JP2007535088A - 情報担体及び装置に情報担体を位置付けるためのシステム - Google Patents

Abstract

本発明は情報担体及び装置にそのような情報担体を位置付けるためのシステムに関する。このようなシステムは、情報担体（１０１）に適用されるように意図された周期的な光スポット（１０３）アレイを生成するための光学要素（１０２）であって、前記情報担体（１０１）は第１モアレパターンを生成するために前記周期的な光スポット（１０３）アレイと干渉するように意図された第１周期構造（１０８）を有する、光学要素（１０２）、及び前記第２モアレパターンを生成するために前記周期的な光スポット（１０３）アレイと干渉するように意図された第２周期構造（１０９）を有する、光学要素（１０２）と、前記周期的な光スポット（１０３）アレイと前記情報担体（１０１）との間の角度値（Ｓ）を前記第１及び第２モアレパターンから導き出すための解析手段と、前記角度値（Ｓ）に基づいて導き出された制御信号（１１４）から前記周期的な光スポット（１０３）アレイに対して前記情報担体（１０１）の角度位置を調節するための操作手段（ＡＣ１−ＡＣ２−ＡＣ３）とを有する。

Description

本発明は、読み取り装置において情報担体を位置決めするためのシステムに関する。

本発明はまた、前記情報担体に関する。

本発明は、光データ記憶装置の分野におけるアプリケーションに関する。

光記憶解決方法を用いることは、今日、例えば、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）規格に基づく記憶システムにおけるコンテンツ配信のために広く行き渡っている。光記憶は、情報担体を複製するに容易且つ安価である点で、ハードディスク及び固体記憶装置への大きい利点を有する。

しかしながら、ドライブにおける非常に多くの移動要素のために、光記憶解決方法を用いる既知のアプリケーションは、読み取り／書き込み動作を実行し、そのような動作中に前記移動要素の安定性を考慮するときに、衝撃に対してロバストではない。その結果、光記憶解決方法は、例えば、携帯用装置において衝撃を受けるアプリケーションで容易に及び効果的に用いられることができない。

それ故、新しい光記憶解決方法が開発されてきた。それらの解決方法は、安価な且つ取り外し可能な担体が用いられるという点で光記憶の有利点と、情報担体が静的であり、その読み取りは限定された数の移動要素を必要とする点で、固体記憶装置の有利点とを結合する。

本発明の目的は、読み取り及び／又は書き込みにおける光スポット配列に対して情報担体を正確に位置決めするためのシステムを提供する。

本発明にしたがったシステムは：
− 情報担体に適用されるように意図されている光スポットの周期的配列を生成する光学要素であって、前記情報担体は第１周期構造及び第２周期構造を有し、前記第１及び第２周期構造は、第１モアレパターン及び第２モアレパターンを生成するために前記の光スポットの周期的配列と干渉するように意図されている、光学要素と、
− 前記の光スポットの周期的アレイと前記情報担体との間の角度値を前記第１及び第２モアレパターンから導き出すための分析手段と、
− 前記角度値から導き出された制御信号に基づいて、前記光スポット配列に対して前記情報担体の角度位置を調節するための操作手段と、
を有する。

光スポット配列は、前記情報担体に記憶されているデータを読み取るために情報担体に適用される。情報担体は、透明な又は不透明基本領域のマトリクスに対応するため、光スポット配列は規則正しく、周期的グリッドを規定する。基本領域の透明性の状態にしたがって、光スポットは、受信された光信号をバイナリデータに変換するように意図された検出器の方に透過される又は透過されない。

情報担体は、データを記憶するように意図されたデータ領域の近くに位置付けられた周期的構造を有する。光スポットアレイがそれらの周期的構造と干渉するとき、モアレパターンが生成され、検出される。モアレパターンの解析において、光スポットのアレイと情報担体との間の小さいずれはモアレパターンの大きい変化をもたらすため、情報担体と光スポットとの間の角度ずれを正確に測定することが可能になる。そのずれを反映する制御信号は、それ故、モアレパターンからもたらされ、情報担体と光スポット配列との間の相対的角度位置を変えるように意図された入力信号として用いられる。光スポット及び情報担体の基本領域は、それ故、好適にアライメントされ、低誤り率の情報担体の読み取りをもたらす。

情報はまた、周期的な光スポット配列により書き込まれる及び／又は読み取られるように意図された情報担体であって、
− 基本データ領域の集合により規定されたデータ領域と、
− 第１周期構造と同一第１周期を有する第２周期構造であって、前記第１及び第２周期構造は、第１及び第２モアレパターンを生成するために前記周期的な光スポット配列と干渉するように意図されている、前記第１及び第２周期構造；
を有する情報担体を有する。

それらの周期構造により生成される各々のモアレパターンは角度ずれの絶対値を導き出すために用いられることが可能である一方、両方のモアレパターンからもたらされる情報の組み合わせが前記角度ずれの符号を決めるために用いられる。

モアレパターンを用いることは、それがずれ角度の正確な測定に繋がるために有利である。

更に、情報担体へのそのような周期構造のプリントはコストパフォーマンスが高く、このようにして、コンテンツ配信コンテクストに専用である。

本発明の詳細説明及び他の特徴については、以下に説明する。

本発明の特定の特徴について、以下に、添付図面に関連付けて考察され、詳述する実施形態に関連して説明し、同一の構成部分又は副段階は同じ方式で示されている。

図１は、読み取り装置における情報担体の角度ずれを反映する制御信号を生成することを目的とするそして該制御信号に基づいて前記角度ずれを制御するための、本発明にしたがったシステムの三次元ビューを示している。

そのシステムは、情報担体に適用され且つ情報担体を走査するように意図された周期的な光スポット１０３配列を生成するための光学要素１０２を有する。入力光ビーム１０４は、光学要素１０２の入力に適用される。入力光ビーム１０４は、入力レーザビームを広げるための導波路（図示せず）により又は結合されたマイクロレーザの二次元配列により実現される。

図２に示す第１実施形態にしたがって、光学要素１０２は、コヒーレント入力光ビーム１０４が適用される入力にマイクロレーザの二次元配列２０１に対応する。マイクロレンズの配列は、情報担体１０１の表面に光スポットをフォーカシングするように、情報担体１０１から離れて平行に位置付けられている。マイクロレンズの開口率及び品質は光スポットの大きさを決定する。例えば、０．３に等しい開口率を有する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。

図３に示す第２実施形態にしたがって、光学要素１０２は、コヒーレント入力光ビーム１０４が適用される入力に開口３０１の二次元アレイに対応する。それらの開口は、例えば、１μｍ又はそれより小さい直径を有する円形の孔に相当する。

この第２実施形態においては、光スポット配列１０３は、次のような役割を果たす回折現象であるタルボ（Ｔａｌｌｂｏｔ）効果を利用する開口配列により生成される。入射光ビーム１０４のような同じ波長の複数のコヒーレント光が出射され、それらの開口配列のような周期回折構造を有するオブジェクトに適用されるとき、回折光は、回折構造から所定の距離ｚ０に位置付けられている面において発光部の同一画像に再結合される。情報担体１０１が位置付けられているこの距離ｚ０はタルボ距離として知られている。タルボ距離ｚ０は、ｚ０＝２ｎｄ^２／λにより与えられ、ここで、ｄは光発光体の周期的間隔であり、λは入力光ビームの波長であり、ｎは伝搬空間の屈折率である。一般に、再画像化が、発光体から更に距離を置いて離れた他の距離で起こり、そのような他の距離は、ｚ（ｍ）＝２ｎｍｄ^２／λであるようにタルボ距離の倍数であり、ここで、ｍは整数である。そのような再画像化はまた、ｍ＝１／４＋整数及びｍ＝３／４＋整数について生じるが、その画像は、光スポットの周期が開口のアレイの周期に関して半分になることを意味する２倍の周波数を有する。

タルボ効果を利用することにより、光学レンズについての必要性を伴うことなく、開口配列（数百μｍであって、ｚ（ｍ）で表される）から比較的大きい距離に高品質の光スポット配列を生成することが可能である。このことは、例えば、開口配列及び情報担体との間にカバー層を、後者を汚染（例えば、埃、指紋等）から保護するために挿入することを可能にする。更に、このことは、マイクロレンズ配列の使用に比較して、コストパフォーマンスの高い光スポットの実施を容易にし且つ光スポット密度の増加を可能にする。

図１を再び参照するに、情報担体１０１は、バイナリデータを記憶するように意図されたデータ領域１０５を有する。データ領域１０５は、マトリクスにおけるように組織化された隣接する基本データ領域を有する。基本データ領域は、隣接する四角形として表されるが、それらは異なる形状を有することが可能である。基本データ領域の大きさはＳで表される。データ領域１０５に記憶されているバイナリデータの状態は、例えば、透明又は非透明基本領域（即ち、光吸収性）で表される。基本領域は、ガラス又はプラスチックのような材料上にプリントされる。

光スポットは、情報担体１０１の基本領域に適用される。光スポットが非透明基本領域に適用される場合、情報担体を通る出力光ビームはない。それに対して、光スポットが透明な基本領域に適用される場合、出力光ビームは情報担体を透過し、その後、検出器１０６により検出される。

各々の光スポットは、データ領域１０５の一部の領域に対して適用され、走査される。情報担体１０１の走査は、Ｘ及びｙ軸に沿った光スポット１０３配列を移動させることにより実行される。

検出器１０６は、特に、光スポットが適用される基本データ領域のバイナリ値を検出するために用いられる。このために、検出器１０６は、平行平面内に、情報担体のデータ領域１０５と反対側にデータ検出領域１０７とを有する。そのデータ検出領域は、有利であることに、ＣＭＯＳ又はＣＣＤ画素の領域を有する。有利であることに、検出器の一画素は、基本データの集合を検出するように意図されていて、この基本データの集合間の各々のデータは前記光スポット１０３配列の単一の光スポットにより成功裏に読み取られる。情報担体１０１におけるデータを読み取るこのような方法はマイクロセル走査と呼ばれ、それについて下で説明する。

図４は、情報担体１０１のデータ領域１０５及び検出器１０６のデータ検出領域１０７の断面図及び詳細図である。検出器１０６は、ＰＸ１−ＰＸ２−ＰＸ３と表される画素を有し、示されている複数の画素は、理解を容易にするために限定されているものである。特に、画素ＰＸ１は、情報担体のデータ領域Ａ１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ＰＸ２はデータ領域Ａ２に記憶されているデータを検出するように意図され、そして、画素ＰＸ３はデータ領域Ａ３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。各々のデータ領域はまた、マクロセルと呼ばれ、基本データの集合を有する。例えば、データ領域Ａ１は、Ａｌａ−Ａｌｂ−Ａｌｃ−Ａｌｄと表される基本データを有する。

図５は、情報担体１０１のマクロセル走査により表されている。情報担体に記憶されるデータは黒色領域（即ち、非透明）か又は白色領域（即ち、透明）のどちらかにより表される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。検出器の画素が情報担体１０１により生成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、検出領域１０７が情報担体から何れの出力光ビームを受けないとき、画素は斜線領域で表される。その場合、画素は、第２状態を有する電気出力信号（図示せず）を供給する。

この実施例においては、データの各々の集合は４つの基本データを有し、単一の光スポットはデータの各々の集合に同時に適用される。光スポット１０３配列により情報担体１０１を走査することにより、２つの基本データ間の距離Ｓに等しい横方向増分変位を伴って、例えば、左から右に実行される。

位置Ａにおいては、全ての光スポットは、検出器の全ての画素が第２状態にあるように、非透明領域に適用される。

位置Ｂにおいては、右側への光スポットの変位の後、対応する画素が第１状態にあるように、左側への光スポットの変位が透明領域に適用される一方、検出器の２つの対応する画素が第１状態にあるように、２つの他の光スポットが透明領域に適用される。

位置Ｃにおいては、右側への光スポットの変位の後、対応する画素が第２状態にあるように、左側への光スポットが非透明領域に適用される一方、検出器の２つの対応する画素が第１状態にあるように、２つの他の光スポットが透明領域に適用される。

位置Ｄにおいては、右側への光スポットの変位の後、対応する画素が第２状態にあるように、中央の光スポットが非透明領域に適用される一方、検出器の２つの対応する画素が第１状態にあるように、２つの他の光スポットが透明領域に適用される。

情報担体１０１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全てのデータに適用されたとき、終了する。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構成する基本データは、単一の光スポットにより成功裏に読み取られる。

光スポット配列による情報担体の走査は情報担体に平行な面においてなされる。走査装置は、情報担体の全表面を走査するために２方向への並進移動を与える。

図６に示す第１解決方法にしたがって、走査装置はＨ字型ブリッジに対応する。光スポット配列（即ち、マイクロレンズ配列又は開口配列）を生成する光学要素１０２は、ｘ軸に沿って移動可能である第２スレッジ６０２に比べて、ｙ軸に沿って移動可能である第１スレッジ６０１で実施される。このために、第１スレッジ６０１は、ガイド６０７及び６０８と接触するジョイント６０３−６０４−６０５−６０６を有する。第２スレッジは、ガイド６０９−６１０と接触するジョイント６１１−６１２−６１３−６１４によりｘ軸に沿って移動可能である。スレッジ６０１及び６０２は、ジャッキとして機能するステッパモータ、磁気又は圧電アクチュエータ等により並進される。

図７に示す第２解決方法にしたがって、走査装置はフレーム７０１内に維持される。フレーム７０１を支持するために用いられる要素については、図８に詳細な３次元図で示されている。それらの要素として：
− 第１リーフスプリング７０２と、
− 第２リーフスプリング７０３と、
− ｘ軸に沿って走査装置７０１を操作する第１圧電要素７０４と、
− ｙ軸に沿って走査装置７０１を操作する第２圧電要素７０５と、
を有する。

図７に示す第２解決方法は、図６示すＨブリッジ解決方法に比べて小さい。フレーム７０１と接する圧電要素は、電圧変化がｘ軸及び／又はｙ軸に沿ったフレーム７０１の変位に先立って、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Ｐ１は第１位置における走査装置７０１を示す一方、位置Ｐ２はｘ軸に沿った変位の後の第２位置における走査装置７０１を示している。この図は、左のスプリング７０２及び７０３のフレキシビリティを示している。

類似する構成が４つの圧電要素と共に構成され、２つの他の圧電要素はリーフスプリング７０２及び７０３を置き換えることが可能である。その場合、圧電要素の反対側の対は共に、拮抗する筋肉の対と同様の様式で一次元にある。

図１を再び参照するに、情報担体１０１はまた、第１周期構造１０８及び第２周期構造１０９を有する。第１及び第２周期構造は情報担体にプリントされる。周期構造１０８及び１０９は透明及び非透明な平行ストライプを有する。平行ストライプの方向については、下で説明する。

第１周期構造１０８は、検出器１０６の領域１１０にモアレパターンを生成するために周期的な光スポット１０３配列と干渉するように意図されている。第１モアレパターンは、第１周期構造１０８の反対側の周期的な光スポット１０３配列から得られる光スポットの副集合のみによって生成される。第１周期構造１０８及び領域１１０は互いに対向している。

第２周期構造１０９は、検出器１０６の領域１１１において第２モアレパターンを生成するために、周期的な光スポット１０３配列と干渉するように意図されている。第２モアレパターンは、第２周期構造１０９と反対側の周期的な光スポット１０３配列から得られる光スポットの副集合のみによって生成される。第２周期構造１０９及び領域１１１は互いに対向している。
有利であることに、ＣＭＯＳ又はＣＣＤ画素のアレイから成る領域１１０及び１１１は、前記第１及び第２モアレパターンの光変化を測定するように意図されている。

そのシステムはまた、前記第１及び第２モアレパターンの光変化から導き出すための処理手段１１２を有し、その角度値δは周期的な光スポット１０３配列と情報担体１０１との間のずれに相当する。処理手段１１２は、データバス１１３により検出器１０６に接続されている。処理手段１１２は、
− 前記第１モアレパターンの光変化の第１周波数値Ｆ１と、
− 前記第２モアレパターンの光変化の第２周波数値Ｆ２と、
− 前記第１周波数値Ｆ１及び前記第２周波数値Ｆ２からの前記角度値の符号と
を導き出すために信号処理器により実行されるコード命令に相当する。

そのシステムはまた、前記光スポット１０３配列に対して前記情報担体の角度位置を調節するための操作手段ＡＣ１−ＡＣ２−ＡＣ３を有する。操作手段ＡＣ１−ＡＣ２−ＡＣ３は圧電アクチュエータに対応することが可能である。操作手段ＡＣ１−ＡＣ２−ＡＣ３は、ワイヤを搬送される制御信号により制御され、前記処理手段１１２により生成される。前記制御信号は前記角度値δから導き出される。

図１に示すような第１実施形態においては、操作手段ＡＣ１−ＡＣ２−ＡＣ３は情報担体１０１の周囲と接している。この場合、光スポット１０３配列は固定されている一方、情報担体１０１は、前記操作手段の制御下で回転することが可能である。

代替として、第２実施形態（図示せず）においては、操作手段ＡＣ１−ＡＣ２−ＡＣ３は、光スポット１０３配列を生成する光学要素１０２の周囲と接触している。この場合、情報担体１０１は固定されている一方、光スポット１０３配列は、前記光学要素１０２における前記操作手段の制御下で回転することが可能である。

３つのアクチュエータＡＣ１−ＡＣ２−ＡＣ３を使用することは、角度ずれδを補正するように縦軸ｚの周りで情報担体１０１（又は、光学要素１０２）を回転させるには十分である。

図９は、図１に示すシステムの部分平面図である。その図は、第１周期構造と前記第１周期構造に適用されるように意図された光スポット１０３の副集合とを示している。

光スポット１０３の副集合は軸ｘ１に沿って方向付けられ、第１周期構造１０８は軸ｘ２に沿って方向付けられている。周期構造１０８の周期はｂ１で表されている。

軸ｘ１と軸ｘ２との間の角度は、情報担体１０１と光スポット１０３配列との間の角度ずれδに相当する。明確化のために、ずれ角度δは実際におけるより非常に大きく表されていることに留意されたい。

第１周期構造１０８は軸ｘ３の周りに方向付けられ、それ故、軸ｘ２及びｘ３は前記第１角度の既知の角度α０を規定する。軸ｘ１と軸ｘ３との間の角度の絶対値は、それ故、次式のように規定される。

α１＝｜α０＋δ｜ （１）
図１１は、図９に示す部分平面図に類似する図であり、第１モアレパターンの光変化Ｉ１の投影を例として示している。

第１モアレパターンは、周期的光スポット１０３と情報担体１０１に位置付けられた第１周期構造１０８との間の干渉から得られる。この光学現象は、一般に、周期構造（即ち、この場合の周期構造１０８）を有する入力画像は、その入力画像の周期に近いが又はそれに等しい周期を有する周期的サンプリンググリッド（即ち、この場合の光スポットの周期的アレイ）によりサンプリングされ、そのことは、結果的にエイリアジングをもたらす。サンプリングされた画像は、
− 入力画像の周期とサンプリンググリッドの周期との間の比と、
− 入力画像とサンプリンググリッドとの間（即ち、周期構造１０８とこの場合の光スポットの周期的配列との間）の角度位置と、
に依存する角度にしたがって、拡大される及び回転される。サンプリング画像の光変化が、投影信号を得るように、同一軸（即ち、この場合、軸ｘ１）上に投影される場合、この投影信号の周期は、入力画像とサンプリンググリッドとの間の相対的角度位置が変わる（即ち、周期構造１０８とこの場合の周期的な光スポット１０３配列との間の角度が変わる）ときに変わる。

この場合、第１モアレパターンの光変化の軸ｘ１に沿った投影は検出領域１１０によりなされる。検出領域１１０、周期構造１０８及び光スポット１０３の副集合は重畳されるが、明確化のために、検出器領域１１０については、下で説明する。

投影信号Ｉ１を規定する各々の部分測定Ｍは、検出領域１１０により検出されるモアレパターンの部分の和から導き出される。例えば、部分測定Ｍは、他の部分測定の規定のために、検出器の隣接画素の集合ＰＸ４−ＰＸ５−ＰＸ６の集合等により生成される信号の和から導き出されることが可能である。代替として、画素ＰＸ４−ＰＸ５−ＰＸ６の表面を覆う単一画素は、部分測定Ｍを得るために規定されることが可能である。

光変化の周波数が決定される精度は、周期構造１０８の長さに依存する。

情報担体のデータ領域１０５が隣接する基本データ領域から成るこのような場合に、角度測定の精度が情報担体の全長Ｌ_ｆｕｌｌに亘る基本データ領域のサイズＳよりまさることがないことが、制限として設定されることが可能である。それらの条件により、次の関係が確認される必要があることが明らかとなった。

ｄ／Ｓ＝Ｌ／Ｌ_ｆｕｌｌ （２）
例えば、ｂ＝Ｓ及びＬ＝Ｌ_ｆｕｌｌを設定するように決定され、ここで、Ｓはデータ領域１０５の２つの隣接する基本データ領域間の距離に相当する。

情報担体１０１が異なる長さの側部を有する場合、情報担体の長さＬは、長い側部の大きさとして判断される必要があり、情報担体がセグメントで読み取られる場合、情報担体の長さＬはセグメントの長さとして判定されることに留意されたい。

種々の角度α１について、次式の関係にあることが示され、
ｂ／Ｌ＜α１＜ｂ／２ｐ （３）
ここで、ｂは周期構造１０８の周期であり、Ｌは周期構造１０８の長さであり、ｐは周期的な光スポット１０３配列の周期であり、角度α１の絶対値は次式から導き出され、
ｓｉｎ（α１）＝ｂ・Ｆ１ （４）
ここで、Ｆ１は投影信号Ｉ１の周波数である。

第１周波数値Ｆ１の測定は、例えば、周期Ｔ１を、次いで、Ｆ１＝１／Ｔ１により規定されるＦ１を導き出すように投影信号Ｉ１における連続最小値及び最大値の検出において、又は、逆フーリエ変換する且つＦ１の測定として一次係数をとることにおいて、処理手段１１２により実行される。

式（１）から、角度α１の絶対値についての知識は角度δの絶対値を導き出すには十分であるが、角度δの符号を導き出すには十分でない。角度の符号δが光スポット１０３配列が情報担体１０１に関して回転される方向に示され、それ故、その方向に、操作手段ＡＣ１−ＡＣ２−ＡＣ３が角度ずれδをキャンセルするように作用する必要があるため、角度の符号δは重要である。

その角度の符号を決定するために、第２周期構造１０９により検出領域１１１において生成される第２モアレパターンは、第１周期構造１０８により生成される第１モアレパターンと同様に解析される。光スポット１０３の検出領域１１１、周期構造１０９及び光スポット１０３の副集合は重畳される。

図１０は、図１に示したシステムの部分平面図である。その図は、第２周期構造１０９と、前記第２周期構造１０９に適用されるように意図された光スポット１０３の副集合とを示している。

光スポット１０３の副集合は軸ｘ１に沿って方向付けられている一方、第２周期構造１０９は軸ｘ２に沿って方向付けられている。周期構造１０８の周期はまたｂ１として表されている。

軸ｘ１と軸ｘ２との間の角度は情報担体１０１と光スポット１０３配列との間の角度ずれδに対応する。明確化のために、角度ずれδは、実際より非常に大きく表されていることに留意されたい。

第２周期構造１０９はｘ３に沿って方向付けられ、それ故、軸ｘ２及び軸ｘ３は、第１周期構造１０８の角度と逆の前記第２の既知の角度α０を規定する。軸ｘ１と軸ｘ３との間の角度α２の絶対値は、それ故、次式のように規定される。

α２＝｜α０−δ｜ （５）
第２モアレパターンの光変化の投影は、周波数値Ｆ２が第１周波数値Ｆ１と同様に演算される投影信号Ｉ２（上記の信号と類似する）を生成するために実行される。このことは、次式により、軸ｘ１と軸ｘ３との間の角度α２の絶対値を導き出すことが可能であり、
ｓｉｎ（α２）＝ｂ・Ｆ２ （６）
ここで、Ｆ２は投影信号Ｉ２の第２周波数値である。

周波数Ｆ１及び周波数Ｆ３のそれぞれからの（４）及び（６）から導き出されるα１及びα２の知識により、角度δの符号は、それ故、次式の関係から導き出され、
ｓｉｇｎ（δ）＝ｓｉｇｎ（α１−α２）
ここで、ｓｉｇｎ（δ）はパラメータδの符号を表す。

代替として、角度δの符号を決定するように、第２周期構造１０９は、第１周期構造１０８と同一の構造として選択され、第１周期構造１０８に対して平行に位置付けられることが可能である。この場合、角度δの符号は、第１周期構造１０８により生成される第１モアレパターンの投影からもたらされる信号と、第１周期構造１０９により生成される第２モアレパターンの投影からもたらされる信号との間の位相差の符号により与えられる。

上記のモアレパターンの解析は、角度α１及びα２が範囲［ｂ／Ｌ，ｂ／２ｐ］の範囲内にあるときに適用される。例えば、図１に示すシステムのパラメータがｂ＝５００ｎｍ、Ｌ＝２ｃｍ及びｐ＝１５μｍのようである場合、測定されるべき角度α１及びα２は、約０乃至１°の角度に対応する範囲［２ｅ−５，０．０１７］内にあることが可能である。この場合、角度α０は、有利であることに、十分の数度のオーダーである。

より大きい角度α１及びα２を、その結果として、より大きいずれの角度δを測定することができるように、第１周期構造１０８及び第２周期構造１０９の周期ｂ１を増加することが可能である。例えば、ｂ＝ｐ＝１５μｍである場合、測定されるべき角度α１及びα２は、約０．０４乃至３０°の角度に対応する範囲［７．５ｅ−４，０．５］内にあることが可能である。

有利であることに、以下、図１２乃至１４について説明するように、第１周期ｂ１を有する周期構造１０８及び１０９の第１集合と、第１周期ｂ１と異なる第２周期ｂ２（即ち、大きい又は小さい）を有する周期構造１０８′及び１０９′の第２集合とｗｐ有する情報担体を規定することがまた、可能である。角度ずれの粗い測定及び補正は大きい周期を有する周期構造を用いて実行される一方、角度ずれの細かい測定及び補正は小さい周期を有する周期構造を用いて実行される。

図１２は、周期的な光スポット配列により読み取られる／書き込まれるように意図された情報担体１０１を示している。情報担体１０１は次のようなものを有する。
− 基本データ領域の集合により規定されるデータ領域１０５。基本データ領域はマトリクスにあるように組織化される。２つの隣接する基本データ間の距離はＳで表される。
− 同一の第１周期ｂ１を有する第１周期構造１０８及び第２周期構造１０９。第１周期構造１０８は第１角度α０にしたがって方向付けられた平行ストライプから成る一方、第２周期構造１０９は第１角度α０と逆である第２角度にしたがって方向付けられた平行ストライプから成る。角度α０は、情報担体１０１の軸及びそれらの周期構造に対応する軸ｘ２により評価される。周期構造１０８及び１０９は平行に及びデータ領域１０５の各々の側に位置付けられる。

上記のように、第１及び第２周期構造１０８及び１０９は、第１及び第２モアレパターンを生成するために周期的な光スポット配列と干渉するように意図されている。

図１３は、周期的な光スポット配列（図示せず）により読み取られる／書き込まれるように意図されている。情報担体１０１は、次のようなものを有する。
− 基本データ領域の集合により規定されるデータ領域１０５。基本データ領域はマトリクスにあるように組織化される。２つの隣接する基本データ間の距離はＳで表される。
− 同一の第１周期ｂ１を有する第１周期構造１０８及び第２周期構造１０９。第１周期構造１０８は第１角度α０にしたがって方向付けられた平行ストライプから成る一方、第２周期構造１０９はまた、第１角度α０にしたがって方向付けられた平行ストライプから成る。角度α０は、情報担体１０１の軸及びそれらの周期構造に対応する軸ｘ２により評価される。周期構造１０８及び１０９は平行に及びデータ領域１０５の各々の側に位置付けられる。

上記のように、第１及び第２周期構造１０８及び１０９は、第１及び第２モアレパターンを生成するために周期的な光スポット配列を干渉するように意図されている。

図１４は、周期的な光スポット配列（図示せず）により読み取られる／書き込まれるように意図されている。情報担体１０１は、次のようなものを有する。
− 基本データ領域の集合により規定されるデータ領域１０５。基本データ領域はマトリクスにあるように組織化される。２つの隣接する基本データ間の距離はＳで表される。
− 同一の第１周期ｂ１を有する第１周期構造１０８及び第２周期構造１０９。第１周期構造１０８は第１角度α０にしたがって方向付けられた平行ストライプから成る一方、第２周期構造１０９はまた、第１角度α０にしたがって方向付けられた平行ストライプから成る。角度α０は、情報担体１０１の軸及びそれらの周期構造に対応する軸ｘ２により評価される。周期構造１０８及び１０９は平行に及びデータ領域１０５の各々の側に位置付けられる。
− 同一の第２周期ｂ２を有する第３周期構造１０８′及び第４周期構造１０９′であって、第２周期ｂ２は前記第１周期ｂ１とは異なる、第３周期構造１０８′及び第４周期構造１０９′。第３及び第４周期構造は、前記第１角度α０と等しい又は異なることが可能である同じ符号の（図示している）又は逆符号の（図示していない）角度にしたがって方向付けられた平行ストライプから成る。それらの周期的構造１０８′及び１０９′は、平行に及びデータ領域１０５の各々の側に位置付けられている。上記のように、第１、第２、第３及び第４周期構造１０８−１０９−１０８′−１０９′は第１、第２、第３及び第４モアレパターンのそれぞれを生成するために周期的な光スポット配列と干渉するように意図されている。

図１５は、光スポット１０３配列に対して情報担体１０１の角度位置を調節するための処理手段１１２により実行されるループ制御の原理を示している。

角度値δを反映する信号Ｓ_δは、操作手段ＡＣ１−ＡＣ２−ＡＣ３に対して制御信号１１４を生成するように意図されたローパスフィルタＦを通る。それに応じて、操作手段ＡＣ１−ＡＣ２−ＡＣ３はそれらの角度位置を補正し、そのことは測定される角度δを修正する。情報担体と光スポット配列との間の光アライメントは、角度δが０になる傾向にあるときに達成される。

本発明にしたがったシステムは、有利であることに、上記のような情報担体への読み込み及び／又は書き出しのための装置において実施される。

用語“を有する”及びその派生語は、請求項に記載されている構成要素又は段階以外の構成要素又は段階の存在を排除するものではない。構成要素及び段階の単数表現は、複数のそれらの構成要素及び段階の存在を排除するものではない。

本発明にしたがったシステムを示す図である。 本発明にしたがった第１光学要素を示す図である。 本発明にしたがった第２光学要素を示す図である。 本発明にしたがったシステムの詳細図である。 本発明にしたがったマクロセル走査の原理を示す図である。 本発明にしたがった情報担体の走査を示す図である。 本発明にしたがった情報担体の走査の複数のビューを示す図である。 本発明にしたがった走査の詳細な構成要素を示す図である。 本発明にしたがったシステムの第１部分平面図である。 本発明にしたがったシステムの第２部分平面図である。 本発明にしたがったモアレパターンの生成及び検出を示す図である。 本発明にしたがった情報担体の第１実施形態を示す図である。 本発明にしたがった情報担体の第２実施形態を示す図である。 本発明にしたがった情報担体の第３実施形態を示す図である。 本発明にしたがった情報担体の第４実施形態を示す図である。

Claims (9)

1. システムであって：
   情報担体に適用されるように意図された周期的な光スポット配列を生成するための光学要素であって、前記情報担体は、第１モアレパターンを生成するために前記周期的な光スポット配列と干渉するように意図され、そして第２モアレパターンを生成するために前記周期的な光スポット配列と干渉するように意図されている、光学要素；
   前記周期的な光スポット配列と前記情報担体との間の角度値を前記第１及び第２モアレパターンから導き出すための解析手段；及び
   前記角度値から導き出された制御信号にしたがって、前記光スポット配列に対して前記情報担体の角度位置を調節するための操作手段；
   を有するシステム。
2. 請求項１に記載のシステムであって、前記解析手段は：
   前記第１モアレパターンの光変化及び前記第２モアレパターンの光変化を測定するための検出器；並びに
   前記第１モアレパターンの前記光変化の第１周波数値を導き出し、前記第２モアレパターンの前記光変化の第２周波数値を導き出し、そして前記第１周波数値及び前記第２周波数値から前記角度値の符号を導き出すための処理手段；
   を有するシステム。
3. 請求項１に記載のシステムであって、前記検出器は、前記光変化を規定する部分測定を得るように意図された隣接画素の集合を有する、システム。
4. 周期的な光スポット配列により読み取られる及び／又は書き込まれるように意図された情報担体であって：
   基本データ領域の集合により規定されるデータ領域；
   第１モアレパターンを生成するために前記周期的な光スポット配列と干渉するように意図された第１周期構造；及び
   同じ第１周期を有する第２周期構造であって、第２モアレパターンを生成するために前記周期的な光スポット配列と干渉するように意図された、第２周期構造；
   を有する情報担体。
5. 請求項４に記載の情報担体であって：
   第３モアレパターンを生成するために前記周期的な光スポット配列と干渉するように意図された第３周期構造；
   同じ第２周期を有する第４周期構造であって、第４モアレパターンを生成するために前記周期的な光スポット配列と干渉するように意図された、第４周期構造；
   を有する情報担体。
6. 請求項４又は５に記載の情報担体であって：
   前記第１周期構造は、第１角度にしたがって方向付けられた平行ストライプから成り；
   前記第２周期構造は、前記第１角度にしたがって又は前記第１角度と逆の第２角度にしたがって方向付けられた平行ストライプから成る；
   情報担体。
7. 請求項５又は６に記載の情報担体であって：
   前記第１周期は２つの隣接する基本データ領域間の距離に対応し；
   前記第２周期は前記周期的な光スポット配列の周期に対応する；
   情報担体。
8. 請求項４乃至７の何れ一項に記載の情報担体であって、前記第１、第２、第３及び第４周期構造は前記情報担体の長さに対応する、情報担体。
9. 情報担体にデータから読み取る及び／又はそれからデータを書き込むための装置であって：
   前記情報担体に適用されるように意図された周期的な光スポット配列を生成するための光学要素であって、前記情報担体は第１周期構造及び第２手記構造を有し、前記第１及び第２周期構造は、第１モアレパターン及び第２モアレパターンのそれぞれを生成するために前記周期的な光スポット配列と干渉するように意図されている、光学要素；
   前記第１及び第２モアレパターンから前記手記的な光スポット配列と前記情報担体との間の角度値を導き出すための解析手段；並びに
   前記角度値から導き出された制御信号に基づいて前記光スポット配列に対して前記情報担体の角度位置を調節するための操作手段；
   を有する装置。

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