JP2001522118A - 焦点誤差補正装置 - Google Patents
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- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
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- G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
- G11B2007/0009—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage
- G11B2007/0013—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage for carriers having multiple discrete layers
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- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
三次元情報保持体においてデータを読取るためのピックアップシステムに使用される焦点誤差補正装置が提供される。この情報保持体は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、その各区域は周囲区域によって取り囲まれている。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ている。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。焦点を合せ用の光学系により情報保持体の内部で焦点面が規定される。この光学系にはその光軸に沿って情報保持体と焦点を合せ用の光学系との間で相対的に移動を行なわせるアクチュエータが付属している。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が拾い上げられる。受取られた出力光が焦点面に関しアドレス付加面の相対的な場所を示すように、焦点合せ用の光学系の焦点面に関する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与える配置が提供される。
Description
【０００１】 （本発明の分野） 本発明は光読取り技術の分野に属し、高密度の光学的データ保存装置、例えば
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。
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。
【０００２】 （本発明の背景） 二次元の光記憶装置は公知であり、高密度、高容量の記憶媒体として広く用い
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。
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。
【０００３】 二次元の記憶装置に比べ記憶データの量を著しく増加できるために、三次元の
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。
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。
【０００４】 三次元光記憶装置は例えば米国特許４，０９０，０３１号に記載されている。
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。
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。
【０００５】 光反射型の記録担体を読取るための読取りシステムに使用される焦点誤差補正
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。
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。
【０００６】 反射光ではなく蛍光のデータ領域に基礎を置いた三次元の光学的記憶装置は本
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。
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。
【０００７】 （本発明の概要） 従って当業界においては、三次元の情報保持体で読取りを行なうための読取り
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。
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。
【０００８】 本発明の主要な概念は次のとおりである。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。
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。
【０００９】 予め定められた入射光を情報保持体の内部のアドレスが付けられた面（アドレ
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。
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。
【００１０】 従って本発明の一態様においては、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。
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。
【００１１】 フィルター・アセンブリーは、出力光を検出器の光感知面へと通し、また他の
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
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。
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。
【００１２】 励起出力光を発生させ得る材料は蛍光成分を含んでいる。出力光は記録区域の
中で入射光と相互作用して励起された蛍光である。
中で入射光と相互作用して励起された蛍光である。
【００１３】 本発明の具体化例に従えば、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。
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。
【００１４】 本発明の他の具体化例に従えば、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。
、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。
【００１５】 本発明のさらに他の具体化例に従えば、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。
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。
【００１６】 情報保持体は各記録区域が該入射光に関し実質的に反射性の材料を含んでいる
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。
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。
【００１７】 本発明の他の具体化例に従えば、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が提供される。
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。
【００１８】 本発明を理解し本発明が如何にして実施されるかを見るために、添付図面を参
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。
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。
【００１９】 （好適具体化例の詳細な説明） 図１を参照すれば、一般的に１で示した焦点合わせ装置が示されており、これ
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。
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。
【００２０】 照明ユニット４は予め決められた波長λrの光束Ｂrを発生する光源７を含んで
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。
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。
【００２１】 読取り用の光束Ｂrはデータ保持体２の衝突し、該保持体２の内部の面Ｓの中 にある点Ｖを照射し、下記に特定的に説明するように、或る波長λoの出力光Ｂo を生じる。光学系６によってキャリア２への入射光およびキャリア２から戻る光
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。
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。
【００２２】 検出ユニット５は光学フィルター１６が装着された光感知性検出器１４を含み
、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。
、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。
【００２３】 次に情報保持体２の構造をさらに詳細に示す図２ａおよび２ｂを参照する。情
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。
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。
【００２４】 各蛍光区域Ｒfは適切な入射光と相互作用して誘起される出力の蛍光を放出す る光源を表す。情報保持体２から記録された情報をうまく読取るためには、次の
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。
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。
【００２５】 記録区域Ｒfは上記のように構成されており、透明な区域Ｒtによって取り囲ま
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。
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。
【００２６】 装置１は次のように動作する。例えば今情報を情報層Ｌ2から読み出すとし、 従って読取り用の光束Ｂrの焦点をこの層に合わせたとする。図示を容易にする ために光束の伝播は模式的に示されている。読取り用の光束Ｂrは情報層Ｌ1およ
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。
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。
【００２７】 対物レンズ８は情報保持体２から戻ってくる光を集め、これを二色性の鏡１０
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。
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。
【００２８】 上記のように、記録区域Ｒfは蛍光の光源を表している。従って検出器１４に よって検出される蛍光信号は入射光の光路には依存せず、面Ｓ（アドレス付加層
Ｌ2）と対物レンズ８との間の距離だけに依存する。
Ｌ2）と対物レンズ８との間の距離だけに依存する。
【００２９】 非点収差補正要素は典型的には２本の焦点線をもっていることが知られており
、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
。
、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
。
【００３０】 所望の層に対する焦点の合った位置を決定しそれに従ってサーボ機構ＳＭを作
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。
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。
【００３１】 次に図４ａおよび４ｂを参照すれば、焦点信号はレンズ（図示せず）の焦点面
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。
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。
【００３２】 図５では、本発明の他の具体化例に従ってつくられた焦点誤差検出装置が一般
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。
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。
【００３３】 照射ユニット４は、記録区域Ｒfに含まれた蛍光材料を励起するように選ばれ た予め定められた波長λrをもつ入射光の光束Ｂrを発生させる。入射光Ｂrは光 の向きを決める光学系６を通過し、情報保持体２に衝突して出力の蛍光Ｂｏを生
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。
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。
【００３４】 集められた蛍光Ｂoの量は、記録区域と相互作用する読取り用の光Ｂrの強度に
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。
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。
【００３５】 次に、一般的に２００で示される情報保持体２を付属した焦点誤差補正装置を
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。
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。
【００３６】 入射光束Ｂｒ1、Ｂｒ2およびＢｒ3と情報保持体２との相互作用によって検出 ユニット２８へ送られる三つの別々の出力蛍光成分Ｂｏ1、Ｂｏ2およびＢｏ3が 得られる。二色性の鏡１０およびフィルター１６は非蛍光成分が検出器１４ａ〜
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。
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。
【００３７】 次に本発明の他の具体化例による焦点誤差検出法の主要原理を示す図７ａおよ
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。
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。
【００３８】 検出器１８の光感知面ＩＰによって規定される面の中での出力蛍光信号Ｂoの 異なった分布が示されている。強度分布Ｉ0およびＩ1はそれぞれレンズ８の焦点
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。
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。
【００３９】 次に図８を参照すれば、情報保持層２に比べ幾分異なった構造をもつ一般的に
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。
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。
【００４０】 図９は情報保持体１０２の中に保存された情報を読み出すための一般的に４０
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。
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。
【００４１】 光学的記憶装置１０２における読取りは次のようにして行なわれる。層３２ｂ
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。
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。
【００４２】 反射光の少ない割合の成分Ｂ’rは、通常の「反射型の」光学的記憶装置にお けるのと同様な集中光の回折が制限された光点（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｄ
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。
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。
【００４３】 特許請求の範囲に規定された本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形およ
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。
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。
【図１】 本発明の一具体化例に従った焦点誤差補正装置、およびそれに関連して本発明
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。
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。
【図２ａおよび２ｂ】 図１の情報保持体の実装の基礎をなす主要原理。
【図３ａ〜３ｄ】 図１の装置にし使用された焦点誤差補正法の主要原理。
【図４ａおよび４ｂ】 従来の「反射型の」情報保持体と対比させて示された図２ａおよび２ｂの情報
保持体に適用された焦点誤差補正法の原理。
保持体に適用された焦点誤差補正法の原理。
【図５および６】 本発明の焦点誤差補正装置のさらに他の二つの具体化例。
【図７ａおよび７ｂ】 本発明のさらに他の具体化例の焦点誤差補正法の主要原理。
【図８】 情報保持体の他の例の模式図。
【図９】 本発明の焦点誤差補正法を使用し図８の情報保持体の読取りを行なうのに適し
た読取りシステムのブロック図。
た読取りシステムのブロック図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5D029 HA04 JB05 JB33 JC09 5D118 AA14 BA01 BF01 CA11 CD02 CF06 DA02 DA40 DA42 DC03
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。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| US60/064,298 | 1997-11-05 | ||
| US60/064,302 | 1997-11-05 | ||
| PCT/IL1998/000538 WO1999023647A1 (en) | 1997-11-05 | 1998-11-05 | Focus error correction apparatus |
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|---|---|
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