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発明の名称 情報メディア読取装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−28925
公開日 平成7年(1995)1月31日
出願番号 特願平5−167716
出願日 平成5年(1993)7月7日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】石原 勝
発明者 上野 和夫 / 浜田 力 / 高瀬 喜久 / 藤井 喬
要約 目的
エンボスホログラムの表面に、汚れ或いは傷が存在しても、エンボスホログラムの情報パターンを正確に判別する情報メディア読取装置の提供。

構成
情報パターンを記録したフレネルホログラムをエンボスホログラム6化して有する情報メディア11の移動手段43、44と、エンボスホログラム6からその情報パターンを再生する再生光36をエンボスホログラム6に照射する再生用照明光発生手段34と、この再生光照射により生じるエンボスホログラム6からの回折光37が結像するホログラム像から前記情報パターンを検出するホログラム像検出器38とを有する情報メディア読取装置において、情報メディア11を一旦停止させ、エンボスホログラム6から結像する停止したホログラム像に沿ってホログラム像検出器38を移動させ、前記情報パターンを検出する。
特許請求の範囲
【請求項1】 任意の情報を表す情報パターンを記録したフレネルホログラムをエンボスホログラム化したエンボスホログラムを表面に有する情報メディアを移動させる移動手段と、前記情報パターンを記録したエンボスホログラムからその情報パターンを再生するコヒーレントな再生光をエンボスホログラムに照射する再生用照明光発生手段と、この再生光照射により生じるエンボスホログラムからの回折光が結像するホログラム像から前記情報パターンを検出するホログラム像検出器とを有する情報メディア読取装置において、前記情報メディアを一旦停止させ、停止したエンボスホログラムから結像する停止したホログラム像に沿って前記ホログラム像検出器を移動させ、前記情報パターンを検出するようにすることを特徴とする情報メディア読取装置。
【請求項2】 情報パターンはバーコードである請求項1に記載の情報メディア読取装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、クレジットカード、バンクカード、プリペイドカード、ICカード、メモリカード、身分証明書、小切手、通帳、株券、約束手形、車券、馬券、乗車券、回数券、定期券、その他偽造、改造、複写、データ改ざんを防止する必要がある重要書類・情報メディアの真偽を判定するシステムに関し、特に、これら重要書類・情報メディアから、ホログラムを利用して情報メディアに書込んだ判別用キーコードを読み出す情報メディア読取装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、重要書類等の情報メディアには、偽造、変造、複写される危険があり、その対策として、例えば、特願平3−112971号に記載のように、ホログラム技術を利用したものが種々ある。
【0003】最初に、従来技術と本発明とに共通なホログラム技術を利用した情報メディアとその読取装置の基本構成について説明する。
【0004】先ず、情報メディアの真偽判定に使用されるキーコードの構成とそのキーコードを使用した情報メディアの作成方法とその情報メディアの読取方法を図4〜図10に基づいて説明する。
【0005】先ず、図4(a)に示すように、キーコードにする情報を、例えば、数字の組合せ1として、13262を設定する。
【0006】図4(b)に示すように、数字の組合せ1を1、3、2、6、2の情報要素2に分割する。
【0007】図4(b)の情報要素2を、図5の情報要素と情報要素基本コード対照表に基づいて、図4(c)に示す情報要素基本コード3(バーコード)に変換する。
【0008】情報要素基本コード3を、図4(d)に示すように、キーコードになるべき情報パターン4に構成する。
【0009】情報パターン4を、図6に示すフレネルホログラム作成装置によって、図4(e)に示すフレネルホログラム5に記録する。
【0010】図6において、先ず、情報パターン4を、写真フイルムのような透明なコード原版12に転写する。図6のフレネルホログラム作成装置の所定位置にホログラム記録材料13を設置し、このホログラム記録材料13から所定の垂直距離aを隔てた位置にコード原版12をホログラム記録材料13に平行に設置する。
【0011】図6に示すレーザ照射手段14からのコヒーレントな光であるレーザビーム14′(He−Neレーザビーム波長λ=632.8nm)をハーフミラー15で物体光16と参照光17とに分ける。物体光16は反射ミラー18で反射し、レンズ19で直径を拡大した平行レーザビームになり、位相板20を通ってホログラムに適するように均一に拡散されてコード原版12を通ってホログラム記録材料13に照射される。参照光17は反射ミラー18で反射されて或る角度の偏向角θだけ物体光16に対して偏向し、レンズ19で直径を拡大した平行レーザビームになってホログラム記録材料13に照射される。物体光16と参照光17とをホログラム記録材料13上に重ねて照射することによって、このホログラム記録材料13に光の干渉によりコード原版12の情報パターン4に対応した干渉縞(ホログラムパターン)5{図4(e)参照}が記録される。
【0012】図6において、ホログラム記録材料13上の物体光16の中心軸と参照光17の中心軸との交点を原点とし、この原点からのホログラム記録材料13の法線をz軸、このz軸と参照光17とを含む平面がzx平面、前記z軸を含み前記zx平面と直交する平面がyz平面になるように図6に示すx軸、y軸、z軸を設定する。このように座標軸を設定すると、前記コード原板12の中心点の座標(xp、yp、zp)は、xp=yp=0、zp=aである。
【0013】このようにして得られたホログラム記録材料13上の干渉縞(ホログラムパターン)5を、図7に示す手順で、エンボスホログラム6に変更して、図4(f)に示すように、ホログラムキーコードとして情報メディア11の塩化ビニールカード10に転写する。図4(f)において、塩化ビニールカード10には、磁気ストライブ7、イメージホログラム8、エンボス記号9が設けられている。
【0014】次に、図7に基づいて、ホログラムパターン5をエンボスホログラム6に複写し、情報メディア11に転写する方法を説明する。
【0015】図7(a)において、前記ホログラム記録材料13上にホログラムパターン5が記録されてなるホログラムパターン記録板21のホログラムパターン形成側にフォトレジスト22を密着させ、ホログラムパターン形成側の反対側からアルゴンレーザビーム発生器23からのレーザビーム23′(波長488nm)をレンズ19を通してビーム直径を拡大した平行光として照射して規定の処理をすると、図7(b)に示すような表面レリーフ型ホログラム24ができる。
【0016】図7(c)に示すように、表面レリーフ型ホログラム24にAu、Ag等の金属蒸着層25を蒸着して導電性を付加した後、図7(d)に示すように、前記の蒸着金属上にニッケルメッキ26を施し、図7(e)に示すように、ニッケルメッキ26を剥離して金型27とする。
【0017】金型27を使用して熱可塑性樹脂等を熱プレスすると、図7(f)に示すように、前記表面レリーフ型ホログラム24の複製であるホログラム成形層28が得られる。
【0018】図7(g)に示すように、前記ホログラム成形層28のホログラム面にアルミニウム等の金属を蒸着層29として蒸着し、この蒸着層29の上に接着材層30を、反対側には、剥離層31、基材32を形成する。これがエンボスホログラムシール33である。
【0019】図7(h)に示すように、エンボスホログラムシール33の接着材層30を塩化ビニールカード10上に転写して、基材32を剥離すると、情報パターン4に対応したホログラムパターン5が記録されたエンボスホログラム6が形成された情報メディア11ができる。この場合、エンボスホログラム6は接着材層30と剥離層31とを含めても数μmの厚さなので、塩化ビニールカード10の表面は殆ど同一面に形成できる。
【0020】図8に基づいて、情報パターン4に対応したホログラムパターン5が記録されたエンボスホログラム6から情報パターン4を再生する情報読取装置を説明する。
【0021】図8において、先ず、情報メディア挿入口41から情報メディア11を挿入し、送りローラ43、44で情報メディア11を送る。この情報メディア11のエンボスホログラム6が所定の位置を通過するときに、半導体レーザのようなコヒーレントな光を発生する再生用照明光発生手段34からの再生光36が、レンズ35によってビームの直径を拡大されてエンボスホログラム6の垂直線に対して偏向角θ′だけ偏向して、この情報メディア11のエンボスホログラム6に照射される。ここで、前記偏向角θ′は、再生光36の波長をλ′としたとき、tanθ′=(±λ/λ′)×tanθを満足する角度である。
【0022】図8において、情報メディア11上の、再生光36の中心軸の照射位置を原点とし、この原点からの情報メディア11の法線をz′軸、このz′軸と再生光36とを含む平面がz′x′平面、前記z′軸を含み前記z′x′平面と直交する平面がy′z′平面になるようにx′、y′、z′軸を設定する。
【0023】この場合、ホログラム再生像である情報パターン4の結像位置座標を(xp′、yp′、zp′)とすると、次の関係がある。
【0024】xp′=0yp′=0zp′=(±λ/λ′)×a即ち、エンボスホログラム6から垂直方向に生じる回折光37が、エンボスホログラム6が記録する情報パターン4の再生像を、エンボスホログラム6の垂直線上zp′の距離に再生する。
【0025】従って、この位置に、ホログラム像検出器38(例えば、フォトダイオード等のように光信号を電気信号に変換する光電素子を多数組み合わせて構成される光検出器)を配設すれば、情報パターン4{図4(d)、図10参照}が得られ、増幅部・波形整形部39、復号部40を経て、情報パターン4が、情報要素基本コード3に分割され、情報要素基本コード3が情報要素2に戻り、情報要素2から情報1が得られる。
【0026】従来例の情報メディア読取装置の動作を図8〜図10に基づいて説明する。
【0027】図8に示すように、情報メディア11のエンボスホログラム6に、再生用照明光発生手段34からの再生光36が照射され、エンボスホログラム6からの回折光37がホログラム像検出器38の位置に再生像を形成する部分を拡大したものが、図9である。
【0028】図9の移動47に示すように、波長λ′の再生光36がエンボスホログラム6に照射されると、エンボスホログラム6のH1・・・・Hn・・・・・・Hn+1の移動47と共に、エンボスホログラム6から反射する回折光37が、R1・・・・Rn・・・・Rn+1のように移動する情報パターン4であるバーコード像48をホログラム像検出器38上に結像し、増幅部・波形整形部39、復号部40を経て、前記の情報パターン4であるバーコード像48が、情報要素基本コード3に分割され、情報要素基本コード3が情報要素2に戻り、情報要素2から情報1が得られる。
【0029】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例では、情報メディア11上にあるエンボスホログラム6の表面に、汚れ、傷等が発生し、表面状態が光学的にばらついている場合、図8の再生光36に汚れ、傷等による反射が発生し、回折光37に汚れ、傷等による減衰が発生するので、図8の情報メディア11が走行し再生光36の入射位置が移動するの伴って、情報パターン4の再生像の出力が、次に述べるように著しく変化する。
【0030】図11は、図9中の49に示す情報メディア11上のエンボスホログラム6の表面に、汚れ或いは傷50が存在する場合を示す。
【0031】図12は、図11の場合の情報パターン4の再生像の出力波形を示す。横軸は、図11の48におけるバーコード像検出位置、縦軸は、図11のホログラム像検出器38の出力を示す。図12に示すように、情報メディア11上のエンボスホログラム6の表面に、汚れ或いは傷50が存在する場合、従来技術では、汚れ或いは傷50が存在する箇所で出力レベルが低下し、全体的に変動するため、バーコード像の有無を検出するための閾値レベルを設定できず、バーコードを判別することが不可能になるという問題点がある。
【0032】本発明は、上記の問題点を解決して、情報メディア上のエンボスホログラムの表面に、汚れ或いは傷が存在しても、エンボスホログラムの情報パターンを正確に判別できる情報メディア読取装置を提供することを課題としている。
【0033】
【課題を解決するための手段】本発明の情報メディア読取装置は、上記の課題を解決するために、任意の情報を表す情報パターンを記録したフレネルホログラムをエンボスホログラム化したエンボスホログラムを表面に有する情報メディアを移動させる移動手段と、前記情報パターンを記録したエンボスホログラムからその情報パターンを再生するコヒーレントな再生光をエンボスホログラムに照射する再生用照明光発生手段と、この再生光照射により生じるエンボスホログラムからの回折光が結像するホログラム像から前記情報パターンを検出するホログラム像検出器とを有する情報メディア読取装置において、前記情報メディアを一旦停止させ、停止したエンボスホログラムから結像する停止したホログラム像に沿って前記ホログラム像検出器を移動させ、前記情報パターンを検出するようにすることを特徴とする。
【0034】又、本発明の情報メディア読取装置は、上記の課題を解決するために、情報パターンはバーコードであることが好適である。
【0035】
【作用】従来例の情報メディア読取装置では、情報メディア読取装置の再生光に対してエンボスホログラムを移動させ、この移動中にホログラム像を再生させ、移動しているホログラム像を、ホログラム像再生位置に固定したホログラム像検出器で検出しているので、エンボスホログラムの表面に汚れや傷等がある場合、エンボスホログラムの汚れや傷等があって再生光や回折光が減衰する箇所と汚れや傷等がなく再生光や回折光の減衰が無い箇所とで、ホログラム像検出器の出力レベルが変動し、情報パターン検出の閾値が設定できないという問題点がある。
【0036】一方、図4(e)のフレネルホログラム5は、図6に示すフレネルホログラム作成装置において、物体光16は反射ミラー18で反射し、レンズ19で直径を拡大した平行レーザビームになり、位相板20を通ってホログラムに適するように均一に拡散されてコード原版12を通ってホログラム記録材料13に照射されているので、ホログラム記録材料13上には、このホログラム記録材料13のどの部分を使用しても、ホログラム技術によって同一のホログラム像が再生するようなフレネルホログラム5がホログラム記録材料13上に一様に形成されている。
【0037】従って、このフレネルホログラム5を図7の手順で転写して得られたエンボスホログラム6を読み取る本発明の情報メディア読取装置では、情報メディア読取装置の再生光に対して走行中のエンボスホログラムを一旦停止させ、この停止中に結像し、ホログラム像再生位置に静止しているホログラム像を、ホログラム像再生位置で移動するホログラム像検出器が検出しているので、検出されるホログラム像は、停止中のエンボスホログラムの一定箇所を照射する再生光によって再生されたものなので、エンボスホログラムの表面に汚れや傷等がある場合に、再生光の照射位置が汚れや傷等がある位置であって再生光や回折光が減衰しても、再生したホログラム像の全長にわたって減衰が一定になり、情報パターン検出の閾値設定に問題が無く、情報パターンを正確に判定できる。
【0038】又、本発明の情報メディア読取装置は、情報パターンがバーコードであると、上記の作用が顕著になる。
【0039】
【実施例】本発明の情報メディア読取装置の一実施例の構成及び動作を図1〜図3に基づいて説明する。
【0040】先ず、本発明で使用する情報メディアは、従来の技術の項で述べた、従来技術と本発明の実施例とに共通なホログラム技術を利用した情報メディアとその読取装置についての説明と同様なので説明を省略する。
【0041】次に、本発明の情報メディア読取装置の一実施例の構成と動作を図1〜図3に基づいて説明する。
【0042】図1は、本実施例の情報メディア読取装置の構成図である。図1に示す本実施例が、図8に示す従来例と異なるのは、図8の従来例では、送りローラ43、44は情報メディア11を停止させることなく送りこの情報メディア11上のエンボスホログラム6に再生光36を照射し、ホログラム像検出器38がホログラム像再生位置に固定されていて、情報メディア11上のエンボスホログラム6の移動に伴って移動するホログラム像を検出しているが、図1の本実施例の情報メディア読取装置では、送りローラ43、44によって情報メディア11が一旦停止し、この停止している情報メディア11上のエンボスホログラム6に再生光36を照射し、ホログラム像検出器38がホログラム像再生位置に、即ち、エンボスホログラム6の垂直線上zp′の距離に、静止状態で再生したホログラム像に沿って移動して、ホログラム像を検出している。
【0043】図2は、図9の49に示す情報メディア11上のエンボスホログラム6に汚れ或いは傷50がある状態で、本実施例の情報メディア読取装置を使用した場合の動作を示す。この図2では、再生用照明光発生手段34からの波長λ′の再生光36が、汚れ或いは傷50を照射している。
【0044】図2の49を横から見ると47になる。47で波長λ′の再生光36がエンボスホログラム6に照射している位置から垂直線上zp′の距離に回折光37によってホログラム像の情報パターン4が結像する。ホログラム像検出器38がこのホログラム像の情報パターン4に沿って移動し、情報パターン4を検出し、図示されていない増幅部・波形整形部39、復号部40を経て、情報パターン4が、情報要素基本コード3に分割され、情報要素基本コード3が情報要素2に戻り、情報要素2から情報1が得られる。
【0045】図3は、本実施例の情報メディア読取装置を使用した場合の、ホログラム像検出器38の出力波形を示す。横軸は情報パターン4に対する検出位置を示す。縦軸はホログラム像検出器38の出力を示す。実線はエンボスホログラム6に汚れ或いは傷50が無い部分を再生光36が照射している場合の出力、点線はエンボスホログラム6に汚れ或いは傷50が有る部分を再生光36が照射している場合の出力である。
【0046】エンボスホログラム6に汚れ或いは傷50が無い部分を再生光36が照射している場合には、汚れ或いは傷50による減衰が無い状態で結像したホログラム像をホログラム像検出器38が出力し、エンボスホログラム6が停止しているので、結像したホログラム像の全長にわたって正規の同一レベルで実線に示すように出力される。従って、エンボスホログラム6に汚れ或いは傷50が無い場合には、図3に示す閾値レベルaによって情報パターン4を判別する。
【0047】エンボスホログラム6に汚れ或いは傷50が有る部分を再生光36が照射している場合には、汚れ或いは傷50による減衰が有る状態で結像したホログラム像をホログラム像検出器38が出力するが、エンボスホログラム6が停止しているので、結像したホログラム像の全長にわたって正規レベルよりは低下するが同一レベルで点線に示すように出力される。従って、エンボスホログラム6に汚れ或いは傷50が有る場合には、図3に示す閾値レベルbによって情報パターン4を判別する。
【0048】上記の閾値レベルaや閾値レベルbの設定は、ホログラム像検出器38の出力レベルが、結像したホログラム像の全長にわたって同一レベルなので、出力の高い点と低い点の出力値から容易に設定できる。
【0049】従って、本実施例の情報メディア読取装置を使用すると、情報メディア11上のエンボスホログラム6に汚れ或いは傷50が有る場合でも、情報パターン4を正確に判別することができる。
【0050】特に、情報パターン4がバーコードの場合には、バーコードの存在の有無や太さを良好な状態で検出できるようになる効果が顕著である。
【0051】
【発明の効果】従来例の情報メディア読取装置では、固定したホログラム像検出器で、情報メディアを移動させながら、ホログラム像を検出しているので、情報メディア上のエンボスホログラムに汚れや傷が付いた場合には、エンボスホログラムの情報パターンをホログラム技術で読み取ることができなくなるが、本発明の情報メディア読取装置では、情報メディアを停止させて、移動するホログラム像検出器で、ホログラム像を検出しているので、情報メディア上のエンボスホログラムに汚れや傷が付いた場合でも、エンボスホログラムの情報パターンをホログラム技術で読み取ることができるという効果を奏する。
【0052】又、本発明の情報メディア読取装置は、情報パターンがバーコードであると、上記の効果は一層顕著になる。




 

 


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