(57)【要約】【課題】本発明は、その目的とするところは、有効視野内の全てのホログラムに対して、その場所に依存することなく回折方向、回転角、回折効率の読み取りをするホログラム情報読み取り装置およびその読み取り方法を提供することである。【解決手段】上下方向に移動可能なリング点光源を用い、ホログラム面の有限視野幅に照射する照明手段と、前記照明手段により照射されたホログラム部より回折した光を撮像する回折光撮像手段と、前記回折光撮像手段により得られた回折光から回折格子のピッチを取得するピッチ取得手段を具備することを特徴とするホログラム情報読み取り装置及び読み取り方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に移動可能なリング点光源を用い、ホログラム面の有限視野幅に照射する照明手段と、前記照明手段により照射されたホログラム部より回折した光を撮像する回折光撮像手段と、前記回折光撮像手段により得られた回折光から回折格子のピッチを取得するピッチ取得手段を具備することを特徴とするホログラム情報読み取り装置。
【請求項２】
ホログラムの持つ回折角、回折方向および回折強度を上下方向の１軸方向の移動のみで読み取ることを特徴とするホログラム情報読み取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラムを使用した製品のホログラム情報読み取り装置及び読み取り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラムのデザインは多種多様であり、回折方向は様々で任意の方向を取る。このようなホログラムの回折格子の撮像するためには、全ての回折光を撮像する必要があり、公知の方式により全回折光の撮像が可能である。
【０００３】
しかし、従来公知の方式による撮像は、ホログラムのデザイン上の視覚的な撮像であった。しかし、今後ホログラムは、情報記録用途として使用される期待が高まってきている。
【０００４】
元来ホログラムの持つ情報特性として、回折格子のピッチにより決まる回折角、回折格子を刻む方向により決まる回転角、回折格子の形状などにより決まる回折効率などがある。
【０００５】
まず、前記回折角についてであるが、一般に回折角度は１０〜８０度前後の値をとるが、この範囲を５度単位に分割すると、１５（＝（８０−１０）／５＋１）通りの値が取れる。回転角については、ホログラムの回折光はある回転角とその１８０度反対方向の回転角の２方向に同時に回折する。そのため、識別できる範囲は１８０度以下となる。この範囲を５度単位ら分割すると、３６通りの値が取れる。回折効率については、撮像系の階調方向の分解能にも依存するが、４階調以上の識別が可能である。このことから情報を回折角、回転角、回折効率のパラメータに変換することにより、ホログラムにより情報記録することが可能と言える。
【０００６】
ホログラムが記録可能な記録容量について一例を以下に示す。１平方ｍｍあたりで記録できる容量は仮に、
回折角に対する情報量  １５通り
回転角に対する情報量  ３６通り
回折効率に対する情報量  ６４通り
ホログラムのセルサイズ１０μｍ角
とすると、
情報量＝１５＊３６＊６４＊（１０００μｍ／１０μｍ）＊（１０００μｍ／１０μｍ）      ＝３４５．６ＭＢｉｔ＝４３．２Ｍｂｙｔｅ
となる。このことから、容量面ではＤＶＤとの記録媒体を大きく凌ぐ可能性を持っているといえる。ここでホログラム情報の読み取り装置が必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の従来公知の撮像方式の目的とするところは全回折光を捉えることであった。全回折光を捉えられる反面、回折角，回転角に関する情報は消去されている。従来公知の撮像方式では、回折角、回転角を基本情報としているホログラム情報の読み取りは適さない。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、有効視野内の全てのホログラムに対して、その場所に依存することなく回折方向、回転角、回折効率の読み取りをするホログラム情報読み取り装置およびその読み取
り方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、すなわち、
請求項１に係る発明は、上下方向に移動可能なリング点光源を用い、ホログラム面の有限視野幅に照射する照明手段と、前記照明手段により照射されたホログラム部より回折した光を撮像する回折光撮像手段と、前記回折光撮像手段により得られた回折光から回折格子のピッチを取得するピッチ取得手段を具備することを特徴とするホログラム情報読み取り装置である。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、ホログラムの持つ回折角、回折方向および回折強度を上下方向の１軸方向の移動のみで読み取ることを特徴とするホログラム情報読み取り方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、２次元方向に配情された回折格子列に対して、上下方向の１軸方向の移動のみでホログラムの持つ全情報の読み取りが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明のホログラム情報読み取り装置及び読み取り方法を説明する説明図である。
【００１３】
図１に示すように、まず、被写体面７にホログラムなどの回折格子を有するホログラムなどの被写体を配置する。リング状の平行照明６を配置し、被写体に照射する。被写体から反射された光は、集光レンズ１、スリット２ａ，２ｂを介して第一結像面４に結像される。この位置に撮像デバイスを配置することにより、画像として取り出すこととが可能となる。
【００１４】
次に、前記被写体からの反射について詳細に説明する。まず、簡単のためリング照明６を点照明と仮定する。被写体の有効視野８とすると、有効視野８の左端１５ａには照射光９、右端１５ｂには照射光１０が照射されるように被写体の位置により、照射角度が異なる角度を持つ光が照射される。例えば、左端１５ａでは回折格子の回折角が１７ａに相当する場合のみ鉛直方向に発生する回折光１２、右端１５ｂでは回折格子の回折角が１７ｂに相当する場合のみ鉛直方向に生じる回折光１３ｂが結像される。
【００１５】
鉛直方向に対する集光レンズ１の焦点位置３にスリット２ａ，２ｂを配し、結像角度１４ａに制限を設けておく。スリット２ａ，２ｂの間隔を狭めれば狭めるほど、結像角度１４ａは小さくなる。つまり、特定の回折角で回折する回折光のみしか結像されなくなる。
【００１６】
上記の構造において、回折格子のピッチと結像の関係について考える。ｘｙｚ座標を図−１のように取り、ホログラムの座標（ｘ，ｙ）上の格子ピッチをｄ（ｘ，ｙ）、回折格子の回折角をωａ（ｘ，ｙ）、光源とｚ軸のなす角度をωｂ（ｘ，ｙ）、光源の中心波長をλ、ｘ軸原点から光源までの距離をＬ、ｚ軸原点からの光源の高さをｈとすると
ωａ（ｘ，ｙ）＝ａｒｃｓｉｎ（λ／ｄ（ｘ，ｙ））                    （１）
ωｂ（ｘ，ｙ）＝ａｒｃｔａｎ（（Ｌ−ｘ）／ｈ）                      （２）
となる。ωａ（ｘ，ｙ）＝ωｂ（ｘ，ｙ）となる場合の回折光が結像される。この場合、
ｄ（ｘ，ｙ）＝λ／ｓｉｎ（ａｒｃｔａｎ（（Ｌ−ｘ）／ｈ））           （３）
との関係を持つ。
【００１７】
式（３）から、Ｌ／ｈを可変にすることにより、格子ピッチｄ（ｘ，ｙ）を算出可能で
ある。一例を述べる。リング照明６を所定の範囲内で上下方向（ｈ）に移動することにより、リング照明の高さをｚとすると、
ｄ（ｘ，ｙ）＝λ／ｓｉｎ（ａｒｃｔａｎ（（Ｌ−ｘ）／ｚ））           （４）
であり、ｚを変化させて結像があれば、回折格子ピッチが求まる。この値はｘ方向の位置に対して個別に計算する。このように、ｚを変化させるピッチ（あるいはステップ数）により、回折角に対する識別可能な情報量が決定される。
【００１８】
以上の説明では照明６を点光源と仮定しているが、これを図２のようにリング光源とすることにより、回折光の回転角方向の情報も読み取りが可能となる。図２に示すようにリング光源を複数個のブロックに分割し、時系列的にＢ１→Ｂ２→Ｂ３→・・・→Ｂｎ→Ｂ１・・・の順に繰り返し点灯制御をし、次順画像の読み取りをする。このようにブロック分割数により、回転角に対する識別可能な情報量が決定される。
【００１９】
また、結像された場合、その輝度値の階調数により回折強度に対する識別可能な情報量が決定される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のホログラム情報読み取り装置及び読み取り方法の一例を説明する説明図である。
【図２】本発明におけるリング光源の一例を説明する説明図である。
【図１】
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【図２】
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