(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気情報および光学情報を読み取る読み取り装置であって、前記読み取り装置は読み取り素子を備え、前記読み取り素子は、重複した磁気識別特徴および光学識別特徴を読み取るように構成された磁気光学基板を備え、前記磁気光学基板は、少なくとも部分的に光学的に透明である、読み取り装置。
【請求項２】
前記磁気光学基板は層構成を備え、前記層構成は、
光学的に透明な基板と、
第１の被膜層と、
第２の被膜層と
を含む、請求項１に記載の読み取り装置。
【請求項３】
前記第２の被膜層は、部分的に光学的に透明であり、かつ部分的に反射性を有する、請求項２に記載の読み取り装置。
【請求項４】
前記第２の被膜層は、光のうちの少なくとも一部を反射し、前記光は単色性である、請求項３に記載の読み取り装置。
【請求項５】
前記第２の被膜層はダイクロイックミラーを備える、請求項３に記載の読み取り装置。
【請求項６】
前記第２の被膜層は誘電ミラーを備える、請求項３に記載の読み取り装置。
【請求項７】
前記第２の被膜層は、反射性を変更させるように構成される、請求項２に記載の読み取り装置。
【請求項８】
前記第２の被膜層は切り替え可能ミラーである、請求項７に記載の読み取り装置。
【請求項９】
前記反射性は、偏光性および波長性からなる群から選択される、請求項７に記載の読み取り装置。
【請求項１０】
前記読み取り装置は、前記磁気識別特徴と共に磁場を誘導する交流電流を生成するように構成される、請求項１に記載の読み取り装置。
【請求項１１】
前記読み取り装置は、導電コイルを備える、請求項１０に記載の読み取り装置。
【請求項１２】
前記読み取り装置は、前記磁気識別特徴のそれぞれに対して略均一の磁場を生成するように構成される１つまたは複数の磁石を備える、請求項１に記載の読み取り装置。
【請求項１３】
前記読み取り装置は、少なくとも２つの単色光信号を生成するように構成された光源を備え、前記少なくとも２つの単色光信号は、前記光学識別特徴の画像または前記磁気識別特徴の画像を生成可能な波長のものである、請求項１に記載の読み取り装置。
【請求項１４】
前記少なくとも２つの単色信号のうちの一方は、偏光レンズを透過する、請求項１３に記載の読み取り装置。
【請求項１５】
前記読み取り装置は、前記光学識別特徴の画像および前記磁気識別特徴の画像に基づいて、画像を生成するように構成される、請求項１４に記載の読み取り装置。
【請求項１６】
前記読み取り装置は、２つ以上の光源を備え、第１の光源は、前記光学識別特徴の画像を生成可能な単色光信号を生成するように構成され、第２の光源は、前記磁気識別特徴の画像を生成可能な単色光信号を生成するように構成される、請求項１に記載の読み取り装置。
【請求項１７】
前記単色光信号のうちの少なくとも１つは、偏光レンズを透過する、請求項１６に記載の読み取り装置。
【請求項１８】
前記読み取り装置は、前記光学識別特徴の画像および前記磁気識別特徴の画像に基づいて、画像を生成するように構成される、請求項１７に記載の読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００９年７月９日に米国特許商標庁に出願された米国仮特許出願第６１／２２４，１２８号明細書を参照し、その優先権の利益を主張するものである。上記米国仮特許出願第６１／２２４，１２８号明細書の内容を参照により本明細書に援用する。
【０００２】
本発明の実施形態は、読み取り装置の分野に関する。例として、本発明の実施形態は、識別されるように構成されたタグまたは物体を識別することができる読み取り装置、それに関連する方法、およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
最近、識別目的での磁場の使用が非常に広範囲に広がり、活発になった。これは、磁気パターンまたは磁性粒子を識別手段として利用する無数の保護物品に見られる。いくつかの例としては、通常、磁気インクまたは磁気ストリップを使用して、暗号化されたセキュリティ情報を記憶する、小切手、クレジットカード、またはチケット等のセキュリティ文書が挙げられる。他の例としては、磁性粒子を使用して、磁気指紋として機能するランダム配列を作成する偽造防止タグが挙げられる。さらに、磁気バーコードおよび磁気パターンも、磁気セキュリティ機能として人気を得つつある。
【０００４】
磁場を識別に使用することは、素早く確実に読み取ることができる手頃な形態の不可視の識別であるため、人気である。それに加えて、磁場を使用する識別タグは一般に、磁場が磁性材料に固有の特徴であるため、機能するためにいかなる電力の追加も必要としない。
【０００５】
しかし、セキュリティ機能分野での磁場を検出する手段は、非常に制限されてきている。大半の磁気保護物体、特にセキュリティカードおよび文書は一般に、物体の磁気面をスロットに通して、磁気信号を得ることを含む検出手段を採用している。そのようなスワイプ用途では、一般に、読み取り中の情報のトラックが意図されるトラックであることを保証するために、読み取り中の物品とリーダとの間に物理的なガイドを有する必要がある。機械的なスワイプ動作も、セキュア化された物体およびリーダセンサまたはガイドの両方を徐々に摩耗させる恐れがあると共に、残骸をガイド内に取り込ませ、引っ掻きをセキュア化された物体に生じさせる恐れがある。分解能が、高分解能の読み取りを必要とし、読み取り中のトラックが薄い場合、正しく読み取るために、非常に正確に位置合わせをする必要があり得る。それにも関わらず、セキュリティ度を増大させるには、磁場信号の分解能を微細レベルにする必要があることが多い。これは、改良されたユーザ使用性を有する新しい高分解能エリア検出手段の開発を促す。
【０００６】
高分解能検出方法の一例は、磁気光学検出である。磁気光学ディスクおよび同様のデータ記憶装置の場合、磁気光学検出は、磁気光学ディスクの反射面から偏光を反射させることにより達成される。反射光の偏光は、反射面での、または反射面の周囲での磁場の存在により変わる（一般に、偏光のこの回転は、磁気光学カー効果によるものである）。偏光の変更を測定することにより、検出器は、反射面での磁場強度の測定値を得ることができる。このシステムは、ディスクのフォームファクタ（平坦であり丸い）およびディスクが曝される一般に良好な環境により、上手く機能する。しかし、セキュリティラベルおよびマークは、耐用年数中にひどい引っ掻きおよび他の過酷な状況に曝され得る。したがって、セキュリティラベルおよびマークの場合、読み取り中の基板（例えば、ラベル）が平坦で清潔な鏡面仕上げの反射面を含む必要がある読み取り方法を使用することは、常に実用的である訳ではない。
【０００７】
都合のよいことに、磁気光学検出に対する代替の装置が存在する。一解決策は、読み取り装置自体の一部分として反射面を有し、それにより、装置内で内部的に光を反射することである。基板からの磁場が装置内の反射面から反射される光に影響を及ぼすことができるように、反射面を読み取るべき基板に密接に接触させる。これは、読み取り中の基板が、平坦な鏡面を有するという制約から解放されることを意味する。
【０００８】
内部反射磁気光学リーダは、記憶装置の分野で使用するために多くのグループにより開発されたが、識別目的での使用は非常に限られている。磁気光学リーダのいくつかの例について以下に詳述する。
【０００９】
米国特許第３，５１２，８６６号明細書には、磁気光学ハンドビューアが開示されている。このハンドビューアは特に、磁気光学原理を使用して、磁気テープ等の磁気媒体内の磁気状態の視覚表現を提供するように動作するように構築された装置に関連する。このハンドビューアは、カーおよびファラデーの磁気光学効果を使用して視覚表現を提供する。カー磁気光学効果は、磁性面から反射された光線の偏光の主方向の回転を生み出す。ファラデー磁気光学効果は、磁気媒体を通る光線の偏光の主方向の回転を生み出す。この磁気光学ハンドビューアは、カーおよびファラデーの磁気光学効果の組み合わせを使用して、光線の最大の振幅回転を提供する。
【００１０】
米国特許第５，７４２，０３６号明細書には、磁気光学撮像技法を使用して機械可読マトリックスシンボルをマーキングし、捕捉し、復号化する方法が開示されている。この特許は、磁化可能材料の追加により基板材料上の機械可読マトリックスシンボルマーキングを強化すること、そして後に、マトリックスシンボルマーキングに関連する磁性を利用して、磁気光学読み取り装置を使用してマーキングを読み取ることを含む。しかし、この特許に記載される方法は主に、Ｖｅｒｉｃｏｄｅ（登録商標）または粘性磁気化合物を堆積させることにより作られる他の機械可読マトリックスシンボルの検出を扱う。さらに、この特許には、磁気偽造防止シンボルの検出が記載されるが、非シンボル用途で磁気光学を使用すること、例えば、散乱磁性粒子に固有のランダム性の撮像に磁気光学を使用することが考慮されていない。換言すれば、この特許の磁気光学リーダは、磁性粒子で書かれたシンボルを認識するが、個々の粒子を読み取らず、固定領域内のランダム位置を、その領域が微細分解能で繰り返し不可能なパターンを有するように考えない。
【００１１】
米国特許第５，９２０，５３８号明細書には、記憶されているデータを読み取る磁気光学読み取り方法、磁気光学読み取りヘッド、およびその製造方法が開示されている。この特許には、波長を有する照明光源と併せて使用される、磁気的に記憶されたデータを読み取る磁気光学読み取りヘッドが記載されている。この磁気光学読み取りヘッドは、磁気記憶媒体に面するように構成された表面を有する光学的に透明な基板と、ファラデー係数θＦを有し、上記基板の上記表面上に配置され、上記磁気記憶媒体に面するように構成されたファラデー効果回転子表面を有する、光学的に透明なファラデー効果回転子と、カー係数θＫを有し、上記ファラデー回転子表面上に配置される光学反射性カー効果回転子とを備え、θＫおよびθＦは、上記照明光の上記波長で同じ演算符号を有する。
【００１２】
偽造防止技術の分野では、保護強化のために技術の組み合わせ、例えば、磁気データおよび光学データの両方の読み取りを使用することがかなり有利なことも分かっている。光学変換器と磁気変換器とを組み合わせたいくつかの例を、以下に詳述する。
【００１３】
米国特許第３，６１２，８３５号明細書には、テストまたは読み取られる物品、例えば、紙幣または可視マークおよび磁気マークの両方を有する他の文書、読み取られるデータ記録テープ等の情報担持媒体、またはこれらと同様のものの光学的属性および磁気的属性の両方を感知する光学および磁気の結合変換器が開示されている。変換器は、ヘッドの磁芯の極を隔てる透明ギャップを有する磁気感知ヘッドと、ギャップと位置合わせされてヘッドに配置される光電素子とを備える。ヘッド外部で、物品の一側面がギャップの極に接触するか、またはその近傍にくると、物品は光源により照明され、それにより、物品の磁気的属性および光学的属性の両方を、物品と変換器とが相対移動する間に同時に検出することができる。
【００１４】
米国特許第３，８７６，９８１号明細書には、磁気インクでプリントされた文字を認識する文字認識システムおよび方法であって、磁気変換器および光学変換器の両方を使用して文字を感知することにより、認識が強化される、文字認識システムおよび方法が開示されている。磁気変換器出力信号から導出された少なくとも１つの信号が、認識段階時に、または認識段階前に、光学変換器出力信号から導出された少なくとも１つの信号と結合される。
【００１５】
米国特許第６，７４５，９４２号明細書には、磁気光学センサを通して光を反射器に向ける偏光光源を含む筐体を有する磁気シンボルリーダであって、反射器は、光を再び磁気光学センサを通し、次に少なくとも１つの解析器を通して少なくとも１つのカメラに反射する、磁気シンボルリーダが開示されている。ビューファインダにより、ユーザは、イメージが検出された場合、カメラからのイメージをプロセッサにより処理して、シンボルに関連する情報を外部ソースに出力するように、プロセッサが可能な場合には第２のカメラに結合されている間、ビューファインダカメラに見えているように磁気光学センサ上のイメージを監視することができる。解析器および偏光光源は、センサにより検出されたイメージのコントラストを提供する。磁気光学センサ近傍に配置されたバイアスコイルまたは消去コイルが、センサ上のイメージの解像度を上げるか、または消去することができる。
【００１６】
磁気可読識別の初期の使用の１つを、米国特許第３，７５５，７３０号明細書に見出すことができる。米国特許第３，７５５，７３０号明細書には、塗料等の不透明保護層で隠された複数の磁化可能な識別表示を有する乗り物、家電、または器具が開示されている。この表示は、磁気リーダの使用により読み取ることができる。
【００１７】
別の例が、ＰＣＴ国際公開第２００４／０１３７３５号パンフレットに開示されている。この公開出願には、品物に塗布される材料のマークを提供するシステムおよび関連する方法が開示されている。一実施形態では、磁性材料が所定のパターンで塗布される。構造化パターンにわたり１つの向きで磁性材料を蓄積することにより、自動的に感知可能な値を提供することができる。磁気的に読み取り可能な材料は、所定の繰り返し可能なパターンとして提供することができ、磁性材料は、少なくとも１０，０００〜１００ドット／インチの範囲の分解能で表面に塗布される。
【００１８】
文書および製品上の繰り返し可能な磁気パターンについてのさらなる従来技術について以下に説明する。
【００１９】
米国特許第３，８７８，３６７号明細書には、磁気異方性を有する均一に分布した磁化可能材料を含む磁気記録層を有するセキュリティ文書であって、複数の選択された位置における材料が、参照位置に対して異なるように物理的に位置合わせされて、文書の認証に有用なコードパターン等の磁気的に検出可能な永久固定された情報パターンを提供する、セキュリティ文書が開示されている。
【００２０】
米国特許第４，０８１，１３２号明細書には、担持体および一方が他方に重なった２層の磁化可能材料を有するセキュリティ文書であって、担持体および層がすべて一緒に接合された、セキュリティ文書が開示されている。一方の層は、情報記録用であり、他方の層は、検証目的で検査できる磁気構造を有する。この特許には、構造化層を作る好ましい方法が、磁化可能材料を堆積させて、構造の形態の情報層上の記録からの磁場の影響内に層を形成することであることが開示されている。記録は、構造化層が形成された場合に消去される。セキュリティ文書はクレジットカード、紙幣、または他の有価値紙であり得る。
【００２１】
米国特許第３，８０３，６３４号明細書には、１つまたは複数の孔が磁気パターンプリント用マスタ磁気媒体のベース板に形成され、例示的に永久磁石で形成される１つまたは複数の磁化素子が、端面がベース板の表面から小さな距離だけ突出した状態で孔内に配置される、磁気プリント装置および方法が開示されている。コピー用スレーブ磁気媒体の磁性膜の表面は、磁化素子の端面に接触し、外部磁場が接触部分に印加される。所望の磁気パターンが、磁化素子の配列またはコピー用スレーブ磁気媒体に対する上記磁化素子の相対移動により、形成され、その結果、上記磁気パターンは、スレーブ磁気媒体の磁性膜上にコピーされる。
【００２２】
米国特許第４，１８３，９８９号明細書には、少なくとも２つの機械検証可能なセキュリティ機能を有するセキュリティ装置、例えば、ストリップ、糸、またはプランシェット（ｐｌａｎｃｈｅｔｔｅ）を含むセキュリティ紙であって、セキュリティ機能のうちの１つが磁性材料であり、装置上に所定のパターンで磁気的に符号化またはプリントすることができ、セキュリティ機能のうちの第２の特徴は、Ｘ線吸収剤または金属等の発光材料である、セキュリティ紙が開示されている。
【００２３】
米国特許第３，７０１，１６５号明細書には、磁気検出装置で検出可能な物質を保持するマークまたは縫い目を有する衣服が開示されている。衣服部分上で磁化された物質が、衣服製作プロセス中に検出された場合、縫い目の検出に応答して、続く衣服製作ステップが実施される。
【００２４】
米国特許第４，１８０，２０７号明細書には、セキュア文書が開示されており、支持体に固定して取り付けられることにより生成され、本体は、セキュリティ機能を有すると共に、目に情報を伝達する形状を有する。例えば、本体は、文字、数、およびそれらと同様のものの開口部を有する磁化可能材料の層である。文書は、磁気検査装置および光学検査装置の両方により検査して、変更が行われていないことを照合確認することができる。セキュア文書を作成する方法および検査装置も記載されている。セキュリティ機能は、材料内に固定された磁気異方性パターンであり得る。
【００２５】
米国特許第３，７５５，７３０号明細書には、塗料等の不透明保護層で隠された複数の磁化可能な識別表示を有する乗り物、家電、または器具が開示されている。この表示は、磁気リーダの使用により読み取ることができる。
【００２６】
好ましい偽造防止磁気指紋を作成する際、磁性粒子を特定の様式で位置合わせして、区別可能な信号を与える必要がある。一手法が、米国特許出願公開第２００６００８１１５１号明細書に開示されている。この特許出願には、凹板印刷で使用されるようなペースト様のインクを使用してプリントする方法および装置であって、インクが、薄膜光学可変フレークまたは回折フレーク等の特殊なフレークを含む、方法および装置が開示されている。この特許出願には、インク内のフレークの位置合わせ中にインクの粘度を一時的に低減させる熱源等のエネルギー源を有する装置も開示されている。
【００２７】
同様の方法を米国特許第７，０４７，８８３号明細書にも見出すことができる。米国特許第７，０４７，８８３号明細書には、インク溶剤または塗料溶剤等の担体内で磁性フレークを位置合わせして、高速線形プリント動作で光学可変イメージを作成する装置および関連する方法が開示されている。イメージは、紙幣等の高価値文書上にセキュリティ機能を提供することができる。インク内の磁性フレークは、線形プリント動作中に磁石を使用して位置合わせされる。磁気顔料フレークを選択された向きにすることにより、装飾用途またはセキュリティ用途で有用な様々な錯覚に基づく光学効果を達成することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
しかし、識別されるように構成されたタグまたは物体を識別する、十分な検証セキュリティを提供する、すなわち、識別の信頼性が十分に高い読み取り装置、システム、および方法がやはり必要とされている。
【００２９】
本発明の目的は、そのような読み取り装置、システム、および方法を提供することである。この目的および他は、各独立クレームにより定義される読み取り装置、方法、およびシステムにより解決される。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の実施形態では、磁気情報および光学情報を読み取り可能な読み取り装置が提供される。この読み取り装置は読み取り素子を含み、読み取り素子は、重複した磁気識別特徴および光学識別特徴を読み取るように構成された磁気光学基板を備え、磁気光学基板は、少なくとも部分的に透明である。本明細書では、タグまたは物体に対する識別特徴の位置を説明するために、前置詞「内（ｉｎ）」または「上（ｏｎ）」が使用される場合、その他の前置詞の使用も考慮する（例えば、「タグ内」は、「タグ上」としても考慮されるべきであり、この逆も同様である）ことに留意する。読み取り装置は、第１の識別特徴セットの読み取りから生成される第１の信号および第２の識別特徴セットの読み取りから生成される第２の信号が、独立して使用されて、タグまたは物体を識別する第１のシグネチャ（署名）および第２のシグネチャを導出するように構成される。
【００３１】
さらなる実施形態では、磁気光学基板は、層構成を備え、層構成は、光学的に透明な基板と、第１の被膜層と、第２の被膜層とを含む。磁気光学基板は、保護層をさらに備える。
【００３２】
さらなる実施形態では、第２の被膜層は、部分的に透明であり、部分的に反射性を有する。第２の被膜層は、光のうちの少なくとも一部を反射することができ、光は単色性である。本明細書では、「単色」光源は、厳密な単色（すなわち、一色）光源を指すのみならず、白色ではなく（すなわち、少なくとも一色または波長帯を実質的に除外するソース）、定義された波長範囲内の電磁放射線を発する任意の光源を含むものとも見なされ、例えば、４５０ｎｍ〜４９５ｎｍの波長の光を発する光源は、通常、単色性青色光源とみなされるのに対して、単色性緑色光源は通常、４９５ｎｍ〜５７０ｎｍを発すると見なされる。（事前に）定義された波長範囲内の放射線を発する場合に単色性であるというこの定義に従い、例えば、青および緑からなり、４５０ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲で光源から発せられるシアン光も、単色光としてみなされる。別の例として、本明細書では、用語「単色性」は、従来のスペクトル色に限定されず、任意の種類の適した事前定義された波長範囲を含むこともでき、本明細書では、例えば、６００ｎｍ〜７５０ｎｍは「単色」光源と見なされる。第２の被膜層は、ダイクロイックミラーまたは誘電ミラーを備え得る。第２の被膜層は、反射性を変更するようにも構成し得る。一実施形態では、第２の被膜層は、切り替え可能ミラーである。
【００３３】
さらなる実施形態では、第２の被膜層は、少なくとも２つの領域を備え、第１の領域は、光学識別特徴を読み取るためのものであり、第２の領域は、磁気識別特徴を読み取るためのものであり、パターニングされた第２の被膜層は、第１の領域と第２の領域とが交互になったアレイに配置された複数の第１および第２の領域を備える。
【００３４】
さらなる実施形態では、読み取り装置は、磁気識別特徴と共に磁場を誘導する交流電流を生成するように構成される。さらなる実施形態では、読み取り装置は、磁気識別特徴の領域内に磁場を生成するように構成される１つまたは複数の磁石を備える（これらの磁石は、例えば、永久磁石またはソレノイド磁石であることができる）。
【００３５】
さらなる実施形態では、読み取り装置は、少なくとも２つの単色光信号を生成するように構成される１つまたは複数の光源を備え、２つの単色光信号のうちの少なくとも一方は、光学識別特徴の画像を生成可能な波長のものであり、少なくとも他方は、磁気識別特徴の画像を生成可能な波長のものである。少なくとも２つの単色信号のうちの１つは、偏光子を透過し得る。本明細書では、「波長」は、厳密に単一波長の光に限定されず、それに代えて、適宜、波長の範囲も含むことが理解される（例えば、「波長」は、６２０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長範囲を指すこともできる）。本明細書では、「偏光された」および「偏光子」等の用語は一般に、線形偏光を指すが、適切な場合、円偏光等の他の形態の偏光も含む。
【００３６】
さらなる実施形態では、読み取り素子は、磁気光学基板を第１の識別特徴セットの領域上に位置決めする係合要素を備える。係合要素は磁気光学基板を実質的に囲む。係合要素は本質的に、タグまたは物体の係合トラックを相補する形状であり、それにより、相互ロック手段を形成する。係合要素は、キャビティまたは溝として形成することができ、溝は、少なくとも約５０マイクロメートル、少なくとも約１５０マイクロメートル、少なくとも約２００マイクロメートル、または少なくとも２５０マイクロメートルの高さを有する。係合要素は、突起としても形成してもよい。突起は、少なくとも約５０マイクロメートル、少なくとも約１５０マイクロメートル、少なくとも約２００マイクロメートル、または少なくとも２５０マイクロメートルの高さを有する。係合要素は、円形または多角形の断面を有する。
【００３７】
さらなる実施形態では、少なくとも読み取り素子は、識別すべきタグまたは物体に接触した場合、識別すべきタグまたは物体に適合するように構成される。読み取り素子は、少なくとも読み取り素子が、識別すべきタグまたは物体に接触した場合、識別すべきタグまたは物体への適合を促進する適合要素を備える。適合要素は、少なくとも１つのバネ、スポンジ、吸引システム、油圧システム、空気圧システムを含む。適合要素は、読み取り中、少なくとも読み取り素子を読み取るべきエリアに押し付け、適合要素は、読み取り装置を落とした場合、または読み取り装置が固い表面に当てられる場合、読み取り素子の表面を破損から保護するように構成される。適合要素は、読み取り素子が押された場合、読み取り素子が係合要素の高さよりも下に沈むことができるようにも設計される。読み取り素子は、使用されない場合、係合要素の高さよりも下に収容されるが、読み取るべきタグまたは物体に係合した場合、係合要素は読み取り素子を読み取るべきエリアの表面上に押し出す。少なくとも読み取り素子は、係合要素から距離を置いて、読み取り素子が、識別すべきタグまたは物体に接触した場合、識別すべきタグまたは物体に適合できるようにする。
【００３８】
本発明の第２の実施形態では、磁気情報および光学情報を読み取る読み取り装置が提供される。この読み取り装置は、磁気光学基板を備えた読み取り素子を含み、磁気光学基板は、光のうちの第１の部分を反射するように構成される反射層と、光のうちの第２の部分を透過するように構成される透明層とを含み、反射層および透明層は重複して、重複領域を形成し、重複領域は、物体の磁気情報および光学情報の両方を読み取ることが可能である。
【００３９】
本発明の第３の実施形態では、識別されるように構成されたタグまたは物体を識別する読み取り装置が開示される。この読み取り装置は、識別されるように構成されたタグまたは物体内に配置された第１の識別特徴セットを読み取る読み取り素子を含み、読み取り素子は、磁気光学読み取り素子であり、磁気光学読み取り素子は、少なくとも１つの磁気光学基板を備える。読み取り素子は、読み取り素子を第１の識別特徴セット上に位置決めするための係合要素を含み、係合要素は実質的に、読み取り素子を囲み、本質的に、識別されるように構成されたタグまたは物体の係合トラックを相補する形状であり、それにより、相互ロック手段を形成する。係合要素は、溝または突起として形成される。
【００４０】
本発明の第４の実施形態では、識別されるように構成されたタグまたは物体を識別する方法が開示される。この方法は、識別されるように構成されたタグまたは物品内に配置された第１の識別特徴セットの磁気光学読み取りのみから第１の信号を生成することを含み、第１の識別特徴セットは、タグまたは物体の識別層内に含まれる無秩序に配置された磁性粒子または磁化可能粒子を含む。そのように第１の識別特徴セットの読み取りから生成される第１の信号を使用して、タグまたは物体を識別する第１の署名（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）が導出される。この方法は、第２の識別特徴セットの読み取りから第２の信号を生成することも含み、第２の識別特徴セットは、光学識別特徴を含み、第１の識別特徴セットおよび第２の識別特徴セットは、少なくとも部分的に重複することができる。
【００４１】
さらなる実施形態では、無秩序に配置された磁性粒子または磁化可能粒子は、複数のランダムに分布した磁性粒子または磁化可能粒子を含む。磁性材料は、フェリ磁性材料、反強磁性材料、強磁性材料、または連続材料内の磁気特性変化ドメイン（磁気特性を変化させるボイドを含む）、およびこれらの組み合わせを含む。強磁性材料は、ＭｎＢｉ、ＣｒＴｅ、ＥｕＯ、ＣｒＯ２、ＭｎＡｓ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｎｄ；Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙの対応する合金および酸化物、ならびにこれらの組み合わせからなる群から選択される。例示的な高保磁性材料は、Ｎｄ、Ｆｅ、およびＢを含むネオジム磁石である。
【００４２】
さらなる実施形態では、この方法は、第２の識別特徴セットの読み取りから第２の信号を生成することをさらに含む。第１の識別特徴セットの読み取りから生成される第１の信号および第２の識別特徴セットの読み取りから生成される第２の信号は、独立して使用されて、タグまたは物体を識別する第１の署名および第２の署名が導出される。第２の識別特徴セットは、チップ、磁気ストリップ、シリアルナンバー、または光学マークを含む。チップは、無線周波識別タグまたは接触ベースのメモリチップである。光学マークは、線形バーコード、２Ｄバーコード（ＰＤＦ４１６標準等）、マトリックスバーコード（ＤａｔａＭａｔｒｉｘ、ＱＲコード（登録商標）、および数値シーケンスもしくは英数字シーケンスを表す他のオープンソースまたはプロプライエタリパターン）、またはホログラムである。光学マークは、裸眼には見えないことがあるが、電磁スペクトルの紫外線領域または赤外線領域で検出可能であり得る。
【００４３】
さらなる実施形態では、第１の識別特徴セットおよび第２の識別特徴セットは、識別されるように構成されたタグまたは物体の係合トラック内に配置される。第１の識別特徴セットおよび第２の識別特徴セットは、同じ平面上にあってもよい。あるいは、第１の識別特徴セットおよび第２の識別特徴セットは、異なる平面にあってもよい。
【００４４】
本発明の第５の実施形態では、識別されるように構成されたタグまたは物体を識別する方法が開示される。この方法は、識別されるように構成されたタグまたは物体内に配置された第１の識別特徴セットの磁気光学読み取りから、第１の信号を生成すること、識別されるように構成されたタグまたは物体内に配置された第２の識別特徴セットの読み取りから、第２の信号を生成することを含み、前記第１の識別特徴セットの読み取りから生成される第１の信号および第２の識別特徴セットからの読み取りから生成される第２の信号は、タグまたは物体を識別する第１の署名および第２の署名が導出されるように使用される。
【００４５】
一実施形態では、第１の識別特徴セットは、無秩序に配置された磁性粒子または磁化可能粒子を含む。無秩序に配置された磁性粒子または磁化可能粒子は、複数のランダムに分布した磁性粒子または磁化可能粒子を含む。磁性材料は、フェリ磁性材料、反強磁性材料、強磁性材料、または連続材料内の磁気特性変化ドメイン（磁気特性を変化させるボイドを含む）、およびこれらの組み合わせを含む。強磁性材料は、ＭｎＢｉ、ＣｒＴｅ、ＥｕＯ、ＣｒＯ２、ＭｎＡｓ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇｄ、Ｄｙ；Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙの対応する合金および酸化物、ならびにこれらの組み合わせからなる群から選択される。例示的な高保磁性材料は、Ｎｄ、Ｆｅ、およびＢを含むネオジム磁石である。
【００４６】
さらなる実施形態では、第１の識別特徴セットおよび第２の識別特徴セットは、識別されるように構成されたタグまたは物体の係合トラック内に配置される。第１の識別特徴セットおよび第２の識別特徴セットは、同じ平面上にあってもよい。あるいは、第１の識別特徴セットおよび第２の識別特徴セットは、異なる平面にあってもよい。
【００４７】
本発明の第６の実施形態では、識別されるように構成されたタグまたは物体を識別する識別システムが開示される。このシステムは、タグを取り付け得る物体を識別するタグと、識別されるように構成されたタグまたは物体内に配置された第１および第２の識別特徴セットを読み取る読み取り装置とを含む。
【００４８】
一実施形態では、読み取り素子から得られた第１の信号は、実質的な磁場がない状態での同じ読み取り素子から得られる信号に対して正規化される。正規化は、実質的な磁場がない状態で読み取り素子から得られる信号を、読み取るべきエリアに係合した場合に読み取り素子から得られる信号から減算することにより、達成される。この正規化は、読み取り素子の破損またはばらつきにより、その他のデータよりも信頼性が低い可能性がある読み取り中の信号内のデータの部分を識別することをさらに含み、上記信頼性の低いデータは、その他のデータとは別様に処理される。
【００４９】
さらなる実施形態では、読み取り素子から得られた第１の信号は、事前定義される閾値未満の信号内のすべてのデータを事前定義された値に設定することにより、または事前定義された閾値未満の信号内のデータを無視し、事前定義された閾値を超えるデータのみ（データの物理的位置を含む）を記憶することにより処理される。
【００５０】
さらなる実施形態では、識別システムは、識別タグの参照読み取りから得られる参照署名が記憶されるデータ記憶媒体をさらに備える。事前に記憶された参照署名のデータ記憶媒体は、読み取り装置から離れたデータ記憶媒体であるか、またはデータ記憶媒体は読み取り装置内にあってもよい。事前に記憶される参照署名のデータ記憶媒体は、物体に取り付けられるタグ内に配置し得る。あるいは、事前に記憶される参照署名のデータ記憶媒体は、物体内に配置し得る。データ記憶媒体は、磁気ストリップ、メモリチップ、媒体ディスク、ハードディスク、スマートカード、ＲＡＭモジュール、磁気テープ、または２Ｄバーコードもしくはビットマップ等の従来の光学手段である。
【００５１】
さらなる実施形態では、識別システムは、読み取り装置から離れたデータ処理装置をさらに備え、データ処理装置は、読み取られた署名と事前に記憶された参照署名とを照合するためのデータ処理を実行するように構成される。この実施形態では、データ記憶媒体は、リモートデータ処理装置と共に配置されてもよく、または同じであってもよい。
【００５２】
さらなる実施形態では、読み取り装置は、磁場を発するか、または磁場を発するようにすることができる任意の物品についての情報を得るために使用される。例えば、磁場を使用して、例えば、電流が局所的な磁場を生成する構造物体または電子装置内の亀裂または他の傷（例えば、内包物および隙間）についての情報を得ることができ、実施例は、電子回路の非破壊的テストである。
【００５３】
図面中、同様の参照文字は異なる図を通して一般に同じ部分を指す。図面は必ずしも一定の縮尺ではなく、それに代えて、一般に、本発明の原理を示すことに重点が置かれている。以下の説明中、本発明の様々な実施形態について添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態による読み取り装置を利用する偽造防止システムを示す。
【図２】本発明の実施形態による読み取り装置を使用する認証プロセスを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態による読み取り装置を示す。
【図４】従来技術に基づく、適した読み取り素子の断面図を示す。
【図５】図５Ａおよび図５Ｂはそれぞれ本発明の実施形態によるタグ内に使用される磁性粒子の上面図および斜視図を示す。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは本発明の実施形態によるタグに使用される、異なる密度の磁性粒子を示す。
【図７】図７Ａおよび図７Ｂは本発明の実施形態による識別特徴を有するタグのさらなる例を示す。
【図８】図８Ａ−図８Ｅは磁気情報および光学情報が重複するタグの断面図を示す。
【図９】本発明の別の実施形態による読み取り素子の断面図を示す。
【図１０】図１０Ａは読み取り素子がグレースケール光学検出器である、光学バーコードおよび磁性粒子を有するタグのスキャンエリアを示し、図１０Ｂは読み取り素子が図９に示されるようなものである、青緑バーコードおよび磁性粒子を有するタグのスキャンエリアを示す。
【図１１】図１１Ａは本発明の実施形態による、赤色光が第２の被膜層および保護層を透過している読み取り装置を示し、図１１Ｂは本発明の実施形態による、緑色光が第２の被膜層により反射されている図１１Ａの読み取り装置を示す。
【図１２】図１２Ａは本発明の実施形態による、人工的に重ね合わせられた光学特徴および磁気特徴を有するタグの上面図を示し、図１２Ｂは本発明の実施形態による、読み取り素子を使用して撮影されたタグの赤スペクトル画像を示し、図１２Ｃは本発明の実施形態による、読み取り素子を使用して撮影されたタグの緑スペクトル画像を示す。
【図１３】図１３Ａは人工的に重ね合わせられた光学特徴および磁気特徴を有するタグの上面図を示し、図１３Ｂは本発明の実施形態による、読み取り素子を使用して撮影されたタグの撮像エリアの構成を示し、図１３Ｃは本発明の実施形態による、読み取り素子を使用して撮影されたタグの画像からの光学タグ情報を示し、図１３Ｄは本発明の実施形態による、読み取り素子を使用して撮影されたタグの画像からの磁気タグ情報を示す。
【図１４】図１４Ａは本発明の実施形態による生成中のタグの光学上面図を示し、図１４Ｂは本発明の実施形態による生成中のタグの磁気上面図を示し、図１４Ｃは本発明の実施形態による、タグについての光学情報および磁気情報の読み取りに使用することができる読み取り素子の構成を示し、図１４Ｄは本発明の実施形態による、図１４Ｃの読み取り素子を使用して撮影されたタグの画像を示す。
【図１５】図１５Ａは本発明の実施形態による格子パターンを示し、図１５Ｂは本発明の実施形態によるデータマトリックスコードを示し、図１５Ｃは本発明の実施形態による、図１５Ａからの格子パターンと、図１５Ｂからのデータマトリックスコードとを重ねたものを示す。
【図１６】図１６Ａは本発明の実施形態による生成中のタグの光学上面図を示し、図１６Ｂは本発明の実施形態による生成中のタグの磁気上面図を示す（光学データマトリックスコードに関連付けられた格子パターンが、磁気図上に人工的に重ねられており、図１６Ｃは本発明の実施形態による、タグについての光学情報および磁気情報の読み取りに使用することができる読み取り素子の構成を示し、図１６Ｄは本発明の実施形態による図１６Ｃの読み取り素子を使用して撮影されたタグの画像を示す。
【図１７】本発明の実施形態によるタグの光学読み取りおよび磁気読み取りを示す。
【図１８】図１８Ａは本発明の実施形態による読み取り素子の断面図を示し、図１８Ｂは本発明の実施形態による読み取り素子内の中央を移動する光の方向を示し、図１８Ｃは本発明の実施形態による磁気光学基板の異なるエリアから反射されている光を示す。
【図１９】図１９Ａは本発明の実施形態による読み取り素子の断面図を示し、図１９Ｂは本発明の実施形態による磁気光学基板の異なるエリアから反射されている読み取り素子内の光源から移動する光を示し、図１９Ｃは本発明の別の実施形態による読み取り素子の断面図を示す。
【図２０】図２０Ａ−図２０Ｄは、本発明の実施形態による読み取り素子のいくつかの構成要素および２つの偏光セットとの相互作用の簡略化されたグラフ表現である。
【図２１】図２１Ａは本発明の実施形態による人工的に重ねられた光学特徴および磁気特徴を有するタグの上面図を示し、図２１Ｂは本発明の実施形態による、読み取り素子を使用して撮影されたタグの緑スペクトル画像を示し、図２１Ｃは本発明の実施形態による、読み取り素子を使用して撮影されたタグの赤スペクトル画像を示す。
【図２２】本発明の実施形態による磁気光学読み取り素子を使用して水平面上のタグを読み取る方法を示す。
【図２３】本発明の実施形態による磁気光学読み取り素子およびタグを示す。
【図２４】本発明の別の実施形態による磁気光学読み取り素子を使用して水平面上のタグを読み取る方法を示す。
【図２５】図２５Ａ−図２５Ｄは本発明の別の実施形態による、タグ表面に適合する磁気光学読み取り素子を使用して凸凹面上のタグを読み取る方法を示す。
【図２６】本発明の実施形態による磁気光学読み取り素子を使用して整合ラベル内に含まれる指紋を読み取る方法を示す。
【図２７】ラベルが固定される有価値物品が粗い表面を有する場合に、本発明の実施形態により整合ラベルがどのように役立ち得るかを示す。
【図２８】本発明の実施形態によるさらなる整合ラベル形成を示す。
【図２９】図２９Ａは本発明の実施形態による指紋領域を含むタグの断面図を示し、図２９Ｂは本発明の実施形態によるタグおよび指紋領域の平面図を示す。
【図３０】図３０Ａは本発明の実施形態による厚いラベルに磁気光学読み取り素子を係合させる前の状況を示し、図３０Ｂは本発明の実施形態による、タグを読み取る際に、厚いラベルに押し付けられた磁気光学読み取り素子を示す。
【図３１】本発明の実施形態による磁気光学読み取り素子を使用して、位置合わせされた特徴を有するラベルを読み取る方法を示す。
【図３２】本発明の実施形態による指紋を含むタグを読み取る方法を示す。
【図３３】本発明の実施形態による識別される物体の溝内のタグを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
本発明の実施形態について特に、特定の実施形態を参照して図示し説明するが、特許請求の範囲により規定される本発明の主旨および範囲から逸脱せずに、形態および細部の様々な変更を行い得ることが当業者には理解されるべきである。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲の均等物の意味および範囲内にあるすべての変更は、包含されることが意図される。
【００５６】
本発明の実施形態では、個々の磁性粒子から情報を取得することが可能であり、例えば、エリアが細かい解像度で一意のパターンを有するように、固定エリアでのランダムな位置を考慮する読み取り装置が提供される。
【００５７】
図１は、本発明の実施形態による読み取り装置１０４を利用する偽造防止システム１００を示す。ここに示されるシステム１００は、モバイル装置１０６（携帯電話等）またはコンピュータ１１０を介してデータサーバ１０８と通信する基本的な読み取り装置１０４を示すが、読み取り装置１０４自体がより精巧であり、例えば、データケーブル、ローカルエリアネットワーク、ブルートゥース、Ｗｉ−Ｆｉ、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｔｉｂｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ）技術を使用するなど、またはさらには内蔵ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）チップもしくは３Ｇ／ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）チップを使用して、それ自体がデータサーバ１０８と通信する携帯電話装置として機能することを含むような方法を介して、データベースまたはデータサーバ１０８と通信してもよいとも考えられることに留意する。読み取り装置１０４は、ユーザと直接通信するための方法、例えば、ユーザが読み取り装置１０４自体で情報を読み、情報を入力できるようにし得る画面およびキーボードを含んでもよい。偽造防止システム１００は、少なくとも１つのタグ１０２、読み取り装置１０４、モバイル装置１０６もしくはコンピュータ１１０（読み取り装置１０４とデータサーバ１０８との間に直接通信手段がない場合）、およびリモートデータサーバ１０８を含み得る。各タグ１０２は、少なくとも１つの識別特徴セットを含む。識別特徴セットのいくつかの例としては、磁性粒子または磁化可能粒子の無秩序配列、磁気ストリップ、シリアル番号、バーコードまたはホログラム等の光学マークが挙げられる。
【００５８】
図１に示される識別特徴は、磁気指紋領域１１２を形成する磁性粒子または磁化可能粒子の無秩序配列を含む。各タグ１０２は、識別される、または識別されるように構成される価値のある物体または物品２６２に取り付けられる。読み取り装置１０４は、タグ１０２上の少なくとも１つの識別特徴セットを読み取るために使用される。読み取り装置１０４は、識別特徴セットの読み取りから生成される信号をモバイル装置１０６またはコンピュータ１１０に送信する機能を有する。読み取り装置１０４からの暗号化された信号は、無線接続または有線接続を通してモバイル装置１０６またはコンピュータ１１０に送信することができる。無線接続のいくつかの例としては、ブルートゥースおよびＷｉ−Ｆｉが挙げられ、有線接続のいくつかの例としては、勧告規格２３２（ＲＳ２３２）およびユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）が挙げられる。コンピュータ１１０は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、ラップトップ、またはパームトップであることができる。モバイル装置１０６は、例えば、携帯（セルラ）電話または個人情報端末（ＰＤＡ）であることができる。モバイル装置１０６またはコンピュータ１１０は、インターネットを介して、リモートデータサーバであり得る（またはリモートサーバにリンクし得る）データサーバ１０８に接続することができる。モバイル装置１０６は、例えば、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）または３Ｇ／ＵＴＭＳ技術を使用してローカルネットワークを介して接続する。
【００５９】
図２は、本発明の実施形態による読み取り装置１０４を使用する認証プロセスを示すフローチャート２００を示す。まず、２０２において、読み取り装置１０４が使用されて、第１の識別特徴セットおよび第２の識別特徴セットが走査される。第１の識別特徴セットおよび第２の識別特徴セットの走査は、単一ステップで実行してもよく、または２ステップで実行してもよい。第１の識別特徴セットは、磁気指紋領域１１２等の磁気情報を含み、第２の識別特徴セットは、線形バーコード、２Ｄバーコード、またはデータマトリックス等のマトリックスバーコード（本明細書では、このようなすべての種類のバーコードは一般にバーコードと呼ばれる）等の光学情報を含み得る。第１の識別特徴セットおよび第２の識別特徴セットの走査では、第２の識別特徴セットに対する第１の識別特徴セットの相対位置が考慮される。この例では、第１の特徴セットが磁気性であり、第２の特徴セットが光学性であるとして説明するが、各セットに存在する特徴の読み取り順または種類を交換してもよい。
【００６０】
２０４において、読み取り装置１０４は、読み取られた信号をチェックして、何らかのエラーを読み取りにおいて検出できるか否かを調べる。読み取り装置１０４がエラーを検出する場合、２１０において、ユーザに、第１の識別特徴セットおよび第２の識別特徴セットの走査の再実行を促すか、または（エラーが致命的ではない場合）、エラーフラグを立て、データ送信に進むように促す。ユーザがデータ送信に進むことを選択した場合、例えば、ユーザに、モバイル装置またはコンピュータキーボードを使用してデータのうちのいくつかを手動で入力するようにも促し得る（例えば、バーコードが読み取りミスされた場合、ユーザは、再走査ではなくバーコード番号を入力することを選び得る）。その後、２０６において、少なくとも第１の識別特徴セット（すなわち、磁気指紋領域１１２）の読み取りから生成された信号またはデータが、暗号化される。任意的に、第２の識別特徴セットの読み取りから生成された信号またはデータも暗号化される。しかし、人間可読識別特徴を暗号化し得る異なるアルゴリズムまたは鍵を使用して、機械可読信号を暗号化することも本発明に包含される。これは、暗号化を危険に曝すことから保護することに役立つ。２０８において、少なくとも部分的に暗号化されたデータが、有線接続または無線接続を介してモバイル装置１０６またはコンピュータ１１０に送信される。２１２において、モバイル装置１０６は、例えば、ＧＰＲＳを使用してインターネットを介してリモートデータサーバ１０８に接続するか、またはコンピュータ１１０が、インターネット接続を通してリモートサーバ１０８に接続される。
【００６１】
２１４において、リモートサーバ１０８は、データベースに記憶されている信号（磁気指紋領域および／または光学情報の以前の走査からの）を磁気指紋領域からの走査信号と比較する。２１６において、サーバは、記憶されている信号と走査された信号とが一致できるか否かを判断する（ここでは、照合閾値が使用されて、データが適切な確実度で一致するか否かが判断される）。各信号が一致しない場合、２１８において、認証失敗通知がモバイル装置１０６またはコンピュータ１１０に送信される。情報が一致した場合、２２０において、モバイル装置１０６またはコンピュータ１１０は、照合成功通知を受信する。この通知には、ユーザに役立ち得るタグまたは物体についての追加情報が付随してもよい。図１と同様に、読み取り装置１０４がより精巧であり、周辺モバイル装置またはコンピュータなしで、それ自体がリモートデータサーバ１０８と通信可能であってもよいことが意図されることに留意する。このより精巧な読み取り装置１０４は、ユーザと直接通信するためのキーボードおよび表示画面を含み得る。用語「信号」または「複数の信号」が、識別特徴から読み取られるデータを指し、したがって、信号が、例えば、指紋領域の磁気特徴を表すイメージであってもよいことにさらに留意する。
【００６２】
図３は、本発明の実施形態による読み取り装置１０４を示す。読み取り装置１０４は、読み取り素子１１４、スイッチ１１８、２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）インジケータ１２０、２つのマイクロコントローラチップ１２２、可搬性電源１２４、ならびに通信電子装置およびソフトウェア（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、Ｗｉ−Ｆｉモジュール、ＵＳＢモジュール、またはＲＳ２３２モジュール）を含む。読み取り素子１１４は、タグ１０２上の第１の識別特徴セットを読み取るために使用される。読み取り素子１１４は、磁気識別特徴および光学識別特徴の両方を読み取ることができる。スイッチ１１８は、読み取り装置１０４をアクティブ化または非アクティブ化するために使用され、読み取り装置１０４上の任意の適した位置（例えば、エルゴノミクス的に）に位置決めすることができる。ＬＥＤインジケータ１２０は、読み取り装置１０４の状態、例えば、オンであるか否か、データ読み取り中、データ送信中、またはエラーに直面しているか否かの指示を提供する。各マイクロコントローラチップ１２２は、例えば、処理ユニット、入出力インタフェース、シリアル通信インタフェース、記憶装置を含む単一の集積回路である。必要なマイクロコントローラチップ１２２またはＬＥＤインジケータ１２０の数は、読み取り装置１０４の要件に依存する。可搬性電源１２４は通常、例えば、使い捨て電池または受電式電池である（しかし、ＵＳＢ等の通信手段が使用される場合、読み取り装置１０４にＵＳＢケーブルを介して給電することができる）。
【００６３】
図４は、従来技術による読み取り素子１３４の断面図を示す。図４の読み取り素子１３４は、光学処理ユニット１３６および磁気光学基板１３８を含む。光学処理ユニット１３６は複数の構成要素を含み、構成要素は、光源１４０、２つの偏光子１４２、１４８（光源が偏光を発しない場合、示されるように２つの偏光子が必要であり得るか、または特定の状況では、例えば、偏光ビームスプリッタと組み合わせられた１つの偏光子を使用することが可能である）、ビームスプリッタ１４４、レンズ系１４６（１枚のみのレンズが図４に示されるが、一般に、良質の画像を達成するために、一連のレンズ要素が必要であり得ることが当業者には明らかであろう）、および光学検出器１５０（例えば、画像を撮影可能な電荷結合素子（ＣＣＤ）、または補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）チップ）を含む。図４、図９、図１１、図１８、および図１９に関連して示され説明される構成が、単なる例示であり、厳密な構成は変更可能であり、例えば、偏光子１４８およびレンズ系１４６の位置は交換可能であり、または偏光子１４８をレンズ系１４６の間に配置してもよいことに留意する。さらに、レンズ系１４６内のレンズのうちのいくつかは、ビームスプリッタ１４４の前に位置決めしてもよく、またはビームスプリッタ１４４がレンズ系１４６内の一連のレンズ内にあってもよい。
【００６４】
磁気光学基板１３８は、光学透明基板１５４と、第１の被膜層１５６、第２の被膜層１５８、および保護層１６０等の複数の磁気光学被膜とを備える。様々な適した構成が可能であり、例えば、米国特許第５，９２０，５３８号明細書に開示されるように、光学透明基板１５４は、単結晶ガーネット（スカンジウム等の他の成分をさらに含み得るガドリニウム・ガリウム・ガーネット等）であることができ、第１の被膜層または磁気光学膜１５６は、ファラデー回転子（例えば、フェライト−ガーネット膜を含む）であることができ、第２の被膜層または反射層１５８は、カー回転子（例えば、ガドリニウムフェライトを含む）であることができ、第２の被膜層１５８は、反射性または透明の保護層１６０でさらに被膜することができる。
【００６５】
光源１４０は、偏光源または非偏光源であることができる。偏光源のいくつかの例としては、特定の種類のレーザが挙げられ、非偏光源のいくつかの例としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）が挙げられる。さらに、光源１４０は単色性であり得るが、白色光源等の他の選択肢も適し得る。光源１４０からの光は、第１の偏光子１４２を透過し、次に、ビームスプリッタ１４４に入射する。光のかなりの割合は、ビームスプリッタ１４４から磁気光学基板１３８に向かって反射する。この光は、磁気光学被膜１５６、１５８、および１６０のうちの１つまたは複数により反射され、再びビームスプリッタ１４４に向かって移動する。その光のかなりの割合は、ビームスプリッタ１４４を透過し、レンズ系１４６および第２の偏光子１４８を通過してから、光学検出器１５０に達し、光学検出器１５０は、磁気光学被膜層１５６、１５８、１６０に存在する磁場の画像表現を捕捉する。図４、図９、図１１、図１８、および図１９では、光路は一般に単一の矢印（または少数の矢印／線）で表されるが、これは、光がその単一の経路のみに沿って移動することを暗に示すことを意図せず、一般に、光は、磁気光学基板１３８の所望のエリアを撮像するのに十分に広いエリアにわたり得ることに留意する。第２の偏光子１４８が入射光の偏光に対して回転する（図４では、「入射光の偏光」は、光が第１の偏光子１４２を透過した直後の偏光を意味する）ことにさらに留意する。第２の偏光子１４８は、測定中の磁場に応じて、最大の画像コントラストを保証するように、入射光の偏光に対して（または逆も同様に）調整することができる。偏光源が使用される場合、必要な偏光子が１つのみであることに留意する。本明細書におけるすべてのイメージは、一定の縮尺で拡大縮小されたものではない。例えば、図４（および他の図）に示される磁気光学基板は、様々な被膜層を明確に区別できるように、図の残りの部分よりも厚くされていることが多い。
【００６６】
保護層１６０は、第１の被膜層または磁気光学膜１５６および第２の被膜層または反射層１５８をあらゆる破損から保護するように機能する。保護層１６０は、好ましくは、ダイアモンド状炭素（ＤＬＣ）もしくは四面体非晶質炭素（ｔａ−Ｃ）等の固く薄い皮膜であり、または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のように透明であり得るが、そのように限定されない。保護層１６０の厚さは、選ばれる材料および内部応力に応じて数ナノメートル〜数マイクロメートルの範囲内であるが、そのように限定されない。
【００６７】
光学処理ユニット１３６内の構成要素および磁気光学基板１３８内の層構成は、互いに対して固定された空間関係を有し得る。これにより、少なくとも主要な光学構成要素（例えば、光学検出器１５０、レンズ系１４６、偏光子１４２、１４８、ビームスプリッタ１４４、および磁気光学基板１３８）がすべて、一体のユニットまたはモジュール、すなわち、読み取り素子１３４を形成するものとして見なすことができるように、互いに対して固定されることが好ましいことを意味する。読み取り素子１３４がタグ１０２の磁気光学読み取りを利用し、光が、磁気光学基板１３８により読み取り素子１３４内で内部的に反射することに留意する。これは、磁場の解析に使用されている光が、タグ１０２の表面から反射しないことを意味する。
【００６８】
磁気光学基板１３８は、光をまったくかまたは殆ど通さないため、タグ１０２の表面に配置された光学情報を読み取ることはできない。したがって、読み取り素子１３４は、光学情報および磁気情報がタグ１０２の同じエリアに配置されている（すなわち、重複する）場合、光学情報および磁気情報の結合信号を生成することもできない。光学情報および磁気情報の両方を読み取るように構成された磁気光学基板を備えた読み取り素子は、本発明の範囲内であり、例えば、図１８、図１９、および図２０の説明においてさらに考察される。
【００６９】
図５Ａおよび図５Ｂのそれぞれは、本発明の実施形態によるタグ１０２内に使用される磁性粒子１７６（好ましくは、高保磁性）の上面図および斜視図を示す。明確な磁気光学信号を得るために、磁気指紋領域１１２を形成する高保磁性磁性材料の粒子１７６を使用すべきである。図５Ｂは、この実施形態では、磁性粒子１７６がベース層１９２とカバー層１９４との間に挟まれる層を形成することを示す。ベース層１９２およびカバー層１９４は一般に、材料の膜から形成され、ベース層１９２は、磁性粒子１７６に支持を提供し、カバー層１９４は、環境および摩耗からの保護を提供する。使用可能なカバー層１９４の最大厚は、磁性粒子１７６により生成される磁場の強度（磁場の強度自体は、例えば、磁性粒子１７６の残留磁化、磁性粒子１７６のサイズ、磁性粒子１７６の向き、および磁化の方向の関数である）、磁場の読み取りに使用される読み取り素子の感度、および全体システムに期待される分解能に依存する。本明細書では、磁性粒子１７６を、ポリマー材料、金属材料、ガラス材料、またはセラミック材料等の非磁性（または弱磁性）母材材料内に分散させ得、前記非磁性または弱磁性材料は、粒子の保護、粒子と存在するその他の層との粘着（すなわち、非磁性材料が磁性粒子を所定位置にロックする−例えば、接着の一形態）、およびベースもしくはカバーの層に対する粒子の塗布の容易さのうちの１つまたは複数を提供することが理解される。そのような場合、「磁性粒子１７６」は、該当する場合、非磁性母材材料を含むものと理解される。特定の場合、特別なベース層１９２がなく、磁性粒子１７６がタグの底において接着層に直接接触してもよく、または露出されてもよい。
【００７０】
磁性粒子１７６は、高保磁性材料を含み得る。例示的な高保磁性材料は、Ｎｄ、Ｆｅ、およびＢを含むネオジム磁石である。磁性粒子１７６は、フェリ磁性材料、反強磁性材料、強磁性材料、または連続材料内の磁気特性変化ドメイン（磁気特性を変化させるボイドを含む）、およびこれらの組み合わせを含み得る。強磁性材料は、ＭｎＢｉ、ＣｒＴｅ、ＥｕＯ、ＣｒＯ２、ＭｎＡｓ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇｄ、Ｄｙ；Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙの対応する合金および酸化物、ならびにこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００７１】
適するために、読み取り素子で読み取られるタグ１０２のエリアは、適した密度の粒子を含み得る。図６Ａおよび図６Ｂは、本発明の実施形態により読み取られる２つのタグのエリア内に含まれる、異なる密度の磁性粒子を示す。図６Ａは、非常に低密度の磁性粒子１７６を示し、その一方で、図６Ｂは非常に高密度の磁性粒子１７６を示す。図６Ａの場合であり得るように、読み取られる平均的なタグ１０２のエリアに含まれる磁性粒子１７６が少なすぎる場合、一意に識別可能な指紋を有する多数のタグ１０２を達成することは困難であり得る。図６Ｂの場合であり得るように、読み取られる平均的なタグ１０２のエリアに含まれる磁性粒子１７６が多すぎる場合でも同様に、一意に識別可能な指紋を有する多数のタグ１０２を達成することは困難であり得る。したがって、一般に、使用されるタグ１０２が、適した密度の磁性粒子１７６を有することを保証することが望ましく、例えば、使用されるすべてのタグ１０２が少なくとも特定のサイズの２０個〜５０個の磁性粒子１７６を有さなければならないという閾値を設定することが可能である。多すぎるまたは少なすぎる磁性粒子１７６を有するタグ１０２は、例えば信号の第１の読み取りおよび記憶の際などの生産ラインではねることができる。
【００７２】
大半の撮像チップ（例えば、ＣＭＯＳチップ）は実際にはイメージのデジタル表現である（すなわち、ピクセル化される）ため、場合によっては、後述するように、許容基準を直接、イメージのピクセルに基づかせることがより簡単である。例えば、磁気光学読み取り素子が、強度の高い磁場ほど、明るいイメージになるように構成され、撮像センサが０〜２５５の目盛りで輝度を記録する（２５５が最も明るい）と想定する。その場合、適した磁気指紋があることを保証する別の方法は、特定の閾値を超える（例えば、０〜２５５の目盛りで閾値１２８を超える）輝度値を記録しているピクセルの数を数えることである。十分な数のピクセルが閾値を超える場合、タグ１０２が十分な数の磁性粒子１７６を有する（または少なくとも、存在する磁性粒子１７６が特に大きい、すなわち、磁化エリアの部分が十分である）と想定することができる。他方、タグ１０２が多すぎる磁性粒子１７６を含まないことをチェックするには、ピクセル最大数を超えるピクセルが閾値を超えないことをチェックすることで十分であり得る。（同様に、これは実際に、磁化エリアが閾値内にあることをチェックする）。さらに適した品質制御ステップは、設定された閾値を上回る特定数のピクセルが、設定される閾値を下回る特定数のピクセルで囲まれることを保証し、それにより、存在する離散領域が空間的に分解された特徴を表すことを保証することである。
【００７３】
図７Ａ〜図７Ｄは、本発明の実施形態による識別特徴を有するタグ１０２のさらなる例を示す。追加の識別特徴が追加のセキュリティまたは情報を提供するため、複数の識別特徴を採用し得る。これら追加の識別特徴のうちのいくつかとしては、磁気バーコード、磁気ボーダー、磁気英数字文字、磁気基準マーク、光学バーコード（データマトリックス等の様々な業界規格を含む線形および二次元）、光学基準マーク、光学英数字文字、可視マークが挙げられるが、これらに限定されず、例えば、タグ１０２は、無線周波識別（ＲＦＩＤ）チップ、セキュリティインク、またはホログラムを含み得る。第１のバーコード１８４または第２のバーコード１８６は、裸眼では検出できないが、適宜構成された読み取り装置１０４を使用することにより、またはタグ１０２を電磁スペクトルのうちの１つまたは複数の特定の波長で照明することにより、検出し読み取ることができる、紫外線または赤外線（光学）インク等の隠しインクを使用してプリントし得る。磁気識別特徴および光学識別特徴は、複数の層を使用することにより、走査エリアに対して同じ位置に位置決めすることができる。
【００７４】
図７Ａは、磁気指紋領域１１２を有するタグ１０２を示す。第２の二次元バーコード１８６は、磁気指紋領域１１２に部分的に重複し、複数の磁気英数字文字１８２は、第２の二次元バーコード１８６の四隅に位置決めされている。磁気指紋領域１１２が図７Ａおよび図７Ｂに示されるが、好ましくは、指紋領域１１２を、第２のバーコード１８６がプリントされた不透明カバー層の背後に配置してもよいことに留意する。したがって、ユーザは、指紋領域１１２を実際には見ることができないことがある。さらに、磁気特徴および光学特徴は、タグ１０２の同じまたは異なる層に配置されながら、重複し得る。
【００７５】
図７Ｂは、磁気指紋領域１１２を有するタグ１０２を示す。第２の二次元バーコード１８６は、磁気指紋領域１１２に重複する。第２の二次元バーコード１８６は、第２の視準マーク１８０により囲まれ、第１の視準マーク１７８は、磁気ボーダー１８０の右上隅に位置決めされる。第３の視準マーク１９０は、第２の視準マーク１８０に隣接して、左上隅に位置決めされる。磁気英数字文字１８２は、第２の視準マーク１８０に隣接して位置決めされる。
【００７６】
磁気指紋領域１１２の形成に使用される磁性粒子１７６は、通常、高保磁性のものである。そのような高保磁性磁性粒子１７６の一形態は、フレーク状の幾何学的形状である。
【００７７】
読み取り素子が、タグ１０２の重複した光学特徴および磁気特徴を読み取ることが有利であり得る。重複および同様の用語は、同じエリアに配置される、重なる、または上下に重なることを意味するものとして理解すべきである。タグ１０２の光学特徴および磁気特徴は、タグ１０２の同じまたは異なる層で重複し得る。本明細書において見つけられる重複する光学特徴および磁気特徴を読み取ることの一利点は、タグ１０２をより小さくできることである。光学特徴が、磁気特徴の指紋照合の参照として使用され、磁気特徴に物理的に近いため、照合に関して磁気特徴と光学特徴との間により正確な相関も提供する。そのような読み取り素子および関連する装置、タグ、および方法について、詳細に後述する。
【００７８】
図８Ａ〜図８Ｅは、磁気情報および光学情報が重複する、タグ１０２の断面図を示す。図８Ａでは、タグ１０２は、上面にプリントされた光学バーコード（図示せず）（本明細書では、「バーコード」は、データマトリックスコードおよび他の機械可読光学情報を含むものと解釈される）を有するカバー層１９４と、カバー層１９４の下に位置決めされた層の形態であり得る磁気指紋領域１１２と、磁気指紋領域１１２の下に位置決めされる接着層４２１０とを含み得る。バーコードが、純粋に例示のために、光学マークとして示されることに留意する。この図および他の図に関する以下の説明は、一般的なものであると見なされるべきであり、バーコードに限定されない。
【００７９】
図８Ｂは、タグ１０２の光学上面図を示す。タグ１０２の表面にプリントされたバーコード１８４の形態の光学情報は、タグ１０２の上面図から見ることができる。
【００８０】
図８Ｃは、タグ１０２の磁気上面図を示す。ユーザは、タグ１０２の磁気画像を撮影可能な場合、カバー層１９４および光学情報１８４を事実上「通り越して」、磁気指紋領域１１２内に含まれる磁性粒子４２２０を「見る」ことができる。
【００８１】
磁性粒子４２２０は、特定の「色」のものとして説明されるが、色は、白黒の図の状況において説明される。さらに、磁性粒子４２２０の「色」は、どの光源１４０が使用中であるか、磁気光学基板１３８の性質、および読み取り素子の光学的セットアップに応じる。さらに、磁性粒子４２２０の結果として検出される光の「色」または強度は、磁性粒子４２２０により、層１５６、１５８、および１６０の領域での磁場にも応じる。例えば、Ｎ磁場は高強度（明るい）エリアになり得る一方で、Ｓ磁場は暗い（または低強度）領域になり得る。磁場の強度により（他の要因の中でも特に）、光の強度が決まる。したがって、光の強度は、磁場の強度がばらつく場合、磁性粒子４２２０にわたってばらつくことになる。したがって、図８Ｃに示される磁性粒子４２２０の光強度または色は、均一であるよりはむしろ、各磁性粒子４２２０にわたってばらつき得る。
【００８２】
図８Ｄは、複合画像の上面図を示す（すなわち、光学特徴および磁気特徴が互いに重ねられる）。上から見た場合、バーコード１８４および磁性粒子４２２０が互いに重なることが明らかである。
【００８３】
タグ１０２を、所与のエリア内の光学特徴または磁気特徴のみを読み取り可能な読み取り素子でスキャンした場合、図８Ｅは、結果として生成されるスキャンを示し、磁気指紋領域１１２の半分がスキャンされ、光学バーコード１８４の残り半分がスキャンされる。光学バーコード１８４が、示されるようにデータマトリックスコードである場合、エリアの半分のみをスキャンすることは、番号（またはデータマトリックス情報全体）を完全に解釈するには必ずしも十分ではないことがある。したがって、光学情報を完全には解釈できないことがある。
【００８４】
図９は、本発明の別の実施形態による読み取り素子１６７の断面図を示す。読み取り素子１６７は、磁気情報および光学情報の両方を一度に読み取るように構成される。適した一構成では、読み取り素子１６７は、単一の偏光子１４２、１４８、共通のレンズ系１４６、ビームスプリッタ１４４、および単一の光源１４０を含む。
【００８５】
一実施形態では、少なくともいくらかの光が、第１の被膜層１５６、第２の被膜層１５８、および保護層１６０を透過する。タグ１０２の表面が十分な反射性を有すると仮定すると、光は、タグ１０２の表面の少なくともいくつかの部分から反射し、元の読み取り素子１６７を透過して、光学検出器１５０により捕捉されもする。すなわち、光のうちの少なくとも一部は、タグ１０２の表面から反射し、読み取り素子１６７内で内部的に反射しない。図８Ａに示されるタグ１０２の少なくとも一部が十分な反射性を有すると仮定すると（明らかに、光学バーコード１８４の裏のエリアは、その他のエリアほどは反射しない）、光学検出器１５０は、磁気特徴および光学特徴で変更された光の組み合わせを検出する。一実施形態では、磁気光学基板１３８は、読み取り素子１６７の略全幅にわたって広がり得る。一実施形態では、磁気光学基板１３８は、タグ１０２のスキャンエリアの略全体にわたって広がり得る。一実施形態では、読み取り素子１６７は、電子信号を伝動するコイル（図示せず）または他の構造を備えることができ、電気信号は、タグ１０２の磁性粒子４２２０に磁場を生成させる（そのような場合、好ましい磁性材料は、鉄ベースの強磁性材料等の柔らかい低保磁性磁性材料である）。一実施形態では、読み取り素子１６７は磁石（図示せず）を備えることができ、磁石は、タグ１０２のスキャンエリアに対して略均一の磁場を形成し得る。
【００８６】
図１０Ａは、光学バーコード１８４および磁性粒子４２２０（図８Ａから）を有するタグ１０２のスキャンエリアを示し、グレースケール光学検出器１５０を含む図９の読み取り素子１６７が使用される。いくつかの実施形態では、単色性光源が使用される。図１０Ａに見られるように、結果は、光学バーコード１８４と磁性粒子４２２０との組み合わせである。図１０Ａに示される例では、光学的に黒い領域はすべて、十分な光を反射せず、そのため、磁性粒子４２２０がその位置に存在するか否かに関わりなく、黒く見える。しかし、タグ１０２が少なくともいくらかの反射性を有する箇所（すなわち、黒いマークの間のエリア）では、反射光は、磁性粒子４２２０が存在する領域においてより高強度で（すなわち、より白く）見える。これは、反射エリアが、磁性粒子４２２０がその位置に存在するか否かに関わりなく、同量の光を反射するために発生する。しかし、磁性粒子４２２０が存在する場合、光の偏光はわずかに変更され、光学的セットアップに応じて、そのようにより大きく変更された光が、偏光子１４８を透過し、したがって、光学検出器１５０にとって明るいスポットとして見えることになる。このシステム／構成が、タグの反射エリアが光沢を有するか、または鏡面様である場合に最も上手く機能し、艶無しまたは他の様式で傷がある場合、衝突する光の偏光を変更して、読み取り素子の磁気特徴検出能力を低減する恐れがあることに留意する。例えば、様々な色の単色性光源およびタグ１０２自体の表面にプリントされた情報の様々な色方式を使用するなど、利用可能なこの様々な変形があり得る。この例および他の例において、選ばれる光学構成および磁性粒子４２２０の極性に応じて、磁性粒子４２２０を明るいエリアもしくは暗いエリアとして、または（極性の組み合わせが使用される場合）明るさおよび暗さが様々な領域として見せることが容易であり得ることに留意する。この構成を使用することにより、タグの反射エリア内の磁気特徴の位置を、参照シグネチャの作成に使用されるものと比較することがより容易であり得る。この場合、照合は、タグの反射エリアに対応する磁気情報のみに関係し、暗い（黒い）エリア内の磁気情報は無視される。したがって、データマトリックスは、反射エリアの明度が画像内で変わるため、磁気情報の存在により、解釈がより困難であり得るが、これは一般に、単に明度閾値を設定し、その閾値よりも明るいすべてのピクセルを、実際にどの程度明るいかに関わりなく、反射エリアの部分として見なすと仮定するなどの方法により、容易に解消される。
【００８７】
図１０Ｂは、タグ１０２のスキャンエリアを示し、図９の読み取り素子１６７が、反射面にプリントされた青緑バーコードを有するタグ１０２と共に使用される。ここで、光源１４０は白色光源であると仮定する。白色光源は、緑色光領域で最もよく応答すると仮定される磁気光学基板１３８と共に使用される。したがって、白色光が使用される場合、磁気領域は、磁気光学基板の性質により、光学検出器１５０にとっては緑に見える。タグ１０２のスキャンエリアは、読み取り素子１６７からは様々な色合いの緑に見えるが、緑の色合いは白黒図で表される。したがって、磁性粒子４２２０が明るいスポットであるように見え、光学バーコード１８４がより暗く見えることが分かる。光学バーコード１８４の部分と同じ場所に磁性粒子４２２０がある場合、光学バーコード１８４および磁性粒子４２２０の緑が相互作用して、別のバリエーションの緑を形成するが、本発明の実施形態をよりよく説明するために、このバリエーションは示されない。図９の読み取り素子１６７が、（上記または下記の）説明において例として使用されるが、概念は、図９の読み取り素子１６７に限定されず、すべての読み取り素子（特に、図１１、図１８、図１９、および図２０に示されるもの）に適用される一般的な概念として解釈されたい。この場合、異なる波長の光をバーコードの解釈に使用することが有利であり得、例えば、磁気光学基板が緑領域で優先的に機能する場合、その領域を使用して、磁気情報を読み取ることができ、その一方で、例えば、赤領域を使用して、光学情報を解釈することができる（青緑バーコードは、赤領域では黒く見え、その一方で、反射面のその他の部分は、画像内で明るく見える）。望まれる場合、この種のシステムは、読み取り素子内に２つの異なる光源を使用することにより、さらに向上させることができる−例えば、緑色光源が偏光され、その一方で、例えば、赤色光源は偏光されないままである（図２０は、これに適した読み取り素子構成を提供する）。この構成では、画像の赤領域を、いかなる磁気情報もまったくない純粋な光学画像にすることができる。ここでは、「純粋」および「ない」等の用語および他の絶対的な用語は、その絶対的な形態で考えられず、示唆的な形態（すなわち、「略ない」）として考えられる。例えば、「いかなる磁気情報もまったくない純粋な光学画像」と記述されるが、実際には、ＣＭＯＳ撮像素子（例えば）は、撮像素子からの「赤領域」が緑領域および青領域からのいくらかの入力を含むように、赤センサ、緑センサ、および青センサの間にいくらかのクロストークを有する−これは、周知の現象であり、赤から緑画像および青画像のいくらかの部分を差し引いて、より純粋な赤画像にすることにより、最小化しようとする様々な方法がある。したがって、純粋な画像と記述される場合、絶対的な純粋性が、実際には達成不可能なことが多い何かであると理解されるが、本発明の文脈内で使用するために、「純粋」であることの関連が意図される。
【００８８】
別の実施形態では、部分反射性の第２の被膜層１５８が使用される。図９は、この実施形態において、読み取り素子１６７の例としても使用される。第２の被膜層１５８により反射される光の量および第２の被膜層１５８を透過する光の量を調整することにより、光学検出器１５０により捕捉される最終的な画像への磁性粒子４２２０および光学特徴１８４の相対寄与を最適化することができる。例えば、図８Ａでは、部分反射性の第２の被膜層１５８は、バーコードの黒いマークのエリアの上で、十分な光が反射され、それにより、バーコードに重複する磁性粒子または特徴４２２０の存在を検出可能なように構成することができる。ここで、「部分反射性の第２の被膜層１５８」は、磁気光学基板１３８、特に第１の被膜層１５６および第２の被膜層１５８により偏光が変更された光が、優先的に反射されるように向けられた反射性偏光膜を含むものとして理解される。これは、磁気情報が、他の非選択的であるが、部分反射性を有するミラーと比較して強化されることを意味する。
【００８９】
別の実施形態では、波長選択的な第２の被膜層１５８が使用される。同じエリアからの光学特徴１８４および磁性粒子４２２０の同時スキャンを達成するさらなる方法は、波長選択的な第２の被膜層１５８またはフィルタシステムを使用することである。例えば、ダイクロイックミラーおよび誘電ミラーは、光の選択された波長（または波長範囲）を反射する一方で、その他の波長にミラーを透過させる薄膜ミラーである。図１１Ａおよび図１１Ｂに示される各読み取り素子１７１または光学的セットアップが、ここでも、純粋に例示のためのものであり、厳密な構成が、所望の光学的性質およびミラーの性質に依存することに留意する。図１１Ａおよび図１１Ｂの両方において、第２の被膜層１５８は、緑色光を反射するが、赤色光を透過させる波長選択的ミラーであると仮定される（図１１Ａは、第２の被膜層１５８および保護層１６０を透過している赤色光を示し（タグが図示されないが、光はタグの表面から反射されている）、図１１Ｂは、選択的な第２の被膜層１５８により反射されている緑色光を示す）。すべての例と同様に、第２の被膜層１５８（または他の層）は単層として説明されるが、これは例示のためであり、これが、「層」が実際には複数の層である状況を含むと仮定され、例えば、そのような波長選択的ミラーの場合、各波長選択的ミラーは一般に、一連の層を含むことに留意する。図１１Ａおよび図１１Ｂは、磁気光学基板１３８が光学処理ユニット１３６の光学閲覧エリアよりも小さいとも仮定する−これが必ずしも常に望ましい訳ではなく、代替として、磁気光学基板を読み取り素子の前部全体にわたって広げてもよい。読み取り素子１７１内のその他の構成要素は、図９と同じである。
【００９０】
図１２Ａは、人工的に重ねられた光学特徴１８４および磁気特徴４２２０を有するタグ１０２の上面図を示す。図１２Ｂは、図１１Ａおよび図１１Ｂに説明されるような読み取り素子１７１を使用して撮影されたタグ１０２の赤スペクトル画像を示す。図１２Ｃは、図１１Ａおよび図１１Ｂに説明されるような読み取り素子１７１を使用して撮影されたタグの緑スペクトル画像を示す。図１２Ｂおよび図１２Ｃの両方において、磁気光学基板１３８外部の画像のエリアは、４６１０と記される一方で、磁気光学基板１３８が存在する画像のエリアは４６２０として記される。光学検出器１５０が、例えば、ＣＭＯＳ画像センサである場合、赤スペクトル画像および緑スペクトル画像の両方を同時に取得することが可能である（大半の市販のＣＭＯＳ撮像チップで）ことに留意する。これは、大半の市販のＣＭＯＳセンサでは、撮像フォトセルが、それぞれ一色を感知する４つのフォトセルのクラスタにグループ化され、一般に、１つの赤感知フォトセル、２つの緑感知フォトセル、および１つの青感知フォトセルのフォーマットに従うためである。これは一般に、赤、緑、緑、青を表す「ＲＧＧＢ」構成として知られる。ユーザがフルカラー画像を欲する場合、すべてのフォトセルからの信号を組み合わせて、フルカラースペクトルを再生成するが、互いからスペクトルを分離し、赤スペクトル、緑スペクトル、および青スペクトルに別個に対処することも容易である。
【００９１】
図１２Ｂに示されるように、磁気光学基板１３８が存在する赤スペクトル画像のエリア（白黒で表される）は、純粋な光学画像ではなく、磁性粒子４２２０が存在するいくつかのより明るいエリアも含む。これは、大半の赤スペクトル光が第２の被膜層１５８を透過し、タグ１０２の表面（すなわち、タグ１０２の表面上の光学マークの画像）から反射する場合であっても、それにも関わらず、光は第１の被膜層１５６を透過し（タグ１０２に向かう途中及びタグ１０２の表面から反射された後の両方）、光の偏光が、磁場の存在により、第２の被膜層１５８を透過する際に変更されるためである。これは、磁気光学基板１３８が存在する場合、赤スペクトル画像が実際には、磁気特徴４２２０と光学特徴１８４との組み合わせであることを意味する。しかし、必要であれば、緑スペクトル画像は、光学特徴なしの磁気特徴４２２０の画像を提供するため（磁気光学基板１３８のエリアにおいて）、図１２Ｃに示されるように、緑スペクトル画像（白黒で表される）からの情報を使用して、磁気特徴４２２０を除去することができる。この方法を使用して、光学検出器１５０からの１つの「スナップショット」が、タグ１０２からの磁気特徴４２２０および光学特徴１８４の両方を提供可能であり、重要なことに、磁気特徴４２２０および光学特徴１８４の互いに対する空間位置が、非常に正確に測定される。
【００９２】
別の実施形態では、偏光子１４２を使用して、支配的な磁気特徴４２２０および光学特徴１８４がどのように、スペクトル画像内に存在するかを調整する（例えば、図１２Ｂおよび図１２Ｃ）。すなわち、偏光子１４２は、磁気特徴４２２０および光学特徴１８４が、スペクトル画像において強調および／または抑圧されるように構成することができる。同じエリアからの光学特徴１８４および磁性粒子４２２０の同時スキャンを達成するさらなる方法は、光のうちの選択された波長（または波長範囲）を偏光させ、他の波長を偏光させないことである。例えば、図１９Ｃに示される読み取り素子は、上述したように、磁気光学情報を読み取ることができる。これは、仮に、光の赤スペクトルが偏光されない場合、磁気特徴は赤画像にまったく影響せず、図１２Ｂ  に示されるぼやけた磁気特徴が存在せず、すなわち、磁気光学エリア内部の光学画像４６２０は「クリーン」であるため、磁気情報および光学情報を同時に読み取る非常に効率的な手段である。これは、図１９Ｃに関連しても考察される。偏光された光および偏光されない光が、磁気光学基板１３８および／またはタグ１０２から反射された後、結果として生成される２つの画像、例えば、図１２Ｂおよび図１２Ｃは、別個に使用してもよく、または光学特徴１８４のみもしくは磁気特徴４２２０のみが示されるように組み合わせることができる。
【００９３】
一実施形態では、切り替え可能ミラーが使用される。図９は、この実施形態では、読み取り素子１６７の例としても使用される。第２の被膜層１５８は、切り替え可能ミラー内、すなわち、電場等の入力に基づいて光学反射性または透過性を変えることができる膜内に作られる。切り替え可能ミラーの一例は、「Ｐｒｏｔｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｔａｎｔａｌｕｍ  Ｏｘｉｄｅ  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ  ｂｙ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  ＤＣ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ  ｆｏｒ  Ａｌｌ−Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ  Ｍｉｒｒｏｒ」、  Ｋ  Ｔａｊｉｍａ、Ｙ  Ｙａｍａｄａ、Ｓ  Ｂａｏ、  Ｍ  Ｏｋａｄａ、およびＫ  Ｙｏｓｈｉｍｕｒａ，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ：  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｅｒｉｅｓ  １００  （２００８）  ０８２０１７  （ｄｏｉ：１０．１０８８／１７４２−６５９６／１００／８／０８２０１７）に説明されているが、切り替え可能ミラーとして使用されている異なる技術の多くの例、例えば、米国特許第６，６４７，１６６号明細書、同第７，０４２６１５号明細書、および米国特許出願公開第２００８／０１８６５６０号明細書がある。切り替え可能ミラーを使用することにより、磁気情報および光学情報をわずかに異なる時間であるが、厳密に同じエリアをスキャン（例えば、写真撮影）することができる。ミラーを続く画像撮影間で高速で切り替えることにより、複雑性を追加せずに、光学情報および磁気情報の両方の完全エリア画像を撮影することが可能である。数回切り替えることにより、元の光学参照が画像取得シーケンスの終了時になお同じ位置にあり、したがって、装置がプロセス中に不注意に動かされないことを保証することも可能である。
【００９４】
したがって、第２の被膜層は、反射性を変えるように構成することができる。反射性は、偏光性および波長性を含むが、これらに限定されない。すなわち、第２の被膜層は、光の偏光または波長に基づいて、どの光を反射させるか、またはどの光を透過させるかを変更することができる。「Ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｏｌａｒｉｚｅｒ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｓｍ  ｉｎ  ｓｔｒｅｔｃｈ−ａｌｉｇｎｅｄ  ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ」、Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．８３，  １３０７（２００３）等のこれを達成可能な層の例は、当分野において既知である。
【００９５】
一実施形態では、第１の被膜層１５６および／または第２の被膜層１５８としてパターニングされたミラーを使用することができる。第２の被膜層１５８（および必要であれば、第１の被膜層１５６）は、磁気光学基板１３８の表面のいくつかの領域が、反射性を有し、いくつかが透明であるようにパターニングされる。図１３Ａは、タグ１０２の上面図を示し、人工的に重ねられた光学特徴１８４および磁気特徴４２２０と共に示される。タグ１０２は、表面上にパターニングされたミラー層である第１の被膜層１５６および／または第２の被膜層を有する磁気光学基板１３８を有する読み取り素子を使用して読み取られるべきである。
【００９６】
図１３Ｂは、読み取り素子を使用して撮影されたタグの撮像エリアの構成を示す。画像の大部分は、純粋に光学画像エリア５２１０である。磁気光学基板１３８は、小さな正方形領域に分割され、領域によっては光学撮像５２２０専用であるものもあり、磁気特徴の撮像専用であるものもある。磁気４２２０および光学１８４の撮像正方形は、磁気光学基板１３８のエリアにわたるアレイに配置される。図１３Ｃは、図１３Ａに示される読み取り素子を使用して、タグの撮影された画像からの光学のみのタグ情報を示す。磁気光学基板１３８の輪郭は、閲覧者が画像の残りの部分に対する磁気光学基板１３８の位置を容易に見られるように、薄い線として示される。ここで、光学情報は、磁気光学基板１３８の全体領域５２１０から得られると共に、光学部分５２２０からも得られる。図１３Ｃでは、純粋な白色領域として示される磁気光学基板の磁気部分５２３０。ＣＭＯＳセンサにより捕捉される同じ画像は、磁気光学基板１３８の磁気撮像シーケンス５２３０に対応する磁気特徴４２２０も含む。画像の部分は図１３Ｄに示される。画像の光学部分は、単に純粋な白色として残され、磁気情報に関する画像の部分のみが示される。磁気光学基板１３８の輪郭は、閲覧者が画像の残りの部分に対する磁気光学基板１３８の位置を容易に見られるように薄い線として示される。
【００９７】
ＣＭＯＳ撮像チップにより撮影される実際の画像が実際には、図１３Ｃおよび図１３Ｄに示される２つの画像の和であることに留意する。しかし、画像の部分は分割されて、画像の部分から得られるデータを別個に処理可能なことを強調する。これは、ＣＭＯＳ撮像チップに対する磁気光学基板１３８の相対位置が固定されるため、容易に行われる。したがって、画像のどの部分がタグ１０２内の磁気特徴４２２０に関連するか、およびどれがタグ１０２の光学情報１８４に関連するかの較正は簡単である。磁気光学基板１３８の磁気領域５２３０または光学領域５２２０を正しく選ぶことにより、磁気撮像領域により見えない場合であっても、タグ１０２のデータマトリックスコードを復号化可能なことに留意する。
【００９８】
図１３Ｂおよび図１３Ｃでは、磁気光学基板１３８の光学部分および磁気部分は、データマトリックス要素のエリアの約１／４であるように選ばれている。これは、各データマトリック要素の部分がサンプリングされ、それが、特定のデータマトリックス要素が黒であるか、それとも白であるかを判断するために十分なことに意味する（データマトリックス要素に大きな破損がない限り）。この構成は、タグ１０２の磁気特徴４２２０および光学特徴１８４の同時読み取りを達成する簡単な方法を提供すると共に、データマトリックスコードを復号化し、タグ１０２上の光学マーク１８４に対する磁気特徴４２２０のうちの少なくともいくつかの位置を正確にマッピングするために十分な情報を提供する。この方法は、磁気特徴４２２０のサンプリングにより小さなエリアを提供し得るため、タグ１０２が十分に密にパッケージングされた磁気特徴４２２０を含むシステムを設計する際、ユーザが、正確かつ確実な照合を行うために十分な磁気特徴４２２０をサンプリングする非常に良好な可能性を有するように、注意を払う必要がある。同様に、光学情報１８４は、部分的に、磁気撮像領域５２３０により遮られるため、タグ１０２の光学特徴１８４を選ぶ際に、特徴を容易に復号化でき、画像が、タグ１０２の光学マークに対する磁気特徴４２２０の正確なマッピングを保証するために十分な光学特徴１８４を有する良好な可能性を有するように、注意を払わなければならない。
【００９９】
この方法では、磁気光学基板１３８の第１の被膜層１５６および／または磁気光学基板１３８の第２の被膜層１５８および／または保護層１６０をパターニングして、光学撮像領域で最適な光学撮像が行われるようにし得ることに留意する。これらの領域は、回折が読み取り問題を生じさせるほど小さくあるべきではない。これらの領域のパターニングは、例えば、リフトオフパターニング、湿式化学エッチング、または乾式エッチング（例えば、反応性イオンエッチング）のうちの１つまたは複数と組み合わせて、フォトリソグラフィパターニング技法（例えば）を使用するような、様々な標準リソグラフィ技法により達成することができる。上記発明の様々な組み合わせ、例えば、パターン化された切り替え可能ミラーを利用し得る。第１の被膜層１５６を通してタグ１０２から光学特徴１８４を見ているすべての構成では、保護層１６０が少なくとも部分的に透明でなければならないことに留意する。
【０１００】
上述した読み取り素子を使用して、タグ上の光学情報に基づいて、タグ１０２上の磁気情報を正規化する多くの方法がある。これにより、タグ１０２にプリントされた光学情報を使用して、タグ１０２のいくつかの参照読み取りに対して磁気特徴を正確に位置決めできることを意味する。光学参照としてデータマトリックスマークを使用する一方法を以下において説明し得る。
【０１０１】
図１４Ａは、生産中のタグ１０２の光学上面図を示す。データマトリックス１８４がタグ１０２の表面にプリントされ、データマトリックス１８４の周囲には、中心から外側に広がる４つの光学的視準マーク４７１０がある。図１４Ｂは、生産中の同じタグ１０２の磁気上面図を示す。タグ１０２の表面下には、磁気特徴４２２０を含む磁気指紋領域１１２がある。
【０１０２】
図１４Ｃは、タグ１０２上のデータマトリックス１８４および磁気特徴４２２０の読み取りに使用できる読み取り素子１７３の構成を示す。生産ラインには、少なくとも１つの読み取り素子１７３があり、この読み取り素子１７３を使用して、タグ１０２の参照読み取りを取得することができ、タグ１０２の参照シグネチャをデータベースに記憶できるようにする。この読み取り素子１７３は、現場でタグの読み取りに使用される読み取り素子よりも大きなスキャンエリアを有し、さらに、別様に構成することができる。スキャンエリアの大部分は、磁気データのスキャンに捧げられ（スキャンエリア４７３０）、その一方で、周縁エリア４７２０だけが、光学情報のスキャンに捧げられる。
【０１０３】
この読み取り素子１７３が、生産中のタグ１０２の上に配置された場合、図１４Ｄに示されるような画像が得られる。この画像を使用して、データベースに記憶されるタグ１０２の参照シグネチャを導出し得る。ここで、視準マーク４７１０の部分は、周縁光学閲覧エリアを通して見えるが、画像の大部分は、タグ１０２の磁気特徴４２２０を示す。視準マーク４７１０およびデータマトリックス１８４が同じプリントステップでプリントされ、したがって、互いに正確に位置合わせされる（すなわち、データマトリックス１８４を構成する光学特徴の位置およびを確実に推定できる）と仮定すると、図１４Ｄに示される画像を使用して、光学データマトリックス特徴１８４の位置に対する各磁気特徴４２２０の位置を正確にマッピングすることができる。視準マーク４７１０およびデータマトリックス特徴１８４の相対位置が、互いに対して正確または確実ではない場合、高分解能光学カメラを使用して、相対距離を測定することができ、これを使用して、データマトリックス特徴１８４に対する各磁気特徴４２２０の位置および向きをマッピングすることができる。
【０１０４】
上の図１４Ａ〜図１４Ｄに関連して説明された参照画像を得る方法が、これを達成する単なる一方法であることに留意する。他の方法としては、別個の画像を一緒にステッチングすることが挙げられる−一般に、これらの別個の画像は、少なくともいくつかの領域で重複し得るが、厳密にそうである必要はない。さらに別の方法は、磁気光学基板上にダイクロイックミラーを使用することであり、磁気光学基板で覆われたエリア内であっても、磁気情報および光学情報の同時読み取りが可能である。
【０１０５】
図１５Ａ〜図１５Ｃは、データマトリックスコードが実際に、規則正しい格子フォーマットに基づくため、磁気特徴の位置をマッピングするための参照光学マークとして機能するのに適することを示す。図１５Ａは、１４×１４要素格子パターン４９１０を示す。図１５Ｂは、標準の１４×１４要素ＥＣＣ２００データマトリックスコード４９２０を示す。この場合、コード４９２０は１６桁数「１２３４５６７８９０１２３４５６」を表す。図１５Ｃは、図１５Ａからの格子パターン４９１０と、図１５Ｂに示されるデータマトリックスコード４９２０とが重なったものを示す。図１５Ｃから、データマトリックスコード４９２０が単純に、特定の要素が黒く充填され、他の要素は白いままである格子パターンであることが容易に分かる。これは、そのようなデータマトリックスコード４９２０を、磁気特徴をマッピングする格子パターンとして使用できることを意味する。この例は、理解が非常に簡単であるため選ばれたが、広範囲の光学マークが、磁気特徴をマッピングするための参照マークとして機能し得ることが当業者には明らかであろう。内挿（通常、光学マーク領域内の磁気特徴に対して）および外挿（通常、その領域外部の特徴に対して）の両方を使用することができる。
【０１０６】
図１６Ａは、図１４Ａ〜図１４Ｄの製造中に示されたようなタグ１０２の光学上面図を示す。ここで、タグ１０２は、図１４Ａに示された視準マーク４７１０がもはや存在せず、タグ１０２の表面上の残りの光学マークがデータマトリックスコード４９２０のみであるように、ダイ切断されている。ここでの考察に対して、図１４Ａ〜図１４Ｄに関連して説明したタグ１０２の参照読み取りが、最終的なタグ１０２（図１６Ｂに示される）内のすべての磁気特徴４２２０が参照読み取り中にスキャンされるように行われたと仮定する。
【０１０７】
図１６Ｂは、同じタグ１０２の磁気上面図を示す。磁気指紋領域１１２は、タグ１０２の略全体のエリアを覆って示される。磁気指紋領域１１２内に多くの磁性粒子４２２０があり、そのような磁性粒子４２２０のうちの１つがマークされる。図１６Ｂは、データマトリックスコード４９２０からの格子パターン４９１０がどのようにして磁性粒子４２２０上に重ねられて、光学データマトリックスコード４９２０に対するそれらの位置を正確にマッピングできるようにするかということも人工的に示す。
【０１０８】
図１６Ｃは、現場で使用すべき読み取り素子１７１の構成を示す。ここで、光学スキャンエリア４９３０は、磁気スキャンエリア４９４０よりもはるかに大きい。光学スキャンエリア４９３０の外周および磁気スキャンエリア４９４０の外周がマークされる。光学スキャンエリア４９３０よりも小さな磁気スキャンエリア４９４０を有することは、例えば、図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるフォーマットを有する読み取り素子１７１を使用して、達成することができる。
【０１０９】
図１６Ｄは、読み取り素子１７１が、図１６Ａおよび図１６Ｂに示されるタグ１０２上の中央に位置決めされた場合のタグ１０２の画像を示す。読み取り素子１７１はタグ１０２から磁性粒子４２２０およびデータマトリックスコード４９２０の両方を同時にスキャンすることが可能である。ここでも、光学スキャンエリア４９３０の外周および磁気スキャンエリア４９４０の外周がマークされる。図１６Ｂと同様に、データマトリックスコード４９２０からの格子パターン４９１０は、磁気スキャンエリア４９４０内の磁気特徴４２２０に人工的に重ねられる。格子パターン４９１０を人工的に重ねることにより、タグ１０２のこの読み取りで撮像された磁気特徴４２２０の位置をどのようにして、タグ１０２の参照読み取りからの磁気特徴４２２０の位置に相関付けることができるか、すなわち、この読み取りから導出されるシグネチャをどのようにして、データベースに記憶されている参照シグネチャと比較できるかをグラフで実証することができる（参照読み取りについては、図１４Ａ〜図１４Ｄに関連して説明した）。
【０１１０】
タグ１０２のさらなる読み取りを図１７に示す。ここで、読み取り素子は、タグ１０２に対して不十分に位置合わせされる。読み取り素子は中央に配置されず、タグ１０２に対して回転している。ここでも、光学スキャンエリア４９３０の外周および磁気スキャンエリア４９４０の外周がマークされる。図１６Ｄと同様に、データマトリックスコード４９２０からの格子パターン４９１０は、磁気スキャンエリア内の磁気特徴４２２０に人工的に重ねられる。格子パターン４９１０を人工的に重ねることにより、タグ１０２のこの読み取りで撮像された磁気特徴４２２０の位置をどのようにして、タグ１０２の参照読み取りからの磁気特徴４２２０の位置に相関付けることができるか、すなわち、この読み取りから導出されるシグネチャをどのようにして、データベースに記憶されている参照シグネチャと比較できるかをグラフで実証することができる（参照読み取りについては、図１４Ａ〜図１４Ｄに関連して説明した）。これは、位置合わせが非常に不十分な読み取りであっても、システムが、読み取り中の磁気特徴４２２０の位置を参照読み取りに正確にマッピング可能なことを示す。この読み取りでスキャンされている磁気特徴４２２０が、図１６Ｄに示される読み取りでスキャンされているものと異なるが、両方の場合で、スキャン中の磁気特徴４２２０が、はるかに大きな磁気スキャンエリアが利用される参照読み取り（図１４Ａ〜図１４Ｄに関連して説明した）でスキャンされたことにさらに留意する。
【０１１１】
したがって、スキャンでの磁気特徴４２２０の位置を正確にマッピングできるように十分な光学情報がスキャンされると共に、十分に正確な照合を達成できるように、読み取りでスキャン中の磁気特徴４２２０の十分な量をタグ１０２の参照読み取りでスキャンすることもできる場合、現場での読み取りは照合に十分であることができる。先の文章中、「十分な量」および「十分に正確に」は、主観的な用語であり、閾値レベルを設定し得ることを示すためにのみ使用され、例えば、「十分な量」は、スキャンエリア内に存在する磁性粒子４２２０の累積磁性強度または数により決めることができ、「十分に正確に」は、照合結果の統計学的な信頼度の閾値であることができる。
【０１１２】
現場での読み取りおよび参照読み取りからの磁気特徴４２２０のマッピングに関して、光学特徴４９２０を、両読み取りでの磁気特徴４２２０の位置をマッピングする第１のステップとして使用することができ、非常に正確なマッピングの場合、第２のマッピングステップが必要であり得ることに留意されたい。この２つのステップのマッピングの一例について、ここで説明する：位置決めまたは正規化が、光学情報４９２０を使用して行われた後、第２のステップを行うことができ、磁気特徴４２２０を使用して、識別タグ１０２の参照読み取りから得られる、記憶されている参照シグネチャに対するより正確な位置決めが達成される。これは、光学位置決めステップから得られる一致の相関を行うことにより行うことができ、その後、得られた磁気特徴４２２０の画像を、特定の許容範囲内で左右上下に段階的に移動させることができ、各ステップ後、データを再び相関付けて、最良の一致を得ることができる。これにより、参照シグネチャに対して磁気特徴４２２０を正確に位置決めすることができるが、データが、光学マーク４９２０との相関を失い、不正確な一致の誤検出を生じさせ得るような程度まで移動しないようにするために、各方向での移動量に対する制限を設定しなければならない。
【０１１３】
参照読み取りと比較して小さな磁気光学スキャンエリアが、現場での読み取りに使用されるここに示される例は、単なる例である。十分な一致が可能であるように、参照読み取りおよび続く読み取りで読み取られる磁気特徴に十分な重複がある場合、必要とされる略あらゆるサイズおよび構成を使用することができる。
【０１１４】
図１８Ａ〜図１８Ｃは、読み取り素子１３４の断面図を示す。図１８Ａでは、読み取り素子１３４は、複数の構成要素または光学要素を含み得、例えば、磁気光学基板１３８、光源１４０、第１の偏光子１４２、第２の偏光子１４８、ビームスプリッタ１４４、および光学検出器１５０が見られる。図９では、例えば、１つのみの要素として示されるレンズ系１４６は、ここでは、複数の凸または凹レンズ要素５１１１、５１１２、５１１３、５１１４、および５１１５として示される。構成要素は、保護管５１２０内に収容される。２つのレンズ要素５１１３および５１１４は、ピンホール５１４０と共に、その他の構成要素（保護管５１２０に対してすべての固定される）に対して移動可能な筐体５１３０内に配置される。この移動可能な筐体５１３０は、組立体または構成要素によるいかなる不完全性も、結像を不完全にしないように、結像を調整できるようにする。これは、最終的な組み立てステップ中、結像を調整でき、筐体５１３０（および関連する構成要素）を、結像が鮮鋭になるような最適な位置に設定できることを意味する。
【０１１５】
標準の光学構成と同様に、ピンホール５１４０は、被写界深度を制御できるようにする。すなわち、小さなピンホール５１４０は、大きなピンホール５１４０よりも大きな被写界深度になる。しかし、小さなピンホールは、より多くの光を遮断するため、画像はそれほど明るくなく、またはより明るい光源を使用する必要がある。大きな被写界深度を有することは、光学情報および磁気情報が同時に撮像される設計では重要であり得る（例えば、図１１Ａおよび図１１Ｂに示される構成）。光吸収体５１５０が示される。これは、ビームスプリッタ１４４を透過し得る漂遊光を吸収するためのものである。光吸収体５１５０は、任意の光吸収材料から、例えば、黒いフェルトから作ることができる。保護管５１２０および筐体５１３０の内壁は、黒く作られ、漂遊光を吸収し得る。
【０１１６】
図１８Ｂは、光源１４０の中央から移動し、ビームスプリッタ１４４の中央に移動する光路５１７０を示す。光の少なくとも一部は、磁気光学基板１３８に向かって反射し（光路５１７１）、その後、その光の少なくとも一部は、再びビームスプリッタに向かって反射し、ビームスプリッタ１４４に達した光の少なくとも一部は、ビームスプリッタ１４４を透過し、光学検出器１５０に移動する（光路５１７２）。
【０１１７】
光の移動は、図１８Ｂに示される中央路のみではないことがある。図１８Ｃは、磁気光学基板１３８の異なるエリアから反射された光がどのようにして、読み取り素子１３４を通して移動し、光学検出器１５０に収集し得るかを示す。鮮鋭な画像を得るための基本的な光学撮像概念および光学素子の設計は、文献において周知である。
【０１１８】
これは、読み取り素子構成の実際的な一設計にすぎず、他の多くの構成（２つの偏光子を含まないものもあれば、ビームスプリッタを含まないものもある）も実現可能である。
【０１１９】
例えば、図１９Ａ〜図１９Ｃは、ビームスプリッタを含まない読み取り素子１３４の断面図を示す。ここでは、読み取り素子１３４は、軸外設計を利用する。すなわち、入力光源１４０は、管の中心軸からわずかにシフトされる。この特定の実施形態は、２つの偏光子を含み得る。偏光子１４２は光源１４０の前に配置される。偏光子１４８は光学検出器１５０の前に配置される。この特定の実施形態は、３枚のレンズ：レンズ１９１０、レンズ１９２０、およびレンズ１９３０を含む。ピンホール５１４０および保護管５１２０も含まれる。保護管５１２０は、読み取り素子１３４の様々な構成要素を収容し、各位置に固定した状態を保つように構成される。磁気光学基板１３８は、読み取り素子１３４の前部全体を覆うが、代替の実施形態は、より小さなサイズおよびより大きなサイズの磁気光学基板１３８を含む。さらに、代替の実施形態は、読み取り素子１３４の前部に対して様々な位置および向きに配置された磁気光学基板１３８を含む。
【０１２０】
図１９Ｂは、本発明の実施形態により、光源１４０から発せられ、磁気光学基板の異なるエリアから反射された光を示す。光は、光源１４０から放射される。光は、第１の偏光子１４２を透過し、次に、前部レンズ１９２０および１９２０を透過してから、磁気光学基板１３８のミラー層から反射される。いくつかの実施形態では、磁気光学基板１３８は、ダイクロイックミラー層を含み得る。いくつかの実施形態では、磁気光学基板１３８は、ミラー層を含まない。いくつかの実施形態では、少なくともいくらかの光は、磁気光学基板１３８を透過し、タグ（図示せず）から反射される。
【０１２１】
光は、ミラー層、タグ、またはそれらの組み合わせから反射された後、再び前部レンズ１９２０および１９１０を透過し、ピンホール５１４０を通して最終レンズ１９３０に渡る。次に、光は、第２の偏光子１４８を透過し、光学検出器１５０に渡る。したがって、この実施形態は、磁気光学基板１３８から反射された光が、光学検出器１５０の表面上に結像するように構成される。第１の偏光子１４２に対する第２の偏光子１４８の回転は、光学検出器１５０により撮影される画像の磁気構成要素と光学構成要素との関係に影響する。
【０１２２】
図１９Ｃは、本発明の別の実施形態による読み取り素子の断面図を示す。いくつかの実施形態では、追加の光源１９５０および１９６０を偏光子に合わせてもよく、または合わせなくてもよい。いくつかの実施形態では、追加の光源に合わせられた偏光子は、同じように向けなくてもよい。光源１９５０および１９６０は、読み取り素子１３４内の任意の適した位置に位置決めし得る。この構成は、ダイクロイックミラーを有する磁気光学基板との併用に適する。
【０１２３】
ダイクロイックミラーを含む実施形態では、ミラーは、例えば、緑から青の波長を反射するが、赤の波長の光を透過させるように設計し得る。一実施形態では、第１の光源１４０は、偏光子１４２により偏光され、緑／青（すなわち、シアン）光を生成する。光源１９５０および１９６０は、偏光されず、赤色光源であり得る。そのような構成は、特に、磁気読み取りおよび光学読み取りに対する照明状況を独立して最適化する能力を提供する。例えば、異なる強度を青／緑色光源および赤色光源に選択し得、磁気情報は、反射緑／青スペクトル光で表すことができ、光学情報は、反射赤色スペクトル光で表すことができる。この実施形態では、赤スペクトルは主に、光学情報の取得に使用される。この赤スペクトルは偏光されないため、第２の偏光子１４８の向きによる影響を受けず、その偏光子の向きは、磁気画像を最適化するように選ぶことができる（主に偏光シアン光に基づく）。
【０１２４】
図２０Ａ〜図２０Ｄは、本発明の実施形態による読み取り素子の簡略化されたグラフ表現である。図２０Ａ〜図２０Ｄが、本発明の実施形態のよりよい理解を助けるために、簡略化されることを理解されたい。したがって、図２０Ａ〜図２０Ｄに示される読み取り素子は、図１９Ｃに示される構成要素を含んでもよい（例えば、レンズおよび他の構成要素は、これらの図に関連する考察に直接関連しないため、図２０Ａ〜図２０Ｄから省かれている）。図２０Ａ〜図２０Ｄに示される構成要素の相対位置は、例示を目的としたものであり、他の実施形態では異なり得る。
【０１２５】
図２０Ａ〜図２０Ｄに示される実施形態は、磁気光学基板１３８の表面にミラー層がない状態で、タグ１０２の光学情報および磁気情報を読み取るように構成される（それにも関わらず、この概念はミラー層が存在する状態で画像を向上させるために使用することもできる）。いくつかの実施形態では、光の大半は磁気光学基板１３８を透過し、基板１３８の下にあるタグ１０２により反射される。そのような実施形態では、高反射性タグ表面が望ましいことがある。タグ１０２の表面が十分な反射性を有する場合、光は、タグ１０２の表面の少なくともいくつかの部分から反射され、偏光子１４８を透過し、光学検出器１５０により捕捉することができる。代替の実施形態では、磁気光学基板１３８は、光源からの光を部分的または完全にミラーリングするように構成し得る。
【０１２６】
図２０Ａ〜図２０Ｄは、緑色光源（図示せず）および赤色光源（図示せず）の前にそれぞれ位置決めされた光学検出器１５０、磁気光学基板１３８、偏光子１４８、ならびに偏光子２０１０、２０２０を示す。他の実施形態では、光源の色は、任意の適した色であり得る。偏光子２０１０は、偏光子１４８の向きに対して反時計回りに回転する。偏光子２０２０は、偏光子１４８の向きに対して時計回りに回転する。
【０１２７】
図２０Ｂでは、緑色光２０３０の偏光平面は、緑色光が偏光子２０１０を透過する際、偏光子１４８の向きに対して反時計回りに回転する。同様に、赤色光２０４０の偏光平面は、赤色光が偏光子２０２０を透過する際、偏光子１４８の向きに対して時計回りに回転する。図２０Ｂ〜図２０Ｄでは、示される矢印が、問題となっている光の偏光角度を表すが、必ずしも光が移動する方向を表す訳ではないことに留意する。緑色光および赤色光は両方とも、磁気光学基板１３８に向かって移動する。
【０１２８】
図２０Ｃでは、緑色光および赤色光は、磁気光学基板１３８の下のタグ１０２から反射され、偏光子１４８に向かって移動する。タグ１０２からの磁場は、緑色光および赤色光のうちの少なくともいくらかの部分の偏光平面を、偏光子２０３０および２０４０のそれぞれの初期平面に対して時計回りに回転させる。回転後、新しい偏光平面を矢印２０５０（緑色光の場合）および２０６０（赤色光の場合）で示す。偏光平面の回転は、一定の比率で拡大縮小されることを意図されず、例示のために誇張され得る。タグ１０２の光学的特徴は、緑色光および赤色光の少なくともいくらかの部分を変更し（例えば、黒のエリアが光を吸収する一方で、光沢のあるエリアは光を反射する）、したがって、光学情報が両方により伝達される。
【０１２９】
図２０Ｄは、偏光子１４８を透過した緑色光２０７０および赤色光２０８０の偏光平面のグラフ表現を示す。緑色光は、偏光子１４８を透過するようによりよく向けられるため、赤色光よりも緑色光のほうが大きな割合で偏光子１４８を透過する。特に、この実施形態では、偏光子１４８を透過するようによりよく向けられた緑色光の部分は、偏光子２０１０により反時計回りに向けられ、タグ１０２の磁場の存在により、時計回りの回転を受けた。太字の矢印は、偏光子１４８を透過可能な各光の割合を表す。したがって、緑色光および赤色光が等しい明度で偏光子１４８に入ったと仮定すると、緑色光は、赤色光よりも明るく偏光子１４８を出る。
【０１３０】
光学検出器１５０に達する緑色光および赤色光との差を使用して、タグ１０２の光学的情報および磁気的情報を解析する。いくつかの実施形態では、光学検出器１５０は、緑色光および赤色光を処理して、緑色チャネル情報および赤色チャネル情報を形成する。したがって、チャネルを使用し、緑色チャネル情報および赤色チャネル情報に基づいて、画像を形成し得る。これらの画像を組み合わせて、磁気情報または光学情報を強化することができる（本明細書では、「組み合わせられた」または「組み合わせ」は、両情報セットに関わる任意の形態の数学的演算を意味し、例えば、「組み合わせられた」は、減算も意味することができ、または線形式もしくは非線形式と併用されて、両情報セットを一緒に使用して、特定の情報を抽出することもできる）。
【０１３１】
図２１Ａは、本発明の実施形態により人工的に重ねられた光学特徴１８４および磁気特徴４２２０を有するタグ１０２の上面図を示す。図２１Ｂは、図２０Ａ〜図２０Ｄに説明されるような読み取り素子を使用して撮影されたタグ１０２の緑スペクトル画像１０２ａを示す。図２１Ｃは、図２０Ａ〜図２０Ｄに説明されるような読み取り素子を使用して撮影されたタグ１０２ａの赤スペクトル画像１０２ｂを示す。ここで、磁気光学基板がミラー層を有さないこと、および光が光沢のあるタグ表面から反射されている（黒い光学マークがある場所、光が完全に吸収されると仮定される場所以外）と仮定する。図２１Ｂおよび図２１Ｃに示される理想的な画像が、光学的セットアップに大きく依存し、光学的条件またはタグ表面の条件が変わる場合、非常に異なる画像が得られることが当業者には明らかであろう。
【０１３２】
いくつかの実施形態では、光学情報が、赤色光および緑色光に同様に影響する場合、緑スペクトル画像１０２ａおよび赤スペクトル画像１０２ｂの差異画像を生成することは、光学特徴１８４をなくすか、または少なくとも減らすが、磁気特徴４２２０は強化し得る。すなわち、緑スペクトル画像１０２ａおよび赤スペクトル画像１０２ｂは、光学特徴１８４を同様に伝達するが、緑スペクトル画像１０２ａは、磁気特徴４２２０が配置されている場所では、赤色スペクトル画像１０２ｂと異なる値を有する。部分的に、合算画像は、緑スペクトル画像１０２ａおよび赤スペクトル画像１０２ｂでの磁気特徴４２２０の値の差により、磁気特徴４２２０を低減またはヌル化し得るため、緑スペクトル画像１０２ａおよび赤スペクトル画像１０２ｂの合算画像の生成により、光学特徴１８４が結果的にもたらされ得る。
【０１３３】
光学特徴１８４および磁気特徴４２２０を適宜解決するためには、より複雑な解析が必要であり得ることを当業者なら理解するであろう。例えば、緑スペクトル画像１０２ａおよび赤スペクトル画像１０２ｂは、磁気特徴４２２０および光学特徴１８４が重複する箇所では、磁気特徴４２２０および光学特徴１８４の組み合わせである情報を含み得る。さらに、すべての磁気特徴４２２０は、均一の色または強度の光で示されるが、各磁気特徴４２２０にわたる光の強度または色のばらつきが生じ得る。本開示の他の箇所と同様に、用語「差異」または「合算」は、画像を「減算」または「加算」して、調査中の特徴を強化する複雑な非線形方程式を含むものと理解される。例えば、通常、本開示全体を通して示される画像等、完全に均一な照明条件で画像を得ることは実際的に不可能である。大半の場合、照明は、いくつかのエリアにおいて、他よりも明るい（例えば、エッジよりも画像の中心において明るい）。そのような非均一の照明は、問い合わせ中の光学情報および磁気情報の両方に影響する。例えば、一方は画像の中心にあり（光が明度１００単位を有する）、一方は、光の明度がより低い（明度１０単位を仮定する）画像のエッジにある、磁場強度が等しい２つの磁気特徴があると仮定する。背景が画像から減算されると仮定する。簡単にするために、磁気特徴により、磁気光学基板が、存在する光のさらなる１０％が第２の偏光子を透過するように、光の偏光を回転させたと仮定する。明るいエリアでの１０％は、１０単位の光である一方で、より暗いエッジでの１０％は１単位のみの光である。したがって、画像の中心にある磁気特徴は、背景が減算された後、画像のエッジでの磁気特徴よりも明るく見える。したがって、本発明全体を通して、用語「合算」、「組み合わせ」、「加算」、および他の数学的用語は、単に簡単な線形加算または減算よりも複雑な演算を含むものと理解される。
【０１３４】
図２２は、本発明の実施形態による磁気光学読み取り素子１１４を使用して有価値物品の水平面２６８上に埋め込まれたタグ１０２上の指紋領域１１２を読み取る方法を示す。読み取り素子１１４は、磁気光学読み取り素子であり、磁気光学基板１３８および光学処理ユニット１３６からなり、これらが組み合わせられて読み取り素子１１４を形成する。読み取り素子１１４は、読み取り素子１１４を破損から保護する外装２２１０で囲まれる。外装２２１０は、非磁性金属（アルミニウム等）、非磁性セラミック、またはプラスチック等の非磁性材料から製造することができる。特定の状況では、外装２２１０（または読み取り素子の周囲もしくは読み取り素子の他の構成要素）を弱磁性にすることが望ましく、その理由は、弱磁性にすることにより、読み取り素子１１４により検出される磁場を強化することができるためである。例えば、タグ１０２が、指紋領域１１２の磁気特徴が、読み取り中に読み取り素子１１４に面するＮ極を有するように磁化される場合、読み取り素子１１４が磁石のＳ極に見えるように、読み取り素子１１４または読み取り素子１１４近傍のある構成要素を弱く磁化させることが有利であり得る。これにより、読み取り素子１１４のＳ極が特徴のＮ極を引き付け、それにより、磁束線がタグ１０２の平面を超えて延びるように磁束線を曲げるため、検出中の磁場を強化することができる。あるいは、例えば、読み取り素子１１４の左側を弱いＮ極にし、右側を弱いＳ極にすることが有利であり得る。これは、磁束線を（主に）磁石の平面において曲げることができ、読み取りがリーダに依存し得る（すなわち、使用される読み取り素子の特定の磁化に依存する）ことを意味し得る。これを使用して、異なるスキャナが特定のタグを読み取ることができないことを保証し得る（指紋が一致しないため）。図２２の左側は、磁気指紋１１２に接触する前の読み取り素子１１４を示し、図２２の右側は、磁気指紋１１２に接触した状態の読み取り素子１１４を示す。水平面２６８上の指紋領域１１２を読み取る方法は、まず、磁気光学読み取り素子１１４を磁気指紋領域１１２に接触させ、次に、読み取り装置１０４上のボタンをアクティブ化することにより、達成される。ボタンがアクティブ化されると、イメージ信号を得ることができ、読み取り手順が完了する。
【０１３５】
図２３は、本発明の実施形態による磁気光学読み取り素子１１４およびタグ１０２を示す。図２３の左側では、構成要素は、どのように一緒に収まることができるかを容易に見るために拡大されている。一実施形態では、外装２２１０は、磁気光学基板１３８をタグ１０２上の磁気指紋のエリア上に位置決めするための係合要素のように機能し得る。磁気光学読み取り素子１１４への潜在的な破損を最小限に抑えるためにも、磁気光学読み取り素子１１４は、外装２２１０の表面よりも後退して配置されるように設計することができる。タグ１０２またはタグ１０２の部分が、少なくとも５０μｍの厚さである場合、外装２２１０および読み取り素子１１４により形成される溝を、ユーザが読み取り素子１１４をタグ１０２に位置合わせできるようにする物理的な位置合わせ方法として使用することができる。読み取り素子１１４は、例えば、外装２２１０の表面よりも少なくとも約５０μｍ、少なくとも約１５０μｍ、少なくとも約２００μｍ、または少なくとも２５０μｍ後退して配置される。通常、このために使用されるタグ１０２は、少なくとも５０μｍの厚さを有するように設計し得、読み取り素子１１４が外装２２１０の表面から後退する距離よりも厚くない場合には少なくとも同じ厚さであり得る。特定の状況では、効果的な物理的な位置合わせが、外装２２１０の片側のみを読み取り素子１１４の高さよりも上に出すことにより達成することができ、この場合、読み取り素子１１４の高さよりも上に突出した、外装２２１０により形成されるリップを使用して、読み取り素子１１４の縁部をタグ１０２またはタグ１０２、ラベル、または有価値物品の表面に形成された他の物理的な段差に案内し得ることに留意する。
【０１３６】
図２４は、本発明の別の実施形態による磁気光学読み取り素子１１４を使用して水平面２６８上のタグ１０２を読み取る方法を示す。磁気光学読み取り素子１１４は、整合要素２６６（単純なバネセットとして示される）を介して保護外装２２１０内で摺動可能である。図２４の左側は、タグ１０２に接触する前の読み取り素子１１４を示し、図２４の右側は、タグ１０２に接触した状態の読み取り素子１１４を示す。読み取り素子１０４がタグ１０２に接触すると、読み取り素子１１４は押されてタグ１０２の表面に接触する。整合要素２６６により、読み取り素子１１４が、読み取り素子１１４またはタグ１０２の重要な指紋領域１１２を破損するほどの圧力ではないいくらかの圧力をタグ１０２に対して及ぼすことが保証される。これは、整合要素２６６の設計が、読み取り素子１１４がタグ１０２に対して及ぼす最大圧力を定義するためであり、読み取り装置１０４が非常に強く押された場合であっても、読み取り素子１１４は外装２２１０内に後退し、最終的に、外装２２１０の壁が過度の圧力を吸収する。整合要素２６６は、バネシステム、スポンジシステム、吸引システム、油圧システム、および空気システムを含み得る。整合要素２６６は、ユーザが読み取り中に不均等な力を加えた場合であっても、磁気光学読み取りヘッド１１４およびタグ１０２を読み取りプロセス中に常に接触できるようにする。
【０１３７】
図２５Ａ〜図２５Ｄは、本発明の別の実施形態による磁気光学読み取り素子１１４を使用して凸凹した表面２６８上のタグ１０２を読み取る方法を示す。図２５Ａは、周囲の保護外装２２１０に対して小さなギャップ２６７を有する磁気光学読み取り素子１１４を示す。さらに、磁気光学読み取り素子ヘッド１１４は、整合要素２６６、例えば、バネ機構を介して外装２２１０に接続する。ギャップ２６７およびバネ機構２６６は両方とも、凸凹表面２６８上の磁気指紋領域１１２またはタグ１０２を読み取る際にある程度の補償を提供する。図２５Ａは、タグ１０２との係合前の読み取り素子１１４を示す。図２５Ｂでは、図２５Ａに示すような磁気光学読み取り素子１１４は、凸凹表面２６８上のタグ１０２に接触させられ、磁気光学読み取り素子１１４は、外装２２１０内で移動して、凸凹表面２６８上のタグ１０２に整合することが可能である。図２５Ｃおよび図２５Ｄでは、ギャップ２６７を整合層２６９で置き換えて、磁気光学読み取りヘッド１１４の移動を補償することができる（図２５Ｃは接触前の状況を示し、図２５Ｄはタグ１０２との接触中の状況を示す）。指紋領域１１２内の磁気特徴の磁場の強度が、距離に伴って急速に減衰することに留意する。２つの磁気特徴が、タグ（これはタグ表面から測定される）内に同じ深さで配置され、これら２つの特徴が厳密に同じ磁気強度および配向の磁場を有すると想定する。そのような一方の特徴が、タグ１０２上の位置２５１０に配置され、他方が２５２０に配置される場合、図２５Ｄに示すようなタグの読み取りは、読み取り素子１１４が、位置２５１０にある磁気特徴よりも位置２５２０にある磁気特徴からより強い寄与を測定することになる。これは、表面２６８のトポグラフィーにより、位置２５２０にある磁気特徴が、位置２５１０にある磁気特徴よりも読み取り素子１１４に物理的に近いためである。したがって、読み取りは実際には、タグ１０２または表面２６８のトポグラフィーが巻き込まれたタグ１０２の磁気特徴の測定になる。タグ１０２をある表面から取り外して別の表面に配置した場合、指紋読み取りが、配置されているトポグラフィーの変更と共に変更されるため、場合によっては、これは、強力な耐タンパー機構またはタンパー防止機構として使用することができる。他の状況では、特に、タグが最初に、有価値物品の表面に適用される前に製造ラインで読み取られる場合、タグ１０２の初回読み取りが、トポグラフィーによりタグ１０２の後続読み取りと良好に一致しない恐れがあるため、これは問題を生じさせる。そのような状況では、整合性タグを使用することが有利であり得る。別の方法は、適用される表面の輪郭に合う裏面を有するように成形し得るが、タグの正面は平坦なままであるべきタグ１０２を使用することであり得る。そのようなタグ１０２の例は、硬い平坦な正面層および熱可塑性材料で作られる下層（指紋領域の下）を有する多層タグであり得る。タグ１０２が有価値物品に適用される場合、タグ１０２は、熱可塑性層が溶融するか、または少なくとも軟化して、有価値物品の表面に整合し得るように加熱される。
【０１３８】
図２６は、本発明の実施形態による磁気光学読み取り素子１１４を使用して整合性ラベル２６０内に含まれた指紋１１２を読み取る方法を示す。ここでは、整合性ラベル２６０は、円形断面を有する有価値物品２６２に取り付けられて示される。有価値物品２６２の形状により、整合性ラベル２６０の表面も、読み取り素子１１４に係合する前、湾曲している（この図の左側に示されるように）。その整合性により、ラベル２６０の表面は、読み取り素子１１４により係合された場合に変形して平坦面になることが可能である（この図の右側に示されるように）。これにより、ラベルの指紋領域１１２と読み取り素子１１４とを良好に接触させることができる。しかし、ラベル２６０が、指紋領域１１２が読み取り中にラベル２６０の平面において大きく歪むほどは厚くない、またはそこまでの整合性を有さないことが重要であり、大きな歪みは、指紋領域１１２内の磁気特徴を互いに対して変位させる恐れがあり、これは、記憶されている指紋信号と読み取られた指紋信号との一致を低減させる恐れがある。
【０１３９】
図２７は、ラベル２６０が固定された有価値物品２６２が粗い表面を有する場合に、整合ラベル２６０がどのように役立つかを示す。図２７の左側は、読み取り素子１１４との係合前の状況を示す。ラベル２６０は、有価値物品２６２の表面に整合して、ラベル表面を波形にさせる。一般に、指紋１１２は最初に、ラベル２６０が平坦に保たれる製造ラインで読み取られる。ラベル２６０が波形表面を有する場合に後続読み取りが行われる場合、ラベル２６０が整合しなければ、指紋領域１１２の特定の磁気特徴は、読み取り素子１１４の表面から離れ得る。しかし、整合ラベル２６０を使用しての読み取り中（いくらかの圧力が読み取り素子１１４に加えられた状態での読み取り素子１１４との係合中）、右側に示されるように、指紋領域１１２の表面は読み取り素子１１４に整合可能であり、それにより、指紋領域１１２の正確な読み取りが容易になる。
【０１４０】
図２８は、本発明の実施形態による別の整合ラベル形成を示す。ここでは、ラベル２６０は、指紋領域１１２の表面が、指紋領域１１２を囲むラベル２６０の残りの表面に対してわずかに隆起するように構築される。この図の右側に示すように、読み取り素子１１４との係合前に有価値物品２６２に取り付けられると、指紋領域１１２の表面は、距離Ｘ１だけ、ラベル２６０の縁部の表面よりも上に隆起する。図２８の左側に示すように、係合中、この距離はＸ２に圧縮される。すなわち、指紋領域１１２の表面は、周囲表面の平面のより近くにあるように圧縮される。読み取り素子１１４の形状またはサイズ、および読み取り中に読み取り素子１１４に加えられる圧力に応じて、Ｘ２は、ゼロ（すなわち、周囲表面の平面にある）または負（すなわち、指紋領域の表面は、押されて周囲表面から後退して配置される）でさえあり得る。読み取り素子１１４に及ぼされるすべての圧力が、指紋領域１１２の表面の平坦化に向けて集中され、ラベル２６０の他の部分がわずかに隆起する場合（例えば、打抜き中に形成されるバリもしくはリップに起因するか、または破損に起因する）またはその他の部分が汚れを表面に有する場合、それらは指紋領域１１２の読み取りに顕著な影響を及ぼさないため、このラベル２６０の設計は指紋領域１１２と読み取り素子１１４との良好な接触に役立つ。
【０１４１】
図２９Ａは、本発明の実施形態による指紋領域１１２を含むタグ１０２の断面図を示す。タグ１０２は、識別される有価値物体２６２（例えば、指輪）内に埋め込まれ、磁気光学読み取り素子１１４は、本発明の実施形態によるものである。タグ１０２を含む指輪２６２の表面は、タグ１０２の表面と読み取り素子１１４との良好な接触を保証するために、平坦化されている。磁気光学読み取り素子１１４は、磁気指紋１１２を読み取るためにタグ１０２に接触させられる。図２９Ｂは、本発明の実施形態によるタグ１０２および指紋領域１１２の平面図である。ここで、タグ１０２は、指輪表面上で利用可能なスペースに収まるように矩形である。指紋領域１１２は、指紋材料を含む細長い溝である。美観のために（例えば、指輪の周囲と同じように見えるように）、薄い金属層をタグ１０２上にメッキすることが実現可能であり、そうすることが望ましい場合がある。例えば、指輪が金の場合、指輪２６２のメッキは金であることができる。このメッキ（または他のコーティング）は、タグ１０２および指紋領域１１２を環境（例えば、引っ掻きおよび腐食）からの保護として機能することもできる。本発明の重要な特徴：１つの標準の読み取り素子を有する単一のスキャナが、様々な形状およびサイズであり、様々な有価値物品に含まれるか、またはその表面に取り付けられる指紋領域を読み取り可能であることが、この実施形態において強調される。許容可能な閾値を超える指紋の一致を保証するために、標準の読み取り装置１０４（および関連する磁気光学読み取り素子）が指紋領域１１２の十分に広い部分を読み取り可能な場合、すべての指紋領域１１２が同じ形状およびサイズである必要はない。これは、標準の読み取り装置１０４またはスキャナを広範囲の製品との併用に使用可能なため、商業的に非常に重要である。
【０１４２】
図３０Ａおよび図３０Ｂは、本発明の実施形態による、タグ１０２を読み取る場合の磁気光学読み取り素子１１４の断面図を示す。磁気光学読み取り素子１１４は、保護外装２２１０で囲まれる。磁気光学読み取りヘッド１１４は、バネ機構２６６により外装２２１０に接続される。外装２２１０の内壁は本質的に、識別特徴セットを有するタグ１０２が位置決めされる厚いラベル２５８の周縁と相補的な形状である。
【０１４３】
図３０Ａは、磁気光学読み取り素子１１４と厚いラベル２５８との係合前の状況を示す。バネ２６６は非圧縮状態である。図３０Ｂは、タグ１０２を読み取る際の厚いラベル２５８に押し当てられている磁気光学読み取り素子１１４を示す。保護外装２２１０は実質的に、厚いラベル２５８を囲む。磁気光学読み取りヘッド１１４が厚いラベル２５８に押し当てられると、バネ２６６は圧縮され、磁気光学読み取り素子１１４は外装２２１０の内部に押される。外装２２１０の内壁は、ラベル２５８の囲み、読み取り装置１０４とラベル２５８（ひいてはタグ１０２および指紋領域１１２）との正確な位置合わせを保証する物理的な係合機構をユーザに提供する。ラベル２５８および外装２２１０は、任意の適した形状、例えば、正方形、矩形、三角形、または多角形であることができるが、好ましくは、その形状は完全に対称ではなく、すなわち、形状は、ラベル２５８に対する読み取り装置１０４またはスキャナの向きを一意に定義する。そのようなラベル２５８および外装２２１０の構成を図３１に示し、後述する。
【０１４４】
図３１は、本発明の実施形態による磁気光学読み取り素子１１４を使用して位置合わせ機構２２２を有するラベル２８４を読み取る方法を示す。ラベル２８４は、薄いカバー層１６０で覆われた埋め込み指紋領域１１２を含む（指紋領域１１２は、カバー層１６０で隠されているため示されていない）。データマトリックスバーコード１８６および人間可読シリアル番号１８２が、カバー層１６０の表面上にプリントされる。ラベル２８４上の指紋の読み取りに望ましい位置合わせを達成するために、磁気光学読み取り素子１１４を囲むか、またはそれに隣接する筐体２８２の切り欠き２８０とラベル２８４のスタッブ２２２との組み合わせを使用して、相互ロック手段を提供することができる。磁気光学読み取り素子１１４がラベル２８４上に配置されると、磁気光学読み取り素子１１４の筐体２８２の切り欠き２８０は、ラベルに対するスキャナの正確な位置合わせおよび向きを保証するための機械的案内を提供する。相互ロックは、ユーザによる好ましい位置合わせでのラベル２８４に対する磁気光学読み取り素子１１４の調整を促す。筐体２８２が、前の図を参照して説明したように、保護外装であり得ることに留意する。
【０１４５】
図３２は、本発明の実施形態による指紋１１２を含むタグ１０２を読み取る方法を示す。タグ１０２は、有価値物品２６２の表面内に埋め込まれる。有価値物品２６２は、タグ１０２に隣接する１つまたは複数の突起３２１０を有する。これら突起３２１０は、磁気光学読み取り素子１１４の筐体２８２を案内またはそれと相互ロックするように設計される。図３２Ａは、読み取り素子１１４とタグ１０２との係合前の状況を示す。図３２Ｂは、係合中の状況を示す。ここで、磁気光学読み取り素子１１４は、磁気読み取り素子１１４がタグ１０２の表面に接触する（または少なくとも近傍にくる）ように下に移動している。突起３２１０は、タグ１０２に対して読み取り素子１１４の位置を案内するように機能する。突起３２１０がタグ１０２または筐体２８２を完全に囲んでよく、突起３２１０が、位置合わせの案内に役立つように、タグ１０２自体またはラベル上に形成されてもよいことに留意する。
【０１４６】
図３３は、本発明の実施形態による識別される物体２６２の窪み２６４内の磁気指紋１１２を含むタグ１０２を示す。タグ１０２の窪み２６４の壁を使用して、図１８に関連して説明したように、読み取り装置１０４またはスキャナとタグ１０２との位置合わせを助けることができる。そのような窪み２６４は、識別される物体２６２が、タグ１０２を取り付ける、適した平坦面を有さない場合にも有利である。そのような物体としては円筒形物体が挙げられるが、それに限定されない。そのような窪み２６４には、機械的摩耗および物体との不注意による接触からのタグ１０２の保護に役立つという利点もある。窪み２６４が図３３に示すように端部が開口になっている必要はなく、任意の窪み、例えば、四壁を有する正方形断面の窪みも適し得ることに留意する。
【０１４７】
本発明について、特定の実施形態を参照して特に図示し説明したが、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、形態および詳細の様々な変更を行い得ることを当業者は理解されたい。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲の均等物の意味および範囲内にあるすべての変更は、包含されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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