JP2004134721A - 光検出器および該光検出器を備えた光情報再生装置、光情報記録再生装置 - Google Patents
光検出器および該光検出器を備えた光情報再生装置、光情報記録再生装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】CMOSセンサ等の光検出素子を覆うカバーガラスによる干渉縞が引き起こす光検出素子の誤差を低減する。
【解決手段】透明保護層286の下面286bがCOMSセンサ282の検出面282aに対し傾斜角θだけ傾斜している。このように傾斜した下面286bにより、透明保護層286を透過した入射光が干渉して、COMSセンサ282の検出面282a上に干渉縞を形成する。この干渉縞の縞間隔dは、傾斜角θにより、調節することができ、縞間隔dがCOMSセンサ282のピクセルサイズ以下になるようにされている。よって、検出面282aに光の濃淡のむらが生じないようにすることができる。これにより、透明保護層286により生じる干渉縞によって生ずるCOMSセンサ282の測定の誤差を低減することができる。
【選択図】 図2
【解決手段】透明保護層286の下面286bがCOMSセンサ282の検出面282aに対し傾斜角θだけ傾斜している。このように傾斜した下面286bにより、透明保護層286を透過した入射光が干渉して、COMSセンサ282の検出面282a上に干渉縞を形成する。この干渉縞の縞間隔dは、傾斜角θにより、調節することができ、縞間隔dがCOMSセンサ282のピクセルサイズ以下になるようにされている。よって、検出面282aに光の濃淡のむらが生じないようにすることができる。これにより、透明保護層286により生じる干渉縞によって生ずるCOMSセンサ282の測定の誤差を低減することができる。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光情報記録媒体等から情報光を取得するCMOS等のセンサをカバーするガラスにより生じる干渉縞によるセンサの計測誤差の低減に関する。
【0002】
【従来の技術】
ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録するホログラフィック記録は、一般的に、イメージ情報を持った情報光と参照光とを記録媒体の内部で重ね合わせ、そのときにできる干渉縞を記録媒体に書き込むことによって行われる。記録された情報の再生時には、その記録媒体に参照光を照射することにより、干渉縞による回折によりイメージ情報が再生される。具体的には、再生されたイメージ情報を担持する再生光が記録媒体から発生するので、再生光をCCDアレイやCMOSのセンサにより検出して、情報を再生する。例えば、特許文献1にホログラフィック記録についての記載がある。
【0003】
ここで、CMOSセンサの上方にカバーガラスをかけて、CMOSセンサを保護することが広く行われている。再生光はカバーガラスを透過するので、CMOSセンサにより再生光を検出することができる。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−311938号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カバーガラスをかけることにより、CMOSセンサ上に干渉縞が生成されてしまうことがある。これにより、CMOSセンサのピクセルのなかには、干渉縞がかかっているものとかかっていないものとがでてくる。これにより、CMOSセンサのピクセルは、検出する光が濃いものと淡いものとに別れる。よって、CMOSセンサが、再生すべき情報とは関わりの無い光の濃淡を検出してしまい、情報再生の際に誤差を生じてしまう。
【0005】
そこで、本発明は、CMOSセンサ等の光検出素子を覆うカバーガラスによる干渉縞が引き起こす光検出素子の誤差を低減することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、入射光を検出する光検出器であって、入射光を検出するための、入射光の入射方向に対して垂直な検出面を有する光検出素子と、検出面に対して傾斜している傾斜面を有し、入射光が透過して光検出素子に到達する透明保護層とを備えるように構成される。
【0007】
上記のように構成された発明によれば、透明保護層の傾斜面により、透明保護層を透過した入射光が干渉して、光検出素子の検出面上に干渉縞を形成する。この干渉縞の間隔は、傾斜面の検出面に対する傾斜角により、調節することができる。よって、干渉縞の間隔の調節して、検出面に光の濃淡のむらが生じないようにすることができる。これにより、透明保護層により生じる干渉縞によって光検出素子が測定の誤差を低減することができる。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明であって、検出面には光を検出するための検出ピクセルが配置され、透明保護層を透過した入射光の干渉縞の縞間隔が、検出ピクセルの大きさ以下であるように構成される。
【0009】
上記のように構成された発明によれば、干渉縞が検出ピクセルごとに少なくとも一本できるため、検出ピクセルごとに光の濃淡のむらが生じないようにすることができる。これにより、透明保護層により生じる干渉縞によって光検出素子が測定の誤差を低減することができる。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明であって、透明保護層は、検出面に対して平行な平行面を有し、平行面は傾斜面よりも入射光の入射側に近いように構成される。
【0011】
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の発明であって、透明保護層は、検出面に対して平行な平行面を有し、傾斜面は平行面よりも入射光の入射側に近いように構成される。
【0012】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明であって、透明保護層の平行面は、光検出素子の検出面に接しているように構成される。
【0013】
上記のように構成された発明によれば、透明保護層を配置する際に、光検出素子の検出面に接するようにすればよいので、透明保護層の位置決めが容易である。
【0014】
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光検出器と、ホログラフィにより情報が記録された光情報記録媒体から情報を担持した再生光を受け、光検出器に入射させる再生光学系とを備えるように構成される。
【0015】
請求項7に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光検出器と、参照光と情報を担持した情報光とを干渉させて光情報記録媒体にホログラフィを形成して光情報記録媒体に情報を記録する記録光学系と、光情報記録媒体から情報を担持した再生光を受け、光検出器に入射させる再生光学系とを備えるように構成される。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【0017】
図1は、本発明の実施形態に係る光情報記録再生装置の構成を示す説明図である。なお、光情報記録再生装置は、光情報記録装置と光情報再生装置とを含んでいる。また、本発明の実施形態では光情報記録媒体として円盤状の光ディスクを用いているが、カード状の記録媒体を用いることができる。さらに、光情報記録再生装置はピックアップ11を有する。
【0018】
光情報記録媒体の構成
始めに、図1を参照して、本発明の実施形態における光情報記録媒体の構成について説明する。この光情報記録媒体1は、ポリカーボネート等によって形成された円板状の透明基板2の一面に、ボリュームホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層としてのホログラム記録層3と、反射膜5と、基板(保護層)8とを、この順番で積層して構成されている。
【0019】
ホログラム記録層3は、光が照射されたときに光の強度に応じて屈折率、誘電率、反射率等の光学的特性が変化するホログラム材料によって形成されている。ホログラム材料としては、例えば、デュポン(Dupont)社製フォトポリマ(photopolymers)HRF−600(製品名)等が使用される。
【0020】
反射膜5は、光(再生用参照光など)を反射する膜である。反射膜5は、例えばアルミニウムによって形成されている。
【0021】
基板(保護層)8は、例えば、インジェクションで作成されたアドレス付基板である。基板(保護層)8には、図示省略したアドレス・サーボエリアおよびデータエリアが設けられている。アドレス・サーボエリアを使用して、光情報記録媒体1への光の照射位置をサーボ制御できる。データエリアには、光情報記録媒体1に記録させる情報をホログラフィの形式で書き込める。
【0022】
ピックアップの構成
ピックアップ11は、参照光および情報光を光情報記録媒体1に照射し、光情報記録媒体1からの再生光を受けるためのものである。ピックアップ11は、対物レンズ12、アクチュエータ13、四分の一波長板14、ハーフミラー26、レンズ27a、b、光検出器28を備える。
【0023】
なお、情報光とは、記録したい情報を担持した光である。図1においては、情報光は、ハーフミラー26の下方の図示省略した光源から、平行光線として、ハーフミラー26、四分の一波長板14を透過し、対物レンズ12により屈折されて、光情報記録媒体1に照射される。また、参照光には、情報光と干渉させホログラフィを形成するための記録用参照光およびホログラフィから情報を再生するための再生用参照光がある。図1においては、参照光は、ハーフミラー26の下方の図示省略した光源から、図示省略したレンズにより、光情報記録媒体1よりも前で焦点を結ぶようにして、ハーフミラー26、四分の一波長板14を透過する。そして、対物レンズ12により屈折されて、光情報記録媒体1に照射される。さらに、再生光とは、光情報記録媒体1に再生用参照光を入射した場合に、光情報記録媒体1からピックアップ11に戻る光をいう。再生光は、光情報記録媒体1から再生された情報を担持したものとなる。
【0024】
対物レンズ12は、光情報記録媒体1の透明基板2側に位置するものである。参照光および情報光は、対物レンズ12を透過して、光情報記録媒体1に入射する。光情報記録媒体1からの再生光は、対物レンズ12を透過して、ハーフミラー26に向かって進行する。
【0025】
アクチュエータ13は、対物レンズ12を光情報記録媒体1の厚み方向および半径方向に移動するためのものである。
【0026】
四分の一波長板14は、P偏光やS偏光のように直線偏光の光が入射し、その直線偏光の方位が四分の一波長板14における結晶の光学軸に対してなす角度が45度のとき、通過光を直線偏光から円偏光の光にするものである。情報光はP偏光であり、四分の一波長板14を通過すると円偏光となり、光情報記録媒体1に入射される。再生光は円偏光であるが、四分の一波長板14を通過するとS偏光となり、レンズ27a、bを介して光検出器28に到達する。
【0027】
ハーフミラー26は、情報光を透過させて四分の一波長板14に向かって進行させ、再生光を反射してレンズ27a、bに向かって進行させる。
【0028】
レンズ27a、bは、ハーフミラー26から再生光を受けて、光検出器28に入射させる。
【0029】
光検出器28は、再生光を入射光として受け、入射光を検出する。これにより、光情報記録媒体1に記録された情報を再生できる。
【0030】
光情報の記録および再生の動作
情報を光情報記録媒体1に記録する場合には、情報光が、ハーフミラー26、四分の一波長板14を透過し、対物レンズ12により屈折され、光情報記録媒体1に入射する。この際、記録用参照光もハーフミラー26、四分の一波長板14を透過し、対物レンズ12により屈折され、光情報記録媒体1に入射する。これにより、情報光と記録用参照光とが光情報記録媒体1のホログラム記録層3において干渉し、ホログラフィを形成する。ハーフミラー26、四分の一波長板14、対物レンズ12が光情報記録媒体1に情報を記録する記録光学系に相当する。
【0031】
光情報記録媒体1から情報を再生する場合には、再生用参照光がハーフミラー26、四分の一波長板14を透過し、対物レンズ12により屈折され、光情報記録媒体1に入射する。これにより、光情報記録媒体1のホログラム記録層3から再生対象の情報を担持した再生光が生じる。再生光は、対物レンズ12、四分の一波長板14を透過し、ハーフミラー26により反射され、レンズ27a、bを透過してから、光検出器28に与えられる。光検出器28は再生光を入射光として受けて検出し、情報を取得する。対物レンズ12、四分の一波長板14、ハーフミラー26、レンズ27a、bが再生光を受けて光検出器28に入射させる再生光学系に相当する。
【0032】
本発明の実施形態の特徴的な部分は、光検出器28の構造にあり、以下、光検出器28について説明する。
【0033】
第一の実施形態
図2は、第一の実施形態にかかる光検出器28の構成を示す断面図である。光検出器28は、CMOSセンサ282、パッケージ284、透明保護層286、接着層288を備える。なお、図2においては、入射光(再生光)が上から下に入射しているように図示している。
【0034】
CMOSセンサ282は、入射光(再生光)を検出する。CMOSセンサ282が入射光を検出する検出面282aは、入射光の入射方向に対して垂直である。図3は、CMOSセンサ282の平面図である。検出面282aには、光を検出するための検出ピクセル282bが配置されている。検出ピクセル282bはいずれも同じ大きさの一辺xの正方形である。以後、検出ピクセル282bの一辺の長さxをピクセルサイズという。CMOSセンサ282は、検出ピクセル282bによって、光を検出する。
【0035】
パッケージ284は、CMOSセンサ282を凹部284aに収容する。また、周縁部284bは、検出面282aと平行である。周縁部284bは、CMOSセンサ282よりも高くなっている。なお、パッケージ284は図示省略している外部回路と接続され、CMOSセンサ282の計測結果を電気信号の形で外部回路に送る。
【0036】
透明保護層286は、周縁部284bに接着層288により接着され、CMOSセンサ282を覆っている。よって、入射光は、透明保護層286を透過してからCMOSセンサ282に到達する。透明保護層286の材質は例えばガラス(例えば、BK7)である。透明保護層286は、検出面282aとは反対側にある上面286aと、検出面282aに向かい合う下面286bを有する。上面286aは、検出面282aと平行である。下面286bは、検出面282aに対して角度θだけ傾斜している。
【0037】
接着層288は、透明保護層286と周縁部284bとを接着する接着剤により構成される層である。上面286aを検出面282aと平行にするために、接着層288は、左側の周縁部284bにおいては薄く、右側の周縁部284bにおいては厚くしている。
【0038】
光検出器28に入射光が入射してきたときの光検出器28の作用を、図4を参照して説明する。図4は、光検出器28に入射光が入射してきたときの光路を示す図である。
【0039】
まず、入射光Liが透明保護層286の上面286aを通過して、下面286bに至る。このとき、入射光Liの一部は、下面286bを通過し、出射光Lo1となる。出射光Lo1の下面286bの法線となす角度をi1とする。入射光Liの残りは、下面286bにより反射され、さらに上面286aで反射され、下面286bに至る。そして、一部は下面286bを通過し、出射光Lo2となる。出射光Lo2の下面286bの法線となす角度をi2とする。このように、出射光Lo1、Lo2、…、Lopの下面286bの法線となす角度をi1、i2、…ipとする。すると、sinip=nsin((2p−1)θ)となる(ただし、n=透明保護層286の屈折率)。また、出射光Lo1は、出射光Lo2、…、Lopと干渉し、干渉縞が検出面282a上に生成される。この干渉縞の間隔d(縞間隔という)は、入射光の波長をλとすれば、d=λ/(sinip−sini1)である(ただし、p≧2)。なお、sinip−sini1は、p=2の時に最小であるから、縞間隔dはp=2の時に最大となる。
【0040】
なお、p=2の時の縞間隔dとは、出射光Lo1と、出射光Lo1と出射光Lo2との干渉縞との間隔である。p=3の時の縞間隔dとは、出射光Lo1と、出射光Lo1と出射光Lo3との干渉縞との間隔である。すなわち、縞間隔dとは、出射光Lo1と、出射光Lo1と出射光Lopとの干渉縞との間隔である。
【0041】
縞間隔dがピクセルサイズx以下であるという関係になれば、いずれの検出ピクセル282b上にも干渉縞が少なくとも一本は生成される。よって、検出ピクセル282bごとに光の濃淡のむらが生じないようにすることができる。なお、縞間隔dはp=2の時に最大となるので、p=2の時の縞間隔dがピクセルサイズx以下ならば、縞間隔dがピクセルサイズx以下であるといえる。
【0042】
ここで、具体的な数値を例示する。ピクセルサイズ(一辺の長さ)x=12μmとし、λ=0.532μm、n=1.519(BK7を透明保護層286の材料とした場合)とする。ピクセルサイズx=縞間隔dとすれば、縞間隔d=12μmである。よって、sinip−sinip−1=λ/d=0.0443である。縞間隔dはp=2の時に最大となるので、p=2として計算を進める。よって、sini2−sini1=0.0443となるようにすればよい。sini2−sini1=nsin(3θ)−nsinθである。よって、下面286bの検出面282aに対する傾斜角θを適宜、設定してやれば、sini2−sini1=0.0443となる。よって、0.0443=1.519×(sin(3θ)−sinθ)を解き、傾斜角θ=0.84度を得る。よって、傾斜角θが0.84度以上であれば、縞間隔dがピクセルサイズx(=12μm)以下である。
【0043】
このように傾斜角θが定められていると、入射光が透明保護層286を透過した出射光Lo1と、透明保護層286内部で反射してから透明保護層286を出てきた出射光Lo2、…、Lopとの干渉縞は、出射光Lo1が到達した検出ピクセル282b上に生成される。出射光Lo1と、出射光Lo1と出射光Lop(p≧2)との干渉縞との間隔(縞間隔d)が、ピクセルサイズx以下だからである。よって、検出ピクセル282bごとに少なくとも一本は干渉縞が生成され、検出ピクセル282bごとに光の濃淡のむらが生じないようにすることができる。検出ピクセル282bは到達した光を検出する。
【0044】
第一の実施形態によれば、検出ピクセル282bごとに少なくとも一本は干渉縞が生成され、検出ピクセル282bごとに光の濃淡のむらが生じないようにすることができる。よって、検出ピクセル282bごとの光の濃淡のむらによる光の検出の誤差を低減できる。
【0045】
第二の実施形態
第二の実施形態は、透明保護層286の上面286aおよび下面286bの検出面282aに対する傾斜角が第一の実施形態とは異なる。
【0046】
図5は、第二の実施形態にかかる光検出器28の構成を示す断面図である。光検出器28は、CMOSセンサ282、パッケージ284、透明保護層286、接着層288を備える。以下、第一の実施形態と同様な部分は同一の番号を付して説明を省略する。
【0047】
CMOSセンサ282およびパッケージ284は第一の実施形態と同様である。
【0048】
透明保護層286は、上面286aおよび下面286bを有する。上面286aは、検出面282aに対して角度θだけ傾斜している。下面286bは、検出面282aと平行である。
【0049】
接着層288は、透明保護層286と周縁部284bとを接着する接着剤により構成される層である。下面286bを検出面282aと平行にするために、接着層288は、左側の周縁部284bにおいても、右側の周縁部284bにおいても厚さは同じである。
【0050】
光検出器28に入射光が入射してきたときの光検出器28の作用は第一の実施形態と同様である。
【0051】
第二の実施形態によれば、接着層288の厚さを一定にすれば、透明保護層286を正確に位置決めできるため、透明保護層286の位置決めが容易である。
【0052】
第三の実施形態
第三の実施形態は、パッケージ284が無い点が第一および第二の実施形態と異なる。
【0053】
図6は、第三の実施形態にかかる光検出器28の構成を示す断面図である。光検出器28は、CMOSセンサ282、透明保護層286を備える。以下、第二の実施形態と同様な部分は同一の番号を付して説明を省略する。
【0054】
CMOSセンサ282は透明保護層286とは反対側の底面にボール電極282cを有する。ボール電極282cにより、図示省略している外部回路と接続され、CMOSセンサ282の計測結果を電気信号の形で外部回路に送る。CMOSセンサ282の形状はいわゆるBGA(Ball Grid Array:ボールグリッドアレイ)である。
【0055】
透明保護層286は、上面286aおよび下面286bを有する。上面286aは、検出面282aに対して角度θだけ傾斜している。下面286bは、検出面282aと平行である。ここで、下面286bは、検出面282aと接している。
【0056】
光検出器28に入射光が入射してきたときの光検出器28の作用は第一の実施形態と同様である。
【0057】
第三の実施形態によれば、パッケージ284が無くても、第一の実施形態と同様を得ることができる。しかも、下面286bを検出面282aに接するようにすれば、透明保護層286を正確に位置決めできるため、透明保護層286の位置決めが容易である。
【0058】
以上、本発明の構成および動作をその原理と実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されず、発明の本旨を逸脱しない範囲において、様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る光情報記録再生装置の構成を示す説明図である。
【図2】第一の実施形態にかかる光検出器28の構成を示す断面図である。
【図3】CMOSセンサ282の平面図である。
【図4】光検出器28に入射光が入射してきたときの光路を示す図である。
【図5】第二の実施形態にかかる光検出器28の構成を示す断面図である。
【図6】第三の実施形態にかかる光検出器28の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
28 光検出器
282 CMOSセンサ
282a 検出面
282b 検出ピクセル
284 パッケージ
286 透明保護層
286a 上面
286b 下面
288 接着層
【発明の属する技術分野】
本発明は、光情報記録媒体等から情報光を取得するCMOS等のセンサをカバーするガラスにより生じる干渉縞によるセンサの計測誤差の低減に関する。
【0002】
【従来の技術】
ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録するホログラフィック記録は、一般的に、イメージ情報を持った情報光と参照光とを記録媒体の内部で重ね合わせ、そのときにできる干渉縞を記録媒体に書き込むことによって行われる。記録された情報の再生時には、その記録媒体に参照光を照射することにより、干渉縞による回折によりイメージ情報が再生される。具体的には、再生されたイメージ情報を担持する再生光が記録媒体から発生するので、再生光をCCDアレイやCMOSのセンサにより検出して、情報を再生する。例えば、特許文献1にホログラフィック記録についての記載がある。
【0003】
ここで、CMOSセンサの上方にカバーガラスをかけて、CMOSセンサを保護することが広く行われている。再生光はカバーガラスを透過するので、CMOSセンサにより再生光を検出することができる。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−311938号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カバーガラスをかけることにより、CMOSセンサ上に干渉縞が生成されてしまうことがある。これにより、CMOSセンサのピクセルのなかには、干渉縞がかかっているものとかかっていないものとがでてくる。これにより、CMOSセンサのピクセルは、検出する光が濃いものと淡いものとに別れる。よって、CMOSセンサが、再生すべき情報とは関わりの無い光の濃淡を検出してしまい、情報再生の際に誤差を生じてしまう。
【0005】
そこで、本発明は、CMOSセンサ等の光検出素子を覆うカバーガラスによる干渉縞が引き起こす光検出素子の誤差を低減することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、入射光を検出する光検出器であって、入射光を検出するための、入射光の入射方向に対して垂直な検出面を有する光検出素子と、検出面に対して傾斜している傾斜面を有し、入射光が透過して光検出素子に到達する透明保護層とを備えるように構成される。
【0007】
上記のように構成された発明によれば、透明保護層の傾斜面により、透明保護層を透過した入射光が干渉して、光検出素子の検出面上に干渉縞を形成する。この干渉縞の間隔は、傾斜面の検出面に対する傾斜角により、調節することができる。よって、干渉縞の間隔の調節して、検出面に光の濃淡のむらが生じないようにすることができる。これにより、透明保護層により生じる干渉縞によって光検出素子が測定の誤差を低減することができる。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明であって、検出面には光を検出するための検出ピクセルが配置され、透明保護層を透過した入射光の干渉縞の縞間隔が、検出ピクセルの大きさ以下であるように構成される。
【0009】
上記のように構成された発明によれば、干渉縞が検出ピクセルごとに少なくとも一本できるため、検出ピクセルごとに光の濃淡のむらが生じないようにすることができる。これにより、透明保護層により生じる干渉縞によって光検出素子が測定の誤差を低減することができる。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明であって、透明保護層は、検出面に対して平行な平行面を有し、平行面は傾斜面よりも入射光の入射側に近いように構成される。
【0011】
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の発明であって、透明保護層は、検出面に対して平行な平行面を有し、傾斜面は平行面よりも入射光の入射側に近いように構成される。
【0012】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明であって、透明保護層の平行面は、光検出素子の検出面に接しているように構成される。
【0013】
上記のように構成された発明によれば、透明保護層を配置する際に、光検出素子の検出面に接するようにすればよいので、透明保護層の位置決めが容易である。
【0014】
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光検出器と、ホログラフィにより情報が記録された光情報記録媒体から情報を担持した再生光を受け、光検出器に入射させる再生光学系とを備えるように構成される。
【0015】
請求項7に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光検出器と、参照光と情報を担持した情報光とを干渉させて光情報記録媒体にホログラフィを形成して光情報記録媒体に情報を記録する記録光学系と、光情報記録媒体から情報を担持した再生光を受け、光検出器に入射させる再生光学系とを備えるように構成される。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【0017】
図1は、本発明の実施形態に係る光情報記録再生装置の構成を示す説明図である。なお、光情報記録再生装置は、光情報記録装置と光情報再生装置とを含んでいる。また、本発明の実施形態では光情報記録媒体として円盤状の光ディスクを用いているが、カード状の記録媒体を用いることができる。さらに、光情報記録再生装置はピックアップ11を有する。
【0018】
光情報記録媒体の構成
始めに、図1を参照して、本発明の実施形態における光情報記録媒体の構成について説明する。この光情報記録媒体1は、ポリカーボネート等によって形成された円板状の透明基板2の一面に、ボリュームホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層としてのホログラム記録層3と、反射膜5と、基板(保護層)8とを、この順番で積層して構成されている。
【0019】
ホログラム記録層3は、光が照射されたときに光の強度に応じて屈折率、誘電率、反射率等の光学的特性が変化するホログラム材料によって形成されている。ホログラム材料としては、例えば、デュポン(Dupont)社製フォトポリマ(photopolymers)HRF−600(製品名)等が使用される。
【0020】
反射膜5は、光(再生用参照光など)を反射する膜である。反射膜5は、例えばアルミニウムによって形成されている。
【0021】
基板(保護層)8は、例えば、インジェクションで作成されたアドレス付基板である。基板(保護層)8には、図示省略したアドレス・サーボエリアおよびデータエリアが設けられている。アドレス・サーボエリアを使用して、光情報記録媒体1への光の照射位置をサーボ制御できる。データエリアには、光情報記録媒体1に記録させる情報をホログラフィの形式で書き込める。
【0022】
ピックアップの構成
ピックアップ11は、参照光および情報光を光情報記録媒体1に照射し、光情報記録媒体1からの再生光を受けるためのものである。ピックアップ11は、対物レンズ12、アクチュエータ13、四分の一波長板14、ハーフミラー26、レンズ27a、b、光検出器28を備える。
【0023】
なお、情報光とは、記録したい情報を担持した光である。図1においては、情報光は、ハーフミラー26の下方の図示省略した光源から、平行光線として、ハーフミラー26、四分の一波長板14を透過し、対物レンズ12により屈折されて、光情報記録媒体1に照射される。また、参照光には、情報光と干渉させホログラフィを形成するための記録用参照光およびホログラフィから情報を再生するための再生用参照光がある。図1においては、参照光は、ハーフミラー26の下方の図示省略した光源から、図示省略したレンズにより、光情報記録媒体1よりも前で焦点を結ぶようにして、ハーフミラー26、四分の一波長板14を透過する。そして、対物レンズ12により屈折されて、光情報記録媒体1に照射される。さらに、再生光とは、光情報記録媒体1に再生用参照光を入射した場合に、光情報記録媒体1からピックアップ11に戻る光をいう。再生光は、光情報記録媒体1から再生された情報を担持したものとなる。
【0024】
対物レンズ12は、光情報記録媒体1の透明基板2側に位置するものである。参照光および情報光は、対物レンズ12を透過して、光情報記録媒体1に入射する。光情報記録媒体1からの再生光は、対物レンズ12を透過して、ハーフミラー26に向かって進行する。
【0025】
アクチュエータ13は、対物レンズ12を光情報記録媒体1の厚み方向および半径方向に移動するためのものである。
【0026】
四分の一波長板14は、P偏光やS偏光のように直線偏光の光が入射し、その直線偏光の方位が四分の一波長板14における結晶の光学軸に対してなす角度が45度のとき、通過光を直線偏光から円偏光の光にするものである。情報光はP偏光であり、四分の一波長板14を通過すると円偏光となり、光情報記録媒体1に入射される。再生光は円偏光であるが、四分の一波長板14を通過するとS偏光となり、レンズ27a、bを介して光検出器28に到達する。
【0027】
ハーフミラー26は、情報光を透過させて四分の一波長板14に向かって進行させ、再生光を反射してレンズ27a、bに向かって進行させる。
【0028】
レンズ27a、bは、ハーフミラー26から再生光を受けて、光検出器28に入射させる。
【0029】
光検出器28は、再生光を入射光として受け、入射光を検出する。これにより、光情報記録媒体1に記録された情報を再生できる。
【0030】
光情報の記録および再生の動作
情報を光情報記録媒体1に記録する場合には、情報光が、ハーフミラー26、四分の一波長板14を透過し、対物レンズ12により屈折され、光情報記録媒体1に入射する。この際、記録用参照光もハーフミラー26、四分の一波長板14を透過し、対物レンズ12により屈折され、光情報記録媒体1に入射する。これにより、情報光と記録用参照光とが光情報記録媒体1のホログラム記録層3において干渉し、ホログラフィを形成する。ハーフミラー26、四分の一波長板14、対物レンズ12が光情報記録媒体1に情報を記録する記録光学系に相当する。
【0031】
光情報記録媒体1から情報を再生する場合には、再生用参照光がハーフミラー26、四分の一波長板14を透過し、対物レンズ12により屈折され、光情報記録媒体1に入射する。これにより、光情報記録媒体1のホログラム記録層3から再生対象の情報を担持した再生光が生じる。再生光は、対物レンズ12、四分の一波長板14を透過し、ハーフミラー26により反射され、レンズ27a、bを透過してから、光検出器28に与えられる。光検出器28は再生光を入射光として受けて検出し、情報を取得する。対物レンズ12、四分の一波長板14、ハーフミラー26、レンズ27a、bが再生光を受けて光検出器28に入射させる再生光学系に相当する。
【0032】
本発明の実施形態の特徴的な部分は、光検出器28の構造にあり、以下、光検出器28について説明する。
【0033】
第一の実施形態
図2は、第一の実施形態にかかる光検出器28の構成を示す断面図である。光検出器28は、CMOSセンサ282、パッケージ284、透明保護層286、接着層288を備える。なお、図2においては、入射光(再生光)が上から下に入射しているように図示している。
【0034】
CMOSセンサ282は、入射光(再生光)を検出する。CMOSセンサ282が入射光を検出する検出面282aは、入射光の入射方向に対して垂直である。図3は、CMOSセンサ282の平面図である。検出面282aには、光を検出するための検出ピクセル282bが配置されている。検出ピクセル282bはいずれも同じ大きさの一辺xの正方形である。以後、検出ピクセル282bの一辺の長さxをピクセルサイズという。CMOSセンサ282は、検出ピクセル282bによって、光を検出する。
【0035】
パッケージ284は、CMOSセンサ282を凹部284aに収容する。また、周縁部284bは、検出面282aと平行である。周縁部284bは、CMOSセンサ282よりも高くなっている。なお、パッケージ284は図示省略している外部回路と接続され、CMOSセンサ282の計測結果を電気信号の形で外部回路に送る。
【0036】
透明保護層286は、周縁部284bに接着層288により接着され、CMOSセンサ282を覆っている。よって、入射光は、透明保護層286を透過してからCMOSセンサ282に到達する。透明保護層286の材質は例えばガラス(例えば、BK7)である。透明保護層286は、検出面282aとは反対側にある上面286aと、検出面282aに向かい合う下面286bを有する。上面286aは、検出面282aと平行である。下面286bは、検出面282aに対して角度θだけ傾斜している。
【0037】
接着層288は、透明保護層286と周縁部284bとを接着する接着剤により構成される層である。上面286aを検出面282aと平行にするために、接着層288は、左側の周縁部284bにおいては薄く、右側の周縁部284bにおいては厚くしている。
【0038】
光検出器28に入射光が入射してきたときの光検出器28の作用を、図4を参照して説明する。図4は、光検出器28に入射光が入射してきたときの光路を示す図である。
【0039】
まず、入射光Liが透明保護層286の上面286aを通過して、下面286bに至る。このとき、入射光Liの一部は、下面286bを通過し、出射光Lo1となる。出射光Lo1の下面286bの法線となす角度をi1とする。入射光Liの残りは、下面286bにより反射され、さらに上面286aで反射され、下面286bに至る。そして、一部は下面286bを通過し、出射光Lo2となる。出射光Lo2の下面286bの法線となす角度をi2とする。このように、出射光Lo1、Lo2、…、Lopの下面286bの法線となす角度をi1、i2、…ipとする。すると、sinip=nsin((2p−1)θ)となる(ただし、n=透明保護層286の屈折率)。また、出射光Lo1は、出射光Lo2、…、Lopと干渉し、干渉縞が検出面282a上に生成される。この干渉縞の間隔d(縞間隔という)は、入射光の波長をλとすれば、d=λ/(sinip−sini1)である(ただし、p≧2)。なお、sinip−sini1は、p=2の時に最小であるから、縞間隔dはp=2の時に最大となる。
【0040】
なお、p=2の時の縞間隔dとは、出射光Lo1と、出射光Lo1と出射光Lo2との干渉縞との間隔である。p=3の時の縞間隔dとは、出射光Lo1と、出射光Lo1と出射光Lo3との干渉縞との間隔である。すなわち、縞間隔dとは、出射光Lo1と、出射光Lo1と出射光Lopとの干渉縞との間隔である。
【0041】
縞間隔dがピクセルサイズx以下であるという関係になれば、いずれの検出ピクセル282b上にも干渉縞が少なくとも一本は生成される。よって、検出ピクセル282bごとに光の濃淡のむらが生じないようにすることができる。なお、縞間隔dはp=2の時に最大となるので、p=2の時の縞間隔dがピクセルサイズx以下ならば、縞間隔dがピクセルサイズx以下であるといえる。
【0042】
ここで、具体的な数値を例示する。ピクセルサイズ(一辺の長さ)x=12μmとし、λ=0.532μm、n=1.519(BK7を透明保護層286の材料とした場合)とする。ピクセルサイズx=縞間隔dとすれば、縞間隔d=12μmである。よって、sinip−sinip−1=λ/d=0.0443である。縞間隔dはp=2の時に最大となるので、p=2として計算を進める。よって、sini2−sini1=0.0443となるようにすればよい。sini2−sini1=nsin(3θ)−nsinθである。よって、下面286bの検出面282aに対する傾斜角θを適宜、設定してやれば、sini2−sini1=0.0443となる。よって、0.0443=1.519×(sin(3θ)−sinθ)を解き、傾斜角θ=0.84度を得る。よって、傾斜角θが0.84度以上であれば、縞間隔dがピクセルサイズx(=12μm)以下である。
【0043】
このように傾斜角θが定められていると、入射光が透明保護層286を透過した出射光Lo1と、透明保護層286内部で反射してから透明保護層286を出てきた出射光Lo2、…、Lopとの干渉縞は、出射光Lo1が到達した検出ピクセル282b上に生成される。出射光Lo1と、出射光Lo1と出射光Lop(p≧2)との干渉縞との間隔(縞間隔d)が、ピクセルサイズx以下だからである。よって、検出ピクセル282bごとに少なくとも一本は干渉縞が生成され、検出ピクセル282bごとに光の濃淡のむらが生じないようにすることができる。検出ピクセル282bは到達した光を検出する。
【0044】
第一の実施形態によれば、検出ピクセル282bごとに少なくとも一本は干渉縞が生成され、検出ピクセル282bごとに光の濃淡のむらが生じないようにすることができる。よって、検出ピクセル282bごとの光の濃淡のむらによる光の検出の誤差を低減できる。
【0045】
第二の実施形態
第二の実施形態は、透明保護層286の上面286aおよび下面286bの検出面282aに対する傾斜角が第一の実施形態とは異なる。
【0046】
図5は、第二の実施形態にかかる光検出器28の構成を示す断面図である。光検出器28は、CMOSセンサ282、パッケージ284、透明保護層286、接着層288を備える。以下、第一の実施形態と同様な部分は同一の番号を付して説明を省略する。
【0047】
CMOSセンサ282およびパッケージ284は第一の実施形態と同様である。
【0048】
透明保護層286は、上面286aおよび下面286bを有する。上面286aは、検出面282aに対して角度θだけ傾斜している。下面286bは、検出面282aと平行である。
【0049】
接着層288は、透明保護層286と周縁部284bとを接着する接着剤により構成される層である。下面286bを検出面282aと平行にするために、接着層288は、左側の周縁部284bにおいても、右側の周縁部284bにおいても厚さは同じである。
【0050】
光検出器28に入射光が入射してきたときの光検出器28の作用は第一の実施形態と同様である。
【0051】
第二の実施形態によれば、接着層288の厚さを一定にすれば、透明保護層286を正確に位置決めできるため、透明保護層286の位置決めが容易である。
【0052】
第三の実施形態
第三の実施形態は、パッケージ284が無い点が第一および第二の実施形態と異なる。
【0053】
図6は、第三の実施形態にかかる光検出器28の構成を示す断面図である。光検出器28は、CMOSセンサ282、透明保護層286を備える。以下、第二の実施形態と同様な部分は同一の番号を付して説明を省略する。
【0054】
CMOSセンサ282は透明保護層286とは反対側の底面にボール電極282cを有する。ボール電極282cにより、図示省略している外部回路と接続され、CMOSセンサ282の計測結果を電気信号の形で外部回路に送る。CMOSセンサ282の形状はいわゆるBGA(Ball Grid Array:ボールグリッドアレイ)である。
【0055】
透明保護層286は、上面286aおよび下面286bを有する。上面286aは、検出面282aに対して角度θだけ傾斜している。下面286bは、検出面282aと平行である。ここで、下面286bは、検出面282aと接している。
【0056】
光検出器28に入射光が入射してきたときの光検出器28の作用は第一の実施形態と同様である。
【0057】
第三の実施形態によれば、パッケージ284が無くても、第一の実施形態と同様を得ることができる。しかも、下面286bを検出面282aに接するようにすれば、透明保護層286を正確に位置決めできるため、透明保護層286の位置決めが容易である。
【0058】
以上、本発明の構成および動作をその原理と実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されず、発明の本旨を逸脱しない範囲において、様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る光情報記録再生装置の構成を示す説明図である。
【図2】第一の実施形態にかかる光検出器28の構成を示す断面図である。
【図3】CMOSセンサ282の平面図である。
【図4】光検出器28に入射光が入射してきたときの光路を示す図である。
【図5】第二の実施形態にかかる光検出器28の構成を示す断面図である。
【図6】第三の実施形態にかかる光検出器28の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
28 光検出器
282 CMOSセンサ
282a 検出面
282b 検出ピクセル
284 パッケージ
286 透明保護層
286a 上面
286b 下面
288 接着層
Claims (7)
- 入射光を検出する光検出器であって、
前記入射光を検出するための、前記入射光の入射方向に対して垂直な検出面を有する光検出素子と、
前記検出面に対して傾斜している傾斜面を有し、前記入射光が透過して前記光検出素子に到達する透明保護層と、
を備えた光検出器。 - 請求項1に記載の光検出器であって、
前記検出面には光を検出するための検出ピクセルが配置され、
前記透明保護層を透過した前記入射光の干渉縞の縞間隔が、前記検出ピクセルの大きさ以下である、
光検出器。 - 請求項1に記載の光検出器であって、
前記透明保護層は、前記検出面に対して平行な平行面を有し、
前記平行面は前記傾斜面よりも前記入射光の入射側に近い、
光検出器。 - 請求項1に記載の光検出器であって、
前記透明保護層は、前記検出面に対して平行な平行面を有し、
前記傾斜面は前記平行面よりも前記入射光の入射側に近い、
光検出器。 - 請求項4に記載の光検出器であって、
前記透明保護層の前記平行面は、前記光検出素子の前記検出面に接している、
光検出器。 - 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光検出器と、
ホログラフィにより情報が記録された光情報記録媒体から情報を担持した再生光を受け、前記光検出器に入射させる再生光学系と、
を備えた光情報再生装置。 - 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光検出器と、
参照光と情報を担持した情報光とを干渉させて光情報記録媒体にホログラフィを形成して光情報記録媒体に情報を記録する記録光学系と、
前記光情報記録媒体から情報を担持した再生光を受け、前記光検出器に入射させる再生光学系と、
を備えた光情報記録再生装置。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006064660A1 (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-22 | Pioneer Corporation | ホログラム記録再生方法及び装置並びにシステム |
WO2006098455A1 (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-21 | Pioneer Corporation | ホログラム記録再生方法及び装置 |
WO2007026521A1 (ja) * | 2005-08-30 | 2007-03-08 | Pioneer Corporation | 光ピックアップ装置及びホログラム記録再生システム |
JP2007281021A (ja) * | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 電子部品装置 |
KR101347225B1 (ko) | 2012-09-05 | 2014-01-06 | (주)파트론 | 하우징 커버의 경사도를 이용하여 입사각 조정이 가능한 광학 센싱 장치 |
-
2003
- 2003-02-07 JP JP2003031515A patent/JP2004134721A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006064660A1 (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-22 | Pioneer Corporation | ホログラム記録再生方法及び装置並びにシステム |
JPWO2006064660A1 (ja) * | 2004-12-17 | 2008-06-12 | パイオニア株式会社 | ホログラム記録再生方法及び装置並びにシステム |
JP4482565B2 (ja) * | 2004-12-17 | 2010-06-16 | パイオニア株式会社 | ホログラム記録再生方法及び装置並びにシステム |
WO2006098455A1 (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-21 | Pioneer Corporation | ホログラム記録再生方法及び装置 |
JPWO2006098455A1 (ja) * | 2005-03-15 | 2008-08-28 | パイオニア株式会社 | ホログラム記録再生方法及び装置 |
JP4555860B2 (ja) * | 2005-03-15 | 2010-10-06 | パイオニア株式会社 | ホログラム記録再生方法及び装置 |
US7859973B2 (en) | 2005-03-15 | 2010-12-28 | Pioneer Corporation | Method for recording and reproducing a hologram and apparatus therefor |
WO2007026521A1 (ja) * | 2005-08-30 | 2007-03-08 | Pioneer Corporation | 光ピックアップ装置及びホログラム記録再生システム |
JP2007281021A (ja) * | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 電子部品装置 |
KR101347225B1 (ko) | 2012-09-05 | 2014-01-06 | (주)파트론 | 하우징 커버의 경사도를 이용하여 입사각 조정이 가능한 광학 센싱 장치 |
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