JP4075142B2 - 真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真正商品と偽造商品の判別のための光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クレジットカードや、銀行のキャッシュカードなどの偽造やその不正な使用の発生を防止する目的でホログラムによる像などをかかるカードに付着させものが実用されている。これらのホログラムは白色光の干渉による単一ホログラム映像を目視により認識するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かかるホログラムによる像を商品の真贋判定、すなわち真正商品か、何等オーソライズされていない者による偽造品かを判断するために応用する方法もあるが、この場合、製造者マークなどの単一ホログラム映像しか認識することができない。例えばクレジットカード会社、キャッシュカード会社や銀行特有のパターンのみを商品の識別証として応用できるに過ぎない。また、そのホログラムパターンは占有面積が大きく、その位置が容易に判明してしまう。これらは、識別証の偽造などへの手がかりをも与えるものである。また、肉眼で目視して画像が見えるホログラムは、比較的容易に疑似の像を製造することが可能であり、偽造品の製造を完全に防止することは不可能であった。したがって、本発明は不法なコピー商品であるか、真正商品であるかを容易に判定でき、かつ偽造が極めて困難な真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によれば、単色光が照射されたとき、その透過回折光又は反射回折光が複数の光線に分かれるよう構成された分光手段と、前記分光手段により得られた複数の光線により照射される位置にそれぞれ配され、その透過回折光又は反射回折光により所定画像を投影するよう構成された複数のホログラムパターンとを有し、前記複数のホログラムパターンがそれぞれＣＧＨとして記録されている真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、単色光が照射されたとき、その透過回折光又は反射回折光が複数の光線に分かれるよう構成された分光手段が設けられた第１構造体と、前記分光手段により得られた複数の光線の照射により所定画像を投影するよう構成された複数のホログラムパターンがＣＧＨ記録部として設けられた第２構造体と、前記第１構造体と第２構造体が所定の位置関係で配されて、前記複数の光線が前記複数のホログラムパターンを照射するよう位置決めをする手段とを有する真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体が提供される。
【００１６】
なお、上記ＣＧＨが少なくとも４値のＣＧＨであることは好ましい態様である。また、上記ホログラムパターンに単色光を照射したとき、その透過回折光又は反射回折光により投影される映像パターンは商品の著作権者、製造者、販売者、商品に関する情報の記録内容の少なくとも１つを示す文字及び／又はマークを含むよう、あらかじめ前記ホログラムパターンが構成されていることは好ましい態様である。さらに、上記ホログラムパターンは前記真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体の所定の位置に形成されるとともに、その近傍に肉眼では同様に見える疑似ホログラムが形成され、前記ホログラムパターンの位置を肉眼にて認識困難とすることは好ましい態様である。また、上記真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体を当該商品に取り付けるための取り付け手段をさらに有することは好ましい態様である。
【００１７】
また、上記真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体の製造にあたり所定の金型を用いて合成樹脂成形により上記真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体を成形するにあたり、あらかじめ製造されたＣＧＨの原盤を用いて製造される成形用スタンパを、前記金型内に接着剤又はロウ付け（主として金属ロウ）で貼り付けた後、射出成形又は押出し成形することは好ましい態様である。また、前記成形用スタンパが数値演算によって生成されたＣＧＨパターンをＩＣプロセスによって原盤を製造し、その原盤を用いて作成されるものであることは好ましい態様である。
【００１９】
本発明は、演算によって生成するＣＧＨ作成方法及びその成形方法によってホログラムパターンが成形されている商品識別体に単色光又はコヒーレントな光をホログラムに照射し透過回折光又は反射回折光による再生パターンを生成することを特徴とするものである。ＣＧＨによれば、ホログラムパターン面積は１ｍｍ四方でも可能であり、またどのような投射パターンがどこの位置に成形されているかを肉眼認識することは困難である。またその再生投射パターンの情報量も飛躍的に多くすることが可能である。また、このＣＧＨの演算生成、ＩＣプロセス、成形原盤製造による製造法は多大な設備等を必要とし、偽造は困難である。
【００２０】
本発明では透過又は反射回折光により所定のパターンを投影するよう構成されたホログラムパターンをＣＧＨにより商品識別体の所定の場所に成形しておき、単色光を照射し、その結果、所定の再生映像パターンが投影されるか否かにより真贋を判定するようにしたものである。これによって、商品が真正であるかの判別を店頭等にて行うことが出来る。また偽造品等の税関での通過防止に寄与できる。
【００２１】
なお本発明では識別の対象を商品としているが、本明細書における「商品」とは、必ずしも商取引される商品のみならず、購入された後の物品や、必ずしも商取引されない法人又は個人の所有物、絵画、骨董品、遺跡発掘品など真正なものとそうでないものの識別の必要なあらゆる有体物をいうものとする。
【００２２】
【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は本発明に先立ち発明者らが開発した真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体を商品としてのバッグに適用した場合の斜視図である。この真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体（本願では単に識別体ともいう）１、２はネームタグと同様な形状であり、識別の対象である被識別商品であるハンドバッグ３に取り付けられた様子が示されている。識別体１、２にはホログラムパターンとしてのＣＧＨ（コンピュータ・ジェネレイテッド・ホログラム）５、６が成形されている。単色光を発光する光線照射器４から単色光線９を識別体１又は２に成形されたＣＧＨ５又は６に照射し、再生映像パターン７を得る。８は成形された５又は６のＣＧＨの顕微鏡写真である。識別体１は商品の機能を構成する機能構成体としての例であり、この例の場合はバッグのファスナーのつまみを構成している。一方、識別体２は商品の機能を構成するものではなく、ネームタグなどのタグとしての例である。
【００２３】
図２、図３は本発明の２つの実施の形態をそれぞれ示す斜視図である。本発明の１つの態様では、図１に示した識別体１又は２を改良し、ホログラムパターンとしてのＣＧＨ１３ａ（図１の５又は６に対応する）の他に、別のホログラムパターンとしてのＣＧＨ１３ｂが設けられている。図２、図３において識別体１０、１０Ａに設けられた第１のＣＧＨ１３ａと第２のＣＧＨ１３ｂに、それぞれレーザー光発生器１２ａ、１２ｂにて発生した単色光線１１ａ、１１ｂを照射している様子が示されている。成形されたＣＧＨ１３ａに単色光線１１ａが照射されると、その透過回折光により映像１４ａが後方の壁などの物体に再生される。また、成形されたＣＧＨ１３ｂに単色光線１１ｂが照射されると、その透過回折光により映像１４ｂが後方の壁などの物体に再生される。
【００２４】
図３の例では、識別体１０Ａに目視にて認識できる文字「Ｖ」のロゴ１５が成形されている。図２はこの文字「Ｖ」のロゴ１６が印刷で作成されたものを示す斜視図である。原理的には図３も図２と同様である。識別体１０にはＣＧＨ１３ａが成形されていて、ここに単色光線が照射されると、透過回折光により映像が後方の壁などの物体に再生される。２２は文字「Ｖ」のロゴ１６の未印刷部分である。図２、図３におけるＣＧＨ１３ｂは、複数の部分を有している。これらの複数のＣＧＨ１３ｂは複数の行と列を構成している。
【００２５】
図４は図２のＡ−Ａ断面図である。部材２６に印刷された文字「Ｖ」の印刷膜部２７が設けられ、ＣＧＨ２８、３０（図２の１３ａ、１３ｂに対応）が成形される。このＣＧＨ２８の上に部材２６とは屈折率の異なる材料２９がコーティングされている。ＣＧＨ２８は部材２６の反対側に成形してもよい。このときには、コーティングもこのＣＧＨ上に施す。この方が印刷膜部２７の保護にもなる。図５は図３のＢ−Ｂ断面図である。部材２３に成形された文字「Ｖ」のロゴ２４の凹部の後にある凹部２５にＣＧＨ２５が成形されている。またＣＧＨ３０（図３の１３ｂに対応）が部材２３の露出面に形成されている。
【００２６】
部材２３は成形可能な合成樹脂で構成されている。具体的には、ポリカーボネート、アクリルなどを好適に用いることができる。部材２９は部材２３で封着される。図５中、封着部３３が波線で示されている。これらの部材２９、２３は封着性を高める観点から、同一の合成樹脂を用いることが望ましい。封着方法として、熱封着又は溶剤による溶解封着を用いることができる。
【００２７】
図６の実施の形態は図５の構造を改良し、ＣＧＨ３０が露出することを防止し、レプリカの製造を困難としたものである。すなわち部材２３にＣＧＨ３０が形成され、この部材２３を部材３１で封着したものである。
【００２８】
図７の実施の形態は識別体３６の一部に正規のＣＧＨ３４と、その近傍に疑似ＣＧＨ３５を形成し、肉眼ではどれが正規のＣＧＨ３４であることが判明困難としたものである。この例では、正規のＣＧＨ３４を除くＶ字の部分すべてに疑似ＣＧＨ３５が形成されている。肉眼では正規のＣＧＨ３４と疑似ＣＧＨ３５は、いずれもすりガラス状に見えるだけであり、その境界も不明であり、どこに正規のＣＧＨ３４が存在するのか目視しただけではわからない。したがって、ＣＧＨの存在自体が容易には認識できず、不正を試みる者による偽造のチャンスを減少させ、結果としてセキュリティを高めることが可能となる。
【００２９】
光源３７で発生する単色光線３９を正規のＣＧＨ３４に照射したときには、正規の識別再生映像３９が投射される。一方、光源４０で発生する単色光線４１を疑似ＣＧＨ３５に照射したときには、正規の識別再生映像とは異なる再生映像４２が投射される。どこに正規のＣＧＨ３４を配置するかは自由に選択、変更でき、この位置情報そのものをセキュリティとすることも可能となる。なお、本実施の形態の場合は、真正商品か否かを判断するための検査を行う者、すなわち、流通業者や、販売者などがあらかじめ正規のＣＧＨ３４の位置を知っているものとする。なお、図７の構成のみを用いることもできるが、図２〜図６の実施の形態におけるＣＧＨ１３ａ（図４〜図６では２８、２５）に代えて用いることができる。
【００３０】
ホログラムパターンは干渉縞のパターンであるが、ここで干渉縞について説明する。ホログラムパターンは回折格子の一態様であり、原理説明のために回折格子について検討する。図８はこの回折格子を示す。回折格子のピッチをｐ（４３）、回折格子４４の凹凸段差をｄ（４５）とする。使用光の波長をλとすると、回折光角度θの関係は以下のようになる。
【００３１】
【数１】
±Ｎ ｓｉｎ θ ＝λ／ｐ （１）
Ｎは０を含む自然数
【００３２】
で表される。Ｎ＝０のときは０次回折光又はＤＣ光と呼ばれる、非回折光である。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。今、照射する光線をコヒーレントなレーザービームとして、Ｎ＝１のみを考慮とすると回折格子からは３本の光束が発生することになる。この回折光からある距離の所にスクリーンを置けば、３点の明点が見られる。このときの明点及び暗部のコントラストは回折格子の凹凸段差による。今、回折格子部材の屈折率をｎ１（４５）、空気の屈折率をｎ０（４６）とすると、図８における光Ａ（４７）と光Ｂ（４８）の位相差は
ｄｘ（ｎ１−ｎ０）に比例する。回折効率は位相差１８０度が最大となるので、透過型の場合一般的に、この回折格子の深さｄは
【００３３】
【数２】
ｄ０＝λ／｛２ｘ（ｎ１−ｎ０）｝ （２）
【００３４】
となる。但し、このｄ０は厳密なものではない、現実にはコントラストを犠牲にするならｄ０はこの値の近傍であればよい。
今、光源の波長をλ＝６００ｎｍ、回折格子（４４）の素材をポリカーボネートとして、ｎ１＝１．６、空気の屈折率ｎ０＝１とすると
【００３５】
【数３】
ｄ０＝５００ｎｍ （３）
【００３６】
となる。
このように、平行な回折格子であれば１次元的な回折光が発生する。本発明では、平行な回折格子を１つでなく、回折格子を含む平面内で回転させた他の回折格子を組み合わせれば容易に２次元的に明点を配置させることが可能となる。この回折光が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、この回折させるパターンであるホログラムを生成している。これをＣＧＨ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ Ｈｏｌｏｇｒａｍ）と呼んでいる。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．２０４；１９６年１１月号）を用いることができる。
【００３７】
ここで前述の図８の説明によるＣＧＨは凹凸段差が１つのものである。段差が１つであることから２値のＣＧＨと呼ばれる。前述の説明から、この２値のＣＧＨで再生される映像パターンは０次光（ＤＣ光）を中心として対称な２つのパターンを投影する。これを図示したものが図９である。図９において、４９は単色光（例としてレーザビーム）を発生する光源から２値のＣＧＨ５０に照射された光線５１はスクリーン５２に再生映像パターン５３を生成する。再生される映像５３は０次光５４に対して点対称なパターンを形成する。図９の例では文字”Ａ”のパターンが明点で形成される。
【００３８】
図１０は４値のＣＧＨにより再生される映像パターンを示す模式図である。図１０において、単色光を発生する光源５５から識別体５８に設けられた４値ＣＧＨ５６に照射された光線５７はスクリーン５９に再生映像パターン６０を生成する。再生された映像パターン６０は０次光６１に点対称ではないパターンを形成することができる。図１０の例では文字”Ｖ”のパターンが明点で形成される。
【００３９】
図９、図１０で示される再生映像は明点の集合であり、この光情報が正規の画像と一致するか否かを目視にて判別して、真正商品か偽造品かの識別を行うことが可能となる。自由度が要求されるロゴ等のデザインなどでは４値であるＣＧＨが望ましいことは明らかである。４値以上のＣＧＨであればこの機能を得ることは可能であるが、あまり大きな数値のＣＧＨはＩＣプロセスが複雑となる欠点がある。
【００４０】
この４値ＣＧＨの電子顕微鏡写真を図１１に示す。（ａ）は１６５０倍、（ｂ）は５５００倍にそれぞれ拡大したものである。この４値ＣＧＨパターンの段差が３つあることがわかる。同様に２値の顕微鏡写真を図１２に示す。図１２は１３００倍に拡大したもので、この２値ＣＧＨパターン段差は１つである。
【００４１】
図１３の（ａ）は４値ＣＧＨの凹凸段差の深さに対する光の位相関係を示したものである。図１３の（ｂ）の段差に対する光の位相差は９０度毎になる。この関係と式（１）の関連から、光の波長λ＝６００ｎｍ、ポリカーボネートの屈折率ｎ１＝１．６、空気のそれをｎ０＝１であり、今、光源の波長をλ＝６００ｎｍ、成形されたＣＧＨ（６２）の素材をポリカーボネートとして、ｎ１＝１．６、空気の屈折率ｎ０＝１とすると各段差ｄ１（６３）は
ｄ１＝２５０ｎｍ
となる。よって、４値ＣＧＨの全深さｄ２（６４）は
ｄ２＝３ｘｄ１＝７５０ｎｍ
となる。
【００４２】
図１４は２値ＣＧＨ（６５）の段差ｄ０（６６）と光の位相関係を示したものである。すなわち、前者が（ｂ）に、後者が（ａ）に示されている。このときの段差の値は前述の通りである。上記実施の形態は、透過回折光により画像を投影する例を示しているが、光を反射させる構造とし、反射回折光により画像を投影するよう構成することも可能である。
【００４３】
図１５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９０を製造するものである。このプリペイドカード９０には複数の記録部分８８が設けられ、配列されている。今、この記録部分８８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７０に入力される。画像信号化回路７０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次元のドットパターンの画像信号に（後述する図１６の入力データ）に変換する。
【００４４】
この信号はスイッチ７２又はマルチプレクサを介して数値演算装置７４に供給される。数値演算装置７４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（ホログラム干渉図形）を得るための数値を作成する。図１６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可能なコンピュータを用いる。図１１の（ａ）、（ｂ）及び、図１２は、水平、垂直方向又は斜め方向に特定のパターンで配列された格子を作成し、その回折光が２次元的に配列されるように、コンピュータを用いて演算を行いＣＧＨを完成させたものの一例を示す写真である。なお、図１１の例は、４値のＣＧＨであり、図１１の（ｂ）は図１１の（ａ）の拡大したものである。図１２の２値ＣＧＨと比較すると製造がより困難であり、偽造や海賊版対策として有効である。
【００４５】
なお、数値演算装置７４は後述の描画装置である電子ビーム露光装置７８の解像度に応じた座標データを出力するように構成されている。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演算を行う。
【００４６】
数値演算装置７４の出力信号はエンコーダ７６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７８に入力される。電子ビーム露光装置７８は本来ＩＣやＬＳＩを製造するときに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１６に示した干渉縞のパターン（出力データ）をレチクルと呼ばれる一次記録媒体８０上に描画するために用いられる。なお、この一次記録媒体８０は最終製品である光記録媒体９０と識別するため一次又は二次記録媒体という。一次記録媒体としてはガラスなどの基板の上に感光性樹脂であるフォトレジストを塗布したものを用いる。この一次記録媒体を用い、ステッパで露光し、シリコン又は水晶ウエハー等の二次元記録原盤を作成する。この工程は一般的なＩＣプロセスと同一である。２値ＣＧＨ用二次原盤はエッチングプロセスが一回、４値ＣＧＨ用二次原盤は３回のエッチングプロセスによって作成される。この二次原盤から成形用スタンパを作成し、成形器によって商品識別体が作成される。成形用スタンパによる成形は射出成形、圧縮成形及びシート成形として用いる。
【００４７】
なお、所定の金型を用いて合成樹脂により真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体を成形するにあたり、あらかじめ製造されたＣＧＨの原盤を用いて製造される成形用スタンパを、金型内にクランプした後、射出成形、又は圧縮成形又はシート成形することができる。また、他の方法として、所定の金型を用いて合成樹脂成形により真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体を成形するにあたり、あらかじめ製造されたＣＧＨの原盤を用いて製造される成形用スタンパを、金型内に接着剤で貼り付けた後、射出成形、又は圧縮成形又はシート成形することができる。
【００４８】
本発明の真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体は上記の構成であり、ＣＧＨが所定の位置に形成されているので、有効な偽造品対策となる。海賊版等の不正品を製造使用とするものは、あらかじめ定められたマークなどを投影するよう構成されたＣＧＨをかなり大掛かりな描画装置及び成形装置を用いて製造しなければならず、相当の設備投資を余儀なくされ、不正商品製造による金銭的メリットが無くなる。
【００４９】
上記実施の形態では、ＣＧＨに照射される光線がＣＧＨの形成される合成樹脂基板を透過する場合について説明したが、ＣＧＨの底面あるいは、背面に反射膜を設けることにより、反射型として構成することも可能である。かかる反射型では、照射光は反射膜にて反射して、再生映像は反射光により付近の壁面、机上などに結像する。
【００５０】
図１７は上記各実施の形態におけるＣＧＨ１３ｂから画像を読み出し、そのパターンを所定のパターンと比較照合する真贋判定装置の好ましい実施の形態を示すブロック図である。光記録媒体としては図３の識別体１０Ａを対象とする場合について示されている。光源１２ｂからの単色光はビームスプリッタ９６にて複数（この例では３本）の光線に分割される。ビームスプリッタ９６としては、回折格子（ホログラムパターン）を用いることができる。分割された各光線は識別体１０Ａの複数のＣＧＨ１３ｂにそれぞれ照射され、その透過回折光により、受光素子１００の複数の受像部に結像する。受光素子の１００の出力信号は画像処理部１０２にて画像処理が行われ、所定の画像とされる。
【００５１】
画像処理部１０２の出力信号は情報処理部１０４にて商品の情報が解読され、解読された情報は表示装置１１０にて表示される。また、画像処理部１０２で得られたパターンは、情報処理部を介して真贋判定部１０８に与えられ、ＲＯＭ又は通信データ１０６などにより供給される正規の画像パターンを供給すると比較照合される。パターンが一致すれば、真正商品であると判定し、一致しなければ偽造品（イミテーション）あるいは海賊版であると判定し、その結果を表示装置１１０にて表示する。なお、図１７は商品の真贋判定装置として示されているがＲＯＭ又は通信データ１０６や真贋判定部１０８を具備しない場合、光記録媒体読取り装置として構成することができる。
【００５２】
図１８は、上記図１７の変形例であり、光記録媒体１０ＡのＣＧＨ１３ｂの記録内容を選択的に消去することができる機能を追加したものを示すブロック図である。光記録媒体１０Ａは２つのローラ１２０Ｕ、１２０Ｄに挟み込まれ、ローラ１２０Ｄがモータ１２０により駆動されて回転すると、光記録媒体１０Ａがその長手方向に搬送可能である。また、先端にヒータを有する消去ヘッド１１６は光記録媒体１０Ａの短手方向に移動可能である。記録動作指令部１１４は、キーボードなどの記録情報入力部１１２から所定情報が入力されると、複数のＣＧＨ１３ｂのうちの消去すべきものを決定し、モータ１２０と消去ヘッド１１６を制御する。ここでＣＧＨ１３ｂを選択的に消去することは、所定の情報を記録することと同義である。この消去機能は、例えば商品の履歴情報を記録するために用いることができる。一例として、商品の修理毎に所定の位置のＣＧＨ１３ｂを消去することにしておけば、次回の修理依頼のあったときに、過去の修理回数を読み取ることができる。また、著作権の関係する商品では、ダビンングの回数などを記録し、所定回数までのダビングを許容するといった使い方ができる。なお、図１８の構成に図１７中のＲＯＭ又は通信データ１０６と真贋判定部１０８を加えて真贋判定機能を追加することは自由である。
【００５３】
図１７の実施の形態では、光源１２ｂからの光線をビームスプリッタ９６で分割して複数のＣＧＨ１３ｂに照射しているが、光記録媒体自体にかかる光線の分割機能を持たせることができる。図１９は、光源１２からの単一の光線をホログラムパターン１２２で複数（この例では３本）に分割し、複数のＣＧＨ１２４−１、１２４−２、１２４−３に照射し、その透過回折光によりそれぞれ「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の文字を投影している様子を示している。
【００５４】
ここで、ホログラムパターンが光軸方向に複数枚設けられた場合の動作原理について説明する。図２６のような光学系、すなわち光源１２、レンズ１３３、ホログラムパターン１３５、結像面１３７が図のように配列されている場合、レンズ１３３の焦点面で得られるホログラムパターンでの回折光はブラウンフォーファ回折となる。図２７のように光源Ｐ０から開口面の点Ｑ（ξ，η，ζ）を、波長λで照明したときの、観測点Ｐでの光の振幅は、ブラウンフォーファ回折により式（４）で表すことができる。
【００５５】
【数４】

【００５６】
式（４）において定数項ｃを省略し、座標系をｆｘ＝ｘ／λｆ、ｆｙ＝ｙ／λｆで置き換えると、式（５）の形に変換できる。
【００５７】
【数５】

【００５８】
式（５）は２次元フーリエ変換を表している。このことから、図２６のような光学系においてホログラムパターンの回折光は、ホログラムパターンの２次元フーリエ変換によって求めることができる。図２８のように、ホログラムパターンを組み合わせた場合、出力されるホログラムパターンの回折光について検討する。光源１２からの単色光がピンホール１３０を介して面１３２−１上のホログラムパターン（Ａ）に照射され、その回折による分光が面１３２−２上の３つのホログラムパターン（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に照射されるものとする。面１３２−１上のホログラムパターン（Ａ）は、光軸方向に離れた位置にある面１３２−２上のホログラムパターン（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に回折光が集光するよう設計されている。式（５）のフーリエ変換をＦＴという関数で表すと、ホログラムパターン（Ａ）の回折光（Ａ’）の分布は、
（Ａ’） ＝ ＦＴ（Ａ）
で得られる。次に回折光（Ａ’）は、面１３２−２上のホログラムパターン（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）を照射する。このとき、各々のホログラムパターン（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）から焦点面１３４に与えられる回折光を（Ｂ’）、（Ｃ’）、（Ｄ’）とすると、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）と（Ｂ’）、（Ｃ’）、（Ｄ’）とは次の式で表される。
【００５９】
【数６】
（Ｂ’）＝ＦＴ（Ｂ）
（Ｃ’）＝ＦＴ（Ｃ）
（Ｄ’）＝ＦＴ（Ｄ） （６）
【００６０】
以上のことから、最終的に焦点面１３４上に得られる回折光のパターンをＦＰとすると、
ＦＰ＝ＦＴ（Ｂ）＋ＦＴ（Ｃ）＋ＦＴ（Ｄ）
となる。
【００６１】
図２０は、図１９に示した構成の位置関係を説明するための模式図である。
光源１２から分光用のＣＧＨ１２２に入射した光Ｌ１は、ＣＧＨ１２２の設計に従い、所定の角度θだけ回折した回折光Ｌ２、Ｌ４と０次光Ｌ３となる。ＣＧＨ１２４−１、１２４−２、１２４−３は同一面内にあり、ＣＧＨ１２２とＣＧＨ１２４−２の距離をｌ、ＣＧＨ１２４−２とＣＧＨ１２４−１、ＣＧＨ１２４−３との間隔をｄとする。この場合の位置関係は幾何学的に求まり、
ｔａｎθ＝ｄ／ｌ
となる。この例では、ＣＧＨ１２２は、ビームスプリッタで、回折光は、一次元方向に回折するものである。いずれにせよ、第一のＣＧＨ（ＣＧＨ１２２）とその回折光が入射するＣＧＨ（ＣＧＨ１２４−１、１２４−２、１２４−３）の位置関係は、第一のＣＧＨの設計値に従い最適値とする必要がある。しかしながら、上式の位置関係は、ビームサイズ、ＣＧＨサイズを考慮していないため実用上は、これらを考慮し若干のずれは許容することができる。
【００６２】
上記原理を用いたいくつかの実施の形態について説明する。図２１は図１９、図２０で説明したビームスプリッタ（分光手段）としてのＣＧＨ１２２が部材１２６に形成され、画像再生用のＣＧＨ１２４−１、１２４−２、１２４−３が他の部材１２８に形成されている光記録媒体を示している。部材１２６は図２２に示すように内部に空間を有する箱状であり、一方部材１２８は図２３に示すように板状である。また、図２２に示すように、部材１２６の開口部の四隅の内２箇所には、突起部１３０Ａ、１３０Ｂが設けられ、他の２箇所は突起部のないコーナ１３０Ｃ、１３０Ｄとなっている。さらに図２３に示すように、部材１２８の部材１２６との接触する側には、２つの突起１３２Ｃ、１３２Ｄが、上記コーナ１３０Ｃ、１３０Ｄに対応する形で設けられている。この構成により、図２４に示すように、部材１２８を部材１２６に取り付けると、部材１２８上のＣＧＨ１２４−１、１２４−２、１２４−３は、部材１２６上のＣＧＨ１２２に対して位置決めがされ、図２１の状態となる。
【００６３】
図２５は、図２１の実施の形態の変形例であり、部材１２８に相当する部材１２８Ａに２次元的に複数（この例では４個）のＣＧＨ１２４−４、１２４−５、１２４−６、１２４−７を配したものである。この部材１２８Ａが図２２の部材１２６に組み合わされて、光記録媒体を構成するが、部材１２６に設けられているビームスプリッタ（分光手段）としてのＣＧＨ１２２が２次元的に光を回折して、部材１２８Ａの４つのＣＧＨ１２４−４、１２４−５、１２４−６、１２４−７に回折光を照射するようあらかじめ設計される。
【００６４】
図２９の実施の形態は、図２１の実施の形態が２つの部材の組み合わせで構成されているのに対し、単一の部材１３２の対向する２つの異なる面に分光手段としてのＣＧＨ１２２と画像再生用ＣＧＨ１２４−１、１２４−２、１２４−３を形成したものである。したがって、光源１２からの単色光線はＣＧＨ１２２で分割されて、部材１３２内を透過し、ＣＧＨ１２４−１、１２４−２、１２４−３を照射して、その透過回折光により再生画像として「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の文字を得ている。
【００６５】
図３０の実施の形態では、単一の部材１４０の１つの面に分光手段としのＣＧＨ１２２と画像再生用ＣＧＨ１２４−１、１２４−３を形成したものであり、この面に対向する面は反射面１４２として構成されている。したがって、光源１２からの単色光線はＣＧＨ１２２で分割されて、部材１３２内を透過し、反射面１４２で反射されて再び部材１３２内を透過して、ＣＧＨ１２４−１、１２４−３を照射して、その透過回折光により再生画像として２つの「Ａ」の文字を得ている。
【００６６】
図３１は、図２９の実施の形態の変形例である。すなわち、図３２に示す断面図からわかるように、分光手段としてのＣＧＨ１２２と画像再生用ＣＧＨ１２４−１、１２４−２、１２４−３を部材１４４の内部にかつ形成し、かつＣＧＨ１２２と他のＣＧＨ１２４−１、１２４−２、１２４−３を異なる面に形成したものである。したがって、光源１２からの単色光線はＣＧＨ１２２で分割されて、部材１３２内を透過し、ＣＧＨ１２４−１、１２４−２、１２４−３を照射して、その透過回折光により再生画像として「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の文字を得ている。このように、ＣＧＨを部材の表面ではなく、内部に形成することはレプリカ製造をより困難とする上で有利であり、さらに異なる面（ここでは、表面ではなく、異なる深さ位置）にＣＧＨを形成することは、さらにレプリカ製造を困難としている。
【００６７】
上記図２９〜図３１の実施の形態では、画像再生用ＣＧＨが１列に配列されているが、図２５に示したように２次元的に配列することもでき、その場合、分光手段としてのＣＧＨ１２２が２次元的に分光するようなものとして設計される。図２１、図２９、図３１の実施の形態では、再生画像として「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の文字が得られ、図３０実施の形態では、再生画像として２つの「Ａ」の文字が得られるよう示されているが、これらの再生画像としては、任意の文字、記号、図形を用いることができる。これら複数の再生画像の内容が互いに関連するものであったり、個々に再生される画像を組み合わせると一定の意味ある内容を示すものとすることは好ましい態様である。例えば、会社名が「ＡＢＣ」という会社がその製品に付属する識別体としての光記録媒体に再生画像として「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の文字が得られるようあらかじめＣＧＨに記録しておくことができる。また、社名や組織名ではなく、商品名や商標を再生するようにしてもよい。このように複数のＣＧＨに異なるパターンが再生されるようあらかじめ記録しておき、これらが全て再生されて一定の意味ある内容が表示されるよう構成することは、偽造をより困難とする上で有利である。
【００６８】
図３３の（ａ）は図２１、図２９、図３０、図３１に適用可能な他の実施の形態の原理を説明する模式図である。光源１２からの単色光線は分光手段としてのＣＧＨ１２２で分割され、画像再生用のＣＧＨ１２５−１、１２５−２、１２５−３を照射して、その透過回折光により再生画像を得ている。図２１、図２９、図３０、図３１の実施の形態では、各ＣＧＨ１２４−１、１２４−２、１２４−３がそれぞれ１つの画像、すなわち文字を再生しているが、図３３の（ａ）の実施の形態では、個々の画像再生用のＣＧＨ１２５−１、１２５−２、１２５−３は図３４、図３５、図３６にそれぞれ示すように、３つの文字の一部分のみを再生するようあらかじめ記録媒体がなされている。
【００６９】
図３４、図３５、図３６の再生画像が結像面で合成されると、図３７に示すように、一定の意味ある複数の画像（文字）を得ることができる。図３４〜図３７に黒小円が示されているが、これは透過光中の０次光を示している。図３３の（ａ）の実施の形態では、複数の再生用ＣＧＨ１２５−１、１２５−２、１２５−３から画像が全て再生されて、はじめて完全な意味のある最終的合成画像を得ることができるので、再生用ＣＧＨ１２５−１、１２５−２、１２５−３からのみ画像を読み出したのでは、不完全な再生画像しか得られない。よって、偽造をより困難としている。
【００７０】
図３４、図３５、図３６は再生用ＣＧＨ１２５−１、１２５−２、１２５−３が４値又はそれ以上のＣＧＨとして構成されている場合の再生画像を示しているが、より単純で安価な２値のＣＧＨを用いた場合は、その画像再生の原理は図３３の（ｂ）に模式的に示すようなものとなり、図３８、図３９、図４０に示すような中央の点で示す０次光を点対象に２つの再生画像をそれぞれ得ることとなる。図３８、図３９、図４０の再生画像が結像面で合成されると、図４１に示すように、一定の意味ある複数の画像（文字）を得ることができる。
【００７１】
図４２は光記録媒体読取り装置の他の実施の形態を示す模式図である。画像再生用のＣＧＨ１２４に対して、２つの光源１２−１、１２−２から単色光線を同時に入射させると、それぞれ、０次光を点対象に＋１次回折光と−１次回折光により２つの再生画像を得ることができ、合計４個の画像が得られる。この場合、再生像の共役像（＋１次回折光と−１次回折光による対象な２つの再生画像）を重ねるか、あるいは相互に近傍に配置することにより、一定の意味のある画像（文字）を得て、認識率が向上する。
【００７２】
図４３はさらに他の実施の形態を示す模式図である。画像再生用の２つのＣＧＨ１２４−１、１２４−２に対して、２つの光源１２−１、１２−２から単色光線をそれぞれ独立して入射させると、それぞれ、０次光を点対象に＋１次回折光と−１次回折光により２つの再生画像を得ることができ、合計４個の画像が得られる。２つの光源１２−１、１２−２がそれぞれ別のＣＧＨ１２４−１、１２４−２を照射する構成であるので、これらの要素の配置関係が自由に選定できる。また、２つの異なる再生画像（この例では、文字「Ａ」と「Ｂ」）を得ることができ、これらを組み合わせて一定の意味を持たせることができる。なお、図４３では２つのＣＧＨで２種類の画像を再生しているが、その数は任意に増加できることは言うまでもない。
【００７３】
図４４〜図４６は、光源と再生用ＣＧＨと結像面としてのスクリーンの位置関係について、３つの場合を示したものであり、これらは本発明の実施の形態に組み合わせて用いることができるものである。図４４は、光源からの単色光線をハーフミラーで反射させて、ＣＧＨの面に垂直に光を入射させ、ハッチングで示すその反射回折光でスクリーン上に再生画像を投影するものである。この構成は、多値ＣＧＨなど、０次光周辺に回折する光に対応したものであり、ＣＧＨとスクリーン間の距離変動があっても、再生画像の形状に変化がなく、大きさのみが変化する。
【００７４】
図４５は、光源からＣＧＨへの入射光のＣＧＨの垂線に対する角度、すなわち入射角を回折角と一致させるよう光源を配置した例を示している。入射光と回折光は干渉しないため、ハーフミラーが不要となる。図４６は、光源からＣＧＨへの入射角を回折角の１／２と一致させるよう光源とハーフミラーを配置した例を示している。この構成によれば、斜入射の非点歪みの発生を打ち消すことができる。
【００７５】
次に光記録媒体読取り装置あるいは商品真贋判定装置の他の実施の形態について説明する。図４７はかかる装置の内部構造の主要部を示す部分透視斜視図である。ケーシング１４６の中には、図１で説明した識別体としての光記録媒体１が所定位置に保持されている。光記録媒体１を保持する機構は図示省略されているが、ケーシング１４６の上面に設けられたスロット１４７から光記録媒体１がガイドに沿って垂直に挿入され、所定位置で保持される。このとき、光記録媒体１の所定位置、この例では右下の角が基準点ＲＰとされる。
【００７６】
ケーシング１４６の内部には、光源１２と光源１２からの単色光線を反射させる第１ミラー１５４と、第１ミラー１５４で反射された光線を反射して光記録媒体１のホログラムパターンであるＣＧＨ５に照射する第２ミラー１５６と、これらの保持体１４８、１５０、１５２が設けられている。なお、ケーシング１４６の図中後部内壁はスクリーンとして機能し、スクリーン上の再生画像７を目視できるよう、ケーシングの上面の後方部には開口部１４９が設けられている。なお、開口部１４９は透明の板材で塞ぐことが防塵上、好ましい。また、このスクリーン部に図１７で説明した受光素子を配し、図１７同様、真贋判定装置とすることもできる。
【００７７】
保持体１４８は図示省略の駆動装置によりＹ軸方向に移動可能であり、また保持体１５２は同様にＸ軸方向に移動可能である。いま、光記録媒体１には基準点ＲＰからＸ軸方向にＸｎだけ、Ｙ軸方向にＹｎだけ離れた位置にＣＧＨ５が形成されているとき、保持体１５２が図示省略の基準点からＸ軸方向にＸｎだけ離れ、保持体１４８が同じく基準点からＹ軸方向にＹｎだけ離れた位置に移動して、光源１２からの光線を第１ミラー１５４、第２ミラー１５６を介してＣＧＨ５に照射することができる。
【００７８】
図４８は、図４７の読取り装置にて読み取られる光記録媒体１の例を示す平面図である。すなわち、基準点ＲＰからのＸ軸とＹ軸方向の距離の組み合わせがそれぞれ異なる３つの例が示されているが、これらの組み合わせは、ＣＧＨ５が約１ｍｍ角で構成されることから、数百から数千用意することができる。したがって、所定の団体又は組織毎及び／又は同一団体又は組織の商品毎に異なる位置にＣＧＨを記録することができる。この例では、光記録媒体１の基準点ＲＰから水平方向（Ｙ軸）及び垂直方向（Ｘ軸）に定められた距離だけ離れた位置、（Ｘ_1,Ｙ₁）、（Ｘ_2, Ｙ₂）、（Ｘ_3, Ｙ₃）が選定されてい様子が示されているが、これらを図４８に示すようにＡ社用、Ｂ社用、Ｃ社用などとあらかじめ定めておくことができる。
【００７９】
このようにＣＧＨ５が異なる位置に配された複数の種類の光記録媒体１は次のように用いられる。いま、上記例にあるＡ社用の光記録媒体１が図４７の読取り装置に装填されたものとする。読取り装置の操作者は光記録媒体１にＡ社の表示があることを確認すると、図示省略の操作ボタンあるいはキーボードにてＡ社であることを入力し、その結果、ミラー角度制御装置を制御して、Ａ社用に定められた（Ｘ_1, Ｙ₁）の位置を照射して、再生画像を得る。この様に手動でカードの種類の情報を入力する代りに、自動的に会社名（組織名又は商品名）を光記録媒体１から判読して、ミラー角度を制御することもできる。
【００８０】
図４９はかかる自動的な制御を実行するための回路構成を示すブロック図である。光記録媒体１（カード）の種類は、例えば、光記録媒体１に設けられている図示省略の磁気テープやバーコードを図４７内のリーダ１６０で読み取り、その出力信号からカード種類判別装置１６２で会社・商品などを判別する。この判別結果を受けて、ＣＧＨ位置選択装置１６４はあらかじめ記憶してある複数の水平方向（Ｙ軸）及び垂直方向（Ｘ軸）の距離の組み合わせから１つを選択する。選択された位置情報がミラー角度制御装置１６６に与えられ、所望の制御が行われる。
【００８１】
図４７の読取り装置あるいは真贋判定装置は、図１７の真贋判別装置、図１８の記録（消去）装置と組み合わせることができる。すなわち、図１の光記録媒体１に代えて図２〜図６の２ヵ所以上にＣＧＨを有する光記録媒体１０、１０Ａを対象とすることができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ホログラムパターンを所定の位置に成形し、単色光の所定波長の光線を照射して、その結果所定の映像が投影されるか否かにより容易に商品の真贋の判定を行うことが可能となり、偽造品などの不正商品の発見や製造への抑止効果が期待できる。購入する消費者にとっては真正の商品であることを認識でき、かつ販売店も真正品の販売を保証できる。また、税関においては不正商品輸入持ち込み防止に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に先立ち発明者らが開発した真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体を商品としてのバッグに適用した場合の斜視図である。
【図２】本発明による真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体の４値ＣＧＨのホログラム再生映像の投射例を示す斜視図である。
【図３】本発明による真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体の４値ＣＧＨのホログラム再生映像の投射例を示す斜視図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線における光記録識別体の断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線における光記録識別体の断面図である。
【図６】本発明による真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体の断面図である。
【図７】本発明による真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体の好ましい実施形態のホログラム再生映像の投射例を示す斜視図である。
【図８】回折格子による回折原理を示す模式図である。
【図９】２値ＣＧＨのホログラム再生映像の投射例を示す斜視図である。
【図１０】４値ＣＧＨのホログラム再生映像の投射例を示す斜視図である。
【図１１】４値ＣＧＨパターンの２つの異なる倍率での電子顕微鏡写真である。
【図１２】２値ＣＧＨパターンの顕微鏡写真である。
【図１３】４値ＣＧＨの凹凸段差の深さに対する光の位相関係を示したものである。
【図１４】２値ＣＧＨの凹凸段差の深さに対する光の位相関係を示したものである。
【図１５】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１６】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。
【図１７】ＣＧＨ１３ｂから画像を読み出し、そのパターンを所定のパターンと比較照合する真贋判定装置の好ましい実施の形態を示すブロック図である。
【図１８】ＣＧＨ１３ｂから画像を読み出し、その情報により、ＣＧＨ１３ｂを選択的に消去することのできる光記録媒体記録（消去）装置の好ましい実施の形態を示すブロック図である。
【図１９】光源からの単一の光線をホログラムパターンで複数に分割し、複数のＣＧＨに照射し、その透過回折光によりそれぞれの文字を投影している様子を示す模式図である。
【図２０】図１９に示した構成の位置関係を説明するための模式図である。
【図２１】分光手段としてのＣＧＨと画像再生用のＣＧＨが別の部材に形成されている光記録媒体の実施の形態を示す透視的斜視図である。
【図２２】図２１の光記録媒体の一方の部材を示す斜視図である。
【図２３】図２１の光記録媒体の他方の部材を示す斜視図である。
【図２４】図２２、図２３の２つの部材を組み合わせる様子を示す斜視図である。
【図２５】図２１の実施の形態の変形例に用いられる一方の部材の斜視図である。
【図２６】本発明の光記録媒体の動作原理を説明するための模式図である。
【図２７】本発明の光記録媒体の動作原理を説明するための模式図である。
【図２８】本発明の光記録媒体の動作原理を説明するための模式図である。
【図２９】分光手段としてのＣＧＨと画像再生用のＣＧＨが同一の部材に形成されている光記録媒体の実施の形態を示す透視的斜視図である。
【図３０】分光手段としてのＣＧＨと画像再生用のＣＧＨが同一の部材に形成されている光記録媒体の他の実施の形態を示す透視的斜視図である。
【図３１】分光手段としてのＣＧＨと画像再生用のＣＧＨが同一の部材に形成されている光記録媒体の更に他の実施の形態を示す透視的斜視図である。
【図３２】図３１の断面図である。
【図３３】本発明のいくつかの実施の形態に適用可能な他の実施の形態の原理を説明する模式図である。
【図３４】図３３の構成により１つのＣＧＨで再生される画像例を示す図である。
【図３５】図３３の構成により他の１つのＣＧＨで再生される画像例を示す図である。
【図３６】図３３の構成により更に他の１つのＣＧＨで再生される画像例を示す図である。
【図３７】図３４、図３５、図３６の画像が合成されて得られる画像を示す図である。
【図３８】図３３の構成に２値のＣＧＨを用いた場合、１つのＣＧＨで再生される画像例を示す図である。
【図３９】図３３の構成に２値のＣＧＨを用いた場合、他の１つのＣＧＨで再生される画像例を示す図である。
【図４０】図３３の構成に２値のＣＧＨを用いた場合、更に他の１つのＣＧＨで再生される画像例を示す図である。
【図４１】図３８、図３９、図４０の画像が合成されて得られる画像を示す図である。
【図４２】光記録媒体読取り装置の他の実施の形態を示す模式図である。
【図４３】光記録媒体読取り装置の更に他の実施の形態を示す模式図である。
【図４４】光源と再生用ＣＧＨと結像面としてのスクリーンの位置関係の１つの態様であり本発明の実施の形態に組み合わせて用いることができるものを示す模式図である。
【図４５】光源と再生用ＣＧＨと結像面としてのスクリーンの位置関係の他の態様であり本発明の実施の形態に組み合わせて用いることができるものを示す模式図である。
【図４６】光源と再生用ＣＧＨと結像面としてのスクリーンの位置関係の更に他の態様であり本発明の実施の形態に組み合わせて用いることができるものを示す模式図である。
【図４７】光記録媒体読取り装置あるいは商品真贋判定装置の他の実施の形態の内部構造の主要部を示す部分透視斜視図である。
【図４８】図４７の読取り装置にて読み取られる光記録媒体の例を示す平面図である。
【図４９】図４７の装置において自動的な制御を実行するための回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、２、１０、１０Ａ 識別体（真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体）
３ 商品
４、１２、１２ａ、１２ｂ 光源
５、６、１３ａ、１３ｂ、１２２、１２４−１、１２４−２、１２４−３、１２５−１、１２５−２、１２５−３ ＣＧＨ
７、１４ａ、１４ｂ 再生画像
９、１１ａ、１１ｂ 単色光線

Claims (2)

1. 単色光が照射されたとき、その透過回折光又は反射回折光が複数の光線に分かれるよう構成された分光手段と、前記分光手段により得られた複数の光線により照射される位置にそれぞれ配され、その透過回折光又は反射回折光により所定画像を投影するよう構成された複数のホログラムパターンとを有し、前記複数のホログラムパターンがそれぞれＣＧＨとして記録されている真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体。
2. 単色光が照射されたとき、その透過回折光又は反射回折光が複数の光線に分かれるよう構成された分光手段が設けられた第１構造体と、前記分光手段により得られた複数の光線の照射により所定画像を投影するよう構成された複数のホログラムパターンがＣＧＨ記録部として設けられた第２構造体と、前記第１構造体と第２構造体が所定の位置関係で配されて、前記複数の光線が前記複数のホログラムパターンを照射するよう位置決めをする手段とを有する真正商品表示像投影データ記録済光記録媒体。

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