JPWO2006112021A1

JPWO2006112021A1 - ドットパターンを用いた情報入出力方法

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Publication number: JPWO2006112021A1
Application number: JP2006521327A
Authority: JP
Inventors: 吉田　健治; 健治吉田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2005-04-15
Publication date: 2008-11-27
Also published as: US20120325910A1; CN101167090A; US8189923B2; US8699798B2; EP1876555A1; US20090060341A1; WO2006112021A1

Abstract

印刷物等の媒体面の正方形または長方形の矩形領域をブロックとし、核ブロックの枠を構成する縦方向および横方向の直線を基準格子線として、該基準格子線上の所定間隔毎に仮想格子点を設け、横方向の該基準格子線上に設けられた仮想格子点上に基準格子点ドットを配置し、該基準格子点ドット同士および縦方向の仮想格子点同士を結んだ直線を格子線とし、格子線同士の交点を仮想格子点とし、前記仮想格子点を基準に距離と方向を有する1または複数の情報ドットをそれぞれ配置したドットパターンを生成し、そのようなドットパターンを画像情報として光学読み取り手段で読み込んで、該ドットパターンを数値化して、該数値化情報に対応する情報を記憶手段から読み出して出力するようにした。

Description

本発明は、印刷物等に形成したドットパターン情報を光学的に読み取ることにより、様々な情報やプログラムを入出力させるドットパターンを用いた情報入出力方法、特にドットパターンのブロック読取方法に関するものである。

従来より、印刷物等に印刷されたバーコードを読み取り、音声等の情報を出力させる情報出力方法が提案されている。たとえば、あらかじめ記憶手段に与えられたキー情報に一致する情報を記憶させておき、バーコードリーダで読み込まれたキーから検索して情報等を出力する方法が提案されている。また、多くの情報やプログラムを出力できるように、微細なドットを所定の法則で並べたドットパターンを生成し、印刷物等に印刷したドットパターンをカメラにより画像データとして取り込み、デジタル化して音声情報を出力させる技術も提案されている。

しかし、上記従来のバーコードにより音声等を出力させる方法は、印刷物等に印刷されたバーコードが目障りであるという問題を有していた。また、バーコードが大きく、紙面の一部を占有するため、このようにバーコードが大きいと、一部分の文章やセンテンスまたは、写真、絵、グラフィックの画像の中に登場する意味を有するキャラクターや対象物毎にわかりやすく数多くのバーコードを割りあてることはレイアウト上不可能であるという問題を有していた。

そこで本発明者等が提案しているような媒体面（印刷面）と重畳印刷することが可能な微細なドットパターンを用いたコードまたは座標読取技術が注目されている。

この種のドットパターンでは、所定領域内のブロック毎に定義されたドットパターンを光学読取手段を用いて読み込んで所定のコードまたは座標に変換し、これらに対応した文字、音声、画像、動画情報等を出力するようになっている。

ところが、ドットパターンがその中に配置されたブロックの個数についてはあらかじめ所定数（固定長）で決めておく必要があるが、このような固定長とした場合には、定義するデータ量が限られてしまったり、データが小さい場合には、固定長の全てのブロックを使用することがないために、意味のないブロックのために印刷領域が占有されてしまう可能性があった。

本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、印刷物等に表示するドットパターン、特にドットパターンを含むブロックを新たな法則に基づいて配置することによって、登録されるデータの長さに柔軟性を持たせ、セキュリティの高いドットパターン技術を提供するものである。

次に、本発明を図面に基づいて説明する。

まず本発明で用いるドットパターンの基本原理を説明し、その後、これらのドットパターンのブロック連結の具体例について説明する。

（ドットパターンの説明：ＧＲＩＤ1）
図1は本発明のドットパターンの一例であるＧＲＩＤ1を示す説明図である。図２はドットパターンの情報ドットおよびそれに定義されたデータのビット表示の一例を示す拡大図である。図３（ａ）、（ｂ）はキードットを中心に配置した情報ドットを示す説明図である。

本発明のドットパターンを用いた情報入出力方法は、ドットパターン1の生成と、そのドットパターン1の認識と、このドットパターン1から情報およびプログラムを出力する手段とからなる。すなわち、ドットパターン1をカメラにより画像データとして取り込み、まず、格子ドットを抽出し、次に本来格子ドットがある位置にドットが打たれていないことによってキードット２を抽出し、次に情報ドット３を抽出することによりデジタル化して情報領域を抽出して情報の数値化を図り、その数値情報より、このドットパターン1から情報およびプログラムを出力させる。たとえば、このドットパターン1から音声等の情報やプログラムを、情報出力装置、パソコン、ＰＤＡまたは携帯電話等に出力させる。

本発明のドットパターン1の生成は、ドットコード生成アルゴリズムにより、音声等の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２、情報ドット３、格子ドット４を所定の規則に則って配列する。図1に示すように、情報を表すドットパターン1のブロックは、キードット２を中心に５×５の格子ドット４を配置し、４点の格子ドット４に囲まれた中心の仮想点の周囲に情報ドット３を配置する。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の図示例では、ドットパターン1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1は４ブロックに限定されないことはもちろんである。

１つのブロックに１つの対応した情報およびプログラムを出力させ、または、複数のブロックに１つの対応した情報およびプログラムを出力させることができる。

格子ドット４は、カメラでこのドットパターン1を画像データとして取り込む際に、そのカメラのレンズの歪みや斜めからの撮像、紙面の伸縮、媒体表面の湾曲、印刷時の歪みを矯正することができる。具体的には歪んだ４点の格子ドット４を元の正方形に変換する補正用の関数（Ｘｎ，Ｙｎ）＝ｆ（Ｘ´ｎ，Ｙ´ｎ）を求め、その同一の関数で情報ドットを補正して、正しい情報ドット３のベクトルを求める。

ドットパターン1に格子ドット４を配置してあると、このドットパターン1をカメラで取り込んだ画像データは、カメラが原因する歪みを補正するので、歪み率の高いレンズを付けた普及型のカメラでドットパターン1の画像データを取り込むときにも正確に認識することができる。また、ドットパターン1の面に対してカメラを傾けて読み取っても、そのドットパターン1を正確に認識することができる。

キードット２は、図1に示すように、矩形状に配置した格子ドット４の略中心位置にある１個の格子ドット４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２は、情報ドット３を表す1ブロック分のドットパターン1の代表点である。たとえば、ドットパターン1のブロックの中心の格子ドット４を上方に０．２ｍｍずらしたものである。情報ドット３がＸ,Ｙ座標値を表す場合に、キードット２を下方に０．２ｍｍずらした位置が座標点となる。ただし、この数値はこれに限定されずに、ドットパターン1のブロックの大小に応じて可変し得るものである。

情報ドット３は種々の情報を認識させるドットである。この情報ドット３は、キードット２を代表点にして、その周辺に配置すると共に、４点の格子ドット４で囲まれた中心を仮想点にして、これを始点としてベクトルにより表現した終点に配置したものである。たとえば、この情報ドット３は、格子ドット４に囲まれ、図２に示すように、その仮想点から０．２ｍｍ離れたドットは、ベクトルで表現される方向と長さを有するために、時計方向に４５度ずつ回転させて８方向に配置し、３ビットを表現する。したがって、1ブロックのドットパターン1で３ビット×１６個＝４８ビットを表現することができる。

なお、図示例では８方向に配置して３ビットを表現しているが、これに限定されずに、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もちろんである。

キードット２、情報ドット３または格子ドット４のドットの径は、見栄えと、紙質に対する印刷の精度、カメラの解像度および最適なデジタル化を考慮して、０．1ｍｍ程度が望ましい。

また、撮像面積に対する必要な情報量と、各種ドット２，３，４の誤認を考慮して格子ドット４の間隔は縦・横1ｍｍ前後が望ましい。格子ドット４および情報ドット３との誤認を考慮して、キードット２のずれは格子間隔の２０％前後が望ましい。

この情報ドット３と、４点の格子ドット４で囲まれた仮想点との間隔は、隣接する仮想点間の距離の１５〜３０％程度の間隔であることが望ましい。情報ドット３と仮想点間の距離がこの間隔より遠いと、ドット同士が大きな塊りと視認されやすく、ドットパターン1として見苦しくなるからである。逆に、情報ドット３と仮想点間の距離がこの間隔より近いと、隣接するいずれの仮想点を中心にしてベクトル方向性を持たせた情報ドット３であるかの認定が困難になるためである。

たとえば、情報ドット３は、図３（ａ）に示すように、キードット２を中心に時計回りでＩ1からＩ16を配置する格子間隔は1ｍｍであり、４ｍｍ×４ｍｍで３ビット×１６＝４８ビットを表現する。

なお、ブロック内に、個々に独立した情報内容を有し、かつ他の情報内容に影響されないサブブロックをさらに設けることができる。図３（ｂ）はこれを図示したものであり、４つの情報ドットで構成されるサブブロック[Ｉ1,Ｉ2,Ｉ3,Ｉ4]、[Ｉ5,Ｉ6,Ｉ7,Ｉ8]、[Ｉ9,Ｉ10,Ｉ11,Ｉ12]、[Ｉ13,Ｉ14,Ｉ15,Ｉ16]は各々独立したデータ（３ビット×４＝１２ビット）が情報ドットに展開されているようになっている。このようにサブブロックを設けることより、エラーチェックをサブブロック単位で容易に行うことができる。

情報ドット３のベクトル方向（回転方向）は、３０度〜９０度毎に均等に定めるのが望ましい。

図４は情報ドットおよびそこに定義されたデータのビット表示の例であり、他の形態を示すものである。

また、情報ドット３について格子ドット４で囲まれた仮想点から長・短の２種類を使用し、ベクトル方向を８方向とすると、４ビットを表現することができる。このとき、長い方が隣接する仮想点間の距離の２５〜３０％程度、短い方は１５〜２０％程度が望ましい。ただし、長・短の情報ドット３の中心間隔は、これらのドットの径より長くなることが望ましい。

４点の格子ドット４で囲まれた情報ドット３は、見栄えを考慮し、1ドットが望ましい。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ビットを割り当てて情報ドット３を複数のドットで表現することにより、多量の情報を有することができる。たとえば、同心円８方向のベクトルでは、４点の格子ドット４に囲まれた情報ドット３で２８の情報を表現でき、1ブロックの情報ドット１６個で２128となる。

図５は情報ドットおよびそこに定義されたデータのビット表示の例であり、（ａ）はドットを２個、（ｂ）はドットを４個および（ｃ）はドットを５個配置したものを示すものである。

図６はドットパターンの変形例を示すものであり、（ａ）は情報ドット６個配置型、（ｂ）は情報ドット９個配置型、（ｃ）は情報ドット１２個配置型、（ｄ）は情報ドット３６個配置型の概略図である。

図1と図３に示すドットパターン1は、1ブロックに１６（４×４）の情報ドット３を配置した例を示している。しかし、この情報ドット３は1ブロックに１６個配置することに限定されずに、種々変更することができる。たとえば、必要とする情報量の大小またはカメラの解像度に応じて、情報ドット３を1ブロックに６個（２×３）配置したもの（ａ）、情報ドット３を1ブロックに９個（３×３）配置したもの（ｂ）、情報ドット３を1ブロックに１２個（３×４）配置したもの（ｃ）、または情報ドット３を1ブロックに３６個（６×６）配置したもの（ｄ）がある。

（ドットパターンの説明：ＧＲＩＤ２）
次にＧＲＩＤ２のドットパターンの基本原理について図７を用いて説明する。ＧＲＩＤ２は差分法を用いたドットの配置アルゴリズムである。

まず、図７に示すように、ｘｙ方向に所定間隔毎に格子線（y1〜y7、x1〜x5）を仮定する。この格子線の交点を格子点と呼ぶことにする。そして、本実施形態ではこの４つの格子点で囲まれた最小ブロック（1グリッド）としてｘｙ方向に４ブロック（４グリッド）ずつ、すなわち４×４＝１６ブロック（１６グリッド）を１つの情報ブロックとする。なお、この情報ブロックの単位を１６ブロックとしたのはあくまでも一例であり、任意のブロック数で情報ブロックを構成することが可能であることはいうまでもない。

そしてこの情報ブロックの矩形領域を構成する４つの角点をコーナードット（x1y1，x1y5，x5y1，x5y5）とする（図中、円形で囲んだドット）。この４つのコーナードットは格子点と一致させる。

このように、格子点と一致する４個のコーナードットを発見することにより、情報ブロックを認識することができるようになっている。ただし、このコーナードットだけだと情報ブロックは認識できても、その向きがわからない。たとえば情報ブロックの方向が認識できないと同じ情報ブロックであっても±９０度または１８０度回転させたものをスキャンしてしまうと全く別の情報となってしまうためである。

そこで、情報ブロックの矩形領域の内部または隣接した矩形領域内の格子点にベクトルドット（キードット）を配置している。同図では、三角形で囲まれたドット（x0y3）がそれであり、情報ブロックの上辺を構成する格子線の中点の鉛直上方の１つ目の格子点にキードット（ベクトルドット）が配置されている。これと同様に、当該情報ブロック内において下辺を構成する格子線の中点の鉛直上の１つ目の格子点（x4y3）に下の情報ブロックのキードットが配置されている。

なお、本実施形態では、格子間（グリッド間）距離を０．２５ｍｍとした。したがって、情報ブロックの1辺は０．２５ｍｍ×４グリッド＝1ｍｍとなる。そしてこの面積は1ｍｍ×1ｍｍ＝1ｍｍ^２となる。この範囲内に１４ビットの情報が格納可能であり、このうち２ビットをコントロールデータとして使った場合、１２ビット分の情報が格納できることになる。なお、格子間（グリッド間）距離を０．２５ｍｍとしたのはあくまでも一例であり、たとえば０．２５〜０．５ｍｍ超の範囲で自由に変更してもよい。

ＧＲＩＤ２において、情報ドットは１つおきに格子点からｘ方向、ｙ方向にずらした位置に配置されている。情報ドットの直径は好ましくは０．０３〜０．０５ｍｍ超であり、格子点からのずれ量は格子間距離の１５〜２５％程度とすることが好ましい。このずれ量も一例であるため必ずしもこの範囲でなくてもよいが、一般に２５％よりも大きなずれ量とした場合には目視したときにドットパターンが模様となって表れやすい傾向がある。

つまり格子点からのずれ方が、上下（ｙ方向）のずれと左右（ｘ方向）へのずれとが交互となっているため、ドットの配置分布の偏在がなくなり、紙面上にモアレや模様となって見えることがなくなり、印刷紙面の美観が保てる。

このような配置原則を採用することにより、情報ドットは１つおきに必ずｙ方向（図８参照）の格子線上に配置されることになる。このことは、ドットパターンを読み取る際には、１つおきにｙ方向またはｘ方向に直線上に配置された格子線を発見すればよいこととなり、認識の際の情報処理装置における計算アルゴリズムを単純かつ高速化できる利点がある。

また、たとえドットパターンが紙面の弯曲等により変形していた場合、格子線は正確な直線とならない場合があるが、直線に近似した緩やかな曲線であるため、格子線の発見は比較的容易であるため、紙面の変形や読取光学系のずれや歪みに強いアルゴリズムであるということがいえる。

情報ドットの意味について説明したものが図９である。同図中において＋は格子点、●はドット（情報ドット）を示している。格子点に対して−ｙ方向に情報ドットを配置した場合を０、＋ｙ方向に情報ドットを配置した場合を1、同じく格子点に対して−ｘ方向に情報ドットを配置した場合を０、＋ｘ方向に情報ドットを配置した場合を1とする。

次に図１０を用いて具体的な情報ドットの配置状態と読み取りアルゴリズムについて説明する。

同図中、丸付き数字の1の情報ドット（以下、情報ドット(1)とする）は格子点（x2y1）よりも＋ｘ方向にずれているため”1”を意味している。また、情報ドット(2)（図では丸付き数値）は格子点（x3y1）よりも＋ｙ方向にずれているため”1”を意味している、さらに情報ドット(3)（図では丸付き数字）は格子点(x4y1)よりも−ｘ方向にずれているため”０”、情報ドット(4)（図では丸付き数字）は”０”、情報ドット(5)は”０”を意味している。

図１０に示したドットパターンの場合、情報ドット(1)〜(17)は以下の値となる。

(1)＝1
(2)＝1
(3)＝０
(4)＝０
(5)＝０
(6)＝1
(7)＝０
(8)＝1
(9)＝０
(10)＝1
(11)＝1
(12)＝０
(13)＝０
(14)＝０
(15)＝０
(16)＝1
(17)＝1
なお、本実施形態では上記情報ビットに対して、さらに以下に説明する差分法による情報取得アルゴリズムを用いて値を算出するようにしたが、この情報ドットをそのまま情報ビットとして出力してもよい。また、この情報ビットに対して後述するセキュリティテーブルの値を演算処理して真値を算出するようにしてもよい。

次に、図１０を用いて本実施形態のドットパターンに基づいて差分法を適用した情報取得方法を説明する。

なお、本実施形態の説明において、()で囲まれた数字は図における円形で囲まれた数字（丸付き数字）、［］で囲まれた数字は図における四角形状で囲まれた数字を意味している。

本実施形態において、情報ブロック内の１４ビットそれぞれの値は隣接した情報ドットの差分によって表現されている。たとえば、第1ビットは情報ドット(1)に対してｘ方向に＋1格子分の位置にある情報ドット(5)との差分によって求められる。すなわち、[1]＝(5)−(1)となる。ここで情報ドット(5)は”０”を、情報ドット(1)は”1”を意味しているので第1ビット［1］は０−1、すなわち”1”を意味している。同様に第２ビット[2]は[2]＝(6)−(2)、第３ビット[3]＝(7)−(3)で表される。第1ビット〜第３ビットは以下のようになる。

なお、下記の差分式において、値は絶対値をとることにする。

[1]＝(5)−(1)＝０−1＝1
[2]＝(6)−(2)＝1−1＝０
[3]＝(7)−(3)＝０−０＝０
次に、第４ビット[4]については、ベクトルドットの直下位置にある情報ドット(8)と情報ドット(5)との差分で求める。したがって、第４ビット[4]〜第６ビット[6]は＋ｘ方向に1格子、＋ｙ方向に1格子の位置にある情報ドットの値との差分をとる。

このようにすると、第４ビット[4]〜第６ビット[6]は以下の式で求めることができる。

[4]＝(8)−(5)＝1−０＝1
[5]＝(9)−(6)＝０−1＝1
[6]＝(10)−(7)＝1−０＝1
次に、第７ビット[7]〜第９ビット[9]については、＋ｘ方向に1格子、−ｙ方向に1格子の位置にある情報ビットとの値の差分をとる。

このようにすると、第７ビット[7]〜第９ビット[9]は以下の式で求めることができる。

[7]＝(12)−(8)＝０−1＝1
[8]＝(13)−(9)＝０−０＝０
[9]＝(14)−(10)＝０−1＝1
次に、第１０ビット[10]〜第１２ビット[12]については、＋ｘ方向に1格子の位置にある情報ドットの差分をとり、以下のようになる。

[10]＝(15)−(12)＝０−０＝０
[11]＝(16)−(13)＝1−０＝1
[12]＝(17)−(14)＝1−０＝1
最後に、第１３ビット[13]と第１４ビット[14]は、情報ドット(8)に対してｘ方向にそれぞれ＋1、−1格子の位置にある情報ドットとの差分をとり、以下のように求める。

[13]＝(8)−(4)＝1−０＝1
[14]＝(11)−(8)＝1−1＝０
なお、第1ビット[1]〜第１４ビット[14]をそのまま真値として読み取りデータとして採用してもよいが、セキュリティを確保するために、当該１４ビットに対応するセキュリティテーブルを設けて、各ビットに対応する鍵パラメータを定義しておき、読取データに対して鍵パラメータを加算、乗算等することにより真値を得るようにしてもよい。

この場合、真値ＴはＴｎ＝[n]＋Ｋｎ（ｎ：1〜１４、Ｔｎ：真値、[n]：読取値、Ｋｎ：鍵パラメータ）で求めることができる。このような鍵パラメータを格納したセキュリティテーブルは、光学読取装置内のＲＯＭ内に登録しておくことができる。

たとえば、セキュリティテーブルとして、以下のような鍵パラメータを設定した場合、
Ｋ₁＝０
Ｋ_２＝０
Ｋ_３＝1
Ｋ_４＝０
Ｋ_５＝1
Ｋ_６＝1
Ｋ_７＝０
Ｋ_８＝1
Ｋ_９＝1
Ｋ_１０＝０
Ｋ_１１＝０
Ｋ_１２＝０
Ｋ_１３＝1
Ｋ_１４＝1
真値Ｔ1〜Ｔ１４は、それぞれ以下のように求めることができる。

Ｔ₁＝[1]＋Ｋ₁＝1＋０＝1
Ｔ_２＝[2]＋Ｋ_２＝０＋０＝０
Ｔ_３＝[3]＋Ｋ_３＝０＋1＝1
Ｔ_４＝[4]＋Ｋ_４＝1＋０＝1
Ｔ_５＝[5]＋Ｋ_５＝1＋1＝０
Ｔ_６＝[6]＋Ｋ_６＝1＋1＝０
Ｔ_７＝[7]＋Ｋ_７＝1＋０＝1
Ｔ_８＝[8]＋Ｋ_８＝０＋1＝1
Ｔ_９＝[9]＋Ｋ_９＝1＋1＝０
Ｔ_１０＝[10]＋Ｋ_１０＝０＋０＝０
Ｔ_１１＝[11]＋Ｋ_１１＝1＋０＝1
Ｔ_１２＝[12]＋Ｋ_１２＝1＋０＝1
Ｔ_１３＝[13]＋Ｋ_１３＝1＋1＝０
Ｔ_１４＝[14]＋Ｋ_１４＝０＋1＝1
以上に説明した情報ビットと、セキュリティテーブルと真値との対応を図１１に示す。

なお、上記では情報ドットから情報ビットを得て、セキュリティテーブルを参照して真値を求める場合を説明したが、これとは逆に、真値からドットパターンを生成する場合には、第ｎビットの値[n]は、[n]＝Ｔｎ−Ｋｎで求めることができる。

ここで一例として、Ｔ1＝1、Ｔ２＝０、Ｔ３＝1とした場合、第1ビット[1]〜第３ビット[3]は、以下の式で求められる。

[1]＝1−０＝1
[2]＝０−０＝０
[3]＝1−1＝０

そして、第1ビット[1]〜第３ビット[3]は、以下の差分式により表される。

[1]＝(5)−(1)
[2]＝(6)−(2)
[3]＝(7)−(3)
ここで、(1)＝1、(2)＝1、(3)＝０という初期値を与えると、以下のようにドット(5)〜(7)を求めることができる。

(5)＝(1)＋[1]＝1＋1＝０
(6)＝(2)＋[2]＝1＋０＝1
(7)＝(3)＋[3]＝０＋０＝０
以下の説明は省略するが、同様にドット(8)〜(14)の値も求めることができ、この値に基づいてドットを配置すればよい。

なお、ドット(1)〜(3)の初期値は任意の乱数（０か1）である。

つまり、割り当てられた初期ドット(1)〜(3)に対して情報ビット[1]〜[3]の値を加算してやることで、次のｙ方向格子線に配置されるドット(5)〜(7)の値を求めることができる。同様に、ドット(5)〜(7)の値に情報ビット[4]〜[6]の値を加算してやることにより、ドット(8)〜(10)の値を求めることができる。さらに、これらに情報ビット[7]〜[9]の値を加算してやることでドット(12)〜(14)の値を求めることができる。さらに、これに情報ビット[10]〜[12]の値を加算すればドット(15)〜(17)の値を求めることができる。

なお、ドット(4)および(11)については前記で算出されたドット(8)に基づいて情報ビット[13]を減算、情報ビット[14]を加算することでそれぞれ求められる。

このように、本実施形態では、格子線ｙｎ上のドットの配置を格子線ｙ（ｎ−1）上のドット配置に基づいて決定し、それを順次繰り返すことにより全体の情報ドットの配置が決定する。

（ドットパターンの説明：ＧＲＩＤ３）

次にＧＲＩＤ３について説明する。

図１２は本発明のドットパターンの一例を示す説明図である。図１３はドットパターンの情報ドットおよびそれに定義されたデータのビット表示の一例を示す拡大図である。図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はキードットと情報ドットとの配置状態を示す説明図である。

本発明のドットパターンを用いた情報入出力方法は、ドットパターン1の認識と、このドットパターン1から情報およびプログラムを出力する手段とからなる。すなわち、ドットパターン1をカメラにより画像データとして取り込み、まず、基準格子点ドットを抽出し、次に本来基準格子点ドットがある位置にドットが配置されていないことによってキードット２（ブロックの四隅の角部）を抽出し、次に情報ドット３を抽出することによりデジタル化して情報領域を抽出して情報の数値化を図り、その数値情報より、このドットパターン1から情報およびプログラムを出力させる。

たとえば、このドットパターン1から音声等の情報やプログラムを、情報出力装置、パソコン、ＰＤＡまたは携帯電話等に出力させる。

本発明のドットパターン1の生成は、ドットコード生成アルゴリズムにより、音声等の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２、情報ドット３、格子ドット４を所定の規則に則って配列する。図１２に示すように、情報を表すドットパターン1のブロックは、キードット２を中心に５×５の格子ドット４を配置し、４点の格子ドット４に囲まれた中心の仮想点の周囲に情報ドット３を配置する。このブロックには任意の数値情報が定義される。なお、図１２の図示例では、ドットパターン1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1は４ブロックに限定されないことはもちろんである。

格子ドット４は、カメラでこのドットパターン1を画像データとして取り込む際に、そのカメラのレンズの歪みや斜めからの撮像、紙面の伸縮、媒体表面の湾曲、印刷時の歪みを矯正することができる。具体的には歪んだ４点の格子ドット４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、その同一の関数で情報ドットを補正して、正しい情報ドット３のベクトルを求める。

キードット２は、図１２に示すように、矩形状に配置した格子ドット４の略中心位置にある１個の格子ドット４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２は、情報ドット３を表す1ブロック分のドットパターン1の代表点である。たとえば、ドットパターン1のブロックの中心の格子ドット４を上方に０．２ｍｍずらしたものである。情報ドット３がＸ,Ｙ座標値を表す場合に、キードット２を下方に０．２ｍｍずらした位置が座標点となる。ただし、この数値はこれに限定されずに、ドットパターン1のブロックの大小に応じて可変し得るものである。

情報ドット３は種々の情報を認識させるドットである。この情報ドット３は、キードット２を代表点にして、その周辺に配置すると共に、４点の格子ドット４で囲まれた中心を仮想点にして、これを始点としてベクトルにより表現した終点に配置したものである。たとえば、この情報ドット３は、格子ドット４に囲まれ、図１３に示すように、その仮想点から０．２ｍｍ離れたドットは、ベクトルで表現される方向と長さを有するために、時計方向に４５度ずつ回転させて８方向に配置し、３ビットを表現する。したがって、1ブロックのドットパターン1で３ビット×１６個＝４８ビットを表現することができる。

たとえば、情報ドット３は、図１４（ａ）に示すように、キードット２を中心に時計回りでＩ₁からＩ₁₆を配置する格子間隔は1ｍｍであり、４ｍｍ×４ｍｍで３ビット×１６＝４８ビットを表現する。

なお、ブロック内に、個々に独立した情報内容を有し、かつ他の情報内容に影響されないサブブロックをさらに設けることができる。図１４（ｂ）はこれを図示したものであり、４つの情報ドットで構成されるサブブロック[Ｉ_1,Ｉ_2,Ｉ_3,Ｉ₄]、[Ｉ_5,Ｉ_6,Ｉ_7,Ｉ₈]_、[Ｉ_9,Ｉ_10,Ｉ_11,Ｉ₁₂]、[Ｉ_13,Ｉ_14,Ｉ_15,Ｉ₁₆]は各々独立したデータ（３ビット×４＝１２ビット）が情報ドットに展開されているようになっている。このようにサブブロックを設けることより、エラーチェックをサブブロック単位で容易に行うことができる。

図１５は情報ドットおよびそこに定義されたデータのビット表示の例であり、他の形態を示すものである。

４点の格子ドット４で囲まれた情報ドット３は、見栄えを考慮し、1ドットが望ましい。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３を複数のドットで表現することにより、多量の情報を有することができる。たとえば、同心円８方向のベクトルでは、４点の格子ドット４に囲まれた情報ドット３で２^８の情報を表現でき、1ブロックの情報ドット１６個で２¹²⁸となる。

図１６は情報ドットおよびそこに定義されたデータのビット表示の例であり、（ａ）はドットを２個、（ｂ）はドットを４個、（ｃ）〜（ｅ）はドットを５個、（ｆ）はドットを７個配置したものを示すものである。

図１２と図１４に示すドットパターン1は、1ブロックに１６（４×４）の情報ドット３を配置した例を示している。しかし、この情報ドット３は1ブロックに１６個配置することに限定されずに、種々変更することができる。たとえば、必要とする情報量の大小またはカメラの解像度に応じて、情報ドット３を1ブロックに６個（２×３）配置したもの（ａ）、情報ドット３を1ブロックに９個（３×３）配置したもの（ｂ）、情報ドット３を1ブロックに１２個（３×４）配置したもの（ｃ）、または情報ドット３を1ブロックに３６個（６×６）配置したもの（ｄ）がある。

（ドットパターンの説明：ＧＲＩＤ４）
図１７は、本発明の実施形態であるドットパターンを具体的に示したものであり、(a)は４×４格子、(b)は５×４格子、(c)は６×４格子分のドットパターンを示している。

同図（ａ）において、まず四角形を構成する縦横方向の基準格子線５ａ〜５ｄを設け、その四角形内の所定間隔毎に仮想格子点６が配置されている。

なお、基準格子線５ａ〜５ｄおよび仮想格子点６については、実際に紙面（媒体面）に印刷されるわけではなく、あくまでもコンピュータの画像メモリ上にドットパターンの配置の際、またはドットパターンの読取の際に仮想的に設定されるものである。

次に、上下の横方向の基準格子線５ａ，５ｂ上の仮想格子点６上に基準格子点ドット７を配置する。

次に、仮想格子点６同士を結ぶ縦横方向の格子線８を想定し、この格子線８同士の交点を同じく仮想格子点６とする。

次に、仮想格子点６を基準に距離と方向とを有する情報ドット３を仮想格子点６毎に1または２以上配置してドットパターンを生成する。なお、図１７では仮想格子点６毎に１つの情報ドット３が配置されている。

以上に説明した図１７（ａ）は格子数を縦方向に４個、横方向に４個の単位で情報ドットを配置した場合（４×４格子）であるが、同図（ｂ）は５×４格子、（ｃ）は６×４格子をそれぞれ示している。

図１８は情報ドットの定義を示したものであり、仮想格子点６を中心に情報ドットの方向で値を定義したものである。同図では仮想格子点６を通過する格子線８を基準に時計方向に４５度ずつ８方向に情報ドットを配置することによって、合計８通り（二進法で０００〜１１１、３ビット）の情報を定義できるようになっている。

また、図１９は前記方向にさらに距離を２段階にすることによって合計１６通り（二進法で）、すなわち００００〜１１１１（４ビット）の情報を定義できるようになっている。

図２０は、仮想格子点６を中心に同心円上に複数の情報ドット３を配置する場合であり、その位置にドットがある場合を1，無い場合を０として定義することにより、８ビットを定義でき、すなわち鉛直方向に位置するドットを1ビット目として時計回りにビット情報を定義できる。

図２１は当該同心円を２つにしたものであり、１６ビットを定義できる。このようにすることにより、１つの仮想格子点６に対して膨大な情報量を定義することが可能となる。

図２２は、光学読取手段における情報ドットの読取順を説明するためのものである。同図における丸付き数字は便宜的なものであり、実際には図１７（ａ）〜（ｃ）に示されたドットパターンとなっている。

同図（ａ）では、まず左側縦方向の基準格子線５ｃに沿って縦方向に仮想格子点６毎の情報ドット３を読み取った後（丸付き数字(1)〜(3)）、次の縦方向格子線８上の格子点を上から順番に読み取る（丸付き数字（４）〜（６））。このようにして順次格子点毎の読み取りを実行する。

なお、以上の説明では格子毎の読み取り順は縦方向の格子線の左から順番としたが、情報を配置・読み取る格子順は任意に設定してよいことはもちろんである。

（ブロック連結の態様）
図２３〜３９は、ドットパターンが形成されたブロックの連結態様について説明している。

これらの図、特に連結情報については、説明の便宜のために模式的に示しているが実際には連結情報はドットパターンとして形成されている。

（ブロック連結データスパイラル）
図２３において、連結情報は第1連結情報（ブロックの左上の数字）と第２連結情報（ブロックの左下の数字）とで構成されている。

ここで第1連結情報はそのブロックの読取順の序列を意味しており、第２連結情報は読み取るべき全てのブロックの総数を意味している。したがって、同図（ａ）は、全ブロック数が１個で、その１個のブロックのみで読み取るべきドットパターンが完結している場合を意味している。

また、同図（ｂ）は、全ブロック数が２個で(2)（図中丸付き数字の２）のブロックと(1)（図中丸付き数字の1）のブロックを読み込むことを意味している。同図（ｃ）は、(1)・(2)・(3)およびダミーブロックで１つの情報のまとまり（ブロック群）を示しているが、光学読取手段で最初に読み取ったブロックがダミーブロックであり、このダミーブロックを始点に、(3)→(2)→(1)とスパイラル状に各ブロックを読み取っていくようになっている。

ここで、ダミーブロックとは、ドットパターンとして意味のある情報が格納されていないブロックであり、ブロック群にこのダミーブロックを1または２以上配置することにより、ブロック群が形成する矩形状を変えずに登録できる情報量に自由度を持たせることができる。このようなダミーブロックでは、第1連結情報の値と第２連結情報の値とを入れ替える。すなわち、第1連結情報がブロックの総数を意味し、第２連結情報は、第1連結情報との差分値でダミーブロックの順位を意味している。したがって、第1連結情報が第２連結情報よりも小さな数値または同じ数値である場合には、通常の情報が格納された意味のあるブロックであり、第1連結情報が第２連結情報よりも大きな数値である場合には、ダミーブロックであることがわかる。

このようなダミーブロックを挿入することにより、一連の情報のまとまりを格納したブロック群を矩形状にすることができ、光学読取手段の読取効率を高めることができる。

また、1ブロックだけに着目すれば格納されるドットパターンによる情報は固定長であるが、連結情報を用いて複数のブロックを関係付けることによって、可変長の情報を扱うことが可能となる。

図２３（ｃ）のようにダミーブロックを読み取り始点とした場合、第1連結情報（ここでは”２”）が第２連結情報（ここでは”1”）よりも大きい数値なので、光学読取手段の中央処理装置は、プログラムに基づいて、当該ブロックがダミーブロックであることを判定する。次に、前記第1連結情報の値に＋1したものがブロック総数であるので、このブロック群が３個のブロックで構成されていることがわかる。そこで、光学読取手段のメモリにブロック３個分を読み取るためのブロック順位テーブルを生成する。

そして、このダミーブロックの次に(3)→(2)→(1)と順番にブロック順位に対応した読取フラグが全て”1”となるまでブロックを読み込む。このようにして、図（ｃ）に示すようにダミーブロックから読み込みを開始した場合であっても連結情報に基づいたブロック順位テーブルによって、必要なブロックを全て読み込むことができる。

なお、ダミーブロックについては（ｅ）も同様である。

以上に説明した読取手順について、光学読取手段に設けられたブロック順位テーブルの変化を示したものが図４０である。

同図に示すように、光学読取手段による読み取り開始ブロックは２番目のブロック(2)とする。光学読取手段は、ブロック(2)を読み取って、その第２連結情報が”３”であることから、ブロック順位が０〜３までの４つの読取フラグが設定可能なブロック順位テーブルを生成する。そしてこの順位テーブルの生成段階では、全ての読取フラグを”０”としておく。

次に、読取開始ブロックの第1連結情報は”２”であるので、順位テーブルのブロック順位”２”のフラグを”1”に更新する。

次に、光学読取手段は、ｘ方向に＋1ブロック分だけ移動した位置にあるブロック(3)を読み込む。このブロック(3)は第1連結情報が”３”であるので、順位テーブルのブロック順位”３”の読取フラグを立てる（”1”に更新する）。

次に、光学読取手段は、ｙ方向に−1ブロック分だけ移動した位置にあるブロック(0)を読み込む。このブロック(0)は第1連結情報が”０”であるので、順位テーブルのブロック順位”０”の読取フラグを立てる（”1”に更新する）。

さらに、光学読取手段は、ｘ方向に−1ブロック分だけ移動した位置にあるブロック(1)を読み込む。このブロック(1)は第1連結情報が”1”であるので、順位テーブルのブロック順位”1”の読取フラグを立てる（”1”に更新する）。

ここで、ブロック順位テーブルの読取フラグが全て”1”になると、情報としてのまとまりを意味するブロック群を構成する全てのブロックを読み取ったことになるため、光学読取手段による読取を終了する。

図２３（ｅ）は、ダミーブロックから読み始めた場合、当該ダミーブロックを始点として、光学読取手段で(5)→(2)→(1)→(3)→(4)の順番にブロックを走査していく。このときダミーブロックおよび(5)のブロックの連結情報の読み取り結果から情報を格納したブロック総数が５個であることがわかるので、光学読取手段のメモリに５個分のテーブルを生成する。そして、ブロックを読み取る際に、連結情報に基づいてブロックの序列順に生成されている当該テーブルのフラグを立てていき、全てのフラグが立った時点で必要な全てのブロックが読み込まれたものと判断し、ブロック毎の読取データ（ドットパターン）を前記序列順に並び替えてそれに対応する音声情報、文字情報、プログラム、画像情報、動画情報等を出力する。

なお、図２４（ａ）はダミーブロックを２個配置した例、（ｂ）は１個、（ｄ）は２個、（ｅ）は１個配置した例である。

図２５（ａ）は、４×４＝１６ブロックのうち、３個のブロックをダミーブロックとし、残りの１３ブロックに有意性を持たせたブロック構成である。

また、同図（ｂ）は、１６ブロックのうち、２個のブロックをダミーブロックとし、残りの１４ブロックに有意性を持たせたブロック構成である。

同じく図２６（ａ）は、１６ブロックのうち、１個のブロックをダミーブロックとし、残りの１５ブロックに有意性を持たせたブロック構成である。

また、同図（ｂ）は、１６個のブロック全てに情報を格納して有意性を持たせたブロック構成である。

このように、本実施形態では、1ブロックでは固定長であるがこのように連結情報に基づいてブロックを連結することにより、ドットパターンとして格納されるデータを可変長とすることができる。またダミーブロックを挿入することによりひとまとまりのブロック群を矩形に構成したり、自由な形状とすることができる。

（ブロック連結データスキャン方式の説明）
図２７〜図２８は、ブロック連結データスキャン方式について説明した図である。

ここでは、図２７（ａ）に示すように、水平方向にブロックが帯状に長手方向に連結しており、このような連結しているブロック群が３段分配置されている。

また、図２７（ｂ）は幅方向に２ブロックずつ連結しながら帯状に長手方向に連結したものであり、連結の最終ブロックはダミーブロックとなっている。

図２７（ｃ）は幅方向に３ブロックずつ連結しながら帯状に長手方向に連結したものであり、連結の最後の２ブロックはダミーブロックとなっている。

なお、光学読取手段によって、幅方向のブロック数は左右のデータブロックの読取順位との差分から得られる。すなわち、任意の幅のブロック群を読み取ることができる。

図２８は、帯状のブロック連結群を光学読取手段で読み取る場合の読取範囲を説明するための図である。

図２８（ａ）は、ブロック(4)を始点に帯状に連結されたブロック群について、連結情報を読み取りながら読み込む場合の例である。光学読取装置は帯状に連結されたブロック群を走査して順次読み込むものであり、最初のブロック(4)の第２連結情報を読み込んで、ブロック順位テーブル（ここでは６ブロック分）を生成し、その後は帯状方向にブロックを順次読み取ることによりその第1連結情報に基づいて読取フラグを立てて（”1”に更新して）いく。そしてブロック順位テーブルの全ての読取フラグが立った状態で当該ブロック群の読取を完了する。このとき、光学読取手段の図示しない中央処理装置は、プログラムにしたがって、ブロック順位テーブルの読取フラグの状態を監視し、全ての読取フラグが立った（”1”となった）状態で音またはＬＥＤの表示光による走査終了信号を出力させてもよい。

図２８（ｂ）は、帯状のブロック群を２段ずつ帯状方向に走査する場合の例、同図（ｃ）は３段ずつ帯状方向に走査する場合の例である。

図２９〜図３９は、いわゆるブロック連結データサーチ法に基づいたブロック読み取りの例を示したものである。

図２９では、連結情報を３個とし、それぞれ第1連結情報、第２連結情報、第３連結情報としたものである。この例では、上段の第1連結情報は上下方向へのブロックの連結の仕方が定義されており、中段の第２連結情報は左右方向へのブロックの連結の仕方が定義されており、下段の第３連結情報はブロック連結番号を示している。第1連結情報は、”０”が連結無し、”1”が上に連結あり、”２”が下に連結あり、”３”は上下方向に連結されていることを意味している。

なお、同図は単一のブロックで情報が完結している場合であり、第1〜第３連結情報は全て”０”となっている。

図３０〜図３９は、このような３つの連結情報を備えたブロックを読み取る具体例である。

まず図３０（ａ）では、光学読取手段はブロック(2)を読み取っている。そしてこのブロック(2)の各連結情報を読み取る。このとき第1連結情報は”０”、第２連結情報は”２”、第３連結情報は”1”であるので、当該ブロック(2)は、上下方向には連結されておらず、左方向に連結されており、かつブロック群の中で２番目の順位（第３連結情報は”1”であるが”０”が初期値なので”２”となる）であることがわかる。そこで、光学読取手段は、まずこのブロック(2)のドットパターンを読み取った後に、第２連結情報に基づいて、左隣のブロック(1)のドットパターンを読み込む。このブロック(1)では、第1連結情報は”０”、第２連結情報は”1”、第３連結情報は”０”であるので、当該ブロック(1)は、上下方向には連結されておらず、右方向に連結されており、かつブロック群の中で1番目の順位（第３連結情報は初期値”０”であるので”1”となる）であることがわかる。そこで、光学読取手段は、ブロック(2)を始点として連結されている全てのブロックを読み取ったことになるので当該ブロック群の読み取りを完了する。

図３０（ｂ）も同様にして、ブロック(2)を始点に上方向にあるブロック(1)と、右方向にあるブロック(3)を読み取っている。つまりこの例でもブロック(2)の連結情報から上方向と右方向にブロックが連結されていることがその連結情報（第1連結情報＝”1”、第２連結情報＝”1”）からわかる上方向のブロックと右方向のブロックを読み取っている。そして上方向のブロック(1)と右方向のブロック(3)の連結情報からこれ以上連結されているブロックが存在しないことが判定されると、光学読取手段は、当該ブロック群に属する全てのブロックを読み込んだものとしてメモリに展開されたドットパターンをそれぞれのブロックの第３連結情報に基づいて並び替えて数値化またはコード化してそれに対応した画像、動画、音声、文字、プログラム等を出力する。

図３１（ａ）はブロック(1)を読み取り始点のブロックとして合計４個のブロックを読み取る場合の例、同図（ｂ）はブロック(3)を始点ブロックとして合計５個のブロックを読み取る場合の例、図３２（ａ）はブロック(3)を始点ブロックとして合計６個のブロックを読み取る場合の例、同図（ｂ）はブロック(4)を始点ブロックとして合計７個のブロックを読み取る場合の例、図３３（ａ）はブロック(5)を始点ブロックとして合計８個のブロックを読み取る場合の例、同図（ｂ）はブロック(5)を始点ブロックとして合計９個のブロックを読み取る場合の例である。

同様に、図３４（ａ）は１０個、同図（ｂ）は１１個、図３５は１２個、図３６は１３個、図３７は１４個、図３８は１５個、図３９は１６個の連結状態となっているブロック群の読み取り手順を示したものである。

このように、図２９〜図３９に示したブロック連結データサーチ法によれば、上下または左右の連結さえ確保されていればブロックはどのように配置してもよく、ブロックを配置すべき領域に形状の制限等がある場合でもブロック群を配置することができ、ブロック群の配置の自由度が高まる。

（具体例）
図４１〜図４３は、ＧＲＩＤ1（図1〜図６で説明したドットの情報定義アルゴリズム）によるドットパターンを用いてダイレクトスキャン方式でブロックが連結されている場合のドットパターンを説明している。

このダイレクトスキャン方式では、図中の右から左方向にブロックが連続している場合に各ブロックを順次読み込む方式である。

図４１（ａ）および（ｂ）では、便宜上、情報ドットを○印で示している。以後、○印で囲んだ記号たとえば「₁｜_４」は（₁｜_４）で示す。同図において（ａ）と（ｂ）は左右方向に連結されているものとする。図４１で示した説明図は具体的には図４３で示したドットパターンである。なお実際のドットパターンには、図４３の縦横斜方向の格子線は設けられていないことはいうまでもない。

同図において、（₁｜_３）と（₁｜_４）の情報ドットはブロック連結数を意味しており、（₁｜₁）と（₁｜_２）はブロック連結番号を意味している。そして、（₁｜_５）〜（₁｜_１６）は情報が格納される情報ドットである。

図４２に示すように、（₁｜_４）の情報ドットが「００１」、（₁｜_３）の情報ドットが「１００」であるので、上位２ビット同士を結合して「００１０」となり、十進数で「２」を意味している。したがって、ブロック連結数は「２」であり、２個のブロックでデータが構成されていることがわかる。

そして、ブロック連結番号は、（₁｜_２）と（₁｜₁）とで「００００」となり（₁｜₁）〜（₁｜_１６）で構成されるブロックは、０番目のブロックであることがわかる。

そして光学読取手段で、（₁｜₁）〜（₁｜_１６）を読み込んだ段階で、前記のブロック連結数とブロック連結番号とで、当該ブロックは２個連結されたブロックの1番目であることがわかるので、次のブロック（_２｜₁）〜（_２｜_１６）を読み取ることになる。

図４４〜図４６は、ＧＲＩＤ1によるドットパターンを用いて差分スキャン方式でブロックが連結されている場合のドットパターンを説明している。

図４４において、（₁｜_１ ^１１）〜（₁｜_１６ ^１１）のブロックを例に説明すると、隣り合うブロックの対応するドットとの差分で情報が定義されるようになっている。

すなわち、当該ブロックにおけるブロック連結数は図４５に示すように、本ブロックの左隣のブロックの（_３｜_１６ ^１０）および（_３｜_１５ ^１０）と本ブロックの（₁｜_４ ^１１）および（₁｜_３ ^１１）との差分でブロック連結数「２」が定義されている。また同様に、（_３｜_１４ ^１０），（₁｜_２ ^１１）と（_３｜_１３ ^１０），（₁｜_１ ^１１）との差分でブロック連結番号「０」が定義されている。

すなわち、（₁｜_１ ^１１）〜（₁｜_１６ ^１１）のブロックは、２つのブロックで構成されたデータの０個目、すなわち最初のブロックであることがわかるようになっている。

図４４〜図４６では、このブロック（₁｜_１ ^１１）〜（₁｜_１６ ^１１）の次に、右隣に配置されたブロック（_２｜_１ ^１１）〜（_２｜_１６ ^１１）を読み取ることになる。

図４７〜図４９は、ＧＲＩＤ1によるドットパターンを用いてダイレクトスパイラル方式でブロックが連結されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図４７は、各ドットの配置を説明したもの、図４８はそれに対応したドットの意味を示したもの、図４９は具体的なドットパターンを示したものである。

このブロック連結法では、図４７に示す左上のブロック（₁｜₁）〜（₁｜_１６）→右上のブロック（_２｜₁）〜（_２｜_１６）→右下のブロック（_３｜₁）〜（_３｜_１６）→左下のブロック（_４｜₁）〜（_４｜_１６）とスパイラル状にブロックが連結されたものである。

左上のブロック（₁｜₁）〜（₁｜_１６）を例にとると、（₁｜_３）と（₁｜_４）とでブロック連結数（３個）を、（₁｜₁）と（₁｜_２）とでブロック連結番号（０番目）を意味している。そして（₁｜_５）〜（₁｜_１６）に情報が登録されている。

そして各ブロックのブロック連結番号に着目すると、右上のブロックが（_２｜₁）と（_２｜_２）とで1番目（すなわち、２個目）を意味し、右下のブロックが（_３｜₁）と（_３｜_２）とで２番目（すなわち３個目）、左下のブロックが（_４｜₁）と（_４｜_２）とで３番目（すなわち、４個目）のブロックを意味していることがわかる。

図５０〜図５２は、ＧＲＩＤ1によるドットパターンでの差分スパイラル法でブロックが連結されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図５０は、各ドットの配置を説明したもの、図５１はそれに対応したドットの意味を示したもの、図５２は具体的なドットパターンを示したものである。

各ブロックの配置は左上→右上→右下→左下というように図４７で示した配置例と同じである。

また、ドットは図４５で説明したように、差分で真値を読み取るようになっている（図５１参照）
図５３〜図５５は、ＧＲＩＤ1によるドットパターンでのダイレクトサーチ法でブロックが連結されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図５３は、各ドットの配置を説明したもの、図５４はそれに対応したドットの意味を示したもの、図５５は具体的なドットパターンを示したものである。

ダイレクトサーチ法は、ブロック内にブロックの順番を示す連結ブロック番号と、次のブロックの連結情報とが登録されており、この連結ブロック番号と連結情報とでブロック間の関係を定義している。

すなわち、（₁｜_１ ^１１）〜（₁｜_１６ ^１１）のブロックに着目すると、連結ブロック番号は（₁｜_４ ^１１）と（₁｜_３ ^１１）との領域のドットで示され、連結情報は、（₁｜_２ ^１１）と（₁｜_１ ^１１）との領域のドットで示されている（図５４参照）。

連結ブロック番号については、図４２等で説明したブロック連結番号と同じであるので説明は省略する。

連結情報とは、ブロック同士の連結が上下左右のいずれにあるかを示す情報である。たとえば、（₁｜_２ ^１１）のドットの値は左右の連結を意味しており、（₁｜_１ ^１１）のドットの値は上下の連結を意味している。

図５４において、（₁｜_２ ^１１）は「００」であるので左右方向のブロックとは連結していないことを意味している。もし、「１０」であれば左のブロックと連結しており、「０１」であれば右のブロックと連結しており、「１１」であれば左右の双方のブロックと連結していることを意味する。

また、（₁｜_１ ^１１）において、「１０」であるので下のブロックに連結していることを意味している。もし、「００」であれば上下のいずれのブロックにも連結していないことを意味し、「０１」であれば上のブロックに連結していることを意味し、「１１」であれば上下双方のブロックに連結していることを意味する。

この結果、左上の（₁｜_１ ^１１）〜（₁｜_１６ ^１１）のブロックは下のブロック（図中左下のブロック）とのみ連結していることがわかり、左下の（_２｜_１ ^１１）〜（_２｜_１６ ^１１）のブロックは上のブロック（図中左上のブロック）と右のブロック（図中右下のブロック）と連結していることがわかる。

また、右下の（_３｜_１ ^１１）〜（_３｜_１６ ^１１）のブロックは左のブロック（図中左下のブロック）とのみ連結していることがわかる。

そして各ブロックの連結ブロック番号より、左上のブロックが０番目（１個目）、左下のブロックが1番目（２個目）、右下のブロックが２番目（３個目）のブロックであることがわかる。

図５６〜図５８は、ＧＲＩＤ1によるドットパターンでの差分サーチ法でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図５６は、各ドットの配置を説明したもの、図５７はそれに対応したドットの意味を示したもの、図５８は具体的なドットパターンを示したものである。

この例では、差分法によって連結ブロック番号と連結情報とが定義されている。各差分値による連結ブロック番号と、連結情報との値は図５７に示した通りである。

図５９〜図６１は、ＧＲＩＤ２（図７〜図１１で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでの差分サーチ法でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図５９は、各ドットの配置を説明したもの、図６０はそれに対応したドットの意味を示したもの、図６１は具体的なドットパターンを示したものである。

図５９（ａ）と同図（ｂ）は連結されている図であるが説明の便宜上分割した。なお、ダイレクトスキャン方式については図４１〜図４３で説明したので省略する。

図６２〜図６４は、ＧＲＩＤ２（図７〜図１１で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでの差分スキャン方式でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図６２（ａ）および（ｂ）は、各ドットの配置を説明したもの、図６３はそれに対応したドットの意味を示したもの、図６４は具体的なドットパターンを示したものである。

なお、差分スキャン方式については、図４４〜図４６で説明したので省略する。

図６５〜図６７は、ＧＲＩＤ２（図７〜図１１で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでのダイレクトスパイラル方式でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図６５は、各ドットの配置を説明したもの、図６６はそれに対応したドットの意味を示したもの、図６７は具体的なドットパターンを示したものである。

なお、ダイレクトスパイラル方式については、図４７〜図４９で説明したので省略する。

図６８〜図７０は、ＧＲＩＤ２（図７〜図１１で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでの差分スパイラル方式でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図６８は、各ドットの配置を説明したもの、図６９はそれに対応したドットの意味を示したもの、図７０は具体的なドットパターンを示したものである。

なお、差分スパイラル方式については、図５０〜図５２で説明したので省略する。

図７１〜図７３は、ＧＲＩＤ２（図７〜図１１で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでのダイレクトサーチ方式でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図７１は、各ドットの配置を説明したもの、図７２はそれに対応したドットの意味を示したもの、図７３は具体的なドットパターンを示したものである。

なお、ダイレクトサーチ方式については、図５３〜図５５で説明したので省略する。

図７４〜図７６は、ＧＲＩＤ２（図７〜図１１で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでの差分サーチ方式でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図７４は、各ドットの配置を説明したもの、図７５はそれに対応したドットの意味を示したもの、図７６は具体的なドットパターンを示したものである。

なお、差分サーチ方式については、図５６〜図５８で説明したので省略する。

図７７〜図７９は、ＧＲＩＤ３（図１２〜図１６で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでのダイレクトスキャン方式でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図７７（ａ）および（ｂ）は、各ドットの配置を説明したもの、図７８はそれに対応したドットの意味を示したもの、図７９は具体的なドットパターンを示したものである。

図８０〜図８２は、ＧＲＩＤ３（図１２〜図１６で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでの差分スキャン方式でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図８０（ａ）および（ｂ）は、各ドットの配置を説明したもの、図８１はそれに対応したドットの意味を示したもの、図８２は具体的なドットパターンを示したものである。

図８３〜図８５は、ＧＲＩＤ３（図１２〜図１６で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでのダイレクトスパイラル方式でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図８３は、各ドットの配置を説明したもの、図８４はそれに対応したドットの意味を示したもの、図８５は具体的なドットパターンを示したものである。

図８６〜図８８は、ＧＲＩＤ３（図１２〜図１６で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでの差分スパイラル方式でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図８６は、各ドットの配置を説明したもの、図８７はそれに対応したドットの意味を示したもの、図８８は具体的なドットパターンを示したものである。

図８９〜図９３は、ＧＲＩＤ３（図１２〜図１６で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでのダイレクトサーチ方式でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図８９は、各ドットの配置を説明したもの、図９２はそれに対応したドットの意味を示したもの、図９３は具体的なドットパターンを示したものである。

図９０は、ドットの位置とブロックの連結方向の意味を示している。また、図９１はブロックの配置を説明している。

図９４〜図９８は、ＧＲＩＤ３（図１２〜図１６で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでの差分サーチ方式でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図９４は、各ドットの配置を説明したもの、図９７はそれに対応したドットの意味を示したもの、図９８は具体的なドットパターンを示したものである。

図９５は、ドットの位置とブロックの連結方向の意味を示している。また、図９６はブロックの配置を説明している。

図９９〜図１０１は、ＧＲＩＤ４（図１７〜図２２で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでのダイレクトスキャン方式でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図９９は、各ドットの配置を説明したもの、図１００はそれに対応したドットの意味を示したもの、図１０１は具体的なドットパターンを示したものである。

図１０２〜図１０４は、ＧＲＩＤ４（図１７〜図２２で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでの差分スキャン方式でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図１０２は、各ドットの配置を説明したもの、図１０３はそれに対応したドットの意味を示したもの、図１０４は具体的なドットパターンを示したものである。

図１０５〜図１０７は、ＧＲＩＤ４（図１７〜図２２で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでのダイレクトスパイラル方式でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図１０５は、各ドットの配置を説明したもの、図１０６はそれに対応したドットの意味を示したもの、図１０７は具体的なドットパターンを示したものである。

図１０８〜図１１０は、ＧＲＩＤ４（図１７〜図２２で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでの差分スパイラル方式でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図１０８は、各ドットの配置を説明したもの、図１０９はそれに対応したドットの意味を示したもの、図１１０は具体的なドットパターンを示したものである。

図１１１〜図１１３は、ＧＲＩＤ４（図１７〜図２２で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでのダイレクトサーチ方式でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図１１１は、各ドットの配置を説明したもの、図１１２はそれに対応したドットの意味を示したもの、図１１３は具体的なドットパターンを示したものである。

図１１４〜図１１６は、ＧＲＩＤ４（図１７〜図２２で説明したドットアルゴリズム）によるドットパターンでの差分サーチ方式でブロック連結が定義されている場合のドットパターンを説明している。

ここで図１１４は、各ドットの配置を説明したもの、図１１５はそれに対応したドットの意味を示したもの、図１１６は具体的なドットパターンを示したものである。

本発明の実施形態であるＧＲＩＤ1のドットパターンを示す図である。ＧＲＩＤ1の情報の定義を示す図（１）である。ＧＲＩＤ1のブロックの読取順を示す図（１）である。ＧＲＩＤ1の情報の定義を示す図（２）である。ＧＲＩＤ1の情報の定義を示す図（３）である。ＧＲＩＤ1のブロックの読取順を示す図（２）である。ＧＲＩＤ２のドットパターンを示す図である。ＧＲＩＤ２のドットパターンの情報を定義する図（１）である。ＧＲＩＤ２のドットパターンの情報を定義する図（２）である。ＧＲＩＤ２のドットパターンの情報を定義する図（３）である。ＧＲＩＤ２のセキュリティテーブルの内容を示す図である。ＧＲＩＤ３を説明するための図（1）である。ＧＲＩＤ３を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ３を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ３を説明するための図（４）である。ＧＲＩＤ３を説明するための図（５）である。ＧＲＩＤ４を説明するための図（1）である。ＧＲＩＤ４を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ４を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ４を説明するための図（４）である。ＧＲＩＤ４を説明するための図（５）である。ＧＲＩＤ４を説明するための図（６）である。ブロックの連結態様を説明するための図（1）である。ブロックの連結態様を説明するための図（２）である。ブロックの連結態様を説明するための図（３）である。ブロックの連結態様を説明するための図（４）である。ブロックの連結態様を説明するための図（５）である。ブロックの連結態様を説明するための図（６）である。ブロックの連結態様を説明するための図（７）である。ブロックの連結態様を説明するための図（８）である。ブロックの連結態様を説明するための図（９）である。ブロックの連結態様を説明するための図（１０）である。ブロックの連結態様を説明するための図（１１）である。ブロックの連結態様を説明するための図（１２）である。ブロックの連結態様を説明するための図（１３）である。ブロックの連結態様を説明するための図（１４）である。ブロックの連結態様を説明するための図（１５）である。ブロックの連結態様を説明するための図（１６）である。ブロックの連結態様を説明するための図（１７）である。ブロック順位テーブルの内容を示す図である。ＧＲＩＤ1のダイレクトスキャン方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ1のダイレクトスキャン方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ1のダイレクトスキャン方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ1の差分スキャン方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ1の差分スキャン方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ1の差分スキャン方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ1のダイレクトスパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ1のダイレクトスパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ1のダイレクトスパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ1の差分スパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ1の差分スパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ1の差分スパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ1のダイレクトサーチ方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ1のダイレクトサーチ方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ1のダイレクトサーチ方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ1の差分サーチ方式によるブロック連結を説明するための図（1）である。ＧＲＩＤ1の差分サーチ方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ1の差分サーチ方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ２のダイレクトスキャン方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ２のダイレクトスキャン方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ２のダイレクトスキャン方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ２の差分スキャン方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ２の差分スキャン方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ２の差分スキャン方式によるブロック連結を説明するための図（４）である。ＧＲＩＤ２のダイレクトスパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ２のダイレクトスパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ２のダイレクトスパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ２の差分スパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ２の差分スパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ２の差分スパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ２のダイレクトサーチ方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ２のダイレクトサーチ方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ２のダイレクトサーチ方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ２の差分サーチ方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ２の差分サーチ方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ２の差分サーチ方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ３のダイレクトスキャン方式によるブロック連結を説明するための図（1）である。ＧＲＩＤ３のダイレクトスキャン方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ３のダイレクトスキャン方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ３の差分スキャン方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ３の差分スキャン方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ３の差分スキャン方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ３のダイレクトスパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ３のダイレクトスパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ３のダイレクトスパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ３の差分スパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ３の差分スパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ３の差分スパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ３のダイレクトサーチ方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ３のダイレクトサーチ方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ３のダイレクトサーチ方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ３のダイレクトサーチ方式によるブロック連結を説明するための図（４）である。ＧＲＩＤ３のダイレクトサーチ方式によるブロック連結を説明するための図（５）である。ＧＲＩＤ３の差分サーチ方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ３の差分サーチ方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ３の差分サーチ方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ３の差分サーチ方式によるブロック連結を説明するための図（４）である。ＧＲＩＤ３の差分サーチ方式によるブロック連結を説明するための図（５）である。ＧＲＩＤ４のダイレクトスキャン方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ４のダイレクトスキャン方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ４のダイレクトスキャン方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ４の差分スキャン方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ４の差分スキャン方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ４の差分スキャン方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ４のダイレクトスパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ４のダイレクトスパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ４のダイレクトスパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ４の差分スパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ４の差分スパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ４の差分スパイラル方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ４のダイレクトサーチ方式によるブロック連結を説明するための図（１）である。ＧＲＩＤ４のダイレクトサーチ方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ４のダイレクトサーチ方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。ＧＲＩＤ４の差分サーチ方式によるブロック連結を説明するための図（1）である。ＧＲＩＤ４の差分サーチ方式によるブロック連結を説明するための図（２）である。ＧＲＩＤ４の差分サーチ方式によるブロック連結を説明するための図（３）である。

本発明は、可変長の情報を記録することが可能なドットパターンに利用できる。

Claims

印刷物の媒体面に、任意の矩形領域をドットによって情報を定義するブロックとし、
該ブロックが上下左右の任意の方向に連続的に連結されて一連の情報のまとまりを意味しており、
そのブロックを複数連結するための連結情報をブロック内の所定領域にドットによって定義しているドットパターンを生成するとともに、
前記ドットパターンを構成する前記ブロック群を光学読取手段によって撮像し、該撮像データから情報を再生するドットパターンを用いた情報入出力方法。
前記連結情報は、少なくともブロックの連結順序を定義したものであることを特徴とする請求項１記載のドットパターンを用いた情報入出力方法。
前記連結情報は、連結されたブロック総数を含むことを特徴とする請求項２記載のドットパターンを用いた情報入出力方法。
前記連結情報は、ブロックの連結方向を含むことを特徴とする請求項２記載のドットパターンを用いた情報入出力方法。
前記一連の情報のまとまりを意味するブロック群は、前記連結情報に基づいて各ブロックが配置されたものであり、同一のブロック群が縦横方向に少なくとも２以上隣接して配置された請求項１記載のドットパターンを用いた情報入出力方法。
前記光学読取手段は、少なくともブロック総数とブロック順序とからなる連結情報を有する所定のブロックを読み取って、
前記光学読取手段の記憶手段に前記ブロック順位に対応した読取フラグがブロック総数分だけ設定された読取テーブルを生成し、
前記光学読取手段は、前記所定のブロックを中心として周辺のブロックを読み取っていき、前記読取テーブルのフラグを変化させることで一連の情報のまとまりを意味するブロック群の読取を完了したことを認識することを特徴とする請求項1記載のドットパターンを用いた情報入出力方法。
前記一連の情報のまとまりを意味するブロック群は前記連結情報に基づいて帯状に長手方向に連結して配置されていることを特徴とする請求項１記載のドットパターンを用いた情報入出力方法。
前記ブロック群は前記連結情報に基づいて、幅方向にも連結して配置されていることを特徴とする請求項７記載のドットパターンを用いた情報入出力方法。
前記ブロック群は前記連結情報に基づいて、前記幅方向にも連結しながら帯状の長手方向に連結しており、このようなブロック群が並列に配置されていることを特徴とする請求項８記載のドットパターンを用いた情報入出力方法。
前記光学読取手段は、少なくとも所定のブロックの連結情報を読み取って、
前記光学読取手段の記憶手段に前記ブロック順位に対応した読取フラグがブロック総数分だけ設定された読取テーブルを生成し、
前記光学読取手段は、前記所定のブロックを始点として帯状方向にブロックを読み取っていき、前記読取テーブルのフラグを変化させることで一連の情報のまとまりを意味するブロック群の読取を完了するまで、前記光学読取手段の指示手段に帯状方向への走査動作を指示することを特徴とするドットパターンを用いた請求項1〜９のいずれかに記載の情報入出力方法。
前記ブロックが上下左右の任意の方向に不規則に連結されて一連の情報のまとまりを意味しており、
そのブロック毎の連結方向と連結順序とが連結情報としてブロック内の所定領域にドットパターンによって定義されており、前記光学読取手段は、前記連結情報を読み取ると、読取走査方向を指示手段でユーザに指示するドットパターンを用いた請求項1〜１０のいずれかに記載の情報入出力方法。
前記ブロックの少なくとも１個はドットパターンが意味をなさないダミーブロックであることを特徴とする請求項1〜１１のいずれかに記載のドットパターンを用いた情報入出力方法。