JP2007178592A - 光情報記録媒体、光情報記録媒体の製造方法、光情報記録媒体の再生方法、および光情報記録媒体の再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２次元コードよりも飛躍的に大容量の情報を付加することができるとともに偽造や変造による不正を可及的に防止することを可能にする。
【解決手段】同一の情報が多重記録された反射型ホログラムを有する記録層２を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、反射型ホログラムにより情報が記録され光照射により情報を再生できる光情報記録媒体、光情報記録媒体の製造方法、光情報記録媒体の再生方法、および光情報記録媒体の再生装置に関する。

ホログラムとして情報を記録するホログラフィックストレージは、従来の光磁気記録や相変化光記録などの面記録に比べてはるかに高密度な記録が可能であり、大容量・高速転送を実現できる光記録メモリとして提案され、開発が盛んに行われている（例えば、非特許文献１参照）。

ホログラフィックストレージは、ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録するメモリであり、画像情報を持った情報光と参照光とを記録媒体の内部で重ね合わせ、そのときに生じる干渉縞を記録媒体に書き込む。記録された情報は、記録媒体に参照光を照射し、干渉縞による回折から画像情報を得ることにより読み出す。

ホログラフィックストレージでは、記録媒体の厚みを利用して３次元的に干渉縞を書き込むので光の波長および角度の選択性が高く、このため多重記録が可能となり、高い記録容量を実現できる。また、画像情報を一度に読み出すことができるので、再生信号の転送速度が速いという利点がある。

記録する画像情報は、デジタル情報を符号化したものが一般的である。再生時には、記録した画像情報を再生、復号化して情報として取り出す。

一方で、ホログラムは、偽造困難である特徴を持つので、いろいろなものに貼れるホログラムシールなどとしてセキュリティに利用される。しかし最近は、ホログラムシールの偽造や変造による不正が徐々に増大している。これはホログラムシールが画像を視覚により認知することにより偽造や変造を判別していることによるものであると思われる。
H. J. Coufal, Holographic Data Storage (Springer, Berlin, 2000) p.3

上述したように、ホログラムは、いろいろなものに貼れるホログラムシールなどとしてセキュリティに利用されているが、偽造や変造による不正が徐々に増大している。

また、商品などに２次元コードを印刷などにより添付して情報を付加することが行われているが、容量が低いため限られた情報しか添付できないのが現状である。

本発明は、２次元コードよりも飛躍的に大容量の情報を付加することができるとともに偽造や変造による不正を可及的に防止することのできる光情報記録媒体、その製造方法、再生装置、および再生方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様による光情報記録媒体は、同一の情報が多重記録された反射型ホログラムを有する記録層を備えていることを特徴とする。

なお、前記反射型ホログラムは前記記録層の記録領域に複数個設けられていてもよい。

なお、前記記録層の参照光の照射側に前記記録層を覆うように設けられた保護膜と、前記記録層の参照光の照射側と反対側に設けられ光を吸収する光吸収層とを備えていてもよい。

なお、前記保護層は、前記記録層の上面および側面の合計面積よりも広い面積を有し、かつ前記記録層側の面が接着機能を有していてもよい。

なお、前記光吸収層の、前記記録層とは反対側に設けられた接着層を備えていてもよい。

なお、前記記録層中の前記反射ホログラムの位置を識別する識別マークを備えていてもよい。

なお、前記記録層中の前記反射ホログラムは、参照光の入射角度を変えて前記同一の情報が多重記録されていてもよい。

なお、前記記録層中の前記反射ホログラムは、参照光の入射角度を変えずに入射方向を変えて前記同一の情報が多重記録されていてもよい。

また、本発明の第２の態様による光情報記録媒体の製造方法は、透明基板に保持された第１光記録媒体に情報光と参照光とを相反する側から照射するとともに前記参照光を走査して同一情報が多重記録された反射型ホログラムを有するマスターホログラムを形成するステップと、前記マスターホログラムに第２光記録媒体を密着させて、前記マスターホログラムを形成したときと同じ角度で参照光を第２光記録媒体側から入射させることにより、前記マスターホログラムからの再生光と参照光の干渉縞を前記第２光記録媒体に記録し、反射型ホログラムを形成するステップと、を備えていることを特徴とする。

なお、前記反射型ホログラムが記録された第２光記録媒体の前記参照光が照射される側と反対側の面に光吸収層を形成するステップと、前記反射型ホログラムが記録された第２光記録媒体の前記参照光が照射される側の面に保護層を形成するステップと、をさらに備えていてもよい。

なお、前記マスターホログラムを形成する際に、前記情報光と前記参照光とのなす角度は９０°より大きく、１８０°よりも小さいことが好ましい。

また、本発明の第３の態様による光情報記録媒体の再生方法は、同一の情報が多重記録された反射型ホログラムを有する光情報記録媒体に参照光を、異なる入射角度また入射方向から複数回、入射させるステップと、前記光情報記録媒体から発生される再生光のうち最も強度の大きい再生光が得られる、前記参照光の入射角度を検出するステップと、前記検出された入射角度で前記参照光が入射したときの前記再生光に基づいて情報を再生するステップと、を備えていることを特徴とする。

また、本発明の第４の態様による光情報記録媒体の再生装置は、同一の情報が多重記録された反射型ホログラムを有する光情報記録媒体に照射する参照光を発生する光源と、前記光源から発生された前記参照光の前記光情報記録媒体への入射角度または入射方向の少なくとも一方を制御する参照光制御部と、前記光情報記録媒体へ前記参照光を照射したときに得られる再生光を検出し再生画像を出力する光検出器と、前記再生画像を処理し再生データを得る画像処理部と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、２次元コードよりも飛躍的に大容量の情報を付加することができるとともに偽造や変造による不正を可及的に防止することができる。

本発明の実施形態を説明する前に、本発明に至った経緯を説明する。

本発明者達は、ホログラムにデジタル情報を付加させ、それが容易に検出できれば、ホログラムシールの場合のような偽造や変造の問題が減るばかりではなく、三次元タグとしての新たな市場が開けると考えた。すなわち、ホログラムシールのようにいろいろなものに貼れて、しかもバーコードなどに代表される既存のタグよりも格段に大きい情報量を記録再生できる光情報記録媒体が得られると考えた。

そこで、本発明者達は、同じ情報を多重記録させて反射型ホログラムを形成した記録層を有する光情報記録媒体を作製し、カードやチラシ、書籍の一部に添付した。これに情報の記録に用いた参照光と同じ角度で光を照射したところ、情報を読み出せることが確かめられた。

以下、本明細書において使用されているいくつかの基本的な用語について説明する。ホログラムとは、光の干渉によってできる光の強弱を記録媒体の中に記録したものであって、本明細書では反射型格子を利用する。記録媒体とは、光の干渉によってできる光の強弱をホログラムとして記録した、またはできる媒体を意味する。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による光情報記録媒体を図１に示す。本実施形態の光情報記録媒体１は、カード、書籍、パンフレットのような基体１００上に貼ることが可能であって、記録層２と、光吸収層４と、保護層８とを備えている。これらの記録層２、光吸収層４、および保護層８は積層され、積層構造を形成している。基体１００上に接着させるための接着層１０が設けられていてもよい。また、光情報記録媒体１には位置合わせマーク６ａ、６ｂのうちの少なくとも一つが設けられていてもよい。なお、位置合わせマーク６ａは、後述する図３（ａ）に示すように、記録層２の周辺に設けられ、位置合わせマーク６ｂは、図５に示すように、記録層２の記録領域２ａに重ならない領域に設けられる。また、位置合わせマークは、基体１００の上に貼付された反射型ホログラムの位置を肉眼で識別するために設けるもので、どのような形でも構わない。

記録層２には予め、後述する記録方法で反射型ホログラムとして情報が記録される。記録層２には同一の情報が複数個多重記録されている。本実施形態の光情報記録媒体１の記録層２には、入射角度の異なる参照光を用いて同一の情報が多重記録されている。このため、図１に示すように、入射角度が異なる参照光ＬＲ_１、ＬＲ_２、ＬＲ_３を光情報記録媒体１に入射すると、参照光ＬＲ_１で画像Ｉ_１が再生され、参照光ＬＲ_１よりも角度の大きい参照光ＬＲ_２では画像Ｉ_２が再生され、さらに角度の大きい参照光ＬＲ_３では画像Ｉ_３が再生される。画像Ｉ_１、画像Ｉ_２、画像Ｉ_３は、同じ情報を示す同一の画像を入力した結果得られた再生画像である。よって、記録情報の再生の時には、参照光ＬＲ_１、ＬＲ_２、ＬＲ_３のうちのいずれかの光を本実施形態の光情報記録媒体１に入射すれば、得たい情報が得られることになる。

なお、本実施形態においては、記録層２の記録情報は、参照光ＬＲ_１、ＬＲ_２、ＬＲ_３の入射角度を変えて多重記録されていた。しかし、本実施形態の変形例のように、光情報記録媒体１への入射角度は同じであるが、入射方向が異なる参照光を用いて同一の情報が多重記録してもよい。この場合は、図２に示すように、本変形例の光情報記録媒体１に、参照光ＬＲ_１を入射すると画像Ｉ_１が再生され、参照光ＬＲ_１とは入射角度は同じであるが方向が異なる参照光ＬＲ_２を入射すると画像Ｉ_２が再生され、さらに参照光ＬＲ_１、ＬＲ_２とは入射角度は同じであるが方向が異なる参照光ＬＲ_３を入射すると画像Ｉ_３が再生される。画像Ｉ_１、画像Ｉ_２、画像Ｉ_３は、同じ情報を示す同一の画像を入力した結果得られた再生画像である。よって、記録の再生の時には、参照光ＬＲ_１、ＬＲ_２、ＬＲ_３のいずれかの光を入射すれば、得たい情報が得られることになる。

本実施形態またはその変形例の光情報記録媒体１の平面図を図３（ａ）に示す。この光情報記録媒体１の周辺には位置合わせマーク６ａが設けられている。光情報記録媒体１の記録領域２ａには複数の円形状の記録スポット１２が描かれている。これらの複数の記録スポット１２は記録したときの情報光が照射した部分を示したもので、実際に目で確認できるようなものではない。記録スポットが重なっているのは少しずつ異なる場所にシフトして多重記録されていることを示す。そして一つの記録スポット１２には、参照光の角度や変調を変えることによって多重記録されている。

参照光は平面波を用いるので、上記シフトして多重記録された領域に同じ角度の参照光が用いられると、画像が重畳して情報がきちんと再生されないことがある。そこで、シフト多重記録する記録スポット１２が互いに重なる領域には、同じ角度の参照光を用いて異なる情報を記録しないことが好ましい。例えば、図３（ｂ）に示すように半径ｒの記録スポット１２を、ｘ方向にはａ、ｙ方向にはｂだけシフトさせて記録する場合、ｘ方向には２ｒ／ａだけ多重記録され、ｙ方向には２ｒ／ｂだけ多重記録される。したがってこの場合、隣接した２ｒ／ａの領域においては各記録スポット１２への角度多重記録の条件を互いに変えることが好ましい。

例えば、記録スポット１２の半径ｒが１００μｍのときに、シフト距離ａ、ｂどちらも５０μｍとして多重記録した場合、１６回多重記録されることになる。この場合、例えば、図４に示すように、光情報記録媒体１の記録領域２ａに座標を設定し、記録するホログラムに対して番号を付ける。そして、例えば座標（−３，０）に参照光の角度２０°から２３°に１°度おきに同一の画像を４個記録し、次に座標（−２，０）の位置には２０°から２３°の角度に１°おきに同一の画像を４個記録する。順次、座標（−１，０）には３０°から３３°、座標（０，０）には２４°〜２８°、座標（１，０）には３４°〜３８°、座標（２，０）には４４°〜４８°、座標（３，０）には２９°〜４２°という具合に多重記録していくとよい。この時、情報を表す画像は、一連の規則に基づいてデジタルデータとして符号化されている。再生光として得られた画像は、復号化によってデジタルデータに戻すことができる。

前述したように記録層２には反射型ホログラムとして情報が記録されているので、参照光は記録層２の中で回折され、再生光となる。回折されなかった光は、記録層２の裏面にある光吸収層４によって吸収される。回折されなかった光が記録層２の上部に戻ってノイズとなるのを光吸収層４によって防止することができる。光吸収層４は、金属や半導体、誘電体などの各種無機有機材料を含有する膜で、１００μｍ以下が望ましい。

記録層２の材料は、フォトポリマーと呼ばれる光重合型のホログラム記録材料である。予め反射型ホログラムを記録して、記録を固定するために記録後に一様光を照射したものであるので、以下に記すフォトポリマーの一部もしくは全部が光反応した後のものである。

フォトポリマーは、重合性化合物、光重合開始剤、およびマトリックス材料を含むのが一般的であり、その他、酸発生剤、ラジカル発生剤、色素、オリゴマー等を含んでもよい。

重合性化合物としては、アクリレート基を有する化合物が好ましく、イソボルニルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ジエチルグリコールモノエチルエーテルアクリレート、エチルアクリレート、ビニルベンゾエート、ビニルナフトエートなどの水素を一部塩素化した化合物や、屈折率差を高めるためにシリコン（Ｓｉ）を含有する基など各種置換基を付与させた化合物が挙げられる。具体的には、（トリメチルシリルオキシ）ジメチルシリルプロピルアクリレートや（ペルフルオクロケキシル）メチルアクリレートなどである。また、Ｎ−ビニルカルバゾールを含有させることがある。光重合性化合物は、単独でも２種以上を混合して用いてもよい。光重合性化合物の含有量は、記録層に対して５ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下程度が好ましい。

光重合開始剤は、光を吸収して重合反応を開始させる化合物であり、代表的なものとしては、ビス（２，６−ジフルオロ−３−ピロルフェニル）チタノセンが挙げられる。なお、記録層２が記録開始直前までパッケージにより密閉されている場合は、酸素で失括しやすい開始剤を用いることができる。そのような開始剤には例えば、bis(η5-cyclopentadienyl)bis(pentafluorophenyl)titanium(IV)などがある。光重合開始剤の含有量は、記録光の波長、記録層の膜厚、光重合開始剤の光吸収量等に応じて適宜選択することができ、０．１ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下程度が好ましい。

また、マトリックス材料としては、例えばエステル基を有するポロビニルアセテートのような各種ビニルポリマー、ポリカーボネート、ポリアリレート、ノルボルネン系樹脂、ポリメチルメタクリレート、セルロースアセテートブチレート、ポリスチレンメチルメタクリレート、エポキシ樹脂、等を用いることができる。マトリックス材料の含有量は、記録層２に対して２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下程度が好ましい。

以下、記録層２の任意成分について説明する。これらは、記録層全体に対して０．１ｗｔ％程度含有されていれば効果を得ることができる。ただし、過剰に含有されると感度が低下するおそれがあるので、その含有量は０．００１ｗｔ％以上０．１ｗｔ％以下程度にすることが望まれる。

酸発生剤としては、例えば、アリールジゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリアリールセレノニウム塩、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、シアルキル−４−ヒドロキシフェニルスルホニウム塩、スルホン酸エステル、鉄アレーン化合物、等を用いることができる。

ラジカル発生剤としては、例えば芳香族カルボニル化合物、とくにα, α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン等が挙げられる。

色素としては、例えばアジド系化合物、５−ニトロアセナフテン、１，２−ベンズアンスラキノン、１−ニトロ−４−アセチルアミノナフタレン、メチレンブルー、サブラニンＯ、マラカイトグリーン、シアニン染料、ローダミン染料などが挙げられる。

オリゴマーとしては、例えば、重合後のラジカル重合性化合物の主鎖の両端に反応基がついた多官能のアクリレート樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。

記録層２の膜厚は、記録層２の感度、記録層２の回折効率、記録層２の光学濃度、記録の多重方法、検出器の感度等に応じて適宜選択することができるが、例えば４μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。

また、本実施形態の光情報記録媒体１においては、図１に示したように保護層８が設けられる。保護層８は、記録層２の外側に向いた面を保護するものであり、透明性、耐擦傷性、耐摩耗性、耐熱性、耐薬品性、耐汚染性などを兼ね備えた樹脂が適している。

このような樹脂としては、例えば、ポリウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレートなどが挙げられ、これらはそれぞれのプレポリマーに粘度、或いは架橋密度を調整するために多官能または単官能のモノマーを添加して用いてもよく、また、必要に応じて公知の光反応開始剤、増感剤を添加して用いてもよい。このほか、ポリエン／チオール系の電離放射線硬化型樹脂なども耐摩耗性に優れており、使用することができる。

保護層８を形成するための樹脂には、更に必要に応じて、界面活性剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤などの添加剤を加えることもできる。また、表面の滑り性を確保する意味で、少量のワックス等を加えておくとよい。また、保護層８を形成する方法は、保護層形成用の樹脂に希釈剤もしくは溶剤を添加し、混合、もしくは分散して保護層形成用塗布液を作製し、公知の各種ロールコーティング方式やグラビアコーティング方式で塗布した後、ＵＶ（紫外線）照射、またはＥＢ（電子線）照射などにより樹脂を硬化させて保護層を形成することができる。なお、上記塗布液に有機溶剤を添加した場合には、塗布後、先ず有機溶剤を除くための熱風乾燥を行い、次いでＵＶまたはＥＢの照射により樹脂の硬化を行うとよい。

このような保護層８の厚さは、０．５μｍ〜４．０μｍの範囲にすることが好ましい。保護層８の厚さが０．５μｍ未満の場合は、充分な耐擦傷性、耐摩耗性が得られず、また、４．０μｍを超える厚さは、既に耐摩耗性は充分にあるため必要性がなく、むしろ、光情報記録媒体１の厚さが増し、記録・読み取り特性が低下するおそれがあるため好ましくない。

また、本実施形態においては、光情報記録媒体１には肉眼で識別可能な位置合わせマーク６ａ、６ｂを設けるが、保護層８の適宜な位置に印刷を施すことによって設けることができる。この印刷は記録層２に記録された反射型ホログラムとは重ならない位置が望ましい。記録光を吸収しないインクを用いる場合には、記録層２に記録された反射型ホログラムと重なって見えるように記録されても構わないが、着色透明インキで行なうか、ごく細い線で小さい文字やパターンを形成することが好ましい。

本実施形態による光情報記録媒体の記録層には同一の情報が角度や変調の異なる参照光を用いて記録されているので、記録層が伸びたり縮んだりしても、読み出すことができる。なお、記録層に記録された情報とは、画像として符号化されたデジタル情報を指す。また、本明細書においては、反射型ホログラムとは、情報光と参照光の角度が９０°以上に設定して生じる干渉縞を記録したものと定義する。

本実施形態によれば、ホログラムにデジタル情報を付加させることが可能となるので２次元コードよりも飛躍的に大容量の情報を付加することができる。そして、この情報を後述するように容易に検出することが可能となるので、ホログラムシールのようにいろいろなものに貼れて、しかも偽造や変造による不正を可及的に防止することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による光情報記録媒体の製造方法を説明する。本実施形態の製造方法は、最初にマスターホログラムを作製し、このマスターホログラム光情報記録媒体の記録層２を作製する。

図６を参照してマスターホログラム２０の作製方法を説明する。空間光変調器３０は光の振幅や位相を変化させることで情報を画像として付加させる装置であり、空間光変調器３０として液晶表示装置やデジタルミラーデバイスなどが知られている。図示しない光源、例えばレーザからのビームを、図示しないビームスプリッタによって２つのビームに分ける。そして、分けられた１つのビームを広げて平行光し、この平行にされた光に空間光変調器３０を用いて情報を画像として付加し情報光３４を生成する。情報光３４をレンズ３２で集光して、マスターホログラムとなる記録媒体２０に照射する。なお、記録媒体２０は図示していない透明な基板上に保持されている。図６に示したように、このときビームウエストは記録媒体２０内に位置しないようにし、できれば、記録媒体２０の手前に位置するようにする。このとき記録媒体２０の反対側から、上記ビームスプリッタによって分けられたもう１つのビームを平行光にしたものを参照光３８として照射する。すると、情報光３４と参照光３８との干渉縞が記録媒体２０に記録され、反射型ホログラム２２が作製される。このようにして反射ホログラム２２からなるマスターホログラム２０が作製される。このとき、情報光３４の進行方向は、記録媒体２０の表面に垂直となる方向と一致することが好ましい。なお、マスターホログラム２０には同じ情報を示す同じ画像を複数記録させる。例えば、情報光３４の位置を変化させずに、マスターホログラムとなる記録媒体２０の反対側から入射させる参照光３８の入射角度を変化させる。なお情報光３４と参照光３８とのなす角度は９０°より大きく、１８０°よりも小さい。

次に、上述したように形成されたマスターホログラム２０に、光情報記録媒体の記録層となる記録媒体２を密着させて反射型ホログラム２２を記録する。このとき、記録媒体２は、図７に示すように、マスターホログラム２０の、このマスターホログラム２０を作成する際に参照光を照射した側に密着させる。

続いて、マスターホログラム２０を記録したときと同じ波長の平行光３５、３８をマスターホログラム２０に同じ角度で入射させる。このとき、記録層となる記録媒体２は参照光３８を透過するので、参照光３８は記録層となる記録媒体２を透過してマスターホログラム２０に到達する。すると参照光３８はマスターホログラム２０で回折され、再生光４０がマスターホログラム２０から出射される。このマスターホログラム２０からの再生光４０と、記録層となる記録媒体２に入射した参照光３８は、記録層となる記録媒体２の膜厚方向に対して互いに逆に進む光で、再生光４０と参照光３８は干渉して干渉縞が生成する。これが記録層となる記録媒体に記録されて反射型ホログラム２２が形成される。

上述したように、マスターホログラム２０には同一の情報が複数多重記録されており、参照光３８の角度を変化させて、反射型ホログラム２からなる記録層２にも情報を多重記録する。

次に、マスターホログラム２０から記録層２を剥離し、図８に示すように、光吸収層４と保護層８とを記録層２の両側に設けて、光情報記録媒体１が完成する。このとき、保護層８は光吸収層４や記録層２よりも面積が大きく、基体１００への接着機能をも有するものであってもよい。すなわち、保護層８は、記録層２の上面および側面と、光吸収層４の側面の合計面積よりも広い面積を有し、かつ記録層側の面が接着機能を有していてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、複数の同一情報を反射型ホログラムとして記録した光情報記録媒体を、多量に複製することができる。そして本実施形態によって製造された光情報記録媒体は、ホログラムにデジタル情報を付加させることが可能となるので２次元コードよりも飛躍的に大容量の情報を付加することができる。そして、この情報を後述するように容易に検出することが可能となるので、ホログラムシールのようにいろいろなものに貼れて、しかも偽造や変造による不正を可及的に防止することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による光情報記録媒体から情報を再生する再生方法を説明する。

本実施形態の再生方法に用いられる光情報再生装置の情報検出部５０の第１具体例の構成を図９に示す。この第１具体例の光情報検出部５０は、参照光３８を発生するレーザ素子５１と、音響光学効果素子５３と、平凸レンズ５５ａおよび５５ｂからなるリレーレンズ５５と、コリメータレンズ６８と、例えば２次元ＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサからなる光検出器７０とを備え、音響光学効果素子５３とリレーレンズ５５とを用いて参照光３０の光情報記録媒体１への入射角度を変化させている。すなわち、音響光学効果素子５３とリレーレンズ５５とは、参照光３８の入射角度を制御する参照光制御部を構成している。

また、本実施形態の再生方法に用いられる光情報再生装置の情報検出部５０の第２具体例の構成を図１０に示す。この第２具体例の光情報検出部５０は、参照光３８を発生するレーザ素子５１と、ガルバノミラー５２と、平凸レンズ５５ａおよび５５ｂからなるリレーレンズ５５と、コリメータレンズ６８と、例えば２次元ＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサからなる光検出器７０とを備え、ガルバノミラー５２とリレーレンズ５５とを用いて参照光３８の光情報記録媒体１への入射角度を変化させている。すなわち、ガルバノミラー５２とリレーレンズ５５とは、参照光３８の入射角度を制御する参照光制御部を構成している。

また、本実施形態の再生方法に用いられる光情報再生装置の情報検出部５０の第３具体例の構成を図１１に示す。この第３具体例の光情報検出部５０は、参照光３８を発生するレーザ素子５１と、Ｘ−Ｙ音響光学効果素子５６と、平凸レンズ５７、音響光学効果素子５８と、平凸レンズ５９と、平凸レンズ６０と、コリメータレンズ６８と、例えば２次元ＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサからなる光検出器７０とを備えている。Ｘ−Ｙ音響光学効果素子５６によって、光情報記録媒体１への参照光の照射位置を制御し、レンズ５７，５９，６０、および音響光学効果素子５８によって、光情報記録媒体１に入射する参照光３８の入射角度を変化させている。すなわち、Ｘ−Ｙ音響光学効果素子５６、レンズ５７，５９，６０、および音響光学効果素子５８は、参照光３８の入射位置および角度を制御する参照光制御部を構成している。図１１において、ｆはレンズ５７、５９の焦点距離を示し、Ｆはレンズ６０の焦点距離を示す。

なお、図９乃至図１１に示す光情報記録媒体１においては、保護層８が下部にある記録層２、光吸収層４よりも面積が大きく、接着層を兼ねており、図１に示す接着層１０が省かれている。

上記第１乃至第３具体例のいずれの光情報検出部５０においても、光情報記録媒体１に参照光３８を入射し、光情報記録媒体１からの再生光４０を、コリメータレンズ６８を介して２次元の光検出器７０で受ける。そして、最も強度の大きい再生光が得られた参照光の入射角度を、光情報検出部５０を走査することによって検出し、この検出した入射角度で参照光を入射したときに得られる再生光４０を用いて情報を再生する。光情報記録媒体１に入射する光の角度を変える方法としては、上述の参照光制御部を用いることができる。

なお、上記第１乃至第３具体例における光情報検出部５０のレンズは、反射型ホログラムを記録した条件に応じて、適当な位置に設置される。また、本実施形態においては、参照光の光源としてレーザを用いたが、参照光の光源は反射型ホログラムから記録を再生できるものであればいかなるものでも構わない。例えば光源として、単色のレーザが好ましいが、マルチモードのレーザでも再生できる場合があり、場合によってはLED等の光源を用いることも可能である。

また、光情報記録媒には、情報を示す画像として同一のものが複数個多重記録されているので、参照光の角度を変えることにより、異なる干渉縞として記録されている情報を読み出すことができる。

本実施形態の再生方法に用いられる光情報再生装置は、ホログラム記録領域全体から一度に情報を再生できる装置でもよいし、部分的に再生することができる装置でもよい。全体を一度に再生できる装置を用いる場合は、識別マークに合わせて光情報再生装置のヘッドを装着して記録再生を行うことになる。一方、部分的にしか再生できないような場合には、コンピュータを操作するときに用いるマウスのように、記録層のホログラム記録領域上を、光情報再生装置を動かすような操作が必要となる。

前者の場合、例えば光情報再生装置は図１２に示すような構成になる。この図１２に示す光情報再生装置８０は、光情報検出部５０と、ＸＹ移動機構８２と、画像処理部９０とを備えている。光情報検出部５０は、図９乃至図１１に示す第１乃至第３具体例のいずれかの光情報検出部５０が用いられる。この光情報検出部５０はＸＹ移動機構８２によって光情報記録媒体１の平面上を移動可能となっている。光情報検出部５０の光検出器７０によって検出された検出信号は信号線８５を介して画像処理部９０に送られて、デコードされ、データ出力部９４から出力される。なお、検出信号は信号線８５を介さずに無線で画像処理部９０に送ってもよい。なお、光情報検出部５０、ＸＹ移動機構８２、および画像処理部９０は光情報再生装置８０に設けられている電源９２によって駆動される。光情報検出部５０をＸＹ移動機構８２によって任意のＸＹ方向に移動させて、少しずつ異なる位置に記録された情報を読み取る。

次に、本実施形態の再生方法を、図１３を参照して説明する。図１３は、本実施形態の再生方法の手順を示すフローチャートである。

まず、図１３のステップＳ１に示すように、光情報再生装置８０を光情報記録媒体１の位置合わせマーク６ａに合わせる（図１２参照）。続いて、光情報検出部２０の位置をＸＹ駆動部８２によって所定の位置に移動させる（図１３のステップＳ２）。その後、光情報検出部２０の参照光制御部によって、参照光を光情報記録媒体１の記録層２上に逐次走査し、出力画像を光検出器７０によって読みとる（図１３のステップＳ３）。この読みとられた出力画像は信号線８５を介して画像処理部９０に送られて、デコードされる（図１３のステップＳ４）。全てのデータが読み込まれたか否かがステップＳ６において判定され、読み込まれていない場合は、ステップＳ２に戻り上述のことが繰り返される。すべてのデータが読み込まれている場合は、ステップＳ７に進み再生データが出力部９４から出力される。

以上説明したように、本実施形態によれば、複数の同一情報が多重記録された光情報記録媒体から容易に情報を読み出すことができる。

以上述べたように、複数の同一情報を反射型ホログラムとして記録した光情報記録媒体を、多量に複製することが可能となり、かつ複数の同一情報が多重記録された光情報記録媒体から容易に情報を読み出すこと可能となるため、本発明の第１実施形態による光情報記録媒体は、これまでの2次元バーコードに比べて飛躍的な大容量でロバストな三次元タグとして使用することができる。例えば、第１実施形態による光情報記録媒体１を、図１４（ａ）に示すように雑誌または広告のチラシに貼附し、図１４（ｂ）に示すように小包に貼附し、図１４（ｃ）に示すように紙製またはプラスチック製のカードに貼附する三次元タグとして用いることができる。

以上述べたように、上記実施形態の光情報記録媒体は、２次元コードよりも飛躍的に大容量の情報を付加することができるとともに偽造や変造による不正を可及的に防止することができる。このため、２次元コードよりも飛躍的に大容量の情報を付加することができるとともに偽造や変造による不正を可及的に防止することができる３次元タグとして用いることができる。

本発明の第１実施形態による光情報記録媒体の断面図。 第１実施形態の変形例による光情報記録媒体の再生方法を概略的に示す図。 第１実施形態の光情報記録媒体を上部から観察した図。 第１実施形態による光情報記録媒体の多重記録方法を説明する図。 第１実施形態による光情報記録媒体の位置合わせマークを説明する図。 本発明の第２実施形態による光情報記録媒体の製造方法におけるマスターホログラムの作成を説明する図。 第２実施形態による光情報記録媒体の記録層の作成を説明する図。 第２実施形態による製造方法における光情報記録媒体の一製造工程を示す図。 本発明の第３実施形態による光情報記録媒体の再生方法に使用される光情報再生装置の光情報検出部の第１具体例を示す図。 本発明の第３実施形態による光情報記録媒体の再生方法に使用される光情報再生装置の光情報検出部の第２具体例を示す図。 本発明の第３実施形態による光情報記録媒体の再生方法に使用される光情報再生装置の光情報検出部の第３具体例を示す図。 本発明の第３実施形態による光情報記録媒体の再生方法に使用される光情報再生装置の斜視図。 本発明の第３実施形態による光情報記録媒体の再生方法の手順を示すフローチャート。 第１実施形態の光情報記録媒体の三次元タグとしての使用例を示す図。

符号の説明

１ 光情報記録媒体
２ 記録層
４ 光吸収層
６ａ 位置合わせマーク
６ｂ 位置合わせマーク
８ 保護層
１０ 接着層
２０ マスターホログラム
２２ 反射型ホログラム
３０ 空間光変調器
３２ 平凸レンズ
３４ 情報光
３８ 参照光
４０ 再生光
５０ 光情報検出部
５１ レーザ素子
５２ ガルバノミラー
５３ 音響光学効果素子
５５ リレーレンズ
５５ａ 平凸レンズ
５５ｂ 平凸レンズ
５６ Ｘ−Ｙ音響光学効果素子
５７ 平凸レンズ
５８ 音響光学効果素子
５９ 平凸レンズ
６０ 平凸レンズ
６８ コリメータレンズ
７０ 光検出器
８０ 光情報再生装置
８２ ＸＹ移動機構
８５ 信号線
９０ 画像処理部
９２ 電源
９４ データ出力部
１００ 基体

Claims (13)

1. 同一の情報が多重記録された反射型ホログラムを有する記録層を備えていることを特徴とする光情報記録媒体。
2. 前記反射型ホログラムは前記記録層の記録領域に複数個設けられていることを特徴とする請求項１記載の光情報記録媒体。
3. 前記記録層の参照光の照射側に前記記録層を覆うように設けられた保護膜と、前記記録層の参照光の照射側と反対側に設けられ光を吸収する光吸収層とを備えていることを特徴とする請求項１または２記載の光情報記録媒体。
4. 前記保護層は、前記記録層の上面および側面の合計面積よりも広い面積を有し、かつ前記記録層側の面が接着機能を有していることを特徴とする請求項３記載の光情報記録媒体。
5. 前記光吸収層の、前記記録層とは反対側に設けられた接着層を備えていることを特徴とする請求項３記載の光情報記録媒体。
6. 前記記録層中の前記反射ホログラムの位置を識別する識別マークを備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光情報記録媒体。
7. 前記記録層中の前記反射ホログラムは、参照光の入射角度を変えて前記同一の情報が多重記録されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光情報記録媒体。
8. 前記記録層中の前記反射ホログラムは、参照光の入射角度を変えずに入射方向を変えて前記同一の情報が多重記録されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光情報記録媒体。
9. 透明基板に保持された第１光記録媒体に情報光と参照光とを相反する側から照射するとともに前記参照光を走査して同一情報が多重記録された反射型ホログラムを有するマスターホログラムを形成するステップと、
   前記マスターホログラムに第２光記録媒体を密着させて、前記マスターホログラムを形成したときと同じ角度で参照光を第２光記録媒体側から入射させることにより、前記マスターホログラムからの再生光と参照光の干渉縞を前記第２光記録媒体に記録し、反射型ホログラムを形成するステップと、
   を備えていることを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
10. 前記反射型ホログラムが記録された第２光記録媒体の前記参照光が照射される側と反対側の面に光吸収層を形成するステップと、前記反射型ホログラムが記録された第２光記録媒体の前記参照光が照射される側の面に保護層を形成するステップと、をさらに備えていることを特徴とする請求項９記載の光情報記録媒体の製造方法。
11. 前記マスターホログラムを形成する際に、前記情報光と前記参照光とのなす角度は９０°より大きく、１８０°よりも小さいことを特徴とする請求項９または１０記載の光情報記録媒体の製造方法。
12. 同一の情報が多重記録された反射型ホログラムを有する光情報記録媒体に参照光を、異なる入射角度また入射方向から複数回、入射させるステップと、
    前記光情報記録媒体から発生される再生光のうち最も強度の大きい再生光が得られる、前記参照光の入射角度を検出するステップと、前記検出された入射角度で前記参照光が入射したときの前記再生光に基づいて情報を再生するステップと、
    を備えていることを特徴とする光情報記録媒体の再生方法。
13. 同一の情報が多重記録された反射型ホログラムを有する光情報記録媒体に照射する参照光を発生する光源と、
    前記光源から発生された前記参照光の前記光情報記録媒体への入射角度または入射方向の少なくとも一方を制御する参照光制御部と、
    前記光情報記録媒体へ前記参照光を照射したときに得られる再生光を検出し再生画像を出力する光検出器と、
    前記再生画像を処理し再生データを得る画像処理部と、
    を備えていることを特徴とする光情報記録媒体の再生装置。

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