JP2001522118A - 焦点誤差補正装置 - Google Patents
焦点誤差補正装置Info
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Abstract
Description
コンパクトディスク(CD)、テープ、カード等の読取りを行なう読取りシステ
ムと共に用いられる焦点誤差補正装置に関する。
られている。これらの記憶装置は典型的にはピット(pit)に似たパターンで
つくられた一つの情報保持層から成っている。
光記憶装置が開発されて来た。三次元光記憶装置の容量は読取りを行なう光の波
長の3乗に比例する。例えば三次元の光学的記憶装置の全体の厚さを1mmにし
、厚さ0.01mmの情報保持層からこの厚さをつくることができる。このよう
な装置の記憶容量は単一層の容量よりも約100倍大きい。
この装置は1枚の基質とその基質の片側に備えられた複数のデータ層から成って
いる。各データ層はデータスポット(data spot)の線からつくられた
データトラックから成っている。通常の二次元の装置と同様に、この装置では情
報を保持しているピット状の区域、並びにその層に隣接した区域は光を反射する
。従って通常の読取り技術は干渉と反射から成る物理学的な原理に基づいている
。再生を行なうために一つのデータを選択するためには、焦点誤差補正装置を使
用して読取り用の光束の焦点を一つのデータ層から他のデータ層へ変化させる。
この補正装置は典型的には制御用の電子回路と対物レンズを駆動するサーボモー
ターとから成っている。
装置の一例は米国特許4,123,652号に記載されている。この場合焦点誤
差の検出は非点収差光学(astigmatic optics)の使用に基づ
いている。しかしデータ層は実質的に光を反射するから、不可避的な多重反射が
起こり、三つ以上のデータ層を有するこのような「反射型の」情報保持体では読
取りが妨害される。
発明の出願人による米国特許願08/956,052号および08/944,4
02号に記載されている。不幸なことに「反射型の」情報保持体の読取りに用い
られた従来の焦点誤差補正法は三次元の「蛍光型の」情報保持体に対しては効果
がない。
システムと一緒に使用される新規焦点誤差補正装置を提供することにより、従来
の焦点誤差補正法を改良することが要求されている。
の間隔をおいて配置されたデータ区域をもつように三次元の情報保持体をつくる
。データ区域は、予め定められた入射励起光(excited radiation)と相互作用を した場合、出力の励起光を発生し得る材料からつくられている。周囲区域は入射
光および出力励起光の両方に対し光学的に実質的に透明である。
ス付加面)に向わせる。この光は入射光の光路にあるデータ区域と相互作用する
と出力励起光を生じる。同じ焦点合わせ用の光学系により入射光の焦点を合わせ
、出力励起光を集める。適当なフィルター・アセンブリーにより検出ユニットが
受取るべき出力光を拾い上げる。この焦点誤差補正法では、焦点合わせ用の光学
系の焦点面に関し予め設定された関係で並んだ、少なくとも二つの間隔をおいて
配置された焦点面を規定する配置を使用している。その結果検出ユニットに到達
する出力光により焦点合わせ用の光学系の焦点面に対してアドレス付加面の相対
的な場所が示される。この情報で焦点誤差が検出され、それは焦点合わせ用の光
学系の位置を調節しアドレス付加面を焦点面の中に位置させるのに使用される。
をおいて配置されたデータ区域をもつようにつくられ、該データ区域は、予め定
められた入射励起光と相互作用をした場合、出力の励起光を発生し得る材料から
つくられ、該周囲区域は入射光および出力励起光に対し光学的に実質的に透明で
ある三次元の情報保持体の中のデータを読取るためにピックアップシステムに使
用される焦点誤差補正装置において、 (a)該情報保持体の内部のアドレス付加面に向い該励起された出力光を生じ
る該予め定められた入射光を発生させる照射ユニット、 (b)該出力光を受取りそれを表すデータを発生させる光感知面をもった検出
ユニット、 (c)情報保持体の内部における焦点面を形成する焦点合わせ用の光学系、 (d)情報保持体と焦点合わせ用の光学系との間でその光軸に沿って相対的な
移動を行なわせるアクチュエータ、 (e)検出ユニットが受取るべき該出力光を拾い上げるフィルター・アセンブ
リー、 (f)焦点合わせ用の光学系の該焦点面に関し予め設定された関係で並んだ、
少なくとも二つの間隔をおいて配置された焦点面を規定し、該受取られた出力光
が該焦点面に関してアドレス付加面の相対的な場所を示すようにする配置、およ
び (g)検出ユニットおよびアクチュエータと組み合わされ、受取られた出力光
を表すデータに応答してアドレス付加面の相対的な位置を決定し、焦点補正補正
信号を生成しそれに従ってアクチュエータを作動させることを特徴とする焦点誤
差補正装置が提供される。
光のスペクトルが検出器へ到達するのを防ぐスペクトル・フィルターであること
が好ましい。またフィルター・アセンブリーは、出力光を空間的に分離しこれを
検出ユニットへと向わせる光束分割器を含んでいることが好ましい。
中で入射光と相互作用して励起された蛍光である。
離された出力光の光路の中に入れられた非点収差補正要素である。
、入射光を分割して少なくとも三つの空間的に分離された光束にし、該光束の一
つを該焦点合わせ用の光学系の該焦点面に焦点を結ばせ、該光束の少なくとも二
つを該少なくとも二つの焦点面に焦点を結ばせる光学アセンブリーを具備してい
る。好ましくは該光学アセンブリーは焦点合わせ用の光学系の上手において入射
光の光路の中に入れられたホログラフ板を含んでいる。従って出力光は少なくと
も三つの空間的に分離された成分から成っている。この目的のために、該検出ユ
ニットはそれぞれが出力光の成分の対応する一つを受取る3個の別々の検出器を
具備している。該検出器は出力光が検出ユニットの方へ伝播する軸に沿って或る
予め定められた距離だけ互いに間隔を空けられている。
配置は、光軸に沿って連続的に振動運動を賦与する、該焦点合わせ用の光学系に
付属した駆動装置を含んでいる。この場合該検出ユニットは光感知面の前方に取
り付けられた孔を含んでいる。該孔の直径は記録区域の大きさと実質的に等しい
。この目的のために、変調感受性をもつ電子回路が検出器または制御ユニットに
付属して含まれている。
ような保持体である。この反射性の材料は情報保持体から出る反射光成分を生じ
るように該蛍光材料の下方に置かれている。この場合検出ユニットは該光感知面
を規定する第1の検出器、および第2の検出器を含んでいることが好ましい。第
1および第2の検出器はそれぞれ第1の出力された蛍光および第2の反射された
光を受取る。従ってフィルター・アセンブリーは蛍光を分離してこれを第1の検
出器へと向わせる鏡と、反射光を分離してこれを第2の検出器へと向わせる部分
的に透明な鏡とを含んでいる。該制御ユニットは該第2の検出器および該アクチ
ュエータに連結されていることができ、この場合該第1の検出器は蛍光を受取り
、情報保持体の中に保存されている情報を表すデータを発生させる。
数の間隔をおいて配置されたデータ区域をもつようにつくられ、該データ区域は
上方にある蛍光材料および予め定められた入射光に関して反射性の低い下方にあ
る材料によってつくられた積層物からつくられ、該入射光と相互作用をした場合
第1の蛍光出力光および第2の反射された出力光を発生し、該周囲区域は光学的
に実質的に透明である三次元の情報保持体の中のデータを読取るためのピックア
ップシステムにおいて、 (i)情報保持体の内部のアドレス付加面へと向わせられる予め定められた入
射光を発生させる照射ユニット、 (ii)入射光および出力光の経路の中に入れられ、情報保持体の内部の焦点
面を形成する焦点合わせ用の光学系、 (iii)該第1の出力光を受取り情報保持体に保存された情報を表すデータ
を発生させる第1の検出ユニット、 (iv)第1の光を分離しこれを第1の検出ユニットへと向わせる第1の光分
割装置、 (v)該第2の出力光を受取りそれを表すデータを発生させる第2の検出ユニ
ット、 (vi)第2の出力光を分離しこれを第2の検出ユニットへと向わせる第2の
光束分割装置、 (vii)情報保持体と焦点合わせ用の光学系の間でその光軸に沿って相対的
な移動を行なわせるアクチュエータ、 (viii)焦点合わせ用の光学系の該焦点面に対し予め設定された関係で並
んだ少なくとも二つの間隔をおいて配置された焦点面を規定し、該受取られた出
力光が該焦点面に関してアドレス付加面の相対的な場所を示すようにする配置、
および (ix)第2の検出ユニットおよび該アクチュエータと組み合わされ、受取ら
れた第2の光を表すデータに応答してアドレス付加面の相対的な位置を決定し、
焦点補正補正信号を生成しそれに従ってアクチュエータを作動させる制御ユニッ
トを具備していることを特徴とするシステムが提供される。
照し本発明を限定しない実施例によって本発明の好適具体化例を次に説明する。
は情報保持体2において読取りを行なうためのピックアップシステム(図示せず
)の構成部分をなしている。装置1は照明ユニット4、検出ユニット5、光の向
きを決める光学系6および制御ユニット12を具備している。
いる。光の向きを決める光学系6は典型的には1個または複数個の対物レンズ8
(焦点を合せ用の光学系を構成)、補助レンズ9aおよび球面収差補正器9bを
含んでいる。光の向きを決める光学系7にはさらに光束分割器10および円筒レ
ンズ11a(非点収差補正要素を構成)を含む像形成光学系11が備えられてい
る。対物レンズ8は、一般的にSMで示されるサーボ機構により、光軸OAに沿
い滑って情報保持体2の方へまたは情報保持体2から動くように支持されている
。特別には示されてはいないが、情報保持体2をその軸の周りに回転駆動させる
ために、また対物レンズ8に関して情報保持体を往復運動させその内部のアドレ
ス付加面の操作を行ない得るようにするために、適当な駆動装置が備えられてい
ることに注意すべきである。
の向きが決定される。光束分割器10は二色性の鏡であり、入射光スペクトルλ r に対しては実質的に透明であり、出力光のスペクトルλoに対してはこれを実質
的に反射する。換言すれば、光束分割器10は入射光および出力光の光束Brお よびBoをそれぞれ分離し、出力光束Boを検出ユニット5の方へ向わせる。
、随時アパーチャー・ストップ(aperture stop)18が備えられ
ている。アパーチャー・ストップ18は検出器14の方へ伝播する出力光の部分
だけを集める役目をする。フィルター16はスペクトル内部で出力光λo以外の 光の成分が検出器14に到達するのを防ぐ。検出器14は公知種類のものであり
、光の信号を受取りそれを表すデータを生成するための光に感受性の表面IP規
定する。サーボ機構SMと検出器14との間には電子回路ユニット12が連結さ
れている。この制御ユニットは適当なハードウエアを備え、受取った光を表すデ
ータの応答しレンズ8の焦点面からの面Sの移動量を決定し、いわゆる「焦点誤
差補正信号」を発生するように適当なソフトウエアによって操作される。この信
号はサーボ機構SMを作動させ、焦点がアドレス付加面Sに位置するようにレン
ズ8を動かす。
報保持体2は、基質22の上に間隔を置いて平行に配置された関係でつくられた
数枚の、例えば3枚の層L1、L2およびL3を含んでいる。2枚の隣接した情報 層はそれぞれ中間層L(1)およびL(2)によって隔てられている。基質22および
中間層L(1)およびL(2)は入射光λrおよび出力光λoの両方に対し光学的に透明
な材料からつくられる。情報層L1〜L3は蛍光材料で充填された一般にRfで示 される区域またはピットを含み、この区域は基質および中間層と同じ光学的に透
明な材料からつくられた区域Rtによって取り囲まれている。従って区域Rfは記
録用の蛍光区域を表し、一方情報層の周りの区域Rt、並びに基質および中間層 は一緒になって情報保持体2の光学的に透明な区域を構成している。
条件が満足されなければならない。記録区域は実質的に透明でなく、また反射も
しないが、層全体の区域の約10〜20%を占めており、一方層の残りの部分は
実質的に光学的に透明である。記録区域の吸収は入射した読取り用の光に関し5
〜50%の範囲であることが好ましい。このような装置から読取りを行なう場合
、焦点を結んでいない読取り用の光に対する情報層の吸収は約1〜10%であり
、これは記録区域に焦点を結んでいる読取り用の光の吸収よりも10倍程度小さ
い値である。吸収された読取り用の光の大部分は光の方向を決める光学系の焦点
の所にある記録区域に関連している。吸収された記録用の光の比較的少ない部分
は光の方向を決める光学系の焦点からずれた読取り用の光束の経路にある複数の
記録区域に関連しており、この部分はすべての記録区域に亙って分布している。
従って焦点の合った記録区域の蛍光は焦点を外れた記録区域の蛍光よりも遥かに
(約1000倍)強い。
れているという事実のために、記録区域の高さに関して厳密な制限はない。これ
によって、記録区域の高さを望みどおりに変化させることにより、情報保持体の
内部に含まれる記録されたデータを著しく増加させることができる。このように
して各記録区域が可能な最低の長さをもつようにすることができ、従って各情報
層の内部にこのような区域をより複数つくることができる。
び中間層L(1)を通過する。これらの層はそれぞれ80〜90%の透明度をもち 全体的には透明であり、光束はうまく所望の層L2に衝突し、点Vを照射する。 入射光Brの波長λrは、記録区域Rfと相互作用した場合情報保持体2に使用さ れた特定の蛍光材料の蛍光を励起して励起された蛍光Boを生じるような波長範 囲にある。
へと向わせる。集められた光は入射光束Brの光路の中にあるすべての記録区域 の中で、即ちアドレスを付けられた層の前、中および後で励起された出力蛍光B o 、および周囲の区域Rtから反射される可能性がある比較的少ない割合の光の成
分B’rから構成されている。二色性の鏡10は蛍光Boを反射し、この蛍光は検
出ユニット5へと送られる。また鏡10は光の成分B’rを反射し、検出ユニッ ト5から遠ざける。検出ユニット5に到達する蛍光Boの一部はアパーチャー・ ストップ18によって遮断され、検出ユニット5の方へ伝播してくる可能性のあ
る蛍光でない光の一部はフィルター16のよって遮断される。
L2)と対物レンズ8との間の距離だけに依存する。
、この2本の焦点線は軸方向に見て異なった位置を占め、互いに垂直である。従
って対物レンズ8および円筒レンズ11によって読取り用の光点Vに2本の焦点
線F1およびF2が加えられる。線F1およびF2とX−Y座標系の間の関係は図3
aに明瞭に示されている。照射された層L2と対物レンズ8との間の距離dがレ ンズの焦点距離fより短い(即ちd<f)場合、光点Vの大きさは区域Rfの大 きさよりも大きくなる。この場合、区域Rfの大きさは変わらないにもかかわら ず、検出器14の光感知面によって規定される像形成面IPの中につくられた像
の光点V’は増大するであろう。照射された層L2と対物レンズ8との間の距離 dがレンズの焦点距離fよりも大きい(即ちd>f)場合、照射された光点の大
きさは区域Rfの大きさよりも大きくなるが、反対の場合と比べその向きは異な っている。この場合、蛍光光源の位置は焦点の合った位置にある場合よりもより
も対物レンズ8に対し大きい。図3b〜3dにはアドレス付加層L2が焦点の合 った位置よりも前の位置、焦点の合った位置、および焦点の合った位置より後の
位置にある場合に対応する像の光点V’の異なった形および向きが示されている
。
動させるために、検出された蛍光信号からいわゆる「焦点信号」を決定する。こ
の目的のためには検出器14は典型的にはX−Y座標系の個々の象限に配置され
た4個の副検出器D1、D2、D3およびD4から成るいわゆる「4分割セル(qu
adrant−cell)」である。各副検出器を対応する蛍光成分に露光し、
それを表すデータを生成させる。通常の方法でこれらのデータから焦点信号を計
算する。いわゆる「焦点補正信号」はこの焦点信号から電子的に誘導され、それ
に応じて他を動かし、面S(層L2)がレンズ8の焦点に来るようにする。
FPにある点Aと像形成面IPに投影された検出された光の光源A’との間の距
離zに比例する。図4aに示されているように、「反射的な」情報保持体に関連
した従来法に従えば、検出された光のこのような光源A’は反射に関する公知の
法則に従って生じる焦点Aの像である。従って距離zは2hに等しい。ここでh
は焦点Aとアドレス付加層L2との間の距離である。本発明に従えば距離zはh に等しいことを図4bは示している。情報保持体2には干渉および回折の効果が
存在しないため、本発明による焦点誤差補正法は「反射型の」情報保持体に関連
して従来の装置に使用されたものと比べ、光学系の配置に対する要求が少ないこ
とは明らかである。
的に100で示されている。装置100は情報保持体2の読取りに適している。
理解を容易にするために、装置1と100とにおいて同一の構成機素には同じ参
照番号が付けられている。この場合装置1の非点収差補正要素11aは、サーボ
機構SMと組み合わされ光軸OAに沿ってレンズ8を連続的に振動させる駆動装
置24で置き換えられている。明らかに、サーボ機構が駆動装置24の機能を行
なうように装着することができる。
じることができる。入射光の若干の光成分は周囲の区域Rtから反射され、反射 光成分Br’を生じる。蛍光成分Brおよび反射光成分Br’はレンズ8によって 集められ、次いでそれぞれ二色性の鏡10によって反射され、またそれを透過す
る。
比例する。読取り用の光の強度はレンズ8の焦点の所で最大に達する。従って検
出された蛍光信号は、焦点面が蛍光区域を含む層と実質的に一致する場合に最大
に達する。図示のように、場所AおよびBはレンズ8の光軸OAに沿ってそれぞ
れアドレスが付加された情報層L2の下方および上方にある。読取り用の光束Br の焦点が場所AまたはBのいずれかに合わされている場合、検出される蛍光信号
は最大値よりも小さいであろう。レンズ8が情報保持体の面の方へ動く際に検出
される蛍光信号が減少することは、情報層がレンズ8と焦点面との間にあること
を示している。このことは電子回路ユニット12によって直ちに検出され、次い
でそれに従ってレンズ8の位置は所望の情報層がレンズの焦点に位置するように
調節される。このような多層の情報保持体2は情報層に書き込まれたアドレスを
付加された情報を有している。特定の層の読取りは層の数に関する情報を与える
。この情報はレンズ8を所望の層の方向へ動かすのに使用される。特別に示され
てはいないが、読取りシステムにおいては種々の要素を使用して上記の焦点誤差
の補正を行なうのに使用することができる。例えば大部分の上記の光学系の機能
、例えばレンズ、光束分割器をホログラフ光学系と組み合わせることができる。
示す図6を参照する。照射ユニット26は一般的にBr1、Br2およびBr3の 所にある読取り用の光の三つの分離した光束を生じるように設計されている。特
別に示されてはいないが、この目的のために照射ユニット26は3本の別々の光
束を放射する3個の光源を含んでいるか、或いは単一の光源と適当な光束分割装
置を含んでいることができる。入射光Br1、Br2およびBr3の光路において 、それぞれ情報層L2の下、上および中にありレンズ8の光軸OAに沿って並ん だ異なった場所A,BおよびCに光束の焦点が結ばれるようにホログラフ面27
を配置する。装置1とは異なり、装置200の検出ユニット28はそれぞれ孔1
8a、18bおよび18cを備えた3個の別々の検出器14a、14bおよび1
4cを含んでいる。
14cに達するのを防ぐであろう。二色性の鏡10から反射された蛍光は軸OP
に沿って検出ユニット28の方へ伝播する。検出器14a〜14cは蛍光の伝播
光路にあり、軸OPに沿って互いに対応する距離(即ち点A、BおよびCに対応
する距離)だけ間隔を置いて配置されている。検出器14aおよび14b(即ち
場所AおよびBに関連した検出器)によって検出された信号は等しく、検出器1
4C(即ち場所Cに関連した検出器)によって検出された信号よりも小さい。図
6の実施例に従えば、別々の検出器14a〜14cは焦点の誤差の検出(即ち場
所Cが焦点からずれた位置の検出)を行なう。情報保持体2が上方へ(即ちレン
ズ8へ近づく方へ)動くと、場所AおよびBから来る蛍光信号はそれぞれ増加お
よび減少する。その差は、レンズの焦点面が所望の層L2下方および上方にある 場合に反対の符号をもっている。制御ユニット12は検出された信号に応答し、
それに従ってサーボ機構SMを作動させる。
び7bを参照する。一般に300で示されている焦点誤差補正装置は一般的に装
置100と同様であり、焦点誤差検出法は光軸OAに沿って対物レンズ8を振動
させる方法を使用する。装置300では装置100と異なり、光源29はコヒー
レントでない入射光束Brを生成し、一般的に30の所にある検出ユニットは変 調感知性の電子回路を含み、これは検出器14と組み合わされ、或いは検出器ま
たは制御ユニット12と一体となっている。照射区域(図示せず)は隣接した情
報層と対物レンズ8の角度的視野(数値的口径)との間の間隔によって規定され
ている。この目的のためにはアパーチャー・ストップ18は、像を形成する光点
が孔全体を占め、周囲の区域Rtが検出器14へ投影されないように記録区域Rf の大きさによって規定される。この目的のためにアパーチャー・ストップ18の
直径Dは、像の光点が孔全体を占め、周囲区域Rtは検出器14の上に投影され ないように記録区域Rfの寸法によって規定される。
が合った場所および外れた場所にある情報層に関連している。強度分布の差は、
記録蛍光区域Rfが情報層の少ない割合(約10〜20%)だけを占めていると いう事実によって生じる。アパーチャー・ストップ18の直径Dによって集めら
れた光の成分だけが検出器18の方へ通される。検出器14の光感知面に衝突す
る蛍光Boの量は、情報層がレンズ8の焦点の所にある場合に最大値に達する。 アドレスが付加された情報層が動いて焦点から外れ従って検出信号が減少した場
合、強度分布I0は分布I1に変換される。これは変調感知性の電子回路30によ
って検出される。蛍光信号はアドレス付加層が焦点面から遠ざかるとさらに減少
する。光軸に沿ったレンズ8の振動運動によって検出信号が変化し、従って焦点
誤差の補正の目的で所望の情報層の位置を規定することができる。
102で示された情報保持層の一部が図示されている。情報保持層2の場合と異
なり、一般的にRfで示された記録区域は、異なった光学的性質をもつ材料から つくられた三つの層32a、32bおよび32cから成る積層物の形をしている
。層32aおよび32bはそれぞれ入射光に対し実質的に蛍光を発する材料およ
び反射する材料からつくられている。層32aおよび32bは、適当な入射光で
照射された場合、それぞれ励起された蛍光および反射光を出力する。層32cは
実質的に光を吸収する材料からつくられており、従って隣接した記録区域の間で
の望ましくないクロストーク(cross−talk)を除去する。
0で示された読取り装置を図示している。この場合も前記の装置と同一の装置4
00の構成機素を示すために同じ参照番号を用いた。装置400はさらに別の検
出ユニット34と光束分割器36を含んでいる。光束分割器35は部分的に透明
な鏡である。検出ユニット34は適当な光学系(図示せず)、フィルター37お
よび検出器38を含んでいる。フィルター36は入射した光のスペクトルだけを
通し、他の光の成分が検出器48に到達するのを防ぐ。本例によれば、焦点誤差
補正法は非点収差補正要素11aを使用することに基づいている。別法として、
特に示されてはいないが、図5または6を参照して説明した方法で焦点の補正を
行なうこともできる。
は各蛍光層32aに取り付けられた鏡として作用する。従って読取り用の光Bf が記録区域Rf’に衝突すると、読取り用の光の僅かな成分が層32aから反射 され、層32aの中で励起された蛍光Boと共に伝播する。反射光および生じた 蛍光の成分B’rおよびBoは対物レンズ8で集められ、二色性の鏡10によって
それぞれ反射されまた透過する。反射された蛍光成分は検出ユニット5の方へ伝
播する。透過した光B’rは鏡36に衝突し、そこから反射され、非点収差補正 要素11aを通り検出ユニット34の方へ伝播する。
iffraction limited spot)を形成する。焦点の誤差が
トラックのピッチよりも大きな場合、照射された光点の位置を検出して焦点誤差
の補正に使用することができる。この焦点誤差補正法は、従来の方法と異なり、
焦点誤差の距離が小さい場合集中した光の反射は観測されないということに基礎
を置いている。単一区域の大きさが上記に示される回折限界以下であることを考
慮すれば、記録区域は小さすぎて集中した光を反射することはできない。この状
況においてだけ回折および散乱が観測される。情報層と読取り用の光の焦点の間
の距離が約1μmの時、回折し散乱された光を用いて小さい焦点誤差の補正を行
なうことができる。この状況においてこのような蛍光−反射記録区域R’fは読 取りの目的に対する疑似光源として作用する。焦点誤差の距離が記録区域の大き
さに近い場合には、図1、5および6を参照して上記に説明した焦点誤差検出法
を用いて装置102からの情報を読取ることができる。
び変更を上記本発明の好適具体化例に加え得ることは、当業界の専門家には容易
に明らかであろう。
の一具体化例により構築された情報保持体の主要機素を示すブロック図。
保持体に適用された焦点誤差補正法の原理。
た読取りシステムのブロック図。
Claims (19)
- 【請求項1】 それぞれが周囲区域によって取り囲まれた複数の間隔をおい
て配置されたデータ区域をもつようにつくられ、該データ区域は、予め定められ
た入射励起光と相互作用をした場合、出力の励起光を発生し得る材料からつくら
れ、該周囲区域は入射光および出力光に対し光学的に実質的に透明である三次元
の情報保持体の中のデータを読取るためにピックアップシステムに使用される焦
点誤差補正装置において、 (a)該情報保持体の内部のアドレス付加面に向い該励起された出力光を生じ
る該予め定められた入射光を発生させる照射ユニット、 (b)該出力光を受取りそれを表すデータを発生させる光感知面をもった検出
ユニット、 (c)情報保持体の内部における焦点面を形成する焦点合わせ用の光学系、 (d)情報保持体と焦点合わせ用の光学系との間でその光軸に沿って相対的な
移動を行なわせるアクチュエータ、 (e)検出ユニットが受取るべき該出力光を拾い上げるフィルター・アセンブ
リー、 (f)焦点合わせ用の光学系の該焦点面に関し予め設定された関係で並んだ、
少なくとも二つの間隔をおいて配置された焦点面を規定し、該受取られた出力光
が該焦点面に関してアドレス付加面の相対的な場所を示すようにする配置、およ
び (g)検出ユニットおよびアクチュエータと組み合わされ、受取られた出力光
を表すデータに応答してアドレス付加面の相対的な位置を決定し、焦点補正補正
信号を生成しそれに従ってアクチュエータを作動させることを特徴とする焦点誤
差補正装置。 - 【請求項2】 フィルター・アセンブリーは、出力光を検出器へと通し、他
の光のスペクトルが検出器へ到達するのを防ぐスペクトル・フィルターであるこ
とを特徴とする請求項1記載の装置。 - 【請求項3】 フィルター・アセンブリーは、入射光のスペクトルおよび出
力光のスペクトルを空間的に分離し、該出力光を検出ユニットへと向わせる光束
分割器であることを特徴とする請求項1記載の装置。 - 【請求項4】 少なくとも二つの焦点面を規定する該配置は分離された出力
光の光路の中に入れられた非点収差補正要素であることを特徴とする請求項1記
載の装置。 - 【請求項5】 − 少なくとも二つの焦点面を規定する該配置は、入射光を
分割して少なくとも三つの空間的に分離された光束にし、該光束の一つを該焦点
合わせ用の光学系の該焦点面に焦点を結ばせ、該光束の少なくとも二つを該少な
くとも二つの焦点面に焦点を結ばせる光学アセンブリーを具備し、 − 該少なくとも二つの焦点面は情報保持体の内部の焦点合わせ用の光学系の
該焦点面よりも下方にあり、 − 該出力光は少なくとも三つの空間的に分離された成分から成り、 − 該検出ユニットは、それぞれが出力光の成分の対応する一つを受取る3個
の別々の検出器を具備し、該検出器は出力光が検出ユニットの方へ伝播する軸に
沿って或る予め定められた距離だけ互いに間隔を空けられていることを特徴とす
る請求項1記載の装置。 - 【請求項6】 該光学アセンブリーは焦点合わせ用の光学系の上手において
入射光の光路の中に入れられたホログラフ板を含んでいることを特徴とする請求
項1記載の装置。 - 【請求項7】 少なくとも二つの焦点面を規定する該配置は、光軸に沿って
連続的に振動運動を賦与する、該焦点合わせ用の光学系に付属した駆動装置を含
んでいることを特徴とする請求項1記載の装置。 - 【請求項8】 該検出ユニットは光感知面の前方に取り付けられた孔を含み
、該孔の直径は記録区域の大きさと実質的に等しいことを特徴とする請求項7記
載の装置。 - 【請求項9】 さらに変調感受性をもつ電子回路を含むことを特徴とする請
求項7記載の装置。 - 【請求項10】 該光束分割アセンブリーは二色性の鏡を含んでいることを
特徴とする請求項1記載の装置。 - 【請求項11】 励起された出力光を発生させ得る該材料は蛍光材料である
ことを特徴とする請求項1記載の装置。 - 【請求項12】 − 該記録区域の各々は該入射光に関し実質的に反射性の
材料を含み、この反射性の材料は情報保持体から出る反射光成分を生じるように
該蛍光材料の下方に置かれており、 − 該検出ユニットは該光感知面を規定する第1の検出器、および第2の検出
器を含み、第1および第2の検出器はそれぞれ該出力された蛍光および該反射さ
れた光を受取ることを特徴とする請求項11記載の装置。 - 【請求項13】 該制御ユニットは該第2の検出器に連結されていることを
特徴とする請求項12記載の装置。 - 【請求項14】 該第1の検出器は蛍光を受取り、情報保持体の中に保存さ
れている情報を表すデータを発生させることを特徴とする請求項13記載の装置
。 - 【請求項15】 記録区域はまた反射性材料の下方にある実質的に吸収性の
材料を含んでいることを特徴とする請求項12記載の装置。 - 【請求項16】 それぞれが周囲区域によって取り囲まれた複数の間隔をお
いて配置されたデータ区域をもつようにつくられ、該データ区域は上方にある蛍
光材料および予め定められた入射光に関して反射性の低い下方にある材料によっ
てつくられた積層物からつくられ、該入射光と相互作用をした場合第1の蛍光出
力光および第2の反射された出力光を発生し、該周囲区域は光学的に実質的に透
明である三次元の情報保持体の中のデータを読取るためのピックアップシステム
において、 (i)情報保持体の内部のアドレス付加面へと向わせられる予め定められた入
射光を発生させる照射ユニット、 (ii)入射光および出力光の経路の中に入れられ、情報保持体の内部の焦点
面を形成する焦点合わせ用の光学系、 (iii)該第1の出力光を受取り情報保持体に保存された情報を表すデータ
を発生させる第1の検出ユニット、 (iv)第1の光を分離しこれを第1の検出ユニットへと向わせる第1の光分
割装置、 (v)該第2の出力光を受取りそれを表すデータを発生させる第2の検出ユニ
ット、 (vi)第2の出力光を分離しこれを第2の検出ユニットへと向わせる第2の
光束分割装置、 (vii)情報保持体と焦点合わせ用の光学系の間でその光軸に沿って相対的
な移動を行なわせるアクチュエータ、 (viii)焦点合わせ用の光学系の該焦点面に対し予め設定された関係で並
んだ少なくとも二つの間隔をおいて配置された焦点面を規定し、該受取られた出
力光が該焦点面に関してアドレス付加面の相対的な場所を示すようにする配置、
および (ix)第2の検出ユニットおよび該アクチュエータと組み合わされ、受取ら
れた第2の光を表すデータに応答してアドレス付加面の相対的な位置を決定し、
焦点補正補正信号を生成しそれに従ってアクチュエータを作動させる制御ユニッ
トを具備していることを特徴とするシステム。 - 【請求項17】 少なくとも二つの焦点面を規定する該配置は、分離された
出力光の光路の中に入れられた非点収差補正要素であることを特徴とする請求項
16記載のシステム。 - 【請求項18】 少なくとも二つの焦点面を規定する該配置は光軸に沿って
連続的に振動運動を賦与する該焦点合わせ用の光学系に付属した駆動装置を含ん
でいることを特徴とする請求項16記載のシステム。 - 【請求項19】 − 少なくとも二つの焦点面を規定する該配置は、入射光
を分割して少なくとも三つの空間的に分離された光束にし、該光束の一つを該焦
点合わせ用の光学系の該焦点面に焦点を結ばせ、該光束の少なくとも二つを該少
なくとも二つの焦点面に焦点を結ばせる光学アセンブリーを具備し、 − 該出力される反射光は少なくとも三つの空間的に分離された成分から成り
、 − 該第1の検出ユニットは、それぞれが該三つの成分の対応する一つを受取
る少なくとも3個の別々の検出器を具備し、該検出器は分離された第2の出力光
の伝播軸に沿って或る予め定められた距離だけ互いに間隔をあけられていること
を特徴とする請求項16記載のシステム。
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