CN107112034B - 信息存储介质、信息存储方法、信息再生方法 - Google Patents

信息存储介质、信息存储方法、信息再生方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于在使用激光对透明介质的内部进行制标时不会损伤美观地提高肉眼观察时或照相机拍摄时的可视性。本发明通过对透明介质的内部照射激光而在介质内部的第一以及第二层上分别形成微小变性区域。各层中的微小变性区域以在二维平面上相互错开的方式配置，参照图1。

Description

信息存储介质、信息存储方法、信息再生方法
技术领域
本发明涉及在介质中存储信息的技术。
背景技术
使用激光在介质的表面或内部加工图像、铅字、二维条形码等的各种图形的方法被称为激光制标。在激光制标中有在介质表面实施加工的方法、在玻璃等的透明介质的内部实施加工的方法。在激光制标中使用的激光有输出大于10的-9次方秒的脉冲宽度的脉冲的纳秒激光、输出其以下的超短脉冲的皮秒、毫秒激光等。作为在玻璃等的透明介质的内部中实施加工的示例，告知如以下的技术。
下述专利文献1公开了通过在相对于激光的波长具有透明性的介质内部中聚集纳秒脉冲激光而形成断裂状的微小变性区域的技术。在该文献中通过改变照射的脉冲数控制微小变性区域的大小，由此存储浓淡图像。
下述专利文献2公开了制成多个向玻璃照射毫秒激光而由彩色中心、银的微小粒子引起的颜色的层、改变重叠的层数而改变浓淡、色调的方法。另外，记载通过使用该文献记载的方法，存在能够表现全彩色图像的可能性的内容(参照第0032段)。
现有技术文献
专利文献1：日本特许第4143769号公报
专利文献2：日本特许第4883567号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在透明介质的内部进行制标时所形成的微小变性区域的大小、形状根据所使用的激光存在差异。一般来说，纳秒激光因积蓄于聚光点附近的热影响而产生微小的断裂，相对于此，皮秒或毫秒激光(以下，超短脉冲激光)产生没有断裂、形状更平滑的点状的变性区域(以下标记为点)。在此所谓的变性区域意味着成为通过激光光束的照射而相比于周围提高密度且折射率高的状态或者为空孔等比周围折射率低的状态的区域。在石英玻璃中由纳秒引起的微小裂纹的大小为大致100μm左右，相对于此，使用超短脉冲激光的情况形成1μm左右至数μm左右直径的点。因此，若使用超短脉冲激光，则能够通过微细的点实施高精细的制标。可是，由肉眼进行的观察、由透镜倍率低的小型照相机进行的拍摄的情况存在难以得到高对比率的课题。
上述课题的原因由于由超短脉冲激光形成的点如由纳秒激光引起的微小裂纹那样形状并不复杂，因此散射光束的面积的作用小。若为了补充这一点并提高点的密度而使点的间距变小，存在由于点彼此相互接触等损害制标的美观的可能性。
本发明是鉴于上述课题进行的，其目的在于在使用激光对透明介质的内部进行制标时不会损害美观地提高肉眼观察时或照相机拍摄时的可视性。
用于解决课题的方法
本发明通过对透明介质的内部照射激光而在介质内部的第一以及第二层中分别形成微小变性区域。各层中的微小变性区域以在二维平面上相互偏离的方式配置。
发明效果
根据本发明能够增加从法线方向观察信息存储介质时的每单位面积的点数量。其结果，由于每单位面积的亮度提高，因此能够提高可视性。
附图说明
图1是说明涉及实施方式1的信息存储介质的构成例的图。
图2是表示涉及实施方式2的信息存储介质的构成例的图。
图3是表示涉及实施方式3的信息存储介质的构成例的图。
图4是说明计算相对于信息存储介质存储图像时的点配置的顺序的流程图。
图5是表示涉及实施方式5的信息存储介质中的点配置的俯视图。
图6是制造信息存储介质的激光制标装置的结构图。
图7是表示观察信息存储介质M的观察装置的结构的侧视图以及俯视图。
图8是表示拍摄信息存储介质M的拍摄装置的结构的侧视图。
具体实施方式
以下，基于附图详细地说明本发明的实施方式。以下，将信息存储介质的法线方向作为Z方向、将相对于Z方向正交的平面作为XY平面。另外，以下，将信息存储介质同一层内的点中心间距(间距)的最小允许值作为△P，将肉眼或小型照相机等的观察机构的景深作为△Z。△P的值在每层不同的情况下也能得到，但以下为了容易作出判断每层不做区别，所有层中△P相同。
＜实施方式1＞
图1是说明涉及本发明的实施方式1中的信息存储介质的构成例的图。图1左列是从法线方向观察信息存储介质的表面时的图像。信息存储介质能够存储图像、文字等。在图1中表示存储二维图像的示例。图1中央列是说明形成于信息存储介质内部层的微小变性区域的配置的放大俯视图。图1右列是图1中央列的侧向剖视图。以下将形成于信息存储介质内部的微小变性区域表述为“点”。
图1(a)为了比较而表示通过仅在信息存储介质内部的一层(层L1)中形成微小变性区域而存储图像的示例。各点以在定义于XY平面上的正方格子点上配置其中心的方式形成。在此为了说明简易，各点的形状以及尺寸在任意层中都相同，但也能够在每层中改变各点的形状、尺寸。点间距DP在同一层中为相同的值，设定为比最小允许值△P大的值。
图1(b)表示涉及本实施方式1的信息存储介质的构成例。在图1(b)中分别在层L1与层L2上形成与图1(a)相同的点图形，以从Z方向观察各点时在XY平面上相互不重叠的方式使配置错开。在图1(b)中表示为PIXEL的点组与图1(a)中的一个点对应，在图1(b)中通过在各层中形成的两个点来表示图1(a)的一个点。各层的点间距DP是共通的，但使在层L1上形成点的格子点与在层L2上形成点的格子点错开。由此，每单位面积的点个数相比较于图1(a)的情况为两倍。其结果，增加图像的亮度而提高可视性。
图1(c)表示在层L1～层L4分别形成点的构成例。层L1中的点在层L2上配置在右下的格子点上，在层L3上配置在右侧相邻的格子点上，在层L4上配置在下侧相邻的格子点上。由此，每单位面积的点个数为图1(a)的四倍，进一步提高图像的亮度而进一步提高可视性。
点间距DP的值若在不小于最小允许值△P的范围内考虑观察机构(肉眼、小型照相机等)的分辨能力而设定为相邻的点分离且不能观察的程度，则观察时难以感受到粗糙的感觉而能更清晰地观察。
在图1(b)(c)中，以从Z方向观察，从最跟前的层至最内侧的层的距离收敛于观察机构的景深△Z以内的方式，设定层间的Z方向的点间距LP。由此，由于在全部层中焦点重合地观察，因此能大致与层数成比例地提高每单位面积的亮度。
点间距DP(以及最小允许值△P)优选以从Z方向观察时任一点均相互不重合的方式设定。具体的说，优选以满足以下条件的方式而设定。
(条件1)某层中的点间距DP以该层中的点彼此相互不重合的方式设定。
(条件2)各层中的点间距DP设定为在相对于相同层投影各层的点时，任一点都不重合的距离以上。
(条件3)上述条件1以及条件2在任一层中都成立。
在图1中使在每层中形成点的格子点错开，从Z方向观察时点彼此相互不重合，但即使以从Z方向观察重合的方式配置，由于点外观上的亮度增加，所以可视性也以某种程度提高。因此，高精度地控制形成点的位置困难的情况下可以在任一层的XY平面上的相同的格子点上形成点。
＜实施方式1：总结＞
如以上，根据本实施方式1的信息存储介质，通过在多个层上形成相同的点图形，能够增加从Z方向观察的情况下的每单位面积的点数量。由此，即使在使用点直径比点间距小的普遍的超短脉冲激光的激光制标中，也能够在表现浓淡图像等时得到充足的亮度，可实现可视性良好的制标。
＜实施方式2＞
除了实施方式1那样的、各层中形成的点图形在XY平面上的坐标相互错开这点以外，其他都相同。在本发明的实施方式2中，关于各层存储的点图形不同的构成例进行说明。
图2是表示本实施方式2的信息存储介质的构成例的图。图2(a)是为了比较而再现图1(c)的图。图2(b)表示本实施方式2的信息存储介质的点图形。由于图2(a)(b)任一图中的层数都相同，因此点密集部分的图像亮度也为相同程度。
在图2(b)中，例如在每层上取样图像上不同的格子点，相对于各自不同的层分配该取样的格子点。相对于实施方式1中各层的点图形相同，在本实施方式2中各层具有分别不同的点图形，所以，每单位面积的信息量增加，能够使从Z方向观察的情况下的空间频率更高。由此，能够再现图像的细微部分。图2左列的放大图显著地表示该特点。因此，本实施方式2的信息存储介质适于存储高精细的浓淡图像的情况。
本实施方式2的信息存储介质通过在每层上形成不同的点图形而提高信息存储介质存储的每单位面积的信息量(即图像的空间频率)，能够存储更细微的图像。例如，如果随着其排列顺序依次相对于各层分配相邻的点则简便，但取样相对于各层分配的格子点的顺序并不限于此。只要至少任一层中的点配置图样与其他层中的点配置样式不同，便能够发挥与本实施方式2相同的效果。
＜实施方式3＞
在以上的实施方式1～2中，说明利用反射光的微小变性区域(点)形成浓淡图像的构成例。图像的像素与点未必需要以1：1对应，也能够通过多个点形成一个像素。在本发明的实施方式3中说明在浓淡图像的像素内形成多个点、通过该点图形对信息编码的构成例。相对于信息存储介质存储信息的机构本身与实施方式1～2相同。
图3是表示本实施方式3的信息存储介质的构成例的图。在图3中，在构成浓淡图像的像素内存储数字数据。在构成浓淡图像的白色像素内部形成通过多个点构成的二维条形码。在图3所示的例子中，表示将图像下部放大的6×6像素，并且，还表示进一步扩大其中的白色像素二维条形码通过点图形而形成的示例。
图3所示的信息存储介质用肉眼或放大率低的透镜观察能看清浓淡图像，但用安装了放大率高的照相机拍摄则能够读出形成于各个像素内的二维条形码。二维条形码能够存储数字、文本、二进制代码等数字数据。如所熟知，二维条形码用被称为单元的单位排列白或黑的矩形。在本实施方式3中，通过层L1与层L2的两个点构成一个白单元。在图3中表示为CELL的部分为一个白单元。
在图3中，从Z方向观察，使与图1(b)相同地配置点的格子点向斜方向错开。因此，由于与仅形成一层点的情况相比较白单元更清楚地被看见，因此在用照相机拍摄二维条形码时白单元与黑单元之间的对比度变高，能够使读取错误变少。
在此为了使说明简单而表示两层的情况，但在想使白单元更加明亮的情况下，使用三层以上的层相同地构成是理所应当的。例如，如果与图1(c)相同地使用四层则能够进一步使白单元明亮。
本实施方式3的信息存储介质不单单是存储浓淡图像，由于还能够在其中存储数字信息，因此具有能够存储更多的信息的优点。例如，在信息存储介质中存储照片数据的情况下，使用除了将该照片数据转换为黑白图像而成的图像，还能够处理彩色数据的数字格式，能够存储转换为黑白图像之前的彩色照片数据、其说明文章等。如果以不仅是浓淡图像，还用肉眼就能够辨识文字等的方式铅印标识，则能够通过观察该标识就能够用人的眼睛判断存储的对象物、存储方法、符号化方式等。而且，如果根据需要放大像素并识别二维条形码，则能够读出彩色信号数据、详细的文章说明等的详细的存储。
在存储空间充裕的情况下，可以分别在XY平面上的不同区域上存储浓淡图像、数字数据(例如，二维条形码)。该情况下，可以通过增加包含于二维条形码的一个单元内的点数量使单元尺寸变大，用安装了放大率低的透镜的照相机(例如，搭载智能机的照相机)辨识数字数据。由此，能够简便地再生数字数据。
在将二维条形码存储于与浓淡图像不同的区域中的情况下，能够在矩形区域内隔着间隔而排列多个二维条形码。该情况下，若预先使矩形部分的长宽比接近一般的拍摄元件的长宽比的值，则能够在视野内集中并收纳多个二维条形码进行拍摄，因此便利。
由于一个二维条形码中所能够存储的数据量有限，因此在存储彩色图像那样容量大的数字数据的情况下会产生将一个信息分割为多个二维条形码进行存储的需要。以下，关于将容量大的数字数据分割为多个二维条形码并存储、并识别该条形码的方法进行说明。
二维条形码有多种种类，但多数的二维条形码能够处理英语数字与一般的符号。因此，在将数字数据分割并存储时，通过如英语数字对原本的数字数据进行编码，在赋予了使用了适当记号的标记的基础上分割为多个二维条形码。
以下，说明具体的步骤例。
首先，作成(编码)将原始的二进制数据每8字节地转换为00至FF的十六进制的文字列。其次，以能够将该文字列存储为各个条形码的方式分割为短文字列。在分割的文字列中，在其最前列作为文字列添加表示分割了的数字数据的标记。在标记上附有表示标记的开始与结束的标记识别文字列(例如，％％、$等)。在标记识别文字列之间能够记载(a)分割前的数字数据的表示符、(b)分割个数、(c)表示该二维条形码是第几号内容的文字列等。标记识别文字列作为区分该二维条形码所保持的数据部分与标记部分的机构而发挥功能。通过读出标记识别文字列以及记载于标记内的信息，拼合分割的信息而能够正确地再生原始的数字数据。
上述标记在使用多个二维条形码存储数字数据的情况下便利，但特别是在本实施方式3中，由于像素的配置根据图像不同，因此是否能如上述那样识别数字数据的识别码、是第几号二维条形码变得重要。
作为上述标记如能够使用“$JPEG 001/023 picture1 BASE16 0041：1066$”等。$是标记识别文字列，表示$与$之间为标记。“JPEG”表示存储的图像的文件形式为JPEG。“001/023”表示共有23个二维条形码，带有该标记的号码为其第1号。“picture1”是所存储的数字数据的识别码。“BASE16”表示编码方式(在此，使用与十六进制对应的从00至FF的文字列的方法)。“0041:1066”表示从最前列的$数第41字节至第1066字节相当于数据的文字列。
＜实施方式3：总结＞
如以上，本实施方式3的信息存储介质利用以肉眼原样读取的部分中的一部分并层次性地存储数字数据。由此，有能够使介质的XY平面中的存储容量变小的优点。
实施方式1～2中说明的信息存储介质由于即使是使用超短脉冲激光的激光制标也能够充分地确保点图形的亮度，因此即使是高密度地对本实施方式3中所说明的那样的二维条形码等的数字数据进行制标的情况，也能够减少读取错误。若使用超短脉冲激光，则通常的玻璃自不用说，在陶瓷、石英玻璃、蓝宝石、金刚石等的难加工材料内部也会不伴随裂纹地形成漂亮的点。因此，根据本发明，能够在广泛种类的介质内部存储高清图像、高密度数字数据，能清晰地观察。
＜实施方式4＞
在以上的实施方式1～3中，将存储于信息存储介质上的图像转换为第二灰度等级的黑白图像并作为浓淡图像而存储。此时，为了尽量使色调平滑，能够使用印刷技术等中所使用的误差扩散法。在本发明的实施方式4中说明使用误差扩散法存储图像的具体的顺序。
图4是说明计算在相对于实施方式1～3中所说明的信息存储介质存储图像时的点配置的顺序的流程图。在此，表示作为所存储的图像使用各像素具有256色调的2m×2n像素大小的黑白图像在第四层中存储点的示例。
(图4：步骤1)
用户例如使用电脑读取想存储于信息存储介质上的图像数据。电脑根据该图像数据制作像素的亮度为0至255的256灰度等级的2m×2n像素的图像。m与n是正的整数，基于信息存储介质上的存储区域以及点间距等，以不超过2m×2n可存储的点数的方式为适当的值。作为电脑调整图像的尺寸以及灰度等级的方法，由于能够使用任意的众所周知的技术，在此不赘述。
(图4：步骤2)
电脑将在步骤1中制作的具有256灰度等级的2m×2n像素转换为白(亮度255)或黑(亮度0)的第二灰度等级的2m×2n像素。单纯地将灰度等级值为0至127的像素转换为黑、将128以上的灰度等级值的像素转换为白，在原图像中不能再现平滑地变化的灰度等级。由于生成保持原图像灰度等级的黑白图像，在本实施方式4中被称为误差扩散法的方法中，使用被称为斯坦伯格法的计算法。
(图4：步骤2：计算式)
以下，通过XY坐标(i，j)表示2m×2n的各像素的坐标。i表示第i行，j表示第j列。电脑从左上像素(1，1)至右下像素(2m，2n)每一行从左向右，随着误差扩散法预先将像素的亮度转换为二值(0或255)。误差扩散法的计算式能够如下表示。
△＝I(i，j)-two_value(I(i，j)，TH) (式1)
I(i，j)＝two_value(I(i，j)，TH) (式2)
I(i，j+1)＝I(i，j+1)+α△ (式3)
I(i+1，j-1)＝I(i+1，j-1)+β△ (式4)
I(i+1，j)＝I(i+1，j)+γ△ (式5)
I(i+1，j+1)＝I(i+1，j+1)+δ△ (式6)
I(i，j)表示像素(i，j)的亮度。I(i，j+1)表示像素(i，j)的右邻像素的亮度。I(i+1，j-1)表示像素(i，j)左下像素的亮度。I(i+1，j)表示像素(i，j)下邻像素的亮度。I(i+1，j+1)表示像素(i，j)右下像素的亮度。two_value(I(i，j)，TH)是如果I(i，j)的值为TH以上则为255、如果小于TH则为0的二值化函数。△是从原像素的亮度减去二值化后的亮度的符号，相当于由二值化导致的误差。α、β、γ、δ是其合计为1的系数。阈值TH、系数是参数，只要通过图像而最适合化即可。例如，分别使TH为255、使α、β、γ、δ分别为7/16、3/16、5/16、1/16等。
(图4：步骤2：补充)
在本步骤中，由于坐标值在图像的最周边部上仅一个像素溢出，因此不能够计算最周边部分的灰度等级值。因此，电脑只要例如通过插补处理预先将原图像扩大为(2m+1)×(2n+2)像素，在2m×2n像素的计算完成之后只将除去了最周边部的2m×2n像素切出即可。插补处理既可以使用全部的2m×2n像素实施，也可原样将最周边部的像素的亮度复制到外侧，还可以使用其他适当的方法。
(图4：步骤3)
电脑制对在步骤2中制作的2m×2n像素值取样并制作用于存储于各层中的位映像。关于抽样的像素在以下进行说明。下述q与r分别是1至m以及1至n的整数，I表示像素的亮度。亮度I由于在步骤2中被二值化，所以为0或255。电脑分别从原图像中对第一层抽取I(2q-1,2r-1)、对第二层中抽取I(2q，2r)、对第三层抽取I(2q-1，2r)、对第四层抽取I(2q，2r-1)。通过在各层中抽取各自不同的位置的像素，能够使2m×2n像素相对于四个层而不重叠地配置。激光制标装置在亮度为255的层/坐标中，通过激光制标形成点。
＜实施方式4：总结＞
若从Z方向观察通过以上工序形成于四层上的点，则能再现在步骤2中通过误差扩散法制作的黑白图像。合并四层后的点间距为各层间距的一半。如图2中所说明，每单位面积的亮度相比较于一层的情况会变亮，由于空间频率也会进一步变高，因此能够存储高清图像。
在本实施方式4中，设想了与图2(b)相同的四层配置，但即使是使用其他的点配置的情况也能够用与图4相同的方法计算点配置。改变层数、灰度等级数、图像的长宽比如果是具有图像处理知识的技术人员就会容易，所以，关于那样的变形的详细说明省略。原图像是彩色图像的情况下可以在步骤1中以适当的比例将R(红)、G(绿)、B(蓝)的数据加在一起转换为黑白256灰度等级。
＜实施方式5＞
图5是表示本发明的实施方式5的信息存储介质中的点配置的俯视图。在本实施方式5中不是以正方形的格子点而是以正三角形的格子点配置点。关于其他事项与实施方式1～4相同。由此，能在使各层中的邻接点间距为一定值的状态下提高点密度。
如果一边的长度相同，则正三角形的面积在使正方形的面积为1时为30.5/4。可是，正方形由于四个正方形共用顶点，因此当在四个顶点全部配置点的情况下，每一个正方形分配一个点，，相对于此，正三角形由于六个正三角形共用顶点，因此当在三个顶点全部配置点的情况下，每一个正三角形分配1/2个点。因此，正三角形配置中的点密度相对于正方形配置提高至2/30.5倍。即，根据本实施方式5，相比较于图2(b)的情况能够使大致15.5％图像变亮。与图1(a)的一层的情况相比较能得到约4.6倍的亮度。图5的各层中的邻接点间距需要注意与图1、图2相同。在图5中表示四层的示例，但即使在其他层数的情况下也能比正方形配置提高点密度。
在以上的实施方式中，说明了使用多层存储浓淡图像的方法。在浓淡图像的存储中不只是上述实施方式，还可以多种变化。例如，考虑在存储一个浓淡图像层的内层，预先存储在相对于存所储的图像使用低通滤波器调整了浓度之后用误差扩散法制作的存储用图像。也需要根据图像，但若如此，则能流畅地看清图像的背景而能期待清晰地观察。或者，也能考虑在使应用了上述低通滤波器的图像的黑白反转之后将浓度调整为适当的值并存储。这种情况下，由于存在降低图像的空间频率低的成分的效果，因此能够期待清楚地观察存储图像的高频成分。
在以上的实施方式中，说明将多层设置于肉眼、小型照相机等的观察机构的景深以内。一般来说，景深表示能够焦点重合地看见的范围。在照相机的情况下若打开光圈则景深变小，如果缩小光圈就能够变大。例如，在将透镜的焦点距离设定为50mm、假设近距离拍摄而将到拍摄对象的距离设定为100mm、将允许错乱圆的直径设定为作为一般性的值的0.03mm(0.3μm)的情况下，在光圈F为2的情况下则景深为大约0.4mm(400μm)，在光圈F为8的情况下为2mm。在肉眼的情况下，由于通过大脑的处理调整景深，因此定量性的数值化难，但景深例如如果为1mm以内，则在通常的观察中就不存在问题。
在景深内设置层时，需要注意内层的存储区域比跟前层的存储区域看上去小。若将肉眼或照相机至最近层的Z方向距离作为L、将从该层至最内层的距离作为△L、将从存储区域的重心至存储区域端部的距离作为R，则位于存储区域的端部的偏离大致为R·△L/L。该量如果以比观察机构的分辨率小的方式设定△L，则由外观的大小的不同而引起的偏离能抑制为实用上没有问题的水平。例如在使L为200mm、△L为400μm、R为25mm的情况下，上述值为50μm，用肉眼无法判断。并且，L为200mm的情况下的肉眼分辨率以视力1.0(20/20vision)的人为大致58μm。该情况下，可以使△L为400μm以内。
＜实施方式6＞
图6是制造实施方式1～5中所说明的信息存储介质的激光制标装置的结构图。本装置能够并列地存储多层的点。激光装置LASER向信息存储介质M的内部输出用于存储点的脉冲状的激光光束。光束分离器BS是将输出的激光光束分为两支的光学部件。光学系统OP1与OP2将被分支的激光光束聚集于信息存储介质M内部。快门SH1与SH2是用于调整照射激光光束的时机的部件。
由激光装置LASER发射的脉冲激光通过光束分离器BS分为两个，向光学系统OP1与OP2投射。光学系统OP1与OP2以透过各自的脉冲激光聚集于信息存储介质M内部不同的层的方式进行调整。例如，在存储图1(b)中所说明的点图形的情况下，通过光学系统OP1形成层L1的点，通过光学系统OP2形成层L2的点。
在图1(b)中所说明的点配置中，在从Z方向观察的情况下，位于XY平面上的各点位置不会重合。因此，只要光栅扫描一次存储区域的同时形成点图形，则完成存储。在格子点的位置上是否形成点能够通过快门SH1与SH2控制脉冲激光的透过以及切断而选择。
光学系统OP1与OP2聚集激光光束的Z方向的位置(深度)优选为设想的观察机构的景深以内。关于设想的景深值预先容纳于控制如激光制标装置的电脑的储存装置等中，只要以在该值的范围内聚集激光光束的方式控制各部件即可。
在形成实施方式3中所说明的二维条形码的情况下，只要预先将在控制如激光制标装置的电脑的画面上扩大原图像并指定像素与存储于其内部的二维条形码的功能安装于该电脑中即可。用户使用电脑指定二维条形码以及存储该二维条形码的像素，激光制标装置根据该指定存储构成像素的二维条形码。
＜实施方式6：总结＞
如以上，本实施方式6的激光制标装置由于使用两个激光光束并列存储两层的点，因此相比较于用单一光束存储的情况能缩短存储时间。在本实施方式6中表示同时存储两层的情况，但只要激光脉冲的能量充分高，则当然能增加分支数量并能够同时存储三层以上的层。
在本实施方式6中，光学系统OP1存储的位置与光学系统OP2存储的位置的相对关系未必固定。即，光学系统OP1与OP2可以相对于分别独立的位置聚集激光光束。另外，也可以不是不同的层，而是进行并列地存储于相同层上的不同位置。
并且，在相比于并列存储的层数、需要存储的层数多的情况下，优选从内层开始依次存储。由此，，能够不对先存储的点施加不好的影响。
＜实施方式7＞
图7是表示实施方式1～5所说明的观察信息存储介质M的观察装置的结构的侧视图以及俯视图。支座SH以在桌子等上将本观察装置倾斜放置的方式构成。由此，观察者能够以舒适的姿势观察信息存储介质。如图7所示，信息存储介质M以从支座SH稍微浮起的状态被固定。遮光板BD1防止由从外部进入的散乱光束在信息存储介质M的表面上反射而存储的点引起的图像的对比率下降。照明LIGHT相对于实施方式1～5所说明的信息存储介质M照射光束。放大镜R是用于放大被照明LIGHT照明的信息存储介质M进行观察的装置。在信息存储介质M存储的图像足够大的情况下也可以不用放大镜R而直接用肉眼观察。
照明LIGHT大致从横向对信息存储介质M进行照明。由此，照明LIGHT的照射光在信息存储介质M的表面反射而不会照入肉眼中。因此，没有存储点的部分即背景看起来会暗淡。另一方面，碰到点的光束由于被点散射而使其中一部分会照入肉眼中，因此通过所存储的点形成的图像清晰地显露而看得见。若调整制标时使用的超短脉冲激光的重复频率、脉冲能量、脉冲数则能够调整点的变性状态。例如，能够成为比(a)附近折射率高的状态或(b)空孔。即使是(a)的变性状态也能使照明光束散射而能够使图像清晰地观察，特别是(b)的变性状态由于在点的表面发生全反射而使图像更加明亮地发光，因此在图像观察的用途中也适用。
根据本发明者的实验，若在距离使用石英玻璃形成的信息存储介质的表面300μm的深度上用开口比0.85的透镜聚集波长780nm、重复频率76MHz、脉冲宽度190fs、脉冲能量25nJ的脉冲并照射500μs，则能形成大致4μm左右直径的空孔结构的点。从横向用LED光照射该点的结果，点的表面内、直径大致1.4μm左右的部分明亮地发光而看得见。另外，能够使用将重复频率降低至1kHz而使能量更高的激光，用点间距2.5μm存储。这种情况由于点直径小所以点内部结构的详细不明，若与图7相同地进行照明则点部分就清晰地看得见。
在实施方式6～7中说明的激光照射条件等参数并不限定于上述，能够配合需要的点大小、点内部结构适当地选择。
在本实施方式7中，即使是仅利用室内的照明而观察不充分的情况下，也能够通过照明LIGHT清楚地观察图像。另外，由于通过上述实施方式1、2、3、4等从观察方向观察的点密度变高，因此不需要将亮度调高至超过需要，有助于削减展示信息存储介质M时的电力。而且，照明LIGHT从信息存储介质M的大致横向照射，因此能够抑制因某种原因照明LIGHT直接进入眼睛而使眼睛疼痛的危险。
＜实施方式8＞
图8是表示拍摄实施方式1～5中说明的信息存储介质M的摄像装置的结构的侧视图。照相机CAMERA是内置了摄像元件的照相机体。LENS是可靠近拍摄的透镜。照相机安装用支架HOLDER是用于固定信息存储介质M且安装于LENS上的支架。照相机安装用支架HOLDER内置照明LIGHT。信息存储介质M固定于调整相对于透镜LENS的相对位置的载物台STAGE上。载物台STAGE具备使信息存储介质M相对于透镜LENS在XY方向移动的功能。如果透镜LENS具备焦点重合功能就不需要使信息存储介质M在Z方向移动的功能，但在不具备的情况下，只要在支架HOLDER内与载物台STAGE分开地设置使信息存储介质M在Z方向移动的功能(例如，螺旋调整功能)即可。
个人电脑PC接收照相机CAMERA拍摄的图像数据，并在监视器上显示该数据。在信息存储介质M存储在实施方式3中说明的二维条形码的情况也能够实施解码该数据的操作。具体的说，只要可以从二维条形码中获得实施方式3中说明的标记部分、以指定具有相同的数字数据识别码的符号列的顺序进行统一并且进行解码即可。处理顺序既可以安装于软件上，也可以作为回路设备等的硬件安装。
如果仅仅是观察浓淡图像，则既能使用具备液晶显示器的照相机CAMERA观察图像，也能通过投影器投影拍摄图像进行观察。如果将解码二维条形码的软件(安装与个人电脑PC搭载的软件相同功能的软件)安装于照相机CAMERA上，则也能用照相机CAMERA单体解码数字数据，并读出存储的图像等的信息。该情况就不格外需要个人电脑PC。
根据本实施方式8，通过拍摄获得存储于信息存储介质M中的图像等的信息，对用显示器扩大显示该信息、使用图像投影装置投影至墙壁等上而一次能使多数人看到有用。另外，如果使用分辨率高的高倍率透镜LENS，则在如实施方式3存储二维条形码的情况下，能够拍摄像素的放大照片并从那里解码数字数据。
＜实施方式8：总结＞
本实施方式8的拍摄装置由于在照相机安装用支架HOLDER内部内置照明LIGHT，因此有难以受到来自外部的散乱光束的影响的优点。另外，由于信息存储介质M与透镜LENS与照相机安装用支架HOLDER一体化构成，因此存在拍摄时发生偏离的情况少的优点。作为将透镜LENS相对于照相机安装用支架HOLDER固定的方法，考虑例如相对于筒状的照相机安装用支架HOLDER嵌合透镜LENS的方法等，但并不限于此。
在实施方式7～8中，照明LIGHT从信息存储介质M的大致横向照射照明光束，但如果至少相对于与信息存储介质M正交的方向(法线方向)施加角度而倾斜地照射照明光束，则能够一定程度地抑制通过在信息存储介质M的表面上反射的光束而使图像的对比率下降等的不好的情况。
＜关于本发明的变形例＞
本发明并不限定于上述实施方式，包含多种变形例。上述实施方式为了容易理解本发明的说明而详细地进行说明，未必限定于具备说明中的全部结构。另外，也能够将某实施方式中的结构的一部分置换为其他实施方式中的结构。还能够在某实施方式中追加其他实施方式的结构。另外，关于各实施方式结构的一部分也能够追加·删除·置换其他结构。
在以上的实施方式中，用黑白图像表现图像的浓淡。即，使点的大小恒定。该情况下，由于能够使用于点形成的激光照射条件至少在一层内恒定，因此具有品质管理容易这样的优点。在使点的大小为数等级(如，三等级)的基础上，通过与实施方式4那样的误差扩散法配合，也能够表现更微妙的浓淡。该情况下，只要将图4中的阈值TH设定为三等级，制作从白至黑的四等级的位映像数据即可。
在以上的实施方式中，将在利用LED光源、自然光的反射照明下观察信息存储介质作为前提，说明点部分比周围明亮地看得见的示例，但本发明并不限定于那些。例如，在点部分比周围暗淡地看得见那样的透过照明下观察的情况下也能够适用本发明是理所应当的。并且，根据是使用反射照明还是使用透过照明而选择适当地黑白反转标记的图形进行存储还是在用照相机拍摄的情况下在拍摄后根据需要进行黑白反转处理也自不用说。
符号说明
M—信息存储介质，DOT—点，PIXEL—像素，DP—点间距，LP—Z方向的点间距，LASER—激光装置，BS—光束分离器，SH1～SH2—快门，OP1～OP2—光学系统，R—放大镜，BD1—遮光板，SH—支座，HOLDER—照相机安装用支架，STAGE—载物台。

Claims (13)

1.一种信息存储介质，其利用通过对透过光束的介质内部照射脉冲激光光束而形成的微小变性区域的配置存储信息，该信息存储介质的特征在于，
上述微小变性区域分别在上述信息存储介质的内部的第一层以及第二层形成，
上述微小变性区域分别在上述第一层以及第二层形成于与相对于上述信息存储介质的厚度方向正交的二维平面上的格子点对应的位置，
在上述第一层形成的上述微小变性区域和在上述第二层形成的上述微小变性区域以在上述二维平面上投影时的位置相互不同的方式形成，
上述微小变性区域形成为，在上述第一层形成的所有的上述微小变性区域的上述格子点上的位置与在上述第二层形成的任一上述微小变性区域的上述格子点上的位置都不重叠，
上述微小变性区域分别在上述第一层以及第二层形成多个，
上述第一层中的上述格子点和上述第二层中的上述格子点为相同的配置图形。
2.根据权利要求1所述的信息存储介质，其特征在于，
在上述第一层形成多个上述微小变性区域，
上述第一层中的各上述微小变性区域以在上述二维平面上投影时相互不重叠的方式配置，
上述第一层中的上述微小变性区域和上述第二层中的上述微小变性区域以在上述二维平面上投影时相互不重叠的方式配置。
3.根据权利要求1所述的信息存储介质，其特征在于，
上述微小变性区域以若在上述二维平面上投影则形成具有多个像素的图像的方式配置。
4.根据权利要求1所述的信息存储介质，其特征在于，
上述微小变性区域以若在上述二维平面上投影则形成二维条形码的方式配置。
5.根据权利要求3所述的信息存储介质，其特征在于，
上述微小变性区域以若在上述二维平面上投影则在上述像素的内部形成二维条形码的方式配置。
6.根据权利要求4所述的信息存储介质，其特征在于，
上述微小变性区域以形成多个上述二维条形码的方式配置，
各上述二维条形码分别记述通过文字列对电子数据进行编码而成的符号列的一部分，并且分别记述为了将各上述二维条形码所记述的上述符号列复原为上述电子数据而使用的上述电子数据的识别码。
7.根据权利要求1所述的信息存储介质，其特征在于，
上述微小变性区域是形成于上述信息存储介质的内部的空孔。
8.一种信息存储方法，其利用通过向透过光束的信息存储介质的内部照射脉冲激光光束而形成的微小变性区域的配置而存储信息，该信息存储方法的特征在于，
具有分别在上述信息存储介质的内部的第一层以及第二层形成上述微小变性区域的存储步骤，
在上述存储步骤中，分别在上述第一层以及第二层中，在与相对于上述信息存储介质的厚度方向正交的二维平面上的格子点对应的位置形成上述微小变性区域，
在上述存储步骤中，以在上述二维平面上投影时的位置相互不同的方式形成在上述第一层形成的上述微小变性区域和在上述第二层形成的上述微小变性区域，
在上述存储步骤中，以在上述第一层形成的所有的上述微小变性区域的上述格子点上的位置与在上述第二层形成的任一上述微小变性区域的上述格子点上的位置都不重叠的方式形成上述微小变性区域，
在上述存储步骤中，分别在上述第一层以及第二层形成多个上述微小变性区域，
在上述存储步骤中，上述第一层中的上述格子点和上述第二层中的上述格子点以成为相同的配置图形的方式配置。
9.根据权利要求8所述的信息存储方法，其特征在于，
在上述存储步骤中，在上述第一层形成上述微小变性区域的同时，在上述第二层形成上述微小变性区域。
10.根据权利要求8所述的信息存储方法，其特征在于，
上述信息存储方法还具有获得图像数据的图像获得步骤，该图像数据包括具有两个阶段的亮度值中的任一个的多个像素，
在上述存储步骤中，在上述二维平面上，在与具有上述两个阶段的亮度值中的高亮度值的一方的上述像素对应的位置形成上述微小变性区域。
11.根据权利要求10所述的信息存储方法，其特征在于，
上述信息存储方法还具有获得拍摄上述信息存储介质所存储的上述像素的拍摄装置的景深的步骤，
在上述存储步骤中，在从上述信息存储介质的表面至上述景深以内的深度形成上述微小变性区域。
12.一种信息再生方法，其使信息存储介质所存储的信息再生，该信息存储介质利用通过向透过光束的介质的内部照射脉冲激光光束而形成的微小变性区域的配置存储上述信息，该信息再生方法的特征在于，
上述微小变性区域分别在上述信息存储介质的内部的第一层以及第二层形成，
上述微小变性区域分别在上述第一层以及第二层，形成于与相对于上述信息存储介质的厚度方向正交的二维平面上的格子点对应的位置，
上述微小变性区域形成为，在上述第一层形成的所有的上述微小变性区域的上述格子点上的位置与在上述第二层形成的任一上述微小变性区域的上述格子点上的位置都不重叠，
上述微小变性区域分别在上述第一层以及第二层形成多个，
上述第一层中的上述格子点和上述第二层中的上述格子点为相同的配置图形，
上述信息再生方法具备：
从未与上述第一层以及第二层正交的方向相对于上述信息存储介质照射照明光束的步骤；
通过拍摄装置拍摄上述照明光束所照射的上述信息存储介质的步骤；以及
根据上述拍摄装置所拍摄的图像再生上述信息的步骤。
13.根据权利要求12所述的信息再生方法，其特征在于，
上述微小变性区域以若在上述二维平面上投影则形成多个二维条形码的方式配置，
各上述二维条形码分别记述通过文字列对电子数据编码而成的符号列的一部分，并且分别记述为了将各上述二维条形码所记述的上述符号列复原为上述电子数据而使用的上述电子数据的识别码，
上述信息再生方法还具备：
通过从记述相同的上述识别码的一个以上的上述二维条形码分别获得上述识别码并进行整合，从而再生上述电子数据的步骤。
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