２次元コード，２次元コードの形成装置及び形成方法並びに２次元コードの読取装置及び読取方法
【課題】 データの秘匿性を高めると共に、読み取り操作等の運用が容易な２次元コード，２次元コードの形成装置及び形成方法並びに２次元コードの読取装置及び読取方法を提供する。
【解決手段】 暗色及び明色の単位セルがマトリクス状に配列された２次元コード１であって、２次元コード１は、暗色の単位セル３，及び明色の単位セル２の配列によって、元データを暗号化した暗号化データを表わし、暗色の単位セル３には、基準となる形状と異なる形状を有する変形セル３ａが含まれ、変形セル３ａは、暗号化データから元データを復号化するための復号鍵を表わす。
【解決手段】 暗色及び明色の単位セルがマトリクス状に配列された２次元コード１であって、２次元コード１は、暗色の単位セル３，及び明色の単位セル２の配列によって、元データを暗号化した暗号化データを表わし、暗色の単位セル３には、基準となる形状と異なる形状を有する変形セル３ａが含まれ、変形セル３ａは、暗号化データから元データを復号化するための復号鍵を表わす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元コード，２次元コードの形成装置及び形成方法並びに２次元コードの読取装置及び読取方法に係り、特にデータの秘匿性を有する２次元コード、該２次元コードの形成装置及び形成方法、並びに前記２次元コードの読取装置及び読取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、白黒の明暗模様のマトリクスで表わされる２次元コードに情報を変換する技術が知られている。そして、機密保持に有効な２次元コードを利用した暗号化情報格納方法および装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の技術は、暗号化対象であるデータ，パスワードをそれぞれ２次元コード化し、これら２つの２次元コードをもとに所定の処理を行うことにより、暗号化データの２次元コード，復号鍵となる２次元コードの２つの２次元コードを生成するものである。
【０００４】
これら暗号化データの２次元コード，復号鍵となる２次元コードは、同じ印刷物に印刷される。これらの２次元コードは、２次元コードリーダーで読み取っても、第三者には意味不明のデータである。
もとのデータを復号化するときには、これら２つの２次元コードを読み取って、生成時と逆の処理を行う必要がある。
【０００５】
また、数十μｍオーダーの微細なセルからなる２次元コードを物品表面に形成する技術として、ドットマーキング方式の２次元コード形成方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献２の２次元コード形成方法によれば、レーザビームを間欠的に制御して、被マーキング体表面に焼付けることにより直径が数十μｍのドットが形成される。セルは、このドットの焼付け位置を精度良く制御してｎ×ｍ（ｎ，ｍは自然数）の矩形状に整列させることにより形成される。
【０００７】
そして、このセルをマトリクス状に配列することにより、全体としても高い位置精度を有する２次元コードが形成される。特許文献２の技術では、レーザビームを照射することによって２次元コードを形成することができるので、種々の素材からなる物品に対して２次元コードを付することができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１８８４６９号公報（第２−４頁、第１−５図）
【特許文献２】特許第２９１３４７５号公報（第１−４頁、第１−７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１の技術では、暗号化により、２次元コードの有するデータの秘匿性を高めることはできるが、対象となるデータを有する２次元コードと、復号鍵となる２次元コードを一対のものとして扱わなくてはならない。したがって、書込み時には、復号鍵を表わす２次元コード用の余分のスペースが必要になるという不都合があり、読込み時には、２つの２次元コードをそれぞれ読み取る操作が必要になるので処理に手間が掛かるという不都合があった。
【００１０】
また、特許文献２の技術では、種々の素材からなる物品に対して２次元コードを付することができるものの、その２次元コードの有するデータを秘匿することはできなかった。
【００１１】
本発明の目的は、上記問題点を解決することにあり、データの秘匿性を高めると共に、読み取り操作等の運用が容易な２次元コード，２次元コードの形成装置及び形成方法並びに２次元コードの読取装置及び読取方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題は、本発明によれば、暗色及び明色の単位セルがマトリクス状に配列された２次元コードであって、該２次元コードは、前記暗色及び明色の単位セルの配列によって、元データを暗号化した暗号化データを表わし、前記暗色の単位セルには、基準となる形状又は基準となる濃度と異なる形状又は濃度を有する変形セルが含まれ、該変形セルは、前記暗号化データから前記元データを復号化するための復号鍵を表わすことにより解決される。
【００１３】
本発明の２次元コードは、通常の２次元コードと同様に暗色及び明色の単位セルがマトリクス状に配列されたものであるが、通常の２次元コードと異なり、本発明の２次元コードを構成する暗色の単位セルには、基準となる形状又は基準となる濃度と異なる形状又は濃度を有する変形セルが含まれる。
【００１４】
本発明の２次元コードは、暗号化データを単位セルの配列により表わしており、暗号化データは、復号鍵を用いることによって元データに復号化することができる。そして、変形セルは、この復号鍵を表わしている。
【００１５】
したがって、本発明の２次元コードは、通常の２次元コードリーダーで読み取ると、第三者には意味不明な暗号化データが出力されるだけであり、元データの秘匿性が確保される。
【００１６】
そして、暗号化データを復号化するための復号鍵は、２次元コード内に埋め込まれた変形セルで表わされる。このように、本来のデータ部分と復号鍵を表わす部分とが、一箇所に集中しているので、取扱いやマーキングする上で、運用が煩雑とならない。また、一箇所に集中しているので、これらを別々に読み取る動作が不要となり、読み取り操作が簡単となる。
【００１７】
また、前記基準となる形状を有する暗色の単位セルは、レーザビームの照射により形成されるドットをｎ×ｍ（但しｎ、ｍは自然数）に縦横に配置して形成され、前記変形セルは、前記ｎ×ｍ（但しｎ、ｍは自然数）に縦横に配置されるドットのうち、１又は２以上のドットが欠落した状態に形成されてなるように構成することが可能である。
【００１８】
このように、レーザビームによるドットマーキング方式によって２次元コードを形成することにより、セルを構成する各ドットを精度良く配置することが可能であり、変形セルによって形成される埋込情報の読み取り誤差を極めて低減することができる。
【００１９】
また、前記基準となる濃度を有する暗色の単位セルは、レーザビームの照射により形成されるドットをｎ×ｍ（但しｎ、ｍは自然数）に縦横に配置して形成され、前記変形セルは、形成される前記ドットの大きさ又は数が、前記基準となる濃度を有する暗色の単位セルと異なるように構成することが可能である。
【００２０】
このように、レーザビームによるドットマーキング方式によって２次元コードを形成することにより、セルを構成するドットの大きさやステップサイズを変更することにより、暗色セルの濃度を変更することが可能である。このように、暗色セルの濃度を変更することにより、濃度が異なる変形セルを構成することができる。
【００２１】
上記２次元コードは、前記変形セルと記号とを対応付ける鍵変換テーブルを記憶する記憶部と、前記暗号化データを２次元コード化する処理，前記鍵変換テーブルに基づいて記号からなる前記復号鍵を前記変形セルに変換する処理，前記暗号化データが変換された２次元コードを構成する暗色の単位セルと前記復号鍵が変換された変形セルとを置き換える処理，を行う制御部と、を備える２次元コードの形成装置によって形成することができる。
【００２２】
また、上記２次元コードは、前記暗号化データを取得する工程と、前記暗号化データを２次元コード化する工程と、前記変形セルと記号とを対応付ける鍵変換テーブルに基づいて、記号からなる前記復号鍵を前記変形セルに変換する工程と、前記暗号化データが変換された２次元コードを構成する暗色の単位セルと前記復号鍵が変換された変形セルとを置き換える工程と、を備える２次元コードの形成方法によって形成することができる。
【００２３】
また、上記２次元コードは、この２次元コードを取り込む取込部と、前記変形セルと記号とを対応付ける鍵変換テーブルを記憶する記憶部と、前記取込部から取り込まれた２次元コードから前記変形セルを抽出して前記鍵変換テーブルに基づいて記号からなる前記復号鍵を算出する処理，前記取込部から取り込まれた２次元コードを逆変換して前記暗号化データを算出する処理，該復号鍵を用いて前記暗号化データを復号化する処理，を行う制御部と、を備える２次元コードの読取装置によって読み取ることができる。
【００２４】
また、上記２次元コードは、この２次元コードを取り込む工程と、取り込まれた２次元コードから前記変形セルを抽出して、前記変形セルと記号とを対応付ける鍵変換テーブルに基づいて記号からなる前記復号鍵を算出する工程と、取り込まれた２次元コードを逆変換して前記暗号化データを算出する工程と、前記復号鍵を用いて前記暗号化データを復号化する工程と、を備える２次元コードの読取方法によって読み取ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の２次元コードによれば、元データが暗号化された暗号化データを、２次元コード化して、暗色及び明色の単位セルの配列によって暗号化データを表わすと共に、この２次元コードを構成する変形セルによって暗号化データを復号するための復号鍵を表わすことができる。
【００２６】
これにより、２次元コードの秘匿性を向上させることができる。また、復号鍵が２次元コード内に埋め込まれているので、取扱いやマーキングする上で、運用が煩雑とならない。さらに、復号鍵が２次元コード内に埋め込まれているので、復号鍵を別途読み取る動作が不要となり、読み取り操作が簡単となる。
【００２７】
このように本発明では、データの秘匿性を高めると共に、読み取り操作等の運用が容易な２次元コード，２次元コードの形成装置及び形成方法並びに２次元コードの読取装置及び読取方法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】
【００２８】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材、配置、構成等は、本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
【００２９】
図１〜図１５は、本発明の一実施形態に係るものであり、図１はレーザマーキング装置の全体構成を示す説明図、図２はレーザマーカーの構成を示す説明図、図３は読取装置の構成を示す説明図、図４は２次元コードの説明図、図５は２次元コードの変形セルの説明図、図６は変形セルの説明図、図７は暗号鍵を埋め込む処理の説明図、図８はレーザマーキング工程の流れ図、図９は暗号化処理の流れ図、図１０は暗号鍵埋込処理の流れ図、図１１は２次元コードの読取工程の流れ図、図１２はトリミング処理の説明図、図１３，図１４は２次元コード化処理の流れ図，説明図、図１５は埋込情報復号化処理の流れ図である。
【００３０】
本発明の２次元コードは、元データを暗号鍵によって暗号化し、暗号化されたデータ（以下、「暗号化データ」という）を２次元コード化したものである。そして、本発明の２次元コードには、復号鍵が透かし情報として埋め込まれている。以下に示す実施の形態では、暗号鍵が、復号鍵を兼用する構成である。
【００３１】
本発明の２次元コードは、一般の２次元コードリーダーで読み取ると、意味不明の暗号化データが表示されるだけであり、その２次元コードが有するデータを解読することはできない。
したがって、本発明の２次元コードでは、第三者にデータの内容を知られることなく、秘匿した状態に保持することができる。
【００３２】
また、本発明の２次元コードには、透かし情報として、暗号鍵が埋め込まれているので、他の箇所に印字等された暗号鍵を別途取得する必要が無い。したがって、本発明の２次元コードは、２次元コードのみでデータを復号化することができるので、取扱いが容易である。
【００３３】
本発明の２次元コードの形成装置は、上記２次元コードを生成するものであり、元データを取得して、取得した元データを暗号鍵を用いて暗号化して暗号化データを算出し、この暗号化データを２次元コードに変換すると共に、その２次元コードに暗号鍵を埋め込むことができるものである。
【００３４】
また、本発明の２次元コードの読取装置は、暗号鍵が埋め込まれた２次元コードから、透かし情報としての暗号鍵を抽出すると共に、２次元コードを読み取って暗号化データを取得し、暗号化データを暗号鍵によって復号化することができるものである。
【００３５】
上記２次元コードは、暗色及び明色の単位セルがマトリクス状に配列されてなるものである。２次元コードの種別としては、例えば、ＱＲコード，Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘ等である。
そして、暗号鍵は、基準となる単位セルとは異なる形状の変形セルの組合せによって表現される。暗号鍵は、基準となる単位セルの代わりに変形セルを配置することにより、２次元コードに埋め込み情報（透かし情報）として埋め込まれる。
【００３６】
本実施形態に係る２次元コードは、ドットマーキング方式により形成されたものである。ドットマーキング方式とは、被マーキング体に複数のドットを形成することにより２次元コードを作成する方式を指し、本明細書においては、レーザマーキング方式及び印刷方式の双方を含むものとする。また、印刷方式によれば、矩形状のセル又は変形セルを、ドットマーキングによらずに印刷表示してもよい。
【００３７】
なお、レーザマーキングによるドットマーキング方式とは、被マーキング体の表面に平面視で略円形のマーキング痕であるドットを複数形成することによりマーキングを行う方式である。
【００３８】
図１は、本実施形態に係るレーザマーキング装置Ｓ１の全体構成を示す説明図である。
このレーザマーキング装置Ｓ１は、２次元コード、文字、図形、記号、画像などのマーキングパターンをワーク（被マーキング体）Ｗにマーキングするのに好適に使用されるものであり、主に制御装置Ａと、レーザマーカーＢとから構成されている。レーザマーキング装置Ｓ１は、２次元コードの形成装置に相当する。
【００３９】
制御装置Ａは、マーキングすべき元データの取得、暗号鍵の指定、取得した元データの暗号化、暗号化データのマーキングパターンへの変換、マーキングパターンへの暗号鍵の埋め込み、マーキングパターンの出力等を行う。
【００４０】
制御装置Ａは、元データ等を入力するための入力部１０と、ＣＲＴ，ＬＣＤ等の表示部１１と、プリンタ等から構成される出力部１２と、通信回線Ｉとの入出力インターフェースである入出力部１３と、各種データ等を記憶する記憶部１６と、これらを制御する制御部としてのＣＰＵ１４等から構成されている。本実施形態における制御装置Ａは、パーソナルコンピュータで構成することができる。
【００４１】
本例の制御装置Ａでは、入力部１０や入出力部１３からマーキング用の元データを取り込むことができ、取り込まれた元データは記憶部１６内に格納される。マーキング用の元データは、テキストデータ，画像データ等の電子データである。入力部１０は、マウス，キーボード，スキャナ，タブレット，ＣＣＤカメラ，デジタルカメラ等から構成することが可能である。
【００４２】
記憶部１６は、全体の制御を行うための制御プログラム等を記憶する主記憶部と、一時的にデータを記憶する作業領域として使用されるＲＡＭと、取り込んだデータや変換されたマーキングパターン等を格納するための記憶領域であるデータメモリ１８等から構成されている。
【００４３】
制御プログラムには、暗号鍵を用いて取り込まれた元データを暗号化する暗号化プログラム、暗号化データを２次元コード形式のマーキングパターンに変換するための変換プログラム、マーキングパターンに暗号鍵を埋め込む鍵埋込プログラム等が含まれる。
【００４４】
主記憶部には、さらに、鍵変換テーブル１７が記憶されている。鍵変換テーブル１７には、復号鍵を兼用する暗号鍵の記号列を変形セルの組合せ列（配列）に変換するための変換データが記憶されている。
【００４５】
また、記憶部１６には、パラメータ情報が記憶されている。パラメータ情報は、レーザマーキングを行う際の条件を設定したものである。この条件としては、レーザ周波数、出力、印字回数、ビーム径、照射時間等がある。これらの条件は、レーザマーキングを行う際に設定され、ＣＰＵ１４により読み込まれる。
【００４６】
また、２次元コードのサイズ、単位セルのサイズ、ドットの間隔であるステップサイズ、ドットの大きさ等の設定が、入力部１０から行われる。ＣＰＵ１４は、これらの設定に基づいて、マーキングパターンを決定する。
【００４７】
制御装置Ａは、マーキングパターンをレーザマーカーＢへ出力して、被マーキング体Ｗにマーキングパターンをレーザマーキングさせる。このとき、制御装置Ａは、マーキングパターンを表わすデータと共に、マーキング条件を含む制御信号を送出する。
【００４８】
制御装置ＡとレーザマーカーＢは、ケーブルによって直接、接続する構成としてもよいし、無線ＬＡＮやインターネット等の情報通信網を介して接続するように構成してもよい。
このように構成されていると、別の場所や遠隔地より指示及びデータを送信してレーザマーカーＢを制御することが可能となる。例えば、制御室等に制御装置Ａを設置し、作業室にレーザマーカーＢを設置するような構成、本社に制御装置Ａを設置し、各地の工場にレーザマーカーＢを設置するような構成、が可能となる。
【００４９】
レーザマーカーＢは、従来公知のものであり、例えばＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＵＶレーザ、グリーンレーザ等がある。
本実施形態では、制御装置ＡとレーザマーカーＢとが１対１で設置されている構成を示しているが、制御装置Ａに対して複数のレーザマーカーＢを接続し、被マーキング材に応じて、適切なレーザ光を出射するレーザマーカーＢが選択される構成としても良い。
【００５０】
レーザマーカーＢの一例として、本実施形態において使用されるＹＡＧレーザ装置の構成を図２に示す。
レーザマーカーＢにおいて、ＹＡＧレーザ発振機５０から出力されたレーザ光は、レベリングミラー５６により光路を変更され、アパーチャ５５によりビーム径を絞られた後、ガリレオ式エキスパンダ５７によりビーム径を広げられる。
更に、アパーチャ５８によりビーム径を調整された後、アッテネータ４６により減衰されてから、ガルバノミラー４７により光路を変更及び調整され、ｆθレンズ５９で集光されて、被マーキング体Ｗに照射される。
【００５１】
ＹＡＧレーザ発振機５０には、ピーク出力（尖頭値）の極めて高いパルスレーザ光を得るための超音波Ｑスイッチ素子４３が設けられている。本例のレーザマーカーＢでは、所定回数のＱスイッチパルスで１個のドット４がマーキングされるように構成されている。
【００５２】
ＹＡＧレーザ発振機５０は、更に全面反射鏡５１、内部アパーチャ５２、ランプハウス５３、内部シャッタ４４、出力鏡５４を備えており、ＹＡＧレーザ発振機５０の出力側には外部シャッタ４５が設けられている。
コントローラ４２は、上記Ｑスイッチ素子４３、内部シャッタ４４、外部シャッタ４５、アッテネータ４６、ガルバノミラー４７を、制御装置Ａから送信されたデータ及び制御信号に基づいて制御する。
【００５３】
次に、図３に本実施形態の読取装置Ｓ２の構成を示す。読取装置Ｓ２は、本体部Ｃとイメージ取込部Ｄとを備えて構成されている。
本体部Ｃは、操作信号や電子データ等を入力するための入力部３０と、イメージ取込部Ｄによって読み取ったイメージデータやこれを復号化したデータを表示する表示部３１と、イメージデータ及び復号化データの印字や電子媒体への出力等を行う出力部３２と、記憶部３６と、これらを制御する制御部としてのＣＰＵ３４等から構成されている。
【００５４】
イメージ取込部Ｄは、ＣＣＤカメラ等から構成され、本体部Ｃからの操作信号に基づいて２次元コードをデジタル画像として取り込んで、本体部Ｃへ出力するものである。入力部３０から電子データとして２次元コードデータを取り込んでもよく、入力部３０とイメージ取込部Ｄによって取込部を構成する。
【００５５】
記憶部３６は、制御プログラム等を記憶する主記憶部と、作業領域等として用いられるＲＡＭと、イメージ取込部Ｄから取り込んだイメージデータやイメージデータを復号化したデータを記憶する記憶領域であるデータメモリ３８等を備えている。
【００５６】
制御プログラムには、２次元コードを符号データに逆変換する逆変換プログラム、２次元コードに含まれている埋め込み情報を読み取る鍵抽出プログラム、２次元コードから復号化されたデータを暗号鍵を用いて元データに復号化する復号化プログラム等が含まれる。
【００５７】
主記憶部には、さらに、鍵変換テーブル３７が記憶されている。
鍵変換テーブル３７には、２次元コードに埋め込まれた変形セルの配列を記号の配列に変換するための変換データが記憶されている。
【００５８】
次に、本実施形態の埋込情報（透かし情報）を備えた２次元コード１について説明する。
本実施形態の２次元コード１は、車両，電気・機械製品，建築物，カード等の物品全般に付すことができるラベルに表示されるものである。ラベルは、金属製，合成樹脂製，ガラス製のプレート等に付されていても良い。
【００５９】
本例の２次元コード１は、例えば、車両に関する情報を暗号鍵を用いて暗号化し、その暗号化データを２次元コード化してマーキングしたものである。車両に関する情報には、機密情報を含んでいても良い。さらに、本例の２次元コード１には、上述のように復号鍵を兼用する暗号鍵が埋め込まれている。
【００６０】
図４（Ａ）は、２次元コード１の一例である。２次元コード１は、矩形状の単位セルである白色のセル２及び黒色のセル３が縦横にマトリクス状に配列されたものである。図４（Ａ）では理解の容易のため１０セル×１０セルのマトリクス形状で表わしている。
【００６１】
なお、本実施形態の２次元コード１は、ドットマーキング方式にてレーザマーキングにより形成されたものである。そして、図中、白色のセル２は被マーキング体Ｗの表面が直接露出しているものであり、黒色のセル３はレーザマーキングにより変色して形成されたものである。つまり、セル３は、マーキング（印刷含む）されたセルである。
【００６２】
図４（Ｂ）は、黒色のセル３の拡大図である。セル３は、レーザマーカーＢからのレーザビームによって形成された平面視略円形のドット４が、縦横にｎ×ｍ（ｎ，ｍは自然数）に配列され全体として矩形状に形成されている。本例のセル３の場合は、ドット４が１０×１０の配列となっている。
また、ドット４は直径が数十μｍ〜数百μｍ程度である。本例のセル３のドット４は、中心が直径に等しいステップサイズだけ水平及び垂直方向に離間して配列されており、セル３は略正方形に形成されている。
【００６３】
このように所定のステップサイズごとに規則正しくドット４が配列されるよう、制御装置Ａは、レーザマーカーＢに形成すべき全てのドット４について位置情報，レーザ照射時間，ドット径等の制御情報を含んだ制御信号を送出している。これを受けてレーザマーカーＢのコントローラ４２は、上述のようにＱスイッチ素子４３、内部シャッタ４４、外部シャッタ４５、アッテネータ４６、ガルバノミラー４７を制御する。
【００６４】
次に、本例の２次元コード１に埋め込まれた埋込情報（透かし情報）について説明する。
本例の２次元コード１には、図５に示すような変形セル３ａが一部に含まれている。この変形セル３ａは、基準となる黒色のセル３の一部が、欠落したように形成されたものである。すなわち、変形セル３ａには、１０ドット×１０ドットのレーザ照射位置の一部に、ドット４が形成されていない領域がある。
【００６５】
図５（Ａ）の変形セル３ａでは、下側端に２箇所のドット４の欠落領域がある。それぞれの欠落領域は、２ドット×２ドット分である。
つまり、本実施形態の２次元コード１は、白色のセル２及び黒色のセル３の矩形状の単位セルからなり、黒色の単位セル３には、基準となる矩形状の単位セルとは形状が異なる変形セル３ａが含まれている。
【００６６】
このような変形セル３ａは、後述するように読取装置Ｓ２によって、図５（Ｂ）のように認識される。なお、本例では、２次元コード１をレーザビームによるドットマーキング方式にて形成しており、各ドット４の位置精度が高く、２次元コード１に含まれる変形セル３ａの読み取り誤差が極めて低減されている。
【００６７】
本例の変形セル３ａは、２ドット×２ドット分の欠落領域を有するものである。そして、変形セル３ａは、この欠落領域の配置によって記号を表わしている。図６に、各記号に対応付けられた変形セル３ａを例示する。
【００６８】
図６（Ａ）〜（Ｊ）は、「０」〜「９」の１０の記号に対応付けた形状を表わしている。同図（Ａ）では、下端左寄りの白抜き部分を基準として、この部分のみが欠落している形状を「０」に対応付けている。そして、同図（Ｂ）〜（Ｊ）では、この欠落部分に加えてさらに別の欠落部分との組合せにより、「１」〜「９」の記号を表わしている。「１」〜「９」にかけて、別の欠落部分は反時計方向に移動するようになっている。
【００６９】
本例では、上述のように、図６（Ａ）〜（Ｊ）に示す変形セル３ａによって０〜９の数字（記号）を表わしている。
このような変形セル３ａと記号とを対応付けた対照データが、鍵変換テーブル１７、３７に記憶されている。
【００７０】
本例では、１つの変形セル３ａにつき、１つの記号を対応付けていたが、これに限らず、複数の変形セル３ａの組合せによって多くの記号（数字、アルファベット、ひらがな、カタカナ、漢字等）を表わすようにしてもよい。
例えば、３つの変形セル３ａの組合せによって１０００（＝１０×１０×１０）通りの記号を表わすことができ、これらに数字、アルファベット等を対応付けることができる。
【００７１】
２次元コード１は、上述のように白色のセル２と黒色のセル３（及び変形セル３ａ）とで構成されているが、セル３のうちの一部に変形セル３ａを含ませることにより情報（暗号鍵）を埋め込んでいる。
【００７２】
レーザマーキング装置Ｓ１では、読み込んだデータを指定された暗号鍵によって暗号化し、暗号化データを２次元コード形式のマーキングパターンに変換している。
そして、レーザマーキング装置Ｓ１では、暗号鍵が、鍵変換テーブル１７によって、変形セル３ａの配列に変換され、さらに、この変形セル３ａの配列が、マーキングパターンの黒色のセル３に置き換えられる。
【００７３】
図７は、暗号鍵を埋め込む処理の概要の説明図である。同図（Ａ）に示すように、暗号鍵に「１２３４」が指定されたとする。そして、この暗号鍵は、レーザマーキング装置Ｓ１によって、鍵変換テーブル１７に基づいて、同図（Ｂ）に示すような変形セル３ａの配列に変換される。
【００７４】
そして、この変形セル３ａの配列は、同図（Ｃ）に示すように、黒色のセル３と置換されることにより、２次元コード１に埋め込まれる。
【００７５】
なお、図７の例では、変形セル３ａは、黒色のセル３が配列されるべき位置に、連続して配置されているが、これに限らず、変形セル３ａは任意に配置してもよい。例えば、変形セル３ａの間に黒色のセル３が複数配置されていてもよい。
【００７６】
図７（Ｃ）に示された２次元コード１を読み取るときには、読取装置Ｓ２によって、２次元コードの一般的な読み取り手法にしたがって、２次元コード１を符号の配列に逆変換する。ただし、逆変換されたデータ（符号列）は、暗号化データであるから、一般に意味をなさない記号の羅列となる。
【００７７】
一方、読取装置Ｓ２によって、変形セル３ａは選択的に読み取られ、仮想的に図７（Ｂ）のように配列される。そして、読取装置Ｓ２は、鍵変換テーブル３７に基づいて、変形セル３ａの仮想的な配列を記号に変換する。図７（Ｂ）の場合は、「１２３４」に変換される。このようにして、埋め込まれていた暗号鍵を抽出することができる。
【００７８】
また、例えば、２の変形セル３ａの組合せによって記号を表わす場合には、変形セル３ａの配列の頭から２つずつをペアにし、各ペアを記号に変換していけば、暗号鍵を抽出することができる。
そして、読取装置Ｓ２では、この暗号鍵に基づいて、上記意味をなさない記号の羅列である暗号化データが復号化される。
【００７９】
次に、図８〜図１０により、上記構成からなるレーザマーキング装置Ｓ１を用いて、ユーザーにより設定入力された情報を有する２次元コード１を被マーキング体Ｗにマーキングする方法について説明する。
【００８０】
図８にレーザマーキング方法の工程の流れを示す。
はじめに、情報取得工程（ステップＳ１０）において、被マーキング体Ｗにマーキングする元データを取得する。
すなわち、ユーザーが入力部１０から元データを入力すると、この元データはデータメモリ１８に一時的に記憶される。
【００８１】
次に、暗号化工程（ステップＳ２０）では、図９に示すように、まず、暗号鍵取得処理（ステップＳ２１）が行われる。この暗号鍵取得処理では、ユーザーによって入力部１０から暗号鍵の記号列（例えば、「１２３４」）が入力され、入力された暗号鍵の記号列が読み込まれてデータメモリ１８に一時的に記憶される。
【００８２】
ステップＳ２１で暗号鍵が指定されると、続いて情報暗号化処理（ステップＳ２２）が行われる。この処理では、ステップＳ１０でデータメモリ１８に記憶されたデータを、暗号鍵を用いて、所定の暗号化方法により暗号化する。本例のレーザマーキング装置Ｓ１では、暗号化プログラムによって暗号化が行われる。このとき、暗号化データは、データメモリ１８に一時的に記憶される。
【００８３】
暗号化工程が終了すると、２次元コード変換工程（ステップＳ３０）が行われる。この工程では、ステップＳ２２でデータメモリ１８に記憶された暗号化データを、単位セルからなる２次元コードに変換する。この場合の単位セルは、変形セル３ａを含まないセル２，３である。この２次元コード化は、変換プログラムに基づいて、公知の手法で行われる。
【００８４】
このとき、データ量及びセル２，３の大きさから２次元コード１のサイズが設定される。そして、セル２，３の大きさ、ドット４の大きさ、ステップサイズ等が決定される。セル３は、ドットマーキング方式によりｎ×ｍ（ｎ，ｍは自然数）に配列されたドット４で形成されるので、ｎ，ｍを適宜な値に設定してセルの大きさを選択することができる。
したがって、２次元コード１に含めるデータ量の大小にかかわらず、２次元コード１の大きさを一定とすることもできる。
【００８５】
ステップサイズ等を決定することにより、２次元コード１にマーキングすべきドット４の位置情報が算出される。これら２次元コード１を決定する設定データは、データメモリ１８に記憶される。
【００８６】
次いで、暗号鍵埋込工程（ステップＳ４０）が行われる。この工程では、図１０に示すように、まず、暗号鍵コード変換処理が行われる（ステップＳ４１）。この処理では、データメモリ１８に記憶された暗号鍵の記号列を、鍵変換テーブル１７に基づいて、変形セル３ａの配列に変換する。
【００８７】
そして、この変形セル３ａの配列は、ステップＳ３０で生成されたセル３の配置位置に、適宜にセル毎に分離され組み込まれる（ステップＳ４２）。
【００８８】
すなわち、本例では、あるセル３を変形セル３ａに入れ替える場合、入れ替えることによって生じるドット４の欠落領域の位置情報が算出され、ステップ３０で算出されたドット４の位置情報が書き換えられる。このように、２次元コード１に暗号鍵を埋め込む処理は、鍵埋込プログラムによって行われる。
【００８９】
そして、ステップＳ５０で２次元コード１は被マーキング体Ｗにレーザマーキングされる。制御装置ＡからレーザマーカーＢへ、上記設定データと共に、制御信号が送出され、レーザマーカーＢは、これらのデータに基づいて被マーキング体Ｗ上にレーザマーキングを行う。
【００９０】
なお、本例では、暗号鍵コード変換処理（ステップＳ４１）が、情報暗号化処理（ステップＳ２２）の後に行われるようになっているが、暗号鍵コード変換処理（ステップＳ４１）を情報暗号化処理（ステップＳ２２）の前に行うようにしてもよい。
【００９１】
次に、図１１〜図１５に基づいて、読取装置Ｓ２による２次元コード１の読取工程を示す。
先ず、２次元コード読取・記憶工程（ステップＳ１００）において、製品等にマーキングされた２次元コードを読み取り、記憶する。本実施形態では、イメージ取込部Ｄにより２次元コード１を撮影することにより２次元コード１を取込み、このデータをビットマップデータ等の所定のデータ形式の画像データに変換してデータメモリ３８に格納する。
【００９２】
２次元コード１は、イメージ取込部Ｄのレンズと２次元コード１とが平行になるような状態で撮影されるのが望ましい。
例えば、２次元コード１が一部画面から欠如した状態で撮影された場合、撮影角度により２次元コード１が歪んだ状態で撮影された場合、ピントが合っていない状態で撮影された場合等、正確に２次元コード１を解析できないおそれがある場合には、エラー表示及び再撮影指示を表示部３１に表示する。
【００９３】
次いで、トリミング処理工程（ステップ１１０）が行われ、取り込んだ画像データの画像領域を確定する。
まず、２次元コード１を含む画像は、図１２（Ａ）のように取り込まれる。取り込まれた２次元コード１を含む画像は、図１２（Ｂ）に示すように、画像領域確定線５が作成されると共に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿うように時計方向又は反時計方向に回転調整される。
【００９４】
そして、最終的に図１２（Ｃ）に示すように、画像領域確定線５に沿ってトリミングが施され、２次元コード１のみの画像が切り出される。この画像領域確定線５は、最小Ｘ座標が共通のセルの共通接線、最大Ｘ座標が共通のセルの共通接線、最大Ｙ座標が共通のセルの共通接線、最小Ｙ座標が共通のセルの共通接線、で構成される矩形状の図形を描く。
【００９５】
次いで、２次元コード化処理（ステップＳ１２０）によって、取り込まれた画像を２次元コード１として認識する。
この処理では、まず、図１３に示すようにドット分解処理（ステップＳ１２１）が行われる。ドット分解処理では、２次元コード１を構成する各ドット４が１個毎に分離される。図１４には、分離されたドット４の拡大図が示されている。
ビットマップ形式で記憶されている２次元コード１の各ドット４の形状は、図１４（Ａ）に示すように境界線が階段状となる菱形に近い形状となる。
【００９６】
セル変換処理工程（ステップＳ１２２）では、記憶されたビットマップデータの各セル（境界線が階段状の菱形形状）の重心の座標を抽出する。これは、セルを構成するピクセルの座標及び面積から演算される。
重心の座標が抽出した後、その重心から一番遠い頂点座標を抽出する。次いで、重心座標とその重心から一番遠い頂点座標までの距離を算出し、ドット４の半径とする。
【００９７】
そして、図１４（Ｂ）に示すように、算出された重心を中心として、算出された半径によって円を作成する。このようにして、図１４（Ａ）の菱形形状の図形は、図１４（Ｂ）の円形状の図形に変換される。
さらに、図１４（Ｂ）の円形状の図形を図１４（Ｃ）の正方形に変換する。この正方形は、作成された図１４（Ｂ）に示す円形状の図形と重心が同じで、各辺の長さは図１４（Ｂ）に示す円形状の図形の半径の２倍（直径）である。すなわち、図１４（Ｂ）に示す円形状の図形に外接する正方形である。この正方形を構成する２対辺はＸ軸と平行であるように形成され、他の２対辺はＹ軸と平行になるように形成される。
【００９８】
このように、算出された重心座標と半径情報から、図１４（Ａ）に示す図形を、図１４（Ｂ）に示す図形を介して図１４（Ｃ）に示す正方形に変換する。この操作をマーキングされた全てのドット４に対して行なう。
なお、本実施形態においては、図１４（Ａ）に示す図形を、図１４（Ｂ）に変換した後、図１４（Ｃ）に示す正方形に変換したが、この変換方法に限られるものではない。すなわち、図１４（Ａ）に示す図形に対し輪郭抽出処理を行い、輪郭抽出処理によって得られた図形が内接する正方形を形成することにより変換を行ってもよい。
【００９９】
そして、正方形に変換されたドット４の画像を結合して黒色のセル３，変形セル３ａを形成する。このとき、セル３は、矩形状に認識される。また、図５（Ａ）で示される変形セル３ａは、図５（Ｂ）で示すような矩形の組合せからなる形状として認識される。
【０１００】
そして、２次元コード生成処理（ステップＳ１２３）では、これら黒色のセル３，変形セル３ａからなる２次元コード１を仮想的に形成する。変換過程で発生する座標のズレ等はこの段階で補正される。このとき、変形セル３ａをセル３と同様に扱って、矩形セルで構成された完全な２次元コードを別途記憶するように構成してもよい。この場合は、不完全な形状の変形セル３ａを有する２次元コード１と完全な形状のセル３のみを有する２次元コードの双方を記憶する。
【０１０１】
なお、本実施形態のセル３は、ドット４を１０×１０に配列した例であるが、欠落領域を有する変形セル３ａと完全なセル３とを明確に区別できれば、ドット４の配列は１０×１０に限らない。
【０１０２】
なお、上述の２次元コード化処理（ステップＳ１２０）では、各ドット４を個々に切り出し、セル３又は変形セル３ａを再構築して認識するため、変形セル３ａの形状を確実に特定することができる。
ただし、セル３ａの形状を特定できれば、上述のようにドット分解処理やセル変換処理を行わず、２次元コード１をセル毎に分離して認識し、さらにセル毎に輪郭を直接認識するように簡易に処理してもよい。
【０１０３】
次いで、２次元コード１に埋め込まれた暗号鍵の抽出が行われる（ステップＳ１３０）。この処理では、図１５に示すように、２次元コード１のすべてのセルについて、配列順に変形セル３ａであるか否かが判別される（ステップＳ１３１）。
【０１０４】
すなわち、鍵変換テーブル３７には、変形セル３ａの形状，変形セル３ａと記号（又は文字）との対応及び記号列と文字との対応を表わす変換データが記憶されており、ステップＳ１３１では、対象のセルの形状が、鍵変換テーブル３７に記憶された変形セル３ａの形状の内、いずれかの形状と同一又は相似形若しくは同一又は相似形と評価できるか否かについて判別する。
【０１０５】
対象のセルの形状が、鍵変換テーブル３７に記憶された変形セル３ａの形状と同一又は相似形と評価できないときは（ステップＳ１３１；ＮＯ）、ステップＳ１３１を繰り返して次の順番のセルの判別が行われる。
【０１０６】
一方、対象のセルの形状が、鍵変換テーブル３７に記憶された変形セル３ａの形状と同一又は相似形と評価できると判別された場合（ステップＳ１３１；ＹＥＳ）、鍵変換テーブル３７に基づいて、対象のセルの形状に対応する記号が選択され、データメモリ３８に記憶される（ステップＳ１３２）。
【０１０７】
次にステップＳ１３３では、その対象のセルが２次元コード１のうち最後の順番に相当するセルであるか否かが判別される。そのセルが最後のセルでない場合は（ステップＳ１３３；ＮＯ）、次のセルに進むべくステップＳ１３１に戻る。
【０１０８】
一方、そのセルが最後のセルである場合は（ステップＳ１３３；ＹＥＳ）、２次元コード１に含まれる全ての変形セル３ａに対応する記号が順に記憶されていることになるので、ステップＳ１３４に進む。
ステップＳ１３４では、この記憶された記号列について、鍵変換テーブル３７に基づいて、文字列に変換する処理が行われる。なお、変形セル３ａが直接、文字を表わしている場合は、ステップＳ１３４の処理を行う前に文字列が記憶されていることになる。
【０１０９】
このようにして抽出された埋込情報（復号鍵としての暗号鍵）は、データメモリ３８に記憶される（ステップＳ１３４）。そして、データメモリ３８に記憶された暗号鍵を表示部３１に表示させたり、出力部３２に出力したりすることができる。このように２次元コード１に埋め込まれた暗号鍵を符号化する処理は、鍵抽出プログラムによって行われる。
【０１１０】
次に、２次元コードの逆変換処理が行われる（ステップ１４０）。この処理は、ステップＳ１２３で生成された２次元コード１を、公知の方法で符号列に変換するものであり、本例では、逆変換プログラムに基づいて、文字列に変換される。ただし、この処理で得られる文字列は、暗号化データである。なお、この処理では、変形セル３ａはセル３と同等に扱われる。
【０１１１】
そして、ステップＳ１３４で抽出された暗号鍵を用いて、復号化プログラムによって、暗号化データの復号化が行われる。これにより、元データが復元される。復号化されたデータは、データメモリ３８に記憶される。
以上のようにして、読取装置Ｓ２によって、２次元コード１を読み取り、２次元コード１の有する情報を復号化して、表示及び出力させることができる。
【０１１２】
なお、上記実施の形態では、２次元コード１の読取工程において、ステップＳ１３０で暗号鍵を抽出してから、ステップＳ１４０で２次元コード１を文字列に変換し、得られた暗号化データを暗号鍵を用いて復号化しているが、これに限らず、ステップＳ１２０で２次元コード１を暗号化データに変換してから、ステップＳ１３０で暗号鍵を抽出し、続いて、ステップＳ１４０で暗号化データを暗号鍵を用いて復号化してもよい。
【０１１３】
なお、上記実施形態では、変形セル３ａが複数種類設定されていたが、これに限らず、変形セル３ａの種類は１種類であって、セル３との組合せのみによって文字情報を表わすようにしてもよい。例えば、セル３ａと変形セル３ａの間に位置するセル３の数に特定の意味を持たせるようにすることができる。また、変形セル３ａが連続して形成された場合の変形セル３ａの連続数に特定の意味を持たせるようにすることができる。
【０１１４】
なお、上記実施形態では、２次元コード１をドットマーキング方式で形成していることにより、微小な各セルを構成するドット４が位置精度良く配置される。これにより、変形セル３ａを精度良く形成することができ、変形セル３ａの読み取り精度が向上される。したがって、この方式にて２次元コードを形成することが望ましい。
【０１１５】
しかし、これに限らず、変形セル３ａの精度を確保できれば、ベクトルマーキング方式で形成してもよい。また、上記実施形態では、レーザマーキング方式で２次元コードを形成しているが、印刷方式にて形成してもよい。
【０１１６】
また、上記実施の形態では、セル３に欠落領域を設けることにより、変形セル３ａを形成していたが、これに限られるものではない。例えば、セル３を構成するドット４のステップサイズや直径を異ならせたものを、変形セル３ａとすることもできる。この場合、変形セル３ａは、基準となる濃度を有するセル３と濃度が異なることにより区別される。そして、濃度に応じて、鍵変換テーブル１７，３７に変形セル３ａを登録しておくことができる。
【０１１７】
また、上記実施の形態では、データを暗号化するために用いる暗号鍵が、暗号化データを復号化するために用いる復号鍵を兼用する構成であった。しかし、これに限らず、暗号鍵と復号鍵とが別々であってもよい。
この場合、２次元コード１に埋め込まれるのは、暗号鍵ではなく、復号鍵となる。
【０１１８】
また、上記実施の形態では、２次元コードの形成装置に相当するレーザマーキング装置Ｓ１は、２次元コード１をワークＷにマーキングするために、レーザマーカーＢを備える構成であったが、これに限らず、プリンタ等によって２次元コード１を印字する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザマーキング装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るレーザマーカーの構成を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る読取装置の構成を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る２次元コードの説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る２次元コードの変形セルの説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る変形セルの説明図である。
【図７】暗号鍵を埋め込む処理の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るレーザマーキング工程の流れ図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る暗号化処理の流れ図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る暗号鍵埋込処理の流れ図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る２次元コードの読取工程の流れ図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るトリミング処理の説明図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る２次元コード化処理の流れ図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る２次元コード化処理の説明図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る埋込情報復号化処理の流れ図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１ ２次元コード
２，３ セル
３ａ 変形セル
４ ドット
５ 画像領域確定線
１０ 入力部
１１ 表示部
１２ 出力部
１３ 入出力部
１６ 記憶部
１７ 鍵変換テーブル
１８ データメモリ
３０ 入力部
３１ 表示部
３２ 出力部
３６ 記憶部
３７ 鍵変換テーブル
３８ データメモリ
４２ コントローラ
Ａ 制御装置
Ｂ レーザマーカー
Ｃ 本体部
Ｄ イメージ取込部
Ｉ 通信回線
Ｓ１ レーザマーキング装置
Ｓ２ 読取装置
Ｗ 被マーキング体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元コード，２次元コードの形成装置及び形成方法並びに２次元コードの読取装置及び読取方法に係り、特にデータの秘匿性を有する２次元コード、該２次元コードの形成装置及び形成方法、並びに前記２次元コードの読取装置及び読取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、白黒の明暗模様のマトリクスで表わされる２次元コードに情報を変換する技術が知られている。そして、機密保持に有効な２次元コードを利用した暗号化情報格納方法および装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の技術は、暗号化対象であるデータ，パスワードをそれぞれ２次元コード化し、これら２つの２次元コードをもとに所定の処理を行うことにより、暗号化データの２次元コード，復号鍵となる２次元コードの２つの２次元コードを生成するものである。
【０００４】
これら暗号化データの２次元コード，復号鍵となる２次元コードは、同じ印刷物に印刷される。これらの２次元コードは、２次元コードリーダーで読み取っても、第三者には意味不明のデータである。
もとのデータを復号化するときには、これら２つの２次元コードを読み取って、生成時と逆の処理を行う必要がある。
【０００５】
また、数十μｍオーダーの微細なセルからなる２次元コードを物品表面に形成する技術として、ドットマーキング方式の２次元コード形成方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献２の２次元コード形成方法によれば、レーザビームを間欠的に制御して、被マーキング体表面に焼付けることにより直径が数十μｍのドットが形成される。セルは、このドットの焼付け位置を精度良く制御してｎ×ｍ（ｎ，ｍは自然数）の矩形状に整列させることにより形成される。
【０００７】
そして、このセルをマトリクス状に配列することにより、全体としても高い位置精度を有する２次元コードが形成される。特許文献２の技術では、レーザビームを照射することによって２次元コードを形成することができるので、種々の素材からなる物品に対して２次元コードを付することができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１８８４６９号公報（第２−４頁、第１−５図）
【特許文献２】特許第２９１３４７５号公報（第１−４頁、第１−７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１の技術では、暗号化により、２次元コードの有するデータの秘匿性を高めることはできるが、対象となるデータを有する２次元コードと、復号鍵となる２次元コードを一対のものとして扱わなくてはならない。したがって、書込み時には、復号鍵を表わす２次元コード用の余分のスペースが必要になるという不都合があり、読込み時には、２つの２次元コードをそれぞれ読み取る操作が必要になるので処理に手間が掛かるという不都合があった。
【００１０】
また、特許文献２の技術では、種々の素材からなる物品に対して２次元コードを付することができるものの、その２次元コードの有するデータを秘匿することはできなかった。
【００１１】
本発明の目的は、上記問題点を解決することにあり、データの秘匿性を高めると共に、読み取り操作等の運用が容易な２次元コード，２次元コードの形成装置及び形成方法並びに２次元コードの読取装置及び読取方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題は、本発明によれば、暗色及び明色の単位セルがマトリクス状に配列された２次元コードであって、該２次元コードは、前記暗色及び明色の単位セルの配列によって、元データを暗号化した暗号化データを表わし、前記暗色の単位セルには、基準となる形状又は基準となる濃度と異なる形状又は濃度を有する変形セルが含まれ、該変形セルは、前記暗号化データから前記元データを復号化するための復号鍵を表わすことにより解決される。
【００１３】
本発明の２次元コードは、通常の２次元コードと同様に暗色及び明色の単位セルがマトリクス状に配列されたものであるが、通常の２次元コードと異なり、本発明の２次元コードを構成する暗色の単位セルには、基準となる形状又は基準となる濃度と異なる形状又は濃度を有する変形セルが含まれる。
【００１４】
本発明の２次元コードは、暗号化データを単位セルの配列により表わしており、暗号化データは、復号鍵を用いることによって元データに復号化することができる。そして、変形セルは、この復号鍵を表わしている。
【００１５】
したがって、本発明の２次元コードは、通常の２次元コードリーダーで読み取ると、第三者には意味不明な暗号化データが出力されるだけであり、元データの秘匿性が確保される。
【００１６】
そして、暗号化データを復号化するための復号鍵は、２次元コード内に埋め込まれた変形セルで表わされる。このように、本来のデータ部分と復号鍵を表わす部分とが、一箇所に集中しているので、取扱いやマーキングする上で、運用が煩雑とならない。また、一箇所に集中しているので、これらを別々に読み取る動作が不要となり、読み取り操作が簡単となる。
【００１７】
また、前記基準となる形状を有する暗色の単位セルは、レーザビームの照射により形成されるドットをｎ×ｍ（但しｎ、ｍは自然数）に縦横に配置して形成され、前記変形セルは、前記ｎ×ｍ（但しｎ、ｍは自然数）に縦横に配置されるドットのうち、１又は２以上のドットが欠落した状態に形成されてなるように構成することが可能である。
【００１８】
このように、レーザビームによるドットマーキング方式によって２次元コードを形成することにより、セルを構成する各ドットを精度良く配置することが可能であり、変形セルによって形成される埋込情報の読み取り誤差を極めて低減することができる。
【００１９】
また、前記基準となる濃度を有する暗色の単位セルは、レーザビームの照射により形成されるドットをｎ×ｍ（但しｎ、ｍは自然数）に縦横に配置して形成され、前記変形セルは、形成される前記ドットの大きさ又は数が、前記基準となる濃度を有する暗色の単位セルと異なるように構成することが可能である。
【００２０】
このように、レーザビームによるドットマーキング方式によって２次元コードを形成することにより、セルを構成するドットの大きさやステップサイズを変更することにより、暗色セルの濃度を変更することが可能である。このように、暗色セルの濃度を変更することにより、濃度が異なる変形セルを構成することができる。
【００２１】
上記２次元コードは、前記変形セルと記号とを対応付ける鍵変換テーブルを記憶する記憶部と、前記暗号化データを２次元コード化する処理，前記鍵変換テーブルに基づいて記号からなる前記復号鍵を前記変形セルに変換する処理，前記暗号化データが変換された２次元コードを構成する暗色の単位セルと前記復号鍵が変換された変形セルとを置き換える処理，を行う制御部と、を備える２次元コードの形成装置によって形成することができる。
【００２２】
また、上記２次元コードは、前記暗号化データを取得する工程と、前記暗号化データを２次元コード化する工程と、前記変形セルと記号とを対応付ける鍵変換テーブルに基づいて、記号からなる前記復号鍵を前記変形セルに変換する工程と、前記暗号化データが変換された２次元コードを構成する暗色の単位セルと前記復号鍵が変換された変形セルとを置き換える工程と、を備える２次元コードの形成方法によって形成することができる。
【００２３】
また、上記２次元コードは、この２次元コードを取り込む取込部と、前記変形セルと記号とを対応付ける鍵変換テーブルを記憶する記憶部と、前記取込部から取り込まれた２次元コードから前記変形セルを抽出して前記鍵変換テーブルに基づいて記号からなる前記復号鍵を算出する処理，前記取込部から取り込まれた２次元コードを逆変換して前記暗号化データを算出する処理，該復号鍵を用いて前記暗号化データを復号化する処理，を行う制御部と、を備える２次元コードの読取装置によって読み取ることができる。
【００２４】
また、上記２次元コードは、この２次元コードを取り込む工程と、取り込まれた２次元コードから前記変形セルを抽出して、前記変形セルと記号とを対応付ける鍵変換テーブルに基づいて記号からなる前記復号鍵を算出する工程と、取り込まれた２次元コードを逆変換して前記暗号化データを算出する工程と、前記復号鍵を用いて前記暗号化データを復号化する工程と、を備える２次元コードの読取方法によって読み取ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の２次元コードによれば、元データが暗号化された暗号化データを、２次元コード化して、暗色及び明色の単位セルの配列によって暗号化データを表わすと共に、この２次元コードを構成する変形セルによって暗号化データを復号するための復号鍵を表わすことができる。
【００２６】
これにより、２次元コードの秘匿性を向上させることができる。また、復号鍵が２次元コード内に埋め込まれているので、取扱いやマーキングする上で、運用が煩雑とならない。さらに、復号鍵が２次元コード内に埋め込まれているので、復号鍵を別途読み取る動作が不要となり、読み取り操作が簡単となる。
【００２７】
このように本発明では、データの秘匿性を高めると共に、読み取り操作等の運用が容易な２次元コード，２次元コードの形成装置及び形成方法並びに２次元コードの読取装置及び読取方法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】
【００２８】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材、配置、構成等は、本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
【００２９】
図１〜図１５は、本発明の一実施形態に係るものであり、図１はレーザマーキング装置の全体構成を示す説明図、図２はレーザマーカーの構成を示す説明図、図３は読取装置の構成を示す説明図、図４は２次元コードの説明図、図５は２次元コードの変形セルの説明図、図６は変形セルの説明図、図７は暗号鍵を埋め込む処理の説明図、図８はレーザマーキング工程の流れ図、図９は暗号化処理の流れ図、図１０は暗号鍵埋込処理の流れ図、図１１は２次元コードの読取工程の流れ図、図１２はトリミング処理の説明図、図１３，図１４は２次元コード化処理の流れ図，説明図、図１５は埋込情報復号化処理の流れ図である。
【００３０】
本発明の２次元コードは、元データを暗号鍵によって暗号化し、暗号化されたデータ（以下、「暗号化データ」という）を２次元コード化したものである。そして、本発明の２次元コードには、復号鍵が透かし情報として埋め込まれている。以下に示す実施の形態では、暗号鍵が、復号鍵を兼用する構成である。
【００３１】
本発明の２次元コードは、一般の２次元コードリーダーで読み取ると、意味不明の暗号化データが表示されるだけであり、その２次元コードが有するデータを解読することはできない。
したがって、本発明の２次元コードでは、第三者にデータの内容を知られることなく、秘匿した状態に保持することができる。
【００３２】
また、本発明の２次元コードには、透かし情報として、暗号鍵が埋め込まれているので、他の箇所に印字等された暗号鍵を別途取得する必要が無い。したがって、本発明の２次元コードは、２次元コードのみでデータを復号化することができるので、取扱いが容易である。
【００３３】
本発明の２次元コードの形成装置は、上記２次元コードを生成するものであり、元データを取得して、取得した元データを暗号鍵を用いて暗号化して暗号化データを算出し、この暗号化データを２次元コードに変換すると共に、その２次元コードに暗号鍵を埋め込むことができるものである。
【００３４】
また、本発明の２次元コードの読取装置は、暗号鍵が埋め込まれた２次元コードから、透かし情報としての暗号鍵を抽出すると共に、２次元コードを読み取って暗号化データを取得し、暗号化データを暗号鍵によって復号化することができるものである。
【００３５】
上記２次元コードは、暗色及び明色の単位セルがマトリクス状に配列されてなるものである。２次元コードの種別としては、例えば、ＱＲコード，Ｄａｔａ Ｍａｔｒｉｘ等である。
そして、暗号鍵は、基準となる単位セルとは異なる形状の変形セルの組合せによって表現される。暗号鍵は、基準となる単位セルの代わりに変形セルを配置することにより、２次元コードに埋め込み情報（透かし情報）として埋め込まれる。
【００３６】
本実施形態に係る２次元コードは、ドットマーキング方式により形成されたものである。ドットマーキング方式とは、被マーキング体に複数のドットを形成することにより２次元コードを作成する方式を指し、本明細書においては、レーザマーキング方式及び印刷方式の双方を含むものとする。また、印刷方式によれば、矩形状のセル又は変形セルを、ドットマーキングによらずに印刷表示してもよい。
【００３７】
なお、レーザマーキングによるドットマーキング方式とは、被マーキング体の表面に平面視で略円形のマーキング痕であるドットを複数形成することによりマーキングを行う方式である。
【００３８】
図１は、本実施形態に係るレーザマーキング装置Ｓ１の全体構成を示す説明図である。
このレーザマーキング装置Ｓ１は、２次元コード、文字、図形、記号、画像などのマーキングパターンをワーク（被マーキング体）Ｗにマーキングするのに好適に使用されるものであり、主に制御装置Ａと、レーザマーカーＢとから構成されている。レーザマーキング装置Ｓ１は、２次元コードの形成装置に相当する。
【００３９】
制御装置Ａは、マーキングすべき元データの取得、暗号鍵の指定、取得した元データの暗号化、暗号化データのマーキングパターンへの変換、マーキングパターンへの暗号鍵の埋め込み、マーキングパターンの出力等を行う。
【００４０】
制御装置Ａは、元データ等を入力するための入力部１０と、ＣＲＴ，ＬＣＤ等の表示部１１と、プリンタ等から構成される出力部１２と、通信回線Ｉとの入出力インターフェースである入出力部１３と、各種データ等を記憶する記憶部１６と、これらを制御する制御部としてのＣＰＵ１４等から構成されている。本実施形態における制御装置Ａは、パーソナルコンピュータで構成することができる。
【００４１】
本例の制御装置Ａでは、入力部１０や入出力部１３からマーキング用の元データを取り込むことができ、取り込まれた元データは記憶部１６内に格納される。マーキング用の元データは、テキストデータ，画像データ等の電子データである。入力部１０は、マウス，キーボード，スキャナ，タブレット，ＣＣＤカメラ，デジタルカメラ等から構成することが可能である。
【００４２】
記憶部１６は、全体の制御を行うための制御プログラム等を記憶する主記憶部と、一時的にデータを記憶する作業領域として使用されるＲＡＭと、取り込んだデータや変換されたマーキングパターン等を格納するための記憶領域であるデータメモリ１８等から構成されている。
【００４３】
制御プログラムには、暗号鍵を用いて取り込まれた元データを暗号化する暗号化プログラム、暗号化データを２次元コード形式のマーキングパターンに変換するための変換プログラム、マーキングパターンに暗号鍵を埋め込む鍵埋込プログラム等が含まれる。
【００４４】
主記憶部には、さらに、鍵変換テーブル１７が記憶されている。鍵変換テーブル１７には、復号鍵を兼用する暗号鍵の記号列を変形セルの組合せ列（配列）に変換するための変換データが記憶されている。
【００４５】
また、記憶部１６には、パラメータ情報が記憶されている。パラメータ情報は、レーザマーキングを行う際の条件を設定したものである。この条件としては、レーザ周波数、出力、印字回数、ビーム径、照射時間等がある。これらの条件は、レーザマーキングを行う際に設定され、ＣＰＵ１４により読み込まれる。
【００４６】
また、２次元コードのサイズ、単位セルのサイズ、ドットの間隔であるステップサイズ、ドットの大きさ等の設定が、入力部１０から行われる。ＣＰＵ１４は、これらの設定に基づいて、マーキングパターンを決定する。
【００４７】
制御装置Ａは、マーキングパターンをレーザマーカーＢへ出力して、被マーキング体Ｗにマーキングパターンをレーザマーキングさせる。このとき、制御装置Ａは、マーキングパターンを表わすデータと共に、マーキング条件を含む制御信号を送出する。
【００４８】
制御装置ＡとレーザマーカーＢは、ケーブルによって直接、接続する構成としてもよいし、無線ＬＡＮやインターネット等の情報通信網を介して接続するように構成してもよい。
このように構成されていると、別の場所や遠隔地より指示及びデータを送信してレーザマーカーＢを制御することが可能となる。例えば、制御室等に制御装置Ａを設置し、作業室にレーザマーカーＢを設置するような構成、本社に制御装置Ａを設置し、各地の工場にレーザマーカーＢを設置するような構成、が可能となる。
【００４９】
レーザマーカーＢは、従来公知のものであり、例えばＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＵＶレーザ、グリーンレーザ等がある。
本実施形態では、制御装置ＡとレーザマーカーＢとが１対１で設置されている構成を示しているが、制御装置Ａに対して複数のレーザマーカーＢを接続し、被マーキング材に応じて、適切なレーザ光を出射するレーザマーカーＢが選択される構成としても良い。
【００５０】
レーザマーカーＢの一例として、本実施形態において使用されるＹＡＧレーザ装置の構成を図２に示す。
レーザマーカーＢにおいて、ＹＡＧレーザ発振機５０から出力されたレーザ光は、レベリングミラー５６により光路を変更され、アパーチャ５５によりビーム径を絞られた後、ガリレオ式エキスパンダ５７によりビーム径を広げられる。
更に、アパーチャ５８によりビーム径を調整された後、アッテネータ４６により減衰されてから、ガルバノミラー４７により光路を変更及び調整され、ｆθレンズ５９で集光されて、被マーキング体Ｗに照射される。
【００５１】
ＹＡＧレーザ発振機５０には、ピーク出力（尖頭値）の極めて高いパルスレーザ光を得るための超音波Ｑスイッチ素子４３が設けられている。本例のレーザマーカーＢでは、所定回数のＱスイッチパルスで１個のドット４がマーキングされるように構成されている。
【００５２】
ＹＡＧレーザ発振機５０は、更に全面反射鏡５１、内部アパーチャ５２、ランプハウス５３、内部シャッタ４４、出力鏡５４を備えており、ＹＡＧレーザ発振機５０の出力側には外部シャッタ４５が設けられている。
コントローラ４２は、上記Ｑスイッチ素子４３、内部シャッタ４４、外部シャッタ４５、アッテネータ４６、ガルバノミラー４７を、制御装置Ａから送信されたデータ及び制御信号に基づいて制御する。
【００５３】
次に、図３に本実施形態の読取装置Ｓ２の構成を示す。読取装置Ｓ２は、本体部Ｃとイメージ取込部Ｄとを備えて構成されている。
本体部Ｃは、操作信号や電子データ等を入力するための入力部３０と、イメージ取込部Ｄによって読み取ったイメージデータやこれを復号化したデータを表示する表示部３１と、イメージデータ及び復号化データの印字や電子媒体への出力等を行う出力部３２と、記憶部３６と、これらを制御する制御部としてのＣＰＵ３４等から構成されている。
【００５４】
イメージ取込部Ｄは、ＣＣＤカメラ等から構成され、本体部Ｃからの操作信号に基づいて２次元コードをデジタル画像として取り込んで、本体部Ｃへ出力するものである。入力部３０から電子データとして２次元コードデータを取り込んでもよく、入力部３０とイメージ取込部Ｄによって取込部を構成する。
【００５５】
記憶部３６は、制御プログラム等を記憶する主記憶部と、作業領域等として用いられるＲＡＭと、イメージ取込部Ｄから取り込んだイメージデータやイメージデータを復号化したデータを記憶する記憶領域であるデータメモリ３８等を備えている。
【００５６】
制御プログラムには、２次元コードを符号データに逆変換する逆変換プログラム、２次元コードに含まれている埋め込み情報を読み取る鍵抽出プログラム、２次元コードから復号化されたデータを暗号鍵を用いて元データに復号化する復号化プログラム等が含まれる。
【００５７】
主記憶部には、さらに、鍵変換テーブル３７が記憶されている。
鍵変換テーブル３７には、２次元コードに埋め込まれた変形セルの配列を記号の配列に変換するための変換データが記憶されている。
【００５８】
次に、本実施形態の埋込情報（透かし情報）を備えた２次元コード１について説明する。
本実施形態の２次元コード１は、車両，電気・機械製品，建築物，カード等の物品全般に付すことができるラベルに表示されるものである。ラベルは、金属製，合成樹脂製，ガラス製のプレート等に付されていても良い。
【００５９】
本例の２次元コード１は、例えば、車両に関する情報を暗号鍵を用いて暗号化し、その暗号化データを２次元コード化してマーキングしたものである。車両に関する情報には、機密情報を含んでいても良い。さらに、本例の２次元コード１には、上述のように復号鍵を兼用する暗号鍵が埋め込まれている。
【００６０】
図４（Ａ）は、２次元コード１の一例である。２次元コード１は、矩形状の単位セルである白色のセル２及び黒色のセル３が縦横にマトリクス状に配列されたものである。図４（Ａ）では理解の容易のため１０セル×１０セルのマトリクス形状で表わしている。
【００６１】
なお、本実施形態の２次元コード１は、ドットマーキング方式にてレーザマーキングにより形成されたものである。そして、図中、白色のセル２は被マーキング体Ｗの表面が直接露出しているものであり、黒色のセル３はレーザマーキングにより変色して形成されたものである。つまり、セル３は、マーキング（印刷含む）されたセルである。
【００６２】
図４（Ｂ）は、黒色のセル３の拡大図である。セル３は、レーザマーカーＢからのレーザビームによって形成された平面視略円形のドット４が、縦横にｎ×ｍ（ｎ，ｍは自然数）に配列され全体として矩形状に形成されている。本例のセル３の場合は、ドット４が１０×１０の配列となっている。
また、ドット４は直径が数十μｍ〜数百μｍ程度である。本例のセル３のドット４は、中心が直径に等しいステップサイズだけ水平及び垂直方向に離間して配列されており、セル３は略正方形に形成されている。
【００６３】
このように所定のステップサイズごとに規則正しくドット４が配列されるよう、制御装置Ａは、レーザマーカーＢに形成すべき全てのドット４について位置情報，レーザ照射時間，ドット径等の制御情報を含んだ制御信号を送出している。これを受けてレーザマーカーＢのコントローラ４２は、上述のようにＱスイッチ素子４３、内部シャッタ４４、外部シャッタ４５、アッテネータ４６、ガルバノミラー４７を制御する。
【００６４】
次に、本例の２次元コード１に埋め込まれた埋込情報（透かし情報）について説明する。
本例の２次元コード１には、図５に示すような変形セル３ａが一部に含まれている。この変形セル３ａは、基準となる黒色のセル３の一部が、欠落したように形成されたものである。すなわち、変形セル３ａには、１０ドット×１０ドットのレーザ照射位置の一部に、ドット４が形成されていない領域がある。
【００６５】
図５（Ａ）の変形セル３ａでは、下側端に２箇所のドット４の欠落領域がある。それぞれの欠落領域は、２ドット×２ドット分である。
つまり、本実施形態の２次元コード１は、白色のセル２及び黒色のセル３の矩形状の単位セルからなり、黒色の単位セル３には、基準となる矩形状の単位セルとは形状が異なる変形セル３ａが含まれている。
【００６６】
このような変形セル３ａは、後述するように読取装置Ｓ２によって、図５（Ｂ）のように認識される。なお、本例では、２次元コード１をレーザビームによるドットマーキング方式にて形成しており、各ドット４の位置精度が高く、２次元コード１に含まれる変形セル３ａの読み取り誤差が極めて低減されている。
【００６７】
本例の変形セル３ａは、２ドット×２ドット分の欠落領域を有するものである。そして、変形セル３ａは、この欠落領域の配置によって記号を表わしている。図６に、各記号に対応付けられた変形セル３ａを例示する。
【００６８】
図６（Ａ）〜（Ｊ）は、「０」〜「９」の１０の記号に対応付けた形状を表わしている。同図（Ａ）では、下端左寄りの白抜き部分を基準として、この部分のみが欠落している形状を「０」に対応付けている。そして、同図（Ｂ）〜（Ｊ）では、この欠落部分に加えてさらに別の欠落部分との組合せにより、「１」〜「９」の記号を表わしている。「１」〜「９」にかけて、別の欠落部分は反時計方向に移動するようになっている。
【００６９】
本例では、上述のように、図６（Ａ）〜（Ｊ）に示す変形セル３ａによって０〜９の数字（記号）を表わしている。
このような変形セル３ａと記号とを対応付けた対照データが、鍵変換テーブル１７、３７に記憶されている。
【００７０】
本例では、１つの変形セル３ａにつき、１つの記号を対応付けていたが、これに限らず、複数の変形セル３ａの組合せによって多くの記号（数字、アルファベット、ひらがな、カタカナ、漢字等）を表わすようにしてもよい。
例えば、３つの変形セル３ａの組合せによって１０００（＝１０×１０×１０）通りの記号を表わすことができ、これらに数字、アルファベット等を対応付けることができる。
【００７１】
２次元コード１は、上述のように白色のセル２と黒色のセル３（及び変形セル３ａ）とで構成されているが、セル３のうちの一部に変形セル３ａを含ませることにより情報（暗号鍵）を埋め込んでいる。
【００７２】
レーザマーキング装置Ｓ１では、読み込んだデータを指定された暗号鍵によって暗号化し、暗号化データを２次元コード形式のマーキングパターンに変換している。
そして、レーザマーキング装置Ｓ１では、暗号鍵が、鍵変換テーブル１７によって、変形セル３ａの配列に変換され、さらに、この変形セル３ａの配列が、マーキングパターンの黒色のセル３に置き換えられる。
【００７３】
図７は、暗号鍵を埋め込む処理の概要の説明図である。同図（Ａ）に示すように、暗号鍵に「１２３４」が指定されたとする。そして、この暗号鍵は、レーザマーキング装置Ｓ１によって、鍵変換テーブル１７に基づいて、同図（Ｂ）に示すような変形セル３ａの配列に変換される。
【００７４】
そして、この変形セル３ａの配列は、同図（Ｃ）に示すように、黒色のセル３と置換されることにより、２次元コード１に埋め込まれる。
【００７５】
なお、図７の例では、変形セル３ａは、黒色のセル３が配列されるべき位置に、連続して配置されているが、これに限らず、変形セル３ａは任意に配置してもよい。例えば、変形セル３ａの間に黒色のセル３が複数配置されていてもよい。
【００７６】
図７（Ｃ）に示された２次元コード１を読み取るときには、読取装置Ｓ２によって、２次元コードの一般的な読み取り手法にしたがって、２次元コード１を符号の配列に逆変換する。ただし、逆変換されたデータ（符号列）は、暗号化データであるから、一般に意味をなさない記号の羅列となる。
【００７７】
一方、読取装置Ｓ２によって、変形セル３ａは選択的に読み取られ、仮想的に図７（Ｂ）のように配列される。そして、読取装置Ｓ２は、鍵変換テーブル３７に基づいて、変形セル３ａの仮想的な配列を記号に変換する。図７（Ｂ）の場合は、「１２３４」に変換される。このようにして、埋め込まれていた暗号鍵を抽出することができる。
【００７８】
また、例えば、２の変形セル３ａの組合せによって記号を表わす場合には、変形セル３ａの配列の頭から２つずつをペアにし、各ペアを記号に変換していけば、暗号鍵を抽出することができる。
そして、読取装置Ｓ２では、この暗号鍵に基づいて、上記意味をなさない記号の羅列である暗号化データが復号化される。
【００７９】
次に、図８〜図１０により、上記構成からなるレーザマーキング装置Ｓ１を用いて、ユーザーにより設定入力された情報を有する２次元コード１を被マーキング体Ｗにマーキングする方法について説明する。
【００８０】
図８にレーザマーキング方法の工程の流れを示す。
はじめに、情報取得工程（ステップＳ１０）において、被マーキング体Ｗにマーキングする元データを取得する。
すなわち、ユーザーが入力部１０から元データを入力すると、この元データはデータメモリ１８に一時的に記憶される。
【００８１】
次に、暗号化工程（ステップＳ２０）では、図９に示すように、まず、暗号鍵取得処理（ステップＳ２１）が行われる。この暗号鍵取得処理では、ユーザーによって入力部１０から暗号鍵の記号列（例えば、「１２３４」）が入力され、入力された暗号鍵の記号列が読み込まれてデータメモリ１８に一時的に記憶される。
【００８２】
ステップＳ２１で暗号鍵が指定されると、続いて情報暗号化処理（ステップＳ２２）が行われる。この処理では、ステップＳ１０でデータメモリ１８に記憶されたデータを、暗号鍵を用いて、所定の暗号化方法により暗号化する。本例のレーザマーキング装置Ｓ１では、暗号化プログラムによって暗号化が行われる。このとき、暗号化データは、データメモリ１８に一時的に記憶される。
【００８３】
暗号化工程が終了すると、２次元コード変換工程（ステップＳ３０）が行われる。この工程では、ステップＳ２２でデータメモリ１８に記憶された暗号化データを、単位セルからなる２次元コードに変換する。この場合の単位セルは、変形セル３ａを含まないセル２，３である。この２次元コード化は、変換プログラムに基づいて、公知の手法で行われる。
【００８４】
このとき、データ量及びセル２，３の大きさから２次元コード１のサイズが設定される。そして、セル２，３の大きさ、ドット４の大きさ、ステップサイズ等が決定される。セル３は、ドットマーキング方式によりｎ×ｍ（ｎ，ｍは自然数）に配列されたドット４で形成されるので、ｎ，ｍを適宜な値に設定してセルの大きさを選択することができる。
したがって、２次元コード１に含めるデータ量の大小にかかわらず、２次元コード１の大きさを一定とすることもできる。
【００８５】
ステップサイズ等を決定することにより、２次元コード１にマーキングすべきドット４の位置情報が算出される。これら２次元コード１を決定する設定データは、データメモリ１８に記憶される。
【００８６】
次いで、暗号鍵埋込工程（ステップＳ４０）が行われる。この工程では、図１０に示すように、まず、暗号鍵コード変換処理が行われる（ステップＳ４１）。この処理では、データメモリ１８に記憶された暗号鍵の記号列を、鍵変換テーブル１７に基づいて、変形セル３ａの配列に変換する。
【００８７】
そして、この変形セル３ａの配列は、ステップＳ３０で生成されたセル３の配置位置に、適宜にセル毎に分離され組み込まれる（ステップＳ４２）。
【００８８】
すなわち、本例では、あるセル３を変形セル３ａに入れ替える場合、入れ替えることによって生じるドット４の欠落領域の位置情報が算出され、ステップ３０で算出されたドット４の位置情報が書き換えられる。このように、２次元コード１に暗号鍵を埋め込む処理は、鍵埋込プログラムによって行われる。
【００８９】
そして、ステップＳ５０で２次元コード１は被マーキング体Ｗにレーザマーキングされる。制御装置ＡからレーザマーカーＢへ、上記設定データと共に、制御信号が送出され、レーザマーカーＢは、これらのデータに基づいて被マーキング体Ｗ上にレーザマーキングを行う。
【００９０】
なお、本例では、暗号鍵コード変換処理（ステップＳ４１）が、情報暗号化処理（ステップＳ２２）の後に行われるようになっているが、暗号鍵コード変換処理（ステップＳ４１）を情報暗号化処理（ステップＳ２２）の前に行うようにしてもよい。
【００９１】
次に、図１１〜図１５に基づいて、読取装置Ｓ２による２次元コード１の読取工程を示す。
先ず、２次元コード読取・記憶工程（ステップＳ１００）において、製品等にマーキングされた２次元コードを読み取り、記憶する。本実施形態では、イメージ取込部Ｄにより２次元コード１を撮影することにより２次元コード１を取込み、このデータをビットマップデータ等の所定のデータ形式の画像データに変換してデータメモリ３８に格納する。
【００９２】
２次元コード１は、イメージ取込部Ｄのレンズと２次元コード１とが平行になるような状態で撮影されるのが望ましい。
例えば、２次元コード１が一部画面から欠如した状態で撮影された場合、撮影角度により２次元コード１が歪んだ状態で撮影された場合、ピントが合っていない状態で撮影された場合等、正確に２次元コード１を解析できないおそれがある場合には、エラー表示及び再撮影指示を表示部３１に表示する。
【００９３】
次いで、トリミング処理工程（ステップ１１０）が行われ、取り込んだ画像データの画像領域を確定する。
まず、２次元コード１を含む画像は、図１２（Ａ）のように取り込まれる。取り込まれた２次元コード１を含む画像は、図１２（Ｂ）に示すように、画像領域確定線５が作成されると共に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿うように時計方向又は反時計方向に回転調整される。
【００９４】
そして、最終的に図１２（Ｃ）に示すように、画像領域確定線５に沿ってトリミングが施され、２次元コード１のみの画像が切り出される。この画像領域確定線５は、最小Ｘ座標が共通のセルの共通接線、最大Ｘ座標が共通のセルの共通接線、最大Ｙ座標が共通のセルの共通接線、最小Ｙ座標が共通のセルの共通接線、で構成される矩形状の図形を描く。
【００９５】
次いで、２次元コード化処理（ステップＳ１２０）によって、取り込まれた画像を２次元コード１として認識する。
この処理では、まず、図１３に示すようにドット分解処理（ステップＳ１２１）が行われる。ドット分解処理では、２次元コード１を構成する各ドット４が１個毎に分離される。図１４には、分離されたドット４の拡大図が示されている。
ビットマップ形式で記憶されている２次元コード１の各ドット４の形状は、図１４（Ａ）に示すように境界線が階段状となる菱形に近い形状となる。
【００９６】
セル変換処理工程（ステップＳ１２２）では、記憶されたビットマップデータの各セル（境界線が階段状の菱形形状）の重心の座標を抽出する。これは、セルを構成するピクセルの座標及び面積から演算される。
重心の座標が抽出した後、その重心から一番遠い頂点座標を抽出する。次いで、重心座標とその重心から一番遠い頂点座標までの距離を算出し、ドット４の半径とする。
【００９７】
そして、図１４（Ｂ）に示すように、算出された重心を中心として、算出された半径によって円を作成する。このようにして、図１４（Ａ）の菱形形状の図形は、図１４（Ｂ）の円形状の図形に変換される。
さらに、図１４（Ｂ）の円形状の図形を図１４（Ｃ）の正方形に変換する。この正方形は、作成された図１４（Ｂ）に示す円形状の図形と重心が同じで、各辺の長さは図１４（Ｂ）に示す円形状の図形の半径の２倍（直径）である。すなわち、図１４（Ｂ）に示す円形状の図形に外接する正方形である。この正方形を構成する２対辺はＸ軸と平行であるように形成され、他の２対辺はＹ軸と平行になるように形成される。
【００９８】
このように、算出された重心座標と半径情報から、図１４（Ａ）に示す図形を、図１４（Ｂ）に示す図形を介して図１４（Ｃ）に示す正方形に変換する。この操作をマーキングされた全てのドット４に対して行なう。
なお、本実施形態においては、図１４（Ａ）に示す図形を、図１４（Ｂ）に変換した後、図１４（Ｃ）に示す正方形に変換したが、この変換方法に限られるものではない。すなわち、図１４（Ａ）に示す図形に対し輪郭抽出処理を行い、輪郭抽出処理によって得られた図形が内接する正方形を形成することにより変換を行ってもよい。
【００９９】
そして、正方形に変換されたドット４の画像を結合して黒色のセル３，変形セル３ａを形成する。このとき、セル３は、矩形状に認識される。また、図５（Ａ）で示される変形セル３ａは、図５（Ｂ）で示すような矩形の組合せからなる形状として認識される。
【０１００】
そして、２次元コード生成処理（ステップＳ１２３）では、これら黒色のセル３，変形セル３ａからなる２次元コード１を仮想的に形成する。変換過程で発生する座標のズレ等はこの段階で補正される。このとき、変形セル３ａをセル３と同様に扱って、矩形セルで構成された完全な２次元コードを別途記憶するように構成してもよい。この場合は、不完全な形状の変形セル３ａを有する２次元コード１と完全な形状のセル３のみを有する２次元コードの双方を記憶する。
【０１０１】
なお、本実施形態のセル３は、ドット４を１０×１０に配列した例であるが、欠落領域を有する変形セル３ａと完全なセル３とを明確に区別できれば、ドット４の配列は１０×１０に限らない。
【０１０２】
なお、上述の２次元コード化処理（ステップＳ１２０）では、各ドット４を個々に切り出し、セル３又は変形セル３ａを再構築して認識するため、変形セル３ａの形状を確実に特定することができる。
ただし、セル３ａの形状を特定できれば、上述のようにドット分解処理やセル変換処理を行わず、２次元コード１をセル毎に分離して認識し、さらにセル毎に輪郭を直接認識するように簡易に処理してもよい。
【０１０３】
次いで、２次元コード１に埋め込まれた暗号鍵の抽出が行われる（ステップＳ１３０）。この処理では、図１５に示すように、２次元コード１のすべてのセルについて、配列順に変形セル３ａであるか否かが判別される（ステップＳ１３１）。
【０１０４】
すなわち、鍵変換テーブル３７には、変形セル３ａの形状，変形セル３ａと記号（又は文字）との対応及び記号列と文字との対応を表わす変換データが記憶されており、ステップＳ１３１では、対象のセルの形状が、鍵変換テーブル３７に記憶された変形セル３ａの形状の内、いずれかの形状と同一又は相似形若しくは同一又は相似形と評価できるか否かについて判別する。
【０１０５】
対象のセルの形状が、鍵変換テーブル３７に記憶された変形セル３ａの形状と同一又は相似形と評価できないときは（ステップＳ１３１；ＮＯ）、ステップＳ１３１を繰り返して次の順番のセルの判別が行われる。
【０１０６】
一方、対象のセルの形状が、鍵変換テーブル３７に記憶された変形セル３ａの形状と同一又は相似形と評価できると判別された場合（ステップＳ１３１；ＹＥＳ）、鍵変換テーブル３７に基づいて、対象のセルの形状に対応する記号が選択され、データメモリ３８に記憶される（ステップＳ１３２）。
【０１０７】
次にステップＳ１３３では、その対象のセルが２次元コード１のうち最後の順番に相当するセルであるか否かが判別される。そのセルが最後のセルでない場合は（ステップＳ１３３；ＮＯ）、次のセルに進むべくステップＳ１３１に戻る。
【０１０８】
一方、そのセルが最後のセルである場合は（ステップＳ１３３；ＹＥＳ）、２次元コード１に含まれる全ての変形セル３ａに対応する記号が順に記憶されていることになるので、ステップＳ１３４に進む。
ステップＳ１３４では、この記憶された記号列について、鍵変換テーブル３７に基づいて、文字列に変換する処理が行われる。なお、変形セル３ａが直接、文字を表わしている場合は、ステップＳ１３４の処理を行う前に文字列が記憶されていることになる。
【０１０９】
このようにして抽出された埋込情報（復号鍵としての暗号鍵）は、データメモリ３８に記憶される（ステップＳ１３４）。そして、データメモリ３８に記憶された暗号鍵を表示部３１に表示させたり、出力部３２に出力したりすることができる。このように２次元コード１に埋め込まれた暗号鍵を符号化する処理は、鍵抽出プログラムによって行われる。
【０１１０】
次に、２次元コードの逆変換処理が行われる（ステップ１４０）。この処理は、ステップＳ１２３で生成された２次元コード１を、公知の方法で符号列に変換するものであり、本例では、逆変換プログラムに基づいて、文字列に変換される。ただし、この処理で得られる文字列は、暗号化データである。なお、この処理では、変形セル３ａはセル３と同等に扱われる。
【０１１１】
そして、ステップＳ１３４で抽出された暗号鍵を用いて、復号化プログラムによって、暗号化データの復号化が行われる。これにより、元データが復元される。復号化されたデータは、データメモリ３８に記憶される。
以上のようにして、読取装置Ｓ２によって、２次元コード１を読み取り、２次元コード１の有する情報を復号化して、表示及び出力させることができる。
【０１１２】
なお、上記実施の形態では、２次元コード１の読取工程において、ステップＳ１３０で暗号鍵を抽出してから、ステップＳ１４０で２次元コード１を文字列に変換し、得られた暗号化データを暗号鍵を用いて復号化しているが、これに限らず、ステップＳ１２０で２次元コード１を暗号化データに変換してから、ステップＳ１３０で暗号鍵を抽出し、続いて、ステップＳ１４０で暗号化データを暗号鍵を用いて復号化してもよい。
【０１１３】
なお、上記実施形態では、変形セル３ａが複数種類設定されていたが、これに限らず、変形セル３ａの種類は１種類であって、セル３との組合せのみによって文字情報を表わすようにしてもよい。例えば、セル３ａと変形セル３ａの間に位置するセル３の数に特定の意味を持たせるようにすることができる。また、変形セル３ａが連続して形成された場合の変形セル３ａの連続数に特定の意味を持たせるようにすることができる。
【０１１４】
なお、上記実施形態では、２次元コード１をドットマーキング方式で形成していることにより、微小な各セルを構成するドット４が位置精度良く配置される。これにより、変形セル３ａを精度良く形成することができ、変形セル３ａの読み取り精度が向上される。したがって、この方式にて２次元コードを形成することが望ましい。
【０１１５】
しかし、これに限らず、変形セル３ａの精度を確保できれば、ベクトルマーキング方式で形成してもよい。また、上記実施形態では、レーザマーキング方式で２次元コードを形成しているが、印刷方式にて形成してもよい。
【０１１６】
また、上記実施の形態では、セル３に欠落領域を設けることにより、変形セル３ａを形成していたが、これに限られるものではない。例えば、セル３を構成するドット４のステップサイズや直径を異ならせたものを、変形セル３ａとすることもできる。この場合、変形セル３ａは、基準となる濃度を有するセル３と濃度が異なることにより区別される。そして、濃度に応じて、鍵変換テーブル１７，３７に変形セル３ａを登録しておくことができる。
【０１１７】
また、上記実施の形態では、データを暗号化するために用いる暗号鍵が、暗号化データを復号化するために用いる復号鍵を兼用する構成であった。しかし、これに限らず、暗号鍵と復号鍵とが別々であってもよい。
この場合、２次元コード１に埋め込まれるのは、暗号鍵ではなく、復号鍵となる。
【０１１８】
また、上記実施の形態では、２次元コードの形成装置に相当するレーザマーキング装置Ｓ１は、２次元コード１をワークＷにマーキングするために、レーザマーカーＢを備える構成であったが、これに限らず、プリンタ等によって２次元コード１を印字する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザマーキング装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るレーザマーカーの構成を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る読取装置の構成を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る２次元コードの説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る２次元コードの変形セルの説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る変形セルの説明図である。
【図７】暗号鍵を埋め込む処理の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るレーザマーキング工程の流れ図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る暗号化処理の流れ図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る暗号鍵埋込処理の流れ図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る２次元コードの読取工程の流れ図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るトリミング処理の説明図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る２次元コード化処理の流れ図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る２次元コード化処理の説明図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る埋込情報復号化処理の流れ図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１ ２次元コード
２，３ セル
３ａ 変形セル
４ ドット
５ 画像領域確定線
１０ 入力部
１１ 表示部
１２ 出力部
１３ 入出力部
１６ 記憶部
１７ 鍵変換テーブル
１８ データメモリ
３０ 入力部
３１ 表示部
３２ 出力部
３６ 記憶部
３７ 鍵変換テーブル
３８ データメモリ
４２ コントローラ
Ａ 制御装置
Ｂ レーザマーカー
Ｃ 本体部
Ｄ イメージ取込部
Ｉ 通信回線
Ｓ１ レーザマーキング装置
Ｓ２ 読取装置
Ｗ 被マーキング体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
暗色及び明色の単位セルがマトリクス状に配列された２次元コードであって、
該２次元コードは、前記暗色及び明色の単位セルの配列によって、元データを暗号化した暗号化データを表わし、
前記暗色の単位セルには、基準となる形状又は基準となる濃度と異なる形状又は濃度を有する変形セルが含まれ、
該変形セルは、前記暗号化データから前記元データを復号化するための復号鍵を表わすことを特徴とする２次元コード。
【請求項２】
前記基準となる形状を有する暗色の単位セルは、レーザビームの照射により形成されるドットをｎ×ｍ（但しｎ、ｍは自然数）に縦横に配置して形成され、
前記変形セルは、前記ｎ×ｍ（但しｎ、ｍは自然数）に縦横に配置されるドットのうち、１又は２以上のドットが欠落した状態に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の２次元コード。
【請求項３】
前記基準となる濃度を有する暗色の単位セルは、レーザビームの照射により形成されるドットをｎ×ｍ（但しｎ、ｍは自然数）に縦横に配置して形成され、
前記変形セルは、形成される前記ドットの大きさ又は数が、前記基準となる濃度を有する暗色の単位セルと異なることを特徴とする請求項１に記載の２次元コード。
【請求項４】
請求項１に記載の２次元コードを形成するための形成装置であって、
前記変形セルと記号とを対応付ける鍵変換テーブルを記憶する記憶部と、
前記暗号化データを２次元コード化する処理，前記鍵変換テーブルに基づいて記号からなる前記復号鍵を前記変形セルに変換する処理，前記暗号化データが変換された２次元コードを構成する暗色の単位セルと前記復号鍵が変換された変形セルとを置き換える処理，を行う制御部と、を備えたことを特徴とする２次元コードの形成装置。
【請求項５】
請求項１に記載の２次元コードを形成する形成方法であって、
前記暗号化データを取得する工程と、
前記暗号化データを２次元コード化する工程と、
前記変形セルと記号とを対応付ける鍵変換テーブルに基づいて、記号からなる前記復号鍵を前記変形セルに変換する工程と、
前記暗号化データが変換された２次元コードを構成する暗色の単位セルと前記復号鍵が変換された変形セルとを置き換える工程と、を備えたことを特徴とする２次元コードの形成方法。
【請求項６】
請求項１に記載の２次元コードを読取るための読取装置であって、
請求項１に記載の２次元コードを取り込む取込部と、
前記変形セルと記号とを対応付ける鍵変換テーブルを記憶する記憶部と、
前記取込部から取り込まれた２次元コードから前記変形セルを抽出して前記鍵変換テーブルに基づいて記号からなる前記復号鍵を算出する処理，前記取込部から取り込まれた２次元コードを逆変換して前記暗号化データを算出する処理，該復号鍵を用いて前記暗号化データを復号化する処理，を行う制御部と、を備えたことを特徴とする２次元コードの読取装置。
【請求項７】
請求項１に記載の２次元コードを読取るための読取方法であって、
請求項１に記載の２次元コードを取り込む工程と、
取り込まれた２次元コードから前記変形セルを抽出して、前記変形セルと記号とを対応付ける鍵変換テーブルに基づいて記号からなる前記復号鍵を算出する工程と、
取り込まれた２次元コードを逆変換して前記暗号化データを算出する工程と、
前記復号鍵を用いて前記暗号化データを復号化する工程と、を備えたことを特徴とする２次元コードの読取方法。
【請求項１】
暗色及び明色の単位セルがマトリクス状に配列された２次元コードであって、
該２次元コードは、前記暗色及び明色の単位セルの配列によって、元データを暗号化した暗号化データを表わし、
前記暗色の単位セルには、基準となる形状又は基準となる濃度と異なる形状又は濃度を有する変形セルが含まれ、
該変形セルは、前記暗号化データから前記元データを復号化するための復号鍵を表わすことを特徴とする２次元コード。
【請求項２】
前記基準となる形状を有する暗色の単位セルは、レーザビームの照射により形成されるドットをｎ×ｍ（但しｎ、ｍは自然数）に縦横に配置して形成され、
前記変形セルは、前記ｎ×ｍ（但しｎ、ｍは自然数）に縦横に配置されるドットのうち、１又は２以上のドットが欠落した状態に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の２次元コード。
【請求項３】
前記基準となる濃度を有する暗色の単位セルは、レーザビームの照射により形成されるドットをｎ×ｍ（但しｎ、ｍは自然数）に縦横に配置して形成され、
前記変形セルは、形成される前記ドットの大きさ又は数が、前記基準となる濃度を有する暗色の単位セルと異なることを特徴とする請求項１に記載の２次元コード。
【請求項４】
請求項１に記載の２次元コードを形成するための形成装置であって、
前記変形セルと記号とを対応付ける鍵変換テーブルを記憶する記憶部と、
前記暗号化データを２次元コード化する処理，前記鍵変換テーブルに基づいて記号からなる前記復号鍵を前記変形セルに変換する処理，前記暗号化データが変換された２次元コードを構成する暗色の単位セルと前記復号鍵が変換された変形セルとを置き換える処理，を行う制御部と、を備えたことを特徴とする２次元コードの形成装置。
【請求項５】
請求項１に記載の２次元コードを形成する形成方法であって、
前記暗号化データを取得する工程と、
前記暗号化データを２次元コード化する工程と、
前記変形セルと記号とを対応付ける鍵変換テーブルに基づいて、記号からなる前記復号鍵を前記変形セルに変換する工程と、
前記暗号化データが変換された２次元コードを構成する暗色の単位セルと前記復号鍵が変換された変形セルとを置き換える工程と、を備えたことを特徴とする２次元コードの形成方法。
【請求項６】
請求項１に記載の２次元コードを読取るための読取装置であって、
請求項１に記載の２次元コードを取り込む取込部と、
前記変形セルと記号とを対応付ける鍵変換テーブルを記憶する記憶部と、
前記取込部から取り込まれた２次元コードから前記変形セルを抽出して前記鍵変換テーブルに基づいて記号からなる前記復号鍵を算出する処理，前記取込部から取り込まれた２次元コードを逆変換して前記暗号化データを算出する処理，該復号鍵を用いて前記暗号化データを復号化する処理，を行う制御部と、を備えたことを特徴とする２次元コードの読取装置。
【請求項７】
請求項１に記載の２次元コードを読取るための読取方法であって、
請求項１に記載の２次元コードを取り込む工程と、
取り込まれた２次元コードから前記変形セルを抽出して、前記変形セルと記号とを対応付ける鍵変換テーブルに基づいて記号からなる前記復号鍵を算出する工程と、
取り込まれた２次元コードを逆変換して前記暗号化データを算出する工程と、
前記復号鍵を用いて前記暗号化データを復号化する工程と、を備えたことを特徴とする２次元コードの読取方法。
【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１４】
【図１５】
【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１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−４３７８（Ｐ２００６−４３７８Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８２９８７（Ｐ２００４−１８２９８７）
【出願日】平成１６年６月２１日（２００４．６．２１）
【出願人】（５９３１５３９３４）株式会社技術トランスファーサービス (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２１日（２００４．６．２１）
【出願人】（５９３１５３９３４）株式会社技術トランスファーサービス (2)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]