(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回折格子又はホログラムからの回折光によって再現可能な機械認識光学コードにおいて、読み取り位置において等間隔に整列された領域に予め定まった特定本数の回折光によるバーが再現される機械認識光学コードであり、読み取り位置において等間隔に設けたＮ＋２個（Ｎは正の整数）の領域の中、両端の領域において２本の回折光によるスタート及びエンドバーが再現され、そのスタートバーとエンドバーの間のｍ（ｍはｍ＜Ｎの正の整数）個の領域に回折光によるバーが再現され、Ｎ−ｍ個の領域には再現されないように構成され、そのｍ個の領域の相違により異なるコードが表現されていることを特徴とする機械認識光学コード。
【請求項２】
請求項１において、前記スタートバー及びエンドバーのピーク強度が他のバーのピーク強度より大きいことを特徴とする機械認識光学コード。
【請求項３】
請求項１又は２において、読み取り位置において検出される回折光によるバーの本数がスタートバーとエンドバー、及び、それらの間のｍ本のバーを加えたｍ＋２本であることを確認することにより、その機械認識光学コードの真偽が判定可能であることを特徴とする機械認識光学コード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械認識光学コードに関し、特に、偽造防止の認証用コード若しくは光記録方式の１つとして、回折格子及びホログラムのような光回折効果を用いる機械認識光学コードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術としては、回折格子の光学回折像の出現する方向を光学コードとして用いる方式や、バーコードを設けた透過原稿を透過した物体光と参照光の干渉縞をフレネルホログラムとして記録した方式等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような光回折効果を用いた光学コードの読み取り方法は、従来より、光回折パターンを受光素子で光電変換して、受光されたバーの輝点と暗点との受光素子上におけるコントラストから生じる電圧差を解析し、輝点と暗点のピークを検出する手法により光回折パターンのバーの位置を検出している。
【０００４】
これに対し、コントラストから得られる電圧差がある閾値を超えた場合にバーの存在位置と判断してＯＮ信号、それ以外でＯＦＦとすることで２値化する方法も考えられるが、電圧差がレーザー光源の輝度安定性や、媒体の搬送速度、媒体の反り等による回折光の微妙な変化により大きく変化することから、ピーク検出法を用いる方がより誤読を防ぐことが可能であるため、従来この方式が用いられている。
【０００５】
しかし、ピーク検出法では、輝点・暗点ピーク位置とピーク間の電位差しか情報としていないために、回折像の反り・うねりによる光回折バー間の輝度のばらつきに影響されずに光回折像位置を検出できる代わりに、スレショルドを用いる２値化法に比べると、機器のホワイトノイズや、バーコード部分周辺のホログラムや回折格子パターンからの回折光等の外乱光をシグナルとして同時に検出してしまう確率が高く、これを原因とする誤読が発生しやすかった。
【０００６】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなさたものであり、その目的は、回折格子又はホログラムからの回折光によって再現可能な機械認識光学コードであって、ノイズによる誤読を防止した機械認識光学コードを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の機械認識光学コードは、回折格子又はホログラムからの回折光によって再現可能な機械認識光学コードにおいて、読み取り位置において等間隔に整列された領域に予め定まった特定本数の回折光によるバーが再現される機械認識光学コードであり、読み取り位置において等間隔に設けたＮ＋２個（Ｎは正の整数）の領域の中、両端の領域において２本の回折光によるスタート及びエンドバーが再現され、そのスタートバーとエンドバーの間のｍ（ｍはｍ＜Ｎの正の整数）個の領域に回折光によるバーが再現され、Ｎ−ｍ個の領域には再現されないように構成され、そのｍ個の領域の相違により異なるコードが表現されていることを特徴とするものである。
【０００９】
この場合、そのスタートバー及びエンドバーのピーク強度が他のバーのピーク強度より大きいようにするのが望ましい。
【００１０】
また、読み取り位置において検出される回折光によるバーの本数がスタートバーとエンドバー、及び、それらの間のｍ本のバーを加えたｍ＋２本であることを確認することにより、その機械認識光学コードの真偽が判定可能であることが望ましい。
【００１１】
本発明においては、読み取り位置において等間隔に整列された領域に予め定まった特定本数の回折光によるバーが再現されるものであるいので、読み取りエラーの判断、コードの真偽の確認等が簡単にでき、ノイズによる誤読がないものである。また、検出機のセンサー密度を低減することが可能になり、検出速度を高速化できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の機械認識光学コードの原理と実施例について説明する。
前記したように、ピーク検出法では、コードを記録した回折格子あるいはホログラムの複製品質や基材品質による影響を最小限に抑えることができるが、前記のノイズ誤読を防ぐことができないことに問題があった。
【００１３】
この解決のために、コードの側に検出を確実にする規則を設け、パリティチェックの確実な手段をコード体系に盛り込む方式として、以下のようなものを案出した。
【００１４】
▲１▼等間隔に整列する領域における光回折バーの有無を検出する。等間隔に設定された領域にしか光回折バーは再現されないので、検出機のセンサー密度を低減することが可能になり、検出速度を高速化できる。また、センサー密度を低減することにより、ホワイトノイズは検出されなくなる。
【００１５】
▲２▼領域の両端にスタートバー、エンドバーの両バーを設ける。また、スタートバーとエンドバーの両バー間に等間隔に設けたＮ個の領域に、バーが存在する領域を確定する。こうすることで、スタートバーとエンドバーの間隔をＮ等分した領域にしか光回折バーは検出されないことになる。したがって、その領域の中央から大きく外れた領域に光回折バーが検出される場合は、読み取りエラーと判断することが可能となる。
【００１６】
▲３▼Ｎ個の領域の中、ｍ個の領域にバーが存在し、Ｎ−ｍ個の領域には存在しないように設定し、そのｍ個の領域の相違により異なるコードを表現する。したがって、ｍ個より多い領域に光回折バーが存在した場合は、その光回折バー像はノイズを含んでいることになる。
【００１７】
▲４▼検出機では、検出された光回折バーの本数がｍ本のバーにスタートバー及びエンドバーを加えたｍ＋２本であることを確認することで、このコードの真偽を確認する。確認するのは、シグナル部分のｍ本でもよい。
【００１８】
以下に、このような要件を満たす本発明の機械認識光学コードの実施例を説明する。図１はこの実施例の光学コードのコード表を表す図であり、左の縦欄（○で囲まれた数字）がコード化される数である。上の横欄の１〜８の数字は、等間隔に整列された８つの領域を表し、その中、１はスタート領域Ｓ、８はエンド領域Ｅを表す。また、その２から７の６つの領域（Ｎ）がシグナル領域であり、この例の場合、６つのシグナル領域中の４つの領域（ｍ）に回折光によるバーが存在するようにして（バーの存在を“１”、不存在を“０”で表す。）、図１のようなコード表が完結し、全部で１５種類の異なるコード（○で囲まれた数字１から１５）を割り当てることができる。
【００１９】
図２は、図１のコード表中の例えば数字▲３▼を表すコードの光回折バーパターン（図（ａ））とそれを読み取ったときの回折光強度分布（図（ｂ））を示す図である。光回折バーは、等間隔に整列された８つの領域１〜８の中の最初１（Ｓ）と最後８（Ｅ）に存在し、かつ、その間の２、３、６、７の領域に存在するが、領域４、５には存在しない。
【００２０】
ところで、図２の場合は、スタートバーＳ、エンドバーＥのピークの回折光強度は、領域２、３、６、７のシグナルバーと同じであるが、図３に示すように、スタートバーＳ及びエンドバーＥのピーク強度を領域２、３、６、７のシグナルバーのピーク強度より大きくすると、より確実にコードの認識が可能となる。
【００２１】
さて、このような光学コードをフレネルホログラムとして記録するには、図４に示すように、図１のコード表に従って等間隔に整列され、スタートバーの領域、エンドバーの領域、及び、それらの間の“１”のシグナルバーの領域がスリット状の開口として設けられたマスク板１０を用意し、例えばフォトレジストからなるホログラム感光材料１１と対向してこのマスク板１０を配置し、拡散板１２を介して照明光１３でこのマスク板１０を照明し、マスク板１０の開口を通った物体光１４と参照光１５とをホログラム感光材料１１中で干渉させて記録、現像すればよい。なお、このようにして記録されたレリーフ型ホログラムは透過型であるので、反射型にするには、レリーフ面に反射層を設ける。
【００２２】
このように記録したホログラムからマスク板１０により与えられたバーパターンを読み取るには、マスク板１０が配置されていた位置にＣＣＤ等のラインセンサーあるいはイメージセンサーを配置し、参照光１５に相当する再生照明光をホログラムに照射して、そのラインセンサーあるいはイメージセンサーに入射する回折光を光電変換すれば、図２（ａ）のような信号波形が得られる。その信号の領域１〜８に対応する等間隔位置のピーク信号を読み取ることにより、フレネルホログラムとして記録されたコードを読み取ることができる。
【００２３】
なお、この場合、図３のように、記録するコードのスタートバーＳ及びエンドバーＥのピーク強度を領域２〜７のシグナルバーのピーク強度より大きくするには、図５に示すように、マスク板１０のシグナルバーに対応するスリット状開口２２の透過率を、スタートバー及びエンドバーに対応するスリット状開口２１の透過率に比較して小さく作成すればよい。そのためには、例えば、スリット状開口２１は完全な透明開口とし、スリット状開口２２は網点等を設けて１００％より小さい例えば５０％の透過率とすればよい。
【００２４】
また、上記のような光学コードを回折格子として記録するには、図６に示すように、図１のコード表に従って等間隔に整列され、スタートバー及びエンドバーを表す細長いバー状の領域２３、及び、それらの間の“１”のシグナルバーを表す細長いバー状の領域２４に同じ方向で同じ格子間隔を持った例えばレリーフ型で反射型の回折格子２５を設けて構成する。この場合の読み取りは、例えば、このような光学コードを記録した媒体を領域２３、２４に直交する方向に移動させながら、所定方向から単色ビームを領域２３、２４に順次照射し、回折格子２５からの回折方向に受光素子を配置して、時間的な信号波形として図２（ｂ）又は図３に示すような信号を得ればよい。
【００２５】
なお、上記のような回折格子として本発明の光学コードを記録する場合に、特願平４−３２９２３２号に示すように、領域２３、２４の回りにダミー回折格子を設けてもよいのはもちろんである。
【００２６】
１つの具体例として、本発明による光学コードを５ｍｍの等間隔でバーが再生されるように反射型でレリーフ型のフレネルホログラムとして記録し、６５０ｎｍの赤色レーザ光を照射して回折パターンを得たところ、４０ｍｍ幅のセンサーの領域に５ｍｍと１０ｍｍ間隔に６本の光回折バーが得られた（数字６から１５の場合）。それぞれのピーク出力には若干の電圧差のばらつきが生じたが、ノイズは等間隔ではない位置に極めて低く発生していたため、これをピークとして検出せず正常にコードを読み取ることができた。
【００２７】
以上、本発明の機械認識光学コードの原理と実施例について説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定されず種々の変形が可能である。また、このような光学コードを記録する形式としても、ホログラム、回折格子何れの場合も、レリーフ型に限定されず体積型であってもよい。また、このような光学コードを記録してあるホログラムあるいは回折格子の上に重畳して他のホログラム、回折格子あるいは印刷パターン等を設けても、本発明の光学コードを読み取ることは容易であるし、それらの他のホログラム、回折格子、印刷パターンによる回折光等のノイズによって誤読されることはない。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の機械認識光学コードによると、読み取り位置において等間隔に整列された領域に予め定まった特定本数の回折光によるバーが再現されるものであるいので、読み取りエラーの判断、コードの真偽の確認等が簡単にでき、ノイズによる誤読がないものである。また、検出機のセンサー密度を低減することが可能になり、検出速度を高速化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施例の機械認識光学コードのコード表を表す図である。
【図２】図１のコード表中の特定の数字を表すコードの光回折バーパターンとそれを読み取ったときの回折光強度分布を示す図である。
【図３】変形例の読み取り信号の回折光強度分布を示す図である。
【図４】本発明の光学コードをフレネルホログラムとして記録する際の配置を示す図である。
【図５】変形例の光学コードをフレネルホログラムとして記録する際に用いるマスク板を示す平面図である。
【図６】本発明の光学コードを回折格子として記録したものの１例の平面図である。
【符号の説明】
１０…マスク板
１１…ホログラム感光材料
１２…拡散板
１３…照明光
１４…物体光
１５…参照光
２１…スタートバー及びエンドバーに対応するスリット状開口
２２…シグナルバーに対応するスリット状開口
２３…スタートバー及びエンドバーを表す細長いバー状の領域
２４…シグナルバーを表す細長いバー状の領域
２５…回折格子
【図１】
0003911685.tif 000002
【図２】
0003911685.tif 000003
【図３】
0003911685.tif 000004
【図４】
0003911685.tif 000005
【図５】
0003911685.tif 000006
【図６】
0003911685.tif 000007