(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のホログラム像をＸＹ方向の２次元に配列して記録した光記録媒体において、
前記複数のホログラム像の各々を、四角形を構成する同一高さの複数の行と同一幅の複数の列の交点に複数の同一サイズのドットのそれぞれを必要に応じて配置して構成するに際し、前記四角形の最外周に位置する行と列の交点であり、対角上最も離れた２つの位置に、前記複数のホログラム像の一部として位置合わせ用のアライメントドットを配置し、前記アライメントドットのある行と列以外の行と列であって、前記アライメントドットのある行より前記四角形の内部側の隣接する行と前記アライメントドットのある列より前記四角形の内部側の隣接する列との交点部分以外の位置に前記複数のホログラム像の一部として情報を示すデータドットを配したことを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
前記ホログラム像の各々における、前記データドットの配される部分において、
４つの角領域のいずれか１つに１つ以上の前記データドットを配置し、前記４つの角領域により４値を表現するよう構成したことを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体。
【請求項３】
前記複数のホログラム像の各々を、ＸＹ方向の少なくとも一方において隣接するホログラム像のアライメントドットを共用するようにして２次元に配列したことを特徴とする請求項１又は２に記載の光記録媒体。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の光記録媒体を再生させる光記録媒体の再生装置であって、
前記光記録媒体上のＸＹ方向の一方の方向に配列された前記複数のホログラム像に対して照明光を同時に照射し、その回折光を撮像面に２次元に配列して撮像する読み取り手段と、
前記読み取り手段により撮像された回折光をパターン認識するパターン認識手段とを、  有する光記録媒体の再生装置。
【請求項５】
前記パターン認識手段は、前記２次元に配列して撮像した複数のホログラム像の回折光に対して、ホログラム像毎に２値化用のローカルエリアを設定して前記データドットの画素データを２値化し、これらの２値化データを結合して前記複数のホログラム像全体に対するビットマップを作成することを特徴とする請求項４に記載の光記録媒体の再生装置。
【請求項６】
前記パターン認識手段は、２値化データに基づいて前記アライメントドットの中心位置を求め、前記中心位置に基づいて前記１つのホログラム像を認識するための第１の認識ウィンドウの大きさを設定し、前記第１の認識ウィンドウ内において前記ドットを仕切る格子点を求め、前記格子点を直線で結んでこの直線により分割された１区画を１つのドットを認識するための第２の認識ウィンドウとして設定することを特徴とする請求項５に記載の光記録媒体の再生装置。
【請求項７】
前記光記録媒体は、請求項２に記載の光記録媒体であって、
前記パターン認識手段は、前記４つの角領域の各々について２値化データが「１」である合計画素データ数を求め、この合計画素データ数に基づいて、対応するホログラム像が消去されているか否かを判断することを特徴とする請求項６に記載の光記録媒体の再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報を示す複数のホログラム像がＸＹ方向の２次元に配列されて記録された光記録媒体及びその再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２１は従来例として特公平７−９５３４１号公報に記載されている光情報記録カード１とそのリーダ／ライタを示している。カード１の主面１ａには情報記録エリアとして磁気ストライプ２とホログラム部４が独立して設けられ、リーダ／ライタには磁気ストライプ２の書き込み／読み出しを行うための磁気ヘッド３と、図２２に詳しく示すようにホログラム部４の書き込み／読み出しをそれぞれ行うための発光素子５及び受光素子６が独立して設けられている。カード１はリーダ／ライタ内において矢印方向に往復移動し、移動中に磁気ヘッド３により磁気ストライプ２の書き込み／読み出しが行われる。
【０００３】
カード１上のホログラム部４は、カード１が実線で示す位置にあるときに発光素子５からの所定の波長の照明光を各々固有の方向に反射する反射方向特性を含む回折特性を有する反射式ホログラムであり、また、図２３に詳しく示すようにカード１の搬送方向に沿って５個のホログラム１４ａ〜１４ｅが記録されている。受光素子６は図２２に詳しく示すように発光素子５の回りにおいて８分割されて配置されたフォトダイオード６ａ〜６ｈにより構成されている。そして、８分割フォトダイオード６ａ〜６ｈの各出力電圧は受光強度に応じて異なるので、図２４に詳しく示すようにホログラム部１４ａ〜１４ｅによる各方向の反射強度に応じてカード１が正規か否かを判断し、正規と判断した場合に磁気ストライプ２の書き込み／読み出しを行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のカード１では、例えば残高などの情報を磁気ストライプ２に記録するので、第３者が記録内容を容易に読み取ることができ、よって偽造も容易である。また、カードが正規なものか偽造品であるかを識別するための上記のホログラム部４は、情報パターンが単純であり、情報量も少ないので、複雑な情報、例えばプリペイドカードの金額やキャッシュカードの暗証番号、カード番号などを記録するには適さない。なお、このホログラム部４は単なるウォータマーク程度のものと考えられる。
【０００５】
そこで、本出願人は先の出願（特願平９−３６９５４６号）において多数（数百個以上）のホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）をカード上に２次元に配置した光記録媒体を提案している。また、他の先の出願（特願平１０−５８８２４号）においてこの光記録媒体のリーダ／ライタとして、１つのレーザ照明光をビームスプリッタにより複数に分割し、同時に１列の複数のＣＧＨを照射しながら複数列のＣＧＨを照射して２次元に走査し、回折光を２次元光センサにより受光する記録／再生装置を提案している。
【０００６】
そこで、本発明は、ホログラムを更に最適化して汚れに強く、認識性を向上させることができる光記録媒体及びその再生装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、複数のホログラム像をＸＹ方向の２次元に配列して記録した光記録媒体において、
前記複数のホログラム像の各々を、四角形を構成する同一高さの複数の行と同一幅の複数の列の交点に複数の同一サイズのドットのそれぞれを必要に応じて配置して構成するに際し、前記四角形の最外周に位置する行と列の交点であり、対角上最も離れた２つの位置に、前記複数のホログラム像の一部として位置合わせ用のアライメントドットを配置し、前記アライメントドットのある行と列以外の行と列であって、前記アライメントドットのある行より前記四角形の内部側の隣接する行と前記アライメントドットのある列より前記四角形の内部側の隣接する列との交点部分以外の位置に前記複数のホログラム像の一部として情報を示すデータドットを配したことを特徴とする光記録媒体が提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、上記光記録媒体を再生させる光記録媒体の再生装置であって、
前記光記録媒体上のＸＹ方向の一方の方向に配列された前記複数のホログラム像に対して照明光を同時に照射し、その回折光を撮像面に２次元に配列して撮像する読み取り手段と、
前記読み取り手段により撮像された回折光をパターン認識するパターン認識手段とを、  有する光記録媒体の再生装置が提供される。
【０００９】
上記光記録媒体において、前記アライメントドットの近傍に前記データドットが配置されていないことは、本発明の好ましい態様の１つである。また、上記光記録媒体において、ＸＹ方向の一方の方向に配列された前記複数のホログラム像の１つのデータドットは、他方の方向に配列された前記複数のホログラム像のアドレスを示すことは、本発明の好ましい態様の１つである。また、上記光記録媒体において、前記ホログラム像の各々における、前記データドットの配される部分において、４つの角領域のいずれか１つに１つ以上の前記データドットを配置し、前記４つの角領域により４値を表現することは、本発明の好ましい態様の１つである。また、上記光記録媒体において、前記複数のホログラム像の各々を、ＸＹ方向の少なくとも一方において隣接するホログラム像のアライメントドットを共用するようにして２次元に配列することは、本発明の好ましい態様の１つである。また、上記光記録媒体において、前記４つの角領域の境界にドットを配置しないことは、本発明の好ましい態様の１つである。
【００１０】
上記光記録媒体の再生装置において、前記パターン認識手段は、前記２次元に配列して撮像した複数のホログラム像の回折光に対して、ホログラム像毎に２値化用のローカルエリアを設定して前記データドットの画素データを２値化し、これらの２値化データを結合して前記複数のホログラム像全体に対するビットマップを作成することは、本発明の好ましい態様の１つである。また、上記光記録媒体の再生装置において、前記パターン認識手段は、前記２値化用のローカルエリア内における画素データを画素値が大きい順にソートし、大きい方から小さい方に向かって画素数の和を求めながら画素データを取得し、画素数の和が前記アライメントドットとデータドットの数に応じた最適画素数に近づいた時点で画素データの取得を中止し、取得した画素データの２値化データを「１」とし、未取得の画素データの２値化データを「０」とすることにより画素データを２値化することは、本発明の好ましい態様の１つである。
【００１１】
また、上記光記録媒体の再生装置において、前記パターン認識手段は、２値化データに基づいて前記アライメントドットの中心位置を求め、前記中心位置に基づいて前記１つのホログラム像を認識するための第１の認識ウィンドウの大きさを設定し、前記第１の認識ウィンドウ内において前記ドットを仕切る格子点を求め、前記格子点を直線で結んでこの直線により分割された１区画を１つのドットを認識するための第２の認識ウィンドウとして設定することは、本発明の好ましい態様の１つである。また、上記光記録媒体の再生装置において、前記パターン認識手段は、前記第２の認識ウィンドウ内における画素データの２値化データに基づいて前記ドットが有るか否かを判断し、前記第１の認識ウィンドウ内の全ての前記第２の認識ウィンドウについてドット無しと判断した場合にそのホログラム像が消去されていると判断することは、本発明の好ましい態様の１つである。また、上記光記録媒体の再生装置において、前記光記録媒体は、前記データドットが前記ホログラム像の２次元領域の４つの角領域に１以上のドットを配置することにより４値を表現する光記録媒体であって、
前記パターン認識手段は、前記４つの角領域の各々について２値化データが「１」である合計画素データ数を求め、この合計画素データ数に基づいて、対応するホログラム像が消去されているか否かを判断することは、本発明の好ましい態様の１つである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係る光記録媒体の一実施形態を示す構成図、図２はホログラムの作成方法を示す説明図、図３は本発明に係る光記録媒体の再生装置を示す構成図である。
【００１３】
図１に示すカード１０では、一例として厚さＺ＝０．６ｍｍ、幅Ｙ＝２５ｍｍ、長さＸ＝７５ｍｍのポリカーボネート（ＰＣ）製の基板１１に対してトラッキング用ホログラム（以下、ＣＧＨ）１２とデータ用ＣＧＨ１３とが射出成型機により形成されている。ＣＧＨ１２、１３は位相型かつ反射型であるので、ＣＧＨ１２、１３の最適深さは照明光の波長に依存するが、本例では０．１３μｍに設定されている。トラッキング用ＣＧＨ１２はカード１０の長手方向Ｘに沿って６６ｍｍの長さで１列で形成され、データ用ＣＧＨ１３はトラッキング用ＣＧＨ１２の両側においてＸ方向に２４０個、Ｙ方向に３×２個、合計１４４０個が形成されている。また、１つのデータ用ＣＧＨ１３は０．１ｍｍ×０．１ｍｍの大きさで形成され、ピッチは０．２５ｍｍである。
【００１４】
ＣＧＨ１２、１３の上にはアルミニウム製反射膜１４がスパッタリング装置により形成され、反射膜１４の上にはＵＶ硬化型樹脂による保護膜１５が膜塗布装置によりコーティングされる。反射膜１４の厚みは０．１μｍであり、保護膜１５の厚みは７μｍである、なお、この製造プロセスはＣＤ（コンパクトディスク）の製造工程で用いられているものを使用することができる。
【００１５】
データ用ＣＧＨ１３としては、プリペイドカードの場合には金額、キャッシュカードの場合には暗証番号やカード番号などが記録される。トラッキング用ＣＧＨ１２としては、カード１と後述するカード読み取り装置、カード消去装置との間の位置合わせを行い、また、カード読み取り装置に対して正確な読み取りタイミングを与えるためのトラッキング信号が記録される。
【００１６】
ところで、ＣＧＨを作成する場合には、図２に示すように所望の回折角に対応する回折光のスポットデータを計算機を用いてフーリエ逆変換することによりホログラムのパターン干渉縞を算出し、このパターンをフーリエ変換することによりスポット形状を求め、これらの計算を繰り返すことにより最適なホログラムのパターン干渉縞を算出する。したがって、このホログラムはＣＧＨ（Computer Generated Hologram）と呼ばれている。本発明のデータ用ＣＧＨ１３は、後述するようにアライメントドット３２とデータドット３３により構成されている。
【００１７】
次に図３を参照してカード読み取り光学系とＣＧＨの関係について説明する。まず、光源としてレーザユニット２１から放射された照明光がピンホール２３によりスポット光に整形されるとともに、ビームスプリッタ２２によりカード１０の幅（Ｙ）方向に７つのビームに分割される。この７つのビームの内、中央の１つが１つのトラッキング用ＣＧＨ１２に照射され、残りが６つのデータ用ＣＧＨ１３に照射される。トラッキング用ＣＧＨ１２に入射したビームは同様にＣＧＨ１２上で回折し、その回折スポット光がＰＤ（フォト・ディテクタ）２５の受光面に結像する。データ用ＣＧＨ１３に入射したビームはＣＧＨ１３上で回折し、その回折スポット光がＣＣＤ２４などの２次元光センサの撮像面に結像する。
【００１８】
ＰＤ２５はこの読み取り光学系とＣＧＨ１２、１３との間の位置合わせが最良の状態で回折スポット光から最大エネルギーを得ることができるように配置されている。また、この読み取り装置はＰＤ２５が最大出力を得ることができるようにカード１０又はこの読み取り光学系の位置を調整する機能を有し、この機能によりカード情報読み出し時に常にカード１０と読み取り装置との位置合わせ精度が良好に維持され、このためデータの誤認識が生じない。したがって、カード１０上を読み取り装置が連続的にスキャンしてカード情報を正確に読み取ることができる。
【００１９】
図４に示す書き込み系では、一例としてインパクトヘッド２６により目的のデータ用ＣＧＨ１３を電磁力により叩き潰すことにより、そのデータ用ＣＧＨ１３からの回折スポット光がＣＣＤ２４に入射しないように構成されている。なお、インパクトヘッド２６の代わりにサーマルヘッドにより目的のデータ用ＣＧＨ１３を熱破壊するようにしてもよい。
【００２０】
・ＣＨＧ回折光パターンの配置
図５はＣＣＤ２４などの２次元光センサにより撮像されるＣＣＤキャプチャエリア３１を示し、このＣＣＤキャプチャエリア３１には６個分のデータ用ＣＧＨ１３の回折光パターンＲ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ７が３＋３個の二次元で配列されて撮像される。なお、回折光パターンＲ４はトラッキング用ＣＧＨ１２のものを示し、前述したようにＣＣＤ２４ではなくＰＤ２５により受光される。
【００２１】
そして、図５に示す一例では、回折光パターンＲ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ７の各々は６×６ドットで構成され、その内、左上と右下の２ドットがアライメントドット３２として使用され、中央の２＋４＋４＋２＝１２ドットがデータドット３３のエリア３４として使用されている。データ用ＣＧＨ１３（すなわち回折光パターン）や、アライメントドット３２、データエリア３４の位置、数、サイズなどは一例であって任意の数でよい。なお、図では説明のために、アライメントドット３２が○で示され、データドット３３が●で示されているが、実際には両方とも白画像として撮像される。
【００２２】
ここで、ＣＣＤ２４は１ドットをｎ×ｎ画素で撮像し、この領域を１ドットウィンドウとする。アライメントドット３２は３×３ドットのアライメントエリア３５の中心ドットとして検出され、図７に示すようにウィンドウ座標（Ｗｘ，Ｗｙ）上の座標（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）が検出され、後述する認識アルゴリズムに使用される。このため２つのアライメントドット３２はＸＹ方向に十分に離れている必要があるので、６×６ドットの領域の対角線上に配置されている。ここで、３×３ドットのアライメントエリア３５は、データエリア３４及び隣接するアライメントエリア３５のドット３２、３３を誤認識しないようにデータエリア３４及び隣接するアライメントエリア３５とは重複していない。
【００２３】
なお、図５では説明を簡単にするために、６×６ドットのエリア（ＣＧＨ認識ウィンドウ）間が１ドット分空いているが、実際には高密度に配置するために、図６（ａ）に示すように隣接するパターンＢ１、Ｂ２、Ｂ３のアライメントドット３２が兼用される。ところで、図６（ｂ）に示すように隣接するパターンＡ１、Ａ２、Ａ３間を３ドット分空けるとＹ方向の距離は６＋３＋６＋３＋６＝２４ウィンドウ分となるが、図６（ａ）に示すように隣接するアライメントドット３２を兼用して配置すれば６−１＋６−１＋６＝１６ウィンドウ分となるので、データ用ＣＧＨ１３を配置する面積を２／３に減少することができる。
【００２４】
１２ドットのデータエリア３４には２の１２乗、すなわち４０９６値（＝０〜４０９５）の情報が表現可能である。また、６列の内の１列のデータ用ＣＧＨ１３のデータエリア３４にはＣＧＨ１３のＸ方向のアドレスが記録され、他の５列のデータ用ＣＧＨ１３のデータエリア３４には前述した金額などの情報が記録される。なお、Ｘ方向のアドレスはデータ用ＣＧＨ１３がＸ方向に２４０個形成されているので、８ビットで表現することができる。
【００２５】
このようなデータ用ＣＧＨ１３の内、回折光パターンＲ２に対応するデータ用ＣＧＨ１３を図４に示す装置により消去すると、図８に示すように回折光パターンＲ２が検出されない。ところで、１つのデータエリア３４は１２ドット分の収容スペースを有し、情報量としては４０９６値を有するが、カード１０の使用環境が劣悪でカード１０の傷、汚れなどの原因により、本来現れる筈の回折スポット光が失われると誤認識が発生する。そこで、データ自体に冗長性を持たせ、データの欠落が発生してもパターン認識可能な配置が必要になる。
【００２６】
図９はその一例として、２＋４＋４＋２＝１２ドット領域における左上、右上、左下、右下の１＋２又は２＋１の３ドットがオール１の４パターンＰ１〜Ｐ４により４値を表現する方法を示している。この方法によれば３倍の冗長度を有するので、カード１０の傷、汚れなどの原因により発生するデータ消失に対する耐久性を高めることができる。
【００２７】
ここで、データ用ＣＧＨ１３からのドット回折光は所定のドットウィンドウ内に入射するように設計されているが、ＣＧＨ１３上に強固な汚れが付着すると回折角に誤差が生じて、隣接するドットウィンドウ内に回折光が移動し、誤認識が発生する可能性が高まる。そこで、図１０は他の例として、図９に示すパターンＰ１〜Ｐ４を用いて４値を表現するとともに、６×６ドットのエリアの中心に縦横１ドットラインの、ドットを配置しないセーフティゾーン３６を設けて７×７ドットのエリアに拡張する方法を示している。したがって、ドットを配置しないセーフティゾーン３６を設けることにより正常に認識することができる。
【００２８】
図１１はリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）４０の構成を示している。ＣＣＤ２４により撮像されたデータ用ＣＧＨ１３の回折光パターンＲ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ７は、ビデオ信号キャプチャ回路４１により取り込まれる。この取り込みタイミングは、トラッキング用ＣＧＨ１２の回折光パターンＲ４をＰＤ２５により検出し、この光強度をトラッキング信号分析部４２によりトラッキング用アナログ信号に変換し、更にこれをキャプチャ信号ジェネレータ４３によりデジタルトラッキング信号に変換したものを用いる。トラッキング用アナログ信号はまた、カード搬送／ＣＧＨ消去部４４の制御にも用いられる。ビデオ信号キャプチャ回路４１により取り込まれた回折光パターンＲ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ７（個々の画素に対応するビデオレベル）はパターン認識部４５に送られて後述するようにパターン認識され、認識結果がＲ／Ｗシステムコントローラ４６、Ｒ／Ｗインタフェイス４７を介して外部のホストコンピュータ４８に送られる。
【００２９】
・パターン認識アルゴリズム
・２値化方法の第１の例
次にパターン認識について説明する。まず、図１２に示すように６個の回折光パターンＲ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ７毎にローカル２値化エリア５１を設定して画像を２値化する。なお、ローカル２値化エリア５１毎に２値化を行う理由は、個々のデータＣＧＨ１３毎に汚れ、傷などにより回折光が劣化する程度が異なるためである。この場合、ローカル２値化エリア５１はＣＣＤ２４のキャプチャエリア３１をデータ用ＣＧＨ１３の列数で分割し、かつこの分割領域に個々の回折光パターンＲ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ７が収容可能な大きさを設定する。
【００３０】
次にローカル２値化エリア５１内の全画素のビデオ出力レベルについて処理を行う。本例ではビデオ出力は８ビットのグレースケールで最小＝０、最大＝２５５の２５６レベルであり、ノイズレベルを設定してこのノイズレベルを超えるビデオレベルの画素数（Ｎpix＞noise）の総和Σを求める。また、このノイズレベルを超えるビデオレベル（Ｖpix＞noise）の総和Σを求め、これを前記画素数の総和（Ｎpix＞noise）で割ることにより、２値化用のスライスレベルＳＬを算出する。
ＳＬ＝Σ（Ｖpix＞noise）／Σ（Ｎpix＞noise）…（１）
【００３１】
次に１つのローカル２値化エリア５１内の全画素Ｖij（ｉ：列、ｊ：行）に対してｋ（係数）×ＳＬを超える画素の２値化データを「１」、そうでない画素の２値化データを「０」にして２値化し、ビットマップＢijを作成する。
if Ｖij＞ｋ×ＳＬ
Ｂij＝１
if Ｖij≦ｋ×ＳＬ
Ｂij＝０                          …（２）
【００３２】
図１３は式（１）、（２）により求めたノイズレベルとスライスレベルの関係を示し、図１４は同じく式（１）、（２）により求めたスライスレベルと、スライスレベルを超える画素数＃の関係を示している。ただし、ビデオデータ取り込み時のＣＣＤ２４の画素数の設定は、Ｘ方向＝２５６個、Ｙ方向＝２４０個の合計６１４４０画素で行った。また、図の「クリーンカード」は汚れのないカードであり、「指紋付着カード」はＣＧＨの回折効率を悪化させるために、故意に油脂により指紋を付着させたカードである。
【００３３】
図１３に示すように、ノイズレベルを大きくするとスライスレベルＳＬが大きくなり、例えばノイズレベルを「１５」に設定した場合、スライスレベルＳＬはクリーンカードの場合にはＳＬ＝４５、指紋付着カードの場合にはＳＬ＝２０であった。また、図１４において、クリーンカードのＳＬ＝４５及び指紋付着カードのＳＬ＝２０に対応する、スライスレベルＳＬを超える画素数＃はそれぞれ５００、１０００であった。
【００３４】
ここで、画素数＃は２値化データ＝１に対応し、ドットの面積に等しい。ドット面積はカードが汚れた状態では、クリーンな状態と比較すると半分程度である。したがって、２値化データ＝１が変化すると後述するパターン認識に悪影響を及ぼす。ここで、式（２）における定数＝ｋを設定することにより、カードが汚れた状態とクリーンな状態の間の２値化データの変化量を少なくすることができる。例えばｋ＝０．７とすると、スライスレベルＳＬ（＝０．７×４５＝３１）を超えるクリーンカードの画素数＃は１０５０、スライスレベルＳＬ（＝０．７×２０＝１４）を超える指紋付着カードの画素数＃は１０５０となり、ほぼ同程度の画素数にすることができる。
【００３５】
以上の方法により、回折光パターンＲ１〜Ｒ３、Ｒ５〜Ｒ７毎のローカル２値化エリア５１について処理を行うことにより、エリア５１毎のビットマップＢ１〜Ｂ３、Ｂ５〜Ｂ７を作成する。次いでこのビットマップＢ１〜Ｂ３、Ｂ５〜Ｂ７を結合してキャプチャ画面５０全体のビットマップＢｔを作成する。
【００３６】
・２値化方法の第２の例
図９又は図１０に示すように４値を表現し、データエリア３４に集光するデータドット３３の数が変化しない場合（図では３個）、２値化用のスライスレベルＳＬをデータドット数に対応する画素数に応じて定義する。例えば図１５に示すように１ドットウィンドウを１０×１０画素として、図１５（ａ）に示すように設定スライスレベルＳＬを低くし過ぎると設定スライスレベルＳＬを超える画素数が増加して、本来１つのドットウィンドウ内に収容されるべき１つのデータドット３３が、隣接するウィンドウに侵入して誤認識を引き起こす原因となる。他方、図１５（ｂ）に示すように設定スライスレベルＳＬを高くし過ぎると設定スライスレベルＳＬを超える画素数が減少して１ウィンドウ内の画素数も減少し、ドット検出不能の原因となる。
【００３７】
図１６は設定スライスレベルＳＬを超える理想的な画素分布を示している。理想的な状態とは、認識に必要な画素数が最大限確保され、かつデータドット３３が他のウィンドウにはみ出していない状態である。図１６ではスライスレベルＳＬを超えるデータドット３３がウィンドウ内の最外周の画素領域にはみ出さす、１ウィンドウ内の最適画素数は５２個である。このように最適画素数を定義すると、ローカル２値化エリア５１内の最適画素数は、
１ウィンドウ内の最適画素数×（アライメントドット３２の数＋データドット３３の数）
となる。すなわち例えば図１６に示すように１ドットウィンドウを１０×１０画素とすると、５２×５＝２６０となる。
【００３８】
そして、ローカル２値化エリア５１内の全画素のビデオ出力を大きい順にソートして、大きい方から小さい方に向かって画素数の和を求めながら画素を取得し、画素数の和が上記のローカル２値化エリア５１内の最適画素数に近づいた時点で画素の取得を中止する。この条件により、ローカル２値化エリア５１内で取得した画素の２値化データを「１」とし、未取得の画素の２値化データを「０」とする。
【００３９】
・アライメントドット座標の取得
前述した２値化方法の第１、第２の例により求めたビットマップＢに対して、図５に示す３×３ドットのアライメントエリア３５を設定する。このエリア３５の中心はアライメントドット３２が設計上出現する位置の中心と一致し、かつこのエリア３５の範囲はアライメントドット３２がリーダ／ライタの機械的誤差及びカード１０の製造誤差の影響により、本来回折すべき位置からシフトしても検出可能になるように設定されている。そして、最大範囲は近隣のエリア３４、３５のデータドット３３、アライメントドット３２に侵入しないように設定されている。具体的なアライメントエリア３５の設定項目は、デフォルト中心値（＝アライメントドット３２が設計上出現する位置の中心）とエリア３５の縦、横及び長さである。
【００４０】
図１７は３×３ドット（＝３０×３０画素）のアライメントエリア３５内の２値化データを示している。このエリア３５内における２値化データ＝１の最小Ｘ座標Ｘａ、最大Ｘ座標Ｘｂ、最小Ｙ座標Ｙａ及び最大Ｙ座標Ｙｂを求め、これらの値に基づいてアライメントドット３２の中心座標ＡＣを求める。
ＡＣ＝｛（Ｘａ＋Ｘｂ）／２，（Ｙａ＋Ｙｂ）／２｝
【００４１】
そして、このように全てのアライメントエリア３５内のアライメントドット３２の中心座標ＡＣを求める。なお、図５を参照すると、アライメントドット３２は６個のエリア（ＣＧＨ認識ウィンドウ）の各々の左上ウィンドウと右下ウィンドウに存在するので合計１２個である。ここで、消去ＣＧＨや、傷、汚れが付いたＣＧＨは、アライメントドット３２をアライメントエリア３５に照射せず、この場合には中心座標ＡＣを算出することができないので前記デフォルト中心値で代用する。
【００４２】
・認識ウィンドウの作成
アライメントドット３２の座標を使用してＣＧＨ認識ウィンドウを作成する。例えば図１８に示す６×６ドット分のＣＧＨ認識ウィンドウにおいて、左上ウィンドウのアライメントドット３２の中心座標ＡＣを（ｘ１，ｙ１）とし、右下ウィンドウのアライメントドット３２の中心座標ＡＣを（ｘ２，ｙ２）とすると、１つのＣＧＨ認識ウィンドウの大きさ（Ｗｘ、Ｗｙ）（＝１つのＣＧＨ認識ウィンドウ内の画素数）は次の通りとなる。
Ｗｘ＝rot｛（ｘ２−ｘ１）／５｝
Ｗｙ＝rot｛（ｙ２−ｙ１）／５｝
ただし、rot｛｝は｛｝内を自然数に丸める関数
【００４３】
次いで、ＣＧＨ認識ウィンドウの格子点（ＭＸｎ，ＭＹｎ）（ｎ＝０，１〜６）を求める。
ＭＸｎ＝ｘ１−Ｗｘ／２＋Ｗｘ×ｎ
ＭＹｎ＝ｙ１−Ｗｙ／２＋Ｗｙ×ｎ
次いで格子点（ＭＸｎ，ＭＹｎ）を直線で結び、この直線により分割された１区画を１つのドット認識ウィンドウと定義し、各ドット認識ウィンドウ内の画素データを以下のように処理する。
【００４４】
・認識ウィンドウ内の処理：その１
図１９に示す６×６個のドット認識ウィンドウＷ１１〜Ｗ６６における２値化データ＝１の画素数Ｎpixが正の定数ｃより多く存在する場合に回折ドットが存在すると判断する。６×６個のドット認識ウィンドウＷ１１〜Ｗ６６の全てが「０」の場合にはその部分のＣＧＨはリーダ／ライタにより消去されたと判定する。  すなわち
0003921844.tif 000002
ただし、ｉ，ｊ＝１，２〜６
【００４５】
・認識ウィンドウ内の処理：その２
例えば図９に示すように左上、右上、左下、右下の３ドットを使用して４パターンＰ１〜Ｐ４により４値を表現する場合には、パターンＰ１〜Ｐ４が異なってもデータエリア３４のドット数が一定（３個）であり、また、ドット位置が決まっている。そこで、図２０に示すようにその位置のウィンドウのみについて処理を行う。すなわち
Ｐ１エリア＝Ｗ２３＋Ｗ３２＋Ｗ３３
Ｐ２エリア＝Ｗ２４＋Ｗ３４＋Ｗ３５
Ｐ３エリア＝Ｗ４４＋Ｗ４５＋Ｗ５４
Ｐ４エリア＝Ｗ４２＋Ｗ４３＋Ｗ５３
のように各エリアＰ１〜Ｐ４毎に２値化データ＝１の合計画素数を求める。
【００４６】
次いでエリアＰ１〜Ｐ４の内、上記の４つの合計画素数の最大値Max（Ｐ１エリア，Ｐ２エリア，Ｐ３エリア，Ｐ４エリア）を求める。次いでこの最大値Maxが上記の４つの合計画素数の合計値に対して占める割合が所定値ｄより大きい場合、最大値Maxのエリアを「１」とする。もし、最大値Maxが上記の４つの合計画素数の合計値に対して占める割合が所定値ｄより小さい場合にはこのＣＧＨはリーダ／ライタにより消去されたと判定する。
【００４７】
また、図１０に示すように６×６ドットのエリアの中心に縦横１ドットラインの、ドットを配置しないセーフティゾーン３６を設けて７×７ドットのエリアに拡張する場合にも同様に、データドット３３が本来現れる１＋２又は２＋１＝３のウィンドウについてのみ上記の処理を行う。この場合に、セーフティゾーン３６により近隣のデータドット３３が認識ウィンドウに侵入することを低減することができるので、より安定して認識することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、情報を示す複数のホログラム像を２次元に配列するとともに、各ホログラム像を２次元の複数のドットを配列することにより構成し、更に複数のドットがデータドットとアライメントドットを含むようにしたので、ホログラムを最適化して汚れに強く、認識性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光記録媒体の一実施形態を示す構成図である。
【図２】ホログラムの作成方法を示す説明図である。
【図３】本発明に係る光記録媒体の再生装置を示す構成図である。
【図４】本発明に係る光記録媒体の消去装置を示す構成図である。
【図５】図３の再生装置により撮像されたホログラムパターンの配置を示す説明図である。
【図６】図５のホログラムパターンの他の例を示す説明図である。
【図７】ウィンドウ座標を示す説明図である。
【図８】ホログラムパターンの消去例を示す説明図である。
【図９】図５のホログラムパターンの更に他の例を示す説明図である。
【図１０】図９のホログラムパターンの変形例を示す説明図である。
【図１１】本発明に係る光記録媒体の再生／記録装置を示すブロック図である。
【図１２】ローカル２値化エリアを示す説明図である。
【図１３】ノイズレベルとスライスレベルの関係を示すグラフである。
【図１４】スライスレベルと画素数の関係を示すグラフである。
【図１５】スライスレベルとドットの大きさの関係を示す説明図である。
【図１６】最適なドットの大きさの関係を示す説明図である。
【図１７】アライメント座標の中心位置を示す説明図である。
【図１８】ＣＧＨ認識ウィンドウとドット認識ウィンドウを示す説明図である。
【図１９】ドットの認識処理を示す説明図である。
【図２０】他の例のドット認識処理を示す説明図である。
【図２１】従来の記録媒体と記録再生装置を示す構成図である。
【図２２】図２１の発光素子と受光素子を示す構成図である。
【図２３】図２１のホログラムを示す構成図である。
【図２４】図２１の記録再生装置によりホログラム判定処理を示す説明図である。
【符号の説明】
１２  トラッキング用ホログラム（ＣＧＨ）
１３  データ用ホログラム
２１  レーザユニット
２２  ビームスプリッタ
２３  ピンホール
２４  ＣＣＤ（レーザユニット２１、ビームスプリッタ２２、ピンホール２３と共に読み取り手段を構成する。）
２５  ＰＤ
３１  ＣＣＤキャプチャエリア
３２  アライメントドット
３３  データドット
３４  データエリア
３５  アライメントエリア
４０  リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）
４５  パターン認識部（パターン認識手段）
５１  ローカル２値化エリア
【図１】
0003921844.tif 000003
【図２】
0003921844.tif 000004
【図３】
0003921844.tif 000005
【図４】
0003921844.tif 000006
【図５】
0003921844.tif 000007
【図６】
0003921844.tif 000008
【図７】
0003921844.tif 000009
【図８】
0003921844.tif 000010
【図９】
0003921844.tif 000011
【図１０】
0003921844.tif 000012
【図１１】
0003921844.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003921844.tif 000018
【図１７】
0003921844.tif 000019
【図１８】
0003921844.tif 000020
【図１９】
0003921844.tif 000021
【図２０】
0003921844.tif 000022
【図２１】
0003921844.tif 000023
【図２２】
0003921844.tif 000024
【図２３】
0003921844.tif 000025
【図２４】
0003921844.tif 000026