JPH0628516A - 情報メディア読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 メディアの真偽を判定するために、重要書類
・情報メディアにホログラムを利用して書き込まれた判
定用キーコードを高い精度で読み出す装置を提供する。 【構成】 任意の情報を表す情報パターンを記録したホ
ログラム６をエンボスホログラム化して表面に有する情
報メディア11におけるホログラム６からその情報パター
ンを再生するコヒーレントな再生光を照射する再生用照
明光発生手段と、この再生光36の照射により生じるホロ
グラム６からの回折光が結像するホログラム再生像から
情報パターンを検出するホログラム像検出器38とを有
し、情報メディア11表面上のホログラムの内接円直径Ｄ
と、再生光ビーム径ｄとにおいて、Ｄ−ｄ＞１mm の関係が成立することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クレジットカード、バ
ンクカード、プリペイドカード、ＩＣカード、メモリカ
ード、身分証明書、小切手、通帳、株券、約束手形、車
券、馬券、乗車券、回数券、定期券、その他偽造、改
造、複写、データ改ざんを防止する必要がある重要書類
・情報メディアの真偽を判定するシステムに関し、特
に、これら重要書類・情報メディアの判別用キーコード
をホログラムを利用して書込んだ情報メディアとこのキ
ーコードをホログラムを利用して読み出す情報メディア
読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、重要書類等の情報メディアには、
偽造、変造、複写される危険があり、その対策として、
たとえば、特願平３−１１２９７１号のように、ホログ
ラム技術を利用したものが種々工夫されている。

【０００３】従来技術と本発明を説明する前に、ホログ
ラム技術を利用した情報メディアとその読取装置につい
て説明する。キーコードの構成と、そのキーコードを使
用した情報メディアの作成方法と、その情報メディアの
読取方法を図５〜図11に基づいて説明する。

【０００４】先ず、図５(a) に示すように、キーコード
にする情報を、たとえば、数字の組合せ１として、１３
２６２を設定する。図５(b) に示すように、数字の組合
せ１を１、３、２、６、２の情報要素２に分割する。

【０００５】図５(b) の情報要素２を、図６の情報要素
と情報要素基本コード対照表に基づいて、図５(c) に示
す情報要素基本コード３（バーコード）に変換する。情
報要素基本コード３を、図５(d) に示すように、キーコ
ードになるべき情報パターン４に構成する。

【０００６】情報パターン４を、図７に示すフレネルホ
ログラム作成装置によって、図５(e) に示すフレネルホ
ログラムに記録する。前記フレネルホログラムの作成に
ついて説明すると、図７において、先ず、情報パターン
４を、写真フィルムのような透明なコード原版12に転写
する。図７のフレネルホログラム作成装置の所定位置に
ホログラム記録材料13を設置し、このホログラム記録材
料13から所定の垂直距離ａを隔てた位置にコード原版12
をホログラム記録材料13に平行に設置する。

【０００７】そしてレーザ照射手段14からのコヒーレン
トな光であるレーザビーム14′（Ｈｅ−Ｎｅレーザビー
ム波長λ＝６３２．８ｎｍ）をハーフミラー15で物体光
16と参照光17とに分ける。物体光16は反射ミラー18で反
射し、レンズ19で直径を拡大した平行レーザビームにな
り、位相板20を通ってホログラムに適するように均一に
拡散されてコード原版12を通ってホログラム記録材料13
に照射される。参照光17は反射ミラー18で反射されて或
る角度の偏向角θだけ物体光16に対して偏向し、レンズ
19で直径を拡大した平行レーザビームになってホログラ
ム記録材料13に照射される。物体光16と参照光17とをホ
ログラム記録材料13上に重ねて照射することによって、
このホログラム記録材料13に光の干渉によりコード原版
12の情報パターン４に対応した干渉縞（ホログラムパタ
ーン）５｛図５(e) 参照｝が記憶される。

【０００８】さらに図７においては、記録材料13上で物
体光16、参照光17の交点を原点とし、記録材料13の法線
をｚ線、前記ｚ軸と参照光17を含む面をｘｙ平面、前記
ｚ軸を含み、前記ｘｚ平面と直交する平面がｙｚ平面と
なるよう、図７に示すｘ、ｙ、ｚ軸を設定する。このと
き、コード原版12の中心座標を（ｘｐ、ｙｐ、ｚｐ）と
するとｘｐ＝ｙｐ＝０、ｚｐ＝ａである。

【０００９】このようにして得られたホログラム記録材
料13上の干渉縞（ホログラムパターン）５を、図８に示
す手順でエンボスホログラム６に変更して、図５(f) に
示すように、ホログラムキーコードとして情報メディア
11の塩化ビニールカード10に転写する。図５(f) におい
て、塩化ビニールカード10には、磁気ストライブ７、イ
メージホログラム８、エンボス信号９が設けられてい
る。

【００１０】次に、図８に基づいて、ホログラムパター
ン５をエンボスホログラム６に複写し、情報メディア11
に転写する方法を説明する。図８(a) において、前記ホ
ログラム記録材料13上にホログラムパターン５が記録さ
れたホログラムパターン記録板21のホログラムパターン
形成側にフォトレジスト22を密着させ、ホログラムパタ
ーン形成側の反対側からアルゴンレーザビーム発生器23
からのレーザビーム23′（波長４８８ｎｍ）をレンズ19
を通してビーム直径を拡大した平行光として照射して規
定の処理をすると、図８(b) に示すような表面レリーフ
型ホログラム24ができる。

【００１１】図８(c) に示すように、表面レリーフ型ホ
ログラム24にＡｕ、Ａｇ等の金属蒸着層25を蒸着して導
電性を付加した後、図８(d) に示すように、前記の蒸着
金属25上にニッケルメッキ26を施し、図８(e) に示すよ
うに、ニッケルメッキ26を剥離して金型27とする。

【００１２】金型27を使用して熱可塑性樹脂等を熱プレ
スすると、図８(f) に示すように、前記表面レリーフ型
ホログラム24の複製であるホログラム成形層28が得られ
る。図８(g) に示すように、前記ホログラム成形層28の
ホログラム面にアルミニウム等の金属を蒸着層29として
蒸着し、この蒸着層29の上に接着材層30を、反対側には
剥離層31、基材32を形成する。これがエンボスホログラ
ムシール33である。

【００１３】図８(h) に示すように、エンボスホログラ
ムシール33の接着材層30を塩化ビニールカード10上に転
写して、基材32を剥離すると、情報パターン４に対応し
たホログラムパターン５が記録されたエンボスホログラ
ム６が形成された図５(f) に示す情報メディア11ができ
る。この場合、エンボスホログラム６は接着材層30と剥
離層31を含めても数μｍの厚さなので、塩化ビニールカ
ード10の表面は殆ど同一面に形成できる。

【００１４】図９に基づいて、情報パターン４に対応し
たホログラムパターン５が記録されたエンボスホログラ
ム６から情報パターン４を再生する情報読取装置を説明
する。

【００１５】図９において、先ず、情報メディア挿入口
41から情報メディア11を挿入し、送りローラ43、44で情
報メディア11を送る。この情報メディア11のエンボスホ
ログラム６が所定の位置を通過するときに、半導体レー
ザのようなコヒーレントな光を発生する再生用照明光発
生手段34からの再生光36が、レンズ35によってビームの
直径を拡大されてエンボスホログラム６の垂直線に対し
て角度θ′だけ偏向して、この情報メディア11のエンボ
スホログラム６に照射される。ここで上記角度θ′は再
生光36の波長をλ′としたとき、 ｔａｎθ′＝±λ／λ′×ｔａｎθ を満たす角度である。

【００１６】図９において、情報メディア11上、再生光
36照射位置を原点とし、情報メディア11の法線をｚ′
軸、前記ｚ′軸と再生光36を含む面をｘ′ｚ′平面、前
記ｚ′軸を含み、前記ｘ′、ｚ′平面と直交する平面が
ｙ′ｚ′平面となるようｘ′、ｙ′、ｚ′軸を設定す
る。

【００１７】この場合、再生像である情報パターン４の
結像位置座標を（ｘｐ′、ｙｐ′、ｚｐ′）とすると次
の関係がある。 ｘｐ′＝０ ｙｐ′＝０ ｚｐ′＝±λ′／λ×ｚｐ すなわち、エンボスホログラム６から垂直方向に生じる
回折光37が、エンボスホログラム６が記録する情報パタ
ーン４の再生像を、エンボスホログラム６の垂直線上ｚ
ｐ′の距離に再生する。

【００１８】したがって、この位置に、ホログラム像検
出器38（たとえば、フォトダイオード等のように光信号
を電気信号に変換する光電素子を多数組み合わせて構成
される光検出器）を配設すれば、情報パターン４が得ら
れ、増幅部・波形整形部39、複号部40を経て、情報パタ
ーン４が情報要素基本コード３に分割され、情報要素基
本コード３が情報要素２に戻り、情報要素２から情報１
が得られる（図10参照）。なお、図９中の42は挿入セン
サ、45はガイド部材、46は取出口部材である。

【００１９】従来例の情報メディア読取装置の移動を図
10、11に基づいて説明する。図９に示される情報メディ
ア11のエンボスホログラム６に、再生用照明光発生手段
34からの再生光36が照射され、エンボスホログラム６か
らの回折光37がホログラム像検出器38の位置に再生像を
形成する部分を拡大したものが図10である。

【００２０】図10の移動47に示すように、波長λ′の再
生光36がエンボスホログラム６に照射されると、エンボ
スホログラム６のＨ１・・・Ｈｎ・・・Ｈｎ＋１の移動
47とともに、エンボスホログラム６から反射する回折光
37が、Ｒ１・・・Ｒｎ・・・Ｒｎ＋１のように移動する
情報パターン４であるバーコード像48をホログラム像検
出器38上に結像し、図９における増幅部・波形整形部3
9、複号部40を経て、情報パターン４が情報要素基本コ
ード３に分割され、情報要素基本コード３が情報要素２
に戻り、情報要素２から情報１が得られる。

【００２１】なお、図10において49は上記移動47に場合
の情報メディア11、エンボスホログラム６および再生光
36の関係を情報メディア11上方から示したものである。
図11に出力波形を示す。横軸にバーコード像48における
検出位置、縦軸にホログラム像検出器38の出力を示す。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来例では、前記情報メディア11表面上のホログラム６の
内接円直径Ｄと再生光36のビーム径ｄが同程度であれ
ば、前記情報メディア表面上のホログラム６設置位置ず
れ、情報メディア11搬送位置ずれ、再生光36照射位置ず
れ等、前記ホログラム６と前記再生光36照射位置の相対
的位置関係のずれにより情報パターン４の再生像の出力
が著しく変化する。

【００２３】図12(a) 、(b) に、図10中の49に対応する
前記情報メディア11移動時における前記情報メディア11
表面上のホログラム６内接円直径Ｄと再生光36のビーム
径ｄに大きな差がない場合の、前記ホログラム６および
前記ホログラム６に照射された再生光36の位置関係を示
す。(a) は情報メディア11搬送方向と直交方向に前記ホ
ログラム６と前記再生光36照射位置の相対的位置関係が
ずれた場合、(b) は情報メディア11搬送方向と直交方向
の前記ホログラム６と前記再生光36照射位置の相対的位
置関係ずれ、および前記ホログラム６設置角度ずれが生
じた場合である。

【００２４】図13(a) 、(b) に、図12(a) 、(b) に対応
する出力波形を示す。横軸にバーコード像48における検
出位置、縦軸にホログラム像検出器38の出力を示す。こ
れから、図12(a) に示す情報メディア11搬送方向と直交
方向に前記ホログラム６と前記再生光36照射位置の相対
的位置関係がずれた場合は、図％に示す各種位置ずれが
無い場合に比べて出力レベルが低下しており、固定した
一定レベル出力値においてバーコードを判別することが
できない。また、図12(b) に示す情報メディア11搬送方
向と直交方向の前記ホログラム６と前記再生光36照射位
置の相対的位置関係ずれおよび前記ホログラム６設置角
度ずれが生じた場合は、図11に示す各種位置ずれが無い
場合に比べて、バーコード像48における検出位置により
出力レベルが変化しているとともに、バーコード像48の
明暗に対応するセンサ出力の極大値と極小値との差も変
化しており、バーコードを判別することが不可能である
という課題を有していた。

【００２５】本発明は、上記の課題を解決して、情報メ
ディア上のホログラムと再生光照射位置の相対的位置関
係がずれた場合においても、バーコードのような情報パ
ターンを良好な状態で正確に検出できる情報メディア読
み取り装置を提供することを目的としている。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明の情報メディア読
取装置は、上記の課題を解決するために、任意の情報を
表す情報パターンを記録したホログラムをエンボスホロ
グラム化して表面に有する情報メディアにおける前記ホ
ログラムからその情報パターンを再生するコヒーレント
な再生光をホログラムに照射する再生用照明光発生手段
と、この再生光照射により生じるホログラムからの回折
光が結像するホログラム再生像から前記情報パターンを
検出するホログラム像検出器とを有し、情報要素基本コ
ードを組み合わせて任意の情報を表す前記情報パターン
を記録したフレネルホログラムをエンボスホログラム化
して表面に有する情報メディアのエンボスホログラムか
らそのエンボスホログラムが記憶する前記情報パターン
を検出する情報メディア読取装置であって、前記情報メ
ディア表面上のホログラムの内接円直径Ｄと、前記再生
光ビーム径ｄとにおいて、以下の関係が成立することを
特徴とする。

【００２７】Ｄ−ｄ＞１mm また情報のメディアはバーコードを情報パターンとす
る。

【００２８】

【作用】上記本発明の情報メディア読取装置は、情報メ
ディア表面上のホログラムの内接円直径Ｄと、前記再生
光ビーム径ｄとにおいて、 Ｄ−ｄ＞１mm の関係が成立することによって、前記情報メディア表面
上のホログラム設置位置ずれ、情報メディア搬送位置ず
れ、再生光照射位置ずれ等、前記ホログラムと前記再生
光照射位置の相対的位置関係のずれにより生じる従来例
での情報パターンの再生像の出力不良問題を解決でき
る。また情報パターンがバーコードであると、この効果
は顕著になる。

【００２９】

【実施例】本発明の情報メディア読取装置の一実施例の
構成および動作を図１〜図７ならびに図９に基づいて説
明する。

【００３０】先ず、本実施例の情報メディアの作成手順
は従来例の説明と同様であるので詳細は省略する。従来
例と相違するのは、フレネルホログラムの内接円直径Ｄ
と、再生光ビーム径ｄとにおいて、 Ｄ−ｄ＞１mm の関係が成立することである。

【００３１】次に、本実施例の情報メディアのエンボス
ホログラムの読取りを図１〜図４に基づいて説明する。
本実施例の情報メディア11のエンボスホログラム６の読
取りには、従来例と同じ図９の情報メディア読取装置を
使用する。

【００３２】従来例の図12に対応する照射ビームと情報
メディア、再生像の移動、およびセンシングの関係を図
１に示す。図１は前記ホログラム６と前記再生光36照射
位置の相対的位置関係のずれがない場合であり、従来例
と同様に情報メディアの移動にともない再生像が移動
し、情報パターンを順次センシングする。

【００３３】図２にこの場合の出力波形を示す。横軸に
バーコード像48における検出位置、縦軸にホログラム像
検出器38の出力を示す。また、図３(a) 、(b) に図１中
の49に対応する前記情報メディア11移動時における、前
記ホログラムおよび前記ホログラム６に照射された再生
光36の位置関係を示す。(a) は情報メディア11搬送方向
と直交方向に前記ホログラム６と前記再生光36照射位置
の相対的位置関係がずれた場合、(b) は情報メディア11
搬送方向と直交方向の前記ホログラム６と前記再生光36
照射位置の相対的位置関係ずれ、および前記ホログラム
６設置角度ずれが生じた場合である。

【００３４】図４(a) 、(b) に、図３(a) 、(b) に対応
する出力波形を示す。横軸にバーコード像48における検
出位置、縦軸にホログラム像検出器38の出力を示す。こ
れから、図３(a) に示す情報メディア11搬送方向と直交
方向に前記ホログラム６と前記再生光36照射位置の相対
的位置関係がずれた場合でも、また、図３(b) に示す情
報メディア11搬送方向と直交方向の前記ホログラム６と
前記再生光36照射位置の相対的位置関係ずれ、および前
記ホログラム６設置角度ずれが生じた場合でも、再生像
センシング中に照射ビームがホログラム６からはみ出す
ことがなく、図２に示したような各種位置ずれが無い場
合に比べて出力レベルの低下が発生しない。

【００３５】したがってバーコード像48の存在の有無や
太さを良好な状態で検出することが可能である。

【００３６】

【発明の効果】前記の説明より明らかなように、本発明
の情報メディア読取相治は、情報メディア表面上のホロ
グラムの内接円直径Ｄと、再生光ビーム径ｄとにおい
て、 Ｄ−ｄ＞１mm の関係が成立することによって、前記情報メディア表面
上のホログラム設置位置ずれ、情報メディア搬送位置ず
れ、再生光照射位置ずれ等、前記ホログラムと前記再生
光照射位置の相対的位置関係のずれにより生じる情報パ
ターンの再生像の出力不良が生じず、情報メディアのホ
ログラムに記録された情報パターンを正確に読み取るこ
とができ、これによって、情報メディアの偽造、変造、
複写、改ざんの検出精度を向上できるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成および原理を示す図

【図２】図１のホログラム像検出器出力図

【図３】ホログラムと再生光照射位置の相対的位置関係
ずれ、およびホログラム設置角度ずれが生じた場合の原
理図

【図４】図３のホログラム像検出器出力図

【図５】情報メディアの作成手順図

【図６】情報要素と情報要素基本コードの対象を示す図

【図７】ホログラム作成装置の構成図

【図８】エンボスホログラムの作成手順図

【図９】情報メディア読取装置の構成図

【図10】従来例の原理図

【図11】従来例のホログラム像検出器出力図

【図12】従来例のホログラムと再生光照射位置の相対的
位置関係ずれ、およびホログラム設置角度ずれが生じた
場合の原理図

【図13】図12のホログラム像検出器出力図

【符号の説明】

１ 情報 ２ 情報要素 ３ 情報要素基本コード ４ 情報パターン ５ フレネルホログラム ６ エンボスホログラム（ホログラム） 11 情報メディア 12 コード原版 13 ホログラム記録材料 14 レーザ照射手段 16 物体光 17 参照光 20 位相板 34 再生用照明光発生手段 36 再生光 37 回折光 38 ホログラム検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高瀬 喜久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 任意の情報を表す情報パターンを記録し
   たホログラムをエンボスホログラム化して表面に有する
   情報メディアにおける前記ホログラムからその情報パタ
   ーンを再生するコヒーレントな再生光をホログラムに照
   射する再生用照明光発生手段と、この再生光照射により
   生じるホログラムからの回折光が結像するホログラム再
   生像から前記情報パターンを検出するホログラム像検出
   器とを有し、情報要素基本コードを組み合わせて任意の
   情報を表す前記情報パターンを記録したフレネルホログ
   ラムをエンボスホログラム化して表面に有する情報メデ
   ィアのエンボスホログラムからそのエンボスホログラム
   が記録する前記情報パターンを検出する情報メディア読
   取装置であって、前記情報メディア表面上のホログラム
   の内接円直径Ｄと前記再生光ビーム径ｄとにおいて、以
   下の関係が成立する情報メディア読取装置。 Ｄ−ｄ＞１mm
2. 【請求項２】 情報メディアは、その情報パターンがバ
   ーコードである請求項１に記載の情報メディア読取装
   置。