JP2003091697A - ２次元コードシステムおよびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 白黒２色の２次元コードよりも、データ容量
が大きい２次元コードを提供する。 【解決手段】各セルの平均光学濃度Ｃの基準を、図３
（ｃ）に例示するように、Ｃ（０），Ｃ（１），Ｃ
（２），Ｃ（３）の４段階の多階調とし、平均光学濃度
が最も低いセル１を２ビットデータ００に、次に低いセ
ル３を２ビットデータ０１に、次に低いセル４を２ビッ
トデータ１０に、最も平均光学濃度が高いセル２を２ビ
ットデータ１１に対応させる。こうすることにより、本
発明にかかる２次元コードにおいては、６ビットデータ
は、図３（ｄ）に例示するように３個の多階調セルで表
すことができる。従って、本発明にかかる２次元コード
は、モノクロの２次元コードに対して、２倍の情報密度
を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データを２次元コ
ードに変換し、２次元コードからデータを解読する２次
元コードシステムおよびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ＰＯＳシステムなどにおいて
は、データをバーコードと呼ばれる１次元的なパターン
（１次元コード）に変換して管理対象に付し、管理対象
に付したコードを光学的に読み出して、管理を行う方法
が用いられている。また、データを表現するコードが表
現するデータ量を増やすために、データを２次元的な白
黒のコードに変換する方法が用いられるようになってき
ている。例えば、「特開平２０００−１２３１３２号公
報」（文献１）は、データをカラーの２次元コードに変
換する方法を開示する。

【０００３】しかしながら、白黒２色の２次元コードを
用いて、表現するデータ量を増やそうとすると、２次元
コードを印刷し、また、印刷された２次元パターンを読
み取るための解像度を上げる必要がある。また、文献１
に開示された方法は、カラーで画像を印刷・読み取り可
能なカラープリンタおよびカラースキャナを必要とし、
例えば、白黒プリンタおよび白黒スキャナのみを備えた
システムに対して適用できない。また、文献１に開示さ
れた方法を用いても、カラースキャナは、カラー画像
を、色の三原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に分解して読み込むの
で、データ容量を３倍以上の増やすことはできない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、白黒２色
の２次元コードよりも、データ容量を大きく増やすこと
ができる２次元コードシステムおよびその方法を提供す
ることを目的とする。また、本発明は、カラープリンタ
・カラースキャナを用いない場合であっても、データ容
量が大きい２次元コードを作成し、この２次元コードか
ら元のデータを復元することができる２次元コードシス
テムおよびその方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】［２次元コードシステ
ム］上記目的を達成するために、本発明にかかる２次元
コードシステムは、データを、複数のセルを２次元の配
列で含む２次元コードに変換し、変換したコードから前
記データを復元する２次元コードシステムであって、前
記データを、前記２次元コードに含まれる複数のセルの
色の濃度に変換して、前記２次元コードを作成する２次
元コード作成手段と、前記作成された２次元コードを画
像出力する２次元コード出力手段とを有する。

【０００６】好適には、前記２次元コードは１つの色で
表現され、前記２次元コードに含まれるセルの色の濃淡
は、前記１つの色の複数の階調により表現され、前記２
次元コード作成手段は、前記データを、前記２次元コー
ドに含まれる複数のセルそれぞれの前記１色の階調に変
換して前記２次元コードを作成する。

【０００７】好適には、前記出力された２次元コードに
含まれる複数のセルそれぞれの前記１色の階調に基づい
て、前記データを復元するデータ復元手をさらに有す
る。

【０００８】好適には、前記２次元コードは、複数の色
で表現され、前記２次元コードに含まれるセルそれぞれ
の色の濃淡は、前記複数の色それぞれの階調の重ね合わ
せにより表現され、前記２次元コード作成手段は、前記
データを、前記２次元コードに含まれる複数のセルそれ
ぞれの前記複数の色それぞれの階調の重ね合わせに変換
して前記２次元コードを作成する。

【０００９】好適には、前記出力された２次元コードに
含まれる複数のセルそれぞれの前記複数の色それぞれの
階調に基づいて、前記データを復元するデータ復元手段
をさらに有する。

【００１０】好適には、前記出力手段は、前記２次元コ
ードに含まれる複数のセルの色の濃淡を表現する色の階
調を示すパターンの画像を、前記２次元コード以外にさ
らに出力する。

【００１１】［方法］また、本発明にかかる方法は、デ
ータを、複数のセルを２次元の配列で含む２次元コード
に変換し、変換したコードから前記データを復元する方
法であって、前記データを、前記２次元コードに含まれ
る複数のセルの色の濃度に変換して、前記２次元コード
を作成し、前記作成された２次元コードを画像出力す
る。

【００１２】［プログラム］また、本発明にかかるプロ
グラムは、データを、複数のセルを２次元の配列で含む
２次元コードに変換し、変換したコードから前記データ
を復元するプログラムであって、前記データを、前記２
次元コードに含まれる複数のセルの色の濃度に変換し
て、前記２次元コードを作成するステップと、前記作成
された２次元コードを画像出力するステップとをコンピ
ュータに実行させる。

【００１３】

【発明の実施の形態】［本発明の背景］本発明の実施形
態の説明に先立ち、本発明の理解を助けるために、その
背景を説明する。図１は、本発明の背景技術として示す
２次元コード１０１の図である。図１に示した２次元コ
ード１０１は、セル１０２と呼ばれる白または黒で印刷
された矩形を最小単位として構成されている。図１に示
した２次元コード以外の２次元コードもセルから構成さ
れるが、セルの形状は正方形とは限らない。図１に示し
た以外の種類の２次元コードにおいては、正方形以外の
形状、例えば長方形、円、楕円あるいは線状といった、
様々な形状のセルが用いられることもある。

【００１４】２次元コードにおいては、セルの全てがデ
ータを表すために用いられているのではなく、例えば、
２次元コード１０１は、データを表すデータ領域１０５
のセルの他に、正確な読み取りのための基準を与える位
置検出パターン１０２およびタイミングパターン１０４
のセルを含んでいる。図１に示した２次元コード１０１
は、１０００バイト程度のデータを表すことが可能であ
る。

【００１５】更に情報量を増やすためには、２次元コー
ドを複数作成する方法か、２次元コードを構成するセル
の最小サイズを微細化する方法が考えられる。しかしな
がら、２次元コードを複数作成した場合、配置面積が大
きくなる上に、複数の２次元コードを個々に読取る手間
が生じる。また、セルの最小サイズを微小化した場合、
微小なゴミや汚れによる読み取りエラーが生じ易くなっ
たり、読み取りのために高解像度の光学系を用いる必要
が生じる。

【００１６】図２は、２次元コードのカラー化を説明す
る図である。これらの他に、情報量を増やす手段とし
て、２次元コードをカラー化して、情報量を３倍まで増
やす方法がある。例えば、図２に示すように、白色の面
上の２次元コード１０６は、２次元コード１０６の左辺
および下辺のセルに黒色を付し、他の２辺上のセルに白
色と黒色とを交互に付すことにより作成されたガイドセ
ル１０７と、ガイドセル１０７の内側に配置され、赤・
緑・青・黒の組み合わせによりデータを表すデータセル
１０８とから構成される。

【００１７】光の色合成では、赤・緑・青の３色を合成
すると白となり、赤・緑・黒を合成すると黄色になり、
緑・青・黒を合成するとシアンになり、青・赤・黒を合
成するとマゼンタとなる。２次元コード１０６は、ガイ
ドセル１０７の内側のセルそれぞれに白（地の色と同
じ）黄色・シアン・マゼンダを付すことにより、モノク
ロで表現された２次元コードの３倍の情報量を表現する
ことができる。２次元コード１０６からデータを復元す
るためには、２次元コード１０６を読み取って、各セル
の色をＲＧＢ分解すればよい。

【００１８】通常のカラースキャナーは、ＲＧＢの３色
に色分離を行うので、２次元コード１０６におけるよう
に、カラー化を図っても、表現しうるデータ量を３倍以
上に増やすことはできない。また、２次元コード１０６
の印刷には、当然のことながらカラープリンタが必要で
あり、２次元コード１０６を白黒プリンターのみを有す
るシステムでは印刷することができない。従って、モノ
クロの２次元コード１０１（図１）と同じ面積で、カラ
ー化した２次元コード１０６（図２）よりもさらに多く
の量のデータを表すことができれば、非常に便利であ
り、広範な用途が期待できる。

【００１９】本発明にかかる２次元コードは、読み出し
時に位置検出等に用いる２次元状に配列されたセルから
構成された基本領域と、二進データで表される入力され
たデータを格納する２次元状に配列されたセルで構成さ
れたデータ領域とから形成された２次元コードにおい
て、前記データ領域内のセルが２つ以上の複数の二進デ
ータを１つのセルで表現する値に応じて複数の光学濃度
からなることを特徴とする。

【００２０】好適には、複数の色のセルによって形成さ
れるカラー２次元コードにおいて、前記データ領域内の
同一色のセルがデータに応じて前記複数の光学濃度から
なり、それぞれの色の前記セルが重ね合わされて一体化
されたものである。

【００２１】好適には、前記データ領域内のセルがデー
タに応じて前記複数の光学濃度からなる２次元コードに
おいて、前記データ領域以外の所定の位置で光学濃度が
規定されたパターンを有する。

【００２２】［第１実施形態］以下、本発明の第１の実
施形態を説明する。図３は、本発明にかかるカラー２次
元コードのセルを説明する図であって、（ａ）はモノク
ロの２次元コードに含まれるセルの光学濃度Ｃを示し、
（ｂ）はモノクロの２次元コードに含まれるセルのパタ
ーンを例示し、（ｃ）は本発明にかかる２次元コードの
セルの光学濃度Ｃを示す図であり、（ｄ）は本発明にか
かる２次元コードに含まれるセルのパターンを示す。

【００２３】モノクロの２次元コードのセルは、図３
（ａ）に示すように、セルの平均光学濃度が高いＣ
（１）の黒セル２と、平均光学濃度が低いＣ（０）の白
セル１とに分けられる。例えば。白セル１はビット値０
を示し、黒セル２はビット値１を表し、図３（ｂ）に示
すように、モノクロの２次元コードは、白セル１と黒セ
ル２とのパターン配列によりデータを表現する。

【００２４】これに対し、本発明にかかる２次元コード
は、各セルの平均光学濃度Ｃの基準を、図３（ｃ）に例
示するように、Ｃ（０），Ｃ（１），Ｃ（２），Ｃ
（３）の４段階の多階調とし、平均光学濃度が最も低い
セル１を２ビットデータ００に、次に低いセル３を２ビ
ットデータ０１に、次に低いセル４を２ビットデータ１
０に、最も平均光学濃度が高いセル２を２ビットデータ
１１に対応させる。こうすることにより、本発明にかか
る２次元コードにおいては、６ビットデータは、図３
（ｄ）に例示するように３個の多階調セルで表すことが
できる。従って、本発明にかかる２次元コードは、モノ
クロの２次元コードに対して、２倍の情報密度を実現す
ることができる。

【００２５】図３（ｃ），（ｄ）には、セルの階調を４
段階とする場合を例示したが、セルの階調をさらに増や
し、例えば、平均光学濃度を８値とすると、情報密度を
モノクロの２次元コードの３倍とすることができ、さら
に、平均光学濃度を１６値とすると、情報密度を４倍と
することができる。つまり、１つのセルの平均高額密度
を２のｎ乗（ｎは整数）段階とすると、１つのセルに格
納できるデータ量は、セルの平均光学濃度が２値（白・
黒）の時のｎ倍になる。

【００２６】このような平均光学濃度を変えた多階調で
表現するセルは、一般に知られているような、PDF４１
７、Ｍicro PDF４１７、Ｃode４９、Ｃode１６K、Ｃod
ａblock、SuperＣode、UltrａＣode、QＲコード、Ｍicr
o Qrコード、VeriＣode、ＣPＣode、DａtａＭａtrix、
Ｃode１、ＭａxiＣode、AztecＣode、DａtａＭａtrix E
ＣＣ２００、スキャントークコード、SPコード、DDコー
ド、Intａctａ Ｃode、Ｃyber Ｃodeなどの２次元コー
ドにも適用できる他、一般的なバーコードに用いること
もできる。

【００２７】［本発明にかかる２次元コードの作成方
法］以下、本発明にかかる２次元コードの作成方法を説
明する。入力された２４ビットデータの値が、例えば、
［０１１１ ００１０ １０００ ０００１ ０００１
１１０１］である場合に、これら２４ビットのデータ
をＲＧＢの３色に対応させて８個づつ、Ｒのデータとし
てＲ［０１１１ ００１０］、ＧのデータとしてＧ［１
０００ ０００１］、ＢのデータとしてＢ［０００１
１１０１］の３つに分割する。各色におけるデータをＲ
［０１|１１|００|１０］，Ｇ［１０|００|００|０
１］，Ｂ［００|０１|１１|０１］のように２個づつに
分け、［００］，［０１］，［１０］，［１１］を、Ｒ
の場合ではそれぞれ平均光学濃度Ｒ（０），Ｒ（１），
Ｒ（２），Ｒ（３）の４値に変換することによって、Ｒ
［Ｒ（１）|Ｒ（３）|Ｒ（０）|Ｒ（２）］のように４
個のデータが形成される。

【００２８】図４は、本発明にかかる２次元コードに含
まれるセルのパターンを例示する図であって、（ａ）は
Ｒのデータを示し、（ｂ）はＧのデータを示し、（ｃ）
はＢのデータを示し、（ｄ）は（ａ）〜（ｃ）に示した
データを重ね合わせた状態を示す図である。このように
して平均光学濃度の値に変換されたデータを、所定のフ
ォーマットに従って配置し、２次元状のマトリックスを
形成する。

【００２９】図４（ａ）に示すように、２×２のマトリ
ックＭ（２，２）５の場合、Ｍ（１，１）６，Ｍ（１，
２）７，Ｍ（２，１）８，Ｍ（２，２）９の順にデータ
を配置したとすると、平均光学濃度の値のデータはＲ
（１）→Ｍ（１，１）６，Ｒ（３）→Ｍ（１，２）７，
Ｒ（０）→Ｍ（２，１）８，Ｒ（２）→Ｍ（２，２）９
のようにマトリックス５に格納される。さらに、図４
（ｂ），（ｃ）に示すように、Ｇ，Ｂについても同様の
処理を行う。こうして形成されたＲＧＢそれぞれのマト
リックスを図４（ｄ）に示すように重ね合わせ、各マト
リックスのＲＧＢで同じ行列に位置するセルでそれぞれ
の色を指定された平均光学濃度で合成し、データセル１
０を作成する。

【００３０】以上はデータが２×２のマトリックスで構
成される例を示したが、実際には２次元コードのデータ
領域にあるセル全てで同様なことを行う。図５に示すよ
うに２次元コード１１には、データを格納するデータ領
域１２の他に、一般にはそれぞれのセルの位置を検出す
るための位置検出用パターン１３〜１５が備わってい
る。ここで、第１の位置検出用パターン１３をＲ
（３），Ｇ（３），Ｂ（３）の平均光学濃度の色で形成
し、第２の位置検出用パターン１４をＲ（２），Ｇ
（２），Ｂ（２）の平均光学濃度の色で形成し、第３の
位置検出用パターン１５をＲ（１），Ｇ（１），Ｂ
（１）の平均光学濃度の色で形成することにより、読み
取り時に基準とする平均光学濃度の設定を容易に行うこ
とができる。

【００３１】なお、平均光学濃度の基準とするパターン
は、位置検出用パターンと必ずしも一致させる必要はな
く、位置検出用パターンと同様にデータを含まない基準
パターンとして２次元コード１１内に配置してもよい。
このようにして多階調で表現されたカラー２次元コード
の画像が印刷装置によって出力される。

【００３２】ここでは各色のマトリックスの要素数とセ
ルの大きさを同じにしたが、マトリックスやセルの大き
さはＲＧＢそれぞれで異なっていてもよい。これは読み
取り後にＲＧＢに色分解した場合、それぞれ独立にデコ
ードを行うため、データの取り扱いを行う上で、互いの
相関がないためである。また、本発明の実施の形態で示
した多階調のセルは、図５に示した２次元コードのパタ
ーンに限られるものではなく、従来から用いられている
モノクロあるいはカラーで表現された２次元コードにも
適用可能である。

【００３３】次に、作成された２次元コードからのデー
タの復元方法について図６を用いて説明する。スキャナ
ーに２次元コードの記載された媒体をセットした後、ス
キャナーをスタートさせる。一般のスキャナーでは、レ
ンズを通過した光はカラーフィルターを通して色分離さ
れ、ＲＧＢそれぞれに対応したＣＣＤセンサーに入射す
る。ＣＣＤセンサーによって電気信号に変換された信号
をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換し、色毎にメモリ
ーに格納される。

【００３４】各色毎に位置検出パターンを検出した後、
この情報をもとに光学濃度基準パターンの位置を特定
し、基準パターンの濃度を読取って基準濃度を設定す
る。次にデータ領域の各セルの光学濃度を基準濃度と比
較することによって４値に振り分け、位置検出パターン
の情報をもとに所定のフォーマットに従って４値から２
値のデータに展開することで復号を行うと共に、誤り訂
正を行う。ＲＧＢそれぞれのデータが復号された後、各
データを合成することによって入力されたデータが復元
され、所定の方法で出力される。

【００３５】ここでは一般に用いられているスキャナー
を例に挙げたが、一般のカメラを用いてもよく、その場
合カメラレンズで読取った２次元コードを色分離し、A/
D変換後メモリーに格納した後の処理は同様である。ま
た、色分離を行うにあたって、ここではフィルターを用
いているが、ＲＧＢに色分離する場合にはＲＧＢの単色
光を当てることで、モノクロ対応のスキャナーやカメラ
を用いることも可能である。さらにここでは、光学濃度
の基準パターンとの比較によって各セルの平均光学濃度
の値を決定したが、データ領域を広く確保するために光
学濃度の基準パターンを用いない場合には、データ領域
内にあるセルから読み込んだ光学濃度の分布を解析する
ことによって基準値を算出してもよい。

【００３６】以上、本発明の第１の実施形態において
は、ＲＧＢ３色によるカラー２次元コードを用いて説明
を行ったが、可視光に対して透明でかつ赤外光を吸収す
る材料や、あるいは可視光に対して透明でかつ紫外光を
吸収する材料を用いた場合、ＲＧＢを構成する材料が赤
外光や紫外光に対し吸収材料に比べて十分に透明であれ
ば、これらを本発明に適用することによって２次元コー
ドを合成し、大容量化を図ることも可能である。

【００３７】［第２実施形態］以下、本発明の第２の実
施形態を説明する。図７は、濃度階調を適用した本発明
にかかる２次元コードを例示する図である。銀塩写真や
昇華型プリンターでは、画像を形成する最小ドットの濃
度を直接変調することが可能であることから、通常濃度
階調が用いられている。本発明にかかる２次元コードを
実現するにあたっても、１つのセルを複数のドットで構
成する場合、各ドットの光学濃度を銀塩写真では露光強
度と露光時間によって、また昇華型プリンターでは、抵
抗体の発熱量をコントロールすることによって、１つの
セルの光学濃度ＣをＣ（０）１６ａ、Ｃ（１）１６ｂ、
Ｃ（２）１６ｃ、Ｃ（３）１６ｄのように変えることが
できる。この時の光学濃度は平均光学濃度にほぼ一致す
る。ここでは４階調の場合を例に挙げたが、正確な濃度
変調を行った場合、２５６階調程度まで階調をとること
ができ、その場合には１つのセルを１色で８ビット分の
データを格納することが可能である。

【００３８】［第３実施形態］以下、版を用いた印刷や
電子写真プリンター、熱転写プリンター、あるいはイン
クジェットプリンターで用いられている面積階調を適用
した本発明の第３の実施形態を説明する。印刷や電子写
真プリンター、熱転写プリンターあるいはインクジェッ
トプリンターの場合、画像を形成する最小ドットの濃度
を直接制御することが一般には困難なため、画像の構成
単位を複数のドットで形成する画素とし、この画素内の
ドットの占有面積によって一つの画素内での平均濃度に
よって階調をとる方式が用いられている。２次元コード
において、セルをこの画素に対応させ、セル内の平均濃
度を階調に用いることができる。

【００３９】図８は、面階調を適用した本発明にかかる
２次元コードを模式的に示す図である。図８において
は、１個のセル１６が、４つの最小ドットから形成さ
れ、これを最小ドットを４個の光電変換素子１７で読取
る解像度のＣＣＤで読み取る場合を、模式図に示してあ
る。ここで、ａ（１，１）〜ａ（２，２）はセル１６を
構成する印字した時の最小ドットで、ｂ（１，１）〜ｂ
（５，５）はＣＣＤの光電変換素子１７の配列を示して
いる。

【００４０】図８（ａ）に示したように、２×２のドッ
トで構成されるセル１６が、４×４の光電変換素子上に
対応している場合には、位置検出パターンからのデータ
に基づいてセルを読取るのに最も適した光電変換素子が
選択され、ａ（１，１）の光学濃度がＢ（１，１），Ｂ
（２，１），Ｂ（１，２），Ｂ（２，２）の光電変換素
子に読み取られる。印字されたセルの光学濃度を、印字
された時に１、印字されない時に０とすると、ａ（１，
１）が印字されている場合には、ｂ（１，１），ｂ
（２，１），ｂ（１，２），ｂ（２，２）にはそれぞれ
光学濃度１の光量が入射する。このような時には誤差は
生じず、正確な階調を読取ることができる。

【００４１】しかしながら、通常はセル１６と光電変換
素子１７が完全に重なるということは難しく、図８
（ｂ）に示すように、光電変換素子１７のピッチの半分
だけセル１６の位置がずれた場合には、光電変換素子Ｂ
（１，１）〜Ｂ（５，５）の中からＢ（１〜４，１〜
４）の組合せＡか、Ｂ（１〜４，２〜５）の組合せＢ
か、Ｂ（２〜５，１〜４）の組合せＣかもしくはＢ（２
〜５，２〜５）の組合せＤの４通りのうちから任意の１
組の光電変換素子１６個が選ばれる。

【００４２】４つのドットからなるセルでは、４つのド
ットのうち何個を光学濃度１にするか設定することによ
って、理想的には最大５つの階調を表現することができ
る。そこで以下では階調の表現方法について述べる。な
おここでは、光電変換素子の１個の全面に光学濃度１の
印字面からの反射光が入射した時を光学値１で、入射し
た光電変換素子の面積に比例すると定義する。これによ
り、１つのセルに対応した全ての光電変換素子の光学値
の和をとり、これを光電変換素子の数で割った値がセル
の階調（平均光学濃度）となる。

【００４３】[ドット１の場合]セル内のドットのうち、
１個が光学濃度１とすると、ａ（１，１）のドットが光
学濃度１だった場合、このセルを読取る光電変換素子の
組み合わせAでは、Ｂ（１，１）には４分の１の面積に
光学濃度１の光が入射するため、Ｂ（１，１）での光学
値は０.２５、同様にＢ（２，１）では０.５、Ｂ（３，
１）では０.２５、Ｂ（２，１）では０.５、Ｂ（２，
２）では１、Ｂ（２，３）では０.５、Ｂ（３，１）で
は０.２５、Ｂ（３，２）では０.５、Ｂ（３，３）では
０.２５で、その総和は光学値４となる。同じようにし
て組合せＢ、Ｃ、Dでの光学値はそれぞれ３、３、２.２
５となり、ドット１個を光学濃度１にした場合の得られ
る光学値は２.２５〜４の範囲となる。これはセル内４
つのドットのうちどのドットを選んでも同じである。

【００４４】[ドット２の場合]セル内のドットのうち、
２個が光学濃度１とすると、縦横に隣り合った組合せと
してａ（１，１）とａ（２，１）を光学濃度１とした場
合、光電変換素子の組み合わせAでの光学値は７、組合
せＢ、Ｃ、Ｄではそれぞれ５.２５、７、５.２５とな
る。一方、対角の組合せとしてａ（１，１）とａ（２，
２）を光学濃度１とした場合、組合せA、Ｂ、Ｃ、Dの光
学値はそれぞれ６.２５、６、６、６.２５となる。

【００４５】縦横でも対角でも光学値の期待値（総和÷
組合せの数）は６.１２５で同じではあるが、バラツキ
（最大と最小の差÷期待値×１００）は縦横が約２９
%、対角が約４%であることから、４ドットからなるセル
で２ドットを選ぶ場合には対角で選ぶことが好ましい。
そうするとドット２個の時の光学値は６〜６.２５の範
囲である。

【００４６】[ドット３の場合]セル内のドットのうち、
３個が光学濃度１とすると、セル内の光学濃度１のドッ
ト３個を選ぶことは、どれか光学濃度０のドット１個を
選ぶことと等価であるため、これはドット１個の場合と
同じように選び方に依存しない。ａ（１，１）、ａ
（２，１）、ａ（１，２）を光学濃度１とすると、組合
せＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの光学値はそれぞれ１０、９.２５、
９.２５、８.２５となり、光学値の範囲は８.２５〜１
０である。

【００４７】[ドット４の場合]セル内が全て光学濃度１
の場合では、光学値は１２.２５となる。上記では、注
目したセル以外の周囲のセルは全て光学濃度が０である
としているが、実際にはいろいろなパターンとなってい
る。その場合、セルの端にあたるＢ（１，１〜５），Ｂ
（２，１），Ｂ（２，５），Ｂ（３，１），Ｂ（３，
５）， Ｂ（４，１）， Ｂ（４，５）， Ｂ（５，１〜
５）の光電変換素子には、セルに隣り合った他のセルか
らの反射光が入射するため、誤差を生じることになる。
周囲のセルが全て光学濃度０だった時にはセルの端での
光電変換素子の光学値は０だが、周囲のセルが全て光学
濃度１だった時には、４隅の光電変換素子Ｂ（１，
１），Ｂ（１，５），Ｂ（５，１），Ｂ（５，５）には
最大で光学値０.７５変動があり、それ以外の端の光電
変換素子では最大で光学値０.５の変動がある。

【００４８】すると、光学変換素子の組合せ４通りのう
ちのいずれかが選択された場合にも、光学値の変動は最
大３.７５（例えば、Ｂ（１，１〜４），Ｂ（２，１〜
４），Ｂ（３，１〜４），Ｂ（４，１〜４）の組合せが
選択された場合、Ｂ（１，２〜４）、Ｂ（２〜４，１）
の６個の光電変換素子ではそれぞれ光学値０.５なので
合計３.０、Ｂ（１，１）の光電変換素子では光学値０.
７５）となる。ここで、上記に示したように、セルが２
×２のドットから形成され、１個のドットを４個の光電
変換素子で検出する場合に得られる光学値を図９に表形
式で示す。

【００４９】階調を検出するためには、光学値の変動の
大きさよりも、光学値の変化量が大きくなるようドット
の光学濃度を設定しなければならない。上記の例では、
ドット０、ドット２、ドット４の間では光学値が変動量
よりも離れているため、３値をとることができる。以上
では、１個のドットを４個の光電変換素子で検出する例
を挙げたが、１個のドットを４個の光電変換素子数以外
でも検出する場合の光学値を、図１０に表形式で示す。

【００５０】図１０からわかるように、１ドット当たり
の光電変換素子の数が９個以上であれば、光学値の変動
があっても各ドット数における光学値を５値に分離する
ことが可能である。したがって、セルを４個のドットで
形成し、４値以上に分離する場合には、１個のドットを
少なくとも９個、望ましくは１６個以上の光電変換素子
により検出する。ここでは１ドットの１辺に対して整数
倍の光電変換素子数となるようにしているが、整数倍以
外でもよく、またセルの構成も正方形に限らず、長方
形、三角形などにおいても得られる光学値と変動量につ
いて同様の考えを適用することができる。

【００５１】［第４実施形態］以下、本発明の第４の実
施形態として、セルを形成するドットが４個よりも多い
例を示す。図１１にはセル１６が９個のドットの最小ド
ットから形成され、これを最小ドットの倍の解像度の光
電変換素子１７が配列したＣＣＤで読取った時の模式図
を示す。ここでａ（１，１）〜ａ（３，３）はセル１６
を構成する印字した時の最小ドットで、Ｂ（１，１）〜
Ｂ（７，７）はＣＣDの光電変換素子１７の配列を示し
ている。

【００５２】ここで、光電変換素子１７のピッチの半分
だけセルの位置がずれた場合には、光電変換素子Ｂ
（１，１）〜Ｂ（７，７）の中からＢ（１〜６，１〜
６），の組合せAか、Ｂ（１〜６，２〜７）の組合せＢ
か、Ｂ（２〜７，１〜６）の組合せＣかもしくはＢ（２
〜７，２〜７）の組合せDの４通りのうちから任意の１
組の光電変換素子３６個が選ばれる。

【００５３】[ドット１の場合]セル内のドットのうち、
１個の選び方は基本的にはａ（１，１）、ａ（１，
２）、ａ（２，２）の３通りで、残りはこの３つのうち
のどれかと等価である。ａ（１，１）を光学濃度１とす
ると、組合せＡＢＣＤの光学値はそれぞれ４、３、３、
２.２５で、セル内の４隅あるドットではいずれも光学
値は２.２５〜４の値をとる。ａ（１，２）を光学濃度
１とすると、組合せAＢＣDの光学値はそれぞれ４、４、
３、３となる。ａ（２，２）を光学濃度１とすると、組
合せAＢＣDの光学値はいずれの場合も１である。

【００５４】従って、ドット１個を光学濃度１にする場
合にはａ（２，２）のドットを光学濃度１とすることが
望ましい。さらにセルを形成するドット数が増えた場合
においても、セルが他のセルと接触しない中央部のドッ
トから光学濃度を変えることによって、光学値の変動を
抑えることができる。

【００５５】[ドット２の場合]セル内のドットのうち、
２個の選び方は基本的にはａ（１，１）＋ａ（１，
２）、ａ（１，１）＋ａ（１，３）、ａ（１，１）＋ａ
（２，２）、ａ（１，１）＋ａ（２，３）、ａ（１，
１）＋ａ（３，３）、ａ（１，２）＋ａ（２，１）、ａ
（１，２）＋ａ（２，２）、ａ（１，２）＋ａ（３，
２）の８通りで、残りはこの８つのうちのどれかと等価
である。これら８つの光学値は、ａ（１，１）＋ａ
（１，２）が５.２５〜８、ａ（１，１）＋ａ（１，
３）が５.２５〜７、ａ（１，１）＋ａ（２，２）が６.
２５〜８、ａ（１，１）＋ａ（２，３）が６.２５〜
７、ａ（１，１）＋ａ（３，３）が６.２５、ａ（１，
２）＋ａ（２，１）が６〜８、ａ（１，２）＋ａ（２，
２）が７〜８、ａ（１，２）＋ａ（３，２）が７とな
る。

【００５６】これより、ａ（２，２）を中心にして縦横
もしくは対角に並んだ場合、光学値の変動が少なく、ａ
（２，２）を含んだ場合は光学値の上限が高くなるが、
ａ（１，１）を含むと下限が低くなる傾向にある。ここ
では、光学値が比較的高くかつ変動が少ないａ（１，
２）＋ａ（３，２）のパターンを選ぶ。

【００５７】[ドット３の場合]セル内のドットのうち、
３個の選び方は多数あるが、ここではドット１の場合と
ドット２の場合を考慮して選ぶ。光学値の変動が少ない
点からドット１で選んだａ（２，２）とドット２で選ん
だａ（１，２）＋ａ（３，２）を選択することにより、
光学値は１１が得られる。

【００５８】[ドット４の場合]ドット３で選んだドット
に、セルの４隅を除いた端のドットからａ（２，１）を
加えることによって光学値１４〜１５が得られる。

【００５９】[ドット５の場合]ドット４で選んだドット
に、ａ（２，２）に対してａ（２，１）の対称な位置に
あるａ（２，３）を加えることによって光学値１８が得
られる。

【００６０】[ドット６の場合]ドット５で選んだドット
に、残ったセルの４隅のいずれかとして、ａ（１，１）
を加えることによって光学値２０.２５〜２２が得られ
る。

【００６１】[ドット７の場合]ドット６で選んだドット
に、ａ（２，２）に対してａ（１，１）の対角の位置に
あるａ（３，３）を加えることによって光学値２４〜２
４.２５が得られる。

【００６２】[ドット８の場合]ドット７で選んだドット
に、残ったセルのいずれかとしてａ（１，３）を加える
ことによって光学値２６.２５〜２８が得られる。

【００６３】[ドット９の場合]全てのドットが光学濃度
１では、光学値３０.２５となる。

【００６４】次に、注目したセル以外からの影響を考慮
すると、Ｂ（１〜６，１〜６）の光電変換素子が選択さ
れた場合、Ｂ（２〜６，１）とＢ（１，２〜６）にはそ
れぞれ光学値０.５の変動があり、Ｂ（１，１）には光
学値０.７５の変動があるため、全体の光学値の変動は
最大５.７５となる。ここで、上記に示したように、セ
ルが３×３のドットから形成され、１個のドットを４個
の光電変換素子で検出する場合に得られる光学値を、図
１２に表形式で示す。

【００６５】図１２からわかるように、ここで示した例
では、ドット０、ドット３、ドット６、ドット９を階調
表現のために選ぶことにより、変動よりも大きな光学値
の差を得ることができる。ここで示した変動とドット全
てを光学濃度１にした時の光学値は、実施例１において
表２に示したように、１個のドット当たりの光電変換素
子数が９個の時と同じである。これは、セルを検出する
光電変換素子の全数がどちらも同じ３６個になるためで
ある。従って、光学値の変動と上限はセルを検出する光
電変換素子数によって決まることがわかる。一方、セル
を形成するドットの数が多いほど光学値の値を多数に分
離することができ、多数の階調を表現することができ
る。

【００６６】第４の実施形態からわかるように、セルの
中心部や隣接するセルとの接触領域が小さいドットほど
光学値への変動の寄与が小さい。したがって、セルを形
成するドット数がさらに増えた場合には、始めにセルの
中央部のドットから光学濃度を変え、次にセルの端では
隣接するセルとの接触領域が小さいドットの光学濃度を
変える。また、セルの中央部以外のドットの光学濃度を
変える場合、セルの中央に対して対称となる位置のドッ
トも同時に同じ光学濃度にすることにより、変動を抑え
ることができる。なお、本実施例ではセルの縦横に並ぶ
方向が、光電変換素子の縦横に並ぶ方向が同じであった
が、セルの縦横に並ぶ方向が、光電変換素子の縦横に並
ぶ方向とずれていた場合においても、始めにセルの中央
部のドットから光学濃度を変え、次にセルの端では隣接
するセルとの接触領域が小さいドットの光学濃度を変
え、さらにセルの中央部以外のドットの光学濃度を変え
る場合、セルの中央に対して対称となる位置のドットも
同時に同じ光学濃度にすることは有効である。

【００６７】また、ドットの１つ１つが解像できるよう
な高い解像度の光学系によって光電変換素子上にセルの
像を結像させた場合には、各ドットをセルとみなすこと
ができる。しかしながら、その場合には周辺ドットの影
響による変動は検出する光電変換素子の数で決まるた
め、セル全体に比べてドット１つの変動は増大する。さ
らに、高解像の光学系は焦点深度が浅いため、デフォー
カスによる誤差が大きい。一方、多階調方式では、複数
のドットで１つのセルを形成するため、セルの中央部で
のデフォーカスは検出誤差とはならない。

【００６８】本発明にかかる２次元コードによれば、モ
ノクロで表された２次元コードにおいて、専用の装置を
用いなくとも、汎用の印刷装置・プリンター、スキャナ
ー・カメラにより、同一の面積で従来より大容量のデー
タを格納することが可能である。また、本発明にかかる
２次元コードは、、カラー化された２次元コードにおい
てもそのまま適用することができる。

【００６９】［画像処理装置］なお、以上説明した本発
明にかかる２次元コードの作成およびデータの復元は、
たとえば、図１３〜１５に示す画像処理装置５０、およ
び、画像処理装置５０が実行するプログラムにより実現
することができる。図１３に示すように、画像処理装置
５０は、ＣＰＵ５００およびメモリ５０２などを含む本
体、記録装置５１０、ＣＲＴ表示装置およびキーボード
などの表示・入力装置５２０、デジタルカメラ５２２、
スキャナ５２４およびプリンタ５２６から構成される。
つまり、画像処理装置５０は、画像の読み取りおよび印
刷が可能なコンピュータとしての構成部分を含む。

【００７０】［コード作成プログラム６０］図１４は、
本発明にかかる２次元コードを作成するコード作成プロ
グラム６０の構成を示す図である。コード作成プログラ
ム６０は、データ受入部６００、コード作成部６０２お
よび印刷制御部６０４から構成される。コード作成プロ
グラム６０は、例えば、記録媒体５１２を介して画像処
理装置５０のメモリにロードされて実行される。コード
作成プログラム６０は、これらの構成部分により、表示
・入力装置から受け入れたデータを２次元コードに変換
し、プリンタ５２６により印刷する。

【００７１】［データ復号プログラム７０］図１５は、
本発明にかかる２次元コードからデータを復号するデー
タ復号プログラム７０構成を示す図である。図１５に示
すように、データ復号プログラム７０は、コード読取部
７００、コード復号部７０２および表示制御部７０４か
ら構成される。データ復号プログラム７０も、記録媒体
５１２を介して画像処理装置５０のメモリにロードされ
て実行される。データ復号プログラム７０は、デジタル
カメラ５２２およびスキャナ５２４などから読み込んだ
本発明にかかる２次元コードから、元のデータを復号
し、表示・入力装置５２４に表示する。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる２
次元コードシステムおよびその方法によれば、白黒２色
の２次元コードよりも、データ容量を大きく増やすこと
ができる。また、本発明にかかる２次元コードシステム
およびその方法によれば、カラープリンタ・カラースキ
ャナを用いない場合であっても、データ容量が大きい２
次元コードを作成して記録し、この２次元コードから元
のデータを復元することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の背景技術として示す２次元コ
ードの図である。

【図２】２次元コードのカラー化を説明する図である。

【図３】本発明にかかるカラー２次元コードのセルを説
明する図である。

【図４】図４は、本発明にかかる２次元コードに含まれ
るセルのパターンを例示する図である。

【図５】２次元コードにおける、データを格納するデー
タ領域と、一般にはそれぞれのセルの位置を検出するた
めの位置検出用パターンとを示す図である。

【図６】２次元コードからのデータの復元方法を示す図
である。

【図７】濃度階調を適用した本発明にかかる２次元コー
ドを例示する図である。

【図８】面階調を適用した本発明にかかる２次元コード
を模式的に示す図である。

【図９】セルが２×２のドットから形成され、１個のド
ットを４個の光電変換素子で検出する場合に得られる光
学値を表形式で示す図である。

【図１０】１個のドットを４個の光電変換素子数以外で
も検出する場合の光学値を表形式で示す図である。

【図１１】セルが９個のドットの最小ドットから形成さ
れ、これを最小ドットの倍の解像度の光電変換素子が配
列したＣＣＤで読取った時の模式図である。

【図１２】セルが３×３のドットから形成され、１個の
ドットを４個の光電変換素子で検出する場合に得られる
光学値を表形式で示す図である。

【図１３】画像処理装置の構成を示す図である。

【図１４】本発明にかかる２次元コードを作成するコー
ド作成プログラムの構成を示す図である。

【図１５】本発明にかかる２次元コードからデータを復
号するデータ復号プログラム構成を示す図である。

【符号の説明】

５０・・・画像処理装置 ６０・・・コード作成プログラム ７０・・・データ復号プログラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 昭治 神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテ クなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 木村 哲也 神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテ クなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 足利 英昭 神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテ クなかい 富士ゼロックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2C055 JJ00 JJ07 JJ12 5B035 BA01 BB03 5B072 CC21 CC32 DD01 DD21

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データを、複数のセルを２次元の配列で含
   む２次元コードに変換し、変換したコードから前記デー
   タを復元する２次元コードシステムであって、 前記データを、前記２次元コードに含まれる複数のセル
   の色の濃度に変換して、前記２次元コードを作成する２
   次元コード作成手段と、 前記作成された２次元コードを画像出力する２次元コー
   ド出力手段とを有する２次元コードシステム。
2. 【請求項２】前記２次元コードは１つの色で表現され、
   前記２次元コードに含まれるセルの色の濃淡は、前記１
   つの色の複数の階調により表現され、 前記２次元コード作成手段は、前記データを、前記２次
   元コードに含まれる複数のセルそれぞれの前記１色の階
   調に変換して前記２次元コードを作成する請求項１に記
   載の２次元コードシステム。
3. 【請求項３】前記出力された２次元コードに含まれる複
   数のセルそれぞれの前記１色の階調に基づいて、前記デ
   ータを復元するデータ復元手段をさらに有する請求項２
   に記載の２次元コードシステム。
4. 【請求項４】前記２次元コードは、複数の色で表現さ
   れ、前記２次元コードに含まれるセルそれぞれの色の濃
   淡は、前記複数の色それぞれの階調の重ね合わせにより
   表現され、 前記２次元コード作成手段は、前記データを、前記２次
   元コードに含まれる複数のセルそれぞれの前記複数の色
   それぞれの階調の重ね合わせに変換して前記２次元コー
   ドを作成する請求項１に記載の２次元コードシステム。
5. 【請求項５】前記出力された２次元コードに含まれる複
   数のセルそれぞれの前記複数の色それぞれの階調に基づ
   いて、前記データを復元するデータ復元手段をさらに有
   する請求項４に記載の２次元コードシステム。
6. 【請求項６】前記出力手段は、前記２次元コードに含ま
   れる複数のセルの色の濃淡を表現する色の階調を示すパ
   ターンの画像を、前記２次元コード以外にさらに出力す
   る請求項１〜５のいずれかに記載の２次元コードシステ
   ム。
7. 【請求項７】データを、複数のセルを２次元の配列で含
   む２次元コードに変換し、変換したコードから前記デー
   タを復元する方法であって、 前記データを、前記２次元コードに含まれる複数のセル
   の色の濃度に変換して、前記２次元コードを作成し、 前記作成された２次元コードを画像出力する方法。
8. 【請求項８】データを、複数のセルを２次元の配列で含
   む２次元コードに変換し、変換したコードから前記デー
   タを復元するプログラムであって、 前記データを、前記２次元コードに含まれる複数のセル
   の色の濃度に変換して、前記２次元コードを作成するス
   テップと、 前記作成された２次元コードを画像出力するステップと
   をコンピュータに実行させるプログラム。