特表 2018-519870 製品をペアリングするための信号検出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2018-519870(P2018-519870A)

(43)【公表日】2018年7月26日

(54)【発明の名称】製品をペアリングするための信号検出システム

(51)【国際特許分類】

   A47J 31/44 20060101AFI20180629BHJP

   A47J 31/06 20060101ALI20180629BHJP

   B67D 1/08 20060101ALI20180629BHJP

【ＦＩ】

   A47J31/44 510

   A47J31/06 210

   B67D1/08 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2017-557336(P2017-557336)

(86)(22)【出願日】2016年5月6日

(85)【翻訳文提出日】2017年12月12日

(86)【国際出願番号】CA2016050524

(87)【国際公開番号】WO2016176779

(87)【国際公開日】20161110

(31)【優先権主張番号】62/158,414

(32)【優先日】2015年5月7日

(33)【優先権主張国】US

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US

(71)【出願人】

【識別番号】509037824

【氏名又は名称】１９２８７３２ オンタリオ インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100124039

【弁理士】

【氏名又は名称】立花 顕治

(74)【代理人】

【識別番号】100179213

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 未知子

(74)【代理人】

【識別番号】100170542

【弁理士】

【氏名又は名称】桝田 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100150072

【弁理士】

【氏名又は名称】藤原 賢司

(72)【発明者】

【氏名】ゾジマディス ピーター

(72)【発明者】

【氏名】ハックニー ロバート スティーヴン

【テーマコード（参考）】

3E082

4B104

【Ｆターム（参考）】

3E082BB01

3E082FF09

4B104AA20

4B104BA35

4B104CA08

4B104EA09

4B104EA20

4B104EA40

(57)【要約】

送信機と受信機との間の様々な光学コーティングのスペクトル応答を識別するためのシステムおよび方法が説明される。該システムは、光学コーティングを有する製品が別の製品と併用することが認可されているかどうかを判断するために、その光学コーティングが認可されたスペクトル応答を生成するかどうかを判断するのに有効である。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディスペンサ内の交換可能なカートリッジの状態を監視する方法であり、ここにおいて、前記交換可能なカートリッジは、前記ディスペンサによって読み取り可能な認可コードを有し、前記ディスペンサは、前記ディスペンサの作動を制御するためのコントローラと、前記交換可能なカートリッジが前記ディスペンサに動作可能に接続されたときに、前記交換可能なカートリッジ上の認可コードを読み取るための検証システムと、カートリッジが前記ディスペンサ内にあるかどうかを検出するためのカートリッジ検出システムとを備える、方法であって、
（ａ）前記交換可能なカートリッジが前記ディスペンサに動作可能に接続されているかどうかを監視するステップと、
（ｂ）前記交換可能なカートリッジが前記ディスペンサに動作可能に接続されていると検出された場合、前記交換可能なカートリッジが認可コードを有するかどうかを判断するステップと、
（ｃ）前記交換可能なカートリッジが認可コードを有する場合、前記ディスペンサの作動を可能にするステップと、
（ｄ）前記交換可能なカートリッジが認可コードを有していない場合、前記ディスペンサの作動を変更するステップと、
（ｅ）前記交換可能なカートリッジが前記ディスペンサから取り外されたかどうかを監視するステップと、
（ｆ）前記交換可能なカートリッジが取り外された場合、認可コードが存在するかどうかを判断するために前記検証システムを作動させるステップと、
（ｇ）認可コードが存在する場合、ディスペンサの作動を変更するステップと
を含む方法。

【請求項2】

ステップ（ｆ）において認可コードが存在しない場合、ステップ（ａ）〜（ｇ）を繰り返す、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ディスペンサは、表示システムを有し、ステップ（ｆ）において認可コードが存在する場合、前記交換可能なカートリッジの取り外しを指示する信号を前記表示システムに表示する、請求項１または請求項２に記載の方法。

【請求項4】

ステップ（ｄ）において非認可コードが存在する場合、前記交換可能なカートリッジの取り外しを指示する信号を前記表示システムに表示する、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

ステップ（ｇ）およびステップ（ｄ）において、ディスペンサの作動を変更するステップは、前記交換可能なカートリッジ内の材料の分注量を増加させるステップを含む、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

ステップ（ｇ）およびステップ（ｄ）において、ディスペンサの作動を変更するステップは、前記交換可能なカートリッジ内の材料の分注量を減少させるステップを含む、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

ステップ（ｇ）およびステップ（ｄ）において、ディスペンサの作動を変更するステップは、前記交換可能なカートリッジ内から材料を分注しないステップを含む、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記ディスペンサは、ディスペンサ開放検出システムを含み、前記方法はさらに、
（ｈ）前記ディスペンサが開かれたかどうかを監視するステップと、前記ディスペンサが開かれた場合に、
（ｉ）前記交換可能なカートリッジが取り外されたかどうかを監視し、前記交換可能なカートリッジが取り外された場合に、（ａ）〜（ｈ）のステップを繰り返すステップと、
（ｉｉ）前記交換可能なカートリッジが取り外されたかどうかを監視し、前記交換可能なカートリッジが取り外され、認可コードが存在する場合に、ディスペンサの作動を変更するステップと
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記ディスペンサが開かれておらず、認可コードが存在する場合、ディスペンサの作動を変更する、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記ディスペンサは、分注量カウンタシステムを含み、前記交換可能なカートリッジは、前記ディスペンサに動作可能に接続されている間に複数回の作動が意図されており、前記方法はさらに、
（ｌ）前記ディスペンサに動作可能に接続されている間に前記交換可能なカートリッジが作動されるたびに監視し、前記交換可能なカートリッジが作動されるたびに前記カウンタシステムをインクリメントし、この場合に、前記カウンタシステム内の予め設定された閾値に達すると、前記交換可能なカートリッジの取り外しが必要であることを示す信号を提供するステップを含む、請求項８または請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記交換可能なカートリッジが取り外されたことを前記システムが確認するまで、ディスペンサの作動を変更するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

ディスペンサ内の交換可能なカートリッジの状態を監視するためのディスペンサであって、交換可能なカートリッジは前記ディスペンサによって読み取り可能な認可コードを有し、前記ディスペンサは、
前記ディスペンサの作動を制御するためのコントローラと、
前記交換可能なカートリッジが前記ディスペンサに動作可能に接続されたときに、前記交換可能なカートリッジ上の前記認可コードを読み取るための検証システムと、
カートリッジが前記ディスペンサ内にあるか、前記ディスペンサ内に存在しないかを検出するためのカートリッジ検出システムとを備え、前記コントローラは、
（ｉ）前記検証システムが認可コードが存在すると判断し、前記カートリッジ検出システムが交換可能なカートリッジが存在しないと判断した場合に、前記ディスペンサの作動を変更し、
（ｉｉ）前記検証システムが非認可コードが存在すると判断し、前記カートリッジ検出システムが交換可能なカートリッジが存在すると判断した場合に、前記ディスペンサの作動を変更する、ディスペンサ。

【請求項13】

（ｉｉ）が発生したときに、前記コントローラは、前記交換可能なカートリッジから材料の分注量を増加させる、請求項１２に記載のディスペンサ。

【請求項14】

（ｉｉ）が発生したときに、前記コントローラは、前記交換可能なカートリッジから材料の分注量を減少させる、請求項１２に記載のディスペンサ。

【請求項15】

（ｉｉ）が発生したときに、前記コントローラは、前記交換可能なカートリッジから材料が分注されることを防止する、請求項１２に記載のディスペンサ。

【請求項16】

前記交換可能なカートリッジは、光学コーティングを有し、前記ディスペンサは、
前記交換可能なカートリッジが前記ディスペンサに動作可能に接続されたときに光学コーティングに対して第１の光信号を送信するために前記光学コーティングに隣接して動作可能に配置される送信機と、
前記光学コーティングからの反射光を受信するために前記交換可能なカートリッジ上の前記光コーティングに隣接して配置される受信機と、
認可信号に対して前記受信機における反射光を解釈し、前記光学コーティングが認可光学コーティングであるか、非認可光学コーティングであるかを判断するために前記受信機に動作可能に接続される受信側電子回路と
を含む、請求項１２〜請求項１５のいずれか一項に記載のディスペンサ。

【請求項17】

前記ディスペンサは、コーヒーディスペンサであり、前記カートリッジは、使い捨てコーヒーカートリッジである、請求項１２〜請求項１６のいずれか一項に記載のディスペンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ユーザが製品ペア内で非認可品を使用する能力を低減する、製品をペアリングするためのシステムおよび方法について記載する。該システムおよび方法は、使い捨てカートリッジ内の製品を分注するディスペンサ内で使用され得る使い捨てカートリッジをペアリングするときに、特に有用である。

【背景技術】

【0002】

多くの製品やサービスがある今日の競争の激しい市場では、企業が新しい市場や市場シェアを創出し、維持し、拡大するためのコストはますます高騰している。そのため、製品および／または市場に対する一企業（「最初の企業」）の投資が、最初の企業に続いてその市場へ参入しようとしている可能性のある新規参入企業に対して保護されることを保証する低コストの手段を提供する技術への需要が高まっている。例えば、企業は、自社が開発した製品が新規参入企業によって、偽造および／または安値で販売されることから保護する手段を有する必要がある。新規参入企業は、最初の企業の研究および開発を利用して、同程度の開発作業を行わずに、偽造製品または安価な製品を製造する可能性がある。さらに、製品に関連するブランド名および／または営業権にも実質的に投資した可能性のある最初の企業が、最初の企業の製品と併用され得る類似したまたは紛らわしいほど類似した製品を競合企業が製造し、市場に出す能力を低減することによって、ブランド名ならびに／もしくは営業権、および関連する収益を保護することも重要である。

【0003】

上記のことは、消耗品を販売する企業にとって、および競合企業が最初の企業の特定の装置と併用するための競合する「再充填」タイプの製品の販売を望む可能性がある場合に、特に重要である。例えば、最初の企業が、カートリッジまたは他の容器の形態の消耗部品を組み込んだ分注装置を含む分注製品を開発したという場合がある。この場合、消耗部品は、使い尽くされた後に、定期的に交換され、最初の企業は、消耗部品を繰り返し販売することによって、分注装置の開発コストを回収しようとする。多くの場合、競合企業は、より高価な分注製品および／または消耗品の開発コストを負担することなく、最初の企業の分注製品と併用され得る「非認可」消耗部品を製造することによって、消耗部品の価格設定を安く抑えようとする。この分野には、毎回使用後に交換される必要のある使い捨てカートリッジと、分注サイクル数にわたって複数回量の分注製品を送達する、または分注サイクル数に基づいた使用寿命を有する複数回使用カートリッジの両方の例がある。使い捨て分注カートリッジの一例は、使い捨てコーヒーカートリッジである。複数回使用カートリッジの例は、プリンタ内で使用するプリンタトナーカートリッジ、芳香剤ディスペンサで使用する芳香剤カートリッジである。分注サイクル数に基づく寿命を有するカートリッジの例は、フィルタカートリッジが交換前に一定量の水を濾過するように設計されたウォーターディスペンサと併用されるウォーターフィルタカートリッジである。

【0004】

過去には、競合企業が非認可消耗品を様々な分注装置とうまく統合することをより困難にするために様々な解決策が開発されてきたが、認可品のブランド名および／または収益を保護するためには、依然として特定の装置内での非認可品の使用を防止する低コストの解決策が特に必要である。さらに、低コストの解決策は、製品数を増やす可能性があり、この場合、異なる製品ペア間で認証プロセスが実装され得る。

【0005】

さらに、消耗品が使用される製品（例えば、「分注製品」）とのペアリングプロセス中に消耗品に組み込まれ得るセキュリティ機能を克服しようとする競合企業の試みに打ち勝とうとするシステムおよび方法が必要とされている。すなわち、消耗品に組み込まれ得るコードの場合、競合企業は、コードの複雑性に応じて、分注製品に有効期限切れのコードまたは使用済みのコードを有効コードとして認識するような錯覚を与えることによって、セキュリティ機能を克服することができる場合がある。

【0006】

例えば、競合企業は、消耗品が非認可品と交換されていても有効コードを読み取っていると分注製品が認識するように、消耗品に関連付けられたコードを取り外して、それを分注製品内の所定位置に貼り付ける場合がある。その一例は、コーヒー抽出分注機で使用されるコーヒーカートリッジであり得る。コーヒー抽出分注機の製造業者は、カートリッジを販売することで得られる収益がコーヒーメーカーを販売することで得られる収益よりも実質的に大きいので、その認可コーヒーカートリッジのみがその機械で使用されることを望む場合がある。さらに、コーヒーメーカーの製造業者は、コーヒーメーカー自体の技術だけでなく、その商標、営業権、流通ネットワーク、およびその他の事業の側面に実質的に投資している場合がある。これらの投資をしていない競合企業は、より低価格であり、コーヒーメーカー内で動作するコーヒーカートリッジを製造することで、単にコーヒーメーカーの製造業者の投資に便乗しようとする場合がある。

【0007】

上述したように、競合企業は、認可コーヒーカートリッジから有効コードを取り外すこと、コーヒーメーカーが常に有効コードを読み取っていると認識するように有効コードをコーヒーメーカー内の所定位置に配置すること、「偽」コード（例えば、コーヒーメーカー製造業者のコードと同じコード）を有するカートリッジを製造すること、コーヒーメーカーのコード読み取り機を無効にする、もしくは回避すること、または他の方法を含む、多くの動作を含み得る様々な技術によって、コーヒーカートリッジに組み込まれたセキュリティ機能を克服することができる場合がある。

【0008】

本出願人の同時係属中の出願である、２０１３年３月８日に出願された「Ｓｉｇｎａｌ ａｎｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｋｅｙｉｎｇ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」（参照により本明細書に組み込まれる）という名称の米国特許出願第１３／７９１，０７３号に記載されているように、製品同士の低コストのペアリングを行うための１つの有効な技術は、製品ペアを認識して検証する手段として、光学面に対して発光ダイオード（ＬＥＤ）光を放出し、該表面から反射されたＬＥＤから受信されたスペクトル応答を分析するＬＥＤを利用したシステムである。

【0009】

このようなシステムは効果的な製品のペアリングと認可品の防止を確実に行うことができるが、ペアリングに関連する追加のセキュリティおよび機能が依然として必要である。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に従って、送信機と受信機との間の様々な光学コーティングのスペクトル応答を識別するためのシステムおよび方法を説明する。本明細書に記載されているシステムは、光学コーティングを有する製品が別の製品と併用されることが認可されているかどうかを判断するために、光学コーティングが認可されたスペクトル応答を生成するかどうかを判断するのに有効である。

【0011】

第１の態様によれば、送信機と受信機との間で基板上の１つまたは複数の光学コーティングのスペクトル応答を識別するためのシステムであって、光学コーティングに対して第１の光信号を送信するために光学コーティングに隣接して動作可能に配置される送信機と、光学コーティングからの反射光を受信するために光学コーティングに隣接して動作可能に配置される受信機と、認可信号に対して受信機における反射光を解釈し、光学コーティングが認可光学コーティングであるか、または非認可光学コーティングであるかを判断するために受信機に動作可能に接続される受信側電子回路とを備えるシステムが提供される。好ましい実施形態では、送信機はＬＥＤ光源である。

【0012】

別の態様では、本発明は、主装置に関する光学コーティングを有する基板を評価する方法であって、（ａ）主装置に対する動作位置に基板の光学コーティングを位置決めするステップと、（ｂ）主装置から光学コーティングに対して第１の光信号を送信するステップと、（ｃ）光学コーティングから反射された光から主装置上の反射光信号を受信するステップと、（ｄ）反射光信号を所定の信号パターンと比較して、反射光信号が所定の信号パターンと一致するかどうかを判断するステップと、（ｅ）ステップ（ｄ）の結果に基づいて応答信号を提供するステップとを含む方法を提供する。

【0013】

別の態様では、本発明は、ディスペンサ内の交換可能なカートリッジ上のコードを検証する方法であり、ここにおいて、ディスペンサは、カートリッジがディスペンサ内にあるかどうかを検出し、交換可能なカートリッジがディスペンサに動作可能に接続されたときに交換可能なカートリッジ上のコードを読み取り、ディスペンサの作動を制御するための検証システムを有するコントローラを含む、方法であって、（ａ）交換可能なカートリッジがディスペンサに動作可能に接続されているかどうかを監視するステップと、（ｂ）交換可能なカートリッジがディスペンサに動作可能に接続されているとして検出された場合、交換可能なカートリッジが認可コードを有するかどかを判断するステップと、（ｃ）交換可能なカートリッジが認可コードを有する場合、ディスペンサを作動させるステップと、（ｄ）交換可能なカートリッジが認可コードを有していない場合、ディスペンサの作動を変更するステップと、（ｅ）交換可能なカートリッジがディスペンサに動作可能に接続されなくなったかどうかを監視するステップと、（ｆ）交換可能なカートリッジが取り外された場合、認可コードが存在するかどうかを判断するために検証システムを作動させるステップと、（ｇ）認可コードが存在する場合、ディスペンサの作動を変更するステップとを含む方法を提供する。

【0014】

一実施形態では、該方法は、ステップ（ｆ）において認可コードが存在しない場合、交換可能なカートリッジがディスペンサ内に存在するかどうかを判断するために監視するステップを含む。

【0015】

一実施形態では、ディスペンサは表示システムを有し、該方法は、ステップ（ｆ）において認可コードが存在する場合に、交換可能なカートリッジの取り外しを指示する信号を表示システム上に表示するステップを含む。

【0016】

一実施形態では、該方法は、ステップ（ｄ）において認可コードが存在する場合に、交換可能なカートリッジの取り外しを指示する信号を表示システム上に表示するステップを含む。

【0017】

別の態様では、本発明は、ディスペンサ内の交換可能なカートリッジの状態を監視する方法であり、ここにおいて、交換可能なカートリッジは、ディスペンサによって読み取り可能な認可コードを有し、ディスペンサは、ディスペンサの作動を制御するためのコントローラと、交換可能なカートリッジがディスペンサに動作可能に接続されたときに、交換可能なカートリッジ上の認可コードを読み取るための検証システムと、カートリッジがディスペンサ内にあるかどうかを検出するためのカートリッジ検出システムとを備える、方法であって、（ａ）交換可能なカートリッジがディスペンサに動作可能に接続されているかどうかを監視するステップと、（ｂ）交換可能なカートリッジがディスペンサに動作可能に接続されているとして検出された場合、交換可能なカートリッジが認可コードを有するかどうかを判断するステップと、（ｃ）交換可能なカートリッジが認可コードを有する場合、ディスペンサの作動を可能にするステップと、（ｄ）交換可能なカートリッジが認可コードを有していない場合、ディスペンサの作動を変更するステップと、（ｅ）交換可能なカートリッジがディスペンサから取り外されたかどうかを監視するステップと、（ｆ）交換可能なカートリッジが取り外された場合、認可コードが存在するかどうかを判断するために検証システムを作動させるステップと、（ｇ）認可コードが存在する場合、ディスペンサの作動を変更するステップとを含む方法を提供する。

【0018】

別の実施形態では、ステップ（ｆ）において認可コードが存在しない場合、該方法は、ステップ（ａ）〜（ｇ）を繰り返すステップを含む。

【0019】

別の実施形態では、ディスペンサが表示システムを有し、ステップ（ｆ）において認可コードが存在する場合、該方法は、交換可能なカートリッジの取り外しを指示する信号を表示システム上に表示するステップを含む。

【0020】

別の実施形態では、ステップ（ｄ）において非認可コードが存在する場合、該方法は、交換可能なカートリッジの取り外しを指示する信号を表示システム上に表示するステップを含む。

【0021】

さらに別の実施形態では、ステップ（ｇ）およびステップ（ｄ）において、ディスペンサの作動を変更するステップは、交換可能なカートリッジ内の材料の分注量を増加させるステップ、交換可能なカートリッジ内の材料の分注量を減少させるステップ、または交換可能なカートリッジ内から材料を分注しないステップを含む。

【0022】

別の実施形態では、ディスペンサは、ディスペンサ開放検出システムを含み、該方法は、（ｈ）ディスペンサが開かれたかどうかを監視するステップと、ディスペンサが開かれた場合に、（ｉ）交換可能なカートリッジが取り外されたかどうかを監視し、交換可能なカートリッジが取り外された場合に、ステップ（ａ）から（ｈ）を繰り返すステップと、（ｉｉ）交換可能なカートリッジが取り外されたかどうかかを監視し、交換可能なカートリッジが取り外され、認可コードが存在する場合に、ディスペンサの作動を変更するステップとを含む。

【0023】

別の実施形態では、ディスペンサが開かれておらず、認可コードが存在する場合に、ディスペンサの作動が変更される。

【0024】

さらに別の実施形態では、ディスペンサは、分注量カウンタシステムを含み、交換可能なカートリッジは、ディスペンサに動作可能に接続されている間に複数回作動するように意図され、該方法はさらに、（ｌ）交換可能なカートリッジがディスペンサに動作可能に接続されている間に作動されるたびに監視し、交換可能なカートリッジが作動されるたびにカウンタシステムをインクリメントするステップと、この場合に、（ｉ）カウンタシステム内の予め設定された閾値に達した場合に、交換可能なカートリッジの取り外しが必要であることを示す信号を送信するステップとを含む。

【0025】

別の実施形態では、ディスペンサの作動を変更するステップは、システムが交換可能カートリッジが取り外されたことを検証するまで継続される。

【0026】

別の態様では、本発明は、ディスペンサ内の交換可能なカートリッジの状態を監視するためのディスペンサであり、ここにおいて、交換可能なカートリッジは、ディスペンサによって読み取り可能な認可コードを有し、ディスペンサは、ディスペンサの作動を制御するためのコントローラと、交換可能なカートリッジがディスペンサに動作可能に接続されたときに、交換可能なカートリッジ上の認可コードを読み取るための検証システムと、カートリッジがディスペンサ内にあるか、ディスペンサ内に存在しないかを検出するためのカートリッジ検出システムとを備え、ここにおいて、コントローラは、（ｉ）検証システムが認可コードが存在すると判断し、カートリッジ検出システムが交換可能なカートリッジが存在しないと判断した場合に、ディスペンサの作動を変更し、（ｉｉ）検証システムが非認可コードが存在すると判断し、カートリッジ検出システムが交換可能なカートリッジが存在すると判断した場合に、ディスペンサの作動を変更する。

【0027】

別の実施形態では、（ｉｉ）が発生すると、コントローラは、交換可能なカートリッジから材料の分注量を増加させ、交換可能なカートリッジから材料の分注量を減少させ、および／または交換可能なカートリッジから材料が分注されることを防止する。

【0028】

別の実施形態では、交換可能なカートリッジは光学コーティングを有し、ディスペンサは、交換可能なカートリッジがディスペンサに動作可能に接続されたときに光学コーティングに対して第１の光信号を送信するために光学コーティングに隣接して動作可能に配置される送信機と、光学コーティングからの反射光を受信するために交換可能なカートリッジ上の光学コーティングに隣接して配置される受信機と、認可信号に対して受信機における反射光を解釈し、光学コーティングが認可光学コーティングであるか、非認可光学コーティングであるかを判断するために受信機に動作可能に接続される受信側電子回路とを含む。

【0029】

一実施形態では、ディスペンサはコーヒーディスペンサであり、カートリッジは使い捨てコーヒーカートリッジである。

【図面の簡単な説明】

【0030】

添付図面を参照しながら本発明について説明する。

【図1】認可光学コーティングを有する本発明の第１の実施形態に係るキーイングシステムの略図である。

【図1A】非認可光学コーティングを有する本発明の第１の実施形態に係るキーイングシステムの略図である。

【図2】認可光学コーティングを有する本発明の第２の実施形態に係るキーイングシステムの略図である。

【図2A】非認可光学コーティングを有する本発明の第２の実施形態に係るキーイングシステムの略図である。

【図3】認可光学コーティングを有する本発明の第３の実施形態に係るキーイングシステムの略図である。

【図3A】単一の送信機／受信機ペアが２つの異なる光学コーティングと併用されることを可能にする光学系を有する、本発明の一実施形態に係るキーイングシステムの略図である。

【図3B】より複雑なコードを単一の送信機／受信機とペアリングすることを可能にする回転基板を有する本発明の一実施形態に係るキーイングシステムの略図である。

【図4】製品ペアとしての本発明の一実施形態に係るキーイングシステムの略図である。

【図5】本発明の一実施形態で使用され得る３つの可能な波長を示す代表的な顔料のスペクトル反射プロファイルである。

【図6】本発明の一実施形態に従ってディスペンサ内の単一のカートリッジを確認する方法を示すフローチャートである。

【図6A】本発明の一実施形態に従ってディスペンサ内の単回分注カートリッジを確認する方法を示すフローチャートである。

【図6B】本発明の一実施形態に従ってディスペンサ内の単一または複数のカートリッジを確認する方法を示すフローチャートである。

【図7】部分的な係合位置（Ａ）および係合位置（Ｂ）にある本発明の一実施形態に係る使い捨て交換可能カートリッジとディスペンサとの相互作用を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

図面を参照しながら、キーイング用途のための信号検出システムについて説明するが、該システムでは、インク、塗料、顔料、および染料を含むがこれに限定されない様々な光学コーティングの反射特性が、光学コーティングが配置される商品が認可品であるか否かの信号を送るのに使用される。該システムについて、動作の基本的な概念が示された様々な例を参照しながら説明する。より詳細に説明されるように、本明細書に示されている概念は、本発明の目的を達成するために異なる実施形態および用途で使用され得る。一般に、当業者に理解されるように、顔料または染料は、塗料またはインクに光学的特性を付与する塗料またはインクの成分である。顔料は、一般にキャリア液中に懸濁されるが、染料は、一般にキャリア液中に溶けやすい。

【0032】

さらに詳細な態様において、本発明は、キーイング用途のいくつかの構成で展開され得る、１つまたは複数のＬＥＤ送信機、受信機、および塗料ならびにインク（顔料または染料を含む）を含む光学コーティングの使用を示している。これらの実施形態は、スペクトル応答の分析を可能にする光学コーティングの吸光特性および反射特性を利用する。１つまたは複数のＬＥＤ光源を１つまたは複数の光学コーティングと組み合わせることによって、反射信号パターンは、特定の認可信号パターンを定義するために使用され得る様々なスペクトル特性から構成され得る。

【0033】

本願の文脈において、「キーイング」および「製品ペアリング」は、２つの製品が協働することによって製品の分注などの所望の結果を達成することができるように、２つの製品の認可照合を意味する。様々な実施形態において、製品ペアリングは、消耗品を含むカートリッジおよびディスペンサを使用する分注製品間の関係を指す。製品ペアリングはまた、消耗品が分注サイクル数に基づく寿命を有する分注製品間の関係を含む。

【0034】

ペアリングされ得る製品の例としては、以下のものを含む。
ａ．コーヒーカートリッジを利用するコーヒー抽出システム。
ｂ．プリンタとトナーを含むプリンタカートリッジ。
ｃ．ハンドサニタイザの交換可能なカートリッジを利用するハンドサニタイザディスペンサ。
ｄ．ハンドソープの交換可能なカートリッジを利用したソープディスペンサ。
ｅ．ペーパータオルの交換可能なカートリッジを利用したペーパータオルディスペンサ。
ｆ．エアゾール缶、および液体ならびに固体の芳香剤カートリッジを含む交換可能なカートリッジを利用した芳香剤。
ｇ．ウォーターディスペンサ内で使用されるウォーターフィルタカートリッジ。

【0035】

重要なことには、本システムは、キーイングを達成するための出力レベルがより低いこと、およびラベリングまたはキーイング目的で蛍光またはリン光の代わりに、一般に反射を使用することによって材料コストがより低いことを含む、他のシステムに勝るいくつかの利点を提供し得る。

【0036】

本発明の文脈においては、２つの関連する製品間の任意の数のコードは、潜在的に幅広い数の意味の信号を送り、様々な動作を開始するために、製造業者／ユーザによって使用され得る本明細書に記載の原理を使用して、構築される可能性がある。同様に、信号生成および信号解釈に使用される電子回路および関連電子回路が開始し得る以降の動作は、非常に多様性があるが、当業者に理解されるように、本明細書に記載されている技術に容易に統合される。

【0037】

本発明によれば、図１Ａおよび図１Ｂに示されているように、第１の実施形態では、システム１０は、送信機１２と受信機１４とを含む。一般に、送信機は、光学コーティング１６に対して特定の波長の光を放出し、その結果光は受信機１４に向けて反射される。光学コーティング１６（図５参照）の特性に基づいて、光学コーティングにおける光の反射率および／または吸光度の結果として、受信器で受信される信号は変化する。例として、図１において、送信機は、黄色光線１２ａを放出し、光学コーティング１６は、実線で示されているように、送信信号１２ａが受信機における受信信号１４ａと実質的に同じになるように黄色光を反射するように設計されている。送信信号および受信信号の代表的な信号パターンは、信号１２ｂ、１４ｂとして示され、波長および信号強度の両方が実質的に同一であることが示されている。

【0038】

一方、図１Ａに示されているように、光学コーティング１６ａが黄色光を吸収する特性を有する場合、受信信号１４ｃ、１４ｄは、光学コーティングによって吸収されている黄色光を表す。部分的に吸収された信号は、点線で示されている。同様に、送信機１２が赤色光を放出するように変更されると同時に、光学コーティングが黄色光を反射するように設計されている場合には、異なる受信信号が観測される。

【0039】

その結果、送信された光および／または光学コーティングの色を変更し、光学コーティングからの反射を監視することによって、関連電子回路によって解釈され得るように光学コーティングが認可されているか否かを判断するために、スペクトル反射率の相対的差異または類似性が使用され得る。したがって、光学コーティングが製品に適用される場合、この技術を使用して、適切な電子回路とペアリングされたときに、ある製品の別の製品（または他の機能）との併用を効果的に可能にする、または防止することができる符号化情報を作成することができる。

【0040】

さらに、上述の基本概念は、より複雑な信号応答を生成し、したがって、以下により詳細に説明するように、２つの製品間の符号化における相対的な複雑度を生成するように拡大され得る。

【0041】

図２、図２Ａ、および図３に示されているように、システムは、より複雑なシステム応答を可能にするために、２つ以上の光源および／または光学コーティングを使用する照射を含むように拡張され得る。

【0042】

図２を参照しながら、送信機２２ａが１つの色（例えば、橙色）の光を放出し、送信機２２ｂが赤外線を放出する２つの送信機２２ａ、２２ｂを有する構成２０について説明する。この場合、光学コーティング２４は、橙色光を反射するが、赤外光は反射しない。図示されているように、送信信号２６は、受信信号２８が、受信機３０において受信された高い強度２８ａの信号（受信された橙色の光に対応する）と低い強度２８ｂの信号（赤外線に対応する）とからなるように、橙色光２６ａおよび赤外線２６ｂの交互パルスを含み得る。この場合、交互の高強度信号および低強度信号は、認可光学コーティングを示し得る。

【0043】

これと比較して、図２Ａに示されているように、非認可光学コーティング４２は橙色光を吸収し、赤外線を部分的に反射し、その結果、認可信号パターンと一致しない受信信号４４を生成し得る。したがって、関連電子回路は、この信号を認可信号として認識しない。

【0044】

図３に示されているように、別の組み合わせ５０について説明する。この場合、同じ基板５１上の別個の光学コーティングには、別個の送信機と受信機のペアが設けられる。第１の光学コーティング５２は第１の送信器５４および第１の受信器５６とペアリングされ、第２の光学コーティング５８は第２の送信器６０および第２の受信器６２とペアリングされる。この例では、送信器５４、６０は、送信信号６４、６６は同一であるが受信信号６８、７０は異なるように、異なる光学コーティング５２、５８に対して同じ光を放出する。その結果、関連電子回路は、両方の送信機／受信機ペアに対して受信された信号が認可信号と一致するかどうかを判断する。

【0045】

重要なことには、光学コーティングの色および外観は肉眼では実質的に同一に見えるので、比較的高性能な機器がなければ、光学コーティングを複製しようとする人が複製を行うことは困難になる。さらに、当業者に理解されるように、光学コーティングの化学的性質および光学コーティングの物理的な分離／位置決めの比較的わずかな差異は、光学コーティングの複製または複写が困難になり得るようにスペクトル応答を実質的に変更するのに十分であり得る。

【0046】

さらに別の例では、他の組み合わせを利用することができる。例えば、システムは、単一の光学コーティングに対してより多い数の送信機、空間的に分離された光学コーティングに対する異なる送信機および／または異なる数の受信機を組み込むことができる。他の実施形態では、確実に認可されるために両方の受信信号が閾値内で一致しなければならないという重複送受信機システムを採用することができる。

【0047】

図４は、第１の製品８０が第２の製品８２とペアリングされるシステムの代表的な展開を示す。図示されているように、第１の製品は、第２の製品８２上の光学コーティング８０ａ、ひいては第２の製品８２が第１の製品８０と併用するのに認可されているかどうかを判断するために、送信信号を送信するための電子回路８４と、信号を受信して受信信号を解釈するための受信側電子回路８６とを含む。上述されているように、電子回路８４および受信側電子回路８６は、当業者に理解されるように、および以下でより詳細に説明されるように、さまざまな機能を提供するように設計され得る。

【0048】

特に、特定のディスペンサの場合、製品をペアリングする方法は、競合企業がペアリングプロセスを無効化する能力を最小限に抑える目的で、ペアリングプロセスの操作性を向上させる追加の特徴をさらに含む。

【0049】

図６は、光学コードを確認する方法を示すフローチャートである。特に、一部の製品ペアシステムでは、特に、消耗品が頻繁に交換されるシステムでは、競合企業がコードを無効化しようとする意欲が高くなる可能性があり、その場合、コードを克服しようとする、またはディスペンサに有効コードを読み取っていると認識するような錯覚を与えようとする試みを妨げるために、追加のステップが必要な場合がある。例えば、ユーザが１杯のコーヒーごとに別個のコーヒーカートリッジを使用するコーヒーカートリッジ（または他の飲料カートリッジ）の場合、コードの検証は毎回使用するたびに行われる。したがって、競合企業は、コーヒー抽出機に有効なカートリッジが挿入されたと認識するような錯覚を与えようとする可能性がある。このような技術は、認可カートリッジから有効コードを取り外すステップと、非認可カートリッジがコーヒー抽出機に設置され、コーヒー抽出機から取り外される間、有効コードが動作可能に接続された位置にとどまるように読み取り機に隣接してその有効コードを貼り付けるステップとを含み得る。したがって、コーヒー抽出機が開かれるたびに、非認可カートリッジが抽出機内に設置されても、抽出機は読み取り機に隣接して配置されている有効コードを読み取っているので、抽出／分注動作が可能になる。

【0050】

本発明の一実施形態に従って、図６を参照しながら、分注システム内のアクティベーションコードを検証する方法について、特に、単回分注カートリッジについて説明する。図７は、カートリッジ１００（使い捨てコーヒーカートリッジなど）をコーヒー抽出機１０１内に設置する方法を示した概略図である。既知のように、カートリッジをバスケット１０２内に設置することができ（Ａ）、蓋などを閉じると、カートリッジは分注サイクル（例えば、抽出サイクル）を完了させることができる作動位置になる（Ｂ）。作動位置にあるときに、検証システム１０３が始動され、コーヒーカートリッジ１００上の光学的に読み取り可能なコード１０３ａが読み取られ、分注サイクルを可能にするか、または拒否することができるようにコントローラ１０４によって解釈され得る。警告システム１０６は、ユーザとの視覚的および／または音声的な通信を行うために利用される。使用後、カートリッジ１００は、サイクル完了のために取り外される。

【0051】

過去の使い捨てカートリッジ検証システムによれば、ディスペンサは、典型的には、最初は、ユーザが行動を起こすのを待つ待機モードにある（９０）。定期的に、ディスペンサは、カートリッジが装填されているかどうかを確認する（９１）。カートリッジが装填されているとディスペンサが判断した場合、ディスペンサは、検証システムを作動させる（９２）。カートリッジが検出されない場合、ディスペンサは、引き続きカートリッジが装填されるのを待つ（９０、９１）。その後、ディスペンサは、カートリッジ上のコードを読み取って検証する所定のプロトコルによって、カートリッジが認可カートリッジであるかどうかを確認する（９３）。コードが認可コードであると確認された場合、ディスペンサが作動される（９４）。コードが認可コードでない場合、ディスペンサは、典型的には、カートリッジが認可されていないことを示し（９５）、待機状態（９０、９１）に戻る前にディスペンサの作動を変更する（９６）場合もある。この説明の文脈において、ディスペンサの作動の変更は、より多い量の材料を分注する、より少ない量の材料を分注する、および／または全く材料を分注しないなどの様々な動作を含み得る。さらに他の動作は、熱い飲料用ディスペンサの場合には、加熱されていない水を分注するなどのより多くのディスペンサ固有の動作を含み得る。

【0052】

例えば、ディスペンサは、非認可消耗材料がより迅速に使い切られるように、余分の材料を非認可カートリッジから分注させることができ、その結果、非認可カートリッジを使用しようとしている操作者に、非認可材料がより高い割合で使用されるのでコスト節減にならないと認識させることができる。このことがプログラムされ得るディスペンサは、ソープディスペンサとし得る。ソープディスペンサは、認可ソープカートリッジを用いて作動するたびに１ｍｌの石けんを分注するようにプログラムされるが、非認可カートリッジを用いた場合では２ｍｌの石けんを分注することになり、その結果、操作者はおおよそ２倍の石けんを使用することになる。

【0053】

あるいは、ディスペンサは、より少ない量の材料を分注させることができる。この場合、ユーザが使用するのに不十分な量の材料が分注されるため、必要な量を分注するために反復動作が必要になるか、または不満足な結果をもたらす場合がある。この場合、結果として、ユーザはディスペンサに不満を感じ、ユーザがディスペンサを避ける可能性がある。ユーザ／操作者の組み合わせが不満を持ち、潜在的に、より少ない量の材料が分注されると、操作者は、認可カートリッジの解決策を求める可能性がある。このタイプのディスペンサの例は、洗面所の芳香剤とし得る。この場合、ディスペンサは、典型的には、認可品１ｍｌを分注するが、非認可品では０．１ｍｌのみを分注する。この場合、不十分な量の芳香剤が分注され、その結果、洗面所の空気が消臭されないので、ユーザ／操作者は不満を感じるようになる可能性がある。別の例は、印刷したページが薄くなるプリンタトナーカートリッジとし得る。

【0054】

更に、ディスペンサは、認可カートリッジを有するディスペンサの動作を停止することができ、その場合、ユーザは、製品を使用することができなくなる。この場合、ユーザはディスペンサに不満を感じることになる。さらに、操作者は、ディスペンサ内で動作しない製品を購入したことになり、このことが認可品を購入したいという意欲を起こさせる。より多くの量を分注する、より少ない量を分注する、または全く分注しないをランダムに組み合わせることも可能である。

【0055】

図６および図７に戻ると、ディスペンサが作動された場合（９４）、ディスペンサに錯覚を与えようとする試みに打ち勝つために、ディスペンサは、カートリッジが取り外されたことを検証しようとする（９７）。ディスペンサは、カートリッジが、光学的システム、機械的システム、もしくは電気的システム、またはそれらの組み合わせを含む様々なシステム１０５によって取り外されたことを確認し、その状態をコントローラに報告することができる。カートリッジが取り外されたとシステムが判断した場合に、認可コードが存在するかどうかを再度確認するためにディスペンサは検証システムを作動させる（９２ａ）。検証システム（９２ａ）が認可コードが存在しない（すなわち、コードもカートリッジも存在しない）と判断した場合に（９９）、システムは待機モードに戻り（９０）、認可コードを有する新しいカートリッジを待つ。すなわち、この状況では、システムは、認可コードがディスペンサから完全に消去されたまたは取り外されたと見なし、この場合、サイクルが新たに始まる。

【0056】

あるいは、カートリッジが取り外され、検証システムがカートリッジはまだ存在している（例えば、認可コードが読み取られている）と判断した場合に（９９）、システムは、ユーザ／操作者がシステムに錯覚を与えようとしていると見なし、この場合、ユーザにカートリッジを取り外すように要請するメッセージが表示され（９９ａ）、上述したように、ディスペンサの作動が変更され得る（９９ｂ）。システムは、その後、カートリッジが取り出されたかどうかを確認し（９７）、プロセスが繰り返される。

【0057】

これらのシナリオにおいて、ディスペンサは、図７に示されているように、カートリッジが存在するか否かを判断するシステム１０５を有する。そのようなシステムは、光学的システム、機械的システム、電気的システム、およびそれらの様々な組み合わせを含むがこれらに限定されない様々な検出システムを含むことができる。

【0058】

ユーザが非認可カートリッジを使用してディスペンサに錯覚を与えようとする可能性に対処するために、追加のステップを取ることもできる。すなわち、使い捨てまたは複数回使用のカートリッジのいくつかのケースでは、ディスペンサは、認可カートリッジを確認する前にディスペンサが開かれたかどうかを判断するシステムを含むことができる。すなわち、ディスペンサは、ディスペンサが開かれているときに、カートリッジが交換されていると想定することができる。例えば、ディスペンサは、ディスペンサが開かれて再び閉じられたときにのみ、認可カートリッジを確認することができる。このタイプのディスペンサシステムでは、ディスペンサが開かれていないと認識するような錯覚をディスペンサに与え、ディスペンサが開かれていないと認識している間にカートリッジを交換することができるように試みるユーザもある。このことを行うための様々な手段は、ディスペンサが開かれているときでも、ディスペンサの電子回路はカバーが閉じられていると認識するように、カバースイッチを恒久的に閉じる手段とし得る。周辺光レベルの変化を探知している光学システムの場合、ユーザは、ディスペンサの電子回路がカバーが閉じられていると認識するように光学センサを覆うことができる。

【0059】

図６Ａに示されているように、ユーザが認証プロセスを克服しようとしていないことを確認するためのプロセスが、使い捨てカートリッジについて説明されている。この場合、ディスペンサが作動された後（１５４）（ステップ１５０〜１５３において認可カートリッジを検証した後）、システムは、ディスペンサが開いているかどうかを確認する（１５４ａ）。ディスペンサが開いていると検出された場合、システムは、カートリッジが交換されていると見なし、システムは待機モードに戻る（１５０）。ディスペンサが開かれていない、すなわちスイッチ（または同様のもの）が開放されていないことをシステムが検出した場合、システムは検証システムを作動させる（１５５）。コードを検出しなかったためにカートリッジが取り外されたとシステムが判断した場合（１５６）、システムはカートリッジが取り外されたと見なし、システムは待機モードに戻る（１５０）。あるいは、システムがコードを検出した場合、システムは、システムに錯覚を与えようとしていると見なし（すなわち、ディスペンサが開かれていないために）、カートリッジの取り外しを求め（１５７）、ディスペンサの作動を変更することができる（１５８）。システムは、上述したように、ディスペンサが開かれたか否かを確認し続ける（１５４ａ）。

【0060】

図６Ｂに示されているように、単回分注または複数回分注のカートリッジの場合、ディスペンサは、ユーザがシステムに錯覚を与えようとしているかどうかを判断する手段として、分注される製品の量の監視を望む場合もある。

【0061】

この場合、カートリッジが装填され、認可カートリッジであることを最初に判断した後（ステップ２００、２０１、２０２、２０３）、システムは、所定値（この例では、ゼロである）にカウンタを設定する（２０４）。次に、システムは、分注要求が受信されるのを待つ（２０５）。要求が受信された場合、ディスペンサは作動され（２０６）、要求が受信されていない場合には、システムは分注要求を待つ（２０５）。ディスペンサが作動された場合、カウンタ内に設定される初期値が調整される。この例では、値１がカウンタに加えられるが、基本的論理はカートリッジの使用期限の閾値を決定するための様々なアルゴリズムを利用することができることは理解されよう。その後、システムは、最大または閾値のカウンタ値に達したかどうかを判断するために確認する（２０８）。最大または閾値のカウンタ値に達していない場合、システムは分注要求を待つ（２０９）。分注要求が受信された場合、カートリッジが認可カートリッジであるかどうかを判断するために（２１１）、検証システムが再び作動される。カートリッジが認可カートリッジである場合、ディスペンサは作動され（２０６）、別の値がカウンタに加えられる（２０７）。ステップ２０８において、最大または閾値のカウンタ値に達した場合、システムは、ユーザに対してカートリッジを取り外すように指示し（２１４）、カートリッジが取り外されるまでディスペンサの作動を変更する（２１５）。次に、システムは、ディスペンサが開かれたかどうかを判断するために確認する（２１６）。ディスペンサが開かれたとシステムが判断した場合、システムは、ディスペンサが正確に動作していると見なし、待機モードに戻る（２００）。ディスペンサが開かれていないとシステムが判断した場合（２１６）、システムは、例えば、上述したように、コードの有無によって、カートリッジが取り外されたかどうかを判断するために（２１８）、認証システムを作動させる（２１７）。カートリッジが取り外された（例えば、コードが検出されなかった）場合、システムは待機モードに戻る（２００）。カートリッジが存在していると検出された場合、システムはボックス２１４に戻り、カートリッジを取り外さなければならないことを指示する。

【0062】

したがって、このシナリオでは、カートリッジが機械内に装填されると、システムは（ａ）認可カートリッジが確実に使用されていることを確認し、（ｂ）カートリッジが確実に所定の閾値（典型的には、分注時間、分注回数、または材料の量）までのみ使用されるように、カートリッジの消費率または使用率を監視し、（ｃ）（ｉ）ディスペンサがカートリッジを交換するために開かれたかどうか、および（ｉｉ）カートリッジが取り外されたかを監視する。

【0063】

したがって、システムが実行するステップの数は、ユーザがシステムに錯覚を与えようとすることを一層困難にする。閾値に達した後に確実にコードが確認されないようにするステップと共にカートリッジの消費率または使用率を監視することは、非認可カートリッジが交換されている間に認可コードを読み取っていると認識するディスペンサと共にカートリッジが交換され得るように、認可コードを読み取り機に貼り付けようとする試みがなされないようにする効果的な方法を提供する。
（実施例）
（実施例１）−信号強度

【0064】

信号強度の実験は、反射塗料基板に対して反射されたＬＥＤ光の電圧応答を判断するために行われた。ＬＥＤ（３．５Ｖ；５ｍＡ）が、１０Ｃ８７３顔料（Ｓｈｅｐａｒｄ Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ社）を含む反射塗料に隣接して位置決めされた。反射光は、一体型レンズを有し、可視光および近赤外線応答に対して最適化された光−電圧（ＬＴＶ）変換器（１０ｋΩ負荷のＴＳ２５２）によって受信された。３．５Ｖの信号がＬＴＶ変換器によって受信され、その結果、有意な信号がＬＴＶで受信され得ることが実証された。
（実施例２）−ＬＥＤセンサモジュール

【0065】

（実施例１）のフォトダイオードと同様のスペクトル感度を有するフォトダイオード（Ｈａｍａｍａｔｓｕ Ｓ２３８６−１８Ｌ）が、４１０ｎｍおよび６８０ｎｍおよび４３０ｎｍおよび６５０ｎｍのＬＥＤそれぞれを使用して試験された。フォトダイオードは、フォトダイオードで有意な信号が受信され得ることを示した。
（実施例３）−同様の外観を有するが異なる反射特性を有する２つの塗料の使用

【0066】

２つの黒色塗料、黒色３０Ｃ５９１および黒色２０Ｆ９４４（Ｓｈｅｐａｒｄ Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ社）が、並べて基板上に並べて付着され、９５０ｎｍのＬＥＤを用いて照射された。ＬＴＶにおける受信信号は、黒色３０Ｃ５９１では３．２５Ｖ、黒色２０Ｆ９４４では１．２５Ｖで測定された。つまり、実質的に同様の色を有する基板が、一定の入力波長の光により、コーティングされた基板の異なる領域から別個の反射パターンを提供し得ることを示した。
（実施例４）−２色の照射

【0067】

反射率の不均一なスペクトル曲線を有する塗料が２つの異なる波長で照射され、その反射信号が比較された。茶色１０Ｃ８７３（Ｓｈｅｐａｒｄ Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ社）が橙色のＬＥＤ光（５９５ｎｍ）およびＩＲ ＬＥＤ光（９５０ｎｍ）で照射された。反射光を検出するために、ＴＳＬ２５２フォトセンサが使用された。その結果、５９５ｎｍの光は反射信号をほとんど生成しなかったが、９５０ｎｍの光は有意な反射信号を生成した。これらの結果は、単一の塗料が異なるＬＥＤ光源からの異なる反射率パターンを提供し得ることを示した。

【0068】

第２の実験では、黄色１０Ｐ２７０顔料（Ｓｈｅｐａｒｄ Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ社）が、青色ＬＥＤ（４７０ｎｍ）および赤色ＬＥＤ（６５０ｎｍ）で照射された。結果は、６４０ｎｍでの反射が４７０ｎｍでの反射よりも約６倍高いことを示した。

【0069】

この実験では、対照基板（塗料のない紙表面）が、塗装された試験基板と比較され、４７０ｎｍと６５０ｎｍの両方で塗装されていない基板の反射率が実質的に同じ（±５％）であることを示した）。
（実施例５）−回転基板

【0070】

図３Ｂを参照すると、キーイングシステムの一実施形態７０が記載されており、基板は回転面７３上に組み込まれ、送信器７１および受信器７２は回転面に光を送信し７１ａ、回転面から光を受信する７２ａように位置決めされる。重要なことには、この実施形態は、追加の送信機／受信機ペアの必要性または複雑性を伴わずに、かなり複雑なコードを基板と共に組み込むことを可能にする。例えば、基板は、回転基板の外側表面または内側表面上に複数のストライプ７４を含み、各々のストライプが、基板が回転するときに送信機／受信機ペアの反射点を通過するようにしてよい。したがって、理解されるように、回転基板に組み込まれ得るコードの相対的な複雑性は、ストライプの塗料（すなわち、タイプ）、ストライプの幅、および／または基板の形状などのパラメータを変化させることによって、実質的に増加し得る。代表的な例として、図３Ｂは、ストライプの特性に基づいて、図示されているようなプロファイル特性を有する受信信号７２ｂを生成することができる入力信号７１ｂを示す。この例では、関連電子回路によって認識され解釈される認可信号を生成するように、ストライプの幅と塗料のタイプの両方が変更されている。上述したように、ストライプの各々は、その下にあるどの基板とも色が実質的に同じであり、互いに色が実質的に同じであってよく、したがって、コードを表すように肉眼では効果的に識別不可能なものであり得る。
（実施例６）−３色の照射

【0071】

単一の塗料（例えば、黄色１０Ｐ２７０）を使用する可能性について、３つの異なる色のＬＥＤとの併用について調べた。この場合、塗料の反射率のスペクトルプロファイルを使用して、様々な入力波長からの差動信号パターンを監視することができる。図５に示されているように、期待絶対値信号または差動信号を提供する反射率応答を確立するために入力波長の範囲が利用され得るように、塗料の反射プロファイルは、入力ＬＥＤ波長と「一致」し得る様々な山と谷を有する。例えば、反射プロファイルでは、４００ｎｍ〜４７０ｎｍの入力波長は、１０％の期待反射応答を示すが、６９０ｎｍ〜７００ｎｍおよび９４０ｎｍ〜９５０ｎｍの入力波長はそれぞれ、６０％および９０％の期待反射応答を示す。したがって、認可コード信号を確立するために、応答の絶対値および／または比が比較され得る。
＜実装例＞
＜３色ＬＥＤ＞

【0072】

図５に関して説明したように、より複雑なコード信号を実現するために、よりコンパクトなパッケージで単一の３色ＬＥＤが利用されてよい。例えば、３色（赤色、緑色、青色）ＬＥＤは、共通のビーム経路に沿って異なる色の光の連続したパターン化された出力を提供するように構成され得る。したがって、光は、各色から信号を受信するために単一の受信機のみを必要とする共通の基板に対して容易に向けられ得る。さらに、認可信号を表すために組み合わせられ得る追加の反射コードを生成するために、２つ以上の３色ＬＥＤが対応する受信機および塗料とペアリングされてよい。
＜「不可視」バーコード＞

【0073】

バーコード式システムは、肉眼には実質的に同一に見える外観を有するが、特定の照明下で特定の反射応答を提供する塗料の組み合わせを用いて設計され得る。この場合、上述したように、塗料は、「コード」が何気なく見ても効果的に見えないように、下にある基板／製品の色と実質的に一致するように選択され得る。

【0074】

この実装例の試験では、２つの黒色塗料（黒色３０Ｃ５９１（０とする）と黒色２０Ｆ９４４（１とする））を用いてバーコードが設計され、各々の塗料の３つの交互のバンドが基板上に塗られ、９５０ｎｍのＬＥＤで照射された。すなわち、バーコードのパターンは０１０１０１であった。コードは、ＬＥＤ／センサペアに対するバーコードの連続的な変位によって読み取られた。その結果は、対応する「高」電圧信号ｘおよび「低」電圧信号ｙとして識別可能な反射パターン、すなわち、ｘｙｘｙｘｙを示している。

【0075】

バーコードの様々な実施形態では、関連電子回路は、製品ペアの物理的特性および／またはコードの相対的複雑性に従って設計され得る。すなわち、バーコードは、単一のＬＥＤ／センサペアを利用して、コードに対するＬＥＤ／センサペアの移動によってコードが読み取られる形態、または複数のＬＥＤ／センサペアが各々のバーコード要素（すなわち、色またはストライプ）の上に配向される形態で実装され得る。

【0076】

重要なことには、これらの原理に基づいて、ＬＥＤ、センサ、塗料、要素の物理的配向および動き、基板塗料のサイズおよび形状のパラメータの様々な組み合わせを利用する広範囲の信号パターンが作成され得ることが理解されよう。

【0077】

関連電子回路は、近接スイッチおよび／またはパルス信号により電力消費を最小化または低減する省電力戦略を含むような特定の実施形態に、様々な機能を付与するように設計され得ることも理解されよう。様々な実施形態において、システムはさらに、図３Ａに示されているように、単一の光源を異なる光学コーティングに向けることができる１つまたは複数の光学素子６１を含むことができる。この場合、光学素子は、異なる光学コーティングに向けられた光路を分離するように送信器の光を分割するために使用されてよい。受信機の幾何学的形状および受信特性に応じて、両方の光学コーティングからの反射光を受信するために、単一の受信機が使用され得る。
＜製品ペアの関係＞

【0078】

製品ペア間の物理的関係は、実装可能なコードの種類に寄与する。一般に、利用可能な物理的空間、一構成要素の別の構成要素に対する分離および／または移動は、キーイングシステムの特定の設計を決定し得る。当業者に理解されるように、電力消費を最小限に抑えるために、近接スイッチおよびパルス電源などの機能が利用され得る。
＜塗料＞

【0079】

本発明によれば、上述したように、塗料／インクの反射特性を利用するために、染料／顔料を有する多くの異なる塗料／インクが使用され得る。当業者に理解されるように、塗料／インクの最終的な選択は、所望のキーイング用途に基づいており、その用途に関連する多くの要因（例えば、所望のセキュリティレベル、基板の形状ならびにサイズ、および基板の色のような要因を含むがこれらに限定されない）を考慮して行われる。

【0080】

塗料／インクは、様々な既知の製造技術を用いて基板に塗布され得る。
＜ＬＥＤ＞

【0081】

適切なＬＥＤの選択に使用される要因は、スペクトル放出プロファイル、放出プロファイルの空間寸法（例えば、角度寸法）、および放出の色を含むが、これらに限定されない。
＜フォトセンサ＞

【0082】

フォトセンサは、スペクトル感度（例えば、可視光、赤外線、および近赤外線）、応答の空間寸法、サイズ（例えば、プロファイルサイズならびに寸法）、および速度を含むがこれらに限定されない要因に基づいて選択され得る。フォトセンサは、フォトダイオード、フォトトランジスタ、および光−電圧変換器を含み得る。

【0083】

本発明は、好適な実施形態およびその好適な使用に関して記載され例示されているが、当業者に理解されるように、本発明の完全な意図される範囲内にある修正および変更が行われ得るので、上記説明に限定されるものではない。

【図1】

【図1A】

【図2】

【図2A】

【図3】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【国際調査報告】