JPH0916733A - デジタル情報記録方法および解読方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録面内に、ビットに対応する行列状の枡目
を仮想的に設定し、記録すべきデジタル情報に応じたマ
ークを各枡目に付与して２次元パターンとして記録する
場合に、読み取り時に特定パターンの予想位置がある程
度ずれたとしても特定パターンを正確に探索できるよう
にしたデジタル情報記録方法を提供する。 【構成】 情報記録領域２３の外周から離間した内部
に、情報記録領域２３内での位置を示すための特定パタ
ーン２２を配置する。情報記録領域２３内で特定パター
ン２２の上下左右の少なくともいずれかの側に外接する
閉領域４８を、特定パターン２２と同一構成を持つ同一
パターン１２２が現れるのを禁止すべき禁止領域４８と
して設定する。禁止領域４８のうち少なくとも特定パタ
ーン２２に外接する側の一部を占める領域を置換領域４
９として設定し、この置換領域４９に特定パターンの構
成要素と成り得ない置換パターンを配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、平面状の記録面に、
デジタル情報を２次元パターンとして記録するデジタル
情報記録方法に関する。また、そのようなデジタル情報
記録方法によって記録されたデジタル情報を解読するの
に適したデジタル情報解読方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、紙などの平面状の記録面内に設け
られた情報記録領域に、ビットに対応する行列状の桝目
を仮想的に設定し、上記各桝目に０と１のデータを表す
白または黒を付して、記録すべきデジタル情報を２次元
パターンとして表現する記録方式が盛んに開発されてい
る。

【０００３】本出願人は先に、図２８に示すように、記
録面２０内に設けられた情報記録領域２３の内部に位置
する枡目の読み取り誤差を少なくするために、情報記録
領域２３内に、枡目の位置を求める基準となる特定パタ
ーン２２を配置する方式を提案した（特願平６−３２５
２７５号）。

【０００４】すなわち、記録面２０内で、実際に情報が
記録されている情報記録領域２３内には、本来記録すべ
きデジタル情報（以下、適宜「本来の記録情報」とい
う。）を表す領域２１の隙間に、特定の形状に連結した
複数の枡目に特定のパターンで白黒を付してなる特定パ
ターン２２が複数配置されている。この例では、矩形の
情報記録領域２３内に、縦４×横３の合計１２個の特定
パターン２２が縦横一定間隔（縦方向の間隔と横方向の
間隔は同じであっても異なっていてもよい）で行列状に
配置されている。図２９によって良く分かるように、特
定パターン２２の配列で最上段、最下段、左列、右列に
属する１０個の特定パターン２２は情報記録領域２３の
外周に沿って配置され、残りの２個の特定パターン２２
は情報記録領域２３の外周から離間した内部（中央部近
傍）に配置されている。

【０００５】図３０に示すように、この特定パターン２
２は、黒が付された１個の枡目からなる中心部４１と、
その周囲を環状に取り囲む白が付された８個の枡目から
なる第１環状部４２と、さらにその周囲を環状に取り囲
む黒が付された１６個の枡目からなる第２環状部４３と
で構成されている。全体として５行×５列の合計２５個
の枡目を含む正方形のブロックとなっている。図３３に
示すように、この特定パターン２２は、読み取り時に、
読取装置によって得たビットマップデータ上で中心部４
１から第１環状部４２を横切り、第２環状部（黒）４３
と思われる領域の内周に沿って左手法（左手を壁につけ
ながら迷路の壁をたどる方法）で一周するような読取ア
ルゴリズムによって簡単に見つけることができるもので
ある。

【０００６】本来の記録情報は図３２に示すようなマッ
ピング規則によって上記情報記録領域２３に割り当てら
れる。図３２は、図２８に示した情報記録領域２３の一
部に相当する横３５×縦２０の枡目の部分２３Ａを示し
ている。この情報記録領域２３Ａには、６個（横方向３
個×縦方向２個）の特定パターン２２が、横１５枡目お
き、かつ縦１５枡目おきに配置されている。情報記録領
域２３Ａの枡目７００個のうち特定パターン２２に用い
られる枡目の数は１５０個であり、残り５５０個の枡目
２１が本来の記録情報を表すために用いられている。本
来の記録情報を表す枡目２１にはアドレス番地１，２，
…，５５０（簡単のため一部の番地のみ示す）が付され
ている。アドレス番地は、左上隅の特定パターン２２に
接する第１行の左端の枡目から右へ向かって１番地から
１０番地、さらに最上段中央の特定パターン２２を越え
て１１番地から２０番地となっている。第２行〜第５行
まで同様に番地付けがなされ、第５行の右端の特定パタ
ーンに接する枡目が１００番地となっている。第６行〜
第１５行までは、各行左端の枡目から右へ向かって１ず
つ番地が増加している。第１６行から第２０行までは、
第１行〜第５行までと同様に、中央の特定パターン２２
を越えて番地付けがなされている。このようにして、行
の中央に特定パターン２２が配置されているときはその
特定パターン２２を越えて番地付けがなされている。ア
ドレス番地１の枡目に記録情報の１番目のビット情報が
対応し、ビット情報の値が“１”の場合は黒、“０”の
場合には白がその枡目に付される。以下同様に記録情報
が記録され、この結果、情報記録領域２３Ａの５５０個
の枡目２１に５５０ビットのデジタル情報がマッピング
され得る。

【０００７】図２８のように記録されたデジタル情報
は、次のようにして読み取る。

【０００８】まず、特定パターン２２が縦横一定の間隔
で行列状に配置されているという配置情報をもとに、特
定パターン２２を探索する。読取装置によって記録情報
に対応した白黒の画素からなるビットマップデータを得
て、その中から図３４に示す四隅の特定パターンａ０
０，ａ０４，ａ４０，ａ４４を検出する（図３４では各
特定パターン２２をａ００，ａ０１，…，ａ４４によっ
て区別している。）。

【０００９】続いて、情報記録領域２３の例えば上辺と
左辺に沿って配置された特定パターン２２を探索する。
すなわち、まず左上隅の特定パターンａ００の隣の特定
パターンａ０１を探し、順次右へ向かってａ０２，ａ０
３と探していく。例えば特定パターンａ０１を探す場
合、情報記録領域２３内に特定パターンが横１５桝目ピ
ッチで現れることが予め分かっているため、ａ００から
ａ０４の方向に向かって１５桝目分進んだ位置に特定パ
ターンａ０１が現れることが予想される。そこで、その
予想位置近傍を調べて、特定パターン２２と一致する形
状（パターン）を探す。この操作を繰り返すことによ
り、情報記録領域２３の上辺に沿った特定パターン２２
を順次見つけることができる。同様にして、情報記録領
域２３の左辺に沿った特定パターン２２を順次見つけ
る。

【００１０】情報記録領域２３の四辺に隣接していない
中央部近傍の特定パターンａ１１〜ａ１３，ａ２１〜ａ
２３，ａ３１〜ａ３３は、情報記録領域２３内に特定パ
ターンが格子状に並んでいることを利用して位置を予想
し、予想位置近傍を調べて、特定パターンと一致する形
状を探すことによって見つけることができる。例えば、
図３４中に矢印で示すように、特定パターンａ００，ａ
０１，ａ１０の座標を利用して特定パターンａ１１の位
置を予想し、その予想位置近傍を調べて、特定パターン
と一致する形状を探す。この新たに得た特定パターンａ
１１の座標と特定パターンａ０１，ａ０２の座標を利用
して特定パターンａ１２の探索を行う。このようにし
て、逐次的に中央部近傍の特定パターンａ１１〜ａ１
３，ａ２１〜ａ２３，ａ３１〜ａ３３を見つける。

【００１１】次に、探索した特定パターン２２の位置
（位置情報）を求める。すなわち、探索した特定パター
ン２２の中心部４１について、ビットマップデータ上に
おける重心の位置を求め、その位置を特定パターン２２
の位置とする。

【００１２】次に、図３５に示すように、情報記録領域
２３のうち隣り合う４個の特定パターン２２を含む領域
（Ｍ行Ｎ列の枡目を含む領域）毎に、本来の記録情報を
表す枡目２１の値を得る。

【００１３】すなわち、左上（０行０列目）の特定パタ
ーン２２の位置をＰ₀₀、右上（０行Ｎ列目）の特定パタ
ーン２２の位置をＰ_0N、左下（Ｍ行０列目）の特定パタ
ーン２２の位置をＰ_M0、右下（Ｍ行Ｎ列目）の特定パタ
ーン２２の位置をＰ_MNとし、これら４個の特定パターン
２２に囲まれた領域内のｍ行ｎ列目（ｍ，ｎは任意の整
数）の枡目の位置をＰ_mnとする。

【００１４】Ｐ₀₀とＰ_0Nとをｎ：（Ｎ−ｎ）に内分した
点をＰ_0n、Ｐ_M0とＰ_MNとをｎ：（Ｎ−ｎ）に内分した点
をＰ_Mn、Ｐ₀₀とＰ_M0とをｍ：（Ｍ−ｍ）に内分した点を
Ｐ_m0、Ｐ_0NとＰ_MNとをｍ：（Ｍ−ｍ）に内分した点をＰ
_mNとすると、求める枡目Ｐ_mnの位置は、Ｐ_0nとＰ_Mnとを
結ぶ直線Ｌ１と、Ｐ_m0とＰ_mNとを結ぶ直線Ｌ２との交点
として表される。直線Ｌ１と直線Ｌ２との交点Ｐ_mnは、
直線Ｌ１をｍ：（Ｍ−ｍ）に内部した点または直線Ｌ２
をｎ：（Ｎ−ｎ）に内分した点としても表される。上記
４個の特定パターン２２の位置Ｐ₀₀，Ｐ_0N，Ｐ_M0，Ｐ_MN
を用いて、これら４個の特定パターン２２に囲まれた領
域内の枡目の位置Ｐ_mnを表すと、

【数１】 となる。このようにして各枡目の位置Ｐ_mnを求め、この
位置Ｐ_mnの値を調べることにより、各枡目の値を知るこ
とができる。

【００１５】記録面２０全体に対して不均一な歪みが生
じた場合であっても、このように隣接する４個の特定パ
ターンに囲まれた小さな領域に対して生じる歪みはほぼ
比例的な歪みに近似される。したがって、この方式によ
れば、記録面２０に多少歪みがあったとしても、デジタ
ル情報を正確に読み取ることができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
方式では、図３１に示すように、情報記録領域２３内で
特定パターン２２から４桝目ずれたところに特定パター
ン２２と同一構成を持つ同一パターン１２２が現れるこ
とがある。このため、読み取り時に、特定パターン２２
が現れると予想した位置（重心位置）が特定パターン２
２の中心部４１から右へ３桝目ずれて同一パターン１２
２の第１環状部１４２に入ったとき、この同一パターン
１２２が特定パターン２２であると誤認識する。また、
その予想位置が特定パターン２２の中心部４１から右へ
２桝目ずれて同一パターン１２２の第２環状部１４３に
入った場合でも、その位置の周辺を探索する仕方によっ
ては、先に同一パターン１２２の第１環状部１４２を見
つけてしまい、同様に誤認識するおそれがある。

【００１７】つまり、特定パターン２２を正確に探索す
るためには、特定パターン２２の予想位置が、特定パタ
ーン２２の中心部４１または第１環状部４２内に入るこ
とが要求され、特定パターン２２の真の位置に対する予
想位置の「ずれ」が、上下左右にそれぞれ１桝目程度し
か許容されないという問題がある。

【００１８】そこで、この発明の目的は、読み取り時に
特定パターンの予想位置がある程度ずれたとしても特定
パターンを正確に探索できるようにしたデジタル情報記
録方法を提供することにある。また、そのようなデジタ
ル情報記録方法によって記録された記録情報を読み取る
のに適したデジタル情報解読方法を提供することにあ
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載のデジタル情報記録方法は、平面状
の記録面内に、ビットに対応する行列状の桝目を仮想的
に設定し、上記各桝目に記録すべきデジタル情報に応じ
た光学的に認識可能なマークを付与して、上記記録すべ
きデジタル情報を２次元パターンとして記録するデジタ
ル情報記録方法であって、上記記録面内に上記２次元パ
ターンを表現すべき情報記録領域を設定し、上記情報記
録領域の外周から離間した内部に、上記情報記録領域内
での位置を示すように特定の形状に連結した複数の桝目
に上記マークを所定のパターンで付してなる特定パター
ンを配置するとともに、上記情報記録領域内で、複数の
枡目からなり、上記特定パターンの上下左右の少なくと
もいずれかの側に外接する閉領域又は上記特定パターン
を取り囲んで外接する環状の領域を、上記特定パターン
と同一構成を持つ同一パターンが現れるのを禁止すべき
禁止領域として設定し、上記禁止領域のうち少なくとも
上記特定パターンに外接する側の一部を占める領域を置
換領域として設定し、この置換領域に上記特定パターン
の構成要素と成り得ない置換パターンを配置することを
特徴としている。

【００２０】また、請求項２に記載のデジタル情報記録
方法は、請求項１に記載のデジタル情報記録方法におい
て、上記置換パターンとして、本来記録すべきデジタル
情報とは無関係な所定のパターンを用いることを特徴と
している。

【００２１】また、請求項３に記載のデジタル情報記録
方法は、請求項１に記載のデジタル情報記録方法におい
て、上記置換パターンとして、連結した枡目複数個の単
位でデジタル情報の１ビットを表す変換ルールによって
本来記録すべきデジタル情報を表すパターンを作成する
ことを特徴としている。

【００２２】また、請求項４に記載のデジタル情報記録
方法は、請求項１に記載のデジタル情報記録方法におい
て、上記置換パターンとして、上記置換領域に本来記録
すべきデジタル情報と、上記置換領域と対応する形状を
持ち上記マークが一定のパターンで付されてなる変調用
パターンとを枡目毎に１対１に対応させて、対応する枡
目が表す値の排他的論理和を算出し、算出した排他的論
理和の値を表すマークからなるパターンを作成すること
を特徴としている。

【００２３】また、請求項５に記載のデジタル情報記録
方法は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載のデジタ
ル情報記録方法において、上記情報記録領域内で上記特
定パターンを配置した領域以外の領域に、本来記録すべ
きデジタル情報を割り当てて、各特定パターンに外接す
る禁止領域に上記同一パターンの中心部が現れるか否か
を検査し、上記検査した禁止領域に上記同一パターンの
中心部が現れないとき、その禁止領域に含まれる置換領
域に上記本来記録すべきデジタル情報をそのまま配置す
る一方、上記検査した禁止領域に上記同一パターンの中
心部が現れるとき、その禁止領域に含まれる置換領域に
上記置換パターンを配置するとともに、その禁止領域に
接する特定パターンを、上記特定パターンを構成するマ
ークの明暗を反転してなる別の特定パターンに変更する
ことを特徴としている。

【００２４】また、請求項６に記載のデジタル情報記録
方法は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載のデジタ
ル情報記録方法において、上記情報記録領域内で上記特
定パターンを配置した領域以外の領域に、本来記録すべ
きデジタル情報を割り当て、各置換領域について、上記
置換領域に本来記録すべきデジタル情報と、上記置換領
域と対応する形状を持ち上記マークが一定のパターンで
付されてなる第１の変調用パターンとを枡目毎に１対１
に対応させて、対応する枡目が表す値の排他的論理和を
算出し、算出した排他的論理和の値を表すマークからな
るパターンを、第１の置換パターンとして作成し、上記
置換領域に上記第１の置換パターンを割り当てて、各特
定パターンに外接する禁止領域に上記同一パターンの中
心部が現れるか否かを検査し、上記検査した禁止領域に
上記同一パターンの中心部が現れないとき、その禁止領
域に含まれる置換領域に上記第１の置換パターンをその
まま配置する一方、上記検査した禁止領域に上記同一パ
ターンの中心部が現れるとき、上記置換領域に本来記録
すべきデジタル情報と、上記第１の変調用パターンと同
一形状を持ち上記マークのパターンが異なる第２の変調
用パターンとを枡目毎に１対１に対応させて、対応する
枡目が表す値の排他的論理和を算出し、算出した排他的
論理和の値を表すマークからなるパターンを、第２の置
換パターンとして作成し、その禁止領域に含まれる置換
領域に上記第２の置換パターンを配置するとともに、そ
の禁止領域に接する特定パターンを、上記特定パターン
を構成するマークの明暗を反転してなる別の特定パター
ンに変更することを特徴としている。

【００２５】また、請求項７に記載のデジタル情報記録
方法は、請求項１乃至６のいずれか一つに記載のデジタ
ル情報記録方法において、上記情報記録領域として矩形
状の領域を設定し、上記情報記録領域内に、この情報記
録領域の四隅のうち少なくとも１つの隅に上記特定パタ
ーンを配置するとともに、上記隅をつくる辺に沿って上
記特定パターンを配置し、上記隅に配置された特定パタ
ーンと上記辺に沿って隣り合う特定パターンとの間で、
上記辺に沿って延び双方の特定パターンに外接する領域
を、上記特定パターンと同一構成を持つ同一パターンが
現れるのを禁止すべき禁止領域として設定し、上記禁止
領域内に含まれ、上記辺に沿って延び双方の特定パター
ンに外接する領域を置換領域として設定し、この置換領
域に上記特定パターンの構成要素と成り得ない置換パタ
ーンを配置することを特徴としている。

【００２６】また、請求項８に記載のデジタル情報記録
方法は、請求項７に記載のデジタル情報記録方法におい
て、上記情報記録領域内に配置すべき上記特定パターン
の総数を一定とし、上記情報記録領域内に上記特定パタ
ーンを互いに間隔をとって行列状に配列するルールの下
で、上記記録すべきデジタル情報の量に応じて、上記特
定パターン間の間隔を桝目単位で変更して上記情報記録
領域の大きさを定めることを特徴としている。

【００２７】また、請求項９に記載のデジタル情報記録
方法は、請求項７又は８に記載のデジタル情報記録方法
によって記録されたデジタル情報を読み取るデジタル記
録情報の解読方法であって、上記情報記録領域内で、上
記隅に配置された特定パターンを探索し、上記隅に配置
された特定パターンから上記辺に沿って隣り合う特定パ
ターンを探索し、上記隅の特定パターンと上記隣り合う
特定パターンとの間の間隔に基づいて、上記情報記録領
域の内部に配置された特定パターンの位置を算出し、上
記算出した位置に基づいて、上記情報記録領域の内部に
配置された特定パターンを探索し、上記探索した特定パ
ターンの位置に基づいて、本来のデジタル情報が記録さ
れた各桝目の位置を算出し、上記算出した位置の各桝目
が表す値を読み取り、この値に基づいて上記記録面に記
録されたデジタル情報を再現することを特徴としてい
る。

【００２８】

【作用】請求項１のデジタル情報記録方法では、上記特
定パターンに外接する置換領域に、特定パターンの構成
要素と成り得ない置換パターンを配置するので、この置
換領域を含む禁止領域に上記特定パターンと同一構成を
持つ同一パターン（以下、単に「同一パターン」とい
う。）が現れるのが防止される。つまり、特定パターン
に対して同一パターンが最も接近して現れたとしても、
同一パターンの構成要素は置換領域よりも外側にしか現
れないので、禁止領域内で上記置換領域が占める幅を設
定することによって、禁止領域に上記同一パターンの少
なくとも中心部が現れないようにすることができる。し
たがって、読み取り時に、特定パターンの予測位置があ
る程度ずれても、特定パターンが正確に探索され、読取
エラーの発生が防止される。しかも、上記特定パターン
を情報記録領域の外周から離間した内部に配置している
ので、情報記録領域の中央近傍が歪んだとしても、読み
取り時に上記特定パターンの位置に基づいて上記情報記
録領域の中央近傍の桝目の位置が精度良く求められる。
したがって、情報記録領域の面積を大きくして、記録容
量を増大することが可能となる。

【００２９】請求項２のデジタル情報記録方法では、上
記置換パターンとして、本来記録すべきデジタル情報と
は無関係な所定のパターンを用いるので、複雑な計算処
理を行うことなく、置換領域に上記置換パターンが簡単
に配置される。

【００３０】請求項３のデジタル情報記録方法では、上
記置換パターンとして、連結した枡目複数個の単位でデ
ジタル情報の１ビットを表す変換ルールによって本来記
録すべきデジタル情報を表すパターンを作成する。この
ようにした場合、上記変換ルールによって情報記録領域
内の置換領域についてのみ変換処理を行えば良いので、
上記変換ルールを記憶するための変換テーブルは比較的
小さなもので良く、変換処理のための計算量も比較的少
なくて済む。したがって、上記置換パターンが容易に作
成され得る。しかも、請求項２の場合に比して、置換領
域にも本来記録すべきデジタル情報を記録できるので、
置換パターンを配置することによる記録情報量の減少
（枡目複数個の単位でデジタル情報の１ビットを表して
いるのでこの減少自体は生ずる）が少なくて済む。

【００３１】請求項４のデジタル情報記録方法では、上
記置換パターンとして、上記置換領域に本来記録すべき
デジタル情報と、上記置換領域と対応する形状を持ち上
記マークが一定のパターンで付されてなる変調用パター
ン（定数に相当する）とを枡目毎に１対１に対応させ
て、対応する枡目が表す値の排他的論理和を算出し、算
出した排他的論理和の値を表すマークからなるパターン
を作成する。このようにした場合、上記変調用パターン
によって情報記録領域内の置換領域についてのみ上のよ
うな変調処理を行えば良いので、変調処理のための計算
量が比較的少なくて済む。したがって、上記置換パター
ンが容易に作成され得る。しかも、置換領域にも、枡目
１個当たり１ビットの密度で本来記録すべきデジタル情
報を記録できるので、置換パターンを配置することによ
って記録情報量の減少が生じることがない。

【００３２】請求項５のデジタル情報記録方法では、各
特定パターンに外接する禁止領域に上記同一パターンの
中心部が現れるか否かを検査し、上記検査した禁止領域
に上記同一パターンの中心部が現れるときのみ、その禁
止領域に含まれる置換領域に上記置換パターンを配置す
るので、各置換領域にすべて置換パターンを配置する場
合に比して、置換パターンを配置するための計算処理量
が実際上減少し、処理が簡単に行われる。しかも、置換
パターンを配置した置換領域（を含む禁止領域）に接す
る特定パターンを、マークの明暗を反転してなる別の特
定パターンに変更するので、読み取り時に、その置換領
域に本来記録すべきデジタル情報が記録されているか、
置換パターンが記録されているかを区別することができ
る。

【００３３】請求項６のデジタル情報記録方法では、各
置換領域に第１の置換パターンを割り当てて、各特定パ
ターンに外接する禁止領域に上記同一パターンの中心部
が現れるか否かを検査し、上記検査した禁止領域に上記
同一パターンの中心部が現れるときのみ、その禁止領域
に含まれる置換領域に上記第１の置換パターンと異なる
第２の置換パターンを配置するので、置換領域を含む禁
止領域に同一パターンが現れるのがより確実に防止され
る。しかも、第２の置換パターンを配置した置換領域
（を含む禁止領域）に接する特定パターンを、マークの
明暗を反転してなる別の特定パターンに変更するので、
読み取り時に、その置換領域に第１の置換パターンが記
録されているか、第２の置換パターンが記録されている
かを区別することができる。

【００３４】請求項７のデジタル情報記録方法では、情
報記録領域の隅に配置された特定パターンと、この隅を
つくる辺に沿って隣り合う特定パターンとの間の置換領
域に、特定パターンの構成要素と成り得ない置換パター
ンを配置するので、この置換領域を含む禁止領域に同一
パターンが現れるのが防止される。したがって、上記辺
に沿って配置された特定パターンが正確に探索される。
この特定パターンは、情報記録領域の内部に配置された
特定パターンを探索する際の基準となるものであるか
ら、以降の特定パターンの探索が正確に行われ、読取エ
ラーの発生が防止される。

【００３５】請求項８のデジタル情報記録方法では、上
記情報記録領域内に配置すべき上記特定パターンの総数
を一定とし、上記情報記録領域内に上記特定パターンを
互いに間隔をとって行列状に配列するルールの下で、上
記記録すべきデジタル情報の量に応じて、上記特定パタ
ーン間の間隔を桝目単位で変更して上記情報記録領域の
大きさを定めるので、記録面内で必要最小限の面積に効
率良く記録が行われる。

【００３６】請求項９のデジタル情報解読方法によれ
ば、請求項７又は８に記載のデジタル情報記録方法によ
って記録されたデジタル情報が効率良く読み取ることが
可能となる。すなわち、情報記録領域の辺に沿って配置
された特定パターン間の間隔に基づいて、情報記録領域
の内部に配置された特定パターンの位置を求めるので、
情報記録領域の大きさが異なっていたり（請求項７によ
り記録されたもの）、記録担体毎に情報記録領域内の特
定パターン間の間隔（桝目の数）が異なっていたとして
も（請求項８により記録されたもの）、同一の情報解読
装置（データ解読アルゴリズム）を用いて読み取ること
が可能となる。したがって、複数の情報解読方法を用意
する、あるいは、読み取り時に記録担体によって桝目の
数を設定する、といった手間が不要になる。

【００３７】

【実施例】以下、この発明のデジタル情報記録方法およ
び解読方法を実施例により詳細に説明する。

【００３８】（第１実施例）このデジタル情報記録方法
では、図１に示すように、記録面２０に設けられた情報
記録領域２３内で、特定パターン２２に外接する一定の
禁止領域に、特定パターン２２と同一構成を持つ同一パ
ターン１２２が現れないように記録を行う。図１の例で
は、同一パターン１２２が現れるのを禁止する禁止領域
として、４枡目の幅で特定パターン２２の周囲を取り囲
む領域４４を設定している。この禁止領域４４に同一パ
ターン１２２が現れないようにした場合、同一パターン
１２２の中心部１４１が現れる位置は上下左右いずれの
方向についても特定パターン２２の位置から少なくとも
７桝目ずれたところとなる。

【００３９】このとき、特定パターン２２の探索範囲Ａ
₀を、予想位置Ｐ₀を中心とする縦５個×横５個の枡目か
らなる正方形の領域であるものとすると、予想位置Ｐ₀
が特定パターン２１の中心部４１から例えば右に３桝目
ずれても、同一パターン１２２の第２環状部１４３より
も先に特定パターン２２の第２環状部４３を検出するこ
とができる。したがって、特定パターン２２を正確に探
索でき、読取エラーの発生を防止することができる。

【００４０】このように、図１に示した特定パターン２
２に外接する一定の禁止領域４４に同一パターン１２２
が現れないようにする記録方法について、次に具体的に
説明する。

【００４１】（１） 図２(a)に示すように、禁止領域
４４内で特定パターン２２の周囲に外接し、特定パター
ン２２を２桝目の幅で取り囲む環状の置換領域４５を設
定する。これとともに、図２(b)に示すように、置換領
域４５に対応する形状を持ち、白と黒とを交互に付与し
てなる変調用パターン３１（四隅の枡目が黒のもの）を
設定する。図２(a)に示すように、情報記録領域２３内
で特定パターン２２を除く領域の各枡目に、本来の記録
情報に対応してマークを付与して第１次パターンを作成
する。次に、第１次パターンの内容にかかわらず（つま
り、図２(a)では特定パターン２２の位置から右に４枡
目ずれたところに同一パターン１２２が現れているが、
同一パターン１２２の出現の有無を検査することな
く）、次の変調処理を行う。すなわち、置換領域４５に
ついて第１次パターンと変調用パターン３１とを枡目毎
に１対１に対応させて、対応する枡目が表す値の排他的
論理和を算出し、図２(c)に示すように、置換領域４５
にこの排他的論理和の値を表すマークからなる第２次パ
ターンを置換パターンとして配置する。これにより、同
一パターン１２２を解消して、禁止領域４４に同一パタ
ーン１２２が現れないようにする。置換領域４５の外側
の領域には、第１次パターンの対応する部分をそのまま
配置する。

【００４２】読み取り時には、上記変調用パターン３１
と同一のパターンを復調用パターンとして設定する。各
特定パターン２２の周りで図２(c)に示す置換領域４５
に配置された第２次パターンを取り出し、この取り出し
た第２次パターンと上記復調用パターンとを枡目毎に１
対１に対応させて、対応する枡目が表す値の排他的論理
和をそれぞれ算出し、この排他的論理和の値を表すマー
クからなる第１次パターンを得る。置換領域４５の外側
の領域からは第１次パターンをそのまま得ることができ
る。

【００４３】（２） また、上記第１次パターンを作成
した段階で、禁止領域４４に同一パターン１２２が現れ
たか否かを検査し、現れた場合のみ上記変調処理を行う
ようにしても良い。

【００４４】すなわち図３(a)に示すように、情報記録
領域２３内で特定パターン２２を除く領域の各枡目に、
本来の記録情報に対応してマークを付与して第１次パタ
ーンを作成する。次に、禁止領域４４に同一パターン１
２２が現れているか否かを検査し、現れていない場合は
情報記録領域２３内で特定パターン２２を除く領域の各
枡目に、上記第１次パターンをそのまま配置する。一
方、禁止領域４４に同一パターン１２２が現れている場
合（図３(a)では特定パターン２２の位置から右に４枡
目ずれたところに同一パターン１２２が現れている）
は、次の変調処理を行う。すなわち、置換領域４５につ
いて第１次パターンと図３(b)に示す変調用パターン３
１（図２(b)と同じもの）とを枡目毎に１対１に対応さ
せて、対応する枡目が表す値の排他的論理和を算出し、
図３(c)に示すように、置換領域４５にこの排他的論理
和の値を表すマークからなる第２次パターンを置換パタ
ーンとして配置する。これにより、同一パターン１２２
を解消して、置換領域４５に同一パターン１２２の中心
部１４１が現れないようにする。さらに、この置換領域
４５に上記第２次パターンを記録していることを示すた
めに、この置換領域４５に囲まれた特定パターンを、図
３(d)に示すような特定パターン２２の明暗を反転して
なる特定パターン２２＃に変更する。ここで、４１＃，
４２＃，４３＃はそれぞれ特定パターン２２＃の中心
部、第１環状部、第２環状部を示している。変調処理を
行わず第１次パターンをそのまま配置した置換領域４５
については、その内側の領域に特定パターン２２をその
まま残すようにする。いずれの場合も置換領域４５の外
側の領域には、第１次パターンの対応する部分をそのま
ま配置する。

【００４５】読み取り時には、特定パターン２２の各予
想位置において、特定パターン２２又は特定パターン２
２＃を認識する。特定パターン２２＃は特定パターン２
２の明暗を反転したパターンであるから、特定パターン
２２を探索するのと同様のアルゴリズムで認識すること
ができる。一つの予想位置で、特定パターン２２を認識
した場合は、この特定パターン２２の周りで置換領域４
５からそのまま第１次パターンを得ることができる。一
方、別の予想位置で特定パターン２２＃を認識した場合
は、この特定パターン２２＃の周りで図３(c)に示す置
換領域４５に配置された第２次パターンを取り出し、こ
の取り出した第２次パターンと復調用パターン（変調用
パターン３１と同じもの）とを枡目毎に１対１に対応さ
せて、対応する枡目が表す値の排他的論理和をそれぞれ
算出し、この排他的論理和の値を表すマークからなる第
１次パターンを得る。いずれの場合も置換領域４５の外
側の領域からは第１次パターンの対応する部分をそのま
ま得ることができる。

【００４６】（３） また、上記第１次パターンが図４
(a)に示すようなものであり、特定パターン２２の位置
から右に４枡目ずれたところに同一パターン１２２Ａが
現れているものとする。ここで、同一パターン１２２Ａ
を解消するために、図４(b)に示す変調用パターン３１
（図２(b)と同じもの）を用いて上記変調処理を行って
得た第２次パターンを置換パターンとして置換領域４５
に配置すると、図４(c)に示すように、禁止領域４４内
（図４(c)の例では特定パターン２２の位置から左に４
枡目ずれたところ）に別の同一パターン１２２Ｂが現
れ、不具合となることがある。

【００４７】そこで、上記変調用パターン３１を用いて
上記変調処理を行って置換領域４５に一旦第２次パター
ンを配置した後（この段階では、置換領域４５の内側の
領域には特定パターン２２が存在する）、禁止領域４４
に同一パターン１２２Ａ，Ｂが現れているか否かを検査
する。禁止領域４４に同一パターン１２２Ａ，Ｂが全く
現れていない場合は、上記第２次パターンをそのまま置
換領域４５に残す。一方、図４(c)に示すように禁止領
域４４に同一パターン１２２Ｂが現れている場合は、次
の変調処理を行う。すなわち、図４(d)に示すように、
変調用パターン３１の明暗を反転してなる変調用パター
ン３１＃（四隅の枡目が白のもの）を設定する。そし
て、置換領域４５について上記第１次パターンと変調用
パターン３１＃とを枡目毎に１対１に対応させて、対応
する枡目が表す値の排他的論理和を算出し、図４(e)に
示すように、置換領域４５にこの排他的論理和の値を表
すマークからなる第２次パターンを置換パターンとして
配置する。これにより、同一パターン１２２Ｂを解消し
て、禁止領域４４に同一パターン１２２が現れないよう
にすることができる。さらに、この置換領域４５に変調
用パターン３１＃を用いて変調処理を行っ得た第２次パ
ターンを記録していることを示すために、この置換領域
４５に囲まれた特定パターンを、図４(e)に示すように
特定パターン２２＃に変更する。上記変調用パターン３
１を用いて上記変調処理を行って得た第２次パターンを
配置した置換領域４５については、この置換領域４５の
内側の領域に特定パターン２２をそのまま残すようにす
る。

【００４８】このようにした場合、禁止領域４４に同一
パターン１２２が現れる可能性をより低減することがで
きる。

【００４９】変調用パターン３１と変調用パターン３１
＃のどちらを用いて変調処理を行っても禁止領域４４に
同一パターン１２２（あるいはこの同一パターンを反転
してなる同一パターン１２２＃）が現れる場合には、各
変調用パターン３１，２４＃を用いた場合に現れる同一
パターンの数、同一パターンと特定パターン２２との距
離を比較して、有利な方の変調用パターンを使用すれば
よい。

【００５０】なお、この例では変調用パターン３１＃を
用いたことを示すために、特定パターン２２＃を用いた
が、さらに構成が異なる特定パターンを採用してもよ
い。

【００５１】また、置換領域４５の幅は、２桝目に限ら
れるものではない。置換領域４５の幅を拡大すると禁止
領域４４に同一パターンが現れる可能性をさらに低減す
ることができる。しかしながら、置換領域４５の幅を大
きくした場合には、計算処理量が増えるという不利があ
る。実用上は、置換領域４５の幅は２枡目とすることに
よって、禁止領域４４に同一パターンが現れる可能性を
十分に低減することができる。

【００５２】（４） 特定パターン２２の探索は、各特
定パターン２２について予想位置（中心位置）を算出
し、予想位置とその周辺を調べることにより行う。この
とき、探索範囲を全方向に広げると計算処理量が増加す
る不利がある。そこで、読取装置の精度特性を考慮して
禁止領域や置換領域を狭くし、これに伴って探索範囲を
狭くするようにしても良い。

【００５３】例えば読取装置として用いられるスキャナ
は、図５に示すように多くは主走査方向ｙと副走査方向
ｘを持ち、主走査方向ｙについては紙詰まり等により安
定性が悪いが副走査方向ｘについては精度や安定性が良
いという特性を有している。したがって、ビットマップ
上における特定パターン２２の位置ずれは副走査方向
（左右方向）ｘについては少なくなっている。このよう
な場合には、探索範囲を主操作方向（上下方向）ｙに限
定しても、正確な読み取りを行うことができる。このよ
うに探索範囲が上下方向に限定できる場合、図５中に示
すように特定パターン２２の上下にそれぞれ外接する縦
４個×横５個の桝目からなる矩形の領域４６Ａ，４６Ｂ
を禁止領域として設定し、この禁止領域４６Ａ，４６Ｂ
内で、置換領域として例えば特定パターン２２の上下に
それぞれ外接する縦２個×横５個の桝目からなる矩形の
領域４７Ａ，４７Ｂを設定することができる。これによ
り、必要な計算処理量を低減することができる。

【００５４】（５） さらに、読取装置の特性を考慮し
た上で、特定パターン２２の上下左右いずれかの側に外
接する領域を禁止領域として設定しても良い。

【００５５】図７(a)〜(i)の例では、禁止領域として、
特定パターン２２の左側に外接する縦５個×横４個の桝
目からなる矩形の領域４８を設定している。この図７
(a)〜(i)は、本来の記録情報に対応してマークを付与し
て第１次パターンを作成した段階で、禁止領域４８に同
一パターン１２２の少なくとも中心部１４１が現れる様
々な態様を示している。詳しくは、同図(a)は禁止領域
４８に同一パターン１２２の全体が現れた状態（但し、
その第２環状部１４３の右辺は特定パターン２２の第２
環状部４３の左辺と重なっている）を示し、同図(b)，
(c)は同一パターン１２２が同図(a)の位置に対してそれ
ぞれ上に１枡目，２枡目ずれた状態を示している。ま
た、同図(d)は同一パターン１２２が同図(a)の位置に対
して左に１枡目ずれた状態を示し、同図(e)，(f)は同一
パターン１２２が同図(d)の位置に対してそれぞれ上に
１枡目，２枡目ずれた状態を示している。同様に、同図
(g)は同一パターン１２２が同図(a)の位置に対して左に
２枡目ずれた状態を示し、同図(h)，(i)は同一パターン
１２２が同図(g)の位置に対してそれぞれ上に１枡目，
２枡目ずれた状態を示している。同図(a)，(d)，(g)の
位置から同一パターン１２２がそれぞれ下に１桝目ある
いは２桝目ずれる態様もあるが、ここでは図示していな
い。なお、情報記録流域２３内で特定パターン２２と同
一パターン１２２以外の桝目の値は、白黒どちらの値で
あってもよい。

【００５６】図７(a)〜(i)において、置換領域として、
特定パターン２２の左側に外接する縦５個×横２個の桝
目からなる矩形の領域４９を設定する。これとともに、
図６(c)に示すように、置換領域４９に対応する形状を
持ち、白と黒とを交互に付与してなる変調用パターン２
５（左上隅の枡目が黒のもの）を設定する。そして、置
換領域４５について第１次パターンと変調用パターン２
５とを枡目毎に１対１に対応させて、対応する枡目が表
す値の排他的論理和を算出し、図８(a)〜(i)に示すよう
に、置換領域４９にこの排他的論理和の値を表すマーク
からなる第２次パターンを置換パターンとして配置す
る。これにより、同一パターン１２２を解消して、禁止
領域４８に同一パターン１２２が現れないようにするこ
とができる。なお、置換領域４９の外側の領域には、第
１次パターンの対応する部分をそのまま配置する。ま
た、この例では、各置換領域４９に変調用パターン２５
を用いて変調処理を行って得た第２次パターンを記録し
ていることを示すために、各置換領域４９に隣接する特
定パターン２２を、明暗を反転してなる特定パターン２
２＃に変更している。ただし、特定パターン２２をその
まま残しても良い。

【００５７】このようにした場合、例えば特定パターン
の探索範囲を縦３個×横３個の桝目からなる領域である
ものすると、特定パターンの予想位置の「ずれ」の許容
量は左に２桝目、上下右に１桝目となる。つまり、予想
位置が特定パターン２２＃の中心部１４１＃から左に２
桝目程度ずれても、特定パターン２２＃を読み取ること
ができる。

【００５８】例えば図６(a)，(b)に示すように、左側の
特定パターン２２Ａの位置を基準として右側の特定パタ
ーン２２Ｂを探索するものとする。説明の便宜上、左右
方向に枡目の列番号を設定し、左側の特定パターン２２
Ａの中心部４１Ａの位置を第０列、右側の特定パターン
２２Ｂの中心部４１Ｂの位置を第１５列と表す。

【００５９】左側の特定パターン２２Ａの位置を基準と
したとき、記録面２０の歪みなどに起因して、右側の特
定パターン２２Ｂの予想位置Ｘ_eが右側の特定パターン
２２Ｂの実際の位置（第１５列）に対して左右方向に２
枡目程度ずれることを想定する。この「ずれ」を考慮し
て、特定パターン２２Ｂの予想位置Ｘ_eと特定パターン
２２Ａの位置（第０列）との差を（１３／１５）倍した
位置Ｘ₀を特定パターン２２Ｂに対する探索開始位置と
して設定する。また、特定パターン２２Ｂの予想位置Ｘ
_eと特定パターン２２Ａの位置（第０列）との差を（１
７／１５）倍した位置Ｘ₁を特定パターン２２Ｂに対す
る探索終了位置として設定する。

【００６０】実際に探索を行う場合、探索経路Ｒ₀に沿
って上下１桝目程度の幅で上記探索開始位置Ｘ₀から予
想位置Ｘ_eへ向かって特定パターン２２および特定パタ
ーン２２＃を探索する。

【００６１】例えば、図６(a)に示すように特定パター
ン２２Ｂの予想位置Ｘ_eが特定パターン２２Ｂの位置
（第１５列）に対して右に２桝目ずれた場合は、予想位
置Ｘ_eは第１７列に相当するから、探索開始位置はＸ₀＝
１７×（１３／１５）＝１４．７（およそ第１５列）と
なる。この場合、探索開始位置Ｘ₀は特定パターン２２
Ｂの中心部４１の近くにあり、予想位置Ｘ_eに至るまで
に特定パターン２２Ｂが見つかる。Ａ₁はこの場合の探
索範囲を示している。

【００６２】一方、図６(b)に示すように特定パターン
２２Ｂの予想位置が特定パターン２２Ｂの位置に対して
左に２桝目ずれた場合は、予想位置Ｘ_eは第１３列に相
当するから、探索開始位置はＸ₀＝１３×（１３／１
５）＝１１．３（およそ第１１列）となる。この場合、
探索開始位置Ｘ₁から予想位置Ｘ_eまで探索しても特定パ
ターン２２Ｂは見つからず、探索終了位置Ｘ₁＝１３×
（１７／１５）＝１４．７（およそ第１５列）まで延長
して探索を行うこととなる。その結果、探索終了位置Ｘ
₁近傍で特定パターン２２Ｂが見つかる。Ａ₂はこの場合
の探索範囲を示している。

【００６３】このように、特定パターン２２Ｂの予想位
置が特定パターン２２Ｂの中心部４１から２桝目程度ず
れても、特定パターン２２Ｂを見つけることができる。
つまり、特定パターンの予想位置の「ずれ」の許容量は
左右方向に２桝目、上下方向に１桝目となる。したがっ
て、特定パターン２２を正確に探索でき、読取エラーの
発生を防止することができる。

【００６４】（第２実施例）次に、図９に示すように、
特定パターン２２に外接する一定の禁止領域に同一パタ
ーン１２２が現れないようにする別の記録方法について
説明する。

【００６５】図９の例では、情報記録領域２３内で、同
一パターン１２２が現れるのを禁止する禁止領域とし
て、図１の例と同様に４枡目の幅で特定パターン２２の
周囲を取り囲む環状の領域４４を設定している。また、
禁止領域４４内で特定パターン２２の周囲に外接し、特
定パターン２２を２枡目の幅で取り囲む環状の領域４５
を置換領域として設定している。

【００６６】このデジタル情報記録方法では、置換領域
４５に、置換パターンとして、枡目２個の単位（以下
「枡目２個組」という。）でデジタル情報の１ビットを
表すビットパターン３２を配置する。すなわち、図１２
に示すように、置換領域４５をＮ０．１〜２８を付した
２８個の枡目２個組に分割し、図１１に示す変換テーブ
ルで各枡目２個組に０又は１の値を表現させる。詳しく
は、Ｎ０．１〜７の枡目２個組は、左の枡目が白、かつ
右の枡目が黒のとき「０」を表し（同図(a)欄）、左の
枡目が白、かつ右の枡目が白のとき「１」を表す（同図
(b))欄）。Ｎ０．８〜１４の枡目２個組は、上の枡目が
黒、かつ下の枡目が白のとき「０」を表し（同図(c)
欄）、上の枡目が白、かつ下の枡目が白のとき「１」を
表す（同図(d))欄）。Ｎ０．１５〜２１の枡目２個組
は、左の枡目が黒、かつ右の枡目が白のとき「０」を表
し（同図(e)欄）、左の枡目が白、かつ右の枡目が白の
とき「１」を表す（同図(f))欄）。Ｎ０．２２〜２８の
枡目２個組は、上の枡目が白、かつ下の枡目が黒のとき
「０」を表し（同図(g)欄）、上の枡目が白、かつ下の
枡目が白のとき「１」を表す（同図(h)欄）。図１２の
マッピングの仕方と併せて考えれば分かるように、
「０」を構成する黒枡目は特定パターン２２の第２環状
部４３に接する側に配置されている。この変換テーブル
によって、本来の記録情報（この例では図１０に示すデ
ジタル情報１３２）に応じたビットパターン３２を置換
領域４５に配置する。置換領域４５の外側の領域には枡
目１個で本来の記録情報の１ビットを表すパターンを配
置する。

【００６７】このようにした場合、図９中に示すよう
に、置換領域４５の枡目の大半が白となる。この理由
は、図１１の変換テーブルでは、記録すべきデジタル情
報が全て「０」の場合に置換領域４５の枡目における白
と黒との割合が５０対５０となり、図１０に示すように
記録すべきデジタル情報１３２が「０」と「１」を適当
な割合で含むものであれば、その「１」を含む分だけ置
換領域４５の枡目における白の割合が増えるからであ
る。この結果、図９に示すように、禁止領域４４に同一
パターン１２２が現れないようにすることができる。ま
た、置換領域４５内で「０」を構成する黒枡目は特定パ
ターン２２の第２環状部４３に接しているので、読み取
り時には特定パターン２２の探索を妨害することがな
い。したがって、特定パターン２２を正確に探索でき、
読取エラーの発生を防止することができる。

【００６８】ところで、この記録方法では、置換領域４
５について枡目２個組で１ビットを表現しているため、
置換領域４５（５６枡目を含む）の情報量が５６ビット
から２８ビットに減少するという不利がある。

【００６９】そこで、特定パターン２２以外の枡目に、
本来の記録情報に対応してマークを付与して第１次パタ
ーンを作成した段階で、禁止領域４４に同一パターン１
２２が現れたか否かを検査し、現れた場合のみ上記枡目
２個組による記録を行うようにしても良い。すなわち、
禁止領域４４に同一パターン１２２が現れない場合は通
常のマッピングを行う。一方、禁止領域４４に同一パタ
ーン１２２が現れる場合は、図９に示したように、その
禁止領域４４に含まれる置換領域４５に上記枡目２個組
による記録を行う。さらに、この置換領域４５に上記枡
目２個組による記録を行っていることを示すために、図
１３に示すように、この置換領域４５に囲まれた特定パ
ターンを、特定パターン２２の明暗を反転してなる特定
パターン２２＃に変更する。このようにした場合、禁止
領域４４に同一パターン１２２が現れない場合は、置換
領域４５について情報量の減少を防止することができ
る。

【００７０】また、上記禁止領域４４の幅を拡張して、
例えば特定パターン２２を５桝目の幅で取り囲む環状の
領域（図示せず）とすることもできる。この場合、置換
領域４５の幅も拡張して、特定パターン２２を３枡目の
幅で取り囲む環状の領域とする。そして、この置換領域
を、枡目３個を直線状に連結した単位（以下「枡目３個
組」という。）で分割し、本来の記録情報の１ビットを
表すビットパターンを表現する。すなわち、図１１に示
した変換テーブルと同様に、枡目３個組を構成する枡目
のうち特定パターン２２の第２環状部４３に接する枡目
が黒、残りの２つの枡目が白のとき「０」を表し、枡目
３個組を構成する３つの枡目がいずれも白のとき「１」
を表すものとする。この変換テーブルによって、本来の
記録情報に応じたビットパターンを置換パターンとして
上記置換領域に配置する。このようにした場合、上記置
換領域の枡目の大半を白にでき、この結果、上記禁止領
域に同一パターンが現れないようにすることができる。
上記置換領域の外側の領域には枡目１個で本来の記録情
報の１ビットを表すパターンを配置する。

【００７１】また、読取装置の精度特性を考慮した上
で、図５や図７等に示したのと同様に禁止領域や置換領
域を狭くし、例えば特定パターン２２の上下左右いずれ
かの側に外接する領域を禁止領域として設定し、これに
伴って探索範囲を狭くするようにしても良い。これによ
り、必要な計算処理量を低減することができる。

【００７２】（第３実施例）図１４に示すように、特定
パターン２２に外接する一定の禁止領域に同一パターン
１２２が現れないようにするさらに別の記録方法につい
て説明する。

【００７３】図１４の例では、情報記録領域２３内で、
同一パターン１２２が現れるのを禁止する禁止領域とし
て、図１の例と同様に４枡目の幅で特定パターン２２の
周囲を取り囲む環状の領域４４を設定している。また、
禁止領域４４内で特定パターン２２の周囲に外接し、特
定パターン２２を２枡目の幅で取り囲む環状の領域４５
を置換領域として設定している。

【００７４】このデジタル情報記録方法では、置換領域
４５に、本来の記録情報に代えて、置換パターンとして
一定のビットパターン３３を配置する。このビットパタ
ーン３２は、図１５(a)に示すように、置換領域４５に
対応する形状を持ち、各枡目に白と黒とを交互に付与し
てなるパターン（実質的には、図２(b)に示した変調用
パターン３１（四隅の枡目が黒のもの）と同じもの）で
ある。

【００７５】このビットパターン３３は、各枡目に白と
黒とが交互に付与されているので、 同一パターン１２２を構成する要素とならない、 汚れやにじみなどの影響を受けにくい、 情報記録領域２３内での白黒の分散を促進する、 図１５(b)〜(e)に示す枡目２個組のパターンを組み
合わせて自在に構成でき、置換領域４５を様々に変形し
ても、そのような置換領域４５の形に応じて白と黒とを
交互に配置したビットパターンを構成することができ
る、といった特長をもっている。

【００７６】このビットパターン３３を置換領域４５に
配置した場合、禁止領域４４に同一パターン１２２が現
れないようにすることができる。したがって、特定パタ
ーン２２を正確に探索でき、読取エラーの発生を防止す
ることができる。

【００７７】なお、１つの情報記録領域２３内で、各置
換領域４５に配置するビットパターンを１種類に限る必
要はない。例えば、図４(d)に示したパターン３１＃を
採用しても良い。

【００７８】ところで、この記録方法では、置換領域４
５にビットパターン３３を配置しているため、情報記録
領域２３に本来記録可能な情報量が置換領域４５の分
（５６ビット）だけ減少するという不利がある。

【００７９】そこで、特定パターン２２以外の枡目に、
本来の記録情報に対応してマークを付与して第１次パタ
ーンを作成した段階で、禁止領域４４に同一パターン１
２２が現れたか否かを検査し、現れた場合のみ上記ビッ
トパターン３３を置換領域４５に配置するようにしても
良い。すなわち、禁止領域４４に同一パターン１２２が
現れない場合は通常のマッピングを行う。一方、禁止領
域４４に同一パターン１２２が現れる場合は、図１４に
示したように、その禁止領域４４に含まれる置換領域４
５に上記ビットパターン３３を配置する。さらに、この
置換領域４５に上記ビットパターン３３を配置している
ことを示すために、その置換領域４５に囲まれた特定パ
ターンを、特定パターン２２の明暗を反転してなる特定
パターン２２＃に変更しも良い。このようにした場合、
禁止領域４４に同一パターン１２２が現れない場合は、
情報記録領域２３に記録される情報量の減少を防止する
ことができる。

【００８０】また、読取装置の精度特性を考慮した上
で、図５や図７等に示したのと同様に禁止領域や置換領
域を狭くし、例えば特定パターン２２の上下左右いずれ
かの側に外接する領域を禁止領域として設定し、これに
伴って探索範囲を狭くするようにしても良い。これによ
り、必要な計算処理量を低減することができる。

【００８１】（第４実施例）典型的な例では、読み取り
時に、図２８に示したような記録面２０内で情報記録領
域２３の左上隅の特定パターン２２をその他の特定パタ
ーン２２に先行して探索し、続いてこの左上隅の特定パ
ターン２２に対して情報記録領域２３の上辺に沿って隣
り合う特定パターン２２を探索する。したがって、情報
記録領域２３の外周に沿って配置された特定パターン２
２は、読み取りを正確に行うために重要な意味を持って
いる。

【００８２】（１） そこで、図１６の例では、同一パ
ターン１２２が現れるのを禁止する禁止領域として、情
報記録領域２３の左上隅に配置された特定パターン２２
と、この特定パターン２２に対して情報記録領域２３の
上辺に沿って右に隣り合う特定パターン２２との間の、
縦５個×横１０個の桝目からなる矩形の領域５０を設定
する。また、この禁止領域５０内に、上辺に沿って延
び、上記２つの特定パターン２２の双方に接する矩形の
領域５１を置換領域として設定している。この置換領域
５１は、禁止領域５０の上辺側の１行とその反対側の１
行とを除く、縦３個×横１０個の桝目からなっている。

【００８３】このデジタル情報記録方法では、置換領域
５１に、本来の記録情報に代えて、置換パターンとして
一定のビットパターン３４を配置する。このビットパタ
ーン３４は、置換領域５１に対応する形状を持ち、各枡
目に白と黒とを交互に付与してなるパターン（左上隅が
黒のもの）である。

【００８４】このようにした場合、禁止領域５０に同一
パターン１２２（少なくともその中心部１４１）が現れ
ないようにすることができる。したがって、情報記録領
域２３の上辺に沿って探索を行うとき特定パターン２２
を正確に探索でき、読取エラーの発生を防止することが
できる。

【００８５】なお、禁止領域５０に含まれる縦５個×横
１０個の桝目全てを置換領域５１として設定する必要は
ない。置換領域５１に上記ビットパターン３４を配置す
れば、禁止領域５０に同一パターン１２２の中心部１４
１が現れるのを防止することができるからである。した
がって、禁止領域５０のうち置換領域５１以外の残りの
２行（２０個）の桝目には、禁止領域５０以外の領域２
１と同様に、本来の記録情報の１ビットを表すパターン
を配置することができる。

【００８６】また、このデジタル情報記録方法によれ
ば、予め特定パターン２２，２２の間隔（特定パターン
間の桝目の数）が与えられておらず特定パターンの予想
位置が不明であっても、左上隅の特定パターン２２から
情報記録領域２３の上辺に沿って、この左上隅の特定パ
ターン２２の右に隣り合う特定パターン２２とを見つけ
ることができ、これらの特定パターン２２，２２間の横
方向の間隔を知ることができる。また、探索したいずれ
かの特定パターン２２を分析して１つの枡目の寸法を知
ることによって、特定パターン２２，２２間の横方向の
枡目の数を算出することができる。

【００８７】（２） また、図１７に示すように、上記
置換領域５１に、縦方向に並ぶ枡目３個組で本来の記録
情報の１ビットを表すビットパターン３５を表現しても
良い。

【００８８】すなわち、置換領域５１を横方向に並ぶ１
０個のの枡目３個組に分割し、図１９に示す変換テーブ
ルで各枡目３個組に０又は１の値を表現させる。詳しく
は、同図(a)欄に示すように３個の枡目が全て黒のとき
「０」を表し、同図(b))欄に示すように３個の枡目が全
て白のとき「１」を表す。この変換テーブルによって、
本来の記録情報（この例では図１８に示すデジタル情報
１３５）に応じたビットパターン３５を置換パターンと
して置換領域５１に配置する。これにより、置換領域５
１の１０個の枡目に、本来記録すべき１０ビットのデジ
タル情報を記録する。また、禁止領域５０のうち置換領
域５１以外の残りの２行（２０個）の桝目には、禁止領
域５０以外の領域２１と同様に、本来の記録情報の１ビ
ットを表すパターンを配置する。

【００８９】このようにした場合、情報記録領域２３の
上辺に沿って特定パターン２２を正確に探索でき、読取
エラーの発生を防止できる上、上記記録方法（図１６）
に比して、情報記録領域２３に記録される情報量を増や
すことができる。

【００９０】（３） また、図２６に示すように、情報
記録領域２３の四隅の特定パターン２２と、それら四隅
の特定パターン２２の上下左右のいずれかに隣り合う特
定パターン２２との間の全ての箇所（計８箇所）に、図
１６中に示したようなビットパターン３４を配置しても
良い。

【００９１】すなわち、同一パターン１２２が現れるの
を禁止する禁止領域として、情報記録領域２３の四隅に
配置された特定パターン２２，２２，…と、それらに対
して情報記録領域２３の外周に沿って上下左右のいずれ
かに隣り合う特定パターン２２との間の８箇所の矩形の
領域５０，５０，…を設定する。また、各禁止領域５０
内に、上記外周に沿って延び、上記２つの特定パターン
２２の双方に接する矩形の領域５１を置換領域として設
定する。この置換領域５１は、禁止領域５０の外周側の
１行又は１列とその反対側の１行又は１列とを除く桝目
からなっている。この置換領域５１に、本来の記録情報
に代えて、置換パターンとして上記ビットパターン３４
を配置する。

【００９２】このようにした場合、読み取り時に、四隅
の特定パターン２２と、それら四隅の特定パターン２２
の上下左右のいずれかに隣り合う特定パターン２２との
間の、情報記録領域２３の外周に沿った方向の桝目の数
をそれぞれ算出することができる。したがって、横方向
に関して算出した特定パターン２２，２２間の枡目の数
と、縦方向に関して算出した特定パターン２２，２２間
の枡目の数とを、それぞれ多数決をとることによって、
より正確に求めることができる。この結果、１つの情報
記録領域２３内で、予め特定パターン２２，２２間の間
隔が与えられていなくても、また、縦方向と横方向につ
いて特定パターン２２，２２間の間隔が異なっていて
も、支障なく読み取りを行うことができる。

【００９３】また、特定パターン２２，２２間の間隔に
かかわらず支障なく読み取りを行うことができるので、
記録段階で特定パターン２２の配置についての自由度が
増し、さらには情報記録領域２３の大きさや形状につい
ての自由度が増す。したがって、本来の記録情報の量に
応じて、効率良く記録を行うことができる。

【００９４】例えば、図３２では、５５０ビットのデジ
タル情報を記録するために、縦２０個×横３５個＝７０
０個の枡目からなる情報記録領域２３Ａを設定し、この
情報記録領域２３Ａ内に、四隅を含めて縦方向および横
方向に１５桝目おきに６個の特定パターン２２，２２，
…を配置した。これに対して半分の２７５ビットのデジ
タル情報を記録する場合は、例えば図２０に示すよう
に、横２０個×縦２０個＝４００個の桝目からなる情報
記録領域２３Ｂを設定し、この情報記録領域２３Ｂの四
隅に４個の特定パターン２２，２２，…を配置すれば良
い。また、図２１に示すように、横２５個×縦１７個＝
４２５個の桝目からなる長方形の情報記録領域２３Ｃを
設定し、この情報記録領域２３Ｃ内に、四隅を含めて縦
方向に１２枡目おき、横方向に１０桝目おきに６個の特
定パターン２２，２２，…を配置しても良い。このよう
に本来記録すべきデジタル情報の量が一定であっても、
情報記録領域の形状を様々に設定することができる。

【００９５】なお、図２１では、図２０に比して特定パ
ターン２２，２２間の間隔が横方向で２／３、縦方向で
４／５となっており、特定パターン２２の数も２個だけ
多い。したがって、読み取り時により正確な位置決めを
行うことができる。さらに、特定パターン２２の数と配
置が記録情報によらず一定であるため、特定パターン２
２を読み取り時のエラー検出などに利用することもでき
る。

【００９６】また、図２０，図２１において記録面（情
報記録領域）の大きさや形状が一定の大きさを持つ長方
形２３Ａに固定されている場合、桝目の寸法を一定にす
るときは記録面２０の形状に相似した形状を持つ桝目を
設定できる一方、桝目の寸法を可変とするときはより大
きな寸法を持つ桝目を設定することができる。

【００９７】（第５実施例）デジタル情報記録装置を用
いてこの発明のデジタル情報記録方法を実施する例につ
いて説明する。

【００９８】図２２はこの発明のデジタル情報記録方法
を実施するのに適したデジタル情報記録装置の概略構成
を示している。この装置は、入力装置８２と、情報記録
装置８１と、印刷装置８３とからなっている。入力装置
８２は、例えばキーボード、データベースなどによって
構成され、各種データを読み込むことができる。情報記
録装置８１は、入力部８４と、データ変換部８５と、出
力部８６と、データ変換（コード化）アルゴリズム８７
とを備えている。入力部８４は、入力装置８２からのデ
ータを入力情報として受けとり、データ変換部８５へ渡
す。データ変換部８５は、入力部８４から受け取った入
力情報を、データ変換（コード化）アルゴリズム８７に
基づいて、所定の表現形式（フォーマット）に変換し、
出力情報として出力部８６へ渡す。出力部８６は、デー
タ変換部８５から受け取った出力情報を印刷装置８３へ
出力する。なお、一般的には、印刷装置８３に渡される
出力情報はビットイメージである。印刷装置８３は、必
要な印刷精度に応じて例えばドットプリンタ、レーザー
プリンタなどによって構成されている。

【００９９】この情報記録装置は、図２４に示すフロー
にしたがって、記録すべき各種データを記録担体の記録
面２０に記録することができる。

【０１００】まず、入力装置８２が各種データを読み込
み（Ｓ０１）、読み込んだデータを情報記録装置８１の
入力部８４へ渡す。

【０１０１】情報記録装置８１では入力部８４を介して
データを受けたデータ変換部８５が、データ変換（コー
ド化）アルゴリズム８７に基づいて次の処理を行う。

【０１０２】まずデータの大きさに合わせて、例えば
図２６に示すように情報記録領域２３の大きさを決定す
る（Ｓ０２）。情報記録領域２３の大きさは、記録情報
と、付加される特定パターン２２の数によって決まる。
情報記録領域２３の横幅を一定の大きさにするとか、情
報記録領域２３が正方形になるように配置するなどの制
約が加わる場合もある。このとき、そのような制約があ
ればそれを加味した上で、特定パターン２２，２２間の
桝目の数を決定し、情報記録領域２３内における特定パ
ターン２２の配列ルールを定める。なお、予め記録情報
の大きさが決まっている場合には、この工程は必要な
い。

【０１０３】次に、上記配列ルールに従って、情報記
録領域２３内に特定パターン２２を配置する（Ｓ０
３）。例えば図２６に示すように、情報記録領域２３の
四隅を含んで縦横とも１５桝目おきに特定パターン２
２，２２，…が現れるように行列状に配置する。また、
同一パターン１２２が現れるのを禁止する禁止領域とし
て、情報記録領域２３の四隅の特定パターン２２と、情
報記録領域２３の外周に沿ってそれら四隅の特定パター
ン２２の上下左右のいずれかに隣り合う特定パターン２
２との間の計８箇所の、枡目５個分の幅と枡目１０個分
の長さを持つ矩形の領域５０を設定する。これととも
に、各禁止領域５０内に、情報記録領域２３の外周に沿
って延び、枡目３個分の幅と枡目１０個分の長さを持つ
矩形の領域５１を置換領域として設定する。この各置換
領域５１に、本来の記録情報に代わる置換パターンとし
て、それぞれ置換領域５１に対応する形状を持ち、各枡
目に白と黒とを交互に付与してなるビットパターン３４
を配置する（Ｓ０３）。これにより、情報記録領域２３
の外周に沿った禁止領域５１に、同一パターン１２２が
現れないようにすることができる。

【０１０４】次に、情報記録領域２３のうち本来の情
報を記録すべき領域２１に、予め定められたマッピング
規則に従って、データのビット情報を表す第０次パター
ンとして配置する（Ｓ０４）。このマッピング規則と
は、本来の情報を記録すべき各枡目２１とデータとの対
応づけのことである。この例では、各行毎に左の枡目か
ら右の枡目へ、上の行から下の行へ向かって順にデータ
を配置する。

【０１０５】なお、情報記録領域２３のうち、各特定パ
ターン２２の箇所と、ビットパターン３４を配置された
各置換領域５１とについては、第０次パターンを配置し
ないようにする。

【０１０６】次に、情報記録領域２３内で第０次パタ
ーンを配置した桝目について、白黒を分散させるための
分散処理を行う（Ｓ０５）。この分散処理としては、例
えば、各枡目毎に疑似乱数と桝目の値との排他的論理和
を算出し、この算出した排他的論理和の値を第１次パタ
ーンとしてその桝目に配置する処理を採用する。

【０１０７】このような分散処理は、第０次パターンに
おいて値０や値１に相当する枡目が数多く連続したり、
データの繰り返しパターンが存在するような場合に有益
である。このような分散処理と、置換領域に置換パター
ンを配置する処理とを組み合わせても全く問題はない。

【０１０８】なお、情報記録領域２３のうち、各特定パ
ターン２２の箇所と、ビットパターン３４が配置された
各置換領域５１とについては、上記分散処理を行わない
ようにする。その場合、第０次パターンは第１次パター
ンと一致する。

【０１０９】次に、情報記録領域２３の内部（外周か
ら離間した位置）に配置されている或る特定パターン２
２について、それに外接する禁止領域４８に同一パター
ン１２２が現れているか否かを検査する（Ｓ０６）。こ
の禁止領域４８としては、特定パターン２２の左側に外
接する縦５個×横４個の枡目からなる矩形の領域を設定
する。これとともに、禁止領域４８内で、特定パターン
２２の左側に外接する縦５個×横２個の枡目からなる矩
形の置換領域４９を設定する。

【０１１０】次に、上記禁止領域４８に同一パターン
１２２が現れている場合は、その禁止領域４８内の置換
領域４９のパターンを所定の変換処理によって別のパタ
ーンに変換する（Ｓ０７）。この変換処理としては、置
換領域４９について上記第１次パターンと図６(c)に示
した変調用パターン２５とを枡目毎に１対１に対応させ
て、対応する枡目が表す値の排他的論理和を算出し、置
換領域４９にこの排他的論理和を表す第２次パターンを
配置する処理を採用する。

【０１１１】この例では、情報記録領域２３の内部の２
個の特定パターン２２のうち下側の特定パターン２２に
外接する禁止領域４８に同一パターン１２２（の中心
部）が現れている。このため、その禁止領域４８内の置
換領域４９ついて上記変換処理を行う。そして、図２７
に示すように、その置換領域４９に第２次パターンを配
置するとともに、変換処理を行ったことを示すために、
その置換領域４９が外接する特定パターン２２を、特定
パターン２２の明暗を反転してなる特定パターン２２＃
に変更する。これにより、情報記録領域２３の内部の禁
止領域４８に同一パターン１２２が現れないようにす
る。

【０１１２】次に、情報記録領域２３の内部に、未検
査の特定パターン２２があるか否かを検査する（Ｓ０
８）。未検査の特定パターン２２がある場合は、ステッ
プＳ０６に戻って、その特定パターン２２に外接する禁
止領域４８に同一パターン１２２が現れているか否かを
再び検査し、ステップＳ０７の処理を行う。そして、情
報記録領域２３の内部に該当する特定パターン２２がな
くなるまで、ステップＳ０６〜Ｓ０８の処理を繰り返
す。

【０１１３】最後に、情報記録装置８１の出力部８６か
ら渡された記録情報を、印刷装置８３が記録面２０に印
刷する（Ｓ０９）。

【０１１４】なお、図３４のように、情報記録領域２３
の外周に沿って特定パターン２２，２２，…が多数配置
された場合、情報記録領域２３の上辺、左辺に沿って配
置された特定パターン２２の中に、四隅に配置された特
定パターン２２（ａ００，ａ０４，ａ４０，ａ４４で示
されている）と禁止領域５０を介して接続されず、孤立
するものａ０２，ａ２０が生ずる。このような場合、情
報記録領域２３の上辺で孤立した特定パターンａ０２に
ついては、図２６に示した情報記録領域２３の内部の特
定パターン２２と同様に、特定パターンａ０２の左に禁
止領域４８および置換領域４９を設定する。そして、上
記ステップＳ０６でこの禁止領域４８に同一パターン１
２２が現れているか否かを検査し、現れている場合は、
上記ステップＳ０７で置換領域４９のパターンを上記変
換処理によって別のパターンに変換する。また、情報記
録領域２３の左辺で孤立した特定パターンａ２０につい
ては、特定パターンａ２０の上側に図５に示した禁止領
域４６Ａおよび置換領域４７Ａを設定する。そして、上
記ステップＳ０６でこの禁止領域４６Ａに同一パターン
１２２が現れているか否かを検査し、現れている場合
は、上記ステップＳ０７で置換領域４７Ａのパターンを
上記と同様の変換処理によって別のパターンに変換す
る。

【０１１５】また、ステップＳ０７の変換処理として、
第２実施例で説明したような置換領域に枡目２個組（ま
たは枡目３個組）でデジタル情報の１ビットを表現する
方法や、第３実施例で説明したような置換領域に一定の
ビットパターンを配置する方法を採用した場合、本来の
記録情報の量と、そのために設定した領域２１の大きさ
とが対応しなくなる。このような場合、ステップＳ０７
終了後にＳ０２に戻って、本来の記録情報の量と、その
ために設定した領域２１の大きさとが対応するように情
報記録領域２３の形状や大きさを再び設定し、以後Ｓ０
３からの処理を行うようにする。

【０１１６】あるいは、予め、上記第２実施例や第３実
施例の方法で使用するためのマッピングを設定してもよ
い。その場合は、特定パターン２２を特定パターン２２
＃に変更する処理を含め、ステップＳ０６，Ｓ０７，Ｓ
０８の処理は不要となる。また、上記マッピングを考慮
して、ステップＳ０５の分散処理は禁止領域に対しては
行わないようにする。

【０１１７】また、情報記録領域２３内で値０又は値１
が数多く連続したり、データの繰り返しパターンが存在
したりしないことが予め分かっている場合は、このよう
な分散処理を省略することができる。

【０１１８】（第６実施例）デジタル情報記録装置を用
いてこの発明のデジタル情報解読方法を実施する例につ
いて説明する。

【０１１９】図２３はこの発明のデジタル情報記録方法
を実施するのに適したデジタル情報記録装置の概略構成
を示している。この装置は、読取装置９２と、情報解読
装置９１と、出力装置９３とからなっている。読取装置
９２は、必要な読み取り精度に応じて、例えばイメージ
スキャナ、ＣＣＤ（チャージ・カップルド・デバイス）
カメラなどによって構成され、紙などの記録面に印刷さ
れた記録情報を読み取ることができる。情報解読装置９
１は、入力部９４と、データ変換部９５と、出力部９６
と、データ変換（解読）アルゴリズム９７とを備えてい
る。入力部９４は、読取装置９２からのデータを入力情
報として受けとり、データ変換部９５へ渡す。一般的に
は、読取装置９２から渡される入力情報はビットイメー
ジである。データ変換部９５は、入力部９４から受け取
った入力情報を、データ変換（解読）アルゴリズム９７
に基づいて解読し、出力情報として出力部９６へ渡す。
出力部９６は、データ変換部９５から受け取った出力情
報を出力装置９３へ出力する。出力装置９３は、例えば
ディスプレイ、データベースなどによって構成され、読
み取った情報を表示または格納する。

【０１２０】ここで、図２２中のデータ変換（コード
化）アルゴリズム８７と、図２３中のデータ変換（解
読）アルゴリズム９７とは、互いに逆の変換を行う。し
たがって、図２２の装置で得られた記録情報を図２３の
装置で読み取ることによって、元のデータと同じものを
得ることができる。

【０１２１】この情報解読装置は、図２５に示すフロー
にしたがって、記録担体の記録面２０に記録された情報
を読み出すことができる。ここでは、図２７に示したよ
うな、第５実施例によって記録担体の記録面２０に記録
された記録情報、すなわち、矩形の情報記録領域２３内
に特定パターン２２が一定間隔で行列状に配置され、か
つ情報記録領域２３の四隅に特定パターン２２が配置さ
れているような記録情報を解読するものとする。

【０１２２】まず、読取装置９２が記録担体の記録面に
記録された情報を読み取り（Ｓ１１）、情報解読装置９
１の入力部９４へ渡す。情報解読装置９１のデータ変換
部９５では、データ変換（解読）アルゴリズム９６に基
づいて次の処理を行う。

【０１２３】まず、情報記録領域２３内の四隅に配置
された特定パターン２２を抽出する（Ｓ１２）。

【０１２４】次に、四隅の特定パターン２２の情報を
もとに、１つの桝目の大きさを決定する（Ｓ１３）。

【０１２５】次に、情報記録領域２３の外周に沿っ
て、四隅の特定パターン２２の上下左右に隣り合う特定
パターン２２を探索し、特定パターン２２，２２間の距
離を測定する（Ｓ１４）。

【０１２６】記録時に、四隅の特定パターン２２と、そ
れら四隅の特定パターン２２の上下左右のいずれかに隣
り合う特定パターン２２との間の各置換領域５１に、各
枡目に白と黒を交互に付与してなるビットパターン３４
が配置されているので、禁止領域５０に特定パターン２
２と同じ光学的特徴を持つ同一パターン１２２が現れる
ことがない。したがって、目的とする特定パターン２２
を容易に探索することができる。また、予め特定パター
ン２２，２２間の距離が与えられていなくても、特定パ
ターン２２，２２間の距離を容易に測定することができ
る。

【０１２７】次に、１つの桝目の大きさと、測定され
た特定パターン２２，２２間の距離とにより特定パター
ン２２，２２間の桝目の数を算出し、特定パターン２２
の配列ルールを推定する（Ｓ１５）。この配列ルールと
は、例えば縦１０枡目おき、横１５枡目おきに特定パタ
ーンが現れるように行列状に配置されているなどの、特
定パターン２２の配置についての情報（配置情報）であ
る。予め特定パターン２２，２２間の桝目の数が定めら
れているような配列ルールの場合は、その予め定められ
た枡目の数を、求めた桝目の数の検証あるいはＳ１４で
の探索範囲の予測に用いてもよい。

【０１２８】次に、１つの桝目の大きさと、推定した
特定パターンの配置情報と、測定された特定パターン２
２，２２間の距離とをもとに、残りの特定パターンを探
索し、情報記録領域２３内での特定パターンの位置およ
び種類を抽出する（Ｓ１６）。この特定パターンの種類
とは、通常の特定パターン２２であるか、その明暗を反
転してなる特定パターン２２＃であるかの別である。

【０１２９】記録時に、情報記録領域２３の内部の特定
パターンに外接する置換領域４９に、禁止領域４８にお
ける同一パターン１２２を解消するための変換処理（図
２４のＳ０７）が施されているので、目的とする特定パ
ターンを容易に探索することができる。

【０１３０】次に、抽出された特定パターンの位置に
ついての情報（位置情報）をもとに、本来の記録情報を
表す桝目２１の位置を決める（Ｓ１７）。

【０１３１】次に、抽出された特定パターンの種類を
もとに、その特定パターンに外接する置換領域４９の桝
目の値を復元する（Ｓ１８）。すなわち、抽出された特
定パターンの種類が特定パターン２２＃であれば、その
特定パターン２２＃に外接する置換領域４９に表現され
ているのは、上記変換処理（図２４のＳ０７）によって
作成された第２次パターンである。そこで、図６(c)に
示した変調用パターン２５と同一の復調用パターンを用
意し、置換領域４９の第２次パターンと上記復調用パタ
ーン２５とを枡目毎に１対１に対応させて、対応する枡
目が表す値の排他的論理和をそれぞれ算出し、その置換
領域４９について第１次パターンに相当する桝目の値を
復元する。これにより、図２６に示したような、本来の
記録情報全体を第１次パターンとして表すビットマップ
データが得られる。

【０１３２】次に、上記第１次パターンについての白
黒分散を復元する処理を行う（Ｓ１９）。上記第１次パ
ターンは、各枡目毎に疑似乱数と桝目の値との排他的論
理和を算出し、この算出した排他的論理和の値を第１次
パターンとしてその桝目に配置する分散処理（図２４の
Ｓ０５）が施されたものである。そこで、上記分散処理
で用いた擬似乱数列と同じ疑似乱数列を用いて、疑似乱
数と各桝目の値との排他的論理和を算出し、第０次パタ
ーンに相当する桝目の値を得る。

【０１３３】なお、情報記録領域２３のうち、各特定パ
ターン２２の箇所と、ビットパターン３４が配置された
各置換領域５１とについては、記録時に分散処理が施さ
れていないので、この復元する処理を行わないようにす
る。

【０１３４】次に、予め定められたマッピング規則に
従って、本来の情報を記録すべき領域２１に記録された
ビット情報を読み出す（Ｓ２０）。この例では、記録時
のマッピング規則に応じて、上の行から下の行へ向かっ
て各行毎に左の枡目から右の枡目へ順に読み出す。

【０１３５】なお、情報記録領域２３のうち、各特定パ
ターン２２の箇所と、ビットパターン３４が配置された
各置換領域５１とについては、本来の情報が記録されて
いないので、読み出さないようにする。

【０１３６】最後に、情報記録装置９１の出力部９６か
ら渡された出力情報を、出力装置９３が出力する（Ｓ２
１）。

【０１３７】このように、この解読方法によれば、情報
記録領域２３内の特定パターン２２を容易に探索でき、
記録担体の記録面２０に記録された情報を正確に読み取
ることができる。

【０１３８】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１のデ
ジタル情報記録方法では、上記特定パターンに外接する
置換領域に、特定パターンの構成要素と成り得ない置換
パターンを配置するので、この置換領域を含む禁止領域
に同一パターンが現れるのを防止することができる。す
なわち、特定パターンに対して同一パターンが最も接近
して現れたとしても、同一パターンの構成要素は置換領
域よりも外側にしか現れないので、禁止領域内で上記置
換領域が占める幅を設定することによって、禁止領域に
上記同一パターンの少なくとも中心部が現れないように
することができる。したがって、読み取り時に、特定パ
ターンの予測位置がある程度ずれても、特定パターンを
正確に探索できる。しかも、上記特定パターンを情報記
録領域の外周から離間した内部に配置しているので、情
報記録領域の中央近傍が歪んだとしても、読み取り時に
上記特定パターンの位置に基づいて上記情報記録領域の
中央近傍の桝目の位置を精度良く求めることができる。
したがって、情報記録領域の面積を大きくして、記録容
量を増大することができる。

【０１３９】請求項２のデジタル情報記録方法では、上
記置換パターンとして、本来記録すべきデジタル情報と
は無関係な所定のパターンを用いるので、複雑な計算処
理を行うことなく、置換領域に上記置換パターンを簡単
に配置できる。

【０１４０】請求項３のデジタル情報記録方法では、上
記置換パターンとして、連結した枡目複数個の単位でデ
ジタル情報の１ビットを表す変換ルールによって本来記
録すべきデジタル情報を表すパターンを作成するので、
上記変換ルールによって情報記録領域内の置換領域につ
いてのみ変換処理を行えば良い。したがって、上記変換
ルールを記憶するための変換テーブルは比較的小さなも
ので良く、変換処理のための計算量も比較的少なくて済
む。したがって、上記置換パターンを容易に作成するこ
とができる。しかも、請求項２の場合に比して、置換領
域にも本来記録すべきデジタル情報を記録できるので、
置換パターンを配置することによる記録情報量の減少
（枡目複数個の単位でデジタル情報の１ビットを表して
いるのでこの減少自体は生ずる）が少なくて済む。

【０１４１】請求項４のデジタル情報記録方法では、上
記置換パターンとして、上記置換領域に本来記録すべき
デジタル情報と、上記置換領域と対応する形状を持ち上
記マークが一定のパターンで付されてなる変調用パター
ン（定数に相当する）とを枡目毎に１対１に対応させ
て、対応する枡目が表す値の排他的論理和を算出し、算
出した排他的論理和の値を表すマークからなるパターン
を作成するので、上記変調用パターンによって情報記録
領域内の置換領域についてのみ上のような変調処理を行
えば良く、変調処理のための計算量が比較的少なくて済
む。したがって、上記置換パターンを容易に作成するこ
とができる。しかも、置換領域にも、枡目１個当たり１
ビットの密度で本来記録すべきデジタル情報を記録でき
るので、置換パターンを配置することによって記録情報
量の減少が生じることがない。

【０１４２】請求項５のデジタル情報記録方法では、各
特定パターンに外接する禁止領域に上記同一パターンの
中心部が現れるか否かを検査し、上記検査した禁止領域
に上記同一パターンの中心部が現れるときのみ、その禁
止領域に含まれる置換領域に上記置換パターンを配置す
るので、各置換領域にすべて置換パターンを配置する場
合に比して、置換パターンを配置するための計算処理量
が実際上減少し、処理を簡単に行うことができる。しか
も、置換パターンを配置した置換領域（を含む禁止領
域）に接する特定パターンを、マークの明暗を反転して
なる別の特定パターンに変更するので、読み取り時に、
その置換領域に本来記録すべきデジタル情報が記録され
ているか、置換パターンが記録されているかを区別する
ことができる。

【０１４３】請求項６のデジタル情報記録方法では、各
置換領域に第１の置換パターンを割り当てて、各特定パ
ターンに外接する禁止領域に上記同一パターンの中心部
が現れるか否かを検査し、上記検査した禁止領域に上記
同一パターンの中心部が現れるときのみ、その禁止領域
に含まれる置換領域に上記第１の置換パターンと異なる
第２の置換パターンを配置するので、置換領域を含む禁
止領域に同一パターンが現れるのをより確実に防止でき
る。しかも、第２の置換パターンを配置した置換領域
（を含む禁止領域）に接する特定パターンを、マークの
明暗を反転してなる別の特定パターンに変更するので、
読み取り時に、その置換領域に第１の置換パターンが記
録されているか、第２の置換パターンが記録されている
かを区別することができる。

【０１４４】請求項７のデジタル情報記録方法では、情
報記録領域の隅に配置された特定パターンと、この隅を
つくる辺に沿って隣り合う特定パターンとの間の置換領
域に、特定パターンの構成要素と成り得ない置換パター
ンを配置するので、この置換領域を含む禁止領域に同一
パターンが現れるのを防止できる。したがって、上記辺
に沿って配置された特定パターンを正確に探索できる。
この特定パターンは、情報記録領域の内部に配置された
特定パターンを探索する際の基準となるものであるか
ら、以降の特定パターンの探索を正確に行うことができ
る、読取エラーの発生を防止することができる。

【０１４５】請求項８のデジタル情報記録方法では、上
記情報記録領域内に配置すべき上記特定パターンの総数
を一定とし、上記情報記録領域内に上記特定パターンを
互いに間隔をとって行列状に配列するルールの下で、上
記記録すべきデジタル情報の量に応じて、上記特定パタ
ーン間の間隔を桝目単位で変更して上記情報記録領域の
大きさを定めるので、記録面内で必要最小限の面積に効
率良く記録を行うことができる。

【０１４６】請求項９のデジタル情報解読方法によれ
ば、請求項７又は８に記載のデジタル情報記録方法によ
って記録されたデジタル情報が効率良く読み取ることが
できる。すなわち、情報記録領域の辺に沿って配置され
た特定パターン間の間隔に基づいて、情報記録領域の内
部に配置された特定パターンの位置を求めるので、情報
記録領域の大きさが異なっていたり（請求項７により記
録されたもの）、記録担体毎に情報記録領域内の特定パ
ターン間の間隔（桝目の数）が異なっていたとしても
（請求項８により記録されたもの）、同一の情報解読装
置（データ解読アルゴリズム）を用いて読み取ることが
できる。したがって、複数の情報解読方法を用意する、
あるいは、読み取り時に記録担体によって桝目の数を設
定する、といった手間が不要になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１実施例のデジタル情報記録方
法を概念的に説明する図である。

【図２】 上記デジタル情報記録方法で、置換領域に対
して変調処理を行う例を説明する図である。

【図３】 (a)〜(c)は上記デジタル情報記録方法で、禁
止領域に同一パターンが現れたときのみ、置換領域に置
換パターンを配置する例を説明する図、(d)は特定パタ
ーンの明暗を反転して成るべつの特定パターンを示す図
である。

【図４】 上記デジタル情報記録方法で、２種類の変調
用パターンを用いる例を説明する図である。

【図５】 上記デジタル情報記録方法で、禁止領域およ
び置換領域を変形した例を示す図である。

【図６】 (a),(b)は特定パターンを探索する方法を説
明する図、(c)は変調用パターンを示す図である。

【図７】 図５において、禁止領域に同一パターンの中
心部が現れる態様を示す図である。

【図８】 図７の各態様について、置換領域に対して変
調処理を行った例を示す図である。

【図９】 この発明の第２実施例のデジタル情報記録方
法を説明する図である。

【図１０】 上記デジタル情報記録方法で、置換領域に
記録すべきデジタル情報を示す図である。

【図１１】 上記デジタル情報記録方法に用いる変換テ
ーブルを示す図である。

【図１２】 上記デジタル情報記録方法で、置換領域に
枡目２個組をマッピングする仕方を示す図である。

【図１３】 上記デジタル情報記録方法で、禁止領域に
同一パターンが現れたときのみ、置換領域に置換パター
ンを配置する例を示す図である。

【図１４】 この発明の第３実施例のデジタル情報記録
方法を説明する図である。

【図１５】 (a)は上記デジタル情報記録方法に用いる
ビットパターンを示す図、(b)〜(e)は上記ビットパター
ンの構成要素を示す図である。

【図１６】 この発明の第４実施例のデジタル情報記録
方法を説明する図である。

【図１７】 上記デジタル情報記録方法で、置換パター
ンとして枡目３個組でデジタル情報を表すビットパター
ンを用いた例を示す図である。

【図１８】 図１７の例で置換領域に記録すべきデジタ
ル情報を示す図である。

【図１９】 図１７の例で用いる変換テーブルを示す図
である。

【図２０】 本来記録すべきデジタル情報の量が与えら
れた場合に、設定可能な情報記録領域の形状の例を示す
図である。

【図２１】 本来記録すべきデジタル情報の量が与えら
れた場合に、設定可能な情報記録領域の形状の別の例を
示す図である。

【図２２】 この発明のデジタル情報記録方法を実施す
るのに適したデジタル情報記録装置の概略構成を示す図
である。

【図２３】 この発明のデジタル情報解読方法を実施す
るのに適したデジタル情報解読装置の概略構成を示す図
である。

【図２４】 この発明の第５実施例のデジタル情報記録
方法の処理フローを示す図である。

【図２５】 この発明の第６実施例のデジタル情報解読
方法の処理フローを示す図である。

【図２６】 上記第５実施例のデジタル情報記録方法に
より記録面にデジタル情報を記録する過程を説明する図
である。

【図２７】 上記デジタル情報記録方法により記録面に
デジタル情報を記録して得られた記録担体の例を示す図
である。

【図２８】 本出願人が先に提案した記録方式により得
られた記録担体の例を示す図である。

【図２９】 図２８における情報記録領域内の特定パタ
ーンの配置を示す図である。

【図３０】 上記特定パターンの構成を示す図である。

【図３１】 上記特定パターンの近傍に同一パターンが
現れた様子を示す図である。

【図３２】 情報記録領域に本来記録すべきデジタル情
報をマッピングする仕方を示す図である。

【図３３】 上記特定パターンを認識する方法を説明す
る図である。

【図３４】 情報記録領域の外周に沿って配置された特
定パターンの位置に基づいて情報記録領域の内部に配置
された特定パターンを探索する仕方を説明する図であ
る。

【図３５】 ４つの特定パターンの位置に基づいて、情
報記録領域内の任意の桝目の位置を算出する方法を説明
する図である。

【符号の説明】

２０ 記録面 ２１ 本来の情報を記録すべき領域 ２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２＃ 特定パターン ２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ 情報記録領域 ２５，３１，３１＃ 変調用パターン ３３，３４，３５ ビットパターン ４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１＃，１４１ 中心部 ４２，４２＃，１４２ 第１環状部 ４３，４３＃，１４３ 第２環状部 ４４，４６，４６Ａ，４６Ｂ，４８，５０ 禁止領域 ４５，４７，４７Ａ，４７Ｂ，４９，５１ 置換領域 １２２，１２２Ａ，１２２Ｂ 同一パターン

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面状の記録面内に、ビットに対応する
   行列状の桝目を仮想的に設定し、上記各桝目に記録すべ
   きデジタル情報に応じた光学的に認識可能なマークを付
   与して、上記記録すべきデジタル情報を２次元パターン
   として記録するデジタル情報記録方法であって、 上記記録面内に上記２次元パターンを表現すべき情報記
   録領域を設定し、 上記情報記録領域の外周から離間した内部に、上記情報
   記録領域内での位置を示すように特定の形状に連結した
   複数の桝目に上記マークを所定のパターンで付してなる
   特定パターンを配置するとともに、 上記情報記録領域内で、複数の枡目からなり、上記特定
   パターンの上下左右の少なくともいずれかの側に外接す
   る閉領域又は上記特定パターンを取り囲んで外接する環
   状の領域を、上記特定パターンと同一構成を持つ同一パ
   ターンが現れるのを禁止すべき禁止領域として設定し、 上記禁止領域のうち少なくとも上記特定パターンに外接
   する側の一部を占める領域を置換領域として設定し、こ
   の置換領域に上記特定パターンの構成要素と成り得ない
   置換パターンを配置することを特徴とするデジタル情報
   記録方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のデジタル情報記録方法
   において、 上記置換パターンとして、本来記録すべきデジタル情報
   とは無関係な所定のパターンを用いることを特徴とする
   デジタル情報記録方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のデジタル情報記録方法
   において、 上記置換パターンとして、連結した枡目複数個の単位で
   デジタル情報の１ビットを表す変換ルールによって本来
   記録すべきデジタル情報を表すパターンを作成すること
   を特徴とするデジタル情報記録方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のデジタル情報記録方法
   において、 上記置換パターンとして、 上記置換領域に本来記録すべきデジタル情報と、上記置
   換領域と対応する形状を持ち上記マークが一定のパター
   ンで付されてなる変調用パターンとを枡目毎に１対１に
   対応させて、対応する枡目が表す値の排他的論理和を算
   出し、算出した排他的論理和の値を表すマークからなる
   パターンを作成することを特徴とするデジタル情報記録
   方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか一つに記載の
   デジタル情報記録方法において、 上記情報記録領域内で上記特定パターンを配置した領域
   以外の領域に、本来記録すべきデジタル情報を割り当て
   て、各特定パターンに外接する禁止領域に上記同一パタ
   ーンの中心部が現れるか否かを検査し、 上記検査した禁止領域に上記同一パターンの中心部が現
   れないとき、その禁止領域に含まれる置換領域に上記本
   来記録すべきデジタル情報をそのまま配置する一方、 上記検査した禁止領域に上記同一パターンの中心部が現
   れるとき、その禁止領域に含まれる置換領域に上記置換
   パターンを配置するとともに、その禁止領域に接する特
   定パターンを、上記特定パターンを構成するマークの明
   暗を反転してなる別の特定パターンに変更することを特
   徴とするデジタル情報記録方法。
6. 【請求項６】 請求項１に記載のデジタル情報記録方法
   において、 上記情報記録領域内で上記特定パターンを配置した領域
   以外の領域に、本来記録すべきデジタル情報を割り当
   て、 各置換領域について、上記置換領域に本来記録すべきデ
   ジタル情報と、上記置換領域と対応する形状を持ち上記
   マークが一定のパターンで付されてなる第１の変調用パ
   ターンとを枡目毎に１対１に対応させて、対応する枡目
   が表す値の排他的論理和を算出し、算出した排他的論理
   和の値を表すマークからなるパターンを、第１の置換パ
   ターンとして作成し、 上記各置換領域に上記第１の置換パターンを割り当て
   て、各特定パターンに外接する禁止領域に上記同一パタ
   ーンの中心部が現れるか否かを検査し、 上記検査した禁止領域に上記同一パターンの中心部が現
   れないとき、その禁止領域に含まれる置換領域に上記第
   １の置換パターンをそのまま配置する一方、 上記検査した禁止領域に上記同一パターンの中心部が現
   れるとき、 上記置換領域に本来記録すべきデジタル情報と、上記第
   １の変調用パターンと同一形状を持ち上記マークのパタ
   ーンが異なる第２の変調用パターンとを枡目毎に１対１
   に対応させて、対応する枡目が表す値の排他的論理和を
   算出し、算出した排他的論理和の値を表すマークからな
   るパターンを、第２の置換パターンとして作成し、その
   禁止領域に含まれる置換領域に上記第２の置換パターン
   を配置するとともに、その禁止領域に接する特定パター
   ンを、上記特定パターンを構成するマークの明暗を反転
   してなる別の特定パターンに変更することを特徴とする
   デジタル情報記録方法。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか一つに記載の
   デジタル情報記録方法において、 上記情報記録領域として矩形状の領域を設定し、 上記情報記録領域内に、この情報記録領域の四隅のうち
   少なくとも１つの隅に上記特定パターンを配置するとと
   もに、上記隅をつくる辺に沿って上記特定パターンを配
   置し、 上記隅に配置された特定パターンと上記辺に沿って隣り
   合う特定パターンとの間で、上記辺に沿って延び双方の
   特定パターンに外接する領域を、上記特定パターンと同
   一構成を持つ同一パターンが現れるのを禁止すべき禁止
   領域として設定し、 上記禁止領域内に含まれ、上記辺に沿って延び双方の特
   定パターンに外接する領域を置換領域として設定し、 この置換領域に上記特定パターンの構成要素と成り得な
   い置換パターンを配置することを特徴とするデジタル情
   報記録方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のデジタル情報記録方法
   において、 上記情報記録領域内に配置すべき上記特定パターンの総
   数を一定とし、 上記情報記録領域内に上記特定パターンを互いに間隔を
   とって行列状に配列するルールの下で、上記記録すべき
   デジタル情報の量に応じて、上記特定パターン間の間隔
   を桝目単位で変更して上記情報記録領域の大きさを定め
   ることを特徴とするデジタル情報記録方法。
9. 【請求項９】 請求項７又は８に記載のデジタル情報記
   録方法によって記録されたデジタル情報を読み取るデジ
   タル記録情報の解読方法であって、 上記情報記録領域内で、上記隅に配置された特定パター
   ンを探索し、 上記隅に配置された特定パターンから上記辺に沿って隣
   り合う特定パターンを探索し、 上記隅の特定パターンと上記隣り合う特定パターンとの
   間の間隔に基づいて、 上記情報記録領域の内部に配置された特定パターンの位
   置を算出し、 上記算出した位置に基づいて、上記情報記録領域の内部
   に配置された特定パターンを探索し、 上記探索した特定パターンの位置に基づいて、本来のデ
   ジタル情報が記録された各桝目の位置を算出し、 上記算出した位置の各桝目が表す値を読み取り、この値
   に基づいて上記記録面に記録されたデジタル情報を再現
   することを特徴とするデジタル情報解読方法。