JPH06508454A - 回折格子を用いた光学メモリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 回折格子を用いた光学メモリ 発明の分野 本発明は、光学記憶技術と、その技術のバーコード、クレジットカードやセキュ リティカードのようなデータ蓄積カード、およびそれらの製造方法、ならびに、 カード、銀行紙幣、小切手および通貨幅（ｃｕｒｒｅｎｃｙｎｏｔｅｓ）のよう な他の品物に含まれている情報の読取りおよび修正に関するものである。

発明の背景 クレジ７）カードは、その帯状の磁気メモリーが容易に修正および複写（コピー ）されるために、クレジットカードを用いた詐欺行為が大きな問題となっている 。このような問題は、セキュリティカードやプリペイドカードの分野においても 存在する。

上記問題をホログラフパターンおよびキネグラムを用いて解決する方法が提案さ れている。

たとえば、公知のキネグラムカードは、カードを横切る一つ以上のトラ、りに添 って延びる、コンピューターで作成されたホログラフパターンを備えている。キ ネグラムのパターンは、従来のホログラムに似ている、しかし、より明るく、異 なる角度から見たときにより大きな変化を示すように作成できる。そのカードを 使用する時、たとえば、電話をかけるとき、そのカードが読取りスロットに挿入 されて、残高が表示される。通話が終了すると、電話機が自動的に計量パルスを 発生する。そのパルスが熱工フルギーによってビット一つ一つを破壊することに より、そのカードの残高を減少させる。カード状のホログラムは、反射されたパ ターン光にホログラムを向けることによって読み取られる。その反射の方向は、 ホログラムによって決定される方向である。その反射光によって作動するように 検知器が配置される。

スイス特許第６２２８９６号（出願番号２９９５／７Ｂ）は、ホログラムを使用 し、その反射光が第１の検知器によって検知される第１の反射光を含み、第２の 検知器が第２の方向に反射した散乱光を検知する技術を開示している。具体的に は、第２の方向に反射された光が細い光と拡散光とを含んでいる。その細い光は 遮蔽され、拡散光のみが第２の検知器に到達する。

オーストラリア特許出願第１９５７６／８３号は、物品の真贋を視覚で証明する ために、物品にキネグラムを付着させることを記述している。そのキネグラムは 、相対的な方向の変化に応じて所定の態ようで移動する回折像を生成する。この 特殊な構造を機械的な読取りに適応することについてはなんら考慮されていない 。

同様にオーストラリア特許出願第４４６７４／８５号は、回折パターンの使用お よび視覚的な安全要素の使用について記述している。同ように、オーストラリア 特許出願第３０８４１／８９号および第５３７２９／９０号は、安全画像の作成 に関する技術を記述している。

欧州特許出願第８１１１０２３４．２号（公開番号０　０６０　９３７）は、計 数機構の数値ローラーに光学マークを施すことについて記述している。この光学 マークとしては、反射ホログラムまたは屈折格子を用いることができる。読取り ビームがそれぞれのマークに向けられると、そこから単一の反射ビームが反射さ れる。それぞれのマークが反射光線を異なった角度に向かわせ、複数の検知器が 対応するビームによって照射されるように配置される。

スイス特許出願第１６０８４／７６号（特許番号６０４２７９）は、不連続な光 学マーク（回折格子またはホログラムによって構成することができる）の使用に ついて記述しており、その光学マークは消去されて情報が記録される。その光学 的マークの読取り技術および特性についてはほとんど記載されていない。

欧州特許公開第００１５３０７号（出願番号７９１０４００４．１）は蓄積数値 カード（ｓｔｏｒｅｄνａｌｕｅ　ｃａｒｄ）の使用について記述している。

そのカードは、不連続なユニットにまとめられた一連の光学マークを有している 。そのマークは、カードの数値を減少させるために連続的に消去される。

スイス特許第６３８６３２号（出願番号９２９／７９）もまた、カード上に光学 マークを設けることを記述している。そのマークは、所定の１＠序で配置され、 識別する目的のために用いられる。

スイス特許出願第６８３６／８１号は、光学マークを書類の真贋を判断する目的 に使用することを開示している。読取りビームは波長が変化し、それによって屈 折ビームの方向が変化する。検知器が、書類の真贋を判断する手段として、この 屈折ビームの方向を判定するために用いられる。

欧州特許公開第００５７２７１号（出願番号８１１０９５０３．３）は、２つの 屈折した細い光線を発生する光学マークの使用について記載している。その光線 の強度を測定して、書類の真贋を証明する。

欧州特許公開第０３６６５８５号（出願番号８９１０８１２１．８）は、バーコ ード状に配置された回折格子の使用について記述している。

しかしながら、そのバーコードは、情報を記録するために所定の順序で物品に付 される。

前述の光学的な回折技術は、その使用がまだ許可されていない、特に、ホログラ ムの再生に使用するのは許可されていないか、または通常の商業的使用には通さ ない。

蓄積数値システム（ｓｔｏｒｅｄ　ｖａｌｕｅ　ｓｙｓｔｅｍ）の１つは、何等 かのサービスまたは設備を一定の数値（回数）まで使用できることを表した記憶 媒体をユーザーが購入するものである。そのよい例は多くの電話システムに見ら れるものであり、そこでは、電話システムを一定の料金まで利用することを認め る蓄積された料金カードをユーザーが購入することができる。

蓄積数値システムは、システムの使用を反映するように記憶内容を変更できる記 憶媒体をユーザーに販売できることに依存している。この記憶媒体は、通常、カ ードの形をとる。その良い例がテレフォンカードである。この蓄積数値カードに 要求されることは、カードが高価でないこと、カードの数値が一度減少するとそ の減少が永久に記録されるような１回書き込み蓄積形の数値メモリーを有してい ること、複写されたりまたは詐欺目的で製造されることがないこと、および、好 ましくは、ユーザーがカードを頻繁に買い替える必要がないように、大きな数値 を保持できることである。

これらの要件が重なると、蓄積数値メモリーに適用できる技術には制約が生じる 。一般に、現在使用されている蓄積数値メモリーは、これらの要件のすべてを満 たすものではない。たとえば、光学メモリーがいくつかの国において蓄積数値テ レフォンカードに使用されているが、これらの光学メモリーは一般に、記録され た数値単位の数が小さい（数百程度）ので、多くの他の可能性のある応用に適さ ない。

発明の目的 本発明の目的は上記欠点を解決することまたは実質的に改善することである。

発明の概要 ここに開示された光学記憶回折領域は、光学記憶媒体と、 上記記憶媒体に設けられ、読取光を回折して同時に少なくとも２つの回折光を発 生する回折格子とを備え、 上記回折格子は、上記回折光が細い光（ｐｅｎｃｉｌ　ｂｅａｍｓ）のみであり 、かつ、上記回折格子の回折特性と、読取光の角度および波長から決まる異なっ た所定の角度で、上記記憶媒体から延びるように構成されている。

ここにはまた、光学記憶回折領域を利用した情報記録方法が開示されており、こ の情報記録方法は、 光学記憶媒体を用意し、 上記媒体に、読取光を回折して所定の形態および／または角度を有する少なくと も１つの回折光を発生する回折格子を形成し、上記格子における互いに離れた部 分の光学的特性を変化させて、これら互いに離れた部分が上記読取光によって照 射されたとき上記回折光を発生しないようにしている。

ここにはさらに、少なくとも２つの細い回折光を同時に読み取る光学的読取り装 置が開示されており、この装置は、回折格子を備えた媒体に対して、上記読取装 置が所定の位置となるように上記媒体を保持する手段と、 上記媒体に向けられるように位置し、作動したとき読取光を発生する光源と、 上記光源に対応して位置する複数の光検知器であって、上記媒体から所定の角度 で回折されて上記検知器と交わる複数の細い光線を検知する光検知器とを備えて いる。

ここにはさらに、回折バーコードを読み取る光学読取り装置が開示されており、 この装置は、 バーコードの線を与える回折格子を備えた媒体に対して読取装置が所定の位置と なるように上記媒体を保持する手段と、上記媒体に読取光を照射するように位置 した光源と、上記読取光および格子によって生成された回折光を受けて作動する 少なくとも１つの光検知器とを備え、 上記媒体を保持する手段は、上記読取装置と上記媒体とを相対移動させることに より、上記読取装置が上記バーコードに沿って移動して上記光学センサーを作動 させ、上記バーコードに含まれた情報を示す電気信号を生成させるように構成さ れている。

ここにはまた、回折バーコード光学メモリーを与えるように配置された回折格子 を備えた媒体に情報を記録する記録装置が開示されており、この記録装置は、 上記記録装置内で上記媒体を支持する手段と、上記媒体の光学的特性に変化をも たらす変形手段と、上記媒体と上記変形手段との間に上記バーコードの延びる方 向に相対的な移動を生しさせるモータ一手段と、上記モータ一手段と変形手段と の間を調整して、上記媒体の縦方向に離間した横方向に延びる部分に上記変化を 誘起する制御手段とを備えている。

また、ここに開示された光学記憶領域は、特定の波長もしくは特定の波長領域の 入射光のすべてもしくは一部を光学センサーの方向へ回折する手段を提供する回 折層と、上記回折層を覆い、上記特定の波長もしくは特定の波長領域で光にさら された時に非透光性となり、それにより、上記特定の波長もしくは特定の波長領 域で非透光性となって上記特定の波長もしくは特定の波長領域の光の回折を阻止 する感光層とを備えている。

ここにはさらに、光学記憶領域の消去装置が開示されており、この装置は、その 光学記憶領域が、回折格子を覆い、かつ消去装置によって透光性から非透光性へ と選択的に変化させられる感光層を有しており、上記光学記憶領域に向けられた レーザーと回折光線を受けて作動するよう配置された検知器とを有する読取り手 段と、上記記憶領域に向けられて上記感光層の少なくとも一部を非透光性に変化 させる消去レーザーと、 バーコードの線とレーザーとを相対移動させる手段と、上記レーザーと上記相対 移動をさせる手段とを調整する制御手段とを備え、 上記読取りレーザーは、上記制御手段に信号を与えて、上記制御手段によって、 上記感光層の一部が非透光性に変化するよう上記消去レーザーを作動させ、かつ 上記相対運動をおこさせる手段に対する上記記憶領域の位置決めを行なわせる。

ここにはさらに、回折光線を読み取る光学読取り装置が開示されており、この装 置は、 光学記憶回折領域を提供する回折格子を備えた媒体に対して上記読取り装置が所 定の位置となるように上記媒体を保持する手段と、上記媒体に対して集光された 読取光線を向けるように配置された光源と、 上記読取光および格子によって生成された発散する回折光を受けて作動する光学 センサーであって、このセンサーを照射する回折光線の発散を示す信号を出力す る少なくとも２つの互いに離間した検知器を備えた少なくとも一つの光学センサ ーを備えている。

図面の簡単な説明 以下、本発明の好ましい形態を、図面を参照しながら実施例により説明する。

図１　（ａ）および図１　（ｂ）は、反射および透過回折バーコードをそれぞれ 示す概略図である。

図２（ａ）および図２（ｂ）は、反射回折バーコードの２つの種類を示す概略図 である。

図３は単純な直線形回折格子の回折特性を示す概略図である。

図４（ａ）および図４（ｂ）は、反射形回折格子の形状および回折特性をそれぞ れ示す概略図である。

図５は複数光線格子の第１の実施例の回折特性を示す概略図である。

図６は複数回折格子の第２の実施例の回折特性を示す概略図である。

図７は複数回折格子の第３の実施例の回折特性を示す概略構成図である。

図８（ａ）および（ｂ）は、反射形の三重回折格子の形状を示す概略図である。

図９（ａ）および（ｂ）は、具体的な反射型の三重回折格子の一例およびその回 折特性をそれぞれ示す概略図である。

図１０　（ａ）および（ｂ）は、具体的な反射型の二重回折格子の一例およびそ の回折特性をそれぞれ示す概略図である。

図１１（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、具体的な反射型の二重回折格子の他の例 およびその回折特性をそれぞれ示す概略図である。

図１２はピクセルグラム（ｐｉｘｅｌｇｒａｍ　：画素集合体）回折構造の表面 を示す概略図である。

図１３は多重ブレーズド格子を読み取る技術の第１の例を示す概略図である。

図１４は多重ブレーズド格子を読み取る技術の第２の例を示す概略図である。

図１５はビクセルグラム（ｐｉｘｅｌｇｒａｍ）格子を読み取る技術の一例を示 す概略図である。

図１６はピクセルグラム格子を読み取るのに使用される読み取り光線スボ７）の 形態を示す概略図である。

図１７はビクセルグラム読取装置に使用される光学センサーの形態の一例を示す 概略図である。

図１８は回折構造および回折バーコードの読み取りに使用される操作読取り機の 構成の一例を示す概略図である。

図１９は回折表面および回折バーコードの読取りに使用される手で持つタイプの 読取装置の一例を示す概略図である。

図２０は手で持つタイプの読取装置の読取りヘッドの構成を示す概略図である。

図２１は手で持つタイプの読取装置を使用する際に起こる不一致のタイプを示す 概略図である。

図２２は図１３の読取装置に使用される光検知器の配置の一例を示す概略図であ る。

図２３は図１３の読取装置に使用される光検知器の配置の第２の例を示す概略図 である。

図２４は回折バーコードを読み取る機械的および光学的技術の一般原理を示す概 略図である。

図２５は回折バーコードおよび蓄積数値メモリを形成する刻印技術を示す概略図 である。

図２６（ａ）は回折バーコードの非回折ストライプを記録するのに使用される刻 印方法を示す概略図であり、図２６　（ｂ）は刻印された非回折ストライプの変 形例を示す概略図である。

図２７は新規な感光性回折薄膜と、この薄膜に回折バーコードを記録する一般的 な技術を示す概略図である。

図２８は図２７に示した感光性回折薄膜の反射型回折バーコードを形成する光学 技術を示す概略図である。

図２９はピクセルグラム格子に記録された非回折ストライプの一般的な形状を示 す概略図である。

図３０はビクセルグラム回折表面に回折バーコードおよび蓄積数値メモリを形成 する一般的な技術を示す概略図である。

図３１はビクセルグラム回折表面に回折バーコードおよび蓄積数値メモリを形成 する刻印技術の一例を示す概略図である。

図３２はピクセルグラム表面に回折バーコードおよび蓄積数値メモリを形成する 光学技術の一例を示す概略図である。

図３３は回折バーコードおよび蓄積数値メモリの一般的な一回書き込み技術を示 す概略図である。

図３４は新しい回折薄膜と、この薄膜を蓄積数値光学メモリとして用いる技術と を示す概略図である。

図３５は図３４に示した一般的な蓄積数値メモリの読み出しおよび消去を行う技 術を示す概略図である。

ＩＤ３６（ａ）は図３５に示されたような蓄積数値メモリまたは回折バーコード の読出し／消去装置に使用される光学的読出し／消去ヘッドを示す概略図であり 、図３６　（ｂ）は図３６　（ａ）に示された読出し／消去ヘッドの続出し／消 去用光源に含まれた要部を示す概略図である。

図３７は反射型もしくは透過型回折バーコード、または蓄積数値メモリを形成す る光学技術を示す概略図である。

図３８は回折バーコードをホログラフ記録する技術を示す概略図である。

図３９は、ハイブリッドカードの配置を示す概略図である。

図４０は図３９に示したハイブリッドカードを読み取る装置を示す概略図である 。

図４１は回折表面のカラーコピーを防止できる技術を示す概略図である。

好ましい実施例の詳細な説明 以下に、回折バーコード技術として知られる新しい光学記憶技術について述べる 。回折バーコードは、複写、偽造または模倣を困難にする特別な特性を備えた回 折表面構造を利用している。そのような回折構造は、回折バーコードへの適応に 加えて種々の安全関係への応用もできる。

そこで、回折バーコードに用いられる回折表面の他の応用についても以下に記載 する。これら他の応用は、上記した蓄積数値システムを含んでいる。

回折バーコード技術は、読み出し専用光学メモリまたは一回書き込み（ｗｒｉｔ ｅ−ｏｎｃｅ）光学メモリの基本として用いることができる。書き込み専用メモ リは、最初にデータを記録した後いかなる方法によってもそのデータを修正する ことが不可能であり、これに対し、−回書き込みメモリに対しては、先に記録さ れたデータに修正を加えること無く追加のデータを加えることができる。

回折バーコードは様々な態様で実施できる利点がある。ここでは２つの実施ｖｑ 欅について述べる。第１の態様は、回折バーコードをデータカードに組み込むも のであり、第２の態様は、回折バーコードを書類もしくはその他の物の真贋およ び識別を行うためのラベルとして、または情報を与えるラベルとして使用するも のである。以下に述べる原理および技術は、回折バーコードを含むデータカード と回折バーコードラベルの両方に適用されるものであり、データカードの実施例 についての説明は、回折ハーコードラベルについても適用される。

なお、説明の簡略化のために、非透光性材料とは、特定の波長または全ての波長 の入射光の相当の部分が透過するのを阻止する物質と定義し、必ずしも入射光の 全部の透過を妨げる物を意味しない。

回折バーコードの基本的な原理は図１に示されている。この図１は、データカー ドまたは回折バーコード１１を含む書類１０を示している。

図１（ａ）は、反射型回折バーコードを示し、図１　（ｂ）は、透過型回折バー コードを示す。回折バーコード１１は多数の平行な光学回折ストライプ１２より なっており、各ストライプ１２は、入射光線の全てまたは一部分を回折して多数 の明瞭に分離された回折光１４とし、各回折光１４は１つ以上の光検知器１５に よって別個に検知されて、この光検知器１５から回折ストライプの存在を示す電 気信号が出力される。

やはりバーコード１１を構成する非回折ストライプ１６は、光検知器１５に達す る光信号を生成しないので、光検知器１５からは電気信号が出力されない。上記 回折および回折ストライプ１５．１６が、回折バーコード１１に含まれる情報を 示す連続体を形成する。

図１　（ａ）においては回折プロセスが反射型であり、図１（ｂ）では回折プロ セスが透過型である。回折バーコード１１を形成する回折ストライプ１２におけ る回折構造は、十分分離された回折光を生成するように構成する必要があり、こ れら回折光は、入射光１３の波長および方向に依存する特定の方向に向かう細い 光線または集束する光線の形であるのが好ましい。

データの高い安全性を確保するために、回折バーコードまたはこれに関連した技 術に使用されている回折格子は、どのような手段によっても、複写、偽造または 詐欺的な製造が困難でなければならない、さらに、高い安全性を達成するために 、そのような回折格子によって作られる回折光のパターンは、通常の回折格子構 造を用いても模倣することが困難かまたは不可能でなければならない。これを達 成するために、ここに記述されたような複雑な回折格子構造を使用して、図１に 示されたような標準的でない特別の方向に進む多数の回折光を生成する必要があ る場合もある。しかしながら、上記回折バーコードは公知の直線型格子または公 知のブレーズド格子のような標準型であれ、ここに記載した回折構造のような非 標準型であれ、どのようなタイプの回折構造にも用いることができるものである 。

回折バーコード１１と入射光１３および光検知器Ｉ５との回折バーコードの軸方 向に添った相対的な移動が、光検知器１５により出力される連続的な電気信号と なり、これら連続的な信号が回折バーコードに含まれた情報を示す。光検知器１ ５は、それぞれの回折ストライプ１２が正しい回折特性を備えており、それゆえ に真正なものであると確認する。

正しくない回折特性を有する回折ストライプは、入射光１３を正確に回折して光 検知器１５に入射させないので、真正な物であると確認されない。

図１に示された実施例には種々の変形例が可能である。例えば１つの変形例では 、回折光の特定の組み合わせを得るために、波長の異なる２つ以上の光線を回折 バーコードにおける同一点に異なる方向から照射する。

他の変形例では、波長の異なる２種類以上の光線を、回折バーコードの同一点ま たは異なる点に同時または交互に照射して、別々に多数の特定の回折光配置を作 り、これら回折光配置が多数の光検知器によって確認または区別できる。

種々のクラス（ｃｌａｓｓ）の回折バーコードを製造し使用することができる。

回折バーコードのそれぞれのクラスは、回折バーコードを構成する回折ストライ プに特別な唯一の回折特性を付加することによって特徴付けられる。ここで、「 回折特性」とは、回折バーコードに入射される読取光の波長および／または方向 の特定の組み合わせについての回折光の方向およびパワー（エネルギー）レベル をいう、（読取光の異なる波長成分は、一般に異なる方向に回折される。）それ 故に、読取装置側でみれば、相異なる回折特性とは、異なる光検知器の位置（回 折光の方法が異なるため）および／または読取光の異なる波長、およびまたは読 取光の異なる方向を意味している。従って、各クラスの回折バーコードは、読取 光の特定の波長と方向、および／または複数の光検知器の位置の特定の組み合わ せにおいて、他の読取装置とは異なる、対応するクラスの読取装置を必要とする 。それゆえに、特定のクラスの回折バーコードは、一般に、他のクラスの回折バ ーコード用の読取装置によって読み取ることはできない。

図２（ａ）および図２（ｂ）は、回折バーコードの２つの異なるクラスを示して いる。これら２つのクラスにおいて、回折バーコードメモリにおける回折ストラ イプは、３つの明瞭に区別された回折光を生成するように作られており、他のク ラスの回折バーコードは、これより多いかまたは少ない数の回折光を生成する。

図２（ａ）および図２（ｂ）において入射光２０は同一であるが、これは必ずし も必要ではない。図２（ａ）および図２（ｂ）における回折ストライプは、主に 、入射光２０によって生成される回折光２１の方向が相違しており、これにより 、図２（ａ）における回折光２１を検知するように配置された光検知器２２は、 その回折光の方向が相違するために、図２（ｂ）における回折光２１を検知する ことはできない。

図２（ａ）および図２（ｂ）においては、回折光の方向のみが相違している。し かしながら、他のケースでは、回折バーコードのクラスを異ならせるために、入 射する読取光の方向および／または波長を異ならせることが必要になる場合もあ る。

実際の使用にあたって最も簡単な方法は、回折バーコードの全てのクラスについ て同一波長および方向の読取光を使用し、それぞれのクラスの回折バーコードに 回折光の数および方向の特有の組み合わせを生成させ、対応する読取装置におい て光検知器の数および位置の特有の組み合わせを必要とさせることである。

種々のクラスの回折バーコードを用いることには、幾つかの利点がある。

第一に、正確なバーコード連続体を記録する必要があるばかりでなく、バーコー ドに正確な回折特性を付与する必要がある為に、回折バーコードの複写または偽 造が困難になることである。

第二に、種々のクラスの回折バーコードは、異なるタイプの適用物に使用できる ことである。ある種の適用物に属する情報は、全ての回折バーコード読取装置に よって読み取ることはできず、正しいクラスの読取装置を必要とするので、その 為、その情報についての高い秘密性と安全性を保障する。

第三に、異なるクラスの回折バーコードを、１つの光学メモリに組み込んで、各 クラスの回折バーコードを特定のタイプの適用物に使用させることができる。各 クラスのバーコードは対応するクラスの読取装置によってのみ読み取ることがで きるので、１つの光学メモリに種々のタイプの情報を付加しても、その情報のプ ライバシー、秘密性または安全性を損なうことはない。特定の適用物についての 読取装置は、この適用物に属する情報のみを読み取ることができるに過ぎないか らである。言い換えれば、異なるクラスの回折バーコードに対応する情報を、１ つの光学メモリに組み込んでも、異なるタイプの情報の間で混信や漏洩が起こる 可能性が無いということである。

上記した反射型回折バーコードの技術は、異なるクラスの回折バーコードの開発 および使用に適している。その理由は、回折バーコードを連続的に記録するため の反射型バックグラウンド回折格子を製造する技術が、異なるタイプの回折特性 をバックグラウンド回折格子、つまり回折バーコードに付与するのに応用できそ うだからである。

回折バーコード技術は、豊富な情報蓄積容量を意図している。これを達成するた めに、回折バーコードを形成している平行なストライプは細いものでなければな らない。

回折バーコードメモリ技術から得られる記憶容量の見積もりは、バーコードの連 続体に於ける最も細いストライプが１０ミクロンの幅を有しており、これが情報 のｌビットに相当すると仮定してなされる。これはバーコードのＩｃｌ１あたり １キロビツトの容量になり、それは一般的な磁気ストライプのバーコードよりも はるかに容量が大きい。ストライプの１０ミクロンという幅は、記録および読取 りの両方において可能な幅である。たとえば、読取り過程において要求される１ ０ミクロンのスポットサイズは、すでにコンパクトディスク技術の分野で可能と なっているサイズよりもはるかに大きい。

回折格子は、上記回折バーコードへの適用に加えて、安全に関連した他の多くの 分野での使用が可能である。たとえば、薄い膜に記録された場合、書類または物 体に取り付けて、真贋の証明書および／またはデータ蓄積物として使用できる。

そのような適用においては、回折バーコードへの適用の場合と同様に、回折格子 が、複写、偽造または模倣の困難なこと、および容易に検知されかつ確認できる 特有の回折特性を持っていることが利点であり、これら要素が、回折格子によっ てもたらされる安全性のレベルを高める。これを達成するために、そのような安 全に関連した適用では新規な回折格子を用いることができる。この新規な回折格 子は、読取装置によって容易に確認され、かつ一般的な回折格子によって模倣で きない特有の回折特性を備えている。さらに、この新規な回折格子は、好ましく は複写または偽造が困難なことである。

回折バーコードを形成する回折ストライプにおいては単純な反射型回折格子を用 いることができる。しかしながら、このタイプの格子は、単純な回折光パターン を生成するので、複写または偽造が比較的容品であるという欠点がある。

回折バーコードを形成する回折ストライプにおいては、単純な回折格子に変えて 、いわゆるブレーズド格子を用いることができる。ブレーズド格子は、広く知ら れており、多くの光学の書物に記載されているところであるが、以下に簡単な説 明を含める０通常のブレーズド格子は、単純な回折格子と比べて、回折光の大部 分もしくは全てを集めて一本の光線とし、回折バーコードの場合には、これを検 知器の方向に向けると言う利点がある。しかしながら、通常のブレーズド格子を 用いる場合の欠点は、それが現在は限られた適用分野で使用されており、それゆ えに、回折バーコードのコード技術に適用しても、回折バーコードの分野に特有 の回折特性を持ち得ないであろうということである。さらに、通常のブレーズド 格子を製造する技術は広く知られている。

安全性が重要でない応用物においては、通常の公知の回折構造を、上述したよう な回折バーコード、蓄積数値メモリ、および関連する技術分野で使用することが できる。しかしながら、安全性が重要な応用物においては、通常の回折構造の持 つ明らかな欠点は、そのような構造が容易に偽造されることである。その理由は 、製造技術が比較的単純であって、よく知られていることであり、更に、多くの 場合、通常の回折格子は比較的単純なプロセスで直接複写できることである。複 写または偽造によって全く同一の回折構造を作ることが困難である場合でも、同 様な回折効果を有する別の、より簡単な通常型の格子を用いて格子を模倣するこ とが可能である。

単純な反射型回折格子とは、バックグラウンドとなる反射層の上にある通常の直 線状の乱れ部の連続体からなる格子を意味している。上記乱れ部は、入射光線に 対する散乱の中心となるものであり、必ずしも特定の構造を存する必要はなく、 例えば、直線、溝、引っ掻き傷または正弦波の形態を取ることができる。そのよ うな格子はよく知られており、例えば種々の製品や包装の表面の化粧箔として通 常用いられている。そのような格子に入射した単色光は、異なる回折の「次数」 に応じた多くの光線に回折される。これが回３に概略的に示されており、同図に おいて、単純な反射型回折格子３０が単色の入射光３１によって照射され、種々 の次数の多くの回折光を生成している０回折光の次数は文字「ｍ」により表され ており、この次数ｍは、図３に示されたように、入射光３１の一方側にあるかま たは他方側にあるかに応じて、正の整数または負の整数をとる。

図３に示したような単純な回折格子は、回折バーコードまたは単純な真贋を示す 認証ラベルとして用いることができる。しかしながら、単純な回折格子は複写ま たは偽造が容易であり、それゆえに、高い安全性を提供しないという欠点がある 。

いわゆる「ブレーズド」反射型回折格子を、単純な回折格子の代わりに、回折バ ーコードおよび単純な認証ラベルとして用いることができる。ブレーズド格子は 、良く知られた素子である。図４は、反射型ブレーズド格子の構成および動作の 概略を示す。格子の構成は、図４（ａ）に断面図として示されており、図４（ｂ ）は、格子の特性を側面図で示している。動作原理は次の通りである。反射型ブ レーズド格子４０は、通常の直線的な平行な尾［４１の連続体からなり、各尾根 は、２つの小面（ｆａｃｅｔ）　４２および４３で形成されている。小面の一方 、この例では小面４２、は光学的な反射面であり、他の小面４３は光学的な反射 面であってもなくてもよい。小面４２は、特定の波長および方向の単色入射光４ ５から１つの反射光４４を生成するように構成されている。単一の回折光４４の 生成は次のようになされる。

多数の尾ｔｌｌｊ４１から散乱した光の干渉によって、許容される回折方向が決 まる。この方向は、全体的な格子面に直角に入射する単色光に適用される良く知 られた次の位相方程式によって与えられる。

ａｓｉｎθ＝ｍλ　式（１） ここで、長さａは、図４に示したように、尾根４１の幅、つまり格子間隔であり 、角度θは反射角である。λは単色入射光４５０波長であり、ｍは回折光の次数 （図３に関連して先に説明した）であり、この次数ｍは正または負の整数値をと る。（図３に示した単純な回折格子についての回折光の方向も上記式（１）で与 えられる。）それぞれの小面４２は、平面鏡として作用し、入射光４５を角度２ αで鏡面反射（つまり平面鏡で生じるタイプの反射）する、ここで、αは図４（ ａ）に示すように、小面４２のブレーズ角である。ブレーズド格子においては、 小面４２のブレーズ角αは、特定の波長λおよび方向を持つ入射光４５について 式（１）で与えられる回折次数のいずれか１つ（つまりｍの値のいずれか１つ） に対応する方向に沿って角度２αで鏡面反射が起こるように選ばれる。言い換え れば、上記角度２αは、入射光４５に対する式（１）におけるｍの値のいずれか １つに対応する角度θに等しい。（通常、上記角度２αは、入射光４５の一側方 または他側方における一次回折、つまりｍ＝１またはｍ＝−１、に対応するθΦ 値に等しくなるように選ばれる。）　この角度２αでの鏡面反射が、式（１）で 表される分光効果（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ）と組み合わさ れて、ブレーズド格子４０から回折された光の全てまたはほとんど全てを、角度 θ＝２αで単一の光線４４に集束させる。言い換えれば、小面４２での鏡面反射 は、式（１）で与えられる回折次数またはｍ値のいずれか１つを選択し、回折光 パワーの全部またはほとんど全てをこの回折次数に集中させる。

弐（１）に示すように、角度θは入射光４５の波長λとともに変化する。−変格 子が製造されると、ブレーズ角αは変更できないから、ブレーズド格子４０は特 定の波長において最適に動作するよう設計される。

ただし、典型的なブレーズド格子はある程度の波長領域にわたって有効に動作す る。

図４に示したような通常のブレーズド格子は、主として安全に関連した適用分野 、たとえば、回折バーコードの回折ストライプまたは真贋を示す認証ラベルに使 用される０通常のブレーズド格子を安全関連分野で使用することの欠点は、その ような格子が他の適用分野（たとえば科学的な装置）においても広く使用されて おり、安全関連分野に要求される特有の回折特性を備えていないことである。さ らに、通常のブレーズド格子の製造技術は、広く知られており、それゆえに、そ のような格子は偽造されやすいことである。

以下の説明は、多重光線格子として知られる新しいタイプの回折格子が、特に、 単色（単一の波長）またはほぼ単色の光線で照射されたときの多重光線格子の特 性に関するものである。このような単色光に関する説明は、安全関連の分野では 通常多重光線格子が用いられるので、適切である。この安全関連の分野では、単 色もしくはほぼ単色の光線が多重光線格子を照射するために用いられ、特有の回 折光パターンを生成する。しかしながら、このような単色光を用いるという説明 から、多重光線格子が単色光によって照射されなければならないとか、あるいは 、多重光線格子が、単色光によって照射された時のみ通常の回折格子によって模 倣されないような回折特性を示すと解釈してはならない。

多重光線格子は、１本の単色（またはほぼ単色）の入射光線から２つ以上の回折 光線を生成する。これら回折光は、通常（必ずしもそうではないが）、入射光の 方向またはｍ＝ｏ次回次回方向を中心に非対称的に配置される。入射光が回折格 子面に垂直である場合、これら２つの回折光の方向は同一となる。ここで重要な ことは、多重光線格子によって生成される回折光の配置は、上述したような通常 の回折格子を設けることによっては模倣できないことである。多重光線格子は、 通常の回折格子によって生成される回折光とは次の点において異なる回折光の配 置を示す。（ｉ）回折光の数、および／または（ｉｉ）回折光の方向の組み合わ せ、および／または（ｉｉｉ）複数の回折光に於ける光エネルギー（ρｏｖｅｒ ）の分布。

図５は、多重光線格子の第１の実施例の概略を示す側面図である。多重光線格子 ５０は、前述したような通常の回折格子によっては模倣できない回折特性を示す ように構成されている。波長λの単色光線５１が、格子面に直交する角度で多重 光線格子５ｏに入射される。格子５ｏは、入射光５１から、入射光５１の両側に それぞれ分けられた２つの回折光５２および５３を生成する。２つの回折光５２ および５３は、回折角βｌおよびβ２の大きさが互いに異なるように（図５参照 ）、入射光５１の回りに非対称的に分布している。回折角βｌとβ２は、互いの 間に何等かの関連がある必要がなく、特に、回折光５２および５３が同一の回折 次数に属する必要はない。つまり、回折角β１およびβ２は、同一のａおよびλ の値に対して式（１）を満たす必要はない。図５に示した多重光線格子は、通常 、回折光５２および５３が、同一の回折次数（より正確には弐（１）におけるａ のどのような合理的な値に対しても）に属することがないように仕向けられる。

（全ての回折光がａおよびλの同一の値に対して式（１）を満たす場合、そのよ うな回折光をここでは同一の回折次数群に属すると呼ぶ、そのような場合、特定 の回折光に対応するｍの値（式（１）参照）は、回折光の次数として知られてい る。） 図５に関連して上で説明した格子の変形例も可能である。その−例は、図５に示 したものと似通っているが、その回折光５２および５３の両方が同一の回折次数 群に属している格子、言い換えれば、回折角βｌとβ２が、その大きさにおいて 相違するが、同一のａおよびλの値に対して上記式（１）を満足している格子で ある。図５に示した格子の他の変形例の一つは、入射光と同一の側にある２つの 回折光を生成する格子である。

図６は、多重光線格子の第２の実施例の概略を示す側面図である。図５に関連し て先に説明したように、多重光線格子６０は、先に説明した通常の回折格子の構 成によっては模倣されないような回折特性を持つように構成されている。波長λ の単色光６１が、格子６０にその格子面と直交する角度で入射する。格子６０は 、入射光６１から３つの回折光６２．６３および６４を生成する。図６に示すよ うに、２つの回折光、つまり光線６２および６３は、入射光６１の一側方に存在 し、残りの光線６４は、入射光６１の他側方に存在する。従って、回折光６２． ６３および６４の配置は、入射光６１の回りに非対称であり、図６においては、 回折光６２．６３．６４のそれぞれの回折角度Ｔ１．　γ２およびγ３の大きさ が互いに異なっている。回折角ｙｔ、ｒ２およびγ３は互いに同等関連する必要 もなく、特に３つの回折光は同一の回折次数群に属する必要もない、つまり、全 ての回折角γ１．γ２およびγ３がａおよびλの同一値に対して式（１）を満た す必要はない。

図６に示した格子の構成の変形例も可能である。その−例は、図６に示した格子 と領通った格子であるが、３つの回折光６２．６３および６４の全てが、入射光 ６１と同一の側に存在している格子である。他の変形例は、２つ以上の回折光６ ２．６３および６４が同一の回折次数群に属している格子である。

図７は、多重光線格子の第３の実施例の概略を示す側面図である。図５および図 ６に関連して先に説明した格子と同様に、多重光線格子７０は、先に説明したよ うな通常の回折格子の構成によっては模倣できない回折特性を示すように構成さ れている。波長λの単色光７１が、格子７０にその格子面と直交する方向に入射 する。回折光７０は、入射光７１から４つの回折光７２．７３．７４および７５ を生成する。図７に示した構成においては、回折光７２および７３が入射光７１ の一側方に存在し、回折光７４および７５が入射光７１の他側方に存在している 。これら４つの回折光７２．７３．７４および７５は、入射光７１の回りに非対 称的に分布している。図７に示した多重光線格子の場合、回折光７２〜７５の回 折角δ１．δ２．δ３およびδ４は、全て、その大きさが相違している。回折角 δｌ〜δ４は、互いに同等関連する必要はなく、特に、４つの回折光７２〜７５ は、同一の回折次数群に属する必要はない、つまり、全ての回折角δｌ〜δ４が ａおよびλの同一の値に対して式（１）を満たす必要はない。

しかしながら、図７に示したタイプの特定の格子形状においては、回折光７２〜 ７５のうちの２つ以上の回折光が、同一の回折次数群に属していてもよい。例え ば、ある実施例においては、回折光７２および７４が１つの回折次数群に属して いて、回折角δ１およびδ３がａ＝ａｌとした時の式（１）を満足し、他方、回 折光７３および７５が、異なる回折次数群に属していて、回折角δ２およびδ４ がａ＝ａ２とした時の式（１）を満たし、ａｌとａ２が互いに異なる場合がある 。他の実施例においては、４つの回折光７２〜７５の全てが、同一の回折次数群 に属していて、なおかつ、入射光７１の回りに非対称に配置されている。

図７に関連して先に説明した実施例の他の変形例として、４つの回折光７２〜７ ５が、入射光のそれぞれの側に２つずつ別れて配置されていない場合である。例 えば、３つの回折光が入射光の一側方に存在し、１つの回折光が入射光の他側方 に存在する場合である。図５．６および７に関連して先に説明した多重光線格子 のほか、全ての多重光線格子に通用される重要な変形例の１つは、多重光線格子 によって生成される複数の回折光が、１つの共通平面上に存在しない場合である 。言い換えれば、複数の回折光は、いかなる方向に生成されても良い。

ここで、回折光の数、回折光の方向または複数の回折光の間における光エネルギ ーの分布において相違する、異なった回折光の形態を生成する異なった多数の多 重光線格子の構成が可能なことである。この明細書において多重光線格子の全て の構成について言及することは不可能なので、以下の説明は、多重ブレーズド格 子と呼ばれる多重光線格子の特定のタイプの典型的な例についてのみ言及する。

多重ブレーズド格子は新しいタイプの回折格子であり、このような名称としたの は、上述したブレーズド格子の概念の延長線上のものであって、特定のタイプの 多重光線格子を形成するものだからである。しかしながら、以下の説明は全ての 可能な多重ブレーズド格子をカバーしているものではなく、他の多重ブレーズド 格子の構成も可能であり、特に、次の変形例の１つもしくは全てを適用すること ができる。

（ｉ）　回折次数の大きさと方向が異なるもの。

（ｉｉ）回折次数の異なる回折光を種々に組み合わせたもの。

（ｉｉｉ）回折光エネルギー（光パワー）の分布が異なるもの。

ここで強調すべきことは、以下に述べる原理が全てのタイプの多重ブレーズド格 子の構成とその理解に適用できることである。

図８は、多重ブレーズド格子の典型的な例である反射型三重ブレーズド格子の２ つの変形例の概略を示す断面図である。この三重ブレーズド格子は、格子表面に おけるそれぞれの尾１（ｒｉｄｇｅ）が、３つの平面状の反射小面（ｒｅｆｌｅ ｃｔｉｖｅ　ｆａｃｅｔ）を有していることを特徴としており、それゆえに、三 重という言葉が使われている。三重ブレーズド格子の２つの変形例が、図８（ａ ）および図８（ｂ）にそれぞれ示されている。三重ブレーズド格子８０は、図８ に示すように、平行な直線状で、かつ同一形状の、等間隔に配置された尾１８１ の規則的な連続体を備えた表面がらなっており、それぞれの尾根８１は、３つの 平面状の光学的な反射小面８２．８３および８４を備えている。

それぞれの尾ｔ［ｉ８１の幅は、図８に示すように、記号ａで表されている。こ の好適な実施例においては、図８に示すように、三重ブレーズド格子８０の全体 表面に対して垂直に入射する波長λの単色（またはほぼ単色）の光線８５を受け て動作するようになっている。

尾ｆｌｉ８１の規則的な配列が、回折格子として機能して、三重ブレーズド格子 についての回折角θを上記式（１）（格子方程式）を満たす１つの角度に制限し 、その結果、回折方向を弐（１）におけるｍの正または負の整数値に対応する回 折次数のいずれか１つに制限する。この明細書においては、特定のｍの値に対応 する回折角をθ（ｍ）で表す。

平面状の反射面８２．８３および８４のそれぞれは、その面の幅が入射光の波長 と比較して大きい場合、平面鏡として作用する。このような条件において、上記 小面に入射する入射光の一部は、鏡面反射を支配する通常の法則に従って反射さ れる。つまり、入射角と反射角とは等しくなる。この条件が満たされるとき、小 面８２．８３および８４のそれぞれは、平面鏡として作用し、正しい方向に向け られたとき、入射光８５の一部を許容される回折次数すなわちｍ値のいずれか１ つの方向に反射し、これによって、特定の回折次数を選択して、他の回折次数に はほとんどまたは全く光エネルギーを回折させない。これが、先に述べた通常の ブレーズド格子の動作原理である。従って、このような条件のもとで正しい方向 に向けられたとき、上記３つの面は、許容される回折次数の３つの値に対応する ３つの異なる回折光を生成することができる。

実際には、大部分の多重ブレーズド格子は、入射光の波長と同程度もしくはこれ よりも短い幅の反射小面を有している。このような場合、それぞれの面（小面） からの反射に影響する、いわゆる［単一スリット回折効果Ｊが重要になり、これ が多重ブレーズド格子の特性をいくらか変化させる。このことは次のように理解 される。図８に示した小面８２゜８３および８４のような反射小面のそれぞれは 、入射光に対して、同程度の寸法の狭いスリットの効果に類似した回折効果を有 する細長い矩形状の小面となる。従って、そのような小面からの反射は、かなり の回折効果をもたらして、反射光の角度を広げる結果となる。

幅の狭い単一の鏡から反射される光の角方向の強度分布は、多くの光学書物でｔ ＩＩ論されている良く知られた単一スリント回折パターンによって与えられる。

反射光の角方向の広がりは、多くの要素に依存するが、主として入射光の波長と 小面の幅に依存する。この単一スリント回折の結果、入射光の波長の増大または 小面の幅の減少が、小面から反射される光の角方向の広がりを増大させる。但し 、反射光の角方向の強度分布は、依然として、鏡面反射角度の付近に集中しては いる。

前述の通り、回折格子に入射する光によって作られる許容される回折次数、つま りｍ値は、回折格子における異なる尾根から回折される光の間の干渉から定まる 。多重ブレーズド格子の場合、この干渉がやはり発生し、単一の尾根から回折さ れた光を、その格子についての１つ以上の回折次数またはｍ値に集中させる。上 記干渉プロセスにおける光を上記回折次数に集中させる選択性は、入射光によっ て照射される尾根の数に依存しく通常の格子でも同様）、回折格子のより広い面 が照射されるほど、より明瞭に回折次数が決定される。

ここで注青ずべきことは、単一スリット回折効果を与える式は、多重ブレーズド 格子の種々な回折次数における光の相対的な強度のみについての指針を与えるに 過ぎないことである。これら強度の正値な決定のためには、回折構造における異 なるいわゆる尾根から回折される光の間の干ン＄効果とともに、全ての反射面か らの単一スリット回折効果（異なる面から回折された光の間の干渉も含めて）も 考慮に入れる必要がある。

［；！１８に示した多重ブレーズド格子の場合、多重回折格子８０の小面８２は 角度α、いわゆるブレーズ角、の方向に向けられており、その鏡面反射角度は２ αとなる。図１０において、上記角度αは、反射角２αが回折次数ｍｌの時の式 （１）を満足する回折角θ（ｍｌ）に等しくなるように選ばれている。但し、こ の限定は、以下の実施例で示されるように、重要ではない。従って、小面８２か らの鏡面反射は、小面８２を通常のプレースト格子のように作用させて、ｍ＝ｍ １に対応する、言い換えれば、回折次数ｍｌに対応するθ（ｍｌ）−２α方向の 単一回折光８６を生成させる。

実際には、小面８２は、通常、入射光８５の波長と同程度もしくはこれより短い 幅を有する。その結果、小面８２からの単一スリット回折効果が、反射光の幅を 広げ、小面８２に入射する光のがなりの部分を、回折次数ｍｌの付近の回折次数 の方向に回折させる。しかしながら、最も大きな回折強度は、対応する小面での 鏡面反射角度に最も近い回折次数−この例ではｍ１次数−において生じる。

同様に、小面８３は、図８に示すように、角度βの方向を向き、鏡面反射角度２ βを有する。図８において、角度βは、反射角２βが回折次数ｍ２の時の式（１ ）を満たすもう１つの回折角度θ（ｍ２）に等しくなるように選ばれる。従って 、小面８３での鏡面反射は、小面８３を、全体として通常のブレーズド格子のよ うに機能させ、ｍ＝ｍ２に、言い換えればｍ２回折次数に対応する方向θ（ｍ２ ）＝２βの方向に単一の回折光８７を生成させる。実際には、小面８３は通常、 入射光８５の波長と同程度もしくはこれより短い幅を有する。その結果、小面８ ３からの単一スリット回折効果は、反射光の幅を広げる結果となり、小面８３に 入射する光のかなりの部分を、回折次数ｍ２の付近の回折次数の方向に回折させ る。

同様に、小面８４は、図８に示すように、角度Ｔの方向に向けられ、−２γの鏡 面反射角を有する（マイナス符号は反時計回りの角度で反射することを示す）。

図８において、角度Ｔは、反射角−２１が回折次数ｍ３の時の式（１）を満たす もう１つの回折角度θ（ｍ３）に等しくなるように選ばれる。従って、小面８４ での鏡面反射は、小面８４を、全体として通常のブレーズド格子として機能させ 、ｍ＝ｍ３、言い換えればｍ３回折次数に対応する方向θ（ｍ３）＝−２ｒに単 一回折光８８を生成する。実際には、小面８４は通常、入射光８５の波長と同程 度もしくはこれより短い幅を有する。その結果、小面８４からの単一スリフ）回 折効果は、反射光の幅を広げる結果となり、小面８４に入射する光のかなりの部 分を、回折次数ｍ３付近の回折次数の方向に回折させる。

図８に関連して上で説明した構成は、回折次数に対応する鏡面反射角度を利用し ている。しかしながら、このことは重要ではなく、以下に述べる好ましい実施例 の幾つかは、回折次数に対応しない鏡面反射角度を利用している。

回折方向θ（ｍ　ｌ　）　、θ（ｍ２）およびθ（ｍ３）は、入射光８５の波長 に依存するのに対し、鏡面反射角度２α、２βおよび一２Ｔは、波長に依存しな い、それゆえに、通常のブレーズド格子の場合と同様に、多重ブレーズド格子は 、入射光の特定の波長で特定の回折光パターンを生成するように構成される。但 し、大部分の多重ブレーズド格子は、波長のある範囲の幅に亘って動作する。

従って、図８に示した多重ブレーズド格子は、単一の単色入射光８５から、異な る回折次数、つまり異なるｍ値に対応する多くの回折光を生成する。上述した通 り、回折光のパターンは、反射面の幾何学的形状と、入射光の波長および方向と に依存する。回折光のパターンは一般に、回折光の方向（すなわち、回折次数の 組み合わせ）および回折光のエネルギーの両方について、ｍ＝０の回折次数の回 りに非対称である。それゆえに、多重ブレーズド格子は、先に述べたような現在 存在する回折構造によっては模倣できないような特有の回折特性を示す。

図８（ａ）および図８（ｂ）に示した２つの三重ブレーズド格子の構成は、同じ 反射型の面８２．８３および８４を備えているが、これらの面は異なる順番で配 列されている。図８（ｂ）に示した構成は、より鋭い頂点を備えた尾根８１を有 しており、隣接する尾根によって回折された光による妨害の可能性を減少させる 利点を備えている。

上記説明は、多重ブレーズド格子におけるそれぞれの反射面の幅が、多重ブレー ズド格子の全体的な動作に強く影響する可能性があり、さらに、図８（ａ）およ び図８（ｂ）に示した構成は、それぞれの小面の幅が独立して変化するのを許さ ない、と言うことを示している。さらに、小面の幅は、その小面で遮られる入射 光の比率、つまり、入射光のエネルギーがその小面で回折される光に分配される 比率に影響を与える。それゆえに、多重ブレーズド格子においては、小面の幅を 独立に変化させ得ることが好ましい。

−Ｓに、格子の形にステップ状の非連続部を付けることにより、多重ブレーズド 格子における複重の小面の幅を互いに独立に変化させることが可能である。ステ ップ状の連続部の深さまたは高さを調整して、小面の幅および角度を変化させる ことができる。この方法で、例えば、同一の小面角度を持ちながら異なる小面幅 を有し、それゆえに得られる回折光パターンおよびエネルギーが異なる、互いに 異なった格子を設計することが可能である。しかしながら、小面の凸形形状のス テップ状不連続部の使用、つまり小面が格子の表面から外方に突出する尾根を形 成するような配置の使用は、回折光の少なくとも１つが妨害される結果となり、 これは好ましくない。この問題は、以下に述べる格子形状のように、ステップ状 の不連続部によって反斜面を凹形に形成することによって克服される。

図９は３重ブレーズド回折格子の一例となる概略図である。図９（ａ）は３重ブ レーズド回折格子の構造の断面を図示し、他方、図９（ｂ）は図９（ａ）に示さ れた回折格子構造の特性を簡略かつ定性的に図示している。

図９（ａ）は反射小面の凹面配置およびスナップ状の不連続を利用する３重ブレ ーズド回折格子構造の特定例を断面図で示している。回折格子の構造（ｄｅｓｉ ｇｎ）はおおよそ次の長さおよび角度を有している。

ａ　＝２３３５ｎｍ、　ｂ　＝５８４ｎｍ　、　ｃ　＝５８４ｒｖ＋　、ｄ　＝ ｌ１６７ｎｍ、　ｅ　＝２３．１＠、Ｅ＝１２．７’　、ｇ＝２９’　、ｈ＝４ ６．２°、ｉ　＝２５．４’　、ｊ　＝５８゜これが様々な用途に使用可能な多 重ブレーズド回折格子で可能な多数の異なる構造（ｄｅｓｉｇｎ）の中の一例に すぎないことは強調される必要がある。他の構造例も以下に示される。３重ブレ ーズド回折格子９０は、互いに平行で同一形状の直線状「尾根Ｊ９１の規則的な 連続体から構成され、その谷幅はａである。冬用１９１は光学的反射体である３ 個の平坦な小面９２　、９３および９４から構成され、３個の小面９２　、９３ ．９４は、それぞれ特定の異なる方向を向いている。図示されたように、波長λ の光９５が回折格子の全体に対して直角に入射するため、間隔「ａ」の直線乱れ 部（ｐｅｒＬｕｒｂａＬｉｏｎ）の規則的な連続が、様々な回折次数［ｍＪに対 する上記式（１）により与えられる可能な回折方向θ（ｍ）の集合をもたらす。

図９に示された構造（および図１Ｏと１１に示された構造）において、入射波長 は６６０ｎｍ　、回折格子の間隔「ａ」は２３３５ｎｍであると仮定されている 。従って、式（１）に基いて回折格子９０と入射光９１との組み合わせにより生 じる可能な回折次数「ｍ」は、弐（１）から計算された以下の表１で示されてい る回折方向θ（ｍ）に対応してｍ−０、±１、±２、±３に限定される。

（ｍ＝０の回折次数は、回折格子表面全体からの入射光の鏡面反射に対応してお り、殆どの用途では無用であることに注意のこと。）表１ ｒｍＪＯ±１　±２　±３ θ（ｍ）　Ｏ’　±１６．４″′　±３４．４’　±５８゜６６０ｎｍの入射波 長および２３３５ｎｍの回折格子間隔が任意に選択されていること、および他の 入射波長λと回折格子間隔「ａＪの組み合わせも使用可能であり、それによって 、異なる可能な回折方向およびある場合には異なる可能な多数の回折次数をもた らすことが認識される必要がある。例えば、回折格子間隔ｒ　ａ　Ｊの増大は、 弐（１）に示された如く、可能な回折次数も増大し得る。コンパクトで安価な半 導体レーザを使用できるため、６６０ｒｖの入射波長は実用的に重要な意味を有 する。

図９（ａ）で図示された構造において光学反射小面の内の２個、すなわち小面９ ２および９３は回折次数に対応する角度の範囲内に鏡面反射角が来るように、他 方小面９４は回折次数の１つに正確に対応する鏡面反射角が来るように設計され ている。

小面９２．９３および９４の幅は入射光９５の波長に匹敵するか、それ以下であ り、従って各小面は鏡面反射角付近の回折次数においてかなりのレベルの回折光 エネルギーを生じる顕著な単一スリット回折効果をもたらす。単一スリント回折 効果の程度に関するおよその概念、従って、単一スリットから様々の可能な回折 次数へ回折される光エネルギーに関する概念が、周知の単一スリット回折理論を 用いることで得られる。以上で論した如く、このことは単一スリット回折効果の 定性的な考え方をもたらすが、正確な定量的予測をするためにはより洗練された モデルが必要である。

小面９２の幅すは尾根の間隔’　”　Ｊ　２３３５ｎｍの約４分の１の５８４ｎ １１（回折格子表面全体に対して平行に、すなわち入射光線９５に対して垂直に 測定された時）であり、ブレーズ角ｅは２３．１’である。従って、小面９２の 鏡面反射角りは、ｍ＝３回折次数の角度（５８°）とｍ＝２回折次数の角度（３ ４，４°）の中間の４６．２°である。周知の単一スリット回折理論は、単一小 面９２からの回折光が実質的にｍ＝３回折次数およびｍ＝２回折次数の両方の方 向にあることを示している。ｍ＝１およびｍ＝０回折次数の方向における回折は これより弱いが依然として顕著であり、一方、残りの回折次数の方向における回 折は極めて微弱である。従って、小面９２は全体として、ｍ＝３およびｍ＝２回 折次数において顕著な回折光エネルギーを生し、ｍ＝１およびｍ＝Ｏ回折次数に おいてはそれより低いが顕著な光エネルギー（ｍ−０回折次数での光エネルギー はｍ＝１の時よりも弱い）を生し、残りの回折次数では光エネルギーレベルは顕 著ではない。小面９２によるｍ＝３およびｍ＝２回折次数での回折光エネルギー レベルは同程度の大きさである。

小面９３の幅Ｃは尾根の間隔’　ａ　Ｊ　２３３５ｒ＋ｍの約４分の１の５８４ ｎｍ　（回折格子表面全体に対して平行に、すなわち入射光線９５に対して垂直 に測定される時）であり、ブレーズ角ｆは１２．７″′である。従って、小面９ ３の正面反射角ｉは、ｍ＝２回折次数の方向（３４，４°）とｍ＝１回折次数の 方向（１Ｇ、４°）の中間の２５．４°である０周知の単一スリット回折理論は 、単一小面９３からの回折光が実質的にｍ＝２およびｍ＝１回折次数の両方の方 向にあることを示している。ｍ＝３およびｍ＝０回折次数の方向における回折は これより弱いが依然として顕著でもあり、ｍ＝−１回折次数での方向における回 折はさらに弱く、残りの回折次数の方向における回折は顕著ではない。従って、 小面９３は全体的にはｍ＝２およびｍ＝１回折次数において顕著な回折光エネル ギーを生じ、ｍ＝３およびｍ−０回折次数においてはそれより低いが顕著な光エ ネルギーを生し、ｍ−−１回折次数での回折光エネルギーはさらに弱く、残りの 回折次数では光エネルギーレベルは顕著ではない。小面９３によるｍ＝２および ｍ＝１回折次数での回折光エネルギーレベルは同程度の大きさである。

小面９４の輻ｄは尾根の間隔「ａ　ｊ　２３３５ｎ＋ｉの約２分の１の１１６７ ｎ１１（回折格子表面全体に対して平行に、すなわち入射光線９５に対して垂直 に測定される）であり、ブレーズ角ｇは一２９°である。従って、小面９４の正 面反射角ｊは、上記の表１で示された如く、ｍ＝−３回折次数に対応する一５８ °である。従って、小面９４は主としてｍ＝−３回折次数への入射光９５の回折 をもたらす。周知の単一スリット回折理論は、ｍ＝−３回折次数の方向における よりもかなり微弱ではあるが、ｍ＝−２回折次数の方向における単一小面９４か らの回折光が顕著であること、および残りの回折次数の方向における回折が極め て微弱であることを示している。小面９４からの反射光の回折拡散は、小面９４ の幅が広いため小面９２または９３からの反射光の回折拡散よりも小さい点に注 意すること。従って、小面９４は全体的に、ｍ＝−３回折次数において顕著な回 折光エネルギーを生じ、ｍ＝−２回折次数においてはそれよりかなり低いレベル であるが顕著な光エネルギーを生し、残りの回折次数では回折光エネルギーが無 視できる。

閲９で図示された回折格子の構造において、９２型または９３型のいずれの小面 も、入射光９５からの入射光エネルギー（ｉｎｃｉｄｅｎｔ　ｏｐｔｉｃａｌ　 ｐｏｗｅｒ）を９４型の小面の半分の量だけ遮断すること、そのため、小面９２ および９３から回折された合成光エネルギーは、小面９４から回折された光エネ ルギーにほぼ等しいことにも留意するａ・要がある。

従って図９（ａ）で図示された３重ブレーズド回折格子の構造は、以下で説明す る読み取り技術を用いて検出ないし「読み取り」が可能であるが、上記で説明し た従来型回折格子のような他の回折格子の構造では模倣不可能である、非対称的 な配列の回折光を単色入射光線９５から生ずる。

図９（ｂ）は、略図的かつ定性的な形で、図９（ａ）で図示された３重ブレーズ ド回折格子の小面９２．９３および９４の各々により、入射光線９５から回折次 数の方向で生しる回折光の強度を示している。図９（ｂ）では、上記の表１に従 い可能な回折次数（またはｒ　ｒｒｌ」値）の表記を添えて、回折光の光学的強 度■が回折角度θの範囲にわたってプロットされている。上で論した如く、回折 光エネルギーは干渉効果により可能な回折次数に集約され、その結果生じる回折 光の総合パターンは、ｍ＝０回折次数に関して非対称である。このような回折パ ターンは、上述した既存の回折格子構造の如き他の回折格子構造では生成ないし 模倣が不可能である。

図１０および１１は他の可能な多重ブレーズド回折格子の構造を示している。簡 略化のために図１０および１１で示された構造は、同一の入射光の向き、６６０ ｎｍの同一入射光波長、および図９で示されたものと同し２３３５ｒｌｆｆｌの 格子尾根の幅「ａ」を利用している。従って、図１Ｏおよびｌｌで示される回折 格子の構造は、上記の表１で示された如く、ｍ＝−３からｍ＝３の範囲にわたる 同様の可能な回折次数をもたらす。

図１０は、入射光エネルギーレベルに対応する顕著な光エネルギーレベルの４本 の回折光を生ずるように設計された２重ブレーズド回折格子の一例の略図である 。その内２本の光は回折格子構造における各タイプの反射小面により生しる。図 １０（ａ）は２重ブレーズド回折格子の構造を断面図で図示し、他方、図１０　 （ｂ）は図１０　（ａ）で図示された回折格子構造の特性を簡略かつ定性的に図 示している。波長６６０ｎｍの光線１０４は直角に２重ブレーズド回折格子１０ ０の表面全体に入射する。

２重ブレーズド回折格子＋００は、回折格子の冬用ｔｌｊｌｏ１が２つの滑らか な反射小面から成ることを特徴としている。本回折格子構造において、小面１０ ２および１０３は、同一幅、−幅は回折格子１０００表面全体に対して平行に、 すなわち入射光１０４に対して垂直に測定されるー、を有するが、互いに異なる 向きを有する。

小面１０２の幅すは１１６７．５重ｍ　（すなわち尾根の間隔［ａ　Ｊ　２３３ ５重ｍの２分の１）であり、ブレーズ角ｄは２３．１’である。従って、小面１ ０２の正面反射角［は、ｍ＝３回折次数の方向（５８°）とｍ＝２回折次数の方 向（３４，４°）の中間の４６．２°である。周知の単一スリット回折理論は、 単一小面１０２からの回折光が実質的にｍ＝３回折次数およびｍ＝２回折次数の 両方の方向にあること、ｍ＝１回折次数の方向における回折はそれより弱いが顕 著であり、残りの回折次数の方向における回折は無視できることを示している。

従って、小面１０２は全体的には、ｍ＝３およびｍ＝２回折次数において顕著な 回折光エネルギーを生じ、ｍ＝１回折次数においてはそれより弱いが顕著な光エ ネルギーを生じ、残りの回折次数では回折光エネルギーは無視できる。小面！０ ２によるｍ＝３およびｍ＝２回折次数での回折光エネルギーレヘルは同様の大き さである。

小面１０３の幅Ｃは１１６７．５　ｎｍ　（すなわち尾根の間隔’　ａ　Ｊ　２ ３３５重ｍの２分の１）であり、ブレーズ角Ｃは−１２，７°である。従って小 面１０３の正面反射角ｇは、ｍ＝−１回折次数の方向（−１６，４°）とｍ＝− ２回折次数の方向（３４，４°）の中間の−２５，４°である。周知の単一スリ ット回折理論は、単一小面１０３からの回折光が実質的にｍ＝−１回折次数およ びｍ−−２回折次数の両方の方向にあること、ｍ＝０回折次数の方向における回 折はそれより弱いが顕著であり、残りの回折次数の方向における回折は無視でき ることを示している。従って小面１０３は全体的にｍ＝−１およびｍ＝−２回折 次数において顕著な回折光エネルギーを生じ、ｍ＝０回折次数においては顕著で はあるがそれより微弱な光エネルギーを生し、残りの回折次数では回折光エネル ギーは無視できる。小面１０３によるｍ＝−１およびｍ＝−２回折次数での回折 光エネルギーレベルは、同程度の大きさである。

図１０（ｂ）は略図的かつ定性的な形で、図１０（ａ）で図示された２重ブレー ズド回折格子の小面１０２および１０３の各々により入射光１０４から回折次数 の方向で生じる回折光の強度を示している。図９（ｂ）の如く、上記の表１に従 い可能な回折次数（または「ｍ、＋（ａ）の表記を添えて、回折光の光学的強度 ｌが回折角度θの範囲にわたりプロットされている。その結果生しる回折光の総 合パターンは、ｍ＝０回折次数に関して非対称であり、ｍ　＝３．　ｍ　＝２． 　ｍ　＝　−１およびｍ−−２の回折次数では回折光エネルギーは高レベルであ る。このような回折パターンは、上で論しられた既存の回折格子構造の如き他の 回折格子構造では生成ないし模倣は不可能である。

図１１は、入射光エネルギーレベルに比較して顕著である光エネルギーレベルを 持つ２本の回折光を生ずるように設計された２重ブレーズド回折格子の一例を示 す概略図である。その内１本の光線が回折格子構造における２タイプの各々の反 射によりもたらされる。図１１（ａ）は２重ブレーズド回折格子の構造を断面図 で図示し、他方、図１１（ｂ）は図１１（ａ）で図示された回折格子構造の特性 を簡略かつ定性的に図示している。波長６６０ｎｍの光線１１４は２重ブレーズ ド回折格子１１０の表面全体に対して直角に入射する。

２重ブレーズド回折格子１１０は、回折格子において各尾根１０１が２つの滑ら かな反射小面から構成されることを特徴としている。本回折格子構造において、 小面１１２および１１３は、同一幅（幅は回折格子１１０表面全体に対し平行に 、すなわち入射光１１４に対し垂直に測定される）であるが、互いに異なる方向 を有する。

小面１１２の輻すは１１６７．５　ｎｌｂ　（すなわち尾根の間隔［ａ　Ｊ　２ ３３５ｎａの２分のｌ）であり、ブレーズ角ｄは２９°である。従って、小面１ １２の正面反射角ｒは、上記の表１で示された如く、ｍ＝３回折次数に対応する ５８°である。そのため、小面１１２は原則的にｍ＝３回折次数に対する入射光 １１４の回折をもたらす。周知の単一スリット回折理論は、単一小面１１２から の回折光が、ｍ＝３回折次数の方向におけるよりもかなり微弱ではあるが、ｒｒ ＋−２回折次数における方向においても顕著であること、および残りの回折次数 の方向における回折はかなり微弱であることを示している。従って、小面１１２ は全体的にはｍ＝３回折次数において顕著な回折光エネルギーを生じ、ｍ＝２回 折次数においては回折光エネルギーは顕著ではあるが大変低いレベルであり、残 りの回折次数では回折光エネルギーは無視できる。

小面１１３の幅Ｃは１１６７．５　ｎｍ　（すなわち尾根の間隔’　ａ　Ｊ　２ ３３５ｎｍの２分の１）であり、ブレーズ角ｅは−８，２＠である。従って、小 面１１３の正面反射角ｇは、上記の表１で示された如く、ｍ＝−１回折次数に対 応する−１６．４°である。そのため、小面１１３は原則的にｍ＝−１回折次数 に対して入射光１１４の回折をもたらす。周知の単一スリット回折理論は、単一 小面１１３からの回折光が、ｍ＝−１回折次数の方向におけるよりもかなり＠弱 ではあるが、ｍ＝−２およびｍ＝０回折次数の方向においても顕著であること、 および残りの回折次数の方向における回折はかなり微弱であることを示している 。従って、小面１１３は全体的にはｍ＝−１回折次数において顕著な回折光エネ ルギーを生じ、ｍ＝−２および０回折次数においては回折光エネルギーは顕著で はあるが大変低いレベルであり、残りの回折次数では回折光エネルギーは無視で きる。

図１１（ｂ）は略図的かつ定性的な形で、図１１（ａ）で図示された２重ブレー ズド回折格子の小面【１２と１１３の各々により入射光１１４から回折次数での 方向で生しる回折光の強度を示している。図１０（ｂ）の如く上記の表１に従い 可能な回折次数（または「ｍ」値）の表記を添えて、回折光の光学的強度ｌが回 折角度θの範囲にわたりプロ・７トされている。その結果生じる回折光の総合パ ターンは、ｍ＝０回折次数に関して非対称であり、ｍ＝３およびｍ＝−１の回折 次数では回折光エネルギーは高レベルである。このような回折パターンは、上で 論じられた既存の回折格子構造の如き他の回折格子構造では生成ないし模倣は不 可能である。

図１１（Ｃ）は、図１１　（ａ）で図示された２重ブレーズド回折格子の回折特 性を示す断面の略図的かつと定性的な図である。２重ブレーズド回折格子１１０ は、６６０ｎｍの入射光１１４からｍ＝３およびｍ＝−１の回折次数において各 々回折された顕著な２つの光線１１５および１１６を生み出す。

上記の多重ブレーズド回折格子の構造は例に過ぎず、他の構造も可能であること は認識される必要がある。

例えば上記の回折格子構造は、異なる数の可能な回折次数を実現するため、およ び／または可能な回折次数の範囲内に異なる形で分布する異なる数の回折光を生 み出すために、修正可能である。これらの修正は、回折格子構造における尾根の 間隔、回折格子構造における反射小面の幅、反射小面の向きおよび／または反射 小面の異なるタイプの数を修正することにより実施できる。

しばしば多重ブレーズド回折格子の意図する用途が回折格子構造を左右し、特に 可能な回折次数の数と角度、および可能な回折次数での回折光の分布を左右する 。

上記の説明は反射型回折格子を中心にしてなされた。しかしながら、多重ブレー ズド回折格子のアイデアは透過型回折格子の形でも実施可能であることを認識す る必要がある。

多重ブレーズド回折格子用の読取装置は、概して多重ブレーズド回折格子の正確 な構造に対応する回折光の組み合わせを確認するように設計されている。この確 認または真贋識別（ａｕ　ｔｈｅｎ　ｔ　ｉｃａ　Ｌ　１ｏｎ）のプロセスは、 様々なレベルの工夫された技術が関与し得る。

もっとも簡単な読み取り技術は、単に、適切な回折次数に回折光エネルギーが存 在し、１つまたは複数の残りの回折次数に顕著な回折光エネルギーが存在しない 状態を確認することに関わっている。多重ブレーズド回折格子の場合、幾つかの ケースで簡単な回折格子により多重ブレーズド回折格子の模倣を許容する可能性 があるため、特定の回折次数における回折光エネルギーの存在を確認するだけで は不十分である。

例えば、Ｉ；Ｉ９に示した多重ブレーズド回折格子は、ｍ　＝　３１ｍ　＝　２ 　＋　ｍ　＝１およびｍ＝−３回折次数において顕著な回折光エネルギーを生ず る。

同し尾根の輻「ａ」を有する簡単な回折格子を、これら回折光を生み出すために 代わりに用いることはできるが、ｍ＝−１およびｍ＝−２回折次数においても回 折光エネルギーを生ずる。従って、ｍ＝−１およびｍ＝−２回折次数の一方また は両方において回折光エネルギーの不在を確認することによっても、図９に示さ れた多重ブレーズド回折格子を模倣するための簡単な回折格子の使用を不可能と することができる。

より工夫された読み取り技術は、上述の機能に加え、様々な回折光における光エ ネルギーのレベルの測定および比較を含んでいる。より複雑ではあるが、この技 術は、読取りＨ（ｒｅａｄｅｒｓ）が多重ブレーズド回折格ｒを模倣する従来型 回折格子の使用を防止するのみならず、類偵の回折光配置を生ずる多重ブレーズ ド回折格子の中から確実に識別できるようにする。

上記の多重ブレーズド回折格子の好ましい実施例において、様々な変形例が可能 であることを認識する必要がある。例えば、上記の説明は多重ブレーズド回折格 子構造における平坦な反射小面について言及している。しかしながら、小面が平 坦である必要はなく、他の形状を取ることもある。例えば、小面が湾曲している こともあり、異なる小面間の境界Ｓ二明確な切れ目が無いこともある。さらに、 上記の説明は、回折面の上から見た場合に多重小面の「尾根」が直線である多重 ブレーズド回折格子について言及しているが、こうなっている必要はない。その 代わりに、追加の回折または他の光学的効果をもたらすために、多重小面の「尾 根Ｊが湾曲している場合がある。さらに他の変形例では、多重ブレーズド回折格 子を備えた表面が、複数のセグメントに分割され、各セグメントが隣接するセグ メントの多重ブレーズド回折格子と同じか別である多重ブレーズド回折格子を有 している。

上記の多重ブレーズド回折格子は、従来型回折構造を用いて模倣できないように するための回折光の独特の組み合わせを入射光から生み出す手段を提供し、この ような構造の複写または偽造を困難にする回折表面構造を利用する。

ピクセルグラム（ｐｉｘｅｌｇｒａｍ　：画素集合体）技術として知られる他の 技術を多重ブレーズド回折格子の代わりに使用して、複写または偽造が困難な回 折構造による特有（ｕｎｉｑｕｅ）の回折光パターンを作ることができる。

ピクセルグラムは特詐害類その他で周知の装置である。元々は目視証明画像を作 るために開発されたが、このピクセルグラムは、回折ノｓ＋−コード技術および 関連技術に利用されているような機械読取可能画像を生成するために利用するこ ともできる。

ピクセルグラムは多数の領域ないし画素（ｐｉｘｅｌ）に分割された表面から構 成される。各画素は、特定の照明条件下で所定の回折効果を生み出すために設計 された回折表面構造を有する。

各画素の表面構造は、画素表面上から見たときに概して湾曲しており通常は相互 に交差しないの表面の乱れ部または線から構成されてしする。

湾曲した線は、既知の直接複写プロセスを妨害する光学的干渉効果を生み出す。

さらに、ピクセルグラム技術における超精密表面構造および湾曲の線は画素の偽 造を極めて困難にする。

回折バーコード技術およびその関連技術に利用できる機械読取可能な回折表面構 造の製作を例にとると、ピクセルグラム技術は以下の如＜ｔｌ成され、利用され る。ビクセルグラム表面は、１つ１つが正方形または長方形である極めて多数の 画素に区分されている。ピクセルグラム表面を形成する画素タイプは多数存在す る６例えば４種の異なる正方形画素タイプは、ピクセルグラム表面が基本ユニッ トに分割され、各基本ユニ７）が少なくとも各画素タイプの１つを有している。

例えば４種の異なる画素タイプが存在する場合、ピクセルグラム表面の基本ユニ ットは、２×２型または４Ｘｌ型に配列された画素から構成することができる。

図１２は、ピクセルグラム表面１２０が異なる４タイプの画素１２１．１２２゜ １２３および１２４が、２×２の形態で基本ユニ７）１２５を構成している状態 を図示している。これら基本ユニット１２５は、ビクセルグラムの表面が全体に わたって繰り返し幾何学的パターンに配列されて、［チェッカーボードＪ形状を 構成する。

各画素は、特定の入射光読取光から１本以上の顕著な回折光を生ずるように設計 されている。ピクセルグラム表面にある１つまたは複数の上記基本ユニット１２ ５に照射される適切な波長および向きの入射光線の全体的効果が、１＆Ｉｌの回 折光を生ずる。高度な安全（ｓｅｃｕｒ　ｉ　ｔｙ）用途においては、これらの 光線は、標準的な回折構造によって模倣できないように形成される。

上記の説明は、回折バーコードおよび関連技術に対して高度な安全性を達成する ために用いられる回折バーコードおよび特殊回折構造の基本原理を説明している 。以下では上記のような特殊回折構造を検出し、それにより前記特殊回折構造の 真贋を識別する技術を説明し、併せて、従来型回折構造または前記特殊回折構造 のいずれかを組み込んでいる媒体にデータを記録し、データ記録プロセスがそれ により回折バーコードまたは記憶された数値メモリを作成する技術も説明する。

以下では多重ブレーズド回折格子の検出について言及する６図１３は特定構造の 多重ブレーズド回折格子を「読み取る」装置の略図であり、多重ブレーズド回折 格子が正しい回折特性を有しているか判断する。このような装置は、例えば多重 ブレーズド回折格子を組み込んだ回折バーコードの読取りおよび真贋識別のため に、または、例えば多重ブレーズド回折格子領域が正しい回折特性を有すること を確認するために使用できる。図１３は、例として、図１０で説明され、かつ、 表１に示されている可能な回折次数を有する多重ブレーズド回折格子の構造を使 用している。しかしながら、同一の原理をあらゆるタイプの多重ブレーズド回折 格子を読み取るのに適用することができ、従って、図１３で図示された構成は、 例にすぎない。

３重ブレーズド回折格子１３０は読取装置に対して相対的に位置する。

例えば、多重ブレーズド回折格子がカードまたは書類に組み込まれている場合、 カードまたは書類は、読取装置（例えばインサージョンリーダ（ｉｎｓｅｒｔｉ ｏｎ　ｒｅａｄｅｒ）　）の中に位置して保持されるか、或いは読取装置（例え ばスワイプリーダ（ｓｎｉｐｅ　ｒｅａｄｅｒ）　）に通されるかする。代わり に、リーグ装置の読取部を図１３に図示された方法で多重ブレーズド回折格子に 接近させることで、読取装置を単に手持ち型装置とすることもできる。

多重ブレーズド回折格子１３０の構造に適した波長の単色（または単色に近い） 読取光１３１が、回折格子１３０に照射される。（波長６６０ｎｍの入射光が上 記の説明において用いられている。ただし、多重ブレーズド回折格子は他の波長 用に設計することが可能である。、）光線１３１は、例えば図１３で図示された 如く、半導体レーザ１３２により作ることができ、レンズ配置１３３により焦点 を回折格子１３０に集められる。その代わりに、例えば、光線１３１を回折格子 【３０に照射される平行光線とすることができる。上で図１０に関連して説明さ れた如く、読取光線１３１と結びついた多重ブレーズド回折格子１３０の構造は 、上記の表１に列挙された回折方向を持つｍ−±１、±２および±３に対応する ６種の非ゼロ回折次数を生ずる。多重ブレーズド回折格子１３０に照射する読取 光線１３１は、図１０との関連で上述された４本の顕著な回折光１３４ａ、　１ ３４　ｂ　、　１３４　ｃおよび１３４ｄを生ずる。この場合、４木の顕著な回 折光はｍ＝３　、ｍ＝２、ｍ＝−１、ｍ−−２およびｍ−−３回折次数に対応す る。

ここに提案された読取装置の構造において、光検知器１３５ａ、　１３５　ｂ　 、　１３５ｃ　、　１３５　ｄ　、　１３５ｅおよび１３５ｆは、ｍ＝３　、ｍ ＝２　、ｍ＝Ｉ、ｍ＝−Ｌｍ＝−２およびｍ＝−３の方向に対応して各々設置さ れている。光検知器１３５ａ、　１３５ｂ、　１３５ｄおよび１３５ｅは、光線 １３４ａ　（ｍ＝３）、　１３４ｂ　（ｍ＝２）。

１３４ｃ　（ｍ＝　−１）および１３４ｄ（ｍ＝−２）を各々検出し、データ処 理電子袋！（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＨ３６により処理 される電気信号を生ずる。検知器１３５ｃおよび１３５ｆはｍｚｌおよびｍ＝− ３回折次数における顕著な回折光エネルギーの不在を確認する。従って読取装置 は、特定の回折次数（この例ではｍ＝３　、ｍ＝２　、ｍ＝−１およびｍ＝−２ ）において顕著な回折光エネルギーの存在を確認し、且つ、特定の残りの回折次 数（この例ではｍ＝１およびｍ＝−３）で顕著な回折光エネルギーの不在を確認 することにより、回折光の正しい組み合わせを確認する。この手法により、多重 ブレーズド回折格子の模倣のための従来型回折格子構造の利用は不可能となる。

さらに工夫された読取技術は、上記の機能に加え、様々な回折次数における光エ ネルギーのレベルの測定および比較を含んでいる。より複雑ではあるが、この技 術は、読取装置が従来型回折格子によって多重ブレーズド回折格子を模倣するこ とを防止するのみならず、類似しているが同一ではない回折光配置を生ずる多重 ブレーズド回折格子の中から確実に識別できるようにする。

図１４は第２の読取装置の概略図であり、この読取り装置は、図１１に関連して 上述されたタイプで、従って波長６６０ｒ＋ｍの入射光に対する表１に示された 可能な回折次数を有する多重ブレーズド回折格子を読み取るために設計されたも のである。この読取装置は、多重ブレーズド回折格子が正しい回折特性を有する ことを確認するように設計されている。

図１４に図示された読取装置の作動に関する一般的な原理は図１３に関連して上 述されたものと同一であり、図１３および１４の同一の数値識別子（ｎｕｍｅｒ ｉｃ　１ｄｅｎｔｉｆｉｅｒｓ）は同様の構成部品または機能を有している。

図１１に関連して上述された多重ブレーズド回折格子は、図１４では光線１４０ ａおよび１４０ｂにより代表される最高の回折光エネルギーレベルがｍ−３およ びｍ＝−１回折次数において各々発生し、無視できる回折光エネルギーがｍ＝１ およびｍ＝−３回折次数において発生することを特徴としている。従って、図１ ４に示された読取装置は、ｍ＝３、ｍ＝ｌ、ｍ＝−１およびｍ＝−３回折次数に 各々対応する４個の光検知器１４１　ａ、１４１　ｂ、１４１　ｃおよび１４１ ｄのみを有する。従って、図１４に図示された読取装置が図１１に関連して上述 されたタイプの多重ブレーズド回折格子を読み取るために用いられる場合、光検 知器１４１　ａおよび１４１ｃはｍ＝３およびｍ＝−１回折次数において各Ｊｆ 顕著なレベルの回折光エネルギーを検出し、−力先検知器１４１　ｂおよび１４ １ｄはｍ＝１およびｍ＝−３回折次数における顕著な回折光エネルギーの不在を 各々確認する。

従って、図１４の読取装置は、この場合特定の回折次数（この例ではｍ＝３およ びｍ＝−１）において顕著な回折光エネルギーの存在を確認し、且つ特定の残り の回折次数（この例ではｍ＝１およびｍ−−３）において顕著な回折光エネルギ ーの不在を確認することにより、回折光の正しい組み合わせを確認する。この手 法により、図１１に関連して上述されたタイプの多重ブレーズド回折格子を模倣 するために従来型の回折格子構造を利用することは不可能となる。

図１４に示された読取装置がｍ＝２およびｍ＝−２回折次数の位置に光検知器を 有することも認識する必要がある。これらは、さらに信頼性のある回折特性の真 贋識別をもたらす一層工夫された読取プロセスを可能にするが、追加の光検知器 および付随するデータ処理電子装置を用いるためにコストがかさむ短所を有する 。

上記の如（、必要に応して読取装置は、様々な回折光における光エネルギーのレ ベルの測定および／または比較により、類似の多重ブレーズド回折格子を識別で きる。例えば、図１４に関連して上述された読取装置は、図１Ｏの多重ブレーズ ド回折格子の方が図１１の多重ブレーズド回折格子よりも、ｍ＝３およびｍ＝− １回折次数の低い回折光エネルギーレベルが低いことを検出することにより、図 １０と図１１の多重ブレーズド回折格子を識別できる。図１３および１４に図示 された読取装置の作動原理は、より大きいまたは小さい数値の回折次数「ｍ」、 および／または可能な回折次数で様ルな構成に配列された、より多数または少数 の実際の回折光を含む多重ブレーズド回折格子に拡張できる。

以下では、ピクセルグラムを組み込んだ上記の回折構造を検出或いは「読み取る 」ための機械読取技術を説明する。

図１２に関連して上述された一般型のピクセルグラム回折構造を読み取る記述は 、多重ブレーズド回折格子を読み取るための図１３および１４に関連して上述し た読取技術に類似している。しかしながら、顕著な相違が存在する。

ピクセルグラム技術は、（図９．１０および１１に関連して上述した回折格子の ような）直線多重ブレーズド回折格子および単純な直線回折格子の場合には、特 定の平面に制限された光線よりはむしろ任意の向きに回折光を生ずる能力を有す る。従って、一般に、ピクセルグラム回折格子用の検出機器に用いられる光セン サは、（図１３および１４に関連して上述された多重ブレーズド回折格子の読取 装置で行われる場合とは異なり）回折光の存在を確認する為のみに配置され、他 の向きの１本または複数本の回折光の不在を確認するためには特に配置されない 。

図１５は上記のタイプのピクセルグラム回折格子構造を読み取る機器（ａｐｐａ ｒａｔｕｓ）の好ましい実施例を図示している。この場合、上記機器は、入射読 取光から３本の回折光を生ずるピクセルグラム構造１５０を検出するために利用 される。例えば半導体レーザのような発生源からの読取光線１５１は、焦点集束 光学機器（ｆｏｃｕｓｉｎｇ　ｏｐｔｉｃｓＨ５３により、板状の媒体１５４に 張り付けられた薄い金属片に組み込まれているピクセルグラム構造１５０の平面 上の１点に集束される。ピクセルグラム回折格子１５０は、読取光線１５１を３ 木の顕著な回折光１５５に回折する。余分な微弱な回折光も生じるが、ここで述 べた読取プロセスには何ら影響しない。３本の回折光１５５は３個の光センサ１ ５６により検出される。上記センサ１５６は、設定値より高めの光学的強度を有 する回折光で照射されることにより、各々電気信号を発生する。従ってデータ処 理電子装置１５７は、光センサ１５６が発生した電気信号を分析でき、従って３ 個すべての光センサ１５６が同時に回折光を照射されたのかを判断できる。従っ て、図１５で図示された読取機器は、正しい回折光配置を生ずるタイプのピクセ ルグラム回折格子の存在を検出できる。

ピクセルグラム回折格子が光線を任意の方向に発生できるため、図１５のセンサ １５６は通常すべてが同一平面にない点に注意すべきである。

図１５で図示されたピクセルグラム読取技術は、図１３および１４で図示された 多重ブレーズド回折格子読取技術に類似してはいるが、このピクセルグラム格子 構造を読み取る技術には、以下の如き基本的な２つの相違点が存在する。

第１に、目的の回折光配置が形成されるためには、読取光線（図１５では１５１ 　）はピクセルグラム格子上でピクセルグラム表面の整数個の上記基本ユニット （図１２では１２５）を覆う形でスポットの殆んどが集められるように１点に集 束されなければならない。入射光の大部分が照射に際して基本ユニットの部分の みに当たる場合、回折光パターンも同様に歪められるため、読取機器では認知さ れない。例えば、入射光が１．５個の基本ユニットを照射する場合（すなわち光 線の５ｏχが照射に際して非整数個の基本ユニットに集められる場合）、回折光 パターンは、光線の方向および／または光線間の光エネルギーの分布に関して、 意図されたパターンと異なるであろうと予想される。この要件は集束された読取 光スポットの形状に強い影響を与える。

上記のビクセルグラム表面の基本ユニットが、上記図１２で図示された如く正方 形画素の２×２配列である場合、許容される最小スポットのサイズはこの２×２ 七ノドの画素を覆う正方形に近くなる。回折バーコード用途により敵した集束ス ポット形状（望ましい回折光配置を生み出す供から）は、ピクセルグラム表面上 の上記基本ユニットの列を覆う集束線（ｓｔ口ｐ）である。これは図１６で、集 束読取光スボソｌ−１６１がピクセルグラム表面１６０上の上記基本ユニットの 列を照射しているところを略図として図示されており、基本ユニッ）　１６２は 、図１２に図示された如く、例えばビクセルグラム表面を構成する異なる４タイ プの画素の２×２配列から各々構成されている。

第２に、上記の如くピクセルグラム表面上の各画素は１組の曲線を含む。これら 曲線は、現在不正に反射式ホログラムを複写するためなどにＩＩ用される既知の 光学技術を介するピクセルグラム構造の複写を防止するための光学的干渉効果を 引き起こすために必須である。しかしながら、ピクセルグラム構造上のこれらの 曲線は、狭い鉛筆状の回折光よりもむしろ拡散した回折光を生ずる。回折光の各 々を検出するためのこの先憶知器配列は、好ましくは、各光線が光線を送信する 画素にとって適切な発散を有することをｆｌｌＥ　ｔ＝できることである。これ は、狭い鉛筆状の回折光を送信する直線回折格子画素を用いる偽造回折構造が、 ビクセルグ丹ム読取装置で読み込まれないことを保証するためにａ・須である。

この確認プロセスは、１箇所以上のセパレート型光検出領域から成る図１５の各 光センサ１５６を用いることで遂行される。図１７は、そのような光セニサ１７ ０の好ましい実施例を示しており、この光センサ１７０は、光セユ・′４月７０ の位置において一定の直径を存する回折光１７２の発散を第１１認するために、 適切な距離で隔てられた２つのセパレート型光検出領域１７１から構成されてい る。図１７において多数の変形例が可能であることは４１＋識される必要がある 。例えば、光センサは別個の同心円形検出領域を有する。他の可能な形態は別個 の直線に配置された多数の検出領域である。

ここで述べられた回折構造の読取のための技術について変形例が可能であること は認識される必要がある。１つの変形例において、できれば異なる波長であるこ とが望ましいが、２本以上の異なる光線が、ある組合わせで同時に、または、交 互に、回折構造上の同−又は異なる領域に向けられて、多数の特定の回折光配置 を生み出し、これら配置が、打数の光検知器によって［ｉＥおよび区別される。

以下では、上記構造の内の１つである回折表面を利用した回折バーコード読取用 の光メモリを説明する。

上記の如く、回折バーコードは、記録された情報を再現するために順序よく配列 された一連の平行な回折ストライプ（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ　５ｔｒｉｐｓ） および非回折ストライプ（ｎｏｎ−ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ　５ｔｒｉｐｓ）か ら構成されている。

バーコードの回折ストライプは、図１３．１４および１５において説明した技術 に類似した光学技術により検出される。回折バーコードの非回折ストライプの順 列は、回折バーコード読取装置の適切な検知器に向がう入射読取光の回折を発生 させないストライプとして定義される。

連続した回折バーコードに記録された情報は、回折バーコードの連続した回折ス トライプおよび非回折ストライプを検出することで読み取られる。この連続体は 、連続した回折バーコード中の回折ストライプと非回折ストライプとの違いを判 断できる読取装置と、回折バーコードとの相対的移動により検出される。この相 対的移動は、記録された回折バーコード情報を表す連続した検出信号を読取装置 において発生させる。

図１８は反射型回折バーコードの光メモリを含む媒体の読取技術の略図である。

本図では、この媒体はカードと想定されている。この読取技術は、回折バーコー ドを備えた書類の読取りにも通用できる。本口は、回折ストライプおよび非回折 ストライプが読取動作中のカード移動方向に対し垂直であるバーコードを構成す る状態において、通常従来型ハ−コード技術で、カード１８０が読取頁に対して 垂直に移動するような、読取装置の端末挿入（ｅｎｄ−ｏｎ）を示している。カ ード１８０が読取スロッ）１８１を通る際に、半導体レーザの如き発振源がらの 固定光線１８２は、読取動作中に回折バーコードがその範囲内で動き回る領域に おいて、単一バーコードストライプ全体または一部分への照射を可能にするため に、レンズ配置１８４により、スボント状、またはバーコードを形作る回折性お よび非回折性ストライプに平行なストライプへと集束される。

ピクセルグラム回折バーコードの場合には、集束読取光スポットは上記の如き確 かなサイズおよび形状をとる必要があり得る。光線１Ｂ２が連続するバーコード の回折ストライプへの入射光である場合、光線全体または一部分は多数の光検知 器１８５へと回折される。検知器の正確な数は回折バーコードに組み込まれた回 折特性に左右される。カード１８０がスロット１８１を通る際に、回折バーコー ドの回折ストライプは光検知器１８５において連続した光信号を生ずる。光検知 器１８５は、カード情報を引き出すためにデータ処理電子装置により処理される 連続した電気信号を発生する。ある場合には、スワイプリーダ（ｓｗｉｐｅ　ｒ ｅａｄｅｒ）の如く、カード１８０を手動でスロット１８１に通すこともある。

図１８で図示された読取技術は（自動金銭出納機における如き）インサージョン リーダまたは手持ち型［棒状」読取装置にも適用可能である。全ての場合におい て回折バーコードと読取装置間の相対的移動は、多数の光検知器に検出されて連 続した電気信号に変換される連続した回折光を生しる。

図１９は反射型回折バーコードラベルの読取を意図した手持ち型袋Ｗの略図であ る。ここでは、回折ハーコードラベルは、真ｌＷ識別および確認を可能にするた めに目的物または製品に貼付された回折バーコードである。操作方法は基本的に 図１８に関連して上述された読取技術と同一である。主な相違点は、図１８の技 術では回折バーコードが固定式読取光をＩ！ｌ過して移動するのに対し、図１９ の読取装置は手動でバーコードを走査することである。図１９は、手持ち型読取 装置の切欠した側面図である。半導体レーザ１９０がらの光線は、連続した回折 バーコードにおいて単一バーコードストライプの部分照射を可能にするために、 レンズ配置１９１によりスポットまたはストライプに対して読取装置の先端１９ ２で集束される。

手持ち型読取装置が、バーコードを構成するストライプに対して垂直方向に回折 バーコードラベル１９３を走査した場合、回折バーコードの回折ストライプは、 読取装置内部の光検知器１９４に連続した回折光を与える。このようにして造り 出された連続回折光信号は回折ハーコードラベルに保持された情報を表している 。光検知器１９４は、回折バーコードラベルに保持された情報を引き出すために データ処理電子装置により処理される連続した電気信号を発生する。光源１９０ は手持ち型読取装置ユニットに収容される必要はなく、１本または複数本の光フ ァイバを介して光源から手持ち型ユニットに光を伝送することで、光源をユニッ トから分離できる点に注意すべきである。

回折バーコードメモリ用の読取技術は、ある場合には、読取装置に対して特定の 向きに位置して保持される回折バーコードを含む。例えば、回折バーコードがカ ードに組み込まれた場合、読取動作中のカードの向きは、−ＩＩに、スヮイプリ ーダまたはインサージョンリーダにおける場合のように、読取装置の支配を受け る。

しかしながら、ある条件下では回折バーコードの向きは読取装置の支配を受けな い。例えば回折バーコードが書類または目的物に組み込まれる場合、読取装置は 、読取装置に手に取られ回折バーコードに接触またはスワイプ横断（ｓｗｉｐｅ ｄ　ａｃｒｏｓｓ）される手持ち型読取装置の形を取り得る。

図２０は（上記の如き）特定クラスの回折構造、すなわち特定クラスの回折バー コードを読み取るための手持ち型リーグ装置の読取ヘッドの略図である。これは 読取ヘッドの構造の一例であり、他の構造は別のクラスの回折構造用に利用され る。図２０で図示された読取装置の内部構成部品は、基本的に図１５に関連して 上述された読取装置のものと同一であり、同一の数値識別装置が類似の構成部品 または機能を有する。図２０で図示された手持ち型読取装置は、追加的に読取ヘ ッドケーシングを含む。上記のケーシング２００の先端には、読取動作中に読取 光および回折光が通過する窓２０１がある。手持ち型リーグ装置は、読取装置に 回折バーコードがスヮイプ横断され、そのことにより、図１５に関連して上述さ れたものと同様の手法で連続した電気信号をもたらす連続した回折光を生ずる。

連続した電気信号は、回折バーコード情報を表し、データ処理電子装置により処 理される。

スワイプリーグまたはインサージョンリーダのような大多数のり−ダ装置では、 回折性表面および読取装置の相対的向きは読取動作の間中固定される。しかしな がら、手持ち型読取装置の場合、読取装置と回折表面の相対的向きは読取装置の 支配を受けないが、その代わりに手持ち型読取装置の利用者に左右される。従っ て、手持ち型読取装置は、回折表面に対する読取装置のある程度の不一致（ｍｉ ｓａｌｉｇｒ＋ｍｅｎｔ）を許容し、補正しなければならない。図２１に図示さ れた如く、２種類の不一致が考えられる。

第１のものは、図２１（ａ）に図示された如く、読取装置およびカードまたは書 １２１１上の回折表面の回転方向の不一致である。ここでは、読取装置に関する 回折表面の回転方向は、読取光（すなわち図１３の光線１３１）により定まる軸 の回りの回折表面の回転位置のことを言う。図２１（ａ）においては、回折表面 １２０が回折バーコードである場合の手持ち型読取装置について、各々、Ａは回 折表面と読取装置の相対的回転方向を示し、他方ＢおよびＣは、それぞれ理想的 な走査方向および不一致な走査方向を示す。回転方向の不一致は例えば、図２１ （ａ）にＢで図示された如く、回折バーコードを横切る手持ち型読取装置の走査 方向が正しくない場合に発生する。読取光が通常は読取ヘッドに対してよりもむ しろ回折構造に対して固定された方向に、回折構造から回折されるため、回折構 造の読取中の回転方向の不一致が考慮されなければならない。

従って、読取装置に対する回折構造の回転方向の範囲全体にわたって、および可 能であれば全回転方向にわたって作動するための技術が必要である。

回転方向の不一致に対しである程度の許容を持たせることは、読取装置の光検知 器を、読取光を中心とする円弧状に形成することで可能となる。この例が図２２ に略図で図示されており、説明的な目的のみを持つ同図は、図１３に図示された 読取装置に基づいている。図２２は、読取光１３１に沿って見た光検知器１３５ 　ａ　、１３５　ｂ　、１３５　ｃ、１３５ｄ、１３５ｅ、および１３５　ｆを 示しており、各光検知器は、焦点を結んだ光スポット２２１を中心とする円弧を 形成するように延びている。明確化のため、図２２には図１３の読取装置におけ る他の構成部品のいずれも示されていない。図２２に示された構成を用いること は、光検知器が、読取装置に対する多重ブレーズド回折格子１３０の一連の回転 方向の向きで図１３に示された回折光１３４　ａ　、１３４　ｂ、１３４ｃおよ び１３４　ｄを検知することを意味し、この回転方向の向きは（図２２に図示さ れた）理想的な回転方向の向きの角度±ψ内にある。

ある種の用途では、例えば対象物に張り付けられた薄膜（ｆｏｉｌ）に組み込ま れた回折面領域にバーコード情報が組み込まれていない場合があり、そのような 場合、回折面領域の回折特性を単に確認するために手持ちり−ダが用いられる。

このような用途では、薄膜（ｆｏｉｌ）の回折特性の確認が対象物を鑑定する。

任意の回転方向の向きにおける回折ＴＲ膜の読取は、読取装置で用いられる光検 知器を延長し、それにより読取光の軸に沿って見た時に各光検知器が半円弧を形 成するようにすることで達成される。この例が、図１３の読取装置に基づいた図 ２３に略図的に図示されている。図２３は、読取光１３１に沿って見た光検知器 １３５　ａ　、１３５　ｂ、１３５ｃ、１３５ｄ、１３５ｅ、および１３５ｆを 示しており、各光検知器は、焦点を結んだ光スボ７ト２３１を中心とする半円弧 を形成するように延びている。明確化のため、図２３には図１３の読取装置にお ける他の構成部品のいずれも示されていない。図２３に示された構成を用いるこ とは、光検知器が、読取装置に対する多重ブレーズド回折格子１３０の回転方向 の向きに関係なく、図１３に示された回折光１３４ａ、１３４ｂ、１３４Ｃおよ び１３４　ｄを検知することを意味する。

これらの用途においては、読取装置が任意の回転方向の向きにおける多重ブレー ズド回折格子を読み取る必要があり、それに対して図２３に図示されたような検 知器構成が利用され、多重ブレーズド回折格子に関連する読取装置の１８０°回 転が光検知器に照射される回折光の鏡像配置をもたらすことを考慮して、読取装 置の光検知器により形成された電気信号を処理するための（図１３に示された） データ処理電子装置が（図１３に示された）多重ブレーズド回折格子１３０の読 取を任意の方向で可能にするように構成される。従って、例えばこれらの用途に おいては、特定の回折光配置およびその鏡像（すなわち、読取装置の光検知器を 中心に１８０°回転する同じ回折光配置）は、データ処理電子装置により等価で あると判断され得る。

ピクセルグラム回折構造の場合のように、非対称的な配置の光検知器が読取装置 で用いられる場合、各光検知器は延長されて真円を形成し、鏡像配置に関する上 記の条件は適用されない。

ピクセルグラムの回折面の場合、中に回折バーコードデータが記録されていない ピクセルグラム回折面領域の回折特性を任意方向において確認できるようにする ために、別の手法が採用される。上で論じたように、鑑定の手段を提供するため に、回折材料の領域が書類または対象物に取り付けられる。上記の技術において 、任意方向における回折構造の良好な読取を可能にするために、光検知器が延長 される。ここに述べられた別の技術においては、光検知器を上のように延長する 必要はない。その代わりに、表面全体にわたって「チェッカーボード」模様を繰 り返す上記基本ユニットの多数から構成されるピクセルグラム回折面が修正され る。

この修正は各基本ユニット内の回折構造が１個以上の隣接した基本ユニットに対 して設定量の回転をし、同時に基本ユニットと画素の境界面が前記基本ユニット の回転方向における変化をもたらさない−すなわちこれらの境界面の範囲内の回 折構造のみが回転方向を有するようなものである。従って、例えば図１２に示さ れたピクセルグラム構成は、基本ユニット１２５の各画素が設定量だけ基本ユニ ットに対して直ぐ左に、さらに図１２において、基本ユニットに対して直ぐ下に 回転し、他方、画素および基本ユニットの全体的構成は回折面全体にわたって均 一である。ピクセルグラム回折面の十分に大きな領域全体にわたり、前記基本ユ ニット内部の回折構造の回転は３６０°全域で可能である。回折プロセスの方向 が回折プロセスを生じる回折構造の回転方向に左右されると仮定した場合、ピク セルグラム回折面の十分に大きな領域が入射光に照射され、前記ピクセルグラム 表面の回折特性を確認するために、照射領域において最低数個の基本ユニットが 、読取装置の回転方向に対して適切な回転方向を有するようになる。従って、読 取装置は、ピクセルグラム表面および読取装置のいかなる相対的な回転方向に対 しても、ピクセルグラム回折面の回折特性の読取または確認が可能である。

手持ち読取装置を用いての回転構造の読取中に生しる不一致の２番目のタイプは 、角度の不一致である。これは読取光が読取操作中に回折面に対して多分垂直で はないという事実に関連する。このような角度の不一致が、図２１（ｂ）に図示 されており、ここでは、手持ち読取袋ｆ２１２がＤで示された角度の不一致を被 り得る。

理想的には、手持ち読取装置が、より正確にいえば読取光が、読取操作の間中、 回折面に対して垂直であるべきである。しかしながら、読取装置が手持ち式であ るため、この条件が満たされる可能性は小さい。ヘッドの位置決めにおける特定 量の角変の不一致は、適切な収束性読取光（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔ　ｒｅａｄｉ ｎｇｂｅａｍ）を用いることで許容される。このことは、図示のように読取光の 収束角がφである図２０に示された読取装置において図示されている。従って、 読取ヘッドの方向は、正しく向けられるべき最低数本の入射読取光に対する回折 面の垂直方向から±φの範囲内にあればよい。さらに、上記の多重ブレーズド回 折格子の場合、多重ブレーズド回折格子の各小面からの反射により生じる（上記 の）単一スリント回折効果が、反射光で角度発散（ａｎｇｕｌａｒ　ｄｉｖｅｒ ｇｅｎｃｅ）を生じ、これも読取へノドの角度の一致におけるある程度の許容値 を可能にする。上記のピクセルグラム回折格子の場合、回折光も通常発散し、従 って読取ヘッドの角度の一敗におけるある程度の許容値を可能にする。

手持ち読取装置ヘッドの角度の不一致（図２１（ｂ）参照）に対処する別の技術 は、［自動整合式Ｊ　（ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｉｎｇ）手持ち読取装置ヘッドを 用いる。これは手持ち読取装置の「浮動」（ｆｌｏａｔｉｎｇ）ヘッドの使用を 単に意味するものである。回折構造表面に押しつけられた際に、この浮動へ、・ ドは自動的に正しい角度の向きをとるように回転その他の動作をする。最小限の 走査で回折構造の読取を繰り返して可能にするために、小型のホイールまたはロ ーラを浮動ヘッドの基部（すなわち接触面）に組み込むことができる。

図１３．１４、Ｉ５および２０に関連して上述された読取技術が、読取のたびに 回折バーコードの回折ストライプに組み込まれた回折特性が正しいことを確認す ることにより、回折バーコードの自動的鑑定をもたらすことに留意する必要があ る。回折バーコードおよび類似の用途に用いられる回折構造が、既存の回折格子 設計では製作できず、従って他の用途には利用できない独自の回折特性を提供す るように設計されるため、この鑑定は信頼性を非常に高められる。

代替的に、図１３．１４．１５および２０に関連して上述された検出技術は、例 えば、回折構造の領域が正しい回折特性を有することを単に鑑定するために利用 される。これは、例えば、このような回折構造を組み込んでいる反射性薄膜の領 域が書類または対象物が本物であるがの確認を可能にする安全装置として、書類 または対象物に取り付けられている場合に適用できる。

以下では、回折バーコードおよび蓄積数値光メモリ（ｓｔｏｒｅｄ　ｖａｌｕｅ ｏｐｔｉｃａｌ　ｍｅｍｏｒｉｅｓ）にデータを記録する技術が述べられている 。

図２４は部分的に記録された回折バーコードの略図で、回折バーコードの記録に 関して以下で述べられる幾つかの技術の背後にある一般的原理を図示するように 意図されている。上記のように、回折バーコードは連続した平行する回折ストラ イプおよび非回折ストライプから構成される。以下に述べる記録技術において、 図２４に図示された非回折ストライプ２４０は、大きな「ハックグラウンド」回 折格子２４１上に記録される。このへツクグラウンドの回折格子２４１は、例え ば上記の多重ブレーズド回折格子または上記のピクセルグラム回折格子で形成す ることができる。記録された非回折ストライプ２４０は残りの回折ストライプ２ ４１　と共に回折バーコードを構成する。この一般的技術は、実施が容易で、中 心位置に薄膜を形成することを可能にする利点を有するため、非回折性のハック グラウンド上に回折ストライプを記録するという逆の技術に関しても、通常好ま しい。後者の点は、薄膜製造工程が通常薄膜の形で用いられる回折媒体に（特定 の回折構造の形で）安全構造を組み込む技術に対するアクセスを要するため、重 要である。

図２５は反射型回折バーコードの読取技術の略図である。読取装置が上から見た 図で示されている。図２５では、そうである必然性はないが、光メモリ媒体がデ ータカード２５０に組み込まれていると想定されている。図２４に関連して上で 述べたように、反射型回折バーコードの記録に先立って、光メモリ媒体は、先に 媒体に記録されている単一の反射型回折格子を有している。この反射型回折格子 は、反射型回折バーコードを記録する回折「パックグラウンドＪを形成する。

光メモリ媒体を備えたカード２５０は、手持ちされ、制御された手法により記録 装置内で移動する。例えば、この移動は、スロットを通過するカードの動きを制 御する１対以上のゴム製ローラ２５１により制御できる。メモリ媒体が装置を通 って移動する際に、刻印ヘッド（ｓｔａａ＋ｐｉｎｇ　ｈｅａｄ）２５２が電子 制御ユニット２５３により制御されて、連続した平行な、空白の非回折ストライ プを刻印し、これにより、刻印された非回折ストライプおよび残りの回折ストラ イプから構成される回折バーコードを形成する。刻印工程は、「バックグラウン ド」反射型回折格子を物理的に破壊（または潰す）ように設計されている。刻印 ヘッド２５２は狭いブレードで、図２５に示されるように上から見ると薄い線に 見える。

刻印へ、ドの動作は電子制御ユニット２５３からの信号に応答する駆動ユニット ２５４により駆動される。刻印工程が効果的であるためには、刻印ヘッド領域に おいて塑性変形を促進するために、メモリ媒体が加熱される必要がある。加熱は 例えば、半導体レーザ２５５のようなレーザがらの強い光で刻印される領域を照 射することで達成される。連続光も利用できるが、光のパルスの利用の方が刻印 の際の加熱を短時間に限定して、メモリ媒体の残余部分またはデータカードの他 の部分の加熱に伴う問題を回避させるので、好ましい。打ち抜き工程はさらにブ レードの長さに沿った方向の打ち抜きブレードの振動により支援される。単一の 空白の非回折ストライプは以下のように生しる。

加熱レーザ２５５は刻印されるべき領域を加熱する１つ以上の光パルスを放つ。

この直後に、刻印ヘッド２５２は媒体に先に記録された回折格子を潰すか平らに し、これによって打ち抜き領域の回折特性を破壊することにより、空白の非回折 ストライプをメモリ媒体に刻印する（ブレードはこの工程を支援するために振動 し得る）。カード２５０が記録装置を通過する時に一連の非回折ストライプを形 成するために、加熱レーザ２５５および刻印ヘッド２５２の双方が、電子制御ユ ニット２５３により制御される。これらの非回折ストライプは、残りの回折スト ライプと共に、回折バーコードの光メモリに記録された情報を示す連続した回折 バーコードを形成する。従って、この記録プロセスは、非回折ストライプを回折 「ハ、タグラウンド」に記録する。

図２５における刻印へンド２５２の作動は、末端から（すなわち図２５と同し方 向から）見た刻印ヘッド２６０の略図である図２６　（ａ）にさらに詳細に図示 されている。末端から見た場合に、刻印ヘフ・ドが図２６に見られるように実際 に薄いヒレのように見えることを理解する必要がある。一般的に、その上に非回 折ストライプが刻印されるバックグラウンド回折格子２６１は、生産の間中、薄 い透過性保護層２６２で被覆される。

理想的には、刻印領域の回折格子を物理的に破壊して非回折ストライプを形成す るように、刻印ヘッド２６０が透過性保護層２６２を貫通する。しかしながら、 刻印ヘッド２６０はバックグラウンド回折格子２６１の部分を物理的に破壊する 必要はない。

別の技術は、被膜２６２を通って回折格子２６１に向かい再び被膜２６２を通っ て出ていく光の透過性を破壊する位十分に透過性保護層２６２を損傷することを 含む。この破壊は、単に保護層２６２を荒加工し、引っ掻き傷を付け、または溝 を掘ることによって、一つまり、打ち抜き工程中に刻印ヘッドを長さ方向に（す なわちブレードに対し平行および図２６の紙面に対し垂直に）高周波振動させる ことにより支援され得るプロセスによって達成できる。図２６　（ｂ）は、非回 折領域２６３が透過性保護層２６２表面上で（末端から見て）■字形の溝であり 、バックグラウンド回折格子２６１から回折された光が読取装置の光検知器に向 かわないような、記録済回折バーコードを示す略図である。この技術においては 、保護層２６２に、屈折乱れ部（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ　ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃ ｅ）を読取光２６４に対して最大化するために、可能な限り空気のそれと大きく 異なる屈折率を持たせることが好ましい。

回折バーコードを記録する別の全光学的技術は、新型の感光型光メモリ媒体を用 いる。図２７は回折バーコードの光学的記録ができる新しい感光型光メモリ媒体 、および前記感光型光メモリ媒体に回折バーコードを記録する一般的手法の略図 である。感光型光メモリ媒体は、底部層が反射型回折格子であるＦｉｔ膜である 。この回折格子層全体にわたり、回折格子を機械的損傷から保護し、かつ、レー ザのような記録光源が平行ストライプの形で非透光性領域（ｏｐａｑｕｅ　ｒｅ ｇｉｏｎｓ）に書き込むための手段を提供する１層以上の層が配置されている。

感光型光メモリ媒体の２つの好ましい実施例が、図２７（ａ）および図２７　（ ｂ）で断面図として示されている。図２７（ａ）において、ここで述べた回折格 子の１タイプであり得る反射型回折格子２７０は、適切な記録光にさらすことで 読取光に対して非透光性になれるという特徴を持つ感光層２７１によって覆われ 、感光層２７１は透光性保護層２７２によって覆われる。図２７　（ｂ）におい て、ここで述べた回折格子の１タイプであり得る反射型回折格子２７０は、感光 性を有する透光性保護層２７３で覆われ、その結果、層２７３はＮ２７１と層２ ７２の結合体であると見なされる。

図２７（ａ）および図２７（ｂ）の双方の場合、記録されていない状態における 感光材は、回折バーコードおよび感光薄膜に記録された他の情報の読取に用いら れる波長の光が透過するように設計される。異なる記録用波長の光が、感光型光 メモリ媒体にデータを記録するために用いられる。感光材は、記録されていない 状態で記録用波長において吸収性を有するように設計され、その結果、記録光源 からの光で照射される際に、感光材がエネルギーを吸収し、読取波長に対する非 透光性を感光材に生しさせる不可逆的な変化を受ける。この変化は例えば加熱に より生しる。感光層は例えば適切に設計されたポリマー材により形成される。

保護層２７２と２７３は、引かき傷その他の表面の凹凸から生じる入射光に対す る屈折乱れ部を最小化するために、好ましくは、空気に可能な限り近い屈折率を 有する材料で形成される必要がある。

図２７（ｃ）は、図２７（ａ）に図示された前記感光型光メモリ媒体に回折バー コードを記録する一般的手法を図示している。メモリ媒体２７４は断面図と上か らの図の双方により示されている。記録光２７５は感光層２７１に非透過ストラ イプ２７６を記録するために用いられる。非透過ストライプ２７６は、入射読取 光が回折格子層２７０を貫通して回折格子層２７０から回折することを妨げ、従 って、連続した回折バーコードにおいて非回折ストライプとして機能する。図２ ７に示された反射型感光回折薄膜に属僚の機能を有する透過型感光回折薄膜も、 両薄膜には回折層（図２７では２７０）が（図２７のように）反射型が、または 透過型かの相違点しかないため、利用できる。

図２８は、回２７に関連して上述された感光型光メモリ媒体における回折バーコ ードまたは蓄積数値データを光学的に記録するための技術の略図である。図２８ では読取装置が上からの図で示されている。回２８においては、そうである必然 性はないが、光メモリ媒体がデータカード２８０に組み込まれていると想定され ている。メモリ媒体は、他のタイプの書類にも組み込まれ得る。光メモリ媒体を 備えたカード２８０は、手持ちされ、制御された手法により記録装置内で移動さ れる。例えば、この動作は１対以上のゴム製ローラ２８１で制御される。

メモリ媒体が装置を通過する時、光パルスを発生するために記録レーザ２８２が オン−オフ切替えされる。各光パルスは、レンズ装置２８３によりカードの移動 方向（従って紙面に対して垂直）において光メモリ媒体の狭いストライプに対し て焦点を結ぶ。カード２８０が記録装置を通る時、反射型回折格子２７０の直ぐ 上の（図２７に示された）感光層２７１または２７２において連続した平行な非 透過ストライプ、従って非回折ストライプを形成するために、読取レーザ２８２ がオン−オフ切替えされ、これにより、これらの非回折ストライプブおよび残り の回折ストライプから構成される回折バーコードまたは蓄積数値メモリが形成さ れる。

上記の機械的および光学的記録技術は、カードに組み込まれた光メモリの有無に 関係な〈実施できる。上の説明は、そうである必然性はないが、メモリ媒体がカ ードに組み込まれていると想定されている。

上記の「バックグラウンド」回折格子が上記のピクセルグラム回折格子である場 合、このようなバンクグラウンド回折格子を利用する回折バーコードまたは蓄積 数値メモリの形の記録データの処理（機械式または光学式のどちらでも）に、さ らに検討が加えられる。上記のように、回折バーコード用途のピクセルグラム回 折格子は、「チェックボード」配列の画素から構成される０図２９に示されたよ うに、記録動作中において、非回折ストライプ２９０がバックグラウンドピクセ ルグラム回折格子２９３における上記基本ユニットの列の縁２９１に一列に並べ られることが重要である。こうすることは、画素の一部分が画素全体からの様り な回折光パターンをもたらすので、必要であり、従って、記録処理が前記基本ユ ニットの列に沿ってなされていない場合、エラーが後の読取プロセス中に生し得 る。

従って、ピクセルグラム回折格子の場合、データ記録技術が記録装置に対するバ ンクグラウンド回折格子の吸収部分を判断する手段を有する必要がある。一般的 なデータ記録装置が、図３０でブロック図の形で図示されている。記録技術に関 する上記の説明のように、そうである必然性はないが、光メモリ媒体がカードに 組み込まれていると想定されている。

図２５および図２８で説明したように、カード３００は手持ちされ、制御された 手法により、１回書き込み装置（ｗｒｉｔｅ−ｏｎｃｅ　ａｐｐａｒａｔｕｓ） 内で移動される。読取装置３０１は、カード３００に組み込まれたノ＼ンクグラ ウンドであるピクセルグラム回折格子を読み取って、記録装置３０２に関するピ クセルグラムの位置を得る。電子制御ユニット３０３は、読取装置３０１から得 られる位置情報を利用して記録装置３０２を制御し、新規データを、ビクセルグ ラム光メモリ中の正しい位置−すなわち図２９に示されたように記録された非回 折ストライプが画素列の縁に一列に並べるような位置−に加える。読取装置およ び記録装置はここに述べたタイプであり得る。

図３１は、図２５および２６に関連して上述された機械式データ記録技術の場合 の図３０のピクセルグラム回折格子に対するデータ記録技術を図示している。図 ３１ではピクセルグラム回折格子がカードまたは書［３１０に組み込まれている と想定されている。

カードまたは書類３１０は装置により支持され、等速度でスロット３１１を通さ れる。図示のように、これは例えば１対以上のゴム製ローラ３１２により達成さ れる。ここに述べられた一般的タイブの読取装置３１３は、データカードまたは 書１３１０上のピクセルグラム回折格子を読み取って、記録装置に対する回折格 子の位置を確定する。（図３１では読取装置３１３が単純化された形、−読取レ ーザ３１３ａ、集束光学装置３１３ｂおよびただ１個の光検知器３１３ｃから構 成されるー、で図示されている。） 読取装置３１３は、制御電子装置３１４に対するピクセルグラム回折格子の位置 に関する情報を中継する。この電子制御袋Ｗ３１４は、図２９に関連して上述さ れたように、刻印ヘッド制御ユニット３１５、従ってビクセルグラム回折格子上 の画素列縁に一列並びにされた非回折ストライプを打ち出すための刻印へソド３ １６を駆動する。図２５に関連して上述されたように、加熱レーザ３１７は、打 ち抜き領域を加熱するために利用される。刻印へノド３１６は、ビクセルグラム 表面に存在する一連の上記基本ユニットの幅の総和に等しい幅を有する。打ち出 された非回折ストライブおよび残りの回折ストライプは、上記のように連続した バーコードを形成する。

類似の修正が、図２８に関連して上述された光学式データ記録技術にに対して適 用される。図３２はピクセルグラム回折格子の場合の全光学式データ記録技術を 図示している。図３２ではピクセルグラム回折格子がカードまたは書′Ｒ３２０ に組み込まれていると想定されている。カードまたは書Ｒ３２０は装置により支 持され、等速度でスロット３２１に通される。図示のように、これは例えば１対 以上のゴム製ローラ３２２により実施される。ここに述べられた一般的タイブの 読取装置３２３は、カードまたは書１１３２０上のピクセルグラム回折格子を読 み取り、それによりピクセルグラムの位置を確定する。（図３２では読取装置３ １３ａが単純化された形−読取レーザ３２３ａ、集束光学装置３２３ｂおよびた だ１個の光検知器３２３ｃから構成される−で図示されている。）ピクセルグラ ム回折格子の位置に関する情報は、適切な読取波長の光パルスを生成するために 記録レーザ３２５を駆動する電子制御ユニット３２４に中継される。これらの光 パルスは、カードまたは書類３２０におけるストライプに対して集束光学装置３ ２６により焦点を結び、これによって、ピクセルグラム回折格子上の画素列縁に 一列並びにされた非回折ストライブを記録する。集束記録光は、ビクセルグラム 表面においてビクセルグラム表面の多数ある上記の基本ユニットの幅の総和に等 しい幅を存する。光学的に記録された非回折ストライプおよび残りの回折ストラ イプは、上記のように連続したバーコードを形成する。図３６に関連して上述さ れたように、光学式記録技術の場合、読取機能および記録機能は、単独の読取／ 消去ヘッドにより果たされる。

上記のように、回折バーコード技術は、書き込み専用メモリまたは１回書き込み メモリに関する基本を形成する。１回書き込みメモリ技術の背後にある作動原理 は、図３３で略図およびブロック図の形で表現されている。そうである必然性は ないが、光メモリ媒体がカードに組み込まれていると想定されている。データ記 録技術に関して上で説明したように、カード３３０は手持ちされ、制御された手 法により、１回書き込み装置内でスロット３２１に通される。

読取装置３３１はカード３３０上の光メモリの内容を読み取り、それにより、先 に記録されたデータの終点を確定して、しかるのちに追記されるべき新規データ に関する始点を判断する。電子制御ユニット３３２はこの情報を利用して読取装 置３３３を制御し、先に確定された始点から始めて光メモリに新規データを追記 する。読取装置および記録装置はここに述べられた通りであり得る。空白「ガー ド帯域」（ｇｕａｒｄ　ｂａｎｄ）は整合トラブルを回避するために、先に記録 されたデータの終点と新規データの始点の間に残され得る。また、連続した個別 に記録されたデータの各々は、連続体の終点を確認する独自のコードで終わり得 る。これは１回書き込み作動に際して記録済データの終点を判断し易くする。

図３３にブロック図の形で示された技術は、図３０で図示された技術と基本的に 同しである。従って、機械式および全光学式データ記録技術に関する１回書き込 み記録装置は、ピクセルグラム回折格子へのデータの記録に関する上記図３１お よび３２でそれぞれ図示されたものと基本的に同しである。双方の場合に、装置 は、記録済データを読み取って、データ記録がさらにまた開始されるべき回折バ ーコードメモリ上の位置を判断する読取装置を備えている。

ビクセルグラム回折バーコードに関する１回書き込みデータ記録技術の場合には 、１回書き込み装置に組み込まれた読取装置は、先に記録された回折バーコード データを読み取れるのみならず、上記のようにさらなるデータ記録がバーコード ピクセルグラム回折格子に確実に整列されるように回折バーコードメモリの未記 録部分の回折格子を読み取れる必要がある。

回折バーコード技術は、蓄積数値メモリを利用する蓄積数値システムに良く適し ている。蓄積数値システムは、特定値までのある種のサービスまたは施設の使用 を表す、利用者が購入する蓄積数値メモリ装置の１つである。特定度数までの電 話システムの使用を許容する蓄積数値カートを利用者が購入する、多くの電話シ ステムにその好例が見出せる。

上記のように、メモリがアクセスをする業務または施設が利用される際に、蓄積 数値メモリが減少する。従って、蓄積数値メモリは、最終的に全蓄積数値メモリ が完全に消去されて、もはや使えなくなるまで徐々に消去されると考えられる。

ここで述べられた回折バーコード技術は蓄積数値メモリとしての用途に良く適す る。バーコードにデータを記録する代わりに、蓄積数値メモリとして用いる回折 バーコードメモリは、隣接した非回折ストライプをここで述べたデータ記録技術 により引き続いて記録することにより、回折バーコードメモリの全体に非回折ス トライプが記録されるまで、そのメモリが減少する。

ここで述べられた任意の回折バーコード技術が容易に蓄積数値メモリとしての用 途に応用されることは認識される必要がある。蓄積数値用途で用いられる読取お よびデータ記録技術は、ここに述べられたようにピクセルグラム回折格子が利用 されるかどうか、および機械式または全光学式データ記録技術が利用されるかど うかに左右される。データ記録技術のタイプは、回折格子のタイプ、および特に ここに述べられた感光型光メモリ媒体が利用されるかどうかに左右される。

数値の単一ユニットに対応する蓄積数値メモリの領域は前記蓄積数値メモリのユ ニットと呼ばれる。蓄積数値メモリでデータ記録のプロセスはメモリ数値の減少 から成るので、ここでは消去と呼ばれる。従って、蓄積数値記録メモリのユニッ トが消去されたと表現される。蓄積数値メモリの未消去部分は蓄積数値メモリの 残余数値を表す。完全に全蓄積数値メモリが消去されるまで、蓄積数値メモリユ ニットは蓄積数値メモリが利用されるたびに消去される。

蓄積数値メモリとして用いられる場合、回折バーコード技術は、その好ましい形 で使用したとき、既存の蓄積数値メモリ技術よりも優れた利つ、を提供する、以 下のような４つの原理的特徴を有するニー回折バーコード技術が、ここに述べら れたような特殊化した回折構造の使用を通して、複写、偽造および模造に対して 極めて高度の安全性を提供する； 一回折ハーコード技術が、高密度の蓄積数値ユニットをもたらすことにより、こ の技術を、より汎用的な、より広範囲の用途に適合したものにしている； 一消去プロセスが恒久的で非可逆的である−このことは非常に重要であり、機械 的消去技術では特に当てはまる；−回折バーコード技術に伴うコストが低い。

以下では上記の感光型回折バーコード光メモリに基づく光学式蓄積数値システム を説明する。しかしながら、これが回折バーコード技術に基づく蓄積数値システ ムの１例に過ぎず、他の蓄積数値システムも上記の回折バーコード技術−例えば 上記の機械式回折バーコードデータ記録技術−から容易に応用できることは認識 される必要がある。ここで紹介される新技術、例えば、定置式の蓄積数値光メモ リに対し、ガイドレールに沿って移動する読取／消去複合ヘッドは、上記の回折 バーコード技術に容易に通用できることも認識される必要がある。

さらに一般的見解として、図１２と１６に図示されたように、断続的に減少また は消去されるピクセルグラム回折格子を蓄積数値用途に使用したとき、このピク セルグラム回折格子が、製造時に、ピクセルグラム回折格子表面上に記録された 画素列に対応する連続した一連の蓄積数値ユニットに分割できる利点を有するこ とに留意するべきである。このことは蓄積数値ユニットの数が、製造時に固定さ れ、消去装置の精度の変化によって変動しない利点を有する。

ここで述べられた光学式蓄積数値システムは、図２７に関連して上述された感光 回折薄膜を利用する。このような感光薄膜における回折構造は、ここで述べられ た多重ブレーズド回折格子タイプまたはピクセルグラムタイプのいずれか、また は標準的直線回折格子またはブレーズド回折格子のような他のタイプであり得る 。

ここで述べられた光学式蓄積数値メモリは、例えばここで述べられた感光回折薄 膜のような回折薄膜を、前記カードまたは書類に沿った前記薄膜の狭いストライ プの形で組み込んだカードまたは書類の形を取ると想定されている。

図３４は、図２７に図示された感光回折薄膜に基づく蓄積数値光メモリの数値を 減少させる好ましい手法を図示している。蓄積数値メモリの未消去部分はメモリ の残余数値を表す。蓄積数値メモリを減少させることは、メモリを減少すべき数 値に対応したメモリ領域を消去することを含む。数値減少プロセスは、蓄積数値 メモリの数値単位の倍数に従って実行される。数値のユニットに対応する蓄積数 値光メモリ領域はユニットと呼ばれる。

図３４において蓄積数値光メモリ３４０は長く狭い帯であり、その区画が断面図 および正面図の形で図示されている。（数字２７０．２７１および２７２は図２ ７におけると同じ意味である。）蓄積数値メモリ３４０を減少させることは、消 去波長Ｗ、の消去光で各ストライプを照射することにより、メモリが使用された とき、メモリ３４０の一端から開始し、他端に進行しながら、平行な隣接したス トライプ３４１を断続的に消去することを含む。各ストライプ３４１　は数値の ユニットを表し、単にユニットと呼ばれる。従って、蓄積数値光メモリは消去済 領域３４３および未消去領域３４４を含む。

ストライプ３４１は光メモリ媒体の長く狭い帯の長さに対して垂直である。この 点において消去プロセスはバーコード記録に属僚しており、読取および消去プロ セスの間、にメモリ３４０の横方向位置決めにおける若干の許容値を可能にする 利点を存する。この方法でメモリが完全に消去されたとき、メモリ３４０は数値 を一切有しない。

例えば図３４に図示された蓄積数値メモリのような回折バーコード技術に基づく 蓄積数値光メモリの容量は以下のように見積もりができる。

図３４におけるストライプ３４１の適切な幅は１０ミクロンである。より狭い幅 が光学式読取および消去プロセスを考慮した場合には技術的に適切であるため、 １０ミクロンは実際的な数字である。各ストライプは蓄積数値の単一ユニットを 表す。従って蓄積数値ユニット密度は、蓄積数値メモリのＩｃｍ当たり１０００ ユニツトであり、クレジットカードと同すイズノカード上に設けられた蓄積数値 メモリの単一の狭帯には、６０００ユニ。

ト以上記録できる。これは既存の光学式蓄積数値メモリの容量に比べ極めて大き い。例えば、幾つかの電話システムで現在用いられている成る光学式蓄積数値シ ステムは、クレジットカードの長さを有する狭帯において１２０ユニツトしか提 供できない。

図３５は、蓄積数値光メモリの狭い帯を備えるカードである蓄積数値カードと共 に利用される読取／消去装置の好ましい実施例を上から見た図である。蓄積数値 カードに組み込まれた蓄積数値光メモリは図２７と３４に関連して上記され、図 ３４に関連して上述された減少手法が用いられるタイプと想定されている。図３ ５に示された読取／消去装置は以下のように作動する。蓄積数値カード３５０は 位置決めされ、正しい位置で支持される。図３５において、読取／消去ヘッド３ ５１は、カード３５０の長さ方向、つまり、図面に対して平行に走行する。従っ て、蓄積数値光メモリにおいて、ストライプ（図３４では３４１）またはユニッ トは、図面に対して垂直に延びている。読取／消去ヘッド３５１は、蓄積数値メ モリの未消去ユニットを検出し、消去する。読取／消去ヘッド３５１は、リード 線３５３を介して制御電子装置３５２により制御され、制御電子装置３５２に情 報を中継する。読取／消去ヘッドは図３６でさらに詳細に説明される。

読取／消去へンド３５１は、ガイドレール３５４に沿って移動することにより、 カード３５０上の蓄積数値メモリを走査する。蓄積数値カード３５０が先ず読取 ／消去装置に挿入されると、読取／消去ヘッド３５１は、蓄積数値メモリをその 未消去端から走査し始め、先頭の消去ユニットに達すると直くに停止する。この ようにして制御電子装置３５２は、蓄積数値メモリにおける未消去ユニットの数 を、すなわち蓄積数値カードにおける残余数値を判断する。それから読取／消去 ヘッドは、蓄積数値メモリにおける、最語尾の消去済ユニットに隣接した先頭の 未消去ユニットの位置に自身を位置決めする。読取／消去装置が作動すると、読 取／消去ヘッド３５１が制御電子装置３５２からの指示に従い、先頭の未消去ユ ニットから始めて、消去プロセスの進行に従い、蓄積数値メモリに沿って移動す ることで、連続的にユニットを消去する。

図３６は、図３５に示された読取／消去ヘッド３５１の好ましい実施例を図示し ている。図３６　（ａ）は読取／消去ヘッドを側面図で示し、他方図３６（ｂ） は前記読取／消去ヘッドに用いられる読取／消去光源の好ましい実施例を上から の図で示している。

図３６　（ａ）に示されるように、読取／消去ヘッドは、読取／消去光ｒＡ３６ ０および多数の光検知器３６１を存しく図３６では２個の光検知器のみが示され ている−ある種の読取／消去ヘッドは２個以上の光検知器を利用する）、図３５ に示されたリード線３６２を介して制？ＩＩ電子装置３５２により制御される。

読取／消去光ａ３６０は、読取波長Ｗｌｌと消去波長Ｗ、のいずれか、または、 同時にその両方を有するレーザ光３６３を発生することができる。

走査作動中に読取／消去ヘッドは、未消去ユニットを検出するために蓄積数値光 メモリを走査する。これを行うためには、様々なタイプの回折面構造に関する読 取技術に関連して上述されたように、読取／消去光源３６０が読取波長Ｗ７のレ ーザ出力３６３を発生し、光検知器３６１は蓄積数値メモリの未消去ユニットか ら光検知器３６１に向かう回折光を検出する。消去中に、読取／消去ヘッドは、 消去波長Ｗ、のレーザ出力３６３を発生ずる。この出力は未消去ユニットを消去 するために蓄積数値メモリに向けられる。上で説明したように、消去は、消去光 からのエネルギーを蓄積数値光メモリ上の感光層に伝達して、この感光層に恒久 的な変化を与えて読取波長Ｗ０の光に対し非透光性とすることによりなされる。

消去中に照射されたユニットに対するエネルギー伝達を制限し、周囲の材實の加 熱を回避するために、消去レーザは好ましくは脈動する、すなわち極めて高速で オン−オフ切替えされる。

読取／消去光源は図３６　（ｂ）に、上からの図で図示されている。これは出力 波長Ｗ７の読取レーザ３６４および出力波長Ｗ、の出力レーザ３６５を有する。

好ましくは双方のレーザは、コンパクトで省電力型である利点を有する半導体レ ーザである。レーザに関する可能な波長は、読取レーザ３６４では６６０ｎｍか ら６７０ｎｍ　、消去レーザ３６５では訳８００ｎｍであり、十分な出力先玉ふ ルギーを提供する市販の低コスト半導体レーザにより、これらの波長は達成でき る。しかしながら、これらの波長が１例に過ぎず他の波長も利用できることは認 識される必要がある。

レンズ３６６は１．読取レーザ３６４の出力から平行光に光３６７を得るために 利用され、他方、レンズ３６８は、消去レーザ３６５の出力がら平行光にされた 光３６９を得るために利用されている。直交する偏光である２本の光を実質的損 失無しで合成するために用いる装置として、有名な偏光分流キューブ（ｐｏｌａ ｒｉｓａｔｉｏｎ　ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ　ｃｕｂｅ）４６１において、２本の平 行光３６７および３６９が単一光４６０に合成される。一般的に、半導体レーザ がらの出力はほぼ完全に平面偏光され、従って読取レーザ３６４と消去レーザ３ ６５を正しく配列することにより、２本の光３６７と３６９をほぼ損失無しで合 成できる。光３６７と３６９は光合成プロセスのために集光され、蓄積数値光メ モリの平面上の光集束ストライプを形成するためにキューブ４６１の出力側に、 （例えば円筒形レンズのような）レンズ４６２により再び焦点を結ばれる。読取 レーザ３６４と消去レーザ３６５間との間に波長の差異があるため、蓄積数値光 メモリ薄膜の平面上のストライプに読取光線と消去光線の両方を集束させる光学 装置が必要になる。読取レーザ３６４と消去レーザ３６５のいずれかまたは両方 は、読取／消去装置の通常の使用時に切替えができる。

出力ビーム４６３の精密な位置決めは、例えばソレノイド型移動制御装置または 圧電型移動制御装置（図示せず）のような、例えば出力レンズ４６２の位置およ び／または向きを制御できる適切な微細位置決め（ｍｉｃｒ。

−ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）機構により達成される。精密な位置決め制御は、蓄 積数値光メモリ中の次の未消去ユニット上に出力光４６３を正確に位置決めする ために用いられ、光検知器３６１により検出された回折読取光のレベルを帰還信 号として利用する帰還ループに基づいて行うことができる。この場合、出力光４ ６３の大まかな位置決めが、ガイドレール３５４に沿った読取／消去ヘッド３５ １の移動によりもたらされる。

図３４．３５および３６に関連して上述された蓄積数値装置について、変形例が 可能であることは認識される必要がある。例えば上記の説明は、光回折プロセス が反射プロセスを介して生じる反射型回折薄膜に言及している。しかしながら、 同様の蓄積数値光メモリが、回折プロセスを回折ｙｉｌｌＩＩを通した光伝達に よって発生させるものに発展できることは認識される必要がある。他に関して、 蓄積数値光メモリおよび関連の読取／消去装置の作動および設計は、反射型では なく透過型回折プロセスとしたことによる自明な相違を除いて、先に説明された のと実質的に同じである。

上記の技術は、主に反射型回折プロセスに関して、すなわち主に反射型の回折薄 膜、回折バーコードメモリおよび蓄積数値メモリに関して説明されている。反射 型技術は、回折バーコードメモリまたは回折薄膜が非透光性対象物に取り付けら れている条件下では、透過型技術がこのような条件下で機能しないため有利であ る。さらに、反射型回折面構造を形成する技術は、例えば反射型ホログラムのよ うな対象物の製造に関して良く発達している。しかしながら、反射型または透過 型回折バーコード、および光学式蓄積数値システムを製造するために原理的に応 用可能な多くの技術が存在する。透過型技術は、上記の反射型技術に類（以では あるが、光が媒体から反射されるよりはむしろメモリ媒体を通過する時に回折ま たは非回折プロセスが生しる点で異なる。透過型回折構造の場合、読取プロセス が、透過型技術の場合に回折光が入射読取光とは回折媒体の反対側において生し るという自明な差異はあるものの、反射型回折構造に関する上記読取技術の場合 に類似してることは認識される必要がある。以下では、反射型または透過型いず れかの光メモリを記録するために原理的に利用できる２つの技術を説明する。

図３７は、原理的に反射型または透過型いずれがであり得る回折バーコードまた は蓄積数値メモリを光学的に記録する技術の略図を示している。この技術におい て光メモリ媒体は、分子構造に起因する本質的な透過型回折格子を有する感光性 樹脂その他の適切な素材から構成される。

この回折格子は素材によって反射型または透過型いずれがであり得るので、原理 的に、反射型または透過型いずれかの回折バーコードメモリまたは蓄積数値メモ リは、素材の回折特性に左右された形で記録される。

適切な光線にさらされた場合、感光性樹脂その他の適切な素材は、「損傷を受け た」領域における素材の回折分解能（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ　ａｂｉｌｉｔｙ ）が低下または破壊される「光学的損傷」を受ける。

図３７（ａ）は記録プロセス中に光メモリ媒体が図面に対して出入りするような 記録装置の末端を示し、他方、図３７（ｂ）は上から見た記録装置を示している 。図３７においては、そうである必然性はないが、光メモリ媒体がカード３７０ に組み込まれていると想定されている。例えば、メモリ媒体は幾つかのタイプの 書類に組み込まれ得る。カード３３０は手持ちされ、制御された手法で記録装置 を通される。例えば、この動作は１対以上のゴム製ローラ３７１で制ｉＴＪされ る。

定置式光源の出力３７２はカード３７０上のメモリ媒体の位置のストライプに対 して焦点を結ぶ。高記憶情報密度を達成するために、集束ストライプは幅が広い ものよりも非常に細長いものが必要である。正しい集束光形状をメモリ媒体で達 成するために、単一の半導体レーザも幾つかの用途で適切ではあるが、半導体レ ーザ３７３のアレーを光源として利用できる。メモリ媒体で正確な集束ストライ プを得るために、不必要であることもあるが、マスク３７４をレーザアレー３７ ３の出力側に配置してもよい。

カート３７０上のメモリ媒体が記録装置を通過する際、レーザアレー３７３が、 制御された手法で電子制御ユニット３７５によりオン−オフ切替えされて、カー ド３７０上の光メモリ媒体に平行な非回折ストライプ（すなわち回折分解能が低 下または破壊されたストライプ）のパターンを記録する。この非回折ストライプ は、回折ストライプと共に、記録されるべき情報を示す回折バーコードまたは蓄 積数値メモリを形成する。レーザアレー３７３により記録された各ストライプは 、光線３７２から生しる「光学的損傷」により回折分解能が低下し、その結果、 読取動作中は読取装置の光検知器に向かう読取光の顕著な回折を生じない。従っ て、この記録プロセスは、回折［バンクグラウンドＪ媒体に非回折ストライプを 記録する。

図３８は、反射型または透過型いずれかの回折バーコードまたは蓄積数値光メモ リを記録するために原理的に応用できる２番目の技術の略図を示している。この 技術において光メモリ媒体は、媒体において２本以上の光線を干渉させることに よりホログラフィ−回折格子が書き込まれる物質から構成される。図３８は、記 録プロセス中に光メモリ媒体が図面を出入りするような記録装置に関する末端か ら見た成る可能な形状を示している。図３８では簡略化のために、２本の干渉光 のみが示されているが、記録プロセス中に用いられる干渉光の向きに応じた向き ををし、対応する数の回折光を記録プロセス中に発生させるために、２本以上の 光が利用可能であることは認識される必要がある。光メモリ媒体３８０は手持ち され、制御された手法で記録装置を通される。

例えば半導体レーザのような定置式コヒーレント光源の出力３８２は、光スプリ ッタ３８３により、共に鏡３８５により伝送され光メモリ媒体３８０の位置のス トライプに集束される２本以上の光に分解される一図３８では光源３８２はただ ２木の等しい光に分解されるが、光源の出力をより多数の光に分解するために、 同様の構成が採用され得ることは認識される必要がある。図３７に示されたもの と同様のマスク３８６は、このマスクが不必要であることもあるが、光メモリ媒 体３８０に記録された干渉パターンに関する正確なストライプ形状を達成するた めに、レーザの出力側に配置され得る。メモリ媒体３８０が記録装置を通過する 時、光メモリ媒体に記録されるべき情報を示すバーコードその他のパターンの形 でストライプのパターンを記録するために、レーザ３８２は制御された所定の手 法によりオン−オフ切替えが可能である。

記録済の各ストライプは、読取プロセス中に１個以上の光検知器に向かう読取光 の回折をもたらすホログラフィ−回折格子を有する。上で説明されたように、読 取プロセス中の回折光の数および向きは、−従って読取装置の光検知器の数およ び位置も−、記録プロセス中に用いられる干渉光３８４の数および向きに左右さ れる。従って、この技術において、記録プロセスは非回折バックグラウンド上の 回折ストライプを記録する。

回折バーコード技術は、新しい技術上の問題解決をもたらすために他のメモリ技 術と協力して利用できる。例えば図３９は、ハイブリッドカード（ｈｙｂｒｉｄ 　ｃａｒｄ）として知られるデータカードを図示している。ハイブリッドカード ３９０は回折バーコード光メモリ３９１と従来型の磁気ストライプメモリ３９２ を共に含み、例えば現在クレジットカード業界が被っている不正行為問題を克服 するために採用され得る。回折バーコード光メモリは、カードに取り付けられた 回折ｆｉ膜の形を特に取り得る一物理的媒体および取り付は手段は、例えばクレ ジットカード上の反射型ホログラムに現在採用されているものと類似している。

回折バーコード薄膜は十分なスペースが存在するカードの任意の位置に取り付は 可能であることに留意されたい。

図３９に図示された配列において、回折バーコードは磁気ストライプメモリ３９ ２と署名パネルの間に位置づけらでいるが、他の配列も可能であることは認識さ れる必要がある。回折バーコードメモリ３９１はクレジットカード情報を−およ び可能であれば追加の情報−も保持し、かつ、回折バーコードメモリ薄膜が複写 、偽造および模造を防止するよう設計された回折特性を有するため、カードの安 全性を提供する。磁気ストライプカード読取装置またはハイブリッドカード読取 装置のいずれかを用いて、ハイブリッドカードを読み取らせる。

典型的なハイブリッドカード読取装置は、図４０でブロック図の形で図示されて いる。同し原理がハイブリッドカード挿入型読取装置およびパイプリッドカード 手持ち読取装置にも適用されるのであるが、図４０はスワイプリーグ（ｓｗｉｐ ｅ　ｒｅａｄｅｒ）を示している。図４０に示されたハイブリッドカード読取装 置は、磁気ストライプ読取装置４００および回折バーコード読取装置４０１を有 する一図４０においては回折バーコード読取装置４０１が正面にあり、磁気スト ライプ読取装置４００は部分的に奥まっている。回折バーコード読取装置４０１ は、ここで説明された通りであり、ハイブリッドカードに用いられる回折バーコ ードメモリと同じクラスにあるー　’ｃｌａｓｓ　Ｊの概念をここで説明する。

ハイブリッドカード４０２は、これがカードスロット４０３をスワイブして通さ れる（ｓｗｉｐｅ　ｔｈｒｏｕｇｈ）時に読み取られる。カードが読取装置を通 過する時、磁気ストライプ読取装置４００および回折バーコード読取装置４０１ 　はハイプリ、ドカード４０２上の磁気ストライプメモリおよび回折バーコード メモリに記憶されたデータを各々読み取ることができ、そのデータが処理（ｉｎ ｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ）およびさらなる動作のためにデータ処理電子装置に 伝達される。

上記クレジットカードの不正使用に加えて、トラへラーズチェノクその他の高価 な書類の不正なカラー写真複写にまつわる問題が持ち上がっている。この問題は 、そのような書類に組み込まれた回折媒体の上記領域の利用により、低減または 克服される。回折媒体は、書類に取り付けられた、反射型または透過型構造を組 み込んだ薄い薄膜の形を取る。反！１型回折薄膜の場合、薄膜の存在が、例えば スワイプリーダまたは手持ち読取装置に組み込まれ得る上記の読取技術の１つを 利用することにより検出できる。透過型回折薄膜の場合、やはり上記の読取技術 が、例えばスワイプリーグまたは手持ち読取装置の形で適用できるが、その際、 回折プロセスが反射プロセスではなく透過プロセスにより生じるために、光源お よび光検知器を回折薄膜の反対側に位置させる必要があるという事情による修正 を施す。読取装置は、回折薄膜の回折特性を有し、従って薄膜およびＦｊｆ膜が 取り付けられた書類−例えばトラへラーズチェノクを鑑定する。

読取装置の利用を必要としないより単純な視覚技術は、トラヘラーズチェ’７り その他の高価な書類のカラー写真複写に対抗する安全性を提供するために用いら れる。視覚技術は、カラー写真複写プロセス中に回折薄膜によって占められた領 域の色に実質的変化をもたらす回折薄膜の回折特性を利用する。カラー写真複写 機は、白色光を複写されるべき書類に向け、書類表面の多数の各「画素」から１ 組の光センサに対して回折された光について３色の構成要素−通常赤、緑および 青の色成分のレベルを検出する。（カラー写真複写機に採用される光センサの分 解能により、書類表面上の「画素」が定義される。）カラー複写プロセスは、書 類の各画素からの各色成分の反射が、例えば紙のように乱反射をする表面に対し ては全方向において生じるという事実を利用している。しかしながら回折薄膜は 、１つ以上の十分に制限された方向に反射される入射光の各色成分を生しる回折 構造に組み込み可能である。回折の方向は、例えばそこから様々な波長成分が様 々な方向に回折されるような単純な直線回折格子に関する式（１）により与えら れる。従って、カラー写真複写機の光センサが回折された色成分のうちのいくつ かのみを検出し、それにより、回折薄膜によって占められた領域の色が実質的に 変化した状態で、書類を複写できるような回折薄膜の設計が可能である。

図４１は、この技術の基礎を成す一般的原理を略図で図示している。

書類４１０は光源４１３から生しる入射白色光線４１２に照射される回折薄膜４ １１を組み込んでいる。回折光の色成分である赤４１４、緑４１５および青４１ ６は、赤色成分４１４のみが光センサ４ｉ７に届くように、図４１に示された方 向に回折される。光センサ４１７は、書１４１０表面上に多数ある小領域、また は光センサ４１７の画像光学装置（ｉｍａｇｉｎｇ　ｏｐｔｉｃｓ）によって支 配される画素から回折された様々な所定の色成分、−通常界、緑および青である が、そうである必要はない−１を個別に検出する。

通常、光センサ４１７は図４１において図面に垂直な列に配置される。

この例では、カラー写真複写機は、回折薄膜を赤であると解釈し、従って複写さ れた書類は回折薄膜に占められた令頁域において、赤色にコピーされる。通常の 照射条件下では真正の回折薄膜は銀色であり、入射照明によるレインボー効果（ ｒａｉｎｂｏｗ　ｅｆｆｅｃｔ）も可能な限り表示する。従って、複写された薄 膜領域の赤色は原木とは実質的に異なる。回折薄膜によって占められた領域が写 真複写後に赤色に見えるようになる上記技術は、−ａ的な技術の一例に過ぎず、 多くのバリエーションが可能であることは認識される必要がある。

まず、写真複写された回折薄膜の色は赤である必然性はない一回折薄膜４１１の 特性は、写真複写後に異なる色を生じるようにも設計され得る。

第２に、写真複写された回折Ｆｉ１膜の色は均一である必然性はない一回折薄膜 は、写真複写された回折薄膜において様々な色彩の領域を発生させるために、様 々な回折特性有する領域を有するように設計し、これによって、写真複写された 書類の回折薄膜に占められた領域において多色効果を生しさせることができる。

１（ａ） Ｆｉｇｕｒｅ　１ ２（ａ） Ｆｉｇｕｒｅ　２ Ｆｉｇｕｒｅ　４　４５ Ｆｉｇｕｒｅ　５ Ｆｉｇｕｒｅ　６ Ｆｉｇｕｒｅ　７ ８（ｂ） ９（ｂ） Ｆｉｇｕｒｅ　９ １０（ａ） １０（ｂ） Ｆｉｇｕｒｅ　１０ １１　（ａ） １１　（ｂ） Ｆｉｇｕｒｅ　１１ １１　（ｃ） Ｆｉｇｕｒｅ　１１ Ｆｉｇｕｒｅ　１２ Ｆｉｇｕｒｅ　１５ Ｆｉｇｕｒｅ　１６ Ｆｉｇｕｒｅ　１８ Ｆｉｇｕｒｅ　２１ Ｆｉｇｕｒｅ　２２　＠　噂−−２２１禰■−１３５６ Ｆｉｇｕｒｅ　２５ ２６（ａ） ２６（ｂ） Ｆｉｇｕｒｅ　２６ Ｆｉｇｕｒｅ　２７ Ｆｉｇｕｒｅ　３１ ３６（ａ） Ｆｉｇｕｒｅ　３６ ３７伸） Ｆｉｇｕｒｅ　３７ Ｆｉｇｕｒｅ　３８ Ｆｉｇｕｒｅ　３９ Ｆｉｇｕｒｅ　４０ Ｆｉｇｕｒｅ　４１ ＦＰ　４：］９０９２　ＪＰ　４２１２９８４　ＵＳ　５０４４７０７ＥＰ　３ ７５日３３　ＪＰ　２１６５９８７　ＵＳ　５０：］２００３ＥＰ　３６ＱＦ１ ５Ｂ　ＪＰ　２１２２３８７　ＵＳ　５０５９７７６ＥＰ　３６０９６９　ＪＰ 　２１１６８０５　ＬＪＳ　５１０１１８４ＥＰ　１４５４７３　１Ｌ　７３７ ３２　ＪＰ　６０１９９６９７ＵＳ　４２０４６３ＦＩ　ＤＥ　２９０７３８９ 　ＦＲ２４４Ｂ９５５　ＪＰ５４ＮＢ＋４６フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，５識別記号　庁内整理番号ＧＬＩＢ　７１００　Ａ 　７５２２−５Ｄ（３１）優先権主張番号　ＰＸ７２３２（３２）優先日　１９ ９１年７月１７日（３３）優先権主張国　オーストラリア（ＡＵ）（３１）優先 権主張番号　ＰＸ７２３３（３２）優先日　１９９１年７月１７日（３３）優先 権主張国　オーストラリア（ＡＵ）（３１）優先権主張番号　ＰＸ３１０５（３ ２）優先日　１９９１年９月３日 （３３）優先権主張国　オーストラリア（ＡＵ）（３１）優先権主張番号　ＰＸ ９６７３（３２）優先日　１９９１年１１月２６日（３３）優先権主張国　オー ストラリア（ＡＵ）ＦＩ （３１）優先権主張番号　ＰＬＯＯ４２（３２）優先日　１９９１年１２月１７ 日（３３）優先権主張国　オーストラリア（ＡＵ）（８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ 、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ 、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、ＴＧ ）、ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ，Ｃ３，ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、ＬＵ、 ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎｏ、ＰＬ、ＲＯ、ＲＵ、　ＳＤ、　ＳＥ、　ＵＳ

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. １． 光学記憶媒体と、 上記媒体に設けられ、読取光線を回折して少なくとも２つの回折光を同時に生成 する回折格子とを有し、 上記格子は、上記複数の回折光が細い光線（ｐｅｎｃｉｌｂｅａｍｓ）のみであ り、かつ、格子の回折特性と読取光の角度および波長から定まる所定の互いに異 なる角度で上記媒体から出射するように設定されている光学記憶回折領域。
2. ２．請求項１において、上記領域がストライプである光学記憶回折領域。
3. ３．請求項１または２において、上記回折格子が多重ブレーズド格子である光学 記憶回折領域。
4. ４．請求項１または２において、上記格子がピクセルグラム（ｐｉｘｅｌｇｒａ ｍ）である光学記憶回折領域。
5. ５．光学記憶媒体を用意し、 上記媒体に、読取光を回折して所定の配置および／または角度を有する少なくと も１つの回折光を生成する回折格子を設け、さらに、上記格子における互いに離 れた部分が、上記読取光により照射されたとき、上記回折光を生成しないように 、その離れた部分の光学的特性を変更する、光学記憶回折領域を用いた情報記録 方法。
6. ６．請求項５において、上記領域はストライプであり、上記互いに離れた部分は 、バーコード配列を成すように、上記ストライプの横方向に配置されている情報 記録方法。
7. ７．請求項５または６において、上記格子が多重ブレーズド格子である情報記録 方法。
8. ８．請求項５または６において、上記格子がピクセルグラムである情報記録方法 。
9. ９．請求項５〜８のいずれかに記載された情報記録方法によって形成された光学 記憶回折領域。
10. １０．回折格子を備えた媒体に対して読取装置が所定の位置となるよう上記媒体 を保持する手段と、 上記媒体に向けられ、作動したとき読取光を出射する光源と、上記光源に対応し て位置し、上記媒体から所定の角度で回折されて入射する複数の細い光線を検知 する複数の検知器とを備えた、少なくとも２つの細い回折光を同時に読み取る光 学的読取装置。
11. １１．請求項１０において、上記媒体を保持する手段が、上記媒体と読取装置と を相対移動させるように設定されている光学的読取装置。
12. １２．バーコードストライプを形成する回折格子を備えた媒体に対して読取装置 が所定の位置となるように、上記媒体を保持する手段と、読取光線を上記媒体に 向けるように位置した光源と、上記読取光および上記格子によって生成された回 折光を受けて作動する少なくとも１つの光検知器とを備え、上記媒体を保持する 手段は、上記読取装置と上記媒体とを相対移動させることにより、上記読取装置 が上記バーコードに沿って移動して上記光検知器を作動させ、上記バーコードに 含まれた情報を示す連続的な電気信号を出力させるように構成されてなる回折バ ーコードを読み取る光学的読取装置。
13. １３．回折バーコード光学メモリを形成するように配列された回折格子を備えた 媒体に情報を記録する装置であって、上記装置内に上記媒体を支持する手段と、 上記媒体の光学的特性に変化を与える変形手段と、上記バーコードの長さ方向に 沿って上記媒体と変形手段とを相対移動させるモーター手段と、 上記媒体における縦方向に離れた横方向に伸びる部分が上記変化を受けるように 、上記モーター手段と変形手段とを調和させる制御手段とを備えてなる情報記録 装置。
14. １４．請求項１３において、上記変形手段は、上記媒体に向けられた集束した光 を出力する光源であり、 さらに、集束した光が上記媒体に到達するのを遮断する光遮断手段を備え、 上記光遮断手段は、上記モーター手段と調和するように上記制御手段により制御 される情報記録装置。
15. １５．請求項１３において、上記変形手段は、上記媒体に係合する進出した位置 と上記媒体から離れた後退した位置との間を移動できるように装着された変形部 材であり、 さらに、上記変形部材をその進出した位置と後退した位置との間で移動させる手 段とを備え、 上記制御手段は、上記変形部材と上記媒体間の相対移動と上記変形部材の往復移 動とを調整して、上記記録装置が上記媒体に沿って縦方向に離れた横方向の複数 の変形部分を形成するように構成されてなる情報記録装置。
16. １６．請求項１５において、さらに、上記変形部材を加熱して上記媒体に上記変 形部材による加熱損傷を与える手段を備えている情報記録装置。
17. １７．請求項１３〜１６のいずれかにおいて、さらに、上記媒体に向けられるよ うに位置し、作動したときに光線を出射する読取光源と、回折光を検知していつ 追加の情報が上記媒体に記録可能かを判定するように配置された光センサーとを 備えてなる情報記録装置。
18. １８．特定の波長または波長領域の入射光の全部もしくは一部を光学センサーの 方向に回折する手段を提供する回折層と、上記回折層を覆って、上記特定の波長 または波長領域とは異なる波長の光にさらされたとき非透光性になり、これによ り、上記特定の波長または波長領域の光に対して非透光性となって上記特定の波 長または波長領域の光の回折を禁止する感光層とを備えてなる光学記憶領域。
19. １９．光学記憶領域の消去装置であって、回折格子を覆って上記消去装置によっ て透光性から非透光性へと選択的に変化させられる感光層を備えており、 上記光学記憶領域に向けられるレーザーおよび回折光を受けて作動するように位 置するセンサーを備えた読取り手段と、上記領域に向けられて上記感光層の少な くとも一部を非透光性に変化させる消去レーザーと、 回折格子と上記２つのレーザーとを相対移動させる手段と、上記両方のレーザー と上記相対移動をさせる手段とを調整するコントロール手段とを備え、 上記読取レーザーは、上記制御手段が上記消去レーザーを作動させ、かつ、上記 相対移動させる手段を介して上記記憶領域を位置決めすることにより、上記感光 層を非透光性に変化させるように、上記制御手段に信号を供給するものである消 去装置。
20. ２０．回折光を読み取る光学的読取装置であって、光学記憶回折領域を形成する 回折格子を備えた媒体に対して上記読取装置が所定の位置となるように、上記媒 体を保持する手段と、上記媒体に焦点合わせされた読取光を向けるように位置し た光源と、上記読取光および格子によって生成された発散する回折光を受けて作 動する少なくとも１つの光学センサーとを備え、上記センサーは、このセンサー に照射された回折光の発散を示す信号を出力する少なくとも２つの離れた検知器 を備えている光学的読取装置。
21. ２１．光学記憶回折領域を読み取る方法であって、読取光源によって照射された とき少なくとも２つの細い回折光を生成する光学記憶回折領域を設け、 上記領域を読取光にさらし、 上記細い回折光によって照射されるように位置した複数の光学検知器を設け、 上記複数の検知器を上記細い回折光で照射して、上記領域に記録された情報を示 す信号を、上記複数の検知器から同時に出力させる読取り方法。
22. ２２．回折バーコードを読み取る方法であって、バーコードストライプとして配 列された回折格子を備えた媒体を用意し、 上記バーコードストライプを読取光で照射する光源を設け、上記読取光と上記ス トライプとを相対移動させる手段を設け、上記読取光および格子によって生成さ れた回折光を受けて作動する少なくとも１つの光学センサーを設け、 上記センサーを上記回折光で照射して、上記バーコードに含まれた情報を示す連 続した電気信号を出力させる読取り方法。
23. ２３．回折光を読み取る検知器であって、細長い形状を有し、回折格子からの回 折光の読取りを容易にすべく曲がった経路に沿っている検知器。
24. ２４．人射光の全てもしくは一部分を光学センサーの方向に回折させる手段を提 供する回折層と、 上記回折層を覆う保護層とを備え、 上記回折層および／または上記保護層が変形している光学記憶回折領域。
25. ２５．シート状の基材と、 上記シートに取り付けられた、または一体形成された回折格子とを備え、 上記回折格子は、光にさらされたとき照明光の異なる色成分を持つ屈折光を生成 するものである書類。
26. ２６．照明光の色成分からなる回折光を生成する回折格子を備えたおおむねシー ト状の書類を写真複写する方法であって、上記書類を用意し、 上記書類を上記回折光で照明して、 上記コピーにおける上記領域に対応した部分が上記複数の色成分のいずれか１つ に対応する色に着色されたコピーを作成する複写方法。
27. ２７．少なくとも２つの回折光を読み取る光学的読取装置であって、回折格子を 備えた媒体に対して上記読取装置が所定の位置となるように上記媒体を保持する 手段と、 上記媒体に向けられるよう位置し、作動したとき上記媒体を照明する少なくとも ２つの読取光を出射する少なくとも２つの光源と、上記光源に対して位置し上記 回折光を検知する複数の光検知器とを備えた光学的読取装置。
28. ２８．複数の尾根を有する回折格子を備え、上記尾根の少なくとも幾つかは、照 明光から少なくとも２つの回折光を生成する多重回折小面を有している光学記憶 回折領域。
29. ２９．複数の画素を備え、これら画素は、それぞれの画素が照明光から回折光を 生成し、それぞれの画素からの回折光が所定の相対的な方向に向くように設定さ れているピクセルグラム。
30. ３０．複数の画素を備えたピクセルぐラムを読み取る装置であって、上記複数の 画素は、それぞれの画素が照明光から回折光を生成するように配置されており、 上記読取装置に対して上記ピクセルグラムを位置させる手段と、使用状態で上記 ピクセルグラムに読取光を出射する光源と、屈折光を検知する複数の検知器とを 備えた読取装置。