JP3674392B2 - Ｉｃ搭載光記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真偽の判別が容易にできるＩＣを搭載した記録媒体に関し、特にプリペイドカード、クレジットカード、キャッシュカード、ＩＤカードなどに好適なＩＣ搭載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。
一方、カード型記録媒体としては従来から広くクレジットカードなどに用いられている磁気記録式のものに代えて、ＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリをＩＣチップ内に構成し、かかるＩＣチップを搭載したカードが実用化されようとしている。かかるＩＣチップ搭載型記録媒体は、従来の磁気記録方式のカードに代えて使用した場合、飛躍的に記憶容量が大きいことに加えて、必要に応じてＣＰＵを搭載することができるので、今後普及することが予想される。
【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光記録媒体の真贋判定、すなわち真正光記録媒体か、何らオーソライズされていないもの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光記録媒体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。
一方、ＩＣチップ搭載型記録媒体は、従来の磁気記録式カード同様、偽造や不法なコピーの対象とされるおそれがある。
【０００４】
また、偽造困難なホログラムを有するＩＣ搭載光記録媒体を広く普及させるためには、現在既に幅広く使用されているプリペイドカード、クレジットカード、キャッシュカード等と同等の利用環境を実現した上で高セキュリティを保つ必要がある。しかしながら、ホログラムを設けたために従来から使用されている各種の情報記録カードと異なる形態のカードになっては、記録・再生装置の新規設置や置き換え等、非常に長い準備期間を要することになり、普及を妨げる原因となるという問題がある。
したがって、本発明では、従来型のカードと互換性を持たせた形状とすることにより、従来型カードと新規カードとの共存期間を設けて、徐々にその拡張を図ることを可能にしている。
【０００５】
また、ホログラムから情報を正しく読み取るためには、ホログラムに照射する単色光やその透過回折光又は反射回折光が常に一定の条件で得られることが望ましい。したがって、ホログラムが磁気ストライプと混在したり、エンボスを設けた凹凸面に存在したりすると、その回折画像の再生は極めて困難になる。また、カード表面への印刷等、ホログラムが存在する領域の表面に不純物があると、回折光による再生が不安定になる恐れがある。したがって、ホログラムの設けられた領域は平面で反射又は透過率が高いことが望ましい。
【０００６】
印刷が施されているカードにホログラムを設ける場合、ホログラムを設ける領域の、反射型のホログラムであれば入光面側、透過型のホログラムであれば両面に印刷されないよう配慮する必要がある。カードの持ち主を目視等で認識するために顔写真等を印刷している場合には、特にその視覚を阻害することのないよう十分に配慮する必要がある。
このように、従来型カードとの互換性をもたせる場合、エンボス情報や顔写真などの印刷情報を含む他のデータ記録領域に対して何ら支障がないように、様々な弊害が生じないようにしてホログラムを配置する必要がある。
【０００７】
そこで、本発明はＩＣチップを搭載する記録媒体であって、不法な記録媒体であるか、真正な記録媒体であるかを容易に判定でき、かつ偽造が極めて困難な従来型と互換性のあるＩＣチップ搭載光記録媒体を提供することを目的とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明ではＩＣチップを搭載した記録媒体に、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真正光記録媒体であることを示す所定画像を投影するようにホログラムパターンをＣＧＨとして記録しておき、使用時や検査時にこのＣＧＨに単色光を照射して得られる所定回折光から記録媒体固有のデータを得たり、また所定画像が再生さえるかどうかを目視にて確認する再生装置に適用可能なものとしたものである。また、ＩＣチップから読み出される記録媒体固有のデータとＣＧＨから読み出される同様なデータを比較照合することによっても、真正な記録媒体か否かを判断する再生装置に適用可能なものとしたものである。
【００１０】
すなわち、本発明によれば、単色光が照射されたときに所定情報を示す回折光が出力される複数のホログラムパターンが基板に形成され、且つ情報を記録可能なメモリを有したＩＣチップが具備されたＩＣ搭載光記録媒体において、前記複数のホログラムパターンは、４値ＣＧＨパターンと複数の２値ＣＧＨパターンとから構成され、前記複数の２値ＣＧＨパターンは、破壊済ホログラムパターンと未破壊ホログラムパターンとを同数比で形成したことを特徴とするＩＣ搭載光記録媒体が提供される。
【００１４】
なお、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光記録媒体の著作権者、製造者、販売者、所有者、使用者、契約内容、光記録媒体自体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ＩＣ搭載光記録媒体の所定の位置に形成されると共に、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。
【００１５】
また、上記ＩＣ搭載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ＩＣ搭載光記録媒体を成形するとき、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。
【００１６】
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光記録媒体識別体であって、単色光又はコヒーレントな光をホログラムに照射した場合に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、またどのような照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。
【００１７】
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により光記録媒体識別体の所定の場所に成形しておき、このＣＧＨに単色光を照射して、その再生映像パターンを機械的に認識したり、投影したりして、その結果、所定の再生映像パターンであるか否かを判別することにより真贋を判定することに適用可能としたものである。これによって、ＩＣ搭載光記録媒体が真正であるか否かの判別を店頭などにて行うことができる。
【００１８】
【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は本発明にかかるＩＣ搭載光記録媒体の好ましい実施の形態を示す斜視図である。この光記録媒体１０Ａは、カード型であり一般にＩＣカードと言われているものの改良品であり、合成樹脂の薄い基板上に、あるいは一部が埋め込まれてＩＣチップ１４が搭載されている。ＩＣチップ（単にＩＣともいう）１４は、少なくとも書き込み可能なメモリを有していて、必要に応じてＣＰＵ（中央演算処理装置）を含むことができる。またＩＣチップ１４、光記録媒体１０Ａが所定のリーダ／ライタに装填されたとき、リーダ／ライタとの間で信号授受が可能なように、複数の端子を有している。なお、端子に代えて、非接触方式での信号授受を行うための無線通信機能、アンテナなどを具備するようにしても良い。
【００１９】
光記録媒体１０Ａ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）１６Ａが成形されている。このＣＧＨ１６Ａは１つが１ミリ角程度の大きさのＣＧＨ部分が複数集合して形成されている。単色光を発光する光源１２から単色光線９を光記録媒体１０Ａに成形されたＣＧＨ１６Ａに照射し、その透過回折光により再生映像パターン１８Ａを得る。図１のＣＧＨ１６Ａは光透過型であるが、図２の光記録媒体１０Ｂの実施の形態はＣＧＨ１６Ｂが光反射型である点でのみ図１の構成と異なる。すなわち、光源１２から単色光線９を光記録媒体１０Ｂに成形されたＣＧＨ１６Ｂに照射し、その反射回折光により再生映像パターン１８Ｂを得る。図１、図２の例では、再生映像パターン１８Ａ、１８Ｂは文字「Ａ」として示されているが、再生すべき画像（映像）は文字、記号、図形など自由に選択できる。
【００２０】
図３は図１のＡ−Ａ線での断面図及び図２のＢ−Ｂ線での断面図を含む４つの断面図である。すなわち、図１の透過型ＣＧＨ１６Ａを用いる場合（ａ、ｂ）と、図２の反射型ＣＧＨ１６Ｂを用いる場合（ｃ、ｄ）のそれぞれにおいて、ＣＧＨがＩＣチップ１４と同一面に構成されているか、反対面に構成されているかにより、図３の４つの構成に分けられる。図３において、光記録媒体１０Ａ又は１０Ｂを構成する基板としての部材２０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２０にはＣＧＨ１６Ａ又は１６Ｂが成形される。このＣＧＨ１６Ａ、１６Ｂの露出面を覆うように部材２０は屈折率の異なる材料による保護層２２でコーティングされている。図３のｃ、ｄの反射型では、ＣＧＨ１６Ｂの一方の面に反射膜２４が設けられている。反射膜２４はアルミニウムをスパッタにて薄膜として付着することができる。
【００２１】
図４は本発明の光記録媒体の他の実施の形態を示す斜視図である。この光記録媒体１０Ｃでは、ＣＧＨ１６Ｃが光記録媒体１０Ｃの主要部である基板を構成する部材２０とは別の部材２６に構成されている点で図１、図２の実施の形態とは異なる。図５は、図４についての図３同様の断面図であり、ＣＧＨ１６Ｃが透過型を用いる場合（ａ、ｂ）と、反射型１６Ｄを用いる場合（ｃ、ｄ）のそれぞれにおいて、ＣＧＨがＩＣチップ１４と同一面に構成されているか、反対面に構成されているかにより、図５の４つの構成に分けられる。ＣＧＨ１６Ｃ、１６Ｄが形成された部材２６は、部材２０に設けられた凹部に埋め込まれて、接着剤にて固定される。このＣＧＨ１６Ｃ、１６Ｄが形成された部材２６は、基板を構成する部材２０と同様の材料を用いているが、部材２６として図２４に示すようなＣＧＨシート２９を作成して、部材２０に貼着してもよい。このとき部材２０には、凹部を形成しなくても良い。
【００２２】
図２４に本発明の情報記録媒体の一実施の形態に用いられるＣＧＨシート２９の断面図を示す。これは、シート基材２７に、剥離性保護層２５、ＣＧＨ形成層２３、アルミ層（反射膜）２４、接着剤層２１を順次積層して構成したものである。このシート基材２７としては、例えば５０μｍ程度のポリエステル、ポリカーボネート等の樹脂フィルムが使用できる。剥離性保護層２５は、例えば、アクリル系樹脂をグラビアコート、ロールコート等の既知の塗布方法により、厚さ１〜２μｍ程度の樹脂層を形成することにより作成することができる。ＣＧＨ形成層２３は、例えばポリカーボネート系樹脂、ＵＶ硬化樹脂系を上記と同様のコート法により樹脂層を形成することにより作成することができる。そして、このときの厚さは２〜３μｍが良く、ＣＧＨ１６が形成されたニッケル製のスタンパをこの樹脂層に対して押圧、ＵＶ照射することによりＣＧＨ形成層２３を形成することができる。反射型の記録媒体の場合、ＣＧＨ形成層２３にアルミ層（反射膜）２４を形成するが、この反射膜２４は読み取り用の入射光を反射する層でＡｌ、Ｓｎ等の金属もしくは光ディスク、光カードに用いられているＴｅ系、Ｓｅ系無機化合物を用い、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。接着剤層２１はアクリル系樹脂、ビニール系樹脂等を主成分とする接着層である。
そして、このような構成のＣＧＨシート２９をカード基材２０に加熱押圧し、シート基材２７を剥離させることにより、光記録媒体にＣＧＨ１６を形成することができる。
【００２３】
上記各実施の形態における光記録媒体１０Ａ、１０Ｂ、１０ＣではそのＣＧＨ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄに種々の内容をあらかじめ記録しておくことができる。記録する内容としては、カードの発行番号、発行者、所有者（使用者）、製造者、契約情報、有効期限、クレジット情報、プリペイド金額情報などの情報のうち、必要な情報が選択される。また、これらの情報は暗号化されて記録される。また、これらの情報中、セキュリティに関する情報は、ＩＣチップ１４のメモリにも記録されているものとする。
【００２４】
このＩＣチップ１４に記録するセキュリティに関する情報の内容の例としては、ＣＧＨ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄの一部を後述する破壊方法によって記録した光記録媒体固有のＩＤ番号やセキュリティ情報等がある。ここで、ＣＧＨの破壊した場所や個数等、破壊されたＣＧＨ部自体に関する情報、すなわちＣＧＨの破壊情報を記録すると光記録媒体（ＣＧＨ）を偽造する際の助けになる可能性が出てくるので、これらの情報はＩＣチップ１４に記録しないようにする。
【００２５】
次に図６〜図８により本発明の光記録媒体の他の実施の形態について説明する。これらの実施の形態では、上記各実施の形態で説明したＣＧＨに加えて、もう１つ別のＣＧＨが形成されている。図６は図１に対応し、透過型ＣＧＨ１６Ａを有する例であり、これに透過型の第２のＣＧＨ２８Ａが付加されている実施の形態を示している。図７も図１に対応し、透過型ＣＧＨ１６Ａを有する例であり、これに反射型の第２のＣＧＨ２８Ｂが付加されている実施の形態を示している。第２のＣＧＨ２８Ａ、２８Ｂはそれぞれ単色光を発光する光源１２Ｂにより照射され、その透過回折光又は反射回折光により画像３０Ａ、３０Ｂがそれぞれ再生される。なお、第２のＣＧＨ２８Ａ、２８ＢはＣＧＨ１６Ａと同一面に形成することも、反対面に形成することもできる。また、必要に応じてＣＧＨの露出面を保護するコーティングが施される。図８は図６のＡ−Ａ線での断面図である。第２のＣＧＨ２８Ａ、２８Ｂには、例えばカード会社のロゴ、商標、マークなどのパターンを記録しておき、使用時に光線を照射して所定の画像が再生されるか否かを目視することにより、真正なカードと不正なカードを容易に判別することができる。２２Ａ、２２Ｂは保護層２２と同様な保護層である。なお、この場合も図２４を用いて先に説明したＣＧＨシート２９を貼付することにより、ＣＧＨ２８Ａ、２８Ｂを形成するようにしても良い。
【００２６】
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９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。
【００２７】
±Ｎ ｓｉｎ θ ＝λ／ｐ （１）
Ｎは０を含む自然数
【００２８】
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）ではその回折光量が等しくなる。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ところ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９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
【００２９】
ｄ０＝λ／｛２ｘ（ｎ１−ｎ０）｝ （２）
【００３０】
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良い。
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
【００３１】
ｄ０＝５００ｎｍ （３）
【００３２】
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；１９９６年１１月号）を用いることができる。
【００３３】
ここで前述の図９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。このうち１つを図示したものが図１、図２、図６、図７におけるＣＧＨ１６Ａ、１６Ｂから再生される文字であり、これらの例では文字”Ａ”のパターンが明点で形成される。
【００３４】
図６、図７におけるＣＧＨ２８Ａ、２８Ｂは４値のＣＧＨであり、再生される映像パターンとして複雑なマークが明点で形成されている様子が示されている。すなわち、図６では、単色光を発生する光源１２Ｂから光記録媒体１０Ｄに設けられた４値ＣＧＨ２８Ａに照射された光線は、ＣＧＨ２８Ａを透過するとき、透過回折光として図示省略のスクリーンに再生映像パターン３０Ａを生成する。再生された映像パターン３０Ａは０次光に点対称ではない明点によるパターンを形成することができる。図７においては、反射型である点が図６と異なるが、同様に４値のＣＧＨ２８Ｂによる再生映像パターン３０Ｂが得られる。
【００３５】
図６、図７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、真正光記録媒体が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。
【００３６】
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。この２値ＣＧＨパターン段差は１つである。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
また、本発明のさらに他の実施の形態を図２５に示し、以下に説明する。なお、本実施の形態で使用するＣＧＨは、上記実施の形態で説明した２値のＣＧＨもしくは４値以上のＣＧＨと同様のものである。同図に示すＩＣ搭載光記録媒体１０Ｇは、従来型カードに記録されている情報記録領域である「磁気ストライプ１５」「エンボス１３」「顔写真１１」のいずれかが存在するカードにホログラムを付加する場合に、ある一定領域に限定してＣＧＨを配置することで、従来型カードとの互換性を持たせ、カードの普及と導入を容易にしようとするものである。
【００３９】
そして、同図に示すＩＣカード１０Ｇは、現在、広く普及している長手方向85.4ｍｍ〜85.8ｍｍ、短手方向53.9ｍｍ〜54.1ｍｍのサイズのプラスチック製カードで、ＩＣチップ１４が搭載されている表面側に顔写真１１及びエンボス１３、その反対面に磁気ストライプ１５が存在するタイプであり、ＣＧＨの配置可能領域を表面側では領域Ａ、裏面側では領域Ｂとして示したものである。
【００４０】
ＣＧＨの配置可能領域Ａは、反射型のＣＧＨ及び透過型のＣＧＨのいずれのＣＧＨでも配置が可能となる領域であり、同図に示すようなＩＣカード１０Ｇの場合、図中上から１４ｍｍ〜２９ｍｍ、左から２３ｍｍ〜６０ｍｍの領域に相当する。この領域Ａは、顔写真１１、エンボス１３、ＩＣチップ１４及び磁気ストライプ１５のいずれのデータ記憶領域にも重ならない領域であり、この領域Ａ内の所望の位置にＣＧＨを配置することにより、他のデータ記憶領域に記録されているデータの読み出しに影響を与えることなく、ＣＧＨの良好な再生が可能となる。
なお、裏面においてもこの領域Ａと同じ領域内であれば、他のデータ記憶領域に記録されているデータの読み出しに影響を与えることなく、ＣＧＨの良好な再生が可能となる。
【００４１】
ＣＧＨの配置可能領域Ｂは、裏面において反射型のＣＧＨの配置が可能となる領域であり、同図に示すようなＩＣカード１０Ｇの場合、図中上から１４ｍｍ〜２９ｍｍ、左から２３ｍｍ〜８４ｍｍの領域に相当する。この領域Ｂは、顔写真１１の裏面も含むが、エンボス１３、ＩＣチップ１４及び磁気ストライプ１５のいずれのデータ記憶領域にも重ならない領域であり、この領域Ｂ内の所望の位置に反射型のＣＧＨを配置することにより、他のデータ記憶領域に記録されているデータの読み出しに影響を与えることなく、反射型ＣＧＨの良好な再生が可能となる。なお、裏面の領域Ｂにはカードの持ち主を特定する為の「署名領域」を含む場合が多いので、署名領域をもつカードとの互換性を考慮すると、領域Ｂ内の署名領域を避けた位置にＣＧＨを形成するか、もしくは、反射型のＣＧＨを表面の領域Ａに配置するのが望ましい。
【００４２】
なお、ＩＣカードの他の形態としては、磁気ストライプ１５が表面側に存在するタイプや、エンボス１３のないもの、顔写真１１がないもの等が存在する。そして、本発明では従来型カードを広く観察・調査し、従来型カードと互換性を保持できる可能性が最も高いＣＧＨの配置可能領域を示すものであり、ＣＧＨはＩＣチップ１４を含む他のデータ記憶領域と重ならない領域内に配置すれば良く、また、反射型のＣＧＨの場合は顔写真が設けられている顔写真領域の裏面を含む領域内に配置され、かつ反射型のＣＧＨが配置される領域は顔写真領域の裏面を除く他のデータ記憶領域及びＩＣチップ１４の設けられた領域と重ならなければ良い。したがって、本発明は、磁気ストライプ１５、エンボス１３、顔写真印刷１１等がすべて存在するＩＣカード１０Ｇに限定するものではない。
【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、成形器によって光記録媒体が作成される。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ＩＣ搭載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ＩＣ搭載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】
上記各実施の形態におけるＣＧＨ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ（これらを代表して１６で表す）は、複数のＣＧＨの集合であり、具体的には複数の行と列のかたちに整列されて形成される。図１７は光記録媒体１０Ａを製造あるいは発行する段階で、選択的に１以上のＣＧＨを破壊して、そのホログラムパターンを消去する様子を示す斜視図である。ＩＣチップ１４を搭載した光記録媒体１０Ａ（ＩＣカードでもある）を発行する際には、そのカード固有の情報、例えばカード番号など、を記録する必要がある。そこで、あらかじめ複数のＣＧＨ１６を形成しておき、発行時にこれらを選択的に破壊することにより、かかる情報を記録することができる。ＣＧＨの破壊は、図１７に示すように、発光パワーの大きなレーザビーム発光器３２を用いて溶融による破壊によることができるが、インパクト式のもので、ＣＧＨに打撃を与えて選択的にホログラムパターン自体を変更、破壊することもできる。
【００４９】
このように、複数のＣＧＨのうち１以上を選択的に破壊することにより情報を記録することを、コンビネーション破壊という。例として、図１０に示すように１０個のＣＧＨのうち、５個を破壊することとすると、10Ｃ5個通りの意味を持つことができる。図１０では×印を付したものが破壊されたものである。この組み合わせを書き換えようとして１以上のＣＧＨを破壊しても、非破壊のＣＧＨが必ず５個以上存在しなければならないので、ＣＧＨのデータは意味を持たないこととなる。すなわち、ＣＧＨは非可逆な記録媒体あるいは記録方式であり、破壊されたＣＧＨを再現することはできない。よって書き換えはできないのである。
【００５０】
不法に偽造ＣＧＨのカードを製造しようとすると、ＣＧＨを再現するためには、ＣＧＨのレプリカをとったり、内容を解析しなければない。その方法は複雑である。上記コンビネーション破壊による記録によれば、ＣＧＨが３２個あるとき、32Ｃ16＝６億通りの表現が行え、国民１人に１つ以上を割り当てることができる。さらに、５０個のＣＧＨを用いれば、50Ｃ25＝１２６兆通りの表現が可能であり、全てのＩＣカードに固有の番号を付与することができる。このコンビネーション破壊による記録は、カードの発行段階でのみ行われるので、図１７に示すような破壊による記録装置は、カードの製造工場又はカードの発行所にのみ設置すれば良く、ＩＣカードの真贋を判別する必要のある店頭などでは、ＣＧＨの記録内容を読み取るだけで良い。
【００５１】
図１８は、光記録媒体１０ＦのＣＧＨ１６から再生映像を読み込むための光学系の実施の形態を示す斜視図である。光源３４からの単色光は、図示省略のビームスプリッタにより複数のビームに分割され、複数のＣＧＨ１６を同時に照射する。その結果、反射回折光により投影される再生映像がＣＣＤ撮像素子３６上に結像して電気信号に変換される。なお、複数の列のうち、１つはカード１０Ｆの位置制御のために用いられるＣＧＨの列であり、その反射回折光はフォトダイオード（ＰＤ）などの受光素子３８により受光され、得られる信号はカードを移送する機構のフィードバック制御に用いられる。この例は、ＣＧＨ１６が反射型の場合を示しているが、透過型の場合も、光学素子の配置を変更するのみで同様に適用可能である。
【００５２】
図１９〜図２１は、図２２に外観を示す光記録媒体再生装置９６の内部で光記録媒体１０Ｆとしてのカードを移送する様子を示す斜視図である。まずＩＣカード１０Ｆを図２２のスロット９８から挿入すると、図１９の矢印Ｍ１で示す方向に挿入され、ＩＣカード１０Ｆは光学系移送部１００と嵌合する。この状態で光学系移送部１００が図２２に示す光記録媒体再生装置９６の所定位置にて突き当たるまでＩＣカード１０Ｆを挿入すると、図２０の矢印Ｍ２に示すように、ＩＣカード１０Ｆは下方に押し下げられ所定位置で固定される。このとき、ＩＣカード１０Ｆは光学系移送部１００との嵌合状態が解除され、光学系移送部１００のみがスプリング１０２により、図２１の矢印Ｍ３で示す方向に移動する。図２１の状態となると、ＣＧＨ１６から画像を再生して図１８で説明したようにデータの読み取りが開始される。
【００５３】
図２２に示す光記録媒体再生装置９６の外観において、ＣＧＨ１６から再生される画像から得たデータを表示するデータ表示部９２と、第２のＣＧＨ２８Ｂから再生される画像をそのまま表示する画像表示部９４が設けられている。データ表示部９２は、撮像素子３６で得た画像を解析して得られたデータを表示する液晶などの表示部であり、撮像素子３６で得られた画像からパターン認識し、その認識結果に応じて、その認識された内容の一部を示す電気信号を生成し、この電気信号に応答して内容の一部を表示することができるのである。したがって例えば、ＩＣカードの有効期限や、シリアル番号などを表示することができる。一方画像表示部９４はＣＧＨ２８Ａから再生された映像が投影されて表示されるようなスクリーンとしての機能を有する。
【００５４】
図２３は、図２２の光記録媒体再生装置の図示省略の制御装置を構成するＣＰＵ（中央演算処理装置）の動作を示すフローチャートである。このフローチャートの動作を実行すべく、ＲＯＭにこのプログラムがあらかじめ記憶されている。まずカード（光記録媒体）１０Ｆ図２２の光記録媒体再生装置９６に装填されると、ステップＳ１でＣＧＨ１６からデータを読み出し、次いでステップＳ２でＩＣチップ１４からそのメモリのデータ（ＩＣデータという）を読み出す。これらのデータは図示省略のＲＡＭに一時記憶され、ステップＳ３でデータ照合を行い、ステップＳ４で一致するか否かを判断する。一致しないときは、不正カードであると判断し、ステップＳ５で不正カードとしての処理を行い、ステップＳ１０でカード１０Ｆをイジェクトする。
【００５５】
ステップＳ４でデータが一致すると、カード１０Ｆが正規のものであると判断し、ステップＳ６でデータ表示部９２にＣＧＨ１６のデータの一部を表示する。次いでステップＳ７でカード１０Ｆの使用を許容する。クレジットカードであれば、それが使用されたときは所定の課金処理を行う。次いでステップＳ８でＩＣデータの変更が必要か否かを判断する。課金された場合などは、ＩＣデータの書き換えが必要であり、ステップＳ９でＩＣデータの書き込みが行われる。ステップＳ９の終了後、あるいはステップＳ８でＩＣデータが変更を要しない場合、ステップＳ１０でカードのイジェクトが行われる。
【００５６】
本発明のＩＣ搭載光記録媒体及びこのＩＣ搭載光記録媒体に適用可能なＩＣ搭載光記録媒体再生装置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者は、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、不正記録媒体製造による金銭的メリットが無くなる。
【００５７】
また、本発明のＩＣ搭載光記録媒体に適用可能なＩＣ搭載光記録媒体再生装置の他の実施の形態として、例えば図２５に示すようなＩＣカード１０Ｇと従来型のＩＣカードとの両方に対応したＩＣ搭載光記録媒体記録・再生装置を図２６に示す。ここでは、ＩＣカード１０Ｇの領域Ａ（表側）に反射型のＣＧＨが配置された「接触型ＩＣ搭載光記録媒体」であるＩＣカード１０Ｈとして話を進める。
【００５８】
この装置５０にＩＣ１４（表側）が上向きになるようにカード１０Ｈが挿入されると、図示しないカード認識手段によりカード１０Ｈの挿入を検知し、フィードローラー５２が回転を開始する。挿入によりフィードローラー５２と補助ローラー５３との間に侠持されたカード１０Ｈは、カードレール５４に案内されながらＩＣコネクタ５５の方向へ一定速度で送られる。このとき、カード１０Ｈの表面に磁気ストライプがある場合は、カード搬送と共に磁気ヘッド５６で情報を読み取り、裏面に磁気ストライプがある場合は、磁気ヘッド５７で情報を読み取る。カード１０Ｈではその表側にＣＧＨがあるので、光学ブロック５８に保持されたレーザー５９から照射されるレーザー光が、カード１０Ｈの搬送と共に表面の領域Ａに存在するＣＧＨに順次照射され、光学ブロック５８に保持される撮像素子５１にその反射回折画像が順次投影される。
【００５９】
さらに、カードが搬送され、カードに搭載されたＩＣ１４が、ＩＣコネクタ５５と相対する位置にくるとフィードローラー５２の回転が停止し、カード１０Ｈの挿入は完了する。この時点で、カード１０Ｈに搭載されたＩＣ１４とＩＣコネクタ５５とは接触状態となり、ＩＣ１４に記録されている情報の読み取り・書き込みが行われる。
ここでは、反射型のＣＧＨを領域Ａに記録した場合（図２５参照）を例として説明したが、ＣＧＨが透過型の場合は、撮像素子５１はカード１０Ｈの裏面側に配置されなければ、回折透過光を投影させることはできない。しかし、ＣＧＨの配置位置が領域Ａの範囲内であれば、撮像素子５１は磁気ヘッド５７と干渉することなく効率的な位置に配置することができる。また、ＣＧＨが反射型で裏面の領域Ｂの位置にある場合も同様に、効率的な位置に配置することができる。
なお、本装置５０における挿入完了以降の処理は、図２３のフローチャートを用いて説明した先の実施の形態と同様の処理を行っている。
【００６０】
そして、本記録・再生装置５０では、磁気読み取り（又は書き込み）手段とＣＧＨ読み取り手段が効率的に配置されているので、少スペースでの装置実現が可能である。また、ＣＧＨの設けられていない従来のＩＣカードも記録・再生することができるので、従来型のＩＣカードと本発明のようなＩＣカード１０Ａ〜１０Ｈとが混在するような場合でも使用することができ、セキュリティの高い本発明のＩＣカード１０Ａ〜１０Ｈの普及を助けるという効果もある。
【００６１】
【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ＣＧＨとしてＩＣ搭載光記録媒体の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記録媒体の真贋の判定を行うことが可能となり、偽造品などの不正記録媒体の発見や製造への抑止効果が期待できる。またＩＣカードなどの利用者やカード会社にとってはセキュリティ性が優れていて、かつ容易に真正なカードであることが認識できるため、安心して利用することができる。
【００６２】
また、本発明のＩＣ搭載光記録媒体によれば、従来型カードとの互換性を弊害なく保持することができ、よって従来型カードとＣＧＨ付き新規カードとの共存期間を設けて、徐々にその拡張を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＩＣ搭載光記録媒体の一実施の形態におけるのホログラム再生映像の投射例を示す斜視図である。
【図２】本発明によるＩＣ搭載光記録媒体の他の実施の形態における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】図１のＡ−Ａ線における光記録媒体の断面図及び、図２のＢ−Ｂ線における光記録媒体の断面図を含む４種類の構成の断面図である。
【図４】本発明によるＩＣ搭載光記録媒体の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】図４についての図３同様の断面図である。
【図６】本発明によるＩＣ搭載光記録媒体の他の実施の形態におけるのホログラム再生映像の投射例を示す斜視図である。
【図７】本発明によるＩＣ搭載光記録媒体の他の実施の形態における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】図６のＡ−Ａ線におけるＩＣ搭載光記録媒体の断面図である。
【図９】回折格子による回折原理を示す模式図である。
【図１０】 本発明のＩＣ搭載光記録媒体に適用可能なＩＣ搭載光記録媒体記録装置の実施の形態により、複数のＣＧＨを選択的に破壊することにより情報を記録する様子を模式的に示す図である。
【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】 本発明のＩＣ搭載光記録媒体に適用可能なＩＣ搭載光記録媒体記録装置の実施の形態により、複数のＣＧＨを選択的に破壊するための構成を模式的に示す斜視図である。
【図１８】 本発明のＩＣ搭載光記録媒体に適用可能なＩＣ搭載光記録媒体記録装置の実施の形態における光学系を示す斜視図である。
【図１９】 本発明のＩＣ搭載光記録媒体に適用可能なＩＣ搭載光記録媒体記録装置の実施の形態における光記録媒体移送部の動作を示す斜視図である。
【図２０】 本発明のＩＣ搭載光記録媒体に適用可能なＩＣ搭載光記録媒体記録装置の実施の形態における光記録媒体移送部の動作を示す斜視図である。
【図２１】 本発明のＩＣ搭載光記録媒体に適用可能なＩＣ搭載光記録媒体記録装置の実施の形態における光記録媒体移送部の動作を示す斜視図である。
【図２２】 本発明のＩＣ搭載光記録媒体に適用可能なＩＣ搭載光記録媒体記録装置の実施の形態の外観を示す斜視図である。
【図２３】 本発明のＩＣ搭載光記録媒体に適用可能なＩＣ搭載光記録媒体記録装置の実施の形態におけるデータ照合動作などを示すフローチャートである。
【図２４】本発明のＩＣ搭載光記録媒体の一実施の形態に使用されるＣＧＨシートを説明するための断面図である。
【図２５】本発明のＩＣ搭載光記録媒体のさらに他の実施の形態を示す平面図である。
【図２６】 本発明のＩＣ搭載光記録媒体に適用可能なＩＣ搭載光記録媒体記録装置の他の実施の形態を示す構成図である。
【符号の説明】
９ 単色光線
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈ ＩＣ搭載光記録媒体（ＩＣカード）
１２、１２Ａ、１２Ｂ、３４ 光源
１４ ＩＣチップ
１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ ＣＧＨ（ホログラムパターン）
１８Ａ、１８Ｂ 再生画像
２０ 基板（部材）
２２ 保護層
２４ 反射膜
２８Ａ、２８Ｂ 第２のＣＧＨ（ホログラムパターン）
３２ レーザビーム発光器
３６ 撮像素子
９２、９４ 表示部
１００ 光学系移送部

Claims (1)

1. 単色光が照射されたときに所定情報を示す回折光が出力される複数のホログラムパターンが基板に形成され、且つ情報を記録可能なメモリを有したＩＣチップが具備されたＩＣ搭載光記録媒体において、
   前記複数のホログラムパターンは、４値ＣＧＨパターンと複数の２値ＣＧＨパターンとから構成され、
   前記複数の２値ＣＧＨパターンは、破壊済ホログラムパターンと未破壊ホログラムパターンとを同数比で形成した
   ことを特徴とするＩＣ搭載光記録媒体。

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