JPH06270577A - 波面記録媒体、波面記録媒体再生装置および波面記録媒体再生装置の位置合わせ機構 - Google Patents
波面記録媒体、波面記録媒体再生装置および波面記録媒体再生装置の位置合わせ機構Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 偽造不可能なホログラムを実現する。
【構成】 液晶パネル４０２に正しい信号を入力すれば
（ａ）のようにプリズム１０４で曲げられた光がホログ
ラム１０７を再生するが、誤った信号を入力すると
（ｂ）のようにマスク１０９に遮られて光が出てこな
い。
（ａ）のようにプリズム１０４で曲げられた光がホログ
ラム１０７を再生するが、誤った信号を入力すると
（ｂ）のようにマスク１０９に遮られて光が出てこな
い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は波面記録媒体、波面記録
媒体再生装置およびその位置合わせ機構に関する。
媒体再生装置およびその位置合わせ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、偽造防止の目的で、グレーテ
ィングあるいはホログラムが利用されてきた。すなわ
ち、各種カードあるいは有価証券類（銀行紙幣も含む）
の表面の一部にホログラムを形成して、再生像の有無か
ら真偽を判別しよう、という考え方があった。例えば、
U.S. patent No. 4014602、4171766、5138468 の特許
は、ホログラムを利用した保護、保証技術に関する。
ィングあるいはホログラムが利用されてきた。すなわ
ち、各種カードあるいは有価証券類（銀行紙幣も含む）
の表面の一部にホログラムを形成して、再生像の有無か
ら真偽を判別しよう、という考え方があった。例えば、
U.S. patent No. 4014602、4171766、5138468 の特許
は、ホログラムを利用した保護、保証技術に関する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ホログラム製
造技術の進歩とともに、ホログラム偽造の技術も巧妙に
なり、ホログラムを偽造防止の目的で使用することが難
しくなってきた。例えば図８に示すように、ホログラム
８０１に平面波８０２を照射し、ホログラムから出た光
を再結像光学系を通して再び干渉露光するなどの方法が
ある。
造技術の進歩とともに、ホログラム偽造の技術も巧妙に
なり、ホログラムを偽造防止の目的で使用することが難
しくなってきた。例えば図８に示すように、ホログラム
８０１に平面波８０２を照射し、ホログラムから出た光
を再結像光学系を通して再び干渉露光するなどの方法が
ある。
【０００４】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、その目的は、簡便な手段により偽造困難な波
面記録媒体と、その再生装置およびその位置合わせ機構
を提供することにある。
であって、その目的は、簡便な手段により偽造困難な波
面記録媒体と、その再生装置およびその位置合わせ機構
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の波面記録
媒体は、少なくとも、信号波面を記録する層と、第１の
複素振幅分布を記録する層と、第２の複素振幅分布を記
録する層とを備え、前記第２の複素振幅分布は少なくと
も、前記第１の複素振幅分布を記録する層と光が回折す
る程度に離れていることを特徴とする。
媒体は、少なくとも、信号波面を記録する層と、第１の
複素振幅分布を記録する層と、第２の複素振幅分布を記
録する層とを備え、前記第２の複素振幅分布は少なくと
も、前記第１の複素振幅分布を記録する層と光が回折す
る程度に離れていることを特徴とする。
【０００６】本発明の第２の波面記録媒体は、前記第１
の波面記録媒体において、前記第２の複素振幅分布が振
幅マスクであることを特徴とする。
の波面記録媒体において、前記第２の複素振幅分布が振
幅マスクであることを特徴とする。
【０００７】本発明の第３の波面記録媒体は、前記第１
の波面記録媒体において、前記第２の複素振幅分布が位
相マスクであることを特徴とする。
の波面記録媒体において、前記第２の複素振幅分布が位
相マスクであることを特徴とする。
【０００８】本発明の第４の波面記録媒体は、前記第１
ないし３の波面記録媒体において、前記第１の複素振幅
分布が光を偏向させる複素振幅分布であるであることを
特徴とする。
ないし３の波面記録媒体において、前記第１の複素振幅
分布が光を偏向させる複素振幅分布であるであることを
特徴とする。
【０００９】本発明の第５の波面記録媒体は、前記第１
ないし４の波面記録媒体において、前記信号波面がホロ
グラムであることを特徴とする。
ないし４の波面記録媒体において、前記信号波面がホロ
グラムであることを特徴とする。
【００１０】本発明の第１の波面記録媒体再生装置は、
少なくとも、コヒーレント光源と、複素振幅分布を記録
する手段と、前記コヒーレント光源からの光を前記複素
振幅分布に導くための手段と、前記第１ないし５の波面
記録媒体を支持する手段と、前記複素振幅分布からの光
を前記波面記録媒体に導くための手段とを備えたことを
特徴とする。
少なくとも、コヒーレント光源と、複素振幅分布を記録
する手段と、前記コヒーレント光源からの光を前記複素
振幅分布に導くための手段と、前記第１ないし５の波面
記録媒体を支持する手段と、前記複素振幅分布からの光
を前記波面記録媒体に導くための手段とを備えたことを
特徴とする。
【００１１】本発明の第２の波面記録媒体再生装置は、
前記第１の波面記録媒体再生装置において、前記複素振
幅分布を記録する手段が液晶空間光変調器であることを
特徴とする。
前記第１の波面記録媒体再生装置において、前記複素振
幅分布を記録する手段が液晶空間光変調器であることを
特徴とする。
【００１２】本発明の第３の波面記録媒体再生装置は、
前記第２の波面記録媒体再生装置において、前記液晶空
間光変調器がホモジニアス配向であることを特徴とす
る。
前記第２の波面記録媒体再生装置において、前記液晶空
間光変調器がホモジニアス配向であることを特徴とす
る。
【００１３】本発明の第４の波面記録媒体再生装置は、
前記第３の波面記録媒体再生装置において、前記液晶空
間光変調器が偏向型であるであることを特徴とする。
前記第３の波面記録媒体再生装置において、前記液晶空
間光変調器が偏向型であるであることを特徴とする。
【００１４】本発明の第５の波面記録媒体再生装置は、
前記第２ないし４の波面記録媒体再生装置において、前
記液晶空間光変調器がＴＦＴアクティブマトリックス駆
動方式であることを特徴とする。
前記第２ないし４の波面記録媒体再生装置において、前
記液晶空間光変調器がＴＦＴアクティブマトリックス駆
動方式であることを特徴とする。
【００１５】本発明の第１の波面記録媒体再生装置の位
置合わせ機構は、光を波面記録媒体の位置合わせ指標に
照射し、そこからの光を検出して、波面記録媒体の位置
を合わせる波面記録媒体再生装置の位置合わせ機構にお
いて、前記光を検出する素子が前記第５の波面記録媒体
再生装置の液晶空間光変調器のＴＦＴ素子基板上に形成
されていることを特徴とする。
置合わせ機構は、光を波面記録媒体の位置合わせ指標に
照射し、そこからの光を検出して、波面記録媒体の位置
を合わせる波面記録媒体再生装置の位置合わせ機構にお
いて、前記光を検出する素子が前記第５の波面記録媒体
再生装置の液晶空間光変調器のＴＦＴ素子基板上に形成
されていることを特徴とする。
【００１６】本発明の第２の波面記録媒体再生装置の位
置合わせ機構は、前記第１の波面記録媒体再生装置の位
置合わせ機構において、前記波面記録媒体の位置合わせ
指標が、回折光の進路が互いに異なる複数の回折格子で
あることを特徴とする。
置合わせ機構は、前記第１の波面記録媒体再生装置の位
置合わせ機構において、前記波面記録媒体の位置合わせ
指標が、回折光の進路が互いに異なる複数の回折格子で
あることを特徴とする。
【００１７】本発明の第３の波面記録媒体再生装置の位
置合わせ機構は、前記第１の波面記録媒体再生装置の位
置合わせ機構において、前記波面記録媒体の位置合わせ
指標が、出射光の進路が互いに異なる複数のプリズムで
あることを特徴とする。
置合わせ機構は、前記第１の波面記録媒体再生装置の位
置合わせ機構において、前記波面記録媒体の位置合わせ
指標が、出射光の進路が互いに異なる複数のプリズムで
あることを特徴とする。
【００１８】本発明の第４の波面記録媒体再生装置の位
置合わせ機構は、前記第１ないし３の波面記録媒体再生
装置の位置合わせ機構において、前記波面記録媒体の位
置合わせ指標が、請求項１記載の波面記録媒体の第１の
複素振幅分布を記録する層上にあることを特徴とする。
置合わせ機構は、前記第１ないし３の波面記録媒体再生
装置の位置合わせ機構において、前記波面記録媒体の位
置合わせ指標が、請求項１記載の波面記録媒体の第１の
複素振幅分布を記録する層上にあることを特徴とする。
【００１９】本発明の第５の波面記録媒体再生装置の位
置合わせ機構は、前記第１ないし４の波面記録媒体再生
装置の位置合わせ機構において、前記波面記録媒体の位
置合わせ指標に照射する光が、前記第１の波面記録媒体
再生装置のコヒーレント光源からの光であることを特徴
とする。
置合わせ機構は、前記第１ないし４の波面記録媒体再生
装置の位置合わせ機構において、前記波面記録媒体の位
置合わせ指標に照射する光が、前記第１の波面記録媒体
再生装置のコヒーレント光源からの光であることを特徴
とする。
【００２０】本発明の第６の波面記録媒体再生装置は、
前記第１ないし５の波面記録媒体再生装置において、前
記１ないし５の波面記録媒体の位置合わせ機構を備えた
ことを特徴とする。
前記第１ないし５の波面記録媒体再生装置において、前
記１ないし５の波面記録媒体の位置合わせ機構を備えた
ことを特徴とする。
【００２１】
【実施例】以下、実施例により本発明の詳細を示す。
【００２２】（実施例１）本発明の波面記録媒体は３つ
の層からなる。１つは”真偽判定のための情報”を含む
波面（信号波面）を記録する層、１つは信号波面の光路
を変更するための振幅位相分布（ノイズ波面）を記録す
る層、そしてもう１つは光路を変更された信号波面を隠
蔽するための振幅位相分布（マスク）を記録する層であ
る。
の層からなる。１つは”真偽判定のための情報”を含む
波面（信号波面）を記録する層、１つは信号波面の光路
を変更するための振幅位相分布（ノイズ波面）を記録す
る層、そしてもう１つは光路を変更された信号波面を隠
蔽するための振幅位相分布（マスク）を記録する層であ
る。
【００２３】一方波面記録媒体再生装置にはノイズ波面
を打ち消すための振幅位相分布を記録する。この振幅位
相分布を通した光をもちいて再生すると”真偽判定のた
めの情報”はマスクされることなく読み出される。以上
が本発明の基礎となる考え方である。
を打ち消すための振幅位相分布を記録する。この振幅位
相分布を通した光をもちいて再生すると”真偽判定のた
めの情報”はマスクされることなく読み出される。以上
が本発明の基礎となる考え方である。
【００２４】さて、信号波面をｓ（ｒ）、ノイズ波面を
ｎ（ｒ）、マスクの振幅位相分布をｍ（ｒ）とする。ｒ
は位置ベクトル、ｓ，ｎ，ｍはそれぞれ振幅位相分布で
ある。いま、平面波を波面記録媒体に入射したとすると
マスク直後の波面は、 ｆ（ｒ）＝ｍ（ｒ）・Ｄ［ｓ・ｎ］（ｒ） ・・・・（１） と表される。ここでＤ［］は回折を表す光学変換であ
る。またｓの記録面とｎの記録面は十分近いと仮定し
た。
ｎ（ｒ）、マスクの振幅位相分布をｍ（ｒ）とする。ｒ
は位置ベクトル、ｓ，ｎ，ｍはそれぞれ振幅位相分布で
ある。いま、平面波を波面記録媒体に入射したとすると
マスク直後の波面は、 ｆ（ｒ）＝ｍ（ｒ）・Ｄ［ｓ・ｎ］（ｒ） ・・・・（１） と表される。ここでＤ［］は回折を表す光学変換であ
る。またｓの記録面とｎの記録面は十分近いと仮定し
た。
【００２５】一方、波面記録媒体再生装置をもちいてこ
れを再生するときは、波面記録媒体再生装置に記録され
た振幅位相分布をｃ（ｒ）として ｔ（ｒ）＝ｍ（ｒ）・Ｄ［ｓ・ｎ・Ｄ’［ｃ］］（ｒ）・・・・（２） と表される。ここでＤ’［］はｃの記録面からｎの記録
面までの回折を表す。
れを再生するときは、波面記録媒体再生装置に記録され
た振幅位相分布をｃ（ｒ）として ｔ（ｒ）＝ｍ（ｒ）・Ｄ［ｓ・ｎ・Ｄ’［ｃ］］（ｒ）・・・・（２） と表される。ここでＤ’［］はｃの記録面からｎの記録
面までの回折を表す。
【００２６】このｔを光学変換すれば必要な情報が得ら
れる。ところがｎ，ｃ，ｍを適当に選べば、これはｆと
明らかに異なる情報となる。すなわち平面波をもちいて
波面記録媒体の情報を複製することは不可能である。
れる。ところがｎ，ｃ，ｍを適当に選べば、これはｆと
明らかに異なる情報となる。すなわち平面波をもちいて
波面記録媒体の情報を複製することは不可能である。
【００２７】以上のことを実際の構成を用いて説明す
る。
る。
【００２８】図１に本発明の波面記録媒体の構成を示
す。ノイズ波面に相当する微小プリズム１０４をランダ
ムに多数配置したｎ基板１０１と、信号波面に相当する
ホログラム１０７を記録したｓ基板１０２とをはりあわ
せた。更にＡｌ薄膜のマスクパターン１０９を備えたｍ
基板１０３をｓ基板側にはりつけた。このときｍ基板と
ｓ基板は屈折率がほぼ等しく、接着の際は不必要な反射
を防ぐため屈折率のマッチングを取るようにする。一
方、ｎ基板はｓ，ｍ基板とは屈折率が異なる。本実施例
ではｓ基板と屈折率がほぼ等しい紫外線硬化樹脂１０
６，１０８で接着した。
す。ノイズ波面に相当する微小プリズム１０４をランダ
ムに多数配置したｎ基板１０１と、信号波面に相当する
ホログラム１０７を記録したｓ基板１０２とをはりあわ
せた。更にＡｌ薄膜のマスクパターン１０９を備えたｍ
基板１０３をｓ基板側にはりつけた。このときｍ基板と
ｓ基板は屈折率がほぼ等しく、接着の際は不必要な反射
を防ぐため屈折率のマッチングを取るようにする。一
方、ｎ基板はｓ，ｍ基板とは屈折率が異なる。本実施例
ではｓ基板と屈折率がほぼ等しい紫外線硬化樹脂１０
６，１０８で接着した。
【００２９】本実施例ではｎ，ｓ，ｍの順で基板をはり
あわせたが、ｓ，ｎ，ｍの順でもよい。いずれの場合も
ｍの記録面はｎの記録面からは離すようにする。これは
（２）式の回折Ｄ［］（本実施例では微小プリズムによ
る屈折）が十分起こるようにするためである。本実施例
ではｓの記録面とｍの記録面の距離は約１ｍｍである。
あわせたが、ｓ，ｎ，ｍの順でもよい。いずれの場合も
ｍの記録面はｎの記録面からは離すようにする。これは
（２）式の回折Ｄ［］（本実施例では微小プリズムによ
る屈折）が十分起こるようにするためである。本実施例
ではｓの記録面とｍの記録面の距離は約１ｍｍである。
【００３０】微小プリズムとホログラムは軟弱な材料で
作成されており、はがすと破壊されるようにした。これ
は分解して情報を読みとられるのを防ぐためである。
作成されており、はがすと破壊されるようにした。これ
は分解して情報を読みとられるのを防ぐためである。
【００３１】微小プリズムとマスクの開口は必ずしも等
ピッチである必要はない。この場合は開口の配置からプ
リズムの配置を推測されるのを防ぐため、マスク上に偽
の開口を多数設けるのが有効である。
ピッチである必要はない。この場合は開口の配置からプ
リズムの配置を推測されるのを防ぐため、マスク上に偽
の開口を多数設けるのが有効である。
【００３２】なお、三つの基板にはそれぞれ組立のため
の位置合わせマークが記してある。またｎ基板には再生
時の位置合わせのために回折格子１０５がある。
の位置合わせマークが記してある。またｎ基板には再生
時の位置合わせのために回折格子１０５がある。
【００３３】図２に本発明の波面記録媒体再生装置の構
成を示す。液晶空間光変調器２０４とそれに平行光２０
３を照明するためのコヒーレント光源２０１、コリメー
タ２０２を備えている。波面記録媒体を支持するための
可動式ホルダー２０６は位置合わせのための微動装置２
０５と情報を読み出すための光学系２０７を備えてい
る。液晶空間光変調器の周りには位置検出器があり、駆
動装置２１０を通して微動装置と接続されている。液晶
空間光変調器は液晶駆動装置２０８を介してコンピュー
タ２０９につながっている。照合のための情報、例えば
暗唱番号や磁気記録による情報をコンピュータに送る。
コンピュータはこの情報を元に（必要ならホストコンピ
ュータと通信して）液晶空間光変調器に入力すべき信号
を生成する。
成を示す。液晶空間光変調器２０４とそれに平行光２０
３を照明するためのコヒーレント光源２０１、コリメー
タ２０２を備えている。波面記録媒体を支持するための
可動式ホルダー２０６は位置合わせのための微動装置２
０５と情報を読み出すための光学系２０７を備えてい
る。液晶空間光変調器の周りには位置検出器があり、駆
動装置２１０を通して微動装置と接続されている。液晶
空間光変調器は液晶駆動装置２０８を介してコンピュー
タ２０９につながっている。照合のための情報、例えば
暗唱番号や磁気記録による情報をコンピュータに送る。
コンピュータはこの情報を元に（必要ならホストコンピ
ュータと通信して）液晶空間光変調器に入力すべき信号
を生成する。
【００３４】本実施例の波面記録媒体再生装置は書き換
え可能な液晶空間光変調器を用いているので多くのパタ
ーンについて真偽判定ができる。
え可能な液晶空間光変調器を用いているので多くのパタ
ーンについて真偽判定ができる。
【００３５】なお、ここでは波面記録媒体を単独で用い
る場合の構成を示したが、波面記録媒体を他の物品と組
み合わせて用いる場合はそれに応じてホルダーや読み出
し光学系などの構造を変更する。
る場合の構成を示したが、波面記録媒体を他の物品と組
み合わせて用いる場合はそれに応じてホルダーや読み出
し光学系などの構造を変更する。
【００３６】図３に本発明の波面記録媒体再生装置にも
ちいた液晶空間光変調器の構造を示す。本実施例では偏
向型の液晶空間光変調器をもちいた。
ちいた液晶空間光変調器の構造を示す。本実施例では偏
向型の液晶空間光変調器をもちいた。
【００３７】１つの画素は対向基板３０３上の遮光マス
ク３０６の１つの開口によって定められる。各画素は２
つのＴＦＴ素子３０９を備え、それぞれのＴＦＴ素子に
接続された透明電極３０８は画素中央の透明電極のない
部分によって隔てられている。液晶３０４はホモジニア
スに配向されており、入射光３０１の偏光方向が液晶ダ
イレクタと平行になるように偏光板３０２を配置する。
ク３０６の１つの開口によって定められる。各画素は２
つのＴＦＴ素子３０９を備え、それぞれのＴＦＴ素子に
接続された透明電極３０８は画素中央の透明電極のない
部分によって隔てられている。液晶３０４はホモジニア
スに配向されており、入射光３０１の偏光方向が液晶ダ
イレクタと平行になるように偏光板３０２を配置する。
【００３８】図３（ａ）は２つのＴＦＴ素子が両方とも
ＯＦＦの場合である。このときは入射した光は屈折率の
差を感じないので直進する。
ＯＦＦの場合である。このときは入射した光は屈折率の
差を感じないので直進する。
【００３９】図３（ｂ）は２つのＴＦＴ素子の一方をＯ
Ｎにしたの場合である。透明電極のある部分では液晶分
子が立ち上がるが、そこから離れるに従って分子の傾き
は小さくなる。このため入射した光は屈折率の勾配を感
じ、進行方向を変える。
Ｎにしたの場合である。透明電極のある部分では液晶分
子が立ち上がるが、そこから離れるに従って分子の傾き
は小さくなる。このため入射した光は屈折率の勾配を感
じ、進行方向を変える。
【００４０】このようにして各画素で光の進行方向を変
えることができる。また電極に印加する電圧を変えるこ
とにより連続的に進行方向を変えることが可能である。
えることができる。また電極に印加する電圧を変えるこ
とにより連続的に進行方向を変えることが可能である。
【００４１】本実施例では液晶層のΔｎｄが入射光の波
長の約６倍、電極間の距離が２０μｍなので、約±１０
度の範囲で光の方向を変化させることができる。
長の約６倍、電極間の距離が２０μｍなので、約±１０
度の範囲で光の方向を変化させることができる。
【００４２】図４は波面記録媒体再生装置をもちいて波
面記録媒体を再生する様子を示したものである。図４
（ａ）に示すように、コンピュータからの情報により画
素ごとに偏向した光は微小プリズム１０４に入射する。
正しい情報が入力されていれば液晶空間光変調器による
偏向は微小プリズムによって打ち消されホログラム１０
７に垂直に入射する。この光はマスク１０９の開口部を
通過して外部に読み出される。
面記録媒体を再生する様子を示したものである。図４
（ａ）に示すように、コンピュータからの情報により画
素ごとに偏向した光は微小プリズム１０４に入射する。
正しい情報が入力されていれば液晶空間光変調器による
偏向は微小プリズムによって打ち消されホログラム１０
７に垂直に入射する。この光はマスク１０９の開口部を
通過して外部に読み出される。
【００４３】ところが、誤った情報が入力されると図４
（ｂ）に示すように偏向がプリズムによって打ち消され
ず、大部分の光はマスクによって遮蔽される。このため
ホログラムの再生像が得られない。
（ｂ）に示すように偏向がプリズムによって打ち消され
ず、大部分の光はマスクによって遮蔽される。このため
ホログラムの再生像が得られない。
【００４４】また、偽造のために光を入射しても正しい
波面を入射しなければホログラムが読み出せないので、
偽造は不可能である。
波面を入射しなければホログラムが読み出せないので、
偽造は不可能である。
【００４５】このように、本発明の波面記録媒体は正し
い読みだし波面を入射しない限り情報（ホログラム）を
読み出すことすらできない。このためほとんど偽造する
ことは不可能であり、各種カード、有価証券、銀行紙幣
の保護、保証などに応用が可能である。
い読みだし波面を入射しない限り情報（ホログラム）を
読み出すことすらできない。このためほとんど偽造する
ことは不可能であり、各種カード、有価証券、銀行紙幣
の保護、保証などに応用が可能である。
【００４６】なお、真偽の判定は直接肉眼で観察する方
法、特定のパターンを再生させるようにホログラムを設
計し、カメラで取り込んだ再生像を画像処理して判定す
る方法など用途に応じて選択する。
法、特定のパターンを再生させるようにホログラムを設
計し、カメラで取り込んだ再生像を画像処理して判定す
る方法など用途に応じて選択する。
【００４７】次に、波面記録媒体再生装置の位置合わせ
機構について説明する。波面記録媒体を可動式ホルダー
２０６にセットすれば大体の位置合わせはできる。しか
し、正確に情報を読みとるためには、本実施例では±数
μｍ程度の位置合わせ誤差に抑えなければならない。そ
こで次のようにして位置を合わせた。
機構について説明する。波面記録媒体を可動式ホルダー
２０６にセットすれば大体の位置合わせはできる。しか
し、正確に情報を読みとるためには、本実施例では±数
μｍ程度の位置合わせ誤差に抑えなければならない。そ
こで次のようにして位置を合わせた。
【００４８】本実施例でもちいた液晶空間光変調器はＰ
ｏｌｙ−Ｓｉ ＴＦＴ素子をもちいている。本発明の位
置合わせ機構ではこのＰｏｌｙ−Ｓｉによってフォトト
ランジスタを形成し、位置検出器として利用した。
ｏｌｙ−Ｓｉ ＴＦＴ素子をもちいている。本発明の位
置合わせ機構ではこのＰｏｌｙ−Ｓｉによってフォトト
ランジスタを形成し、位置検出器として利用した。
【００４９】図５に本発明の位置合わせ機構の構成を示
す。液晶空間光変調器の四隅にそれぞれ、開口５０２と
４つのフォトトランジスタ５０３を、波面記録媒体のｎ
基板１０１には回折格子５０４を配置した。この回折格
子は４つの領域に分かれた２値の位相格子である。４つ
の領域はそれぞれ格子溝の方向が異なる。
す。液晶空間光変調器の四隅にそれぞれ、開口５０２と
４つのフォトトランジスタ５０３を、波面記録媒体のｎ
基板１０１には回折格子５０４を配置した。この回折格
子は４つの領域に分かれた２値の位相格子である。４つ
の領域はそれぞれ格子溝の方向が異なる。
【００５０】コヒーレント光源からの光５０５はコリメ
ータによってコリメートされ、その一部は開口を通して
回折格子に入射する。この回折格子による回折光は４つ
のフォトトランジスタに入射する。このとき回折格子の
中央に光が当たっていなければ４つのフォトトランジス
タからの出力は異なる。この信号を元にして微動装置を
駆動し、４つのフォトトランジスタからの出力が等しく
なるようにする。これによって必要な精度の位置合わせ
をおこなうことができた。
ータによってコリメートされ、その一部は開口を通して
回折格子に入射する。この回折格子による回折光は４つ
のフォトトランジスタに入射する。このとき回折格子の
中央に光が当たっていなければ４つのフォトトランジス
タからの出力は異なる。この信号を元にして微動装置を
駆動し、４つのフォトトランジスタからの出力が等しく
なるようにする。これによって必要な精度の位置合わせ
をおこなうことができた。
【００５１】この回折格子は微小プリズムと同じフォト
マスクから製造するので互いの位置がずれることはな
い。また液晶空間光変調器の開口およびフォトトランジ
スタもＴＦＴ素子と同じフォトマスクから製造するので
互いの位置がずれることはない。従ってこの方法で位置
合わせをおこなうと非常に正確に合わせることができ
る。また組立を必要としないので製造コストを著しく低
下させることができる。
マスクから製造するので互いの位置がずれることはな
い。また液晶空間光変調器の開口およびフォトトランジ
スタもＴＦＴ素子と同じフォトマスクから製造するので
互いの位置がずれることはない。従ってこの方法で位置
合わせをおこなうと非常に正確に合わせることができ
る。また組立を必要としないので製造コストを著しく低
下させることができる。
【００５２】なお、本実施例では回折格子のピッチは５
μｍ、回折格子からフォトトランジスタまでの距離は１
ｍｍ、開口の大きさは２００μｍである。
μｍ、回折格子からフォトトランジスタまでの距離は１
ｍｍ、開口の大きさは２００μｍである。
【００５３】本実施例ではｎ基板上の回折格子をもちい
たが、斜面の方向が異なるプリズムをもちいてもよい。
たが、斜面の方向が異なるプリズムをもちいてもよい。
【００５４】本実施例では回折格子をｎ基板上に作成し
た。これは液晶空間光変調器の画素と微小プリズムとの
位置合わせを正確におこなう必要があるためと（ホログ
ラムとは、ずれていても問題はない）、プリズムを作成
する際に回折格子（または位置合わせ用のプリズム）も
同時に作れるためであるが、勿論、基板間の位置合わせ
を正確におこなうのであれば他の基板上にこれを作成し
てもよい。
た。これは液晶空間光変調器の画素と微小プリズムとの
位置合わせを正確におこなう必要があるためと（ホログ
ラムとは、ずれていても問題はない）、プリズムを作成
する際に回折格子（または位置合わせ用のプリズム）も
同時に作れるためであるが、勿論、基板間の位置合わせ
を正確におこなうのであれば他の基板上にこれを作成し
てもよい。
【００５５】（実施例２）図６に本発明の別の実施例の
構成を示す。本実施例の波面記録媒体はＡｌの振幅マス
クの代わりに位相マスク６０９をもちいた。ホログラム
の代わりに１画素に１つの位相差部材６０７を与え、全
ての画素をあわせると、ホログラム（本実施例ではキノ
フォーム、Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．１２（１９７３）２３２
８参照）となるようにした。
構成を示す。本実施例の波面記録媒体はＡｌの振幅マス
クの代わりに位相マスク６０９をもちいた。ホログラム
の代わりに１画素に１つの位相差部材６０７を与え、全
ての画素をあわせると、ホログラム（本実施例ではキノ
フォーム、Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．１２（１９７３）２３２
８参照）となるようにした。
【００５６】図６（ａ）に示すように、実施例１の場合
と同様に正しい情報を液晶空間光変調器に送れば光の偏
向はプリズム６０４に打ち消されて、正しい方向（本実
施例では位相分布に垂直な方向）に光が出る。そして位
相マスクによって正しい位相変調を受け、これを読みだ
し光学系によって光学変換（フーリエ変換）すれば、正
しい再生像が得られる。
と同様に正しい情報を液晶空間光変調器に送れば光の偏
向はプリズム６０４に打ち消されて、正しい方向（本実
施例では位相分布に垂直な方向）に光が出る。そして位
相マスクによって正しい位相変調を受け、これを読みだ
し光学系によって光学変換（フーリエ変換）すれば、正
しい再生像が得られる。
【００５７】ところが液晶空間光変調器に誤った情報を
送ると、図６（ｂ）に示すように、光は正しい光路を通
らず位相マスクによって誤った位相分布を与えられる。
このためこれをフーリエ変換しても正しい再生像が得ら
れず、偽物と判定される。
送ると、図６（ｂ）に示すように、光は正しい光路を通
らず位相マスクによって誤った位相分布を与えられる。
このためこれをフーリエ変換しても正しい再生像が得ら
れず、偽物と判定される。
【００５８】また偽造の為に平面波を入射して情報を読
みとろうとしても、位相マスクによって別の位相分布を
与えられるため、複製することができない。
みとろうとしても、位相マスクによって別の位相分布を
与えられるため、複製することができない。
【００５９】本実施例の位相マスクの方が、偽造の際、
１画素ごとに情報を読みとるのが不可能という点で、振
幅マスクより安全である。実施例１で振幅マスクを、実
施例２では位相マスクをもちいたが、必ずしもこの組み
合わせに限るものではない。また振幅マスクと位相マス
クを同時に使うことも可能である。
１画素ごとに情報を読みとるのが不可能という点で、振
幅マスクより安全である。実施例１で振幅マスクを、実
施例２では位相マスクをもちいたが、必ずしもこの組み
合わせに限るものではない。また振幅マスクと位相マス
クを同時に使うことも可能である。
【００６０】なお、本実施例では偏向型液晶空間光変調
器を用いて、１画素ごとに光を偏向させたが、通常の
（１画素１電極の）ホモジニアス配向の液晶空間光変調
器を用いて、複数の画素を１組にして光を制御してもよ
い。あるいは、各画素で振幅と位相が独立に変調できる
振幅位相変調器（第５３回応用物理学会秋季講演会、１
７ｐ−Ｎ−２参照）を用いてもよい。この場合偏向の方
向や、光の振幅および位相を自由に制御できる。
器を用いて、１画素ごとに光を偏向させたが、通常の
（１画素１電極の）ホモジニアス配向の液晶空間光変調
器を用いて、複数の画素を１組にして光を制御してもよ
い。あるいは、各画素で振幅と位相が独立に変調できる
振幅位相変調器（第５３回応用物理学会秋季講演会、１
７ｐ−Ｎ−２参照）を用いてもよい。この場合偏向の方
向や、光の振幅および位相を自由に制御できる。
【００６１】（実施例３）本実施例では波面記録媒体再
生装置に液晶空間光変調器を用いずに、固定式のフィル
タをもちいた。図７に波面記録媒体再生装置と波面記録
媒体の構成を示す。
生装置に液晶空間光変調器を用いずに、固定式のフィル
タをもちいた。図７に波面記録媒体再生装置と波面記録
媒体の構成を示す。
【００６２】フィルタ７０１には微小プリズムを多数配
置し、実施例１、２と同様に、波面記録媒体７０２のプ
リズムを打ち消すようにしてある。
置し、実施例１、２と同様に、波面記録媒体７０２のプ
リズムを打ち消すようにしてある。
【００６３】本実施例では液晶空間光変調器が用いない
ので、位置検出器７０３をフィルタの外側に取り付け
た。
ので、位置検出器７０３をフィルタの外側に取り付け
た。
【００６４】本実施例の波面記録媒体再生装置は固定式
のフィルタを用いているので微小プリズムのピッチを細
かくできる。また位相差を大きく取れるので光路を大き
く変化させることができる。更に実施例１、２の液晶空
間光変調器では液晶ダイレクタの方向しか偏向できなか
ったのに対して、本実施例では全ての方向に偏向でき
る。しかも液晶空間光変調器では画素数を増やすことが
困難であったのに対して、本実施例では非常に多くのプ
リズムを用いることができ、非常に自由度が大きくな
る。
のフィルタを用いているので微小プリズムのピッチを細
かくできる。また位相差を大きく取れるので光路を大き
く変化させることができる。更に実施例１、２の液晶空
間光変調器では液晶ダイレクタの方向しか偏向できなか
ったのに対して、本実施例では全ての方向に偏向でき
る。しかも液晶空間光変調器では画素数を増やすことが
困難であったのに対して、本実施例では非常に多くのプ
リズムを用いることができ、非常に自由度が大きくな
る。
【００６５】従って、本実施例の波面記録媒体は紙幣の
透かしのように、１枚ずつ異なっている必要がなく、し
かも偽造されると困るようなものに対して使用するのが
有効である。
透かしのように、１枚ずつ異なっている必要がなく、し
かも偽造されると困るようなものに対して使用するのが
有効である。
【００６６】
【発明の効果】本発明の波面記録媒体によれば、正しい
読みだし波面を入射しない限りホログラムなどの情報を
読み出すことすらできないため、ほとんど偽造すること
は不可能な波面記録媒体が実現できるという効果が得ら
れる。これにより偽造の恐れのない各種カード、有価証
券、銀行紙幣などの実現が可能となる。
読みだし波面を入射しない限りホログラムなどの情報を
読み出すことすらできないため、ほとんど偽造すること
は不可能な波面記録媒体が実現できるという効果が得ら
れる。これにより偽造の恐れのない各種カード、有価証
券、銀行紙幣などの実現が可能となる。
【００６７】本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００６８】本発明の波面記録媒体再生装置によれば、
液晶空間光変調器をもちいた場合には読みだし波面を換
えられるため、多数の波面記録媒体の真偽判定ができる
という効果が得られる。これにより各個人が携帯するよ
うなカードに１つ１つ異なったパターンの波面記録媒体
を取り付けることが可能となった。
液晶空間光変調器をもちいた場合には読みだし波面を換
えられるため、多数の波面記録媒体の真偽判定ができる
という効果が得られる。これにより各個人が携帯するよ
うなカードに１つ１つ異なったパターンの波面記録媒体
を取り付けることが可能となった。
【００６９】また固定式のフィルタをもちいた場合には
非常に自由度の大きなパターンを持つ波面記録媒体が利
用できるようになるので、完全に偽造不可能な波面記録
媒体が実現できる。これにより紙幣の透かしのように、
１枚ずつ異なっている必要がなく、しかも偽造されると
困るようなものに対して使用することができるようにな
った。
非常に自由度の大きなパターンを持つ波面記録媒体が利
用できるようになるので、完全に偽造不可能な波面記録
媒体が実現できる。これにより紙幣の透かしのように、
１枚ずつ異なっている必要がなく、しかも偽造されると
困るようなものに対して使用することができるようにな
った。
【００７０】本発明の波面記録媒体再生装置の位置合わ
せ機構によれば、液晶空間光変調器上の位置合わせ用の
開口およびフォトトランジスタが、読みだし光変調用の
ＴＦＴ素子と同じフォトマスクから製造することができ
るので、互いの位置がずれることがなく非常に高い精度
で位置を合わせることができるという効果が得られる。
せ機構によれば、液晶空間光変調器上の位置合わせ用の
開口およびフォトトランジスタが、読みだし光変調用の
ＴＦＴ素子と同じフォトマスクから製造することができ
るので、互いの位置がずれることがなく非常に高い精度
で位置を合わせることができるという効果が得られる。
【００７１】また製造時に特別な組立工程を必要としな
いので製造コストを著しく低下させることができるとい
う効果も生まれる。さらに位置合わせ用の回折格子など
をｎ基板上に作成すれば、微小プリズムと同じフォトマ
スクから製造するので互いの位置がずれることはなく、
また製造コストを著しく低下させることができる。
いので製造コストを著しく低下させることができるとい
う効果も生まれる。さらに位置合わせ用の回折格子など
をｎ基板上に作成すれば、微小プリズムと同じフォトマ
スクから製造するので互いの位置がずれることはなく、
また製造コストを著しく低下させることができる。
【図１】 本発明の波面記録媒体の構成を示す側面図で
ある。
ある。
【図２】 本発明の波面記録媒体再生装置の構成を示す
側面図である。
側面図である。
【図３】（ａ）本発明の波面記録媒体再生装置にもちい
た液晶空間光変調器（ＯＦＦ状態）の構造を示す側面図
である。 （ｂ）本発明の波面記録媒体再生装置にもちいた液晶空
間光変調器（ＯＮ状態）の構造を示す側面図である。
た液晶空間光変調器（ＯＦＦ状態）の構造を示す側面図
である。 （ｂ）本発明の波面記録媒体再生装置にもちいた液晶空
間光変調器（ＯＮ状態）の構造を示す側面図である。
【図４】（ａ）波面記録媒体再生装置をもちいて正しい
情報を入力した場合の波面記録媒体の再生を示す側面図
である。 （ｂ）誤った情報を入力した場合の波面記録媒体の再生
を示す側面図である。
情報を入力した場合の波面記録媒体の再生を示す側面図
である。 （ｂ）誤った情報を入力した場合の波面記録媒体の再生
を示す側面図である。
【図５】 本発明の位置合わせ機構の構成を示す斜視図
である。
である。
【図６】（ａ）波面記録媒体再生装置をもちいて正しい
情報を入力した場合の本発明の別の波面記録媒体の再生
を示す側面図である。 （ｂ）誤った情報を入力した場合の本発明の別の波面記
録媒体の再生を示す側面図である。
情報を入力した場合の本発明の別の波面記録媒体の再生
を示す側面図である。 （ｂ）誤った情報を入力した場合の本発明の別の波面記
録媒体の再生を示す側面図である。
【図７】 本発明の波面記録媒体と本発明の別の波面記
録媒体再生装置の構成を示す側面図である。
録媒体再生装置の構成を示す側面図である。
【図８】 ホログラムの複製を示す側面図である。
１０１ ｎ基板 １０２ ｓ基板 １０３ ｍ基板 １０４ 微小プリズム １０５ 回折格子 １０６ 紫外線硬化樹脂 １０７ ホログラム １０８ 紫外線硬化樹脂 １０９ マスク ２０１ コヒーレント光源 ２０２ コリメータ ２０３ 平行光 ２０４ 液晶空間光変調器 ２０５ 微動装置 ２０６ 可動式ホルダー ２０７ 光学系 ２０８ 液晶駆動装置 ２０９ コンピュータ ２１０ 駆動装置 ３０１ 入射光 ３０２ 偏光板 ３０３ 対向基板 ３０４ 液晶 ３０５ ＴＦＴ基板 ３０６ 遮光マスク ３０７ 透明電極 ３０８ 透明電極 ３０９ ＴＦＴ素子 ４０１ 入射光 ４０２ 液晶空間光変調器 ４０３ 波面記録媒体 ５０１ 開口 ５０２ 開口 ５０３ フォトトランジスタ ５０４ 回折格子 ５０５ コヒーレント光源からの光 ６０３ 波面記録媒体 ６０４ プリズム ６０７ 位相差部材 ６０９ 位相マスク ７０１ フィルタ ７０２ 波面記録媒体 ７０３ 位置検出器 ７０４ 再生像 ８０１ ホログラム ８０２ 平面波 ８０３ レンズ ８０４ レンズ ８０５ 参照波 ８０６ 複製ホログラム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｇ０６Ｆ 15/62 ３８０ 9287−5Ｌ
Claims (16)
- 【請求項１】 少なくとも、信号波面を記録する層と、
第１の複素振幅分布を記録する層と、第２の複素振幅分
布を記録する層とを備え、前記第２の複素振幅分布は少
なくとも、前記第１の複素振幅分布を記録する層と光が
回折する程度に離れていることを特徴とする波面記録媒
体。 - 【請求項２】 前記第２の複素振幅分布は振幅マスクで
あることを特徴とする請求項１記載の波面記録媒体。 - 【請求項３】 前記第２の複素振幅分布は位相マスクで
あることを特徴とする請求項１記載の波面記録媒体。 - 【請求項４】 前記第１の複素振幅分布は光を偏向させ
る複素振幅分布であることを特徴とする請求項１ないし
３記載の波面記録媒体。 - 【請求項５】 前記信号波面はホログラムであることを
特徴とする請求項１ないし４記載の波面記録媒体。 - 【請求項６】 少なくとも、コヒーレント光源と、複素
振幅分布を記録する手段と、前記コヒーレント光源から
の光を前記複素振幅分布に導くための手段と、請求項１
ないし５記載の波面記録媒体を支持する手段と、前記複
素振幅分布からの光を前記波面記録媒体に導くための手
段とを備えたことを特徴とする波面記録媒体再生装置。 - 【請求項７】 前記複素振幅分布を記録する手段は液晶
空間光変調器であることを特徴とする請求項６記載の波
面記録媒体再生装置。 - 【請求項８】 前記液晶空間光変調器はホモジニアス配
向であることを特徴とする請求項７記載の波面記録媒体
再生装置。 - 【請求項９】 前記液晶空間光変調器は偏向型であるこ
とを特徴とする請求項８記載の波面記録媒体再生装置。 - 【請求項１０】 前記液晶空間光変調器はＴＦＴアクテ
ィブマトリックス駆動方式であることを特徴とする請求
項７ないし９記載の波面記録媒体再生装置。 - 【請求項１１】 光を波面記録媒体の位置合わせ指標に
照射し、そこからの光を検出して、波面記録媒体の位置
を合わせる波面記録媒体再生装置の位置合わせ機構にお
いて、前記光を検出する素子が請求項１０記載の波面記
録媒体再生装置の液晶空間光変調器のＴＦＴ素子基板上
に形成されていることを特徴とする波面記録媒体の位置
合わせ機構。 - 【請求項１２】 前記波面記録媒体の位置合わせ指標
は、回折光の進路が互いに異なる複数の回折格子である
ことを特徴とする請求項１１記載の波面記録媒体の位置
合わせ機構。 - 【請求項１３】 前記波面記録媒体の位置合わせ指標
は、出射光の進路が互いに異なる複数のプリズムである
ことを特徴とする請求項１１記載の波面記録媒体の位置
合わせ機構。 - 【請求項１４】 前記波面記録媒体の位置合わせ指標
は、請求項１記載の波面記録媒体の第１の複素振幅分布
を記録する層上にあることを特徴とする請求項１１ない
し１３記載の波面記録媒体の位置合わせ機構。 - 【請求項１５】 前記波面記録媒体の位置合わせ指標に
照射する光は、請求項６記載の波面記録媒体再生装置の
コヒーレント光源からの光であることを特徴とする請求
項１１ないし１４記載の波面記録媒体の位置合わせ機
構。 - 【請求項１６】 請求項１１ないし１５記載の波面記録
媒体の位置合わせ機構を備えたことを特徴とする請求項
６ないし１０記載の波面記録媒体再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5062014A JPH06270577A (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 波面記録媒体、波面記録媒体再生装置および波面記録媒体再生装置の位置合わせ機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5062014A JPH06270577A (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 波面記録媒体、波面記録媒体再生装置および波面記録媒体再生装置の位置合わせ機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06270577A true JPH06270577A (ja) | 1994-09-27 |
Family
ID=13187887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5062014A Pending JPH06270577A (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 波面記録媒体、波面記録媒体再生装置および波面記録媒体再生装置の位置合わせ機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06270577A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| NL2019189B1 (en) * | 2017-07-05 | 2019-01-16 | Stichting Nederlandse Wetenschappelijk Onderzoek Inst Vestiging Nikhef | Interference light field reconstruction using sparsely distributed light points |
-
1993
- 1993-03-22 JP JP5062014A patent/JPH06270577A/ja active Pending
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