JP2003295744A - 計算機ホログラムからなる光情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】計算機ホログラムを構成要素とする光情報記録
媒体において、複数の情報再生条件に適応し、情報量を
増やすと共に高精度な情報読み取りを可能とし、偽造防
止効果を高めると共に、通常の観察条件下における視覚
効果（装飾効果）をも併せ持つ情報記録媒体を実現する
ことを目的とする。 【解決手段】基材表面に、計算機ホログラムからなる複
数の領域が形成されて構成される光情報記録部を有する
光情報記録媒体において、計算機ホログラムが、それぞ
れセルを構成単位として、各セルが独立して特定の情報
を記録したものであり、互いに異なる搬送波からなる計
算機ホログラムが、小領域内に２種類以上配置され、搬
送波の差異が、計算機ホログラムからの再生情報の有す
る周波数帯域幅よりも大きいことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的に情報を再
生できる光情報記録媒体に関し、特に再生情報の肉眼観
察あるいは機械読み取りに対応した情報量の多い光情報
記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、フーリエ変換ホログラム等の
ホログラフィックな撮影手法を用いて記録され、ビーム
状の光により空間的に投影された情報を読み取ることが
できる情報記録媒体は知られている。しかし、このよう
な光情報記録媒体の多くは、全体で１つの情報を記録し
たものであり、複数の情報の再生は出来なかった。ま
た、光情報記録媒体に対する再生用ビームの入射角度・
方向はホログラム記録時の参照光のそれに対応した条件
に限定されていた。

【０００３】一方、干渉縞データをコンピュータ等で計
算して形成してなる計算機ホログラムの手法により同様
の効果を持つ光情報記録媒体も知られている。しかし、
これに関しても前述の撮影手法に準じた光情報記録媒体
を作製することしか行われていなかった。

【０００４】以上のような従来技術では、情報が単純に
再生できるため、偽造・模造も容易となりセキュリティ
性に問題を残すことになる。また、単位面積当たりの情
報量を増やすことはできなかった。

【０００５】一方、情報記録用途にあらず、ホログラム
や回折格子を用いて画像等を表示する表示体は知られて
いる。これらの表示体は、貼付した商品（例えば、クレ
ジットカードや商品券）の装飾性およびセキュリティ性
を向上する効果があり、偽造・模造の防止に役立ってき
た。しかし、ホログラムや回折格子に対しても、さらな
るセキュリティ性の向上が望まれている。

【０００６】このため、表示体の作製方法を複雑にし
て、偽造や模造を困難にする方法が考えられている。一
例として、コヒーレント光の二光束干渉を利用して、基
板の表面に回折格子からなる複数の微小なセル（ドッ
ト）を配置し、回折格子パターンからなるディスプレイ
（以下、用語「ディスプレイ」や「表示体」を混合して
用いることもある）を得る方法があり、本出願人による
特開昭６０−１５６００４号公報・特開平２−７２３１
９号公報・特開平５−７２４０６号公報などに代表され
る方法が公知である。

【０００７】これらの方法は、２本のレーザービームを
感光材料上で交叉させ、セル単位で露光することにより
双方のレーザービームを干渉させて、各セルに形成され
る微小な干渉縞からなる回折格子を、その空間周波数・
方向・光強度を適宜変化させながら次々と露光記録し、
回折格子セルの集まりからなるパターンを作製する方法
である。作製されたパターンの観察時には、前記空間周
波数は見える色に、前記方向は見える方向に、それぞれ
関係する。また、露光の際の光強度は、干渉縞の深さ等
を変更することになり、観察時の明るさと関係すること
になる。

【０００８】従来の表示体におけるセルを構成単位とす
る回折格子パターンの一例を図１に示す。表示像（絵
柄）は、正方形のセルの集まりによって構成されてい
る。画素であるセルは、それぞれ絵柄を表示するのに適
当な回折格子で埋められている。

【０００９】回折格子パターンの作製方法は、上記の二
光束干渉を用いた方法に限定されるものではなく、電子
線（エレクトロン・ビーム＝ＥＢ）により、基板の表面
に回折格子を直接描画し、回折格子セルを配置する方法
を採用しても良い。前記方法は、本出願人による特開平
２−７２３２０号公報により公知である。このような方
法では、回折格子を構成する格子線は直線に限らず、曲
線を用いることもできるが、何れにしろ単純な格子線を
並べて構成されていることに変わりはない。これらの様
な単純な回折格子から成るセルでは、ビーム状の照明光
が入射した場合にビーム状や発散光状などの比較的単純
な性質を持つ１次回折光が生成できる。

【００１０】以上の方法により作製された回折格子パタ
ーンから成る表示体は、単純な回折格子から構成されて
いるため、従来のレインボーホログラム等と比べて輝度
や彩度の高い画像表現が可能であり、アイキャッチ効果
が高く、目視による真偽判定もより容易であるという特
徴があった。しかし、このような回折格子パターンから
成る表示体は、肉眼での観察結果のみが真偽判定の基準
であるため、見た目の印象が似ているものに対して、真
偽判定を誤る危険性があった。また、目視のみが判定の
基準となるため、目視で子細に観察することにより、似
たような見え方をする贋造物を作ることも不可能ではな
いといった問題もある。

【００１１】一方、上記のようなセル構造の回折格子パ
ターンを画像表示ではなく、機械読み取り用情報の記録
に利用する発明も提案されている（例えば、本出願人に
よる特開平３−２１１０９６号公報）。このような従来
の機械読み取り用の情報を記録する方法においては、機
械読み取り情報部には画像等が表示できず、情報記録箇
所が明確に目視で確認できてしまい、更に記録情報量も
少ないため、偽造・模造が不可能とは言えない状態にあ
る。また、このような情報記録をした領域を、回折格子
パターンから成る表示体等と並べて配置した場合、情報
記録領域からの回折光が他の表示情報を読み取りづらく
するなどの問題があり、総合的な表示品質を落とす原因
になっていた。更に、従来のような単純な回折格子で
は、記録できる情報量が少ないという問題もあった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、光情報記録
媒体において、複数の情報再生条件に適応し、情報量を
増やすと共に高精度な情報読み取りを可能とし、偽造防
止効果を高めることを目的とする。また、通常の観察条
件下における視覚効果（装飾効果）をも併せ持つ情報記
録媒体を実現することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明による光情報記録
媒体は、上記の目的を達成するためになされたものであ
り、基材表面に、計算機ホログラムからなる光情報記録
部を有する光情報記録媒体において、計算機ホログラム
は、それぞれ３００μｍ角以下のサイズのセルであり、
各セルには独立して特定の情報が記録されており、互い
に異なる搬送波からなる計算機ホログラムのセルが、小
領域内に２種類以上配置され、前記セルそれぞれの搬送
波の差異が、計算機ホログラムからの再生情報の有する
周波数帯域幅よりも大きいことを特徴とする。

【００１４】また、計算機ホログラムが２次元情報をフ
ーリエ変換して物体光成分としたフーリエ変換ホログラ
ムであることなどを特徴としている。更に、回折格子セ
ルによる視覚効果と計算機ホログラムによる情報記録機
能を併せ持つことを特徴としている。

【００１５】本発明において、用語「回折格子セル」と
は、比較的単純な格子線から構成される回折格子がセル
内を覆っているものを指し、計算機ホログラムは元とな
る情報を物体光として得られたものである。計算機ホロ
グラムの物体光としては、例えば、情報を２次元パター
ンとし、物体光の断面上の光強度分布をこの２次元パタ
ーンに対応するようにすれば良い。

【００１６】本発明の光情報記録媒体からの情報読み取
りに際しては、主として計算機ホログラムからの１次回
折光が情報再生光となる。本発明の計算機ホログラムと
しては、キノフォームなども含めた広い意味での計算機
ホログラムが適用できる。計算機ホログラムからの再生
光（主として１次回折光）は、予め設定した条件の照明
光で照明（一般的には、レーザー光などの波長帯域の狭
い光であり、ビーム状あるいは集束あるいは発散する光
が好適である）することにより、予め設定した距離に配
置したスクリーン等に像を投影もしくは結像することが
でき、肉眼での情報認識もしくは受光素子での情報読み
取りを容易に確実に行うことができる（スクリーンの位
置に受光素子を置いてもよい）。さらに、計算機ホログ
ラムからの再生光を前記スクリーン位置における２次元
的な光強度などの分布とすることも容易であり、画像や
文字情報、バーコード等を含む多くの情報を一度に再生
することができる。

【００１７】このような情報再生において、計算機ホロ
グラムは非常に小さくできるが、情報再生の安定性や精
度を保ちつつ情報再生用照明光を小さく絞って用いるこ
とは一般的に困難である。この事実から、計算機ホログ
ラムをあまり小さくしても意味が無く、また単位面積当
たりの記録情報量を増やすことができなかった。

【００１８】一方、本発明の光情報記録媒体においては
情報記録単位である計算機ホログラムが２種類以上用い
られ、記録情報量を増やすことを可能としている。しか
も、本発明の光情報記録媒体においてはそれぞれの計算
機ホログラムの搬送波が記録された情報の周波数帯域幅
よりも大きくなっているため、２種類以上の計算機ホロ
グラムを同時に照明しても、それらの再生情報は空間的
に重なることがなく、それぞれ独立に読み取ることが可
能であり、精度良く（ノイズが少なく）、安定して小面
積の光情報記録媒体から大量の情報再生が可能である
（請求項１〜２）。

【００１９】また、計算機ホログラムの種類は再生条件
の数に対応するため、これら複数の再生条件を知らなけ
れば、全ての情報を再生することができないため、高い
偽造防止効果も併せ持つ。特に、複数の再生条件で得ら
れた複数の再生像がそれぞれ互いに関連して完全な情報
を再生するようにすれば、一層偽造防止効果を高められ
る。

【００２０】このとき、照明光を特に小さく絞る必要も
ないため、通常の半導体レーザーなどの光源から発した
１〜３mmφ程度のレーザービームを直接入射するような
再生装置でも１mmφ以内の領域に設けられた計算機ホロ
グラムが前述のような効果を十分発揮するため、特殊な
光学部品などが必要なく、安価で容易な情報再生を実現
できる（請求項４）。

【００２１】なお、２種類以上の計算機ホログラムに記
録した情報を同一の情報とすれば、計算機ホログラムに
対応した複数の再生条件において常に一定の情報が読み
取れるため、情報読み取りが極めて容易になる（請求項
３）。ここで、より多くの種類の計算機ホログラムを用
意し、それぞれ異なる情報を記録すれば記録情報量を増
やすことができる。

【００２２】また、計算機ホログラムを２種類とし、搬
送波をほぼ同一で直交する方向とすると、再生時の照明
光とスクリーンや受光素子などの関係を一定としたまま
で、本発明の光情報記録媒体とこれらの相対的な角度を
９０#変化させるだけで、異なる情報を再生することが
できる（請求項５）。

【００２３】もちろん、２種類のホログラムに同一の情
報を記録した場合は、同一の情報が再生される。例え
ば、本発明の光情報記録媒体がカード表面に貼付されて
いるとき、カードを読み取り機械に挿入する方向（縦向
きか横向きか）を変えると異なる情報を再生することが
できたり、あるいはカードの方向によらず、常に安定し
た情報再生を行うなどが可能となる。カード以外にも、
有価証券類など、外形がほぼ矩形形状を持った媒体へ本
発明の光情報記録媒体を応用する際に、９０#の角度の
変更は容易に精度良く行うことができるため、簡単な構
造の安価な情報読み取り装置であっても簡便に複数情報
の再生が可能であると共に、２つの再生条件が大きく異
なるため、偽造防止効果を著しく向上させることが可能
である。

【００２４】なお、このとき、通常の計算機ホログラム
では、＋１次回折光と−１次回折光が対照的に射出され
るため、２種類の計算機ホログラムを用いることが好適
であるが、キノフォーム等の＋１次回折光のみの射出が
可能な計算機ホログラムの場合はそれぞれ９０#ずつ異
なる４種類の搬送波に対応して、前述と同様の効果を有
する４つの情報を記録できる。

【００２５】一方、搬送波が同一の方向成分を有し、異
なる空間周波数である複数の計算機ホログラムを用いる
ことにより、照明光の角度を変化させると、異なる再生
像が得られるようにすることができる（請求項６）。請
求項５と６の場合、受光素子やスクリーンの位置を一定
とし、照明光の角度等を変化させると受光素子やスクリ
ーン上に再生される情報を変化させることも可能であ
り、大量の情報読み取りが容易である。特に、予め、照
明光源を複数配置しておき、各光源のON／OFF切り替え
により即時に再生情報を切り替えられるようにすれば、
大量の情報を高速に読み取ることも可能である。

【００２６】以上において、計算機ホログラムをフーリ
エ変換型ホログラムとすることにより、情報の記録が容
易であり、かつ情報再生も容易かつ確実に行うことが可
能となる（請求項７）。

【００２７】このとき、同一の計算機ホログラムをある
程度の面積に配置することにより、ビーム状の照明光を
使用する際、その領域内のどの位置に情報再生用の照明
光を入射しても安定した情報の再生が可能となる。この
再生（情報読み取り）の安定性に関しては、情報再生用
の照明光としてビーム状の光を用いた場合には、ビーム
径内に少なくとも１つの計算機ホログラムが入るように
計算機ホログラム配置の密度を設定するのが望ましい。
特に、小領域に同一の計算機ホログラムを複数記録して
おけば、照明光のビーム径内に複数の計算機ホログラム
が入り、再生像の明るさを増加することが可能となる
（請求項８）。

【００２８】また、基材上の異なる位置に同一の搬送波
を持ち、異なる情報を記録した計算機ホログラムを配置
すれば、読み取りの条件は一定のまま、照明光等に対し
て本発明の光情報記録媒体の相対位置を変化させたとき
に、異なる情報が再生されるようになる。従って、記録
情報量を増やすことができる（請求項９）。

【００２９】回折格子から成るセルを画素として複数配
置することにより成る表示体は、回折格子の空間周波
数、角度、回折効率により、観察時の色や観察可能な方
向、明るさを画素毎に変えることにより、通常の観察条
件下において肉眼で観察可能な画像や文字等を表示する
ことが可能である。このとき、主として回折格子からの
１次回折光が観察に利用される。このような回折格子か
ら成るセルと、情報を記録した計算機ホログラムとを同
一基板上に配置することにより、前者による視覚効果と
後者による情報記録を両立することができる（請求項１
１〜１３）。

【００３０】特に、セルからの主要な１次回折光と、計
算機ホログラムからの主要な１次回折光とが重ならない
ようにすると、それぞれから再生される像や情報がそれ
ぞれ異なる再生条件下で観察・読み取りが可能となるた
め、お互いを邪魔せず、表示像、情報共に低ノイズな再
生が実現でき、さらに記録情報の隠蔽にも効果的である
（請求項１２）。これは、セルを構成する回折格子と、
計算機ホログラムの搬送波に関して、両者が十分に異な
る空間周波数または／及び十分に異なる角度を持つよう
にすれば容易に実現できる。「十分」な条件を満たすた
めには、回折格子の空間周波数や方向に対して、計算機
ホログラムの搬送波周波数と記録情報の周波数帯域幅を
考慮すればよい。

【００３１】セル内の回折格子の空間周波数及び方向に
より、上述のような効果を有したまま、表示像の画素の
観察色、観察可能な方向を設定することにより、様々な
色で表現された、視点位置により観察される像が変化す
る表示が実現できる（請求項１３）。観察可能な方向を
多く複雑に設定することにより、計算機ホログラムを隠
蔽する（計算機ホログラムからの回折光を気づかせない
ようにする）ことも可能である。

【００３２】以上において、計算機ホログラムに記録さ
れた情報を機械読み取りデータとした場合、肉眼で観察
しても記録情報を読み取られることがなく、また、機械
により多くの情報読み取りが可能となり、情報の隠蔽及
び真偽判定を容易にするなどの効果がある（請求項１
０，１４）。

【００３３】また、計算機ホログラムに記録された情報
を２次元的なパターンとすることにより、肉眼での観察
等による真偽判定が容易となる。パターンとしては、画
像や文字，ロゴマーク等様々なものが記録できる。一
方、機械読み取りにおいては、２次元的な情報を読み取
ることにより、一度に多くの情報を読み取ることが可能
になる。更に、計算機ホログラムの記録においても、２
次元的なパターンを物体光の断面上の光強度分布等とし
て設定することにより、容易に計算機ホログラムのパタ
ーンを計算できる。

【００３４】回折格子セルとの併用の場合、セルの大き
さ及び計算機ホログラムの大きさをそれぞれ300μm以下
とすることにより、通常の観察条件下において、セル構
造を目立たなくさせて高品質な像の表示を可能とすると
共に、計算機ホログラムを肉眼で気づかせにくくするこ
とができる。また、光情報記録媒体が比較的小さく、観
察距離も小さくなる場合、100μm以下の大きさのセル及
び計算機ホログラムを用いるのが望ましい。セル及び計
算機ホログラムを市松状に配置する場合などには、それ
ぞれが50μm以下となるようにすると、肉眼での観察に
おいて計算機ホログラムを隠蔽する効果、セルによる表
示像の解像度共に十分である。

【００３５】特に、計算機ホログラムからなるセルの存
在を、肉眼で識別することを困難にするには、光情報記
録部を装飾画像の表示パターン内に隠蔽することが好適
であり、上記のように回折格子セルと計算機ホログラム
のサイズを規定した理由は、肉眼による識別が可能なサ
イズ（分解能）に係る下記の根拠に基づく。

【００３６】肉眼で識別することが困難な程度のセル
（ドット）の大きさを定めるにあたって、例えば、視力
０．７の人が７０ｃｍ離れてパターンを視覚する場合に
ついて以下に考える。視力が０．７の人の眼の分解能
は、１．４分（＝１．４°／60）であり、７０ｃｍ離れ
て、３００μｍ以上離れた２点を識別することができ
る。従って、回折格子パターンを７０ｃｍ離れて視覚す
る場合に、サイズが３００μｍ角以下のセル（ドット）
については、その存在（当然、形状も）を認識すること
ができない。上記のケースよりも視力の良い人が近づい
てパターンを視覚する場合を例に挙げて、以下に考察す
る。

【００３７】（１） 視力が１．０の人の眼の分解能は
１．０分＝（1.0 ／60）°であり、50ｃｍ離れて、150
μｍ以上離れた２点を識別することができる。 （２） 視力が１．５の人の眼の分解能は０．６６分＝
（0.66／60）°であり、30ｃｍ離れて、58μｍ以上離れ
た２点を識別することができる。

【００３８】上記（１） のケースでは150 μｍ角以
下，上記（２） のケースでは58μｍ角以下とすれば、
観察者にはセル（ドット）の形状を識別することができ
ず、セル（ドット）のサイズを300μｍ角よりはるかに
小さくすれば、一層、本発明の目的に合致するが、実用
上、上記のケースは一般的であり、妥当な数値範囲であ
る。

【００３９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による光情報記録
媒体の一実施形態を示す説明図であり、情報記録（再
生）のみならず、装飾画像による表示機能を併せ持つよ
うな表示体としての形態をとる場合について示してい
る。同図の例では、光情報記録媒体10は、単純な回折格
子からなるセルや計算機ホログラムからなるセルの集ま
りによって装飾画像（山）が構成されている。山の一部
分を構成する小領域には、回折格子セルや計算機ホログ
ラム１，２からなるセルが近接して配置されている。計
算機ホログラム１，２は、それぞれ搬送波が記録された
情報の周波数帯域幅よりも大きくなっているため、それ
らを同時に照明しても、再生情報は空間的に重なること
がなく、それぞれ独立に読み取ることが可能であり、お
互いに悪影響を及ぼさずにノイズの少ない情報再生が行
える。また、回折格子セルを併用して装飾画像を構成す
ることにより、光情報記録媒体10に肉眼での視覚効果を
併せ持つようにすることができる。

【００４０】図２は、図１の光情報記録媒体10からの情
報再生の様子を示す説明図である。図２（ａ）では、光
源から発したビームが小領域に入射して、前記小領域内
で近接して配置された２種類の計算機ホログラム１，２
からそれぞれ別の情報が再生されている様子を示してい
る。ｘ−ｙ面はスクリーン面（もしくは受光素子面）で
あり、この面上において再生された情報が実際に観察も
しくは機械読み取りされる。

【００４１】図２（ｂ）はスクリーン面（もしくは受光
素子面）における２種類の再生像の空間的配置を示した
概念図である。それぞれの再生像に対して、その中心位
置に相当するのが計算機ホログラムの搬送波である。す
なわち、搬送波の空間周波数はA1，A2に相当し、方向が
B1，B2に相当する。C1x，C1yはx，y方向における再生像
１の周波数帯域幅である。本発明で規定する「搬送波の
差異が、計算機ホログラムからの再生情報の有する周波
数帯域幅よりも大きい」とは、同図に示すように、再生
像１と２とが空間的に重なり合わないことを意味する。

【００４２】これらの周波数帯域幅は、実際に記録され
た情報の分布の幅そのものに対応している。従って、本
発明の光情報記録媒体においては、複数種類の計算機ホ
ログラムが小領域に存在するために一度に異なる情報が
再生された場合でも、各々の情報が十分に分離するた
め、ノイズの少ない、極めて良好な再生像を得ることが
可能である。すなわち、再生像を肉眼で観察した場合に
は高い画質を実現し、機械読み取りの場合には精度の高
い情報読み取りを実現することになる。

【００４３】図３は、図１の光情報記録媒体10（装飾画
像も有するため、同図では表示体と称している）につい
て、通常の観察条件下における観察例を示す説明図であ
る。図３では、ｙｚ面内にある光源からの照明光で照明
されている様子を示している。光情報記録媒体10上の回
折格子セルはそれぞれ１次回折光を射出し、観察者はz
軸近辺に分布する１次回折光を瞳に入射させて、表示像
を視覚する。上記の光情報記録媒体10では、（単純な）
回折格子セルを構成する回折格子の空間周波数や方向
を、計算機ホログラムの搬送波（記録情報の周波数帯域
幅を加味して）と異なるようにしている。このため、図
３のような観察において、計算機ホログラムからの１次
回折光は、通常の観察では表示像の邪魔をせず、計算機
ホログラムの存在に依存しない望ましい像の表示が可能
となる。

【００４４】図４は、光情報記録媒体上に配置した計算
機ホログラムからの情報再生の他例を示す説明図であ
る。同図では、半導体レーザーダイオードなどのような
波長帯域の狭い光源からの光を平行光状にして本発明の
光情報記録媒体に入射し、光情報記録媒体上の計算機ホ
ログラムからの１次回折光をスクリーンで受けることに
より情報を再生している。このスクリーン上のパターン
を肉眼で観察、もしくはスクリーンを置かずにＣＣＤな
どで直接受光することにより記録情報を容易に読み取る
ことが可能である。例えば、予め再生時のスクリーン位
置に２次元パターン（記録情報）の物体を配置して物体
光として計算機ホログラムを生成しておけば、再生時の
スクリーン上には２次元パターンが結像し、コントラス
トの高い、正確な情報再生が可能となる。また、このと
きには、スクリーンの位置等を知らないと、情報の再生
が行えないため、情報隠蔽や偽造防止に一層の効果があ
る。なお、図４のような再生方法に対応する計算機ホロ
グラムは、再生情報の品質（明るさやコントラスト、解
像度など）の面で、複数個の計算機ホログラムが全体と
して１つの再生情報を形成するようにし、これらを平行
光状の光で一度に再生するのが望ましい。

【００４５】また、記録情報を２次元の光強度パターン
とし、これをフーリエ変換したものを物体光として得ら
れたフーリエ変換型の計算機ホログラムを本発明の光情
報記録媒体における計算機ホログラムとして用いること
により、容易な情報記録・再生が可能となる。図５は、
光情報記録媒体上の計算機ホログラム（フーリエ変換ホ
ログラム）からの情報再生の一例を示す説明図である。
同図では、ｘ−ｚ面内にあるレーザーダイオードなどの
ような波長帯域の狭い光源からのビームを本発明の光情
報記録媒体に入射し、光情報記録媒体上の計算機ホログ
ラムからの１次回折光をレンズにより光学的にフーリエ
変換してスクリーンに投影して情報を再生している。図
４と同様に、このスクリーン上のパターンを肉眼で観
察、もしくはスクリーンを置かずにＣＣＤなどで直接受
光することにより、情報の読み取りが可能である。この
とき、光情報記録媒体とレンズ間の距離、およびレンズ
とスクリーン間の距離を、レンズの焦点距離と等しく配
置することにより、再生時に光学的な「フーリエ変換」
が実現できる。

【００４６】一方、レンズがない場合でも、ある程度の
距離に置いたスクリーンにはフーリエ変換像と等価であ
るフラウンホーファ回折像が投影されるので、同様の情
報読み取りが簡便に実現できる。図６は、図５と同様の
場合にレンズ無しで、本発明の光情報記録媒体上の計算
機ホログラム（フーリエ変換ホログラム）からの情報再
生の一例を示す説明図である。図６のようなフラウンホ
ーファ回折像としての像の観察、読み取りは、本発明の
光情報記録媒体とスクリーンとの距離によって投影サイ
ズが変わるという特徴があり、投影サイズを読み取り等
に適したサイズに変更することが容易である。

【００４７】図７は、それぞれ搬送波の異なる計算機ホ
ログラムが小領域に配置された場合の光情報記録媒体か
らの情報再生の様子を示す説明図である。すなわち、図
７（ａ）と図７（ｂ）では、どちらもｘ−ｚ平面内に照
明光がある場合であるが、光情報記録媒体への入射角度
が異なる。この場合でもそれぞれに条件が合致した（搬
送波が照明光の入射条件に対応している）計算機ホログ
ラムからの再生光はスクリーン（あるいは受光素子）方
向に再生像（＋１次回折光）を生じる。図７（ｃ）は、
ｙ−ｚ平面内に照明光がある場合であり、図７（ａ）と
も図７（ｂ）とも異なる再生条件であるが、やはり条件
が合致した計算機ホログラムからの再生光はスクリーン
（あるいは受光素子）方向に再生像（＋１次回折光）を
生じる。ここで、図２における搬送波の空間周波数の差
異が、図７（ａ）と図７（ｂ）との差異に相当し、搬送
波の方向（角度）の差異が、図７（ａ）（ｂ）と図７
（ｃ）との差異に相当する。もちろんこれらの図は典型
的な例であり、実際には搬送波の空間周波数と方向は任
意に選べるため、より多彩な再生条件を設定することが
可能である。

【００４８】なお、以上の説明では、主に反射型の回折
格子及び計算機ホログラムの場合について説明してきた
が、透過型の場合も全く同様の取り扱いが可能である。
また、計算機ホログラムは２種類以上であればよく、多
くの種類の計算機ホログラムを小領域に配置すれば情報
量を一層増やすことができる。なお、本発明の光情報記
録媒体を構成する回折格子セル及び計算機ホログラム
は、表面レリーフに代表される位相型、濃度表現による
振幅型など、どのような種類の回折素子形態でも適用さ
れる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の再生条件に適応し、小領域から複数の情報を再生
しても、再生される情報が重なり合うことなく、それぞ
れ別々に再生情報を認識でき、ノイズの少ない高精度な
情報再生が可能であり、高密度情報を記録できる光情報
記録媒体が提供される。また、光情報記録部を構成する
計算機ホログラムからなるセルが３００μｍ角以下のサ
イズであるため、前記セルの存在が、通常の観察条件下
での肉眼による視覚では識別しづらく、装飾画像を構成
する回折格子セルの集まりの内部に前記セル（計算機ホ
ログラム）を混入した場合には、視覚効果（装飾効果）
を損なうことなく、計算機ホログラムによる特定情報を
隠蔽する上で好適であり、意匠性も併せ持つ情報記録媒
体を実現することが可能となる。

【００５０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光情報記録媒体の実施形態を示す
説明図であり、回折格子セルからなる装飾画像の内部に
計算機ホログラムからなるセルを組み入れた表示体とし
ての実施形態に係る説明図。

【図２】図１の光情報記録媒体10からの情報再生の様子
を示す説明図。

【図３】図１の光情報記録媒体10（装飾画像も有するた
め、同図では表示体と称している）について、通常の観
察条件下における観察例を示す説明図。

【図４】光情報記録媒体上に配置した計算機ホログラム
からの情報再生の他例を示す説明図。

【図５】光情報記録媒体上の計算機ホログラム（フーリ
エ変換ホログラム）からの情報再生の一例を示す説明
図。

【図６】図５と同様の場合にレンズ無しで、本発明の光
情報記録媒体上の計算機ホログラム（フーリエ変換ホロ
グラム）からの情報再生の一例を示す説明図。

【図７】それぞれ搬送波の異なる計算機ホログラムが小
領域に配置された場合の光情報記録媒体からの情報再生
の様子を示す説明図。

【符号の説明】

１，２…計算機ホログラム 10…光情報記録媒体

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基材表面に、計算機ホログラムからなる光
   情報記録部を有する光情報記録媒体において、 計算機ホログラムは、それぞれ３００μｍ角以下のサイ
   ズのセルであり、各セルには独立して特定の情報が記録
   されており、 互いに異なる搬送波からなる計算機ホログラムのセル
   が、小領域内に２種類以上配置され、前記セルそれぞれ
   の搬送波の差異が、計算機ホログラムからの再生情報の
   有する周波数帯域幅よりも大きいことを特徴とする光情
   報記録媒体。
2. 【請求項２】小領域内で互いに異なる搬送波からなる計
   算機ホログラムが、互いに異なる再生情報を記録したも
   のであることを特徴とする請求項１記載の光情報記録媒
   体。
3. 【請求項３】小領域内で互いに異なる搬送波からなる計
   算機ホログラムが、互いに同一の再生情報を記録したも
   のであることを特徴とする請求項１記載の光情報記録媒
   体。
4. 【請求項４】小領域が１mmφ以下であることを特徴とす
   る請求項１〜３の何れかに記載の光情報記録媒体。
5. 【請求項５】小領域内に存在する計算機ホログラムのう
   ちの２種類は、ほぼ同一の空間周波数成分を有する搬送
   波からなり、互いにほぼ直交する方向に設定されている
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光情報
   記録媒体。
6. 【請求項６】小領域内に存在する計算機ホログラムのう
   ちの２種類は、ほぼ同一の方向成分を有する搬送波から
   なり、互いに異なる空間周波数成分に設定されているこ
   とを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光情報記
   録媒体。
7. 【請求項７】計算機ホログラムが、予め用意した２次元
   情報をフーリエ変換して物体光成分として記録したフー
   リエ変換ホログラムであることを特徴とする請求項１〜
   ６の何れかに記載の光情報記録媒体。
8. 【請求項８】同一の計算機ホログラムが、それぞれ複数
   配置された小領域を含むことを特徴とする請求項1〜７
   の何れかに記載の光情報記録媒体。
9. 【請求項９】基材表面の異なる位置に、同一の搬送波か
   らなり、異なる再生情報が記録された計算機ホログラム
   が配置されていることを特徴とする請求項1〜８の何れ
   かに記載の光情報記録媒体。
10. 【請求項１０】計算機ホログラムに記録された再生情報
    が、機械読み取りに適したデータであることを特徴とす
    る請求項１〜９の何れかに記載の光情報記録媒体。
11. 【請求項１１】請求項１〜９の何れかに記載の計算機ホ
    ログラムを有する基材表面に、計算機ホログラムからな
    るセルに加えて、回折格子からなるセルを画素として複
    数配置することにより、絵柄，文字，記号などのパター
    ンを表現していることを特徴とする表示体。
12. 【請求項１２】回折格子からなるセルからの主要な１次
    回折光と、計算機ホログラムからの主要な１次回折光と
    の再生方向が重ならないことを特徴とする請求項１０に
    記載の表示体。
13. 【請求項１３】回折格子からなるセルが有する回折格子
    の空間周波数および／または方向に応じて、表示される
    パターンが有する画素の観察色および観察可能な方向が
    設定されていることを特徴とする請求項１１または１２
    に記載の表示体。
14. 【請求項１４】計算機ホログラムに記録された再生情報
    が、機械読み取りに適したデータであることを特徴とす
    る請求項１１〜１３の何れかに記載の表示体。