読取装置
【課題】読取媒体に照射した光の反射光または透過光の強度を精度良く読取り可能な読取装置を提供する。
【解決手段】読取装置４０は、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４が規則的に予め形成された第１の領域１８を有する読取媒体１０の第１の領域１８に、照明部４４から赤外線を照射して読取媒体１０による反射光を導出部４６で受光するとともに受光した反射光の強度を示す強度情報を導出する。
【解決手段】読取装置４０は、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４が規則的に予め形成された第１の領域１８を有する読取媒体１０の第１の領域１８に、照明部４４から赤外線を照射して読取媒体１０による反射光を導出部４６で受光するとともに受光した反射光の強度を示す強度情報を導出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、読取媒体に照射した光の反射光または透過光の強度を読み取る読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣカードやクレジットカード等の情報記録媒体へ特徴的な情報を付与するために、磁気層を設けて磁気情報を付与したり、ＩＣチップを設けてこのＩＣチップに情報を記憶させたり、エンボスやバーコード等により特有の情報を付与する方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
これらの中でも、エンボスや光学マーク等の光学的に読取り可能なパターンを用いて、情報記録媒体へ特有の情報を付与する方法は、特定の部品を情報記録媒体へ追加して設ける必要がないことから、情報記録媒体に特徴的な情報を付与する方法として広く用いられている。
【０００４】
これらの光学的に読み取り可能なパターンの読取りとしては、これらのパターンに照明光を照射して、この照明光に対する反射率または透過率に基づいてパターンを認識することにより情報記録体の特徴情報を読み取っている。
詳細には、光学マークを示す領域と、該領域以外の領域との反射率または透過率の差や、エンボスによる凹部と凸部との間の反射率または透過率の差に基づいて、パターンを認識することにより特徴情報を読み取っている。このため、反射率または透過率のコントラストが重要となっている。
【０００５】
また、特許文献３には、情報記録媒体の表面ではなく、情報記録媒体の内側の層に識別情報を記録し、この識別情報を読み取ることが行われている。
しかし、この場合についても、反射率または透過率のコントラストが重要となっていた。
【特許文献１】特開平６−２８７９８５号公報
【特許文献２】特開平７−１６６４９８号公報
【特許文献３】特開平８−１２０５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、読取媒体に照射した光の反射光または透過光の強度を精度良く読取り可能な読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、以下の本発明により達成される。すなわち、
【０００８】
請求項１に係る発明は、赤外線吸収剤が充填された溝部の予め形成された第１の領域を有する読取媒体と、前記読取媒体の前記第１の領域へ赤外線を照射する赤外線照射手段と、該赤外線の前記読取媒体の透過光または反射光を受光すると共に、受光した透過光または反射光に基づいて、前記溝部の形成領域及び前記溝部の非形成領域の透過光または反射光の強度を示す強度情報を導出する導出手段と、を備えた読取装置である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記溝部は、線状または点状であることを特徴とする請求項１に記載の読取装置である。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記第１の領域は、前記溝部が予め定められた規則性に従って配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の読取装置である。
【００１１】
請求項４に係る発明は、前記導出手段によって導出された強度情報に基づいて、前記読取媒体に照射された前記赤外線の該読取媒体上の位置を示す座標情報を算出する座標算出手段と、前記座標算出手段によって算出された座標情報に基づいて、前記読取媒体に照射された赤外線が前記読取媒体上を移動した軌跡を示す軌跡情報を算出する軌跡算出手段と、を備えた請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の読取装置である。
【００１２】
請求項５に係る発明は、前記軌跡情報を表示する表示手段を更に備えた請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の読取装置である。
【００１３】
請求項６に係る発明は、前記表示手段は、前記読取媒体に一体的に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の読取装置である。
【００１４】
請求項７に係る発明は、前記第１の領域は、前記溝部によって画像を表した領域であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の読取装置である。
【００１５】
請求項８に係る発明は、前記導出手段によって導出された強度情報に基づいて、前記読取媒体の前記第１の領域に示される画像の画像情報を抽出する抽出手段を更に備えた請求項７に記載の読取装置である。
【００１６】
請求項９に係る発明は、前記抽出手段によって抽出された画像情報を表示する表示手段を更に備えた請求項８に記載の読取装置である。
【００１７】
請求項１０に係る発明は、前記表示手段は前記読取媒体に一体的に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の読取装置である。
【００１８】
請求項１１に係る発明は、前記第１の領域は、前記読取媒体の表面に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項１０の何れか１項に記載の読取装置である。
【００１９】
請求項１２に係る発明は、前記読取媒体は、赤外線反射層上に前記第１の領域を有する基板が積層されて構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載の読取装置である。
【００２０】
請求項１３に係る発明は、前記読取媒体は、溝部の形成された基板上に赤外線反射層が積層され、さらに該赤外線反射層を介して該溝部に赤外線吸収剤が充填されていることを特徴とする請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載の読取装置である。
【発明の効果】
【００２１】
上記に示したように、本発明によれば、読取媒体に照射した光の反射光または透過光の強度を精度良く読取り可能な読取装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の読取装置の一の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
本実施の形態の読取装置において読取り対象となる読取媒体について説明する。
図１に示すように、読取媒体１０は、赤外線反射層２６上に、基板１２を積層して構成されている。基板１２の表面には、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４の予め形成された第1の領域１８が設けられている。
【００２４】
なお、「表面」とは、読取媒体１０の使用形態における表裏とは関係無く、外界に曝されている部分を示している。
【００２５】
なお、本実施の形態では、第１の領域１８は、読取媒体１０の基板１２の表面に設けられている場合を説明するが、基板１２の内部に設けられていても良く、表面であることに限られない。しかしながら、第１の領域１８が読取媒体１０の表面に形成された構成である方が、後述する読取装置における第１の領域１８へ照射した赤外線の反射光または透過光の強度を精度良く読み取ることができる。
【００２６】
この溝部１４は、溝部１４と溝部１４との間隔をＰ、溝部１４の幅をＷ、溝部１４の深さをＤとしたときに、下記式（１）及び式（２）の関係を満たしていることが好ましい。
【００２７】
【数１】
式（１）
【００２８】
【数２】
式（２）
【００２９】
この溝部１４の形状は、線状であってもよいし、点状であってもよい。なお、本実施の形態では、溝部１４は規則的に配置されているとして説明する。
また、第１の領域１８には、この赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４が少なくとも１つ形成されていればよく、複数形成されていてもよい。
【００３０】
本実施の形態では、第１の領域１８内には、図２に示すように、溝部１４が線状に形成されており、且つ規則性をもって同一幅の溝部１４が格子状に配列されている場合を説明する。
なお、この溝部１４としては、異なる幅の溝部１４が周期的に配列されていてもよい。
【００３１】
溝部１４の形成方法としては、基板１２上に、タイミング方法、レーザ加工方法、ドライエッチング方法、インプリント方法等が用いられる。
【００３２】
この溝部１４には、赤外線吸収剤１６が充填されている。赤外線吸収剤は、赤外領域（７００ｎｍ〜９５０ｎｍの波長領域）の光を吸収する特性を有していることから、人による視認が困難であり、且つ後述する読取装置によって赤外領域の光（以下、赤外線と称する）を照射することによって容易に光学的に認識される。
【００３３】
赤外線吸収剤１６の溝部１４への充填方法としては、スキージ、スピンコート、インクジェット等を挙げることができる。
【００３４】
この赤外線吸収剤としては、有機系または無機系の赤外線吸収剤を用いることが出来る。
【００３５】
有機系の赤外線吸収剤としては、シアニン系色素、ナフトキノン系色素、フタロシアニン系色素、アントラキノン系色素、ジオール系色素、トリフェニルメタン系色素等が挙げられる。これらは可視領域にも吸収があるため、赤みがかったクリーム色を呈している。
【００３６】
これらの有機系の赤外線吸収剤の具体例としては、下記一般式（１）、下記構造式（１）で表されるｎ−ブトキシ置換ナフタロシアニン（以下、「Ｈ２ＮＰｃ−ＯｎＢｕ」と略す場合がある。）、下記一般式（２）におけるＭがＶＯであるｎ−ブトキシ置換バナジルナフタロシアニン（以下、「ＶＯＮＰｃ−ＯｎＢｕ」と略す場合がある。）、下記一般式（２）におけるＭがＣｕであるｎ−ブトキシ置換銅ナフタロシアニン（以下、「ＣｕＮＰｃ−ＯｎＢｕ」と略す場合がある。）、下記一般式（２）におけるＭがＮｉであるｎ−ブトキシ置換ニッケルナフタロシアニン（以下、「ＮｉＮＰｃ−ＯｎＢｕ」と略す場合がある。）、下記構造式（３）で表されるフェニル置換バナジルナフタロシアニン（以下、「ＶＯＮＰｃ−Ｐｈ」と略す場合がある。）、下記構造式（４）で表されるｉ−ブトキシ・ニトロ置換銅ナフタロシアニン（以下、「ＣｕＮＰｃ−ＯｉＢｕＮＯ２」と略す場合がある。）、下記構造式（５）で表されるｔ−ブチル置換バナジルナフタロシアニン（以下、「ＶＯＮＰｃ−ｔＢｕ」と略す場合がある。）、下記構造式（６）で表される化合物（以下、「ＳＴ１７３」という場合がある。）、下記構造式（７）で表される化合物（以下、「ＣＲ４４（ＯＨ）２」という場合がある。）などが挙げられる。
ここで、下記構造式（１）および下記一般式（２）における「ＯＢｕ」は「ｎ−ブトキシ基」を意味し、下記構造式（４）における「ＯＢｕ」は「ｉ−ブトキシ基」を意味する。
【００３７】
これらの中でも、赤外波長領域に吸収帯域があり、且つ可視光の吸収が少ないという理由から、下記一般式（１）によって示される赤外線吸収剤を用いることが好ましい。
【００３８】
【化１】
（一般式１）
【００３９】
なお、赤外線吸収剤としては、これらに限られず、いかなるものも用いることができる。
【００４０】
【化２】
【００４１】
【化３】
【００４２】
【化４】
【００４３】
【化５】
【００４４】
【化６】
【００４５】
【化７】
【００４６】
【化８】
【００４７】
また、無機系の赤外線吸収剤としては、例えば、少なくともＮｄ（ネオジム），Ｙｂ（イッテルビウム），Ｉｎ（インジウム），Ｓｎ（スズ），Ｚｎ（亜鉛）を含有した化合物を用いることができる。特に、これら金属及びこれらの酸化物、硫化物、ハロゲン化物などの化合物が望ましく、これら化合物は白色、または淡い青色であり、不可視の材料として優れている。
【００４８】
これらの化合粒の具体的な例としては、酸化イッテルビウム、酸化錫、酸化亜鉛、硫化イッテルビウム、硫化亜鉛、塩化イッテルビウム、塩化インジウム、重化錫、塩化亜鉛、臭化イッテルビウム、臭化インジウム、インジウム−錫混合酸化物、またはインジウム−錫混合酸化物とアルミナ、硫酸バリウム、二酸化珪素、炭酸カルシウムから選ばれる１種と混合物などが挙げられる。
【００４９】
また、Ｙｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎのいずれか１つ以上を含み、これらと酸との塩も有効な赤外線吸収剤である。これらの具体的な例として、硫酸イッテルビウム、硫酸亜鉛、硫酸インジウム、硝酸イッテルビウム、硝酸錫、過塩素酸イッテルビウム、炭酸イッテルビウム、炭酸亜鉛、炭酸インジウム、酢酸イッテルビウム、酢酸亜鉛、酢酸錫、ニコチン酸イッテルビウム、リン酸イッテルビウム、リン酸亜鉛、リン酸錫、シュウ酸イッテルビウム、シュウ酸亜鉛、シュウ酸錫等が挙げられる。
【００５０】
この溝部１４の形成された第１の領域１８の算術平均粗さＲａは、０．１μｍ以上８０μｍ以下である事が望ましく、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが更に望ましく、０．１μｍ以上２μｍ以下であることが特に望ましい。
【００５１】
この第１の領域１８の中心線平均粗さが０．１μｍ以上２μｍ以下の範囲内であることにより、読取媒体１０の表面を略均一にすることができ、溝部１４の欠け等を抑制することができる。このため、後述する読取装置による読取媒体１０の第１の領域１８の読取時において、誤認識を抑制することが可能となる。
【００５２】
この中心線平均粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ ０６５１の方法に基づき、第１の領域１８について、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に規定される測定長さ４ｍｍ〜８０ｍｍ、カットオフ値０．８〜８ｍｍで測定した時の中心線平均粗さを三次元表面粗さ測定器（ＳＥ−３５００、小坂研究所社製）を使用して測定することができる。
【００５３】
このような構成の読取媒体１０では、後述する読取装置によって赤外線が照射されることによって、第１の領域１８の溝部１４の形成領域（以下、溝部形成領域１７と称する）と、第１の領域１８内の溝部形成領域１７以外の領域（以下、非形成領域１５と称する）と、の反射光または透過光の強度が光学的に認識されることによって、各種情報が読み取られる（詳細後述）。
【００５４】
上記基板１２は、赤外線反射層２６上に積層されている。この赤外線反射層２６は、読取媒体１０の赤外線吸収剤１６の充填されている領域より、読取媒体１０の視認される方向（図１ではＸ方向）の下流側に設けられている。
【００５５】
赤外線反射層２６は、赤外領域の光（赤外線）を反射する機能を有する層である。
赤外線反射層２６としては、例えば、ＴｉＯ２とＳｉＯ２との積層膜や、ＳｉＮとＳｉＯ２との積層膜等を用いることができる。
【００５６】
この赤外線反射層２６の厚みは、０．１μｍ以上２０μｍ以下の範囲内であることが望ましく、１μｍ以上１５μｍ以下の範囲内であることが更に望ましく、４μｍ以上７μｍ以下の範囲内であることが特に望ましい。
【００５７】
この赤外線反射層２６の形成方法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いることができる。
【００５８】
このように、読取媒体１０の赤外線吸収剤１６の充填された領域より、読取媒体１０の視認される方向（図１ではＸ方向）の下流側に設けられていることによって、基板１２の溝部１４によって示される第１の領域１８に、後述する読取装置によって赤外線が照射されたときに、溝部形成領域１７及び非形成領域１５の反射率または透過率の強度情報の導出において、これらの溝部形成領域１７と非形成領域１５との反射率の強度の差を大きくすることができるので、読取装置における認識精度の低下を抑制することができる。
【００５９】
なお、本実施の形態では、読取媒体１０は、赤外線反射層２６上に、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４の形成された第１の領域１８を有する基板１２が積層された構成である場合を説明するが、赤外線反射層２６を有さない構成であってもよい。
【００６０】
しかし、赤外線反射層２６を有する方が、後述する読取装置による認識精度の低下を抑制する点で好ましい。
【００６１】
なお、本実施の形態では、読取媒体１０は、赤外線反射層２６上に、基板１２が積層されて構成されている場合を説明するが、図３の読取媒体３０に示すように、溝部１４の形成された基板１２上に赤外線反射層２６が積層され、さらにこの溝部１４に赤外線反射層２６を介して赤外線吸収剤１６が充填された構成であってもよい。
【００６２】
また、赤外線反射層２６は、第１の領域１８の非形成領域１５にのみ積層した構成であってもよい。
【００６３】
なお、本実施の形態では、読取媒体１０は、赤外線反射層２６上に、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４の形成された第１の領域１８を有する基板１２が積層された構成である場合を説明するが、図４の読取媒体２０のように、基板２４上に、表示層２２、及び上記赤外線反射層２６を介して、上記基板１２が積層された構成であってもよい。
【００６４】
なお、図４に示すように、読取媒体２０が表示層２２を含んだ構成である場合には、表示層２２より読取媒体２０の視認される方向Ｘの上流側に存在する層、例えば、基板１２及び赤外線反射層２６は、少なくとも赤外領域以外の波長領域の光に対して透光性を有していることが好ましい。
【００６５】
本実施の形態において、この「透光性を有する」とは、赤外領域以外の波長領域の光、具体的には波長３５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲内の光を８０％以上透過する性質を示している。
【００６６】
この表示層２２としては、各種画像を表示する機能を有する機能層であればよく、例えば、液晶により各種画像を表示する機能層や、電気泳動方式により各種画像を表示する機能層を挙げることができる。
【００６７】
例えば、表示層２２を電気泳動方式により各種画像を表示する機能層とする場合には、電極層、電気泳動粒子の分散された分散媒からなる電気泳動層、及び電極層を少なくとも積層した構成とし、電気泳動粒子として電界により電極層間を移動する粒子を用いた一般的な電気泳動層の構成とすればよい。このような構成とした場合には、該一対の電極層に電圧を印加して電気泳動層内の電気泳動粒子を移動させることで、表示層２２に各種画像を表示することができる。
【００６８】
また、例えば、表示層２２を液晶により各種画像を表示する機能層とする場合には、例えば、電極層、液晶層、及び電極層を少なくとも積層した構成とし、この液晶層を、電場によって入射光のうち特定の色光の反射・透過状態を変調する機能を有し且つ変調された状態が無電場で保持される性質を有する層とすればよい。このような構成とした場合には、該一対の電極層の内の所定の領域間に電圧を印加することによって、液晶層の任意の領域に印加された電圧に応じた光学的特性分布を生じさせることで、表示層２２に各種画像を表示することができる。
【００６９】
なお、図４に示すように、読取媒体２０が表示層２２の設けられた構成である場合についても同様に、赤外線反射層２６の設けられていない構成であってもよい。しかし、表示層２２と基板１２との間に赤外線反射層２６が設けられた構成である方が、赤外線反射層２６が設けられていない場合に比べて、読取媒体２０の第１の領域１８内の溝部形成領域１７及び非形成領域１５の反射率または透過率の強度の認識精度低下を抑制することができるとともに、赤外線反射層２６は可視光に対して透過性を有することから、表示層２２の画像視認に影響を与える事を抑制することができる。
【００７０】
次に、上記読取媒体１０を用いた読取装置４０について説明する。
【００７１】
なお、本実施の形態の読取装置４０においては、図１に示す読取媒体１０を用い、また読取媒体１０の第１の領域１８及びこの第１の領域１８に形成されている溝部１４は、図２に示すように、読取媒体１０の全体に渡って第１の領域１８が形成され、且つ、第１の領域１８には、同一の深さ及び同一幅の溝部１４が格子状に設けられているとして説明する。
【００７２】
図５に示すように、読取装置４０は、読取媒体１０と、処理装置３４と、を含んで構成されている。
【００７３】
処理装置３４は、読取媒体１０の第１の領域１８を読み取る読取部４２と、主制御部３６と、表示部３８と、を含んで構成されている。主制御部３６は、読取部４２及び表示部３８と信号授受可能に接続されている。
【００７４】
読取部４２は、第１の領域１８に対して赤外線を照射する照明部４４と、照明部４４により照射された赤外線の読取媒体１０からの反射光を受光する導出部４６と、を含んで構成されている。
【００７５】
読取部４２は、読取媒体１０上を操作者によって移動させることが可能で、且つ、操作者が読取部４２の少なくとも一部について読取媒体１０に接触している、または近い位置にあることを認識可能な形状であればよく、挟持し易い等の観点から、ペン状に構成されていることが好ましい。
【００７６】
なお、本実施の形態では、導出部４６は、照明部４４から照射された赤外線の読取媒体１０からの反射光を受光する場合を説明するが、照明部４４から照射された赤外線の読取媒体１０の透過光を受光するように構成してもよい。
【００７７】
照明部４４は、赤外線を出射する光源４４Ａと、光源４４Ａから出射された赤外線を読取媒体１０の第１の領域１８方向へと案内して該第１の領域１８内へと照射する光学系４４Ｂとを含んで構成されている。
【００７８】
赤外線を出射する光源４４Ａとしては、ＬＥＤ、ＶＣＳＥＬ等を用いることができる。
なお、光学系４４Ｂの代りに、第１の領域１８の表面へと光を集光させる集光レンズを用いてもよい。また、周囲の影響を受けないように遮光板を設けても良い。
【００７９】
導出部４６は、第１の領域１８の溝部１４の形成された領域と、溝部１４の形成されていない領域との反射光を受光すると共に、この反射光の強度を示す強度情報を導出する。
【００８０】
この導出部４６は、撮像素子４６Ａと、照明部４４から照射された赤外線の第１の領域１８からの反射光を撮像素子４６Ａの受光面に結像させるレンズユニット４６Ｂと、を含んで構成されている。
【００８１】
撮像素子４６Ａは、照明部４４から照射された赤外線の第１の領域１８からの反射光を受光すると共に、受光した反射光の強度を示す強度情報を導出する。
この撮像素子４６Ａとしては、ＣＭＯＳやＣＣＤ等を用いることができ、この撮像素子４６Ａによって、第１の領域１８の溝部１４の形成された領域と、溝部１４の形成されていない領域との反射光の強度を示す強度情報が導出されることになる。
【００８２】
なお、本実施の形態においては、読取部４２は、読取部４２が読取媒体１０上で移動しない状態において照明部４４から照射された赤外線を導出部４６によって受光したときに、該導出部４６の受光する領域は、第１の領域１８に設けられた格子状に設けられた複数の溝部１４の内の、同じ方向に配列された複数の溝部１４の内の１つの溝部１４のみを含む領域であるとする。
【００８３】
主制御部３６は、図７に示すように、制御回路３６Ａと、信号処理回路３６Ｂと、移動量移動方向算出部３６Ｃと、座標情報算出部３６Ｄと、軌跡情報算出部３６Ｅと、を含んで構成されている。
【００８４】
読取部４２の照明部４４、導出部４６、上記信号処理回路３６Ｂ、移動量移動方向算出部３６Ｃ、座標情報算出部３６Ｄ、軌跡情報算出部３６Ｅ、及び表示部３８は、制御回路３６Ａに信号授受可能に接続されている。
【００８５】
表示部３８は、各種情報を表示し、本実施の形態では、主制御部３６において読取部４２から取得した第１の領域１８の溝部形成領域１７と非形成領域１５との反射光の強度情報に基づいて算出した、照明部４４から読取媒体１０に照射された赤外線の読取媒体１０上の移動軌跡を示す軌跡情報を表示する。
【００８６】
表示部３８の一例には、ＣＲＴやＬＣＤ等が挙げられる。
【００８７】
制御回路３６Ａでは、図示を省略するユーザによって操作指示されるスイッチ４５がオン状態とされて、このスイッチ４５のオン状態を示す信号が入力される。このスイッチ４５は、例えば、読取部４２に設けられており、制御回路３６Ａに信号授受可能に設けられている。
【００８８】
このスイッチ４５がオン状態とされると、制御回路３６Ａでは、導出部４６へ読取りを示す信号を出力するとともに、信号処理回路３６Ｂに計測開始を示す信号を出力する。
【００８９】
導出部４６では、制御回路３６Ａからの読取りを示す信号を受け付けると、照明部４４から第１の領域１８へと赤外線を照射するとともに、導出部４６によって、読取媒体１０から受光した反射光の強度を示す強度情報を導出する。
【００９０】
信号処理回路３６Ｂは、制御回路３６Ａからの計測開始を示す信号を受け付けると、導出部４６による導出結果、すなわち、第１の領域１８内の溝部１４の形成領域及び非形成領域各々の反射光の強度を示す強度情報を受信する。
信号処理回路３６Ｂでは、この受信した強度情報について、増幅等の所定の信号処理を施した後に、移動量移動方向算出部３６Ｃへと該強度情報を出力する。
【００９１】
ここで、図６に示すように、撮像素子４６Ａの受光面を複数の領域に分割したときの、任意の４点の領域内の感光部として、例えば、撮像素子４６Ａの受光面の中心位置４７Ａを通る任意の直線上の該中心位置４７Ａから等しい間隔隔てた一対の領域４６Ａ１及び領域Ａ３、及び該中心位置４７Ａを通り、該直線に直交する直線上の該中心位置４７Ａから等しい間隔隔てた一対の領域４６Ａ２及び領域Ａ３各々内の感光部において受光される反射光の強度に注目する。
【００９２】
読取部４２が読取媒体１０上の格子状に溝部１４の形成された第１の領域１８内を移動することによって、照明部４４から照射される赤外線の照射領域が第１の領域１８内で移動すると、撮像素子４６Ａには、読取媒体１０の第１の領域１８で反射した光が入射される。
【００９３】
この入射される光の強度は、格子状に形成された溝部１４のパターン、すなわち溝部形成領域１７では赤外線吸収剤１６の影響により非常に弱く、非形成領域１５では強くなる。
【００９４】
このため、読取部４２が格子状に溝部１４の形成された第１の領域１８内を移動して格子状に規則的に配列された各溝部１４を横切ると、撮像素子４６Ａの各領域４６Ａ１及び領域Ａ３、及び領域４６Ａ２及び領域Ａ４に入射される反射光の強度を示す強度情報には、読取媒体１０の第１の領域１８における縦方向と横方向との反射光の強度の変化を示す情報が含まれていることとなる。
【００９５】
この強度情報は、例えば、読取部４２が図８に示すように線状の溝部１４の溝部形成領域１７を横切る場合には、撮像素子４６Ａの領域４６Ａ１、領域４６Ａ３、領域Ａ２、及び領域Ａ３では、各々図９（Ａ）〜（Ｄ）に示すようなタイミングで、反射光の強度の変化を示す強度情報が導出される。
【００９６】
例えば、横方向（例えば、領域４６Ａ２と領域Ａ４との対向方向と、溝部１４の幅方向とが一致する方向）に読取部４２が移動する場合には、撮像素子４６Ａの領域４６Ａ１及び領域Ａ３に相当する導出部４６の領域は、略同時に溝部１４を幅方向に横切る。このため、領域４６Ａ２及び領域Ａ３で導出される反射光の強度を示す情報は、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように略同時に変化して位相差は生じない。このため、読取部４２の移動により領域４６Ａ２及び領域４６Ａ３において導出される反射光の強度の変化を示す波形は、図９（Ａ）及び図（Ｂ）に示すように、略同時に反射光の強度が変化する波形となる。
【００９７】
一方、導出部４６の領域４６Ａ１に対応する領域と、領域４６Ａ２に対応する領域とは、溝部１４を横切るタイミングが異なるために位相差が生じ、図９（Ａ）及び図９（Ｃ）に示すように、領域４６Ａ１及び領域４６Ａ２における反射光の強度変化を示す波形は、異なるタイミングで変化したものとなる。同様に、導出部４６の領域４６Ａ１に対応する領域と、領域４６Ａ４に対応する領域とは、溝部１４を横切るタイミングが異なるために位相差が生じ、図９（Ａ）及び図９（Ｄ）に示すように、領域４６Ａ１及び領域４６Ａ４の反射光の強度変化を示す波形は、異なるタイミングで変化する。
【００９８】
移動量移動方向算出部３６Ｃでは、信号処理回路３６Ｂから受け付けた強度情報に基づいて、読取部４２、すなわち照明部４４によって照射された赤外線の読取媒体１０上における移動量及び移動方向を算出する。
【００９９】
この移動量移動方向算出部３６Ｃにおける移動量及び移動方向の算出は、上記位相差から移動量及び移動方向を求めることができる。
例えば、領域４６Ａ１、領域４６Ａ２、領域４６Ａ３、及び領域４６Ａ４における反射光の強度変化を示す波形（図９（Ａ）及び図９（Ｂ）参照）の排他的論理和をとると、例えば、領域４６Ａ１と領域４６Ａ３との反射光の強度変化を示す波形の排他的論理和は、図９（Ｅ）に示すように無信号となる。また、領域４６Ａ１と領域４６Ａ４との反射光の強度変化を示す波形の排他的論理和は、図９（Ｆ）に示すように、溝部１４の境界で信号が発生する。すなわち、この方法によって、読取媒体１０の第１の領域１８内の任意の位置（座標）から他の点に読取部４２が移動すると、その間に横切る格子状の溝部１４により移動のベクトル量（移動量）が算出される。
【０１００】
座標情報算出部３６Ｄでは、移動量移動方向算出部３６Ｃで算出された、読取部４２の移動方向及び移動量を示す情報に基づいて、読取部４２（すなわち、照明部４４によって照射された赤外線）の読取媒体１０上の位置を示す座標情報を算出する。
【０１０１】
この座標情報の算出は、例えば、スイッチ４５がオン状態とされた後に最初に照明部４４から読取媒体１０に赤外線を照射した位置を、読取媒体１０上の予め定めた任意の位置として予め定め、この任意の位置を基準位置として、移動量移動方向算出部３６Ｃで算出された読取部４２の移動量及び移動方向を示す情報に基づいて、予め定めた所定時間または移動量等の所定間隔毎に、移動量及び移動方向に応じた座標情報を算出すればよい。
座標情報算出部３６Ｄは、算出した座標情報を軌跡情報算出部３６Ｅへと出力する。
【０１０２】
軌跡情報算出部３６Ｅでは、座標情報算出部３６Ｄで算出された座標情報に基づいて、座標情報によって示される読取部４２の読取媒体１０上の位置を時系列に連続した線として算出することによって、読取部４２の読取媒体１０上の移動軌跡を示す軌跡情報を算出する。
軌跡情報算出部３６Ｅでは、算出した軌跡情報を制御回路３６Ａへと出力する。
【０１０３】
制御回路３６Ａでは、軌跡情報算出部３６Ｅから軌跡情報を受け付けると、受け付けた軌跡情報を表示部３８へと表示する。
【０１０４】
表示部３８は、各種情報を表示し、本実施の形態では、主制御部３６において読取部４２から取得した第１の領域１８の溝部形成領域１７及び非形成領域１５の反射光の強度情報に基づいて算出された、読取部４２の読取媒体１０上の移動軌跡を示す軌跡情報を表示する。
【０１０５】
これによって、読取部４２の読取媒体１０の移動軌跡を示す軌跡情報が、表示部３８に視認可能に表示される。
【０１０６】
以上説明したように、本実施の形態の読取装置４０によれば、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４が規則的に予め形成された第１の領域１８を有する読取媒体１０の第１の領域１８に、照明部４４から赤外線を照射して読取媒体１０による反射光を導出部４６で受光するとともに受光した反射光の強度を示す強度情報を導出する。
【０１０７】
このように、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４の形成された第１の領域１８に赤外線を照射してその反射光を読み取るので、本実施の形態で説明した読取媒体の構成を有さない読取媒体を読み取る場合に比べて、導出部４６に受光される溝部形成領域１７と非形成領域１５との反射光の強度の差が大きくなる。このため、読取媒体１０に照射した赤外線の反射光を精度良く読み取ることができる。
【０１０８】
なお、導出部４６において、読取媒体１０に照射した赤外線の透過光を読み取る場合には、読取媒体１０に照射した赤外線の透過光を精度良く読み取ることができる。
【０１０９】
また、このように、溝部形成領域１７と非形成領域１５との反射光の強度の差が、本実施の形態を有さない読取媒体に比べて大きくなることから、読取媒体１０の第１の領域１８内の溝部１４の幅をより狭く、且つ溝部１４間の間隔をより狭く形成することが可能となる。
【０１１０】
さらに、この強度情報に基づいて、読取部４２の軌跡情報を算出することから、軌跡情報を精度良く求めることができる。
【０１１１】
また、さらに、導出部４６によって導出した強度情報に基づいて、読取部４２の読取媒体１０上の移動量及び移動方向を算出し、この算出結果に基づいて読取部４２の読取媒体１０上の位置を示す座標情報を算出し、この座標情報算出結果に基づいて読取部４２の読取媒体１０上の移動した軌跡を示す軌跡情報を算出し、表示部３８または表示層２２に表示するので、精度良く読取部４２の軌跡情報を表示部３８に表示することができる。
【０１１２】
またさらに、赤外線反射層２６を設けることによって、照明部４４から照射された赤外線が、溝部形成領域１７以外の領域（非形成領域１５）を照射する場合には、この赤外線は赤外線反射層２６で反射され、この赤外線が赤外線吸収剤１６の充填された溝部形成領域１７に照射される場合には、この赤外線は赤外線吸収剤１６によって吸収されることから、読取装置４０における読取り精度の低下をさらに抑制することができる。
【０１１３】
なお、上記説明では、読取装置４０は、読取媒体１０と処理装置３４とを含んで構成され、処理装置３４は、読取部４２と、主制御部３６と、表示部３８と、を含んで構成されている場合を説明したが、読取媒体１０に換えて、表示層２２を備えた読取媒体２０を用いる場合には、処理装置３４は表示部３８を含まない構成であってもよい。
【０１１４】
この場合には、例えば、図１０に示すように、読取装置４１は、処理装置３５と、読取媒体２０と、を含んだ構成とし、処理装置３５を、主制御部３６と読取部４２とを含む構成とすればよい。
【０１１５】
そして、主制御部３６の制御回路３６Ａと、表示層２２の図示を省略する電極とを電気的に接続した構成とし、制御回路３６Ａは、例えば、軌跡情報算出部３６Ｅで算出された軌跡情報に基づいた駆動電圧を該軌跡情報に応じた領域に応じて該電極に印加することによって、軌跡情報を示す画像を表示層２２に表示すればよい。
【０１１６】
このように、表示部３８を表示層２２として読取媒体２０に一体的に設けた構成とした読取媒体２０に溝部形成領域１７と非形成領域１５各々の反射光の強度情報を導出し、この導出した強度情報に基づいて読取部４２の軌跡情報を表示層２２に表示するので、読取媒体２０上の読取部４２の軌跡情報を、同一の読取媒体２０上の表示層２２に電子的に且つ視認可能に保存することができる。また、読取媒体２０は携帯可能であるため、容易に軌跡情報を電子的に視認可能に保存することができる。
【０１１７】
（第２の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、読取媒体１０の第１の領域１８には、規則的に且つ格子状に溝部１４が形成されており、この読取媒体１０上において読取部４２を移動させてその移動軌跡を表示する場合を説明したが、本実施の形態では、読取媒体の第１の領域には、溝部１４によって図形や文字などの画像が示されており、読取装置では、この図形や文字等の画像を読み取る場合を説明する。
【０１１８】
なお、本実施の形態の読取装置において、上記第１の実施の形態で説明した読取装置と同一機能及び同一構成の部分には、同一符号を付与して詳細な説明を省略する。
【０１１９】
図１１及び図１２に示すように、本実施の形態で用いる読取媒体５０は、第１の実施の形態で説明した読取媒体１０と同様に、赤外線反射層２６上に、基板１２を積層して構成されている。基板１２の表面には、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４の予め形成された第１の領域１８が設けられている。
【０１２０】
本実施の形態で用いる読取媒体５０の、第１の実施の形態で説明した読取媒体１０と異なる点は、第１の実施の形態の第１の領域１８に相当する本実施の形態における第２の領域１９内に形成されている溝部１４が、数字、文字、及び図柄等の画像を示すように形成されている点である。
【０１２１】
この溝部１４の形成された第１の領域１８の算術平均粗さＲａは、第１の領域１８と同様に、０．１μｍ以上８０μｍ以下である事が望ましく、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが更に望ましく、０．１μｍ以上２μｍ以下であることが特に望ましい。
【０１２２】
この第１の領域１８の算術平均粗さが０．１μｍ以上２μｍ以下の範囲内とすることによって、読取媒体５０の表面を略均一にすることができ、溝部１４の欠け等を抑制することができ、後述する読取装置による読取媒体５０の読取時において、誤認識を抑制することが可能となる。この中心線平均粗さＲａの測定は、第１の実施例で示した方法を用いる。
【０１２３】
なお、読取媒体５０のその他の構成は、読取媒体１０と同一であるため、詳細な説明を省略する。
【０１２４】
次に、上記読取媒体５０を用いた読取装置５２について説明する。
【０１２５】
図１２に示すように、読取装置５２は、読取媒体５０と、処理装置５４と、を含んで構成されている。なお、読取装置５２及び表示媒体５０の、上記説明した読取装置４０及び表示媒体１０各々と同一構成には同一符号を付与して詳細な説明を省略する。
【０１２６】
処理装置５４は、読取媒体５０の第１の領域１８を読み取る読取部５８と、主制御部５６と、表示部３９と、を含んで構成されている。主制御部５６は、読取部５８及び表示部３９と信号授受可能に接続されている。
【０１２７】
読取部５８は、第１の領域１８に対して赤外線を照射する照明部４４と、照明部４４により照射された赤外線の読取媒体５０からの反射光を受光する導出部５９と、を含んで構成されている。
【０１２８】
なお、本実施の形態では、導出部５９は、照明部４４から照射された赤外線の読取媒体５０からの反射光を受光する場合を説明するが、照明部４４から照射された赤外線の読取媒体５０の透過光を受光するように構成してもよい。
【０１２９】
導出部５９は、撮像素子５９Ａと、照明部４４から照射された赤外線の第１の領域１８からの反射光を撮像素子５９Ａの受光面に結像させるレンズユニット５９Ｂと、を含んで構成されている。
【０１３０】
撮像素子５９Ａは、照明部４４から照射された赤外線の第１の領域１８からの反射光を受光すると共に、受光した反射光の強度を示す強度情報を導出する。
【０１３１】
この撮像素子５９Ａとしては、ＣＭＯＳやＣＣＤ等を用いることができ、この撮像素子５９Ａによって、第１の領域１８の溝部１４の形成された領域（溝部形成領域１７と称する）と、溝部１４の形成されていない領域（非形成領域１５と称する）との反射光の強度を示す強度情報が取得されることになる。
【０１３２】
なお、本実施の形態においては、読取部５８は、読取部５８が読取媒体５０上で移動しない固定された状態において、照明部４４から照射された赤外線を導出部５９によって受光したときに、該導出部５９の受光する領域は、第１の領域１８の全領域を含む領域であるとするが、移動されることによって第１の領域１８の全領域を含む領域を受光するような構成であってもよい。
【０１３３】
主制御部５６は、図１３に示すように、制御回路５６Ａと、信号処理回路５６Ｂと、特徴抽出部５６Ｃと、を含んで構成されている。
【０１３４】
読取部５８の照明部４４、導出部５９、上記信号処理回路５６Ｂ、特徴抽出部５６Ｃ、及び表示部３９は、制御回路５６Ａに信号授受可能に接続されている。
【０１３５】
表示部３９は、各種情報を表示し、本実施の形態では、主制御部５６において読取部５８から取得した第１の領域１８の溝部形成領域１７と非形成領域１５との反射光の強度を示す強度情報に基づいて算出された、第１の領域１８の特徴を示す特徴情報を表示する。この特徴情報の一例としては、第１の領域１８の溝部１４によって示される文字を示す文字情報や、模様を示す模様情報や、画像を示す画像情報等が挙げられる。
【０１３６】
表示部３９の一例には、ＣＲＴやＬＣＤ等が挙げられる。
【０１３７】
制御回路５６Ａでは、操作者によって操作指示されるスイッチ４７がオン状態とされて、このスイッチ４７のオン状態を示す信号が入力される。このスイッチ４７は、読取部５８に設けられており、制御回路５６Ａに信号授受可能に設けられている。
【０１３８】
このスイッチ４７がオン状態とされると、制御回路５６Ａでは、読取部５８へ読取りを示す信号を出力するとともに、信号処理回路５６Ｂに計測開始を示す信号を出力する。
【０１３９】
読取部５８では、制御回路５６Ａからの読取りを示す信号を受け付けると、照明部４４から第１の領域１８へと赤外線を照射するとともに、導出部５９によって、読取媒体５０の第１の領域１８から受光した反射光の強度を示す強度情報を導出する。
【０１４０】
信号処理回路５６Ｂは、制御回路５６Ａからの計測開始を示す信号を受け付けると、導出部５９による導出結果、すなわち、第１の領域１８内の溝部形成領域１７と非形成領域１５との反射光の強度を示す強度情報を受信する。
信号処理回路５６Ｂでは、この受信した強度情報について、増幅等の所定の信号処理を施した後に、特徴抽出部５６Ｃへと該強度情報を出力する。
【０１４１】
特徴抽出部５６Ｃでは、受け付けた強度情報に基づいて、第１の領域１８内の特徴抽出を行う。この特徴抽出としては、従来公知の技術を採用することができ、例えば、エッジ抽出処理等により第１の領域１８内の溝部１４によって示される文字や図柄等の画像を示す情報を特徴情報として抽出する。
特徴抽出部５６Ｃは、抽出した文字や図柄等の特徴情報を、制御回路５６Ａへと出力する。
【０１４２】
制御回路５６Ａでは、特徴抽出部５６Ｃから特徴情報を受け付けると、受け付けた特徴情報を表示部３９へ表示する。
このため、表示部３９には、例えば、第１の領域１８内の溝部１４によって示される文字や図柄等の画像が表示される。
【０１４３】
以上説明したように、本実施の形態の読取装置５２によれば、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４の形成された第１の領域１８を有する読取媒体５０の第１の領域１８に、照明部４４から赤外線を照射して、読取媒体５０による反射光を導出部５９で受光するとともに受光した反射光の強度を示す強度情報を導出する。
【０１４４】
このように、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４の形成された第１の領域１８に赤外線を照射してその反射光を読み取るので、本実施の形態で説明した読取媒体の構成を有さない読取媒体を読み取る場合に比べて、導出部５９に受光される溝部形成領域１７と非形成領域１５との反射光の強度の差が大きくなる。このため、読取媒体５０に照射した赤外線の反射光を精度良く読み取ることができる。
【０１４５】
なお、導出部５９において、読取媒体５０に照射した赤外線の透過光を読み取る場合には、読取媒体５０に照射した赤外線の透過光を精度良く読み取ることができる。
【０１４６】
また、このように、溝部形成領域１７と非形成領域１５との反射光の強度の差が、本実施の形態を有さない読取媒体に比べて大きくなることから、読取媒体５０の第１の領域１８内の溝部１４を密に形成することが可能となる。
【０１４７】
さらに、この強度情報に基づいて、第１の領域１８の特徴情報を算出することから、第１の領域１８の特徴情報を精度良く求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る読取媒体の断面の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る読取媒体の一例を示す模式的な平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る、図１に示す読取媒体とは異なる形態の読取媒体の断面を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る、図１に示す読取媒体とは異なる形態の読取媒体の断面を示す模式図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る、読取装置の一例を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る、導出部の受光面を光受光側から見たときの一例を示す模式図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る、読取装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る、読取部が溝部を通過する様子を模式的に示す状態遷移図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｆ）本発明の第１の実施の形態に係る、読取部が溝部を通過したときに導出される反射光の強度情報を示す波形の一例を示した線図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る、読取装置の一例を示す模式図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る読取媒体の一例を示す模式図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る読取装置の一理恵を示す模式図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る読取装置の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１４９】
１０、２０、３０、５０ 読取媒体
１４ 溝部
１６ 赤外線吸収剤
２２ 表示層
２６ 赤外線反射層
３６Ｅ 軌跡情報算出部
３６Ｄ 座標情報算出部
３８、３９ 表示部
４０、４１、５２ 読取装置
４２、５８ 読取部
４４ 照明部
４６、５９ 導出部
５６Ｃ 特徴抽出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、読取媒体に照射した光の反射光または透過光の強度を読み取る読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣカードやクレジットカード等の情報記録媒体へ特徴的な情報を付与するために、磁気層を設けて磁気情報を付与したり、ＩＣチップを設けてこのＩＣチップに情報を記憶させたり、エンボスやバーコード等により特有の情報を付与する方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
これらの中でも、エンボスや光学マーク等の光学的に読取り可能なパターンを用いて、情報記録媒体へ特有の情報を付与する方法は、特定の部品を情報記録媒体へ追加して設ける必要がないことから、情報記録媒体に特徴的な情報を付与する方法として広く用いられている。
【０００４】
これらの光学的に読み取り可能なパターンの読取りとしては、これらのパターンに照明光を照射して、この照明光に対する反射率または透過率に基づいてパターンを認識することにより情報記録体の特徴情報を読み取っている。
詳細には、光学マークを示す領域と、該領域以外の領域との反射率または透過率の差や、エンボスによる凹部と凸部との間の反射率または透過率の差に基づいて、パターンを認識することにより特徴情報を読み取っている。このため、反射率または透過率のコントラストが重要となっている。
【０００５】
また、特許文献３には、情報記録媒体の表面ではなく、情報記録媒体の内側の層に識別情報を記録し、この識別情報を読み取ることが行われている。
しかし、この場合についても、反射率または透過率のコントラストが重要となっていた。
【特許文献１】特開平６−２８７９８５号公報
【特許文献２】特開平７−１６６４９８号公報
【特許文献３】特開平８−１２０５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、読取媒体に照射した光の反射光または透過光の強度を精度良く読取り可能な読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、以下の本発明により達成される。すなわち、
【０００８】
請求項１に係る発明は、赤外線吸収剤が充填された溝部の予め形成された第１の領域を有する読取媒体と、前記読取媒体の前記第１の領域へ赤外線を照射する赤外線照射手段と、該赤外線の前記読取媒体の透過光または反射光を受光すると共に、受光した透過光または反射光に基づいて、前記溝部の形成領域及び前記溝部の非形成領域の透過光または反射光の強度を示す強度情報を導出する導出手段と、を備えた読取装置である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記溝部は、線状または点状であることを特徴とする請求項１に記載の読取装置である。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記第１の領域は、前記溝部が予め定められた規則性に従って配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の読取装置である。
【００１１】
請求項４に係る発明は、前記導出手段によって導出された強度情報に基づいて、前記読取媒体に照射された前記赤外線の該読取媒体上の位置を示す座標情報を算出する座標算出手段と、前記座標算出手段によって算出された座標情報に基づいて、前記読取媒体に照射された赤外線が前記読取媒体上を移動した軌跡を示す軌跡情報を算出する軌跡算出手段と、を備えた請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の読取装置である。
【００１２】
請求項５に係る発明は、前記軌跡情報を表示する表示手段を更に備えた請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の読取装置である。
【００１３】
請求項６に係る発明は、前記表示手段は、前記読取媒体に一体的に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の読取装置である。
【００１４】
請求項７に係る発明は、前記第１の領域は、前記溝部によって画像を表した領域であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の読取装置である。
【００１５】
請求項８に係る発明は、前記導出手段によって導出された強度情報に基づいて、前記読取媒体の前記第１の領域に示される画像の画像情報を抽出する抽出手段を更に備えた請求項７に記載の読取装置である。
【００１６】
請求項９に係る発明は、前記抽出手段によって抽出された画像情報を表示する表示手段を更に備えた請求項８に記載の読取装置である。
【００１７】
請求項１０に係る発明は、前記表示手段は前記読取媒体に一体的に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の読取装置である。
【００１８】
請求項１１に係る発明は、前記第１の領域は、前記読取媒体の表面に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項１０の何れか１項に記載の読取装置である。
【００１９】
請求項１２に係る発明は、前記読取媒体は、赤外線反射層上に前記第１の領域を有する基板が積層されて構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載の読取装置である。
【００２０】
請求項１３に係る発明は、前記読取媒体は、溝部の形成された基板上に赤外線反射層が積層され、さらに該赤外線反射層を介して該溝部に赤外線吸収剤が充填されていることを特徴とする請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載の読取装置である。
【発明の効果】
【００２１】
上記に示したように、本発明によれば、読取媒体に照射した光の反射光または透過光の強度を精度良く読取り可能な読取装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の読取装置の一の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
本実施の形態の読取装置において読取り対象となる読取媒体について説明する。
図１に示すように、読取媒体１０は、赤外線反射層２６上に、基板１２を積層して構成されている。基板１２の表面には、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４の予め形成された第1の領域１８が設けられている。
【００２４】
なお、「表面」とは、読取媒体１０の使用形態における表裏とは関係無く、外界に曝されている部分を示している。
【００２５】
なお、本実施の形態では、第１の領域１８は、読取媒体１０の基板１２の表面に設けられている場合を説明するが、基板１２の内部に設けられていても良く、表面であることに限られない。しかしながら、第１の領域１８が読取媒体１０の表面に形成された構成である方が、後述する読取装置における第１の領域１８へ照射した赤外線の反射光または透過光の強度を精度良く読み取ることができる。
【００２６】
この溝部１４は、溝部１４と溝部１４との間隔をＰ、溝部１４の幅をＷ、溝部１４の深さをＤとしたときに、下記式（１）及び式（２）の関係を満たしていることが好ましい。
【００２７】
【数１】
式（１）
【００２８】
【数２】
式（２）
【００２９】
この溝部１４の形状は、線状であってもよいし、点状であってもよい。なお、本実施の形態では、溝部１４は規則的に配置されているとして説明する。
また、第１の領域１８には、この赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４が少なくとも１つ形成されていればよく、複数形成されていてもよい。
【００３０】
本実施の形態では、第１の領域１８内には、図２に示すように、溝部１４が線状に形成されており、且つ規則性をもって同一幅の溝部１４が格子状に配列されている場合を説明する。
なお、この溝部１４としては、異なる幅の溝部１４が周期的に配列されていてもよい。
【００３１】
溝部１４の形成方法としては、基板１２上に、タイミング方法、レーザ加工方法、ドライエッチング方法、インプリント方法等が用いられる。
【００３２】
この溝部１４には、赤外線吸収剤１６が充填されている。赤外線吸収剤は、赤外領域（７００ｎｍ〜９５０ｎｍの波長領域）の光を吸収する特性を有していることから、人による視認が困難であり、且つ後述する読取装置によって赤外領域の光（以下、赤外線と称する）を照射することによって容易に光学的に認識される。
【００３３】
赤外線吸収剤１６の溝部１４への充填方法としては、スキージ、スピンコート、インクジェット等を挙げることができる。
【００３４】
この赤外線吸収剤としては、有機系または無機系の赤外線吸収剤を用いることが出来る。
【００３５】
有機系の赤外線吸収剤としては、シアニン系色素、ナフトキノン系色素、フタロシアニン系色素、アントラキノン系色素、ジオール系色素、トリフェニルメタン系色素等が挙げられる。これらは可視領域にも吸収があるため、赤みがかったクリーム色を呈している。
【００３６】
これらの有機系の赤外線吸収剤の具体例としては、下記一般式（１）、下記構造式（１）で表されるｎ−ブトキシ置換ナフタロシアニン（以下、「Ｈ２ＮＰｃ−ＯｎＢｕ」と略す場合がある。）、下記一般式（２）におけるＭがＶＯであるｎ−ブトキシ置換バナジルナフタロシアニン（以下、「ＶＯＮＰｃ−ＯｎＢｕ」と略す場合がある。）、下記一般式（２）におけるＭがＣｕであるｎ−ブトキシ置換銅ナフタロシアニン（以下、「ＣｕＮＰｃ−ＯｎＢｕ」と略す場合がある。）、下記一般式（２）におけるＭがＮｉであるｎ−ブトキシ置換ニッケルナフタロシアニン（以下、「ＮｉＮＰｃ−ＯｎＢｕ」と略す場合がある。）、下記構造式（３）で表されるフェニル置換バナジルナフタロシアニン（以下、「ＶＯＮＰｃ−Ｐｈ」と略す場合がある。）、下記構造式（４）で表されるｉ−ブトキシ・ニトロ置換銅ナフタロシアニン（以下、「ＣｕＮＰｃ−ＯｉＢｕＮＯ２」と略す場合がある。）、下記構造式（５）で表されるｔ−ブチル置換バナジルナフタロシアニン（以下、「ＶＯＮＰｃ−ｔＢｕ」と略す場合がある。）、下記構造式（６）で表される化合物（以下、「ＳＴ１７３」という場合がある。）、下記構造式（７）で表される化合物（以下、「ＣＲ４４（ＯＨ）２」という場合がある。）などが挙げられる。
ここで、下記構造式（１）および下記一般式（２）における「ＯＢｕ」は「ｎ−ブトキシ基」を意味し、下記構造式（４）における「ＯＢｕ」は「ｉ−ブトキシ基」を意味する。
【００３７】
これらの中でも、赤外波長領域に吸収帯域があり、且つ可視光の吸収が少ないという理由から、下記一般式（１）によって示される赤外線吸収剤を用いることが好ましい。
【００３８】
【化１】
（一般式１）
【００３９】
なお、赤外線吸収剤としては、これらに限られず、いかなるものも用いることができる。
【００４０】
【化２】
【００４１】
【化３】
【００４２】
【化４】
【００４３】
【化５】
【００４４】
【化６】
【００４５】
【化７】
【００４６】
【化８】
【００４７】
また、無機系の赤外線吸収剤としては、例えば、少なくともＮｄ（ネオジム），Ｙｂ（イッテルビウム），Ｉｎ（インジウム），Ｓｎ（スズ），Ｚｎ（亜鉛）を含有した化合物を用いることができる。特に、これら金属及びこれらの酸化物、硫化物、ハロゲン化物などの化合物が望ましく、これら化合物は白色、または淡い青色であり、不可視の材料として優れている。
【００４８】
これらの化合粒の具体的な例としては、酸化イッテルビウム、酸化錫、酸化亜鉛、硫化イッテルビウム、硫化亜鉛、塩化イッテルビウム、塩化インジウム、重化錫、塩化亜鉛、臭化イッテルビウム、臭化インジウム、インジウム−錫混合酸化物、またはインジウム−錫混合酸化物とアルミナ、硫酸バリウム、二酸化珪素、炭酸カルシウムから選ばれる１種と混合物などが挙げられる。
【００４９】
また、Ｙｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎのいずれか１つ以上を含み、これらと酸との塩も有効な赤外線吸収剤である。これらの具体的な例として、硫酸イッテルビウム、硫酸亜鉛、硫酸インジウム、硝酸イッテルビウム、硝酸錫、過塩素酸イッテルビウム、炭酸イッテルビウム、炭酸亜鉛、炭酸インジウム、酢酸イッテルビウム、酢酸亜鉛、酢酸錫、ニコチン酸イッテルビウム、リン酸イッテルビウム、リン酸亜鉛、リン酸錫、シュウ酸イッテルビウム、シュウ酸亜鉛、シュウ酸錫等が挙げられる。
【００５０】
この溝部１４の形成された第１の領域１８の算術平均粗さＲａは、０．１μｍ以上８０μｍ以下である事が望ましく、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが更に望ましく、０．１μｍ以上２μｍ以下であることが特に望ましい。
【００５１】
この第１の領域１８の中心線平均粗さが０．１μｍ以上２μｍ以下の範囲内であることにより、読取媒体１０の表面を略均一にすることができ、溝部１４の欠け等を抑制することができる。このため、後述する読取装置による読取媒体１０の第１の領域１８の読取時において、誤認識を抑制することが可能となる。
【００５２】
この中心線平均粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ ０６５１の方法に基づき、第１の領域１８について、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に規定される測定長さ４ｍｍ〜８０ｍｍ、カットオフ値０．８〜８ｍｍで測定した時の中心線平均粗さを三次元表面粗さ測定器（ＳＥ−３５００、小坂研究所社製）を使用して測定することができる。
【００５３】
このような構成の読取媒体１０では、後述する読取装置によって赤外線が照射されることによって、第１の領域１８の溝部１４の形成領域（以下、溝部形成領域１７と称する）と、第１の領域１８内の溝部形成領域１７以外の領域（以下、非形成領域１５と称する）と、の反射光または透過光の強度が光学的に認識されることによって、各種情報が読み取られる（詳細後述）。
【００５４】
上記基板１２は、赤外線反射層２６上に積層されている。この赤外線反射層２６は、読取媒体１０の赤外線吸収剤１６の充填されている領域より、読取媒体１０の視認される方向（図１ではＸ方向）の下流側に設けられている。
【００５５】
赤外線反射層２６は、赤外領域の光（赤外線）を反射する機能を有する層である。
赤外線反射層２６としては、例えば、ＴｉＯ２とＳｉＯ２との積層膜や、ＳｉＮとＳｉＯ２との積層膜等を用いることができる。
【００５６】
この赤外線反射層２６の厚みは、０．１μｍ以上２０μｍ以下の範囲内であることが望ましく、１μｍ以上１５μｍ以下の範囲内であることが更に望ましく、４μｍ以上７μｍ以下の範囲内であることが特に望ましい。
【００５７】
この赤外線反射層２６の形成方法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いることができる。
【００５８】
このように、読取媒体１０の赤外線吸収剤１６の充填された領域より、読取媒体１０の視認される方向（図１ではＸ方向）の下流側に設けられていることによって、基板１２の溝部１４によって示される第１の領域１８に、後述する読取装置によって赤外線が照射されたときに、溝部形成領域１７及び非形成領域１５の反射率または透過率の強度情報の導出において、これらの溝部形成領域１７と非形成領域１５との反射率の強度の差を大きくすることができるので、読取装置における認識精度の低下を抑制することができる。
【００５９】
なお、本実施の形態では、読取媒体１０は、赤外線反射層２６上に、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４の形成された第１の領域１８を有する基板１２が積層された構成である場合を説明するが、赤外線反射層２６を有さない構成であってもよい。
【００６０】
しかし、赤外線反射層２６を有する方が、後述する読取装置による認識精度の低下を抑制する点で好ましい。
【００６１】
なお、本実施の形態では、読取媒体１０は、赤外線反射層２６上に、基板１２が積層されて構成されている場合を説明するが、図３の読取媒体３０に示すように、溝部１４の形成された基板１２上に赤外線反射層２６が積層され、さらにこの溝部１４に赤外線反射層２６を介して赤外線吸収剤１６が充填された構成であってもよい。
【００６２】
また、赤外線反射層２６は、第１の領域１８の非形成領域１５にのみ積層した構成であってもよい。
【００６３】
なお、本実施の形態では、読取媒体１０は、赤外線反射層２６上に、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４の形成された第１の領域１８を有する基板１２が積層された構成である場合を説明するが、図４の読取媒体２０のように、基板２４上に、表示層２２、及び上記赤外線反射層２６を介して、上記基板１２が積層された構成であってもよい。
【００６４】
なお、図４に示すように、読取媒体２０が表示層２２を含んだ構成である場合には、表示層２２より読取媒体２０の視認される方向Ｘの上流側に存在する層、例えば、基板１２及び赤外線反射層２６は、少なくとも赤外領域以外の波長領域の光に対して透光性を有していることが好ましい。
【００６５】
本実施の形態において、この「透光性を有する」とは、赤外領域以外の波長領域の光、具体的には波長３５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲内の光を８０％以上透過する性質を示している。
【００６６】
この表示層２２としては、各種画像を表示する機能を有する機能層であればよく、例えば、液晶により各種画像を表示する機能層や、電気泳動方式により各種画像を表示する機能層を挙げることができる。
【００６７】
例えば、表示層２２を電気泳動方式により各種画像を表示する機能層とする場合には、電極層、電気泳動粒子の分散された分散媒からなる電気泳動層、及び電極層を少なくとも積層した構成とし、電気泳動粒子として電界により電極層間を移動する粒子を用いた一般的な電気泳動層の構成とすればよい。このような構成とした場合には、該一対の電極層に電圧を印加して電気泳動層内の電気泳動粒子を移動させることで、表示層２２に各種画像を表示することができる。
【００６８】
また、例えば、表示層２２を液晶により各種画像を表示する機能層とする場合には、例えば、電極層、液晶層、及び電極層を少なくとも積層した構成とし、この液晶層を、電場によって入射光のうち特定の色光の反射・透過状態を変調する機能を有し且つ変調された状態が無電場で保持される性質を有する層とすればよい。このような構成とした場合には、該一対の電極層の内の所定の領域間に電圧を印加することによって、液晶層の任意の領域に印加された電圧に応じた光学的特性分布を生じさせることで、表示層２２に各種画像を表示することができる。
【００６９】
なお、図４に示すように、読取媒体２０が表示層２２の設けられた構成である場合についても同様に、赤外線反射層２６の設けられていない構成であってもよい。しかし、表示層２２と基板１２との間に赤外線反射層２６が設けられた構成である方が、赤外線反射層２６が設けられていない場合に比べて、読取媒体２０の第１の領域１８内の溝部形成領域１７及び非形成領域１５の反射率または透過率の強度の認識精度低下を抑制することができるとともに、赤外線反射層２６は可視光に対して透過性を有することから、表示層２２の画像視認に影響を与える事を抑制することができる。
【００７０】
次に、上記読取媒体１０を用いた読取装置４０について説明する。
【００７１】
なお、本実施の形態の読取装置４０においては、図１に示す読取媒体１０を用い、また読取媒体１０の第１の領域１８及びこの第１の領域１８に形成されている溝部１４は、図２に示すように、読取媒体１０の全体に渡って第１の領域１８が形成され、且つ、第１の領域１８には、同一の深さ及び同一幅の溝部１４が格子状に設けられているとして説明する。
【００７２】
図５に示すように、読取装置４０は、読取媒体１０と、処理装置３４と、を含んで構成されている。
【００７３】
処理装置３４は、読取媒体１０の第１の領域１８を読み取る読取部４２と、主制御部３６と、表示部３８と、を含んで構成されている。主制御部３６は、読取部４２及び表示部３８と信号授受可能に接続されている。
【００７４】
読取部４２は、第１の領域１８に対して赤外線を照射する照明部４４と、照明部４４により照射された赤外線の読取媒体１０からの反射光を受光する導出部４６と、を含んで構成されている。
【００７５】
読取部４２は、読取媒体１０上を操作者によって移動させることが可能で、且つ、操作者が読取部４２の少なくとも一部について読取媒体１０に接触している、または近い位置にあることを認識可能な形状であればよく、挟持し易い等の観点から、ペン状に構成されていることが好ましい。
【００７６】
なお、本実施の形態では、導出部４６は、照明部４４から照射された赤外線の読取媒体１０からの反射光を受光する場合を説明するが、照明部４４から照射された赤外線の読取媒体１０の透過光を受光するように構成してもよい。
【００７７】
照明部４４は、赤外線を出射する光源４４Ａと、光源４４Ａから出射された赤外線を読取媒体１０の第１の領域１８方向へと案内して該第１の領域１８内へと照射する光学系４４Ｂとを含んで構成されている。
【００７８】
赤外線を出射する光源４４Ａとしては、ＬＥＤ、ＶＣＳＥＬ等を用いることができる。
なお、光学系４４Ｂの代りに、第１の領域１８の表面へと光を集光させる集光レンズを用いてもよい。また、周囲の影響を受けないように遮光板を設けても良い。
【００７９】
導出部４６は、第１の領域１８の溝部１４の形成された領域と、溝部１４の形成されていない領域との反射光を受光すると共に、この反射光の強度を示す強度情報を導出する。
【００８０】
この導出部４６は、撮像素子４６Ａと、照明部４４から照射された赤外線の第１の領域１８からの反射光を撮像素子４６Ａの受光面に結像させるレンズユニット４６Ｂと、を含んで構成されている。
【００８１】
撮像素子４６Ａは、照明部４４から照射された赤外線の第１の領域１８からの反射光を受光すると共に、受光した反射光の強度を示す強度情報を導出する。
この撮像素子４６Ａとしては、ＣＭＯＳやＣＣＤ等を用いることができ、この撮像素子４６Ａによって、第１の領域１８の溝部１４の形成された領域と、溝部１４の形成されていない領域との反射光の強度を示す強度情報が導出されることになる。
【００８２】
なお、本実施の形態においては、読取部４２は、読取部４２が読取媒体１０上で移動しない状態において照明部４４から照射された赤外線を導出部４６によって受光したときに、該導出部４６の受光する領域は、第１の領域１８に設けられた格子状に設けられた複数の溝部１４の内の、同じ方向に配列された複数の溝部１４の内の１つの溝部１４のみを含む領域であるとする。
【００８３】
主制御部３６は、図７に示すように、制御回路３６Ａと、信号処理回路３６Ｂと、移動量移動方向算出部３６Ｃと、座標情報算出部３６Ｄと、軌跡情報算出部３６Ｅと、を含んで構成されている。
【００８４】
読取部４２の照明部４４、導出部４６、上記信号処理回路３６Ｂ、移動量移動方向算出部３６Ｃ、座標情報算出部３６Ｄ、軌跡情報算出部３６Ｅ、及び表示部３８は、制御回路３６Ａに信号授受可能に接続されている。
【００８５】
表示部３８は、各種情報を表示し、本実施の形態では、主制御部３６において読取部４２から取得した第１の領域１８の溝部形成領域１７と非形成領域１５との反射光の強度情報に基づいて算出した、照明部４４から読取媒体１０に照射された赤外線の読取媒体１０上の移動軌跡を示す軌跡情報を表示する。
【００８６】
表示部３８の一例には、ＣＲＴやＬＣＤ等が挙げられる。
【００８７】
制御回路３６Ａでは、図示を省略するユーザによって操作指示されるスイッチ４５がオン状態とされて、このスイッチ４５のオン状態を示す信号が入力される。このスイッチ４５は、例えば、読取部４２に設けられており、制御回路３６Ａに信号授受可能に設けられている。
【００８８】
このスイッチ４５がオン状態とされると、制御回路３６Ａでは、導出部４６へ読取りを示す信号を出力するとともに、信号処理回路３６Ｂに計測開始を示す信号を出力する。
【００８９】
導出部４６では、制御回路３６Ａからの読取りを示す信号を受け付けると、照明部４４から第１の領域１８へと赤外線を照射するとともに、導出部４６によって、読取媒体１０から受光した反射光の強度を示す強度情報を導出する。
【００９０】
信号処理回路３６Ｂは、制御回路３６Ａからの計測開始を示す信号を受け付けると、導出部４６による導出結果、すなわち、第１の領域１８内の溝部１４の形成領域及び非形成領域各々の反射光の強度を示す強度情報を受信する。
信号処理回路３６Ｂでは、この受信した強度情報について、増幅等の所定の信号処理を施した後に、移動量移動方向算出部３６Ｃへと該強度情報を出力する。
【００９１】
ここで、図６に示すように、撮像素子４６Ａの受光面を複数の領域に分割したときの、任意の４点の領域内の感光部として、例えば、撮像素子４６Ａの受光面の中心位置４７Ａを通る任意の直線上の該中心位置４７Ａから等しい間隔隔てた一対の領域４６Ａ１及び領域Ａ３、及び該中心位置４７Ａを通り、該直線に直交する直線上の該中心位置４７Ａから等しい間隔隔てた一対の領域４６Ａ２及び領域Ａ３各々内の感光部において受光される反射光の強度に注目する。
【００９２】
読取部４２が読取媒体１０上の格子状に溝部１４の形成された第１の領域１８内を移動することによって、照明部４４から照射される赤外線の照射領域が第１の領域１８内で移動すると、撮像素子４６Ａには、読取媒体１０の第１の領域１８で反射した光が入射される。
【００９３】
この入射される光の強度は、格子状に形成された溝部１４のパターン、すなわち溝部形成領域１７では赤外線吸収剤１６の影響により非常に弱く、非形成領域１５では強くなる。
【００９４】
このため、読取部４２が格子状に溝部１４の形成された第１の領域１８内を移動して格子状に規則的に配列された各溝部１４を横切ると、撮像素子４６Ａの各領域４６Ａ１及び領域Ａ３、及び領域４６Ａ２及び領域Ａ４に入射される反射光の強度を示す強度情報には、読取媒体１０の第１の領域１８における縦方向と横方向との反射光の強度の変化を示す情報が含まれていることとなる。
【００９５】
この強度情報は、例えば、読取部４２が図８に示すように線状の溝部１４の溝部形成領域１７を横切る場合には、撮像素子４６Ａの領域４６Ａ１、領域４６Ａ３、領域Ａ２、及び領域Ａ３では、各々図９（Ａ）〜（Ｄ）に示すようなタイミングで、反射光の強度の変化を示す強度情報が導出される。
【００９６】
例えば、横方向（例えば、領域４６Ａ２と領域Ａ４との対向方向と、溝部１４の幅方向とが一致する方向）に読取部４２が移動する場合には、撮像素子４６Ａの領域４６Ａ１及び領域Ａ３に相当する導出部４６の領域は、略同時に溝部１４を幅方向に横切る。このため、領域４６Ａ２及び領域Ａ３で導出される反射光の強度を示す情報は、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように略同時に変化して位相差は生じない。このため、読取部４２の移動により領域４６Ａ２及び領域４６Ａ３において導出される反射光の強度の変化を示す波形は、図９（Ａ）及び図（Ｂ）に示すように、略同時に反射光の強度が変化する波形となる。
【００９７】
一方、導出部４６の領域４６Ａ１に対応する領域と、領域４６Ａ２に対応する領域とは、溝部１４を横切るタイミングが異なるために位相差が生じ、図９（Ａ）及び図９（Ｃ）に示すように、領域４６Ａ１及び領域４６Ａ２における反射光の強度変化を示す波形は、異なるタイミングで変化したものとなる。同様に、導出部４６の領域４６Ａ１に対応する領域と、領域４６Ａ４に対応する領域とは、溝部１４を横切るタイミングが異なるために位相差が生じ、図９（Ａ）及び図９（Ｄ）に示すように、領域４６Ａ１及び領域４６Ａ４の反射光の強度変化を示す波形は、異なるタイミングで変化する。
【００９８】
移動量移動方向算出部３６Ｃでは、信号処理回路３６Ｂから受け付けた強度情報に基づいて、読取部４２、すなわち照明部４４によって照射された赤外線の読取媒体１０上における移動量及び移動方向を算出する。
【００９９】
この移動量移動方向算出部３６Ｃにおける移動量及び移動方向の算出は、上記位相差から移動量及び移動方向を求めることができる。
例えば、領域４６Ａ１、領域４６Ａ２、領域４６Ａ３、及び領域４６Ａ４における反射光の強度変化を示す波形（図９（Ａ）及び図９（Ｂ）参照）の排他的論理和をとると、例えば、領域４６Ａ１と領域４６Ａ３との反射光の強度変化を示す波形の排他的論理和は、図９（Ｅ）に示すように無信号となる。また、領域４６Ａ１と領域４６Ａ４との反射光の強度変化を示す波形の排他的論理和は、図９（Ｆ）に示すように、溝部１４の境界で信号が発生する。すなわち、この方法によって、読取媒体１０の第１の領域１８内の任意の位置（座標）から他の点に読取部４２が移動すると、その間に横切る格子状の溝部１４により移動のベクトル量（移動量）が算出される。
【０１００】
座標情報算出部３６Ｄでは、移動量移動方向算出部３６Ｃで算出された、読取部４２の移動方向及び移動量を示す情報に基づいて、読取部４２（すなわち、照明部４４によって照射された赤外線）の読取媒体１０上の位置を示す座標情報を算出する。
【０１０１】
この座標情報の算出は、例えば、スイッチ４５がオン状態とされた後に最初に照明部４４から読取媒体１０に赤外線を照射した位置を、読取媒体１０上の予め定めた任意の位置として予め定め、この任意の位置を基準位置として、移動量移動方向算出部３６Ｃで算出された読取部４２の移動量及び移動方向を示す情報に基づいて、予め定めた所定時間または移動量等の所定間隔毎に、移動量及び移動方向に応じた座標情報を算出すればよい。
座標情報算出部３６Ｄは、算出した座標情報を軌跡情報算出部３６Ｅへと出力する。
【０１０２】
軌跡情報算出部３６Ｅでは、座標情報算出部３６Ｄで算出された座標情報に基づいて、座標情報によって示される読取部４２の読取媒体１０上の位置を時系列に連続した線として算出することによって、読取部４２の読取媒体１０上の移動軌跡を示す軌跡情報を算出する。
軌跡情報算出部３６Ｅでは、算出した軌跡情報を制御回路３６Ａへと出力する。
【０１０３】
制御回路３６Ａでは、軌跡情報算出部３６Ｅから軌跡情報を受け付けると、受け付けた軌跡情報を表示部３８へと表示する。
【０１０４】
表示部３８は、各種情報を表示し、本実施の形態では、主制御部３６において読取部４２から取得した第１の領域１８の溝部形成領域１７及び非形成領域１５の反射光の強度情報に基づいて算出された、読取部４２の読取媒体１０上の移動軌跡を示す軌跡情報を表示する。
【０１０５】
これによって、読取部４２の読取媒体１０の移動軌跡を示す軌跡情報が、表示部３８に視認可能に表示される。
【０１０６】
以上説明したように、本実施の形態の読取装置４０によれば、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４が規則的に予め形成された第１の領域１８を有する読取媒体１０の第１の領域１８に、照明部４４から赤外線を照射して読取媒体１０による反射光を導出部４６で受光するとともに受光した反射光の強度を示す強度情報を導出する。
【０１０７】
このように、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４の形成された第１の領域１８に赤外線を照射してその反射光を読み取るので、本実施の形態で説明した読取媒体の構成を有さない読取媒体を読み取る場合に比べて、導出部４６に受光される溝部形成領域１７と非形成領域１５との反射光の強度の差が大きくなる。このため、読取媒体１０に照射した赤外線の反射光を精度良く読み取ることができる。
【０１０８】
なお、導出部４６において、読取媒体１０に照射した赤外線の透過光を読み取る場合には、読取媒体１０に照射した赤外線の透過光を精度良く読み取ることができる。
【０１０９】
また、このように、溝部形成領域１７と非形成領域１５との反射光の強度の差が、本実施の形態を有さない読取媒体に比べて大きくなることから、読取媒体１０の第１の領域１８内の溝部１４の幅をより狭く、且つ溝部１４間の間隔をより狭く形成することが可能となる。
【０１１０】
さらに、この強度情報に基づいて、読取部４２の軌跡情報を算出することから、軌跡情報を精度良く求めることができる。
【０１１１】
また、さらに、導出部４６によって導出した強度情報に基づいて、読取部４２の読取媒体１０上の移動量及び移動方向を算出し、この算出結果に基づいて読取部４２の読取媒体１０上の位置を示す座標情報を算出し、この座標情報算出結果に基づいて読取部４２の読取媒体１０上の移動した軌跡を示す軌跡情報を算出し、表示部３８または表示層２２に表示するので、精度良く読取部４２の軌跡情報を表示部３８に表示することができる。
【０１１２】
またさらに、赤外線反射層２６を設けることによって、照明部４４から照射された赤外線が、溝部形成領域１７以外の領域（非形成領域１５）を照射する場合には、この赤外線は赤外線反射層２６で反射され、この赤外線が赤外線吸収剤１６の充填された溝部形成領域１７に照射される場合には、この赤外線は赤外線吸収剤１６によって吸収されることから、読取装置４０における読取り精度の低下をさらに抑制することができる。
【０１１３】
なお、上記説明では、読取装置４０は、読取媒体１０と処理装置３４とを含んで構成され、処理装置３４は、読取部４２と、主制御部３６と、表示部３８と、を含んで構成されている場合を説明したが、読取媒体１０に換えて、表示層２２を備えた読取媒体２０を用いる場合には、処理装置３４は表示部３８を含まない構成であってもよい。
【０１１４】
この場合には、例えば、図１０に示すように、読取装置４１は、処理装置３５と、読取媒体２０と、を含んだ構成とし、処理装置３５を、主制御部３６と読取部４２とを含む構成とすればよい。
【０１１５】
そして、主制御部３６の制御回路３６Ａと、表示層２２の図示を省略する電極とを電気的に接続した構成とし、制御回路３６Ａは、例えば、軌跡情報算出部３６Ｅで算出された軌跡情報に基づいた駆動電圧を該軌跡情報に応じた領域に応じて該電極に印加することによって、軌跡情報を示す画像を表示層２２に表示すればよい。
【０１１６】
このように、表示部３８を表示層２２として読取媒体２０に一体的に設けた構成とした読取媒体２０に溝部形成領域１７と非形成領域１５各々の反射光の強度情報を導出し、この導出した強度情報に基づいて読取部４２の軌跡情報を表示層２２に表示するので、読取媒体２０上の読取部４２の軌跡情報を、同一の読取媒体２０上の表示層２２に電子的に且つ視認可能に保存することができる。また、読取媒体２０は携帯可能であるため、容易に軌跡情報を電子的に視認可能に保存することができる。
【０１１７】
（第２の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、読取媒体１０の第１の領域１８には、規則的に且つ格子状に溝部１４が形成されており、この読取媒体１０上において読取部４２を移動させてその移動軌跡を表示する場合を説明したが、本実施の形態では、読取媒体の第１の領域には、溝部１４によって図形や文字などの画像が示されており、読取装置では、この図形や文字等の画像を読み取る場合を説明する。
【０１１８】
なお、本実施の形態の読取装置において、上記第１の実施の形態で説明した読取装置と同一機能及び同一構成の部分には、同一符号を付与して詳細な説明を省略する。
【０１１９】
図１１及び図１２に示すように、本実施の形態で用いる読取媒体５０は、第１の実施の形態で説明した読取媒体１０と同様に、赤外線反射層２６上に、基板１２を積層して構成されている。基板１２の表面には、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４の予め形成された第１の領域１８が設けられている。
【０１２０】
本実施の形態で用いる読取媒体５０の、第１の実施の形態で説明した読取媒体１０と異なる点は、第１の実施の形態の第１の領域１８に相当する本実施の形態における第２の領域１９内に形成されている溝部１４が、数字、文字、及び図柄等の画像を示すように形成されている点である。
【０１２１】
この溝部１４の形成された第１の領域１８の算術平均粗さＲａは、第１の領域１８と同様に、０．１μｍ以上８０μｍ以下である事が望ましく、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが更に望ましく、０．１μｍ以上２μｍ以下であることが特に望ましい。
【０１２２】
この第１の領域１８の算術平均粗さが０．１μｍ以上２μｍ以下の範囲内とすることによって、読取媒体５０の表面を略均一にすることができ、溝部１４の欠け等を抑制することができ、後述する読取装置による読取媒体５０の読取時において、誤認識を抑制することが可能となる。この中心線平均粗さＲａの測定は、第１の実施例で示した方法を用いる。
【０１２３】
なお、読取媒体５０のその他の構成は、読取媒体１０と同一であるため、詳細な説明を省略する。
【０１２４】
次に、上記読取媒体５０を用いた読取装置５２について説明する。
【０１２５】
図１２に示すように、読取装置５２は、読取媒体５０と、処理装置５４と、を含んで構成されている。なお、読取装置５２及び表示媒体５０の、上記説明した読取装置４０及び表示媒体１０各々と同一構成には同一符号を付与して詳細な説明を省略する。
【０１２６】
処理装置５４は、読取媒体５０の第１の領域１８を読み取る読取部５８と、主制御部５６と、表示部３９と、を含んで構成されている。主制御部５６は、読取部５８及び表示部３９と信号授受可能に接続されている。
【０１２７】
読取部５８は、第１の領域１８に対して赤外線を照射する照明部４４と、照明部４４により照射された赤外線の読取媒体５０からの反射光を受光する導出部５９と、を含んで構成されている。
【０１２８】
なお、本実施の形態では、導出部５９は、照明部４４から照射された赤外線の読取媒体５０からの反射光を受光する場合を説明するが、照明部４４から照射された赤外線の読取媒体５０の透過光を受光するように構成してもよい。
【０１２９】
導出部５９は、撮像素子５９Ａと、照明部４４から照射された赤外線の第１の領域１８からの反射光を撮像素子５９Ａの受光面に結像させるレンズユニット５９Ｂと、を含んで構成されている。
【０１３０】
撮像素子５９Ａは、照明部４４から照射された赤外線の第１の領域１８からの反射光を受光すると共に、受光した反射光の強度を示す強度情報を導出する。
【０１３１】
この撮像素子５９Ａとしては、ＣＭＯＳやＣＣＤ等を用いることができ、この撮像素子５９Ａによって、第１の領域１８の溝部１４の形成された領域（溝部形成領域１７と称する）と、溝部１４の形成されていない領域（非形成領域１５と称する）との反射光の強度を示す強度情報が取得されることになる。
【０１３２】
なお、本実施の形態においては、読取部５８は、読取部５８が読取媒体５０上で移動しない固定された状態において、照明部４４から照射された赤外線を導出部５９によって受光したときに、該導出部５９の受光する領域は、第１の領域１８の全領域を含む領域であるとするが、移動されることによって第１の領域１８の全領域を含む領域を受光するような構成であってもよい。
【０１３３】
主制御部５６は、図１３に示すように、制御回路５６Ａと、信号処理回路５６Ｂと、特徴抽出部５６Ｃと、を含んで構成されている。
【０１３４】
読取部５８の照明部４４、導出部５９、上記信号処理回路５６Ｂ、特徴抽出部５６Ｃ、及び表示部３９は、制御回路５６Ａに信号授受可能に接続されている。
【０１３５】
表示部３９は、各種情報を表示し、本実施の形態では、主制御部５６において読取部５８から取得した第１の領域１８の溝部形成領域１７と非形成領域１５との反射光の強度を示す強度情報に基づいて算出された、第１の領域１８の特徴を示す特徴情報を表示する。この特徴情報の一例としては、第１の領域１８の溝部１４によって示される文字を示す文字情報や、模様を示す模様情報や、画像を示す画像情報等が挙げられる。
【０１３６】
表示部３９の一例には、ＣＲＴやＬＣＤ等が挙げられる。
【０１３７】
制御回路５６Ａでは、操作者によって操作指示されるスイッチ４７がオン状態とされて、このスイッチ４７のオン状態を示す信号が入力される。このスイッチ４７は、読取部５８に設けられており、制御回路５６Ａに信号授受可能に設けられている。
【０１３８】
このスイッチ４７がオン状態とされると、制御回路５６Ａでは、読取部５８へ読取りを示す信号を出力するとともに、信号処理回路５６Ｂに計測開始を示す信号を出力する。
【０１３９】
読取部５８では、制御回路５６Ａからの読取りを示す信号を受け付けると、照明部４４から第１の領域１８へと赤外線を照射するとともに、導出部５９によって、読取媒体５０の第１の領域１８から受光した反射光の強度を示す強度情報を導出する。
【０１４０】
信号処理回路５６Ｂは、制御回路５６Ａからの計測開始を示す信号を受け付けると、導出部５９による導出結果、すなわち、第１の領域１８内の溝部形成領域１７と非形成領域１５との反射光の強度を示す強度情報を受信する。
信号処理回路５６Ｂでは、この受信した強度情報について、増幅等の所定の信号処理を施した後に、特徴抽出部５６Ｃへと該強度情報を出力する。
【０１４１】
特徴抽出部５６Ｃでは、受け付けた強度情報に基づいて、第１の領域１８内の特徴抽出を行う。この特徴抽出としては、従来公知の技術を採用することができ、例えば、エッジ抽出処理等により第１の領域１８内の溝部１４によって示される文字や図柄等の画像を示す情報を特徴情報として抽出する。
特徴抽出部５６Ｃは、抽出した文字や図柄等の特徴情報を、制御回路５６Ａへと出力する。
【０１４２】
制御回路５６Ａでは、特徴抽出部５６Ｃから特徴情報を受け付けると、受け付けた特徴情報を表示部３９へ表示する。
このため、表示部３９には、例えば、第１の領域１８内の溝部１４によって示される文字や図柄等の画像が表示される。
【０１４３】
以上説明したように、本実施の形態の読取装置５２によれば、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４の形成された第１の領域１８を有する読取媒体５０の第１の領域１８に、照明部４４から赤外線を照射して、読取媒体５０による反射光を導出部５９で受光するとともに受光した反射光の強度を示す強度情報を導出する。
【０１４４】
このように、赤外線吸収剤１６の充填された溝部１４の形成された第１の領域１８に赤外線を照射してその反射光を読み取るので、本実施の形態で説明した読取媒体の構成を有さない読取媒体を読み取る場合に比べて、導出部５９に受光される溝部形成領域１７と非形成領域１５との反射光の強度の差が大きくなる。このため、読取媒体５０に照射した赤外線の反射光を精度良く読み取ることができる。
【０１４５】
なお、導出部５９において、読取媒体５０に照射した赤外線の透過光を読み取る場合には、読取媒体５０に照射した赤外線の透過光を精度良く読み取ることができる。
【０１４６】
また、このように、溝部形成領域１７と非形成領域１５との反射光の強度の差が、本実施の形態を有さない読取媒体に比べて大きくなることから、読取媒体５０の第１の領域１８内の溝部１４を密に形成することが可能となる。
【０１４７】
さらに、この強度情報に基づいて、第１の領域１８の特徴情報を算出することから、第１の領域１８の特徴情報を精度良く求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る読取媒体の断面の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る読取媒体の一例を示す模式的な平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る、図１に示す読取媒体とは異なる形態の読取媒体の断面を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る、図１に示す読取媒体とは異なる形態の読取媒体の断面を示す模式図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る、読取装置の一例を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る、導出部の受光面を光受光側から見たときの一例を示す模式図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る、読取装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る、読取部が溝部を通過する様子を模式的に示す状態遷移図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｆ）本発明の第１の実施の形態に係る、読取部が溝部を通過したときに導出される反射光の強度情報を示す波形の一例を示した線図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る、読取装置の一例を示す模式図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る読取媒体の一例を示す模式図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る読取装置の一理恵を示す模式図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る読取装置の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１４９】
１０、２０、３０、５０ 読取媒体
１４ 溝部
１６ 赤外線吸収剤
２２ 表示層
２６ 赤外線反射層
３６Ｅ 軌跡情報算出部
３６Ｄ 座標情報算出部
３８、３９ 表示部
４０、４１、５２ 読取装置
４２、５８ 読取部
４４ 照明部
４６、５９ 導出部
５６Ｃ 特徴抽出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線吸収剤が充填された溝部の予め形成された第１の領域を有する読取媒体と、
前記読取媒体の前記第１の領域へ赤外線を照射する赤外線照射手段と、
該赤外線の前記読取媒体の透過光または反射光を受光すると共に、受光した透過光または反射光に基づいて、前記溝部の形成領域及び前記溝部の非形成領域の透過光または反射光の強度を示す強度情報を導出する導出手段と、
を備えた読取装置。
【請求項２】
前記溝部は、線状または点状であることを特徴とする請求項１に記載の読取装置。
【請求項３】
前記第１の領域は、前記溝部が予め定められた規則性に従って配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の読取装置。
【請求項４】
前記導出手段によって導出された強度情報に基づいて、前記読取媒体に照射された前記赤外線の該読取媒体上の位置を示す座標情報を算出する座標算出手段と、
前記座標算出手段によって算出された座標情報に基づいて、前記読取媒体に照射された赤外線が前記読取媒体上を移動した軌跡を示す軌跡情報を算出する軌跡算出手段と、
を備えた請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の読取装置。
【請求項５】
前記軌跡情報を表示する表示手段を更に備えた請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の読取装置。
【請求項６】
前記表示手段は、前記読取媒体に一体的に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の読取装置。
【請求項７】
前記第１の領域は、前記溝部によって画像を表した領域であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の読取装置。
【請求項８】
前記導出手段によって導出された強度情報に基づいて、前記読取媒体の前記第１の領域に示される画像の画像情報を抽出する抽出手段を更に備えた請求項７に記載の読取装置。
【請求項９】
前記抽出手段によって抽出された画像情報を表示する表示手段を更に備えた請求項８に記載の読取装置。
【請求項１０】
前記表示手段は前記読取媒体に一体的に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の読取装置。
【請求項１１】
前記第１の領域は、前記読取媒体の表面に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項１０の何れか１項に記載の読取装置。
【請求項１２】
前記読取媒体は、赤外線反射層上に前記第１の領域を有する基板が積層されて構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載の読取装置。
【請求項１３】
前記読取媒体は、溝部の形成された基板上に赤外線反射層が積層され、さらに該赤外線反射層を介して該溝部に赤外線吸収剤が充填されていることを特徴とする請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載の読取装置。
【請求項１】
赤外線吸収剤が充填された溝部の予め形成された第１の領域を有する読取媒体と、
前記読取媒体の前記第１の領域へ赤外線を照射する赤外線照射手段と、
該赤外線の前記読取媒体の透過光または反射光を受光すると共に、受光した透過光または反射光に基づいて、前記溝部の形成領域及び前記溝部の非形成領域の透過光または反射光の強度を示す強度情報を導出する導出手段と、
を備えた読取装置。
【請求項２】
前記溝部は、線状または点状であることを特徴とする請求項１に記載の読取装置。
【請求項３】
前記第１の領域は、前記溝部が予め定められた規則性に従って配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の読取装置。
【請求項４】
前記導出手段によって導出された強度情報に基づいて、前記読取媒体に照射された前記赤外線の該読取媒体上の位置を示す座標情報を算出する座標算出手段と、
前記座標算出手段によって算出された座標情報に基づいて、前記読取媒体に照射された赤外線が前記読取媒体上を移動した軌跡を示す軌跡情報を算出する軌跡算出手段と、
を備えた請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の読取装置。
【請求項５】
前記軌跡情報を表示する表示手段を更に備えた請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の読取装置。
【請求項６】
前記表示手段は、前記読取媒体に一体的に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の読取装置。
【請求項７】
前記第１の領域は、前記溝部によって画像を表した領域であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の読取装置。
【請求項８】
前記導出手段によって導出された強度情報に基づいて、前記読取媒体の前記第１の領域に示される画像の画像情報を抽出する抽出手段を更に備えた請求項７に記載の読取装置。
【請求項９】
前記抽出手段によって抽出された画像情報を表示する表示手段を更に備えた請求項８に記載の読取装置。
【請求項１０】
前記表示手段は前記読取媒体に一体的に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の読取装置。
【請求項１１】
前記第１の領域は、前記読取媒体の表面に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項１０の何れか１項に記載の読取装置。
【請求項１２】
前記読取媒体は、赤外線反射層上に前記第１の領域を有する基板が積層されて構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載の読取装置。
【請求項１３】
前記読取媒体は、溝部の形成された基板上に赤外線反射層が積層され、さらに該赤外線反射層を介して該溝部に赤外線吸収剤が充填されていることを特徴とする請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載の読取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−２９９４３６（Ｐ２００８−２９９４３６Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４２４５０（Ｐ２００７−１４２４５０）
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]