JP2008516279A - 光スポットの配列を生成するための装置 - Google Patents

光スポットの配列を生成するための装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2008516279A
JP2008516279A JP2007535291A JP2007535291A JP2008516279A JP 2008516279 A JP2008516279 A JP 2008516279A JP 2007535291 A JP2007535291 A JP 2007535291A JP 2007535291 A JP2007535291 A JP 2007535291A JP 2008516279 A JP2008516279 A JP 2008516279A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
array
apertures
light
light spots
sub
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007535291A
Other languages
English (en)
Inventor
ピーテル バッケル,レフィニュス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV, Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of JP2008516279A publication Critical patent/JP2008516279A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/44Grating systems; Zone plate systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0087Phased arrays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/50Optics for phase object visualisation
    • G02B27/52Phase contrast optics
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • G02B5/1866Transmission gratings characterised by their structure, e.g. step profile, contours of substrate or grooves, pitch variations, materials

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

本発明は、入射光ビームから光スポットの周期的な配列を生成するための装置に関し、複数のインターレース化されたサブ配列の開口を形成する開口(202)の周期的な配列と、各光スポットが、複数のインターレース化されたサブ配列の開口によって生成される複数の光スポットの重ね合わせとして構成されるよう、位相を入射光ビームに加えるために、開口の前に配置される位相器素子(PSi)とを含む。用途:光スポット生成。

Description

本発明は、光スポットの配列を生成するための装置に関する。
光記憶装置の分野で本発明を使用し得る。
図1は、光スポットの配列を生成するためのトールボット効果を活用する既知の解決策を描写している。
光スポット101の配列が、トールボット効果を活用する開口102の配列によって生成される。トールボット効果は、以下のように作用する回折現象である。入射光ビーム103のようなコヒーレント光ビームが、開口102の配列のような周期的な回折構造を有する(よって、光エミッタを形成する)物体に加えられるとき、回折光は、回折構造から予測可能な距離zに配置された平面でエミッタの同一画像に再結合する。この距離dはトールボット距離として知られている。トールボット距離は、z=2×n×p/λによってもたらされ、ここで、pは、光エミッタの周期的間隔であり、λは、入射光ビームの波長であり、nは、伝搬空間の屈折率である。
より一般的には、再結像は、エミッタからさらに離間した他の距離zで起こり、その距離は、z=2×n×m×p/λのようなトールボット距離zの倍数であり、ここで、mは、整数である。
しかしながら、既知の解決策は、技術的な制約を有する。何故ならば、僅か数パーセントの入射光ビーム波平面が開口を通過するので、光スポットの強度は高くあり得ないからである。
より高い強度の光スポットの配列を生成するための装置を提案することが本発明の目的である。
このために、入射光ビームから光スポットの周期的な配列を発生するための本発明に従った装置は、
− 複数のインターレース化されたサブ配列の開口を形成する、開口の周期的な配列と、
− 各光スポットが、複数のインターレース化されたサブ配列の開口によって生成される複数の光スポットの重ね合わせとして構成されるよう、位相を入射光ビームに加えるために、開口の前に配置される位相器素子とを含む。
この装置は、複数のインターレース化されたサブ配列の開口によって生成される光スポットをコヒーレントに加算し得るという事実を活用する。
このために、前記複数のインターレース化されたサブ配列の開口によって生成される複数の光スポットを横方向に変位するために位相器素子が使用されるので、この複数の光スポットは、単一の光スポットを構成するためにオーバーラップする。その結果、従来技術の解決策と比べ、各光スポットはより高い強度を有する。
各光スポットの強度を自由に選択し得るよう、インターレース化されたサブ配列の開口の数を自由に選択し得る。
その上、開口の配列と光スポットとの間の所与の距離のために、開口の配列はより多くの開口を含むので、光透過率が向上する。
本発明の詳細な説明及び他の特徴は、以下に与えられる。
以下に記載され且つ添付の図面に関連して考察される実施態様を参照して、本発明の具体的な特徴を今や説明する。
以下において、本発明は二次元配列の開口に適用するが、本発明に従った装置は、理解のために、一次元配列の開口に基づいて記載される。
図2は、トールボット効果を活用して、入射光ビーム203(例えば、レーザビーム)から、第一周期pを有する光スポット201の周期的な配列を生成するための本発明に従った装置の第一実施態様を描写している。
光スポット201の配列は、開口の配列から距離z=2×n×m×p/λに生成され、ここで、nは、伝搬空間の屈折率であり、λは、入射光ビームの波長であり、mは、整数である。開口202の配列は、第二周期p’を有する開口を含む。開口は、例えば、円形であり得るが、様々な形状も適合する。
開口202の配列は、N個のインターレースされたサブ配列の開口によって形成される。
− 位置xN×(i−1)+1に開口を有する第一サブ配列の開口、
− 位置xN×(i−1)+2に開口を有する第二サブ配列の開口、
− ...
− 位置xN×(i−1)+kに開口を有するk番目のサブ配列の開口、
− ...
− 位置xN×(i−1)+Nに開口を有するN番目のサブ配列の開口。
ここで、
maxは、方向xに沿うサブ配列当たりの開口の数であり、
iは、1とimaxとの間で変化する整数指数である。
図2の実施態様では、理解のために、開口202の配列が開口の3つのインターレースされたサブ配列と等しいよう、N=3である。
− 位置x3(i−1)+1に開口を有する第一サブ配列の開口、
− 位置x3(i−1)+2に開口を有する第二サブ配列の開口、
− 位置x3(i−1)+3に開口を有する第三サブ配列の開口。
ここで、iは1と3との間で変化する整数指数である。
本発明に従った装置は、開口の前に配置された位相器素子PSも含む。各位相器素子PS(i=1...imax)は、(xi+1−x)=p’=p/Nとなるよう、横方向位置に配置される。
位相器素子は、各光スポットが前記複数のインターレースされたサブ配列の開口によって生成される複数の光スポットの重ね合わせとして構成されるよう、入射光ビームに位相を与える。
例えば、図2で左側に示される第一光スポットは、位置x3(i−1)+1に開口を有する第一配列の開口によって生成される第一光スポット、位置x3(i−1)+2に開口を有する第二配列の開口によって生成される第二光スポット、及び、位置x3(i−1)+3に開口を有する第三配列の開口によって生成される第三光スポットの重ね合わせに起因し、これらの3つの配列の開口から前記第一光スポットに向かう3つの点線によって象徴されている。同一のことが他の光スポットの構成に当て嵌まる。
複数のインターレースされたサブ配列の開口によって生成される複数の光スポットの重ね合わせとして構成される光スポットを作成するために、k番目の開口のサブ配列の前に配置される位相器素子PSは、横方向xに沿って線形位相
Figure 2008516279
を以下の通り定めなければならない。
Figure 2008516279
k=1...Nであり、i=1...imaxである。
(1)の結果、光スポットに垂直に面する開口を有する開口のサブ配列(即ち、この実施例では、ランクNの開口のサブ配列)に関連する位相器素子PSのための零位相が得られることが分かる。
開口のk番目のサブ配列に関連する位相器素子PSの高さ
Figure 2008516279
を以下の通り変更することによって、線形位相を遂行し得る。
Figure 2008516279
ここで、nは、位相器素子の屈折率である。
k=1であり、i=imaxである。
よって、位相器素子PSの高さは、線形線L及びLによって表わされるように、横方向xに沿って線形に増大する。
各位相器素子PSは、単一の開口の前に配置された透明材料(例えば、プラスチック)から成る三角形に対応する。
代替的に、図3に示されていないが、横方向位置を伴って線形に変化するが、それらの高さhを一定に保つ屈折率nk,iを有する透明材料(例えば、液晶セル)を用いて位相器素子PSを定めることによって、線形位相を遂行し得る。屈折率nk,iは以下の通り定められる
Figure 2008516279
勿論、線形に変化する高さ及び線形に変化する屈折率を有する位相器素子PSiの組み合わせも考慮し得る。
有利に、位相ずれφが、開口のk番目の配列の項
Figure 2008516279
に以下の通り加えられる。
Figure 2008516279
サブ開口配列からの光寄与が可能な限りコヒーレントに加わることを保証するために、この位相ずれを使用し得る。よって、光スポットの強度をより均一にするために、位相ずれφを変更することを使用し得る。
図3は、光スポットの周期的な配列を生成するための本発明に従った装置の第二実施態様を描写している。
位相器素子PSの高さがピースだけ線形に増大し、その結果、減少された高さを備える装置が得られるよう、それは、関係(1)が2π(即ち、α+2π×j=α、ここで、jは整数であり、0≦α<2πである)を法としてもたらされる点で、図2と異なる。
図4は、光スポットの周期的な配列を生成するための本発明に従った装置の第三実施態様を描写している。
それは、各光スポットが3つのサブ配列の開口、光スポットの横方向位置の周りに対称に配置された2つのサブ配列の開口によって生成される点で、図3と異なる。勿論、異なる奇数のサブ配列の開口も選択し得る。
光位相器素子PSiは、加えられるべき位相を反映する高さに従って、正又は負のいずれかの横方向シフトを遂行する。
図5は、光スポットの周期的な配列を生成するための本発明に従った装置の三次元図を一例として例証している。
この装置は、複数のインターレース化されたサブ配列の開口を形成する、周期的な配列の開口APを含む。開口は白点で示されている。
この装置は、各光スポットが複数のインターレース化されたサブ配列の開口によって生成される複数の光スポットの重ね合わせとして構成されるよう、位相を前記入射光ビームに加えるために、前記開口の前に配置された位相器素子PSも含む。
この実施例では、位置(x,y)での位相器素子PSのz方向における高さh(x,y)が、以下の表によってもたらされる。
Figure 2008516279
この表は、x方向又はy方向のいずれかに沿って線形に且つ局所的に変化する高さを有する位相器素子によって位相器素子が定められることを明らかにしている。
図6は、入射光ビーム605から光スポットの周期的な配列を生成するための本発明に従った装置601を使用するシステムの三次元図を描写している。
このシステムは、情報担体603を含む。情報担体は、一組の正方形の隣接する、sとして参照されるサイズを有し且つ行列に配置される基本データ地域を含む。データは、異なる透明レベル、例えば、二状態データをコード化するために透明又は不透明な材料を使用する2つのレベル、或いは、より一般的に、N透明レベル(例えば、log(N)状態データをコード化するために2つの整数力であるNを取ることが意図される材料の使用を介して、各基本データ地域上にコード化される。
光スポット602の配列の各光スポットは、例えば、装置601を二次元変換する役割のアクチュエータを使用して、基本データ地域に連続的に適用されることが意図される。前記基本データ地域の透明状態に従って、光スポットは、前記基本データ地域に記憶されたデータを回復するために、集光された光信号を変換することが意図される画素を含むCMOS又はCCD検出器604に全く透過されないか、或いは、(部分的に或いは完全に)透過される。
図7に例証されるように、図4によって描写されるシステムを、読取り装置RA(例えば、ホームプレーヤー装置...)、ポータブル装置PD(例えば、携帯情報端末、ポータブルコンピュータ、ゲームプレーヤーユニット...)、又は、携帯電話MTにおいて有利に実施し得る。これらの機器及び装置は、データの読取り/書込みのための観点から、光スポットの配列が適用されることが意図された情報担体ICを収容することが意図された開口(OP)を含む。
「含む」という動詞及びその活用形の使用は、請求項中に述べられる素子又はステップ以外の素子又はステップの存在を排除しない。素子又はステップに先行する不定冠詞の使用は、複数のそのような素子又はステップの存在を排除しない。
光スポットの配列を生成する既知のシステムを示す概略図である。 光スポットの周期的な配列を生成するための本発明に従った装置の第一実施態様を示す概略図である。 光スポットの周期的な配列を生成するための本発明に従った装置の第二実施態様を示す概略図である。 光スポットの周期的な配列を生成するための本発明に従った装置の第三実施態様を示す概略図である。 光スポットの周期的な配列を生成するための本発明に従った装置を例示的に示す三次元図である。 本発明に従った装置を実施するシステムを示す概略図である。 図6によって示されるシステムを使用する様々な装置を示す概略図である。
符号の説明
101 光スポット
102 開口
103 入射光ビーム
201 光スポット
202 開口
601 装置
602 光スポット
603 情報担体
604 検出器

Claims (8)

  1. 入射光ビームから光スポットの周期的な配列を生成するための装置であって、
    複数のインターレース化されたサブ配列の開口を形成する、開口の周期的な配列と、
    各光スポットが、前記複数のインターレース化されたサブ配列の開口によって生成される複数の光スポットの重ね合わせとして構成されるよう、位相を前記入射光ビームに加えるために、前記開口の前に配置される位相器素子とを含む、
    装置。
  2. 前記位相器素子は、線形位相を定める、請求項1に記載の装置。
  3. 前記線形位相は、2πを法として表現される、請求項1又は2に記載の装置。
  4. 前記位相器素子は、線形に変化する高さの素子を含む、請求項1、2、又は、3に記載の装置。
  5. 前記位相器素子は、線形に変形する屈折率の素子を含む、請求項1、2、3、又は、4に記載の装置。
  6. 請求項1、2、3、4、又は、5に記載の装置を含むポータブル装置。
  7. 請求項1、2、3、4、又は、5に記載の装置を含む携帯電話。
  8. 請求項1、2、3、4、又は、5に記載の装置を含むゲームプレーヤー。
JP2007535291A 2004-10-11 2005-09-28 光スポットの配列を生成するための装置 Withdrawn JP2008516279A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04300672 2004-10-11
PCT/IB2005/053194 WO2006040701A1 (en) 2004-10-11 2005-09-28 Device for generating an array of light spots

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008516279A true JP2008516279A (ja) 2008-05-15

Family

ID=35615493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007535291A Withdrawn JP2008516279A (ja) 2004-10-11 2005-09-28 光スポットの配列を生成するための装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7639422B2 (ja)
EP (1) EP1803027A1 (ja)
JP (1) JP2008516279A (ja)
KR (1) KR20070084094A (ja)
CN (1) CN100573233C (ja)
TW (1) TW200626965A (ja)
WO (1) WO2006040701A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014500623A (ja) * 2010-11-16 2014-01-09 ユーリタ アクチエンゲゼルシャフト 高解像度の二次元の周期的なパターンを印刷する方法および装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2232306A2 (en) * 2007-11-23 2010-09-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multi-modal spot generator and multi-modal multi-spot scanning microscope

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1523165A (en) * 1974-08-03 1978-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fourier-transform holography by pseudo-random phase shifting
US5124843A (en) 1989-12-27 1992-06-23 Massachusetts Institute Of Technology Array illuminator using a binary optics phase plate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014500623A (ja) * 2010-11-16 2014-01-09 ユーリタ アクチエンゲゼルシャフト 高解像度の二次元の周期的なパターンを印刷する方法および装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7639422B2 (en) 2009-12-29
KR20070084094A (ko) 2007-08-24
CN100573233C (zh) 2009-12-23
US20080180800A1 (en) 2008-07-31
WO2006040701A1 (en) 2006-04-20
EP1803027A1 (en) 2007-07-04
CN101040208A (zh) 2007-09-19
TW200626965A (en) 2006-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102355452B1 (ko) 홀로그래픽 재구성을 위한 디스플레이 디바이스
US8854423B2 (en) Multiplanar volumetric three-dimensional display apparatus
US20040030732A1 (en) Methods for calculating mutilayer holograms, method for producing multilayer holograms and storage medium comprising a multilayer hologram
US10838359B2 (en) Hologram reproducing apparatus and method thereof
KR20140016991A (ko) 공진 서브파장 렌즈 층을 구비하는 다수의 뷰어들을 위한 무안경 3d 디스플레이
EP0571564A1 (en) Optical phased arrays
Gruber et al. Planar-integrated optical vector-matrix multiplier
JP2008507799A (ja) 情報担体、情報担体を読み取るシステム及び装置
JP2009276698A (ja) 2面コーナーリフレクタアレイ
CN101617261B (zh) 全息图的图案生成方法及多点聚光装置
KR20200111795A (ko) 확산판
JP2008516279A (ja) 光スポットの配列を生成するための装置
EP1938317A2 (en) Method and system for scanning an information carrier via one-dimensional scanning
JP2024522080A (ja) 単一要素ドットパターンプロジェクタ
JP2008507800A (ja) 情報担体、情報担体を読み取るシステム、情報担体を製造する方法
CN100472621C (zh) 用于移动至少一个光点的系统
US20070109617A1 (en) Viewing angle enhancement for holographic displays
CN100472619C (zh) 用于读取存储在信息载体上的数据的系统
WO2023221153A1 (en) Single nanostructure-integrated metalens
Lapchuk et al. Impact of speed, direction, and accuracy of diffractive optical element shift on efficiency of speckle suppression
WO2006035393A2 (en) Binary phase structure for the generation of a periodical light signal
CN101048818B (zh) 用于扫描信息载体的光学设备
KR20070095328A (ko) 정보 매체 상의 데이터 인코딩 방법 및 이 정보 매체의판독 시스템
Patsamanis et al. Optical Design of a Wavelength Selective Switch Utilizing a Waveguide Frontend with Beamsteering Capability
CN103091750A (zh) 一种深度调制金属结构衍射光学元件及其设计方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080926

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20100225