(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を記録するための帯状のトラックと、このトラックに沿って伸びる帯状領域に配置されたトラックガイドと、を媒体上に定義し、前記トラックガイドが光学的に認識可能となるように、前記トラックガイドの光反射率を他の部分の光反射率とは異ならせるように構成し、前記トラックガイドを案内として前記トラックの位置を認識しながら、前記トラック上に情報の記録を行うことが可能な光情報記録媒体において、
前記トラックガイドを、前記案内としての機能に支障がない態様で前記帯状領域を分断することにより得られる多数の島状部によって構成し、かつ、この多数の島状部によって所定の原画像についてのホログラムパターンを形成したことを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項２】
請求項１に記載の光情報記録媒体において、
トラックガイドとトラックとを交互に平行に配置し、隣接する一対のトラックガイド間の領域として、１本のトラックが定義されるように構成し、二次元平面上に互いに平行な多数のトラックガイドが配置されるようにし、前記多数のトラックガイドをそれぞれ構成する多数の島状部によってホログラムパターンが形成されるようにしたことを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項３】
請求項２に記載の光情報記録媒体において、
個々のトラックガイドには、それぞれ記録対象となる原画像のうちの特定の一次元情報に関するホログラムパターンが形成されていることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載された光情報記録媒体において、
トラックガイドの表面に粗面加工を施すことにより、他の部分に比べて光反射率が低くなるように構成し、かつ、前記粗面加工による凹凸構造がホログラムパターンの再生に実質的な影響を及ぼさないように、前記凹凸構造の空間周波数を前記ホログラムパターンを形成する島状部の配置空間周波数に比べて十分に高く設定したことを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載された光情報記録媒体において、
トラックガイドの長手方向に隣接した一対の島状部の間隙の最大長が、前記トラックガイドを前記長手方向に光学的に走査するのに支障がない範囲内に収まるように、前記トラックガイドを得るための分断が行われていることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載された光情報記録媒体において、
助走用に利用されるトラックおよびトラックガイドの領域については、トラックガイドを分断して島状部を構成するとともに、トラック上にも島状部を配置するようにし、これらの島状部によってホログラムパターンを形成するようにしたことを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載された光情報記録媒体を製造する方法であって、
所定の原画像と、この原画像を記録するための記録面と、この記録面に対して照射する参照光とを定義する段階と、
前記記録面上に多数の演算点を定義し、個々の演算点について、前記原画像上に定義された点光源から発せられた物体光と、前記参照光とによって形成される干渉波の強度を演算する段階と、
個々の演算点について求められた干渉波の強度を二値化し、前記記録面上に二値画像を定義する段階と、
前記二値画像に基づいてトラックガイドを得るための分断を行い、前記原画像についてのホログラムパターンを形成する段階と、
を有することを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載された方法において、
記録面上に得る二値画像の解像度を、媒体上に形成する島状部の解像度に合わせて設定し、第１の画素値を有する隣接画素群を島状部とし、第２の画素値を有する隣接画素群を島状部の間隙部分とすることを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載された方法において、
原画像上に複数の単位線分を定義するとともに、記録面上に前記個々の単位線分にそれぞれ対応した個々の単位線分を定義し、前記記録面側の各単位線分上に多数の演算点を定義し、
１つの演算点について干渉波の強度を演算する際に、その演算点が所属する前記記録面側の単位線分に対応した前記原画像側の単位線分上に定義された点光源のみを考慮した演算を行うことを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれかに記載された方法において、
透明基板上に二値画像に対応するパターンをもった不透明な材料からなるパターン層を形成する段階と、
前記パターン層が形成された前記透明基板上に、感光性レジストからなるレジスト層を形成する段階と、
前記透明基板の下面側から光を照射することにより露光を行う段階と、
前記透明基板の上面側から光拡散性の半透明基板を通して光を照射することにより不均一な露光を行う段階と、
前記感光性レジストを現像して、感光部分を除去する段階と、
を行い、前記パターン層上に前記レジスト層の一部が残存し、かつ、この残存レジスト層の表面部分が粗面構造をなすようにし、この透明基板上に残存した構造体を原版として、光情報記録媒体を量産することを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光情報記録媒体およびその製造方法に関し、特に、情報を記録するための帯状のトラックと、このトラックの位置を示すためのトラッグガイドとが形成された光情報記録媒体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光情報記録媒体は、磁気情報記録媒体に比べて情報記録密度が極めて高く、現在では、様々な分野において利用されるようになってきている。たとえば、クレジットカードなどの携帯用小型情報記録媒体の分野では、これまでの磁気カードに代わる媒体として、ＩＣカードとともに脚光を浴びている。
【０００３】
一般的な光情報記録媒体では、媒体上に設けられた帯状のトラックに沿って情報ピットが書き込まれ、同様に、このトラックに沿って情報ピットが読み出される。このような情報の記録／再生を行うためには、光ヘッドをトラックに沿って正しく走査する必要がある。そこで、通常は、トラックに沿ってトラックガイドが設けられる。このトラックガイドは、トラックとは異なる光反射率を有する領域であり、この光反射率の差を利用して光学的に認識可能である。したがって、光ヘッドは、このトラックガイドを案内としてトラックの正しい位置を認識し、トラックに対する走査を行うことができる。
【０００４】
このように、トラックとトラックガイドとを有する光情報記録媒体を量産する効果的な方法が、たとえば、特公平７−６４１４１号公報に開示されている。この方法を用いれば、粗面ガラスを通してレジストを露光することにより、トラックガイドの部分を粗面化することができ、トラックに比べて光反射率の低いトラックガイドを形成することができる。
【０００５】
一般的な光情報記録媒体では、トラックやトラックガイドの幅は数μｍ程度であり、これらを肉眼で確認することはできない。したがって、記録面を肉眼で観察すると、回折光によって、いわゆる虹のようなパターンが見られるだけである。そこで、この記録面を肉眼で観察したときに、何らかの意味のあるパターンが表示されるようにする、という技術が提案されている。たとえば、特許協力条約に基く国際公開第ＷＯ８９／０９９８９号公報には、トラックガイドの表面部分にホログラムパターンからなる凹凸構造を形成し、肉眼で観察したときに、このホログラムの再生像が得られるようにする技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上掲の公報に開示された技術によれば、トラックガイドは、光ヘッドをトラックへ案内するという本来の機能を果たすとともに、ホログラムパターンの記録媒体としての機能も果たすことができ、何らかの原画像を肉眼観察可能な態様で媒体上に記録することができるようになる。しかしながら、現在のところ、上掲の公報に開示された技術による光情報記録媒体は実用化に至っていない。その原因は、光ヘッドをトラックへ案内するという本来の機能を損なわない形で、ホログラムパターンをトラックガイドに記録することが困難なためである。
【０００７】
上述したように、トラックガイドは、トラックの部分に比べて光反射率の異なる領域として光学的に認識されることになる。そこで、たとえば、粗面ガラスを用いた露光などの手法により、トラックガイドの表面に対して粗面加工を施せば、トラックガイドの表面に全体的に均一な凹凸構造が得られ、トラックの部分に対して光学的に確実な認識が可能になる。ところが、トラックガイドの表面にホログラムパターンを記録した場合、このホログラムパターンによって形成される凹凸構造は、必ずしも均一なものにはならない。ホログラムパターンは、意味のある原画像の情報を干渉縞として記録したパターンであるため、凹凸構造の山と山の間隔や、個々の山の高さなどには、大きなばらつきが生じることになる。したがって、表面にホログラムパターンが形成されたトラックガイドは、光学的には均一の領域としては認識されず、場合によっては、その一部がトラックガイドの欠陥として認識されてしまう可能性もある。結局、従来提案されているホログラムパターンが形成されたトラックガイドは、光学的には、ノイズ成分を多く含んだものとなり、光ヘッドをトラックへ案内するという本来の機能を十分に果たすことができない。
【０００８】
そこで本発明は、トラックガイドの機能に影響を及ぼすことなしに、原画像をホログラムパターンとして記録することが可能な光情報記録媒体およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
(1)   本発明の第１の態様は、情報を記録するための帯状のトラックと、このトラックに沿って伸びる帯状領域に配置されたトラックガイドと、を媒体上に定義し、トラックガイドが光学的に認識可能となるように、トラックガイドの光反射率を他の部分の光反射率とは異ならせるように構成し、トラックガイドを案内としてトラックの位置を認識しながら、トラック上に情報の記録を行うことが可能な光情報記録媒体において、
トラックガイドを、トラックへの案内としての機能に支障がない態様で帯状領域を分断することにより得られる多数の島状部によって構成し、かつ、この多数の島状部によって所定の原画像についてのホログラムパターンを形成するようにしたものである。
【００１０】
(2)   本発明の第２の態様は、上述の第１の態様に係る光情報記録媒体において、
トラックガイドとトラックとを交互に平行に配置し、隣接する一対のトラックガイド間の領域として、１本のトラックが定義されるように構成し、二次元平面上に互いに平行な多数のトラックガイドが配置されるようにし、多数のトラックガイドを構成する多数の島状部によってホログラムパターンが形成されるようにしたものである。
【００１１】
(3)   本発明の第３の態様は、上述の第２の態様に係る光情報記録媒体において、
個々のトラックガイドには、それぞれ記録対象となる原画像のうちの特定の一次元情報に関するホログラムパターンが形成されるようにしたものである。
【００１２】
(4)   本発明の第４の態様は、上述の第１〜第３の態様に係る光情報記録媒体において、
トラックガイドの表面に粗面加工を施すことにより、他の部分に比べて光反射率が低くなるように構成し、かつ、この粗面加工による凹凸構造がホログラムパターンの再生に実質的な影響を及ぼさないように、この凹凸構造の空間周波数をホログラムパターンを形成する島状部の配置空間周波数に比べて十分に高く設定するようにしたものである。
【００１３】
(5)   本発明の第５の態様は、上述の第１〜第４の態様に係る光情報記録媒体において、
トラックガイドの長手方向に隣接した一対の島状部の間隙の最大長が、トラックガイドを長手方向に光学的に走査するのに支障がない範囲内に収まるように、トラックガイドを得るための分断が行われるようにしたものである。
【００１４】
(6)   本発明の第６の態様は、上述の第１〜第５の態様に係る光情報記録媒体において、
助走用に利用されるトラックおよびトラックガイドの領域については、トラックガイドを分断して島状部を構成するとともに、トラック上にも島状部を配置するようにし、これらの島状部によってホログラムパターンを形成するようにしたものである。
【００１５】
(7)   本発明の第７の態様は、上述の第１〜第６の態様に係る光情報記録媒体を製造する方法において、
所定の原画像と、この原画像を記録するための記録面と、この記録面に対して照射する参照光とを定義する段階と、
記録面上に多数の演算点を定義し、個々の演算点について、原画像上に定義された点光源から発せられた物体光と、参照光とによって形成される干渉波の強度を演算する段階と、
個々の演算点について求められた干渉波の強度を二値化し、記録面上に二値画像を定義する段階と、
この二値画像に基づいてトラックガイドを得るための分断を行い、原画像についてのホログラムパターンを形成する段階と、
を行うようにしたものである。
【００１６】
(8)   本発明の第８の態様は、上述の第７の態様に係る光情報記録媒体の製造方法において、
記録面上に得る二値画像の解像度を、媒体上に形成する島状部の解像度に合わせて設定し、第１の画素値を有する隣接画素群を島状部とし、第２の画素値を有する隣接画素群を島状部の間隙部分とするようにしたものである。
【００１７】
(9)   本発明の第９の態様は、上述の第７または第８の態様に係る光情報記録媒体の製造方法において、
原画像上に複数の単位線分を定義するとともに、記録面上に個々の単位線分にそれぞれ対応した個々の単位線分を定義し、記録面側の各単位線分上に多数の演算点を定義し、
１つの演算点について干渉波の強度を演算する際に、その演算点が所属する記録面側の単位線分に対応した原画像側の単位線分上に定義された点光源のみを考慮した演算を行うようにしたものである。
【００１８】
(10)    本発明の第１０の態様は、上述の第７〜第９の態様に係る光情報記録媒体の製造方法において、
透明基板上に二値画像に対応するパターンをもった不透明な材料からなるパターン層を形成する段階と、
このパターン層が形成された透明基板上に、感光性レジストからなるレジスト層を形成する段階と、
透明基板の下面側から光を照射することにより露光を行う段階と、
透明基板の上面側から光拡散性の半透明基板を通して光を照射することにより不均一な露光を行う段階と、
感光性レジストを現像して、感光部分を除去する段階と、
を行い、パターン層上にレジスト層の一部が残存し、かつ、この残存レジスト層の表面部分が粗面構造をなすようにし、この透明基板上に残存した構造体を原版として、光情報記録媒体を量産するようにしたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施形態に基いて説明する。
【００２０】
§１．  従来の提案
はじめに、説明の便宜上、従来提案されている一般的な光情報記録媒体の構造について、簡単に述べておく。図１は、一般的な光カード１００の平面図であり、情報記録部１１０にデジタル情報を記録することができる。情報記録部１１０には、多数のトラックおよびトラックガイドが形成されており、記録すべきデジタル情報は、各トラックにデータピットとして書き込まれる。
【００２１】
図示のとおり、情報記録部１１０には、左右の両端から中央へ向かって順に、助走領域１１１、トラックＩＤ領域１１２、（図ではハッチングを施して示す）、データ記録領域１１３が定義されている。両端の助走領域１１１は、ＩＣカード１００を長手方向に往復運動させながら、書き込みや読み出しを行う際に、カードを一定速度にもってゆくために利用される領域であり、実際にはデータの記録は行われない。トラックＩＤ領域１１２は、トラックＩＤと呼ばれるデータを記録する領域である。トラックＩＤは、各トラックにデータを記録するために必要な同期信号やアドレス番号を示すためのデータである。データ記録領域１１３は、記録対象となる実際のデータを記録する領域である。
【００２２】
図２は、情報記録部１１０の部分拡大平面図である。ここでは、横方向に帯状に伸びたトラックガイド１２０と、同じく横方向に帯状に伸びたトラック１３０とが交互に平行に配置されており、隣接する一対のトラックガイド間の領域として、１本のトラックが定義されている。図示の例では、６本のトラックガイド１２１〜１２６と、これらの間に定義された５本のトラック１３１〜１３５が示されているが、情報記録部１１０全体には、より多数のトラックおよびトラックが定義されていることになる。この例では、情報記録部１１０の寸法が、縦３０ｍｍ、横８０ｍｍであるのに対し、トラックもしくはトラックガイドの縦方向のピッチＰ＝１２μｍ、トラックガイドの幅Ｇ＝２．５μｍ、トラックの幅Ｔ＝９．５μｍとなっており、縦方向に合計２５００本ほどのトラックガイドが互いに平行に配置されていることになる。
【００２３】
この光カード１００は、初期段階では、図１に示すトラックＩＤ領域１１２についてのみ、トラックＩＤデータがデータピットとして記録されている。この光カード１００が、実際にカードとして使用される段階では、発行者や顧客のコード、顧客の取引情報、などがデータとして、データ記録領域１１３に逐次記録されてゆくことになる。記録すべきデータは、各トラック上にデータピットとして書き込まれる。図２には、トラック１３１上に書き込まれたデータピットｄ１，ｄ２，ｄ３が一例として示されている。このように、データピットは、１本のトラックに沿って書き込まれるため、書込時および読出時には、光ヘッドをトラックに沿って走査する必要がある。トラックガイド１２０は、この走査を行う際の案内の役割を果たす。すなわち、図２にハッチングを施して示した各トラックガイド１２１〜１２６（およびデータピットｄ１〜ｄ３）は、それ以外の部分（トラック１３１〜１３５）に比べて光反射率が低く（または高く）設定されているため、個々のトラックガイド１２０は光学的に認識することが可能である。したがって、光ヘッドは、各トラックガイド１２０を案内として、各トラック１３０の位置を認識しながらデータの記録／再生を行うことができる。
【００２４】
図３は、情報記録部１１０の一部分の拡大斜視図である。ここには３本のトラックガイド１２１〜１２３（以下、単にトラックガイド１２０という）と２本のトラック１３１，１３２（以下、単にトラック１３０という）が示されている。この例では、トラックガイド１２０が凸状に盛り上がった部分をなし、トラック１３０が凹状に窪んだ部分をなしており、かつ、トラックガイド１２０の上面部分（図にハッチングを施した部分）には粗面加工が施されている。図４は、この粗面加工を詳細に示す側断面図である。トラック１３０の上面が滑らかであるのに対し、トラックガイド１２０の上面には細かな凹凸構造が形成されている。このため、トラック１３０の光反射率に比べて、トラックガイド１２０の光反射率は低くなり、両者を光学的に識別することが可能になる。また、トラック１３０上にデータピットを記録する場合には、トラック１３０の所定位置にレーザビームを照射することにより、照射部分の光反射率を低下させればよい。
【００２５】
さて、情報記録部１１０にはμｍオーダーで多数のトラックガイドが形成されているため、これを肉眼で観察すると、回折光によりいわゆる虹のようなパターンが見られるだけである。そこで、前掲の特許協力条約に基く国際公開第ＷＯ８９／０９９８９号公報には、トラックガイドの表面部分にホログラムパターンからなる凹凸構造を形成し、肉眼で観察したときに、このホログラムの再生像が得られるようにする技術が提案されている。この技術を用いれば、たとえば、図５に示すように、情報記録部１１０上に、肉眼で観察可能な再生像１４０を得ることができる。このような再生像１４０は、光カード１００の意匠性を向上させる機能を果たすことができ、また、会社のロゴなどを表示させれば、これを実用的に利用することもできる。
【００２６】
具体的には、図３にハッチングを施して示したトラックガイド１２０の上面部分に、ホログラムパターンを凹凸構造として記録すればよい。こうすれば、情報記録部１１０全体をホログラム記録媒体として利用することができ、任意の原画像を記録することが可能になる。図６は、このようなホログラムパターンが記録されたトラックガイド１２０の側断面図である。図４に示すトラックガイド１２０の上面には、反射率を低下させるために均一な凹凸構造が形成されていたが、図６に示すトラックガイド１２０の上面には、ホログラムパターンを記録するための凹凸構造が形成されることになる。
【００２７】
しかしながら、上掲の公報に開示されたこの技術は、現在のところ実用化に至っていない。その原因は、既に述べたように、光ヘッドをトラックへ案内するという本来の機能を損なわない形で、ホログラムパターンをトラックガイドに記録することが困難なためである。すなわち、図４に示す通常のトラックガイド１２０の構造では、上面に均一な粗面加工が施されているため、トラックガイド１２０を光学的に安定して認識することが可能である。ところが、図６に示すトラックガイド１２０の構造は、ホログラムパターンによって形成される凹凸構造となるため、必ずしも均一なものにはならず、凹凸構造の山と山の間隔や、個々の山の高さなどには、大きなばらつきが生じる。このため、トラックガイド１２０の光学的認識処理が不安定になり、実用上、大きな障害になる。
【００２８】
§２．  本発明に係る光情報記録媒体の構造
本発明は、上掲公報に開示された手法の問題点を克服するために、異なるアプローチを採るものである。すなわち、トラックガイドを、トラックに対する案内役としての本来の機能に支障が生じない態様で分断し、多数の島状部によって構成するようにし、かつ、この多数の島状部によって所定の原画像についてのホログラムパターンが形成されるようにするのである。
【００２９】
図７は、本発明に係る光カードの情報記録部２１０の部分斜視図である。この例では、情報記録部２１０の上面には、多数の島状部２２１Ａ，２２１Ｂ，２２２Ａ，２２２Ｂ，２２２Ｃ，２２３Ａ，２２３Ｂが形成されている。実は、これらの各島状部は、図３に示す各トラックガイド１２１〜１２３を、その長手方向に関して分断することにより構成されている。別言すれば、図７に示す島状部２２１Ａ，２２１Ｂによってトラックガイド２２１が構成され、島状部２２２Ａ，２２２Ｂ，２２２Ｃによってトラックガイド２２２が構成され、島状部２２３Ａ，２２３Ｂによってトラックガイド２２３が構成されることになり、トラックガイド２２１，２２２の間にトラック２３１が位置し、トラックガイド２２２，２２３の間にトラック２３２が位置することになる。
【００３０】
ここで、各島状部の幅Ｇは、トラックガイドの幅Ｇに相当するものであるが、各島状部の長さＬ１は、記録対象となるホログラムパターンによってそれぞれ定まることになる。同様に、トラックガイドの長手方向に隣接した一対の島状部の各間隙長Ｌ２も、記録対象となるホログラムパターンによってそれぞれ定まることになる。ただし、この間隙長Ｌ２があまり大きくなると、トラックガイドの認識が困難になり、トラックに対する案内役としての本来の機能に支障が生じることになる。したがって、間隙長Ｌ２の最大長は、トラックガイドをその長手方向に光学的に走査するのに支障がない範囲内に収まるようにする必要がある。現在市販されている商用の一般的な光カード用記録／再生装置の場合、間隙長Ｌ２の最大長を１００μｍ以下に抑えるようにすれば、トラックガイドの光学的走査には全く支障が生じない。このような条件を満たすようなトラックガイドを得るための分断手法については、後に詳述する。
【００３１】
また、図７に示す構造において、島状部（トラックガイド）２２１Ａ，２２１Ｂ，…の上面（図にハッチングを施した部分）には粗面加工が施されており、その他の部分（ハッチングのない部分）に比べて光反射率が低くなっている。この粗面加工は、図４に示すトラックガイド１２０の上面に施された粗面加工と同様のものであり、均一な凹凸構造が形成されることになる。本発明では、ホログラムパターンは、島状部の配置パターンとして記録されることになるので、各島状部（トラックガイド）の上面には粗面加工による均一な凹凸構造を形成しておけば十分である。このため、図６に示すトラックガイド１２０のように、光学的認識が不安定になるような問題は生じない。
【００３２】
図８は、本発明に係る光カードの情報記録部２１０の部分拡大平面図である。図２に示す従来の光カードにおける構成と比較すると、その特徴がよくわかる。図８に示す例では、ホログラムパターンは、特定の記録領域Ｒにのみ記録されている。したがって、トラックガイド２２０（具体的には、トラックガイド２２１〜２２６）が配置されている帯状領域は、このホログラムパターンの記録領域Ｒにおいて分断されており、多数の島状部が形成されている（図８では、図示の便宜上、比較的少数の島状部しか示されていないが、実際にはホログラムパターンの記録領域Ｒの横幅はもっと広く、より多数の島状部が形成されることになる）。たとえば、トラックガイド２２１の記録領域Ｒに相当する部分には、図示のとおり、島状部２２１Ａ，２２１Ｂ，２２１Ｃ，…が形成されている。このようにして、二次元平面上に配置された多数の島状部によって、所定の原画像についてのホログラムパターンが記録されることになる。なお、各島状部の上面に形成された凹凸構造（光反射率を低減させるための粗面加工により形成された構造）の空間周波数は、島状部の配置空間周波数に比べて十分に高く設定するようにし、この粗面加工による凹凸構造がホログラムパターンの再生に実質的な影響を及ぼさないようにする。
【００３３】
上述したように、各トラックガイド２２１〜２２６は、ホログラムパターンの記録領域Ｒにおいて分断されているが、この分断は、トラックガイドの案内機能に支障がない態様で行われているため、各トラックガイド２２０は依然としてトラックガイドとしての本来の機能を果たすことができ、光ヘッドを各トラック２３１〜２３５へと導くことができる。この例では、トラックもしくはトラックガイドの縦方向のピッチＰ＝１２μｍ、トラックガイドの幅Ｇ＝２．５μｍ、トラックの幅Ｔ＝９．５μｍ、分断により生じる空隙部分（横方向に隣接する島状部の間隙部分）の最大長Ｌ２＝１０μｍ程度となっており、一般的な光カード用記録／再生装置における光ヘッドに対する案内機能には、何ら支障は生じない。
【００３４】
§３．  本発明に適したホログラムパターン
続いて、本発明に利用するのに適したホログラムパターンについて述べる。本発明では、図８に示すように、トラックガイド２２０の記録領域Ｒに相当する部分を分断して多数の島状部を形成し、これら島状部によってホログラムパターンを表現することになる。図示されているように、個々の島状部２２１Ａ，２２１Ｂ，…は、二次元平面上に配置されているため、形式的には二次元ホログラムパターンを構成することができるが、実際には、一般的な二次元ホログラムパターン（二次元平面上に記録された干渉縞からなるホログラムパターン）を構成することはできない。なぜなら、各島状部の横方向の配置は自由であるのに対し、縦方向の配置はピッチＰに制限されてしまうためである。したがって、本発明に係る光カードに、一般的な二次元ホログラムパターンを記録した場合、縦方向の空間周波数成分は除外されてしまい、正しい再生像を得ることはできなくなる。もちろん、意匠デザインとして原画像の再生を行うという用途であれば、必ずしも原画像を正確に再生する必要はないので、実用上は大きな問題にはならない。しかしながら、各島状部は、縦方向に関しては一定のピッチで配置せざるを得ないため、これら島状部によって任意の二次元ホログラムパターンを表現するためには、何らかの工夫が必要になる。
【００３５】
そこで、本願発明者は、個々のトラックガイドに、それぞれ記録対象となる原画像のうちの特定の一次元情報に関するホログラムパターンのみを形成するという手法に想到した。この手法の詳細な説明は、たとえば、特願平１０−０２２６０４号明細書などに開示されているので、ここでは、その基本原理を簡単に述べることにする。
【００３６】
図９は、この手法に基くホログラムパターンの作成方法を示す原理図であり、原画像１０を記録面２０上に干渉縞として記録する方法が示されている。ここでは、説明の便宜上、図示のとおりＸＹＺ三次元座標系を定義し、記録面２０がＸＹ平面上に置かれているものとする。まず、記録面２０上に一般的な二次元ホログラムパターンを形成する場合を考える。この場合、原画像１０上の任意の点Ｐｉから発せられた物体光Ｏｉが、記録面２０の全面に向けて進行するものとし、物体光Ｏｉと参照光Ｒとの干渉縞を記録面２０上に記録する必要がある。別言すれば、点Ｐｉに関する情報が、記録面２０の全面に分散して記録されることになる。
【００３７】
これに対し、ここで述べる手法では、図９に示されているように、原画像１０上の点光源Ｐｉから発せられた物体光Ｏｉが、図示のとおり水平方向（ＸＺ平面に平行な平面内）にのみ広がると仮定する。すると、物体光Ｏｉは、記録面２０上の線状領域Ｂだけに到達することになり、記録面２０の他の領域には、物体光Ｏｉは一切届かないことになる。こうして、原画像１０を構成するすべての点光源から発せられる物体光について、同様の限定（物体光はＸＺ平面に平行な平面内にのみ広がるという限定）を付すようにする。もちろん、光学的な手法により、記録面２０上にホログラムパターンを得るためには、原画像１０上の各点から発っせられる光が一平面内にのみ広がるような工夫をしなければならない。そこで実際には、記録面２０上のホログラムパターン（干渉縞）は、コンピュータを用いたシミュレーション演算によって得るようにする。すなわち、記録面２０上の各点について、それぞれ干渉波強度が数値として演算されることになる。なお、このようなコンピュータシミュレーションによって得られた干渉縞パターンは、いわゆる計算機ホログラムと呼ばれるものであり、本来の光学的なホログラムパターンというよりは、むしろ回折格子パターンというべきものであるが、本願明細書では、便宜上、単にホログラムパターンと呼ぶことにする。
【００３８】
図１０は、上述した手法に基く具体的な演算方法を説明する図である。この例では、原画像１０および記録面２０を、それぞれ多数の平行線によって水平方向に分割し、多数の線状の単位領域を定義している。すなわち、図示のとおり、原画像１０は、合計Ｍ個の単位領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，…，Ａｍ，…ＡＭに分割されており、記録面２０は、同じく合計Ｍ個の単位領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，…，Ｂｍ，…ＢＭに分割されている。原画像１０が立体画像の場合、各単位領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，…，Ａｍ，…ＡＭは、この立体の表面部分を分割することによって得られる領域になる。ここで、原画像１０上のＭ個の単位領域と記録面２０上のＭ個の単位領域とは、それぞれが１対１の対応関係にある。たとえば、原画像１０上の第ｍ番目の単位領域Ａｍは、記録面２０上の第ｍ番目の単位領域Ｂｍに対応している。
【００３９】
なお、この図１０に示す例では、各単位領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，…，Ａｍ，…ＡＭの幅は、原画像１０上に定義された点光源のピッチに等しく設定されており、個々の単位領域には、点光源が一列に並んだ線状の領域になっている。たとえば、図示の例では、第ｍ番目の単位領域Ａｍには、Ｎ個の点光源Ｐｍ１〜ＰｍＮが一列に並んでいる。また、各単位領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，…，Ｂｍ，…ＢＭの幅は、記録面２０上に定義された演算点のピッチに等しく設定されており、個々の単位領域には、演算点が一列に並んだ線状の領域になっている。図示の演算点Ｑ（ｘ，ｙｍ）は、第ｍ番目の単位領域Ｂｍ内に位置する演算点を示しており、ＸＹ座標系において座標値（ｘ，ｙｍ）で示される位置にある。
【００４０】
この例の場合、演算点Ｑ（ｘ，ｙｍ）についての干渉波強度は、次のようにして求められる。まず、この演算点Ｑ（ｘ，ｙｍ）が所属する単位領域Ｂｍに対応する原画像１０上の単位領域Ａｍを演算対象単位領域として定める。そして、この演算対象単位領域Ａｍ内の点光源Ｐｍ１〜ＰｍＮから発せられた物体光Ｏｍ１〜ＯｍＮと、参照光Ｒとによって形成される干渉波についての演算点Ｑ（ｘ，ｙｍ）の位置における振幅強度を求めれば、この振幅強度が、目的とする演算点Ｑ（ｘ，ｙｍ）についての干渉波強度である。図１１は、このような演算処理の概念を説明するための上面図であり、図１０に示す原画像１０および記録面２０を、図の上方から見た状態を示している。図示のとおり、演算点Ｑ（ｘ，ｙｍ）における干渉波強度を求めるのに必要な物体光は、演算対象単位領域Ａｍ内のＮ個の点光源Ｐｍ１，…，Ｐｍｉ，…，ＰｍＮから発せられた物体光Ｏｍ１，…，Ｏｍｉ，…，ＯｍＮのみに限定され、原画像１０を構成する全点光源からの物体光を考慮する必要はない。
【００４１】
こうして、記録面２０上に定義したすべての演算点Ｑ（ｘ，ｙ）について、それぞれ所定の干渉波強度を求めれば、記録面２０上に干渉波の強度分布が得られることになる。こうして得られた強度分布が、求めるホログラムパターンとなる。パターン自体は二次元平面上に広がっているが、パターンの個々の部分には、原画像１０の特定の一次元情報しか記録されていないことになる。
【００４２】
本発明では、このようなホログラムパターンを、トラックガイドを配置すべき多数の帯状領域内に表現する必要がある。たとえば、光反射率の低い部分（島状部）と、光反射率の高い部分（島状部の空隙部分）とによって、ホログラムパターンを表現する必要がある。そこで、記録面２０上に干渉波の強度分布として得られたホログラムパターンに対する二値化処理を行う。図１２は、この二値化処理の概念図である。上述した演算により、記録面２０上の各演算点Ｑ（ｘ，ｙ）には、所定の振幅強度値が定義されることになる。そこで、この振幅強度値に対して所定のしきい値（たとえば、記録面２０上に分布する全振幅強度値の平均値）を設定し、このしきい値以上の強度値をもつ演算点には画素値「１」を与え、このしきい値未満の強度値をもつ演算点には画素値「０」を与えるようにし、各演算点Ｑ（ｘ，ｙ）を、「１」もしくは「０」の画素値をもつ画素Ｄ（ｘ，ｙ）に変換すれば、多数の画素Ｄ（ｘ，ｙ）の集合からなる二値画像が得られる。
【００４３】
図１３は、上述の原理を、記録面２０の背面側からみた状態を示す図である。原画像１０上の線状単位領域Ａｍ上には、多数の点光源が並んでおり、これらの点光源からの物体光と所定の参照光Ｒθ（記録面２０と角度θをなす）との干渉縞が、記録面２０上に定義された線状単位領域Ｂｍ上の各演算点に記録されることになる。図のようにＸＹＺ三次元座標系を定義した場合、点光源Ｐｍｉからの物体光がＸ軸方向のみに広がると仮定した演算が行われることになり（図では、この物体光の広がりをハッチングを施して示してある）、線状単位領域Ｂｍ上の演算点には、線状単位領域Ａｍ上の点光源のみを考慮した情報が記録されることになる。
【００４４】
本発明では、図８に示すように、ホログラムパターンは、トラックガイド２２０上にのみ記録され、各トラック２３１，２３２，２３３，…には記録することができない。別言すれば、ホログラムパターンは、ピッチＰで配置された幅Ｇの帯状の領域にのみ記録することができる。そこで、実際には、図１４に示すように、原画像１０上に、ピッチＰの間隔で複数の単位線分Ａ１，Ａ２，Ａ３（ここでは、３本の単位線分を定義した例を示すが、実際には、トラックガイドの本数に応じた多数の単位線分を定義する）を定義するとともに、記録面２０上にこれら各単位線分Ａ１，Ａ２，Ａ３にそれぞれ対応した単位線分Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を同じくピッチＰで定義する（ハッチングを施した幅Ｇの帯状領域は、後述するように、トラックガイドを配置すべき帯状領域であり、単位線分Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、この帯状領域の中心線として定義されている）。そして、記録面２０側の各単位線分Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の上に多数の演算点（たとえば、単位線分Ｂ１上には、演算点Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３，Ｂ１４，…が定義される）を定義し、個々の演算点についての干渉波強度を演算すればよい。ここで、１つの演算点について干渉波の強度を演算する際には、その演算点が所属する記録面２０側の単位線分に対応した原画像１０側の単位線分上に定義された点光源のみを考慮した演算を行うようにする。たとえば、単位線分Ｂ１上の１つの演算点Ｂ１１についての干渉波強度を演算する際には、原画像１０側の対応する単位線分Ａ１上に定義された点光源のみを考慮した演算が行われる。
【００４５】
こうして、記録面２０上の全演算点について、所定の干渉波強度が得られたら、図１２に示すような二値化処理を行い、二値画像を得る。たとえば、図示されている演算点Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３，Ｂ１４，…には、「１」または「０」のいずれかの画素値をもった画素が定義されることになる。そこで、たとえば、第１の画素値「１」を有する隣接画素群（横方向に隣接配置された画素群）を島状部とし、第２の画素値「０」を有する隣接画素群を間隙部分とすれば、図８に示すように、トラックガイド２２０を配置すべき各帯状領域を分断して多数の島状部を形成することができる。
【００４６】
図１４に示す例では、単位線分Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の配置ピッチを、トラックガイドの配置ピッチＰに設定したため、記録面２０上に形成される二値画像の縦方向の解像度は、形成される島状部の縦方向の解像度に一致するので、記録面２０上に得られた二値画像に基いて、島状部の形成を容易に行うことができる。また、記録面２０上の各単位線分上に定義する演算点（たとえば、演算点Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３，Ｂ１４など）の横方向のピッチは、形成すべき島状部の横方向の解像度を考慮して設定するのが好ましい。この例では、演算点の横方向のピッチを０．１５μｍに設定した。このような設定では、得られる二値画像の横方向の画素ピッチも０．１５μｍとなり、一般的な原画像を記録した場合、トラックガイドの案内機能に支障が生じることはない。なぜなら、上述したように、島状部の空隙部分の最大長が１００μｍ以下であれば、実用上、トラックガイドの案内機能に支障は生じないが、二値画像の横方向の画素ピッチが０．１５μｍ程度であれば、島状部の空隙部分の最大長が１００μｍを越える確率は極めて小さくなるためである（理論的には、画素値「０」をもった画素が連続して６６７個出現すると、空隙部分の長さが１００μｍを越えることになるが、そのような事象が起こる確率は極めて低い）。
【００４７】
§４．  本発明に係る光情報記録媒体の物理的な製造方法
最後に、上述した光カードを量産するのに適した物理的な製造方法の一例を、図１５〜図２０に示す側断面図を参照しながら述べておく。まず、図１５に示すように、透明基板３００（たとえば、ガラス基板）を用意し、この上に不透明な材料層３１０（たとえば、クロム層）を形成し、更にその上に電子線露光型のレジスト層３２０を形成する。続いて、§３で述べた手法で得られた二値画像に基いて電子線を走査し、レジスト層３２０上にホログラムパターン（二値画像パターン）を描画する。次に、レジスト層３２０を現像し、不透明な材料層３１０に対するエッチングを行い、図１６に示すように、透明基板３００上に、二値画像に対応するパターンをもったパターン層３１５を得る。このパターン層３１５は、島状部に対応する部分になる。
【００４８】
次に、このパターン層３１５が形成された透明基板３００上に、図１７に示すように、感光性レジストからなるレジスト層３３０を形成する。そして、透明基板３００の下面側から光を照射するバック露光を行う。すると、図１８に示すように、レジスト層３３０には、光の照射を受けた露光部３３１と、照射を受けなかった非露光部３３２とが形成されることになる。続いて、図１９に示すように、このレジスト層３３０の上面に、光拡散性の半透明基板３４０（たとえば、粗面ガラス）を載せ、透明基板３００の上面側からこの半透明基板３４０を通して光を照射することにより不均一な露光を行う。これにより、非露光部３３２の上層の一部分が不均一に露光されることになる。
【００４９】
最後に、レジスト層３３０に対する現像を行い、露光部３３１のみを除去すると、図２０に示すように、パターン層３１５上にレジスト層の一部３３３が残存した構造が得られる。このとき、レジスト層の一部３３３の上面部分は、粗面ガラスなどを用いた不均一な露光の影響を受けたことにより粗面構造をなす。こうして得られた図２０に示す構造体を原版として、光情報記録媒体を量産する。具体的には、この構造体を原版として、凹凸構造が逆転したマザー版を作成し、このマザー版を用いたプレス加工により、光情報記録媒体を大量生産すれば、図２０に示す凹凸構造と同等の光情報記録媒体を得ることができる。ここで、パターン層３１５およびレジスト層の一部３３３からなる凸状部分が島状部として機能することになり、上面の粗面構造は、光反射率を低減させる働きをする。
【００５０】
以上、本発明を図示する実施形態に基いて説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、この他にも種々の態様で実施可能である。たとえば、上述の例では、ホログラムパターンを形成する島状部を、トラックガイドを分断することによって構成しているが、助走領域１１１に関しては、トラック上に配置した島状部によってもホログラムパターンを形成することが可能である。図２１は、助走領域１１１の一部分にホログラムパターンの記録領域Ｒを定義し、この部分において、トラックガイド２２１〜２２６を分断することにより島状部を形成すると共に、トラック２３１〜２３５に島状部を形成するようにしたものである。もともと助走領域１１１は、トラックガイドさえ存在すればその機能的な目的は達成される領域であり、トラック内へは、データの記録は行われない。したがって、トラック上にホログラムパターンを形成する島状部を設けても問題は生じない。このように、トラックガイドの部分とトラックの部分との双方に島状部を形成するようにすれば、ホログラムパターンの縦方向の解像度を向上させる効果が生じる。
【００５１】
更に、上述の例では、トラックガイド（島状部）を凸部、トラックを凹部とする構造をとっているが、凹凸の関係を逆にした構成にしてもよい。あるいは、両者を光反射率の相違により識別することが可能であれば、特に凹凸の関係にする必要はなく、トラックガイドとトラックとを同一平面上に形成してもかまわない。また、上述の実施形態では、粗面加工により、トラックガイドとトラックとの光反射率を変えるようにしているが、本発明を実施する上では、トラックガイド（島状部）とトラックとを光学的に識別可能にすれば足りるので、必ずしも粗面加工を行う必要はない。たとえば、トラックガイドとトラックとで、回折現象の特性に差が生じるような構成にし、両者を光学的に識別できるようにしてもよい。更に、トラックおよびトラックガイドは必ずしも直線に沿って配置する必要はなく、たとえば、円周に沿って配置してもかまわない。
【００５２】
【発明の効果】
以上のとおり本発明に係る光情報記録媒体およびその製造方法によれば、トラックガイドの機能に影響を及ぼすことなしに、原画像をホログラムパターンとして記録することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な光カード１００の平面図であり、情報記録部１１０にデジタル情報が記録される。
【図２】図１に示す情報記録部１１０の部分拡大平面図である。
【図３】図１に示す情報記録部１１０の一部分の拡大斜視図である。
【図４】図１に示す情報記録部１１０の一部分の拡大側断面図である。
【図５】情報記録部１１０に再生像１４０が得られるようにした光カード１００の平面図である。
【図６】図５に示す再生像１４０を得るために、トラックガイド１２０上に形成されたホログラムパターンを示す拡大側断面図である。
【図７】本発明に係る情報記録部２１０の一部分の拡大斜視図である。
【図８】本発明に係る情報記録部２１０の部分拡大平面図である。
【図９】本発明に係る光情報記録媒体の製造方法の基本原理を示す斜視図である。
【図１０】図９に示す基本原理のより詳細な説明を行うための斜視図である。
【図１１】図１０の斜視図に示された構成要素の上面図である。
【図１２】本発明に係る光情報記録媒体の製造方法における二値化処理を示す平面図である。
【図１３】図１０の斜視図に示された構成要素の背面図である。
【図１４】本発明に係る光情報記録媒体の製造方法におけるホログラムパターンの形成方法を示す平面図である。
【図１５】本発明に係る光情報記録媒体の製造方法における物理的なプロセスの第１段階を示す側断面図である。
【図１６】本発明に係る光情報記録媒体の製造方法における物理的なプロセスの第２段階を示す側断面図である。
【図１７】本発明に係る光情報記録媒体の製造方法における物理的なプロセスの第３段階を示す側断面図である。
【図１８】本発明に係る光情報記録媒体の製造方法における物理的なプロセスの第４段階を示す側断面図である。
【図１９】本発明に係る光情報記録媒体の製造方法における物理的なプロセスの第５段階を示す側断面図である。
【図２０】本発明に係る光情報記録媒体の製造方法における物理的なプロセスの第６段階を示す側断面図である。
【図２１】助走領域１１１のトラック部分にも島状部を形成した実施形態を示す部分拡大平面図である。
【符号の説明】
１０…原画像
２０…記録面
１００…光カード
１１０…情報記録部
１１１…助走領域
１１２…トラックＩＤ領域
１１３…データ記録領域
１２０…トラックガイド
１２１〜１２６…トラックガイド
１３０…トラック
１３１〜１３５…トラック
１４０…再生像
２１０…情報記録部
２２０…トラックガイド
２２１〜２２６…トラックガイド
２２１Ａ，２２１Ｂ，２２２Ａ，２２２Ｂ，２２２Ｃ，２２３Ａ，２２３Ｂ…島状部
２３１〜２３５…トラック
３００…透明基板（ガラス基板）
３１０…不透明な材料層（クロム材料層）
３１５…パターン層
３２０…電子線描画用レジスト層
３３０…光感光性レジスト層
３３１…露光部
３３２…非露光部
３３３…レジスト層の一部
３４０…光拡散性の半透明基板（粗面ガラス）
Ａ，Ａ１〜ＡＭ…原画像上の線状単位領域，単位線分
Ｂ，Ｂ１〜ＢＭ…記録面上の線状単位領域，単位線分
Ｂ１１〜Ｂ１４…演算点
Ｄ（ｘ，ｙ）…画素
ｄ１，ｄ２，ｄ３…データピット
Ｇ…トラックガイドの幅
Ｏｉ，Ｏｍ１〜ＯｍＮ…物体光
Ｐ…ピッチ
Ｐｉ，Ｐｍ１〜ＰｍＮ…点光源
Ｑ（ｘ，ｙ），Ｑ（ｘ，ｙｍ）…演算点
Ｒ…ホログラムパターンの記録領域，参照光
Ｒθ…参照光
Ｔ…トラックの幅
【図１】
0004156731.tif 000002
【図２】
0004156731.tif 000003
【図３】
0004156731.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004156731.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
0004156731.tif 000010
【図１０】
0004156731.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0004156731.tif 000016
【図１６】
0004156731.tif 000017
【図１７】
0004156731.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
0004156731.tif 000020
【図２０】
0004156731.tif 000021
【図２１】
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