JP2002098821A - Display device, display method and optical disk cartridge - Google Patents

Display device, display method and optical disk cartridge

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JP2002098821A
JP2002098821A JP2000287086A JP2000287086A JP2002098821A JP 2002098821 A JP2002098821 A JP 2002098821A JP 2000287086 A JP2000287086 A JP 2000287086A JP 2000287086 A JP2000287086 A JP 2000287086A JP 2002098821 A JP2002098821 A JP 2002098821A
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JP
Japan
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diffraction grating
type diffraction
diffracted
optical disk
reflected
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Application number
JP2000287086A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyasu Kaseya
浩康 加瀬谷
Kimio Nagasaka
公夫 長坂
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Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical disk cartridge which does not require processing accuracy of a diffraction grating when a pattern such as characters, figures or the like is to be displayed by diffracted light by a diffraction grating formed in the shell of an optical disk. SOLUTION: The optical disk cartridge has an optical disk (14) having guide grooves for tracking control formed into a spiral or concentric form and a shell (11) having a transmission type diffraction grating (16). The pattern to be displayed is visualized by forming the transmission type diffraction grating (16) corresponding to the pattern in such a manner that when natural light transmitted and diffracted through the transmission type diffraction grating (16) is reflected and diffracted on the optical disk (14) and the reflected light (-first order diffracted light) entering the back face of the transmission type diffraction grating (16) exits perpendicular to the shell 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は透過型回折格子と反
射型回折格子を組み合わせて文字、図形等の任意のパタ
ーンを表示する技術に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for displaying an arbitrary pattern such as a character or a figure by combining a transmission type diffraction grating and a reflection type diffraction grating.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ディスク、光磁気ディスク等のディス
ク状記録媒体は上下2枚のシェルからなるケースに収め
られ、光ディスクカートリッジとして扱われている。従
来、光ディスクカートリッジの表面に文字、記号、図
形、線図等(例えば、ロゴ)を表示させるためには、シ
ェルの表面に直接文字、記号等を印刷するか、又はシェ
ルの表面を凹凸状に加工して光を散乱或いは回折させて
いた。
2. Description of the Related Art A disk-shaped recording medium such as an optical disk or a magneto-optical disk is housed in a case composed of two upper and lower shells and is treated as an optical disk cartridge. Conventionally, in order to display characters, symbols, figures, diagrams, etc. (for example, logos) on the surface of an optical disk cartridge, characters, symbols, etc. are printed directly on the surface of the shell, or the surface of the shell is made uneven. The light is scattered or diffracted by processing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、シェルの表面
に印刷をする場合には印刷コストがかかってしまう。ま
た、文字、記号等の一部の色を変えるにはインクの色数
を増す必要があり、さらに印刷コストがかかることにな
る。
However, printing on the surface of the shell requires a printing cost. In addition, in order to change some colors of characters, symbols, and the like, it is necessary to increase the number of ink colors, which further increases the printing cost.

【0004】また、シェルの表面を凹凸状に加工して光
を散乱或いは回折させて文字、記号等を可視化するには
表示部分の色を変えることができない。シェルに回折格
子を形成すれば、表示部分の色を変えることができる
が、この場合、シェルの裏面に光を反射させるための反
射膜を形成する必要があり、その分製造コストが増加す
ることになる。
Further, when the surface of the shell is processed into an uneven shape to scatter or diffract light to visualize characters, symbols, etc., the color of the display portion cannot be changed. If a diffraction grating is formed on the shell, the color of the display portion can be changed, but in this case, it is necessary to form a reflective film for reflecting light on the back surface of the shell, which increases the manufacturing cost. become.

【0005】また、入射光の回折の回数が1回の場合に
は所定の回折角を得るために回折格子の間隔を狭くする
必要があり、その分加工精度を必要とする。
When the number of times of diffraction of incident light is one, it is necessary to narrow the interval between the diffraction gratings in order to obtain a predetermined diffraction angle, which requires a correspondingly high processing accuracy.

【0006】そこで、本発明は光ディスクのシェルに形
成された回折格子による回折光によって文字、図形等の
パターンを表示する際に、回折格子の加工精度を必要と
しない光ディスクカートリッジを提供することを課題と
する。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical disk cartridge which does not require processing accuracy of a diffraction grating when displaying a pattern such as a character or a figure by diffracted light from a diffraction grating formed on a shell of the optical disk. And

【0007】また、本発明は透過型回折格子と反射型回
折格子を組み合わせて文字、図形等の任意のパターンを
表示する表示装置及び表示方法を提供することを課題と
する。
Another object of the present invention is to provide a display device and a display method for displaying an arbitrary pattern such as a character or a figure by combining a transmission type diffraction grating and a reflection type diffraction grating.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するべ
く、本発明では、透過型回折格子と反射型回折格子とを
用意し、透過型回折格子を透過回折した自然光が反射型
回折格子において反射回折し、透過型回折格子の裏面に
入射した反射光が一方向に射出するように、表示すべき
パターンに対応して透過型回折格子を形成することで、
パターンを可視化する。反射型回折格子での回折次数は
+1次又は−1次が好ましい。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, a transmission type diffraction grating and a reflection type diffraction grating are prepared, and natural light transmitted and diffracted by the transmission type diffraction grating is used in the reflection type diffraction grating. By forming the transmission diffraction grating corresponding to the pattern to be displayed, so that the reflected light is reflected and diffracted, and the reflected light incident on the back surface of the transmission diffraction grating is emitted in one direction,
Visualize the pattern. The diffraction order of the reflection type diffraction grating is preferably + 1st order or -1st order.

【0009】透過型回折格子を透過回折し、反射型回折
格子で反射回折した反射光のうちパターンを可視化する
ための反射光の射出方向が、透過型回折格子を透過せず
に反射型回折格子で反射回折した自然光の射出方向と一
致しないように透過型回折格子を形成することが好まし
い。かかる構成により、パターンを相対的に明るく表示
することができる。
[0009] The direction of emission of reflected light for visualizing a pattern out of the reflected light that is transmitted and diffracted by the transmission type diffraction grating and reflected and diffracted by the reflection type diffraction grating is reflected by the reflection type diffraction grating without passing through the transmission type diffraction grating. It is preferable to form a transmission type diffraction grating so as not to coincide with the emission direction of the natural light reflected and diffracted by the above. With this configuration, the pattern can be displayed relatively bright.

【0010】また、本発明の光ディスクカートリッジは
スパイラル状或いは略同心円状に形成された溝を有する
光ディスクと、透過型回折格子を有するシェルとを備え
る。透過型回折格子を透過回折した自然光が光ディスク
において反射回折し、透過型回折格子の裏面に入射した
反射光が一方向に射出するように、表示すべきパターン
に対応して透過型回折格子を形成することで、パターン
を可視化する。
An optical disk cartridge according to the present invention includes an optical disk having a spirally or substantially concentrically formed groove, and a shell having a transmission type diffraction grating. A transmission diffraction grating corresponding to the pattern to be displayed is formed so that the natural light transmitted and diffracted by the transmission diffraction grating is reflected and diffracted on the optical disk, and the reflected light incident on the back surface of the transmission diffraction grating is emitted in one direction. To visualize the pattern.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、各図を参照して本実施の形
態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】図1は光ディスクカートリッジの構成図で
ある。光ディスクカートリッジ10は、上下2枚のシェ
ル11,12によって光磁気ディスク14を収納する構
成を備えている。シェル11,12はポリカーボネート
やABS樹脂等の透明部材から成型されており、自然光
が透過可能に構成されている。このため、シェル11,
12内に収納されている光磁気ディスク14が外部から
透視可能である。また、シェル11には再生装置が光デ
ィスクにアクセスするためのシャッター13を備えてい
る。シャッター13は光ディスクが再生装置に挿入され
ると開き、再生装置から取り出されると閉じる構造にな
っている。
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical disk cartridge. The optical disk cartridge 10 has a configuration in which a magneto-optical disk 14 is housed by two upper and lower shells 11 and 12. The shells 11 and 12 are molded from a transparent member such as polycarbonate or ABS resin, and are configured to transmit natural light. Therefore, the shell 11,
The magneto-optical disk 14 housed inside 12 can be seen through from the outside. The shell 11 is provided with a shutter 13 for the playback device to access the optical disc. The shutter 13 has a structure that opens when an optical disk is inserted into the playback device and closes when the optical disk is removed from the playback device.

【0013】シェル11の表面には光ディスクカートリ
ッジ10に表示したいロゴの形状に対応して回折格子が
形成されており、シェル11に入射する自然光がシェル
11に対して一方向(例えば垂直)に出射することで、
ロゴ15が可視化されて表示される。回折格子の格子ピ
ッチ、格子の傾き、格子の深さ等を適宜設定すること
で、表示色や明暗を調整することができる。
A diffraction grating is formed on the surface of the shell 11 so as to correspond to the shape of a logo to be displayed on the optical disk cartridge 10. Natural light entering the shell 11 is emitted in one direction (for example, perpendicularly) to the shell 11. by doing,
The logo 15 is visualized and displayed. By appropriately setting the grating pitch of the diffraction grating, the inclination of the grating, the depth of the grating, and the like, the display color and brightness can be adjusted.

【0014】図2は光ディスクカートリッジの断面図で
ある。同図に示すように、シェル11の所定領域には表
示したいロゴの形状に対応して回折格子16が形成され
ている。同図に示す回折格子16はブレーズド型回折格
子であり、鋸刃状の断面形状を有している。このタイプ
の回折格子は斜面での入射光の反射若しくは屈折の角度
が回折角度と一致したときに非常に高い回折効率が得ら
れることが知られている。回折格子16は入射光を透過
させるため、透過型回折格子として機能する。
FIG. 2 is a sectional view of the optical disk cartridge. As shown in the figure, a diffraction grating 16 is formed in a predetermined area of the shell 11 corresponding to the shape of the logo to be displayed. The diffraction grating 16 shown in the figure is a blazed diffraction grating and has a sawtooth-shaped cross section. It is known that a diffraction grating of this type can obtain a very high diffraction efficiency when the angle of reflection or refraction of incident light on a slope matches the angle of diffraction. The diffraction grating 16 functions as a transmission type diffraction grating for transmitting incident light.

【0015】一方、光磁気ディスク14はトラッキング
制御用の案内溝であるグルーブをトラックに沿ってスパ
イラル状に形成したアクリル基板17と、アクリル基板
17上にTeOxGe薄膜を真空蒸着した記録層18を
備えている。アクリル基板17に形成されているトラッ
クピッチは1.61μm、ランドの高さは0.07μm
であるから、光磁気ディスク14は反射型回折格子とし
て機能する。
On the other hand, the magneto-optical disk 14 includes an acrylic substrate 17 in which grooves serving as guide grooves for tracking control are formed in a spiral shape along the track, and a recording layer 18 on which a TeOxGe thin film is vacuum-deposited on the acrylic substrate 17. ing. The track pitch formed on the acrylic substrate 17 is 1.61 μm, and the height of the land is 0.07 μm.
Therefore, the magneto-optical disk 14 functions as a reflection type diffraction grating.

【0016】同図において、実線で記した光路は反射型
回折格子16を透過した自然光の光路であり、点線で記
した光路は反射型回折格子16が形成されていない部分
(例えば、反射型回折格子16の周辺部分)のシェル1
1を透過した自然光の光路である。説明の便宜上、両者
を同一図面に図示している。
In FIG. 1, an optical path indicated by a solid line is an optical path of natural light transmitted through the reflection type diffraction grating 16, and an optical path indicated by a dotted line is a portion where the reflection type diffraction grating 16 is not formed (for example, a reflection type diffraction grating). Shell 1 around the grid 16)
1 is an optical path of natural light transmitted through the light source 1. Both are shown in the same drawing for convenience of explanation.

【0017】上記の構成において、回折格子16に入射
した自然光は実線で記した光路に示すように、回折格子
16を回折透過し、光磁気ディスク14に入射する。光
磁気ディスク14は反射型回折格子として機能するた
め、光磁気ディスク14に入射した自然光は光ディスク
14で回折反射して再び回折格子16に入射する。光デ
ィスク14から回折格子16の裏面へ入射した自然光は
再び回折し、光ディスクカートリッジ10の外へ出射す
る。
In the above configuration, natural light incident on the diffraction grating 16 is diffracted and transmitted through the diffraction grating 16 and is incident on the magneto-optical disk 14 as indicated by the optical path indicated by the solid line. Since the magneto-optical disk 14 functions as a reflection-type diffraction grating, natural light incident on the magneto-optical disk 14 is diffracted and reflected by the optical disk 14 and is incident on the diffraction grating 16 again. Natural light incident on the back surface of the diffraction grating 16 from the optical disk 14 is diffracted again and exits the optical disk cartridge 10.

【0018】同図においては、シェル11から出射する
回折光として、+1次の回折光、0次の回折光、及び−
1次の回折光を図示しているが、回折格子16は−1次
の回折光のみがシェル11に対して垂直に出射するよう
に回折格子16の格子ピッチ、格子の傾き、格子の深さ
等が予め計算された値に基づいて形成されている。光デ
ィスクカートリッジ10を目視する観測者の視線方向を
光ディスクカートリッジ10に対して垂直に設定する
と、回折格子16を回折透過し、光ディスク14で反射
回折した−1次の回折光によってロゴ15が可視化され
る。本例では−1次の回折光の射出方向を一方向に設定
することで、−1次の回折光をロゴ15を可視化するた
めの回折光としているが、+1次或いは0次の回折光の
射出方向を一方向に設定することで、+1次或いは0次
の回折光をロゴ15を表示するための回折光としてもよ
い。
In FIG. 1, the + 1st order diffracted light, the 0th order diffracted light, and the −
Although the first-order diffracted light is illustrated, the diffraction grating 16 has a grating pitch, a grating inclination, and a grating depth such that only the −1st-order diffracted light is emitted perpendicular to the shell 11. Are formed based on values calculated in advance. When the line of sight of the observer who views the optical disk cartridge 10 is set perpendicular to the optical disk cartridge 10, the logo 15 is visualized by the -1st-order diffracted light that is diffracted and transmitted through the diffraction grating 16 and reflected and diffracted by the optical disk 14. . In this example, the emission direction of the −1st-order diffracted light is set to one direction, so that the −1st-order diffracted light is used as the diffracted light for visualizing the logo 15. By setting the emission direction to one direction, the + 1st-order or 0th-order diffracted light may be used as the diffracted light for displaying the logo 15.

【0019】一方、シェル11のうち回折格子16が形
成されていない部分に入射した自然光は点線で記した光
路に示すように、シェル11を透過し、光磁気ディスク
14に入射する。光磁気ディスク14に入射した自然光
は回折反射し、シェル11の裏面に入射してシェル11
外へ射出する。同図においては、シェル11から出射す
る回折光として、+1次の回折光、0次の回折光、及び
−1次の回折光を図示しているが、これらの回折光(点
線で記した回折光)の射出方向はロゴ15を可視化する
回折光(実線で記した−1次の回折光)の射出方向と異
なる方向になるように、回折格子16を形成することが
好ましい。
On the other hand, natural light that has entered the portion of the shell 11 where the diffraction grating 16 is not formed passes through the shell 11 and enters the magneto-optical disk 14 as shown by the optical path indicated by the dotted line. Natural light that has entered the magneto-optical disk 14 is diffracted and reflected, enters the back surface of the shell 11 and
Inject outside. In the figure, the + 1st-order diffracted light, the 0th-order diffracted light, and the -1st-order diffracted light are illustrated as the diffracted lights emitted from the shell 11, and these diffracted lights (the diffraction indicated by the dotted line) are illustrated. It is preferable to form the diffraction grating 16 so that the emission direction of the light is different from the emission direction of the diffracted light for visualizing the logo 15 (-1st-order diffracted light indicated by the solid line).

【0020】このように、回折格子16を透過せずに光
ディスク14上で回折反射する回折光の射出方向と、ロ
ゴ15を可視化するための回折光の射出方向が一致しな
いように回折格子16を形成することで、光ディスクカ
ートリッジ10に対して垂直に視線方向を設定した観測
者から見たロゴ15の周辺部分から射出される光の強度
を相対的に弱めることができ、ロゴ15をより明るく表
示することができる。ロゴ15を可視化するための回折
光の射出方向は上記に限らず、例えば、回折格子16を
透過せずに光ディスク14上で回折反射する0次の回折
光と+1次の回折光の間、0次の回折光と−1次の回折
光の間、+1次の回折光と+2次の回折光の間、−1次
の回折光と−2次の回折光の間になるように設定しても
よい。
As described above, the diffraction grating 16 is adjusted so that the emission direction of the diffracted light that is diffracted and reflected on the optical disk 14 without passing through the diffraction grating 16 does not coincide with the emission direction of the diffracted light for visualizing the logo 15. By forming, the intensity of light emitted from the periphery of the logo 15 viewed from an observer who has set the viewing direction perpendicular to the optical disc cartridge 10 can be relatively weakened, and the logo 15 can be displayed more brightly. can do. The direction of emission of the diffracted light for visualizing the logo 15 is not limited to the above. For example, between the 0th-order diffracted light and the + 1st-order diffracted light that are diffracted and reflected on the optical disk 14 without passing through the diffraction grating 16, It is set so as to be between the next diffraction light and the -1st diffraction light, between the + 1st diffraction light and the + 2nd diffraction light, and between the -1st diffraction light and the -2nd diffraction light. Is also good.

【0021】図4に回折格子16を透過した−1次の回
折光のみがシェル11に対して垂直に出射するように形
成された回折格子16のパターンを示す。同図におい
て、実線(細線)は光磁気ディスク14のトラックパタ
ーンを示し、点線が−1次の回折光のみがシェル11に
対して垂直に出射するように計算された回折格子16の
パターンを示している。実線(太線)は光ディスクカー
トリッジ10に表示したいロゴの形状に対応して、この
計算されたパターンを実際にシェル11に形成した回折
格子16のパターンを示している。同様に、回折格子1
6を透過した+1次、0次の回折光のみがシェル11に
対して垂直に出射するように形成した回折格子16のパ
ターンをそれぞれ図5、図6に示す。0次の回折光を用
いた場合には、回折による波長分離がないため、回折格
子16での波長分離がやりにくい。このため、±1次の
回折光を用いた方が回折格子16の設計がしやすい。
FIG. 4 shows a pattern of the diffraction grating 16 formed so that only the −1st-order diffracted light transmitted through the diffraction grating 16 is emitted perpendicular to the shell 11. In the figure, the solid line (thin line) indicates the track pattern of the magneto-optical disk 14, and the dotted line indicates the pattern of the diffraction grating 16 calculated so that only the −1st-order diffracted light is emitted perpendicular to the shell 11. ing. The solid line (thick line) indicates the pattern of the diffraction grating 16 in which the calculated pattern is actually formed on the shell 11 corresponding to the shape of the logo to be displayed on the optical disk cartridge 10. Similarly, diffraction grating 1
FIGS. 5 and 6 show the patterns of the diffraction grating 16 formed so that only the +1 order and 0 order diffracted lights that have passed through 6 are emitted perpendicular to the shell 11, respectively. When the zero-order diffracted light is used, there is no wavelength separation due to diffraction, so that it is difficult to perform wavelength separation at the diffraction grating 16. Therefore, the use of ± 1st-order diffracted light makes it easier to design the diffraction grating 16.

【0022】次に、図4乃至図6に示した回折格子15
のパターンを計算する手順を説明する。図7に示すよう
に、光ディスクカートリッジ10を含む面をXY平面と
し、これに垂直な軸をZ軸に設定する。そして、入射光
(自然光)の波動ベクトルをk(kx,ky)、シェル1
1に形成する回折格子16のグレーティングベクトルを
s(Ksx,Ksy)、光磁気ディスク14のグレーティ
ングベクトルをKd(K dx,Kdy)とする。グレーティ
ングベクトルKsの大きさは2π/Δとして表すことが
でき、その向きは勾配の向きである。但し、Δは回折格
子16の格子ピッチである。光磁気ディスク14のグレ
ーティングベクトルKdも同様に考えることができる。
Next, the diffraction grating 15 shown in FIGS.
The procedure for calculating the pattern is described. As shown in FIG.
The plane including the optical disk cartridge 10 is defined as an XY plane.
Then, the axis perpendicular to this is set as the Z axis. And the incident light
The wave vector of (natural light) is k (kx, Ky), Shell 1
The grating vector of the diffraction grating 16 formed in
Ks(Ksx, Ksy), The grayness of the magneto-optical disk 14
Kd(K dx, Kdy). Greaty
Vector KsCan be expressed as 2π / Δ
Yes, and the direction is the direction of the gradient. Where Δ is the diffraction grating
This is the lattice pitch of the child 16. The gray of the magneto-optical disk 14
The running vector KdCan be similarly considered.

【0023】シェル11に入射した自然光が回折格子1
6を回折透過し、光磁気ディスク14で反射回折し、さ
らに回折格子16で回折透過した自然光がシェル11に
対して垂直に出射するためには、図8に示すように、入
射光の波動ベクトルkに回折格子16のグレーティング
ベクトルKsと光磁気ディスク14のグレーティングベ
クトルKdを加算した結果得られたベクトルが0となれ
ばよい。自然光は回折格子16を2回透過するため、回
折格子16のグレーティングベクトルKsは2回加算す
ることになる。従って、下式を満たせばよいことにな
る。 kx+qKdx+2Ksx=0 ky+qKdy+2Ksy=0 ここで、qは回折次数であり、例えば、−1次の回折光
について計算する場合は−1の値をとり、+1次の回折
光について計算する場合は+1の値をとる。いま、入射
光として、観測者から見て正面に来る光のみを考える。
観測者の視線方向をY軸にとり、これに垂直な方向をX
軸にとる。視線方向からくる入射光の波動ベクトルのX
成分は0であるから、kx=0である。従って、上式は
下式のように表すことができる。 Ksx=−qKdx/2 Ksy=−(ky+qKdy)/2 上式によって求めたKsxとKsyから、座標(i,j)に
おける高さh(i,j)を求めることができる。h
(i,j)は下式により求めることができる。
The natural light incident on the shell 11 is
6, the natural light diffracted and transmitted by the magneto-optical disk 14, reflected and diffracted by the magneto-optical disk 14, and further transmitted by the diffraction grating 16 is emitted perpendicularly to the shell 11, as shown in FIG. resulting vector obtained by adding the grating vector K d for the grating vector K s and the magneto-optical disk 14 of the diffraction grating 16 to k may if zero. Natural light for transmitting the diffraction grating 16 twice, the grating vector K s of the diffraction grating 16 will be added twice. Therefore, it suffices to satisfy the following expression. Here k x + qK dx + 2K sx = 0 k y + qK dy + 2K sy = 0, q is the diffraction order, for example, when calculating the -1-order diffracted light takes a value of -1, + 1-order diffraction When calculating for light, a value of +1 is taken. Now, as incident light, consider only light that comes to the front as viewed from the observer.
The direction of the observer's line of sight is taken on the Y axis, and the direction perpendicular to this is X
Take on the axis. X of the wave vector of incident light coming from the line of sight
Since the component is 0, k x = 0. Therefore, the above equation can be expressed as the following equation. K sx = -qK dx / 2 K sy = - (k y + qK dy) / from K sx and K sy determined by 2 above equation the coordinates (i, j) the height h (i, j) in determining the Can be. h
(I, j) can be obtained by the following equation.

【式1】 ここで、Ksx(i,0)は座標(i,0)におけるグレ
ーティングベクトルのX成分、Ksy(i,j)は座標
(i,j)におけるグレーティングベクトルのY成分で
ある。また、dx,dyは各座標(i,j)のサンプリ
ング間隔である。上式により求めたh(i,j)をグラ
フに描くと、図9(A)のようになる。シェル11を同
図に示す形状に加工しても回折格子にはならないため、
シェル11を通過する自然光と空気中を通過する自然光
の位相差が2πとなる高さdで上記グラフをスライスす
ることで、同図(B)に示すグラフが得られる。ここ
で、高さdは、表示したい色の自然光の波長をλ、シェ
ル11の屈折率をnとすれば、d=λ/(n−1)と表
せる。このグラフを図10に示すように256段階に量
子化することで、8ビットの高さデータが得られる。即
ち、最高の高さを255レベル(白)とし、最低の高さ
を0レベル(黒)とすることで256階調のモノクロ色
に量子化する。
(Equation 1) Here, K sx (i, 0) is the X component of the grating vector at coordinates (i, 0), and K sy (i, j) is the Y component of the grating vector at coordinates (i, j). Dx and dy are sampling intervals of each coordinate (i, j). When h (i, j) obtained by the above equation is drawn on a graph, it is as shown in FIG. 9A. Even if the shell 11 is processed into the shape shown in FIG.
By slicing the graph at a height d at which the phase difference between the natural light passing through the shell 11 and the natural light passing through the air is 2π, the graph shown in FIG. Here, the height d can be expressed as d = λ / (n−1), where λ is the wavelength of natural light of the color to be displayed and n is the refractive index of the shell 11. By quantizing this graph into 256 levels as shown in FIG. 10, 8-bit height data is obtained. That is, the maximum height is set to 255 levels (white) and the minimum height is set to 0 level (black), thereby quantizing the image into 256 grayscale monochrome colors.

【0024】次に、図11を参照して回折格子16を有
するシェル11の成型手順について説明する。基本的な
手順は光ディスク用スタンパの加工手順と同じである。
レーザ装置21から出射したレーザ光22はミラー23
によって音響光学変調器24へ導くように光路修正され
た後、音響光学変調器24で強度変調される。音響光学
変調器24は入力される制御信号に応じて透過率が変化
し、透過光の強度を変調することができる。音響光学変
調器24として、例えば、音響光学素子の光弾性効果を
利用したものを用いることができる。
Next, a procedure for forming the shell 11 having the diffraction grating 16 will be described with reference to FIG. The basic procedure is the same as the processing procedure of the optical disk stamper.
The laser light 22 emitted from the laser device 21 is reflected by a mirror 23
After the optical path is corrected so as to guide the light to the acousto-optic modulator 24, the intensity is modulated by the acousto-optic modulator 24. The transmissivity of the acousto-optic modulator 24 changes according to the input control signal, and can modulate the intensity of transmitted light. As the acousto-optic modulator 24, for example, a device utilizing the photoelastic effect of an acousto-optic element can be used.

【0025】強度変調されたレーザ22はミラー26に
よって移動光学台27へ導かれる。移動光学台27はミ
ラー28、対物レンズ29を備えており、ミラー28に
よってレーザ22を対物レンズ29へ導く。対物レンズ
29によって集光されたレーザ22はガラス原盤30上
に塗布されたフォトレジスト32上にレーザスポットを
形成し、フォトレジスト32を露光する。ガラス原盤3
0はターンテーブル31にチャックされており、スピン
ドルモータよって回転駆動されている。ターンテーブル
31の回転数と移動光学台27の水平方向への移動を制
御することで、露光位置を調整する。
The intensity-modulated laser 22 is guided by a mirror 26 to a movable optical bench 27. The movable optical bench 27 includes a mirror 28 and an objective lens 29, and guides the laser 22 to the objective lens 29 by the mirror 28. The laser 22 condensed by the objective lens 29 forms a laser spot on the photoresist 32 applied on the glass master 30 and exposes the photoresist 32. Glass master 3
Numeral 0 is chucked to the turntable 31 and is rotationally driven by a spindle motor. The exposure position is adjusted by controlling the number of rotations of the turntable 31 and the movement of the movable optical bench 27 in the horizontal direction.

【0026】ところで、移動光学台27はガラス原盤3
0の内周から外周に向けて、つまり半径方向に移動しな
がらフォトレジスト32を露光するため、レーザスポッ
トの軌跡はスパイラル状になる。このため、フォトレジ
スト32の露光はrθ座標系に基づいて行う必要があ
る。一方、回折格子16の高さデータの生成は上述した
ように、XY座標系による必要があるため、rθ座標系
からXY座標系への座標変換が必要になる。
Incidentally, the movable optical table 27 is a glass master 3
Since the photoresist 32 is exposed while moving from the inner circumference to the outer circumference of 0, that is, moving in the radial direction, the trajectory of the laser spot becomes spiral. Therefore, the exposure of the photoresist 32 must be performed based on the rθ coordinate system. On the other hand, since the generation of the height data of the diffraction grating 16 needs to be based on the XY coordinate system as described above, the coordinate conversion from the rθ coordinate system to the XY coordinate system is required.

【0027】そこで、図12を参照してシェル11の描
画パターンの座標系について説明する。同図において、
符号40はガラス原盤30の回転中心、符号41はシェ
ル11のパターンの描画領域である。rθ座標系とし
て、回転中心40を中心として0.9μm間隔に円弧を
設定する。回転中心40からm番目の円弧の半径をrm
とすると、rm+1 -rm=0.9μmである。さらに、回
転中心40を通る直線を193200本引き、n番目の
直線が所定の基準線(例えば、後述するY軸)となす角
度をθnとし、それぞれの隣接する直線がなす角度を等
しくすると、θn+1n=2π/193200(ra
d)となる。図中、点線で示した格子はXY座標系であ
り、X方向及びY方向ともに0.9μmピッチに座標点
が定義される。本実施形態では描画領域41の面積をX
Y座標系で5000×5000ポイントに設定した。図
中、ハッチングを付した部分はレーザスポットを照射す
る部分であり、ハッチングが濃いほど露光パワーが大き
いことを示している。
The coordinate system of the drawing pattern of the shell 11 will now be described with reference to FIG. In the figure,
Reference numeral 40 denotes a rotation center of the glass master 30, and reference numeral 41 denotes a pattern drawing area of the shell 11. As the rθ coordinate system, arcs are set at 0.9 μm intervals around the rotation center 40. From the rotation center 40 m th arc of radius r m
When a r m + 1 -r m = 0.9μm . Furthermore, 193,200 present Draw straight line passing through the center of rotation 40, n th straight line predetermined reference line (e.g., below Y axis) and angle theta n formed between and an equal angle, each of the adjacent straight eggplant, θ n + 1n = 2π / 193200 (ra
d). In the figure, a grid indicated by a dotted line is an XY coordinate system, and coordinate points are defined at a pitch of 0.9 μm in both the X and Y directions. In the present embodiment, the area of the drawing area 41 is X
5000 × 5000 points were set in the Y coordinate system. In the figure, the hatched portions indicate the portions to be irradiated with the laser spot, and the darker the hatching, the higher the exposure power.

【0028】露光処理を行いながら、信号発生装置25
はレーザスポットの露光位置の座標をrθ座標系からX
Y座標系へ変換し、露光位置における回折格子16の高
さデータをリアルタイムに計算する。高さデータの計算
手順は上述した通りである。高さデータはD/A変換器
によってアナログ信号に変換され、音響光学変調器24
の制御信号となる。音響光学変調器24はレーザ光22
を高さデータに対応した露光パワーに変調する。
While performing the exposure processing, the signal generator 25
Represents the coordinates of the exposure position of the laser spot as X from the rθ coordinate system.
The data is converted into a Y coordinate system, and height data of the diffraction grating 16 at the exposure position is calculated in real time. The calculation procedure of the height data is as described above. The height data is converted into an analog signal by a D / A converter, and
Control signal. The acousto-optic modulator 24 is a laser beam 22
Is modulated to the exposure power corresponding to the height data.

【0029】露光処理終了後、フォトレジスト32を現
像処理し、表面に導体薄膜を成膜した後、これを電鋳処
理して金型を形成する。この金型を用いて樹脂を成型す
ると、表面に回折格子16が形成されたシェル11を成
型することができる。シェル11の成型は射出成型法や
2P法(photo polymarization method)等を用いるこ
とができる。
After the completion of the exposure process, the photoresist 32 is developed, a conductive thin film is formed on the surface, and this is electroformed to form a mold. When the resin is molded using this mold, the shell 11 having the diffraction grating 16 formed on the surface can be molded. The molding of the shell 11 can use an injection molding method, a 2P method (photo polymarization method), or the like.

【0030】上記のように、露光処理を行いながら回折
格子16の高さデータをリアルタイムで計算する構成を
採用することで、予め高さデータを外部記憶装置に記憶
してく場合に比べて記憶容量は少なくて済む。従って、
外部記憶装置の容量に関係なく、露光処理を行うことが
できる。
As described above, by adopting a configuration in which the height data of the diffraction grating 16 is calculated in real time while performing the exposure processing, the storage capacity is reduced as compared with the case where the height data is stored in an external storage device in advance. Need less. Therefore,
Exposure processing can be performed regardless of the capacity of the external storage device.

【0031】尚、上記の説明ではシェル11の表面に形
成される回折格子16の例として、ブレーズド型回折格
子を挙げたが、図3に示すようなバイナリー型回折格子
としてもよい。バイナリー型回折格子は階段状の断面形
状を有し、ブレーズド型回折格子と同様に高い回折効率
を示すことが知られている。同図に示すバイナリー型回
折格子は2段階のレベルであるが、レベル数は特に限定
されるものではない。バイナリ型回折格子ではレベル数
が多いほど回折効率が良くなり、レベル数が2値の場
合、ブレーズド型回折格子と比べて4割程度、4値で8
割程度の効率になる。また、上記の説明では光ディスク
の例として、光磁気ディスクを挙げたが、これに限ら
ず、MO、DVD−RAM等のシェルに収納される光デ
ィスクにも適用可能である。
In the above description, a blazed diffraction grating is given as an example of the diffraction grating 16 formed on the surface of the shell 11, but a binary diffraction grating as shown in FIG. 3 may be used. It is known that a binary diffraction grating has a step-like cross-sectional shape and exhibits high diffraction efficiency like a blazed diffraction grating. Although the binary diffraction grating shown in FIG. 1 has two levels, the number of levels is not particularly limited. In a binary diffraction grating, the diffraction efficiency increases as the number of levels increases. When the number of levels is binary, it is about 40% as compared with a blazed diffraction grating, and when the number of levels is eight, it is eight.
It will be about 30% efficient. Further, in the above description, a magneto-optical disk is given as an example of the optical disk, but the present invention is not limited to this, and the present invention is also applicable to an optical disk housed in a shell such as an MO or a DVD-RAM.

【発明の効果】本発明によれば、シェルに形成された回
折格子を透過型回折格子として利用し、光ディスクを反
射型回折格子として利用する構成であるため、シェルに
入射した自然光は複数回回折して、シェル外に射出する
ことができ、透過型回折格子の加工精度が粗くても所定
の回折角を得ることができる。また、従来の成型プロセ
スでシェルを成型することができる。
According to the present invention, since the diffraction grating formed on the shell is used as a transmission diffraction grating and the optical disk is used as a reflection diffraction grating, natural light incident on the shell is diffracted a plurality of times. As a result, the light can be emitted out of the shell, and a predetermined diffraction angle can be obtained even when the processing accuracy of the transmission type diffraction grating is low. Also, the shell can be molded by a conventional molding process.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】光ディスクカートリッジの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an optical disk cartridge.

【図2】光ディスクカートリッジの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of an optical disk cartridge.

【図3】光ディスクカートリッジの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of an optical disk cartridge.

【図4】−1次の回折光を利用した回折格子パターンの
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a diffraction grating pattern using -1st-order diffracted light.

【図5】+1次の回折光を利用した回折格子パターンの
説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a diffraction grating pattern using + 1st-order diffracted light.

【図6】0次の回折光を利用した回折格子パターンの説
明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a diffraction grating pattern using zero-order diffracted light.

【図7】回折格子の高さを求めるための座標系の説明図
である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a coordinate system for obtaining the height of a diffraction grating.

【図8】ベクトル和の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a vector sum.

【図9】h(i,j)のグラフである。FIG. 9 is a graph of h (i, j).

【図10】h(i,j)のグラフを量子化するときの説
明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram when quantizing a graph of h (i, j).

【図11】露光装置の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of an exposure apparatus.

【図12】レーザ描画領域の座標系の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a coordinate system of a laser drawing area.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…光ディスクカートリッジ、11…シェル、12…
シェル、13…シャッター、14…光ディスク、15…
ロゴ、16…回折格子、17…アクリル基板、18…記
録層、21…レーザ装置、22…レーザ光、23…ミラ
ー、24…音響光学変調器、25…信号発生装置、26
…ミラー、27…移動光学台、28…ミラー、29…対
物レンズ、30…ガラス原盤、31…ターンテーブル、
32…フォトレジスト、40…回転中心、41…描画領
10 optical disk cartridge, 11 shell, 12
Shell, 13 ... Shutter, 14 ... Optical disk, 15 ...
Logo, 16: diffraction grating, 17: acrylic substrate, 18: recording layer, 21: laser device, 22: laser beam, 23: mirror, 24: acousto-optic modulator, 25: signal generator, 26
... mirror, 27 ... moving optical table, 28 ... mirror, 29 ... objective lens, 30 ... glass master, 31 ... turntable,
32: photoresist, 40: rotation center, 41: drawing area

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透過型回折格子と反射型回折格子とを備
え、前記透過型回折格子を透過回折した自然光が反射型
回折格子において反射回折し、前記透過型回折格子の裏
面に入射した反射光が一方向に射出するように、表示す
べきパターンに対応して前記透過型回折格子を形成する
ことで、前記パターンを可視化する表示装置。
1. A transmission type diffraction grating comprising a transmission type diffraction grating and a reflection type diffraction grating, wherein natural light transmitted and diffracted by the transmission type diffraction grating is reflected and diffracted by the reflection type diffraction grating, and reflected light incident on the back surface of the transmission type diffraction grating. A display device that visualizes the pattern by forming the transmission diffraction grating corresponding to a pattern to be displayed such that the light is emitted in one direction.
【請求項2】 前記反射型回折格子での回折次数は+1
次又は−1次である請求項1に記載の表示装置。
2. The diffraction order of the reflection type diffraction grating is +1.
The display device according to claim 1, wherein the display device is of the first order or the first order.
【請求項3】 前記透過型回折格子を透過回折し、前記
反射型回折格子で反射回折した反射光のうち前記パター
ンを可視化するための反射光の射出方向が、前記透過型
回折格子を透過せずに反射型回折格子で反射回折した自
然光の射出方向と一致しないように前記透過型回折格子
が形成されている請求項1又は請求項2に記載の表示装
置。
3. The transmission direction of the reflected light for visualizing the pattern, out of the reflected light that is transmitted and diffracted by the transmission type diffraction grating and reflected and diffracted by the reflection type diffraction grating, is transmitted through the transmission type diffraction grating. 3. The display device according to claim 1, wherein the transmission diffraction grating is formed so as not to coincide with an emission direction of natural light reflected and diffracted by the reflection diffraction grating.
【請求項4】 透過型回折格子と反射型回折格子とを用
意し、前記透過型回折格子を透過回折した自然光が反射
型回折格子において反射回折し、前記透過型回折格子の
裏面に入射した反射光が一方向に射出するように、表示
すべきパターンに対応して前記透過型回折格子を形成す
ることで、前記パターンを可視化する表示方法。
4. A transmission type diffraction grating and a reflection type diffraction grating are prepared, and natural light transmitted and diffracted through the transmission type diffraction grating is reflected and diffracted by the reflection type diffraction grating, and is reflected on the rear surface of the transmission type diffraction grating. A display method for visualizing the pattern by forming the transmission diffraction grating corresponding to a pattern to be displayed so that light is emitted in one direction.
【請求項5】 前記反射型回折格子での回折次数は+1
次又は−1次である請求項4に記載の表示方法。
5. The diffraction order of the reflection type diffraction grating is +1.
The display method according to claim 4, wherein the display method is of the first order or the first order.
【請求項6】 前記透過型回折格子を透過回折し、前記
反射型回折格子で反射回折した反射光のうち前記パター
ンを可視化するための反射光の射出方向が、前記透過型
回折格子を透過せずに反射型回折格子で反射回折した自
然光の射出方向と一致しないように前記透過型回折格子
が形成されている請求項4又は請求項5に記載の表示方
法。
6. The transmission direction of the reflected light for visualizing the pattern out of the reflected light that is transmitted and diffracted by the transmission type diffraction grating and reflected and diffracted by the reflection type diffraction grating is transmitted through the transmission type diffraction grating. The display method according to claim 4, wherein the transmission diffraction grating is formed so as not to coincide with an emission direction of natural light reflected and diffracted by the reflection diffraction grating.
【請求項7】 スパイラル状或いは略同心円状に形成さ
れた溝を有する光ディスクと、透過型回折格子を有する
シェルとを備え、前記透過型回折格子を透過回折した自
然光が光ディスクにおいて反射回折し、前記透過型回折
格子の裏面に入射した反射光が一方向に射出するよう
に、表示すべきパターンに対応して前記透過型回折格子
を形成することで、前記パターンを可視化する光ディス
クカートリッジ。
7. An optical disk having a spirally or substantially concentrically formed groove, and a shell having a transmission type diffraction grating, wherein natural light transmitted and diffracted by the transmission type diffraction grating is reflected and diffracted on the optical disk, and An optical disc cartridge for visualizing a transmission type diffraction grating by forming the transmission type diffraction grating corresponding to a pattern to be displayed so that reflected light incident on the back surface of the transmission type diffraction grating is emitted in one direction.
【請求項8】 前記光ディスクでの回折次数は+1次又
は−1次である請求項7に記載の光ディスクカートリッ
ジ。
8. The optical disk cartridge according to claim 7, wherein a diffraction order of the optical disk is +1 order or −1 order.
【請求項9】 前記透過型回折格子を透過回折し、前記
光ディスクで反射回折した反射光のうち前記パターンを
可視化するための反射光の射出方向が、前記透過型回折
格子を透過せずに光ディスクで反射回折した自然光の射
出方向と一致しないように前記透過型回折格子が形成さ
れている請求項7又は請求項8に記載の光ディスクカー
トリッジ。
9. An optical disc that transmits and diffracts the transmission diffraction grating, and that the reflected light for visualizing the pattern of the reflected light reflected and diffracted by the optical disc does not pass through the transmission diffraction grating. 9. The optical disc cartridge according to claim 7, wherein the transmission type diffraction grating is formed so as not to coincide with an emission direction of natural light reflected and diffracted by the optical disc.
【請求項10】 前記光ディスクはトラッキング制御用
の案内溝がスパイラル状或いは略同心円状に形成された
ディスクである請求項7乃至請求項9のうち何れか1項
に記載の光ディスクカートリッジ。
10. The optical disk cartridge according to claim 7, wherein the optical disk is a disk in which a guide groove for tracking control is formed in a spiral shape or a substantially concentric shape.
【請求項11】 前記シェルは透明樹脂で成型されてい
る請求項7乃至請求項10のうち何れか1項に記載の光
ディスクカートリッジ。
11. The optical disk cartridge according to claim 7, wherein the shell is formed of a transparent resin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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