JP3620700B2

JP3620700B2 - 光記録媒体及び光記録媒体再生装置

Info

Publication number: JP3620700B2
Application number: JP06801099A
Authority: JP
Inventors: 賢司成澤; 伸司中村
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2019-03-15
Also published as: JP2000268147A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＧＨ（ＣｏｍｐｕｔｏｒＧｅｎｅｒａｔｅｄＨｏｌｏｇｒａｍ）と呼ばれるホログラムにより情報を記録した光記録媒体とその再生装置に係り、特に、記録媒体の認証、偽造変造防止等に有効な光記録媒体とその再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、アミューズメントパーク、コンサート会場やイベント会場等では、通常主催者が発行したチケットを提示したり、渡すことによって入場が許可される。そして、これらの入場券は紙等でできており、紙面を目で確認し、場合によっては半券をもぎることで入場を許可している。ところが、大量の人が短時間に入場するので、チケットの記録内容を目で確認してその全てを完全にチェックすることは困難であり、精巧に偽造されたチケットを使用されても、すぐには分からないという問題が生じる。
【０００３】
また、特開平１０−１５３７０２号公報には、金券や有価証券に回折格子の角度を変えたホログラム等を設けることにより、コピーを困難にして偽造を防ぐ手段が開示されている。しかしながら、近年のカラーコピー技術の向上などにより、ある程度のコピーは可能である。また、この特開平１０−１５３７０２号公報で開示されているホログラムは、白色光の干渉による単一ホログラムパターンであり、製造者マーク等の簡単な映像を目視可能な状態にしか記録することができず、チケット内容等の複雑な情報は、別の領域に通常印刷された文字やマークなどの情報を目視することでしか得ることができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術の欄で説明したような紙製のチケットは、容易にコピーされたりして偽造が可能であり、また、例えば白色光の干渉による単一ホログラムパターンのホログラムを貼付した場合でも、そのホログラムは面積が大きいので、貼付位置や記録されている情報（映像）も見ただけで容易に判明してしまう。これは、偽造等への手がかりをも与えるものであり、また白色光の干渉による単一ホログラムパターンのホログラムは、比較的容易に疑似の像を製造することができるので、偽造品の製造を完全に防止することは不可能であった。
【０００５】
そこで本発明は、不法なチケットであるか否かを容易に判断でき、かつ偽造が極めて困難で会場への入場管理を容易にすることができる光記録媒体とこの光記録媒体に記録されている情報を再生することのできる光記録媒体再生装置とを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、回折光により所定のパターンを投影するよう構成されたホログラムパターンを光記録媒体の所定の複数の場所に設けておき、単色のコヒーレントな光を照射したときに生じる回折光が示す所定の再生映像パターンを受光素子により認識して画像処理することにより、真贋の判定を可能したものである。これによって、チケットが真正であるかの認証や入場者の管理を機械的に短時間で行うことができる。
【０００７】
そして、本発明は、このような目的を達成するための手段として、以下に示す光記録媒体及び光記録媒体再生装置を提供しようとするものである。
【０００８】
１．単色光が照射されたときに所定情報を示す回折光が出力される複数のホログラムパターンが情報記録部として基板に形成された光記録媒体であって、前記情報記録部は第１及び第２の情報記録部より形成され、前記光記録媒体は前記第１と第２の情報記録部とで分離可能であり、前記情報記録部として形成される複数のホログラムパターンは、破壊済ホログラムパターンと未破壊ホログラムパターンとを同数比で形成したことを特徴とする光記録媒体。
【０００９】
２．請求項１に記載の光記録媒体の光記録媒体再生装置であって、前記第１及び第２の情報記録部に単色光を照射する単色光照射手段と、前記照射に伴って第１及び第２の情報記録部から出力される各回折光を受光する受光手段と、前記受光した各回折光によって得られた２つの情報を照合する認証手段と、前記受光した各回折光によって得られた２つの情報、又は前記認証結果を表示する表示手段と、前記認証された光記録媒体を前記第１と第２の情報記録部とで分離する分離手段と、前記分離された光記録媒体のうち、少なくとも一方を排出する排出手段とを備えたことを特徴とする光記録媒体再生装置。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、各図面を参照しながら本発明の好ましいいくつかの実施の形態について説明する。図１は本発明の光記録媒体の一実施の形態を示す平面図である。同図に示す光記録媒体１，（１０）はカード状の媒体であり、切り込み線５を境にして向かって左側の主カード１ａと右側の副カード１ｂに分割可能となっている。そして、主カード１ａと副カード１ｂのそれぞれには、成型時に一体に設けた複数のホログラム（ＣＧＨ）４からなる情報記録部２，３が形成されており、第１の情報記録部２と第２の情報記録部３には同一の情報が記録されている。
【００１３】
このような光記録媒体１に記録されている情報を再生する原理について図２及び図３を用いて説明する。図２（Ａ）は透過型の光記録媒体１の一実施の形態を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した透過型の光記録媒体１のＡ−Ａ断面図である。そして、図２（Ｂ）に示すように透過型の光記録媒体１は、基板となる部材６にホログラム４を形成し、その上に異屈折の材料からなる透明な保護膜７をコーティングしている。さらに、部材６の反対面にも透明な保護膜８をコーティングしても良い。そして、図２（Ａ）に示すように、光記録媒体１上の情報記録部２，３に単色光発光部（単色光照射手段）２１から出力される単色光を照射すると、ホログラム４で透過回折された回折光により、光記録媒体１の後ろ側にホログラム再生パターン（画像）１１を得ることができる。
【００１４】
同様に反射型の光記録媒体１０の一実施の形態の斜視図を図３（Ａ）に示し、そのＢ−Ｂ断面図を図３（Ｂ）に示す。図３（Ｂ）に示すように反射型の光記録媒体１０は、基板となる部材６にホログラム４を形成し、その上に反射膜９（例えばアルミニウム）をスパッタしている。そして、ＵＶ硬化樹脂等の材料からなる保護膜７をその上にコーティングしている。さらに、部材６の反対面にも透明な保護膜８をコーティングしても良い。そして、図３（Ａ）に示すように、光記録媒体１０上の情報記録部２，３に単色光発光部（単色光照射手段）２１から出力される単色光を照射すると、ホログラム４と反射膜９の作用で反射回折された回折光により、光記録媒体１の単色光発光部２１のある側にホログラム再生パターン（画像）１１を得ることができる。
【００１５】
図５は光記録媒体（カード）１に透過型のＣＧＨ４ａとＣＧＨ４ｂを成型したものである。ＣＧＨ４ａは前述したＣＧＨ４と同様の構造を持つＣＧＨであり、図４（Ａ）に示すように２値の凹凸の段差を持つものである。ＣＧＨ４ｂは図４（Ｂ）に示すような４値もしくはそれ以上の凹凸の段差を持つＣＧＨであり、例えばカード会社のロゴ、マークまたは使用者の指紋、似顔絵等の複雑なパターンが記録されている。そして、これらのＣＧＨ４ａ，４ｂに単色光発光部２１から出力される単色光を照射すると、透過された回折光によるそれぞれの再生映像パターンを得ることができる。なお、ＣＧＨ４ｂを使用する場合でも反射膜を形成することにより、反射型の光記録媒体１０とすることができ、この場合は、単色光を照射することにより得られる反射回折光により、単色光発光部２１側に再生映像パターンを得ることができる。
【００１６】
ここで、ホログラムパターンは回折格子の一態様であり、平行な回折格子であれば１次元的な回折光が発生する。本発明では、平行な回折格子を１つでなく、回折格子を含む平面内で回転させた他の回折格子を組み合わせることによって２次元的に明点を配置させることを可能にしている。そして、この回折光が２次元的に配置される様に、コンピュータを用いて演算を行い、この回折させるパターンであるホログラム、すなわち、ＣＧＨ（ＣｏｍｐｕｔｏｒＧｅｎｅｒａｔｅｄＨｏｌｏｇｒａｍ）を生成している。このようなホログラム（ＣＧＨ）としては、例えば、月刊誌「ＯプラスＥ」（株式会社新技術コミュニケーションズ発行；Ｎｏ．２０４；１９９６年１１月号）に開示されているものを応用することができる。
【００１７】
図４（Ａ）に示すＣＧＨ４ａの断面図と図４（Ｂ）に示すＣＧＨ４ｂの断面図を参照しながら、簡単に説明すると、これらＣＧＨ４ａ，４ｂの材質は透明な光透過性樹脂であり、入射光に位相差を生じさせ、光の回折現象を発生させるために、位相差に対応する階段状段差が設けてある。最も単純な位相型ＣＧＨの場合は、図４（Ａ）に示す２値のＣＧＨ４ａであり、入射光の波長の１周期（２π）を２分割するので、１値分の位相差はπとなり、階段は０πを含めて２段となる。また、図４（Ｂ）に示す４値のＣＧＨ４ｂの場合は、１周期を４分割して１値分の位相差を１／２πとし、階段は０π（位相変化が行われない部分）を含めて４段となる。さらに、４値以上の場合も波長の１周期（２π）を等分割して各段に割当てることにより、多値のＣＧＨを製造することができる。なお、値数が多くなるほど回折効率が増す一方、製造工程は複雑になる。
【００１８】
このような構造の２値のＣＧＨ４ａで再生される映像パターン１１ａは、０次光（ＤＣ光）に対称なパターンを投影する。このうちの１つを図示したものが図５のＣＧＨ４ａの再生パターン１１ａであり、例として”Ａ”のパターンが明点で表示されている。また４値のＣＧＨ４ｂで再生される映像パターン１１ｂは、単色光発光部２１から出力されるコヒーレントな光（レーザ光）が４値のＣＧＨ４ｂに照射されることにより生じる透過回折光により、ＣＧＨ４ｂの再生パターン１１ｂとして表示される。この映像パターン１１ｂは０次光の点対称ではないパターンとして形成される。図５の例では車影のパターンが明点で表示されている。そして、これらの再生パターン１１ａ，１１ｂは明点の集合であり、この再生パターン（光情報）１１ａ，１１ｂを用いることにより、認証を行うことが可能となる。なお、自由度が要求されるロゴ等のデザイン等では複雑な映像を表示することのできる４値のＣＧＨ４ｂを使用することが望ましいが、上述したように、大きな多値のＣＧＨの製造はＩＣプロセスが複雑となる欠点がある。したがって、どのようなＣＧＨを使用するかは、表示したい映像の種類やコスト等を考慮して最適なものを選択することになる。
【００１９】
また、このようなＣＧＨを設けた光記録媒体の具体的な製造方法などは、本出願人が先に出願した特開平１０−１４３９２９号「光記録媒体原盤の製造方法、光記録媒体への情報記録方法及び光記録媒体の製造装置並びに製造方法」に開示しているので、ここでは、その詳細は省略する。そして、以降の実施の形態では、チケットカード等に使用する際に最適な光記録媒体と、この光記録媒体を再生するのに最適な光記録媒体再生装置について説明する。
【００２０】
図６及び図７は図１に示したような光記録媒体（カード）１を発行する際に、個々のカード１に固有の情報（カードを１枚１枚特定することができる情報）をＣＧＨ４の列に記録する方法の例を説明するための図である。ここで、ＣＧＨ４の列に情報を記録するという意味は、ＣＧＨ４の列に含まれるＣＧＨ４のうちの所定数を破壊して、その破壊したＣＧＨ４の位置（または破壊されていないＣＧＨ４の位置）によって異なる意味を持たせるということである。このＣＧＨ４の破壊は図６に示す様にレーザを照射することによってＣＧＨ４を溶融破壊するか、図示しないインパクト形式のものでＣＧＨ４を物理的に潰しても良い。
【００２１】
具体的にどの位置のＣＧＨ４を破壊するかは、コンビネーションにより決定する。コンビネーション破壊は、例えば１０個のＣＧＨ４のうち、必ず５個を破壊するようにした場合には、図７に示す様に、_１０Ｃ_５＝２５２通りの意味を持つことができる。そして、この場合には、どの組み合わせにおいても破壊したＣＧＨ４の数と非破壊のＣＧＨ４の数は共に必ず５個となるので、偽造するためにこの組み合わせを書き変えようとして他のＣＧＨ４も破壊した場合には、非破壊のＣＧＨ４の数が５個よりも少なくなり、ＣＧＨ４の示すデータは意味を持たなくなる。このように、ＣＧＨ４は不可逆性なメモリであり、また、破壊されたＣＧＨ４を再現することは不可能なので、一度ＣＧＨに情報を記録した後は、書き換えを行うことはできない。仮に同じＣＧＨ４の情報を再現しようとする場合には、何らかの方法でＣＧＨ４のレプリカをとったり、内容を解析しなければならず、その方法は複雑である。したがって、このＣＧＨ４の列に情報を記録することは、偽造などに対し、極めて有効な手段となる。
【００２２】
そして、例えばＣＧＨ４が３０個並んだ列（図６に示すように複数列にしてもかまわない）の場合、_３０Ｃ_１５＝約１．５億通りの表現を行うことができ、日本の人口分の異なる情報を持つカード１を発行することが可能となる。さらに、５０個のＣＧＨ４を配置した場合には、_５０Ｃ_２５＝約１２６兆通りの表現が可能であり、全世界の人口以上の数のカード１にユニークな番号を付与することが十分可能となる。また、このようなレーザを用いてカード１のＣＧＨ４へデータを記録することは、カード１の発行時（製造時）に行うので、記録装置そのものは工場、またはカード発行所に設置しておけば良い。したがって、実際にカード１の認証を行なうアミューズメント施設やコンサート会場の入場ゲートなどに設置する装置は、ＣＧＨ４を読み取るだけで記録手段を持たない光記録媒体再生装置で良い。
【００２３】
図８は本発明の光記録媒体再生装置の一実施の形態の概略構成図であり、その動作フローチャートを図９に示す。図８に示す光記録媒体再生装置２０は、レーザ光等の単色光を各ＣＧＨ４に向けて分割出力する単色光発光部２１と、ＣＧＨ４ａからの回折光による再生パターンを受光するＣＣＤ、ＭＯＳ等の受光素子２２と、この受光素子２２で受光した再生パターンを解析して得られた情報もしくは認証結果を表示する媒体情報表示部２３と、ＣＧＨ４ｂからの回折光による再生パターンを表示する画像表示部２４とを有し、さらに、図示していないが、光記録媒体１をこの光記録媒体再生装置２０内に取り込み・排出する移送機構（排出手段）と、ホスト３０とデータの送受信を行うための通信手段と、ホスト３０に照会しなくても分かる範囲（例えば破壊されていないＣＧＨ４ａの数や主カード１ａと副カード１ｂとに記録されている情報同士の照合など）で認証を行う認証手段と、図１０に示すような分割手段２５を有するものである。なお、再生する光記録媒体１がＣＧＨ４ｂを持たない場合には、ＣＧＨ４ｂに単色光を照射する単色光発光部２１と画像表示部２４とを省略することができる。また、再生装置２０内の認証手段だけで認証を行ない、ホスト３０への通信を必要としない場合には、その通信手段も不要である。
【００２４】
そして、媒体情報表示部２３は、主カード１ａの第１の情報記録部２のＣＧＨ４ａに記録されている情報及び副カード１ｂの第２の情報記録部３のＣＧＨ４ａに記録されている情報を再生した画像から得たデータ、もしくは、認証手段による認証結果（またはホスト３０への照会結果）を表示する液晶などからなる表示部である。そして、受光素子２２で得られた画像パターンを認識し、その認識結果に応じて、その内容（またはその一部）を示す電気信号を生成し、この電気信号に応答して内容（またはその一部）を表示することができる。この表示内容の例としては、カード１に記録した入場有効期限や、シリアル番号、イベント内容等を表示することができる。また、カード１に画像情報を記録したＣＧＨ４ｂも合わせて形成した場合には、そのＣＧＨ４ｂからの回折光により再生される情報をそのまま表示する画像表示部２４に表示される。そして、画像表示部２４は、例えばＣＧＨ４ｂから出力される回折光により再生された映像が投影されて表示されるようなスクリーンや、ＣＧＨ４ｂから再生された画像をＣＣＤ等で画像を認識してその情報を電気信号に変換し、その電気信号によって画像を表示する表示手段等が用いられる。
【００２５】
このような光記録媒体再生装置２０の動作について、図９に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、カード１を挿入口から挿入すると図示しない駆動装置によって再生装置２０の内部にカード１を搬送する（ステップ３１）。この搬送を行いながら同時に副カード１ｂ、主カード１ａの順に、その情報記録部２，３に記録されている複数個のＣＧＨ４ａ列に、単色発光部２１から出力される単色光を分割（この例では３分割）して照射し、ＣＧＨ４ａから出力される回折光を受光素子２２で受光することにより、再生される映像パターンを検出して記録されている情報を順次読み出していく（ステップ３２）。カード１が所定位置まで挿入されると搬送は停止し、カード１にＣＧＨ４ｂが設けられている場合は、その停止位置でＣＧＨ４ｂに単色光が照射されて画像が再生され、画像表示部２４にＣＧＨ４ｂの情報が表示される。ここで目視によって、カードの真贋を容易に判定することができる（ステップ３３）。
【００２６】
次に、主カード１ａと副カード１ｂの情報記録部２，３に記録されている情報らを認証手段で照合し（ステップ３４）、一致すればそのデータの一部もしくは認証結果を表示して、さらに必要な使用形態においては、ホストセンタ３０と通信により照合を行い（ステップ３５→Ｙ→３６）、真性なカード１と判断されれば入場を許可される（ステップ３７）。しかし、例えば使用済みの副カードを再度貼り付けた等の変造が行われた場合には、認証手段での照合で情報記録部２，３に記録されている情報が一致しないので（ステップ３５→Ｎ→４０）、この場合や、ホストセンタ３０との通信による照合結果が真性なカード１でないと判断した場合には、ＮＧとしてカードの使用が中止され、所定の不正カード処理を行うと共に（ステップ４０）、カードを回収し（ステップ４１）、ホストセンタ３０にもこのカード１の情報を送信する。
【００２７】
カード１が真性のチケットである場合には、入場を許可すると同時にチケットとしての使用が終了するので、入場を許可したあとは、副カード１ｂと主カード１ａとを切り込み線５で切断して、副カード１ｂを再生装置２０内に回収し（ステップ３８）、主カード１ａのみをカード１の使用者に返却する（ステップ３９）。
【００２８】
ここで、ステップ３８における主カード１ａと副カード１ｂの切り込み線５での切断は、図１０に示すような構造の切断手段２５を使用する。すなわち、チケットカード１を真正なものと判断して入場を許可した後に、主カード１ａを主カード保持手段２６により所定圧力をかけて保持しておき、主カード１ａに切断時の衝撃が及ばないように固定しておく。続いて切断手段２５を両カード１ａ，１ｂの間に形成されている切り込み線５に当てて、副カード１ｂを切り落とす。そして、切り落とした後は主カード保持手段２６を離間解除して主カード１ａを図示せぬ排出手段により排出する。
【００２９】
このとき、主カード１ａ及び副カード１ｂの情報記録部２，３に記録されているＣＧＨ４ａ，４ｂを図示せぬインパクト手段等により破壊して再使用されない様にしてから、排出・回収するようにしても良い。
【００３０】
以上説明した光記録媒体再生装置２０は、透過型のＣＧＨを設けたチケットカード１に記録されている情報を再生する再生装置２０であるが、反射型のＣＧＨを設けたチケットカード１０に記録されている情報を再生する再生装置であっても、例えば図１１に示すように単色光発光部２１と受光素子２２（画像表示部２４を設ける場合にはこれも含めて）を同じ側に配置するだけで、他の構成は同様にして構成することができる。
【００３１】
このように、本発明の光記録媒体及び記録再生装置は、書き換えのできない不可逆性のＣＧＨが所定の位置に形成されているので、有効な偽造変造対策となる。そして、このようなチケットの不正品を製造しようとするものは、予め定められたマーク等を投影するよう構成されたＣＧＨをかなり大掛かりな描画装置及び成型装置を用いて製造しなければならず、相当の設備投資を余儀なくされるので、不正による金銭的メリットが無くなり、実質的に偽造不可能なチケットとなる。
【００３２】
そして、光記録媒体１と再生装置２０は、２種のＣＧＨ４ａ，４ｂを設けた場合について説明しているが、どちらか一方のＣＧＨだけを設けた場合でも、従来の紙によるチケットよりも遙かにセキュリティが高いことは明らかである。
【００３３】
また、このチケットカードは使用後でもＣＧＨに記録された情報は残るので、カード型の記念品としての価値を含ませることができる。さらに、このＣＧＨを付加したカードはチケットとしてでなく、磁気ストライプや、ＩＣをさらに設けた大容量記録媒体として、他の用途に使用しても良い。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の光記録媒体は、回折光により所定のパターンを投影するように記録されたホログラムパターンを分割可能な複数の場所に形成したので、これらのホログラムパターンを再生することにより、光記録媒体の認証を簡単に行うことができる。
【００３５】
また、本発明の光記録媒体再生装置は、チケットが真正であるかの認証や入場者の管理を機械的に短時間で行うことができ、効率的で確実な入場処理を行うことができる。さらに、認証後は光記録媒体を分割して少なくとも一方を排出するので、排出された媒体を記念カードとして保存しておくことも可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光記録媒体の一実施の形態を示す平面図である。
【図２】本発明の透過型の光記録媒体の一実施の形態を示す斜視図及び断面図である。
【図３】本発明の反射型の光記録媒体の一実施の形態を示す斜視図及び断面図である。
【図４】光記録媒体のＣＧＨの凹凸断面を説明するための図である。
【図５】本発明の透過型の光記録媒体の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図６】光記録媒体へのＣＧＨデータの記録方法を説明するための図である。
【図７】ＣＧＨ列のデータの記録の例を説明するための図である。
【図８】本発明の光記録媒体再生装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【図９】本発明の光記録媒体再生装置の一実施の形態の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図１０】光記録媒体再生装置の分割手段を説明するための概略図である。
【図１１】反射型光記録媒体を再生する光記録媒体再生装置の構成例を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１，１０光記録媒体（カード）
１ａ主カード
１ｂ副カード
２，３情報記録部
４，４ａ，４ｂホログラム（ＣＧＨ）
５切り込み線
２０光記録媒体再生装置
２１単色光発光部（単色光照射手段）
２２受光素子
２３媒体情報表示部
２４画像表示部
２５分割手段

Claims

単色光が照射されたときに所定情報を示す回折光が出力される複数のホログラムパターンが情報記録部として基板に形成された光記録媒体であって、
前記情報記録部は第１及び第２の情報記録部より形成され、前記光記録媒体は前記第１と第２の情報記録部とで分離可能であり、
前記情報記録部として形成される複数のホログラムパターンは、破壊済ホログラムパターンと未破壊ホログラムパターンとを同数比で形成したことを特徴とする光記録媒体。
請求項１に記載の光記録媒体の光記録媒体再生装置であって、
前記第１及び第２の情報記録部に単色光を照射する単色光照射手段と、
前記照射に伴って第１及び第２の情報記録部から出力される各回折光を受光する受光手段と、
前記受光した各回折光によって得られた２つの情報を照合する認証手段と、
前記受光した各回折光によって得られた２つの情報、又は前記認証結果を表示する表示手段と、
前記認証された光記録媒体を前記第１と第２の情報記録部とで分離する分離手段と、
前記分離された光記録媒体のうち、少なくとも一方を排出する排出手段と
を備えたことを特徴とする光記録媒体再生装置。