JPH08263841A - 光学的機械的に読み取り可能な情報保持体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的に一回書き込み可能であり、かつ繰り
返し光学的機械的に読みだし可能なスペースをとらない
安価な情報記憶媒体を提供する。 【解決手段】 情報保持体は、２つの保護層２、３間に
微視的に細かい回折作用を及ぼすレリーフ構造５の光学
マーク６を設けたプラスチック薄層１からなり、接着層
７を介し保護すべき対象８に取りつけられる。エネルギ
を供給することにより光学マーク６が不可逆的に変化さ
れ、それにより変化した光学特性を有する領域２’、
３’と変化しない光学特性を有する領域からなる情報パ
ターンが形成され、所定の情報が情報保持体に書き込ま
れる。この情報保持体は、外部ユニット１６と接続され
た機械的な読み取り装置１３により読み取られ、解錠装
置あるいは照明カードなどに利用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的機械的に読
み取り可能な情報保持体、更に詳細には、少なくとも２
つの保護層からなり、その間に微視的に細かいレリーフ
構造が光学マークとして刻印され配置されているプラス
チック薄層からなる光学的機械的に読み取り可能な情報
保持体（情報記憶媒体）に関し、またその情報保持体を
利用した解錠システム、その情報保持体に情報を書き込
む方法、並びに情報保持体の使用法法にも関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の光学的機械的に読み取り可能な
情報保持体は、例えば書類、紙幣、キーコード表、証明
書など、全ての種類の対象を識別するために使用され
る。

【０００３】このような光学的機械的に読み取り可能な
情報保持体は欧州特許出願ＥＰ５６８１８６Ａ２から知
られている。情報保持体の所定箇所に回折光学的な作用
を及ぼす識別マークが取りつけられている。この識別マ
ークは品目を特徴づけるためにセットになった種々の識
別マークから選ばれ、所定数のマークが個々に品目上に
接着される。組み合わせにおいて数が所定数ありかつ正
しい順序で識別マークが接着されている場合には、反射
または透過により読み取り可能な光学的な識別コードが
得られる。

【０００４】スイス特許公報５９４９３５号には、縁が
互いに当接しない多数の領域を有する光学的機械的に読
み取り可能な複数の行を配置した情報保持体として機能
する書類が記載されている。各領域は回折光学的な作用
を及ぼすマークを有し、そのマークは書類の基板に刻印
され、ビット値が行内の領域の相対位置によって定まる
２値の数値（ビット）を表している。多数のビットをグ
ループにまとめることによって情報がエラー検出コード
で暗号化され、それによって後でマークが変更されたか
を識別することができる。回折光学的に作用を及ぼすマ
ークを有する互いに当接しない領域からなる光学的機械
的に読み取り可能な平行なクロックトラックによって、
記憶されている情報の読み出しの安全性が向上する。

【０００５】スイス特許公報第６１６２５４号から知ら
れた、周期的に繰り返されるマークを有するクロックト
ラックは読み取り装置に信号列を発生し、その信号列か
らクロックトラックに沿った現在の読み出し方向を知る
ことができる。

【０００６】スイス特許公報第６０４１４６号には、局
部的に熱作用を及ぼすことによりプラスチック表面に刻
印された光学的な回折効果を有するレリーフパターンの
加熱箇所が変化し、それにより刻印されたプラスチック
表面が刻印前に有していた構造が再現される方法が記載
されている。

【０００７】回折光学的な作用を及ぼすレリーフパター
ンを欧州特許出願ＥＰ−４０１４６６Ａ１に記載のプラ
スチック薄層に埋め込むことができる。製造に使用可能
な材料の一覧が米国特許公報第４８５６８５７号に記載
されている。

【０００８】従来の技術は、光学的機械的に読み取り可
能な情報保持体が個々に合成されたエレメントあるいは
容易に個別化できるエレメントからなるコードを有して
おり、あるいは書類として保護すべき対象に取りつける
のに適していないという欠点を有している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、機械
的に一回書き込み可能であり、かつ繰り返し光学的機械
的に読みだし可能なスペースをとらず安価な情報記憶媒
体であって、確実に情報の偽造の試みを識別することが
できる情報保持体を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、少なくとも２つの保護層からなり、その間に微視的
に細かいレリーフ構造が光学マークとして刻印され配置
されているプラスチック薄層からなる光学的機械的に読
み取り可能な情報保持体において、情報トラックに少な
くとも２つの平行な細片が配置されており、各平行な細
片はその全面に光学マークを有しており、各平行な細片
の光学マークはその微視的に細かいレリーフ構造の格子
パラメータと回折特性が相違しており、プラスチック薄
層の表面を破壊することなくエネルギの作用によって情
報トラックの光学特性が不可逆的に変化されて情報が書
き込まれる構成により解決される。

【００１１】情報トラックは、平行な細片のそれぞれに
繰り返し読み出し可能な同一の情報が１回書き込まれる
ように構成されており、その場合平行な細片に変更され
たレリーフ構造と変更されないレリーフ構造とからなる
相補的なパターンが発生する。

【００１２】更に、情報トラックに対して平行に、クロ
ックマークを有する光学的に読み取り可能なクロックト
ラックが配置されており、それぞれ隣接する２つのクロ
ックマークが光学的に区別可能な中間面によって分離さ
れる。

【００１３】また、他のクロックトラックの例では、ク
ロックトラックは連続するクロック領域からなり、各ク
ロック領域は光学マークとしての３つの異なるレリーフ
構造の一つを有しており、グループ化された互いに連続
する３つのクロック領域の光学マークはそれぞれ相違し
ている。一実施形態では、プラスチック薄層は透明であ
り、各保護層の複素数屈折率が相違するように設定され
る。

【００１４】また、本発明では、読み取り装置と、外部
ユニットと、上述した光学的に読み取り可能な情報保持
体とからなる解錠システムが設けられる。この解錠シス
テムでは、読み取り装置と外部ユニットが施錠装置に組
み込まれており、情報保持体が鍵上に配置される。情報
トラックに記憶された情報は読み取り装置によって読み
取り可能で、外部ユニットへ伝送されてその情報が格納
されている識別子と比較される。外部ユニットは情報が
識別子と一致した場合には施錠装置の錠を解錠するよう
にする。

【００１５】また、本発明では、上述した情報保持体の
書き込みは次のようにして行なわれる。光束になった光
エネルギをプラスチック薄層の細片の領域に供給するこ
とにより表面を破壊することなく情報トラックの光学特
性が局所的に変化される。それにより情報がパターンと
して細片に書き込まれ、細片上で元の光学特性を有する
箇所と変化された光学特性を有する箇所が発生する。そ
の場合、両細片に同じ情報が並列して記録され、第１の
細片と第２の細片の情報パターンはその光学マークの光
学特性が互いに相補的になっている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す例を用いて本発
明の実施の形態を詳細に説明する。

【００１７】図１において符号１は２つの保護層２と３
からなる記憶媒体のプラスチック薄層を示す。各保護層
の共通の境界面４には顕微鏡的細かさを有する刻印され
たレリーフ構造５が設けられており、その回折格子とし
ての作用は線間隔、輪郭並びにアジマスなどのパラメー
タによって定められている。熱せられた母型を用いてレ
リーフ構造５を保護層２、３のいずれかに刻印すること
によって、光学マーク６が形成される。

【００１８】刻印すべき保護層２ないし３は好ましくは
刻印前にマット構造（光沢のないつや消し構造）を有す
る。プラスチック薄層１は種々の仕様で形成することが
でき、図面にはそのうちの１つが例示されている。プラ
スチック薄層１の表面は、接着層７を形成する接着材料
によって完全に被覆されており、それによって記憶媒体
を対象８に堅固に結合することができる。接着層７の接
着材料に一方の保護層２ないし３の機能を持たせること
ができる。接着層７の材料から保護層２ないし３との区
別が可能であって、いずれにしても保護機能が存在す
る。

【００１９】接着材料が加熱接着剤のグループに属する
場合には、接着の際に熱作用による光学マーク６の破壊
に対して保護するためにプラスチック薄層１の露出した
表面９には、好ましくは冒頭で挙げた欧州特許出願ＥＰ
４０１４６６Ａ１が教示するような高熱に耐える強靭な
プラスチックからなる保護フィルム９’が設けられる。
製造する場合にはプラスチック薄層１は長尺の帯として
形成され、その帯から必要に応じて一部が接着可能な光
学的記憶媒体として切り取られ、接着層７を用いて保護
すべき対象８に取り付けられる。保護フィルム９’はＵ
Ｖ硬化性の塗料を第１の保護層２上に直接塗布して、そ
の後紫外線照射によって乾燥させることによっても形成
することができる。

【００２０】例えば熱伝導または光線によりマーク６の
局所にエネルギが伝達されると、レリーフ構造５は変化
し、保護層２ないし３の刻印表面は刻印前に存在した構
造、すなわちマット構造、あるいは他のレリーフ構造
５、あるいは構造のない滑らかな面に戻る。伝達される
エネルギは、プラスチック薄層１の表面が変化せず、あ
るいは破壊されないように調整して供給される。

【００２１】光学マーク６に入射する光線１０は、入射
する光の波長に関係する対応した回折次数に偏向され
る。その回折次数が、例えば単色の光の場合に光線１０
に対して対称な２つの方向の矢印１１、１１’で示され
ている。方向１１ないし１１’に配置された少なくとも
１つの光センサ１２ないし１２’によって、読み取り装
置１３による機械的な読み取りが可能となる。読み取り
装置の導線１４を介して光センサ１２と接続されている
制御装置１５において、光センサ１２ないし１２’の信
号が処理され、その結果が読み取り装置１３の外部に配
置されたユニット１６へ伝達される。方向１１と１１’
に配置された２つの光センサ１２、１２’を用いると、
読み取り装置１３は、非対称なレリーフ構造５を有する
マーク６と対称なレリーフ構造５を有するマークを区別
することができる、という利点が得られる。普通に照射
した場合には可視光で機械的に読み取り可能なマーク６
は色彩が微妙に変化することにより容易に視認すること
ができる。

【００２２】境界面４は例えば、蒸着により形成される
光学的に有効な反射層としての金属層、半導体層あるい
は誘電体層を有し、その層厚と組成により境界面４の透
過能力および反射能力、すなわちマーク６が反射だけ
で、あるいは透過によっても読み取り可能であるかが決
まる。境界面４自体は、両保護層２、３が異なる屈折率
を有する材料からなる場合には反射層として作用する。
その場合に、複素数の屈折率は実数部または虚数部を、
あるいは両方を異らせるようにすることができる。マー
ク６を反射並びに透過で機械的に良好に読み取れるよう
にするには、境界面４で屈折率を約０．１から０．２５
だけ変化させれば十分である。

【００２３】マット構造を有する境界面４は入射する光
線１０の光をすべての空間方向に均一に拡散する。従っ
て観察方向には無関係にマット構造を有する箇所は目に
は常に光が弱められてあるいは暗くなって見える。読み
取り装置１３においてマット構造を有する箇所では光セ
ンサ１２ないし１２’からは出力信号が発生しない。境
界面４の構造に光沢があると、光学の反射および屈折の
法則に従って光線１０が偏向される。光センサ１２ない
し１２’は、その光センサに関連しないレリーフ構造５
による回折光並びに光沢のある構造による反射光を受光
しないように配置されている。

【００２４】光線１０ないしは回折光が進入するプラス
チック薄層１の層は、少なくとも光学マーク６の機械的
な読み取りに使用される光の波長に対して透明でなけれ
ばならない。図１においては、例えば情報の読み出しは
反射で行われる。従って保護フィルム９’と第１の保護
層２は少なくとも読み取り用の光に対しては透過性を有
し、また第２の保護層３、接着層７並びに対象８の光学
的特性は読み取りに関係なく設定可能であり、あるいは
他の理由に基づいて設定できるものである。赤外線で読
み出すように定められている光学マーク６を有するプラ
スチック薄層１はさらに、可視波長領域の光に対しても
透過性とすることができる。この種のマーク６は通常の
照射と通常の観察方向の元では人間の目には目立たな
い、マット構造に似た外見を有する。

【００２５】プラスチック薄層１は好ましくは安価で非
接触で光学的に読み取り可能な情報の記憶媒体として適
している。完成されて対象８に固定された記憶媒体に１
回書き込みを行うことによって記憶媒体に情報が記憶さ
れる。その場合、所定の箇所に熱を調節して供給するこ
とによって光学マーク６の光学特性が局所的に変化され
る。

【００２６】例えば、冒頭で述べたスイス特許公報ＣＨ
−６０４１４６に記載されているように、レリーフ構造
５は加熱された箇所がマット構造に変化する。従って光
センサ１２、１２’は、光強度が異なる強さで受光され
ることからマット構造を有する箇所とレリーフ構造５を
有する箇所とを区別することができ、それに応じた出力
信号を発生して、それが制御装置１５へ出力される。

【００２７】情報保持体（情報記憶媒体）の他の実施形
態においては、情報を書き込むために、レリーフ構造５
と保護層２、３に変化を与えることなく、境界面４上の
反射層の光学特性が局部的に変化される。反射層の照射
された箇所自体が光線１０のエネルギを吸収するので、
保護層２、３がかなり加熱されてレリーフ構造が変化す
る前に、あるいは保護機能が完全に無くなってしまう前
に、反射層に不可逆的な変形が発生する。従って、情報
を書き込む際に照射された反射層の箇所は反射性がなく
なり、透明になって、それにより情報を読み出す際に回
折光が光センサ１２に至る所定の方向１１へ偏向される
ことはなくなる。

【００２８】情報記憶体の第３の実施形態においては、
情報を書き込むと保護層２または３の光学特性は変化す
るが、反射層とレリーフ構造５は変化しない。情報を読
み出す時に光線１０が通過する保護層２ないし３は色素
を有し、その色素は書き込みの際に色素に固有の限界温
度を越えて加熱することにより（例えば強い光線を照射
することにより）加熱された箇所２’ないし３’が局部
的に透明な物質から情報を読み取る光を吸収する物質
に、あるいはその逆に不可逆的に変化する。例えば保護
層２ないし３は情報の書き込み前には完全に透明であ
る。情報の書き込み後は局部的に変化された保護層２な
いし３の箇所２’ないし３’は情報を読み出す光を透過
しなくなる。光線１０が通過する保護層２ないし３は、
透明度が変化した箇所２’と３’では、透明度が変化し
なかった保護層２ないし３とは異なる光量を光センサ１
２に透過させる。透明度の変化は、レリーフ構造５がマ
ット構造に変化したのと同様な作用を読み取り装置１３
に及ぼす。熱変色特性を有するこの種の色素は、例えば
公報ＵＳ−ＰＳ２６６３６５４、ＵＳ−ＰＳ３６８２６
８４及びＥＰ２７７０３２から知られている。

【００２９】情報記憶体の他の実施形態において両保護
層２、３の屈折率の差によってレリーフ構造５の光学特
性が決まる場合には、両保護層２、３の一つに熱変色色
素を混ぜることによって、書き込み時に屈折率を不可逆
的に変化させることが可能となる。情報を読み取り時、
回折効果によって光センサ１２に達する光量の強度は、
局所２’、３’において加熱により色素が変化して屈折
率の差が局所的に変化しているかどうかに関係する。

【００３０】情報記憶体の各実施形態において、読み取
り装置１３は、未変化の保護層２、３を背景として不可
逆的に変化した箇所２’のパターン情報を読み出すこと
ができる。情報を読み取る読み取り装置１３は光学マー
ク６において回折された光のみを受光し、ないしはその
非存在を検出するだけなので、この情報記憶体は、書込
可能なのは一回であるが、多大な手間をかけないと模造
または偽造することができないという利点を有する。光
学マーク６と表面９が無傷であることにより、素人にと
っても情報記憶体の真偽性を視覚により検査することが
可能となる。

【００３１】好ましくは書き込み用の光線１０の強度
は、読み取り用の光よりも大きく、更に強度の最大値が
他の波長領域にある光によって書込みが行われる。例え
ばマーク６は赤外線で読み出され、一方書き込みには色
素または反射層に適合した赤外線よりも短い波長を有す
る光が使用される。

【００３２】第１の実施形態の情報記録体に基づいて情
報の記憶と読み出し並びにその利用が説明されるが、こ
れは他の実施形態にも当てはまる。但し、その場合レリ
ーフ構造が変化するのではなく、反射、吸収及び／また
は屈折率に関する特性が不可逆的に変化される。

【００３３】図２は帯状に形成されたプラスチック薄層
１（図１）から切り取られた、まだ情報が書き込まれて
いない情報保持体１７を示す。情報保持体１７は光学マ
ーク６（図１）を備えた情報トラック１８を有する。情
報トラック１８は少なくとも２つの平行な細片１９、２
０からなる。各細片１９、２０は光学マーク６としてそ
の全面に途切れることなく同じレリーフ構造５（図１）
の単一の回折格子を有する。細片１９、２０の微視的に
細かい各レリーフ構造５は少なくとも格子パラメータが
相違している。平行な細片１９、２０はその長手側が互
いに接するようにしてもよく、あるいは分離細片２１に
よって隔たるようにしてもよい。情報を書き込むため
に、すでに説明したように、プラスチック薄層１の表面
９（図１）を破壊することなく情報トラック１８の光学
特性がエネルギ作用によって不可逆的に変化される。

【００３４】好ましくは情報保持体１７は、情報トラッ
ク１８に沿って情報を読み出す際の安全性を高めるため
に、クロックトラック２２を有する。分離細片２１を例
えばクロックトラック２２にすることができる。例えば
分離細片２１の露出した面側９（図１）に光を吸収する
バー形状のクロックマーク２３からなる光学的に読み取
り可能なクロックトラック２２を従来の技術で形成する
ことができる。同様に、情報トラック１８の作業工程と
同一の作業工程で光学マーク６としてクロックマーク２
３を刻印すると、安価になる。その回折光学的な作用を
及ぼすレリーフ構造５は少なくとも格子パラメータが、
情報トラック１８の光学マーク６のものとは異なってい
る。前後するクロックマーク２３は中間面２４によって
互いに分離されている。分離細片２１と中間面２４の面
は、それぞれ境界面４（図１）の構成に従って、入射す
る光に関して反射性、マットまたは透明とすることがで
き、あるいは全く他のレリーフ構造５を有するようにし
てもよい。

【００３５】光線１０は、情報保持体１７を矩形の光点
２５で照射する。この光点は細片１９〜２２を横切る方
向に光学マーク６を照射し、情報トラック１８に沿って
移動され情報を読み出す。好ましくは光点２５の幅は読
み取り方向２６におけるクロックマーク２３の幅にほぼ
相当し、中間面２４の幅は光点２３の幅よりも大きくな
っている。

【００３６】図２の図面において左の部分には細片１
９、２０と分離細片２１を有する情報トラック１８が図
示されている。右の部分においては情報トラック１８は
クロックトラック２２によって分離された２つの細片１
９と２０を有する。ハッチングは、細片１９、２０、２
１の光学マーク６とクロックマーク２３の光学マークを
区別したり、あるいは光点２５の面を強調する単に製図
的な手段である。

【００３７】他の製図的手段して、図３において情報ト
ラック１８に対して直角に記載された破線がある。この
破線は細片１９と２０を領域２７及び２８に細分するも
のである。破線は単に説明のためにだけ用いられるもの
であって、情報保持体１７上には実際には存在しない。
クロックトラック２２は、領域分割に対応しているが領
域長さの半分だけピッチが変位したクロックトラック領
域２９を有する。クロックトラック領域２９は、文字
Ａ、Ｂ及びＣで表され、クロックトラック２２に沿って
例えば ＡＢＣＡＢＣＡＢＣＡＢＣＡＢＣＡＢＣＡＢＣＡＢＣ と周期的に繰り返される異る３種類のレリーフ構造５を
有する。

【００３８】読み取り装置１３（図１）はクロックトラ
ック２２を認識するためだけに少なくとも３つの光セン
サ１２（図１）を必要とする。それにより読み取り装置
１３においてはあるクロック領域２９から次のクロック
領域へ移行する際に信号列から、読み取りの間に読み取
り方向２６（図２）が変化したか否かを識別することが
できる。冒頭で挙げたスイス特許公報ＣＨ６１６２５４
から知られている、クロック領域２９に光学マークＡ、
Ｂ、Ｃを有するクロックトラック２２は、情報保持体１
７が例えば手動で移送され、したがって連続的な読み取
り方向２６の維持が保証されていない読み取り装置１３
の場合に特に効果的である。

【００３９】図４の読み取り装置１３は光線１０を発生
させる光源３０を有する。光学手段３１によって光源３
０の光は情報保持体１７上に、例えば矩形の光点２５
（図２）の形状で合焦される。読み取り装置１３の仕様
は、情報保持体１７に書き込まれたデータが読み取れる
ようになっている。

【００４０】読み取り装置１３の光学手段３１の他の実
施形態では、例えば振動するミラーが設けられる。この
ミラーにより円形な光線束１０、１０’、１０”は細片
１９、２０並びにクロックトラック２２を横切る方向に
振動されて、光点２５の領域が平均して均一に照射され
るようになる。光点２５は偏向される光線１０’、１
０”に比較して低速ではあるが、十分に読み取れる速さ
で情報トラック１８（図３）に沿って移動する。

【００４１】細片１９の領域２７（図３）及び／または
細片２０の領域２８（図３）の光学マークが無傷で光学
特性が変化していない場合には、入射光は細片１９ない
し２０に対して幾何学的に配置された光センサ１２ない
し１２”に回折されるが、そうでない場合には、レリー
フ構造５の光学特性が変化するので、入射光は関連する
光センサ１２ないし１２”には到達しない。例えばマッ
ト構造は光を空間に散乱させるので、光センサ１２ない
し１２”の場所における光強度は充分でなく、導線１４
を介して出力信号が制御装置１５に出力されなくなる。
クロックマーク２３（図２）ないしはクロックトラック
２２（図２）の領域２９の一つ（図３）によって回折さ
れた光が他の光センサ３２により受光され、クロック信
号が光センサ３２と接続された導線１４を介して制御装
置１５に送信された場合には、出力信号が制御装置１５
に記憶される。

【００４２】光センサ１２、１２’（図１）、１２”、
３２の幾何学的配置は、各光学マーク６に関連するレリ
ーフ構造５（図１）によって定まる。というのは回折光
の方向はレリーフ構造５に関係するからである。例えば
破線のブロックで示したクロックトラック２２を読み取
る光センサ３２は図４の紙面の外部に配置されている。

【００４３】振動する光線１０’、１０”を有する読み
取り装置１３は読み／書き装置３３に付け加えることが
でき、その場合には情報を情報保持体１７に書き込むた
めの機能を果たす。制御装置１５は書き込みモードと読
み取りモードで使用できるように構成されており、ユニ
ット１６からの信号によって両モード間を切り替えるこ
とができる。光源３０としては好ましくは、半導体レー
ザダイオードが使用され、その強度は制御装置１５によ
って電気的に容易に制御可能である。書き込みモードに
おいては制御装置１５は光源３０の光強度を増大させ、
光学手段３１を介して偏向動作の振幅を減少させ、また
偏向周波数を減少させて光線１０’、１０”を消去すべ
き光学マーク６上へ制御する。

【００４４】光源３０の最大の光強度は、保護層２、３
の領域で光線１０’、１０”を一回移動させるだけで保
護層２、３を加熱して、レリーフ構造５をマット構造に
変換させるのに充分な強度である。クロックトラック２
２を検出する光センサ３２が出力信号を制御装置１５へ
出力すると、領域２７または２８で消去プロセスが開始
される。消去プロセスの有効性は対応する光センサ１
２、１２’、１２”でチェックすることができる。とい
うのは制御装置１５へ出力される出力信号は消去時に消
滅するからである。制御装置１５は、記憶媒体へ書き込
むべきユニット１６から来る情報を光学手段３１への制
御指令に変換するので、細片１９ないし２０上の領域２
７ないし２８は所定の順序で消去される。

【００４５】読み／書き装置３３に対象８を移送する移
送装置３４、３４’が搭載されている場合には、読み／
書き装置３３を用いてクロックトラック２２を形成する
ことも可能である。制御装置１５は制御線３５を介して
移送装置３４、３４’の制御可能なモータドライブ３６
と接続されており、移送装置は対象８を図面平面に対し
て垂直方向に読み取り装置１３に移送する。

【００４６】振動する光線１０’、１０”により書き込
みモードにおいて分離細片２１にクロックトラック２２
のバー形状のクロックマーク２３が形成される。その場
合、例えばクロックマーク２３にはレリーフ構造５が残
存し、一方中間面２４には加熱によってマット構造が発
生する。クロックトラック２２でのレリーフ構造５とマ
ット構造の割り当ては、読み取り装置１３がこのクロッ
クトラック２２を検出するように構成されている場合に
は、入れ替えても問題はない。読み／書き装置３３を用
いてクロックトラック２２を発生させることの利点は、
情報トラック１８（図２）にデータを書き込む際に使用
される情報密度とは関係なく光学マーク６の刻印を行え
ることにある。したがって書き込まれていない同一の情
報保持体１７を大量に安価に製造することが可能であ
る。

【００４７】図５の情報保持体１７は、図面右側では両
細片１９、２０と分離細片２１に元の光学マーク６（図
１）を有する。元の光学マーク６が書き込みモードの開
始時に制御装置１５（図４）によって検査されるので、
すでに書き込まれている情報保持体１７には書き込みは
行なわれない。

【００４８】図５の左側では情報保持体１７の書き込み
はすでに終了しており、回折光学的な作用を及ぼすクロ
ックマーク２３がマットな中間部分２４によって分離さ
れている。参照符号２７で示した細片１９の領域と、参
照符号２８で示した細片２０の領域並びにクロックマー
ク２３からなる領域対２７、２８により最小の情報ユニ
ット（＝１ビット）が形成される。規定通りに書き込ん
だ後では情報トラック１８の領域対２７、２８は、その
ままのレリーフ構造５（斜線部分）を有する領域は一方
のみ（２７または２８）となる。というのは他の領域は
書き込みの際にマット構造（非斜線部分）にされるから
である。

【００４９】読み取りモードでは情報トラック１８を読
み出す際に制御ユニット１５が各領域対２７、２８を類
別する。例えば領域２７のレリーフ構造５がそのままで
ある場合には論理値１に設定されたビットを示し、一方
領域２８にそのままのレリーフ構造５がある場合には、
そのビットは論理値ゼロとなる。もし両方の領域２７、
２８でマット構造を有する領域対２７、２８があった場
合には、それは情報を偽造する試みとして類別されて、
読み取りプロセスが中断される。両方の領域２７、２８
でそのままのレリーフ構造５を有する領域対２７、２８
は、制御装置１５においては書き込まれた情報の読み出
しプロセスの開始または終了の記号として用いられる。

【００５０】書き込みプロセスが領域対２７’、２８’
により図示されている。符号２７’で示す細片１９の領
域は参照符号２８’で示す細片２０の領域とは異なる光
学マーク６を有する。領域２８’ではすでに領域の３分
の２がマット構造に変換されている。次に光線１０’、
１０”が情報トラック１８の上方で横方向に移動される
と、領域２８’のレリーフ構造５（図１）は完全にマッ
ト構造に変換され、またクロックマーク２３は発生する
中間面２４によって区分されるので、クロックマーク２
３は分離細片２１のレリーフ構造５（二重斜線）を有
し、中間面２４はマット構造（斜線なし）を有する。

【００５１】情報保持体１７の寸法は極めて小さい。細
片１９〜２１は読み取り方向２６（図２）に対して横方
向に代表的にはそれぞれ約０．６ｍｍの幅を有し、一方
各領域対２７、２８の読み取り方向においては約０．２
ｍｍである。情報保持体１７の長さは情報に必要な領域
対２７、２８の最大数に従って決まる。クロックマーク
２３を予め刻印する場合には、クロックトラック２３の
幅を約０．４ｍｍに減少させることができる。このよう
に寸法を縮小することはできるが、光線１０（図４）か
ら光束を形成したり回折光を集光するためにより複雑な
合焦手段が必要となる。情報密度が大きいこと並びにレ
リーフ構造５の変更が１回だけしか可能でないことによ
って、記憶情報の模倣、偽造ないし改竄に対する非常に
高い安全性が得られる。

【００５２】２つの細片１９、２０だけでなく、光学マ
ーク６を有するそれに平行な他の細片を設けて、それに
よってクロックマーク２３に関連する最小の情報ユニッ
トを例えば１バイト（＝８ビット）に増大させることが
できる。

【００５３】図６においては情報保持体１７は２つの細
片１９と２０のみを有し、クロックトラック２２（図
５）は設けられていない。記憶データを確実に読み出す
ことができるようにするために、情報は公知のバーコー
ドで書き込まれている。このバーコードは市場で広く利
用されており、欧州特許公報のカバーシートにも見られ
る。バーコードに共通なことは、種々の幅のバー３７と
バー間隔３８を特徴付けてグループ化することにより得
られる情報を読み出す場合に、読み出し信号からデジタ
ル情報を得るだけでなく、情報の識別に必要なクロック
信号（セルフクロックコード）も得られることである。

【００５４】図６の図面にはバーコードの一部のみが図
示されており、情報トラック１８上への記録の原理が示
されている。バーコードは情報トラック１８上に２つ平
行に記憶される。すなわち一つは第１の細片１９上にバ
ー３７とバー間隔３８を用いて、そしてそれに平行に第
２の細片２０上にバー３７’とバー間隔３８’を用いて
記憶される。記録する場合、読み／書き装置３３（図
４）の光線１０、１０’、１０”（図４）により細片１
９のバー３７のレリーフ構造５（図１）はマット構造に
変換され、一方細片２０のバー３７’は書き込み後もレ
リーフ構造５はそのままになっている。それに対してバ
ー間隔３８、３８’の場合には細片１９にレリーフ構造
５が残り、細片２０ではマット構造が形成される。

【００５５】各バー３７、３７’の対と各バー間隔の対
３８、３８’は、上述の等間隔で図示された情報保持体
１７の領域対２７’、２８’の場合と同様に、それぞれ
マット構造とレリーフ構造５を有するその対に固有な幅
を有する部分からなる。第１の細片１９と第２の細片２
０におけるバーコードの両記録は、光学マーク６として
互いに相補的である。というのは第１の細片１９のパタ
ーンは第２の細片のパターンのマット構造とレリーフ構
造５を入れ換えることによって得られるからである。

【００５６】バーコードで記録することは、情報保持体
１７の偽造の試みに対する大きな安全性とバーコードの
確実な読み取りとを組み合わせることができるととも
に、読み取り装置１３（図４）の光センサの数を２つに
削減することができるという利点を有する。情報保持体
１７には、対象８に取り付けた後でここで説明した相補
的なバーコードを用いて対象８に関係する情報が書き込
まれる。

【００５７】読み取り装置１３は、簡単な実施形態で
は、図７に示すようにきわめて安価で簡単に形成されて
おり、この場合読み取り装置は、３つの光センサ１２、
１２”、３２と、制御ユニット１５と、コンデンサと円
筒レンズ（これらは詳細には図示されていない）からな
るパッシブな光学手段３１を有する光源３０とから形成
されている。制御ユニット１５は、光源３０用の給電装
置３９と、導線１４を介して３つの光センサ１２、１
２”、３２から伝達される出力信号を増幅する増幅器４
０と、出力信号を変換して外部に接続されているユニッ
ト１６で使用可能な信号列に変換する解析器４１とを有
している。

【００５８】好ましくは、周囲光が読み取りプロセスに
影響を与えないように、発振器４２により光源３０の強
度が変調される。周波数ｆで作動する発振器４２はその
周波数信号を給電装置３９と復調器４３へ出力する。周
波数信号のクロックで光源３０がオンオフされる。発振
器４２の周波数ｆは、充分高く代表的には１ｋＨｚから
１００ｋＨｚであり、読み取りプロセスに障害はない。
解析器４１は復調器４３、スタート／ストップ検出器４
４、デコーダ４５並びに読み出した信号列を読み取りプ
ロセスが終了するまで記憶して、データをさらに外部ユ
ニット１６へ伝送するレジスタ４６から構成されてい
る。

【００５９】光線１０、１０’、１０”が周波数ｆで変
調される結果として、光センサ１２、１２”、３２の出
力信号も同様に発振器４２の周波数ｆで変調される。増
幅器４０で出力信号が増幅された後に、出力信号は別の
信号線４０’を介して復調器４３に達する。周波数ｆと
等しいクロックで出力信号が復調される。復調器４１は
細片１９（図５）用の光センサ１２の出力信号と光セン
サ３２のクロック信号とを「アンド」の論理で結合して
信号Ｓ１を形成する。同様にして細片２０（図５）用の
光センサ１２”の信号から信号Ｓ２が形成される。信号
Ｓ１とＳ２並びに光センサ３２のクロック信号はさら
に、復調器４３でフィルタにかけられ、その後信号Ｓ１
とＳ２並びにクロック信号Ｔがデコーダ４５に伝送され
る。

【００６０】デコーダ４５では、各クロック信号Ｔごと
に両信号Ｓ１とＳ２のうち一方のみが発生しているかが
調べられる。シリアルに発生する信号Ｓ１ないしＳ２は
レジスタ４６へ送られ、発生した時系列でレジスタに記
憶される。レジスタ４６の情報は、すでに情報を情報ト
ラック１８（図５）に書き込む際に定められたように、
５ー３選符号あるいは７ー５選符号を有することができ
る。記録の終了が検出されると、レジスタ４６の内容が
ユニット１６へ伝達される。

【００６１】あるクロック信号Ｔに対して両信号Ｓ１と
Ｓ２が得られない場合には、上述したように、読み取り
装置１３は復調器４３からスタート／ストップ検出器４
４へ送られる信号を用いて読み取りプロセスを中断し、
レジスタ４６の誤った内容がユニット１６へ送られる前
に、レジスタ４６の内容を消去する。スタート／ストッ
プ検出器４４はスタート信号でレジスタ４６をクリア
し、ストップ信号の発生でレジスタ４６に記憶されてい
る情報をユニット１７に引き渡す。

【００６２】相補的なバーコードを読み取る読み取り装
置１３においてはクロックトラック用の光センサ３２は
設けられておらず、あるは多目的装置の場合にはオフに
なっている。復調器４３には信号線４０’を介して光セ
ンサ１２、１２’から増幅された出力信号のみが供給さ
れ、バーコードに使用可能なアルゴリズムを用いてクロ
ック信号Ｔが形成される。このクロック信号Ｔは両信号
Ｓ１及びＳ２と共にデコーダ４５へ供給される。解析器
４１の他の機能は同じである。

【００６３】対象８が読み取り装置１３の読み取り窓に
挿入されると、光線１０が光学マーク６（図１）に入射
する。対象をさらに移動することによって、光線１０は
情報の記録の終了まで情報トラック１８の上方を移動す
るので、全情報が読み出される。

【００６４】図８は情報保持体１７の応用例を示す。対
象８（図１）は鍵４７であって、鍵の柄４７’に保護溝
４８ないし４８’が設けられ、その中にコード化すべき
情報保持体１７が収容される。保護溝４８が鍵の柄４
７’の軸に沿っている場合には、例えば鍵４７を錠４９
に挿入すると情報の読み出しないし書き込みを行うこと
ができる。錠４９には読み取り装置１３ないし読み／書
き装置３３が搭載されており、錠は外部ユニット１６を
有する施錠装置４９’の一部となっている。

【００６５】外部ユニット１６は、読み取り装置１３か
ら送られてくる情報を外部ユニット１６に格納されてい
る識別子と比較するように構成されている。情報保持体
７から読み出された情報が識別子と一致した場合にの
み、外部ユニット１６は錠４９を解放する。というのは
その場合には鍵４７はその機械的形状によって錠４９を
解錠できるようになっているからである。

【００６６】他の実施形態においては情報保持体１７を
鍵の柄４７’の周面に形成された保護溝４８’に貼り付
けたり、あるいは鍵の柄４７’から鍵の握り４７”へ移
行する円錐部に固定することもできる。その場合には読
み出しは錠４９に差し込まれた鍵４７が回転する際に行
われる。この解放方法では、ユニット１６が錠４９を解
放する前に、まず鍵４７の形状が検査される。この機能
では鍵４７の形状に記憶されている情報により錠４９の
機械的な解放が行なわれる。すなわち錠４９は鍵４８の
機械的な形状と情報保持体１７の光学的に記憶された情
報が錠４９に合った場合にだけ解錠される。

【００６７】図９では対象８（図１）は証明カード５０
である。その面のデータ読み取りに適した箇所に情報保
持体１７が配置されている。読み取り装置１３（図４）
によって情報が識別されて、外部ユニット１６（図４）
においてサービスを受ける資格があることが確認された
場合に、サービスが開始される。情報保持体１７に格納
されている情報が「スマートカード（ｓｍａｒｔ ｃａ
ｒｄ）」として知られている証明カード５０の情報と比
較される。その場合、「スマートカード」証明書５０の
電子回路素子５１が外部ユニット１６（図１）の機能を
果たす。

【００６８】証明カード５０の他の実施形態では、情報
保持体１７は証明カード５０に内蔵される。その場合に
は図１から明らかなように、一方の保護層３は製造時に
平坦な対象８上に直接形成され、接着層７は設けられな
い。境界層４に刻印して成形した後に、他方の保護層２
が形成される。

【００６９】この情報保持体１７（図２）は、光学的に
コード化された情報が本質的に高い安全性を有し、かつ
狭いスペースに情報ユニットの可能な組み合わせが多数
できるという利点のほかに、個々の情報を書き込む前に
情報保持体１７を製造して対象８に取り付けることがで
きる、という利点を有する。上述した全ての読み取り装
置１３は反射される回折光で動作する。しかし、この読
み取り装置１３は、情報保持体１７と対象８が光を透過
し、かつ所定の箇所に光センサ１２、１２’、１２”、
３２が配置されていることを前提にすれば、回折光が情
報保持体１７を通過する透過型でも何等制限されること
なく動作する。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による情報保持体は、光学的にコード化された情報が本
質的に高い安全性を有し、かつ狭いスペースに情報ユニ
ットの可能な組み合わせが多数できるとともに、個々の
情報を書き込む前に情報保持体を製造して対象に取り付
けることができる、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学マークを読み取る読み取り装置を有する記
憶媒体の構成を示す説明図である。

【図２】光学的な情報保持体を示す説明図である。

【図３】方向を識別するクロックトラックを有する光学
的な情報保持体を示す説明図である。

【図４】書き込み／読み取り装置の構成を示すブロック
図である。

【図５】記憶された情報を有する光学的な情報保持体を
示す説明図である。

【図６】バーコードを示す説明図である。

【図７】光学的な情報保持体を読み取るための装置を示
すブロック図である。

【図８】解錠装置の構成を示す構成図である。

【図９】証明カードを示す説明図である。

【符号の説明】

１ プラスチック薄層 ２、３ 保護層 ５ レリーフ構造 ６ 光学マーク ７ 接着層 ８ 対象 １３ 読み取り装置 １６ 外部ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｋ 19/06 Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｃ (71)出願人 595156492 ＣＨ−6301 Ｚｕｇ Ｓｗｉｔｚｅｒｌａ ｎｄ (72)発明者 ウェイン ロバート トンプキン スイス国 5400 エンネートバーデン レ ープハルデンヴェーク １ (72)発明者 ヴァレリー ステファノフ スイス国 6312 シュタインハウゼン ラ インシュトラーセ ３

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２つの保護層（２；３）から
   なり、その間に微視的に細かいレリーフ構造（５）が光
   学マーク（６）として刻印され配置されているプラスチ
   ック薄層（１）からなる光学的機械的に読み取り可能な
   情報保持体において、 情報トラック（１８）に少なくとも２つの平行な細片
   （１９；２０；２１）が配置されており、 各平行な細片（１９；２０；２１）はその全面に光学マ
   ーク（６）を有しており、 各平行な細片（１９；２０；２１）の光学マーク（６）
   はその微視的に細かいレリーフ構造（５）の格子パラメ
   ータと回折特性が相違しており、 プラスチック薄層（１）の表面（９）を破壊することな
   くエネルギの作用によって情報トラック（１８）の光学
   特性が不可逆的に変化されて情報が書き込まれることを
   特徴とする光学的機械的に読み取り可能な情報保持体。
2. 【請求項２】 情報トラック（１８）は、平行な細片
   （１９；２０；２１）のそれぞれに繰り返し読み出し可
   能な同一の情報が１回書き込まれるように構成されてお
   り、その場合平行な細片（１９；２０；２１）に変更さ
   れたレリーフ構造（５）と変更されないレリーフ構造と
   からなる相補的なパターンが発生することを特徴とする
   請求項１に記載の情報保持体。
3. 【請求項３】 クロックマーク（２３）を有する光学的
   に読み取り可能なクロックトラック（２２）が情報トラ
   ック（１８）に対して平行に配置されており、それぞれ
   隣接する２つのクロックマーク（２３）が光学的に区別
   可能な中間面（２４）によって分離されていることを特
   徴とする請求項１または２に記載の情報保持体。
4. 【請求項４】 情報トラック（１８）の細片（１９；２
   ０）に対して平行に連続するクロック領域（２９）によ
   って光学的に読み取り可能なクロックトラック（２２）
   が形成され、各クロック領域（２９）は光学マーク
   （６）としての３つの異なるレリーフ構造（５）の一つ
   を有しており、グループ化された互いに連続する３つの
   クロック領域（２９）の光学マーク（９）がそれぞれ相
   違することを特徴とする請求項１または２に記載の情報
   保持体。
5. 【請求項５】 プラスチック薄層（１）に保護すべき対
   象（８）上に接着するために接着層（７）が設けられて
   いることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１
   項に記載の情報保持体。
6. 【請求項６】 プラスチック薄層（１）が透明で、境界
   面（４）が反射層を有し、透明な対象（８）使用時には
   対象（８）並びに表面（９）を通して光学的に情報を読
   み取れるようにプラスチック薄層（１）が構成されるこ
   とを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記
   載の情報保持体。
7. 【請求項７】 プラスチック薄層（１）が透明であっ
   て、保護層（２；３）の複素数屈折率が異ることを特徴
   とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の情報
   保持体。
8. 【請求項８】 読み取り装置（１３；３３）と、外部ユ
   ニット（１６）と、請求項１から７までのいずれか１項
   に記載の光学的に読み取り可能な情報保持体（１７）と
   からなる解錠システムにおいて、 読み取り装置（１３；３３）と外部ユニット（１６）が
   施錠装置（４９’）に組み込まれており、 情報保持体（１７）が鍵（４７）上に配置されており、 情報トラック（１８）に記憶された情報が読み取り装置
   （１３；３３）によって読み取り可能で、外部ユニット
   （１６）へ伝送されてその情報が格納されている識別子
   と比較され、 外部ユニット（１６）は情報が識別子と一致した場合に
   は施錠装置（４９’）の錠（４９）を解錠するように構
   成されていることを特徴とする解錠システム。
9. 【請求項９】 鍵（４７）の情報保持体（１７）上の情
   報トラック（１８）が、錠（４９）に挿入された場合に
   読み出し可能であることを特徴とする請求項８に記載の
   解錠システム。
10. 【請求項１０】 鍵（４７）の情報保持体（１７）上の
    情報トラック（１８）が、錠（４９）に挿入された鍵
    （４７）を回動させたときに読み出し可能であることを
    特徴とする請求項８に記載の許可装置。
11. 【請求項１１】 請求項１から７までのいずれか１項に
    記載の情報保持体（１７）に書き込みを行う方法におい
    て、 光束になった光エネルギをプラスチック薄層（１）の細
    片（１９；２０；２１）の領域に供給することにより表
    面（９）を破壊することなく情報トラック（１８）の光
    学特性が局所的に変化され、それにより情報がパターン
    として細片（１９；２０；２１）に書き込まれ、細片
    （１９；２０；２１）上で元の光学特性を有する箇所と
    変化された光学特性を有する箇所が発生することを特徴
    とする情報保持体に書き込みを行う方法。
12. 【請求項１２】 両方の細片（１９；２０）に同じ情報
    が並列して記録され、第１の細片（１９）と第２の細片
    （２０）の情報パターンはその光学マークの光学特性が
    互いに相補的になっていることを特徴とする請求項１１
    に記載の書き込みを行う方法。
13. 【請求項１３】 請求項１から７までのいずれか１項に
    記載の光学的な情報保持体（１７）を証明カード（５
    ０）に使用することを特徴とする情報保持体の使用方
    法。