情報を光学的に読む方法及び装置
本発明は、情報が回折構造の形態で蓄えられる新しい種類の情報保持体に関する。本発明による情報保持体は、読出装置を通して手動で引き出されることにより読むことができる。本発明は、また、本発明による情報保持体が読むことができる装置に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報が回折構造の形態で蓄えられる新しい種類の情報保持体に関する。本発明による情報保持体は、読出装置を通して手動で引くことで読むことができる。
【背景技術】
【０００２】
情報保持体としてのプラスチックカードは、今日ではどこにでもあるものである。機械によるデータ処理が増加する結果として、人は、一般的に、自分自身を法的に認証可能な一連のプラスチックカードを持っている。挙げられる例としては、会社の身分証明書、医療保険カード、クレジットカード、ユーロチェック、及びデビットカードである。
【０００３】
特に広く行き渡ったものは、ＩＤ−１フォーマットであり、それはＩＳＯ／ＩＥＣ ７８１０標準（「クレジットカードフォーマット」）において特徴づけられる。それは便利なサイズを有し、財布に収納可能である。このフォーマットに基づく多くのカードリーダーがある。
【０００４】
機械が読み出し可能な情報は、種々の方法でプラスチックカード上に蓄えることができる。例えば、光学上判読可能な文字（ＯＣＲ＝光学式文字認識）の形で光学的に、バー又はマトリックスコードで、磁気片にて磁気的に、あるいはチップ内に電子的に格納できる。しかしながら、上述の蓄積方法は、単に数バイト（ＯＣＲ）からキロバイト（チップ）までの格納を可能にするものである。プラスチックカードにおいて最も大きな記憶容量は、最近、光メモリーカードによって達成される。
【０００５】
ＷＯ８８０８１２０（Ａ１）及びＥＰ０２３１３５１（Ａ１）には、プラスチックカードに適用されるハロゲン化銀フィルムにデータが写真のように露光される光メモリーカードが記述されている。データは、レーザーで書き込まれ、読み出すことができる。ＷＯ８８０８１２０（Ａ１）では、上記フィルムが書かれ読まれる装置について記述されている。データは、データ点の形でディジタルで存在する。上記データ点は、周囲と比較して異なる反射率を示し、これにより、レーザー・ビーム及び光検出器の補助により読むことができる。
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ ８８０８１２０
【特許文献２】ＥＰ ０２３１３５１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
記述されたカード及びカードリーダーにおける欠点は、データを読むことができるために、カードは、読み取り光線及び検出器に対して正確に配置されねばならないということである。次々に個人データ点を読み取るために、カードは、また、読み取り光線がデータ点に正確に当たるような方法で読み取り光線及び検出器に対して移動されねばならない。このことは、高い位置決め精度を有する複雑なカードリーダーを必要とする。さらに、カード上のデータ密度は、読み出し中の位置決め精度の寸法に制限される。データ点が読み取り光線の位置決め精度よりも高い密度で存在する場合には、個人データ点は、もはや検出することができない。
【０００８】
バーコード又は磁気片カードが用いられるとき、それを読むために、カードガイドを通してカードを引くことができる。カードが手動で引かれるとき、データが読まれる。カードに関する読取りヘッドの機械的な位置決めは必要ない。
【０００９】
そのような、磁気片カード用の引っ張り通過システムは、例えば米国特許５１２８５２４（Ａ１）に記載されている。
【００１０】
プラスチックカードに保存されたデータを読むための手動のカード引っ張り通過システムは、磁気片及びバーコードの場合に実施可能である。なぜならば、読取りヘッドに対する記憶媒体の位置決めが手動でのカード案内の間に発生する変化に関して寛容であるように、データ密度（単位面積当たりバイト量）は低いからである。
【００１１】
上述した光メモリーカードでは、データ構造はより小さい。従って、読取りヘッドに対するカードの人手による位置決めは、一般的に、もはや可能ではない。
【００１２】
しかしながら、磁気片又はバーコードカードが通常である場合よりも、より高い記憶容量を有する光メモリーカードを、手動で操作可能なカード引っ張り通過システムの補助で読むことができることは望ましいだろう。
【００１３】
手動によるカード案内の利点は、第１に、ユーザーへの高い利便性であり、なぜならば、人はカードから手を離してはならず、これに関連して全体の読み取り過程の速度が増すからであり、第２に、装置の低生産コストであり、なぜならば、高価な機械的位置決め及び装置のより大きい頑丈さを排除することができるからである。
【００１４】
従って、手動で操作することができるカード引っ張り通過システムの補助によって読むことができる光メモリーカードを提供する目的があった。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
驚いたことに、下記に述べる本発明による光メモリーカードによって上記目的が達成されることが分かった。
【００１６】
特に、本発明による光メモリーカードは、カードが手動で引かれるとき、記憶媒体中でデータを表わす構造は位置決め精度より小さいが、それらがカードガイドを通して手動で引かれるとき、光メモリーカードは読むことができる。
【００１７】
更に、本発明による光メモリーカードは、従来の技術から知られているメモリーカードよりも高い記憶容量を有する。
【００１８】
このことは、データがフーリエ・ホログラムの形で保存される情報保持手段、特に光メモリーカードによって達成される。そのような情報保持体は、本発明の第１の対象を形成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
１つの実施形態において、読まれる情報（データ）は、平らな情報保持体、例えばプラスチックカードに、フーリエ・ホログラムの形で存在する。
【００２０】
ホログラム用に適した記憶媒体は、平面が形成可能な、当業者に知られている従来のすべての材料である。この例は、ポリマー、金属、紙、織物、被覆剤、石器などであり、ホログラフィーの構造がエンボス加工、エッチング、写真平版、グラノリソグラフィー（granolithography）、摩耗、あるいは切削によってそれらに導入される。また、上述の材料の組み合わせによって形成される複合材料も考えられる。この一つの例は、金属膜が適用されるポリマーフィルムである。感光性の成分、又は感光性成分を有する複合材料の場合には、ホログラフィーの構造も光を用いることで導入することができる（ハロゲン化銀フィルム、光アドレス可能なポリマーで作製されたフィルム等）。
【００２１】
平面情報保持体は、情報保持体自体よりも実質的に大きい曲率半径を有する情報保持体であるように理解される。そのような平面情報保持体は、例えば、カードがそれ自体長さわずか約８ｃｍで幅約５ｃｍである間に、３ｍの曲率半径を有するように財布中で曲げられるクレジットカードである。
【００２２】
この場合、ホログラム用の記憶媒体は、それ自体、情報保持体の一部であることができ、かつ、また単に情報保持体にしっかりと接続されることができる。
【００２３】
ホログラムは、反射又は透過で読むことができる。それらは、好ましくは反射で読まれる。この目的のため、ホログラムが適用される、又はホログラムが導入される光反射面が必要である。
【００２４】
情報保持体は、好ましくは滑らかにすべきであり、すなわち、粗さは、ホログラフィー構造よりも小さくあるべきである。粗さは、例えばフィーラ方法（計測器：KLA Tencor Alpha Step 500；測定方法：ＭＭ−４０００１）によって、決定することができる。表面粗さは、好ましくはＲａ＝１０マイクロメータ未満である。
【００２５】
ホログラフィーで保存されるデータは、明度値の二次元の分布として存在するのが好ましい。述べることのできる一つの例は、ＩＳＯ／ＩＥＣ １６０２２に明記されているデータ行列コードである。
【００２６】
フーリエ・ホログラムのようなデータを蓄える場合、目的物の物理的な明度分布は、角度の形態にてフーリエ・ホログラムにエンコードされる。これは、図１に模式的に図示されている。即ち、コリメートされたレーザービーム（７）によるフーリエ・ホログラム（２）の放射の間に、光線は、ホログラムで異なった角度にて回折される。
【００２７】
フーリエ・ホログラムは、知られており、それらの特性は、例えば、P. Hariharan の Basics of Holography, ケンブリッジ大学出版局、２００２年、８〜１０ページに記載されている。
【００２８】
フーリエ光学の助けにより、角度は、再び位置情報へ導くことができる（図１及び図２）。即ち、同じ角度で回折された光線は、フーリエ・レンズ（５）によって一点に合焦される。異なった角度で回折された光線は、フーリエ・レンズによって異なった点に合焦される。
【００２９】
上記点は、検出器、例えばカメラ、上で画像化可能であり、よって、さらに電子的に処理することができる。
【００３０】
フーリエ光学と共同してフーリエ・ホログラムの重要な一つの特性は、検出器上に画像化された点は、ホログラムが入射レーザビームに直角にずれているとしても、位置ずれしないということである。検出器上の画像の強度のみが変化する。このことは、図２に図示されている。即ち、フーリエ・ホログラム（２）がリーダ（７）を通って移動する場合、画像は、読み取り光線がホログラムを部分的に当たるとすぐに、検出器に現われる。読み取り光線が全ホログラムを照らしているまで、画像の強度（明るさ）は上昇し、そして、読み取り光線がもはやホログラムを照らしていなくなるまでに上記強度は再びゼロまで減少する。
【００３１】
驚いたことに、この効果は、情報保持体が入射レーザビームに関して位置ずれしている間、即ち、例えば手動でガイドを通して移動されている間、フーリエ・ホログラムの形態において平らな情報保持体に格納された情報を読むのに使用可能であるということが確立された。
【００３２】
もしホログラムが読み取りスポットによって単に部分的に記録されるならば、全ホログラムが読み取りスポットにより記録される場合よりも、画像は明るくなく、シャープではない。このことから、読み取り処理の間、ホログラムのできるだけ多くの領域が読み取りスポットによって常に記録されるために、ホログラムより大きくなるように読み取りスポットを構成することが特に有益であるということは、容易に結論付けることができるだろう。しかしながら、事実はそのとおりではない。もし読み取りスポットがホログラムより大きいならば、ホログラムがない情報保持体の部分もまた常に照らされている。結果として、一般的に、より少ない光線がホログラムで偏向され、その結果明るさは減少する。さらに、ホログラムの外部で情報保持体を照らす結果としての散乱効果は、検出器上でバックグランドノイズを増加させることになる。
【００３３】
驚いたことに、読み取りスポットがホログラムより小さい場合、ホログラムの放射の間の結像特性が特に良好であることが分かった。読み取りスポットは、ホログラムより０．９〜０．１倍大きなことが特に好適である。
【００３４】
同じ内容を有する複数のホログラムがより大きなホログラムを形成するためにまっすぐに互いに設けられる場合、特に良好な結像特性が達成される。特に好ましくは、同じ内容を有する２〜９のホログラムがまっすぐに互いに設けられ、従って、拡大したホログラムを形成する。
【００３５】
フーリエ・ホログラムの形状は、読み取りスポットの形状に一致するのが好ましい。読み取り光線の光源としての従来のレーザーは、強度が内側から外側へ向けて減少する円形又は楕円の読み取りスポットを生成する。
【００３６】
図４に図示されるように、読み取りスポットよりも幾分大きい中央の円形又は楕円の領域だけが情報保持体に適用される大きなホログラムを形成するように、同じ内容を有する４つのホログラムが組み立てられる場合に、特に良好な画像が得られる。図４の（ａ）は、フーリエ・ホログラムを示す。これは、図４の（ｂ）では、４つの同一のホログラムが方形の形で配列され、４倍になる。図４の（ｃ）では、ホログラムが読み取りスポットの形状を有するように、拡大したホログラムはカットされている。より良い図示のため、図４では、個々のホログラムは、黒色の枠、しかしながらこれは実際には現れない、を記している。
【００３７】
ホログラムのサイズは、直径０．１〜５ｍｍが好適である。
【００３８】
本発明のさらなる対象は、本発明による光メモリーカードを読むための装置である。
【００３９】
そのような装置は、読み取り光線用の光源と、フーリエ光学系と、光検出器と、特に当該装置を通して手動で引かれるとき、移動の間、読み取り操作の間、読み取り光線及び光検出器に関して情報保持体を整列するガイド装置とを備える。該ガイドは、情報保持体が第３の空間方向に移動される間に、２つの空間寸法にて情報保持体の移動を制限する。情報保持体は、例えば、上記ガイドを通って手動で移動され、処理において光線で照らされる。光線は、情報保持体のフーリエ・ホログラムで回折され、回折された光線は、光信号が電子信号に変換される光検出器上にフーリエ光学系の助けによって画像化される。
【００４０】
本発明による装置を用いることによって、本発明による光メモリーカードは、透過及び／又は反射で読むことができる。
【００４１】
メモリーカードが反射にて読むことができるような装置の実施形態の一例は、図３に図示されている。それは、間を情報保持体（１）が手動で移動される２つのガイドレール（１０、１１）を備える。ガイドレールの一つ（ここでは１０）は、ローラー（１２）を有する。該ローラーは、押圧バネ（１３）とともに装着され、手動で引かれるとき、他方のレール（ここでは１１）に対して情報保持体（１）を押圧する。ローラーは、わずかに傾けられており、その結果、情報保持体が引かれるとき、情報保持体は、自動的に押し下げられる。従って、それが手動で引かれるとき、情報保持体は、レール（ここでは１１）、及びまたガイドのベースの両方に対して押圧される。従って、３つの可能な空間の方向の内の２つは、制限される。情報保持体は、第３の空間の方向で、ガイドレール１０及び１１と平行に移動される。
【００４２】
処理において、それは読み取り光線（７）上を走査する。読み取り光線は、ガイドレールの内の一つ（ここでは１１）における穴（１６）を通り入射する。穴（１６）は、情報保持体（１）上のホログラム（２）の高さに配置されている。同一高さには、ホログラムに面し、穴が位置決めされるレールに溝（１５）が好ましくは刻まれており、該溝は、情報保持体がガイドを通して繰り返し引かれるときに、情報保持体に設置されたホログラムが徐々に引っかかれるのを防止する。
【００４３】
検出器（１４）は、好ましくはガイド内へ挿入され、情報保持体がガイドを通って移動されているか否かを検出する。例えば、また状の光バリアの使用が可能であり、その光線は、情報保持体によって遮られる。光バリアからの光線の遮断は、読み取り光線（３）及び検出器（カメラ）（６）用のトリガーとして用いることができる。光バリアが遮られるとすぐに、読み取り光線のスイッチはオンになり、カメラ上の画像が評価される。
【００４４】
また、読み取り光線に関して規定された時間遅延でカメラのスイッチをオンにすることは可能である。
【００４５】
複数の光バリアを用いることは、同様に可能である。
【００４６】
また、複数のホログラムが次々に読まれることも可能である。ホログラムは、記憶媒体（１７）における直線（９）に沿って一つの高さで情報保持体上に配列される。
【００４７】
複数のホログラム、それらはラインに沿って並べられる、が情報保持体上に用いられる場合、ホログラムに加えて、情報保持体及び／又は記憶媒体にマーキング、これはカメラ及び／又は読み取り光線のためのトリガーとして機能する、を挿入することも考えられる。このように、新しいホログラムが画像化されているとき、カメラに信号を送ることは容易に可能である。
【００４８】
さらに、全てのタイプのプラスチックカード（銀行カード、クレジットカード、身分証明カードなど）の形態における情報保持体用のカードリーダーとしての前述の装置の使用は、また本発明の対象である。
【００４９】
本発明のさらなる対象は、（ａ）例えばプラスチックカードのような平坦な情報保持体に少なくとも一つのフーリエ・ホログラムの形でデータを格納すること、並びに（ｂ）フーリエ光学系、光検出器、及び、装置を通る移動の間に読み取り光線及び光検出器に関して情報保持体を整列するガイド装置を備える装置を通して情報保持体を移動し、格納されたデータをこの方法で読み取ること、を備えるデータ伝送方法である。読み取り操作の間の上記装置を通る情報保持体の移動は、手動にてそれを引くことにより行われるのが好ましい。
【００５０】
本発明のさらなる対象は、データ伝送用システムであり、これは、少なくとも一つのフーリエ・ホログラムの形態にて格納されるデータを含む例えばプラスチックカードのような少なくとも一つの平坦な情報保持体と、フーリエ光学系、光検出器、及び、装置を通して特に手動で情報保持体が引かれるときに読み取り光線及び光検出器に関して情報保持体を整列するガイド装置を備える少なくとも一つの読み取り装置と、を備える。
【００５１】
このようなシステムは、例えば、人若しくは品物の認証、あるいは建物又は部屋へのアクセス制御のための多くの応用例に用いることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 情報保持体（プラスチックカード）
２ フーリエ・ホログラム
３ 平行光光学系を有する光源
４ ビームスプリッター
５ フーリエ・レンズ
６ 検出器（カメラ）
７ コリメートされた光線（読み取り光線）
８ カメラ上の画像
９ ホログラムが格納可能なライン
１０ ガイドレール１
１１ ガイドレール２
１２ ローラー
１３ 押圧バネ
１４ 検出器（また状の光バリア）
１５ 溝
１６ 読み取り光線用の穴
１７ 記憶媒体
【図１】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図２（ｃ）】
【図３】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図４（ｃ）】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報が回折構造の形態で蓄えられる新しい種類の情報保持体に関する。本発明による情報保持体は、読出装置を通して手動で引くことで読むことができる。
【背景技術】
【０００２】
情報保持体としてのプラスチックカードは、今日ではどこにでもあるものである。機械によるデータ処理が増加する結果として、人は、一般的に、自分自身を法的に認証可能な一連のプラスチックカードを持っている。挙げられる例としては、会社の身分証明書、医療保険カード、クレジットカード、ユーロチェック、及びデビットカードである。
【０００３】
特に広く行き渡ったものは、ＩＤ−１フォーマットであり、それはＩＳＯ／ＩＥＣ ７８１０標準（「クレジットカードフォーマット」）において特徴づけられる。それは便利なサイズを有し、財布に収納可能である。このフォーマットに基づく多くのカードリーダーがある。
【０００４】
機械が読み出し可能な情報は、種々の方法でプラスチックカード上に蓄えることができる。例えば、光学上判読可能な文字（ＯＣＲ＝光学式文字認識）の形で光学的に、バー又はマトリックスコードで、磁気片にて磁気的に、あるいはチップ内に電子的に格納できる。しかしながら、上述の蓄積方法は、単に数バイト（ＯＣＲ）からキロバイト（チップ）までの格納を可能にするものである。プラスチックカードにおいて最も大きな記憶容量は、最近、光メモリーカードによって達成される。
【０００５】
ＷＯ８８０８１２０（Ａ１）及びＥＰ０２３１３５１（Ａ１）には、プラスチックカードに適用されるハロゲン化銀フィルムにデータが写真のように露光される光メモリーカードが記述されている。データは、レーザーで書き込まれ、読み出すことができる。ＷＯ８８０８１２０（Ａ１）では、上記フィルムが書かれ読まれる装置について記述されている。データは、データ点の形でディジタルで存在する。上記データ点は、周囲と比較して異なる反射率を示し、これにより、レーザー・ビーム及び光検出器の補助により読むことができる。
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ ８８０８１２０
【特許文献２】ＥＰ ０２３１３５１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
記述されたカード及びカードリーダーにおける欠点は、データを読むことができるために、カードは、読み取り光線及び検出器に対して正確に配置されねばならないということである。次々に個人データ点を読み取るために、カードは、また、読み取り光線がデータ点に正確に当たるような方法で読み取り光線及び検出器に対して移動されねばならない。このことは、高い位置決め精度を有する複雑なカードリーダーを必要とする。さらに、カード上のデータ密度は、読み出し中の位置決め精度の寸法に制限される。データ点が読み取り光線の位置決め精度よりも高い密度で存在する場合には、個人データ点は、もはや検出することができない。
【０００８】
バーコード又は磁気片カードが用いられるとき、それを読むために、カードガイドを通してカードを引くことができる。カードが手動で引かれるとき、データが読まれる。カードに関する読取りヘッドの機械的な位置決めは必要ない。
【０００９】
そのような、磁気片カード用の引っ張り通過システムは、例えば米国特許５１２８５２４（Ａ１）に記載されている。
【００１０】
プラスチックカードに保存されたデータを読むための手動のカード引っ張り通過システムは、磁気片及びバーコードの場合に実施可能である。なぜならば、読取りヘッドに対する記憶媒体の位置決めが手動でのカード案内の間に発生する変化に関して寛容であるように、データ密度（単位面積当たりバイト量）は低いからである。
【００１１】
上述した光メモリーカードでは、データ構造はより小さい。従って、読取りヘッドに対するカードの人手による位置決めは、一般的に、もはや可能ではない。
【００１２】
しかしながら、磁気片又はバーコードカードが通常である場合よりも、より高い記憶容量を有する光メモリーカードを、手動で操作可能なカード引っ張り通過システムの補助で読むことができることは望ましいだろう。
【００１３】
手動によるカード案内の利点は、第１に、ユーザーへの高い利便性であり、なぜならば、人はカードから手を離してはならず、これに関連して全体の読み取り過程の速度が増すからであり、第２に、装置の低生産コストであり、なぜならば、高価な機械的位置決め及び装置のより大きい頑丈さを排除することができるからである。
【００１４】
従って、手動で操作することができるカード引っ張り通過システムの補助によって読むことができる光メモリーカードを提供する目的があった。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
驚いたことに、下記に述べる本発明による光メモリーカードによって上記目的が達成されることが分かった。
【００１６】
特に、本発明による光メモリーカードは、カードが手動で引かれるとき、記憶媒体中でデータを表わす構造は位置決め精度より小さいが、それらがカードガイドを通して手動で引かれるとき、光メモリーカードは読むことができる。
【００１７】
更に、本発明による光メモリーカードは、従来の技術から知られているメモリーカードよりも高い記憶容量を有する。
【００１８】
このことは、データがフーリエ・ホログラムの形で保存される情報保持手段、特に光メモリーカードによって達成される。そのような情報保持体は、本発明の第１の対象を形成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
１つの実施形態において、読まれる情報（データ）は、平らな情報保持体、例えばプラスチックカードに、フーリエ・ホログラムの形で存在する。
【００２０】
ホログラム用に適した記憶媒体は、平面が形成可能な、当業者に知られている従来のすべての材料である。この例は、ポリマー、金属、紙、織物、被覆剤、石器などであり、ホログラフィーの構造がエンボス加工、エッチング、写真平版、グラノリソグラフィー（granolithography）、摩耗、あるいは切削によってそれらに導入される。また、上述の材料の組み合わせによって形成される複合材料も考えられる。この一つの例は、金属膜が適用されるポリマーフィルムである。感光性の成分、又は感光性成分を有する複合材料の場合には、ホログラフィーの構造も光を用いることで導入することができる（ハロゲン化銀フィルム、光アドレス可能なポリマーで作製されたフィルム等）。
【００２１】
平面情報保持体は、情報保持体自体よりも実質的に大きい曲率半径を有する情報保持体であるように理解される。そのような平面情報保持体は、例えば、カードがそれ自体長さわずか約８ｃｍで幅約５ｃｍである間に、３ｍの曲率半径を有するように財布中で曲げられるクレジットカードである。
【００２２】
この場合、ホログラム用の記憶媒体は、それ自体、情報保持体の一部であることができ、かつ、また単に情報保持体にしっかりと接続されることができる。
【００２３】
ホログラムは、反射又は透過で読むことができる。それらは、好ましくは反射で読まれる。この目的のため、ホログラムが適用される、又はホログラムが導入される光反射面が必要である。
【００２４】
情報保持体は、好ましくは滑らかにすべきであり、すなわち、粗さは、ホログラフィー構造よりも小さくあるべきである。粗さは、例えばフィーラ方法（計測器：KLA Tencor Alpha Step 500；測定方法：ＭＭ−４０００１）によって、決定することができる。表面粗さは、好ましくはＲａ＝１０マイクロメータ未満である。
【００２５】
ホログラフィーで保存されるデータは、明度値の二次元の分布として存在するのが好ましい。述べることのできる一つの例は、ＩＳＯ／ＩＥＣ １６０２２に明記されているデータ行列コードである。
【００２６】
フーリエ・ホログラムのようなデータを蓄える場合、目的物の物理的な明度分布は、角度の形態にてフーリエ・ホログラムにエンコードされる。これは、図１に模式的に図示されている。即ち、コリメートされたレーザービーム（７）によるフーリエ・ホログラム（２）の放射の間に、光線は、ホログラムで異なった角度にて回折される。
【００２７】
フーリエ・ホログラムは、知られており、それらの特性は、例えば、P. Hariharan の Basics of Holography, ケンブリッジ大学出版局、２００２年、８〜１０ページに記載されている。
【００２８】
フーリエ光学の助けにより、角度は、再び位置情報へ導くことができる（図１及び図２）。即ち、同じ角度で回折された光線は、フーリエ・レンズ（５）によって一点に合焦される。異なった角度で回折された光線は、フーリエ・レンズによって異なった点に合焦される。
【００２９】
上記点は、検出器、例えばカメラ、上で画像化可能であり、よって、さらに電子的に処理することができる。
【００３０】
フーリエ光学と共同してフーリエ・ホログラムの重要な一つの特性は、検出器上に画像化された点は、ホログラムが入射レーザビームに直角にずれているとしても、位置ずれしないということである。検出器上の画像の強度のみが変化する。このことは、図２に図示されている。即ち、フーリエ・ホログラム（２）がリーダ（７）を通って移動する場合、画像は、読み取り光線がホログラムを部分的に当たるとすぐに、検出器に現われる。読み取り光線が全ホログラムを照らしているまで、画像の強度（明るさ）は上昇し、そして、読み取り光線がもはやホログラムを照らしていなくなるまでに上記強度は再びゼロまで減少する。
【００３１】
驚いたことに、この効果は、情報保持体が入射レーザビームに関して位置ずれしている間、即ち、例えば手動でガイドを通して移動されている間、フーリエ・ホログラムの形態において平らな情報保持体に格納された情報を読むのに使用可能であるということが確立された。
【００３２】
もしホログラムが読み取りスポットによって単に部分的に記録されるならば、全ホログラムが読み取りスポットにより記録される場合よりも、画像は明るくなく、シャープではない。このことから、読み取り処理の間、ホログラムのできるだけ多くの領域が読み取りスポットによって常に記録されるために、ホログラムより大きくなるように読み取りスポットを構成することが特に有益であるということは、容易に結論付けることができるだろう。しかしながら、事実はそのとおりではない。もし読み取りスポットがホログラムより大きいならば、ホログラムがない情報保持体の部分もまた常に照らされている。結果として、一般的に、より少ない光線がホログラムで偏向され、その結果明るさは減少する。さらに、ホログラムの外部で情報保持体を照らす結果としての散乱効果は、検出器上でバックグランドノイズを増加させることになる。
【００３３】
驚いたことに、読み取りスポットがホログラムより小さい場合、ホログラムの放射の間の結像特性が特に良好であることが分かった。読み取りスポットは、ホログラムより０．９〜０．１倍大きなことが特に好適である。
【００３４】
同じ内容を有する複数のホログラムがより大きなホログラムを形成するためにまっすぐに互いに設けられる場合、特に良好な結像特性が達成される。特に好ましくは、同じ内容を有する２〜９のホログラムがまっすぐに互いに設けられ、従って、拡大したホログラムを形成する。
【００３５】
フーリエ・ホログラムの形状は、読み取りスポットの形状に一致するのが好ましい。読み取り光線の光源としての従来のレーザーは、強度が内側から外側へ向けて減少する円形又は楕円の読み取りスポットを生成する。
【００３６】
図４に図示されるように、読み取りスポットよりも幾分大きい中央の円形又は楕円の領域だけが情報保持体に適用される大きなホログラムを形成するように、同じ内容を有する４つのホログラムが組み立てられる場合に、特に良好な画像が得られる。図４の（ａ）は、フーリエ・ホログラムを示す。これは、図４の（ｂ）では、４つの同一のホログラムが方形の形で配列され、４倍になる。図４の（ｃ）では、ホログラムが読み取りスポットの形状を有するように、拡大したホログラムはカットされている。より良い図示のため、図４では、個々のホログラムは、黒色の枠、しかしながらこれは実際には現れない、を記している。
【００３７】
ホログラムのサイズは、直径０．１〜５ｍｍが好適である。
【００３８】
本発明のさらなる対象は、本発明による光メモリーカードを読むための装置である。
【００３９】
そのような装置は、読み取り光線用の光源と、フーリエ光学系と、光検出器と、特に当該装置を通して手動で引かれるとき、移動の間、読み取り操作の間、読み取り光線及び光検出器に関して情報保持体を整列するガイド装置とを備える。該ガイドは、情報保持体が第３の空間方向に移動される間に、２つの空間寸法にて情報保持体の移動を制限する。情報保持体は、例えば、上記ガイドを通って手動で移動され、処理において光線で照らされる。光線は、情報保持体のフーリエ・ホログラムで回折され、回折された光線は、光信号が電子信号に変換される光検出器上にフーリエ光学系の助けによって画像化される。
【００４０】
本発明による装置を用いることによって、本発明による光メモリーカードは、透過及び／又は反射で読むことができる。
【００４１】
メモリーカードが反射にて読むことができるような装置の実施形態の一例は、図３に図示されている。それは、間を情報保持体（１）が手動で移動される２つのガイドレール（１０、１１）を備える。ガイドレールの一つ（ここでは１０）は、ローラー（１２）を有する。該ローラーは、押圧バネ（１３）とともに装着され、手動で引かれるとき、他方のレール（ここでは１１）に対して情報保持体（１）を押圧する。ローラーは、わずかに傾けられており、その結果、情報保持体が引かれるとき、情報保持体は、自動的に押し下げられる。従って、それが手動で引かれるとき、情報保持体は、レール（ここでは１１）、及びまたガイドのベースの両方に対して押圧される。従って、３つの可能な空間の方向の内の２つは、制限される。情報保持体は、第３の空間の方向で、ガイドレール１０及び１１と平行に移動される。
【００４２】
処理において、それは読み取り光線（７）上を走査する。読み取り光線は、ガイドレールの内の一つ（ここでは１１）における穴（１６）を通り入射する。穴（１６）は、情報保持体（１）上のホログラム（２）の高さに配置されている。同一高さには、ホログラムに面し、穴が位置決めされるレールに溝（１５）が好ましくは刻まれており、該溝は、情報保持体がガイドを通して繰り返し引かれるときに、情報保持体に設置されたホログラムが徐々に引っかかれるのを防止する。
【００４３】
検出器（１４）は、好ましくはガイド内へ挿入され、情報保持体がガイドを通って移動されているか否かを検出する。例えば、また状の光バリアの使用が可能であり、その光線は、情報保持体によって遮られる。光バリアからの光線の遮断は、読み取り光線（３）及び検出器（カメラ）（６）用のトリガーとして用いることができる。光バリアが遮られるとすぐに、読み取り光線のスイッチはオンになり、カメラ上の画像が評価される。
【００４４】
また、読み取り光線に関して規定された時間遅延でカメラのスイッチをオンにすることは可能である。
【００４５】
複数の光バリアを用いることは、同様に可能である。
【００４６】
また、複数のホログラムが次々に読まれることも可能である。ホログラムは、記憶媒体（１７）における直線（９）に沿って一つの高さで情報保持体上に配列される。
【００４７】
複数のホログラム、それらはラインに沿って並べられる、が情報保持体上に用いられる場合、ホログラムに加えて、情報保持体及び／又は記憶媒体にマーキング、これはカメラ及び／又は読み取り光線のためのトリガーとして機能する、を挿入することも考えられる。このように、新しいホログラムが画像化されているとき、カメラに信号を送ることは容易に可能である。
【００４８】
さらに、全てのタイプのプラスチックカード（銀行カード、クレジットカード、身分証明カードなど）の形態における情報保持体用のカードリーダーとしての前述の装置の使用は、また本発明の対象である。
【００４９】
本発明のさらなる対象は、（ａ）例えばプラスチックカードのような平坦な情報保持体に少なくとも一つのフーリエ・ホログラムの形でデータを格納すること、並びに（ｂ）フーリエ光学系、光検出器、及び、装置を通る移動の間に読み取り光線及び光検出器に関して情報保持体を整列するガイド装置を備える装置を通して情報保持体を移動し、格納されたデータをこの方法で読み取ること、を備えるデータ伝送方法である。読み取り操作の間の上記装置を通る情報保持体の移動は、手動にてそれを引くことにより行われるのが好ましい。
【００５０】
本発明のさらなる対象は、データ伝送用システムであり、これは、少なくとも一つのフーリエ・ホログラムの形態にて格納されるデータを含む例えばプラスチックカードのような少なくとも一つの平坦な情報保持体と、フーリエ光学系、光検出器、及び、装置を通して特に手動で情報保持体が引かれるときに読み取り光線及び光検出器に関して情報保持体を整列するガイド装置を備える少なくとも一つの読み取り装置と、を備える。
【００５１】
このようなシステムは、例えば、人若しくは品物の認証、あるいは建物又は部屋へのアクセス制御のための多くの応用例に用いることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 情報保持体（プラスチックカード）
２ フーリエ・ホログラム
３ 平行光光学系を有する光源
４ ビームスプリッター
５ フーリエ・レンズ
６ 検出器（カメラ）
７ コリメートされた光線（読み取り光線）
８ カメラ上の画像
９ ホログラムが格納可能なライン
１０ ガイドレール１
１１ ガイドレール２
１２ ローラー
１３ 押圧バネ
１４ 検出器（また状の光バリア）
１５ 溝
１６ 読み取り光線用の穴
１７ 記憶媒体
【図１】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図２（ｃ）】
【図３】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図４（ｃ）】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一若しくは複数のフーリエ・ホログラムの形で保存されたデータを含むことを特徴とする情報保持体。
【請求項２】
上記情報保持体は平坦なプラスチックカードである、請求項１記載の情報保持体。
【請求項３】
フーリエ・ホログラムは、一つの高さにて直線に沿って配列されている、請求項１又は２記載の情報保持体。
【請求項４】
より大きなホログラムを形成するために、複数の同じフーリエ・ホログラムが組み合わせられる、請求項１から３のいずれかに記載の情報保持体。
【請求項５】
フーリエ・ホログラムは、ホログラムを読むための読み取りスポットよりも大きい、請求項１又は２記載の情報保持体。
【請求項６】
読み取り光線及び／又は検出器用のトリガー信号として用いられるマーキングが設けられる、請求項１から５のいずれかに記載の情報保持体。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の情報保持体を読み取る装置であって、
読み取り光線を生成する光源と、フーリエ光学系と、光検出器と、情報保持体が読み取り光線及び光検出器に関して第３空間の方向に移動する間、２つの空間寸法にて情報保持体の移動を制限するガイド装置とを備えた、装置。
【請求項８】
少なくとも一つのフーリエ・ホログラムの形で格納されたデータを含む少なくとも一つの平坦な情報保持体と、フーリエ光学系、光検出器、及び、読み取り操作の間で移動の間で特に装置を通して情報保持体が手動で引かれるときに読み取り光線及び光検出器に関して情報保持体を整列するガイド装置を備えた少なくとも一つの読み取り装置と、を備えたデータ伝送用システム。
【請求項９】
認証又はアクセス制御用の、請求項７によるシステムの使用。
【請求項１０】
（ａ）平坦な情報保持体、特にプラスチックカードに少なくとも一つのフーリエ・ホログラムの形態にてデータを格納すること、（ｂ）フーリエ光学系、光検出器、及び、装置を通した移動の間、読み取り光線及び光検出器に関して情報保持体を整列するガイド装置を備えた装置を通して情報保持体を移動して、この方法で格納されたデータを読み取ること、を備えたデータ伝送用方法。
【請求項１１】
読み取り操作の間、装置を通す情報保持体の移動は、手動で引くことにより実行される、請求項１０記載のデータ伝送用方法。
【請求項１】
一若しくは複数のフーリエ・ホログラムの形で保存されたデータを含むことを特徴とする情報保持体。
【請求項２】
上記情報保持体は平坦なプラスチックカードである、請求項１記載の情報保持体。
【請求項３】
フーリエ・ホログラムは、一つの高さにて直線に沿って配列されている、請求項１又は２記載の情報保持体。
【請求項４】
より大きなホログラムを形成するために、複数の同じフーリエ・ホログラムが組み合わせられる、請求項１から３のいずれかに記載の情報保持体。
【請求項５】
フーリエ・ホログラムは、ホログラムを読むための読み取りスポットよりも大きい、請求項１又は２記載の情報保持体。
【請求項６】
読み取り光線及び／又は検出器用のトリガー信号として用いられるマーキングが設けられる、請求項１から５のいずれかに記載の情報保持体。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の情報保持体を読み取る装置であって、
読み取り光線を生成する光源と、フーリエ光学系と、光検出器と、情報保持体が読み取り光線及び光検出器に関して第３空間の方向に移動する間、２つの空間寸法にて情報保持体の移動を制限するガイド装置とを備えた、装置。
【請求項８】
少なくとも一つのフーリエ・ホログラムの形で格納されたデータを含む少なくとも一つの平坦な情報保持体と、フーリエ光学系、光検出器、及び、読み取り操作の間で移動の間で特に装置を通して情報保持体が手動で引かれるときに読み取り光線及び光検出器に関して情報保持体を整列するガイド装置を備えた少なくとも一つの読み取り装置と、を備えたデータ伝送用システム。
【請求項９】
認証又はアクセス制御用の、請求項７によるシステムの使用。
【請求項１０】
（ａ）平坦な情報保持体、特にプラスチックカードに少なくとも一つのフーリエ・ホログラムの形態にてデータを格納すること、（ｂ）フーリエ光学系、光検出器、及び、装置を通した移動の間、読み取り光線及び光検出器に関して情報保持体を整列するガイド装置を備えた装置を通して情報保持体を移動して、この方法で格納されたデータを読み取ること、を備えたデータ伝送用方法。
【請求項１１】
読み取り操作の間、装置を通す情報保持体の移動は、手動で引くことにより実行される、請求項１０記載のデータ伝送用方法。
【公表番号】特表２００９−５３０７２５（Ｐ２００９−５３０７２５Ａ）
【公表日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５００７３２（Ｐ２００９−５００７３２）
【出願日】平成１９年３月９日（２００７．３．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／００２０６０
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１０７２５１
【国際公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【出願人】（５０４１４２９６１）バイエル・イノヴェイション・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング (22)
【氏名又は名称原語表記】Ｂａｙｅｒ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ＧｍｂＨ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月９日（２００７．３．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／００２０６０
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１０７２５１
【国際公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【出願人】（５０４１４２９６１）バイエル・イノヴェイション・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング (22)
【氏名又は名称原語表記】Ｂａｙｅｒ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ＧｍｂＨ
【Ｆターム（参考）】
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