(57)【要約】  本発明は、情報担体上に記憶されたデータを読み出すシステムに関するものである。このシステムは導波管（１２０３）を含み、この導波管（１２０３）の第１の表面（１２０７）と第２の表面（１２０８）との間における光線の反射を利用して、複数の異なる構成要素を水平方向に変位させて配置することを可能としている。本発明は、光ストレージの分野に適用される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報担体上に記憶されたデータを読み出すシステムであって、
−  第１の表面と第２の表面とを含む導波管、
−  入射光線から第１の光線を生成するための、前記第１の表面の側に配された開口アレイ、
−  前記第１の光線から第１の反射光線を生成するための、前記第２の表面の側に配された第１の反射手段、
−  前記第１の反射光線から、位相変調された光線を生成するための、前記第１の表面の側に配された反射型位相変調器、
−  前記位相変調された光線から、前記情報担体を走査することを意図した第２の反射光線を生成するための、前記第２の表面の側に配された第２の反射手段、および
−  前記情報担体により発生させられた出射光線から前記データを検出する検出器を含んでいることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記検出器が前記第１の表面の側に配されており、
前記情報担体が、前記第１の表面と前記検出器との間に配されることを意図されていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記検出器が前記第２の表面の側に配されており、
当該システムが、
−  前記第２の反射手段と前記検出器との間に配された反射型偏光板、および
−  前記第１の表面と前記情報担体との間に配される１／４波長板をさらに含んでおり、
前記情報担体が、前記第１の表面の側に配されることを意図されていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項４】
情報担体上に記憶されたデータを読み出すシステムであって、
−  第１の表面と第２の表面とを含む導波管であって、前記情報担体が該第２の表面の側に配されることを意図されている導波管、
−  入射光線から第１の光線を生成するための、前記第１の表面の側に配された開口アレイ、
−  前記第１の光線から第１の反射光線を生成するための、前記第２の表面の側に配された第１の反射手段、
−  前記第１の反射光線から、位相変調された光線を生成するための、前記第１の表面の側に配された反射型位相変調器、
−  前記位相変調された光線から第２の反射光線を生成するための、前記第２の表面の側に配された第２の反射手段、
−  前記第２の反射手段と前記情報担体との間に配される１／４波長板を透過して前記情報担体を走査することを意図された第３の反射光線を、前記第２の反射光線から生成するための、前記第１の表面の側に配された反射型偏光板、および
−  前記情報担体により発生させられた出射光線から前記データを検出するための、前記反射型偏光板の下に配された検出器を含んでいることを特徴とするシステム。
【請求項５】
前記第１の表面と前記第２の表面との間の距離は、前記開口アレイの出射側において形成される光線が、前記反射型位相変調器上に再結像されるような距離であることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載のシステム。
【請求項６】
請求項１から５いずれか１項記載のシステムを含む読取装置。
【請求項７】
請求項１から５いずれか１項記載のシステムを含む携帯型機器。
【請求項８】
請求項１から５いずれか１項記載のシステムを含む携帯電話。
【請求項９】
請求項１から５いずれか１項記載のシステムを含むゲームプレーヤーユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報担体上に記憶されたデータを読み出すシステムに関するものである。
【０００２】
本発明はまた、そのようなシステムを含む種々の装置にも関するものである。
【０００３】
本発明は、たとえば光データストレージの分野において利用可能なものである。
【背景技術】
【０００４】
今日、光ストレージは、コンテンツ頒布に広く利用されており、たとえば、ＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）規格に基づくストレージシステムにおけるコンテンツ頒布に利用されている。光ストレージは、情報担体の複製が容易かつ安価である点で、ハードディスクおよび固体ストレージに対して大きな利点を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ドライブ中に大量の可動部品があるため、それら可動部品の読出動作時に要求される安定性を考慮すると、この種のストレージを用いた既知のアプリケーションは、かかる読出動作を実行する際の衝撃に強くはない。その結果、光ストレージは、携帯型機器等の衝撃に曝されるアプリケーションには、容易に用いることができない。
【０００６】
本発明の１つの目的は、情報担体上に記憶されたデータを読み出すための、平面的システムを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る、情報担体上に記憶されたデータを読み出すための平面的システムの第１の類型は、
−  第１の表面と第２の表面とを含む導波管、
−  入射光線から第１の光線を生成するための、上記の第１の表面の側に配された開口アレイ、
−  上記の第１の光線から第１の反射光線を生成するための、上記の第２の表面の側に配された第１の反射手段、
−  上記の第１の反射光線から、位相変調された光線を生成するための、上記の第１の表面の側に配された反射型位相変調器、
−  上記の位相変調された光線から、情報担体を走査することを意図した第２の反射光線を生成するための、上記の第２の表面の側に配された第２の反射手段、および
−  情報担体により発生させられた出射光線からデータを検出する検出器を含んでいる。
【０００８】
本発明に係る、情報担体上に記憶されたデータを読み出すための平面的システムの第２の類型は、
−  第１の表面と第２の表面とを含む導波管であって、情報担体が該第２の表面の側に配されることを意図されている導波管、
−  入射光線から第１の光線を生成するための、上記の第１の表面の側に配された開口アレイ、
−  上記の第１の光線から第１の反射光線を生成するための、上記の第２の表面の側に配された第１の反射手段、
−  上記の第１の反射光線から、位相変調された光線を生成するための、上記の第１の表面の側に配された反射型位相変調器、
−  上記の位相変調された光線から第２の反射光線を生成するための、上記の第２の表面の側に配された第２の反射手段、
−  上記の第２の反射手段と情報担体との間に配される１／４波長板を透過して情報担体を走査することを意図された第３の反射光線を、上記の第２の反射光線から生成するための、上記の第１の表面の側に配された反射型偏光板、および
−  情報担体により発生させられた出射光線からデータを検出するための、上記の反射型偏光板の下に配された検出器を含んでいる。
【０００９】
本発明に係る平面的システムは、光スポットのアレイにより、平面状の情報担体を読み取ることを目的としている。導波管は、これらの光スポットを規定する複数の異なる構成要素を、水平方向に変位させて配置することを可能とする。したがって、種々の構成要素が互いに重ね合わされるのではなく並べて配されるので、設置高さが抑えられる。このようなアセンブリは、情報担体を読み取る装置への実装を容易にする。
【００１０】
情報担体は、透過により読み取られることも、反射により読み取られることもあり得るので、本発明の平面的システムは、透明な情報担体または不透明な情報担体のいずれの読取りも可能なものとされている。不透明な情報担体では、情報担体の厚さまたは後面の品質に、さらなる厳格な条件が課されることはない。たとえば、後面に、その情報担体のコンテンツを示す文字またはイメージをプリントしてもよい。さらに、その場合には、汚れに対する防護が必要な情報担体の表面は、片側の表面のみである。
【００１１】
本発明の詳細な説明および他の側面については、以下において述べる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付の図面と関連させて説明されるいくつかの実施形態を参照しながら、本発明のいくつかの特定の側面を説明する。図面では、同一の部分またはサブ工程は、同じように指定されている。
【００１３】
本発明に従うシステムは、情報担体上に記憶されたデータを読み出すことを目的としている。情報担体は、データマトリックスのようなアレイに従って編成されたバイナリデータを記憶することを意図したものである。情報担体が透過によって読み取られることを意図したものである場合には、情報担体上に記憶されているバイナリデータの状態は、透明領域と不透明領域（すなわち光吸収領域）とで表される。あるいは、情報担体が反射によって読み取られることを意図したものである場合には、情報担体上に記憶されているバイナリデータの状態は、非反射性領域（すなわち光吸収領域）と反射性領域とで表される。これらの領域は、ガラス、プラスチック、または磁気特性を有する材料といった材料にマークされる。
【００１４】
本発明に従うシステムは、
−  情報担体を走査することを意図した光スポットのアレイを、入射光線から生成する光学素子と、
−  情報担体により発生させられる出射光線のアレイから、データを検出する検出器とを含んでいる。
【００１５】
図１に示す第１の実施形態では、情報担体１０１上に記憶されたデータを読み出すための本発明に従うシステムは、情報担体１０１を走査することを意図した光スポットのアレイ１０３を、入射光線１０４から生成する光学素子１０２を含んでいる。
【００１６】
光学素子１０２は、二次元マイクロレンズアレイに対応するものであり、その入射面には可干渉性の入射光線１０４が適用される。マイクロレンズアレイ１０２は、光スポットが情報担体１０１上に合焦するように、情報担体１０１と平行に離間させられて配されている。マイクロレンズの開口数および品質は、光スポットのサイズを決定する。たとえば、０．３の開口数を有する二次元マイクロレンズアレイ１０２が使用され得る。入射光線１０４は、入射レーザー光線を拡大する導波管（図示せず）によって、またはカップリングされたマイクロレーザーの二次元アレイによって実現され得る。
【００１７】
光スポットは、情報担体１０１の透明領域または不透明領域に適用される。光スポットが不透明領域に適用されると、情報担体によりそれに応答する出射光線は発生させられない。光スポットが透明領域に適用されると、情報担体によりそれに応答する出射光線が発生させられ、その出射光線が検出器１０５により検出される。こうして、検出器１０５を用いて、光スポットが適用された領域のデータのバイナリ値が検出される。
【００１８】
ある有利な形態では、検出器１０５は、ＣＭＯＳまたはＣＣＤピクセルのアレイにより形成される。一例では、検出器の１つのピクセルは、情報担体の１つのデータ（すなわち１ビット）を含む基本データ領域に対向するように配される。その場合、検出器の１つのピクセルが、情報担体の１つのデータを検出することが意図されている。
【００１９】
ある有利な形態では、情報担体上で発生させられた出射光線を検出器上に集光して、データ検出を改善するために、情報担体１０１と検出器１０５との間に、マイクロレンズアレイ（図示せず）が配される。
【００２０】
図２に示す第２の実施形態では、情報担体２０１上に記憶されたデータを読み出すための本発明に従うシステムは、情報担体２０１を走査することを意図した光スポットのアレイ２０３を、入射光線２０４から生成する光学素子２０２を含んでいる。
【００２１】
光学素子２０２は、二次元開口アレイに対応するものであり、その入射面には可干渉性の入射光線２０４が適用される。これらの開口は、たとえば１μｍまたはそれよりずっと小さな直径を有する円形の孔に対応するものとされる。入射光線２０４は、入射レーザー光線を拡大する導波管（図示せず）によって、またはカップリングされたマイクロレーザーの二次元アレイによって実現され得る。
【００２２】
光スポットは、情報担体２０１の透明領域または不透明領域に適用される。光スポットが不透明領域に適用されると、情報担体によりそれに応答する出射光線は発生させられない。光スポットが透明領域に適用されると、情報担体によりそれに応答する出射光線が発生させられ、その出射光線が検出器２０５により検出される。こうして、図１に示した第１の実施形態と同様に、検出器２０５を用いて、光スポットが適用された領域のデータのバイナリ値が検出される。
【００２３】
ある有利な形態では、検出器２０５は、ＣＭＯＳまたはＣＣＤピクセルのアレイにより形成される。一例では、検出器の１つのピクセルは、情報担体の１つのデータを含む基本データ領域に対向するように配される。その場合、検出器の１つのピクセルが、情報担体の１つのデータを検出することが意図されている。
【００２４】
ある有利な形態では、情報担体上で発生させられた出射光線を検出器上に集光して、データ検出を改善するために、情報担体２０１と検出器２０５との間に、マイクロレンズアレイ（図示せず）が配される。
【００２５】
光スポットのアレイ２０３は、以下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、開口アレイ２０２により作り出される。入射光線２０４のような可干渉性の光線が、開口アレイ２０２のような周期的な回折構造を有する物体（すなわち光エミッタを形成する物体）に適用されると、回折光は、その回折構造から予測可能な距離ｚ０だけ離れた平面において、エミッタと同一の像に再結像する。この距離ｚ０は、タルボット距離として知られている。タルボット距離ｚ０は、ｚ０＝２ｎｄ２／λの関係式で与えられる。ここで、ｄは光エミッタの周期的な間隔であり、λは入射光線の波長であり、ｎは伝播空間の屈折率である。より一般的にいえば、再結像は、エミッタからさらに離れた、タルボット距離の倍数に当たる他の距離ｚ（ｍ）＝２ｎｍｄ２／λ（ｍは整数）においても生じる。また、そのような再結像は、ｍ＝１／２＋整数の個所においても生じるが、その場合は像が半周期分シフトする。さらに、ｍ＝１／４＋整数およびｍ＝３／４＋整数の個所においても再結像が生じるが、その場合は２倍の周波数を有する像となる（すなわち、光スポットの周期が、開口アレイの周期に対して半分の周期となる）。
【００２６】
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せずに、開口アレイ２０２から比較的遠く離れた距離（ｚ（ｍ）で表して数百μｍ）において、高品質な光スポットのアレイを作り出すことが可能となる。このことは、たとえば、開口アレイ２０２と情報担体２０１との間に、情報担体２０１を汚れ（たとえば、ほこりや指紋等）から守るためのカバー層を挿入することを可能にする。さらには、この態様は、マイクロレンズアレイを用いる場合と比較して、実装を容易とし、かつ情報担体に適用される光スポットの密度を低コストで増大させることを可能にする。
【００２７】
図３は、本発明に従うシステムの詳細図である。この図には、情報担体３０１により発生させられる出射光線からデータを検出することを意図した、検出器３０５が図示されている。この検出器は、参照番号３０２、３０３、３０４で示すピクセルを含んでいる。なお、図示されているピクセルの数は、理解を容易にするために限られた数とされている。ここで、ピクセル３０２は、特に情報担体のデータ領域３０６に記憶されたデータを検出することを意図されており、ピクセル３０３は、データ領域３０７に記憶されたデータを検出することを意図されており、ピクセル３０４は、データ領域３０８に記憶されたデータを検出することを意図されている。各データ領域（マクロセルとも呼ぶ）は、基本データの組を含んでいる。たとえばデータ領域３０６は、参照番号３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ、３０６ｄで示す、バイナリデータを含んでいる。
【００２８】
この実施形態では、検出器の１つのピクセルは、データの１つの組を検出することを意図されており、この１つのデータの組に含まれる各基本データは、図１に示したマイクロレンズアレイ１０２または図２に示した開口アレイによって形成された単一の光スポットで、連続的に読み出される。以下、情報担体上のデータを読み出すこの手法を、マクロセル走査と呼ぶこととする。
【００２９】
図４は、図３に基づく図であり、情報担体４０１のマクロセル走査の例（この例に限られるものではない）を示した図である。
【００３０】
情報担体４０１上に記憶されているデータは、黒の領域（すなわち不透明領域）または白の領域（すなわち透明領域）のいずれかで示される２通りの状態を有している。たとえば、黒の領域は「０」のバイナリ状態に対応し、白の領域は「１」のバイナリ状態に対応し得る。
【００３１】
情報担体４０１から発生させられた出射光線が検出器４０５のピクセルに当たった際のそのピクセルは、白の領域で表されている。そのとき、そのピクセルは第１の状態を有する電気出力信号（図示せず）を送出する。これに対し、検出器４０５のピクセルが情報担体から何ら出射光線を受けていない際のそのピクセルは、網掛領域で現されている。そのとき、そのピクセルは第２の状態を有する電気出力信号（図示せず）を送出する。
【００３２】
この例では、データの各組は、４つの基本データを含んでおり、データの各組につき単一の光スポットが、同時に適用される。光スポット４０３による情報担体４０１の走査は、たとえば、２つの基本データ間の距離に等しい横方向へのイクリメント幅（変位幅）をもって、左方向から右方向へと行われる。
【００３３】
位置Ａでは、すべての光スポットが不透明領域に適用され、したがって検出器の全ピクセルが第２の状態となる。
【００３４】
光スポットを右方向に変位させた後の位置Ｂでは、左側の光スポットが透明領域に適用され、したがって対応のピクセルが第１の状態となる。一方、残りの２つの光スポットは不透明領域に適用されるので、それらに対応する検出器の２つのピクセルは、第２の状態となる。
【００３５】
光スポットをさらに右方向に変位させた後の位置Ｃでは、左側の光スポットが不透明領域に適用され、したがって対応のピクセルが第２の状態となる。一方、残りの２つの光スポットは透明領域に適用されるので、それらに対応する検出器の２つのピクセルは、第１の状態となる。
【００３６】
光スポットをさらに右方向に変位させた後の位置Ｄでは、中央の光スポットが不透明領域に適用され、したがって対応のピクセルが第２の状態となる。一方、残りの２つの光スポットは透明領域に適用されるので、それらに対応する検出器の２つのピクセルは、第１の状態となる。
【００３７】
情報担体４０１の走査は、検出器のピクセルに対向するデータの組をなすすべてのデータに光スポットが適用されたときに完了する。このことは、情報担体が、二次元的に走査されることを包含する。検出器の１つのピクセルに対向するデータの組を構成する各基本データは、単一の光スポットによって連続的に読み出される。
【００３８】
図５は、図２に示したシステムを三次元的に示した図である。この図には、情報担体５０１に適用される光スポットのアレイを生成するための、開口アレイ５０２が含まれている。各光スポットは、情報担体５０１の二次元のデータの組（太線の四角で示されている）上に亘って、適用され走査される。この光スポットに応答して、情報担体は、出射光線を出力する（あるいは、光スポットが不透明領域に適用された場合には、出射光線を出力しない）。出射光線は、走査されたデータの組に対向する検出器５０３のピクセルによって、検出される。情報担体５０１の走査は、開口アレイ５０２を、ｘ軸およびｙ軸に沿って変位させていくことにより行われる。
【００３９】
開口アレイ５０２と、情報担体５０１と、検出器５０３とは、互いに平行な平面に重ね合わされている。これらのうち、可動な部分は開口アレイ５０２のみである。
【００４０】
ここで、開口アレイ５０２をマイクロレンズアレイ１０２と置き換えれば、図１に示したようなシステムを三次元的に示した図も、図５と同様になる点に留意されたい。
【００４１】
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内で行われる。走査装置は、情報担体の全表面を走査するため、ｘおよびｙの二方向に、光スポットを並進移動させる。
【００４２】
図６に示す第１の解決策では、走査装置は、Ｈ字型のブリッジに対応する。光スポットのアレイを生成する光学素子（すなわち、マイクロレンズアレイまたは開口アレイ）が、第１のスレッジ６０１に実装される。この第１のスレッジ６０１は、第２のスレッジ６０２に対して、ｙ軸に沿って相対移動可能とされている。この目的のため、第１のスレッジ６０１は、ガイド６０７、６０８と接触する接触部６０３、６０４、６０５、６０６を含んでいる。第２のスレッジ６０２は、ガイド６０９、６１０と接触する接触部６１１、６１２、６１３、６１４によって、ｘ軸に沿って移動可能とされている。スレッジ６０１および６０２は、ステップ・バイ・ステップ・モータや、ジャッキとして作用する磁気式または圧電式アクチュエータといった、アクチュエータ（図示せず）によって並進移動させられる。
【００４３】
図７に示す第２の解決策では、フレーム７０１の中に走査装置が保持されている。フレーム７０１を浮遊状態に保持するために用いられている各要素は、図８に、三次元的に詳細に示されている。これらの要素には、
−  第１の板ばね７０２、
−  第２の板ばね７０３、
−  ｘ軸に沿った走査装置７０１の駆動を与える第１の圧電素子７０４、および
−  ｙ軸に沿った走査装置７０１の駆動を与える第２の圧電素子７０５が含まれる。
【００４４】
図７に示した第２の解決策は、図６に示したＨ字型のブリッジの解決策よりも少ない、機械的な並進動作を包含している。フレーム７０１と接触状態にある圧電素子は電気的に制御され（図示せず）、電圧の変化がこの圧電素子の寸法的変化をもたらし、結果としてフレーム７０１をｘ方向および／またはｙ方向に変位させる。
【００４５】
位置Ｐｏｓ１は、第１の位置にある走査装置７０１を示しており、位置Ｐｏｓ２は、ｘ軸に沿って並進移動させられた後の第２の位置にある走査装置７０１を示している。板ばね７０２および７０３の可撓性が、明確に図示されている。
【００４６】
板ばね７０２および７０３をさらなる２つの圧電素子に置き換えて、４つの圧電素子を用いても、類似の構成を作り出すことができる。その場合、対向する圧電素子の対は、拮抗筋と同じような動作で、１つの方向に協働する。
【００４７】
図９は、本発明に従う１つの改善されたシステムを示している。このシステムでは、情報担体９０１の走査が、構成要素を移動させることなく実現される。図９は、図２を基としているが、追加部材として、入射光線９０４の光路内に位相変調器９０６が配されている。
【００４８】
非機械的な走査は、位相変調器９０６により規定される位相プロファイルを、入射光線９０４に適用し、この位相プロファイルを変化させることにより実現される。位相変調器９０６は、水平距離ｘ（および／またはｙ）に関する入射光線９０４の位相を変化させる。
【００４９】
なお、位相変調器９０６は、開口アレイ９０２と情報担体９０１との間に配されてもよい点に留意されたい（図示せず）。
【００５０】
位相変調器９０６が、位相φ（ｘ）を位置ｘに対して線形的に変化させるように作用すると、光スポットのアレイ９０３は、水平軸ｘに沿ってΔｘの水平方向シフトを示す。位相φ（ｘ）と水平方向位置ｘとは、関係式
【数１】
2007506210.tif 000003
により関連付けられていると規定することができる。ここで、ｘは水平方向位置（たとえば、位相変調器９０６の最左端から測った水平方向位置）、λは入射光線９０４の波長、ａは可変パラメータである。
【００５１】
式１で規定される位相プロファイルが位相変調器９０６により実現される場合は、光スポットのアレイ９０３の水平方向シフトΔｘは、
【数２】
2007506210.tif 000004
により与えられることが示される。ここで、Ｚは固定値であり、有利な形態では、タルボット距離ｚ０に対応する固定値、またはタルボット距離ｚ０の整数倍もしくは約数に対応する固定値である。
【００５２】
パラメータａは、水平方向シフトΔｘを変化させることに鑑みて、位相プロファイルの線形係数を変更することを可能とする。パラメータａの各値に対して、異なる位相プロファイルが規定される。パラメータａの変化は、結果として、光スポットをｘ方向にシフトさせる。
【００５３】
情報担体９０１の全表面を走査するためには、情報担体９０１の各マクロセルデータが、光スポットのアレイをなす１つの光スポットにより走査されなくてはならない。したがって、１つのマクロセルデータの走査は、ｘ軸およびｙ軸に沿った二次元走査に対応する。この二次元走査は、ｘ軸およびｙ軸に基づく線形的な位相変調を同時に規定することにより実行される。規定される位相プロファイルは、ｘ軸に基づく線形位相プロファイル（式１により規定される）と、ｙ軸に基づく線形位相プロファイル（式１においてｘをｙに置き換えることにより同様に規定される）との、線形結合の結果として得られる。
【００５４】
ある有利な形態では、位相変調器９０６は、制御可能な液晶（ＬＣ）セルを含んでいる。たとえば、ピクセル化された線形ネマチックＬＣセルを用いることができ、その際、開口アレイ９０２の各開口が自己のＬＣセルを有し、自己の位相φ（ｘ）を与えられ得るようにすることができる。すなわち、位相変調器９０６は、ＬＣセルの二次元アレイに対応する。ネマチック物質は、電磁場により配列させられ得るものであり、結果として位相変化をもたらすことができる。ネマチックセルは、固定された光軸を有する線形位相差板と光学的に等価であるが、その複屈折は印加される電圧の関数となる。印加される電圧が変わると、複屈折も変化し、その結果、光路長の変化、したがって位相の変化がもたらされる。
【００５５】
開口アレイ９０２をなす各開口は、自己のＬＣセルを有しているので、位相プロファイルは、複数の増分段階を有するランプ（ｒａｍｐ）形状を規定する。このランプ形状は、全体として、式１に規定される線形式に適合する。
【００５６】
あるいは、位相変調器９０６は、位相プロファイルの線形係数を変化させるように電気的に制御可能な、予め設定された連続的な位相プロファイルを規定するものであってもよい。
【００５７】
あるいは、エレクトロウェッティング・セルを用いて、位相プロファイルを規定してもよい。この場合、水平方向位置ｘに基づく位相プロファイルは、エレクトロウェッティング・セルに種々の高電圧を印加することにより変化させられる。
【００５８】
あるいは、光スポットのアレイの情報担体上の位置は、軸方向ｚに対する入射光線９０４の入射角を変化させることによってもシフトさせることができる。この解決策は、光路上に位相変調器を配する必要がなくなる点で有利である。しかしながら、この形態は、光線９０４の角度を変化させるための駆動手段（図示せず）を必要とする。開口アレイに垂直な平面に対して光線の入射角がａである場合、位相プロファイルは、式１で規定されるプロファイルに対応する。
【００５９】
図１０は、図９に示したシステムを三次元的に示した図である。この図には、情報担体１００１に適用される光スポットのアレイを生成するための、開口アレイ１００２が含まれている。各光スポットは、情報担体１００１の二次元のデータの組（太線の四角で示されている）上に亘って、適用され走査される。この光スポットに応答して、情報担体は、出射光線を出力する（あるいは、光スポットが不透明領域に適用された場合には、出射光線を出力しない）。出射光線は、走査されたデータの組に対向する検出器１００３のピクセルによって、検出される。ｘ軸およびｙ軸に沿った情報担体１００２の走査は、いかなる構成要素をも移動させることなく、開口アレイ１００２の下に配された位相変調器１００６によって行われる。
【００６０】
位相変調器１００６と、開口アレイ１００２と、情報担体１００１と、検出器１００３とは、互いに平行な平面に重ね合わされている。
【００６１】
図１１は、ＬＣセルの一例を示している。このＬＣセルは、ＬＣ層１１０１と、ガラス基板１１０２と、透明電極１１０３と、アラインメント層１１０４とを含んでいる。この図では、パラメータｄはセルの厚さに対応し、パラメータθはＬＣ分子の角度に対応する。電圧発生器１１０５により印加される電場のため液晶分子が回転すると、セルを通って伝播する直線偏光させられた光は、異なる実効屈折率の中を伝播し、その結果、位相が変化する。
【００６２】
一例として、電圧に対して、結果として得られる位相変化Δφを示したグラフが、図１１に併せて示されている。この曲線の特性は、使用されているＬＣ材料、光の波長、およびセルの厚さｄに依存する。
【００６３】
入射光線９０４の位相φ（ｘ）が位置ｘに対して二次関数的に変化するように位相変調器９０６が作用する場合には、光スポットのアレイ９０３に、ｚ軸に沿って軸方向シフトΔｚがもたらされる。位相φ（ｘ）と水平方向位置ｘとは、関係式
【数３】
2007506210.tif 000005
により関連付けられていると規定することができる。ここで、ｘは水平方向位置、λは入射光線９０４の波長、Ｒは位相プロファイルの曲率半径に対応する可変パラメータ、Δｚはｚ＝０の位置に対する軸方向シフトである。
【００６４】
式３で規定される位相プロファイルが位相変調器９０６により実現される場合は、光スポットのアレイ９０３の軸方向シフトΔｚは、関係式
【数４】
2007506210.tif 000006
により精度よく近似できることが示せる。ここで、Ｚは固定値であり、有利な形態では、タルボット距離ｚ０に対応する固定値、またはタルボット距離ｚ０の整数倍もしくは約数に対応する固定値である。
【００６５】
可変パラメータＲは、軸方向シフトΔｚを変化させることに鑑みて、位相プロファイルの二次式係数を変更することを可能とする。パラメータＲの各値に対して、異なる位相プロファイルが規定される。パラメータＲの変化は、結果として、シフトΔｚをもたらす。したがって、光スポット９０３は、情報担体９０１のより近くまたはより遠くに合焦することができる。二次関数的な位相プロファイルは、より伝統的な記録技術における焦点アクチュエータと同様の役割を担うが、機械的な要素を何ら使用せずにそのような役割を実現する。
【００６６】
ある有利な形態では、位相変調器９０６により規定される位相プロファイルは、式１により規定される（ｘ軸および／またはｙ軸に基づく）線形的な位相プロファイルと、式４により規定される二次関数的な位相プロファイルとの、線形結合の結果として得られる。このような形態は、光スポットの二次元走査と、情報担体９０１の表面上への光スポットの精確な焦点設定とを、同時に行うことを可能とする。
【００６７】
１つの改良された実施形態では、本発明に従うシステムの種々の構成要素が、図１、２、８、９および１０に示すように重ね合わされる代わりに、互いに並べて配置されて、平面的なシステムを規定する。この平面的システムは、第１の表面と第２の表面とを含む導波管上に構成される。導波管を用いることで、導波管の第１の表面（すなわち下側表面）と第２の表面（すなわち上側表面）との間の反射により、複数の異なる光線を水平方向に変位させることが可能になる。本発明に係る平面的システムは、２つの類型に従って得られる。
【００６８】
情報担体上に記憶されたデータを読み出すための、本発明に係る平面的システムの第１の類型が、図１２および図１３に示されている。この第１の類型の平面的システムは、
−  第１の表面１２０７、１３０７と第２の表面１２０８、１３０８とを含む、導波管１２０３、１３０３（この導波管は、プラスチックもしくはガラス、または複屈折ならびに密度にむらのない他の材料で作られている）、
−  入射光線１２０４、１３０４（追加の導波管（図示せず）によって拡大されたレーザー光線から得られた光線であってもよい）から、第１の光線を生成するための、上記の第１の表面の側に配された開口アレイ１２０２、１３０２、
−  上記の第１の光線から第１の反射光線を生成するための、上記の第２の表面の側に配された第１の反射手段１２０９、１３０９、
−  上記の第１の反射光線から、位相変調された光線（前述のような光スポットのアレイを含む位相変調された光線）を生成するための、上記の第１の表面の側に配された反射型位相変調器１２０６、１３０６、
−  上記の位相変調された光線から、第２の反射光線（情報担体１２０１、１３０１を走査することを意図した第２の反射光線）を生成するための、上記の第２の表面の側に配された第２の反射手段１２１０、１３１０、および
−  情報担体１２０１、１３０１により発生させられた出射光線からデータを検出する検出器１２０５、１３０５を含んでいる。検出器は、たとえば前述のようなＣＭＯＳ型の検出器であってもよく、ある有利な形態では、その検出器の感光セル上に出射光線を集光するためのマイクロレンズアレイ（図示せず）を含んでいる。
【００６９】
図１２に示した実施形態では、検出器１２０５は、第１の表面１２０７の側に配されている。情報担体１２０１は、第１の表面１２０７と検出器１２０５との間に配されることを意図されている。この図１２の実施形態は、透過により読み取られることを意図された情報担体１２０１の使用を伴うものである。
【００７０】
図１３に示した実施形態では、検出器１３０５は、第２の表面１３０８の側に配されている。このシステムはさらに、
−  第２の反射手段１３１０と検出器１３０５との間に配された反射型偏光板１３１１、および
−  第１の表面１３０７と情報担体１３０１との間に配される１／４波長板１３１２を含んでいる。
【００７１】
導波管１３０３の左側の太い上向き矢印は、情報担体１３０１から戻って来る光線を示している。この光線の偏光状態は、１／４波長板１３１２により、反射型偏光板１３１１を直接（第２の反射手段１３１０により光路を逸らされることなく）透過するように回転させられる。
【００７２】
この図１３の実施形態は、第１の表面１３０７の側に配され、反射により読み取られることを意図された情報担体１３０１の使用を伴うものである。
【００７３】
情報担体上に記憶されたデータを読み出すための、本発明に係る平面的システムの第２の類型が、図１４に示されており、さらに図１５に三次元的な図で示されている。この第２の類型の平面的システムは、
−  第１の表面１４０７と第２の表面１４０８とを含む導波管１４０３（この導波管は、プラスチックもしくはガラス、または複屈折ならびに密度にむらのない他の材料で作られている）、
−  入射光線１４０４（追加の導波管（図示せず）によって拡大されたレーザー光線から得られた光線であってもよい）から、第１の光線を生成するための、上記の第１の表面の側に配された開口アレイ１４０２、
−  上記の第１の光線から第１の反射光線を生成するための、上記の第２の表面の側に配された第１の反射手段１４０９、
−  上記の第１の反射光線から、位相変調された光線（前述のような光スポットのアレイを含む位相変調された光線）を生成するための、上記の第１の表面の側に配された反射型位相変調器１４０６、
−  上記の位相変調された光線から、細い下向き矢印で示された第２の反射光線（情報担体１４０１の平面に垂直な第２の反射光線）を生成するための、上記の第２の表面１４０８の側に配された第２の反射手段１４１０、
−  第２の反射手段１４１０と情報担体との間に配される１／４波長板１４１２を透過して情報担体１４０１を走査することを意図された第３の反射光線（太い上向き矢印で示す）を、上記の第２の反射光線から生成するための、上記の第１の表面の側に配された反射型偏光板１４１１であって、所与の偏光状態を有する光線（上記の第２の反射光線に対応）を反射し、その所与の偏光状態と比較して９０度回転させられた偏光状態を有する光線（上記の第３の反射光線に対応）を透過させるような反射型偏光板１４１１、および
−  情報担体１４０１により発生させられた出射光線（太い下向き矢印で示す）からデータを検出するための、反射型偏光板１４１１の下に配された検出器１４０５を含んでいる。この出射光線は、１／４波長板１４１２および反射型偏光板１４１１を透過する。検出器は、たとえば前述のようなＣＭＯＳ型の検出器であってもよく、ある有利な形態では、その検出器の感光セル上に出射光線を集光するためのマイクロレンズアレイ（図示せず）を含んでいる。
【００７４】
この図１４および図１５に示された実施形態は、第２の表面１４０８の側に配され、反射により読み取られることを意図された情報担体１４０１の使用を伴うものである。平面的システムのこの実施形態は、すべての構成要素が導波管の同じ側に配される一方、情報担体が反対側に配されるため有利である。この構成は、情報担体を読み取る装置への実装を容易にする。
【００７５】
好ましくは、第１の表面１２０７、１３０７、１４０７と、第２の表面１２０８、１３０８、１４０８との間の距離は、開口アレイ１２０２、１３０２、１４０２の出射側において形成される光線が、反射型位相変調器１２０６、１３０６、１４０６上に再結像されるような距離とされる。
【００７６】
平面的システムのすべての実施形態は、反射型の位相変調器を使用している点で共通している。光線は反射型位相変調器の層を２回通過するので、光線に加えられる位相シフト（式１から４で規定される）を２倍にすることができる。図９に示した実施形態と同様に、反射型位相変調器１２０６、１３０６、１４０６の各液晶セルは電気的に扱うことができる。その場合、シリコン（ＬＣＯＳ）技術に基づく液晶を、有利に用いることができる。
【００７７】
図１６は、第１の反射手段１６０９および第２の反射手段１６１０の詳細図を示している。
【００７８】
第１の反射光線の反射角は、三角構造の角度α１により決定され得る。また、第２の反射光線の反射角は、三角構造の角度α２により決定され得る。これらの三角構造は、導波管１６０３の第２の表面１６０８の側に配される。
【００７９】
上記の反射角はまた、三角構造のピッチｐを、ブレーズ回折格子を規定するように入射光線の波長λのオーダーで選択して、１次回折光線が、光路変更された出射光線として用いられるようにすることによっても決定され得る。
【００８０】
図１７に示されているように、本発明に係るシステムは、読取装置ＲＡ（たとえば家庭用プレーヤー装置等）、携帯型機器ＰＤ（たとえば、ＰＤＡ、携帯型コンピュータ、ゲームプレーヤーユニット等）、または携帯電話ＭＴ内に、有利に実装することができる。これらの装置および機器は、上記で説明したような情報担体ＩＣを受容することを意図した開口部（ＯＰ）と、データ取出しのためにその情報担体ＩＣ上に亘って光スポットをシフトさせる、本発明に従うシステムとを含んでいる。
【００８１】
「含む」もしくは「備える」との動詞およびそれらの活用形の使用は、特許請求の範囲において述べたもの以外の要素または工程の存在を排除するものではない。ある要素または工程の前に置かれた「１つの」との語の使用は、そのような要素または工程が複数存在することを排除するものではない。  
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に従う第１のシステムを示した図
【図２】本発明に従う第２のシステムを示した図
【図３】本発明に従うシステムにおいて使用されるマクロセル走査に特に充てられた構成要素の詳細図
【図４】本発明に従うマクロセル走査の原理を図解した図
【図５】本発明に従う第２のシステムを三次元的に示した図
【図６】本発明に従うシステムを、情報担体上に亘って移動させる第１の機構を示した図
【図７】本発明に従うシステムを、情報担体上に亘って移動させる第２の機構を示した図
【図８】本発明に従うシステムを情報担体上に亘って移動させる第２の機構の、詳細な構成要素を示した図
【図９】本発明に従う第３のシステムを示した図
【図１０】本発明に従う第３のシステムを三次元的に示した図
【図１１】電気的に制御可能な液晶セルと、かかる液晶セルの電圧制御曲線とを示した図
【図１２】本発明に従う平面的システムの第1の実施形態を示した図
【図１３】本発明に従う平面的システムの第２の実施形態を示した図
【図１４】本発明に従う平面的システムの第３の実施形態を示した図
【図１５】本発明に従う平面的システムの第３の実施形態を三次元的に示した図
【図１６】本発明に従う平面的システムに使用される構成要素の詳細図
【図１７】本発明に係るシステムを含む、様々な装置および機器を示した図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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