JP2014174226A - 回折格子画像データの作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像の解像度を向上させつつも、回折格子画像データの作成を容易にし、回折格子記録媒体に記録される画像の輝度低下を防止でき、回折格子記録原版を製造するための描画時間を短くすることができる回折格子画像データの作成方法を提供する。
【解決手段】ピッチ、角度、および線幅の３つのパラメータを有する複数種の回折格子から構成されるパターンを、それぞれ、画像の領域全体に発生させ、回折格子の種類の数に応じた回折格子パターンデータを作成する段階と、画像の中で、３つのパラメータのいずれもが一致する回折格子により構成される領域を特定し、回折格子領域データを作成する段階と、回折格子パターンデータと回折格子領域データとの論理積処理を、複数種の回折格子の全ての種類に対して行って、論理積データを作成する段階と、回折格子の種類の数に応じた論理積データの全てを、論理和処理する段階と、を備える回折格子画像データの作成方法
【選択図】図１

Description

本発明は、回折格子画像データの作成方法に関するものであり、特に、真正な物品であることを証明するためのセキュリティ用ホログラムシール等の回折格子記録媒体への利用に適した回折格子画像データの作成方法に関するものである。

クレジットカード、預金通帳、金券などの偽造を防止するための手段として、ホログラムシール等の回折格子記録媒体が利用されている。また、ビデオテープや高級腕時計などの商品についても、海賊版が出回るのを防止するために、ホログラムシール等の回折格子記録媒体が利用されており、その他、装飾用、販売促進用といった目的にも、ホログラムシール等の回折格子記録媒体が利用されている。

このような回折格子記録媒体を作成する方法としては、例えば、レーザ光を用いて干渉縞を形成させる光学的なホログラム撮影方法がある。すなわち、２つに分岐させたレーザ光の一方を撮影対象に照射し、その反射光と分岐したもう一方のレーザ光とを干渉させてその干渉縞を感光材に記録するのである。こうしてホログラム原版が作成できたら、この原版を用いて、プレス等の手法によりホログラムシール等の回折格子記録媒体を量産することができる。

また近年では、コンピュータによって用意した画像データに基づいて、電子ビーム等を走査し、疑似的なホログラム原版を作成する方法が実用化されている。すなわち、媒体上に微細な回折格子のパターンを記録し、この回折格子のパターンによって画像のモチーフを表現するのである。
例えば、特許文献１には、画像を複数の単位図形（画素）に分割し、各単位図形に応じた回折格子のパターンを個々の単位図形に割り付けることにより、回折格子記録媒体を形成する方法が提案されている。

上記の方法をより詳しく説明すると、例えば、図１２（ａ）に示すように、ある色彩（例えば青色）で定義されている領域１０１と、別の色彩（例えば赤色）で定義されている領域１０２で構成される画像１００を、回折格子のパターンによって表現する場合には、まず、画像１００を複数個の単位図形に分割し、各単位図形に所定の回折格子の情報を付与した単位図形配列データ（レイアウトセルデータ）１１０を作成する。

この処理によって、画像１００は、図１２（ｂ）に示すように、回折格子（ｐ１）の情報が付与された単位図形１１１と、回折格子（ｐ２）の情報が付与された単位図形１１２と、回折格子を有しない単位図形１１３の、３種の単位図形から構成される６行６列の単位図形配列データ１１０に変換される。

次に、単位図形配列データ１１０の各単位図形に合わせて、図１２（ｃ）に示すような所定の単位回折格子パターンデータ１２１、１２２を割り付けることにより、２種の回折格子（ｐ１、ｐ２）のパターンによって表現された回折格子画像データ１３０が得られる。なお、図１２（ｃ）において、単位回折格子パターンデータ１２１は、回折格子（ｐ１）のパターンを単位図形のサイズに合わせて発生させたものであり、同様に、単位回折格子パターンデータ１２２は、回折格子（ｐ２）のパターンを単位図形のサイズに合わせて発生させたものである。

上記のようにして回折格子画像データ１３０を得た後は、例えば、この回折格子画像データ１３０を描画装置のフォーマットに変換した描画データに基づいて、電子線描画等の手法を用いることにより、回折格子で構成された画像を記録した回折格子記録原版を製造することができ、この回折格子記録原版を用いてプレス等の手法により、回折格子で構成された画像を記録した回折格子記録媒体を量産することができる。

ここで、上述した回折格子記録媒体においては、内部に回折格子が形成された微小な単位図形の集合によって、画像（絵柄）を表現することになるが、このような画像を、クレジットカードなどの偽造防止用に用いる場合には、かなり小さな領域内に、会社のロゴやサービスマークなどの画像を表現する必要がある。このように、小さな領域内に文字などを配置する場合も微細な文字が鮮明に認識できるように、回折格子記録媒体に記録される画像においては、その解像度を向上させる必要がある。
そして、解像度を向上させるためには、例えば、画像データを構成する個々の単位図形（画素）を小さくし、単位面積あたりの単位図形数（画素数）を多くするという方法がある。

特開平６−３３７６２２号公報 特開平８−２２０４６８号公報

ただし、上記のように、回折格子のパターンを各単位図形内に形成して画像を表現する方法では、個々の単位図形の回折格子パターンは、それぞれ独立した回折格子として機能することになるため、何ら工夫なしに単位面積あたりの単位図形数を多くすると、回折格子記録媒体に記録される画像の全体の輝度が低下するという問題が生じ、また、回折格子記録原版の製造においては、電子線等における描画時間が増えて製造コストが高くなるという問題が生じる。

上記について、図１３を用いて、より詳しく説明する。
一般に、画像の中には、同一の回折格子のパターンで表現される領域が多く含まれている。例えば、図１３（ａ）に示すように、回折格子画像データ１３０の中には、同一の回折格子（ｐ１）のパターンを有する単位図形１１１が隣接して配置される領域（図１２（ａ）における画像１００の領域１０１に相当）が含まれている。

この隣接する単位図形１１１の境界１４１においては、例えば図１３（ｂ）に示すように、隣接する単位図形１１１が同一の回折格子（ｐ１）のパターンを有していても、特殊な場合を除いて、例えば図１３（ｃ）に示すように、回折格子のパターンは不連続になる。なお、上記の特殊な場合とは、例えば、回折格子が単位図形１１１の境界線に対して垂直若しくは水平なラインアンドスペースパターンであって、単位図形１１１の縦横のサイズが回折格子（ｐ１）のピッチの偶数倍である場合等である。
そして、上記のような不連続な部分では望む回折現象が生じないため、言い換えれば、設計通りの回折現象は、単位図形の境界近傍を除いた領域でしか生じないことになるため、境界が多くなるほど、すなわち、単位面積あたりの単位図形数を多くするほど、画像全体としては輝度が低下するということになる。

また、図１３（ｃ）に示すように、回折格子のパターンが不連続になると、回折格子記録原版を製造するための電子線描画においては、その不連続な部分で細かい図形を形成することが必要になり、図形数が著しく増加し、描画時間が長くなる。さらに、このような細かい図形を形成することは、電子線描画以降の各種工程において、不良を生じさせる原因にもなりやすい。

このような問題に対して特許文献２では、同一の回折格子のパターンを有する単位図形が隣接する場合に、その隣接する単位図形の複数個を所定の判断処理により一の拡大図形（拡大画素）に置換することで、単位面積あたりの図形数を減らし、輝度を向上させる方法が提案されている。

より詳しく説明すると、例えば、図１４に示すように、従来の手法で作成された回折格子画像データ１３０において、同一の回折格子のパターンを有する単位図形１１１が隣接している場合、その隣接する単位図形１１１の複数個（ここでは４個を例示）を所定の判断処理により一の拡大図形１５１に置換する。
この処理により、当初の回折格子画像データ１３０においては、２４個の単位図形１１１で構成されていた領域（図１２（ａ）における画像１００の領域１０１に相当）を、処理後の回折格子画像データ１５０においては、４個の単位図形１１１と４個の拡大図形１５１の合計８個の図形で構成することができ、単位面積あたりの図形数を減らすことができる。

しかしながら、上記の方法では、様々な配列形態を有する単位図形の集団から適切な拡大図形を定義する判断処理が困難であり、この定義が複雑な場合、判断処理に時間がかかってしまう。
さらに、上記の方法では、単位図形を１個ずつ移動しながら定義した拡大図形に合致する箇所を探すことになるため、解像度向上の目的で単位図形の微細化が進んで画像の中の単位図形が増加してしまうと、その判断処理にかかる時間も膨大になってしまう。
一方、判断処理を容易にするために、一の拡大図形に置換する単位図形の数を少なく抑える等、定義を簡単なものにした場合には、図形数の削減効果は小さいものになり、それゆえ輝度の向上効果も小さいものになってしまう。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、回折格子記録媒体に記録される画像の解像度を向上させつつも、回折格子画像データの作成を容易にし、回折格子記録媒体に記録される画像の輝度低下を防止でき、回折格子記録原版を製造するための描画時間を短くすることができる回折格子画像データの作成方法を提供することを目的とする。

本発明者は種々研究した結果、複数種の回折格子から構成されるパターンを、それぞれ、回折格子記録媒体に記録させる画像の領域全体に発生させ、前記画像の中で同一の回折格子により構成される領域を特定した回折格子領域データと所定の論理演算をすることにより、上記課題を解決できることを見出して本発明を完成したものである。

すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、ピッチ、角度、および線幅の３つのパラメータを有する複数種の回折格子により、所定の画像を記録した回折格子画像データを作成する方法であって、前記複数種の回折格子から構成されるパターンを、それぞれ、前記画像の領域全体に発生させ、前記回折格子の種類の数に応じた回折格子パターンデータを作成する段階と、前記画像の中で、前記３つのパラメータのいずれもが一致する回折格子により構成される領域を特定し、前記回折格子の種類の数に応じた回折格子領域データを作成する段階と、前記３つのパラメータのいずれもが一致する回折格子により構成される前記回折格子パターンデータと前記回折格子領域データとの論理積処理を、前記複数種の回折格子の全ての種類に対して行って、前記回折格子の種類の数に応じた論理積データを作成する段階と、前記回折格子の種類の数に応じた論理積データの全てを、論理和処理する段階と、を備えることを特徴とする回折格子画像データの作成方法である。

また、本発明の請求項２に係る発明は、前記回折格子領域データを作成する段階が、前記画像を複数個の単位図形に分割し、前記単位図形のそれぞれに、前記画像における配列位置に応じて、ピッチ、角度、および線幅の３つのパラメータを付与した単位図形配列データから、前記３つのパラメータのいずれもが一致する前記単位図形を抽出する段階と、前記抽出した単位図形が配列する領域を特定する段階と、前記回折格子パターンデータと同一の座標系で定義される座標を付与する段階と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の回折格子画像データの作成方法である。

また、本発明の請求項３に係る発明は、前記回折格子パターンデータが、前記回折格子の種類の数に応じた数の階層を有する第１の階層構造データの各階層に、前記回折格子の種類に応じて収められており、前記回折格子領域データが、前記回折格子の種類の数に応じた数の階層を有する第２の階層構造データの各階層に、前記回折格子の種類に応じて収められており、前記回折格子の種類の数に応じた論理積データを作成する段階が、前記３つのパラメータのいずれもが一致する回折格子により構成される前記第１の階層構造データの階層に収められた前記回折格子パターンデータと前記第２の階層構造データの階層に収められた前記回折格子領域データとの論理積処理を、前記第１の階層構造データが有する前記回折格子の種類の数に応じた数の階層の全てに対して行って、前記回折格子の種類の数に応じた論理積データを作成する段階であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回折格子画像データの作成方法である。

本発明によれば、回折格子記録媒体に記録される画像の解像度を向上させつつも、回折格子画像データの作成を容易にでき、かつ、回折格子記録媒体に記録される画像の輝度を向上させることができ、さらに、回折格子記録原版を製造するための描画時間を短くすることができる。

本発明に係る回折格子画像データの作成方法の一例を示すフローチャートである。 本発明に係る回折格子画像データの作成方法の一例を示す説明図である。 本発明に係る回折格子画像データの一例を示す説明図である。 本発明に係る回折格子パターンデータの一例を示す説明図である。 本発明に係る回折格子パターンデータを構成する回折格子の一例を示す説明図である。 本発明に係る回折格子領域データの作成方法の一例を示す説明図である。 本発明に係る回折格子領域データの一例を示す説明図である。 本発明に係る論理積データの作成方法の一例を示す説明図である。 単位図形配列データの他の例を示す説明図である。 本発明に係る回折格子パターンデータと回折格子領域データの他の例を示す説明図である。 本発明に係る回折格子画像データの作成方法の他の例を示す説明図である。 従来の回折格子画像データの作成方法の例を示す説明図である。 従来の回折格子画像データの作成方法の例における課題を示す説明図である。 従来の回折格子画像データの作成方法の他の例を示す説明図である。

［回折格子画像データの作成方法］
まず、本発明に係る回折格子画像データの作成方法について説明する。
図１は、本発明に係る回折格子画像データの作成方法の一例を示すフローチャートである。
例えば、図１に示すように、本発明に係る回折格子画像データの作成方法は、回折格子情報から回折格子パターンデータを作成する段階（Ｓ１）と、回折格子領域情報から回折格子領域データを作成する段階（Ｓ２）と、回折格子パターンデータと回折格子領域データを論理積処理して論理積データを作成する段階（Ｓ３）と、論理積データを論理和処理して回折格子画像データを作成する段階（Ｓ４）と、を備えるものである。

より詳しく述べると、本発明に係る回折格子画像データの作成方法は、ピッチ、角度、および線幅の３つのパラメータを有する複数種の回折格子により所定の画像を記録した回折格子画像データを作成する方法であって、
（１）前記複数種の回折格子から構成されるパターンを、それぞれ、前記画像の領域全体に発生させ、前記回折格子の種類の数に応じた回折格子パターンデータを作成する段階と、
（２）前記画像の中で、前記３つのパラメータのいずれもが一致する回折格子により構成される領域を特定して、前記回折格子の種類の数に応じた回折格子領域データを作成する段階と、
（３）前記３つのパラメータのいずれもが一致する回折格子により構成される、前記回折格子パターンデータと前記回折格子領域データとの論理積処理を、前記複数種の回折格子の全ての種類に対して行って、前記回折格子の種類の数に応じた論理積データを作成する段階と、
（４）前記回折格子の種類の数に応じた論理積データの全てを、論理和処理する段階と、
を備えるものである。

図２は、本発明に係る回折格子画像データの作成方法の例を示す説明図である。
例えば、本発明に係る回折格子画像データの作成方法を用いて、図１２（ａ）に示した画像１００の回折格子画像データ１を作成するには、まず、図２（ａ）に示すように、画像１００を構成する２数種の回折格子（ｐ１、ｐ２）を、それぞれ、画像１００の領域全体に発生させ、座標を付与して、２数種の回折格子パターンデータ１１、１２を作成する。
また、図２（ｂ）に示すように、２数種の回折格子（ｐ１、ｐ２）それぞれにより構成される領域を特定した２数種の回折格子領域データ２１、２２を作成する。
なお、上記の回折格子パターンデータ１１、１２を作成する段階（図２（ａ））と、回折格子領域データ２１、２２を作成する段階（図２（ｂ））は、どちらを先に行っても良く、また同時に行っても良い。

次に、図２（ｃ）に示すように、回折格子ｐ１により構成される回折格子パターンデータ１１と回折格子領域データ２１とを論理積（ＡＮＤ）処理して論理積データ３１を作成し、同様に、回折格子ｐ２により構成される回折格子パターンデータ１２と回折格子領域データ２２とを論理積（ＡＮＤ）処理して論理積データ３２を作成する。
その後、図２（ｄ）に示すように、論理積データ３１と論理積データ３２を論理和（ＯＲ）処理して、回折格子画像データ１を得る。

図３は、本発明に係る回折格子画像データの作成方法により作成された回折格子画像データ１が有する回折格子の状態を部分拡大して説明する図である。
図３に示すように、本発明に係る回折格子画像データの作成方法により作成された回折格子画像データ１においては回折格子ｐ１で構成される領域（論理積データ３１の領域に相当）の中には、従来の方法における単位図形１１１（図１２（ｄ））や拡大図形１５１（図１４（ｄ））は存在せず、それゆえ境界１４１（図１３（ｃ））も存在しない。すなわち、回折格子ｐ１を構成するラインｐ１Ｌ（図３）は、回折格子ｐ１で構成される領域（論理積データ３１の領域に相当）内で断絶することなく、連続した形態のまま領域の端からもう一方の端まで到達する。

したがって、回折格子画像データ１を用いて電子線描画等により回折格子記録原版を製造し、得られた回折格子記録原版を用いてプレス等の手法により製造した回折格子記録媒体に記録される画像は、回折格子ｐ１で構成される領域（論理積データ３１の領域相当）全域で一の回折現象が生じるため、従来の方法により作成された回折格子画像データ１３０（図１２（ｄ））や回折格子画像データ１５０（図１４（ｄ））を用いる場合よりも、輝度が高いものになる。

また、上述のように、回折格子画像データ１において回折格子ｐ１で構成される領域の中には境界１４１（図１３（ｃ））が存在せず、回折格子ｐ１を構成するラインｐ１Ｌ（図３）は連続した形態のまま領域の端からもう一方の端まで到達するため、従来のように、境界部分で細かい図形を形成することは必要なくなり、回折格子記録原版を製造するための描画時間を短くすることができる。

また、回折格子画像データ１の作成においては、従来のような、単位図形を拡大図形に置換するような判断処理を必要としないことから、より容易に短い時間で回折格子画像データ１を作成できる。

なお、図２（ｄ）に示すように、回折格子画像データ１において回折格子ｐ１で構成される領域（論理積データ３１の領域に相当）、および、回折格子ｐ２で構成される領域（論理積データ３２の領域に相当）のそれぞれの外殻の形状は、従来の方法により作成された回折格子画像データ１３０（図１２（ｄ））において回折格子ｐ１で構成される領域、および、回折格子ｐ２で構成される領域のそれぞれの外殻の形状と同じである。
したがって、回折格子画像データ１は、従来の方法により作成された回折格子画像データ１３０と同等の解像度を有することになる。

すなわち、本発明によれば、回折格子記録媒体に記録される画像の解像度を向上させつつも、回折格子画像データの作成を容易にでき、かつ、回折格子記録媒体に記録される画像の輝度を向上させることができ、さらに、回折格子記録原版を製造するための描画時間を短くすることができる。

［回折格子パターンデータの作成］
続いて、本発明に係る回折格子画像データの作成方法の各段階について詳細に説明する。ここでは、まず、回折格子パターンデータを作成する段階について説明する。

図４は、本発明に係る回折格子パターンデータの一例を示す説明図である。
本発明においては、画像を構成する複数種の回折格子を、それぞれ、画像の領域全体に発生させ、座標を付与して、回折格子の種類の数に応じた回折格子パターンデータを作成する。例えば、図４に示す例のように、画像１００を構成する２数種の回折格子（ｐ１、ｐ２）を、それぞれ、画像１００の領域全体に発生させ、座標を付与して、２数種の回折格子パターンデータ１１、１２を作成する。

本発明において、回折格子は、ピッチ（Ｐ）、角度（θ）、および線幅（ｄＬ）の３つのパラメータで定義され、回折格子全体の領域や座標については特定されていない。
そこで、本発明では、まず、この回折格子から構成されるパターンを、目的とする画像の領域全体に発生させ、座標を付与して、回折格子パターンデータを作成する。

例えば、図４に示すように、回折格子パターンデータ１１は、Ｗ×Ｈの矩形の領域を有しており、その領域全体に回折格子ｐ１のパターンが発生されている。同様に、回折格子パターンデータ１２も、Ｗ×Ｈの矩形の領域を有しており、その領域全体に回折格子ｐ２のパターンが発生されている。
このＷ×Ｈの矩形の領域は、画像１００が占める領域のサイズと同じ、若しくは、画像１００が占める領域のサイズよりも大きいものである。

また、回折格子パターンデータ１１および回折格子パターンデータ１２には、同一の座標系で定義される座標が付与されている。例えば、回折格子パターンデータ１１は、図示するような方向にＸ軸およびＹ軸をとったＸＹ座標系で定義される座標を有しており、例えば、その領域（Ｗ×Ｈの矩形の領域）の中心を（０，０）とすることができる。

このように座標を有することで、回折格子パターンデータ１１は、上述の回折格子領域データ２１（図２（ｂ））と位置合わせすることができ、論理積（ＡＮＤ）処理によって論理積データ３１（図２（ｃ））を得ることができる。同様に、回折格子パターンデータ１２は、上述の回折格子領域データ２２（図２（ｂ））と位置合わせすることができ、論理積（ＡＮＤ）処理によって論理積データ３２（図２（ｃ））を得ることができる。

さらに、回折格子パターンデータ１１と回折格子パターンデータ１２は、同一の座標系で定義される座標を有しているため、上記の論理積データ３１と論理積データ３２は、互いに位置合わせすることができ、論理和（ＯＲ）処理によって回折格子画像データ１（図２（ｄ））を得ることができる。

（回折格子）
次に、本発明に係る回折格子パターンデータを構成する回折格子について説明する。
図５は、本発明に係る回折格子パターンデータを構成する回折格子の一例を示す説明図である。図５に示すように、回折格子４０は、直線状のライン４１とスペース４２で構成されるラインアンドスペースパターン（ラインとスペースの交互配置パターン）であり、ピッチ（Ｐ）、角度（θ）、および線幅（ｄＬ）の３つのパラメータで定義される。
なお、図５においては、説明を容易とするために、便宜上、回折格子４０の形態を視覚的に表しているが、現実には、回折格子４０の情報は、上記３つのパラメータを含む数値データとして供給される。

ここで、上記のピッチ（Ｐ）とは、スペース４２を挟んで隣り合う２本のライン４１の中心線の距離であり、ライン４１の幅（線幅）をｄＬ、スペース４２の幅をｄＳとした場合、ピッチ（Ｐ）は、Ｐ＝ｄＬ＋ｄＳとなる。ライン４１の幅（線幅）ｄＬ、スペース４２の幅ｄＳ、およびピッチ（Ｐ）は、光の波長に準じた微小な寸法であり、一例を挙げれば、ｄＬ＝０．６μｍ、ｄＳ＝０．６μｍ、Ｐ＝１．２μｍである。

また、上記の角度（θ）とは、ライン４１の配置角度であり、所定の基準軸に対して設定された角度である。図５においては、図示するような方向にＸ軸およびＹ軸をとったＸＹ座標系を定義し、このＸ軸を基準軸としてライン４１の角度を表している

なお、本発明においては、上記のように、回折格子を、ピッチ（Ｐ）、角度（θ）、および線幅（ｄＬ）の３つのパラメータで定義しているが、これは、本発明に係る回折格子を、上記のピッチ（Ｐ）、角度（θ）、および線幅（ｄＬ）の３つのパラメータで特定することができ、一の回折格子と、ピッチ（Ｐ）、角度（θ）、線幅（ｄＬ）のいずれかが異なる回折格子とを、区別して扱うことができるということを意味するものである。
すなわち、ピッチ（Ｐ）、角度（θ）、および線幅（ｄＬ）の３つのパラメータで定義される回折格子であれば本発明に含まれ、上記で定義される回折格子は、例えば、ピッチ（Ｐ）、角度（θ）、およびスペース幅（ｄＳ）の３つのパラメータで定義することもできる。また、上記の線幅（ｄＬ）やスペース幅（ｄＳ）に変えて、線幅（ｄＬ）とスペース幅（ｄＳ）との比率（ｄＬ／ｄＳ）、若しくは、線幅（ｄＬ）またはスペース幅（ｄＳ）とピッチ（Ｐ）との比率（ｄＬ／ＰまたはｄＳ／Ｐ）で定義しても良い。
上記のいずれの定義による回折格子も、本発明に含まれるものである。

［回折格子領域データの作成］
次に、回折格子領域データを作成する段階について説明する。
図６は、本発明に係る回折格子領域データの作成方法の一例を示す説明図である。
本発明においては、画像の中で、前記３つのパラメータのいずれもが一致する回折格子により構成される領域を特定して、回折格子の種類の数に応じた回折格子領域データを作成する。例えば、上述の図２（ｂ）に示す例のように、画像１００の中で、２数種の回折格子（ｐ１、ｐ２）それぞれにより構成される領域を特定して、２数種の回折格子領域データ２１、２２を作成する。

この回折格子領域データを作成する方法として、本発明においては、図６に示すように、単位図形配列データ５０から回折格子領域データ２１、２２を作成することができる。

例えば、まず、図６（ａ）に示すように、画像１００を複数個の単位図形に分割し、単位図形のそれぞれに、画像１００における配列位置に応じて、ピッチ、角度、および線幅の３つのパラメータを付与した単位図形配列データ５０を作成する。この単位図形配列データ５０は、従来の方法において用いていた単位図形配列データ１１０（図１２（ｂ））と同じであっても良い。

次に、単位図形配列データ５０から前記３つのパラメータのいずれもが一致する単位図形を抽出する。
なお、上述のように、前記３つのパラメータは、回折格子を定義するものである。すなわち、「前記３つのパラメータのいずれもが一致する単位図形」とは、「同一の回折格子の情報が付与された単位図形」と同じ意味である。
そして、図６（ａ）に示すように、単位図形配列データ５０は、回折格子（ｐ１）の情報が付与された単位図形５１と、回折格子（ｐ２）の情報が付与された単位図形５２と、回折格子を有しない単位図形５３の、３種の単位図形から構成されている。
それゆえ、上記の抽出によって、図６（ａ）に示す単位図形配列データ５０から、図６（ｂ）に示すような、回折格子（ｐ１）の情報が付与された単位図形５１の抽出データ６１と、回折格子（ｐ２）の情報が付与された単位図形５２の抽出データ６２が得られる。

その後、図６（ｃ）に示すように、抽出した単位図形が互いに隣接して配列する領域を一の領域として特定し、隣接する単位図形間の境界を排除して、回折格子領域データを作成する。なお、抽出した単位図形が、その単位図形と同一の回折格子の情報が付与された他の単位図形と隣接せずに孤立している場合は、その孤立している単位図形の有する領域が、上記の一の領域になる。

より具体的に説明すると、例えば、抽出データ６１（図６（ｂ））に対しては、２４個の単位図形５１が互いに隣接して配列する領域を一の領域として特定し、隣接する単位図形５１間の境界を排除して、画像１００の領域全体で１個の回折格子領域７１を有する回折格子領域データ２１を作成する（図６（ｃ））。
一方、抽出データ６２（図６（ｂ））に対しては、４個の単位図形５２のそれぞれが有する領域を、それぞれ一の領域として特定し、画像１００の領域全体で４個の回折格子領域（７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ）を有する回折格子領域データ２２を作成する（図６（ｃ））。

ここで、回折格子領域データ２１、２２には、図７に示すように、上述の回折格子パターンデータ１１、１２（図４）と同一の座標系で定義される座標を付与することが好ましい。このような座標を有することで、上述のように、回折格子領域データ２１、２２は、それぞれ、上述の回折格子パターンデータ１１、１２と位置合わせすることができるからである。

［論理積データの作成］
次に、論理積データを作成する段階について説明する。
本発明においては、ピッチ、角度、および線幅の３つのパラメータのいずれもが一致する回折格子により構成される回折格子パターンデータと回折格子領域データとの論理積処理を、回折格子の全ての種類に対して行って、回折格子の種類の数に応じた論理積データを作成する。

例えば、図２に示すように、回折格子ｐ１により構成される回折格子パターンデータ１１と回折格子領域データ２１とを論理積（ＡＮＤ）処理して論理積データ３１を作成し、同様に、回折格子ｐ２により構成される回折格子パターンデータ１２と回折格子領域データ２２とを論理積（ＡＮＤ）処理して論理積データ３２を作成する。

ここで、上述のように、回折格子パターンデータ１１（図４）と回折格子領域データ２１（図７）が、同一の座標系で定義される座標を付与されている場合には、容易に両者の位置を合わせることができ、より容易に論理積データ３１（図２（ｃ））を得ることができる。
同様に、回折格子パターンデータ１２（図４）と回折格子領域データ２２（図７）が、同一の座標系で定義される座標を付与されている場合には、容易に両者の位置を合わせることができ、より容易に論理積データ３２（図２（ｃ））を得ることができる。

また、本発明においては、回折格子パターンデータが、回折格子の種類の数に応じた数の階層（レイヤー）を有する第１の階層構造データの各階層に、回折格子の種類に応じて収められており、回折格子領域データが、回折格子の種類の数に応じた数の階層を有する第２の階層構造データの各階層に、回折格子の種類に応じて収められていることが好ましい。

回折格子パターンデータ、および、回折格子領域データが、それぞれ、上記のような、階層構造データの各階層に収められている場合、上記の第１の階層構造データと第１の階層構造データの互いに対応する階層同士で論理積処理を行うことで、ピッチ、角度、および線幅の３つのパラメータのいずれもが一致する回折格子により構成される回折格子パターンデータと回折格子領域データとの論理積処理を、容易に行うことができるからである。

上記について、図８を用いて、より具体的に説明する。
例えば、本実施形態においては、図８（ａ）に示すように、回折格子パターンデータ１１、１２が、回折格子（ｐ１、ｐ２）の種類の数に応じた２層の階層を有する第１の階層構造データ８１の各階層に、回折格子（ｐ１、ｐ２）の種類に応じて収められており、また、図８（ｂ）に示すように、回折格子領域データ２１、２２が、回折格子（ｐ１、ｐ２）の種類の数に応じた２層の階層を有する第２の階層構造データ８２の各階層に、回折格子（ｐ１、ｐ２）の種類に応じて収められている。

なお、第１の階層構造データ８１の各階層の階層番号と、第２の階層構造データ８２の各階層の階層番号は、同じ回折格子（例えばｐ１）に係るものを関連付けておくことが好ましく、同じ番号にしておくことが、より好ましい。混同を防止して、論理積処理を確実に行うことが容易になるからである。

具体的には、回折格子ｐ１から構成されるパターンを画像１００の領域全体に発生させ回折格子パターンデータ１１を収める第１の階層構造データ８１の階層の番号（階層番号）と、画像１００の中で回折格子ｐ１から構成される領域を特定した回折格子領域データ２１を収める第２の階層構造データ８２の階層の番号（階層番号）は、同じ番号（例えば１）とする。
同様に、回折格子ｐ２から構成されるパターンを画像１００の領域全体に発生させ回折格子パターンデータ１２を収める第１の階層構造データ８１の階層の番号（階層番号）と、画像１００の中で回折格子ｐ２から構成される領域を特定した回折格子領域データ２２を収める第２の階層構造データ８２の階層の番号（階層番号）は、同じ番号（例えば２）とする。

上記のように、回折格子パターンデータ１１が第１の階層構造データ８１の階層番号１の階層に収められており、回折格子領域データ２１が第２の階層構造データ８２の階層番号１の階層に収められている場合には、第１の階層構造データ８１と第１の階層構造データ８２で互いに対応する階層同士（ここでは階層番号１の階層同士）で論理積処理を行うことで、ピッチ、角度、および線幅の３つのパラメータのいずれもが一致する回折格子（ここでは回折格子ｐ１）により構成される回折格子パターンデータ１１と回折格子領域データ２１との論理積処理を行うことができる。

同様に、回折格子パターンデータ１２が第１の階層構造データ８１の階層番号２の階層に収められており、回折格子領域データ２２が第２の階層構造データ８２の階層番号２の階層に収められている場合には、第１の階層構造データ８１と第１の階層構造データ８２で互いに対応する階層同士（ここでは階層番号２の階層同士）で論理積処理を行うことで、ピッチ、角度、および線幅の３つのパラメータのいずれもが一致する回折格子（ここでは回折格子ｐ２）により構成される回折格子パターンデータ１２と回折格子領域データ２２との論理積処理を行うことができる。

そして、上記の論理積処理を、第１の階層構造データ８１が有する２層の階層の全てに対して行えば、回折格子（ｐ１、ｐ２）の全ての種類に対して上記の論理積処理を行ったことになり、上記の論理積処理により作成される論理積データ３１、３２は、例えば、図８（ｃ）に示すように、第３の階層構造データ８３の階層番号１の階層に論理積データ３１が、階層番号２の階層に論理積データ３２が、それぞれ収められた形態として得ることができる。

［論理和処理］
上記ようにして、回折格子の種類の数に応じた論理積データを作成した後は、作成した論理積データの全てを論理和（ＯＲ）処理して、回折格子画像データを得る。
例えば、図２に示すように、論理積データ３１と論理積データ３２を論理和（ＯＲ）処理して、回折格子画像データ１を得る。また、図８に示すように、論理積データ３１、３２を、第３の階層構造データ８３の各階層に収めた形態として得た場合には、第３の階層構造データ８３の全階層を論理和（ＯＲ）処理して、回折格子画像データ１を得る。

ここで、上述のように、回折格子パターンデータ１１、１２（図４）、および、回折格子領域データ２１、２２（図７）のいずれもが、同一の座標系で定義される座標を付与されている場合には、容易に論理積データ３１と論理積データ３２の位置を合わせることができ、より容易に論理和処理することができる。

以上、詳細説明したように、本発明に係る回折格子画像データの作成方法によれば、複数種の回折格子から構成されるパターンを、それぞれ、回折格子記録媒体に記録させる画像の領域全体に発生させ、前記画像の中で同一の回折格子により構成される領域を特定した回折格子領域データと所定の論理演算をすることにより、回折格子記録媒体に記録される画像の解像度を向上させつつも、回折格子画像データの作成を容易にでき、かつ、回折格子記録媒体に記録される画像の輝度を向上させることができる。
また、本発明に係る回折格子画像データを用いることで、電子線描画等の工程においては、従来のように境界部分で細かい図形を形成することは必要なくなるため、回折格子記録原版を製造するための描画時間を短くすることができる。

なお、上述の説明においては、説明容易とするために、画像を構成する回折格子が２種類（ｐ１、ｐ２）の場合を例示したが、これに限らず、本発明においては、より多い種類の回折格子によって画像が構成されていても良い。

すなわち、回折格子記録媒体に記録される画像が、ｎ種の回折格子（ｐ１〜ｐｎ）から構成される場合は、上述のようにして、まず、ｎ数種の回折格子パターンデータＰ１〜Ｐｎと、ｎ数種の回折格子領域データＲ１〜Ｒｎを作成し、同一の回折格子に係る回折格子パターンデータと回折格子領域データを論理積（ＡＮＤ）処理してｎ数種の論理積データＡ１〜Ａｎを作成し、その後、全ての論理積データＡ１〜Ａｎを論理和（ＯＲ）処理して、本発明に係る回折格子画像データを得ればよい。

例えば、図９に示すように、回折格子記録媒体に記録される画像が４種の回折格子（ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４）から構成されており、従来の手法において、５行５列の単位図形配列データとして表現できる場合について説明すると、本発明においては、まず、図１０に示すように、４数種の回折格子（ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４）を、それぞれ、目的とする画像の領域全体（Ｗ１×Ｈ１）に発生させ、座標を付与した４数種の回折格子パターンデータＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４と、４数種の回折格子（ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４）それぞれにより構成される領域を特定した４数種の回折格子領域データＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４作成する。なお、回折格子パターンデータＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４と回折格子領域データＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４には、同一の座標系で定義される座標を付与しておく。

次に、図１１に示すように、回折格子パターンデータＰ１と回折格子領域データＲ１とを論理積（ＡＮＤ）処理して論理積データＡ１を作成し、回折格子パターンデータＰ２と回折格子領域データＲ２とを論理積（ＡＮＤ）処理して論理積データＡ２を作成し、回折格子パターンデータＰ３と回折格子領域データＲ３とを論理積（ＡＮＤ）処理して論理積データＡ３を作成し、回折格子パターンデータＰ４と回折格子領域データＲ４とを論理積（ＡＮＤ）処理して論理積データＡ４を作成し、その後、論理積データＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を論理和（ＯＲ）処理して回折格子画像データＧ１を得る。

以上、本発明に係る回折格子画像データの作成方法について、それぞれの実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。

１・・・回折格子画像データ
２・・・回折格子記録原版
１１、１２・・・回折格子パターンデータ
２１、２２・・・回折格子領域データ
３１、３２・・・論理積データ
４０・・・回折格子
４１・・・ライン
４２・・・スペース
５０・・・単位図形配列データ
５１、５２、５３・・・単位図形
６１、６２・・・抽出データ
７１、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ・・・回折格子領域
８１・・・第１の階層構造データ
８２・・・第２の階層構造データ
８３・・・第３の階層構造データ
１００・・・画像
１０１、１０２・・・領域
１１０・・・単位図形配列データ
１１１、１１２、１１３・・・単位図形
１２１、１２２・・・単位回折格子パターンデータ
１３０、１５０・・・回折格子画像データ
１４１・・・境界
１５１・・・拡大図形
ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４・・・回折格子
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４・・・回折格子パターンデータ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４・・・回折格子領域データ
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４・・・論理積データ
Ｇ１・・・回折格子画像データ

Claims (3)

1. ピッチ、角度、および線幅の３つのパラメータを有する複数種の回折格子により、所定の画像を記録した回折格子画像データを作成する方法であって、
   前記複数種の回折格子から構成されるパターンを、それぞれ、前記画像の領域全体に発生させ、前記回折格子の種類の数に応じた回折格子パターンデータを作成する段階と、
   前記画像の中で、前記３つのパラメータのいずれもが一致する回折格子により構成される領域を特定し、前記回折格子の種類の数に応じた回折格子領域データを作成する段階と、
   前記３つのパラメータのいずれもが一致する回折格子により構成される前記回折格子パターンデータと前記回折格子領域データとの論理積処理を、前記複数種の回折格子の全ての種類に対して行って、前記回折格子の種類の数に応じた論理積データを作成する段階と、
   前記回折格子の種類の数に応じた論理積データの全てを、論理和処理する段階と、
   を備えることを特徴とする回折格子画像データの作成方法。
2. 前記回折格子領域データを作成する段階が、
   前記画像を複数個の単位図形に分割し、前記単位図形のそれぞれに、前記画像における配列位置に応じて、ピッチ、角度、および線幅の３つのパラメータを付与した単位図形配列データから、前記３つのパラメータのいずれもが一致する前記単位図形を抽出する段階と、
   前記抽出した単位図形が配列する領域を特定する段階と、
   前記回折格子パターンデータと同一の座標系で定義される座標を付与する段階と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の回折格子画像データの作成方法。
3. 前記回折格子パターンデータが、前記回折格子の種類の数に応じた数の階層を有する第１の階層構造データの各階層に、前記回折格子の種類に応じて収められており、
   前記回折格子領域データが、前記回折格子の種類の数に応じた数の階層を有する第２の階層構造データの各階層に、前記回折格子の種類に応じて収められており、
   前記回折格子の種類の数に応じた論理積データを作成する段階が、
   前記３つのパラメータのいずれもが一致する回折格子により構成される前記第１の階層構造データの階層に収められた前記回折格子パターンデータと前記第２の階層構造データの階層に収められた前記回折格子領域データとの論理積処理を、
   前記第１の階層構造データが有する前記回折格子の種類の数に応じた数の階層の全てに対して行って、前記回折格子の種類の数に応じた論理積データを作成する段階であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回折格子画像データの作成方法。
   

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