(57)【要約】光メモリ媒体（２）は、平面光導波路を構成するコア（２１）と、そのコアを挟むクラッド（２２）で構成され、コア（２１）とクラッド（２２）の界面またはコア（２１）の内部に、データが散乱因子として記録されたデータ画像（２０３）と、それぞれ位置決めに必要な散乱因子である一対の位置決めマーク（２０１，２０２）とを有する。読み出し光（１０３）は、コア（２１）内を拡がるように進み、データ画像（２０３）で散乱し干渉し、それにより生じたデータ再生光（１０３１）からデータが再生される。一対の位置決め光（１０１，１０２）は、読み出し光（１０３）に対してコア（２１）の厚さ方向の互いに相対する方向にオフセットを有してコア（２１）内に入射され、一対の位置決めマーク（２０１，２０２）においてそれぞれ散乱し干渉する。それにより生じた一対の位置決めマーク光（１０１１，１０２１）のそれぞれの強度に基づいて、光源（１１）から出射する光のコア（２１）に対するその厚さ方向の入射位置を制御する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面光導波路を構成するコア（２１）と、そのコア（２１）を挟むクラッド（２２）で構成され、前記コア（２１）と前記クラッド（２２）の界面または前記コア（２１）の内部に、データが散乱因子として記録されたデータ画像（２０３）と、それぞれ位置決めに必要な散乱因子である一対の位置決めマーク（２０１，２０２）と、を有する光メモリ媒体（２）から前記データを再生する光メモリ再生装置であって、
前記光メモリ媒体（２）の端面から前記コア（２１）に入射されて前記コア（２１）内を拡がるように進み、前記データ画像（２０３）を含むように前記コア（２１）と結合して光結合領域を形成する読み出し光（１０３）と、その読み出し光（１０３）に対して前記コア（２１）の厚さ方向の互いに相対する方向にオフセットを有して前記コア（２１）に入射されて前記コア（２１）内を進み、前記一対の位置決めマーク（２０１，２０２）のそれぞれを含むように前記コア（２１）と結合して光結合領域を形成する一対の位置決め光（１０１，１０２）と、を出射する光源（１１）と、
前記読み出し光（１０３）が前記データ画像（２０３）において散乱し干渉することにより生じたデータ再生光（１０３１）を受けるデータ再生光撮像素子（１３３）と、
データ再生光撮像素子（１３３）により撮像されたデータを再生するデータ再生部（１４）と、
前記一対の位置決め光（１０１，１０２）が前記一対の位置決めマーク（２０１，２０２）においてそれぞれ散乱し干渉することにより生じた一対の位置決めマーク光（１０１１，１０２１）を受ける位置決めマーク光受光素子（１３１，１３２）と、
その位置決めマーク光受光素子（１３１，１３２）により検出された前記一対の位置決めマーク光（１０１１，１０２１）の強度に基づいて、前記読み出し光（１０３）の前記コア（２１）に対するその厚さ方向の入射位置を制御する光源位置制御部（１６）と、
を備えることを特徴とした光メモリ再生装置。
【請求項２】
各位置決め光（１０１，１０２）の集光パターンは点状または円状であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光メモリ再生装置。
【請求項３】
前記光源（１１）は、前記一対の位置決め光（１０１，１０２）を時分割で交互に出射することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光メモリ再生装置。
【請求項４】
平面光導波路を構成するコア（２１）と、そのコア（２１）を挟むクラッド（２２）で構成され、前記コア（２１）と前記クラッド（２２）の界面または前記コア（２１）の内部に、データが散乱因子として記録された一対のデータ画像（２０１１，２０１２）と、それぞれ位置決めに必要な散乱因子である一対の位置決めマーク（２０１，２０２）と、を有する光メモリ媒体（２）から前記データを再生する光メモリ再生装置であって、
前記コア（２１）の厚さ方向の互いに異なる位置に前記光メモリ媒体（２）の端面から前記コア（２１）に入射されて前記コア（２１）内を拡がるように進み、前記一対のデータ画像（２０１１，２０１２）のそれぞれ及び前記一対の位置決めマーク（２０１，２０２）のそれぞれを含むように前記コア（２１）と結合して光結合領域を形成する一対の位置決め／読み出し光（１０１，１０２）を出射する光源（１１）と、
前記一対の位置決め／読み出し光（１０１，１０２）が前記一対のデータ画像（２０１１，２０１２）においてそれぞれ散乱し干渉することにより生じた一対のデータ再生光（１０１２，１０２２）を受けるデータ再生光撮像素子（１３３）と、
データ再生光撮像素子（１３３）により撮像されたデータを再生するデータ再生部（１４）と、
前記一対の位置決め／読み出し光（１０１，１０２）が前記一対の位置決めマーク（２０１，２０２）においてそれぞれ散乱し干渉することにより生じた一対の位置決めマーク光（１０１１，１０２１）を受ける位置決めマーク光受光素子（１３１，１３２）と、
その位置決めマーク光受光素子（１３１，１３２）により検出された前記一対の位置決めマーク光（１０１１，１０２１）の強度に基づいて、前記一対の位置決め／読み出し光（１０１，１０２）の前記コア（２１）に対するその厚さ方向の入射位置を制御する光源位置制御部（１６）と、
を備えることを特徴とした光メモリ再生装置。
【請求項５】
各位置決め／読み出し光（１０１，１０２）の集光パターンは点状または円状であることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の光メモリ再生装置。
【請求項６】
前記光源（１１）は、前記一対の位置決め／読み出し光（１０１，１０２）を時分割で交互に出射することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の光メモリ再生装置。
【請求項７】
平面光導波路を構成するコア（２１）と、そのコア（２１）を挟むクラッド（２２）で構成され、前記コア（２１）と前記クラッド（２２）の界面または前記コア（２１）の内部に、データが散乱因子として記録されたデータ画像（２０３）と、それぞれ位置決めに必要な散乱因子である一対の位置決めマーク（２０１，２０２）と、を有する光メモリ媒体（２）から前記データを再生する光メモリ再生装置であって、
断面が楕円または矩形であり、その断面の長手方向が前記界面とは平行ではない角度で、前記光メモリ媒体（２）の端面から前記コア（２１）に入射されて前記コア（２１）内を拡がるように進み、前記データ画像（２０３）を中央部に含み、前記一対の位置決めマーク（２０１，２０２）を両端部に含むように前記コア（２１）と結合して光結合領域を形成する位置決め／読み出し光（１０４）を出射する光源（１１）と、
前記位置決め／読み出し光（１０４）が前記データ画像（２０３）において散乱し干渉することにより生じたデータ再生光（１０３１）を受けるデータ再生光撮像素子（１３３）と、
データ再生光撮像素子（１３３）により撮像されたデータを再生するデータ再生部（１４）と、
前記位置決め／読み出し光（１０４）が前記一対の位置決めマーク（２０１，２０２）において散乱し干渉することにより生じた一対の位置決めマーク光（１０１１，１０２１）を受ける位置決めマーク光受光素子（１３１，１３２）と、
その位置決めマーク光受光素子（１３１，１３２）により検出された前記一対の位置決めマーク光（１０１１，１０２１）の強度に基づいて、前記位置決め／読み出し光（１０４）の前記コア（２１）に対するその厚さ方向の入射位置を制御する光源位置制御部（１６）と、
を備えることを特徴とした光メモリ再生装置。
【請求項８】
前記光源位置制御部（１６）は、前記一対の位置決めマーク光（１０１１，１０２１）の強度を互いに比較し、どちらが大きいかに応じて前記光源（１１）から出射する光の移動方向を決定して移動させ、強度差が零になるように前記光源（１１）から出射する光の前記入射位置を制御することを特徴とする請求の範囲第１項、第４項、または第７項に記載の光メモリ再生装置。
【請求項９】
平面光導波路を構成するコア（２１）と、そのコア（２１）を挟むクラッド（２２）で構成され、前記コア（２１）と前記クラッド（２２）の界面または前記コア（２１）の内部に、データが散乱因子として記録されたデータ画像（２０３）と、それぞれ位置決めに必要な散乱因子である一対の位置決めマーク（２０１，２０２）と、を有する光メモリ媒体（２）の端面のコア（２１）部分に、拡がりながら進む読み出し光（１０３）を照射して、その読み出し光（１０３）が前記データ画像（２０３）を含むように前記コア（２１）と結合して光結合領域を形成し、前記データ画像（２０３）において散乱し干渉することにより生じたデータ再生光（１０３１）に基づいてデータを再生する光メモリ再生装置における前記読み出し光（１０３）の入射位置決め方法であって、
前記読み出し光（１０３）に対して前記コア（２１）の厚さ方向の互いに相対する方向にオフセットを有するように前記光メモリ媒体（２）の端面に一対の位置決め光（１０１，１０２）を入射させ、
前記コア（２１）内に入射した前記一対の位置決め光（１０１，１０２）が、前記一対の位置決めマーク（２０１，２０２）のそれぞれを含むように前記コア（２１）と結合して光結合領域を形成し、
前記一対の位置決め光（１０１，１０２）が前記一対の位置決めマーク（２０１，２０２）においてそれぞれ散乱し干渉することにより生じた一対の位置決めマーク光（１０１１，１０２１）を位置決めマーク光受光素子（１３１，１３２）で受け、
その位置決めマーク光受光素子（１３１，１３２）に入射された前記一対の位置決めマーク光（１０１１，１０２１）の強度に基づいて、前記光源（１１）から出射された前記読み出し光（１０３）の前記コア（２１）に対するその厚さ方向の入射位置を制御することを特徴とする入射位置決め方法。
【請求項１０】
各位置決め光（１０１，１０２）の集光パターンは点状または円状であることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の入射位置決め方法。
【請求項１１】
前記一対の位置決め光（１０１，１０２）が時分割で交互に出射されることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の入射位置決め方法。
【請求項１２】
平面光導波路を構成するコア（２１）と、そのコア（２１）を挟むクラッド（２２）で構成され、前記コア（２１）と前記クラッド（２２）の界面または前記コア（２１）の内部に、データが散乱因子として記録された一対のデータ画像（２０１１，２０１２）と、それぞれ位置決めに必要な散乱因子である一対の位置決めマーク（２０１，２０２）と、を有する光メモリ媒体（２）の端面のコア（２１）部分に、拡がりながら進む一対の位置決め／読み出し光（１０１，１０２）を照射して、その一対の位置決め／読み出し光（１０１，１０２）が前記一対のデータ画像（２０１１，２０１２）をそれぞれ含むように前記コア（２１）と結合して光結合領域を形成し、前記一対のデータ画像（２０１１，２０１２）において散乱し干渉することにより生じた一対のデータ再生光（１０１２，１０２２）に基づいてデータを再生する光メモリ再生装置における前記一対の位置決め／読み出し光（１０１，１０２）の入射位置決め方法であって、
前記コア（２１）内に入射した前記一対の位置決め／読み出し光（１０１，１０２）が、前記一対の位置決めマーク（２０１，２０２）をそれぞれ含むように前記コア（２１）と結合して光結合領域を形成し、
前記一対の位置決め／読み出し光（１０１，１０２）が前記一対の位置決めマーク（２０１，２０２）においてそれぞれ散乱し干渉することにより生じた一対の位置決めマーク光（１０１１，１０２１）を位置決めマーク光受光素子（１３１，１３２）で受け、
その位置決めマーク光受光素子（１３１，１３２）に入射された前記一対の位置決めマーク光（１０１１，１０２１）の強度に基づいて、前記光源（１１）から出射された前記一対の位置決め／読み出し光（１０１，１０２）の前記コア（２１）に対するその厚さ方向の入射位置を制御することを特徴とする入射位置決め方法。
【請求項１３】
各位置決め／読み出し光（１０１，１０２）の集光パターンは点状または円状であることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の入射位置決め方法。
【請求項１４】
前記一対の位置決め／読み出し光（１０１，１０２）が時分割で交互に出射されることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の入射位置決め方法。
【請求項１５】
平面光導波路を構成するコア（２１）と、そのコア（２１）を挟むクラッド（２２）で構成され、前記コア（２１）と前記クラッド（２２）の界面または前記コア（２１）の内部に、データが散乱因子として記録されたデータ画像（２０３）と、それぞれ位置決めに必要な散乱因子である一対の位置決めマーク（２０１，２０２）と、を有する光メモリ媒体（２）の端面のコア（２１）部分に、断面が楕円または矩形であり、拡がりながら進む位置決め／読み出し光（１０４）を、その断面の長手方向が前記界面とは平行ではない角度で照射して、その位置決め／読み出し光（１０４）が前記データ画像（２０３）を含むように前記コア（２１）と結合して光結合領域を形成し、前記データ画像（２０３）において散乱し干渉することにより生じたデータ再生光（１０３１）に基づいてデータを再生する光メモリ再生装置における前記位置決め／読み出し光（１０４）の入射位置決め方法であって、
前記コア（２１）内に入射した前記位置決め／読み出し光（１０４）が、前記一対の位置決めマーク（２０１，２０２）を両端部に含むように前記コア（２１）と結合して光結合領域を形成し、
前記位置決め／読み出し光（１０４）が前記一対の位置決めマーク（２０１，２０２）において散乱し干渉することにより生じた一対の位置決めマーク光（１０１１，１０２１）を位置決めマーク光受光素子（１３１，１３２）で受け、
その位置決めマーク光受光素子（１３１，１３２）に入射された前記一対の位置決めマーク光（１０１１，１０２１）の強度に基づいて、前記光源（１１）から出射された前記位置決め／読み出し光（１０４）の前記コア（２１）に対するその厚さ方向の入射位置を制御することを特徴とする入射位置決め方法。
【請求項１６】
前記光源（１１）の位置を制御するステップは、前記一対の位置決めマーク光（１０１１，１０２１）の強度を互いに比較し、どちらが大きいかに応じて前記光源（１１）から出射する光の移動方向を決定して移動させ、強度差が零になるように前記光源（１１）から出射する光の前記入射位置を制御することを特徴とする請求の範囲第９項、第１２項、または第１５項に記載の入射位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、光メモリ媒体からデータを再生させる読み出し光が光メモリ媒体のコア内で拡がりながら進行する場合に、読み出し光を光メモリ媒体に的確に入射させうる光メモリ再生装置及びその読み出し光の入射位置決め方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  近年では、特にモバイルコンピューティングの分野において、コンパクトでかつ持ち運びが容易で、しかもデータ容量の大きなメモリの需要が増している。データ領域として平面光導波路を用いる平面光導波路型光メモリは、平面光導波路を積層することによって大容量化が可能であり、将来の記憶媒体として有望視されている。また、このような平面光導波路型光メモリからデータを再生する光メモリ再生装置についても様々な研究がなされている。【０００３】  図１は、従来の光メモリ再生装置１Ａの構成と利用形態を示す図である。【０００４】  光メモリ再生装置１Ａは、平面光導波路を構成するコア２１とクラッド２２とを交互に積層することで形成された光メモリ媒体２からデータを再生する装置である。【０００５】  光メモリ再生装置１Ａにおけるデータ再生では、先ず、光源１１が、コリメートされたレーザ光１１１を光メモリ媒体２の端面２００に向けて出射する。そして、集光レンズ１２が、レーザ光１１１の一部を点状または円状のパターンに集光することで、光メモリ媒体２の方向へ進行する読み出し光１０３を生成する。【０００６】  読み出し光１０３が、光メモリ媒体２の端面２００に到達すると、その一部がコア２１に入射する。コア２１と読み出し光１０３とが結合する光結合領域２１０３には、データを散乱因子で２次元的に記録したデータ画像２０３が書き込まれている。データ画像２０３を表現する散乱因子は、例えば、コア２１とクラッド２２の界面にその凹凸として、またはコア２１の内部にその屈折率の変化として形成されている。【０００７】  光結合領域２１０３に読み出し光１０３が結合されたときに、読み出し光１０３がデータ画像２０３で散乱し干渉して、データ再生光１０３１として、散乱因子が形成されているコアとクラッドの界面またはコアの内部からクラッドを通り光メモリ媒体２の外部へ出射する。【０００８】  そして、データ再生光１０３１を撮像素子１３３が撮像し、得られた再生像によりデータ再生部１４がデータを再生する。【０００９】  上記した光メモリ再生装置１Ａにより、光メモリ媒体に記憶されたデータをエラー無く再生するためには、目的とするコアに読み出し光を正確に入射させる必要がある。【００１０】  なお、読み出し光の位置決めについては、特開２００３−５１１２２号公報にその内容が記載されている。【００１１】  しかしながら、特開２００３−５１１２２号公報の内容は、コア内で拡がらない帯状の読み出し光を用いたものであり、コア内で拡がりながら進行する読み出し光、例えば、焦点に向けて集光し、焦点から拡がる読み出し光の位置決めには適用できない。その結果、拡がる読み出し光を用いたときには、その位置決めが行えず、そのような光メモリ再生装置の実現が妨げられている。
【発明の開示】
【００１２】  上記の従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光メモリ媒体からデータを再生するための読み出し光が光メモリ媒体のコア内で拡がりながら進行する場合に、読み出し光をコアに的確に入射させることのできる光メモリ再生装置及びその読み出し光の位置決め方法を提供することである。
【００１３】  上記目的を達成するため、第１の態様に係る発明は、平面光導波路を構成するコアと、そのコアを挟むクラッドで構成され、前記コアと前記クラッドの界面または前記コアの内部に、データが散乱因子として記録されたデータ画像と、それぞれ位置決めに必要な散乱因子である一対の位置決めマークと、を有する光メモリ媒体から前記データを再生する光メモリ再生装置であって、前記光メモリ媒体の端面から前記コアに入射されて前記コア内を拡がるように進み、前記データ画像を含むように前記コアと結合して光結合領域を形成する読み出し光と、その読み出し光に対して前記コアの厚さ方向の互いに相対する方向にオフセットを有して前記コアに入射されて前記コア内を進み、前記一対の位置決めマークのそれぞれを含むように前記コアと結合して光結合領域を形成する一対の位置決め光と、を出射する光源と、前記読み出し光が前記データ画像において散乱し干渉することにより生じたデータ再生光を受けるデータ再生光撮像素子と、データ再生光撮像素子により撮像されたデータを再生するデータ再生部と、前記一対の位置決め光が前記一対の位置決めマークにおいてそれぞれ散乱し干渉することにより生じた一対の位置決めマーク光を受ける位置決めマーク光受光素子と、その位置決めマーク光受光素子により検出された前記一対の位置決めマーク光の強度に基づいて、前記読み出し光の前記コアに対するその厚さ方向の入射位置を制御する光源位置制御部と、を備える光メモリ再生装置を要旨とする。
【００１４】  第２の態様に係る発明は、第１の態様に係る発明において、各位置決め光の集光パターンは点状または円状であることを要旨とする。
【００１５】  第３の態様に係る発明は、第１の態様に係る発明において、前記光源は、前記一対の位置決め光を時分割で交互に出射することを要旨とする。
【００１６】  また、上記目的を達成するため、第４の態様に係る発明は、平面光導波路を構成するコアと、そのコアを挟むクラッドで構成され、前記コアと前記クラッドの界面または前記コアの内部に、データが散乱因子として記録された一対のデータ画像と、それぞれ位置決めに必要な散乱因子である一対の位置決めマークと、を有する光メモリ媒体から前記データを再生する光メモリ再生装置であって、前記コアの厚さ方向の互いに異なる位置に前記光メモリ媒体の端面から前記コアに入射されて前記コア内を拡がるように進み、前記一対のデータ画像のそれぞれ及び前記一対の位置決めマークのそれぞれを含むように前記コアと結合して光結合領域を形成する一対の位置決め／読み出し光を出射する光源と、前記一対の位置決め／読み出し光が前記一対のデータ画像においてそれぞれ散乱し干渉することにより生じた一対のデータ再生光を受けるデータ再生光撮像素子と、データ再生光撮像素子により撮像されたデータを再生するデータ再生部と、前記一対の位置決め／読み出し光が前記一対の位置決めマークにおいてそれぞれ散乱し干渉することにより生じた一対の位置決めマーク光を受ける位置決めマーク光受光素子と、その位置決めマーク光受光素子により検出された前記一対の位置決めマーク光の強度に基づいて、前記一対の位置決め／読み出し光の前記コアに対するその厚さ方向の入射位置を制御する光源位置制御部と、を備える光メモリ再生装置を要旨とする。
【００１７】  第５の態様に係る発明は、第４の態様に係る発明において、各位置決め／読み出し光の集光パターンは点状または円状であることを要旨とする。
【００１８】  第６の態様に係る発明は、第４の態様に係る発明において、前記光源は、前記一対の位置決め／読み出し光を時分割で交互に出射することを要旨とする。
【００１９】  また、上記目的を達成するため、第７の態様に係る発明は、平面光導波路を構成するコアと、そのコアを挟むクラッドで構成され、前記コアと前記クラッドの界面または前記コアの内部に、データが散乱因子として記録されたデータ画像と、それぞれ位置決めに必要な散乱因子である一対の位置決めマークと、を有する光メモリ媒体から前記データを再生する光メモリ再生装置であって、断面が楕円または矩形であり、その断面の長手方向が前記界面とは平行ではない角度で、前記光メモリ媒体の端面から前記コアに入射されて前記コア内を拡がるように進み、前記データ画像を中央部に含み、前記一対の位置決めマークを両端部に含むように前記コアと結合して光結合領域を形成する位置決め／読み出し光を出射する光源と、前記位置決め／読み出し光が前記データ画像において散乱し干渉することにより生じたデータ再生光を受けるデータ再生光撮像素子と、データ再生光撮像素子により撮像されたデータを再生するデータ再生部と、前記位置決め／読み出し光が前記一対の位置決めマークにおいて散乱し干渉することにより生じた一対の位置決めマーク光を受ける位置決めマーク光受光素子と、その位置決めマーク光受光素子により検出された前記一対の位置決めマーク光の強度に基づいて、前記位置決め／読み出し光の前記コアに対するその厚さ方向の入射位置を制御する光源位置制御部と、を備える光メモリ再生装置を要旨とする。
【００２０】  第８の態様に係る発明は、第１、第２または第７の態様に係る発明において、前記光源位置制御部は、前記一対の位置決めマーク光の強度を互いに比較し、どちらが大きいかに応じて前記光源から出射する光の移動方向を決定して移動させ、強度差が零になるように前記光源から出射する光の前記入射位置を制御することを要旨とする。
【００２１】  また、上記目的を達成するため、第９の態様に係る発明は、平面光導波路を構成するコアと、そのコアを挟むクラッドで構成され、前記コアと前記クラッドの界面または前記コアの内部に、データが散乱因子として記録されたデータ画像と、それぞれ位置決めに必要な散乱因子である一対の位置決めマークと、を有する光メモリ媒体の端面のコア部分に、拡がりながら進む読み出し光を照射して、その読み出し光が前記データ画像を含むように前記コアと結合して光結合領域を形成し、前記データ画像において散乱し干渉することにより生じたデータ再生光に基づいてデータを再生する光メモリ再生装置における前記読み出し光の入射位置決め方法であって、前記読み出し光に対して前記コアの厚さ方向の互いに相対する方向にオフセットを有するように前記光メモリ媒体の端面に一対の位置決め光を入射させ、前記コア内に入射した前記一対の位置決め光が、前記一対の位置決めマークのそれぞれを含むように前記コアと結合して光結合領域を形成し、前記一対の位置決め光が前記一対の位置決めマークにおいてそれぞれ散乱し干渉することにより生じた一対の位置決めマーク光を位置決めマーク光受光素子で受け、その位置決めマーク光受光素子に入射された前記一対の位置決めマーク光の強度に基づいて、前記光源（１１）から出射された前記読み出し光の前記コアに対するその厚さ方向の入射位置を制御する入射位置決め方法を要旨とする。
【００２２】  第１０の態様に係る発明は、第９の態様に係る発明において、各位置決め光の集光パターンは点状または円状であることを要旨とする。
【００２３】  第１１の態様に係る発明は、第９の態様に係る発明において、前記一対の位置決め光が時分割で交互に出射されることを要旨とする。
【００２４】  また、上記目的を達成するため、第１２の態様に係る発明は、平面光導波路を構成するコアと、そのコアを挟むクラッドで構成され、前記コアと前記クラッドの界面または前記コアの内部に、データが散乱因子として記録された一対のデータ画像と、それぞれ位置決めに必要な散乱因子である一対の位置決めマークと、を有する光メモリ媒体の端面のコア部分に、拡がりながら進む一対の位置決め／読み出し光を照射して、その一対の位置決め／読み出し光が前記一対のデータ画像をそれぞれ含むように前記コアと結合して光結合領域を形成し、前記一対のデータ画像において散乱し干渉することにより生じた一対のデータ再生光に基づいてデータを再生する光メモリ再生装置における前記一対の位置決め／読み出し光の入射位置決め方法であって、前記コア内に入射した前記一対の位置決め／読み出し光が、前記一対の位置決めマークをそれぞれ含むように前記コアと結合して光結合領域を形成し、前記一対の位置決め／読み出し光が前記一対の位置決めマークにおいてそれぞれ散乱し干渉することにより生じた一対の位置決めマーク光を位置決めマーク光受光素子で受け、その位置決めマーク光受光素子に入射された前記一対の位置決めマーク光の強度に基づいて、前記光源から出射された前記一対の位置決め／読み出し光の前記コアに対するその厚さ方向の入射位置を制御する入射位置決め方法を要旨とする。
【００２５】  第１３の態様に係る発明は、第１２の態様に係る発明において、各位置決め／読み出し光の集光パターンは点状または円状であることを要旨とする。
【００２６】  第１４の態様に係る発明は、第１２の態様に係る発明において、前記一対の位置決め／読み出し光が時分割で交互に出射されることを要旨とする。
【００２７】  また、上記目的を達成するため、第１５の態様に係る発明は、平面光導波路を構成するコアと、そのコアを挟むクラッドで構成され、前記コアと前記クラッドの界面または前記コアの内部に、データが散乱因子として記録されたデータ画像と、それぞれ位置決めに必要な散乱因子である一対の位置決めマークと、を有する光メモリ媒体の端面のコア部分に、断面が楕円または矩形であり、拡がりながら進む位置決め／読み出し光を、その断面の長手方向が前記界面とは平行ではない角度で照射して、その位置決め／読み出し光が前記データ画像を含むように前記コアと結合して光結合領域を形成し、前記データ画像において散乱し干渉することにより生じたデータ再生光に基づいてデータを再生する光メモリ再生装置における前記位置決め／読み出し光の入射位置決め方法であって、前記コア内に入射した前記位置決め／読み出し光が、前記一対の位置決めマークを両端部に含むように前記コアと結合して光結合領域を形成し、前記位置決め／読み出し光が前記一対の位置決めマークにおいて散乱し干渉することにより生じた一対の位置決めマーク光を位置決めマーク光受光素子で受け、その位置決めマーク光受光素子に入射された前記一対の位置決めマーク光の強度に基づいて、前記光源から出射された前記位置決め／読み出し光の前記コアに対するその厚さ方向の入射位置を制御する入射位置決め方法を要旨とする。
【００２８】  第１６の態様に係る発明は、第９、第１２または第１５の態様に係る発明において、前記光源の位置を制御するステップは、前記一対の位置決めマーク光の強度を互いに比較し、どちらが大きいかに応じて前記光源から出射する光の前記光源の移動方向を決定して移動させ、強度差が零になるように前記光源から出射する光の前記入射位置を制御することを要旨とする。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、従来の光メモリ再生装置１Ａの構成と利用形態を示す図である。
【図２】図２は、本発明を適用した光メモリ再生装置１の構成と利用形態を示す図である。
【図３】図３は、集光レンズから光メモリ媒体の端面を見たところを示す図である。
【図４】図４は、各光結合領域と位置決めマーク及びデータ画像をクラッド側から見たところを示す図である。
【図５】図５は、走査時の位置決めマーク信号のレベルと、差分信号のレベルと、データ再生信号のレベルとを示す図である。
【図６】図６は、光メモリ再生装置が位置決めを行うときの光源レンズ移動機構制御部の処理手順を示す図である。
【図７】図７は、撮像素子を同一箇所に設けた場合の位置決めマーク光やデータ再生光の出射方向を示す図である。
【図８】図８は、位置決め光を読み出し光として用いた場合の装置構成と利用形態を示す図である。
【図９】図９は、位置決め光を読み出し光として用いた場合の光メモリ媒体の端面を集光レンズから見たところを示す図と、その場合の各光結合領域と位置決めマーク及びデータ画像をクラッド側から見たところを示す図である。
【図１０】図１０は、位置決め光を読み出し光として用いた場合の差分信号のレベルと各データ再生光の光強度を示す図である。
【図１１】図１１は、単一の読み出し光を用いた場合の光結合領域をクラッド側から見たところを示す図である。
【図１２】図１２は、単一の読み出し光を用いた場合の光メモリ媒体の端面を集光レンズから見たところを示す図である。
【図１３】図１３は、単一の読み出し光を用いた場合の入射位置とコア内における光強度分布を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】  以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。【００３１】  図２は、本発明を適用した光メモリ再生装置１の構成と利用形態を示す図である。なお、光メモリ再生装置１Ａの構成要素と機能的に同じものには同一符号を付与する。【００３２】  光メモリ再生装置１は、コア２１とクラッド２２を交互に、例えば図２のように鉛直方向に積層することで形成された光メモリ媒体２から記憶されたデータを再生する装置である。コア２１の厚さは例えば、２μｍ弱程度である。【００３３】  光メモリ再生装置１は、レーザ光１１１を光メモリ媒体２の端面２００に向けて出射する光源１１を備える。また、光源１１と光メモリ媒体２の端面２００との間にレーザ光１１１を集光する集光レンズ１２を備える。【００３４】  集光レンズ１２は、レーザ光１１１の一部を点状または円状のパターンに集光することで位置決め光１０１を生成する。同様にして、集光レンズ１２は、位置決め光１０２及び読み出し光１０３を生成する。なお、位置決め光１０１及び１０２は、読み出し光１０３の最適な入射位置を決めるためのものである。【００３５】  位置決め光１０１及び１０２、ならびに読み出し光１０３のそれぞれの焦点は、光メモリ媒体２の端面２００上に位置する。各光は、１つのコア２１（以下、単にコア２１という）の端面に当たると、その一部がコア２１に入射する。入射した光は、コア２１の上下両側に接する各クラッド２２によりコア２１内に閉じこめられ、拡がりながら進行する。なお、コア２１内における光を導波光などという。【００３６】  図２では、位置決め光１０１及び１０３、ならびに読み出し光１０３の光軸同士が交差しているが、必ずしもその必要はない。各光の光軸同士が平行になるように構成してもよい。【００３７】  図３は、集光レンズ１２から光メモリ媒体２の端面２００を見たところを示す図である。【００３８】  図３の（ａ）に示す位置決め光１０１及び１０３、ならびに読み出し光１０３の光軸１０１ａ乃至１０３ａは、コア２１とクラッド２２との界面２１１に平行である。【００３９】  また、位置決め光１０１の光軸１０１ａは、読み出し光１０３の光軸１０３ａに対して、コア２１の厚さ方向にオフセット（変位）している。また、界面２１１と平行な方向（例えば、図３においては左右方向であり、以下単に「界面方向」という）にもオフセットしている。【００４０】  また、位置決め光１０２の光軸１０２ａは、読み出し光１０３の光軸１０３ａに対して、コア２１の厚さ方向に、しかも光軸１０１ａのオフセット方向とは逆方向に同量だけオフセットしている。また、界面方向に、しかも光軸１０１ａのオフセット方向とは逆方向にオフセットしている。【００４１】  なお、図３の（ｂ）に示すように、界面方向へオフセットはなくてもよい。【００４２】  図４は、位置決め光１０１及び１０２、ならびに読み出し光１０３と、コア２１とが結合する各光結合領域と、各領域に書き込まれた位置決めマーク及びデータ画像を上方のクラッド２２側から見たところを示す図である。【００４３】  図４の（ａ）は、図２に示す光メモリ再生装置１の場合を示し、図４の（ｂ）は、参考のために、界面方向へのオフセットがない場合を示す。【００４４】  なお、本実施形態のように、位置決め光１０１及び１０２と読み出し光が独立している形態においては、位置決め光１０１及び１０２については、図４の（ｂ）に示すように、必ずしもコア内において拡がるような光でなくてもよい。【００４５】  コア２１には、位置決め光１０１のみが結合する光結合領域２１０１と、位置決め光１０２のみが結合する光結合領域２１０２と、読み出し光１０３のみが結合する光結合領域２１０３とが存在する。集光レンズ１２の構成により、このような領域を設けることが可能となる。【００４６】  なお、これら光結合領域の外に、２乃至全ての光が共に結合する光結合領域があってもよい。例えば、位置決め光１０１と読み出し光１０３とが共に結合する光結合領域が、光結合領域２１０１と光結合領域２１０３の間に存在していてもよい。【００４７】  光結合領域２１０１のコアとクラッドの界面またはコア内部には、読み出し光１０３の位置決めに必要な散乱因子である位置決めマーク２０１が設けられ、光結合領域２１０１に位置決め光１０１が結合されたときに、位置決め光１０１が位置決めマーク２０１で散乱し干渉し、図２に示すように、位置決めマーク光１０１１として、散乱因子が形成されているコアとクラッドの界面またはコアの内部からクラッド２２を通り光メモリ媒体２の外部へ出射する。【００４８】  光結合領域２１０２のコアとクラッドの界面またはコア内部には、位置決めマーク２０１と同様な位置決めマーク２０２が設けられ、光結合領域２１０２に位置決め光１０２が結合されたときに、位置決め光１０２が位置決めマーク２０２で散乱し干渉し、位置決めマーク光１０２１として、散乱因子が形成されているコアとクラッドの界面またはコアの内部からクラッド２２を通り光メモリ媒体２の外部へ出射する。【００４９】  光結合領域２１０３のコアとクラッドの界面またはコア内部には、散乱因子によりデータが２次元的に記録されている。この記録されたデータ（散乱因子）をデータ画像２０３という。光結合領域２１０３に読み出し光１０３が結合されたときに、読み出し光１０３がデータ画像２０３で散乱し干渉し、データ再生光１０３１として、コア２１からクラッド２２を通り光メモリ媒体２の外部へ出射するようになっている。【００５０】  なお、位置決めマーク２０１及び２０２、ならびにデータ画像２０３の形状や大きさは任意である。【００５１】  また、図２に示すように、光メモリ再生装置１は、位置決めマーク光１０１１を撮像する、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などによる撮像素子（他の撮像素子においても同じ）１３１と、位置決めマーク光１０２１を撮像する撮像素子１３２と、データ再生光１０３１を撮像する撮像素子１３３とを備える。また、撮像素子１３３により得られた再生像を含むデータ再生信号１３３ａを基にデータを再生するデータ再生部１４を備える。【００５２】  また、光メモリ再生装置１は、光源１１と集光レンズ１２の相対位置を変えずに、これらをコア２１の厚さ方向に移動させる光源レンズ移動機構１５を備える。光源レンズ移動機構１５��より、位置決め光１０１及び１０２、ならびに読み出し光１０３の各光同士の相対位置が一定のまま、各光を光メモリ媒体２の端面２００に当てながらコア２１の厚さ方向に走査することができる。【００５３】  また、光メモリ再生装置１は、撮像素子１３１により検出される位置決めマーク光１０１１の光強度と、撮像素子１３２により検出される位置決めマーク光１０２１の光強度の変化を監視して、光源レンズ移動機構１５を電気信号で制御する光源レンズ移動機構制御部１６を備える。【００５４】  次に、光メモリ再生装置１の動作を説明する。【００５５】  ここでは、光源レンズ移動機構１５が、光源１１及び集光レンズ１２を図２の矢印Ａ１に示すコア２１の厚さ方向に移動させることにより、位置決め光１０１及び１０２、ならびに読み出し光１０３を、光メモリ媒体２の端面２００に当てながらコア２１の厚さ方向に走査することとする。【００５６】  図５は、かかる走査時に、撮像素子１３１及び１３２によりそれぞれ生成される位置決めマーク信号１３１ａ及び１３２ａのレベルと、後者から前者を差し引いた差分信号のレベルと、撮像素子１３３により生成されるデータ再生信号１３３ａのレベルとを示す図である。【００５７】  撮像素子１３１及び１３２は、該素子で得られる再生像の光強度（明るさ）に応じたレベルの位置決めマーク信号１３１ａ及び１３２ａを出力する。光源レンズ移動機構制御部１６が光源１１及び集光レンズ１２を移動させ、各位置決め光をコア２１の厚さ方向に、例えば、図２の上から下へ走査すると、まず位置決めマーク信号１３２ａが出力され、ある場所で最大値となり、その後減少する。さらに走査すると、今度は位置決めマーク信号１３１ａが出力され、ある場所で最大値となり、その後減少する。【００５８】  また、撮像素子１３３は、該素子で得られる再生像の光強度に応じたレベルのデータ再生信号１３３ａを出力するが、読み出し光１０３の光軸１０３ａをコア２１の厚さ方向の中心に位置決めすれば、データ再生信号１３３ａのレベルが最大となる。そのためには、撮像素子１３１及び１３２の双方で等しい明るさの再生像が得られる位置に位置制御すればよいので、位置決めマーク信号１３１ａと位置決めマーク信号１３２ａのレベル同士が等しくなるようにフィードバック制御すればよい。実際には、光メモリ再生装置１では、これらの差分信号が０を示すように制御している。【００５９】  図６は、光メモリ再生装置１が位置決めを行うときの光源レンズ移動機構制御部１６の処理手順を示す図である。光源レンズ移動機構制御部１６は、コンピュータプログラムにより処理を行う中央演算装置により構成されている。【００６０】  光メモリ再生装置１は、各位置決めマーク光の光強度の変化を監視して入射位置を決める。光メモリ再生装置１は、例えば、電源投入時などに位置決めの指令を受けると、先ず、光源１１及び集光レンズ１２を位置決めする（ステップＳ１）。【００６１】  このとき、位置決めマーク信号１３１ａ及び１３２ａによるフィードバック制御は行わず、光源１１及び集光レンズ１２を待機時の位置から予め設定された距離だけ移動させる。なぜならば、光メモリ媒体２の積層間隔はほぼ一定であり、かつ既知で��るから、コア２１が待機時の位置からどの程度移動させればよいかを予め算出することができるからである。【００６２】  続いて、光源レンズ移動機構制御部１６は、位置決めマーク信号１３２ａのレベルから位置決めマーク信号１３１ａのレベルを差し引いた差分レベルを求める（ステップＳ２）。ここで、差分レベル＞０ならば、図５に示すように、位置決め光１０１及び１０２、ならびに読み出し光１０３の入射位置が高すぎるので、光源１１からの出射光の照射位置を下方に移動させる（ステップＳ３）。【００６３】  一方、差分レベル＜０ならば、図５に示すように、位置決め光１０１及び１０２、ならびに読み出し光１０３の入射位置が低すぎるので、光源１１からの出射光の照射位置を上方に移動させる（ステップＳ４）。このようにして、差分レベル＝０となれば、読み出し光１０３の光軸１０３ａがコア２１の中心に位置することになるので、データ再生部１４にデータを再生するための命令を行う（ステップＳ５）。命令を受けたデータ再生部１４は、データ再生信号１３３ａによりデータを再生する。【００６４】  なお、３つの光全てがコア２１に入射しないときにも差分レベル＝０となるが、このときには撮像素子１３３による再生像が得られないので、不適切な位置であることが分かる。不適切な位置であることが分かった場合には、撮像素子１３３による再生像が得られるように位置を再調整することができる。【００６５】  また、撮像素子１３１乃至１３３の少なくとも２つを同一箇所に設けてもよい。図７に示すように、同一箇所に設けた場合に、位置決めマーク光１０１１及び１０２１やデータ再生光１０３１の出射方向を、界面２１１に対して垂直な方向から傾けることで、当該同一箇所に設けた撮像素子を小型化できる。【００６６】  また、各位置決め光１０１及び１０２、ならびに読み出し光１０３の集光パターンは、点状または円状に限らず、帯状や楕円状、乃至は矩形状であってもよい。なお、帯状や楕円状の場合は、長手方向が、界面方向またはコアの厚さ方向に一致することが好ましい。【００６７】  また、位置決め光１０１及び１０２は時分割で交互に生成してもよい。この場合、位置決めマーク信号１３１ａ及び１３２ａが同時に得られないが、そのレベルをメモリに保存しておくことにより、差分レベルの検出が可能となり、それを０に制御することができるようになる。【００６８】  また、図８及び図９に示すように、一方の位置決め光１０１をデータ再生のための読み出し光１０３としても用い、同様に、他方の位置決め光１０２をデータ再生のための読み出し光１０３としても用いることもできる。この構成により集光レンズ１２を簡素化できる。なお、図８は、図２との比較のための図であり、図９の（ａ）は、図３との比較のための図であり、図９の（ｂ）は、図４との比較のための図である。【００６９】  つまり、光結合領域２１０１のコアとクラッドの界面またはコア内部には、散乱因子によりデータの一部がデータ画像２０１１として２次元的に記録され、光結合領域２１０２のコアとクラッドの界面またはコア内部には、データの残りがデータ画像２０１２として記録される。【００７０】  光結合領域２１０１及び２１０２のそれぞれに位��決め光１０１及び１０２のそれぞれが結合したときに、当該位置決め光がデータ画像２０１１及び２０１２で散乱し干渉し、データ再生光１０１２及び１０２２として、散乱因子が形成されているコアとクラッドの界面またはコアの内部からクラッド２２を通り光メモリ媒体２の外部へ出射する。そして、データ再生光１０１２及び１０２２を撮像素子１３３が撮像し、得られた各再生像によりデータ再生部１４がデータを再生する。【００７１】  なお、位置決め光１０１及び１０２を光メモリ媒体２の端面２００に当てて走査した場合のデータ再生光１０１２及び１０２２の光強度は、位置決めマーク信号１３１ａ及び１３２ａと同様の傾向を示すので、図１０に示すように位置決めマーク信号１３１ａ及び１３２ａの差分が０になったときのデータ再生光１０１２及び１０２２の光強度（矢印Ａ２で示す）は、その最大値よりも小さい値となるが、その値が、データ画像２０１１及び２０１２のデータ再生に十分であればよい。【００７２】  また、図８乃至図１０では、位置決め光１０１及び１０２が互いに、界面方向のオフセットをもつ場合を説明したが、図３の（ｂ）や図４の（ｂ）に示したように、界面方向のオフセットはなくてもよい。【００７３】  さて、上記実施の形態では、２つの位置決め光１０１及び１０２により位置決めを行い、データ再生のための読み出し光を単独に設ける場合は、合計で３つの光を用いることになったが、これら各光の機能を以下のようにして、単一の読み出し光で達成することができる。【００７４】  先ず、集光レンズ１２が、単一の読み出し光として、集光パターンが帯状または楕円状であり、しかもコア２１の界面２１１に平行な光軸を有する読み出し光１０４を生成する。読み出し光１０４は、光メモリ媒体２の端面２００上に焦点をもち、図１１に示すように、その一部がコア２１内に入射すると、コア２１内で界面方向に拡がりながら進行する。そのため、読み出し光１０４とコア２１とが結合する光結合領域２１０４が形成される。【００７５】  また、図１２に示すように、読み出し光１０４をその光軸回りに傾けることにより、読み出し光１０４の一方の端部が、コア２１の厚さ方向にオフセットされることになる。また、このように光軸回りに傾けることにより、読み出し光１０４の他方の端部が、コア２１の厚さ方向、しかも一方の端部のオフセット方向とは逆方向に同量オフセットされることになる。したがって、読み出し光１０４の一方の端部は、例えば位置決め光１０１に相当することとなり、他方の端部は、位置決め光１０２に相当することとなり、そして、読み出し光１０４の光軸を含む中央部は、読み出し光１０３に相当することとなる。【００７６】  したがって、光メモリ再生装置１で用いた３つの光に代えて、この読み出し光１０４を適用し、読み出し光１０４の一方の端部を、例えば位置決め光１０１として扱い、読み出し光１０４の他方の端部を、位置決め光１０２として扱い、そして、読み出し光１０４の中央部を、読み出し光１０３として扱えば、３つの光を用いた場合と同様の作用効果が得られる。【００７７】  なお、図１３は、図１１のＢＢ’線断面における読み出し光１０４の光強度分布を示す図であり、符号Ｃは、読み出し光１０４の光軸に対応する位置を示している。【００７８】  図１３の（ａ）に示すように、読み出し光１０４を走査する場合において、光軸がコア２１の厚さ方向の中心よりずれた位置（上）にあると、読み出し光１０４の、例えば右端部がコア２１に多く結合するので、光強度は、例えば光軸の右側で高く分布する。そして、図１３の（ｂ）に示すように、読み出し光１０４の光軸がコア２１の厚さ方向の中心にくると、光強度は、光軸の左右両側で等しく分布する。そして、図１３の（ｃ）に示すように、光軸がコア２１の厚さ方向の中心よりずれた位置（下）にくると、読み出し光１０４の例えば左端部がコア２１に多く結合するので、光強度は、例えば光軸の左側で高く分布する。【００７９】  このように光強度は連続的な分布を示すが、読み出し光１０４の一方（左）の端部とコア２１とが結合する領域（光結合領域２１０１に相当）に設けられた位置決めマーク２０１により再生される位置決めマーク信号１３１ａは、図５に示すように遷移するのは明らかである。また、読み出し光１０４の一方（右）の端部とコア２１とが結合する領域（光結合領域２１０２に相当）に設けられた位置決めマーク２０２により再生される位置決めマーク信号１３２ａも、図５に示すように遷移するのは明らかである。また、読み出し光１０４の中央部とコア２１とが結合する領域（光結合領域２１０３に相当）に設けられたデータ画像２０３により再生されるデータ再生信号１３３ａも、図５に示すように遷移するのは明らかである。【００８０】  したがって、読み出し光１０４を用いた場合でも、図６の処理により、読み出し光１０４の光軸をコア２１の厚さ方向の中心に位置決めすることができる。【００８１】  以上説明したように、本実施の形態の光メモリ再生装置及びその読み出し光の入射位置決め方法によれば、光メモリ媒体からデータを再生するための読み出し光が光メモリ媒体のコア内で拡がりながら進行する場合に読み出し光をコアに的確に入射させ、それによりエラー無くデータを再生することができる。そのため、ウォブリングなどが不要となり、界面方向に拡がる読み出し光を用いた光メモリ再生装置の実現が可能となる。【００８２】  なお、以上の実施形態では、１つのコア２１に関する技術のみを説明したが、当該技術を光メモリ媒体２を構成する全てのコア２１について適用できるのは言うまでもない。【００８３】  また、以上の実施形態では、位置決めマーク光１０１１及び１０２１を撮像素子１３１及び１３２で撮像する例を示した。しかし、位置決めマーク光１０１１及び１０２１の強度を検出できる受光素子であれば、どのような素子を用いてもよく、撮像素子１３１及び１３２の代わりとして、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）等を用いることもできる。【００８４】  また、以上の実施形態では、光源１１と集光レンズ１２の相対位置を変えずにこれらをコア２１の厚さ方向に移動させる機構１５を用いた。しかし、光源１１から出射する光のコア２１に対するその厚さ方向の入射位置を変化させることができれば、光源１１と集光レンズ１２の相対位置を不変とする必要はなく、光源１１または集光レンズ１２のいずれか一方のみを移動させる機構を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】  本発明の光メモリ再生装置及びその読み出し光の位置決め方法によれば、光メモリ媒体からデータを再生するための読み出し光が光メモリ媒体のコア内で拡がりながら進行する場合に、読み出し光をコアに的確に入射させることのできる。
【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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【国際調査報告】
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