JP3530106B2 - データ記録媒体 - Google Patents

データ記録媒体

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JP3530106B2
JP3530106B2 JP2000141433A JP2000141433A JP3530106B2 JP 3530106 B2 JP3530106 B2 JP 3530106B2 JP 2000141433 A JP2000141433 A JP 2000141433A JP 2000141433 A JP2000141433 A JP 2000141433A JP 3530106 B2 JP3530106 B2 JP 3530106B2
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隆也 田辺
義昭 黒川
彰教 古谷
雅浩 上野
学 山本
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  • Holo Graphy (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、周期的光散乱要因
を備えた記録層を複数積層してなるデータ記録媒体に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、周期的光散乱要因を利用して
データを記録した媒体、例えばホログラムを形成したカ
ードでは、偽造防止のために個々のカードの管理が重要
になっていた。そして、特開平7−306630号公報
等に示される通り、カード基板上に、機械読み取り可能
なデータが記録されたホログラムと、前記ホログラムの
他に装飾用のホログラムとを設けた構成とし、これによ
って、記録されたデータが簡易な光源では容易に読み取
ることができず、かつ書き替えも不可能となして、偽造
防止性を実現していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は機
械的な方法でカードを保護していたが、ホログラムは1
層のみに記録されており、多くのデータを記録しようと
すると大きな面積が必要であった。また、記録層を複数
積層すれば、小さな面積で多くのデータを記録可能とな
るが、この場合の各層のデータの分離・再生については
明らかにされていなかった。
【0004】本発明の目的は、周期的光散乱要因を備え
た記録層を複数積層してなるデータ記録媒体において、
各記録層に記録されたデータを確実に分離して再生可能
なデータ記録媒体を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、光の波長程度の基本周期で配列された
凹凸形状の多数の線からなり、データを、光が入射され
た際に生じる回折光による像として再生可能に記録する
周期的光散乱要因を備えた記録層を複数積層してなるデ
ータ記録媒体において、前記凹凸形状の線は、同一方向
からの入射光による回折光の出射方向が前記記録層毎に
各々異なる方向となるように前記基本周期を変えて形成
されており、長さで前記回折光の強度を変調することに
よって、あるいは位置で前記回折光の位相を変調するこ
とによって、もしくはその両方によって、前記データ
ある像を記録していることを特徴とする。
【0006】前記構成によれば、複数積層された各記録
層に形成された凹凸形状の線はその基本周期を変えて形
成されているため、各記録層で回折された光はそれぞれ
異なる角度をもって進む。そのため、入射光の方向ある
いはその位置もしくは回折光の検出器の位置によって、
該検出器には特定の層からの回折光のみが届き、特定の
層に記録されたデータのみを再生することができる。別
の層に記録されたデータを再生するためには、入射光の
方向あるいはその位置もしくは検出器の位置を変えるこ
とによって検出器に回折光が届く記録層を選択すること
で可能である。
【0007】また、本発明では、光の波長程度の基本周
期で配列された凹凸形状の多数の線からなり、データ
を、光が入射された際に生じる回折光による像として再
生可能に記録する周期的光散乱要因を備えた記録層を複
数積層してなるデータ記録媒体において、前記凹凸形状
の線は、同一方向からの入射光による回折光の出射方向
前記記録層毎に各々異なる方向となるように前記配列
の角度を変えて形成されており、長さで前記回折光の強
度を変調することによって、あるいは位置で前記回折光
位相を変調することによって、もしくはその両方によ
って、前記データである像を記録していることを特徴と
する。
【0008】前記構成によれば、複数積層された各記録
層に形成された凹凸形状の線はその配列の角度を変えて
形成されているため、各記録層で回折された光はそれぞ
れ異なる方向に進む。そのため、入射光の方向あるいは
その位置もしくは回折光の検出器の位置によって、該検
出器には特定の層からの回折光のみが届き、特定の層に
記録されたデータのみを再生することができる。別の層
に記録されたデータを再生するためには、入射光の方向
あるいはその位置もしくは検出器の位置を変えることに
よって検出器に回折光が届く記録層を選択することで可
能である。
【0009】また、本発明では、光の波長程度の基本周
期で配列された凹凸形状の多数の線からなり、データ
を、光が入射された際に生じる回折光による像として再
生可能に記録する周期的光散乱要因を備えた記録層を複
数積層してなるデータ記録媒体において、前記凹凸形状
の線は、同一方向からの入射光による回折光の出射方向
前記記録層毎に各々異なる方向となるように前記基本
周期及び配列の角度を変えて形成されており、長さで前
記回折光の強度を変調することによって、あるいは位置
で前記回折光の位相を変調することによって、もしくは
その両方によって、前記データである像を記録している
ことを特徴とする。
【0010】前記構成によれば、複数積層された各記録
層に形成された凹凸形状の線はその基本周期及び配列の
角度を変えて形成されているため、記録層毎の回折光の
出射方向をさらに大きく変えることができ、データを高
密度に記録することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。
【0012】図1は本発明の第1の実施の形態を示すも
ので、図中、11は光カード(データ記録媒体)、12
は検出器、13は再生に利用する入射光、14は回折
光、15は透過光、16,17,18は光カード11の
記録層L1,L2,L3からの回折光である。
【0013】以下、本実施の形態の動作を説明する。
【0014】光カード11は多層型ホログラムを利用し
た大容量の再生専用のメモリである。転写型等で大量に
生産できるようにするとともに、多層にして大量のデー
タを蓄積できるようにしたものであり、データの再生に
は入射光の方向あるいはその位置もしくは検出器の位置
を変えることで行う。図1では、3つの記録層L1,L
2,L3を積層した例を示すが、積層数がより多くても
良いことはいうまでもない。
【0015】図1を用いてカード上のデータの再生方法
を説明する。
【0016】入射光13が角度θ0で入射すると、光カ
ード11の記録層L2に記録された凹凸形状の線(パタ
ーン)により角度θ2方向に回折光14が発生し、この
回折光14を検出器12で取り込むことでデータの再生
が行える。検出器12はCCDあるいはCMOSセンサ
ー等の2次元のセンサーアレイを用いることが好例であ
る。
【0017】図1(b)は入射光13に対して、各記録
層の回折光がどのように発生するかを示したものであ
る。
【0018】入射光13が角度θ0で入射すると、光カ
ード11の記録層L1からの回折光16の角度θ1は以
下のようになる。
【0019】光カード11の記録層L1に記録されたパ
ターンでは、そのパターンのピッチ間隔(基本周期)を
d1とすると、 sin(−θ1)−sin(θ0)=a・λ/d1 で求められる。ここで、λは光カード内の光の波長であ
り、空気中の波長を光カードの屈折率nで割った値とな
る。nは1.5前後であるから、光カード内での波長は
空気中の約0.67倍になる。なお、aは利用する回折
光の次数を表しており、ここでは−1次回折光、即ちa
=−1である。
【0020】同様に、入射光13が角度θ0で入射する
と、光カード11の記録層L2からの回折光17の角度
θ2は以下のようになる。
【0021】光カード11の記録層L2に記録されたパ
ターンでは、そのパターンの基本周期をd2とすると、 sin(−θ2)−sin(θ0)=a・λ/d2 で求められる。
【0022】同様に、入射光13が角度θ0で入射する
と、光カード11の記録層L3からの回折光18の角度
θ3は以下のようになる。
【0023】光カード11の記録層L3に記録されたパ
ターンでは、そのパターンの基本周期をd3とすると、 sin(−θ3)−sin(θ0)=a・λ/d3 で求められる。
【0024】このように、各記録層に記録するパターン
の基本周期を変えることにより、回折光の出射方向を変
えることができる。各記録層に記録するデータはパター
ンの長さで強度の変調をかけ、位置を少しシフトするこ
とで位相変調をかけることができる。これらは、別々に
用いても、同時に用いても良いことはいうまでもない。
ここでは、−1次回折光を利用する例を示したが、+1
次回折光(a=+1)を利用しても良く、さらに、高次
の回折光(a=+2,+3,……、またはa=−2,−
3,……)を用いることもできる。
【0025】図2に各記録層からの回折光(再生デー
タ)へのアクセス方法を示す。
【0026】入射光13が入射すると、光カード11の
記録層L2に記録されたパターンにより回折光17が発
生し、この回折光17を検出器12で取り込むことでデ
ータの再生が行える。記録層L1に記録されたパターン
を読み出すためには、回折光16を検出する必要があ
り、検出器12を左に移動させる。また、記録層L3に
記録されたパターンを読み出すためには、回折光18を
検出する必要があり、検出器12を右に移動させる。こ
のようにして、各層に記録されたデータを検出器12を
移動させることで検出できる。
【0027】ここでは検出器を移動させる例を示した
が、前記式より明らかなように、入射光の入射角度を変
えて検出器に入射する回折光の角度を変え、検出器に入
る回折光の元となる層が変わるようにしても良い。
【0028】前述したように各記録層のパターンの基本
周期を変えた場合の再生像の位置を図3に示す。同図
(a)はN層からのデータを検出器12で検出する場合
を示している。同図(b)は再生像を記録層の上方から
見たようすを示している。
【0029】このように、各層からの再生像は異なる位
置に再生され、検出器の位置を変えることによって各層
のデータを再生できることが分かる。図では、N−1層
からN層、N+1層、N+2層と順に再生されるように
している。これによって、再生を連続的に行えるように
なる。
【0030】この順番は、ランダムにして、近い層から
の再生像を別な位置にしても良い。そうすることによっ
て、再生像以外に発生する層間のクロストークによる影
響を少なくすることができる。
【0031】図4は本発明の第2の実施の形態を示すも
ので、ここでは光カードの各記録層に記録されたパター
ンを示している。第1の実施の形態では、各層に記録す
るパターンの基本周期を変える例を示したが、この実施
の形態では、各層に記録するパターンの配列の角度を変
える例を示す。
【0032】図4は図1において上方から各層を見た状
態を示している。図4(a)は第1層に記録されたパタ
ーン21の例を示すもので、周期を一定として、その長
さで回折光の強度を制御している。図4(b)は第2層
に記録されたパターン22の例を示すもので、パターン
の配列の角度を傾けている。これによって、入射光が記
録層のパターンで回折された回折光が紙面上で上方に向
かう。同様に、図4(c)は第3層に記録されたパター
ン23の例を示すもので、パターンの配列の角度を第2
層とは逆方向に傾けている。これによって、入射光が記
録層のパターンで回折された回折光が紙面上で下方に向
かう。
【0033】図4に示したように各記録層のパターンの
配列の角度を変えた場合の再生像の位置を図5に示す。
再生像を記録層の上方から見たようすを示している。各
層からの再生像は異なる位置に再生され、検出器の位置
を変えることによって各層のデータを再生できることが
分かる。図では、N−1層からN層、N+1層、N+2
層と順に横方向に再生されるようになる。各層からの像
が連続しているので、再生を連続的に行えるようにな
る。
【0034】この順番は、ランダムにして、近い層から
の再生像を別な位置にしても良い。そうすることによっ
て、再生像以外に発生する層間のクロストークによる影
響を少なくすることができる。
【0035】図6は本発明の第3の実施の形態を示すも
ので、ここでは第1及び第2の実施の形態を組み合わせ
て、各層の記録するパターンの周期及び配列の角度を変
えた場合の再生像の位置を示している。再生像を記録層
の上方から見たようすを示している。
【0036】各層からの再生像は2次元的に異なる位置
に再生され、検出器の位置を変えることによって各層の
データを再生できることが分かる。図では、N−5層か
らN+10層と順に縦方向及び横方向に再生されるよう
になる。各層からの像が連続しているので、再生を連続
的に行えるようになるとともに2次元的に再生されるの
で、各層からの出力を十分分離することができ、積層す
る総数を大きくすることができる。
【0037】この順番は、ランダムにして、近い層から
の再生像を別な位置にしても良い。そうすることによっ
て、再生像以外に発生する層間のクロストークによる影
響を少なくすることができる。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数積層された各記録層に形成された凹凸形状の線はそ
基本周期を変えて形成されているため、各記録層で回
折された光はそれぞれ異なる角度をもって進む。そのた
め、入射光の方向あるいはその位置もしくは回折光の検
出器の位置によって、該検出器には特定の層からの回折
光のみが届き、特定の層のデータのみを再生することが
できる。従って、複数積層された記録層の各データを分
離して再生することができる。
【0039】また、各記録層に形成された凹凸形状の線
はその配列の角度を変えて形成されているため、各記録
層で回折された光はそれぞれ異なる方向に進む。そのた
め、入射光の方向あるいはその位置もしくは回折光の検
出器の位置によって、該検出器には特定の層からの回折
光のみが届き、特定の層のデータのみを再生することが
できる。従って、複数積層された記録層の各データを分
離して再生することができる。
【0040】さらに、各記録層に形成された凹凸形状の
線はその基本周期及び配列の角度を変えて形成されるこ
とによって、記録層毎の回折方向をさらに大きく変える
ことができる。従って、積層数を多くすることができ、
情報の高密度記録を実現できるとともに効率良く分離し
て再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す構成図
【図2】第1の実施の形態におけるデータへのアクセス
方法を示す説明図
【図3】第1の実施の形態における再生像の位置を示す
説明図
【図4】本発明の第2の実施の形態を示す構成図
【図5】第2の実施の形態における再生像の位置を示す
説明図
【図6】本発明の第3の実施の形態における再生像の位
置を示す説明図
【符号の説明】
11:光カード、12:検出器、13:入射光、14:
回折光、15:透過光、16,17,18:記録層L
1,L2,L3からの回折光、21,22,23:第
1,第2,第3層のパターン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G06K 19/00 D (72)発明者 上野 雅浩 東京都千代田区大手町2丁目3番1号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 山本 学 東京都千代田区大手町2丁目3番1号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平9−101735(JP,A) 特開 平10−83135(JP,A) 特開 平11−337756(JP,A) 特開 平11−345419(JP,A) 特開2000−19938(JP,A) 特開2000−19939(JP,A) 国際公開01/057602(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 7/00 - 7/135 G03H 1/00 - 5/00 G06K 7/00 - 7/14 G06K 19/00 - 19/08 G11C 13/00 - 13/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光の波長程度の基本周期で配列された
    凸形状の多数の線からなり、データを、光が入射された
    際に生じる回折光による像として再生可能に記録する周
    期的光散乱要因を備えた記録層を複数積層してなるデー
    タ記録媒体において、前記 凹凸形状の線は、同一方向からの入射光による回折
    光の出射方向が前記記録層毎に各々異なる方向となるよ
    うに前記基本周期を変えて形成されており、 長さで前記回折光の強度を変調することによって、ある
    いは位置で前記回折光の位相を変調することによって、
    もしくはその両方によって、前記データである像を記録
    していることを特徴とするデータ記録媒体。
  2. 【請求項2】 光の波長程度の基本周期で配列された
    凸形状の多数の線からなり、データを、光が入射された
    際に生じる回折光による像として再生可能に記録する周
    期的光散乱要因を備えた記録層を複数積層してなるデー
    タ記録媒体において、前記 凹凸形状の線は、同一方向からの入射光による回折
    光の出射方向が前記記録層毎に各々異なる方向となるよ
    うに前記配列の角度を変えて形成されており、 長さで前記回折光の強度を変調することによって、ある
    いは位置で前記回折光の位相を変調することによって、
    もしくはその両方によって、前記データである像を記録
    していることを特徴とするデータ記録媒体。
  3. 【請求項3】 光の波長程度の基本周期で配列された
    凸形状の多数の線からなり、データを、光が入射された
    際に生じる回折光による像として再生可能に記録する周
    期的光散乱要因を備えた記録層を複数積層してなるデー
    タ記録媒体において、前記 凹凸形状の線は、同一方向からの入射光による回折
    光の出射方向が前記記録層毎に各々異なる方向となるよ
    うに前記基本周期及び配列の角度を変えて形成されてお
    り、 長さで前記回折光の強度を変調することによって、ある
    いは位置で前記回折光の位相を変調することによって、
    もしくはその両方によって、前記データである像を記録
    していることを特徴とするデータ記録媒体。
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