特開 2025-13044 ２次元コードの読取方法、読取装置、コンピュータプログラム、製造方法、及び２次元コード

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025013044

(43)【公開日】2025-01-24

(54)【発明の名称】２次元コードの読取方法、読取装置、コンピュータプログラム、製造方法、及び２次元コード

(51)【国際特許分類】

   G06K 7/14 20060101AFI20250117BHJP

   G06K 19/06 20060101ALI20250117BHJP

【ＦＩ】

G06K7/14 017

G06K19/06 037

G06K19/06 046

G06K7/14 039

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023116321

(22)【出願日】2023-07-14

(71)【出願人】

【識別番号】593006630

【氏名又は名称】学校法人立命館

(74)【代理人】

【識別番号】100111567

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 寛

(72)【発明者】

【氏名】道関 隆国

(72)【発明者】

【氏名】福水 洋平

(72)【発明者】

【氏名】倉ケ▲崎▼ 俊輝

(57)【要約】

【課題】円形ドットが小さくても、２次元コードの読取エラーを抑制する。
【解決手段】開示の方法は、複数の矩形セルが配置された２次元コードを表現するために、前記複数の矩形セルのうちの一部の各矩形セルに相当する領域内の中心に前記矩形セルよりも小さい単一の円形ドットを有する２次元コードの読取方法であって、２次元コードを撮影して得られた画像に対する整形処理を実行し、前記整形処理によって得られた画像に基づいて、２次元コードのデコードを実行する、ことを備え、前記整形処理は、前記画像中の前記円形ドットが前記矩形セルに相当する前記領域内において占める面積が増加するとともに、前記円形ドットが矩形に近づくように前記画像中の前記円形ドットを変形させる画像処理を含む。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の矩形セルが配置された２次元コードを表現するために、前記複数の矩形セルのうちの一部の各矩形セルに相当する領域内の中心に前記矩形セルよりも小さい単一の円形ドットを有する２次元コードの読取方法であって、
２次元コードを撮影して得られた画像に対する整形処理を実行し、
前記整形処理によって得られた画像に基づいて、２次元コードのデコードを実行する、
ことを備え、
前記整形処理は、前記画像中の前記円形ドットが前記矩形セルに相当する前記領域内において占める面積が増加するとともに、前記円形ドットが矩形に近づくように前記画像中の前記円形ドットを変形させる画像処理を含む、
２次元コードの読取方法。

【請求項2】

前記画像処理は、前記画像中において前記円形ドットではない領域を収縮させるモルフォロジー演算によって行われる
請求項１に記載の２次元コードの読取方法。

【請求項3】

前記整形処理が実行される前における前記画像中における前記円形ドットの直径は、前記画像における５０ピクセル相当長さ以下である
請求項１又は請求項２に記載の２次元コードの読取方法。

【請求項4】

前記円形ドットの直径をｄとし、前記２次元コードにおいて隣接する矩形セルに相当する領域それぞれの円形ドット間のピッチをｐとしたときに、ｐ／ｄは、１．４５以上である
請求項１又は請求項２に記載の２次元コードの読取方法。

【請求項5】

ｐ／ｄは、１．６以上である
請求項４に記載の２次元コードの読取方法。

【請求項6】

前記整形処理が実行される前における前記画像中における前記円形ドットの直径は、前記画像における５０ピクセル相当長さ以下であり、
前記円形ドットの直径をｄとし、前記２次元コードにおいて隣接する矩形セルそれぞれの円形ドット間のピッチをｐとしたときに、ｐ／ｄは、１．４５以上である
請求項２に記載の２次元コードの読取方法。

【請求項7】

前記画像処理において、前記モルフォロジー演算は複数回行われる
請求項２に記載の２次元コードの読取方法。

【請求項8】

前記画像処理において、前記モルフォロジー演算を行う回数を、前記円形ドットの直径及び前記２次元コードにおいて隣接する矩形セルそれぞれの円形ドット間のピッチに基づいて決定することを更に備える
請求項２に記載の２次元コードの読取方法。

【請求項9】

複数の矩形セルが配置された２次元コードを表現するために、前記複数の矩形セルのうちの一部の各矩形セルに相当する領域内の中心に前記矩形セルよりも小さい単一の円形ドットを有する２次元コードの読取装置であって、
２次元コードを撮影して得られた画像に対する整形処理を実行し、
前記整形処理によって得られた画像に基づいて、２次元コードのデコードを実行する、
よう構成され、
前記整形処理は、前記画像中の前記円形ドットが前記矩形セルに相当する前記領域内において占める面積が増加するとともに、前記円形ドットが矩形に近づくように前記画像中の前記円形ドットを変形させる画像処理を含む、
２次元コードの読取装置。

【請求項10】

複数の矩形セルが配置された２次元コードを表現するために、前記複数の矩形セルのうちの一部の各矩形セルに相当する領域内の中心に前記矩形セルよりも小さい単一の円形ドットを有する２次元コードを撮像して得られた画像に対する整形処理と、
前記整形処理によって得られた画像に基づいて、２次元コードのデコードと、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記整形処理は、前記画像中の前記円形ドットが前記矩形セルに相当する前記領域内において占める面積が増加するとともに、前記円形ドットが矩形に近づくように前記画像中の前記円形ドットを変形させる画像処理を含む、
コンピュータプログラム。

【請求項11】

請求項１に記載の２次元コード読取方法によって読み取られる２次元コードの製造方法であって、
２次元コードが形成される基材に対して、前記円形ドットを構成する穴を、フェムト秒レーザによって形成する工程を備え、
前記フェムト秒レーザによって形成される前記穴は、直径が１０μｍ～１００μｍであり、
前記直径をｄとし、前記２次元コードにおいて隣接する矩形セルに相当する領域それぞれに形成された穴のピッチをｐとしたときに、ｐ／ｄが１．４５以上となるように前記ピッチが設定されており、コード縦横の各辺が０．１ｍｍ以上である、
２次元コードの製造方法。

【請求項12】

請求項１に記載の２次元コード読取方法によって読み取られる２次元コードの製造方法であって、
合成樹脂、皮革、及び生物由来材料からなる群から選択される少なくとも一つを含む基材に対して、前記円形ドットを構成する穴を、フェムト秒レーザによって形成する工程を備える、
２次元コードの製造方法。

【請求項13】

請求項１に記載の２次元コード読取方法によって読み取られる２次元コードの製造方法であって、
合成樹脂、皮革、及び生物由来材料からなる群から選択される少なくとも一つを含む基材に対して、
前記円形ドットを構成する穴を、フェムト秒レーザによって形成する工程を備え、
前記フェムト秒レーザによって形成される前記穴は、直径が１０μｍ～１００μｍであり、
前記直径をｄとし、前記２次元コードにおいて隣接する矩形セルに相当する領域それぞれに形成された穴のピッチをｐとしたときに、ｐ／ｄが１．４５以上となるように前記ピッチが設定されており、コード縦横の各辺が０．１ｍｍ以上である、
２次元コードの製造方法。

【請求項14】

請求項１に記載の２次元コード読取方法によって読み取られる２次元コードであって、
合成樹脂、ゴム、皮革、及び生物由来材料からなる群から選択される少なくとも一つを含む基材に対して形成されており、
複数の矩形セルが配置された２次元コードを表現するために、前記複数の矩形セルのうちの一部の各矩形セルに相当する領域内の中心に形成された単一の穴を備え、
前記穴の直径は、１０μｍ～１００μｍであり、
前記直径をｄとし、前記２次元コードにおいて隣接する矩形セルに相当する領域それぞれに形成された穴のピッチをｐとしたときに、ｐ／ｄが１．４５以上となるように前記ピッチが設定されており、
コード縦横の各辺が０．１ｍｍ以上である、
２次元コード。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、２次元コードの読取方法、読取装置、コンピュータプログラム、製造方法、及び２次元コードに関する。

【背景技術】

【0002】

非特許文献１は、フェムト秒レーザでダイヤモンド、ルビー及びサファイヤに穴を形成してＱＲコード（登録商標）を形成する方法を開示している。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】Andre Jaques Batista1, PilarGregoryVianna, Henrique Bucker Ribeiro, Christiano Jose Santiago de Matos2, Anderson Stevens LeonidasGomes, “QR code micro-certified gemstones: femtosecond writing and Raman characterization in Diamond, Ruby and Sapphire”, SCIENTFIC REPORTS, 2019

【発明の概要】

【0004】

ＱＲコード及びデータマトリックスなどの２次元コードは、それぞれが二値データ（バイナリーデータ）を表す複数のセルを備える。各セルの形状は、矩形である。一方、非特許文献１において形成された穴は、円形である。非特許文献１では、２次元コードの矩形セルを、円形の穴で表現している。円形の穴は、平面視において円形ドットとして認識され得る。

【0005】

矩形セルを円形ドットで表現する場合、２次元コードの読取精度を高めるためには、円形ドットは、矩形セルとほぼ同じ大きさを持つのが好ましい。しかし、円形ドットが、矩形セルとほぼ同じ大きさを持つ場合、２次元コード又は円形ドットが目立ってしまい、２次元コード又は円形ドットが、２次元コードが付与された基材の外観を損ねるおそれがある。

【0006】

そこで、２次元コード又は円形ドットが外観を損ねるのを抑制するために、円形ドットを矩形セルよりも十分に小さくすることが考えられる。しかし、円形ドットを小さくすると、矩形セルの大きさとかけ離れるため、２次元コードの読取エラーが生じやすくなる。

【0007】

したがって、円形ドットが小さくても、２次元コードの読取エラーを抑制する技術が望まれる。

【0008】

本開示のある側面は、２次元コードの読取方法である。開示の方法は、複数の矩形セルが配置された２次元コードを表現するために、前記複数の矩形セルのうちの一部の各矩形セルに相当する領域内の中心に前記矩形セルよりも小さい単一の円形ドットを有する２次元コードの読取方法であって、２次元コードを撮影して得られた画像に対する整形処理を実行し、前記整形処理によって得られた画像に基づいて、２次元コードのデコードを実行する、ことを備え、前記整形処理は、前記画像中の前記円形ドットが前記矩形セルに相当する前記領域内において占める面積が増加するとともに、前記円形ドットが矩形に近づくように前記画像中の前記円形ドットを変形させる画像処理を含む。

【0009】

本開示の他の側面は、２次元コードの読取装置、コンピュータプログラム、製造方法、及び２次元コードである。更なる詳細は、後述の実施形態として説明される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、読取装置の構成図である。

【図2】図２は、２次元コードの説明図である。

【図3】図３は、２次元コードのサイズ説明図である。

【図4】図４は、読取処理のフローチャートである。

【図5】図５は、２次元コードの拡大なし読み取り率を示すグラフである。

【図6】図６は、拡大なし読み取り率を調べるために用いた２次元コードである。

【図7】図７は、整形の概念図である。

【図8】図８は、モルフォロジー演算の構造要素の説明図

【図9】図９は、円形ドットの近似円を示す図である。

【図10】図１０は、モルフォロジー演算の適用結果を示す図である。

【図11】図１１は、モルフォロジー演算の適用結果を示す図である。

【図12】図１２は、モルフォロジー演算の適用結果を示す図である。

【図13】図１３は、穴を示す断面図である。

【図14】図１４は、穴深さと読取時間の関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜１．２次元コードの読取方法、読取装置、コンピュータプログラム、製造方法、及び２次元コードの概要＞

【0012】

（１）実施形態に係る方法は、複数の矩形セルが配置された２次元コードを表現するために、前記複数の矩形セルのうちの一部の各矩形セルに相当する領域内の中心に前記矩形セルよりも小さい単一の円形ドットを有する２次元コードの読取方法であり得る。読取方法は、２次元コードを撮影して得られた画像に対する整形処理を実行し、前記整形処理によって得られた画像に基づいて、２次元コードのデコードを実行する、ことを備え得る。前記整形処理は、前記画像中の前記円形ドットが前記矩形セルに相当する前記領域内において占める面積が増加するとともに、前記円形ドットが矩形に近づくように前記画像中の前記円形ドットを変形させる画像処理を含み得る。

【0013】

（２）前記画像処理は、前記画像中において前記円形ドットではない領域を収縮させるモルフォロジー演算によって行われ得る。

【0014】

（３）前記整形処理が実行される前における前記画像中における前記円形ドットの直径は、前記画像における５０ピクセル相当長さ以下であり得る。

【0015】

（４）前記円形ドットの直径をｄとし、前記２次元コードにおいて隣接する矩形セルに相当する領域それぞれの円形ドット間のピッチをｐとしたときに、ｐ／ｄは、１．４５以上であり得る。

【0016】

（５）ｐ／ｄは、１．６以上であり得る。

【0017】

（６）前記整形処理が実行される前における前記画像中における前記円形ドットの直径は、前記画像における５０ピクセル相当長さ以下であり、前記円形ドットの直径をｄとし、前記２次元コードにおいて隣接する矩形セルそれぞれの円形ドット間のピッチをｐとしたときに、ｐ／ｄは、１．４５以上であり得る。

【0018】

（７）前記画像処理において、前記モルフォロジー演算は複数回行われ得る。

【0019】

（８）前記画像処理において、前記モルフォロジー演算を行う回数を、前記円形ドットの直径及び前記２次元コードにおいて隣接する矩形セルそれぞれの円形ドット間のピッチに基づいて決定することを更に備え得る。

【0020】

（９）実施形態に係る装置は、複数の矩形セルが配置された２次元コードを表現するために、前記複数の矩形セルのうちの一部の各矩形セルに相当する領域内の中心に前記矩形セルよりも小さい単一の円形ドットを有する２次元コードの読取装置であり得る。読取装置は、２次元コードを撮影して得られた画像に対する整形処理を実行し、前記整形処理によって得られた画像に基づいて、２次元コードのデコードを実行する、よう構成され得る。前記整形処理は、前記画像中の前記円形ドットが前記矩形セルに相当する前記領域内において占める面積が増加するとともに、前記円形ドットが矩形に近づくように前記画像中の前記円形ドットを変形させる画像処理を含み得る。

【0021】

（１０）実施形態に係るコンピュータプログラムは、複数の矩形セルが配置された２次元コードを表現するために、前記複数の矩形セルのうちの一部の各矩形セルに相当する領域内の中心に前記矩形セルよりも小さい単一の円形ドットを有する２次元コードを撮像して得られた画像に対する整形処理と、前記整形処理によって得られた画像に基づいて、２次元コードのデコードと、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであり得る。前記整形処理は、前記画像中の前記円形ドットが前記矩形セルに相当する前記領域内において占める面積が増加するとともに、前記円形ドットが矩形に近づくように前記画像中の前記円形ドットを変形させる画像処理を含み得る。

【0022】

（１１）実施形態に係る方法は、前記（１）～（１０）のいずれか１項に記載の２次元コード読取方法によって読み取られる２次元コードの製造方法であり得る。製造方法は、２次元コードが形成される基材に対して、前記円形ドットを構成する穴を、フェムト秒レーザによって形成する工程を備え、前記フェムト秒レーザによって形成される前記穴は、直径が１０μｍ～１００μｍであり、前記直径をｄとし、前記２次元コードにおいて隣接する矩形セルに相当する領域それぞれに形成された穴のピッチをｐとしたときに、ｐ／ｄが１．４５以上となるように前記ピッチが設定されており、コード縦横の各辺が０．１ｍｍ以上であり得る。

【0023】

（１２）実施形態に係る方法は、前記（１）～（１０）のいずれか１項に記載の２次元コード読取方法によって読み取られる２次元コードの製造方法であり得る。製造方法は、合成樹脂、皮革、及び生物由来材料からなる群から選択される少なくとも一つを含む基材に対して、前記円形ドットを構成する穴を、フェムト秒レーザによって形成する工程を備え得る。

【0024】

（１３）実施形態に係る方法は、前記（１）～（１０）のいずれか１項に記載の２次元コード読取方法によって読み取られる２次元コードの製造方法であり得る。製造方法は、合成樹脂、皮革、及び生物由来材料からなる群から選択される少なくとも一つを含む基材に対して、前記円形ドットを構成する穴を、フェムト秒レーザによって形成する工程を備え、前記フェムト秒レーザによって形成される前記穴は、直径が１０μｍ～１００μｍであり、前記直径をｄとし、前記２次元コードにおいて隣接する矩形セルに相当する領域それぞれに形成された穴のピッチをｐとしたときに、ｐ／ｄが１．４５以上となるように前記ピッチが設定されており、コード縦横の各辺が０．１ｍｍ以上であり得る。

【0025】

（１３）実施形態に係る２次元コードは、前記（１）～（１０）のいずれか１項に記載の２次元コード読取方法によって読み取られる２次元コードであり得る。２次元コードは、合成樹脂、ゴム、皮革、及び生物由来材料からなる群から選択される少なくとも一つを含む基材に対して形成されており、複数の矩形セルが配置された２次元コードを表現するために、前記複数の矩形セルのうちの一部の各矩形セルに相当する領域内の中心に形成された単一の穴を備え、前記穴の直径は、１０μｍ～１００μｍであり、前記直径をｄとし、前記２次元コードにおいて隣接する矩形セルに相当する領域それぞれに形成された穴のピッチをｐとしたときに、ｐ／ｄが１．４５以上となるように前記ピッチが設定されており、コード縦横の各辺が０．１ｍｍ以上であり得る。

【0026】

＜２．２次元コードの読取方法、読取装置、コンピュータプログラム、製造方法、及び２次元コードの例＞

【0027】

図１は、実施形態に係る２次元コード１０の読取方法を実行し得る読取装置１００を示している。読取装置１００は、コンピュータを備え得る。読取装置１００を構成するコンピュータは、プロセッサ１１０及びプロセッサ１１０に接続された記憶装置１２０を備える。読取装置１００は、２次元コード１０を撮像するためのカメラ１３０を備える。カメラ１３０は、読取装置１００に一体的に設けられていてもよいし、読取装置に外付けされていてもよい。

【0028】

記憶装置１２０は、例えば、例えば、一次記憶装置及び二次記憶装置を備える。一次記憶装置は、例えば、ＲＡＭである。二次記憶装置は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）又はソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）である。記憶装置１２０は、プロセッサ１１０によって実行されるコンピュータプログラム１２１を備え得る。プロセッサ１１０は、記憶装置１２０に格納されたコンピュータプログラム１２１を読み出して実行する。コンピュータプログラム１２１は、コンピュータを、実施形態に係る読取装置１００として動作させるための命令を示すプログラムコードを有する。コンピュータプログラム１２１は、プロセッサ１１０に読取処理１１１を実行させる。

【0029】

図２は、実施形態に係る２次元コード１０の一例を示している。なお、２次元コードの種類は特に限定されないが、２次元コードは、例えば、ＱＲコード（登録商標）又はデータマトリックス(ＤａｔａＭａｔｒｉｘ：登録商標)である。

【0030】

図２に示す２次元コード１０は、複数の矩形セル１１，１２がマトリックス状に配置されて構成されている。なお、以下では、矩形セルを単に「セル」ということがある。なお、ここでの「矩形」は一例として正方形である。

【0031】

図２に示す２次元コードは、一例として、縦１８セル×横１８セルである。１つのセルは、一例として、縦５０μｍ×横５０μｍである。したがって、図２に示す２次元コードは、複数の矩形セル全体で、縦９００μｍ×横９００μｍの大きさを持つ。なお、図２では、各セル１１，１２を示す領域を示す枠線が縦及び横に格子状に描かれているが、これらの枠線は、セル１１，１２に相当する領域を示す仮想的なものであり、現実の２次元コードにおいて現れる必要はない。

【0032】

各セル１１，１２は、２値データを示す。２値は、例えば「０」及び「１」である。一般的な２次元コードにおいては、セル１１，１２のセルの明暗によって２値が表現される。例えば、全体が暗色（例えば、黒色）のセル（第１セル）は２値の一方の値を示し、全体が明色（例えば、白色）のセル（第２セル）は２値の他方の値を示す。これに対して、図２に示す２次元コードにおいては、２値の一方の値を示す第１セル１１は、第１セル１１に相当する矩形領域内に配置された円形ドット１１Ａを有し、２値の他方の値を示す第２セル１２は円形ドット１１Ａを有しない。

【0033】

円形ドット１１Ａを有する第１セル１１は、一般的な２次元コードにおける「全体が暗色（例えば、黒色）のセル」に相当し、円形ドット１１Ａを有しない第２セル１２は、一般的な２次元コードにおける「全体が明色（例えば、白色）のセル」に相当する。

【0034】

第１セル１１において、円形ドット１１Ａは、矩形領域の中心に配置される。なお、円形ドット１１Ａの内側に矩形領域の中心が存在すれば、円形ドット１１Ａは矩形領域の中心に配置されているとみなされ得る。また、円形とは、完全に円である必要はなく、第１セル１１に相当する矩形領域内において、矩形の角が欠けた丸みを帯びた形状であってもよい。また、２次元コードを構成する各セルのうち、どれが第１セル１１となり、どれが第２セル１２となるかは、２次元コードが表すデータによって異なる。

【0035】

第１セル１１のドット１１Ａは、矩形領域よりも小さい。すなわち、ドット１１Ａの直径ｄは、第１セル１１の１辺の長さよりも小さい。このため、第１セル１１内において、ドット１１Ａの周囲には、第２セル１２と同様の色が存在し得る。例えば、円形ドット１１Ａは、暗色（例えば、黒色）であり、第１セル１１において円形ドット１１Ａの周囲には、明色（例えば、白色）が表れ得る。第２セル１２は、全体として明色（例えば、白色）であり得る。

【0036】

図３は、２次元コード１０の各部のサイズを示している。図３では、説明の便宜のため、各セルは第１セル１１であるものとして、円形ドット１１Ａが縦横に２次元マトリックス状に配置されている。図３において、ドット１１Ａの直径は、ｄ［μｍ］で表され、縦方向又は横方向に隣接するドット１１Ａ間のピッチは、ｐ［μｍ］で表されている。なお、ピッチｐは、あるドット１１Ａの中心から隣接する他のドット１１Ａの中心までの距離である。なお、ピッチｐの長さは、セル１１，１２の１辺の長さに等しい。

【0037】

ここでのｄ及びｐは、一例として、設計値とする。印刷によって２次元コード１０が製造される場合、製造された２次元コードにおけるｐ及びｄは、設計値に対する誤差はほとんどない。ただし、後述のようにドット１１Ａを穴などによって形成する場合、穴の形成時の製造誤差によって、穴の直径ｄ及びピッチｐの実際の値がばらつくことがある。したがって、設計値からの誤差を含み得るｄ及びｐを評価する場合には、製造された２次元コード１０全体でのｄ及びｐそれぞれの平均値を、ｄ及びｐとして扱うものとする。後述の面積などの他の値についても同様である。

【0038】

実施形態に係る２次元コード１０においては、図３の式（１）に示すように、ピッチｐ［μｍ］は、直径ｄ［μｍ］よりも大きい。すなわち、ドット１１Ａの直径は、矩形セル１１の１辺よりも短い。したがって、ドット１１Ａは、矩形セル１１よりも小さく、矩形セル１１内に収まっている。

【0039】

２次元コード１０の縦又は横の１辺の長さをＬ［μｍ］で表すと、図３の式（２）に示すように、２次元コード１０の大きさは、Ｌ×Ｌ［μｍ^２］で表される。ここで、Ｌは、図３の式（３）に示すように、ｐ×（Ｎ－１）＋ｄで表される。Ｎは、２次元コードの１辺のセルの数である。なお、複数の矩形セル全体で見た場合の２次元コード１０の理論的な大きさは、ｐ×Ｎであるが、実際の２次元コード１０の１辺の長さは、図３に示すように、１辺の一端側の円形ドット１１Ａから他端の円形ドット１１Ａまでの長さであるから、図３の式（３）のようになり、ｐ×Ｎよりはやや小さくなる。本明細書では、２次元コード１０の１辺の長さＬは、ｐ×Ｎではなく、式（３）で表される実際の値とする。

【0040】

直径ｄは、１０μｍから１００μｍの範囲内であるのが好ましく、１０μｍ～６０μｍの範囲内であるのがより好ましく、３０μｍ～５０μｍの範囲内であるのがさらに好ましい。直径ｄがこの程度に微小であると、ドット１１Ａ（穴）が目立ちにくく、外観上好適である。また、ドットを、後述のように、レーザ加工によって形成する場合、穴が小さいと、レーザパルス幅を小さくでき、エネルギー強度も上げることができるため、熱損傷が少なくなり、加工コストも抑えることができ好適である。

【0041】

ドット１１Ａ（穴）を目立ち難くするという観点において、ピッチｐは、ｐ／ｄが１．２５以上となるように、直径ｄに比べて十分に大きく設定するのが好ましい。換言すると、直径ｄは、ｐ／ｄが１．２５以上になるように、ピッチｐに比べて十分に小さく設定するのが好ましい。直径ｄが小さいことで、ピッチｐが大きい２次元コード（つまり、１つの矩形セルが大きい２次元コード）であっても、ドット１１Ａが目立ちにくく好適である。好ましくは、ｐ／ｄは、１．４５以上であり、、１．６以上であるのがより好ましい。１．６以上とすることで、外観上非常に良好となる。なお、ｐ／ｄは、ｄが小さくなりすぎるのを回避するため、２０以下であるのが好ましく、１０以下であるのがより好ましく、５以下であるのがさらに好ましい。

【0042】

好適な２次元コード１０のサイズの一例は、ドット１１Ａ（穴）の直径ｄが３０μｍから５０μｍの範囲内であり、ｐ／ｄは１．４５以上であり、Ｌは１００μｍ（０．１ｍｍ）以上であり、Ｎは１５以上である。かかる例において、Ｌは５００μｍ（０．５ｍｍ）以上であるのがより好ましく、１０００μｍ（１ｍｍ）以上であるのがさらに好ましい。Ｌが１０００μｍ（１ｍｍ）程度以上の大きさを持つと、２次元コード１０の存在を肉眼、簡易な拡大鏡の使用、又はカメラアプリケーション（ソフトウェア）の画像拡大機能（例えば、５～１０倍程度の拡大機能）の使用によって認識することが可能となり、２次元コード１０の読取のため、２次元コード１０が存在する箇所へ読取装置１００を近づけるのが容易となる。そして、ｐ／ｄが１．４５以上の大きさを持つと、ドット１１Ａ（穴）が小さくなり、２次元コード１０が十分な大きさをもっていても、個々のドット１１Ａを肉眼で視認し難くなる。この結果、２次元コード１０は、全体として、認識し得る程度大きさを持っても、２次元コード１０が目立ちにくくなって、外観上良好となる。

【0043】

なお、Ｌは、必要に応じて、２次元コード１０の大型化回避のため、３００００μｍ（３０ｍｍ）以下であるのが好ましく、２００００μｍ（２０ｍｍ）以下であるのがより好ましく、１００００μｍ（１０ｍｍ）以下であるのがさらに好ましい。Ｎは、５０以下であるのが好ましく、３０以下であるのがより好ましく、２５以下であるのがさらに好ましい。

【0044】

以下、実施形態に係る２次元コード１０の設計指針について説明する。２次元コード１０の設計にあたっては、一例として、まず、１辺のセル数Ｎとドット１１Ａ（穴）の直径ｄとが決定される。Ｎは、２次元コード１０によって表したいデータ長によって決定され得る。ｄは、例えばドット１１Ａを穴によって形成する場合、加工コスト等を考慮して決定される。また、コードが付される基材におけるスペースなど考慮して２次元コード１０全体の１辺の長さＬが決定される。Ｎ，ｄ，Ｌが決まると、図３の式（３）に基づき、ピッチｐが決定される。

【0045】

例えば、Ｎ＝１８，ｄ＝３０μｍである場合に、ピッチｐは次のようにして決まる。Ｌが７６８０μｍ（７．６８ｍｍ）に決まった場合、ｐ＝（７６８０－３０）／（１８－１）＝４５０μｍ（０．４５ｍｍ）である。この場合、ｐ／ｄ＝１５である。

【0046】

同様に、Ｌが２５８０μｍ（２．５８ｍｍ）に決まった場合、ｐ＝（２５８０－３０）／（１８－１）＝１５０μｍ（０．１５ｍｍ）である。この場合、ｐ／ｄ＝５である。

【0047】

同様に、Ｌが８８０μｍ（０．８８ｍｍ）に決まった場合、ｐ＝（８８０－３０）／（１８－１）＝５０μｍ（０．０５ｍｍ）である。この場合、ｐ／ｄ＝１．６７である。

【0048】

また、Ｎ＝１８，ｄ＝６０μｍである場合に、ピッチｐは次のようにして決まる。Ｌが７６８０μｍ（７．６８ｍｍ）に決まった場合、ｐ＝（７６８０－６０）／（１８－１）≒４４８μｍ（０．４４８ｍｍ）である。この場合、ｐ／ｄ≒７．４７である。

【0049】

同様に、Ｌが２５８０μｍ（２．５８ｍｍ）に決まった場合、ｐ＝（２５８０－６０）／（１８－１）≒１４８μｍ（０．１４８ｍｍ）である。この場合、ｐ／ｄ≒２．４７である。

【0050】

同様に、Ｌが８８０μｍ（０．８８ｍｍ）に決まった場合、ｐ＝（８８０－６０）／（１８－１）≒４８μｍ（０．０４８ｍｍ）である。この場合、ｐ／ｄが１未満であるため、Ｌを８８０μｍにするのは不適切であることわかる。

【0051】

さらに、Ｎ＝１８，ｄ＝９０μｍである場合に、ピッチｐは次のようにして決まる。Ｌが７６８０μｍ（７．６８ｍｍ）に決まった場合、ｐ＝（７６８０－９０）／（１８－１）≒４４６μｍ（０．４４６ｍｍ）である。この場合、ｐ／ｄ≒４．９５である。

【0052】

同様に、Ｌが２５８０μｍ（２．５８ｍｍ）に決まった場合、ｐ＝（２５８０－９０）／（１８－１）≒１４６μｍ（０．１４６ｍｍ）である。この場合、ｐ／ｄ≒１．６２である。

【0053】

同様に、Ｌが８８０μｍ（０．８８ｍｍ）に決まった場合、ｐ＝（８８０－９０）／（１８－１）≒４６μｍ（０．０４６ｍｍ）である。この場合、ｐ／ｄが１未満であるため、Ｌを８８０μｍにするのは不適切であることわかる。

【0054】

図４は、読取装置１００において実行される読取処理１１１の手順の一例を示している。読み取られる２次元コード１０は、前述のように、セル１１に相当する領域内にセル１１よりも小さいドット１１Ａを有する。実施形態に係る読取処理１１１は、２次元コード１０を撮像して得られた画像上のドット１１Ａを相対的に拡大（ｐ／ｄが小さくなるように拡大）して、２次元コード１０の読み取り率を向上させることができる。ドット１１Ａが小さくｐ／ｄが大きいと、前述のように、ドット１１Ａが目立ちにくくなり外観上有利であるが、２次元コードの読み取り率が低下する。しかし、読取処理１１１によって、ドット１１Ａを拡大してデコードすることで、読み取り率を向上することができる。

【0055】

ここで、図５は、２次元コードを撮像して得られた画像におけるドット１１Ａを拡大することなく、撮像して得られた画像自体に基づいて２次元コードのデコード処理を実行した場合の読み取り率を、ｐ／ｄを変化させて調べた結果を示している。ここでの２次元コードは、図６に示すようにデータマトリックス（１８セル×１８セル。１辺３０ｍｍ）を穴で表現したものである。ここで、２次元コードのデコードとは、オリジナルデータを符号化した２次元コードの画像から、オリジナルデータを復元することである。例えば、オリジナルデータである所定の文字列を符号化したデータをデコードすると、当該文字列が得られる。また、読み取り率とは、デコードに成功した割合を示す。デコードに失敗した場合は、読取エラーとなり、オリジナルデータは得られない。

【0056】

図５に示すように、ｐ／ｄが１、１．１、１．２及び１．３のときは、直径ｄがピッチｐとほぼ同じ大きさ又はやや小さいだけであり、１００％の読み取り率が得られている。これは、円形ドット１１Ａが矩形セル１１とほぼ同じ大きさ又はやや小さいだけであるため、各セルの値が正しく認識されたものと考えられる。一方、ｐ／ｄが１．４になると直径ｄがピッチｐに比べてやや小さくなるため読み取り率が７０％に低下する。そして、ｐ／ｄが１．５になると読み取り率が３０％へ大幅に低下する。ｐ／ｄが１．６及び１．７の場合、読み取り率は０％になった。このように、図５の結果によれば、ｐ／ｄが１．４５以上程度になると読み取り率が大幅に低下することが理解される。これは、ドット１１Ａが第１セル１１全体に占める割合が小さくなり、デコードを行うデコーダが、ドット１１Ａを、本来の第１セル（例えば、セル全体が暗色のセル）と認識できなくなるためであると考えられる。

【0057】

このように、読み取り率の観点からはｐ／ｄは小さい方がよい。一方、ドット１１Ａ（穴）を目立たなくさせて外観上良好にするという観点からはｐ／ｄは大きい方がよく、１．２５以上が好ましく、１．４５以上がより好ましく、１．６以上がさらに好ましい。このように、外観の良好さと読み取り成功とは両立が困難な場合がある。とりわけ、外観が良好なｐ／ｄ＝１．４以上の場合、読み取り率が１００％未満となり、外観の良好さが顕著なｐ／ｄ＝１．６以上又は１．７以上の場合、読み取り率は０％であり、２次元コード１０として機能しなくなる。また、場合によっては、ｐ／ｄが１．２程度から読み取り率が低下することもある。なお、図５の結果は、データマトリックスについてのものであるが、ＱＲコード及びその他の２次元コードでも同様の傾向が生じる。

【0058】

これに対して、実施形態の読取処理１１１は、読み取り率が小さくなるようなｐ／ｄを持つ２次元コードであっても、ドット１１Ａが第１セル１１において占める面積が増大するように、画像上でドット１１Ａを拡大させるため、読み取り率を向上させることができる。また、読取時間も短くなる。

【0059】

図５の結果から、ドット１１Ａの拡大は、ｐ／ｄが１．３以下になる拡大であるのが好ましく、１．２以下になる拡大であるのがより好ましい。なお、拡大しすぎるとかえって読み取り率が低下するため、拡大後のｐ／ｄは、０．８以上であるのが好ましく、０．９以上であるのがより好ましく、１以下であるのがさらに好ましい。

【0060】

なお、図５の結果によれば、ｐ／ｄが十分に大きい２次元コード１０は、２次元コード１０が表現する通常の２次元コードのための通常のデコーダではデコードできないものになる。したがって、実施形態の２次元コード１０は、通常のデコーダを搭載した読取装置では読取できず、専用の読取装置１００でなければ読み取れない、特殊用途の２次元コードとして好適である。特殊用途の２次元コード１０は、一例として、ｐ／ｄが１．４５以上である。

【0061】

図７は、読取処理１１１において行われるドット１１Ａの整形の概念図である。なお、ここでの整形は、ドット１１Ａを拡大させるほか、ドット１１Ａを矩形に近づけることを含む。図７に示すように、整形されたドット１１Ｂは、一例として角が丸みを帯びた矩形状であり、矩形セル１１の形状に近くなるとともに、セル１１において占める面積が整形前に比べて大きくなる。このため、デコーダによる読み取り率が向上する。ドット１１Ａの整形（又は単なる拡大）は、整形されたドット１１Ｂ（又はドット１１Ｃ）がセル１１中において占める面積が６０％以上になる整形又は拡大であるのが好ましく、７０％以上になる整形又は拡大であるのがより好ましく、８０％以上になる整形又は拡大であるのが好ましい。なお、整形又は拡大前のドット１１Ａがセル１１中において占める面積は５０％以下であるのが好ましく、４０％以下であるのが好ましく、３０％以下であるのがさらに好ましい。

【0062】

整形されたドット１１Ｂは、セル１１よりも多少大きくなってもよい。すなわち、整形されたドット１１Ｂは隣接するセルに一部重なる程度に拡大されてもよい。ただし、隣接するセルに大きく重なるまでドット１１Ｂが拡大すると、読み取り率が低下するおそれがある。例えば、隣接するセルが第２セル１２である場合に、ドット１１Ｂが隣接する第２セル１２に大きく重なるまで拡大すると、デコーダは、隣接する第２セル１２を第１セル１１であると誤って認識するおそれがある。したがって、ドット１１Ａの拡大は、そのような誤認識が生じない程度であるのが好ましい。

【0063】

また、実施形態に係る整形は、図７に示すように、ドット１１Ａを単純に拡大するのではなく、矩形セル１１に近づくようにドットを矩形に変形させつつ、拡大させる。この結果、セル１１に示すドット１１Ｂの面積を大きくしても、ドット１１Ｂがセル１１からはみ出すのを抑制することができる。逆に、図７のドット１１Ｃのように、ドット１１Ａを円形のまま単に拡大させてセル１１内に占める面積を十分に大きくすると、セル１１から一部はみ出てしまう。これに対して、図７に示すように整形されたドット１１Ｂは、矩形に近づくように拡大されるため、セル１１内に占める面積を十分に大きくした場合であっても、セル１１からドット１１Ｂがはみ出ることが抑制される。

【0064】

ドット１１Ａを矩形に近づけつつ拡大するには、図７に示すように、上下左右方向に比べて、斜め方向（矩形の角に向かう方向）の拡大率が大きくすればよい。このような整形は、例えば、画像中のドット１１Ａの位置を識別する処理を行い、識別されたドットを上下左右方向よりも斜め方向のほうが、拡大率が大きくなるように各ドット１１Ａを拡大する拡大処理によって達成され得る。なお、拡大と矩形への変形とは別々の処理によって行われてもよい。例えば、円形ドット１１Ａを、１辺の長さが円形ドット１１Ａの直径と同じである正方形に変形する変換処理を実行した上で、変換処理で得られた正方形を適切な倍率で拡大する拡大処理を実行してもよい。また、拡大処理を実行してから変換処理を実行してもよい。

【0065】

本発明者らは、前述のような整形を簡易に行うための方法の一つの例として、構造要素（Structuring Element）を処理対象の画像に適用するモルフォロジー演算（Morphology Operation）が利用可能であることを新たに見出した。モルフォロジー演算（モルフォロジー画像処理）を利用する場合、画像中のドット１１Ａを識別する必要はなく、構造要素を処理対象の画像に適用することで、ドット１１Ａを整形することができる。

【0066】

図４に戻り、実施形態の読取処理１１１は、モルフォロジー演算（ステップＳ４５）を利用した読取手法の一例である。図４の読取処理１１１では、まず、カメラ１３０（イメージセンサ）によって２次元コード１０を撮像して画像を取得することが行われる（ステップＳ４１）。読取装置１００は、取得した画像をグレースケール変換してグレースケール画像を得て（ステップＳ４２）、グレースケール画像を二値化して２値画像を得る（ステップＳ４３）。また、読取装置１００は、２値画像に対してガウスぼかし処理などの平滑化処理を行う（ステップＳ４４）。なお、ガウスぼかしは、ガウス分布を利用して注目画素からの距離に応じて近傍の画素値に重みをかける平滑化手法である。

【0067】

読取装置１００は、ステップＳ４２～Ｓ４４のような前処理を必要に応じて画像に対して実行した後、画像におけるドット１１Ａの整形又は拡大を、モルフォロジー演算を利用して行う（ステップＳ４５）。画像に対するモルフォロジー演算（ステップＳ４５）は必要に応じて複数回繰り返し実行され得る。モルフォロジー演算によって、円形のドット１１Ａを、矩形に近づけることができる。モルフォロジー演算の複数回の繰り返しによって、ドット１１Ａをより適切に整形又は拡大させることができる。また、モルフォロジー演算の前にガウスぼかし等の画像ぼかし処理をしておくことで、モルフォロジー演算による矩形への変形効果を向上させることができる。この点については後述される。

【0068】

モルフォロジー演算の繰り返し回数は、予め設定された所定回数でもよいが、読取装置１００は、ドット１１Ａの直径ｄ及びｐを、２次元コード１０を撮像した画像から求め、モルフォロジー演算の繰り返し回数を、直径ｄ及びピッチｐに基づいて決定し得る。読取装置１００は、ｄ及びｐの値を、ユーザ入力又はその他の手段によって求めてもよい。読取装置１００は、一例として、ｐ／ｄの値（ｐとｄとの比）に基づいて、モルフォロジー演算の繰り返し回数を決定し得る。読取装置１００は、ｐ／ｄが大きいほど、モルフォロジー演算の繰り返し回数を多くすることができる。

【0069】

読取装置１００は、ドット整形（ステップＳ４５）後、メディアンフィルタ処理などのノイズ除去処理を実行する（ステップＳ４６）。メディアンフィルタによって、インパルスノイズ（孤立点）を除去できる。

【0070】

読取装置１００は、ドット１１Ａが整形された画像に基づいてデコードを実行する（ステップＳ４７）。デコードによって、２次元コード１０が示すオリジナルデータが復号される。ステップＳ４７のデコードは、実施形態の２次元コード１０に対応する標準的な２次元コードのデコードアルゴリズムに従って行われ得る。例えば、実施形態の２次元コード１０が、ＱＲコードをドット１１Ａで表したものであれば、ＱＲコードのデコードアルゴリズムが利用される。また、実施形態の２次元コード１０が、データマトリックスをドット１１Ａで表したものであれば、データマトリックスのデコードアルゴリズムが利用される。なお、デコードは、読取装置１００外の装置（例えば、読取装置１００にネットワークを介して接続されたサーバ）によって実行され、読取装置１００は、読取装置１００外の装置からデコード結果を取得してもよい。

【0071】

実施形態の読取処理１１１によれば、ドット１１Ａが画像処理によって拡大されるため、２次元コード１０自体のドット１１Ａはセル１１に比べて小さくてもよい。したがって、２次元コード１０の外観の良好さと読み取り率向上とを両立させることができる。また、後述のように、ドットをレーザ加工による穴で表現する場合、ドット１１Ａを示す穴が小さければ、加工時間を短縮でき、低コスト化を図れる。また、レーザ加工による熱損傷も抑制できる。穴を小さくできることは、フェムト秒レーザにより微細な直径（例えば、１０μｍ～１００μｍ）の穴を形成する場合に特に有効である。

【0072】

以下、実施形態の読取処理１１１で利用されるモルフォロジー演算について説明する。前述のように、モルフォロジー演算は、構造要素を処理対象の画像に適用する画像処理のための演算である。なお、処理対象画像は、２値画像でもよいし、グレースケール画像でもよいし、カラー画像でもよいが、以下では、２値画像を例に説明する。

【0073】

図８（Ａ）（Ｂ）は、モルフォロジー演算で用いられる構造要素（カーネル）の例を示している。図８（Ａ）は、中央の画素及びその４近傍（上下左右）の画素を有する構造要素を示す。図８（Ｂ）は、中央の画素及びその８近傍の画素を有する構造要素を示す。構造要素は、処理対象画像の注目画素に、構造要素の中心をおき、構造要素の黒画素の方向において、処理対象画像に対する演算を行う。注目画素は、処理対象画像の各画素がなり得る。演算は、例えば、集合和演算又は集合積演算である。集合和演算は、膨張（Ｄｉｌａｔｉｏｎ）に用いられ、集合積演算は、収縮（Ｅｒｏｓｉｏｎ）に用いられる。

【0074】

収縮（Ｅｒｏｓｉｏｎ）の場合、構造要素の方向（４方向又は８方向）にある処理対象画像（２値画像）の画素が全て白画素であれば注目画素を白画素（１）にし、そうでなければ注目画素を黒画素（０）にする。この演算が処理対象画像の全体又は必要範囲に行われることで、処理対象画像の白画素（１）領域が収縮する。そして、その結果、黒画素領域は膨張する。

【0075】

したがって、黒画素で表されるドット１１Ａを有する画像に、収縮（Ｅｒｏｓｉｏｎ）のためのモルフォロジー演算を適用すると、画像中のドット１１Ａを拡大・膨張させることができる。しかも、本発明者らは、ドット１１Ａを構成する画素数が十分に少ない場合等にモルフォロジー演算を適用すると、本来は円形であったドット１１Ａを、画像上で、矩形に近い角丸の四角形にすることができることを見出した。実施形態の読取処理１１１では、これを利用して、画像にモルフォロジー演算を適用することで、画像中のドット１１Ａを矩形に近づけつつ拡大するようドット１１Ａを整形する（ステップＳ４５）。

【0076】

画像上において、円は、画素の集合によって近似的に表現される。したがって、画像においては、円の周縁の一部が直線で表現されることがある。円の周縁の一部が直線になるのは、ドット１１Ａを構成する画素数が少ない場合に特に生じやすい。実施形態のモルフォロジー演算は、画像上の円の周縁の一部が直線であることを利用して、円を矩形に近づけるようにドット１１Ａを整形することができる。かかる観点から、モルフォロジー演算が適用される前の画像におけるドット１１Ａの直径は、小さい方が好ましい。画像におけるドット１１Ａの直径は、例えば、５０画素相当の長さ以下であるのが好ましく、３０画素相当の長さ以下であるのがより好ましく、１５画素相当の長さ以下であるのがさらに好ましい。なお、画像におけるドット１１Ａの直径は、５画素相当の長さ以上であるのが好ましく、１０画素相当の長さ以上であるのがより好ましい。

【0077】

前述のように、実施形態の２次元コード１０は、ドット１１Ａの直径ｄが非常に小さい微細なものであるため、通常の手法で、２次元コード１０を撮影すると、画像上のドット１１Ａは、自然に、上記の程度に小さくなる。また、画像上のドット１１Ａが上記の程度よりも大きい場合には、画像全体を縮小してドット１１Ａを構成する画素数を少なくしてから、モルフォロジー演算を適用してもよい。この場合、モルフォロジー演算の適用後に画像全体を拡大してからデコードしてもよい。

【0078】

画像上の円の周縁の一部が直線であると、モルフォロジー演算によって、角丸の四角形が得られる理由は次のとおりである。まず、図９の点線で示す円は、画像においては、画素の集合で表現されるため、例えば、図９の黒領域で示す近似円形状となる。図９の黒領域で示す形状の周縁には、上下左右に「平坦部」が存在し、左上、右上、左下、右下のコーナが段々形状となる。なお、これらコーナの段々形状を「角丸部」という。そして、モルフォロジー演算による収縮は、前述のように、構造要素内にある処理対象画像の画素が全て白画素であれば注目画素を白画素にするものであり、これを換言すると、構造要素内に１画素でも黒画素があれば注目画素は黒となる。このようなモルフォロジー演算を図９の近似円に適用すると、角丸部はそのままの丸さが維持される一方、平坦部は伸びるように近似円が広がる。この結果、角丸部は相対的に小さくなり、近似円は、角（コーナ）が丸い矩形に近づく。

【0079】

図１０は、モルフォロジー演算（収縮）を繰り返し適用した結果を示している。図１０（Ａ）はモルフォロジー演算適用前のドット１１Ａ（近似円）を示す。図１０（Ａ）に示すドット１１Ａは、直径ｄが２０画素相当である。図１０（Ｂ）はモルフォロジー演算を１回適用した後のドット１１Ｂを示し、図１０（Ｃ）はモルフォロジー演算を２回適用した後のドット１１Ｂを示し、図１０（Ｄ）はモルフォロジー演算を３回適用した後のドット１１Ｂを示す。図１０に示すように、モルフォロジー演算を適用すると、ドット１１Ａが拡大するとともに矩形に近づいていく。また、モルフォロジー演算を繰り返すほどドット１１Ａを大きく拡大でき、より矩形に近づけることができる。

【0080】

図１１も、モルフォロジー演算（収縮）を繰り返し適用した結果を示す。図１１（Ａ）は、図１０（Ａ）と同様にモルフォロジー演算適用前のドット１１Ａを示す。図１１（Ａ）に示すドット１１Ａも、直径ｄが２０画素相当の近似円であるが、図１０（Ａ）のドット１１Ａとは異なり、平坦部の中央に凸部が生じている。図１１（Ａ）に示すドット１１Ａの方が、図１０（Ａ）よりも、より円に近似している。図１１の場合のも、モルフォロジー演算を適用すると、凸部が広がるものの、全体としては、矩形に近づいていく。

【0081】

なお、２次元コード１０をカメラで撮像した場合、多少のぼけが生じるため、図１１（Ａ）のようなドット１１Ａが画像において得られることはほとんどなく、実際には、図１０（Ａ）のドット１１Ａのようになる。仮に、図１１（Ａ）のようなドット１１Ａが得られた場合でも、図４のガウスぼかし（ステップＳ４４）を適用することで、図１０（Ａ）のドット１１Ａが得られる。また、図１０（Ａ）のドット１１Ａが得られた場合でも、平滑作用のあるガウスぼかしを適用することで、平坦部を大きくすることができる。平坦部が大きくなることで、より矩形に近づけることができる。なお、撮像時に十分なぼかしが確保されている場合には、図４のステップＳ４４は省略してもよい。

【0082】

なお、モルフォロジー演算（収縮）によって、隣り合うドット１１Ａ（黒領域）の間にある白領域を削って、隣り合うドット１１Ａ同士を接続することもできる。また、画像中のインパルスノイズ（孤立した白）を除去することもできる。

【0083】

図１２（Ａ）は、実施形態に係る２次元コード１０の一例としてＱＲコードの暗セルを黒ドットで表したものを示している。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）の２次元コード１０にモルフォロジー演算（収縮）を適用した後の画像１０Ａを示している。なお、図１２（Ａ）において、ドットのピッチｐは、１．４２９ｍｍとし、ドットの直径ｄ（平均値）は１．１４３ｍｍとした。したがって、ｐ／ｄは、約１．２５である。図１２（Ａ）のＱＲコード１０のファインダーパターンを構成する黒ドットの直径は、誤差を模擬するため、ばらつかせた。したがって、ファインダーパターンを構成する黒ドットの大きさはそれぞれ異なる。図１２（Ａ）のコード１０を、通常のＱＲコードデコーダでデコードしても読み取り率は非常に低くなる。一方、図１２（Ｂ）のコードは、通常のＱＲコードデコーダを用いても読み取り率が高い（概ね１００％）。したがって、モルフォロジー演算を利用した図４の読取処理１１１が有効であることがわかる。

【0084】

なお、図１２（Ａ）のコード１０において、ｐ／ｄが１になるようにドットの直径を大きくしたものに対してモルフォロジー演算を適用すると、ｐ／ｄが１．２５である場合に比べて、読み取り率がやや低下した。これは、モルフォロジー演算によって黒ドットが大きくなりすぎるためであると考えられる。また、直径ｄの平均値が十分に小さければ、直径ｄにばらつきが生じて多少大きなドットが生じても問題が少ない。したがって、モルフォロジー演算が適用される場合、元のコード１０のｐ／ｄは１．２５以上であるのが好ましく、１．４５以上であるのがより好ましく、１．６以上であるのがさらに好ましい。また、ｐ／ｄが大きすぎる（ｄが小さすぎる）と、モルフォロジー演算の繰り返し回数を多くする必要があり演算時間が増大する。また、演算時間の増大を抑えるために繰り返し回数を少なくすると読み取り率が低下する。したがって、ｐ／ｄは大きすぎないのが好ましく、ｐ／ｄは、３以下であるのが好ましく、２．５以下であるのがより好ましく、２以下であるのがさらに好ましい。

【0085】

さて、実施形態の２次元コード１０のドット１１Ａは、図１３に示すように、基材２０に形成された穴１１Ｅによって形成することができる。穴１１Ｅは、基材表面２０Ａの他の部分（穴１１Ｅが形成されていない部分）よりも暗くなるため、２次元コード１０を撮像した画像においては、ドット１１Ａは、暗領域（例えば、黒領域）として現れる。すなわち、穴１１Ｅは、２次元コード１０のドット１１Ａを表す。より詳細には、穴１１Ｅの領域が、実施形態の２次元コード１０の第１セル１１内のドット１１Ａを表し、穴１１Ｅが形成されていない基材表面２０Ａそのままの領域は、第２セル１２又は第１セル１１のドット１１Ａ周囲の範囲を示す。穴が形成されていない基材表面２０Ａそのままの領域は、明領域となる。なお、基材表面２０Ａは、単色、無模様、又は平坦である必要はなく、色彩を有していてもよいし、模様を有していてもよいし、穴に比べて微細又は緩やかな凹凸を有していてもよい。

【0086】

実施形態の２次元コード１０が形成される基材２０の材料は特に限定されない。ただし、本発明者らは、プラスチック若しくはエラストマーなどの合成樹脂又は皮革などが基材２０として好適であるとの着想を得た。ここで、非特許文献１は、フェムト秒レーザによって、ダイヤモンドなどの耐熱性の高い基材に２次元コードを示す微小穴を形成することを開示しているが、プラスチック若しくはエラストマーなどの合成樹脂、又は皮革などの耐熱性の低い基材２０に、２次元コードを示す穴を形成することを開示していない。しかも、非特許文献１では、穴の直径は、矩形セルにくらべてやや小さいものの、ほぼ同じ大きさである。

【0087】

合成樹脂は、広く一般に使われている材料であるため、そのような基材２０に、穴１１Ｅをあけて、実施形態の２次元コード１０を作成できれば利便性が高まる。また、バッグなどの皮革製品も広く一般に使われているため、そのような皮革を基材として２次元コード１０を作成できれば、利便性が高まる。しかし、合成樹脂・皮革は、耐熱性が低い。耐熱性が低いと、穴１１Ｅをレーザ加工で形成する場合に、基材２０が熱損傷を受けやすく不利である。また、合成樹脂・皮革以外にも、木材、紙、天然ゴム、歯牙、骨などの生物由来材料（動物由来材料又は植物由来材料）を有する基材２０に穴１１Ｅをあけて２次元コード１０を作成できれば、やはり利便性が高まるが、これらの材料も耐熱性が低く、熱損傷を受けやすい。なお、合成樹脂は、例えば、プラスチック又はエラストマーである。プラスチックは、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂であってもよい。エラストマーは、例えば、合成ゴム又は熱可塑性エラストマーである。皮革は、天然皮革であってもよいし、合成皮革であってもよいし、人工皮革であってもよい。

【0088】

プラスチックなどの熱に弱い基材２０に穴１１Ｅを形成する場合においても、基材２０の熱損傷が他のレーザに比べて比較的少ないフェムト秒レーザが有効である。フェムト秒レーザは、パルス幅が非常に小さく、基材２０に熱が伝わる前に熱照射が終了するため、熱損傷が少なくなり、穴１１Ｅの直径が意図せず大きくなったり、穴１１Ｅの形状が崩れたりすることを防止できる。

【0089】

ここで、穴１１Ｅが、ドット１１Ａを示す暗領域として画像上に明瞭に現れるようにするには、穴１１Ｅが十分に暗く見える必要がある。穴１１Ｅが暗くなるには、穴１１Ｅの深さを大きくするほうがよい。しかし、フェムト秒レーザ以外のレーザを利用して、深さのある穴１１Ｅを形成しようとすると、穴１１Ｅが上部開口ほど広がるすり鉢状になりやすく、図１３に示すように深さ方向にストレートな内側面１１Ｆを有する穴１１Ｅ（直径が穴深さ方向にほぼ一定である形状を持つ穴）を形成するのが困難である。

【0090】

これに対して、フェムト秒レーザを利用すると、深さ方向にストレートな側面を有する穴１１Ｅを形成でき、穴１１Ｅの中に光が届かなくなって穴１１Ｅが十分に暗くなり好適である。穴１１Ｅが十分に暗いと、基材表面２０Ａが黒色又は茶色などの暗色系の色であっても、穴１１Ｅと穴以外の基材表面２０Ａとを画像上区別することが容易となる。穴以外の基材表面２０Ａには光が照射されると、基材表面２０Ａが暗色であってもある程度の光反射が期待できる。これに対して、穴１１Ｅからの光反射は少ない。したがって、２次元コード１０を撮像したした画像においては、穴１１Ｅと穴以外の領域２０Ａとの明暗差が生じ得る。

【0091】

かかる観点から、穴１１Ｅの深さｄｐｔｈは、穴１１Ｅの直径ｄの１．５倍以上あるのが好ましく、２倍以上あるのがより好ましく、３倍以上あるのがさらに好ましい。また、穴１１Ｅは、基材表面２０Ａに対して略垂直の内側面１１Ｆ（ストレートな内側面）を有するのが好ましい。

【0092】

しかし、フェムト秒レーザを使用しても、合成樹脂・皮革などの熱に弱い基材２０の場合、基材２０が熱損傷を受けてしまうことがある。特に、非特許文献１のように、穴の直径を矩形セルとほぼ同じ大きさに設定していると、２次元コードの読取においては有利であるものの、矩形セルの大きさが大きい場合には穴の直径も大きくなってしまう。レーザで形成される穴が大きい場合には、基材２０が熱損傷を受けやすくなる。この結果、穴によって適切な２次元コードを形成できないことがある。

【0093】

そこで、本発明者らは、レーザで形成される穴１１Ｅを十分に微小（例えば、直径ｄを１０μｍ～１００μｍ程度）にしておくことで、合成樹脂・皮革などの熱に弱い基材２０であっても、基材２０が受ける熱損傷を抑えることができるという着想を得た。このような微細な穴は、フェムト秒レーザによって好適に形成される。ただし、ドット１１Ａを表す穴１１Ｅを微小にした上で、２次元コードの通常の読取ができるようにするには、穴の直径を矩形セルの大きさと同程度にする必要がある。すなわち、穴の直径ｄを穴のピッチｐと同程度（ｐ／ｄ＝１程度）にする必要がある。しかし、微小穴かつｐ／ｄ＝１程度とすると、２次元コード全体の大きさが非常に小さくなる。

【0094】

例えば、穴の直径ｄを１０μｍかつｐ／ｄ＝１にした場合、９×９セルの２次元コードであると、２次元コードの１辺の長さＬは、図３の式（３）より、９０μｍ（０．０９ｍｍ）となり、非常に微細となる。非特許文献１では、ダイヤモンドなど大きく拡大して観察されるのが通常である宝石にＱＲコードを形成しているため、そのような微細なＱＲコードであっても良いかもしれないが、微細なコードだけでは汎用性に欠ける。このため、穴を微小にしつつも、２次元コード自体は、ある程度の大きさを持つことが望まれる。例えば、２次元コードの１辺の長さＬは、０．１ｍｍ以上であるのが好ましく、０．５ｍｍ以上であるのがより好ましく、１ｍｍ以上であるのがさらに好ましい。

【0095】

本発明者らは、穴を微小にすること、及び、２次元コード自体大きさを大きくすることを両立させるため、ｐ／ｄに着目した。すなわち、前述のようにｐ／ｄを１よりも大きくすることで、穴１１Ｅを微小にしつつ、２次元コード１０を大きくすることができる。

【0096】

例えば、ｄが１０μｍであっても、ｐ／ｄ＝１．４５にすると、ｐ＝１４．５μｍとなり、Ｎ＝９の場合、Ｌは、１２６μｍとなる。また、Ｎ＝２５の場合、Ｌは、３５８μｍとなる。さらに、ｄが３０μｍ、ｐ／ｄ＝１．５、ｐ＝４５、Ｎ＝１８の場合、Ｌは、７９５μｍとなる。さらにまた、ｄが３０μｍ、ｐ／ｄ＝１．５、ｐ＝４５、Ｎ＝２５の場合、Ｌは、１１５μｍとなり、１ｍｍ以上になる。このように、ｄを微小にしても、ｐ／ｄを適宜大きくすることで、１辺のセル数Ｎをさほど大きくしなくても、２次元コード１０の大きさを大きくすることができる。なお、ｐ／ｄが大きい場合でも、画像上の穴１１Ｅを拡大することで、読取も可能になる。

【0097】

Ｌが、ある程度の大きさを持つと、２次元コード１０の存在を肉眼、簡易な拡大鏡の使用、又はカメラアプリケーション（ソフトウェア）の画像拡大機能（例えば、５～１０倍程度の拡大機能）の使用によって容易に認識することができ、２次元コード１０の読取のため、２次元コード１０が存在する箇所へ読取装置１００を近づけるのが容易となる。そして、ｐ／ｄが１よりも十分に大きいと、穴が小さくなり、２次元コード１０が十分な大きさをもっていても、個々の穴を肉眼で視認し難くなる。この結果、２次元コード１０は、全体として、認識し得る程度大きさを持っても、２次元コード１０が目立ちにくくなって、外観上良好となる。かかる観点において、ｐ／ｄは、１．４５以上、特に１．６以上であるのが好適である。

【0098】

実施形態の２次元コード１０は、上記のように、比較的大きなｐ／ｄを持つように設計される。２次元コード１０の製造においては、２次元コード１０の第１セル１１の位置に直径ｄの穴が形成されるように、フェムト秒レーザがコントロールされる。フェムト秒レーザは、隣接する第１セル１１に対応する穴同士は、ピッチｐを持つようにコントロールされる。例えば、フェムト秒レーザのコントローラには、２次元コードのセルパターン（第１セル１１と第２セル１２の配置）、直径ｄ、及びピッチｐが与えられる。コントローラは、当たられたセルパターン、直径ｄ、ピッチｐに基づいて穴を基材に形成する。

【0099】

このような２次元コード１０は、例えば、バッグ又は財布などの皮革製品に付与される２次元コードとして好適である。本発明者らの実験では、茶色の皮革製品及び黒色の皮革製品それぞれに、穴直径ｄ＝３０μｍ、ｐ／ｄ＝１．８、穴深さｄｐｔｈ＝１００μｍ、Ｌ＝３ｍｍ程度の２次元コード１０をフェムト秒レーザによって形成し、実施形態に係る読取装置１００によって、それらの２次元コード１０を読み取ることに成功した。同様の２次元コードをプラスチック板に形成した場合にも、読み取りに成功した。

【0100】

図１４は、実施形態の２次元コード１０において、穴深さｄｐｔｈと２次元コード読取時間の関係を調べた結果を示している。ここでは、Ａ－１，Ａ－２，Ａ－３，Ａ－４の４種類の２次元コード１０を用いた。ここでの、読取時間は、２次元コード１０を撮影してからデコード結果が得られるまでの時間である。図１４において、縦軸は、読取時間［秒］を示している。Ａ－１，Ａ－２，Ａ－３，Ａ－４のサイズは、図１４に示すとおりであり、それぞれ深さｄｐｔｈだけが異なだけで、他のサイズは共通である。

【0101】

図１４に示すように、Ａ－１，Ａ－２，Ａ－３，Ａ－４のいずれの場合も、読取時間は概ね０．０５秒から０．１５秒の範囲内に収まっており、短時間での読取が可能であった。ただし、Ａ－１では０．２５秒付近の外れ値Ｘが生じ、Ａ－２では、０．２９秒付近のはずれ値Ｘが生じ、Ａ－３では０．１１秒付近のはずれ値Ｘが生じた。Ａ－４でははずれ値は生じなかった。

【0102】

図１４に示すように、Ａ－１，Ａ－２では、比較的大きな外れ値が生じている。Ａ－１，Ａ－２は、深さｄｐｔｈが比較的小さく、光の影響等によって、穴をドットとして認識し難くなることがある程度の確率で生じ、そのため、外れ値が生じているものと考えられる。なお、Ａ－３では、外れ値Ｘが生じているが、０．１５秒未満であり、ほとんど問題ない。したがって、大きな外れ値が生じにくいという観点において、Ａ－３，Ａ－４が好適であり、Ａ－４がさらに好適である。穴の深さｄｐｔｈと直径ｄとのアスペクト比ｄｐｔｈ／ｄでいえば、ｄｐｔｈ／ｄは、１．５以上であるのが好ましく、２以上がより好ましく、３以上がさらに好ましい。

【0103】

本開示は、以下の（１）～（６）の態様を含む。以下の態様においては、フェムト秒レーザによって形成される穴を目立ち難くすることができる。

【0104】

（１）複数の矩形セルが配置された２次元コードを表現するために、前記複数の矩形セルのうちの一部の各矩形セルに相当する領域内の中心に前記矩形セルよりも小さい単一の穴を有する２次元コードの製造方法であって、
２次元コードが形成される基材に対して、前記穴を、フェムト秒レーザによって形成する工程を備え、
前記フェムト秒レーザによって形成される前記穴は、直径が１０μｍ～１００μｍであり、
前記直径をｄとし、前記２次元コードにおいて隣接する矩形セルに相当する領域それぞれに形成された穴のピッチをｐとしたときに、ｐ／ｄが１．４５以上となるように前記ピッチが設定されており、コード縦横の各辺が０．１ｍｍ以上である、
２次元コードの製造方法。

【0105】

（２）複数の矩形セルが配置された２次元コードを表現するために、前記複数の矩形セルのうちの一部の各矩形セルに相当する領域内の中心に前記矩形セルよりも小さい穴を有する２次元コードの製造方法であって、
合成樹脂、皮革、及び生物由来材料からなる群から選択される少なくとも一つを含む基材に対して、前記穴をフェムト秒レーザによって形成する工程を備える、
２次元コードの製造方法。

【0106】

（３）前記穴は、穴の直径の１．５倍以上の穴深さを有する。

【0107】

（４）前記穴は、前記基材表面に対して略垂直の内側面を有する。

【0108】

（５）前記穴は、前記基材表面に対して略垂直の内側面を有するとともに、穴の直径の１．５倍以上の穴深さを有する。

【0109】

（６）合成樹脂、皮革、及び生物由来材料からなる群から選択される少なくとも一つを含む基材に対して形成された２次元コードであって、
複数の矩形セルが配置された２次元コードを表現するために、前記複数の矩形セルのうちの一部の各矩形セルに相当する領域内の中心に形成された単一の穴を備え、
前記穴の直径は、１０μｍ～１００μｍであり、
前記直径をｄとし、前記２次元コードにおいて隣接する矩形セルに相当する領域それぞれに形成された穴のピッチをｐとしたときに、ｐ／ｄが１．４５以上となるように前記ピッチが設定されており、
コード縦横の各辺が０．１ｍｍ以上である、２次元コード。

【0110】

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

【符号の説明】

【0111】

１０ ：２次元コード
１０Ａ ：画像
１１ ：矩形セル
１１Ａ ：円形ドット
１１Ｂ ：ドット
１１Ｃ ：ドット
１１Ｅ ：穴
１１Ｆ ：内側面
１２ ：第２セル
２０ ：基材
２０Ａ ：基材表面
１００ ：読取装置
１１０ ：プロセッサ
１１１ ：読取処理
１２０ ：記憶装置
１２１ ：コンピュータプログラム
１３０ ：カメラ
Ｎ ：セル数
Ｘ ：ずれ値
ｄ ：穴直径
ｄｐｔｈ ：穴深さ
ｐ ：ピッチ

【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】