JP2000123133A - 光記録媒体及びその再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホログラム像がＸＹ方向の２次元に配列され
て記録された光記録媒体において、ホログラムを最適化
して汚れに強く、認識性を向上させる。 【解決手段】 ６列分のデータ用ＣＧＨ１３の回折光パ
ターンＲ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ７の各々が６×６ドットで
構成され、その内、左上と右下の２ドットがアライメン
トドット３２として使用され、中央の２＋４＋４＋２＝
１２ドットがデータドット３３のエリア３４として使用
される。ＣＣＤキャプチャエリア３１には６個分のデー
タ用ＣＧＨ１３の回折光パターンＲ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ
７が３＋３個の二次元で配列されて撮像され、パターン
認識部４５がパターン認識を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報を示す複数の
ホログラム像がＸＹ方向の２次元に配列されて記録され
た光記録媒体及びその再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２１は従来例として特公平７−９５３
４１号公報に記載されている光情報記録カード１とその
リーダ／ライタを示している。カード１の主面１ａには
情報記録エリアとして磁気ストライプ２とホログラム部
４が独立して設けられ、リーダ／ライタには磁気ストラ
イプ２の書き込み／読み出しを行うための磁気ヘッド３
と、図２２に詳しく示すようにホログラム部４の書き込
み／読み出しをそれぞれ行うための発光素子５及び受光
素子６が独立して設けられている。カード１はリーダ／
ライタ内において矢印方向に往復移動し、移動中に磁気
ヘッド３により磁気ストライプ２の書き込み／読み出し
が行われる。

【０００３】カード１上のホログラム部４は、カード１
が実線で示す位置にあるときに発光素子５からの所定の
波長の照明光を各々固有の方向に反射する反射方向特性
を含む回折特性を有する反射式ホログラムであり、ま
た、図２３に詳しく示すようにカード１の搬送方向に沿
って５個のホログラム１４ａ〜１４ｅが記録されてい
る。受光素子６は図２２に詳しく示すように発光素子５
の回りにおいて８分割されて配置されたフォトダイオー
ド６ａ〜６ｈにより構成されている。そして、８分割フ
ォトダイオード６ａ〜６ｈの各出力電圧は受光強度に応
じて異なるので、図２４に詳しく示すようにホログラム
部１４ａ〜１４ｅによる各方向の反射強度に応じてカー
ド１が正規か否かを判断し、正規と判断した場合に磁気
ストライプ２の書き込み／読み出しを行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のカード１では、例えば残高などの情報を磁気ストラ
イプ２に記録するので、第３者が記録内容を容易に読み
取ることができ、よって偽造も容易である。また、カー
ドが正規なものか偽造品であるかを識別するための上記
のホログラム部４は、情報パターンが単純であり、情報
量も少ないので、複雑な情報、例えばプリペイドカード
の金額やキャッシュカードの暗証番号、カード番号など
を記録するには適さない。なお、このホログラム部４は
単なるウォータマーク程度のものと考えられる。

【０００５】そこで、本出願人は先の出願（特願平９−
３６９５４６号）において多数（数百個以上）のホログ
ラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）をカー
ド上に２次元に配置した光記録媒体を提案している。ま
た、他の先の出願（特願平１０−５８８２４号）におい
てこの光記録媒体のリーダ／ライタとして、１つのレー
ザ照明光をビームスプリッタにより複数に分割し、同時
に１列の複数のＣＧＨを照射しながら複数列のＣＧＨを
照射して２次元に走査し、回折光を２次元光センサによ
り受光する記録／再生装置を提案している。

【０００６】そこで、本発明は、ホログラムを更に最適
化して汚れに強く、認識性を向上させることができる光
記録媒体及びその再生装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、情報を示す複数のホログラム像を２次元に
配列するとともに、各ホログラム像を２次元の複数のド
ットを配列することにより構成し、さらに複数のドット
がデータドットとアライメントドットを含むようにした
ものである。すなわち本発明によれば、情報を示す複数
のホログラム像がＸＹ方向の２次元に配列されて記録さ
れた光記録媒体において、前記複数のホログラム像の各
々は、複数のドットが２次元で配列されて構成され、前
記ドットが情報を示すデータドットと位置合わせ用のア
ライメントドットとを含むことを特徴とする光記録媒体
が提供される。

【０００８】また、本発明によれば、情報を示す複数の
ホログラム像がＸＹ方向の２次元に配列され、前記複数
のホログラム像の各々は、複数のドットが２次元で配列
されて構成され、前記ドットが情報を示すデータドット
と位置合わせ用のアライメントドットとを含むように記
録された光記録媒体を再生する装置であって、ＸＹ方向
の一方の方向に配列された前記複数のホログラム像に対
して照明光を同時に照射し、その回折光を撮像面に２次
元に配列して撮像する読み取り手段と、前記読み取り手
段により撮像された複数のホログラム像の回折光をパタ
ーン認識する手段とを、有する光記録媒体の再生装置が
提供される。

【０００９】上記光記録媒体において、前記アライメン
トドットの近傍に前記データドットが配置されていない
ことは、本発明の好ましい態様の１つである。また、上
記光記録媒体において、前記アライメントドットは前記
ホログラム像の２次元領域の対角ドット位置に配置され
ていることは、本発明の好ましい態様の１つである。ま
た、上記光記録媒体において、ＸＹ方向の一方の方向に
配列された前記複数のホログラム像の１つのデータドッ
トは、他方の方向に配列された前記複数のホログラム像
のアドレスを示すことは、本発明の好ましい態様の１つ
である。また、上記光記録媒体において、前記データド
ットは、前記ホログラム像の２次元領域の４つの角領域
に１以上のドットを配置することにより４値を表現する
ことは、本発明の好ましい態様の１つである。また、上
記光記録媒体において、前記４つの角領域の境界にドッ
トを配置しないことは、本発明の好ましい態様の１つで
ある。

【００１０】上記光記録媒体の再生装置において、前記
パターン認識手段は、前記２次元に配列して撮像した複
数のホログラム像の回折光に対して、ホログラム像毎に
２値化用のローカルエリアを設定して前記データドット
の画素データを２値化し、前記複数のホログラム像全体
に対する２値化データのビットマップを作成すること
は、本発明の好ましい態様の１つである。また、上記光
記録媒体の再生装置において、前記パターン認識手段
は、前記２値化用のローカルエリア内における画素デー
タを画素値が大きい順にソートし、大きい方から小さい
方に向かって画素数の和を求めながら画素データを取得
し、画素数の和が前記アライメントドットとデータドッ
トの数に応じた最適画素数に近づいた時点で画素データ
の取得を中止し、取得した画素データの２値化データを
「１」とし、未取得の画素データの２値化データを
「０」とすることにより画素データを２値化すること
は、本発明の好ましい態様の１つである。

【００１１】また、上記光記録媒体の再生装置におい
て、前記パターン認識手段は、前記２値化データに基づ
いて前記アライメントドットの中心位置を求め、前記中
心位置に基づいて前記１つのホログラム像を認識するた
めの第１の認識ウィンドウの大きさを設定し、前記第１
のウィンドウ内において前記ドットを仕切る格子点を求
め、前記格子点を直線で結んでこの直線により分割され
た１区画を１つのドットを認識するための第２の認識ウ
ィンドウとして設定することは、本発明の好ましい態様
の１つである。また、上記光記録媒体の再生装置におい
て、前記パターン認識手段は、前記第２の認識ウィンド
ウ内における画素データの２値化データに基づいて前記
ドットが有るか否かを判断し、前記第１の認識ウィンド
ウ内の全ての前記第２の認識ウィンドウについてドット
無しと判断した場合にそのホログラム像が消去されてい
ると判断することは、本発明の好ましい態様の１つであ
る。また、上記光記録媒体の再生装置において、前記記
録媒体は、前記データドットが前記ホログラム像の２次
元領域の４つの角領域に１以上のドットを配置すること
により４値を表現する記録媒体であって、前記パターン
認識手段は、前記４つの領域毎に２値化データが「１」
の合計画素数を求め、この合計画素数に基づいてそのホ
ログラム像が消去されているか否かを判断することは、
本発明の好ましい態様の１つである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明に係る光記録媒体の
一実施形態を示す構成図、図２はホログラムの作成方法
を示す説明図、図３は本発明に係る光記録媒体の再生装
置を示す構成図である。

【００１３】図１に示すカード１０では、一例として厚
さＺ＝０．６ｍｍ、幅Ｙ＝２５ｍｍ、長さＸ＝７５ｍｍ
のポリカーボネート（ＰＣ）製の基板１１に対してトラ
ッキング用ホログラム（以下、ＣＧＨ）１２とデータ用
ＣＧＨ１３とが射出成型機により形成されている。ＣＧ
Ｈ１２、１３は位相型かつ反射型であるので、ＣＧＨ１
２、１３の最適深さは照明光の波長に依存するが、本例
では０．１３μｍに設定されている。トラッキング用Ｃ
ＧＨ１２はカード１０の長手方向Ｘに沿って６６ｍｍの
長さで１列で形成され、データ用ＣＧＨ１３はトラッキ
ング用ＣＧＨ１２の両側においてＸ方向に２４０個、Ｙ
方向に３×２個、合計１４４０個が形成されている。ま
た、１つのデータ用ＣＧＨ１３は０．１ｍｍ×０．１ｍ
ｍの大きさで形成され、ピッチは０．２５ｍｍである。

【００１４】ＣＧＨ１２、１３の上にはアルミニウム製
反射膜１４がスパッタリング装置により形成され、反射
膜１４の上にはＵＶ硬化型樹脂による保護膜１５が膜塗
布装置によりコーティングされる。反射膜１４の厚みは
０．１μｍであり、保護膜１５の厚みは７μｍである、
なお、この製造プロセスはＣＤ（コンパクトディスク）
の製造工程で用いられているものを使用することができ
る。

【００１５】データ用ＣＧＨ１３としては、プリペイド
カードの場合には金額、キャッシュカードの場合には暗
証番号やカード番号などが記録される。トラッキング用
ＣＧＨ１２としては、カード１と後述するカード読み取
り装置、カード消去装置との間の位置合わせを行い、ま
た、カード読み取り装置に対して正確な読み取りタイミ
ングを与えるためのトラッキング信号が記録される。

【００１６】ところで、ＣＧＨを作成する場合には、図
２に示すように所望の回折角に対応する回折光のスポッ
トデータを計算機を用いてフーリエ逆変換することによ
りホログラムのパターン干渉縞を算出し、このパターン
をフーリエ変換することによりスポット形状を求め、こ
れらの計算を繰り返すことにより最適なホログラムのパ
ターン干渉縞を算出する。したがって、このホログラム
はＣＧＨ（Computer Generated Hologram）と呼ばれて
いる。本発明のデータ用ＣＧＨ１３は、後述するように
アライメントドット３２とデータドット３３により構成
されている。

【００１７】次に図３を参照してカード読み取り光学系
とＣＧＨの関係について説明する。まず、光源としてレ
ーザユニット２１から放射された照明光がピンホール２
３によりスポット光に整形されるとともに、ビームスプ
リッタ２２によりカード１０の幅（Ｙ）方向に７つのビ
ームに分割される。この７つのビームの内、中央の１つ
が１つのトラッキング用ＣＧＨ１２に照射され、残りが
６つのデータ用ＣＧＨ１３に照射される。トラッキング
用ＣＧＨ１２に入射したビームは同様にＣＧＨ１２上で
回折し、その回折スポット光がＰＤ（フォト・ディテク
タ）２５の受光面に結像する。データ用ＣＧＨ１３に入
射したビームはＣＧＨ１３上で回折し、その回折スポッ
ト光がＣＣＤ２４などの２次元光センサの撮像面に結像
する。

【００１８】ＰＤ２５はこの読み取り光学系とＣＧＨ１
２、１３との間の位置合わせが最良の状態で回折スポッ
ト光から最大エネルギーを得ることができるように配置
されている。また、この読み取り装置はＰＤ２５が最大
出力を得ることができるようにカード１０又はこの読み
取り光学系の位置を調整する機能を有し、この機能によ
りカード情報読み出し時に常にカード１０と読み取り装
置との位置合わせ精度が良好に維持され、このためデー
タの誤認識が生じない。したがって、カード１０上を読
み取り装置が連続的にスキャンしてカード情報を正確に
読み取ることができる。

【００１９】図４に示す書き込み系では、一例としてイ
ンパクトヘッド２６により目的のデータ用ＣＧＨ１３を
電磁力により叩き潰すことにより、そのデータ用ＣＧＨ
１３からの回折スポット光がＣＣＤ２４に入射しないよ
うに構成されている。なお、インパクトヘッド２６の代
わりにサーマルヘッドにより目的のデータ用ＣＧＨ１３
を熱破壊するようにしてもよい。

【００２０】・ＣＨＧ回折光パターンの配置図５はＣＣ
Ｄ２４などの２次元光センサにより撮像されるＣＣＤキ
ャプチャエリア３１を示し、このＣＣＤキャプチャエリ
ア３１には６個分のデータ用ＣＧＨ１３の回折光パター
ンＲ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ７が３＋３個の二次元で配列さ
れて撮像される。なお、回折光パターンＲ４はトラッキ
ング用ＣＧＨ１２のものを示し、前述したようにＣＣＤ
２４ではなくＰＤ２５により受光される。

【００２１】そして、図５に示す一例では、回折光パタ
ーンＲ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ７の各々は６×６ドットで構
成され、その内、左上と右下の２ドットがアライメント
ドット３２として使用され、中央の２＋４＋４＋２＝１
２ドットがデータドット３３のエリア３４として使用さ
れている。データ用ＣＧＨ１３（すなわち回折光パター
ン）や、アライメントドット３２、データエリア３４の
位置、数、サイズなどは一例であって任意の数でよい。
なお、図では説明のために、アライメントドット３２が
○で示され、データドット３３が●で示されているが、
実際には両方とも白画像として撮像される。

【００２２】ここで、ＣＣＤ２４は１ドットをｎ×ｎ画
素で撮像し、この領域を１ドットウィンドウとする。ア
ライメントドット３２は３×３ドットのアライメントエ
リア３５の中心ドットとして検出され、図７に示すよう
にウィンドウ座標（Ｗｘ，Ｗｙ）上の座標（ｘ１，ｙ
１）、（ｘ２，ｙ２）が検出され、後述する認識アルゴ
リズムに使用される。このため２つのアライメントドッ
ト３２はＸＹ方向に十分に離れている必要があるので、
６×６ドットの領域の対角線上に配置されている。ここ
で、３×３ドットのアライメントエリア３５は、データ
エリア３４及び隣接するアライメントエリア３５のドッ
ト３２、３３を誤認識しないようにデータエリア３４及
び隣接するアライメントエリア３５とは重複していな
い。

【００２３】なお、図５では説明を簡単にするために、
６×６ドットのエリア（ＣＧＨ認識ウィンドウ）間が１
ドット分空いているが、実際には高密度に配置するため
に、図６（ａ）に示すように隣接するパターンＢ１、Ｂ
２、Ｂ３のアライメントドット３２が兼用される。とこ
ろで、図６（ｂ）に示すように隣接するパターンＡ１、
Ａ２、Ａ３間を３ドット分空けるとＹ方向の距離は６＋
３＋６＋３＋６＝２４ウィンドウ分となるが、図６
（ａ）に示すように隣接するアライメントドット３２を
兼用して配置すれば６−１＋６−１＋６＝１６ウィンド
ウ分となるので、データ用ＣＧＨ１３を配置する面積を
２／３に減少することができる。

【００２４】１２ドットのデータエリア３４には２の１
２乗、すなわち４０９６値（＝０〜４０９５）の情報が
表現可能である。また、６列の内の１列のデータ用ＣＧ
Ｈ１３のデータエリア３４にはＣＧＨ１３のＸ方向のア
ドレスが記録され、他の５列のデータ用ＣＧＨ１３のデ
ータエリア３４には前述した金額などの情報が記録され
る。なお、Ｘ方向のアドレスはデータ用ＣＧＨ１３がＸ
方向に２４０個形成されているので、８ビットで表現す
ることができる。

【００２５】このようなデータ用ＣＧＨ１３の内、回折
光パターンＲ２に対応するデータ用ＣＧＨ１３を図４に
示す装置により消去すると、図８に示すように回折光パ
ターンＲ２が検出されない。ところで、１つのデータエ
リア３４は１２ドット分の収容スペースを有し、情報量
としては４０９６値を有するが、カード１０の使用環境
が劣悪でカード１０の傷、汚れなどの原因により、本来
現れる筈の回折スポット光が失われると誤認識が発生す
る。そこで、データ自体に冗長性を持たせ、データの欠
落が発生してもパターン認識可能な配置が必要になる。

【００２６】図９はその一例として、２＋４＋４＋２＝
１２ドット領域における左上、右上、左下、右下の１＋
２又は２＋１の３ドットがオール１の４パターンＰ１〜
Ｐ４により４値を表現する方法を示している。この方法
によれば３倍の冗長度を有するので、カード１０の傷、
汚れなどの原因により発生するデータ消失に対する耐久
性を高めることができる。

【００２７】ここで、データ用ＣＧＨ１３からのドット
回折光は所定のドットウィンドウ内に入射するように設
計されているが、ＣＧＨ１３上に強固な汚れが付着する
と回折角に誤差が生じて、隣接するドットウィンドウ内
に回折光が移動し、誤認識が発生する可能性が高まる。
そこで、図１０は他の例として、図９に示すパターンＰ
１〜Ｐ４を用いて４値を表現するとともに、６×６ドッ
トのエリアの中心に縦横１ドットラインの、ドットを配
置しないセーフティゾーン３６を設けて７×７ドットの
エリアに拡張する方法を示している。したがって、ドッ
トを配置しないセーフティゾーン３６を設けることによ
り正常に認識することができる。

【００２８】図１１はリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）４０の
構成を示している。ＣＣＤ２４により撮像されたデータ
用ＣＧＨ１３の回折光パターンＲ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ７
は、ビデオ信号キャプチャ回路４１により取り込まれ
る。この取り込みタイミングは、トラッキング用ＣＧＨ
１２の回折光パターンＲ４をＰＤ２５により検出し、こ
の光強度をトラッキング信号分析部４２によりトラッキ
ング用アナログ信号に変換し、更にこれをキャプチャ信
号ジェネレータ４３によりデジタルトラッキング信号に
変換したものを用いる。トラッキング用アナログ信号は
また、カード搬送／ＣＧＨ消去部４４の制御にも用いら
れる。ビデオ信号キャプチャ回路４１により取り込まれ
た回折光パターンＲ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ７（個々の画素
に対応するビデオレベル）はパターン認識部４５に送ら
れて後述するようにパターン認識され、認識結果がＲ／
Ｗシステムコントローラ４６、Ｒ／Ｗインタフェイス４
７を介して外部のホストコンピュータ４８に送られる。

【００２９】・パターン認識アルゴリズム ・２値化方法の第１の例 次にパターン認識について説明する。まず、図１２に示
すように６個の回折光パターンＲ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ７
毎にローカル２値化エリア５１を設定して画像を２値化
する。なお、ローカル２値化エリア５１毎に２値化を行
う理由は、個々のデータＣＧＨ１３毎に汚れ、傷などに
より回折光が劣化する程度が異なるためである。この場
合、ローカル２値化エリア５１はＣＣＤ２４のキャプチ
ャエリア３１をデータ用ＣＧＨ１３の列数で分割し、か
つこの分割領域に個々の回折光パターンＲ１〜Ｒ３、Ｒ
５〜Ｒ７が収容可能な大きさを設定する。

【００３０】次にローカル２値化エリア５１内の全画素
のビデオ出力レベルについて処理を行う。本例ではビデ
オ出力は８ビットのグレースケールで最小＝０、最大＝
２５５の２５６レベルであり、ノイズレベルを設定して
このノイズレベルを超えるビデオレベルの画素数（Ｎpi
x＞noise）の総和Σを求める。また、このノイズレベル
を超えるビデオレベル（Ｖpix＞noise）の総和Σを求
め、これを前記画素数の総和（Ｎpix＞noise）で割るこ
とにより、２値化用のスライスレベルＳＬを算出する。

【００３１】次に１つのローカル２値化エリア５１内の
全画素Ｖij（ｉ：列、ｊ：行）に対してｋ（係数）×Ｓ
Ｌを超える画素の２値化データを「１」、そうでない画
素の２値化データを「０」にして２値化し、ビットマッ
プＢijを作成する。 if Ｖij＞ｋ×ＳＬ Ｂij＝１ if Ｖij≦ｋ×ＳＬ Ｂij＝０ …（２）

【００３２】図１３は式（１）、（２）により求めたノ
イズレベルとスライスレベルの関係を示し、図１４は同
じく式（１）、（２）により求めたスライスレベルと、
スライスレベルを超える画素数＃の関係を示している。
ただし、ビデオデータ取り込み時のＣＣＤ２４の画素数
の設定は、Ｘ方向＝２５６個、Ｙ方向＝２４０個の合計
６１４４０画素で行った。また、図の「クリーンカー
ド」は汚れのないカードであり、「指紋付着カード」は
ＣＧＨの回折効率を悪化させるために、故意に油脂によ
り指紋を付着させたカードである。

【００３３】図１３に示すように、ノイズレベルを大き
くするとスライスレベルＳＬが大きくなり、例えばノイ
ズレベルを「１５」に設定した場合、スライスレベルＳ
Ｌはクリーンカードの場合にはＳＬ＝４５、指紋付着カ
ードの場合にはＳＬ＝２０であった。また、図１４にお
いて、クリーンカードのＳＬ＝４５及び指紋付着カード
のＳＬ＝２０に対応する、スライスレベルＳＬを超える
画素数＃はそれぞれ５００、１０００であった。

【００３４】ここで、画素数＃は２値化データ＝１に対
応し、ドットの面積に等しい。ドット面積はカードが汚
れた状態では、クリーンな状態と比較すると半分程度で
ある。したがって、２値化データ＝１が変化すると後述
するパターン認識に悪影響を及ぼす。ここで、式（２）
における定数＝ｋを設定することにより、カードが汚れ
た状態とクリーンな状態の間の２値化データの変化量を
少なくすることができる。例えばｋ＝０．７とすると、
スライスレベルＳＬ（＝０．７×４５＝３１）を超える
クリーンカードの画素数＃は１０５０、スライスレベル
ＳＬ（＝０．７×２０＝１４）を超える指紋付着カード
の画素数＃は１０５０となり、ほぼ同程度の画素数にす
ることができる。

【００３５】以上の方法により、回折光パターンＲ１〜
Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ７毎のローカル２値化エリア５１につい
て処理を行うことにより、エリア５１毎のビットマップ
Ｂ１〜Ｂ３、Ｂ５〜Ｂ７を作成する。次いでこのビット
マップＢ１〜Ｂ３、Ｂ５〜Ｂ７を結合してキャプチャ画
面５０全体のビットマップＢｔを作成する。

【００３６】・２値化方法の第２の例 図９又は図１０に示すように４値を表現し、データエリ
ア３４に集光するデータドット３３の数が変化しない場
合（図では３個）、２値化用のスライスレベルＳＬをデ
ータドット数に対応する画素数に応じて定義する。例え
ば図１５に示すように１ドットウィンドウを１０×１０
画素として、図１５（ａ）に示すように設定スライスレ
ベルＳＬを低くし過ぎると設定スライスレベルＳＬを超
える画素数が増加して、本来１つのドットウィンドウ内
に収容されるべき１つのデータドット３３が、隣接する
ウィンドウに侵入して誤認識を引き起こす原因となる。
他方、図１５（ｂ）に示すように設定スライスレベルＳ
Ｌを高くし過ぎると設定スライスレベルＳＬを超える画
素数が減少して１ウィンドウ内の画素数も減少し、ドッ
ト検出不能の原因となる。

【００３７】図１６は設定スライスレベルＳＬを超える
理想的な画素分布を示している。理想的な状態とは、認
識に必要な画素数が最大限確保され、かつデータドット
３３が他のウィンドウにはみ出していない状態である。
図１６ではスライスレベルＳＬを超えるデータドット３
３がウィンドウ内の最外周の画素領域にはみ出さす、１
ウィンドウ内の最適画素数は５２個である。このように
最適画素数を定義すると、ローカル２値化エリア５１内
の最適画素数は、 １ウィンドウ内の最適画素数×（アライメントドット３
２の数＋データドット３３の数） となる。すなわち例えば図１６に示すように１ドットウ
ィンドウを１０×１０画素とすると、５２×５＝２６０
となる。

【００３８】そして、ローカル２値化エリア５１内の全
画素のビデオ出力を大きい順にソートして、大きい方か
ら小さい方に向かって画素数の和を求めながら画素を取
得し、画素数の和が上記のローカル２値化エリア５１内
の最適画素数に近づいた時点で画素の取得を中止する。
この条件により、ローカル２値化エリア５１内で取得し
た画素の２値化データを「１」とし、未取得の画素の２
値化データを「０」とする。

【００３９】・アライメントドット座標の取得 前述した２値化方法の第１、第２の例により求めたビッ
トマップＢに対して、図５に示す３×３ドットのアライ
メントエリア３５を設定する。このエリア３５の中心は
アライメントドット３２が設計上出現する位置の中心と
一致し、かつこのエリア３５の範囲はアライメントドッ
ト３２がリーダ／ライタの機械的誤差及びカード１０の
製造誤差の影響により、本来回折すべき位置からシフト
しても検出可能になるように設定されている。そして、
最大範囲は近隣のエリア３４、３５のデータドット３
３、アライメントドット３２に侵入しないように設定さ
れている。具体的なアライメントエリア３５の設定項目
は、デフォルト中心値（＝アライメントドット３２が設
計上出現する位置の中心）とエリア３５の縦、横及び長
さである。

【００４０】図１７は３×３ドット（＝３０×３０画
素）のアライメントエリア３５内の２値化データを示し
ている。このエリア３５内における２値化データ＝１の
最小Ｘ座標Ｘａ、最大Ｘ座標Ｘｂ、最小Ｙ座標Ｙａ及び
最大Ｙ座標Ｙｂを求め、これらの値に基づいてアライメ
ントドット３２の中心座標ＡＣを求める。 ＡＣ＝｛（Ｘａ＋Ｘｂ）／２，（Ｙａ＋Ｙｂ）／２｝

【００４１】そして、このように全てのアライメントエ
リア３５内のアライメントドット３２の中心座標ＡＣを
求める。なお、図５を参照すると、アライメントドット
３２は６個のエリア（ＣＧＨ認識ウィンドウ）の各々の
左上ウィンドウと右下ウィンドウに存在するので合計１
２個である。ここで、消去ＣＧＨや、傷、汚れが付いた
ＣＧＨは、アライメントドット３２をアライメントエリ
ア３５に照射せず、この場合には中心座標ＡＣを算出す
ることができないので前記デフォルト中心値で代用す
る。

【００４２】・認識ウィンドウの作成 アライメントドット３２の座標を使用してＣＧＨ認識ウ
ィンドウを作成する。例えば図１８に示す６×６ドット
分のＣＧＨ認識ウィンドウにおいて、左上ウィンドウの
アライメントドット３２の中心座標ＡＣを（ｘ１，ｙ
１）とし、右下ウィンドウのアライメントドット３２の
中心座標ＡＣを（ｘ２，ｙ２）とすると、１つのＣＧＨ
認識ウィンドウの大きさ（Ｗｘ、Ｗｙ）（＝１つのＣＧ
Ｈ認識ウィンドウ内の画素数）は次の通りとなる。 Ｗｘ＝rot｛（ｘ２−ｘ１）／５｝ Ｗｙ＝rot｛（ｙ２−ｙ１）／５｝ ただし、rot｛｝は｛｝内を自然数に丸める関数

【００４３】次いで、ＣＧＨ認識ウィンドウの格子点
（ＭＸｎ，ＭＹｎ）（ｎ＝０，１〜６）を求める。 ＭＸｎ＝ｘ１−Ｗｘ／２＋Ｗｘ×ｎ ＭＹｎ＝ｙ１−Ｗｙ／２＋Ｗｙ×ｎ 次いで格子点（ＭＸｎ，ＭＹｎ）を直線で結び、この直
線により分割された１区画を１つのドット認識ウィンド
ウと定義し、各ドット認識ウィンドウ内の画素データを
以下のように処理する。

【００４４】・認識ウィンドウ内の処理：その１ 図１９に示す６×６個のドット認識ウィンドウＷ１１〜
Ｗ６６における２値化データ＝１の画素数Ｎpixが正の
定数ｃより多く存在する場合に回折ドットが存在すると
判断する。６×６個のドット認識ウィンドウＷ１１〜Ｗ
６６の全てが「０」の場合にはその部分のＣＧＨはリー
ダ／ライタにより消去されたと判定する。 すなわち if Ｎpix＞ｃ Ｗij＝１ if Ｎpix≦ｃ Ｗij＝０ ただし、ｉ，ｊ＝１，２〜６

【００４５】・認識ウィンドウ内の処理：その２ 例えば図９に示すように左上、右上、左下、右下の３ド
ットを使用して４パターンＰ１〜Ｐ４により４値を表現
する場合には、パターンＰ１〜Ｐ４が異なってもデータ
エリア３４のドット数が一定（３個）であり、また、ド
ット位置が決まっている。そこで、図２０に示すように
その位置のウィンドウのみについて処理を行う。すなわ
ち Ｐ１エリア＝Ｗ２３＋Ｗ３２＋Ｗ３３ Ｐ２エリア＝Ｗ２４＋Ｗ３４＋Ｗ３５ Ｐ３エリア＝Ｗ４４＋Ｗ４５＋Ｗ５４ Ｐ４エリア＝Ｗ４２＋Ｗ４３＋Ｗ５３ のように各エリアＰ１〜Ｐ４毎に２値化データ＝１の合
計画素数を求める。

【００４６】次いでエリアＰ１〜Ｐ４の内、上記の４つ
の合計画素数の最大値Max（Ｐ１エリア，Ｐ２エリア，
Ｐ３エリア，Ｐ４エリア）を求める。次いでこの最大値
Maxが上記の４つの合計画素数の合計値に対して占める
割合が所定値ｄより大きい場合、最大値Maxのエリアを
「１」とする。もし、最大値Maxが上記の４つの合計画
素数の合計値に対して占める割合が所定値ｄより小さい
場合にはこのＣＧＨはリーダ／ライタにより消去された
と判定する。

【００４７】また、図１０に示すように６×６ドットの
エリアの中心に縦横１ドットラインの、ドットを配置し
ないセーフティゾーン３６を設けて７×７ドットのエリ
アに拡張する場合にも同様に、データドット３３が本来
現れる１＋２又は２＋１＝３のウィンドウについてのみ
上記の処理を行う。この場合に、セーフティゾーン３６
により近隣のデータドット３３が認識ウィンドウに侵入
することを低減することができるので、より安定して認
識することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、情
報を示す複数のホログラム像を２次元に配列するととも
に、各ホログラム像を２次元の複数のドットを配列する
ことにより構成し、更に複数のドットがデータドットと
アライメントドットを含むようにしたので、ホログラム
を最適化して汚れに強く、認識性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光記録媒体の一実施形態を示す構
成図である。

【図２】ホログラムの作成方法を示す説明図である。

【図３】本発明に係る光記録媒体の再生装置を示す構成
図である。

【図４】本発明に係る光記録媒体の消去装置を示す構成
図である。

【図５】図３の再生装置により撮像されたホログラムパ
ターンの配置を示す説明図である。

【図６】図５のホログラムパターンの他の例を示す説明
図である。

【図７】ウィンドウ座標を示す説明図である。

【図８】ホログラムパターンの消去例を示す説明図であ
る。

【図９】図５のホログラムパターンの更に他の例を示す
説明図である。

【図１０】図９のホログラムパターンの変形例を示す説
明図である。

【図１１】本発明に係る光記録媒体の再生／記録装置を
示すブロック図である。

【図１２】ローカル２値化エリアを示す説明図である。

【図１３】ノイズレベルとスライスレベルの関係を示す
グラフである。

【図１４】スライスレベルと画素数の関係を示すグラフ
である。

【図１５】スライスレベルとドットの大きさの関係を示
す説明図である。

【図１６】最適なドットの大きさの関係を示す説明図で
ある。

【図１７】アライメント座標の中心位置を示す説明図で
ある。

【図１８】ＣＧＨ認識ウィンドウとドット認識ウィンド
ウを示す説明図である。

【図１９】ドットの認識処理を示す説明図である。

【図２０】他の例のドット認識処理を示す説明図であ
る。

【図２１】従来の記録媒体と記録再生装置を示す構成図
である。

【図２２】図２１の発光素子と受光素子を示す構成図で
ある。

【図２３】図２１のホログラムを示す構成図である。

【図２４】図２１の記録再生装置によりホログラム判定
処理を示す説明図である。

【符号の説明】 １２ トラッキング用ホログラム（ＣＧＨ） １３ データ用ホログラム ２１ レーザユニット ２２ ビームスプリッタ ２３ ピンホール ２４ ＣＣＤ（レーザユニット２１、ビームスプリッタ
２２、ピンホール２３と共に読み取り手段を構成す
る。） ２５ ＰＤ ３１ ＣＣＤキャプチャエリア ３２ アライメントドット ３３ データドット ３４ データエリア ３５ アライメントエリア ４０ リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ） ４５ パターン認識部（パターン認識手段） ５１ ローカル２値化エリア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末廣 晃也 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 Ｆターム(参考） 2K008 AA04 AA13 AA15 CC03 EE04 FF07 FF12 FF13 FF21 FF27 GG05 HH19 HH28 5B035 AA07 BB05 BB11 5B072 AA02 CC02 CC35 DD01 KK03 5D090 AA03 BB16 CC04 DD03 DD05 EE13 LL02 LL03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報を示す複数のホログラム像がＸＹ方
   向の２次元に配列されて記録された光記録媒体におい
   て、 前記複数のホログラム像の各々は、複数のドットが２次
   元で配列されて構成され、前記ドットが情報を示すデー
   タドットと位置合わせ用のアライメントドットとを含む
   ことを特徴とする光記録媒体。
2. 【請求項２】 情報を示す複数のホログラム像がＸＹ方
   向の２次元に配列され、前記複数のホログラム像の各々
   は、複数のドットが２次元で配列されて構成され、前記
   ドットが情報を示すデータドットと位置合わせ用のアラ
   イメントドットとを含むように記録された光記録媒体を
   再生する装置であって、 ＸＹ方向の一方の方向に配列された前記複数のホログラ
   ム像に対して照明光を同時に照射し、その回折光を撮像
   面に２次元に配列して撮像する読み取り手段と、 前記読み取り手段により撮像された複数のホログラム像
   の回折光をパターン認識する手段とを、 有する光記録媒体の再生装置。
3. 【請求項３】 前記パターン認識手段は、前記２次元に
   配列して撮像した複数のホログラム像の回折光に対し
   て、ホログラム像毎に２値化用のローカルエリアを設定
   して前記データドットの画素データを２値化し、前記複
   数のホログラム像全体に対する２値化データのビットマ
   ップを作成することを特徴とする請求項２記載の光記録
   媒体の再生装置。
4. 【請求項４】 前記パターン認識手段は、前記２値化デ
   ータに基づいて前記アライメントドットの中心位置を求
   め、前記中心位置に基づいて前記１つのホログラム像を
   認識するための第１の認識ウィンドウの大きさを設定
   し、前記第１のウィンドウ内において前記ドットを仕切
   る格子点を求め、前記格子点を直線で結んでこの直線に
   より分割された１区画を１つのドットを認識するための
   第２の認識ウィンドウとして設定することを特徴とする
   請求項２又は３記載の光記録媒体の再生装置。
5. 【請求項５】 前記記録媒体は、前記データドットが前
   記ホログラム像の２次元領域の４つの角領域に１以上の
   ドットを配置することにより４値を表現する記録媒体で
   あって、 前記パターン認識手段は、前記４つの領域毎に２値化デ
   ータが「１」の合計画素数を求め、この合計画素数に基
   づいてそのホログラム像が消去されているか否かを判断
   することを特徴とする請求項４記載の光記録媒体の再生
   装置。