JP2010500696A - 情報担体及びそのような情報担体を読み取るためのシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、データを記憶するための層（Ｌ）を含む情報担体に関し、層は、内面（ＩＦ）を有する光導波路を形成し、内面上には、圧痕（ＩＤ１，ＩＤ２）の行列が配置され、圧痕は、情報担体の第一縁部（Ｅ１）に向かって層に適用される入力光ビーム（ＩＬＢ）の一部を第一方向（ｄ１）に沿って偏向するよう成形され、圧痕の存在は、第一状態を有する記憶データを反射し、圧痕の不存在は、第二状態を有する記憶データを反射する。本発明は、この情報担体を読み取るための読取りシステムにも関する。

Description

本発明は、情報担体、及び、そのような情報担体を読み取るためのシステムに関する。

本発明は、光記憶装置の分野において使用され得る。

国際公開番号ＷＯ２００５／０２７１０７Ａ１号は、行列に従って配置されるデータを記憶することが意図される情報担体を記載しており、データ値は対応するデータ地域の透明／非透明状態に依存する。データを読み出すために、各データ値を反映する出力光ビームの配列を生成するために、光スポットの配列がデータ地域に同時に適用される。よって、データ値は、行列の表面に全て面するＣＭＯＳ検出器によって検出される。

従来技術文献に記載されるような情報及び情報を読み取るためのシステムは、技術的な制約を有する。具体的には、データ値を検出するために二次元ＣＭＯＳ検出器が必要とされるので、そのような技術的解決は高価で且つ複雑である。

費用効果的な読取りシステムによって読み取られ得るデータを記憶するための情報担体を提案することが本発明の目的である。

この目的を達成するために、本発明に従った情報担体は、データを記憶するための層を含み、層は内面を有する光導波路を形成し、内面上には圧痕の行列が配置され、圧痕は情報担体の第一縁部に向かって層に適用される入力光ビームの一部を第一方向に沿って偏向するよう成形され、圧痕の存在は第一状態を有する記憶データを反射し、圧痕の不存在は第二状態を有する記憶データを反射する。

光ビームが圧痕に適用されると、圧痕はデータ値を反射する偏向光ビームを生成する。偏向光ビームは、光ダイオードのような光検出器によって容易に検出可能であり、費用効率的な解決をもたらす。

本発明の詳細な説明及び他の特徴は以下に与えられる。

本発明の具体的な特徴は、以下に記載され且つ付属の図面と関連して考察される実施態様を参照して今や説明される。

本発明に従った情報担体の第一実施態様をこの情報担体を読み取るための読取りシステムと共に示す説明図である。 第一実施態様において使用される圧痕の形状を示す説明図である。 本発明に従った情報担体のデータ読出しを示す説明図である。 本発明に従った情報担体の第二実施態様を示す説明図である。 本発明に従った改良された読取りシステムを備える図４に描写されるような情報担体のデータ読出しを示す説明図である。 本発明に従った情報担体の第二実施態様上のデータを読み取るときに読取りシステムによって生成されるデータ流を示すグラフである。 本発明に従った情報担体の第三実施態様をこの情報担体を読み取るための読取りシステムと共に示す説明図である。 第三実施態様において使用される圧痕の形状を示す説明図である。

図１は、本発明に従った情報担体の第一実施態様を示している。左側面図は、上面図に対応しているのに対し、右側面図は、断面ＡＡに従う断面図に対応している。

情報担体は、データを記憶するための層Ｌを含み、該層Ｌは、内面ＩＦを有する光導波路(light guide)を有し、内面の上には、圧痕(indentation)ＩＤ１の行列（マトリックス）が配置されている。例えば、層Ｌはプラスチック材料から作成され得る。そのような材料は、内部光の伝搬を保証するのに（空気に比べて）十分な反射係数を有する。圧痕は、前記情報担体の第一縁部Ｅ１に向かって前記層に適用される入力光ビームＩＬＢの一部を第一方向ｄ１に沿って偏向するよう成形される。情報担体の記憶容量は、圧痕のサイズ及び２つの隣接する圧痕の間の距離によって決定される。

光が方向ｄ１に沿って偏向されるのを可能にするために、圧痕ＩＤ１は、プリズム形状又はピラミッド形状であり得る。図２は、そのような圧痕の三次元図、上面図、及び、側面図を例証している。光反射性を向上するために、圧痕は、銀膜のような反射性塗膜によって有利に被覆され得る。図８は、そのような圧痕の三次元図、上面図、及び、側面図を例証している。光反射性を向上するために、圧痕は、銀膜のような反射性塗膜によって有利に被覆され得る。

位置（ｘ，ｙ）での圧痕の存在は、第一状態（例えば、仮に二進データが考慮されるならば「１」）を有する記憶データを反射する。この場合には、図３の左の側面図に例証されるように、圧痕に提供される光ビームは、層Ｌの縁部Ｅ１に向かって偏向される。

逆に、位置（ｘ，ｙ）での圧痕の不存在は、第二状態（例えば、仮に二進データが考慮されるならば「０」）を有する記憶データを反射する。この場合には、図３の右の側面図によって例証されるように、光ビームは、縁部Ｅ１に向かって偏向されずに、層Ｌを直接通過する。

よって、情報担体上の座標（ｘ，ｙ）に位置付けられる所与のデータは、層の縁部Ｅ１での光の存在又は不存在を検出することによって読み取られる。光検出は、縁部Ｅ１の前に配置されるモノリシック検出器ＭＤによって行われ、縁部Ｅ１での光信号の存在又は不存在を反映する出力電気信号Ｕ１を生成する。例えば、モノリシック検出器ＭＤは、大きな開口に沿って光を検出し得る光ダイオードに対応し得る。

モノリシック検出器ＭＤは、読取りシステムの一部であり、情報は、読出しの観点から、読取りシステム内に挿入されることが意図される。この読取りシステムは、追加的に、前記情報担体に適用されることが意図される光ビームＩＬＢを生成するための生成器（例えば、図示されないレーザ）と、前記光ビームを圧痕から前記情報担体の他に移動するためのアクチュエータ（図示せず）とを含む。

この第一実施態様によれば、光ビームＩＬＢの位置（ｘ，ｙ）は、所与の圧痕の上に（或いは、この位置に記憶されるデータ値に依存して、圧痕のない地域の上に）光ビームを正確に位置付けるために読取りシステムによって既知であるので、データ値のみが、所与の位置（ｘ，ｙ）でデータ値を完全に知るために検出される必要がある。

図４は、本発明に従った情報担体の第二実施態様を描写している。この実施態様は、縁部Ｅ１に向かって偏向される光が異なる方法で検出される点で、図１によって記載される実施態様と異なる。

正に、情報担体は、第一縁部Ｅ１に沿って配置される光案内構造ＬＧＳを含む。光案内構造ＬＧＳは、縁部Ｅ１の長さよりずっと小さい直径を有する出力光ビームＯＬＢを生成するために、前記第一縁部に向かって（即ち、長い開口に沿って）偏向される光を収集することが意図され、ずっと容易な光検出をもたらす。

よって、情報担体上の座標（ｘ，ｙ）に位置付けられる所与のデータは、光案内構造ＬＧＳの横方向出力で光の存在又は不存在を検出することによって読み取られる。光検出は、光案内構造ＬＧＳの横方向出力に配置される光ダイオードＰＤによって行われる。光ダイオードＰＤは、光信号ＯＬＢの存在又は不存在を反映する出力電気信号Ｕ１を生成することが意図される。光ダイオードＰＤは、読取りシステムの一部であり、情報は、読み出しされる観点から、読取りシステム内に挿入されることが意図される。

光案内構造ＬＧＳは、縁部Ｅ１に対向する内面上に配置される幾つかの圧痕ＩＤ２を含む光導波路に対応する。圧痕ＩＤ２は、方向ｄ１を有する光を光案内構造ＬＧＳの横方向出力に向かって偏向することを可能にする。光反射性を向上するために、圧痕ＩＤ２は、銀膜のような反射性塗膜によって有利に被覆され得る。

図５は、本発明に従った改良された読取りシステムを備える、図４に描写されるような情報担体のデータ読出しを例証している。

読取りシステムは、前記情報担体に適用されることが意図される入力光ビームＩＬＢを生成するための生成器（例えば、図示されないレーザ）と、入力光ビームを前記情報担体のデータトラック（Ｌ１，Ｌ２．．．）に沿って一定速度で移動するためのアクチュエータ（図示せず）とを含む。

例証されるように、アクチュエータは、先ず、入力光ビームＩＬＢを第一データトラックに沿って左から右に移動し、次に、（黒矢印によって例証される）１つのデータトラックだけ上がり、次に、入力光ビームＩＬＢを第二データトラックＬ２に沿って右から左に移動し続ける。類似のプロセスが後続のデータトラックにも当て嵌まる。

読取りシステムの光センサＰＤは、出力光ビームＯＬＢから出力信号Ｕ１を生成することが意図され、前記出力光ビームＯＬＢは、前記入力光ビームＩＬＢに応答して前記情報担体によって生成される。

図６は、図５に描写される情報担体の初めの２つのデータトラックを読み出すときの出力信号Ｕ１を一例として例証している。出力信号Ｕ１は、データ流と等しく、この信号のレベルは、情報担体上に記憶される値に従って時間に沿って変化する。例えば、低レベルの信号Ｕ１は「０」値を示すのに対し、Ｕ１の高レベルの信号は「１」値を示す。値検出、並びに、情報担体上のデータの位置（ｘ，ｙ）は、前記出力信号Ｕ１及び前記一定速度ｖの値から計算ユニット（図示せず）によって行われる。

この目的を達成するために、信号Ｕ１内に時間ｔで記録される所与のデータの位置ｙは、計算ユニットによって以下の通り計算される。

ここで、Ｉｎｔは、整数演算子を示し、Ｄｘは、（ｘ軸に沿う）１つのトラックの長さを示す。

信号Ｕ１内に時間ｔで記録される所与のデータの位置ｘは、計算ユニットによって以下のように計算される。

この読取りシステムの利点は、情報担体上に記憶される所与のデータの位置（ｘ，ｙ）が、出力信号Ｕ１から直接的に導き出されることである。換言すれば、位置（ｘ，ｙ）が読取りシステムによって知られる必要はもはやなく、それは情報担体の読取りを単純化する。何故ならば、アクチュエータは、データトラック上で入力光ビームＩＬＢを維持すれば十分だからであり、データが情報担体上のどこに位置付けられたかを注意する必要がないからである。

図７は、本発明に従った情報担体の第三実施態様を、この情報担体上のデータを読み取るための読取りシステムと共に示している。

情報担体は、圧痕ＩＤ１が、前記情報担体の第一縁部Ｅ１に向かって層Ｌに適用される入力光ビームの一部を第一方向ｄ１に沿って偏向するのみならず、前記情報担体の第二縁部Ｅ２に向かう前記入力光ビームＩＬＢの一部を第二方向ｄ２に沿って偏向するようにも成形されている点で、図１に記載されたものと異なる。第一方向ｄ１及び第二方向ｄ２は、例証されるように、有利に垂直である。

光が方向ｄ１及びｄ２に沿って偏向されるのを可能にするために、圧痕ＩＤ１は、図８によって例証されるように、ピラミッド形状であり得る。

この読取りシステムは、情報担体に適用されることが意図される入力光ビーム（ＩＬＢ）を生成するための生成器（例えば、図示されないレーザ）と、前記情報担体のデータトラックに沿って前記入力光ビーム（ＩＬＢ）を移動するためのアクチュエータ（図示せず）とを含む。

光検出は、以下によって行われる。
− 第一出力光ビームＯＬＢ１から第一出力信号Ｕ１を生成するための第一線センサＬＳ１。前記第一出力光ビームＯＬＢ１は、前記入力光ビームＩＬＢに応答して前記情報担体によって生成される。
− 第二出力光ビームＯＬＢ２から第二出力信号Ｕ２を生成するための第二線センサＬＳ１。前記第二出力光ビームＯＬＢ２は、前記入力光ビームＩＬＢに応答して前記情報担体によって生成される。
− 前記第一出力信号Ｕ１及び前記第二出力信号Ｕ２から前記データの位置及びデータ値を検出するための計算ユニット（図示せず）。

各線センサ(line sensor)は、生成される出力電圧が、出力ビーム（ＯＬＢ１，ＯＬＢ２）が線センサに適用される位置に比例するという事実によって特徴付けられる。線センサは、例えば、結晶質シリコン（ｃ−Ｓｉ）、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）、ポリマ、及び、Ｃｕｏのような幾つかの異なる材料で作成され得る。

代替的に、線センサ（ＬＳ１，ＬＳ２）は、画素化線センサに対応し得る。各画素化線センサは、線構造を有する幾つかの光ダイオードで構成される。

有利に、第一線センサＬＳ１及び第二線センサＬＳ２は、特に仮に情報担体が矩形のデータ行列を有するならば、互いに垂直に配置される。

そのような読取りシステムは、より頑強（ロバスト）である。何故ならば、入力光ビームＩＬＢの速度を情報担体上で同期する必要がなく、読出しは線センサによって行われるからである。入力光ビームＩＬＢによって行われる走査及び線センサによって行われる読出しは独立的になる。走査速度は余り重要でなくなり、結果的に、より低いビット誤り率が取得され得る。図５に描写される実施態様とは逆に、入力光ビームＩＬＢが移動される速度は一定であり且つ／或いは既知である必要はないことも付記する。

以下は、データの値及び位置がどのように計算ユニットによって回復されるかを例証している。理解のために、行列（即ち、二次元配列）に従って配置されるデータを決定するための類似の説明を適用して、１つのデータのトラック（即ち、一次元）のみが考察される。

第一実施例に従って、線センサが（例えば、出力信号Ｕ１を介して）以下の順列の電圧：［０．８４；１．４６；１．７７；２．０８；３．０１；４．２５；４．５６］を測定すると仮定しよう。

これらの電圧は、それらのデータ地域上に圧痕を有するデータによって生成される。よって、（例えば、「１」状態を有する）これらのデータの位置は、直接的に位置付けられ得る。何故ならば、その位置は電圧値と比例するからである。しかしながら、それらのデータ地域上に圧痕を有さないデータの位置も、計算ユニットによって回復されなければならない。この目的を達成するために、計算ユニットは、先ず、最小電圧差を決定することによって２つの隣接する圧痕の間の距離を計算する。この実施例では、この差は０．３１と等しく、全ての他の地点の間の差は、その整数倍である。よって、２つの連続的データの間の距離は、０．３１である。これは、０．８４と１．４６との間の圧痕を有さない２つのデータ地域が情報担体上に配置されること、２．０８と３．０１との間の圧痕を有さない２つのデータ地域が情報担体上に配置されること、並びに、３．０１と４．２５との間の圧痕を有さない３つのデータ地域が情報担体上に配置されることを可能にする。換言すれば、以下の組の二進データ：［１０１１１００１０００１１］が抽出される。

第二実施例に従って、線センサが（例えば、出力信号Ｕ１を介して）以下の順列の電圧：［０．５６；２．２４；４．３４；５．６；７．２８］を測定すると仮定しよう。

これらの電圧は、それらのデータ地域上に圧痕を有するデータによって生成される。よって、（例えば、「１」状態を有する）これらのデータの位置は、直接的に位置付けられ得る。何故ならば、その位置は電圧値と比例するからである。しかしながら、それらのデータ地域上に圧痕を有さないデータの位置も、計算ユニットによって回復されなければならない。この目的を達成するために、計算ユニットは、先ず、最小電圧差を決定することによって２つの隣接する圧痕の間の距離を計算する。この実施例では、この差は０．３１と等しく、全ての他の地点の間の差は、その整数倍である。よって、２つの連続的データの間の距離は、１．２６である。

しかしながら、この差の値は、他のデータ地点の間の距離を除算するときに整数値を生成しない。結果的に、この初期的な差の約数が計算ユニットによって試され、ユニットは関連する約数、この場合には、１．２６／３＝０．４２を見い出す。これは、０．５６と２．２４との間の圧痕を有さない３つのデータ地域が情報担体上に配置されること、２．２４と４．３４との間の圧痕を有さない４つのデータ地域が情報担体上に配置されること、４．３４と５．６との間の圧痕を有さない２つのデータ地域が情報担体上に配置されること、並びに、５．６と７．２８との間の圧痕を有さない３つのデータ地域が情報担体上に配置されることを可能にする。換言すれば、以下の組の二進データ：［１０００１００００１００１０００１］が抽出される。

有利に、幾つかの所定の組のデータをデータ行列の周辺に配置することによって、圧痕を有する２つの隣接するデータの間の電圧差は、より容易に決定され得る。何故ならば、約数を試すために使用されないからである。

本発明は図面及び前述の記載中に詳細に例証され且つ記載されたが、そのような例証及び記載は例証的又は例示的であると考えられるべきであり、制限的と考えられるべきではない。本発明は開示された実施態様に限定されない。例えば、圧痕が情報担体の少なくとも１つの縁部に向って入力光ビームを偏向することを許容する限り、圧痕の形状は異なり得る。

請求項中、「含む」という用語は、他の素子又はステップを排除せず、不定冠詞は複数を排除しない。請求項中の如何なる参照記号も範囲を制限するよう解釈されてはならない。

Claims (8)

1. データを記憶するための層を含む情報担体であって、
   前記層は、内面を有する光導波路を形成し、前記内面上には、圧痕の行列が配置され、前記圧痕は、当該情報担体の第一縁部に向かって前記層に適用される入力光ビームの一部を第一方向に沿って偏向するよう成形され、前記圧痕の存在は、第一状態を有する記憶データを反射し、前記圧痕の不存在は、第二状態を有する記憶データを反射する、
   情報担体。
2. 前記圧痕は、前記情報担体の第二縁部に向かう前記入力光ビームの一部を第二方向に偏向するようにも成形される、請求項１に記載の情報担体。
3. 出力光ビームを生成するよう、前記第一縁部に向かって偏向される光を収集するために、前記第一縁部に沿って配置される光案内構造をさらに含む、請求項１に記載の情報担体。
4. 前記圧痕は、プリズム形状である、請求項１、２、又は、３に記載の情報担体。
5. 前記圧痕は、ピラミッド形状である、請求項１、２、又は、３に記載の情報担体。
6. 情報担体の上のデータを読み取るためのシステムであって、
   前記情報担体に適用されることが意図される入力光ビームを生成するための生成器と、
   前記情報担体のデータトラックに沿って前記入力光ビームを一定速度で移動するためのアクチュエータと、
   前記入力光ビームに応答して前記情報担体によって生成される出力光ビームから出力信号を生成するための光センサと、
   前記出力信号及び前記一定速度の値から前記データの位置及びデータ値を検出するための計算ユニットとを含む、
   システム。
7. 情報担体の上のデータを読み取るためのシステムであって、
   前記情報担体に適用されることが意図される入力光ビームを生成するための生成器と、
   前記情報担体のデータトラックに沿って前記入力光ビームを一定速度で移動するためのアクチュエータと、
   前記入力光ビームに応答して前記情報担体によって生成される第一出力光ビームから第一出力信号を生成するための第一線センサと、
   前記入力光ビームに応答して前記情報担体によって生成される第二出力光ビームから第二出力信号を生成するための第二線センサと、
   前記第一出力信号及び前記第二出力信号から前記データの位置及びデータ値を検出するための計算ユニットとを含む、
   システム。
8. 前記第一線センサ及び前記第二線センサは、互いに垂直に配置される、請求項７に記載のシステム。

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