(57)【要約】  物品の表面上の走査エリアからシグネチャを得るためのシステムが、表面上の複数の領域から検出される散乱コヒーレント放射からシグネチャを、物品と、コヒーレント放射源および光検出器を備えた走査ヘッドとの間の相対移動を用いて、各領域からのデータ点グループを含むデータ点セットを得ることによって生成する、シグネチャ生成器と、相対移動中に表面の画像のシーケンスを取り込む撮像検出器と、相対移動の瞬間速度を計算するプロセッサとを備え、それにより、シグネチャ生成器が、瞬間速度を使用して、データ点セット内のデータ点グループを線形化してから、データ点セットから物品のシグネチャを生成する。
2011521373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品からシグネチャを得るためのシステムにおいて、前記物品が、前記物品の表面上に、前記物品のシグネチャをそこから読み取ることのできる走査エリアを有するシステムであって、
前記走査エリア上にコヒーレント放射を誘導するように動作可能な光源、および前記走査エリアから散乱した前記コヒーレント放射を検出するように動作可能な検出器構成を備えた走査ヘッドを含む、シグネチャ生成器であって、前記走査ヘッドと前記物品の間の相対移動を用いて、コヒーレント放射を前記走査エリア内の複数の異なる領域上に連続的に誘導し、各領域について、その領域から散乱した前記コヒーレント放射を検出することにより得られた信号から、集まってデータ点セットを構成するデータ点グループを収集し、前記データ点セットから前記物品のシグネチャを求めることによって、前記物品からシグネチャを生成するように動作可能なシグネチャ生成器と、
前記物品の前記表面上に照射放射を誘導するように動作可能な第2の光源と、
前記データ点セットの収集中に、前記物品の前記表面から戻った前記照射放射を受け取って、前記物品の前記表面の画像のシーケンスを取り込むように動作可能な撮像検出器であって、前記画像が既知の時間に取り込まれる、撮像検出器と、
前記取り込まれた画像から、前記データ点セットの前記収集中の前記走査ヘッドと前記物品の間の前記相対移動の瞬間速度を計算して、瞬間速度を前記シグネチャ生成器に供給するように動作可能なプロセッサと
を備え、
前記シグネチャ生成器がさらに、瞬間速度を使用して、前記データ点セット内での前記データ点グループの位置を線形化してから、前記物品の前記シグネチャを求めるように動作可能である
システム。
【請求項２】
前記撮像検出器が、前記画像を一定のフレームレートで取り込み、前記データ点グループが一定のペースで収集される、請求項1に記載のシステム。
【請求項３】
前記線形化が、前記データ点セット内での前記データ点グループの間隔を、計算された瞬間速度に比例して調整することを含む、請求項2に記載のシステム。
【請求項４】
瞬間速度、および物品からシグネチャを初期に得る間に記録された前記相対移動の速度が、前記データ点セット内での前記データ点グループの位置を線形化するために使用される、請求項1から3のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記照射放射がコヒーレント放射であり、前記撮像検出器がスペックルの画像を取り込む、請求項1から4のいずれかに記載のシステム。
【請求項６】
前記第2の光源が、1つまたは複数の発光ダイオードを備える、請求項1から4のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記光源からの前記コヒーレント放射および前記第2の光源からの前記照射放射が、異なる波長を有する、請求項1から6のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記物品の前記シグネチャを物品の1つまたは複数の格納済みシグネチャと比較するように動作可能なシグネチャ比較器と、
前記シグネチャ比較器による前記比較の結果に基づいて認証結果を判定するように動作可能な判定器と
をさらに備える、請求項1から7のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
物品からシグネチャを得るための方法において、前記物品が、前記物品の表面上に、前記物品のシグネチャをそこから読み取ることのできる走査エリアを有する方法であって、
前記物品と、前記走査エリア上にコヒーレント放射を誘導するように動作可能な光源、および前記走査エリアから散乱した前記コヒーレント放射を検出するように動作可能な検出器構成を備えた走査ヘッドとの間の相対移動を用いて、前記コヒーレント放射を前記走査エリア内の複数の異なる領域上に連続的に誘導し、各領域について、その領域から散乱した前記コヒーレント放射を検出することにより得られた信号から、集まってデータ点セットを構成するデータ点グループを収集することによってデータ点セットを得るステップと、
前記データ点セットの収集中に、前記物品の前記表面上に照射放射を誘導し、前記表面から戻った前記照射放射を検出することにより既知の時間に前記物品の前記表面の画像のシーケンスを取り込むステップと、
前記取り込まれた画像から、前記データ点セットの前記収集中の前記走査ヘッドと前記物品の間の前記相対移動の瞬間速度を計算するステップと、
瞬間速度を用いて、前記データ点セット内での前記データ点グループの位置を線形化するステップと、
前記データ点セットから前記物品のシグネチャを求めるステップと
を含む方法。
【請求項１０】
前記画像が一定のフレームレートで取り込まれ、前記データ点グループが一定のペースで収集される、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記線形化が、前記データ点セット内での前記データ点グループの間隔を、計算された瞬間速度に比例して調整することを含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
物品からシグネチャを初期に得る間に記録された前記相対移動の速度を用いて、前記データ点セット内での前記データ点グループの位置を線形化するステップをさらに含む、請求項9から11のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記照射放射がコヒーレント放射であり、前記取り込まれた画像がスペックルの画像である、請求項9から12のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記照射放射が非コヒーレント放射である、請求項9から12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記コヒーレント放射および前記照射放射が、異なる波長を有する、請求項9から14のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記物品の前記シグネチャを物品の1つまたは複数の格納済みシグネチャと比較するステップと、
前記シグネチャ比較の結果に基づいて、認証結果を判定するステップと
をさらに含む、請求項9から15のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
実質的に本明細書で図9、10、11、12、または13を参照して説明したような、物品からシグネチャを得るためのシステム。
【請求項１８】
実質的に本明細書で図9、10、11、12、または13を参照して説明したような、物品からシグネチャを得るための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品から、物品の認証に使用することのできるシグネチャ(signature)を得るためのスキャナ、およびそのようなシグネチャを得るための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の多くの認証システムは、製造業者以外の誰にとっても実施が困難なプロセスを利用しており、その困難は、資本設備費用、技術的ノウハウの複雑さ、または好ましくはその両方により課せられることがある。例としては、銀行券に透かし模様を設けること、またクレジットカードまたはパスポートにホログラムを設けることがある。残念なことに、犯罪者はより巧妙化しつつあり、正規の製造業者が複製することのできるものならほとんど何でも複製することができる。さらに、そのようなシステムは典型的に、品質の制御および保障を目的とした製品追跡などのタスクにとって、あまりにも高価で複雑である。
【０００３】
このため、認証システムのための既知の手法があり、その手法は、自然の法則に支配される何らかのプロセスを用いてセキュリティトークンを形成し、その結果、各トークンが固有になり、より重要なことには、測定可能な、したがって後続の検証の基礎として使用することのできる固有の特徴を各トークンが有することを利用するものである。この手法によれば、トークンは、固有の特徴が得られる決まった方法で製作および測定される。次いで、その特徴をコンピュータデータベース内に格納し、またはその他の方法で保持することができる。このタイプのトークンを、キャリア物品(carrier article)、例えば銀行券、パスポート、身分証明書、重要文書に埋め込むことができる。後に、このキャリア物品を再度測定し、測定された特徴をデータベース内に格納されている特徴と比較して、一致があるかどうかを確かめることができる。しかし、そのようなシステムもまだ、品質の制御および保障を目的とした製品追跡などのタスクにとってしばしばあまりにも高価であり、かつ/または複雑である。
【０００４】
非特許文献１の中で、物品から反射されたレーザ光を用いて、当技術分野でそれまでに達成されていない高度の再現性で物品を固有に識別するためのシステムを記載している。非特許文献１に開示の技法は、物品表面からの反射光を、表面内の複数の点それぞれにおいて数回サンプリングして、その物品のシグネチャまたは「フィンガプリント」を形成するものである。
【０００５】
反射光を測定する識別方法では典型的に、物品の表面の定義されたエリアが測定されるように、光源と光検出器のどちらか一方または両方を物品に対して相対的に走査する必要がある。識別の精度は、一部には、物品の特徴のオリジナルの走査と、物品を識別するために使用される後続の走査の両方について、走査速度がほぼ同じであることに依存する。後続の走査の走査速度にばらつきがあればそれが、オリジナルの走査に比べて歪んだ走査出力をもたらし、それにより、走査出力とオリジナルの走査データとの照合が困難になることがある。この結果、真正物品が拒絶されることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】英国特許出願第GB0405641.2号
【特許文献２】英国特許出願第GB0418138.4号
【特許文献３】米国特許出願第60/601464号
【特許文献４】米国特許出願第60/601463号
【特許文献５】米国特許出願第60/610075号
【特許文献６】英国特許出願第GB0418178.0号
【特許文献７】米国特許出願第60/601219号
【特許文献８】英国特許出願第GB0418173.1号
【特許文献９】米国特許出願第60/601500号
【特許文献１０】英国特許出願第GB0509635.9号
【特許文献１１】米国特許出願第60/679892号
【特許文献１２】英国特許出願第GB0515464.6号
【特許文献１３】米国特許出願第60/702746号
【特許文献１４】英国特許出願第GB0515461.2号
【特許文献１５】米国特許出願第60/702946号
【特許文献１６】英国特許出願第GB0515465.3号
【特許文献１７】米国特許出願第60/702897号
【特許文献１８】英国特許出願第GB0515463.8号
【特許文献１９】米国特許出願第60/702742号
【特許文献２０】英国特許出願第GB0515460.4号
【特許文献２１】米国特許出願第60/702732号
【特許文献２２】英国特許出願第GB0515462.0号
【特許文献２３】米国特許出願第60/704354号
【特許文献２４】英国特許出願第GB0518342.1号
【特許文献２５】米国特許出願第60/715044号
【特許文献２６】英国特許出願第GB0522037.1号
【特許文献２７】米国特許出願第60/731531号
【特許文献２８】米国特許出願公開第2002/0190953号
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】James D. R. Buchanan等、「Forgery:'Fingerprinting' documents and packaging」、Nature 436、475〜475(2005年7月28日)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、この問題に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、本発明の第1の態様は、物品からシグネチャを得るためのシステムにおいて、物品が、物品の表面上に、物品のシグネチャをそこから読み取ることのできる走査エリアを有するシステムであって、走査エリア上にコヒーレント放射を誘導するように動作可能な光源、および走査エリアから散乱したコヒーレント放射を検出するように動作可能な検出器構成を備えた走査ヘッドを含む、シグネチャ生成器であって、走査ヘッドと物品の間の相対移動を用いて、コヒーレント放射を走査エリア内の複数の異なる領域上に連続的に誘導し、各領域について、その領域から散乱したコヒーレント放射を検出することにより得られた信号から、集まってデータ点セットを構成するデータ点グループを収集し、データ点セットから物品のシグネチャを求めることによって、物品からシグネチャを生成するように動作可能なシグネチャ生成器と、物品の表面上に照射放射を誘導するように動作可能な第2の光源と、データ点セットの収集中に、物品の表面から戻った照射放射を受け取って、物品の表面の画像のシーケンスを取り込むように動作可能な撮像検出器(imaging detector)であって、画像が既知の時間に取り込まれる、撮像検出器と、取り込まれた画像から、データ点セットの収集中の走査ヘッドと物品の間の相対移動の瞬間速度を計算して、瞬間速度をシグネチャ生成器に供給するように動作可能なプロセッサとを備え、シグネチャ生成器がさらに、瞬間速度を使用して、データ点セット内でのデータ点グループの位置を線形化してから、物品のシグネチャを求めるように動作可能であるシステムを対象とする。
【００１０】
物品を走査してそのシグネチャを読み取る間の瞬間速度を求めることによって、普通なら走査データを歪ませる一定速度からのどんなずれも補正することができる。この速度は、物品の表面の画像のシーケンスから直接的に計算することができ、これが、本ケースにおいて速度を測定するのに都合のよい技法である。というのも、シグネチャ生成が、物品上への放射の誘導、および戻った照射光の検出をもとから利用しているためである。
【００１１】
いくつかの実施形態では、撮像検出器が、画像を一定のフレームレートで取り込み、データ点グループが一定のペースで収集される。これにより、瞬間速度の確定および後続の線形化が簡単になる。しかし、非一定のペースを使用することもできる。
【００１２】
線形化は、データ点セット内でのデータ点グループの間隔を、計算された瞬間速度に比例して調整することを含んでよい。スケーリング因子を瞬間速度から直接得て、データグループのデフォルトの一定間隔に適用し、それにより、データグループが収集されたときの速度を適切に反映させるようにグループの位置を調整することができる。
【００１３】
さらに、瞬間速度と、物品からシグネチャを初期に得る間に記録された相対移動の速度をどちらも使用して、データ点セット内でのデータ点グループの位置を線形化することができる。これは、相対速度全体を初期のシグネチャが得られたときの速度と比べたときの任意の差を補償することができる。したがって、現在のシグネチャが、初期のシグネチャのサイズに一致するようにスケーリングされる。それにより、認証を目的としたシグネチャの比較が容易になる。
【００１４】
照射放射は、コヒーレント放射とすることができ、撮像検出器は、スペックルの画像または他の表面情報タイプのデータを取り込むことができる。あるいは、第2の光源が、1つまたは複数の発光ダイオードを備えてよく、その場合、照射放射は非コヒーレントである。
【００１５】
光源からのコヒーレント放射および第2の光源からの照射放射は、異なる波長を有してよい。これは、シグネチャデータおよび画像を他方に使用される放射によって汚染または干渉されずに検出することができるように、この2つの放射を区別する助けとなることができる。
【００１６】
システムはさらに、物品のシグネチャを物品の1つまたは複数の格納済みのシグネチャと比較するように動作可能なシグネチャ比較器と、シグネチャ比較器による比較の結果に基づいて認証結果を判定するように動作可能な判定器とを備えることができる。
【００１７】
本発明の第2の態様は、物品からシグネチャを得るための方法において、物品が、物品の表面上に、物品のシグネチャをそこから読み取ることのできる走査エリアを有する方法であって、物品と、走査エリア上にコヒーレント放射を誘導するように動作可能な光源、および走査エリアから散乱したコヒーレント放射を検出するように動作可能な検出器構成を備えた走査ヘッドとの間の相対移動を用いて、コヒーレント放射を走査エリア内の複数の異なる領域上に連続的に誘導し、各領域について、その領域から散乱したコヒーレント放射を検出することにより得られた信号から、集まってデータ点セットを構成するデータ点グループを収集することによってデータ点セットを得るステップと、データ点セットの収集中に、物品の表面上に照射放射を誘導し、表面から戻った照射放射を検出することにより既知の時間に物品の表面の画像のシーケンスを取り込むステップと、取り込まれた画像から、データ点セットの収集中の走査ヘッドと物品の間の相対移動の瞬間速度を計算するステップと、瞬間速度を用いて、データ点セット内でのデータ点グループの位置を線形化するステップと、データ点セットから物品のシグネチャを求めるステップとを含む方法を対象とする。
【００１８】
本発明をより良く理解し、本発明をどのように実施することができるかを示すために、ここで一例として添付の図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】読取装置の概略側面図である。
【図２】図1の読取装置の機能構成要素のブロック概略図である。
【図３】紙表面の顕微鏡画像である。
【図４】プラスチック表面の同等の画像である。
【図５】走査から物品のシグネチャをどのように生成することができるかを示す流れ図である。
【図６】走査から得られた物品のシグネチャをどのようにシグネチャデータベースと突き合わせて検証することができるかを示す流れ図である。
【図７ａ】自由度数をどのように計算することができるかを示すプロットである。
【図７ｂ】自由度数をどのように計算することができるかを示すプロットである。
【図８】どのように検証を目的として文書が走査されて、結果が利用者に提示されるかというプロセス全体を示す流れ図である。
【図９】本発明の一実施形態による装置の一部分の概略図である。
【図１０】図9の装置の別の部分の概略図である。
【図１１】図9の装置の一部分の平面図である。
【図１２】図9の装置を用いてそこからシグネチャを読み取ることのできる、物品上の走査エリアの図である。
【図１３Ａ】本発明の一実施形態によるシグネチャを読み取る方法の特徴を示す図である。
【図１３Ｂ】本発明の一実施形態によるシグネチャを読み取る方法の特徴を示す図である。
【図１３Ｃ】本発明の一実施形態によるシグネチャを読み取る方法の特徴を示す図である。
【図１３Ｄ】本発明の一実施形態によるシグネチャを読み取る方法の特徴を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、さまざまな変更形態および代替形態が可能であるが、特定の実施形態が一例として図面に示してあり、それを本明細書で詳細に説明する。しかし、図面および詳細な説明は、本発明を開示する特定の形態に限定するものではなく、本発明は、添付の特許請求の範囲において規定される本発明の趣旨および範囲に含まれるあらゆる変更形態、等価物、および代替手段を包含するものであることを理解されたい。
【００２１】
物品を固有に識別するための正確な方法を実現するには、物品の表面からの光反射を利用するシステムを使用することが可能である。そのようなシステムの一例を、図1〜10を参照して説明する。
【００２２】
本明細書に記載するシステム例は、Ingenia Technologies Ltdにより開発および販売されるものである。このシステムは、1枚の紙、身分証明書またはパスポート、セキュリティシール、支払いカードなどの、紙、厚紙、プラスチック、または金属物品のランダム表面パターニング(random surface patterning)を解析して、所与の物品を固有に識別するように動作可能である。このシステムは、その各々およびすべての内容がここに、参照により本明細書に組み込まれる、2004年3月12日出願の特許文献１(2005年9月14日に英国特許出願公開第GB2411954号明細書として公開)、2004年8月13日出願の特許文献２(2006年3月8日に英国特許出願公開第GB2417707として公開)、2004年8月13日出願の特許文献３、2004年8月13日出願の特許文献４、2004年9月15日出願の特許文献５、2004年8月13日出願の特許文献６(2006年2月15日に英国特許出願公開第GB2417074号明細書として公開)、2004年8月13日出願の特許文献７、2004年8月13日出願の特許文献８(2006年3月1日に英国特許出願公開第GB2417592号明細書として公開)、2004年8月13日出願の特許文献９、2005年5月11日出願の特許文献１０(2006年11月15日に英国特許出願公開第GB2426100号明細書として公開)、2005年5月11日出願の特許文献１１、2005年7月27日出願の特許文献１２(2007年2月7日に英国特許出願公開第GB2428846号明細書として公開)、2005年7月27日出願の特許文献１３、2005年7月27日出願の特許文献１４(2007年2月14日に英国特許出願公開第GB2429096号明細書として公開)、2005年7月27日出願の特許文献１５、2005年7月27日出願の特許文献１６(2007年2月14日に英国特許出願公開第GB2429092号明細書として公開)、2005年7月27日出願の特許文献１７、2005年7月27日出願の特許文献１８(2007年2月7日に英国特許出願公開第GB2428948号明細書として公開)、2005年7月27日出願の特許文献１９、2005年7月27日出願の特許文献２０(2007年2月14日に英国特許出願
公開第GB2429095号明細書として公開)、2005年7月27日出願の特許文献２１、2005年7月27日出願の特許文献２２(2007年2月14日に英国特許出願公開第GB2429097号明細書として公開)、2005年7月27日出願の特許文献２３、2005年9月8日出願の特許文献２４(2007年3月14日に英国特許出願公開第GB2429950号明細書として公開)、2005年9月8日出願の特許文献２５、2005年10月28日出願の特許文献２６(2007年5月2日に英国特許出願公開第GB2431759号明細書として公開)、および2005年10月28日出願の特許文献２７(いずれもCowburn等により発明された)を含む、複数の公開特許出願に詳細に記載されている。
【００２３】
実例として、Ingenia Technologies Ltdシステムの動作方法の簡単な説明を次に提示する。
【００２４】
図1は、読取装置またはスキャナ装置1の一例の概略側面図である。この光学式読取装置1は、装置の読取容積(reading volume)内に配置された物品(図示せず)からシグネチャを測定するためのものである。読取容積は、読取開口10によって形成され、読取開口10は、ハウジング12に開いたスリットである。ハウジング12は、装置の主光学部品を収容している。スリットは、x方向(図面内に挿入した軸を参照されたい)にその大きいほうの広がりを有する。主光学部品は、コヒーレントレーザビーム15を発生させるためのレーザ光源14、および複数k個の光検出素子であって、ただしこの例ではk=2であり、16aおよび16bと表記される光検出素子から構成される検出器構成16である。レーザビーム15は、合焦構成18によって、(図面の平面に垂直な)y方向に延び、かつ読取開口の平面内にある、細長い焦点に合焦される。一読取装置例では、細長い焦点が、約2mmの長軸寸法、および約40マイクロメートルの短軸寸法を有する。これらの光学部品は、サブアセンブリ、すなわち走査アセンブリまたは走査ヘッド20内に収容される。図示の例では、検出素子16a、16bが、読取容積内にある物品からの反射の際に散乱した光を収集するように、ビーム軸の両側にビーム軸から異なる角度でオフセットされて分配されている。一例では、オフセット角は、-30度および+50度である。ビーム軸の両側の角度は、その角度によって収集されるデータ点ができるだけ独立しているように、等しくならないものを選択することができる。しかし、実際には、こうすることが動作にとって必須ではないことが明らかとなっており、入射ビームの両側の等しい角度のところに検出器がある構成が完全に実現可能である。3つ以上の検出素子(k>2)がある例では、すべての検出素子を共通の平面内に配置することができる。光検出素子16aおよび16bは、ハウジング上に配置された物品から散乱する光を、コヒーレントビームが読取容積から散乱したときに検出する。図示のように、光源は、レーザビーム15が読取容積内の物品に垂直入射で当たるように、レーザビーム15をそのビーム軸がz方向にある状態で誘導するように取り付けられる。
【００２５】
一般に、z方向の物品の位置決めの任意の差が、読取開口の平面内でのビームのサイズの大きな変化を招かないように、焦点深度が大きいことが望ましい。一例では、焦点深度は約±2mmであり、これは良好な結果をもたらすのに十分なほど大きい。他の構成では、焦点深度がより大きくても小さくてもよい。焦点深度、開口数、および作動距離のパラメータは相互に依存しており、それにより、スポットサイズと焦点深度の間の公知のトレードオフが生じる。いくつかの構成では、焦点が調整可能でよく、距離測定手段と連携して、利用可能な焦点範囲内に配置された物品をターゲットとするように焦点を調整することができる。
【００２６】
ターゲット物品上のいくつかの点を読み取る(物品を走査する)ことができるようにするために、入射ビームとそれに関連する検出器がターゲット物品に対して相対的に移動できるように物品および読取装置を構成することができる。物品、走査アセンブリ、または両方を移動させることにより、これを構成することができる。いくつかの例では、物品を読取装置ハウジングに隣接して定位置に保持することができ、走査アセンブリが読取装置内で移動して、そうした移動を生じさせることができる。あるいは、例えば、物品がコンベヤに沿って移動する間に物品が固定位置スキャナを通過する生産ラインの場合、物品を、走査アセンブリを通り過ぎて移動させることができる。他の代替手段では、物品とスキャナをどちらも固定に維持すると共に、方向性をもつ合焦手段が、コヒーレント光ビームをターゲットを横切って移動させることができる。これには、検出器が光ビームと共に移動する必要があり、またはターゲットへの光ビームのあらゆる入射位置からの反射光を受け取るように、固定の検出器を配置することができる。
【００２７】
図2は、上記で論じた読取装置の論理構成要素のブロック概略図である。レーザ発生器14が、制御およびシグネチャ生成ユニット36によって制御される。任意選択で、モータ22も、制御およびシグネチャ生成ユニット36によって制御することができる。任意選択で、ターゲットが読取装置を通り過ぎる動きを測定するため、かつ/またはそれらの相対移動の非線形性を測定し、したがってその非線形性を補償するために、何らかの形の動き検出または線形化手段(19として示す)が実装されている場合、それを制御およびシグネチャ生成ユニット36を用いて制御することができる。
【００２８】
レーザビームのターゲット表面走査エリアからの反射光が、光検出器16によって検出される。上記で論じたように、いくつかの例では、2つ以上の光検出素子を設けることができる。光検出器16からの出力は、アナログ-デジタル変換器(ADC)31によってデジタル化されてから、特定のターゲット表面走査エリアのシグネチャを形成する処理をするために制御およびシグネチャ生成ユニット36に渡される。ADCは、データ取込回路の一部でも、別個のユニットでも、制御およびシグネチャ生成ユニット36のマイクロコントローラまたはマイクロプロセッサに統合してもよい。
【００２９】
制御およびシグネチャ生成ユニット36は、レーザビーム現入射位置情報を使用して、各光検出器反射情報セットについて走査エリア位置を求めることができる。それにより、走査エリアの走査した部分の全部または選択された部分に基づくシグネチャを形成することができる。走査エリア全体未満がシグネチャに含まれる場合、シグネチャ生成ユニット36は、シグネチャを生成するときに、走査エリアの他の部分から受け取った任意のデータを単に無視することができる。あるいは、走査エリア全体からのデータが、位置決めまたはターゲットからの画像タイプのデータの収集など、別の目的に使用される場合、データセット全体を、その追加の目的のために制御およびシグネチャ生成ユニット36で使用し、次いで、その追加の目的が完了した後に、維持または破棄することができる。
【００３０】
理解されるように、図2に示すさまざまな論理要素は、さまざまな装置の組合せで物理的に実施することができる。例えば、いくつかの場合には、要素すべてを読取装置内に含めることができる。他の場合には、読取装置がレーザ発生器14、モータ22(もしあれば)、および光検出器16だけを含み、残りの要素すべてが、別個の1つまたは複数の物理的ユニット内にあってよい。論理要素の物理的分配の他の組合せを使用することもできる。また、制御およびシグネチャ生成ユニット36を、別個の物理的ユニットに分割することもできる。例えば、レーザ発生器14およびモータ(もしあれば)を実際に制御する第1のユニット、レーザビーム現入射位置情報を計算する第2のユニット、シグネチャの生成に使用すべき走査データを特定する第3のユニット、ならびにシグネチャを実際に計算する第4の部分があってよい。
【００３１】
ADC31ならびに/または制御およびシグネチャ生成ユニット36によって実施される処理ステップの一部または全部を、特定用途向け集積回路(ASIC)または専用のアナログ処理回路などの専用の処理構成を用いて実施できることが理解されよう。その代わりにまたはそれに加えて、ビームADC31ならびに/または制御およびシグネチャ生成ユニット36によって実施される処理ステップの一部または全部を、従来型のパーソナルコンピュータ、ポータブルコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ(例えば携帯情報端末すなわちPDA)、またはスマートフォンで使用することのできるような、デジタル信号プロセッサまたは多目的プロセッサなどのプログラム可能処理装置を用いて実施することもできる。プログラム可能処理装置が使用される場合、1つまたは複数のソフトウェアプログラムを使用して、プログラム可能装置に所望の機能を実施させることができることが理解されよう。そのようなソフトウェアプログラムは、磁気ディスクもしくは光ディスクなどのキャリア媒体(carrier medium)上、またはデータ通信チャネルを介して伝送することができるように信号上に実施することができる。
【００３２】
これらの例のシステムが読み取ることのできる表面特性を例示するために、図3および4はそれぞれ、紙およびプラスチックの物品表面を示す。
【００３３】
図3は、紙表面の顕微鏡画像であり、画像は約0.5×0.2mmのエリアをカバーしている。この図は、紙などの巨視的に平坦な平面が、微視的スケールでは多くの場合高度に構造化されていることを示すために含めてある。紙の場合、互いにかみ合った網状の木繊維または他の植物から得られる繊維が紙を構成しているため、表面は微視的には高度に構造化されている。この図は、木繊維の特徴的な長さスケール(length scale)を例示するものでもあり、その特徴長さスケールは約10ミクロンである。この寸法はコヒーレントビームの光波長と、回折を引き起こし、さらには繊維の向きによって変わるプロファイルを有する拡散散乱も引き起こすのに適した関係にある。したがって、読取装置が特定の商品区分に合わせて設計される場合、レーザの波長を、走査すべき商品区分の構造特徴サイズに合わせることができることが理解されよう。どの紙の局所表面構造も、個々の木繊維がどのように構成されるかによって変わるため、固有となることも図から明らかである。あらゆる紙の構造は、それが自然の法則に支配されるプロセスによって形成されるため固有である。同じことが他の多くのタイプの物品にも当てはまる。
【００３４】
図4は、プラスチック表面の同等の画像を示す。この原子間力顕微鏡画像は、巨視的には平滑なプラスチック表面の、凹凸のある表面を明らかに示している。図から推量することができるように、この表面は、図3に示す紙表面よりも平滑であるが、このレベルの表面起伏であっても、本諸例のシグネチャ生成方式を用いて固有に識別することができる。
【００３５】
したがって、多種多様な日用物品は、直接的に測定可能な固有の特徴を有する。したがって、従来技術において既知の、物品を固有に識別する目的で特別に用意される走査読取可能トークンの形成に尽力すること、またそれに費用をかけることは、実際のところ無意味である。
【００３６】
物品の表面(または透過の場合には内部)の自然構造を利用する散乱信号のデータ収集および数値処理について、次に説明する。
【００３７】
図5は、走査から物品のシグネチャをどのように生成することができるかを示す流れ図である。
【００３８】
ステップS1はデータ取得ステップであり、このステップ中に、各光検出素子での光強度が、走査の全長に沿ったいくつかの位置で取得される。同時に、エンコーダ信号を時間の関数として取得することができ、その場合、ハウジングの内側にスリット10に隣接してある、または物品上にある、既知の間隔をもつ1組のエンコーダマーキングから反射された強度が測定される。これにより、光検出器によって収集されたデータの線形化が可能になる。走査アセンブリと物品の間の必要な相対移動を生み出す走査モータが、(例えばステッパモータのように)高度の線形化精度を有する場合、またはデータ内の非線形性をブロックごとの解析もしくはテンプレート照合によって除去することができる場合には、データの線形化が不要になる可能性があることに留意されたい。
【００３９】
上記の図2を参照すると、光検出器データは、シグネチャ生成器36がADC31からデータを受け取ることによって取得される。各走査中に収集される光検出素子ごとのデータ点の数を、以下でNと定義する。さらに、値ak(i)を、光検出器kからのi番目に格納された強度値と定義し、ただしiは1〜Nの値をとる。
【００４０】
ステップS2は、取り込まれたデータに時間領域フィルタをかける任意選択のステップである。本例では、これは、ターゲットがコヒーレントビーム以外の光源からの照射も受ける場合に現れることが予想されうるような、50/60Hz帯および100/120Hz帯の信号を選択的に除去するために使用される。これらの周波数は、蛍光照明などの室内照明を駆動するのに最も一般的に使用されるものである。
【００４１】
ステップS3は、線形化を含む、データの位置合せを実施するものである。いくつかの例では、このステップは、測定されたエンコーダマーキングの推移が時間的に均一に離隔されるように、数値補間を使用してak(i)を局所的に拡大および縮小するものである。これにより、モータ速度の局所ばらつきおよびデータ内の他の非線形性が補正される。このステップは、シグネチャ生成器36によって実施することができる。
【００４２】
走査エリアが所定のパターンテンプレートに対応するいくつかの例では、取り込まれたデータを既知のテンプレートと比較し、取り込まれたデータをテンプレートに対して位置合わせするように、データに並進調整および/または回転調整をかけることができる。これにより、確実に物品のシグネチャが正しいエリアから読み取られるようになる。また、物品に対して相対的な走査ヘッドの通過が、テンプレートが構築された元となる通過とは異なる場合に、取り込まれたデータをテンプレートに対して位置合わせするように、そのデータに伸長調整および縮小調整をかけることもできる。したがって、定義された線形走査速度を用いてテンプレートが構築されている場合、走査データが、既存の速度の非線形性を伴って、または異なる速度で行われたのであれば、走査データをテンプレートと一致するように調整することができる。
【００４３】
ステップS4は、取り込まれたデータに空間領域帯域通過フィルタをかけるものである。このフィルタは、x方向(走査ヘッドの移動の方向)のさまざまな波長を通過させる。このフィルタは、サンプル間の減衰を最大にし、データ内の多数の自由度を維持するように設計される。これを考慮して、フィルタ通過帯域の下限は、急速な減衰が生じるように設定される。これが必要なのは、シグネチャ生成の観点からターゲット表面からの絶対強度値には関心がなく、見かけ上類似している強度をもつエリア間の変化に関心があるためである。しかし、減衰は、あまりにも急速になるように設定されない。というのも、あまりにも急速になるように設定されると、信号のランダム性が低減し、それにより、取り込まれたデータ内の自由度が低減することがあるためである。上限は高く設定することができる。いくらかの高周波ノイズがある、またはx方向の値間で何らかの平均化(スミアリング)が要求される場合があるが、典型的には高い上限以外の何も必要ない。いくつかの例では、二次フィルタを使用することができる。一例では、ターゲット表面の上でのレーザの移動速度が毎秒20mmである場合、フィルタは、100ミクロンのインパルス立上り距離(impulse rise distance)および500ミクロンのインパルス立下り距離(impulse fall distance)を有してよい。
【００４４】
単純なフィルタをかける代わりに、フィルタの異なる部分に重み付けすることが望ましい場合がある。一例では、かけられる重み付けが、微分などの実空間関数の等価物を導入するように三角形の通過帯域が形成されるような相当なものである。微分タイプの効果は、(例えばターゲット上の表面印刷からの)相関寄与を、無相関寄与に関係する信号から減じる働きをすることができるため、高度に構造化された表面にとって有用となりうる。
【００４５】
ステップS5は、走査を表すデジタルシグネチャを計算するために、複数レベルのデジタル信号(ADCからの処理済みの出力)が2状態のデジタル信号に変換される、デジタル化ステップである。デジタルシグネチャは、本例では、中間値(mean value)を上回るak(i)が2進数の「1」に対してマッピングされ、中間値以下のak(i)が2進数の「0」に対してマッピングされるというルールを適用することによって得られる。デジタル化されたデータセットをdk(i)と定義し、ただしiは1〜Nの値をとる。
【００４６】
物品のシグネチャは、有利には、今しがた説明した強度データのデジタル化されたシグネチャに加えて、さらなる成分を組み込むことができる。そうしたさらなる任意選択のシグネチャ成分について次に説明する。
【００４７】
ステップS6は、より小さな「サムネイル」デジタルシグネチャが形成される任意選択のステップである。いくつかの例では、これは、隣接する、m個の読取値からなるグループを一緒に平均化することによって、またはc個ごとに1つのデータ点、ただしcはサムネイルの圧縮係数である、を選択することによって生成される、実空間サムネイルとすることができる。平均化はノイズを不相応に増幅させることがあるため、後者が好ましい場合がある。他の例では、サムネイルが、シグネチャデータの一部または全部を高速フーリエ変換したものをベースとしてよい。次いで、ステップS5で使用されたのと同じデジタル化ルールが、低減されたデータセットに適用される。サムネイルのデジタル化をtk(i)と定義し、ただしiは1〜N/cの値をとり、cは圧縮係数である。
【００４８】
ステップS7は、複数の検出器チャネルが存在する場合(すなわちk>1である場合)に適用可能な任意選択のステップである。追加となる成分は、それらの光検出器のうち異なる光検出器から得られた強度データ間で計算される相互相関成分である。2つのチャネルの場合には、可能な1つの相互相関係数があり、3つのチャネルの場合には、最大3つの相互相関係数があり、4つのチャネルの場合には、最大6つの相互相関係数があり、以下同様である。相互相関係数は、材料タイプの良好な指標であることが分かっているため、有用となりうる。例えば、所与のタイプのパスポートなど、特定のタイプの文書、またはレーザプリンタ用紙の場合、相互相関係数は常に、予測可能な範囲内にあるようである。正規化相互相関を、ak(i)とal(i)の間で計算することができ、ただしk≠lであり、k、lは、光検出器チャネル数全体にわたって変化する。正規化相互相関関数を、
【００４９】
【数１】
2011521373.tif 000003
【００５０】
と定義する。
【００５１】
後の検証で使用するために格納することのできる、相互相関関数の別の側面は、相互相関関数のピークの幅、例えば半値全幅(FWHM)である。検証処理における相互相関係数の使用については、以下にさらに説明する。
【００５２】
ステップS8は、別の任意選択のステップであり、これは、信号強度分布を表す単純な強度平均値を計算するものである。この強度平均値は、ak(i)の二乗平均平方根(rms)値など、異なる検出素子の中間値それぞれの全体平均または各検出素子の平均とすることができる。検出素子が垂直入射の両側に対をなして配置されている場合、各検出器対の平均を使用することができる。強度値は、サンプルの全体的な反射性および粗さの単純な指標であるため、材料タイプの良好な粗フィルタとなることが分かっている。例えば、強度値として、平均値、すなわちDCバックグラウンドを除去した後の、正規化されていないrms値を使用することができる。このrms値は、表面粗さと関連があるため、表面の反射性の指標となる。
【００５３】
物品を走査することから得られたシグネチャデータは、検証を目的として、シグネチャデータベース内に保持されているレコードと比較することができ、かつ/またはそのようなデータベースに書き込んで、シグネチャの新規レコードを追加し、それによって既存のデータベースを拡張することができ、かつ/または後にデータベースアクセスして、もしくはデータベースアクセスせずに検証するために、物品に符号化した形で書き込むことができる。
【００５４】
新規データベースレコードは、ステップS5において得られたデジタルシグネチャだけでなく、任意選択で、ステップS6において各光検出器チャネルについて得られたそのより小さなサムネイルバージョン、ステップS7において得られた相互相関係数、およびステップS8において得られた平均値を含む。あるいは、サムネイルを、迅速な事前探索に合わせて最適化された、それ自体の別個のデータベース上に格納し、(サムネイルを含む)残りのデータを、主データベース上に格納することもできる。
【００５５】
図6は、物品の走査から得られた物品のシグネチャをどのようにシグネチャデータベースと突き合わせて検証することができるかを示す流れ図である。
【００５６】
単純な実施においては、フルセットのシグネチャデータをベースにして、データベースを単に探索して一致を見つけ出すことができる。しかし、検証プロセスを加速するために、本例のプロセスは、より小さなサムネイル、ならびに計算された平均値および相互相関係数に基づく事前スクリーニングを使用する。そのような迅速な検証プロセスを実現するために、検証プロセスは、第1に、この場合には走査データのフーリエ変換の振幅成分から得られたサムネイル(また任意選択で、計算された平均値および相互相関係数に基づく事前スクリーニングも)を使用し、第2に、走査したフルデジタルシグネチャと格納済みのフルデジタルシグネチャを互いに比較する、2つの主ステップにおいて実施される。
【００５７】
図6の検証ステップV1は、検証または認証プロセスの第1のステップであり、これは、上述したプロセスに従って物品を走査する、すなわち走査ステップS1〜S8を実施するものである。この走査により、既存の物品シグネチャの1つまたは複数のレコードと突き合わせて検証される物品のシグネチャが得られる。
【００５８】
検証ステップV2は、上記で走査ステップS6を参照して説明したように得られる、走査信号のフーリエ変換振幅成分から得られたサムネイルを用いて候補一致(candidate match)を探し出すものである。検証ステップV2は、データベース内のサムネイル入力をそれぞれ取り出し、それぞれのサムネイル入力について、それとtk(i+j)との間の一致ビット数を評価するものであり、ただしjは、走査したエリアの配置誤差を補償するために変更されるビットオフセットである。jの値が決まり、次いで、最大数の一致ビットをもたらすサムネイル入力が決まる。これが、さらなるより詳細な処理に使用すべき「ヒット」である。これに対する変形形態は、フルデジタルシグネチャをベースにしたフルテストのために複数の候補一致を通し、それにより、複数の「ヒット」をもたらすものである。このためのサムネイル選択は、最大数までの、例えば10個までの候補一致を通すなどの、任意の適切な基準に基づいてよく、各候補一致は、一致ビットのある一定のしきい値パーセンテージ、例えば60%を上回るサムネイルと定義する。最大数の候補一致よりも多くのものがある場合、最良の10個のみが通される。サムネイル探索の結果は、1つまたは複数の推定一致からなる選抜候補リストとなり、次いで、推定一致のそれぞれを、フルシグネチャと突き合わせてテストすることができる。
【００５９】
サムネイルから候補一致が見つからない場合、物品は拒絶される(すなわち検証ステップV6にジャンプして、フェイル結果を出す)。
【００６０】
本例で使用されるこのサムネイルベースの事前探索方法は、探索速度の全体的な改善をもたらす。サムネイルはフルシグネチャよりも小さく、したがって、サムネイルを用いて探索する方が、フルシグネチャを用いて探索するよりも時間がかからない。実空間サムネイルが使用される場合、サムネイルは、一致を明らかにするためにフルシグネチャが格納済みのシグネチャに対してビットシフトされるのと同じ方法で、「ヒット」が生じたかどうかを明らかにするために格納済みのサムネイルに対してビットシフトされる必要がある。しかし、サムネイルがシグネチャまたはその一部をフーリエ変換したものをベースとする場合、探索中にサムネイルをビットシフトする必要がないため、さらなる利点を得ることができる。擬似ランダムビットシーケンスは、フーリエ変換されると、情報の一部を振幅スペクトル内に保持し、一部を位相スペクトル内に保持する。しかし、任意のビットシフトは位相スペクトルに影響を及ぼすにすぎず、振幅スペクトルには影響を及ぼさない。したがって、ビットシフトの情報なしで、振幅スペクトルを照合することができる。位相スペクトルを破棄するに当たって一部の情報は失われるが、データベースに対する大まかな一致を得るのに十分な量が残る。これにより、ターゲットに対する1つまたは複数の推定一致がデータベース内にあることが可能になる。次いで、実空間サムネイルの例と同様に、それらの推定一致をそれぞれ、従来の実空間方法を用いて新規走査と適切に比較することができる。
【００６１】
検証ステップV3は、データベース内に格納された1つまたは複数のフルデジタルシグネチャを、走査したデジタルシグネチャと突き合わせて解析する前に実施することのできる、任意選択の事前スクリーニングテストである。この事前スクリーニングでは、走査ステップS8において得られたrms値が、ヒットのデータベースレコード内に格納された対応する値と比較される。「ヒット」は、それぞれの平均値が予め定義された範囲内で一致しない場合、さらなる処理から排除される。すべての「ヒット」が排除された場合、物品は検証されなかったものとして拒絶される(すなわち検証ステップV6にジャンプして、フェイル結果を出す)。
【００６２】
検証ステップV4は、フルデジタルシグネチャを解析する前に実施することのできる、さらなる任意選択の事前スクリーニングテストである。走査ステップS7において得られた相互相関係数が、ヒットのデータベースレコード内に格納された対応する値と比較される。「ヒット」は、それぞれの相互相関係数が予め定義された範囲内で一致しない場合、さらなる処理から排除される。すべての「ヒット」が排除された場合、物品は検証されなかったものとして拒絶される(すなわち検証ステップV6にジャンプして、フェイル結果を出す)。
【００６３】
検証ステップV4(またはその後)において実施することのできる、相互相関係数を用いる別のチェックが、相互相関関数のピークの幅をチェックするものであり、この場合、相互相関関数は、上記の走査ステップS7におけるオリジナルの走査から格納された値と再走査した値を比較することにより評価される。
【００６４】
【数２】
2011521373.tif 000004
【００６５】
走査したピークの幅が「ヒット」のピークの幅よりも大幅に大きい場合、それを、走査した物品が改ざんされている、または疑わしいものであることの指標と解釈することができる。例えば、このチェックは、光検出器が走査されている表面から期待するのと同じ強度変化をもつバーコードまたは他のパターンを印刷することによってシステムを騙そうとする詐欺師に打ち勝つはずである。
【００６６】
検証ステップV5は、走査ステップS5において得られた、走査したデジタルシグネチャと、ヒットのデータベースレコード内に格納された対応する値との間の主比較である。フル格納された、デジタル化されたシグネチャdkdb(i)が、k個の検出器チャネル上のq個の隣接ビットからなるブロックn個に分割され、すなわち、1ブロックにつきqkビットある。一例として、qの典型値は4であり、kの典型値は1〜2の範囲内であり、それにより、典型的に1ブロックにつき4〜8ビットが形成される。次いでこのqkビットが、格納済みのデジタルシグネチャdkdb(i+j)内の対応するqkビットと照合される。ブロック内の一致ビット数が、予め定義された何らかのしきい値zthresh以上である場合、一致ブロック数がインクリメントされる。2検出器システム上では、zthreshの典型値は7である。1検出器システム(k=1)の場合、zthreshは典型的に値3を有することができる。これがn個のブロックすべてについて繰り返される。このプロセス全体が、走査したエリアの配置誤差を補償するために、最大数の一致ブロックが見つかるまで、異なるオフセット値jについて繰り返される。Mを一致ブロックの最大数と定義して、偶発的一致の確率は、
【００６７】
【数３】
2011521373.tif 000005
【００６８】
を評価することにより計算され、ただしsは、任意の2つのブロック間の偶発的一致(この任意の2つのブロック間の偶発的一致は、zthreshの選択された値によって変わる)の確率であり、Mは、一致ブロック数であり、p(M)は、M個以上のブロックが偶発的に一致する確率である。sの値は、類似材料からなる異なる物体の走査、例えば紙文書の数回の走査などからのデータベース内にあるブロック同士を比較することによって決まる。q=4、k=2、およびzthresh=7という例示的なケースでは、我々は、sの典型値が0.1になると分かっている。qkビットが完全に独立している場合、確率論によれば、zthresh=7の場合にs=0.01が得られる。より大きな値が実験により見つかるのは、k個の検出器チャネル間の相関関係のためであり(複数の検出器が使用されている場合)、また有限レーザスポット幅によるブロック内の隣接ビット間の相関関係のためでもある。1枚の紙の典型的な走査の場合、その1枚の紙のデータベース入力と比較すると、総数510個のブロックのうち約314個の一致ブロックが得られる。上記の式に対してM=314、n=510、およびs=0.1を設定すると、10-177という偶発的一致の確率が得られる。上述したように、これらの数値は、4検出器チャネルシステムに当てはまるものである。同じ計算を、他の検出器チャネル数を有するシステムに適用することができる。
【００６９】
検証ステップV6は、検証プロセスの結果を出すものである。検証ステップV5において得られた確率結果を、予め定義された確率しきい値がベンチマークである合/非テストで使用することができる。この場合、確率しきい値を、システムによりあるレベルに設定することができ、または利用者により選択されるレベルに設定される可変パラメータとすることができる。あるいは、確率結果を、確率自体としての未処理の形、または相対語(例えば、不一致/不十分な一致/良好な一致/優良な一致)もしくは他の分類を用いて修正した形の信頼水準として、利用者に対して出力することができる。紙に対して実施した実験では、75%のビットが一致していれば良好または優良な一致となり、50%のビットが一致していれば不一致となることが概ね分かっている。
【００７０】
一例として、100万レコードを有し、各レコードがフーリエ変換振幅スペクトルの128ビットサムネイルを含むデータベースの場合、2004年仕様の標準的なPCコンピュータ上で1.7秒で探索できることが、実験により分かっている。1000万個の入力の場合には、17秒で探索することができる。ハイエンドサーバコンピュータの場合には、これよりも最大で10倍速い速度を達成することが期待できる。
【００７１】
多くの変形形態が可能であることが理解されよう。例えば、相互相関係数は、事前スクリーニング成分として取り扱う代わりに、デジタル化された強度データと一緒に主シグネチャの一部として取り扱うことができる。例えば、相互相関係数をデジタル化して、デジタル化された強度データに追加することができる。相互相関係数は、それ自体でデジタル化し、それを使用してビット列などを生成することができ、次いで、「ヒット」を見つけ出すために、そのビット列などを、デジタル化された強度データのサムネイルについて上述したのと同じように探索することができる。
【００７２】
一代替例では、ステップV5(偶発的一致の確率の計算)を、系の自由度の推定値に基づく方法を用いて実施することができる。例えば、合計2000ビットのデータがあり、その中に1300の自由度がある場合、75%(1500ビット)の一致結果は、975(1300×0.75)独立ビットの一致と同じである。次いで、固有性が有効ビット数から次のように得られる。
【００７３】
【数４】
2011521373.tif 000006
【００７４】
この式は、この場合mが一致ビット数であり、p(m)がm個以上のブロックが偶発的に一致する確率であることを除き、上記で示したものと同一である。
【００７５】
自由度数は、所与の物品タイプについて次のように計算することができる。有効ビット数は、推定または測定することができる。有効ビット数を測定するには、所与のタイプのいくつかの異なる物品が走査されて、シグネチャが計算される。次いで、すべてのシグネチャが、他のすべてのシグネチャと比較されて、部分ビット(a fraction of bits)一致結果が得られる。そのような結果のヒストグラムプロットの一例が、図7aに示されている。図7aのプロットは、500個の類似アイテム間での124500回の比較をベースとしており、各アイテムのシグネチャは、2000個のデータ点をベースとしている。このプロットは、異なるアイテム同士が比較されたときに得られた結果を示す。
【００７６】
図7aから、この結果が、約0.5の部分ビット一致結果を中心とする平滑な曲線をもたらすことが明らかに分かる。図7aに示すデータの場合、曲線を結果に当てはめることができ、その曲線の中間値は0.504であり、その標準偏差は0.01218である。この部分ビット一致のプロットから、自由度数Nを次のように計算することができる。
【００７７】
【数５】
2011521373.tif 000007
【００７８】
本例の文脈では、これにより1685の自由度数Nが得られる。
【００７９】
この自由度の測定の精度が、図7bで実証されている。この図は、実験に基づく部分ビット一致上にプロットした3つの二項曲線を示している。曲線41は、N=1535を用いた0.504のところに頂点がある二項曲線であり、曲線42は、N=1685を用いた0.504のところに頂点がある二項曲線であり、曲線43は、N=1835を用いた0.504のところに頂点がある二項曲線である。このプロットから、曲線42は実験データに適合しているが、曲線41および43は実験データに適合していないことが明らかである。
【００８０】
一部の適用分野では、実験上のデータを使用して値を求めるのではなく、自由度数の推定を行うことが可能な場合がある。あるアイテムについて、同じまたは類似の材料から形成された他のアイテムの既知の結果に基づいて保守的な推定値を使用する場合、系は、フォールスポジティブに対して堅牢なままであると同時に、フォールスネガティブに対して堅牢性を維持する。
【００８１】
図8は、どのように検証を目的として文書が走査されて、結果が利用者に提示されるかというプロセス全体を示す流れ図である。まず、文書が図5の走査ステップに従って走査される。次いで、文書の真正性が、図6の検証ステップを用いて検証される。データベース内に一致レコードがない場合、利用者に「不一致」結果を表示することができる。一致がある場合、それを利用者に、適切なユーザインターフェースを用いて表示することができる。ユーザインターフェースは、異なる結果についてオン/オフする、またはある色から別の色に変わる、ランプまたはLEDなどの単純なイエス/ノー指示システムとすることができる。ユーザインターフェースは、クレジットカードの従来の検証に使用することのできるような、販売時点情報管理タイプの検証報告インターフェースの形をとってもよい。ユーザインターフェースは、結果の確実性の程度や、オリジナルの物品またはその物品の所有者を記載したデータなど、結果の性質のさまざまな詳細をもたらす詳細なインターフェースとすることもできる。そのようなインターフェースは、システムアドミニストレータまたはインプリメンタの手で使用して、システムの動作に対するフィードバックをもたらすことができる。そのようなインターフェースは、従来型のコンピュータ端末上で使用するソフトウェアパッケージの一部として提供することができる。
【００８２】
データベース一致が見つかったとき、利用者には、利用者が自分自身の常識をさらなる正式ではない検証段階に利用できるようにすることのできる、直観的でアクセス可能な形の関連情報も提示することができる。例えば、物品が文書である場合、ユーザインターフェース上に表示される文書の任意の画像(データベース内で見つかった一致の画像)は、検証担当者に提示される文書のように見えるべきである。信頼水準や文書の出自に関連する書誌データなど、他の要素が重要となりうる。利用者は自分の経験を利用して、そうしたさまざまな情報に自己矛盾がないかどうかについての価値判断を行うことができる。
【００８３】
その代わりにまたはそれに加えて、走査検証動作の出力を、人間のオペレータに供給するのではなく、何らかの形の自動制御システムに供給することもできる。その場合、自動制御システムは、検証された(または検証されなかった)シグネチャが取り出された物品に関係する動作で使用するのに利用可能な出力結果を得ることになる。
【００８４】
こうして、物品を走査してそこからシグネチャを形成し、結果として得られる走査を物品の初期のレコードシグネチャと比較して、走査した物品が、レコードシグネチャが取り出された物品と同じであるかどうかを判定するためのシステムおよび方法について説明してきた。これらの方法は、物品がレコード走査が既に行われた物品と一致するかどうかの判定を、非常に高い精度まで行うことができる。
【００８５】
要約すると、一システム例では、コヒーレントビームを紙、厚紙、または他の物品の上で走査して散乱光を測定することにより得られたデータ点セットをデジタル化することによって、デジタルシグネチャが得られる。実空間内でデータを平均化もしくは圧縮することによって、またはデータ点セットのフーリエ変換の振幅スペクトルをデジタル化することによって、サムネイルデジタルシグネチャも求められる。このようにして、デジタルシグネチャおよびそのサムネイルのデータベースを構築することができる。後に、物品の真正性を、物品を再走査して、そのデジタルシグネチャおよびサムネイルを求め、次いで、一致があるかどうかデータベースを探索することによって検証することができる。フーリエ変換サムネイルをベースにして行われる探索によって、探索速度が向上する。というのも、擬似ランダムビットシーケンスでは、任意のビットシフトは、極座標で表されるフーリエ変換の位相スペクトルに影響を及ぼすにすぎず、振幅スペクトルには影響を及ぼさないためである。したがって、オリジナルの走査と再走査の間のレジストリ誤差によって生じる未知のビットシフトの情報なしで、サムネイル内に格納された振幅スペクトルを照合することができる。
【００８６】
これまでに説明した認証システムの各タイプのさらなる詳細について、読者には上記で特定したさまざまな公開特許出願を参照されたい。
【００８７】
先の説明の中で、線形化についていくらか言及してきた。物品とスキャナ内のセンサの相対速度が非線形である場合、物品の一部がスキャナにとって伸長または収縮しているように見えることがある。測定されたシグネチャは、データベース内のオリジナルのシグネチャに比べて歪み、それにより、検証プロセスが誤差を起こし易いものになる。読取装置が、ハウジングに接して固定に保持されている、またはハウジング内に固定に保持されている物品に対して相対的にハウジング内で移動する走査アセンブリをベースにしたものである場合は、駆動モータの動作のばらつきがある場合など、走査ヘッドの移動が一定でなければ、非線形性が生じることがある。これに対処するために、ハウジング内に線形化ガイダンス(linearisation guidance)(エンコーダマーキング)を設けることができる。それらは、読取開口の縁部の下に規則正しく離隔されたマーキングであり、このマーキングを物品と一緒に走査して、記録された走査内に指示マークを生成することができる。そうしたマークにエンコーダマーキングと同じ間隔を与えるように走査データを必要に応じて伸長または圧縮し、それにより物品からの走査データを線形化することができる。
【００８８】
しかし、物品と走査ヘッドの間の相対移動が他の構成によって生み出されるシステムでは、走査移動の非線形性がずっと大きくなる場合があり、またエンコーダマーキングを用いて補正可能とはならない場合がある。そのような構成には、物品がコンベヤによって固定のスキャナを通り過ぎて搬送され、ただしコンベヤは一定速度で進むことのできないシステム、利用者がハンドヘルドユニットを持ち、それを物品の表面の上で通過させるシステム、およびスワイプタイプのスキャナに通されるバンクカードの場合など、利用者が物品を保持して、それをスキャナを通って移動させるシステムがある。
【００８９】
これらの非線形効果によって引き起こされることがある認識問題に対処するために、物品の走査の解析段階を、非線形性を補正または補償するように調整することが可能である。例えば、測定されたシグネチャ内のブロックとデータベースシグネチャ内のブロックとの相互相関が関与する、データのブロックごとの解析を使用することが可能である。しかし、そのような手法は、特に第1のステップとして1つまたは複数の有望な候補シグネチャがデータベースから選択されない場合に、かなりの量のデータ処理を必要とする。
【００９０】
本発明は、走査データの線形化に代わる手法を提案する。走査の間に、物品と走査ヘッドの間の瞬間相対速度を測定することが提案される。次いで、この情報が、収集された走査データを相対速度の任意のばらつきについて補正するために使用される。
【００９１】
図9は、本発明の一実施形態による装置の一部分の簡略図である。図1に関して先に説明した装置と同様に、この装置は、ハウジング12の内側に走査アセンブリまたは走査ヘッド20を含む。走査ヘッド20は、コヒーレントレーザビーム15を発生させる光源14を備え、コヒーレントレーザビーム15は、ハウジング12に開いたスリット10を通って、ハウジング12の外側にある物品50の表面上に誘導される。コヒーレント光は、合焦アセンブリ18によって物品の表面上に合焦される。典型的には、焦点スポットは細長い。物品50から散乱し戻された光を収集するために、少なくとも1つの光検出素子16が光源の付近に配置される。図の縮尺は一定でないことに留意されたい。典型的には、物品は、走査ヘッド構成要素に比べてずっと大きい。
【００９２】
物品のシグネチャを得るために、走査エリアと考えてよい物品50の表面のエリアから散乱測定値セットが収集される。光源14からの光が、物品の走査エリア内の第1の領域上に誘導され、光検出器16によって収集された光が、その領域に対応する信号またはデータ点の第1のグループをもたらす。次いで、隣接する領域がコヒーレント光に曝され、その領域から信号の第2のグループが収集される。これが、走査エリア全体にわたって複数の領域について繰り返されると、複数のデータ点グループを含むデータ点セットがもたらされる。このデータセットを処理することによって物品のシグネチャが得られ、その場合、走査エリア内、またはそれに対応してデータセット内でのさまざまなデータ点の位置が、最終結果に寄与する。したがって、各データ点グループが、データセット内で正しく配置されることが重要である。
【００９３】
これを達成する1つの方法が、走査ヘッドをモータ上に取り付け、そのモータが走査ヘッドをハウジングの内側で物品に対して相対的に一定速度で走査し、したがって、合焦された光のスポットが走査エリア全体にわたって走査するというものである。データグループが規則正しい時間間隔で収集される場合、データグループは走査エリア全体にわたって規則正しく離隔されることになり、したがって、データセットを、データグループ間に適切な規則正しい間隔をあけて正しく組み立てて、物品の正しいシグネチャをもたらすことができる。しかし、そのような構成が常に適切とは限らないことがある。そうではなく、物品を走査ヘッドに対して移動させる、または装置全体を物品に対して移動させることによって、走査移動を達成することができる。これらの可能性が、図9に矢印で示されている。図9の挿入軸によれば、物品と走査ヘッドの間の相対移動がx軸に沿っており、細長い焦点の長軸がy軸沿いにある。そのような場合、走査ヘッドは、ハウジング内で移動可能ではない。したがって、ハウジングに開いたスリット10が、走査ヘッドが移動するときに物品上の複数の領域を露出させるのに十分なほど大きいのではなく、合焦されたスポットが通過するのに十分なほど大きければよい。
【００９４】
物品と走査ヘッドの間の相対速度が走査中に変化するが、規則正しく収集されたデータ点グループがそれでもなお、組み立てられてデータセットを形成するときに均一に離隔される場合、データセットは歪み、結果として得られるシグネチャが不正確になる。これは特に、人間のオペレータが物品または装置の移動を制御している状況において起こる可能性があるが、より機械化された状況においても、例えば一貫性のないコンベヤベルトにより生じる可能性がある。
【００９５】
データセットの歪みは、走査中の相対速度が既知の場合に補正することができる。データセット内でのデータグループの位置を、データグループが収集された走査エリア内の領域の間隔に対応する間隔をもたらすように、そのグループが収集されたときの速度に従ってデフォルトの規則正しい間隔から調整することができる。これをデータの「線形化」と呼ぶ。
【００９６】
本発明は、この速度情報を、走査中に物品の表面の小部分の画像のシーケンスを記録することにより得ることを提案する。適切な画像処理によって、走査中のあらゆる時点での瞬間速度を計算し、それを使用してデータセットを線形化することができる。
【００９７】
画像は、物品の表面のどの部分からも取り込むことができるが(というのも、表面のあらゆる部分が同じ速度で移動していることになるため)、ハウジング12に開いたスリット10を画像の取込みに利用することが好都合である。そうでなければ、ハウジング内に別個の撮像開口を設けることができる。スリット10を使用する一実施形態によれば、スリット10の端部を通して画像を記録することができるように、画像シーケンスを得るための構成要素が、走査ヘッド構成要素からy方向に沿ってずらした状態でハウジング内に取り付けられる。
【００９８】
図10は、撮像用構成要素を示す。第2の光源52が、照射放射ビーム54をスリット10を通って物品50の表面上に誘導するように配置される。この光の一部56が表面から戻り、検出器58によって収集される。この構成の目的は撮像であるため、検出器58は、表面上のエリアから光を取り込むのに十分な空間広がり、および空間分解能を有する。検出器は、例えば、電荷結合デバイス(CCD)アレイまたは他の検出素子を備えることができる。同様に、光源52は、物品の表面の適切なサイズのエリアを照射するように配置される。例えば、直径1または2mmのエリアを使用することができる。照射および合焦された画像の収集を容易にするために、必要に応じて、送出光54および戻り光56の経路内にさまざまなレンズを含めることができる。
【００９９】
検出器58は、走査中に画像を規則正しい繰返しレート、またはフレームレートで取り込むように(図2の制御ユニット36などの制御ユニットまたはプロセッサの制御下で)構成される。フレームレートは、予想される範囲の典型的な走査速度の場合に、オーバーラップするフレームまたは画像のシーケンスが得られるように、十分に高いものが選択される。任意の2つの隣接フレームから、あるフレーム内での特定可能な表面特徴の位置を次のフレームと比較したときの変化を求めることができ、(一定のフレームレートから)それらの画像間の時間が既知であるため、その2つの画像の時間の間の物品と走査ヘッドの相対速度を計算することができる。この計算を、画像シーケンス全体にわたって計算することによって、走査中のあらゆる時点での瞬間速度が得られる。
【０１００】
光源52は、照射放射が物品の表面に小さな入射(かすめ入射)角で当たるように配置することができる。そのような角度は、例えば5°〜25°とすることができる。小さな角度で照射することにより、物品の微視的な表面特徴が強調され、任意の特定の特徴が2つ以上のフレーム内に出現するのを特定することがより容易になる。しかし、より大きな角度を使用してもよい。また、光源52は、コヒーレント放射を放出するレーザ光源でも、非コヒーレント放射を放出する(1つまたは複数の発光ダイオードを備える)発光ダイオード光源でもよい。コヒーレント放射の場合、撮像検出器は、より従来的な変化する強度の画像ではなく、レーザスペックルまたは他の表面情報タイプのデータを検出することができる。
【０１０１】
図11は、スリット10の平面図であり、このスリット10を通って、コヒーレント放射の細長いスポット62および照射放射の(どんな形状でもよい)スポット64が、隣り合った配置で放出される。あるいは、一方のスポットを他方より前に配置することもできる。
【０１０２】
図12は、物品の表面上の走査エリア66、および画像のシーケンスを得るために撮像される隣接するエリア68の例示的な図である。矢印は、相対移動の方向を示す。図11に示す光スポットの配置が、このようなエリアをカバーする。あるいは、照射光は、コヒーレント光の細長いスポットの前または後ろに配置することもでき、その場合、撮像されるエリアが、走査エリアの側方内に位置することになる。
【０１０３】
撮像されるエリアに特別な表面特性は必要ない。どんな意図的な表面強度パターンも、非コヒーレント放射を用いるシステムによって検出することができるが、パターンの特徴は、フレームからフレームへと追跡できるように、単一フレーム内に含まれるように非常に小さいことが必要である。一般に、物品の微視的な表面特徴が、フレームからフレームに続いてよい画像内に詳細をもたらすのに十分である。
【０１０４】
図13A〜13Dは、本発明の一実施形態によるデータ線形化方法の特徴を示す。図13Aは物品50の表面51を示しており、そこから走査データセットが得られた。同時に、表面の画像のシーケンスが記録された。画像のフレームレートは一定であった。しかし、物品が走査装置に対して相対的に移動した速度は、一定ではなかった。したがって、シーケンス内の画像は、表面全体にわたって均一に離隔されていない。というのも、フレーム間で異なる距離が横断されたためである。図13Aの矢印は、各画像の中央の位置を示す。走査の第1の部分(部分A)全体にわたって、ほぼ一定の速度が達成された。次いで、部分Bの間に速度が減少した。したがって、フレーム間で移動した距離はより短く、そのため、図13Aの矢印は互いにより接近している。続く部分Cの間、速度はおおよそ部分A内での初期速度の値まで増加し、したがって、矢印が再度さらに離隔されている。続く部分D内では、速度がさらに増加した。フレーム間で移動した距離がより長くなり、したがって、矢印間の間隔がさらに広くなっている。走査の最終部分Eでは、速度がその初期のレベルまで落ち、矢印が部分A内と同様に離隔されている。
【０１０５】
この画像のシーケンスを処理して、走査全体にわたって瞬間相対速度を求めることができる。より大きな速度では、1フレーム分の時間中に移動する距離がより長いため、所与の特徴のフレームからフレームへの変位が大きくなる。反対に、小さな速度では、1フレーム分の時間中に移動する距離がより短いため、フレーム間の変位が小さい。
【０１０６】
図13Bは、図13Aに示す走査中の瞬間速度vのプロットを示し、領域B内でのより遅い速度、および領域D内でのより速い速度を示している。
【０１０７】
速度の変化がある場合、図13Aに対応する走査データセットが、一定のペース(各データグループの収集間で同じ時間間隔)で収集され、次いで、図13Cに示すように、グループ間に一定の間隔をあけて配置された場合、データセットは歪む。変化する速度は、データグループが走査エリアの均一に離隔された領域から収集されておらず、したがって、データグループの間隔を規則正しくあけても、収集されたデータ内で表現される表面特徴の走査エリア内での位置を適切に反映しないことを意味する。走査の相対速度が減少した部分の場合、データグループが収集された領域同士が、走査エリア内で密に離隔されている。これらの領域からのデータグループは、速度が中間であった領域からのデータグループと同じ間隔をあけてデータセット内に配置されると、あまりにも遠くに離れて、それらの領域に対応する走査データが伸長したように見える。反対に、速度の増加により、走査エリア内での領域間の間隔が広がって、デフォルトの間隔が使用されると、データセット内に圧縮した部分が生じる。
【０１０８】
計算された瞬間速度を使用して、これを補正することができる。データセット内でのデータグループの間隔は、速度の変化によって生じる歪みを補償するように調整することができる。
【０１０９】
述べたように、走査速度が遅いと、データセット内での一定のデータグループ間隔が広すぎるため、伸長したデータセットが生じる。データグループは、グループ同士の間隔が狭まるように、互いにより近くに移動させるべきである。同様に、走査速度が大きいと、一定のデータグループ間隔が狭すぎるため、圧縮したデータセットがもたらされる。データグループは、グループ同士の間隔が広がるように、移動によりさらに離すべきである。
【０１１０】
図13Dは、データグループのこの再配置の結果を示す。速度が遅かった走査の部分B内のグループは、互いにより近くに移動させられており(より狭い間隔)、速度が速かった部分D内のグループは、移動によりさらに離れている(より広い間隔)。
【０１１１】
このことから、データグループ間隔は、瞬間速度に比例して調整すべきことが分かる。大きな速度には広いグループ間隔が必要であり、小さな速度には狭いグループ間隔が必要である。したがって、データセット全体に沿ったあらゆる位置でのデフォルトの一定間隔を、その位置での瞬間速度に従って、間隔が瞬間速度に比例して設定されるように調整することができる。瞬間速度の値は、データグループ間隔を修正するためのスケーリング因子として使用することができる。
【０１１２】
これを、物品のシグネチャがデータベース内に格納するために最初に読み取られたときの走査速度と同じでないことがある、走査の平均速度に対処するために使用することもできる。任意の差が、オリジナルと比較して全体的に圧縮または伸長したシグネチャをもたらし、それにより、認証のための比較がより困難になる。したがって、オリジナルの走査速度を示す情報をシグネチャと共に格納し、それを使用して、後に測定された走査データの走査速度がオリジナルとは異なっていた場合に、その走査データをスケーリングすることができる。この情報は、例えば、計算された瞬間速度から求められるスケーリング因子に対するオフセットとして組み込むことができる。
【０１１３】
この手法は、例えば異なる装置が使用される場合の、データベース内のオリジナルシグネチャのデータ収集ペースと、後に測定される走査データのデータ収集ペースとの任意の差を考慮に入れるように拡張することができる。データ収集ペースは、データセット内でのデータグループ間の基礎となる間隔を決定する(瞬間速度のばらつきは別にして)。したがって、オリジナルのデータ収集ペースに関する情報を使用して、同じ広がりをもつデータセットをもたらすようにデータグループ間隔をスケーリングすることができる。同様に、データベースに読み込むオリジナルシグネチャを得るために走査が実施されている場合、シグネチャの記録に使用される異なる装置間のデータ収集ペースの任意の差を考慮に入れるように、スケーリング調整を行うことができる。
【０１１４】
これまでの説明は、一定のペースのデータ収集および一定の撮像フレームレートを想定していた。この手法は、データのより直接的な処理に役立つ。しかし、瞬間のペースが既知であり、瞬間速度を計算するときに考慮され、次いでその瞬間速度を使用してデータセットを線形化する限り、必要に応じて、非一定のペースを使用することができる。
【０１１５】
いずれにしても、収集された走査データが線形化された後に、次いでそれを使用して、物品の真正性を検証することができるようにデータベース内のシグネチャと比較するための、またはその物品を将来認証するためにデータベース内に格納するための、物品のシグネチャを生成することができる。
【０１１６】
この技法は、物品を手で走査するような、物品と走査ヘッドの間の相対移動が装置の外部から生み出されるシステムによって収集されるデータの線形化と関連があるが、本発明の諸実施形態は、走査ヘッド構成要素の全部または一部を走査エリアの上で自動的に走査するための駆動構成を有するシステムで利用することもできる。それにより、駆動システムの不完全さまたは欠陥から生じる走査速度の任意のずれを補正することができる。
【０１１７】
オーバーラップする画像のシーケンスを処理して位置の変化を求めることは、光学ベースのコンピュータポインティングデバイス、すなわちマウスで知られている。光学式マウスでは、照射光ビームが下方に、マウスが載っている表面上に誘導され、表面から戻った光が画像として収集される。マウスが表面の上で移動させられるとき、毎秒1500個程度の画像が記録される。画像は、画像内に示された特徴の画像から画像への進み具合をマッピングするように処理される。画像の空間広がりが既知であり、したがって、マウスが移動した総距離をその方向と一緒に求めることができる。画面上のカーソルを対応する量だけ移動させることができるように、この情報がコンピュータに伝達される。光学式マウスの場合、関心のある主要なパラメータは距離および方向であり、一方、本発明では、我々は速度に関心がある。しかし、画像を処理するのと同じ技法を使用して、特徴の画像から画像への変位を求めることができる。例えば、画像が複数の画素に分割される場合、いくつかのシフト画像を生成することができ、その場合、画素は、画像内でのその位置から異なる量だけシフトされる。次いで、各シフト画像を、シーケンス内の先行する(シフトされていない)画像と、相互相関を用いて比較する。最大相互相関値を有するシフト画像が、先行する画像と現在の画像の間での表面の特徴の実際の物理的なシフトに一致するシフト値を有し、そのシフト値から、画像間で移動した距離を求めることができる。特許文献２８が、このプロセスを光学式マウスについてより詳細に記載している。
【０１１８】
シグネチャデータおよび撮像データの検出および処理は、それぞれに別個の光波長が使用されている場合に、簡単なものにすることができる。撮像検出器およびシグネチャデータ収集検出器の一方または両方が、他方に使用される波長に敏感である場合、フィルタを使用して、検出器からの関係のない波長を阻止することができる。
【０１１９】
したがって、本発明は、物品を走査することにより得られた光散乱測定値から物品を認証するための改善された装置であって、散乱測定値の収集中に取り込まれた物品の表面の画像のシーケンスを使用して、走査の瞬間速度を計算し、瞬間速度を使用して散乱測定値を線形化し、それにより走査速度の任意のばらつきまたは異常を補正する装置を提供する。
【符号の説明】
【０１２０】
1  光学式読取装置、スキャナ装置
10  読取開口、スリット
12  ハウジング
14  レーザ光源、レーザ発生器
15  コヒーレントレーザビーム
16  検出器構成、光検出器、光検出素子
16a  光検出素子
16b  光検出素子
18  合焦構成、合焦アセンブリ
20  サブアセンブリ、走査アセンブリ、走査ヘッド
22  モータ
31  アナログ-デジタル変換器、ADC
36  制御およびシグネチャ生成ユニット、シグネチャ生成器、制御ユニット
50  物品
52  第2の光源
54  送出光、照射放射ビーム
56  戻り光
58  検出器
62  スポット
64  スポット
66  走査エリア
68  隣接するエリア
【図１】
2011521373.tif 000008
【図２】
2011521373.tif 000009
【図３】
2011521373.tif 000010
【図４】
2011521373.tif 000011
【図５】
2011521373.tif 000012
【図６】
2011521373.tif 000013
【図７ａ】
2011521373.tif 000014
【図７ｂ】
2011521373.tif 000015
【図８】
2011521373.tif 000016
【図９】
2011521373.tif 000017
【図１０】
2011521373.tif 000018
【図１１】
2011521373.tif 000019
【図１２】
2011521373.tif 000020
【図１３Ａ】
2011521373.tif 000021
【図１３Ｂ】
2011521373.tif 000022
【図１３Ｃ】
2011521373.tif 000023
【図１３Ｄ】
2011521373.tif 000024
【国際調査報告】
2011521373.tif 000025
2011521373.tif 000026
2011521373.tif 000027