(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的に可変なデバイスをマスタリングする方法であって、
ビーム(106)を有する装置(102)を含むマスタリングシステム(100)を提供する工程であって、該装置はレーザービームレコーダ及び電子ビーム(e-ビーム)レコーダの１つを含む工程と、
用意された基板(206)をマスタリングシステム(100)に導入する工程と、
用意された基板(206)を回転させる工程と、
用意された基板(206)の一部をビーム(106)に露光し、用意された基板(206)上に露光を生成する工程と、
露光され用意された基板(206)を処理して、マスタ(202)及びスタンパの１つを生成し、光学的に可変なデバイスを複製する工程を有する、光学的に可変なデバイスをマスタリングする方法に於いて、
装置(102)は１本のビーム(106)を有し、露光工程は基板の回転時に基板(206)の一部を１本のビームに露光する工程と、
１本のビーム(106)の位置を制御して、複数の重なった露光を付与する工程を含んでおり、
複数の重なった露光によって縞模様が形成される、光学的に可変なデバイスをマスタリングする方法。
【請求項２】
更に、用意された基板(206)は感光性の層、熱活性層、フォトレジスト被覆、相変化材、ポリマー層の少なくとも１つを含み、
露光された用意された基板(206)を現像する工程を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
感光性の層、熱活性層、フォトレジスト被覆、相変化材、ポリマー層の少なくとも１つの間の厚みを変える工程を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
更に、ビーム(106)は焦点、周波数、変調輝度、及び形状を有し、
ビーム(106)の焦点、周波数、変調輝度、及び形状の少なくとも１つを変え、それによって、所定の方法で、ビームを変調し、用意された基板(206)の一部を選択的に露光する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
更に、用意された基板(206)は略円形であり、露光は半径方向及び接線方向を有し、半径方向及び接線方向の両方にビームを変調する工程を有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
更に、複数の光学的に可変な要素を含む螺旋状(216)且つ同心のリングの少なくとも１つに露光を形成する工程と、
光学的に可変な要素と光学的に可変な要素の半径方向及び接線方向の重なり間の少なくとも１つの隙間を制御して、所望の光学的効果を生成するする工程を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
更に、露光され用意された基板(206)に導電性の層を付加する工程と、
露光され用意された基板(206)を電気鋳造して、光学的に可変なデバイスの複製用のスタンパを生成する工程を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
スタンパを用いて、射出成形、鋳造及びエンボス加工から構成されるグループから選択される工程によって、物品を複製する工程を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
更に、多数の層を有する光学ディスク(200)である物品を含み、少なくとも１つの層は、少なくとも１つの光学的に可変なデバイスを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
更に、少なくとも１つの光学的画像(226)を構成する工程と、
少なくとも１つの光学的画像をレーザビームレコーダ及び電子ビームレコーダの１つによって記録可能なフォーマットに変換し、光学的に可変なデバイスを提供する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
更に、プロセッサ(110)を配備する工程と、
プロセッサ(110)にプログラムして、光学的に可変なデバイスをマスタリングする方法から選択されるステップを自動化する工程と、
プロセッサ(110)を用いて、そのビーム(106)を含むマスタリングシステムを制御して、用意された基板(206)を露光して、所望の光学的効果(216)を生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
更に、ビデオデータ、音楽データ、コンピュータデータからなるグループから選択されるデータをデジタル化して、デジタルデータを形成する工程と、
レーザビームレコーダ及び電子ビームレコーダの１つを用いて、光学的に可変なデバイスに関するデジタルデータを組み合わせる工程を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
光学的に可変なデバイス及び光学的に可変なデバイスを複製するスタンパの少なくとも１つを提供する光学的に可変なデバイスのマスタリングシステムであって、
用意された基板(206)上に露光を生成するように構成されたビーム(106)を有し、レーザビームレコーダ及び電子ビーム(e-ビーム)レコーダの１つを含む装置(102)と、
ビーム(106)及び用意された基板(206)の少なくとも１つを所定の方法で制御するように構成されて、用意された基板(206)の選択された部分上に露光を生成する少なくとも１つの制御装置(110)とを具え、
用意された基板(206)は、感光性の層、熱活性層、フォトレジスト被覆、相変化材、ポリマー層の少なくとも１つを有して、
露光され用意された基板(206)は、多数の物品(102)上に光学的に可変なデバイスを複製するマスタ及びスタンパの少なくとも１つを生成するように処理されたシステムに於いて、
システムは、１本のビーム(106)を有し、少なくとも１つの制御装置(100)は基板の回転時に基板の選択された部分を露光することにより、基板(206)の選択された部分上に、複数の重なった露光をするように構成されており、複数の重なった露光によって縞模様が形成される、マスタリングシステム。
【請求項１４】
少なくとも１つの制御装置は更に、少なくとも１つの変調装置(108)、焦点装置(105)、回転装置(105')、変換(translation)装置、及び可変開口システムを含む、請求項１３に記載のマスタリングシステム。
【請求項１５】
少なくとも１つの制御装置は、プロセッサ(100)を含み、該プロセッサはビーム(106)の焦点、周波数、変調強度、ビーム形状、及びビーム偏向から成るグループから選択されるビームの少なくとも１つのパラメータを制御するようにプログラム可能であり、ビーム(106)の少なくとも１つのパラメータの少なくとも１つは、用意された基板(206)について制御される、請求項１４に記載のマスタリングシステム。
【請求項１６】
プロセッサは、少なくとも１つの光学的画像(226)を設計する少なくとも１つのコンピュータ(112)及びソフトウエアプログラムを含み、プロセッサ(100)は、少なくとも１つの光学的画像(226)をレーザビームレコーダ及び電子ビームレコーダの１つによって記録可能なフォーマットに変換するように構成されて、光学的に可変なデバイスを供給する、請求項１５に記載のマスタリングシステム。
【請求項１７】
少なくとも１つの光学的画像(226)は、少なくとも１つの回折画像及び非回折画像を含み、少なくとも１つの回折画像及び非回折画像は、少なくとも１つのビットマッププログラム及びベクトルプログラムを用いて設計されて、レーザビームレコーダ及び電子ビームレコーダの１つに供給され、
少なくとも１つの回折画像及び非回折画像は、複数の画素を含み、画素は少なくとも１つのトーンとカラーを複数含み、少なくとも１つのトーンとカラーは、少なくとも１つの回折画像及び非回折画像の異なる回折角度及び空間周波数を表して、光学的に可変なデバイスに所望の光学的効果を付与する、請求項１６に記載のマスタリングシステム。
【請求項１８】
光学的効果は、カラー変化、強度変化、回折格子、立体画像、２次元画像、３次元画像、立体画像、映画、光学的効果の結合、１つの光学的効果から他の光学的効果への変化、光学的黒、ブレーズ格子、アズテック格子、非回折光学効果及びデバイス、シンボル、文字、テキスト、及びメッセージの少なくとも１つを含む、請求項１７に記載のマスタリングシステム。
【請求項１９】
多数の物品(200)の各々は少なくとも１つの層を含み、少なくとも１つの層は、ビデオデータ、音楽データ、コンピュータデータからなるグループから選択されるデジタルデータを含み、光学的に可変なデバイスは(a)デジタルデータとして同じ層に、及び(b)デジタルデータとは異なる少なくとも１つの層の少なくとも１つに複製される、請求項１３に記載のマスタリングシステム。
【請求項２０】
デジタルデータは、光学的に可変なデバイスと結合してインターレースされる、請求項１９に記載のマスタリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互関係
本願は、２００６年１月３０日に出願された発明の名称が「光学的に可変な装置をマスタリングするシステム、該システムを用いて物を真正認証(authenticating)する方法、及び結果物」である米国仮特許出願60/763,427号に基づく優先権を主張する。
【０００２】
発明の分野
本発明は一般に、光学的に可変な装置、特にレーザービームレコーダを用いて光学的に可変なデバイスをマスタリングするシステム及び方法に関する。本発明は更に、そのようなシステム及び方法を用いることにより、光学ディスクのような物を真正認証(authenticate)すること、及びその結果物に関する。
【背景技術】
【０００３】
光学的に可変なデバイス(ＯＶＤ)は、異なった角度から見たときに、例えば限定されないが、外見上のカラー又は形状が変化又は変動するデバイスである。ＯＶＤの進化は、或る物品及び製品の偽造を阻止する機械を求める研究に主に起因する。設計の複雑さ、「マスター」ＯＶＤを生成することの困難さ、原設計を変えることの困難さが、物又は製品を偽造品即ち「偽物」から真正認証する(authenticate)ツールとして、ＯＶＤを成功させてきた。
一段と一般化されて、従って悪人によって一段と偽造され易くなった製品の１つとして、例えばコンパクトディスク(ＣＤ)及びデジタルバーサタイルディスク(ＤＶＤ)のような光学ディスクがある。それらはコンピュータソフトウエアのようなデータ、映画のようなビデオデータ、及び音楽を格納するのに用いられる。光学ディスクの偽造を阻止する為に、多くの方法が提案され、それらは真正認証するのに試された。例えば、エヌシーアブラハムの米国特許第5,452,282号は、立体要素を光学ディスクに記録されたデータとして同じ層内に結合する方法を開示している。また、エヌシーアブラハムの米国特許第5,533,002号及び第6,160,789号を参照されたい。
【０００４】
しかし、全世界的な立体画像創成システムの普及で、正規の光学ディスク供給者と同様の技術を用いることによって全く同一の偽造品を作り、又は真正認証された製品のシミュレートを試みつつ、より単純な技術を使用することにより作られたコピー「偽物」を作る何れかをすることは、偽造者にとって一層容易となっている。
従って、ＯＶＤをマスタリングするシステム及び方法には、改良の余地がある。例えば、光ディスクのような物品と製品の真正認証に、更なる改良の余地がある。
発明の背景
【発明の開示】
【０００５】
発明の要約
これらのニーズその他は、本発明の実施例によって満たされ、レーザービームレコーダ(ＬＢＲ)を用いる光学的に可変なデバイス(ＯＶＤ)をマスタリングするシステム及び関連する方法を提供する。
一般に、ＯＶＤをマスタリングする方法は、ＬＢＲを提供する工程と、ＬＢＲに基板を導入する工程と、ＬＢＲに基板の一部を露出する工程を含んでいる。マスターするシステムは、一般にビームを放射するレーザーを有するＬＢＲを含む。
ビームはプロセッサーかコンピューターを使用して、プログラム化され、さもなくば制御され(例えば、調節されることであるが、これに限定されない)、基板を露光し、所望の光学的効果を生成する。一般には現像することにより露光が進行して、ＯＶＤのマスターが生成される。ＯＶＤは次に、本物の結果物、即ち光ディスクのような物品を提供すべく複製される。その後の処理は、例えば複製に用いられ得るニッケル板の形の例えばスタンパを生成する種々の電気鋳造工程を含むが、これに限定されない。
【０００６】
本発明の一実施例に於いて、光学画像は既知の又は適切なソフトウエアプログラムを用いて設計される。画像は、既知又は適切な光学的効果(例えばこれらに限定されないが、立体画像、カラー効果、格子構造、２Ｄ効果、３Ｄ効果、動画、及び変換効果)を含む(incorporate)。ソフトウエアは、光学画像をＬＢＲに適した線形データに変換し、ＬＢＲは次にフォトレジスト板、相転移材即ちニトロセルロース塗装のような基板にデータを露光し、ＯＶＤを形成する。ＯＶＤは、例えば音楽又はビデオデータのようなデジタル記録されたデータと同時に結合され及び／又はインターレースされる。フォトレジスト板は次に現像され処理されて、本物の物品が複製され得るマスターを生成する。一例に於いて、真正な光学ディスクは、デジタルデータ及びＯＶＤの両方を含むように射出成形される。従って、広範な製品及び物品が、既知又は適切な光学効果又は複数の光学効果の組み合わせを含むことによって、本発明に従って、真正認証される。
【０００７】
従って、本発明の目的は、レーザービームレコーダ(ＬＢＲ)又はＬＢＲの均等物である例えばｅビームレコーダのような電子ビーム(ｅビーム)レコーダを用いて、これに限定されないが、例えば光学ディスクのような物品を、真正認証するシステム及び方法を提供することである。
本発明の他の目的は、ＬＢＲ即ちｅビームレコーダを用いて、光学的に可変なデバイス(ＯＶＤ)をマスターすることにある。
本発明の他の目的は、光学ディスクのような本物の物品を、偽造を阻止しつつ、提供することにある。
更に本発明の他の目的は、光学的画像と例えば音楽、ビデオデータのようなデジタルデータと結合して、同じ物の偽造を阻止することにある。
更に本発明の他の目的はデジタルデータ及びＯＶＤの両方を射出成形することによって、真正認証された物品を複製することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、既知の又は適切なソフトウエアプログラムを用いて光学画像を設計し、次に所望の光学的特徴を、ＬＢＲにて実行されるのに適したレイアウトデータに変換し、ＯＶＤを生成することにある。
更に本発明の他の目的は、１又は２以上の光学効果、比較的単純な回折格子、２次元(２Ｄ)光学画像、３次元(３Ｄ)光学画像、及び／又は立体画像を生成することであり、各々は動画又は静止画であり、フルカラー又はフルカラーではない。
更に本発明の他の目的は、所定の角度から見たときに、動き(即ち、動く)、他の異なる光学画像に変形し又は変化する光学画像を提供することにある。
更に本発明の他の目的は、動く映像光学画像を提供することにある。
更に本発明の他の目的は、通常のデジタルピット以外に、データストレージを機械で読む方法を提供することにある。
更に本発明の他の目的は、非回折光学効果を生成することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
好ましい実施例の記載
説明の目的から、光学ディスクに適用されるとして、本発明が記載されるが、広範な他の物品、及び製品の種々の光学的に可変なデバイス(ＯＶＤ)にも適用されるのは明白であろう。
ここで用いられる用語「光学的効果」及び「回折効果」は、例えばカラー変化、カラー変化の速度、形状及び／又は寸法の変化、動画、そのような１つの効果から他の効果への変換、及びそれらの組み合わせのような可変視覚特性を指すが、これらに限定されず、可変視覚特性は所定の角度からＯＶＤを見たときに、ＯＶＤによって示され、裸眼又は機械の何れかによって観察される。
【００１０】
ここで用いられる用語「縞模様」(fringe)は、ここで定義される光学的効果を生成するあらゆる既知の又は適切な構成、パターン又は構造を指し、特に例えば限定されないが、回折格子のような「単純な縞模様」、及び３次元(３Ｄ)光学効果及び画像(例えば動画であるがこれに限定されない)を生成する例えば１又は２以上の回折レンズを含む、例えば限定されないが、複合領域板である「複雑な縞模様」を含む。
【００１１】
ここで用いられる用語「マスター」は、偽造に抗するように設計され生成されたＯＶＤの基本的な構造又は構成を指す。従って、用語「マスター」は、特別なＯＶＤの基本的な構造又はＯＶＤ構造の光学効果を生成する工程を指す。生成されるマスターは、個々に用いられるか大量に複製される１つのＯＶＤ要素を具え、マスターは一連の、即ちＯＶＤ要素の多数パターン及び／又はそれに伴う複数の光学的効果を具え、マスターは例えばビデオ又は音楽データのようなデジタルデータの組み合わせを更に含む。
ここで用いられる用語「光学ディスク」は、あらゆる既知の又は適切な読込み可能なデータ蓄積装置を含み、これは必ずしもそうではないが、一般には形状が略円形で、限定されないが特にコンパクトディスク(ＣＤ)、デジタルバーサタイルディスク(ＤＶＤ)、スーパーオーディオディスク(ＳＡＣＤ)、ブルーレイディスク(ＢＤ)、高精度デジタルバーサタイルディスク(ＨＤ−ＤＶＤ)を含む。
【００１２】
ここで用いられる用語「数」は、１又は１よりも大(即ち、複数)を意味する。
図１、図２及び図３は夫々、本発明の実施例に従って、ＯＶＤをマスターする方法、光学ディスクを真正認証する方法、光学ディスクを真正認証するＯＶＤマスターリングシステム(図３に簡略化した形で示される)を示す。
一般に、最初のステップ(10)にて、レーザービームレコーダ(ＬＢＲ)(102)が配備されるが、例えば電子ビームレコーダのようなビームを発するあらゆる既知の又は適切な均等の装置が用いられることが理解されるだろう。
多重波面を具えた多数のレーザーを有する既知の従来技術の録画装置と異なった、そのような装置は、一般的に露光に関係する１つの点を有する１つのレーザーを使用することが理解されるだろう。
ステップ２０では、例えば相転移材料、即ちニトロセルロースのラッカーであるフォトレジストで覆われ準備された基板(206)が次に、ＬＢＲ(102)に導入される。
その後、基板(206)の一部はステップ３０で、レーザー(104)のビーム(106)に露光されて、露光を生成する。基板(206)に使用された材料により、必要ならば、露光がステップ４０で現像され、ステップ５０に進行して、ＯＶＤ用のマスター(202)(図４)を生成する。
この方法で、本発明は、レーザービームレコーダ(ＬＢＲ)(102)を使用して、ここで定義したように、例えば単一縞(例えば、図４の螺旋(216))及び複合縞(例えば図４及び図５の３Ｄ画像)の両方を記録し、それによって広範な光学効果を可能にする。
本発明のシステム(100)及び方法によって可能となる光学効果の広範な範囲の例が記載される。
【００１３】
図３に示すように、マスタリングシステム(100)(単純化された概要の形式で示される)は一般にレーザー(104)を有するＬＢＲ(102)及び回転、焦点及び変換(translation)システム及び可変開口システム(105)(105')を含む。レーザー(104)はビームを発し、記録に要求される際に２つのビームに分割される。
レーザービーム自身が調整されない場合、いくつかの光学モジュレータ及びデフレクタ(108)がビーム(106)の調整用に含まれ、所望の如く、レーザー(104)、回転、焦点及び変換システム及び可変開口システム(105)(105')及びモジュレータ及び／又はデフレクター(108)を制御するプロセッサ(110)が配備される。システム(100)は更に、図３の例で単純化された形式で示されるように、コンピュータ(112)を含んでもよい。
コンピューター(112)は、プロセッサ(110)をプログラムし、かつここに記述されるように、あらゆる既知又は適切な回折効果(216)及び／又は画像(218)を生成するのに使用することができる。マスターリングシステム(100)の動作のより詳細な記載が、以下に続く。
【００１４】
一般に、ＬＢＲ(102)は光ディスクマスター基板(206)に２進法のデータを記録するために使用される。これは、微細なスポット(例えばこれに限定されないが、ＤＶＤ記録用の約２８０ナノメータ(ｎｍ))にまでビーム(106)を合焦させることにより行われ、それは、固体状態、即ちダイオード・レーザーの場合には直接変調され、あるいはガスレーザーの場合には、変調器(108)の使用により直接調整される。
モジュレータ(108)は、例えば音響光学的モジュレータ(ＡＯモジュレータ変調器)又は電気光学的モジュレータ(ＥＯモジュレータ)である。モジュレータ(108)は、ビーム(106)を最終的な２進化コードに適切な適当な所望の長さに細断する(chop)(即ち、反射し、偏光面を回転し、又は調節する)。露光が成されて、例えば各螺旋状の回転(209)間にギャップ(208)(即ち、ランド)を有する連続して細断された螺旋(216)を構成する(説明の簡略化の為に、図４の例にて、大きく誇張して単純化した形式で示す)。
ＬＢＲ(102)は、基板(206)上を露光し、基板は常でないが一般にポジティブの(positive)フォトレジスト(206)の薄い(例えばＣＤ用の約１５５ｎｍ)コーティングを含む。露光前に、フォトレジスト(206)、相転移材料、ニトロセルロースのラッカー等がガラス基板又はシリコンウエハーの上に被覆され又はスパッタリングされるのが好ましく、基板(206)は露光され、続いて現像され、ビーム(106)(即ち、レーザー光)が基板(206)を露光したフォトレジスト、即ち相転移材料を除去する。現像されたフォトレジスト即ちニトロセルロースの場合、基板(206)には次に、導電層が付加され、次の電気鋳造段階を経て、電気鋳造されたニッケルスタンパが作られ、元のデジタルレリーフパターン(一般に「ピット」パターンと呼ばれる)の鏡画像複写を生産し、光学ディスク(200)を複写するために使用される。
【００１５】
図４の例に於いて基板は、光学ディスク又は記録可能な光学ディスクに用いられるデータパターンに統合される。又は該データパターンから完全に分離された箇所の間に、ＯＶＤとともにピットパターン又は溝構造を有する。金属即ち反射層(210)はピットパターンの頂点にあり、分離層(212)によって覆われる。次に図５に最も良く示されるように、同一の基板と一緒に接合されて、ディスク(200)を完成する。しかし、図４、図５及び図６Ａ−図６Ｄの例に示されたものとは他のあらゆる既知又は適切な代替層結合及び構成が用いられることが理解されるだろう。
更に、記載されるように、開示された方法およびシステムに従って生成された、光学効果(例えば216、218、220、222、224、225、226、227、228)のマスター(202)は、光ディスク(200)のような物に直接適用することができ、或いは、マスター基板(206)は別個の基板上に元のマスタレリーフパターンとして基板上に生成されて、それは例えばステッカー、ウエハー或いはテープのようなあらゆる適切な成形され又はプレス加工された物に続いて塗布され、又は転写される。
【００１６】
図２を再び参照して、本発明の方法のより詳細な例のステップは、それが光学ディスク(200)(図４及び図５)をマスターするのに塗布されるとして示される。
特に、最初のステップ１２にて、光学的画像(例えば図３の例におけるコンピューター(112)上で設計されている画像(226)を参照)が設計される。ここに記載されるように、これは例えば、あらゆる既知又は適切なソフトウェアプログラムも使用しても行うことができる。
ステップ１４に於いて、所望のように、光学効果は画像設計(226)に付加される。
その後、線形光学情報を含むこの情報は、ステップ１６にてＬＢＲ(102)(図３)によって使用されるのにふさわしいレイアウトデータに変換される。同時に、例えばビデオと音楽データのようなデータは、デジタルデータ(22)へデジタル化される(18)。
ステップ３０’にて、ＬＢＲ(102)はＯＶＤの縞状構造及びデジタルデータ(22)をフォトレジストプレート(202)内に露光する。その後、プレートはステップ４０’にて処理され(例えばフォトレジスト及び相転移材料について現像されるが、これに限定されない)、また、フォトレジストが使用される場合、導電層がステップ４２で塗布される。
様々な既知及び適切な電気鋳造ステップ５０’が続き、ニッケルスタンパ(図示せず)が生成される。本物の光学ディスク(200)(図４及び図５)は次にデジタルデータ(22)及びＯＶＤと共に、ステップ５２で、ニッケルスタンプから射出成形される。
【００１７】
本発明の実施例に従って、ＬＢＲ(102)を使用して、制御された回折効果を生じることは、図６Ｄの例にてＯＶＤ(228)の文字Ｌにて表される変調長さ(一般にピット長さと呼ばれる)を制御するだけでなく、トラック(209)が互いに螺旋(216)内に記録される方法をも制御することを含む。換言すれば、変調は半径方向(例えば、螺旋(216)を横切って、又は螺旋(216)に対して略直角に)に制御されるのと同様に、接線方向に(例えば、螺旋(216)の方向に)制御されるのが好ましい。
例えば、従来のＤＶＤをマスタリングする場合、ビーム(106)の直径によって制御されるので最小長さは約４００ｎｍであり、ピット幅(即ち、露光ビーム幅)は約２８０ｎｍである。従って、ＬＢＲ(102)によって回折の形(例えば216、218、220、222、225、226、227、228)を最大限に制御することを可能にするには、操作の少なくとも２つの別個の領域が必要である。
特に、回折ピット(即ち、露光領域)の長さは、螺旋(216)即ち同心のリングを下って、接線方向に制御され、及び半径方向に制御される。これは適切なアナログ又はデジタル方法で遂行することができる。
ＤＶＤ  ＬＢＲの場合には、以前に記載したように、回折のピット要素(即ち、ピット長さ)の最小サイズは、約２８０ｎｍである。しかし、最大長さは所望の回折画像を提供するのに必要な任意の適切な長さになりえる。アナログ方法が使用される場合、ステップは無限とすることができる。逆に、デジタルシステムが使用される場合、ステップはできるだけ小さくあるべきである。従って、ステップは約３５ｎｍと同じ又は約３５ｎｍよりも小さいことが適切であると想定されるが、発明の範囲から離れることなく、例えば追跡(courser)工程が用いられて、例えば比較的単純な回析格子を生産することができることが判るだろう。
【００１８】
半径方向(即ち、中心とディスクの縁間を延びる方向)に於いて、多数の平行な即ち重なる露光を積み重ねることにより(例えば、図４及び図５に於いて、密接して離れたＯＶＤ(224)の楕円形の格子を参照されたく、説明の簡略化の為に誇張し拡大されており、更に夫々図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ及び図６Ｄの例に於ける格子(225)(226)(227)(228)を参照されたい)、及び露光トラック(209)間の空間を制御することにより制御される。露光を重ねることにより(例えば、これに限定されないが、非常に硬い螺旋を構築する)、最終的な回折ピットを設置することの無限の可能性が提供される。しかし、塗布に於いては、非常に多く重ねることは、露光時間を可成り長くするので、より実際的な間隔管理(spacing regime)がうまく実施されることが理解されるだろう。
特に、限定はしないが実施例として、ＤＶＤのピッチは約７４０ｎｍである。これを１／１０に減じ、それによりトラック間に約７４ｎｍのステップ又は空間を配備することにより、最も回折的な状態が可能となる。しかし、発明の範囲を離れることなく、もっと粗い又はもっと密なステップが用いられることが理解されるだろう。そのような接線方向及び半径方向の制御により、所望の回折ピットの正確な設置ができる。しかし、コンピュータ(112)によって使用される独自仕様のソフトウエアとともに、ＬＢＲ(102)用の新たなエンコーダ(即ち、プロセッサ(110))が開発されて、ここに概略を記載した本発明の原理を実効あらしめることが想定される。
開示されたシステム及び方法は、開示の簡素化の為に単に提供される以下の例を参照すれば更に理解され、ここに添付の請求の範囲を限定するものではない。
【００１９】
実施例
一例に於いて、所望の回折画像の２次元マイクロレイアウト(例えば、図３のコンピュータ(112)のスクリーン上のビットマップ画像を参照)を最初に形成することにより、開示されたシステム及び方法に従って、非常に正確で的確な回折画像が生成される。これはステップ１２にて以前に記載したように、従来のＸＹ座標を用いて達成される。回折画像又は要素は、次にステップ１６にて、好ましくはベクトル方法で、両接線方向に、及び両半径方向に再配置される。この概念の実際例は、回折画像を生成する為であり、限定されるものではないが、Ａｄｏｂｅ  ＰｈｏｔｏＳｈｏｐ又はＣｏｒｅｌ  ＰｈｏｔｏＰａｉｎｔのようなあらゆる公知の又は適切なビットマッププログラムを用いて作成される。
例えば、図３の例の星形画像(226)のような画像は例えば、２５６トーン即ちカラーを有する８ビット画像であり、各トーン即ちカラーは検索テーブル(例えば、パレット)に表され、各２５６の異なる要素は異なる回折角度を表す。しかし、適用例に於いて、パレットの１つの要素が露光されないように保存されている状態で、約２５５の回折角度を持っていることが、時々好ましいことは理解されるだろう。
格子を生成するのに用いられる縞模様(例えば、ラインペア)に対するものとして、純粋な露光用に１又は２以上のパレット要素が保存されることが理解されるだろう。
例えば、以下に記載されるように、透かしを生成するデータとペアになった時、これは特に有用だろう。従って、発明の実施例に従って、あらゆる適切な数及び配置の角度も使用することができることが理解されるだろう。
【００２０】
更に、ステップ１４で、他の参照テーブルが代替的に又は付加的に用いられて、異なる種々様々の既知又は適切な効果及び技術を適用し、それによって広範な光学効果が可能になる。
図４及び図５の例では、４つの異なる光学効果が示され、それは比較的単純なな螺旋回折格子(grating)(216)、より複雑な楕円形のＯＶＤ(224)、記載された工程に従って生成される３次元(３Ｄ)星形(220)、及び２次元(２Ｄ)月形回折画像(222)(図５にて点線で示す)である。更に、ここに記載されるように、所定の角度から見た場合、典型的な星形(220)は動いて、月形(222)へ変形又は変化する。
【００２１】
特に、図４及び図５の例での星形回折画像(220)に関し、これは説明の簡素化のみで提供され、発明の範囲を限定しないが、元のビットマップ画像(例えば、図３の星形ビットマップ(226))の各画素は立体画像画素に変換される(ホクセルと言及される)。これらのホクセルは、異なる回折画像であり、単純な線形格子からより複雑な領域プレート等のまでの何かである。領域プレートは、これに限定されないが例えば、単純な回折レンズ、又は「Ｘ」方向及び「Ｙ」方向に異なる空間周波数を持っているレンズのような複雑なレンズである。
例えば、ホクセルは人間の眼には普通は見えない個々の格子要素(即ち、画素)であり、本発明の他の実施例では理解されるだろうが、ホクセルの特殊な効果は見ることができる。
例えば、大きな回折レンズ(即ち、人間の眼によって容易に見ることができるレンズ)が生成されて、ＯＶＤに種々様々の面白いレンズ効果を付与する。
そのようなレンズは例えば、回折のフレネルレンズ、又は例えばこれに限定されないがアキシコンレンズ(Axicon lens)のような他の既知か適切なレンズの効果を有する。多くのホクセルが一緒に結合されて、最終的な光学画像又は効果を生成することが理解されるだろう。
例えば、図４及び図５の例にて、星形の回折画像(220)は所定の角度から見たときに、煌めくように見える光学効果を備える。従って、発明に従ったゾーンプレート(例えばこれに限定されないが、回折レンズ)の生成によって、星形(220)のような３次元形状(３Ｄ)を構築することができる。
それ故に、２次元(２Ｄ)立体画像、３次元(３Ｄ)立体画像、単純な３Ｄ画像を許すステレオペア、画像の動きを許す立体画像は全て、本発明の実施例によって考慮される。
【００２２】
画像及び効果はまた、これに限定されないが例えばＡｄｏｂｅ  ｉｌｌｕｓｔｒａｔｏｒ又はＣｏｒｅｌ  Ｄｒａｗのようなベクトルプログラムから生成される。純粋なベクトルファイルは、それ自体で用いられて正確な形状を生成する、又はビットマッププログラムと組みあわせて用いられて独自の効果を付与するかの何れかである。ベクトルプログラムの利点は、ラスターグリッドに対するものとして、数学的座標で作動することであり、それによって、よりスムーズな最終結果を付与する。
カラーを制御すべく、異なるホクセルの空間周波数は、所定の視角で天然色を再生するように、注意深く変更される必要がある。この方法で、単純な計算によって、異なる視角の広範囲でフルカラーを有することができる。特に、本発明に従って真正認証されたディスク又は他の適切な物品を回転させることにより見られる所望の色変化効果(例えば、これに限定されないが、或る色から別の色に移ること)を生成するために、「Ｘ」及び「Ｙ」方向にて異なる空間周波数が用いられる。
更に、図６Ｃの形状(227)及び図４及び図５の楕円形ＯＶＤ(224)に示すように、楕円形の格子を用いることにより、更なる同等の色変化特徴が付随的に付与される。
説明の単純化の為に、形状(227)及び楕円形ＯＶＤ(224)のステップのサイズは若しくは誇張され、縮尺が合わされたものではないことが理解されるだろう。実際は、それらはより大きいかもしれないが、サブミクロンであるとして考えられる。これにより、「Ｘ」方向のカラーと「Ｙ」方向のカラーとの間に、カラーの推移がある。このようにして、本発明に従って、ＬＢＲ(102)を使用して、ＯＶＤをマスターする方法は、光学効果の適切な組み合わせを実行するのに用いられることが理解されるだろう。
【００２３】
例えば、一例に於いて、回折画像は以前に記載したように、８-ビットのグレイスケールファイルから異なる回折角度を表わす灰色を用いて作ることができる。この例に於いて、黒は露光がない参照テーブル内で０のトーン値を表わし、他の２５５のトーン値は平等に間隔を置かれた異なる回折角を表わす。
１つの露光された幅と１つの露光されない幅間の距離(即ち、一対の溝即ちライン(209))で定義される格子の空間周波数は、１マイクロメートル(ミクロン)のオーダーであるが、本発明の他の実施例に於いては、幅は５ミクロン以上から約１０５ｎｍまでの任意の適切な価であることが理解されるだろう。上記の８ビットに加えて、２４ビット、３２ビット、又は他の既知又は適切な符号化方法又はプログラムも、本発明の範囲内であることも理解されるだろう。
更に、カラーの８ビット又はより大きなファイルが、前記のグレイスケールのファイルに代えて用いられることが理解されるだろう。
【００２４】
本発明に従った他の例に於いて、これに限定されないが、例えばＡｄｏｂｅ  Ｐｈｏｔｏ  Ｓｈｏｐ又はＣｏｒｅｌ  Ｐｈｏｔｏ−Ｐａｉｎｔのような既知又は適切なビットマップソフトウエアプログラムを用いてフルカラーのビットマップを開始し、次にカラーを分離することにより、フルカラーの回折画像が生成される。
このようにして、図４及び図５の例にて、星形回折画像(220)は図３に示すコンピュータ(112)上に生成されるフルカラーのビットマップ画像(226)として始まる。生じたグレイスケールの分離は、赤、青、及び緑のホクセルの格子上にマッピングするのに用いられる。次に、ホクセルは任意の数の異なる適切な向きに配列されて、各要素は人間の目が知覚することができるよりも小さいのが好ましい。説明の簡略化の為、カラー要素のレイアウトのこの態様は、一般にカラーテレビジョンにて見られるのに近似していることが理解されるだろう。各カラー領域が、用いられる特定の格子工程によって生成される任意のカラーであるから、莫大な数の異なるカラー領域(regime)が本発明によって考えられる。
このように、以前に記載したように、輝いているように見えるのに加えて、星形画像(220)の例に再び言及すると、異なる角度から見たときに、星形画像(220)のカラー又はトーンは変化し、及び／又は星形画像(220)と月形画像(222)のカラーは異なる。この方法で、他の光学効果に加えて、前記のＯＶＤの結合は例えば、光学ディスク(200)の表面は、夕方(即ち、比較的明るいグレー)から夜(即ち、より暗いグレー又は黒)に変わるように見え、星形画像(220)は黄色であり、輝く白い月(222)に変化する。
前記のものは、本発明に従って製作することができる可能な、略無限の数のＯＶＤマスター(例えば(202))のたった１つであることが理解されるだろう。
【００２５】
本発明に従った他の例では、フルカラーの回折画像は、フルカラー写真を小さなホクセル要素へ分解し、各要素を全体のスペクトルを含んでいる参照テーブルにマッピングすることによって、生成される。この工程は、ホクセルの空間周波数を変えることによって制御される。スペクトルの外側にある所定のカラーを製作するために、ホクセルを一層小さい要素に分解し、２又は３つ以上のスペクトル色を組み合わせ、それによって最終的な所望のカラーを提供することが必要であろう。動的なカラー領域のような他のカラー領域(regime)が可成り実際的であり、それによって個々のカラー領域のカラーが、最終的なカラー画像を作ることができ、同じ要素空間内で動的に変化し(例えば、空間周波数を変え)、それによって明るい画像を可能にすることが理解されるだろう。
【００２６】
他の例に於いて、本発明に従って、ＯＶＤをマスターする代表的な方法を使用して、アステカ(Aztec)の立体画像を作成することができる。他の条件の中で、アステカの立体画像は、フルカラーで安定した画像の可能性がある。この例に於いて、複雑なステップの格子は、ステップ３０及び３０’で露光される。このようにして、分解能の要求は、相当に向上するだろう。従って、ＬＢＲシステム(100)は少なくとも約１５０ｎｍ又はそれ以上の分解能を有する必要があると考えられる。
【００２７】
更に別の実施例に於いて、立体画像は多数の２Ｄ画像から作られ得る。立体画像は動的である(animate)ことは要求されないが、図４及び図５の例に於ける星形立体画像(220)の例のような立体３Ｄ画像を作るようにしばしば用いられる。そのような立体画像は、所定の視角にてフルカラーになる。更に、立体画像はまた、図５の月形画像(222)のような２Ｄ画像を動的にするのに用いられる。そのような立体画像は、２次元拡散立体画像の原理を用いて演算され、多数の重なった２次元画像に基づくが、拡散画像を要求しないで用いられるあらゆる既知の又は適切な変形が用いられ得ることは理解されるだろう。ここで記載した他の回折画像と同様に、これらの画像は、これに限定されないが、例えばＡｕｔｏｄｅｓｋ  ３ｄｓ  Ｍａｘのようなあらゆる既知の又は適切な３Ｄ動的プログラムを用いてコンピュータ(112)上に最初に生成される。そのようなプログラムによって、図３の例にて、コンピュータ(112)のスクリーン上に示される２Ｄ星形モデル(226)に対向するものとして、３Ｄモデル(例えば、これに限定されないが、彫刻)を生成することができる。
従って、モデルは、図５の例に於いて２Ｄの月形(222)に変化する３Ｄの星形(220)の例のように、全く異なる形に変形又は変化することを含む多くの異なる方法に動く(即ち、動的にされる)。また、従来のビデオ又はフィルムの映像が、立体画像を作るのに用いられる。
【００２８】
従って、ＯＶＤをマスターする開示された方法及びシステムは、殆ど無限の様々なカラー、形状、次元、動作(例えばこれに限定されないが、動画)、及び／又は他の既知又は適切な光学効果及びそれらの組み合わせを提供することが理解されるだろう。そのような効果は、以前に記載されたグレイスケール又はフルカラーである。更に、開示されたカラー制御及び動的性能により、動画のＯＶＤを製作できることが理解されるだろう。例えば、これは多くのフレームをインターレースし、又は僅かに異なる参照角度を用いて互いにフレームを相殺(off-setting)することにより成される。
【００２９】
更に、最終的な製品(例えば、光学ディスク(200))のセキュリティと美的魅力を増長すべく、立体画像は例えばこれらに限定されないが、単純な格子のような全く異なる光学効果に変形し、又はテキスト、シンボル又はメッセージは所定の視角にて見える。
この方法で、開示されたシステム及び方法は、既知の従来のＯＶＤ方法及びシステムに広範な改善点を付与し、該改善点は異なる光学効果の境界無き混合及び該混合を生成する技術を容易に許さない。それ故に、本発明の実施例に従って、あらゆる既知の又は適切な光学技術又は効果が生成され、あらゆる既知又は適切な光学技術又は効果又はそれらの組み合わせに変形され(例えば、変化され又は分解され)、それによって光学効果の組み合わせ間の略境界の無い変形が可能になる。換言すれば、光学ディスク(200)又は開示されたＯＶＤマスタリング方法及びシステム(100)に従って真正認証された他の適切な製品は、１又は２以上の他の(即ち、異なる)光学効果(例えばこれらに限定されないが、他の動的２Ｄ又は３Ｄ画像、又は図５の静止画の２Ｄ月形(222)のような静止画像又は効果)にスムーズに変更又は変換(即ち、変移)することができる第１の光学効果(例えば、これに限定されないが、３Ｄの動的な星形(220)のような動的３Ｄ画像)を有する。
【００３０】
本発明の更なる例に於いて、光学的な黒効果が付与される。光学的な黒効果は、光を捕捉する効果を有して、明るい青又は青／緑格子に暗く見える効果を付与する。この光学効果は、一般に斜め角度(即ち、光学ディスクの面に対し垂直でも平行でもない角度)にて見られ、非常に優れた空間周波数及び該空間周波数間に高いアスペクト比を有することによって得られる。換言すれば、深さは空間周波数よりも一層大きい。更なる変化は、クロスハッチ格子(図示せず)を有することによって生成され、クロスハッチ格子は一般に「蛾の眼」効果と呼ばれる光学効果を付与する。
【００３１】
開示されたＯＶＤシステム(100)及び関連する方法はまた、内側鏡帯域(ＩＭＢ)画像、外側鏡帯域(ＯＭＢ)画像、及びＩＭＢ画像及びＯＭＢ画像のあらゆる適切な組み合わせを付与する。ＩＭＢ画像はデータ(例えば、光学ディスク上に記録されたデジタルデータ)の内側に配備される光学効果であり、然るにＯＭＢ画像はデータ領域外側のあらゆるところの光学効果である。中間帯域のＯＶＤ効果も可能であり、それによって、データ内に途切れがあり、光学リーダーがデータ内の途切れを「飛び越える」為に特殊なマスタリングが要求されるが、ＯＶＤが挿入される。本発明の方法はまた、全てのデータ記録又はデータ記録の１又は２以上の所定の領域(例えば、図６Ｄの例のトラックパターン(228)を参照)に亘って、データ(例えば、これに限定されないが、データに対して平行なトラックを走る)にＯＶＤをインターレースすることができる。
【００３２】
データに対するそのようなインターレースは、非常に有効な透かし効果を付与し、それによって更に偽造を阻止する。このシステムは、光学画像を、例えばこれに限定されないが、図４の例に於けるディスクとして示されるＤＶＤ９ディスク(200)の層(206)のようなディスク(200)の多数の層の中の１つとして、光学ディスク(200)に射出成形するのに特に適している。ＤＶＤ９ディスクは図４に示すように、片面のみ使用でき(single-sided)、二重層データ構成である。しかし、本発明はあらゆる他の既知の又は適切な光学ディスクに用いられ、これらに限定されないが特にＤＶＤ１０(単一層、両面使用)、ＤＶＤ１４(両面使用、単一層及び二重層要素)、ＤＣＤ１８(両面使用、二重層)等を含む。
【００３３】
マスターは本発明の実施例に従って、光学ディスク上の所謂エッジトゥエッジ層用に生成される。これは、例えばエヌ.シー.アブラハムによる米国特許第6,160,789号に記載されたように、エンボス用の層(214)のような塗装層を付加することによって達成され、米国特許第6,160,789号の内容は引用を持って、本願への記載加入とする。
例示の目的で、前記の技術の何れか、又は他の既知又は適切な光学技術を用いるＩＭＢ ＯＶＤが生成され、データ(即ち、デジタル音楽又はビデオデータ及びＯＶＤがない)とのみ結合され、トラックピッチが次に変えられる(例えば、増加する)ディスクの中間部の所定の位置まで続き、平行なＯＶＤトラックが所定の間隔で導入される。平行なＯＶＤトラックは次に停止し、データは元のトラックピッチに戻る。この方法で、ＯＶＤの透かし効果は、ディスクの中心に生成される。
【００３４】
本発明の実施例は更に、光学ディスク上に作られるデジタルデータピットよりも進行的(courser)又は進行的でない連続した格子流れを生成する可能性がある。これにより、格子要素をなくし、２進法流れを生成することによって、少量のデジタルデータを切断し又はエッチングするために、例えばレーザーを用いて、個々のディスクの特注生産が可能になる。例えばブレーズ格子(blazed grating)(一般に鋸歯と呼ばれる)のような一層複雑な格子構造がまた、生産される。数ある特性の中で、そのような鋸歯格子は、所定の波長にて、非常に効率的である。しかし、一層複雑なレリーフ形状を取り扱う際の、考慮すべき重要な点は、データピット及びＯＶＤを記録するのに用いられるフォトレジスト又は他の適切な媒体の厚みである。特に、回折効率を最大にすべく、フォトレジストの厚みは光学ディスクに用いられる従来のフォトレジストの既知の厚みよりも一層厚いことが一般に要求される。
例示の目的で、ＣＤレジストのコーティングは一般に約１３０ｎｍの厚みであり、ＤＶＤのコーティングは約１１０ｎｍの厚みであり、ＨＤ−ＤＶＤのコーティングは約６７ｎｍの厚みである。他方では立体画像は、しばしば約１ミクロンから約１.５ミクロン(約１０００ｎｍから約１５００ｎｍ)のレジストコーティング厚みを有し、縞模様の深さは僅か約０.３ミクロンから約０.５ミクロンである。しかし、更なるレジストにより、より大きな露光自由度が可能になる。コーティングが既知の従来の光学ディスクについて普通の厚みよりも厚ければ、比較的単純な格子は、一層優れた回折効率がある。
更に、例えば前記のブレーズ格子、光学的に黒の画像のような幾つかの技術、及び一層厚いコーティングのようなアズテック画像は大抵重要である。それ故に、データに関して適切に用いられ得る技術には、一般に制限があることは理解されるだろう。しかし、射出成形にプレートが用いられる場合(例えば、以前に記載したステップ５２を参照)、光学ディスク上の分離層として一体成形即ちエンボス加工するとき、又は複製用にマスタが他の形式で作られるときには、そのような限定は一般に存在しない。
【００３５】
本発明によって提示される他の可能性は、マスターを横切ってフォトレジストの厚みを変え、デジタルデータ用は或る厚みとし、及びＯＶＤ用に別の厚みとする。
あらゆる既知の又は適切な方法が厚みを変えるのに用いられ、これは限定されないが例えば、マスクを用いて(即ち、青色光又はＵＶ光を用いて)密着印画することにより、レジスト領域を選択的に露光すること、マスクを突出させること、又はＬＢＲ(102)を用いてレジストを露光して、最初に現像されたときに、記録領域に所望の厚みを付与するように十分なレジストを除去することである。
或いは、ＯＶＤ及びデジタルデータは別々に露光され、その後にあらゆる既知の又は適切な技術を用いて、再結合される。従って、開示されたシステム(100)及び方法は、変化可能な露光を提供するのに適しており、例えばビーム(106)の焦点、周波数、変調強度、ビーム形状及びビーム偏光のようなあらゆる多くのパラメータが所望するように制御され得て(例えば、変えられて)、所望の光学効果を達成する。更に、幾つかの場合に於いて、フォトレジストはデータピットをマスタリングするには不要であることが理解されるだろう。例えば、これに限定されないが、ブルーレイ及び場合によってはＣＤ及びＤＶＤマスタリングに用いられる既知のポリマー及び位相変化システムは、データピットの記録を可能にし、従って、本発明のシステム(100)及び関連する方法について用いられ得て、ＯＶＤをマスターする。
【００３６】
前記したように、本発明に従った光学画像は、ＬＢＲ(102)上に生成されるが、光学ディスクへの適用に限定されないことが理解されるだろう。逆に、本発明の実施例は、従来の既知の立体画像レリーフ技術によってマスターが作られ、又は電子ビーム(一般に「ｅビーム」と言われる)の発明が一般に用いられる応用例、及びあらゆる既知又は適切な箇所に用いられるマスターを作るのに用いられる非常に強力なＯＶＤマスタリングシステム(100)及び方法を提供する。更に、所望ならば、本発明の実施例に従ったＯＶＤは、従来の既知のエンボス加工、一体成形又は射出成形システムを用いて複製される。
【００３７】
本発明の特定の実施例が、詳細に記載されてきたが、当業者にはこれらの詳細に対する種々の修正及び代替例が、開示の全体から見て、開発されることが理解されるだろう。従って、開示された特定の構成は、説明のみの目的であることを意味し、添付された請求の範囲及びその全ての均等物の全範囲に付与される発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本発明の十分な理解は、添付の図面とともに読めば、好ましい実施例の以下の説明から得られるだろう。
【図１】本発明の実施例に従った、光学的に変化するデバイスをマスタリングする方法のフロー図である。
【図２】本発明の実施例に従った、光学ディスクを真正認証する方法のフロー図である。
【図３】光学ディスクを真正認証する光学的に可変なデバイスのマスタリングシステムの簡略図である。
【図４】本発明の実施例に従って作られた光学的に可変なデバイスディスク及び光学ディスクの一部断面を簡略化し誇張した図である。
【図５】本発明の実施例に従ってた光学的に可変なデバイスディスクの１つの可能なディスク構成の簡略図である。
【図６】図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは、本発明の光学的に可変なデバイスをマスタリングする方法に従った４つの例のピット及び縞模様の図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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