JPH11353422A

JPH11353422A - 光記録媒体の情報読取り装置

Info

Publication number: JPH11353422A
Application number: JP17222898A
Authority: JP
Inventors: Kanji Kayanuma; 完治茅沼; Kazunori Namiki; 和則並木; Kenji Narisawa; 賢司成澤
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1998-06-04
Filing date: 1998-06-04
Publication date: 1999-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】ホログラムパターンの記録された記録媒体か
ら記録情報を正確に読み出すことができる光記録媒体の
情報読取り装置を提供する。【解決手段】所定波長の光線を集光する光学手段１４
により集光された光線が複数の回折格子がホログラムの
干渉縞のパターンとして形成され２次元的に配列された
光記録媒体１０に照射されたとき、その反射光又は透過
光を受光し、回折格子のホログラムパターン１２を読み
取る手段２０を有する光記録媒体の情報読取り装置にお
いて、光学手段と記録媒体の間に、光学手段からの光線
による記録媒体の照射範囲を制限する手段１７を設けた
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体の情報
読取り装置に関し、特にプリペイドカードやクレジット
カード、証明用カードなどに適切な光記録媒体にホログ
ラムパターンとして記録された記録情報を読み取る光記
録媒体の情報読取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】種々のカードが利用されているが、プリ
ペイドカードやクレジットカード、証明用カードなどと
して、従来の磁気記録媒体を用いたものが容易に偽造、
改ざんされ得ることから、これに代るものとしてカード
型の光記録媒体が注目され、その中でもホログラムを用
いたものが偽造・改ざんに有効であるとして特に重視さ
れている。特開平５−５０７８８号公報に示されている
光学的に読み取り可能なカードは、カードの少なくとも
一部に特定の回折方向及び空間周波数を有する回折格子
を微小なエリアに形成して構成された回折格子パターン
を、同一及び／又は異なる回折方向及び空間周波数の種
類の複数の組み合わせとしてコード化した回折格子パタ
ーン群を形成したものである。

【０００３】かかる従来のホログラムを用いた記録媒体
からホログラムパターン（回折格子）を読み取る情報読
取り装置の光学系では、例えば特公平７−９７３８８号
公報に示されるように、光源からの拡散光線を凸レンズ
により平行光線として記録媒体のホログラムパターンに
照射し、記録情報を再生して読み取る構成となってい
る。図１５は、従来のかかる読取り装置の光学系を模式
的に示す図である。すなわち、ホログラムパターンの記
録された記録媒体から記録情報を再生するために、ホロ
グラムパターンに参照光として平行光線を照射する構成
となっている。図１５では透過型ホログラムが示されて
いるが、反射型であっても同様な方法である。光源であ
るレーザダイオードＬＤを点光源と見なせば、凸レンズ
１の焦点距離ｆ１をｆ１＝Ａに設定することによって、
平行光が得られる。平行光を受光素子の結像面に結像さ
せるために、凸レンズ２の焦点距離ｆ２をｆ２＝Ｂに設
定している。ホログラムパターンによる光の回折角度を
θとすれば結像面での距離ＣはＣ＝θ＊Ｂとなる。

【０００４】図１６は、レンズの分解能について説明す
る模式図である。点光源Ｏの像はレンズＬの収差と、回
折によって広がる。ここで収差のない凸レンズＬの結像
面上のＱ点の像の広がりは収束球面波からの等距離にあ
り、干渉によって最大値をとるＱ点から外れた場所では
波面上の異なる点から集合し干渉で弱められる。図１７
はこの様子を示している。すなわち、図１７は結像面に
おけるＱ点を中心として像の明るさの減衰する様子を示
すグラフである。実際の強度分布は明るい中心の周辺を
数本の環が囲んでいる。第一の暗還の直径Ｄは、Ｄ＝
１．２＊λ／ＮＡで表される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
平行光線をホログラムパターンに照射する情報読取り装
置の光学系では、結像面の中心位置から遠ざかるにつれ
像の明るさが極端に減少し、また数本の暗環が生じるの
で、ホログラムパターンによる回折光を受光して記録情
報を正確に再生する上で支障があった。

【０００６】したがって、本発明はホログラムパターン
の記録された記録媒体から記録情報を正確に読み出すこ
とができる光記録媒体の情報読取り装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では所定波長の光線を集光する光学手段によ
り集光された光線が、複数の回折格子がホログラムの干
渉縞のパターンとして形成され２次元的に配列された記
録媒体に照射されたとき、その反射光又は透過光を受光
し、回折格子のホログラムパターンを読み取る手段を有
する光記録媒体の情報読取り装置において、光学手段と
記録媒体の間に、光学手段からの光線による記録媒体の
照射範囲を制限する手段を設けたものである。

【０００８】すなわち本発明によれば、所定波長の光を
発光する光源と、前記光源からの光線を集光する光学手
段と、複数の回折格子がホログラムの干渉縞のパターン
として形成され、２次元的に配列された記録媒体に前記
光学手段により集光された光線が照射されたとき、その
反射光又は透過光を受光し、前記回折格子のホログラム
パターンを読み取る手段と、前記光学手段と、前記記録
媒体の間に配され、前記光学手段からの光線による前記
記録媒体の照射範囲を制限する手段とを、有する光記録
媒体の情報読取り装置が提供される。

【０００９】また本発明においては、光学手段が凸レン
ズを含み、光源と、集光手段と、ホログラムパターンを
読み取る手段のそれぞれの間の距離が、ホログラムパタ
ーンを読み取る手段の受光面が合焦点となるように選択
されていることが好ましい。

【００１０】また本発明においては、光学手段により集
光された光線が光遮蔽手段を介してホログラムパターン
に照射されるとき、その照射範囲の大きさがホログラム
パターンの大きさより大きくなるよう、光遮蔽手段のピ
ンホールの口径と光遮蔽手段とホログラムパターンの間
の距離がそれぞれ選択されていることが好ましい。

【００１１】また本発明においては、ピンホールの口径
がホログラムパターンの大きさより大きく、隣接するホ
ログラムパターンを光スポットが照射しない範囲以下で
あることが好ましい。

【００１２】また本発明においては、ピンホールの口径
がホログラムパターンの大きさより大きく、隣接するホ
ログラムパターンを光スポットが照射しない範囲以下で
あることが好ましい。

【００１３】また本発明においては、回折格子が所定の
入射光の照射を受けたとき、入射光を２次元的に異なる
複数の方向に回折するよう構成され、記録媒体の記録部
分の径と、ホログラムパターンを読み取る手段の受光面
における複数のホログラムパターンの像の間隔の関数と
して光源の波長が定められていることが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施の形態について説明する。図１は本発明に係
る光記録媒体の情報読取り装置の光学系の模式図であ
る。図１において、光源であるレーザダイオード（Ｌ
Ｄ）１６からの拡散光は、１枚の凸レンズ１４により集
光されて、記録媒体１０のホログラムパターン（ＣＧ
Ｈ）１２に照射される。記録媒体１０を透過した光は、
受光素子であるＣＣＤ２０の受光面においてホログラム
パターンを結像する。

【００１５】図５は本発明に係る光記録媒体を名刺サイ
ズのカード（プリペイドカード、識別カードなど）とし
て具現化したものの平面図である。カード１０はその表
面に複数の光記録領域を有していて、各記録領域にはホ
ログラムの干渉縞（ホログラムパターン）が記録されて
いる。したがって、光記録領域も参照番号１２で示され
る。ホログラムの干渉縞は回折格子の一態様であり、こ
こで回折格子について検討する。光学的な回折格子ピッ
チｐと回折角度θの関係は、使用波長をλとすると、

【００１６】

【数１】 ±ｎｓｉｎ θ ＝ λ/ｐ（１）ｎは０を含む自然数で表される。ｎ＝０のときは０次回折光と呼ばれる、非
回折光の透過もしくは反射光である。一方、±ｎのとき
は通常の光学系（対称な光学系）ではその回折光量は等
しい。ｎの増加により高次な回折光の光量は減少する。
ｎ＝１のみを考慮すると、回折格子から３本の光速が発
生することとなる。

【００１７】平行な回折格子であれば１次元的な回折光
が発生する。±の正方向のみ議論すれば、１本の回折光
のみが発生すると言える。前述の特開平５−５０７８８
号公報の技術では、複数の回折光を得るために回折格子
の配置角度、及びピッチの異なった複数の回折格子群を
同時に照射し、回折光を用いて検出パターン認識を行っ
ている。本発明では、平行な回折格子ではなく水平、垂
直両方向に特定パターンで配列された格子を作成し、そ
の回折光が２次元的に配置されるように、コンピュータ
を用いて演算を行いＣＧＨ（コンピュータ・ジェネレイ
テッド・ホログラム）を生成している。本発明で用いる
ホログラムとしては、例えば月刊誌「ＯプラスＥ」（株
式会社新技術コミュニケーションズ発行；Ｎｏ．２０
４；１９９６年１１月号）を用いることができる。

【００１８】図６は本発明者らが本発明に先立って開発
し、特許出願（特願平８−３１７０５３号）したＣＧＨ
を利用した光記録媒体原盤の製造方法、光記録媒体への
情報の記録方法及び光記録媒体の製造装置並びに製造方
法を模式的に示すブロック図である。この例は、カード
型の光記録媒体としてのプリペイドカード１０Ａを製造
するものである。このプリペイドカード１０Ａには複数
の記録部分１２が設けられ、配列されている。いま、こ
の記録部分１２の１つ１つに文字の情報を記録するもの
とすると、文字情報の信号が入力端子ＩＮ１に供給さ
れ、画像信号化回路５０に入力される。画像信号化回路
５０は入力されたデジタル信号のコード情報で表された
文字を２次元画像のドットパターンの画像信号（後述す
る図７の入力データ）に変換する。

【００１９】この画像信号はスイッチ５２又はマルチプ
レクサを介して数値演算装置５４に供給される。数値演
算装置５４は所定のアルゴリズムを用いて２次元画像の
ドットパターンの画像信号から干渉光を照射することな
くホログラムの干渉縞パターン（ホログラフィー干渉図
形）を得るための数値を得る。図７の（ａ）は２次元画
像からホログラムの干渉縞パターンを得る手順を示す図
である。数値演算装置としては好ましくは高速演算の可
能なコンピュータを用いる。図７の（ｂ）は、本発明で
用いる水平、垂直両方向に特定パターンで配列された格
子を作成し、その回折光が２次元的に配置されるよう
に、コンピュータを用いて演算を行いＣＧＨを生成した
ものの一例を示す写真である。

【００２０】なお、数値演算装置５４は後述の描画装置
である電子ビーム露光装置５８の解像度に応じた座標デ
ータを出力するよう構成されている。また、描画を実際
に行う前に、数値演算で得られた座標データをフィード
バックして入力データと比較して、両者間の誤差を低減
すべく複数回の再計算を行う。

【００２１】数値演算装置５４の出力信号はエンコーダ
５６にて所定のフォーマットの信号とされ、電子ビーム
露光装置５８に入力される。電子ビーム露光装置５８は
本来ＩＣやＬＳＩを製造するときにその回路配置パター
ンを描画するために用いられるものであり、ここでは図
７の（ａ）に示した干渉縞のパターン（出力データ）を
１次記録媒体６０上に描画するために用いられる。な
お、この１次記録媒体６０は最終製品である光記録媒体
１０Ａと識別するため１次記録媒体６０という。１次記
録媒体６０としては、ガラスなどの基板の上に被露光媒
体としての感光性樹脂であるフォトレジストを塗付した
ものを用いる。１次記録媒体６０はステッパ６２（ステ
ージコントローラ）に取り付けられ、ステッパ６２は電
子ビーム露光装置５８からの信号により電子ビーム６６
に垂直な面上のＸ−Ｙの２方向に移動可能である。な
お、電子ビームによる描画では、従来の光記録媒体の製
造に用いられるレーザビームによる描画と比較すると、
極めて繊細かつ緻密なパターンを描画することが可能で
あり、ホログラムの干渉縞のパターンの描画に適してい
るといえる。

【００２２】１次記録媒体６０をフォトマスク原盤とし
て加工し、この１次記録媒体６０をフォトマスク原盤よ
り光露光による複数の２次記録媒体を作製し、この２次
記録媒体を原盤として用いて光ディスク製造工程を経て
最終製品である光記録媒体１０Ａを製造することも可能
である。

【００２３】いま、英文字（数字を含む）で３００文字
からなるデータをプリペイドカードに記録するものとす
ると、入力端子ＩＮ１からシリアルに入力される文字列
のデータが画像信号化回路５０にて順次画像信号化さ
れ、数値演算装置５４にて所定のアルゴリズムにて数値
演算処理が行われ、エンコーダ５６にて所定フォーマッ
トのデータとされて電子ビーム露光装置５８に供給さ
れ、電子ビーム６６が偏向されて、１次記録媒体６０上
に描画が行われる。このとき、電子ビーム露光装置５８
はステッパ６２を制御して３００の記録部分１２が３列
で、各列に１００個の記録部分が並ぶよう電子ビーム６
６と垂直な面上のＸ−Ｙ方向に１次記録媒体６０を移動
させる。

【００２４】図８はホログラムパターン１２を有する光
記録媒体１０すなわち、回折格子（ホログラムパターン
１２）の１つに光源１６から単一な波長で平行な光束
（レーザビーム）を照射したときの透過光の回析状態を
示す模式図である。図示の例は光が光記録媒体１０を透
過するものであるが、光記録媒体１０のホログラムパタ
ーン１２に反射膜を設け、入射光を反射するように設計
すれば、透過光でなく回析した反射光を得ることができ
る。ここで回析角度θと照射光波長λの関係は、前述の
式（１）により示される。

【００２５】図９は、ホログラムパターン１２により回
折した光線により、２次元平面１８の複数の箇所に結像
した様子を示す図である。この例では、横に５個、縦に
７個の計３５個のドット（スポット）として結像してい
る。この例は回折パターンの一例であり、横と縦の数は
５×５、６×６、４×８など任意に選択することができ
る。中心のスポットＳＰＩが０次回折光を示し、他が一
次回折光である。この一次回折光の位置と、その有無
は、ホログラムパターンの設計で自由に選択が可能であ
る。換言すれば、例えば図９のパターンで、横縦５×７
の全て、すなわち３５のスポット全てに回折光が照射さ
れるのは１つの又は複数の数字なり文字に対応した状態
であり、この３５の位置中、回折光が照射される位置を
オンとし、回折光が照射されない位置をオフとすると、
オン・オフの組合せで、２³⁶個の情報を表現することが
可能である。

【００２６】ホログラムの特性として、照射する光の範
囲全ての積分値が回析パターンとして表現される。言い
換えれば、均一なホログラムパターンに均一な光束を照
射しているとき、何らかの影響でホログラムパターンに
損傷を受けても、回折光の結果は影響をほとんど受けな
い。照射面積と損傷面積比率で、回析パターン光量が減
少するが、０次光と一次光の比率に変動はない。０次光
光量で一次光の規格化を行い、損傷の影響は実用上無視
可能なほどである。このように、２次元的に回折するホ
ログラムは、冗長度が高い記録方式である。

【００２７】ホログラム面と、回折像の関係は、前述の
月刊誌ＯプラスＥのＰ８７に記載されているように、フ
ーリエ反復アルゴリズムによって表すことが可能であ
る。ＣＧＨを用いて回折光を得る点について図１０と共
に説明する。図１０は図示省略の光源からの光を集光す
る凸レンズと、ホログラムの干渉縞が微細パターンとし
て記録されたＣＧＨのあるホログラムパターン１２と結
像面の関係を示している。各回折パターンを分離するた
めには、ホログラムパターン（ＣＧＨ）１２と回折パタ
ーン結像点までの距離ｒと回折角度θとの積が、回折パ
ターン上の光束径より大きくなければならない。このた
め、回折パターン結像点で光束が最小になるように、円
錐型の光束を使用する（集光光学系）ことが望ましい。

【００２８】図１０に示したホログラムパターン（ＣＧ
Ｈ）１２と結像面の関係は、本発明による光記録媒体と
その読取り装置（リーダ）における受光面（撮像面）と
の関係として捉えることができる。図１１は本発明によ
る光記録媒体の情報読取り装置の１つの実施の形態の全
体構成を模式的に示す図である。図１１の光記録媒体の
情報読取り装置は図５に示したカード状の光記録媒体１
０からホログラムパターン１２として記録された情報を
読み取り、再生するものであるが、図５に示したように
ホログラムパターン１２が直線状に配置されている場合
は、光記録媒体１０は直線的に搬送されて、順次情報が
読み出される。一方、光記録媒体がＣＤ、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ、ＤＶＤなどのように円盤状のときは、ホログラムパ
ターンは同心円もしくは、スパイラル状に配置されてい
るので、光記録媒体を回転させて順次情報を読み取るよ
う構成される。以下の説明では、光記録媒体がカード型
であり、ホログラムパターンが直線状に１列又は複数列
に配列されている場合を例にとり説明する。

【００２９】図１１の光記録媒体の情報読取り装置にお
いて、名刺サイズのカード状の光記録媒体１０は読取り
装置２２の中で一定速度で搬送され、図中矢印で示され
るように直線的に移動する。図５に示すように、個々の
ホログラムパターン１２は、ブロック単位で情報が記録
されている。この情報は、ホログラムパターン１２に所
定の光線が入射したとき、２次元的に回折して結像面と
しての受光素子により構成されるイメージセンサ２０の
２次元平面上に投影される所定の回折光パターンを得る
よう、あらかじめＣＧＨとして記録されていたものであ
る。なお、本明細書で２次元的に回折するとは、上述の
ように２次元平面上の上下左右に広がるよう回折するこ
とを指し、１次元的に回折するとは、直線上の所定方向
に回折することを指す。イメージセンサ２０としては、
ＣＣＤカメラやＣＣＤ撮像素子を用いることができる
が、以後これらも番号２０で示す。

【００３０】いま、単一のホログラムパターン１２が、
最大で、図９に示した５×７の光スポット（ドット）を
投影可能であるとすれば、ＣＧＨの設計段階で、この３
５個のスポット中どれをオンする（投影する）か、どれ
をオフ（投影しない）するかを、あらかじめ定めること
により、各ホログラムパターン１２には所定の内容を記
録することができる。この例のように３５個のスポット
を用いれば、理論的には３５ビットの情報を記録するこ
とが可能である。しかし、３５個のスポット中、数個し
か投影されていない状態（暗い状態）と、３０個近くが
投影されている状態（明るい状態）とでは、あまりにも
明暗の差、すなわち光量の差があり過ぎ、撮像する上で
必ずしも好ましくない。そこで、約半数の１８個程度が
常時オンとなるように設計することは、好ましい態様で
ある。

【００３１】図５において、各ホログラムパターン１２
の、サイズと形状は０．２５ｍｍ角で、隣どうしは０．
２５ｍｍのスペースを設けて配置される。すなわち０．
５ｍｍピッチで複数のホログラムパターン１２が配置さ
れている。図５の例は１列のみの場合であるが、後述す
るように複数列のホログラムパターン１２を配列するこ
とができる。読取り装置の読み取り光束径を０．３ｍｍ
とし、光束がホログラムパターン１２の一部を照射した
ときから回折光はホログラムの持つ情報に従った回折を
行うが、ホログラムパターン１２の一部分のみ照射され
ているため、その光量は少ない。

【００３２】再び図１に戻り、本発明の光記録媒体の情
報読取り装置の光学系について説明する。凸レンズ１４
の焦点距離をｆ０、光源であるＬＤ１６からの光線の波
長をλ、ＬＤ１６と凸レンズ１４の間隔をｆ１、凸レン
ズ１４と受光素子であるＣＣＤ２０の受光面間の距離を
ｆ２、光遮蔽板１７のピンホール１５の口径をａ、ホロ
グラムパターンであるＣＧＨ１２の径又は対角線距離
（大きさという）をｇ、ピンホール１５を有する光遮蔽
板１７とＣＧＨ１２の間の距離をｄ１、ＣＧＨ１２とＣ
ＣＤ２０の受光面間の距離をｄ２、凸レンズ１４と光遮
蔽板１７との間隔をｄ３、ＣＧＨ１２による最小回折角
度をθ０、ＣＣＤ２０の受光面上の最小回折光結像距離
をｂ０、ＣＣＤ２０の受光面上のＣＧＨ１２の回折距離
をｈ、ＣＣＤ２０の受光面上の光スポット径をｃとする
と、

【００３３】

【数２】ｆ０、ｆ１、ｆ２には、（１／ｆ０）＝（１／
ｆ１）＋（１／ｆ２）の関係が成立し、また、ＣＣＤ２
０の受光面上の光スポット径ｃは、ｃ＝１．２λ／ＮＡで表され、ＮＡ＝ｇ／２＊ｄ２ｃ＝２．４＊λ＊ｄ２／ｇ０．８≦ｂ０≦４＊ｃよって、０．８＊２．４＊λ＊ｄ２／ｇ≦θ０＊ｄ２≦４＊２．
４＊λ＊ｄ２／ｇ２λ／ｇ≦θ０≦１０λ／ｇ２λ／θ０≦ｇ≦１０λ／θ０の関係が成り立つ。

【００３４】ここで、ＣＣＤ２０の受光面上の最小回折
光結像間の距離ｂ０が、０．８ｃ≦ｂ０≦４ｃを満足す
るように光源１６の波長λが選択される。この例では、
図２〜図４に示すようにホログラムパターン１２による
回折角度は（中心に対して）Ｙ方向に±０．３８４ｒａ
ｄに、Ｘ方向に±０．０５ｒａｄの広がりを持つ（ＰＰ
０．１ｒａｄ）。図３に示す２つの１次回折光による
像は、それぞれ図４に拡大して示すように、その内部は
８＊８個に分離する。すなわち、ＬＤ１６の光線は凸レ
ンズ１４で集光されてホログラムパターン１２に照射さ
れ、その透過光は回折光となって、ＣＣＤ２０の受光面
に集光スポットを結像するが、その態様は受光面の中心
部に０次光が１個のスポットを、光源１６の光軸の直線
上に結び、次に±１次回折光は０次光のスポットの上下
２カ所に回折して、結像する。なお、図２の上下方向は
図３では左右方向に示している。

【００３５】上述のように、１次回折光による２つの結
像部分のそれぞれは、図４に示すようにその中で８＊８
＝６４個に分離するので、０次光の光スポットを加える
と、合計１２９個のスポットが発生する。なお、図４に
示すように各スポット間隔は０．０１４３ｒａｄの開き
角である。

【００３６】

【表１】この例では、上記各距離は次のとおりである。使用凸レンズ焦点距離ｆ０＝１５ｍｍ凸レンズと光遮蔽板間距離ｄ３＝２ｍｍピンホールとＣＧＨ間距離ｄ１＝１２ｍｍＣＧＨとＣＣＤ間距離ｄ２＝１２ｍｍ凸レンズとＣＣＤ間距離ｆ２＝２６ｍｍＬＤと凸レンズ間距離ｆ１＝３５ｍｍ

【００３７】上記数値を用いてＣＣＤ２０の受光面上の
光スポットの間隔ｂを求めると、ｂ＝ｄ２＊θ０＝１２＊０．０１４３＝０．１７ｍｍとなる。ここでＣＣＤ２０の受光面上の光スポットの径
ｃを１〜１０倍に光スポットの間隔ｂを設定すると、Ｃ
ＣＤ２０の受光面上の光スポットの径ｃは、ｃ＝０．１７〜１．７２ｍｍとなり、使用波長λ＝７８０ｎｍ、ｄ２＝１２ｍｍを代
入すると、ＣＧＨ１２の記録部分の大きさ（円形ならば
径、角形ならば対角線距離）ｇは０．１３〜１．３ｍｍ
の値をとる。

【００３８】ここでｇ＝０．２０ｍｍに設定したものと
する。複数のＣＧＨ１２の記録部分のピッチを０．４ｍ
ｍに設定し、ＣＧＨ１２を照射する光スポットの径ｇ２
（図１参照）をＣＧＨ１２の記録部分の大きさｇより大
きく、隣接ＣＧＨ１２を照射しない範囲内とすると、０．２＜ｇ２＜（０．４＊２−０．２＝０．６）となり、そこでｇ２＝０．４ｍｍに設定する。ピンホー
ルの径ａは、図１からａ＝ｇ２（ｄ１＋ｄ２）／ｄ２で与えられるから、上記数値を代入すると、ａ＝０．４＊（１２＋１２）／１２＝０．８ｍｍを得る。

【００３９】上記実施の形態では、光源からの光ビーム
がホログラムパターンを透過する構成であったが、光ビ
ームをホログラムパターンで反射する構成とすることも
できる。図１２はハーフミラー４０を用いた反射型の例
を示す模式図、図１３はハーフミラーを用いず、光源
（ＬＤ）１６からの光ビームを光記録媒体１０の直接ホ
ログラムパターンに照射する反射型の例を示す模式図、
図１４は全反射ミラー４２を用いて光源（ＬＤ）１６か
らの光ビームを反射して光記録媒体１０のホログラムパ
ターンに照射する反射型の例を示す模式図である。本発
明は、これらの各種反射型の構成においても上記透過型
の場合と同様に適用可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、所
定波長の光線を集光する光学手段により集光された光線
が、複数の回折格子がホログラムの干渉縞のパターンと
して形成され２次元的に配列された記録媒体に照射され
たとき、その反射光又は透過光を受光し、回折格子のホ
ログラムパターンを読み取る手段を有する光記録媒体の
情報読取り装置において、光学手段と、記録媒体の間の
光学手段からの光線による記録媒体の照射範囲を制限す
る手段を設けたので、ホログラムパターンの記録された
記録媒体から記録情報を正確に読み出すことができる光
記録媒体の情報読取り装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光記録媒体の情報読取り装置の光
学系の模式図である。

【図２】本発明に係る光記録媒体の情報読取り装置の光
学系における回折態様を示す模式図である。

【図３】本発明に係る光記録媒体の情報読取り装置の光
学系におけるＣＣＤの受光面における回折光の結像態様
を示す模式図である。

【図４】図３の一部を拡大して示す図である。

【図５】図５は本発明に係る光記録媒体を名刺サイズの
カードとして具現化したものの平面図である。

【図６】本発明者らが本発明に先立って開発し、特許出
願したＣＧＨを利用した光記録媒体原盤の製造方法、光
記録媒体への情報の記録方法及び光記録媒体の製造装置
並びに製造方法を模式的に示すブロック図である。

【図７】２次元画像からホログラムの干渉縞パターンを
得る手順を示す図（ａ）と、本発明で用いる水平、垂直
両方向に特定パターンで配列された格子を作成し、その
回折光が２次元的に配置されるように、コンピュータを
用いて演算を行いＣＧＨを生成したものの一例を示す写
真（ｂ）である。

【図８】ホログラムパターンを有する光記録媒体すなわ
ち、回折格子（ホログラムパターン）の１つに光源から
単一な波長で平行な光束（レーザビーム）を照射したと
きの透過光の回析状態を示す模式図である。

【図９】ホログラムパターンにより回折した光線によ
り、２次元平面の複数の箇所に結像した様子を示す図で
ある。

【図１０】光源からの光を集光する凸レンズと、ホログ
ラムの干渉縞が微細パターンとして記録されたＣＧＨの
あるホログラムパターンと結像面の関係を示す模式図で
ある。

【図１１】本発明による光記録媒体の情報読取り装置の
１つの実施の形態の全体構成を模式的に示す図である。

【図１２】本発明による光記録媒体の情報読取り装置と
してハーフミラーを用いた反射型の例を示す模式図であ
る。

【図１３】本発明による光記録媒体の情報読取り装置と
してハーフミラーを用いず、光源からの光ビームを直接
ホログラムパターンに照射する反射型の例を示す模式図
である。

【図１４】本発明による光記録媒体の情報読取り装置と
して全反射ミラーを用いて光源からの光ビームを反射し
てホログラムパターンに照射する反射型の例を示す模式
図である。

【図１５】従来の読取り装置の光学系を模式的に示す図
である。

【図１６】レンズの分解能について説明する模式図であ
る。

【図１７】結像面におけるＱ点を中心として像の明るさ
の減衰する様子を示すグラフである。

【符号の説明】

１０光記録媒体１２ホログラムパターン（ＣＧＨ）１４凸レンズ（光学手段）１５ピンホール１６光源（レーザダイオード（ＬＤ））１７光遮蔽板（記録媒体の照射範囲を制限する手段）２０受光素子（ＣＣＤ）（読み取る手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０６Ｋ 19/06 Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定波長の光を発光する光源と、前記光源からの光線を集光する光学手段と、複数の回折格子がホログラムの干渉縞のパターンとして
形成され、２次元的に配列された記録媒体に前記光学手
段により集光された光線が照射されたとき、その反射光
又は透過光を受光し、前記回折格子のホログラムパター
ンを読み取る手段と、前記光学手段と、前記記録媒体の間に配され、前記光学
手段からの光線による前記記録媒体の照射範囲を制限す
る手段とを、有する光記録媒体の情報読取り装置。
【請求項２】前記光学手段が凸レンズを含み、前記光
源と、前記ホログラムパターンを読み取る手段のそれぞ
れの間の距離が、ホログラムパターンを読み取る手段の
受光面が合焦点となるように選択されていることを特徴
とする請求項１記載の光記録媒体の情報読取り装置。
【請求項３】前記照射範囲を制限する手段がピンホー
ルの設けられた光遮蔽板であり、前記光学手段により集
光された光線が前記光遮蔽手段を介して前記ホログラム
パターンに照射されるとき、その照射範囲の大きさが前
記ホログラムパターンの大きさより大きくなるよう、前
記光遮蔽手段のピンホールの口径と前記光遮蔽手段と前
記ホログラムパターンの間の距離がそれぞれ選択されて
いて、かつ、前記ピンホールの口径が前記ホログラムパ
ターンの大きさより大きく、隣接するホログラムパター
ンを光スポットが照射しない範囲以下であることを特徴
とする請求項１記載の光記録媒体の情報読取り装置。
【請求項４】前記回折格子が所定の入射光の照射を受
けたとき、前記入射光を２次元的に異なる複数の方向に
回折するよう構成され、前記記録媒体の記録部分の径
と、前記ホログラムパターンを読み取る手段の受光面に
おける複数のホログラムパターンの像の間隔の関数とし
て前記所定波長が定められていることを特徴とする請求
項１又は２記載の光記録媒体の情報読取り装置。