(57)【要約】  本発明は、タグまたは対象物から識別および／または認証情報を読み取るための認証ユニットを提供する。認証ユニットは、固有不規則性に基づく第１の識別特徴を読み取るように構成された近距離読み取り装置、および第２の識別特徴、たとえばバーコード、光学文字またはＲＦＩＤタグを読み取るように構成された遠距離読み取り装置を含む。近距離読み取り装置および遠距離読み取り装置は、単一の集積走査モジュール内に組み合わせられてもよく、走査モジュールはまた、読み取り装置から信号を受信するための回路、およびホスト装置と通信するためのインタフェースを含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
認証ユニットであって：
固有不規則性に基づく第１の識別特徴を読み取るように構成された近距離読み取り装置；および
第２の識別特徴を読み取るように構成された遠距離読み取り装置
を含む認証ユニット。
【請求項２】
ハウジングをさらに含み、前記近距離読み取り装置および前記遠距離読み取り装置は両方とも前記ハウジング内部に含まれる、請求項１に記載の認証ユニット。
【請求項３】
前記近距離読み取り装置は光学要素を含み、前記遠距離読み取り装置は光学要素を含み、少なくとも１つの光学要素が、前記近距離読み取り装置および前記遠距離読み取り装置の間で共有される、請求項１〜２のうちいずれか一項に記載の認証ユニット。
【請求項４】
前記近距離読み取り装置および前記遠距離読み取り装置の間で共有される前記少なくとも１つの光学要素は、ビームスプリッタ、切換え可能ミラーおよびプリズムのうち少なくとも１つを含む、請求項３に記載の認証ユニット。
【請求項５】
前記近距離読み取り装置および前記遠距離読み取り装置の間で共有される前記少なくとも１つの光学要素は、光の偏光に影響を及ぼすようにさらに構成された、請求項４に記載の認証システム。
【請求項６】
前記近距離読み取り装置および前記遠距離読み取り装置の間で共有される前記少なくとも１つの光学要素はレンズを含む、請求項３に記載の認証ユニット。
【請求項７】
前記レンズは、近距離読み取り装置のために使用される位置および遠距離読み取り装置のために使用される位置の間で移動可能であるように構成された、請求項６に記載の認証ユニット。
【請求項８】
前記近距離読み取り装置および前記遠距離読み取り装置の両方により共有されるイメージセンサをさらに含む、請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の認証ユニット。
【請求項９】
前記イメージセンサは、ＣＭＯＳイメージセンサまたはＣＣＤイメージセンサを含む、請求項７に記載の認証ユニット。
【請求項１０】
前記イメージセンサは、前記認証ユニットの近距離部分および前記認証ユニットの遠距離部分に対して機械的に移動させられるように構成された、請求項８または９に記載の認証ユニット。
【請求項１１】
前記イメージセンサは、前記認証ユニットの前記近距離部分の光路内の位置および前記認証ユニットの前記遠距離部分の光路内の位置の間でスライド可能に移動させられるように構成された、請求項１０に記載の認証ユニット。
【請求項１２】
前記イメージセンサは、前記認証ユニットの前記近距離部分の光路内の位置および前記認証ユニットの前記遠距離部分の光路内の位置の間の角経路（ａｎｇｕｌａｒ  ｐａｔｈ）に沿った相対運動を有するように構成された、請求項１０に記載の認証ユニット。
【請求項１３】
第１のイメージセンサおよび第２のイメージセンサをさらに含み、前記第１のイメージセンサは前記第１の識別特徴を読み取るために前記近距離読み取り装置により使用されるように構成され、前記第２のイメージセンサは前記第２の識別特徴を読み取るために前記遠距離読み取り装置により使用されるように構成された、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の認証ユニット。
【請求項１４】
前記第１のイメージセンサはＣＭＯＳイメージセンサまたはＣＣＤイメージセンサを含み、前記第２のイメージセンサはＣＭＯＳイメージセンサまたはＣＣＤイメージセンサを含む、請求項１３に記載の認証ユニット。
【請求項１５】
前記近距離読み取り装置は第１のレンズを含み、前記遠距離読み取り装置は第２のレンズを含み、前記第１のレンズおよび前記第２のレンズは互いに対して固定された空間関係で配置される、請求項１〜１４のうちいずれか一項に記載の認証ユニット。
【請求項１６】
第１の状態および第２の状態を有する接近センサをさらに含み、前記接近センサが前記第１の状態にあるときに前記近距離読み取り装置を作動させ、かつ前記接近センサが前記第２の状態にあるときに前記遠距離読み取り装置を作動させるように構成された、請求項１〜１５のうちいずれか一項に記載の認証ユニット。
【請求項１７】
前記接近センサは押しボタンを含む、請求項１６に記載の認証ユニット。
【請求項１８】
前記押しボタンが押された状態にあるときに前記近距離読み取り装置を作動させ、かつ前記押しボタンが押されていない状態にあるときに前記遠距離読み取り装置を作動させるように構成された、請求項１７に記載の認証ユニット。
【請求項１９】
第１の照明素子および第２の照明素子をさらに含み、前記第１の照明素子は、前記近距離読み取り装置が使用中であるときに作動させられるように構成され、前記第２の照明素子は、前記遠距離読み取り装置が使用中であるときに作動させられるように構成された、請求項１〜１８のうちいずれか一項に記載の認証ユニット。
【請求項２０】
前記近距離読み取り装置は、前記第１の識別特徴を読み取るために使用される光を第１の光学軸に沿って誘導するように構成され、前記遠距離読み取り装置は、前記第２の識別特徴を読み取るために使用される光を、少なくとも一部が前記第１の光学軸に一致しない第２の光学軸に沿って誘導するように構成された、請求項１〜１９のうちいずれか一項に記載の認証ユニット。
【請求項２１】
固有不規則性に基づく前記第１の識別特徴は、タグまたは対象物の磁気指紋領域内に含まれる磁性粒子または磁化可能粒子の不規則な配置を含む、請求項１〜２０のうちいずれか一項に記載の認証ユニット。
【請求項２２】
前記磁気指紋領域内の磁性粒子または磁化可能粒子の前記不規則な配置が光学的に検出されることができるようにするように構成された磁気光学基板を含む、請求項２１に記載の認証ユニット。
【請求項２３】
前記近距離読み取り装置は、前記タグまたは前記対象物上の前記磁気指紋領域と重なる光学特徴を読み取るようにさらに適合された、請求項２１または２２に記載の認証ユニット。
【請求項２４】
前記光学特徴はバーコードを含む、請求項２３に記載の認証ユニット。
【請求項２５】
前記磁気光学基板を通過する光が、前記光学特徴だけでなく前記第１の識別特徴も読み取ることができるようにするように構成された前記磁気光学基板を含む、請求項２３または２４に記載の認証ユニット。
【請求項２６】
前記近距離読み取り装置は、前記第１の識別特徴を読み取るための第１の波長を有する光を放出するように構成された第１の照明素子、および前記光学特徴を読み取るための第２の波長を有する光を放出するように構成された第２の照明素子を含む、請求項２５に記載の認証ユニット。
【請求項２７】
前記磁気光学基板は、前記第１の波長の光を反射し、かつ前記第２の波長の光が波長選択性ミラーを通過することができるようにするように構成された前記波長選択性ミラーを含む、請求項２６に記載の認証ユニット。
【請求項２８】
前記波長選択性ミラーはダイクロイックミラーまたは誘電体ミラーを含む、請求項２６に記載の認証ユニット。
【請求項２９】
固有不規則性に基づく第１の識別特徴を読み取るように構成された前記近距離読み取り装置は、紙内部にある繊維の前記固有不規則性特徴を読み取る読み取り装置、バブルタグ読み取り装置、ランダムに分布した量子ドットまたはナノバーコード用読み取り装置、不規則なパターンで配置された磁性粒子を含む非磁性または弱磁性のマトリックス材料用読み取り装置、クレジットカードの磁気ストライプ内のランダムなジッタ用読み取り装置、支援のない人間の視覚により検出するのが困難なランダムに分布したタガント（ｔａｇｇａｎｔ）粒子用読み取り装置、ならびに磁気および／もしくは磁化可能および／もしくは導電性および／もしくは半導電性および／もしくは光学活性の粒子ならびに／または光学的に識別可能な粒子用読み取り装置から選択される、請求項１または２に記載の認証ユニット。
【請求項３０】
前記遠距離読み取り装置は、バーコード読み取り装置、光学文字読み取り装置およびＲＦＩＤ読み取り装置から選択される、請求項２９に記載の認証ユニット。
【請求項３１】
走査モジュールであって：
請求項１〜３０のうちいずれか一項に記載の認証ユニット；
前記認証ユニットから信号を受信するように構成された回路；および
ホスト装置と通信するように構成されたインタフェース
を含む走査モジュール。
【請求項３２】
前記認証ユニット、前記回路および前記インタフェースはすべて単一のＰＣＢ上に搭載される、請求項３１に記載の走査モジュール。
【請求項３３】
前記認証ユニットは、前記回路および前記インタフェースが配置されるＰＣＢにケーブルを介して接続される、請求項３１に記載の走査モジュール。
【請求項３４】
前記回路はマイクロコントローラおよびメモリを含む、請求項３１〜３３のうちいずれか一項に記載の走査モジュール。
【請求項３５】
前記メモリは、前記マイクロコントローラにより実行されたときに、選択された動作モードで前記走査モジュールを動作させる命令を含む、請求項３４に記載の走査モジュール。
【請求項３６】
認証ユニットであって：
固有不規則性に基づく第１の識別特徴を読み取るように構成された第１の近距離読み取り装置；および
第２の識別特徴を読み取るように構成された第２の近距離読み取り装置
を含み、前記第１の識別特徴および前記第２の識別特徴は、互いに対して所定の重ならない空間関係で配置される認証ユニット。
【請求項３７】
固有不規則性に基づく第１の識別特徴を読み取るように構成された前記第１の近距離読み取り装置は、紙内部にある繊維の前記固有不規則性特徴を読み取る読み取り装置、バブルタグ読み取り装置、ランダムに分布した量子ドットまたはナノバーコード用読み取り装置、不規則なパターンで配置された磁性粒子を含む非磁性または弱磁性のマトリックス材料用読み取り装置、クレジットカードの磁気ストライプ内のランダムなジッタ用読み取り装置、支援のない人間の視覚により検出するのが困難なランダムに分布したタガント粒子用読み取り装置、ならびに磁気および／もしくは磁化可能および／もしくは導電性および／もしくは半導電性および／もしくは光学活性の粒子ならびに／または光学的に識別可能な粒子用読み取り装置から選択される、請求項３６に記載の認証ユニット。
【請求項３８】
前記第２の近距離読み取り装置は、紙内部にある繊維の前記固有不規則性特徴を読み取る読み取り装置、バブルタグ読み取り装置、ランダムに分布した量子ドットまたはナノバーコード用読み取り装置、不規則なパターンで配置された磁性粒子を含む非磁性または弱磁性のマトリックス材料用読み取り装置、クレジットカードの磁気ストライプ内のランダムなジッタ用読み取り装置、支援のない人間の視覚により検出するのが困難なランダムに分布したタガント粒子用読み取り装置、磁気および／もしくは磁化可能および／もしくは導電性および／もしくは半導電性および／もしくは光学活性の粒子ならびに／または光学的に識別可能な粒子用読み取り装置、磁気ストリップ読み取り装置、近距離バーコード読み取り装置ならびに近距離ＲＦＩＤ読み取り装置から選択される、請求項３７に記載の認証ユニット。
【請求項３９】
識別されるように適合されたタグまたは他の対象物を識別するための認証ユニットであって、第１の識別特徴セットから第１の信号を、および第２の識別特徴セットから第２の信号を読み取るように適合され、前記識別特徴セットは、識別される前記タグまたは前記対象物の上、中または近傍に収容され、前記第１の識別特徴セットは不規則な材料を含み、前記第１の識別特徴セットから読み取られた前記第１の信号は、前記材料の前記固有不規則性に依存する認証ユニット。
【請求項４０】
前記第２の識別特徴セットは、バーコード、光学文字、ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ、スマートチップおよび／または磁気媒体上に書き込まれた磁気情報を含む、請求項３９に記載の認証ユニット。
【請求項４１】
前記第１の識別特徴セットから少なくとも前記第１の信号を、および前記第２の識別特徴セットから前記第２の信号を読み取るように適合された読み取り要素を含む、請求項３９または４０に記載の認証ユニット。
【請求項４２】
前記第１の識別特徴セットから少なくとも前記第１の信号を読み取るように適合された第１の読み取り要素、および前記第２の識別特徴セットから前記第２の信号を読み取るように適合された第２の読み取り要素を含む、請求項３９または４０に記載の認証ユニット。
【請求項４３】
前記第１の信号および前記第２の信号を少なくとも一部は処理するように構成された処理要素をさらに含む、請求項３９〜４２のうちいずれか一項に記載の認証ユニット。
【請求項４４】
前記プロセッサは、前記第１の信号および／または前記第２の信号を読み取る順序および／またはタイミングに応じて、前記第１の信号および前記第２の信号を連結する、または前記第２の信号だけを読み取るように構成された、請求項４３に記載の認証ユニット。
【請求項４５】
前記プロセッサは、前記第１の信号および／または記第２の信号のどちらが、読み取る際に存在しているかの判定に応じて、前記第１の信号および／または前記第２の信号を一緒にまたは別個に処理するように構成された、請求項４３または４４に記載の認証ユニット。
【請求項４６】
前記認証ユニットが収容された前記装置の他の構成要素と通信可能に連結するように、または遠隔／外部装置またはシステムと直接通信するように適合された通信要素をさらに含む、請求項３９〜４５のうちいずれか一項に記載の認証ユニット。
【請求項４７】
識別されるように適合されたタグまたは対象物を読み取り、識別するためのシステムであって、請求項３９〜４６のうちいずれか一項に記載の認証ユニット、ならびにキーボード、ＣＰＵ、画面、外部通信用回路、電池、１つまたは複数のボタン、メモリおよびファームウェアのうち１つまたは複数を含む装置を含むシステム。
【請求項４８】
前記タグまたは前記対象物を識別するために使用されるデータが、前記装置または前記認証ユニットのメモリに格納される、請求項４７に記載のシステム。
【請求項４９】
前記タグまたは前記対象物を識別するために使用されるデータを格納するバックエンドサーバをさらに含み、前記装置は前記バックエンドサーバと通信して、前記タグまたは前記対象物を識別する、請求項４７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１０年９月８日に米国特許商標局に出願された米国仮出願第６１／３８０，７３５号明細書の優先権、および２０１０年９月８日に米国特許商標局に出願された米国仮出願第６１／３８０，７４６号明細書の優先権を主張し、両方の全内容がすべての目的のために本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明の実施形態は、固有不規則性に基づく認証および識別特徴を読み取るための装置の分野に関する。より詳細には、本発明は、固有不規則性に基づく第１の識別特徴セットならびに第２の識別および／または認証特徴セットを読み取ることができる集積ユニットに関する。
【背景技術】
【０００３】
識別特徴、たとえばバーコード、光学文字、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、磁気ストライプまたは光ストライプ、および対象物を識別するまたは認証する他の手段は、識別、認証ならびにトラッキングおよびトレーシングの目的で使用されてきた。最近、偽造防止目的で、対象物を一意に識別し、かつ対象物の認証の証拠を提供するために、単独で、または他の識別特徴と組み合わせて、対象物の「固有不規則性」に基づく特徴も使用されてきた。「固有不規則性」に基づく特徴は、不規則性という構造が、対象物を識別するために使用される不規則な材料に基づく特徴である。不規則な材料は対象物自体の一部であってもよい、または対象物に固定されたタグの一部であってもよい。さらに、不規則な材料は、不規則なコーティング、合成物または構造物を含んでもよい。
【０００４】
識別および認証の目的のために固有不規則性を使用する公知の例がこれまで数多くある。たとえば、英国、ロンドンのＩｎｇｅｎｉａ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｉｍｉｔｅｄが、レーザスペックル干渉法を使用してマッピングされた、紙内部にある繊維の固有不規則性を使用して、紙を一意に識別するシステムについて説明した。この技術のより完全な説明が、ＰＣＴ出願国際公開第２００６／０１６１１４号パンフレットで得ることができる。
【０００５】
固有不規則性の他の使用法でこれまで知られているのが、フランス、モントーベン（Ｍｏｎｔａｕｂｅｎ）のＮｏｖａｔｅｃ、ＳＡに譲渡された米国特許第７，３８０，１２８号明細書に示されている。この特許は、識別および認証のために透明ポリマー内部でランダムなバブルを使用することを示している。ポリマー内部の３次元レイアウトを読み取るために光学的方法が使用される。この情報は、複製するのが困難または不可能な「バブルタグ」のための一意の署名を提供するために使用することができる。
【０００６】
他の固有不規則性に基づく識別および認証の技術には、ランダムに分布した量子ドットまたはナノバーコードの使用、不規則なパターンで配置されたインクコーティング磁性粒子の使用、クレジットカードの磁気ストライプ内のランダムな「ジッタ」の使用および物品上で人間の視覚には見えないタガント（ｔａｇｇａｎｔ）粒子のランダムな分布の使用を含む（ＰＣＴ出願国際公開第２００５／１０４００８号パンフレット参照）。
【０００７】
磁気および／もしくは磁化可能および／もしくは導電性および／もしくは半導電性および／もしくは光学活性の粒子、ならびに／または光学的に識別可能な粒子の組合せを使用する他の固有不規則性に基づくタグが、本発明者であるＢｉｌｃａｒｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓにより報告された。これらの技術は、本願の権利者が所有するＰＣＴ出願国際公開第２００５／００８２９４号パンフレット、国際公開第２００６／０７８２２０号パンフレット、国際公開第２００７／１３３１６４号パンフレット、国際公開第２００７／１３３１６３号パンフレットおよび国際公開第２００９／１０５０４０号パンフレットでさらに詳述されている。
【０００８】
これらの固有不規則性特徴を読み取るために、光学効果、磁気効果および磁気光学効果に基づくさまざまな信号検出システムが使用される。読み取られると、固有不規則性特徴に関する情報は、その情報を識別および／または認証目的のために使用するために、読み取り装置自体の中で、またはバックエンド・コンピュータ・システムの中で処理されことができる。
【０００９】
ほとんどの場合、これらの固有不規則性特徴は、非常に近距離から読み取られ、しばしば、読み取り装置または検出器は、特徴が読み取られている表面と物理的に接触する。これは（一部には）、多くの固有不規則性特徴のスケールが小さいため、および典型的にはこれらの固有不規則性特徴を読み取らなければならない精度が高いためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国仮出願第６１／３８０，７３５号明細書
【特許文献２】米国仮出願第６１／３８０，７４６号明細書
【特許文献３】国際公開第２００６／０１６１１４号パンフレット
【特許文献４】米国特許第７，３８０，１２８号明細書
【特許文献５】国際公開第２００５／１０４００８号パンフレット
【特許文献６】国際公開第２００５／００８２９４号パンフレット
【特許文献７】国際公開第２００６／０７８２２０号パンフレット
【特許文献８】国際公開第２００７／１３３１６４号パンフレット
【特許文献９】国際公開第２００７／１３３１６３号パンフレット
【特許文献１０】国際公開第２００９／１０５０４０号パンフレット
【特許文献１１】米国特許第５，９２０，５３８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
偽造防止および認証の技術分野では、保護強化のための技術を組み合わせて使用するのが有利である。したがって、固有不規則性特徴を他の識別または認証特徴と、たとえばバーコード、磁気ストライプ、光学文字、ＲＦＩＤまたは他の識別技術と組み合わせるのが有利な場合がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一実施形態では、本発明は、固有不規則性に基づく１つまたは複数の第１の識別特徴を読み取るように構成された近距離読み取り装置；および１つまたは複数の第２の識別特徴を読み取るように構成された遠距離読み取り装置を含む認証ユニットを提供する。いくつかの実施形態では、認証ユニットはハウジングをさらに含み、近距離読み取り装置も遠距離読み取り装置もハウジング内部に含まれる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、近距離読み取り装置は光学素子を含み、遠距離読み取り装置は光学素子を含み、少なくとも１つの光学素子が、近距離読み取り装置および遠距離読み取り装置の間で共有される。これらの実施形態のいくつかでは、少なくとも１つの共有される光学素子はビームスプリッタを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの共有される光学素子は切換え可能なミラーを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの共有される光学素子はレンズを含む。いくつかの実施形態では、レンズは、近距離読み取り用の位置および遠距離読み取り用の位置の間で移動可能であるように構成される。
【００１４】
いくつかの実施形態では、認証ユニットは、近距離読み取り装置および遠距離読み取り装置の両方により共有されるイメージセンサをさらに含む。これらの実施形態のいくつかでは、イメージセンサは、ＣＭＯＳイメージセンサでも、ＣＣＤイメージセンサでもよい。いくつかの実施形態では、イメージセンサは、認証ユニットの近距離部分および認証ユニットの遠距離部分に対して機械的に移動するように構成される。いくつかのそのような実施形態では、イメージセンサは、認証ユニットの近距離部分の光路内の位置および認証ユニットの遠距離部分の光路内の位置の間でスライド可能に移動するように構成される。いくつかの実施形態では、イメージセンサは、認証ユニットの近距離部分の光路内の位置および認証ユニットの遠距離部分の光路内の位置の間の角経路（ａｎｇｕｌａｒ  ｐａｔｈ）に沿った相対運動を有するように構成される。
【００１５】
いくつかの実施形態では、認証ユニットは第１のイメージセンサおよび第２のイメージセンサを含み、第１のイメージセンサは、近距離読み取り装置により第１の識別特徴を読み取るために使用されるように構成され、第２のイメージセンサは、遠距離読み取り装置により第２の識別特徴を読み取るために使用されるように構成される。これらのイメージセンサの各々は、ＣＭＯＳイメージセンサでも、ＣＣＤイメージセンサでもよい。
【００１６】
いくつかの実施形態では、近距離読み取り装置は第１のレンズを含み、遠距離読み取り装置は第２のレンズを含む。第１のレンズおよび第２のレンズは互いに対して固定された空間関係で配置されてもよい。
【００１７】
いくつかの実施形態では、認証ユニットは接近感知センサをさらに含む。この場合、接近感知センサは、読み取り装置が表面に対して押されているときに押されるタクタイルスイッチまたは他のスイッチでもよい場合でも、「接近センサ」と称される。近距離読み取り装置は、接近センサが第１の状態にあるときに活動化され、遠距離読み取り装置は、接近センサが第２の状態にあるときに活動化される。これらの実施形態のいくつかでは、接近センサは押しボタン（たとえばタクタイルスイッチまたは他のスイッチ）でもよい。近距離読み取り装置は、押しボタンが押された状態にあるときに活動化されてもよく、遠距離読み取り装置は、押しボタンが押されない状態にあるときに活動化されてもよい。
【００１８】
いくつかの実施形態では、認証ユニットは、第１の照明素子および第２の照明素子を含み、第１の照明素子は、近距離読み取り装置が使用中であるときに活動化されるように構成され、第２の照明素子は、遠距離読み取り装置が使用中であるときに活動化されるように構成される。
【００１９】
いくつかの実施形態では、近距離読み取り装置は、第１の識別特徴を読み取るために使用される光を第１の光軸に沿って誘導するように構成され、遠距離読み取り装置は、第２の識別特徴を読み取るために使用される光を第２の光軸に沿って誘導するように構成される。第２の光軸の少なくとも一部は、第１の光軸と一致しない。
【００２０】
いくつかの実施形態では、固有不規則性に基づく第１の識別特徴は、タグまたは対象物の磁気指紋領域内に含まれる磁性粒子または磁化可能粒子の不規則な配置を含む。実施形態のいくつかでは、近距離読み取り装置は、磁気指紋領域内の磁性粒子または磁化可能粒子の不規則な配置が光学的に検出されることができるようにする磁気光学物質を含む。近距離読み取り装置は、タグまたは対象物上の磁気指紋領域と重なる光学特徴を読み取るようにさらに適合されてもよい。いくつかの実施形態では、この光学特徴はバーコードを含んでもよい。いくつかの実施形態では、認証ユニットは、光が磁気光学基板を通過することができるようにして、光学特徴だけでなく第１の識別特徴も読み取るように構成された磁気光学基板を含んでもよい。近距離読み取り装置は、第１の識別特徴を読み取るための第１の波長を有する光を放出するように構成された第１の照明素子、および光学特徴を読み取るための第２の波長を有する光を放出するように構成された第２の照明素子を含んでもよい。磁気光学基板は、第１の波長の光を反射し、かつ第２の波長の光が波長選択性ミラーを通過することができるように構成された波長選択性ミラー層、たとえばダイクロイックミラーまたは誘電体ミラーを含んでもよい。以後、用語「ダイクロイック」ミラーおよび「誘電体」ミラーは、可視スペクトルの一部を選択的に反射することができるミラーを意味するために交換可能に使用される。代わりに、またはさらに、磁気光学基板は、光がミラーを通過し、かつイメージセンサにより検出される穴が存在するように、視界全体を覆わないミラー層を含んでもよい。
【００２１】
いくつかの実施形態では、固有不規則性に基づく少なくとも１つの第１の識別特徴を読み取るように構成された近距離読み取り装置は、紙内部にある繊維の固有不規則性特徴を読み取る読み取り装置、バブルタグ読み取り装置、ランダムに分布した量子ドットまたはナノバーコード用読み取り装置、不規則なパターンで配置された磁性粒子を含む非磁性または弱磁性のマトリックス材料用読み取り装置、クレジットカードの磁気ストライプ内のランダムなジッタ用読み取り装置、支援のない人間の視覚には見えないことがあるランダムに分布したタガント粒子用読み取り装置、ならびに磁気および／もしくは磁化可能および／もしくは導電性および／もしくは半導電性および／もしくは光学活性の粒子ならびに／または光学的に識別可能な粒子用読み取り装置から選択される。いくつかの実施形態では、遠距離読み取り装置は、バーコード読み取り装置、光学文字読み取り装置およびＲＦＩＤ読み取り装置から選択される。
【００２２】
本発明のいくつかの実施形態が、認証ユニットから信号を受信するように構成された回路、およびホスト装置と通信するように構成されたインタフェースと組み合わせて、前述の実施形態の１つの認証ユニットを含む走査ユニットを提供する。
【００２３】
いくつかの実施形態では、認証ユニット、回路およびインタフェースは、すべて単一のＰＣＢ上に搭載される。他の実施形態では、認証ユニットは、回路およびインタフェースが配置されたＰＣＢにケーブルを介して接続される。
【００２４】
いくつかの実施形態では、回路はマイクロコントローラおよびメモリを含む。メモリは、マイクロコントローラにより実行されたとき、選択された動作モードで走査モジュールを動作させる命令を含んでもよい。
【００２５】
さらに、本発明の実施形態が、固有不規則性に基づく第１の識別特徴を読み取るように構成された第１の近距離読み取り装置；および第２の識別特徴を読み取るように構成された第２の近距離読み取り装置を含む認証ユニットを提供し、第１の識別特徴および第２の識別特徴は、互いに対して所定の重ならない空間関係で配置される。
【００２６】
いくつかの実施形態では、固有不規則性に基づく第１の識別特徴を読み取るように構成された第１の近距離読み取り装置は、紙内部にある繊維の固有不規則性特徴を読み取る読み取り装置、バブルタグ読み取り装置、ランダムに分布した量子ドットまたはナノバーコード用読み取り装置、不規則なパターンで配置された磁性粒子を含むインクなどの非磁性または弱磁性のマトリックス材料用読み取り装置、クレジットカードの磁気ストライプ内のランダムなジッタ用読み取り装置、支援のない人間の視覚には見えないことがあるランダムに分布したタガント粒子用読み取り装置、ならびに磁気および／もしくは磁化可能および／もしくは導電性および／もしくは半導電性および／もしくは光学活性の粒子ならびに／または光学的に識別可能な粒子用読み取り装置のうちの１つである。いくつかの実施形態では、第２の近距離読み取り装置は、これらの固有不規則性読み取り装置のうちのいずれか、磁気ストリップ読み取り装置、近距離バーコード読み取り装置または近距離ＲＦＩＤ読み取り装置でもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態では、認証ユニットは、第１の識別特徴セットから第１の信号を、および第２の識別特徴セットから第２の信号を読み取るように適合され、識別特徴セットは、識別されるタグまたは対象物の上、中または近傍に収容され、第１の識別特徴セットは不規則な材料を含み、第１の識別特徴セットから読み取られた第１の信号は、材料の固有不規則性に依存する。いくつかのそのような実施形態では、第２の識別特徴セットは、バーコード、光学文字、ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ、スマートチップおよび／または磁気媒体上に書き込まれた磁気情報でもよい。いくつかのそのような実施形態では、認証ユニットは、第１の識別特徴セットから少なくとも第１の信号を、および第２の識別特徴セットから第２の信号を読み取るように適合された読み取り要素を含むが、他の実施形態では、認証ユニットは、第１の識別特徴セットから少なくとも第１の信号を読み取るように適合された第１の読み取り要素、および第２の識別特徴セットから第２の信号を読み取るように適合された第２の読み取り要素を含む。
【００２８】
いくつかの実施形態では、認証ユニットは、第１の信号および第２の信号を少なくとも一部は処理するように構成された処理要素をさらに含む。プロセッサは、第１の信号および／または第２の信号を読み取る順序および／またはタイミングに応じて、第１の信号および第２の信号を連結する、または第２の信号だけを読み取るように構成されてもよい。プロセッサは、読み取る際に第１の信号および／または第２の信号のどちらが存在するかの判定に応じて、第１の信号および／または第２の信号を一緒にまたは別個に処理するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、認証ユニットは、認証ユニットが収容される装置の他の構成要素と通信可能に連結するように、または遠隔／外部装置もしくはシステムと直接通信するように適合された通信要素をさらに含む。
【００２９】
本発明のいくつかの実施形態が、識別されるように適合されたタグまたは対象物を読み取り、かつ識別するためのシステムを提供し、システムは、上述したような認証ユニット、ならびにキーボード、ＣＰＵ、画面、外部通信用回路、電池、１つまたは複数のボタン、メモリおよびファームウェアのうち１つまたは複数を含む装置を含む。タグまたは対象物を識別するために使用されるデータは、装置または認証ユニットのメモリに格納されてもよい。あるいは、システムは、タグまたは対象物を識別するために使用されるデータを格納するバックエンドサーバを含んでもよく、装置はバックエンドサーバと通信して、タグまたは対象物を識別する。
【００３０】
図面では、同様の参照文字は、一般に、異なる図全体を通して同一部分を指す。図面は必ずしも縮尺通りではなく、むしろ、一般に、本発明の原理を例示することが強調されている。以下の説明では、本発明のさまざまな実施形態が、以下の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に従って固有不規則性特徴として読み取られるタグで使用される磁性粒子の上面図を示す。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態に従って固有不規則性特徴として読み取られるタグで使用される磁性粒子の斜視図を示す。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に従って読み取ることができる識別特徴を有する例示的タグをさらに示す。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に従って読み取ることができる識別特徴を有する例示的タグをさらに示す。
【図３Ａ】磁気情報および光学情報が重なり、かつ本発明の一実施形態に従って読み取ることができる一例のタグの図を示す。
【図３Ｂ】磁気情報および光学情報が重なり、かつ本発明の一実施形態に従って読み取ることができる一例のタグの図を示す。
【図３Ｃ】磁気情報および光学情報が重なり、かつ本発明の一実施形態に従って読み取ることができる一例のタグの図を示す。
【図３Ｄ】磁気情報および光学情報が重なり、かつ本発明の一実施形態に従って読み取ることができる一例のタグの図を示す。
【図３Ｅ】磁気情報および光学情報が重なり、かつ本発明の一実施形態に従って読み取ることができる一例のタグの図を示す。
【図４】タグの磁気特徴を読み取る、一例の読み取り要素の断面図を示す。
【図５】本発明の一実施形態による、近距離固有不規則性読み取り装置も、遠距離識別および／または認証特徴読み取り装置も有する認証ユニットの断面図を示す。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による認証ユニットの他の例の断面図を示す。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態による認証ユニットの他の例の断面図を示す。
【図７Ａ】本発明の一実施形態による認証ユニットの他の例の断面図を示す。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態による認証ユニットの他の例の断面図を示す。
【図８】本発明の一実施形態による認証ユニットのさらに他の例の断面図を示す。
【図９Ａ】本発明の一実施形態による認証ユニットの他の例の断面図を示す。
【図９Ｂ】本発明の一実施形態による認証ユニットの他の例の断面図を示す。
【図１０Ａ】レンズ系の機械的動きを使用して、近距離固有不規則性特徴の読み取りおよび遠距離特徴の読み取りの間を切り換える、本発明の一実施形態による認証ユニットの他の例の断面図を示す。
【図１０Ｂ】レンズ系の機械的動きを使用して、近距離固有不規則性特徴の読み取りおよび遠距離特徴の読み取りの間を切り換える、本発明の一実施形態による認証ユニットの他の例の断面図を示す。
【図１１Ａ】図１０Ａの例示的実施形態に対する光路を示す。
【図１１Ｂ】図１０Ｂの例示的実施形態に対する光路を示す。
【図１２Ａ】本発明の一実施形態による認証ユニットの他の例の断面図を示す。
【図１２Ｂ】本発明の一実施形態による認証ユニットの他の例の断面図を示す。
【図１３Ａ】本発明の一実施形態による認証ユニットのさらに他の例の断面図を示す。
【図１３Ｂ】本発明の一実施形態による認証ユニットのさらに他の例の断面図を示す。
【図１３Ｃ】本発明の一実施形態による認証ユニットのさらに他の例の断面図を示す。
【図１３Ｄ】本発明の一実施形態による認証ユニットのさらに他の例の断面図を示す。
【図１４Ａ】本発明の実施形態による認証ユニットを含む集積走査装置を示す。
【図１４Ｂ】本発明の実施形態による認証ユニットを含む集積走査装置を示す。
【図１５】本発明の一実施形態による走査モジュールを含む読み取り装置を利用する偽造防止システムの全体図を示す。
【図１６】近距離固有不規則性読み取り装置も、遠距離識別および／または認証読み取り装置も含む認証ユニットの代替の一実施形態を示す。
【図１７】近距離固有不規則性読み取り装置も、遠距離識別および／または認証読み取り装置も含む認証ユニットの他の代替の一実施形態を示す。
【図１８】第１の近距離固有不規則性読み取り装置ならびに第２の近距離識別および／または認証読み取り装置を含む認証ユニットの代替の一実施形態を示す。
【図１９Ａ】本発明の他の代替の一実施形態による、近距離固有不規則性読み取り装置も、遠距離識別および／または認証読み取り装置も含む読み取り装置を示す。
【図１９Ｂ】本発明の他の代替の一実施形態による、近距離固有不規則性読み取り装置も、遠距離識別および／または認証読み取り装置も含む読み取り装置を示す。
【図２０】本発明の一実施形態による認証ユニットを含むシステムの構造図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
上述のように、保護強化のために２つ以上のタイプの識別技術を使用することが、識別、認証および偽造防止のシステムで有用な場合がある。したがって、本発明は、固有不規則性タイプの読み取り装置も、少なくとも１つの他の識別および／または認証特徴用読み取り装置も含む単一の集積ユニットを提供する。これらの読み取り装置の両方を同一集積ユニットの中に配置することにより、光学素子の一部を共有するなどの効率を実現することができる。そのような読み取り装置、および読み取り装置により提供される信号を復号する電子機器（本明細書では「走査モジュール」と呼ばれる）を含む単一の集積ユニットが、そのような装置の製造業者によりさまざまな用途のために、より大きなホスト装置の中に集積することができ、そのような特定用途のホスト装置の製造業者が、固有不規則性特徴、または少なくとも１つの他の識別および／もしくは認証特徴のための読み取り装置を完全に理解する、設計する、または製造する必要がない。
【００３３】
固有不規則性特徴の読み取りは、特徴のスケールおよび所望の読み取り精度のために、近距離で（典型的には１０ｃｍ以下であるが、より典型的には３ｃｍ未満）行われる場合が多いので、本発明の一実施形態による走査モジュール内の第１の読み取り装置は、近距離で、または（いくつかの実施形態では）読み取られている特徴と読み取り装置を接触して使用可能でもよい。そのような読み取り装置は、近距離で、すなわち読み取り装置の少なくとも一部が、前記特徴の読み取り中のある段階で特徴の１０ｃｍの範囲内にある近距離で特徴を読み取るので、「近距離」読み取り装置と呼ばれる。
【００３４】
バーコードまたはＲＦＩＤなどの他の識別特徴は、典型的には少しより長い範囲で読み取り可能であるので（たとえば、バーコード読み取り装置では典型的には６ｃｍから６０ｃｍの間、およびＲＦＩＤでは、ＲＦＩＤタグのタイプに応じて、しばしば１メートル以上）、本発明の一実施形態による走査モジュール内の第２の読み取り装置は、より長い範囲の読み取り装置でもよい。そのような読み取り装置は、より遠い範囲で特徴を読み取るので、「遠距離」読み取り装置と呼ばれる。
【００３５】
あるいは、いくつかの実施形態では、固有不規則性読み取り装置および第２の読み取り装置は、両方とも、所定の重ならない空間関係を有する特徴を読み取る近距離読み取り装置でもよい。
【００３６】
近距離読み取り装置も遠距離読み取り装置も有する一実施形態を使用することにより、本発明の一実施形態による読み取り装置が、特殊な固有不規則性に基づく認証または偽造防止特徴を、そのような追加の安全な認証が有用である場合があるという指示があるときに同様に読み取ることができる、たとえば「通常の」バーコード読み取り装置として使用することができるようになる。たとえば、バーコードまたはＲＦＩＤタグを走査しているユーザが、対象物に取り付けられたタグが改ざんされた可能性があることに気づいた場合、本発明の一実施形態に従って、同一集積走査モジュールを含む読み取り装置を使用して、改ざんするまたは偽造するのがより困難である、または事実上不可能である固有不規則性に基づく特徴を使用して、第２の検査を行うことが可能である。
【００３７】
本発明の第１の例示的一実施形態が、固定されたエリア内の磁性粒子のランダムな位置に基づく、そのエリアが微細な解像度でそのような磁性粒子の一意のパターンを所有するような固有不規則性特徴を読み取る。以下に示すように、この実施形態で使用するためのタグが、磁気指紋領域を形成する磁性粒子または磁化可能粒子の不規則なアレイを含む。
【００３８】
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の一実施形態に従って固有不規則性特徴として読み取られるタグ１０２で使用される（好ましくは高保磁力の）磁性粒子１０４の上面図および斜視図をそれぞれ示す。明瞭な磁気光学信号を得るためには、磁気指紋領域１０６を形成する高磁束を有する高保磁力磁性材料の粒子１０４を使用すべきである。図１Ｂは、この実施形態では、磁性粒子１０４は基層１０８およびカバー層１１０の間に挟まれた層を形成することを示す。基層１０８およびカバー層１１０は、一般に材料の膜から形成され、基層１０８は磁性粒子１０４のための支持物を提供し、カバー層１１０は環境および摩耗からの保護を提供する。カバー層１１０のために使用することができる最大厚さは、磁性粒子１０４により生成される磁場の強さ（磁場の強さは、それ自体たとえば磁性粒子１０４の残留磁化、磁性粒子１０４のサイズ、磁性粒子１０４の配向および磁気の方向の関数である）、サイズおよび粒子間の距離、磁場を読み取るために使用されている読み取り要素の感度ならびにシステム全体の期待される解像度に依存する。
【００３９】
磁性粒子１０４は、非磁性（または弱磁性）マトリックス材料、たとえばポリマー材料、金属材料、ガラス材料またはセラミック材料の内部に分布されてもよい。非磁性または弱磁性の材料は：粒子のための保護（特に、粒子が腐食しやすい場合、水分からの保護）、粒子および存在する他層の間の凝集（すなわち非磁性材料が磁性粒子を、たとえば接着剤の形で、その場でロックする）ならびに基層またはカバー層への粒子の適応しやすさのうち１つまたは複数を提供する。そのような場合、「磁性粒子１０４」は、適用可能な場合には、非磁性または弱磁性のマトリックス材料を含むと理解される。場合によっては、特定の基層１０８はなくてもよい、かつ磁性粒子１０４はタグの基部にある接着層と直接接触してもよい、または磁性粒子１０４は露出してもよい。
【００４０】
磁性粒子１０４は、高保磁力材料を含んでもよい。そのような高保磁力材料の一例が、Ｎｄ、ＦｅおよびＢを含むネオジム磁石である。磁性粒子１０４は、フェリ磁性材料、反強磁性材料、強磁性材料、または連続材料内部の磁気的性質が変化するドメイン（変化する磁気的性質を生み出すボイドを含む）およびこれらの組合せを含んでもよい。強磁性材料は、ＭｎＢｉ、ＣｒＴｅ、ＥｕＯ、ＣｒＯ２、ＭｎＡｓ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇｄ、Ｄｙ、対応する合金、およびＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙの酸化物ならびにこれらの組合せからなる群から選択されてもよい。
【００４１】
図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の一実施形態に従って読み取ることができる識別特徴を備えるタグ１０２の他の例を示す。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ので、複数の識別特徴が採用されてもよい。本発明の実施形態に従って読み取ることができるこれらの追加の識別特徴のいくつかは、磁気バーコード、磁気境界、磁気英数字、磁気基準マーク、（ＤａｔａＭａｔｒｉｘなどのさまざまな業界標準を含む、１次元および２次元の）光学式バーコード、光学基準マーク、光学英数字および他の可視マーキングを含むが、これらに限定されない。他の例として、タグ１０２はＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）チップ、セキュリティインクまたはホログラムを含んでもよい。図２Ａに、バーコード２０２が磁気指紋領域１０６と重なるように示されている。バーコード２０２は通常のインクで印刷されてもよい、またはいくつかの実施形態では、白色光の下で人間の肉眼により容易に検出できないが、適切に適合された読み取り装置を使用することにより、または１つまたは複数の特定の波長の電磁スペクトルでタグ１０２を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の「光学」インクなどの不可視（ｃｏｖｅｒｔ）インクを使用して印刷されてもよい。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、走査エリアに関して同一位置に配置されてもよい、または互いに対して任意の他の所定の空間関係で配置されてもよい（重なる構成も、重ならない構成も含む）。
【００４２】
図２Ａは、磁気指紋領域１０６を備えるタグ１０２を示す。２次元バーコード２０２が磁気指紋領域１０６に部分的に重なっており、複数の磁気英数字２０６が、２次元バーコード２０２の４隅に配置されている。磁気指紋領域１０６が図２Ａおよび図２Ｂに示されているが、指紋領域１０６は、バーコード２０２が印刷された不透明なカバー層の背後に位置してもよいことに留意されたい。したがって、ユーザは、指紋領域１０６を実際に見なくてもよい。さらに、磁気特徴および光学特徴は、タグ１０２の同一または異なる層上に配置されているが、重なってもよい。
【００４３】
図２Ｂは、磁気指紋領域１０６を備えるタグ１０２の他の例を示す。２次元バーコード２０２が磁気指紋領域１０６に重なっている。２次元バーコード２０２は境界２０８により囲まれ、第１の基準マーキング２１０が境界２０８の右上隅に配置される。第２の基準マーキング２１２が、境界２０８に隣接して左上隅に配置される。磁気英数字２１４が境界２０８に隣接して配置される。
【００４４】
いくつかの実施形態では、読み取り要素は、タグ１０２の重なる光学特徴および磁気特徴を読み取ることができる。重なるまたは類似の用語は、同一エリア内に重ね合わされて、または互いの最上部の上に配置されることを意味するものと理解されたい。タグ１０２の光学特徴および磁気特徴は、タグ１０２の同一層または異なる層の上に重なってもよい。重なる光学特徴および磁気特徴を読み取ることにより、より小さなタグ１０２を可能にする。磁気特徴の指紋マッチングの基準として使用される光学特徴は、磁気特徴に物理的により近接して配置されるので、重なる光学特徴および磁気特徴を読み取ることにより、磁気特徴および光学特徴の間のより正確な相関関係を提供することもできる。光学特徴および磁気特徴の両方を読み取るための集積走査モジュールが、以下に説明される。いくつかの実施形態では、タグ１０２の光学特徴は、集積走査モジュールの遠距離読み取り部分を使用して、離れて読み取られてもよいが、磁気特徴は（すなわちタグの固有不規則性特徴）、集積走査モジュールの近距離読み取り部分または接触読み取り部分により読み取られてもよい。いくつかの実施形態では、光学特徴の少なくともいくつかは、集積走査モジュールの近距離部分および遠距離部分の両方により読み取られてもよい。
【００４５】
図３Ａ〜図３Ｅは、磁気情報および光学情報が重なる一例のタグ１０２のさまざまな図を示す。図３Ａでは、タグ１０２は、その上面に印刷された光学式バーコード（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と理解される）を有するカバー層１１０、カバー層１１０の下に配置される層の形であってもよい磁気指紋領域１０６、および磁気指紋領域１０６の下に配置される接着層３０２を含んでもよい。バーコードは単なる例示目的のために光学マーキングとして示されていることに留意されたい。この図および他の図についての以下の説明は、一般的なものであり、バーコードに限定されないと考えられたい。
【００４６】
図３Ｂは、タグ１０２の光学的上面図を示す。タグ１０２の表面上に印刷されたバーコード２０２の形の光学情報は、タグ１０２の上面図から理解することができる。
【００４７】
図３Ｃは、タグ１０２の磁気的上面図示す。ユーザがタグ１０２の磁気画像を撮ることができる場合、ユーザは事実上、カバー層１１０および光学情報２０２を「通して」見ることができ、磁気指紋領域１０６内部に含まれる磁性粒子３０４または磁場を「見る」ことができる。
【００４８】
図３Ｄは、複合画像（すなわち互いに対して重ね合わせられた光学特徴および磁気特徴）の上面図を示す。最上部から見たとき、バーコード２０２および磁性粒子３０４は互いに対して重なっていることは明らかである。
【００４９】
タグ１０２が、所与のエリア内の光学特徴または磁気特徴だけを読み取ることができる読み取り要素により走査されたとき、図３Ｅは、例示目的のために、磁気指紋領域１０６の一方の半分が走査され、光学式バーコード２０２の他方の半分が走査された走査結果を示す。光学式バーコード２０２がデータマトリックスコード（図示せず）または他の２次元バーコードシンボルである場合、エリアの半分だけの走査では、バーコード内に符号化された情報を完全に解釈するのに十分ではないことがある。
【００５０】
本発明の一実施形態によれば、光学特徴は（すなわちバーコード２０２）、たとえば、バーコードを読み取る従来の方法を使用して、離れて読み取ってもよい。たとえば、バーコード２０２を照明するために、ＬＥＤまたは他の光源を使用してもよく、バーコード２０２の画像が、電荷結合素子（ＣＣＤ）または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）のイメージセンサ上に投影されてもよい。このとき、イメージセンサから得られた画像は、バーコードに格納された情報を読み取るために解析されてもよい。この種のおよび他の種類のバーコード読み取り装置は当技術分野で公知であり、任意の遠距離バーコード読み取り技術が、本発明の一実施形態による集積走査モジュールの一部の中で使用することができる。この種のバーコード読み取り装置は、一般にＥＡＮ／ＵＰＣ、ＲＳＳ、Ｃｏｄｅ３９、Ｃｏｄｅ１２８、ＵＣＣ／ＥＡＮ１２８、ＩＳＢＮ、ＩＳＢＴ、Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ、Ｍａｔｒｉｘ、Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ａｎｄ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ２  ｏｆ  ５、Ｃｏｄａｂａｒ、Ｃｏｄｅ９３／９３ｉ、Ｃｏｄｅ１１、ＭＳＩ、Ｐｌｅｓｓｅｙ、Ｔｅｌｅｐｅｎおよび郵便番号を含む（しかし、これらに限定されない）いくつかの１次元バー・コード・シンボル体系、ならびにＤａｔａ  Ｍａｔｒｉｘ、ＰＤＦ４１７、Ｍｉｃｒｏ  ＰＤＦ４１７、Ｍａｘｉｃｏｄｅ、ＱＲ、ＡｚｔｅｃおよびＥＡＮ．ＵＣＣコンポジットを含む（しかし、これらに限定されない）２次元バー・コード・シンボル体系を読み取るのに適している。
【００５１】
図４は、図１〜図３に示されているようなタグの磁気特徴（すなわち固有不規則性特徴）を読み取るための一例の読み取り要素４０２の断面図を示す。図４を参照して説明される読み取り要素４０２は、本発明の一実施形態に従って磁気特徴を読み取る過程を説明する目的のためのものであることを理解されよう。少なくとも第２の識別または認証特徴用読み取り要素と一緒に集積認証ユニットの中に組み合わせられたそのような読み取り要素のより小型の設計が、以下に示され、説明される。
【００５２】
図４の読み取り要素４０２は、光学処理ユニット４０４および磁気光学基板４０６を含む。光学処理ユニット４０４は複数の構成要素を含み、構成要素は、光源４０８、２つの偏光子４１０および４１２、ビームスプリッタ４１４、レンズ系４１６（図４ではレンズを１つだけ示すが、一般に、良好な画質の画像を実現するために一連のレンズ素子を使用してもよいことが理解されよう）ならびに光検出器４１８、たとえばＣＣＤまたはＣＭＯＳのイメージセンサを含む。
【００５３】
図４に関連して示され、説明される構成は、単に例示のためのものであり、構成は変わり得る。たとえば、偏光子４１２およびレンズ系４１６の位置決めは交換することができる、または偏光子４１２は、レンズ系４１６の内部に配置することができる。さらに、レンズ系４１６の内部にあるレンズのいくつかは、ビームスプリッタ４１４の前に配置してもよい、またはビームスプリッタ４１４は、レンズ系４１６内部にある一連のレンズの内部にあってもよい。さらに、光源４０８が偏光を放出する場合、１つの偏光子だけが必要とされる場合もある、またはたとえば、偏光ビームスプリッタと組み合わせて１つの偏光子を使用することが可能な場合がある。
【００５４】
磁気光学基板４０６は、光学的に透明な基板４２０ならびに磁気光学コーティング、たとえば第１のコーティング層４２２、第２のコーティング層４２４および保護層４２６を含む。さまざまな適切な構成が可能である。たとえば、米国特許第５，９２０，５３８号明細書に開示されているように、光学的に透明な基板４２０は、単結晶ガーネット（スカンジウムなどの他の成分をさらに含んでもよいガドリニウムガリウムガーネットなど）とすることができ、第１のコーティング層または磁気光学膜４２２は、ファラデー回転子（たとえばフェライトガーネット膜を含む）でもよく、第２のコーティング層または反射層４２４は、カー回転子（たとえばガドリニウムフェライトを含む）とすることができ、第２のコーティング層４２４は、反射性のまたは透明な保護層４２６でさらにコートされてもよい。
【００５５】
光源４０８は、偏光光源でも、非偏光光源でもよい。偏光光源のいくつかの例が、特定のタイプのレーザを含み、非偏光光源のいくつかの例が、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。さらに、光源４０８は単色でもよいが、白色光源などの他の選択肢が同じく適している場合もある。光源４０８からの光が第１の偏光子４１０を通過し、次いで、ビームスプリッタ４１４に入射する。光のかなりの部分が、ビームスプリッタ４１４により磁気光学基板４０６に向けて反射される。この光の少なくとも一部が、磁気光学コーティング４２２、４２４および４２６のうち１つまたは複数により反射され、ビームスプリッタ４１４に向けて戻る。光のかなりの部分がビームスプリッタ４１４を通過し、レンズ系４１６および第２の偏光子４１２を通って移動し、その後、光検出器４１８に到達し、光検出器４１８は、磁気光学コーティング層４２２、４２４および４２６に存在する磁場を表す画像を取り込む。図４では、光路は一般に矢印で表現されているが、これは、光がその単一の経路だけに沿って移動すること意味することを意図するものではないことに留意されたい。一般に、光は、磁気光学基板４０６の所望のエリアを撮像するのに十分広いエリア全体に存在してもよい。第２の偏光子４１２は、入射光の偏光に対して回転させられることにさらに留意されたい（図４では、「入射光の偏光」は、光が第１の偏光子４１０を通過した直後の偏光を意味する）。第２の偏光子４１２は、測定されている磁場に応じて最大の画像コントラストを保証するために、入射光の偏光に対して調節されてもよい（またはその逆）。偏光光源を使用するとき、一方の偏光だけが必要であることに留意されたい。
【００５６】
本明細書におけるすべての画像は縮尺通りではない。たとえば、図４（および他の図）に示される磁気光学基板は、さまざまなコーティング層を明瞭に分界できるようにするために、図の残りの部分に比べてしばしば厚くなっている。
【００５７】
保護層４２６は、第１のコーティング層または磁気光学膜４２２、および第２のコーティング層または反射層４２４をどんな損傷からも保護するのに役立つ。保護層４２６は、硬質の薄いコーティング、たとえばダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）または四面体非晶質炭素（ｔａ−Ｃ）でもよい、または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などのように透明でもよいが、そのように限定されるわけではない。保護層４２６の厚さは、選択された材料およびその内部応力に応じて、数ナノメートルから数ミクロンまでの範囲であるが、そのように限定されるわけではない。
【００５８】
光学処理ユニット４０４内の構成要素および磁気光学基板４０６内の層配置は、互いに対して固定された空間関係を有してもよい。これにより、少なくとも主要な光学部品は（たとえば光検出器４１８、レンズ系４１６、偏光子４１０および４１２、ビームスプリッタ４１４ならびに磁気光学基板４０６）、一体のユニット、すなわち読み取り要素４０２を形成すると考えてもよいように、互いに対してすべて固定されることを意味する。
【００５９】
読み取り要素４０２は、光が磁気光学基板４０６により読み取り要素４０２内部で内部反射される、タグ１０２の磁気光学読み取りを使用してもよい。これは、磁場を解析するために使用されている光が、タグ１０２の表面から反射されないことを意味する。これが事実である場合、磁気光学基板４０６により光がほとんどまたはまったく通過することができなくなるので、タグ１０２の表面上に位置する光学情報は読み取ることができない。
【００６０】
あるいは、少なくとも一部の光が、第１のコーティング層４２２、第２のコーティング層４２４および保護層４２６を通過する。タグ１０２の表面は十分反射すると仮定すると、光はまた、タグ１０２の表面の少なくとも一部の部分から反射され、読み取り要素４０２を通って後ろへ進み、光検出器４１８により取り込まれる。すなわち、光の少なくとも一部がタグ１０２の表面から反射され、読み取り要素４０２の中で内部反射しない。タグ１０２の少なくとも一部が十分反射すると仮定すると、光検出器４１８は、磁気特徴および光学特徴により改変された光の組合せを検出する。
【００６１】
さらに、同一読み取り要素を使用して、磁気特徴および光学特徴の両方を読み取るために、代替の配置が使用されてもよい。たとえば、バーコードおよび磁気特徴を解釈するために、異なる波長の光が使用されてもよい。磁気光学基板が緑色領域で優先的に動作する場合、その領域は磁気情報を読み取るために使用することができ、一方では、赤色領域は、たとえば光学情報を解釈するために使用することができる。この種のシステムは、読み取り要素内の２つの異なる光源を、すなわちたとえば緑色光源は偏光しているが、赤色光源は偏光しないままの光源を使用することによりさらに改善される場合がある。さらに、ダイクロイックミラーまたは誘電体ミラーなどの、波長選択性の第２のコーティング層４２４を使用することができる。ダイクロイックミラーおよび誘電体ミラーは、光のうち選択された波長（または波長範囲）を反射するが、それ以外の波長はミラーを通って透過することができるようにする薄膜ミラーである。したがって、第２のコーティング層４２４は、緑色光を反射するが赤色光を透過させることができる波長選択性ミラーを含むことができる。この構成により、画像の赤色領域を光学画像とすることができ、一方では、緑色領域が磁気特徴の画像となる。
【００６２】
次に、図５を参照すると、本発明の一実施形態による集積認証ユニット５００の第１の例示的実施形態が説明される。光学処理ユニット（たとえばＣＭＯＳイメージセンサ）５２０が、プリント回路基板（ＰＣＢ）５１０上に搭載される。光学処理ユニット５２０の前に撮像表面に対して４５°でビームスプリッタ５４０が搭載される。上からビームスプリッタ５４０を通過する光が、遠隔の対象物または表面の光学画像を得るように設計された光学素子から到来する。これらの光学素子は、一連のレンズ素子５７０、５７１および５７２ならびにピンホール５６０を含む。遠隔の対象物または表面は、好ましくは照明素子５５０および５５１により照明される（これらの照明素子は、たとえば発光ダイオード、すなわち「ＬＥＤ」とすることができる）。
【００６３】
ビームスプリッタ５４０により光学処理ユニット５２０に向けて反射された光は、磁気光学基板５８０に接触した、またはきわめて接近した対象物または表面から、磁気情報および光学情報（たとえばバーコード情報、基準マークなどを含んでもよい）を得るように設計された認証ユニット５００の磁気光学／光学撮像部分から到来する。認証ユニットのこの部分は、照明素子５５３（ＬＥＤとすることができる）の前に位置する第１の偏光子５９０を含む。認証ユニットのこの部分はまた、第２の照明素子５５２（照明素子５５３と異なる波長のＬＥＤでもよい）を含んでもよい。ミラー表面５４５（代わりにプリズムとすることができる）が、光の方向を変えるために使用される。認証ユニット５００のこの部分はまた、一連のレンズ素子５７３、５７４および５７５ならびにピンホール５６１を含む。第２の偏光子５９１および磁気光学基板５８０もある。さらに、認証ユニット５００は、ハウジングのさまざまな構成要素を保護するだけでなく、部品の少なくともいくつかが互いに対して実質的に固定された空間関係を維持することをさらに保証する保護ハウジング５３０を有する。
【００６４】
ビームスプリッタ５４０は、任意のタイプのビームスプリッタ、たとえばプレート型ビームスプリッタまたはキューブ型ビームスプリッタとすることができることに留意されたい。あるいは、ビームスプリッタは切換え可能ミラーと置換することができ、切換え可能ミラー、ビームスプリッタ、電子シャッタ、プリズムなどのさまざまな組合せを使用して、類似の効果を得ることができる。この構成により、認証ユニット５００は、光学情報（たとえばバーコード）を遠隔で読み取ることが可能になり、さらに、磁気光学基板５８０にきわめて接近して、または接触して、磁気／光学情報（すなわち固有不規則性特徴）を読み取ることが可能になる。
【００６５】
さらに、図５およびそれ以降の図では、磁気光学基板５８０の外面が、ファラデー回転層、保護層およびミラー層を含むさまざまな層でコートされてもよいことが企図される。ミラー層は、光の一方の波長範囲がコーティングを追加することができるが、他の周波数範囲がコーティングにより反射されるような、ダイクロイック（または誘電体）ミラーでもよい。たとえば、ダイクロイック・ミラー・コーティングは、約５９０ｎｍよりも長い波長で光（たとえばオレンジ色／赤色の光）をほぼ透過するが、約５９０ｎｍ以下の波長（たとえば黄色／緑色／青色／紫色の光）で光をほぼ反射するように選択されてもよい。照明素子５５２および５５３から放出される光を制御することにより、このダイクロイック・ミラー・コーティングは同一基板の明瞭な磁気画像および光学画像を同時に提供することができる。たとえば、照明素子５５２（優先的にその前に偏光子を有しない）が赤色（すなわち約５９０ｎｍ以上の波長）となるように選択された場合、この非偏光赤色光は、ダイクロイックミラーを通過し、磁気光学基板の前にある表面またはタグから反射する。この反射光は、再度ダイクロイックミラーを通過し、光学処理ユニット５２０に誘導される。したがって、（この光路から）光学処理ユニット５２０に到達する赤色光は、磁気光学基板５８０の前にある表面または対象物に関する光学情報だけを含む。照明素子５５３が緑色光（波長約５９０ｎｍ未満）を放出するように選択された場合、この緑色光は偏光子５９０により偏光され、ダイクロイックミラー層により反射される。したがって、光学処理ユニット５２０に到達するこの反射された緑色光は、磁気光学基板５８０の前にある表面または対象物に関するいかなる光学情報も運ばない。むしろ、光学処理ユニット５２０に到達する緑色光は、磁気光学基板５８０の前にある表面または対象物に関する磁気情報を運ぶ。
【００６６】
この「情報」は、偏光子５９０の回転に対して偏光子５９１の偏光角度を回転させることにより強化される。たとえば、強力な局所的Ｎ極磁場がその地点に存在する場合には、磁気光学基板が、反射された緑色光を５°だけ時計回りに局所的に回転させるが、強力な局所的Ｓ極磁場が存在する場合には、反射された緑色光を５°だけ反時計回りに局所的に回転させる理想的な場合を想定する。局所的磁場が存在しない場合、反射された緑色光は自分の偏光を維持し、回転しない。たとえば、偏光子５９１の偏光角度が、偏光子５９０に対して８５°だけ時計回りに回転させられたと仮定する。磁場が存在しない場合、偏光子５９１に到達する反射された緑色光は、偏光子５９１の偏光角度から８５°で偏光させられ、したがって、光はほとんど通過しない。しかしながら、局所的Ｓ極磁場がある場合、反射された緑色光は、５°だけ反時計回りに回転させられ、したがって、反射された緑色光が偏光子５９１に到達したとき、偏光子５９１に対して９０°偏光させられる。これは、光はあったとしてもほとんど通過しないことを意味する。しかしながら、局所的Ｎ極磁場が存在する場合、反射された緑色光は５°だけ時計回りに回転させられ、したがって、偏光子５９１に到達したとき、偏光子５９１の偏光方向から８０°だけ偏光させられる。したがって、Ｎ極磁場は、光学処理ユニット５２０により撮られた画像上の輝点として出現し、Ｓ極磁場は局所的な暗い／黒い領域として出現し、非磁性エリアは暗い（しかし完全に黒いわけではない）背景として出現する。この種の構成を使用して、反射された緑色光は、磁気光学基板５８０に接触した、またはきわめて接近した表面または基板から磁気情報を得るために使用することができる。
【００６７】
ある種の光学処理ユニット、たとえばＣＭＯＳセンサは、その表面が個々の赤色、緑色および青色の光センサのアレイであるので、画像を赤色、緑色および青色の成分に分離するのに特に適していることに留意されたい。したがって、そのようなＣＭＯＳセンサで撮られた画像は、本質的に、画像のさまざまな赤色、緑色および青色の成分に分離される（さらに、実際には、そのようなセンサから得られたフルカラー画像は、これら３つの成分のある程度人工的な組合せである）。したがって、ＣＭＯＳセンサが光学処理ユニット５２０のために使用された場合、赤色光および緑色光から得られた画像は、ＣＭＯＳセンサの性質により自動的に分離される。ＣＭＯＳから測定された赤色、緑色および青色の信号は、それぞれ赤色、緑色および青色の光成分の各々の純粋な表現ではないことがあり、何らかの数学的減算／正規化ステップが必要となることがあることを理解されよう。これらの技術は、その効果が多くのＣＭＯＳセンサに固有のものであるので、よく知られているため、ＣＭＯＳセンサの製造業者は、典型的にはこれを実現する方法に関する文書を提供する。
【００６８】
しかしながら、ここから生じ得る１つの問題が、２つの異なる光路から得られる信号間のクロストークである（光路の一方は、遠隔の表面および対象物を光学的に撮像するように適合され、光路のもう一方は、磁気光学基板５８０の前にある磁気／光学表面および対象物を撮像するように適合される）。この問題は、代替実施形態に関して以下に説明されるいくつかの方法を含むさまざまな方法で解決することができる。この問題に対処するその他の方法の中には、たとえば、遠隔の光学表面または対象物を読み取ることが望ましいとき、照明素子５５０および５５１に緑色光を放出させ、照明素子５５２および５５３のスイッチをオフにさせることがある。この解決策を使い、磁気光学基板５８０が上述のダイクロイックミラー層でコートされると仮定すると、光学処理ユニット５２０に到達するほぼすべての緑色光は、所望の遠隔撮像光路からのものである。この場合、基板を撮像する目的では、赤色光および他の光は、磁気光学基板５８０を含む光路からのクロストークを含むので、無視することができる。磁気光学基板を含む光路から情報を得ることが望ましいとき、照明素子５５０および５５１のスイッチはオフにしてもよく、照明素子５５２および５５３は、磁気光学基板５８０の前にある表面／対象物を照明するために（同時にまたは順次）使用することができる。ピンホール５６０を封鎖するために、シャッタ（図５に図示せず）を使用してもよい。あるいは、前述のように、ビームスプリッタ５４０は、実際には、完全に反射するようになるように作動させられる切換え可能ミラーとすることができる。
【００６９】
図５および他の図では、主要構成要素の明確な説明を容易にするために、さまざまな主要ではない構成要素が意図的に省かれていることに留意されたい。図５で意図的に省かれた構成要素の一例が、認証ユニット５００が収容される装置内の他のマザーボードとプリント回路基板５１０が通信可能になる屈曲性回路／ケーブルである。また、本設計にさまざまな修正を行うことができる。たとえば、照明素子５５０、５５１、５５２および５５３は単一の照明素子として示されているが、これらの照明素子の各々の代わりに複数の照明素子を使用することができることを理解されよう。さらに、リング照明などの異なるタイプの照明も使用することができる。さらに、図７Ａおよび図７Ｂに示されるような軸外し（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）設計または他の軸外照明を使用することができ、ビームスプリッタ５４０を使用する必要がなくなる。
【００７０】
図６Ａおよび図６Ｂは、光学情報（たとえばバーコード）を遠隔で読み取り、さらに、磁気光学基板５８０にきわめて接近して、または接触して磁気／光学情報を読み取ることができる認証ユニット６００の他の例示的実施形態を示す。この実施形態では、ミラー５４５（図５に示す）は存在せず、したがって、遠隔の光学情報および接触／接近磁気／光学情報を読み取るための光路は、互いから９０°にある。認証ユニット６００は、外側のハウジング６３０、バネ６１０およびセンサ要素６２０をさらに含む。
【００７１】
図６Ａでは、認証ユニットは、その標準的な位置にあるのが示されている。すなわち、バネ要素６１０は伸びており、保護ハウジング５３０およびその内容物は、バネ６１０により押され、センサ要素６２０から離れる。この位置では、遠隔の対象物または表面の光学画像を得るように設計された光学素子は（図５を参照して説明されたのと同一のレンズ素子および照明素子などを含む）、遠隔の対象物／表面を撮像する位置にある。図６Ａから理解することができるように、この位置では、ピンホール５６０および照明素子５５０、５５１は、外側のハウジング６３０内の穴または隙間と整列する。これにより、遠隔の対象物または表面の照明および撮像を行うことができるようになる。
【００７２】
図６Ｂは、認証ユニット６００がタグ６４０に対して押されていることを示す。タグ６４０は、磁気の、または磁気信号を得ることができる、少なくとも１つの識別特徴セットを含む。タグ６４０は、価値のある対象物６５０に取り付けられている。認証ユニット６００がタグ６４０に対して押されたとき、最終的に、十分な押す力により、センサ６２０が、ハウジング５３０への接近または接触により作動するまで、バネ６１０は縮む。センサ要素６２０は、任意の種類の接近または接触センサ、スイッチまたは接触ボタン、たとえばハウジング５３０と接触したときに作動するボタンとすることができる。センサ要素６２０が、機械的なまたは押しボタンの「接近センサ」ではなく、ハウジング５３０の距離を検知する電子接近センサである場合、ハウジングがセンサ要素６２０から一定のあらかじめ規定された距離に到達したとき、作動するように設定されてもよい。この地点で、遠隔の表面または対象物を撮像する光学素子は、外側のハウジング６３０により遮られる。図から理解することができるように、ピンホール５６０は、照明素子５５０および５５１のように、ハウジング６３０によりふさがれる。したがって、この位置では、光学処理ユニット５２０に到達する光のほぼすべてが、磁気光学基板５８０に接触している、またはきわめて接近している対象物または表面から磁気／光学情報を得るように設計された光学素子から到来する。
【００７３】
図７Ａおよび図７Ｂは、認証ユニットの他の例示的実施形態７００を示す。図７Ａに示すように、このユニットは、接触／接近磁気／光学情報を読み取るための光路が、前方のレンズ素子５７３、５７４および磁気光学基板５８０の軸に一致しない軸外し光学設計を使用する。磁気光学基板５８０から光学処理ユニット５２０に向けて反射する光に対する例示的光路７１０が図７Ｂに示されている。図から理解することができるように、遠隔光学撮像のための光路（ピンホール５６０を通過する光）が、接触／接近磁気／光学情報を読み取るための光路に対して鋭角に配置される。図７に示す構成は、さまざまな方法で修正することができる。たとえば、シャッタ、切換え可能ミラーなどを使用して、遠隔撮像システムおよび接近撮像システムの間のクロストークがほぼないことを保証することができる。さらに、異なる鋭角を作る、または他の修正を行うことができる。
【００７４】
図８は、２つの光学処理ユニット８０２および８０４（たとえばＣＭＯＳイメージセンサでもよい）を使用して、同一集積ユニットで近距離および遠距離の両方の認証および／または識別特徴を読み取る認証ユニットの他の例示的一実施形態８００を示す。認証ユニット８００は、近距離光路および遠距離光路の両方にあるレンズ８０６および８０８、ならびに遠距離光路だけにあるレンズ８１０および８１２をさらに含む。ビームスプリッタ８１４が（任意選択で切換え可能ビームスプリッタでも、切換え可能ミラーでもよい）、近距離（すなわち固有不規則性特徴）読み取りのために（偏光子８１６を通して）光学処理ユニット８０２にも、バーコードなどの識別または認証特徴の遠距離読み取りのために光学処理ユニット８０４にも、光を誘導する。
【００７５】
認証ユニット８００が、光学特徴および磁気特徴の両方の近距離読み取りのために使用されているとき、照明素子５５２および５５３のスイッチはオンにしてもよく、照明素子５５０および５５１のスイッチはオフにしてもよい。照明素子５５３からの光は、偏光子５９０を通過し、磁気光学基板５８０（上述で説明されたように、ダイクロイックミラーまたは誘電体ミラーを含む）から反射され、磁気光学基板５８０近傍の磁気特徴に関する情報を運ぶ。この反射された光の少なくとも一部がビームスプリッタ８１４を通過し、次いで、偏光子８１６を通過し、光学処理ユニット８０２により読み取られる。照明素子５５２からの光は磁気光学基板５８０を通過し、読み取られているタグまたは対象物の表面から反射される。この光の少なくとも一部がビームスプリッタ８１４を通過し、次いで、偏光子８１６を通過し、同様に光学処理ユニット８０２により読み取られる。図中の構成要素の多くの位置は、便宜上および明瞭性だけのためのものである。たとえば、偏光子８１６は、前面の光学処理ユニット８０２に取り付けられているとして示されているが、偏光子上のどんな欠陥またはかき傷も、光学処理ユニットにより鮮明に撮像されるので、この位置は偏光子８１６には最良の位置ではない場合があることは当業者には明白であろう。いくらか隙間があることが、よりよい解決策となることがあるが、明確に例証することはより困難である。
【００７６】
認証ユニット８００が遠距離読み取りのために使用されているとき、照明素子５５０および５５１のスイッチはオンにしてもよく、照明素子５５２および５５３のスイッチはオフにしてもよい。光は、離れて読み出されている特徴（たとえばバーコード）から反射され、磁気光学基板５８０を通過する。この光の少なくとも一部が、ビームスプリッタ８１４により反射され、レンズ８１０および８１２を通過して、光学処理ユニット８０４により読み取られる。
【００７７】
図９Ａおよび図９Ｂは、認証ユニットの他の一実施形態９００を示し、この実施形態では、ダイクロイックミラー９０２および９０３ならびにミラー９０５および９０７が、図９Ａに示すような光路９０１に沿って遠距離読み取りによる光を誘導し、図９Ｂに示すような光路９２０に沿って近距離読み取りによる光を誘導する。
【００７８】
図９Ａに示すように、認証ユニット９００が遠距離読み取りのために使用されているとき、照明素子５５０および５５１のスイッチはオンにしてもよく、照明素子５５２および５５３のスイッチはオフにしてもよい。ダイクロイックミラー９０２および９０３は、照明素子５５０および５５１からの光は通過させるが（光学処理ユニット９１０上に投影される）、照明素子５５２および５５３からの光は反射するように構成される。
【００７９】
図９Ｂに示すように、認証ユニット９００が近距離読み取りのために使用されているとき、照明素子５５２および５５３のスイッチはオンにしてもよく、照明素子５５０および５５１のスイッチはオフにしてもよい。照明素子５５２および５５３からの光は、磁気光学基板５８０のダイクロイック層または屈折層から反射され、レンズ系５７５および偏光子５９１を通過するように、ダイクロイックミラー９０２により反射され、その後、ミラー９０５および９０７ならびにダイクロイックミラー９０３により光学処理ユニット９１０の上に誘導される。
【００８０】
図９Ａおよび図９Ｂに示される実施形態には磁気光学基板５８０内に任意選択のピンホール５６０が示されているが、磁気光学基板５８０内にダイクロイックミラーを使用することにより、特定の波長の光が遠距離読み取り中に磁気光学基板５６０を通過することができ、ピンホール５６０がなくてもよいことが理解されよう。図９Ａおよび図９Ｂの実施形態は一例であり、さまざまな方法で、および／または他の実施形態を参照して説明される要素と組み合わせて修正してもよいことが理解されよう。
【００８１】
さらに、固有不規則性特徴の近距離読み取りおよび他の特徴の遠距離読み取りの間を切り換えるために、機械的手段を使用することができる。図１０Ａおよび図１０Ｂは、レンズ系１００２の位置が、システムが近距離読み取りのために使用されているか、遠距離読み取りのために使用されているかを判定する認証ユニットの一実施形態１０００を示す。
【００８２】
図１０Ａに示すように、認証ユニット１０００が遠距離読み取りのために使用されているとき、照明素子５５０および５５１のスイッチはオンにしてもよく、照明素子５５２および５５３のスイッチはオフにしてもよい。レンズ系１００２は、磁気光学基板５８０から比較的離れた位置に機械的に配置されてもよい。レンズ系１００２の位置は、所定の距離で遠距離走査を可能にするようにあらかじめ決定されてもよい、または遠距離走査のために、ある範囲の距離でシステムが焦点を合わせることができるように、ある範囲にわたり調節可能でもよい。さらに、遠距離走査中のレンズ系１００２に対して適切な位置を決定するために、自動焦点システム（図示せず）を使用してもよい。第２のレンズ系１００４により、レンズ系１００２を通過する光の焦点が光学処理ユニット１０１０の上に合わせられる。
【００８３】
図１０Ｂに示すように、認証ユニット１０００が近距離読み取りのために使用されているとき、照明素子５５２および５５３のスイッチはオンにしてもよく、照明素子５５０および５５１のスイッチはオフにしてもよい。レンズ系１００２は、磁気光学基板５８０から反射された光（すなわち磁気光学基板５８０近傍の磁場に関する情報を運ぶ光）だけでなく、磁気光学基板５８０にきわめて接近した、または接触した対象物から反射された光が、光学処理ユニット１０１０の上に適切に焦点を合わせられるように、磁気光学基板５８０の比較的近傍の位置に機械的に配置されてもよい。
【００８４】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して上述されたように、認証ユニット１０００のレンズ系１００２および１００４を通過する光ビーム１１０２および１１０４の経路を示す。図１１Ａおよび図１１Ｂは、関係のある光学素子だけを、すなわち、図１０Ｂおよび図１１Ｂに示すように、ビームの焦点を合わせる光学処理ユニット１０１０、および近距離読み取りのためにビームの焦点を合わせる磁気光学基板５８０を示す。図１１Ａから理解することができるように、遠距離読み取りが行われているとき、レンズ系１００２は、磁気光学基板５８０から比較的離れた位置にあり、光学処理ユニット１０１０の上に遠くからのビーム１１０２の（図では、磁気光学基板５８０を通過してからだけを示す）焦点を合わせる。図１１Ｂでは、システムが近距離読み取りのために構成されたとき、レンズ系１００２は、磁気光学基板５８０の比較的近傍に配置され、光学処理ユニット１０１０の上に磁気光学基板５８０からのビーム１１０４の焦点を合わせることができる。
【００８５】
図１２Ａおよび図１２Ｂに示す実施形態で理解されるように、他の機械的手段も使用することができる。図１２Ａに示す認証ユニット１２００では、光学処理ユニット１２２０の位置を変更するために、ソレノイドまたはモータなどの電気機械構成要素が使用される。光学処理ユニット１２２０はＰＣＢ５１０上に搭載され、ＰＣＢ５１０はさらに移動構造物１２０２上に搭載され、ソレノイド１２０４は、移動構造物１２０２をスライド式プロファイル１２０６内部で、光学処理ユニット１２２０が固有不規則性特徴の近距離読み取りのために使用される位置、および光学処理ユニット１２２０がバーコードなどの他の特徴の遠距離読み取りのために使用される位置の間を移動させる。光学処理ユニット１２２０の位置を判定するため、および光学処理ユニット１２２０が適切な位置にあるときにソレノイド１２０４を停止させるために、検出器スイッチ１２０８および１２１０を使用してもよい。ソレノイド１２０４は、たとえば走査装置上の走査トリガボタンに基づき、または走査装置上でのモード選択に基づき、近距離固有不規則性特徴を読み取るための位置、および遠距離特徴を読み取るための位置の間で光学処理ユニットを移動させるように作動させてもよい。
【００８６】
図１２Ａに示すように、固有不規則性特徴の近距離読み取りのために使用されたとき、光学処理ユニット１２２０は（ＰＣＢ５１０上に搭載される）、固有不規則性特徴を近距離で読み取ることができる位置にある。図１２Ｂは、光学処理ユニット１２２０が、バーコードなどの遠距離特徴を読み取るために使用することができる位置にあることを示す。
【００８７】
図１３Ａ〜図１３Ｄは、光学処理ユニット１３２０の上で、近距離または遠距離の走査のために、回転移動を使用して、光学的配置を定める他の実施形態を示す。図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、認証ユニット１３００の近距離部分１３０２および遠距離部分１３００４は、回転可能な本体１３０６上に配置される。回転可能な本体１３０６は、ステッピングモータ１３０８およびギアセット１３１０により回転させられる。図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、固有不規則性特徴の近距離読み取りでは、近距離部分１３０２は、光学処理ユニット１３２０の上になるように回転させられる。図１３Ｂに示すように、装置の「ホーム」ポジションを決定するために検出器スイッチ１３１２を使用してもよい。
【００８８】
図１３Ｃおよび図１３Ｄに示すように、たとえばバーコードの遠距離走査では、遠距離部分１３０４は、光学処理ユニット１３２０の上の位置に回転させられてもよい。ステッピングモータ１３０８を使用して、回転可能な本体１３０６の回転を制御して、光学処理ユニット１３２０の上の正しい位置に遠距離部分１３０４を配置してもよい。
【００８９】
上述した例示的実施形態の各々で理解することができるように、近距離固有不規則性に基づく読み取り装置が（これらの例では、磁気特徴を読み取るための読み取り装置）、光学式バーコード読み取り装置などの、他のタイプの特徴のための遠距離読み取り装置を備える同一集積走査モジュール内部に組み合わせられる。２つの読み取り装置を同一の集積モジュール内部に配置することにより、両方の読み取り装置に共通のさまざまな部分を、たとえば、図５〜図７、図９、図１２および図１３を参照して説明された実施形態における光学処理ユニット５２０、または図８の実施形態における光路の部分、または両方を共有することができる。さらに、少なくとも固有不規則性読み取り装置および他の認証または識別特徴のための第２の読み取り装置を含む集積走査モジュールが、広範な用途のために使用される認証／識別読み取り能力のほぼすべてを含む便利なユニットを、これらの用途のために設計された他の装置の中に容易に集積することができる形で提供する。
【００９０】
上記で例示的実施形態を参照して説明された構成要素に加えて、光学処理ユニットから信号を受信し、かつたとえばバーコード内または固有不規則性特徴内に符号化されたデータを示す信号を出力するために、追加の電子機器が有用な場合がある。図１４Ａおよび図１４Ｂに示すように、いくつかの実施形態では、集積走査モジュール１４００は、図５〜図１３を参照して説明された認証ユニットなどの認証ユニット１４０２、および認証ユニット１４０２を制御し、かつ認証ユニット１４０２により受信された信号を復号し伝達するために使用される他の電子構成要素を含むＰＣＢ１４０４を含んでもよい。これらの例示的実施形態では、ＰＣＢ１４０４は、マイクロコントローラ１４０６、メモリ１４０８およびインタフェース１４１０を含む。メモリ１４０８およびインタフェース１４１０は、バス（図示せず）を介してマイクロコントローラ１４０６に接続される。メモリ１４０８は、マイクロコントローラ１４０６が実行することができる命令だけでなく、認証ユニット１４０２から受信したデータ、および復号中または外部装置との通信中に使用するためのデータも格納してよい。インタフェース１４１０は、たとえば、明確に定義されたプロトコルとの標準的な通信インタフェース、たとえばＲＳ２３２インタフェース、ＵＳＢインタフェースまたはＩ２Ｃインタフェースでもよい。インタフェース１４１０は、走査モジュール１４００が集積される外部装置と通信するために使用される。いくつかの実施形態では、走査モジュール１４００用電力がインタフェース１４１０を通して提供されてもよい。他の実施形態では、電力は別個の電力コネクタ（図示せず）を介して走査モジュール１４００に提供されてもよい。
【００９１】
図１４Ａに示すように、認証ユニット１４０２は、完全な集積走査モジュールを形成するために、ＰＣＢ１４０４に直接接続されてもよい。あるいは、図１４Ｂに示すように、認証ユニット１４０２は、ケーブル１４１２を介してＰＣＢ１４０４に接続されてもよい。ケーブル１４１２は、図１４Ｂではリボンケーブルとして示されているが、屈曲性ケーブルまたは屈曲性回路を含む他のタイプのケーブルを使用してもよいことが理解されよう。あるいは、認証ユニット１４０２およびＰＣＢ１４０４は、他の方法で、たとえば、ボール・グリッド・アレイまたは他の公知の接続が認証ユニット１４０２およびＰＣＢ１４０４の間に形成されるように、認証ユニット１４０２に関連するＰＣＢ上またＰＣＢ１４０４上のいずれかにパッド（図示せず）を提供することにより接続されてもよい。
【００９２】
図１５は、本発明の一実施形態による走査モジュールを含む読み取り装置１５０４を利用する偽造防止システム１５００の全体図を示す。ここに示すシステム１５００は、携帯装置１５０６（携帯電話など）またはコンピュータ１５１０を介してデータサーバ１５０８と通信する基本的な読み取り装置１５０４を示すが、読み取り装置１５０４自体が、より精巧であってもよく、かつたと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  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ）技術を使用する方法により、またはさらには、組込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データサーバ１５０８と通信する携帯電話装置の役割を果たすことを含む方法により、データベースまたはデータサーバ１５０８と通信してもよいことも企図されていることに留意されたい。データサーバ１５０８は１つのコンピュータとして図示されているが、実際には、ルータまたはルーティングプロトコルを介して連結されても、されなくてもよい一式のコンピュータまたはサーバでもよく、したがって、データを格納し、かつ到来する認証信号を処理する任意の適切な方法が企図されることも理解される。読み取り装置１５０４はまた、ユーザが読み取り装置１５０４自体で情報を読み取り、かつ入力することができてもよい、ユーザと直接通信する方法、たとえば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１５００は、少なくとも１つのタグ１５０２、読み取り装置１５０４、携帯装置１５０６またはコンピュータ１５１０（読み取り装置１５０４およびデータサーバ１５０８の間に直接通信手段が存在しない場合）および遠隔データサーバ１５０８を含んでもよい。各タグ１５０２は、１つの固有不規則性特徴、たとえば磁性粒子または磁化可能粒子の不規則なアレイ、ランダムに分布したタガントまたはマイクロバーコード、紙繊維の構成を読み取ることができるエリア、ランダムに分布したバブルを有する透明ポリマーの一片または他の固有不規則性特徴を含む、少なくとも２つの識別特徴セットを含む。タグはまた、少なくとも１つの他の識別特徴、たとえばバーコード、光学的に読み取り可能なシリアル番号、ホログラム、ＲＦＩＤタグまたは磁気ストリップを含む。
【００９３】
図１５に示すような例示的識別特徴は、磁気指紋領域１５１２を形成する磁性粒子または磁化可能粒子の不規則なアレイだけでなくバーコードも含む。各タグ１５０２は、識別される対象物または価値のある品目１５６２に取り付けられる。読み取り装置１５０４は、一般に、離れたタグ１５０２上のバーコードを読み取るために使用される。タグ１５０２が取り付けられた対象物１５６２が偽造された可能性がある、またはタグ１５０２が改変されたまたは改ざんされたという徴候が存在する場合、読み取り装置１５０４をタグ１５０２の近距離で、またはタグ１５０２と接触させて使用して、磁気指紋領域を読み取って、タグ１５０２を検証することができる。一般に、バーコードなどの他の特徴よりもタグ１５０２の固有不規則性特徴を使う方が、偽造する、改変する、または改ざんするのが困難である。
【００９４】
読み取り装置１５０４は、識別特徴の一方または両方を読み取ることにより生成された信号を携帯装置１５０６またはコンピュータ１５１０に送信する能力を有する。読み取り装置１５０４からの暗号化された信号を、無線接続または有線接続のいずれを介して携帯装置１５０６またはコンピュータ１５１０に送出することができる。無線接続いくつかの例が、ブルートゥースおよびＷｉ−Ｆｉを含み、有線接続のいくつかの例が、ＲＳ２３２（Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ２３２）およびＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）を含む。コンピュータ１５１０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とすることができる。携帯装置１５０６は、たとえば携帯（セルラ）電話または携帯情報端末（ＰＤＡ）とすることができる。携帯装置１５０６またはコンピュータ１５１０は、インターネットを介して遠隔データサーバ１５０８に接続することができる。携帯装置１５０６は、たとえばＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）または３Ｇ／ＵＭＴＳ技術を使用して、ローカルネットワークを介して接続されてもよい。
【００９５】
本発明のいくつかの実施形態では、識別特徴から読み取られた１つまたは複数の信号を、読み取り動作の順序に応じて異なる方法で処理することができるようになるあるレベルの組込インテリジェンスが走査モジュール内に存在する（たとえばマイクロコントローラにより実行されるプログラムされたコードに基づく）。たとえば、第１の識別特徴セットが不規則な材料を含み、第２の識別特徴セットがバーコードを含む、２つの識別特徴セット有するタグを仮定する。さらに、標準的な読み取り手順が、装置または認証ユニットが、第１の識別特徴セットから信号を読み取ることを開始すべきであることを（たとえば圧力スイッチ／センサを介して）検知するように、ユーザが読み取り要素をタグに押しつけることであると仮定する。その後、ユーザは、読み取り装置上のスイッチを押し、かつ読み取り装置をバーコード読み取りに適した距離からタグに向けることにより、バーコードを走査する。読み取り装置が上述の順序で使用され、かつ第１の識別特徴セットから信号を読み取る１秒以内にバーコードを読み取るためのスイッチを押された場合、走査モジュールは、第１の識別特徴セットから得られた信号をバーコードから得られた信号（すなわち第２の識別特徴セット）と連結してもよい。この方法では、走査モジュールは、第１の識別特徴セットを、タグ上に印刷されたバーコード番号と連結することができる。走査モジュールは、この組み合わされた情報を、走査モジュールが集積された読み取り装置に伝達し、次に、読み取り装置はこの情報を遠隔サーバに送信し、遠隔サーバは、第１の識別特徴セットから得られた信号が、以前の（基準）読み取りの際にそのタグに対して読み取られた信号と一致することを、自分のデータベースから検証することができる（タグのバーコード番号を検索主キーとして使用することによる）。ＰＣＴ出願国際公開第２００９／１０５０４０号パンフレットが、第１の識別特徴セットから得られた信号を第２の識別特徴セットから得られた信号と共にどのように使用することができ、遠隔データベース内部に署名としてどのように格納することができるか、およびこれらの署名を認証目的のためにどのように検索し、マッチさせることができるかの例を提供する。
【００９６】
上述の例を続けると、利用の順序が、ユーザがまず第１の識別特徴セットを読み取ろうとするのではなく、むしろまずバーコードを読み取るためにボタンを押そうとするという点で上述したものと異なる場合、走査モジュールの組込インテリジェンスは、第１の識別特徴セットから信号を読み取ることを期待することなく、スタンドアロンのバーコード読み取りとしてその読み取りを処理する。次に、データは、他の装置にどの情報も伝達することなく、そのデータが異なるように処理されるべきであることを示す（たとえば、バーコード番号はユーザに表示される）識別子（たとえば異なるヘッダ）と共に読み取り装置に送信される。
【００９７】
走査モジュール内の組込インテリジェンスの他の実施形態では、走査モジュールは、両方の識別特徴セットをほぼ同時に読み取る。走査モジュール内の組込インテリジェンスは、１つの識別特徴セットからの信号がいつうまく得られたかを判定する（たとえば、バーコードの場合、その判定は、数字がバーコード信号からいつうまく復号されたかとすることができる）。バーコード番号が、あらかじめ設定された時間以内に復号されない場合、走査モジュールは、第２の識別特徴セット（この例ではバーコード）が存在しないと結論を下す。走査モジュールが、第１の識別特徴セットからの信号強度にアクセスし、信号強度が、さらに処理するためにうまく読み取られ、識別されると考えられるあらかじめ設定された閾値を交差する場合だけ、第１の識別特徴セットを処理するように、組込インテリジェンスは構成される。同様に、走査モジュールの組込インテリジェンスは、第２の識別特徴セットからの信号強度にアクセスし、信号強度が、さらに処理するためにうまく読み取られ、識別されると考えられるあらかじめ設定された閾値を交差する場合だけ、第２の識別特徴セットを処理する。たとえば、両方の識別特徴セットが存在すると判定された場合、両方の識別特徴セットを一緒に処理することができる。
【００９８】
他の実施形態では、第１の識別特徴セットだけが検出され、存在すると識別された場合、たとえば、ユーザは、実際には第１の識別特徴セットしか存在しなかったことを確認するよう促される。これが確認された場合、信号はさらに処理するために他の装置に送信される（たとえば、他の装置は遠隔サーバおよびデータベースとすることができ、その信号をデータベース内部に存在するすべての信号に対して照合する。）
【００９９】
動作モードの他の実施形態では、ユーザは、装置上のキーボードを介して（第１の識別特徴セットに関連する）数字を手で入力するように促され、数字は、マッチする署名を求めて遠隔データベース内のデータを検索するための主キーとして使用される。ユーザが第１の識別特徴セットだけが存在したことを確認しなかった場合、システム／走査モジュールは、再走査のために即座にリセットされる。
【０１００】
動作モードの他の実施形態では、バーコードだけが存在する場合、システムは警報手段ビープ音など）を使用して、バーコードがうまく読み取られ、バーコード番号が格納または処理のために他の装置に伝達することができたことをユーザに通知する。
【０１０１】
限定しない例によって上述した実施形態は、走査モジュールの組込インテリジェンスが、複数の識別特徴セットから得られた信号を使用して動作を実行するように適合され、かつ利用されるモードのいくつかを例示する。走査モジュール内の組込インテリジェンスに多様な事前設定を備えつけ、動作要件に対応することが可能であることを理解されたい（そのような設定は、たとえば構成ファイルによって、起動時に規定してもよい、または装置に伝達することができ、次いで、装置は、ユーザにより設定されたトグルスイッチによって、どの設定が適切であるかについて指示される）。同様に、装置には、走査モジュールに関連した他の装置と動作可能に連結して、識別子セットから信号を読み取り、かつ識別する組込インテリジェンスが備えつけられる。
【０１０２】
上記の例は、署名とマッチする必要のあるデータが、遠隔データベースに格納されている場合を強調したが、他の構成が可能である。たとえば、読み取られた署名のマッチングが認証ユニット自体の内部で処理されるように、走査モジュールは、少なくともいくらかの基準の署名またはデータを格納するための十分な内部メモリを有してもよい。本明細書で使用するとき、用語「閉ループ」システムは、第１の識別特徴セットから得られた信号からのデータが、マッチングが行われる他の装置に伝達される必要がない任意のシステム（上述のシステムなど）を示す。換言すれば、閉ループシステムでは、マッチングは走査モジュール内部で（いくつかの実施形態では、認証ユニット内部でさえ）、または装置内部で行われる。他の閉ループシステムの例が、走査モジュールが、必要なデータにアクセスできる、または必要なデータを渡されるように、走査モジュールまたは読み取り装置内部のスロットの中に差し込まれた外部メモリ装置、たとえばセキュア・デジタル・メモリ・カード（ＳＤカードまたはＳＤメモリカードとしても知られる）から署名マッチング情報を読み取ることができるように、走査モジュールが適合される場合である。あるいは、装置自体が、この情報を走査モジュールに渡すのに十分なメモリを装備してもよい。さらに他の代替形態が、読み取り装置がマッチングを行う能力を有することであり、この場合、得られたデータは、マッチングのために走査モジュールから読み取り装置に渡される。
【０１０３】
閉ループシステムのさらに他の例が、マッチングに必要な情報が識別特徴自体の１つの内部に格納されている場合である。たとえば、十分大きなデータ・マトリックス・バーコードは、かなりの情報を格納することができ、情報の一部は、データ・マトリックス・コードが関連づけられる同一のタグまたは対象物に関連する第１の識別特徴セットから得られる署名と照合するために使用される暗号化されたデータでもよい。たとえばＲＦＩＤタグはまた、そのようなデータを格納し、マッチングのために必要なとき、走査モジュールまたは装置にそのようなデータを提供するのによく適している。
【０１０４】
上述のように、本発明の実施形態は、集積走査モジュール内部で、多種多様な近距離読み取り装置および遠距離読み取り装置を組み合わせて使用することができる。図１６は１つのそのような別の組合せを示す。図１６の認証ユニット１６００は、図８を参照して上述された読み取り装置に類似する、光学特徴および磁気特徴を読み取るための近距離読み取り装置１６０２を含む。図８を参照して示された読み取り装置と異なり、読み取り装置１６０２は、遠距離読み取り装置と共有する光路がないので、遠距離照明またはビームスプリッタのための照明素子を含まない。しかしながら、読み取り装置１６０２は、照明素子１６５２および１６５３、照明素子１６５３の前に配置された偏光子１６９０、レンズ１６０６および１６０８、磁気光学基板１６８０、ピンホール１６６１、第２の偏光子１６１６ならびに光学処理ユニット１６１８を実際に含む。これらの部分は、図８に示される方法と類似する方法で配置され、認証ユニット１６００が、磁気固有不規則性特徴を読み取るために近距離読み取り装置として使用されているとき、類似する方法で動作する。
【０１０５】
認証ユニット１６００内の第２の読み取り装置は、ＲＦＩＤ読み取り装置１６０４である。ＲＦＩＤ読み取り装置１６０４は、近距離読み取り装置１６０２を含む同一ハウジング１６５０内に含まれる。ＲＦＩＤ読み取り装置１６０４は、離れてＲＦＩＤタグを読み取るための公知の回路（図示せず）を含む。ＲＦＩＤ読み取り装置１６０４はアンテナ（図示せず）に接続されてもよい。
【０１０６】
認証ユニット１６００などの、光学読み取り装置および非光学読み取り装置の組合せを単一のユニット内で使用するとき、一般に、読み取り装置の一方（すなわちＲＦＩＤ読み取り装置１６０４）が光学構成要素を使用しないので、読み取り装置間で光学構成要素を共有することができない。そのような組合せは、信号を復号するための走査モジュール（上記の図１４Ａおよび図１４Ｂを参照）の電子構成要素および共通のハウジングを依然として共有することができる場合がある。さらに、そのような組合せは、組み合わせたユニットを特定用途読み取り装置の中に集積する際に便利な同様の利益、および同様の認証利益を提供することがある。遠距離読み取りに基づく識別または認証に関して何らかの問題があるときに、タグまたは対象物を認証するために、固有不規則性特徴を読み取ることができるためである。
【０１０７】
本発明の実施形態はまた、固有不規則性特徴を読み取るためのさまざまな近距離読み取り装置を備える実施形態を含む。たとえば、図１７は、たとえばフランス、モントーベン（Ｍｏｎｔａｕｂｅｎ）のＮｏｖａｔｅｃ、ＳＡに譲渡された米国特許第７，３８０，１２８号明細書に説明されるように、透明ポリマーの一片（「バブルタグ」）の内部にランダムに分布したバブルのパターンを読み取る近距離読み取り装置１７０２を含む認証ユニット１７００を示す。米国特許第７，３８０，１２８号明細書でより詳細に説明されるように、読み取り装置は、半球形部分１７２０の周囲上に配置された照明素子１７２２および１７２４を含む半円形部分１７２０を含んでもよい。バブルタグを読み取るとき、照明素子１７２２および１７２４は、バブルの輪郭の画像を提供する拡散照明を与えるために点灯される。これにすぐ続いて、バブルの影の画像が提供され、この画像では、直接照明を提供するために、照明素子１７２４だけが点灯されるが、照明素子１７２２は暗い。次いで、これらの画像を解析して、一意の識別および／または認証情報を提供することができる。
【０１０８】
図１７に示す実施形態では、上述したバブルタグの画像を含む光が、レンズ系１７２５を通過し、ミラー１７２６によりビームスプリッタ１７４４に向けて反射され、ビームスプリッタ１７４４は、光の少なくとも一部を光学処理ユニット１７４２の上に誘導し、光学処理ユニット１７４２はバブルタグの画像を読み取る。光学処理ユニット１７４２は、離れてバーコードを読み取るための、認証ユニット１７００の中に集積された第２の読み取り装置１７０４と共有される。
【０１０９】
第２の読み取り装置１７０４は、図５を参照して上述された遠距離バーコード読み取り装置に類似する。第２の読み取り装置１７０４は、照明素子１７４６および１７４８ならびにレンズ系１７５０を含む。バーコードを読み取るとき、バーコードは、照明素子１７４６および１７４８により照明される。バーコードから反射された光はレンズ系１７５０を通過し、光の少なくとも一部がビームスプリッタ１７４４を通過し、光学処理ユニット１７４２により読み取られる。
【０１１０】
認証ユニット１７００は、近距離バブルタグ読み取り装置と遠距離バーコード読み取り装置の組合せを示すが、上記で提供された例から、多くの代わりの組合せを使用してもよいことが理解されよう。本発明の実施形態によれば、紙内部にある繊維の固有不規則性を使用する読み取り装置、バブルタグ読み取り装置、ランダムに分布した量子ドットまたはナノバーコード用読み取り装置、不規則なパターンで配置された磁性粒子を含むインクなどの非磁性または弱磁性のマトリックス材料用読み取り装置、クレジットカードの磁気ストライプ内のランダムな「ジッタ」用読み取り装置、支援のない人間の視覚により検出することが困難なランダムに分布したタガント粒子用読み取り装置、ならびに／または磁気および／もしくは磁化可能および／もしくは導電性および／もしくは半導電性および／もしくは光学活性の粒子ならびに／または光学的に識別可能な粒子用読み取り装置などの、さまざまな近距離固有不規則性に基づく読み取り装置を使用してもよい。同様に、さまざまな識別および／または認証特徴のためのさまざまな他の遠距離読み取り装置が、バーコード、光学文字、ＲＦＩＤまたは他の識別技術のための読み取り装置を含む、上述の固有不規則性読み取り装置のいずれかと組み合わせることができる。一般に、本発明の実施形態は、これらの近距離固有不規則性読み取り装置のいずれかをこれらの遠距離識別および／または認証特徴読み取り装置のいずれかと組み合わせて使用して作ることができる。
【０１１１】
本発明の他の実施形態が、互いに対して所定の重ならない空間関係で配置された特徴を近距離読み取り装置が読み取るように、少なくとも一方が固有不規則性特徴のための読み取り装置である２つの近距離読み取り装置の組合せを含む。そのような読み取り装置が図１８に示されている。認証ユニット１８００は、上述したように、磁性粒子の構成を読み取る第１の固有不規則性読み取り装置１８０２を含む。第２の近距離読み取り装置１８０４が、この場合、図１７に示されるように、バブルタグを読み取るための第２の固有不規則性読み取り装置であるが、同一認証ユニット１８００内部で近距離読み取り装置１８０２と組み合わせられる。
【０１１２】
第１の固有不規則性読み取り装置１８０２は、照明素子１８５２および１８５３、照明素子１８５３の前に配置された偏光子１８９０、偏光子１８９１、磁気光学基板１８８０、レンズ系１８７３、レンズ系１８７５、ピンホール１８６１、ミラー１８４５、ビームスプリッタ１８４０および光学処理ユニット１８２０を含む。これらの要素は、図５を参照して上述されたように、バーコードに重なるまたはバーコードの下の近距離磁気パターンを読み取ることができるように配置される。
【０１１３】
第２の近距離読み取り装置１８０４は、半球形部分１８３０の周囲上に配置された照明素子１８３２および１８３４を含む半球形部分１８３０を含む。レンズ系１８３６は、ビームスプリッタ１８４０を通してバブルタグ読み取りによる光を誘導するので、光は光学処理ユニット１８２０により読み取ることができる。そのようなバブルタグ読み取り装置の動作は、図１７を参照して上述されている。
【０１１４】
認証ユニット１８００により読み取られるタグは、たとえば図３を参照して上述されたようなバーコードを備える磁気タグ、およびバブルタグ、すなわちランダムに分布したバブルを含む透明ポリマーの一片を含んでもよい。認証ユニット１８００と共に使用するためには、第１の固有不規則性読み取り装置１８０２がタグの磁性粒子部分に接近して、または接触して配置されたとき、第２の近距離読み取り装置がバブルタグに接近して、または接触して配置することができるように、タグは、重ならない空間配置で配置されるべきである。したがって、認証ユニット１８００内の読み取り装置の間隔は、タグ上の近距離特徴の間隔に適合する。
【０１１５】
認証ユニット１８００は磁性粒子読み取り装置およびバブルタグ読み取り装置を含むが、他のタイプの近距離読み取り装置も組み合わせることができることが理解されよう。本発明の実施形態によれば、紙内部にある繊維の固有不規則性を使用する読み取り装置、バブルタグ読み取り装置、ランダムに分布した量子ドットまたはナノバーコード用読み取り装置、不規則なパターンで配置された磁性粒子を含む非磁性または弱磁性のマトリックス材料用読み取り装置、クレジットカードの磁気ストライプ内のランダムな「ジッタ」用読み取り装置、支援のない人間の視覚により検出することが困難なランダムに分布したタガント粒子用読み取り装置、ならびに／または磁気および／もしくは磁化可能および／もしくは導電性および／もしくは半導電性および／もしくは光学活性の粒子ならびに／または光学的に識別可能な粒子用読み取り装置などの固有不規則性読み取り装置が、他の近距離読み取り装置、たとえば上記に列挙された固有不規則性特徴用読み取り装置または他の近距離特徴用読み取り装置、たとえば磁気ストリップ読み取り装置、近距離バーコード読み取り装置または近距離ＲＦＩＤ読み取り装置と組み合わせられてもよい。本発明の実施形態によれば、読み取り装置は、互いに対して所定の重ならない空間関係で配置された近距離固有不規則性特徴および第２の近距離特徴を読み取るように構成される。
【０１１６】
一般に、本発明の実施形態は、第１の識別特徴セットから第１の信号を、および第２の識別特徴セットから第２の信号を読み取るように適合された認証ユニットを含んでもよく、識別特徴セットは、識別されるように適合されたタグまたは対象物の上、中または近傍に収容され、不規則な材料を含み、前記第１の識別特徴セットから得られた信号は、材料の固有不規則性に依存する。第２の識別特徴セットは、固有不規則性に基づくにせよ基づかないにせよ、任意のタイプの識別特徴であってもよい。たとえば、第２の識別特徴セットは、バーコード、光学文字、ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ、スマートチップ、磁気媒体に書き込まれた磁気情報などを含んでもよい。
【０１１７】
本発明の実施形態によれば、認証ユニットは、少なくとも１つの読み取り要素、処理要素および通信要素を含んでもよい。認証ユニットが読み取り要素を１つだけ含む場合、読み取り要素は、第１の識別特徴セットから得られる少なくとも第１の信号、および第２の識別特徴セットから得られる第２の信号を読み取るように適合される。あるいは、認証ユニットは２つ以上の読み取り要素を含んでもよく、その場合、第２の読み取り要素は、第２の識別特徴セットに応じて、たとえば、バーコードスキャナ、ＲＦＩＤスキャナ、スマート・チップ・スキャナ、光学文字認識に適合されたセンサまたは磁気読み取りヘッドである。いくつかの実施形態では、いくつかの構成要素が第１および第２の読み取り要素の間で共有されてもよい。
【０１１８】
さまざまな実施形態では、処理要素は、識別特徴セットから得られた信号を少なくとも一部は処理するように構成される。一般に、処理要素は、上述のように、信号をインテリジェントに処理するためのマイクロプロセッサユニット、メモリおよびファームウェアを備えるプリント回路基板組立（「ＰＣＢＡ」）を少なくとも含む。認証ユニットはまた、自分が収容されている装置の他の構成要素と通信可能に結合する通信要素を含む、または遠隔／外部装置またはシステム（たとえばインターネットおよび遠隔サーバ）と直接通信するように適合されてもよい。通信方式に応じて、通信要素は、ブルートゥースモジュール、イーサネット（登録商標）モジュール、Ｗｉ−Ｆｉモジュール、ＵＳＢインタフェース、ＧＰＩＯインタフェース、ＳＰＩインタフェース、Ｉ２Ｃインタフェース、ＵＡＲＴインタフェースまたはＲＳ２３２インタフェースを含んでもよい。いくつかの変形形態では、通信要素は、処理要素を含む同一ＰＣＢＡ上に収容され、いくつかの実施形態では、処理ユニットのマイクロプロセッサ内に収容されてもよい（すなわち、通信ユニットおよび処理ユニットは１つの同一ユニットである）。
【０１１９】
さまざまな実施形態による認証ユニットは、装置内部に収容されるように適合される。この最も簡単な形態では、装置は、電源、および認証ユニットを保持するためのハウジングを含む。他の実施形態では、装置は、ユーザインタフェース（たとえば画面、キーボード、表示ランプ、ボタン、スピーカ／ブザーなど）を備える外側ケーシング、中央処理装置、内部メモリ、電力管理、電源、および装置の機能を制御するための処理ロジック（ファームウェアおよびソフトウェアを含む）を含んでもよい。さらに他の実施形態では、装置は、コンピュータまたはインターネットなどの、他の装置と通信するための通信モジュールまたはインタフェースを含んでもよい。携帯装置では、電源は通常、１つの電池または１組の電池である。デスクトップまたは固定装置では、一般に、電源は標準的なライン電源である。いくつかの実施形態では、認証ユニットは、上述のように、装置と通信し、次に、装置はユーザおよび／または外部装置と通信する。あるいは、装置は、上述したような「閉ループ」システムでもよい。
【０１２０】
上述のように、多くの実施形態では、認証ユニットは、単一のハウジングまたは他のモジュール式構成を共有する他の走査関連回路と一緒に、読み取り装置を備える単一の集積パッケージまたは走査モジュール内に収容されてもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、読み取り装置は単一の装置内部に配置されてもよいが、単一の集積モジュール内部に配置されてはいけない。図１９Ａは、そのような配置を示し、この配置では、単一の読み取り装置１９００（そのケーシングが図１９Ｂに示されている）は、遠距離バーコードスキャナ１９０２、および上述のように、磁性粒子の配置を読み取る近距離固有不規則性読み取り装置１９０４を含む。２つの読み取り装置は、共通のハウジング（すなわち装置のハウジング）を依然として共有し、２つの装置からの信号を復号するために走査モジュールの電子構成要素（図示せず）を共有してもよい。
【０１２１】
認証ユニット、装置および該当する場合には他の装置、たとえばデータベースまたは分散データベースを含む外部コンピュータシステム、サーバまたはサーバのネットワークが通信可能に連結されて、識別されるように適合されたタグまたは対象物を読み取る／認証する／検証するための「システム」を形成する。そのようなシステムが図２０に描かれており、他の装置は、図では１つまたは複数のバックエンドサーバであるとして示されている。図から理解することができるように、システム２０００は、読み取り装置２０１０および１つまたは複数のバックエンドサーバ２０２０を含む。読み取り装置２０１０は、たとえばユーザインタフェース、キーボード、ＰＣＢ、ＣＰＵ、画面、外部通信用回路、電池または他の電源、ボタンおよび／または他のユーザインタフェース要素、ファームウェアまたは他のメモリなどの構成要素２０３０を含んでもよい。読み取り装置はまた、上述のように、第１の固有不規則性セットに基づく識別特徴から第１の信号を、および第２の識別特徴セットから第２の信号を読み取るように適合された認証ユニット２０４０を含む。
【０１２２】
本発明は、特定の実施形態を参照して詳細に示され、説明されたが、添付の特許請求の範囲により規定される本発明の精神および範囲を逸脱することなく、形態および詳細においてさまざまな変更を行ってもよいことを当業者には理解されたい。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、したがって、特許請求の範囲の相当物の意味および範囲に入るすべての変更は包含されるものとする。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１６】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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