JP3977088B2 - 情報記録媒体の発行装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＤカード，クレジットカード等のカード分野，証明書，定期券，商品券等の金券類分野の印刷物等のセキュリティを必要とする媒体に好適に使用され、機械認識可能なホログラム又はグレーティング等の回折構造を記録した情報記録媒体の発行装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特公平８−１５３７号は、ホログラムの複数の異なる部分から、それぞれカード固有情報に対応する再生像を再生するホログラムが、前記情報による配列位置でカード基板表面に設けられているカードを提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の技術には、機械認識可能なホログラムを用いたカード（媒体）とその読取方法が記載されているが、カード固有情報を記録する具体的な手法が記載されておらず、複数の異なる部分が記載されている（図では、１０〜３０まで）が、カード毎に異なる何万〜何百万種類ものコードを付与する場合には、対処することができなかった。
【０００４】
また、ホログラムは、複数の異なる部分があるが、それらの全てを認識するためには、ホログラムが設けられているカードを移動するか、又は、光源と読取部が一体化されたセンサを移動するなどして、ホログラムとセンサとを相対的に移動させなけれならない。
このため、カードやセンサを固定した状態で読み取りが行なうことはできず、装置が複雑かつ大型となるうえ、前述したように、カード固有情報（コード数）を増加させることが、ますます困難になってしまう。
【０００５】
本発明の目的は、媒体やセンサを固定した状態で読み取ることができ、しかも、固有情報の種類（コード数）を大幅に増加させることができる情報記録媒体の発行装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、複数の機械認識可能な画素状の回折構造を記録した光記録部に、固有情報を付与して、情報記録媒体を発行する情報記録媒体の発行装置であって、前記光記録部の画素状の回折構造の破壊に用いるレーザ光を発振する破壊用レーザ発振器と、前記破壊用レーザ発振器からのレーザ光を変調する変調器と、前記変調器で変調されたレーザ光を、前記光記録部上にスキャニングして照射する偏向器と、前記変調器の変調動作を制御する制御器と、前記光記録部の画素状の回折構造の位置検出に用いるレーザ光を発振する検出用レーザ発振器と、前記検出用レーザ発振器からの１光束のレーザ光により、前記光記録部の全体を前記レーザ光及び前記情報記録媒体を相対的に移動させることなく静止状態で読み取り、再生された前記光記録部の画素状の回折構造の位置を検出する位置検出器とを備え、前記制御器は、前記位置検出器からの検出信号に基づいて、前記光記録部の画素状の回折構造を破壊して、固有情報を付与すること、を備えたことを特徴とする情報記録媒体の発行装置である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の情報記録媒体の発行装置において、前記偏向器は、前記破壊用レーザ発振器から発振されるレーザ光と、前記検出用レーザ発振器から発振されるレーザ光とを同軸で入射すること、を特徴とする情報記録媒体の発行装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面などを参照しながら、本発明の実施の形態をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明による情報記録媒体の実施形態を示す図である。
この情報記録媒体１０は、ホログラム転写箔からなる媒体基材１１上に、絵柄部１２と光記録部１３とが配置されている。
絵柄部１２は、ホログラムやグレーティングなどの回折構造による絵柄が形成されており、意匠性を持たせるために設けられている。
光記録部１３は、その画像の内部に、機械認識可能な複数の部分が目視によって確認し難いように形成されている。
【００１３】
この光記録部１３は、例えば、図１（Ｂ）に示すように、小さな画素１３（ｍ，ｎ）が複数配列され、一体化した回折構造として記録されている。これらの画素１３（ｍ，ｎ）は、それぞれ異なった再生像が記録されており、それらの再生像が再生され、受光器に入射される直前で合成された再生像となって認識される。この一体化された回折構造は、絵柄のデザインの中に、画素１３（ｍ，ｎ）のレベルで含まれている。
ここで、一体化した回折構造に入射される光は、１つの光束であり、１度に回折構造全体を照明することになる。光束の形状は、一般に円形であるが、楕円状でも、直線状（矩形状）でもよく、デザイン性のあるパターン状でもよい。
【００１４】
各画素１３（ｍ，ｎ）の大きさは、入射光のスポット径に依存するが、目視による認識が困難な大きさであるのが好ましい。
また、各画素１３（ｍ，ｎ）の間は、密着していてもよいが、若干の間隔が開いており、その間は、読み取りに関係せず、目視観察可能な回折構造が埋まっているのが好ましく、それにより、情報記録部分がカモフラージュされる効果が生じる。
さらに、各画素１３（ｍ，ｎ）には、受光器とは別に、位置検出用の再生像が発生するようになっており、後述する媒体発行時に、各画素を破壊する作業をする際の位置検出に使用される。
【００１５】
図２は、本実施形態に係る情報記録媒体の一体化した回折構造の再生像を示す斜視図である。
図２（ａ）は、一体化した回折構造を破壊する前（通常の場合）を示しているが、光記録部１３は、あらかじめ所定の位置に画素１３（ｍ，ｎ）が存在するように、任意の形状のマトリックスとなる記録面１３Ａが存在する。照明光は、記録面（マトリックス全体）１３Ａを照明するようになっている。照明された記録面１３Ａの各画素（ｍ，ｎ）から、再生像１３Ｂが発生し、その再生像１３Ｂは、受光器の直前で合成像となって結像して、機械認識される。
【００１６】
各画素（ｍ，ｎ）は、情報記録媒体１０ごとに製造又は発行するときに、それそれのコードを記録するために、所定の方法に従って、破壊される部分と残される部分が予め存在する回折構造となっている。
【００１７】
図２（ｂ）に示すように、部分的に破壊された記録面１３Ａ−１は、照明光により、各画素（ｍ，ｎ）ごとの再生像を発生するが、破壊されている部分は、再生像を発生しないため、受光器の直前で結像される再生像１３Ｂ−１は、破壊以前の再生像１３Ｂとは異なるものにすることができる。
【００１８】
ここで、各画素内に記録された回折構造とは、光学的干渉によって記録されたホログラムやグレーティングであったり、回折構造を計算によって算出してマイクロリソグラフィーの技術を用いた手法、例えば、電子線描画装置やレーザプロット装置などによる手法で、作製した光学素子、ＣＧＨなどを含むものをいう。
【００１９】
絵柄部１２を構成する回折構造からの回折光と、光記録部１３の各画素からの回折光とは、独立しており、各々の回折光は、目視を考慮した再生光と、受光器への入射を考慮した再生光とに分離され、少なくても、目視成分が受光器内に入射され、ノイズ信号として発生することはない。
【００２０】
図３は、本実施形態に係る媒体発行装置（主に、レーザ破壊装置の光学系及び制御系）を示す概略図である。
この媒体発行装置２０は、破壊用レーザ２１と、変調器２２と、偏向器２３と、検出用レーザ２４と、ビームスプリッタ２５と、位置検出器２６と、マイコン（制御器）２７等とを備えている。
【００２１】
破壊用レーザ２１は、情報記録媒体１０の光記録部１３を破壊するパワーを有する光源であればよく、半導体レーザ，ＨｅＮｅレーザ，Ａｒレーザ，ＣＯ₂ レーザ，ＹＡＧレーザなどを用いることができる。なお、半導体レーザなど内部変調が可能なレーザであれば、外部に変調器２２を設ける必要はない。
【００２２】
変調器２２は、電気的にＯＮ／ＯＦＦできればよく、例えば、ＡＯＭなどが用いられており、なるべく応答性能が高いものがよい。変調器２２は、変調可能なレーザや、変調器付きレーザを用いるようにしてもよい。
【００２３】
この偏向器２３は、情報記録媒体１０の記録面をスキャンするためのものであり、一定のスキャン範囲を持っている。この偏向器２３は、回転式ミラーなどを用いることができるが、ホログラフィックスキャナーでもよい。また、この実施形態では、偏向器２３は、１方向のみのスキャン（図３（ｂ）のＹ方向）であるが、２方向でも、特殊な偏向方向でも構わない。
なお、集光性能があり、収差が考慮され、ビームプロファイルがどのスキャン位置に対しても一定に保たれるなどの効果があってもよい。
【００２４】
検出用レーザ２４は、情報記録媒体１０を照射したときに、その部分にダメージを与えないようにしたものであればよく、例えば、半導体レーザ，ＨｅＮｅレーザなどが小型化が可能であって望ましい。
なお、検出用レーザ光は、破壊用レーザ光をビームスプリッタなどにより分割して使用してもよい。また、波長の異なるレーザ光を用いることにより、光記録部１３を印刷物などにも応用することが可能になる。
【００２５】
ビームスプリッタ２５は、破壊用レーザ２１と検出用レーザ２４からのレーザ光を同じ光学軸上に乗るように合成する光学系である。
【００２６】
位置検出器２６は、検出した光量を電気信号に変換できるものであり、安価なホトダイオードなどを用いることができる。場合によっては、ＣＣＤセンサとレンズなどで構成したカメラタイプのものを用いることもできる。
また、重要なことは、位置検出器２６は、検出用レーザ光のみを検出し、破壊用レーザ光が光記録部１３に照射されて散乱現象が生じても、破壊用レーザ光を検出しないようにしてすることである。そのためには、位置検出器２６は、配置する位置の設定、光学レンズ等による受光範囲の限定、光学フィルタなどによる受光波長の選択などの工夫が必要である。
【００２７】
マイコン２７は、位置検出器２６からの検出信号をトリガ信号として、変調器２２をＯＮ−ＯＦＦする制御器である。
【００２８】
次に、レーザ破壊による情報書込の動作を説明する。破壊用レーザ２１から発振されるレーザ光は、先ず、光学的な変調器２２に入射される。変調器２２から出射したレーザ光は、続いて、偏向器２３に入射される。
偏向器２３によりスキャンされた光は、情報記録媒体１０上の光記録部（ホログラム箔）１３全体をスキャンすることになる。
【００２９】
一方、検出用レーザ２４からのレーザ光は、ビームスプリッタ２５により、破壊用レーザ光と同軸に調整するように入射される。入射される位置は、変調器２２と偏向器２３の間が好ましい。
また、破壊用レーザ光と同軸で偏向器２３に入射された後に、同軸で情報記録媒体１０の記録面をスキャンすることになる。すなわち、破壊用レーザ２１と検出用レーザ２４のレーザ光の光学系は、ビームスプリッタ２５で合成された後に、常に、同じ光学軸上に乗るように構成されている。
【００３０】
検出用レーザ光は、変調器２２を通過させずに、常にＯＮ状態で情報記録媒体１０の記録面に入射し、スキャンする状態にしておくが、その記録面に光記録部１３が存在すると、その部分で回折、反射、散乱等の光学現象により、位置検出器２４により、その変位が検出され、光学記録部１３の画素の有無を検出することができる。
【００３１】
位置検出器２４により検出された信号は、マイコン２７に電気的にフィードバックされ、一旦メモリに記録された情報と照合されるなどして、破壊用レーザ２１を通常ＯＦＦ状態にしている変調器２３を、一旦ＯＮ状態にして、直ちに、ＯＦＦ状態へ戻す。瞬間にＯＮ状態にされた破壊用レーザ光は、光学系を通過し、情報記録媒体１０の光記録部１３に入射され、そのパワーにより、その部分を破壊する。
この一連の流れの中で、検出用レーザ２４によってスキャンされた部分の、予め設定された任意の光記録部１３の画素１３（ｍ，ｎ）を破壊することが可能になる。
【００３２】
図３（ｂ）は、スキャン方向を説明する平面図である。Ｘ方向のスキャンは、媒体搬送系で情報記録媒体１０が搬送されることによって可能となる。Ｙ方向スキャンは、図３（ａ）に示すように、破壊用レーザ光と検出用レーザ光とを、偏向器２３によって行い、情報記録媒体１０上に形成した光記録部（ホログラム箔面）１３の全体をスキャンできるように調整されている。
【００３３】
なお、Ｘ、Ｙ方向のスキャンスピードは、破壊用レーザ光のスポット径によって、光記録部１３の全面を破壊できる実用的な時間を基準にして設定されている。また、その他の媒体や光学偏向系においても、その都度設定すればよい。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によれば、光記録部１３の画素１３（ｍ，ｎ）を破壊するにより、多数の個別情報を付与することができる。
また、複数の画素状の回折構造に、１光束によって全体を照明させ（１光束照明＝１度の照明）、再生像を得るので、スキャニングさせる必要がなく、静止状態で固有情報の読み取りが可能となる。
さらに、個々の画素状の回折構造は、位置検出用再生像が記録されており、それをトリガ信号とし、任意の回折構造を破壊することによって、固有情報を得ることができる。
一方、画素状の回折構造を有する光記録部と絵柄部とは混在しており、目視で回折構造の位置を認識することが困難である。
【００３５】
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
本実施形態の発行装置は、リーダ・ライタ装置に組み込まれていてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固有情報の種類（コード数）を大幅に増加させることができる。また、１光束によって全体を照明させて再生像を得るので、スキャニングさせる必要がなく、媒体やセンサを固定した状態で読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による情報記録媒体の実施形態を示す図である。
【図２】本実施形態に係る情報記録媒体の一体化した回折構造の再生像を示す斜視図である。
【図３】本実施形態に係る媒体発行装置（主に、レーザ破壊装置の光学系及び制御系）を示す概略図である。
【符号の説明】
１０ 情報記録媒体
１１ 媒体基材
１２ 絵柄部
１３ 光記録部
２０ 媒体発行装置
２１ 破壊用レーザ
２２ 変調器
２３ 偏向器
２４ 検出用レーザ
２５ ビームスプリッタ
２６ 位置検出器
２７ マイコン

Claims (2)

1. 複数の機械認識可能な画素状の回折構造を記録した光記録部に、固有情報を付与して、情報記録媒体を発行する情報記録媒体の発行装置であって、
   前記光記録部の画素状の回折構造の破壊に用いるレーザ光を発振する破壊用レーザ発振器と、
   前記破壊用レーザ発振器からのレーザ光を変調する変調器と、
   前記変調器で変調されたレーザ光を、前記光記録部上にスキャニングして照射する偏向器と、
   前記変調器の変調動作を制御する制御器と、
   前記光記録部の画素状の回折構造の位置検出に用いるレーザ光を発振する検出用レーザ発振器と、
   前記検出用レーザ発振器からの１光束のレーザ光により、前記光記録部の全体を前記レーザ光及び前記情報記録媒体を相対的に移動させることなく静止状態で読み取り、再生された前記光記録部の画素状の回折構造の位置を検出する位置検出器とを備え、
   前記制御器は、前記位置検出器からの検出信号に基づいて、前記光記録部の画素状の回折構造を破壊して、固有情報を付与すること、
   を備えたことを特徴とする情報記録媒体の発行装置。
2. 請求項１に記載の情報記録媒体の発行装置において、
   前記偏向器は、前記破壊用レーザ発振器から発振されるレーザ光と、前記検出用レーザ発振器から発振されるレーザ光とを同軸で入射すること、
   を特徴とする情報記録媒体の発行装置。

Images