JP3656896B2 - Information reading device for optical recording medium, optical recording medium - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体の情報読み取り装置、光記録媒体に関し、特にプリペイドカードやクレジットカード、証明用カードなどに最適な光記録媒体と、そのリーダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
現代の社会では種々のカードが代金の支払いや身分の証明等に用いられている。
プリペイドカードやクレジットカード、証明用カードなどでは、IDナンバーや金額など情報を記録する手段として磁気記録媒体が従来広く用いられているが、磁気記録そのものは偽造、変造が容易になされる恐れがある、という課題があった。
【0003】
本出願人は先に、複数のホログラムパターンをCGH(Computer Generated Hologram;計算機生成ホログラム)として一つの基板に配列した光記録媒体を開発し特許出願しており、特開平10−143603号公報において開示がなされている。
【0004】
上記の開示技術における光記録媒体では、複数のホログラムパターンがカードの表面においてX方向の複数の行と、Y方向の複数の列に沿って2次元的に配列された構成となっている。
係る光記録媒体から記録データを読み出すには、光記録媒体をY方向に搬送し、X方向に配列された複数のホログラムパターンにそれぞれ光線を照射して、その透過回折光あるいは反射回折光により投影される光線のパターンや、あるいは投影される再生画像から記録データを読み出すものである。
【0005】
上記の光記録媒体におけるホログラムパターンの構成の一例として、単一波長光の入射に対して複数のドットからなる回折像を生成し、回折像が結像する撮像素子面上の所定の位置に上記ドットが結像するか否かにより1ビットの情報量を表すものがある。
上記の構成によれば、一つの、或いは複数のホログラムパターンが生成する回折像中に含まれるドットの組み合わせによって、文字、数字等の情報を表すことが可能である。
【0006】
上記のホログラムパターンを有する光記録媒体及びその再生装置において、各ホログラムパターンが撮像素子面に生成した回折像を最適なタイミングで撮像し取り込みを行う構成について本出願人は先に特許出願し、特開2000−47557号公報として開示がなされている。
【0007】
上記の開示技術では、データを記録した計算機生成ホログラムパターン(以下、情報CGH)以外に、撮像タイミングを与えるための2次元ホログラムパターン(以下、制御CGH)を設け、制御CGHからの回折光を撮像素子以外の受光素子にて受光してトラッキング信号を生成して、撮像素子の最適な取り込みタイミングを与える構成が提案されている。
上記の開示技術を踏まえた、従来技術に係る2次元CGHカード及びそのリーダ装置について、図1乃至図4を用いて以下に説明する。
【0008】
図1は従来技術に係る2次元CGHカードの平面図(図1(A))及びその要部拡大図(図1(B))である。
図1(A)において、4列の情報CGH(1a)と1列の制御CGH(1b)とが同一方向(図示水平方向)に並んで配置されている。
【0009】
図1(B)の如く、一つ一つの情報CGH(1a)は100μm角のホログラムパターンであり250μmピッチで配列されており、制御CGH(1b)は2個所の異なる位置にドットを結像する2種類のCGH(制御CGH1、制御CGH2)が交互に並んで構成されている。
同様に図1(B)のように、制御CGH(1b)個々の水平方向境界線は情報CGH(1a)の水平方向中心線と一致して配置されている。
【0010】
次にCGHカードのリーダ装置による読み取り動作を、図2を用いて説明する。
光源であるレーザ(2a)の光は、5本に分岐され、図2(A)のようにカードの搬送方向に対し垂直に配置された4個の情報CGH(1a)および制御CGH(1b)列に同時に照射される。
【0011】
照射に応じて生成される情報CGH(1a)の反射回折像は撮像素子であるCCD(Charge Coupled Device)(2b)上に結像し、2種類の制御CGHの反射回折像はCCD(2b)の近傍に配置された2分割PD(フォトダイオード;Photo Diode)A,B(2c)の各素子受光面にそれぞれ分かれて結像するよう構成されている。
【0012】
CCD(2b)素子面の平面図を図2(C)に示す。
レーザ光が同時に照射される4個の情報CGH(1a)は、素子面上の異なる4つのエリア(2d1)(2d2)(2d3)(2d4)にそれぞれの回折像を生成する。
それぞれのエリアに結像した回折像は複数の輝点ドットを含んでおり、このドットの配列が特定の情報を表すことは既に説明した通りである。
【0013】
図示しない制御手段および信号処理によって撮像面の各エリアにおける回折像の撮像が終了すると、CGHカードが所定方向に所定量(情報CGH1列分)搬送されて、次列の情報CGH(1a)に対しレーザの照射が可能となり、図2(D)の如き次列の情報CGHによる新たな回折像の撮像が行われる。
【0014】
次に図3のタイミングチャートを用いて、PD(2c)で受光した制御CGH(1b)の回折像による取り込みタイミング制御を説明する。
【0015】
図3中のPD A、PD Bは各PD(2c)に当たる光量に比例した出力を示す。
A−Bは2つのPD(PD A、PD B)の差信号である。
トリガ信号はA−Bを所定の閾値によって2値化した信号である。
PD AとPD Bのレベルが同じになったとき、すなわちA−Bの値がゼロをクロスするときに発生するトリガ信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジのタイミングが、レーザより照射されるスポットが制御CGH1,2の真ん中(中間)に来るように構成されている。
さらにこの時、情報CGH(1a)の中心にレーザのスポットが存在するよう、CGHカード及びリーダ装置は構成されている。
【0016】
図3における取り込み制御信号はトリガ信号をエッジ検出した信号であり、この取り込み制御信号を用いてCCDにおける信号取り込みをリセットし、取り込みを開始する事で、一つの情報CGH(1a)の像を取り込んで、搬送位置が前後する隣接の情報CGHの像が混入することなく、すなわちクロストークが発生すること無しに情報を得ることが可能となる構成としていた。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の構成において取り込み制御信号を生成してタイミングを決定する際に、各PD(2c)の特性のばらつきによりタイミングのずれが生じる恐れがあった。
図4に示すように、正常な回折像(図4(A))に対しずれが生じると、搬送方向に隣合う情報CGHにまで光ビームが照射され、図4(B)に示すように正常な回折像(4a)の他に隣接する情報CGHによる不要な回折像(4b)までが同時に取り込まれてしまい、情報の正常な認識が困難になる恐れがあった。
【0018】
特にCCD(2a)では特殊な素子をのぞき、偶数フレームまたは奇数フレームの取り込み速度は60Hzと限界がある欠点を有する。
一方、画素数は少ないが、1フレームの取り込み速度は1KHz以上が可能であるCMOSセンサを使うことを想定すると、高速走査での取り込み、認識を行う際には、上記取り込み速度に対するPDの特性バラツキに起因するタイミングずれが相対的に大きな値となり、CGHカードの読み取り動作を正しく行う上で大きな障害となっていた。また認識アルゴリズムの簡略化を図る上で前記問題が傷害となっていた。
【0019】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、CGHカードの高速情報取り込みに際しても回折像取り込みタイミングのずれによる悪影響(クロストーク)が生ずることの無い光記録媒体の情報読み取り装置、光記録媒体を提供するために、
「(請求項1)
単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列してなる情報記録エリアと、前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されている構成の光記録媒体を、
前記情報記録エリアのホログラムパターンの配列方向に搬送しつつ前記情報記録エリアのホログラムパターンから情報を読み出す情報読み取り装置であって、
前記情報記録エリアの各ホログラムパターンと、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンに対応した位置にある前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンとに、単色光を順次照射する照射手段と、
前記情報記録エリアの各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づいて生成される回折像を含む撮像信号を、前記撮像面から生成出力する撮像信号出力手段と、
前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づくタイミング情報を出力するタイミング情報出力手段と、
前記撮像面における前記各分割エリアの位置情報をそれぞれ、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの異なる種類に対応づけて記憶する記憶手段と、
単色光が照射される前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの異なる種類を判別した判別情報を出力する判別情報出力手段と、
前記タイミング情報を用いて、前記位置情報と前記判別情報とに基づいて特定される前記分割エリア上に生成される回折像に係る信号を、前記撮像信号から切り出すことにより、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの回折像に係る回折像信号を出力する回折像信号出力手段とを備えることを特徴とする光記録媒体の情報読み取り装置。」あるいは、
「(請求項2)
単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列しかつ前記一連のホログラムパターン列を複数並列してなる情報記録エリアと、前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されている構成の光記録媒体を、
前記情報記録エリアの前記ホログラムパターン列の配列方向に搬送しつつ、前記ホログラムパターン列の全てに跨るように単色光を照射して前記情報記録エリアの各ホログラムパターン列から情報を読み出す情報読み取り装置であって、
前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンと、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンにそれぞれ対応した位置にある前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンとに、単色光を順次照射する照射手段と、
前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づいて生成される回折像を含む撮像信号を、前記撮像面から生成出力する撮像信号出力手段と、
前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づくタイミング情報を出力するタイミング情報出力手段と、
前記撮像面における前記各分割エリアの位置情報をそれぞれ、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンの異なる種類に対応づけて記憶する記憶手段と、
単色光が照射される前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンの異なる種類を判別した判別情報を出力する判別情報出力手段と、
前記タイミング情報を用いて、前記位置情報と前記判別情報とに基づいて特定される前記分割エリア上に生成される回折像に係る信号を、前記撮像信号から切り出すことにより、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンの回折像に係る回折像信号を出力する回折像信号出力手段とを備えることを特徴とする光記録媒体の情報読み取り装置。」あるいは、
「(請求項3)
請求項1又は請求項2記載の光記録媒体の情報読み取り装置であって、
前記記憶手段は、
光記録媒体における前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの配列構造に応じて、前記位置情報の書換え変更が可能であることを特徴とする光記録媒体の情報読み取り装置。」あるいは、
「(請求項4)
請求項1記載の光記録媒体の情報読み取り装置に用いられる光記録媒体であって、
単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列してなる情報記録エリアと、
前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、
前記情報記録エリアの各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されていることを特徴とする光記録媒体。」あるいは、
「(請求項5)
請求項2記載の光記録媒体の情報読み取り装置に用いられる光記録媒体であって、
単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列しかつ前記一連のホログラムパターン列を複数並列してなる情報記録エリアと、
前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、
前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されていることを特徴とする光記録媒体。」を提供することを発明の目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本願請求項1の発明は、
「単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列してなる情報記録エリアと、前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されている構成の光記録媒体を、
前記情報記録エリアのホログラムパターンの配列方向に搬送しつつ前記情報記録エリアのホログラムパターンから情報を読み出す情報読み取り装置であって、
前記情報記録エリアの各ホログラムパターンと、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンに対応した位置にある前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンとに、単色光を順次照射する照射手段と、
前記情報記録エリアの各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づいて生成される回折像を含む撮像信号を、前記撮像面から生成出力する撮像信号出力手段と、
前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づくタイミング情報を出力するタイミング情報出力手段と、
前記撮像面における前記各分割エリアの位置情報をそれぞれ、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの異なる種類に対応づけて記憶する記憶手段と、
単色光が照射される前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの異なる種類を判別した判別情報を出力する判別情報出力手段と、
前記タイミング情報を用いて、前記位置情報と前記判別情報とに基づいて特定される前記分割エリア上に生成される回折像に係る信号を、前記撮像信号から切り出すことにより、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの回折像に係る回折像信号を出力する回折像信号出力手段とを備えることを特徴とする光記録媒体の情報読み取り装置。」を提供する。
【0021】
上記の課題を解決するために本願請求項2の発明は、
「単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列しかつ前記一連のホログラムパターン列を複数並列してなる情報記録エリアと、前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されている構成の光記録媒体を、
前記情報記録エリアの前記ホログラムパターン列の配列方向に搬送しつつ、前記ホログラムパターン列の全てに跨るように単色光を照射して前記情報記録エリアの各ホログラムパターン列から情報を読み出す情報読み取り装置であって、
前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンと、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンにそれぞれ対応した位置にある前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンとに、単色光を順次照射する照射手段と、
前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づいて生成される回折像を含む撮像信号を、前記撮像面から生成出力する撮像信号出力手段と、
前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づくタイミング情報を出力するタイミング情報出力手段と、
前記撮像面における前記各分割エリアの位置情報をそれぞれ、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンの異なる種類に対応づけて記憶する記憶手段と、
単色光が照射される前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンの異なる種類を判別した判別情報を出力する判別情報出力手段と、
前記タイミング情報を用いて、前記位置情報と前記判別情報とに基づいて特定される前記分割エリア上に生成される回折像に係る信号を、前記撮像信号から切り出すことにより、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンの回折像に係る回折像信号を出力する回折像信号出力手段とを備えることを特徴とする光記録媒体の情報読み取り装置。」を提供する。
【0022】
上記の課題を解決するために本願請求項3の発明は、
「請求項1又は請求項2記載の光記録媒体の情報読み取り装置であって、
前記記憶手段は、
光記録媒体における前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの配列構造に応じて、前記位置情報の書換え変更が可能であることを特徴とする光記録媒体の情報読み取り装置。」を提供する。
【0023】
上記の課題を解決するために本願請求項4の発明は、
「請求項1記載の光記録媒体の情報読み取り装置に用いられる光記録媒体であって、
単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列してなる情報記録エリアと、
前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、
前記情報記録エリアの各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されていることを特徴とする光記録媒体。」を提供する。
【0024】
上記の課題を解決するために本願請求項5の発明は、
「請求項2記載の光記録媒体の情報読み取り装置に用いられる光記録媒体であって、
単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列しかつ前記一連のホログラムパターン列を複数並列してなる情報記録エリアと、
前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、
前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されていることを特徴とする光記録媒体。」を提供する。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、図5乃至図12を用いて、本発明に係る一実施の形態である光記録媒体の情報読み取り装置、光記録媒体の説明を行う。
先に説明した従来技術に係る構成と同一の要素については重複を避けるため一部説明を省略し、また同一の構成要素に対しては同一の符号を付す。
【0026】
本実施形態では、
「(請求項1)
単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列してなる情報記録エリアと、前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されている構成の光記録媒体を、
前記情報記録エリアのホログラムパターンの配列方向に搬送しつつ前記情報記録エリアのホログラムパターンから情報を読み出す情報読み取り装置であって、
前記情報記録エリアの各ホログラムパターンと、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンに対応した位置にある前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンとに、単色光を順次照射する照射手段と、
前記情報記録エリアの各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づいて生成される回折像を含む撮像信号を、前記撮像面から生成出力する撮像信号出力手段と、
前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づくタイミング情報を出力するタイミング情報出力手段と、
前記撮像面における前記各分割エリアの位置情報をそれぞれ、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの異なる種類に対応づけて記憶する記憶手段と、
単色光が照射される前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの異なる種類を判別した判別情報を出力する判別情報出力手段と、
前記タイミング情報を用いて、前記位置情報と前記判別情報とに基づいて特定される前記分割エリア上に生成される回折像に係る信号を、前記撮像信号から切り出すことにより、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの回折像に係る回折像信号を出力する回折像信号出力手段とを備えることを特徴とする光記録媒体の情報読み取り装置。」あるいは、
「(請求項2)
単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列しかつ前記一連のホログラムパターン列を複数並列してなる情報記録エリアと、前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されている構成の光記録媒体を、
前記情報記録エリアの前記ホログラムパターン列の配列方向に搬送しつつ、前記ホログラムパターン列の全てに跨るように単色光を照射して前記情報記録エリアの各ホログラムパターン列から情報を読み出す情報読み取り装置であって、
前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンと、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンにそれぞれ対応した位置にある前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンとに、単色光を順次照射する照射手段と、
前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づいて生成される回折像を含む撮像信号を、前記撮像面から生成出力する撮像信号出力手段と、
前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づくタイミング情報を出力するタイミング情報出力手段と、
前記撮像面における前記各分割エリアの位置情報をそれぞれ、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンの異なる種類に対応づけて記憶する記憶手段と、
単色光が照射される前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンの異なる種類を判別した判別情報を出力する判別情報出力手段と、
前記タイミング情報を用いて、前記位置情報と前記判別情報とに基づいて特定される前記分割エリア上に生成される回折像に係る信号を、前記撮像信号から切り出すことにより、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンの回折像に係る回折像信号を出力する回折像信号出力手段とを備えることを特徴とする光記録媒体の情報読み取り装置。」あるいは、
「(請求項3)
請求項1又は請求項2記載の光記録媒体の情報読み取り装置であって、
前記記憶手段は、
光記録媒体における前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの配列構造に応じて、前記位置情報の書換え変更が可能であることを特徴とする光記録媒体の情報読み取り装置。」あるいは、
「(請求項4)
請求項1記載の光記録媒体の情報読み取り装置に用いられる光記録媒体であって、
単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列してなる情報記録エリアと、
前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、
前記情報記録エリアの各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されていることを特徴とする光記録媒体。」あるいは、
「(請求項5)
請求項2記載の光記録媒体の情報読み取り装置に用いられる光記録媒体であって、
単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列しかつ前記一連のホログラムパターン列を複数並列してなる情報記録エリアと、
前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、
前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されていることを特徴とする光記録媒体。」とした点に特徴がある。
【0027】
図5は本実施形態の光記録媒体(以下、光カードあるいはCGHカード)の平面図である。
光カードはX方向(図示水平方向)に直線上等間隔に配置されたホログラムパターンの列からなる、4列の情報CGH列(5a1)(5a2)(5a3)(5a4)と、その取り込みタイミングを知るための1列の制御CGH列(5b)を有する。
なお情報CGH列は、図5図示の構成の他に、1列のみからなる構成としてもよい。
【0028】
制御CGH(5b)は、PDの異なる領域に反射回折像が結像する2種類のCGHからなり、図示X方向における各情報CGHの中心位置で、上記2種類の制御CGHが切り替わるように配置されていることは従来の構成と同じである。
制御CGH(5b)の回折像は、設計上決められた位置に配された2分割PD上の分割されたそれぞれの領域に、おのおの略ドット上の輝点像をを結像する。
また、制御CGHに含まれる制御CGHの個数は情報CGH列に含まれる情報CGHの個数より少なくとも1つ以上多く配置されている。
なぜならば先に説明したように制御CGHと情報CGHとは搬送方向に千鳥状の配列をし、かつプリアンブル(トラッキング開始検出)のために水平方向に制御CGHを突出させる必要があるからである。
【0029】
4列に配列された情報CGH(5a1)(5a2)(5a3)(5a4)は図示のY方向(図5の垂直方向)に並ぶ、4列に跨る計4個のホログラムパターンが、後述するように同時にレーザ光が照射されて回折像の読み出しが行われるものであり、上記4個の回折像は撮像素子面における異なる4つのエリア内に回折像を結ぶ。
【0030】
さらに上記の4個のホログラムパターンに対し、X方向(水平方向右及び左)に隣接する各4個のホログラムパターン同士は、まずそれぞれの4個のホログラムパターン同士が撮像面内の異なる位置のエリアに回折像を結ぶとともに、それぞれのエリアは隣接する4個のホログラムパターンのエリアとも異なるように構成されている。
従って回折像エリアが異なることにより異なる2種類に分かれた、4個のホログラムパターンからなる複数の群が、X方向に交互に配列している、とも言うことができる。この時読み取り装置側の撮像素子の撮像面上には、互いに重ならない少なくとも8箇所の異なるエリアが存在する。
【0031】
またCGHを用いた光カード技術の中で、プリペードカードなどで残量の金額を表示するために一部のホログラムパターンを読み取り機械が破壊していく構成を本出願人は先に特許出願しているが、本発明との本質的な関連が無いので、本願では触れないこととする。
【0032】
図6に本実施形態におけるCGHカードリーダ装置の外観模式図を示す。
図6において、筐体(6a)に設けられた溝(6b)に光カード(6c)を手動にてスライドさせることで、情報CGHのデータを読み取る構成としている。
【0033】
また、筐体(6a)には液晶パネルで構成される表示部(6d)が備えられ、読み取り結果等の情報を表示することが可能である。さらにパソコンとのインタフェースとしてUSB規格インターフェイス手段(6e)が備えられている。インタフェースはUSB(Universal Serial Bus)規格としたが、この限りではない。
【0034】
図7はCGHカードの読み取りを行う、リーダ装置の要部断面図である。図7(A)はリーダ装置を上面から見た平面図であり、図7(B)はそれに直行する方向から見た側面図である。
【0035】
図7に示す如く、レーザ(7a)を光源とし、ビームスプリッタ(7a2)により5本に分岐された光ビームは、CGH配列と直交する(図5図示Y方向)5つのCGH(4列の情報CGH列に跨る4個の情報CGHと、制御CGH)に同時に照射されるよう配置されている。
【0036】
情報CGH(5a)の回折像はすべて、高速取り込み可能な撮像素子であるCMOSセンサ(7b)上に結像され、制御CGH(5b)の回折像は、PD(7c)上に結像する。
CMOSセンサ(7b)における回折像取り込みタイミング制御は、先に説明したCCDを用いる従来例のように、制御CGHの差信号のゼロクロス点を用いてタイミング信号に同期して信号の取り込み、すなわち撮像を行なう構成とすることも可能である。
しかし本実施形態ではCMOSセンサ(7b)の信号の取り込み(撮像)はタイミング信号とは無関係に高速で連続になされており、取り込まれた撮像信号からタイミング信号を用いて撮像面内の部分的なエリアの信号を抽出する構成としている。
【0037】
図8に本実施形態の読み取り装置のブロック図を示す。
図8において、光源であるレーザ(7a)はカード挿入センサ(8b)のオン区間(カードが挿入されている期間)のみ発光するようLD Driver(8a)により制御される。
またCMOSセンサ(7b)も同様にセンサ(8b)のオン区間のみ、タイミング生成部(8c)からの取り込み信号にて取り込みを行うようコントローラ(8d)が制御を行う。
【0038】
CMOSセンサ(7b)は取り込んだ撮像データを量子化し8ビットデータとして出力する。
認識部(8e)では制御CGH(5b)の各データを閾値を用いて「1」、「0」に量子化し、表示部(8f)では認識部(8e)が認識したデータの内容を表示する。
また、PCインタフェース(8g)を介して、認識結果データ或いはCMOSセンサ(7b)が取り込んだ画像信号を装置の外部に配置されたパーソナルコンピュータ等へ送出し、保存や表示することも可能である。
【0039】
CMOSセンサ(7b)が高速で連続に出力する撮像信号から、撮像面上の特定の領域の信号を抽出する(切り出す)動作を以下に説明する。
【0040】
図9にCMOS(7b)センサの撮像面(90)上における、各情報CGHの回折像が結像するエリアを示す。
CMOS(7b)センサは、汎用の、一様な撮像面を有する構成であり、図9に示す撮像面の複数のエリアは、以下の動作により撮像信号から信号が抽出される領域を区切って図示したものである。
図9に示すように撮像面(90)は全部で9個のエリアを有し、9個のエリアは8個の情報CGH回折像エリア(9a)(9b)(9c)(9d)(9e)(9f)(9g)(9h)とノイズエリア(9i)とに分かれている。
ここでノイズエリア(9i)とは、外乱光や、撮像素子特性による素子全体に影響するバックグラウンドノイズを検出するためのエリアである。
本実施形態と異なりノイズエリア(9i)を設けない構成とすることもまた可能である。
【0041】
図10(1)に、最適なタイミングにて(取り込み時のずれによるクロストークが無く)情報CGHによる回折像を撮像したときの結像パターンを、図10(2)にそのときのCGHカード面上の光ビームとCGHの位置関係を示す。
【0042】
レーザ光によって光カードを照射することにより、情報CGHが生成する反射回折像は、情報CGH1−1(9a),2−1(9c),3−1(9e),4−1(9g)という4領域のエリアと、制御CGH1−2(9b),2−2(9d),3−2(9f),4−2(9h)という4領域のエリアとに、カードの搬送に応じて交互に、略ドット輝度パターンからなる回折像を結像する。
なお、図10、図11では略ドット輝度パターンの図示を省略し、現在回折像が結像しているエリアを指し示す目的で黒丸等を図示に用いている。
【0043】
図11(1)に取り込みタイミングがずれた場合の撮像パターンを、図11(2)にそのときのCGHカード面上の光ビームとCGHとの位置関係を示す。
例えば、レーザ光の照射スポットが隣接するCGHにも一部かかってしまうと、CGH1−1エリア(9a)のみに結像するべきところが、CGH1−2(9b)にも光量は弱いが回折像が結像する。
【0044】
上記のCGHカードを用いて、本実施形態の読み取り装置が読み取りずれの無い(クロストークの無い)回折像読み取りを行う動作を以下に説明する。
図12は読み取り装置内の認識部(8e)のブロック図である。
認識(回折像の読み取り)には以下に説明するように各エリアの加算データを使用する。
各エリアは、回折像の実際の大きさより若干大きい面積を有する一定のエリアとしており、CGHの特性としてレーザ、撮像素子、CGHの位置関係の誤差により結像位置が設計上の位置から動くので、これを吸収することが可能である。
【0045】
読み取り動作を順を追って説明する。
現在光カードを読み取り機にて走査するとき、撮像素子上に結ぶ情報CGHの回折像は先に説明した図10(1)−1のエリアであるとする。
読み取り装置は、現在レーザ光を照射している情報CGHによって生成される回折像の位置が、図10(1)−2のエリアではなく、図10(1)−1のエリアであることを認識しなくてはならない。すなわち交互に配列された2種類の情報CGHのうち、どちらに現在レーザ光が当たっているのかを判別する必要がある。
本実施形態では上記の判別を以下の構成により行なっている。
【0046】
従来技術の構成において図3を用いて説明したように、制御CGH列は2種類の制御CGHが交互に配列しており受光するPD(7c)が出力する2つの信号(図3におけるPD A,PD B)の差信号を所定の閾値で2値化したトリガ信号は図3のように、立ち上がり、立ち下がり点を有している。立ち上がり点は、情報CGHの一方に対応したタイミングで、立ち下がり点は他方に対応したタイミングで出力がなされる。
【0047】
従って、認識部のコントロール部(12a)においてタイミング信号中のトリガ信号を調べて、立ち上がり点であるか、立ち下がり点であるか検出することにより、2種類の情報CGHを容易に判別することが可能である。
【0048】
あるいはその他の構成により判別することも可能である。
例えば制御CGH列は、カードがその一端から搬送された時に最初にレーザ光が照射される始点を有しており、この始点に照射がされるイニシャルの状態での情報CGHの種類を予め決めておき、その後は搬送に応じて出力されるタイミング信号(図3の取り込み制御信号)の出力に応じて情報CGHの種類を交互に切替える構成としてもよい
【0049】
図12に図示した認識部(8e)内部のコントロール部(12a)は、上記のようにして判別した種類の情報CGHの回折像が結ぶエリア(ここでの説明では、(9a)(9c)(9e)(9g))のみの信号を撮像信号より抽出する。
すなわち、走査線順次に入力する撮像面全体の撮像信号の中で、エリア9aの信号の入力時のみ加減算回路1への加算イネーブル信号をオンとし、信号を加減算回路1へ蓄積する。同様にエリア9cの入力時のみ加減算回路2への加算イネーブル信号をオンとし、信号を加減算回路2へ蓄積する。同様にエリア9eの入力時のみ加減算回路3への加算イネーブル信号をオンとし、信号を加減算回路3へ蓄積する。同様にエリア9gの入力時のみ加減算回路4への加算イネーブル信号をオンとし、信号を加減算回路4へ蓄積する。
【0050】
上記のようにして認識部(8e)では、走査線順次に取り込まれた撮像面全体の画像データから、リアルタイムに情報CGH(X)−1エリア(9a)(9c)(9e)(9g)のみの信号を切り出して対応する各加減算回路に加算すると同時に、ノイズエリアデータを減算する。
【0051】
イネーブル信号によって正規の回折像が結ぶエリア(9a)(9c)(9e)(9g)のみの信号の加算が行われ、隣接する情報ホログラムパターンによってエリア(9b)(9d)(9f)(9h)に生成された回折像による不要な信号(クロストーク信号)を含まない信号のみを抽出することが可能となる。
得られた信号に対して所定の閾値であるKとの大小比較を行って、各データの「1」、「0」を判定し量子化を行う。
ここで閾値Kは、減算するノイズエリアのデータでは吸収できないばらつきを考慮し、余裕を持った値に設定することが望ましい。
【0052】
カードの搬送が行なわれて次のタイミング信号が入力すると、情報CGH(X)−2エリア(9b)(9d)(9f)(9h)を用い、同様に信号の加算と量子化とを行なう。
なお、CGH(X)とは、CGH(1)、CGH(2)、CGH(3)、CGH(4)を意味する。
【0053】
この場合も同様に、正規の回折像が結ぶエリア(9b)(9d)(9f)(9h)のみに対して加算イネーブル信号が発せられ、隣接するエリアの信号の混入(クロストーク)が防止される。
すなわちエリア(9b)(9d)(9f)(9h)のみの信号を撮像信号より抽出すべく、走査線順次に入力する撮像面全体の撮像信号の中で、エリア9bの入力時のみ加減算回路1への加算イネーブル信号をオンとし、信号を加減算回路1へ蓄積する。同様にエリア9dの入力時のみ加減算回路2への加算イネーブル信号をオンとし、信号を加減算回路2へ蓄積する。同様にエリア9fの入力時のみ加減算回路3への加算イネーブル信号をオンとし、信号を加減算回路3へ蓄積する。同様にエリア9hの入力時のみ加減算回路4への加算イネーブル信号をオンとし、信号を加減算回路4へ蓄積する。
【0054】
上記の構成としたので、カードの搬送方向(図5図示X方向)に隣り合う情報CGHの影響がおのおの自エリアには影響しないため、クロストークが防止され自エリアのデータは信頼性が向上し、読み取り時の誤差、誤認識が防止できる。
【0055】
読み取られたデータは順次記憶部(不図示)に記憶され、筐体(6a)に取り付けたれた液晶パネル(6d)に表示される。またPCインタフェース(6e)を介して読み取り装置の外部に設置されたパソコンの表示画面上に表示することも可能である。
より大きい記憶容量の記憶部を読み取り装置に設けて取り込んだ画像データを記憶させるようにして、読みとり装置では読み取った信号のみを表示するようにし、必要に応じて画像データを外部のパソコンに取り込み、画像を見るようにしてもよい。
この場合、情報CGHの回折像のパターンを略ドットではなく特定の形状、例えば商品のブランドを示すロゴマークを表わすようにし、読みとり装置では簡易認識を、パソコンではより詳しいパターン認識をするシステムを構築することも可能である。
【0056】
また認識部(8e)を、通信回線の端末よりのソフトウェアダウンロードや内部ROM交換にて変更できるプログラマブルなFPGA等のハードにて構成することで、たとえば、図13に示す光カードのように情報CGH列が4列から3列に変更され、図14に示す回折特性(回折像の配列構造)を有するカードの仕様に変更された場合でも、簡単に信号を切り出すエリアの変更をすることが可能になる。図14ではノイズエリアは他のエリアと形が違うが、面積は同等としている。
【0057】
なお、上記に説明した実施形態の構成は本発明の一実現態様であって、カード面上のCGHの配列の構成、撮像面内のエリアの設定は当然他の構成も可能であり、上記の記載に限定されないことは勿論である。
またCGHは反射回折像ではなく透過回折像を生成する構成でも良く、本発明が包含するものである。
【0058】
また、上述した本願発明のタイミング情報記録エリア(5b)は、タイミング情報を多数一連のホログラムパターンとしてカード上や内部に形成されているが、本発明はそれに限定されることなく、タイミング情報記録発生手段を構成することが可能である。
例えばバーコード状のような等間隔のスリットが密に連続して設けられている遮光パターンをカードに形成し、フォトインタラプタのような光走査手段を用いて遮光パターンを走査してタイミング信号を得る構成としてもよい。
【0059】
或いは又別な構成として、カードを手動により搬送するのではなくモータ駆動によって搬送するよう読み取り装置を構成し、駆動源となるステッピングモータの駆動パルス電流(電圧)波形、或いはモータの回転、カードの移動等に応じて変化する信号を出力するエンコーダを設けて、エンコーダ出力信号からタイミング情報(タイミング信号)を得る構成としてもよい。
【0060】
その他にも、上記に説明した本実施形態の構成と同様にカードにはホログラムパターンが多数連続したタイミング情報記録エリア(5b)(制御CGH)を設けるものの、レーザ光の照射に対して形成される回折像を受光する手段として専用のPDを用いるのではなく、情報CGHの回折像を受光する撮像素子の撮像面上で制御CGHの回折像をも受光する構成としてもよい。
【0061】
以上のように具体的な構成は種々の態様にて実現することが可能であるが、カードの搬送或いは、走査する情報記録ホログラムパターンの切り替わりに応じて変化するタイミング情報を生成するタイミング情報生成手段を備え、そのタイミング情報を用いて位置情報と判別情報とに基づいて特定される撮像面の分割エリア上に生成される回折像に係る信号を撮像信号から切り出すことにより、情報記録エリアの各ホログラムパターンの回折像に係る回折像信号を出力する回折像信号出力手段を有するよう構成したので、本発明の読み取り装置は撮像面における情報を表わす回折像の切り出し位置を光記録媒体あるいは走査する情報ホログラムパターンの移動に合わせて変化させ、クロストークを抑圧した読み出し信号を得る効果を発揮するものであり、それらの構成を本発明は含んでいる。
【0062】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の光記録媒体の情報読み取り装置、光記録媒体では、隣り合う情報CGHのクロストークの影響を防止し、高速でデータを読み出し可能な構成が、簡単な加減算回路のみを追加することで可能となり、光記録カード、カードリーダ装置の信頼性、操作性が向上しコストが低減される効果がある。
【0063】
また、読み取り動作の構成がハードにより構成できるため、光カードの高速走査、リアルタイム認識が可能となる。従って光カードを手動により搬送しリーダ装置で読み込む、といったフレキシブルな構成が可能となり、光記録媒体の適用領域が拡大する効果も加わる。
【0064】
すなわち、
「(請求項1)
単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列してなる情報記録エリアと、前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されている構成の光記録媒体を、
前記情報記録エリアのホログラムパターンの配列方向に搬送しつつ前記情報記録エリアのホログラムパターンから情報を読み出す情報読み取り装置であって、
前記情報記録エリアの各ホログラムパターンと、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンに対応した位置にある前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンとに、単色光を順次照射する照射手段と、
前記情報記録エリアの各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づいて生成される回折像を含む撮像信号を、前記撮像面から生成出力する撮像信号出力手段と、
前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づくタイミング情報を出力するタイミング情報出力手段と、
前記撮像面における前記各分割エリアの位置情報をそれぞれ、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの異なる種類に対応づけて記憶する記憶手段と、
単色光が照射される前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの異なる種類を判別した判別情報を出力する判別情報出力手段と、
前記タイミング情報を用いて、前記位置情報と前記判別情報とに基づいて特定される前記分割エリア上に生成される回折像に係る信号を、前記撮像信号から切り出すことにより、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの回折像に係る回折像信号を出力する回折像信号出力手段とを備えることを特徴とする光記録媒体の情報読み取り装置。」としたので、クロストークが防止される光記録媒体の情報読み取り装置が提供される効果を奏する。
【0065】
また、
「(請求項2)
単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列しかつ前記一連のホログラムパターン列を複数並列してなる情報記録エリアと、前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されている構成の光記録媒体を、
前記情報記録エリアの前記ホログラムパターン列の配列方向に搬送しつつ、前記ホログラムパターン列の全てに跨るように単色光を照射して前記情報記録エリアの各ホログラムパターン列から情報を読み出す情報読み取り装置であって、
前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンと、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンにそれぞれ対応した位置にある前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンとに、単色光を順次照射する照射手段と、
前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づいて生成される回折像を含む撮像信号を、前記撮像面から生成出力する撮像信号出力手段と、
前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づくタイミング情報を出力するタイミング情報出力手段と、
前記撮像面における前記各分割エリアの位置情報をそれぞれ、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンの異なる種類に対応づけて記憶する記憶手段と、
単色光が照射される前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンの異なる種類を判別した判別情報を出力する判別情報出力手段と、
前記タイミング情報を用いて、前記位置情報と前記判別情報とに基づいて特定される前記分割エリア上に生成される回折像に係る信号を、前記撮像信号から切り出すことにより、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンの回折像に係る回折像信号を出力する回折像信号出力手段とを備えることを特徴とする光記録媒体の情報読み取り装置。」としたので、クロストークが防止される光記録媒体の情報読み取り装置が提供されるとともに、情報CGHが複数列であることから情報量の多いCGHカードが実現する効果が加わる。
【0066】
また、
「(請求項3)
請求項1又は請求項2記載の光記録媒体の情報読み取り装置であって、
前記記憶手段は、
光記録媒体における前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの配列構造に応じて、前記位置情報の書換え変更が可能であることを特徴とする光記録媒体の情報読み取り装置。」としたので、性能向上等のためにCGHカードの仕様が変更されたり、異なる複数の仕様のCGHカードを併用して用いる場合でも容易に情報読み取り装置が対応できる効果が加わる。
【0067】
また、
「(請求項4)
請求項1記載の光記録媒体の情報読み取り装置に用いられる光記録媒体であって、
単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列してなる情報記録エリアと、
前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、
前記情報記録エリアの各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されていることを特徴とする光記録媒体。」としたので、クロストークを防止する光記録媒体を提供する効果を奏する。
【0068】
また、
「(請求項5)
請求項2記載の光記録媒体の情報読み取り装置に用いられる光記録媒体であって、
単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列しかつ前記一連のホログラムパターン列を複数並列してなる情報記録エリアと、
前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、
前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されていることを特徴とする光記録媒体。」としたので、クロストークを防止する光記録媒体を提供するとともに、情報CGHが複数列で構成されるので、より情報量の大きい光記録媒体を提供する効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来技術に係るCGHカードの平面図である。
【図2】 従来技術のCGHカードにおける、情報読み出しの動作の説明図である。
【図3】 従来技術のCGHカード及び読み取り装置におけるトラッキング信号のタイミングチャートである。
【図4】 従来技術のCGHカードにおけるクロストークの説明図である。
【図5】 本発明の一実施形態であるCGHカードの平面図である。
【図6】 本発明の一実施形態である読み取り装置の外観模式図である。
【図7】 本発明の一実施形態であるCGHカード及び読み取り装置が行う情報読み取り動作の説明図である。
【図8】 本発明の一実施形態であるCGHカード読み取り装置のブロック図である。
【図9】 本発明の一実施形態であるCGHカード読み取り装置の撮像面の平面図である。
【図10】 本発明の一実施形態であるCGHカード読み取り装置の情報読み取り動作の説明図である。
【図11】 本発明の一実施形態であるCGHカード読み取り装置の情報読み取り動作の説明図である。
【図12】 本発明の一実施形態であるCGHカード読み取り装置における認識部のブロック図である。
【図13】 本発明の一実施形態であるCGHカードの他の構成例における平面図である。
【図14】 本発明の一実施形態であるCGHカード読み取り装置の撮像面を他の構成とした平面図である。
【符号の説明】
5a1,5a2,5a3,5a4 情報CGH(情報記録エリア)
5b 制御CGH(タイミング情報記録エリア)
7a レーザ(照射手段)
7b CMOSセンサ(撮像信号出力手段)
7c PD(タイミング情報出力手段)
8e 認識部(記憶手段、回折像信号出力手段)
9a,9b,9c,9d,9e,9f,9g,9h 情報CGHエリア(分割エリア)
12a 認識部内コントロール部(判別情報出力手段)
90 撮像面
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an information reading apparatus and an optical recording medium for an optical recording medium, and more particularly to an optical recording medium that is most suitable for a prepaid card, a credit card, a proof card, and the like and a reader device thereof.
[0002]
[Prior art]
In modern society, various cards are used for payment and identification.
In prepaid cards, credit cards, proof cards, etc., magnetic recording media have been widely used as means for recording information such as ID numbers and monetary amounts. However, magnetic recording itself can be easily forged or altered. There was a problem.
[0003]
The present applicant has previously developed an optical recording medium in which a plurality of hologram patterns are arranged on one substrate as CGH (Computer Generated Hologram), and has applied for a patent, which is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-143603. Has been made.
[0004]
The optical recording medium according to the disclosed technique has a configuration in which a plurality of hologram patterns are two-dimensionally arranged along a plurality of rows in the X direction and a plurality of columns in the Y direction on the surface of the card.
In order to read out recording data from such an optical recording medium, the optical recording medium is conveyed in the Y direction, irradiated with light rays to each of a plurality of hologram patterns arranged in the X direction, and projected by the transmitted or reflected diffracted light. The recorded data is read out from the pattern of the light beam to be reproduced or the reproduced image to be projected.
[0005]
As an example of the configuration of the hologram pattern in the optical recording medium, a diffraction image composed of a plurality of dots is generated with respect to incidence of single wavelength light, and the diffraction pattern is formed at a predetermined position on the image sensor surface where the diffraction image is formed. There is one that indicates a 1-bit information amount depending on whether or not a dot is imaged.
According to said structure, it is possible to represent information, such as a character and a number, with the combination of the dot contained in the diffraction image which one or several hologram pattern produces | generates.
[0006]
In the optical recording medium having the above hologram pattern and the reproducing apparatus thereof, the present applicant has previously filed a patent application regarding a configuration in which each hologram pattern captures and captures a diffraction image generated on the image sensor surface at an optimal timing. This is disclosed as Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-47557.
[0007]
In the disclosed technique, in addition to the computer-generated hologram pattern (hereinafter referred to as information CGH) in which data is recorded, a two-dimensional hologram pattern (hereinafter referred to as control CGH) is provided to give imaging timing, and the diffracted light from the control CGH is captured. There has been proposed a configuration in which a light receiving element other than the element receives light to generate a tracking signal and provide an optimum capturing timing of the image sensor.
A two-dimensional CGH card and its reader device according to the prior art based on the above disclosed technology will be described below with reference to FIGS.
[0008]
FIG. 1 is a plan view of a two-dimensional CGH card according to the prior art (FIG. 1A) and an enlarged view of a main part thereof (FIG. 1B).
In FIG. 1A, four rows of information CGH (1a) and one row of control CGH (1b) are arranged in the same direction (horizontal direction in the drawing).
[0009]
As shown in FIG. 1B, each piece of information CGH (1a) is a hologram pattern of 100 μm square and arranged at a pitch of 250 μm, and the control CGH (1b) forms dots at two different positions. Two types of CGH (control CGH1, control CGH2) are arranged alternately.
Similarly, as shown in FIG. 1B, the individual horizontal boundary lines of the control CGH (1b) are arranged to coincide with the horizontal center line of the information CGH (1a).
[0010]
Next, the reading operation of the CGH card by the reader device will be described with reference to FIG.
The light of the laser (2a), which is a light source, is branched into five, and four pieces of information CGH (1a) and control CGH (1b) arranged perpendicular to the card transport direction as shown in FIG. The rows are irradiated simultaneously.
[0011]
The reflection diffraction image of the information CGH (1a) generated in response to the irradiation forms an image on a CCD (Charge Coupled Device) (2b) as an image sensor, and the reflection diffraction images of the two types of control CGH are CCD (2b). Are divided and formed on the respective light receiving surfaces of two-division PD (photodiodes) A and B (2c).
[0012]
A plan view of the CCD (2b) element surface is shown in FIG.
The four pieces of information CGH (1a) irradiated simultaneously with the laser light generate respective diffraction images in four different areas (2d1) (2d2) (2d3) (2d4) on the element surface.
As described above, the diffraction image formed in each area includes a plurality of bright dot dots, and the arrangement of the dots represents specific information.
[0013]
When imaging of the diffraction image in each area of the imaging surface is completed by control means and signal processing (not shown), the CGH card is conveyed in a predetermined direction by a predetermined amount (for information CGH 1 column), and for the next column of information CGH (1a) Laser irradiation is possible, and a new diffraction image is captured by the next row of information CGH as shown in FIG.
[0014]
Next, with reference to the timing chart of FIG. 3, the capture timing control by the diffraction image of the control CGH (1b) received by the PD (2c) will be described.
[0015]
PD A and PD B in FIG. 3 indicate outputs proportional to the amount of light hitting each PD (2c).
AB is a difference signal between two PDs (PD A and PD B).
The trigger signal is a signal obtained by binarizing AB with a predetermined threshold value.
When the levels of PD A and PD B are the same, that is, when the value of AB crosses zero, the timing of the rising and falling edges of the trigger signal is controlled by the spot irradiated from the laser CGH1 , 2 is in the middle (middle).
Further, at this time, the CGH card and the reader device are configured so that a laser spot is present at the center of the information CGH (1a).
[0016]
The capture control signal in FIG. 3 is a signal obtained by detecting the edge of the trigger signal. The capture control signal is used to reset signal capture in the CCD and start capturing, thereby capturing an image of one piece of information CGH (1a). Thus, the information can be obtained without mixing the adjacent information CGH images whose transport positions are before and after, that is, without the occurrence of crosstalk.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the timing is determined by generating the capture control signal in the above configuration, there is a possibility that a timing shift may occur due to variations in characteristics of each PD (2c).
As shown in FIG. 4, when a deviation occurs from a normal diffraction image (FIG. 4A), a light beam is irradiated to information CGH adjacent in the transport direction, and normal as shown in FIG. 4B. In addition to the unfavorable diffraction image (4a), an unnecessary diffraction image (4b) by the adjacent information CGH is simultaneously captured, which may make it difficult to normally recognize information.
[0018]
In particular, the CCD (2a) has a disadvantage that the capturing speed of even frames or odd frames is limited to 60 Hz except for special elements.
On the other hand, assuming the use of a CMOS sensor that has a small number of pixels but can capture one frame at a rate of 1 KHz or more, when capturing and recognizing in high-speed scanning, there is a variation in PD characteristics with respect to the capturing speed. The timing shift due to the above becomes a relatively large value, which is a great obstacle to the correct reading operation of the CGH card. Further, the above problem has been an obstacle to simplify the recognition algorithm.
[0019]
The present invention has been made in view of the above-described situation, and an information reading apparatus and an optical recording medium for an optical recording medium in which adverse effects (crosstalk) due to a shift in diffraction image capturing timing do not occur even when high-speed information is captured by a CGH card. To provide the medium,
“(Claim 1)
When reading information from an information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in response to monochromatic light irradiation are arranged in series, and a large number of hologram patterns in the information recording area A timing information recording area in which a number of timing information to be used is recorded as a series of hologram patterns. Each hologram pattern in the information recording area can generate a diffraction image on each divided area obtained by dividing the imaging surface into a plurality of areas. As such, an optical recording medium having a configuration in which different types of hologram patterns are arranged adjacent to each other,
An information reading device that reads information from a hologram pattern in the information recording area while being conveyed in the arrangement direction of the hologram pattern in the information recording area,
Irradiation means for sequentially irradiating each hologram pattern in the information recording area and each hologram pattern in the timing information recording area at a position corresponding to each hologram pattern in the information recording area,
An imaging signal output means for generating and outputting an imaging signal including a diffraction image generated based on reception of diffracted light of monochromatic light applied to each hologram pattern in the information recording area;
Timing information output means for outputting timing information based on reception of diffracted light of monochromatic light irradiated to each hologram pattern in the timing information recording area;
Storage means for storing the position information of each divided area on the imaging surface in association with different types of hologram patterns in the information recording area;
Discrimination information output means for outputting discrimination information for discriminating different types of hologram patterns in the information recording area irradiated with monochromatic light;
Using the timing information, by cutting out a signal related to the diffraction image generated on the divided area specified based on the position information and the discrimination information from the imaging signal, each information recording area An information reading apparatus for an optical recording medium, comprising: a diffraction image signal output unit that outputs a diffraction image signal related to a diffraction image of a hologram pattern. Or
“(Claim 2)
An information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in response to irradiation of monochromatic light are arranged in series and a plurality of the series of hologram pattern rows are arranged in parallel, and the information recording area Timing information recording area in which a large number of timing information used when reading information from a large number of hologram patterns is recorded as a series of hologram patterns, and each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area is An optical recording medium having a configuration in which different types of hologram patterns are arranged adjacent to each other so that a diffraction image can be generated on each divided area obtained by dividing the imaging surface into a plurality of areas,
An information reading device that reads out information from each hologram pattern row in the information recording area by irradiating monochromatic light so as to straddle all the hologram pattern rows while being conveyed in the arrangement direction of the hologram pattern rows in the information recording area There,
Each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area and each hologram pattern in the timing information recording area at a position corresponding to each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area And irradiation means for sequentially irradiating monochromatic light,
Imaging signal output for generating and outputting an imaging signal including a diffraction image generated based on reception of diffracted light of monochromatic light irradiated to each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area from the imaging surface Means,
Timing information output means for outputting timing information based on reception of diffracted light of monochromatic light irradiated to each hologram pattern in the timing information recording area;
Storage means for storing position information of each of the divided areas on the imaging surface in association with different types of hologram patterns constituting the hologram pattern rows of the information recording area;
Discriminating information output means for outputting discriminating information for discriminating different types of hologram patterns constituting the hologram pattern rows of the information recording area irradiated with monochromatic light;
Using the timing information, the signal related to the diffraction image generated on the divided area specified based on the position information and the discrimination information is cut out from the imaging signal, thereby the information recording area An information reading apparatus for an optical recording medium, comprising: a diffraction image signal output unit that outputs a diffraction image signal related to a diffraction image of each hologram pattern constituting each hologram pattern row. Or
“(Claim 3)
An information reading device for an optical recording medium according to claim 1 or 2,
The storage means
An information reading apparatus for an optical recording medium, wherein the position information can be rewritten and changed in accordance with an arrangement structure of each hologram pattern in the information recording area in the optical recording medium. Or
“(Claim 4)
An optical recording medium used in the information reading apparatus for an optical recording medium according to claim 1,
An information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in accordance with irradiation of monochromatic light are arranged in series,
A timing information recording area in which timing information used when reading information from a number of hologram patterns in the information recording area is recorded as a series of hologram patterns;
Each hologram pattern of the information recording area is characterized in that different types of hologram patterns are arranged adjacent to each other so that a diffraction image can be generated on each divided area obtained by dividing the imaging surface into a plurality of parts. Optical recording media. Or
“(Claim 5)
An optical recording medium used in the information reading apparatus for an optical recording medium according to claim 2,
An information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in response to irradiation of monochromatic light are arranged in series and a plurality of the series of hologram pattern rows are arranged in parallel,
A timing information recording area in which timing information used when reading information from a number of hologram patterns in the information recording area is recorded as a series of hologram patterns;
Each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area has different types of hologram patterns adjacent to each other so that a diffracted image can be generated on each divided area obtained by dividing the imaging surface. An optical recording medium which is arranged. Is an object of the invention.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention of claim 1 of the present application
“When reading information from an information recording area in which a large number of hologram patterns are arranged in series on a predetermined imaging surface in response to the irradiation of monochromatic light and a large number of hologram patterns in the information recording area Timing information recording area in which a large number of timing information used for recording is recorded as a series of hologram patterns, and each hologram pattern in the information recording area generates a diffraction image on each divided area obtained by dividing the imaging surface into a plurality of parts. As possible, an optical recording medium having a configuration in which different types of hologram patterns are arranged adjacent to each other,
An information reading device that reads information from a hologram pattern in the information recording area while being conveyed in the arrangement direction of the hologram pattern in the information recording area,
Irradiation means for sequentially irradiating each hologram pattern in the information recording area and each hologram pattern in the timing information recording area at a position corresponding to each hologram pattern in the information recording area,
An imaging signal output means for generating and outputting an imaging signal including a diffraction image generated based on reception of diffracted light of monochromatic light applied to each hologram pattern in the information recording area;
Timing information output means for outputting timing information based on reception of diffracted light of monochromatic light irradiated to each hologram pattern in the timing information recording area;
Storage means for storing the position information of each divided area on the imaging surface in association with different types of hologram patterns in the information recording area;
Discrimination information output means for outputting discrimination information for discriminating different types of hologram patterns in the information recording area irradiated with monochromatic light;
Using the timing information, by cutting out a signal related to the diffraction image generated on the divided area specified based on the position information and the discrimination information from the imaging signal, each information recording area An information reading apparatus for an optical recording medium, comprising: a diffraction image signal output unit that outputs a diffraction image signal related to a diffraction image of a hologram pattern. "I will provide a.
[0021]
In order to solve the above problems, the invention of claim 2 of the present application is
"Information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in response to irradiation of monochromatic light are arranged in series and a plurality of the series of hologram pattern rows are arranged in parallel, and the information recording Timing information recording area in which a large number of timing information used for reading information from a large number of hologram patterns in the area is recorded as a series of hologram patterns, and each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area Is an optical recording medium having a configuration in which different types of hologram patterns are arranged adjacent to each other so that a diffraction image can be generated on each divided area obtained by dividing the imaging surface into a plurality of areas.
An information reading device that reads out information from each hologram pattern row in the information recording area by irradiating monochromatic light so as to straddle all the hologram pattern rows while being conveyed in the arrangement direction of the hologram pattern rows in the information recording area There,
Each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area and each hologram pattern in the timing information recording area at a position corresponding to each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area And irradiation means for sequentially irradiating monochromatic light,
Imaging signal output for generating and outputting an imaging signal including a diffraction image generated based on reception of diffracted light of monochromatic light irradiated to each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area from the imaging surface Means,
Timing information output means for outputting timing information based on reception of diffracted light of monochromatic light irradiated to each hologram pattern in the timing information recording area;
Storage means for storing position information of each of the divided areas on the imaging surface in association with different types of hologram patterns constituting the hologram pattern rows of the information recording area;
Discriminating information output means for outputting discriminating information for discriminating different types of hologram patterns constituting the hologram pattern rows of the information recording area irradiated with monochromatic light;
Using the timing information, the signal related to the diffraction image generated on the divided area specified based on the position information and the discrimination information is cut out from the imaging signal, thereby the information recording area An information reading apparatus for an optical recording medium, comprising: a diffraction image signal output unit that outputs a diffraction image signal related to a diffraction image of each hologram pattern constituting each hologram pattern row. "I will provide a.
[0022]
In order to solve the above problems, the invention of claim 3 of the present application is
“An information reading device for an optical recording medium according to claim 1 or 2,
The storage means
An information reading apparatus for an optical recording medium, wherein the position information can be rewritten and changed in accordance with an arrangement structure of each hologram pattern in the information recording area in the optical recording medium. "I will provide a.
[0023]
In order to solve the above problems, the invention of claim 4 of the present application is
“An optical recording medium used in the information reading apparatus for an optical recording medium according to claim 1,
An information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in accordance with irradiation of monochromatic light are arranged in series,
A timing information recording area in which timing information used when reading information from a number of hologram patterns in the information recording area is recorded as a series of hologram patterns;
Each hologram pattern of the information recording area is characterized in that different types of hologram patterns are arranged adjacent to each other so that a diffraction image can be generated on each divided area obtained by dividing the imaging surface into a plurality of parts. Optical recording media. "I will provide a.
[0024]
In order to solve the above problems, the invention of claim 5 of the present application is
“An optical recording medium used in the information reading apparatus for an optical recording medium according to claim 2,
An information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in response to irradiation of monochromatic light are arranged in series and a plurality of the series of hologram pattern rows are arranged in parallel,
A timing information recording area in which timing information used when reading information from a number of hologram patterns in the information recording area is recorded as a series of hologram patterns;
Each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area has different types of hologram patterns adjacent to each other so that a diffracted image can be generated on each divided area obtained by dividing the imaging surface. An optical recording medium which is arranged. "I will provide a.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an optical recording medium information reading apparatus and an optical recording medium according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In order to avoid duplication, the same elements as those of the related art described above are partially omitted, and the same elements are denoted by the same reference numerals.
[0026]
In this embodiment,
“(Claim 1)
When reading information from an information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in response to monochromatic light irradiation are arranged in series, and a large number of hologram patterns in the information recording area A timing information recording area in which a number of timing information to be used is recorded as a series of hologram patterns. Each hologram pattern in the information recording area can generate a diffraction image on each divided area obtained by dividing the imaging surface into a plurality of areas. As such, an optical recording medium having a configuration in which different types of hologram patterns are arranged adjacent to each other,
An information reading device that reads information from a hologram pattern in the information recording area while being conveyed in the arrangement direction of the hologram pattern in the information recording area,
Irradiation means for sequentially irradiating each hologram pattern in the information recording area and each hologram pattern in the timing information recording area at a position corresponding to each hologram pattern in the information recording area,
An imaging signal output means for generating and outputting an imaging signal including a diffraction image generated based on reception of diffracted light of monochromatic light applied to each hologram pattern in the information recording area;
Timing information output means for outputting timing information based on reception of diffracted light of monochromatic light irradiated to each hologram pattern in the timing information recording area;
Storage means for storing the position information of each divided area on the imaging surface in association with different types of hologram patterns in the information recording area;
Discrimination information output means for outputting discrimination information for discriminating different types of hologram patterns in the information recording area irradiated with monochromatic light;
Using the timing information, by cutting out a signal related to the diffraction image generated on the divided area specified based on the position information and the discrimination information from the imaging signal, each information recording area An information reading apparatus for an optical recording medium, comprising: a diffraction image signal output unit that outputs a diffraction image signal related to a diffraction image of a hologram pattern. Or
“(Claim 2)
An information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in response to irradiation of monochromatic light are arranged in series and a plurality of the series of hologram pattern rows are arranged in parallel, and the information recording area Timing information recording area in which a large number of timing information used when reading information from a large number of hologram patterns is recorded as a series of hologram patterns, and each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area is An optical recording medium having a configuration in which different types of hologram patterns are arranged adjacent to each other so that a diffraction image can be generated on each divided area obtained by dividing the imaging surface into a plurality of areas,
An information reading device that reads out information from each hologram pattern row in the information recording area by irradiating monochromatic light so as to straddle all the hologram pattern rows while being conveyed in the arrangement direction of the hologram pattern rows in the information recording area There,
Each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area and each hologram pattern in the timing information recording area at a position corresponding to each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area And irradiation means for sequentially irradiating monochromatic light,
Imaging signal output for generating and outputting an imaging signal including a diffraction image generated based on reception of diffracted light of monochromatic light irradiated to each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area from the imaging surface Means,
Timing information output means for outputting timing information based on reception of diffracted light of monochromatic light irradiated to each hologram pattern in the timing information recording area;
Storage means for storing position information of each of the divided areas on the imaging surface in association with different types of hologram patterns constituting the hologram pattern rows of the information recording area;
Discriminating information output means for outputting discriminating information for discriminating different types of hologram patterns constituting the hologram pattern rows of the information recording area irradiated with monochromatic light;
Using the timing information, the signal related to the diffraction image generated on the divided area specified based on the position information and the discrimination information is cut out from the imaging signal, thereby the information recording area An information reading apparatus for an optical recording medium, comprising: a diffraction image signal output unit that outputs a diffraction image signal related to a diffraction image of each hologram pattern constituting each hologram pattern row. Or
“(Claim 3)
An information reading device for an optical recording medium according to claim 1 or 2,
The storage means
An information reading apparatus for an optical recording medium, wherein the position information can be rewritten and changed in accordance with an arrangement structure of each hologram pattern in the information recording area in the optical recording medium. Or
“(Claim 4)
An optical recording medium used in the information reading apparatus for an optical recording medium according to claim 1,
An information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in accordance with irradiation of monochromatic light are arranged in series,
A timing information recording area in which timing information used when reading information from a number of hologram patterns in the information recording area is recorded as a series of hologram patterns;
Each hologram pattern of the information recording area is characterized in that different types of hologram patterns are arranged adjacent to each other so that a diffraction image can be generated on each divided area obtained by dividing the imaging surface into a plurality of parts. Optical recording media. Or
“(Claim 5)
An optical recording medium used in the information reading apparatus for an optical recording medium according to claim 2,
An information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in response to irradiation of monochromatic light are arranged in series and a plurality of the series of hologram pattern rows are arranged in parallel,
A timing information recording area in which timing information used when reading information from a number of hologram patterns in the information recording area is recorded as a series of hologram patterns;
Each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area has different types of hologram patterns adjacent to each other so that a diffracted image can be generated on each divided area obtained by dividing the imaging surface. An optical recording medium which is arranged. It is characterized in that
[0027]
FIG. 5 is a plan view of the optical recording medium (hereinafter referred to as an optical card or CGH card) of this embodiment.
The optical card is composed of four rows of information CGH (5a1) (5a2) (5a3) (5a4), which are composed of rows of hologram patterns arranged at equal intervals on a straight line in the X direction (the horizontal direction in the figure), and the capture timing thereof. It has one control CGH column (5b) to know.
Note that the information CGH column may be configured by only one column in addition to the configuration illustrated in FIG.
[0028]
The control CGH (5b) is composed of two types of CGHs in which reflection diffraction images are formed in different regions of the PD, and is arranged so that the two types of control CGHs are switched at the center position of each information CGH in the X direction shown in the figure. This is the same as the conventional configuration.
The diffracted image of the control CGH (5b) forms a bright spot image on each substantially dot in each of the divided areas on the two-divided PD arranged at a position determined by design.
The number of control CGHs included in the control CGH is arranged at least one more than the number of information CGHs included in the information CGH sequence.
This is because, as described above, the control CGH and the information CGH are arranged in a staggered manner in the transport direction and the control CGH needs to protrude in the horizontal direction for preamble (tracking start detection).
[0029]
The information CGH (5a1), (5a2), (5a3), and (5a4) arranged in four columns are arranged in the Y direction (vertical direction in FIG. 5), and a total of four hologram patterns across the four columns will be described later. At the same time, the laser beam is irradiated to read out the diffraction image, and the four diffraction images form a diffraction image in four different areas on the image sensor surface.
[0030]
Furthermore, with respect to the above four hologram patterns, each of the four hologram patterns adjacent in the X direction (horizontal direction right and left) is an area where each of the four hologram patterns is in a different position on the imaging surface. Each area is configured to be different from the area of the four adjacent hologram patterns.
Therefore, it can be said that a plurality of groups of four hologram patterns, which are divided into two different types due to different diffraction image areas, are alternately arranged in the X direction. At this time, there are at least eight different areas that do not overlap each other on the imaging surface of the imaging device on the reading device side.
[0031]
In addition, in the optical card technology using CGH, the present applicant has filed a patent application for a configuration in which a machine reads a hologram pattern and destroys it in order to display the remaining amount with a prepaid card or the like. However, since there is no essential connection with the present invention, it will not be mentioned in this application.
[0032]
FIG. 6 is a schematic external view of the CGH card reader device in the present embodiment.
In FIG. 6, the data CGH data is read by manually sliding the optical card (6c) in the groove (6b) provided in the housing (6a).
[0033]
In addition, the housing (6a) is provided with a display unit (6d) formed of a liquid crystal panel, and can display information such as a reading result. Furthermore, a USB standard interface means (6e) is provided as an interface with the personal computer. The interface is a USB (Universal Serial Bus) standard, but is not limited to this.
[0034]
FIG. 7 is a cross-sectional view of the main part of the reader device for reading the CGH card. FIG. 7A is a plan view of the reader device as viewed from above, and FIG. 7B is a side view of the reader device as viewed from a direction perpendicular thereto.
[0035]
As shown in FIG. 7, the light beam branched into five by the beam splitter (7a2) using the laser (7a) as a light source is orthogonal to the CGH arrangement (Y direction shown in FIG. 5). The four pieces of information CGH straddling the CGH row and the control CGH are arranged to be irradiated simultaneously.
[0036]
All diffraction images of information CGH (5a) are imaged on a CMOS sensor (7b), which is an imaging device capable of high-speed capture, and a diffraction image of control CGH (5b) is imaged on PD (7c).
The diffraction image capturing timing control in the CMOS sensor (7b) is performed by capturing a signal in synchronization with the timing signal using the zero cross point of the difference signal of the control CGH, that is, imaging, as in the conventional example using the CCD described above. It is also possible to adopt a configuration to perform.
However, in the present embodiment, the capture (imaging) of the signal of the CMOS sensor (7b) is performed continuously at a high speed regardless of the timing signal, and a partial image within the imaging surface is obtained using the timing signal from the captured imaging signal. The area signal is extracted.
[0037]
FIG. 8 shows a block diagram of the reading apparatus of this embodiment.
In FIG. 8, the laser (7a), which is a light source, is controlled by the LD Driver (8a) so as to emit light only during the on period (period in which the card is inserted) of the card insertion sensor (8b).
Similarly, the controller (8d) controls the CMOS sensor (7b) so that only the ON period of the sensor (8b) is captured by the capture signal from the timing generation unit (8c).
[0038]
The CMOS sensor (7b) quantizes the captured image data and outputs it as 8-bit data.
The recognition unit (8e) quantizes each data of the control CGH (5b) into “1” and “0” using threshold values, and the display unit (8f) displays the contents of the data recognized by the recognition unit (8e). .
Further, the recognition result data or the image signal taken in by the CMOS sensor (7b) can be sent to a personal computer or the like arranged outside the apparatus via the PC interface (8g), and stored or displayed.
[0039]
The operation of extracting (cutting out) a signal of a specific area on the imaging surface from the imaging signal continuously output by the CMOS sensor (7b) at a high speed will be described below.
[0040]
FIG. 9 shows an area where a diffraction image of each information CGH is formed on the imaging surface (90) of the CMOS (7b) sensor.
The CMOS (7b) sensor has a general-purpose, uniform imaging surface, and a plurality of areas of the imaging surface shown in FIG. 9 are illustrated by dividing an area where a signal is extracted from the imaging signal by the following operation. It is a thing.
As shown in FIG. 9, the imaging surface (90) has nine areas in total, and the nine areas are eight information CGH diffraction image areas (9a) (9b) (9c) (9d) (9e). (9f) (9g) (9h) and noise area (9i).
Here, the noise area (9i) is an area for detecting disturbance light and background noise that affects the entire element due to the imaging element characteristics.
Unlike the present embodiment, it is also possible to adopt a configuration in which the noise area (9i) is not provided.
[0041]
FIG. 10 (1) shows an image formation pattern when a diffraction image by information CGH is taken at an optimal timing (no crosstalk due to a shift at the time of capture), and FIG. 10 (2) shows a CGH card surface at that time. The positional relationship between the upper light beam and CGH is shown.
[0042]
The reflection diffraction images generated by the information CGH by irradiating the optical card with laser light are referred to as information CGH1-1 (9a), 2-1 (9c), 3-1 (9e), and 4-1 (9g). 4 areas and 4 areas of control CGH1-2 (9b), 2-2 (9d), 3-2 (9f), and 4-2 (9h) alternately according to the card transport Then, a diffraction image having a substantially dot luminance pattern is formed.
10 and 11, the illustration of the substantially dot luminance pattern is omitted, and black circles and the like are used for the purpose of indicating the area where the diffraction image is currently formed.
[0043]
FIG. 11 (1) shows an imaging pattern when the capture timing is shifted, and FIG. 11 (2) shows the positional relationship between the light beam on the CGH card surface and the CGH at that time.
For example, if a laser beam irradiation spot partially covers the adjacent CGH, the image should be imaged only in the CGH1-1 area (9a), but the CGH1-2 (9b) also has a weak light quantity but a diffraction image. Form an image.
[0044]
An operation in which the reading apparatus according to the present embodiment reads a diffraction image without reading deviation (no crosstalk) using the CGH card will be described below.
FIG. 12 is a block diagram of the recognition unit (8e) in the reading apparatus.
For the recognition (reading of the diffraction image), the addition data of each area is used as described below.
Each area is a constant area having an area slightly larger than the actual size of the diffraction image, and the imaging position moves from the design position due to the error in the positional relationship between the laser, the image sensor, and the CGH as the characteristics of the CGH. It is possible to absorb this.
[0045]
The reading operation will be described step by step.
When the current optical card is scanned by a reader, the diffraction image of the information CGH connected on the image sensor is assumed to be the area shown in FIG.
The reader recognizes that the position of the diffraction image generated by the information CGH currently irradiated with the laser light is not the area of FIG. 10 (1) -2 but the area of FIG. 10 (1) -1. I have to do it. That is, it is necessary to determine which of the two types of information CGH arranged alternately is currently irradiated with the laser beam.
In the present embodiment, the above determination is performed by the following configuration.
[0046]
As described with reference to FIG. 3 in the configuration of the prior art, in the control CGH column, two types of control CGH are alternately arranged, and two signals output from the PD (7c) receiving light (PD A, FIG. The trigger signal obtained by binarizing the difference signal of PDB) with a predetermined threshold has rising and falling points as shown in FIG. The rising point is output at a timing corresponding to one of the information CGH, and the falling point is output at a timing corresponding to the other.
[0047]
Therefore, the control unit (12a) of the recognition unit can easily discriminate between the two types of information CGH by checking the trigger signal in the timing signal and detecting whether it is a rising point or a falling point. Is possible.
[0048]
Alternatively, it can be determined by other configurations.
For example, the control CGH row has a starting point where the laser beam is first irradiated when the card is conveyed from one end, and the type of information CGH in the initial state where the starting point is irradiated is determined in advance. After that, the type of information CGH may be alternately switched according to the output of the timing signal (taken control signal in FIG. 3) output according to the conveyance.
[0049]
The control unit (12a) inside the recognition unit (8e) shown in FIG. 12 is connected to an area (in this description, (9a) (9c) ( Only the signals 9e) and (9g)) are extracted from the imaging signal.
That is, the addition enable signal to the adder / subtractor circuit 1 is turned on only when the signal of the area 9a is input, and the signal is accumulated in the adder / subtractor circuit 1 among the image signals of the entire image pickup surface that are sequentially input on the scanning lines. Similarly, the addition enable signal to the addition / subtraction circuit 2 is turned on only when the area 9c is input, and the signal is accumulated in the addition / subtraction circuit 2. Similarly, the addition enable signal to the addition / subtraction circuit 3 is turned on only when the area 9 e is input, and the signal is accumulated in the addition / subtraction circuit 3. Similarly, the addition enable signal to the addition / subtraction circuit 4 is turned on only when the area 9g is input, and the signal is accumulated in the addition / subtraction circuit 4.
[0050]
As described above, in the recognition unit (8e), only the information CGH (X) -1 areas (9a) (9c) (9e) (9g) are obtained in real time from the image data of the entire imaging surface captured sequentially in the scanning lines. And the noise area data are subtracted at the same time.
[0051]
The signals of only the areas (9a), (9c), (9e), and (9g) connected by the normal diffraction image by the enable signal are added, and the areas (9b), (9d), (9f), and (9h) are added by the adjacent information hologram pattern. It is possible to extract only signals that do not contain unnecessary signals (crosstalk signals) from the diffraction image generated in (1).
The obtained signal is compared with a predetermined threshold value K, and “1” and “0” of each data is determined and quantization is performed.
Here, the threshold value K is desirably set to a value having a margin in consideration of variations that cannot be absorbed by the noise area data to be subtracted.
[0052]
When the card is transported and the next timing signal is input, signal addition and quantization are similarly performed using information CGH (X) -2 area (9b) (9d) (9f) (9h).
CGH (X) means CGH (1), CGH (2), CGH (3), and CGH (4).
[0053]
In this case as well, the addition enable signal is issued only for the areas (9b), (9d), (9f), and (9h) connected by the regular diffraction images, and mixing of signals (crosstalk) in adjacent areas is prevented. The
That is, in order to extract only the signals of the areas (9b), (9d), (9f), and (9h) from the image pickup signal, the addition / subtraction circuit 1 is applied only when the area 9b is input, among the image pickup signals of the entire image pickup surface sequentially input by the scanning lines. The addition enable signal is turned on, and the signal is accumulated in the addition / subtraction circuit 1. Similarly, the addition enable signal to the addition / subtraction circuit 2 is turned on only when the area 9d is input, and the signal is accumulated in the addition / subtraction circuit 2. Similarly, the addition enable signal to the addition / subtraction circuit 3 is turned on only when the area 9f is input, and the signal is accumulated in the addition / subtraction circuit 3. Similarly, the addition enable signal to the addition / subtraction circuit 4 is turned on only when the area 9h is input, and the signal is accumulated in the addition / subtraction circuit 4.
[0054]
Since the above configuration is adopted, the influence of the information CGH adjacent in the card transport direction (the X direction in FIG. 5) does not affect the own area, thereby preventing crosstalk and improving the reliability of the data in the own area. , Reading errors and misrecognition can be prevented.
[0055]
The read data is sequentially stored in a storage unit (not shown) and displayed on the liquid crystal panel (6d) attached to the housing (6a). It is also possible to display on a display screen of a personal computer installed outside the reading device via the PC interface (6e).
A storage unit with a larger storage capacity is provided in the reading device to store the captured image data, the reading device displays only the read signal, and the image data is imported to an external personal computer as necessary. You may make it look at an image.
In this case, the pattern of the diffracted image of the information CGH is made to represent a specific shape, for example, a logo mark indicating the brand of the product, rather than a substantially dot, and a system for simple recognition with a reading device and more detailed pattern recognition with a personal computer is constructed. It is also possible to do.
[0056]
Further, by configuring the recognition unit (8e) with hardware such as a programmable FPGA that can be changed by software download from the terminal of the communication line or exchange of the internal ROM, for example, information CGH as in the optical card shown in FIG. Even when the row is changed from 4 rows to 3 rows and the specification of the card having the diffraction characteristics (diffractive image arrangement structure) shown in FIG. 14 is changed, it is possible to easily change the area from which signals are cut out. Become. In FIG. 14, the noise area is different from other areas, but the area is the same.
[0057]
Note that the configuration of the embodiment described above is one embodiment of the present invention, and other configurations are naturally possible for the configuration of the CGH array on the card surface and the setting of the area in the imaging surface. Of course, the description is not limited.
The CGH may be configured to generate a transmission diffraction image instead of a reflection diffraction image, and is included in the present invention.
[0058]
Further, the timing information recording area (5b) of the present invention described above is formed on the card or inside the card as a series of hologram patterns with a large number of timing information. However, the present invention is not limited thereto, and timing information recording occurs. Means can be configured.
For example, a light-shielding pattern in which slits at equal intervals, such as a barcode, are provided in a continuous manner is formed on the card, and a timing signal is obtained by scanning the light-shielding pattern using an optical scanning means such as a photo interrupter. It is good also as a structure.
[0059]
Alternatively, as another configuration, the reader is configured to convey the card by motor driving instead of manually conveying the driving pulse current (voltage) waveform of the stepping motor as a driving source, or the rotation of the motor, the card An encoder that outputs a signal that changes according to movement or the like may be provided to obtain timing information (timing signal) from the encoder output signal.
[0060]
In addition, although the card is provided with a timing information recording area (5b) (control CGH) in which a large number of hologram patterns are continuous as in the configuration of the present embodiment described above, it is formed in response to laser light irradiation. Instead of using a dedicated PD as means for receiving the diffraction image, the diffraction pattern of the control CGH may also be received on the imaging surface of the imaging device that receives the diffraction image of the information CGH.
[0061]
As described above, the specific configuration can be realized in various modes, but timing information generating means for generating timing information that changes in accordance with card transfer or switching of an information recording hologram pattern to be scanned. Each of the holograms in the information recording area by cutting out from the imaging signal a signal related to the diffraction image generated on the divided area of the imaging surface identified based on the position information and the discrimination information using the timing information Since it is configured to have a diffraction image signal output means for outputting a diffraction image signal related to the diffraction image of the pattern, the reading apparatus of the present invention is an information hologram for scanning the recording position of the diffraction image representing information on the imaging surface or an optical recording medium. It is also effective to obtain a read signal with crosstalk suppressed by changing according to the movement of the pattern. , And the present invention and their construction are included.
[0062]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the information reading apparatus and the optical recording medium of the present invention, the configuration capable of preventing the influence of crosstalk between adjacent information CGHs and reading data at high speed is simple addition / subtraction. It becomes possible by adding only the circuit, and there is an effect that the reliability and operability of the optical recording card and the card reader device are improved and the cost is reduced.
[0063]
In addition, since the configuration of the reading operation can be configured by hardware, high-speed scanning and real-time recognition of the optical card is possible. Therefore, a flexible configuration in which the optical card is manually transported and read by the reader device is possible, and an effect of expanding the application area of the optical recording medium is added.
[0064]
That is,
“(Claim 1)
When reading information from an information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in response to monochromatic light irradiation are arranged in series, and a large number of hologram patterns in the information recording area A timing information recording area in which a number of timing information to be used is recorded as a series of hologram patterns. Each hologram pattern in the information recording area can generate a diffraction image on each divided area obtained by dividing the imaging surface into a plurality of areas. As such, an optical recording medium having a configuration in which different types of hologram patterns are arranged adjacent to each other,
An information reading device that reads information from a hologram pattern in the information recording area while being conveyed in the arrangement direction of the hologram pattern in the information recording area,
Irradiation means for sequentially irradiating each hologram pattern in the information recording area and each hologram pattern in the timing information recording area at a position corresponding to each hologram pattern in the information recording area,
An imaging signal output means for generating and outputting an imaging signal including a diffraction image generated based on reception of diffracted light of monochromatic light applied to each hologram pattern in the information recording area;
Timing information output means for outputting timing information based on reception of diffracted light of monochromatic light irradiated to each hologram pattern in the timing information recording area;
Storage means for storing the position information of each divided area on the imaging surface in association with different types of hologram patterns in the information recording area;
Discrimination information output means for outputting discrimination information for discriminating different types of hologram patterns in the information recording area irradiated with monochromatic light;
Using the timing information, by cutting out a signal related to the diffraction image generated on the divided area specified based on the position information and the discrimination information from the imaging signal, each information recording area An information reading apparatus for an optical recording medium, comprising: a diffraction image signal output unit that outputs a diffraction image signal related to a diffraction image of a hologram pattern. Therefore, an effect of providing an information reading device for an optical recording medium in which crosstalk is prevented can be obtained.
[0065]
Also,
“(Claim 2)
An information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in response to irradiation of monochromatic light are arranged in series and a plurality of the series of hologram pattern rows are arranged in parallel, and the information recording area Timing information recording area in which a large number of timing information used when reading information from a large number of hologram patterns is recorded as a series of hologram patterns, and each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area is An optical recording medium having a configuration in which different types of hologram patterns are arranged adjacent to each other so that a diffraction image can be generated on each divided area obtained by dividing the imaging surface into a plurality of areas,
An information reading device that reads out information from each hologram pattern row in the information recording area by irradiating monochromatic light so as to straddle all the hologram pattern rows while being conveyed in the arrangement direction of the hologram pattern rows in the information recording area There,
Each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area and each hologram pattern in the timing information recording area at a position corresponding to each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area And irradiation means for sequentially irradiating monochromatic light,
Imaging signal output for generating and outputting an imaging signal including a diffraction image generated based on reception of diffracted light of monochromatic light irradiated to each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area from the imaging surface Means,
Timing information output means for outputting timing information based on reception of diffracted light of monochromatic light irradiated to each hologram pattern in the timing information recording area;
Storage means for storing position information of each of the divided areas on the imaging surface in association with different types of hologram patterns constituting the hologram pattern rows of the information recording area;
Discriminating information output means for outputting discriminating information for discriminating different types of hologram patterns constituting the hologram pattern rows of the information recording area irradiated with monochromatic light;
Using the timing information, the signal related to the diffraction image generated on the divided area specified based on the position information and the discrimination information is cut out from the imaging signal, thereby the information recording area An information reading apparatus for an optical recording medium, comprising: a diffraction image signal output unit that outputs a diffraction image signal related to a diffraction image of each hologram pattern constituting each hologram pattern row. Therefore, an information reading apparatus for an optical recording medium in which crosstalk is prevented is provided, and the effect of realizing a CGH card with a large amount of information is added because the information CGH is in a plurality of columns.
[0066]
Also,
“(Claim 3)
An information reading device for an optical recording medium according to claim 1 or 2,
The storage means
An information reading apparatus for an optical recording medium, wherein the position information can be rewritten and changed in accordance with an arrangement structure of each hologram pattern in the information recording area in the optical recording medium. Therefore, even when the CGH card specifications are changed for performance improvement or when the CGH cards having a plurality of different specifications are used in combination, the information reading apparatus can easily cope with the effect.
[0067]
Also,
“(Claim 4)
An optical recording medium used in the information reading apparatus for an optical recording medium according to claim 1,
An information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in accordance with irradiation of monochromatic light are arranged in series,
A timing information recording area in which timing information used when reading information from a number of hologram patterns in the information recording area is recorded as a series of hologram patterns;
Each hologram pattern of the information recording area is characterized in that different types of hologram patterns are arranged adjacent to each other so that a diffraction image can be generated on each divided area obtained by dividing the imaging surface into a plurality of parts. Optical recording media. Therefore, there is an effect of providing an optical recording medium that prevents crosstalk.
[0068]
Also,
“(Claim 5)
An optical recording medium used in the information reading apparatus for an optical recording medium according to claim 2,
An information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in response to irradiation of monochromatic light are arranged in series and a plurality of the series of hologram pattern rows are arranged in parallel,
A timing information recording area in which timing information used when reading information from a number of hologram patterns in the information recording area is recorded as a series of hologram patterns;
Each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area has different types of hologram patterns adjacent to each other so that a diffracted image can be generated on each divided area obtained by dividing the imaging surface. An optical recording medium which is arranged. Therefore, it is possible to provide an optical recording medium for preventing crosstalk and to provide an optical recording medium having a larger amount of information because the information CGH is composed of a plurality of columns.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a CGH card according to the prior art.
FIG. 2 is an explanatory diagram of an information reading operation in a conventional CGH card.
FIG. 3 is a timing chart of tracking signals in a conventional CGH card and reading device.
FIG. 4 is an explanatory diagram of crosstalk in a conventional CGH card.
FIG. 5 is a plan view of a CGH card according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic external view of a reading apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of an information reading operation performed by the CGH card and the reading device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram of a CGH card reader according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view of an imaging surface of a CGH card reading device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of an information reading operation of the CGH card reading device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram of an information reading operation of the CGH card reading device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram of a recognition unit in the CGH card reading apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a plan view of another configuration example of the CGH card according to the embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a plan view of another configuration of the imaging surface of the CGH card reader according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
5a1, 5a2, 5a3, 5a4 Information CGH (information recording area)
5b Control CGH (timing information recording area)
7a Laser (irradiation means)
7b CMOS sensor (imaging signal output means)
7c PD (timing information output means)
8e recognition unit (storage means, diffraction image signal output means)
9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f, 9g, 9h Information CGH area (divided area)
12a Control unit in recognition unit (discrimination information output means)
90 Imaging surface

Claims (5)

単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列してなる情報記録エリアと、前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されている構成の光記録媒体を、
前記情報記録エリアのホログラムパターンの配列方向に搬送しつつ前記情報記録エリアのホログラムパターンから情報を読み出す情報読み取り装置であって、
前記情報記録エリアの各ホログラムパターンと、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンに対応した位置にある前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンとに、単色光を順次照射する照射手段と、
前記情報記録エリアの各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づいて生成される回折像を含む撮像信号を、前記撮像面から生成出力する撮像信号出力手段と、
前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づくタイミング情報を出力するタイミング情報出力手段と、
前記撮像面における前記各分割エリアの位置情報をそれぞれ、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの異なる種類に対応づけて記憶する記憶手段と、
単色光が照射される前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの異なる種類を判別した判別情報を出力する判別情報出力手段と、
前記タイミング情報を用いて、前記位置情報と前記判別情報とに基づいて特定される前記分割エリア上に生成される回折像に係る信号を、前記撮像信号から切り出すことにより、前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの回折像に係る回折像信号を出力する回折像信号出力手段とを備えることを特徴とする光記録媒体の情報読み取り装置。
When reading information from an information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in response to monochromatic light irradiation are arranged in series, and a large number of hologram patterns in the information recording area A timing information recording area in which a number of timing information to be used is recorded as a series of hologram patterns. Each hologram pattern in the information recording area can generate a diffraction image on each divided area obtained by dividing the imaging surface into a plurality of areas. As such, an optical recording medium having a configuration in which different types of hologram patterns are arranged adjacent to each other,
An information reading device that reads information from a hologram pattern in the information recording area while being conveyed in the arrangement direction of the hologram pattern in the information recording area,
Irradiation means for sequentially irradiating each hologram pattern in the information recording area and each hologram pattern in the timing information recording area at a position corresponding to each hologram pattern in the information recording area,
An imaging signal output means for generating and outputting an imaging signal including a diffraction image generated based on reception of diffracted light of monochromatic light applied to each hologram pattern in the information recording area;
Timing information output means for outputting timing information based on reception of diffracted light of monochromatic light irradiated to each hologram pattern in the timing information recording area;
Storage means for storing the position information of each divided area on the imaging surface in association with different types of hologram patterns in the information recording area;
Discrimination information output means for outputting discrimination information for discriminating different types of hologram patterns in the information recording area irradiated with monochromatic light;
Using the timing information, by cutting out a signal related to the diffraction image generated on the divided area specified based on the position information and the discrimination information from the imaging signal, each information recording area An information reading apparatus for an optical recording medium, comprising: a diffraction image signal output unit that outputs a diffraction image signal related to a diffraction image of a hologram pattern.
単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列しかつ前記一連のホログラムパターン列を複数並列してなる情報記録エリアと、前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されている構成の光記録媒体を、
前記情報記録エリアの前記ホログラムパターン列の配列方向に搬送しつつ、前記ホログラムパターン列の全てに跨るように単色光を照射して前記情報記録エリアの各ホログラムパターン列から情報を読み出す情報読み取り装置であって、
前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンと、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンにそれぞれ対応した位置にある前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンとに、単色光を順次照射する照射手段と、
前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づいて生成される回折像を含む撮像信号を、前記撮像面から生成出力する撮像信号出力手段と、
前記タイミング情報記録エリアの各ホログラムパターンに照射した単色光の回折光の受光に基づくタイミング情報を出力するタイミング情報出力手段と、
前記撮像面における前記各分割エリアの位置情報をそれぞれ、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンの異なる種類に対応づけて記憶する記憶手段と、
単色光が照射される前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンの異なる種類を判別した判別情報を出力する判別情報出力手段と、
前記タイミング情報を用いて、前記位置情報と前記判別情報とに基づいて特定される前記分割エリア上に生成される回折像に係る信号を、前記撮像信号から切り出すことにより、前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンの回折像に係る回折像信号を出力する回折像信号出力手段とを備えることを特徴とする光記録媒体の情報読み取り装置。
An information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in response to irradiation of monochromatic light are arranged in series and a plurality of the series of hologram pattern rows are arranged in parallel, and the information recording area Timing information recording area in which a large number of timing information used when reading information from a large number of hologram patterns is recorded as a series of hologram patterns, and each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area is An optical recording medium having a configuration in which different types of hologram patterns are arranged adjacent to each other so that a diffraction image can be generated on each divided area obtained by dividing the imaging surface into a plurality of areas,
An information reading device that reads out information from each hologram pattern row in the information recording area by irradiating monochromatic light so as to straddle all the hologram pattern rows while being conveyed in the arrangement direction of the hologram pattern rows in the information recording area There,
Each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area and each hologram pattern in the timing information recording area at a position corresponding to each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area And irradiation means for sequentially irradiating monochromatic light,
Imaging signal output for generating and outputting an imaging signal including a diffraction image generated based on reception of diffracted light of monochromatic light irradiated to each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area from the imaging surface Means,
Timing information output means for outputting timing information based on reception of diffracted light of monochromatic light irradiated to each hologram pattern in the timing information recording area;
Storage means for storing position information of each of the divided areas on the imaging surface in association with different types of hologram patterns constituting the hologram pattern rows of the information recording area;
Discriminating information output means for outputting discriminating information for discriminating different types of hologram patterns constituting the hologram pattern rows of the information recording area irradiated with monochromatic light;
Using the timing information, the signal related to the diffraction image generated on the divided area specified based on the position information and the discrimination information is cut out from the imaging signal, thereby the information recording area An information reading apparatus for an optical recording medium, comprising: a diffraction image signal output unit that outputs a diffraction image signal related to a diffraction image of each hologram pattern constituting each hologram pattern row.
請求項1又は請求項2記載の光記録媒体の情報読み取り装置であって、
前記記憶手段は、
光記録媒体における前記情報記録エリアの各ホログラムパターンの配列構造に応じて、前記位置情報の書換え変更が可能であることを特徴とする光記録媒体の情報読み取り装置。
An information reading device for an optical recording medium according to claim 1 or 2,
The storage means
An information reading apparatus for an optical recording medium, wherein the position information can be rewritten and changed in accordance with an arrangement structure of each hologram pattern in the information recording area in the optical recording medium.
請求項1記載の光記録媒体の情報読み取り装置に用いられる光記録媒体であって、
単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列してなる情報記録エリアと、
前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、
前記情報記録エリアの各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されていることを特徴とする光記録媒体。
An optical recording medium used in the information reading apparatus for an optical recording medium according to claim 1,
An information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in accordance with irradiation of monochromatic light are arranged in series,
A timing information recording area in which timing information used when reading information from a number of hologram patterns in the information recording area is recorded as a series of hologram patterns;
Each hologram pattern of the information recording area is characterized in that different types of hologram patterns are arranged adjacent to each other so that a diffraction image can be generated on each divided area obtained by dividing the imaging surface into a plurality of parts. Optical recording media.
請求項2記載の光記録媒体の情報読み取り装置に用いられる光記録媒体であって、
単色光の照射に応じて所定の撮像面上に回折像を生成するためのホログラムパターンを多数一連に配列しかつ前記一連のホログラムパターン列を複数並列してなる情報記録エリアと、
前記情報記録エリアの多数のホログラムパターンから情報を読み出す際に用いるタイミング情報を多数一連のホログラムパターンとして記録してあるタイミング情報記録エリアとを備え、
前記情報記録エリアの前記各ホログラムパターン列を構成する各ホログラムパターンは、前記撮像面を複数分割した各分割エリア上に回折像をそれぞれ生成可能なように、異なる種類のホログラムパターン同士が隣接して配列されていることを特徴とする光記録媒体。
An optical recording medium used in the information reading apparatus for an optical recording medium according to claim 2,
An information recording area in which a large number of hologram patterns for generating a diffraction image on a predetermined imaging surface in response to irradiation of monochromatic light are arranged in series and a plurality of the series of hologram pattern rows are arranged in parallel,
A timing information recording area in which timing information used when reading information from a number of hologram patterns in the information recording area is recorded as a series of hologram patterns;
Each hologram pattern constituting each hologram pattern row in the information recording area has different types of hologram patterns adjacent to each other so that a diffracted image can be generated on each divided area obtained by dividing the imaging surface. An optical recording medium which is arranged.
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