの中からマークに対応するデ
ータのみを確実に抽出することができるため、マークの
開始／終了を示す領域を物体表面に設ける必要もなく、
マークの構成のみならずその読取装置の構成も簡略化す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図は本発明の一実施例であるマーク読
取装置を示す図であって、第１図はその概略構成を示す
ブロック図、第２図は同詳細構成を示すブロック図、第
３図は本実施例の読取対象たるプリペイドカードを示す
平面図、第４図は本発明の一実施例であるマーク読取方
法を説明するためのフローチャート、第５図はマーク上
の発光素子により照らされる領域を示す平面図、第６図
はRAM内に記憶されたデータを示す図である。１……プリペイドカード（物体）、２……マーク、３、
４……発光素子、５……受光素子、８……CPU（差分計
算手段、判別手段）、11……RAM（記憶手段）、15……
デコーダ、16……スイッチ（共に電源）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】物体上に表示された複数のマークを光学的
に読み取る方法であって、各マークからの分光反射率が異なる複数の波長領域にそ
れぞれピーク波長を有する複数の光で、これら複数の光
の発光間隔とマークの相互間隔と物体の移送距離とに応
じて、各マークが異なるピーク波長の光のそれぞれに照
射されるように順次照らし、これら各光からの反射光の
強度の差分からマークを判別することを特徴とするマー
ク読取方法。
【請求項２】前記マークは、可視光領域内の狭領域にお
いてその分光反射率が急激に変化する材質で形成されて
いることを特徴とする請求項１記載のマーク読取方法。
【請求項３】物体上に表示された複数のマークを光学的
に読み取る装置であって、マークからの分光反射率が異
なる複数の波長領域にそれぞれピーク波長を有する少な
くとも二つの発光素子と、これらの発光素子を発光間隔
とマークの相互間隔と物体の移送距離とに応じて各マー
クが異なるピーク波長の発光素子の光でそれぞれ照射さ
れるように順次発光させる電源と、前記マークからの反
射光を受光する受光素子と、前記各発光素子からの反射
光の強度をそれぞれ記憶する記憶手段と、この記憶手段
に記憶された反射光の強度データの差分を計算する差分
計算手段と、この差分からマークを判別する判別手段と
を具備してなるマーク読取装置。
【請求項４】前記マークは、可視光領域内の狭領域にお
いてその分光反射率が急激に変化する材質で形成されて
いることを特徴とする請求項３記載のマーク読取装置。