JP6288360B2 - データ保存媒体及びその製造方法、データ読出装置並びにデータ読出方法 - Google Patents

Description

本発明は、データ保存媒体及びその製造方法、データ読出装置並びにデータ読出方法に関する。

種々の情報を記録する媒体としての紙は、古くから利用されており、現在においても、多くの情報が紙面上に記録されている。一方、産業の発達とともに、動画、静止画等の画像情報を記録するフィルム（マイクロフィルム等）、音の情報を記録するレコード盤等が利用され、近年では、デジタルデータを記録する媒体として、磁気記録媒体、光学式記録媒体、半導体記録媒体等が利用されている。

上述したような媒体に記録される情報等として、１００年を超える超長期に保存されることが求められるものがある。上記媒体は、その用途に応じて、それぞれ利用に支障が生じない程度の耐久性を備えており、例えば、紙、フィルム、レコード盤等の媒体は、数年といった時間尺度においては、十分な耐久性を有する媒体といえる。しかしながら、１００年を超えるような時間尺度においては、経年劣化を避けることはできず、保存した情報が滅失するおそれがあり、水や熱によって損傷を受けるおそれもある。例えば、マイクロフィルムは、セルロースアセテートを原料とするものにあっては、保管環境の温度・湿度によって分解が生じ、表面に酢酸が生成されてデータ読出が不可能となるビネガーシンドロームが起こるため、寿命は３０年以下とされている。ポリエステルを原料とするものにあっては、５００年程度の寿命といわれているものの、ＩＳＯ、ＪＩＳ等の規格で定められた環境下で保管しなければ達成できず、保管環境が情報滅失のリスク要因の一つとなることに変わりはない。

また、磁気記録媒体、光学式記録媒体、半導体記録媒体等は、一般的な電子機器の利用にあたって支障が生じない程度の耐久性を備えるものの、数十年といった時間尺度での耐久性を考慮した設計はなされていないため、恒久的、半永久的に情報を保存する用途には適していない。例えば、半導体記録媒体としてのフラッシュメモリに代表されるＥＥＰＲＯＭにおいては、フローティングゲートへの電荷の保持によってデータが記録・保存されるが、保管環境によってフローティングゲートにおける電荷の保持時間が左右されてしまう。また、データの書き込みを繰り返すことで絶縁層が損傷し、電荷が保持できなくなるおそれもある。長寿命の半導体記録媒体としてＲＯＭが知られているが、情報が記録・保存されたＲＯＭからバックアップとしてのＲＯＭ（複製物）を作製するのは膨大な費用がかかってしまう。

さらに、上記の媒体は、耐火性、耐熱性に欠けるという問題がある。例えば、情報が記録・保存された上記媒体の保管場所にて火災が発生すると、その熱によりデータが滅失してしまうため、既存の媒体では情報を恒久的、半永久的に保存することは、実質的に不可能である。

一方、恒久的、半永久的に情報を保存可能な方法として、石英ガラスのような耐久性を有する媒体に情報を記録・保存する方法が提案されている（特許文献１，２参照）。具体的には、円柱状の媒体内の微小セルに光透過率の違いとして三次元的にデータを記録し、この媒体を回転させながらコンピュータトモグラフィの技術を利用して情報の読み出しを行う方法（特許文献１参照）、円柱状の媒体に対して照射角度を変えながら電磁波を照射して透過率の違いを測定し、コンピュータトモグラフィの技術を利用して情報の読み出しを行う方法（特許文献２参照）が提案されている。

特許第４９９１４８７号公報 特許第５２８６２４６号公報

上記特許文献１，２に開示されているように、円柱状の石英ガラスを媒体として用い、その内部に三次元的に情報を記録・保存する方法であれば、恒久的、半永久的に情報を記録・保存することができる。このようにして記録・保存された情報を読み出すときには、媒体内に三次元的に分散したセルから情報を抽出する必要があるため、コンピュータトモグラフィの技術を利用し、フーリエ変換処理等を行う必要がある。しかしながら、数百年という超長期的な時間尺度を経た後に、情報を記録・保存したときと同じコンピュータトモグラフィの技術が存在していなければ、記録・保存された情報を読み出すことができないという問題がある。

また、情報が記録・保存された上記媒体が破損してしまうことにより情報が滅失してしまうリスクを軽減するために、上記媒体のバックアップとしての複製物を作製する場合、情報の記録・保存されていない別個の石英ガラスを準備し、情報を新たに記録・保存する方法を採用する必要がある。そのため、記録・保存すべき情報の原本が存在していない場合には複製物を作製することができず、また複製物を作製する作業が煩雑であるとともに、多大なコストがかかってしまうという問題もある。

このような課題に鑑みて、本発明は、保管環境の変化に対して耐久性があるデータ保存媒体であって、当該データ保存媒体のバックアップとしての複製物を容易に作製可能なデータ保存媒体及びその製造方法、データ読出装置並びにデータ読出方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、データが保存されてなるデータ保存媒体を製造する方法であって、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する、石英からなるデータ保存媒体用基材の前記第１面側に凹凸構造を形成する際に用いられるパターンデータを生成するパターンデータ生成工程と、前記パターンデータに基づいて、前記データ保存媒体用基材の前記第１面に前記凹凸構造を形成する凹凸構造形成工程とを含み、前記凹凸構造は、前記データ保存媒体用基材の前記第１面側に定義される保存領域内のデータ領域に形成される、前記データのデータ内容を表現するデータ凹凸構造と、前記保存領域内における前記データ領域以外の領域であるダミー領域に形成されるダミー凹凸構造と、前記データ凹凸構造及び前記ダミー凹凸構造の境界を判定するための判定凹凸構造とを含み、前記判定凹凸構造は、前記データ凹凸構造及び前記ダミー凹凸構造と異なる形状及び寸法を有し、前記パターンデータ生成工程は、前記データ凹凸構造に対応する第１パターンデータを生成する第１工程と、前記第１工程にて生成された前記第１パターンデータに前記判定凹凸構造に対応する第３パターンデータを付加する工程と、前記ダミー凹凸構造に対応する第２パターンデータを前記第３パターンデータが付加された前記第１パターンデータに付加することで、前記パターンデータを生成する第２工程とを有し、前記第２工程において、前記第１パターンデータに基づき、前記保存領域内における前記凹凸構造の面積密度が実質的に均一になるように前記第２パターンデータを前記第１パターンデータに付加することを特徴とするデータ保存媒体の製造方法を提供する（発明１）。
また、本発明は、データが保存されてなるデータ保存媒体を製造する方法であって、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する、石英からなるデータ保存媒体用基材の前記第１面側に凹凸構造を形成する際に用いられるパターンデータを生成するパターンデータ生成工程と、前記パターンデータに基づいて、前記データ保存媒体用基材の前記第１面に前記凹凸構造を形成する凹凸構造形成工程とを含み、前記凹凸構造は、前記データ保存媒体用基材の前記第１面側に定義される保存領域内のデータ領域に形成される、前記データのデータ内容を表現するデータ凹凸構造と、前記保存領域内における前記データ領域以外の領域であるダミー領域に形成されるダミー凹凸構造と、前記データ凹凸構造及び前記ダミー凹凸構造の境界を判定するための判定凹凸構造とを含み、前記判定凹凸構造は、複数種の構造を有し、前記パターンデータ生成工程は、前記データ凹凸構造に対応する第１パターンデータを生成する第１工程と、前記第１工程にて生成された前記第１パターンデータに前記判定凹凸構造に対応する第３パターンデータを付加する工程と、前記ダミー凹凸構造に対応する第２パターンデータを前記第３パターンデータが付加された前記第１パターンデータに付加することで、前記パターンデータを生成する第２工程とを有し、前記第２工程において、前記第１パターンデータに基づき、前記保存領域内における前記凹凸構造の面積密度が実質的に均一になるように前記第２パターンデータを前記第１パターンデータに付加することを特徴とするデータ保存媒体の製造方法を提供する（発明２）。

保存すべきデータを物理的構造に変換した凹凸構造をデータ保存媒体に形成する際、当該データのデータ量（データビット列のビット数）よっては、保存領域内の一部の領域に凹凸構造が形成されないことがある。また、データ内容の異なる複数のデータを一のデータ保存媒体に保存する場合に、凹凸構造で表現される各データが明確に区分され得るように、各データに対応する凹凸構造の間に、凹凸構造が形成されない領域が設けられることがある。このようなデータ保存媒体の複製物を、インプリント技術を用いて作製する場合に、データ保存媒体が、凹凸構造がない領域を有することで、転写パターンに欠陥が生じるおそれがある。転写パターンに欠陥が生じてしまうと、データ保存媒体の複製物に形成された凹凸構造により表現されるデータ（複製物の凹凸構造から復元されるデータ）のデータ内容が、データ保存媒体に保存されているデータのデータ内容と異なるものとなるおそれがある。しかしながら、上記発明（発明１）によれば、凹凸構造のない領域が存在したとしても、当該領域にダミー凹凸構造が形成されるため、インプリント技術を用いて高精度に複製物を作製することが可能なデータ保存媒体を製造することができる。

上記発明（発明１，２）においては、前記パターンデータ生成工程において、前記保存領域に相当するパターンデータ生成領域を設定し、前記第１工程において、前記データ凹凸構造に対応する第１図形セルを前記パターンデータ生成領域内に配置して前記第１パターンデータを生成し、前記第２工程は、前記第１パターンデータに基づき、前記パターンデータ生成領域内において前記第１図形セルが配置された領域を第１パターンデータ生成領域として抽出する工程、前記第１パターンデータ生成領域以外の領域を前記ダミー領域に相当する第２パターンデータ生成領域として抽出する工程、及び前記第２パターンデータ生成領域に前記ダミー凹凸構造に対応する第２図形セルを配置して前記第２パターンデータを生成する工程を含むのが好ましい（発明３）。

また、上記発明（発明１，２）においては、前記保存領域は、行列状に配置された複数の単位保存領域を含み、前記データ凹凸構造は、前記データを分割して得られる複数の単位データのそれぞれのデータ内容を表現する複数の単位データ凹凸構造からなり、前記パターンデータ生成工程において、前記複数の単位保存領域のそれぞれに相当する複数の単位パターンデータ生成領域を設定し、前記第１工程において、前記各単位データ凹凸構造に対応する第１図形セルを、前記複数の単位パターンデータ生成領域の行列配置順に、各単位パターンデータ生成領域に配置して前記第１パターンデータを生成し、前記第２工程は、前記第１パターンデータに基づき、前記複数の単位パターンデータ生成領域のそれぞれにおいて前記第１図形セルが配置された領域を第１パターンデータ生成領域として抽出する工程、前記第１パターンデータ生成領域以外の領域を前記ダミー領域に相当する第２パターンデータ生成領域として抽出する工程、及び前記第２パターンデータ生成領域に前記ダミー凹凸構造に対応する第２図形セルを配置して前記第２パターンデータを生成する工程を含むのが好ましい（発明４）。

上記発明（発明４）においては、前記第２パターンデータを生成する工程において、前記第１パターンデータに基づき、前記第１図形セルが配置された前記第１パターンデータ生成領域の総面積に対する前記第１図形セルの総面積の比率を算出し、当該第１図形セルの総面積の比率と実質的に同一の面積率で前記第２パターンデータ生成領域に前記第２図形セルを配置して前記第２パターンデータを生成してもよいし（発明５）、前記第１パターンデータに基づき、前記第２パターンデータ生成領域の周囲に位置する前記単位パターンデータ生成領域を抽出し、抽出された単位パターンデータ生成領域の総面積に対する前記第１図形セルの総面積の比率を算出し、当該第１図形セルの総面積の比率と実質的に同一の面積率で前記第２パターンデータ生成領域に前記第２図形セルを配置して前記第２パターンデータを生成してもよい（発明６）。

上記発明（発明６）においては、前記第２パターンデータを生成する工程において、前記第２パターンデータ生成領域の周囲に位置する前記単位パターンデータ生成領域における前記第１図形セルの総面積の比率から、前記単位パターンデータ生成領域における前記第１図形セルの総面積の比率の勾配を算出し、当該第１図形セルの総面積の比率の勾配に基づいて、前記第２パターンデータ生成領域に前記第２図形セルを配置して前記第２パターンデータを生成するのが好ましい（発明７）。

上記発明（発明１〜７）において、前記データ凹凸構造及び前記ダミー凹凸構造は、相互に実質的に同一の寸法を有するものとすることができる（発明８）。

また、本発明は、データが保存されてなるデータ保存媒体であって、第１面及びそれに対向する第２面を有する、石英からなる基材と、前記基材の第１面上に設定された保存領域内に形成されてなる凹凸構造とを備え、前記保存領域は、少なくとも一方向に並列されてなる複数の単位保存領域と、隣接する前記単位保存領域の間に位置するデータ非保存領域とを含み、前記凹凸構造は、前記単位保存領域内のデータ領域に形成されてなる、前記データのデータ内容を表現するデータパターンと、前記単位保存領域内における前記データ領域以外の領域であるダミー領域に形成されてなるダミーパターンと、前記単位保存領域内に形成されてなり、前記データパターン及び前記ダミーパターンの境界を判別するための判別パターンとを含み、前記判別パターンは、複数種のパターンを有し、前記データパターン及び前記ダミーパターンのそれぞれは、前記保存領域内における前記凹凸構造の面積密度が実質的に均一になるように前記データ領域及び前記ダミー領域のそれぞれに形成されていることを特徴とするデータ保存媒体を提供する（発明９）。上記発明（発明９）において、前記データパターン及び前記ダミーパターンは、互いに実質的に同一の形状及び寸法を有し、前記判別パターンは、前記データパターン及び前記ダミーパターンと異なる形状及び寸法を有するのが好ましい（発明１０）。

さらに、本発明は、上記発明（発明９，１０）に係るデータ保存媒体に保存されているデータを読み出す装置であって、前記保存領域を含む画像データを取得する画像データ取得部と、前記画像データから、前記保存領域に形成されている前記凹凸構造のうちの前記データパターンを抽出し、抽出された前記データパターンに基づいて前記データを読み出すデータ読出部とを備えることを特徴とするデータ読出装置を提供する（発明１１）。

上記発明（発明１１）においては、前記データ読出部は、前記判別パターンを指標として、前記画像データから、前記凹凸構造のうちの前記データパターンを抽出するのが好ましい（発明１２）。

さらにまた、本発明は、上記発明（発明９，１０）に係るデータ保存媒体に保存されているデータを読み出す方法であって、前記保存領域を含む画像データを取得する画像データ取得工程と、前記画像データから、前記保存領域に形成されている前記凹凸構造のうちの前記データパターンを抽出し、抽出された前記データパターンに基づいて前記データを読み出すデータ読出工程とを有することを特徴とするデータ読出方法を提供する（発明１３）。

上記発明（発明１３）において、前記データ読出工程において、前記判別パターンを指標として、前記画像データから、前記凹凸構造のうちの前記データパターンを抽出するのが好ましい（発明１４）。

本発明によれば、保管環境の変化に対して耐久性があるデータ保存媒体であって、当該データ保存媒体のバックアップとしての複製物を容易に作製可能なデータ保存媒体及びその製造方法、データ読出装置並びにデータ読出方法を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るデータ保存媒体の概略構成を示す平面図である。 図２は、本発明の一実施形態における単位保存領域の概略構成を示す平面図である。 図３は、本発明の一実施形態における保存領域を示す平面図である。 図４は、本発明の一実施形態に係るデータ保存媒体の部分拡大切断端面図であって、図２におけるＩ−Ｉ線切断端面図である。 図５は、本発明の一実施形態におけるアドレスパターンの行番号及び列番号の数字を表すパターンを示す平面図である。 図６は、本発明の一実施形態における境界パターンの構成を示す平面図である。 図７は、本発明の一実施形態における境界パターンの配置例を示す平面図である。 図８は、本発明の一実施形態における単位データパターン、ダミーパターン、境界パターン、アドレスパターン及び境界パターンの配置例を示す部分平面図である。 図９は、本発明の一実施形態における描画データを生成する工程を示す概略図である。 図１０は、本発明の一実施形態に係るデータ保存媒体の製造方法の工程を示す斜視図である。 図１１は、本発明の一実施形態に係るデータ保存媒体の複製物を製造する工程を示す工程フロー図である。 図１２は、本発明の一実施形態におけるデータ読出装置の構成を概略的に示すブロック図である。 図１３は、本発明の一実施形態におけるデータ保存用媒体の構成を概略的に示す部分拡大斜視図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［データ保存媒体］
図１は、本実施形態に係るデータ保存媒体の概略構成を示す平面図であり、図２は、本実施形態における単位保存領域の概略構成を示す平面図であり、図３は、本実施形態における保存領域を示す平面図であり、図４は、本実施形態に係るデータ保存媒体の部分拡大切断端面図であって、図２におけるＩ−Ｉ線切断端面図である。

本実施形態に係るデータ保存媒体１は、第１面２１及び当該第１面２１に対向する第２面２２を有し、略方形状の石英ガラスからなる基材２と、基材２の第１面２１上に設定された保存領域ＳＡ内に形成されてなる凹凸構造とを備える。

保存領域ＳＡ内には、複数の単位保存領域ＵＡがＭ行×Ｎ列（Ｍ及びＮは、その一方が２以上の整数であり、他方が１以上の整数である。）の行列配置で並列されている。図３に示すように、本実施形態においては、４８個の単位保存領域ＵＡ（ＵＡ１〜ＵＡ４８）が８行（Ｍ＝８）×６列（Ｎ＝６）の行列配置で並列されている例を挙げて説明するが、この態様に限定されるものではない。

保存領域ＳＡは、複数の単位保存領域ＵＡと、隣接する単位保存領域ＵＡの間に位置する、畦道状のデータ非保存領域ＮＡとを含む。本実施形態において、各単位保存領域ＵＡは、凹凸構造としての単位データパターン３１、ダミーパターン３２及び判別パターン３３が形成されている領域であり、データ非保存領域ＮＡは、アドレスパターン４及び境界パターン５が形成されている領域である。

単位保存領域ＵＡの大きさは、後述する撮像部１１１における撮影可能領域の大きさに応じて適宜設定され得るものである。また、データ非保存領域ＮＡの大きさは、少なくともアドレスパターン４を形成可能な大きさである限り特に制限されないが、データ非保存領域ＮＡの大きさを可能な限り小さくすることにより、保存領域ＳＡ中における単位保存領域ＵＡの占める割合を増大させることができ、データの記録容量を大きくすることができる。

各単位保存領域ＵＡに形成されている単位データパターン３１は、データ保存媒体１に記録・保存されているデータが複数に分割された単位データのデータ内容（単位ビット列）を表現する凹部（ホール）３１１及び凸部（ホールが存在しない部分）３１２からなる。本実施形態においては、当該単位データの単位ビット列のうちの「１」が凹部３１１と定義され、「０」が凸部３１２と定義されている。例えば、図２においては、左上から「１０１００１１１０１・・・」という単位ビット列（単位ビット行列）で表現される単位データがデータ保存媒体１の単位保存領域ＵＡに記録・保存されている。なお、単位ビット列のうちの「１」が凸部３１２と定義され、「０」が凹部３１１と定義されてもよい。

データ保存媒体１に記録・保存されているデータの種類としては、特に限定されるものではなく、例えば、テキストデータ、動画や静止画等の画像データ、音声データ等が挙げられる。

各単位保存領域ＵＡにおいて、単位データパターン３１が形成されている領域はデータ領域ＤＴＡであり、単位保存領域ＵＡ内のデータ領域ＤＴＡ以外の領域がダミー領域ＤＭＡである。このダミー領域ＤＭＡにダミーパターン３２が形成されている。

ダミー領域ＤＭＡの総面積に対するダミーパターン３２（凹部３２１）の総面積の比率（以下、「ダミーパターン３２の面積密度」という。）は、データ領域ＤＴＡの総面積に対する単位データパターン３１（凹部３１１）の総面積の比率（以下、「単位データパターン３１の面積密度」という。）と実質的に同一である。具体的には、ダミーパターン３２の面積密度は、単位データパターン３１の面積密度の９０〜１１０％程度、好ましくは９５〜１０５％程度である。ダミーパターン３２の面積密度が単位データパターン３１の面積密度と実質的に同一であることで、後述するように、データ保存媒体１を用いたインプリント処理により当該データ保存媒体１の複製物を作製する際に、転写パターンのパターン欠陥が生じるのを防止することができる。

単位データパターン３１及びダミーパターン３２の形状（平面視形状）は、互いに実質的に同一であるのが好ましい。図２に示すように、本実施形態における単位データパターン３１及びダミーパターン３２を構成する凹部３１１，３２１は、平面視略正方形のホール形状である。単位データパターン３１の凹部３１１の寸法は、一般的な撮像素子により凹部３１１を光学的に認識可能な寸法であればよいが、データ保存媒体１における記録・保存可能なデータ容量を増大させるために、単位データパターン３１の凹部３１１の寸法は、例えば、４００μｍ以下、好ましくは１００〜２５０μｍ程度に設定され得る。ダミーパターン３２の凹部３２１の寸法は、特に限定されるものではないが、単位データパターン３１の凹部３１１の寸法と実質的に同一であるのが好ましい。単位データパターン３１の凹部３１１及びダミーパターン３２の凹部３２１の形状及び寸法が互いに実質的に同一であることで、データ保存媒体１を用いたインプリント処理により当該データ保存媒体１の複製物を作製する際に、転写パターンのパターン欠陥が生じるのを防止することができる。

本実施形態において、単位データパターン３１とダミーパターン３２とは、一の単位保存領域ＵＡ内に形成され得る。そして、単位データパターン３１（凹部３１１）とダミーパターン３２（３２１）とが互いに実質的に同一の形状及び寸法を有する場合、単位データパターン３１（データ領域ＤＴＡ）とダミーパターン３２（ダミー領域ＤＭＡ）との境界を判別するのが困難となる。そこで、本実施形態においては、データのビット列の各ビットに対応する複数の単位データパターン３１のうち、データのビット列の最後のビットに対応する単位データパターン３１（凹部３１１又は凸部３１２）と、ダミーパターン３２との間に、単位データパターン３１（データ領域ＤＴＡ）とダミーパターン３２（ダミー領域ＤＭＡ）との境界を明確に判別する役割を果たす判別パターン３３が形成されている。

かかる判別パターン３３は、その役割を確実に果たすべく、単位データパターン３１（凹部３１１）及びダミーパターン３２（凹部３２１）とは形状及び寸法の異なる凹部３３１として構成され得る。本実施形態において、判別パターン３３の形状（平面視形状）は、長手方向が行方向に沿った略長方形状である。これにより、後述するデータ読出装置１００においてデータ保存媒体１からデータを読み出す際に、単位データパターン３１のみを選択的に抽出することができ、データ保存媒体１に保存されているデータを正確に読み出すことができる。

なお、データ保存媒体１に保存されるデータの多くは、データファイルの終端を表す制御記号（ＥＯＦ）をそのデータ内容に含むため、別途判別パターン３３を設けることなく、データファイルの終端を表す制御記号に対応するパターンを上記判別パターン３３として用いてもよい。また、当該制御記号と同様の記号を２値化したビット列に対応するパターンを上記判別パターン３３として用いてもよいし、データファイルの終端を表す２値化したビット列を別途定め、そのビット列に対応するパターンを上記判別パターン３３として用いてもよい。なお、本実施形態において、少なくとも１種の判別パターン３３が形成されていればよいが、複数種のパターン（例えば、単位データパターン３１（凹部３１１）及びダミーパターン３２（凹部３２１）とは形状及び寸法の異なるパターン（凹部３３１）と、データファイルの終端を表す制御記号に対応するパターンとの２種のパターン）が上記判別パターン３３として形成されていてもよい。

本実施形態において、データ非保存領域ＮＡに形成されているアドレスパターン４は、保存領域ＳＡ内における各単位保存領域ＵＡの位置情報を表現する凹部４１及び凸部４２により構成される。本実施形態において、保存領域ＳＡ内における各単位保存領域ＵＡの位置情報を表すアドレスパターン４は、各単位保存領域ＵＡの並列位置を表すｐ行目（ｐは１以上Ｍ以下の整数である。）及びｑ列目（ｑは１以上Ｎ以下の整数である。）という行番号及び列番号（ｐ，ｑ）の数字を表す点字を模したパターン（図５参照）を凹部４１及び凸部４２により表現してなるものである。図２においては、単位保存領域ＵＡが０４行０２列目に位置する領域である、ということがアドレスパターン４により表現されている。

なお、本実施形態におけるアドレスパターン４は、単位データパターンＵＰと同様、行番号及び列番号の数字を２値化したビット列を表す凹凸構造４（凹部４１及び凸部４２）により構成されていてもよい。

境界パターン５は、一の単位保存領域ＵＡと、その行方向及び列方向においてデータ非保存領域ＮＡを介して隣接する他の単位保存領域ＵＡとの境界を示すパターンであって、略方形状の各単位保存領域ＵＡの４角の外側に位置するように形成されている。かかる境界パターン５が形成されていることで、後述するように、撮像部１１１にて各単位保存領域ＵＡを容易に認識することが可能となり、複数の単位データパターン３１として記録・保存されているデータの正確な読み出しが可能となる。

本実施形態において、境界パターン５は、略十字状であって、その交点Ｌから外側に向かって延伸する４つのパターン５１〜５４のうちの１つのパターン５１の長さ（交点から当該パターンの延伸方向における長さ）が、他の３つのパターン５２〜５４の長さよりも短い（図６（ａ）参照）。このような形状を有する境界パターン５は、保存領域ＳＡ内の複数の単位保存領域ＵＡの並列順（図３における左上から横方向に向かう順）に、９０°ずつ回転させるようにして形成されている（図７参照）。後述するように、本実施形態に係るデータ保存媒体１に記録・保存されているデータを読み出す際に、各単位保存領域ＵＡの画像データを、データ保存媒体１を撮像部１１１に対して相対的に移動させながら取得する。そのため、撮像部１１１の移動のたびに撮像部１１１の位置合わせを行い、画像データを取得することになるが、単位保存領域ＵＡの並列順に境界パターン５が９０°ずつ回転していることで、撮像部１１１を走査させながら、単位保存領域ＵＡの並列順に画像データを取得することができる。

なお、境界パターン５は、その他の態様（平面視形状）として、略Ｌ字状（基準点Ｃｐから２方向に延伸する、互いに直交する２つのパターンを有するもの）であってもよいし（図６（ｂ）参照）、略十字状であって、基準点Ｃｐから外側に延伸する４つのパターンの長さ（交点から当該パターンの延伸方向における長さ）が実質的に同一のものであってもよい（図６（ｃ）参照）。

図８に示すように、単位データパターン３１、ダミーパターン３２、判別パターン３３及びアドレスパターン４は、いずれも、保存領域ＳＡ内に設定された仮想グリッドＧｒの交点ＰＩに重なるようにして形成されており、境界パターン５は、仮想グリッドＧｒのグリッド線に重なるように形成されている。より具体的には、単位データパターン３１（凹部３１１）、ダミーパターン３２（凹部３２１）、判別パターン３３（凹部３３１）及びアドレスパターン４（凹部４１）のそれぞれの基準点Ｃｐが仮想グリッドＧｒの交点ＰＩに重なるように、境界パターン５の基準点Ｃｐが仮想グリッドＧｒのグリッド線に重なり、かつ隣接する交点ＰＩ（図８においては上下方向に隣接する交点ＰＩ）の略中間に位置するように、単位データパターン３１、ダミーパターン３２、判別パターン３３、アドレスパターン４及び境界パターン５が形成されている。ここで、単位データパターン３１、ダミーパターン３２及びアドレスパターン４の基準点Ｃｐは、単位データパターン３１、ダミーパターン３２及びアドレスパターン４を構成する凹部３１１，３２１，４１の平面視における中心点であり、判別パターン３３の基準点Ｃｐは、平面視において行方向左側に偏心した点であり、境界パターン５の基準点Ｃｐは、略十字状の交点Ｌである。なお、少なくとも単位データパターン３１、ダミーパターン３２及び判別パターン３３の基準点Ｃｐが仮想グリッドＧｒの交点ＰＩに重なるようにして形成されていればよく、アドレスパターン４及び境界パターン５の基準点Ｃｐは、仮想グリッドＧｒの交点ＰＩに重なっていてもよいし、仮想グリッドＧｒのグリッド線には重なるが交点ＰＩには重なっていなくてもよいし、仮想グリッドＧｒの交点ＰＩ及びグリッド線のいずれにも重なっていなくてもよい。

上述した構成を有する本実施形態に係るデータ保存媒体１においては、記録・保存されているデータのデータ内容が、保存領域ＳＡの各単位保存領域ＵＡに形成されている凹凸構造（単位データパターン３１）により表現されている。このデータ保存媒体１は、石英からなる基材を加工することにより作製され得るものであって、極めて優れた耐熱性及び耐水性を有する。したがって、保存環境が変化したとしても記録・保存されているデータが滅失することなく、当該データを超長期的に（数百年以上の単位で）保存することができる。

また、本実施形態に係るデータ保存媒体１は、基材２の第１面２１に形成された凹凸構造（単位データパターン３１）によりデータが記録・保存されている。そのため、後述するように、当該データ保存媒体１を用いてインプリントリソグラフィ処理を行うことで、データが記録・保存されたデータ保存媒体１の複製物（バックアップ）を、当該データ（デジタルデータ）が存在していなくても容易に作製することができる。そして、かかるデータ保存媒体１における単位データパターン３１の形成されない領域（ダミー領域ＤＭＡ）にダミーパターン３２が形成されていることで、データ保存媒体１を用いたインプリント処理による転写不良の発生を防止することができ、高精度に複製物（バックアップ）を作製することができる。

さらに、本実施形態に係るデータ保存媒体１に記録・保存されているデータは、一般的な撮像素子を用いて光学的に認識可能な凹凸構造により表現されているため、超長期的な将来においても、そのときに存在する撮像素子を用いて当該凹凸構造（単位データパターン３１の凹部３１１及び凸部３１２）を撮像してビット列に変換するだけで、容易にデータを復元することができる。

さらにまた、本実施形態に係るデータ保存媒体１においては、データが凹凸構造として記録・保存される各単位保存領域ＵＡの保存領域ＳＡ内における位置を示すアドレスパターン４が形成されているため、データ保存媒体１に記録・保存されているデータの一部（複数の単位保存領域ＵＡのうちの一部の単位保存領域ＵＡに形成されている単位データパターン３１）を読み出す場合であっても、当該アドレスパターン４に基づいて、目的とするデータ（データの一部）を容易に読み出すことができる。また、単位保存領域ＵＡに形成されている凹凸構造（単位データパターン３１の凹部３１１）の一部が破損してしまった場合であっても、凹凸構造の一部が破損してしまった単位保存領域ＵＡをアドレスパターン４によって特定することができるため、データ保存媒体１の複製物（バックアップ）が予め作製されていれば、当該複製物から当該単位保存領域ＵＡに記録・保存されているデータを容易に読み出すことができ、データ保存媒体１の他の単位保存領域ＵＡから読み出されたデータと結合することで、データ保存媒体１に記録・保存されているデータの復元が可能となる。

〔データ保存媒体の製造方法〕
上述した構成を有するデータ保存媒体１は、以下のようにして製造することができる。図９は、本実施形態に係るデータ保存媒体１を作製する前段階として描画データを生成する工程を概略的に示すフロー図であり、図１０は、本実施形態に係るデータ保存媒体１を作製する工程を切断端面図にて示すフロー図である。

［描画データ生成工程］
データ保存媒体１に記録・保存されるデータＤに基づき、データ保存媒体１の保存領域ＳＡの複数の単位保存領域ＵＡに単位データパターン３１を形成するための第１描画データを生成する。

具体的には、まず、データＤの全ビット列を、その先頭から所定のビット長単位でＸ個（Ｘは２以上の整数である。）の単位ビット列に分割し、当該単位ビット列を含む単位データＵＤ₁〜ＵＤ_Xを生成する。各単位データＵＤの単位ビット列のビット長は、単位保存領域ＵＡに記録・保存可能なビット長と同一に設定され得る。本実施形態における各単位保存領域ＵＡに８行×１６列のビット行列でデータが保存され得る場合、記録・保存されるデータＤの全ビット列を、その先頭から１２８ビット長の単位ビット列の単位データＵＤに分割する。

次に、各単位データＵＤの単位ビット列を、８行×１６列の単位ビット行列ＵＭに変換し、当該単位ビット行列ＵＭに基づいて、単位パターンデータＤ₃₁を生成する。本実施形態においては、このとき、単位保存領域ＵＡに相当する単位パターンデータ生成領域内に仮想グリッドＧｒを定義し、当該仮想グリッドＧｒの交点ＰＩに重なるように、単位ビット行列ＵＭのうちのビット「１」に対応する位置にのみ、凹部３１１に対応する図形セル（正方形の図形セル）を配置し、ビット「０」に対応する位置には図形セルを配置しない（図８参照）。この単位パターンデータＤ₃₁は、８行×１６列の行列を構成する各位置における図形セルの有無によって、単位ビット行列ＵＭを構成する１２８ビットの情報を表現している。この単位パターンデータＤ₃₁が、単位保存領域ＵＡに単位データパターン３１を形成する際の描画データとして用いられる。

続いて、上記単位パターンデータＤ₃₁のうち、データＤのビット列の終端を含む単位ビット列ＵＤ_Xの単位パターンデータＤ₃₁に、判別パターンデータＤ₃₃を付加する。具体的には、データＤのビット列の終端がビット「１」であれば、当該単位パターンデータＤ₃₁において終端に配置された図形セルに続いて、判別パターン３３に対応する図形セル（長方形の図形セル）を配置する。一方、データＤのビット列の終端がビット「０」であれば、当該単位パターンデータＤ₃₁において終端に図形セルを配置しなかった仮想グリッドＧｒの交点ＰＩに続いて、判別パターン３３に対応する図形セル（長方形の図形セル）を配置する（図９参照）。

このようにして判別パターンデータＤ₃₃が付加された単位パターンデータＤ₃₁を、畦道状のデータ非保存領域ＮＡを設けるようにして行列状に配置し、行列状に配置された各単位パターンデータＤ₃₁に対応したアドレスパターンデータＤ₄及び境界パターンデータＤ₅を付加する。

アドレスパターンデータＤ₄は、データ保存媒体１に記録・保存されるデータＤにおける単位データＵＤの配列順に沿って付加される。このアドレスパターンデータＤ₄が、データ非保存領域ＮＡにアドレスパターン４を形成する際の描画データとして用いられる。

このようにして生成された、単位パターンデータＤ₃₁、判別パターンデータＤ₃₃、アドレスパターンデータＤ₄、及び境界パターンデータＤ₅を含む第１描画データから、ダミー領域ＤＭＡに相当する領域（ダミーパターンデータ生成領域）を抽出する。当該ダミーパターンデータ領域は、判別パターンデータＤ₃₃に基づき、判別パターン３３に対応する図形セルが配置された交点ＰＩ以降の行列配置順に従った交点ＰＩ（図形セルが配置されていない交点ＰＩ）を含む領域として抽出される。

このようにしてダミーパターンデータ生成領域を抽出し、それ以外の領域（すべての単位パターンデータ生成領域中、単位パターンデータＤ₃₁が付加された領域）の単位データパターン３１の面積密度ＡＤ_UP（％）を算出する。かかる面積密度ＡＤ_UPは、すべての単位保存領域ＵＡ中における、単位パターンデータ３１に対応する図形セルが配置された領域（図３を参照すれば、単位保存領域ＵＡ１〜ＵＡ１３、ＵＡ１４の一部、ＵＡ１７〜ＵＡ２８、ＵＡ３０〜ＵＡ３８、ＵＡ３９の一部、ＵＡ４２〜ＵＡ４８に相当する単位パターンデータ生成領域）の面積の合計に対する、当該領域に配置されたすべての図形セルの面積の合計の比として算出される。本実施形態において、隣接する図形セルのピッチが、単位データパターン３１に対応する図形セルの大きさ（１辺の長さ）の２倍になるように、仮想グリッドＧｒが定義されているため、仮にすべての単位パターンデータ生成領域内の交点ＰＩに図形セルが配置されたときの面積密度は２５％となる。そのため、単位データパターン３１の面積密度ＡＤ_UP（％）は、下記式により算出される。

ＡＤ_UP＝Ｎ_b1／Ｎ_ab×２５
上記式中、Ｎ_b1は「データＤの全ビット列におけるビット「１」の総数」を表し、Ｎ_abは「データＤの全ビット数」を表す。

このようにして算出された面積密度ＡＤ_UP（％）を指標として、抽出されたダミーパターンデータ生成領域にダミーパターンデータＤ₃₂を付加する。上記のようにして算出された面積密度ＡＤ_UP（％）は、保存領域ＳＡにおける単位データパターン３１の面積密度を表すため、ダミーパターンデータ生成領域におけるダミーパターン３２の面積密度が、当該面積密度ＡＤ_UPと実質的に同一（面積密度ＡＤ_UPに対する９０〜１１０％程度、好ましくは９５〜１０５％程度）の面積密度となるように、ダミーパターン３２に対応する図形セルをダミーパターンデータ生成領域に配置する。ダミーパターン３２に対応する図形セルが配置されるとき、例えば、乱数表等を用いて、ダミーパターンデータ生成領域内の交点ＰＩのうち、ダミーパターン３２に対応する図形セルを配置する交点ＰＩを決定することができる。このようにして、ダミーパターンデータＤ₃₂（第２描画データ）を生成し、それを第１描画データに付加することで、描画データを生成することができる。

［データ保存媒体作製工程］
続いて、第１面１１及び第１面１１に対向する第２面１２を有する、石英からなるデータ保存媒体用基材１０を準備し、当該基材１０の第１面１１上に、単位データパターン３１、ダミーパターン３２、判別パターン３３、アドレスパターン４及び境界パターン５のそれぞれに対応するレジストパターンＲ₃₁，Ｒ₃₂，Ｒ₃₃，Ｒ₄，Ｒ₅を形成する（図１０（ａ）参照）。

かかるレジストパターンＲ₃₁，Ｒ₃₂，Ｒ₃₃，Ｒ₄，Ｒ₅は、半導体の製造プロセス等で利用されている従来公知の露光装置（電子線描画装置、レーザ描画装置等）を用いて形成され得る。この露光装置を用いて、上記のようにして生成された描画データに基づいて、データ保存媒体用基材１０の第１面１１側に形成されているレジスト層にパターン潜像を形成し、現像処理を施すことにより、レジストパターンＲ₃₁，Ｒ₃₂，Ｒ₃₃，Ｒ₄，Ｒ₅を形成することができる。

上記レジスト層を構成する材料としては、特に限定されるものではなく、従来公知のエネルギー線感応型レジスト材料（例えば、電子線感応型レジスト材料等）等を用いることができる。なお、図１０（ａ）に示す例においては、ポジ型のエネルギー線感応型レジスト材料を用いているため、パターン潜像の形成されたレジスト層に現像処理を施すことで、凹状のレジストパターンＲ₃₁，Ｒ₃₂，Ｒ₃₃，Ｒ₄，Ｒ₅が形成される。

このようにしてレジストパターンＲ₃₁，Ｒ₃₂，Ｒ₃₃，Ｒ₄，Ｒ₅を形成した後、当該レジストパターンＲ₃₁，Ｒ₃₂，Ｒ₃₃，Ｒ₄，Ｒ₅をマスクとして用い、ウェットエッチング法又はドライエッチング法によりデータ保存媒体用基材１０の第１面１１をエッチングし（図１０（ｂ）参照）、残存するレジストパターンＲ₃₁，Ｒ₃₂，Ｒ₃₃，Ｒ₄，Ｒ₅を除去する。これにより、基材２の第１面２１に、単位データパターン３１、ダミーパターン３２、判別パターン３３、アドレスパターン４及び境界パターン５が形成されてなる、本実施形態に係るデータ保存媒体１を作製することができる。なお、データ保存媒体用基材１０の第１面１１側表面に酸化クロム等からなるハードマスク層が形成されているものを用いてもよい。この場合において、レジストパターンＲ₃₁，Ｒ₃₂，Ｒ₃₃，Ｒ₄，Ｒ₅をマスクとしたエッチングによりハードマスクパターンを形成し、当該ハードマスクパターンをマスクとしてデータ保存媒体用基材１０の第１面１１をエッチングし、ハードマスクパターンを除去することによりデータ保存媒体１を作製することができる。

このようにして作製されたデータ保存媒体１を用い、その複製物を作製する方法について説明する。図１１は、本実施形態に係るデータ保存媒体１の複製物を作製する工程を切断端面にて示す工程フロー図である。

まず、基材２の第１面２１に単位データパターン３１、ダミーパターン３２、判別パターン３３、アドレスパターン４及び境界パターン５が形成されてなるデータ保存媒体１と、第１面５１及びそれに対向する第２面５２を有し、第１面５１上に樹脂層６０が設けられてなる基板５０とを準備する（図１１（ａ）参照）。

基板５０を構成する材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、石英ガラス基板、ソーダガラス基板、蛍石基板、フッ化カルシウム基板、フッ化マグネシウム基板、アクリルガラス基板、ホウケイ酸ガラス基板等のガラス基板；ポリカーボネート基板、ポリプロピレン基板、ポリエチレン基板、その他ポリオレフィン基板等の樹脂基板等からなる単層基板や、上記基板のうちから任意に選択された２以上を積層してなる積層基板等が挙げられる。

樹脂層６０は、後述の工程（図１１（ｂ）参照）にて、データ保存媒体１の単位データパターン３１、ダミーパターン３２、判別パターン３３、アドレスパターン４及び境界パターン５の反転パターンが形成される層である。樹脂層６０を構成する樹脂材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等の樹脂材料を用いることができ、より具体的には、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂等を用いることができる。

次に、基板５０上の樹脂層６０に、データ保存媒体１の第１面２１を押し当てて、当該樹脂層６０にデータ保存媒体１の単位データパターン３１、ダミーパターン３２、判別パターン３３、アドレスパターン４及び境界パターン５を転写し、それらの反転パターンを形成する（図１１（ｂ）参照）。樹脂層６０が硬化した後、当該樹脂層６０からデータ保存媒体１及び基板５０を剥離することで、樹脂製モールド７０が作製される（図１１（ｃ）参照）。このとき、本実施形態に係るデータ保存媒体１には、単位データパターン３１の形成されていない領域（ダミー領域ＤＭＡ）にはダミーパターン３２が形成されているため、データ保存媒体１の第１面２１の全面において、剥離時にかかる応力が実質的に均一になる。そのため、転写不良等が生じることなく、高精度な反転パターンを有する樹脂製モールド７０を作製することができる。

続いて、第１面１１’及びそれに対向する第２面１２’を有する、石英からなる複製物用基材１０’を準備し、当該複製物用基材１０’の第１面１１’上にレジスト層８０を形成し、当該レジスト層８０に樹脂製モールド７０における反転パターンが形成されている面を押し当て、その状態でレジスト層８０を硬化させる（図１１（ｄ）参照）。

レジスト層８０が硬化した後、樹脂製モールド７０をレジスト層８０から剥離することで、樹脂製モールド７０の反転パターンが転写されたレジストパターン９０が形成される（図１１（ｅ）参照）。このときも同様に、上記樹脂製モールド７０は、本実施形態に係るデータ保存媒体１のダミーパターン３２が高精度に転写された反転パターンを有するため、樹脂製モールド７０の全面において、剥離時にかかる応力が実質的に均一になる。

そして、レジストパターン９０をマスクとして用いて、複製物用基材１０’の第１面１１’をエッチングする。これにより、データ保存媒体１の複製物１’を作製することができる（図１１（ｆ）参照）。なお、レジスト層８０の硬化に影響がない限りにおいて、必要に応じて複製物用基材１０’の第１面１１’側表面に酸化クロム等からなるハードマスク層が形成されているものを用いてもよい。この場合において、ハードマスク層上にレジストパターン９０を形成し、レジストパターン９０をマスクとしたエッチングによりハードマスクパターンを形成し、ハードマスクパターンをマスクとして複製物用基材１０’の第１面１１’をエッチングした後、ハードマスクパターンを除去することでデータ保存媒体１の複製物１’を作製することができる。

上述したように、本実施形態によれば、半導体製造プロセス等で利用されている従来公知のリソグラフィ技術を利用することで、データ保存媒体１を容易に、かつ高精度に作製することができる。また、当該データ保存媒体１が破損した場合等に備え、それに記録・保存されているデータのバックアップとしての複製物は、従来公知のインプリント技術を利用して容易に作製され得る。

〔データ読出装置・データ読出方法〕
上述した構成を有するデータ保存媒体１に記録・保存されたデータを読み出すためのデータ読出装置及び当該データ読出装置を用いたデータ読出方法について説明する。図１２は、本実施形態におけるデータ読出装置の概略構成を示すブロック図である。

本実施形態におけるデータ読出装置１００は、データ保存媒体１の保存領域ＳＡの画像データを取得する画像データ取得部１１０と、当該画像データに基づいたデータ処理等を行う制御部１２１及び画像データ取得部１１０により取得された画像データや制御部１２１により生成された各種データ、各種プログラム等を記憶する記憶部１２２を有する制御装置１２０とを備える。

画像データ取得部１１０は、ＣＣＤカメラのような所定の撮影対象領域内の画像を画像データとして取り込む撮像部１１１と、撮影対象領域がデータ保存媒体１の保存領域ＳＡの各単位保存領域ＵＡを撮影部１１１に対して順次相対的に移動させるように走査処理を行う走査部１１２とを含む。かかる画像データ取得部１１０としては、汎用の光学顕微鏡等を用いることができる。

制御部１２１は、各種プログラムの指示に従って演算処理を行う。具体的には、制御部１２１は、各単位保存領域ＵＡに形成されている単位データパターン３１の画像データに基づいて、単位データ（単位ビット列）を読み出したり、判別パターン３３の画像データに基づいて、単位データ（単位ビット列）の終端を判別したり、データ非保存領域ＮＡに形成されているアドレスパターン４の画像データに基づいて単位保存領域ＵＡの位置情報を読み出したり、画像データ取得部１１０により取得された画像データや、種々の生成されたデータ等を記憶部１２２に記憶させたり、読み出された単位データ（単位ビット列）を結合して、データ保存媒体１に記録・保存されているデータを復元したりする。

記憶部１２２は、画像データ取得部１１０により取得された保存領域ＳＡ（単位保存領域ＵＡ）の画像データを記憶する他、単位保存領域ＵＡに形成されている単位データパターン３１の画像データに基づいて読み出された単位データ（単位ビット列）とアドレスパターン４の画像データに基づいて読み出された単位保存領域ＵＡの位置情報とを関連付けて記憶する。かかる制御部１２１及び記憶部１２２を有する制御装置１２０としては、汎用のコンピュータ等を用いることができる。

このような構成を有するデータ読出装置１００を用いて、データ保存媒体１に記録・保存されているデータを読み出す方法について説明する。

まず、画像データ取得部１１０にデータ保存媒体１がセットされると、画像データ取得部１１０は、走査部１１２により、データ保存媒体１を撮像部１１１に対して相対的に移動させ、撮像部１１１により、データ保存媒体１の保存領域ＳＡの各単位保存領域ＵＡを順に撮像させ、各単位保存領域ＵＡ及びそれに対応するアドレスパターン４の画像を含む画像データを取得する。

画像データ取得部１１０の走査部１１２は、データ保存媒体１の境界パターン５を認識することで、単位保存領域ＵＡとそれに対応するアドレスパターン４とが撮影対象領域に含まれるように、データ保存媒体１を撮像部１１１に対して相対的に移動させる。これにより、撮像部１１１により撮像された画像に、少なくとも一の単位保存領域ＵＡとそれに対応するアドレスパターン４とが含まれる。

画像データ取得部１１０により取得された各画像データは、制御装置１２０の記憶部１２２に記憶され、制御部１２１は、記憶部１２２に記憶された各画像データから、単位保存領域ＵＡに形成されている単位データパターン３１に基づいて単位データ（単位ビット列）を読み出すとともに、その単位保存領域ＵＡの位置情報をアドレスパターン４に基づいて読み出し、その単位データ（単位ビット列）と位置情報とを関連付けて記憶部１２２に記憶させる。

単位データパターン３１に基づいて単位データ（単位ビット列）を読み出す際、制御部１２１は、単位保存領域ＵＡ及び境界パターン５を含む画像データ上に仮想グリッドＧｒを定義する。この仮想グリッドＧｒは、４角に位置する境界パターン５の基準点Ｃｐを通るように定義される。そして、制御部１２１は、単位保存領域ＵＡ内における仮想グリッドＧｒの各交点ＰＩ上に凹部３１１が存在するか否かを判定する。凹部３１１が存在するか否かの判定は、例えば、画像データにおける明暗分布に基づいて行われ得る。

制御部１２１は、凹部３１１が存在すると判定した交点ＰＩにはビット「１」を、凹部３１１が存在しないと判定した交点ＰＩにはビット「０」を対応付け、これにより単位データ（単位ビット列）が読み出される。

制御部１２１は、単位データパターン３１に基づいて単位データ（単位ビット列）を読み出す場合、画像データにおける左上に位置する境界パターン５を認識し、当該境界パターン５の基準点Ｃｐを指標とし、その右下の方向に位置する仮想グリッドＧｒの交点ＰＩであって、単位保存領域ＵＡ内の交点ＰＩ上から右方向に、凹部３１１が存在するか否かの判定を開始する。

制御部１２１は、各画像データから単位パターンデータ３１に基づいて単位データ（単位ビット列）を読み出しながら、判別パターン３３を認識したとき、判別パターン３３以降の凹凸構造がダミーパターン３２であると判断し、単位データ（単位ビット列）の読み出しを中止する。

その後、制御部１２１は、記憶部１２２に記憶されている単位データ（単位ビット列）を結合し、データ（ビット列）を生成する。

データ（ビット列）を生成するにあたり、制御部１２１は、単位データ（単位ビット列）に関連付けられて記憶されている位置情報に基づいて、単位データ（単位ビット列）の結合順序を決定する。具体的には、制御部１２１は、位置情報としての行番号を第１優先順位とし、列番号を第２優先順位として行番号及び列番号の小さい順に単位データ（単位ビット列）を結合させる。このようにして、データ保存媒体１に保存されているデータを復元することができる。

上述したように、本実施形態におけるデータ読出装置及びデータ読出方法によれば、判別パターン３３を認識することで、ダミーパターン３２に基づいたデータを読み出すことがなく、単位パターンデータ３１に基づいて単位データのみを読み出すことができるため、データ保存媒体１に保存されているデータを正確に復元することができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

上記実施形態において、データ保存媒体１は、第１面１１及びそれに対向する第２面１２を有する、石英からなるデータ保存媒体用基材１０の第１面１１に、単位データパターン３１、ダミーパターン３２、判別パターン３３、アドレスパターン４及び境界パターン５を同時に形成することで作製されるが（図１０参照）、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、図１３に示すように、第１面１１’及びそれに対向する第２面１２’を有する、石英からなる基材１０’の第１面１１’上に、複数の単位保存領域ＵＡ及びデータ非保存領域ＮＡを含む保存領域ＳＡが設定され、当該保存領域ＳＡのデータ非保存領域ＮＡに、各単位保存領域ＵＡに対応するアドレスパターン４及び境界パターン５が形成されてなるデータ保存用媒体を準備し、当該データ保存用媒体の各単位保存領域ＵＡに、単位データパターン３１、ダミーパターン３２及び判別パターン３３を同時に形成することで、データ保存媒体１を作製してもよい。

上記実施形態において、ポジ型のエネルギー線感応型レジスト材料を用いてレジストパターンＲ₃₁，Ｒ₃₂，Ｒ₃₃，Ｒ₄，Ｒ₅を形成する態様を例に挙げて説明したが（図１０参照）、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、ネガ型のエネルギー線感応型レジスト材料を用いてレジストパターンを形成してもよい。これにより、単位データパターン３１、ダミーパターン３２、判別パターン３３及びアドレスパターン４を凸部（ピラー）及び凸部を有しない部分とし、境界パターン５を凸部（ピラー）とするデータ保存媒体１を作製することができる。

上記実施形態においては、ダミーパターンデータ生成領域以外の領域（保存領域ＳＡ中における単位データパターン３１が形成される領域）における単位パターンデータＤ₃₁の面積密度ＡＤ_UPを算出し、当該面積密度ＡＤ_UPを指標としてダミーパターンデータＤ₃₂を生成する態様を例に挙げて説明したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、ダミーパターンデータ生成領域を抽出した後、当該領域の周囲を囲む単位保存領域に相当する領域における単位パターンデータＤ₃₁の面積密度ＡＤ_UPを算出し、当該面積密度ＡＤ_UPを指標として、ダミーパターンデータ生成領域にダミーパターン３２に対応する図形セルを配置してもよい。例えば、図３を参照して説明すると、単位保存領域ＵＡ１４（ＵＡ１４の一部）〜ＵＡ１６に相当する領域が、ダミーパターンデータ生成領域であるため、当該領域の周囲を囲む単位保存領域ＵＡ７〜ＵＡ１１、ＵＡ１３、ＵＡ１７、ＵＡ１９〜ＵＡ２３に相当する領域における単位パターンデータＤ₃₁の面積密度ＡＤ_UPを指標として、ダミーパターン３２に対応する図形セルが配置される。単位データパターン３１の面積密度は、保存領域ＳＡ内の複数の単位保存領域ごとに異なることが通常である。例えば、保存領域ＳＡ全体における単位データパターン３１の面積密度が１５％であったとしても、ダミー領域ＤＭＡの周囲における単位データパターン３１の面積密度が１０％である場合や、２０％である場合もある。そのため、保存領域ＳＡ全体における単位データパターン３１の面積密度を指標としてダミー領域ＤＭＡに１５％の面積密度でダミーパターン３２を形成したとしても、ダミー領域ＤＭＡの周囲における単位データパターン３１の面積密度が１０％である場合には、ダミー領域ＤＭＡとデータ領域ＤＴＡとの間で面積密度の差が大きくなってしまう。このようなデータ保存媒体１を用いてインプリント処理により複製物を作製する場合、データ領域ＤＴＡとダミー領域ＤＭＡとの境界にて、剥離時の応力が大きくなり、欠陥が発生するおそれがある。しかしながら、ダミー領域ＤＭＡの周囲の単位保存領域における単位データパターン３１の面積密度と、ダミー領域ＤＭＡにおけるダミーパターン３２の面積密度とを実質的に同一とすることで、データ領域ＤＴＡとダミー領域ＤＭＡとの境界における上記剥離時の応力を小さくすることができ、インプリント処理による複製物を高精度に作製することができる。

また、ダミーパターンデータ生成領域を抽出し、保存領域ＳＡ中における各単位保存領域ＵＡの単位パターンデータＤ３１の面積密度ＡＤ_UPを算出した後、抽出された領域を中心とした、保存領域ＳＡ内における面積密度ＡＤ_UPの変化の勾配を算出し、当該勾配を指標として、ダミー領域ＤＭＡにおけるダミーパターン３２の面積密度を求め、当該ダミーパターン３２の面積密度に基づいて、ダミーパターン３２に対応する図形セルを配置してもよい。このような態様でダミーパターン３２を形成することで、保存領域ＳＡ全体において剥離時にかかる応力の変化を小さくすることができるため、インプリント処理による複製物を高精度に作製することができる。

１…データ保存媒体
２…基材
２１…第１面
２２…第２面
３１…単位データパターン
３２…ダミーパターン
３３…判別パターン
４…アドレスパターン
５…境界パターン
ＳＡ…保存領域
ＵＡ…単位保存領域
ＮＡ…データ非保存領域
Ｇｒ…仮想グリッド
ＰＩ…交点

Claims (14)

1. データが保存されてなるデータ保存媒体を製造する方法であって、
   第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する、石英からなるデータ保存媒体用基材の前記第１面側に凹凸構造を形成する際に用いられるパターンデータを生成するパターンデータ生成工程と、
   前記パターンデータに基づいて、前記データ保存媒体用基材の前記第１面に前記凹凸構造を形成する凹凸構造形成工程と
   を含み、
   前記凹凸構造は、前記データ保存媒体用基材の前記第１面側に定義される保存領域内のデータ領域に形成される、前記データのデータ内容を表現するデータ凹凸構造と、前記保存領域内における前記データ領域以外の領域であるダミー領域に形成されるダミー凹凸構造と、前記データ凹凸構造及び前記ダミー凹凸構造の境界を判定するための判定凹凸構造とを含み、
   前記判定凹凸構造は、前記データ凹凸構造及び前記ダミー凹凸構造と異なる形状及び寸法を有し、
   前記パターンデータ生成工程は、前記データ凹凸構造に対応する第１パターンデータを生成する第１工程と、前記第１工程にて生成された前記第１パターンデータに前記判定凹凸構造に対応する第３パターンデータを付加する工程と、前記ダミー凹凸構造に対応する第２パターンデータを前記第３パターンデータが付加された前記第１パターンデータに付加することで、前記パターンデータを生成する第２工程とを有し、
   前記第２工程において、前記第１パターンデータに基づき、前記保存領域内における前記凹凸構造の面積密度が実質的に均一になるように前記第２パターンデータを前記第１パターンデータに付加する
   ことを特徴とするデータ保存媒体の製造方法。
2. データが保存されてなるデータ保存媒体を製造する方法であって、
   第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する、石英からなるデータ保存媒体用基材の前記第１面側に凹凸構造を形成する際に用いられるパターンデータを生成するパターンデータ生成工程と、
   前記パターンデータに基づいて、前記データ保存媒体用基材の前記第１面に前記凹凸構造を形成する凹凸構造形成工程と
   を含み、
   前記凹凸構造は、前記データ保存媒体用基材の前記第１面側に定義される保存領域内のデータ領域に形成される、前記データのデータ内容を表現するデータ凹凸構造と、前記保存領域内における前記データ領域以外の領域であるダミー領域に形成されるダミー凹凸構造と、前記データ凹凸構造及び前記ダミー凹凸構造の境界を判定するための判定凹凸構造とを含み、
   前記判定凹凸構造は、複数種の構造を有し、
   前記パターンデータ生成工程は、前記データ凹凸構造に対応する第１パターンデータを生成する第１工程と、前記第１工程にて生成された前記第１パターンデータに前記判定凹凸構造に対応する第３パターンデータを付加する工程と、前記ダミー凹凸構造に対応する第２パターンデータを前記第３パターンデータが付加された前記第１パターンデータに付加することで、前記パターンデータを生成する第２工程とを有し、
   前記第２工程において、前記第１パターンデータに基づき、前記保存領域内における前記凹凸構造の面積密度が実質的に均一になるように前記第２パターンデータを前記第１パターンデータに付加する
   ことを特徴とするデータ保存媒体の製造方法。
3. 前記パターンデータ生成工程において、前記保存領域に相当するパターンデータ生成領域を設定し、
   前記第１工程において、前記データ凹凸構造に対応する第１図形セルを前記パターンデータ生成領域内に配置して前記第１パターンデータを生成し、
   前記第２工程は、前記第１パターンデータに基づき、前記パターンデータ生成領域内において前記第１図形セルが配置された領域を第１パターンデータ生成領域として抽出する工程、前記第１パターンデータ生成領域以外の領域を前記ダミー領域に相当する第２パターンデータ生成領域として抽出する工程、及び前記第２パターンデータ生成領域に前記ダミー凹凸構造に対応する第２図形セルを配置して前記第２パターンデータを生成する工程を含む
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ保存媒体の製造方法。
4. 前記保存領域は、行列状に配置された複数の単位保存領域を含み、
   前記データ凹凸構造は、前記データを分割して得られる複数の単位データのそれぞれのデータ内容を表現する複数の単位データ凹凸構造からなり、
   前記パターンデータ生成工程において、前記複数の単位保存領域のそれぞれに相当する複数の単位パターンデータ生成領域を設定し、
   前記第１工程において、前記各単位データ凹凸構造に対応する第１図形セルを、前記複数の単位パターンデータ生成領域の行列配置順に、各単位パターンデータ生成領域に配置して前記第１パターンデータを生成し、
   前記第２工程は、前記第１パターンデータに基づき、前記複数の単位パターンデータ生成領域のそれぞれにおいて前記第１図形セルが配置された領域を第１パターンデータ生成領域として抽出する工程、前記第１パターンデータ生成領域以外の領域を前記ダミー領域に相当する第２パターンデータ生成領域として抽出する工程、及び前記第２パターンデータ生成領域に前記ダミー凹凸構造に対応する第２図形セルを配置して前記第２パターンデータを生成する工程を含む
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ保存媒体の製造方法。
5. 前記第２パターンデータを生成する工程において、前記第１パターンデータに基づき、前記第１図形セルが配置された前記第１パターンデータ生成領域の総面積に対する前記第１図形セルの総面積の比率を算出し、当該第１図形セルの総面積の比率と実質的に同一の面積率で前記第２パターンデータ生成領域に前記第２図形セルを配置して前記第２パターンデータを生成することを特徴とする請求項４に記載のデータ保存媒体の製造方法。
6. 前記第２パターンデータを生成する工程において、前記第１パターンデータに基づき、前記第２パターンデータ生成領域の周囲に位置する前記単位パターンデータ生成領域を抽出し、抽出された単位パターンデータ生成領域の総面積に対する前記第１図形セルの総面積の比率を算出し、当該第１図形セルの総面積の比率と実質的に同一の面積率で前記第２パターンデータ生成領域に前記第２図形セルを配置して前記第２パターンデータを生成することを特徴とする請求項４に記載のデータ保存媒体の製造方法。
7. 前記第２パターンデータを生成する工程において、前記第２パターンデータ生成領域の周囲に位置する前記単位パターンデータ生成領域における前記第１図形セルの総面積の比率から、前記単位パターンデータ生成領域における前記第１図形セルの総面積の比率の勾配を算出し、当該第１図形セルの総面積の比率の勾配に基づいて、前記第２パターンデータ生成領域に前記第２図形セルを配置して前記第２パターンデータを生成することを特徴とする請求項６に記載のデータ保存媒体の製造方法。
8. 前記データ凹凸構造及び前記ダミー凹凸構造は、相互に実質的に同一の寸法を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のデータ保存媒体の製造方法。
9. データが保存されてなるデータ保存媒体であって、
   第１面及びそれに対向する第２面を有する、石英からなる基材と、
   前記基材の第１面上に設定された保存領域内に形成されてなる凹凸構造と
   を備え、
   前記保存領域は、少なくとも一方向に並列されてなる複数の単位保存領域と、隣接する前記単位保存領域の間に位置するデータ非保存領域とを含み、
   前記凹凸構造は、前記単位保存領域内のデータ領域に形成されてなる、前記データのデータ内容を表現するデータパターンと、前記単位保存領域内における前記データ領域以外の領域であるダミー領域に形成されてなるダミーパターンと、前記単位保存領域内に形成されてなり、前記データパターン及び前記ダミーパターンの境界を判別するための判別パターンとを含み、
   前記判別パターンは、複数種のパターンを有し、
   前記データパターン及び前記ダミーパターンのそれぞれは、前記保存領域内における前記凹凸構造の面積密度が実質的に均一になるように前記データ領域及び前記ダミー領域のそれぞれに形成されていることを特徴とするデータ保存媒体。
10. 前記データパターン及び前記ダミーパターンは、互いに実質的に同一の形状及び寸法を有し、
    前記判別パターンは、前記データパターン及び前記ダミーパターンと異なる形状及び寸法を有することを特徴とする請求項９に記載のデータ保存媒体。
11. 請求項９又は１０に記載のデータ保存媒体に保存されているデータを読み出す装置であって、
    前記保存領域を含む画像データを取得する画像データ取得部と、
    前記画像データから、前記保存領域に形成されている前記凹凸構造のうちの前記データパターンを抽出し、抽出された前記データパターンに基づいて前記データを読み出すデータ読出部と
    を備えることを特徴とするデータ読出装置。
12. 前記データ読出部は、前記判別パターンを指標として、前記画像データから、前記凹凸構造のうちの前記データパターンを抽出することを特徴とする請求項１１に記載のデータ読出装置。
13. 請求項９又は１０に記載のデータ保存媒体に保存されているデータを読み出す方法であって、
    前記保存領域を含む画像データを取得する画像データ取得工程と、
    前記画像データから、前記保存領域に形成されている前記凹凸構造のうちの前記データパターンを抽出し、抽出された前記データパターンに基づいて前記データを読み出すデータ読出工程と
    を有することを特徴とするデータ読出方法。
14. 前記データ読出工程において、前記判別パターンを指標として、前記画像データから、前記凹凸構造のうちの前記データパターンを抽出することを特徴とする請求項１３に記載のデータ読出方法。

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