JP2001183960A - 光情報記録体およびその記録方法 - Google Patents
光情報記録体およびその記録方法Info
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Abstract
報記録体や、容易かつ精密に刻印を行うことができる光
情報記録体及びその記録方法を提供する。 【解決手段】 レーザ光源とfθレンズ4、XYテーブ
ル5、回転装置6を備えた加工装置10を用いて、ガラ
ス瓶20の側面の内部に刻印をする場合には、ガラス瓶
20をモータのついた回転軸7に取り付け、移動ベース
5は加工装置10のメカベース6に対してX軸及びY軸
方向に移動可能に取り付けられている。そして、モータ
軸7はメカベース6に対して水平になるように向きが調
整されている。そして、移動ベース5による直線移動と
モータのついた回転軸7による回転移動によって、ガラ
ス瓶20の円筒部分のガラス内部に円周状に並んだマー
クを刻印することができる。
Description
透過性材料からなる光情報記録体に係り、特に、識別や
偽造・変造防止に有効な商品認証体として利用すること
ができる光情報記録体とその記録方法に関するものであ
る。
透明ガラス基板などの被マーキング材料にレーザ光を照
射してそのガラス表面の光学的性質を変化させ、この光
学的性質が変化したガラスを飛ばすことによって表面に
窪みを設けるなどの加工を行い、刻印を施すようにした
ものがある。しかしながらこの方法は、レーザ光による
アブレーション現象を利用しているため、ガラス基板に
クラックなどが発生したり、被マーキング材料の表面が
微小に割れて、その微細な破片やカケラが生産工程中の
商品に混入するという問題があり、これらを除去する工
程が必要であった。
レーザ光によるガラスの内部にマーキングを施す内容が
開示されている。しかしながら、この公報に開示されて
いる技術は、平面ガラスを前提としており、実際の様々
な形状のガラス製品に対するマークの記録方法について
は何ら開示されていない。
において、ガラス材料など光透過性材料の表面にクラッ
クを生じさせない一般的な方法としては、レーザ光の強
度をある値以下に下げ、マークサイズを小さくするこ
と、および集光光学系の開口比(レンズの直径/焦点距
離)を大きくして、特に表面におけるマークの成長を抑
えること、などが考えられる。しかしながら、実際に
は、こうしたレーザ光の照射エネルギーの制御、および
レンズ位置の調整および開口比の選択などによってマー
クパターンの大きさおよび形状の制御を適正に行っても
表面におけるクラックないし亀裂が発生していた。この
原因は、表面にもともと存在している凹凸面あるいは微
細な傷が中心となってクラックや亀裂が発生してしまう
ことや、表面に付着しているゴミがレーザ光の吸収の中
心となるので、レーザ光のエネルギーを予想以上に吸収
しやすい環境にあること、などが考えられる。
内部のみへ集光させて、マーキングを行うには、予想以
上に精密に制御を行う必要がある。特に、薄肉のガラス
材料などにマーキングを行う場合には、従来の各種マー
キング方法では実現困難であった。
の様々な形状のガラス部材とした場合、その円筒面や凹
凸のある底面位置のガラス部材内部に情報を記録する場
合、レーザ光の屈折や反射により正確な位置及び正確な
情報を記録することができないという課題があった。
課題を解決するための手段として、以下の発明を提供し
ようとするものである。
記録体であって、前記光情報記録体の平坦でない部分の
前記光透過性材料内部の所定深さに、前記光透過性材料
の光学的性質変化による2次元または3次元の情報が記
録されていることを特徴とする光情報記録体。
字、記号等からなる製品の固有情報、CGHの干渉縞の
いずれかを示すものであることを特徴とする請求項1記
載の光情報記録体。
光情報記録体の記録方法であって、フェムト秒レーザか
ら出力されるレーザ光を前記光情報記録体の前記光透過
性材料内部に集光させて前記光透過性材料の光学的性質
変化を起こさせると共に、前記光情報記録体または前記
フェムト秒レーザをXY軸方向又はXYZ軸方向に移動
させることによって、前記光情報記録体の曲面部分の内
部所定深さに2次元又は3次元的な前記情報を記録する
ことを特徴とする光情報記録体の記録方法。
光情報記録体の記録方法であって、フェムト秒レーザか
ら出力されるレーザ光を前記光情報記録体と同じ屈折率
を有する透明部材を前記光情報記録体と接するように介
して前記光情報記録体の前記光透過性材料内部に集光さ
せて前記光透過性材料の光学的性質変化を起こさせると
共に、前記光情報記録体または前記フェムト秒レーザを
XY軸方向又はXYZ軸方向に移動させることによっ
て、前記光情報記録体の平坦でない部分の内部所定深さ
に2次元又は3次元的な前記情報を記録することを特徴
とする光情報記録体の記録方法。
録方法のいくつかの実施の形態について、図面と共に説
明する。本発明の光情報記録体及びその記録方法は図1
に示すようにしてレーザ光1によりガラス基板2の内部
に刻印(変化部3)をする方法を応用している。
して、フェムト秒レーザを採用する。パルス幅が10
-15秒オーダであるフェムト秒レーザをレーザ光1の光
源として用いることによって、透明ガラス製品(光透過
性材料)20の内部で屈折率の変化を生じさせることが
できる。すなわち、光源として、パルス幅が約150フ
ェムト秒以下であるTiサファイアレーザを用い、中心波
長775nm、パルスエネルギー800μJ以上を用い
る。光透過性材料20の刻印方法においては、レーザ光
1を光透過性材料20の内部の所定部位に集光すること
によって光の密度が高くなり、所定の破壊しきい値をこ
えると光学的非線形現象による吸収が起こると考えら
れ、この吸収にもとづき、透明ガラス製品20などの光
透過性材料20の光学的性質が変化する現象を利用し
て、光透過性材料20の内部にマーキング30を行うも
のである。
fθレンズ(集光レンズ)4を用いて、光透過性材料2
をレーザ光1に対して移動することにより、レーザ光1
の集光部分を移動させ、例えば登録商標、製品識別情報
や文字、数字、記号等の製品の固有情報、CGH(comp
uter generated hologram)の干渉縞を描くようにして
も、同じレベル(深さ位置)にレーザ光を集光させてお
くことができる。
Yテーブル5、回転装置7を備えた加工装置10を用い
て、実際のガラス製品20を加工するには、そのガラス
製品20の形状や表面性、平面性を考慮する必要があ
る。例えば、図2示すように、ガラス瓶20の側面の内
部に刻印をする場合には、刻印すべきガラス瓶20をモ
ータのついた回転軸(回転装置)7に取り付け、モータ
はその向きを可変できるような移動ベース(XYテーブ
ル)5に取り付けられており、移動ベース5は加工装置
のメカベース6に対してX軸及びY軸方向(水平2次元
方向)に移動可能に取り付けられている。そして、モー
タ軸7は、加工装置10のメカベース6に対して水平に
なるように向きが調整されている。さらに、ガラス瓶2
0の刻印面21は常にレーザ光と垂直となるように回転
軸71を中心として回転し調整する。そして、移動ベー
ス5による直線移動とモータ軸7による回転移動によっ
て、図3に示すようなガラス瓶20の円筒部分のガラス
内部に円周状に並んだマーク30などを刻印することが
できる。
中上下方向(Z軸方向)に一体駆動させ、移動ベース5
と連動させて制御することにより、3次元的な画像(情
報)を記録することもできる。
刻印する場合は、底面の凹凸によって屈折や光の散乱が
起こるため精密な刻印ができない。本発明では、これを
解決するために、例えば、図4に示すように、ガラス瓶
20の底面に一方の面を底面と同じ曲率、他方を平面に
した同屈折率のガラス部材21を当接し、それを介して
レーザ光を照射するようにしている。ガラス部材21は
ガラス瓶20の底面の型から作成すればより精密に密着
させることができる。こうすることにより、ガラス瓶2
0の表面凹凸によるレーザ光1の屈折や散乱を防止する
ことができ、肉圧が変化するガラス内部へ刻印すること
が可能になる。また、図5に示すように、ガラス瓶20
と同じ屈折率を持つ液体(例えば透明な液体樹脂等)2
3を満たした容器(透明液体槽)22内にガラス瓶20
の底面が入るようにして固定すれば、細かい凹凸までも
なくすことができ、良好なマーク30を形成することが
できる。上記実施例では平坦でない光透過性材料に所定
深さ内部の一定平面に記録する方法を説明してきたが、
当然、平坦な光透過性材料であっても表面の凹凸の影響
を防止する効果が得られることは明白である。
格子として計算機ホログラム(CGH:Computer Gener
ated Hologram)が知られており、例えば(O plus E, 9
6, 11月号,p83)にその最適化手法の一例が記載されて
いる。そして、計算機ホログラムは、所望の回折格子の
回折角に対応する回折光配置情報を計算機を使用してフ
ーリエ逆変換することで、回折格子の干渉縞に対応する
位相分布を算出し、位相分布に対応する階段状段差を半
導体製造技術を応用して基板上に作成して、この階段状
段差を光記録媒体に転写することにより作成される。
録媒体及びその製造方法に関しては、特開平10−14
3929号にて本出願人が開示している。また、この光
記録媒体のホログラム動画作成、再生装置としては、本
出願人が特願平10−332018号にて出願してい
る。
を応用して、図6に示すように、ガラス内部にレーザを
照射して屈折率を変化させ、白濁した部分を位相型CG
H8として形成すれば、参照光(単色光)を照射するこ
とによって反射回折光が発生し、ホログラムとしての機
能を持たせることができる。なお、図6では、ガラス部
材21または液体樹脂等23を使用して、位相型CGH
8を形成しているが、その部分を図面上では省略してい
る。
瓶20の側面に屈折率の異なる部分を透過位相型CGH
9として形成した場合には、刻印の部分とガラスの部分
の屈折率の差によって、透過回折光が発生し、透過位相
型CGH9に記録されている情報(例えば「A」という
文字)を発生させることができる。
ガラスとの屈折率の差をΔnとすれば、透過回折光を得
るためには、参照光の波長をλのとき干渉縞の深さはd
は d=λ/2Δn …式(1) で得られる。たとえばλ=630um、屈折率の差を0.01
程度とすれば、式(1)より干渉縞の厚みは30um程度で
よいことがわかる。
例を用いて説明したが、CGHの代わりにバーコードの
ような色の濃淡で情報を表すようなものを刻印してもよ
い。
レーザ光の屈折や反射が生じて正確な位置への記録がで
きないという課題を解決したので、光透明材料としてガ
ラス瓶などの様々な形状のガラス部材を使用した場合、
その円筒面や凹凸のある底面位置の内部に情報を精密に
記録することができる。
別情報や文字、数字、記号等の製品の固有情報等の情報
を刻印することが可能になり、これらの情報は容易に削
除することができないので、偽造や変造を不可能にする
ことができる。
ogram)の干渉縞を作成した場合には、大きな領域を必
要とすることなく画像情報をCGHとして記録すること
ができる。そして、この場合は目視ではなく機械的な情
報読み取り装置によらなければ情報再生を行うことがで
きないので、さらに偽造が困難となる。
性に優れており、また、真正の商品であることを自分の
目で認識できるため、光情報記録体を安心して購入する
ことができるという効果がある。
するための説明図である。
態を示す説明図である。
観図である。
形態を示す説明図である。
実施の形態を示す説明図である。
録する場合の一実施の形態を示す説明図である。
録する場合の他の実施の形態を示す説明図である。
図である。
録体) 21 ガラス部材(透明部材) 22 透明液体槽 23 液体樹脂(透明部材)
Claims (4)
- 【請求項1】光透過性材料で形成されている光情報記録
体であって、 前記光情報記録体の平坦でない部分の前記光透過性材料
内部の所定深さに、前記光透過性材料の光学的性質変化
による2次元または3次元の情報が記録されていること
を特徴とする光情報記録体。 - 【請求項2】前記情報は、製品識別情報や文字、数字、
記号等からなる製品の固有情報、CGHの干渉縞のいず
れかを示すものであることを特徴とする請求項1記載の
光情報記録体。 - 【請求項3】光透過性材料の内部に情報を形成する光情
報記録体の記録方法であって、 フェムト秒レーザから出力されるレーザ光を前記光情報
記録体の前記光透過性材料内部に集光させて前記光透過
性材料の光学的性質変化を起こさせると共に、 前記光情報記録体または前記フェムト秒レーザをXY軸
方向又はXYZ軸方向に移動させることによって、前記
光情報記録体の曲面部分の内部所定深さに2次元又は3
次元的な前記情報を記録することを特徴とする光情報記
録体の記録方法。 - 【請求項4】光透過性材料の内部に情報を形成する光情
報記録体の記録方法であって、 フェムト秒レーザから出力されるレーザ光を前記光情報
記録体と同じ屈折率を有する透明部材を前記光情報記録
体と接するように介して前記光情報記録体の前記光透過
性材料内部に集光させて前記光透過性材料の光学的性質
変化を起こさせると共に、 前記光情報記録体または前記フェムト秒レーザをXY軸
方向又はXYZ軸方向に移動させることによって、前記
光情報記録体の平坦でない部分の内部所定深さに2次元
又は3次元的な前記情報を記録することを特徴とする光
情報記録体の記録方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP36642099A JP4345169B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 光情報記録体およびその記録方法 |
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JP36642099A JP4345169B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 光情報記録体およびその記録方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2001183960A true JP2001183960A (ja) | 2001-07-06 |
JP4345169B2 JP4345169B2 (ja) | 2009-10-14 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009220430A (ja) * | 2008-03-17 | 2009-10-01 | Seiko Instruments Inc | 発熱抵抗素子部品およびサーマルプリンタ、並びに発熱抵抗素子部品の製造方法 |
-
1999
- 1999-12-24 JP JP36642099A patent/JP4345169B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009220430A (ja) * | 2008-03-17 | 2009-10-01 | Seiko Instruments Inc | 発熱抵抗素子部品およびサーマルプリンタ、並びに発熱抵抗素子部品の製造方法 |
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