JP3305797B2 - ホログラムを用いた情報記録媒体とその情報読取方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホログラムを用いた情
報記録媒体とその情報読取方法および装置に係り、特に
情報の読み取りを困難として、より高度なセキュリティ
性（データの機密性）を持たせるようにしたホログラム
を用いた情報記録媒体とその情報読取方法および装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光の干渉および回折現象を巧みに
利用し、物体の３次元情報を表示する手法として、ホロ
グラムが様々な分野で用いられている。その中でも、最
近では、情報記録の分野でのホログラムの利用も多くな
ってきている。

【０００３】すなわち、情報記録に用いられるホログラ
ムメモリは、 （ａ）冗長性と高密度記録が両立し得る （ｂ）情報読出機構が高速で信頼性の高い構成をとれる （ｃ）メモリが安価で大量複製が可能である等の、他に
ない特質を備えていることから、デジタルメモリ、ある
いは画像メモリとして可能性が注目されてきている。

【０００４】ところで、現在提案されているホログラム
メモリは、基材表面に複数の要素ホログラムを形成して
なるホログラムを用いて構成され、各要素ホログラム単
位に照明光（再生光）を照明して情報を読み出してい
る。

【０００５】このため、その情報の読取りは、レ―ザ光
または白色光を当てることによって、目視もしくはセン
サ―で誰にでも簡単に行なうことができることから、セ
キュリティ性（データの機密性の保持）の点で問題があ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のホログラムメモリでは、簡単に情報の読み取りが行
なわれてしまい、セキュリティ性の点で問題があった。

【０００７】本発明は、情報の読み取りを困難として、
より高度なセキュリティ性を持たせることが可能なホロ
グラムを用いた情報記録媒体とその情報読取方法および
装置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】上記の目的を達成するた
めに、本発明のホログラムを用いた情報記録媒体は、基
材表面上にドット状の複数の要素ホログラムを形成して
なるホログラムの、各要素ホログラムに分割してデータ
を記録するようにした情報記録媒体において、複数の要
素ホログラムに同一の光源から発生した照明光を同時に
照射することで、あらかじめ決められた暗号化による組
み合わせに対応させて選択された照明光による複数の要
素ホログラムの再生データの和が一つの情報を表わすよ
うに、当該各要素ホログラム毎に互いに異なる２次元の
データを持つパターンを、同一基材表面に記録して成
る。

【０００９】また、上記の目的を達成するために、本発
明の別のホログラムを用いた情報記録媒体の情報読取方
法は、上記請求項１に記載のホログラムを用いた情報記
録媒体の情報を読み取る方法において、あらかじめ決め
られた暗号化による組み合わせに対応させて選択された
複数の要素ホログラムに対して照明光を同時に照射し、
当該各要素ホログラムに記録されているパターンの再生
データの和を一つの情報として読み取るようにしてい
る。

【００１０】さらに、上記の目的を達成するために、本
発明の別のホログラムを用いた情報記録媒体の情報読取
装置は、上記請求項１に記載のホログラムを用いた情報
記録媒体の情報を読み取る装置において、情報記録媒体
の照明光の入射側に配設され、あらかじめ決められた暗
号化による組み合わせに対応させて複数の要素ホログラ
ムを選択する振幅変調要素と、振幅変調要素と反対側に
配設され、振幅変調要素により選択されて照明光の当た
った各要素ホログラムに記録されているパターンの再生
データの和を一つの情報として読み取るデータ読取手段
とを備えて成っている。

【００１１】ここで、特に上記振幅変調要素としては、
液晶パネル等が考えられる。

【００１２】

【作用】従って、本発明のホログラムを用いた情報記録
媒体は、あらかじめ決められた暗号化による組み合わせ
に対応させて選択された照明光による複数の要素ホログ
ラムの再生データの和が一つの情報を表わすように、各
要素ホログラム毎に互いに異なる２次元のデータを持つ
パターンを、同一基材表面に記録しており、その情報を
読み取る場合には、あらかじめ決められた暗号化による
組み合わせに対応させて複数の要素ホログラムを振幅変
調要素で選択し、それらに対して照明光を同時に照射す
ることにより、各要素ホログラムに記録されているパタ
ーンの再生データの和が、データ読取手段で一つの情報
として読み取られる。

【００１３】これにより、暗号化された照明光の照射パ
ターンがわからない限り、情報を読み取ることができな
い、すなわち振幅変調要素で選択される複数の要素ホロ
グラムの組み合わせを暗号化して、情報の隠蔽効果を持
たせて情報の読み取りを困難とし、より高度なセキュリ
ティ性（データの機密性）を持たせることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して詳細に説明する。

【００１５】図１は、本実施例のホログラムを用いた情
報記録媒体の構成例を示す平面図である。

【００１６】すなわち、本実施例のホログラムを用いた
情報記録媒体１は、図１に示すように、感光材を有する
ホログラム面（乾板）１Ａ上に、互いに異なる２次元の
データを持つパターンが記録されたドット状の複数の要
素ホログラム１Ｂを形成してなるマルチドット方式のホ
ログラムから成っている。

【００１７】次に、図２を用いて、本実施例の作成方法
に使用される光学系について説明する。

【００１８】入力データから計算機で作成した原画パタ
ーンを、振幅変調要素である液晶パネル１０に表示し、
その透過光である物体光を、レンズ１２を介してホログ
ラム面（ホログラム乾板）１４に集光する。また、この
集光部に、同一方向から参照光を入射させ、この物体光
と参照光との干渉縞パターンを、ドット状の要素ホログ
ラムとして、ホログラム面１４に記録する。

【００１９】そして、ホログラムフィルムを、縦、横方
向に僅かずつ移動させて順次露光を行ない、ホログラム
面１４の全面にドット状の要素ホログラムを露光する。
この場合、各要素ホログラム毎に液晶パネル１０に表示
する原画パターンを変化させながら露光を行なう。

【００２０】次に、図３を用いて、１ステップ・リップ
マンＨＳによる作成システムについて、具体的に説明す
る。

【００２１】図３は、そのシステムの具体的構成例を示
す概要図である。図３において、ヘリウム・ネオンレ−
ザ２０からのレ−ザビ−ムは、ビ−ムスプリッタ２２に
より物体光と参照光に分離される。

【００２２】このうち、物体光は、レンズ２４を介して
平行光となり、液晶パネル１０を照明し、液晶パネル１
０により振幅（強度）変調される。さらに、この振幅変
調された物体光は、レンズ２６、スリット２８、さらに
レンズ３０、ミラ−３２を介して、パワ−の大きい球面
レンズ３４に導かれ、このレンズ３４によって、ホログ
ラム面１４上に集光される。また、参照光は、ミラ−３
８を介して、物体光と同一方向からホログラム面１４上
に集光される。

【００２３】ここで、レンズ２６、スリット２８、さら
にレンズ３０は、液晶パネル１０のマトリックス構造を
取り除くための空間フィルタリング系を構成している。

【００２４】一方、ホログラム面１４は、Ｘ−Ｙステ−
ジ３６に固定され、縦、横方向に移動可能である。そし
て、液晶パネル１０の情報を変えると共に、Ｘ−Ｙステ
−ジ３６を移動して、ホログラム面１４の全面にドット
状の要素ホログラムを形成する。全体のシステムは、パ
−ソナル・コンピュ−タによりコントロ−ルする。な
お、ホログラム面１４に使用する感光材としては、例え
ば、銀塩感光材を用いることができる。

【００２５】次に、図４および図５を用いて、本実施例
に係るホログラムの作成装置（プリンタ）の構成例につ
いて説明する。

【００２６】すなわち、まず、図５のステップＡにおい
て、記録する互いに異なる複数の２次元のデータを、一
括してホストコンピュ−タ４０に入力する。

【００２７】次に、ステップＢにおいて、ホログラム乾
板１４をフィルム移動コントロ−ラ４６により移動し
て、ホログラム乾板１４を所望の位置（露光位置の原
点）に設定する。

【００２８】次に、ステップＣにおいて、グラフィック
・プロセッサ４２により、上記複数の２次元データのう
ちの所定の一つのデータから、ホログラム面１４上の集
光部の座標位置に対応する原画を計算し、フレ−ムメモ
リ４４に蓄積する。

【００２９】次に、ステップＤにおいて、液晶パネル１
０に原画パターンを表示する。

【００３０】次に、ステップＥにおいて、光学系４８の
シャッタを開き、液晶パネル１０を露光する。レ−ザ装
置２０より取り出されたレ−ザ光は、ビ−ムスプリッタ
２２により物体光と参照光に分けられ、物体光は、液晶
パネル１０の原画パターンにより振幅変調されて、ホロ
グラム面１４に集光され、参照光と共に一つの要素ホロ
グラムを形成する。

【００３１】次に、ステップＦにおいて、ホログラム乾
板１４は、フィルム移動コントロ−ラ４６により順次移
動され、ステップＧを介して露光が終了するまで、ステ
ップＣ，Ｄ，Ｅの操作を繰り返すことにより、ホログラ
ム面１４の全面を塗りつぶすように露光される。

【００３２】この場合、ステップＣでは、上記複数の２
次元データの中から前回とは異なった一つのデータを次
々に選択し、この選択されたデータから、各要素ホログ
ラム毎に異なった原画パターンを計算し、ステップＤに
おいて、液晶パネル１０に各要素ホログラム毎に異なっ
た原画パターンを表示する。

【００３３】その後、ステップＨにおいて、ホログラム
１４の現像処理が現像機５０により行なわれ、ホログラ
ムが自動的に作成される。

【００３４】以上により、ホログラム面１４に、互いに
異なる２次元のデータを持つ原画パターンが記録された
ドット状の複数の要素ホログラムを形成してなるホログ
ラム１が得られる。

【００３５】なお、グラッフィク・プロセッサ４２、フ
ィルム移動コントロ−ラ４６、および現像機５０は、Ｃ
ＰＵにより制御される。

【００３６】次に、図６は本実施例のホログラムを用い
た情報記録媒体の情報読取装置の構成例を示す概要図で
ある。

【００３７】すなわち、本実施例の情報読取装置は、図
６に示すように、振幅変調要素である液晶パネル２と、
データ読取手段であるセンサー（例えば、ＣＣＤ等のよ
うなエリアセンサー）３とから構成している。

【００３８】ここで、液晶パネル２は、前記情報記録媒
体１の照明光の入射側に配設され、あらかじめ決められ
た暗号化による組み合わせに対応させて複数の要素ホロ
グラム１Ｂを選択するものである。

【００３９】また、センサー３は、液晶パネル２と反対
側に配設され、液晶パネル２により選択されて照明光の
当たった各要素ホログラム１Ｂに記録されているパター
ンの再生データの和を一つの情報として読み取るもので
ある。

【００４０】次に、以上のようにして作成された本実施
例のホログラムを用いた情報記録媒体の情報読取方法に
ついて、図６および図７を用いて説明する。

【００４１】本実施例のマルチドット方式のホログラム
を用いた情報記録媒体１は、微小な要素ホログラムの集
まりとしてホログラムが構成されており、再生像はその
像の集まりとして表現される。このため、再生パターン
は、照明光の当たった要素ホログラムに記録されている
原画パターンの和として再生される。

【００４２】そこで、図６に示すように、情報記録媒体
１の各要素ホログラムに記録された原画パターンのう
ち、あらかじめ決められた暗号化による組み合わせに対
応させて複数の要素ホログラム（例えば２個）１Ｂを、
液晶パネル１０によって選択し、それらに対して照明光
を同時に照射することにより、選択されて照明光の当た
った２個の各要素ホログラム１Ｂに記録された原画パタ
ーンの再生データの和が、センサ―３面で一つの情報と
して読み取られる。

【００４３】例えば、図７に示すような２個の要素ホロ
グラム１Ｂが選択された場合には、その図７に示すよう
な原画パターンが、一つの情報として読み取られること
になる。

【００４４】上述したように、本実施例のホログラムを
用いた情報記録媒体１は、あらかじめ決められた暗号化
による組み合わせに対応させて選択された照明光による
複数の要素ホログラム１Ｂの再生データの和が一つの情
報を表わすように、各要素ホログラム１Ｂ毎に互いに異
なる２次元のデータを持つパターンを、同一基材表面に
記録しており、またその情報を読み取る場合には、あら
かじめ決められた暗号化による組み合わせに対応させて
複数の要素ホログラム１Ｂを、振幅変調要素である液晶
パネル２で選択し、それらに対して照明光を同時に照射
することにより、各要素ホログラム１Ｂに記録されてい
るパターンの再生データの和を、データ読取手段である
センサー３で一つの情報として読み取るようにしたもの
である。

【００４５】従って、次のような種々の効果が得られる
ものである。

【００４６】（ａ）情報記録媒体１の各要素ホログラム
１Ｂにあらかじめ記録されたパターンのうちの、あらか
じめ決められた暗号化による組み合わせに対応させて複
数個を、液晶パネル２によって選択することにより、液
晶パネル２で選択されて照明光の当たった各要素ホログ
ラム１Ｂの記録パターンの再生データの和が、一つの情
報として得られる。

【００４７】これにより、従来のホログラフィックなメ
モリ―は、要素ホログラム単位に再生光を照明して読み
出していたことから、目視もしくはセンサ―で、誰でも
簡単にデータを読み取ることができたのに対して、本実
施例のホログラムを用いた情報記録媒体１では、暗号化
された照明光の照射パターンがわからない限り、情報を
読み取ることができない、すなわち液晶パネル２で選択
される複数の要素ホログラム１Ｂの組み合わせを暗号化
して、情報の隠蔽効果を持たせて情報の読み取りを困難
とし、より高度なセキュリティ性（データの機密性）を
持たせることが可能となる。

【００４８】（ｂ）記録するデータは、２次元の画像デ
ータを扱う場合、本実施例では、書き込みおよび読み取
りが画像データとして行えなるため、書き込みおよび読
み取り時に、デコ―ドやエンコ―ド処理が必要なくな
る。もちろん、他のデータの記録にも用いることが可能
である。

【００４９】（ｃ）本実施例のホログラム作成装置（プ
リンタ）によれば、情報記録媒体１を自動的に作成する
ことができる。

【００５０】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、次のよう
に種々に変形して実施できるものである。

【００５１】（ａ）上記実施例では、表示手段として、
レ−ザ光を振幅変調するための振幅変調要素である液晶
パネルを用いる場合について説明したが、これに限ら
ず、このシステムに用いるためには、画素数が２５６×
２５６以上で、８ビットの階調を表現でき、コヒ−レン
ト光照明においても低ノイズで画像を表示できるような
振幅変調要素が好ましい。例えば、マスクを用いるよう
にしてもよい。

【００５２】（ｂ）上記実施例では、振幅変調要素とし
て、光の強度を変調する液晶パネル１０を用いる場合に
ついて説明したが、これに限らず、スリットや遮光マス
クおよびフィルム等を用いるようにしてもよい。

【００５３】（ｃ）上記実施例では、ホログラム乾板と
して、リップマンホログラム乾板を用いる場合について
説明したが、これに限らず、その他のホログラム乾板を
用いるようにしてもよい。

【００５４】（ｄ）上記実施例では、感光材として銀塩
感光材を使用したが、リップマンホログラムを高画質で
記録するために、高分子感光材料を使用することも可能
である。

【００５５】（ｅ）上記実施例では、記録する互いに異
なる複数の２次元のデータを、一括してホストコンピュ
−タ４０に入力する場合について説明したが、これに限
らず、要素ホログラムを記録する毎に、前記図５のステ
ップＡにおいて、前回とは異なる２次元のデータをその
都度ホストコンピュ−タ４０に入力するようにしてもよ
い。

【００５６】（ｆ）上記実施例では、情報記録媒体１
を、基板表面上にドット状の複数の要素ホログラムを形
成してなるマルチドット・ホログラムで記録する場合に
ついて説明したが、これに限らず、例えば電子線で直接
グレーティングを記録する方法としてもよい。

【００５７】（ｇ）上記実施例では、ホログラム作成の
光学系は、参照光を物体光と同じ側から入射し透過型と
して使用する場合について説明したが、何らこれに限ら
れるものではない。

【００５８】（ｈ）上記実施例では、情報記録媒体１の
各要素ホログラム１Ｂにあらかじめ記録された原画パタ
ーンのうちのあらかじめ決められた暗号化による組み合
わせに対応させて２個を、液晶パネル１０によって選択
する場合について説明したが、これに限らず、あらかじ
め決められた暗号化による組み合わせに対応させて２個
以外の複数個を、液晶パネル１０によって選択するよう
にしてもよい。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、あ
らかじめ決められた暗号化による組み合わせに対応させ
て選択された照明光による複数の要素ホログラムの再生
データの和が一つの情報を表わすように、各要素ホログ
ラム毎に互いに異なる２次元のデータを持つパターン
を、同一基材表面に記録して情報記録媒体を構成し、そ
の情報を読み取る場合に、あらかじめ決められた暗号化
による組み合わせに対応させて複数の要素ホログラムを
振幅変調要素で選択し、それらに対して照明光を同時に
照射することにより、各要素ホログラムに記録されてい
るパターンの再生データの和を、データ読取手段で一つ
の情報として読み取るようにしたので、暗号化された照
明光の照射パターンがわからない限り、情報を読み取る
ことができない、すなわち振幅変調要素で選択される複
数の要素ホログラムの組み合わせを暗号化して、情報の
隠蔽効果を持たせて情報の読み取りを困難とし、より高
度なセキュリティ性（データの機密性）を持たせること
が可能なホログラムを用いた情報記録媒体とその情報読
取方法および装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるホログラムを用いた情報記録媒体
の一実施例を示す平面図。

【図２】本発明による１ステップ・リップマンＨＳの光
学系を示す概要図。

【図３】本発明のリップマンＨＳ合成のための詳細な光
学系を示す概要図。

【図４】本発明のホログラフィックプリンタシステムの
構成例を示す概要図。

【図５】図４におけるホログラフィックプリンタシステ
ムのフロー図。

【図６】本発明によるホログラムを用いた情報記録媒体
の情報読取装置の構成例を示す概要図。

【図７】本発明によるホログラムを用いた情報記録媒体
の情報読取方法を説明するための概要図。

【符号の説明】

１…情報記録媒体、１Ａ…ホログラム面、１Ｂ…要素ホ
ログラム、２…液晶パネル、３…センサー、１０…液晶
パネル、１２，２４，２６，３０，３４…レンズ、１４
…ホログラム面、１６…集光部、２０…レ−ザ、２２…
ビ−ムスプリッタ、２８…スリット、３２…ミラ−、３
６…Ｘ−Ｙステ−ジ、３８…ミラ−、４０…ホストコン
ピュ−タ、４２…グラフィック・プロセッサ、４４…フ
レ−ムメモリ、４６…フィルム移動コントロ−ラ、４８
…光学系、５０…現像機。

フロントページの続き (72)発明者 高橋 進 東京都台東区台東一丁目５番１号 凸版 印刷株式会社内 (72)発明者 山口 雅浩 東京都世田谷区鎌田４−１−31−502 (72)発明者 本田 捷夫 神奈川県横浜市緑区北八朔町1913−12 (72)発明者 大山 永昭 神奈川県川崎市川崎区観音２−３−９ (56)参考文献 特開 平５−173469（ＪＰ，Ａ) 特表 平１−502459（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/00 - 7/013 G03H 1/00 - 5/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材表面上にドット状の複数の要素ホロ
   グラムを形成してなるホログラムの、前記各要素ホログ
   ラムに分割してデータを記録するようにした情報記録媒
   体において、 前記複数の要素ホログラムに同一の光源から発生した照
   明光を同時に照射することで、あらかじめ決められた暗
   号化による組み合わせに対応させて選択された照明光に
   よる前記複数の要素ホログラムの再生データの和が一つ
   の情報を表わすように、当該各要素ホログラム毎に互い
   に異なる２次元のデータを持つパターンを、同一基材表
   面に記録して成ることを特徴とするホログラムを用いた
   情報記録媒体。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載のホログラムを用い
   た情報記録媒体の情報を読み取る方法において、 前記あらかじめ決められた暗号化による組み合わせに対
   応させて選択された複数の要素ホログラムに対して照明
   光を同時に照射し、 当該各要素ホログラムに記録されているパターンの再生
   データの和として情報を読み取ることを特徴とする情報
   記録媒体の情報読取方法。
3. 【請求項３】 前記請求項１に記載のホログラムを用い
   た情報記録媒体の情報を読み取る装置において、 前記情報記録媒体の照明光の入射側に配設され、前記あ
   らかじめ決められた暗号化による組み合わせに対応させ
   て複数の要素ホログラムを選択する振幅変調要素と、 前記振幅変調要素と反対側に配設され、前記振幅変調要
   素により選択されて照明光の当たった各要素ホログラム
   に記録されているパターンの再生データの和を一つの情
   報として読み取るデータ読取手段と、 を備えて成ることを特徴とする情報記録媒体の情報読取
   装置。
4. 【請求項４】 前記振幅変調要素は、液晶パネルである
   ことを特徴とする請求項３に記載の情報記録媒体の情報
   読取装置。