(57)【要約】【課題】保管環境の変化に対して耐久性があり、情報が記録・保存された後であっても容易に複製物を作製可能なデータ保存媒体を提供する。【解決手段】データ保存媒体１は、石英ガラス基材２の第１面２１上に設定された保存領域ＳＡ内に形成されてなる凹凸構造を備え、保存領域ＳＡは、少なくとも一方向に並列されてなる複数の単位保存領域ＵＡと、隣接する単位保存領域ＵＡの間に位置するデータ非保存領域ＮＡとを含み、凹凸構造は、単位データパターンＵＰ、アドレスパターンＡＰ及び境界パターンＢＰを含み、単位データパターンＵＰは、複数の単位保存領域ＵＡにその並列順に形成され、アドレスパターンＡＰは、各単位データパターンＵＰが形成されている各単位保存領域ＵＡに対応してデータ非保存領域ＮＡに形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データが保存されてなるデータ保存媒体であって、
第１面及びそれに対向する第２面を有する、石英からなる基材と、
前記基材の第１面上に設定された保存領域内に形成されてなる凹凸構造と
を備え、
前記保存領域は、少なくとも一方向に並列されてなる複数の単位保存領域と、隣接する前記単位保存領域の間に位置するデータ非保存領域とを含み、
前記凹凸構造は、前記データを複数に分割して得られる複数の単位データの単位ビット列を凹部及び凸部にて示す複数の単位データパターンと、前記保存領域内における前記複数の単位保存領域のそれぞれの位置情報を示すアドレスパターンと、隣接する前記単位保存領域の境界を示す境界パターンとを含み、
前記複数の単位データパターンのそれぞれは、前記複数の単位保存領域の並列順に、当該複数の単位保存領域のそれぞれに形成されており、
前記アドレスパターンは、前記複数の単位データパターンのそれぞれが形成されている前記複数の単位保存領域のそれぞれに対応して、前記データ非保存領域に形成されていることを特徴とするデータ保存媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ保存媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の情報を記録する媒体としての紙は、古くから利用されており、現在においても、多くの情報が紙面上に記録されている。一方、産業の発達とともに、動画、静止画等の画像情報を記録するフィルム（マイクロフィルム等）、音の情報を記録するレコード盤等が利用され、近年では、デジタルデータを記録する媒体として、磁気記録媒体、光学式記録媒体、半導体記録媒体等が利用されている。
【０００３】
上述したような媒体に記録される情報等として、１００年を超える超長期に保存されることが求められるものがある。上記媒体は、その用途に応じて、それぞれ利用に支障が生じない程度の耐久性を備えており、例えば、紙、フィルム、レコード盤等の媒体は、数年といった時間尺度においては、十分な耐久性を有する媒体といえる。しかしながら、１００年を超えるような時間尺度においては、経年劣化を避けることはできず、保存した情報が滅失するおそれがあり、水や熱によって損傷を受けるおそれもある。例えば、マイクロフィルムは、セルロースアセテートを原料とするものにあっては、保管環境の温度・湿度によって分解が生じ、表面に酢酸が生成されてデータ読出が不可能となるビネガーシンドロームが起こるため、寿命は３０年以下とされている。ポリエステルを原料とするものにあっては、５００年程度の寿命といわれているものの、ＩＳＯ、ＪＩＳ等の規格で定められた環境下で保管しなければ達成できず、保管環境が情報滅失のリスク要因の一つとなることに変わりはない。
【０００４】
また、磁気記録媒体、光学式記録媒体、半導体記録媒体等は、一般的な電子機器の利用にあたって支障が生じない程度の耐久性を備えるものの、数十年といった時間尺度での耐久性を考慮した設計はなされていないため、恒久的、半永久的に情報を保存する用途には適していない。例えば、半導体記録媒体としてのフラッシュメモリに代表されるＥＥＰＲＯＭにおいては、フローティングゲートへの電荷の保持によってデータが記録・保存されるが、保管環境によってフローティングゲートにおける電荷の保持時間が左右されてしまう。また、データの書き込みを繰り返すことで絶縁層が損傷し、電荷が保持できなくなるおそれもある。長寿命の半導体記録媒体としてＲＯＭが知られているが、情報が記録・保存されたＲＯＭからバックアップとしてのＲＯＭ（複製物）を作製するのは膨大な費用がかかってしまう。
【０００５】
さらに、上記の媒体は、耐火性、耐熱性に欠けるという問題がある。例えば、情報が記録・保存された上記媒体の保管場所にて火災が発生すると、その熱によりデータが滅失してしまうため、既存の媒体では情報を恒久的、半永久的に保存することは、実質的に不可能である。
【０００６】
一方、恒久的、半永久的に情報を保存可能な方法として、石英ガラスのような耐久性を有する媒体に情報を記録・保存する方法が提案されている（特許文献１，２参照）。具体的には、円柱状の媒体内の微小セルに光透過率の違いとして三次元的にデータを記録し、この媒体を回転させながらコンピュータトモグラフィの技術を利用して情報の読み出しを行う方法（特許文献１参照）、円柱状の媒体に対して照射角度を変えながら電磁波を照射して透過率の違いを測定し、コンピュータトモグラフィの技術を利用して情報の読み出しを行う方法（特許文献２参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４９９１４８７号公報
【特許文献２】特許第５２８６２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１，２に開示されているように、円柱状の石英ガラスを媒体として用い、その内部に三次元的に情報を記録・保存する方法であれば、恒久的、半永久的に情報を記録・保存することができる。このようにして記録・保存された情報を読み出すときには、媒体内に三次元的に分散したセルから情報を抽出する必要があるため、コンピュータトモグラフィの技術を利用し、フーリエ変換処理等を行う必要がある。しかしながら、数百年という超長期的な時間尺度を経た後に、情報を記録・保存したときと同じコンピュータトモグラフィの技術が存在していなければ、記録・保存された情報を読み出すことができないという問題がある。
【０００９】
また、情報が記録・保存された上記媒体が破損してしまうことにより情報が滅失してしまうリスクを軽減するために、上記媒体のバックアップとしての複製物を作製する場合、情報の記録・保存されていない別個の石英ガラスを準備し、情報を新たに記録・保存する方法を採用する必要がある。そのため、記録・保存すべき情報の原本が存在していない場合には複製物を作製することができず、また複製物を作製する作業が煩雑であるとともに、多大なコストがかかってしまうという問題もある。
【００１０】
このような課題に鑑みて、本発明は、保管環境の変化に対して耐久性があり、情報が記録・保存された後であっても容易にバックアップとしての複製物を作製可能なデータ保存媒体及びその製造方法、データ保存用媒体、データ読出装置並びにデータ読出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、データが保存されてなるデータ保存媒体であって、第１面及びそれに対向する第２面を有する、石英からなる基材と、前記基材の第１面上に設定された保存領域内に形成されてなる凹凸構造とを備え、前記保存領域は、少なくとも一方向に並列されてなる複数の単位保存領域と、隣接する前記単位保存領域の間に位置するデータ非保存領域とを含み、前記凹凸構造は、前記データを複数に分割して得られる複数の単位データの単位ビット列を凹部及び凸部にて示す複数の単位データパターンと、前記保存領域内における前記複数の単位保存領域のそれぞれの位置情報を示すアドレスパターンと、隣接する前記単位保存領域の境界を示す境界パターンとを含み、前記複数の単位データパターンのそれぞれは、前記複数の単位保存領域の並列順に、当該複数の単位保存領域のそれぞれに形成されており、前記アドレスパターンは、前記複数の単位データパターンのそれぞれが形成されている前記複数の単位保存領域のそれぞれに対応して、前記データ非保存領域に形成されていることを特徴とするデータ保存媒体を提供する。
【００１２】
上記発明によれば、石英からなる基材により構成されるため、保管環境の変化に対して耐久性を発揮することができ、超長期的な時間尺度であってもデータを安定的に保存することができる。また、保存されているデータが、基材の第１面上に形成されている凹凸構造により表現されているため、上記発明に係るデータ保存媒体を用いたインプリントリソグラフィ処理により、保存されているデータ（デジタルデータ）自体が存在していなくても、容易にバックアップとしての複製物を作製することができる。さらに、上記発明に係るデータ保存媒体においては、例えば、単位保存領域の画像データを取得し、単位保存領域ごとに読み出された単位データを結合することによりデータが読み出されるが、当該単位保存領域の位置情報を示すアドレスパターンが形成されていることで、画像データの取得時に、保存領域内の複数の単位保存領域のうちのいずれの画像データを取得しているのかを容易に判別することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、保管環境の変化に対して耐久性があり、情報が記録・保存された後であっても容易にバックアップとしての複製物を作製可能なデータ保存媒体及びその製造方法、データ保存用媒体、データ読出装置並びにデータ読出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るデータ保存媒体の概略構成を示す平面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態における単位保存領域の概略構成を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態における保存領域を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係るデータ保存媒体の部分拡大切断端面図であって、図２におけるＩ−Ｉ線切断端面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態におけるアドレスパターンの行番号及び列番号の数字を表すパターンを示す平面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態における境界パターンの構成を示す平面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態における境界パターンの配置例を示す平面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態における単位データパターン、アドレスパターン及び境界パターンの配置例を示す部分平面図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態における描画データを生成する工程を示す概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態に係るデータ保存媒体の製造方法の工程を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態に係るデータ保存媒体の複製物を製造する工程を示す工程フロー図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態におけるデータ読出装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態におけるデータ読出方法を概略的に示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態におけるデータ保存用媒体の構成を概略的に示す部分拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［データ保存媒体］
図１は、本実施形態に係るデータ保存媒体の概略構成を示す平面図であり、図２は、本実施形態における単位保存領域の概略構成を示す平面図であり、図３は、本実施形態における保存領域を示す平面図であり、図４は、本実施形態に係るデータ保存媒体の部分拡大切断端面図であって、図２におけるＩ−Ｉ線切断端面図である。
【００１６】
本実施形態に係るデータ保存媒体１は、第１面２１及び当該第１面２１に対向する第２面２２を有し、略方形状の石英ガラスからなる基材２と、基材２の第１面２１上に設定された保存領域ＳＡ内に形成されてなる凹凸構造３〜５とを備える。
【００１７】
保存領域ＳＡ内には、複数の単位保存領域ＵＡがＭ行×Ｎ列（Ｍ及びＮは、その一方が２以上の整数であり、他方が１以上の整数である。）の行列配置で並列されている。図３に示すように、本実施形態においては、２４個の単位保存領域ＵＡが４行（Ｍ＝４）×６列（Ｎ＝６）の行列配置で並列されている例を挙げて説明するが、この態様に限定されるものではない。
【００１８】
保存領域ＳＡは、複数の単位保存領域ＵＡと、隣接する単位保存領域ＵＡの間に位置する、畦道状のデータ非保存領域ＮＡとを含む。各単位保存領域ＵＡは、単位データパターンＵＰ（凹凸構造３）が形成されている領域であり、データ非保存領域ＮＡは、アドレスパターンＡＰ（凹凸構造４）及び境界パターンＢＰ（凹凸構造５）が形成されている領域である。
【００１９】
単位保存領域ＵＡの大きさは、後述する撮像部１１１における撮影可能領域の大きさに応じて適宜設定され得るものである。また、データ非保存領域ＮＡの大きさは、少なくともアドレスパターンＡＰを形成可能な大きさである限り特に制限されないが、データ非保存領域ＮＡの大きさを可能な限り小さくすることにより、保存領域ＳＡ中における単位保存領域ＵＡの占める割合を増大させることができ、データの記録容量を大きくすることができる。
【００２０】
各単位保存領域ＵＡに形成されている単位データパターンＵＰは、データ保存媒体１に記録・保存されているデータが複数に分割された単位データのデータ内容（単位ビット列）を表現する凹部（ホール）３１及び凸部（ホールが存在しない部分）３２からなる。本実施形態においては、当該単位データの単位ビット列のうちの「１」が凹部３１と定義され、「０」が凸部３２と定義されている。例えば、図２においては、左上から「１０１００１１１０１・・・」という単位ビット列（単位ビット行列）で表現される単位データがデータ保存媒体１の単位保存領域ＵＡに記録・保存されている。なお、単位ビット列のうちの「１」が凸部３２と定義され、「０」が凹部３１と定義されてもよい。
【００２１】
データ保存媒体１に記録・保存されているデータの種類としては、特に限定されるものではなく、例えば、テキストデータ、動画や静止画等の画像データ、音声データ等が挙げられる。
【００２２】
アドレスパターンＡＰは、保存領域ＳＡ内における各単位保存領域ＵＡの位置情報を表現する凹部４１及び凸部４２からなる。本実施形態において、保存領域ＳＡ内における各単位保存領域ＵＡの位置情報を表すアドレスパターンＡＰは、各単位保存領域ＵＡの並列位置を表すｐ行目（ｐは１以上Ｍ以下の整数である。）及びｑ列目（ｑは１以上Ｎ以下の整数である。）という行番号及び列番号（ｐ，ｑ）の数字を表す点字を模したパターン（図５参照）を凹凸構造４（凹部４１及び凸部４２）により表現してなるものである。図２においては、単位保存領域ＵＡが０４行０２列目に位置する領域である、ということがアドレスパターンＡＰにより表現されている。
【００２３】
なお、本実施形態におけるアドレスパターンＡＰは、単位データパターンＵＰと同様、行番号及び列番号の数字を２値化したビット列を表す凹凸構造４（凹部４１及び凸部４２）により構成されていてもよい。
【００２４】
境界パターンＢＰは、一の単位保存領域ＵＡと、その行方向及び列方向においてデータ非保存領域ＮＡを介して隣接する他の単位保存領域ＵＡとの境界を示すパターンであって、略方形状の各単位保存領域ＵＡの４角の外側に位置するように形成されている。かかる境界パターンＢＰが形成されていることで、後述するように、撮像部１１１にて各単位保存領域ＵＡを容易に認識することが可能となり、複数の単位データパターンＵＰとして記録・保存されているデータの正確な読み出しが可能となる。
【００２５】
本実施形態において、境界パターンＢＰは、略十字状であって、その交点Ｌから外側に向かって延伸する４つのパターンＢＰ１〜ＢＰ４のうちの１つのパターンＢＰ１の長さ（交点から当該パターンの延伸方向における長さ）が、他の３つのパターンＢＰ２〜ＢＰ４の長さよりも短い（図６（ａ）参照）。このような形状を有する境界パターンＢＰは、保存領域ＳＡ内の複数の単位保存領域ＵＡの並列順（図３における左上から横方向に向かう順）に、９０°ずつ回転させるようにして形成されている（図７参照）。後述するように、本実施形態に係るデータ保存媒体１に記録・保存されているデータを読み出す際に、各単位保存領域ＵＡの画像データを、データ保存媒体１を撮像部１１１に対して相対的に移動させながら取得する。そのため、撮像部１１１の移動のたびに撮像部１１１の位置合わせを行い、画像データを取得することになるが、単位保存領域ＵＡの並列順に境界パターンＢＰが９０°ずつ回転していることで、撮像部１１１を走査させながら、単位保存領域ＵＡの並列順に画像データを取得することができる。
【００２６】
なお、境界パターンＢＰは、その他の態様（平面視形状）として、略Ｌ字状（基準点Ｃｐから２方向に延伸する、互いに直交する２つのパターンを有するもの）であってもよいし（図６（ｂ）参照）、略十字状であって、基準点Ｃｐから外側に延伸する４つのパターンの長さ（交点から当該パターンの延伸方向における長さ）が実質的に同一のものであってもよい（図６（ｃ）参照）。
【００２７】
単位データパターンＵＰ及びアドレスパターンＡＰを構成する凹凸構造３，４は、相互に実質的に同一の寸法及びピッチを有するのが好ましい。これらが実質的に同一寸法及び同一ピッチであることで、後述するデータ保存媒体１の複製物１’を作製する際の複製エラー（凹凸構造３，４の転写エラー）の発生を防止するとともに、データ保存媒体１からデータを読み出す際に取得する画像データの処理の観点上で有利となる。
【００２８】
本実施形態において、単位データパターンＵＰ及びアドレスパターンＡＰを構成する凹部３１，４１は、平面視略方形状のホール形状である。この凹部３１，４１の寸法は、一般的な撮像素子により凹部３１，４１を光学的に認識可能な寸法であればよいが、データ保存媒体１における記録・保存可能なデータ容量を増大させるために、単位データパターンＵＰの凹部３１の寸法は、例えば、４００ｎｍ以下、好ましくは１００〜２５０ｎｍ程度に設定され得る。
【００２９】
図８に示すように、単位データパターンＵＰ及びアドレスパターンＡＰは、いずれも、保存領域ＳＡ内に設定された仮想グリッドＧｒの交点ＰＩに重なるようにして形成されており、境界パターンＢＰは、仮想グリッドＧｒのグリッド線に重なるように形成されている。より具体的には、単位データパターンＵＰ（凹部３１）及びアドレスパターンＡＰ（凹部４１）のそれぞれの基準点Ｃｐが仮想グリッドＧｒの交点ＰＩに重なるように、境界パターンＢＰの基準点Ｃｐが仮想グリッドＧｒのグリッド線に重なり、かつ隣接する交点ＰＩ（図８においては上下方向に隣接する交点ＰＩ）の略中間に位置するように、単位データパターンＵＰ、アドレスパターンＡＰ及び境界パターンＢＰが形成されている。ここで、単位データパターンＵＰ及びアドレスパターンＡＰの基準点Ｃｐは、単位データパターンＵＰ及びアドレスパターンＡＰを構成する凹凸構造３，４（凹部３１，４１）の平面視における中心点であり、境界パターンＢＰの基準点Ｃｐは、略十字状の交点Ｌである。なお、少なくとも単位データパターンＵＰの基準点Ｃｐが仮想グリッドＧｒの交点ＰＩに重なるようにして形成されていればよく、アドレスパターンＡＰ及び境界パターンＢＰの基準点Ｃｐは、仮想グリッドＧｒの交点ＰＩに重なっていてもよいし、仮想グリッドＧｒのグリッド線には重なるが交点ＰＩには重なっていなくてもよいし、仮想グリッドＧｒの交点ＰＩ及びグリッド線のいずれにも重なっていなくてもよい。
【００３０】
上述した構成を有する本実施形態に係るデータ保存媒体１においては、記録・保存されているデータのデータ内容が、保存領域ＳＡの各単位保存領域ＵＡに形成されている凹凸構造３（凹部３１及び凸部３２）により表現されている。このデータ保存媒体１は、石英からなる基材を加工することにより作製され得るものであって、極めて優れた耐熱性及び耐水性を有する。したがって、保存環境が変化したとしても記録・保存されているデータが滅失することなく、当該データを超長期的に（数百年以上の単位で）保存することができる。
【００３１】
また、本実施形態に係るデータ保存媒体１は、基材２の第１面２１に形成された凹凸構造３（凹部３１及び凸部３２）によりデータを記録・保存することができるため、後述するように、当該データ保存媒体１を用いてインプリントリソグラフィ処理を行うことで、データが記録・保存されたデータ保存媒体１の複製物（バックアップ）を、当該データ（デジタルデータ）が存在していなくても容易に作製することができる。
【００３２】
さらに、本実施形態に係るデータ保存媒体１に記録・保存されているデータは、一般的な撮像素子を用いて光学的に認識可能な凹凸構造により表現されているため、超長期的な将来においても、そのときに存在する撮像素子を用いて当該凹凸構造３（凹部３１及び凸部３２）を撮像してビット列に変換するだけで、容易にデータを復元することができる。
【００３３】
さらにまた、本実施形態に係るデータ保存媒体１においては、データが凹凸構造３として記録・保存される各単位保存領域ＵＡの保存領域ＳＡ内における位置を示すアドレスパターンＡＰが形成されているため、データ保存媒体１に記録・保存されているデータの一部（複数の単位保存領域ＵＡのうちの一部の単位保存領域ＵＡに形成されている単一データパターンＵＰ）を読み出す場合であっても、当該アドレスパターンＡＰに基づいて、目的とするデータ（データの一部）を容易に読み出すことができる。また、単位保存領域ＵＡに形成されている凹凸構造３（凹部３１）の一部が破損してしまった場合であっても、凹凸構造３の一部が破損してしまった単位保存領域ＵＡをアドレスパターンＡＰによって特定することができるため、データ保存媒体１の複製物（バックアップ）が予め作製されていれば、当該複製物から当該単位保存領域ＵＡに記録・保存されているデータを容易に読み出すことができ、データ保存媒体１の他の単位保存領域ＵＡから読み出されたデータと結合することで、データ保存媒体１に記録・保存されているデータの復元が可能となる。
【００３４】
〔データ保存媒体の製造方法〕
上述した構成を有するデータ保存媒体１は、以下のようにして作製することができる。図９は、本実施形態に係るデータ保存媒体１を作製する前段階として描画データを設計する工程を概略的に示すフロー図であり、図１０は、本実施形態に係るデータ保存媒体１を作製する工程を切断端面図にて示すフロー図である。
【００３５】
［描画データ設計工程］
まずは、データ保存媒体１に記録・保存されるデータＤに基づき、データ保存媒体１の保存領域ＳＡに凹凸構造３，４（単位データパターンＵＰ及びアドレスパターンＡＰ）を形成するための描画データを設計する。
【００３６】
具体的には、まず、データＤの全ビット列を、その先頭から所定のビット長単位でＸ個（Ｘは２以上の整数である。）の単位ビット列に分割し、当該単位ビット列を含む単位データＵＤ1〜ＵＤXを生成する。各単位データＵＤの単位ビット列のビット長は、単位保存領域ＵＡに記録・保存可能なビット長と同一に設定され得る。本実施形態における各単位保存領域ＵＡに８行×１６列のビット行列でデータが保存され得る場合、記録・保存されるデータＤの全ビット列を、その先頭から１２８ビット長の単位ビット列の単位データＵＤに分割する。
【００３７】
次に、各単位データＵＤの単位ビット列を、８行×１６列の単位ビット行列ＵＭに変換し、当該単位ビット行列ＵＭに基づいて、単位パターンデータＵＰＤを生成する。本実施形態においては、このとき、単位保存領域ＵＡに相当する領域内に仮想グリッドＧｒを定義し、当該仮想グリッドＧｒの交点ＰＩに重なるように、単位ビット行列ＵＭのうちのビット「１」に対応する位置にのみ、凹部３１に対応するビット図形（正方形の図形）を配置し、ビット「０」に対応する位置にはビット図形を配置しない（図８参照）。この単位パターンデータＵＰＤは、８行×１６列の行列を構成する各位置におけるビット図形の有無によって、単位ビット行列ＵＭを構成する１２８ビットの情報を表現している。この単位パターンデータＵＰＤが、単位保存領域ＵＡに単位データパターンＵＰ（凹凸構造３）を形成する際の描画データとして用いられる。
【００３８】
続いて、単位パターンデータＵＰＤに、データ非保存領域ＮＡにアドレスパターンデータＡＰＤを付加する。アドレスパターンデータＡＰＤは、データ保存媒体１に記録・保存されるデータＤにおける単位データＵＤの配列順に沿って付加される。このアドレスパターンデータＡＰＤが、データ非保存領域ＮＡにアドレスパターンＡＰ（凹凸構造４）を形成する際の描画データとして用いられる。
【００３９】
このようにして各単位保存領域ＵＡに形成される単位データパターンＵＰの描画データである単位パターンデータＵＰＤ、及びデータ非保存領域ＮＡに形成されるアドレスパターンＡＰの描画データであるアドレスパターンデータＡＰＤを生成した後、これらを行列状に配置するとともに、データ非保存領域ＮＡに所定の境界パターンデータＢＰＤを付加することで、描画データを生成することができる。
【００４０】
［データ保存媒体作製工程］
続いて、第１面１１及び第１面１１に対向する第２面１２を有する、石英からなるデータ保存媒体用基材１０を準備し、当該基材１０の第１面１１上に、単位データパターンＵＰ、アドレスパターンＡＰ及び境界パターンＢＰに対応するレジストパターンＲUP，ＲAP，ＲBPを形成する（図１０（ａ）参照）。
【００４１】
かかるレジストパターンＲUP，ＲAP，ＲBPは、半導体の製造プロセス等で利用されている従来公知の露光装置（電子線描画装置、レーザ描画装置等）を用いて形成され得る。この露光装置を用いて、上記のようにして生成された描画データに基づいて、データ保存媒体用基材１０の第１面１１側に形成されているレジスト層にパターン潜像を形成し、現像処理を施すことにより、レジストパターンＲUP，ＲAP，ＲBPを形成することができる。
【００４２】
上記レジスト層を構成する材料としては、特に限定されるものではなく、従来公知のエネルギー線感応型レジスト材料（例えば、電子線感応型レジスト材料等）等を用いることができる。なお、図１０（ａ）に示す例においては、ポジ型のエネルギー線感応型レジスト材料を用いているため、パターン潜像の形成されたレジスト層に現像処理を施すことで、凹状のレジストパターンＲUP，ＲAP，ＲBPが形成される。
【００４３】
このようにしてレジストパターンＲUP，ＲAP，ＲBPを形成した後、当該レジストパターンＲUP，ＲAP，ＲBPをマスクとして用い、ウェットエッチング法又はドライエッチング法によりデータ保存媒体用基材１０の第１面１１をエッチングし（図１０（ｂ）参照）、残存するレジストパターンＲUP，ＲAP，ＲBPを除去する。これにより、基材２の第１面２１に、単位データパターンＵＰ、アドレスパターンＡＰ及び境界パターンＢＰが形成されてなる、本実施形態に係るデータ保存媒体１を作製することができる。なお、データ保存媒体用基材１０の第１面１１側表面に酸化クロム等からなるハードマスク層が形成されているものを用いてもよい。この場合において、レジストパターンＲUP，ＲAP，ＲBPをマスクとしたエッチングによりハードマスクパターンを形成し、当該ハードマスクパターンをマスクとしてデータ保存媒体用基材１０の第１面１１をエッチングし、ハードマスクパターンを除去することによりデータ保存媒体１を作製することができる。
【００４４】
このようにして作製されたデータ保存媒体１を用い、その複製物を作製する方法について説明する。図１１は、本実施形態に係るデータ保存媒体１の複製物を作製する工程を切断端面にて示す工程フロー図である。
【００４５】
まず、基材２の第１面２１に単位データパターンＵＰ、アドレスパターンＡＰ及び境界パターンＢＰが形成されてなるデータ保存媒体１と、第１面５１及びそれに対向する第２面５２を有し、第１面５１上に樹脂層６が設けられてなる基板５とを準備する（図１１（ａ）参照）。
【００４６】
基板５を構成する材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、石英ガラス基板、ソーダガラス基板、蛍石基板、フッ化カルシウム基板、フッ化マグネシウム基板、アクリルガラス基板、ホウケイ酸ガラス基板等のガラス基板；ポリカーボネート基板、ポリプロピレン基板、ポリエチレン基板、その他ポリオレフィン基板等の樹脂基板等からなる単層基板や、上記基板のうちから任意に選択された２以上を積層してなる積層基板等が挙げられる。
【００４７】
樹脂層６は、後述の工程（図１１（ｂ）参照）にて、データ保存媒体１の単位データパターンＵＰ、アドレスパターンＡＰ及び境界パターンＢＰの反転パターンが形成される層である。樹脂層６を構成する樹脂材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等の樹脂材料を用いることができ、より具体的には、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂等を用いることができる。
【００４８】
次に、基板５上の樹脂層６に、データ保存媒体１の第１面２１を押し当てて、当該樹脂層６にデータ保存媒体１の単位データパターンＵＰ、アドレスパターンＡＰ及び境界パターンＢＰを転写し、それらの反転パターンを形成する（図１１（ｂ）参照）。樹脂層６が硬化した後、当該樹脂層６からデータ保存媒体１及び基板５を剥離することで、樹脂製モールド７が作製される（図１１（ｃ）参照）。
【００４９】
続いて、第１面１１’及びそれに対向する第２面１２’を有する、石英からなる複製物用基材１０’を準備し、当該複製物用基材１０’の第１面１１’上にレジスト層８を形成し、当該レジスト層８に樹脂製モールド７における反転パターンが形成されている面を押し当て、その状態でレジスト層８を硬化させる（図１１（ｄ）参照）。
【００５０】
レジスト層８が硬化した後、樹脂製モールド７をレジスト層８から剥離することで、樹脂製モールド７の反転パターンが転写されたレジストパターン９が形成される（図１１（ｅ）参照）。そのレジストパターン９をマスクとして用いて、複製物用基材１０’の第１面１１’をエッチングする。これにより、データ保存媒体１の複製物１’を作製することができる（図１１（ｆ）参照）。なお、レジスト層８の硬化に影響がない限りにおいて、必要に応じて複製物用基材１０’の第１面１１’側表面に酸化クロム等からなるハードマスク層が形成されているものを用いてもよい。この場合において、ハードマスク層上にレジストパターン９を形成し、レジストパターン９をマスクとしたエッチングによりハードマスクパターンを形成し、ハードマスクパターンをマスクとして複製物用基材１０’の第１面１１’をエッチングした後、ハードマスクパターンを除去することでデータ保存媒体１の複製物１’を作製することができる。
【００５１】
上述したように、本実施形態によれば、半導体製造プロセス等で利用されている従来公知のリソグラフィ技術を利用することで、データ保存媒体１を容易に作製することができる。また、当該データ保存媒体１が破損した場合等に備え、それに記録・保存されているデータのバックアップとしての複製物は、従来公知のインプリント技術を利用して容易に作製され得る。
【００５２】
〔データ読出装置・データ読出方法〕
上述した構成を有するデータ保存媒体１に記録・保存されたデータを読み出すためのデータ読出装置及び当該データ読出装置を用いたデータ読出方法について説明する。図１２は、本実施形態におけるデータ読出装置の概略構成を示すブロック図である。
【００５３】
本実施形態におけるデータ読出装置１００は、データ保存媒体１の保存領域ＳＡの画像データを取得する画像データ取得部１１０と、当該画像データに基づいたデータ処理等を行う制御部１２１及び画像データ取得部１１０により取得された画像データや制御部１２１により生成された各種データ、各種プログラム等を記憶する記憶部１２２を有する制御装置１２０とを備える。
【００５４】
画像データ取得部１１０は、ＣＣＤカメラのような所定の撮影対象領域内の画像を画像データとして取り込む撮像部１１１と、撮影対象領域がデータ保存媒体１の保存領域ＳＡの各単位保存領域ＵＡを撮影部１１１に対して順次相対的に移動させるように走査処理を行う走査部１１２とを含む。かかる画像データ取得部１１０としては、汎用の光学顕微鏡等を用いることができる。
【００５５】
制御部１２１は、各種プログラムの指示に従って演算処理を行う。具体的には、制御部１２１は、各単位保存領域ＵＡに形成されている単位データパターンＵＰの画像データに基づいて、単位データ（単位ビット列）を読み出し可能であるか否かを判断したり、単位データパターンＵＰの画像データに基づいて単位データ（単位ビット列）を読み出したり、データ非保存領域ＮＡに形成されているアドレスパターンＡＰの画像データに基づいて単位保存領域ＵＡの位置情報を読み出したり、単位データ（単位ビット列）の読み出しが不可能であると判断された場合にエラーデータを生成したり、画像データ取得部１１０により取得された画像データや、種々の生成されたデータ等を記憶部１２２に記憶させたり、読み出された単位データ（単位ビット列）を結合して、データ保存媒体１に記録・保存されているデータを復元したりする。
【００５６】
記憶部１２２は、画像データ取得部１１０により取得された保存領域ＳＡ（単位保存領域ＵＡ）の画像データを記憶する他、単位保存領域ＵＡに形成されている単位データパターンＵＰの画像データに基づいて読み出された単位データ（単位ビット列）とアドレスパターンＡＰの画像データに基づいて読み出された単位保存領域ＵＡの位置情報とを関連付けて記憶したり、制御部１２１により生成されたエラーデータと単位データ（単位ビット列）の読み出しが不可能と判断された単位保存領域ＵＡの位置情報とを関連付けて記憶したりする。かかる制御部１２１及び記憶部１２２を有する制御装置１２０としては、汎用のコンピュータ等を用いることができる。
【００５７】
このような構成を有するデータ読出装置１００を用いて、データ保存媒体１に記録・保存されているデータを読み出す方法について説明する。図１３は、本実施形態におけるデータ読出方法の各工程を示すフローチャートである。
【００５８】
まず、画像データ取得部１１０にデータ保存媒体１がセットされると、画像データ取得部１１０は、走査部１１２により、データ保存媒体１を撮像部１１１に対して相対的に移動させ、撮像部１１１により、データ保存媒体１の保存領域ＳＡの各単位保存領域ＵＡを順に撮像させ、各単位保存領域ＵＡ及びそれに対応するアドレスパターンＡＰの画像を含む画像データを取得する（Ｓ１）。
【００５９】
画像データ取得部１１０の走査部１１２は、データ保存媒体１の境界パターンＢＰを認識することで、単位保存領域ＵＡとそれに対応するアドレスパターンＡＰとが撮影対象領域に含まれるように、データ保存媒体１を撮像部１１１に対して相対的に移動させる。これにより、撮像部１１１により撮像された画像に、少なくとも一の単位保存領域ＵＡとそれに対応するアドレスパターンＡＰと境界パターンＢＰとが含まれる。
【００６０】
画像データ取得部１１０により取得された各画像データは、制御装置１２０の記憶部１２２に記憶され、制御部１２１は、記憶部１２２に記憶された各画像データから、単位保存領域ＵＡに形成されている単位データパターンＵＰに基づいて単位データ（単位ビット列）の読み出しが可能であるか否かを判断する（Ｓ２）。具体的には、各画像データから、単位保存領域ＵＡに形成されている単位データパターンＵＰの凹凸構造３に破損等が存在しているか否かを判断する。
【００６１】
単位データパターンＵＰに基づいて単位データ（単位ビット列）の読み出しが可能であると判断された場合（Ｓ２，Ｙｅｓ）、すなわち、単位データパターンＵＰの凹凸構造３に破損等が存在していないと判断された場合、制御部１２１は、当該画像データから単位データパターンＵＰに基づいて単位データ（単位ビット列）を読み出すとともに、その単位保存領域ＵＡの位置情報をアドレスパターンＡＰに基づいて読み出し、その単位データ（単位ビット列）と位置情報とを関連付けて記憶部１２２に記憶させる（Ｓ３）。
【００６２】
単位データパターンＵＰに基づいて単位データ（単位ビット列）を読み出す際、制御部１２１は、単位保存領域ＵＡ及び境界パターンＢＰを含む画像データ上に仮想グリッドＧｒを定義する。この仮想グリッドＧｒは、４角に位置する境界パターンＢＰの基準点Ｃｐを通るように定義される。そして、制御部１２１は、単位保存領域ＵＡ内における仮想グリッドＧｒの各交点ＰＩ上に凹部３１が存在するか否かを判定する。凹部３１が存在するか否かの判定は、例えば、画像データにおける明暗分布に基づいて行われ得る。
【００６３】
制御部１２１は、凹部３１が存在すると判定した交点ＰＩにはビット「１」を、凹部３１が存在しないと判定した交点ＰＩにはビット「０」を対応付け、これにより単位データ（単位ビット列）が読み出される。
【００６４】
制御部１２１は、単位データパターンＵＰに基づいて単位データ（単位ビット列）を読み出す場合、画像データにおける左上に位置する境界パターンＢＰを認識し、当該境界パターンＢＰの基準点Ｃｐを指標とし、その右下の方向に位置する仮想グリッドＧｒの交点ＰＩであって、単位保存領域ＵＡ内の交点ＰＩ上から右方向に、凹部３１が存在するか否かの判定を開始する。
【００６５】
一方、単位データパターンＵＰに基づいて単位データ（単位ビット列）の読み出しが不可能であると判断された場合（Ｓ２，Ｎｏ）、すなわち、単位データパターンＵＰの凹凸構造３に破損等が存在していると判断された場合、制御部１２１は、その単位保存領域ＵＡの位置情報をアドレスパターンＡＰに基づいて読み出すとともに、単位データ（単位ビット列）の読み出しが不可能である旨のエラーデータを生成し、エラーデータと位置情報とを関連付けて記憶部１２２に記憶させる（Ｓ４）。
【００６６】
制御部１２１は、単位データ（単位ビット列）と位置情報とを関連付けて記憶部１２２に記憶させた後（Ｓ３）又はエラーデータと位置情報とを関連付けて記憶部１２２に記憶させた後（Ｓ４）、単位データ（単位ビット列）の読み出しが可能であるか否かを判断していない画像データが記憶部１２２に記憶されているか否かを判断し（Ｓ５）、当該画像データが記憶部１２２に記憶されている場合（Ｓ５，Ｙｅｓ）、Ｓ２以降の処理を繰り返し行う。
【００６７】
一方、当該画像データが記憶部１２２に記憶されていない場合（Ｓ５，Ｎｏ）、制御部１２１は、記憶部１２２にエラーデータが記憶されているか否かを判断し（Ｓ６）、記憶部１２２にエラーデータが記憶されていない場合（Ｓ６，Ｎｏ）、記憶部１２２に記憶されている単位データ（単位ビット列）を結合し、データ（ビット列）を生成する（Ｓ７）。
【００６８】
データ（ビット列）を生成するにあたり、制御部１２１は、単位データ（単位ビット列）に関連付けられて記憶されている位置情報に基づいて、単位データ（単位ビット列）の結合順序を決定する。具体的には、制御部１２１は、位置情報としての行番号を第１優先順位とし、列番号を第２優先順位として行番号及び列番号の小さい順に単位データ（単位ビット列）を結合させる。このようにして、データ保存媒体１に保存されているデータを復元することができる。
【００６９】
一方、記憶部１２２にエラーデータが記憶されている場合（Ｓ６，Ｙｅｓ）、制御部１２１は、当該エラーデータに基づいて、単位データ（単位ビット列）を読み出すことができなかった旨及びその単位保存領域ＵＡの位置情報を出力する（Ｓ８）。この位置情報の出力に基づいて、データ保存媒体１の複製物から、当該単位保存領域ＵＡに記録・保存されている単位データ（単位ビット列）を生成すれば、当該単位データ（単位ビット列）を、記憶部１２２に記憶されている単位データ（単位ビット列）とともに結合して、データ保存媒体１に保存されているデータの正確な復元が可能となる。
【００７０】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００７１】
上記実施形態において、データ保存媒体１は、第１面１１及びそれに対向する第２面１２を有する、石英からなるデータ保存媒体用基材１０の第１面１１に、単位データパターンＵＰ、アドレスパターンＡＰ及び境界パターンＢＰを同時に形成することで作製されるが（図１０参照）、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、図１４に示すように、第１面１１’及びそれに対向する第２面１２’を有する、石英からなる基材１０’の第１面１１’上に、複数の単位保存領域ＵＡ及びデータ非保存領域ＮＡを含む保存領域ＳＡが設定され、当該保存領域ＳＡのデータ非保存領域ＮＡに、各単位保存領域ＵＡに対応するアドレスパターンＡＰ及び境界パターンＢＰが形成されてなるデータ保存用媒体を準備し、当該データ保存用媒体の各単位保存領域ＵＡに、単位データパターンＵＰを形成することで、データ保存媒体１を作製してもよい。
【００７２】
上記実施形態において、ポジ型のエネルギー線感応型レジスト材料を用いてレジストパターンＲUP，ＲAP，ＲBPを形成する態様を例に挙げて説明したが（図１０参照）、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、ネガ型のエネルギー線感応型レジスト材料を用いてレジストパターンを形成してもよい。これにより、単位データパターンＵＰ及びアドレスパターンＡＰを凸部（ピラー）及び凸部を有しない部分とし、境界パターンＢＰを凸部（ピラー）とするデータ保存媒体１を作製することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１…データ保存媒体
２…基材
２１…第１面
２２…第２面
３，４，５…凹凸構造
３１，４１…凹部
３２，４２…凸部
ＳＡ…保存領域
ＵＡ…単位保存領域
ＮＡ…データ非保存領域
ＵＰ…単位データパターン
ＡＰ…アドレスパターン
ＢＰ…境界パターン
Ｇｒ…仮想グリッド
ＰＩ…交点
【図１】
2018081729.tif 000003
【図２】
2018081729.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2018081729.tif 000014
【図１３】
2018081729.tif 000015
【図１４】
2018081729.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月19日(2018.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ保存媒体に保存されているデータを読み出すデータ読出装置であって、
前記データ保存媒体は、 
第１面及びそれに対向する第２面を有する、石英からなる基材と、
前記基材の第１面上に設定された保存領域内に形成されてなる凹凸構造と
を備え、
前記保存領域は、少なくとも一方向に並列されてなる複数の単位保存領域と、隣接する前記単位保存領域の間に位置するデータ非保存領域とを含み、
前記凹凸構造は、前記データを複数に分割して得られる複数の単位データの単位ビット列を凹部及び凸部にて示す複数の単位データパターンと、前記保存領域内における前記複数の単位保存領域のそれぞれの位置情報を示すアドレスパターンと、隣接する前記単位保存領域の境界を示す境界パターンとを含み、
前記各単位保存領域には、前記複数の単位保存領域の並列順に、前記各単位データパターンのみが形成されており、 
前記アドレスパターンは、前記複数の単位データパターンのそれぞれが形成されている前記複数の単位保存領域のそれぞれに対応して、前記データ非保存領域に形成されており、
前記データ読出装置は、 
前記複数の単位保存領域のそれぞれ及び当該各単位保存領域の位置情報を示す前記アドレスパターンを含む複数の画像データを取得する画像データ取得部と、 
前記画像データから、前記複数の単位保存領域のそれぞれに形成されている前記単位データパターンに基づいて前記単位データを読み出すデータ読出部と、 
前記画像データから、前記データ非保存領域に形成されている前記アドレスパターンに基づいて前記各単位保存領域の位置情報を読み出す位置情報読出部と、 
前記データ読出部により読み出された前記単位データ及び前記単位保存領域の位置情報を関連付けて記憶する記憶部と、 
前記記憶部に記憶されている前記位置情報に基づいて、前記複数の単位データを結合することで前記データを復元するデータ復元部と、 
前記画像データ取得部により取得された前記画像データから、前記単位保存領域に形成されている前記単位データパターンに基づいて前記単位データの読み出しが可能であるか否かを判断する判断部と、 
前記判断部により前記単位データの読み出しが不可能であると判断された場合に、エラーデータを生成するエラーデータ生成部と 
を備え、 
前記画像データ取得部は、前記エラーデータ生成部により生成された前記エラーデータ及び前記記憶部に記憶された前記単位保存領域の位置情報に基づき、前記データ保存媒体の複製物における当該位置情報と同一の位置情報を示すアドレスパターンにより特定される単位保存領域を含む画像データを取得することを特徴とするデータ読出装置。
【請求項２】
少なくとも前記単位データパターンは、前記保存領域内に仮想グリッドを設定したときに、前記仮想グリッドの交点に重なるように位置していることを特徴とする請求項１に記載のデータ読出装置。
【請求項３】
前記単位データパターン及び前記アドレスパターンは、相互に実質的に同一の寸法を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ読出装置。
【請求項４】
前記保存領域には、前記複数の単位保存領域がＭ行×Ｎ列（Ｍ及びＮは、その一方が２以上の整数であり、他方が１以上の整数である。）の行列配置で並列されており、 
前記アドレスパターンは、前記各単位保存領域の並列位置であるｐ行目（ｐは１以上Ｍ以下の整数である。）及びｑ列目（ｑは１以上Ｎ以下の整数である。）を表す凹凸構造により構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のデータ読出装置。
【請求項５】
データ保存媒体に保存されているデータを読み出すデータ読出方法であって、 
前記データ保存媒体は、第１面及びそれに対向する第２面を有する、石英からなる基材と、前記基材の第１面上に設定された保存領域内に形成されてなる凹凸構造とを備え、前記保存領域は、少なくとも一方向に並列されてなる複数の単位保存領域と、隣接する前記単位保存領域の間に位置するデータ非保存領域とを含み、前記凹凸構造は、前記データを複数に分割して得られる複数の単位データの単位ビット列を凹部及び凸部にて示す複数の単位データパターンと、前記保存領域内における前記複数の単位保存領域のそれぞれの位置情報を示すアドレスパターンと、隣接する前記単位保存領域の境界を示す境界パターンとを含み、前記複数の単位データパターンのそれぞれは、前記複数の単位保存領域の並列順に、当該複数の単位保存領域のそれぞれに形成されており、前記アドレスパターンは、前記複数の単位データパターンのそれぞれが形成されている前記複数の単位保存領域のそれぞれに対応して、前記データ非保存領域に形成されており、 
前記データ読出方法は、 
前記複数の単位保存領域のそれぞれ及び当該各単位保存領域の位置情報を示す前記アドレスパターンを含む複数の画像データを取得する工程と、 
前記画像データから、前記複数の単位保存領域のそれぞれに形成されている前記単位データパターンに基づいて前記単位データを読み出す工程と、 
前記画像データから、前記データ非保存領域に形成されている前記アドレスパターンに基づいて前記各単位保存領域の位置情報を読み出す工程と、 
前記単位データ及び前記単位保存領域の位置情報を関連付けて記憶する工程と、 
前記位置情報に基づいて、前記複数の単位データを結合することで前記データを復元する工程と、 
前記画像データから、前記単位保存領域に形成されている前記単位データパターンに基づいて前記単位データの読み出しが可能であるか否かを判断する工程と、 
前記単位データの読み出しが不可能であると判断された場合に、エラーデータを生成する工程と、 
前記エラーデータ及び前記単位保存領域の位置情報に基づき、前記データ保存媒体の複製物における当該位置情報と同一の位置情報を示すアドレスパターンにより特定される単位保存領域を含む画像データを取得する工程と 
を含むことを特徴とするデータ読出方法。
【請求項６】
少なくとも前記単位データパターンは、前記保存領域内に仮想グリッドを設定したときに、前記仮想グリッドの交点に重なるように位置していることを特徴とする請求項５に記載のデータ読出方法。
【請求項７】
前記単位データパターン及び前記アドレスパターンは、相互に実質的に同一の寸法を有することを特徴とする請求項５又は６に記載のデータ読出方法。
【請求項８】
前記保存領域には、前記複数の単位保存領域がＭ行×Ｎ列（Ｍ及びＮは、その一方が２以上の整数であり、他方が１以上の整数である。）の行列配置で並列されており、  前記アドレスパターンは、前記各単位保存領域の並列位置であるｐ行目（ｐは１以上Ｍ以下の整数である。）及びｑ列目（ｑは１以上Ｎ以下の整数である。）を表す凹凸構造により構成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のデータ読出方法。