JP2007506209A - 情報担体及び情報担体に記憶したデータを読み取るためのシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、情報担体（２０１）に記憶されているデータを読み取るためのシステムであって、入力光ビーム（２０４）から光スポットアレイ（２０３）を生成するための光学要素（２０２）であって、前記光スポットアレイ（２０３）は前記情報担体（２０１）を走査するように意図されている、光学要素（２０２）と、前記光スポットアレイ（２０３）に応じて前記情報担体（２０１）により生成された出力光ビームアレイからの前記データを検出するための検出器（２０５）とを有するシステムに関する。

Description

本発明は、情報担体に記憶されているデータを読み取るためのシステムに関する。

本発明は又、そのようなシステムを有する読み取り装置に関する。

本発明は又、そのようなシステム及び読み取り装置により読み取られるように意図された情報担体に関する。

本発明は光データ記憶の分野で用いられることが可能である。

光記憶は、今日、例えば、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）規格に基づく記憶装置システムにおけるコンテンツの販売のために広く普及して使用されている。光記憶はハードディスクに対して大きい優位性を有し、情報担体における固体記憶は複製が容易且つ安価である。

しかしながら、ドライバ内の可動部が非常に多いため、このタイプの記憶装置を用いる既知の機器は、読み取り操作を実行するときに衝撃に対してロバストではなく、そのような操作中に前記可動部について要求される安定性が考慮される必要がある。その結果、光記憶装置は、可搬型装置等の衝撃を受ける機器において使用されることは容易でない。

本発明の目的は、情報担体に記憶されているデータを読み取るための新しいシステムを提供することである。

このために、情報担体に記憶されているデータを読み取るための本発明に従ったシステムは：
− 入力光ビームから光スポットのアレイを生成するための光学要素であって、前記光スポットのアレイは前記情報担体を走査するように意図されている、光学要素；及び
− 前記光スポットのアレイに応じて前記情報担体により生成される出力光ビーム配列から前記データを検出するための検出器；
を有する。

このシステムは、データマトリクスにおいて組織化されたバイナリデータを記憶するように意図された静的情報担体（又は、光カード）を有する。情報担体におけるビットは、例えば、透過領域及び非透過領域により表される。代替として、データはマルチレベルの方法に従って符号化される。

情報担体は、単一の光ビームにより照射されないように、しかし、光学要素により生成される光スポットのアレイにより照射されるように意図されている。光学要素は、マイクロレンズアレイに、又はタルボット効果を利用するためにデザインされた開口アレイに有利に対応する。

各々の光スポットは情報担体において読み取られるべきデータの特定の領域を選択し、前記データは検出器により検出される。情報担体に対して光学要素を移動させることにより、光スポットは全体の情報担体を走査されることができる。

情報担体は静的である（静止している）ため、可動要素の数は、システムがロバストな機械的解決方法に繋がるように、非常に減少される。

そのようなシステムは、情報担体が静的である点で固体記憶装置が有利であることと、その情報担体がそのシステムを有するリーダ機器から取り外し可能である点で光記憶装置が有利であることとを組み合わされたその情報担体の使用を可能にする。

実施形態においては、検出器の１つの画素は、情報担体の１つのデータを検出するように意図されている。好適な実施形態においては、検出器の１つの画素はデータの集合を検出するように意図され、このデータの集合からの各々のデータは単一の光スポットにより連続的に読み取られる。これは、検出器の画素が限定されたサイズを有するということを回避し、コストパフォーマンスが高い方法で記憶性能を高めることを可能にする。

好適な実施形態においては、本発明に従ったシステムは、前記出力光ビームを搬送するための前記検出器に積層された光ファイバプレート（ＦＰ）を有する。

レンズアレイに代えて、光ファイバプレートを用いる有利点は、２つの連続する出力光ビーム間のクロストークが非常に低減される一方、ファイバの大きい開口率が大きい光収集効率を確実にすることである。情報担体におけるデータ読み取りは、それ故、改善される。

本発明の目的は又、情報担体に記憶されているデータを読み取るための読み取り装置であって、前記読み取り装置は本発明に従ったシステムを有する、読み取り装置を提供することである。

本発明の目的は又、マイクロセル状に配列されたデータ配列を有する情報担体であって、各々のマイクロセルデータは、本発明に従った読み取りシステムにおける単一の光スポットにより読み取られるように意図されている、情報担体を提供することである。データは、透過領域及び非透過領域により、反射領域及び非反射領域により表されるか又は、情報担体の記憶容量を増加させるためにマルチレベルスキームを用いて有利に表される。

好適な実施形態に従って、情報担体は六角形形状を有する隣接する基本データ領域を有する。

好適な実施形態に従って、基本データ領域は六角形の格子を構成するようにグループ化される。

第１に、これは、情報担体のデータ密度を増加させることを可能にする。第２に、データ密度が増加するため、連続する基本データ領域間の走査距離は減少し、そのことは、より容易な走査機構を可能にする。最終的に、光スポット間の距離を増加させることが可能であり、そのことは、隣接する基本データ領域間のクロストークを減少させるためによりロバストなビット検出をもたらす。

本発明は又、そのような読み取りシステムを実施する種々の読み取り機器に関連する。

本発明の詳細な説明及び他の特徴について、以下に詳述する。

本発明の特定の特徴について、以下、添付図面を参照して考慮し、詳述する実施形態に関連して明らかにし、その実施形態において、同等の部分又はサブステップは同じ方式であるようにデザインされている。

本発明に従ったシステムは、情報担体に記憶されたデータを読み取ることを目的とする。情報担体は、データマトリクスにおけるように、アレイに従って組織化されたバイナリデータを記憶するように意図されている。情報担体が透過の状態で読み取られるように意図されている場合、情報担体に記憶されているバイナリデータの状態は透過領域と非透過領域（即ち、光吸収）とにより表される。代替として、情報担体が反射の状態で読み取られるように意図されている場合、情報担体に記憶されたバイナリデータの状態は、非反射領域（即ち、光吸収）と反射領域とにより表される。それらの領域は、例えば、ガラス、プラスチック又は磁気特性を有する材料等の材料にマークが付けられている。

本発明に従ったシステムは：
− 入力光ビームから光スポットのアレイを生成するための光学要素であって、前記光スポットのアレイは前記情報担体を走査するように意図されている、光学要素；及び
− 前記情報担体により生成された出力光ビーム配列から前記データを検出するための検出器；
を有する。

図１に示す第１実施形態においては、情報担体１０１に記憶されているデータを読み取るための本発明に従ったシステムは、入力光ビーム１０４から光スポットのアレイ１０３を生成するための光学要素であって、前記光スポットのアレイ１０３は情報担体１０１を走査するように意図されている、光学要素を有する。

光学要素１０２はマイクロレンズの二次元アレイに対応し、その光要素の入力にコヒーレントな入力光ビーム１０４を適用する。マイクロレンズのアレイは、光スポットが情報担体においてフォーカシングされるように、情報担体１０１に平行に且つその情報担体から距離を置いて位置付けされている。開口率及びマイクロレンズの品質は光スポットのサイズを決定する。例えば、開口率が０．３に等しいマイクロレンズの二次元アレイを用いることが可能である。入力光ビーム１０４は、入力レーザビームを広げるための光導波路（図示せず）により、又は結合されたマイクロレンズの二次元アレイにより実現される。

光スポットが情報担体１０１の透過領域又は非透過領域に適用される。光スポットが非透過領域に適用される場合、それに応じて、出力光ビームは情報担体により生成されない。光スポットが透過領域に適用される場合、それに応じて、出力光ビームは情報担体により生成され、前記出力光ビームは検出器１０５により検出される。検出器１０５は、それ故、光スポットが適用される領域のデータのバイナリ値を検出するように用いられる。

検出器１０５は、有利であることに、ＣＭＯＳ又はＣＣＤ画素のアレイから成る。例えば、検出器の１つの画素は、情報担体の１つのデータ（即ち、１ビット）を有する基本データ領域の反対側に位置付けられる。その場合、検出器の１つの画素は、情報担体の１つのデータを検出するように意図されている。

図２に示す第２実施形態においては、情報担体２０１に記憶されているデータを読み取るための本発明に従ったシステムは、入力光ビーム２０４から光スポットのアレイ２０３を生成するための光学要素２０２を有し、前記光スポットのアレイ２０３は情報担体２０１を走査するように意図されている。

光要素２０２は開口の二次元アレイに対応し、その開口アレイの入力にコヒーレントな入力光ビーム２０４が適用される。開口は、例えば、１μｍ又はそれより非常に小さい直径を有する円形の孔に相当する。入力光ビーム２０４は、入力レーザビームを広げるための光導波路又は結合されたマイクロレンズの二次元アレイにより実現される。

光スポットは情報担体２０１の透過領域又は非透過領域に提供される。光スポットが非透過領域に適用される場合、それに応じて、情報担体により出力光ビームは生成されない。光スポットが透過領域に適用される場合、それに応じて、情報担体により出力光ビームた生成され、前記出力光ビームは検出器２０５により検出される。同様に、図１に示す第１実施形態のように、検出器２０５は、それ故、光スポットが適用される領域のデータのバイナリ値を検出するために用いられる。

検出器２０５は、有利であることに、ＣＭＯＳ又はＣＣＤ画素のアレイから成る。例えば、検出器の１つの画素は、情報担体の１つのデータを有する基本データ領域の反対側に位置付けられる。その場合、検出器の１つの画素は、情報担体の１つのデータを検出するように意図されている。

光スポット２０３のアレイは、下記のように作用する回折現象であるタルボット効果を利用して開口２０２のアレイにより生成される。入力光ビーム２０４のようなコヒーレントな光ビームが、開口２０２のアレイのような周期的な回折構造（それ故、発光部を構成する）を有するオブジェクトに適用されるとき、回折された光は、回折構造から予測可能な距離ｚ０に位置付けられた平面における発光部の同一画像に再結合される。この距離ｚ０はタルボット距離として既知である。タルボット距離ｚ０はｚ０＝２・ｎ・ｄ^２／λにより与えられ、ここで、ｄは発光部の周期的間隔であり、λは入力光ビームの波長であり、そしてｎは伝播空間の屈折率である。更に一般には、再イメージングが発光部から更に距離を置いた他の距離ｚ（ｍ）において生じ、その距離はタルボット距離ｚの整数倍、即ち、ｚ（ｍ）＝２・ｎ・ｍ・ｄ^２／λであり、ここで、ｍは整数である。そのような再イメージングは又、ｍ＝１／２＋整数について生じるが、ここでは、画像は、周期の半分に対してシフトされる。再イメージングは又、ｍ＝１／４＋整数及びｍ＝３／４＋整数について生じるが、画像は、光スポットの周期が開口のアレイの周期に対して半分になる２倍の頻度を有する。

タルボット効果を利用することにより、光学レンズを必要とすることなく、開口２０２のアレイから比較的大きい距離（数百μｍ、ｚ（ｍ）で表される）離れた高品質の光スポットのアレイを生成することが可能である。これは、例えば、開口２０２のアレイと情報担体２０１との間に、汚染（例えば、埃、指紋等）から後者を保護するために、カバー層を挿入することを可能にする。更に、これは、マイクロレンズのアレイを使用することに比べて、コストパフォーマンスを高める方式であり、情報担体に適用される光スポットの密度を増加させることを可能にする。

図３は、本発明に従ったシステムの詳細図である。その図は、情報担体３０１により生成された出力光ビームからのデータを検出するように意図された検出器３０５を示している。検出器は、画素３０２、３０３及び３０４を有し、その画素の数は理解を容易にするために限定して示している。特に、画素３０２は情報担体のデータ領域３０６に記憶されているデータを検出するように意図され、画素３０３はデータ領域３０７に記憶されているデータを検出するように意図され、画素３０４はデータ領域３０８に記憶されているデータを検出するように意図されている。各々のデータ領域（又は、マクロセルともいう）は基本データの集合を有する。例えば、データ領域３０６はバイナリデータ３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ及び３０６ｄを有する。

この実施形態においては、検出器の１つの画素はデータの集合を検出するように意図され、このデータの集合における各々の基本データは、図１に示すマイクロレンズ１０２のアレイにより又は図２に示す開口のアレイにより生成される単一の光スポットにより連続的に読み取られる。情報担体におけるこのようなデータを読み取る方法は、下記のように、マクロセルスキャンと呼ばれる。

図４は、図３に基づいていて、情報担体４０１のマクロセルスキャンの非制限的実施例を示している。

情報担体４０１に記憶されているデータは、黒色領域（即ち、非透過）又は白色領域（即ち、透過）により表される２つの状態を有する。例えば、黒色領域は“０”バイナリ状態に対応する一方、白色領域は“１”バイナリ状態に対応する。

検出器４０５の画素が情報担体４０１により発生された出力光ビームにより照射されるとき、画素は白色領域で表される。その場合、画素は、第１状態を有する電気出力信号（図示せず）を供給する。それに対して、検出器４０５の画素が情報担体から何れの出力光ビームを受けないとき、画素はハッチングが付けられた領域で表されている。その場合、画素は、第２状態を有する電気出力状態（図示せず）を供給する。

この実施例においては、各々のデータの集合は４つの基本データを有し、単一の光スポットは各々のデータの集合に対して同時に供給される。光スポット４０３による情報担体４０１の走査は、２つの基本データ間の距離に等しい横方向の移動の増分を伴って、例えば、左から右に実行される。

状態Ａにおいては、光スポットの全ては、検出器の画素全てが第２状態にあるように、非透過領域に対して適用される。

状態Ｂにおいては、右方向への光スポットの移動の後、左方向への光スポットの移動が、対応する画素が第１状態にあるように、透過領域に適用される一方、２つの他の光スポットが、検出器の対応する２つの画素が第２状態にあるように、非透過領域に適用される。

状態Ｃにおいては、右方向への光スポットの移動の後、左方向への光スポットの移動が、対応する画素が第２状態にあるように、非透過領域に適用される一方、２つの他の光スポットが、検出器の対応する２つの画素が第１状態にあるように、透過領域に適用される。

状態Ｄにおいては、右方向への光スポットの移動の後、中央の光スポットが、対応する画素が第２状態にあるように、非透過領域に適用される一方、２つの他の光スポットが、検出器の対応する２つの画素が第１状態にあるように、透過領域に適用される。

情報担体４０１の走査は、光スポットが検出器の画素に対向するデータの集合のデータ全てに適用されたとき、完全である。それは、情報担体の二次元走査を意味する。検出器の画素の反対側のデータの集合を有する基本データが単一の光スポットにより連続的に読み取られる。

図５は、本発明に従った情報担体の平面図である。この情報担体は複数の隣接するマクロセル（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、．．．）を有し、各々のマクロセルは基本データ領域（ＥＤＡ１、ＥＤＡ２、．．．）の集合を有する。この実施例においては、各々のマクロセルは１６個のデータ領域を有する。マクロセルの走査を容易にするために、基本データ領域は、有利であることに、隣接して位置していて、マトリクスに従って配列され、正方形形状を有している。

各々のマクロセルは、前記マクロセルの基本データ領域全てに亘って単一の光スポットを連続的に走査して、前記単一の光スポットにより読み取られるように意図されている。各々のマクロセルに適用されるように意図された光スポットの幅は、有利であることに、基本データ領域の幅に等しく、それ故、最大の光強度は検出器の画素により検出される。

単純な解決方法に従って、各々の基本データ領域は１つのバイナリデータを記憶するように意図されている。このために、各々の基本データは、透過領域（即ち、光非吸収性）及び非透過領域（即ち、光吸収性）、若しくは代替として反射領域及び非反射領域により表されることが可能である。

代替として、データは、情報担体のデータ密度を増加させるように、マルチレベルスキームに従って符号化されることが可能である。このために、光伝播の２つのレベルのみにより各々の基本データ領域を規定することに代えて、Ｎ個のレベルにより各々の基本データ領域を規定することが提案され、ここで、Ｎは、有利であることに、２の累乗である。この場合、^２ｌｏｇ（Ｎ）ビット（^２ｌｏｇはバイナリ対数演算子）を基本データ領域毎に符号化することができる。例えば、Ｎ＝４である場合、各々の基本データ領域において２ビットデータを記憶することが可能になり、それ故、情報担体における記憶容量が２倍になる。

図６Ａは、基本データ領域ＥＤＡにおける２つのレベルのデータ符号化についての第１の解決方法を示している（この場合、Ｎ＝４である）。基本データ領域は、光透過率ＬＴにより特徴付けられる材料から成る層を有する。光透過率ＬＴは、符号化されるべき２ビットデータの値に応じて４つの値の集合から取られる。例えば、次のようになる。
− ＬＴ＝５％の第１の値は、値が００である２ビットデータを符号化するために用いられることが可能である。
− ＬＴ＝３５％の第２の値は、値が０１である２ビットデータを符号化するために用いられることが可能である。
− ＬＴ＝６５％の第３の値は、値が１０である２ビットデータを符号化するために用いられることが可能である。
− ＬＴ＝９５％の第２の値は、値が１１である２ビットデータを符号化するために用いられることが可能である。
その結果、基本データ領域を通る光スポットは、４つの異なるレベルを取ることが可能である電気信号に検出器画素により変換される。この電気信号に適用される３つの閾値（又は、一般に、（Ｎ−１）個の閾値）を用いることにより、２ビットデータは容易に再生されることができる。

光透過率ＬＴは、材料の光透過係数を変化させる（４つの異なる係数が、それ故、規定されることが可能である）ことにおいて、又は、代替として、所定の光透過係数を有する材料を用いて基本データ領域の厚さを変化させる（４つの異なる係数が、それ故、規定されることが可能である）ことにおいて規定されることができることに留意する必要がある。
その層は、ＣＤ−Ｒ及びＤＶＤ−Ｒにおいて用いられる材料のような色素材料から成ることが可能である。代替として、その層は、可変光透過層を規定するように厚さが可変である金属層（例えば、クロム又はアルミニウム）から成ることが可能である。

図６Ｂは、基本データ領域ＥＤＡ（この場合、Ｎ＝４）において２つのレベルのデータ符号化の第２の解決方法を示している。その基本データ領域は非透過材料（即ち、光吸収）から成る層を有する。２つの場合について考慮される必要がある。

第１に、情報担体が透過モードで用いられる場合、基本データ領域は又、光スポットが通らせる開口を有する。

第２に、情報担体が反射モードで用いられる場合、基本データ領域は又、光スポットが部分的に反射されるように、反射表面を有する。

開口（又は、代替として、反射表面）は、基本データ領域ＥＤＡの全表面についての割合ＡＳとして表されることが可能である。その割合ＡＳは、符号化されるべき２ビットデータの値に応じて、４つの値の集合から取られる。例えば、次のようである。
− ＡＳ＝５％の第１の値は、値が００である２ビットデータを符号化するために用いられることが可能である。
− ＡＳ＝３５％の第２の値は、値が０１である２ビットデータを符号化するために用いられることが可能である。
− ＡＳ＝６５％の第３の値は、値が１０である２ビットデータを符号化するために用いられることが可能である。
− ＡＳ＝９５％の第４の値は、値が１１である２ビットデータを符号化するために用いられることが可能である。
その結果、基本データ領域を通る光スポットは、４つの異なるレベルを取ることが可能である電気信号に検出器画素により変換される。この電気信号に適用される３つの閾値（又は、一般に、（Ｎ−１）個の閾値）を用いることにより、２ビットデータは容易に再生されることができる。

その層は、可変表面の開口領域又は反射領域を含む何れの材料（例えば、アルミニウム、プラスチック）から成ることが可能である。

図６Ｃは、基本データ領域ＥＤＡ（この場合、Ｎ＝４）における２つのレベルのデータ符号化の第３の解決方法を示している。その基本データ領域は、分極配向（２方向矢印で表されている）が角度φで特徴付けられる分極材料から成る層を有する。その角度φは、
符号化されるべき２ビットデータの値に応じて、４つの値の集合から取られる。例えば、次のようである。
− φ＝０°の第１の値は、値が００である２ビットデータを符号化するために用いられることが可能である。
− φ＝３０°の第２の値は、値が０１である２ビットデータを符号化するために用いられることが可能である。
− φ＝６０°の第３の値は、値が１０である２ビットデータを符号化するために用いられることが可能である。
− φ＝９０°の第４の値は、値が１１である２ビットデータを符号化するために用いられることが可能である。
その結果、基本データ領域を通る光スポットは、４つの異なるレベルを取ることが可能である電気信号に検出器画素により変換される。この電気信号に適用される３つの閾値（又は、一般に、（Ｎ−１）個の閾値）を用いることにより、２ビットデータは容易に再生されることができる。

情報担体に適用される光スポットは所定の及び固定された方向に従って分極される必要がある。

その層は、液晶（ＬＣ）要素に対応する分極材料から成ることが可能である。その分極方向は、例えば、その材料の厚さを変えることにより変えることが可能である。

図７は、図２に示すシステムの三次元の様子を示している。その三次元の構成は、情報担体７０１に適用される光スポットのアレイを生成するための開口７０２のアレイを有する。各々の光スポットは、情報担体７０１（太線の四角形の繰り返し）のデータの二次元の集合に対して適用され且つ走査される。この光スポットに応じて、情報担体は出力光ビームを生成し（又は、光スポットが非透過領域に適用される場合、生成されない）、その出力光ビームは、走査されるデータの集合の反対側の検出器７０３の画素により検出される。情報担体７０１の走査は、ｘ軸及びｙ軸に沿った開口７０２のアレイを移動することで実行される。

開口７０２のアレイ、情報担体７０１及び検出器７０３は平行な平面群の状態で積層されている。唯一の可動部分は開口７０２のアレイである。

図１に示すシステムの三次元の様子は、マイクロレンズ１０２のアレイにより開口７０２のアレイを置き換えた状態で、図７に示す三次元の様子と同様である。

光スポットのアレイによる情報担体の走査は情報担体に平行な平面においてなされる。走査装置は、情報担体の表面全てを走査するために２つの方向ｘ及びｙにおける光スポットの並進移動を与える。

図８に示す第１の解決方法においては、走査装置はＨ字型ブリッジに相当する。光スポットのアレイ（即ち、マイクロレンズのアレイ又は開口のアレイ）を生成する光学要素は、第２スレッジ８０２に対してｙ軸に沿って移動可能である第１スレッジ８０１において実施されている。このために、第１スレッジ８０１は、ガイド８０７、８０８と接しているジョイント８０３、８０４、８０５及び８０６を有する。第２スレッジ８０２は、ガイド８０９、８１０と接してジョイント８１１、８１２、８１３及び８１４によりｘ軸に沿って移動可能である。スレッジ８０１及び８０２は、例えば、ステップバイステップモータ、ジャッキのように作用する磁気アクチュエータ又は圧電アクチュエータにより並進される。

図９に示す第２の解決方法においては、走査装置はフレーム９０１の状態で支えられている。フレーム９０１を吊るすために用いられる要素については、図１０の詳細な三次元の様子で示されている。それらの要素には、次のようなものがある。
− 第１板ばね
− 第２板ばね
− ｘ軸に沿って走査装置９０１の動きを与える第１圧電要素９０４
− ｙ軸に沿って走査装置９０１の動きを与える第２圧電要素９０５
図９に示す第２の解決方法においては、図８に示すＨ字型ブリッジの解決方法より機械的伝達が少ない。フレーム９０１に接している圧電要素は、電圧変化により、ｘ軸及び／又はｙ軸に沿ってフレーム９０１の移動に繋がる圧電要素の寸法変化をもたらすように、電気的に制御される（図示せず）。

位置Ｐｏｓ１は第１位置における走査装置９０１を示す一方、位置Ｐｏｓ２はｘ軸に沿った並進の後の第２位置における走査装置９０１を示している。それらの板ばね９０２及び９０３の柔軟性が明らかに備わっている。

類似する構成は、４つの圧電要素と、板ばね９０２及び９０３を置き換える２つの付加圧電要素を用いて構築されることができる。この場合、対向する圧電要素の対は、筋肉の拮抗する対と同様な方式で１つの方向に共に作用する。

図１１に示す第３実施形態においては、本発明に従ったシステムは、情報担体ＩＣの出力において生成される出力光ビームＯＬＢを搬送するために検出器ＤＴに積層された光ファイバプレートＦＰを有する。出力光ビームＯＬＢは開口のアレイＡＡにより生成される光スポットのアレイからもたらされ、情報担体ＩＣに適用される。光ファイバプレートＦＰは、それ故、情報担体と検出器との間に挿入されるように意図されている。

光ファーバープレートＦＰは、ガラスのプレートに共に平行の状態で束ねられ（例えば、必ずしも必要ないが、接着剤を用いることにより）、２つの平坦な側面を有する光学板の状態に研磨された複数の円筒形の光ファイバ要素を有する。そのプレートの一端部における光分布は、それ故、クロストークなしでそのプレートの他の側にそれらのファイバを通して搬送される。典型的には、それらのファイバのピッチは数μｍのオーダーであり、それらのファイバの開口率は１であり、それらの透過率は、例えば、７０乃至８０％の範囲内にある。

光ファイバプレートＦＰはファイバの出力においてクロストークを制限するためにできるだけ検出器ＤＴの近くに位置付けられる。

代替として、保護層ＰＬ（ハッチングにより示されている）が、検出器を成す各々の画素の感応領域を保護し且つ検出器を機械的に強化するために、光ファイバプレートＦＰと検出器ＤＴとの間に挿入されている。更に、このことは、光ファイバプレートＦＰ、保護層ＰＬ及び検出器ＤＴが、例えば、接着剤により共に固定される又はクランプ系（図示せず）により圧力を掛けられるようにし、その結果、情報担体ＩＣの周りに位置付けられるように意図される単一のユニットを規定する。

光ファイバプレートＦＰは、単位面積あたりのファイバの数として定義されるファイバ密度により特徴付けられる。基本的には、１つのファイバは検出器の１つの画素に対向している。有利であることに、複数のファイバが検出器の１つの画素に対向し（図１１に示すように）、そのことにより、ファイバと検出器の画素との間の適切なアライメントを規定することが回避される。

図１２は、本発明に従った第３のシステムの詳細図である。その図は、特に、検出器ＤＴが：
− 複数の画素Ｓ１乃至Ｓ９（この数は、例として与えられている）であって、各々の画素それぞれは、入力光を電気信号に変換するための感応領域ＳＡ１乃至ＳＡ９を有する、複数の画素Ｓ１乃至Ｓ９；並びに
− 標準的なＣＭＯＳデザインの一部であり、ここでは、クロストークを低減させる付加的役割を果たす、第１金属層ＭＬ１、第２金属層ＭＬ２及び第３金属層ＭＬ３；
を有するとして示されている。

保護層ＰＬは、金属層が保護されるように、検出器ＤＴ上に積層され、それにより、長期間の検出の安定的品質が確実になる。保護層及び検出器は単一のユニットを構成することができるため、光ファイバプレートＦＰ及び検出器ＤＴを積層することが考慮されている。

有利であることに、マクロレンズＭＬのアレイは、各々の画素の感応領域ＳＡ１乃至ＳＡ９の方へのファイバの出力において生成される光ビームを収束させるために、光ファイバプレートＦＰと検出器との間に挿入される。各々のマイクロレンズは検出器の１つの画素に対向している。光ファイバプレートの出力におけるクロストークは、それ故、低減される。

図１３は、本発明に従った第３のシステムの三次元の様子を示している。

代替として、本発明に従った好適な実施形態においては、情報担体の基本データ領域はもはや正方形形状に規定されず、六角形形状である。正方形形状に比べて、六角形形状は、下記のような重要な有利点に繋がる。

図１４Ａは、上記のような正方形形状を有する２つの隣接する基本データ領域を示す一方、図１４Ｂは、六角形形状を有する２つの隣接する基本データ領域を示している。

図１４Ａに関して、各々の基本データ領域の表面ａ_ｓ、２つの隣接する基本データ領域の中心間の距離ｄ_ｓ及び基本データ領域の中心と隣接する基本データとの間の最大距離ｒ_ｓは次の関係式により表される。

ａ_Ｓ＝２ｒ_Ｓ ^２ （１）
ａ_Ｓ＝ｄ_Ｓ ^２ （２）
ｄ_Ｓ＝√２・ｒ_Ｓ （３）
図１４Ｂに関して、各々の基本データ領域の表面ａ_Ｈ、２つの隣接する基本データ領域の中心間の距離ｄ_Ｈ及び基本データ領域の中心と隣接する基本データとの間の最大距離ｒ_Ｈは次の関係式により表される。

ａ_Ｈ＝（３／２）√３・ｒ_Ｈ ^２ （４）
ａ_Ｈ＝（√３／２）・ｄ_Ｈ ^２ （５）
ｄ_Ｈ＝√３・ｒ_Ｈ （６）
情報担体の記憶容量は、結局、スポットサイズにより制限される。達成可能な最小スポットサイズは基本データ領域間の必要とされる最小間隔を決定する。その間隔が小さ過ぎる場合、隣接するビットにおいてスポットの重なり合い（所謂、クロストーク又はシンボル間干渉）が存在し、ビット検出は困難である。情報担体（正方形か又は六角形の基本データ領域を有する）の記憶容量は、それ故、所定のビット分離について平方インチ当たりどれ位のビット数であるかの計算において決定される。所定のビット分離は関係式、ｄ_Ｈ＝ｄ_Ｓにより表される。そのような関係にある場合、比ａ_Ｓ／ａ_Ｈは式（５）及び（２）から次式により表される。

ａ_Ｓ／ａ_Ｈ＝２／√３≒１．１５ （７）
これは、情報担体のデータ密度（基本データ領域当たりのビット）は、正方形の格子に代えて六角形の格子を用いる場合、１５％増加することが可能であることを示している。

有利であることに、基本データ領域は、六角形形状を又、有する隣接するマクロセルにより配列することが可能である。その六角形のマクロセルの領域Ａ_Ｈが正方形のマクロセルの領域Ａ_Ｓに等しくなるように選択される場合、比Ｄ_Ｈ／Ｄ_Ｓは次式により表される。

Ｄ_Ｈ／Ｄ_Ｓ＝√（２／√３）≒１．０７ （８）
ここで、Ｄ_Ｈは２つの隣接する六角形のマクロセルの中心間の距離であり、Ｄ_Ｓは２つの隣接する正方形のマクロセルの中心間の距離である。これは、同じ光スポット密度に対して、光スポット分離、即ち、２つの隣接するマクロセルの中心間の距離は、マクロセルが六角形であるとき、７％大きくなり、そのことは隣接する基本データ領域間のクロストークが低減されるためにビット検出をよりロバストにする。

図１５は、各々が正方形形状である複数の隣接するマクロセル（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、．．．）を有する本発明に従った改善された情報担体であって、各々のマクロセルは、各々が六角形形状である基本データ領域（ＥＤＡ１、ＥＤＡ２、．．．）の集合を有する、情報担体の平面視を示している。この実施例においては、各々のマクロセルは１６個の基本データ領域を有する。マクロセルの走査を容易にするために、基本データ領域は、有利であることに、隣接して位置付けられている。

図１６は、各々が六角形形状である複数の隣接するマクロセル（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、．．．）を有する本発明に従った改善された情報担体であって、各々のマクロセルは、各々が六角形形状である基本データ領域（ＥＤＡ１、ＥＤＡ２、．．．）の集合を有する、情報担体の平面視を示している。この実施例においては、各々のマクロセルは５５個の基本データ領域を有する。マクロセルの走査を容易にするために、基本データ領域は、有利であることに、隣接して位置付けられている。

図１７に示すように、本発明に従ったシステムは、有利であることに、読み取り機器ＲＡ（例えば、ホームプレーヤ装置等）、携帯装置ＰＤ（例えば、携帯情報端末、可搬型コンピュータ、ゲームプレーヤユニット等）又は携帯電話機ＭＴにおいて実施されることが可能である。それらの機器及び装置は、本発明に従った情報担体１７０１を受けるように意図されている開口（ＯＰ）と、前記情報担体に記憶されているデータを再生することに関連する読み取りシステムとを有する。

表現“を有する”及びその表現の派生表現を使用することにより、請求項に記載されている要素又は段階以外の要素又は段階の存在が排除されるものではない。要素又は段階の単数表現を使用することにより、そのような要素又は段階の複数の存在が排除されるものではない。

本発明に従った第１システムを示す図である。 本発明に従った第２システムを示す図である。 本発明に従ったシステムにおいて用いられるマクロセル走査専用の構成要素の詳細図である。 本発明に従ったマクロセル走査の原理を示す図である。 本発明に従った情報担体を示す図である。 本発明に従った情報担体における基本データ領域のタイプを示す図である。 本発明に従った情報担体における基本データ領域の異なるタイプを示す図である。 本発明に従った情報担体における基本データ領域の異なるタイプを示す図である。 本発明に従った第２システムの三次元の様子を示す図である。 情報担体に対する本発明に従ったシステムを移動させるための第１構成を示す図である。 情報担体に対する本発明に従ったシステムを移動させるための第２構成を示す図である。 情報担体に対する本発明に従ったシステムを移動させるための第２構成の詳細な構成要素を示す図である。 本発明に従った第３システムを示す図である。 本発明に従った第３システムの詳細図である。 本発明に従った第３システムの三次元の様子を示す図である。 四角形形状及び六角形形状を有する基本データ領域を示す図である。 四角形形状及び六角形形状を有する基本データ領域を示す図である。 マクロセルが四角形の格子を構成する、本発明に従った改善された情報担体を示す図である。 マクロセルが六角形の格子を構成する、本発明に従った改善された情報担体を示す図である。 本発明に従った情報担体を読み取るためのシステムに対応する種々の機器及び装置を示す図である。

Claims (21)

1. 情報担体に記憶されているデータを読み取るためのシステムであって：
   入力光ビームから光スポットアレイを生成するための光学要素であって、前記光スポットアレイは前記情報担体を走査するように意図されている、光学要素；及び
   前記光スポットアレイに応じて前記情報担体により生成された出力光ビームアレイからの前記データを検出するための検出器；
   を有することを特徴とするシステム。
2. 請求項１に記載のシステムであって、前記光学要素はレンズアレイ又は開口アレイである、ことを特徴とするシステム。
3. 請求項１又は２に記載のシステムであって、前記検出器は画素アレイを有し、各々の画素は前記情報担体に記憶された複数のデータを検出するように意図されている、ことを特徴とするシステム。
4. 請求項１乃至３の何れ一項に記載のシステムであって、光ファイバプレートが前記出力光ビームを搬送するために前記検出器において積層されている、ことを特徴とするシステム。
5. 請求項４に記載のシステムであって、前記光ファイバプレートと前記検出器との間に挿入されたマクロレンズアレイであって、各々のマクロレンズは前記検出器の画素に対向している、マクロレンズアレイを有する、ことを特徴とするシステム。
6. 請求項１乃至５の何れ一項に記載のシステムであって、前記情報担体に対して前記光学要素をシフトさせるための手段を有する、ことを特徴とするシステム。
7. 情報担体に記憶されているデータを読み取るための読み取り機器であって、該読み取り機器は請求項１乃至６の何れ一項に記載のシステムを有する、ことを特徴とする読み取り機器。
8. 複数の隣接するマクロセルを有する情報担体であって、各々のマクロセルは基本データ領域の集合を有する、ことを特徴とする情報担体。
9. 請求項８に記載の情報担体であって、前記基本データ領域の各々は少なくとも２つの光反射レベルを規定するように意図された層を有する、ことを特徴とする情報担体。
10. 請求項８に記載の情報担体であって、前記基本データ領域の各々は少なくとも２つの光吸収レベルを規定するように意図された層を有する、ことを特徴とする情報担体。
11. 請求項１０に記載の情報担体であって、前記層は前記レベルを規定するために可変光透過率を有する材料を有する、ことを特徴とする情報担体。
12. 請求項１０に記載の情報担体であって、前記層は前記レベルを規定するために可変の厚さを有する、ことを特徴とする情報担体。
13. 請求項１０に記載の情報担体であって、前記層は前記レベルを規定するために可変表面の開口を有する、ことを特徴とする情報担体。
14. 請求項１０に記載の情報担体であって、前記層は前記レベルを規定するために分極配向が可変である偏光材料を有する、ことを特徴とする情報担体。
15. 請求項９に記載の情報担体であって、前記層は前記レベルを規定するために可変表面の反射領域を有する、ことを特徴とする情報担体。
16. 請求項８乃至１５の何れ一項に記載の情報担体であって、前記マクロセルは四角形形状である、ことを特徴とする情報担体。
17. 請求項８乃至１５の何れ一項に記載の情報担体であって、前記マクロセルは六角形形状である、ことを特徴とする情報担体。
18. 請求項１７に記載の情報担体であって、前記基本データ領域は四角形形状又は六角形形状である、ことを特徴とする情報担体。
19. 請求項１乃至６に記載のシステムを有することを特徴とする携帯用装置。
20. 請求項１乃至６に記載のシステムを有することを特徴とする携帯電話機。
21. 請求項１乃至６に記載のシステムを有することを特徴とするゲームプレーヤユニット。

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