JP4300329B1 - 情報記録のための媒体、情報読み取り装置、情報入力システム - Google Patents

Abstract

【課題】印刷技術により形成されるよりもさらに微細なドットパターンが形成でき、透明な情報記録媒体の透明度が向上でき、読み取り装置を傾けてもドットパターンを読み取る事が出来る情報記録媒体と読み取り装置とを提供する。
【解決手段】特定の周波数の光線（赤外線など）を用いて、情報記録媒体の表面のドットパターンを読み取るシステムにおいて、ドットパターンのドットをフォトレジスト工程により形成することにより微細化し、透明な情報記録媒体にドットを貫通孔により形成することにより透明度の低下を防ぎ、読み取り装置を傾けてドットパターンを読み取る場合でも、媒体表面において該光線を拡散反射させることにより、また、欠けた形状として撮像されたドットに対してパターン認識技術を用いることにより、ドットパターンの認識率を確保する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、孔によりドットパターンを形成した情報記録媒体、および該情報記録媒体から情報を読み取る技術に関する。

従来から、情報を表現するために所定のアルゴリズムにより生成されたドットパターンを、インクを用いた印刷技術により、情報記録媒体面に記録する技術が知られている。

また、ドットパターンの各ドットを、印刷する代わりに、凹孔を設けることにより形成する技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１において、図２２では、２１は金属材料で形成されたＩＣ用のリードフレーム、２２および２３はこのようなリードフレーム２１の表面に形成したピクセルコードの形状が異なる２種類のドットをそれぞれ示すもので、２２は逆四角錐型の先が尖った形状をなす凹孔によるピクセルコードのドット、２３は逆円錐型の先が尖った形状をなす凹孔によるピクセルコードのドットを示している。

図２３では、このようなピクセルコードの読み取り装置の構成例を示す。ここで、２４はリードフレーム２１の表面を照射するための光源として設けられたハロゲンランプ、２５はハロゲンランプ２４から放射される光をリードフレーム２１に対して直角方向に導くように配置されたハーフミラー、２６はリードフレーム２１から反射され、ハーフミラー２５を透過した光が入射されるレンズ、２７はレンズ２６を介して集光された光を受光するＣＣＤカメラであり、ＣＣＤカメラ２７から得られた撮像は画像処理部２８において２値化される。

図２４に示すように、先の尖らない球面形状の小孔によるドット３２でピクセルコードを形成する。そして、図２５に示すようなピクセルコード読み取り装置を用いてその読取りを実施する。

図２５において、３３は照明器のリングファイバ、３４はリングファイバ３３に保持され、斜め下方に向けて光を投光する環状の光源体であり、本例ではリングファイバ３３の中空をなす中心部にレンズ２６が配置されている。このような配置によるリングファイバ３３をプリント基板などの被検出体３１表面に対し所定の間隔を保って平行配置することにより、光源３４からの光を被検出体３１表面およびドット３２にかかわる部位から反射させ、その反射光をそれぞれレンズ２６を介してＣＣＤカメラ２７に受光させるようにする。その結果、ＣＣＤカメラ２７から得られる撮像結果としては、ドットパターンのない部分では矢印で示すように反射されてレンズ２６には入射されない、という技術が開示されている。

特開平６ー２６６８７１号公報

しかし、前記従来技術を用いて、通常のインクジェットプリンタ等により、ドットパターンを印刷する場合、ドットパターンの格子（後述）サイズを、０．５ｍｍ程度より小さくすることは困難であった。また、オフセット印刷の場合、０．３ｍｍ程度より小さくすることは困難であった。

また、微細なドットの形状を均一にして一定の高認識率を確保することが、印刷の精度上困難であった。

それ故、印刷により、さらに微細な、すなわち、情報記録密度のより高いドットパターンを形成することは出来なかった。

さらに、透明な情報記録媒体に印刷によりドットパターンを形成する場合、印刷に用いるインクは、ドットを読み取る為に照射する光線を吸収する特性を持たなければならず、可視光領域において完全に透明にすることは出来ず、そのため、ドットパターンを印刷した情報記録媒体の透明度を上げることは出来なかった。

また、特許文献１に開示された技術では、媒体面における光線の鏡面反射を用いているので、逆四角錐型または逆円錐型の先が尖った形状をなす凹孔によりドットを形成した場合、媒体面に対して読み取り装置が傾くと、ドットを読み取ることが出来なかった。

また、先の尖らない球面形状の小孔によりドットを形成した場合、斜め下方に向けて光を投光する環状の光源体により光線を照射しなければならず、光源の製造コストが高くなってしまうという問題点があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、印刷技術により形成されるよりもさらに微細なドットパターンが形成でき、透明な情報記録媒体の透明度が向上でき、読み取り装置を傾けてもドットパターンを読み取る事が出来る情報記録媒体と、ドットパターンの読み取りに際し廉価な構造の光源を用いる事が出来る読み取り装置とを提供することを技術的課題とする。

（１） 本発明に係る情報記録媒体は、前記課題を解決するために、一面側からの特定の周波数領域の光線を反射する情報記録媒体であって、種々のマルチメディア情報出力および／またはオペレーション指示のため、ドットコード生成アルゴリズムにより生成されたドットを所定の規則に則って配列したドットパターンのドット位置に、微細な貫通孔を設けたことを特徴としている。

インクの印刷によりドットパターンを形成する場合は、印刷部において、照射した光線が吸収され、印刷部以外では照射された光線が反射するので、撮影した画像中において、ドットパターンを認識することが出来ることと同じように、貫通孔によりドットパターンを形成する場合も、貫通孔の開口部では照射した光線が反対側に抜け、開口部以外では照射された光線が反射するので、撮影した画像中において、ドットパターンを認識することが出来る。

前記の構成によれば、情報記録媒体が透明であることが求められる場合には、各ドットの位置では、貫通孔により全ての周波数領域の光線が通過するので、ドットを印刷する場合に較べ、情報記録媒体の透明度を上げることが出来るという効果を奏する。

また、パンチング工程またはフォトレジスト工程等により貫通孔を形成する場合、印刷によるよりも、微細な加工を行うことが出来るという効果を奏する。

また、微細加工のドットパターンの偽造にはコストがかかり、偽造が現実的では無くなるので、セキュリティ分野への応用が出来るという効果を奏する。

また、印刷に較べ、ドットの形状を均一に出来るので、ドットおよびドットパターンの認識率を向上させることが出来るという効果を奏する。

（２） 本発明に係る情報記録媒体では、前記反射は、拡散反射であることが好ましい。

前記の構成によれば、情報記録媒体に照射された光線は、媒体表面において、拡散反射するので、情報読み取り装置が情報記録媒体に対して傾いた場合でも、レンズに確実に反射光を入射させることが出来るというさらなる効果を奏する。

（３） 本発明に係る情報記録媒体では、前記情報記録媒体の一面側には、前記特定の周波数領域の光線を拡散反射する拡散反射層が設けられていることが好ましい。

前記の構成によれば、情報記録媒体自体の表面を、特定の周波数領域の光線を拡散反射するように加工することが困難な場合でも、照射された光線を確実に拡散反射させることが出来るというさらなる効果を奏する。

（４） 本発明に係る情報記録媒体では、前記情報記録媒体の他面外側には、他面側からの特定の周波数領域の光線を反射する特性を有する反射層が設けられていることが好ましい。

前記の構成によれば、透明な情報記録媒体において、読み取り面とは反対側の面へ、外界から特定の周波数領域の光線が入射した場合でも、外界からの光線は反射層により反射され、読み取り面側には到達しないので、ドットパターンの読み取りの妨害を防ぐことが出来るというさらなる効果を奏する。

（５） 本発明に係る情報記録媒体では、前記貫通孔には、特定の周波数領域の光線を吸収する材料が充填されていることが好ましい。

前記の構成によれば、貫通孔は、特定の周波数領域の光線を吸収する材料により塞がれているので、貫通孔の開口部に入射した光線が吸収される点はそのままであるが、ゴミや埃が貫通孔に入らなくなるので、汚れを防ぐことが出来るというさらなる効果を奏する。

（６） 本発明に係る情報記録媒体では、前記情報記録媒体の一面外側および／または他面外側には、特定の周波数領域の光線および可視光を透過する特性を有する保護層が設けられていることが好ましい。

前記の構成によれば、保護層により貫通孔の開口部が塞がれるので、貫通孔内に特定の周波数領域の光線を吸収する材料を充填しなくても、ゴミや埃による貫通孔の詰まりを防ぐことが出来るというさらなる効果を奏する。

また、保護層により、情報記録媒体の強度を高めることが出来るので、全体の厚みを変更しないのであれば、その分情報記録媒体を薄くできるというさらなる効果を奏する。
（７） 本発明に係る情報記録媒体では、前記情報記録媒体の表面またはその他の層には、前記特定の周波数領域の光線を透過または反射する材料からなるインクを用いて、テキスト、イラスト、写真等が重畳印刷されていることが好ましい。

前記の構成によれば、情報記録媒体上に印刷を行えるので、目視できる印刷内容と、情報を含んだドットパターンとを、様々に組み合わせることが出来るというさらなる効果を奏する。

（８） 本発明に係る情報記録媒体では、前記ドットパターンは、ＸＹ座標値および／またはコード値を、仮想基準点からのドットのずれにより記録する所定のアルゴリズムによりパターン化したドットパターンであることが好ましい。

前記の構成によれば、ドットの有無によりドットパターンに情報を持たせる場合に較べ、モアレ模様が生じにくくすることが出来るというさらなる効果を奏する。

（９） 本発明に係る情報記録媒体は、シート状、パネル状、カード状、シール状、タグ状、しおり状、または付箋紙状に加工された、平面および／または曲面状の媒体であることが好ましい。

前記の構成によれば、情報記録媒体は様々な形状に加工することが出来るので、情報記録媒体の用途に応じて最適な形状を選択出来るというさらなる効果を奏する。

（１０） 本発明に係る情報記録媒体では、前記貫通孔は、パンチング工程により形成されたことが好ましい。

前記の構成によれば、安価に微細なドットパターンを形成することが出来るというさらなる効果を奏する。

（１１） 本発明に係る情報記録媒体では、前記貫通孔は、フォトレジスト工程により形成されたことが好ましい。

前記の構成によれば、半導体製造工程と同様のフォトレジスト工程を用いることにより、半導体回路パターンと同程度の非常に微細なドットパターンを形成することが出来るというさらなる効果を奏する。

また、この工程は、大がかりなものであり、製造装置にコストがかかるので、偽造が割に合わないものとなるので、本工程により製造された情報記録媒体はセキュリティ分野に用いることが出来るというさらなる効果を奏する。

（１２） 本発明に係る情報記録媒体では、前記課題を解決するために、前記情報記録媒体において、該情報記録媒体は、一面側からの特定の周波数領域の光線を拡散反射し、前記ドット位置には、微細な貫通孔に代えて、微細な非貫通孔を設けたことを特徴としている。

前記の構成によれば、ドットパターン読み取りのために媒体面に照射された光は、媒体面において拡散反射されるので、従来技術のように、照射光と反射光の光軸を揃えたり、環状の光源を用いたりする必要が無くなるという効果を奏する。

また、非貫通孔の場合、片面にのみドットパターンが形成されるので、表面と裏面とで異なるドットパターンを形成することが出来るという効果を奏する。

（１３） 本発明に係る情報記録媒体は、前記特定の周波数領域の光線を除く可視光を透過することが好ましい。

前記の構成によれば、情報記録媒体は、可視光を透過するので、該媒体を他の媒体の上に配置し、該他の媒体上の情報を目視し、該情報をガイドとしながら、情報記録媒体上の適切な位置のドットパターンを読み取ることが出来るというさらなる効果を奏する。

また、情報記録媒体をガラス等の透明媒体に貼り付けて使用する場合でも、透明であれば、美観を損ねないというさらなる効果を奏する。

また、透明であれば、他の様々な媒体に貼り付けたときに、該他の様々な媒体上にある情報を隠蔽しないというさらなる効果を奏する。

（１４） 本発明に係る情報記録媒体は、可視光を透過しないことが好ましい。

前記の構成によれば、可視光を透過しない金属材料なども情報記録媒体として利用することが出来るので、様々な材料を情報記録媒体に利用できるというさらなる効果を奏する。

（１５） 本発明に係る情報読み取り装置は、前記課題を解決するために、前記情報記録媒体に対して、特定の周波数領域の光線を照射し、反射光を読み込むドットパターン読み取り手段と、前記孔の部分と、該孔の周辺部とで、該反射光の照度が異なることにより、前記ドットパターンを読み込み、ＸＹ座標値および／またはコード値を認識するドットパターン認識手段とを備えたことを特徴としている。

前記の構成によれば、情報記録媒体上に形成されたドットパターンは、ドットパターン読み取り手段により読み込まれる。そして、ドットパターン認識手段により、反射光の照度の違いに基づき、ドット部とそれ以外の部分とが識別され、ドットの配列から、記録されているＸＹ座標値および／またはコード値が認識される。それ故、情報読み取り装置は、情報記録媒体上に形成されたドットパターンから、ＸＹ座標値および／またはコード値を読み出すことが出来るという効果を奏する。

（１６） 本発明に係る情報読み取り装置では、前記ドットパターン認識手段は、撮像したドットの、形状および／または明暗の強さにより、ドットの中心位置を求めるアルゴリズムを使用することが好ましい。

前記の構成によれば、情報読み取り装置が情報記録媒体からドットパターンを読み取る際に、情報記録媒体に対して情報読み取り装置が傾けられてしまい、本来ならば、例えば円形に撮像されるべき各ドットの形状が、三日月型になったような場合でも、どの三日月型が撮像された場合はドットの中心位置はどこであるかを予め求めてあれば、正確に各ドットの中心位置を認識できる。それ故、情報記録媒体に対して情報読み取り装置が傾いていても、適切にドットパターンを読み取ることが出来るというさらなる効果を奏する。

（１７） 本発明に係る情報読み取り装置は、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、テレビ受信装置、フロントプロジェクタ、リアプロジェクタ、ゲーム装置、カラオケ装置、携帯電話端末装置、ＰＯＳ端末装置、ＡＴＭ、ＫＩＯＳＫ端末、カーナビ、パチンコ、パチスロ、時計、またはスマートフォンであることが好ましい。

前記の構成によれば、様々な機器を用いて、情報記録媒体から情報を読み取ることが出来るというさらなる効果を奏する。

（１８） 本発明に係る情報入力システムは、前記課題を解決するために、情報処理装置のディスプレイ画面上に配置された、透明な前記情報記録媒体と、該情報記録媒体に対して、特定の周波数領域の光線を照射し、反射光を読み込むドットパターン読み取り手段と、前記孔の部分と、該孔の周辺部とで、該反射光の照度が異なることにより、前記ドットパターンを読み込み、ＸＹ座標値および／またはコード値を認識するドットパターン認識手段とを備えた情報読み取り装置とにより、タッチパネル形式の入力を可能としたことを特徴としている。

前記の構成によれば、ユーザは、ディスプレイ画面上に配置された透明な情報記録媒体の上から、ディスプレイ画面上の特定の位置を、ドットパターン読み取り手段によりタッチする。そして、タッチ位置のドットパターンがドットパターン読み取り手段により読み込まれ、ドットパターン中のＸＹ座標値および／またはコード値がドットパターン認識手段により認識される。それ故、タッチパネル形式の入力を行うことが出来るという効果を奏する。

（１９） 本発明に係る情報入力システムは、前記課題を解決するために、印刷物の印刷面上に被せられた、透明な前記情報記録媒体と、該情報記録媒体に対して、特定の周波数領域の光線を照射し、反射光を読み込むドットパターン読み取り手段と、前記孔の部分と、該孔の周辺部とで、該反射光の照度が異なることにより、前記ドットパターンを読み込み、ＸＹ座標値および／またはコード値を認識するドットパターン認識手段と、該ＸＹ座標値および／または該コード値と、該印刷物を特定する印刷物特定情報と、該印刷物特定情報に対応した印刷物書式情報とから、該ドットパターンを読み込んだ位置に設定された、該印刷面上の情報を認識する印刷情報認識手段とを備えた情報読み取り装置とからなることを特徴としている。

印刷物書式情報とは、印刷物上の特定のマスク領域を定義したマスクテーブル、または、印刷物を作成する際に基の電子データとなるＤＴＰ（Desk Top Publishing）データ等のことである。ＤＴＰデータ以外に、ＨＴＭＬ、フラッシュ等で作成されたコンテンツデータでもよいし、ＣＡＤデータ、地図データでもよい。

ドットパターンを読み込んだ位置に設定された、印刷面上の情報とは、印刷物書式情報がマスクテーブルである場合は、ＵＲＬなどの任意の情報であり、印刷物書式情報がＤＴＰデータである場合は、ＤＴＰデータに含に含まれる、テキスト、図表、イラスト、写真等の情報である。

印刷物特定情報とは、印刷物書式情報を一意に特定するための情報であり、例えば、ＤＴＰデータのファイル名であってもよいし、予め決めたドキュメントＩＤを用いてもよい。ＵＲＬであってもよい。

前記の構成によれば、ユーザが、情報読み取り装置に認識させたい、印刷物上の情報の上を、ドットパターン読み取り手段を用いて、情報記録媒体を透してタッチすると、タッチ位置のＸＹ座標値および／またはコード値が読み込まれる。また、ユーザは、印刷物特定情報を、情報読み取り装置に入力する。印刷情報認識手段は、予め持っている印刷物書式情報のうち、入力された印刷物特定情報に対応した印刷物書式情報と、読み込まれたＸＹ座標値および／またはコード値とから、ユーザがタッチした位置のコンテンツが認識される。それ故、本や雑誌、新聞等の印刷物の印刷面上の情報を認識させることが出来るという効果を奏する。

本発明に係る情報記録媒体は、以上のように、一面側からの特定の周波数領域の光線を反射する情報記録媒体であって、種々のマルチメディア情報出力および／またはオペレーション指示のため、ドットコード生成アルゴリズムにより生成されたドットを所定の規則に則って配列したドットパターンのドット位置に、微細な貫通孔を設けたことを特徴としている。

それ故、情報記録媒体が透明であることが求められる場合には、各ドットの位置では、貫通孔により全ての周波数領域の光線が通過するので、ドットを印刷する場合に較べ、情報記録媒体の透明度を上げることが出来るという効果を奏する。

また、パンチング工程またはフォトレジスト工程等により貫通孔を形成する場合、印刷によるよりも、微細な加工を行うことが出来るという効果を奏する。

また、微細加工のドットパターンの偽造にはコストがかかり、偽造が現実的では無くなるので、セキュリティ分野への応用が出来るという効果を奏する。

また、印刷に較べ、ドットの形状を均一に出来るので、ドットおよびドットパターンの認識率を向上させることが出来るという効果を奏する。

本発明に係る情報記録媒体の一実施形態について、図１から図２１に基づいて説明すると、以下の通りである。

なお、以下の説明では、ドットパターン、ドットパターンを読み取るスキャナ（ドットパターン読み取り手段）、情報記録媒体の構造、情報記録媒体の穿孔方法、情報記録媒体の利用例の順に説明する。

＜ドットパターンについて＞
図１から図６に基づいて、本実施形態において用いるドットパターン３の一例（以下、ＧＲＩＤ１と呼ぶ）を説明する。また、図７に基づいて、他のドットパターン３ｂの例（以下、ＧＲＩＤ５と呼ぶ）を説明する。なお、これらの図において、縦横斜め方向の格子線は説明の便宜のために付したものであり実際の情報記録媒体面には存在していない。

図１において、ドットパターン３の構成要素とその位置関係を示す。ドットパターン３は、キードット６、情報ドット７、基準格子点ドット８から構成される。

ドットパターン３は、ドットコード生成アルゴリズムにより、数値情報を認識させるために微細なドット、すなわち、キードット６、情報ドット７、基準格子点ドット８を所定の規則に則って配列することにより生成される。

図１に示すように、情報を表すドットパターン３のブロックは、キードット６を基準に５×５の基準格子点ドット８を配置し、４点の基準格子点ドット８に囲まれた中心の仮想格子点の周囲に情報ドット７を配置して構成される。このブロックには任意の数値情報が定義される。なお、図１の例では、ドットパターン３のブロック（太線枠内）を４個並列させた状態を示している。ただし、ドットパターン３は４ブロックに限定されないことは勿論である。

キードット６は、図１に示すように、ブロックの四隅の角部にある４個の基準格子点ドット８を一定方向にずらして配置したドットである。このキードット６は、情報ドット７を含んだ１ブロック分のドットパターン３の代表点である。例えば、ドットパターン３のブロックの四隅の角部にある基準格子点ドット８を上方にずらしたものである。ただし、ずらす量は、ドットパターン３のブロックの大小に応じて可変し得るものである。

キードット６のずれは、基準格子点ドット８および情報ドット７との誤認を避けるために、格子間隔の２０％前後が望ましい。

情報ドット７は、種々の情報を認識させるドットである。情報ドット７は、キードット６を代表点にして、その周辺に配置されると共に、４点の基準格子点ドット８により囲まれた格子の中心を仮想格子点として、この仮想格子点を始点としたベクトルにより表現された終点に配置したものである。

情報ドット７と、４点の基準格子点ドット８で囲まれた仮想格子点との間隔は、隣接する仮想格子点との間の距離の１５〜３０％程度の間隔であることが望ましい。情報ドット７と仮想格子点間の距離がこの間隔より近いと、ドット同士が大きな塊と視認されやすく、ドットパターン３として見苦しくなるからである。逆に、情報ドット７と仮想格子点との間の距離がこの間隔より遠いと、隣接するいずれの仮想格子点を始点としてベクトル方向性を持たせた情報ドット７であるかの認定が困難になるためである。

基準格子点ドット８は、スキャナ４を用いてドットパターン３を画像データとして取り込む際に、スキャナ４のレンズの歪みや斜めからの撮像、情報記録媒体面の伸縮、情報記録媒体面の湾曲、ドット形成時の歪みを矯正することが出来る。具体的には歪んだ４点の基準格子点ドット８を元の正方形に変換する補正用の関数（Ｘ_ｎ，Ｙ_ｎ）＝ｆ（Ｘ_ｎ’，Ｙ_ｎ’）を求め、その同一の関数を用いて情報ドット７を補正して、正しい情報ドット７のベクトルを求める。

ドットパターン３に基準格子点ドット８を配置してあると、このドットパターン３をスキャナ４により取り込んだ画像データでは、スキャナ４が原因となる歪みが補正されるので、歪み率の高いレンズを付けた普及型のスキャナ４によりドットパターン３の画像データを取り込む時にも、ドットの配置を正確に認識することが出来る。また、ドットパターン３の面に対してスキャナ４を傾けて読み取っても、そのドットパターン３を正確に認識することが出来る。

キードット６、情報ドット７、基準格子点ドット８は、スキャナ４が赤外線の照射によるドット読み取りを行う場合、当該赤外光を通過させる貫通孔１または当該赤外線をレンズ（後述）に一次反射させない非貫通孔１ｂを用いて形成されていることが望ましい。

半導体製造工程における露光技術、フォトレジスト工程等を用いてドットパターン３を形成する場合、基準格子点ドット８同士の間隔は、数μｍ程度でもよいし、ｎｍ単位のデザインルールを用いれば、さらに微細なドット間隔を持つドットパターン３を形成することも出来る。

もちろん、基準格子点ドット８同士の間隔は、前記最小値以上であれば、ドットパターン３の用途により、どのような値を用いてもよい。

また、キードット６、情報ドット７、基準格子点ドット８の直径は、基準格子点ドット８同士の間隔の１０％程度が望ましい。

図２および図３において、情報ドット７の配置方法による情報定義方法の例を示す。これらの図は、情報ドット７の位置と、その位置により定義された情報のビット表示の一例とを示す拡大図である。

図２（ａ）において、情報ドット７が、ベクトルで表現される方向と長さを有するように、仮想格子点９から一定の距離をずらされ、時計方向に４５度ずつ回転させて８方向に配置され、３ビットの情報を表現する定義方法の例を示す。この例では、ドットパターン３は、１ブロックあたり１６個の情報ドット７を含むので、３ビット×１６個＝４８ビットの情報を表現することが出来る。

図２（ｂ）において、ドットパターン３が格子毎に２ビットの情報を有する情報ドット７の定義方法の例を示す。この例では、プラス（＋）方向および斜め（×）方向に情報ドット７を仮想格子点９からずらして、情報ドット７あたり２ビットの情報を定義している。この定義方法では、図２（ａ）に示す定義方法（本来４８ビットの情報を定義できる）と異なり、用途によっては１個のブロック内を、プラス（＋）方向にずらす格子と、斜め（×）方向にずらす格子とに分割して、３２ビット（２ビットＸ１６格子）のデータを与えることが出来る。

なお、１個のブロックに含まれる１６個の格子に配置する情報ドット７をずらす方向の組み合わせとして、格子毎にプラス（＋）方向および斜め（×）方向へのずらし方を組み合わせると、最大２^１６（約６５０００）通りのドットパターンフォーマットが実現できる。

図３において、情報ドット７の他の配置方法による情報の定義方法の例を示す。この定義方法では、情報ドット７を配置する際、基準格子点ドット８により囲まれた仮想格子点９からのずらし量として、長・短の２種類を使用し、ベクトル方向を８方向とするので、１６通りの配置を定義でき、４ビットの情報を表現することが出来る。

この定義方法を用いるとき、長い方のずらし量は、隣接する仮想格子点９間の距離の２５〜３０％程度とし、短い方のずらし量は、１５〜２０％程度とする事が望ましい。但し、長・短の情報ドット７をずらす方向が同一となる場合でも、それらの情報ドット７を区別して認識できるように、それらの情報ドット７の中心間隔は、情報ドット７の径より離れていることが望ましい。

なお、４ビットの情報を定義する方法は、前記の定義方法に限定されず、情報ドット７を１６方向に配置して４ビットを表現することも可能であり、種々変更できることは勿論である。

図４において、１個の格子あたり複数の情報ドット７を配置する方法による情報の定義方法の例を示す。図４（ａ）は、情報ドット７を２個配置する例であり、図４（ｂ）は、情報ドット７を４個配置する例であり、図４（ｃ）は、情報ドット７を５個配置する例を示す。

４点の基準格子点ドット８により囲まれた１個の格子あたりの情報ドット７の個数は、見栄えを考慮し、１個が望ましい。しかし、見栄えを無視し、情報量を多くしたい場合は、１ベクトル毎に、１ビットを割り当て、情報ドット７として複数のドットを用いて表現することにより、多量の情報を定義することが出来る。例えば、同心円８方向のベクトルでは、１個の格子あたり２^８の情報を表現でき、１６個の格子を含む１ブロックあたり２^１２８の情報を表現できる。

ドットパターン３の認識は、ドットパターン３をスキャナ４により画像データとして取り込み、まず、基準格子点ドット８を抽出し、次に、本来ならば基準格子点ドット８があるべき位置に貫通孔１（後述）または非貫通孔１ｂ（後述）が形成されていないことによってキードット６を抽出し、次に、情報ドット７を抽出することにより行われる。

図５において、情報ドット７をドットパターン３から抽出するに用いるフォーマットの例を示す。図５は、ブロックの中心から右回りの螺旋状にＩ_１からＩ_１６までの格子を配置したフォーマット例である。なお、図中のＩ_１からＩ_１６は、各格子の配置を表すと共に、１個の格子あたり１個の情報ドット７が含まれる場合は、各格子内の情報ドット７の配置場所を示す。

図６において、情報ドット７を含んだ格子の他の配列例を示す。図６（ａ）は、１個のブロック内に格子を６個（２×３）配置した例であり、図６（ｂ）は、１個のブロック内に格子を９個（３×３）配置した例であり、図６（ｃ）は、１個のブロック内に格子を１２個（３×４）配置した例であり、図６（ｄ）は、１個のブロック内に格子を３６個（６ｘ６）配置した例である。このように、ドットパターン３において、１ブロックに含まれる格子の数は、１６個に限定されずに、種々変更することが出来る。

すなわち、必要とする情報量の多少またはスキャナ４の解像度に応じて、１ブロックに含まれる格子の数と１つの格子に含まれる情報ドット７の数を調整することにより、ドットパターン３に記録できる情報の量を柔軟に調整することが出来る。

図７において、他のドットパターン３ｂの例（ＧＲＩＤ５）を示す。

図７（ａ）において、ドットパターン３ｂにおける、基準点ドット８ａ〜８ｅ、仮想基準点９ａ〜９ｄ、および情報ドット７の位置関係を示す。

ドットパターン３ｂは、ブロックの形状により、ドットパターン３ｂの方向を定義したものである。ＧＲＩＤ５では、まず基準点ドット８ａ〜８ｅが配置される。基準点ドット８ａ〜８ｅを順に結ぶ線により、ブロックの向きを示す形状（ここでは上方を向いた５角形）が定義される。次に、基準点ドット８ａ〜８ｅの配置に基づき、仮想基準点９ａ〜９ｄが定義される。次に、仮想基準点９ａ〜９ｄのそれぞれを始点として方向と長さを有するベクトルが定義される。最後に、ベクトルの終点に情報ドット７が配置される。

このように、ＧＲＩＤ５では、ブロックの向きを基準点ドット８ａ〜８ｅの配置の仕方によって定義することが出来る。そしてブロックの向きが定義されることにより、ブロック全体の大きさも定義される。

図７（ｂ）において、ブロックの仮想基準点９ａ〜９ｄ上に情報ドット７があるか否かにより、情報を定義する例を示す。

図７（ｃ）において、ＧＲＩＤ５のブロックを縦横方向に２個ずつ連結した例を示す。ただし、ブロックを連結して配置する方向は、縦横方向に限定されず、いかなる方向に配置して連結してもよい。

なお、図７においては、基準点ドット８ａ〜８ｅおよび情報ドット７は、全て同一形状として示しているが、基準点ドット８ａ〜８ｅと情報ドット７とは、異なる形状でもよく、例えば、基準点ドット８ａ〜８ｅが、情報ドット７よりも大きな形状としてもよい。また、基準点ドット８ａ〜８ｅと情報ドット７とは、識別可能であればいかなる形状としてもよく、円形、三角形、四角形、またはそれ以上の多角形であってもよい。

＜ドットコードのフォーマットについて＞
図８および図９に基づき、ドットコードとそのフォーマット例を説明する。ドットコードとは、ドットパターン３に記録される情報である。

図８において、ドットパターン３の１ブロック内での情報ビットのフォーマット例を示す。この例では、１つの格子あたり、２ビットの情報が記録されている。例えば、左上の格子であれば、ビットＣ_０およびＣ_１が、ビットＣ_１を上位ビットとする形で定義されている。これら２個のビットを合わせてＣ_１−０と表記する。なお、これらのビットは、格子あたり１個の情報ドット７により記録されてもよいし、格子あたり複数の情報ドット７により記録されてもよい。

図９において、ドットコードのフォーマット例を示す。この例では、ドットコードは、３２ビットの長さを持ち、ビットＣ_０からビットＣ_３１により表される。

図９（ａ）は、ドットコードがＸＹ座標値とコード値とパリティとを含むフォーマットの例であり、図９（ｂ）は、ドットパターン３を設ける場所によりフォーマットを変更する例であり、図９（ｃ）は、ドットコードがＸＹ座標値とパリティとを含むフォーマットの例である。

図９（ａ）において示すフォーマット例では、ドットパターン３を設ける位置のＸ座標値が、ビットＣ_０からＣ_７の８ビットを用いて表現され、同じくＹ座標値がビットＣ_８からＣ_１５を用いて表現される。次いで、コード値が、ビットＣ_１６からＣ_２９の１４ビットを用いて表現される。このコード値には、ドットパターン３の使用目的に合わせて、任意の情報を表すために用いる事が出来る。例えば、任意の処理を行わせるためのコードでもよいし、ドットパターン３が印刷された媒体を特定するためのページ番号でもよい。最後にドットコードのパリティとして、ビットＣ_３０およびＣ_３１の２ビットが使用される。なお、パリティの計算方法は、一般的に知られている方法を用いればよいので、説明は省略する。

図９（ｂ）において示すフォーマット例では、ドットパターン３を設ける場所によりフォーマットが変更される。この例では、ドットパターン３を設ける場所を、ＸＹ座標領域とコード値領域とに区分する。ＸＹ座標領域では、ＸＹ座標領域用フォーマットが用いられ、コード値領域では、コード値領域用フォーマットが用いられる。

ＸＹ座標領域用フォーマットでは、Ｘ座標がビットＣ_０からＣ_１４の１５ビットを用いて表され、同じくＹ座標がＣ_１５からＣ_２９の１５ビットを用いて表現される。また、コード値領域用フォーマットでは、コード値がＣ_０からＣ_２９の３０ビットを用いて表現される。

なお、読み取られた情報がＸＹ座標値を表すものであるか、コード値を表すものであるかの区別が出来るように、ＸＹ座標値およびコード値を表すビット列が重ならない様に、ビット列の表現規則を決めておくのがよい。

このように、図９（ｂ）に示すフォーマット例では、図９（ａ）に示すフォーマット例に較べ、より多くのビットをＸＹ座標値およびコード値に割り当てることができるので、より広範囲のＸＹ座標値およびより多くのコード値を表現することが出来る。

図９（ｃ）において示すフォーマット例では、図９（ｂ）のＸＹ座標領域用フォーマットと同じフォーマットが用いられる。

＜スキャナ４について＞
図１０において、スキャナ４（ドットパターン読み取り手段）の構造のうち、ドットパターン３を読み取る部分の構造と、スキャナ４が情報記録媒体２に形成されたドットパターン３を読み取る様子とを示す。スキャナ４は、赤外線を照射する手段であるＩＲ−ＬＥＤと、ＩＲ−ＬＥＤから照射された赤外線が情報記録媒体２の表面において反射された反射光を集光するレンズと、レンズを通過した反射光のうち所定の波長成分をカットするＩＲフィルタと、撮像素子であるＣ−ＭＯＳセンサとを内蔵している。

図１０（ａ）に示すように、スキャナ４は、情報記録媒体２に赤外線を照射し、情報記録媒体２の表面から拡散反射された反射光を撮影する。上述したように、また図１０（ｂ）に示すように、ドットパターン３は赤外線を通過させる貫通孔１（後述）により形成されているため、Ｃ−ＭＯＳセンサにおいて撮像された画像では、ドットパターン３のドット部分のみ黒く撮像されることとなる。

なお、ドットパターン３が非貫通孔１ｂ（後述）により形成されている場合、照射された赤外線は、非貫通孔１ｂの内壁において、２次反射および３次反射され、弱められるので、たとえレンズに反射光が入ったとしても非常に弱いものになるので、やはりドットパターン３のドット部分のみが黒く撮像される。

情報記録媒体２の表面に照射された赤外線は、拡散反射されるので、スキャナ４が、情報記録媒体２の表面に対して傾けられたとしても、ある程度の傾きまでは、反射光からドットパターン３を認識することが出来る。

スキャナ４は、貫通孔１または非貫通孔１ｂの開口部と、開口部の外側周辺部とで、反射光の照度が異なることにより、ドットパターン３を読み込み、ＸＹ座標値および／またはコード値を認識する。

また、スキャナ４は、前記の構成に加えて、中央処理装置（ドットパターン認識手段、図示せず）を備えており、中央処理装置は、Ｃ−ＭＯＳセンサから入力されたドットパターン３を、解析ソフトウェアにより解析し、ドットコードに変換して出力する。

なお、スキャナ４は、中央処理装置および解析ソフトウェアの代わりに、同様の機能を備えたハードウェア回路を備えていてもよい。

また、ドットパターン３を解析してドットコードに変換する処理は、スキャナ４上の中央処理装置により行う代わりに、スキャナ４が接続された装置、例えばパーソナルコンピュータ上において処理を行う構成でもよい。

スキャナ４とスキャナ４が接続される装置との間は、ＵＳＢケーブルなどの有線方式により接続されてもよいし、無線方式により接続されてもよい。

なお、上記の説明では、ドットパターンを読み取る為に赤外線を照射しているが、照射する光は、赤外線に限らず、紫外線を用いてもよいし、可視光領域の光であってもドットパターン読み取り以外の目的に利用しない領域があれば、その領域の光を用いてもよい。

図１０（ａ）および図１０（ｂ）においては、赤外線を照射する手段であるＩＲ−ＬＥＤが複数個ある構成を図示しているが、ＩＲ−ＬＥＤは、１個でもよい。

図１０（ｃ）は、１個のＩＲ−ＬＥＤおよびライトガイドを用いたスキャナ４ｂの構成を示す断面図である。スキャナ４ｂは、ＣＰＵおよびフレームバッファを載せたＰＣＢと、Ｃ−ＭＯＳセンサと、レンズと、ＩＲ−ＬＥＤと、ライトガイドと、透明ＩＲフィルタとを含んで構成される。図では、透明ＩＲフィルタへ入射した光がレンズを通りＣ−ＭＯＳセンサへ到達する経路とライトガイドとの位置関係も示している。

なお、ＣＰＵとフレームバッファとを一緒にして、フレームバッファ付きＣＰＵを用いても良い。

また、ライトガイドは、ライトガイド内部においてＩＲ−ＬＥＤから放射された光が複雑に拡散・屈折するように、乳白色のアクリル素材を用いてもよい。また、ライトガイド外周の外面には光を遮断するコーティングが表面に施されているか、またはライトガイド外周の内面には鏡面加工が施されていることが望ましい。ライトガイド内での複雑な拡散と、外周内面における鏡面反射とにより、１個のＩＲ−ＬＥＤを用いても、光はライトガイドのＩＲ−ＬＥＤとは反対側へも適切に回り込み、ライトガイド全体から、弱くて均一な光を撮影口に向かって照射することが出来る。なお、ライトガイドを屈折率の異なる複数の素材をモザイク状に組み合わせることにより形成し、ライトガイド内において光が複雑に屈折するような構成でもよい。

また、透明ＩＲフィルタは、防塵および防水の役割を兼ねるように、スキャナ４ｂの先端に取り付けられてもよいし、通常のＩＲフィルタとして、Ｃ−ＭＯＳセンサ上またはレンズの前後に取り付けられてもよい。

このように、光が内壁において反射および／または拡散・屈折し全体に回り込むようなライトガイドを使用すれば、スキャナ４ｂを読み取り面に垂直に保ちタッチした場合、撮影面を均一に照射することが出来る。

図１０（ｄ）において、スキャナ４ｂをユーザが手に持って利用しやすいようにペン型とする場合に、ペンの外装に取り付けた様子を示す。図１０（ｄ）に示すように、スキャナ４ｂのライトガイドは、スキャナ４ｂの構造体となっているので、ペンの外装をライトガイドの先端部まで伸ばす必要が無く、スキャナ４ｂの先端部を非常に細くすることが出来るので、ユーザはスキャナ４ｂを用いて、細かくドットパターン３を読み込むべき位置をタッチすることが出来る。また、ライトガイドの外側を覆う、スキャナ先端部カバーを省くことが出来るので、その分スキャナ４ｂの製造コストを抑えることが出来る。

このように、ＩＲ−ＬＥＤを１個のみ用いることにより、スキャナ４ｂの製造コストを抑えると共に、スキャナ４ｂの消費電力を低減させることが出来る。

＜スキャナの傾きとパターン認識について＞
複数個のＩＲ−ＬＥＤを用いて読み取る場合でも、１個のＩＲ−ＬＥＤおよびライトガイドを用いて読み取る場合でも、スキャナ４が読み取り面に対して傾いている場合は、偏った方向のみからのライティングとなるので、撮影された画像では、円形の開口部を持つ非貫通孔の場合、三日月型になるなど、ライティングおよび孔の形状により、撮像されるドットの形状や明るさが変わる。

それ故、予め孔の形状とライティング位置と撮像されるドットの形状が分かっていれば、撮像された、例えば円形の孔ドットの形状が、半分欠けた像であったとしても、欠けていない状態を推測し、ドットの中心点を計算することが可能となる。

この構成では、パターン認識の為のデータを準備する手間はかかるが、ＩＲ−ＬＥＤの個数を減らすことが出来るので、スキャナ４の製造コストを減らすことが出来る。

＜情報記録媒体の構造について＞
図１１に基づき、情報記録媒体２の構造を説明する。図１１は、情報記録媒体２の断面図であり、赤外線が情報記録媒体２の穿孔されていない箇所に入射し反射する様子と、赤外線が情報記録媒体２の貫通孔１の箇所に入射し、通過する（すなわち反射または拡散反射しない）様子を示す図である。

貫通孔１の形状は、スキャナ４のＩＲ−ＬＥＤから照射された赤外線が、レンズに向かって反射されないように、通過させる構造であれば、円柱形、四角柱形、多角柱形、またはこれらの組み合わせなど、どのような構造でもよい。

図１１に示すように、情報記録媒体２の表面は、赤外線を拡散反射する特性を持つことが望ましい。その理由は、情報記録媒体２の表面が赤外線を鏡面反射する特性を持つ場合、スキャナ４により読み取られる面の一部からの反射光がレンズに適切に入射せず、読み取った画像の一部が暗く写ってしまい、画像解析が困難になるためである。

但し、従来技術と同様に、スキャナ４にマジックミラーを用いて、ＩＲ−ＬＥＤとレンズの軸がほぼ重なるようにするか、ＩＲ−ＬＥＤの前に拡散フィルタを設け、拡散された光が情報記録媒体２に照射されるようにするならば、図１２に示すように、情報記録媒体２表面において、赤外線が鏡面反射する構成でもよい。

図１３において、情報記録媒体２の表面に、赤外線拡散反射層を設ける例を示す。このように赤外線拡散反射層を設けることにより、情報記録媒体２自体の表面が赤外線を拡散反射しない場合でも、適切にドットパターン３を読み取ることが出来る。

図１４において、情報記録媒体２の読み取り面とは反対側の表面に反射層を設けた例を示す。この反射層により、情報記録媒体２自身が赤外線を透過する場合でも、読み取り面とは反対側の面から入射した赤外線により、ドットパターン３の読み取りが妨害されることを防ぐことが出来る。

このような特性を有する情報記録媒体２を、窓ガラスやディスプレイ画面等に装着すると、外界やディスプレイ画面からの赤外線を遮断し、ＩＲ−ＬＥＤから照射された赤外線光のみを反射光とすることが出来る。そのため、明るく鮮明なドットパターン３を撮影でき、ドットコードを正確に解析できる。

なお、図１４においては、貫通孔１の開口部には反射層が設けられない構成を示しているが、反射層が読み取り面からの赤外線（スキャナ４から照射された赤外線）を透過し、読み取り面と反対側の面からの赤外線（外界からの赤外線）を反射する特性を有するものであれば、貫通孔１の開口部も反射層により覆われる構成でもよい。

この構成とすれば、読み取り面と反対側の面から入射し、貫通孔１を通過し、スキャナに読み込まれる赤外線も完全に遮断できるので、読み取り妨害をさらに抑えることが出来る。

図１５において、情報記録媒体２の表面に保護層を設ける例を示す。保護層は、情報記録媒体２の両面に設けることが望ましい。保護層には、赤外線を透過する材料を用いる。さらに情報記録媒体２が可視光を透過する材料である場合は、保護層も可視光を透過する材料でなければならない。保護層を設けることにより、貫通孔１にゴミや埃が入って詰まり、見た目が汚くなったり、透明な情報記録媒体２では透明度が落ちたりすることを防ぐことが出来る。

保護層は、ビニール、塩ビペット、ポリプロピレン等、可視光線および赤外線を透過する材料で生成されている。ドットパターンを繰り返しスキャナでタッチすると、ドット孔の開口部周辺が磨耗し、正確にドットパターンを読み取れなくなるという問題が生じる。そこで、保護層を設けることにより、ドット孔の開口部周辺の磨耗と汚れの詰まりを防ぎ、シートを長期間使用することが可能となる。

図１６において、情報記録媒体２の貫通孔１に、赤外線を吸収する材料を充填した例を示す。このように、貫通孔１を赤外線吸収材料により予め塞いでおくことにより、保護層を設けなくても貫通孔１へのゴミや埃の詰まりを防止することが出来る。

上記の説明では、情報記録媒体２に貫通孔１を設ける構造を示したが、従来技術と同様に、ドットパターン３の各ドット位置には、図１７に示すように、非貫通孔１ｂを設けてもよい。

非貫通孔１ｂの形状は、逆円錐、逆四角錐、逆多角錐など、孔の内壁が赤外線を鏡面反射し、孔の底面が尖っており、スキャナ４のＩＲ−ＬＥＤから照射された赤外線が、レンズに向かって一次反射されない構造であることが好ましい。

図１７（ａ）に示すように、非貫通孔１ｂの開口部に入射した光は、非貫通孔１ｂの壁面が鏡面反射する場合には、一次反射、二次反射と、反射を繰り返すので、レンズ方向に向かって反射する光は、非常に弱いものになる。図１７（ａ）に示す例では、レンズに向かって入射する光は、四次反射光となっている。

底面の中心に行くに従い細くなるように非貫通孔１ｂが形成されている必要がある。非貫通孔１ｂの底面の中心からの反射光が最も少なくなるので、撮像時には画像内で最も暗い部分となる。

なお、非貫通孔１ｂの形成方法によっては、孔の底面を十分に細く形成できない場合などがあるが、そのような場合には、孔の底面に赤外線を吸収する材料を埋め込むことにより、非貫通孔１ｂからの赤外線の反射を適切に抑えることが出来る。

もちろん、図１７（ｂ）に示すように、非貫通孔１ｂの内壁が、赤外線を拡散反射する性質を持っていても、孔の内壁に対する、赤外線の入射角度が浅くなるように非貫通孔１ｂを形成すれば、入射方向へ拡散反射する赤外線は非常に弱いものになるので、実用上問題はない。図１７（ｂ）に示す例では、レンズに向かって入射する光は、非貫通孔１ｂへ入射した方向とほぼ同一であるので、反射は非常に弱いものになっている。

実際、図１７（ｃ）に例示するように、ＩＲ−ＬＥＤおよびレンズと、読み取り面との距離は、１５ｍｍから２５ｍｍであるのに対し、ドットパターンの読み取り範囲は直径４ｍｍ程度の円の範囲である。それ故、ドットパターン３に形成された非貫通孔１ｂに入射する光の角度は読み取り面に対しほぼ垂直になり、非貫通孔１ｂの内壁に対して非常に浅い角度で入射するので、問題はない。

情報記録媒体２は、ビニール、塩ビペット、ポリプロピレン等、可視光線を透過する材料で生成された蒸着用透明シートに、赤外線拡散反射材料が蒸着された構成となっていてもよい。情報記録媒体２は、スキャナ４のＩＲ−ＬＥＤから照射され保護層を透過した赤外線を、スキャナ４に対して反射すると共に、可視光を透過する構成でもよい。

情報記録媒体２は、上記のように、可視光を透過する透明な媒体でもよいし、可視光を透過しない不透明な媒体でもよい。

また、前記情報記録媒体は、シート状、パネル状、カード状、シール状、タグ状、しおり状、または付箋紙状に加工された、平面および／または曲面状の媒体であってもよい。

＜情報記録媒体の穿孔方法について＞
貫通孔１および非貫通孔１ｂとも、パンチング工程により孔を形成してもよいし、半導体製造工程であるフォトレジスト工程により孔を形成してもよい。

パンチング工程により形成する場合、安価に形成することが出来るが、微細化に限界がある。例えば、ＤＶＤの製造工程と同様にして孔を形成するならば、０．４から２．１３μｍ程度のサイズおよび間隔の孔を形成することが出来る。

フォトレジスト工程により形成する場合、製造工程が増えるので、製造コストは増加するが、ナノメートル単位のデザインルールを用いれば、パンチング工程によるよりもさらに微細な孔を形成することができ、単位面積当たりに記録する情報量を増加させることが出来る。

特に、フォトレジスト工程を用いて非常に微細なドットパターン３を形成する場合、印刷により形成されたドットパターン３に較べ、偽造の為のコストが増大し、偽造行為は採算が取れなくなるので、情報記録媒体２をセキュリティカード等、セキュリティ分野において利用することが出来る。

＜重畳印刷について＞
図１８において、情報記録媒体２の表面に、インクによる印刷層を設ける場合の例を示す。

印刷層において印刷に用いるインクは、貫通孔１または非貫通孔１ｂを形成した後に印刷する場合は、孔の開口部を塞がないように、粘性の低いインクを用いることが好ましい。印刷後に貫通孔１または非貫通孔１ｂを形成する場合は、インクの粘性はどのようなものでも構わない。また、インクとしては、赤外線拡散反射インクおよび赤外線透過インクを用いることが出来る。

なお、赤外線拡散反射インクおよび赤外線透過インクは、可視光の特定の波長を反射または吸収する特性を持つので、これらのインクを用いて印刷された情報記録媒体２を人が見る場合、印刷されたコンテンツを通常の印刷と同様に読むことが出来る。

このように、情報記録媒体２上にドットパターン３を形成し、さらにその上にコンテンツを重畳印刷する際に用いるインクを、赤外線拡散反射インクと赤外線透過インクとで切り替えることにより、様々な、ドットパターン形成とコンテンツ印刷の組み合わせを実現することが出来る。

印刷層は、片面に設けられてもよいし、両面に設けられてもよい。

なお、印刷層の上に、上記の保護層をさらに重ねてもよい。保護層を重ねることにより、印刷層が擦れて印刷がはげることを防ぐことが出来る。

＜情報記録媒体の利用例：グリッドシート＞
図１９において、情報記録媒体２の利用例である、グリッドシート１ｇの正面図を示す。このグリッドシート１ｇは、透明な情報記録媒体２に貫通孔１または非貫通孔１ｂを形成したものである。グリッドシート１ｇは、印刷物等に重ねて用いられる。

グリッドシート１ｇには、ほぼ全域に、ＸＹ座標値を含んだドットパターン３が形成されている。グリッドシート１ｇの下部には、０から９までの数字、「頁入力」、「中止」、および「決定」の文字が記載されたアイコンが印刷され、各アイコンに対応したコード値を含んだドットパターン３が形成されている。これらのアイコンは、印刷物を特定するためインデックスを、ユーザがスキャナ４を用いて入力するためのアイコンである。

非貫通孔１ｂにより、ドットパターン３を形成する場合、グリッドシート１ｇの両面にドットパターン３を設けてもよい。これにより、グリッドシート１ｇの両面を利用することが出来るため、利便性が向上する。なお、表側および裏側のドットパターン３では、同一の座標値および／またはコード値がパターン化されていてもよいし、異なる座標値および／またはコード値がパターン化されていてもよい。

貫通孔１により、ドットパターン３を形成する場合、表側のドットパターン３が裏側にも形成されてしまうので、片面しか利用することは出来ない。但し、左右対称または上下対称のドットパターン３を用いるのであれば、この限りではない。

＜グリッドシートの使用方法１について：印刷物に被せる＞
図２０は、グリッドシート１ｇを、印刷物に重ねて使用する方法を示す図である。

ユーザは、本や雑誌、新聞等の印刷物上に、グリッドシート１ｇを被せて使用する。図２０（ａ）に示すように、向かって右側のページに使用する場合であっても、図２０（ｂ）に示すように、向かって左側のページに使用する場合であっても、ユーザは、シートの表側を上に向けて使用する。

グリッドシート１ｇを、印刷物の印刷面上に被せた後、グリッドシート１ｇ上のアイコンを用いるなどして、印刷物を特定するための印刷物特定情報を、情報読み取り装置に入力する。そして、情報読み取り装置に接続したスキャナ４により、印刷面上の所望の箇所を、グリッドシート１ｇの上からユーザがタッチする。

スキャナ４は、タッチ位置のドットパターン３を読み込み、読み込んだドットパターン３から、タッチ位置のＸＹ座標値および／またはコード値を認識し、情報読み取り装置に送る。

情報読み取り装置には、入力されるであろう印刷物特定情報に対応した複数の印刷物書式情報が予め保管されており、実際に入力された印刷物特定情報に対応した印刷物書式情報が選択され、次の処理に用いられる。

印刷物書式情報とは、印刷物の各ページに割り当てられたマスク領域の情報、または印刷物の基になるＤＴＰデータのことである。

印刷物書式情報がマスク領域の情報である場合は、タッチ位置がいずれのマスク領域に含まれるかにより、印刷情報認識部（印刷情報認識手段）が、そのマスク領域に予め定義された処理を行う。予め定義された処理とは、特定のページの特定の箇所がタッチされた場合に、情報読み取り装置が特定のメッセージを再生するなどの処理である。

印刷物書式情報が印刷物の基になるＤＴＰデータである場合は、印刷情報認識部は、ＤＴＰデータを解析し、タッチ位置にあるテキスト、図表、イラスト、写真等を認識してもよい。

＜グリッドシートの使用方法２について：ディスプレイに被せる＞
図２１は、グリッドシート１ｇを、ディスプレイ装置に被せて使用する方法を示す図である。ユーザが、スキャナ４を用いて、ディスプレイの画面上をタッチすると、タッチ位置のＸＹ座標値が読み込まれることにより、グリッドシート１ｇおよび読み取り装置を、タッチパネルとして利用することが出来る。

上記グリッドシート１ｇの利用例において説明した情報読み取り装置は、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、テレビ受信装置、フロントプロジェクタ、リアプロジェクタ、ゲーム装置、カラオケ装置、携帯電話端末装置、ＰＯＳ端末装置、ＡＴＭ、ＫＩＯＳＫ端末、カーナビ、パチンコ、パチスロ、時計、またはスマートフォンとして実現することが出来る。

本発明に係る情報記録媒体は、セキュリティカード、ＩＤカード、窓用シート、セキュリティシール、情報入力用透明シート等として利用することができる。

また、本発明に係る情報読み取り装置および情報読み取りシステムは、印刷媒体上に印刷された、または画面上に表示された情報を容易に入力できるパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、テレビ受信装置、フロントプロジェクタ、リアプロジェクタ、ゲーム装置、カラオケ装置、携帯電話端末装置、ＰＯＳ端末装置、ＡＴＭ、ＫＩＯＳＫ端末、カーナビ、パチンコ、パチスロ、時計、スマートフォン等として利用することができる。

図１は、ドットパターンの構成要素とその位置関係を示す図である。 図２は、情報ドットの配置方法による情報定義方法の例を示す図であり、図２（ａ）は、３ビットの情報を表現する例であり、図２（ｂ）は、２ビットの情報を有する情報ドット７の例である。 図３は、情報ドットの他の配置方法による情報の定義方法の例を示す図である。 図４は、１個の格子あたり複数の情報ドットを配置する方法による情報の定義方法の例を示す図であり、図４（ａ）は、情報ドットを２個配置する例であり、図４（ｂ）は、情報ドットを４個配置する例であり、図４（ｃ）は、情報ドットを５個配置する例である。 図５は、情報ドットをドットパターンから抽出するに用いるフォーマットの例を示す図である。 図６は、情報ドットを含んだ格子の他の配列例を示す図であり、図６（ａ）は、１個のブロック内に格子を６個（２×３）配置した例であり、図６（ｂ）は、９個（３×３）配置した例であり、図６（ｃ）は、１２個（３×４）配置した例であり、図６（ｄ）は、３６個（６ｘ６）配置した例である。 図７は、他のドットパターンの例を示す図であり、図７（ａ）は、ドットパターンにおける、基準点ドット、仮想基準点、および情報ドットの位置関係を示す図であり、図７（ｂ）は、仮想基準点上に情報ドットがあるか否かにより、情報を定義する例であり、図７（ｃ）は、ブロックを縦横方向に２個ずつ連結した例を示す図である。 図８は、ドットパターンの１ブロック内での情報ビットのフォーマット例を示す図である。 図９は、ドットコードのフォーマット例を示す図であり、図９（ａ）は、ドットコードがＸＹ座標値とコード値とパリティとを含む例であり、図９（ｂ）は、ドットパターン３を設ける場所によりフォーマットを変更する例であり、図９（ｃ）は、ドットコードがＸＹ座標値とパリティとを含む例である。 図１０は、スキャナの、ドットパターンを読み取る部分の構造と、情報記録媒体上のドットパターンを読み取る様子を示す図であり、（ａ）は、媒体面で光が拡散反射する様子を示す図であり、（ｂ）は、貫通孔で光が通過する様子を示す図であり、（ｃ）は、ライトガイドを用いる場合の断面図であり、（ｄ）は、スキャナをペンの外装に取り付けた様子を示す図である。 図１１は、情報記録媒体の断面図であり、赤外線の反射または通過の様子を示す図である。 図１２は、情報記録媒体の断面図であり、赤外線の反射または通過の様子を示す図である。 図１３は、読み取り面に赤外線拡散反射層を設けた情報記録媒体の断面図である。 図１４は、読み取り面の反対側の面に赤外線反射層を設けた情報記録媒体の断面図である。 図１５は、保護層を設けた情報記録媒体の断面図である。 図１６は、孔に充填物を充填した情報記録媒体の断面図である。 図１７は、ドットを非貫通孔により形成した場合の説明の図であり、（ａ）は、非貫通孔の内壁において鏡面反射が起こる場合の例であり、（ｂ）は、非貫通孔の内壁において拡散反射が起こる場合の例であり、（ｃ）は、ＩＲ−ＬＥＤとドットパターンとの位置関係を示す図である。 図１８は、印刷層を設けた情報記録媒体の断面図である。 図１９は、グリッドシートの表面の正面図である。 図２０は、グリッドシートを使用する方法を示す図であり、図２０（ａ）は、右側のページに使用する場合であり、図２０（ｂ）は、左側のページに使用する場合である。 図２１は、グリッドシートを用いてタッチパネル形式の入力を行う情報入力装置の例を示す図である。 図２２は、従来技術を示す図である。 図２３は、従来技術を示す図である。 図２４は、従来技術を示す図である。 図２５は、従来技術を示す図である。

符号の説明

１ 貫通孔
１ｂ 非貫通孔
１ｇ グリッドシート（情報記録媒体）
２ 情報記録媒体
３ ドットパターン
４、４ｂ スキャナ（ドットパターン読み取り手段）
６ キードット
７ 情報ドット
８ 基準格子点ドット
９ 仮想格子点
９ａ〜９ｄ 仮想基準点

Claims (17)

1. 情報記録のために用いられ、照射手段から照射されたその媒体表面を撮像することによって、記録された情報を読み取るための媒体であって、
   可視光線を透過する媒体本体の、その表面に照射光としての赤外線または紫外線の周波数領域の光線を拡散反射するための表面加工が施され、
   種々のマルチメディア情報出力および／またはオペレーション指示のため、ドットコード生成アルゴリズムにより生成されたドットを所定の規則に則って配列したドットパターンのドット位置に、前記照射光を透過させることによって、ドットとして認識させるための微細な貫通孔を設けた情報記録のための媒体。
2. 前記情報記録のための媒体の他面外側には、他面側からの赤外線または紫外線の周波数領域の光線を反射する特性を有する反射層が設けられていることを特徴とした請求項１に記載の情報記録のための媒体。
3. 前記情報記録のための媒体の一面外側および／または他面外側には、
   赤外線または紫外線の周波数領域の光線および可視光を透過する特性を有する保護層が設けられていることを特徴とした請求項１に記載の情報記録のための媒体。
4. 情報記録のために用いられ、照射手段から照射されたその媒体表面を撮像することによって、記録された情報を読み取るための媒体であって、
   照射光としての赤外線または紫外線の周波数領域の光線を鏡面反射する媒体本体の、その表面に照射光としての赤外線または紫外線の周波数領域の光線を拡散反射するための表面加工が施され、
   種々のマルチメディア情報出力および／またはオペレーション指示のため、ドットコード生成アルゴリズムにより生成されたドットを所定の規則に則って配列したドットパターンのドット位置に、前記照射光を透過させることによって、ドットとして認識させるための微細な貫通孔を設けた情報記録のための媒体。
5. 前記情報記録のための媒体の一面外側および／または他面外側には、
   少なくとも赤外線または紫外線の周波数領域の光線を透過する特性を有する保護層が設けられていることを特徴とした請求項４に記載の情報記録のための媒体。
6. 前記拡散反射は情報記録のための媒体の一面側に、前記表面加工に代えて、拡散層を設けることで生じさせることを特徴とした請求項１または４のいずれかに記載の情報記録のための媒体。
7. 前記貫通孔には、
   赤外線または紫外線の周波数領域の光線を吸収する材料が充填されていることを特徴とした請求項１または４のいずれかに記載の情報記録のための媒体。
8. 前記情報記録のための媒体の表面またはその他の層には、前記赤外線または紫外線の周波数領域の光線を透過または反射する材料からなるインクを用いて、テキスト、イラスト、写真等が重畳印刷されていることを特徴とした請求項１または４のいずれかに記載の情報記録のための媒体。
9. 前記ドットパターンは、縦横方向に所定間隔毎に基準格子点ドットを配置し、それぞれ４点の基準格子点ドットに囲まれた中心の仮想基準点からのドットのずれにより、ＸＹ座標値および／またはコード値を記録する所定のアルゴリズムによりパターン化したドットパターンであることを特徴とした請求項１または４のいずれかに記載の情報記録のための媒体。
10. 前記情報記録のための媒体は、シート状、パネル状、カード状、シール状、タグ状、しおり状、または付箋紙状に加工された、平面および／または曲面状の媒体であることを特徴とした請求項１または４のいずれかに記載の情報記録のための媒体。
11. 前記貫通孔は、パンチング工程により形成されたことを特徴とした請求項１または４のいずれかに記載の情報記録のための媒体。
12. 前記貫通孔は、フォトレジスト工程により形成されたことを特徴とした請求項１または４のいずれかに記載の情報記録のための媒体。
13. 請求項１または４のいずれかに記載の情報記録のための媒体において、
    前記ドット位置には、微細な貫通孔に代えて、微細な非貫通孔を設けた情報記録のための媒体。
14. 請求項１または４のいずれかに記載の情報記録のための媒体に対して、
    赤外線または紫外線の周波数領域の光線を照射し、反射光を読み込むドットパターン読み取り手段と、
    前記孔の部分と、該孔の周辺部とで、該反射光の照度が異なることにより、
    前記ドットパターンを読み込み、ＸＹ座標値および／またはコード値を認識するドットパターン認識手段と、を備えた情報読み取り装置。
15. 前記ドットパターン認識手段は、撮像したドットの、形状および／または明暗の強さにより、ドットの中心位置を求めるアルゴリズムを使用することを特徴とした請求項１４に記載の情報読み取り装置。
16. 前記情報読み取り装置は、
    パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、テレビ受信装置、フロントプロジェクタ、リアプロジェクタ、ゲーム装置、カラオケ装置、携帯電話端末装置、ＰＯＳ端末装置、ＡＴＭ、ＫＩＯＳＫ端末、カーナビ、パチンコ、パチスロ、時計、またはスマートフォンであることを特徴とした請求項１４に記載の情報読み取り装置。
17. 情報処理装置のディスプレイ画面上に配置された、請求項１に記載の情報記録のための媒体と、
    該情報記録のための媒体に対して、赤外線または紫外線の周波数領域の光線を照射し、反射光を読み込むドットパターン読み取り手段と、前記孔の部分と、該孔の周辺部とで、該反射光の照度が異なることにより、前記ドットパターンを読み込み、ＸＹ座標値および／またはコード値を認識するドットパターン認識手段とを備えた情報読み取り装置とにより、タッチパネル形式の入力を可能とした情報入力システム。

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